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Subvoxel light-sheet microscopy for high-resolution high-throughput volumetric imaging of large biomedical specimens

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Advanced Photonics 2019年第1期1卷 45-57页

作者： Peng Fei Jun Nie Juhyun Lee Yichen Ding shuoran li Hao Zhang Masaya Hagiwara Tingting Yu Tatiana Segura Chih-Ming Ho Dan Zhu Tzung KHsiaic Huazhong University of Science and Technology School of Optical and Electronic InformationWuhanChina Huazhong University of Science and Technology Britton Chance Center for Biomedical PhotonicsWuhan National Laboratory for OptoelectronicsWuhanChina University of California Los AngelesDepartment of BioengineeringLos AngelesCaliforniaUnited States University of Texas at Arlington Joint Department of Bioengineering of UT Arlington/UT SouthwesternArlingtonTexasUnited States University of California Los AngelesSchool of MedicineLos AngelesCaliforniaUnited States University of California Los AngelesChemical and Biomolecular Engineering DepartmentLos AngelesCaliforniaUnited States Osaka Prefecture University Nanoscience and Nanotechnology Research CenterResearch Organization for the 21st CenturyOsakaJapan University of California Los AngelesMechanical and Aerospace Engineering DepartmentLos AngelesCaliforniaUnited States

A key challenge when imaging whole biomedical specimens is how to quickly obtain massive cellular information over a large field of view(FOV).We report a subvoxel light-sheet microscopy(SLSM)method enabling high-throughput volumetric imaging of mesoscale specimens at cellular resolution.A nonaxial,continuous scanning strategy is developed to rapidly acquire a stack of large-FOV images with three-dimensional(3-D)nanoscale shifts encoded.Then,by adopting a subvoxel-resolving procedure,the SLSM method models these low-resolution,cross-correlated images in the spatial domain and can iteratively recover a 3-D image with improved resolution throughout the sample.This technique can surpass the optical limit of a conventional light-sheet microscope by more than three times,with high acquisition speeds of gigavoxels per minute.By fast reconstruction of 3-D cultured cells,intact organs,and live embryos,SLSM method presents a convenient way to circumvent the trade-off between mapping large-scale tissue(>100 mm3)and observing single cell(∼1-μm resolution).It also eliminates the need of complicated mechanical stitching or modulated illumination,using a simple light-sheet setup and fast graphics processing unit-based computation to achieve high-throughput,high-resolution 3-D microscopy,which could be tailored for a wide range of biomedical applications in pathology,histology,neuroscience,etc.

关键词： light-sheet microscopy subvoxel-resolving reconstruction large tissue imaging high-throughput volumetric imaging

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基于三线态一三线态湮灭上转换发光的比率型pH纳米探针

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分析试验室 2024年第3期43卷 328-334页

作者：许宗意陈硕然王董煊李琳王筱梅叶常青绿色印刷纳米光子工程技术研究中心苏州科技大学材料科学与工程学院苏州215009 苏州市新能源材料与低碳技术重点实验室苏州215009

通过将pH荧光探针分子异硫氰酸荧光素(FITC)引入三线态―三线态湮灭上转换(TTA-UC)体系中,使TTA-UC的发射与FITC的吸收重叠,从而实现从TTA-UC到FITC的能量传递过程。TTA-UC由光敏剂四苯基四苯骈铂(PtTPBP)和湮灭剂9,10-双苯乙炔基蒽(BP... 详细信息

通过将pH荧光探针分子异硫氰酸荧光素(FITC)引入三线态―三线态湮灭上转换(TTA-UC)体系中,使TTA-UC的发射与FITC的吸收重叠,从而实现从TTA-UC到FITC的能量传递过程。TTA-UC由光敏剂四苯基四苯骈铂(PtTPBP)和湮灭剂9,10-双苯乙炔基蒽(BPEA)组成,可以实现“红转青”上转换发光。将上述有机染料负载于两亲性嵌段共聚物Pluronic P123形成的纳米胶束内,能够形成比率型上转换纳米探针,并应用于水溶液中的pH检测。光敏剂PtTPBP的磷光发射由于不受pH影响,可以作为构建比率探针的内参比信号。上转换发射强度与光敏剂磷光发射强度之间的比率信号(I_(507)/I_(770))在pH 5~8范围内呈良好线性。这种新型的比率型上转换pH纳米探针为制备基于TTA-UC的比率型检测传感体系提供了新的思路和视角。

