显微光谱成像装置研制与实验设计

基于已完成的自组荧光显微镜实验教学装置,研制了一套通过有序控制光谱仪和振镜实现显微光谱成像的装置,并开发了配套的光谱图像采集分析软件。利用该装置完成了量子点荧光样品的荧光光谱测量、白光照明成像和显微光谱成像等实验内容。该光谱成像装置的研制和实验设计能帮助学生掌握光谱成像的原理、实验操作方法和成像数据处理方法,拓展学生的研究内容和视野,提高学生的创新能力。     

蛋白质动态运动在生物化学实验中的教学实践

将蛋白质动态运动观察运用于本科生物化学教学实验中。该实验利用G蛋白偶联受体内吞原理,结合绿色荧光蛋白和荧光蛋白显微成像技术,观察受体蛋白的内吞过程及其下游招募蛋白在细胞中的动态运动。该实验操作性强、结果清晰直观,拓展了生物化学本科教学实验内容,有助于学生更深刻理解蛋白质的运动特性及功能机制,并提高学生设计实验和进行综合性实验的能力。     

科技动态

正北大研究团队开发活细胞成像新技术北京大学生命科学院生物动态光学成像中心、工学院黄岩谊课题组与化学学院陈兴课题组合作开发了一种全新的活细胞成像技术,利用炔基标记手段并巧妙应用受激拉曼显微成像技术,成功实现了对活细胞的脂类、核酸、蛋白质和糖类等关键生物分子的特异性、低干扰的三维成像,突破了成像标记基团的尺寸极限。生物标记成像是生命科学及医学研究中的基本工具,但是现有的许多标记手段,例如荧光蛋白和小分子荧光标记等方法,往往对被标记分子的     

受体光漂白FRET技术的实践与优化北大核心

蛋白质之间的相互作用对生命活动的调节具有重要意义,为了精确检测纳米级蛋白质之间的相互作用,促进高端成像技术的发展。利用共聚焦显微镜系统和图像处理软件ImageJ,开发和优化了受体光漂白荧光共振能量转移(FRET)技术。该实验总结了FRET荧光对的特点并提出选择方法,确定了受体光漂白FRET技术的操作步骤,分析了FRET技术的限制条件并给出了优化方案,详细描述了图像展示和数据分析的具体方法。该文建立了从实验设计到数据分析的一整套实用可靠的操作方案,可为显微成像技术从业者提供借鉴。     

基于创新能力培养的荧光显微镜系统综合实验设计

基于工程光学基本理论,设计了开放式荧光显微镜系统综合性实验,实验内容为搭建一套集白光和激光照明于一体的荧光显微镜系统,实现荧光光谱和图像共采集,具备良好的可扩展性。该实验重点解决搭建过程中光路调节、激光扩束、物镜选择、信号采集等问题,对自主搭建显微成像系统具有重要的参考和借鉴意义。将自制荧光显微镜引入综合性实验教学,使学生能够动手完成基本光路调节,加深对荧光显微镜相关理论理解,实现将理论与实践相结合,进而有效提升学生理论分析和动手能力,激发学生科研兴趣和探索欲。     

新型连续注射水相法合成CdS量子点

基于连续注射进样系统,研究了水溶性CdS量子点的合成方法。结果表明连续注射技术可实现对反应物比例的精确控制,从而快速确定最佳反应物比例,所制得CdS量子点荧光特性较为稳定。激发波长范围为340—360nm,且在480～510nm的宽波长范围有强烈荧光发射。在最佳反应物比例为nc1：nTCA：ns=1．00：1．15：0．90时,最大荧光发射波长为504nm。CdS量子点的荧光显微成像表明其水溶液分散性良好。     

大模场光子晶体光纤设计

全内反射型光子晶体光纤纤具有为高折射率,包层为石英-空气周期结构,光通过高折射率纤芯与低平均折射率包层间的全内反射向前传播.包层的周期结构要求也不严格,甚至可以无序.利用其特有的"无截止单模"特性,对大模场光子晶体光纤进行了设计.     

荧光波长对双光子荧光共焦成像分辨率的影响

导出了共焦双光子荧光显微镜探测光强随荧光波长变化的解析表达式。研究了不同荧光波长对双光子荧光共焦显微镜横向、纵向分辨率和光斑强度的影响。结果指出，随着荧光波长与入射波长的比值的增加，横向和纵向分辨率降低，双光子荧光成像的分辨率高于单光子荧光成像的分辨率。     

光线在介质界面发生全反射时发生侧向位移的探讨

本文用有限介面的观点探讨了在发生全内反射时光线的侧向位移问题,并自行推导验证侧向位移公式     

超声空化场反射时的声致荧光像

本文研究了不同物体反射时的声致荧光影像,由此进一步分析了超声空化场的反射传输特点.     

