激光微束技术、生物超微弱发光与生物生命奥秘

本文分析超弱光子探测技术在预测生物致命疾病的应用机理。更重要的是指出用激光微束技术开发工厂化生产转基因(T-G)动物和植物是很值得发展的高新技术产业。对利用地球上较少的土地养活众多的人口,意义重大。

激光微束新技术研究

本文概述我室在激光微束新技术方面取得的若干研究进展:1)YAG激光器采用BBO晶体腔外倍频;2)实现了一种新的带空间滤波器的激光聚焦系统;3)研制成一种新型的长工作距、短焦距聚焦物镜;4)设计了高倍率的电视图像监测系统;5)研制成功“激光微束细胞辐照仪系统”,其最小聚焦光斑直径≤0.6μm(在6943(?)时);6)研制成功“激光微束细胞打孔仪系统”,其最小打孔直径≤1μm.

微束技术在放射生物学中的应用

微束装置可以为生命科学研究提供微米定位、剂量特定的电离辐射,在生物体内的电离辐射靶物质及其敏感度、靶物质的损伤及修复机制研究中具有独特的作用。概述了生物微束装置和实验技术的发展及其在低剂量辐射效应、旁观者效应、信号传导研究中的主要应用;介绍了中国科学院近代物理研究所(IMP)重离子微束装置,该装置可以提供能量7～80 Me V/u、传能线密度为30～3000 ke V/μm的重离子微束,实现了活细胞辐照和在线观察、小鼠定位辐照的实验技术;利用IMP微束装置在重离子诱导旁效应实验、小鼠下丘脑重离子辐照效应和DNA损伤快速修复动态等方面取得了一些实验成果。

微束分析技术在研究伴生金元素赋存状态中的应用

运用微束分析技术扫描电子显微镜(SEM)及其配套的背散射电子像功能,特征X射线线扫描、面扫描功能,能谱仪(EDAX)鉴定功能,观察里伍铜矿矿石中纳米级至微米级的伴生金(超微细金)矿物,获取其形貌照片、能谱图和定性定量分析结果,得到了清晰的金元素及与其共生的元素线、面分布图像,查明了里伍铜矿中的金元素是以类质同象的形式分布于含银的铋矿物和金银矿中,含银的铋矿物和金银矿分布在黄铜矿与磁黄铁矿的裂隙中及含锰的铁闪锌矿中,排除了基体成分的干扰,载金矿物颗粒至少大于20 nm。该方法操作简便,过程简单,分析结果直观、可靠,提高了研究伴生金元素赋存状态的效率。测试的样品为里伍铜矿热液型矿石,经分析形成于燕山中晚期(104～142.2 Ma),为局部构造运动和岩浆期后热液使成矿元素再富集成矿的地质产物,晚于主成矿期——燕山中期。里伍铜矿中Ag和Au的质量比值为1.38～4.59,推测伴生金的成矿温度应小于或等于227℃。里伍铜矿在成矿过程中至少经历了早期的中高温热液阶段和晚期的中低温热液阶段,早期大量硫化物的析出和晚期中低温绿泥石、绢云母矿物的大量出现也证实了这一过程的存在。

用微束激光穿刺技术将商陆抗病毒蛋白(PAP)cDNA导入马铃薯的研究

以马铃薯 (Solanum tuberosum L.)品种“津引 8号”微薯切片作为外植体 ,采用微束激光穿刺技术获得了商陆抗病毒蛋白 (PAP) c DNA的导入、整合与表达 .实验首次利用庆大霉素筛选马铃薯再生苗 ,庆大霉素筛选浓度为 80 mg/ L ,共得到 65株庆大霉素抗性苗 ,全部移栽成活 .PCR扩增和 PCR-Southern杂交分析表明 ,PAP c DNA已经稳定整合到马铃薯基因组 .攻毒实验发现 ,多数转基因植株生长健康 ,对供试病毒 PVX具有高度抗性 .

利用RNA干涉技术及微束激光转化法培育抗病毒马铃薯

针对马铃薯生产中危害严重、分布广泛并且具有强烈协生作用的马铃薯X病毒和马铃薯Y病毒,开展了抗病毒病的育种研究.采用RT-PCR技术分别克隆了267 bp的编码马铃薯X病毒外壳蛋白（PVX-cp）基因的相对保守区段X和294 bp的编码马铃薯Y病毒外壳蛋白（PVY-cp）基因的相对保守区段Y两个片段,将其按顺序连接,形成融合基因XY,然后分别将融合基因XY正向和反向插入到载体pHANNIBAL中,得到了载体pHIV,再用NotI对pHIV进行酶切,将产生的大片段插入到载体pART27中,得到同时以PVX-cp基因和PVY-cp基因为靶标的XY的RNAi载体pARIV.采用微束激光穿刺转化技术转化马铃薯品种Favorita的愈伤组织,得到了14株表型正常的转基因植株,转基因植株的southern blot分析表明,导入的外源融合基因拷贝数介于2～4之间.攻毒实验表明,其中11株转基因植株对PVX、PVY°以及PVX和PVY°混合侵染均表现免疫,而其它3株的病毒浓度也低于对照.这一结果将为利用RNAi干涉技术开展植物抗多种病毒病的育种提供重要依据,验证了所构建的RNA干涉（RNA interference RNAi）载体具有良好的功能,同时又一次证明微束激光穿刺法是一种有效的遗传转化手段.

