白细胞分类范文

白细胞分类范文（精选10篇）

白细胞分类 第1篇

1 资料与方法

1.1 一般资料

健康男性72例,女性42例,年龄18～20岁。

1.2 方法

采用日本东亚sysmax F820两分群血细胞分析仪,sysmax KX-21、美国迈瑞HC-1022三分群血细胞分析仪,试剂采用仪器配套进口试剂;奥林巴斯显微镜,瑞氏染液。首先用四川通广公司产的全血质控物标定仪器,抽取静脉血2 ml,用EDTA-Na2(1.5 mg/ml)防凝,充分混匀,所有标本在4 h内完成检测。同时制备血涂片,用瑞氏染色按全国统一操作规程行人工分类[1]。

2 结果

将有细胞分类报警与无细胞分类报警的标本分别与人工分类做比较,详见表1～6。

3 讨论

从表1、2、3、4可以看出,无报警与有报警结果三分群血细胞分析仪与人工分类差异均有统计学意义(P<0.05)。从表5,6可以看出,无报警与有报警结果两分群血细胞分析仪与人工分类差异有统计学意义(P<0.05)。淋巴细胞与中间细胞仪器分类比人工分类要高,中性粒细胞仪器分类比人工分类低。这是因为正常人群中有部分中性粒细胞同淋巴细胞与中间细胞体积大小差异不大,形成了细胞体积间的交叉,很难为仪器区分,导致分类结果出现差异。因此用三分群或两分群血细胞计数仪做分类计数时,建议对有报警结果重新采集标本进行复查,尤其是白细胞总数异常患者和血液病患者,异常细胞增加,更要特别注意,一定要行人工分类。目前显微镜下的细胞形态学检查仍是血细胞形态学诊断的依据,只有仪器和手工操作互相结合,才能为临床提供更准确的检验结果,减少误诊、漏诊。

摘要：目的 探讨两分群、三分群血细胞计数仪白细胞分类计数与人工分类计数的差异,为基层医院获取更准确的结果提供参考。方法 选取18～20岁健康男性72例,女性42例,静脉取EDTA-Na2抗凝血2ml,同时用三种仪器和人工方法进行白细胞分类计数。结果 仪器分类与人工分类比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论 三分群或两分群血细胞计数仪虽有较好的准确性和快捷性,但不能完全依赖仪器,只能作为一种初筛手段,不能完全代替显微镜下人工白细胞分类,两者结合才能使结果更准确。

关键词：血细胞分析仪,白细胞分类计数,人工分类计数

参考文献

白细胞分类 第2篇

学号：

实验报告

说明：

1、实验报告务必独完成，对抄袭者将按不及格处理；

2、实验报告的格式请按下面的各项要求来填写，不要改动；

3、正文字体统一用“仿宋-GB2312”、，小四号，单倍行距，小标题加黑；

4、下面的“替换这里”字体底纹在完成后去除；

5、实验报告按时上传，上传时文件名统一按照网上说明来命名； 实验名称：血涂片制作和白细胞分类／ABO血型鉴定

同组姓名： 实验日期：4.13 室 温： 气 压： 成 绩： 教 师：

一、实验结果

（一）观察到的红细胞、白细胞

（1）单核细胞

（2）淋巴细胞

（3）嗜中性细胞

（4）嗜酸性细胞

（二）ABO血型鉴定结果

将本人血液加入到抗A凝集素和抗B凝集素中后均不发生凝集反应，加入到抗B凝集素中后颜色为血液原来的鲜红颜色；加到抗A凝集素后颜色变深但无凝血反应。

二、分析与讨论

（1）红细胞、白细胞的观察

血液由血浆和血细胞组成，而血细胞主要包括红细胞、白细胞和血小板。其中红细胞数量最多，约占全血体积的45%，成熟红细胞没有细胞核，呈中央凹的圆盘状。在油镜下观察红细胞，首先在数量上它占绝对优势，分布均匀，其次呈红色的圆形或椭球形。图片中数量最多的红色圆球形细胞便是红细胞。而白细胞和血小板所占体积不足1%。对白细胞进行瑞氏染色后根据细胞的染色特征，可将其分为两大类：1.颗粒白细胞：嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞；2.无颗粒细胞：淋巴细胞核单核细胞。其中嗜中性粒细胞细胞大小约10-12μm，核多分叶2-5叶或不分叶为杆状，颗粒细小,紫红色，约占白细胞的50%-70%；嗜酸性粒细胞细胞大小约10-15μm，核常分为2叶，颗粒粗大,分布均匀,桔红色，约占白细胞的0.5%-3%；嗜碱性粒细胞10-12μm核常呈S形（十分肥大）或不规则颗粒大小不等,分布不匀, 紫蓝色，约占白细胞的 0%-1%，数量极少，因此找到它需要运气、知识和眼力；淋巴细胞分大中小6-12μm以6-8μm居多，核圆或随圆形，很少,天蓝色，约占白细胞的20%-30%；单核细胞染色质致密,深紫色，大小约14-20μm，肾形或马蹄形，胞质多常染成浅灰蓝色，染色质疏松,着色较浅约占白细胞的3%-8%。白细胞的数量随不同的生理状态会有较大的波动，在实验观察中，以嗜中性粒细胞数最多，其次为淋巴细胞，单核细胞和嗜酸性细胞均只发现一个而嗜碱性细胞没发现。在观察白细胞类型时，首先观察是否存在颗粒，若无颗粒主要根据核质比，大的为淋巴细胞和核的形状马蹄型为单核细胞；若有颗粒则根据核的分叶数、形状；颗粒大小、颜色、以及颜色深浅综合来判断嗜中性粒细胞（核分多叶、细小的紫色颗粒、颜色深）、嗜酸性粒细胞（核分两叶、颗粒明显较嗜中性粒细胞粗大且颗粒呈桔红色，显微镜下看上去亮晶晶的）和嗜碱性粒细胞（没观察到）。

（2）ABO血型鉴定

人类红细胞膜上存在不同的特异糖蛋白抗原—凝集原，也存在于其它血细胞和一般组织细胞上，而血浆中存在着不与自身凝集原发生反应的凝集素，凝集原会与相应的凝集素发生凝集反应，使红细胞凝集成团，不能分开，红细胞破裂产生溶血。因此可用标准血清鉴定未知血型。在白瓷板上滴加抗A和抗B凝集素，然后加入本人血液，若与抗A凝集素反应产生沉淀而与抗B凝集素不反应则血型为A型；若与抗B凝集素反应产生沉淀而与抗A凝集素不反应则血型为B型；若均与抗A、抗B凝集素发生反应产生沉淀则血型为AB型；若均不与抗A、抗B凝集素反应则血型为O型。实际实验中，在加入本人血液后，血液与抗A、抗B凝集素反应均无沉淀，但加入到抗A凝集素中后呈深色，而加到抗B凝集素中呈鲜红色。理论上不发生反应应呈鲜红色，颜色变深可能与pH值有关。

三、结论

（1）本人找到了红细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、单核细胞、淋巴细胞。

干细胞相关名词及其分类 第3篇

干细胞（stemcell）是一类具有自我复制和多分化潜能的细胞，即干细胞保持未定向分化状态和具有增殖能力，在合适的条件或给予合适的信号，可以分化为许多不同类型的具有特征性形态、特异分子标志和特殊功能的成熟细胞。干细胞来源于胚胎、胎儿组织和成年组织。来自胚胎和胎儿组织的胚胎干细胞和胚胎生殖干细胞具有多潜能分化特性，可分化为成熟个体体内几乎全部200多种以上的成熟细胞类型。而成年个体组织来源的成体干细胞（adultstemcell）有造血干细胞、神经干细胞和胰腺干细胞等。干细胞研究进入前沿研究领域，在全球掀起干细胞研究热潮。关于干细胞研究的文章中描述干细胞的专门术语比较混乱，各学科之间缺乏统一的术语描述。本文将概述有关干细胞的概念、相关研究状况和进展。一般按细胞发育进程将干细胞分为胚胎干细胞、胚胎生殖干细胞、成体干细胞。按干细胞分化的潜能将干细胞分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。

