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原子力显微镜对甲状腺滤泡上皮细胞抗体结合后细胞膜表面形态结构的观察
目的 运用原子力显微镜(AFM)观察甲状腺滤泡上皮细胞抗体结合后的细胞膜表面结构的变化,并分析有无抗体结合的异同特点.方法 以甲状腺滤泡上皮细胞为研究对象,采用细胞印片法获取各组甲状腺细胞,分别标记Villin抗体和CK7抗体为实验组及滴加PBS缓冲液的对照组三个试验组(每组各300个).应用AFM(轻敲模式)扫描各组细胞并利用件自动分析系统进行分析.结果 (1)AFM扫描后图像分析结果:未加抗体的对照组甲状腺滤泡上皮细胞表面的隆起较光滑,分布均匀、形状规则,排列疏密适中；Villin抗体组细胞表面的隆起较对照组突起与凹陷无明显变化；CK7抗体组细胞体积稍变大,部分隆起处高度也增加,突起数量明显增多,隆起分布不均匀,沟裂处平均深度较对照组细胞浅.(2)各组细胞膜表面重要参数比较结果:各组细胞膜表面的平均粗糙度、平均峰高度、平均凹陷深度和表面积差值的比较,对照组和ViHin抗体免疫组化组无统计学意义(P＞0.05),对照组和CK7抗体免疫组化组具有统计学意义(P＜0.01或P＜0.05).结论 AFM从纳米级水平为我们提供了一条临床诊断的新思维,滴加抗体后细胞表面抗原与抗体结合,其细胞膜表面形态结构上存在显著差别,为以后的免疫组化纳米级研究奠定基础.
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双歧杆菌在5-氟尿嘧啶作用下的适应性变化
目的: 研究双歧杆菌在5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)作用下的适应性变化特点.方法: 采用药敏实验、染色形态观察、原子力显微镜扫描观察以及耐药菌株生长实验级ǖ确椒ü鄄焖绺司纳で榭黾靶翁卣?结果: 在5-FU作用下,双歧杆菌菌体加长,断裂减少,转变成丝状体,长度在10μm以上,两端呈分枝状,相对高度约1μm,并且在抑菌环内还产生了耐药菌株.这些丝状体在正常的生长条件下又可以恢复正常生长.结论: 化疗药物可以直接影响双歧杆菌的生长,而双歧杆菌对化疗药的作用可产生显著的适应性变化.
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转移特性不同的大肠癌细胞形貌结构的差异分析
目的:探讨不同大肠癌细胞株的形貌结构差异与其转移特性的相关性.方法:对3种遗传背景一致,具有不同转移特性的大肠癌细胞株SW620(淋巴道转移)、SW480(血道和淋巴道转移)SW480/M(肝转移)细胞的形态结构进行原子力显微镜和光镜观察,以及应用免疫组化技术检测CEA、CD44、Fascin、PCNA在3种细胞的表达.结果:3个细胞系主要由4种形态细胞构成,包括类圆形细胞、单极细胞、纤维母细胞样细胞及瘤巨细胞.SW620瘤细胞纤维母细胞样细胞较多,表面有较多的微细绒毛和细长胞突,瘤细胞间黏附不紧密.SW480/M细胞具有上皮细胞分化的特点,主要由类圆形和单极细胞构成,细胞与细胞连接紧密,胞质融合,细胞膜表面特化结构不明显.SW480细胞形态介于SW620和SW480/M之间.CEA在3种细胞均低表达;CD44和PCNA在SW480/M的表达强度明显高于SW620和SW480,差异显著(CD44v5:26.023±2.394 vs 10.554±1.955,14.411±4.826,P＜0.001;PCNA:93% vs 37%,40%,P＜0.001),Fascin表达在SW620与SW480/MS之间差异明显(26.507±2.471 vs 19.157±3.563,P＜0.05),而在SW620和SW480之间无差异.结论:3种大肠癌细胞固有的表面形貌和免疫表型存在差异,可能与肿瘤细胞转移特性有关.
