血管生成图像分析

血管内支架取栓治疗是急性缺血性中风（AIS）护理标准的一大进步。机械血栓切除术（MTB）后血栓随支架回收器嵌入的方式尚未明确。瑞士研究人员利用扫描电子显微镜（SEM）分析了AIS患者机械血栓切除术后植入支架回收器后回收血栓的外观。研究人员观察到，组成不同的血栓，其组织和结构致密性也不同。支架的附着方式因血栓成分和组织而异。急性缺血性中风（AIS）是西方世界获得性缺陷的第一大原因，也是第二大死亡原因。临床实践中引入血管内治疗后，AIS的护理标准发生了革命性的变化。机械血栓切除术（MTB）策略允许通过提取阻塞大脑动脉的血栓来恢复脑血流。尤其是，带支架回收器的血栓切除术非常有效，它仅在血栓抽吸不能提供必要的再通时使用。血栓附着在支架回收器上的方式仍有待阐明。了解血栓主要成分、红细胞和纤维蛋白的变形性和摩擦特性，使科学家能够设计血管模型的参数研究，并预测各种血栓切除技术的有效性。然而，与体外人工生成的血栓相比，从患者身上提取的血栓在成分、形态和机械性能方面本质上更为复杂和多样。最近一项专注于血管内技术恢复的人类中风血栓力学特性的研究报告称，与富含红细胞的血栓相比，纤维蛋白/血小板含量增加的血栓硬度增加。后者也被认为更容易被MTB萃取。虽然血栓切除术后患者血栓如何嵌入支架回收器中的可视化可以提供有用的信息，但这仍然是一个未充分探讨的话题。在体外表征技术中，扫描电子显微镜（SEM）可以呈现血栓细胞含量和纤维蛋白组织的形态学信息，是唯一能够提供血栓结构与支架附着相关的高分辨相关细节的技术。在这方面，迄今为止进行的体外研究很少，仅限于血栓的外部观察，指出了机械性夹闭和粘附是血栓合并的主要手段。在这项研究中，研究人员用显微镜图像分析了从AIS患者身上取出的不同成分血栓被纳入支架的方式，并强调了它们的潜在结构特征、共同点以及锚定在支架上时的差异。富含红细胞的血栓合并到支架回收器上。（a） 光学显微照片。（b） SEM显微照片拼贴。（c） 血栓段的横截面，显示致密的核心、多孔的外围和纤维蛋白外层。血栓表面可见血管组织残余物（箭头）。（d） 由多面体组成的致密核心的高倍视图。（e） 血栓段之间存在纤维蛋白串。（f） 白细胞和血小板附着在纤维蛋白串上（放大图（e），区域用箭头标记）。富含红细胞的血栓附着在支架上的方式。（a） 支架支柱穿过血栓突出。（b） （a）的高倍视图（虚线矩形），显示血小板帽和双凹红细胞。（c） 血栓符合支架支柱。（d） c（箭头所示区域）的高倍视图，显示血栓与支架的接触面积。（e） 相邻支架支柱之间的纤维蛋白桥。（f） （e）的高倍视图（箭头所示区域）。中间血栓并入支架回收器。（a） 光学显微照片。（b，c）支架上血栓的SEM图。插入（c）视图中的血栓切片和锚定部位的支架支柱。（d） 润湿支架表面的纤维蛋白串（由a、d中的箭头指示）。（e） 血栓附着在支架支柱上。（f） 切开致密血栓，显示与支架支柱的接触区域（箭头所示）。（g） 与支架接触处血栓表面的高倍视图（箭头所示）。中间血栓的紧密结构。（a） 扫描电镜下血栓横截面图。（b） 血栓周围的致密结构，红细胞簇包裹在血小板和纤维蛋白的致密基质中。（c） 血栓的致密核心，显示多角体聚集在纤维蛋白和血小板的致密基质中。（d） （c）的高倍视图，显示纤维蛋白血小板基质。支架回收器中整合的富含纤维蛋白的血栓。（a） 光学显微照片。（b） 低倍SEM视图。（c） 血栓支架界面的近距离SEM视图（支架支柱被切割，以便更好地观察）。血栓和支架支柱之间没有粘连（箭头所示）。富含纤维蛋白的血栓分析。（a） 血栓的横截面。（b） 血栓较大部分（a中标记为“1”）上可见骨折的近景，以及虚线椭圆形标记区域的高倍放大图。（c） ，（d）在（a）中标记为“2”的区域的近距离视图。（c） 横切面进入细胞壁，空腔内散在红细胞和白细胞。（d） 空腔内的广阔视野。（e，f）包裹在支架支柱周围的血栓段的横截面（a中标记为“3”）。（e） 松散堆积的纤维蛋白区。（f） 致密区域有多面体红细胞，纤维蛋白之间有白细胞。瑞士研究人员对富含纤维蛋白的血栓的研究结果总结如下。富含纤维蛋白的血栓呈片状，有两种不同的结构组织。其中一个构成血栓体积的大部分，结构紧凑，由纤维蛋白束组成，纤维蛋白束相互连接，均匀排列，聚集在高纵横比（100–200µm厚，几百微米宽）的聚集体中。在纤维蛋白束方向，血栓片的弯曲角度较大，这表明其具有抗变形能力。在纤维蛋白束以外的其他方向，纤维蛋白片表现出更大的柔韧性，因为它会以较小的角度弯曲和扭转变形。另一种类型的结构组织由多孔和随机取向的纤维蛋白微区组成，大小为数十微米，有/无细胞成分。整体孔隙率、随机性和不均匀微区的大小允许多个方向的变形和血栓包裹支架支柱。由于孔隙率增加或成分充足，沿支架回收器合并的血栓与可变形的血栓区域结合。当血栓浸湿支架时，捕获物可以是粘着的，当血栓在支架支柱周围折叠而不紧密接触时，捕获物可以是非粘着的。在富含红细胞的血栓中，支架支柱可以通过非致密体积区域突出。颅内血栓中致密和非致密区域的范围、血栓的组成以及对支架表面的粘附亲和力是血栓被捕获到支架中的重要特征。

血管生成血管生成，即从已存在的血管中生成新血管。此通路是通过人体中存在的诸多互补和复杂的信号途径调节的。正常情况下，血管生成的相关诱导剂和抑制剂之间保持平衡状态。但对于创伤、缺氧或炎症继发等微环境破坏的条件下，此通路能做出迅速的应答。在各种慢性病理和肿瘤的情况下，血管生成的平衡状态被打破，导致异常的血管生成或新生血管。血管生成信号通路转导过程血管生成的激活导致促血管生成生长因子（vegf、pdgf、fgf和tgf等）的释放，这些因子将其受体结合到已有血管内的内皮细胞上，从而诱导pi3k/akt、erk1/2、smad和notch等多种途径的信号转导，引起内皮细胞增殖和迁移。内皮细胞利用基质金属蛋白酶和整合素来消化细胞外基质，迁移到新的区域，在那里它们延长并形成管子，产生新的血管。在肿瘤血管生成过程中，癌细胞刺激新血管的形成，为肿瘤输送氧气和营养。随着肿瘤的生长，位于肿瘤中心的细胞缺氧，使得转录因子hif-1α（缺氧诱导因子-1）稳定表达。该转录因子与hif-1β结合上调几种促血管生成基因的表达。此外，生长因子信号还刺激hif-1活性，以维持生长细胞的氧稳态。血管生成信号通路图 产品列表 *flt项目号产品名称规格cas包装细胞靶点ic50kis129593sorafenib tosylate≥99%475207-59-150mg,100mg,250mg,1g,5g无细胞raf-16 nmb-raf22 nmvegfr-290 nmvegfr-320 nmpdgfr-β57 nmflt-359 nmc-kit68 nmt127762tozasertib≥98%639089-54-625mg,100mgflt330 nms125267sp600125≥98%129-56-625mg,100mg,500mg,1g,5g无细胞jnk140 nmjnk240 nmjnk390 nmf127011foretinib (gsk1363089)≥98%849217-64-75mg,25mg,100mg无细胞met0.4 nmkdr0.9 nmq127558quizartinib (ac220)≥99%950769-58-15mg,10mg,50mg,500mgmv4-11flt3(itd)1.1 nm/4.2 nm rs4 11flt3(wt)1.1 nm/4.2 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nm/4 nma126830aee788 (nvp-aee788)≥97%497839-62-05mg,25mg,100mgegfr2 nmher2/erbb26 nme126318enmd-2076≥99%934353-76-15mg,10mg,50mgaurora a14 nmflt31.86 nmo126155osi-930≥99%728033-96-31mg,5mg,25mg,50mgkit80 nmkdr9 nmcsf-1r15 nmc126929cyc116≥99%693228-63-61mg,10mg,50mgaurora a8.0 nmaurora b9.2 nmvegfr244 nmk125876ki8751≥98%228559-41-95mg,25mg,100mgvegfr20.9 nmt129747telatinib≥99%332012-40-51mg,5mg,10mg,50mgvegfr2/36 nm/4 nmc-kit1 nmpdgfrα15 nmp126419pp121≥98%1092788-83-410mg,50mgpdgfr2 nmhck8 nmmtor10 nmvegfr212 nmsrc14 nmabl18 nmdna-pk60 nmp125184pazopanib≥99%444731-52-625mg,100mg,500mggfr110 nmvegfr230 nmvegfr347 nmpdgfr84 nmfgfr74 nmc-kit140 nmc-fms/csf1r146 nmk125907krn-633≥97%286370-15-85mg,25mg,100mgvegfr1170 nmvegfr2160 nmvegfr3125 nm

通过贝塞尔光束双光子显微镜检测毛细血管血液循环问题的新方法，可能会导致相关疾病的治疗方法的发展。国际光电工程学会9月13日消息对于血流和氧气供应的变化，大脑可能是最敏感的器官。即使是短暂的毛细血管血流中断（或称“失速”）也可能表明急性神经系统问题。有证据表明，阿尔茨海默病和帕金森病等慢性疾病与失速事件（stalling events）密切相关。因此，研究失速的影响可能会导致这种疾病的治疗方法的发展。然而，尽管在过去的几十年里，医学成像取得了巨大的进步，但识别毛细血管中的失速仍然是一个艰巨的挑战。光学相干断层扫描（Optical coherence tomography ，OCT）是目前监测小体积内毛细血管的最佳方法。但是这种方法存在时间分辨率差的问题，这意味着它只能捕获长时间的失速事件。此外，分析通过 OCT 收集的数据以确定失速事件需要大量的手工工作。John Giblin 博士在最近发表在国际光电工程学会（International Society for Optics and Photonics，SPIE）期刊《神经光子学》（Neurophotonics）上的一项研究中，由美国波士顿大学（Boston University，BU）的 John Giblin 博士领导的一个研究小组试图解决这些问题。利用定制的装置，研究人员展示了一种名为贝塞尔光束双光子显微镜（Bessel beam two-photon microscopy）的技术的潜力，该技术可以获得脑毛细血管的容积图像。此外，该团队还提出了一种创新的分析方法，可以半自动地识别失速事件。论文题目“贝塞尔光束双光子显微镜高通量检测毛细管失速事件”（ High throughput detection of capillary stalling events with Bessel beam two-photon microscopy）。研究于2023年9月12日发表在《Neurophotonics》（最新影响因子：5.3）杂志上但什么是贝塞尔光束双光子显微镜？双光子显微镜是一种广泛使用的成像方式，它利用激光激发样品中的荧光分子。发光必须同时发生两个光子与荧光分子的碰撞，这可以大大降低背景杂波。此外，利用贝塞尔光束，一种具有独特强度分布的激光束，使其能够在相对较长的距离内保持聚焦在狭窄的空间内，使该技术更具前景。由于这种方法，研究人员可以大约每两秒获得 713 × 713 × 120 μm3 体积内所有毛细血管的清晰图像。在这些图像中，通过聚焦红血球的运动，可以直接检测到失速，红血球以阴影的形式出现。如果细胞停留在毛细血管内的同一位置连续两帧或更多帧，这意味着毛细血管内的血液流动已经停止。与 OCT 相比，使用贝塞尔光束双光子显微镜的方法可以更快地生成图像，提供更好的时间分辨率。然而，这种设置产生的大量数据只会加剧数据分析的问题。因此，该团队提出了一种方法，可以更容易地识别失速事件。所提出的分析程序依赖于这样一个事实，即在双光子图像中沿失速毛细血管的强度将保持相对不变。研究人员实现了一种算法来计算单个毛细血管的帧间强度相关性，高相关性意味着毛细血管已经停止运转。通过可视化计算出的相关性，而不是原始的强度图像，研究人员发现识别失速事件更容易、更快。研究小组通过小鼠体内实验测试了他们的半自动数据分析技术，以探索卒中前后失速的变化。提出的策略将分析所需的时间缩短了一半。此外，可视化强度相关性被证明比“盲目”观察原始图像更可靠地检测失速。与 OCT 不同，这种成像策略也能够检测到短暂的失速事件。此外，贝塞尔光束双光子显微镜使血管直径的估计基于荧光强度。为了展示这一特征，研究人员调查了失速事件与动脉扩张之间的关系，发现扩张的血管可以短暂地减少失速。《神经光子学》副主编、约翰霍普金斯大学（Johns Hopkins University，JHU）眼科学和生物医学工程教授 Ji Yi 评论道：“综合来看，这项研究的发现证明了贝塞尔光束双光子显微镜在探索大脑循环系统的复杂运作及其对神经系统健康的影响方面的力量。”在不久的将来，检测失速的全自动方法有望帮助科学家调查、诊断和评估脑部疾病的治疗方法。创立于1839年的波士顿大学