按发育进程定义干细胞

一、胚胎干细胞（embryonicstemcell,EScell）

1970年，MartinEvans分离小鼠的胚胎干细胞，建立体外培养鼠的胚胎干细胞技术。直到1998年Wisconsin大学JamesA.Thomson^[1]领导的实验室首次用人类早期胚泡（blastocyststage）,分离出14个细胞的内细胞团（innercellmasses），并培养出5个人胚胎干细胞系，其中H1,H13和H14为正常XY染色体组型（normalXYkaryotype），H7和H9为正常XX染色体组型，得到了人的多潜能胚胎干细胞系。人胚胎干细胞能在体外保持未分化状态增殖，从一个胚胎干细胞扩增为数百万个细胞。胚胎干细胞在特殊条件下体外培养可具有未分化状态和多潜能分化特性，能够形成集落。而在无白血病抑制因子（LIF）培养的条件下，胚胎干细胞聚集成胚胎样小体（embryo-likebody）或称胚体（embryonicbody,EB）^[2]。胚体在许多方面类似于畸胚瘤，由一些排列杂乱的未分化和已分化细胞构成，可见三个胚层来源的分化细胞。如果将胚泡内细胞团的胚胎干细胞注射到特定宿主小鼠的胚泡内，检查嵌合体子代，可发现供体的胚胎干细胞分布于嵌合体子代体内的全部组织，包括生殖细胞。

胚胎干细胞可分化为多种细胞谱系，包括心肌细胞、胰岛细胞、神经细胞、色素细胞、巨噬细胞、上皮细胞和脂肪细胞等。当将胚胎干细胞移植到免疫缺陷的裸鼠皮下或肾包囊后，在宿主动物体内可分化为畸胎瘤（teratocarcinomas）。瘤内包括混合的多种类型分化细胞。因此，胚胎干细胞不适宜直接给患者使用。临床使用前需要进行定向诱导分化。在个体发生时期的最早期，胚胎干细胞是全能的（totipotent），而来自早期胚泡中的内细胞团的胚胎干细胞是多能（pluripotent）干细胞^[3]。

胚胎干细胞具有的特性：①胚胎干细胞来源于胚胎早期的胚泡中的内细胞团，保持未分化状态，具有自我复制的能力，具有向胚胎三个胚层来源的所有细胞分化的潜能。②胚胎干细胞可通过单细胞克隆建立有相同遗传特性的胚胎干细胞系。建立的胚胎干细胞系有与亲代细胞相同的特征。③胚胎干细胞具有正常、完整（双倍体）及稳定的染色体核型。④胚胎干细胞缺乏细胞周期中G1期的限制点（checkpoint），胚胎干细胞大部分时间都处于细胞周期的S期，在此期进行DNA合成。胚胎干细胞不需外源信号刺激启动DNA的复制。⑤胚胎干细胞表达三种特异性标志分子：细胞内的转录因子（intrinsictranscriptionfactor，Oct4）、白血病抑制因子（leukemiainhibitoryfactor，LIF）和碱性磷酸酶（alkalinephosphatase，AP）。⑥雌性哺乳动物来源的胚胎干细胞内，不存在X染色体失活现象。⑦胚胎干细胞端粒酶活性呈阳性，具有维持端粒长度，保持干细胞增殖能力的重要作用。⑧胚胎干细胞裸鼠皮下或肾包囊接种，可形成畸胎瘤。

二、胚胎生殖干细胞（embryonicgermcell，EGcell）

Hopkins大学JohnD.Gearhart^[4]领导的实验室从来自流产胎儿（5~9周）生殖嵴（gonadalridge）的原始生殖细胞（primordialgermcell,PGC）中分离培养出人胚胎生殖干细胞。在正常胚胎发育过程中，生殖嵴发育为睾丸或卵巢，原始生殖细胞生成精子或卵子。胚胎生殖干细胞属于多能干细胞，其特性与来源于囊胚期的胚胎干细胞不同。胚胎生殖干细胞可在体外培养近20代，多数倍增40倍，最大可增殖70~80倍（胚胎干细胞可增殖300倍甚至450倍），核型正常。胚胎生殖干细胞自发形成集落，自发分化，最终分化为含有三个胚层的衍生物。免疫缺陷的裸鼠接种不形成畸胎瘤。

通常将来自胚泡的胚胎干细胞和胎儿组织的胚胎生殖干细胞，统称为胚胎干细胞。

三、成体干细胞（adultstemcell）

成体干细胞源于骨髓、血液、角膜、视网膜、脑和脊髓、骨骼肌和心肌、牙髓、肝脏、皮肤、胃肠道上皮、胰腺等，存在于全部三个胚层发育而来的组织中。有人认为胚胎发育中由于存在非对称性分裂，而被保留下来的未分化的成体干细胞，存在于已分化的组织中。成体干细胞有两个特征：①具有保持长期增殖而不分化的能力，即长时程自我复制特性；②具有分化为源于组织的所有特化类型细胞的潜能和分裂产生祖细胞（progenitororprecursorcell）的能力。祖细胞在胎儿或成人的组织中存在，通常分裂形成更多的祖细胞或分化的成熟细胞，但不能复制自身。因此，成体干细胞没有胚胎干细胞和胚胎生殖干细胞相同的分化潜能。成体干细胞的增殖能力也有较大的限制，在实验培养条件下，许多成体干细胞不易增殖或有限地增殖，限制了成体干细胞产生足够数量的干细胞。多数成体干细胞数量极少，缺乏特异性的表面标志，难以识别、分离和纯化。

成体干细胞中被研究最广泛和深入的细胞是源于骨髓和血液的干细胞，包括造血干细胞（hematopoieticstemcell）和基质干细胞(stromalstemcell),或称间充质干细胞（mesenchymalstemcell）两类主要的干细胞。脐带血是血液干细胞的丰富来源，从脐带血、骨髓或外周血分离的干细胞没有任何质量上的差异，只有不同类型干细胞数量上的差别。目前，成体干细胞的应用只限于造血干细胞。成体干细胞移植常遇到免疫排斥的困扰。因此，对免疫系统和成体干细胞两个方面的修饰是成体干细胞应用的重要研究项目。

成体干细胞有分化为其他来源组织细胞的能力，称为可塑性（plasticity）。到目前为止，除间充质干细胞外，还没有单一成体干细胞（即单细胞克隆建立的成体干细胞系）分化为从全部三个胚层发展而来的特定细胞的证据。因此，成体干细胞没有和胚胎干细胞同样程度的多潜能性。

在成体干细胞中，间充质干细胞是一个例外，可存在于由三个胚层发育而来的组织器官中，它是惟一的、源于同一原始胚层的成体干细胞，并可分化为三个胚层的终末分化细胞。例如从中胚层来源的骨髓或血液干细胞中、外胚层皮肤中及内胚层胰腺组织中均已分离获得间充质干细胞。研究表明，来源于中胚层骨髓间充质干细胞除可分化为中胚层来源的组织，如骨骼肌、心肌外，还可分化为内胚层来源的肝细胞和外胚层来源的神经组织细胞。

1．造血干细胞（hematopoieticstemcell,HSC）

造血干细胞是从血液或骨髓中分离的具有自我复制能力的，可分化为血液中各种类型成熟细胞的一类成体干细胞。它能从骨髓中动员进入血液循环系统，能经历程序性死亡，即细胞凋亡。造血干细胞可利用其物理特性和细胞表面特征富集。如采用抗细胞表面抗原的单克隆抗体和特殊染料可分选纯化小鼠骨髓内的造血干细胞。造血干细胞分为：长期干细胞（longtermstemcell，LT-HSC），其能在造血系统中存活几个月，具有自我复制的能力，在宿主体内LT-HSC自我复制能力保持终生；短期祖细胞（short-termprogenitor，ST-HSC），其不能长期自我复制，移植体内后大约维持8周或立即分化为各种类型的终末血细胞^[5]。造血干细胞能分化为血液和免疫系统的各种细胞类型，可用于治疗白血病、淋巴瘤和遗传性血液病，如各种遗传性贫血、先天代谢失调和癌症化疗后造血干细胞的恢复等。

造血干细胞的来源：

骨髓（bonemarrow）造血干细胞的经典来源是骨髓。骨髓中大约100000个细胞中只有1个是长期造血干细胞。

外周血（peripheralblood）外周血中干细胞和祖细胞数量很少。但研究发现，如果对供体注射一种细胞因子，如粒细胞集落形成刺激因子（granulocyte-colonystimulatingfactor，GCSF），可动员干细胞从骨髓迁移到外周血。临床治疗时，对供体注射GCSF进行动员，使干细胞迁移至外周血。收集时在静脉中插入导管，使血液通过分选系统，分选出CD34+白细胞，让红细胞返回供体，以便收集动员后的造血干细胞。利用此方法分选出的细胞中大约5%~20%是造血干细胞。采用高纯度的、被动员的、具有CD34+/Thy-1+表面标志的外周血细胞移植，无并发症^[5]。