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原子力显微镜在糖尿病及其并发症发病机制研究中的应用
原子力显微镜(AFM)具有原子级分辨率,不仅能获得所测样品表面的形貌信息,还能测得其力学性能.将细胞和生物分子的形貌特征和生物力学特性变化与人类疾病相关联,有助于深入理解疾病的病理生理机制.近年,AFM已经广泛应用于细胞生物学领域以及糖尿病等疾病的研究,在疾病的早期诊断及指导治疗方面具有很大潜力.本文主要综述AFM在糖尿病及其相关并发症发病机制研究中的应用.
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应用原子力显微镜观察脉冲电磁场对大鼠骨质疏松的治疗后骨组织表面超微结构的变化
目的 观察实验性大鼠骨质疏松模型股骨颈超微结构的变化特点,并探讨利用原子力显微镜观察的可行性.方法 清洁级雌性SD大鼠(鼠龄3个月)60只,体重(200±20)g.随机将其分成对照组(Sham组)、去卵巢组(OVX组)、阿伦膦酸钠治疗组(ALN组)、PEMFs治疗组(PEMFs组),每组大鼠15只.除Sham组外,对其他各组行双侧卵巢切除术,造模后第30天开始分组干预.ALN组给予阿伦膦酸钠灌胃,PEMFs组给予脉冲电磁场治疗.Sham组和OVX组手术后正常喂养,不予任何处理.治疗后30d取大鼠股骨头切片,通过AFM观察大鼠股骨颈的表面超微结构.结果 Sham组原子力显微镜扫描可显示骨组织的骨陷窝、骨小管及其表面的钙磷晶体沉积,骨组织表面粗糙度为(2.59±0.645) μm.OVX组可见骨陷窝的大小变化及其钙磷晶体的排列紊乱,模型组骨组织表面粗糙度明显高于对照组(P＜0.01),提示造模成功;ALN组表面粗糙度明显低于OVX组(P＜0.05),PEMFs组的表面粗糙度与OVX组相比,有明显降低,差异具有统计学意义(P＜0.05);而PEM Fs组与ALN组比较,其表面粗糙度无明显差异(P＞0.05).结论 通过原子力显微镜能清晰观察到脉冲电磁场对大鼠骨质疏松治疗后的骨组织表面超微结构的变化,其疗效与阿仑膦酸钠相当,为脉冲电磁场治疗骨质疏松提供了一定的理论依据.
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原子力显微镜下观察急性压力损伤后脊髓背根神经节神经元的结构变化
目的:利用脊髓背根神经节神经元细胞体外机械压力损伤模型,探计单纯机械压力因素对背根神经节神经元细胞的损伤效应,尤其是细胞膜骨架蛋白的变化情况.方法:新生SD大鼠脊髓背根神经节神经元体外原代培养,利用多功能全自动细胞压力仪(国家实用新型专利ZL 200820030390.7),将培养细胞分为A、B、C、D四组,其中A组为未施加机械压力损伤的对照组,B、C、D组分别给予0.3mPa、0.5mPa.、0.7mPa的压力损伤10min,每组观察细胞爬片6个,于加压后培养8h取细胞爬片固定,送原子力显微镜检测,观察神经元细胞的细胞膜骨架蛋白纳米级变化情况,获取并分析胞膜表面颗粒高度分布数据及原子力显微镜图片.结果:对照组细胞膜表面平滑,无明显粗糙颗粒；0.3mPa组细胞膜表面颗粒突起较对照组增多,膜颗粒总体高度增加,局部变粗糙,胞膜上蛋白高度分布直方图峰值右移；0.5mPa组较0.3mPa组胞膜粗糙度更加明显；0.7mPa组膜表面蛋白颗粒总体高度较0.3mPa及0.5mPa组降低,粗糙颗粒减少,但出现胞膜骨架蛋白解聚与构像变化,胞膜出现孔道样改变.胞膜颗粒高度分布峰值、分布宽度及高颗粒值的单因素方差分析显示,压力损伤各组间及损伤组与对照组均有统计学差异(P＜0.01).结论:机械压力损伤因素可引起细胞膜骨架蛋白变化和表面颗粒高度变化,为压力损伤的细胞保护研究提供了实验数据.