关键词：上转换三线态-三线态湮灭比率型探针 pH检测纳米胶束

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A Fluorescein Derivative Chemosensor Combined with Triplet-Triplet Annihilation Upconversion System for Ratiometric Sensing of Cysteine

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Journal of Analysis and Testing 2023年第4期7卷 369-376页

作者： shuoran Chen Fuming Chen Yanling li Yuyang Wang Xiaomei Wang Changqing Ye Research Center for Green Printing Nanophotonic Materials Suzhou Key Laboratory for New Energy Materials and Low Carbon TechnologiesSchool of Materials Science and EngineeringJiangsu Collaborative Innovation Center of Technology and Material of Water TreatmentSuzhou University of Science and TechnologySuzhou 215009China

A derivative of fluorescein,fluorescein O,O-diacrylate(FODA),was utilized in a triplet-triplet annihilation upconversion(TTA-UC)system to develop a composite ratiometric chemosensor capable of detecting cysteine(Cys).FODA acted as both the probe for Cys and the energy acceptor for upconversion(UC)emission,thereby making UC a responsive signal to Cys.In addition,the phosphorescence signal of the sensitizer in the TTA-UC system remained constant and did not respond to Cys,making it an ideal internal reference signal for constructing a ratiometric sensor.Through this simple strategy,traditional fluorescent probes can be combined with TTA-UC system to establish a ratiometric sensing platform,which can be applied in more scenarios due to the longer wavelength excitation.

关键词： Triplet-triplet annihilation Upconversion Ratiometric sensor Fluorescein derivative Cysteine

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农杆菌介导pepA基因对黑曲霉菌丝体的遗传转化

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东北农业大学学报 2013年第5期44卷 29-35,F0002页

作者：李杰李硕然张谷楠汪天虹钟耀华赵宁东北农业大学生命科学学院哈尔滨150030 山东大学生命科学学院济南250100

通过重叠延伸PCR将宇佐米曲霉中1 347 bp的酸性蛋白酶基因pepA与黑曲霉糖化酶基因5'同源臂和3'同源臂进行拼接,构建pepA基因表达框。将此表达框插入载体pSZH中,构建黑曲霉同源重组表达载体pSZH-pepA。将载体pSZH-pepA通过冻融法转化农杆... 详细信息

通过重叠延伸PCR将宇佐米曲霉中1 347 bp的酸性蛋白酶基因pepA与黑曲霉糖化酶基因5'同源臂和3'同源臂进行拼接,构建pepA基因表达框。将此表达框插入载体pSZH中,构建黑曲霉同源重组表达载体pSZH-pepA。将载体pSZH-pepA通过冻融法转化农杆菌AGL1,进而通过农杆菌介导法转化高产糖化酶的黑曲霉菌丝体。以PDA作为共培养培养基,乙酰丁香酮(简称AS)浓度200μmol.mL-1的条件下,28℃恒温静置培养48 h,经潮霉素筛选和PCR鉴定获得3株重组菌株。以出发菌株作为对照,对3株重组菌株静置培养7 d后的发酵液上清进行酶活测定,结果发现酸性蛋白酶酶活最高达45.56 U.mL-1,而出发菌株的酸性蛋白酶酶活仅为3.72 U.mL-1,表明酸性蛋白酶基因pepA在高产糖化酶的黑曲霉中得到表达。研究建立了农杆菌介导的pepA基因导入黑曲霉菌丝体的转化体系,为实现酸性蛋白酶在黑曲霉菌丝体中高效表达奠定基础。

