线粒体活性氧靶向成像荧光探针概述

线粒体作为细胞的能量工厂,在调节细胞氧化还原水平、自由基稳态等方面发挥着重要作用,因此,对线粒体微环境中的活性氧(Reactive oxygen species,ROS)进行监测能加深对线粒体的了解。而化学小分子荧光探针在检测细胞微环境方面具有独特的优势,开发化学小分子靶向细胞线粒体并检测其细胞内微环境的变化对于了解与线粒体相关疾病具有重要意义。该文基于靶向线粒体ROS探针的反应机理,对超氧化阴离子(O2·-)、次氯酸(HClO)、过氧化氢(H2O2)以及一氧化氮(NO)和过氧亚硝基阴离子(ONOO-)等ROS荧光探针进行了介绍,分析了其反应特点、识别机理及不足之处,并展望了线粒体ROS探针在生命医学中的重要意义和发展前景。

检测活性氧小分子比例荧光探针研究进展

活性氧物种(ROS)如过氧化氢(H_(2)O_(2))、次氯酸(HClO)、过氧化亚硝基阴离子(ONOO^(-))、超氧阴离子(O_(2)^(-))、羟基自由基(HO·)、单线态氧(^(1)O_(2))等,它们是广泛存在于生物体内具有高反应活性的含氧物质。活性氧物种在生物体内的时空分布在癌症、关节炎、阿尔兹海默症等疾病领域的研究得到空前的关注。而比例型活性氧荧光探针以其高灵敏度、准确度、多通道原位成像的优势为这一领域提供了有力的工具。比例型荧光探针的设计需要借助多种光物理特性,本文就光物理特性分类按照分子内电荷转移(ICT)、荧光共振能量转移(FRET)、激发态分子内质子转移(ESIPT)、跨键能量转移(TBET)等介绍活性氧比例型荧光探针的最新进展。

液态铅铋合金氧计探头设计及优化

液态铅铋合金的测氧和氧控,对抑制结构材料腐蚀具有重要作用,是铅基反应堆工程应用需解决的关键技术问题之一。为支持深入开展液态铅铋合金氧测控技术研究,本文基于液态铅铋合金测氧原理及其测量需求,自主设计研制了用于液态铅铋合金测氧的氧计探头,并利用某铅铋合金静态腐蚀试验釜验证了氧计探头的测量性能,结果表明,所设计的氧计探头可在200~550℃交变高温情况下实现测氧,测量范围达到10^(-6)~30 ppm,泄漏率不高于10^(-6)(Pa·m^(3))/s。

青海省祁漫塔格牛苦头铅锌矿床氧逸度特征与铅锌成矿作用关系研究

牛苦头矿床位于青海柴达木盆地西南缘、祁漫塔格成矿带中部,属于典型的矽卡岩型铅锌多金属矿床。根据与成矿作用的关系,将牛苦头矿床早-中泥盆世岩浆岩分为成矿岩体与非成矿岩体。为查明该两种岩体的地球化学性质差异,以及岩体氧逸度特征与铅锌成矿作用关系,本文对牛苦头矿床成矿岩体与非成矿岩体开展锆石微量元素和黑云母电子探针分析。结果显示成矿岩体两个样品锆石Ce^(4+)/Ce^(3+)比值区间分别为9.94~227.72(平均值为27.24)、9.79~197.95(平均值为34.13),非成矿岩体两个样品锆石Ce^(4+)/Ce^(3+)比值区间分别为10.08~39.13(平均值25.41)、8.14~33.78(平均值19.16)。成矿岩体锆石Ce/Nd均值分别为8.42和9.87,而非成矿岩体样品锆石Ce/Nd均值分别为8.20和2.69。根据锆石Ti含量计算的锆石结晶温度,成矿岩体锆石结晶温度(平均值分别为700℃和696℃)略高于非成矿岩体(平均值分别为685℃和682℃)。据此推算的锆石绝对氧逸度显示,成矿岩体平均值分别为-17.57和-14.99,略高于非成矿岩体,后者绝对氧逸度平均值分别为-17.76和-22.49。另外,通过黑云母电子探针分析结果推算,成矿岩体的氧逸度、挥发分含量也略高于非成矿岩体。因此,本文认为成矿岩体氧逸度的升高可能更有利于矽卡岩型铅锌矿床的形成。通过与前人资料分析对比,矽卡岩型铅锌矿床成矿岩体的锆石氧逸度明显低于矽卡岩型-斑岩型铜钼矿,而与矽卡岩型钨锡矿相关的花岗岩锆石氧逸度相似。由此认为成矿岩体氧逸度高低对于成矿类型(铜钼、铅锌、钨锡)有显著的限制作用,岩体锆石氧逸度高低可能与地质背景以及源区幔源成分贡献比例有关。

