Detecting CD20-Rituximab interaction forces using AFM single-molecule force spectroscopy

The invention of atomic force microscopy(AFM) has provided new technology for measuring specific molecular interaction forces.Using AFM single-molecule force spectroscopy(SMFS) techniques,CD20-Rimximab rupture forces were measured on purified CD20 proteins,Raji cells,and lymphoma patient B cells.Rimximab molecules were linked onto AFM tips using AFM probe functionalization technology,and purified CD20 proteins were attached to mica using substrate functionalization technology.Raji cells(a lymphoma cell line) or lymphoma patient cells were immobilized on a glass substrate via electrostatic adsorption and chemical fixation.The topography of the purified CD20 proteins,Raji cells,and patient lymphoma cells was visualized using AFM imaging and the differences in the rupture forces were analyzed and measured.The results showed that the rupture forces between the CD20 proteins on Raji cells and Rituximab were markedly smaller than those for purified CD20 proteins and CD20 proteins on lymphoma patient B cells.These findings provide an effective experimental method for investigating the mechanisms underlying the variable efficacy of Rituximab.     

原子力显微镜在癌细胞观察和研究中的应用

原子力显微镜(AFM),能够在接近生理条件下以具有原子级的分辨率对活细胞进行表面成像和超微结构观察,同时可以研究细胞的生物过程、细胞与药物之间和细胞之间的相互作用,成为细胞生物学研究的一种有效工具.近年来AFM在细胞生物学研究中的应用进展很快,许多研究成果在生物医学和临床医学方面有良好的应用前景.本文分析了原子力显微镜的成像机理、工作模式和技术要点,综述了原子力显微镜在癌细胞的研究应用现状和前景.     

DNA分子在云母表面拉直技术的研究

对DNA分子的生物、物理和化学性质的很多研究,都要求对单个DNA分子的性质进行深入探索,实现DNA分子在基底表面上的拉直是对其深入研究的物理基础。文章在APS溶液处理过的云母片表面,通过不同的方法完成了对DNA分子的拉直操作,利用原予力显微镜对拉直后的DNA分子进行了表征,获得了DNA分子拉直后的形貌,并对每种拉直方法进行了比较和讨论。     

Height measurement of DNA molecules with lift mode AFM

Atomic force microscopy (AFM) can be used to im-age and study the local properties of the sample surfacethrough tip/sample interactions. There are three operationmodes: contact mode, non-contact mode and tappingmode. Mostly, the measured heights of dsDNA were only0.7—0.8 nm[1—8] in air by tapping mode atomic force mi-croscopy (TMAFM), which were much less than the gen-erally accepted diameter of 2.0—2.2 nm[9]. In TMAFM, stable imaging is available when the tip is closer to sample surf…     

一种改进的相位解缠算法

针对复杂包裹相位图解缠相位时存在相位跳变和解缠耗时的问题, 提出一种改进的相位解缠算法. 首先通过四步相移法得到包裹相位图, 由包裹相位图生成质量图; 其次将质量图划分为高质量区和低质量区, 高质量区使用简单路径算法解缠, 低质量区通过相邻两像素点的质量值构造水平和竖直权值边; 最后按构造边权值从小到大进行相位解缠, 解缠过程以两像素点所构成的边为单位, 采用不连续解缠路径, 逐次解缠所有像素点. 实验结果表明, 该算法与其他算法相比, 解缠速度较快且效果好.     

一种改进的相位解缠算法

针对复杂包裹相位图解缠相位时存在相位跳变和解缠耗时的问题, 提出一种改进的相位解缠算法. 首先通过四步相移法得到包裹相位图, 由包裹相位图生成质量图; 其次将质量图划分为高质量区和低质量区, 高质量区使用简单路径算法解缠, 低质量区通过相邻两像素点的质量值构造水平和竖直权值边； 最后按构造边权值从小到大进行相位解缠, 解缠过程以两像素点所构成的边为单位, 采用不连续解缠路径, 逐次解缠所有像素点. 实验结果表明, 该算法与其他算法相比, 解缠速度较快且效果好.     

