检索结果-内蒙古大学图书馆

发光学报 2025年第5期46卷 830-846页

作者：王楠楠姬盛路丁丹新乡医学院生命科学技术学院生物医用材料重点实验室河南新乡453003 南开大学生命科学学院药物化学生物学国家重点实验室生物活性材料教育部重点实验室有机新物质创造前沿科学中心天津300071

余辉成像技术规避了生物组织自体荧光干扰,拥有超高成像信噪比,在生物医学成像领域显示出巨大的应用前景。利用二氧杂环丁烷高能中间体的生成和分解可实现对光能的储存和释放,因此能够被单线态氧氧化生成二氧杂环丁烷中间体的余辉材料,... 详细信息

余辉成像技术规避了生物组织自体荧光干扰,拥有超高成像信噪比,在生物医学成像领域显示出巨大的应用前景。利用二氧杂环丁烷高能中间体的生成和分解可实现对光能的储存和释放,因此能够被单线态氧氧化生成二氧杂环丁烷中间体的余辉材料,能获得长持续发光。基于二氧杂环丁烷中间体的余辉发光材料具有良好的生物相容性和结构多样性,可通过结构修饰延长余辉发射范围、增强余辉强度,实现更精准的余辉成像。本综述总结了基于二氧杂环丁烷中间体的余辉材料的发光机理和构建策略,介绍了多组分和单分子余辉材料的设计策略并详细论述了已报道的余辉底物及其发光机理。此外,分类探讨了余辉纳米探针的设计策略及其在疾病诊断、生物传感和成像等领域的最新进展,最后分析了该类材料在临床转化中面临的挑战和未来的发展前景。

关键词：余辉发光二氧杂环丁烷余辉材料疾病诊断生物成像

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运用CRISPR/Cas9技术构建表达10rolGLP-1的降糖酵母

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生物工程学报 2023年第9期39卷 3747-3756页

作者：张金睿杨佳明孟钰杰邢曙光刘奇奇李明刚南开大学生命科学学院、生物活性材料教育部重点实验室、药物化学生物学国家重点实验室天津300071

为研发一种用于治疗2型糖尿病的新型生物药物,本研究运用实验室前期构建的10rolglp-1基因和CRISPR/Cas9基因组编辑技术创建了重组酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)工程菌株。构建了向导RNA(guide RNA,gRNA)表达载体pyES2-gRNA、供体... 详细信息

为研发一种用于治疗2型糖尿病的新型生物药物,本研究运用实验室前期构建的10rolglp-1基因和CRISPR/Cas9基因组编辑技术创建了重组酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)工程菌株。构建了向导RNA(guide RNA,gRNA)表达载体pyES2-gRNA、供体载体pNK1-L-PGK-10rolGLP-1-R和Cas9表达载体pGADT7-Cas9,将这些表达载体共转化酿酒酵母INVSc1菌株,通过同源重组途径敲入PGK-10rolGLP-1表达单元,最终得到具有降血糖功能、高表达10rolGLP-1的酿酒酵母。通过SDS-PAGE和蛋白质印迹,筛选出2种稳定表达10rolGLP-1的酿酒酵母重组菌株。降血糖实验结果表明,重组降血糖酿酒酵母对糖尿病小鼠模型具有显著的降血糖作用,其血糖下降平缓,可避免引起低血糖风险。体重变化和多尿等其他症状也明显改善,表明本研究构建的口服降血糖酿酒酵母有望成为一种简单有效、经济实用的糖尿病生物药物。

关键词： CRISPR/Cas9 胰高血糖素样肽-1(GLP-1) 酿酒酵母 2型糖尿病生物药物

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结合多次DBSCAN和层次聚类算法的膜蛋白单分子定位超分辨图像分割

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中国激光 2023年第3期50卷 78-85页

作者：杨建宇胡芬邢福临董浩侯梦迪李任植潘雷霆许京军南开大学弱光非线性光子学教育部重点实验室物理科学学院泰达应用物理研究院天津300071 南开大学细胞应答交叉科学中心药物化学生物学国家重点实验室生命科学学院天津300071 南开大学深圳研究院广东深圳518083 山西大学极端光学协同创新中心太原山西030006

