基于卷积神经网络的下咽癌医学影像分析综述

相比于肺癌、肝癌等常见的癌症,下咽癌是一种罕见的疾病。由于下咽癌的磁共振影像往往亮度不均、模糊、噪声重,因此如何从这些磁共振图像中获取有用信息是一个难题,如何使用深度学习通过磁共振图像来检测下咽癌的病灶是一项重大挑战。首先,综述了下咽癌的磁共振图像特点及成因,概括了Faster-RCNN、RetinaNet、FCOS、Cascade-RCNN等常见目标检测网络的特点和应用领域,并且分析了目标检测网络应用在下咽癌病灶定位上所面临的挑战,介绍了行之有效的解决方法:可变形卷积和应用定制的锚框。然后,介绍了常见的语义分割网络,并分析了把这些语义分割网络应用在下咽癌病灶分割上所面临的挑战。最后,对上述提到的目标检测网络和语义分割网络进行了总结,并对未来下咽癌医学影像的目标检测和语义分割工作进行了展望。

银离子比色检测技术研究进展

由于银离子(Ag^(+))会威胁人类健康和生态系统平衡,其检测在环境和食品领域引起了广泛关注。比色法是检测Ag^(+)最常用的方法之一,具有简单、易操作、可现场快速检测等优点。传感机理以及显色材料的发展是比色法领域的重要研究方向。综述了Ag^(+)比色检测技术的显色机理及其传感策略,将显色机理分为三类,包括酶催化、等离子体共振和化学显色,并对相应的显色材料进行了概括。讨论了Ag^(+)检测的传感机理、传感性能和实际样品应用,并总结了目前Ag^(+)比色法检测的挑战和前景,旨在帮助读者更好地理解Ag^(+)比色法的原理,推动重金属离子快速检测技术的发展。

基于嗅觉受体激活关系模拟的气味感知预测

气味分子与嗅觉受体相互作用是引起气味感知的重要环节,对于揭示气味感知机制具有重要意义。然而,获得气味分子与人类嗅觉受体激活关系的实验性结果耗时耗力,且目前可用的激活关系数据数量不足以支持智能气味感知研究。因此,本研究构建了嗅觉受体蛋白质关系网络,并提取特征来训练气味分子-嗅觉受体激活关系预测模型。在气味感知预测中综合考虑气味分子特征和嗅觉受体蛋白激活模拟关系,实现了对人类气味感知的高精度回归预测。实验结果表明,融合气味分子-嗅觉受体激活关系的人类气味感知预测相关度指标为0.94,明显优于现有的气味感知预测模型。此外,研究还在预测基础上总结了气味分子-嗅觉受体激活-气味感知模式。本研究为气味感知预测引入了可观测的嗅觉受体激活机制特征,为深入探索和理解气味感知机制提供了新思路。

蛋白质结构稳定性检测的实验课程设计

随着生物技术的突破和发展,多肽蛋白类药物的出现使得人类疾病的诊断和治疗发生了翻天覆地的变化。为了顺应多肽蛋白类药物的飞速发展,加强生命科学等专业本科生对此类药物制剂相关知识的普及已势在必行。此实验课程设计利用稳定性热检测法分析蛋白质结构的稳定性,为生命科学等专业本科生设计一堂深入了解蛋白质结构与功能关系的课程,以促进本科生拓宽学术视野,提升完成相关科学研究和适应医药产业发展新形势的能力。

来源于裂壶藻渣的外泌体制备、鉴定及其抗黑色素生成功效初探

[目的]初步探究来源于海洋微藻裂壶藻(Schizochytrium limacinum)的外泌体的医美功能.[方法]从提取藻油后的裂壶藻废渣中提取外泌体,通过透射电子显微镜(TEM)和纳米流式分析仪(NanoFCM)对其进行结构鉴定,采用二喹啉甲酸(BCA)法测定其中的蛋白浓度,并建立黑点青鳉(Oryzias melastigma)模型测试外泌体抗黑色素生成功效.[结果]TEM结果可见裂壶藻源外泌体呈典型的圆形或椭圆形杯状形态,NanoFCM测得外泌体浓度2.96×10^(12)mL^(-1),粒径为(90.8±19.9)nm;黑点青鳉实验证实裂壶藻源外泌体导致黑色素斑数量减少,具有显著的抗黑色素生成功效,且抑制率与浓度呈正相关.[结论]本研究建立了裂壶藻渣源外泌体的制备方法和抗黑色素生成功效测试模型,为其高值化利用及美白功效评价提供了新的方向和策略.

