细胞运动与力学

[url=http://www.f-lab.cn/microscopes-system/magnetic-tweezers.html][b]细胞单分子操纵磁镊系统[/b][/url],magnetic tweezers是继激光光镊技术仪器后又一种细胞操纵和细胞力学测量仪器.它采用倒置显微镜和电动平移旋转定位台和PicoTwist磁力细胞操纵捕获技术,组成强大的单分子操纵磁镊仪器。细胞单分子操纵磁镊系统是通过梯度分布的磁场对处于其中的可磁化微粒施力,通过显微镜观察并分析微粒运动过程,这套磁镊可同时对40个细胞分子视频采集和跟踪测量。[b]细胞单分子操纵磁镊系统特点[/b]操作稳定—图像漂移很低分辨率高,测力能力强—适合超薄样品可以同时对40个细胞单分子成像和跟踪测量磁铁来控制 DNA拉伸和超螺旋结构[b]细胞单分子操纵磁镊系统应用[/b]细胞单分子,生物单分子,细胞力学,生物力学等,在单分子水平上对生物分子行为(包括构象变化、相互作用、相互识别等)的实时﹑动态检测以及在此基础上的操纵﹑调控等；对单个生物大分子施以力或力矩，并测量它们的物理性质(如DNA弹性、蛋白质的力学变性等)；对单个生物大分子施以力或力矩，测量它们的力学生化反应(如分子马达)；研究机械力的作用如何影响细胞的生长、分裂、运动、粘附以及信号的传输，基因的表达；在生物大分子上施加力以使之发生构像上的变化，研究生物单分子形成新的结构，以及力学以及动力学之间的相互联系等。研究各种药物可能导致的DNA、蛋白质凝聚、变性过程；给出分子实时行为与性质的分布，有效避免对集群测量苛刻的同步(synchronization)要求，如DNA的解链(unzipping)、蛋白质的折叠(folding)等。[b][img=细胞单分子操纵磁镊系统]http://www.f-lab.cn/Upload/magnetic-tweezers.jpg[/img][/b]细胞单分子操纵磁镊系统：[url]http://www.f-lab.cn/microscopes-system/magnetic-tweezers.html[/url]

通常，研究胞内分子运动，相互作用及微环境的研究者需要分析细胞内诸如扩散速率等信息。近期，有报道称科学家们使用OlympusASW2.1软件的“扩散测量软件包”（Diffusion MeasurementPackage）得到了三种有效的方法用于测量分析胞内分子扩散。考虑细胞生物学及生物物理学研究的多种需求，他们使用OlympusFluoView共聚焦显微镜系统。 第一种方法，点荧光相关光谱（Point Fluorescence Correlation Spectroscopy，PointFCS）。这一方法可逐点分析信号波动情况。通过记录荧光强度的波动，可计算出运动中的粒子数目。这一具有高时空分辨率的技术非常适用于快速运动粒子的研究。根据研究需要，可得出扩散常数或分子数目两种结果。 第二种方法，光栅扫描图像相关光谱（Raster scan Image CorrelationSpectroscopy，RICS）。这一方法用于区域研究，可测量细胞内任意区域的扩散情况。如溶液中的分子或细胞膜上的蛋白，任意胞内结构都可测量。通过划定感兴趣区域，RICS能够通过2维图像创建扩散图谱，帮助研究者掌握胞内不同时间各区域的情况。这一方法可得到扩散常数及分子数目。 第三种方法，荧光漂白恢复（Fluorescence Recovery After Photobleaching，FRAP）。通过研究扩散到漂白区域的荧光信号，这一方法被光分应用于某一区域扩散常数的分析。

中国科技网讯 从一个受精卵发育成多种功能的胚胎，细胞要经过上千次分裂和复杂的排列重组。据物理学家组织网6月3日报道，霍华德·休斯医学研究院珍妮莉娅法姆研究学院开发出一种最新的成像技术，能以前所未有的速度和精确度看到这一过程，让人们能追踪胚胎成形时每个细胞在几天甚至几小时内的变化。相关论文发表在6月3日出版的《自然·方法学》上。 研究人员演示了一段约20小时的果蝇胚胎发育视频。在视频中，生物结构逐渐出现，从一小团简单的细胞簇慢慢变长，变成上万个细胞紧紧挤在一起的拉长的小胚胎，然后在新形成的肌肉收缩舒张下开始颤动，此时胚胎仅有半毫米长。此外，论文中还有一段果蝇胚胎中枢神经系统完整的发育视频，跟踪了单个细胞发育出感觉器官、脑叶及其他结构的过程，由于分辨率足够高，还能看到神经轴突尖端迅速变化。 发明该技术的珍妮莉娅法姆研究学院的菲利普·凯勒说，要理解一个单细胞怎样变成了复杂的组织，真实看到这一过程非常重要。传统光学显微镜速度太慢，无法跟踪细胞在生命初期的迅速变化，也容易破坏一个活胚胎，只能通过把多阶段、多组织的照片拼在一起，才能推测发生的变化，但“细胞分裂重组每次都不一样，这种观察方法可能会产生误导”。 新技术基于一种高速非侵入式光学显微镜，称为SiMView光层显微镜，能从4个角度同时拍摄图像，不仅能跟踪细胞运动，还能对发展过程进行数量分析。该显微镜由凯勒小组和德国的欧洲分子生物实验室合作开发，攻克了传统光学显微镜的两个难题：一是光源对样本造成的伤害，二是对海量数据进行处理分析。 大部分光源都会伤害细胞，使其中的荧光标记消失。研究小组设计的照明技术是一种激光扫描层，一次照射样本极薄的一层以减少伤害，由探测仪记录下被照亮的部分。光层来自两个相反方向，并用两个探测仪来探测荧光，照明与探测相结合，提供了4个不同的观察角度。不仅能避免由于光散射而造成的模糊，还将图像采集速度提高了50倍。 要让照亮样本和探测荧光在时间、位置上协调一致，时机吻合极为重要，光层交叉通过会造成图像模糊，发光间隔仅几毫秒。为了保持精度，SiMView还安装了实时调节的电子系统。 显微镜每秒会收集350Mb的数据，一个样本一天要产生海量数据，而不同条件或不同基因的发育对比实验，所要求的数据比这还要多好多倍。为此，研究人员开发出一种新的计算方法，能识别并跟踪显微镜视频中单个细胞并自动分析。这些都构成了拍摄活样本这一完整技术框架的必要组成部分。 凯勒表示，他们还将继续改进显微镜使计算过程更加有效。今后不仅能追踪胚胎中细胞的一代代世系，还可能控制发育以探索发育机制，并研究其他更大更复杂样本的发育过程。（常丽君） 《科技日报》（2012-06-05 二版）

【序号】：1【作者】：王二朴1陈梦梦1张炳强【题名】：3D细胞培养在细胞生理学研究中的应用进展【期刊】：实验室科学. 【年、卷、期、起止页码】：2023,26(02)【全文链接】：https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=3uoqIhG8C44YLTlOAiTRKu87-SJxoEJu6LL9TJzd50mRBZ97w5a9ZhjD2GObB9zeGg4h59PUvvDU5in7mVKl7aoptQMEJz31&uniplatform=NZKPT

TAG: ips 冈野荣之 干细胞 绒猴 http://img.antpedia.com/attachments/2010/12/27501_201012101146281.jpg　　据物理学家组织网12月8日报道，日本研究人员称，他们利用诱导多功能干细胞（iPS）使一只瘫痪小猴的运动能力恢复到接近正常水平，这只小猴因为脖子以下脊椎受伤而不能正常运动。　　日本东京庆应义塾大学冈野荣之教授称，这是世界上第一个在小型灵长类动物身上用干细胞修复脊椎损伤的例子。此前，他和研究小组曾用相似方法，帮一只小鼠恢复了运动能力。　　研究人员移植了四种基因到人体皮肤细胞，生成诱导多功能干细胞，然后再把诱导多功能干细胞注射到一只瘫痪的绒猴（美洲产小型长尾猴）体内。冈野荣之说，考虑到治疗最佳时机，研究人员在绒猴受伤后第九天进行了注射，这是最有效的时机。在随后的两到三周内，绒猴开始活动它的四肢。“6周以后，它恢复到了又能到处蹦跳的水平，这已经非常接近于正常水平。它用前肢抓住物体的力量也恢复到了80%。”　　但冈野荣之说，虽然用人类胚胎干细胞作为治疗癌症和其他疾病具有很大潜力，但要取得能发育成几乎所有组织的细胞，就要破坏人类胚胎，因此胚胎干细胞研究面临诸多争议，并受到宗教保守人士的反对。而日本研究人员的新研究为在人类身上使用类似医疗技术开拓了道路。