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主动脉夹层患者体外循环术后红细胞超微形态学观察
目的 应用显微影像技术观察主动脉夹层患者体外循环术后红细胞超微形态学变化,为红细胞损伤和亚损伤提供超微形态学证据.方法 收集本中心2016年3月到2016年8月20例主动脉夹层患者手术前后的血液标本.使用不同显微技术(扫描电镜、原子力显微镜和激光共聚焦显微镜)观察红细胞超微形态学改变(红细胞畸形率、红细胞长度、宽度、高度、洞深、表面粗糙度等)以及红细胞膜的完整性(丝状激动蛋白分布).结果 与健康成人对照组相比,主动脉夹层患者的红细胞微观形态学参数除表面粗糙度外,其它微观形态学参数(高度、宽度、洞深、粗糙度)没有明显变化.在经历体外循环术后红细胞形态发生明显变化,部分红细胞出现肿胀、固缩、变形、破裂以及红细胞碎片,出现各种异常形态的红细胞(棘型、口型、靶型、椭圆形、薄型等).红细胞膜表面光滑度改变,细胞表面出现高低起伏大小不等的凸起颗粒使细胞膜表面粗糙度增加,同时细胞表面丝状激动蛋白分布改变,细胞结构呈现解聚状态,不能形成完整的荧光环,红细胞膜结构的完整性受到破坏.结论 超微形态学改变为夹层疾病和体外循环引起红细胞损伤提供了新的形态学证据.红细胞表面粗糙度可以作为新的参数来评估红细胞损伤以及亚损伤.
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原子力显微镜新应用:单细胞诊断肝癌
目的 运用原子力显微镜(AFM)分析正常肝细胞、肝硬化细胞、肝癌细胞膜表面微细结构;绘出细胞膜表面蛋白变化图,并以此图作为诊断肝癌的标准.方法 选取正常肝细胞、肝硬化细胞、肝癌细胞各40组,利用AFM对标本扫描,将细胞膜表面扫描图用分析软件进行分析.结果 正常肝细胞、肝硬化细胞、肝癌细胞的细胞膜表面结构存在明显的差异,从正常肝细胞到肝硬化细胞再到肝癌细胞是一个渐进的过程.每个细胞膜表面的蛋白微细结构分布并不均匀,从膜表面蛋白分析数据中可看到它们存在差异.结论 依据细胞膜表面分析数据做出三组图形,我们可以以此为肝癌的诊断标准,只要获得一个细胞,即可做出肝癌的诊断.根据细胞膜表面蛋白分布的不同,将细胞膜表面分为功能活跃区和功能不活跃区.
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关节软骨细胞周基质生物力学特性的研究新进展
关节软骨细胞周基质（pericellular matrix，PCM）是包绕于软骨细胞周围的一层狭窄基质条带，其与所包绕的软骨细胞共同构成软骨单位，而PCM的生化和生物力学特性明显不同于细胞外基质（ extracellular matrix，ECM）［1］。大量的研究已证实PCM富含Ⅵ型胶原和基底膜蛋白多糖，而且对软骨细胞的生化特性及生物力学信号的传导起到很重要的作用。经微管吸吮、原位成像技术、软件模型构建以及原子力显微镜（ atomic force microscope，AFM）技术均证实PCM生物力学特性明显不同于ECM，同时该特性受特定PCM成分和疾病状态所影响。在结构位置上PCM与软骨细胞相毗邻，故PCM很大程度上影响了软骨细胞的生物力学特性。大量的实验证据表明PCM在软骨细胞生物力学和生物化学信号传导中起关键性作用［2］。前期实验研究证实ECM和PCM在调节生物力学和生物化学环境中起到很重要的作用，同时这种作用又会影响软骨细胞的新陈代谢、内稳态以及总体关节的健康状况［3］。本文就PCM的结构、基本组分和力学特性之间的关系的综述如下。
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钙结合蛋白S100A8/A9对宫颈癌细胞系CasKi细胞F-肌动蛋白的影响