关键词：酸性蛋白酶黑曲霉重叠延伸PCR ATMT

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Colloidal Virus Particles with Hierarchical Nanomorphology and Facile Biosurface Modification

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Chinese Journal of Chemistry 2022年第8期40卷 946-952页

作者： Hailan Zhong Hao Wu shuoran Chen liwei Cao Changqing Ye Fan Xia Fengyu li College of Chemistry and Materials Science Guangdong Provincial Key Laboratory of Functional Supramolecular Coordination Materials and ApplicationsGuangdong Engineering&Technology Research Centre of Graphene-like Materials and ProductsJinan UniversityGuangzhouGuangdong 510632China Research Center for Green Printing Nanophotonic Materials Jiangsu Key Laboratory for Environmental Functional MaterialsSuzhou University of Science and TechnologySuzhouJiangsu 215009China School of Materials Science and Engineering Zhengzhou UniversityZhengzhouHenan 450001China Zhejiang Institute China University of GeosciencesHangzhouZhejiang 311305China

Aiming to the enormous requirement for the epidemic defense researches,we designed and constructed a spherical colloidal virus particle(CVP)to mimic nature virus in morphology,physical,chemical and biological characteristics,via coating spiky protein on col-loidal nanoparticles(CNPs)core with bulge hierarchical nanomorphology.The novel virus-like surface nanoparticles can easily be synthesized.The physical,chemical nature and the formation mechanism of the prepared CVPs were characterized and discussed.The synthesized CVPs are similar in size and envelope thickness to common natural viruses.It was demonstrated that the diameter of CVPs is about 238±12 nm,including an 8 nm thickness protein crown with bulges of 33 nm in average width.The CVPs with an isoelectric point of 4.5,meets the native virus property of negative charge under neutral condition.The protein crown enhances the roughness remarkably from 10 nm(CNPs)to 22 nm(CVPs)determined by atomic force microscopy.Thanks to the biomimetic rough morphology,the CVPs show greatly superior cellular uptake performance compared to CNPs,ovalbumin(OVA)and smoothed col-loidal particles(SCPs).The formation mechanism of protein crown with specific thickness can be attributed to the electrostatic in-teraction,protein's flexible structure and specific wettability.These results indicate that the as-prepared artificial virions mimic na-ture viruses in multi-dimension,in terms of size,surface rough morphology,surface negative charge and glycoprotein envelope composition.The synthetic colloidal virus particles pave a facile way toward engineering virus particles substitute for virus-related diseases prevention,diagnostics and cellular delivery vectors.

关键词： Nanoparticles Protein modifications Biomimetic synthesis Virus particles Cellular delivery

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吉林省旱地土壤有效硫含量及其与土壤有机质和全氮的关系

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中国农业科学 2022年第12期55卷 2372-2383页

作者：崔帅刘烁然王寅夏晨真焉莉冯国忠高强吉林农业大学资源与环境学院/吉林省商品粮基地土壤资源可持续利用重点实验室海南大学热带作物学院

【目的】明确吉林省旱地土壤有效硫含量状况及其分布差异，为区域作物合理施硫提供依据。【方法】采集吉林省不同生态区 8 种主要土壤类型的 232 个表层(0—20 cm)土壤样品，利用地统计学方法分析有效硫含量的空间分布特征，比较不同类... 详细信息

