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共聚焦原理解析（十一）：荧光寿命成像与荧光共振能量转移
作者：德尔塔 日期：2022-04-13
体内生化定量 荧光寿命是荧光团在发射荧光光子返回基态之前保持其激发态的平均时间长度。这取决于荧光团的分子组成和纳米环境。 FLIM将寿命测量与成像相结合：对每个图像像素以测得的荧光寿命进行颜色编码，产生额外的图像反差。因此，FLIM可以提供关于荧光分子空间分布的信息和有关其生化状态或纳米环境的信息。 FLIM的典型应用是FLIM-FRET。FRET是研究分子相互作用的成熟技术。它能用来研究蛋白质结合并在埃的尺度上估算分子间的距离。 FRET—原理 荧光共振能量转移(FRET)描述了存储在激发的荧光分子（供体）中的能量向其附近的非激发的荧光分子（受体）的非辐射转移。FRET的发生必须满足三个条件： 供体发射光谱与受体激发光谱的重叠（图1） 在纳米(10–9 m)级上分子必须非常接近（图2–4） 分子必须具有适当的相对方位 图1：供体的发射光谱（此处为ECFP，蓝线）必须与受体的激发光谱（此处为EYFP，黄线）重叠。这一要求意味着FRET对中的两个分子都具有兼容的能级。 图3：在远大于阈值R0（也称为福斯特半径）的距离r处，无能量转移。 图4：如果分子紧密接触，则来自激发光子（蓝色箭头）的能量以非辐射方式转移到受体。后者又发射光子（黄色箭头）。该过程(E)的效率与r–6密切相关。 影响 由于与r-6密切相关（图4），FRET发生在与生化反应高度相关的空间尺度上，例如蛋白质-蛋白质或蛋白质-DNA相互作用。FRET可以通过灵敏的荧光读数来探测分子间的相互作用。这能让研究人员在体外和体内研究分子相互作用。通过合适的荧光标记将两个相关的相互作用方连接起来，可以分析双分子相互作用。FRET还允许构建生物探针，通过强烈的构象变化导致的分子内FRET来报告第二信使的浓度或离子强度。 FRET无疑已发展成为细胞生物学、生物物理学和生物医学成像中广泛使用的工具。 方法论 有很多技术可以在显微镜环境中检测FRET。常见的的是基于供体（受体光漂白，FRET AB）或受体（敏化发射，FRET SE）荧光强度的
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Gstm1基因与模型小鼠的介绍与应用
作者：德尔塔 日期：2022-04-13
今天和大家见面的是Gstm1基因敲除小鼠。 Gstm1基因 该基因编码mu类谷胱甘肽S-转移酶。mu类酶通过与谷胱甘肽结合，可在亲电子化合物（包括致癌物、**药物、环境毒素和氧化应激产物）的解毒中发挥作用。研究表明，编码mu类酶的基因位于染色体1p13.3上，具有高度的多态性。该基因的突变会改变个体对致癌物和毒素的易感性，并会影响某些药物的毒性和功效。该基因的敲除与多种癌症的风险增加有关，其机制可能是由于机体对环境毒素和致癌物的易感性增加。 表1. Gstm1的基本信息 备注：标有√的意为赛业红鼠资源库有该种保存状态的小鼠 Gstm1基因敲除 2017年的一项研究发现，Gstm1基因敲除纯合小鼠对1,2-二氯-4-硝基苯的代谢能力降低，不同等位基因敲除的纯合小鼠行为异常，且对丙戊酸的反应发生变化，小脑中的血清素和多巴胺水平升高。研究人员通过在1~5号外显子内插入loxP-Neo-loxP元件导致Gstm1基因被破坏。基因敲除小鼠小脑中血清素、多巴胺较WT小鼠显著升高，经丙戊酸**后血清素、多巴胺含量降低（表2）[5]。 表2. Gstm1基因敲除纯合小鼠小脑神经化学[5]。 2006年的一项研究发现，Gstm1敲除纯合与杂合小鼠肝脏和肾脏谷胱甘肽转移酶（GST）对1-氯-2,4-二硝基苯 (CDNB)的活性及GST对1,2-二氯-4 硝基苯 (DCNB) 的活性显著降低（图3）[6]。 图1. Gstm1敲除小鼠肝脏和肾脏细胞溶质样本中的GST-C和GST-D活性[6]。（空心条、灰色条和实心条分别表示野生型、杂合子和纯合子） 小结 小鼠Gstm1基因功能的丧失与多种肿瘤的风险增加有关，这可能是由于对环境毒素和致癌物的易感性增加。鉴于石棉沉着症与口腔白斑都是环境诱导所致并会进一步恶化为肿瘤，所以这些Gstm1敲除小鼠可能为此类病症表型的药理学研究提供重要的动物模型。 参考文献： 1.Lauridsen HL, Bønløkke JH, Davidsen JR, Eldahl F, Huremovic J, Krüger K, Omland Ø, Shaker SB, Sherson D. [Asbestosis and pleural plaques]. Ugeskr Laeger. 201
