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基于数字全息的活体细胞动态相衬显微观察

北京航空航天大学学报 2012年第9期38卷 1186-1188,1193页

作者：刘烁潘锋肖文北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191

针对生物活体细胞的观测要求,研究了一种基于数字全息的动态相衬显微实验方法.利用光纤器件和分立光学元件搭建了一套预放大离轴数字全息实验系统,采用无穷远校正显微物镜提高了成像分辨率,同时通过曲率匹配透镜和构造数字相位掩模对相... 详细信息

针对生物活体细胞的观测要求,研究了一种基于数字全息的动态相衬显微实验方法.利用光纤器件和分立光学元件搭建了一套预放大离轴数字全息实验系统,采用无穷远校正显微物镜提高了成像分辨率,同时通过曲率匹配透镜和构造数字相位掩模对相位畸变进行了校正.对小鼠活体骨细胞样品进行了连续动态观察,得到了反映细胞运动和形态变化的相衬显微图像,证明了此方法的可行性.

关键词：数字全息活体细胞相衬显微

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活体细胞三维荧光图像恢复中的荧光衰减补偿

华中科技大学学报（自然科学版） 2003年第4期31卷 114-116页

作者：邹昂李栋栋瞿安连华中科技大学生命科学与技术学院

针对三维荧光显微镜成像中的光致漂白效应导致的图像质量下降问题 ,提出了一种荧光衰减曲线测量方法 ,并基于测量的荧光衰减曲线给出双指数曲线拟合 ,将拟合曲线用于活体细胞的三维荧光图像恢复 .在此基础上给出期望最大化算法图像恢复... 详细信息

针对三维荧光显微镜成像中的光致漂白效应导致的图像质量下降问题 ,提出了一种荧光衰减曲线测量方法 ,并基于测量的荧光衰减曲线给出双指数曲线拟合 ,将拟合曲线用于活体细胞的三维荧光图像恢复 .在此基础上给出期望最大化算法图像恢复结果 ,并对恢复结果做出分析 .

关键词：活体细胞图像恢复光致漂白曲线拟合期望最大化算法三维荧光图像荧光衰减补偿

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活体细胞三维图像科学可视化方法的研究

生物物理学报 2003年第3期19卷 286-290页

作者：熊俊李栋栋瞿安连徐涛华中科技大学生命科学与技术学院生物物理与生物化学研究所武汉430074

科学可视化是指运用计算机图形学和图像处理技术,将科学计算过程中或者是计算结果的数据转换为图形或图像,在屏幕上显示出来并进行交互式处理的理论技术或方法。介绍了用反卷积荧光显微成像技术获得活体大鼠胰腺β细胞三维图像及对其进... 详细信息

科学可视化是指运用计算机图形学和图像处理技术,将科学计算过程中或者是计算结果的数据转换为图形或图像,在屏幕上显示出来并进行交互式处理的理论技术或方法。介绍了用反卷积荧光显微成像技术获得活体大鼠胰腺β细胞三维图像及对其进行科学可视化的主要过程和两种常用可视化算法,并运用这两种方法对所得到的三维图像进行处理以分析和研究细胞内分泌囊泡的空间分布。结果显示,当仅观察细胞三维图像的二维切片时,三维图像中的某些重要信息会被忽略,而使用科学可视化方法则可以从三维角度直观观察活体细胞内分泌囊泡的空间分布,并且可以观察到分泌囊泡的释放趋势和整体分布,从而为细胞生物学研究提供重要的信息。

关键词：活体细胞三维图像反卷积荧光显微技术光学切片科学可视化

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活体细胞中单分子的奇异运动学行为

物理 2012年第8期41卷 544-545页

作者：李明中国科学院物理研究所

活细胞中一些可观察量的时间平均不可重复，这对统计物理学家提出了一系列新课题，也将改变细胞生物学中的一些固有观点．

关键词：活体细胞运动学单分子行为奇异细胞生物学时间平均物理学家

碳化硅量子点荧光特性及其致病镰刀菌活体细胞标记机制

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功能材料 2017年第5期48卷 5185-5189页

作者：柳洪洁孙丰飞宋月鹏朱彦敏康杰 Kim Hyoungseop 山东农业大学动物科技学院山东泰安271018 山东农业大学机械与电子工程学院山东泰安271018 韩国浦项工科大学韩国浦项790784

