《生物物理学》第二课堂活动教学体会

《生物物理学》教学中涉及较多生物实验技术,第二课堂活动作为第一课堂教学的补充,可增加学生动手实践的机会,培养其动手能力。笔者根据自己多年从事此项教学的探索和实践,提出五点体会（：1）根据培养方案,明确第二课堂活动教学目的（;2）针对第一课堂教学,合理安排第二课堂活动（;3）活动前期准备充分,保障学习效果（;4）丰富教学内容,激发学习兴趣（;5）注意观察,加强交流,启发和鼓励创新意识。

开展“生物物理学”第二课堂的探索与体会

目的:以第二课堂为载体,拓展学生对生物物理学知识的深度和广度,调动学生学习的积极性,培养其动手实践能力和科研思路。方法:在生物技术本科生第二学期,组织学生以兴趣小组的形式,开展"电镜取材、制样、电镜观察"实验活动。结果:学生的动手能力得到锻炼,学习兴趣明显提高。结论:利用实验室平台帮助师生完成第二课堂活动,使大学教育的过程和内容得到完善,同时如何将学生的知识、能力、素质三者有机结合起来,仍需在教学实践中进行不断探索。

“生物物理学”课程建设的构建与探索

本文结合实际的教学经验,把我校"生物物理学"教学定位在将物理、化学和数学的理念、理论和方法应用于生命科学,同时在对教学大纲、教学内容、教学模式、实验技能的培养及教师本身素质的提高等方面不断探索和完善的基础上,构建"生物物理"课程的教学方案,为更好地实施和培养人才做好工作。

科研活动在生物物理学教学中应用的初步探讨

科研活动是提高高等院校科研素质的重要手段之一。从教师角度,总结指导学生开展科研活动中的切身体会,初步探讨开展科研活动的方法及意义,为生物物理学课程建设提供更为可靠的依据;从学生角度,不仅提高学生思考问题、解决问题和创新性思维的培养,而且也培养了他们的团队合作精神。

生物医学电镜技术实验课教学初探

生物医学电镜技术实验课过去是一门重要的选修课，现在由于分子生物学技术的兴起，传统的形态学方法越来越被边缘化，学时减少，特别是实验部分的简化。面对教学目标的转变与改革，培养学生们的创新能力与实践操作能力是现在教学的重要内容。因此，在生物技术专业本科生与研究生中开展电镜技术实验课程教学显得十分重要，可使学生们从抽象的理论形态学知识过渡到感性的实验实践之中。在生物医学领域，电子显微技术与生物医学研究、医学诊断等多学科的结合变得越来越重要，已成为相关科研人员和医学工作者不可或缺的科学研究手段和临床诊断工作中的重要工具，同时生物电子显微镜技术是实践性极强的一门技术。

透射电镜生物样品常规制备中定位技术的探讨

由于电子显微镜的放大倍率很高,所观察到的视野又很小,因此,在透射电镜生物样品制备过程中,对拟观察样品的感兴趣部位作精确定位,就显得尤为重要.样品所定位置是否准确、定位质量的好坏,将直接影响超薄切片的质量及样品的电镜观察.

浅谈生物技术专业本科生科研能力的培养

素质教育是我国教育改革大力倡导的,大学生科研能力的培养就是素质教育的具体体现。本文根据多年的教学经验,就生物技术专业本科生科研能力的培养,分别从学生和教员的角度提出一些建议。

生物医学透射电镜技术实验教学改革的探讨

生物医学透射电镜已越来越广泛地应用到各个医学及科研领域,透射电镜技术实验课教学也显得尤为重要,为了能够培养出更多实验能力较强、操作技能扎实的学生,实验教学的改革是必然的。

浅谈透射电镜生物样品取材实验课的体会

透射电镜生物样品的取材是电镜样品制备过程中的关键步骤之一,并由实验者亲自动手操作完成。作者根据多年电镜实验课的教学经验,就指导学生取材的正确方法及培养学生的动手能力,谈谈实验教学中的一些方法和体会。

