目的: 随着对微观世界探索的不断深入, 人们对显微成像系统的性能, 如成像效率、成像质量以及三维成像等均提出了越来越高的要求。方法: 近年来, 在显微成像领域涌现出一批代表性的技术如定量相位成像技术、太赫兹成像技术以及结构光超分辨成像技术等, 此类技术凭借无损伤、无侵入、无电离辐射、可实时、可定量等优势, 在医学诊断、无损检测和安全检查等方面有着广泛应用。结论: 本文根据光源的不同对显微成像技术进行了分类, 首先对高相干激光、低相干光、太赫兹波以及结构光作为光源的四类无标记成像技术进行了简要介绍, 并阐明了成像的基本原理, 然后对这几类技术进行了特征分析。最后探讨了显微成像技术的发展趋势。

高光谱成像技术结合了传统成像和光谱学技术的优点, 可以同时获取反映待测物内外部品质的光谱信息与空间信息, 近年来在果蔬品质无损检测中得到广泛应用。本文从高光谱成像技术的基本原理与其在果蔬品质无损检测中的探索与应用出发, 阐述了高光谱成像技术在该领域的最新研究进展。

前期研究表明血小板衍生生长因子-BB (platelet-derived growth factor-BB, PDGF-BB)与冠心病关系密切, 本文基于表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS)方法, 结合PDGF-BB拉曼频移为1 509 cm-1的拉曼特征峰, 对60例冠心病患者, 其中包括20例行皮冠状动脉介入治疗术(percutaneous coronary intervention, PCI)病人与40例未行PCI病人的尿液样本以及18例健康人尿液样本进行分析。结果显示: 行PCI病人的尿液样本SERS光谱中可以检测到1 509 cm-1 的拉曼特征峰; 而在健康人与大多数未行PCI病人的尿液SERS光谱中则检测不到。与临床资料对比发现, 尿液SERS光谱与冠状动脉造影技术在判断心血管堵塞程度是否达到70%以上吻合度较高。基于表面增强拉曼光谱的冠心病检测方法有望发展为一种无创的冠心病前瞻性诊断工具, 对于冠心病疑似病例是否需要行PCI提供可靠的临床诊断依据。

目的: 利用光声层析成像技术(photoacoustic tomography, PAT)监测针灸小鼠阳陵泉穴位(GB34)、静脉注射造影剂金纳米颗粒溶液这两种方法分别施加, 以及共同施加对小鼠大脑皮层脉管系统成像的影响。方法: PAT技术能够对生物组织进行高分辨率无损成像, 反映生物组织的光吸收特性等功能信息。本项研究工作, 利用PAT技术实验获取了正常小鼠活体脑皮层随时间变化的图像, 探讨了针灸及造影剂分别作用以及共同作用下皮层脉管系统的光吸收特性的变化。结果: 三组活体实验发现在针灸及造影剂各自作用下, 皮层脉管系统的光吸收峰值增强比率分别为23.87%以及38.56%; 而在两者共同作用情况下, 其皮层脉管系统的光吸收比外源刺激前进一步增加66.75%。结论: 实验结果显示, PAT技术不但能够全程监测小鼠大脑皮层脉管系统随时间变化的光吸收信息, 而且能够诠释金纳米颗粒结合针灸两者共同作用产生的皮层光吸收增强的复合效应远大于任何一种单独作用产生的效应, 这揭示了针灸辅助造影剂方法有助于大大提高光声脑成像对比度。

具备高光吸收能力和良好的生物相容性的等离子纳米探针在光声分子成像中得到了广泛应用。理论分析发现, 由于纳米探针的小尺寸效应, 其比表面积急剧增大, 致使其光、热性质及光声能量转换机制对尺寸具有强烈依赖性。本文利用有限元分析的方法, 以金纳米球和金纳米棒为例, 定量讨论了浸没在水中具有不同尺寸的纳米探针在受到脉冲激光照射时的光学吸收、温度场分布及热膨胀随时间演绎的过程, 并获得了尺寸在20-150 nm范围内探针光声转换效率对尺寸的依赖关系。结果表明:纳米探针的光-声转换效率对尺寸有较强的依赖性, 金纳米球和金纳米棒在20-150 nm范围内均存在最佳尺寸使得光声转换效率最大。定量评价金纳米粒子光声转换效率的尺寸效应为指导通过优化纳米探针尺寸实现构建高效率光声探针提供了理论依据。

目的: 通过脂质体法转染不同荧光蛋白质粒到多种接种密度细胞的效率差异探讨恶性转化细胞的癌变过程。方法: 以16HBE、结晶型NiS诱导的16HBE恶性转化细胞和反式-BPDE诱导的16HBE恶性转化细胞为实验对象, 采用不同的细胞接种密度, 用脂质体法对它们分别转染两种不同的表达荧光蛋白的质粒, 通过荧光显微镜观察细胞的转染情况。结果: 无论转染eGFP质粒还是GFP-LC3质粒, 在多种细胞密度下, 正常细胞16HBE都比恶性转化细胞的转染效率低。结论: 恶性转化细胞在癌变过程中可能发生了细胞膜通透性的改变。

针对光学遥感手段无法探测云雾覆盖下绿潮分布区域这一现状问题, 本文着力于开展绿潮时空分布的监测研究, 获取了近三年五月中旬到八月中旬的GOCI(geostationary ocean color imager)数据, 基于该数据进行绿潮范围提取、绿潮漂移路径分析、精细化云区域提取和统计云覆盖情况, 分析云量覆盖对利用静止轨道卫星监测绿潮的影响程度, 进而从探测能力和动态能力两方面论证利用静止轨道卫星开展绿潮业务化监测的可行性。

