共聚焦显微成像系统P9000图像质量评价临床研究

目的评价共聚焦显微成像系统P9000检测人体消化道相关组织的有效性和安全性。方法选取2021年8月至2022年6月在北京中医药大学东方医院和山东大学齐鲁医院行内镜检查的96例患者为研究对象。94例受试者纳入全分析集(Full Analysis Set,FAS),90例患者纳入符合方案集(Per Protocol Set,PPS)。通过多中心、随机、自身对照研究,统计共聚焦显微成像系统P9000与国际公认的Cellvizio®系统检测人体消化道相关组织的图像质量评分一致性和95%CI,以及两组的操作时间和不良反应发生情况。结果FAS和PPS两款器械图像质量评分一致性和95%CI分别为92.55%(87.25%~97.86%)和92.22%(86.69%~97.76%),两者95%CI下限均大于目标值84.6%;两组器械操作时间相当,差异无统计学意义(P>0.05);两组均无设备导致的不良反应发生。结论共聚焦显微成像系统P9000的临床使用有效性和安全性达到了设计要求,值得临床推广应用。

应用激光扫描共聚焦显微成像术研究光敏剂亚细胞定位

目的应用激光扫描共聚焦显微成像系统及荧光定量分析方法,探讨血卟啉单甲醚(HMME)在靶细胞亚细胞结构中的精确定位及定量分析的可行性。方法将传代培养的鼠肺内皮细胞与HMME共同孵育24h。应用激光扫描共聚焦显微成像系统,选择特异性细胞器荧光探针若丹明(rhodamine)-123、荧光素黄(luciferyellow)、DiOC6(3)和BODIPY分别标记细胞内线粒体、溶酶体、内质网和高尔基体。采取不同的采集顺序激发染色细胞样品,通过预先设置的相应的发射滤光片分别采集细胞内HMME与细胞器探针的荧光图像。通过计算机图像处理,采用像素-荧光强度分析方法对光敏剂进行亚细胞定位。结果采用先激发探针后激发HMME的顺序,HMME及荧光探针的荧光强度及形态特征保持较好;细胞质与细胞核内HMME平均荧光光强差异有显著意义,前者是后者的2倍以上;HMME在4种细胞器区域平均荧光光强与细胞平均荧光光强(J1/J2)比值的差异有显著意义;随参数m的增高,HMME在4种细胞器区域J1/J2比值呈下降趋势。结论HMME在细胞内线粒体、溶酶体、内质网和高尔基体均有分布;应用激光共聚焦显微成像系统结合荧光定量分析法能对荧光效率极低的光敏剂进行精确的亚细胞定位及分布定量比较。

基于共聚焦显微成像技术的口腔扫描仪iTero的精确性研究

目的应用共聚焦显微成像技术的口腔扫描仪iTero获取牙冠宽度与传统硅橡胶印模制取法获取牙冠宽度进行比较,评价基于共聚焦显微成像技术的口腔扫描仪iTero获取牙齿宽度的精确性.方法纳入2018年7月-2019年6月于中国医科大学附属口腔医院正畸一科就诊的隐适美患者26例,共624颗牙.其中男8例,女18例;年龄13~44岁,平均25岁.每例患者进行硅橡胶印模制取、iTero口内直接扫描制取数字化印模,模型扫描后传入隐适美网站,从ClinCheck软件中获得单颗牙牙冠宽度,硅橡胶印模制取组作为对照组,将iTero组作为实验组并进行分组,采用SPSS 22.0软件分析数据.结果两种制取印模方式下牙冠宽度测量差值的均值在0.11~0.98 mm,标准差为0.13~0.99 mm.性别、年龄、拥挤度对两种方式下获取的单颗牙牙冠宽度的测量差异无统计学意义(P>0.05).结论基于共聚焦显微成像技术的口腔扫描仪iTero建立数字化模型与传统PVS制取印模的牙冠宽度无差异,在临床上可取代传统PVS制取印模.