脐带血（umbilicalcordblood）20世纪80年代末，人们开始认识到来自脐带和胎盘的血是造血干细胞的丰富来源。这些组织在孕期支持胎儿的生长发育中起着重要作用。自1989年世界第一例用脐带血移植治疗再生障碍性贫血成功以来，全世界已有近千例病人接受脐带血移植治疗，涉及疾病30余种。脐带血内干细胞与骨髓干细胞有许多相类似的特性，脐带血比较骨髓移植有很多优越性：脐带血来源广泛，富含造血干细胞，增殖与分化能力强，有体外集落形成能力，动员后进入细胞周期的速度和自泌生长因子的能力均强于骨髓。脐带血细胞端粒酶活性较强，易在体外扩增。脐带血T淋巴细胞较原始，抗原表达较弱且不充分，细胞毒性反应较低，移植后较少发生排斥反应。

2．神经干细胞（neuralstemcell）

神经干细胞是成体干细胞之一。具有自我复制和多潜能分化的能力^[6]。神经干细胞的标志为巢蛋白（nestin）。在特定细胞因子的诱导下可分化为神经元、星形胶质和少突胶质细胞。1992年Reynolds和Richards先后在成年鼠的纹状体和海马中分离出神经干细胞，中枢神经系统其他部位，如端脑、间脑、中脑、脑干和脊髓也相继分离出神经干细胞。中枢神经系统损伤性和退行性疾病，如急性脊髓损伤、脑血管栓塞、帕金森病、老年性痴呆、脊髓侧索硬化、共济失调和亨廷顿综合征等在临床几乎不能治愈。人们将希望寄托于转基因治疗和干细胞移植。

3．胰腺干细胞

人类胰岛内有4种细胞：分泌胰岛素的β细胞（占65%~90%），分泌胰高血糖素的α细胞（占10%~20%），分泌生长抑素的δ细胞（占3%~10%）和分泌胰多肽的pp细胞（polypeptide，占1%）。在胚胎发育时，胰腺内分泌细胞由胰管内的胰岛干细胞（isletstemcell）分化而来。典型的导管细胞表达编码结构蛋白的细胞角蛋白-9（cytokeratin-9），作为胰岛干细胞的标志，β细胞表达编码启动胰岛素转录的蛋白PDX-1基因，称为胰岛β细胞的标志^[7]。

按分化潜能定义干细胞

一、全能干细胞（totipotentstemcell）

全能性是指具有潜能生成组成胚胎以及支持胚胎在子宫生长发育的全部细胞和组织，并能继续分化一直生长为一个成熟个体。全能干细胞（如受精卵）不但可以分化为胚胎发育中三个胚层的全部种类的细胞，还包括分化为胚胎发育所必需的胚胎外组织，如由滋养层形成的胎盘和脐带等。当受精卵分裂至4个或8个细胞时期（受精后27小时，桑椹胚，morula），干细胞仍具有全能性。例如，利用恒河猴形成8个卵裂细胞的胚胎分离成4个各有2个细胞的胚，植入“假孕母体”子宫，成功地诞生了灵长类动物恒河猴“Tetra”的研究证明，灵长类的受精卵分裂到8个细胞时期，仍具有全能干细胞的特性^[8]。

二、多能干细胞（pluripotentstemcell）

通常用多能干细胞描述可以分化为三个胚层的胚胎干细胞，包括胚泡内细胞团来源和胚胎生殖嵴生殖细胞来源的干细胞。与全能干细胞的区别在于无分化为胚胎外组织细胞（如滋养层形成的胎盘和脐带组织）的能力。人胚胎发育第5天，内细胞团开始分化形成外侧的滋养层，这是胚胎分化的第一个明显标志。体外培养至此期的内细胞团大约由30~34个细胞组成，可用于胚胎干细胞的分离。

三、（成体）多能干细胞（multipotentstemcell）

通常用于描述成体干细胞定向分化为多种类型的终末成熟细胞的潜能。如脑或脊髓来源的神经干细胞具有一定限度的多潜能分化的能力，可分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。成体干细胞用英文“multipotent”描述的“多潜能”与胚胎干细胞用“pluripotent”描述的“多潜能”有质的差异。体内研究表明，多能的成体干细胞在未损伤的组织中只是单向分化，只生成一种终末成熟细胞。然而，如果组织被损伤，需要多种细胞替代，成体干细胞的多潜能性被激活，产生多种类型细胞修复损伤组织。

四、单能干细胞（unipotentstemcells）

常用于描述成体干细胞只能沿一个方向分化，仅生成一种终末成熟细胞。如眼睛的角膜缘干细胞可自我复制，但只能分化为角膜上皮细胞。

随着干细胞研究的进展，人们希望将来能利用干细胞的特性治疗目前临床医学尚不能治愈的疾病。而目前我们首先需要解决免疫排斥和干细胞是否有形成肿瘤潜能的相关研究，以及干细胞的发生、发展、命运等基础研究。

参考文献

[1]ThomsonJA,Itskovitz-EldorJ,ShapiroSSetal.Embryonicstemcelllinesderivedfromhumanblastocysts.Science,282:1145—1147.

[2]NicholsJ,ZevnikB,AnastassiadisK,etal.FormationofpluripotentstemcellsinthemammalianembryodependsonthePOUtranscriptionfactorOct4.Cell,95:379—391.

[3]JonesJM,ThomsonJA.Humanembryonicstemcelltechnology.Semin.Reprod.Med,18:219—223.

[4]ShamblottMJ,AxelmanJ,WangS,etal.Derivationofpluripotentstemcellsfromculturedhumanprimordialgermcells.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.95:13726—13731.

[5]DomenJ.andWeissmanIL.Self-renewal,differentiationordeath:regulationandmanipulationofhematopoieticstemcellfate.Mol.Med.Today,5:201—208.

[6]AzuakiYoshikawa.Cellcycleregulatorsinneuralstemcellsandpostmitoticneurons.NeuroscienceResearch,37:1—14.

[7]DufayetdelaTourD,HalvorsenT,DemetercoC,etal.b-celldifferentiationfromahumanpancreaticcelllineinvitroandinvivo.Mol.Endocrinol,15:476—483.

细胞图像自动分类技术 第4篇

关键词：神经网络,支持向量机,模糊识别,细胞图像

人体血液和骨髓涂片中的细胞形态和个数在医生对疾病的诊断过程中起着重要作用,尤其表现在对疾病的预后方面。以往对血液和骨髓涂片上的细胞计数和识别都是通过人工操作的,存在效率低下、任务繁重和识别结果受人为影响等问题。随着计算机图像处理技术和医疗技术的发展,图像分类识别技术已经被广泛应用在生物医学领域,加上人们对医学检测客观性和准确性的要求越来越高,建立细胞显微图像自动识别系统迫在眉睫。

1、细胞自动识别技术发展概况

目前,检验科医生是在显微镜下观察细胞的形态、色度亮度、彩色和纹理等特征,来判别各种细胞的类别和个数,以诊断疾病和研究治疗方案,很多专家认为,这种检测手段的必不可少、无法替代的。然而,人工操作还是存在几个问题:(1)检验科医生在显微镜下观察细胞工作强度大、检验效率低及结果不能重现;(2)检验科医生连续在显微镜下工作,很容易因视觉疲劳引起错误识别;(3)医师经验和水平不同,可能对同一细胞图像分类识别结果判断不一。

随着计算机和医疗技术的不断发展,人们对医学检测的客观性和准确性提出了新的要求,人们希望检测和诊断结果更客观、更准确。因此,研究和开发细胞自动分类识别系统,为医学检测和诊断提供了更加客观、准确的医学信息,减轻医务人员的工作强度,满足人们对医学检测的要求,已迫在眉睫。细胞的分类识别是图像处理和模式识别在医学领域应用的研究热点,国内外学者纷纷就细胞分类识别提出了相关方法。

2、细胞分类技术方法

图像处理、模式识别、人工智能的研究大大促进了医学图像分类识别技术的发展,尤其表现在血液细胞分类计数和识别方面。传统的识别方法如贝叶斯识别、决策树、近邻分类等技术,新兴的识别技术如人工神经网络、支持向量机、模糊识别方法等,人们对其都进行了较深入的研究。

2.1 人工神经网络

人工神经网络具有高度的非线性、模拟并行性、高度容错性、鲁棒性、自联想、自学习和自适应的特点,作为一种自适应的模式识别技术,在细胞识别领域有广泛的应用[2]。人工神经网络的分类思想如图1所示。

人工神经网络种类较多,常见的有以下几种:BP神经网络、Hopfield神经网络、Boltzmann机等[1],其中应用最广泛的是BP神经网络,即误差反传网络(Back Propagation Network,简称BP网络)。BP神经网络是一种常用多层前向神经网络,它采用BP理论调节权重,由两层或多层相互连接的神经元构成分级前馈神经网络[3]。BP网络一般由输入层、输出层和隐层3部分组成,隐层可以为一层或多层,其网络模型如图2所示。