膜蛋白在细胞膜上的时空分布形式决定了其活性状态及功能,在调控细胞生命活动过程中起着重要作用。单分子定位超分辨成像(SMLM)技术为在纳米尺度解析膜蛋白的空间分布提供了可能,但分辨率的极大提升对图像准确聚类分割提出了更高要求。... 详细信息

膜蛋白在细胞膜上的时空分布形式决定了其活性状态及功能,在调控细胞生命活动过程中起着重要作用。单分子定位超分辨成像(SMLM)技术为在纳米尺度解析膜蛋白的空间分布提供了可能,但分辨率的极大提升对图像准确聚类分割提出了更高要求。基于密度的空间聚类算法(DBSCAN)是常用的聚类方法之一,但其对于膜蛋白分布不均匀的SMLM超分辨图像的分割效果往往不太理想。本文提出了一种结合多次DBSCAN和层次聚类的混合聚类算法,该算法以DBSCAN方法为分割基础,通过进一步的面积阈值分析和层次聚类,在保持超分辨点簇图像精确聚类识别的前提下,仍能保留每个点簇内的多次定位信号。将该算法应用于模拟数据集和实验数据分割得到的轮廓系数等性能普遍优于传统DBSCAN算法。这种混合聚类方法为膜蛋白SMLM超分辨图像的聚类分割提供了新思路和新方法,有助于更精准地分析膜蛋白在纳米尺度上的空间分布信息。

关键词：生物光学单分子定位超分辨成像超分辨图像分割膜蛋白基于密度的空间聚类算法层次聚类算法

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人红细胞膜骨架超分辨图像的Voronoï分析

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中国激光 2023年第15期50卷 31-40页

作者：杨建宇胡芬侯梦迪董浩陈靖潘雷霆弱光非线性光子学教育部重点实验室南开大学物理科学学院泰达应用物理研究院天津300071 药物化学生物学国家重点实验室南开大学生命科学学院细胞应答交叉科学中心天津300071 南开大学深圳研究院广东深圳518083 极端光学协同创新中心山西大学山西太原030006

成熟人红细胞膜骨架是由膜下多种蛋白组成的三角晶格网状结构,在维持红细胞形态、变形性、运动和代谢等功能方面扮演着重要角色。单分子定位超分辨成像(SMLM)技术在解析骨架超微结构方面展现出了强大的能力,但分辨率的提升对成像分析手... 详细信息

成熟人红细胞膜骨架是由膜下多种蛋白组成的三角晶格网状结构,在维持红细胞形态、变形性、运动和代谢等功能方面扮演着重要角色。单分子定位超分辨成像(SMLM)技术在解析骨架超微结构方面展现出了强大的能力,但分辨率的提升对成像分析手段提出了更高要求。作为一种常用的空间分析方法,Voronoï分割在SMLM图像聚类分析中已被广泛应用。笔者利用自主搭建的SMLM超分辨成像系统获得红细胞膜蛋白和骨架蛋白的超分辨点簇图像,对点簇质心进行Voronoï分割,并对Voronoï多边形面积分布进行伽马函数拟合,发现自由膜蛋白CD59的伽马分布峰值对应的x轴坐标x_(peak)为0.78。结合模拟结果,验证了自由膜蛋白CD59呈随机分布。进一步,肌动蛋白、血影蛋白N端和原肌球蛋白的Voronoï分析结果显示它们的x_(peak)均为0.86,而锚蛋白的x_(peak)为0.84,说明骨架膜蛋白呈相对均匀的分布状态,但锚蛋白较其他骨架蛋白更具随机性。Voronoï方法可助力阐释红细胞膜骨架蛋白的空间分布特性,同时也为点簇状SMLM超分辨图像数据的深入提取提供了新思路和新方法。

关键词：生物光学超分辨成像单分子定位红细胞膜骨架图像分割 Voronoï分析

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高性能聚集诱导发光纳米探针用于肿瘤切除手术导航

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化学学报 2021年第3期79卷 319-325页

作者：高贺麒焦迪欧翰林章经天丁丹南开大学生命科学学院药物化学生物学国家重点实验室生物活性材料教育部重点实验室天津300071

远红/近红外(FR/NIR)发射荧光材料因其在生物成像领域的巨大应用潜力而受到广泛关注.然而,根据'能隙'规则,电子带隙减小时,非辐射失活途径占据能量耗散主导地位,因此制备高量子产率、长发射波长的有机FR/NIR材料仍然是一个挑战... 详细信息

