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显微植物叶绿素荧光成像系统

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  • 叶绿素荧光显微成像技术在光合作用研究中的应用

    [align=center][size=16px][/size][/align][size=16px] 光合作用是地球上最重要的化学反应,植物、藻类及光合细菌等吸收光能、将[/size][size=16px]CO[/size][font='calibri'][sub][size=16px]2[/size][/sub][/font][size=16px]和水转化为有机物并释放[/size][size=16px]O[/size][font='calibri'][sub][size=16px]2[/size][/sub][/font][size=16px]。获得光能的叶绿素分子从基态跃迁到激发态,激发态的叶绿素分子可通过三种途径释放能量回到基态:推动光化学反应、以热的形式耗散、释放光子产生荧光。这三种途径的总和是一定的,因此叶绿素荧光的变化反映了光化学效率和热耗散能力的变化。叶绿素荧光成像是[/size][size=16px]广泛应用[/size][size=16px]的[/size][size=16px]光合生理研究的重要探针[/size][size=16px],[/size][size=16px]叶绿素荧光显微成像又将研究尺度进一步拓展到细胞、亚细胞水平。叶绿素荧光技术发展出了很多不同的测量程序,以慢诱导荧光动力学曲线为例,通过测量光([/size][size=16px]ML[/size][size=16px])、作用光([/size][size=16px]AL[/size][size=16px])、饱和脉冲光([/size][size=16px]SP[/size][size=16px])激发样品,记录动力学曲线并计算叶绿素荧光参数[/size][size=16px],[/size][size=16px]可以用于反映植物光合作用机理和光合生理状况([/size][size=16px]朱新广[/size][size=16px],[/size][size=16px]2021[/size][size=16px])。[/size][size=16px][/size][size=16px] 叶绿素荧光成像技术能记录整个叶片、植株等样品不同区域的荧光动力学分布变化,实现从宏观到微观的光合机理研究。叶绿素荧光成像由于其无损、高通量的技术特征,在光合作用相关突变体筛选领域成为了广泛应用的重要技术,为光合作用机理及抗[/size][size=16px]逆研究[/size][size=16px]提供了强大的技术支持。叶绿素荧光显微成像技术最早出现于[/size][size=16px]2000[/size][size=16px]年,[/size][size=16px]K[/size][size=16px]ü[/size][size=16px]pper[/size][size=16px]等人将叶绿素荧光脉冲调制式激发光源与显微镜结合,首次获得了显微尺度的叶绿素荧光图像([/size][size=16px]K[/size][size=16px]ü[/size][size=16px]pper[/size][size=16px] [/size][size=16px]et al.[/size][size=16px], 2000[/size][size=16px])。叶绿素荧光显微成像技术在国外已经展开多方面研究应用,[/size][size=16px]目前国内的叶绿素荧光成像显微研究尚处于起步阶段,多个课题组都[/size][size=16px]正[/size][size=16px]在[/size][size=16px]探索[/size][size=16px]这项技术[/size][size=16px]在[/size][size=16px]不同研究领域中[/size][size=16px]的[/size][size=16px]应用。[/size][size=16px][/size][size=16px] 叶绿素荧光技术[/size][size=16px]适用研究样品微观结构上光[/size][size=16px]合功能[/size][size=16px]的空间差异,例如叶片横截面栅栏组织与海绵组织的差异,[/size][size=16px]C[/size][size=16px]4[/size][size=16px]植物花环结构[/size][size=16px]中维管束鞘细胞与叶肉细胞的差异[/size][size=16px],藻类中有差异的单个细胞、异形胞[/size][size=16px]等。我们多年来与[/size][size=16px]吉林师范大学、四川省农业科学研究院[/size][size=16px]等[/size][size=16px]单位[/size][size=16px]合作[/size][size=16px],[/size][size=16px]目前已合作发表的[/size][size=16px]3[/size][size=16px]篇相关论文是国内该领域[/size][size=16px]开创性[/size][size=16px]的应用成果,[/size][size=16px]以叶绿素荧光显微成像的特色优势技术[/size][size=16px]为光合作用的微观[/size][size=16px]探究提供有力支撑[/size][size=16px]。[/size][size=16px][/size][size=16px] Yu[/size][size=16px]等[/size][size=16px]发现[/size][size=16px]狗枣猕猴桃[/size][size=16px]([/size][size=16px]A[/size][size=16px]ctinidia [/size][size=16px]kolomikta[/size][size=16px])[/size][size=16px]的白化[/size][size=16px]叶片[/size][size=16px]通过调整叶片结构及基因表达调控,仍然保持了相对较高的光合能力[/size][size=16px]。[/size][size=16px]应用[/size][size=16px]叶绿素荧光显微成像技术[/size][size=16px]比较了[/size][size=16px]白化和绿色叶片栅栏组织、海绵组织的叶绿素荧光参数,[/size][size=16px]揭示了白化叶片海绵组织光[/size][size=16px]合能力[/size][size=16px]增强的机理[/size][size=16px]。[/size][size=16px]绿叶中栅栏组织[/size][size=16px]F[/size][font='calibri'][size=14px][sub][size=16px]v[/size][/sub][/size][/font][size=16px]/[/size][size=16px]F[/size][font='calibri'][size=14px][sub][size=16px]m[/size][/sub][/size][/font][size=16px](最大光化学效率)[/size][size=16px]更高,而白叶中海绵组织[/size][size=16px]显著增厚,[/size][size=16px]F[/size][font='calibri'][size=14px][sub][size=16px]v[/size][/sub][/size][/font][size=16px]/[/size][size=16px]F[/size][font='calibri'][size=14px][sub][size=16px]m[/size][/sub][/size][/font][size=16px]更高[/size][size=16px],[/size][size=16px]光[/size][size=16px]合能力[/size][size=16px]增强,补偿[/size][size=16px]了[/size][size=16px]白化的影响,成为叶片光合作用主力组织[/size][size=16px]([/size][size=16px]Yu [/size][size=16px]et al.[/size][size=16px], 2022[/size][size=16px])[/size][size=16px]。[/size][size=16px]接下来[/size][size=16px]Chen[/size][size=16px]等又比较了两种猕猴桃白化叶片的光保护策略差异[/size][size=16px],狗枣猕猴桃的白叶[/size][size=16px]主要通过反射实现光保护,强光下花青素[/size][size=16px]积累,叶片[/size][size=16px]转变为粉色[/size][size=16px],更有效地保护叶片[/size][size=16px];[/size][size=16px]而[/size][size=16px]葛[/size][size=16px]枣猕猴桃([/size][size=16px]A[/size][size=16px]ctinidia[/size][size=16px] [/size][size=16px]polygama[/size][size=16px])[/size][size=16px]强光下[/size][size=16px]仍为白色[/size][size=16px],[/size][size=16px]具[/size][size=16px]有更[/size][size=16px]强[/size][size=16px]的叶绿[/size][size=16px]素荧光参数,说明[/size][size=16px]它[/size][size=16px]具有更高的强光适应能力[/size][size=16px]([/size][size=16px]Chen[/size][size=16px] [/size][size=16px]et al.[/size][size=16px], 202[/size][size=16px]3[/size][size=16px])。[/size][size=16px]Liu[/size][size=16px]等比较了干旱处理下的玉米叶肉细胞和维管束鞘细胞,发现这两种细胞具有不同的不同光保护策略[/size][size=16px]。对玉米[/size][size=16px]完整叶片的分析显示,[/size][size=16px]随着干旱处理程度增强,[/size][size=16px] [/size][size=16px]F[/size][font='calibri'][size=14px][sub][size=16px]v[/size][/sub][/size][/font][size=16px]/[/size][size=16px]F[/size][font='calibri'][size=14px][sub][size=16px]m[/size][/sub][/size][/font][size=16px]、[/size][size=16px]Φ[/size][font='calibri'][size=14px][sub][size=16px]PSII[/size][/sub][/size][/font][size=16px](实际光化学效率)[/size][size=16px]降低,[/size][size=16px]NPQ[/size][size=16px](非光化学猝灭[/size][size=16px]系数[/size][size=16px])[/size][size=16px]显著升高[/size][size=16px]。进一步应用[/size][size=16px]叶绿素荧光显微成像[/size][size=16px]的分析结果[/size][size=16px]与完整叶片[/size][size=16px]相符合,并且发现[/size][size=16px]与叶肉细胞相比,维管束鞘细胞[/size][size=16px] [/size][size=16px]F[/size][font='calibri'][size=14px][sub][size=16px]v[/size][/sub][/size][/font][size=16px]/[/size][size=16px]F[/size][font='calibri'][size=14px][sub][size=16px]m[/size][/sub][/size][/font][size=16px]、[/size][size=16px]Φ[/size][font='calibri'][size=14px][sub][size=16px]PSII[/size][/sub][/size][/font][size=16px]更低,干旱胁迫后[/size][size=16px]NPQ[/size][size=16px]升高更显著[/size][size=16px],[/size][size=16px]不同细胞的变化趋势[/size][size=16px]差异[/size][size=16px]表明它们[/size][size=16px]具有不同的光保护策略[/size][size=16px],[/size][size=16px]维管束鞘细胞中可能具有更强的热耗散能力[/size][size=16px]([/size][size=16px]Liu [/size][size=16px]et al.[/size][size=16px], 2022[/size][size=16px])。[/size][size=16px][/size][size=16px] 叶绿[/size][size=16px]素[/size][size=16px]荧光显微成像技术在光合作用的微观研究领域具有独特的技术优势,在[/size][size=16px]光合作用机理研究、环境及毒理胁迫与抗性筛选、优良品系选育等领域[/size][size=16px]具[/size][size=16px]有广阔的应用前景。目前多家单位的科研人员[/size][size=16px]都[/size][size=16px]在[/size][size=16px]探索该技术[/size][size=14px][size=16px]的新应用,我们也正在[/size][size=16px]将该技术拓展到[/size][size=16px]多个新的领域,例如对[/size][size=16px]原生质体[/size][size=16px]以及[/size][size=16px]种子、茎秆等非叶片器官的[/size][size=16px]研究[/size][size=16px]。[/size][/size][font='黑体']参考文献:[/font][font='calibri'][size=13px][1] [/size][/font][font='calibri'][size=13px]朱新广[/size][/font][font='calibri'][size=13px], [/size][/font][font='calibri'][size=13px]许大全主编[/size][/font][font='calibri'][size=13px]. [/size][/font][font='calibri'][size=13px]光合作用研究技术[/size][/font][font='calibri'][size=13px], [/size][/font][font='calibri'][size=13px]上海科学技术出版社[/size][/font][font='calibri'][size=13px], 2021[/size][/font][font='calibri'][size=13px][2] [/size][/font][font='calibri'][size=13px]H[/size][/font][font='calibri'][size=13px]. [/size][/font][font='calibri'][size=13px]Küpper[/size][/font][font='calibri'][size=13px],[/size][/font][font='calibri'][size=13px] [/size][/font][font='calibri'][size=13px]I[/size][/font][font='calibri'][size=13px].[/size][/font][font='calibri'][size=13px] [/size][/font][font='calibri'][size=13px]?etlík[/size][/font][font='calibri'][size=13px], [/size][/font][font='calibri'][size=13px]M[/size][/font][font='calibri'][size=13px].[/size][/font][font='calibri'][size=13px] [/size][/font][font='calibri'][size=13px]Trtílek[/size][/font][font='calibri'][size=13px],[/size][/font][font='calibri'][size=13px] et al. [/size][/font][font='calibri'][size=13px]Photosynthetica[/size][/font][font='calibri'][size=13px], 2000, 38, s553-570 [/size][/font][font='calibri'][size=13px][3] [/size][/font][font='calibri'][size=13px]M[/size][/font][font='calibri'][size=13px].[/size][/font][font='calibri'][size=13px] [/size][/font][font='calibri'][size=13px]Yu, [/size][/font][font='calibri'][size=13px]L[/size][/font][font='calibri'][size=13px]. [/size][/font][font='calibri'][size=13px]Chen, [/size][/font][font='calibri'][size=13px]D[/size][/font][font='calibri'][size=13px].[/size][/font][font='calibri'][size=13px] H[/size][/font][font='calibri'][size=13px]. [/size][/font][font='calibri'][size=13px]Liu[/size][/font][font='calibri'][size=13px],[/size][/font][font='calibri'][size=13px] et al. [/size][/font][font='calibri'][size=13px]Front. Plant Sci.[/size][/font][font='calibri'][size=13px], 2022, 13: 856732 [/size][/font][font='calibri'][size=13px][4] [/size][/font][font='calibri'][size=13px]L[/size][/font][font='calibri'][size=13px].[/size][/font][font='calibri'][size=13px] Chen[/size][/font][font='calibri'][size=13px],[/size][/font][font='calibri'][size=13px] D[/size][/font][font='calibri'][size=13px]. [/size][/font][font='calibri'][size=13px]Q[/size][/font][font='calibri'][size=13px].[/size][/font][font='calibri'][size=13px] Wen[/size][/font][font='calibri'][size=13px],[/size][/font][font='calibri'][size=13px] G[/size][/font][font='calibri'][size=13px]. [/size][/font][font='calibri'][size=13px]L[/size][/font][font='calibri'][size=13px].[/size][/font][font='calibri'][size=13px] Shi[/size][/font][font='calibri'][size=13px],[/size][/font][font='calibri'][size=13px] [/size][/font][font='calibri'][size=13px]et al.[/size][/font][font='calibri'][size=13px] [/size][/font][font='calibri'][size=13px]Physiol. Plant.[/size][/font][font='calibri'][size=13px], 2023, [/size][/font][font='calibri'][size=13px]175:[/size][/font][font='calibri'][size=13px] [/size][/font][font='calibri'][size=13px]e13880[/size][/font][font='calibri'][size=13px][5] [/size][/font][font='calibri'][size=13px]W[/size][/font][font='calibri'][size=13px].[/size][/font][font='calibri'][size=13px] J[/size][/font][font='calibri'][size=13px].[/size][/font][font='calibri'][size=13px] [/size][/font][font='calibri'][size=13px]Liu, [/size][/font][font='calibri'][size=13px]H[/size][/font][font='calibri'][size=13px].[/size][/font][font='calibri'][size=13px] [/size][/font][font='calibri'][size=13px]Liu, [/size][/font][font='calibri'][size=13px]Y[/size][/font][font='calibri'][size=13px].[/size][/font][font='calibri'][size=13px] E[/size][/font][font='calibri'][size=13px].[/size][/font][font='calibri'][size=13px] [/size][/font][font='calibri'][size=13px]Chen[/size][/font][font='calibri'][size=13px],[/size][/font][font='calibri'][size=13px] et al. [/size][/font][font='calibri'][size=13px]Front. Plant Sci.[/size][/font][font='calibri'][size=13px], 2022, 13: 885781[/size][/font]

