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时间序列荧光图像中精确检测高密度快速运动多囊泡的“自校正”算法（英文）

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生物化学与生物物理进展 2017年第5期44卷 431-442页

作者：张翔刘欣怡吕平平贾策华中科技大学生命科学与技术学院武汉430074 中国科学院生物物理研究所北京100101

本文提出了一种"自校正"算法,用于提高时间序列荧光图像中的多个运动目标识别的正确率(如囊泡).此算法的主要思想是构建一个由核函数叠加构成的模型,然后用这个模型去拟合无法分辨时刻的数据,通过最小二乘拟合后得到的模型与真实数据的... 详细信息

本文提出了一种"自校正"算法,用于提高时间序列荧光图像中的多个运动目标识别的正确率(如囊泡).此算法的主要思想是构建一个由核函数叠加构成的模型,然后用这个模型去拟合无法分辨时刻的数据,通过最小二乘拟合后得到的模型与真实数据的χ~2统计残差及拟合得到的核函数的参数,来确定该时刻囊泡的数目及各囊泡的中心位置.我们在合成图像上比较加入了自校正算法和未加自校正算法的识别正确率,结果表明,加入了自检算法以后识别正确率得到了明显提高.同时,提出了一个优化的囊泡追踪流程,并应用到小鼠β细胞的囊泡荧光图像分析中.统计分析显示,加入葡萄糖刺激后,小鼠β细胞囊泡轨迹数目会增加,平均锚定时间会减少,这是由于胰岛细胞需要借助囊泡的转运和分泌来调控血糖平衡.因此我们进一步在亚细胞水平定量分析了活细胞中囊泡的活动.

关键词：自校正算法囊泡追踪囊泡识别时间序列图像

小波变换及滚球算法在单分子荧光能量共振转移图像分析中的应用（英文）

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生物化学与生物物理进展 2016年第10期43卷 997-1003页

作者：张翔李敏贾策华中科技大学生命科学与技术学院武汉430074 中国科学院生物物理研究所北京100101

单分子荧光共振能量转移技术是通过检测单个分子内的荧光供体及受体间荧光能量转移的效率来研究分子构象的变化.要得到这些生物大分子的信息就需要对大量的单分子信号进行统计分析,人工分析这些信息,既费时费力又不具备客观性和可重复性... 详细信息

单分子荧光共振能量转移技术是通过检测单个分子内的荧光供体及受体间荧光能量转移的效率来研究分子构象的变化.要得到这些生物大分子的信息就需要对大量的单分子信号进行统计分析,人工分析这些信息,既费时费力又不具备客观性和可重复性,因此本文将小波变换及滚球算法应用到单分子荧光能量共振转移图像中对单分子信号进行统计分析.在保证准确检测到单分子信号的前提下,文章对滚球算法和小波变换算法处理图像后的线性进行了分析,结果表明,滚球算法和小波变换算法不但能够很好地去除单分子FRET图像的背景噪声,同时还能很好地保持单分子荧光信号的线性.最后本文还利用滚球算法处理单分子FRET图像及统计15 bp DNA的FRET效率的直方图,通过计算得到了15 bp DNA的FRET效率值.

关键词：单分子荧光能量共振转移小波变换算法滚球算法

自动对焦算法评估线虫脂滴图像的研究（英文）

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生物化学与生物物理进展 2016年第2期43卷 167-175页

作者：张翔贾策谢康华中科技大学生命科学与技术学院武汉430074 中国科学院生物物理研究所北京100101

自动对焦是实现线虫自动化筛选的一个重要步骤.在光学显微镜系统中,通过采集同一个视野下不同焦面的图像,再通过清晰度评价函数对这些图像进行运算,得到的最大值被认为是最佳对焦位置.在本研究中,对16种常用的自动对焦算法以及最近提出... 详细信息

自动对焦是实现线虫自动化筛选的一个重要步骤.在光学显微镜系统中,通过采集同一个视野下不同焦面的图像,再通过清晰度评价函数对这些图像进行运算,得到的最大值被认为是最佳对焦位置.在本研究中,对16种常用的自动对焦算法以及最近提出的一些算法进行了评估,通过评估找出最适合线虫脂滴图像的自动对焦算法,从而搭建一套线虫脂滴自动化筛选系统.同时就对焦精度、运算时间、抗噪声能力、对焦曲线等特征进行了分析评价,结果表明,大多数算法对线虫脂滴图像都有较好的表现,特别是绝对Tenengrad算法在对焦精度上有最好的表现,我们将优选该算法应用到线虫脂滴自动化筛选系统中.

