低氧细胞工作站高氧低氧工作站

本研究旨在评价骨髓间充质干细胞在低氧光感受器和实验性视网膜脱离中的保护作用和机制。对缺氧的小鼠感光细胞661w 细胞和与骨髓间充质干细胞共培养的细胞的形态、活力、凋亡和自噬进行了分析。在视网膜脱离模型中，植入骨髓间充质干细胞，观察视网膜形态、外核层(ONL)厚度、视紫红质表达以及视网膜细胞凋亡和自噬。缺氧诱导661w 细胞凋亡明显增加，自噬水平升高，并在缺氧后8 小时达到峰值。与骨髓间充质干细胞共培养后，缺氧状态下的661w 细胞形态较好，凋亡较少。自噬被抑制后，在缺氧条件下凋亡的661w 细胞增加，细胞活力降低。骨髓间充质干细胞处理的视网膜移植后，细胞凋亡显著减少，视网膜自噬被激活。早期自噬增加可促进661w 细胞在低氧胁迫下的存活。与骨髓间充质干细胞共培养可以保护661w 细胞免受缺氧损伤，这可能是由于自噬激活。在视网膜脱离模型中，骨髓间充质干细胞移植可以显著降低光感受器细胞的死亡并保持视网膜结构。骨髓间充质干细胞减少视网膜细胞凋亡和在移植后不久启动自噬的能力可能有助于视网膜脱离后视网膜细胞在低氧和营养限制环境下的生存。

辐射诱导的旁观者效应(RIBE)可能对放射治疗有潜在影响，然而低氧肿瘤细胞的放射生物学影响和潜在机制仍有待确定。使用两种人类肿瘤细胞系，肝癌HepG2 细胞和胶质母细胞瘤T98G 细胞进行实验，研究发现，在常氧和低氧条件下，在未照射的旁观者细胞（旁观者细胞与经x 光照射的细胞共培养或用从经x 光照射的细胞中收获的条件培养基处理）中观察到微核形成增加和细胞存活率降低；低氧肿瘤细胞的放射敏感性低于常氧细胞，在低氧条件下旁观者细胞诱发的微核率与常氧条件下测得的相似，表明RIBE 在低氧细胞整体放射损伤中更显著。当低氧细胞在照射前和照射过程中用二甲基亚砜(一种活性氧清除剂)或氨基胍(一种一氧化氮合酶抑制剂)处理时，旁观者效应部分减弱。此外，当仅用siRNA HIF-1α 预处理低氧旁细胞时，RIBE 稍有降低，但如果用siRNA HIF-1α 处理受照射细胞，低氧RIBE 显著降低。此外，缺氧诱导因子-1α 的表达可与其他下游效应分子如葡萄糖转运蛋白1 (GLUT-1)、血管内皮生长因子(VEGF)和碳酸酐酶(CA9)在低氧辐照细胞中的表达相关。然而，来自辐射细胞的条件培养基降低了旁观者细胞中HIF-1α 的表达。目前的结果表明，在低氧条件下，辐照的HepG2 和T98G 细胞通过增加HIF-1α 的表达降低放射敏感性，并通过降低HIF-1α 的表达和调节其下游靶基因在辐照细胞和旁观者细胞中诱导旁观者效应。

线粒体活性氧(ROS)的过度产生是糖尿病并发症发生的中心机制。最近，缺氧已被证实在糖尿病中发挥额外的致病作用。在这项研究中，我们假设ROS 过量产生是继发于高血糖抑制缺氧诱导因子-1 (HIF-1)导致的缺氧反应受损。研究人员分析了暴露于低氧环境下的健康人和1 型糖尿病患者血液中的ROS 水平。在糖尿病小鼠模型中，研究了肾mIMCD-3 细胞和肾脏中HIF-1、葡萄糖水平、ROS 产生及其功能后果的关系。研究发现在糖尿病患者中，低氧暴露会增加循环ROS，但在非糖尿病患者中则不会；高糖通过HIF 脯氨酸羟化酶(PHD)依赖机制抑制了糖尿病动物的缺氧细胞和肾脏中的HIF-1 的表达；HIF-1 信号通路受损，通过丙酮酸脱氢酶激酶1 (PDK1)介导的线粒体呼吸增加，促进线粒体ROS 的过量产生；在糖尿病患者中，HIF-1 功能的恢复降低了持续高血糖情况下ROS 的过度产生，并对细胞凋亡和肾损伤具有保护作用。表明HIF-1 的抑制在糖尿病线粒体ROS 过剩产生中起着核心作用，并且是糖尿病并发症的潜在治疗靶点。

