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相似文献
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1.
DNA纳米传感器荧光成像技术   总被引:1,自引:0,他引:1  
把基于量子点的DNA纳米传感器模型应用到ICCD荧光显微成像系统中,利用量子点的量子产率高、荧光寿命长、激发谱宽而发射谱窄、发射波长可由材料尺寸调谐等特性,以量子点为供体,Cy5(一种小分子荧光染料)为受体,结合ICCD系统的全内反射荧光成像功能、实时成像功能和双通道成像功能,证实了DNA纳米传感器可以在溶液中检测到含30个碱基的单链目标DNA片段。实时拍摄了溶液中链霉亲和素包被的量子点对两头分别连着Cy5和生物素的单链DNA片段(Cy5-ssDNA-Biotin)的捕获过程。并在活的中国仓鼠卵巢细胞样品中加入链霉亲和素包被的量子点和Cy5-ssDNA-Biotin进行实时荧光成像,拍摄到链霉亲和素包被的量子点和Cy5-ssDNA-Biotin进入细胞中并发生FRET的过程,初步表明了DNA纳米传感器在活细胞内进行DNA(或RNA)片段检测的可行性。  相似文献   

2.
利用双波长分光器(Dual-View)和自制滤光片滑块,在基于像增强型电荷耦合器件(ICCD)的实时/快速荧光成像系统基础上,建立了一种基于单个ICCD的三通道实时荧光成像方法,同时发展了相应的图像校准处理方法用于消除光谱串扰的影响,并将该方法应用于单个活细胞的研究。利用Annexin V-FITC和SNARF-1两种荧光探针进行双标记,在单细胞水平上对亚硝基谷胱甘肽(GSNO)诱导小鼠胸腺细胞凋亡与其胞浆pH值变化的关系进行实时研究。结果揭示了GSNO诱导的细胞凋亡与细胞发生自发凋亡时胞浆pH值有不同的变化规律,为这种三通道实时荧光成像方法在生物医学领域的应用展示了广阔的前景。  相似文献   

3.
细胞是动植物结构和生命活动的基本单位。细胞过程的一个重要特点就是其生化组分在时空调控上的相互作用关系。然而,利用传统的生化方法(如酵母双杂交系统、pull-down系统等)很难在空间上评估活细胞内分子间的相互作用。光学技术的快速发展,为研究活细胞中生物分子的时空动态提供了新的遗传研究工具,其中荧光共振能量转移-荧光寿命显微成像(FRET-FLIM)技术在实时探测分析活细胞中生物大分子构象变化和分子间动态相互作用过程具有独特的优势,如:实现对活细胞的实时“可视化”研究,同时具有高时空分辨率;检测更加灵敏、结果可信度高;且基于简易的数学运算完成简单快捷的分析程序。介绍FRET-FLIM技术的理论背景知识,对比了该技术与传统蛋白相互作用技术研究的利弊,同时归纳了其在蛋白相互作用、细胞生物学和疾病诊断等方面的最新应用研究进展,最后总结和讨论了FRET-FLIM技术的未来发展趋势,以期能够为揭示活细胞的结构和细胞过程相关研究提供新的见解。  相似文献   

4.
为观测神经营养因子对胞内Ca2+浓度的影响,将牛视网膜神经细胞内的Ca2+用Fluo-3标记,用搭建的活细胞实时成像荧光显微系统对其成像,并观测在脑源性神经营养因子BDNF等四种神经营养因子的作用下细胞内游离Ca2+浓度([Ca2+]i)随时间的变化的规律。由于荧光分子有自发衰减效应,故对得到的细胞内荧光强度采用“去衰减效应修正”的处理方法,再现了较真实地代表[Ca2+]i的荧光强度。修正后的数据显示,加入四种神经因子后,[Ca2+]i皆有不同程度的升高,与相关文献所描述的类似实验具有相似结果,说明此种对活细胞内荧光标记物的实时动态成像的实验方法可行,去衰减效应修正的数据处理方法可靠。  相似文献   

5.
显微动态图像分析技术及其在生物物理中的应用   总被引:1,自引:0,他引:1  
介绍了一种可实时监测细胞生命活动的显微动态图像分析技术。该技术把显微光学成像技术、数字处理技术和动态图像分析技术结合为一体,可实现对活细胞的结构功能、生长过程和环境变化的影响等进行非侵入性连续监测。通过在细胞膜弹性模量测量中的应用表明,该技术不仅原理可靠,实现容易,应用方便,而且检测速度快,测量精度高,稳定性能好。此项技术可望在生物物理学的实验研究中获得广泛的应用。  相似文献   