【研究背景】血管生成是指从现有血管中内皮细胞生长而生成新的血管，一旦血管开始生成，被称为细胞的特殊内皮细胞就会开始发芽过程。由此，血管芽内皮细胞的长出标志着血管生成的开始，这一过程在生理学和病理生理学过程中至关重要。然而，细胞外基质（ECM）的机械特性如何调节细胞的形成在一定程度上被忽视了。细胞的特性是血管生成和组织工程的关键，它可以定向迁移到无血管区域，对终形成的血管形态起决定作用。迄今为止，各种生化信号分子因素如 MST1-FOXO1等多见报道，然而功能血管的建立需要生化和生物力学信号线索的结合，后者取决于组织工程和再生医学中使用的生物材料的特性。近期，北京大学口腔医学院的郭亚茹博士以作者在Bioactive Materials发表了题为：Matrix stiffness modulates tip cell formation through the p-PXN-Rac1-YAP signaling axis的研究文章。文章报道了基质硬度通过p-PXN-Rac1-YAP信号轴调节细胞形成，这项工作不仅有助于在组织工程和再生医学中寻找佳材料，也为肿瘤治疗和病理性血管再生提供了新的治疗策略。在生物材料设计和治疗一些病理情况方面具有特殊意义。邓旭亮教授为本文通讯作者。【研究概述】在这项研究中，作者研究了基质硬度对细胞形成的影响，并探索了基础机制。在肝癌细胞的外层发现CD31表达更高，组织硬度也更高。基质的硬度增加可以显著增加血管的生成和细胞富集基因的表达。硬度较大的基质增加了FAK和p-PXN的局灶黏附，提高了活性Rac1的水平，进而导致细胞骨架组织和细胞刚度增加。随后，YAP作为下游的力效应因子被激活并易位入核，上调靶基因的表达，终促进细胞的形成。p-PXN还可以减少细胞间的连接，从而促进细胞的形成。由此表明：基质硬度可通过p-PXN-Rac1-YAP信号轴调节细胞的形成。 【研究结果】硬度的增加还可以促进血管的生成（图1D），从三维（3D）EC球体（图1E）的芽入侵距离增加可证明这一点。与GM60和GM30凝胶（图1F）相比，硬凝胶（GM90）中球体的芽数量增加了2倍。qPCR分析表明，细胞富集基因，包括CD34、VEGFR2、DLL4、CXCR4、EFNB2和IGF2，在GM90基质（图1G）中显著上升。同时，更硬的凝胶中芽的宽度更厚，矩阵中含有更多和长的纤维状体（图1H和I）。由此数据表明，基质硬度增加可以促进血管生成和细胞的形成。图1. 基质硬度增强血管生成和细胞在体外和体内的形成。 在EC球形发芽模型中，从球体中产生的外层细胞和以下细胞分别被定义为细胞和茎细胞。未爬出球体的细胞被定义为密集细胞（图2A）。通过原子力显微镜（AFM），我们检测到每个细胞的16个位置，并制作了典型的力学热图（图2B）。细胞的刚度在数量上是茎细胞的两倍，是咽细胞的四倍（图2C）。此外，免疫荧光染色表明，细胞显示长应力纤维的增强组装，而在茎和密集细胞作用捆绑是相对较短的，并限制在细胞外围（图2D）。研究人员发现细胞中的YAT显示出明显的核定位，而YAT在咽细胞（图2D和E）中成为细胞质。通过免疫荧光、多功能单细胞显微操作系统FluidFM技术和原子力显微镜AFM，发现细胞扩散区域增加（图3A），粘附力（图3B和C）和细胞硬度（图3D），这表明 EC-ECM 连接增加，并通过 ECM 硬化提升细胞机械特性。另外，VP（YEP抑制剂）治疗显著降低了EC球体的延伸次数和芽入侵距离（图2F和G）。细胞富集基因也被VP（图2H）抑制。因此，可以推断基质硬度调节了ECs的细胞机械感知和机械传输，促进了YAC活化，终增强了细胞的形成。图2. 细胞、茎细胞和密集细胞的机械特性差异。图3. FluidFM粘附力检测过程示意图。 在确定了血管生成和细胞形成中EC亚型之间的机械差异后，作者探讨了ECM刚度通过PXN磷化调节细胞的形成，验证了 p-PXN 在硬 ECM 诱导细胞规范中的参与程度，进而推断，通过基质硬化强加的细胞形成需要PXN磷酸化。随后，作者验证了p-PXN-Rac1-YAP激活在ECM僵硬诱导细胞形成和血管生成体内的作用，研究人员通过在裸鼠体内皮下注射 HepG2 细胞创建肿瘤模型，并从 8 天起每天使用 VP 治疗一次（图4F）。4周后，在肿瘤胶囊（图4G）上发现发芽较少的血管，CD31、CD34和VEGF强度（图4H，图4I ）。VP治疗减少肿瘤体积（图4J）。这些数据表明p-PXN-Rac1-YAP信号轴与ECM硬化促进的细胞形成和血管生成有很大关系。图4. p-PXN-Rac1 通过激活 YAP 促进细胞的形成和血管生成。 图5. 发芽血管生成受ECM硬度影响的潜在机制的示意图。 综上，基质的硬度增加可以显著增加血管的生长、发芽和细胞富集基因的表达。硬度较大的基质增加了FAK和p-PXN在局灶黏附，提高了活性Rac1的水平，进而导致细胞骨架组织和细胞刚度增加。随后，YAP作为下游的力效应因子被激活并易位入核，上调靶基因的表达，终促进细胞的形成。 【研究意义】本研究加深了我们对细胞形成和血管生成机理的理解，有助于优化组织工程和再生医学的生物材料设计，为一些病理情况提供新的治疗策略。无论是组织工程还是血管再生，都应考虑机械特性，如针对细胞形成的刚度，以设计佳功能生物材料。此外，ECM可以在许多病理状态下变硬，如癌症的发展过程，随着变硬癌周围细胞数量的增加，迫切需要靶向p-PXN、Rac1或YAP的药物来有效防止肿瘤的生长和转移。 【研究利器】——FluidFM技术在生物活性材料领域的创新应用本实验研究人员采用了多功能单细胞显微操作系统——FluidFM技术，实现了单个细胞的分离，单个细胞粘附力的测量。瑞士Cytosurge公司多功能单细胞显微操作系统——FluidFM，是集原子力系统、微流控系统、细胞培养系统为一体的单细胞操作系统。主要功能包括单细胞注射、单细胞提取、单细胞分离、单细胞粘附力的测定、生物3D打印等。实验中FluidFM探针以3 μm/s靠近细胞，设定力为100 nN。当探针连接到到达设定点的细胞时，在探针中施加-650 mbar 的力，并保持5 s，以确保细胞被探针完全抓取。然后，在保持-650 mbar的压力，以1 μm/s的速度将探针抬高至100 μm的高度，从而将细胞从基板上完全分离。FluidFM系统完全记录了每个单细胞的Z轴高度和力距离曲线，并分析其粘附强度。每个条件下至少测量并获得20个力距离曲线。所有细胞粘附测量实验过程都是在 37 °C在5% CO2细胞培养环境下进行。图6. FluidFM进行单细胞分离示意图。 图7. FluidFM进行单细胞力谱测定示意图。 【文末小视频】 本研究实际DEMO视频【联系方式】为了更好的服务客户，Quantum Design中国子公司也为大家提供样品测试、样机体验机会，还在等什么？赶快联系我们吧！ 电话：010-85120277/78 邮箱：info@qd-china.com，期待与您的合作！【参考文献】[1] Y. Guo, F. Mei, Y. Huang, S. Ma, Y. Wei, X. Zhang, M. Xu, Y. He, B.C. Heng, L. Chen & X. Deng. Matrix stiffness modulates tip cell formation through the p-PXN-Rac1-YAP signaling axis. (2021) Bioactive Materials.

p 　　据悉，赛默飞将推出用于扫描电子显微镜的新解决方案Thermo Scientific ColorSEM。新的ColorSEM技术可以为科学家提供更完整的样品信息和更高的生产率。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/58be6c17-52eb-4e31-9d3a-52b1432a242c.jpg" title=" 00000.jpg" alt=" 00000.jpg" / /p p 　　Thermo Scientific ColorSEM技术包括集成元素分析和独特的彩色成像，它直接在简化的SEM用户界面(UI)内生成实时彩色图像，而无需切换到传统的能量色散X射线光谱(EDS)分析或其他用户界面。这种新技术允许用户从他们的样本中生成更完整的信息，对于没有经验的用户来说可能不那么令人生畏，并且与现有技术相比可以提高生产力。 /p p 　　“就像从黑白转向彩色电视一样，这种解决方案将使灰度SEM图像成为过去，” 赛默飞世尔科技公司材料和结构分析总裁Mike Shafer说。“立即获取彩色元素信息意味着我们的客户可以看到他们在常规SEM成像中可能会遇到的差异，并为所有经验水平的用户提供更直观的信息，从而推动他们的研究。” /p p 　　Thermo Scientific ColorSEM技术解决了两个用户问题： /p p 　　1. 它将SEM和EDS集成到一种技术中。研究人员经常使用SEM成像和EDS分析来确定样品的元素组成，这对于没有经验的用户来说可能是耗时且令人生畏的。通过将SEM和EDS集成到一种成像技术中，ColorSEM提高了生产率，并且无需从一个UI移动到另一个UI。更快，更易于使用的过程使学术机构能够在更高吞吐量的单个多用户实验室中容纳更多研究人员。 /p p 　　2. 它允许用户即时查看真实的元素内容，并按颜色区分。使用SEM的科学家，研究人员和工程师需要观察样品中的相似性和差异，但灰度SEM成像缺乏元素组成信息。使用新ColorSEM技术生成的元素内容是使用不同颜色自动生成的，允许用户立即查看缺陷或在样本区域中分辨功能。 /p p 　　据悉，ColorSEM技术将于2019年第四季度上市，更多详细内容请点击： a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/sh100537/C11112.htm" _src=" https://www.instrument.com.cn/netshow/sh100537/C11112.htm" https://www.instrument.com.cn/netshow/sh100537/C11112.htm /a & nbsp /p p br/ /p