二氧化钛纳米颗粒生物学效应研究进展

纳米二氧化钛（TiO2）颗粒作为一种新型材料已经在化工、医药、食品、化妆品、废水处理、造纸等工业生产中得到广泛应用,随着研究应用的进一步深入,其市场前景将变得更加广阔.研究表明,TiO2在常规尺度时对人体是无毒无害的,而处于纳米尺度范围（1～100nm）时,其表面张力和表面能随着粒径的减小而剧增,小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应等导致纳米微粒在热、磁、光敏感性和表面稳定性等方面不同于常规粒子,与人体接触后,可通过呼吸道、食道、皮肤渗透等方式进入人体,其特殊的理化性质能够产生一定生物学影响.

破壁灵芝孢子粉对人肺癌细胞超微结构影响及抑制作用

目的：观察破壁灵芝孢子粉对人肺癌细胞（A549细胞）超微结构的影响及对生长的抑制作用.方法：选取A549细胞并采用离体实验研究破壁灵芝孢子粉对肺癌细胞的作用.利用透射电镜研究破壁灵芝孢子粉对A549细胞超微结构的影响;利用CCK-8研究破壁灵芝孢子粉对A549细胞生长的抑制作用;利用乳酸脱氢酶（LDH）研究破壁灵芝孢子粉对细胞膜通透性的影响.结果：透射电镜观察显示破壁灵芝孢子粉可进入A549细胞,细胞中线粒体出现肿胀等现象;10 mg/ml破壁灵芝孢子粉可导致大量A549细胞肿胀、崩解.CCK-8检测结果显示破壁灵芝孢子粉导致A549细胞的存活率明显下降.LDH检测显示破壁灵芝孢子粉可使A549细胞的LDH释放量明显增加,且存在浓度依赖关系.结论：破壁灵芝孢子粉对人肺癌细胞具有显著抑制作用.

纳米二氧化钛颗粒体外对人肺腺癌A549细胞的毒性效应

目的探讨不同作用时间下粒径为25nm的锐钛矿型二氧化钛(TiO2)颗粒对人肺腺癌A549细胞的毒性效应。方法将100μg/ml的纳米TiO2颗粒悬液与A549细胞在37℃、5%CO2的细胞培养箱中分别孵育1h、4h、8h和24h后,收集细胞。通过乳酸脱氢酶(LDH)检测实验检测纳米TiO2颗粒对细胞膜的损伤情况;通过ATP检测实验检测纳米TiO2颗粒对线粒体产生的影响;通过超氧化物歧化酶(SOD)活性检测实验检测纳米TiO2颗粒对细胞的氧化损伤情况;采用透射电子显微镜观察纳米TiO2颗粒引起细胞超微结构的变化;利用CCK-8法检测纳米TiO2颗粒对细胞存活率的影响。结果随着纳米TiO2颗粒作用时间的延长,细胞外液中LDH活性增强,细胞内ATP浓度降低,SOD活性降低,细胞存活率呈现明显下降(P<0.05),且细胞线粒体和内质网出现不同程度的肿胀和扩张。结论纳米TiO2颗粒体外能够引起肺腺癌细胞氧化损伤,抑制细胞生长,且对细胞的毒性效应存在时间依赖性。

心力衰竭时大鼠心肌细胞肌浆网钙回摄的变化

目的:探讨心力衰竭时心肌细胞肌浆网钙回摄异常的机制。方法:结扎大鼠冠状动脉左前降支制备慢性心衰模型。4周后采用酶解法分离假手术组和心衰组大鼠心室肌细胞,利用激光扫描共聚焦显微镜检测心肌细胞肌浆网钙含量。采用western-blot技术检测心肌细胞肌浆网钙调蛋白SERCA2a、PLN、PP1的表达水平。结果:心衰组的大鼠心肌细胞荧光强度小于假手术组,并且心衰组大鼠心肌细胞咖啡因诱导的钙瞬变也低于假手术组;心衰组大鼠心SERCA2a表达水平降低,PP1的水平升高,PLN总体水平不变,但磷酸化的PLN水平降低。结论:钙泵表达量下降和钙泵活性降低是心力衰竭时心肌细胞肌浆网钙回摄减少的主要原因。