激光扫描共聚焦显微镜是近十年发展起来的医学图像分析仪器，与传统的光学显微镜相比，大大地提高了分辨率，能得到真正具有三维清晰度的原色图像。并可探测某些低对比度或弱荧光样品，通过目镜直接观察各种生物样品的弱自发荧光。能动态测量Ca2+ 、pH值，Na+、Mg2+等影响细胞代谢的各种生理指标，对细胞动力学研究有着重要的意义。同时激光扫描共聚显微镜可以处理活的标本，不会对标本造成物理化学特性的破坏，更接近细胞生活状态参数测定。可见激光扫描共聚焦显微镜是普遍显微镜上的质的飞跃，是电子显微镜的一个补充，现已广泛用于荧光定量测量，共焦图像分析，三维图像重建、活细胞动力学参数分析和胞间通讯研究等方面，在整个细胞生物学研究领域有着广阔的应用前景。1. 定量荧光测量ACAS可进行重复性极佳的低光探测及活细胞荧光定量分析。利用这一功能既可对单个细胞或细胞群的溶酶体，线粒体、DNA、RNA和受体分子含量、成份及分布进行定性及定量测定，还可测定诸如膜电位和配体结合等生化反应程度。此外，还适用于高灵敏度快速的免疫荧光测定，这种定量可以准确监测抗原表达，细胞结合和杀伤及定量的形态学特性，以揭示诸如肿瘤相关抗原表达的准确定位及定量信息。2. 定量共聚焦图像分析借助于ACAS激光共焦系统，可以获得生物样品高反差、高分辨率、高灵敏度的二维图像。可得到完整活的或固定的细胞及组织的系列及光切片，从而得到各层面的信息，三维重建后可以揭示亚细胞结构的空间关系。能测定细胞光学切片的物理、生物化学特性的变化，如DNA含量、RNA含量、分子扩散、胞内离子等，亦可以对这些动态变化进行准确的定性、定量、定时及定位分析。3. 三维重组分析生物结构ACAS使用SFP进行三维图像重组，SFP将各光学切片的数据组合成一个真实的三维图像，并可从任意角度观察，也可以借助改变照明角度来突出其特征，产生更生动逼真的三维效果。4. 动态荧光测定Ca2+、pH 及其它细胞内离子测定，利用ACAS能迅速对样品的点，线或二维图像扫描，测量单次、多次单色、双发射和三发射光比率，使用诸如Indo-1、BCECF 、Fluo-3等多种荧光探针对各种离子作定量分析。可以直接得到大分子的扩散速率，能定量测定细胞溶液中Ca2+对肿瘤启动因子、生长因子及各种激素等刺激的反应，以及使用双荧光探针Fluo-3和CNARF进行Ca2+和pH的同时测定。5. 荧光光漂白恢复（FRAP）——活细胞的动力学参数荧光光漂白恢复技术借助高强度脉冲式激光照射细胞某一区域，从而造成该区域荧光分子的光淬灭，该区域周围的非淬灭荧光分子将以一定速率向受照区域扩散，可通过低强度激光扫描探测此扩散速率。通过ACAS可直接测量分子扩散率、恢复速度，并由此而揭示细胞结构及相关的机制。6. 胞间通讯研究动物细胞中由缝隙连接介导的胞间通讯被认为在细胞增殖和分化中起非常重要的作用。ACAS可用于测定相邻植物和动物细胞之间细胞间通讯，测量由细胞缝隙连接介导的分子转移，研究肿瘤启动因子和生长因子对缝隙连接介导的胞间通讯的抑制作用，以及胞内Ca2+、PH和cAMP水平对缝隙连接的调节作用。7. 细胞膜流动性测定ACAS设计了专用的软件用于对细胞膜流动性进行定量和定性分析。荧光膜探针受到极化光线激发后，其发射光极性依赖于荧光分子的旋转，而这种有序的运动自由度依赖于荧光分子周围的膜流动性，因此极性测量间接反映细胞膜流动性。这种膜流动性测定在膜的磷脂酸组成分析、药物效应和作用位点，温度反应测定和物种比较等方面有重要作用。8. 笼锁-解笼锁测定许多重要的生活物质都有其笼锁化合物，在处于笼锁状态时，其功能被封闭，而一旦被特异波长的瞬间光照射后，光活化解笼锁，使其恢复原有活性和功能，在细胞的增值、分化等生物代谢过程中发挥功能。利用ACAS可以人为控制这种瞬间光的照射波长和时间，从而达到人为控制多种生物活性产物和其它化合物在生物代谢中发挥功能的时间和空间作用。9. 粘附细胞分选ACAS是目前唯一能对粘附细胞进行分离筛选的分析细胞学仪器，它对培养皿底的粘附细胞有两种分选方法： ① Coolie-CutterTM法，它是Meidian公司专利技术，首先将细胞贴壁培养在特制培养皿上，然后用高能量激光的欲选细胞四周切割成八角形几何形状，而非选择细胞则因在八角形之外而被去除，该分选方式特别适用于选择数量较少诸如突变细胞、转移细胞和杂交瘤细胞，即使百万分之一机率的也非常理想。 ② 激光消除法，该方法亦基于细胞形态及荧光特性，用高能量激光自动杀灭不需要的细胞，留下完整活细胞亚群继续培养，此方法特别适于对数量较多细胞的选择。10. 细胞激光显微外科及光陷阱技术借助ACAS可将激光当作“光子刀”使用，借此来完成诸如细胞膜瞬间穿孔、切除线粒体、溶酶体等细胞器、染色体切割、神经元突起切除等一系列细胞外科手术。通过ACAS光陷阱操作来移动细胞的微小颗粒和结构，该新技术广泛用于染色体、细胞器及细胞骨架的移动。

10多年来，干细胞疗法一直被认为能够给那些遭受遗传和退行性疾病折磨的人带来希望。而就在几天前，随着两个研究团队在于日本横滨召开的国际干细胞研究学会（ISSCR）年会上宣告了他们在人类临床研究中取得的成果——一项聚焦于罕见的遗传神经病，另一项则着眼于老年人的视力丧失，这一希望又朝着现实迈出了一步。　　美国加利福尼亚州纽瓦克市干细胞公司报告了用人体神经干细胞治疗梅氏病（PMD）所取得的鼓舞人心的研究成果。PMD是一种渐进式的致命疾病，该病通过基因突变抑制了髓鞘的正常生长，后者是大脑中包裹神经纤维的一种保护物质。缺乏髓鞘，神经信号便会流失；病人，通常是婴儿，便会经历运动协调能力退化以及其他神经病症状。据干细胞公司负责研究的副总裁Ann Tsukamoto介绍，该公司之所以选择PMD来测试其神经干细胞技术，缘于目前尚没有这种疾病的治疗方法，且通过基因检测和磁共振成像能够确诊这种疾病。她说：“这便为最有效的早期介入创造了一个机会。”　　该公司建立了一个从成熟神经组织中分离出的高度纯化的神经干细胞库。研究人员将这些神经干细胞注入啮齿动物体内后，它们并没有形成肿瘤，事实上，这些细胞在小鼠的大脑中游走，并分化成不同类型的神经细胞，其中就包括分泌能够保护神经纤维的髓鞘的细胞。Tsukamoto介绍说，当神经干细胞被注入小鼠后，它们表现出了“强大的移植和迁移能力，并形成新的髓鞘”。　　该公司如今正赞助对4名PMD婴幼儿患者进行该技术的初期安全试验。加利福尼亚大学旧金山分校的研究人员，向每位患者大脑中的4个区域中的每一个区域移植了7500万个神经干细胞，并随之进行了免疫抑制治疗，这样受体才不会排斥外来的细胞。Tsukamoto报告说，在试验过程中并没有出现安全隐患。此外，在18个月后进行的磁共振成像显示，在轴突周围形成了新的髓鞘，并且对患者进行的临床观察表明，他们的运动机能保持稳定或出现了小幅提升。干细胞公司如今正计划进行更大规模的试验。Tsukamoto表示，一旦这种疗法被证明是有效的，它将带来多发性硬化、大脑性麻痹和阿尔茨海默氏症的神经干细胞新疗法。　　在这次会议上，神户市日本理化研究所（RIKEN）发育生物学中心的干细胞研究人员Masayo Takahashi，报告了她的研究小组在针对与年龄相关的黄斑变性（AMD）的临床前研究所取得的进展。在AMD中，视网膜色素上皮（RPE）细胞的生长出现了问题，并且位于视网膜下部的血管出现了渗漏。这些情况导致眼睛中心部位的视力下降。Takahashi的研究小组研制出一种方法，即用外科手术摘除有问题的血管，同时用源自病人自身细胞的新RPE细胞替代受损的RPE细胞。利用被称为细胞再编程的一项技术，研究人员采集了病人的皮肤细胞，并将其转化为所谓的诱导多能干（iPS）细胞，这种细胞能够分化成人体中的所有细胞。研究人员随后将iPS细胞转化为RPE细胞。由于iPS方法使用的是病人自身的细胞，因此避免了对免疫抑制药物的需求。　　由Takahashi小组生成的RPE细胞表现出了真正人体RPE细胞的特征结构和基因表达模式。她报告说，将它们注入小鼠并没有引发肿瘤，并且这些细胞在移植到猴子体内后存活了6个多月。Takahashi希望在得到必要的批准后，能够在1年内开展人体试验。　　英国剑桥研究学院癌症中心的干细胞研究人员Fiona Watt指出，在ISSCR上发表的这些研究结果将帮助该领域“积攒力量”。而美国哈佛医学院的干细胞科学家George Daley则更为乐观。他说，记住这次年会上报告的这些进展；并表示对明年在波士顿召开的2013年ISSCR年会充满期待。

