用于荧光显微技术的多波长激光耦合系统

为了满足荧光显微镜技术对多波长单模耦合输出激光的需求,研究了400~680 nm内多波长激光耦合进单模光纤的技术,设计了三片式耦合透镜组很好地消除了不同波长耦合时的色差以提高耦合效率,同时考虑光纤耦合调试难度大的问题,设计了能快速简单完成耦合调节的耦合光纤部件结构以及耦合调试的方法,通过实验测试荧光成像常用的4种波段激光(405,488,561,638 nm),耦合效率均大于65%。实验结果达到了较高的光纤耦合水平,证明该多波长激光耦合器性能优异。同时,由于耦合器装调简单且成本低,本文的工作具有进一步商业化的价值,且为多波长单模耦合激光器国产化打下了坚实的基础。

双色荧光辐射差分超分辨显微系统研究

为了拓展荧光辐射差分(Fluorescence Emission Difference,FED)显微术的应用,使得该方法可以同时对生物样品的不同组织结构进行超分辨成像,本文对双色FED显微系统展开了研究。FED的基本原理是将实心光斑扫描得到的共焦显微图像减去空心光斑扫描得到的负共焦图像,以此获得超分辨显微图像。在对单色FED显微系统进行研究后,本文提出了一种可行的双色FED显微成像系统方案。实验结果表明,在488 nm和640 nm激发光下,该系统在荧光颗粒上分别实现了135 nm和160 nm的空间分辨率,另外也能对生物样品的不同组织进行多色同时超分辨显微成像,满足了实际应用的要求。

多色虚拟荧光辐射差分显微成像

荧光辐射差分显微成像是一种荧光染料普适性强、光毒性较低的超分辨成像技术。然而传统荧光辐射差分成像由于受其成像原理限制,系统复杂度较高、稳定性低且成像速度受限。针对上述问题,本文设计搭建了一套多色虚拟荧光差分显微系统,并对该系统的成像方法和参数间的制约关系进行了分析,基于已有的多色虚拟荧光辐射差分显微术原理,进一步考虑了信噪比和背景噪声等的影响,建立了可通过实验验证的虚拟荧光辐射差分显微成像模型。实验表明,本系统与方法具有结构简单、背景去噪能力强、荧光染料普适性强以及光毒性低等特性,成像分辨率较共聚焦系统提升了1.9倍,成像速度较传统的荧光辐射差分显微系统提升一倍,在3个波长上均获得了良好的成像效果,并在生物细胞成像中得到实验验证。

基于同步辐射X射线荧光显微成像技术的安全饮食限制疗法筛选

饮食限制疗法是继手术治疗、放射治疗和化学治疗后的肿瘤治疗新方法之一,在多种肿瘤治疗中发挥着重要的作用,然而对于此疗法的安全性目前尚缺乏研究。针对50%饮食限制、隔天禁食、隔天50%饮食限制三种饮食限制疗法,通过为期45 d系统地评估其对正常小鼠体重、生存期以及肝肾功能的影响,筛选出最优的饮食限制方案;然后重点应用同步辐射硬X射线荧光显微成像技术结合常规药理学技术研究最优饮食限制疗法在正常小鼠体内的安全性。结果表明:小鼠每日每克体重需要摄食0.2 g,每天50%饮食限制疗法小鼠体重直线下降,生存期明显缩短;隔天禁食疗法在禁食日小鼠体重下降明显,生存期缩短而且肝肾功能异常;隔天50%饮食限制疗法小鼠体重在饮食限制日降低、生存期及肝肾功能无明显变化,同时该疗法肝肾微量元素分布以及主要组织病理学也无明显变化。研究结果将为饮食限制疗法用于恶性肿瘤的辅助治疗提供理论和实验研究基础。

荧光显微技术在枣疯病病原鉴定中的应用

以易感染枣疯病的阜平大枣为试材，对影响枣疯病病原荧光显微观察的主要因素进行了系统研究。结果表明：苯胺蓝（ａｎｉｌｉｎｅ ｂｌｕｅ）、 ＤＡＰＩ（４’，６－ｄｉａｍｉｄｉｎｏ－２－ｐｈｅｎｙｌｉｎｄｏｌｅ· ２ＨＣｓｄ１）和阿的平（ｑｕｉｎａｃｒｉｎｅ）３种荧光染料均可用于枣疯病病原鉴定，其中以 ＤＡＰＩ效果最佳。 ＤＡＰＩ用于定性分析的最适浓度为 ０．３μｇ·ｍＬ－１，用于定量分析的最适浓度为１．０μｇ·ｍＬ－１；对于尚未木质化或木质化程度很低的幼嫩组织切片应至少染色２０ｍｉｎ，对于高度木质化程度的组织切片应至少染色５０ｍｉｎ；带病原试材在４℃冰箱保存２０～３０ｄ，在５％戊二醛中固定４５～６０ｄ对观察结果无明显影响。以ＤＡＰＩ为染料对枣头、枣吊、叶柄、叶主脉、花梗、枝、树干皮、枣股、托叶刺、根、幼果以及接近成熟果实的组织切片进行了荧光显微观察，初步选定枝条作为最佳取材部位。

