Anwendungen

In der wissenschaftlichen Forschung finden Pollen ein breites Anwendungsspektrum. Laut Dr. Limi Mao vom Nanjing-Institut für Geologie und Paläontologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften ist es durch die Extraktion und Analyse verschiedener im Boden abgelagerter Pollen möglich, zu verstehen, von welchen Elternpflanzen sie jeweils stammen, und daraus Rückschlüsse auf die Umwelt und das Klima zu ziehen damals. Im Bereich der botanischen Forschung liefern Pollen vor allem mikroskopische Referenznachweise für eine systematische Taxonomie. Interessanter ist, dass Pollennachweise auch in strafrechtlichen Ermittlungsfällen eingesetzt werden können. Die forensische Palynologie kann die Fakten eines Verbrechens effektiv bestätigen, indem sie Pollenspektrum-Beweise auf der Begleitkleidung des Verdächtigen und am Tatort verwendet. Im Bereich der geologischen Forschung werden Pollen häufig zur Rekonstruktion der Vegetationsgeschichte, zur früheren Ökologie und für Studien zum Klimawandel verwendet. In archäologischen Studien zur Erforschung früher menschlicher landwirtschaftlicher Zivilisationen und Lebensräume können Pollen Wissenschaftlern helfen, die Geschichte der frühen menschlichen Domestizierung von Pflanzen zu verstehen, welche Nahrungspflanzen angebaut wurden usw.    Abb. 1 3D-Pollenmodellbild (aufgenommen von Dr. Limi Mao, Produkt entwickelt von Dr. Oliver Wilson)   Die Größe von Pollen variiert zwischen einigen Mikrometern und mehr als zweihundert Mikrometern, was die Auflösung der visuellen Beobachtung übersteigt und den Einsatz eines Mikroskops zur Beobachtung und Untersuchung erfordert. Pollen kommen in einer Vielzahl von Morphologien vor, einschließlich Variationen in Größe, Form, Wandstruktur und Verzierung. Die Verzierung von Pollen ist eine der wichtigsten Grundlagen zur Identifizierung und Unterscheidung von Pollen. Die Auflösung des optischen biologischen Mikroskops unterliegt jedoch physikalischen Einschränkungen. Es ist schwierig, die Unterschiede zwischen verschiedenen Pollenornamenten genau zu beobachten, und selbst die Ornamentik einiger kleiner Pollen kann nicht beobachtet werden. Daher müssen Wissenschaftler ein Rasterelektronenmikroskop (REM) mit hoher Auflösung und großer Schärfentiefe verwenden, um ein klares Bild der morphologischen Merkmale der Pollen zu erhalten. Bei der Untersuchung fossiler Pollen ist es möglich, die spezifischen Pflanzen zu identifizieren, zu denen der Pollen gehört, um so die Vegetations-, Umwelt- und Klimainformationen der damaligen Zeit genauer zu verstehen.     Die Mikrostruktur von Pollen   Kürzlich  haben Forscher das CIQTEK Tungsten Filament SEM3100 und das CIQTEK Field Emission SEM5000 verwendet, um eine Vielzahl von Pollen mikroskopisch zu beobachten .  Abb. 2 CIQTEK Wolframfilament SEM3100 und Feldemission SEM5000   1. Kirschblüte Pollenkörner kugelig-länglich. Bei drei Porenrillen (ohne behandelten Pollen sind die Poren nicht sichtbar) errei...

