一种用于冷冻电镜样品装载的工作台

本文介绍一种自行设计用于冷冻电镜样品装载的工作台。在保持操作区域相对低温及低气流扰动下,其可以将湿度降至10%以内。在该操作台里完成装载的冷冻样品,几乎没有冰晶污染,可用于冷冻电镜高分辨数据采集。

冷冻扫描电镜制样方法及其在含水样品中的应用

常规扫描电镜要求所观察的样品必须干燥、无水,而一些含水样品在干燥过程中会发生结构变化,无法真实反映样品的结构信息。冷冻扫描电镜无需对样品进行干燥处理,可以直接分析含水样品表面、界面和内部结构,是研究高度含水样品的强有力工具。样品的制样方法在冷冻扫描电镜技术中占有重要地位,它直接关系到样品真实形貌特征的反映和对超微结构的正确解读。本文综述了冷冻扫描电镜的制样方法,并阐述冷冻扫描电镜技术在天然气水合物、微生物、乳液、水凝胶、动植物等含水样品中的应用。

液态金属微球的微观结构与血管栓塞性能研究

本文制备了一种液态金属微球,并对该液态金属微球的微观结构和血管内栓塞效果进行了研究。结果表明:在光学显微镜与电子显微镜下观察到液态金属微球呈球形,在对其元素分析中观察到了镓元素和氧元素;在对兔子耳中央动脉的栓塞实验中,发现液态金属微球成功地阻断了兔子耳中央动脉,导致了兔耳的坏死。当液态金属微球的直径与血管的直径相当时,便会通过物理栓塞方式阻塞血管。同时,液态金属微球因其自身的高密度具有X射线显影性。栓塞前与栓塞后的血液检查和主要器官组织病理表明,液态金属微球有着良好的生物相容性。因此,液态金属微球是一种极具潜在临床应用价值的栓塞材料。

基于计算机视觉技术的连翘果实性状变化研究

目的:探究连翘果实发育与性状之间的关系,建立基于计算机视觉技术的连翘“辨状论质”方法。方法:采用Python库LabelMe对连翘显微横切图片进行标注,获取连翘果实显微横切各部位的面积占比。采用自制软件Lq_measure对连翘进行长度、宽度和单果面积的测量,同时称取连翘果皮(含隔膜)和种子的质量,并制作数据集。结果:连翘果实性状差异大,证实了计算机视觉技术筛选优质连翘具有工业化应用的前景,建立了一套以Lq_measure软件为基础的连翘性状研究实验操作流程,为连翘性状数据库的建立提供了基本方法,为基于连翘果型的中药“辨状论质”理论研究提供可靠技术支撑。结论:连翘种心性状可用于鉴别连翘的果实成熟度,连翘长宽比系数和连翘果皮重占比相关性为0.74,为以后的连翘质量控制提供了理论依据。

柽柳属植物盐腺的扫描电镜制样方法比较及观察

为研究柽柳属(Tamarix)植物的盐腺特征,本研究首先采用CO_(2)临界点干燥法和冷冻扫描电镜(Cryo-SEM)制样法两种方法,分别对刚毛柽柳(T.hispida)组培苗和土培苗的叶片进行前处理,并在扫描电镜下观察比较盐腺的形态特征差异。结果发现,对于幼嫩的组培苗,Cryo-SEM制样镜检效果好于CO_(2)临界点干燥制样,盐腺更少变形;对于肉质化的土培苗,CO_(2)临界点干燥制样效果更好,分辨率和衬度较好。接着本研究对10种柽柳土培苗叶片进行了常规干燥制样和扫描电镜观察,并统计了盐腺数量和面积,结果可见长穗柽柳(T.elongata)的盐腺数量和面积均为最高。本研究比较了两种制样法对观察柽柳盐腺形态的优劣且进一步研究了10种柽柳叶片的盐腺,为柽柳抗盐相关基础和应用研究提供一定的参考。

二地鳖甲颗粒的质量标准

为建立二地鳖甲颗粒的质量标准,通过采用薄层色谱法(TLC)对颗粒中的菟丝子、枸杞子、续断和五味子进行定性鉴别;采用高效液相色谱法(HPLC)对颗粒中的五味子醇甲、川续断皂苷Ⅵ进行同时测定。结果表明:TLC鉴别斑点清晰、分离度好且阴性对照无干扰,可用于菟丝子、枸杞子、续断和五味子的鉴别;HPLC精密度、稳定性、重现性且准确性均良好,川续断皂苷VI和五味子醇甲的质量浓度为2.578~51.560、0.510~10.200μg/mL,与峰面积线性关系良好,平均回收率分别为98.11%和95.52%。本研究建立的方法准确可靠、专属性强且重现性好,可用于二地鳖甲颗粒的质量控制。