目的 探讨钙结合蛋白S100A8/A9复合物对人宫颈癌上皮细胞癌细胞系CasKi 细胞骨架及表面超微结构的影响. 方法应用20 μg/ml S100A8/A9复合物作用于CasKi细胞,对细胞骨架F-肌动蛋白进行染色,应用快速共聚焦荧光显微镜观察细胞骨架的改变.在生理条件下,应用原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)对活体细胞进行高分辨成像,观察细胞表面超微结构及应力纤维. 结果 S100A8/A9复合物作用24 h后宫颈癌细胞系CasKi细胞的F-肌动蛋白排列出现紊乱,主要分布于细胞的周边,细胞中央F-肌动蛋白含量明显减少.CasKi细胞经过20 μg/ml S100A8/A9蛋白复合物处理前细胞核部位F-肌动蛋白光密度为92.42±5.16,经过S100A8/A9 72 h处理后,F-肌动蛋白的光密度降为57.67±3.70,两者相比较差异具有显著的统计学意义(t=5.268,P=0.000).AFM成像显示S100A8/A9复合物作用后细胞边缘卷曲,高度增加,伪足减少,细胞膜下应力纤维结构遭到破坏.结论 S100A8/A9蛋白复合物可以对宫颈癌细胞系CasKi细胞表面的超微结构及应力纤维产生影响,并且这种影响主要是通过肌动蛋白的重新分布实现的.
关键词： 原子力显微镜 钙结合蛋白S100A8/A9 CasKi细胞 宫颈癌 F-肌动蛋白 -
病原微生物的原子力显微镜研究进展
绝大多数微生物在演化过程中对环境和生态压力进行选择形成了具有轮廓清晰的细胞壁,是外部环境和原生质体间的界线,具有维持细胞形状、控制细胞生长和分裂、抗膨压、作为分子筛和介导分子识别细胞间的相互作用.
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双歧杆菌属潜生体的初步实验研究
目的 探讨双歧杆菌属在不利条件下形成的球形体,是否为细菌潜生体的一种形式.方法 应用4 ℃有氧条件持续放置、药敏试验方法结合菌落形态、细菌染色观察、原子力显微镜扫描以及复原生长试验等,进行观测和证明.结果 有氧条件放置、抗菌药物等因素作用下,双歧杆菌均可转变成球形体,给予正常生长条件,又可以恢复正常生长及形态.结论 不利条件下形成的双歧杆菌球形体,具备细菌潜生体的特征.
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原子力显微镜在眼组织结构观察及生物力学测量研究中的应用
原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)能够在生理状态下获得样本表面结构的纳米级三维图像以及生物材料的力学性能,近年来被广泛用于生命科学研究领域,从单细胞到组织器官均取得了一定成果.眼球作为人体重要的器官组织,其结构和力学性能的变化与疾病的发生密切相关,AFM在对眼部各组织的超微结构观察以及生物力学测量为研究疾病发生机制做出了较大贡献.
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三种非贵金属合金常规研抛后的超微结构表面特征研究
目的:试验观察3种非贵金属合金经临床常规使用的机械法研抛后的超微结构表面特征,为临床合理选择材料提供实验依据,并为非贵金属改性提供合理有效的超微结构理论依据.方法:采用镍铬合金、钴铬合金、维他灵(VITALLIUM,钴铬钼合金)3种非贵金属合金作为试验对象,制成15mm×15mm×2mm的试件,经过喷砂、橡胶轮加毡轮加抛光膏抛光机械法研抛处理后,分别在扫描电子显微镜下,观察镍铬合金、钴铬合金,维他灵的表面形貌,并在原子力显微镜下,观察3种合金的表面形貌和3D图像以及粗糙度.结果:扫描电镜、原子力显微镜结果显示3种菲贵金属合金经喷砂及抛光处理后其粗糙度为喷砂组:镍铬合金(463.83±65.17)＞钻铬合金(336±146.04)＞维他灵2000(303±139.10)；抛光组:镍铬合金(15.95±4.55)＞钴铬合金(9.17±2.58)＞维他灵2000(9.15±2.69).镍铬合金＞钴铬合金＞维他灵.镍铬合金3D图像形貌明显、立体感强,钴铬合金较平坦,维他灵平坦.结论:SEM及AFM下,形貌平坦程度:镍铬合金＜钴铬合金＜维他灵,AFM与常规SEM相比,图像分辨率清晰,操作简便.