研究了腐蚀法制备的碳化硅量子点荧光特性及其致病镰刀菌活体细胞标记强度与机制。结果表明当激发光为340nm时SiC量子点光致发光强度最大,随着激发光波长增加,发射光波长出现红移现象,且具有较高的斯托克斯(Stokes)位移,由于荧光发射可... 详细信息

研究了腐蚀法制备的碳化硅量子点荧光特性及其致病镰刀菌活体细胞标记强度与机制。结果表明当激发光为340nm时SiC量子点光致发光强度最大,随着激发光波长增加,发射光波长出现红移现象,且具有较高的斯托克斯(Stokes)位移,由于荧光发射可以全色调谐,从而实现了致病镰刀菌的近紫外检测,可用来对自发荧光细胞的有效检测与定量分析。进一步对致病镰刀菌活体细胞SiC量子点荧光标记机制的研究结果表明,量子点通过网格蛋白依赖的内吞方式进入活体细胞内部,并均匀分布,从而实现了对致病镰刀菌的稳定荧光标记。另外基于实验结果与理论分析,提出了致病镰刀菌SiC量子点荧光标记模型。

关键词：碳化硅量子点致病镰刀菌活体细胞荧光特性与标记

水溶性半导体量子点在活体细胞中的荧光特性研究

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科学通报 2008年第19期53卷 2391-2392页

作者：张豫王培南复旦大学信息学院光科学与工程系上海200433

纳米科学在生物医学领域的应用是极具活力的研究方向，在众多的纳米材料中，水溶性半导体荧光量子点近年来受到了广泛的关注。1998年，美国加州大学伯克利分校的Alivisatos教授和印第安那大学的Nie Shumin教授的研究小组^[1,2]同时报道... 详细信息

纳米科学在生物医学领域的应用是极具活力的研究方向，在众多的纳米材料中，水溶性半导体荧光量子点近年来受到了广泛的关注。1998年，美国加州大学伯克利分校的Alivisatos教授和印第安那大学的Nie Shumin教授的研究小组^[1,2]同时报道，将通过表面修饰得到的水溶性半导体量子点用于细胞标记，

关键词：半导体量子点荧光特性水溶性活体细胞美国加州大学医学领域纳米科学纳米材料

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低能质子辐照活体细胞的能量沉积特性

原子核物理评论 2016年第3期33卷 353-357页

作者：张宁张鑫闫学文林崇楠王广甫邵剑雄陈熙萌兰州大学核科学与技术学院兰州730000 北京师范大学北京100875

为了研究带电粒子与活体细胞的相互作用,利用能量为2,2.5,3 Me V的质子外束,在室温环境下对厚约50 nm的氮化硅支持膜上的毕赤酵母菌进行辐照,并用金硅面垒探测器测量其透射能谱,通过对能量沉积特性的分析,表明质子外束穿过毕赤酵母菌后... 详细信息

为了研究带电粒子与活体细胞的相互作用,利用能量为2,2.5,3 Me V的质子外束,在室温环境下对厚约50 nm的氮化硅支持膜上的毕赤酵母菌进行辐照,并用金硅面垒探测器测量其透射能谱,通过对能量沉积特性的分析,表明质子外束穿过毕赤酵母菌后能损随入射能的增大而减小,但能量歧离随入射能的增大而增大。

关键词：质子外束活体细胞氮化硅薄膜能损

裂壶藻活体细胞与其藻粉对凡纳滨对虾幼体生长影响的比较研究

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裂壶藻活体细胞与其藻粉对凡纳滨对虾幼体生长影响的比较研究