研究内容：近红外二区（NIR-II）窗口的荧光成像在研究血管结构和血管生成方面引起了人们的极大兴趣，为早期疾病的精确诊断提供了有价值的信息。然而，由于荧光团的强光子散射和低荧光亮度，对深层组织中的小血管成像仍然具有挑战性。本文描述了作者在荧光探针设计和图像算法开发方面的共同努力。首先，使用聚合物共混策略来调节大型刚性NIR-II半导体聚合物的链堆积行为，以产生紧凑明亮的聚合物点（Pdots），这是小血管体内荧光成像的先决条件。进一步开发了一种稳健的Hessian矩阵方法来增强血管结构的图像对比度，特别是小血管和弱荧光血管。与原始图像相比，在全身小鼠成像中获得的增强的血管图像在信噪比（SBR）方面表现出超过一个数量级的改善。利用明亮的Pdots和Hessian矩阵方法，作者最终进行了颅骨NIR-II荧光成像，并在携带脑肿瘤的小鼠和大鼠模型中获得了高对比度的脑血管系统。Pdots探针开发和成像算法增强的研究为深层组织的NIR-II荧光血管成像提供了一种很有前景的方法。图1.（a）NIR-II半导体聚合物的分子结构。（b）由纯NIR-II半导体聚合物制备的聚集体或线状聚合物纳米结构的TEM图像。（c）通过将短刚性半导体聚合物与NIR-II半导体聚合物共混得到小球形Pdots的TEM图像。首先，作者研究了由两组氟取代的半导体聚合物制备的NIR-II Pdots的大小和形态，单纯的NIR-II聚合物纳米颗粒是通过再沉淀法制备的，透射电子显微镜(TEM)观察纳米粒子呈现大尺寸和线状形态。通过混合NIR-II聚合物和CN-PPV获得的Pdots的大小和形态发生了显著变化。从TEM图像可以看出，所有六种类型的混合Pdots均表现出小尺寸和球形形态，与纯CN-PPVPdots相似。CN- PPV聚合物在Pdots形成过程中具有协同效应，迫使大的刚性聚合物主链折叠并扭曲NIR-II聚合物的链堆积，从而形成小尺寸的球形形态。这表明混合具有小共轭长度的传统半导体聚合物是制备小尺寸球形NIR-II Pdots的可靠策略。图2. m-PBTQ4F Pdots与不同比例的(a)PSMA聚合物、(b) PS-PEG-COOH聚合物和(c) CN-PPV聚合物混合的TEM图像。实验证实，只有共轭聚合物，才能有效调节NIR-II半导体聚合物的链堆积行为，产生小球形的Pdots。作者研究了不同质量分数的NIR-II聚合物m-PBTQ4F分别与PSMA、PS-PEG-COOH和CN-PPV共混制得的纳米粒子的形态变化。对于PSMA和PS-PEG-COOH，所得到的大多数纳米颗粒都呈短丝状形态。虽然通过共混(1：1比例)可以减小粒子的尺寸，但粒子的尺寸分布很大，在透射电子显微镜中仍观察到部分椭圆形的纳米粒子。相反，当m-PBTQ4F与CN-PPV混合时，随着CN-PPV分数的增加，观察到了向单分散球形Pdots的明显形态演变。这些结果表明，共混刚性共轭聚合物可以有效调节NIR-II半导体聚合物的链堆积，得到致密的球形Pdots，而柔性两亲聚合物没有类似的效果。图3. (a)聚乙二醇化CN-PPV Pdots、m-PBTQ4F Pdots和 (b) 聚乙二醇化m-PBTQ4F/CN-PPV混合Pdots的吸收和发射光谱。(c)聚乙二醇化m-PBTQ4F/CN-PPV Pdots的流体动力学直径和TEM图像。(d)在808 nm连续辐射下ICG和Pdots在相同质量浓度的水中的光稳定性。为了使Pdots具有更长的血液循环时间，将m-PBTQ4F和CN-PPV聚合物组成的小尺寸Pdots进一步用两亲性PS-PEG-COOH官能化。观察三种类型Pdots的吸收和发射光谱，发现混合Pdots的吸收光谱与纯m-PBTQ4F和CN-PPV Pdots的吸收光谱一致。此外，混合的Pdots在可见光和NIR-II区域显示出双发射峰。动态光散射(DLS)测量和TEM结果显示，混合的Pdots呈球形，流体动力学直径约为20 nm。以临床批准的染料ICG为对照，对Pdots的光稳定性进行了表征，在808 nm激光持续照射2 h下，Pdots的荧光保持接近原始强度的88%，而ICG在10 min内完全光漂白，表明Pdots具有优异的光稳定性。与不同浓度的Pdots孵育24小时后的细胞存活率测定显示，Pdots的细胞毒性最小，静态溶血试验结果显示，Pdots的溶血活性可忽略不计。此外，在注射Pdots的小鼠的主要器官的苏木精和伊红(H&E)染色图像中未观察到明显异常。总之，这些结果表明聚乙二醇化m-PBTQ4F/CN-PPV Pdots是具有高亮度、光稳定性和生物相容性的小尺寸探针，有望用于体内成像应用。图4. (a)用于血管图像分割的Hessian矩阵方法示意图。(b)俯卧位采集的小鼠NIR-II荧光图像与(c)横截面强度分布。(d)仰卧位采集的小鼠NIR-II荧光图像与(e)横截面强度分布。首先进行预处理以抑制图像中的背景信号并增强血管的几何特征。进一步估计一系列的尺度因子，构造了平滑的高斯核，然后与图像进行卷积，得到Hessian矩阵的元素。然后，考虑管状结构的具体情况，推导出Hessian矩阵的特征值，最终得到血管增强图像。作者通过使用Pdots探针和Hessian矩阵方法展示了活小鼠的高对比度全身血管成像。。在静脉注射Pdots探针的小鼠的NIR-II荧光图像中，虽然注射的Pdots属于最亮的荧光团，但原始图像中几乎无法将荧光信号较弱的小血管与周围背景区分开，经Hessian矩阵法处理后，原始图像中的许多小直径血管和模糊血管均得到明显增强。从仰卧位的同一只小鼠的原始图像和增强图像中，血管结构明显增强，而来自肝脏的信号受到抑制，因为该方法只能提取具有管状结构的目标。图像处理后两条小血管的SBR较原图像增强了约13倍，说明Hessian矩阵算法对于提高全身荧光血管成像中弱小荧光血管的SBR有很强的效果。图5. 颅骨和头皮完整的小鼠的脑脉管系统的体内NIR-II荧光图像。(a)野生型C57BL/6小鼠和ND2:SmoA1小鼠的脑脉管系统NIR-II荧光图像以及(b)放大图像。(c)使用血管分割和量化算法，对野生型和荷瘤小鼠的脑血管系统中的血管长度和血管分支进行定量比较。接下来，作者使用NIR-II Pdots和Hessian矩阵法探索了小鼠脑深部组织血管成像。对正常小鼠和携带脑肿瘤的转基因ND2:SmoA1小鼠进行了头皮和颅骨脑部成像。与野生型动物相比，由于肿瘤的发展，ND2:SmoA1小鼠显示出更扭曲和紊乱的脑脉管系统，从原始荧光图像中很难识别横窦和小直径血管的轮廓，经Hessian矩阵法图像处理后，原始图像中多条小血管明显增强，横窦结构清晰。为了评估肿瘤生长中的血管形态，还定量分析了血管长度和血管分支，这些在原始图像中是无法获得的，因为它们的图像对比度低。从增强图像中提取的血管长度和血管分支统计分析表明，转基因脑肿瘤小鼠的这两个参数均显著高于野生型小鼠。血管形态的定量评估为研究肿瘤血管生成和诊断肿瘤恶性提供了一种有效方法。图6. 切除肝脏中血管的离体成像。(a)注射NIR-II Pdots期间肝脏中血管树的原始和增强图像以及(b)放大图像。(c)切除肝脏的照片。(d)从Pdots注射整个过程的NIR-II图像中获得的血管长度和(e)血管分支。(f)沿(b)中白色虚线标记的位置强度分布。接下来，进一步证明了使用NIR-II Pdots和Hessian矩阵方法在体外可视化大鼠肝脏血管结构的可行性。由于肝组织的强散射和吸收以及肝血管的复杂结构，肝血管成像是一项复杂的任务。原始图像在高度混浊的肝组织中显示出非常弱的荧光信号，而Hessian-matrix增强图像显示出高得多的SBR，肝血管成像中SBR的20倍以上增强。这些结果验证了Hessian矩阵用于血管成像的有效性，并为研究肝脏疾病中血管结构的发展提供了工具。图7. (a)颅骨完整的SD大鼠的脑脉管系统的体内NIR-II荧光图像和Hessian基质增强图像与(b)横截面强度分布。(c)大鼠切除的脑组织的亮场和荧光图像。(d) H&E染色图像。(e)健康大鼠和荷瘤大鼠脑切片荧光图像。最后，作者探索了大鼠模型中原位成胶质细胞瘤的颅骨内脑血管成像。由于颅骨更厚且光子散射更强，因此将大鼠脑可视化比将小鼠脑可视化更具挑战性。图像经Hessian矩阵法处理后，原始图像中的小直径血管明显增强，脑血管结构更加清晰可见且增强图像中的SBR有明显改善，与小鼠脑和肝血管成像结果一致。此外，进行离体NIR-II荧光成像，在来自不同组的切除的脑器官的亮场和荧光图像中，模型组肿瘤部位可见亮荧光，而对照组和假组未检测到明显信号。该结果表明，由于渗透性和滞留性增强(EPR)效应，Pdots在脑肿瘤中有效蓄积。对照组和荷瘤组脑切片的H&E染色图像，证实了脑中肿瘤的发展。除了链式堆积调制时，CN-PPV聚合物的混合也赋予Pdots橙色发射，从而能够通过常规共焦成像对组织切片进行显微镜检查，脑切片的共焦荧光图像表明Pdots在脑肿瘤中明显积聚。总之，这些结果证明了使用NIR-II荧光Pdots和Hessian矩阵法进行的大鼠脑高对比度颅骨血管成像。总结：作者设计了荧光Pdots并且开发了一种图像算法，用于小动物的高对比度血管成像。作者提出了一种聚合物共混策略，该策略可以有效地调节大的刚性NIR-II半导体聚合物的链堆积行为，产生用于小血管体内荧光成像的致密明亮的Pdots。此外，作者开发了一种有效的Hessian矩阵方法来增强血管结构的图像对比度，特别是小的和弱荧光的血管。在全身小鼠成像中，与原始图像相比，增强的血管图像在SBR中表现出超过一个数量级的改善。进一步证明了使用NIR-II Pdots和Hessian矩阵法离体可视化大鼠肝脏血管结构的可行性。原始图像显示高度混浊的肝组织的血管网络非常模糊，而Hessian矩阵图像在肝血管成像中显示SBR增强20倍以上。利用明亮的Pdots和Hessian矩阵法，最终进行了颅骨内荧光成像，并在荷脑肿瘤的小鼠和大鼠模型中获得了高对比度的脑脉管系统。本研究将成像算法与NIR-II荧光Pdots相结合，显示出其在体内促进肿瘤血管生成及其他微循环相关疾病定量成像与研究的潜力。参考文献Chen, D. Qi, W. Liu, Y. Yang, Y. Shi, T. Wang, Y. Fang, X. Wang, Y. Xi, L. Wu, C., Near-Infrared II Semiconducting Polymer Dots: Chain Packing Modulation and High-Contrast Vascular Imaging in Deep Tissues. ACS Nano 2023, 17 (17), 17082-17094.⭐ ️ ⭐ ️ ⭐ ️ 近红外二区小动物活体荧光成像系统 - MARS NIR-II in vivo imaging system高灵敏度 - 采用Princeton Instruments深制冷相机，活体穿透深度高于15mm高分辨率 - 定制高分辨大光圈红外镜头，空间分辨率优于3um荧光寿命 - 分辨率优于 5us高速采集 - 速度优于1000fps （帧每秒）多模态系统 - 可扩展X射线辐照、荧光寿命、一区荧光成像、原位成像光谱，CT等显微镜 - 近红外二区高分辨显微系统，兼容成像型光谱仪 有不同型号的样机可以测试，请联系：艾中凯(博士)132 6299 1861⭐ ️ ⭐ ️ ⭐ ️ 恒光智影 上海恒光智影医疗科技有限公司，被评为“国家高新技术企业”，上海市“科技创新行动计划”科学仪器领域立项单位。 恒光智影，致力于为生物医学、临床前和临床应用等相关领域的研究提供先进的、一体化的成像解决方案。 与基于可见光/近红外一区的传统荧光成像技术相比，我们的技术侧重于近红外二区范围并整合CT, X-ray，超声，光声成像技术。 可为肿瘤药理、神经药理、心血管药理、大分子药代动力学等一系列学科的科研人员提供清晰的成像效果，为用户提供前沿的生物医药与科学仪器服务。⭐ ️ ⭐ ️ ⭐ ️ 上海恒光智影医疗科技有限公司地址：上海市浦东新区张江高科碧波路456号 B403-3室网址：www.atmsii.com邮箱：ai@atmsii.com电话：132 6299 1861 （同微信）

对心、脑血管的影响 许多研究认为，吸烟是许多心、脑血管疾病的主要危险因素，吸烟者的冠心病、高血压病、脑血管病及周围血管病的发病率均明显升高。统计资料表明，冠心病和高血压病患者中75％有吸烟史。冠心病发病率吸烟者较不吸烟者高3.5倍，冠心病病死率前者较后者高6倍，心肌梗塞发病率前者较后者高2～6倍，病理解剖也发现，冠状动脉粥样硬化病变前者较后者广泛而 严重。高血压、高胆固醇及吸烟三项具备者冠心病发病率增加9～12倍。心血管疾病死亡人数中的30％～40％由吸烟引起，死亡率的增长与吸烟量成正比。烟雾中的尼古丁和一氧化碳是公认的引起冠状动脉粥样硬化的主要有害因素，但其确切机理尚未完全明了。多数学者认为，血脂变化、血小板功能及血液流变异常起着重要作用。高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）可刺激血管内皮细胞前列环素（PGI2）的生成，PGI2是最有效的血管扩张和抑制血小板聚集的物质。吸烟可损伤血管内皮细胞，并引起血清HDL-C降低，胆固醇升高，PGI2水平降低，从而引起周围血管及冠状动脉收缩、管壁变厚、管腔狭窄和血流减慢，造成心肌缺氧。尼古丁又可促使血小板聚集。烟雾中的一氧化碳与血红蛋白结合形成碳氧血红蛋白，影响红细胞的携氧能力，造成组织缺氧，从而诱发冠状动脉痉挛。由于组织缺氧，造成代偿性红细胞增多症，使血粘滞度增高。此外，吸烟可使血浆纤维蛋白原水平增加，导致凝血系统功能紊乱；吸烟还可影响花生四烯酸的代谢，使PGI2生成减少，血栓素A2相对增加，从而使血管收缩，血小板聚集性增加。以上这些都可能促进冠心病的发生和发展。由于心肌缺氧，使心肌应激性增强，心室颤动阈值下降，所以有冠心病的吸烟者更易发生心律不齐，发生猝死的危险性增高。 据报告，吸烟者发生中风的危险是不吸烟者的2～3.5倍；如果吸烟和高血压同时存在，中风的危险性就会升高近20倍。此外，吸烟者易患闭塞性动脉硬化症和闭塞性血栓性动脉炎。吸烟可引起慢性阻塞性肺病（简称COPD），最终导致肺原性心脏病。对呼吸道的影响 吸烟是慢性支气管炎、肺气肿和慢性气道阻塞的主要诱因之一。实验研究发现，长期吸烟可使支气管粘膜的纤毛受损、变短，影响纤毛的清除功能。此外，粘膜下腺体增生、肥大，粘液分泌增多，成分也有改变，容易阻塞细支气管。在狗实验中，接触大量的烟尘可引起肺气肿性改变。中国医科大学呼吸疾病研究所的一项研究发现，吸烟者下呼吸道巨噬细胞（AM）、嗜中性粒细胞（PMN）和弹性蛋白酶较非吸烟者明显增多，其机制可能是由于烟粒及有害气体的刺激，下呼吸道单核巨噬细胞系统被激活，活化的AM除能释放弹性蛋白酶外，同时又释放PMN趋化因子，使PMN从毛细血管移动到肺。激活的AM还释放巨噬细胞生长因子，吸引成纤维细胞；以及PMN释放大量的毒性氧自由基和包括弹性硬蛋白酶、胶原酶在内的蛋白水解酶，作用于肺的弹性蛋白、多粘蛋白、基底膜和胶原纤维，从而导致肺泡壁间隔的破坏和间质纤维化。据报导，1986年美国患COPD者近1300万人，1991年死亡9万多人，吸烟是其主要病因。吸烟者患慢性气管炎较不吸烟者高2～4倍，且与吸烟量和吸烟年限成正比例，患者往往有慢性咳嗽、咯痰和活动时呼吸困难。肺功能检查显示呼吸道阻塞，肺顺应性、通气功能和弥散功能降低及动脉血氧分压下降。即使年轻的无症状的吸烟者也有轻度肺功能减退。COPD易致自发性气胸。吸烟者常患有慢性咽炎和声带炎。