Arzneimittelpulver ist der Hauptbestandteil der meisten Arzneimittelformulierungen und seine Wirksamkeit hängt nicht nur von der Art des Arzneimittels ab, sondern in hohem Maße auch von den Eigenschaften des Pulvers, aus dem das Mittel besteht, einschließlich Partikelgröße, Form, Oberflächeneigenschaften usw andere Arten von Parametern. Die spezifische Oberfläche und die Porengrößenstruktur von Arzneimittelpulvern hängen mit den Eigenschaften der Pulverpartikel wie Partikelgröße, Hygroskopizität, Löslichkeit, Auflösung und Verdichtung zusammen, die eine wichtige Rolle bei der Reinigung, Verarbeitung, Mischung, Produktion und Verpackungsfähigkeit von Arzneimitteln spielen Arzneimittel.   Darüber hinaus hängen Gültigkeit, Auflösungsgeschwindigkeit, Bioverfügbarkeit und Wirksamkeit von Arzneimitteln auch von der spezifischen Oberfläche des Materials ab. Generell gilt: Je größer die spezifische Oberfläche pharmazeutischer Pulver innerhalb eines bestimmten Bereichs ist, desto schneller werden die Auflösung und die Auflösungsgeschwindigkeit entsprechend beschleunigt, was eine gleichmäßige Verteilung des Wirkstoffgehalts gewährleistet; Eine zu große spezifische Oberfläche führt jedoch zur Adsorption von mehr Wasser, was der Erhaltung und Stabilität der Arzneimittelwirksamkeit nicht förderlich ist. Daher war die genaue, schnelle und effektive Prüfung der spezifischen Oberfläche pharmazeutischer Pulver schon immer ein unverzichtbarer und entscheidender Bestandteil der pharmazeutischen Forschung.   Fallstudie zur CIQTEK-Anwendung in pharmazeutischem Pulver   Wir kombinieren die tatsächlichen Charakterisierungsfälle verschiedener Arzneimittelpulvermaterialien, um die Methoden und die Anwendbarkeit dieser Technologie zur Charakterisierung der physikalischen Eigenschaften verschiedener Arzneimitteloberflächen klar zu zeigen und anschließend einige grundlegende Analysen zum Verfallsdatum, zur Auflösungsrate und zur Wirksamkeit von Arzneimitteln durchzuführen Helfen Sie der Pharmaindustrie, sich mit hoher Qualität weiterzuentwickeln.    Der spezifische Oberflächen- und Porengrößenanalysator der V-Sorb und Vorhersage der Arzneimittelwirkung usw.   Automatischer BET-Oberflächen- und Porosimetrieanalysator der CIQTEK EASY-V-Serie     CIQTEK-REMs   1、Rasterelektronenmikroskop und spezifischer Oberflächen- und Porengrößenanalysator in Montmorillonit-Dispersion   Montmorillonit wird aus der Reinigung und Verarbeitung von Bentonit gewonnen, das aufgrund seiner besonderen Kristallstruktur mit gutem Adsorptionsvermögen, Kationenaustauschvermögen sowie Wasseraufnahme- und Quellvermögen einzigartige Vorteile in der Pharmakologie bietet. Zum Beispiel: als API, Arzneimittelsynthese, pharmazeutische Hilfsstoffe usw.   Montmorillonit hat eine laminare Struktur und eine große spezifische Oberfläche, die eine starke Adsorptionswirkung auf toxische Substanzen haben kann; Es verbindet sich elektrostatisch mit den Schleimprote...

Die Spin-Trapping-Elektronen-Paramagnetische-Resonanz-Methode (EPR) ist eine Methode, die die Spin-Trapping-Technik mit der EPR-Technik kombiniert, um kurzlebige freie Radikale zu erkennen.     Warum die Spin-Trapping-Technologie verwenden? Freie Radikale  sind Atome oder Gruppen mit ungepaarten Elektronen, die durch kovalente Bindung von Verbindungsmolekülen unter äußeren Bedingungen wie Hitze und Licht entstehen. Sie sind in der Natur weit verbreitet. Mit der Entwicklung interdisziplinärer Disziplinen wie Biologie, Chemie und Medizin haben Wissenschaftler herausgefunden, dass viele Krankheiten mit freien Radikalen verbunden sind. Aufgrund ihrer aktiven und reaktiven Natur sind die bei den Reaktionen erzeugten freien Radikale jedoch bei Raumtemperatur oft instabil und können mit herkömmlichen EPR-Spektroskopiemethoden nur schwer direkt nachgewiesen werden.    