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原子力显微镜在口腔医学中的应用
一、AFM简介AFM是原子力显微镜(atomic force microscope)的简称,它是一种能显示物体表面超微结构的高精密度观测仪,主要使用一根极尖锐的探针接触物体表面,通过激光的会聚与反射,将物体表面的形态信息传递至监视器,然后由相连的计算机处理成像[1].在多功能AFM 中有一种特殊的"接触"模式,测量时仪器上的探针处于振荡状态,AFM的这种模式能提高显微镜对表面起伏中侧面形态的解析度,同时对标本的损害也减少到小程度.
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氢氟酸处理对二硅酸锂玻璃陶瓷表面形貌及粗糙度的影响
目的 探讨氢氟酸处理时间对二硅酸锂玻璃陶瓷表面形貌及粗糙度的影响,拟为与之相关的玻璃陶瓷机械强度和树脂粘接强度做出初步解释.方法 采用失蜡铸造法制作直径10 mm、厚1 mm的玻璃陶瓷片状试件15个,打磨抛光之后随机分为5组,每组3个.陶瓷表面分别接受9.5％的氢氟酸凝胶酸蚀处理0、20、40、60和120 s.使用原子力显微镜(AFM)测量表面粗糙度参数和酸蚀深度,观测其表面三维形貌,并结合使用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对陶瓷表面微观结构进行观察分析.结果 FE-SEM观察显示,陶瓷表面的玻璃基质首先被氢氟酸侵蚀溶解,随着酸蚀时间的延长,玻璃基质进一步被侵蚀,部分晶体结构也从陶瓷表面脱落、消失.AFM测量酸蚀表面得出,对照组、20、40、60和120 s氢氟酸处理组陶瓷片表面粗糙度Ra[分别为(17.2±1.6)、(241.8±23.6)、(290.6±38.2)、(322.6±19.6)和(371.3 ± 43.0) nm]随氢氟酸酸蚀时间的延长而显著增加(P＜0.05),且与酸蚀时间成正相关.结论 氢氟酸处理可显著增加二硅酸锂陶瓷表面粗糙度.结合使用FE-SEM和AFM能够更好地对玻璃陶瓷的酸蚀表面微观形貌结构进行分析评价.
关键词： 玻璃陶瓷 酸蚀 场发射扫描电子显微镜 原子力显微镜 表面粗糙度 -
质粒DNA α粒子损伤的原子力显微镜观察
目的:利用原子力显微镜(AFM)直接观察技术,检测α粒子辐射对质粒DNA的损伤.方法:照射质粒DNA吸附于云母表面,用AFM观察DNA的分子结构;用琼脂糖凝胶电泳检测开环和超螺旋结构的质粒DNA相对含量变化.结果:AFM下清晰观察到开环、线性和超螺旋结构的质粒DNA分子.在2 Gy α粒子照射下,开环质粒DNA的比例就明显增多,并随照射剂量的增加而上升.相比之下,γ射线需要更大剂量照射才能产生同等的损伤效应.结论:本文获得了AFM下辐射所致DNA损伤的直观图像,体外照射下α粒子对DNA的损伤大于γ射线.
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纳米科技在生物医学中的应用
随着纳米科技的迅速发展,其在生物医学中的应用越来越广泛,几乎涉及到各个领域.本文主要综述纳米科技在基础医学、药学、临床医学和预防医学中的应用.
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原子力显微镜在生物医学中的应用
原子力显微镜是观察样品表面结构的一种新的工具,它具有比传统扫描电子显微镜更高的分辨率,并且可以在生理条件下进行实时观察.同时在分子水平上它还是检测样品之间相互作用力的一个强有力的工具.近年来,原子力显微镜越来越多地应用到生物医学的各个方面,并且取得了很多令人鼓舞的结果.
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关键词：