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马萨诸塞沃尔瑟姆 &ndash 专注于提高人类健康及其生存环境安全的全球领先公司PerkinElmer, Inc.今天宣布将发布其通用3D 图像分析 Volocity® 软件的免费演示版。此款新的共享软件旨在帮助应用激光共聚焦显微技术的研究机构深化细胞生物学的认知。以 3D 形式分析图像可获得更加准确的测量结果和定量数据，从而推动癌细胞和干细胞研究、神经系统疾病和传染病等细胞科学领域获得新的科技突破。 Volocity Demo 是原软件一个功能完整的分析版本，它允许研究人员使用自己的显微图像数据，根据自己的时间安排执行研究，不受时间限制地研究和评估 Volocity 的全部分析功能。公司提供讲解该软件主要功能的在线&ldquo 入门&rdquo 指南、视频库和文本指导，为软件的应用进行支持。此版可免费下载的软件使研究人员能够测量和分析组织之间、细胞之间或细胞器之间的重要关系，生成定量数据并创建 3D 图像和影片，在获得 Volocity 完整版的许可后还可以将这些图像和影片进行发布。 Volocity® 软件平台是一整套高性能的 3D 图像分析产品，用于对细胞进行显示和测量。它是一种可进行荧光显微图像的 3D 分析的通用解决方案，使研究人员能将细胞结构与功能进行关联研究。已经有 1000 多个研究小组使用 PerkinElmer 图像分析软件发布了研究结果。 要获取详细信息和下载 Volocity Demo 的免费试用版。 关于 PerkinElmer, Inc. PerkinElmer, Inc. 是一家专注于提高人类健康及其生存环境安全的全球领先公司。据报道，该公司 2009 年收入约为 18 亿美元，拥有约 8,800 名员工，为超过 150 个国家/地区的客户提供服务，同时该公司也是标准普尔 500 指数的成员。 有关其它信息，请致电800-820-5046 或 +86(0)21-39879510&ndash 3208或访问 www.perkinelmer.com.cn。 # # # 联系人： 媒体联系人： PerkinElmer, Inc. Kim McCrossen 电话：781-663-5871

2022年4月，作为中国知名的粒度粒形测试仪器制造商和粒度粒形测试技术的研发者，丹东百特正式推出自主研发的“百特图像粒度粒形分析软件4.0版本”（以下简称“百特图像法新软件”）。欲穷千里目，更上一层楼。百特图像法新软件为您带来全面升级的测试体验，将会是您粒度粒形测试的首选。图1. 丹东百特图像粒度粒形测试仪系列产品新软件特色一：更全面的测试结果针对不同形状、大小的颗粒，百特图像法新软件提供了多达24种粒度粒形参数的分析结果。所有的粒度粒形参数都严格按照ISO:9276-6-2008中的规定方法进行计算，为您提供更全面、更准确的粒度粒形信息。图2. 百特图像法新软件部分粒度粒形参数新软件特色二：更丰富的结果形式百特图像法新软件不仅能提供更全面、准确的粒度粒形信息，还有多种形式用于展示粒度粒形分布结果。您可以直观浏览曲线图、散点图和分级表格了解粒度粒形分布，也可以通过浏览颗粒图像库，实现颗粒实际外观“一睹为快”。图3. 百特图像法新软件界面展示新软件特色三：更智能的测试流程百特图像法新软件结合了丹东百特在自动粒度粒形测试方面的技术积累，实现了“颗粒分散—拍摄图像—图像处理—图像分析”全流程的自动化。所有的标准化操作流程（SOP）均可编辑、保存，让您对粒度粒形的分析更轻松、更高效。新软件特色四：更灵活的图片分析百特图像法新软件的“图片分析”功能不但可以轻松分析百特图像设备拍摄的颗粒照片，还可分析其他设备拍摄的颗粒图片。您可以对任意颗粒照片进行编辑，例如改变图像显示效果、添加标尺、标记图像中颗粒的尺寸、添加备注等。此外，还可以先拍摄照片，再集中批量处理，以提高测试效率。图4. 百特图像法新软件“图片分析”功能展示新软件特色五：多种形式的分析报告百特图像法新软件提供了多种形式的分析报告，可一键生成粒度粒形分布报告、磨料专用报告、筛分结果模拟报告、表面清洁度报告等。各种报告还有丰富的自定义选项，您可以自由编辑、订制专属报告内容。图5. 百特图像法新软件报告展示百特图像法新软件的发布，是丹东百特在颗粒测试技术方面的又一突破性成果。它以“眼见为实”的方式，助您把握颗粒的尺寸与形状细节，将会是您生产、研究、质控中不可或缺的一双“慧眼”。

据物理学家组织网近日报道，美国斯坦福大学的科学家开发出一种荧光成像技术，能够使活体动物血管脉动以前所未有的清晰度呈现。与传统的影像技术相比，其增加的清晰度类似于擦拭掉眼镜前的迷雾一般。该研究结果发表在最新一期的《自然医学》杂志在线版上。 　　该技术被称为近红外-Ⅱ成像，或NIR-Ⅱ。研究人员首先将水溶性碳纳米管注射到活体的血液中，然后用激光照射要观察的对象，如小白鼠。激光的波长在近红外范围内，约为0.8微米，可导致专门设计的碳纳米管发出1微米至1.4微米的波长更长的荧光，用于检测确定血管的结构。 　　碳纳米管发出的荧光波长要比传统成像技术更长，这是实现令人惊叹的微小血管清晰图像的关键。由于更长波长光散射较少，因此形成了更清晰的血管图像。此外，这种技术使图像呈现更精致的细节，允许研究人员能够获得一个快速的图像采集速度，近乎实时地测量血流量。 　　同时获得血流信息和看到清晰血管对于动脉疾病动物模型的研究将特别有用，如血流是如何受到动脉阻塞和收缩诱发的影响，还有其他事项如中风和心脏病发作的影响。 　　研究人员说：“对于医学研究而言，这是一个非常好的观察小动物特征的工具。其将有助于我们更好地理解一些血管疾病，以及其对于治疗的反应和如何可以设计出更好的治疗。” 　　由于NIR-Ⅱ至多只能穿透身体1厘米，所以它不会取代其他成像技术，而是X射线、CT、MRI和激光多普勒技术的补充。不过，它却是一个用于研究动物模型的强大方法。 　　研究人员说，下一步将使这项技术在人体内更容易接受应用，并探索可替代的荧光分子。他们希望找到小于碳纳米管又能够发出同样波长光的物质，以便使其可以很容易地从体内排出，消除任何毒性的担忧。

Deepcell周一表示，已与英伟达合作开发用于单细胞研究应用的生成人工智能技术。通过合作，公司将利用英伟达的计算专业知识和Clara一套专注于医疗保健的计算平台和软件，为基于细胞形态的分析应用程序构建新的算法，这些算法可以与Deepcell最近推出的REM-I高维细胞分析和分选平台等工具结合使用。Deepcell联合创始人、总裁兼首席技术官Mahyar Salek在一份声明中表示：“我们看到了将多模式和生成性人工智能融入我们的平台的多种可能性，并利用我们拥有的数十亿细胞图像的专有数据库来训练更多的人工智能模型。我们与英伟达的关系将帮助我们加快此类增强，并将这些进步带给我们的客户。”总部位于加利福尼亚州门洛帕克的Deepcell成立于2017年，是斯坦福大学的子公司，于2022年初筹集了7300万美元的B轮资金。Deepcell 是人工智能（AI）驱动的单细胞分析领域的先驱，旨在推动深度生物学发现，早在2023年2 月 6 日宣布，它已经发布了三个数据集，使研究人员能够探索新的高维形态数据。这些数据集是在 Deepcell 的高通量平台上生成的，该平台由成像和分选仪器、AI 模型和软件套件组成。Deepcell的首席技术官 Mahyar Salek曾经表示:“Deepcell的数据表明，深度学习可以实现较高的分类准确率，揭示了精确描述细胞特征和表型的新方法，并能够对感兴趣的细胞进行无标记分离，以进行进一步的深度分析。这项技术为生物医学界的科学家、转化研究机构和制药行业提供了一种新的工具，以从细胞形态学数据中获得对细胞的深度认识。”关于 DeepcellDeepcell 是一家生命科学公司，它将 AI 引入细胞生物学，开启了称为形态组学的高维生物发现新领域。通过 Deepcell 的人工智能成像和微流体解决方案 REM-I 平台，该公司正在利用细胞形态学进行无限发现，从而实现新规模的细胞生物学研究和单细胞分析。Deepcell 的平台利用其 AI 模型，即人类基础模型，根据形态差异来识别和分类细胞，有助于推动基础和转化研究，并提供诊断测试和治疗靶向方面的未来应用。该公司于 2017 年从斯坦福大学分拆出来，已筹集近 1 亿美元的风险投资。

想象你的一生只能在看见黑色和白色的世界中度过，然后第一次看见一瓶彩色的玫瑰花。这便是利用电子显微镜首次拍摄下细胞多色彩照片的科学家拥有的感觉。　　电子显微镜可将一个物体放大到1000万倍，从而使研究人员得以窥视细胞或蝇眼的内部工作原理。但迄今为止，他们看到的只有白色和黑色图像。最新进展利用了 3种被称为镧系元素的不同稀土金属。它们被分层叠放在显微镜载片上的细胞上方。显微镜能探测到每种金属何时失去电子并且用人工色素记录下每一次过程。迄今为止，研究人员仅能产生3种颜色——红色、绿色和黄色。他们在日前出版的《细胞化学生物学》杂志网络版上报告了这一成果。　　不过，这种利用不同颜色的能力创造了灰度图像无法实现的鲜明对比。比如，该团队能更详细地看见一连串蛋白挤过细胞膜，而这是科学家此前从未做到的。随着进行更多微调并加入金属离子，研究人员希望再添加三四种其他颜色并且改善图像的分辨率。

日前，珀金埃尔默宣布推出Signals Image Artist™ 软件，这是一款新一代的图像分析和管理平台，用于药物开发研究，旨在帮助科学家在数小时内（而非数天或数周）准确处理和分析高内涵筛选（HCS）和细胞成像数据，以快速制订更智慧的决策。Signals Image Artist™ 是珀金埃尔默Signals™ 信息科学组合方案中的领先产品。Signals Image Artist™ 专为满足药物开发实验室的大数据处理需求而设计，包括3D细胞图像、表型图像以及细胞全景绘制图像的大数据处理。其用户界面直观，无需复杂的用户培训，软件支持多用户同时处理、分析、共享、存储信息，且不影响性能。软件提供云配置和内部配置选项，可扩展存储容量，以适应实验室需求变化。此款软件是珀金埃尔默的高内涵筛选（HCS）工作流解决方案的有力补充，该解决方案涵盖：Opera Phenix® Plus、Operetta® CLS 高内涵筛选系统、PhenoVue™ 试剂、PhenoPlate™ 微孔板、自动化和Signals VitroVivo™ 。通过Signals Image Artist™ 的预构整合，Signals VitroVivo™ 平台的用户可以无缝传送高内涵筛选试验数据，用于二次分析，如支持机器学习的聚类和统计分析。整合还可帮助科学家了解候选药物的时间序列、潜在治疗方案和表型变化，支持共享结果和相关工作流程。此外，Signals Image Artist™ 与当今市场上的所有主要高内涵筛选系统和细胞成像系统兼容，适用于配备了多厂商设备的实验室。珀金埃尔默生命科学业务高级副总裁Alan Fletcher表示：“如今，随着生理相关模型的应用，以及细胞全景绘制和表型筛选方法的日益增加，药物研发实验室会生成大量的图像数据，以降低临床实验失败率。我们的Signals Image Artist™ 平台可大幅加快图像处理进程、快速生成准确数据、简化并加速协作，以帮助药物研发人员更高效、更有效地开发新型候选药物。“珀金埃尔默公司的高内涵筛选解决方案是其生命科学和药物研发全方位组合方案的一部分。更多信息，请访问关于珀金埃尔默珀金埃尔默致力于为创建更健康的世界而持续创新。我们为诊断、生命科学、食品及应用市场推出独特的解决方案，助力科学家、研究人员和临床医生解决最棘手的科学和医疗难题。凭借深厚的市场了解和技术专长，我们助力客户更早地获得更准确的洞见。在全球，我们拥有约15000名专业技术人员，服务于190个国家，时刻专注于帮助客户打造更健康的家庭，改善人类生活质量。2020年，珀金埃尔默年营收达到约38亿美元，为标准普尔500指数中的一员，纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。了解更多有关珀金埃尔默的信息，请访问www.perkinelmer.com.cn