Obwohl kurzlebige freie Radikale mit zeitaufgelösten EPR-Techniken oder Tieftemperatur-Schnellgefriertechniken untersucht werden können, schränken ihre geringeren Konzentrationen für die meisten freien Radikale in biologischen Systemen die Umsetzung der oben genannten Techniken ein. Die Spin-Trapping-Technik hingegen ermöglicht den Nachweis kurzlebiger freier Radikale bei Raumtemperatur durch eine indirekte Methode.     Grundlagen der Spin-Trapping-Technologie   Bei einem Spin-Trapping-Experiment wird dem System ein Spin-Trap (eine ungesättigte antimagnetische Substanz, die freie Radikale einfangen kann) hinzugefügt. Nach Zugabe der Spinfalle bilden die instabilen Radikale und die Falle stabilere oder langlebigere Spinaddukte. Indem wir die EPR-Spektren der Spinaddukte erfassen und die Daten verarbeiten und analysieren, können wir die Art der Radikale umkehren und so indirekt die instabilen freien Radikale erkennen.     Abbildung 1 Prinzip der Spin-Capture-Technik (DMPO als Beispiel)     Auswahl der Spin-Trap   Die am häufigsten verwendeten Spinfallen sind hauptsächlich Nitron- oder Nitrosoverbindungen, typische Spinfallen sind MNP (2-Methyl-2-nitrosopropan-Dimer), PBN (N-tert-Butyl-α-phenylnitron), DMPO (5,5-Dimethyl- 1-Pyrrolin-N-oxid) und die Strukturen sind in Abbildung 2 dargestellt. Und eine ausgezeichnete Spinfalle muss drei Bedingungen erfüllen.   1. Spinaddukte, die durch Spinfallen mit instabilen freien Radikalen gebildet werden, sollten von Natur aus stabil und langlebig sein. 2. Die EPR-Spektren von Spinaddukten, die durch Spinfallen und verschiedene instabile Radikale gebildet werden, sollten leicht unterscheidbar und identifizierbar sein. 3. Spin Trap reagiert leicht spezifisch mit einer Vielzahl freier Radikale und es gibt keine Nebenreaktionen. Basierend auf den oben genannten Bedingungen ist DMPO der in verschiedenen Branchen weit verbreitete Spin-Trap.     Abbildung 2 Schematische chemische Struktur von MNP, PBN, DMPO   Tabelle 1 Vergleich gängiger Spinfallen     H...

Die Spin-Trapping-Technik wird in der Biologie und Chemie häufig eingesetzt, da sie den Nachweis kurzlebiger Radikale ermöglicht. Bei Spin-Trapping-Experimenten können viele Faktoren wie der Zeitpunkt der Zugabe des Einfangmittels, die Konzentration des Einfangmittels, das Lösungsmittel des Systems und der pH-Wert des Systems die Versuchsergebnisse beeinflussen. Daher ist es für verschiedene Radikale notwendig, das Abfangmittel auszuwählen und das Versuchsschema sinnvoll zu gestalten, um die besten Versuchsergebnisse zu erzielen.   1. Auswahl des Abfangmittels und Lösungsmittels   Die häufigsten O-Zentrum-Radikale sind Hydroxylradikale, Superoxidanionenradikale und Singulettsauerstoff.   Hydroxylradikale ( ∙OH )   Hydroxylradikale werden normalerweise in wässrigen Lösungen nachgewiesen und mit DMPO eingefangen, das mit DMPO Addukte mit Halbwertszeiten von Minuten bis mehreren zehn Minuten bildet.   Superoxid-Anion-Radikale ( ∙O 2 - )   Wenn bei Superoxid-Anionenradikalen DMPO als Abfangmittel gewählt wird, muss der Nachweis in einem Methanolsystem durchgeführt werden. Dies liegt daran, dass die Bindungsfähigkeit von Wasser und DMPO höher ist als die von Superoxidradikalen an DMPO. Wenn Superoxidradikale in Wasser nachgewiesen werden, ist die Bindungsgeschwindigkeit von Wasser an DMPO größer als die von Superoxidradikalen an DMPO, was dazu führt, dass Superoxidradikale nicht leicht eingefangen werden. Wenn die Superoxidradikale in großen Mengen produziert werden, können sie natürlich auch von DMPO eingefangen werden. Wenn man Superoxidradikale in wässriger Lösung abfangen möchte, muss BMPO als Abfangmittel gewählt werden, da die Halbwertszeit der durch BMPO gebildeten Addukte, die Superoxidradikale in wässriger Lösung abfangen, bis zu mehreren Minuten betragen kann.   