联用技术在生物体系化合物分析中的应用进展

介绍了目前分离分析生物体系化合物的一般步骤和注意事项.综述了联用技术在生物体系化合物分析中的应用进展情况.展望了联用技术在生物体系化合物分析中的发展方向和应用前景.     

通微蒸发光散射检测器成为上海市重点新品

日前,安捷伦科技有限公司研究人员开始开发快速检测引发潜在性致命流行病（如甲型H1N1流感）病原体生物特性的新工具。这是由国家实验室、大学和私立研究机构共同参与研发的重大项目。     

核仁的细胞辐射应激功能研究进展

核仁是细胞核内核糖体合成、 加工的场所。 最近研究发现核仁参与多种细胞过程, 其中最为重要的就是细胞应激反应。 核仁作为细胞应激感受器, 调控ARF等多种蛋白的定位及P53等关键蛋白的活性等, 从而介导细胞的应激反应。 对核仁的细胞辐射应激功能研究进展进行了综述。 Nucleoli is the sites for ribosome synthesis and processing, however, recent approaches have revealed that it is also involved in variety of cellular processes, especially the cellular stress response. As sensors, nucleoli regulate the localization of nucleolar proteins, such as (Alternate Reading Frame, ARF), and the activation of key factors, such as P53, and consequently mediate the cellular stress response. In this paper, recent progress in the studies on nucleolar functions in cellular stress response to radiation is reviewed.     

基于空间组学-临床影像技术的肿瘤精准诊断

作为全球公共卫生事件,恶性肿瘤严重影响人类健康、寿命和生活质量。肿瘤的发生发展经历了极其复杂的过程,表现出高度的时空异质性,影响其转移和耐药。为探寻这种异质性,多种临床影像技术和空间组学技术得以飞速发展。其中,临床影像技术准确率高但无法提供高通量的生物分子信息。空间组学技术可以获得标本的多种生物学特征,包括基因、蛋白和代谢等,但无法提供在体信息。将临床影像和空间组学技术相结合,可以优势互补,在临床和基础科学研究中具有较大应用前景,对于精确解析肿瘤的时空异质性和鉴别肿瘤分子分型、开展肿瘤精准诊断和发展进程预测等研究具有重要的推进作用。本文对该技术方法和特征进行了评述并展望了其发展趋势。     

Fundamental studies on enhancement and blinking mechanism of surface-enhanced Raman scattering （SERS） and basic applications of SERS biological sensing

We review recent our results in the fundamental study of surface-enhanced Raman scattering （SERS） with emphasis on experiments that attempted to identify the enhancement and blinking mechanism using single Ag nanoparticle dimers attached to dye molecules. These results are quantitatively discussed in the framework of electromagnetic mechanism. We also review recent our results in basic SERS applications for biological sensing regarding detections of cell surface molecules and distinction of disease marker molecules under single cell and single molecule level.     

生物有机肥对浮游植物种群演替的影响

通过在水体中施用生物有机肥,观察水体中浮游植物群落的变化。结果共观察到浮游植物8门93属185种。叶绿素a的含量和生物密度随着施肥量的增加呈上升趋势,充氧与不充氧组之间差异不显著(P>0.05);当施肥量为0.24g.L-1,水温25℃时,叶绿素a含量最高,为119.24ug.L-1,并且生物密度最大,为5.15×107 cells/L;充氧施肥量为0.06g.L-1时,生物密度达到最大,为3.81×107 cells/L;不充氧施肥量达0.48g.L-1时,生物密度达到最大,为3.97×107 cells/L;充氧与不充氧组之间没有显著的差异(P>0.05)。施肥前多样性指数为2.08,施肥量至0.24g.L-1时,充氧条件下多样性指数最高,为2.69;水温25℃时,多样性指数最高,为2.74。未施肥时,只有肘状针杆藻和硬弓形藻2个优势种,而施肥后先后共出现17个优势种;其中绿藻门,蓝藻门中的最多,绿藻门有7个,蓝藻门有6个;施肥量相同时,充氧组的优势种数量明显多于不充氧组;黄藻门和隐藻门的种类只有在充氧条件下才成为优势种。当施肥量恒定为0.24g.L-1时,不同温度下先后共出现12个优势种,其中绿藻门,蓝藻门中的优势种最多,均有5个优势种;随温度上升,优势种的数量逐渐减少。     

Estimation of temperature elevation generated by ultrasonic irradiation in biological tissues using the thermal wave method

In most previous models,simulation of the temperature generation in tissue is based on the Pennes bio-heat transfer equation,which implies an instantaneous thermal energy deposition in the medium.Due to the long thermal relaxation time τ(20 s-30 s) in biological tissues,the actual temperature elevation during clinical treatments could be different from the value predicted by the Pennes bioheat equation.The thermal wave model of bio-heat transfer(TWMBT) defines a thermal relaxation time to describe the tissue heating from ultrasound exposure.In this paper,COMSOL Multiphysics 3.5a,a finite element method software package,is used to simulate the temperature response in tissues based on Pennes and TWMBT equations.We further discuss different factors in the bio-heat transfer model on the influence of the temperature rising and it is found that the temperature response in tissue under ultrasound exposure is a rising process with a declining rate.The thermal relaxation time inhibits the temperature elevation at the beginning of ultrasonic heating.Besides,thermal relaxation in TWMBT leads to lower temperature estimation than that based on Pennes equation during the same period of time.The blood flow carrying heat dominates most to the decline of temperature rising rate and the influence increases with temperature rising.On the contrary,heat diffusion,which can be described by thermal conductivity,has little effect on the temperature rising.     