  • 叶绿素测定仪怎么测量植物的叶绿素相对含量

    [size=16px]  叶绿素测定仪是一种用于测量植物叶片中叶绿素含量的设备。叶绿素是植物中进行光合作用的关键色素,它们吸收光能并将其转化为化学能以支持植物的生长和发展。以下是一般情况下使用叶绿素测定仪测量植物叶绿素相对含量的步骤:  样本准备: 从要测量的植物中选取代表性的叶片样本。这些叶片应该是健康的、没有损伤的,并且尽可能避免太老或太嫩的叶片。  叶片处理: 如果需要,将叶片处理成较小的块状或碎片,以确保测量时样本的均匀性。同时,避免过度损伤叶片,因为这可能会影响叶绿素的测量结果。  提取叶绿素: 使用适当的提取液(比如乙醇、乙醚等)将叶片中的叶绿素提取出来。提取的过程通常需要在低温下进行,以防止叶绿素的降解。  测量光吸收: 将提取液中的叶绿素溶液置于叶绿素测定仪中。这种仪器通过照射样本并测量样本对不同波长光的吸收来确定叶绿素的含量。最常见的方法是使用分光光度计,它可以测量不同波长下样本吸收的光强度。  建立标准曲线: 使用已知浓度的叶绿素标准溶液,进行一系列测量以建立标准曲线。标准曲线可以用来将样本吸收的光强度值转换为叶绿素浓度值。  测量样本: 使用同样的方法测量你的样本,获取其吸收的光强度值。  计算叶绿素含量: 根据标准曲线,将样本的光吸收值转化为叶绿素浓度。如果你感兴趣的是叶绿素的相对含量,可以将不同样本的叶绿素浓度与标准样本进行比较。  请注意,使用叶绿素测定仪需要一定的实验操作技能和基本的化学常识。在操作之前,云唐建议仔细阅读仪器的操作手册,并根据实际情况调整实验步骤。另外,确保在实验过程中遵循安全操作规范,使用适当的防护措施。[/size]

  • 叶绿素a的测定

    叶绿素a存在于一切独立营养植物中,是一种能将光合作用的光能传递给化学反应系统的惟一色素。因此,叶绿素a就成为水中有机物的源泉。通过测定叶绿素a,可以了解海洋、湖泊和河流中植物性浮游生物的现存量和基础生产量,可掌握水体中藻类现存量。因此,叶绿素a指标是评价水体富营养化程度最直接有效的方法,也是目前科学地预测其发展趋势的有效方法。根据实测资料分析,当叶绿素a含量从常量上升至10 mg/m3以上,并有迅速增加的趋势,就可预测水体即将发生富营养化。(一)叶绿素a的分光光度法测定在一定量的水样中添加1%碳酸镁悬浮液1 mL,充分搅匀,用玻璃纤维滤纸或微孔滤膜过滤。若不能立即提取,将带样品的滤膜放人冰箱保存(1~2 d)。将载有藻类的滤膜放人研钵中,加入90%丙酮6~7 mL,研磨至呈糊状,再用90%丙酮溶液洗入具塞刻度离心管中,密封,放置暗处静置萃取6~20 h。以3500~4000r/min转速离心lO~15 min,取上清液转入1 cm比色皿中,以90%丙酮溶液为参此,于波长665 nm和750 nm处测吸光度,然后加入几滴l mol/L盐酸酸化,于波长665 nm和750 nm处再测吸光值。叶绿素a浓度计算公式为:Chla=27.3×665一E750)一(A665一A750)]×V丙酮/V水样式中:Chla——叶绿素a含量(μg/L);E665,E750——丙酮萃取液分别于波长665 nm和750 nm的吸光度;A665,A750——丙酮萃取液酸化后分别于波K 665 nm和750 nm的吸光度;V丙酮——丙酮萃取液的体积,mL;V水样——水样过滤的体积,L。(二)叶绿素a的荧光法测定适合于藻类较少的贫营养湖泊或外海洋中的叶绿素a的测定。基本原理是,当丙酮提取液经紫外线照射时,叶绿素a显现其固有的红色荧光特征,其浓度与荧光强度存在一定的规律性,因此可定量测定叶绿素a的含量。由于所用的光源强度高,故荧光法的灵敏度比分光光度法约高两个数量级。[/td][/tr][/table]

  • 叶绿素测定仪怎么测量植物的氮含量有多少

    [size=16px]  叶绿素测定仪通常用于测量植物叶片中的叶绿素含量,而不是直接测量氮含量。然而,叶绿素含量与植物的氮素含量之间存在一定的关联,因为氮是叶绿素分子中的一个重要组成部分。叶绿素测定可以作为一种间接方法来估计植物的氮含量。  要测量植物的氮含量,通常可以使用以下方法之一:  Kjeldahl法:这是一种传统的分析方法,可以测量有机物中的氮含量。样品首先被消化,然后氮被转化为氨,并通过滴定酸来测量氨的含量,从而计算样品中的氮含量。  Dumas法:这是一种更现代的方法,类似于Kjeldahl法,但使用燃烧而不是消化来将样品中的有机氮转化为氨。然后通过化学反应测量氨的含量,从而计算氮含量。  [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]法:这是一种通过[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]来分析样品中的氮化合物的方法。样品在高温条件下分解产生氮气,然后氮气被送入[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]进行分析。  光谱法:虽然叶绿素测定仪主要用于叶绿素含量测量,但某些光谱数据也可以用于估计氮含量。光谱数据中的某些特征可以与氮含量之间存在的关联进行校准,从而进行估算。  请注意,这些方法可能需要特定的实验室设备和技术,并且样品的处理和分析可能会有一定的复杂性。云唐建议选择合适的方法取决于你的实验目的、设备可用性以及实验室的专业知识。如果你不熟悉这些分析方法,最好是在有经验的人的指导下进行实验。[/size]

  • 【讨论】如何去除甲醇(乙醇)植物提取液中的叶绿素

    由于实验需要,需测量植物中的相关物质,用甲醇提取后,提取液成墨绿色,猜想是叶绿素含量太多。而叶绿素非实验所需,需要除去。请问各位色友帮忙解决下。 如果说用石墨烯及活性碳, 我的样品比较少就1ml,能用活性碳吗,能得话如何操作呢。

