新工科背景下教育部重点实验室建设对策探究

作为复合型创新人才培养的重要平台,教育部重点实验室是新工科建设的重要保障。新工科的建设也需要新型的实验室作为支撑,新工科必将对实验室建设产生深远影响。结合生物流变科学与技术教育部重点实验室发展现状,从提升实验室的研究水平与贡献、提升研究团队建设、改革教育教学模式、加强国际合作与交流4个方面,探讨新工科背景下实验室应对人才培养创新变革的关键策略,以期为教育部重点实验室开展新工科建设提供借鉴和参考,从而为具有新工科高素质复合型的卓越人才培养提供坚实的支撑和保障。

教育部重点实验室开放内涵机制探讨

结合生物流变科学与技术教育部重点实验室开放现状,探讨了实验室开放的必要性,阐述了实验室在国际化科研团队建设、科技合作、协同育人、访问学者基金项目设立、举办国内外学术会议、科研仪器设备共享及科学传播等方面的开放内涵机制与成效,分析了实验室开放面临的机遇和挑战,对教育部重点实验室提升国内外影响力和竞争力,促进教育部重点实验室的高水平发展具有借鉴意义。

基于工程需求的多维度知识融通研究生教学模式探究——以生物力学与医学工程课程为例

新工科建设要求必须改革现有的工程教育人才培养模式,使未来的工程人才能够具备多知识融通和解决工程需求的能力,以推进我国高等工程教育改革。以培养研究生综合能力及解决工程需求为驱动力,在研究生工程课程教学中构建多维度知识融通教学模式及知识交叉的拓扑结构关系,打通跨学科课程的知识屏障,提升学生运用综合知识解决复杂问题的能力与工程实践思维能力。结合生物力学与医学工程课程为具体案例,阐述所构建的新教学模式的具体应用,可作为一类教学模型应用于其他交叉学科专业课程,为研究生教学提供新思路。

血管生物力学与力学生物学研究进展

血管生物力学主要探讨血管细胞如何感知力学刺激、力学如何影响疾病发生发展以及开发多种数理模型来分析力学因素对疾病的作用。近年来,血管生物力学领域的研究蓬勃发展,各科研团队从不同方向解析血管的力学生物学过程,以期深入了解血管生物力学因素影响各种血管疾病进程的调控机制,为心脑血管疾病的防治提供基于力学生物学的理论基础。本文基于国内外专家团队并结合本团队研究工作,对血管力学生物学领域近期的研究热点和新兴趋势进行总结探讨,为把握血管力学生物学领域热点和探索新的研究方向提供系统框架。

血管内皮细胞吞噬不同电荷纳米颗粒的力学生物学研究

目的纳米颗粒(NPs)具有良好的生物分布、稳定性和持续释放动力学,已被广泛应用于生物医学系统。通过静脉给药的NPs会被血管最内层的内皮细胞吞噬。然而,NPs的电荷如何影响血管内皮细胞吞噬仍不清楚。因此,本研究旨在探讨血管内皮细胞对不同电荷NPs的吞噬情况。方法氨基和羧基修饰的聚苯乙烯NPs分别作为正电荷NPs(p NPs)和负电荷NPs(n NPs),人脐静脉内皮细胞(HUVEC)作为吞噬细胞,在低剪切应力条件(LSS)和层流切应力条件(NSS)下吞噬NPs3 h,利用激光共聚焦显微镜和流式细胞仪对吞噬后细胞内的荧光强度进行对比。利用Apo E-/-小鼠模型和小鼠部分颈动脉结扎模型,体内模拟振荡剪切应力(OSS),以研究不同剪切应力对HUVEC吞噬不同电荷纳米颗粒的影响。利用不同化学抑制剂抑制吞噬过程,以研究HUVEC吞噬两种纳米颗粒的路径。结果体内外模型证明,LSS和OSS条件下,与p NPs相比,HUVEC吞噬n NPs更多;吞噬后,大多数p NPs与溶酶体共定位。利用不同化学抑制剂抑制吞噬过程,发现HUVEC吞噬不同电荷纳米颗粒可能经历不同的吞噬路径。结论LSS和OSS条件下,HUVEC更容易吞噬n NPs,且HUVEC吞噬不同电荷纳米颗粒可能经历不同的吞噬路径。