基于时域间断有限元方法的生物组织非傅立叶热行为数值分析

在热传导分析中,当热流与温度梯度存在时间延迟时,需采用非傅立叶热传导模型进行分析。生物组织具有较强的热松弛时间系数,承受激光、微波及烧烫等作用时,其呈现出较强的非傅立叶行为。本文对脉冲热源作用下生物组织的非傅立叶热传导进行研究,针对强脉冲引起的温度场在空间域的高梯度变化、波阵面的间断行为以及通用传统时域数值方法会带来虚假数值振荡的特点,提出采用所发展的时域间断Galerkin有限元法（DG-FEM ）进行求解计算。对多种脉冲热源作用下的非傅立叶热传导过程进行数值模拟,通过考量强脉冲作用下温度场分布和热致生物组织损伤行为的影响,表明了本文所发展的DGFEM 能够有效、准确地描述温度场空间分布和热传导过程以及非傅立叶行为下的生物热损伤更为明显,在生物组织热行为分析中应该受到重视。     

一种新型酶生物燃料电池阳极构建及性能研究

通过酸化碳纳米管(CNTs)和β-环糊精(β-CD)之间的范德华力作用, 实现CNTs的β-CD功能化. β-CD具有内腔疏水、外壁亲水的环状结构, 其内腔容易与二茂铁(Fc)形成稳定的主客体包合结构, 实现Fc在碳纳米管上的高效固载; 再将CNTs-β-CD-Fc复合物与葡萄糖氧化酶(GOD)混合, 采用戊二醛实现酶分子间的交联, 形成GOD/CNTs-β-CD-Fc复合物, 然后将其涂覆到玻碳电极(GC)上, 得到一种新型的酶生物燃料电池阳极(GOD/CNTs-β-CD-Fc/GC). 采用同步热分析法、傅里叶变换红外光谱和透射电子显微镜对所制备的CNTs-β-CD-Fc复合物进行了表征, 采用循环伏安法研究了GOD/CNTs-β-CD-Fc/GC电极对葡萄糖氧化的催化性能. 结果表明: 在同等实验条件下, 没有固载Fc的GOD/CNTs- β-CD/GC电极基本无催化电流, 而GOD/CNTs-β-CD-Fc/GC电极表现出比GOD/CNTs-Fc/GC电极更为优越的电催化性能. 进一步以GOD/CNTs-β-CD-Fc/GC电极或GOD/CNTs-Fc/GC电极为酶阳极, 商用催化剂E-TEK Pt/C电极(E-TEK Pt/C/GC)为阴极, 构建葡萄糖/氧气生物燃料电池(EBFC), 结果表明前者的最大功率密度(33 μW·cm^-2, 0.18 V)几乎是后者的三倍(11.7 μW·cm^-2, 0.16 V). 通过记录开路电位随时间的变化研究了EBFC的稳定性, 以GOD/CNTs-β-CD-Fc/GC电极为阳极的EBFC在连续工作9 h后仍保留了92%的开路电位, 表明该电池具有良好的连续工作稳定性. 我们提出的这种新型生物燃料电池阳极的构造方法, 为构建高性能、高稳定性的葡萄糖/氧气EBFC提供了新的思路.     

纳米材料在生物分析应用中存在的若干问题

从三个方面考察与总结了一些常用的纳米材料(如碲化镉量子点,纳米金和碳纳米点)在生物分析应用中存在的问题：(1)纳米材料的毒性. 三种裸露纳米材料的平行比较实验表明,碲化镉量子点能够导致细胞代谢活性下降、细胞发生皱缩、甚至死亡,具有很强的毒性;纳米金在高浓度(30 μg/mL)时可对细胞代谢产生一定的抑制作用;而碳纳米点对细胞几乎不产生影响,具有较好的生物相容性. 三种纳米材料的相对毒性为：碲化镉量子点>>纳米金>碳纳米点. 这种相对毒性还得到了绿豆芽生长抑制实验的支持. (2)纳米材料的非均一性. 这主要表现在以下几个方面：粒径分布的非均一性,表面修饰/性质的非均一性,以及在生物样品(如细胞)中分布的非均一性. (3)纳米材料的环境敏感性或稳定性. 实验表明,碲化镉量子点、纳米金和碳纳米点的光学性质对环境pH的改变均十分敏感,而且纳米金不抗盐,在离子强度较高的盐溶液中不稳定、易聚集. 这些问题的严重性在许多以往的研究中并未引起人们的全面重视. 我们希望通过本研究以及对这些问题的再次探讨,能促使人们在实际应用中对相关纳米材料进行重新的审视和合理的选择. 此外,为克服这些问题,我们在文中提到的一些措施可供参考.