通过介绍 TraceFinder 工作站的强大功能，包括QAQC，Flag，适当阈值参数的设置，建立了快速筛利用功能强大的TraceFinder 数据处理方法，结合 TSQ 8000 Evo 出色的硬件性能，可显著提高筛查及高通量定量分析的效率。TSQ 8000Evo能够在保证良好的方法学指标和仪器性能的基础上，35min内完成数据库里5496个离子对和所有目标化合物的分析。在此基础上，TraceFinder 工作站可以预先设置相关的阈值，通过Flag 功能直观显示出来，辅助分析人员快速的进行筛选判断，大大提高了实验室的整体工作效率。

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一、测定的意义与方法原理氮素是植物生长三要素之首，土壤中的氮素含量与植物生长直接相关，是土壤肥力的重要指标之一。测定土壤全氮一般采用土壤学会推荐的常规分析方法，即用硫酸和混合催化剂消化，使N转化成NH4+，加碱蒸馏，用H3BO3吸收蒸出的NH3，然后用标准酸溶液滴定（1）。根据滴定剂的耗用量求出氮的百分含量。 通常都采用普通玻璃滴定管和化学指示剂进行手工滴定测定土壤全氮，它不但费时，劳动强度大，而且终点不易判断准确。在现代分析中采用电位滴定法测定全氮，以pH玻璃电极作为指示电极，饱和甘汞电极作为参比电极，克服了由于终点变色不清晰等造成的测量误差。尤其采用微机控制的电位自动滴定系统测定全氮时，使分析速度和精度得到很大的提高，同时减轻了劳动强度，向分析仪器微机化、自动化迈进了一步。 二、试剂及仪器设备1. 试剂（1）浓硫酸（GB625—77）（2）混合加速剂：100克硫酸钾（HG3—920—76），10克硫酸铜（GB665—78）和1克硒粉研细混匀。（3）氢氧化钠溶液：取400克NaOH（GB629—76）加水至一升。（4）盐酸标准溶液：取浓HCl（GB622—76）1.66mL加水至一升，准确标定其浓度。（5）硼酸溶液：20g硼酸（GB628-78）加水至一升。2. 仪器设备（1）定氮的消化及蒸馏装置；（2）FJA-1型常规分析仪器工作站（中科院南京土壤所技术服务中心研制）（3）微机电位滴定应用程序（中科院南京土壤所技术服务中心提供）[2]。三、分析过程1．样品前处理称土0.5—1克，放入50mL开氐瓶中，加入1.8克混合催化剂和5mL浓H2SO4，在可调节温度的电沪上消化1.5—2小时，取下冷却，洗入微量定氮蒸馏器中，加氢氧化钠溶液20—25mL蒸馏，用硼酸溶液在100mL烧杯中吸收蒸出的NH3，蒸好后的溶液将用于滴定。2． 微机滴定操作将上面蒸馏好的溶液放在滴定台上，以pH玻璃电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，在机械搅拌的情况下，以盐酸标准溶液为滴定剂，进行微机控制的电位自动滴定。四、结果与讨论1． 用FJA-1型工作站（自动控制终点滴定法）首先用盐酸标准溶液对硼砂溶液进行了5次与手工对比滴定，其结果如表1所示。表1 工作站滴定与人工滴定比较 表2 工作站滴定与人工滴定法测定全氮比较序 号 工作站滴定 人工滴定 样品号 工作站滴定 人工滴定 mL mL N% N%1 5.752 5.75 31 0.097 0.0942 5.755 5.80 32 0.034 0.0343 5.739 5.70 33 0.040 0.0384 5.733 5.65 ASA-3 0.098 0.1005 5.742 5.75平均值X 5.744 5.73标准差SX 0.009 0.057变异系数 0.16 0.99（CV%）用FJA-1型工作站（自动控制终点滴定法）和手工滴定的方法对土壤样品的全氮进行了对照分析，分析结果如表2所示。根据实验结果，表明微机控制的电位滴定具有较高的测定精度和好的重现性。在滴定剂的耗用量在5mL左右时变异系数小于0.16%，小于人工滴定的变异系数0.99%。两种滴定方法对样品的对比测定，其结果完全符合要求。2. 微机控制的电位自动滴定不但能打印出滴定结果，同时还能绘出滴定曲线可以进一步判断结果的可靠性。如果由于某种原因，不能自动判别终点时，可用人工生成终点功能产生终点。3. 整个滴定过程全部自动化，不需要操作者参与。因此在滴定时，操作者可以做其他工作，提高工作效率和分析速度。