斑马鱼尾静脉形成的内皮细胞行为及力学生物学机制研究

目的为适应组织器官氧气和营养的需要,血管新生后局部毛细血管被选择性地修剪,形成具有明确分级的功能化的血管网络结构,这一过程叫血管修剪。然而,关于血流动力学调控血管修剪的机制尚未阐明。方法通过共聚焦延时拍摄观察斑马鱼尾静脉(Caudal vein,CV)的形成及血管修剪过程,通过原位杂交、斑马鱼基因敲除和敲入,q PCR、WB、Ch IP等实验探索调控斑马鱼CV修剪的分子机制。结果与结论首先发现斑马鱼CV形成是伴随着血管环减少的血管修剪过程,由内皮细胞的迁移运动导致,该过程内皮细胞黏附连接(VE-cadherin)和细胞骨架(F-actin)的动态变化在形态上与血管吻合相反。进一步发现斑马鱼CV修剪过程中,直径相同的两根分叉血管血流速度低的血管将被修剪,血流速度大的血管将保留。机制上,发现klf6a在尾部静脉丛中高表达,与被修剪血管有共定位,并能响应血流动力学。敲降或敲除klf6a表明,klf6a的缺失抑制内皮细胞迁移、VE-cadherin和F-actin动态重排,导致CV修剪受阻。进一步发现tagln2是klf6a的下游直接靶基因。敲降或敲除tagln2导致CV修剪受阻,抑制内皮细胞迁移及VE-cadherin和F-actin动态重排。斑马鱼体内过表达tagln2 m RNA可有效拯救klf6a缺失导致的CV修剪受阻。综上,klf6a响应血流动力学调控下游靶基因tagln2调控斑马鱼CV修剪。

振荡流动对组织工程用灌注式生物反应器中剪切力分布影响

目的考察振荡流动以及三维支架孔径和孔隙率对生物反应器内流速和剪切力分布的影响,并根据理论计算结果为脱细胞骨三维支架和灌注式生物反应器制备提出优化方法。方法针对实验室前期制备的骨组织工程用脱细胞骨三维支架和灌注式生物反应器,将脱细胞骨三维支架简化为各向同性的多孔介质,对生物反应器内的流速和剪切力分布进行理论建模。结果振荡流作用时,多孔支架材料内速度和达西剪切力呈现一致的变化规律,不同半径处流速和达西剪切力差异减小,有利于在骨组织工程中对种子细胞进行均匀三维培养。提高入口灌流速度可提高平均达西剪切力;增加多孔支架孔径或孔隙率对支架内流速峰值影响不大,但会显著降低平均达西剪切力;提高入口振荡流动振荡频率可降低支架内流速最大峰值,显著减小不同半径处流速的差异。结论适宜的振荡流易产生利于骨组织工程干细胞所需剪切力,研究结果有望为优化骨组织工程中种子细胞的三维培养方法提供理论指导。

“半翻转课堂+半自主设计”教学模式在细胞生物学实验教学中的应用

文章将半翻转课堂和半自主设计两种教学模式相结合,在细胞生物学实验课程中实施了"半翻转课堂+半自主设计"教学模式。该模式注重"个体化教育"和"差异化教育",突出学生的主体地位及教师的主导作用,为实验教学改革提供了新思路。

血液透析器及其生物相容性的改进技术

血液透析作为肾功能的替代方法,已广泛地应用于临床治疗。作为透析机的关键部件-透析器具有良好的生物相容性是非常重要的,它直接关系到病人的不良反应发生率和死亡率。本文就主要对血液透析器以及改善其生物相容性的方法进行论述。

