Penumbral Imaging of Laser-Imploded Targets and Its Blind Reconstruction'

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表面增强拉曼光谱用于细胞核的检测

表面增强拉曼光谱用于细胞核的检测

表面增强拉曼光谱用于细胞核的检测谢微,沈爱国,胡继明*(武汉大学,化学与分子科学学院,武汉430072)近年来,随着纳米材料科学的发展,表面增强拉曼光谱在生物医学领域的应用越来越广泛,它适用于水溶液体系,又克服了普通拉曼光谱所需检测浓度高的缺点,十分适合用来进行细胞内的信息研究[1]。

细胞是组成生命体的基本单元,它包含了生命体的几乎所有信息,怎样获取细胞内的信息是生物医学检测的根本问题。

细胞核是细胞中最重要的部分,也是生物医学工作者关注最多的部分。

而细胞是一个复杂的生命体系,如何在庞大的信息海洋中提取我们所需要的部分是广大生命分析工作者共同面对的难题[2]。

纳米金在生物体系中具有很好的惰性,对细胞的活性影响较小,本文以粒径为20nm的金粒子为表面增强基底。

首先通过巯基羧酸在纳米金表面修饰羧基,再利用羧基与核定位肽上氨基反应,从而将核定位肽连接在纳米金上,成为具有核靶向功能的纳米探针。

将细胞与这种探针共培养后,我们采用mapping 技术检测了活细胞的拉曼信号。

谱图左上角为两个Hela 细胞与核靶向探针共培养后得到的拉曼mapping ,图中红色代表拉曼信号的总强度,结果显示这种探针定位在细胞核上。

我们对从细胞核上获取的信号进行了初步的归属,这些信号主要来自蛋白质(或氨基酸)和核酸分子。

如图1所示的谱图中,1115cm -1处的峰是蛋白质中的C-N 伸缩振动峰,1000cm -1附近为苯丙氨酸上苯环环呼吸振动峰,而1507cm -1的峰来自核酸中的腺嘌呤(A )。

图2(略)为纳米金颗粒在修饰核定位肽之前和之后的TEM 图像,在修饰了肽之后金表面出现了阴影,这是蛋白轻原子在电子束的照射下形成的,证明肽链已经成功的连接在纳米金上。

这种以亚细胞结构为靶标的纳米探针能实时检测到特定细胞器上的分子振动光谱,能帮助我们揭示细胞各种生命活动过程,包括生长、病变、凋亡时细胞器上分子结构的变化规律,具有十分广阔的发展前景。