基于阿达玛变换显微成像的花粉形态及DNA定量研究

利用自制的阿达码荧光显微镜对几种花粉的形态和荧光强度进行成像研究．通过对其透射光成像建立花粉的种属的鉴别方法，通过对其自发荧光的扣除和AO染色荧光成像建立花粉DNA含量的成像定量分析方法．     

超分辨率荧光显微技术——2014年诺贝尔化学奖简介

介绍了2014年诺贝尔化学奖获奖成果超分辨率荧光显微技术的原理和发现过程、获奖者简况以及超分辨率荧光显微技术的应用前景。     

光路的荧光法显示

显现光路是教学和实验中的直观需求,目前常用的方法是利用大颗粒物反射或利用胶体的Mie散射为主,即采用烟、雾、水中加牛奶等方式,操作不便.荧光方式检测大气SO₂浓度已有成熟技术.在可见光段也可以采用普通荧光物质达到显示光路的效果,光经过散布的荧光物质既有荧光发光的“点亮”光路的效果,也有大颗粒物反射和Mie散射.明显亮于仅有大颗粒物反射和Mie散射的方法,且更简便.实验尝试了中小学实验、大学物理实验和光学研究,光路显示效果颇佳,既可用于教学亦可有助于光学实验减小安全隐患,尤其在紫外激光实验中更可以有助于提升实验安全.     

荧光显微镜实验的设计

荧光显微镜技术在光学显微镜领域占有极为重要的地位,但现实中缺少相关的教学实验.介绍了新开发的荧光显微镜实验的设计思想和实现方案,利用落射荧光附件在普通生物显微镜上进行荧光成像实验.学生自制简易标本,以CCD和PC机采集并存储所获图像;尝试跨学科、研究型、开放式实验,教学.     

傅科棱镜的空气层厚度对偏振光的影响

全内反射时由于表面波的存在,直接影响傅科棱镜出射偏振光的纯度。本文提出为了获得高纯度的偏振光,利用消光比的大小来选择空气层厚度的方法。     

一种新型胞内游离钙离子检测探针Fura-2

钙离子是细胞内的一种重要的信号分子,采用各种荧光染料进行胞内钙离子浓度和分布检测对了解细胞生理活动具有重要意义.Fura-2是一种被用来测定胞内钙离子浓度的第二代紫外激发的双波长Ca2 荧光指示剂,结合比例荧光成像系统可以有效地检测胞内钙离子浓度和分布.本文介绍了Fura-2的基本化学性质、导入细胞的方式,以及采用比率荧光成像系统检测胞内钙离子浓度的优缺点及其对策.     

绿色荧光蛋白基因在转基因金鱼中的整合与表达

通过分子克隆技术将鲤鱼β-肌动蛋白启动子(carpβ—actin promoter A)与编码绿色荧光蛋白(GFP)的cD-NA融合构建成能在真核生物体内表达的质粒载体pAGFP。质粒pAGFP经Pvu线性化后采用显微注射法导入金鱼受精卵，在胚胎发育初期，经紫外光激发能观察到少数胚胎发绿色荧光。在通过PCR实验检测出的5个阳性个体染色体DNA中，经点杂交实验证实有2个个体染色体基因组上整合了GFP基因。     

康普顿散射下全内反射光子晶体光纤中孤子的传输特性

提出了密集色散缓变管理孤子模型,给出了多光子非线性康普顿散射下全内反射光子晶体光纤中孤子传输的非线性薛定谔方程,通过分步傅立叶变换求解该方程发现:在一定条件下,孤子对在该系统中演变为准孤子对,幅值和宽度发生缓慢的周期性变化,没有出现通常情况下的周期性离合现象.     

二次谐波显微成像技术

二次谐波显微成像技术是一种新型的非线性光学成像方法,在生物医学成像、新型材料科学等领域都有十分广泛的应用。本文介绍了光学二次谐波显微成像的产生原理、主要特点和其技术发展应用。     

荧光光谱标准加入法测定尿液中的水杨酸

以水杨酸为研究对象,采用标准加入法对尿液样本中的水杨酸进行定性和定量分析,该方法可减少基质干扰,避免繁琐的预处理,有效解决和实现了尿样中微量水杨酸的检测。通过实验,使学生学会荧光光谱法的原理和测定方法,重点练习标准加入法和荧光光谱法的高选择性。