运用神经网络建立的分类器识别细胞图像,其识别率较高。刘斌等使用神经网络建立分类器,对细胞图像进行分类识别,实验表明能有效提高学习能力和分类性能[2]。张志民等利用神经网络对红细胞和白细胞进行识别,识别率达到了90%以上,且识别速度快[4]。

传统的BP神经网络算法的训练过程存在确定性。对于一个稍微复杂的问题,它可能要训练几天以至几周的时间,甚至根本不能训练。为了阻止训练过程不确定性的出现,人们改进了该算法。尹晓红使用改进的BP神经网络算法对淋巴细胞进行分类,结果发现,改进后的BP算法所使用的学习次数较少[1],所用时间大大缩短,分类准确率较高。姜远等将二级的神经网络集成功应用于肺癌细胞识别,由完全投票法合成第一级,由相对多数投票法合成第二级,仿真结果表明,该方法的总体误识率较低,更重要的是,癌细胞的识别率较高,大大降低了肺癌患者漏诊的可能性[5]。

BP神经网络的优点有:由于BP神经网络采用分布处理方式,它具有很强的容错性和很快的处理速度;它还有具有较好的“泛化”能力,很适合图像识别;神经网络可以同时处理两种信息,即定量和定性信息。但是,神经网络也存在一些缺点:收敛速度很慢;网络训练可能失败;得到解可能是局部最优解而非全局最优解等。

2.2 支持向量机

支持向量机(Support Vector Machine,简称SVM)就是要寻找一个最优超平面,使训练集中的点距离分类面尽可能的远,也就是使得分类间隔(margin)最大[6]。在满足核条件下,其最优化问题是凸的,从而总能得到全局最优解而非局部最优解,这避免了人工神经网络中常出现的局部最优解的问题[7]

假定训练数据为训练样本数,引入Lagrange函数,最后得到支持向量机(即判别函数)为:

其中ai是Lagrange系数,ai>0的样本称为支持向量,K(xi,x)为核函数,b是分类阈值,sgn为符号函数。

采用支持向量机对细胞分类识别,并得到了较好的识别结果。庄德文等利用基于SVM分类器对骨髓血液细胞形态的识别,特别研究了急性淋巴细胞白血病L3型细胞与骨髓正常细胞的识别,得到正确识别率为97%[7]。吴建斌等利用二值支持向量机构造分类器,对白细胞的进行分类识别,通过实验结果可知,该分类器具有较快的收敛速度和较好的稳定性,有效地提高了识别速度和精度,识别率达89.02%[8]。

SVM之所以得到了广泛应用,在于它具有以下优点:使用线性判别分类器且理论和实际结合的较好;特征过多不会造成明显的维数灾难;得到的解是全局解而不是局部解等;可以灵活的应用核函数。但是它也存在一些不足:对线性不可分的情形无法得到解;仅合适小样本的系统;无法判断是否为非线性等。

2.3 模糊识别

基于模糊集论的模糊识别方法,可以分为最大隶属度法、最大贴近度法、模糊聚类分析法,相对隶属度法等,其中用的最多的是最大隶属度法,本文介绍前两种。

2.3.1 最大隶属度法

设A1,A2,,An是E上的n个模糊子集,0x为E中的一个元素,若有隶属函数则判断x0相对隶属于Ai。u(x)也称判别函数。

2.3.2 最大贴近度法

设A,B为E上的两个模糊集,则其的贴近度为:

式中分别为A与B的内积和外积,符号“”表示求最大,“”表示求最小。

在之前的医学图像识别研究中,大多数的研究者采用神经网络识别、支持向量机等模式识别方法来进行相关的研究。近年来,人们开始对模糊模式识别方法感兴趣,廖甜甜等利用模糊模式识别的方法对白细胞进行识别,实验结果表明,基于模糊模式识别的白细胞图像分类方法,能够很好解决白细胞实时检测时的精度和速度问题,现代医学血液诊断提供了一定的理论参考和工程应用价值[9]。赵良等利用模糊模式识别对未知细胞进行分类,取得了较好效果[10]。近几年人们对模糊模式识别产生了浓厚兴趣,研究前景巨大。

3、结语

图像处理、模式识别、人工智能的研究大大促进了医学图像分类识别技术的发展,尤其表现在血液细胞分类计数和识别方面。传统的识别方法如贝叶斯识别、决策树、近邻分类等技术,新兴的识别技术如人工神经网络、支持向量机、模糊识别方法等,人们对其都进行了较深入的研究。综合近年来国内外有关文献可知,细胞自动分类识别主要以自动、精确、快速等几个方向作为研究目标。学者们也意识到一种单独的分类识别算法难以取得特别满意的效果,因而有将多种分类算法结合起来的想法。人工神经网络、支持向量机、尤其是模糊识别方法,人们对其产生了浓厚兴趣,是今后细胞分类识别研究的热点。相信在计算机技术和医学的不断发展的带动下,加上新理论在细胞图像识别领域的应用,细胞分类识别技术将更成熟。

参考文献

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[6]SHAWE T J,CRISTIANINI N.Kernel methods for pattern analysis[M].Cambridge England:Cambridge University Press,2005.

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[8]吴建斌等.改进的遗传算法在白细胞识别中的应用研究[J].计算机工程与应用.2007,43(27):243-245

[9]廖甜甜,汪传忠等.模糊模式识别在白细胞图像识别中的应用[J].微计算机信息,2010,26(9-1):193-194.

锯缘青蟹血细胞的形态及分类 第5篇

锯缘青蟹血细胞的形态及分类

对锯缘青蟹(Scylla serrata)血细胞染色的抗凝剂、染色方法进行筛选.蟹样品体质量约250 g.采用亚甲基蓝、瑞氏法染色后,在Olympus油镜下观察、记数、测量,再结合电镜超薄切片观察结果对锯缘青蟹血细胞进行分类.根据血细胞质中颗粒的有无、大小、折光性、染色特性及细胞的大小、核质比等,将锯缘青蟹血细胞分为4种:(1)无颗粒细胞,细胞质中无颗粒;(2)小颗粒细胞,细胞质中有深蓝色小颗粒;(3)中间型细胞,细胞质中既有深蓝色小颗粒,又有折光性红色大颗粒;(4)大颗粒细胞,细胞质中充满了具有折光性的红色大颗粒.4种血细胞的大小顺序从小到大依次为无颗粒细胞、小颗粒细胞、中间型颗粒细胞、大颗粒细胞;核质比则相反,分别为54.01%、37.13%、25.37%、17.49%;其数量百分比分别占20.92%、40.30%、19.39%、19.39%.根据伪足的`多少,对4种血细胞在机体的免疫防御机制中所起的不同作用进行了简单探讨.

作 者：周凯 房文红 乔振国 ZHOU Kai FANG Wen-hong QIAO Zhen-guo 作者单位：中国水产科学研究院,东海水产研究所,农业部海洋与河口渔业重点开放实验室,上海,200090刊 名：中国水产科学 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF FISHERY SCIENCES OF CHINA年，卷(期)：200613(2)分类号：Q959.223关键词：锯缘青蟹 血细胞 形态结构 分类

白细胞分类 第6篇

1 材料与方法

1.1 研究对象:

随机选择我院体检及住院患者共40例, 禁食空腹9~12 h, 于早晨8~9点钟采集新鲜静脉血注入EDTA-K2抗凝的真空管中, 充分混匀后, 2 h内用BC-5300型全自动血液分析仪和显微镜计数法进行白细胞分类检测。

1.2 仪器与试剂:

BC-5300型全自动血液分析仪及原装试剂, 购自深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司。OLYMPUS CX22双目显微镜购自奥林巴斯 (中国) 有限公司。瑞氏染色液为科室自配试剂, 严格按照《全国临床检验操作规程》进行配制和染色。

1.3 研究方法:

(1) BC-5300白细胞分类的重复性分析:随机选择3个标本 (涵盖低、中、高值) 重复测定11次, 计算每个标本的平均值、标准差和变异系数。 (2) BC-5300白细胞分类和显微镜法的比较:同时测定40例新鲜血标本, 分类结果以%表示, 计算二者测定结果的直线回归方程和相关系数。

1.4 统计学方法:

采用Microsoft Excel 2007进行数据处理和统计。重复性测定结果以平均值±标准差 (±s) 和变异系数 (CV) 表示, 相关性用直线回归方程 (Y=a X+b) 和相关系数 (r) 表示。

2 结果

2.1 BC-5300白细胞分类重复性测定结果:

结果见表1所示, BC-5300分类测定中性粒细胞的变异系数为1.2%~1.8%, 淋巴细胞的CV值为3.9%~4.7%, 单核细胞的CV值为3.7%~5.9%, 嗜酸性粒细胞的CV值为4.8%~5.4%, 嗜碱性粒细胞的CV值为17.3%~19.7%。