生物学实验室三种常用仪器的使用注意事项

在生物学本科生和研究生的培养过程中,仪器设备的很多操作细节往往被忽视,导致仪器设备被损坏、实验失败甚至安全事故。根据学生在设备操作中经常出现的问题和实验室教师的工作经验,该文系统总结了生物学实验室中最常用的三种实验设备的注意事项。以这些注意事项为例,阐述培养学生细节意识的重要性,为提高学生的实验技能提供参考。

Mapmaker3.0和作图软件使用

构建各种生物体的遗传连锁图谱成为分子遗传学和作物育种领域QTL定位的热点。Mapmaker3.0是当前普遍用于遗传连锁距离计算的软件。Mapmaker3.0的使用首先要准备标记数据文件,然后用Sequence命令输入欲分析的标记座位,接着键入Group命令指导程序将Sequence中的标记分为不同的连锁群,接下来,程序在一个连锁群内部决定最有可能的标记排列次序,计算一个连锁群中所有的标记每一个可能的次序最大似然图谱,比较这些图谱的可能性并找出最合适图谱,这部分工作用Compare命令完成,再用sequence和map命令得到标记之间的连锁数据。之后,将这些数据按Genemap或MapDraw分析软件所要求的数据格式输入,通过对这2个软件的正确使用,就可得到需要的遗传连锁图谱图形文件。

从CRISPR系统到OMEGA系统:体内基因编辑技术的新突破

CRISPR/Cas系统是一种革命性的基因编辑工具,在过去的20年间已经逐渐应用于基础科学、疾病的研究与治疗、药物的开发等领域。近年来,科学家在对细菌和古生菌的基因组进行研究过程中发现了一个新的RNA引导系统——OMEGA,其转座酶IscB和TnpB分别被鉴定为CRISPR/Cas9和CRISPR/Cas12的祖先。同时,一种真核OMEGA基因编辑系统Fanzor(Fz)蛋白也在近期被报道,而TnpB被鉴定为Fz的祖先。OMEGA系统这些尺寸较小的内切酶允许腺相关病毒(AAV)的传递,在体内靶向基因编辑方面显示出更优越的特性。文章对OMEGA系统相关的RNA引导的核酸内切酶进行了综述。

嗜水气单胞菌RPA-LFD快速检测方法的建立

文章旨在建立一种针对嗜水气单胞菌的敏感性高、特异性强的快速临床诊断方法。研究根据嗜水气单胞菌促旋酶B亚单位(gyrase subunit B,gyrB)基因的保守序列,设计特异性重组酶聚合酶扩增技术(RPA)扩增引物,通过结合琼脂糖凝胶电泳(AGE)和侧流层析试纸条(LFD)的方法进行反应条件的优化、特异性及灵敏度检测。实验结果表明,所建立的嗜水气单胞菌RPA-LFD快速检测方法可在38℃最适温度下30min内无干扰地检测到嗜水气单胞菌,对嗜水气单胞菌纯培养物和基因组DNA的最小检出限为10^(3)cfu/mL和100 pg/μL。利用建立的RPA-LFD与普通PCR同时检测杂交鲟鱼处理临床样品的结果表明,两种方法的结果一致。综上所述,通过对RPA反应条件的探索和优化,成功建立了嗜水气单胞菌快速检测方法。该方法操作简便,反应迅速,与普通PCR相比,不需要昂贵的仪器,为未来嗜水气单胞菌细菌性疾病的早期诊断提供了更有效的技术支持。

流式细胞仪样品预处理系统的设计与实现

根据流式细胞仪对样品“均一化”的需求,研制了一套基于微流控细胞分选技术的流式细胞仪样品预处理系统,装置可以实现对粒径小于100µm细胞或微粒的驱动和分选.系统主要包含微流控分选芯片和样品驱动模块两部分,通过聚焦不同位置,实现了对不同粒径细胞/颗粒的有效分离.系统无需对细胞进行标记处理,经分选的细胞便于后续流式细胞仪检测.经验证,系统能够有效去除牡蛎血淋巴细胞样品中的大粒子杂质,提高细胞样品的稳定性和均一性,增加流式细胞仪检测结果的准确性.

