显微激光散射技术及对单个活细胞的无损在位实时测量

对显微激光散射技术的原理和方法、发展现状及在单个活态细胞测量等方面的应用,包括对单个,活态人血红细胞同时在细胞、亚细胞和分子３个水平上进行的无扰,在位,实时,高灵敏度测定进行了详细介绍。     

单个细胞分析方法的研究现状与展望

本文对单个细胞分析方法的研究现状作一概述,文中系统地论述了毛细电泳法、色谱法、微电极法、显微技术用于单细胞分析的新进展.     

植物重要膜蛋白的扩散与胞吞机制

膜蛋白作为细胞膜的重要组成部分,通常会发生胞吞循环以调控其在细胞膜上的数量平衡,或响应外界环境的刺激.单分子成像技术是近年来发展起来的,可用于在活细胞条件下对单个分子进行观测和研究的新技术,具有较高的时空分辨率,实现了在纳米和微秒水平上对单个分子的快速实时成像和精确分析.本文结合作者所在实验室取得的研究成果,介绍了利用单分子技术,包括全内反射荧光显微术、荧光相关光谱、荧光互相关光谱分析等方法,对植物几种重要膜蛋白在质膜上的运动特征以及胞吞途径的研究工作,总结了植物中脂筏微区分布及脂筏参与的胞吞途径对膜蛋白功能的调控机制,展望了植物质膜微区的精确划分以及膜蛋白胞吞之后的去向等方面所面临的难题.     

闭合式无线纳米孔电极检测单个外泌体

单个体电化学通过在限域电化学测量界面上检测单个纳米粒子、单个脂质体、单个细胞等的电化学特性,实现对单个体各向异性的研究.这种高度灵敏的电化学方法能够快速测量并区分纳米级单个体的大小和表面电荷等.目前,已在单颗粒催化、环境监测和细胞分析等领域得到应用.本研究通过使用尺寸可控的石英纳米孔作为模板,将贵金属金沉积在石英纳米孔尖端,以形成用于单个体测量的纳米级电化学限域界面,从而制备具有高灵敏度的闭合式无线纳米孔电极.利用该电极构建了单个体电化学测量体系,实现了单个外泌体的检测,获得了信噪比高达25.1的单个外泌体碰撞信号,电化学测量平均电流幅值为15.1 pA,单个信号持续时间为0.4 ms,从而实现了单个外泌体与纳米电极间动态相互作用的实时测量.     

SPR细胞传感器对PMA诱导的C6活细胞内分子事件的动态无创性监测

从分子和细胞水平探讨机体对外界刺激的反应机理, 对从微观水平研究活细胞内分子活动的过程、规律及特点以及开展细胞分子生物学研究具有重要意义. 本研究针对动态监测和研究活细胞内分子事件的需求, 以表面等离子体共振(surface plasmon resonance, SPR)技术为核心, 设计研制了能够用于细胞培养和动态细胞学效应监测的SPR细胞传感器装置. 利用该装置, 实时研究了佛波酯作用于C6细胞所诱发的特征性SPR信号. 该信号同PMA作用于无细胞的空白传感器明显不同, 呈现规律性变化, 具有PMA剂量依赖性和饱和性特点, 且能够被PKC抑制剂减弱甚至完全抑制. 这说明该信号源于PKC活化等细胞内反应所导致的生物分子在细胞膜部位的重新分布. SPR细胞传感器技术为动态、无创性研究活细胞内分子事件发生的时空特点及规律提供了新的量化分析方法与思路. 该技术还可用于空间细胞学效应研究、配体垂钓、药物筛选及生物战剂监测等基础研究和应用研究.     

2013年值得关注的几个领域

1.单细胞DNA测序 随着微流控技术和罕见细胞分离技术的进步,以及对这类棘手单基因组破译能力的提高,单细胞DNA测序研究在2012年悄然崛起,并有望在2013年获得重大突破.更令人兴奋的是,通过对单个完整细胞的研究,有望进一步提升对脑细胞是如何工作的了解.在新的一年中,单细胞测序的应用前景广阔,或可更多地揭示肿瘤内癌细胞及细胞内基因副本的差异,包括产前检查等应用技术也有望取得持续进展.     