2.2 WBC分类结果与显微镜检测结果的相关性:

结果见表2所示, BC-5300血液分析仪法与手工显微镜法对白细胞分类中性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞的相关系数分别为0.991、0.989、0.794、0.932和0.529。

3 讨论

BC-5300是国产的全自动五分类血液分析仪, 与同类进口的五分类血液分析仪相比, 性价比相对较高, 因此在全国各层次医疗机构临床实验室得到了应用[3,4,5]。BC-5300作为笔者科室近期内引进的全自动血液分析仪, 应该对其性能进行评价, 以确保检验结果准确可靠, 为临床诊疗提供满意服务。

注:Y表示BC-5300检测结果, X手工显微镜检测结果

本研究结果表明, BC-5300型全自动血液分析仪进行白细胞分类计数中性粒细胞和淋巴细胞的重复性较好, 单核细胞和嗜酸性粒细胞次之, 而嗜碱性粒细胞的重复性较差, CV值高达17.3%~19.7%。此外, BC-5300型血液分析仪WBC分类计数与显微镜法进行相关和回归分析结果表明, 二者检测中性粒细胞和淋巴细胞的相关性最好 (r>0.975) , 而检测嗜酸性粒细胞和单核细胞次之 (r分别为0.932、0.794) , 而二者检测嗜碱性粒细胞的相关性最差 (r=0.529) 。这一点与文献[6,7,8]报道相符。这一方面提示, BC-5300分类单核细胞和嗜碱性粒细胞的性能有待于改进。另一方面, 提示应用BC-5300血液分析仪检测血常规标本时, 应制定相应的手工分类复检标准, 对符合复检复片的标本进行显微镜法确认, 结果应以显微镜法进行报告。

参考文献

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[5]雷登顺.全自动血细胞分析仪检测血小板结果的可比性研究[J].检验医学与临床, 2012, 9 (19) :2424-2425.

[6]李如森.迈瑞BC-5300全自动血细胞分析仪的白细胞分类应用评价[J].检验医学与临床, 2010, 7 (21) :2374-2376.

[7]陆学军, 顾俊旭.迈瑞BC-5300血细胞分析仪性能评价[J].医疗卫生装备, 2012, 33 (2) :119-121.

白细胞分类 第7篇

关键词：呼吸道感染,白细胞计数,白细胞介素21,血液分析仪

近年来, 大量的研究发现白细胞及细胞因子的表达水平与呼吸道感染发病以及严重程度密切相关[1]。本次研究对呼吸道感染患者的IL-21以及p-STAT3表达水平进行进一步的探究, 运用血液分析仪及显微镜检测, 现将研究结果报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料:2012年9月至2014年9月期间, 我院诊治的30例呼吸道感染患者, 根据随机数字法, 将其分为对照组和研究组。15例对照组患者中, 男性10例、女性5例, 年龄25.0~52.0岁, 平均年龄 (38.0±4.0) 岁, 病程2.0~6.0年, 平均病程 (3.0±1.5) 年;15例观察组患者中, 男性8例、女性7例, 年龄26.0~56.0岁, 平均年龄 (39.5±2.3) 岁, 病程2.0~5.0年, 平均病程 (2.5±1.5) 年。两组性别、年龄、病程比较, 差异没有统计学意义, P>0.05, 具有可比性。

1.2 方法:研究组患者在静脉注射2.5 m LOVA混合剂, 对照组则静脉注射2.5 m L无菌氯化钠注射液, 连续治疗5 d后, 分别取患者血液进行病理学检查, 观察组血液分析仪检测静脉血, 显微镜检测标本采取方式相同, 行血清分离, 应用酶联免疫吸附试验测定患者的IL-21水平, 使用免疫化学染色分析p-STAT3的表达水平。

1.3 统计学处理:应用SPSS23.0软件对结果进行统计学分析, 计量资料用 (±s) 表示, 对数据进行卡方检验, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。

2 结果

2.1炎性细胞水平:研究组患者的炎性细胞总数为 (8.80±0.22) ×105/L, 嗜酸粒细胞总数所占比例为11.59%, 单核细胞所占比例为6.36%, 与对照组比较, 有统计学意义 (P<0.05) 。见表1。

2.2细胞因子的表达水平:研究组患者的IL-21表达水平为 (65.45±5.56) ng/L, IL-2表达水平为 (55.48±12.11) ng/L, p-STAT3表达水平为 (76.86±9.46) ng/L, 与对照组比较, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。见表2。

3讨论

呼吸道感染是由多种细胞以及细胞因子介导并参与的感染性疾病, 呼吸道感染的发病有明显的家族聚集倾向[2,3]。近年来大量的文献报道, 呼吸道感染的相关基因可能在第5、6、11、12、13、14、21号染色体上, 具体的机制以及表达关系尚未研究清楚, 推测的原因可能是多基因共同表达的结果。同时呼吸道感染的发病也受环境因素的影响, 主要是由变应原介导的免疫反应, 主要的变应原有尘螨、真菌、花粉以及禾本植物等, 其中尘螨是最常见的变应原, 常见的有四种, 即屋尘螨, 粉尘螨, 宇尘螨和多毛螨。感染等外界因素也可引起呼吸道感染的发生。

近年来发现, 白细胞介素21以及转录激活因子3的表达水平直接影响T细胞介导免疫的过程, IL-21是γc家族中主要的细胞因子之一, 联合共用γ链行驶重要的作用, 可以通过JAK-STAT途径传递信号。IL-21与IL-21受体结合, 耦联γc链, 激活JAK3, 活化的JAK激酶, p-STAT3是JAK-STAT途径中信号传导以及激活细胞因子的主要成分, 入胞经过磷酸化后调控靶基因的转录、翻译。综上所述, 呼吸道感染患者的气道IL-21以及p-STAT3表达水平增高, 容易介导细胞免疫的发生, 导致病变部位的炎性细胞成分明显增多, 使呼吸道感染患者的控制水平降低, 从而引发呼吸道感染的发生。

注:*与对照组相比, P<0.05

注:*与对照组相比, P<0.05

参考文献

[1]张曼, 周新, 唐亮, 等.不同剂量虫草活力素对大鼠支气管呼吸道感染模型慢性气道炎症的作用机制研究[J].中华呼吸道感染杂志 (电子版) , 2010, 4 (3) :151-155.

[2]雄英吴, 志伟曹.AMCase, eotaxin-3及IL-13在支气管呼吸道感染发病机制中的作用[J].临床与病理杂志, 2014, 33 (6) :533-538.

白细胞分类 第8篇

细胞呼吸 (有氧呼吸和无氧呼吸) 是细胞中ATP的主要来源, 对于细胞的正常生命活动来说不可或缺。从近几年高考试题看, 细胞呼吸的相关内容是高频考点之一, 主要考查有氧呼吸和无氧呼吸的过程、场所与特点, 关于呼吸作用的计算, 影响呼吸作用的因素的分析, 相关实验的分析与探究等。

一、过程理解型

【知识依托】

1. 有氧呼吸的过程

2. 有氧呼吸与无氧呼吸的比较

【典例剖析】

例1. (2012江苏卷) (多选) 下图表示细胞呼吸作用的过程, 其中1~3代表有关生理过程发生的场所, 甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是 ()

A.1和3都具有双层生物膜

B.1和2所含酶的种类不同

C.2和3都能产生大量ATP

D.甲、乙分别代表丙酮酸、[H]

【解析】选BD。由图判断图解代表有氧呼吸过程。分析有氧呼吸过程可知:在细胞质基质中完成有氧呼吸第一阶段, 将葡萄糖分解为丙酮酸、[H], 并产生少量ATP, 所以 (1) 为细胞质基质, 甲为丙酮酸;在线粒体基质中完成有氧呼吸第二阶段, 将丙酮酸和水分解为CO2、[H], 并产生少量ATP, 所以 (2) 为线粒体基质, 乙为[H];在线粒体内膜上完成有氧呼吸第三阶段, [H]与O2反应生成H2O, 同时产生大量ATP, 所以 (3) 为线粒体内膜。 (1) 代表细胞质基质, 无生物膜。细胞质基质和线粒体基质中所含酶的种类不同, 进行的化学反应也不同。线粒体基质中不能产生大量ATP。

【易错警示】

(1) 有氧呼吸过程中各元素的去向。

(2) 反应物中的葡萄糖、水、氧气分别在第一、第二、第三阶段被利用。

(3) 有氧呼吸的第二阶段和第三阶段都在线粒体中进行, 无氧呼吸全过程均在细胞质基质中进行。

(4) 无氧呼吸由丙酮酸转变成酒精或乳酸的过程必须在缺氧的条件下, 还要有[H]作还原剂。

【同类训练】

(2013上海奉贤4月调研卷) 下图为酵母菌细胞有氧呼吸的部分示意图, 下列有关叙述正确的是 ()

