原位冷冻电镜技术和可视蛋白质组学前沿 被引量：1

1

作者 李宽莹 王闻雪 +2 位作者 朱赟 薛亮 孙飞 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2456-2477,共22页

近年来,随着原位冷冻电镜技术和人工智能技术的不断发展,结构生物学的研究模式发生了重大转变。结构解析不再局限于分离提纯的单一生物大分子,而是在细胞甚至组织内原位直接解析生物大分子的高分辨率结构,并对亚细胞区域整体分子景观进... 近年来,随着原位冷冻电镜技术和人工智能技术的不断发展,结构生物学的研究模式发生了重大转变。结构解析不再局限于分离提纯的单一生物大分子,而是在细胞甚至组织内原位直接解析生物大分子的高分辨率结构,并对亚细胞区域整体分子景观进行结构探索,从而更深刻地理解细胞与组织内生命活动的分子机制。通过展示细胞内不同蛋白质复合物的精细原位结构,可以进一步生成蛋白质组的可视化定量空间分子结构功能图谱,即可视蛋白质组学。以原位冷冻电镜技术为代表的新技术能够在空间水平阐明细胞内蛋白质组的三维相互作用网络,促进从整体上系统性地理解细胞内生物大分子结构功能与互作机制。为推动中国原位冷冻电镜技术和可视蛋白质组学的发展,本文总结了其研究模式和最新前沿进展,结合具体实例展示了新概念与新技术的先进性,并对发展前景进行了展望。 展开更多

关键词 结构生物学 细胞生物学 系统生物学 冷冻电镜 冷冻电子断层成像 可视蛋白质组学 子断层结构分析 冷冻光电关联 人工智能

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一种简单的光-电关联方法 被引量：3

2

作者 胡西学 郭宏博 +3 位作者 宫宁强 敖卓 彭开武 甘雅玲 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期403-407,共5页

光-电关联显微镜检测是研究荧光材料与生物样品相互作用的有力手段之一.然而,常规电镜样品制备过程中使用的锇酸会引起荧光淬灭,导致光-电关联显微镜观察的失败.本文摸索了一种在室温下进行原位光-电关联显微镜观察的简单方法,避免了样... 光-电关联显微镜检测是研究荧光材料与生物样品相互作用的有力手段之一.然而,常规电镜样品制备过程中使用的锇酸会引起荧光淬灭,导致光-电关联显微镜观察的失败.本文摸索了一种在室温下进行原位光-电关联显微镜观察的简单方法,避免了样品的冷冻切片与观察.该方法在室温下即可对同一位置、同一细胞和同一细胞器的结构和荧光信号进行观察,通过软件处理,很容易将电镜和光镜图像进行叠加运算获得光-电关联显微镜结果,从而实现了光镜和电镜在室温下的关联检测方法. 展开更多

关键词 光-电关联显微术

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AFM非线性测量的影响因素分析 被引量：1

3

作者 李家文 李佳 +1 位作者 陈宇航 黄文浩 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期131-134,共4页

原子力显微镜(AFM)已经广泛应用于纳米科技领域。为获得准确的测量结果,对AFM非线性进行测量和校正是非常必要的。AFM非线性的测量方法有电容测微仪法、激光干涉法和扫描图像相关分析法等,其中图像相关分析法具有原位和简单等优点。本... 原子力显微镜(AFM)已经广泛应用于纳米科技领域。为获得准确的测量结果,对AFM非线性进行测量和校正是非常必要的。AFM非线性的测量方法有电容测微仪法、激光干涉法和扫描图像相关分析法等,其中图像相关分析法具有原位和简单等优点。本文应用图像相关方法,对不同漂移速率和扫描面积情况下的非线性测量结果进行实验对比分析。结果表明,漂移速率和扫描面积是影响图像相关法测量AFM非线性准确性的重要因素。 展开更多

关键词 原子力显微镜 非线性 数字图像相关法

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透射电镜和光镜联合应用于细胞观察 被引量：1

4

作者 李红梅 张勤奋 +3 位作者 李茵茵 张楚英 张子健 张以顺 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2019年第11期18-20,65,共4页

在光学显微镜下获得细胞的全视野荧光图像及位置信息,并在培养皿进行原位细胞透射电镜样品制备、超薄切片及染色,最后在透射电镜下获得目标细胞的超微结构信息。采用该方法成功获得处于细胞分裂M期细胞的显微结构,既有完整细胞的荧光图... 在光学显微镜下获得细胞的全视野荧光图像及位置信息,并在培养皿进行原位细胞透射电镜样品制备、超薄切片及染色,最后在透射电镜下获得目标细胞的超微结构信息。采用该方法成功获得处于细胞分裂M期细胞的显微结构,既有完整细胞的荧光图像,又有局部的超微结构的高分辨图像。该方法能够用在较高分辨率下分析亚细胞结构分布以及特定结构的动态变化。 展开更多

关键词 透射电镜 光学显微镜 光电联用

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应用PCS和AFM研究单价阳离子和通道功能状态对兔骨骼肌ryanodine受体(钙释放通道)相互作用的影响 被引量：1