  • 叶绿素测定仪如何检测植物氮含量

    叶绿素测定仪如何检测植物氮含量

    [size=16px]  叶绿素测定仪如何检测植物氮含量  叶绿素测定仪通常用于测定叶片中的叶绿素含量,而不是植物的氮含量。要测定植物的氮含量,通常需要使用其他类型的仪器和方法,如Kjeldahl法、Dumas法或氮元素分析仪。  以下是如何使用Kjeldahl法来测定植物的氮含量的基本步骤:  样品准备:  收集你要测定的植物样品,并将其剪碎成小块,以便更容易处理。  将样品干燥,以去除多余的水分。  氮的提取:  将干燥的植物样品加入Kjeldahl消解管中。  向样品中加入硫酸(H2SO4)和催化剂,通常是硒或汞的化合物。这些化学品将有机氮转化为无机氮。  使用Kjeldahl消解仪将样品消解,通常是在高温下进行。  蒸发和冷却:  将消解后的样品加热以蒸发水分,直到样品中只剩下无机氮。  将消解管中的液体冷却,使其凝结成液体。  中和和滴定:  向冷却的液体中加入氢氧化钠(NaOH)以中和其中的酸性。  使用酸碱指示剂,如酚酞或溴甲酚绿,来监测酸性的中和点。  然后,使用已知浓度的硫酸(H2SO4)溶液进行滴定,直到液体再次变酸,指示剂的颜色发生改变。滴定的体积可以用于计算氮的含量。  计算氮含量:  使用已知的滴定体积和硫酸浓度,计算出样品中的氮含量,通常以百分比或毫克/克的形式表示。  需要注意的是,Kjeldahl法是一种相对复杂的化学分析方法,需要严格的实验室条件和设备,以确保准确性和安全性。测定氮含量的其他方法可能也可行,具体选择取决于你的实验室资源和样品类型。如果你没有化学分析的经验,云唐建议最好寻求专业的实验室支持或咨询专业化学家。[img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309181126073212_7562_6098850_3.jpg!w690x690.jpg[/img][/size]

  • 手持式植物叶绿素测定仪,好用的没话说我亲自做的实验

    [url=http://www.bio-equip.com/show1equip.asp?equipid=4021089&division=1601]手持式植物叶绿素测定仪[/url]功能描述:[img]http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/default/em09501.gif[/img]1、测量结果可以制定不同的植物名称,总共可以储存500个名称;2、可以存储最多5000个测量数据;3、可删除最近的或所有的测量数据;4、通过USB接口可以将测量数据保存到电脑中,也可以将植物名称上传到仪器中主要特点:1、手持式;2、体积小重量轻;3、易于使用;4、专为绿叶植物设计;5、非浸入式;6、1s内即可测量;7、USB端;8、免费Windows软件;9、内部存储容量大;10、电池使用寿命大。

  • 叶绿素a,大家看看

    叶绿素   我们还只是有了光合作用过程的轮廓。详细情况又是怎样的呢?1817年,法国的佩尔蒂埃和卡芳杜分离出了一种最重要的植物产物,就是这种产物使绿色植物成为绿色的。因此,他们把这种化合物叫做叶绿素(源自希腊语,意思是“绿色的叶子”)。(后来他们还发现了奎宁、马钱子碱、咖啡碱及一些其他特殊的植物产物。)而后,1865年,德国植物学家萨克斯证明,叶绿素并不是一般地弥散在所有的细胞中(尽管叶子看上去绿色很均匀),而是局限在小的亚细胞体内。这种亚细胞体后来称做叶绿体。  现在问题清楚了,光合作用是在叶绿体内进行的。叶绿素对光合作用过程是必不可少的,但是只有叶绿素是不够的。不论怎样小心地提取,所得到的叶绿素本身在试管里都不能催化光合反应。叶绿体通常比线粒体大得多。有些单细胞植物,每个细胞只有一个大的叶绿体。但是,大多数植物细胞含有40来个较小的叶绿体,每一个叶绿体的长和粗都是一般线粒体的2~3倍。  叶绿体的结构看上去比线粒体更为复杂。叶绿体的内部是由许多伸展在壁与壁之间的薄膜组成的。这些薄膜叫做片层。在大多数种类的叶绿体中,这些片层在一些地方变厚变深以形成基粒,叶绿素分子就是在这些基粒里发现的。  如果把基粒内的片层放在电子显微镜下研究,会看到它们也好像是由刚能看得见的微小单位组成的,就像浴室地面上的瓷砖一样铺得整整齐齐。每一个这样的单位可能就是一个进行光合作用的单元,含有250~300个叶绿素分子。  叶绿体比线粒体更难完整地分离出来。直到1954年,波兰血统的美国生物化学家阿诺恩才从破碎的菠菜叶细胞中获得十分完整而且能够把全部光合反应进行到底的叶绿体。  叶绿体不仅含有叶绿素,而且含有全套的酶及有关的物质,它们都恰当而巧妙地排列着。叶绿体还含有细胞色素。依靠细胞色素,它可以把叶绿素捕捉到的光能,通过氧化磷酸化,转变成ATP(腺苷三磷酸)。  叶绿体的情况如此,那么,叶绿体中最有代表性的物质叶绿素的结构又是什么样的呢?在几十年的时间里,化学家们利用他们掌握的各种工具来研究这种关键的物质,但进展很慢。最后,1906年,德国的威尔施泰特(即后来发现色谱法的那个人,但他错误地坚持酶不是蛋白质)证明,叶绿素分子的中心部分是金属镁。(由于这项发现及其他关于植物色素的研究,威尔施泰特获得1915年的诺贝尔化学奖。)威尔施泰特和H.费歇尔继续研究叶绿素分子的结构,这个任务用了整整一代人的时间才告完成。到20世纪30年代,已经确定,叶绿素有一个基本上和血红素(H.费歇尔曾破译的一种分子)相类似的卟琳环结构。血红素在卟琳环的中心有一个铁原子的地方,叶绿素则有一个镁原子。  R.B.伍德沃德消除了对于这一点的一切疑虑。这位合成大师1945年合成了奎宁;1947年合成了马钱子碱;1951年合成了胆固醇;1960年他又创造了新记录,合成了一种与威尔施泰特和H.费歇尔所提出的分子式完全符合的分子,而且,请注意,这种分子具有从绿叶中分离出来的叶绿素的全部性质。由于这项成就,R.B.伍德沃德获得了1965年的诺贝尔化学奖。  叶绿素在植物里到底催化了什么反应?直到20世纪30年代,人们所知道的还只是二氧化碳和水进去,氧出来。分离出来的叶绿素不能发生光合反应,这个事实使研究工作更加困难。只有完整的植物细胞(至少也要完整的叶绿体)才能进行光合反应;因此,这个被研究的系统是非常复杂的。  作为最初的猜想,生物化学家们认为,植物细胞首先利用二氧化碳和水合成葡萄糖(C6H12O6),然后利用这种葡萄糖,加上土壤中的氮、硫、磷和其他无机元素,继续合成各种植物物质。  从理论上看,葡萄糖似乎可能是通过一系列步骤形成的,首先把二氧化碳中的碳和水化合(放出二氧化碳中的原子氧),然后再把这种化合物(CH2O,即甲醛)聚合成葡萄糖。六个甲醛分子可以合成一个葡萄糖分子。  这种用甲醛合成葡萄糖的过程实际可以在实验室里完成,但方法非常麻烦。人们推测,植物可能具有加速这种反应的酶。诚然,甲醛是一种毒性很大的化合物,但是化学家们猜想,甲醛变成葡萄糖的速度非常快,因而使植物在任何时候只能含有极少量的甲醛。这种甲醛学说是拜耳(靛蓝的合成者)于1870年首先提出的,流传了两代人的时间,只是因为没有一种更好的学说取代它。  1938年,鲁宾和卡门着手用示踪剂探测绿色叶子的化学作用,于是又开始重新研究这个问题。利用氧-18(氧的一种不常见的稳定同位素),他们获得一个轮廓清楚的发现:结果证明,当用氧一18只标记上施于植物的水时,植物所放出的氧就带有这种标记;当用氧-18只标记上供给植物的二氧化碳时,植物所放出的氧就不带有这种标记。简单地说,这个实验表明,植物所放出的氧来自水分子,而不是来自二氧化碳分子。甲醛学说认为植物放出来的氧来自二氧化碳,那是错误的。  鲁宾和他的同事试图通过用放射性同位素碳-11(当时知道的惟一放射性碳)标记二氧化碳的方法,来追踪二氧化碳在植物里的命运。但这个尝试没有成功。一则碳-11的半衰期只有20.5分钟;二则他们当时还没有能够快速而彻底地分离植物里单个化合物的方法。  但是,20世纪40年代初期,他们有了必要的工具。鲁宾和卡门发现了长寿命的放射性同位素碳-14,这样就可以通过一系列的反应来追踪碳。同时,纸色谱法的发展为简易而彻底地分离复杂的混合物提供了一种手段。(实际上,放射性同位素可以使纸色谱法得到很好的改进;纸上表示示踪剂存在的放射性斑点,会使放在它下面的底片产生黑点,因此,色谱图就能拍下自己的照片,这种技术叫做放射自显影。)  第二次世界大战以后,由美国生物化学家卡尔文领导的另一个小组接着进行研究。它们把微小的单细胞植物(小球藻)在含有碳-14的二氧化碳里暴露一小段时间,为的是让它只进行最初阶段的光合作用。然后他们把这些植物细胞捣碎,在色谱图上把它们的物质分离,并进行放射自显影。  他们发现,即使这些细胞在有标记的二氧化碳中仅暴露1又 1/2分钟,放射性碳原子就会在细胞内15种不同的物质中出现。通过缩短暴露的时间,吸收放射性碳的物质的数目减少了。最后他们断定,细胞吸收二氧化碳的碳-14而形成的第一种(或接近第一种)化合物是磷酸甘油。(他们从未探测到任何甲醛,因此,那个延续了多年的甲醛学说便悄悄地从画面上消失了。)

  • 叶绿素测定仪是干什么的仪器

    叶绿素测定仪是一种用于测量植物或其他生物样品中叶绿素含量的仪器。叶绿素是植物中的关键色素之一,它在光合作用中扮演着重要的角色,将光能转化为化学能。测定叶绿素含量可以用来评估植物的生长状况、健康状态以及光合作用效率。  叶绿素测定仪在许多领域都有广泛的应用,主要涉及到植物生长、生态系统研究、环境监测和农业等。以下是叶绿素测定仪的一些主要应用范围:  植物生长与健康评估: 叶绿素测定仪可以用于评估植物的健康状况和生长状态。通过测量叶绿素含量,可以推断出植物的光合作用活性、养分吸收能力以及受到的环境影响。  农业领域: 叶绿素测定仪在农业中被用来监测作物的生长情况和健康状态。这有助于决定适宜的施肥、灌溉和其他农业管理措施,以提高农作物产量和质量。  生态学研究: 叶绿素测定仪在生态系统研究中非常有用。通过对植物叶片和水体中叶绿素的测量,可以了解生态系统的光合作用活动、能量流动和生态链的结构。  水质监测: 叶绿素测定仪可用于评估水体中的藻类和蓝藻数量,从而判断水体的富营养化程度和水质。这对于保护水体生态平衡和提供饮用水质量至关重要。  环境污染监测: 叶绿素测定仪可以用于检测污染物对植物生长和光合作用的影响。它们可以帮助监测工业排放、空气污染和土壤污染等对环境的影响。  生物学研究: 叶绿素测定仪在生物学领域中用于研究不同生物体中叶绿素的含量和分布,如藻类、植物、海洋生物等。  教育与科普: 叶绿素测定仪也可用于教育和科普活动,帮助人们理解光合作用的基本原理以及叶绿素在生态系统中的作用。  总之,叶绿素测定仪在植物学、生态学、环境科学、农业和生物学等多个领域中都发挥着重要作用,帮助人们更好地了解和评估生态系统、植物健康和环境状况。

