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中国光学十大进展:深度学习赋能的高通量荧光显微成像技术(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第14期61卷 1-8页

作者：周瑶费鹏华中科技大学光学与电子信息学院湖北武汉430074 高端生物医学成像省部共建重大科技基础设施湖北武汉430074

显微镜的光学孔径和测量带宽的有限性限制了生物应用中的信息获取,包括在观测生物体系的精细亚细胞结构动力学过程、活体超快瞬态生物学过程,以及介观离体组织的高效三维成像等,这一问题成为多领域生物医学研究的制约因素。传统荧光显... 详细信息

显微镜的光学孔径和测量带宽的有限性限制了生物应用中的信息获取,包括在观测生物体系的精细亚细胞结构动力学过程、活体超快瞬态生物学过程,以及介观离体组织的高效三维成像等,这一问题成为多领域生物医学研究的制约因素。传统荧光显微镜的局限性促使研究人员着手探索新型荧光显微成像原理和方法。研究者们引入了人工智能手段,以提高荧光显微成像的速度和精度,从而增加信息获取的通量。本文以细胞生物学、发育生物学和肿瘤医学为视角,详细分析了在这些领域中通量限制带来的挑战。结合深度学习,突破了传统荧光显微成像的通量限制问题,为物理光学和图像处理领域的进一步发展提供了契机。这一创新助力于生物医学研究的推进,使科学家能够更全面、深入地理解生命和健康领域的复杂现象。因此,本研究不仅对生物医学领域具有重要意义,而且为未来的研究和应用提供了崭新的可能性。

关键词：荧光显微深度学习超分辨成像超快成像高通量成像

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光片荧光显微成像技术的发展及应用（特邀）

激光与光电子学进展 2024年第6期 310-317页

作者：周瑶费鹏华中科技大学光学与电子信息学院湖北省高端生物医学成像重大科技基础设施

近几十年来，光片荧光显微镜作为荧光显微技术的一种革新，显著提升了生命科学研究中对组织与细胞结构和功能的高时空分辨率成像能力。相较于传统的落射荧光显微技术，光片显微镜通过选择性逐层照明生物样本，大大提高了光子利用效率，... 详细信息

近几十年来，光片荧光显微镜作为荧光显微技术的一种革新，显著提升了生命科学研究中对组织与细胞结构和功能的高时空分辨率成像能力。相较于传统的落射荧光显微技术，光片显微镜通过选择性逐层照明生物样本，大大提高了光子利用效率，降低了光毒性，并显著提升了成像速度。光片显微镜问世以来，其在生命科学研究中的应用范围逐渐拓宽，从胚胎学、神经科学到肿瘤研究等多个领域均有所涉及，不仅可用于观察细胞和组织的基本结构，还可用于实时监测生物过程中的动态变化。同时，其跨尺度的特点使其适用于从宏观到微观的多个尺度上的观察。本文综述了光片显微镜在高通量成像、超分辨成像以及易用性方面的应用及发展，旨在为生命科学研究人员提供全面的了解和参考，推动光片显微镜在更多领域的应用和发展。

关键词：荧光显微成像光片荧光显微镜高通量成像超分辨成像

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深度学习赋能的高通量荧光显微成像技术

激光与光电子学进展 2024年

作者：周瑶费鹏华中科技大学光学与电子信息学院湖北省高端生物医学成像重大科技基础设施

显微镜的光学孔径和测量带宽的有限性限制了在观测生物体系的精细亚细胞结构动力学过程、活体超快瞬态生物学过程、以及介观离体组织的高效三维成像等应用中的信息获取，这一问题成为多领域生物医学研究的制约因素。传统荧光显微镜的局... 详细信息

显微镜的光学孔径和测量带宽的有限性限制了在观测生物体系的精细亚细胞结构动力学过程、活体超快瞬态生物学过程、以及介观离体组织的高效三维成像等应用中的信息获取，这一问题成为多领域生物医学研究的制约因素。传统荧光显微镜的局限性，促使研究人员着手探索新型荧光显微成像原理和方法。研究者们引入了人工智能手段，以提高荧光显微成像的速度和精度，从而增加信息获取的通量。本文以细胞生物学、发育生物学和肿瘤医学为视角，详细分析了通量限制在这些领域中的挑战。通过结合深度学习，突破了传统荧光显微成像的通量限制问题，为物理光学和图像处理领域的进一步发展提供了契机。这一创新助力于生物医学研究的推进，使科学家能够更全面、深入地理解生命和健康领域的复杂现象。因此，本研究不仅对生物医学领域具有重要意义，同时为未来的研究和应用提供了崭新的可能性。

