基于激光微技术的光谱检测“集成缩微”的研究

为了满足μ-TAS领域对光谱微检测提出的'功能集成与结构缩微'的技术要求,利用激光微技术获得了光谱微检测技术的核心部件,即百微米级微光波导管,并对光谱微检测在μ-TAS生化芯片中的应用方案进行了研究.结果表明,利用激光微加工技术将微检测系统集成到微型全分析系统生化芯片中具有非常广阔的应用前景.

在忙碌中体验快乐——访北京工业大学激光工程研究院激光微技术实验室主任陈涛

陈涛博士,副研究员,现任国家产学研激光技术中心、北京工业大学激光工程研究院激光微技术实验室主任。目前承担着国家自然科学基金重点项目、国家863计划、北京市自然科学基金重点项目、北京市科技新星计划等几项科研课题任务。参写专著1部,发表论文30余篇,获得北京市科技进步奖2项、国防科工委科技进步奖1项、校科技进步奖1项。

激光微加工技术在航空发动机维护和翻修工作中的应用

航空发动机长期处于高温、高频率的工况时,发动机叶片等零部件老化速度较快,需要对发动机定期开展维护和翻修工作。使用激光微加工技术可以进行快速的表面处理,包括进行涂覆层的重构、去除表面污垢等。分析在航空发动机维护和翻修工作中如何使用激光微加工技术进行微纳构造处理、激光清洗,以及如何使用增材制造技术,帮助维修技术人员了解激光微加工技术的特点和应用方法,提高航空发动机维护和翻修工作水平,保证发动机处于正常工作状态。

激光捕获显微切割技术在中药研究中的应用

激光捕获显微切割技术(Laser Capture Microdissection,LCM)是借助激光捕获显微切割仪,在显微镜下从组织切片或涂片中切割分离、纯化和富集单个细胞、单一类型细胞群体或组织的一项技术。人们利用激光显微切割技术解决了传统方法不能客观准确地分离富集同质的中药材复杂组织进行分析的问题。该文通过介绍激光捕获显微切割技术概况以及在化学成分定位、中药质量控制、中药毒性等现代中药研究领域中的应用,以期为中医药现代化研究拓宽思路。

激光微技术的发展现状

介绍了激光微加工技术的特点,与其它微加工技术相比,激光微加工具有非接触、有选择性加工、热影响区域小、高精度与高重复率等优点,既可以通过去除方式,也可以通过材料堆积进行微加工成型。综述了几种常用的激光微加工技术及其发展趋势,微机电系统(MEMS)技术的进一步成熟,必将带动激光微技术快速发展。

激光显微取样技术在川东北飞仙关组鲕粒白云岩碳氧同位素特征研究中的应用

显微取样碳氧同位素分析技术利用高聚焦激光束与碳酸盐岩样品作用,是一种在显微薄片下对岩石特定组构产生CO2的有效方法,其空间分辨率20～50μm,δ13C和δ18O的最好分析精度可达±0.22‰(σ),可以为碳酸盐岩碳氧同位素提供“高分辨率、原位”数据,微区分析是同位素测试发展的重要方向。用该技术对川东北飞仙关组鲕粒白云岩地球化学特征进行的研究表明,它可避免样品不纯带来的解释上的误差,为解释鲕粒白云岩成因提供了较为准确的地球化学信息,可进一步认识川东北飞仙关组鲕粒白云岩的成因问题。各种产状白云石的δ13C‰(PDB)值均大于当时海水值,说明白云石化流体没有淡水注入;而δ18O‰(PDB)分布较为离散,伴随白云石晶体大小增加,δ18O‰(PDB)值明显偏负,说明白云石化作用过程经历了埋藏加深、温度升高的过程,并且白云石化流体远离卤水源,其咸化程度减弱,为鲕粒白云岩的卤水渗透回流成因提供了有力的证据。

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 .

