微分干涉差显微成像方法高通量分析单个苏金云芽孢杆菌HD-1芽孢萌发

苏云金芽孢杆菌(Bt)休眠的芽孢具有极强的抗逆境能力,在合适的条件下很快萌发。本研究采用倒置显微镜建立微分干涉差(DIC)显微成像方法,高通量实时监测大量单个HD-1芽孢的萌发过程,并运用拉曼光谱进行对比。结果显示,萌发过程DIC图像亮度变化动态与芽孢吡啶二羧酸的含量变化有对应性;6 s的时间分辨率即可较好地呈现芽孢的萌发动态;以10 mmol/L丙氨酸为营养萌发剂,Bt芽孢在Tris-HCl(pH 8.3)和Hepes(pH 7.4)缓冲液中的萌发动态基本相同;Bt芽孢在非营养萌发剂月桂胺中萌发极其缓慢,而在外源2,6-吡啶二羧酸钙下萌发极其迅速。结果表明,应用DIC显微成像技术可实现高通量实时观测大量单个Bt芽孢萌发的动态过程,为了解Bt芽孢的萌发机制和异质性提供了极大便利。

小鼠早期胚发育全程微分干涉差显微观察

目的对小鼠早期胚发育全程进行系统的微分干涉差显微观察并制成图谱。方法通过体外受精和体内受精方法获得小鼠卵母细胞和早期胚胎,利用倒置微分干涉差显微镜观察排卵前卵母细胞至扩展囊胚的早期胚发育全过程,数码显微摄影系统拍照。结果记录排卵前卵母细胞至扩展囊胚的小鼠早期胚发育全过程,制成微分干涉差显微图谱。结论微分干涉差显微镜观察卵母细胞和各阶段早期胚,立体感强,对比度适当,可以准确生动地显示微细结构,所形成的图谱可供胚胎培养与操作借鉴。

微分干涉差共焦显微膜层微结构缺陷探测系统

多层膜极紫外光刻掩模"白板"缺陷是制约下一代光刻技术发展的瓶颈之一,为提高对掩模"白板"上的膜层微结构缺陷的分辨能力,提出了一种微分干涉差共焦显微探测系统方案。基于标量衍射理论,计算了系统横向和轴向分辨率。利用MATLAB建模仿真,在数值孔径为0.65、工作波长为405 nm时,分析比较了微分干涉差共焦显微系统、传统显微系统和共焦显微系统的分辨率。结果表明微分干涉差共焦显微系统具有230 nm的横向分辨率和25 nm轴向台阶高度差的分辨能力(对应划痕等缺陷形式)。此外,仿真和分析了实际应用中探测器尺寸、样品轴向偏移等的影响,模拟分析了膜层微结构缺陷的探测,结果表明本系统可以探测200 nm宽、10 nm高的微结构缺陷,较另外两种系统有更好的探测能力。

虾肝肠胞虫的3种快速显微镜检查法

虾肝肠胞虫Enterocytozoon hepatopenaei是近年来备受关注的病原性微孢子虫,严重影响对虾生长,并在东南亚及我国大部分对虾主产区迅速蔓延,极大地制约对虾养殖业的健康发展.特异、快速、便利地确诊EHP感染,在对虾育种、育苗及养殖过程中具有重要意义.本研究基于微孢子虫的孢子具有高度折光性,孢壁结构含较厚几丁质层及碘化丙啶可穿透孢子活细胞膜的特性,开展虾肝肠胞虫的光学显微成像研究,展示普通光镜法、微分干涉差显微成像法、荧光增白剂(fluorescent brightener 28)染色法及与碘化丙啶(Propidium Iodide)共染的双色荧光法在虾肝肠胞虫快速光镜检测诊断中的应用.实验建立的双色荧光镜检法无需固定和洗涤,具有操作简便,无专业技术要求的特点,可在10 min内完成样品的初筛检测,为虾肝肠胞虫的早期筛查及养殖塘样品快速诊断提供价廉、省时且易操作的检测手段.

毛绒类纤维在不同光学显微系统下的采集清晰度研究

文章以山羊绒和羊毛纤维为研究对象,使用不同类型的高级光学显微系统———高级光学显微镜与CCD和计算机配套,在不同光路条件下采集上述纤维的图像,并用毛绒类纤维识别软件进行处理,然后对原图和识别软件处理后图像的清晰度进行比较。经过比较与分析,认为Axioskop2MOTPLUS微分干涉差(DIC)显微镜在被研究的显微镜中性能最佳、成像效果最好。用其采集的纤维图像鳞片清晰,边缘清楚,无背景噪音和背面鳞片干扰,能够满足毛绒类纤维计算机图像分析技术的基本要求。

