MindMap Gallery Chapter 3 Research Directions in Cell Biology
This is a mind map about the research direction of Chapter 3 Cell Biology, including microscopy technology, cell isolation and culture, separation and purification technology of cell components, etc.
Edited at 2023-12-06 13:52:10Mappa mentale per l’analisi del controllo della gestione del portata di progetto. Tre sezioni principali: 1. WBS Scope Breakdown – scomposizione gerarchica del lavoro con dettaglio dello Scopo del progetto. 2. Scope Boundary / Exclusions – definizione chiara dei confini del progetto e di ciò che è escluso per evitare scope creep. Strumento ideale per project manager e team di controllo per mantenere allineamento e ridurre rischi.
Questo template, ideato con EdrawMind, è un modello completo per il miglioramento continuo del sistema di gestione della qualità, con una descrizione di circa 500 parole. È strutturato come un diagramma a lisca di pesce, strumento efficace per analizzare le cause principali dei problemi di qualità e definire le leve di controllo necessarie per risolverli. Il processo è organizzato in quattro fasi chiave: la prima è lo standard e la pianificazione, dove si definiscono gli obiettivi di qualità, i criteri di accettazione, i requisiti di prova e le porte di qualità (Quality Gate). La seconda fase analizza i processi e le porte di controllo, per garantire che ogni passaggio del lavoro segua i standard stabiliti. La terza fase riguarda l’esecuzione QA/QC, con la definizione di metodi di prova e ispezione, nonché regole per la gestione dei difetti e delle non conformità. L’ultima fase è il miglioramento e le azioni correttive e preventive (CAPA), insieme a una catena di audit per monitorare l’efficacia delle misure adottate. In basso, una tabella "Quality Gate" permette di tracciare ogni punto di controllo, con criteri specifici, metodi di prova, proprietario e stato di avanzamento. Grazie alla visualizzazione chiara e intuitiva di EdrawMind, questo strumento aiuta il team a identificare le cause root dei problemi di qualità, implementare azioni efficaci e mantenere un ciclo di miglioramento continuo, garantendo la qualità finale del prodotto o servizio.
Questo template, creato con EdrawMind, è un modello di piano di comunicazione ottimizzato, con una descrizione di circa 500 parole. È uno strumento chiave per evitare incomprensioni tra stakeholder, garantire la trasparenza e mantenere il team allineato agli obiettivi del progetto. Il modello è composto da tre elementi fondamentali e interconnessi: la matrice di comunicazione, la cadenza timeline e le regole di comunicazione/SLA. La matrice di comunicazione è una tabella dettagliata dove per ogni pubblico o stakeholder, si definisce il tipo di informazioni da condividere, lo scopo della comunicazione, il canale da utilizzare (email, riunioni, piattaforme di progetto), la frequenza, il proprietario responsabile, il formato e il percorso di escalazione in caso di problemi. La cadenza timeline è una linea temporale che definisce le scadenze delle comunicazioni chiave, garantendo che le informazioni siano condivise in momento opportuno e non si verifichino ritardi o omissioni. Le regole di comunicazione e gli accordi sul livello di servizio (SLA) definiscono le norme formali della comunicazione, come i tempi di risposta, il tono da adottare e le responsabilità di ciascun membro del team. Grazie alla struttura visuale di EdrawMind, questo template permette di pianificare la comunicazione in modo strategico, trasparente e efficiente, riducendo i rischi di cattiva informazione, migliorando la collaborazione e garantendo che tutti gli stakeholder siano informati e coinvolti nel progetto.
Mappa mentale per l’analisi del controllo della gestione del portata di progetto. Tre sezioni principali: 1. WBS Scope Breakdown – scomposizione gerarchica del lavoro con dettaglio dello Scopo del progetto. 2. Scope Boundary / Exclusions – definizione chiara dei confini del progetto e di ciò che è escluso per evitare scope creep. Strumento ideale per project manager e team di controllo per mantenere allineamento e ridurre rischi.