Einfachlinearer Zustand ( 1 O 2 )   Für die Detektion von Sauerstoff im Single-Linear-Zustand wird üblicherweise TEMP als Einfangmittel ausgewählt. Das Detektionsprinzip ist in Abbildung 1 dargestellt. Sauerstoff im Single-Linear-Zustand kann TEMP oxidieren, um TEMPO-Radikale mit einzelnen Elektronen zu bilden, die durch Elektronenparamagnetik nachgewiesen werden können Resonanzspektrometrie. Da TEMP leicht oxidiert und anfällig für Hintergrundsignale ist, muss TEMP getestet werden, bevor Sauerstoff im einfachen linearen Zustand als Kontrollexperiment nachgewiesen wird. Abbildung 1 Mechanismus von TEMP zum Nachweis von Singulett-Sauerstoff     Tabelle 1: Gängige Abfangmittel und Lösungsmittel für den Nachweis von O-Zentren-Radikalen   2、Zugabezeit des Einfangmittels         Wenn bei photokatalytischen Reaktionen Licht auf den Katalysator fällt, werden die Valenzbandelektronen in das Leitungsband angeregt, wodurch Elektron/Loch-Paare entstehen. Solche Experimente erfordern im Allgemeinen die Zugabe des Einfangmittels vor der Lichtbestrahlung, und in Kombination mit dem In-situ-Lichtsystem kann die Variation des...

Seit Watson und Crick in den 1950er Jahren die klassische Doppelhelixstruktur der DNA vorschlugen, steht die DNA im Mittelpunkt der biowissenschaftlichen Forschung. Die Anzahl der vier Basen in der DNA und ihre Anordnungsreihenfolge führen zur Vielfalt der Gene, und ihre räumliche Struktur beeinflusst die Genexpression. Zusätzlich zur traditionellen DNA-Doppelhelixstruktur haben Studien eine spezielle viersträngige DNA-Struktur in menschlichen Zellen identifiziert, den G-Quadruplex, eine hochrangige Struktur, die durch die Faltung von DNA oder RNA entsteht, die reich an Tandemwiederholungen von Guanin ist (G ), die in sich schnell teilenden Zellen besonders hoch ist. G-Quadruplexe kommen besonders häufig in sich schnell teilenden Zellen (z. B. Krebszellen) vor. Daher können G-Quadruplexe als Wirkstoffziele in der Krebsforschung eingesetzt werden. Die Untersuchung der Struktur des G-Quadruplex und seines Bindungsmodus an Bindemittel ist wichtig für die Diagnose und Behandlung von Krebszellen.   Schematische Darstellung der dreidimensionalen Struktur des G-Quadruplex. Bildquelle: Wikipedia   Elektron-Elektron-Doppelresonanz (DEER)   Die Pulsed Dipolar EPR (PDEPR)-Methode wurde als zuverlässiges und vielseitiges Werkzeug zur Strukturbestimmung in der Struktur- und chemischen Biologie entwickelt und liefert mithilfe von PDEPR-Techniken Abstandsinformationen im Nanomaßstab. In G-Quadruplex-Strukturstudien kann die DEER-Technik in Kombination mit ortsgerichteter Spinmarkierung (SDSL) G-Quadruplex-Dimere unterschiedlicher Länge unterscheiden und das Bindungsmuster von G-Quadruplex-Bindungsmitteln an das Dimer aufdecken. Differenzierung von G-Quadruplex-Dimeren unterschiedlicher Länge mithilfe der DEER-Technologie Unter Verwendung von Cu(pyridin)4 als Spinmarkierung zur Abstandsmessung wurde der tetragonal-planare Cu(pyridin)4-Komplex kovalent an den G-Quadruplex gebunden und der Abstand zwischen zwei paramagnetischen Cu2+ bestimmt im π-gestapelten G-Quaternärmonomer wurde durch Nachweis von Dipol-Dipol-Wechselwirkungen gemessen, um die Dimerbildung zu untersuchen. [Cu2+@A4] (TTLGGG) und [Cu2+@B4] (TLGGGG) sind zwei Oligonukleotide mit unterschiedlichen Sequenzen, wobei L den Liganden bezeichnet. Die DEER-Ergebnisse von [Cu2+@A4]2 und [Cu2+@B4]2 sind in Abbildung 1 und