高压冷冻及冷冻替代技术在不同生物样品超微结构中的应用

高压冷冻仪在固定样品时,高压和冷冻基本是同步发生的,使得生物样品在数毫秒的时间内被瞬时固定,保证其内部结构接近于生理状态,有效减少了化学固定法中的化学试剂对细胞结构的破坏,极大程度保存了细胞在近似自然状态下的超微结构。本文分别采用化学固定法(CF)和高压冷冻固定法(HPF)对小鼠的睾丸组织、Hela细胞和酵母进行了样品制备,旨在比较这两种方法对不同生物样品超微结构的影响,促进高压冷冻-冷冻替代(HPF-FS)技术在生物学中的应用。透射电镜(TEM)观察结果显示:与传统的化学固定相比,高压冷冻固定可以清晰、完整地保存生物样品的膜结构和亚细胞器结构,细胞形态更加接近自然。     

高压冷冻技术在拟南芥细胞微结构研究中的应用

高压冷冻技术是指以高压冷冻固定为主要内容的一种电镜技术。该技术可以充分、快速固定样品的同时,避免引入操作干扰,使得电镜结构更接近样品生活状态。本文利用拟南芥为材料,比较了高压冷冻固定及冷冻替代制备的电镜样品同常规化学固定、室温梯度脱水方法所制备样品的差异。结果显示,在拟南芥根及叶片中,高压冷冻技术可以有效地避免常规制备样品中的细胞壁收缩,细胞质不均匀分布,高尔基体及质体收缩,细胞膜及液泡膜皱缩甚至断裂等现象,使细胞结构更接近其生活时的状态。     

西瓜花叶病毒和小西葫芦黄花叶病毒复合侵染南瓜的透射电镜诊断

应用透射电镜和RT-PCR技术对浙江龙游的南瓜黄化花叶病株进行病原诊断,电镜负染色观察到病株汁液中存在大量线状病毒粒子,超薄切片观察到病叶细胞质中存在III型、Ⅳ型两种类型的风轮状内含体,细胞质中膜结构增生形成许多小泡结构,叶绿体产生周边空泡。用西瓜花叶病毒(WMV)和小西葫芦黄花叶病毒(ZYMV)特异性引物扩增到622 bp和696 bp目的片段,序列测定发现与WMV和ZYMV同源性分别为88%~95%、93%~99%。根据以上结果诊断南瓜病株为WMV和ZYMV复合侵染。     

高压快速冷冻技术在两种培养细胞超微结构中的应用

高压快速冷冻(high-pressure freezing,HPF)能使样品在高压下毫秒内从室温降到液氮温度,所有分子瞬间固定在原位,随后启用冷冻置换(freeze substitution,FS),在低温下缓慢固定的同时用有机溶剂替代样品中的水分,从而保存样品的细微结构接近自然状态.本文使用高压快速冷冻/冷冻置换方法对草地贪夜蛾细胞(sf9细胞)和感染沙眼衣原体的小鼠成纤维细胞(McCoy细胞)进行电镜制样观察,同时对比传统化学固定两种细胞超微结构的差异.结果发现,利用HPF/FS技术,两种细胞中的膜结构、细胞骨架结构更能良好地保存,核膜、高尔基体和囊泡膜平滑完整,无皱缩或断裂,细胞形态更接近自然状态.     

感染番茄斑萎病毒和番茄环纹斑点病毒的植物叶片细胞病理变化观察

应用透射电子显微镜观察比较了番茄斑萎病毒（ TSWV）和番茄环纹斑点病毒（ TZSV）感病植物叶片的细胞超微结构,发现两种病毒在病变细胞内的形态及细胞病理变化特征相似,但病毒含量及细胞受损程度存在明显差异。与TSWV相比,TZSV侵染细胞的病变程度更为严重,叶绿体产生大的囊泡,片层结构被破坏,线粒体也发生囊泡化,而TSWV侵染的细胞内线粒体保存相对完好。高压冷冻－冷冻置换制备的样品细胞病理结构与常规化学固定的相似,但对膜结构的保存更加良好。该结果从细胞病理学上证明了TZSV在田间对农作物造成的危害更加严重。     

高压冷冻-冷冻替代技术在神经组织超微结构中的应用

采用高压冷冻-冷冻替代技术对小鼠和线虫这两种模式生物的神经组织进行了样品制备、超薄切片和电镜观察,并在取材方式上进行了摸索,旨在比较化学固定法(CF)、高压冷冻固定法(HPF)和化学-高压冷冻联合固定法(CF+ HPF)三种不同方式对神经组织超微结构的影响,促进高压冷冻-冷冻替代技术在神经生物学中的应用.透射电镜观察结果显示:与传统的化学固定相比,高压冷冻固定对神经组织样品具有较好的优势,能够减少化学处理所产生的人工假象;另一方面,对于不同动物的神经组织而言,所适用的固定方式也不相同,鼠脑适用于活检枪(biopsy gun)取样后直接进行HPF固定,所得结构比较完整,神经组织微观结构清晰.而在高压冷冻之前选用CF进行预固定,能加大样品结构保存的完整性,但在膜的细腻程度上不如直接进行高压冷冻制样的结果.线虫样品由于存在较厚的体壁保护,它更适于直接进行HPF处理,从而缩短了固定前的滞留时间,可有效保留腹部神经元超微结构.     

