单个腺病毒颗粒的原子力显微镜液相成像及样品制备方法

原子力显微镜(Atomic force microscopy,AFM)作为一种纳米级高分辨率的探针扫描显微镜,在病毒形态学研究等领域有广泛的应用。为更好地利用AFM在接近病毒生理环境(液相)中观测单个病毒颗粒,选择合适的基底吸附病毒样品是重要的前提保障。本文介绍了一种病毒样品制备及AFM液相成像方法。首先制备疏水化处理的玻璃盖玻片作为吸附基底,再将观察样品腺病毒重组载体颗粒(Adenovirus type 5F35,Ad5F35)吸附于基底上,建立在液相下单个病毒颗粒的原子力显微镜成像方法。通过该方法获取了单个腺病毒颗粒在液相下的高分辨率纳米级高度图(height image),且病毒颗粒保持了约90nm的正确测量高度。实验结果表明疏水化处理的玻璃基底具有良好的吸附力,有助于病毒颗粒牢固地吸附在基底上,且不会引起较大的形变。本研究为AFM观测病毒等生物样品提供了一种较为合适的吸附基底和在液相中的AFM成像方法,对后期开展病毒形态结构、物理属性及其与宿主细胞受体相互作用的研究打下基础。     

基于高光谱成像和主成分分析的水稻茎叶分割

在单株水稻表型测量研究中,为了实现绿叶面积和茎叶相关表型参数的准确计算提供技术保障,茎叶的分割是非常重要的一步。传统的人工测量方法费时费力,且主观性较强,而基于普通相机拍摄的彩色图像进行分割效果很差。本研究介绍了一种使用可见光-近红外高光谱成像系统自动区分单株盆栽水稻茎叶的方法。首先将各波长下的图像从原始二进制数据中提取出来,接着使用主成分分析所有波长下的图像,并提取出主要的主成分图像,再基于数字图像处理技术将茎叶区分开。实验结果表明,本系统以及文中所用方法对分蘖盛期的水稻茎叶有很好的分割效果,这为后续水稻茎叶表型性状高通量、数字化、无损准确提取提供了重要的技术保障,并进一步促进植物表型组学的发展。     

智能期相联合SSF技术改善冠状动脉CTA图像运动伪影

目的:评价智能期相选择(Smart phase)和自动追踪冻结(Snap-Shot-Freeze, SSF)技术联合应用在前门控冠状动脉CT血管成像(Coronary CT angiography, CCTA)改善图像运动伪影中的价值。方法:94例疑似心血管疾病的患者行CCTA检查。所有患者图像均采用smart phase、SSF及smart phase+SSF两种技术联合进行后处理。将原始图像(A组)、smart phase图像(B组)、SSF图像(C组)和smart phase+SSF图像(D组)导入GE AW4.6工作站。对四组患者冠状动脉三大分支(右冠状动脉、左前降支及左旋支)图像质量进行主观评价(5分法)和测量每组图像主动脉根部及前胸壁肌肉CT值和标准差,并计算图像的噪声(Noise,N)、信噪比(Signal-to-noise ratio,SNR)和对比噪声比(Contrast-to-noise ratio,CNR)和比较。结果:经smart phase处理后,A组冠状动脉三大分支图像评分均得到了明显提高(P<0.05)。经SSF矫正的A组和B组冠状动脉三大分支图像质量评分均得到明显提高(P<0.05)。Smart Phase联合SSF技术得到的图像评分在所有组中评分最高,与其他组均存在显著差异(P<0.05)。结论:Smart phase联合SSF技术可明显改善前门控CCTA图像运动伪影,值得临床推广应用。     

Shoot beetle damage to Pinus yunnanensis monitored by infrared thermal imaging at needle scale