Abbildung 2 dargestellt. Aus den DEER-Ergebnissen lässt sich ableiten, dass in [Cu2+@A4]2-Dimeren der durchschnittliche Abstand einzelner Cu2+ -Cu2+ beträgt dA=2,55 nm, das G-Quadruplex-3′-Ende bildet durch Schwanz-Schwanz-Stapelung ein G-Quadruplex-Dimer und die gz-Achse von zwei Cu2+-Spinmarkierungen im G-Quadruplex-Dimer ist parallel ausgerichtet. Der [Cu2+@A4]2 π-Stapelabstand ist im Vergleich zu den [Cu2+@A4]2-Dimeren länger (dB-dA = 0,66 nm). Es wurde bestätigt, dass jedes [Cu2+@B4]-Monomer ein zusätzliches G-Tetramer enthält, ein Ergebnis, das vollständig mit den erwarteten Abständen übereinstimmt. Somit können Abstandsmessungen mit der DEER-Technik G-Quadruplex-Dimer...

  Bedeutung der Herzmagnetsignalerkennung Das Magnetfeld des menschlichen Körpers kann Informationen über verschiedene Gewebe und Organe im menschlichen Körper widerspiegeln. Die Messung des Magnetfelds des menschlichen Körpers kann verwendet werden, um Informationen über menschliche Krankheiten zu erhalten, und ihre Erkennungswirkung und Bequemlichkeit haben die Messung der Bioelektrizität des menschlichen Körpers übertroffen. Die Größe des Magnetfelds des Herzens liegt in der Größenordnung von einigen zehn pT, was im Vergleich zum Gehirn eines der frühesten Magnetfelder ist, die vom Menschen untersucht wurden. Die Vorhof- und Kammermuskeln des Herzens sind die wichtigsten Teile des Körpers. Die Magnetokardiographie (MCG) ist das Ergebnis der komplexen bioelektrischen Wechselströme, die die zyklische Kontraktion und Diastole der Vorhof- und Kammermuskulatur des Herzens begleiten. Im Vergleich zum Elektrokardiogramm (EKG) wird die Erkennung des Herzmagnetfelds nicht durch die Brustwand und andere Gewebe beeinflusst, und das MCG kann das Herzmagnetfeld über ein mehrdimensionales Sensorarray mit mehreren Winkeln erkennen und so mehr Informationen über das Herz und das Herz liefern Ermöglicht eine präzise Lokalisierung kardialer Herzherde. Im Vergleich zu CT, MRT und anderen kardiologischen Untersuchungsverfahren ist die Magnetokardiographie völlig strahlungsfrei. Derzeit ist die Technologie der Magnetokardiographie mit mehr als 100.000 klinischen Anwendungen immer ausgereifter, was sich vor allem in den folgenden Aspekten widerspiegelt:   01 Koronare Herzkrankheit Koronare Herzkrankheit ist eine häufige und häufige Erkrankung. Laut Statistik gibt es derzeit in China mehr als 11 Millionen Menschen, die an koronarer Herzkrankheit leiden. Die koronare Herzkrankheit ist die häufigste Todesursache und die Zahl der Todesfälle übersteigt sogar die Gesamtzahl der Todesfälle durch alle Tumoren. Bei koronarer Herzkrankheit erkennt MCG hauptsächlich eine durch Myokardischämie verursachte Inkonsistenz der myokardialen Repolarisation. Beispielsweise haben Li et al. maß MCG bei 101 Patienten mit koronarer Herzkrankheit und 116 gesunden Freiwilligen. Die Ergebnisse zeigten, dass die drei Parameter R-max/T-max, R-Wert und mittlerer Winkel bei Patienten mit koronarer Herzkrankheit signifikant höher waren als bei normalen Menschen. Bei 101 Patienten mit koronarer Herzkrankheit betrug der Anteil der durch MCG, Elektrokardiographie und Echokardiographie festgestellten Myokardischämie 74,26 %, 48,51 % bzw. 45,54 %, was zeigt, dass die diagnostische Genauigkeit von MCG bei Patienten mit koronarer Herzkrankheit signifikant war höher als die der Elektrokardiographie und Echokardiographie. Dies zeigt, dass die diagnostische Genauigkeit des MCG bei Patienten mit koronarer Herzkrankheit deutlich höher ist als die des EKG und der Echokardiographie. Referenz : Int. J. Clin. Exp. Med. 8(2):2441-2446(2015) 02 Arrhythmien Unter Arrhythmie versteht man eine Anomalie des Herzimpuls...