细胞超分辨成像技术的最新进展

细胞超分辨成像技术的最新进展

细胞超分辨成像技术的最新进展细胞是构成生物体的基本单位,其内部结构鲜有人能够观测到。

传统的光学显微镜像素级别的分辨率限制了观察细胞内部微观结构的深度。

探测到分子级别的微观细节对理解细胞的生理和疾病过程至关重要,而超分辨成像技术为解决这个问题提供了切实可行的方法。

传统的液体显微镜的行程始于 1889 年,当时德国物理学家夫琅和费发展了同步位移的干涉显微术。

20世纪60年代,Minsky提出了激光点扫描显微镜(LSM)的方法。

这种方法采用荧光标记的生物样品,LED或激光扫描围绕着一个样品的轨迹,由发射到检测器的光产生的图像,从而得到一个三维点扫描图像的序列。

然而,这种方法的分辨率仍远远不能突破经典阿贝分辨率极限。

在过去的二十年中,超分辨成像技术已经得到了相当大的进步,并广泛应用于各个学科领域。

总体上,超分辨成像技术的原理有两种:超分辨现场(SIM)和刺激发射衰减(STED)显微镜。

超分辨现场显微镜利用多种景深渐变技术,超分辨现场显微镜将景深分为称为“焦点”的多个体积,继而用多个重叠图像来重建最终超分辨率图像。

而 STED 利用激光点阵、相位板和偏振调节器,通过对较小的局部区域进行刺激发射衰减,根据表面下的荧光谐振能量传递强点测量荧光,得到超分辨率成像的效果。

值得一提的是,STED 显微镜技术实现的分辨率甚至可以小于10纳米。

近年来,一种被称为单分子定位瞬态成像(PALM) 的超分辨率显微镜也引起了广泛关注。

此技术基于光刻制造微型结构,通过控制荧光标识剂的激发,进而控制陆续点亮像素的显示。

然后,通过这些对局部成像进行重复图像叠加的方式,显微镜利用那些位置信息不断瞬移的单个分子的图像信息获得更高的空间分辨率。

据报道,使用 PALM 测量的细胞器内蛋白质的可视化最高分辨率可以达到10%。

超分辨成像技术促进了生命科学研究领域的多个方面,包括细胞吞噬,肿瘤学,神经科学等。

它使研究者们能够观察和分析某些非常微小的细胞结构以及计量分子分布。

具有支化羟基苯乙烯聚合物的正性工作可成像元件[发明专利]

具有支化羟基苯乙烯聚合物的正性工作可成像元件[发明专利]

专利名称:具有支化羟基苯乙烯聚合物的正性工作可成像元件专利类型:发明专利
发明人:M·莱瓦农,J·雷,K·B·雷,L·波斯特尔,L·J·科里奥诺夫
申请号:CN200780023515.1
申请日:20070614
公开号:CN101479106A
公开日:
20090708
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:单层和多层正性工作可成像组合物二者都可以用于具有基底和至少一个可成像层的正性工作元件。

这些元件可以用于制备平版印刷板。

该可成像元件包括辐射吸收化合物和具有重复的支化羟基苯乙烯单元的羟基苯乙烯聚合物。

申请人:伊斯曼柯达公司
地址:美国纽约州
国籍:US
代理机构:中国专利代理(香港)有限公司
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“超级透镜”为纳米级光学成像打开大门

“超级透镜”为纳米级光学成像打开大门

“超级透镜”为纳米级光学成像打开大门
佚名
【期刊名称】《《光机电信息》》
【年(卷),期】2005(000)005
【摘要】伯克利加州大学的研究人员创造出一种“超级透镜”,能够克服以往光学成像分辨率在物理方面的限制。

【总页数】1页(P30)
【正文语种】中文
【中图分类】TH74
【相关文献】
1.美国天基微透镜阵列r干涉光学成像技术发展初探 [J], 刘韬
2.面向超分辨光学成像的浸没微球透镜控制 [J], 陈涛;孟凯;杨湛;刘会聪;孙立宁
3.医保统筹大门打开之后评《特慢病药店,打开医保统筹大门》 [J], 逄增志
4.基于液体透镜的仿生视觉光学成像系统 [J], 孟晓辰;樊凡;祝连庆;娄小平
5.单层超透镜研究助力光学成像技术 [J],
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靶向微泡造影剂超声分子成像的研究进展