SARS⁃CoV⁃2免疫逃逸NTD中和抗体的分子机制

针对严重急性呼吸综合征冠状病毒2(Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)中和抗体的开发,主要针对SARS-CoV-2表面的刺突(Spike,S)蛋白。大多数中和SARS-CoV-2的单克隆抗体(MAbs)可结合S蛋白的受体结合结构域(receptor-binding domain,RBD),从而阻断病毒与血管紧张素转化酶2(Angiotensin-converting enzyme 2,ACE2)的相互作用。作者早期通过SARS-CoV-2原型株S蛋白免疫小鼠,筛选得到S2G4,S2H5,S4D4,S5B84株与S蛋白氮末端结构域(N-terminal domain,NTD)不同表位结合的单克隆抗体,其中S2H5活病毒中和能力最强。本研究利用冷冻电镜技术解析了S2H5的抗原结合片段(Fab)结合SARS-CoV-2原型株S蛋白复合体的结构,共获得六种构象,其中S2H5 Fab结合在S蛋白的NTD上,结构模拟完整S2H5抗体结合S蛋白可以空间上阻碍S蛋白与ACE2相互作用,揭示了S2H5中和SARS-CoV-2原型株的结构基础。此外,作者应用假病毒中和实验,分析了上述四种抗体对SARS-CoV-2多种突变株的中和能力,显示了其突变株对NTD抗体的免疫逃逸,并从结构生物学角度对各突变株表现出的免疫逃逸提供了可能的解释。

综述:核小体液-液相分离中早期形核过程的分子结构

研究揭示,核小体阵列在体外具有液-液相分离(liquid⁃liquid phase separation,LLPS)的内在特性,被认为在体内引导染色质区域的结构变化。然而,对于形成的异质凝聚物在分子水平的结构研究,长期以来受到技术限制,从而阻碍了研究人员对核小体液-液相分离的深入理解。为了解决这一难题,张蒙等运用先进的冷冻电子断层扫描技术(Cryo⁃electron tomography,Cryo⁃ET)、结合单分子电子断层重构(individual⁃particle electron tomography,IPET)和基于深度学习的分割技术,确定了液-液相分离在不同阶段的凝聚物的分子组织结构。该研究揭示,核小体的液-液相分离过程涉及到两个主要步骤:首先,旋节分解形成不规则的凝聚物;然后,这些凝聚物经过一个不稳定的过渡阶段,转化为更紧凑的球状核,进一步通过聚集更多旋节材料或与其它球状凝聚物的融合,逐渐形成更大的球状聚集体。此外,连接组蛋白H1催化旋节向球状凝聚物转变的速率,比旋节分解速度快出十倍以上。因此,推测这种转变可能涉及到核小体疏水表面的暴露,进而改变了核小体之间的相互作用。这些发现为染色质从间期结构向中期结构转变提供了新的物理机制线索。

单离子束-微流控细胞高通量辐照技术

辐照通量是指单位时间里离子辐照的细胞数量,是单离子束细胞辐照系统的重要性能指标。为提高单离子定位辐照通量,将微流控技术应用于单离子束细胞辐照系统,实现了单离子-单细胞精确定位自动辐照技术。微流控芯片上建立细胞储液池、O_(2)和CO_(2)注入通道、恒温加热、p H检测、细胞检测等功能机构。细胞微流受驱动在通道中保持运动,离子经微流控芯片辐照点射入微通道,对动态细胞进行辐照。基于CASLIBB装置,建立离子定位微流细胞的计算模型,研究离子精确瞄准微流细胞的基本方法和规律,获得微流细胞速度、最大辐照通量、辐照剂量、细胞间距等多个参量之间的相互约束关系,成为系统运行的理论指导。提出“即测即打”运行模式,以加快辐照速度,提高离子定位准确性。结果表明,细胞速度和辐照通量均存在上限值,提高微流细胞数密度和离子发射密度,是提高辐照通量的可选方法。采用微流控技术后,辐照通量达到10 000细胞/h,相比之前提高10倍以上。计算数据和实验结果基本吻合。

具有季节性反应扩散疟疾模型的全局动力学

疟疾是一种由疟原虫引起的传染病,它是通过成年雌性按蚊叮咬而引发的人与人之间传播。为了探讨空间异质和季节性对疟疾传播的影响,建立了一类周期的反应扩散模型。鉴于蚊子总密度趋于一个正的周期解,故对原系统的研究转而讨论其极限系统。首先定义了模型的基本再生数R_(0),然后利用单调次齐性系统理论表明了R_(0)是决定极限系统全局动力学的一个阈值参数。具体地说,当R_(0)≤1时,无病周期解是全局渐近稳定的;而当R_(0)>1时,模型存在唯一正的周期解且它是全局渐近稳定的。最后,利用链传递集理论将极限系统的动力学提升到原系统。

