低温显微镜的研制

低温显微镜是低温生物医学研究中的重要工具,介绍了低温显微镜的历史和主要类型,并设计制作了一台采用液氮冷却的低温显微镜。该低温显微镜采用电子膨胀阀控制冷却介质的流量,最大升温速率可达100℃/min,最大降温速率可达50℃/min,控温精度为±1℃。

低温显微镜新冷源系统的实验研究

提出一种以氮气为冷源通过微型节流制冷器制冷以满足低温显微镜降温要求的新方案。给出了低温显微镜新冷源系统的原理图。为确定节流管参数(节流管内径及长度)和节流最佳压力进行了相关实验。为确定系统的可行性,进行了系统的温降和冷量以及氮气耗量的测试实验。实验结果表明:节流孔选用内径为0.3mm,长度为10mm的不锈钢管。氮气节流前的最适宜压力为7MPa。该冷源系统的温降和冷量以及氮气消耗均能满足要求。

基于半导体制冷的低温生物学显微镜

目前的低温生物显微镜多为技术含量高的大型系统,目前还不能普及用于学生的实验教学。我们利用半导体制冷片体积小、制冷迅速、价格低廉的特点,使之与普通生物显微镜复合,制成简易的低温生物显微镜。

倒置式低温光学显微镜

为适应精细低温过程研究的需要,作者在美国麻省理工学院参与研制了新型低温光学显微镜。在蔡司公司ICM405型倒置显微镜的基础上,研制加装了由微机控制的低温载物台;低温氮气冷却系统;温度测量、控制、调节、显示系统;照相、摄像、录像和监视系统。低温显微镜的最低工作温度可达-180℃。由于低温载物台采用微型热电偶及导电镀膜加热层,因此灵敏度高,可控温度变化速率最快达500℃/min,最慢为0℃/min,即恒温。被观察样品在低温处理全过程中的显微变化及相应的时间、温度均可详细记录,并事后复现供分析研究。经过两年实际使用表明,本仪器使用方便、成像清晰、无低温运动部件、工作可靠。本文介绍该低温光学显微镜的原理、结构、关键部件设计、计算方法及实验。

低温扫描隧道显微镜(LT-STM)的调试技术

本文介绍了低温扫描隧道显微镜(LT-STM)的结构特点,该设备由真空系统、低温系统、扫描和数据采集系统、电源控制系统、控制计算机等组成,该实验设备具有高性能、高精度的特点,对实验人员的实验技能要求很高。我们结合它的使用对其调试方法进行了分析、探讨和总结,其实验结果证明了这种调试方法的正确性和可行性,为今后调试同类实验设备提供了可靠的经验。

普米克令舒雾化吸入在显微镜下低温等离子小儿鼾症术后的临床疗效分析

目的探讨普米克令舒雾化吸入在显微镜下低温等离子腺样体切除术后的临床疗效。方法方便选取2012年6月—2016年6月在该院耳鼻喉科行腺样体切除治疗的90例患者随机分为两组,对照组单用显微镜下低温等离子腺样体切除术治疗,观察组在此基础上辅助普米克令舒雾化吸入治疗,比较两组患者的临床疗效、症状改善情况、并发症发生率。结果观察组治疗有效率为95.56%,明显高于对照组的82.22%,两组差异有统计学意义(P<0.05);观察组治疗后咽喉部疼痛、水肿评分分别为(0.9±0.8)分、(1.0±0.7)分明显低于对照组,而创面愈合时间(7.8±1.6)d、住院时间(7.2±1.4)d明显较对照组短,两组差异有统计学意义(P<0.05);观察组并发症发生率6.67%明显低于对照组,两组差异有统计学意义(P<0.05)。结论普米克令舒雾化吸入在显微镜下低温等离子腺样体切除术后的临床疗效确切,有利于术后咽喉部疼痛、水肿的快速消退,促进创面愈合,具有积极的临床意义。

基于全氟酞菁铜和碗烯双分子体系在银和石墨表面自组装行为的低温扫描隧道显微镜研究（英文）

由于其独特的分子构型和电子结构,碗烯被认为是组成有机分子电子器件的一种重要的结构单元。在不同金属表面上单一组分的碗烯或其衍生物进行自组装的行为,及其所形成自组装薄膜的电子结构已经被广泛研究。这里我们利用低温扫描隧道显微镜(LT-STM),对全氟酞菁铜和碗烯两种组分在高定向热解石墨和银(111)两种不同衬底上的自组装结构进行了报道。在石墨衬底上,全氟酞菁铜和碗烯分子间形成的氢键成为双分子网络结构能够形成的关键;同时,由于这种分子间氢键的存在,碗烯分子大多采取"开口朝下"的空间构型,以保证分子间氢键最大限度的形成。但在银衬底上观察到的碗烯分子则随机采取"开口向上"或"开口向下"两种构型,并没有一种优势构型的存在。我们认为此时银(111)衬底和有机分子间强烈的相互作用限制了碗烯两种构型之间的翻转,使得碗烯分子一旦被吸附就只能保持其原本的构型,从而导致了在结果上两种构型的随机分布。