远红/近红外(FR/NIR)发射荧光材料因其在生物成像领域的巨大应用潜力而受到广泛关注.然而,根据'能隙'规则,电子带隙减小时,非辐射失活途径占据能量耗散主导地位,因此制备高量子产率、长发射波长的有机FR/NIR材料仍然是一个挑战.本文通过引入扭曲构象基团(四苯基乙烯)对分子聚集态进行调控,合成了一系列基于苯并硒二唑的供体-受体-供体(D-A-D)型化合物.化合物TPE-DPA-Se在纳米粒子状态下表现出明亮的荧光发射,其量子产率可高达16.48％,证明其在水体系中仍具有良好的发射性能,适用于多个领域.本研究进一步证实了其优秀的细胞成像能力,并将其成功地应用于荧光成像引导的手术导航,特别是微小转移瘤的术中检测.

关键词：聚集诱导发光远红/近红外纳米粒子细胞成像手术导航

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髓核球型细胞簇的构建及其对大鼠椎间盘退变功能的修复作用

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中华骨科杂志 2024年第23期44卷 1549-1558页

作者：刘洋艾思凡窦一鸣田野高博孙逊杨志谋马信龙杨强天津大学天津医院脊柱外科天津300211 生物活性材料教育部重点实验室(生命科学学院药物化学生物学国家重点实验室南开大学功能材料研究所化学科学与工程创新中心)天津300071 空军军医大学西京医院骨科西安710032

目的探讨髓核球型细胞簇在椎间盘退变过程中的修复作用及其潜在的治疗应用。方法对SupraGel水凝胶进行降解及流变性能表征,通过活死细胞学染色对SupraGel水凝胶中的球型髓核细胞簇进行生物相容性检测。对20只SD大鼠构建尾椎间盘穿刺退... 详细信息

目的探讨髓核球型细胞簇在椎间盘退变过程中的修复作用及其潜在的治疗应用。方法对SupraGel水凝胶进行降解及流变性能表征,通过活死细胞学染色对SupraGel水凝胶中的球型髓核细胞簇进行生物相容性检测。对20只SD大鼠构建尾椎间盘穿刺退变模型,分组及干预措施:穿刺退变节段但不进行干预(阳性对照组)、穿刺退变节段注射SupraGel水凝胶(水凝胶组)、穿刺退变节段注射球型细胞簇(细胞簇组)、穿刺退变节段注射负载球型细胞簇的SupraGel水凝胶(水凝胶+细胞簇组)和健康节段(阴性对照组)。干预后的第4周和第8周进行X线片及MR检查,根据椎间盘高度指数及Pfirrmann分级评估椎间盘退变情况。通过HE染色、番红O-固绿染色及Ⅱ型胶原免疫组化染色对椎间盘组成结构和细胞外基质的变化情况进行评估。结果SupraGel水凝胶10h降解剩余率为73.7%,具有优异的剪切变稀和自恢复特性。髓核细胞能够在SupraGel水凝胶中自发聚集形成稳定球形细胞簇,在第7天依旧保持活性。体内实验中,干预后第4周和第8周水凝胶+细胞簇组椎间高度指数分别为88.12%±4.55%、74.13%±4.09%,高于阳性对照组和水凝胶组,低于阴性对照组,差异有统计学意义(P<0.05);Pfirrmann分级分别为2.40±0.55、2.60±0.89,第4周时低于阳性对照组和水凝胶组,第8周时低于阳性对照组、水凝胶组和细胞簇组,高于阴性对照组,差异有统计学意义(P<0.05);形态学评分分别为(6.60±0.55)、(9.40±1.14)分,第4周时低于阳性对照组、水凝胶组及细胞簇组,第8周时低于阳性对照组、水凝胶组及细胞簇组,高于阴性对照组,差异有统计学意义(P<0.05);Ⅱ型胶原光密度分别为0.12±0.01、0.10±0.01,第4周时高于阳性对照组、水凝胶组和细胞簇组,第8周时高于阳性对照组和水凝胶组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论髓核球型细胞簇可成功构建,并证实在大鼠椎间盘退变模型中有延缓退变的作用。