Mg-Zn-Ca合金的体外降解行为

背景:鉴于人体复杂的生理环境,目前降解实验中使用的模拟生理体液种类繁多,因此分析Mg-Zn-Ca合金在不同模拟体液中的降解行为具有重要意义。目的:研究Mg-Zn-Ca合金在不同模拟体液中的降解过程和性能变化,明确Ca含量和模拟体液种类对合金的影响。方法:采用熔融挤压成型工艺制备含钙质量分数分别为0.2%,0.5%,1%的Mg-Zn-Ca合金,依次命名为Mg-Zn-0.2Ca、Mg-Zn-0.5Ca、Mg-Zn-1Ca合金,以Mg-Zn合金作为对照。将每种合金分别置于3种模拟体液(生理盐水、PBS和Hank’s液)中,对合金降解过程中的形貌、成分变化、质量损失、pH值及力学性能等进行表征分析。结果与结论:①随着降解时间的延长,4种合金表面生成了大量的纳米级片层和柱状结构,主要成分是MgO和Mg(OH)2,4种合金在生理盐水中的降解速度最快,在Hank’s液中的降解速率最慢,在生理盐水中的降解速率快慢为:Mg-Zn<Mg-Zn-0.2Ca<Mg-Zn-0.5Ca<Mg-Zn-1Ca,在PBS和Hank’s液中的降解速率快慢为:Mg-Zn<Mg-Zn-0.2Ca≈Mg-Zn-0.5Ca<Mg-Zn-1Ca;②随着降解时间的延长,4种合金都有一定的质量损失,其中在生理盐水中降解最快,在Hank’s液和PBS中降解缓慢,并且在相同模拟体液中,随着合金中钙含量的增加,合金的腐蚀速率明显加快;③4种合金降解环境pH值的上升主要集中在1 d内,之后趋缓,在PBS中的pH值上升幅度较其他两种模拟体液大,并且在相同模拟体液中,随着合金中钙含量的增加,降解环境pH值上升显著;④在初始状态下,各Mg-Zn-Ca合金的弹性模量均高于Mg-Zn合金;置于模拟体液中后,随着降解时间的延长,4种合金的弹性模量均有所降低,其中在生理盐水中降低最明显;⑤结果显示,Ca加入改善了Mg-Zn合金的力学性能,少量Ca不会加快合金的降解速率,但过量Ca加快了合金的降解速率,降解过程中生理盐水模拟体液对合金力学强度的影响最显著。

双重预防机制下高校病原微生物实验室的安全管理

高校病原微生物实验室生物安全风险是普通实验室安全与生物安全风险的叠加,加强高校实验室生物安全管理是贯彻总体国家安全观要求,平衡教学科研发展与安全稳定的重要工作。风险分级管控和隐患排查治理是预防事故发生的双重屏障,将风险评估前置,通过建立实验室动态风险分级管控机制、建立动态风险隐患排查治理机制,形成风险排查与隐患治理闭环管理,科学高效应对高校病原微生物实验室生物安全风险。

金属-橡胶球铰扭转刚度试验研究

针对金属-橡胶球铰扭转刚度试验,分析了2种金属-橡胶球铰的结构与工作原理,设计了球铰水平纯扭转、垂直压缩扭转、组合扭转、系统扭转和组对扭转5种试验方案,并进行了分析对比;研究了不同径向预载荷、扭转速度和扭转方式对球铰扭转刚度的影响。结果表明,试验设计与实际工况一致;水平纯扭转和垂直压缩扭转2种试验方式均适用刚度试验;当增加径向预载荷或增大扭转速度时,球铰扭转刚度变大,单边加载扭转刚度大于正反加载扭转刚度。

生物安全实验室安全管理体系研究

《中华人民共和国生物安全法》的颁布实施,对落实总体国家安全观、筑牢生物安全屏障提出更高要求。本文研究了国内外生物安全管理现状,分析了生物安全实验室安全管理系统性、安全要素全面性、运行规范性等方面存在的不足,对加强生物安全实验室安全管理体系建设进行了思考,提出5个方面的建议。在某动物检疫实验室进行了实践,形成更为健全的生物实验室安全管理体系。

