电子冷冻加工的特点与应用研究

针对采用热电制冷的冷冻加工方式的特点与应用进行了研究,对于特殊工件的加工提出了一种全新的加工方式,它改革了传统的工件夹持方法,为超小、超薄、异形、低强度脆性材料的工件的加工提供了一种可能,同时电子冷冻加工使低温加工成为现实,可解决一般常用材料及某些特殊材料的加工问题,特别适宜于薄片件,韧、粘性材料的加工,结构简单,温度可调,成本低,无粉尘和气味,可应用于各行各业的机械加工中。

电子冷冻造型过程中热网络模拟的建立及模糊控制

介绍了建立热网络模拟图 ,分析热阻并对冷源、热源的温度和压力进行模糊控制 。

电子冷冻铣削装夹系统性能的实验研究与分析计算

为解决不宜受力装夹材料和异形件装夹难的问题,利用半导体材料的电热特性研制开发出一种电子冷冻装夹系统。通过对系统装夹力的实验研究与分析计算,给出了冷冻液与工件结合力、铣削装夹力的计算方法,测定出在不同温度下碳钢与冻结冷冻液的拉伸、剪切结合系数λ,μ值。在装夹过程中又通过实验,对冷冻温度、冷冻液高度和冷冻时间的关系进行了讨论,为实现高效装夹过程提供出更全面选择合理量值的依据,并对进一步提高系统性能的方案进行了讨论。

电子冷冻铣削装夹系统装夹力的实验研究

通过对电子冷冻铣削装夹系统装夹力的分析计算与实验测定,给出了冷冻液与工件结合力的计算方法和系统装夹力的实用计算方法,在冷冻装夹中为切削用量的选择提供了依据;并通过实验给出了碳钢在不同温度下与冻结冷冻液的结合系数μ的测定数据,综合分析了影响系统装夹性能的因素和提高系统装夹性能的方法.

电子冷冻美容器治疗35例皮肤病临床观察

电子冷冻美容器治疗３５例皮肤病临床观察中国人民武装警察部队总医院田蕾雷琴（北京１０００３９）我科自１９９６年１０月起使用北京航宇技术开发总公司研制生产的电子冷冻美容器（ＤＭＲ－０１）治疗常见皮肤病３５例，现将治疗结果报告如下：１一般资料３５例患者均为...

冷冻透射电子显微镜技术在化学材料领域的应用

冷冻透射电子显微镜(以下简称:冷冻电镜)技术为结构生物学领域的发展带来了革命性突破.近些年,冷冻电镜技术也日益成为化学领域分子材料研究中不可或缺的表征手段,为液相组装体系、弱键合、不耐电子束损伤等材料在微观尺度的研究提供了新的机遇.文章总结了中国科学院化学研究所冷冻电镜平台的特色功能,以及基于该平台开展的在化学领域分子材料研究中的典型应用工作,包括不耐电子束损伤材料的高分辨结构表征、三维电子衍射技术解析微纳晶体结构、液相样品的精细结构表征、电子能量损失谱分析、电子断层三维重构、单颗粒重构技术解析蛋白结构,并结合新技术展望了冷冻电镜技术在化学领域未来的应用前景.

基于微流控芯片的时间分辨冷冻电子显微镜新方法

据Bhattacharjee S 2024年2月1日[Cell,2024,187(3):782-796.e23.]报道,美国哥伦比亚大学研究人员开发了基于微流控芯片的时间分辨冷冻电子显微镜方法,并揭示了Hfl X介导的核糖体回收动态路径。所有生命过程都涉及细胞中分子之间的相互作用。例如,核糖体是一种由蛋白质和RNA组成的巨大分子机器,在将遗传信息翻译成蛋白质时与转运RNA(tRNA)和多种蛋白质因子相互作用。

人釉原蛋白亮氨酸富集片段的冷冻电子显微镜观察及其引导矿化性能研究

目的采用冷冻电子显微镜观察体外重组的人釉原蛋白富亮氨酸片段(LRAP),分析其细微结构和聚集状态,结合矿化实验评估LRAP体外引导羟磷灰石生长的定向成核能力。方法人工合成LRAP基因,与原核表达载体p Cold-SUMO行质粒构建,于宿主菌大肠杆菌BL21plys中诱导表达并纯化,在冷冻电子显微镜下观察LRAP在p H值从3.5到8.0的环境中聚合自组装的过程,并在人工唾液中通过透射电镜观察羟磷灰石晶体的生长规律。结果通过原核表达成功得到纯度90%以上的LRAP蛋白提取物,当p H值为8.0时,LRAP能聚集成多聚体和纳米小球等功能结构,在人工唾液中能诱导羟磷灰石晶体生长成熟。结论作为简化的釉原蛋白功能域,LRAP兼备了自组装为纳米小球和c轴诱导晶体矿化的特性,可作为运用釉基质蛋白多聚物行无细胞修复牙体硬组织缺损的备选材料之一。