碳酸盐岩碳、氧同位素分析激光微取样技术

碳酸盐岩碳、氧同位素分析激光微取样技术是利用高能聚焦激光束与碳酸盐岩样品作用 ,热分解产生CO2 气体 ,经真空提纯净化后送质谱仪分析测定其C、O同位素值。其空间分辨率优于 2 0 μm ,能有效地对碳酸盐岩各细微组分结构分别取样 ,以满足同位素地质学研究的需要。经标样测定 ,δ1 3C和δ1 8O的最好分析精度可达± 0 .2 2‰ (σ) ,与常规磷酸分解法分析精度相当 ;δ1 3C无明显分馏现象 ,δ1 8O分馏明显 ,但对同种矿物是一个常量 (方解石偏负 1 .72‰ ;白云石偏负 1 .59‰ )易于校正。激光微取样主要应用于碳酸盐储集岩样品碳、氧同位素分析 。

激光捕获显微切割技术用于分离混合斑中精子细胞

目的评估激光捕获显微切割(laser capture microdissection,LCM)技术在分离混合斑中少量精子细胞的应用价值。方法配制不同比例的精液-阴道上皮细胞混合液,分别用差异裂解法和LCM法分离精子细胞,用磁珠法提取精子细胞DNA,并用IdentifilerTM试剂盒进行STR基因型检测。结果 LCM法分离精子细胞的STR成功率为92.86%(13/14),采用差异裂解法检测的成功率为7.14%(1/14),二者差异有统计学意义(P<0.05)。结论 LCM法可有效排除女性细胞成分的干扰,并捕获少量精子细胞得到单一的男性STR分型,显著优于差异裂解法。

激光捕获显微切割技术及其在脑研究中的应用

激光捕获显微切割(lasercapturemicrodissection,LCM),是一项利用激光在显微镜下从组织切片中分离单一类型细胞群的技术。以LCM技术为基础,结合蛋白质、核酸等分子生物学研究方法进行基因诊断、表达谱或蛋白质组学的研究,从根本上解决了细胞异质性问题。本文就LCM技术在脑科学中的应用及所涉及到的脑组织固定、切片、染色、捕获等关键环节做一综述。

激光捕获显微切割技术在强奸案中的检验研究

目的研究建立一套以激光捕获显微切割技术(LCM)分离强奸案混合样本的检验方法。方法通过不同的样本制备、染色并比较DNA分型结果,确立了以去离子水处理样本,苏木素或甲基紫染色制备样本并经细胞涂片、切割收集进行DNA检测与分型的方法。结果建立的方法能从15个上皮细胞、50个精子细胞中稳定检出正确且完整的STR分型。结论本实验方法可用于强奸案中混合斑的检验。

激光扫描共聚焦显微技术在中医药治疗脑血管疾病研究中的应用

脑血管疾病占我国人群死亡原因的第2位。脑血管疾病属于中医"中风"病,在中医药对脑血管疾病进行了长期深入研究过程中,筛选出了如灯盏花素、川芎等疗效明确的药物。为了阐明这些药物的作用机理和药效物质基础,具有三维成像和定量检测等功能的激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)在这方面的应用越来越广泛。本文首先介绍了LSCM的工作原理,然后总结了LSCM在药物作用前后脑部微循环、脑部细胞和脑部细胞内钙离子浓度变化等检测中的研究进展,认为LSCM在中医药研究脑血管疾病中还有很大的应用前景而且必将发挥出重大作用。

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.

激光捕获显微切割技术在膀胱移行细胞癌相关基因研究中的应用

背景与目的 :激光捕获显微切割技术 (LCM)是获取均一目的细胞的有效方法。利用LCM技术从膀胱粘膜中分离膀胱移行上皮细胞从肿瘤间质细胞中分离膀胱癌细胞 ,进行RNA提取、纯化、浓缩以备进一步研究。方法 :采用LCM技术分别从正常膀胱粘膜及膀胱癌组织冰冻切片中获取膀胱移行上皮细胞及膀胱癌细胞 ,提取RNA ,并对微量RNA进行纯化、浓缩。然后用RT PCR验证TotalRNA中β actin基因表达水平。结果 :对照实验Ⅰ证实经LCM后RNA完整性较好 ;经对照实验Ⅱ初步确定设定条件下LCMshooting次数与可获得RNA量间对应关系。从膀胱粘膜中捕获膀胱移行上皮细胞 2 5万shootings;从膀胱癌组织中获取癌细胞 2 0万shootings。经RT PCR验证β actin基因表达表达完整。结论 :使用LCM技术能成功地获取较为均一的研究目的细胞 ,RNA完整性较好 ,能用于进一步研究中。

