框架核酸高通量检测芯片

构建了一种基于框架核酸的高通量生物检测芯片.利用超微量移液自动化平台,将包含框架核酸探针的液滴按照预设命令固定至生物芯片微阵列上,在探针捕获核酸靶标后利用集成的基因芯片扫描仪对芯片进行成像,通过分析荧光强度定量化分析靶标浓度.结果表明,此框架核酸芯片能够实现框架核酸探针的高通量制备, 24 h即可制备具有15万个点的微阵列,且点间距离的相对偏差W≤10%、荧光强度的变异系数CV=3.30%,具有较高的稳定性,远高于国家标准.此外,该芯片具备高灵敏度、可寻址的高通量生物分析能力,对核酸靶标的检测限可达100 pmol/L.随着多种探针技术的发展,生物检测微阵列技术在高通量生物分析领域展示出巨大的潜力.     

基于COLLATE融合多图谱的心脏电影MRI右心室分割

右心室分割对肺动脉高压等疾病的心功能分析具有重要的临床意义.然而，右心室心肌薄、易变且不规则，其传统的医学图像分割方法仍然未能取得突破性进展.本文提出基于COLLATE（Consensus Level，Labeler Accuracy and Truth Estimation）的多图谱分割方法，首先以归一化互信息为相似测度对目标图像和图谱集进行B样条配准以获取粗分割结果；然后利用COLLATE对粗分割结果进行融合；最后采用基于形状约束的区域生长算法修正出现错误的数据.10例临床心脏磁共振短轴电影图像被用于算法验证.本文还将使用基于COLLATE的多图谱分割方法得到的结果与深度学习算法及手动分割进行了比较.结果显示与深度学习算法比较，使用本文算法得到的射血分数（Ejection Fraction，EF）与手动分割更加一致和相关，表明该算法的分割结果有望辅助临床心脏功能诊断.     

单碱基多样性的非测序检测

单碱基多样性（SNP）是最常见的基因突变形式之一,经研究证明与很多疾病相关。虽然测序是检测SNP的重要方法,但其需要检测仪器,且检测时间较长,限制了其临床应用。本文综述了SNP的常见非测序分析方法。首先讨论了检测的热力学问题,并归纳了主要的检测策略：基于杂交的检测,基于链取代反应的检测和酶介导的检测。在三维均相检测方法中,主要介绍了不同信号开关策略,如荧光开关、酶识别开关和场效应开关。三维原位检测不仅能检测SNP,还能提供其细胞定位信息,在细胞异质性较高时更具优势。二维界面检测的识别反应速率和杂交效率受到一定影响,但界面检测能进一步减小干扰,亦便于实现高通量检测。以DNA正四面体探针界面为代表的改良界面具有优良的灵敏度和特异性。同时本文亦讨论了现有方法的局限性,并对SNP非测序检测研究进行展望。     

外周苯二氮受体示踪剂的合成和评价

合成了用作外周苯二氮受体潜在的选择性配体的N,N-二乙基-2-(4-碘苯基)-6-三氟甲基-咪唑并[1,2-a]吡啶-3-乙酰胺(ITFZOL).其放射性标记物[125I]ITFZOL通过碘脱锡化反应制备,放化得率75%~85%,比活度大于76GBq/μmol.小鼠尾静脉注射[125I]ITFZIOL后,放射性集中分布于肾上腺、肺、肾、心、嗅球和小脑等外周苯二氮受体高密度区域.预先给与外周苯二氮受体选择性配体PK11195明显减少外周苯二氮受体高密度区域放射性分布,提示[125I]ITFZOL对外周苯二氮受体具有较高的特异亲和性.生物活性数据表明,[125I]ITFZO是一种潜在的选择性外周苯二氮受体单光子放射性配体.     

基于DNA的细胞膜功能化

细胞膜在细胞与外界环境间的物质运输、能量转换和信息传递等过程中起着重要作用,研究和控制细胞膜上的分子的相互作用,对理解和操控细胞的生理功能具有重要意义。脱氧核糖核酸(Deoxyribonucleic acid, DNA)分子具有精确自组装和可编程的特性,是一种研究生物膜分子相互作用的新工具。本综述中,我们概括了DNA分子修饰细胞膜的方法,随后介绍了基于DNA分子的监测、控制细胞膜分子相互作用的工作以及DNA分子介导细胞连接的研究,并分析了上述研究的局限性。最后,我们对基于DNA的细胞膜功能化研究进行总结与展望,以期促进对细胞膜功能的新认识,获得控制细胞功能的新方法。     

妙解盐水——高中创意电解实验设计

针对化学课堂氯碱工业电解演示实验的不足,以身边的粉笔、化妆棉等材料作载体吸收食盐水,以铁钉、铝箔、铅笔芯作电极,设计了系列反应快速、现象明显、污染极小的微型电解实验,并探讨了相关原理。创新性地将6B铅笔涂画于试纸上制成“隐形”电极,通过纸上电解绘出漂亮“化学”猫。通过食盐水电解巧制矿泉水瓶消毒液发生器,6 V电压下电解40 min后碘量法测得消毒液有效氯含量为722 mg/L,符合家庭和医院消毒标准。     

基于心脏磁共振短轴电影图像的右心室分割新进展

右心室分割对肺动脉高压、法洛四联症等疾病的心脏功能评估具有重要意义.然而，右心室结构复杂，变动性大、心肌薄且毗邻脂肪，实验全自动分割一直是难点.心脏磁共振短轴电影图像时空分辨高，常用于临床右心室分割及功能评价.本文基于心脏磁共振短轴电影图像对右心室分割方法进行了综述，首先回顾了传统右心室分割算法，然后重点介绍了基于多图谱和深度学习算法的右心室分割进展，并介绍了右心室分割结果常用的评估指标.通过上述回顾发现，基于深度学习算法的分割方法是今后临床应用的右心室分割的主要方法，对心脏相关疾病的诊断及预后十分重要，而且可大大提高医生的工作效率.     

框架核酸辅助的仿生膜构建

仿生膜的构建有利于了解并掌握生物膜的功能及其机理, 同时对其在生命医学及疾病诊断等相关领域的应用具有重要意义. 以框架核酸为组装单元, 构建新型仿生膜材料是一种有效且具有发展前景的方法和研究方向. 本文综述了框架核酸的设计、 制备与表征, 总结了框架核酸修饰到脂质膜上的方式. 同时, 对框架核酸辅助的仿生膜的应用情况进行了阐述, 并探讨了框架核酸在仿生膜研究领域所面临的机遇与挑战.     

近红外二区活体成像技术及其应用研究进展

近红外二区（NIR Ⅱ,1000～1700 nm）生物成像作为近年来新生的光学成像技术,相对于传统的近红外一区（NIR I,750～900 nm）和可见光（Vis,400～750 nm）成像,由于其荧光波长更长,生物组织的自发荧光背景更低,光子散射值更低,其组织穿透深度更深,该技术更适合于活体原位成像.本文综述了近红外二区荧光成像技术的发展及其在活体成像方面的应用,总结了各项技术的特点,最后对该研究方向的发展前景进行了展望,指出通过化学材料、光电仪器和多模态技术等多方面的持续发展,有望推动近红外二区活体成像技术的临床转化.