冷冻电子断层成像研究沙眼衣原体被膜变化

目的:用冷冻电子断层成像观察衣原体及其生活周期中膜结构的变化。方法:运用冷冻电子断层成像技术对沙眼衣原体进行三维重构。结果:冷冻电子断层成像技术很好地揭示了沙眼衣原体的结构细节,特别是在膜结构方面,取得了远优于传统电镜超薄切片技术的保存效果。研究还发现了原体(EB)的外膜厚度达到近似于始体(RB)外膜厚度的两倍。结论:冷冻电子断层成像技术比以往的研究更清晰地揭示了沙眼衣原体膜的基本形态、结构细节。外膜厚度的改变是RB向EB转化过程中值得关注的变化。

一种冷冻电子断层三维重构的并行迭代算法

迭代重构算法是当前解决冷冻电子断层三维重构问题的有效算法,但其海量计算需求限制了其广泛应用.提出了一种冷冻电子断层三维重构的并行迭代算法,在曙光4000H高性能计算机上的实验结果表明并行迭代算法不仅能够获得较好的加速性能,而且能够有效提高重构结果的精度.

原位冷冻电子断层扫描的发展及在生物研究方面的应用

对生物大分子复合物的研究和结构分析对于全面了解其功能和生物学意义至关重要.冷冻电子显微镜在提供生物大分子结构及大分子分布等方面起到重要的作用.近年来,冷冻电子显微镜的硬件和软件的发展进一步提高了冷冻电子显微镜的有效性,使其对各种生物结构、蛋白质结构的解析更加准确快捷.但是,对于生物系统来说,蛋白质和大分子复合物等均处于复杂的生理环境中,因此原位检测生物分子的三维结构对于生物体系和结构生物学具有重要意义.冷冻电子断层扫描作为一种功能强大的技术,可以无需标记直接通过冷冻样品的固有衬度识别生物大分子的结构,并且可在原位生理环境中对生物分子进行纳米级分辨率的三维成像.本文综述了与冷冻电子断层扫描相关的样品制备和数据处理技术,并总结了冷冻电子断层扫描技术在分离的大分子复合物和整个细胞或组织中的生物学应用.

基于冷冻电子显微术的阳离子通道结构与功能研究进展

阳离子通道通过疏水性脂质生物膜介导阳离子(Na^(+)、K^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)等)的流动,从而调节神经元、肌肉细胞等可兴奋细胞及淋巴细胞、内皮细胞等非可兴奋细胞的膜电位变化、Ca^(2+)信号转导及其他各种细胞生物学过程[1]。根据国际基础与临床药理学联合会(International Union of Basic&Clinical Pharmacology,IUPHAR)药理学指南,人类基因组包含145个电压门控通道[2]、55个配体门控通道[3]和27个其他类型通道[4],如连接蛋白、Piezo、钙库操纵性钙通道等,负责阳离子跨膜运输。

冷冻电子显微镜观察人釉原蛋白的自组装

目的:采用冷冻电子显微镜(cryo TEM)体外观察人釉原蛋白的自组装过程,分析自组装各阶段蛋白的聚集状态及细微结构。方法:提取青少年下颌第三磨牙牙胚细胞总RNA,用RT-PCR获得人釉原蛋白基因全长,再与pMD19-T载体构建重组质粒,转入宿主菌E.coli Top10中诱导表达并纯化。冷冻电子显微镜观察pH值从3.5跃升至8.0时釉原蛋白发生自组装的聚合状态。结果:当pH值为8.0时在1~20 min内观察到釉原蛋白由低聚体逐步组装成多聚体、纳米球及纳米链等结构。结论:在适宜条件下,人釉原蛋白能分级组装成纳米球。

分析电子支气管镜介入冷冻疗法应用于治疗晚期中心型肺癌疗效

目的分析在晚期中心型肺癌患者的治疗过程中使用电子支气管镜介入冷冻疗法的治疗效果。方法在该院2019年4月—2020年4月收治的晚期中心型肺癌患者中方便选择102例作为研究对象,以患者的入院时间为依据将研究对象均分为对照组和观察组,每组51例。对照组给予患者全身化疗治疗,观察组患者使用电子支气管镜介入冷冻疗法,对两组患者的肺功能指标和治疗效果进行比较。结果观察组患者的肺功能指标优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组患者的治疗有效率94.12%高于对照组78.43%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论在晚期中心型肺癌患者的治疗过程中使用电子支气管镜介入冷冻疗法的治疗效果显著,可以改善患者的各项肺功能指标。

分辨率革命——冷冻电子显微学在结构生物学研究中的进展

冷冻电子显微学具有悠久的历史,近年来随着硬件设备的革命性技术突破和软件算法方面技术发展,已经成为结构生物学领域最为重要的研究方法,也代表了未来的发展方向。其中,单颗粒三维结构重构法在最近的几年发展迅速,极大地拓展了研究方法的适用范围,并不断刷新所解析结构的高分辨率记录,成为结构生物学及相关学科最为激动人心的研究领域。本文将针对冷冻电子显微学发展的历史,近期革命性技术突破,以及复旦大学在该领域的布局和进展做简要介绍。