HIF(缺氧诱导因子)基因家族成员在氧利用率变化期间作为细胞和全身氧稳态的主要调节者。青藏高原是形成长期缺氧和冷适应天然实验室。在这种情况下，限于3500 m 高海拔淡水河流的硬鳍石斑鱼被选为模型，以与平原的代表性物种大鳞石斑鱼进行比较。我们克隆了不同的HIF-α ，并进行从无脊椎动物到脊椎动物的系统发育分析，以鉴定HIF-α 基因并分析其进化史。有趣的是，HIF-α 经历了基因复制，这可能是由于进化过程中的全基因组复制(WGD)事件。PAML（发育分析软件）分析表明HIF-1α A 在三鳃鱼谱系中受到正向选择作用；为了研究高原和平原鱼类低氧适应与肿瘤抑制蛋白pVHL 调节HIF-α 稳定性的关系，进行了一系列实验。比较HIF-α 的荧光素酶转录活性和蛋白水平以及HIF-α s 与pVHL 的不同相互作用，显示了高原鱼和平原鱼之间的明显差异。通过pVHL 蛋白突变进行的功能验证表明，这些突变增加了HIF-α 的稳定性及其对芳香烃受体核转位器ARNT 的异源二聚化亲和力。我们的研究表明，pVHL 的错义突变诱导了生活在高海拔低氧环境中的高原鳅的进化分子适应。

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一、测定的意义与方法原理氮素是植物生长三要素之首，土壤中的氮素含量与植物生长直接相关，是土壤肥力的重要指标之一。测定土壤全氮一般采用土壤学会推荐的常规分析方法，即用硫酸和混合催化剂消化，使N转化成NH4+，加碱蒸馏，用H3BO3吸收蒸出的NH3，然后用标准酸溶液滴定（1）。根据滴定剂的耗用量求出氮的百分含量。 通常都采用普通玻璃滴定管和化学指示剂进行手工滴定测定土壤全氮，它不但费时，劳动强度大，而且终点不易判断准确。在现代分析中采用电位滴定法测定全氮，以pH玻璃电极作为指示电极，饱和甘汞电极作为参比电极，克服了由于终点变色不清晰等造成的测量误差。尤其采用微机控制的电位自动滴定系统测定全氮时，使分析速度和精度得到很大的提高，同时减轻了劳动强度，向分析仪器微机化、自动化迈进了一步。 二、试剂及仪器设备1. 试剂（1）浓硫酸（GB625—77）（2）混合加速剂：100克硫酸钾（HG3—920—76），10克硫酸铜（GB665—78）和1克硒粉研细混匀。（3）氢氧化钠溶液：取400克NaOH（GB629—76）加水至一升。（4）盐酸标准溶液：取浓HCl（GB622—76）1.66mL加水至一升，准确标定其浓度。（5）硼酸溶液：20g硼酸（GB628-78）加水至一升。2. 仪器设备（1）定氮的消化及蒸馏装置；（2）FJA-1型常规分析仪器工作站（中科院南京土壤所技术服务中心研制）（3）微机电位滴定应用程序（中科院南京土壤所技术服务中心提供）[2]。三、分析过程1．样品前处理称土0.5—1克，放入50mL开氐瓶中，加入1.8克混合催化剂和5mL浓H2SO4，在可调节温度的电沪上消化1.5—2小时，取下冷却，洗入微量定氮蒸馏器中，加氢氧化钠溶液20—25mL蒸馏，用硼酸溶液在100mL烧杯中吸收蒸出的NH3，蒸好后的溶液将用于滴定。2． 微机滴定操作将上面蒸馏好的溶液放在滴定台上，以pH玻璃电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，在机械搅拌的情况下，以盐酸标准溶液为滴定剂，进行微机控制的电位自动滴定。四、结果与讨论1． 用FJA-1型工作站（自动控制终点滴定法）首先用盐酸标准溶液对硼砂溶液进行了5次与手工对比滴定，其结果如表1所示。表1 工作站滴定与人工滴定比较 表2 工作站滴定与人工滴定法测定全氮比较序 号 工作站滴定 人工滴定 样品号 工作站滴定 人工滴定 mL mL N% N%1 5.752 5.75 31 0.097 0.0942 5.755 5.80 32 0.034 0.0343 5.739 5.70 33 0.040 0.0384 5.733 5.65 ASA-3 0.098 0.1005 5.742 5.75平均值X 5.744 5.73标准差SX 0.009 0.057变异系数 0.16 0.99（CV%）用FJA-1型工作站（自动控制终点滴定法）和手工滴定的方法对土壤样品的全氮进行了对照分析，分析结果如表2所示。根据实验结果，表明微机控制的电位滴定具有较高的测定精度和好的重现性。在滴定剂的耗用量在5mL左右时变异系数小于0.16%，小于人工滴定的变异系数0.99%。两种滴定方法对样品的对比测定，其结果完全符合要求。2. 微机控制的电位自动滴定不但能打印出滴定结果，同时还能绘出滴定曲线可以进一步判断结果的可靠性。如果由于某种原因，不能自动判别终点时，可用人工生成终点功能产生终点。3. 整个滴定过程全部自动化，不需要操作者参与。因此在滴定时，操作者可以做其他工作，提高工作效率和分析速度。