成果名称 心脑血管虚拟内窥镜的研发培育 单位名称 北京师范大学 联系人 常崇艳 联系邮箱 changcy@bnu.edu.cn 成果成熟度 □研发阶段 &radic 原理样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产 合作方式 □技术转让 □技术入股 &radic 合作开发 □其他 成果简介： 心脑血管可视化研究是针对人体心脑血管的计算机应用技术。通过对数字化的医学影像的智能处理、数据分析、三维建模、数据可视化，虚拟现实，以充分呈现人体血管的形态特征，方便医生洞察医学数据，应用于医学教学、科研、临床，达到对疾病诊断、病灶检测、辅助治疗的作用。 心脑血管是人体血管中的最典型的代表，心脑血管疾病是当前人类健康的最重要疾病。结合信息科学与生命科学特点，运用计算机最新科技方法对血管的研究，是近年来该领域的研究热点。该领域的研究进展和技术突破，对临床医学、生命科学、病症统计学及预防学等领域的发展将带来重要的影响。由于心脑血管在人体组织中所占比例低，血管成像灰度不均匀，形态复杂且个体差异性大，细小血管间多存在缠绕和遮挡，使得对心脑血管的可视化成为计算机图形学领域中的重要问题。本项研究针对心脑血管可视化应用领域，主要解决的问题和关键技术包括： 1. 从医学影像中血管信息的提取技术； 2. 医学体数据中血管的三维可视化实时绘制技术 3. 血管数据的三维建模技术、 4. 血管的虚拟内窥技术 5. 三维血管数据的测量技术 6. 异常血管的疾病监测技术 本项研究应用计算机图形学和人工智能技术，重点突破在基于医学图像序列的影像数据精细分割、大规模体数据的实时精细绘制、复杂血管模型的建模，针对脑血管的分层三维可视化、血管的虚拟内窥等关键技术瓶颈，改进了现有的可视化关键算法，开发了系列软件平台，形成了&ldquo 四层两库&rdquo 的体系结构。本项研究工作得到了６项国家和北京市的科技计划支持，共发表三大检索论文28篇。 该项研究运用信息技术对医学影像的智能处理，更真实的呈现了人体血管的三维形态特征。研究成果可有效的应用于医学教学、科研、临床，其研究意义重大，应用前景广阔。 应用前景： 医学影像检查的结论通常来自图像后处理医生提供的图像和报告，如果所获得的图像质量非常高，图像后处理难度非常小，那么诊断结论就相对简单、诊断准确性也将很高。然而由于患者心率、造影剂的注射参数、扫描参数、伪影以及对比强度不佳等客观因素以及图像重建水平等主管因素的影像往往使得医学影像检查的结论存在一定的误差，因此亟待通过应用高性能、高质量的医学影像工作站进一步提高图像重建的准确程度，为伪影的甄别和处理和病变组织的识别和判断奠定基础。 在实际工作中，大多数情况下主治医生并不能到影像工作科室去实际完成影像的重建，其诊断还是要依赖于重建医生所提供的图像。重建医生在重建过程中所出现的判断错误，主治医生很难识别，即使有所怀疑，也需要对原始的切片图像进行观察和简单处理以后才能确定。但是，在很多医院，受PACS系统承载能力的限制，不可能把大量的切片图像全都上传到图像服务器，这就给整个诊断过程带来了困难，并将对医学影像工作站的使用造成巨大的负载压力。要解决这样的冲突，就必须增加工作站的数量，然而设备厂商提供的工作站价格十分昂贵，并且一般不为用户提供相应软件开发和的接口个性化服务功能，一定程度影响了工作站的推广和使用。因此具有价格便宜、具有满足用户个性化需要、兼容各类影像数据和工作站、功能完整、重建质量高、操作简单、具有可编程开放接口等特点的医学影像工作站将成为未来的发展方向。 知识产权及项目获奖情况： 本项目在多项关键技术中，具有自主知识产权的研究成果 专利与软著情况，形成6项软件著作权，1项专利 6项软件著作权 1、 脑血管医学图像分割系统2、 脑血管分割及医学虚拟内窥检查系统 3、 基于PSO的统计脑血管分割系统 4、 脑血管三维可视化虚拟融合系统 5、 心脑血管数据库管理系统 6、 三维脑血管模型动态压缩处理 1项专利 1、 基于球B样条曲线的三维血管模型构造方法 10项国家、部委、省、市专项计划支持 1、 国家自然科学基金《基于医学图像的数据挖掘技术研究》（60372072）已结题 2、 北京自然科学基金重点项目《虚拟环境中脑血管可视化、导航和监测技术》（4081002）已验收 3、 首都科技条件平台项目《心脑血管虚拟内窥镜的研发培育》(Z131110000613062) 已验收 4、 国家自然科学基金项目《盘B样条和球B样条造型的理论及其应用》(61170170) 在研 5、 国家自然科学基金项目《脑血管兴趣区域提取关键技术研究》(61271366) 在研 6、 国自然面上基金《基于CTA影像数据的3D冠脉狭窄自动检测及其量化评估研究》(61472042) 在研 7、 国自然青基《基于球B样条的Willis环建模、分割及定位关键技术研究》(60803082）已结题 8、 国自然青基《基于统计分割的脑血管三维模型重构研究》(61003134) 已结题 9、 国家重点实验室项目《交互式实时虚拟内窥镜算法研究》（SYSKF0107 》已结题 10、 博士后基金《三维血管的重构技术研究》已结题

心血管系统是脊椎动物胚胎发育的第一个功能器官系统，其主要功能是运输、控制和维持全身的血流。由于不断暴露在来源于血流量和压力的多种机械力下，心血管系统是最容易受到机械力学刺激的系统之一。在这种情况下，心血管系统中的细胞由于心脏跳动产生的脉动变化以及血流产生的剪切应力等永久地受到力学刺激。一方面，流体剪切应力、血管壁机械牵张力、细胞与细胞之间的胞间力等外力组成了心血管系统的力学刺激。另一方面，心血管细胞力学描述了心血管的细胞或组织弹性的动力学。 心肌组织是由心肌细胞、心脏成纤维细胞、细胞外基质、血管等组成的复杂和高度层次化的组织，其组织结构与心脏的宏观力学和形态特性密切相关。随着心脏从单腔结构演变为多室结构，心脏瓣膜开始控制心脏周期中的单向血流。在此期间，心室肌细胞以纤维的形式排列，在心脏壁内形成复杂的层流模式，赋予了心脏包括各向异性、黏弹性在内的多种力学性能。此外，细胞外基质维持了心脏完整性并支持其功能。心脏间质外基质主要由成纤维细胞样细胞产生和维持，为心肌提供了必要的结构支持，保留了心室的力学特性。血流和基质成分的改变都将在一定程度上影响整个心脏的结构和功能。血管在组织结构较高，特别是大组织和器官结构的产生中发挥着重要作用。所有组织生长需要建立足够的血管结构。血管主要由血管内皮细胞（endothelial cells，ECs）和周围的平滑肌细胞（smooth muscle cells，SMCs）或周细胞组成。这些特殊组分维持了血管的黏弹性、各向异性等力学特性。EC排列在血管的内表面，其在循环和周围组织之间提供选择性结构屏障，调节血管通透性和血流。血管内皮功能可以通过血流速率、血管直径或动脉力学特性变化来评估，这些特性与血管收缩和舒张活动有关。此外，SMCs是构成血管壁组织和维持血管张力的主要细胞成分。血管SMCs在组织发育过程中，不断暴露于脉动牵张力等力学刺激中，这种力学作用至少在一定程度上促进了血管组织成分的发育。心血管结构或可替代性的改变可以对心脏功能、血管收缩和扩张能力产生重要影响。特别是在病理情况下，了解心血管结构和力学特性的变化是阐明心血管疾病发生的必要条件，因为这些特性是正常心血管功能的关键决定因素。2022年，关于心血管的生物力学与力学生物学研究主要集中在心血管组分、结构和功能方面。在生理或病理条件下，对心脏和血管壁的生物力学特性、血管内的血流动力学参数、以及响应力学刺激后的生物学改变进行了广泛研究。此外，在微流体技术、纳米技术和生物成像技术等新技术的应用以及心血管生物力学建模领域也取得了进步。然而，机体自身存在的复杂力学环境导致体内心血管力学生物学相关的研究较少。因此，体内环境中不同力学条件下心血管损伤修复的力学生物学研究是未来重要的研究方向。1 心血管生物力学研究1.1 心脏结构和功能的生物力学特征心脏具有复杂的三维结构，在整体器官水平上的功能来自于细胞亚结构到整个器官的内在结构-功能的协调作用。然而，对人体心脏结构中细胞生物力学特征的研究还处于早期阶段。在最近的报道中，Chen等[1]通过空间维度剖析了心肌细胞的异质性，并明确了心肌细胞和血管细胞的空间和功能分区。该项研究表明心房或心室内存在明显的空间异质性，为心脏不同分区的功能异质性提供了理论基础。心脏的基本功能是收缩功能，由此产生的收缩力是心脏独特的力学特性。心脏收缩是一种复杂的生物力学过程，需要心肌细胞的收缩和松弛协同作用，产生足够的收缩力，将血液推向体循环和肺循环。以往研究更多的关注心脏的形态结构、心室大小和室壁厚度等因素对心脏收缩功能的影响，而缺乏对心脏收缩功能的直接表征。Salgado-Almario等[2]构建了一种新的斑马鱼品系，可用于斑马鱼心脏收缩期和舒张期钙水平的成像。该研究通过将Ca2+水平和心脏收缩功能关联起来，可实现对收缩功能的表征，有利于心力衰竭和心律失常等疾病病理生理学机制的阐明。此外，在心脏周期中，心脏收缩或舒张引起的血液流动与发育中的心脏壁不断地相互作用，从而调节心脏发育的生物力学环境。因此，确定整个心脏壁的力学特性是十分重要的。Liu等[3]在健康的成年绵羊模型中研究了左心室和右心室的生物力学差异，观察到右心室在纵向上比左心室顺应性强，在周向上比左心室硬，这表明不同心室的力学特性对舒张期血液充盈的影响不同。未来的研究应该根据不同室壁的生物力学原理开发对应的特异性治疗方法。值得注意的是，心脏瓣膜是控制心脏血流的重要组成部分，其力学特征对心脏功能和心脏瓣膜疾病的发展都有重要影响。瓣膜的生物力学特征包括瓣膜的弹性和变形能力等。这些特征可以影响瓣膜的开合和阻力，进而影响心脏血液流动和血液循环。因此，揭示心脏瓣膜的生物力学特性具有重要意义。软组织的力学性能是由其复杂、不均匀的组成和结构所驱动的。在一项二尖瓣小叶组织研究中，Lin等[4]开发了一种具有高空间分辨率的无损测量技术，证明了厚度变化可引起二尖瓣异质性的存在。此外，Klyshnikov等[5]利用数值模拟方法分析了主动脉瓣瓣膜移动性对瓣膜瓣叶装置的应力-应变状态和几何形状的影响，从应力-应变状态分布的角度出发，该研究的仿真方法可以优化心脏瓣膜假体的小叶装置几何形状。由此可见，心脏结构和功能的生物力学特征是多方面因素的综合反映，评估和解析心脏的结构和形状有利于对心脏功能作用的阐明。1.2 血管结构和功能的生物力学特征血管包括心脏的血管和周围的血管系统，这些血管的生物力学特征对心脏功能有重要影响。血管结构取决于血管的类型，其功能可分为血流动力学功能和血管功能两部分。血管的弹性和柔韧性可以影响血管的阻力和血液流动速度，从而影响心脏负荷和排血量。此外，血管的厚度和硬度也会影响血压和血液流动的速度。从生物力学和力学生物学角度去解析血管的结构和功能是目前研究的重要方向。在心血管疾病相关药物的开发中，需要精确定位和分离冠状动脉以测量其动态血管张力变化。然而，如何记录离体血管的动态生物力学特性一直困扰着人们。Guo等[6]建立了一种冠状动脉环张力测量的标准化和程序化方案，通过多重肌电图系统监测冠状动脉环沿血管直径的收缩和扩张功能，确保了生理、病理和药物干预后血管张力记录的真实性。ECs和SMCs是血管结构和功能完整性所必需的主要细胞类型。ECs可调节血管张力和血管通透性，而SMCs负责维持正常的血管张力和结构的完整性。ECs可以分泌多种生物活性物质，如一氧化氮、血管紧张素等，对血管张力和血流动力学产生调节作用。ECs还能响应外部力学刺激，如流体剪切应力和压力变化等，从而改变ECs的形态和功能，影响血管壁的生物力学特征。SMCs可以收缩和松弛，调节血管的管径和血管阻力。除细胞因素外，血管的力学性质还受到血管壁中胶原和弹性蛋白的性质、空间排列等因素的影响。这是因为SMCs是高度可塑性的，它能响应细胞外基质（extracellular matrix，ECM）固有的力学信号。最近的一项研究显示，现有的微血管网络在力学刺激的加入或退出时表现出明显的重塑，并且排列程度出现相应的增加或减少。在这个过程中，纵向张力可导致纤维蛋白原纤维的纵向排列[7]。正是这些细胞和细胞外组分赋予了血管的黏弹性、各向异性等力学特性。总体而言，血管的结构和功能是复杂而多样的，涉及到多种生物力学特性的相互作用。研究血管的生物力学特征可以帮助人们更好地理解血管疾病的发生和发展，为疾病的治疗和预防提供科学依据。1.3 心血管疾病与生物力学关系的研究进展心血管疾病是一类常见的疾病，包括动脉粥样硬化、动脉瘤、心肌梗死等。这些疾病的发生和发展与心血管系统的生物力学特性密切相关。在心血管生物力学与力学生物学领域，近年来对心血管疾病与生物力学关系的研究取得了许多进展。1.3.1动脉粥样硬化的生物力学特征研究动脉粥样硬化是一种常见的动脉疾病，其特征为动脉壁上的脂质沉积和炎症反应，导致血管壁逐渐增厚和失去弹性。动脉粥样硬化的发生和发展是一个复杂的过程，涉及多个生物力学因素的相互作用。在动脉粥样硬化中，SMCs从收缩表型转变为合成表型，而影响SMCs表型变化的因素尚未完全阐明。Swiatlowska等[8]发现基质硬度（stiffness）和血流动力学压力（pressure）变化对SMCs表型具有重要影响。在动脉粥样硬化发展过程中，在高血压压力与基质顺应性（matrix compliance）共同的作用下，才会导致SMCs完整的表型转换[8]。提高对冠状动脉微结构力学的认识是开发动脉粥样硬化治疗工具和外科手术的基础。虽然对冠状动脉的被动双轴特性已有广泛的研究，但其区域差异以及组织微观结构与力学之间的关系尚未得到充分的表征。Pineda-Castillo等[9]利用双轴测试、偏振光成像和前室间动脉共聚焦显微镜来描述了猪前室间动脉近端、内侧和远端区域的被动双轴力学特性和微结构特性，为冠状动脉旁路移植术中吻合部位的选择和组织工程化血管移植物的设计提供指导。动脉粥样硬化斑块的破裂是引起患者死亡的主要原因；但目前尚不清楚这种异质的、高度胶原化的斑块组织的破裂机制，以及破裂发生与组织的纤维结构之间的关系。为了研究斑块的非均质结构和力学性质，Crielaard等[10]研制了力学成像管道（见图1）。通过多光子显微镜和数字图像相关分析，这条实验管道能够关联局部主要角度和胶原纤维取向的分散度、断裂行为和纤维斑块组织的应变情况。这为研究人员更好地了解、预测和预防动脉粥样硬化斑块破裂提供了帮助。图1 在拉伸测试过程中斑块组织样本中的破裂起始和扩展[10]除SMCs以外，最近的一项研究揭示了动脉粥样硬化中ECs表面力学性质的变化。Achner等通过基于原子力显微镜的纳米压痕技术发现内皮/皮层僵硬度的增加[11]。事实上，内皮功能障碍在血管硬化中的作用一直是一个重要的研究方向。ECs的可塑性在动脉粥样硬化的进展中起关键作用，暴露于扰动、振荡剪切应力区域的内皮细胞功能障碍是动脉粥样硬化的重要驱动因素[12]。由此可见，未来的研究如能进一步明确ECs和SMCs对血管硬化相关心血管疾病的贡献，则可能为恢复动脉粥样硬化中的血管内皮和平滑肌功能提供重要的靶点。1.3.2动脉瘤的生物力学特征研究主动脉SMCs在维持主动脉机械动态平衡方面起着至关重要的作用。动脉瘤主动脉的SMCs表型受到力学因素的影响，但是主动脉瘤中SMCs的骨架硬度的改变情况缺乏相关的数据。Petit等[13]以附着在不同基质硬度上的动脉瘤或健康SMCs为对象，通过原子力显微镜纳米压痕技术研究了细胞骨架硬度的区域差异性。该研究结果表明，动脉瘤SMCs和正常SMCs的平均硬度分布分别为16、12 kPa；然而，由于原子力显微镜纳米压痕硬度检测值的大量分散，两者之间的差异没有统计学意义。在腹主动脉瘤中，Qian等[14]采用基于超声波镊（ultrasonic tweezer）的微力学系统探究了SMCs的力学特性（见图2）。结果发现，动脉瘤病理发展中细胞骨架的变化改变了SMCs的细胞膜张力，从而调节了它们的力学特性。图2 基于超声波镊的微力学系统检测腹主动脉瘤中SMC的力学特性[14]a使用超声波激发微泡通过整合素结合到PDMS微柱阵列上的SMCs膜上的微力学系统示意图；b基于微柱的力学感受器和单细胞的超声波镊系统示意图二尖瓣主动脉瓣经常与升胸主动脉瘤相关，但目前尚不清楚瓣尖融合模式对生物力学和升胸主动脉瘤微观结构的影响。Xu等[15]通过双向拉伸试验对具有左右瓣尖融合以及右冠窦和无冠窦瓣尖融合的升胸主动脉瘤的力学行为进行了表征。此外，将材料模型与双轴实验数据进行拟合，得到模型参数，并使用组织学和质量分数分析来研究升胸主动脉瘤组织中弹性蛋白和胶原的基本微观结构和干重百分比。其结果发现，两种瓣尖融合模式对双轴加载表现出非线性和各向异性的力学响应；在弹性性能方面，左右瓣尖融合的弹性性能劣化得更严重。由此可见，心血管结构自身生物力学特性的改变可能对动脉瘤的进展有很大影响。然而，主动脉血流动力学对升主动脉瘤动脉壁特性的影响尚不清楚。在最近的一项研究中，McClarty等[16]探究了升主动脉瘤血流动力学与主动脉壁生物力学特性的关系。其结果发现，血管壁的剪切应力与动脉壁黏弹性滞后和分层强度的局部退化有关，血流动力学指标可以提供对主动脉壁完整性的深入了解。因此，从血管自身结构特性以及血流动力学两方面探究动脉瘤的形成机制具有重要意义。1.3.3 心肌梗死的生物力学特性研究心肌梗死是心肌细胞死亡的结果，通常是由于冠状动脉阻塞引起的。心肌梗死可导致心力衰竭并降低射血分数。生物力学研究发现，冠状动脉阻塞会导致心肌的缺血和再灌注损伤，这些过程涉及血流动力学和细胞力学等因素。在体循环过程中，心肌梗死后的血流动力学改变如何参与并诱导心力衰竭的病理进展尚未完全阐明。Wang等[17]采用冠状动脉结扎术建立了Wistar雄性大鼠心肌梗死模型。术后3、6周分别对左心室和外周动脉进行生理和血流动力学检测，计算左心室肌纤维应力，并进行外周血流动力学分析。结果表明，心肌梗死明显损害心功能和外周血流动力学，并改变相应的心壁和外周动脉壁的组织学特性，且随时间延长而恶化。综上所述，心功能障碍和血流动力学损害的相互作用加速了心梗引起的心衰的进展。急性心肌梗死后，左室游离壁发生重塑，包括细胞和细胞外成分的结构和性质的变化，使整个左室游离壁具有不同的模式。心脏的正常功能受到左心室的被动和主动生物力学行为的影响，进行性的心肌结构重构会对左心室的舒缩功能产生不利影响。在这个过程中，左心室游离壁形成纤维性瘢痕。尽管在心肌梗死背景下对左室游离壁被动重构的认识取得了重要进展，但左室游离壁主动属性的异质性重构及其与器官水平左心功能的关系仍未得到充分研究。Mendiola等[18]开发了心肌梗死的高保真有限元啮齿动物计算心脏模型，并通过仿真实验预测梗死区的胶原纤维跨膜方向对心脏功能的影响（见图3）。结果发现，收缩末期梗死区减少的及潜在的周向应变可用于推断梗死区的时变特性信息。这表明对局部被动和主动重构模式的详细描述可以补充和加强传统的左室解剖和功能测量。图3 代表性的啮齿动物心脏计算模型在心肌梗死后不同时间点的短轴和长轴截面显示收缩末期的周向、纵向和径向应变[18]上述研究表明，心脏疾病的发生和发展与心脏结构和功能的生物力学特征密切相关。任何影响心脏收缩和舒张过程的因素，都可能调控心脏的泵血功能和心脏负荷。这些因素可以影响心脏收缩的能力、心肌细胞的代谢和血流动力学参数，从而影响心脏的整体功能和疾病的进展。总之，通过深入研究这些生物力学特征，可以为心血管疾病的诊断和治疗提供重要的理论和实践基础。2 力学生物学在心血管细胞水平上的研究进展2.1 ECs水平上的研究进展细胞的凋亡、通讯和增殖异常等表型变化是心血管疾病的一个重要机制。通过力学生物学的方法，研究人员可以模拟不同的细胞应力环境，探索细胞生长和凋亡的调控机制，并研究细胞在受外界力学刺激作用下的反应。由于ECs直接暴露于血流中，因此ECs表型变化的力学生物学机制一直是心血管领域的研究热点之一。紊乱扰动的血流改变了ECs的形态和细胞骨架，调节了它们的细胞内生化信号和基因表达，从而导致血管ECs表型和功能的改变。在颈动脉结扎产生的动脉粥样硬化模型中，Quan等[24]研究发现，在人和小鼠动脉和ECs的振荡剪切应力暴露区，内皮MST1的磷酸化被明显抑制。该研究揭示，抑制MST1-Cx43轴是振荡剪切应力诱导的内皮功能障碍和动脉粥样硬化的一个基本驱动因素，为治疗动脉粥样硬化提供了一个新的治疗目标。另外一项研究从表观修饰角度探究了剪切应力对ECs功能的影响[20]。Qu等[20]研究显示，层流切应力通过增加内皮细胞CX40的表达而诱导TET1s的表达，从而保护血管内皮屏障，而TET1s过表达则可能是治疗振荡剪切应力诱导的动脉粥样硬化的关键步骤。另一方面，病理性基质硬度可使ECs 获得间充质特征[21]。动脉生成（arteriogenesis）在维持足够的组织血供方面起着关键作用，并且与动脉闭塞性疾病的良好预后相关，但涉及动脉生成的因素尚不完全清楚。Zhang等[22]研究发现，在动脉阻塞性疾病中，KANK4将 VEGFR2偶联到 TALIN-1，从而导致VEGFR2活化和EC增殖的增加。

