中铁十九局集团 矿业投资有限公司, 北京 100161
在露天矿台阶爆破时, 台阶区域内的岩石移动轨迹是露天矿实现精准采矿的重要影响因素, 尤其针对矿化不均匀的矿体。针对乌山铜钼矿台阶爆破过程中内部岩石移动轨迹尚不明确的难点问题, 将通过采用信号标志物的跟踪算法, 并依托满洲里乌山铜钼矿开展了现场台阶爆破测试。通过现场智能信标安装、定位、监测和数据分析, 研究结果表明: 第一排信标运动时间长, 移动速度快, 平均速度达到5.8~9.8 m/s, 运动距离在18.4~29.4 m; 由于受到台阶前段岩体的约束和阻碍, 2#监测信标的运动时间、飞行速度与移动距离明显下降, 平均速度为1.8~4.8 m/s, 运动距离为5.3~14.2 m; 3#爆破孔信标移动距离和移动时间最小, 3-3号信标斜向下俯冲角度达到25°左右, 6-1、6-2、6-3号信标斜向下俯冲角度较为平缓2°~8°左右。从深度上来看, 浅部信标在前冲的这段时间内, 前半段水平向前移动, 后半段有明显的下降趋势, 深部信标的垂直运动距离明显小于浅部信标。
露天矿 台阶爆破 岩石移动轨迹 信号标志物 open-pit mine bench blasting trajectory of rock movement signal marker
炭疽杆菌是高致病性病原微生物, 引起的炭疽病在我国属于乙类传染病, 因此建立操作简便、 灵敏准确的炭疽杆菌检测方法对预防和控制炭疽传播, 维护公共卫生安全至关重要。 该研究创新性地提出以绿色材料大豆蛋白为保护剂和还原剂, 采用微波加热法合成了一种具有强烈红色荧光发射的大豆蛋白金纳米簇(SPI-AuNCs)。 采用TEM、 UV-Vis、 FL、 XPS、 FTIR等方法表征了SPI-AuNCs的成功合成和部分特殊性能。 结果表明SPI-AuNCs呈球形, 粒径大小在1.8~3.2 nm范围内, 平均粒径为2.65 nm, 在500～550 nm范围内未出现表面等离子体共振峰; SPI-AuNCs的最大激发波长为370 nm, 最大发射波长为680 nm。 SPI-AuNCs的表面官能团主要有—NH、 —COOH、 —OH、 —SH等官能团, 元素的组成主要包括C、 N、 O、 S、 Au元素。 根据Cu2+与SPI-AuNCs表面基团通过配位作用形成非荧光复合物, 使荧光猝灭; 而2,6-吡啶二羧酸(DPA)与Cu2+具有更高的亲和力, 可将Cu2+从SPI-AuNCs表面竞争下来, 使荧光恢复, 据此建立了一种荧光“关-开”策略检测DPA的新方法。 在最佳实验条件下, 荧光恢复率(ΔF/F1)与DPA的浓度在1.15～70.0 μmol·L-1范围内呈良好的线性关系, 线性方程为ΔF/F1=0.011c+0.131, 相关系数r=0.991, 方法检出限为0.34 μmol·L-1。 同时, 通过加标回收实验研究了湖水和牛奶样品中DPA, 得到加标回收率在97.3%～103.6%, 表明了该方法在环境和食品样本DPA的检测中具有很大的应用潜力, 可以为环境监测和食品安全提供方法学支持。
大豆蛋白金纳米簇 2,6-吡啶二羧酸 生物标志物 炭疽杆菌 荧光探针 Soy protein gold nanoclusters 2,6-pyridinedicarboxylic acid Biomarkers Bacillus anthrax Fluorescence probe 光谱学与光谱分析
2023, 43(6): 1815
1 唐山市人民医院唐山 063000
2 河北北方学院附属第一医院张家口 075000
评价一种可降解的液态基准标志物（Liquid fiducial marker，LFM）在图像引导放疗中的应用价值。体外实验：以固态基准标志物（Solid fiducial marker，SFM）为参考，评价不同锥形束CT管电压条件下LFM的可视性、伪影和最优注量。体内实验：以SFM为参考，评价LFM在裸鼠体内的稳定性和降解状况。将种植了肿瘤细胞的裸鼠随机分为未注入LFM的单次放疗组（16 Gy/次），注入了LFM的单次（16 Gy/次）、二分次（8 Gy/次）和四分次放疗组（4 Gy/次）。根据照射结果评价LFM对肿瘤生长的影响。相比SFM，LFM的伪影显著较小（均p<0.05），可视性满足临床鉴别要求，当注量为10 μL时成像质量最佳。裸鼠体内LFM质心相对脊髓位移显著大于黄金基准标志物（（0.22±0.03）mm vs.（0.17±0.02）mm，p<0.05），但始终小于一个像素尺寸，故稳定性良好。LFM的实际降解率同理论降解率高度相符。LFM对单次放疗组肿瘤生长影响较小，对分次放疗组影响较大。LFM具有一定临床应用和推广价值，未来有望取代SFM。