6.
孙晗  陈同生 《光学学报》2019,39(2):309-315
因灵敏性高、无损伤和测量速度快等特性,基于3-cube的荧光能量共振转移(E-FRET)显微成像术是目前最流行的活细胞定量FRET成像技术。为了实现活细胞在线实时FRET定量成像,首先提出了一种细胞图像背景自动识别与图像阈值设定的方法:逐像素统计灰度值出现的次数,第1个峰值处的灰度值确定为背景值;将背景值的β(经验常数)倍设为阈值,将扣除背景的供体激发供体探测通道图像和受体激发受体探测通道图像再次扣除阈值,负值置零后进行逻辑与运算制作用于数据筛选的布尔逻辑模板,并将其用于FRET效率和供受体浓度比的数据筛选。利用所提出的方法对转染了不同FRET质粒的细胞进行活细胞在线动态定量E-FRET成像,得到了与期望值一致的测量结果。  相似文献   

7.
荧光寿命显微成像(fluorescence lifetime imaging microscopy,FLIM)技术在细胞微环境传感中具有特异性强、灵敏度高、可定量的优点,被广泛应用于生物医学研究.其中,基于时间相关单光子计数(time-correlated single photon counting,TCSPC) 进行荧光寿命探测的方法是目前最常用的技术之一,但受成像原理和条件限制,该技术存在数据采集时间较长、成像速度不够快的不足.本文开发一种能对生物样品中任意数量离散的、形状不规则的感兴趣区域(region of interest,ROI)进行快速FLIM成像的技术.该技术利用声光偏转器(acousto-optic deflector,AOD)实现快速灵活的寻址扫描,并通过对ROI形状特征的简单在线分析,实现AOD与TCSPC同步策略的优化及寿命图像的准确重构,对于生物样品中常见的存在多个离散不规则ROI情形,可大幅节省数据采集时间,从而实现对这些ROI的快速FLIM成像.采用该技术,对氯化铵刺激下活细胞中溶酶体探针LysoSensor Green DND-189的荧光寿命变化进行了动态FLIM成像,以监测溶酶体管腔内pH值的实时变化情况.结果表明,该快速FLIM技术可用于动态监测生物样品中微环境的变化,将在活细胞微环境传感中发挥重要作用.  相似文献   

8.
本文建立了一种三维压缩感知模型以实现对高密度荧光分子图像的快速三维定位。首先,根据荧光显微的三维点扩展函数成像理论,设计测量矩阵,并建立压缩感知模型。接着,对荧光显微成像过程进行了模拟,并采用凸优化方法(CVX)、正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)算法和同伦算法对建立的压缩感知模型中模拟生成的图像进行了定位分析,分别从恢复率、定位精度、重构时间几方面进行了对比。最后,采用同伦算法对模拟的生物样品和实验室采集的细胞进行了三维定位,并获得了三维超分辨图像。对比结果表明:在重构密度和定位精度接近的情况下,同伦算法比CVX方法的重构速度快2个数量级。同伦算法较OMP算法的定位精度要高一倍。采用同伦算法来实现三维的超分辨荧光显微成像在节约计算时间、实现实时成像方面具有一定的意义。  相似文献   

9.
胡渝曜  梁东  王晶  刘军 《物理学报》2020,(8):217-225
搭建了一种基于电动可调焦透镜(electrically tunable lens)的大范围快速光片荧光显微成像系统.通过引入电动可调焦透镜与一维振镜以实现成像物平面和光片位置的快速移动,再结合高速s CMOS完成快速光片荧光显微成像.另外实验中通过改善光路与提升动态成像质量,实现了大范围扫描并减少了伪像.最终对成像性能进行测试,本系统的纵向分辨率和横向分辨率分别达到约5.5μm和约0.7μm,单幅图像稳定成像的速度约为275 frames/s,成像深度可超过138μm,能满足对具有一定尺寸的生物样本进行实时清晰成像的需求.  相似文献   

10.
林丹樱  马万云 《物理》2007,36(10):783-790
文章介绍近年来新发展的几种重要的活细胞内单分子荧光成像方法,如转盘式共聚焦显微术、全内反射荧光显微术、荧光共振能量转移技术等。通过介绍它们的原理、特点和在活细胞内单分子行为研究中的应用实例,展示了这些新方法在生命科学领域广阔的应用前景。  相似文献   