几种超分辨率荧光显微技术的原理和近期进展

在生命科学领域,人们常常需要在细胞内精确定位特定的蛋白质以研究其位置与功能的关系.多年来,宽场/共聚焦荧光显微镜的分辨率受限于光的阿贝/瑞利极限,不能分辨出200nm以下的结构.近年来,随着新的荧光探针和成像理论的出现,研究者开发了多种实现超出普通共聚焦显微镜分辨率的三维超分辨率成像方法.主要介绍这些方法的原理、近期进展和发展趋势.介绍了光源的点扩散函数(point spread function,PSF)的概念和传统分辨率的定义,阐述了提高xy平面分辨率的方法.通过介绍单分子荧光成像技术,引入了单分子成像定位精度的概念,介绍了基于单分子成像的超分辨率显微成像方法,包括光激活定位显微技术(photoactivated localization microscopy,PALM)和随机光学重构显微技术(stochastic optical reconstruction microscopy,STORM).介绍了两大类通过改造光源的点扩散函数来提高成像分辨率的方法,分别是受激发射损耗显微技术(stimulated emission depletion,STED)和饱和结构照明显微技术(saturated structure illumination microscopy,SSIM).比较了不同的z轴提取信息的方法,并阐述了这些方法与xy平面上的超分辨率显微成像技术相结合所得到的各种三维超分辨率显微成像技术的优劣.探讨了目前超分辨率显微成像的发展极限和方向.

运用荧光显微技术分析北黄海夏季浮游病毒的分布

运用荧光显微技术（Epifluorescence Microscopy,EFM）,对2006年夏季北黄海水域31个站点的病毒丰度进行了检测,对浮游病毒丰度在水平分布,垂直分布和昼夜变化上进行了探讨。北黄海水域浮游病毒直接检测量（Virus Direct Count,VDC）为（1.58×10^6～1.38×10^7）/mL,平均为5.86×10^6/mL。在水平分布上,表层、30 m和底层水在辽东半岛头部附近出现了病毒较高区域,近海水域的病毒丰度较中部水域高（P〈0.05）。在垂直分布上,表层浮游病毒丰度高于30 m水层和底层（P〈0.05）。在昼夜变化上,表层水体中浮游病毒量有明显的变化,10 m水层和30 m水层的病毒丰度昼夜变化较明显,底层病毒丰度昼夜趋势平缓。利用多元相关分析可知,北黄海夏季浮游病毒丰度与站位总水深（P〈0.01）和盐度（P〈0.05）成一定的负相关性,与温度无明显相关性（P〉0.05）。

应用荧光显微图像技术评价油层水淹程度

荧光显微图像技术是应用录井技术评价油层水淹程度的新方法之一,其目的是寻找提高储层特别是薄差油层及非均质层水淹程度解释准确度的新途径。该文在水驱油实验的基础上,总结了不同产水率条件下的荧光显微图像特征,并结合已试油资料建立了荧光显微图像判断油层不同水淹状况的解释评价标准,经大庆喇萨杏油田应用效果较好。

荧光显微技术与HPLC联用法快速检测虎杖组织器官中白藜芦醇的分布与含量

目的:建立荧光显微技术与HPLC法联用,快速检测不同生长期虎杖组织器官中白黎芦醇的分布与含量。方法:采用序贯试验设计冷冻切片的条件,荧光显微镜观察;超声波辅助提取所切材料中的白黎芦醇,HPLC检测其含量。结果:冷冻切片的条件为阿拉伯胶浓度先20%后40%,浸渍时间20%为5～6 h、40%为2～5 min,冷冻室温度-5℃,厚度为15μm;白藜芦醇主要积累在虎杖各器官、组织与细胞的纤维和纤维素中,其含量在根状茎中髓>木质部>韧皮部>周皮;器官间则是根状茎的芽>根状茎>地上茎>叶;根茎中白藜芦醇的含量随年龄增长而增加。结论:荧光显微镜观察结果与HPLC检测结果一致,说明该方法简便快捷,结果可靠,为虎杖最佳采收期与收购品质的确定提供了快速可靠的检测方法。