微束分析技术在有机岩石学研究中的应用现状

介绍了扫描电镜能谱、透射电镜、二次离子质谱、激光微探针质谱、显微傅立叶红外光谱等几种微束分析技术的性能特点，系统地论述了其在有机岩石学中的应用现状与进展，并较详细地阐述了利用上述技术研究塔里木盆地烃源岩显微组分的结果。

微束分析技术——TOF-SIMS在洁净煤技术中的应用

通过使用微呸分析技术－ＴＯＦ－ＳＩＭＳ研究了贵州贵定煤。研究表明，煤中硫主要以有机硫形式赋存于煤中，胜相对含量较高，通过对谱图进行归一化，实现了丝质体中有机持贩半定量化，同时也对今后的洁净为研究工作提出了一些建议。

微束分析技术简介

近代科学技术特别是材料科学技术的飞速发展,微束分析技术起了不可替代的作用。微束分析技术本身既是科技高速发展的产物,同时它也极大地推动了科技的发展。本文就微束分析技术的内涵、种类、相互关系和发展动态作一简要介绍。

提高激光微米光学系统性能的新途径

近十年来,激光在分子生物工程及生物医学中获得了广泛的应用,特别是日本Tsukakoshi采用激光微束新技术发展了DNA渗入细胞新技术,将微束激光的应用推进到一个新阶段,使得激光微束技术成为激光在生命科学应用的关键技术之一。 激光微束技术的一个关键问题就是要获得小于1μm的聚焦光斑,这就对光学系统提出了很高的要求。理论上,一个N.A=1的聚焦物镜其最小聚焦光斑直径可达半个波长。

离子探针质谱分析技术

1、离子探针的特点和功能:（1）检测灵敏度高,能测量包括氢在内的元素周期表上全部元素。绝对灵敏度为10-15～1019,能检测相对含量为10-6～10-9原子浓度的微量杂质。因此它可以作金属超纯分析,半导体微量杂质测量和矿物微量元素分析。（2） 微区表面薄膜分析。它的横向（X—Y）分辨率为1～2μm,能在1～6nm厚的表面薄膜上检测样品表面杂质含量和分布,可以观测晶体界面结构信息和矿物离子显微图像。（3） 深度分析。其深度Z方向上分辨本领为5～10nm,可以提供包括轻元素在内的三维空间分析图像,可研究矿物元素氧化过程和离子扩散。（4） 同位素分析。同位素比值测量精度0.1％,在测定陨石,月岩和地球样品的微量元素和同位素组或以及地质年代学研究方面都能发挥作用。（5）绝缘体样品分析。要在试样表面上先镀一层碳膜（或金属膜）,或者利用低能量电子喷射样品表面,或用负离子轰击样品来解决绝缘非导电体样品分析过程中在其表面积累电荷,以及由此产生的电位变化现象。（6）样品需要量少。消耗样品量仅1ng左右。

空间辐射环境模拟装置与空间辐射生物效应研究进展

空间环境中宇航员受到的高能辐射主要来源于太阳粒子事件、银河宇宙射线和地球捕获带中的高能离子及其次生放射性粒子。太空辐射暴露具有低剂量率、多品质辐射和高线性能量传递(LET)等特点,是宇航员在深空执行长时间太空探索任务时面临的主要风险因素。基于地面高能加速器的空间辐射模拟装置及空间辐射生物效应研究是空间辐射风险评估科学依据的关键。单离子微束技术作为一种先进的能提供精确至单离子精准辐照的辐照装置,是真实模拟空间高能辐射条件开展生物效应研究的独特平台。本文首先介绍了近地任务以及深空探索中的辐射环境以及世界各国可供开展空间辐射地基模拟的粒子加速器设施,以及近年来的空间辐射效应研究进展,最后介绍了兰州重离子研究装置的高能微束装置及其在空间辐射生物学研究中的应用。

