酵母菌吸附重金属铬的生理代谢机理及细胞形貌分析

从细胞的生理代谢及微观形貌方面研究了1株酵母菌富集废水中铬的机理.阳离子运输实验表明:酵母菌在吸附铬的过程中,伴随着K+、Mg2+、Na+、Ca2+等阳离子的大量释放,铬离子和质子的跨膜运输与胞内阳离子释放相耦合;反应30 min,细胞对铬的吸附接近饱和,阳离子与铬的交换达到平衡.同时细胞分泌酰胺和蛋白等有机分子,作为Cr(Ⅵ)的还原性物质及离子主动运输的载体,促进了铬的胞内积累.原子力显微镜、扫描电镜、X射线衍射能谱分析吸附铬前后细胞微观形貌、元素含量变化:细胞表面高毒性铬的沉积、细胞膜通透性的增强、铬与细胞内有机大分子的螯合作用,及胞内大量维持细胞结构的阳离子向体外扩散等行为破坏了细胞的微观结构,致使细胞产生空壳、内陷甚至裂解等现象.

基于同步移相显微干涉的血红细胞形貌测量方法

血红细胞的形貌特征是医学领域对多种疾病进行预防和诊断的一项重要指标,提出一种同步移相显微干涉法实现对血红细胞形貌的动态测量。搭建了透射式显微干涉成像系统,测量了100μm内径模拟微血管内、名义直径为7μm^8μm、高度最大值为2μm的新西兰兔血红细胞,针对血红细胞所处的微血管环境提出了基于微血管相位相减的血红细胞形貌提取方法和成像放大率校正方法,实验得到模拟微血管内的血红细胞平均直径7.757μm和平均最高高度2.022μm,验证了本方法具有在体定量测量血红细胞形貌的潜力。

器官成形素调控果蝇翅芽细胞形貌的研究进展

果蝇翅芽是研究细胞形貌发生的模式系统。在果蝇翅芽的发育过程中,器官成形素由浓度高的区域(成形素表达细胞)向浓度低的区域(接收细胞)移动,形成动态的浓度梯度。器官成形素信号通路的激活调控翅芽细胞的形貌发生、存活、生长和分化。目前已鉴定的在翅芽细胞表达的器官成形素包括Hedgehog(Hh),Decapentaplegic(Dpp)和Wingless(Wg)。结合国际最新研究进展,本文综述了3种器官成形素在翅芽细胞形貌发生过程中的重要作用,讨论了细胞形貌发生的分子机制。

两种纳米形貌对MG63成骨细胞增殖、分化的影响

目的:评价钛表面纳米管和纳米颗粒形貌对MG63成骨细胞的增殖、分化能力的影响。方法:通过磁控溅射和阳极氧化技术制备纳米颗粒和纳米管形貌。采用扫描电镜和轮廓仪表征材料表面形貌以及粗糙度,并将MG63成骨细胞株与不同形貌的钛材料进行复合培养,检测1d、4d、7d的MTT值及4d、7d的碱性磷酸酶活性。结果:培养1d、4d、7d后,纳米管和纳米颗粒组MTT值高于对照组,7d时,纳米管组MTT值高于纳米颗粒组;培养7d后,纳米形貌实验组碱性磷酸酶活性明显高于对照组。结论:纳米管和纳米颗粒形貌均有利于成骨细胞的增殖和分化。相对于纳米颗粒,表面的纳米管形貌更有利于促进成骨细胞的增殖。

原子力显微镜对BALB/c小鼠胚胎干细胞表面形貌的研究

以BALB/c小鼠胚胎干细胞为对象,在大气下用原子力显微镜对其进行成象.由所获得的原子力显微图象可知,BALB/c小鼠胚胎干细胞呈圆形,表面结构致密,细胞大小不一,并且是中间高四周低的形状.

NiO纳米颗粒对小球藻(Chlorella sp.)细胞胁迫性的研究

从小球藻生长及细胞微观结构方面对比研究了纳米NiO与Ni2+对小球藻(Chlorellasp.)的胁迫性。结果表明概率单位法计算得纳米NiO对小球藻96 hEC50为31.4 mg/L,而Ni2+对小球藻96hEC50为1.73 mg/L,利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜研究了受纳米NiO和Ni2+胁迫前后小球藻细胞微观结构变化,结果表明,受Ni2+胁迫的小球藻多数出现细胞缩小、变形、细胞器损坏、空泡等细胞凋亡现象,而受纳米NiO胁迫的细胞则部分表现细胞凋亡现象,表明Ni2+对小球藻的毒性远大于纳米NiO。

不同固定条件下细胞与活细胞的原子力显微镜实时观察

用原子力显微镜(atomforcemicroscope,AFM)观察固定细胞的最佳条件并在生理溶液中对活细胞实时观察。用不同固定剂和同一固定剂的不同浓度处理细胞;不加任何固定剂而直接在生理溶液中对细胞进行AFM成像。以戊二醛为固定剂并使用0.5%～1%的浓度固定细胞,后用缓冲溶液漂洗,再对细胞进行成像时可获得质量良好的图像。直接在生理溶液中进行观察,成像质量低于使用固定剂的细胞,但保持了细胞的生活原貌。在用原子力显微镜高分辨率观察生理条件下细胞的特点时,需要在制样与观测系统两方面进行改进。