立足交叉学科特色 推进研究生国际化培养——以重庆大学生物医学工程类研究生为例

生物医学工程作为一个全球性的特色产业,研究生是该产业技术创新实践活动中的主要执行者。提高研究生教育质量,国际化培养是一项重要策略。结合生物医学工程交叉学科的特点及优势,重庆大学通过多种途径加强国际合作与交流,为研究生创造国际化培养环境,让研究生更好地吸收国外先进技术,掌握国际前沿与进展。它最终目标是培养一批高素质的跨学科复合型人才,增强我国生物医学工程产业在国际上的竞争力,促进该产业可持续发展。

国家生物产业基地公共实验中心建设

生物产业基地公共实验中心(以下简称中心)是国家第一批生物产业基地公共服务条件建设专项项目。现结合中心的建设与实践,阐述了通过成立专门的建设项目组与管理委员会对中心进行管理的理念以及中心建设国家级平台,培养实用型人才以及公共服务方面的建设目标。同时围绕中心的具体建设情况,本文从大型仪器设备平台、管理制度、网络信息平台以及人才队伍建设等方面进行了讨论。中心在建设发展过程中为高校和企业提供公共服务,取得了初步的成效。中心今后将坚持协调发展,创新模式,进一步提高设备利用率,加强实验中心与产业结合的发展思路。

生物医学工程在脓毒症治疗中的应用

探讨生物医学工程技术在治疗革兰氏阴性菌所致脓毒症中的作用。通过分析内毒素的化学结构和内毒素在导致脓毒性休克和多器官功能衰竭 (MODS)中扮演的角色 ,并比较不同生物技术在治疗脓毒症中的效果。显示脓毒症与革兰氏阴性菌产生的内毒素有关 ,脓毒症的治疗缺乏有效药物。固定化多粘菌素B(PMX -B)血液灌流可特异地吸附血液中内毒素 ,能有效地降低血液中内毒素和细胞因子浓度 ,改善血液流变学。

实验性内毒素血症大鼠血液流变性变化

目的 观察内毒素血症大鼠 (endotoxemia)的血液流变性变化。方法 给大鼠一次性静注内毒素 (LPS ,0 .5mg kg ,iv) ,分为LPS(lipopolysaccharide ,LPS) +多粘菌素B组、LPS +生理盐水组、LPS模型组 ,给大鼠一次性静注内毒素 (lipopolysaccharide ,LPS ,0 .5mg kg,iv) ,前 2组分别于注入内毒素后 0 .5h静脉给予多粘菌素B(polymyxinBsulfate ,0 .2mg kg)和 1ml生理盐水 (salinesolution ,NS) ,LPS模型组大鼠于注入内毒素后不作其它处理。在给内毒素后 1、2、4h抽血液 ,并检测全血粘度 (wholebloodviscosity ,WBV) ,聚集指数 (aggregationindexofredcells,AI)和红细胞压积 (hematocritofredcells,HRC)。结果 LPS +多粘菌素B组 ,可明显降低内毒素血症后 1h的全血粘度 (高切变、低切变 )、红细胞压积、聚集指数显著升高 ,MAP于 2、4h明显高于LPS +生理盐水组和空白对照组。结论 多粘菌素B治疗能明显改善内毒素血症早期的血液流变性 ,增强红细胞变形能力 ,降低聚集性 ,改善微循环 ,对预防内毒素血症有一定作用。