  • 叶绿素检测仪有什么应用领域

    叶绿素检测仪有什么应用领域

    [img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310091014209568_2916_5604214_3.jpg!w690x690.jpg[/img]  叶绿素检测仪是用于测量叶绿素含量的仪器,叶绿素是植物和藻类等生物体中的绿色色素,用于光合作用过程中捕获太阳能并进行光合反应。这些检测仪广泛应用于多个领域,包括:  农业:叶绿素检测仪在农业领域中用于监测作物的生长和健康状态。通过测量叶绿素含量,可以评估植物的养分吸收、光合作用效率和生长速度,有助于农民和农业专业人员制定施肥和灌溉策略,提高农作物产量。  植物生态学:在生态学研究中,叶绿素检测仪用于评估不同植被类型的叶绿素含量,以了解生态系统的健康状况、光合作用活性和生产力。这对于生态学家来说是重要的工具,可用于监测自然环境的变化和生态系统的恢复。  水质监测:叶绿素是水体中藻类和浮游植物的主要色素之一,因此叶绿素检测仪用于监测水体的叶绿素含量,以评估水体质量、水生生物生态系统的健康和藻类水华的风险。  海洋研究:在海洋科学领域,叶绿素检测仪被用来研究海洋生态系统的光合作用活动和生物量。它们可以用于检测浮游植物的分布和季节性变化,有助于理解海洋生态系统的动态。  生物学研究:叶绿素检测仪也在生物学研究中广泛应用,用于测量叶绿素含量以研究植物和藻类的生长、发育和生理过程。  总之,叶绿素检测仪在农业、生态学、环境科学、海洋学、生物学和水资源管理等多个领域都有重要的应用。它们帮助研究人员和专业人员监测植物和水体的叶绿素含量,提供了有关生态系统和环境健康状况的关键信息。

  • 高分辨率激光共焦显微成像技术新进展

    共焦显微镜因其高分辨率和能三维立体成像的优点被广泛应用在生物、医疗、半导体等方面。文章首先分析了影响共焦显微镜分辨率的因素,主要有光源、探测器孔径和杂散光等;并结合这些因素介绍了双光子共焦碌微镜、彩色共焦显微镜、荧光共焦显微镜、光纤共焦显微镜;然后从提高系统成像速度的方面介绍了波分复用共焦显微镜和频分复用共焦显微镜;最后分析了共焦显微镜的发展趋势。一、引言随着人们对于生物医学的研究,传统的光学显微镜已经无法满足研究的需要,人们需要可以实现三维成像的显微镜。1957年Marvin Minsky提出了共焦扫描显微镜的原理。1969年,耶鲁大学的Paul Davidovits和M.David Egger设计了第一台共焦显微镜,1987年第一台商业化共焦显微镜的问世,真正实现了三维立体成像。与普通光学显微镜相比,共焦显微镜具有极其明显的优点:能对物体的不同层面进行逐层扫描,从而获得大量的物体断层图像;可以利用计算机进行图像处理;具有较高的横向分辨率和纵向分辨率;对于透明和半透明物体,可以得到其内部的结构图像;还可以对活体细胞进行观察,获取活细胞内的信息,并对获得的信息进行定量分析。自共焦显微原理被提出以来,引起了研究者的广泛关注,提高显微系统的分辨率和改善系统的性能是研究者开发新型显微镜时考虑的主要因素。近几十年,国内外学者通过对共焦显微成像系统的三维点扩散函数、光学传递函数等方面的分析,得出影响显微系统分辨率的因素,主要包括系统的激励光源、探测器孔径、杂散光等。此外,共焦显微镜的成像速度也是决定系统性能的一个重要因素,专家们也一直在进行提高系统成像速度的研究。本文主要从提高显微系统分辨率和系统成像速度这两个方面来介绍共焦显微镜的发展情况。二、共焦扫描显微镜分辨率的提高光源、探测器孔径和杂散光等是影响共焦显微镜分辨率的几个主要因素,因此可以通过改善这些方面来提高显微系统的分辨率。1.光源显微镜的成像性质在很大程度上取决于所采用光源的相干性,有关研究表明,光源相干性好的系统其分辨率要比相干性差的系统要好,并且照明光源对分辨率的改变范围达到了26.4%。因此,选取适合的照明光源对提高显微系统的分辨率有很大帮助。常规的共焦扫描显微镜主要使用普通单色激光作为光源,随着技术的进步,目前已经出现了使用飞秒激光、超白激光、高斯光束作为光源的共焦显微镜,以提高系统性能,获得更高的分辨率。①飞秒激光为光源的双先子扫描共焦显微镜双光子扫描共焦显微镜通常使用近红外的飞秒激光作为激发光源,由于红外光具有较强的穿透性,它能探测到生物样品表面下更深层的荧光图像,并且生物组织对红外光吸收少,随着探测深度的增加衰减会变小,另一方面红外光的衍射低,光束的形状保持性好。2005年,Wild等人利用双光子扫描共焦显微技术实时观察和定量分析了PAHs在植物叶片表面和内部的光降解过程。后来又进一步研究了菲从空气到叶片的迁移过程、菲在叶片内部的运动及其分布情况等,该技术可观测PAHs在叶片内部的最大深度约为200μm。②白激光( supercontinuum laser)为光源的彩色共焦显微镜彩色共焦显微镜是利用光学系统的彩色像差,光源的不同光谱成分会聚焦到样品的不同深度,通过分析由样品反射的光谱能有效地获得样品的扫描深度。2004年,美国宾夕法尼亚州立大学的Zhiwen Liu课题小组使用光子晶体光纤产生的超连续谱白光作为彩色共焦显微镜的光源,这种超连续谱白光具有大的带宽,能够提高系统的扫描范围,能达到7μm扫描深度。另外超白激光有较高的空间相干性,无斑点噪声,能提高系统的信噪比和扫描速度。③使用高斯光束的荧光共焦显微镜荧光共焦显微镜是通过激光照射样品激发样品发出荧光,再通过探测器接受荧光对样品进行观察的共焦显微镜。华南农业大学的杨初平等人研究了不同光源孔径和束斑尺寸的高斯光束对荧光共焦显微镜分辨率的影响表明:与一定孔径尺寸的平行光束相比,采用高斯光束系统可以获得更好的分辨率。 2. 探测器孔径和杂散光共焦显微镜中探测器孔径能滤除部分杂散光,提高系统的分辨率和信噪比。根据相关文献对共焦扫描显微镜的三维光学传递函数与探测器孔径之间的依赖关系的研究,可以得到探测小孔直径为:d=β*1.22λ/NA,式中,β为物镜的放大率,λ为光的波长,NA为物镜的数值孔径。由该公式确定探测器小孔的直径,一方面满足了共焦扫描系统对探测器小孔直径的要求,从而保证高的横向和纵向分辨率,另一方面,又最大限度地使由试样中发射的荧光能量被探测器接收。为了更进一步提高系统分辨率,许多研究者对共焦显微镜中探测孔径进行了改进,例如使用单模光纤代替普通针孔孔径,还有双D型孔径等。① 使用单模光纤的光纤共焦显微镜在光纤共焦显微镜中用光纤分路器代替传统共焦显微镜中的光束分路器,并以单模光纤来代替光源和探测器的微米尺寸针孔孔径。使用单模光纤的优点在于:首先,在采用寻常针孔制作的共焦显微镜中,光源、针孔、探测器等有可能不在一条直线上从而会引起像差;但是在光纤作为针孔的共焦显微镜中,即使有的部件偏离直线时也不会引入像差。其次,使用单模光纤代替微型针孔,容易清除针孔的污染,而且不易受污染。第三,在使用光纤的系统中,可以自由移动显微镜部分而不必挪动探测器。2006年德克萨斯大学使用光纤共焦显微镜进行口腔病变检测,测得的系统横向和轴向分辨率分别为2. 1µm和10µm,成像速度为15帧/s,可观测范围为200µm×200µm。② 具有D型孔径的共焦显微镜近几年,具有对称D型光瞳的共焦显微成像技术引起广泛的关注,图1所示是该系统示意图。2006年美国东北大学的Peter J.Dwyer等人使用这种共焦显微镜进行了人体皮肤内部成像的实验,测得横向分辨率为1.7士0.1µm。2009年新加坡国立大学的Wei Gong等人采用傍轴近似方法理论分析了在共焦显微镜中使用双D型孔径对轴向分辨率的影响。分析表明在图1中的d值给定时,进入瞳孔的光信号强度l会随着探测器尺寸的增加而增加;但是在探测器尺寸给定时,光信号强度I会随着d的增加而单调递减。在使用有限大小的探测器时,改变d的大小,轴向分辨率可以得到改善。 http://www.biomart.cn//upload/userfiles/image/2011/11/1321512815.png 图1 双D型孔径共焦成像系统示意图在共焦成像光学系统中,到达像面的杂散光会在像面上产生附加的强度分布,从而进一步降低了像面的对比度,限制了系统分辨率的提高,因此在显微系统设计时,杂散光的影响也是不容忽视的。一般除了使用探测小孔来抑制杂散光,其他的一些设备例如可变瞳滤波器等对杂散光也有很好的过滤作用。最近以色列魏茨曼科学研究所的O.sipSchwartz and Dan Oron等人提出在系统中使用可变瞳滤波器,这个滤波器能够使多光子荧光共焦显微镜达到分辨率阿贝极限的非线性模拟,从而改善系统的分辨率。三、共焦扫描显微成像速度的提高共焦显微镜快速的成像速度为研究者观察生物细胞中快速动态反应提供了良好的条件。在共焦扫描显微成像系统中,传统的方法是通过改善扫描探测技术来提高成像速度。现有的扫描探测技术主要有Nipkow转盘法、狭缝共焦检测法、多光束的微光学器件检测法。这些方法可以改善扫描速度,但是与系统分辨率,视场之间都存在矛盾,因此又诞生了两种提高成像速度的新型显微镜:波分复用共焦显微镜和频分复用共焦显微镜。