透过图像看本质，蔡司 arivis图像分析解决方案来了！“顶刊里那些三维动画好炫酷，是怎么做出来的？”“我用光片显微镜拍的透明化脑组织图像接近1TB，我的电脑带不动，怎么办？”“我想看到两个结构在三维空间是不是共定位，要怎么做呢？”“电镜图像都是黑白的，我要想提取其中的线粒体结构，要怎样处理？”随着成像技术的不断发展，蔡司君收到关于显微镜图像处理和图像分析的咨询越来越多。仅仅 “看见”细胞结构已经不能满足今天的科研工作者的需求，我们要“看得更清，看得更全，看得更快”，我们更要“透过图像看到本质”，挖掘图像背后的科学数据和结果。作为一家有177年历史的光学公司，蔡司不仅提供从光镜到X射线显微镜到电镜的全流程显微成像设备解决方案，也关注显微图像的图像处理和图像分析。今年，提供显微图像分析解决方案的arivis AG以蔡司子公司Carl Zeiss Microscopy Software Center Rostock GmbH的形象全新亮相，正式加入蔡司大家庭，为科学家提供高效智能的图像分析解决方案。什么是arivis？arivis是专业的显微图像分析方案，既有单机版的软件，也可提供基于服务器的图像共享和批量分析的解决方案，广泛支持市面常见的图像格式，可以实现高质量的图像渲染和智能高效的图像分析。1. TB级大型显微图像数据的渲染和分析：arivis特有的ImageCoreTM图像操作技术，几乎不受电脑硬件条件限制，普通的笔记本电脑也能处理上百GB甚至TB级的大数据。CUBIC透明化的小鼠大脑，整个数据有超过1，300，000张图像，总数据量超过14TB，利用64 GB RAM, 2x hexacore, 3x8 TB HD的电脑完成全脑三维重构。数据来自：Susaki EA, et al, Cell Chem Biol, 20162. AI智能图像分析：arivis利用机器学习和深度学习，只需在图像上涂涂画画，标注所需分割的图像信号，即可实现图像分割，电镜图像也能轻松识别。体电镜拍摄HeLa细胞亚细胞结构，利用深度学习训练模型进行图像分割，对线粒体等亚细胞结构进行提取和分析。3. 高效的图像分析流程：arivis广泛支持市面常见显微成像设备图像格式，高效灵活的图像分析流程可针对您的图像优化分析方案。arivis针对细胞轨迹及命运追踪，神经元追踪等分析，提供专业的图像分析模块，高效获得图像分析数据小鼠大脑神经元结构，通过arivis Pro软件追踪神经元轴突及树突形态4. 广泛的应用潜力：可扩展python脚本，实现个性化图像分析。支持VR可视化交互，走进样品内部探索更深层次的信息。对于大型平台的海量数据管理需求，可提供服务器解决方案。细胞核中染色质的三维空间分布，通过python脚本引入同心圆参考系，帮助定位染色体空间分布。数据来自：Daria Amiad-Pavlov, et al，Science Advances. 2021.心动不如行动，想要体验蔡司arivis软件的强大功能吗？长按下方二维码，申请30天免费试用版。数据文献来源Susaki EA, Ueda HR Whole-body and Whole-Organ Clearing and Imaging Techniques with Single-Cell Resolution: Toward Organism-Level Systems Biology in Mammals Cell Chem Biol, 2016Daria Amiad-Pavlov, Dana Lorber, Gaurav Bajpai, Adriana Reuveny, Francesco Roncato, Ronen Alon, Samuel Safran and Talila Volk. Live imaging of chromatin distribution reveals novel principles of nuclear architecture and chromatin compartmentalization. Science Advances 02 Jun 2021: Vol. 7, no. 23, eabf6251.

斑马鱼是一种广泛使用于科研与药物研发的模型系统，由于其与人类疾病表型的相似性而广受欢迎。许多基于成像的实验可用来测定斑马鱼的表型变化，但是图像的手动采集和分析非常繁琐且耗时。这些过程的自动化会大大提高通量及数据质量。在这里，我们展示了Operetta CLS™ 和Opera Phenix™ 如何进行高通量的斑马鱼的成像和表型分析、筛选，使您能够专注于数据评估而不是数据生成。自动检测高分辨率图像-轻松锁定斑马鱼用普通显微镜对96孔板中的斑马鱼进行定位与成像非常耗时的。Harmony® 高含量分析软件融合了PreciScan™ 智能图像采集工具，集成低倍率预扫描工作流程，图像分析，更高的放大倍率重新扫描，可完全实现自动化，以减少采集时间和无效的数据量，并显著加快分析速度。斑马鱼的明场成像，通过PhenoLOGIC™ 人工智能使图像分割变得容易（图1和图2）。通过机器自学习在微孔板中自动检测斑马鱼通过智能图像识别提高检测通量通过自动水浸镜头获取高分辨率共聚焦图像使用Harmony® 成像和分析软件简化与流程化图像分析图1：自动定位：使用Harmony中的PhenoLOGIC功能对斑马鱼自动定位。A-5X明场预扫描。B-PhenoLOGIC经过鼠标点击培训区分鱼（绿点）和背景（红点）C-以PhenoLOGIC为基础的鱼类识别，使用形状进一步优化，过滤去除较小的错误识别的地区。图2：PreciScan预扫描定位下一步高倍镜扫描的区域以20x（1.0 NA水浸镜头）扫描预扫描的定位区域。Z轴共聚焦50层的最大投影。700张图像的采集时间提供。自动准确地确定形态特征Harmony® 成像与分析软件可以轻松检测荧光强度，形态和纹理的变化。示例（图4）显示单个荧光染料可用于识别不同的身体部分。根据宽度识别头部与脊柱。等效椭圆用于描述脊柱的形状并估计其曲率。尾轴（图5）以类似的方式，自动检测尾部曲率。图4：单一荧光染料，计算确定斑马鱼头部/尾部比例图5：尾轴的自动检测。在3D图像中，依旧看到细节Harmony软件提供了3D图像的可视化样品的工具， Opera Phenix和Operetta CLS高内涵分析系统提供从1.25x到63x的各种放大倍数，63x并配备自动水浸镜头，提高灵敏度，减少深层样本成像中的光学畸变。图6：斑马鱼尾部血管3D重构图7：表达GFP和RFP的个体红细胞点击下载该方案完整版资料：https://www.instrument.com.cn/netshow/sh100168/down_913430.htm