5

作者 胡晓芳 陈克樱 +3 位作者 夏若虹中国科学院上海生命科学研究中心 孙洁林 朱培闳 胡钧 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期105-109,共5页

Ryanodine受体 (RyR)是位于细胞内钙库膜上的一种钙释放通道。对骨骼肌和心肌的肌浆网的电镜研究表明RyR在膜上相互连接在一起 ,形成大片规则的二维晶格排列。近年来理论模型和试验证据表明 ,排列在一起的RyR在通道打开和关闭时存在协... Ryanodine受体 (RyR)是位于细胞内钙库膜上的一种钙释放通道。对骨骼肌和心肌的肌浆网的电镜研究表明RyR在膜上相互连接在一起 ,形成大片规则的二维晶格排列。近年来理论模型和试验证据表明 ,排列在一起的RyR在通道打开和关闭时存在协同效应 ,即具有“门控偶联”的调控机制。研究RyR之间相互作用的基本规律及其调控因素对于深入了解这种机制具有重要意义。在我们的工作中 ,主要采用两种互补的手段 :光子相关光谱法(PCS)和原子力显微镜 (AFM)来研究溶液中RyR的相互作用。初步的研究主要集中在细胞内两种主要的单价阳离子Na+ 和K+ 。 展开更多

关键词 RYANODINE受体 光子相关光谱法 原子力显微镜 单价阳离子 通道功能状态

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冷冻超分辨光电融合成像技术——新挑战,新机遇 被引量：2

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作者 李尉兴 谷陆生 +3 位作者 徐晓君 薛艳红 纪伟 徐涛 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2018年第9期957-960,共4页

冷冻超分辨光电融合成像技术近年来发展迅速,该技术结合了荧光显微镜特异性标记与冷冻电镜超高分辨率的优势,成为细胞原位结构研究的新手段,有望发展成为下一代成像技术.本文从发展背景、应用领域等几个方面,介绍了冷冻超分辨光电融合... 冷冻超分辨光电融合成像技术近年来发展迅速,该技术结合了荧光显微镜特异性标记与冷冻电镜超高分辨率的优势,成为细胞原位结构研究的新手段,有望发展成为下一代成像技术.本文从发展背景、应用领域等几个方面,介绍了冷冻超分辨光电融合成像技术的概况及未来发展前景. 展开更多

关键词 超分辨成像 冷冻电镜 光电融合 原位

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高温层理砂岩劈裂力学特性及裂隙演化研究 被引量：9

7

作者 徐浩淳 金爱兵 +2 位作者 赵怡晴 王本鑫 韦立昌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3069-3078,共10页

对25~1 000℃处理后含垂直和水平层理砂岩开展巴西劈裂试验,采用数字图像相关技术(digital imagine correlation,DIC)记录劈裂过程高温层理砂岩水平应变场演化规律,同时通过电镜扫描(scanning electron microscopy,SEM)研究不同温度下... 对25~1 000℃处理后含垂直和水平层理砂岩开展巴西劈裂试验,采用数字图像相关技术(digital imagine correlation,DIC)记录劈裂过程高温层理砂岩水平应变场演化规律,同时通过电镜扫描(scanning electron microscopy,SEM)研究不同温度下砂岩微观结构损伤。研究结果表明:层理砂岩劈裂破坏前应变集中可以分为两种类型:圆盘两端应变集中型(≤400℃)和圆盘中央应变集中型(>400℃)。随着温度升高,垂直和水平层理砂岩的抗拉强度均呈现出先增大后减小的趋势,200℃时达到最大值;600~1 000℃时,层理对砂岩抗拉强度的影响随温度升高逐渐降低,800~1 000℃存在使得温度成为影响抗拉强度主要因素的阈值温度。微观结构损伤分析表明,热处理温度较低时,基质主要表现为裂纹增多、长度延展,但晶体仍相对完整;层理面表现为孔隙数量增多和尺度增大;温度对层理破坏更大。温度较高时,基质和层理破坏程度相近,这也是热处理后,砂岩应变演化和强度变化的主因。 展开更多

关键词 高温 层理砂岩 巴西劈裂 数字图像相关技术 电镜扫描

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一种用于贴壁培养细胞感染病毒检测的简易光镜-电镜联用技术 被引量：2

8

作者 冯红丽 彭宇宁 宋敬东 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期86-93,共8页

目的:建立一种简单易行的适用于病毒检测的光镜-电镜联用技术。方法:使用Lab-Tek腔室玻片培养细胞并接种不同类型病毒,通过光学显微镜选取目标病变细胞或通过荧光蛋白、免疫细胞化学标记、免疫荧光标记、量子点标记确定目标细胞并在腔... 目的:建立一种简单易行的适用于病毒检测的光镜-电镜联用技术。方法:使用Lab-Tek腔室玻片培养细胞并接种不同类型病毒,通过光学显微镜选取目标病变细胞或通过荧光蛋白、免疫细胞化学标记、免疫荧光标记、量子点标记确定目标细胞并在腔室玻片上标记其部位。随后将腔室玻片改造为包埋模具,最后钻取目标细胞及其包埋树脂,并对目标细胞进行靶向性超薄切片及透射电子显微镜观察。结果:光镜下选取的目标细胞在透射电子显微镜下可顺利定位并进行观察。结论:建立了一种基于腔室玻片包埋模具的可用于病毒检测的光镜-电镜联用技术。 展开更多