靶向微泡造影剂超声分子成像的研究进展
抗体用 量少 。
泡对猪颈动脉硬化模型进行超声成像 , 结果斑块 形成处信号 增强” 。后来有研究报道用 静脉 注射 V A 1 向微泡可 C M一 靶 以 良好显示 A oE缺 陷小 鼠腹 主动脉硬化斑块 。也有研 p —一
究用 IA 1靶 向微泡超声造影监测大 鼠心脏同种移植后 的 C M一
子——肿瘤坏死 因子 (u o ers at ,T F 一 tm rncoi fc r N )仪处理后 s o
目前 的研究倾 向用 小分 子配体 取代 大分 子抗 体与 微泡 连接构 建靶 向微 泡 , 已有 研 究 报 道 精氨 酸一 氨 酸一 氨 酸 精 亮 (riieag ieluie R L 肽 、 a n —ri n — c , R ) g n n e n 精氨酸 一 氨酸一 冬氨 甘 天
活体生物化学过程进 行细胞 和分 子水平 上的定性 和定 量研
用于分子成像 的超声造 影剂 ( 向微泡 ) 靶 必须符 合 以下
标准 : 1 用量少 ( () 毫克级 ) ( ) 泡足够 稳定 , ;2 微 有充 分时 间
循环到达靶点部位 ;3 在 流动状态下 可与靶点接触 并与 之 ()
分子影像学是指在 传统 的影像 学方法 中引入 成像造 影
剂在分子或细胞 水平 观察 、 分析和测量生 物体 内某一生 物学 过程或疾病某一阶段特 定分子标 志物 ( 如肿 瘤特异 性抗 原、
血管生成因子和凋亡标 志物 ) 的影像学 方法 , 包括 分子磁 共 振成像 ( lcl g ecrsnn eiam n , R ) 生物 mo ua mant o ac g ig mM I 、 e r ie m 发光 显微 镜 (pia bo mn sec ) 荧 光 显 微 镜 ( pia ot l iu iecne 、 c l ot l c l rsec ) 单光 子 发射 计 算机 断 层成 像术 ( i l—htn f oecne 、 u s gepoo n e i incm u dt orp yS E T 和正 电子 发射 断层 成 m s o o p t m gah ,P C ) s e o

超声微泡造影剂携基因无创性开放血脑屏障的研究进展

超声微泡造影剂携基因无创性开放血脑屏障的研究进展

综述超声微泡造影剂携基因无创性开放血脑屏障的研究进展刘芳朱家安陈剑由于血脑屏障(blo od bra i n barrier)以及复杂的解剖因素,中枢神经系统疾病的治疗效果往往不甚理想,基因治疗为中枢神经系统疾病提供了一种新的治疗途径。

超声联合微泡介导基因转染是近年来兴起的一种基因转染技术,与传统的基因载体相比,超声微泡造影剂不仅克服了细胞损伤大、免疫原性、细胞毒性和转染率低下的问题,而且能够使血脑屏障可逆性短暂开放,成为中枢神经系统领域研究的一大热点。

一、超声微泡造影剂在中枢神经系统基因转染中的应用具有治疗作用的微泡为内含大分子量气体的球形体,表面包被着一层起稳定作用的物质,如油类、脂质体、蛋白质、多聚体和表面活性剂等[12]。

微泡在液体中的稳定性主要取决于微泡的体积、培养基的温度、气体密度及表面包被物的性质等[2]。

微泡在超声介导下可引起空化作用[3]。

在这一过程中,微泡压缩、膨胀并发生内爆,产生的能量可引起声孔效应,即细胞膜可逆性地对大分子物质开放,大分子可以进入细胞并被细胞捕获[45]。

载有基因的微泡在超声照射下破裂,释放的基因可通过细胞表面的孔道进入靶细胞内,从而发挥治疗作用。

增大声压、延长超声照射时间、降低超声频率以及提高造影剂的浓度均可增强空化作用[67]。

作为一种新型的非病毒基因载体,超声微泡造影剂具有以下优点:(1)可视性:利用声像图和超声组织定位的方法可监控其释放过程和对组织的作用情况,确保定位更加准确[8]。

(2)安全性:超声介导下微泡破裂可使细胞膜通透性发生短暂的、可逆性的改变,对细胞活性影响较小,无细胞毒性和免疫原性,是一种安全、无创的基因载体[910]。

(3)易于制备:与病毒载体相比,微泡制备简便,可以实现大规模的生产。

(4)可逆性开放血脑屏障:研究发现超声介导微泡破裂能够使血脑屏障可逆性地短暂开放,在无创情况下使基因发挥治疗作用成为可能[11]。

为了证实超声微泡造影剂在中枢神经系统基因转染中的应用价值,Tan i ya m a 等[12]将携带绿色荧光素酶的裸质粒DNA 同Optiso n(表面由白蛋白包被的第二代造影剂)共同注射到小鼠脑内,在注射部位进行超声照射。