为寻求基于红外热成像技术监测云南松切梢小蠹(Tomicus yunnanensis)危害的可行性, 该研究以不同受害程度的云南松(Pinus yunnanesis)针叶为研究对象, 利用红外热成像仪观测受云南松切梢小蠹危害的云南松针叶温度的日变化规律, 并通过不同受害程度针叶的叶绿素含量、叶片含水量以及净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)等生理生化因子来分析解释针叶温度的变化。结果表明: (1)云南松针叶内叶绿素和水分含量随受害时间增加逐渐降低, 叶绿素含量下降速率比含水量下降速率快; (2)叶片的P_n、G_s及T_r随受害程度增加而降低, 针叶温度与大气温度的温差(ΔT_l-a)则随受害程度增加而变大; (3)不同程度受害针叶温度与健康针叶的温差(ΔT)在14:00-15:00之间达到最大, 轻度、中度和重度受害针叶ΔT分别可达0.6、0.7、2.5 ℃; (4)不同程度受害针叶的G_s、叶片含水量与ΔT呈较强的负相关关系。针叶受害后叶片内部水分失衡引起叶温变化, 利用红外热辐射对于温度变化的敏感性, 可通过红外热成像技术精确探测针叶温度的变化, 从而检测到云南松遭受云南松切梢小蠹危害的程度。     

儿童失神癫痫的默认模式网络的结构连接研究

大脑结构连接是其功能连接的物质基础．已有研究表明,失神癫痫患者默认模式网络(default mode network,DMN)中的功能连接发生了改变．为了探索这些改变相应的结构基础,对11名儿童失神癫痫患者和12名正常对照,使用基于弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)的纤维束追踪技术,构建了每个被试DMN脑区间的纤维束连接．结果表明,在所有被试的DMN网络中一致发现后扣带/楔前叶到内侧前额叶、后扣带/楔前叶到左右双侧的内侧颞叶都存在纤维束连接．通过两组间统计比较这些纤维束连接的平均长度、连接强度、平均部分各向异性(fractional anisotropic,FA)值和平均弥散度(mean diffusivity,MD)值等参数,发现患者组的后扣带/楔前叶到内侧前额叶纤维束连接上的平均FA值及连接强度都显著降低,而平均MD值显著增加,并且其FA值与癫痫病程呈显著的负相关关系,这些改变可能影响了患者DMN网络的功能连接．本研究结果为DMN功能连接异常提供了相关的结构上的依据,提示后扣带/楔前叶到内侧前额叶的连接异常可能在儿童失神癫痫中起着非常重要的作用．     

单细胞拉曼光谱在微生物研究中的应用

拉曼显微光谱是一种能够提供0.5–1.0μm空间分辨率的单个微生物细胞内化学结构信息的研究技术。近几年来,拉曼显微光谱被越来越多地应用于微生物单细胞的研究中,它可以快速无损地检测微生物细胞内的特征化学组分。典型的单个微生物细胞的拉曼光谱包含核酸、蛋白质、碳水化合物、脂质和色素(例如类胡萝卜素)等信息,这些信息能够表征微生物细胞的基因型、表型和生理状态。所以单细胞拉曼显微光谱是一种可用于区分微生物样品的"全生物指纹"技术,它可用于研究单个微生物细胞生命阶段的转变、鉴定微生物单细胞中的色素及其他化合物的含量变化等。本文综述了目前拉曼显微光谱在微生物单细胞研究上的应用,主要包括与稳定同位素标记(stable isotope probing,SIP)、拉曼成像、光谱分类和细胞分选技术结合来探究微生物单细胞对物质吸收后特征峰的变化、推导物质循环过程、进行微生物分类鉴定和探索基因型与表型的关系。拉曼显微光谱作为微生物单细胞研究的手段之一,在代谢过程的研究、活细胞分选和细胞对物质的利用上具有广泛的应用前景。     