溶菌酶触发的芽孢杆菌芽孢萌发及其异质性研究

【目的】了解溶菌酶触发芽孢杆菌孢子萌发的异质性及其机制,为认识芽孢(Spore)萌发机制和杀灭芽孢提供参考。【方法】应用拉曼光谱和微分干涉差(DIC)显微镜成像技术高通量分析大量单个Bacillus subtilis(Bs)和B.megaterium(Bm)芽孢经溶菌酶触发的萌发动态。【结果】溶菌酶浓度和温度越高,芽孢萌发越快,孢内CaDPA开始快速释放时间(T_(lag))、快速释放所需时间(ΔT_(release))和芽孢皮层水解所需时间(ΔT_(lys))越短;低于20℃,Bs芽孢萌发的ΔT_(release)值是25℃时的4倍以上。SpoVA蛋白高表达菌株的ΔT_(release)值和普通菌株基本相同,而缺少皮层水解酶的菌株ΔT_(release)值高于普通菌株。95℃处理15min的孢子,其T_(lag)、ΔT_(release)和ΔT_(lys)值是对照的2倍以上。Bs芽孢萌发的异质性明显,不仅表现在芽孢间,也表现在菌株间。Bm芽孢对溶菌酶更敏感,芽孢间的异质性显著低于Bs。【结论】溶菌酶触发的芽孢萌发在物种、菌株和单细胞层面都存在显著的异质性;溶菌酶浓度和温度对芽孢萌发有重大影响;皮层水解酶也可能参与溶菌酶触发的芽孢萌发进程。

熔石英元件抛光表面的亚表面损伤研究

通过结合HF酸洗和微分干涉差显微成像对两组抛光元件的亚表面损伤进行直接观测和分析。结果显示微分干涉差显微成像相比于传统的明场成像具有更好的分辨率,可以更有效检测HF酸洗后暴露的各种浅塑性亚表面损伤。对两组抛光元件的亚表面损伤的对比分析发现熔石英元件在抛光中会产生大量的亚表面损伤,这些亚表面损伤绝大多数是浅塑性的划痕和坑,仅有少量的脆性断裂损伤,较大的抛光颗粒会产生更多更严重的亚表面损伤,并且这些亚表面损伤被表面沉积层所掩盖,表面粗糙度不能反映亚表面损伤的严重程度。

单细胞分析研究二氧化氯对杀蚊细菌球形赖氨酸芽胞杆菌芽胞的影响

球形赖氨酸芽胞杆菌Lysinibacillus sphaericus(Ls)是应用广泛的蚊虫生物防治制剂,在实际应用时可能会遇到不利的环境因子或杀菌剂。本研究通过单细胞分析方法监测ClO_(2)处理后的单个Ls芽胞及其萌发过程,探究ClO_(2)对Ls芽胞结构和成分的影响及与芽胞萌发相关蛋白的影响,以及ClO_(2)的杀胞机制。经0.05%~0.3%ClO_(2)处理5 min后,36%~86%的芽胞不能形成单菌落。吡啶二羧酸钙(CaDPA)特征峰(1017 cm^(-1))强度随处理程度增大有所降低,而蛋白质α-螺旋峰(1652 cm^(-1))强度没有明显变化。ClO_(2)处理显著改变Ls芽胞的萌发动态,芽胞启动CaDPA快速释放的时间、完全释放的时间以及皮层水解完成的时间显著延长;而外源CaDPA仅能触发低浓度ClO_(2)(0.05%)处理的芽胞,且显著迟缓。表明ClO_(2)处理没有直接破坏芽胞内膜但严重损伤了与萌发相关蛋白的功能,特别是皮层水解酶容易失活。这可能就是被处理的芽胞可以启动芽胞萌发的最初步骤,而不能进一步发展为营养细胞的原因。

医疗器械清洗评价方法的进展

医源性感染越来越受到世界的关注,美国2006年的统计数据显示,每年约有200万例医院感染病例,90 000例死亡,并引起45亿美元的医疗费用[1,2]。可重复使用医疗器械的清洗、消毒和灭菌是医疗机构控制医院感染的重要组成部分,

光学技术的创新应用：细菌芽孢萌发机理研究

了解细胞生命活动途径并阐释其功能和分子机制是当前生命科学与物理科学交叉领域面临的重要科学挑战之一,而光学技术的创新与应用,能够通过监测单个细胞生理变化的细节来实现上述目标。细菌芽孢是一种特殊的休眠体,从休眠态转向营养生长的萌发过程是一种特别的细胞生理过程。光学技术和单细胞分析在芽孢萌发研究中的应用与发展,对认识芽孢萌发机理及其异质性发挥了极其重要的作用。就拉曼光谱、微分干涉差显微术、荧光成像和拉曼成像等技术的基本原理及其在细菌芽孢萌发中的应用与进展,前景与存在问题进行了简要述评。

细胞膜的制备与观察

细胞膜是细胞表面的一层薄膜。细胞膜由磷脂双层和相关蛋白质以及胆固醇和糖脂组成,其化学组成主要是脂类、蛋白质和糖类。细胞膜有重要的生理功能,它既是细胞维持稳定代谢的胞内环境,又能调节和选择物质进出细胞,又负责细胞间的信息交流。通过微分干涉差显微镜和普通光学显微镜观察人红细胞制备的细胞膜,效果明显。