人类多能干细胞(hPSCs)衍生的心血管祖细胞(CVPCs)是心肌修复的一种有前途的来源，但其机制仍在很大程度上未知。细胞外囊泡(ev)已知介导细胞-细胞通讯，然而，在心肌梗死(MI)急性期给予hPSC - CVPC 分泌的EV(hCVPC- EV 在梗死愈合中的作用和机制尚不清楚。本实验研究了在梗死心脏常氧(EV-N)和低氧(EV-H)条件下hESC-CVPCs 分泌的EV 的心脏保护作用和长链非编码RNA (lncRNA)相关机制。研究发现，急性心肌梗死小鼠心肌注射hCVPC- EV 可显著改善心肌功能，减少心肌纤维化，改善边缘区血管化和心肌细胞存活。同时，hCVPC- EV 增强了人脐静脉内皮细胞(HUVECs)的导管形成和迁移，提高了细胞活力，并减弱了氧葡萄糖剥夺(OGD)损伤的新生大鼠心肌细胞(NRCMs)的乳酸脱氢酶释放。EV-H 对HUVECs 心肌细胞存活和管形成的改善明显优于EV-N。RNA-seq 分析显示在EV-H 中存在大量的lncRNA MALAT1。在经hCVPC - EV 处理的梗死心肌和心肌细胞中，其丰度上调。过表达人MALAT1 可改善OGD 损伤的NRCM 细胞活力，而敲低MALAT1 可抑制hCVPC - EV 促进的HUVECs 管的形成。此外，研究表明，MALAT1 通过靶向miR-497 改善了NRCMs 的生存和HUVEC 管的形成。这些结果说明，hCVPC - EV 通过改善心肌细胞存活和血管生成促进梗死愈合。hCVPC- EV 的心脏保护作用可以通过hCVPC 的缺氧调节而增强，并部分由MALAT1 通过靶向miRNA 发挥作用。

Opentrons PCR 工作站可以自动化进行96个样品的 PCR 设置和热循环工作流程，只需要进行非常少量的手动准备工作，就可以提供稳定的一致性结果。

Opentrons OT-2 磁珠蛋白质纯化工作站基于磁珠提取原理，可以自动化完成小规模蛋白质纯化和蛋白质组学样品处理。磁珠蛋白质纯化工作站可以支持多种工作流程。

电池行业的发展对电池检测技术提出了更高的要求，迫切需要高效智能的检测设备。本课题目的是设计一种满足功能和精度要求的综合电化学工作站。综合电化学工作站在电池检测中占有重要地位，它将恒电位仪、恒电流仪和电化学交流阻抗分析仪有机地结合，既可以做三种基本功能的常规试验，也可以做基于这三种基本功能的程式化试验。在试验中，既能检测电池电压、电流、容量等基本参数，又能检测体现电池反应机理的交流阻抗参数，从而完成对多种状态下电池参数的跟踪和分析。本文从结构设计的角度，对综合电化学工作站进行了研究。根据恒电位测量、恒电流测量、交流阻抗测量三种功能的工作原理和相应的性能指标，提出以DSP处理器为控制核心的硬件结构体系。在该设计方案下，进行了大量的硬件设计调试工作和软件设计调试工作。本文的内容包括以下三点：(1)电化学工作站的系统分析。详细分析了电化学工作站三种基本功能的工作原理和性能指标，确定了电化学工作站的硬件系统结构—以DSP处理器为整个系统的控制核心，实现对六个通道的电池测量和控制，以及将数据送往PC机进行储存和处理。(2)系统硬件设计。硬件设计主要集中在DSP电路板、接口电路板、测量控制电路板的设计上。DSP电路负责发出控制信号和处理测量信号；测量电路直接与被测对象相连接，实现具体测量、控制；接口电路是DSP电路板与测量控制电路板之间的桥梁。从电路结构、芯片选型到最后布局，将各个功能电路进行细化，分步骤设计。(3)系统软件设计。结合系统工作特点和硬件结构，确定了软件总体架构。重点研究了过采样滤波软件算法和快速傅立叶变换（FFT）测算交流阻抗软件算法。