检测活性氧近红外荧光探针研究进展

活性氧(ROS)在化学、生物学和医学上引起了许多研究人员的注意,它在许多关键的生理过程中起着重要的作用,活性氧在体内的过量产生和积累会损害一些生物分子,直接或间接导致多种疾病,因此它们被认为与各种病理条件有关。探究活性氧在体内的具体致病机理,并且在了解该致病机理的基础上研发相关药物,变得尤为重要。检测活性氧的近红外荧光探针是一个新的有前途的工具,可以无创的情况下检测体内细胞系统中目标生物分子的空间和时间信息,并在此基础上提供一个较好的治疗方案。

基于反射式柔性探头及AFE4490的无线脉搏波监测系统

脉搏和血氧是人体重要的生理参数,能够反映生理和病理方面的相关信息。该系统设计了一款基于柔性反射式探头和集成模拟前端AFE4490的无线脉搏波监测系统,适用于监测人体额头部位的脉搏波和血氧水平。该系统主要由反射式柔性探头、集成模拟前端AFE4490、电源模块、主控MCU和Wi-Fi模块组成。采集到的脉搏波数据经过下位机处理后,无线传输至智能手机端,并在应用软件上实时显示当前的脉搏波形、脉率和血氧水平。经过相关测试和验证,该系统能够精确检测脉搏波信号,满足可穿戴设备的需求,并具有显著的市场应用潜力。

稀释接种法和压差法测定五日生化需氧量的比较

本文对稀释接种法和压差法两种方法测定五日生化需氧量(BOD_(5))进行了比较。实验结果表明,两种方法均可用于BOD_(5)的测定,但各有优劣。稀释接种法几乎适用于任何样品,但需要较长的实验周期和较高的实验技能。压差法操作简单,与标准方法相比,具有较好的一致性,适用于样品中BOD_(5)浓度较高的情况,但成本较高。

无损检测组织氧饱和度的近红外光学传感器的优化设计研究

基于空间分辨的近红外光谱(NIRS)技术可实现人体组织氧饱和度(rSO2)的无损、实时检测。已研制出基于该原理的NIRS仪器,为推广其临床应用,必须保证并尽可能提高其测得rSO2的准确度。文章主要研究传感器上多个检测器的间距以及光源发光波长离散性对rSO2准确度的影响,结果指出:(1)为准确得到rSO2,应当使用两个检测器,其间距应在5～20mm,并且与光源的距离均应当不小于20mm;(2)双波长光源的发光波长,特别是短波波长的离散性可导致测得的rSO2出现明显误差(>10%),为避免这一误差,必须准确测出实际的发光波长,并使用该波长对应的消光系数。上述结论可指导传感器的优化设计,所研制成的NIRS仪器实现了这一点。

手指脉搏血氧饱和度光电检测装置的研制

根据人体血液中氧合和还原血红蛋白不同的吸光特性,采用非损伤的光电体积描记技术,用红光和红外光两种不同波长的光源,实现血氧饱和度生理参数的实时检测.系统设计的硬件包括指夹式的光电传感器、单片机控制与信号处理电路、输出显示和接口电路等.软件包括相应的数据采集、处理和计算的主程序和中断程序.因采用了单片机系统和相应的软件程序,将自动完成数据检测、分析处理、显示和存储过程,可进行实时监测,以捕获难检的突发信号.

