活细胞内微粒的跳跃运动和布朗运动

在光学显微镜下容易看到活细胞内微粒的无规则运动。早期把这种无规则运动都归之于微粒的布朗运动,即分子热运动引起微粒的无规则运动。但以后许多实验观察到活细胞内微粒还发生时间上间歇、方向上无规则的跳跃运动。跳跃运动和布朗运动这两种运动形式     

活细胞内胞质微粒拟布朗运动的研究

胞质微粒(cytoplasmic granules)的无规则运动,是活细胞内部一种普遍存在的现象,早年Kamiya报道过细胞内微粒的杂乱运动,把它称为颤动(agitation)。Rebhum报道过细胞内微粒无规则运动,Ross等观察未分化的变形虫细胞内部微粒运动,Bartmik等观察植物假根细胞内部小泡运动,刘国琴等观察萌发花粉细胞内微粒运动。但这方面工作多为定性的描述,缺乏定量的测量和计算。我们在烟草愈伤组织细胞内胞质流动的研究中观察到胞质微粒无规则运动。本文报道实验观察现象,对这种运动进行定量测量,并讨论它的性质。     

活细胞内微粒跳跃运动理论

许多实验报道过活细胞内微粒(包括细胞器)跳跃运动(saltatory movement)的现象。微粒跳跃运动的显著特点是运动的间歇性:微粒在短时间内突然发生运动,然后停止不动。曾经进行过微粒跳跃运动的研究,并有实验表明,细胞器沿着肌动蛋白丝和微管运动。但是,对这种在活细胞内普遍存在的运动形式,至今没有定量的讨论。本文提出活细胞内微粒(包括细胞器)跳跃运动的定量理论。     

非平衡态统计物理原理新进展

提出了一个新的非平衡态统计物理基本方程以取代现有的Ｌｉｏｕｖｉｌｌｅ方程,这就是６Ｎ维相空间反常Ｌａｎｇｅｖｉｎ方程或其等价的Ｌｉｏｕｖｉｌｌｅ扩散方程。这个方程是时间反演不对称的。它表明,统计热力学系统内的粒子运动形式同时具有漂移扩散二重性,统计热力学的运动规律虽受动力学制约,却不遵守Ｎｅｗｔｏｎ动力学方程,而其本质则是随机性的。粒子的随机扩散运动虽是宏观不可逆性的微观起源。由这个基本方程出发,     

用纳米技术窥视细胞内生命活动

米切尔·克里克顿写了一部名叫《捕食者》的关于纳米技术误入歧途的小说 ,里面讲一群光敏粒子穿过人体 ,创造出了终极医学成像系统。在现实世界中 ,生物化学家希望再进一步 ,利用病毒作为“纳米摄像机” ,以期获得活细胞内部生命活动的独特画面———从而更好地认识病毒本身是如何工作的。美国布鲁明顿市印第安纳大学由伯格丹·德拉格尼亚领导的研究小组正在探索载有金纳米粒子的病毒是否有能力闯入细胞内部(和病毒外壳本身的指示器一起) ,对激光作出反应。所有这些 ,会提供一幅反映细胞内化学、物理活动的前所未有的图像。研究人员目前是采…     

基于分子信标荧光增强速率检测活细胞内p21 mRNA表达

根据肿瘤抑制基因p21序列设计合成分子信标，通过显微操作将其注入p21表达水平存在差异的两种鼻咽癌细胞内，以活细胞成像方式动态检测了分子信标进入鼻咽癌细胞后荧光信号的变化．p21分子信标注入两种细胞后，荧光信号均逐渐增强，约15min后达到最大值：注入细胞后4min内，细胞间荧光增强速率存在明显差异，该差异反映了p21mRNA表达水平的变化趋势，与常规逆转录PCR（RT—PCR）结果相符．在使用分子信标进行活细胞内mRNA表达水平的研究中，通过分析荧光增强速率的变化，可有效降低细胞内的酶的影响，提高检测结果的准确性．     

对与热力学及统计物理相关的若干重要问题的讨论

笔者曾在文献［９］［１０］中围绕“约束”这一中心论点．对热力学第二定律的本质及其相关问题进行了详尽的讨论。在此基础上，本文将进一步论述若干十分重要的争议性问题。篇幅所限，文献［９］［１０］中已经涉及的内容此处不再赘述，尽管它们对理解本文所提诸论点是十分重要的。     

基于分子信标荧光增强速率检测活细胞内p21 mRNA表达

根据肿瘤抑制基因p21序列设计合成分子信标,通过显微操作将其注入p21表达水平存在差异的两种鼻咽癌细胞内,以活细胞成像方式动态检测了分子信标进入鼻咽癌细胞后荧光信号的变化.p21分子信标注入两种细胞后,荧光信号均逐渐增强,约15min后达到最大值;注入细胞后4min内,细胞间荧光增强速率存在明显差异,该差异反映了p21mRNA表达水平的变化趋势,与常规逆转录PCR(RT-PCR)结果相符.在使用分子信标进行活细胞内mRNA表达水平的研究中,通过分析荧光增强速率的变化,可有效降低细胞内的酶的影响,提高检测结果的准确性.     