Opentrons 核酸提取纯化工作站基于全自动磁珠提取原理，能够自动化进行核酸分离和纯化工作流程，单次最多可处理24 个样本。核酸提取工作站包括 OT-2 自动化移液平台、高精度移液器、磁珠纯化模块、热振荡仪(选配)、温控模块、 Opentrons 核酸提取应用协议和 Opentrons 专用吸头耗材。

随着电池行业的迅猛发展，人们对电池检测技术提出了更高的要求，迫切需要一种高效，能测量体现电池反应过程参数的检测设备。本课题目的在于研发一种综合电化学工作站满足上述需求。综合电化学工作站是一套完整的、数字化的、电化学体系的检测分析设备。它把恒电位仪，恒电流仪和电化学交流阻抗分析仪有机地结合到一起，既可以做常规的基本测试如动电位扫描、动电流扫描试验和电化学交流阻抗测量，也可以做基于这三种基本试验的程式化试验，如恒电流充电-电化学交流阻抗测量，电池寿命循环试验-电化学交流阻抗测量试验，从而完成多种状态下电化学体系的参数跟踪和分析。它可以快捷、精确的检测电池的容量、测量体现电池反应机理的交流阻抗参数。本文以交流阻抗谱为理论依据，在既定电位范围、精度、分辨率和响应速度等性能指标的要求下构建出上下位机多层次硬件体系结构，有针对性地设计了下位机的接口电路板和测量电路板，并在此设计方案下进行了大量的硬件功能调试，达到了预期的性能指标。本文的主要内容可概括为以下三点：(1)电化学工作站的功能原理研究与硬件系统设计。介绍了电化学工作站的三种基本功能和性能指标，电化学交流阻抗测量的原理，并进而提出了电化学工作站的硬件系统结构，构建了电化学工作站的硬件结构设计；(2)下位机的接口电路板和测量电路板设计，在设计中力图提高系统精度、灵活性。实现对电池电压和电流的测量和控制功能，使工作站测量和控制功能达到了功能多样化精确化，为电化学交流阻抗测量等功能实现打下基础；(3)实验及误差分析。对电化学工作站的硬件测量和控制功能进行了实验验证，分析了误差产生得原因，对固有误差进行了补偿，对不同幅值直流信号和不同幅值、频率的交流信号进行测量，达到了精确测量的性能指标。

美国Gamry公司最新型号电化学工作站，保留了以往型号所有的优势；卓越的低阻抗测试特性，准确度到达微欧数量级。为能源材料研究特别改进了硬件和软件，电流量程3pA-3A，可以扩展到30A,电压最高32V，300K的采样速度，电浮动浮地技术；特别为电池，电容器，液流电池等能源材料设计的PWR800软件测试包等等。可以进行系列电化学测试编程。同时可以扩展位双恒电化学工作站和IMPS/IMVS系统。

2500米）下的生存能力是受低氧耐受性影响，加拿大研究人员假设不同动物在适应低氧过程中通气反应、血液和代谢表型有所不同，对大小鼠的高原低氧适应做出了相关研究。

通过介绍 TraceFinder 工作站的强大功能，包括QAQC，Flag，适当阈值参数的设置，建立了快速筛利用功能强大的TraceFinder 数据处理方法，结合 TSQ 8000 Evo 出色的硬件性能，可显著提高筛查及高通量定量分析的效率。TSQ 8000Evo能够在保证良好的方法学指标和仪器性能的基础上，35min内完成数据库里5496个离子对和所有目标化合物的分析。在此基础上，TraceFinder 工作站可以预先设置相关的阈值，通过Flag 功能直观显示出来，辅助分析人员快速的进行筛选判断，大大提高了实验室的整体工作效率。

Opentrons 双流色谱 (DFC) 蛋白质纯化工作站，可以使用 BiotageⓇPhyTip Ⓡ 色谱柱对多达96个样品进行小规模蛋白质纯化。

通过CyBio-SELMA便携式移液工作站实现96孔板及384孔板的整板处理，是分子、细胞水平药效评价及毒理评估过程中整板液体处理高效便捷的解决方案，方便地进行细胞及化合物库的小分子整板添加。该仪器移液通量高、均一性好、准确度高，可置于生物安全柜中使用。