Licht, Elektrizität, Wärme und Magnetismus sind wichtige physikalische Größen, die bei Messungen in den Biowissenschaften eine Rolle spielen, wobei die optische Bildgebung am weitesten verbreitet ist. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie hat die optische Bildgebung, insbesondere die Fluoreszenzbildgebung, den Horizont der biomedizinischen Forschung erheblich erweitert. Allerdings ist die optische Bildgebung oft durch das Hintergrundsignal in biologischen Proben, die Instabilität des Fluoreszenzsignals und die Schwierigkeit der absoluten Quantifizierung eingeschränkt, was ihre Anwendung in gewissem Maße einschränkt. Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist eine gute Alternative und hat aufgrund ihrer durchdringenden, geringen Tiefe ein breites Anwendungsspektrum in einigen wichtigen Life-Science-Szenarien, wie etwa der Untersuchung von Schädel-, Nerven-, Muskel-, Sehnen-, Gelenk- und Bauch-Becken-Organläsionen Hintergrund- und Stabilitätseigenschaften. Obwohl erwartet wird, dass die MRT die oben genannten Mängel der optischen Bildgebung beseitigt, ist sie durch ihre geringe Empfindlichkeit und geringe räumliche Auflösung begrenzt, was ihre Anwendung auf die Bildgebung auf Gewebeebene mit einer Auflösung im Mikrometer- bis Nanometerbereich erschwert.    Ein neuer quantenmagnetischer Sensor, der in den letzten Jahren entwickelt wurde, das Nitrogen-Leerstellen-Zentrum (NV), ein lumineszierender Punktdefekt in Diamant. Die auf dem  NV-Zentrum basierende magnetische Bildgebungstechnologie ermöglicht die Erkennung schwacher magnetischer Signale mit einer Auflösung bis zum Nanometerbereich und ist nicht verfügbar -angreifend . Dies stellt eine flexible und hochkompatible Magnetfeldmessplattform für die Biowissenschaften bereit. Es ist einzigartig für die Durchführung von Studien auf Gewebeebene und klinischer Diagnostik in den Bereichen Immunität und Entzündung, neurodegenerative Erkrankungen, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, biomagnetische Sensorik, Magnetresonanz-Kontrastmittel und insbesondere für biologische Gewebe mit optischen Hintergründen und optischen Übertragungsfehlern quantitative Analyse.     Diamond NV-Zentrum für magnetische Bildgebungstechnologie   Es gibt zwei Haupttypen der magnetischen Bildgebungstechnologie mit Diamant-NV-Zentrum: magnetische Bildgebung mit Abtastung und magnetische Bildgebung mit großem Feld. Die magnetische Rasterbildgebung wird mit der Rasterkraftmikroskopie (AFM)-Technik kombiniert, die einen einfarbigen Diamant-Zentrumssensor verwendet. Bei der Bildgebungsmethode handelt es sich um eine Einzelpunkt-Scanning-Bildgebung, die eine sehr hohe räumliche Auflösung und Empfindlichkeit aufweist. Allerdings schränken die Bildgeschwindigkeit und der Bildbereich die Anwendung dieser Technik in einigen Bereichen ein. Bei der magnetischen Weitfeldbildgebung hingegen wird ein angebundener Diamantsensor mit einer hohen Konzentration an NV-Zentren verwendet, im Vergleich zu einem ein...