Motion Analysis of Living Cells (Techniques in Modern Biomedical Microscopy) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Wiley-Liss

作者:Soll; Wessels; Soll, David

出品人:

页数:312

译者:

出版时间:1997-11-24

价格:USD 295.50

装帧:Paperback

isbn号码:9780471159155

丛书系列:

图书标签:

细胞动力学
生物医学显微镜
细胞生物学
生物物理学
图像分析
显微技术
细胞运动
活细胞成像
生物力学
定量生物学

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具体描述

Most active cellular functions involve motion. From such subtle subcellular actions as the sorting and targeting of vesicles and organelles leading to the release of hormones to the complex rearrangements of a sphere of embryonic cells forming the body plan of a complete organism, motility of cells is exhibited along a wide range of observable behaviors. Despite this phenomenon, however, the views of modern biology historically have been based on static images and models constructed from biochemical evidence.

Motion Analysis of Living Cells is the first volume to compile the latest research by prominent specialists in molecular and cell biology, presenting newly developed techniques for studying cellular motions and critical analyses of the information these techniques can yield. Focusing on actin-based motility systems and drawing on the latest advances in the techniques of biochemistry, biophysics, microscopy, computer-assisted motion analysis, and molecular genetics, the works in this collection will prove invaluable to future research in embryogenesis, cancer, and diseases related to the cellular immune system.

Among the topics covered:

* Bacterial motility and chemotaxis

* New technologies for characterizing motility-related parameters

* Methods for analyzing the cortical tension of normal cells compared to abnormal cells

* Model for how a cell extends a pseudopod

* Computer-assisted analyses of cytoskeletal mutants of Dictyostelium discoideum

* Emerging methods for studying how cells respond to topographical cues at the substratum

* Polymerization of host actin to facilitate propulsion

* Genetic approaches to the regulatory mechanisms involved in early zebra fish morphogenesis and specification of cell fates

* Specific examples of single cell motility in embryogenesis

* Research oriented toward understanding cancer cell arrest, extravasation, and migration

A groundbreaking treatment of motion analysis of animal cells, Motion Analysis of Living Cells is a thorough review for professionals as well as a comprehensive introduction for students and researchers in the field. It is must reading for cell and developmental biologists, microbiologists, immunologists, neuroscientists, cancer researchers, zoologists, and basic researchers in reproductive medicine.