液态基准标志物 图像引导放疗 应用价值 Liquid fiducial marker Image guided radiotherapy Application value 辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(5): 050302
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室，安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学，安徽 合肥 230026
3 先进激光技术安徽省实验室，安徽 合肥 230037
为提高放疗的治疗精度，需要实时监测放疗中患者病灶区域的位移。针对放疗过程中患者体表被热塑膜遮挡的特点，通过标志物的材质、形状等设计，最大限度地减少热塑膜遮挡对标志物定位精度的影响。首先根据标志物的颜色特征分割出热塑膜遮挡下的标志物并用凸包算法计算标志物的外轮廓；其次采用改进的最小二乘椭圆拟合算法拟合标志物外轮廓上的点并定位标志物；最后，基于标志物的位置特征匹配标志物并计算患者的位移值。通过搭建模拟实验平台多次实验，验证了该方法测量患者位移的精度是0.2 mm，帧频可以达到30 Hz，可以满足放疗中位移监测的实时性和精度要求。
医用光学与生物技术 图像处理 位移监测 体外标志物 最小二乘椭圆拟合 精确放疗 激光与光电子学进展
2023, 60(2): 0217004
1 吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室，吉林 长春 130012
2 吉林大学基础医学院细胞生物学系，吉林 长春 130021
癌症的早期发现可以显著降低死亡率，所以癌症的早期检测与诊断已成为生物医学领域最关注的研究方向之一。肿瘤生物标志物在癌症风险评估、筛查诊断、预测治疗、预后监测等方面具有重要作用和巨大的应用潜力。目前，生物标志物的检测方法主要有放射免疫分析法、酶联免疫分析法、质谱法、光学方法、纳米技术、电化学法、微流控技术等。荧光方法具有高灵敏度、高分辨率、操作简便等特点，在无创检测和快速检测上具有重要的应用前景。本文介绍了荧光方法在肿瘤生物标志物检测方面的最新进展，从循环肿瘤细胞、循环肿瘤DNA、外泌体及肿瘤标志物蛋白(癌胚抗原、甲胎蛋白、前列腺特异性抗原)等方面进行了综述，总结了最新的荧光检测技术，对基于液体活检技术的肿瘤早期检测研究具有指导意义。
医用光学 荧光 肿瘤生物标志物 纳米材料 液体活检 中国激光
2022, 49(20): 2007103
1 上海理工大学 上海市介入医疗器械工程研究中心，上海 200093
2 上海萨迦生物科技有限公司，上海 201203
为了有效降低恶性肿瘤的死亡率，提高肿瘤筛查的普适性、稳定性和灵敏度，建立了近红外荧光标记蛋白芯片的多肿瘤标志物联合定量检测系统。对该系统的近红外荧光标记蛋白芯片免疫分析原理和用于蛋白芯片扫描分析的生物芯片扫描仪进行了研究。采用双抗体夹心的近红外荧光法检测，在固相载体上包被多种肿瘤标志物抗体，捕获被检者血清中对应肿瘤标志物的抗原，再结合生物素标记的二抗，并与近红外荧光标记的链霉亲和素结合，利用专门研制的生物芯片扫描仪进行扫描分析，进而获得被检者血清中肿瘤标志物含量的生物信息。最后，利用该检测系统和罗氏电化学发光免疫分析仪对10例样本血清中4项肿瘤标志物进行检测。实验结果表明，两仪器对肿瘤标志物CA125、CEA、CA19-9、AFP检测的线性相关系数分别为0.995、0.992、0.991和0.990。近红外荧光标记蛋白芯片的多肿瘤标志物联合定量检测系统可实现多人份多项肿瘤标志物的一次性检测，结果与罗氏单人份单指标检测结果高度相关。