今天看到一个新的研究领域，或者说新的专业方向：“空间细胞生物学”（Spatial Cell Biology）。在细胞生物学中，相似的格言可以应用于细胞和有机体生理学的调节。细胞在有机体内的位置和细胞内各要素的位置将会影响细胞所有的行为，包括其所能履行的功能，其信号传导伙伴，以及是否和如何生长与分裂。 即使是在单细胞细菌中，空间组织也调节着细胞分裂和其他关键的发育过程。你是怎么理解的？？

榜样的力量是无穷的。每个领域都有取得杰出成就的成功人士，他们也是后生崇拜学习的偶像。科研领域也不例外。作为目前最热门的研究领域--干细胞，该领域的大牛都有谁？他们都在做什么？笔者总结了一下这个领域的牛人，分为国际篇、华人篇和国内篇三部分介绍。本文仅代表笔者的个人观点，欢迎补充。一 、国际篇http://www.bioon.com/biology/UploadFiles/201103/2011030320555014.jpg山中伸弥 （Shinya Yamanaka）http://www.gladstone.ucsf.edu/gladstone/site/yamanaka/5年前，提起Shinya Yamanaka，可能只有做胚胎干细胞的人略有耳闻，而现在他的名字在科研领域可谓是家喻户晓。虽然在iPS之前，他也做出了一些重要的工作，如发现Nanog和Eras在小鼠胚胎干细胞中的作用(2003，Cell；2003，Nature)，但这些跟iPS相比，再好的工作光芒都会被掩盖，即使是CNS（Cell，Nature，Science）级别的工作。传统的观点认为核移植是获得个体特异的多能干细胞的主要途径，但该方法技术难度高，成功率低，至今没有获得人的核移植胚胎干细胞。笔者至今仍记得2007年初（刚进实验室）看到Shinya Yamanaka于2006年发表在Cell上关于iPS的论文时的兴奋心情。我立刻意识到这项工作的重要性，虽然他们最初的结果并不完美，当时获得的iPS细胞按现在的标准只能算是半成品，因此部分人对这项工作的看法是半信半疑。直到一年后，Shinya Yamanaka和Rudolf Jaenisch同时在Nature上报道获得可以生殖系传递的iPS细胞，基本上打消了人们对这个发现的质疑，而随后越来越多的工作进一步证实这个发现。虽然这两年内他的产出不多（2010年有分量的工作只有一篇PNAS），但仅凭2006年那篇论文已经使他成为诺贝尔奖最热门的候选人。http://www.bioon.com/biology/UploadFiles/201103/2011030320561312.jpgRudolf Jaenischhttp://www.wi.mit.edu/research/faculty/jaenisch.html提到Rudolf Jaenisch，在干细胞领域可谓是人尽皆知。1967年从德国慕尼黑大学获得博士学位，现就职于美国麻省理工学院（MIT）的whitehead 研究所，他是该研究所的创始人之一。Rudolf Jaenisch在一系列领域都做出了有影响的工作，包括基因敲除小鼠、表观遗传学研究、核移植、iPS等，并将这些领域的几乎所有的重要问题都解决，唯一的遗憾是自己开创的领域不多。笔者有幸听过一次他的讲座，也同他有过简短的交谈，给人总体印象是一个典型的德国人，比较严肃。他曾经担任过国际干细胞学会的主席。http://www.bioon.com/biology/UploadFiles/201103/2011030320570463.jpg他的许多学生都成为优秀的科学家，如诺华（中国）生物医学研究有限公司的副总裁李恩；近年内的学生有哈佛大学的Konrad Hochedlinger、Alex Meissner 和Kevin Eggan、斯坦福大学的Marius Wernig以及即将去以色列任职的Jacob Hanna等。他的学生无疑是最成功的"牛二代"。http://www.bioon.com/biology/cell/476456.shtml

生鲜乳中体细胞数(SomaticCellCount，简称SCC)反应生鲜乳卫生状况和奶牛乳房健康的状态。体细胞通常由巨噬细胞、淋巴细胞、脱落上皮细胞和中性白细胞等组成。当乳腺被感染或受机械损伤后，体细胞会上升，受感染乳区的乳汁中大约99%的细胞是白细胞。　　1、高体细胞数对乳制品的影响主要有：(1)牛奶味道变异;(2)牛奶贮存期缩短;(3)乳清量增加、酪蛋白收缩性降低，导致奶酪的产量下降。　　2、引发高体细胞数原因有：(1)可能有隐性乳腺炎发生 发生隐性乳腺炎时，感染牛很少有临床症状，肉眼观察乳汁正常，故常常误将感染乳区的乳作正常牛奶处理，造成生鲜牛奶中体细胞的升高。(2)牛群结构偏老 一般而言，胎次越小的牛只体细胞越低。因为老龄牛只长期接触乳腺炎病原菌，免疫功能下降，有更多的被感染机会。　　3、降低生鲜乳中SCC，重点应从以下方面着手：(1)减少乳房机械性损伤。牛床、运动场、挤奶厅、饲槽、水槽等奶牛活动区域无尖锐物品，机械挤奶时不可过挤，以避免引起乳房损伤。(2)减少病原菌等生物侵袭。加强环境消毒，及时杀灭环境中的有害微生物。(3)日粮营养充足、均衡，提高机体抗感染能力。(4)定期(至少每月1次)进行牛群隐性乳房炎检测，及时进行乳房炎预防。(5)隔离患有传染性乳房炎的奶牛，淘汰患有慢性乳房炎的母牛等。

魏熙胤　牛瑞芳(天津医科大学附属肿瘤医院中心实验室　天津　300060)摘　要　流式细胞分析(flow cytometry FCM) ,即流式细胞术,是用流式细胞仪(flow cytome-ter FCM) 测量液相中悬浮细胞或微粒的一种现代分析技术。它是众多不同学术背景、不同科技领域相结合的结晶。它是物理学、生物学、医学等综合运用的产物。本文就流式细胞术的发展历史、流式细胞仪的原理及在各领域的应用进行综述,阐明现代流式细胞术由于结合单克隆抗体技术、定量荧光细胞化学技术,使其在生物学、临床医学、药物学、材料学等众多研究领域中的应用有更加突飞猛进的发展。关键词　流式细胞术(FCM) 　历史　原理　应用