捕捉生命的律动：现代生物显微镜下的细胞动力学探索在微观世界的深处，生命以一种令人惊叹的复杂性和动态性展现着它的本质。细胞，作为所有生命体的基本单位，并非静止的容器，而是充满活力、不断变化、执行着无数精密过程的微型工厂。理解这些细胞内部和细胞间的运动、形变、相互作用，对于揭示生命活动的奥秘、诊断疾病、开发新型疗法至关重要。本书旨在为读者提供一套系统而深入的视角，探索如何利用现代生物显微镜技术，精确捕捉和分析活细胞的动态行为，揭示生命最本质的“运动”哲学。本书的核心在于“动力学分析”，它不仅仅是观察细胞的静态图像，更是要理解细胞是如何在时间的长河中展开其生命篇章的。从细胞的生长、分裂、迁移，到细胞器内的物质运输、信号分子的传递，再到细胞与其他细胞的交流、免疫细胞的攻击，这一切都离不开精确的运动学描述和动力学机制的阐释。我们将聚焦于如何通过先进的显微成像技术，记录下这些瞬息万变的生命过程，并运用一系列强大的图像处理和分析算法，从中提取出有价值的定量信息。技术前沿的巡礼：解锁细胞运动的密码本书将带您深入了解当前最前沿的活细胞成像技术，它们是实现细胞动力学分析的基石。我们将详细介绍：荧光显微镜技术：从基础的共聚焦显微镜，到能够穿透更深组织、减少光损伤的旋转盘共聚焦，再到具有超高分辨率、能够分辨亚细胞结构甚至分子相互作用的超分辨率显微镜（如STED、PALM/STORM、SIM），我们将深入探讨它们的成像原理、优势与局限，以及如何根据不同的研究需求选择最合适的荧光标记策略和成像参数。例如，如何利用特定的荧光蛋白标记肌动蛋白动力学，追踪细胞迁移中的骨架重塑；如何使用荧光寿命成像（FLIM）分析细胞内氧化还原状态的变化，揭示代谢动态。光片显微镜 (Light-Sheet Microscopy)：作为一种革命性的技术，光片显微镜以其快速的成像速度、极低的光毒性和对大样本（如胚胎、器官）的深度成像能力，为长期、大范围的细胞动力学研究打开了新的大门。我们将剖析其独特的照明方式，以及如何利用它来追踪整个胚胎发育过程中细胞的迁移和分化，或观察免疫细胞在组织中的动态行为。原子力显微镜 (AFM) 和表面等离子体共振显微镜 (SPRM)：当研究的重点是细胞与环境的物理相互作用，或细胞表面的分子事件时，AFM和SPRM将成为不可或缺的工具。AFM可以精确测量细胞表面的力学性质，例如细胞粘附时的力学响应，或者在细胞接触时产生的局部形变。SPRM则能高灵敏度地检测细胞表面受体的配体结合事件，从而解析细胞信号传导的早期阶段。先进的标记策略：要实现对特定细胞结构或分子过程的精确观察，高效的标记技术是关键。本书将详述各种荧光蛋白（如GFP、RFP及其衍生物）、点突变蛋白（如mCherry、mOrange）、以及生物正交化学标记方法（如点击化学）的应用，并讨论如何设计多重标记策略，同时追踪多个不同的细胞事件，例如同时观察细胞骨架的动态变化和线粒体的代谢活动。量化分析的艺术：从图像到洞见的转化获得高质量的动态图像只是第一步，真正的挑战在于如何从这些海量数据中提取有意义的定量信息。本书将深入探讨一系列强大的图像处理和分析技术，帮助您量化细胞的运动和行为：图像预处理与增强：针对不同的成像噪声和伪影，我们将介绍如背景扣除、滤波、去卷积等技术，以提高图像的信噪比和清晰度。细胞与细胞器追踪 (Cell and Organelle Tracking)：无论是细胞的整体移动，还是细胞器（如线粒体、内涵体）在细胞内的扩散和定向运输，都需要精确的追踪算法。我们将介绍基于斑点追踪 (particle tracking)、粒子图像测速 (PIV) 和流体动力学模拟等多种方法，以及如何利用机器学习算法提高追踪的准确性和鲁棒性。形态学与动力学参数提取：从追踪数据中，我们可以量化一系列关键参数，例如细胞的迁移速度、方向性、伪足形成频率、细胞器在细胞内的平均速度、扩散系数、以及细胞骨架的动力学参数（如微丝和微管的聚合/解聚速率）。这些参数将成为理解细胞行为的基础。细胞力学分析：利用AFM等技术获得的力学数据，以及通过追踪细胞形变得到的力学信息，我们将学习如何量化细胞的粘弹性、杨氏模量，以及它们如何响应外部刺激或参与细胞间相互作用。统计分析与建模：从大量的实验数据中得出可靠的结论，离不开扎实的统计学分析。我们将介绍如何进行数据可视化、统计检验，以及如何构建数学模型来描述和预测细胞的动力学行为。应用场景的广阔图景：洞察生命与疾病的奥秘通过活细胞动力学分析，我们可以解锁广泛的生物学问题，并在疾病研究和药物开发中发挥关键作用：发育生物学：追踪早期胚胎发育过程中细胞的迁移、分化和形态发生，揭示生命的起源和演化机制。神经科学：观察神经元轴突的生长、突触的可塑性以及神经递质的释放，理解大脑功能的基本原理。免疫学：实时监测免疫细胞（如T细胞、巨噬细胞）在组织中的行为，研究它们如何识别病原体、发起免疫应答以及细胞间的相互作用。癌症研究：分析癌细胞的侵袭性迁移、转移机制以及它们对药物的反应，为开发更有效的癌症治疗策略提供依据。药物发现与评估：通过量化细胞对候选药物的反应，例如药物对细胞增殖、迁移或信号传导的影响，加速新药的筛选和验证过程。再生医学：优化干细胞的培养和分化过程，通过监测其形态学和动力学特征，指导组织工程和细胞疗法的开发。本书不仅是技术手册，更是思想的引导。它鼓励读者跳出静态的束缚，拥抱生命动态的本质。通过掌握这些先进的显微镜技术和分析方法，您将能够更深刻地理解细胞如何思考、如何行动、如何塑造生命的宏伟画卷，为生命科学研究开辟新的疆界。