  • YEESPEC智能细胞成像系统,全新一代科研级无目镜显微镜

    YEESPEC智能细胞成像系统,全新一代科研级无目镜显微镜

    http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2016082816541190_01_3092793_3.jpg  YEESPEC智能细胞成像系统已全面升级:强大的配置与功能,高品质成像质量,更方便的显微操作,绝对能带给您眼前一亮的全新体验。  作为新一代的智能细胞成像系统,它比传统显微镜操作要方便许多,所有的操作工程都可以通过前面的触摸控制屏完成。只要轻轻地点几下屏幕,就可以轻松地完成整个细胞成像过程,包括:镜头切换、荧光切换、聚焦。  同时,因为设计的小巧,我们也可以把它放在培养箱或者安全柜里使用,可以边做实验室边观察。  YEESPEC智能细胞成像系统,更是科研的得力助手。与传统活细胞工作站相比,它具有更强大的功能特点。  1、 操作方便,即开即用:  采用全触控屏操作,也可以通过手机端平板端进行操作;荧光光源采用高亮度LED光源,不需要预热。  2、 成像质量好,光路的主要元器件均采用原装进口:  采用顶级CCD芯片、原装进口长工作距离荧光物镜、Omega荧光滤光片、K9光学玻璃载物台,透过率非常高。  3、 没有耗材,使用成本低:  采用高亮度白色LED,荧光光源采用高亮度单色LED。LED的寿命是5万个小时以上,基本上仪器买回去10年都不用更换。  4、保证实验安全:  内部装有两块10000mAh,12V的电池,短时间观察使用时可以不需要接电源,即使停电也可以完成实验,保证了实验安全。

  • 【推荐讲座】 徕卡显微产品新技术在植物学研究领域的应用 (2016-11-1 14:00 )

    【推荐讲座】  徕卡显微产品新技术在植物学研究领域的应用  (2016-11-1 14:00 )

    【网络讲座】:徕卡显微产品新技术在植物学研究领域的应用 【讲座时间】:2016-11-01 14:00【主讲人】:方策博士,徕卡生命科学产品应用主管,2011毕业于中山大学生科院,博士期间的研究方向为植物细胞结构与功能,在激光共聚焦和透射电镜成像领域积累了丰富经验,其合作的文章发表在Plant Cell和Nature Genetics等杂志期刊。【会议简介】三百多年前,英国科学家Robert Hooke使用自制的光学显微镜观察软木塞的薄切片时,使用了Cell这个英文单词来描述他所认为的生命体的基本单元,但其实Robert Hooke观察到的是个假象,那些结构只是残存的植物细胞壁。由于植物细胞具有细胞壁、叶绿体等独有的细胞结构,其广泛存在的自发荧光使得科学家在进行植物学研究时,染料选择变得很受局限,同时很容易观察到假象并产生误判。加上植物无法像动物一样通过运动来规避环境或病虫害的胁迫,在其生长发育过程中会分化出很多形态各异的组织或细胞结构,用于适应环境的变化。不同的结构预示着不同的功能,如何分离出这些特定形态的组织或细胞进行功能研究也是植物学研究中的一大挑战。徕卡激光共聚焦SP8 X采用470-670nm的白激光作为光源,使得染料选择组合变得更加自由,专利的Lightgate技术更能从荧光寿命的维度进一步去除自发荧光的干扰。植物细胞外围拥有一层坚硬的细胞壁,很多组织中的纤维素和木质素含量都非常高,常规的激光显微切割系统在分离植物样品时都非常困难。徕卡LMD7采用可调脉冲频率(10-5000Hz)的120uJ高能量激光器,使得分离植物组织细胞也变得异常轻松;徕卡也是独家在正置显微镜搭载激光显微切割系统的厂商,正置显微镜也更加适合植物学研究者的操作习惯。本次Webinar将着重介绍白激光共聚焦和激光显微切割技术进展及其在植物学研究领域的应用。 -------------------------------------------------------------------------------1、报名条件:只要您是仪器网注册用户均可报名参加。2、报名截止时间:2016-11-01 9:303、报名参会:http://www.instrument.com.cn/webinar/meeting/meetingInsidePage/2177http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/09/201609261654_612179_2507958_3.jpg扫描二维码,报名参会4、报名及参会咨询:QQ群—290101720,扫码入群“显微镜”http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191701_669444_2507958_3.gif

  • 【原创】如何选购显微数码成像分析系统?

    一、前沿2009年10月6日,瑞典皇家科学院宣布,将2009年诺贝尔物理学奖的一半授予美国科学家威拉德• 博伊尔和乔治• 史密斯,因为他们于1969年发明了半导体集成电路成像技术,CCD感应器。经过四十年的发展,CCD技术由实验室逐步走向了市场,具有越来越广阔的应用。CCD数码成像对摄影产生了革命性的影响。在感光胶片之外,人们可以通过电子电路捕捉图像,这些以数字形式存在的图像更加易于处理和分发。数字图像已经成为许多研究领域中不可替代的重要工具。数码成像技术应用到显微镜上,以替代以往的胶卷拍摄,现在已经广泛应用了。以前我们用胶卷来进行显微拍摄,要等一卷拍完,冲洗出来才能确定拍摄的图像是否清晰,如果拍摄的图像不理想,而显微观察的样品又失效了,就需要重新制作样品,给研究工作带来很大的不便,而现在使用显微数码相机来拍摄显微图像,所见即所得,当时就是保存处理,甚至统计分析,极大的提高了工作效率。二、显微数码成像系统的组成显微数码成像系统包括CCD/CMOS专业相机,图像采集处理软件,显微镜接口,数据传输线等,其中最核心的设备是CCD和CMOS图像传感器,前者由光电耦合器件构成,后者由金属氧化物器件构成。两者都是光电二极管结构感受入射光并转换为电信号,主要区别在于读出信号所用的方法。CCD(Charge Coupled Device ,感光耦合组件)上感光组件的表面具有储存电荷的能力,并以矩阵的方式排列。当其表面感受到光线时,会将电荷反应在组件上,整个CCD上的所有感光组件所产生的信号,就构成了一个完整的画面。CCD的结构分三层 ,第一层“微型镜头”“ON-CHIP MICRO LENS”,这是为了有效提升CCD的总像素,又要确保单一像素持续缩小以维持CCD的标准面积,在每一感光二极管上(单一像素)装置微小镜片。CCD的第二层是“分色滤色片”,目前有两种分色方式,一是RGB原色分色法,另一个则是CMYG补色分色法。原色CCD的优势在于画质锐利,色彩真实,但缺点则是噪声问题。第三层:感光层,这层主要是负责将穿过滤色层的光源转换成电子信号,并将信号传送到影像处理芯片,将影像还原。数码成像的核心器件除CCD,现在越来越多的使用CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,互补性氧化金属半导体,CMOS和CCD一样同在数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS传感器中每一个感光元件都直接整合了放大器和模数转换逻辑,当感光二极管接受光照、产生模拟的电信号之后,电信号首先被该感光元件中的放大器放大,然后直接转换成对应的数字信号。CMOS的优势在于成本低,耗电需求少,便于制造, 可以与影像处理电路同处于一个芯片上,缺点是较容易出现杂点。三 显微镜成像系统相关参数对CCD/CMOS数码成像系统的结构和原理有了一个基本了解后,我们再对成像系统的一些基本参数作一个说明。在实际应用中,很多用户对像素多少很敏感,一上来就提到我要多少万像素的成像系统,其实在专业成像应用中,像素多少只是影响成像的一个因素,还有其他很多指标,包括分辨率,感光器件大小,动态范围,灵敏度,量子效率,信噪比等。感光器件的面积大小是衡量显微成像系统质量的一个重要指标,感光器件的面积越大,捕获的光子越多,感光性能越好,信噪比越低。当前数码成像系统中较常应用的感光器件规格如下:1英寸(靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm,对角线16mm),2/3英寸, 1/2英寸,1/3英寸,另外有时也用到1/1.8英寸,1/2.5英寸的CCD/CMOS感光器件。 像素是CCD/CMOS能分辨的最小的感光元件,显微数码成像系统的像素由低到高有:45万左右,140万左右,200万左右,300万左右,500万左右,900万像素,甚至还有更高的达到2000万像素以上。一般来说,像素越高,图像分辨率越高,成像也就越清晰,但有时候图像分辨率达到一定程度后,就不是影响成像质量的主要指标了。比如图像分辨率高,噪声也很高时,成像质量也不会很好。暗电流是导致CCD噪音的很重要的因素。暗电流指在没有曝光的情况下,在一定的时间内,CCD传感器中像素产生的电荷。我们在做荧光拍摄的时候,需要的曝光的时候比较长,这样导致CCD产生较多的暗电流,对图像的质量影响非常大。通常情况下通过降低CCD的温度来最大限度的减少暗电流对成像的影响。Peltier制冷技术一般可将CCD温度降低5-30°C,在长时间拍摄或一次曝光超过5-10秒,CCD芯片会发热,没有致冷设备的芯片,“热”或者白的像素点就会遮盖图像,图像会出向明显的雪花点。CCD结构设计、数字化的方法等都会影响噪音的产生。当然通过改善结构、优化方法,同样能减少噪音的产生。显微荧光或其他弱光的拍摄对CCD噪音的降低要求很高,应选用高分辨率数字冷却CCD成像系统,使其能够捕获到信号极其微弱的荧光样品图像,并且能够最大程度的降低噪音,减少背景,提供出色的图像清晰度。所以一般在荧光及弱光观察时需要选择制冷CCD。在显微数码成像过程中,对于荧光及弱光的拍摄,除了制冷降低热噪声外,还可使用 BINNING技术提高图像的灵敏度,BINNING像素合并是一种非常有用的功能,它可被用来提高像素的大小和灵敏度,比如摄像头像素大小为5u,当经过2x2合并后,像素大小为10u,3X3合并后,像素大小为15u, 这是图像的整体像素变少了,但成像的灵敏度可提高9倍。动态范围表示在一个图像中最亮与最暗的比值。12bit表示从最暗到最亮等分为212=4096个级别,16bit即分为216个级别,可见bit值越高能分出的细微差别越大,一般CMOS成像系统动态范围具有8-10bit, CCD以10-12bit为主,少部分可达16bit。对动态范围进行量化需要一个运算公式,即动态范围值 = 20 log (well depth/read noise),动态范围的值越高成像系统的性能就越好。量子效率也称像素灵敏度,指在一定的曝光量下,像素势阱中所积累的电荷数与入射到像素表面上的光子数之比。不同结构的CCD其量子效率差异很大。比如100光子中积累到像素势阱中的电荷数是50个,则量子效率为50%(100 photons = 50 electrons means 50% efficiency)。值得注意的是CCD 的量子效率与入射光的波长有关。对显微数码成像系统的参数有了整体认识后,在实际应用中选择合适型号的产品就比较容易了。高分辨率显微数码成像技术在国外已有二十来年的发展历史,产品目前已比较成熟。国外的专业数码产品有多个品牌,比较著名的有德国的ProgRes,美国Roper Scientific的系列产品,另外OLYMPUS、NIKON、LEICA、ZEISS等显微镜厂家也有一些配套的专业数码成像系统 。其中CCD成像系统主要采用SONY及KODRA公司的芯片,因此相关产品性能差别不是很大。国内专业数码成像产品的设计制造时间还不长,但随着配套技术的成熟,100万像素以上的CCD/CMOS专业数码成像产品开始陆续推出,主要的专业厂家有北京的大恒、微视、杭州欧普林,广州明美等企业。北京大恒早期主要研发生产图像采集卡,目前可以量产140万像素的CCD摄像头,130万/200万/320万/500万像素CMOS摄像头,主要用到工业领域。