纳米低温保护剂提高卵母细胞玻璃化保存效果的机理初探

纳米颗粒添加到低温保护剂中可能是未来低温保存的重要手段。采用添加了羟基磷灰石(HA)纳米颗粒的低温保护剂冷冻卵母细胞,使用低温显微镜观察了结晶、再结晶和融化时冰晶的形态和细胞的变化,同时记录各现象发生的温度。发现添加0.05%HA组在升温过程中再结晶不明显,且再结晶危险区较小,对细胞无损伤;而未添加HA组细胞在复温过程中受伤几率很高。结果表明纳米颗粒减少了复温过程中的再结晶可能是纳米低温保护剂提高细胞存活率的主要机理之一。

升降温速率对低温保护剂溶液结晶性质的影响

引言细胞和组织的低温保存是现代低温生物医学的重要研究内容,对于保存稀缺物种、器官移植有着重要意义。目前,成功实现低温保存的细胞和组织包括红细胞、胚胎、皮肤、精子等。卵母细胞是哺乳动物最重要的生殖细胞之一,卵母细胞低温保存对于保护濒危物种、保存优良动物品种、使人类突破生育年龄限制等方面有重大意义。

低温台温度场分布的理论和实验研究

低温显微镜是生物材料低温保存研究中的重要工具之一。低温台上热电偶的布置位置和样品的体积都能影响测温的准确性。对低温台温度场的分布情况进行了数值模拟,并通过实验验证。分析结果表明可以利用布置在盖玻片上表面的热电偶测温数据推算实验样品层的温度,样品层温度在水平方向上是基本均匀的。

用低温断面扫描电子显微镜研究乳胶系统的特性

在常规应用中,为使用扫描电子显微镜所作的样品冷冻准备,常通过快速样品流量的方法在几分钟内完成,从而可避免化学凝固和与溶剂发生接触,保持水合样品的稳定性,同时,稳定了低熔点材料,最大程度地减小体积变化,这样通过低温断裂即可显示出内部结构。

羟基磷灰石纳米微粒对不同种类低温保护剂反玻璃化结晶的影响

为了研究羟基磷灰石(HA)纳米微粒对不同种类低温保护剂(质量浓度为60%的渗透性丙三醇和质量浓度为50%的非渗透性PEG-600)反玻璃化结晶的影响,利用低温显微镜研究了含有不同粒径(20nm、40nm、60nm)和不同质量浓度(0.1%、0.5%)HA纳米微粒的丙三醇和PEG-600溶液在反玻璃化过程中的结晶现象。实验结果表明:丙三醇和PEG-600溶液在反玻璃化过程中的冰晶形貌分别为枝状和球形,且形貌都不随添加纳米微粒而改变。与未添加纳米微粒的丙三醇溶液相比,添加60nm、0.5%纳米微粒溶液的析晶分数仅为未添加溶液的1/7。PEG-600溶液在-64℃^-52℃区间内的析晶分数显著增加,其中添加40nm、0.5%纳米微粒的PEG-600溶液的析晶分数增加了90%。冰晶的生长速率存在两个极大值现象,而添加40nm、0.5%纳米微粒的丙三醇溶液、未添加和添加60nm纳米微粒的PEG-600溶液的冰晶生长速率都只有一个极大值。

瞬态过程研究用新型低温生物显微成像冷冻台研制

为了提高降、复温速率和实现样品环境氛围可控,本文研制了新型低温显微成像冷冻平台。该冷冻台腔的技术方案是将生物样品放置在独立的小型环境舱内,其内部气体氛围可控,外部采用真空腔体绝热,腔内安装有液氮热沉。通过步进电机控制环境舱与液氮热沉的接触或分离,分别对应高速降温和复温(借助电加热)。通过模拟计算对设计结构进行优化,整个系统降温速率最高可达1500℃/min,不仅实现了冻融瞬态过程可视化,也实现了样品环境氛围的可控性。

不同结晶度的乙二醇及其水溶液玻璃化转变与焓松弛

为了考察晶体成分对无定形成分玻璃化转变和结构松弛行为的影响,利用差示扫描量热法(DSC),结合低温显微技术,研究了乙二醇(EG)及其50％水溶液在不同结晶度时的玻璃化转变和焓松弛行为.采用等温结晶方法控制骤冷的部分结晶玻璃体中的晶体份额.DSC结果表明,对于部分结晶的EG,只有单一的玻璃化转变过程,而对于50％EG,当结晶度不同时,不同程度地表现出两次玻璃化转变(无定形相Ⅰ和无定形相Ⅱ).相Ⅰ的玻璃化转变温度和完全无定形态的含水EG的玻璃化转变温度相一致;相Ⅱ的玻璃化转变温度要比此温度约高6℃.低温显微观察结果印证了DSC实验结果.DSC等温退火的实验和KWW(Kohlrausch-Williams-Watts)衰变函数分析结果表明,EG无定形和50％EG中的两种无定形有不同的焓松弛行为.