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细胞冻存与复苏的技术原理和操作步骤
作者：德尔塔 日期：2022-04-13
细胞冻存与细胞复苏，是细胞培养过程中的常见工作。 细胞冻存，是指将细胞贮存在超低温环境中，使细胞暂时“冬眠”的技术，在需要的时候再进行复苏。 细胞复苏，是把冻存在-80℃冰箱或液氮中的细胞快速解冻，并使细胞重新恢复生长的技术。 本文将为大家介绍细胞冻存与复苏的技术要点和操作步骤。 细胞冻存篇 冻存原则 细胞冻存原则为“慢冻”，即让细胞在缓慢降温的条件下逐渐冷冻。 如果直接将细胞悬液放在超低温下快速冷冻，细胞会受到冷冻损伤而死亡。在冻存液中添加的保护剂（如DMSO、甘油）和在冻存盒中添加的异丙醇，都起到程序性降温的作用。 DMSO使用注意事项 DMSO能够快速穿透细胞膜进入细胞中，延缓温度下降速度，减少细胞内冰晶的形成，从而起到保护细胞的作用。 需注意的是，DMSO溶于培养基时，将释放大量热量，所以细胞冻存液需提前配制，不能直接将DMSO加入含有细胞的培养基中，避免烫伤细胞。 另外，DMSO属于致癌物质，使用时应戴好手套，规范操作。 程序冻存液配方 程序冻存液成分一般由基础培养基、胎牛血清、DMSO组成。血清比例为10%~90%，DMSO比例为5%~10%。根据普实验室细胞培养经验，推荐冻存液配比：55%基础培养基＋40%胎牛血清＋5%DMSO，难养细胞可用90%胎牛血清＋10%DMSO冻存。 细胞冻存密度 细胞冻存和复苏过程中，不可避免会损失部分细胞，所以冻存的密度不能太低。提高冻存密度有助于提升细胞复苏存活率，推荐密度为100~300万细胞/mL。 冻存操作方法 方法一：使用程序冻存盒 使用程序降温盒是最常用的冻存方法。市面上的降温盒有些需要添加异丙醇，有些则不需要。 降温盒须恢复室温后再使用。 根据实验室细胞培养经验，使用程序冻存盒冻存效果良好，没有冻存盒的同学可以参照下文方法二和方法三。 操作步骤 步骤1：配制程序冻存液，放在室温备用或放在4℃预冷 步骤2：离心收集对数生长期的细胞（贴壁细胞消化下来离心，悬浮细胞直接离心，转速1200rpm或250g，时间3
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蛋白质含量测定三种常用的方法及注意事项
作者：德尔塔 日期：2022-04-13
Protein Engineer对很多人来说，检测蛋白质的浓度实在不是多困难的实验。但有时我们也不能太过自信，因为即使最简单的方法都有其复杂的机理。为了帮助大家选择正确并且简单的方法测定蛋白质的浓度，小编在这里简单介绍下三种常用的蛋白质含量测定方法的原理及注意事项。 一、BCA（Bicinchoninic Acid）法 BCA方法是近年来广泛应用的蛋白质定量方法。其原理是，在碱性环境下蛋白质与二价铜离子络合并将二价铜离子还原为一价铜离子。BCA与一价铜离子结合形成稳定的蓝紫色复合物。该复合物在562 nm处有较高的吸光值，并与蛋白质浓度呈正比。不方便的是这种方法需要提前制作标准曲线。BCA蛋白质测定方法灵敏度高，操作简单，试剂及其形成的颜色复合物稳定性俱佳。BCA方法适用于表面活性剂存在下的蛋白质浓度检测，可兼容高达5%的SDS，TritonX-100及Tween等。然而，由于BCA方法依靠铜离子进行显色反应，如果溶液中含有与铜离子反应的螯合剂比如EDTA或者还原性试剂比如DTT、β-巯基乙醇，结果将受到很大程度的影响。同时，BCA方法的检测结果也会受到蛋白质内半胱氨酸，酪氨酸，色氨酸含量的影响。 二、Bradford法 Bradford方法是由Bradford于1976年建立的。第一篇描述Bradford方法的文献目前已经被引用数千次，这充分说明了Bradford方法的价值。