2015年12月7日星期一
新光學顯微鏡技術揭示活細胞生物過程
新技術所拍攝的視頻生動地展現了細胞內蛋白質的運動和相互作放大鏡用。它們幫助生物學家理解細胞是怎樣改變它們之間的依存結構,以及重整細胞膜結構使得細胞外的分子可以被吸收到細胞內。來自Janelia研究園的研究員EricBetzig博士,李棟博士後*和他們的同事們基於原有的SIM顯微鏡原理新發展了兩種新的超分辨率成像技術。超分辨率光學顯微成像技術能夠跨越理論的分辨率極限,在極高的分辨率下展現細胞內的精細結構。但是,到目前為止,超分辨率顯微鏡技術卻依然不能進行有效的活體細胞成像。
“這些方法設立了超分辨率光學顯微鏡的成像速度和非侵入特性的新標准,它們使得超分辨率活體細胞成像成為現實。”Betzig博士說道。在傳統的SIM顯微鏡中,物鏡下的物體被非均勻的結構光(類似於條紋碼)所照明。在實驗中,幾束不同的結構光用來照明物體,它們和物體在不同角度混頻所產生的摩爾條紋被相機依次采集。然顯微鏡後計算機提取摩爾條紋編碼的信息並將其解碼生成三維的高分辨率圖像。最終重建的SIM圖像具有高於傳統顯微鏡圖像2倍的空間分辨率。
Betzig博士和其他兩位科學家因為發展超分辨率熒光顯微鏡而被授予2014年諾貝爾化學獎。他說道,SIM顯微鏡技術之所以沒有得到像其它方法那樣多的關注,是因為其它技術能夠提供比兩倍更高的分辨率改進效果。但是,他強調SIM擁有兩大其它的超分辨率方法所沒有的優勢。這些其它方法包括了兩種去年獲得諾貝爾獎表彰的技術:他和同事HaraldHess博士於2006年開發的光激活定位顯微鏡(photo activ望遠鏡ated localization microscopy,PALM),和受激輻射耗盡(stimula ted emission depletion,STED)顯微鏡。但是,這兩種技術都需要過多或過強的光來照明樣品,以至於熒光蛋白很快被漂白,細胞樣品很快被損害,從而不可能長時間進行成像。然而,SIM在這些方面不一樣,“我愛上了SIM,因為它的速度很快,而且它所需的照明光強度遠遠小於其它方法。”Betzig博士說道。
Betzig博士在2011年Mats Gustafsson博士去世後不久開始與SIM相關的研究。Gustafsson博士是SIM技術的先驅之一,生前也是Janelia的研究員。Betzig博士那時已經深信SIM有潛力為解析細胞內部的工作機理提供重要的見解,如果SIM的空間分辨率可以被提高,它對於生物研究的可用性將被大大增強。
在生前,Gustafsson博士和博士生HesperRego發展了一種利用飽和耗盡(saturateddepletio天文望遠鏡n)的非線性SIM技術,但這種技術在改進分辨率的同時需要使用很多的光照並且散失了SIM成像速度快的優勢。Betzig博士想到了一種可以避免這些缺陷的方法。
飽和耗盡非線性SIM利用光可反復開關的熒光蛋白和其在開關過程中的飽和耗盡金相顯微鏡效應來提高分辨率。它產生圖像的過程是,首先把所有的熒光蛋白分子激活到可發光的狀態(亮態),然後用一束結構光把大部份的亮態分子反激活到暗態。通過結構光反激活之後,僅有少數處於結構光最弱區域的分子仍然保持在亮態。這些光調控過程提供了物體的高空間頻率信息,從而讓圖像更加清晰。這一過程需要重復25或更多次才能產生最終的高分辨率圖像。Betzig博士說道,這一原理非常類似於STED或另一種與其相關的叫做RESOLFT的超分辨率技術的原理。
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用數碼顯微鏡觀察布朗運動的實驗設計