植物组织培养中酶的研究

自1902年德国植物学家哈伯兰特(Habealandt)提出植物的单个细胞可能具有分化的全能性的理论以来,植物组织培养技术不断完善,在理论探讨和生产实践的应用上,已取得了可     

基于纳米通道分析技术的电流检测系统

<正>纳米通道单分子检测技术受启发于Coulter计数法与单通道离子电流测量技术,自被提出以来得到了迅速的发展,受到了国内外广泛关注.作为一种研究单个分子行为的技术手段,纳米通道技术已经应用于研究DNA损伤、分析单个多肽结构及蛋白质构型、探测识别单个DNA与靶分子间相互作用、有机小分子化合物和水体中金属离子超灵敏检测等方面,通     

细胞传感器的研究进展

细胞传感器（cell-hased sensor)是生物传感器研究中的一个热点，它利用活细胞作为探测单元，可以测量被分析物的功能性信息，细胞传感器敏感性高，选择性好，响应迅速，在生物医学，环境监测和药物开发中有广泛的应用，近年来，细胞培养技术，硅微机械加工技术及基因技术的发展，进一步推动了细胞传感器的研究，为阐明近年来国际上细胞传感器的最新研究成果和进展，综合评述了各类细胞传感器的研究方法，应用领域和面临的挑战，最后，提出了细胞传感器的发展方向。     

单个细胞释放时空监测

细胞的受激释放在生命活动中起着非常重要的作用。对其进行研究在神经生物学、细胞生物学、病理和药理学等多个学科领域都具有非常重要的意义。因此,建立新的分析学方法,在生命活动的最基本单位－单个细胞水平上对细胞的释放进行研究是一项重要的学科前沿交叉领域。以电化学为主,结合膜片钳、荧光、免疫等方法,从研究手段与分析方法上评述近年来单个细胞释放的研究内容、方法和最新进展,并对该项学科前沿领域进行了展望。     

基于微纳材料与器件测量细胞温度

最近10年里,科研人员研发了多种微纳尺度测温传感器,希望能够借此来精确测量细胞内的温度或温度分布,但由于单个细胞的诸多限制,这些细胞测温传感器也在不断发展完善.本文将综述近年来基于微纳材料与器件测量细胞温度的研究进展,重点介绍微纳热电偶的实时细胞测温技术,最后介绍此类传感器在药物筛选、疾病诊疗等领域中的应用,并对细胞测温技术的后续发展进行了展望.具体而言,本文指出微纳尺度的细胞测温传感器一般可以分为荧光式细胞温度测量法和探极式细胞温度测量法:荧光式细胞温度测量法主要有作为温度计的有机化合物、量子点、聚合物和生物分子;探极式细胞温度测量法主要有作为热探针的热电偶、铂电阻和碳纳米管.     

整合分析(Meta-analysis)方法及其在全球变化中的应用研究

整合分析是一种专门对单个研究进行统计综合、找出普遍结论并发现差异的定量研究方法. 自20世纪90年代初引入生态和进化生物学以来, 得到了迅速的发展. 随着对全球变化问题的日益关注, 近年来该方法在全球气候变化研究中也开始得到广泛的应用. 介绍了整合分析方法的原理、步骤和优缺点, 并综述了其在气候变化研究中的应用, 包括生态系统对CO₂ 浓度升高和全球变暖的响应、生态系统对O₃的响应、土地利用和管理对气候变化的影响及干扰对生态系统生物地球化学循环的影响等方面. 尽管整合分析存在一些不足和风险, 但仍然优于传统的文献综述方法. 整合分析中的一些方法如累计整合分析、敏感性分析等仍未在全球气候变化中得到应用; 需要定期对某一主题的整合分析进行更新; 全球气候变化研究中尤其要重视交互作用的影响和长期实验. 因此, 整合分析在全球气候变化研究中仍有很大潜力, 它能在更大的时空尺度上回答单个研究无法完全回答的问题. 中国科研工作者在气候变化方面进行了大量的实验, 建立了研究和观测网络, 积累了大量的原始数据和实验结果, 迫切需要应用整合分析将这些研究进行集成, 从而为政府部门应对气候变化的决策提供科学依据. 可以预料整合分析将在中国的全球气候变化研究中得到更多的应用和发展.     

pH值对红细胞膜力学特性和胞内蛋白结构与功能的影响

利用快速显微动态图像分析技术和快速显微多道分光光度技术, 在无损、在位、实时的情况下, 同时从细胞内分子、细胞膜以及细胞形态3个水平上, 研究单个活态人红细胞的大小形态、膜弯曲弹性模量和血红蛋白的吸收光谱等在不同pH值下的自主变化情况, 表明了红细胞膜的力学特性和胞内血红蛋白分子结构与浓度随pH值发生自主变化及其相互之间的密切联系.     