Questo template, ideato con EdrawMind, è un modello completo per il miglioramento continuo del sistema di gestione della qualità, con una descrizione di circa 500 parole. È strutturato come un diagramma a lisca di pesce, strumento efficace per analizzare le cause principali dei problemi di qualità e definire le leve di controllo necessarie per risolverli. Il processo è organizzato in quattro fasi chiave: la prima è lo standard e la pianificazione, dove si definiscono gli obiettivi di qualità, i criteri di accettazione, i requisiti di prova e le porte di qualità (Quality Gate). La seconda fase analizza i processi e le porte di controllo, per garantire che ogni passaggio del lavoro segua i standard stabiliti. La terza fase riguarda l’esecuzione QA/QC, con la definizione di metodi di prova e ispezione, nonché regole per la gestione dei difetti e delle non conformità. L’ultima fase è il miglioramento e le azioni correttive e preventive (CAPA), insieme a una catena di audit per monitorare l’efficacia delle misure adottate. In basso, una tabella "Quality Gate" permette di tracciare ogni punto di controllo, con criteri specifici, metodi di prova, proprietario e stato di avanzamento. Grazie alla visualizzazione chiara e intuitiva di EdrawMind, questo strumento aiuta il team a identificare le cause root dei problemi di qualità, implementare azioni efficaci e mantenere un ciclo di miglioramento continuo, garantendo la qualità finale del prodotto o servizio.
Questo template, creato con EdrawMind, è un modello di piano di comunicazione ottimizzato, con una descrizione di circa 500 parole. È uno strumento chiave per evitare incomprensioni tra stakeholder, garantire la trasparenza e mantenere il team allineato agli obiettivi del progetto. Il modello è composto da tre elementi fondamentali e interconnessi: la matrice di comunicazione, la cadenza timeline e le regole di comunicazione/SLA. La matrice di comunicazione è una tabella dettagliata dove per ogni pubblico o stakeholder, si definisce il tipo di informazioni da condividere, lo scopo della comunicazione, il canale da utilizzare (email, riunioni, piattaforme di progetto), la frequenza, il proprietario responsabile, il formato e il percorso di escalazione in caso di problemi. La cadenza timeline è una linea temporale che definisce le scadenze delle comunicazioni chiave, garantendo che le informazioni siano condivise in momento opportuno e non si verifichino ritardi o omissioni. Le regole di comunicazione e gli accordi sul livello di servizio (SLA) definiscono le norme formali della comunicazione, come i tempi di risposta, il tono da adottare e le responsabilità di ciascun membro del team. Grazie alla struttura visuale di EdrawMind, questo template permette di pianificare la comunicazione in modo strategico, trasparente e efficiente, riducendo i rischi di cattiva informazione, migliorando la collaborazione e garantendo che tutti gli stakeholder siano informati e coinvolti nel progetto.
Chapter 3 Research Directions in Cell Biology
Section 1 Microscopy Technology
A brief history of the development of microscopes
1590, Janssen, Netherlands, the first primitive microscope 1610, Galileo, Italy, compound microscope with objective lens, eyepieces and tube 1611, Kepler, basic principles of microscopy In 1625, Fabre proposed the term microscope In 1665, the British Robert. Hooke built a microscope capable of magnifying 140 times In 1674, Anthony of the Netherlands. Fan. Leeuwenhoek, microscope with 270x magnification 1684, Dutch Huygens, double lens eyepiece - Huygens eyepiece In the mid-19th century, Ernst. Abbe proposed a perfect theory of microscopy 1902, Ives, modern binoculars In the 1930s, the first electron microscope was born
Optical microscopy
Resolution: the minimum distance that can distinguish two similar points (the higher the resolution, the stronger the imaging capability of the microscope) Main indicators to measure the imaging capabilities of microscopes Calculation formula: α: half angle of the opening angle of the specimen to the objective lens, λ: wavelength of the illumination source n: The refractive index of the medium between the condenser and the objective lens (air is about 1, the lens oil of the oil immersion lens is 1.3~1.5, the cedar oil is 1.5)
Microscopic structure (microscopic structure) The resolution of ordinary optical microscopes is about 0.2μm, cell nuclei, chromosomes, chloroplasts Cell structures beyond the resolution level of optical microscopes are collectively called ultrastructure and submicroscopic structures.