11.
在像增强型电荷耦合器件(ICCD)荧光显微成像装置上用双通道成像方法观察了非洲绿猴肾细胞(COS-7)中由EGFP转染的肌球蛋白Myosin 15a,以及Rhodamine标记的细胞微丝。为观察微丝尖端的肌球蛋白Myosin 15a,采用了高灵敏、低损伤的全内反射激发荧光显微成像技术,并在双通道中选用合适滤光片组合消除两种荧光染料间的光谱串扰。实验观测到非洲绿猴肾细胞内过表达的肌球蛋白Myosin 15a和伸长的微丝的分布情况,尤其是清晰观察到Myosin 15a在微丝上的分布。为全内反射双通道荧光成像技术在生命科学中的应用展示了广阔的前景。  相似文献   

12.
A hybrid fluorescence–Raman confocal microscopy platform is presented, which integrates low‐wavenumber‐resolution Raman imaging, Rayleigh scatter imaging and two‐photon fluorescence (TPE) spectral imaging, fast ‘amplitude‐only’ TPE‐fluorescence imaging and high‐spectral‐resolution Raman imaging. This multi‐dimensional fluorescence–Raman microscopy platform enables rapid imaging along the fluorescence emission and/or Rayleigh scatter dimensions. It is shown that optical contrast in these images can be used to select an area of interest prior to subsequent investigation with high spatially and spectrally resolved Raman imaging. This new microscopy platform combines the strengths of Raman ‘chemical’ imaging with light scattering microscopy and fluorescence microscopy and provides new modes of correlative light microscopy. Simultaneous acquisition of TPE hyperspectral fluorescence imaging and Raman imaging illustrates spatial relationships of fluorophores, water, lipid and protein in cells. The fluorescence–Raman microscope is demonstrated in an application to living human bone marrow stromal stem cells. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

13.
显微近、中红外成像不仅可以获得样品的光谱信息,而且可以获得样品的空间分布信息,这是传统的近、中红外光谱分析所无法比拟的。该文以外观非常相似的聚乙烯膜(材料Ⅰ)和封口膜(材料Ⅱ)为研究对象,分别采集了样品的显微近、中红外图像。针对两种材料进行化学成像和相关光谱成像,比较并讨论了每种材料的两种成像方法。结果表明,材料Ⅱ的显微近、中红外化学成像中,两种材料化学成像值相差分别为0.004 8和0.254 8;材料Ⅰ的显微近、中红外化学成像中,两种材料化学成像值相差分别为0.002 6和0.326 5;近、中红外谱区的显微成像皆可得到两种材料清晰的成像,从而可区分两种材料。对两种材料相关光谱成像的研究表明,分别以两种材料的近、中红外光谱作为参比光谱的相关光谱成像可以明显地区分两种材料,成像结果较清晰;显微中红外相关光谱成像中,两种材料的光谱和参比光谱的相关系数差异大于0.12,成像结果更清晰;而显微近红外相关光谱成像图可利用图像中两种材料光谱和参比光谱相关系数的细微差异区分两种材料。该研究为农产品包装材料安全性的快速判别提供一定的参考,并为显微近、中红外成像分辨不同材料提供一定的成像方法参考。  相似文献   

14.
Multipoint k-space mapping is a hybrid between constant-time (single-point mapping) and spin-warp imaging, involving sampling of a k-line segment of r points per TR cycle. In this work the method was implemented for NMR imaging of semi-solid materials on a 400 MHz micro-imaging system and two different k-space sampling strategies were investigated to minimize the adverse effects from relaxation-induced k-space signal modulation. Signal attenuation from T(2) decay results in artifacts whose nature depends on the k-space sampling strategy. The artifacts can be minimized by increasing the readout gradient amplitude, by PSF deconvolution or by oversampling in readout direction. Finally, implementation of a T(2) selective RF excitation demonstrates the feasibility of obtaining short-T(2) contrast even in the presence of tissues with long-T(2). The method's potential is illustrated with 3D proton images of short-T(2) materials such as synthetic polymers and bone.  相似文献   

