激光显微切割技术在植物细胞和分子生物学研究中的应用进展

激光显微切割技术是20世纪90年代后期发展,由现代物理学和生物学相结合的精确取材技术.该技术可以在显微镜下利用微激光束直接从不同的组织(包括活体组织)快速切割、分离和纯化生物体的目标组织、细胞及其组分,用于细胞和分子生物学的研究.笔者结合开展激光显微切割技术研究遇到的问题,从制片技术的改进、基因表达、DNA和蛋白质分析等方面,对激光显徽切割技术在植物细胞和分子生物学研究中的应用进行了综述.     

自由基生物学在运动医学中的应用研究

长时间剧烈运动会产生大量自由基,对机体生物大分子、亚细胞器(膜)、细胞、腺体、组织造成伤害,导致机能下降,从而引起机体健康水平和运动能力降低.本文总结了在运动医学领域常用的自由基清除系统,如:酶促自由基清除系统、维生素类自由基清除系统、有机小分子类自由基清除系统、金属蛋白类自由基清除系统、植物提取物类自由基清除系统、海生动物与菌藻类提取物类自由基清除系统.进一步介绍了生物学和医学中的新技术,如:电子显微镜技术、同工酶分析技术、流式细胞仪技术、基因芯片技术、PCR技术、放射免疫方法、高效液相色谱技术、间接荧光染色方法等在运动自由基研究中的应用.论述了自由基对大分子、细胞、腺体、组织损伤与危害的生物学机制,自由基对运动能力的影响以及运动自由基生物学研究现状.指出在运动自由基生物学领域应进一步开展新的、有效的抗氧化剂筛选与开发和作用机制的深度研究.     

面向生物医学实验的微操作机器人

微操作机器人是将机器人技术的路径规划,运动控制和机器视觉与生物、医学实验中的微操作要求相结合,研制开发的新一代智能形生物实验显微操作设备。该系统可以应用于生物医学实验中,对微细生物体进行显微操作,如对生物细胞进行转基因显微注射,对染色体进行显微切割等操作。 微操作机器人可用于生物医学实验中,对生物体(生物细胞、胚胎、染色体等)实施微密集精度的操作。微操作机器人由以下部分组成:系统管理模块,显微视觉与图相处理模块、多轴运动规化模块和高精度运动控制模块。特点:①将机器人构造学、自动控制理论与生物医学中微操作的精度要求相结合,设计出的微操作机器人体系结构和运动控制系统,既能满足显微操作的各种精度要求,又能满足生物实验的较大运动范围的要求。与手动微操作仪器相比,提高了实验的准确性和可重复性,并能够对更微小的细胞进行显微操作。②通过系统的图相处理和特征识别,可自动定位操作工具的末端和被操作对象的空间位置,克服了显微平面图像缺少第三维位置信息的问题,并能自动引导微操作工具完成操作工程,这是本系统区别于其它任何微操作系统的本质特征。③操作人员根据显示的微显图像控制微操作机器人的运动     

人脂肪来源干细胞在模拟微重力环境中的生长特性

种子细胞体外的规模化扩增和结构、功能的维护是组织工程化组织构建的关键环节．多项研究显示三维模拟微重力环境对细胞的培养、自我更新、形态功能等生物学特性的维护非常有利．文中利用旋转式细胞培养系统（RCCS）结合微载体培养技术对人脂肪组织来源干细胞（hADSCs）进行了规模化培养的初步探索．通过细胞增殖曲线、染色体核型、流式细胞仪分析和分化能力等检测表明FACT Ⅲ微载体与hADSCs具有理想的生物相容性，在模拟微重力环境条件下，细胞在其表面生长并分泌大量细胞外基质，使得培养的细胞更好地维持其增殖、分化等基本生物学特性．该实验研究为组织工程种子细胞的培养及该过程中细胞功能老化、凋亡等问题的解决提供一定的理论支持和技术思路．     

光照强度和波长对底栖藻类种群生长的影响(Ⅰ)——光合色素的变化

在自然水体中首先让底栖藻类在透明人造丝膜附着装置上定居着生５周,然后移至实验室培养．测定初始的叶绿素ａ和脱镁叶绿素后,对底栖藻类进行３个不同光照强度的全光照处理（２９．１,１１．０和５．５Ｗ／ｍ２）和３种不同光照波长的处理（红光、蓝光和绿光）．处理期间温度和水流保持一致．在所有光照处理下底栖藻类体内叶绿素ａ的含量表现出稳定增长的趋势,在第二周末达到最高值,在第三周开始急剧下降．研究发现,光照强度与底栖藻类的生长呈负相关,这与高光照强度对藻类细胞内光合色素的破坏有关．在不同光照强度的全色光下,叶绿素ａ的含量的变化是由于所研究的底栖藻类对光照强度的反应存在着“小球藻型”“小环藻型”和过渡类型所致．强光引发的藻类细胞的“失绿”亦是由于叶绿素ａ含量减少的原因．由于红光能增加光合作用的效率,促进藻类细胞叶绿素ａ的合成等生物合成过程,在红光的处理下藻类细胞内叶绿素ａ的含量达到最大值．而在绿光下底栖藻类种群的生长速度居中．     