该方法的原理是，带负电的考马斯亮蓝染料与蛋白质中碱性氨基酸相互作用。考马斯亮蓝在溶液中显红色，吸收峰在465nm处，当与蛋白质结合后，其显蓝色，在595nm处有吸收峰。595nm处的吸光值与蛋白质的浓度呈正比。在应用Bradford方法时有一些注意事项，如下： 1、利用Bradford方法制作的标准曲线并非是直线 上图标准曲线采用赛默飞Bradford蛋白质检测试剂盒（Cat：23200），BSA作为标准品制作。从图中可知BSA作为标准品制作的标准曲线，线形部分只在0.1-1.4 mg/mL浓度区间内。因此需要将待测蛋白质浓度稀释或浓缩至这一浓度区间，方可利用线形拟合的公式计算蛋白质浓度。另外，有必要
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mRNA 与可电离的阳离子脂质之间的相互作用对电离行为的影响
作者：德尔塔 日期：2022-04-13
mRNA 是亲水的，它可以通过静电和氢键与可电离的阳离子脂质相互作用（通常表观pKa < 6.5）。这取决于 LNP 内部的pH值，如果 LNP 外壳对质子具有渗透性——这很可能，因为 2-(对甲苯胺基)-6-萘磺酸 (TNS) 和劳氏紫等离子化染料可以进入 LNP 核，那么LNP内部的pH值与制剂的其余部分应该相似，约为7 到 8，这意味着大多数可电离的阳离子脂质将不带电。 然而，由于可电离的阳离子脂质堆积在核中，它们可能表现出聚电解质行为，导致 Henderson-Hasselbalch 方程的偏差，即滴定曲线的“拖尾”（脂质膜内的可电离脂质的表观pKa可能与实际值有较大偏差，这意味着pKa为6.5左右的可电离脂质在脂质膜内的表观pKa可能与理论值有1~2个pKa单位的偏差，所以pKa为6.5左右的可电离脂质在pH值为7-8之间的脂膜内时，依然有可能绝大部分呈现带正电的状态，注：红色斜体部分是对一些较复杂概念的进一步解读，后同）。此外，mRNA 和可电离的阳离子脂质之间的相互作用可能会影响电离行为。 对于 siRNA，发现与可电离阳离子脂质存在较弱的静电相互作用，这表明至少对于 siRNA-LNP 制剂，内部的pH值接近或等于外部的pH值。对于 mRNA-LNP，尚未进行此类实验研究。mRNA 和阳离子脂质复合的分子动力学模拟研究证明了脂质-脂质簇和脂质-mRNA 簇的形成。静电力和氢键都在驱动阳离子脂质和 mRNA 的相互作用。 Arteta 等人的另一个有趣发现是他们的mRNA-LNP 的外壳是单层的。其他研究人员根据冷冻电镜或 SANS结果分析提出，mRNA-LNPs 的外壳由一个或多个双层组成。这些相互矛盾的发现表明，使用这些技术评估mRNA-LNP 壳的性质是困难的，可能存在多种类型的mRNA-LNP 结构，其结构取决于脂质的性质和mRNA-LNP 的制备方法。反过来，不同的结构可能会对不同配方的稳定性产生影响。总之，问题仍然在于目前我们尚不清楚 mRNA-LNP 的结构以及包封的mRNA 与各种脂质成分之间的相互作用。 对各种 mRNA疫苗成分的分析表明，它们具有共同特征，但也存在差
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关于细菌内毒素检测鲎试剂LAL与TAL检测结果是否可以相互替代的研究
作者：德尔塔 日期：2022-04-13
鲎试剂 鲎的身上流淌着一种十分珍奇的血液。这种血液是淡蓝色的。这种淡蓝色的血液中含铜量很高，而且一遇到细菌就会凝固。 利用鲎血液的这种特殊反应，对它进行处理，可以制成一种特殊的检测试剂——“鲎试剂”。 ▲凝胶法鲎试剂 由于家兔热原检测的局限性，使得鲎试剂应运而生，被广泛用于细菌内毒素的检测中。 内毒素是革兰氏阴性菌的一种细胞壁成分，被内毒素污染的肠胃外制剂、医疗器械会导致严重后果，如发烧、休克、器官衰竭，甚至死亡。 即使细菌死亡，这些成分也会触发鲎试剂的反应，导致它凝结。 鲎试剂检测法是国际上检测内毒素**的方法，它简单、快速、灵敏、准确，因而被欧美药典及中国药典定为法定内毒素检查法，并已被世界各国所采用。 LAL/TAL指的是什么 国际上对鲎试剂的研究很多，那么LAL/TAL指的是什么？ LAL/TAL是鲎Limulus amebocyte lysate (LAL) 或 Tachypleus tridentatus (TAL)血细胞的水提取物。 LAL/TAL来源分别是大西洋鲎 (Limulus polyphemus)和东方鲎（Tachypleus tridentatus Leach）。 鲎试剂由蛋白质组成，用于检测内毒素的存在。 LAL指的是美洲国际鲎试剂，TAL指的是中国鲎试剂。 为了更直观地了解LAL/TAL是否存在差异性，科德角国际生物医学实验室联合国内制药企业采用同一限值的培南类样品应用药典凝胶法对LAL/TAL做了比较研究。 参考药典标准 USP Gel-Clot Technique 中国药典2020版 四部通则 凝胶法 验证实验结果： #小插曲 国内某药厂为国外客户提供培南原料出口业务，培南样品细菌内毒素检测用国产TAL验证合格后出口国外，经过某口岸药检所LAL验证结果为不合格，拒绝放行。 #相应后果 1、不合格样品被退回销毁 2、因原料不合格造成的违约责任 3、国外客户不能按时出货造成违约负连带责任 4、客户解除合作关系 验证结论： 同一产品和同一检测限值，用TAL检测判定合格，用LAL检测不一定合格的。验证实
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PhenoTron®-HSI果实品质高光谱无损检测技术
作者：德尔塔 日期：2022-04-13
易科泰SpectrAPP®创新应用快讯 —PhenoTron®-HSI果实品质高光谱无损检测技术 果实品质的快速、无损、批量检测评价对于果实分等定级、优化果树栽培品种及提升经济效益具有重要意义。易科泰生态技术公司推出PhenoTron®-HSI果实品质高光谱无损检测方案，结合专业的图像及光谱融合分析技术，可快速获取果实的空间及光谱信息，反映其外部特征、表面缺陷、病斑情况、内部结构及化学成分，为果实品质快速、无损、高通量分析检测提供了新思路。 一、技术特点 1.全自动扫描成像，高通量果实自动传送成像分析 2.模块式结构，具备强大的系统扩展功能 3.嵌入式主机，触摸屏控制，全中文操作系统 4.采用星型组网物联网技术，兼容5G通讯技术，可实现远程控制等功能 5.内置温湿度、光照度、GPS、时钟（可根据GPS信息自动校准），可扩展增加传感器 6.支持组合命令（Protocols），可实现自动运行 7.系统自动保护功能，发生短路、过载、欠压时自动断电，避免设备损坏 8.标配VNIR、NIR波段高光谱成像 9.可选高清RGB成像、红外热成像、Thermo-RGB融合成像 二、主要技术参数 1.平台高度规格：标配400mm，可定制 2.有效扫描尺寸：≥300×300mm，可定制 3.移动速度：2-40mm/s，可调，精度：1mm 4.平台控制：全中文PC端软件，可远程控制平台运行、自动运行数据采集存储等功能 5.主机箱：内置10寸触控屏，嵌入式操作系统，全波段对称光源，角度、高度可调，集开关控制、平台控制、杂散光隔离于一体，确保光场均一、稳定的最佳测量环境 6.400-1000nm（VNIR）、900-1700nm（NIR）波段高光谱成像，可选SWIR波段 7.光谱分辨率FWHM：5.5nm（VNIR）、8nm（NIR） 8.光谱通道：224，MROI光谱通道自由选择 9.空间像素：1024px（VNIR）、640px（NIR） 10.F值：F/1.7 11.测量参数：可成像测量分析结构指数、水指数、色素指数、理化指数、健康指数、成熟度等数十种光谱指数，可分析水果水分、糖度、酸度、成熟度、可溶性固体含量等品质指标 三、
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周细胞与肺微血管内皮细胞共培养迁移试验的操作技术总结
作者：德尔塔 日期：2022-04-13