“分子永不停息地做無規則的熱運動”是分子動理論的核心內容。顯微鏡布朗運動雖然不是分子的運動,但它卻是分子運動的宏觀反映。因此讓學生觀察到布朗運動的現像就顯得尤為重要。但是由於普通光學顯微鏡的使用操作復雜,且不能讓學生共同觀察,不適合在課堂教學中采用。筆者利用數碼顯微鏡,可以直接把在顯微鏡下才能觀察的現像轉換成數字信號,通過計算機、投影儀顯示在大屏幕上,讓學生看到清晰明顯的布朗運動現像,並通過實驗引導學生進行研究,認識振動、溫度等因素會給布朗運動的微粒運動造成怎樣的影響。
一、主要實驗器材
數碼顯微鏡、載玻片、蓋玻片、燒杯、膠頭滴管、玻璃棒、水粉畫顏料、透明膠布。
二、主要部放大鏡件的制作
(一)懸濁液的制備
在燒杯中放入150ml左右的清水,將黃豆粒大小的水粉畫顏料放入水中,用玻璃棒攪拌稀釋,靜置一段時間,取中間部分的懸濁望遠鏡液進行觀察。建議使用深紅色顏料,這樣懸濁液中的固體顆粒較小且比較均勻。
(二)載玻片的制作
在教學參考中建議在玻璃片中間塗一層熱石蠟,冷卻後用小刀在石蠟中央挖一個直徑5mm的圓形槽,在實際動手制作的過程中遇到兩個困難,一個是蠟層的厚度很難控制,不容易保蠟層均勻。二是很難將粘在玻璃片上的蠟去除干淨。本實驗采用的是寬20mm的透明膠布,用白紙剪一個直徑5mm的小圓片,粘在透明膠布有膠的一面的中間,再將粘好紙片的透明膠布粘在載玻片的中央位置,用刻刀將膠布上粘紙片的部分切掉,擦拭干淨就可以得到一個深1mm左右,直徑5mm的凹槽了。並且這樣制作的載玻片很容易保存,可以多次重復使用。
三、實驗裝置的使用
(一)觀察布朗運動的特點
用膠頭滴管吸取一滴懸濁液滴在載玻片的凹槽內,蓋上蓋玻片,用吸水紙吸掉多余液體後,將其放置在數碼顯微鏡的載物台上。把數碼顯微鏡與計算機連接好,打開對應電腦軟件的采集窗,放大到全屏。顯微鏡選用600或675倍效果較好。這樣就可以讓全體同學共同觀察到懸浮在液體中的小顆粒在不停的運動了。讓每位學生都一邊眼睛盯著大屏幕中的某一個小顆粒,一邊天文望遠鏡在白紙上記錄它的大致運動軌跡,通過展示記錄結果,可以看出微粒運動的無規則性,還可以對比觀察到小顆粒的布朗運動要比大顆粒的運動明顯。
另外,還可以根據顯微鏡的倍率和對顯微鏡下顆粒大小的測量估算出布朗運動的固體小顆粒的大小在 10-6m的數量級,它並不是分子,在顯微鏡下看起來連成一片的液體,實際上是由許許多多數量級在10-10m的分子組成的,讓學生明確布朗運動並不是分子的運動,它是分子做無規則運動的反映。
(二)觀察外界因素對布朗運動的影響
1。外界振動的影響
可以用筆或玻璃棒輕輕敲擊顯微鏡的載物台或者在顯微鏡旁邊的地面上跳動,也可以向著載玻片吹氣。通過以上演示,可以讓學生真切地感受到外界因素給固體小顆粒帶來的是統一的、大規模的、單方向的運動。說明產生布朗運動的原因不在外部,而應該在液體內部。
2。溫度的影響
利用數碼顯微鏡的錄像功能,現場錄制10秒左右的常溫下布朗運動現像,在屏幕左邊播放,同時打開采集窗,用鹵素燈(熱效應好)對懸濁液進行加熱,對比觀察加熱前後布朗金相顯微鏡運動劇烈程度的變化。
總之,與傳統的顯微鏡相比,用數碼顯微鏡觀察布朗運動實驗效果更好、更穩定,學生只有親眼見到了才會真正相信這種運動的存在,可以有效的提高課堂教學的效率與質量,達到教與學的雙贏。
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2015年11月24日星期二
租房時,這些消防安全你注意了嗎?
