对非相干光纤激光组束系统最大阵列宽度的研究

光纤激光组束系统的最大阵列宽度决定着可参与组束的光纤激光器个数,从而制约着组束激光的输出功率.通过对组束系统耦合效率的分析,光斑半径应不超过100μm,透镜焦距不超过20cm.在此条件下,组束系统的最大阵列宽度约为0.6cm.     

光纤激光频谱组束的仿真研究

基于利用透射体布拉格光栅 准直透镜所设计的非相干组束方案,建立了光纤激光组束的理论模型.依据所建模型,对光栅的组束效果进行了分析.结果表明:最佳组束时,不同的光栅厚度须选择不同的光栅参数;随着光栅厚度的减小,满足最佳组束条件的空间频率和折射率调制将逐渐增大;在折射率调制和空间频率不变的情况下,随着光栅厚度的减小,角或谱的选择性逐渐增大;随着光束发散角和光谱宽度的增大,衍射效率逐渐减小.     

单细胞与空间转录组分析研究进展

单细胞的异质性在胚胎发育、神经系统发育、癌症病变等生物学过程中具有重要的研究意义。单细胞转录组测序利用测序技术解析细胞内转录本序列,为细胞异质性研究提供可靠、准确的研究手段及观测视野,为揭示生物发育规律、疾病发生发展机制等提供了重要的技术手段。该文围绕单细胞与空间组学分析,综述了近年来发展的各类单细胞转录组测序、单细胞多组学测序及空间转录组分析方法,分析了其优缺点。同时展望了单细胞与空间转录组分析领域的发展趋势,即开发低成本、全方位、高通量、高分辨的单细胞空间多组学分析方法以实现对单个细胞更为细致、全面及准确的描述和精准单细胞图谱构建。     

中药质量控制的研究策略和色谱技术

综述了色谱技术作为现代高效分离分析技术在中药药效物质基础研究和中药质量控制中的重要作用。提出中药药效物质组学研究策略,以实现中药药效物质基础与作用机理研究的一体化,进而从深层次揭示和全面控制中药的内在质量。论述结果表明,现代色谱及其联用技术是中药质量研究的重要技术平台之一。     

中药复杂组效关系的变结构神经网络辨识方法

针对中药复杂组效关系的辨识问题,研究了变结构多层前馈神经网络,推导出一种新型的变结构网络学习算法,成功地应用于中药川芎药效活性预测计算.该方法从一个规模较小的网络出发,当网络无法达到预定的学习精度时,自动增加隐含层神经元个数,并在原有学习结果的基础上确定新的网络参数,自适应地确定前馈神经网络结构,可用于处理复杂化学模式信息.计算机仿真实验结果表明,该方法能有效地确定多层前馈神经网络的最佳结构,提高网络学习效率和函数逼近精度,解决复杂非线性函数映射关系准确建模问题.     

无藻满江红(Anabena-free Azolla)和满江红鱼腥藻(Anabaena azollae)重建共生体

切除满江红大孢子果顶端漏斗状膜和囊群盖,可彻底清除大孢子果内所含的鱼腥藻,并发育成无藻满江红。移植囊群盖于种内或种间去顶孢子果,成功地得到了重组的共生体。“新组合满江红”经扫描电子显微镜观察、固氮酶活性测定和体内鱼腥藻单克隆抗体鉴定,得以证实。其重建机率为10％。接种人工培养的鱼腥藻于无藻满江红上,发现有不完全共生现象存在。本文对萍藻交换的条件及其在满江红研究和应用前景,做了简要的讨论。     

近红外光谱快速测定红花逆流提取过程中羟基红花黄色素A的含量

采用近红外光谱(NIRS)透射法对红花罐组式逆流提取过程中羟基红花黄色素A(Hydroxysafflor yellow A,HSYA)的含量进行快速无损的测定.在红花逆流提取过程中,以高效液相色谱法(HPLC)为对照分析方法,测定提取液中羟基红花黄色素A的含量,运用偏最小二乘(PLS)法建立NIR光谱与羟基红花黄色素A的HPLC分析值之间多元校正模型,并对逆流提取过程的未知样本进行含量预测.校正模型相关系数达到0.982,预测相关系数达到0.965,RMSEC和RMSEP分别为0.053和0.075,RSEC和RSEP分别为3.96%和5.25%.结果表明,NIRS可以作为一种准确、快速、无损的检测方法用于检测中药逆流提取过程有效成分含量变化规律.     