电子探针定量分析测定FeO和Fe_2O_3含量常用方法的评定

直接测氧法测定矿物中FeO和Fe2O3含量,在其众多影响因素中,经测量不确定度评定发现,超轻元素氧的影响显著。一方面受电子探针仪器因素和基体校正精度的限制,氧的电子探针定量分析值的准确度很低;另一方面氧对FeO和Fe2O3含量的不确定度灵敏系数分别为8.981、9.981,将氧的测量不确定度再扩大近10倍。可见直接测氧法测定FeO和Fe2O3含量,仅因超轻元素氧的测量不确定度传递就会使其误差范围过大,效果不是很理想。而利用Fe的Lα、Lβ谱线强度比的价态效应推测矿物中FeO和Fe2O3含量,由于Lβ/Lα强度比与Fe2+/Fe3+比值之间关系曲线的确定,需要对矿物进行大量的系统性研究,甚至是否必然存在这种对应都还缺乏理论依据,可见此法也并不可靠。相对而言,常用的电价差值法和剩余氧计算法仍为优选方案。

白云岩成因研究现状及进展

白云岩成因的研究目前还处于假说阶段,主要包括蒸发、渗透回流、海水、混合水以及埋藏白云岩化作用五种 模式。其分类方法主要依赖于地球化学特征的研究,包括阴极发光、电子探针、碳氧同位素、稀土元素以及X射线 衍射分析。伴随着计算机及模拟试验水平的提高,未来白云岩成因的研究将会结合实际地质条件,设计合理的参 数和模型,用计算机模拟的手段加以展现。

激光探针分析在氧同位素地球化学研究中的应用

简要介绍了氧同位素分析的最新方法———激光探针法的主要特点，并详细评述了激光探针分析在氧同位素地球化学研究中的应用。某些矿物内部存在氧同位素组成的变化，构成氧同位素环带。与其他化学成分环带一样，矿物氧同位素环带也可以分为生长环带（包括次生加大的环带）和扩散环带两种。变质岩中石榴石经常保存有明显的生长环带，而矽卡岩中石榴石、变质花岗质岩石中锆石和蚀变花岗岩中石英等矿物均可以记录岩石形成早期的某些氧同位素特征。由于这种差异与岩石的形成环境有关，因此通过对矿物氧同位素组成的微区分析可揭示岩石的某些成因信息。在缓慢冷却的变质岩中，磁铁矿的氧同位素环带常是扩散作用形成的，由此可以确定岩石的冷却速率。通过对脉石英的激光探针分析，可以研究流体的流动机理。变质岩的氧同位素微区分析为ｐＴｔｆ轨迹研究提供了有力的武器，而氧同位素示踪可用来解决流体在变质岩形成过程中的作用问题。

光纤O_2敏感探头的制备与性能测试

通过对多孔光纤修饰Ru配合物掺杂的敏感膜,制备了一种O2光纤传感探头。该探头结构基于简单的多孔光纤,内部设有贯穿的微孔道作为敏感材料的载体以及微传感池,在微孔道内完成传感过程。通过沉积凝胶膜修饰敏感层,即将含有[Ru(dpp)3]2+的溶胶直接吸入光纤内部,在光纤微孔阵列中形成高分子敏感膜。传感过程基于荧光淬灭原理,由于O2对敏感膜中的[Ru(dpp)3]2+具有强烈的荧光淬灭作用,传感探头对于不同浓度的O2表现不同的荧光强度。实验结果表明:设计的探头对于0～100%浓度的O2呈线性响应,灵敏度I0/I100值为9.4,探头在50ms内即可做出快速响应。实验还显示,实验值与真值的误差小于3%,常压下的检测分辨率可以达到2%。