荧光显微技术在烟叶中料液吸收效果评价中的应用

为评价料液在烟叶中的吸收效果,采用3-氨基-9-乙基咔唑(AEC)标记葡萄糖为标记物,通过Leica-DMLB荧光显微镜对葡萄糖在烟叶中的渗透效果进行观测。结果表明喷洒AEC标记葡萄糖的烟叶经过60℃、70%相对湿度条件下渗透8 h,低温冰冻切片,观察发现所施加葡萄糖均附着在烟叶表面,未能渗透到烟叶组织内部。进一步观察切片后喷洒AEC标记葡萄糖的烟叶,认为叶片表面的角质层阻挡了葡萄糖分子的渗入。

荧光显微图像技术判断储层流体性质研究

荧光显微图像技术可直接观察有效储集空间中流体产状、发光颜色、强度和分布状况。通过对该项技术的分析、研究 ,总结出不同凹陷油层、油水同层的荧光发光特征 ,并对储层含气的荧光特征进行了讨论。实际应用表明 ,荧光显微图像技术可用于储层含油性预测、油水同层的含水预测 ,并在应用中取得了满意的结果 ,同时对于气层预测也具有可行性。该项研究为优选试油方案、确定流体性质。

自组装成环荧光显微成像技术在抗生素残留量检测中的应用

提出了一种基于溶剂毛细流效应的微波加热自组装成环荧光显微成像技术,并应用于内蒙古乳都乳中抗生素残留量检测。在六氢吡啶反应介质和聚乙烯醇-124(PVA-124)存在下,将米诺环素液滴滴在疏水性玻璃表面上,当液滴受热挥发时,形成直径约为1.54mm,环带宽为22.6μm的自组装环。当点样体积为0.30μL时,线性范围为4.2×10-12～1.8×10-11mol·ring-1(1.4×10-6～0.60×10-5mol·L-1),方法的检测限(3σ)为4.2×10-13mol·ring-1(1.4×10-7mol·L-1)。应用于内蒙古乳都乳中残留米诺环素和米诺环素胶囊中米诺环素含量的检测,回收率分别为97.2%～103%和99.4%～102%,相对标准偏差(RSD)小于1.2%。该方法建立了高灵敏、高选择性的痕量药物污染物分析新方法,为内蒙古地方优势资源产品——乳品中抗生素类药物残留量的定量检测提供理论依据,同时对不同地区乳品中抗生素的来源、残留情况的系统动态研究及对乳品行业的管理、监督等具有重要的现实意义和更广泛的应用前景。

用同步辐射X射线荧光微探针技术研究硝酸镧对单个平滑肌细胞内重要元素分布的影响

应用同步辐射X射线荧光微探针技术 (SRXRF) ,观察稀土元素化合物硝酸镧La(NO3) 3(浓度为 10 - 8mol/L)对培养的单个大鼠平滑肌细胞内重要元素分布的影响 ,获得La(NO3) 3作用4h ,8h ,2 4h时单个细胞内P ,K ,Ca ,Fe ,Cu ,Zn ,La等元素含量的相对计数。实验中观察到 ,10 - 8mol/LLa3+持续作用后 ,细胞内K ,Ca ,Fe ,Cu ,Zn等元素含量分布发生改变。结果表明 ,La3+可能富集在细胞内 ,影响细胞内某些重要元素含量的分布 ,可能是引起细胞生理生化变化的机制之一。

荧光显微成像技术应用于生物样品中氧氟沙星的检测

应用毛细流自组装成环荧光显微成像技术,建立了溴化十六烷基三甲胺(Cetyltrimethylammoniumbromide,CTMAB)-Al 3+-氧氟沙星(Ofloxacin,OFLX)三元荧光体系(CTMAB-Al 3+-OFLX)测定氧氟沙星的方法,并实测鸡灌喂氧氟沙星药片后血液中药物浓度、人体尿液中氧氟沙星浓度及蜂蜜、氧氟沙星片剂、滴眼液中氧氟沙星的含量,均得到满意结果。在pH9.50NH3-NH4Cl缓冲介质和聚乙烯醇-124存在下,溴化十六烷基三甲胺-Al 3+-氧氟沙星三元配合物在疏水性玻璃表面上受热挥发形成的自组装环直径为1.63mm,环线宽为50μm。当点样体积为0.20μL,氧氟沙星在3.30×10-13～1.65×10-12 mol.ring-1(0.60～2.98mg.L-1)范围内,荧光强度与药物浓度有良好的线性关系(r=0.999 2),检测限为4.10×10-15 mol.ring-1(7.41μg.L-1)。此法用于鸡灌胃氧氟沙星2h后血药中药物浓度的测定,回收率为96.4%～101.2%;检测了三名健康志愿者服用氧氟沙星片剂后尿液中氧氟沙星的浓度,发现服药后3h尿液中药物浓度最高,回收率在98.2%～106.1%。应用于三种蜂蜜中氧氟沙星残留量的测定,回收率为98.2%～106.1%,相对标准偏差小于2.3%;检测了氧氟沙星片剂、滴眼液中有效成分的含量,与标示量相近,回收率分别为93.5%～101.5%和95.8%～104.2%,RSD为3.5%和3.6%。

