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中国科学家提出冷冻电子断层三维成像目标识别新方法

5月22日,中国科学院生物物理研究所朱平研究组在国际学术期刊《自然-通讯》(Nature Communications)发表论文。在该论文中,研究者提出了一种在冷冻电子断层三维成像中,对目标分子原位结构特征和动态构象进行高信噪比直接观察和识别的方法,并命名为REST(REstoring the Signal in Tomograms)。冷冻电子断层成像技术可以获得细胞及组织样品中纳米级分辨率的生物大分子原位三维结构,但由于冷冻电子断层成像中的极低信噪比和不可逆信息缺失,研究者难以获得深度学习过程中所需的目标颗粒真实信息(ground truth),使得利用神经网络和深度学习技术进行电子断层成像中的目标大分子蛋白识别具有很大的挑战。为了解决上述技术瓶颈,朱平研究组新发表的研究论文提出并实现了两种训练策略。在策略一中,研究者选取来自原始数据中少量颗粒进行亚单位平均,以该平均结果作为训练的“ground truth”并和原始颗粒建立训......阅读全文

电子断层成像技术

电子断层成像技术可用来研究细胞器或细胞结构,以及一些巨大的超分子复合物。对于电子断层成像技术,有两方面很重要,第一,是使用透射电镜进行断层成像,获得三维物体的二维投影像;第二是低温保存生物样品的天然状态。通过对同一样品每间隔一定角度拍摄一幅照片,通常是在-70°到+70°的角度之间,得到几十幅代表同

冷冻电子断层三维成像技术研讨会召开

冷冻电子断层三维成像技术研讨会暨首届生物成像中心论坛召开   为加强冷冻电子断层三维成像技术领域研究人员的学术交流,促进并总结中国科学院知识创新工程重要方向项目“冷冻电子断层三维成像技术建立及其应用”的研究进展情况,同时增强区域中心生物成像中心的影响力,提高整体研究水平,“冷冻电子断层三

电子断层成像技术及其应用

电子断层成像技术构建的线粒体的全新结构,向传统教科书上的观点发起挑战。传统观点认为线粒体内膜向内突出形成冠状的嵴,而断层成像显示为内膜向内突起形成管腔结构。迄今为止,电子断层成像技术已广泛应用到快速冷冻(plung-freezing)的样品研究中去。自从快速冷冻和制作较厚的冷冻切片成为常规技术以来,

中国科学家提出冷冻电子断层三维成像目标识别新方法

5月22日,中国科学院生物物理研究所朱平研究组在国际学术期刊《自然-通讯》(Nature Communications)发表论文。在该论文中,研究者提出了一种在冷冻电子断层三维成像中,对目标分子原位结构特征和动态构象进行高信噪比直接观察和识别的方法,并命名为REST(REstoring the Si

冷冻电镜电子断层扫描成像技术

电子断层扫描成像技术通过在显微镜内倾转样品从而收集样品多角度的电子显微图像并对这些电子显微图像根据倾转几何关系进行重构的方法称为电子断层扫描成像技术(图3.5)。该方法主要应用于细胞及亚细胞器,以及没有固定结构的生物大分子复合物(分子量范围为800kD),最高分辨率约20Å。

树木断层成像仪系统特点

  [脉冲式]树木断层成像仪ABTOM系统优点:  • 强大的树木有效评价工具  • 非破坏性树木无损测量,树木缺陷有效定位  • 容易操作,树干截面测量结果快速图像彩色显示,易于理解  • 在不同高度进行测量后可以得到3-D图像  • 无损检测  • 可灵活实验:可根据实验需要加入多功能传感器, 

树木断层成像仪相关简介

  树木断层成像仪,可利用应力波,模拟图形显示测量树木或伐木的内部腐烂、空洞和破裂等内部状态,评估树木的有效情况,确定树木或伐木的质量。通过Arboradix模块,也可以探测受损的树根。通过制图模块可以估算出树木的较弱点以做防风措施。  [脉冲式]树木断层成像仪ABTOM原理:  利用应力波在健康树

基金委发布原位冷冻电子断层成像与应用专项项目指南

  进一步加强基础前沿、重大关键共性技术研究,克服现有技术瓶颈对重要生命现象认知的障碍,国家自然科学基金委员会(以下简称自然基金委)生命与医学板块设立“原位冷冻电子断层成像技术与应用”专项项目,旨在支持电子断层成像新技术和光镜电镜联用技术及应用,变革生命现象的传统研究方式,推动生命科学研究高质量发展

世界首台“全数字正电子发射断层成像”机器在武汉问世

  对病人做全身检测仅需5分钟,耗时仅需要传统设备一半左右。世界首台适用于人体临床的“全数字正电子发射断层成像(PET)”机器,在武汉光电国家实验室研制成功,其空间分辨率等核心指标比国际同类产品提升一倍。  没有精准检测就没有精准医疗,而精准检测首要靠影像医学检测和基因检测。正电子发射断层成像是当前