【目的】明确吉林省旱地土壤有效硫含量状况及其分布差异，为区域作物合理施硫提供依据。【方法】采集吉林省不同生态区 8 种主要土壤类型的 232 个表层(0—20 cm)土壤样品，利用地统计学方法分析有效硫含量的空间分布特征，比较不同类型土壤有效硫含量差异，并建立土壤有效硫和有机质、全氮的相关关系。【结果】吉林省旱地土壤有效硫含量为 5.8—40.7 mg·kg，均值为 18.1 mg·kg，所有样本中缺硫和潜在缺硫的比例分别为 27.2%和 20.7%。空间分布上，土壤有效硫含量总体呈自东向西逐渐下降趋势，相应的缺硫发生率自东向西逐渐上升。东、中、西三大生态区的土壤有效硫含量均值(缺硫或潜在缺硫发生率)分别为 22.3 mg·kg(24.2%)、18.1 mg·kg(40.0%)和 14.3 mg·kg(75.6%)。主要分布于东部湿润山区的白浆土、暗棕壤有效硫含量均值分别为 22.1 和 22.0 mg·kg，缺硫或潜在缺硫样本分别占 15.2%和 28.3%；中部半湿润平原区的黑土、冲积土和草甸土有效硫含量均值分别为 18.8、17.1 和 16.2 mg·kg，缺硫或潜在缺硫样本占比分别为 37.9%、63.5%和 55.5%；西部半干旱平原区的黑钙土、风沙土和盐碱土有效硫含量均值分别为 11.9、14.0 和 13.9 mg·kg，缺硫或潜在缺硫风险较高，分别占比 73.6%、73.3%和 75.5%。回归分析结果显示，吉林省旱地土壤有效硫和土壤有机质、土壤全氮均呈显著的对数相关关系，随着土壤有机质和土壤全氮含量增加，土壤有效硫含量也随之提升。【结论】吉林省旱地土壤有效硫含量在不同区域和土壤类型之间存在显著差异，硫素缺乏现象也较为普遍，47.9%的土壤样本存在缺硫或潜在缺硫问题，特别是中西部地区的风沙土、盐碱土和黑钙土缺硫风险较高，在土壤培肥和作物管理中应注重硫素的补充。

关键词：吉林省生态区区域差异土壤有效硫土壤类型土壤有机质土壤全氮

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高效多底物检测与多元分析方法研究进展

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化学学报 2018年第4期76卷 237-245页

作者：叶常青陈硕然李风煜葛婕勇沛怡秦萌宋延林苏州科技大学绿色印刷纳米光子工程技术研究中心江苏省环境功能材料重点实验室苏州215009 中国科学院化学研究所中国科学院绿色印刷重点实验室北京100190

传统基于锁钥模型的"一对一"响应的化学检测方式,随着时代发展已经越来越不能满足人们对复杂体系的检测需求.正交检测阵列通过对不同被检测物的差异化信息进行分析,可以获得尽可能多的响应信息,从而实现对多底物的识别检测.多底物检测... 详细信息

传统基于锁钥模型的"一对一"响应的化学检测方式,随着时代发展已经越来越不能满足人们对复杂体系的检测需求.正交检测阵列通过对不同被检测物的差异化信息进行分析,可以获得尽可能多的响应信息,从而实现对多底物的识别检测.多底物检测的关键是要获得尽量多的差异化传感信息.由于存在对探针需求种类量多、合成制备过程复杂、探针有效性筛选效率低等缺点,传统"多对多"方式的多元分析方法,在实际应用过程中显现出巨大的局限性.受人类感官系统的启发,发展"单对多"的高效多底物检测分析手段,将会是未来能真正走向应用的重要发展方向.从化学信息挖掘、物理信号放大与集成器件设计三个方面,针对如何提高多底物复杂分析的能力,总结简述了近期高效多底物检测与多元分析方法的研究进展.

关键词：多底物检测高灵敏检测光子晶体阵列芯片动态分析

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数字媒体时代设计呈现方式的变革

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家具与室内装饰 2020年第8期27卷 21-23页

作者：邱铄然李泽浙江理工大学艺术设计学院浙江杭州310000 中南林业科技大学家具与艺术设计学院湖南长沙410004

伴随着科技手段的不断发展与创新,信息的传播方法与呈现方式均出现了巨大的改变。因此,设计也不得不顺应时代的潮流改变以往的表现方式。现阶段以数字媒体为介质的视觉艺术表现形式越来越受到现代人的青睐。尤其是伴随着新媒体的诞生,... 详细信息