关键词：线虫脂滴自动对焦算法自动化筛选

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高原夏菜贮运保鲜技术研究进展

食品安全质量检测学报 2023年第18期14卷 10-16页

作者：郭树欣梁惜雯姜爱丽熊思国蒋旭大连民族大学生命科学学院大连116000 教育部生物技术与生物资源利用重点实验室大连116000

高原夏菜是指生长在高海拔干冷地区的蔬菜,主要填充南方夏季多雨导致的蔬菜市场空缺。目前高原夏菜贮运保鲜体系不完整,标准化产业模式尚未完善,缺乏低耗高效的贮运保鲜技术。因此,需要细分不同种类高原夏菜的贮运保鲜环节,总结相应的... 详细信息

高原夏菜是指生长在高海拔干冷地区的蔬菜,主要填充南方夏季多雨导致的蔬菜市场空缺。目前高原夏菜贮运保鲜体系不完整,标准化产业模式尚未完善,缺乏低耗高效的贮运保鲜技术。因此,需要细分不同种类高原夏菜的贮运保鲜环节,总结相应的生理变化规律,从而形成配套的贮运保鲜技术。本文综述了不同种类高原夏菜贮运保鲜技术研究进展,探究低成本、高效的贮运保鲜技术,分析高原夏菜贮运保鲜中存在的问题,从物理、化学、生物保鲜技术,以及包装、运输方式等方面综述国内外的高原夏菜贮运保鲜技术手段,为高原夏菜不同品种蔬菜的贮运保鲜技术提供理论依据。

关键词：高原夏菜采后生理贮运保鲜技术

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野猪DHX36解旋酶酶学特性及保守性分析

中国生物化学与分子生物学报 2022年第12期38卷 1681-1693页

作者：徐思颖郭海磊奚绪光西北农林科技大学生命科学学院生物化学与分子生物学教研室陕西杨凌712100

DHX36解旋酶(DEAH-box helicase 36)在生物体内广泛存在,可作为外源核酸传感器广泛参与机体免疫反应,因其对G-四链体具有高度亲和性和解旋活性而备受关注。目前已报道了3个物种DHX36解旋酶的三维结构,但其酶学活性的保守性研究鲜见报道... 详细信息

DHX36解旋酶(DEAH-box helicase 36)在生物体内广泛存在,可作为外源核酸传感器广泛参与机体免疫反应,因其对G-四链体具有高度亲和性和解旋活性而备受关注。目前已报道了3个物种DHX36解旋酶的三维结构,但其酶学活性的保守性研究鲜见报道。本文以哺乳动物野猪(Sus scrofa)DHX36解旋酶(SsDHX36)为研究对象,通过生物化学与生物物理研究技术系统研究了其酶学性质,并对比其与低等无脊椎动物黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)DHX36解旋酶(DmDHX36)的活性,探究DHX36在物种间的功能保守性。本研究通过原核表达系统,分离纯化得到了纯度大于95%的SsDHX36解旋酶;利用荧光偏振和快速停留技术得到SsDHX36的最佳酶学反应条件,发现SsDHX36对G4 DNA具有平行构型的亲和选择性,对富含鸟嘌呤的ssDNA具有结合和解旋的底物偏好性;结合单分子荧光共振能量转移技术对SsDHX36和DmDHX36进行活性比较,发现两者与G4 DNA结合的构型选择性和对富含鸟嘌呤DNA的底物偏好性是保守的。但两者对不同序列长度ssDNA的亲和性差异显著,SsDHX36受序列长度影响较大且亲和力随序列长度的增加而增强,而DmDHX36则完全相反。本文克隆纯化了SsDHX36解旋酶并研究了其酶学活性,着重分析了SsDHX36和DmDHX36的功能保守性,为理解DHX36的保守功能机制,探究基于DHX36与富含鸟嘌呤序列互作的免疫反应酶学活性基础和靶向药物设计提供了理论与实验基础。

