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实现生物单分子成像的液相扫描电镜新技术
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作者 王丽 曹聪慧 +6 位作者 宋晶 崔依然 李长硕 翟亚迪 李劲涛 吉元 韩晓东 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1144-1150,共7页
细胞膜蛋白的定位和分布在疾病发生发展中起着重要的作用,而原位表征纳米级膜蛋白需要单分子水平技术。为实现生物样品的原位液态环境高分辨成像,发展了一套基于扫描电镜液体环境的单分子成像技术。该技术采用扫描透射成像装置和商业化... 细胞膜蛋白的定位和分布在疾病发生发展中起着重要的作用,而原位表征纳米级膜蛋白需要单分子水平技术。为实现生物样品的原位液态环境高分辨成像,发展了一套基于扫描电镜液体环境的单分子成像技术。该技术采用扫描透射成像装置和商业化液体芯片装置组合,利用该技术观察了三阴性乳腺癌细胞膜蛋白表皮生长因子受体的精确定位、分布和聚合态。结果表明,采用高真空环境大约10~(-4) Pa、加速电压30 kV、束流约10~(-10) A实验参数,液体环境扫描透射成像模式,图像分辨率达到2~3 nm。标定膜蛋白的量子点ZnS@CdSe和Au纳米颗粒,具有相对于生物和液体更高的原子序数,因此在成像中形成了更好的衬度和信噪比。该技术为解决细胞生物学领域的高分辨单分子成像提供了一种先进的原位研究方法和直观观测平台。 展开更多
关键词 扫描电镜 液体环境 原位 膜蛋白 单分子 扫描透射模式
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基于机器学习和无人机多光谱遥感的苜蓿产量预测 被引量:27
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作者 严海军 卓越 +5 位作者 李茂娜 王云玲 郭辉 王晶晶 李长硕 丁峰 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期64-71,共8页
作物产量快速准确预估对规模化农业生产具有重要意义。该研究在河北省涿州市开展田间试验,设置5个灌水处理及雨养对照区,使用无人机搭载多光谱相机在苜蓿的分枝期、现蕾期和初花期进行遥感监测,将光谱参数与苜蓿产量做相关性分析,分别... 作物产量快速准确预估对规模化农业生产具有重要意义。该研究在河北省涿州市开展田间试验,设置5个灌水处理及雨养对照区,使用无人机搭载多光谱相机在苜蓿的分枝期、现蕾期和初花期进行遥感监测,将光谱参数与苜蓿产量做相关性分析,分别挑选各生育时期相关性较好的5种植被指数,以去除土壤噪声后的5种植被指数和作物表面模型提取的苜蓿株高为输入变量,通过支持向量回归算法建立各生育时期的苜蓿产量预测模型,并结合实测产量进行模型评价。结果表明,苜蓿产量预测模型精度由高到低的生育时期依次为初花期、现蕾期、分枝期,使用植被指数和株高组合作为输入变量可以提高产量模型的预测精度。在初花期使用植被指数和株高组合输入变量所构建的估产模型最优,其决定系数、均方根误差和标准均方根误差分别为0.90、500 kg/hm2和14.3%,可用于苜蓿产量的快速准确评估。研究结果可为苜蓿的规模化生产和精细化管理提供技术支持。 展开更多
关键词 无人机 产量 植被指数 苜蓿 支持向量回归 生育时期
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有机荧光团及荧光标记细胞的阴极荧光成像研究
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作者 李长硕 李硕果 +8 位作者 季刚 王丽 李劲涛 王莉 贾星 张小云 韩晓东 吉元 孙飞 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2006-2017,共12页
目的阴极荧光(CL)成像是一种以电子束为激发源的高分辨荧光成像技术,但生物材料对电子束的敏感性限制了CL技术在生命科学中的广泛应用。为了研究和发展CL技术在生物样品中的应用,本文旨在通过探究电子辐照引起碳基材料的结构损伤、有机... 目的阴极荧光(CL)成像是一种以电子束为激发源的高分辨荧光成像技术,但生物材料对电子束的敏感性限制了CL技术在生命科学中的广泛应用。为了研究和发展CL技术在生物样品中的应用,本文旨在通过探究电子辐照引起碳基材料的结构损伤、有机基团的降解及荧光猝灭等问题,深入理解电子源对有机荧光团的激发特性。方法本研究应用扫描电镜(SEM)和阴极荧光谱仪系统(SEM-CL),研究电子源对有机荧光团及荧光探针标记细胞的激发特性,观测了有机物的CL信号的发射特性、强度衰减、成像方式及特点。结果实验结果显示,在低能量(2.5~5 keV)和低束流(~10 pA)电子辐照下,有机荧光微珠发射出较强的荧光,CL像分辨率达到~30 nm。荧光微珠经过12 min辐照,信号强度衰减了25%,CL像仍保持了可接受的发光强度和足够的信噪比。此外,还获得了从细胞表面到内部一定深度内,荧光标记的亚细胞结构信息。结论在SEM-CL系统中,可以同时获得由电子束激发产生的电子像和CL像,实现阴极荧光与电子显微镜关联(CCLEM)成像。本实验的研究结果为CCLEM技术应用于生物结构研究提供了数据及技术支持。 展开更多
关键词 阴极荧光 扫描电镜 有机荧光团 亚细胞结构
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基于多时相无人机遥感生育时期优选的冬小麦估产 被引量:12
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作者 王晶晶 李长硕 +3 位作者 卓越 檀海斌 侯永胜 严海军 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期197-206,共10页
为确定无人机遥感产量估算的最优生育时期及采集次数,以砂土种植冬小麦为研究对象,设置了4组灌水(36个样区)与5组施氮(15个样区)处理,采集了起身期至灌浆后期的8次遥感数据。采用偏最小二乘法(PLS)、随机森林(RF)和套索(LASSO)算法构建... 为确定无人机遥感产量估算的最优生育时期及采集次数,以砂土种植冬小麦为研究对象,设置了4组灌水(36个样区)与5组施氮(15个样区)处理,采集了起身期至灌浆后期的8次遥感数据。采用偏最小二乘法(PLS)、随机森林(RF)和套索(LASSO)算法构建了单生育时期产量估算模型。根据提出的最优模型,利用三次B样条曲线和复合梯形公式,建立了5种特定生育阶段日植被指数积分的产量估算方案。结果表明,不同生育时期的冬小麦产量估算模型精度差异显著,随冬小麦生长精度总体呈递增趋势。单生育时期中,PLS、RF和LASSO模型的最优生育时期分别为灌浆前期、灌浆前期和灌浆后期。除拔节前期外,RF模型的产量估算精度均优于PLS和LASSO。冬小麦多生育时期的产量估算精度优于单生育时期,从起身期至灌浆后期的8次遥感产量估算精度最高(决定系数R~2为0.96,标准均方根误差(NRMSE)为5.39%),而起身期至开花期的6次遥感产量估算精度亦达到极好(NRMSE为9.16%),可减少遥感采集次数,提前预测产量。研究结果对采用无人机遥感进行冬小麦产量预测和精度提升具有重要意义。 展开更多
关键词 无人机 冬小麦 产量估算 多时相 最优生育时期 三次B样条曲线
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