近红外荧光 蛋白芯片 多肿瘤标志物 定量检测 near-infrared fluorescence protein chip multiple tumor markers quantitative detection
1 桂林医学院附属口腔医院, 桂林 541004
2 桂林医学院基础医学院, 桂林 541199
3 中南大学湘雅医院肿瘤科, 长沙 410008
人类糖脂转运结构域2蛋白(GLTPD2)是糖脂转运蛋白(GLTP)家族的一个新成员。本研究的目的在于通过生物信息学分析, 探究GLTPD2在肝细胞癌(LIHC)中的表达及临床意义。利用TCGA数据库的第三方在线工具LinkedOmics分析GLTPD2的表达与LIHC各临床病理特征的关系; 利用Ualcan工具分析GLTPD2在LIHC中mRNA的表达情况; 利用Kaplan-Meier Plotter数据库、GEPIA数据、Oncolnc数据库评估GLTPD2在LIHC中对生存率的影响; 利用Timer 2.0数据库分析GLTPD2与肿瘤免疫细胞浸润水平的相关性; 通过Metascape网站对GLTPD2及其共表达基因进行功能富集分析, 并预测其生物学功能; 构建和使用列线图估计LIHC预后。结果表明, GLTPD2在LIHC中低表达, 并对LIHC患者的各临床病理特征、免疫细胞浸润水平、患者生存率及预后具有影响。GLTPD2在LIHC中异常表达, 并与LIHC的发生、发展密切相关, 可能成为LIHC的潜在生物标志物, 对LIHC的早期诊断、基因靶向治疗及预后评估具有重要意义。
肝癌 生物标志物 预后 生物信息学 liver hepatocellular carcinoma GLTPD2 GLTPD2 biomarker prognosis bioinformatics analysis
结直肠癌是世界范围内最为常见的恶性肿瘤之一, 目前, 关于结直肠癌的分子机制仍在不断的探索中。本文通过生物信息学方法筛选和鉴定结直肠癌关键的生物标志物。从基因表达数据库(GEO)选择了3个数据集［GSE21510(148个样本)、GSE32323(44个样本)、GSE15781(42个样本)］, 对差异基因的表达以及功能富集进行分析。通过建立蛋白互作网络, 运用STRING和Cytoscape对分子进行分析。筛选出472个差异基因, 其中上调基因212个, 下调基因260个。差异基因的富集及其通路主要包括调节细胞增殖、识别受体信号通路、过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)信号通路等。其中15个核心基因主要富集在受体蛋白信号通路、细胞表面受体信号和趋化因子信号通路上。生存分析表明, AGT、CXCL2可能参与致癌, 促进癌症的转移, 影响预后。通过对472个差异基因和15个核心基因的筛选识别, 促癌基因AGT和CXCL2可能被视为结直肠癌的生物标志物, 为结直肠癌的诊断、治疗和研究提供新的分子靶标。
生物信息学 结直肠癌 生物标志物 促癌基因 bioinformatics colorectal cancer biomarkers oncogene
1 西安交通大学电子与信息学部, 陕西 西安 710049
2 西安交通大学电气工程学院, 陕西 西安 710049
3 上海交通大学医学院, 上海 200025
4 西安交通大学生命科学与技术学院, 陕西 西安 710049
肿瘤是现代医学亟须克服的难题,肿瘤的早筛查、早治疗始终是临床医学的重大需求。本文评述了基于纳米粒子、纳米线、纳米管和纳米阵列来检测肿瘤标志物的纳米生物传感器的基本原理和检测特性。壳核纳米粒子具有丰富的修饰功能;纳米线多被制成场效应管以检测肿瘤标志物;基于良好的尺度效应,纳米管多用于载体运输及平台检测;金属纳米阵列和金属氧化物纳米阵列可利用电化学阻抗谱的原理来检测癌细胞。除由不同形态结构决定的优势和应用特点以外,与传统的检测方法相比,光学纳米生物传感器检测癌细胞具有快速便捷、检出质量浓度低等优势,因而在医学检测和肿瘤研究中得到了一定的应用,具有较大的发展潜力。
医用光学 生物传感器 纳米技术 壳核纳米粒子 肿瘤标志物检测