单细胞分析

众所周知,对于某一群体的集中关注往往会模糊个体之间存在的差异。然而,在生物学中的细胞研究领域,科学家通常是从成千上万个细胞的集体性活动中获得关于细胞行为、状态以及人体健康方面的各种信息。如果我们对单个细胞之间的差异能更准确地理解,就可能会改善癌症和糖尿病的治疗方法。     

唾液酸化聚糖的化学标记和解析

细胞表面覆盖着一层被称为糖萼的聚糖,这些聚糖链最末端的单糖通常是唾液酸.唾液酸化聚糖参与调控各种重要的生理和病理过程.非天然糖代谢标记为在活细胞和活体水平对唾液酸化聚糖进行分析提供了一个有力方法.本文首先对非天然糖代谢标记和生物正交化学的发展历史和研究现状做简单的介绍.接着,结合本课题组相关工作,对非天然糖代谢技术在研究上皮-间充质转变、神经干细胞分化、心肌肥大等过程中的动态唾液酸化的研究进展进行介绍和讨论.为了拓展非天然糖代谢标记的应用,我们开发了蛋白质特异性聚糖成像、细胞及组织选择性聚糖标记、聚糖拉曼成像、新型非天然糖等工具.最后对唾液酸化聚糖的化学生物学研究前景进行了展望.     

马来酰亚胺氮氧自由基标记细胞膜和活细胞的电子自旋共振波谱的研究

近年来由于自旋标记技术的引入,大大地扩大了电子自旋共振(ESR)技术在生物物理学方面的应用。 自旋标记方法就是把一个理化特性已十分清楚的顺磁体,例如稳定的有机氮氧自由基嵌到或接到生物大分子上去,通过有关ESR参数的变化可以探测生物大分子的空间构象,小分子与生物大分子体系相互作用等,还可以研究活细胞中的分子结构的变化。     

斜拉桥稳定性的影响因素分析

讨论和分析了偏载、配重、辅助墩、运营阶段活载布置方式等实际因素对斜拉桥稳定性的影响。     

斜拉桥稳定性的影响因素分析

讨论和分析了偏栽、配重、辅助墩、运营阶段活栽布置方式等实际因素对斜拉桥稳定性的影响.     

“迷你大脑”展示出类似婴儿的脑活动

<正>从细胞最初被发现至今已有350多年了,但是从很多方面来讲,细胞仍然是个谜。随着显微镜技术的不断进步,研究人员逐渐揭开了细胞的秘密。整个大脑中的全部神经元细胞是一个群体,尽管单个神经元细胞都可以单独接收、处理并传递信息,但在神经细胞的传导过程中,电压的变化只有在神经元的震荡活动融     

合成生物学在活体功能材料构建上的应用

材料是人类赖以生存与发展的物质基础,代表了一个时代科学技术成果的最前沿.近年来飞速发展的合成生物学,通过改进现有系统或构建全新的生物体系,极大地促进了对生物本身的了解,拓宽了生命科学的应用范围.将构建的生物体系进一步结合材料科学中的设计工具及方法,便诞生了活体功能材料这一概念及领域.与传统材料不同,活体功能材料以活体细胞为结构单体组装材料,活体细胞本身成为材料的工程化设计工具以及技术设想和实现途径的基本单元.将编程后的工程活细胞组装、裁剪成具有生物系统特性的活体功能材料,将活体细胞的自我修复能力等特性融入材料,进一步拓展了原有材料的性能.本文将着重介绍活体功能材料的产生、发展及近年来取得的相关成果,在此基础上对活体功能材料未来的发展进行展望.