关键词：椎间盘退行性变水凝胶类髓核细胞簇

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单分子定位超分辨成像技术进展及应用

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激光与光电子学进展 2021年第12期58卷 1-35页

作者：杨建宇董浩邢福临胡芬潘雷霆许京军弱光非线性光子学教育部重点实验室南开大学物理科学学院泰达应用物理研究院天津300071 药物化学生物学国家重点实验室南开大学生命科学学院细胞应答交叉科学中心天津300071

21世纪初诞生的超分辨光学成像技术凭借纳米级空间分辨率、低损制样等优点,迅速发展成为生命科学研究中不可或缺的技术手段。其中单分子定位超分辨成像(SMLM)技术更是由于其成像原理易懂、空间分辨率极高等特点,一直受到科研工作者的青... 详细信息

21世纪初诞生的超分辨光学成像技术凭借纳米级空间分辨率、低损制样等优点,迅速发展成为生命科学研究中不可或缺的技术手段。其中单分子定位超分辨成像(SMLM)技术更是由于其成像原理易懂、空间分辨率极高等特点,一直受到科研工作者的青睐,不断取得重要的技术和应用进展。首先回顾了SMLM的工作原理,讨论了其光路搭建、图像重建、漂移校正等关键技术问题。介绍了两类代表性SMLM技术。列举了多种多色SMLM方法,并分析了各自的优缺点。介绍了SMLM成像参数的改进研究,包括横/纵分辨率的提高、成像视野和深度的改善。介绍了SMLM和深度学习,SMLM和电镜等成像手段结合的关联成像研究进展。讨论了SMLM数据提取与分析方法。最后列举了SMLM在细胞生物学中的重要应用,并展望了SMLM未来的发展方向。期望该综述能为SMLM工作者提供有益的启发和参考,推进SMLM在生命科学研究中的深入应用。

关键词：显微荧光显微成像超分辨成像单分子定位光学衍射极限图像重建

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抑制线粒体复合体Ⅱ诱导线粒体自噬影响细胞增殖的研究

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生物化学与生物物理进展 2020年第11期47卷 1183-1190页

作者：穆成龙贺丽群王家乐赵田朱玉山陈佺南开大学生命科学学院天津市蛋白质科学重点实验室药物化学生物学国家重点实验室天津300071

线粒体复合体Ⅱ,也被称为琥珀酸脱氢酶,参与线粒体呼吸作用及代谢重编程的调控过程.复合体Ⅱ由4个亚基构成,其突变与肿瘤的发生密切相关.本文探讨复合体Ⅱ与线粒体自噬调控及细胞增殖之间的关系.实验采用复合体Ⅱ的特异性抑制剂TTFA或... 详细信息

线粒体复合体Ⅱ,也被称为琥珀酸脱氢酶,参与线粒体呼吸作用及代谢重编程的调控过程.复合体Ⅱ由4个亚基构成,其突变与肿瘤的发生密切相关.本文探讨复合体Ⅱ与线粒体自噬调控及细胞增殖之间的关系.实验采用复合体Ⅱ的特异性抑制剂TTFA或敲除复合体Ⅱ的B亚基(SDHB)使其功能缺失.结果发现,复合体Ⅱ功能的缺失显著引起线粒体形态的片段化进而发生线粒体自噬,导致线粒体蛋白水平减少,抑制ATP生成;由于线粒体功能受到抑制,细胞葡萄糖消耗及乳酸产生水平增加,并显著抑制细胞的细胞的增殖.综上所述,复合体Ⅱ功能缺失可能通过调控线粒体自噬而影响细胞增殖,从而在肿瘤发生中起重要作用.