作者：周康利暨南大学

学位级别：硕士

凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)因其生长速度快、出肉率高、产量高、营养丰富,而成为我国沿海主要养殖经济虾类之一,但在养殖过程中,经常出现凡纳滨对虾苗成活率低和养殖产量不稳定的情况,除了受到疾病威胁造成虾苗大量死亡外,养殖... 详细信息

凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)因其生长速度快、出肉率高、产量高、营养丰富,而成为我国沿海主要养殖经济虾类之一,但在养殖过程中,经常出现凡纳滨对虾苗成活率低和养殖产量不稳定的情况,除了受到疾病威胁造成虾苗大量死亡外,养殖过程饵料单一、水体污染也成为凡纳滨对虾低产的主要原因。因此,为了提高凡纳滨对虾的存活率和质量,需要对凡纳滨对虾的营养需求和繁育环境进行深入研究。本实验采用裂壶藻(Schizochytrium limacinum)活体细胞、裂壶藻粉和纤细角毛藻(Chaetoceros gracilis)3种饵料不同搭配方式投喂凡纳滨对虾,比较裂壶藻活体细胞及其藻粉对溞状期幼虾成活率和变态率的影响,以及这3种饵料在不同浓度下对凡纳滨对虾繁育水体环境的影响。通过不同饵料营养强化卤虫来提高卤虫(Artemia sp.)的营养成分,进一步探究强化后的卤虫对仔虾生长发育、消化酶、免疫相关酶和营养成分的影响,为凡纳滨对虾人工育苗提供理论和技术支撑。本文研究结果主要如下:(1)裂壶藻活体细胞与其藻粉对凡纳滨对虾幼体生长影响明显。不同饵料对凡纳滨对虾的存活率、变态率、消化酶和免疫相关酶影响显著(P活体细胞投喂幼虾的存活率要显著低于其他组(P活体裂壶藻混合饵料的对虾幼体的淀粉酶、脂肪酶活性及总抗氧化能力均高于混合藻粉组,表明相对于藻粉组,活体饵料组更有利于提高幼虾的健康质量。活体裂壶藻与纤细角毛藻按1:2投喂的对虾幼体的成活率、变态率、淀粉酶活性、脂肪酶活性、SOD活性、总抗氧化能力和AKP活力较高,而MDA含量显著低于其他组(P活体裂壶藻与纤细角毛藻按1:2投喂对虾幼虾以提高对虾育苗的成活率和健康质量。(2)两种活体微藻裂壶藻、纤细角毛藻的不同初始密度对卤虫幼虫的滤水率和摄食率均影响显著。当藻细胞密度在4.68×10 cells·mL～9.77×10 cells·mL范围时,处于高密度微藻饵料体系内卤虫的滤水率很低,且卤虫的摄食率随着裂壶藻、纤细角毛藻密度的增加呈现出先上升后下降的趋势,存在饵料密度饱和点。不同初始密度微藻营养强化12 h后,卤虫幼体的成活率均显著下降,当裂壶藻的密度为9.77×10 cells·mL时,卤虫的成活率仅为37.33%。而纤细角毛藻在该密度时,卤虫的存活率仍能达到96%以上。卤虫幼体的脂肪酸含量变化与其摄食的饵料营养成分密切相关,裂壶藻粉组的DHA含量要显著高于活体裂壶藻组。其中单种饵料组(活体裂壶藻和裂壶藻粉)、裂壶藻粉与纤细角毛藻在按2:1投喂卤虫时其无节幼体EPA和DHA含量相对于对照组EPA由0%提高到了0.69～0.89%,DHA提高了16～21倍,表明适宜水平的裂壶藻能有效提高卤虫幼体的EPA和DHA含量。(3)裂壶藻活体细胞与纤细角毛藻按1:1营养强化卤虫有利于对虾的生长以及糜蛋白酶和脂肪酶活性的增强。单种活体裂壶藻组营养强化卤虫培育凡纳滨对虾有利于提高对虾AKP活力和多不饱和脂肪酸的含量,且对虾肌肉的DHA和EPA含量相对于对照组提高了1.33倍和1.27倍,表明经适宜水平的裂壶藻营养强化的卤虫可促进对虾的生长发育以及提高对虾的肌肉品质。(4)高密度的裂壶藻下养殖水体的水质恶化严重,在同等质量浓度条件下,饵料对水质恶化的影响大小为:裂壶藻>纤细角毛藻,裂壶藻>裂壶藻粉,表明在虾苗繁育投喂活体裂壶藻细胞时,须在虾苗营养需求和水质调节间平衡,采取低浓度多次投饵的方式。综上所述,在凡纳滨对虾幼体的培育过程中,可选择活体裂壶藻与纤细角毛藻按1:2投喂对虾幼虾,繁育后期可选择经单种裂壶藻活体细胞营养强化的卤虫投喂凡纳滨对虾仔虾以提高对虾苗的成活率及苗种质量。