基于原子力显微镜对华蟾素和姜黄素联合诱导Hela细胞凋亡的初步研究

目的:探讨华蟾素和姜黄素联合对人宫颈癌Hela细胞凋亡的影响。方法:采用MTT法检测细胞增殖抑制率,流式细胞术测定细胞凋亡率,原子力显微镜(AFM)探测细胞形貌、细胞表面超微结构及粗糙度变化。结果:MTT实验显示,华蟾素和姜黄素联合对Hela细胞的增殖抑制率(64.04%±1.29%～75.07%±2.19%)较华蟾素单独用药(11.30%±0.6%～22.04%±0.96%)明显增加。流式细胞术结果表明,华蟾素和姜黄素联合诱导Hela细胞早期凋亡率(11.97%±1.36%～49.2%±2.36%)显著大于华蟾素单独用药(8.05%±0.21%～16.43%±0.29%),并且呈剂量依赖性。原子力显微镜(AFM)成像表明,随着联合用药浓度增大,细胞逐渐坍塌,核染色质浓缩和边集,最后核膜破裂,核基质结构虽然存在但遭破坏,呈现凋亡现象;膜表面颗粒粒径增大,平均粗糙度增加。结论:华蟾素和姜黄素联合能够增强诱导Hela细胞凋亡作用,两者联用为协同效应,这为宫颈癌治疗的药物选择提供了新的思路。

血红细胞状氮掺杂多孔碳材料的制备及其氧还原催化性能的研究（英文）

以三聚氰胺氰尿酸为氮源和自牺牲模板,葡萄糖为碳源,采用两步法制备了一种高氮含量(9.81%)和高比表面积(631.46 m^2/g)的血红细胞状氮掺杂多孔碳材料。该催化剂在碱性电解液中的起始电位和极限电流密度均优于商用20 wt%Pt/C催化剂。该催化剂主要是通过四电子途径来催化氧还原反应过程。其优异的催化活性来源于原位掺杂的高含量氮与三维(3D)高比表面积多孔网络结构的协同作用,这有利于活性位点的暴露。有趣的是,氧还原的催化活性很大程度上取决于石墨氮的比例,而不是氮元素的总含量。

空化微流体在生物医学方面的应用

空化效应是发生在液体内部的一种极其复杂的流体物理现象,能产生极高的中心能量密度,并伴随发光、发热、冲击波、高速射流等极端物理现象,它的存在能使一些极端的反应得以实现。空化效应发生时形成的空化微流体在破坏细胞形貌、微操控、微混合等方面有广泛地应用。本文综述了空化微流体及其产生的强烈冲击波在生物医学方面的应用,包含空化微流体在破坏细胞形貌、微小元件的操控以及加快液体混合等三个方面。

锻造态Mg-Zn-Zr/-Y镁合金体外生物相容性研究

研究了锻造态Mg-Zn-Zr和Mg-Zn-Zr-Y镁合金在模拟体液中的pH值变化规律;按照ISO 10993的标准要求,分别制备了锻造态Mg-Zn-Zr/-Y合金不同浓度(100%、50%、10%)脐静脉血管内皮细胞(HUVEC)浸提液,通过体外溶血率测试了锻造态Mg-Zn-Zr/-Y镁合金的溶血率;通过CCK-8法体外细胞毒性试验及细胞形貌考察评价了锻造态Mg-Zn-Zr/-Y镁合金对HUVEC的细胞毒性。结果表明:锻造态Mg-Zn-Zr/-Y在SBF模拟体液中的腐蚀速度均高于纯镁的腐蚀速度;锻造态Mg-Zn-Zr镁合金溶血率为0.6%,锻造态Mg-Zn-Zr-Y镁合金溶血率为0.5%,不会导致严重溶血;锻造态Mg-Zn-Zr/-Y镁合金材料的浸提液浓度为10%时,对细胞的毒性较小,几乎不影响细胞的增殖。

先进光源X射线成像技术在单细胞研究中的应用

随着同步辐射、自由电子激光等先进光源的快速发展,基于先进光源的X射线成像技术为单细胞研究带来了新的机遇.X射线成像具有纳米分辨、成像深度大、定量成像、多参数分析等优势,研究对象可以从完整的单个细胞扩展到特定的生物分子,实现从多个尺度获取单细胞多方面的结构以及功能相关生物学信息.本文综述了基于先进光源的X射线成像技术及其在多个单细胞成像领域的应用进展,包括不同类型细胞的形貌与结构成像、跨尺度的细胞结构成像及单细胞-外源物质相互作用等,覆盖了从完整细胞到局部结构乃至特定分子多个层次的单细胞成像研究实例.本文对各种技术对于单细胞成像分析的适用性及未来发展进行了讨论,为基于先进光源的X射线单细胞成像研究提供参考与启示.

扫描离子电导显微镜在细胞表征中的应用研究

细胞的微观形貌、电学和力学功能在细胞生物学研究中具有重要意义.但传统细胞表征方法无法实现对活体细胞微/纳观尺度的无损、原位表征.扫描离子电导显微镜(scanning ion conductance microscopy, SICM)作为新型的扫描探针显微镜技术,由于非接触式扫描模式及纳米探针的使用,可实现对活细胞无损、高分辨地实时表征,近年来被广泛用于各种细胞生物学和细胞表征研究中.本综述主要介绍了SICM的发展历史及其在细胞表征中的应用.首先介绍SICM的仪器组成和工作原理、三种常见的工作模式及优缺点,之后分类介绍SICM在细胞生物学领域的应用进展,包括SICM在细胞形貌表征、细胞电学性质和力学性质研究中的具体应用实例,总结和比较了SICM与传统细胞生物学表征方法在细胞原位表征中的优势.最后,提出SICM在细胞表征方面面临的挑战,对其未来技术发展方向进行了展望.