高压冷冻及冷冻替代样品制备方法在体扫描电镜中的应用

高压冷冻及冷冻替代技术是一种利用高压和低温对含水组织样品进行瞬间冷冻固定和低温脱水的电镜样品制备技术,它因可以保存更加真实的细胞超微结构而常应用于透射电镜观察和分析。本文利用模式动物小鼠为材料,将这种技术应用于体扫描电镜的样品制备,并与常规化学固定的样品制备进行比较。结果显示在小鼠心肌组织中,高压冷冻及冷冻替代技术可以有效避免常规制备样品中的细胞器膜结构皱缩、细胞质分布不均匀、细胞核膜收缩形成锯齿状、甚至局部断裂等现象,使细胞超微结构更接近其生活时的状态。     

大鼠心肌组织的低温快速冷冻及冷冻置换研究

生物组织的快速冷冻及冷冻置换技术已被用于生物X射线能量色散谱分析的样品制备。快速冷冻能够较好地保持生物组织的结构形态,减少组织移位和组织内元素或离子的丢失、移位、重分布,使生物EDX定量微区分析结果更精确。本文主要探讨了心肌组织及一些细胞器在快速冷冻中的冷冻损伤机理,对心肌组织、细胞间隙、线粒体、细胞核和质膜的冷冻损伤作了较全面的探讨。     

水生植物冷冻扫描电镜和常规扫描电镜成像效果比较

比较了三种水生植物(单星藻、芜萍和水蓑衣)的冷冻扫描电镜和常规扫描电镜成像效果,两种方法观察到的样品表面结构差异明显.冷冻扫描电镜下的样品形态饱满、无塌陷皱缩,藻细胞表面的脊状凸起和水生植物叶片上的气孔结构清晰、无变形;而常规扫描电镜冷冻干燥的样品因脱水皱缩变形,甚至表面部分塌陷.冷冻扫描电镜可以有效地解决水生植物样品因脱水而皱缩变形的问题,最大程度地保持样品原本的细微结构特征,非常适合用于含水量高的水生植物样品的超微结构观察.     

高压冷冻技术及其在植物细胞超微结构中的应用

冷冻固定技术可以将生物组织和细胞内所有结构和成分同时固定。因此避免了因化学渗透固定而引起的各种假象。通常,在常压下冷冻技术仅能使生物样品表面１０～３０μｍ厚度得以充分固定,而高压冷冻技术则能使样品有效固定厚度增加至６００μｍ。尽管植物组织细胞具有特殊的结构－厚壁和含大量水分的液泡,使冷冻固定较为困难,但利用高冷冻技术仍能使２００μｍ厚度的样品得到充分固定,而且能够捕获近似自然状态的细胞超微结构。本     

芜菁花叶病毒(TuMV)侵染对寄主植物光合作用的影响

本文以青菜（Brassica chinensis)和芥菜（B.juncea)的健康株及接种芜菁花叶病毒（TuMV)的感病株为材料，比较测定了两者的光合作用参数、观察了细胞病变和叶绿体超微结构变化。结果表明：受病毒侵染青菜和芥菜的叶绿素含量、光合速率、气孔导度、蒸腾速率比对照明显降低，Hill反应活性分别下降了64.49%和59.83%。病变细胞质内分布大量线形病毒粒子和柱状内含体，叶绿体片层结构发育差，淀粉粒积累减少，后期畸形肿胀，膜结构破裂直至解体。     

A Combination of Cowpea Mosaic Virus and Immune Checkpoint Therapy Synergistically Improves Therapeutic Efficacy in Three Tumor Models

Immune checkpoint therapy (ICT) has the potential to treat cancer by removing the immunosuppressive brakes on T cell activity. However, ICT benefits only a subset of patients because most tumors are “cold”, with limited pre‐infiltration of effector T cells, poor immunogenicity, and low‐level expression of checkpoint regulators. It has been previously reported that Cowpea mosaic virus (CPMV) promotes the activation of multiple innate immune cells and the secretion of pro‐inflammatory cytokines to induce T cell cytotoxicity, suggesting that immunostimulatory CPMV could potentiate ICT. Here it is shown that in situ vaccination with CPMV increases the expression of checkpoint regulators on Foxp3^?CD4⁺ effector T cells in the tumor microenvironment. It is shown that combined treatment with CPMV and selected checkpoint‐targeting antibodies, specifically anti‐PD‐1 antibodies, or agonistic OX40‐specific antibodies, reduced tumor burden, prolonged survival, and induced tumor antigen‐specific immunologic memory to prevent relapse in three immunocompetent syngeneic mouse tumor models. This study therefore reveals new design principles for plant virus nanoparticles as novel immunotherapeutic adjuvants to elicit robust immune responses against cancer.     

