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HeLa细胞突起中微丝束的纳米分辨荧光成像被引量：4: 2010年; 在Matlab编程环境下模拟了单分子定位显微的纳米分辨成像,在传统实验参数条件下,对不同间隔分子带模型进行了模拟成像.模拟结果表明,单分子定位显微方法可以区分中心相隔20nm的两个分子带.同时,也分析了不同像元大小对单分子定位精度的影响.此外,通过单分子定位显微方法在IX71倒置荧光显微镜上实现了纳米分辨,系统极限分辨率,即半高全宽为48nm.在该系统上,获得了HeLa细胞突起中微丝束结构的纳米分辨图像.从重构获得的图像中可以看到微丝束的直径为75—200nm。; 陈丹妮刘磊于斌牛憨笨; 关键词：HELA细胞

Uptake of transferrin-conjugated quantum dots in single living cells: 2010年; We study the uptake and distribution of transferrin （Tf）-conjugated CdSe/CdS/ZnS quantum dots （QDs） in single living HeLa cells with both fluorescence confocal microscopy and three-dimensional （3D） reconstruction technique. By increasing the co-incubation time or the dosage of QDs-Tf, we find that the uptake of QDs-Tf bioconjugates in the cells increases correspondingly, but with different uptake rates. Additionally, the distribution of QDs-Tf, in single live HeLa cells is time dependent. To our knowledge, this is the first study on quantitatively analyzing the uptake and distribution of bioconjugated QDs in single living cells. Such QDs nanoplatform can be further modified for developing biomedical evaluation tool in cancer diagnosis and targeted drug delivery.; 陈丹妮许改霞Bahi Ahmed AliKen-Tye Yong周翠红王晓梅屈军乐Paras N.Prasad牛憨笨

细胞内分子检测及成像技术研究被引量：4: 2011年; 针对复杂生物学系统的研究和观测,指出对活体细胞内的分子及其相关事件,以高时空分辨率实现可视化、跟踪和定量处理,采用远场荧光成像是目前细胞内分子检测及成像的主要工具.在述评的基础上,介绍该课题组在活体细胞内分子检测及成像中的荧光显微成像和非标记检测技术的研究进展.围绕提高荧光显微成像分辨率,研究图像信息获取速率高的宽场成像方法,包括结构光照明和单分子定位显微.在结构光照明显微研究中,采用可编程的数字微镜器件代替需要精确移动的光栅对生物样品进行显微成像,获得了超分辨显微成像;在单分子定位显微成像研究中,搭建单分子定位显微成像系统,实测分辨率达到48nm,并获得了HeLa细胞突起中微丝束结构的纳米分辨图像;针对厚样品成像时存在的荧光串扰难题,提出利用双波长空间非相干光干涉照明,理论分析证明,其可实现厚度为35nm半高全宽的单一薄层的轴向选择性激发.在非标记检测成像技术方面,围绕相干反斯托克斯拉曼散射(coherentanti-Stokes Ramanscattering,CARS)方法中存在的问题展开研究.为获得完整的物质分子CARS光谱,利用飞秒激光脉冲泵浦PCF获得超连续谱激光输出同时作为泵浦光和斯托克斯光,实现超宽带时间分辨CARS光谱探测和显微成像技术;通过数值模拟获得优化超连续谱激光输出的时谱结构的实验条件,初步实现了满足实验所需的SC激光光源;通过调节探测光脉冲与SC激光脉冲之间的时间延迟实现时间分辨CARS,达到有效抑制非共振背景噪声,提高系统探测灵敏度的目的.利用超宽带时间分辨CARS光谱探测和显微成像技术,获得多种有机溶液在387～4092cm-1范围内,光谱分辨率达14cm-1的不同分子的CARS光谱信号;通过分析探讨实现超分辨CARS显微成像技术的途径,提出利用双探测光实现纳米分辨的方案.未来研究方向,在荧�; 牛憨笨陈丹妮尹君; 关键词：信息光学结构光照明超连续谱光源

高精度实时主动轴向防漂移系统研究被引量：4: 2015年; 基于单分子定位的荧光纳米分辨显微成像中,系统漂移会使得单分子定位出现额外偏差,从而使重构图像的分辨率降低,造成图像模糊.因此,对系统漂移量的控制至关重要.近年来,防漂移的方法层出不穷.本文针对其中一种利用光学测量原理和引入负反馈的防漂移方法做了系统的研究,分析了其原理和实现过程,对整个系统进行了误差分析,通过实验标定了整个防漂移系统的精度.该系统可以主动实时地校正漂移量,实现了显微镜轴向9.93 nm的防漂移精度.与现有商用的显微镜自带的防漂移装置相比,防漂移精度提高了一个量级.; 霍英东曹博于斌陈丹妮牛憨笨; 关键词：四象限探测器