图1 论文部分截图。发集成在近红外二区(NIR-II)窗口中的荧光成像能力和肿瘤微环境响应多模态治疗的纳米平台，对于实时反馈治疗效果和优化肿瘤抑制效率而言具有重要意义。鉴于此，中国科学院理化技术研究所开发了一种对pH敏感的吡咯吡咯aza-BODIPY基两亲性分子(PTG)，该分子具有平衡的NIR-II荧光亮度和光热效应。应用报道将PTG进一步与血管破坏剂（DMXAA）共同组装，制备PTDG纳米颗粒，用于联合抗血管/光热治疗和实时监测肿瘤血管破坏情况。每个PTG分子都有一个活性的PT-3核心，它通过pH敏感的酯键与两条PEG链相连。在酸性肿瘤环境中，酯键的裂解会使DMXAA释放，并用于抗血管治疗，并进一步将PT-3核心组装成微米颗粒，用于长期监测肿瘤进展。图2(a) PTDG NPs的构建和ph响应聚集的示意图。(b) NIR-II对肿瘤血管破坏和抗血管/PTT联合治疗的实时成像。此外，得益于PTDG纳米颗粒在NIR-II区域的高亮度（119.61M&minus 1cm&minus 1）和长血液循环时间（t1/2 = 235.6 min），可以在治疗过程中实时、原位可视化对肿瘤血管破坏过程进行成像。该研究设计了一种能够用于构建pH响应性NIR-II纳米平台的自组装策略，该平台可实现对肿瘤血管破坏情况的实时监测，并且能够长期追踪肿瘤进展和进行抗血管/光热联合治疗。目前，这篇论文已在《Biomaterials》进行了发布，想要查看完整英文版全文的读者，可以长按下方二维码进行查看。值得一提的是，论文中拍摄的NIR-II荧光图像数据均采用北京睿光科技有限责任公司自主研发的NirVivo-Pro NIR-II小动物活体荧光成像系统。图3 论文部分截图。产品推荐NirVivo-Pro NIR-II小动物活体荧光成像系统NirVivo-Pro NIR-II小动物活体荧光成像系统是北京睿光科技自主研发的一款专门用于NIR-II的光学成像系统。该系统可实现高质量荧光图像的采集及图像处理，实时地观察基因在活体动物体内的表达、肿瘤的发生、生长、转移及药物的治疗效果，对同一个动物进行时间、环境、发展和治疗影响跟踪，可用于生命科学、医学研究及药物开发等应用领域。产品特点：使用-80℃制冷InGaAs相机，曝光可达5分钟；电动切换10cm宽视野镜头及0.8倍显微视野镜头；0.08mm高精度三维电控平台，支持自动对焦功能；内置808nm/980nm/1064nm多种激光器，均匀照明；全中文操作软件，界面友好，拥有自主知识产权；

实时观察和测量颗粒.EasyViewer 400系统配置新的实验洞见采集原位颗粒的高分辨率图像，以深入了解复杂系统的过程。以先前无法获得的细节水平研究结晶、悬浮液和乳液，并揭示推动过程开发的新洞见。强大的分析能力使用iC Vision中的可选图像分析方法，将EasyViewer转换为功能强大的颗粒度和形状分析仪。通过自定义算法，监控过程变化或量化颗粒度和形状。利用图像来验证结果。更快地设计颗粒。灵活扩大规模小型探头型仪器设计和灵活的安装系统，使其可以插入反应器、先导容器和管道。比较小规模与扩大规模后的结果，从而降低后期开发的风险。信心满满的部署利用自动对焦、自动照明和自动保存最佳图像的软件功能，确保每个项目团队成员在每个实验的从头到尾都可以收集到最高质量的图像，不会错过任何东西。创新点：梅特勒-托利多全新发布的EasyViewer 400是一款探头式工具，功能更加强大、分辨率更高、探头尺寸更长、具备背光光源，为看见测量高浓度体系、更小颗粒、透明液滴和颗粒、中试放大提供高效解决方案。1）设计轻巧、操作简单，不受应用场地的限制； （2）可实现自动聚焦； （3）在高分辨率图像基础上，增加图像处理功能，获取浊度、全面的颗粒粒度与形貌信息； （4）用户可自行编写图像分析代码，导入iC Vision软件后可实现实时在线分析； （5）应用范围广泛：颗粒、晶体、液滴； （6）更短时间内获取颗粒更多的信息； EasyViewer400除了具有不需取样、稀释或备样；快速测量，发现新机理；简单易用、一键报告生成的优势以外，还有三大亮点：高分辨率（980nm）-揭示颗粒表面结构；更窄景深-高浓度体系颗粒；背光光源-透明液滴。 无论是实验室研发还是中试放大，均可实时在线捕捉高分辨率晶体、颗粒和液滴尺寸、形貌的演变过程，对于科研人员理解机理、优化过程、快速决策扮演着重要的角色，广泛应用于制药、化工等多种领域。 梅特勒-托利多在线图像与粒度分析 EasyViewer400

2009年，新年伊始，挪威安娜泰克有限公司(AnaTec AS，Norway)发布了其最新的动态颗粒图像分析技术，三维图像动态识别专利(3D images)，并携带其主打产品，FPA颗粒图像分析仪及DustMon粉尘浓度测量仪，在中国各主要城市进行了为期一周的巡回展示，得到了相关应用领域专家的一致好评。 　　Mr. Terje Jorgensen，安娜泰克有限公司执行总裁，全程参与了瑞士华嘉有限公司为该产品在中国首发的一系列市场活动。作为一种全新的动态颗粒图像分析技术，安娜泰克公司采用了比常规动态图像分析方法更为先进的3D images(三维图像动态识别)专利，能实时区分同一颗粒在不同影像位置时的几何形态，配合多种高效快捷的全自动取/进样器，被测样品量大，能真正得到极具代表性的颗粒图像分析结果。 　　二十多年来，挪威安娜泰克有限公司一直致力于在线及实验室用颗粒图像分析技术的研究与生产，开发出一系列针对不同应用领域的高性能图像分析仪器。前身为Norsk Hydro集团(全球500强公司之一)的研发机构，安娜泰克以其在诸多工业应用领域成熟的技术平台，能够为终端客户量身定制，提供颗粒图像分析的全套解决方案，包括硬件配置，软件设计，系统安装，技术支持及反馈。安娜泰克的所有产品结构牢固，操作简单(兼容LIMS系统)，在建筑材料，食品工业，矿物加工，制药原料，石油石化等领域有着广泛的应用前景。

岛津动态颗粒图像分析系统 iSpect DIA-10采用微量池技术和先进的光学系统精确、高效地检测颗粒。如果使用普通镜头，颗粒的可检测尺寸会受到颗粒与镜头之间距离的影响。iSpect DIA-10使用远心镜头可保持恒定的图像放大倍率，这意味着无论颗粒 位于视野中的哪个位置，系统都可以准确地确定颗粒粒度。自动对焦功能提高了成像效率，从而确保能够精确 检测异物并获得重复性高的计数浓度。 粒子计数和图像测量可以用一台仪器来实现iSpect DIA-10提供了先进的粒子分析技术，将单个粒子的图像信息添加到精确的粒子计数中。采用宽聚焦区域的远心镜头与微流池技术相结合，可聚焦整个流路，大幅度减小了颗粒漏检，实现了精确的颗粒计数和可靠的颗粒检测。 可有效分析大量粒子准备样品时，用微量移液枪吸取分散在液体中的样品，将移液枪枪头固定在仪器上，然后在软件上完成数据测量。 检测能力强，几乎不会漏检iSpect DIA -10也可以检测到含有极少量的粒子，也可以检测大量粒子中的少量粗颗粒。通过检测每个粒子的检测结果和图像，可以对粒子的来源进行估计。 创新点：本产品整合了粒度和图像分析技术，在两分钟内完成颗粒成像、尺寸分析、异物检测、粒度分布同时可以得到准确的粒子计数浓度 ?超过90%的高效图像采集效率 与传统的池技术和镜头技术相比，微量池技术可以更清晰地显示颗粒图像，同时减少通过成像区域以外的颗粒数量，传统仪器图像采集效率小于10%，DIA-10采集效率超过90% ?± 5%以内的计数浓度重复性 由于颗粒图像采集效率高，几乎所有粒子都被捕捉到，因此可获得超高重复性 ?简单易用 具有无需样品即可实现自动对焦功能，只需放置样品、选择分析方法、点击测量三步即可完成测试查看结果 动态颗粒图像分析系统

图为美国克里斯蒂医疗控股设计的&ldquo 克里斯蒂血管指示器&rdquo 。（图片来源：《每日邮报》） 如果开启精细模式，图像还会显示出静脉的更多详细信息，甚至可以帮助医护人员发现静脉血管的分岔点等。（图片来源：《每日邮报》） 中国日报网3月27日电（刘宇） 你有没有因为护士找不到血管而被扎&ldquo 冤枉针&rdquo 的经历？一种新仪器的出现可以大大减少你的担忧了。据英国《每日邮报》26日报道，美国的医院正在尝试使用一种新型仪器来帮助护士寻找患者手臂上的血管，原理是借助对人体无害的近红外线。 这种仪器是由位于美国孟菲斯的克里斯蒂医疗控股公司设计的，名为&ldquo 克里斯蒂血管指示器&rdquo （Christie VeinViewer）。它可以检测出血管的位置，并将血管的分布图像实时投射到手臂上，以便让医护人员知道应该在哪里下针。设计公司表示：&ldquo 这或许能让 你免于遭受&lsquo 冤枉针&rsquo 的痛苦。&rdquo 该仪器的工作原理是发射出近红外线，这种光线会被血液中的血红蛋白吸收，然后被周围的组织反射。仪器通过将这些信息进行数字化处理，就可以把血管的位置实时投射在皮肤上。这样一来，患者的血管分布立刻清晰可见。 据了解，这种仪器可以&ldquo 照出&rdquo 深达10毫米的静脉血管。如果开启精细模式，它还会显示出静脉的更多详细信息，甚至可以帮助医护人员发现静脉血管的分岔点等。

生物打印技术是利用三维打印技术解决医学问题，能在器官或组织发育过程中，在空间上精确地排列细胞、蛋白质、基因、药物和其他生物活性物质。这一技术是医学领域具有革命意义的重大突破，已经受到全世界科学家和普通大众的广泛关注。　　生物打印技术：应用潜力巨大的医学革命　　生物打印技术通过软件分层离散和数控成型的方法成型生物材料，其主要利用的技术包括三维生物喷墨、纤维挤压成型和激光辅助细胞打印。这一技术的出现预示着一场医学新革命或将来临，人类的医疗史将被改写。　　该技术在医学领域具有广泛的应用前景。目前，已被用于制造个性化生物医药材料、药物检测和筛选、癌症或其他多种疾病研究等。而利用生物打印技术制造器官或组织更是开创了器官移植的新纪元，为人类健康带来了福音。利用生物打印技术制造生物器官的研究目前方兴未艾，但随着这一技术的发展，移植器官资源紧缺的问题将得到有效缓解，器官移植的成本也将大幅降低。此外，利用生物打印制造的器官进行移植可以有效减少机体排异反应的产生，可有效提高移植成功率。　　目前，利用生物打印技术制造生物组织和器官的方法有两种，分别是制造具有血管的生物组织和器官的体外打印技术，以及用于直接在病变部位进行组织再生的体内打印技术。　　体外生物打印：能造有血管的组织和器官　　利用体外生物打印技术制造完整且具有生物活性的器官，虽然具有广泛的应用前景，但这一技术仍存在很多困难。很多生物学、生物打印技术、生物打印材料、生物打印后续成熟过程等多个方面均存在诸多技术限制。所以科学家首先把研究重点放到利用生物打印技术制造生物组织方面。　　体外打印生物组织是非常尖端而又精密复杂的过程，需要对多层细胞进行分级排列，并在组织内生成血管网络系统。科学家利用体外生物打印技术已制造出多种生物组织，其中人工打印的气管、下颌和软骨组织已成功用于临床治疗。但在制造心脏、胰腺或者肝脏等具较高氧气消耗速率的组织时遇到了困难。其最主要的问题是如何将上述器官血管脉络中的动脉、静脉与毛细血管整合起来。因为在亚微米程度上打印毛细血管非常困难。科学家通过首先打印大血管，再由大血管自然地产生毛细血管的方法实现了毛细血管的打印。另外，科学家也已成功打印出连接血管和相邻毛细血管的通道，完成了血管重塑。　　生物打印材料和其打印后的成长过程，对于体外打印生物组织也至关重要。生物打印的材料能够影响生物组织的生化(如生长因子、粘合因子和信号蛋白)和物理学特征(如细胞外基质的机械强度和结构稳定性等)，进而影响细胞生存、分裂和分化的环境。生物打印材料必须具有很高的机械强度和结构稳定性，并且不能在生物打印之后溶解 能使干细胞分化成组织特异的细胞系并避免器官移植后产生免疫反应。同时，生物墨水必须能快速固化成型，且价格低廉、材料丰富。目前，很多天然的或人工合成的生物墨水已经被用于打印制造生物组织。生物打印的后续过程中的机械和化学刺激对组织的生长和发育也有重要影响。　　体内生物打印：在病变部位直接再生组织　　体内生物打印主要利用生物喷墨打印技术，能在病变部位直接重新长出组织和器官，并能够整合到原有组织上。利用这一技术制作的皮肤细胞能够有效地治疗烧伤，并将在战场上和灾区救治伤员发挥巨大作用。　　体内打印技术对于在病变的部位直接进行组织再生非常有效。这项技术在临床应用中有许多优点。首先，在病变部位直接打印生物组织不需要根据病变部位的几何性状提前制作塑形模具，进而可以减少污染并提高细胞活性。第二，在制造某些具有特殊功能的生物组织时，体内打印可在体内直接打印干细胞，随后可分化出人类所需要的细胞类型。第三，体内打印能够在体内缺陷部位精确地排列细胞、基因和其他生物活性物质，而不会发生变形。同时体内打印技术可对组织进行进行精细控制，如在不同的细胞层打印不同的细胞因子。第四，体内打印技术能够在形状不规则的病变部位精确地制造组织和器官，直接进行组织再生。第五，体内打印技术利用自动打印机能够在体内不平整的的病变部位进行多角度的生物打印。　　因为具有诸多优点，体内生物打印技术将被广泛应用于医学领域，但这仍然需要大量的探索和实践。