可高选择性检测活细胞内有机过氧化自由基的荧光探针

北京大学化学生物学系陈鹏研究组将一种特异的有机过氧化物识别蛋白(OhrR)与环化的黄色荧光蛋白相对接,构建出了一种可特异性识别有机过氧化物的荧光探针,能够有效和高选择性地对有机过氧化自由     

单个活细胞分析的研究进展

综述显微技术,流式细胞术,微电极,荧光技术,数字成象技术,激光,微柱分离等方法和技术及其相关联用技术在单个活细胞的化学组成,形态,功能,状态分析等细胞实时,无损,时间及空间分辨分析中的应用进展,并展望单个活细胞分析和应用的发展方向。     

硫代修饰分子信标用于活细胞内mRNA的检测

采用细胞成像的方式, 使用硫代修饰分子信标对转染GFP基因前后活细胞内靶GFP mRNA进行了实时检测. 结果表明, 硫代修饰既可保持分子信标高选择性、高灵敏度以及无需对多余探针洗脱的优点, 同时也可提高其抵御核酸酶降解的能力. 因此, 分子信标进行细胞内mRNA研究时, 硫代修饰可有效消除假阳性信号的产生, 提高检测结果的准确性.     

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。     

原子力显微术应用于活细胞及新鲜组织成像的新进展

原子力显微术由于其独特的成像方式, 为生物医学领域高分辨表征与成像研究提供了崭新的手段, 但其在活细胞及新鲜组织成像上仍存在着巨大挑战. 本文结合作者在活细胞及新鲜组织成像方面的工作, 对原子力显微术两种常用工作模式(接触模式和轻敲模式)的特点和局限、新的轻敲模式(磁驱动轻敲模式, MAC mode)用于活体生物样本的优势以及MAC mode所提供的一种反映样品表面新信息的TREC像进行了叙述, 进而介绍了目前原子力显微术在活体生物样本成像方法及表征研究方面的进展.     

《辐射和光场的量子统计理论》

本书内容大致分为两部分：一是有关光场和电子场（相对论性）的量子化，光子的基本性质（如自旋、宇称、动量和角动量、能量等），狄拉克方程的物理内涵和正反电子对的概念，量子电动力学的基本方程组，洛伦兹条件问题，散射算符和费曼图，原子对光子的吸收，电多极辐射和磁多极辐射，原子在强光下的拉比振荡，共振荧光等；二是光场的相干态和挤压相干态，光场的量子统计描述，光学测量与光场的相关函数，原子和光场与库的作用，耗散与涨落的量子统计理论（主方程和量子朗之万方程），激光的量子理论等．     

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.     

气孔运动中pH 对保卫细胞壁弹性模量的影响

保卫细胞壁的特性对气孔运动有重要的影响. 以前的研究多集中于保卫细胞壁的解剖结构, 对气孔运动中保卫细胞壁物理性质的改变了解很少. 本研究以蚕豆叶片表皮条为材料,运用细胞压力探针技术, 对气孔运动中不同pH下的保卫细胞壁弹性模量(ε)进行了测量. 研究发现, 当pH 从8.60 降至6.50 时, 保卫细胞壁的弹性模量从7.098 Pa 降至5.690 Pa. 气孔运动中, 较低的保卫细胞壁弹性模量有利于保卫细胞改变体积, 进而有助于气孔运动的完成. 从保卫细胞通过调控细胞壁pH 改变细胞壁弹性模量的角度来分析气孔运动机理, 对于完善气孔运动机理假说, 进而深刻理解气孔运动, 具有重要的意义.     

用求积分法来积分一类非完整系统的运动方程

文献[1]指出,如果有n个自由度的Hamilton系统有n个独立的、处于相互内旋的第一积分,即Lie代数可交换,那么它可用求积分法被积分出来.本文研究一类特殊的非完整系统,这些系统的运动方程可变换为Hamilton正则方程的形式.寻求系统的足够数量的第一积分,如果这些积分是独立的,并且是相互内旋的,那么上述用于研究完整系统的结果可应用于这类非完整系统,从而解决了一类非完整系统运动方程的求积分问题.     

用外部强迫因子对近百年陆地降水变化的统计建模试验

利用多元线性回归模型拟合历史气候变化经常会遇到残差自相关以及影响因子之间存在多重相关性的问题,从而导致模型出现病态.本研究利用多个自然强迫、人为活动因子的辐射强迫(有效辐射强迫)作为自变量,采用较为简单的组合统计模型将近百年陆地降水变化分解为自然强迫、人为活动的影响和内部变率(噪声),取得了较为合理的结论.首先采用多元线性回归(MLR)+差分滑动平均自回归(ARIMA)组合模型对全球及各纬度带陆地降水距平变化序列中人类活动和自然强迫因子的重要性进行了分析,发现全球和北半球中、高纬度陆地降水的模型解释方差较高(超过40%),且方程中人类活动因子的拟合系数具有高显著性,说明人类活动对这些区域降水变化具有显著贡献.进一步,利用偏最小二乘回归(PLSR)模型,量化了人为强迫多个分量对上述降水变化的各自影响(贡献),结果表明:火山爆发和多数人为因子对全球陆地降水的距平变化非常重要;只有人为气溶胶、尾迹卷云对于北半球中纬度、高纬度陆地降水距平变化一致性地表现为正贡献,而其他人为因子对不同纬度带的贡献是相反的,体现出一定的不确定性.     

决不能再熟视无睹用"求知自由"伪装的智慧设计运动

2004年10月18日,美国宾夕法尼垭州多佛镇的教育委员会发布了一项官方指示：“学生应对达尔文学说以及其他进化理论（包括智慧设计论）中存在的缺陷和问题保持警觉。生命起源问题不应再被列入授课内容。”他们要求教师在生物课上宣读一份声明,其内容是质疑进化论的正确性,同时建议学生看看有关智慧设计的文章。