单分子荧光原位杂交(smFISH)技术及应用

单分子荧光原位杂交(single-molecule fluorescence in situ hybridization,smFISH)技术是一种通过用偶联荧光基团的寡核苷酸探针,对固定细胞或组织中单个mRNA分子进行成像的方法。smFISH可对RNA进行定位、定量,以此对目标转录本进行实时研究。sm FISH适用于细胞、组织切片等多种类型生物样本。近年来,多种基于基础smFISH的改进技术被发明,进一步促进了该技术的实际应用。smFISH良好的RNA单分子可视化能力,使得其在发育生物学、神经生物学及肿瘤生物学等基础生物学科中得到了广泛的应用。本文综述了smFISH技术基本原理、smFISH技术的局限性、smFISH衍生技术方法、smFISH在不同生物学科中的应用进展,并对smFISH技术的发展前景做出展望。

多梳蛋白抑制复合体(PRC)在植入前胚胎发育过程中对染色质三维结构重建的影响

[背景]多细胞生物发育是一个极为复杂而协调的过程,伴随着组织特异性基因的时空特异性表达.近年来,人们逐渐意识到除转录因子及组蛋白翻译后修饰能影响邻近基因的表达外,染色质的三维(3D)结构组装同样对转录发挥重要调控作用.植入前胚胎及胚胎干细胞因具有分化为多种器官组织及持续增殖保持更新的能力,成为研究基因转录调控与染色质3D构象等表观遗传修饰相互作用的重要模型.[进展]多梳蛋白抑制复合体(polycomb repressive complex,PRC)在哺乳动物不同物种中都发挥多种功能,特别是在哺乳动物的植入前胚胎发生过程中其活性及基因组结合位点均发生显著变化.PRC不仅可以通过组蛋白修饰直接参与靶基因的转录调控,也可以协同其他转录因子,通过影响染色质微环境进而参与靶基因转录调控进程.本文重点探讨哺乳动物(人与鼠)的植入前胚胎发育过程中染色质3D构象剧烈变化的规律,并归纳PRC在上述过程中作用机制的新进展.[展望]考虑到PRC在不同细胞中参与转录调控过程的复杂性,未来需要进一步实验来研究PRC的不同组分在胚胎发育过程中细胞染色质3D构象构建中的贡献,特别要注意不同附属蛋白的功能代偿性及协同性.

消癌平诱导caspase-3活化动态过程的实时监测

消癌平是从萝摩科(Asclepiadaceae)植物通关藤(Marsdenia tenacissima)根部提取的药物,已经广泛应用于癌症和多种炎症的临床治疗,并且具有较好的疗效。将消癌平注射液与细胞培养液按照1∶1的比例混合后共同培养人肺腺癌(ASTC-a-1)细胞,通过CCK-8方法检测发现消癌平能够显著抑制细胞的增长。然后利用荧光共聚焦扫描显微镜和荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)技术在稳定表达了SCAT3质粒的单个ASTC-a-1细胞中实时动态监测消癌平处理后SCAT3的空间分布以及SCAT3被caspase-3切割的动态过程。实验结果表明:消癌平处理后20 min中SCAT3开始向细胞核以及细胞膜部位转移,约在100min左右SCAT3被迅速切割。

蚀斑法分离纯化BHV-1和BPIV-3混合病毒

利用蚀斑试验方法对牛疱疹病毒1型(BHV-1)和牛副流感病毒3型(BPIV-3)的混合病毒进行分离纯化及鉴定,为BHV-1、BPIV-3感染的诊断提供科学依据。将不同稀释度的BHV-1和BPIV-3混合病毒接种至牛肾原代细胞,加营养琼脂培养,产生蚀斑后扩增并RT-PCR鉴定。将纯化后毒液分别进行二次蚀斑纯化及鉴定。结果 BHV-1和BPIV-3混合病毒第6~7 d可产生明显蚀斑。鉴定阳性的BHV-1和BPIV-3进行二次蚀斑,鉴定结果均为阳性,且分离的两种病毒TCID_(50)测定结果为10^(-8.5)/0.1 m L、10^(-6.5)/0.1 m L。首次通过蚀斑试验,成功分离并得到了两株毒力较高且纯化的BHV-1和BPIV-3病毒株。