  • 绿叶蔬菜中的叶绿素含量丰富

    绿叶蔬菜中的叶绿素、膳食纤维和多种植物化学物质,有利于减少污染物的吸收,促进它们从肠道排出,提高肝脏的解毒能力,减少致癌物的致突变作用。在环境污染难以完全避免的状况下,吃深绿色的绿叶蔬菜,是一种重要的自我保护措施。

  • 叶绿素测定仪优缺点以及考虑因素有哪些

    [size=16px]  叶绿素测定仪是一种用于测量植物叶片中叶绿素含量的设备。它在植物生理学、生态学和农业研究中非常有用。然而,是否认为叶绿素测定仪好用取决于具体的使用情境和需求。  以下是一些使用叶绿素测定仪的优点和考虑因素:  优点:  快速准确: 叶绿素测定仪能够快速测量叶片中的叶绿素含量,提供准确的结果,节省时间和人力成本。  非破坏性: 使用叶绿素测定仪通常不需要摘取植物叶片,因此不会对植物造成破坏,可以进行长期监测。  数据量大: 叶绿素测定仪能够高通量地收集数据,适用于大规模实验和研究。  定量分析: 通过叶绿素测定仪,您可以获取叶绿素含量的定量数据,有助于更深入地理解植物生长和环境因素之间的关系。  考虑因素:  成本: 叶绿素测定仪可能需要较高的投资成本,包括设备购买和维护费用。  操作复杂性: 操作叶绿素测定仪可能需要一定的技术培训,特别是对于没有相关经验的人员。  适用范围: 叶绿素测定仪主要用于叶绿素含量的测量,如果您需要其他植物参数的数据,可能需要其他类型的设备或方法。  样本处理: 样本的准备和处理可能会影响测量结果的准确性,需要注意标准化的操作步骤。  综合考虑以上因素,如果您在植物研究、农业实验或环境监测等领域需要准确测量叶绿素含量,叶绿素测定仪可能会非常有用。然而,在购买之前,云唐建议您仔细评估您的研究需求、预算以及操作和维护的可行性。[/size]

  • 【实战宝典】如何去除甲醇(乙醇)植物提取液中的叶绿素?

    [font=宋体]链接:[/font]https://bbs.instrument.com.cn/topic/3239640[font=宋体]问题描述:[/font][font=宋体][color=black][back=white]测量植物中的相关物质,用甲醇提取后,提取液成墨绿色,猜想是叶绿素含量太多。而叶绿素非实验所需,需要除去。如果用石墨烯及活性碳,样品比较少就[/back][/color][/font][color=black][back=white]1ml[/back][/color][font=宋体][color=black][back=white],能用活性碳吗?[/back][/color][/font][font=宋体]解答[/font]:[font=宋体][color=black][back=white]([/back][/color][/font][color=black][back=white]1[/back][/color][font=宋体][color=black][back=white])用石油醚或者环己烷萃取,一般是[/back][/color][/font][color=black][back=white]1:1[/back][/color][font=宋体][color=black][back=white]的比例,然后再反萃,反萃就是用初始溶剂,这里应该是甲醇,再萃取一下你萃取后的石油醚层,提高下回收率。[/back][/color][/font][font=宋体][color=black][back=white]([/back][/color][/font][color=black][back=white]2[/back][/color][font=宋体][color=black][back=white])可以用[/back][/color][/font][color=black][back=white]Carb[/back][/color][font=宋体][color=black][back=white](石墨碳),在农残检测中都用来除叶绿素,效果很好。[/back][/color][/font][font=宋体][color=black][back=white]([/back][/color][/font][color=black][back=white]3[/back][/color][font=宋体][color=black][back=white])如果样品量大,可以用[/back][/color][/font][color=black][back=white]SPE-DEX4790[/back][/color][font=宋体][color=black][back=white],膜过滤及[/back][/color][/font][color=black][back=white]SPE[/back][/color][font=宋体][color=black][back=white]技术,专门针对这样的问题。[/back][/color][/font]以上内容来自仪器信息网《样品前处理实战宝典》

  • 叶绿素荧光原理及应用

    如题[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=24112]叶绿素荧光原理[/url]

  • 【原创大赛】与第四版比较,《水质叶绿素a的测定 分光光度法 HJ897-2017》的变与不变

    【原创大赛】与第四版比较,《水质叶绿素a的测定 分光光度法 HJ897-2017》的变与不变

    与第四版比较,《水质叶绿素a的测定 分光光度法 HJ897-2017》的变与不变叶绿素a是浮游植物光合作用的载体,常用来表征浮游植物现存量,是湖泊水库富营养化评价指标之一。国内外叶绿素a测定方法繁杂多样,不同研究者采用的方法各式各样,导致研究结果之间少有可比性。环境监测普遍采用的是《水和废水监测分析方法》(第四版)(以下称第四版)叶绿素a的测定方法-丙酮研磨提取法[sup][/sup]。2017年12月21日环境保护部首次发布《水质叶绿素a的测定 分光光度法 HJ897-2017》[sup][/sup],与第四版比较,做了一些改动,核心内容依然是丙酮研磨提取法,标准实施过程仍有诸多疑问和困难,写下来,希望同行不吝赐教。1.方法检出限HJ897-2017规定了方法检出限和测定下限,明确规定测定结果有效数字的保留。[img=,690,69]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807300911232717_1558_3247383_3.png!w690x69.jpg[/img]图1 HJ897-2017关于方法检出限的规定《水和废水监测分析方法》(第四版)对检出限的定义[sup][/sup]是:为某特定分析方法在给定的置信度内从样品中检出待测物质的最小浓度或最小量。但没有严格规定检出限的计算方法,以下三种与分光光度法有关。①.《全球环境监测系统水监测操作指南》的计算方法为 D.L=4.6δ式中:δ——空白平行测定(批内)标准偏差(重复测定20次以上)②美国EPA SW-846规定MDL=3.143δ(δ重复测定7次)③某些分光光度法以扣除空白值后的与0.01吸光度相对应的浓度值为检出限。方法检出限受样品基质、前处理和仪器水平的影响,因此有必要说明取样体积、测量条件。“本标准测定丙酮提取液中叶绿素a的检出限为0.04mg/L”,“提取液”必然与提取方式有关,而这里没有说明提取条件,我的理解是分光光度法的检出限,即扣除空白值后的与0.01吸光度相对应的浓度值,那么这句话改成“本标准测定叶绿素a丙酮溶液的检出限为0.04mg/L”是不是严谨一些?根据HJ897-2017关于检出限和测定下限的数据,推测计算过程:当取样体积200ml,丙酮提取液体积为10ml,方法检出限=0.04mg/Lx10 ml/200ml=0.002mg/L=2μg/L美国EPA SW-846规定4MLD为定量下限,所以测定下限=4x2μg/L=8μg/L如果取样体积为500ml,方法检出限=0.04mg/Lx10 ml/500ml=0.8μg/L取样100ml,检出限4μg/L方法检出限与取样体积有关,那么测定下限是否随着检出限而变化?2.防酸化问题第四版和HJ897-2017都规定样品采集后,立即做样品预处理:每升样品加1ml1%碳酸镁悬浊液,“以防酸化引起色素溶解”。叶绿素a是卟啉化合物,之所以呈绿色,是卟啉环中的电子和Mg决定的,卟啉环极易失去镁原子,分解生成暗褐色的脱镁叶绿素。水污染的地方、或者样品采集、保存、制备过程,因为酸性条件、高温、光照,浮游植物细胞被破坏,叶绿素变成脱镁叶绿素造成测量误差[sup][/sup]。酸化是脱镁反应的条件之一,加入碳酸镁是防止脱镁而非防酸化。3.修改了过滤水样的滤膜,用玻璃纤维滤膜代替乙酸纤维滤膜,并规定滤膜直径及孔径,增加配真空泵的玻璃砂芯过滤装置。3.1材质乙酸纤维滤膜过滤水样没问题,但用丙酮萃取叶绿素时,滤膜会被溶解成胶状,萃取液无法正常分离。HJ897-2017改用玻璃纤维滤膜,不存在滤膜溶解问题。3.2孔径滤膜孔径的选择很重要,要保证藻类细胞有效截留,另外要保证过滤效率。[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807300911487270_7582_3247383_3.jpg!w690x517.jpg[/img]图2几种浮游植物的细胞直径 [sup][/sup]细胞大小是浮游植物分类的重要依据,比较常见的藻类细胞绝大多数大于0.7μm,个人认为选择0.7μm的玻璃纤维滤膜比较合适。4.修改水样过滤时的操作。第四版是水样抽完后继续抽1-2min,减少滤膜上的水分。HJ897-2017是在水样刚刚完全通过滤膜时结束抽滤,最后用滤纸吸干水分;有些藻类没有细胞壁或者细胞壁很薄,强大负压作用下,可能造成原生质破坏,叶绿素溶出,造成测量误差。HJ897-2017用滤纸吸干的做法尽可能避免在样品制备过程中叶绿素流失,但“注”中关于富营养化水样用离心法浓缩水样并不可取。因为水分的存在严重影响有机溶剂萃取效率,而离心法去除水分不完全。如果藻类密度较大,适量少取就好了。5.取样体积[img=,690,125]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807300912335267_3403_3247383_3.jpg!w690x125.jpg[/img]图3(第四版)关于取样体积的规定[img=,690,151]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807300913206267_7656_3247383_3.png!w690x151.jpg[/img]图4 HJ897-2017中取样体积的规定取样体积直接关系到试样制备效率,是叶绿素a测定精密度准确度重要影响因素,HJ897-2017规定按水体的营养状况确定取样体积,并按营养状态给出相应的参考值。根据湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技术规定(总站生字090号)评价标准,计算综合营养状态指数需要取得总氮、总磷、透明度、高锰酸盐指数和叶绿素a数据,是比较复杂的计算过程,用它来指导叶绿素测定的取样量,个人认为不适用。第四版的规定视浮游植物分布而定,少则多取,提高实验精密度;多则少取,提高实验效率,更具可操作性。6.低温保存样品过滤后,第四版规定滤膜在冰箱中低温干燥6-8h再研磨。“低温”让细胞质形成冰晶、膨胀,达到破碎细胞的目的,尤其是细胞壁坚硬的硅藻或者有胶被的蓝藻群体,低温处理有利于叶绿素顺利溶出,提高萃取效率。水分的存在影响有机试剂萃取效率,所以“干燥”也是必要的措施,低温保存具有双重效果。HJ897-2017则是过滤后马上研磨。7.第四版和HJ897-2017都用研磨法作为提取方法,不同的是第四版少量多次研磨,每次研磨后转移至离心管,离心后将上清液倒入容量瓶,最后用丙酮定容。HJ897-2017规定研磨5分钟以上,最后与滤膜一并转入离心管,定容至10ml,放置4℃避光浸提2-24h,离心取上清液,然后用针式过滤器过滤,测定。手动研磨费时费力,且不易把细胞完全磨碎,多次研磨、转移不可避免见光,还会造成样品流失,离心后很难得到上清液同时不能保证萃取液与滤膜完全分离,导致结果准确度、精密度不够,而且操作人员长时间接触丙酮,不利身体健康。多年以来,很多研究者提出用乙醇代替丙酮,用直接浸提、超声法、加热、反复冻融等多种细胞破碎方法代替研磨法,实验数据表明,经过改良的提取方法测得的叶绿素a水平明显高于研磨法,标准偏差变小,缩短实验操作时间。8.修改了测定波长及计算公式:第四版测定波长750nm、663 nm、645 nm、630 nm,HJ897-2017测定波长750nm、664nm、647 nm、630 nm。9.增加了空白试验和平行样测定等质控措施,试验过程增加质量保证注意事项。参考文献:国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法.4版.北京:中国环境科学出版社,2002:670-671.环境保护部.水质 叶绿素a的测定 分光光度法:HJ 897-2017[s].北京:中国环境出版社,2017.国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法.4版.北京:中国环境科学出版社,2002:28-29.陈文峻,[color=#333333]蒯本科,植物叶绿素降解[/color].植物生理学通讯2001,37(4):336-338. 胡鸿钧, 魏印心. 中国淡水藻类——系统、分类及生态. 北京: 科学出版社,2006. HU Hongjun, WEI Yinxin. The freshwater algae of china: Sys- tematics,taxonomy and ecology. Beijing:Science Press, 2006. (in Chinese)[/s]