关键词：野猪DHX36解旋酶 G-四链体酶学活性底物偏好性功能保守性

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高时空分辨的脑功能光学成像研究进展

生物化学与生物物理进展 2008年第5期35卷 488-495页

作者：王珍刘庆莹华中科技大学生命科学与技术学院武汉430074 华中科技大学同济医学院解剖学系武汉430030

脑功能成像技术对深入分析脑的信息加工过程,揭示脑的高级功能至关重要,是目前国际研究热点,已经在神经科学研究和神经系统疾病的临床诊断方面取得了很大的进展.已有脑功能成像技术如:功能磁共振成像(fMRI)、正电子断层成像(PET)、脑电... 详细信息

脑功能成像技术对深入分析脑的信息加工过程,揭示脑的高级功能至关重要,是目前国际研究热点,已经在神经科学研究和神经系统疾病的临床诊断方面取得了很大的进展.已有脑功能成像技术如:功能磁共振成像(fMRI)、正电子断层成像(PET)、脑电图(EEG)、脑磁图(MEG)等等,虽然已被成功用于脑功能研究,但是目前这些方法也存在着时间或空间分辨率不够的局限.比较而言,光学成像方法表现出其独特魅力.激光散斑衬比成像和内源信号光学成像由于能提供空间取样、时间分辨率及空间分辨率三者的最佳组合和不需加入外源性标记物等特点,与其他脑功能成像技术相比其优势可能更为突出.具有较高的时间和空间分辨率的这两种脑功能光学成像技术及其应用都取得了重大发展,成为研究脑皮层功能构筑和脑病理生理的有力工具.但是目前这两种成像方法也面临着一些挑战.

关键词：激光散斑衬比成像内源信号光学成像脑血流速度内源光学信号

基于径向基函数神经网络的心电图ST段形态识别

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生物物理学报 2005年第6期21卷 457-463页

作者：刘海龙唐奇伶华中科技大学生命科学与技术学院生物医学光子学教育部重点实验室武汉430074

心电图的ST段是指QRS波的终点至T波的起点间的一个子波,其时间长度与心率有关,对ST段形态的识别有助于分析ST段变化的原因和确定缺血的部位。将模糊逻辑系统与神经网络相结合,利用基于自适应模糊系统的径向基函数神经网络对心电信号ST... 详细信息

心电图的ST段是指QRS波的终点至T波的起点间的一个子波,其时间长度与心率有关,对ST段形态的识别有助于分析ST段变化的原因和确定缺血的部位。将模糊逻辑系统与神经网络相结合,利用基于自适应模糊系统的径向基函数神经网络对心电信号ST段的形态识别进行了研究。该网络比BP网络学习进度快,具有增量学习的能力,它能够识别学习外的新模式。研究取得了较好的识别结果。

关键词：径向基函数模糊系统神经网络形态识别

洋葱假单胞菌(Pseudomonas cepacia)PCL-3产脂肪酶发酵条件研究

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中国生物工程杂志 2008年第10期28卷 72-78页

作者：汪小锋杨江科闫云君教育部分子生物物理重点实验室华中科技大学生命科学技术学院武汉430074

研究了洋葱假单胞菌(Pseudomonas cepacia)PCL-3发酵产碱性脂肪酶培养条件的优化。采用单因子试验筛选出糊精为最适碳源,蛋白胨和尿素为复合氮源。通过Plackett-Burman设计试验,对影响产酶条件的8个相关因子进行评估并筛选出具有显著效... 详细信息

研究了洋葱假单胞菌(Pseudomonas cepacia)PCL-3发酵产碱性脂肪酶培养条件的优化。采用单因子试验筛选出糊精为最适碳源,蛋白胨和尿素为复合氮源。通过Plackett-Burman设计试验,对影响产酶条件的8个相关因子进行评估并筛选出具有显著效应的3个因子:尿素、接种量以及初始pH值。用最陡爬坡实验逼近显著因子的最大响应区域后,采用响应面分析法,确定尿素、接种量以及初始pH值最优值分别为0.15%,3.05%和8.59。优化后液体发酵培养基中脂肪酶活力提高到48.88U/ml,比初始酶活25.37U/ml提高了1.93倍。10L的发酵罐中,脂肪酶活力在52h达到最大,为47.69U/ml。

关键词：洋葱假单胞菌PCL-3脂肪酶 Plackett—Burman设计响应面法优化

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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