A. (1) 过程进行的场所在线粒体

B. (2) 过程的产物除了二氧化碳, 还有H2O

C. (1) 、 (2) 过程一定都有能量释放

D.与 (2) 相比, (1) 过程产生的[H]较多

【解析】选C。图中 (1) 过程为有氧呼吸第一阶段, (2) 为有氧呼吸第二阶段。葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生在细胞质基质中。有氧呼吸第二阶段产生CO2, 第三阶段产生水。有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都有能量释放。有氧呼吸第一阶段产生少量[H], 第二阶段产生大量[H]。

二、相关计算型

【知识依托】

【典例剖析】

例2. (2013山东卷) (节选) 大豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线如下图:

【解析】细胞呼吸时, 当二氧化碳的释放量比氧气的吸收量大时, 说明两种呼吸方式并存。假设氧气吸收量为1mol, 则二氧化碳总释放量为3mol。由于有氧呼吸时氧气吸收量=二氧化碳总释放量, 故可知有氧呼吸二氧化碳释放量为1mol, 无氧呼吸二氧化碳释放量为2mol。根据有氧呼吸、无氧呼吸的总反应式计算出两者消耗的葡萄糖的量。

设此阶段有氧呼吸、无氧呼吸消耗的葡萄糖量分别为xmol和ymol, 则有

答案:6∶1。

【方法归纳】

解答有关有氧呼吸和无氧呼吸 (酒精发酵) 的混合计算题, 关键是根据题意和有氧呼吸与无氧呼吸的反应式, 确认无氧呼吸和有氧呼吸释放的CO2量。

(1) 有氧呼吸时氧气的消耗量与二氧化碳的产生量 (摩尔数或体积) 之比为1∶1。

(2) 产生同样数量的ATP时, 无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖量之比为19∶1。

(3) 消耗等量的葡萄糖时, 无氧呼吸与有氧呼吸产生的二氧化碳量之比为1∶3。

(4) 产生等量的二氧化碳, 无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖量之比为3∶1。

(5) 消耗等量的葡萄糖时, 无氧呼吸与有氧呼吸产生的ATP量之比为1∶19。

(6) 产生等量的二氧化碳时, 无氧呼吸与有氧呼吸产生的ATP量之比为3∶19。

【同类训练】

(2013西安五校一模卷) 一瓶含有酵母菌的葡萄糖溶液, 当通入不同浓度的氧气时, 其产生的C2H5OH和CO2的量如下表所示。下列叙述错误的是 ()

A.氧浓度为a时, 只进行无氧呼吸

B.氧浓度为b时, 经有氧呼吸产生的CO2为0.6mol

C.氧浓度为c时, 消耗的葡萄糖中有50%用于酒精发酵

D.氧浓度为d时, 只进行有氧呼吸

【解析】选C。本题考查对细胞呼吸方式的判断和理解。酵母菌进行有氧呼吸时产生CO2和H2O, 进行无氧呼吸时产生CO2和酒精。A项正确, 氧浓度为a时产生了CO2和酒精, 且二者的量相等, 说明只进行了无氧呼吸。B项正确, 氧浓度为b时, 产生的CO2的量大于酒精, 说明既进行了无氧呼吸, 也进行了有氧呼吸。产生了酒精0.7mol, 则无氧呼吸产生CO2为0.7mol, 多余的CO2为有氧呼吸产生的。C项错误, 氧浓度为c时, 产生酒精0.6mol, 则无氧呼吸放出的CO2为0.6mol, 而二氧化碳释放总量为1.5mol, 因此有氧呼吸放出的CO2为0.9mol, 据简化式C6H12O62C2H5OH计算知0.3mol葡萄糖用于无氧呼吸;有氧呼吸反应简式C6H12O66CO2, 计算可知葡萄糖消耗量为0.15mol, 则酒精发酵所占比例为0.3/ (0.3+0.15) =67%。D项正确, 氧浓度为d时产生CO2而不产生酒精, 则表明只进行有氧呼吸。

三、曲线剖析型

【知识依托】

【典例剖析】

例3. (2013安徽卷) 下图为每10粒水稻种子在成熟过程中干物质和呼吸速率变化的示意图。下列分析不正确的是 ()

A.种子干物质快速积累时期, 呼吸作用旺盛

B.种子成熟后期自由水减少, 呼吸速率下降

C.种子成熟后期脱落酸含量较高, 呼吸速率下降

D.种子呼吸速率下降有利于干物质合成

【解析】选D。干物质积累最快的时期是曲线的斜率最大的时候, 此时呼吸速率处于最大值。呼吸速率与自由水含量有关, 种子成熟后期自由水含量低, 呼吸速率下降。脱落酸抑制生长, 呼吸速率下降。干物质的合成需要能量和中间代谢产物, 而这些来自于呼吸作用, 所以呼吸速率下降不利于干物质的合成。

【方法归纳】

无论曲线多么复杂, 其关键是数 (点) 和形 (线) 。数就是图像中的点;形就是曲线的变化趋势, 乃至将来动态。正确的解题思路是三看识标、明点、析线:

第一看坐标图中纵、横坐标的含义, 找出纵、横坐标的关系, 再结合教材, 联系相应的知识点。 (即识标)

第二看曲线中的特殊点 (起点、顶点、转折点、终点、交叉点、平衡点等) 所表示的生物学意义, 影响这些点的主要因素及限制因素等。 (即明点)

第三看曲线的走向、变化趋势 (上升、平缓、转折) , 揭示各段曲线的变化趋势及其含义。

【同类训练】

下图表示某植物非绿色器官在不同氧气浓度下氧气的吸收量和二氧化碳的释放量, 根据所提供的信息, 以下判断正确的是 ()

A.N点时, 该器官氧气的吸收量和二氧化碳的释放量相等, 说明其只进行需氧呼吸

B.M点是贮藏该器官的最适氧气浓度, 此时厌氧呼吸的强度最低

C.该器官呼吸作用过程中有非糖物质氧化分解

D.L点时, 该器官产生二氧化碳的场所是细胞中的线粒体基质

【解析】选C。当氧气浓度大于N点时, O2的吸收量大于CO2的释放量, 说明氧化呼吸过程中有非糖物质氧化分解。由于有氧呼吸中有非糖物质氧化分解, O2的吸收量大于CO2的释放量, 故N点时该器官氧气的吸收量和二氧化碳的释放量相等, 此时仍有部分无氧呼吸产生CO2。M点是细胞呼吸 (有氧呼吸和无氧呼吸) 强度最低点, 但不是无氧呼吸强度的最低点, 无氧呼吸强度的最低应为0。L点时, 氧气浓度为0, 只进行无氧呼吸, 产生CO2的场所是细胞质基质。

四、探究实验型

【知识依托】

探究酵母菌细胞呼吸的方式

1. 实验装置

A瓶加入的试剂是NaOH溶液, 其目的是使进入B瓶的空气先经过NaOH处理, 排除空气中CO2对实验结果的干扰。

C瓶和E瓶加入的试剂是澄清石灰水 (或溴麝香草酚蓝水溶液) , 其作用是检测CO2的产生。

D瓶应封口放置一段时间后, 再连通E瓶, 其原因是:D瓶应封口放置一段时间后, 酵母菌会将瓶中的氧气消耗完。再连通E瓶, 就可以确保通入澄清石灰水 (或溴麝香草酚蓝水溶液) 的CO2是酵母菌的无氧呼吸所产生的。

2. 结果检测

(1) 检测CO2的产生:使澄清石灰水变浑浊;或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。

(2) 检测酒精的产生:橙色的重铬酸钾溶液, 在酸性条件下与酒精发生反应, 变成灰绿色。

【典例剖析】

例4. (2013江苏卷) 将图中果酒发酵装置改装后用于探究酵母菌呼吸方式的实验, 下列相关操作错误的是 ()

A.探究有氧条件下酵母菌呼吸方式时打开阀a

B.经管口3取样检测酒精和CO2的产生情况

C.实验开始前对改装后整个装置进行气密性检查

D.改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通

【解析】选B。图中管口1为进气口, 故探究有氧条件下酵母菌呼吸方式时打开阀a。管口2为出气口, 可以与澄清石灰水相连, 以检测产生的CO2。管口3是取样口, 可以取样检测酒精。

【方法归纳】

与细胞呼吸相关的探究实验需关注:

(1) 常用NaOH溶液作CO2吸收剂, 以便检测呼吸过程中耗氧状况或排除空气中CO2对呼吸产物的干扰。

(2) 常用Ca (OH) 2溶液作CO2检测剂, 依据溶液是否浑浊或浑浊程度确认呼吸产物是否有CO2。

(3) 若用种子做实验, 遮光与否对实验不产生影响, 若用叶片或幼苗, 必须遮光处理, 以排除光合作用对实验结果的干扰。

(4) 控制无氧呼吸, 首先装置要密封, 其次溶液配制要用冷开水以除去水中O2。

【同类训练】

(2013湖北荆门调考卷) 某研究小组利用检测气压变化的密闭装置来探究微生物的呼吸, 实验设计如下:关闭活栓后, U形管右管液面高度变化反映瓶中气体体积变化。实验开始时将右管液面高度调至参考点, 实验中定时记录右管液面高度相对于参考点的变化 (忽略其他原因引起的容积变化) 。下列有关说法错误的是 ()

A.甲组右管液面变化, 表示的是微生物呼吸O2的消耗量

B.乙组右管液面变化, 表示的是微生物呼吸CO2的释放量和O2消耗量之间的差值

C.甲组右管液面升高, 乙组不变, 说明微生物只进行有氧呼吸

D.甲组右管液面不变, 乙组下降, 说明微生物进行乳酸发酵

【解析】选D。本题考查呼吸方式及实验分析, 难度中等。甲烧杯中的NaOH用来吸收CO2, 因此烧杯中气体的变化量是O2的消耗量。乙烧杯中为清水, 锥形瓶中气体的变化量为释放的CO2量和消耗的O2量的差值。乙组右液面不变, 说明消耗O2的量和产生CO2的量相等, 说明该微生物只进行有氧呼吸。

高效训练

1.下列关于呼吸作用过程中[H]的说法, 正确的是 ()

A.全部来自于葡萄糖

B.全部在线粒体中产生

C.可用于还原O2

D.可在叶绿体中起作用

2.简便而且准确判断贮存的小麦种子是否进行无氧呼吸的方法是检测 ()

A.有无酒精的生成

B.O2消耗量与H2O生成量的比值

C.有无有机物消耗

D.O2消耗量与CO2生成量的比值

3. 下列关于细胞呼吸的叙述正确的是 ()

A.无氧呼吸的终产物是丙酮酸

B.无氧呼吸不需要O2的参与, 但最终有[H]的积累

C.有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水

D.有氧呼吸产生的ATP不能用于光合作用的暗反应

4. 下列有关“探究酵母菌的呼吸方式”实验的叙述, 错误的是 ()

A.实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的O2

B.在探究有氧呼吸的实验过程中, 泵入的空气应去除CO2

C.实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等

D.可通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式

5. 向正在进行有氧呼吸的细胞悬液中分别加入a、b、c、d四种抑制剂, 下列说法中正确的是 ()

A.若a能抑制丙酮酸分解, 则酒精的含量增加

B.若b能抑制葡萄糖分解, 则丙酮酸含量增加

C.若c能抑制[H]生成水, 则O2的消耗量减少

D.若d能抑制ATP形成, 则ADP的含量减少

6. (原创) 在植物细胞中, 葡萄糖分解的过程如下图。

下列关于该过程的叙述, 正确的是 ()

A.只在线粒体中进行

B.后面ATP的能量来自前面ATP

C.只发生在细胞缺氧时

D.ATP的产生量大于ATP的消耗量

7. (改编) 下图为不同培养阶段酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线, 下列相关叙述错误的是 ()

A.曲线AB段酵母菌呼吸发生的场所是细胞质基质和线粒体

B.曲线BC段酵母菌呼吸的方式为有氧呼吸和无氧呼吸

C.乙醇含量过高是酵母菌种群数量从C点开始下降的主要原因之一

D.T1~T2段消耗葡萄糖量迅速增加的原因是酵母菌进行有氧呼吸

8. 将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中, 1小时后, 测定O2的吸收量和CO2释放量如下表所示。下列分析正确的是 ()

A.O2浓度越高, 苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛, 产生ATP越多

B.O2浓度为3%时, 有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的2倍

C.苹果果肉细胞在O2浓度为3%和7%时, 消耗的葡萄糖量相等

D.苹果果肉细胞在O2浓度为5%~25%时, 只进行有氧呼吸

9. 为研究酵母菌的发酵产物, 某研究小组设计了如下图甲所示的装置, 并将有关检测结果绘制成图乙。 (1) 号、 (2) 号试管中均加入3mL蒸馏水和一定量的检验试剂。据图分析下列说法正确的是 ()

A.检验发酵产物酒精需向 (1) 号试管中滴加含重铬酸钾的浓硫酸

B.设 (2) 号试管对照组是为了排除无关变量温度对实验的干扰

C.图乙曲线b表示 (1) 号试管内玻璃管口气泡释放速率变化

D.图乙曲线a表示酵母菌培养液中酵母菌数量变化规律

1 0. 下图表示氧浓度和温度对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响。下列叙述不正确的是 ()

A.与a点相比, b点时与有氧呼吸相关酶的活性较低

B.与b点相比, 限制c点有氧呼吸速率的因素有温度和氧浓度

C.氧浓度不变, a点时适当提高温度细胞有氧呼吸速率将会降低

D.氧浓度为0时, 细胞中合成ATP的场所只有细胞质基质

1 1. 在种子的萌发过程中, 发生着许多复杂的生理、生化等方面的变化。请根据所学的知识, 回答下列问题。

1 2. 某校生物兴趣小组在学习了课本实验“探究酵母菌细胞的呼吸方式”后, 想进一步探究酵母菌细胞在有氧和无氧的条件下产生等量CO2时, 哪种条件下消耗葡萄糖较少的问题。他们进行了如下实验:将无菌葡萄糖溶液与少许酵母菌混匀后密封 (瓶中无氧气) , 按下图装置实验。当测定甲、乙装置中CaCO3沉淀相等时, 撤去装置, 将甲、乙两锥形瓶溶液分别用滤菌膜过滤, 除去酵母菌, 得到滤液1和滤液2。请分析回答:

(3) 利用提供的U型管 (已知滤液中的葡萄糖不能通过U型管底部的半透膜, 其余物质能通过) 、滤液1、滤液2等, 继续完成探究实验:

实验步骤:

实验结果预测和结论:

参考答案

1.C 2.A 3.D 4.D 5.C 6.D 7.D8.D 9.C 10.C

(3) 大于

12. (1) 有无氧气温度、pH、培养液量、培养液浓度等

(2) 细胞质基质和线粒体

实验结果预测和结论:

(1) A侧液面上升, B侧液面下降

(2) A侧液面下降, B侧液面上升

(3) A、B两侧液面高度相同, 有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多

白细胞分类 第9篇

做本底正常, 做样本不分类。

测试原理:

血液标本在分血阀定量后, 通过相应试剂打入DIFF及BASO两个反应池, 在反应池中与相应试剂 (DIFF为LEOI+LEOII, BASO为LBA) 充分反应后, 先后通过DP4及样本注射器的动作通过流动室经激光检测, 通过每个细胞的前相角及侧向角信息区分分类。

故障分析:

观察特殊信息发现DIFF数据长度在900左右, BASO数据长度在0左右。观察发现试剂的接头等均无问题, 试剂能够正常加入, 血样能够正常加入反应池, 在计数过程中, 观察发现公共管路中有样本流动, 说明DP4的动作正常, 而且没有反应池下方排废液的阀漏造成样本流净的情况出现, 从散点图上来看, DIFF图异常, 观察发现光学系统没有明显异常 (流动室侧面观察没有亮点, 后光光斑也基本正常) , 认为问题还是出现在液路上。观察发现SV8到WC2的接头在计数时液体滴的速度很慢, 很久才一滴, 因此怀疑从PV9到SV8中间的液路有堵的地方。用注射器吸取探头液从PV9处推, 感觉阻力很大, 验证了想法, 因此从SV8处用探头液反向清洗液路, 直到感觉阻力正常 (该段液路本身应该有一定的阻力) , 之后用质控物做结果基本正常, 做样本也正常。

故障处理:

用注射器吸取探头液从SV8处反向清洗公共管路后正常。

归纳总结:

血细胞计数仪出现故障时, 不要急于更换配件, 一定要多观察、全面分析相关的方方面面, 看是否有什么地方不正常, 具体问题具体分析, 再反向的从这个地方推断产生的原因, 处理后再行验证。在本次处理中, 主要观察了以下几个与WBC相关的点: (1) 血样的加入; (2) 公共管路的液体通过情况; (3) 流动室; (4) WC2废液滴落的情况, 终于发现WC2处液体滴落的异常, 并反向推断出了可能的原因, 在验证后进行相关的处理。