伴随着科技手段的不断发展与创新,信息的传播方法与呈现方式均出现了巨大的改变。因此,设计也不得不顺应时代的潮流改变以往的表现方式。现阶段以数字媒体为介质的视觉艺术表现形式越来越受到现代人的青睐。尤其是伴随着新媒体的诞生,数字媒体技术能更丰富的满足人们的需求,为人们呈现出超乎想象的内容。数字媒体技术在互动方面,相对于传统单一的视觉表现方式,让人与自然与媒介之间都有了更紧密地联系。本文基于数字媒体时代,对设计呈现方式的变革及数字媒体在室内设计及家具展示方面的应用进行了研究。

关键词：数字媒体设计交互室内设计家具展示呈现方式

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吉林省中部一季稻区推荐施肥方法研究

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水土保持学报 2018年第4期32卷 273-278页

作者：刘奕王寅李春林焉莉冯国忠刘烁然高强何萍吉林农业大学资源与环境学院吉林省商品粮基地土壤资源可持续利用重点实验室长春130118 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

基于2013—2016年在吉林省永吉县、九台区、梨树县和前郭县开展的40组田间试验,通过研究稻谷产量、养分吸收量、肥料利用效率及养分平衡等指标,比较了测土配方(ST)与NE养分专家系统(NE)两种推荐施肥方法在吉林省中部一季稻区的应用效果... 详细信息

基于2013—2016年在吉林省永吉县、九台区、梨树县和前郭县开展的40组田间试验,通过研究稻谷产量、养分吸收量、肥料利用效率及养分平衡等指标,比较了测土配方(ST)与NE养分专家系统(NE)两种推荐施肥方法在吉林省中部一季稻区的应用效果与适用性。结果表明:农民习惯施肥(FP)处理稻谷产量平均为9.17t/hm^2,ST(9.21t/hm^2)和NE(9.24t/hm^2)处理产量均高于FP处理但并无显著差异。氮肥农学利用率以NE处理显著高于FP处理,磷肥农学利用率以ST处理显著高于FP、NE处理,而钾肥农学利用率无显著差异。FP、ST和NE处理的地上部养分吸收及肥料回收利用率方面均无显著差异。养分表观平衡方面,FP、ST和NE处理的土壤氮素均为盈余,其中FP>ST>NE。磷素则为小幅亏缺,而钾素大幅亏缺。不同区域处理间表现存在差异,与其他3个地区不同,前郭县ST处理的产量、植株养分吸收量及肥料农学利用率总体上低于NE处理。综上,ST和NE推荐施肥方法在吉林省中部一季稻区均有减肥、稳产、增效的良好效果,两种方法在半湿润地区(永吉、九台和梨树)适用性均较好,而半干旱地区(前郭)以NE方法相对较好。

关键词：吉林省水稻推荐施肥产量养分吸收肥料利用效率

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基于路测数据的TD-SCDMA网络室外传播模型校正研究

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电信工程技术与标准化 2010年第7期23卷 78-81页

作者：许小婉李嘉斌王硕然中国移动通信集团广东有限公司江门分公司江门529000

无线传播模型是用来对无线电波的传播特性进行预测的一种模型。传播特性的预测是无线网络规划的基础,其准确性影响到网络规划的准确性和质量。本文针对连续波测试传播模型校正方法所存在的低效率和低准确性等问题,提出了一种利用现网路... 详细信息

无线传播模型是用来对无线电波的传播特性进行预测的一种模型。传播特性的预测是无线网络规划的基础,其准确性影响到网络规划的准确性和质量。本文针对连续波测试传播模型校正方法所存在的低效率和低准确性等问题,提出了一种利用现网路测数据进行传播模型校正的方法,从理论上证明了路测信号可以替代连续波测试信号用于传播模型校正。本文使用校正的传播模型是SPM模型。

关键词： TD-SCDMA 无线网络规划传播模型校正 SPM模型路测

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