15.
采用CCK-8技术检测发现传统中药消癌平(XAP)对人肺腺癌(ASTC-a-1)细胞的增殖活性具有显著的抑制作用。利用共聚焦扫描荧光显微成像、荧光共振能量转移(FRET)及其受体光漂白技术证实了基于FRET技术构建的SCAT3质粒在ASTC-a-1细胞中的稳定表达。将消癌平加入细胞培养液中培育细胞,并在不同的时间检测活细胞内SCAT3的荧光发射光谱,从而监测细胞中caspase-3的活化状态。实验结果表明:(1)消癌平可以有效抑制人肺腺癌(ASTC-a-1)细胞的增殖活性并诱导细胞的死亡,消癌平对细胞的抑制作用具有剂量依赖性。(2)消癌平处理细胞72 h后,细胞内大量的SCAT3被切割,表明细胞内caspase-3的活化水平明显升高。(3)将含消癌平的细胞培养液与细胞共同培养24 h,然后采用没有消癌平的细胞培养液培养细胞48和72 h后,细胞内SCAT3的光谱没有明显改变,表明消癌平作用细胞24 h内没有显著激活细胞内的caspase-3。  相似文献   

16.
Chen H  Wang Y  Xu J  Ji J  Zhang J  Hu Y  Gu Y 《Journal of fluorescence》2008,18(5):801-811
Near infrared CdHgTe quantum dots (QDs) acted as biomarker for in vivo imaging were synthesized in aqueous solution. The size and the fluorescence wavelength of the synthesized quantum dots can be arbitrary manipulated by using different refluxing time. In particular, the fluorescence wavelength was extended to near infrared range (700∼900 nm), which make the in vivo imaging possible. Meanwhile, the characteristics, such as morphology, size, spectra, stability and toxicity were investigated. The dynamic bio-distribution, clearance from blood, liver and intestine in living animal were in vivo monitored by a NIR imaging system. The circulation of CdHgTe QDs in living mice was addressed semi-quantitatively according to the changes of fluorescence intensity. The high stability as well as high fluorescence intensity makes QDs particular interested candidates for in vivo imaging studies.  相似文献   

17.
The current advances of fluorescence microscopy and new fluorescent probes make fluorescence resonance energy transfer (FRET) a powerful technique for studying protein-protein interactions inside living cells. It is very hard to quantitatively analyze FRET efficiency using intensity-based FRET imaging microscopy due to the presence of autofluorescence and spectral crosstalks. In this study, we for the first time developed a novel photobleaching-based method to quantitatively detect FRET efficiency (Pb-FRET) by selectively photobleaching acceptor. The Pb-FRET method requires two fluorescence detection channels: a donor channel (CH 1 ) to selectively detect the fluorescence from donor, and a FRET channel (CH 2 ) which normally includes the fluorescence from both acceptor and donor due to emission spectral crosstalk. We used the Pb-FRET method to quantitatively measure the FRET efficiency of SCAT3, a caspase-3 indicator based on FRET, inside single living cells stably expressing SCAT3 during STS-induced apoptosis. At 0, 6 and 12 h after STS treatment, the FRET efficiency of SCAT3 obtained by Pb-FRET inside living cells was verified by two-photon excitation (TPE) fluorescence lifetime imaging microscopy (FLIM). The temporal resolution of Pb-FRET method is in second time-scale for ROI photobleaching, even in microsecond time-scale for spot photobleaching. Our results demonstrate that the Pb-FRET method is independent of photobleaching degree, and is very useful for quantitatively monitoring protein-protein interactions inside single living cell.  相似文献   

18.
自制了一种核磁共振微成像系统,本系统只需4根通用的I/O并行口线,就可以利用常规的NMR谱仪进行核磁共振微成像实验. 文中给出了相关的控制软件、螺旋(Spiral)快速成像相关软件以及实现过程,最后给出实验结果.  相似文献   

19.
We have built a custom-made multidimensional non-linear microscope equipped with a combination of several non-linear laser imaging techniques involving fluorescence lifetime, multispectral two-photon and second-harmonic generation imaging. The optical system was mounted on a vertical honeycomb breadboard in an upright configuration, using two galvo-mirrors relayed by two spherical mirrors as scanners. A double detection system working in non-descanning mode has allowed both photon counting and a proportional regime. This experimental setup offering high spatial (micrometric) and temporal (sub-nanosecond) resolution has been used to image both ex-vivo and in-vivo biological samples, including cells, tissues, and living animals. Multidimensional imaging was used to spectroscopically characterize human skin lesions, as malignant melanoma and naevi. Moreover, two-color detection of two photon excited fluorescence was applied to in-vivo imaging of living mice intact neocortex, as well as to induce neuronal microlesions by femtosecond laser burning. The presented applications demonstrate the capability of the instrument to be used in a wide range of biological and biomedical studies. PACS  87.64.mn; 78.47.Cd; 87.19.lw  相似文献   

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