苯乙烯类菁染料pH探针的合成与活细胞成像

苯乙烯类菁染料pH探针的合成与活细胞成像

角色.研究 细胞 内 p 的动 力学对 理解 细胞 内生理机 能 的调 节机 制至关 重要 .检测细 胞 内 p H H值 的方
法有 很多 , 如微 电极 与核磁共 振等 , 而荧 光显微 镜法更 灵敏 , 更方 便 , 因此 近几年荧 光 p H探针被 广泛 用于 监控细胞 内 p 的变 化 .一般 情况 下 细胞 内存 在两 个较 宽 的 p H H范 围 : H = . p 6 8~7 4 . ,如 细胞 质 ;p 4 5~ . ,即所 谓 的酸性 细胞 器 ,如溶 酶体 .已经有 大 量 的 p 探 针适用 于 细胞 质 的定 性 H= . 6 0 H
QTf S — 气相色 飞行时间高分辨质谱仪( 国 Mc m s公司) V r nIO A4 0 40M z oM 英 io a r s ; aa V (0 H ) i N 0
型核磁 共振 仪 ( 国 V r n公 司 ,T S为 内标 ) T—. 0 Fl 美 ai a M ;P I 7 ex荧 光 分 光 光度 计 ( 国 P I 司 ) C 0 i 美 T公 ;
HP8 5 一 3型紫外 分光光 度计 ( 国惠普公 司 ) B 一1 S型误差 为万分 之一 的电 子天平 ( 国 S r r s 4 美 ; S2 0 德 at i 公 ou 司 ) L I I H计 ( 国上 海 ) e aT SS 2激光 共 聚 焦 扫 描 电镜 ( 国科 学 院大 连 化 学 物 理 研究 ; E C p 中 ;L i C .P c 中
收 稿 日期 : 0 90 - . 20 -92 5
S h me 1 S n h t o t f p o e A c e y t e i r u e o r b c
基金项 目:国家 自然科学基金( 批准号 : 00 04, 0 70 2 2 5 6 1 ) 24 6 0 2 52 1 , 0 30 0 资助 联系人简介 : 彭孝军 , , 男 博士 , 教授 ,主要从事染料及分子荧光探针的研究

北京大学科技成果——拉普拉斯域光学乳腺影像系统(LD-DOT)

北京大学科技成果——拉普拉斯域光学乳腺影像系统(LD-DOT)

北京大学科技成果——拉普拉斯域光学乳腺影像系
统(LD-DOT)
项目概述
拉普拉斯域光学乳腺影像系统(LD-DOT)是一种基于漫反射光成像原理的功能成像手段。

有别于基于形态学进行诊断的传统医学成像手段,它利用不同病变的乳腺组织对光的漫反射程度的不同,通过得到双乳全局血管微循环特征参数的定量分布来诊断组织病理属性(正常/良性/恶性)以及分布范围,探测深度可达6厘米以上,扫描过程安全快速,结果直接客观,是一种经济高效的诊断乳腺病变的无创方法。

应用范围
本系统可用于例行的乳腺检查、乳腺癌筛查,提供定量的生理信息可帮助医生对患者进行早期的乳腺癌诊断,准确区分正常组织与良性、恶性肿瘤。

由于该系统便携程度高,不仅适用于医院、体检中心筛查,也适用于流动医疗工作站。

另外,系统技术也可扩展到脑血管相关研究,如中风监控、脑活动跟踪等。

技术优势
系统技术先进性主要体现在:
(1)成本低廉成像质量高
DOT领域的自主技术创新(美国专利8649010),克服传统DOT 技术以及常用影像学手段无法兼顾成像质量和成本的局限;
(2)准确性高
由定量生理信息的检测来形成诊断依据,灵敏度,特异性均高于其他影像学方法,不存在读图差异;
(3)无创且无放射性
使用对人体无害的低能量近红外光,适用不同年龄段广大人群密集跟踪检查;
(4)便携度高,对环境无特殊要求。