紫苏不同部位提取物对大鼠血液流变性的影响

研究了紫苏不同部位(苏叶、苏子、苏梗)提取物对血液流变学参数的影响,为药物开发和临床应用提供实验依据。实验结果表明:紫苏不同部位提取物都能显著降低低切时(10-s 1)的全血黏度、红细胞聚集指数和红细胞电泳指数(P<0.05),并能极显著降低低切时的全血还原黏度(P<0.01);苏叶、苏梗提取物能显著降低红细胞变形指数(P<0.05),而苏子提取物对红细胞变形指数无显著影响;苏子、苏梗提取物能显著降低血浆黏度(P<0.05),而苏叶提取物则不能降低血浆黏度;阿司匹林对照组只能显著降低低切时(10-s 1)全血还原黏度和血浆黏度(P<0.05)。紫苏不同部位提取物对中切和高切时(60-s 1,120-s 1)的全血黏度和全血还原黏度、红细胞压积、红细胞刚性指数、纤维蛋白原含量无显著影响(P>0.05)。

微流控芯片光学检测技术在细胞研究中的应用与进展

重点综述了芯片上细胞培养和实时检测的微系统研究及相应检测方法和技术近年来的进展。总结了多种光学检测方法和技术体系的优缺点及发展趋势,讨论了各种方法技术对细胞研究模型的研究适用范围,探讨各种检测方法和技术对活细胞、单细胞实时无损无标记检测和传感发展前景和研究进展。最后对整个芯片实验室框架下细胞研究及传感微系统的发展方向进行了有益的思路和方法展望。

一种高精度SPR生物传感器的设计与实现

表面等离体共振(SPR)技术被广泛应用于表面检测、生化免疫分析、药物筛选和环境监测等领域。介绍一种自行设计的基于Kretschmann结构的角度检测型SPR生物传感器。该装置采用角度连续扫描的方式,利用2个独立的步进电机分别驱动固定有棱镜和光电检测器件的大小转盘,可以进行单一样本的高精度分析。测试结果表明:该传感器具有很高的重复性与稳定性,噪声小、精度高。

微流控液滴技术：微液滴生成与操控

微液滴技术因具有高通量两相分割分离能力,吸引众多不同领域研究者的关注。本文回顾了微流控液滴技术领域的一些基本技术思路,涉及微液滴的流控生成方法,包括水动力法、电动法、气动法、光控法等,以及液滴生成后的操控技术,如液滴定向位移、融合、裂分、混合、分选、捕获等,同时对这些方法作了简要评述。

卟啉及其衍生物对生物分子的识别研究进展

卟啉及其衍生物作为主体分子对生物分子的识别具有独特的优点:分子结构多样、形状选择、稳定性好和敏感性高等。本文着重介绍了国内外关于卟啉对DNA、氨基酸、醌和胺等的分子识别研究进展。

基于金纳米颗粒生长的液晶生物传感器检测酪氨酸

基于酶介导金纳米颗粒(AuNPs)生长构建了液晶生物传感器,并用于检测酪氨酸(Tyr).将酪氨酸酶(TR)固定于经戊二醛活化的二甲基十八烷基(3-[三甲氧基硅烷]丙基)氯化铵/3-氨丙基三乙氧基硅烷(DMOAP/APTES)混合自组装修饰的玻片表面,当向玻片表面滴加含Tyr的生长溶液时,TR催化Tyr羟基化为左旋多巴(L-Dopa),L-Dopa还原生长溶液中的AuCl-4生成AuNPs并沉积于玻片表面,导致玻片表面地貌发生变化,这一变化能诱导液晶取向发生变化进而调控透光量,从而实现对Tyr的检测,且检测浓度可低至6×10-7mol/L.

牛蒡子苷对血瘀大鼠血液流变学的影响(英文)

目的研究牛蒡子苷对血瘀大鼠血液流变学和血栓凝血因子的影响。方法测定口服不同剂量的牛蒡子苷后对血瘀证大鼠流变学、F ib、aPTT和PT的影响。结果牛蒡子苷可以明显降低急性血瘀大鼠全血黏度,红细胞聚集指数,红细胞刚性指数和还原黏度,明显延长血瘀大鼠PT和aPTT时间,降低F ib浓度。结论牛蒡子苷能显著改善血瘀证大鼠血液流变学和抗凝血作用。