关键词：线粒体复合体Ⅱ 琥珀酸脱氢酶(SDH) 琥珀酸脱氢酶B亚基(SDHB) 线粒体自噬细胞增殖

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基于聚集诱导发光的多肽荧光探针的制备及其在早期龋齿检测中的应用

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国际生物医学工程杂志 2023年第3期46卷 185-190页

作者：王冠华高志远张晓燕连小丽代晓华颜艳邹慧儒丁丹南开大学医学院天津市口腔医院天津市口腔功能重建重点实验室天津300041 南开大学生命科学学院药物化学生物学国家重点实验室生物活性材料教育部重点实验室天津300071

目的:制备基于聚集诱导发光的多肽荧光探针,并对其在早期龋齿检测中的应用进行探讨。方法:将8个天冬氨酸-丝氨酸-丝氨酸(DSS)与聚集诱导发光材料结合制备多肽荧光探针,体外建立人工脱矿模型,将样本浸泡于多肽荧光探针溶液中1 min,应用... 详细信息

目的:制备基于聚集诱导发光的多肽荧光探针,并对其在早期龋齿检测中的应用进行探讨。方法:将8个天冬氨酸-丝氨酸-丝氨酸(DSS)与聚集诱导发光材料结合制备多肽荧光探针,体外建立人工脱矿模型,将样本浸泡于多肽荧光探针溶液中1 min,应用荧光成像系统对牙齿样本进行检测并收集图像和荧光数据。同时应用扫描电镜观察牙齿的表型,电子显微镜检测牙齿釉质表面钙磷比,偏光显微镜观察牙齿釉质区域。结果:多肽荧光探针处理区域明显可以观察到脱矿牙齿的荧光强度低于正常牙齿,且差异有统计学意义( P<0.05)。扫描电镜显示脱矿组的牙釉质表面可见较多不规则孔隙;未脱矿组的牙釉质表面较为表面平坦,可见一些不规则的片状物堆积。偏振光显微镜结果显示正常牙齿的釉质区域可以观察到明显的双折射,而脱矿牙齿的釉质区域可以观察到一道黑色区域,或是双折射效应消失,可见部分黑色暗影。结论:制备了一种基于聚集诱导发光的多肽荧光探针,其能够精准定位牙釉质,在早期龋齿检测中具有一定的应用价值。

关键词：聚集诱导发光材料多肽荧光探针早期龋检测

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合成生物纳米酶

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合成生物学 2022年第2期3卷 320-334页

作者：刘奇奇王春玉齐天翊朱明盛黄兴禄南开大学生命科学学院药物化学生物学国家重点实验室生物活性材料教育部重点实验室纳米酶联合实验室天津300071

纳米酶是一类本身蕴含酶学特性的纳米材料,能够在生理条件下催化天然酶的底物及其介导的生化反应,表现出类似的反应动力学和催化机理。自2007年首次发现四氧化三铁纳米颗粒自身具有类过氧化物酶活性以来,成百上千种不同的纳米酶材料相... 详细信息

纳米酶是一类本身蕴含酶学特性的纳米材料,能够在生理条件下催化天然酶的底物及其介导的生化反应,表现出类似的反应动力学和催化机理。自2007年首次发现四氧化三铁纳米颗粒自身具有类过氧化物酶活性以来,成百上千种不同的纳米酶材料相继被开发出来,在生物医学、检测传感、环境工程等领域有着广泛的应用。近年来,以基因编辑或重组为基础的纳米酶材料开始出现。相比较其他纳米酶,这种纳米酶是基于合成生物学相关技术开发而来,在这里将其命名为合成生物纳米酶,其特点是以人为改造或从头设计的蛋白作为骨架,原位生长一些金属纳米颗粒,将蛋白骨架的功能和材料的催化融于一体。本文主要介绍了纳米酶的基本概况,例证了其在生物医学应用上的优势;概述了多种天然蛋白作为骨架制备纳米酶的原理,列举了其中的部分应用;简述了基因改造蛋白骨架方面的研究进展,并重点强调这种蛋白骨架在合成无机纳米颗粒方面的优势;在以上这些进展的基础上,提出了合成生物纳米酶的概念,并阐释了其中的内涵,最后也以基因重组铁蛋白纳米酶为例介绍了目前的一些设计及应用。未来,以合成生物纳米酶为代表的纳米酶,有可能会将计算生物学、结构生物学、蛋白/基因工程及化学等手段融为一体,在模拟酶的设计上更为理性,在赋予功能上更为多样化,并且有望进一步促进合成生物学与纳米生物学的深度融合。

关键词：纳米酶纳米生物材料基因改造合成生物纳米酶铁蛋白纳米酶

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