转录因子GATA1对正常红系细胞的分化起着关键作用, 其缺失导致原成红细胞的凋亡, 其过表达则能抑制红系细胞晚期的分化。本研究为了进一步利用斑马鱼研究gata1基因在血液血管发育过程中的功能, 通过反转录PCR(RT-PCR)扩增了斑马鱼gata1基因编码区序列, 构建了真核表达质粒pCAGGS-P7/gata1, 采用质粒DNA免疫技术的方法免疫了BALB/c小鼠, 制备了斑马鱼GATA1蛋白多克隆抗体。实验结果表明: 构建的真核表达重组质粒pCAGGS-P7/gata1 DNA具有良好的免疫原性, 在免疫小鼠后所获得的抗血清抗体效价达1∶500。Western blot和免疫荧光检测表明, 抗血清能特异型地识别GATA1蛋白。斑马鱼GATA1抗体成功制备为进一步的功能研究奠定了重要基础。

目的: 制备分泌特异性抗人甲状腺球蛋白(thyroglobulin,Tg)单克隆抗体的杂交瘤细胞株, 为建立高灵敏度的Tg检测方法做准备。方法: 以天然人源甲状腺球蛋白为抗原经皮下免疫BALB/c小鼠, 通过细胞融合制备分泌抗人甲状腺球蛋白单克隆抗体, 并对其进行特异性鉴定, 建立检测Tg的双抗体ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay)夹心法。结果: 获得7株可稳定分泌抗人甲状腺球蛋白单克隆抗体的杂交瘤细胞株, 经ELISA鉴定, 筛选抗体可与Tg抗原有良好的特异性反应。建立的双抗体夹心ELISA方法敏感性可达1 ng/mL。 结论: 成功制备了抗人Tg单克隆抗体并建立了检测人Tg双抗体夹心ELISA方法, 为进一步研发Tg快速诊断试剂盒提供了原料。

为研究谷氨酸对哺乳仔猪器官指数、血液生化指标、血脂水平及抗氧化能力的影响。选取体况、胎龄和分娩日期一致的长×大母猪6头, 每头母猪选取体重相似的仔猪8头(1.55±0.20 kg), 其他的仔猪寄养。每窝仔猪按体重随机分为4个组(2头/组), 每天分别按体重灌服0.18 g/kg氯化钠(对照组)、0.06 g/kg谷氨酸钠(低剂量组)、0.50 g/kg谷氨酸钠(中剂量组)和1.00 g/kg谷氨酸钠(高剂量组)。仔猪以每天称重后的体重为标准计算口服谷氨酸钠的剂量。分别于7日龄和21日龄各组每窝随机选取1头仔猪屠宰取样。结果表明: 灌服谷氨酸对7日龄和21日龄仔猪心指数、肝指数、脾指数和肾指数均没有显著影响(P＞0.05)。灌服高剂量谷氨酸显著升高了7日龄哺乳仔猪血清谷氨酰胺合成酶活性和血红蛋白含量及21日龄哺乳仔猪血清谷氨酰胺合成酶活性(P＜0.05), 显著降低了21日龄仔猪血清内毒素ET含量及ATPase活性(P＜0.05)。灌服中剂量谷氨酸显著降低了7日龄和21日龄哺乳仔猪血清游离脂肪酸含量, 对21日龄仔猪血清高密度脂蛋白水平也有显著影响(P＜0.05)。灌服中剂量谷氨酸显著升高了7日龄哺乳仔猪血清总抗氧化能力(P＜0.05), 显著降低了7日龄哺乳仔猪血清谷胱甘肽硫转移酶和超氧化物歧化酶活性及丙二醛含量(P＜0.05)。灌服中高剂量谷氨酸显著降低了21日龄仔猪血清谷胱甘肽硫转移酶活性和丙二醛含量(P＜0.05), 显著升高了21日龄仔猪血清超氧化物歧化酶活性(P＜0.05)。因此, 灌服谷氨酸能够显著影响哺乳仔猪血液生化和血脂水平、提高哺乳仔猪抗氧化能力

本文以棉花早熟品种“JX0010”为实验材料, 采用二次最优回归设计(311设计), 研究了施氮量、种植密度、播种期对棉花干物质积累和分配的影响。结果表明: 棉花单株营养器官与生殖器官干物质积累动态基本一致, 符合“S”型曲线变化规律, 生长前期积累速度缓慢, 中期积累速度加快, 后期干物质积累趋于平缓。种植密度是影响干物质积累的主要因子, 施氮量次之, 播种期影响最小。单株营养器官干物质积累随施氮量的增加、播种期的推迟出现先上升后下降的趋势, 随密度的增加而下降; 单株生殖器官干物质积累随施氮量增加而上升, 随密度增加和播种期推迟而减少。各处理棉花群体干物质积累随着生育进程的推进而逐渐增加, 以处理9群体干物质总量最大, 达到20 640 kg/hm2, 比其他处理高15.74%-137.48%。

CXCL12/CXCR4(CXC ligand 12/CXC receptor 4)轴不仅在趋化、细胞迁徙方面起作用, 还参与细胞增殖、分化、干细胞的归巢、炎症反应、免疫调节、内分泌调节及提高痛觉敏感性等多种生命活动中。CXCR4在许多类型的肿瘤中有高表达, 并且对于这些类型的肿瘤的远处转移有十分明显的促进作用。在干细胞归巢方面, 间充质干细胞中CXCR4表达普遍不高, 通过病毒载体过表达CXCR4于间充质干细胞, 用于移植治疗损伤或炎症性疾病, 取得了十分不错的成效, 并引起了广泛关注。在免疫调节方面, 研究者发现CXCL12/CXCR4轴也参与到其中。本文对CXCL12/CXCR4轴的生物学功能进行了综述。