周细胞生长在血管内皮细胞外周，能够辅助血管的成熟。周细胞的缺失能够直接影响血管的形成。但在肺动脉高压（pulmonary arterial hypertension (PAH)）患者肺组织内的内皮细胞与周细胞之间的关联而导致的血管损伤的机理却尚未清楚。 斯坦福的科研人员在研究周细胞（pericytes）和肺血管内皮细胞（PMVECs）关系时，希望能观测到周细胞和PMVECs共培养时，周细胞收到PMVECs细胞的影响而产生的迁移和极化行为。但在传统的实验中，研究人员只能发现周细胞对PMVEC细胞有一趋化行为。但是无法量化这一趋化行为，也无法研究周细胞的极性变化。 SUMOylation of TARBP2 regulates miRNA/siRNA efficiency. Chen C, Zhu C, Huang J, Zhao X, Deng R, Zhang H, Dou J, Chen Q, Xu M, Yuan H, Wang Y, Yu J. Nat Commun. 2015 Nov 19;6:8899. doi: 10.1038/ncomms9899 在文中，研究人员使用Ibidi开发的伤口愈合插件进行了这一共培养“伤口愈合”实验。这是一种双孔的硅胶插件，可以放在培养皿中，插件两孔间的孔壁宽度为500μm。将两种细胞分别种在插件的两个孔中，等待细胞贴壁长满后，将插件移除，这样，两孔间的缝隙就是一个无细胞的“划痕”。不仅能够观测到周细胞向内皮细胞迁移的行为，而且可以使用细胞免疫荧光染色的方法，对周细胞内的细胞骨架排列进行观测，确定细胞的一个趋化行为。 一，实验材料 1) 细胞: PMVECs （C-12282，PromoCell）Pericyte 2) 实验耗材: 伤口愈合插件培养皿 (ibidi, 81176) 3) 细胞培养基: EC-media （C-22120， PromoCell） Pericyte media （ScienCell Research Laboratories） 4) 灭菌镊子 5) 试剂：中性粒周蛋白 （ab4448， Abcam） 鬼笔环肽 （Invitrogen） 二，实验步骤 1）铺细胞（图二） 将ibidi伤口愈合培养皿底部的保护胶带撕除。 在ibidi细胞插件的每孔中分别
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多色显微成像技术解析：多色标记对于避免荧光串扰的重要性
作者：德尔塔 日期：2022-04-13
在成像过程中避免荧光串扰的误导效应 多通道一词是指使用多种荧光染料来检查一个样本中的不同元素。多通道成像可以同时观察相关组分和过程，从而为您的观察添加更多背景信息，最终提供更有意义的结果。 这种多色实验的一个例子是活细胞/死细胞实验，该试验已使用两种颜色，但可与额外的标志物相结合，产生 更高的信息密度。 它还有助于观察采用其他方法可能会遗漏的相互依赖性。 图像： 成年大鼠脑。神经元（Alexa Fluor488，绿色）、星形胶质细胞（GFAP，红色）、细胞核（DAPI，蓝色）。图像由中国广州医科大学附属第二医院神经科学研究所和神经内科徐恩教授提供。 简介 多色或多通道显微成像在研究中常用于更好地描述疾病特征，以及更好地了解生物过程。例如在免疫肿瘤学中，有必要研究不同免疫细胞相对于关键生物标记物的位置。在神经科学中，了解神经元突触的复杂性通常需要研究多种蛋白质。在研究连通性时，必须清楚识别不同类型的神经元及其位置。 多通道成像需要使用多个荧光团来对感兴趣的不同标记物染色。为实验选择合适的荧光团组合至关重要。每个荧光团都有一个特征发射光谱，即其发射光的波长范围。大多数荧光团的发射光谱很宽，因此当使用两个或多个荧光团时，它们可能会重叠，导致信号串扰。如果在实验中不考虑串扰，数据可能会导致假阴或假阳的结果，或其他形式的模糊数据。因此，区分荧光团对于在多通道成像时获得最佳结果至关重要。本文详细讨论了在设置多色荧光实验以及避免重大缺陷方面需要考虑的一些事项。 选择合适的荧光团组合 选择合适的荧光团来标记样本时需要仔细考虑，如果要避免串扰，应确保荧光团与活细胞相容，并消除生理学方面的副作用。 阅读本文，进一步了解荧光团与活细胞的相容性和生理学副作用 尽管市场上提供的荧光染料数量显著增加，但信号分离问题仍然存在。因此，对标记策略的选择仍然非常复杂，而且随着添加的荧光团越来越多，实验的设置也变得更加复杂。 为了
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活细胞多色荧光成像：多色同时成像的优势及注意事项
作者：德尔塔 日期：2022-04-13