微等离子束技术与铒激光像束模式治疗陈旧性烧伤瘢痕的疗效比较

目的评价微等离子束技术（micro—plasmatechnology，MPT）与铒激光像束模式（2940nmEr：YAGlaser）治疗陈旧性轻度和中度烧伤瘢痕的临床疗效、适应证及不良反应。方法265例随机分为2组，MPT组136例，Er：YAG组129例。分别治疗2～6次。结果MPT组与Er：YAG组的有效率分别为73．52％和44．95％，治愈率分别为28．67％和15．50％，两组总体疗效比较，差异有统计学意义，其中172例轻度瘢痕患者，MPT组与Er：YAG组的有效率分别为78．52％和67．09％；MPT组疗效虽略优于Er：YAG组，但差异无统计学意义；93例中度瘢痕患者，MPT组与Er：YAG组的有效率分别为62．79％和10．00％，MPT组疗效显著优于Er：YAG组，两组比较差异有统计学意义。结论MPT和Er：YAG治疗轻度烧伤瘢痕均有可靠疗效，且不良反应小。治疗中度瘢痕MPT的疗效显著优于Er：YAG。

同步辐射微束荧光分析技术在兔髌骨-髌腱界面中钙、锌元素分布的应用

目的利用同步辐射微束荧光分析技术(SR-μXRF)表征兔髌骨-髌腱界面(PPTI)中钙、锌元素的含量及分布特点。方法兔PPTI经切片及抛光处理后,于上海光源行SR-μXRF检测,检测后样本行苏木素-伊红(HE)及樊基森(Van-Gieson)染色进行匹配观察。结果组织学染色显示兔PPTI钙化的纤维软骨层厚度为(163.00±42.00) μm;SR-μXRF检测可见兔PPTI中钙含量最大值93 853 cps(位于钙化纤维软骨层与软骨下骨的交界区)是髌腱的(28.00±9.05)倍;锌含量最大值10 100 cps(位于钙化与未钙化纤维软骨层的交界区)是髌腱的(3.20±0.65)倍;钙含量的最大值是锌的(8.70±3.20)倍;钙、锌含量的最大值所处位置相距(135.00±16.00) μm,与组织学染色结果一致(r^2=0.935)。结论SR-μXRF可超微分辨地表征PPTI中微量元素的含量及分布特征.

硫化物中“不可见金”的赋存状态研究进展

综述了近年来造山带型金矿床、浅成低温热液型金矿床、卡林型金矿床以及块状硫化物矿床等不同类型矿床中"不可见金"的研究进展,探讨了"不可见金"的形成机制。微束分析技术能定量分析和给出元素分布图,波谱法是通过解谱来确定元素的化合价。研究中存在的问题主要有微束分析技术的分辨率和灵敏度还有待提升、波谱法解谱难以及晶体化学和热力学数据的缺乏。最后提出了研究"不可见金"赋存状态的意义及前景展望。

将抗真菌病基因导入马铃薯的研究

实验采用微束激光穿刺技术和农杆菌介导方法 ,将携带有 型烟草β 1 ,3葡聚糖酶基因和 型菜豆几丁质酶基因的 p BLGC质粒导入马铃薯 ( Solanum tuberosum L .)品种“津引 8号”。微束激光穿刺技术转化中 ,获得了 7株卡那霉素抗性再生苗 ,分子检测证明 ,其中有 1株为菜豆几丁质酶基因单基因转化植株。在农杆菌介导方法中得到了 1 3株卡那霉素抗性再生苗 ,其中有 3株为烟草β 1 ,3葡聚糖酶基因单基因转化植株。实验证明 ,同常规农杆菌介导方法相比 ,微束激光穿刺技术更为简便有效 ,细胞损伤小 ,为马铃薯遗传转化提供了一个外源基因直接导入的新途径。

激光农业应用

S123 2001053178用微束激光穿刺技术将商陆抗病毒蛋白(PAP)cDNA导入马铃薯的研究=Introduction of PAP cDNA into potato by laser microbeam puncture techniques[刊,中]/傅道林,王兰岚,张海燕,陈正华(中科院遗传研究所705组.北京(100101))//光子学报.—2000,29(11).—970-974以马铃薯(Solamun tuberosum L.)品种"津引8号"微薯切片作为外植体,采用微束激光穿刺技术获得了商陆抗病毒蛋白(PAP)cDNA的导入、整合与表达。图7参19(李士范)

Major advances in microbeam analytical techniques and their applications in Earth Science

Major breakthroughs in modem Earth Science research largely depend on innovations in observation and analytical techniques. Over the last two decades, there have been great advances in modem microbeam analytical tech- niques, which are widely used in various subject areas in the broad field of Earth Sciences. Remarkable enhancements to observation and analysis techniques at the micro- scale have significantly improved our understanding of the Earth＇s history and its many geological processes.