树木病虫害缺陷精准检测方法的综述和展望

我国疆土辽阔,有着丰富的森林资源。近年来,随着外来昆虫的入侵,全国树木病虫害的暴发率逐年上升,对我国生态经济造成了巨大的影响,但是树木病虫害的监测只能在局部地区,因而只能在已经暴发了较严重的病虫害后才能够发现和治理。树木病虫害如在早期未被发现和处理,可能会造成暴发的严重形势,且预防和治理将变得被动,因此,进行树木内部病虫害缺陷精准检测尤为重要。为更早和更加准确预报树木病虫害的发生,需要进行定期的检测和监控。针对早期传统方法如目测法、敲击辩声法和解剖观测法等方法的准确性低、时效性差和易对树木造成不可逆损害等缺点,近些年研究出了新的检测方法,包括指向性好、能量大的超声波检测法,低成本、穿透性强的应力波检测法,以及成像准确、适用于不同环境的电磁波检测法等。不同的检测方法分别有着相对应的成像算法,如走时法、频域分析法和Born近似法等。这些成像算法在分辨率、准确度、精度和计算速度上各有优势。通过对这3种检测方法的发展现状进行总结,了解各类检测方法的优缺点,有助于更好地针对不同情况下的树木病虫害做出精准检测,能够把树木病虫害暴发后的被动治理变成暴发前的主动预防,以提早做出应对方案。     

激光散斑成像技术在脑科学研究中的应用

激光散斑衬比成像(laser speckle contrast imaging,LSCI)是一种非扫描式实时血流动力学成像技术,具有高分辨率、快速实时成像、非接触、仪器结构较简单等优势.尽管由于深度分辨率的限制,LSCI主要用于浅表组织测量,但其在神经疾病、皮肤病等领域的基础研究及临床应用中展现出良好的应用潜力.本文简要介绍了激光散斑衬比成像技术的基本原理与技术进展,综述其在脑卒中、吸毒成瘾、阿尔茨海默病等脑疾病及其他脑科学应用中的研究进展,并展望其发展前景.     

经颅电刺激对睡眠剥夺后双侧后扣带回皮质功能连接紊乱干预作用的初步研究

目的:探讨经颅电刺激对睡眠剥夺后双侧后扣带回皮质功能连接紊乱的干预作用。方法:研究采用自身前后对照的试验设计。16名受试者均接受2次24 h睡眠剥夺,2次睡眠剥夺间隔3周,受试者分别于第1次正常睡眠后、24 h睡眠剥夺后、经颅电刺激(真或假刺激)干预后(真、假刺激电流大小均为1 mA,电流作用时间分别为20 min、2 s,干预实验均持续20 min)及第2次经颅电刺激(假或真刺激)干预后采集静息态磁共振成像数据。以睡眠剥夺前收集静息态功能磁共振数据作为基线,选取双侧后扣带回皮质作为种子点进行全脑功能连接分析,观察睡眠剥夺前后及经颅电刺激真、假刺激后大脑的功能连接变化。结果:与正常睡眠后相比,24 h睡眠剥夺后双侧后扣带回皮质与双侧丘脑间的功能连接上升(P<0.01),与右侧楔前叶、海马旁回以及双侧岛叶间的功能下降(P<0.01)。与假刺激相比,给予真刺激后左侧后扣带回皮质与右侧楔前叶功能连接上升(P<0.01);与双侧丘脑、岛叶及右侧大脑皮质功能连接下降(P<0.01)。右侧后扣带回皮质与全脑的功能连接在双侧丘脑、右侧岛叶及大脑皮层间也存在下降(P<0....     

多功能纳米探针用于医学影像引导下的肿瘤免疫治疗

除了手术、放疗和化疗等传统手段外,免疫治疗作为一种新型的肿瘤治疗方法已引起人们的广泛关注.大量研究表明,多功能纳米探针可以实现肿瘤的成像与治疗,同时利用纳米探针诱导肿瘤细胞死亡还可导致肿瘤抗原的释放,引起肿瘤免疫治疗的特异性免疫反应,因此将免疫治疗与多功能纳米探针相结合,可实现肿瘤的早期诊断与治疗.本文主要综述了多功能...