大学不想谈恋爱-大学不想谈恋爱
13
级硕士《生物医学工程进展》课程复习题库
1.
举例简述荧光蛋白标记技术在神经生物学研究中的应用。
2.
试简答神经成像的主要仪器及其原理
3.
请阐述纳米荧光标记技术在生物医学中的应用
4.
生物材料区别于其它材料的一个显著特征是什么？简述生物材料与 组织工
程、
再生医学的联系与区别。
5.
请结合图示，描述如何通过单分子定位的方法，实现超分辨光学显微成像。
6.
在
PET
系统中 ，
需要对数据进行多种校正？请列举至少两种校正方法，
给
出他们 的名称，校正的目的
和实现的原理？
7.
试述组织光透明技术在生物医学成像的作用及应用前景？
8.
结合你所从事的专业领域，谈谈你对生物医学工程的认识与了解
9.
三维超声与二维超声有何区别？列举至少一种三 维超声成像方式，并简述
其主要工作原理。
《
Progress in Biomedical Engineering
》
1. Please exemplify the application of
fluorescent protein labeling technology to
neurobiological study.
2. Please
describe main neuroimaging devices and their
working principle.
3. Please expound
the application of fluorescent labeling technology
to biomedical engineering.
4.
What
is
the
remarkable
characteristics
that
differentiates
biomaterials
from
the
rest?
Please
describe
the
relationship
and difference among biomaterial, tissue
engineering and regenerative medicine.
5. Please illustrate how to realize
super-resolution optical microscopy by means of
monomolecular localization.
6. In the
PET system, various calibration methods are needed
for acquired data. Please list at least two
calibration
methods,
provide their name, purpose of calibration and implementation principle.
7. Please
describe the role of tissue optical clearing
technique in biomedical imaging and its
application prospect.
8. Please
describe your understanding of biomedical
engineering according to the specialty you are
pursuing.
9. What is the difference
between 3D ultrasound and 2D ultrasound? Please
list at least one kind of 3D ultrasound
imaging method and describe its
working principle.
1.
请举例论述荧光蛋白标记技术在神经科学中应用的原理。
荧光蛋白标记如
GFP
，在神经标记中的运用原理。
GFP
是源于水母的生物发光蛋白，其野生型
GFP
基因
由
3
个外显子组成。
GFP
在紫外光或蓝光激 发下发出绿色荧光的最大吸收峰在
395
纳米，另一小的吸收峰
< br>为
470nm
，其荧光发射峰为
509nm
。利用
DNA
重组技术，将
GFP
基因嵌入质粒， 并以病毒为载体，得到
GFP
基因重组病毒，然后将带有
GFP
基因的病毒注入动物脑内的某一区域，使病毒增殖，
GFP
基因随之到达感
染神经元的胞体和突起，并表达出附着于细胞膜的
GFP
，再经固定和切片后便可在荧光显微镜、激光共聚
焦显微镜下观察，从而
显示神经元完整轮廓的目的。
2.
试简答神经成像的主要仪器及其原理
神经成像
（
Neuroimaging
）泛指能够直接或间接对神经系统（主要是< /p>
脑
）的功能，结构，和
药理学
特性进
行
成像
的技术。
（
1
）
计算机断面成像
（
CT
）
的基本原理是利用不同方向上的
X
射线
。计算机用来对这些来自不同方向
的数据进
行整合，来重建断面内的图像。这类图像内的数值反应的是物质对
X
射线的通透率 。
（
2
）
< p>扩散光学成像（
DOI
）是一种利用
近红外
光 的神经成像方法。这种方法主要基于血红蛋白对近红
外光的吸收。该方法可通过测量吸收
光谱来计算血液中的氧含量。该技术可以用来测量脑组织对
外部刺激或在执行某种功能时
的代谢变化，称为
事件相关光学信号
（
EROS
） 。
EROS
的长处在
于它较高的空间（毫米量级）和时间
（
毫秒
量级）分辨率，缺点在于它无法观测深部脑组织的活
动。
（
3
）
核磁共振成像
（
MRI
）的基本原理是对
原子核自旋
的
射频
激发以及对随后弛豫过程中的射频信号
的采集和处理。
MRI
设备有一个大磁体产生的较大静磁场，使得 样本原子核（主要是
氢
原子核）
磁矩排列一致。设备的射
频线圈在
Larmor
频率激发这些原子核，使它们偏离这个方向，并随后
发生
弛豫
现象。接受线圈可以拾取弛豫过程中产生的电磁信号。 设备的梯度磁场用来产生随空间
变化的
磁场强度
，从而实 现空间编码。通过二维
傅立叶变换
等方法，计算机可重建样本的图像。
< p>功能核磁共振成像（
fMRI
）的基本原理是氧化
血 红蛋白
和去氧血红蛋白在磁性质上的差别以及伴
随脑神经活动的脑血流变
化。
（
4
）
脑磁图（
Magnetoencephalography
，
MEG
）的基本原理是脑的神经活动时产生的电信号所产生
的磁信号。
超导量子干涉设备
（
SQUID)
可以用来测量这 种微弱的磁信号。
与
fMRI
不同，
MEG
直
接测量神经活动。
fMRI
测量的是伴随神经 活动的代谢变化。
而且磁信号基本不受周边组织的影响。
（
5
）
正电子发射成像（
Position Emission Tomography, PET
）使用人工引入的放射性代谢物质。这种
放射性代谢物质被注射入血管。
PET
设备检测改物质在脑内衰变时产生的
正电子
，来产生脑功能
图像。常用的放射性标注物质包括含氧
-15
的水和含氟
-18
的
氯代脱 氧葡萄糖
。
（
6
）
单光子发射计算机断面成像（
Single photon emission computer tomography, SPECT
）的基本原
理
与
PET
相似，但是改技术检测的是放射性物质衰变时产生的
伽玛 射线
。
3.
请阐述纳米荧光标记技术在生物医学中的应用
作为新一
代荧光纳米标记物的量子点，在生命科学中的应用是一个有极为广阔发展前景的领域。
效率高、
稳定性好、一定程度上抵抗组织对可见光的吸收和散射。
（
1
）
量子点应用于细胞成像及活细胞动 态过程的实时示踪量子点应用于细胞成像方面的工作主要分为以下
两大类：
a
固定细胞的成像（细胞和组织的成像）
b
离体活细胞成像（膜表面受体的显像，细胞器及胞内特定大分子的示踪）
（
2
）量子点应用于活体动物标记成像
（
3
）量子点在生物大分子相互作用及相互识别中的应用 。信号转导和配体
-
受体相互作用
（
4
）量子点在微生物检测中的应用
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