关键词：荧光显微深度学习超分辨成像超快成像高通量成像

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光片荧光显微成像技术的发展及应用

激光与光电子学进展 2024年

作者：周瑶费鹏华中科技大学光学与电子信息学院湖北省高端生物医学成像重大科技基础设施

近几十年来，光片荧光显微镜作为荧光显微技术的一种革新，显著提高了生命科学研究中对组织与细胞结构和功能的高时空分辨率成像能力。相较于传统的落射荧光显微技术，光片显微镜通过选择性逐层照明生物样本，大大提高了光子利用效率，... 详细信息

近几十年来，光片荧光显微镜作为荧光显微技术的一种革新，显著提高了生命科学研究中对组织与细胞结构和功能的高时空分辨率成像能力。相较于传统的落射荧光显微技术，光片显微镜通过选择性逐层照明生物样本，大大提高了光子利用效率，降低了光毒性，并显著提升了成像速度。光片显微镜问世以来，其在生命科学研究中的应用范围逐渐拓宽，从胚胎学、神经科学到肿瘤研究等多个领域均有所涉及，不仅可用于观察细胞和组织的基本结构，还可用于实时监测生物过程中的动态变化。同时，其跨尺度的特点使其适用于从宏观到微观的多个尺度上的观察。本文综述了光片显微镜在高通量成像、超分辨成像以及易用性方面的应用及发展，旨在为生命科学研究人员提供全面的了解和参考，推动光片显微镜在更多领域的应用和发展。

关键词：荧光显微成像光片荧光显微镜高通量成像超分辨成像

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光片荧光显微成像技术的发展及应用(特邀)

激光与光电子学进展 2024年第6期61卷 300-307页

作者：周瑶费鹏华中科技大学光学与电子信息学院湖北武汉430074 湖北省高端生物医学成像重大科技基础设施湖北武汉430074

近几十年来,光片荧光显微镜作为荧光显微技术的一种革新,显著提升了生命科学研究中对组织与细胞结构和功能的高时空分辨率成像能力。相较于传统的落射荧光显微技术,光片显微镜通过选择性逐层照明生物样本,大大提高了光子利用效率,降低... 详细信息

近几十年来,光片荧光显微镜作为荧光显微技术的一种革新,显著提升了生命科学研究中对组织与细胞结构和功能的高时空分辨率成像能力。相较于传统的落射荧光显微技术,光片显微镜通过选择性逐层照明生物样本,大大提高了光子利用效率,降低了光毒性,并显著提升了成像速度。光片显微镜问世以来,其在生命科学研究中的应用范围逐渐拓宽,从胚胎学、神经科学到肿瘤研究等多个领域均有所涉及,不仅可用于观察细胞和组织的基本结构,还可用于实时监测生物过程中的动态变化。同时,其跨尺度的特点使其适用于从宏观到微观的多个尺度上的观察。本文综述了光片显微镜在高通量成像、超分辨成像以及易用性方面的应用及发展,旨在为生命科学研究人员提供全面的了解和参考,推动光片显微镜在更多领域的应用和发展。

关键词：荧光显微成像光片荧光显微镜高通量成像超分辨成像

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酚酸-果胶的酶法制备及其抗氧化与抑菌活性

食品工业科技 2024年第16期45卷 146-151页

作者：张泽宏厥质一费鹏闽南师范大学生物科学与技术学院福建漳州363000 闽南师范大学食品科学研究院福建漳州363000

本研究旨在探索酶促接枝改性对果胶结构和功能性质的影响,为开发具有生物活性的新型食品包装材料提供科学依据。以脂肪酶为催化剂,分别将对羟基苯甲酸和没食子酸接枝到果胶分子上。采用1H NMR、FTIR和XPS等分析技术对改性果胶的结构进... 详细信息

本研究旨在探索酶促接枝改性对果胶结构和功能性质的影响,为开发具有生物活性的新型食品包装材料提供科学依据。以脂肪酶为催化剂,分别将对羟基苯甲酸和没食子酸接枝到果胶分子上。采用1H NMR、FTIR和XPS等分析技术对改性果胶的结构进行表征,并评估其抗氧化和抗菌活性。结果表明,对羟基苯甲酸修饰果胶(Hb-Pe)和没食子酸修饰果胶(Ga-Pe)的接枝率分别达到21.8%和22.9%。同时,与未改性果胶相比,Ga-Pe表现出显著(P<0.05)提高的DPPH自由基清除能力(69.6%)和β-胡萝卜素漂白抑制能力(65.5%),而对羟基苯甲酸改性果胶Hb-Pe的抗氧化活性提升有限,两项指标仅分别为5.54%和28.6%。此外,两种改性果胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径分别为15.7、13.3 mm(Hb-Pe)和16.6、12.6 mm(Ga-Pe),均显著(P<0.05)高于未改性果胶的抑菌效果。本研究证实了酶促接枝改性能够有效提升果胶的生物活性,为延长食品保质期提供了新的思路。