三维表面形貌测量中的共聚焦显微成像技术研究进展

随着精密仪器制造和半导体加工产业的蓬勃发展,对微小结构表面形貌的观察和测量是现代科学研究的一个重要方向。激光扫描共聚焦显微成像技术因高分辨率、高信噪比和优秀的层切能力在三维表面形貌测量领域备受青睐。介绍共聚焦显微成像技术的基本原理,并对适用于三维表面形貌测量领域的共聚焦显微成像方法进行综述,包括共聚焦成像的不同扫描方法、不同探测手段及基于光谱的共聚焦成像技术。最后,对共聚焦显微成像技术未来的发展趋势进行展望。

激光共聚焦显微成像技术对亚细胞位点光动力损伤的动态观察

目的探讨应用激光共聚焦显微成像技术对光动力效应所致亚细胞位点损伤进行动态观察的可行性。方法实验分为HMME+Rhodamine123组、单加HMME组、单加Rhodamine123组和单纯细胞组,后3组作为对照组。传代培养鼠肺毛细血管内皮细胞,将血卟啉单甲醚(HMME)与内皮细胞共同孵育24h后,加入细胞探针Rhodamine123对线粒体进行染色。应用激光共聚焦显微镜并采用细胞器细胞荧光强度比值法对HMME进行亚细胞定位,随后采集Rhodamine123的荧光图像动态序列。结果HMME+Rhodamine123组的Rhodamine123荧光图像在光照过程中逐渐发生变化:典型的线粒体形态特征逐渐消失,并伴有荧光强度下降,荧光在胞浆内趋于弥散分布,细胞核内出现Rhodamine123的荧光;而单加Rhodamine123组的Rhodamine123荧光图像未发生明显变化。结论应用激光共聚焦显微成像技术能实现亚细胞水平光敏损伤位点的动态光学检测,线粒体和核膜可能是HMME介导的光动力损伤亚细胞位点。

二次离子质谱-激光扫描共聚焦显微镜联用对单细胞显微成像-原理及应用

二次离子质谱(SIMS)分析主要用于半导体、地质等领域材料表面分析,随着科学仪器技术的发展,近年来,SIMS在生命科学领域中得到了越来越广泛的应用。SIMS可以实现对样品表面的质谱分析、化学成像以及深度剖析。三维SIMS成像分析的横向分辨率可达80~100 nm,纵向分辨率1~5 nm。但是,由于缺少特异性指示亚细胞结构的碎片离子,单细胞SIMS成像分析仍然面临着诸多挑战。激光扫描共聚焦显微成像(LSCM)作为一种单细胞成像技术已日趋成熟,可以对单细胞中的荧光分子或者对荧光标记的目标分子、细胞器成像,获得高分辨率亚细胞结构成像图。因而,LSCM在单细胞形貌分析上的优势和SIMS在单细胞化学成像方面的优势可以有效互补,其联合应用能显著提升单细胞分析的应用范围、深度和结果的准确性。本文重点介绍SIMS成像以及SIMS-LSCM联用成像在单细胞成像研究中的应用进展,在总结、评述该领域代表性工作的同时,对SIMS-LSCM联用成像在化学和生命科学研究,特别是在细胞生物学和药物发现领域的应用前景进行了展望。

两种荧光显微成像系统采集细胞器探针荧光图像的对比研究

目的 :应用荧光显微数码成像系统和共聚焦荧光显微成像系统采集细胞器探针图像的对比研究。方法 :传代培养内皮细胞 ,将四种细胞器探针与细胞共同孵育不同时间。采用荧光显微镜、计算机及高分辨率数码CCD组成的荧光显微数码成像系统采集四种细胞器探针的荧光图像。同时应用激光共聚焦显微镜采集图像进行对比。结果 :两种系统均可采集到细胞器荧光探针的图像 ;荧光显微数码成像系统采集的图像的特点为分辨率高 ,速度快 ,对细胞器的损伤小。结论 :荧光显微数码成像系统在细胞器探针的荧光检测定位研究中准确可靠。

基于DE-3D U-Net的斑马鱼后脑血管共聚焦显微图像分割和量化测量

斑马鱼后脑部位的脉络丛控制着大脑和血管之间的物质交换,脉络丛周围的血管异常可引发相关的脑血管疾病。本文首先对斑马鱼后脑部位的主要血管进行了连续成像,使用共聚焦显微镜拍摄正常情况和柱孢藻毒素处理后的斑马鱼胚胎,获得了斑马鱼在受精后43~63 h的系列三维图像。然后,进一步开发了图像分割的神经网络DE-3D U-Net用于主要后脑血管的分割。网络分割结果显示,3根主要血管的类别像素准确率分别为86.67%、93.18%和83.74%。最后,绘制了斑马鱼后脑血管发育曲线图。结果表明,3根主要的血管半径在高浓度的柱孢藻毒素处理后出现了18%左右的缩减,中脑静脉夹角出现了30°~50°的缩减。此研究提出了一个可用于斑马鱼后脑血管分割的神经网络模型,得出的数据可为斑马鱼脉络丛发育研究提供基础。