脉搏血氧饱和度测量原理及常见血氧探头

概述脉搏血氧饱和度的定义及测量原理和探头产品实现方法,并提供了几种常见品牌血氧探头传感器与接头插针的电气连接图,供医学工程人员参考。

植物体超氧阴离子自由基不同检测方法的比较

应用顺磁共振波谱仪(EPR)自旋捕获法、羟胺氧化法、二氢乙锭(DHE)荧光探针和硝基四氮唑蓝(NBT)原位显色法,分别检测了暴露于梯度镉(Cd)溶液2 d后的水稻幼苗根叶组织超氧阴离子自由基(O.-2)的变化水平.结果表明,0—60 mg.L-1Cd诱导了O2.-随着Cd剂量的增加而升高,高于此剂量范围则呈现下降趋势.4种方法的检测结果基本一致,但前两种方法更适用于定量O2.-的生成水平,而后两种显色方法仅能反映O2.-的变化趋势,难以精确定量.因此,可以选择性地应用4种方法揭示暴露于污染物的植物组织O2.-的响应水平.

脑组织血氧饱和度的微创在位测量

利用光纤光谱仪和光纤探头建立脑组织血氧饱和度(hemoglobin oxygen saturation,SO2)微创在位测量系统。将悬乳液和全血的混合溶液作为生物组织模型,获取模型在不同SO2下可见光区实时吸收光谱与血氧分析仪所测SO2数据的样本集,将吸收光谱作归一化处理后取得500 nm～600 nm区间的4个光谱特征参量,通过统计分析建立特征参量与血氧饱和度的经验公式。结果表明:利用该系统获得了30只大鼠脑皮层不同深度的血氧饱和度SO2,其范围为64%～76%。这种方法有助于脑外科微创手术中实时在位测试脑组织血氧饱和度研究。

钢液定氧测头参比电极的研究

所制备的铬基参比电极,克服了传统铬基参比电极测量时产生的收缩现象,具有响应时间短、重现性好、电动势曲线稳定等特点。并提出造成铬基参比电极收缩的原因。同时还分析了电动势曲线产生峰值的原因。开发出了适合于定氧测头使用的铬基参比电极。

溶解氧测定探头式与经典滴定法的互校及无氧水零点校正法

设计了制作无氧水及溶解氧梯度水的装置 ,以研究溶解氧测定中溶解氧探头测定结果与经典滴定法测定结果的互校性、可靠性。结果表明 ,在从无氧水到18mg/L(对一个大气压空气来说是过饱和)的氧含量范围内 ,这2种方法有很好的线性关系。但是 ,经典滴定法比溶解氧探头测定的值偏高 ,这是经典滴定法从采样固定到滴定整个非在线测定过程易于受各种干扰所体现的固有的缺点。特别是对于极度缺氧或无氧水样的测定 ,经典滴定法会得出偏高甚至错误的结论。因此作者推荐环境监测中溶解氧的测定采用溶解氧探头的测定数据 。

一种在线检测溶解氧的方法

对覆膜原电池式溶解氧传感器的工作原理进行了简单阐述,分析了该传感器的温度特性,并建立了该传感器的温度特性模型。本文提出一种在线检测溶解氧的方法,并采用AT89S52单片机和单总线数字温度传感器DS18B20来实现,对检测系统的软、硬件设计进行了详细介绍。试验数据表明温度变化对溶解氧测量有着重要的影响,文中提出的方法有效的解决了该传感器的温度漂移问题,可以取得良好的性能,且硬件结构简单,可降低测控系统的成本。

检测活性氧物种的氧杂蒽类光学探针的研究进展

活性氧物种在维持生物体的生理功能方面发挥着重要的作用。高于正常水平的活性氧物种会损伤蛋白质、DNA等生物分子,进而导致疾病。因此,活性氧物种的高选择性、高灵敏度检测研究对疾病的预防、诊断和治疗均具有重要意义。荧光探针因具有分析灵敏度高、样品时空分辨能力强等特点,已在该方面获得了广泛的应用。其中,具有发射波长长,光稳定性好,荧光量子产率高等优点的氧杂蒽类荧光探针已成为检测活性氧物种的研究热点。本论文主要总结了近五年来应用于活性氧物种检测的氧杂蒽类荧光探针的研究进展与成像分析,归纳了不同活性氧物种的识别单元,并展望了此类探针的发展趋势与应用前景。