冷冻-复温过程中葡萄细胞结晶变化研究

利用低温显微镜系统对葡萄进行了冷冻-复温实验,研究了葡萄细胞在冷冻-复温过程的结晶变化。通过分析冷冻-复温过程的葡萄细胞显微图像、细胞体积、内压、渗透率的变化,发现：葡萄细胞的结冰温度随冷冻速率的增加而降低;葡萄细胞的体积变化总趋势是随温度的降低而减小,但由于细胞内自由水体积的变化,在-5~0℃细胞体积会有所增大。在14℃/min、50℃/min冷冻速率下细胞体积分别减小了54.5%,26.3%。冷冻速率越大,细胞体积变化越小;冷冻过程中葡萄细胞的渗透系数随温度的降低而降低,随冷冻速率的降低而降低。在葡萄细胞的冷冻-复温过程中,提高复温温度能有效减少细胞的破损。

不同降温速率对肾细胞内、外冰形成温度的影响

分别采用低温显微镜和差示扫描量热仪测定胞内冰和胞外冰的形成温度,分析了胞内、外冰晶产生温度和降温速率的关系,并通过低温显微镜获得了降温过程中肾细胞形态的变化。由实验结果可知:在降温速率小于10℃/min的情况下,肾细胞内鲜有冰晶的产生,并且降温速率升高导致胞内冰形成温度的降低。

纳米粒子浓度等条件对VS55反玻璃化结晶的影响

借助低温显微镜系统,运用等温扫描和连续扫描法,对磁性纳米粒子浓度、等温温度以及降复温速率对低温保护剂VS55在反玻璃化过程中的结晶行为进行了观察.结果显示:随着磁性纳米粒子浓度和等温温度的增加,冰晶生长速率、初始尺寸及结晶密度整体上都增大,冰晶生长得到促进;对含有不同磁性纳米粒子浓度的VS55进行连续扫描,结果与等温扫描结论一致,添加磁性纳米粒子的溶液反玻璃化冰晶生长明显;降温速率增长至5℃/min时,冰晶初始尺寸和冰晶数量显著提高,生长速率也略有增加,5℃/min以上的降温速率对冰晶的影响差别不大;随着复温速率的增大,冰晶尺寸、生长速率都减小,冰晶数量减少.

肝细胞复合体在慢速冻存过程中热膨胀损伤机理研究

在单层贴壁细胞的慢速冻存中,细胞从基质上脱落是影响冻存效果的主要因素之一。造成这种脱落的主要原因是基质和细胞的热膨胀系数差异,而降温速率和终温均为影响热膨胀系数变化的因素。本文通过测量肝细胞及微载体在慢速冷冻过程中(降温速率分别为1、2、5℃/min,终温为-30℃)热膨胀系数,对比筛选出热膨胀差异最小时的冻存方案,研究热膨胀损伤对肝细胞复合体冻存效果的影响。实验结果表明:降温速率为1℃/min时,肝细胞与微载体间的热膨胀差异最小,对应的复合体冻存效果最好,其存活率和贴壁率分别为62.66%±0.67%和37.2%±1.25%。细胞与微载体间的热膨胀损伤存在于整个降温过程,是影响肝细胞复合体冻存效果的主要因素之一。

双孢蘑菇子实体原基形成的超微结构研究

应用低温扫描电子显微镜 (LTSEM )对双孢蘑菇子实体原基的超微结构特征进行了观察研究。研究表明 ,双孢蘑菇子实体原基的形成经历了起源 ,发展和分化的不同阶段 ,在不同阶段时期其超微结构特征具有较大的差异。

非保温保压采集深海天然气水合物原位样品的外观与保存状况研究

因为取样时未使用保温保压工具,所以通常情况下采集到的天然气水合物样品在被放入液氮罐冷藏之前,必定已经发生了部分分解;具有代表性意义的ODP 204航次取得的样品85%分解了,且转变成六方晶体冰。因此,分析描述天然气水合物分解的状况、外观和特征十分必要。综述了利用可确定天然气水合物中冰、水合物和其他矿物相对数量以阐明其保存程度的同步加速X光衍射(XRD)技术和可在低至几十纳米分辨率条件下对样品进行详细观测的低温扫描电镜技术进行非保真采取水合物样品外观和保存状况研究的概况,包括Ⅰ型结构水合物及孔隙横截面均为六边形和亚微米级孔隙区域到密集孔隙区域特征等成果,指出取心时水合物分解耗热,是吸热反应并导致分解释放水同步冻结;同时气体膨胀和气体脱溶也形成冰;这类样品中天然气水合物周围小区域内温度很低并在局部成冰,水合物实现自我保存,这一特性允许天然气水合物在稳定正常的温压条件以外存在一段时间,对于天然气水合物商业储运具有重要意义,但是,多数情况下水合物还是分解了。在"水合物海脊",样品含天然气水合物量仅少数超过15%,极少数达到70%,只有在原位状态为大块状的天然气水合物中,才可以用肉眼观察到高含量的天然气水合物组分。