参考文献

[1]魏浩文, HIS安全维护技术的原理与应用[J], 医学信息学杂志, 2010, 31 (3) :18

[2] 郭江博, 构建容灾系统防范网络安全问题研究[J], 中国信息界, 2011, 4:55-56

白细胞分类 第10篇

生物信息学是一门新兴起的交叉学科, 也常被称为基因组信息学。它是指利用先进的数据管理技术、数据分析模型、计算软件对各种生物信息数据进行提取、储存、处理和分析的一门学科[1]。目前还没有系统的数据处理方法, “如何从海量数据中获取有效信息成为生物信息学迫切需要解决的问题”[2]。

2001, 自生物信息学的一个探究性问题, 其意义在于从繁多的细胞基因表达值数据中提取有用的分类依据信息, 将未知类别的细胞分类, 以用于进一步的研究。

原问题给出了来自60个人细胞的各自114条基因的表达值。其中, 前20个细胞来自癌症患者, 对应于第019组基因的表达值;接着的第2039组基因的表达值对应于正常的细胞, 第4060组表达值为待分类细胞的基因表达值。

所给114条基因中, 第3841条基因表达值为完全相等的数据, 可能是数据统计出错, 这里将其删除。故有效检测基因应为111条。问题要求:

(1) 找出癌变与正常样本在基因表达水平上的区别;

(2) 运用所学方法, 去识别预测待检测样本是癌变还是正常样本;

(3) 尽量清楚地表现癌变与正常样本在基因表达水平上的区别;

为解决问题现作如下假设:

(1) 假设各个基因的表达是相互独立无影响的, 其表达值都真实可信;

(2) 记每个人的基因表达值为一个向量, 则表示60个基因表达值的向量来自于111维的向量空间。为计算简便, 设其为欧氏空间。

1描述基因在表达水平上的差异

1.1初步分析

在统计学中, 样本的均值表示了该样本数值的一般水平。这里我们针对每一条基因, 选取样本表达值的均值作为它的平均表达水平。对于正常组和癌变组分别找出各自的表达水平向量v1, v2:

利用Matlab软件画图比较 (如图1) , 可见癌变基因有62条的表达值比正常基因高, 49条比正常基因低, 两组均值在某些指标的表达水平上差别很大。这基本符合随机规律。

我们找出两类细胞在基因表达水平上与正常基因差额大于200的基因号, 共29条分别为:第4, 5, 6, 16, 31, 32, 38, 39, 44, 45, 52, 54, 55, 57, 60, 62, 74, 75, 82, 83, 85, 86, 90, 92, 94, 97, 99, 100, 106条基因。

推测:上述29条基因表达值的差异可能是导致基因癌变的主要原因。

1.2 数据分类

计算正常组和癌变组各项指标的样本观察值的标准差, 发现最大值为1 550.64, 最小为16.44, 标准差大于50的基因有94条 (见表1) 。这说明同类指标检测数据波动较大, 但它也从另一方面说明:对于基因表达值而言, 均值相差50以内是不会对结果造成太大影响, 属于表达稳定。标准差小于50的基因数只占基因总数的6%左右。而标准差大于100的基因数占基因总数的62%左右。这就为我们筛选数据提供了依据。

由上述分析, 我们选取基因表达值标准差大于100的基因71条。它们的序号为2, 3, 4, 5, 8, 9, 11, 12, 14, 15, 16, 21, 22, 26, 27, 28, 30, 31, 34, 35, 37, 38, 39, 40, 43, 44, 47, 49, 51, 52, 53, 54, 56, 59, 61, 63, 64, 65, 66, 70, 72, 73, 74, 75, 77, 78, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 91, 93, 94, 96, 98, 99, 101, 102, 103, 105, 106, 107, 109, 110, 111;

以下, 我们将对三组数据进行比较分析:

组I为111条原始基因的表达值全体;

组Ⅱ为表达值标准差大于100的71条基因的表达值;

组III为均表达水平标准差大于200的29条基因。

如此, 对于基因在表达水平上的差异, 可以从上述三个层次基因的平均表达水中体现。它体现在筛选出的基因的平均表达水平的差值。下文的讨论也证明了, 我们这样筛选数据对于数据分析来说是有意义的。

2 利用模式识别方法将待检细胞进行分类

2.1 利用均值作为标准模型的识别

我们用模糊模式识别的方法对未知类型的细胞进行分类。在这里, 我们的论域是n维向量空间 (n=111) ;由假设知它是欧氏空间, 则60个人的基因样本就是来自欧氏空间的60个向量。

2.1.1 确定标准模型

为了进行模糊模式识别, 我们选取癌变组与正常组每条基因表达值的均值构成论域中的标准模型。它们也是欧氏空间中的两个向量。

第Ⅰ组的标准模型就是在1.1中提到的v1和v2。

第Ⅱ组的标准模型为所选的71条基因的平均表达值向量。

第Ⅲ组的标准模型为所选的29条基因的平均表达值向量。

2.1.2 对标准模型的检验

利用所选的标准模型, 对癌变组和正常组进行模式识别, 以验证模型选取的合理性。分别采用最小/最大贴近度和海明贴近度[3], 计算各个待识别模糊向量与所给模型的贴近度;然后依据择近原则, 判断待识别向量的类型。

若设待识别模糊向量为:

Xi= (xi1, xi2, , xi111) , i∈Z+。

则最小/最大贴近度为:

$\begin{array}{l}\sigma (v,X{}_i)=\\ {\displaystyle \sum _{j=1}^n}\min (v{}_1(i),x{}_{ij})/{\displaystyle \sum _{j=1}^n}\max (v{}_1(i),x{}_{ij})‚i\in \mathit{{\rm Z}}{}_{+}。\end{array}$

修正的海明贴近度为:

$\sigma (v,X{}_i)=1-\frac{1}{n}{\displaystyle \sum _{j=1}^n}\frac{\left|v(j)-x{}_{ij}\right|}{\max (v(j),x{}_{ij})}‚i\in \mathit{{\rm Z}}{}_{+}$。

若σ (v1, Xi) >σ (v2, Xi) , i∈Z+, 则Xi识别为第1组 (癌变组) ;

若σ (v1, Xi) <σ (v2, Xi) , i∈Z+, 则Xi识别为第2组 (正常组) ;

若σ (v1, Xi) =σ (v2, Xi) , i∈Z+, 则Xi在此方法下无法识别, 有待进一步分类。

利用Matlab编制模糊模式识别的程序, 对给出的正常组和癌变组进行识别。

利用第Ⅰ组的标准模型对已知的癌变组和正常组识别。结果显示识别正确率为80%。

利用第Ⅱ组的标准模型识别结果 (见表2) , 识别正确率为90%。

利用第Ⅲ组的标准模型识别时, 识别正确率为83%。

由此可见, 利用第Ⅱ组的标准模型来识别时正确率相对较高, 可以依据第Ⅱ组标准模型对未分类的20个人的基因进行识别。

3.1.3 对未知类型细胞的分类

利用第Ⅱ组标准模型, 用同样计算程序对未知类型细胞分类。结果如表3。

可见, 属于正常组的细胞编号为:{40, 41, 56};

属于癌变组的细胞编号为:{42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 57, 58, 59}。

3 结论

模糊模式识别是利用待测向量与标准向量的贴近度来将待测向量分类。本文中, 我们根据两类基因平均表达水平的差异, 选取了三组标准模型来对待分类细胞的分类。贴近度计算公式选取的不同, 识别的结果可能会有差别。作为对照, 我们选取了两种贴近度计算公式, 并编写Matlab程序来完成模式识别。

利用三组标准模型识别的结果差别不显著。这说明:就基因表达水平的均值而言, 模式识别的方法是可行且相当准确的。

由于原问题数据量大, 本文计算和分类过程都借助于SAS系统[4]、excel电子表格和Matlab完成[5], 作者编制了大量计算和分类的源程序, 相信它们对于解决同类问题定会有一定帮助。

在基因的分类方法上, 借鉴2000年全国大学生数学建模竞赛A题的解决方法[6]。通过具体研究表明, 模糊模式识别以及Fisher判别法等对细胞分类结果都能取得较好的效果。但还有一些新的方法, 如几何分类的方法、隐马尔可夫模型[7] (H idden Markov Model, HMM) 等都有待于进一步研究。

参考文献

[1]贺林.解码生命——人类基因组计划和后基因组计划1.北京:科学出版社, 2000

[2]方艳.数据挖掘在生物信息学中的应用.微机发展, 2004;14 (4) :1—3

[3]蒋泽军.模糊数学教程.北京:国防工业出版社, 2004;89—91, 112—115

[4]高惠璇.实用统计方法与SAS系统.北京大学出版社, 2001:136—146, 194—222

[5]吴今培、孙德山.现代数据分析.北京:机械工业出版社, 2006

[6]孟大志.DNA序列中的结构与简化模型.数学的实践与认识, 2001;31 (1) :54—58