柠檬酸镧诱导HeLa细胞凋亡差异蛋白组学研究

稀土具有多种多样的生物效应,研究表明稀土具有促细胞增殖和诱导细胞凋亡的双重作用．作用效应与稀土的种类,物种、浓度以及细胞的种类有关,表现出类似Hormesis效应的“低促高抑”现象．如陈兴安等学者曾报道稀土化合物既能促进正常细胞的生长又能抑制癌细胞．最近,一种化合物（Gd（III）-texaphyrinl已经进入三期临床实验,用于非小细胞肺癌脑转移的治疗．稀土促进细胞凋亡可能与以下机制有关：通过与肿瘤细胞DNA特异性结合,影响DNA的合成或复制、影响细胞周期促进凋亡、增加细胞内活性氧（ROS）水平,通过线粒体凋亡通路诱导细胞凋亡,调节机体免疫机能等．我们前期研究表明,柠檬酸镧对各种癌细胞生长的影响存在浓度依赖性,低浓度无明显作用特征,高浓度抑制癌细胞生长,诱导细胞凋亡;不同肿瘤细胞对稀土的响应不同,宫颈癌HeLa细胞株相对敏感．本文进一步利用差异蛋白质组学方法探讨柠檬酸镧诱导HeLa细胞凋亡的作用机制．双向凝胶电泳（2DE）与基质辅助激光解析电离飞行时间串联质谱（MALDI—TOF／TOF—MS）检测结果显示有14种表达差异明显的蛋白．包括与凋亡和细胞增殖相关蛋白：核仁磷酸化蛋白（NMP）和S100钙结合蛋白（S100－A11）表达上调,线粒体prohibitin蛋白下调;应激和氧化应激相关蛋白：包括热休克蛋白（heat shock 70－kDa protein 9 precursor,HspB8）和超氧化物歧化酶1（SOD1）下调,而NAD依耐的亚甲基四氢叶酸脱氢酶（MTHFD2L）上调;翻译和蛋白降解相关蛋白：包括真核翻译延伸因子2（eFF2）、核糖体蛋白（RPLPO）和钙网蛋白前体变体（calreticulin precursor variant and far upstream element（FUSE）binding protein 1,isoform CRA_b）下调,蛋白酶体proteasome beta 3 subunit上调．蛋白组学的结果提示,[La（cit）2]^3-可能通过线粒体凋亡通路以及调节细胞内氧化应激水平诱导Hela细胞凋亡．进一步用免疫印迹（western blotting）进行验证和检测相关凋亡蛋白,结果显示SOD1、eFF2和Nm23蛋白下调,凋亡相关蛋白caspase-9和PARP激活,促凋亡蛋白Bax表达上升和抗凋亡蛋白Bcl-2表达下降．另外,柠檬酸镧作用细胞后,细胞线粒体膜电位（△ψM）下降,细胞色素c（cyt-c）释放和H2O2产生增加．线粒体膜通透性改变、膜电位的变化、ROS的生成和促凋亡蛋白的释放是细胞凋亡过程的关键事件．这些结果表明柠檬酸镧通过线粒体凋亡途径诱导HeLa细胞凋亡,这一结论与既往研究相一致,为柠檬酸稀土配合物的抗癌作用机制提供了基础信息．Ca^2＋超载是引起线粒体损伤的重要因素之一,Ca^2＋也能调节电压依赖阴离子通道活性（VDAC）从而调节线粒体通透性转变孔的开放与关闭．柠檬酸镧能解离出镧离子（La^3＋）,La^3＋具有类钙的性质,这可能是镧作用于线粒体引起凋亡的原因之一．当然,有研究表明这种作用具有两面性,低剂量能促进线粒体PTP孔的开放,高浓度表现为拮抗作用或没有影响．另外,VDAC位于线粒体外膜,对线粒体及细胞功能调节非常重要．本研究结果显示,与对照相比,VADC1的表达没有变化,而VADC2没有检测到,说明VADC的表达在柠檬酸镧诱导的细胞凋亡中可能不是一个关键因素．     

基于共价色谱分离的含半胱氨酸肽段富集策略

多维色谱分离、串联质谱分析技术已在蛋白质组研究中得到广泛应用。然而生物样品的蛋白质以及全酶切肽段具有高度的复杂性,这严重干扰了蛋白质高通量、规模化的分析。通过标签肽段富集进行样品预分离可以降低体系的复杂程度。本文建立了一种基于共价色谱技术选择性分离富集含半胱氨酸肽的方法,从而降低了样品体系的复杂程度。首先以牛血清白蛋白(BSA)的酶切肽段为模型,对富集条件进行了优化和考察,并在此基础上通过5种蛋白质酶切肽段混合物的富集对该方法进行了验证。结果证明此方法的重现性好,富集效率高,富集特异性好,能有效地富集鉴定含半胱氨酸肽段。所建立的方法在复杂体系的蛋白质组研究中具有广泛的应用前景,为复杂样品的蛋白质高通量、自动化、规模化鉴定和定量研究提供了实用技术。     

MS-IAS:集成的质谱代谢组学数据分析系统

针对代谢组学研究中的数据处理问题,本研究建立了基于质谱的数据分析系统MS-IAS(Mass spectrometry based integrated analysis system).此系统集成了特征选择、聚类、分类等多种方法,用以处理质谱数据,具有多种统计分析方法能对所选的特征变量进行比较,以发现与所研究问题相关的潜在生物标志物.MS-IAS支持数据与多种算法结果可图形化显示,有助于对数据的解释与分析.以肝病患者的质谱代谢组数据为例,展示MS-IAS的功能,两种特征选择算法从数据集中筛选出了40个对肝病具有区分能力的特征变量,展示了MS-IAS成为代谢组学研究中的通用质谱数据分析系统的潜力.