  • 【求助】净化去除叶绿素

    一般在用SPE处理植物样品时常出现叶绿素被淋洗下来,使得样品不能进GC-MS,有没有哪位大侠有成功去除叶绿素的成功经验,谢谢分享。期待ing。。。。[em09505][em09505][em09505][em09505][em09505][em09505][em09505]

  • 实时超分辨率显微成像系统特点介绍

    [url=http://www.f-lab.cn/microscopes-system/storm.html][b]实时超分辨率显微成像系统[/b][/url]突破了光学显微镜的半波长分辨率极限,提供了比宽视场,共聚焦显微镜更好分辨率。实时超分辨率显微成像系统采用尼康或奥林巴斯显微镜,Chroma 滤波片,Andor公司EMCCD相机以及独特的照明系统,为客户提供全球同步的超分辨率成像系统。[img=实时超分辨率显微成像系统]http://www.f-lab.cn/Upload/storm-2.JPG[/img][b]实时超分辨率显微成像系统特点[/b]横向分辨率可达20nm,轴向分辨率可达40nm实时和线下图像重建GPU加速处理图像先进的自动聚焦硬件高分辨率X-Y-Z工作台灵活的配置[img=实时超分辨率显微成像系统]http://www.f-lab.cn/Upload/storm-1.JPG[/img]实时超分辨率显微成像系统:[url]http://www.f-lab.cn/microscopes-system/storm.html[/url]

  • 【原创大赛】显微荧光成像制冷CCD

    为何荧光显微镜需要使用制冷CCD相机?众所周知,荧光显微镜是利用被观测物体发出荧光来进行观测的显微镜。在外部光源的激发下,被检测物体发出荧光,从而进行观察。与普通显微观察不同的是,荧光显微镜并不直接使用外部光源,而是使用被观测物体发出的荧光。相比普通光源,荧光光源的强度要小得多,反映到成像上面,即意味着相比普通显微拍摄的曝光时间,荧光拍摄的曝光时间要长得多。但是,单方面的延长曝光时间,并不能得到好的显微荧光图像,因为随着曝光时间的增强,噪声也大幅度的的增加,严重影响了成像质量。科学家研究发现,由于曝光时间延长而导致的噪声的增加主要来自于CCD产生的暗电流噪声,于是冷CCD应运而生。所谓冷CCD,就是利用一定的制冷技术对CCD芯片进行制冷,让它在较低的温度下进行工作,从而有效的降低暗电流噪声。所以荧光显微镜的图像采集需要配套制冷CCD才能得到满意的图片,因为荧光的强度不足可见光的万分之一,这就决定采集荧光图像的CCD必须具备很高的灵敏度,为了消除图像采集过程中,因亮度不足而出现的噪点,最好采用制冷CCD来完成。无锡超微光学的LC-140A/500A显微荧光成像制冷CCD,是一款研究级的显微荧光成像专用相机,最适用于极弱光和微光的应用及提供最佳颜色还原和灵敏度的显微荧光成像专业用CCD,图像传感器具有高动态范围,优秀的灵敏性,配合12位数据采样输出,并支持2 x 2,4 x 4硬件binning。,具有小型化、操作简单、性能稳定等特点,适用在Nikon,leica,Zeiss,Olympus等显微镜上。提供企业或研究单位在化学发光成像分析、多色荧光成像分析等之研究及应用领域。

  • 【讨论】—一个关于微波萃取植物样品色素的影响

    但德忠编著的《分析测试中的现代微波制样技术》一书中,第72页中描述:“...以植物薄荷叶为例...微波萃取处理的植物保留了其叶面的结构特性,而这些特性却被Soxhlet萃取所破坏。Soxhlet萃取的单位重量产率较大,但[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]分析表明微波萃取物的质量要优越得多。与Soxhlet萃取相比,微波萃取物几乎不含叶绿素,...”。不知道大家谁用微波萃取过植物样品,如叶,提取叶中叶绿素的含量怎么样啊?