同时多色成像，确保实验成功 活细胞成像实验是了解动态过程的关键。这类实验使我们能够观察记录活体状态下的细胞，而不会可能因固定或终止不同活体过程而产生干扰性伪影。 通过活细胞成像可以观察细胞、组织或整个生物体在其自然环境中的动态过程，而不仅仅是获得终点图像和数据。例如，您可以研究细胞或蛋白质的共定位，以查看不同的靶点是否彼此相邻，并观察它们如何相互作用。 为什么使用多个荧光标记很重要？在活细胞显微成像中使用多通道方法可以同步观察多个细胞结构和过程，提供生理学方面更重要的结果，从而为测量数据增加相关信息。通过这种方法可以研究细胞与蛋白质相互作用、动态变化以及这些变化如何相互作用和影响。不过，使用单个荧光团的实验很常见，而使用两个或多个荧光探针对活细胞成像可能会很复杂，并且必须仔细考虑几个要点才能成功。本文将介绍有关成功设置多色活细胞实验的一些关键方面。 选择合适的荧光团设置多色活细胞实验时，首先要选择合适的荧光团，这一点至关重要。荧光团必须与活体样本相容，并具有光稳定性，才能进行长期成像。荧光蛋白标记、活细胞染料、动态标记（如 Ca2+ 指示剂）及其他用于标记感兴趣靶标的方法是达到这类目的的合适工具。但是，由于发射光谱宽，以多通道方式研究活细胞过程时可供选择的荧光染料仍然相当有限。每使用一个额外的标签，找到具有高特异性和高信号输出的激发/探测模式就变得更加困难。将两个或多个荧光团信号一起成像时，需要使用复杂的标记策略最大程度减少光谱重叠。 在生理条件下成像无论使用细胞培养物、类器官、球状体还是较小的模式生物，都必须使用近生理条件来确保样本保持活力。在延时实验中，某些条件必须保持最佳状态，才能确保细胞不仅能够存活，而且不会承受压力，并保持真实的生理机能。通常情况下使用培养箱（37°C、二氧化碳、湿度，有时还包括在一段时间内具有高稳定性的氧气）确保持续提供近生理条件。此外，选择一种低自发荧光
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CAR-T细胞疗法在实体瘤研究中面临的挑战
作者：德尔塔 日期：2022-04-13
嵌合抗原受体 (CAR) T 细胞是经过基因工程改造的 T 细胞，可表达用于识别特定肿瘤标志物的受体，从而实现对血液肿瘤的**。目前全球已有7种获批上市的CAR-T细胞疗法，适应症均为血液瘤，且有多项CAR-T疗法的临床试验正在进行。然而，CAR-T细胞疗法仍存在重大的局限性，包括威胁生命的细胞因子风暴（CRS）、神经毒性、 抗原逃逸、**效果的持久性等，特别对于实体瘤的**，由于肿瘤微环境等因素的影响，目前在临床上还未取得突破性成功。本文就CAR-T细胞疗法在实体瘤**中存在的挑战和进展进行讨论。 图1. CAR-T细胞疗法的局限性[1]。A. 抗原逃逸；B. 脱靶效应；C. CAR-T细胞转运及浸润；D. 免疫抑制微环境；E. CAR-T细胞相关的毒性。 CAR分子结构 CAR-T细胞杀伤肿瘤细胞的原理是：1.CAR分子的胞外抗原结合域特异性识别肿瘤抗原；2.识别信号传导至CAR分子的胞内结构域；3.胞内结构域活化T细胞，使细胞增殖、合成穿孔素和颗粒酶、释放细胞因子等，杀伤肿瘤细胞。为了最大程度地发挥以上功能，CAR分子的结构设计是至关重要的。 CAR分子由4个主要成分构成： 1. 细胞外抗原结合结构域：赋予CAR分子靶点特异性的功能。它的原理是将抗体的可变重链（VH）和可变轻链（VL）连接形成单链可变区段（scFv），用以特异性识别肿瘤表面抗原。 2. 铰链区：连接跨膜域和细胞外单元的结构区。铰链的作用是提供空间灵活性，可以克服空间位阻，并且拥有合适的长度允许抗原结合域接近目标表位[1]。 3. 跨膜结构域：主要功能是将CAR分子锚定在T细胞的细胞膜上。有研究表明，跨膜区可能影响CAR分子的表达水平、稳定性，在信号传导中发挥作用[2][3][4]。 4. 细胞内信号传导结构域：CAR分子共刺激的效果是CAR工程中备受关注的焦点。1-3代CAR分子的主要区别来自于胞内的共刺激结构域。两种最常见的、经由FDA批准的共刺激域CD28和4-1BB都具有高效的活化T细胞的效果，可诱导T细胞执行不同的功能[5]。 图2. CAR分子设计蓝图[20]。 CAR-T
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使用手持式高光谱相机IQ揭示进化的秘密—在非洲沙漠研究生石花