四氧化三铁磁性纳米颗粒对人角质形成细胞超微结构的影响

目的研究四氧化三铁(磁性Fe3O4)纳米颗粒对人角质形成细胞(HaCaT)超微结构的影响。方法将不同浓度的Fe3O4磁性纳米颗粒悬液加入培养的HaCaT细胞中,在37℃、5%CO2的细胞培养箱中共同孵育4h,收集细胞进行常规透射电镜制样,在透射电镜下观察纳米Fe3O4颗粒进入细胞的方式及细胞超微结构的改变。结果 Fe3O4磁性纳米颗粒平均粒径为12nm。在不同浓度下Fe3O4磁性纳米颗粒均能以吞噬的方式进入细胞,进入细胞后再从吞噬泡中释出,主要对其附近的线粒体造成影响,线粒体出现肿胀,线粒体嵴溶解。结论 Fe3O4磁性纳米颗粒主要对HaCaT细胞中颗粒附近的线粒体结构有损伤,且存在浓度依赖性。

PKA信号通路与ryanodine受体介导的心肌肌浆网钙泄漏关系的研究

目的:研究β肾上腺素激活的PKA信号通路与成年大鼠心肌细胞RyR2介导的肌浆网Ca2+泄漏之间的关系,探讨治疗心力衰竭的新方法。方法:NiCl2(5mmol/L)和毒胡萝卜素(TG,100nmol/L)分别阻断成年大鼠心室肌细胞的钠钙交换体和钙泵,胞外灌流异丙肾上腺素(ISO,1μmol/L)。采用激光扫描共聚焦显微镜记录灌流前后细胞内钙火花及[Ca2+]i的变化,并使用Ca2+通道阻断剂钌红(RR,5μmol/L)对β肾上腺素刺激作用进行逆转,进而阻断RyR2介导的肌浆网内钙泄漏。结果:ISO胞外灌流后,心肌细胞钙火花发生率和[Ca2+]i与对照组相比明显升高(n=10,P<0.05);加入RR后,心肌细胞内钙火花发生率与对照组比较显著降低(n=20,P<0.05),[Ca2+]i两组没有明显差别(n=20,P>0.05)。结论:ISO激活PKA信号通路后可诱导心肌细胞RyR2介导的钙泄漏,RR可有效地逆转这种钙泄漏。

一种显微镜视频无线示教装置的设计

目的本文针对显微镜下图像不能多人多屏观看、不能实时讨论、现有专用设备体积庞大价格昂贵等问题,研制一种低成本、小型的适用于各类显微镜的无线视频示教装置。方法通过集成嵌入式设备、高清USB摄像头和HTML5软件环境,本文设计实现了一台可移动的无线迷你主机装置。结果该装置可以同时展示显微镜下动态图像和显微镜操作者操作视频,可以拍摄、存储动态视频和静态画面,同时为客户端提供了弹幕和共享白板等在线交互手段。结论本文设计实现的显微镜视频无线示教装置极大的方便了显微教学演示,实现了显微镜下图像多人同时观察,师生、生生同屏讨论等功能,具有高清晰度、低成本、可移动和交互性强等优点。