光谱共焦显微成像技术与应用

光谱共焦显微成像(CCM)技术基于色差共焦原理,利用不同波长的焦点位置不同实现深度测量,并使用共聚焦设置滤除离焦光以及杂散光从而提高信噪比。首先,介绍CCM的基本原理以及不同扫描方案。然后,对CCM的发展历程进行梳理,并阐述CCM的国内外研究进展。针对光学设计、信号产生模型、光谱数据处理、减小串扰等关键问题,对相关的研究方案进行了总结。凭借无损检测、高分辨率、高信噪比、层析成像等诸多优势,CCM技术在生物医学、工业检测等领域得到广泛应用。

共聚焦内窥显微成像技术及其应用

在过去的几十年中,内窥镜已被用于以微创或无创的方式观察人体内空腔内部或人体内部器官表面,以进行诊断或治疗。然而,临床上常用的普通白光内窥镜和放大内窥镜的分辨率低、对比度差,需要通过病理活检来确诊。近年来,新应用于临床的窄谱技术通过光学或数字滤波的方式利用蓝光照射组织,以强化黏膜表面的细微结构和微血管形态,提高成像对比度,但仍未解决成像分辨率低的问题。因此,白光和窄带光内窥镜无法实现真正的光学活检,严重降低了诊断的准确性。共聚焦内窥镜由于分辨率可达亚微米量级并且具有光学切片的能力,可以呈现出与病理活检高度一致的细胞形态。共聚焦内窥显微成像技术在消化道、皮肤、眼部等疾病的诊断方面具有重要作用。本文对共聚焦内窥显微成像技术进行了简述,主要对荧光共聚焦显微成像和反射式共聚焦显微成像、探头式共聚焦内窥成像技术和整合式共聚焦内窥成像技术进行介绍,讨论了共聚焦内窥显微成像技术在生物医学领域的应用。

荧光共振能量转移技术对肺腺癌活细胞中消癌平诱导半胱氨酸天冬氨酸酶3活化过程的实时监测(英文)

背景:将生物学技术和光学技术结合起来研究细胞增殖和凋亡的分子机制已成为生物工程学领域的研究热点。目的:应用共聚焦荧光显微成像技术和荧光共振能量转移技术在活细胞中观察消癌平诱导肿瘤细胞凋亡的分子机制。设计:观察对比实验。单位:华南师范大学激光生命科学教育部重点实验室暨激光生命科学研究所。材料:实验于2006-10/2007-03在华南师范大学激光生命科学重点实验室暨激光生命科学研究所进行。人类肺腺癌细胞为本实验室培养。消癌平注射液为通化神源药业有限公司生产(国药准字Z20025869),G418购自华美生物公司。质粒SCAT3由Miura教授提供,酶标仪(infinite M200,Tecan,Austria),线粒体定位荧光探针购于Molecular Probe公司。方法:①利用细胞计数试剂盒技术检测不同剂量的消癌平对人类肺腺癌细胞活性的抑制作用。②利用共聚焦荧光显微成像技术和荧光共振能量转移技术在大半个活细胞中实时检测消癌平诱导半胱氨酸天冬氨酸酶3活化的动态过程。③利用荧光检测技术在活细胞中检测消癌平作用后不同时间点的SCAT3的荧光发射谱。主要观察指标:①消癌平作用细胞后检测细胞的活性。②消癌平作用后实时检测SCAT3荧光共振能量转移效率的动态变化。③消癌平作用后线粒体形态的动态变化。结果:①消癌平剂量依赖性抑制肿瘤细胞的活性。②消癌平诱导细胞内半胱氨酸天冬氨酸酶3的活化。③消癌平诱导细胞中线粒体变圆和破裂。结论:消癌平可以诱导人类肺腺癌细胞的凋亡,半胱氨酸天冬氨酸酶3参与了其调控过程。