关键词：果胶对羟基苯甲酸没食子酸脂肪酶抗氧化抗菌

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续写嫦娥奔月

青少年日记(小学版) 2012年第4期 32-32页

作者：费鹏宇江苏省泰州市海陵区海光小学五(5)班

3月19日晴自从,嫦娥来到广寒宫后,就整天想着自己的丈夫,不久就病倒了。王母得知嫦娥得了相思病,就叫来太上老君,问他有没有治相思病的药丸。太上老君说道:"这种病,靠吃药是治标不治本的,不是长久之计。"王母犯愁了,

关键词：狐狸精嫦娥奔月太上老君

功能型纤维素纳米纤维膜的制备及其对重金属污水的净化

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水处理技术 2024年第2期50卷 62-68页

作者：陶建强张阳费鹏飞中石化新疆新春石油开发有限责任公司天津工业大学环境科学与工程学院太原理工大学轻纺工程学院

重金属离子污水对生态环境和人类健康造成严重危害。本文通过静电纺丝和化学改性工艺相耦合，在再生纤维素纳米纤维膜中键合引入对金属离子具有强配位作用的羧基基团。FTIR、XPS测试结果证明了羧基基团的存在和化学反应的完成；SEM测试... 详细信息

重金属离子污水对生态环境和人类健康造成严重危害。本文通过静电纺丝和化学改性工艺相耦合，在再生纤维素纳米纤维膜中键合引入对金属离子具有强配位作用的羧基基团。FTIR、XPS测试结果证明了羧基基团的存在和化学反应的完成；SEM测试表明改性过程导致纳米纤维出现部分卷曲，但没有破坏其典型的纤维结构和大比表面积吸附特性；水接触角(WCA)和机械性能测试结果表明羧基的引入赋予其超亲水特性和金属离子附着能力的同时，有利于膜产品综合机械性能的提升，从而赋予其良好应用特性；Cu2+离子吸附测试结果证明了改性膜优异的吸附特性，利用动力学对吸附作用机理进行探究，发现功能型纳米纤维膜主要通过化学吸附完成对重金属离子的净化去除，具有良好的高效性和稳定性。

关键词：纤维素纳米纤维膜功能化吸附污水处理

没食子酸-果胶共聚物的酶法制备:溶剂效应及功能特性研究

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食品与发酵工业 2024年第17期50卷 156-161页

作者：张泽宏郭苏童李奕雅费鹏闽南师范大学生物科学与技术学院福建漳州363000

该研究旨在探讨有机溶剂对脂肪酶催化没食子酸-果胶共聚物接枝反应的影响,并评估接枝反应对果胶抗氧化和抑菌活性的影响。以二甲基亚砜/水、N,N-二甲基甲酰胺/水、四氢呋喃/水和甲基叔丁基醚(methyl tert-butyl ether,MTBE)/水为反应介... 详细信息

该研究旨在探讨有机溶剂对脂肪酶催化没食子酸-果胶共聚物接枝反应的影响,并评估接枝反应对果胶抗氧化和抑菌活性的影响。以二甲基亚砜/水、N,N-二甲基甲酰胺/水、四氢呋喃/水和甲基叔丁基醚(methyl tert-butyl ether,MTBE)/水为反应介质,利用脂肪酶催化没食子酸接枝到果胶分子上,制备了一系列没食子酸-果胶共聚物。采用紫外-可见光谱、X射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱等方法表征了共聚物的化学结构,并评价了共聚物的抗氧化和抑菌活性。结果表明,没食子酸在4种溶剂体系中均成功接枝到果胶分子上,但接枝率因溶剂极性不同而存在显著差异,其中MTBE/水体系制得的没食子酸-果胶共聚物接枝率最高(20.36%)。没食子酸的引入显著提高了果胶的抗氧化活性和对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌的抑菌活性,且改性果胶的抗氧化和抑菌活性均与接枝率呈正相关。该研究为高抗氧化和抑菌活性的果胶衍生物制备提供了新思路,其有望作为天然防腐剂应用于食品和化妆品领域。

关键词：没食子酸果胶脂肪酶抗氧化抑菌

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