  • 光学显微成像技术在神经科学研究中的应用

    [align=left][font=宋体][color=#374151]摘要:光学显微成像技术在神经科学研究中发挥着不可或缺的作用。文章将深入探讨两种主要的光学显微成像技术,即荧光显微镜和多光子显微镜,在神经科学领域的应用案例。我们首先介绍了这些技术的基本原理和发展历程,然后详细描述了它们在神经细胞成像、突触可塑性研究和脑功能成像中的应用。通过这些案例,我们展示了光学显微成像技术在神经科学研究中的重要性,以及它们对我们深入理解神经系统的贡献。[/color][/font][/align][font=宋体][color=#374151]关键词:神经科学、荧光显微镜、多光子显微镜、神经细胞成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]光学显微成像技术自17世纪以来一直在科学研究中扮演着重要的角色。随着技术的不断发展,光学显微镜已经成为许多科学领域的核心工具之一,尤其在生命科学和神经科学领域。文章将深入探讨光学显微成像技术在神经科学研究中的应用案例,重点介绍荧光显微镜和多光子显微镜这两种主要技术的原理和应用。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]一、光学显微成像技术应用[/color][/font][font=宋体][color=#374151]1.荧光显微镜的应用[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜是一种广泛应用于神经科学研究的工具,它使用荧光染料或标记物来可视化和研究神经系统的结构和功能。以下是荧光显微镜在神经科学研究中的应用案例,包括神经细胞成像、突触可塑性研究、脑疾病研究等方面。[/color][/font][font=宋体][color=#374151](1)神经细胞成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜在观察和研究神经细胞的结构和功能方面发挥了关键作用。通过使用荧光标记的抗体或分子探针,研究人员可以可视化神经元的不同结构,包括轴突、树突、细胞核等。这有助于研究神经细胞的形态特征以及它们在不同生理条件下的变化。[/color][/font][font=宋体][color=#374151](2)突触可塑性研究[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜在突触可塑性研究中也具有重要应用。突触可塑性是指突触的结构和功能如何受到刺激和学习的影响。通过标记突触相关的蛋白质或分子,研究人员可以实时观察突触的变化,如突触增强或突触抑制,以深入理解学习和记忆的神经机制。[/color][/font][font=宋体][color=#374151](3)脑功能成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜在脑功能成像方面也具有潜力。通过将钙指示剂或光遗传学标记物引入神经元,研究人员可以实时监测神经元的活动。这种技术使我们能够理解大脑不同区域的活动模式,以及不同刺激下神经元的响应。这对于研究认知过程、行为和神经疾病有着重要意义。[/color][/font][font=宋体][color=#374151](4)神经干细胞研究[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜也被广泛用于研究神经干细胞。通过标记和追踪神经干细胞的命运和分化过程,研究人员可以理解神经系统的发育和再生机制。这对于神经系统修复和治疗神经系统疾病具有潜在应用。[/color][/font][font=宋体][color=#374151](5)荧光标记的蛋白表达[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜也可用于研究不同蛋白质在神经系统中的表达和定位。通过使用荧光标记的蛋白表达技术,研究人员可以观察不同蛋白质的分布和相互作用,从而深入理解神经系统中的信号传导和调控。[/color][/font][font=宋体][color=#374151](6)脑疾病研究[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜在研究脑疾病方面也发挥着关键作用。研究人员可以使用荧光显微镜来研究神经系统疾病的病理机制,如帕金森病、阿尔茨海默病和精神分裂症。这有助于发现潜在的治疗方法和药物筛选。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜在神经科学研究中的应用是多方面的,涵盖了神经细胞成像、突触可塑性研究、脑功能成像、神经干细胞研究、蛋白质表达和脑疾病研究等多个领域。这一技术为神经科学家提供了非常强大的工具,帮助他们深入理解神经系统的结构和功能,以及与神经相关的疾病的机制。未来,随着技术的不断发展,荧光显微镜将继续在神经科学领域中发挥关键作用,为我们揭示神经系统的奥秘提供更多的洞察力。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]2.多光子显微镜的应用[/color][/font][font=宋体][color=#374151]多光子显微镜(Multi-Photon Microscopy)是一种先进的成像技术,它利用非线性光学效应,如多光子吸收,为神经科学家提供了强大的工具,用于研究神经系统的结构和功能。相比传统的荧光显微镜,多光子显微镜具有许多显著的优势,包括更深的成像深度、较少的光损伤、更少的荧光标记物和更高的空间分辨率。以下是多光子显微镜在神经科学研究中的应用领域:[/color][/font][font=宋体][color=#374151](1)脑功能成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]脑功能成像是多光子显微镜的一个主要应用领域。这种技术允许研究人员实时观察活体动物的脑活动,包括神经元的兴奋与抑制、突触传递和脑区之间的相互作用。多光子显微镜能够提供高分辨率的三维图像,而无需使用荧光标记物。这对于研究大脑的基本功能、学习和记忆等过程至关重要。[/color][/font][font=宋体][color=#374151](2)钙离子成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]钙离子在神经元内起着关键的信号传导作用。多光子显微镜可以用于监测神经元内的钙离子浓度变化,这对于理解神经元的兴奋性和突触传递至关重要。通过使用荧光钙染料,研究人员可以实时观察神经元内钙离子浓度的动态变化,以及不同神经元之间的协同作用。[/color][/font][font=宋体][color=#374151](3)神经元形态学研究[/color][/font][font=宋体][color=#374151]多光子显微镜在研究神经元的形态学和结构上也具有独特的优势。它可以提供高分辨率的三维成像,允许研究人员详细观察神经元的分支结构、突触连接和细胞器的分布。这对于理解神经元的连接方式、发展和退行性疾病的机制至关重要。[/color][/font][font=宋体][color=#374151](4)活体动物模型研究[/color][/font][font=宋体][color=#374151]多光子显微镜也在活体动物模型研究中发挥着关键作用。研究人员可以使用这种技术观察小鼠、果蝇等模型动物的脑活动,从而研究不同物种的神经系统功能和行为。这对于神经药理学、疾病建模和药物筛选具有重要意义。[/color][/font][font=宋体][color=#374151](5)细胞内成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]多光子显微镜也可用于单个神经元或突触的细胞内成像。这允许研究人员观察细胞内的亚细胞结构、蛋白质运输和突触形成等过程。这对于研究神经元的分子机制和突触可塑性非常有帮助。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]多光子显微镜的应用领域不仅局限于神经科学,还扩展到其他生命科学领域,如细胞生物学、免疫学和生物医学研究。其高分辨率和深层成像能力使其成为许多领域中不可或缺的工具。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]尽管多光子显微镜在神经科学研究中具有巨大的潜力,但它也面临着一些挑战。其中之一是成像速度,尤其在观察大脑活动时,需要高速成像以捕捉快速的神经事件。另一个挑战是数据处理和分析,因为高分辨率、三维和四维成像产生了大量的数据,需要强大的计算资源和分析工具。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]未来,我们可以期待多光子显微镜技术的不断改进和发展,以应对这些挑战。新的激光技术、荧光标记物和成像算法将继续推动这一领域的进展,为我们深入理解神经系统的复杂性提供更多的洞察力。多光子显微镜将继续在神经科学领域中发挥关键作用,有望帮助我们解决一些最具挑战性的神经科学问题。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]二、光学显微成像技术在神经科学研究中的应用存在问题[/color][/font][font=宋体][color=#374151]光学显微成像技术在神经科学研究中的应用虽然具有众多优势,但也存在一些问题和挑战,这些问题需要科研人员不断努力来解决。以下是一些存在问题:[/color][/font][font=宋体][color=#374151]1.有限的成像深度[/color][/font][font=宋体][color=#374151]传统的光学显微成像技术受到光的折射和吸收的限制,导致成像深度受到限制。这在研究深层脑区时成为问题,因为光无法有效透过多层组织,导致深层神经元无法清晰成像。多光子显微镜已经在这一方面取得了进展,但仍然存在深度限制。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]2.光损伤和毒性[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光标记物和强光源在成像过程中可能对生物样本产生光损伤和毒性作用。这对于活体成像和长时间观察是一个挑战,因为它可能导致样本的退化和死亡。科研人员需要努力寻找更温和的成像方法和标记物,以减轻这些问题。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]3.数据量庞大[/color][/font][font=宋体][color=#374151]高分辨率和多维成像技术产生大量的数据,需要强大的计算资源和复杂的数据分析工具。处理和管理这些数据可能是一个挑战,尤其是在长期实验和大规模成像项目中。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]4.标记物的选择[/color][/font][font=宋体][color=#374151]合适的荧光标记物对于获得高质量的成像数据至关重要。然而,选择适当的标记物可能会受到限制,因为一些标记物可能会干扰样本的正常生理活动,或者不适合特定的实验条件。因此,需要不断开发新的标记物和成像方法。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]5.解析度限制[/color][/font][font=宋体][color=#374151]光学显微成像的分辨率受到光的波长限制,通常受到绕射极限的限制。虽然一些超分辨率成像技术已经出现,但它们仍然无法突破光学分辨率极限。这可能会限制对神经系统微观结构的精确观察。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]6.活体成像的挑战[/color][/font][font=宋体][color=#374151]对于活体成像,尤其是在大脑中,样本的运动和呼吸等因素可能导致成像失真。稳定和精确定位样本是一个技术挑战。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]尽管存在这些问题,光学显微成像技术仍然是神经科学研究的不可或缺的工具,因为它们提供了独特的实时、高分辨率和非侵入性的成像能力。科研人员不断努力解决这些问题,通过技术创新和改进,光学显微成像技术有望继续为神经科学领域的研究提供更多洞察力。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]三、下一步研究方向[/color][/font][font=宋体][color=#374151]基于上述问题,光学显微成像技术在神经科学研究中的应用仍然需要不断改进和发展。下面是可能的下一步研究方向,以解决这些问题:[/color][/font][font=宋体][color=#374151]1.改进成像深度[/color][/font][font=宋体][color=#374151]研究人员可以探索新的成像方法,如双光子显微镜和光学波前调制成像,以增加成像深度。此外,开发新的光学透明样本制备技术,如透明大脑样本技术,可以帮助克服深度限制问题。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]2.减少光损伤和毒性[/color][/font][font=宋体][color=#374151]研究人员可以寻找更温和的成像条件,减少光损伤和荧光标记物的毒性。此外,使用先进的成像系统,如自适应光学成像,可以减小激光功率,同时保持高分辨率。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]3.数据管理和分析工具[/color][/font][font=宋体][color=#374151]开发更强大的数据管理和分析工具,以处理庞大的成像数据。机器学习和深度学习方法可以帮助提高数据分析的效率,并自动检测和量化细胞和结构。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]4.标记物的改进:寻找更多、更具选择性的标记物,以减少对样本的干扰。这可以包括荧光标记物的改进、发展新的基因表达标记和探测技术。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]5.突破分辨率极限[/color][/font][font=宋体][color=#374151]进一步发展超分辨率成像技术,以突破传统光学分辨率极限,获得更高的细节分辨率。例如,结构光显微镜和单分子成像技术可以帮助提高分辨率。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]6.活体成像技术改进:研究人员可以探索新的样本固定和稳定技术,以减小样本运动对成像的影响。另外,开发新的活体成像方法,如头部悬置成像和小型显微成像技术,可以帮助在动态活体条件下进行成像。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]7.多模态成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]结合不同的成像技术,如光学显微镜与电生理记录、光学显微镜与功能磁共振成像(fMRI)等,以获得更全面的神经科学数据。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]8.多尺度成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]开发多尺度成像方法,能够在微观和宏观水平上同时观察神经系统的活动,从神经元到整个脑区。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]这些研究方向代表了改进和扩展光学显微成像技术在神经科学研究中的应用的可能途径。通过不断的技术创新和跨学科合作,神经科学家和工程师有望克服这些问题,提高光学显微成像技术的效能和应用广度,以更深入地理解神经系统的复杂性。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]四、结论[/color][/font][font=宋体][color=#374151]光学显微成像技术在神经科学研究中的应用案例清楚地表明,这些技术在揭示神经系统的复杂性和功能中起到了关键作用。然而,这仅仅是一个开始,未来仍有许多挑战和机遇等待我们探索。例如,新的成像技术和荧光标记方法的不断发展将进一步扩展我们的研究领域。此外,将光学显微成像技术与其他分子生物学和生物化学技术相结合,可以更全面地理解神经系统的功能。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]在未来,我们可以期待更高分辨率、更深层次的成像以及更多三维和四维成像的发展。这将有助于解决神经科学中的一些最具挑战性的问题,如神经网络的复杂性和神经退行性疾病的机制。光学显微成像技术将继续为神经科学研究提供有力的工具,推动我们对大脑和神经系统的理解不断深入。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]参考文献:[/color][/font][font=宋体][color=#374151][1]高宇婷,潘安,姚保利等.二维高通量光学显微成像技术研究进展[J].液晶与显示,2023,38(06):691-711.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][2]王义强,林方睿,胡睿等.大视场光学显微成像技术[J].中国光学(中英文),2022,15(06):1194-1210.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][3]章辰,高玉峰,叶世蔚等.自适应光学在双光子显微成像技术中的应用[J].中国激光,2023,50(03):37-54.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][4]曹怡涛,王雪,路鑫超等.无标记光学显微成像技术及其在生物医学的应用[J].激光与光电子学进展,2022,59(06):197-212.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][5]关苑君,马显才.光学显微成像技术在液-[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相[/color][/url]分离研究中的应用[J].中山大学学报(医学科学版),2022,43(03):504-510.DOI:10.13471/j.cnki.j.sun.yat-sen.Univ (med.sci).2022.0319.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][6]陈廷爱,陈龙超,李慧等.结构光照明超分辨光学显微成像技术与展望[J].中国光学,2018,11(03):307-328.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][7]安莎. 轴平面光学显微成像技术及其应用研究[D].中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所),2021.DOI:10.27605/d.cnki.gkxgs.2021.000055.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][8]杜艳丽,马凤英,弓巧侠等.基于空间光调制器的光学显微成像技术[J].激光与光电子学进展,2014,51(02):13-22.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][9]莫驰,陈诗源,翟慕岳等.脑神经活动光学显微成像技术[J].科学通报,2018,63(36):3945-3960.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][10]张财华,赵志伟,陈良怡等.自适应光学在生物荧光显微成像技术中的应用[J].中国科学:物理学 力学 天文学,2017,47(08):26-39.[/color][/font]

  • 一种脱除叶绿素的神奇快速方法

    从事天然药分离纯化工作的各位虫虫,在对叶类等植物进行成分分离时可能都会遇到挠头的问题,就是药材的乙醇提取液中油油绿的叶绿素怎样才能快速除去,虽然文献书籍中有很多传统方法,但都效果一般。本人在实验中偶然发现这样一个快速的方法,实在太好了,拿出来供大家分享。 将药材的乙醇提取液(大于50%乙醇提取液均可)直接通过一个装有D152树脂柱(此树脂也以同浓度的乙醇湿法装柱,并以同浓度乙醇洗至流液无浑浊现象,树脂量与药材比例一般为1:3左右),收取流液即可。此方法快速,此树脂对叶绿素有超强的吸附能力容量极大,而在大于50%乙醇的溶剂环境中,对其它成分吸附较少。

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