近日，国家药品监督管理局经审查，批准了上海联影医疗科技股份有限公司生产的“医用血管造影X射线机”创新产品注册申请。该产品由高压发生器、X射线管组件、限束器、滤线栅、平板探测器、机架、导管床、显示器、显示器吊架、视觉组件、触控平板、控制模块、控制盒、脚踏开关、手闸、图像采集工作站、视频管理工作站、图像高级处理工作站、3D图像处理工作站和附件组成。适用于对血管造影检查、介入手术时提供X射线透视、摄影、血管减影图像和体层图像。　　该产品采用9轴机器人DSA，能实现全腹部、全胸部的锥形束成像，解决了传统锥形束CT重建视野小的问题。此外，产品采用计算机视觉技术，实现了一键自动锥形束CT扫描和一键到位，可简化定位和锥形束CT的工作流，减少辐射暴露和术中操作步骤。与传统的医用血管造影X射线机相比，该产品可显著扩大锥形束CT重建视野，减少锥形束CT扫描的操作步骤、操作时间和辐射剂量，预期缩短成像前的准备时间，提高手术效率。　　药品监督管理部门将加强该产品上市后监管，保护患者用械安全。

牛排虽好吃，但也有风险。根据美国科罗拉多大学博尔德分校的一项新研究，当我们吃红肉时，肠道中产生的一种化合物会损害我们的动脉，并有可能增加心脏病的风险。这项研究于近日发表在美国心脏协会的杂志《Hypertension》上。研究还表明，人们可以通过改变饮食和针对性疗法（如新型的营养补充剂）来预防甚至逆转这种与年龄相关的老化。文章第一作者、整合生理学系的博士后Vienna Brunt表示：“我们的工作首次表明，这种化合物不仅直接损害动脉功能，而且还有助于解释为什么心血管系统随着年龄的增长而出现损伤。”通过动物和人体试验，Brunt及其团队试图回答三个问题：TMAO是否以某种方式损害我们的血管系统？如果答案是肯定的，以何种方式？这是否是心血管系统随着年龄的增长而逐渐老化的原因之一（即使是那些勤锻炼而不吸烟的人）？在吃一块牛排或一盘炒鸡蛋时，您的肠道细菌会立即起作用将其分解。它们在代谢L-肉碱和胆碱时，会产生一种称为三甲胺（trimethylamine）的代谢副产物。您的肝脏将其转化为三甲胺-N-氧化物（TMAO），并通过血液传递出去。之前的研究表明，血液中TMAO含量较高的人患心脏病或中风的可能性高两倍，而且往往过早死亡。不过到目前为止，科学家还没有完全弄清楚这背后的原因。研究人员检查了101位老年人和22位年轻人的血液和动脉健康状况，发现TMAO的水平随着年龄的增长而显著上升。这与之前的小鼠研究相吻合，表明肠道微生物组会随着年龄的增长而变化，繁殖出更多产生TMAO的细菌。这项新的研究表明，若成年人血液中的TMAO含量较高，则动脉功能明显变差，而且其血管壁上表现出更大的氧化应激或组织损伤的迹象。当研究人员直接将TMAO投喂给幼鼠时，它们的血管迅速老化。Brunt指出，在摄入TMAO数月后，12个月大的小鼠（相当于35岁左右的人）看起来更像是27个月大的小鼠（相当于80岁）。初步数据还显示，对于TMAO水平较高的小鼠，其学习和记忆能力都下降，表明这种化合物还可能在与年龄相关的认知功能下降中起作用。另一方面，小鼠在摄入另一种名为二甲基丁醇（DMB）的化合物后，血管功能出现逆转。这种化合物主要存在于初榨橄榄油、红酒和醋中。研究人员认为，它能够阻止TMAO的产生。Brunt指出，每个人，包括年轻的素食主义者，都会产生一些TMAO。不过随着时间的流逝，若摄入的动物制品较多，则心血管功能会受到影响。“吃的红肉越多，则产生TMAO的细菌摄取得越多，”她说。资深作者、衰老整合生理学实验室的主任Doug Seals表示，该研究是一项重要的突破，因为它揭示了为什么我们的动脉会随着年龄的变化而逐渐老化，即使最健康的人群也是如此。研究人员目前正在进一步探索可能阻止TMAO生成的化合物，以防止年龄相关的血管老化。他们表示，多蔬少肉的饮食方式也可以控制TMAO水平。

2023年7月8日，在江苏省研究型医院学会器官芯片分会成立大会召开期间，艾玮得生物于大会现场正式发布了AvatarInsight高内涵智能成像分析仪。AvatarInsight高内涵智能成像分析仪亮点一. 高速自动定位对焦■高精度识别待检测样本孔位及自动对焦，快速找到理想的成像焦面。■96孔整板精细对焦拍照可在5分钟内实现。亮点二. 孔板滴定导航与多通道采集孔板滴定导航■记录孔板孔位位置，实时/定时拍照。■使用每个孔多个观察点位的自定义采集模式。多通道采集可同时观察多色样品，结合相衬等其他成像模式，通过自动曝光和每个通道的Z偏移，在最佳条件下快速采集图像。亮点三. 丰富的拍摄模式延时/周期拍摄■持续记录活细胞或整个培养物随时间的变化。■与给药装置结合使用，实时观察给药细胞的即时反应。视频拍摄记录孔板孔位位置，实时/定时拍照。在样本观察过程中可选择视频拍摄，拍摄持续时长可达24H，更加有利于实验样本变化的动态记录。小鼠肠道类器官培养周期拍摄肝癌类器官培养周期拍摄亮点四. 超高清的成像高精画质自动切换Koehler照明不同模式，生成对应光学图像，可同时进行明场、相差、荧光高分辨率观察，并始终保持成像画质的高精确度。荧光成像原片(左) 白平衡(中) 相差(右)全景拼接以高分辨率快速采集组织样品或评估大面积细胞培养瓶的状况，清晰呈现全景图像；实现图像的高精度拼接、无拼接缝隙。Z-stack沿Z方向采集多个图像以适应厚样品；轻松点击即可创建全景在焦清晰图像。亮点五. AI智能算法与数据管理兼容丰富多样的样本来源，包括肝脏、胰腺、结肠、肺、心肌细胞、毛细血管等等组织器官的智能识别与分析。AI识别算法强大的智能训练单元能够即时、快速地完成特征提取，智能匹配类似特征样本，进而完成样本AI识别。AI分析算法可针对类器官、肿瘤球等实验项目进行AI分析。其中，智能识别类器官3D形态并进行涂色后，可完成类器官数量、大小和形态等各项指标的AI分析；AI描绘肿瘤球边际，并根据描边各项数据智能分析肿瘤球的入侵程度。快速、高效的数据管理功能具有快速、高效的数据管理功能，确保数据组织有序，可供反复调用，并有效避免混淆。亮点六. 便捷与友好的产品设计精密的光学技术■5孔位物镜转盘让您快速便捷地使用多种倍率观察样品。■实时呈现多荧光波段，丰富实验染料选择，为观测样本提供便捷性。倍镜依次：2X、4X、10X、20X、40X荧光：BP330-385 BP450-490 BP530-560BP545-580防污装置，可有效保护光学附件高内涵观测口设置的防污装置，可提供光学附件的保护，有效提升设备使用寿命。可拓展性高艾玮得生物科技全流程追溯与分析软件系统高内涵图片实时对接实验步骤和实验内容；实时记录和追溯样本和实验信息，包括实验步骤管理、试剂耗材管理等；可支持客户端安装、远程云端网页和微信小程序使用。细胞成像环境控制系统AvatarInsight高内涵智能成像分析仪可搭载细胞成像环境控制系统，用于活细胞在线研究，满足荧光、共聚焦等观察需求，可在显微镜载物台上为活细胞提供适宜的温度、湿度、二氧化碳、氧气环境，是活细胞观察系统必不可少的设备之一。

植物根系图像分析仪是一种专门用于分析植物根系图像的仪器。它通过高清晰度相机和计算机视觉技术，能够实现对植物根系图像的自动识别、测量和分析。 产品链接https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104275/C510092.htm 植物根系图像分析仪具有多种功能，包括但不限于以下几点： 1.自动识别和测量根系参数：仪器可以通过图像处理算法自动识别和测量根系的长度、直径、分支等参数，大大提高了测量效率和准确性。 2.分析根系生长状况：仪器可以根据测量的根系参数，分析根系的生长状况，如生长速度、生长趋势等，为植物生长研究提供重要依据。 3.研究根系与土壤环境相互作用：仪器可以用于研究根系与土壤环境的相互作用，如根系对土壤水分的吸收、土壤质地对根系生长的影响等。 4.评估植物对环境的适应能力：仪器可以通过分析根系的结构和生长状况，评估植物对环境的适应能力，为植物育种和栽培提供参考。 总之，植物根系图像分析仪是一种强大的工具，对于研究植物生长和环境适应性具有重要意义。它有助于提高农业生产的效率和可持续性，为科研和农业生产提供有力支持。

现如今对材料进行微观形貌表征时，仅仅看到清晰的形貌是远远不够的，针对有重复结构的材料，如多孔，颗粒等结构的样品，还需对图片中的孔洞或颗粒进行统计与分析，比如统计总数，大小，尺寸等，获得量化结果，辅助研究。硫酸铝矿孔径分布测量当我们对多孔硫酸铝样品进行观察，孔径尺寸大约在10nm左右，由于孔径尺寸非常小，想要清晰的观察到孔的形貌，需要使用超高分辨场发射扫描电镜Regulus8200观察，利用其低加速电压下高分辨率的特点，轻松获取高倍清晰图片。由于图像里的孔与背景亮度对比度的不同，使用Image Pro图像分析软件对感兴趣区域框选，软件可通过信号的强弱分离孔洞并自动测量硫酸矾石的孔径分布（图2）及定量数据。图2中的图表是平均孔径的直方图。当我们分析数据时，可以选取一个孔（图2中的粉红色箭头）时，您可以看到它在直方图中的位置（红色圆圈）。或者在直方图中选择一个条柱（图 3 中的粉红色箭头）时，您可以看到所选条柱包含哪些孔（Brue 字符）。统计数据直方图如图4所示。高容量硬盘驱动器（HDD）中的，磁性颗粒粒度分析高容量硬盘驱动器（HDD）中的磁性颗粒会随着记录密度的提高而变小。然而，较小的磁性颗粒可能会产生较小的矫顽力，因此会妨碍稳定的记录。因此，评估晶粒尺寸和晶粒间距对于实现和保持稳定的HDD性能非常重要。图5（a）显示了配置高容量HDD的磁盘上磁性颗粒的BSE图像。通过使用YAG-BSE探测器拍摄70万倍的高分辨图像，并从中获取颗粒的形状。在对图像上的颗粒进行分析时，首先这些晶粒被识别为感兴趣区域（ROI），使用Image-Pro 10图像处理软件将晶界和背景进行分离，如图6（b）所示。尽管BSE图像因为通道效应导致每一个颗粒对比度和亮度不均匀，但依然可以稳定地对颗粒直径或面积定量分析，因为这些颗粒是通过信号强度提取的，另外还通过其形状和大小提取的。图7（c）是磁性晶粒直径的柱状图。超高分辨冷场扫描电子显微镜Regulus8200和图像分析软件Image-Pro 10的组合可实现HDD的高分辨率成像和定量图像分析，帮助HDD在增强记录密度的研究中。Regulus8200 "Regulus系列"扫描电子显微镜（SEM）被广泛应用于纳米技术，半导体电子行业，生命科学，材料科学等领域的材料结构观察。仅仅具有超高分辨率还远远不够。还要求能在低加速电压下对表面细微结构的观察和高灵敏度的元素分析。发挥高性能，高稳定性，轻松获取高倍清晰图片。END公司介绍：日立科学仪器（北京）有限公司是世界500强日立集团旗下日立高新技术有限公司在北京设立的全资子公司。本公司秉承日立集团的使命、价值观和愿景，始终追寻“简化客户的高科技工艺”的企业理念,通过与客户的协同创新，积极为教育、科研、工业等领域的客户需求提供专业和优质的解决方案。 我们的主要产品包括：各类电子显微镜、原子力显微镜等表面科学仪器和前处理设备，以及各类色谱、光谱、电化学等分析仪器。为了更好地服务于中国广大的日立客户，公司目前在北京、上海、广州、西安、成都、武汉、沈阳等十几个主要城市设立有分公司、办事处或联络处等分支机构，直接为客户提供快速便捷的、专业优质的各类相关技术咨询、应用支持和售后技术服务，从而协助我们的客户实现其目标，共创美好未来。

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