侵染西瓜的黄瓜绿斑驳花叶病毒快速检测

黄瓜绿斑驳花叶病毒（ CGMMV）是危害西瓜生产的重要病害,造成西瓜果实腐烂,失去商业价值。应用透射电子显微镜和单抗dot?ELISA技术对采自浙江温岭的西瓜病叶进行快速病原检测,电镜负染色观察到病株汁液中存在大量刚直杆状的病毒粒子,超薄切片观察到细胞质内存在整齐排列的杆状病毒聚集体,与烟草花叶病毒属（ Tobamovirus）的形态特征相符;进一步采用dot?ELISA技术进行血清学检测,显示西瓜病叶与CGMMV特异性抗体呈阳性反应,检测结果表明感染西瓜的杆状病毒为CGMMV。从而为侵染西瓜的CGMMV提供快速检测途径。     

A Patterned 3D Silicon Anode Fabricated by Electrodeposition on a Virus‐Structured Current Collector

Electrochemical methods were developed for the deposition of nanosilicon onto a 3D virus‐structured nickel current collector. This nickel current collector is composed of self‐assembled nanowire‐like rods of genetically modified tobacco mosaic virus (TMV1cys), chemically coated in nickel to create a complex high surface area conductive substrate. The electrochemically depo­sited 3D silicon anodes demonstrate outstanding rate performance, cycling stability, and rate capability. Electrodeposition thus provides a unique means of fabricating silicon anode materials on complex substrates at low cost.     

敦煌壁画数字图像拼接评价模型研究

针对敦煌壁画数字图像拼接后存在的评价问题,系统地分析了图像拼接质量客观定量评价的各种参数和方法,结合敦煌壁画数字图像的特点,提出了一种较完善的图像拼接结果评价标准模型。进而分别用Harris算法、SURF算法对数字图像进行拼接,并对拼接后的图像采用评价标准模型进行评价。通过大量实验证明,这一模型能更准确地反映人眼的主观感受。由于针对不同的场景,图像的各个指标都不尽相同,所以很难指定一个统一的指标标准,针对这一难题,实验中还添加了＂自定义设置＂,可以对各个指标进行调节,以适应不同的场合。     

地学基准数据对SAR地理编码图像拼接的影响

描述了星栽SAR-geocoding（SAR地理编码）图像的拼接处理过程。由于两幅图像在地理编码中采用的地图投影方式和地球模型不同，所以在拼接处理时，需要在同一坐标系下通过地学基准转换参数进行修正。地学基准转换参数的偏差会影响图像像素的地理经纬度和高程，从而影响图像拼接的精度。对Radarsat卫星地理编码图像的拼接处理表明：地学基准转换参数的变化会导致拼接图像有大约几百米的位置偏差。     

灰度校正在红外序列图像拼接中的应用

为满足红外图像无缝拼接的需要,提出了一种基于红外序列图像的灰度非均匀性校正算法.该算法利用灰度非均匀区域的相对稳定性,通过对拍摄的大量红外序列图像求平均,获得相机灰度校正的模板图像.然后利用此模板对各帧图像进行校正,实现在同一幅度照射下各像素灰度的一致性.最后利用由HJRG-001型红外热像仪获得的红外视频图像序列进行...     

基于SIFT的边缘局部仿射的图像拼接算法

本文针对累计误差形成的多幅图像拼接产生畸变的问题,提出了一种基于边缘局部仿射的拼接算法,在拼接过程中逐步衰减仿射变换,使得图像在拼接过程中逐渐降低过仿射带来的畸变.同时为从视觉上分析图像拼接过程特征点的变化情况,本文还提出了一种基于特征点的骨架图算法,通过拼接后骨架图的图像来分析各种拼接算法.可以广泛应用于拼接算法的测试过程.     

基于干涉条纹傅里叶分析技术对拼接光栅调整偏角的计算分析

阶梯光栅共相拼接技术是实现增大光栅尺寸、进一步提高天文光谱分辨率(天文光谱分辨率R>105)的关键。为了提高中阶梯拼接光栅的调整角度精度,本文基于干涉条纹傅里叶分析,提出了一种干涉条纹空间载频频率的九像素平均算法;然后结合干涉条纹光栅拼接技术,模拟了不同角度偏差下的条纹变化及其相应的傅里叶分析角度计算,在实验上实现了对系统角度调整系数的标定以及对傅里叶算法计算的调整偏角精度的分析,获得了拼接光栅调整系统中角度最大计算误差精度小于0.4μrad的结果,为天文上应用的大尺寸拼接光栅的共相调节提供了理论支持。     

基于改进型特征匹配的图像拼接方案设计

探讨了图像拼接技术,分析了几种常用的配准算法,指出各算法的优缺点及适用环境,并综合考虑了图像拼接的信息提取、特征匹配、变换模型及图像融合等环节,提出一种基于改进型特征匹配的拼接设计方案,显著提高了图像拼接的准确率和效率.