生物科学研究中的激光多光子显微技术

本文综述了生物科学中近红外(NIR)多光子激光扫描显微技术的进展,其中包括:多光子显微特点,激光光源,荧光寿命的测量,多光子多色实时杂化荧光(FISH),非入侵性活体光学解剖,植物学中的多光子显微技术,细胞的多光子显微损伤,皮米非入侵和非接触性外科手术等。

应用激光捕获显微切割和蛋白质组学技术筛选鼻咽癌的差异表达蛋白质

目的:筛选鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma,NPC)的差异表达蛋白质,为寻找NPC的分子标志物提供科学依据。方法:采用激光捕获显微切割技术(laser capture microdissection,LCM)分别从NPC组织和正常鼻咽上皮组织(normal nasopharyngeal epithelial tissue,NNET)中纯化NPC细胞和正常鼻咽上皮细胞(normal nasopharyngeal epithelial cells,NNEC),应用二维凝胶电泳(2-DE)分离LCM纯化细胞的蛋白质,图像分析识别差异表达的蛋白质点,基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)和电喷雾电离串联质谱(ESI-Q-TOF-MS)鉴定差异蛋白质点,Western印迹和组织芯片(tissue microarray,TMA)免疫组织化学验证差异蛋白鳞状细胞癌抗原1(SCCA1)在两种组织中的表达水平。结果:建立了LCM纯化的NPC细胞和NNEC的2-DE图谱,质谱鉴定了36个差异蛋白质,其中20个蛋白只在NPC表达或表达上调,16个蛋白在NPC中表达下调或缺失。Western印迹和组织芯片免疫组织化学结果显示:SCCA1在NPC中的表达水平较NNET明显下调,与比较蛋白质组学结果一致。结论:36个差异蛋白可能与NPC的发病有关,为筛选NPC分子标志物奠定了基础。

激光捕获显微切割技术纯化的人支气管上皮癌变各阶段组织的定量蛋白质组学研究

为分析支气管上皮癌变进程中的差异表达蛋白质,筛选肺鳞癌早期诊断标志物,以人支气管上皮癌变各阶段组织为研究对象,先采用激光捕获显微切割技术(LCM)纯化人正常支气管上皮组织、鳞状化生、不典型增生、原位癌、浸润性肺鳞癌组织,再用同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)技术结合二维液相色谱串联质谱(2D LC-MS/MS)鉴定支气管上皮癌变进程中各阶段的差异表达蛋白质.结果共鉴定了1 036个蛋白质,筛选出102个与人支气管上皮癌变相关的差异蛋白质,在这些差异蛋白质中,有的在支气管上皮癌变过程中进行性上调,有的在支气管上皮癌变过程中进行性下调,有的呈阶段特异性改变.功能分析表明,这些差异蛋白质涉及代谢、细胞凋亡、增殖、分化、信号传导、转录、翻译、细胞黏附、免疫反应与发育等.Western blotting及免疫组织化学技术验证了其中2个差异蛋白(S100A9和CKB)的表达,证实了定量蛋白质组学结果的可靠性.研究结果提示:这些差异表达蛋白质与支气管上皮癌变相关,并可成为肺鳞癌的早期诊断标志物,进一步研究差异蛋白质的生物学功能,将有助于阐明支气管上皮的癌变机制,从而为肺鳞癌的早期诊断与发病机制研究提供新思路.

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。

激光扫描共聚焦显微技术在农业科研领域中的应用

激光扫描共聚焦显微技术(Laser Scanning Confocal Microscope,LSCM)是当今世界上最先进的分子细胞生物学分析技术。LSCM能够进行三维重建、静态结构分析、活体细胞或组织功能的实时动态检测等,且能够获得较普通显微镜更高的空间分辨率。LSCM作为一项全新的实验手段和强有力的研究技术,近年来已在诸多领域显示出其强大的优势和生命力,将细胞水平研究的深度和广度大幅拓展。本文首次阐述了LSCM在农业科研领域中的应用,介绍其在作物育种、生长发育调控、植物保护、生物制药、食品加工和畜牧兽医等方面的应用。