據了解,我市現有居住出租房16余萬戶,其中1消防公司0人以上居住出租房1。7萬戶,30人以上居住出租房1900戶。近年來,居住出租房消防安全隱患突出,亡人火災頻發。本期“119視點”,重點教你在租房時,應留神哪些消防安全。
出租房“十大”常見火災隱患
根據出租房亡人火災調查結果,市消防支隊總結了居住出租房“十大”常見火災隱患:
一、出租房門廳、走道、樓梯間停放電動車充電,極易發生火災,煙火向上蔓延,充斥疏散通道容易造成人員傷亡;
二、房間隔牆內采用可燃材料裝修,或是木結構老房子和臨時搭建的簡易棚,可燃材料多,耐火滅火器換藥等級低,如發生火災,蔓延速度快,造成房屋倒塌,人員逃生不及;
三、出租房和生消防公司產、倉庫、經營場所合用,發生火災時,易造成居住人員傷亡;
四、出租房內廚房、臥室設在一起,使用液化氣罐和明火做飯;
五、電氣線路亂拉亂接、電線未套管、保險絲擅自更換成銅線、未安裝有漏電保護的空氣開關,租戶大多使用電飯煲、電炒鍋等大功率電器,易造成電線過載、短路引發火災;
六、群租、合租房,有的房間分隔成許多小間、有的設置成集體宿舍,人員居住過於密集,一旦發生火災易造成群死群傷;
七、缺乏滅火器材、應急照明燈、獨立式煙霧報警器、逃生繩等消防器材,發生初起火災時無法撲救,人員難以逃生;
八、疏散通道被雜物堵塞,安全滅火器換藥出口數量不足,出口上鎖,發生火災人員疏散困難;
九、室內樓梯是火勢蔓延的主要途徑,大部分出租房只有一部室內樓梯用於疏散(通天房尤其明顯),緊急情況下室內樓梯往往被煙火封堵;
十、出(承)租人消防安全意識淡薄。
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消防安全提示:十一期間注意消防安全
“十一”小長假將至,人們在選擇旅游出行、購物聚會滅火器換藥等方式過節的同時,稍有不慎就會埋下消防安全隱患。9月29日,從沈陽公安消防支隊了解到,沈陽公安消防為您支招,十一期間注意消防安全。
旅游出行時
外出旅游前,應滅火器換藥該仔細檢查家中消防公司是否存在火災隱患,檢查液化氣、天然氣的閥門是否關嚴;檢查室內各種電源插頭是否拔掉,最好拉閘停電;檢查室內易燃物是否清掃干淨,檢查無誤後,方可鎖好門窗,外出度假。搭乘交通工具時,嚴禁攜帶危險品和易燃易爆物品,嚴禁在飛機升降期間使用移動電話等相關電子產品。旅游過程中,應遵守旅游區的防火規定,不在無煙區吸煙,不在禁火區動火。
購物住店時
在公共場所購物休閑時,要注意查看公共場所的安全出口和消防通道,以便在起火後能迅速逃離。入住酒店時,要注意熟悉酒店的住宿指南,留心周圍消防設施,看懂安全通道提示,掌握應急疏散指示牌,知道消防通道以消防公司及緊急出口的位置。出入酒店房間時要隨手關門,不要在床上吸煙,不要將衣物搭放在台燈上。
遇到火災時火災發生時不要乘坐電梯,應通過疏散通道和疏散樓梯、屋頂和陽台逃生,逃生中,如果應采取用水、飲料等打濕衣服捂住口鼻的方法,低身行走或爬行,以減少煙氣對人體的傷害。最重要的,遇有火情,請及時撥打119報警。
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高層火災逃生五大誤區
演練前後,消防專家從歷年真實案例中,消防公司歸納出超高層逃生存在的一些誤區。
原路逃生:一旦發生火災,人們總是習慣沿著進來的出入口和滅火器換藥樓道逃生,發現此路被封死時,才去尋找其他出入口。殊不知,此時也許已失去最佳逃生機會。
朝光亮走:緊急情況下,人們總是向著有光亮的方向逃生。但是,這時火場中,電源多半已被切斷或已短路跳閘,光亮之地正是火魔肆虐之處。