流式细胞仪(Flow cytometer, FCM)是70年代发展起来的对单个细胞进行定性定量测定的新型仪器，亦称荧光激活细胞分类仪(FACSC)，是一种将现代免疫荧光技术与流体力学、激光学、应用电子学和计算机等学科的先进技术相融合用于基础与临床细胞生物学研究的一项高科技实验检测仪器。它能在一定功能水平上对单细胞或其他生物粒子进行定量分析和分选，高速分析上万个细胞，并能同时从一个细胞中测到多个参数。与传统的荧光镜检测相比，具有速度快、精度高、准确性好等优点，成为当代最先进的细胞定量分析技术。流式细胞仪以其快速、灵活、大量、灵敏和定量的特点，已在医学、生物学的几乎所有领域里得到迅速的推广，并在各学科研究中发挥着重要的作用。我的这片文章9月发表，等正式发表了，我贴出来，需要的话可联系我shuguangfang@tom.com

据国外媒体报道，美国麻省理工大学的神经学家通过实验发现人类大脑中储存“时间记忆”的神经元细胞。 数十年来，神经学科的科学家在理论上推测人类的大脑中有一部分细胞可以在大脑中为我们日常发生的事件打上“时间标签”，这样我们可以及时回想起过去所发生事情的时间。但是，在科学界一直没有找到可以让人信服的证据证明这部分帮助我们记忆事件发生时间的脑细胞的存在。 近日，麻省理工大学的安-格雷布耶尔（Ann Graybiel）教授和他的研究小组发现，在灵长类动物的大脑中有一类神经元细胞可以将时间信息精确的编译储存。安-格雷布耶尔说：“我们的大脑对所有事情都加上时间的标签，这样就使得我们回忆事情显得非常简单。我们回忆事情的时候首先通过过滤这些时间标签，然后通过时间标签将相关的事情从记忆中提取出来。”这种准确的时间记忆对于开车或弹钢琴等日常活动以及对于我们回忆往事极为重要。这个发现发表在新一期的美国《国家科学院院刊》（PNAS）上。这项研究成果可用于治疗帕金森综合征等导致记忆力丧失疾病的治疗上。 安-格雷布耶尔的实验小组首先训练两只猕猴按照规定完成一个简单的眼部运动实验。当接到“开始”的命令后，两只猕猴按照自己的速度去完成眼部运动实验的过程。研究小组用相应的仪器同步记录两只猕猴大脑中数百个神经元细胞的电信号。同时，实验小组用相关的仪器同步记录两只猕猴大脑中数百个神经元细胞的电信号，并由日本脑部研究所的直孝藤井（NaotakaFujii）和宾夕法尼亚州立大学的金德哲（DezheJin）领导的研究小组用数学的方法来分析这些电信号。 经分析后发现，当猕猴接到“开始”的实验命令后，猕猴脑部的神经元细胞总是在特定的时间内由脑部发出，比如说：在猕猴接到“开始”实验命令后的100毫秒、110毫秒或者150毫秒时等等。安-格雷布耶尔说：“这些实验数据的分析表明，我们已经找到了一直在寻找而没有发现的猕猴大脑内储存时间记忆的脑部细胞。” 这些储存时间记忆的神经元细胞位于脑部前额叶皮层和纹状体区域，这些区域同时也是人类大脑掌控学习、运动和思维的重要区域。安-格雷布耶尔表示，尽管这次实验主要集中在研究猕猴脑部前额叶皮层和纹状体区域，但是脑部其他的区域肯定也存在这些可以储存时间记忆的神经元细胞。 对于这次研究结果的应用，安-格雷布耶尔表示，这次研究的结果可以帮助帕金森综合症患者康复。帕金森综合症的患者正是由于脑部时间记忆功能受损，在寻找和传输时间记忆时总是比正常人要慢。因此帕金森综合症患者不能像正常人一样按照正确的时间规律来完成日常行动。根据这次实验的结果，在为帕金森综合症患者治疗时，可以通过轻轻拍打等外部刺激帮助患者脑部加速寻找关于时间的记忆，这样患者讲话时会显得更加清楚一些。另外，医生还可以通过神经元修复装置或者神经元修复药物（这些药物中含有神经元细胞所需的多巴胺和羟色胺等）来帮助帕金森综合症患者恢复。 在下一步的研究中，安-格雷布耶尔将集中研究脑部是怎样制造这些含有“时间记忆标签”的神经元细胞的，并研究这些时间记忆细胞是如何控制人们的行为和学习活动的。还有一个重要的研究问题是，脑部究竟为何对于不同环境下对时间的感受并不相同。安-格雷布耶尔说：“我们有时候会感觉时间过的很快，有时候却感觉时间过的很慢，所有这些都将可以用带有时间记忆的神经元细胞来解释说明原因所在。” 美国匹兹堡大学的神经生物学教授彼得-施特瑞克（Peter Strick）对这次实验结果给予高度的评价，施特瑞克认为这次实验结果是对脑部如何记录和表述时间概念的一次全新阐释。施特瑞克说：“对于光线、声音、触觉、冷热感知、嗅觉等，我们人体有特定的感觉接受器，但是对于时间我们并没有特定的感觉接受器，对于时间的感知和储存是由大脑自己形成并运行的。”（转自科学网）

目前国内对细胞破碎机的研究局限于实验研究,仅对某种结构均质阀的均质效果进行验证与分析,或是选择结构参数。实验研究的局限性使这种分析不够全面。高压细胞破碎机是目前生物工程领域广泛使用的一种细胞破碎机。作者结合近期国外对高压细胞破碎机的理论研究工作,应用半经验半理论的方法,分析探讨了高压细胞破碎机的均质理论。高压细胞破碎机的结构及工作原理： 高压细胞破碎机由高压泵和破碎阀两部分组成,高压泵通常采用柱塞往复泵,其结构与一般柱塞泵相同。破碎阀安装在柱塞泵的排出管路上,一般由阀芯和阀座构成,阀芯和阀座的结构形式对破碎效果、能耗以及阀的磨损影响极大。国外对破碎阀的结构进行了大量研究,设计出许多不同结构的破碎阀,研究主要围绕下列问题进行：1，在较低操作压力下提高破碎效果2，提高阀的使用寿命。意大利Niro Soavi公司为此，开发出R型细胞破碎阀，经过多年的实际使用，获得用户的认可。高压细胞破碎机工作原理： 高压细胞破碎机有一个或数个往复运动的柱塞，物料在柱塞作用下进入可调节压力大小的阀组中，经过特定宽度的限流缝隙（工作区）后，瞬间失压的物料以极高的流速（1000米/秒，最高可达1500米/秒）喷出，碰撞在阀组件之一的碰撞环上，产生三种效应： 空穴效应：被柱塞压缩的物料内积聚了极高的能量，通过限流缝隙时瞬间失压，造成高能释放引起空穴爆炸，致使物料强烈粉碎细化。（主要应用于均质） 撞击效应：物料通过可调节限流缝隙的以上述极高的线速度，喷射到用特殊材料制成的碰撞环上，造成物料粉碎。（主要应用于细胞破碎） 剪切效应：高速物料通过泵腔内通道和阀口狭缝时会产生剪切效应。（主要应用于乳化）经过这三种效应处理过的物料可均匀细化到0.1μm-2μm粒径。

各国争相发展的重点项目　　iPS技术，即诱导性多能干细胞技术，是一种将成体成熟、分化的体细胞重编程获得类似胚胎干细胞的新兴技术。2007年11月美国和日本科学家分别独立宣布可将人类皮肤细胞转化为iPS细胞。这一发现被《自然》和《科学》杂志分别评为2007年第一和第二大科学进展。之后，iPS细胞研究迅猛发展，不同的国家和实验室纷纷报道了多种方法建立的iPS细胞系。就连世界第一只体细胞克隆动物多利羊的培育者伊恩·威尔莫特也宣布放弃人类胚胎干细胞克隆研究，转而进行 iPS 细胞研究，因为他认为这种细胞比胚胎干细胞更具潜在优势。　　我国连续多年将干细胞研究列入“863”、“973”、国家自然基金重点项目。国务院2006年发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中，干细胞作为五项生物技术之一成为未来15年我国前沿技术的重点研究领域。　　致瘤风险浮出水面　　Yamanaka研究组在《自然·生物技术》上发表的文章显示，用iPS细胞诱导的神经干细胞，即使不含c-Myc（曾被认为是导致肿瘤的主要原因），在植入NOD/SCID免疫缺陷小鼠后仍有很强的致瘤性，甚至高于胚胎干细胞。　　　他们共研究了36个iPS细胞克隆，在诱导方式上，有些诱导剂配方中含有c-Myc基因，有些没有，因此具有较好的代表性。同时他们选择了3株胚胎干细胞作为对照。在45周的观察中，移植胚胎干细胞来源神经干细胞的34只小鼠有4只长出肿瘤。在100只移植胚胎成纤维细胞来源的iPS神经干细胞小鼠中34只发现肿瘤，概率和胚胎干细胞相当。在55只移植成人成纤维细胞来源的iPS神经干细胞小鼠中46只发现肿瘤，概率远高于胚胎干细胞。在36只移植肝细胞来源的iPS神经干细胞小鼠中10只发现肿瘤，概率高于胚胎干细胞。8只移植胃上皮细胞来源的iPS神经干细胞小鼠中未发现肿瘤。病理学检查证实肿瘤均为畸胎瘤，部分为恶性畸胎瘤。　　研究还发现，以前认为致瘤性很强的c-Myc在去掉后并没有减少iPS神经干细胞的致瘤性，相反以前认为没有致瘤性的Nanog基因却可以明显增强iPS神经干细胞的致瘤性。　　这次试验的另一个意外结果是并未发现在生成的肿瘤细胞中有c-Myc或其他基因的激活。以前的观点认为，转入的癌基因是iPS致瘤性的基础，只要在iPS细胞诱导成功后通过各种方法去除已完成使命的癌基因即可使iPS细胞免于致瘤性。这次试验的结果无疑给这些想法留下了阴影，而且使iPS致瘤的机制更加扑朔迷离。