光谱成像技术在木材改性研究领域的应用进展

木材改性技术是木材提质增效的主要手段。改性剂筛选、改性工艺优化以及改性机理解析等都离不开先进的表征分析技术。光谱成像技术将光谱分析技术与显微成像技术相结合,能够精确表征样品物理化学结构,甚至微观性能,已成为木材改性研究的重要工具。针对近年来光谱成像技术在木材改性研究领域的应用现状,本文主要从红外光谱成像、拉曼光谱成像和激光共聚焦显微成像技术等方面进行了综述,并对此类技术在木材改性研究领域的应用前景进行了展望。

热活化延迟荧光纳米探针制备及其时间分辨成像研究

全有机热活化延迟荧光(TADF)分子具有荧光量子产率高、斯托克斯位移大和荧光寿命长等优势,是构建荧光纳米探针重要的发光体。通过无催化剂、一步法合成具有聚集诱导荧光增强特性的黄绿光TADF分子,即tBuCPy。tBu-CPy通过纳米共沉淀法制备tBu-CPy纳米颗粒,此纳米颗粒具有典型的高发光效率和长荧光发光寿命,此纳米颗粒可实现对Hela细胞膜的无标记染色,获得高分辨率共聚焦显微成像和荧光寿命成像。

光学相干层析显微成像的技术与应用

光学相干层析显微成像(OCM)技术是一种使用相干探测的光学显微成像技术。OCM不仅具有光学相干层析成像技术(OCT)高轴向分辨、高信噪比、无需标记的优势,而且能通过高倍物镜获得高横向分辨能力,能实现微米量级的空间分辨率。首先介绍OCM技术的基本原理和实现方案,然后详细阐述OCM技术的原理以及在国际上的研究进展。针对OCM技术中如何实现超高分辨成像、焦深限制成像深度等问题,对目前该研究领域一些先进的OCM技术进行总结。OCM技术在生物医学、材料检测等领域具有广泛的应用前景。

黄藤细胞壁木质素区域化学分子光谱成像研究

整合共聚焦显微荧光和拉曼光谱成像技术系统研究了黄藤藤茎组织中不同类型细胞以及同一细胞不同形态区域的木质素区域化学特点。共聚焦荧光成像表明黄藤藤茎组织中木质素主要汇聚于初生木质部导管、次生木质部导管、维管束间的薄壁组织细胞以及纤维细胞角隅区。基于荧光光谱差异的光谱成像线性拆分结果显示纤维细胞次生壁由宽、窄层交替的同心层状结构组成,且窄层具有更高的木质化程度。比较黄藤、毛竹、芒草、毛白杨和虎皮松拉曼光谱发现黄藤材细胞壁拉曼光谱与阔叶木毛白杨类似,证实了黄藤材的化学组成更加趋近于阔叶木毛白杨。对拉曼光谱中木质素特征峰成像进一步揭示出纤维细胞中木质素不均一的分布规律:其中细胞角隅胞间层和复合胞间层的拉曼信号强度最高,表明较高的木质化程度,其次是次生壁中的窄层,而次生壁宽层中拉曼特征峰强度最低,这一分布规律与竹材纤维细胞中木质素分布规律类似。宽、窄层中木质素不仅存在浓度上的差异,而且木质素基本结构单元的比例亦不同。采取光谱去卷积的方法排除了碳水化合物的影响,发现窄层中愈创木基(G型)木质素与紫丁香基木质素(S型)比例为0.19,而在宽层中这一比值为0.14,这一结果亦解释了宽、窄层荧光光谱间的差异。该研究结果对探索黄藤细胞壁生物合成及力学响应机制研究具有重要理论指导意义。

植物细胞过氧化氢的测定方法

过氧化氢是重要的活性氧之一,激素等发育信号和胁迫刺激可以诱导细胞内H2O2的产生和积累,继而调控植物的气孔运动、生长发育、衰老和逆境应答等诸多生理过程。准确测定植物细胞内H2O2的含量及变化模式是系统研究H2O2信号转导及其生物学功能的一个关键技术。该文以拟南芥为实验材料,介绍了目前植物细胞H2O2的主要测定方法,包括激光共聚焦显微检测、紫外分光光度计检测和DAB组织染色,在此基础上比较分析了上述方法在灵敏度、检测范围、定量、成本以及耗时等方面的差异,为相关研究选择合适的H2O2检测技术提供参考。