关键词 透射电子显微镜 光镜-电镜联用技术 病毒 检测

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原位冷冻光电关联技术的研究进展

9

作者 卢婧 李尉兴 +1 位作者 徐晓君 纪伟 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1275-1286,共12页

冷冻电子断层扫描成像(cryo-ET)是细胞原位解析生物大分子结构的核心技术,cryo-ET的样品厚度需要小于300 nm,冷冻样品聚焦离子束减薄(FIB)是样品制备流程中的必要环节。当前,FIB存在难以迅速精确定位目标区域的问题,原位冷冻光电关联技... 冷冻电子断层扫描成像(cryo-ET)是细胞原位解析生物大分子结构的核心技术,cryo-ET的样品厚度需要小于300 nm,冷冻样品聚焦离子束减薄(FIB)是样品制备流程中的必要环节。当前,FIB存在难以迅速精确定位目标区域的问题,原位冷冻光电关联技术(cryo-CLEM)是一项新兴的技术,对原位冷冻样品分别进行冷冻光镜成像和电镜成像,结合了荧光成像的定位优势和电镜成像的分辨率优势,通过将光镜和电镜图像进行配准,指导FIB对原位冷冻样品减薄,能够极大地提高cryo-ET的样品制备效率。本文介绍了cryo-CLEM中的原位冷冻技术和光电关联成像技术的最新进展和应用情况,重点讨论了超分辨cryo-CLEM成像技术以及嵌入式cryo-CLEM技术,分析了各种方法的优缺点和适用范围,并对cryo-CLEM技术当前面临的主要限制和未来的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 光电关联成像 荧光导航聚焦离子束减薄 光学超分辨

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时间相关单光子计数记录快速荧光寿命图像(英文)

10

作者 Bertram SU Vicky KATSOULIDOU Wolfgang BECKER 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS 北大核心 2008年第3期238-243,共6页

基于时间相关单光子计数(TCSPC)的荧光寿命成像(FLIM)的获取时间取决于成像的图像尺寸、样品寿命的精度及样品计数率.对于高密度荧光团样品,如染色组织或植物细胞,当前可用的样品计数率与TCSPC荧光寿命成像技术最高的计数率接近.该文描... 基于时间相关单光子计数(TCSPC)的荧光寿命成像(FLIM)的获取时间取决于成像的图像尺寸、样品寿命的精度及样品计数率.对于高密度荧光团样品,如染色组织或植物细胞,当前可用的样品计数率与TCSPC荧光寿命成像技术最高的计数率接近.该文描述了在高计数率下TCSPC性能,并估计计数损失及堆积效应.结果表明,整个体系的寿命误差比预料的要小.因此, TCSPC FLIM可在获取时间低于1s的情况下记录寿命图像.为增加FLIM时间序列记录,利用存储交换技术,在采集下一个光子期间读取正在记录的数据,使用两个平行TCSPC模块,可以每秒两幅图像记录荧光寿命时间序列.该技术可应用于活体植物组织叶绿素的瞬态测量. 展开更多

关键词 荧光寿命成像技术 时间相关单光子计数 叶绿素瞬态测量

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多维时间相关单光子计数在生物医学中的应用(英文)

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作者 Wolfgang BECKER 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS 北大核心 2008年第3期221-231,共11页

传统的时间相关单光子计数(Time-correlated single photon counting, TCSPC)受计数率低、一维测量和采集时间长的限制,难以在生物医学中的推广.评述TCSPC的机理和应用,指出TCSPC是探测周期光信号内的单个光子、测量光子探测时间以及构... 传统的时间相关单光子计数(Time-correlated single photon counting, TCSPC)受计数率低、一维测量和采集时间长的限制,难以在生物医学中的推广.评述TCSPC的机理和应用,指出TCSPC是探测周期光信号内的单个光子、测量光子探测时间以及构建信号周期内光子分布与时间关系的一种技术,具有多维光子采集特性,计数率近似当前可用的探测器容量.该技术可采集光子对波长和空间座标的分布,时间尺度在皮秒量级,在实验开始时可进行二次计数.多维TCSPC技术拥有近似于理想的计数效率,其时间分辨率仅受探测器渡越时间的离散限制.故TCSPC在生物医学光谱学中极具应用价值.典型应用包括,时域光学X线断层照相、记录生物系统内的瞬态现象、荧光寿命成像显微术、活细胞内荧光共振能量转移实验,以及用荧光关联谱探索染料-蛋白复合体. 展开更多

关键词 时间相关单光子计数 多维探测 生物医学光谱学 荧光寿命成像显微术 荧光共振能量转移

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