一种心肌应变图的快速绘制方法

灰度B超图显示心脏的解剖结构,应变图可反映心肌的力学信息。心肌应变图与心脏灰度B超图混叠显示,有助于观察各阶段心肌组织的形态学及力学上的变化。提出一种心肌彩色应变图覆盖到心脏灰度B超图的快速绘制方法,即整体映射方法。采用Sonix RP超声系统扫描正常成年男性心脏6 s,保存左心室长轴的超声射频信号,经过重建灰度B超图像、计算位移图及应变图、勾画心肌的区域、彩色编码应变值等处理步骤,将心肌应变图整体映射到心脏灰度B超图上相应的位置,完成灰度B超图与彩色应变图混叠显示。实验结果:该方法绘制时间短,心肌勾画区域为1×10~6个像素点时,彩色应变图的绘制时间约为0.24 s,心肌勾画区域为4×10~6个像素点时,彩色应变图的绘制时间约为2.4 s。说明提出的心肌应变图的整体映射绘制方法,费时少,可以用于实现实时观察心肌的形状和弹性信息。     

基于数值背景表达的地图符号识别方法

提出一种基于数值背景表达的地图符号识别方法.数值背景表达就是对图像中的每一个背景像素按照一定的规律进行编码,从而得到16种不同的特征值,分别表示16种不同的背景区域.形成背景像素的特征值表达之后,再通过识别典型的背景区域及其位置、结构等特征来识别图符.结果表明,该方法对符号变形不敏感,能有效地消除非法符号的干扰,相比传统的识别方法具有特征提取简单、识别率高、识别速度快等特点.     

施扰建筑高度对主建筑层升力影响的试验研究

利用刚性模型测压试验,研究了施扰建筑相对高度变化对主建筑层升力系数和层脉动升力功率谱的影响规律.试验包含了3个并列位置、5个串列位置和3个斜列位置.结果表明:建筑物并列时,高度比越大则层平均升力系数大,层脉动升力功率谱受影响的范围大;建筑物串列时,高度比对层平均升力系数的影响很小,对层脉动升力系数的大小及沿高分布形式有显著影响,施扰建筑高度超过受扰建筑时层脉动升力功率谱受到的影响很大,尤其是顶部区域;斜列工况时,并列间距比对影响规律起主导作用.     

聚乙二醇接枝多壁碳纳米管毛细管气相色谱柱的制备研究与应用

本研究采用“向碳纳米管接枝”方法将聚乙二醇 (PEG) 接枝到多壁碳纳米(MWCNTs)的表面,合成 PEG 修饰的多壁碳纳米管(PEG-g-MWCNTs)。通过FTIR,TEM,TGA,XPS 等手段表征了接枝前后产物的化学结构。证明PEG以共价键的方式成功接入碳纳米管表面,PEG的接枝率为14%。以PEG-g-MWCNTs作为固定相,采用溶胶-凝胶(sol-gel)的方法制备气相色谱毛细管柱。利用该柱成功分离了醇,烷烃,二甲苯的异构体。同商品PEG 20M毛细管色谱柱比较,PEG-g-MWCNTs色谱柱具有更强的保留能力和更好的分辨率。     

用扫描电容显微镜(SCM)研究金基底上的铝纳米粒子

对升高模式扫描电容显微镜(LM-SCM)进行了理论分析,发现在小振幅近似下针尖的振幅直接正比于样品表面电容的梯度分布。利用升高模式扫描电容显微镜(LM-SCM)研究了金基底上铝纳米粒子的形貌和表面电容,分析了电容像的衬度与针尖的提升高度之间关系,并在实验中得到了验证。     

GMS卫星红外云图云迹风的反演

GMS静止气象卫星探测所得到的红外云图资料,用计算机图象识别技术来反演云迹风。将整幅云图划分为若干个象素点数为32×32的小块,对每个小块进行目标物的分类运算。应用模式识别中区域聚类法即最近邻简单试探法和K-均值聚类算法来完成高云、中云、低云和地表的区分。云迹风的计算采用红外亮温交叉相关法,在设定的搜索区内通过计算相邻两个时次云图目标区与搜索区的红外亮温交叉相关系数,可以得到一个交叉相关系数匹配面。对匹配面上的主极大峰值和次极大峰值应用匹配面检测和连续性检测选出合适的峰值,进而得到云迹风矢量。云迹风的高度推算用选定目标云的红外亮温加权平均值与该季节气候统计温度垂直分布值相比较,推算出目标云为高云、中云或低云。     

邻苯二甲酸二丁酯与胰蛋白酶的相互作用

在模拟人体生理条件下(pH值为7.4),应用荧光光谱法、紫外光谱法和圆二色谱法(CD)并结合原子力显微镜(AFM)和分子模拟技术,研究了邻苯二甲酸二丁酯(DBP)对胰蛋白酶(Trypsin)的光谱性质、结构及催化活性的影响.结果表明,DBP通过氢键和范德华力与胰蛋白酶形成基态复合物而猝灭胰蛋白酶的内源荧光,DBP在胰蛋白酶上只有1个结合位点.同步荧光、紫外和CD光谱研究发现,DBP与胰蛋白酶的结合诱导了酶的α-螺旋、β-折叠和β-转角含量的减少,而增加了无规卷曲的含量.原子力显微镜图像显示,DBP的存在引起胰蛋白酶的表面形态发生变化,蛋白质发生了聚集.分子模拟结果表明,DBP结合于胰蛋白酶S1疏水空腔附近,与氨基酸His 57,Ser 195和Gly 193形成氢键.酶活测定结果显示,DBP的存在导致胰蛋白酶活性被抑制.     