关键词：凡纳滨对虾活体细胞藻粉营养成分

基于数字全息显微术的微流体及活体细胞成像研究

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基于数字全息显微术的微流体及活体细胞成像研究

作者：孙婵北京工业大学

学位级别：硕士

数字全息术是一种新型的成像手段,具有高分辨率、实时、无接触的特点。微流控芯片是针对微小尺寸流体的实验反应装置,其芯片的通道尺寸为几十微米至百微米量级,具有样品消耗量较小、流速可控的优点。活体生物细胞的生化反应是现在生物... 详细信息

数字全息术是一种新型的成像手段,具有高分辨率、实时、无接触的特点。微流控芯片是针对微小尺寸流体的实验反应装置,其芯片的通道尺寸为几十微米至百微米量级,具有样品消耗量较小、流速可控的优点。活体生物细胞的生化反应是现在生物医学的研究热点,其大多数生物细胞都是透明或者半透明的,属于位相型物体。本论文利用数字全息显微成像技术研究对生物样品不染色、非侵害、实时的成像方法,旨在实现对活体洋葱细胞及其生化过程的数字全息实时成像。本论文研究了基于数字全息显微术测定微流控芯片中溶液折射率的方法,完成对不同浓度盐溶液和蔗糖溶液折射率的数字全息成像测量实验。以质量比为26.47%和0%的盐溶液为实验样品注入Y型微流控芯片中,用预放大数字全息显微成像系统对注液微流控芯片进行实时记录,相位重构后得到26.47%和0%盐溶液相位的实时变化对比曲线,实验结果显示26.47%浓度盐溶液一侧的相位值抬升。论文给出了注液微流控芯片的溶液折射率的相位相减测量法,并测定了不同浓度的微流体溶液折射率。实验中,以质量比为0%、5%、10%以及20%的盐溶液和蔗糖溶液作为实验样品,对再现得到的相位信息进行计算,给出了上述不同浓度溶液的折射率测量值和拟合曲线,测量得到的折射率不确定度为0.007。本论文研究对活体洋葱细胞进行数字全息实时记录及成像表征,设计搭建了预放大数字全息显微成像系统,实现了对活体洋葱细胞的生化反应及衰亡过程的实时显微成像。实验中,以活体洋葱上表皮细胞作为成像样品,实时记录其数字全息图并重构其相位图。第一组实验结果,通过相位图呈现了洋葱细胞核自身的翻转运动与内部变化的过程,并给出了在生化反应过程中细胞核与细胞质的面积及其相位随时间的变化曲线。第二组实验结果,通过对相位信息的提取,呈现了在活体细胞中内质网分布变化情况。第三组实验结果,相位图呈现了活体洋葱细胞发生质壁分离现象,并给出了洋葱上表皮细胞在质壁分离过程中其细胞质和细胞核的相位随时间的变化曲线,表征了洋葱上表皮细胞在生命进程中其细胞组织的变化特性。综上,本文阐述了预放大数字全息显微成像光路及再现算法,实验研究了微流体浓度、折射率测量以及洋葱活体细胞的成像表征。完成了基于数字全息术的不同浓度微流体折射率的测量,完成了洋葱活体上表皮细胞及其生化反应的成像。

关键词：数字全息显微成像微流体浓度折射率活体细胞实时成像