肾移植受者BK病毒感染的电镜超微病理观察

BK病毒相关性肾病是BK病毒在肾组织内激活和大量复制而导致肾小管间质损害为主的肾病,该病是影响肾移植患者远期生存和移植肾功能丧失的重要因素。尿液Decoy细胞的检测是临床上诊断BK病毒感染的无创检查手段之一,以往研究多集中在尿液中病毒DNA的检测以及尿液Decoy细胞的光镜观察,而对Decoy细胞的超微结构研究报道较少。肾活检组织的电镜检查在受感染的肾小管上皮细胞内观察到BK病毒颗粒是诊断BK病毒相关性肾病的方法之一。本研究通过透射电镜观察了尿液Decoy细胞和肾组织内BK病毒的超微结构特征。BK病毒直径30~40 nm、大小均一、核心呈中高电子密度、无包膜,呈微晶矩阵或松散集落排列。本研究显示,透射电镜观察BK病毒相关性肾病患者尿沉渣中Decoy细胞的BK病毒检出率高于肾活检组织(由于肾活检取材有限)。尿沉渣电镜检查是一种无创的、可重复的检查方法,对于移植肾BK病毒感染的诊断及其动态监测均具有重要作用。

全内反射荧光显微术在G蛋白偶联受体研究中的应用

G蛋白偶联受体是最大的细胞膜受体超家族,是许多临床治疗药物的靶点。放射性配体结合、酶联免疫吸附和免疫共沉淀是研究它们结构和功能的主要技术,但这些属于群体平均(ensemble average)研究,无法得到单个分子图像和动态变化。全内反射荧光显微镜利用隐逝波激发临界面下200 nm范围内荧光物质成像,具有信噪比高、Z轴分辨率高、速度快和对生物样本损伤小等优点,是常用的单分子荧光成像技术。本文在介绍全内反射荧光显微镜发展历史、原理、组成和成像优势的基础上,详细阐述全内反射荧光显微镜在研究G蛋白偶联受体构象变化、寡聚化、内吞和再循环以及信号转导等方面的应用,并提出未来展望。

马鹿mtDNA Cyt b基因的生物信息学分析

基于NCBI数据库获取马鹿(Cervus elaphus)Cyt b基因序列,应用生物信息学方法对马鹿Cyt b基因编码的蛋白质进行理化性质、结构和相关功能的预测分析,了解马鹿mtDNA Cyt b基因的结构、功能和表达特性.结果表明:马鹿Cyt b编码的蛋白质为疏水性蛋白质,推测相互作用的蛋白质包括LOC100524873,UQCRC1,UQCRQ,ND1,MT-ND2,COX1,COX2,COX3,ND4H和CYC,功能与电子运输、耦合质子运输以及泛醌-细胞色素c还原酶活性有关;二级结构主要为无规则卷曲,有2个潜在的N-糖基化位点和34个磷酸化位点,9个跨膜螺旋结构域,定位于内质网和细胞质膜;马鹿与梅花鹿(Cervus nippon)的亲缘关系较近.这对于马鹿种质鉴定分子标记的筛选及其与梅花鹿的渐渗杂交具有理论意义.

改进网络模型的局部骨切片图像重构

基于骨切片图像的三维骨多孔结构数字建模是骨组织工程的技术基础,也是生物医学工程领域的研究热点,骨切片图像的质量决定了骨多孔结构数字模型的准确程度。然而,骨切片图像在获取过程中会出现数据丢失、图像受损或图像尺寸过小等问题,导致只能得到局部的切片图像。为了解决这个问题,提出对局部骨切片图像进行完整重构修复的改进条件生成对抗网络,即在条件生成对抗网络基础上,对生成器进行改进,加入嵌套残差密集块,同时,在判别器中加入极化自注意力模块,并对重构的图像进行形态学函数分析和局部孔隙率分布研究来评价生成图像与真实骨多孔图像的相似程度。结果表明该网络能准确、稳定地重构出多样化的完整骨多孔切片图像。

基于激光扫描共聚焦显微镜的蛋白质相分离研究方法

激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)具有高分辨率、高对比度和可定量测量等优势,其在细胞及组织成像等方面的广泛应用极大地推动了生命科学领域的发展。相分离的研究极度依赖显微成像技术,本文着重总结了基于激光扫描共聚焦显微镜的相分离研究方法,并探讨了相分离研究的难点,为相关研究人员了解蛋白质相分离及显微镜在相分离领域的应用提供了参考,也为开展相分离研究提供了技术依据。

无花果贮藏特性及保鲜技术研究进展

无花果具有极高的营养价值和药用价值,是天然的药食同源食品。随着无花果功能的开发及栽培面积的扩大,其市场发展潜力巨大。但是无花果采后易腐烂,难以保存,鲜果的贮藏保鲜是限制无花果产业发展的重要因素。本文概述了无花果鲜果的贮藏特性和贮藏保鲜技术研究现状,为后续无花果鲜果的贮藏保鲜研究提供参考。