冷冻扫描电子显微镜冷冻断裂法在生物样品观察中的应用

冷冻扫描电子显微镜(Cryo-SEM)具有能在高真空状态下观察含水样品、分辨率高、制样简单快速、可对样品进行断裂刻蚀等优点,是生命科学研究中的有力工具.利用Cryo-SEM冷冻断裂法进行生物类样品表面形貌观察,既能观察到表面结构信息,又可观察样品内部结构信息.以沙漠梭梭成熟分支中上部同化枝的植物样品和乳清蛋白纤维(WPIF)的液体样品为试验材料,对样品进行冷冻断裂处理,观察并对比冷冻断裂处理前后样品的结构.结果表明:植物样品冷冻断裂后在升华温度为-100℃、升华时间10 min、冷台温度为-175℃、观察电压5 kV的试验条件下可以观察到植物细胞的叶绿体和细胞之间的细毛组织. WPIF冷冻断裂后在升华温度为-100℃、升华时间5 min、冷台温度为-175℃、观察电压5 kV的试验条件下可以观察到中链甘油三酯和蛋白纤维堆积而成的片层结构.未冷冻断裂处理的样品无法观察到以上结果.

经电子支气管镜冷冻术对支气管结核病患者的疗效观察

目的探讨经电子支气管镜冷冻术对支气管结核病患者临床症状、疗效及生活质量的改善作用。方法选取收治的80例支气管结核病患者,依据治疗方法将患者分为传统电子支气管镜治疗组40例(传统组)和经电子支气管镜冷冻术组40例(冷冻组),对2组患者气促评级、临床疗效及生活质量进行分析。结果冷冻组患者的气促评级0级、1级比例均显著高于传统组(P<0.05),3级、4级比例均显著低于传统组(P<0.05),治疗的总有效率97.5%(39/40)显著高于传统组77.5%(31/40)(P<0.05),症状、疾病影响、活动能力评分及圣乔治呼吸问卷(SGRQ)总分均显著低于传统组(P<0.05)。结论经电子支气管镜冷冻术较传统电子支气管镜治疗支气管结核病更能有效改善患者的临床症状、疗效及生活质量。

冷冻电镜含水切片技术观察胰岛β细胞的三维超微结构

冷冻电镜含水切片技术(CEMOVIS)作为冷冻厚生物样品制备技术,对高压冷冻的样品直接进行冷冻切片,能够获得完全含水状态的生物样品的超微结构,更好地反映出细胞接近其生理条件的真实状态。本文应用冷冻含水切片技术结合冷冻电子断层扫描和三维重构技术观察到了小鼠胰岛β细胞内细胞器的高分辨超微结构。

气管支气管结核导致腔内阻塞行电子支气管镜下冷冻治疗的效果探析

目的探讨电子支气管镜下冷冻治疗对气管支气管结核导致腔内阻塞的治疗效果。方法选取河南省胸科医院2019年3月至2020年2月收治的共计98例气管支气管结核导致腔内阻塞患者作为研究对象,按照随机数字表法分成对照组(49例)和观察组(49例)。对照组接受3HRZE/6HR抗结核化疗方案,观察组接受电子支气管镜下冷冻治疗,比较两组临床疗效、症状持续时间、治疗前后生活质量及炎性因子水平。结果观察组疾病治疗有效率高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组呼吸短促、咳嗽、咳痰、喘鸣持续时间与对照组相比更短,差异有统计学意义(P<0.05);治疗后两组生活质量评分提高,观察组评分高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);治疗后两组白细胞介素-6(IL-6)、C反应蛋白(CRP)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平降低,观察组水平较对照组更低,差异有统计学意义(P<0.05)。结论予以气管支气管结核所致腔内阻塞患者电子支气管镜下冷冻治疗,可促进临床效果的提升,缓解机体炎症反应,缩短症状缓解时间,提高生活质量。

基于冷冻透射电镜电子断层扫描技术对适用于原位解析真核细胞核糖体结构的样品厚度研究

目的:基于冷冻透射电镜电子断层成像和子断层平均技术,比较不同厚度样本中原位解析的核糖体超微结构分辨率,探究样品厚度与颗粒数量对解析原位结构分辨率的影响。方法:通过300 kV冷冻透射电镜对快速冷冻制备的PC12^(+)细胞样本进行连续断层扫描和三维重构,根据三维重构后的神经膨起厚度分为四组(100^(+)nm、200^(+)nm、300^(+)nm和400^(+)nm),采用EMAN2.3实现核糖体在胞内的可视化、数量分布与类型表征。用子断层平均重构技术计算各组核糖体分辨率,并采用Chimera软件对核糖体结构进行模型拟合。结果:各组间以200^(+)nm核糖体颗粒分辨率最高,达到1.67 nm(11781个颗粒)和1.78 nm(6000个颗粒),100^(+)nm组其次。研究还发现,在400 nm样品厚度范围内,核糖体颗粒数量越多,解析出的核糖体结构分辨率越高。结论:对于经NGF诱导分化的PC12^(+)细胞膨起来说,<400 nm厚度的断层扫描数据均可用于核糖体结构的原位高分辨解析,且以200~300 nm最为合适。