BSL-3实验室内生物安全柜的检测结果及其分析

本文介绍了中国CDC某BSL-3实验室的Ⅱ级A2型生物安全柜在更换高效过滤器后的现场检测情况,并对检测结果作了详细分析。分析结果表明安全柜的性能是符合规范的要求的,可以正常使用。

MS-302生物信息计算分析系统测定清洁级Wistar大鼠生理学指标的应用

清洁级Wistar大鼠颈总动脉插管，使用MS-302生物信息计算分析系统接驳计算机，皮下注射生理盐水（0．5mL／100g），比较分析注射前、注射后15ms、30ms、45ms、60ms、75ms、90ms之Wistar大鼠的心率、颈总动脉收缩压、平均压、舒张压、呼吸频率、呼吸张力的变化。结果显示：清洁级Wistar大鼠的心率为331-378次／min，颈总动脉平均血压为92．4-115．9mmHg，收缩压为101．7-129．3mmHg，舒张压为82-110．2mmHg；呼吸频率为56-92次／min，呼吸肌张力为3．8-6．0g。特别是Wistar大鼠呼吸肌张力指标的测定为应用提供了新的参考依据。

检测聚丙烯酰胺凝胶中蛋白质的3种染色方法比较

用考马斯亮蓝染色、银染色、铜染色等 3种方法对同一种蛋白质染色的灵敏度、快速性进行比较 ,得出 3种蛋白质染色方法的优缺点 。

高分辨液相色谱质谱联用仪在蛋白质化学修饰中的应用

蛋白质是生命活动的主要执行者,其对生命过程的调控通过种类复杂、时空分辨的蛋白质修饰实现,如蛋白质翻译后修饰等。设计对蛋白质侧链响应性的化学修饰策略可在分子水平上揭示蛋白质调控生命过程的本质,将其发展为疾病诊断和治疗的分子工具。高校分析测试中心的高分辨液相色谱质谱联用仪在检测蛋白质化学修饰方面发挥重要的作用,结合质谱分析软件pFind等可以直观地分析小分子标记试剂与蛋白质修饰的位点、产物及可能的反应机理,为揭示蛋白质的结构、功能与调控机制,蛋白质药物的定点释放和精准治疗,研究蛋白-蛋白及蛋白-核酸相互作用,建立相互作用网络提供研究基础和技术支持。

光谱成像技术及其在植物中的应用研究进展

光谱成像技术能够同时获取样品的空间与化学信息,是研究复杂生物样品的有力工具。近年来,由于具备非入侵、无损测量等优势,光谱成像技术在食品与农产品检测、生物医学与环境监测等方面引起了越来越多的关注。同时,随着成像技术的发展,光谱成像技术在成像速度、波段数量、光谱分辨率、空间分辨率等方面的性能都得到了极大的提升,空间分辨率甚至可以打破衍射极限达到超分辨级别。本综述总结了拉曼光谱、红外光谱和近红外光谱等几种主要光谱成像技术的基本原理与性能,重点介绍了这类技术在植物细胞壁与木材研究、细胞结构与成分可视化、生物与非生物胁迫检测以及种子的无损测量等领域中的应用进展,并对这一类技术的发展潜力进行了探讨与总结,为今后光谱成像技术在植物研究领域的进一步发展与应用提供理论参考。

藻细胞显微成像中微流控自动进样分段控制方法

藻细胞显微图像快速自动获取具有重要的应用价值。针对微流控-显微成像技术中样品进样效率与细胞成像质量问题,研究了基于藻细胞通过荧光检测窗口持续时间的样品平均流速检测方法,并提出基于体积流量调节的微流控自动进样分段控制方法。结果表明,进样速度在10~30μL/min范围内,样品平均流速检测误差小于5%;分段控制实现了藻细胞显微图像的高质量自动获取,与显微镜检成像质量基本一致,且样品进样速度提升68%以上。研究结果为藻细胞显微图像高效自动获取提供了有效实用方法。