利用正电子发射断层成像(PET)显示吸烟者神经免疫或受损

  2019年核医学和分子成像学会(SNM MI)年会上发表的一项研究显示,初步证据表明,与不吸烟者相比,吸烟者的神经免疫功能或受损。图片来源:CC0 Public Domain烟草是可预防死亡的主要原因,它对免疫信号有复杂的影响。当尼古丁抑制免疫系统时,烟草烟雾中的其他化合物会引起炎症。由于受损的

世界首台数字化正电子发射断层成像仪问世

  记者12月10日从武汉光电国家实验室(筹)获悉,华中科技大学教授谢庆国带领科研团队,成功研发出世界首台数字化正电子发射断层成像仪(PET)。利用该数字PET追踪到的肿瘤,仅为目前商用PET能够发现的最小肿瘤的二十分之一,有助于更早、更灵敏地发现肿瘤、诊断癌症。   谢庆国介绍说,首台数字PET

树木电阻抗断层成像仪相关介绍

  操作步骤:  1、 放置传感器于树木茎干上  2、 在应用软件中记录传感器位置  3、 轻微的敲击各传感器  4、 结果将显示在表格或图形中  树木电阻抗断层成像仪  特点:  • 系统结构紧凑仅有一个主要的控制单元。  • 配有两根电缆并配置夹子用来固定电缆  • 数据收集快速  • 较多可达

雷达三维成像技术取得进展

  日前,国防科技大学王雪松团队提出一种新型雷达三维成像理论和方法,在国际上首次实现对车辆等典型人造目标的三维高分辨成像。相关研究在《地球科学与遥感》发表后,引起国际同行的高度关注。据IEEE官网统计,在最近数月内该网遥感领域最受欢迎的25篇论文中,该论文位居第一。   三维乃至多维成像是当前雷达

PET/CT(正电子发射CT断层显像)

1、检查意义:是目前最先进的从代谢水平筛查早期肿瘤的方法。 ①协助诊断鉴别良、恶性肿瘤,为肿瘤标志物升高者寻找病灶(肿瘤方面占其临床应用的90%); ②其他:协助诊断分析心脏血管狭窄、供血异常;脑部功能性病灶如癫痫等定位;对感染性病灶和动脉硬化斑块的检测和评估具有一定的价值。

新容积化学成像技术有望实现非侵入性早期疾病诊断

近日,来自中国西安电子科技大学生物光学成像研究组的研究人员通过研究开发了一种全新的成像技术:受激拉曼投影显微和断层成像术(Stimulated Raman projection microscopy and tomography);这一技术结合了受激拉曼散射显微成像免标记以及贝塞尔光束穿透深

纳米表面声子首次实现三维成像

  据最新一期《科学》杂志报道,奥地利格拉茨技术大学物理研究所联合法国南巴黎大学固体物理实验室,首次成功地对纳米表面声子进行了三维成像,有望促进新的更有效的纳米技术的发展。  无论是显微技术、数据存储还是传感器技术,都依赖于材料表面的电磁场结构。在纳米系统中,表面声子——原子晶格的时间畸变,对物理和

植物根系三维立体成像--基于纽迈科技磁共振成像系统

现有的植物根系结构及功能研究方法具有高度破坏性且准确率低,从而相比于地上植物结构,根系的研究特别少,研究人员也经常强调获取根系数据的困难。因此我们需要一个更好的方法去研究植物根系。质子核磁共振成像是医学诊断的一种新技术,它利用静磁场和射频场来获取生物体内可动水的分布图,具有快速无损、对比度高、分辨率

绘制全细胞神经介观图谱的光学多层干涉断层成像

  大脑的神经回路是极其复杂的网络,包含数十亿个神经元细胞,这些细胞间又存在着数以百亿计的连接。如果只了解其中单个分子或单个神经细胞的工作机理而不了解多个神经元细胞之间连接之后的网络结构和集体行为方式,则无法理解大脑复杂且高等的功能行为,也无法解释很多脑部疾病的致病机理。目前成像技术众多,但仍然缺乏

单个电子成像法出现

以色列魏茨曼研究所领导的科学家团队在最新一期《应用物理评论》杂志网站发表论文,展示了一种对单个电子成像的新方法。该方法目前仍处于初始阶段,未来有望为各种不同的分子拍摄“特写”,这可能彻底改变新药研发和量子材料的表征。 几十年来,尽管磁共振成像(MRI)技术在诊断大量疾病方面发挥了重要作用,但仍有