戊二醛对原子力显微镜观测大肠杆菌的影晌

戊二醛作为生物材料的固定剂,在原子力显微镜（AFM）制样中已广泛使用．虽然已有用戊二醛观测大肠杆菌的文献报道,但到目前为止,关于戊二醛在AFM观测大肠杆菌中的作用还缺乏系统研究．首先分析AFM扫描图像的假像,进而探讨戊二醛的浓度和固定时间对AFM图像质量和大肠杆菌表面形貌的影响．结果表明,戊二醛的浓度和固定时间对AFM图像的清晰度、大肠杆菌的微观结构以及细胞的三维尺寸都有着重要影响．在相同固定条件下所扫描的AFM图像与扫描电子显微镜（SEM）图像对比发现,两者的形貌相似,而AFM图像比SEM图像分辨率更高,在定量分析上也更有优势．     

基于PCNN模型的区域生长图像分割

提出了一种结合区域生长算法和脉冲耦合神经网络进行图像分割的方法.该方法将待分割图像的像素点映射为PCNN模型中的神经元,把改进的脉冲耦合神经网络模型的点火频率同区域生长的理论结合起来进行图像分割.实验表明该方法分割的图像与传统的分割法相比具有边缘信息更加完整,区域划分更加准确,分割效果更能符合人眼视觉的识别特征.     

静电辅助的气溶胶化学气相沉积法制备Y2O3薄膜

采用静电辅助的气溶胶化学气相沉积的方法成功地在Si(100)衬底上制备了Y2O3薄膜,利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XRP)对薄膜进行了表征.SEM分析结果显示,薄膜的颗粒为纳米级的,并且薄膜致密、平整.AFM分析结果表明,薄膜的粗糙度为11nm.由XPS分析可知,薄膜为基本上符合化学计量比的氧化物.附着力测试表明,Y2O3薄膜与Si衬底的附着力为4.2N.X射线衍射分析结果表明,沉积得到的Y2O3薄膜在热处理前为非晶结构,热处理之后薄膜具有立方晶体结构,并且沿(111)面择优生长.     

固相原位接枝炭黑的制备及其在涂料中的应用

采用固相原位接枝反应方法将炭黑(CB)与有机小分子在Haake转矩流变仪中进行接枝反应,制得接枝炭黑(GCB)。通过原子力显微镜(AFM)观察发现该接枝炭黑呈单分散分布,粒径为30 nm左右。将接枝炭黑制得涂料并考察其对涂料性能的影响,结果表明:与用未接枝炭黑制得的涂料相比,接枝炭黑制得的涂料在光泽度、附着力等方面均有较大提高。同时,扫描电子显微镜(SEM)也观察到接枝炭黑在涂料中均匀分散,且达到纳米级。     

Qa-1 restricted recognition of foreign antigen by a gamma delta T-cell hybridoma

Distinct T-lymphocyte subsets recognize antigens in conjunction with different classes of major histocompatibility complex (MHC) glycoproteins using the T-cell receptor (TCR), a disulphide-linked heterodimer associated with the CD3 complex on the cell surface. In general, class I and class II MHC products provide a context for the recognition of foreign antigens by CD8+ and CD4+ T cells, respectively. This recognition seems to be largely dependent on alpha beta TCR heterodimers, whereas the function of the second gamma delta TCR, present on a minor subpopulation of cells, is still unknown. In the mouse, the existence of six cell-surface MHC class I products (K, D, L, Qa-1, Qa-2 and Tla) has been firmly established by serological, biochemical and genetic evidence. So far, only the most polymorphic of them, K, D and L ('classical' class I) have been reported as restriction elements for T-cell recognition of foreign antigens. The function of the relatively invariant Qa and Tla molecules remains unknown. We have made a T-helper cell hybridoma clone (DGT3) that recognizes synthetic copolymer poly(Glu50Tyr50) in the context of Qa-1 cell surface product, and has a CD4-CD8- phenotype. Our studies indicate that DGT3 cells express the gamma delta TCR on the cell surface, implicating its role in Qa-1-restricted antigen recognition. This is the first evidence that T cells can recognize foreign antigen in association with self Qa product, confirming that Qa molecules not only topologically, but also functionally, belong to the MHC.     

纳米级阿维菌素胶囊的AFM观察

应用原子力显微镜(AFM)对乳液聚合法制备的纳米级阿维菌素胶囊进行了表面形貌和相位成像的观察.在水溶液的不同稀释浓度下,纳米级阿维菌素胶囊呈现不同的尺寸和形状.AFM的独特优势使之成为观察纳米胶囊的全新手段.