诺奖得主抵制《科学》《自然》《细胞》2013-12-11http://www.bio360.net/attachments/2013/12/13867284863724be7346c1c1ed.jpg2013 年度诺贝尔生理学或医学奖得主 Randy Schekman 宣布，他的实验室将不会再向三大顶级科学期刊《科学》、《自然》和《细胞》递交论文。Schekman 称，这些世界最著名的期刊扭曲了科学进程，鼓励研究人员走捷径，在华而不实而不是真正重要的领域进行研究。他说，问题正在恶化，期刊的编辑不是活跃的科学家，而是那些追求轰动效果的所谓专业人士。Schekman 指出，如果能成功在这些著名期刊上发表论文，中科院将奖励作者大约3万美元，某些研究人员的半数收入就来自此类“贿赂”。Schekman 在《卫报》（The Guardian）上发表文章，呼吁科学界集体采取行动。

做cell biology实验，细胞铺板大概是最常见的一个实验了。但是有很多人不是很得要领，铺得不是均匀： 要么中间密周围稀，要么周围密中间秃顶。以下是我的一些技巧，希望可以帮助到大家。1. 一般96孔板我每孔是加100微升细胞悬液，从孔的左边靠近底部加入，加完半边板后，将未加的细胞悬液混一下再，继续加剩余的半边板子，都加完后盖上盖子，左手轻轻扶住板的左边，右手轻轻敲击板的右边缘，注意把握力度（我一般轻巧敲三下），太强或次数太多会导致细胞集中成堆，将板顺时针旋转（逆时针效果不好），依次敲击剩余三个边，静置约5分钟，放入37度培养箱。 6孔板12孔板或24孔板，我均采用将第一个孔加入少量无血清培养基，晃动浸润整个孔底，然后用移液枪吸至第二孔，同样方法浸润孔底，其它孔一次类推，这样整个孔底都是湿润的，细胞悬液会平铺在整个孔底，加细胞悬液的时候可以避免加在中间中间细胞多，而加在周边晃匀后周边细胞多中间少的现象，细胞分散较均匀，注意加完细胞悬液后要放工作台静置一下。这个方法就是有点慢，但操作熟练了也不慢。也可以采用轻拍的方式，但力度没有96孔板好掌握，效果没有96孔板好，所以我放弃改用浸润孔底的方法。2.细胞悬液加完后，将细胞培养板抬高，对着灯光，从底部往上看，看细胞有没有抱团。然后从底部敲击，使之分散。3. 如果实验室有平板振荡器的话，我建议用这个仪器稍振荡一下，效果不错，就是振幅小，频率高的那种。4. 细胞要尽量打散，大部分呈单个状态。离心后，要充分悬浮！还有转移到六孔板后，是要晃得！晃的时候最好不要让那个细胞液转圈，不然细胞就全被带到中间去了，就会不均匀！5. 一瓶细胞长满后，正常处理，在培养瓶里吹匀，然后铺6孔板，每孔2毫升，铺完之后不用观察直接用酒精棉擦拭，然后放到培养箱里，轻微的左三圈右三圈 前三圈 后三圈。基本上24小时之后观察 每孔的细胞都会很均匀。6.计算好所需要的全部液体量和细胞量，混匀后，加到六孔板里，六孔板按横8字型晃，显微镜下观察，如果不均匀，按上述方法再晃。如果细胞未计数直接种的话，在种六孔板的过程中，随时晃一下混匀用的瓶子，瓶子我通常是顺时针或逆时针转圈。7.放在水平板面上先上下移动，再左右移动，每个方向５到６次，但关键的是摇完后最好直接放入培养箱中，不要再做过多的运动，例如放到镜下去看，否则很容易就又聚到中间去了。

北京和睦家医院 孙芾　王厚芳 流式细胞术(FCM)是70年代初发展起来的一项高新技术，80年代开始从基础研究发展到临床医学研究及疾病的诊断和治疗监测。我国在80年代初引进了第一台流式细胞仪，到目前在医学院校、科研机构和医院已经有100多台。　　 FCM采用流式细胞仪对细胞悬液进行快速分析，通过对流动液体中排列成单列的细胞进行逐个检测，得到该细胞的光散射和荧光指标，分析出其体积、内部结构、DNA、RNA、蛋白质、抗原等物理及化学特征。FCM综合了光学、电子学、流体力学、细胞化学、生物学、免疫学以及激光和计算机等多门学科和技术，具有检测速度快、测量指标多、采集数据量大、分析全面、方法灵活等特点，还有对所需细胞进行分选等特殊功能。随着该仪器性能的不断完善，操作简单的各新型流式细胞仪相继问世。新试剂的不断发现使试验费用日益降低，FCM也从研究室逐步进入临床实验室，成为常规实验诊断的重要手段，不仅为临床提供了重要的诊断依据，也使检验科室的诊断水平、实验技术提高到一个新的高度。

生物 力学是应用 力学 原理和方法对生物体中的力学问题定量研究的 生物物理学 分支。其研究范围从生物整体到系统、 器官 (包括血液、体液、脏器、骨骼等)，从鸟飞、鱼游、 鞭毛 和纤毛运动到植物体液的输运等。 生物力学的基础是能量守恒、动量定律、质量守恒三定律并加上描写物性的本构方程。生物力学研究的重点是与 生理学 、 医学 有关的力学问题。依研究对象的不同可分为 生物流体力学 、 生物固体力学 和 运动生物力学 等。 在科学的发展过程工， 生物学 和力学相互促进和发展着。 哈维 在1615年根据 流体力学 中的连续性原理，按逻辑推断了 血液循环 的存在，并由马尔皮基于1661年发现蛙肺微血管而得到证实； 材料力学 中著名的扬氏模量是扬为建立声带发音的弹性力学理论而提出的；流体力学中描述直圆管层流运动的泊松定理，其实验基础是狗主动脉血压的测量；黑尔斯测量了马的动脉血压，为寻求血压和失血的关系，在 血液 流动中引进了外周阻力的概念，同时指出该阻力主要来自组织中的微血管；弗兰克提出了心脏的流体力学理论；施塔林提出了物质透过膜的传输定律；克罗格由于对微循环力学的贡献，希尔由于肌肉力学的贡献而先后(1920，1922)获诺贝尔生理学或医学奖。到了20世纪60年代，生物力学成为一门完整、独立的学科。生物固体力学是利用材料力学、弹塑性理论、 断裂力学 的基本理论和方法，研究 生物组织 和器官中与之相关的力学问题。在近似分析中，人与 动物 骨头的压缩、拉伸、断裂的强度理论及其状态参数都可应用材料力学的标准公式。但是，无论在形态还是力学性质上，骨头都是各向异性的。20世纪70年代以来，对骨骼的力学性质已有许多理论与实践研究，如组合杆假设，二相假设等，有限元法、断裂力学以及应力套方法和先测弹力法等检测技术都已应用于骨力学研究。骨是一种复合材料，它的强度不仅与骨的构造也与材料本身相关。骨是骨胶原纤维和无机晶体的组合物，骨板由纵向纤维和环向纤维构成，骨质中的无机晶体使骨强度大大提高。体现了骨以最少的结构材料来承受最大外力的功能适应性。木材和 昆虫 表皮都是纤维嵌入其他材料中构成的复合材料，它与由很细的玻璃纤维嵌在合成树脂中构成的玻璃钢的力学性质类似。动物与植物是由 多糖 、蛋白质类脂等构成的高聚物，应用橡胶和塑料的高聚物理论可得出蛋白质和多糖的力学性质。粘弹性及弹性变形、弹性模量等知识不仅可用于由氨基酸组成的蛋白质，也可用来分析有关细胞的力学性质。如细胞分裂时微丝的作用力，肌丝的工作方式和工作原理及细胞膜的力学性质等。生物流体力学是研究生物 心血管系统 、消化呼吸系统、 泌尿系统 、 内分泌 以及游泳、飞行等与 水动力学 、 空气动力学 、 边界层理论 和流变学有关的力学问题。人和动物体内血液的流动、植物体液的输运等与流体力学中的层流、端流、渗流和两相流等流动型式相近。在分析血液力学性质时，血液在大血管流动的情况下，可将血液看作均质流体。由于 微血管 直径与 红细胞 直径相当在微循环分析时，则可将血液看作两相流体。当然，血管越细，血液的非牛顿特性越显著。