海洋浮游植物自动分析和识别技术

浮游植物是海洋生态系统的初级生产者．对其种类的分类鉴定和定量分析是海洋科学研究和应用的基础性工作．传统的分析方法主要采用显微镜下的人工鉴定和定量计数．为了适应海洋科学和环境监测中的快速检测的需要，解决目前显微镜人工鉴定中存在的专业水平要求高、分类人员断层、耗时等问题，至今已有不少学者对各种浮游植物自动分析和识别方法进行了研究．包括基于藻细胞形态的与计算机技术相结合的图像法，基于藻类色素组成的吸光光度法、荧光分光光度法和高压液相色谱法．基于藻细胞大小、色素组成、DNA等的流式细胞仪法，基于细胞基因系列的分子探针法等．本文对这些方法的原理、发展动态、优缺点等进行了综述．认为基于藻细胞形态的浮游植物显微图像自动识别技术，由于其综合了现代仪器自动分析和传统显微分类方法的优点，是浮游植物自动识别的一种理想和实用的方法，将有很好的应用前景．     

荧光法在赤潮图像分析中的应用

微藻样品中往往包含着各种复杂的非藻沉淀物，为解决这些微藻的探测和分析问题，利用微藻类在一定波长光照射下产生荧光的特性，对裸甲藻等多种赤潮藻类进行荧光实验处理，并在此基础上对藻类的荧光图像和灰度图像进行阈值分割、轮廓和纹理分析及图像识别等后继图像处理．实验证明，荧光法可以有效去除背景噪声，保留藻类信息，使后继的图像处理工作更加容易和有效，从而解决了探测和分析包含复杂背景的沉淀物样品中微藻的问题．文中提取了藻类的15个特征进行识别处理，准确率可达95％．     

MPV Ⅱ显微分光光度计的扩大应用——一个新的程序设计

我们的 MPVⅡ显微分光光度计是1975年从西德 Leitz 工厂购进的,1980年又购进与它联机操作的 HP-9825 S 计算机和 Tektronix 4006-1显示终端及部分软件.这台仪器能对显微镜分辨本领之内的微小区域进行多种光度测量,例如测量微区的透射光、反射光、荧光以及光程差等,在医学、生物学等领域内获得广泛应用.近年来,我们利用它开展了细胞组织化学、细胞免疫荧光、显微放射自显影,整体放射自显影等方面的研究.但是由     

羟基对海洋微藻细胞叶绿素a的影响

海洋微藻是造成赤潮和外来生物入侵性传播的有害海洋生物．为了防止海洋微藻对经济及生态的破坏，采用羟基药剂进行杀灭微藻的实验，从生物化学和生态毒理学的角度研究羟基自由基对海洋藻类细胞叶绿素a的作用效应．研究表明羟基使细胞氧化脱色，是导致细胞死亡的主要原因．羟基是杀灭有害海洋微藻的绿色理想药剂。     

发育细胞生物学研究中的显微注射技术

系统介绍了显微注射技术,包括材料的选择处理,荧光分子探针的构建,显微注射过程等并通过紫竹梅花和洋葱鳞片,具体说明了显微注射技术在发育细胞生物学研究领域的应用。     

数码显微互动系统用于细胞生物学实验教学

细胞生物学是一门实践性很强的学科,随着信息技术和现代教育技术的发展,数码显微互动系统已逐渐被应用至细胞生物学的实验教学中,并已日益体现出其优势。扬州大学生物科学与技术学院通过几年来的实践,形成了一套运用在数码显微互动系统中的细胞生物学实验教学方法,取得了良好的实验教学效果。该系统的应用还将大力推动整个细胞生物学实验教学体系的革新,为培养实践型、创新型的实践人才提供坚实的平台。     