两个α,β-不饱和酮药物的合成及抗肿瘤活性研究

以3-吡啶甲醛与环己酮或N-甲基-4-哌啶酮进行Claisen-Schmidt缩合反应,经柱层析纯化得到2,6-二(3-吡啶亚甲基)-1-环己酮(L1)和3,5-二(3-吡啶亚甲基)-4-哌啶酮(L2),并通过核磁共振(1H NMR)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、元素分析等进行结构表征。采用CCK-8法评价其对A549(肺癌细胞)、He PG2(肝癌细胞)、MCF-7(乳腺癌细胞)、SGC-7901(胃癌细胞)、OVCA-433(卵巢癌细胞)等细胞系的抗肿瘤活性以及对HUVEC(脐静脉内皮细胞)的细胞毒性。结果显示,L1对SGC-7901和He PG2,L2对A549,SGC-7901,OVCA-433和He PG2均有较好的抑制活性,其半抑制率IC50均小于10μmol/L,但对正常细胞HUVEC的毒性较小。另外,通过共聚焦显微成像技术,实时检测了He PG2肿瘤细胞和正常细胞HUVEC对L2的体外摄取情况,随着药物浓度的增大和作用时间的延长,肿瘤细胞中的荧光强度不断增强,说明肿瘤细胞对药物的摄取量明显增加;但在正常细胞中,细胞的药物量变化不明显,说明药物对正常细胞具有一定的选择性。

几种鬼臼毒素制剂局部外用的动物实验研究

目的:观察鬼臼毒素脂质体皮肤外用时的释药方式和药物在皮肤中的滞留量。方法:以鬼臼毒素二棕榈酰磷脂酰胆碱（DPPC）脂质体和大豆卵磷脂脂质体进行动物试验,即以相同浓度的鬼臼毒素酊剂及2种鬼臼毒素脂质体悬液涂于幼猪的皮肤上,用激光共聚焦显微成像仪观察不同制剂的鬼臼毒素在皮肤中的滞留量。结果:DPPC脂质体所包裹的鬼臼毒素在表皮及真皮的浅层滞留量大,48小时内药物浓度一直明显高于鬼臼毒素酊剂及鬼臼毒素大豆卵磷脂脂质体。结论:DPPC脂质体包裹鬼臼毒素外用具有更好的皮肤靶向性,是较好的皮肤外用制剂。

双吡啶α,β-不饱和酮抗肿瘤药物的细胞摄取研究

以4-吡啶甲醛与环己酮或N-甲基-4-哌啶酮通过Claisen-Schmidt缩合得到两个吡啶取代的α,β-不饱和酮药物,并通过1HNMR、FT-IR、元素分析等表征其结构。CCK-8法评价其对A549、MCF-7、He PG2、SGC-7901、OVCA-433等肿瘤细胞系的抗肿瘤活性及对正常细胞HUVEC的细胞毒性。研究显示,2,6-二(4-吡啶亚甲基)-1-环己酮对胃癌SGC7901和肝癌He PG2,药物3,5-二(4-吡啶亚甲基)-4-哌啶酮对A549、SGC7901、He PG2均有较好的抑制活性,其中IC50<10μmol/L,但对正常细胞HUVEC的细胞毒性较小。此外,通过共聚焦显微成像技术,实时检测了He PG2细胞对两种药物体外的摄取情况,随着药物浓度的升高和作用时间的不断延长,荧光强度也不断增强,说明细胞对药物的摄取量与时间和浓度呈正相关关系。

口内数字印模技术

口内数字印模技术是近年来口腔医学关注的焦点之一。与模型数字印模技术相比,口内数字印模技术具有方便、快捷、实时、灵活等特点,可大大提高患者就诊的舒适度,具有明显的技术优势。与此同时,口内光学印模技术也面临着口腔复杂扫描环境的严峻挑战,亟待解决若干光学扫描瓶颈问题的局限,寻求扫描精度上的新突破。本文详细列举口内数字印模技术的优势与局限性,阐述分析其临床适应证,用以指导临床应用;对主流技术的原理介绍和临床应用的现状介绍,可让读者对口内数字印模技术有较全面的认识和了解。