膜片钳-激光扫描共聚焦显微镜同步实时控制系统的建立及其在心肌细胞膜钙离子通道研究中的应用

目的建立膜片钳-激光扫描共聚焦显微镜同步实时控制系统,并将其应用于体外心肌细胞膜钙离子通道的研究,验证其应用效果。方法通过在激光扫描共聚焦显微镜上加装膜片钳装置,采用计算机自动控制技术建立膜片钳与激光扫描共聚焦显微镜的同步实时控制系统;将建立好的装置应用于观察体外雄性大鼠心肌细胞膜钙离子通道,并分析观察结果。结果成功建立膜片钳-激光扫描共聚焦显微镜同步实时控制系统;当刺激心肌细胞时,激光扫描共聚焦显微镜-膜片钳同步实时控制系统在通过激光扫描共聚焦显微镜观察钙火花的同时可通过膜片钳记录心肌细胞膜钙离子通道电流信号。定量分析结果表明相邻两个钙火花之间的时间间距分别为(10.055±0.021)、(10.079±0.021)、(10.087±0.021)s,符合膜片钳设定的刺激间隔(10 s);单个钙火花在空间上均局限于2μm直径范围,在时间上平均经历了约30 ms,从出现至达到最高浓度平均需10 ms,从达到最高浓度到消失平均需20 ms,与钙火花理论吻合。结论成功建立膜片钳-激光扫描共聚焦显微镜同步实时控制系统,在心肌细胞实现了在利用膜片钳进行全细胞记录观测和测定钙离子通道电流及其开闭时程的同时,利用激光扫描共聚焦显微镜获得了钙火花的显微结构形态图像,测定钙离子的位点变化,有助于进一步了解质膜钙离子通道的内部机制。

心力衰竭时心肌细胞肌浆网钙释放的变化

探讨慢性心力衰竭时心肌细胞肌浆网内钙离子释放的变化。方法：采用冠状动脉左前降支结扎法制备大鼠慢性心衰模型，酶解法分离成年大鼠心室肌细胞。用全细胞模式膜片钳技术和共聚焦显微镜钙成像技术同步实时记录心肌细胞的L_型钙电流以及胞质内的钙瞬变。结果：心衰组的钙诱导钙瞬变幅度小于对照组，并且心衰组的咖啡因诱导钙瞬变幅度也低于对照组。结论：心力衰竭的发生与心肌细胞内钙离子释放变化有着十分密切的关系。

锐钛矿型纳米二氧化钛颗粒对人肺腺癌A549细胞的毒性效应

目的：探讨锐钛矿型纳米二氧化钛颗粒（TiO2）对人肺腺癌A549细胞的毒性效应.方法：将不同浓度的锐钛矿型纳米TiO2颗粒悬液与A549细胞共孵育4h后,收集细胞.CCK-8法检测锐钛矿型纳米TiO2颗粒对细胞存活率的影响;采用激光扫描共聚焦显微镜观察锐钛矿型纳米TiO2颗粒进入细胞后活性氧（ROS）的产生状况;采用透射电镜观察锐钛矿型纳米TiO2颗粒引起细胞超微结构的变化.结果：纳米TiO2颗粒对细胞的生长具有抑制作用,且存在剂量-效应关系;染毒后细胞内产生ROS,随着TiO2浓度的增高,ROS的产生增多;透射电镜观察显示纳米TiO2颗粒成簇状存在于细胞中,并对细胞超微结构产生较大损伤.结论：锐钛矿型纳米TiO2颗粒能够诱导细胞产生活性氧,产生细胞毒性,从而损伤细胞超微结构,抑制细胞生长.

钙诱导钙释放机制与慢性心力衰竭的关系

目的：探讨钙诱导的钙释放（CICR）过程与慢性心力衰竭之间的关系.方法：采用冠状动脉左前降支结扎手术制作大鼠慢性心衰模型,酶解法分离成年大鼠心室肌细胞,然后使用NiCl2（5mmol/L）和毒胡萝卜素（TG, 100nmol/L）分别阻断钠钙交换体和钙泵,采用膜片钳和激光扫描共聚焦显微镜同步实时系统记录心肌细胞的L-型钙电流（ICa.L）以及CICR过程中的钙瞬变.结果：心衰大鼠心肌细胞的ICa.L低于正常大鼠心肌细胞的ICa.L;心衰组心肌细胞内CICR过程中的钙火花发生率低于正常对照组.结论：心肌细胞CICR功能的异常与心力衰竭的发生机制有着十分密切的关系,可能为导致心力衰竭发生的重要原因之一.