微拟球藻蛋白质含量和氨基酸组成分析

本研究测定了微拟球藻（Nannochloropsis oculata）的蛋白质含量和氨基酸组成,对其营养进行了评价,并用主成分分析法对微拟球藻及绿藻门其它5种藻类的氨基酸含量进行了比较分析．结果显示：微拟球藻与绿藻门其它藻类蛋白质和氨基酸组成上有较大差异,必需氨基酸占总氨基酸的39．03％,EAAI 为93．86,主成分分析构建了2个主成分,其贡献率：主成分1为79．363％,主成分2为11．054％,累积贡献率为90．417％．     

基于光流技术和滤波器方法的多尺度微运动测量

将光流技术和多尺度方法相结合,提出了一种基于光流技术和梯度滤波器的多尺度高精度微运动测量方法.该方法将微运动测量看成是光流的计算,采用滤波器方法计算图像的梯度,并利用多尺度方法将较大像素的图像运动转化为多个小像素的图像运动进行估计,从而提高运动估计精度.该方法用于测量2个像素附近的微陀螺图像运动时,最大测量偏差小于0.008个像素.实验模拟结果表明,这种采用光流技术和多尺度相结合的方法能够实现高精度的微运动测量.     

生物医学光子学的发展与前瞻

生物医学是光子学的一个重要应用领域，两者的交叉形成了新兴学科“生物医学光子学”．主要研究内容包含：一是生命系统中产生的光子及其反映的生命过程，以及这种光子在生物学研究、医学诊断与治疗方面的重要应用；二是医学光学与光子学基础和技术，包括组织光学、光与组织相互作用和组织工程、新颖的光诊断和光医疗技术及其作用机理的研究等．生物医学光子学目前仅具雏形，但其发展之快引人注目．该文介绍了近十年来生物医学光学与光子学的发展情况，并就其中的一些主要课题，如生物组织光学性质的无损检测、生物组织光学成像、医学光谱技术和显微技术等的发展前景提出看法和建议．     

聚合物核壳结构微球的同步辐射显微表征研究

针对聚合物核壳结构微球的结构特点,引入了同步辐射显微技术对微球的结构和组分进行了初步研究.利用同步辐射X射线显微成像技术对微球的内部形貌进行了表征,观测到壳层内壁大多呈光滑的圆弧,也有局部由若干个小圆弧连接组成;利用同步辐射红外显微光谱法对核内物质的组分进行了研究,结合X射线显微成像技术观察到的微球壳层内壁的高吸收现象,初步验证了微球内铁离子在辐照下被还原的化学反应过程,表明了利用聚合物核壳结构微球来开展化学反应研究是可行的.     

孔雀鱼幼苗在光场中的行为反应分析

采用光梯度法,探讨了孔雀鱼幼苗对红(波长为700 nm)、黄(580 nm)、绿(550 nm)、蓝(450 nm)及白色光的选择性及不同照度梯度下的行为反应.结果表明,孔雀鱼幼苗对5种颜色光表现出不同程度的趋光性和选择性,对蓝光的趋光性最强,其趋光率高达99%,相应的照度范围为1 500~2 000 lx,对红光的趋光性最小.     

显微图像处理在藻类分类计数中的应用

水体中藻类与水质状况之间存在着密切的关系,因此可根据藻类综合指数、生物多样性指数等指标对被监测水体的水质状况做出评价.传统的藻类监测是由专业人员在显微镜下通过肉眼检测水体中藻类种类及个体数目.本文通过对水体微藻的显微图像进行处理和分析,提出了藻类显微图像分类计数新方法,取得了一定的效果.     

序列图像细胞追踪鲁棒性的影响因素

细胞运动追踪的研究,一直是细胞学和生物学研究的重要部分,但传统的研究方法在技术日益革新的现今已不再适用.细胞运动的图像算法分析方式是一个比较新的研究领域,追踪图像的鲁棒性直接影响着细胞运动追踪的质量.现对影响细胞运动图像算法研究的鲁棒性问题进行综述,以期对该领域的进一步探索提供借鉴     

生物显微图像分析与处理研究

介绍了显微图像分析与处理的研究概况及其在生物学中的应用;阐述了显微图像拼接、阿达玛变换显微图像分析、显微图像的快速存储和重现、基于分形参数的中药材显微图像纹理分析和肿瘤细胞显微图像处理与识别系统等生物显微图像的分析与处理技术;对计算机在显微图像分析和处理中的应用前景进行了讨论。     

中国水蛇血细胞显微和亚显微结构的观察

中国水蛇血细胞按形态分为红细胞、嗜异性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、嗜天青粒细胞、单核细胞、淋巴细胞及血栓细胞８种．记录了这８种细胞的显微和亚显微结构，为生物学、动物比较解剖学的研究提供基础资料．