作者：德尔塔 日期：2022-04-13
非洲的最南端的沙漠和半沙漠地区气候干燥少雨，极端高温，不适合人类居住。但这里却是可能是世界上最为神奇的植物——生石花的故乡。 生石花也是来自东芬兰大学的芬兰生物学家Tommi Nyman博士和他的南非同事、来自斯坦林布什大学的植物生态学家Allan Ellis教授从进化的角度长期研究的植物。他们选择了IQ高光谱相机来帮助研究。IQ小巧便携、高续航，使它成为野外调查研究的绝佳选择，此外高速拍摄的特点也能够出色应对沙漠地区强烈多变的光线。 远在天边近在眼前 在恶劣环境中生存的植物都需要应对动物天敌的保护措施。生石花植物的保护措施在于伪装：植株的绝大部分埋于地下，只有肉质叶平整的顶部伸出地表。这使得生石花几乎看不见、找不到。 但是，问题在于非洲南部的南非、纳米比亚和博茨瓦纳三国的土壤性质存在明显差异，沙砾的颜色多种多样：棕色，灰色，黄色，红色，或几乎全白，颗粒大小也从细沙到大卵石不等。最终你会发现某些生石花的后代在砂砾覆盖的地表脱颖而出了，这也意味着它们已经身处险境了。 现在让我们回到150多年前由达尔文和华莱士提出的进化理论的核心：假如生石花个体间顶部的颜色存在差异，假如颜色性状由基因决定、可遗传，假如伪装差的个体比伪装水平好的更容易被取食，那么生石花的颜色和图案将随时间逐渐趋同于当地土壤的视觉属性。 现代进化论研究中的一个最核心的问题是新物种起源中生态特性的作用和地位。此次调查有可能揭开这个问题的冰山一角。假设：生石花属内的表型（颜色）分异是由优化当地伪装的选择所驱动。 寻找精确颜色测量的工具 当比较生石花和地表的颜色时，必须进行尽可能真实、精确和客观的颜色测量，这也是高光谱成像的特长所在。 高光谱相机非常适用于颜色测量，因为它比RGB相机更精确，也比目测更出色，并且能做到完全的客观。高光谱相机使得定义目标的绝对颜色或相对颜色成为可能，例如在LAB彩色空间精度达到∆E
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精密冷水机应用领域和四个技术指标
作者：德尔塔 日期：2022-04-13
冷水机，又称为冷却水循环机、精密冷水机，英文表达为Chiller或 Precision Chiller，在工业领域中分布非常广泛，小到实验室应用、大到工业现场，包括大型设备、加速器、核电站、激光平台，都需要冷却水系统带走内部产生的热量。 应用领域 普通冷水机的应用非常广泛，小功率的应用，比如餐厅的海鲜池、家庭热带鱼的养殖、实验室的小型仪器。大功率的应用，比如工业注塑制造、激光切割，大型电力开关、工业镀膜机、印刷机械、铸造机械、产品生产线，都需要冷却水系统的配套使用，以保障各种设备工作在一个正常的温度范围内。 技术指标 精密冷水机是冷水机应用中的一个分支，对冷水机的设计、制造、使用、维护，要求更严格，对冷却水的温度、流量、压力、清洁度都有很高的技术指标。 1、在温度方面，常见精密冷水机的温控精度要求达到±0.1度或者0.05度，甚至0.01度，也有一些极端的应用，要求温控精度在千分之一度甚至万分之一度，比如光刻机内部的精密部件恒温。 2、对冷却水流量的要求，一般是为了追求流量的稳定，因为流量的波动，对一些被冷却部件会造成一些不良的影响，比如光学组件、精密磁场对流量的波动都非常敏感。流量的持续监测，特别是流量下限的监测和联锁控制，对用户设备的安全使用非常重要。 3、精密冷水机的循环压力波动，对被冷却部件也有不同的影响。有些部件需要压力平稳，或者一些部件不能承受过高的压力，或者不能承受初始启动时压力的冲击。在精密冷水机的技术方案里，这些都有相应的解决方案来满足用户的实际需求。 4、水质的洁净度也是精密冷水机的一个常规要求，通常采用过滤器、膜渗透、离子交换等物理方法。也可以直接使用去离子水。主流的指标一般用电阻率或者电导率来表达，在整个冷水机循环系统里需要达到一定的电导率或电阻率的要求，同时带有自动控制。目前常见的改善电导率的方法是直接采用去离子水，或者通过离子交换树脂来控制循环系统里的离子数量。 在
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技术讲解：利用机器学习进行显微图像分析