盲目追隨:常見的盲目追滅火器換藥隨行為有跳窗、跳樓,躲進廁所、浴室、門角等。
慣性思維:人們總是習慣性地認為火是從下面往上燒,越高越危險,只有盡快逃到一層跑出室外,才有生的希望。殊不知,這時低層可能是一片火海。
實際上,超高層建築每隔15層會設置一個避難層,逃生時最快抵達一個避難層即可。
冒險跳樓:面對愈來愈大的火勢,愈來愈濃的煙霧,人們容易消防公司失去理智,但此時也不要跳樓、跳窗等。
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消防安全提示:自駕出游注意安全防自燃
“十一”黃金周即將來臨,各高速公路實行免收通行費,自滅火器換藥駕短途旅行成了不少有車一族的最佳選擇。省會消防提醒廣大車主,自駕車出行也一定要注意安全,車主要加強車輛保養,特別要防範汽車自燃。
在出發前,一定要對車輛進行“體檢”,查看汽車油路各部位有無滴漏現像,對破舊的輪胎和老化的線路及時更換,保證汽車供油、制動系統的正常運行,確保車輛處於技術完好狀態。為了以防萬一,車上還要配置滅火器、消防錘等應急工具,一旦發生意外可以很好地控制險情自救。
汽車電氣故障或者接觸不良,是引發汽車自燃的原因之一。建議廣消防公司大車主,在日常行車中要對汽車故障保持應有的警惕,一旦發現任何故障,都要及時檢修、排除。現在的汽車都有保養周期和保養裡程,一定要按照規定的保養周期和保養裡程進行保養。滅火器換藥
建議車主要加強車輛清理,特別是要及時清理易燃物,節日期間也不能放松。有些車主由於長時間不清理汽車,致使引擎蓋處堆積一些樹葉等易燃物,如果不幸遇到火星或者火源,或者燃放煙花引燃,就有引發火災的危險。
一旦汽車發生火災,不要驚慌,駕駛員應迅速停車至路邊,關閉發動機,斷電下車。如果火勢不大,可以立即用車載滅火器撲救;如果火勢無法控制,應立即撥打119報警。此外,汽車自燃時,滅火方法要得當,一定要注意個人防護。第一是不能用水滅火。第二消防公司是對汽車引擎蓋下的初始火情,要避免引擎蓋一下子全部打開,弄不好會造成人身傷害。最後,省會消防提醒廣大車主,車上配置的滅火器一定要選正規廠家生產的,購買時要慎重選擇,不能使用假冒偽劣。
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活性炭過濾器運行時要注意什麼
活性炭過濾器在實際運行中,主要考慮入床水渾過濾設備濁度,反洗周期,反洗強度等關系。
(1)入床水渾濁度。入床水渾濁度高,會帶給活性炭濾層過多的雜質,這些雜質被截留在活性炭濾層中,並堵塞濾池間隙及活性炭表面,阻礙其吸附效果的發揮。長期運行下去,截留物就停留在活性炭濾層間,形成衝不掉的泥膜,造成活性炭老化失效。
所以進入活性炭過濾器的水,最好把渾濁度控制在5mg/L以下,以保證其正常的運行。
(2)反洗周期。反洗周期的長短是關系到濾池效果好壞的主要因素。反洗周期過短,浪費反洗水。反洗周期過長則影響活性炭吸附效果:
一般講,當入床水渾濁度在5mg/L以下時,應4~5天反洗一次。
(3)反洗強度。活性炭過濾器在反洗中,濾層膨脹率對濾層衝洗是否徹底,影脫水機響較大。濾層膨脹率過小,下層的活性炭懸浮不起來,其表面衝洗不干淨。當膨脹率過大,容易跑“炭”。
在運行中一般控制其膨脹率為40%~50%。
(4)反洗時間。一般當濾層膨脹率為40%~50%,反洗強度為13~15L/(m2*s)時,活性炭過濾器的反洗時間為8~10min。
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