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BCAbox算法拓展了拉曼显微镜对单个细胞器评估的能力
摘要： 拉曼显微光谱技术是一项快速发展的技术，因其卓越的活细胞及单细胞器分子组成分析能力，在原位蛋白质组学、脂质组学和代谢组学领域具有无与伦比的潜力。然而，基于拉曼光谱的生物应用范围受限于缺乏基于拉曼光谱进行生物分子组成快速分析的软件工具。本研究开发了首个利用强大生物分子组分分析（BCA）算法即时解析细胞内拉曼光谱的软件工具箱。该软件可轻松集成于商用拉曼光谱仪器，实现对活细胞或固定细胞中主要细胞器（包括核仁、内质网、高尔基体和线粒体）分子含量的精准分析。本软件可广泛应用于细胞科学多个方向，推动拉曼光谱技术的进一步发展与标准化。
关键词： 单细胞检测、生物分子分析、拉曼光谱技术、显微镜技术
更新于2025-09-09 09:28:46
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识别与预防显微镜下的伪影：一场圆桌讨论
摘要： 1991年，技术专家论坛举办了一场关于生物电子显微镜制样伪影的专题研讨会[1]。此后，我们的研讨会、专题讨论或圆桌会议均未再探讨该议题。制样伪影是指样品制备过程中造成的损伤，可能被误认为样品超微结构。许多伪影源于样品制备过程中的机械或化学作用，部分伪影则由电镜观察时电子束辐照导致。识别样品损伤是预防未来制样出现同类问题及避免报告错误数据的首要步骤。
关键词： 电子显微镜，透射电子显微镜，样品制备，显微镜技术，伪影，扫描电子显微镜
更新于2025-09-09 09:28:46
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显微镜中的荧光蛋白互补技术：超越检测双分子相互作用的应用
摘要： 双分子荧光互补技术（BiFC）中常规使用的荧光蛋白片段，只有在目标相互作用蛋白使其紧密靠近时才会形成发光体。相比之下，某些荧光蛋白片段（对应超折叠绿色荧光蛋白第1-10个β折叠链的GFP1-10和第11个β折叠链的GFP11）会自发互补。这些片段被设计为高通量表达与结构生物学研究的折叠报告蛋白。此外，在光学显微镜领域，自聚合荧光蛋白片段构成了极具价值且有时独一无二的工具。当全长荧光蛋白无法与目标蛋白融合时（例如对某些病原体进行活体成像），GFP11标签具有显著优势。自聚合绿色荧光蛋白片段能实现对特定突触的活体标记、蛋白质拓扑结构的可视化及其在特定亚细胞区室中的暴露监测。本综述旨在引起科学界对这些工具的关注，并推动其进一步开发与应用。
关键词： 荧光蛋白、超折叠绿色荧光蛋白、成像、显微镜技术、自缔合荧光蛋白片段
更新于2025-09-09 09:28:46
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[2018年IEEE电气工程与光子学国际会议（EExPolytech）- 俄罗斯圣彼得堡（2018.10.22-2018.10.23）] 2018年IEEE电气工程与光子学国际会议（EExPolytech）- 利用全内反射荧光显微镜研究单分子动力学
摘要： 该研究提出利用全内反射荧光显微镜技术研究单分子动力学。这种荧光显微镜技术旨在检测不同流体中的单分子。我们开发了一种新型荧光显微镜实验方案，基于全内反射模式的系统可研究水环境中单个叶绿素粒子的运动，为单分子研究开辟了广阔前景。
关键词： 单分子、全内反射、荧光、显微镜技术
更新于2025-09-04 15:30:14
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单个贴片纳米天线的近场与远场热辐射
摘要： 报道了单个金属-绝缘体-金属纳米天线在远场的频谱响应和近场的空间响应，以热涨落作为电磁场的内部源。通过结合傅里叶变换红外光谱与基于共聚焦几何中光衰减效应的空间调制，获得的远场光谱揭示了两个不同的发射峰，这归因于在两个不同波长下激发了纳米天线的基本模式。通过热辐射扫描隧道显微镜获得了热激发模式的超分辨近场图像。数值模拟支持了实验结果，表明在构成天线的绝缘电介质材料的共振附近，可以在不同波长激发相同模式。
关键词： 近场、纳米天线、热辐射、显微镜技术、光谱技术、远场
更新于2025-09-04 15:30:14
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图像细胞术中的深度学习：综述
摘要： 人工智能、深度卷积神经网络和深度学习都是专业术语，它们在科学报告和大众媒体中出现的频率越来越高。本综述聚焦于深度学习及其在细胞和组织样本显微图像数据中的应用。我们通过与神经科学的类比开篇，旨在向读者概述神经网络的核心概念，并阐明深度学习与从图像数据中提取信息的传统方法有何不同。我们希望增进对这些方法的理解，同时强调输入数据要求、计算资源、挑战和局限性等方面的注意事项。我们并非提供将这些方法应用于自身数据的完整手册，而是回顾先前发表的关于图像细胞术中深度学习的文章，并引导读者进一步阅读特定网络和方法的相关资料，包括尚未应用于细胞术数据的新方法。
关键词： 图像细胞术、机器学习、生物医学图像分析、卷积神经网络、深度学习、细胞分析、显微镜技术
更新于2025-09-04 15:30:14
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心脏显微镜检查 || 光遗传学工具在心脏兴奋-收缩偶联显微镜检查中的应用
摘要： 显微镜在17世纪随着首批自制显微镜应用于生物样本而成为科学研究方法[1,2]。不久后，染色样本以观察特定（细胞及亚细胞）结构的方法开始流行[3]。这些基于吸收或荧光的染料在特异性方面存在局限，且常对细胞有毒性，因而研究仅能限于短时程或死亡样本。1987年，研究者提出利用25年前发现的荧光蛋白[4]——特别是来自维多利亚多管发光水母的绿色荧光蛋白（GFP）来标记细胞及细胞结构[5]。随着GFP的测序与克隆，一场"绿色革命"由此开启，促使荧光蛋白作为标记物或传感器（详见下文）在生理学、微生物学、药理学、分子生物学、解剖学、细胞生物学、生物物理学等众多生物医学领域的研究中得到常规应用。尽管荧光蛋白的表达及其光学检测已可视为光遗传学工具，但该术语直到利用蛋白质的光学特性操控细胞时才被正式采用。此类蛋白最著名的代表是光控离子通道——通道视紫红质[6,7]。当这种离子通道在膜上表达并被适当波长光照时，通道将被激活开放，导致离子被动跨膜转运并改变膜电位。不过在本章中，我们将观测与操控这两方面都视为光遗传学工具。要使用光遗传学工具，需将这些蛋白的基因转入细胞以实现蛋白表达。关于向靶细胞递送基因的概述，参见[8]。
关键词： 通道视紫红质、心脏兴奋-收缩耦联、福斯特共振能量转移、基因编码生物传感器、光遗传学工具、显微镜技术
更新于2025-09-04 15:30:14