生物力学的发展简史生物力学一词虽然在20世纪60年代才出现，但它所涉及的一些内容，却是古老的课题。例如，1582年前后伽利略得出摆长与周期的定量关系，并利用摆来测定人的脉搏率，用与脉搏合拍的摆长来表达脉搏率等。1616年，英国生理学家哈维根据流体力学中的连续性原理，从理论上论证了血液循环的存在；到1661年，马尔皮基在解剖青蛙时，在蛙肺中看到了微循环的存在，证实了哈维的论断；博雷利在《论动物的运动》一书中讨论了鸟飞、鱼游和心脏以及肠的运动；欧拉在1775年写了一篇关于波在动脉中传播的论文；兰姆在1898年预言动脉中存在高频波，现已得到证实；材料力学中著名的扬氏模量就是英国物理学家托马斯扬为建立声带发音的弹性力学理论而提出的。1733年，英国生理学家黑尔斯测量了马的动脉血压，并寻求血压与失血的关系，解释了心脏泵出的间歇流如何转化成血管中的连续流，并他在血液流动中引进了外周阻力概念，并正确指出：产生这种阻力的主要部位在细血管处。其后泊肃叶确立了血液流动过程中压降、流量和阻力的关系；夫兰克解释了心脏的力学问题；斯塔林提出了透过膜的传质定律，并解释了人体中水的平衡问题。克罗格由于在微循环力学方面的贡献获得1920年诺贝尔奖金。希尔因肌肉力学的工作获得1922年诺贝尔奖金。他们的工作为60年代开始的生物力学的系统研究打下基础。到了20世纪60年代，一批工程科学家同生理学家合作，对生物学、生理学和医学的有关问题，用工程的观点和方法，进行了较为深入的研究，使生物力学逐渐成为了一门独立的学科。其中有些课题的研究也逐渐发展成为生物力学的分支学科，如以研究生物材料的力学性能为主要内容的生物流变学等。中国的生物力学研究，有相当一部分与中国传统医学结合，因而在骨骼力学、脉搏波、无损检测、推拿、气功、生物软组织等项目的研究中已形成自己的特色。生物力学的研究内容生物的各个系统，特别是循环系统和呼吸系统的动力学问题，是人们长期研究的对象。循环系统动力学主要研究血液在心脏、动脉、微血管、静脉中流动，以及心脏、心瓣的力学问题。呼吸系统动力学主要研究在呼吸过程中，气道内气体的流动和肺循环中血液的流动，以及气血间气体的交换。所有这些工作，包括生物材料的流变性质和动力学的研究，不仅有助于对人体生理、病理过程的了解，而且还能为人工脏器的设计和制造提供科学依据。生物力学还研究植物体液的输运。环境对生理的影响也是生物力学的一个研究内容。众所周知，氧对生物体的发育有很大影响，在缺氧环境下生物体发育较慢，在富氧环境下发育较快。即使在短期内，环境的影响也是明显的。实验表明：在含10%的氧气、压力为一个大气压的环境中的幼鼠，即使只生活24小时，在直径为15～30微米的肺小动脉壁下，也会出现大量的纤维细胞。若延续4～7天，纤维细胞则会过渡为典型的平滑肌细胞，这无疑会影响肺循环中血液的流动。又如处于高加速度状态中的人，其血液的惯性会有明显的改变，悬垂器官会偏离原位，从而改变体内血液的流动状态。

定义：单细胞研究，就是针对单个细胞的研究，这是相对于群体细胞的研究。研究意义：细胞是生命活动的基本单位，研究细胞的结构功能及行为，有利于揭示复杂生命体的生命活动规律，探究生理生化现象，获得统计平均结果。然而，现代研究表明，单个细胞内的成分存在巨大差异，平均分析结果不能反映单个细胞内成分的真实情况，会带来误导信息。癌症等疾病总是从个别细胞的变异开始，极少量异常细胞信号会被群体信号所掩盖，不能及时获得有关病变的信息。另外，细胞间的信号传导，应激反应等活动在细胞内迅速发生，传统方法无法做到实时监测。对于数量较少且较为珍贵的细胞样本，如干细胞、元祖细胞及患者样本，传统分析方法需要大量的细胞样本，并不适宜。关于物质在细胞内的空间分布，亚细胞结构如细胞器的分析，传统方法也不能满足。这些都要求我们在一定范围内从单细胞水平研究细胞的生命活动。单细胞分析方法：毛细管电泳、微流控芯片、图像分析、动力学分析及纳米技术等。目前单细胞分析存在的难点：首先无论是针对一个特异性大分子，还是在OMIC水平上进行分子分析，都存在单细胞提取物数量少，难以分析的困难，这甚至可以说是不可能完成的，因此增加灵敏度势在必行。除此之外高通量分析也是一个瓶颈，要想获得单细胞分析确切的分析结果，研究人员必须快速而准确的分析多个细胞，这并不容易。另外单细胞分析也常常需要进行多种方式分析，这不仅是由于细胞存在于一种异质性环境汇总，而且也在同一时间，也需要测量多个参数。

据国外媒体报道，近日，俄亥俄州立大学的天文学家们在研究恒星以及黑洞周围如何进行化学元素射线的放射和吸收时，发现诸如铁这样的重元素在受到特定能量X射线照射下，会发射出低能电子。依据这个情况，其联合了医学专家和放射肿瘤专家，研究这种特定能量的X射线对人体产生何种程度的影响，并发现其具有某种特异性，计划发展一种新型的放射治疗的方法，旨在针对人体内顽固的肿瘤细胞，但是对人体的健康细胞和组织不产生巨大的危害。这个发现却为医学上的肿瘤治疗提供了一种可能性：利用确定的重元素制成一种植入物进入人体内，医生可以通过这种植入物放射出的低能电子消灭肿瘤细胞，这种方法比目前医学上使用全身放射性治疗更有目的性和针对性，对人体健康的组织危害较小，同时，这种植入物也可以进行医疗诊断成像，为医生提供药物效果的评估。6月24日，国际分子光谱研讨会上，美国俄亥俄州立大学该项目的主要研究员Sultana Nahar对这个发现做了相关的叙述，主要使用电脑对金和铂元素放射情况进行模拟，并确定用来照射的X射线的频率　　这个电脑模拟结果显示：单个金和铂原子在所给定的X射线频率的照射下，放射出低能电子，而如何确定并控制X射线的照射频率是极大的挑战。实验证实：这个X射线辐射频率的范围及其狭窄，大约相当于X射线频率谱宽度的十分之一，产生出超过20个的低能电子。而作为天文学家，运用基本的天体物理和化学知识探寻恒星内部的射线情况，但是作为一个医生，却也能采用相同的方法对癌症进行治疗，这是一个非常有意义的发现。　　此外，俄亥俄州立大学的天文学家Nahar和Anil Pradhan发现：特定频率的X射线在照射重元素的时候，激发原子核周围的电子，导致电子振动并离开他们的运行轨道而产生低能电子，而剩下的物质基本为电离态的气体、等离子云以及纳米尺度的原子。　　然而，当1890年伦琴发现X射线之后，X射线的作用以及研发发展都有很大的进步，从基础物理学的角度看，物理学上的辐射在医生上的使用是非常的乱，这个现象几乎在国有的国家都是这样的。但是，直到目前为止，所有关于X射线的应用进展都还不能称为根本意义上的进步。而托马斯杰弗逊大学医学院医学物理学家Yan Yu，作为该项目的长期研究合作方，也希望这种X射线成像和放射治疗技术能有更进一步的发展。并在会议上也叙述了金和铂为何会显示出此类的行为以及医院在今后如何利用这些物质进行放射治疗。　　物理学家们知道，电子的轨道处于离核不同的距离上，当外围电子出现丢失时，轨道上的电子就会取代这个丢失的位置并释放出能量，这就是俄歇效应。由法国物理学家俄歇所发现。通常情况下，当能量强大到足以踢出原子核模型中的第二个电子，就称其为俄歇电子。而这个过程中也可能导致光粒子或者光子在特定的频率下发射出能量，这个频率科学家目前认为是K-阿尔法X射线。　　俄亥俄州立大学该项目首席研究员认为在诸如重金属铂的原子核模型中，K-阿尔法X射线将近距离的电子给踢了出去，而其中就有俄歇电子，这些电子处于低能量的状态且数量庞大，从这点出发，足以扼杀肿瘤细胞并粉碎他们的DNA。而医院可将使用K -阿尔法X射线，这将大大地减少了病人的辐射照射剂量。相关研究人员也相信在人体中嵌入纳米级的重元素粒子，可以有效地吸收特定的频率的X射线并产生相对应的的低能电子放射，杀死肿瘤细胞。