研究阶段
该技术前期已在新加坡国家肿瘤中心进行了临床验证,目前正在制造第二代样机,并与相关三甲医院达成人体实验合作意向,处于中试早期阶段。

设备目标市场定位于体检机构、高端美容院、社区医院等。

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Encoded
image
The basic concept of penumbral imaging is given in section 2. The blind reconstruction method is presented in
*This work was supported in part by the Institute of Laser Engineering, Osaka University. Figure 1: The basic concept of penumbral imaging.
multiplication as
|8| lo estimate R from the power cepslrum of the penumbral
image (/>) as a preprocessing of decnnvolution. The cepslrum
is defined by the Fourier transform of a log Fourier transform
difficult to search the zero points because the penumbral image
is always with noise.
where R is the radius of the cylinder, which is dependent on the radius (/) of the aperture and the magnification (M) of the camera (R=r(\+M)). Estimation of o(r) can be simplified to
may be deconvolved. Usually a Wiener filter is used for
yielding an
The technique uses the facts that spatial information can be recovered from the shadow or penumbra that an unknown source casts through a simple large circular aperture. Since such an aperture can be "drilled" through a substrate of almost any thickness, the technique can be easily applied to very penetrating radiations [3], [4], [5] such as neutrons and y rays.
Object
new reconstruction method based on power cepstrum of the penumbral image, which does not require exact information
about the aperture function, since the aperture function is not known or known with some error in many experiments.
It is easy to show that the encoded image p(r) is given by
[6]
= a(
I. Introduction
Penumbral imaging [1], one of coded aperture imaging
k+k
(1)
function
where o(r) is the aperture function or point spread
high-energy photons; such objects arise, for example, For these high-energy photons,
(e.g., lenses) are not applicable.
nuclear medicine, x-ray astronomy, and laser fusion studies. classical imaging techniques
n. Penumbral Imaging
The basic concept of the penumbral imaging technique is shown in Fig. I. The encoded image consists of a uniformly bright region surrounded by a penumbra (hatched region).
(penumbral aperture), filters, and a sensitive x-ray CCD cemera
Penumbra
as a detector. The x-ray images with photon energies of 5keV
and lOkeV to 30keV have been obtained. We also propose a
alone, which is known as a blind deconvolution problem[6].
Detector பைடு நூலகம்perture
In this paper, we describe the use of penumbral imaging
technique for hard x-ray imaging of laser-imploded targets. The imaging system consists of a large circular aperture
that of/?.
Since the zeros arc periodic in A(u), we use a technique|7|.
By taking Fourier transform of both sides of Eq.(l), we can rewrite the convolutional relationship of (I) into one of
Abstract
We describe the use of penumbra! imaging technique for hard
section 3 and the imaging system with a sensitive x-ray CCD
camera is given in section 4. The experimental results are
7.OUR, 10.2/tf, 13/3//?, and 16.5/tf, which are inversely
0
;
\r\>R
|rl</?,
1/(2/?);
(2)
proportional to R. The zeros of A are zeros of P. Thus R can
be estimated by searching the zero crossing point of the frequency response of the penumbral image p. But it is usually
as
where P,
A,
O are the Fourier transforms of p.
a,
o,
(5)
respectively, and u
is the spatial frequency. The Fourier
A (u)=J, (/?«)/(/?«)
shown in section 5.
x-ray imaging of laser-imploded targets. The technique uses the
facts that spatial information can be recovered from the shadow
or penumbra that an unknown source casts through a simple large circular aperture. The imaging system consists of a large circular aperture (penumbral aperture), filters, and a sensitive x-
Information about the source is encoded in this penumbra.
ray CCD camera as a detector. The x-ray images with photon energies of 5keV and lOkeV to 30keV have been obtained. We
detector, respectively; L2ILX
is the magnification of the
camera; and * denotes the convolution. If the exact point spread function o(r) is a priori known, the source function oft)
also propose a new reconstruction method based on power cepstrum of the penumbral image, which does not require exact information about the aperture function.
66
Y.-W.Chen, RKodama, Z.Nakao : Penumbra! Imaging of Laser-Imploded Targets and Its Blind Reconstruction
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