分子多振动模式的振动退相时间同时测量方法: 2011年; 利用作者自制的超连续谱激发时间分辨相干反斯托克斯拉曼散射(coherent anti-stokes Raman scat-tering,CARS)谱仪同时测得反映分子组成的各种振动谱以及这些振动模式各自的退相时间。实验对苯甲腈样品分子振动谱中5个典型分子振动模式的振动弛豫过程进行了测量,一次获得了这种分子各振动模式对应的退相时间。在实验中发现苯甲腈苯环中的面内弯曲振动模中存在振荡衰减现象,这是由两个相邻简正振动模同时被激发并叠加而产生的。还对苯甲腈与无水乙醇混合后的三个更强的振动模的振动弛豫过程进行了测量,并得到了这种混合物的振动退相时间。这种方法具有检测样品自身特性和所处微环境变化的能力,在生物学、化学和材料科学等研究领域具有重要的应用前景。; 万辉尹君于凌尧刘星屈军乐林子扬牛憨笨; 关键词：分子振动光谱

混合溶液中CARS过程的非共振信号实验研究被引量：1: 2013年; 相干反斯托克斯拉曼散射是一种非线性四波混频效应,但是通过探测共振信号不易进行物质成分的定量光谱分析。本文利用单频相干反斯托克斯拉曼散射光谱分析法,对不同体积比混合的乙醇溶液在远离双光子共振跃迁及其远离溶质与溶剂的特征拉曼共振态位置进行了光谱探测。通过对实验结果进行分析发现,在共振位置2 876cm-1的信号强度随混合溶液中的乙醇的体积比增加而增加,呈二次方关系。而在远离共振态位置的非共振信号强度随混合溶液中乙醇的体积比增加而增加,且呈线性关系,进而说明了非共振信号强度随着分子数浓度N呈线性变化关系。因此,通过探测非共振信号强度与分子数浓度关系可以为混合物中特定成分的定量光谱分析提供一种研究途径。; 侯国辉尹君荆利青刘伟林子扬牛憨笨; 关键词：四波混频

基于数字微镜装置的结构光照明层析成像(英文)被引量：1: 2008年; 在结构光显微系统中使用可编程数字微镜装置代替压电驱动的光栅,产生稳定可靠的结构光照明.为避免数字微镜装置本身的像素化结构对成像的影响,系统中引入一个低通的空间光调制器,以滤除经过数字微镜装置后产生的高级(±2nd及以上)衍射光.此时在样品上形成的结构光不再是单一频率的余弦光栅图案,传统结构光显微成像中通过光栅3步相移成像获得层析图像的方法不再适用.新算法通过5步相移得到5幅源图像,也可重构出层析图像.结果表明,传统荧光图像中几乎不能分辨的某些精细结构,在重构的层析图像中能够清晰地分辨出来.; 陈丹妮于斌刘夏屈军乐牛憨笨; 关键词：结构光照明数字微镜层析成像分辨率

超衍射极限相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术及其探测极限分析被引量：5: 2013年; 理论上提出一种突破衍射极限限制的相干反斯托克斯拉曼散射显微成像方法,并对其探测极限进行分析.通过引入环形附加探测光与艾里斑周边的声子作用,实现点扩展函数的改造,提高相干反斯托克斯拉曼散射显微成像系统的横向空间分辨率.随着分辨率的提高,信号强度也随之降低,尤其当应用于生物学、医学研究时,样品分子数密度通常很低,这将导致信号探测更加困难.因此分析系统的探测极限,确定超分辨体积元内的最小可探测分子数是展开超衍射极限相干反斯托克斯拉曼散射显微成像实验研究的重要前提.当泵浦光、斯托克斯光、探测光光强均达到极大值,分辨率约40nm三维空间内,超衍射极限相干反斯托克斯拉曼散射显微成像系统的散粒噪声信噪比由曝光时间与样品分子数密度决定.曝光时间若取20ms,探测极限约为103,样品分子数目只有大于探测极限,才能保证信号可以从噪声背景中提取出来.; 刘伟陈丹妮刘双龙牛憨笨; 关键词：非线性光学

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国家自然科学基金(60878053)

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