【序号】：3【作者】：王明玉令文慧熊春霞【题名】：3D ECM凝胶支架对干细胞或祖细胞来源心脏细胞行为的影响【期刊】：中国细胞生物学学报. 【年、卷、期、起止页码】：2019,41(10)【全文链接】：

1 流式细胞仪的概念及其发展历史 1．1 流式细胞仪的基本概念流式细胞仪(flow cytonletry，FCM)是对高速直线流动的细胞或生物微粒进行快速定量测定和分析的仪器，主要包括样品的液流技术、细胞的计数和分选技术，计算机对数据的采集和分析技术等。流式细胞仪以流式细胞术为理论基础，是流体力学、激光技术、电子工程学、分子免疫学、细胞荧光化学和计算机等学科知识综合运用的结晶。流式细胞术是一种自动分析和分选细胞或亚细胞的技术。其特点是：测量速度快、被测群体大、可进行多参数测量，即对同一个细胞做有关物理、生物化学特性的多参数测量，且在统计学上有效。 1．2 流式细胞仪的发展简史最早的流式细胞仪雏形诞生于1934年，Moldavan提出使悬浮的单个血红细胞流过玻璃毛细管，在亮视野下用显微镜进行计数，并用光电记录装置测量的设想。1953年Crosland —Taylor根据牛顿流体在圆形管中流动规律设计了流动室。其后又经过Coulter Parker Horst Kamentsky1 Gohde、Fulwyler Herzen—berg等人的不断改进，设计了光电检测设备和细胞分选装置、完成了计算机与流式细胞仪的物理连接及多参数数据的记录和分析、开创了细胞的免疫荧光染色及检测技术、推广流式细胞仪在临床上的应用⋯。近20年来，随着流式细胞仪及其检测技术和的13臻完善，人们越来越致力于样品制备、细胞标记、软件开发等方面的工作，以扩大FCM的应用领域和使用效果。宋平根的《流式细胞术的原理和应用》是迄今为止对流式细胞仪及其技术阐述的最为详尽和透彻的中文著作。这本书非常详细地介绍了流式细胞术的历史、结构、原理、技术指标等，例举了其在医学和生物工程中的应用，非常适合从事此方面专业研究的人。由于这本书是13年前出版的，所以基本上没有涉及植物流式细胞仪检测技术。此外对于只需要对流式细胞仪有些基本认识的人士来说，这本书太复杂太深奥。谢小梅 主要介绍了流式细胞仪在生物工程中的应用。杨蕊 概括了流式细胞仪的工作原理，简单提及了流式细胞仪的应用。本文在分析这三篇论著或文章的优缺点后，用比较通俗的语言介绍了掌握流式细胞仪检测技术必须了解的一些原理，并对目前市场上的主流型号进行了客观的性能概括。

原标题 “纳米生物间谍”技术能进入活细胞取样 可用于深入揭示线粒体基因组变异的重要性 科技日报讯 据物理学家组织网近日报道，美国加利福尼亚大学圣克鲁兹分校（UCSC）研究人员开发出一种机器人式的“纳米生物间谍”系统，能从单个活细胞内提取出微量样本，进行RNA或DNA测序，而不会杀死细胞。研究人员表示，这种单细胞“纳米生物间谍”技术是一种了解活细胞内部动态过程的有力工具。相关论文发表在最近出版的美国化学协会《纳米》杂志上。 “我们能从活细胞中拿走一个‘生物间谍’，再把它送回该细胞，在几天内这样重复多次而不会杀死细胞。如果用其他技术，你不得不牺牲这个细胞才能分析它。”该生物传感与生物电技术小组负责人、UCSC巴斯金工程学院生物分子工程教授内德·波曼德说。 “纳米生物间谍”平台是研究小组用纳米吸液管开发的最新设备。纳米吸液管是一种小玻璃管，取液端越来越细，至尖端直径仅50到100纳米。波曼德说：“我能在实验室造出纳米吸液管，这不需要昂贵的纳米制造设备。但要进入一个细胞，问题是即使在高倍显微镜下，你也看不见吸液管尖端，不知道它偏离了细胞有多远。” 实验室博士后研究员亚当·赛格尔解决了这一问题。他基于在一台改造过的扫描离子电导显微镜（SICM），开发出一种反馈控制系统。该系统能利用通过纳米吸液管尖端的离子流作为反馈信号，在尖端接近细胞表面时探测其中的液滴。在尖端进入细胞之前，一种自动控制系统能定位它在细胞上面的位置，然后尖端很快插入穿透细胞膜，通过操控电压有控制地提取一小点细胞内物质。由于吸液管尖端极精细，对细胞造成的损害极微小。 研究小组用这种系统从活细胞中提取的微量细胞物质，估计只有50毫微微升（千万亿分之一升），约一个人体细胞百分之一的量。他们从单个人体癌细胞中提取物质并进行RNA测序，还从人类成纤维细胞中提取了线粒体并对其进行了DNA测序。“人们已经知道，线粒体和多种神经退化疾病有关。该技术可用于深入揭示线粒体基因组变异的重要性。”波曼德说。 该技术应用前景广阔。波曼德希望能与其他研究人员合作，探索其更多用途。“对于癌症生物学家、干细胞生物学家等想要了解细胞内部情况的科学家来说，这是一种多功能的平台。”（常丽君）来源：中国科技网-科技日报 2014年01月20日