双光子生物荧光显微技术中的探针问题

近年来,双光子材料及其相关应用技术的研究引起了人们的广泛关注,并取得了很好的进展。其中,双光子生物荧光显微技术受到了特别重视。本文重点介绍这一技术在生物荧光成像方面的优势,同时深入探讨了该技术面临的缺乏高效双光子荧光探针的问题,总结了双光子荧光探针材料的发展现状和前景。

应用荧光显微技术判别吐哈盆地储层含油水性

通过在荧光镜下的油水特征实验,分别得出油、油包水、水包油、含油水、水的荧光特征,然后对吐哈盆地单井储层的油层、水层荧光特征反复实验,并与试油结果对比,归纳总结出了油层、水层及油水界面的识别标志。油层特征主要为荧光发光较好且均匀、大面积油包水;水层特征主要为荧光发光不均匀,可动水普遍,并出现水包油现象;油水界面特征主要为荧光从均匀发光过渡到不均匀发光,孔隙由可动油充填过渡到由可动水充填。提出了吐哈盆地储层含油规律性,从而为探井试油、油层划分提供了准确可靠的依据。

大鼠原代脂肪细胞中单个GLUT4囊泡的成像——全内反射荧光显微成像技术的应用

本研究采用高斯拟合算法与全内反射荧光显微技术(TIRFM),通过实时动态的单粒子追踪拍摄来分析原代培养大鼠脂肪细胞基础条件及胰岛素刺激下细胞膜附近绿色荧光蛋白(GFP)标记的GLUT4囊泡的运动变化.使用高斯拟合来消除光学成像系统中发生的原始样品中单像素点荧光强度值的污染,重建出囊泡真实的中心点荧光强度值.通过对序列图像中的囊泡点应用高斯拟合和相应的搜索算法,得到所有囊泡的高斯中心点荧光强度值序列,继而描绘出囊泡的动态转运路径.结果表明,基础条件下膜附近的多数GLUT4囊泡处于沿同一路径的快速长距离转运状态;胰岛素刺激后,长距离转运的GLUT4囊泡数量减少,多数GLUT4囊泡固定成团或者在原地摆动呈限制性的运动.当GLUT4囊泡锚定至膜上后,即迅速与膜融合.说明高斯拟合算法及全内反射荧光显微技术的结合可以很好地实现囊泡纳米尺度的三维实时追踪.

镁敏化美他环素荧光显微成像技术应用于北京市密云县养殖场生鲜乳抗生素残留量的检测

采用抗生素治疗奶牛乳腺炎是目前普遍采用的一种方法,因此牛奶中抗生素残留问题倍受国际社会关注。寻求简便可行、灵敏度高的检测技术,以适用日趋严格的残留限量要求,保障人们安全、卫生地饮用牛奶至关重要、迫在眉睫。基于固载表面溶剂毛细流的自组装环效应,采用镁敏化美他环素荧光显微成像技术检测了北京市密云县4家养殖场生鲜乳中美他环素残留量,建立了一种检测新方法。实验表明,在pH9.99NH3-NH4Cl缓冲溶液及聚乙烯醇-124存在下,镁和美他环素能形成较强荧光的1∶1配合物,并在憎水性玻片表面形成自组装环,环直径0.93mm,环线宽26.2μm。当点样体积为0.50μL时,线性范围为2.2×10-13～3.6×10-12mol.ring-1(4.4×10-7～7.2×10-6mol.L-1),检测限(3σ)为8.8×10-14mol.ring-1(1.8×10-7mol.L-1)。应用于生鲜牛奶样品中抗生素的检测,得到了满意结果,回收率为93.8%～108%,RSD小于4.3%。

微波加热自组装成环荧光显微成像技术在环境水样中的应用研究

提出了一种基于溶剂毛细流效应的微波加热自组装成环荧光显微成像技术在环境水样中的应用方法。在pH 4.58的HAc-NaAc反应介质和聚乙烯醇-124存在下,盐酸小檗碱液滴在疏水性玻璃表面上受热挥发形成直径为1.1 mm,环带宽为19.2μm自组装环（self-ordered ring,SOR）,其荧光被苦味酸猝灭,猝灭强度与苦味酸的浓度成正比。当点样体积为0.1μL时,线性范围为1.3-30.0×10^-7mol·L^-1,方法的检测限为1.3×10^-8mol·L^-1。应用于天然水样及合成水样分析,回收率为96.3%-108.0%,RSD小于3.3%。该方法灵敏度比斑点分析提高50倍,比液相分析方法提高了60倍,且来源于背景的干扰大大降低。检测方法在环境、生化等领域具有广泛的实用性和优越性。