作者：德尔塔 日期：2022-04-13
轻松进行图像分割，即时获得可靠的结果：训练您自己的机器学习模型，实现快速且可重复的图像分析工作流程 显微成像技术最近取得了令人振奋的进展，因此，在生物医学研究中采集的图像数据无论质量还是数量都呈指数级增长[1,2]。但是，分析日益复杂的大型图像数据集以提取有意义的信息可能是一个既枯燥又 耗时 的过程，而且容易出现人为误差和偏差，这经常给许多研究人员造成生产效率瓶颈。 图像分割 图像分割是将一幅数码图像分离成多组像素（也称为图像片段或图像对象）的过程，它是进一步分析图像以定位特定感兴趣对象的先决步骤。 目前，图像分割是显微镜图像分析领域的主要挑战之一，因为该过程需要耗费大量人力，并且容易出现观察者内差异和观察者间差异。 好消息是机器学习算法的最新发展使得显微图像分析比以往任何时候都更容易，最终为科研中的显微镜图像处理开辟了一条快速的无偏性途径。 为什么在显微图像分析中运用机器学习技术？ 在显微成像中，一幅图像抵得上千言万语，但前提是我们能够从中提取有意义的数据。手动分析显微图像可能是一个漫长而枯燥的过程，而且容易出现人为误差和偏差。 使用机器学习算法进行自动图像分析时，会通过专用软件从数码显微镜图像中提取特定数据。机器学习算法可以经过训练来识别图像中的特定对象、模式和形状，收集定量信息，从而优化并加快图像分析。 运用人工智能(AI)技术分析显微图像具有许多重要优势，包括： 1.节省大量时间 使用机器学习算法，研究人员可以快速分析大量的图像集，从中提取有意义的信息，所需时间只是手动图像分析所需时间的一小部分。 2.简化工作流程 自动图像分析可简化工作流程，因为您只需提供要分析对象的示例，而不必提供用来定义这些对象的具体参数（如强度阈值、尺寸范围等）。 3.提供可靠的无偏性结果 手动图像分析容易出现人为误差，而人工智能辅助分析则可确保提供高精确度的无偏性结果。 自动图像分析法的工作原理是什么
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通过实验室适应进化增强高光条件下蓝藻的光合能力
作者：德尔塔 日期：2022-04-13
FluorCam叶绿素荧光成像技术：通过实验室适应进化增强高光条件下蓝藻的光合能力 光合作用在高光下是很容易受损的，因此光合有机体需要进化出各种策略来应对这一问题。德慕尼黑大学与慕尼黑工业大学合作，通过实验室适应进化显著提高了蓝藻Synechocystis的高光适应性。这一研究发表于2021年《Nature Plants》。 首先来说，这一研究的第一个难点就在于最初样品处理时需要精确同步模拟不同光强尤其是高光条件，同时还要确保其他培养环境参数一致，如培养温度、通气等。MC1000 8通道藻类培养与在线监测系统则完美解决了这一问题。这一系统每台单机可实现8通道同步藻类培养，全LED光源，最高光强可达2500μmol/m2/s，可对每个培养试管的光强进行独立调节控制。除光强以外，还能精确控制温度、光质、培养周期、CO2浓度等培养条件，模拟自然周期变化，对培养温度、光密度OD680和OD720（或OD730）在线实时监测。 本研究中，研究人员使用MC1000模拟了多种高光强与其他培养条件，使蓝藻在高光中进行随机突变与适应进化。 而由于随机突变和适应进化，同一批次培养液表现出了很明显的不均一性。既然研究的目标是获得在高光条件下维持高光合能力的突变株，那么通过对突变株光合能力来进行筛选是必要的。FluorCam叶绿素荧光成像系统无疑是最合适进行这一工作的。通过最小荧光Fo的成像检测，筛选出了最有价值的蓝藻克隆进入下一步实验。 经过基因重测序、系统发育分析等工作后最终获得了具备高光耐受性的蓝藻菌株，还需进一步验证其是否在高光下表现出更高的活力。一方面检测其在高光下的生物量，这同样还是通过MC1000模拟不同光强并同步监测OD730实现的；另一方面是光合活力的检测，FluorCam提供了关键性的光合活力数据：最小荧光Fo和可变荧光Fv及成像图。 这一研究中使用的实验室适应进化方法能够使光合微生物应对变化的光照条件，这可以用于辅助进化方法，未来则可以用于
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