细胞自噬是机体一种重要的防御和保护机制。但是这种自噬“信号”如何传递给细胞从而使其“执行”自噬过程，则一直是科学界的难题。近期，我校生命科学学院林圣彩教授课题组成功找到高等动物细胞在生长因子缺失条件下，启动自噬的部分“密码”，从而在细胞自噬机制研究方面取得重大突破。　　4月27日，最新一期的美国《科学》杂志以研究文章的形式刊发了这项研究成果，并配发专门评述。这也是近三年来，我校生命科学学院第二篇发表在这一世界顶级学术刊物上的论文。2009年6月，该院韩家淮教授的一篇有关细胞选择死亡方式机制的研究文章曾“登上”该杂志。　　所谓自噬，是指细胞消化自身蛋白质或细胞内的结构（细胞器）的一种自食现象。通过这种现象，细胞可以降解、消除和消化受损、变性、衰老和失去功能的细胞器和变性蛋白质等生物大分子，为细胞的生存和修复提供必须的能量。　　科学家们认为，自噬与细胞凋亡、细胞衰老一样，是一种十分重要的生物学现象。有关实验表明，包括肥胖症、糖尿病、神经退行性疾病、免疫失调及癌症在内的人类许多重大疾病的发生都与该过程的异常有关。为此，自噬也是当前生命科学中最热门的研究领域之一。　　据林圣彩介绍，对自噬进行分子机制的研究始于上世纪90年代的以单细胞生物酿酒酵母为模型的研究，目前，一系列构成单细胞生物自噬核心机器的基因已被发现并命名。　　然而，对自噬在多细胞生物特别是哺乳动物中的调控机制的研究，科学界至今仍在不断探索中。摆在科学家面前的一个根源性的问题是：在多细胞生物中，诱导自噬的各种信号是如何被传递到细胞内自噬“核心机器”从而启动自噬过程的？　　研究表明，与单细胞生物不同，在多细胞生物内，外界营养元素要依赖于生长因子的调控才能被转运到细胞内。一旦细胞外的生长因子匮乏，细胞便能启动自噬以维持能量平衡。那么，生长因子缺失这一信号又是如何“传达”的呢？　　这也成为长期致力于细胞信号转导研究的林圣彩教授课题组近年来的研究目标之一。经过多年研究，课题组终于成功“**”这一自噬启动“密码”——即通过一种名为GSK3的激酶活性增高后磷酸化并随之激活乙酰转移酶TIP60，进而导致自噬核心机器中的蛋白激酶ULK1的乙酰化水平增强而启动细胞自噬。简言之，这一发现揭示了多细胞生物在生长因子缺失条件下的细胞自噬过程的新的介导分子及其通路。　　林圣彩认为，弄清楚了细胞内到底有哪些蛋白分子“参与”了自噬和它们如何串联在一起，将有益于科学界从“源头”上认识相关疾病，并为这些疾病的诊断和治疗提供新的靶点。

超声波细胞破碎仪是利用一种超声波在液体中产生的空化效应而使目标细胞破碎的多功能、多用途的仪器。超声波细胞破碎仪的原理：由换能器将电能转换为超声能，超声能量作用于液体介质产生密集的空泡，随着空泡的生长破裂，产生巨大的剪切力及高温高压，从而起到将目标细胞破碎乳化的目的。超声波细胞破碎仪用途广泛：1、超声波提取生物纳米在超声波化学反应中，由空化效应产生的强压力脉冲，能够产生许多化学合成所要求的高温高压，超声波化学合成所利用的正是空化效应的能量，利用这些能量能在一些特殊粉末表面合成出需要的纳米粒子。 2、超声波制药（1）注射用药的细化、均化——将磷脂类与胆固醇混合用适当方法与药物混合在水溶液中，经超声细化、均化得到更小的利于静脉注射的微小药物粒子。（2）中草药提取——利用超声分散破坏植物组织，加速溶剂穿透组织作用，提高中草药有效成分提取率。如金鸡纳树皮中全部生物碱用一般方法侵出需5小时以上，采用超声分散只要半小时即可完成。（3）制备混悬剂——在超声空化和强烈搅拌下，将一种固体药物分散在含有表面活性剂的水溶液中，可以形成1um左右口服或静脉注射混悬剂。例如“静注喜树碱混悬剂”、“肝脏造影剂”、“硫酸钡混悬剂”等。（4）疫苗制备——将细胞或病菌借助于超声作用将其杀死以后，再用适当方法制成疫苗。 3、超声波对化妆品的分散为了更进一步提取药物精华和粒子微细化，并节约生产成本，达到分散、乳化效果，使化妆品更深入渗透到肌肤里层，让肌肤很好的吸收，发挥药物的效力和作用，采用超声波乳化可达到非常理想的效果。 4、超声波对酒的醇化酒味醇厚的主要影响因素是酸的形成、酯化。刚出厂的白酒含有戍醇，有辛辣味，传统制造时，这种气味要经过很长时间贮藏才能使酒味变醇。而利用超声波处理的白酒可使酒的老熟时间缩短1/3到1/2。超声波细胞破碎仪可以并且已经被广泛用于生物化学、微生物学药理学、物理学、动物学、农学、医学、制药等领域的教学、科研、生产。

1677年荷兰Antonie van Leeuwenhoek （1632－1723）显微镜学家、微生物学，用简单显微镜观察到动物的“精虫”（细胞）。1665年英国Hooke Robert（1635-1703）博物学家提出细胞和细胞结构的概念。1827年贝尔发现哺乳类的卵子，对细胞本身进行认真的观察。1838年描施莱登述了细胞是在一种粘液状的母质中，经过一种像是结晶样的过程产生的，并且把植物看作细胞的共同体。在他的启发下施万坚信动、植物都是由细胞构成的，并指出二者在结构和生长中的一致性。1845年德国动物学家西博尔德（1804-1885）断定原生动物都是单细胞的。1852年德国病理学家菲尔肖（1821-1902）在研究结缔组织的基础上提出“一切细胞来自细胞”的名言，并且创立了细胞病理学。1867年德国植物学家霍夫迈斯特对植物，分别比较详细地叙述了间接分裂。1873年施奈德对动物，分别比较详细地叙述了间接分裂。1875年德国植物学家施特拉斯布格首先叙述了植物细胞中的着色物体，而且断定同种植物各自有一定数目的着色物体；1880年巴拉涅茨基描述了着色物体的螺旋状结构，翌年普菲茨纳发现了染色粒。1882年德国细胞学家弗勒明在发现了染色体的纵分裂之后提出了有丝分裂这一名称以代替间接分裂。施特拉斯布格把有丝分裂划分为直到现在还通用的前期、中期、后期、末期；他和其他学者还在植物中观察到减数分裂，经过进一步研究终于区别出单倍体和双倍体染色体数目。1882年捷克动物生理学家浦肯野提出原生质的概念。1888年瓦尔代尔才把核中的着色物体正式命名为染色体。1891年德国学者亨金在昆虫 的精细胞中观察到 X染色体。1902年史蒂文斯、威尔逊等发观了 Y染色体。1900年重新发现孟德尔的研究成就后，遗传学研究有力地推动了细胞学的进展美国遗传学家和胚胎学家摩尔根（1866—1945）研究果蝇 的遗传，发现偶尔出现的白眼个体总是雄性；结合已有的、关于性染色体的知识，解释了白眼雄性的出现，开始从细胞解释遗传现象，遗传因子可能位于染色体上。细胞学和遗传学联系起来，从遗传学得到定量的和生理的概念，从细胞学得到定性的、物质的和叙述的概念，逐步产生出细胞遗传学。此外，发现了辐射现象、温度能够引起果蝇突变之后，因突变的频率很高更有利于染色体的实验研究。辐射之后引起的各种突变，包括基因的移位、倒位及缺失等都司在染色体中找到依据。利用突变型与野生型杂交，并且对其后代进行统计处理可以推算出染色体的基因排列图。广泛开展的性染色体形态的研究，也为雌雄性别的决定找到细胞学的基础。20世纪40年代后，电子显微镜得到广泛使用，标本的包埋、切片一套技术逐渐完善，才有了很大改变。开始逐渐开展了从生化方面研究细胞各部分的功能的工作，产生了生化细胞学。

白细胞与红细胞在此重新定向。白细胞（WBC）和红细胞（RBC）是血液中的重要组成部分，在生命体延续发展和生物治疗中具有不同的功能。红细胞，又称红血球，含有一种蛋白质称作血红蛋白。当血红蛋白从肺部吸收氧气时，血液呈红色。随着血液流经全身，血红蛋白向人体组织释放氧气。红细胞的生命周期为4个月，其形如圆盘，中间下凹，边缘较厚，呈圆饼状。白细胞，又称白血球，具有更加复杂的功能。白细胞构成了人体抵抗感染的一种防御机制。有多种不同类型的白细胞，其生命周期和功能各不相同。白细胞还能够产生一种特殊的蛋白质，称作抗体，能够识别并吞噬入侵人体的外来异物。 红细胞白细胞物理特征红细胞呈双凹圆盘状，无核。尺寸大约为6-8 μm。白细胞呈不规则性，但有一个核和外缓冲层。生命周期120天。几天，但在健康人体中可存活数天至数年不等。类型：血液中只有一种红细胞在血液中存在许多类型的白细胞，其功能各不相同：嗜中性粒细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞（巨噬细胞）、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞。循环系统：心血管系统。心血管和淋巴系统总计红细胞700:1白细胞男性每立方毫米460-6200万个；女性每立方毫米4200-5400万个。每立方毫米4000 – 11000个功能：向身体的不同部位提供氧气，并负责运送二氧化碳和其它废物。产生抗体，对感染形成免疫力，有些具有噬菌功能。血液中含量：