中科院3项目获2011工博会创新奖

  11月5日,2011中国国际工业博览会各类奖项揭晓,共评出创新奖12项。中国科学院展区的“地基全视景三维成像激光扫描仪”、“高分辨正电子发射断层扫描仪——脑部及头颈部成像系统”和“基于新型制冷技术的环境试验设备”三个项目获得创新奖。   地基全视景三维成像激光扫描仪是一种非接触式主动测量系统,

冷冻电镜原理

冷冻电镜原理冷冻电子显微学解析生物大分子及细胞结构的核心是透射电子显微镜成像,其基本过程包括样品制备、透射电子显微镜成像、图像处理及结构解析等几个基本步骤(图3.1)。在透射电子显微镜成像中,电子枪产生的电子在高压电场中被加速至亚光速并在高真空的显微镜内部运动,根据高速运动的电子在磁场中发生偏转的原

Cell封面文章:视杆纤毛

  利用一种称作低温电子断层扫描术(cryo-electron tomography,cryo-ET)的新技术,来自贝勒医学院的两个研究小组构建出了一个三维图谱,使得我们更好地了解了遗传突变导致视杆纤毛(rod sensory cilium,眼睛中一种光感受器的部分)结构改变以及影响感光

我国三维成像激光雷达获突破

  不久的将来,在我国激光雷达的“眼”里,远处正在高速运动的物体将不再是一个二维的平面图像,而是以有纵深的三维形态呈现。  记者5月6日从中国科学院光电技术研究所刘博研究员课题组了解到,日前该课题组在面阵三维成像激光雷达研究方面取得突破,首次提出了基于双偏振调制技术和自适应距离选通相结合的三维成像方

冷冻电镜技术总结

冷冻电镜技术从建立到现在在结构测定中取得了快速的发展,这也表明了了对整个细胞和细胞器的分子成分的空间结构的描述可能很快就会成为常规方法。冷冻电镜单粒子法既可以对具有对称结构的大分子进行研究,也适合于研究结构不规则的大分子复合物,对于分子量的上限没有什么限制,理论上>100kD的分子在成像技术能够保证

冷冻电镜三维重构

摘要:冷冻电子显微学从创立到现在已发展成为确定蛋白质分子,蛋白质复合物和细胞器结构的一种有效、的方法这表现在三位冷冻电镜技术的不同方面。这主要包括适合于显微镜真空环境的样品制备条件,减少辐射损伤的策略,提高未经染色的电子显微像的信躁比的方法和二位投影三位重构的不同方法。冷冻电镜通过高压快速液氮冷冻的

绘制全细胞神经介观图谱的光学多层干涉断层成像方法

  大脑的神经回路是极其复杂的网络,包含数十亿个神经元细胞,这些细胞间又存在着数以百亿计的连接。如果只了解其中单个分子或单个神经细胞的工作机理而不了解多个神经元细胞之间连接之后的网络结构和集体行为方式,则无法理解大脑复杂且高等的功能行为,也无法解释很多脑部疾病的致病机理。目前成像技术众多,但仍然缺乏

台式核磁共振波谱成像设备可开展的核磁共振代表性实验

(1)核磁共振原理:核磁共振成像原理、核磁共振现象、核磁共振弛豫时间、自旋回波、核磁共振脉冲序列、拉莫尔频率、核磁共振信号的空间定位、核磁共振图像重建等等; (2)实际测量及成像试验:电子匀场、横向弛豫时间T2测量、纵向弛豫时间T1测量、90°脉冲测量试验、180°脉冲测

台式核磁共振波谱成像设备可开展的核磁共振代表性实验

(1)核磁共振原理:核磁共振成像原理、核磁共振现象、核磁共振弛豫时间、自旋回波、核磁共振脉冲序列、拉莫尔频率、核磁共振信号的空间定位、核磁共振图像重建等等;(2)实际测量及成像试验:电子匀场、横向弛豫时间T2测量、纵向弛豫时间T1测量、90°脉冲测量试验、180°脉冲测量试验、自旋回波序列成像、二维

冷冻细胞精准减薄技术路线:细胞原位研究新进展

  细胞内部的纳米机器与超微结构是参与生命活动的基本单元,通过彼此之间的紧密协作执行特定的生理功能。在细胞原位研究这些复杂精密的纳米结构的组装与功能是生命科学的前沿热点。冷冻电子断层扫描成像(cryo-ET)是目前主要的原位结构解析技术,但受电子束穿透能力限制,需要利用聚焦离子束将细胞和组织样品减薄

正电子发射计算机断层扫描的优点

  PET是目前惟一可在活体上显示生物分子代谢、受体及神经介质活动的新型影像技术,现已广泛用于多种疾病的诊断与鉴别诊断、病情判断、疗效评价、脏器功能研究和新药开发等方面。  (1)灵敏度高。PET是一种反映分子代谢的显像,当疾病早期处于分子水平变化阶段,病变区的形态结构尚未呈现异常,MRI、CT检查