Magnification: Maximum magnification = human eye resolution / light microscope resolution = ~100μ m / ~0.2μ m ~500 times Magnifications exceeding the above will not increase the resolution and are considered infinite magnifications.
specimen preparation techniques
Non-slicing method: making thin slices without using a slicer or slicing step Smear method, spreading method, tableting method, isolation method, tearing method, grinding method
Slicing: A method of cutting thin slices by hand or with a slicer Freehand sectioning method, paraffin sectioning method, collodion sectioning method, frozen sectioning method
Sample making process
Draw materials
fixation
dehydration
embed
slicing
staining
observe
Microscope introduction
Phase contrast microscope: Principle: Using the diffraction and interference effects of light, the optical path difference (phase difference) of the light waves passing through different areas of the specimen is It becomes an amplitude difference (difference between light and dark), which makes the various structures in living cells present a clearly visible light and dark contrast; special structures: annular aperture, phase plate; Purpose: Observe colorless, transparent, living cell structures
Dark field microscope: Principle: scattered light imaging; Features: High resolution; Disadvantages: Only the outline of the object can be observed, and the internal cell structure cannot be distinguished.
Fluorescence microscope—a color image with strong contrast; principle: irradiating an object with ultraviolet light to cause the fluorescent material it carries to emit fluorescence; Purpose: Qualitative, quantitative and localized research on fluorescently labeled substances in tissue cells, observation of slices, or real-time observation of molecules in living cells; Features: The light source does not directly illuminate, but excites energy, requiring two special filters
Confocal laser scanning microscope—high-definition color three-dimensional images, reaching the theoretical value of light microscope resolution; purpose: non-damaging optical sectioning of cells or tissue planes—cell CT
Super-resolution optical microscope super-resolution microscope—nanoscale; super-resolution microscopy technology; advantages: non-contact, no damage, observable internal structure; use: living cells or tissues, imaging of deep internal three-dimensional structures
Inverted microscope—in vivo observation
Polarizing microscope, in medicine, is used to identify bones, teeth, cholesterol, nerve fibers, tumor cells, striated muscles, hair, etc.; protein fibers, spindles, collagen, chromosomes, etc. in cells also have birefringence.
Differential interference contrast microscopy can display three-dimensional images of structures
electron microscope
Transmission electron microscope (TEM)—observe ultramicrostructure with the help of metal shadowing Freeze fracture freeze - fracture and freeze etching freeze - etching technology can obtain three-dimensional images
Scanning electron microscope (SEM)—suitable for observing the three-dimensional structure of tissue cell surfaces or cross-sections
Cryo-electron microscopy (cryo-EM) is a microscopic technique that uses a transmission electron microscope to observe samples at low temperatures.
Section 2 Isolation and culture of cells
cell separation
In solid tissue: mechanical dispersion, enzymatic hydrolysis, laser capture microdissection technology
In liquid environment: centrifugation, flow cytometry, cell electrophoresis, immunomagnetic bead method
cell culture
definition
A method of separating cells from the body under sterile conditions, simulating the physiological environment in the body, and culturing them outside the body so that they can continue to survive, grow and proliferate.
Classification
Primary culture is the first culture of tissues or cells obtained directly from the body.
Passage culture (secondary culture): After the primary cells have proliferated and reached a certain density, the cells are dispersed Expansion of culture from one culture to another or several containers in a certain proportion
condition
Culture medium, active substances or growth factors, water: triple distilled water, temperature: 36℃-37℃ Gas: 90%-95%O2, 5%-10%CO2, PH: 7.2-7.4, cell osmotic pressure: 260-320 mmol/L
Features
Adherent growth
contact inhibition
cell lines
Cells derived from malignant tumor tissue can be reproduced and passaged indefinitely in vitro, such as: HeLa cell line
cell lines
Use cell cloning to further improve the uniformity of cell lines, that is, isolate single cells and proliferate them to form a cell population.
cell fusion
Also known as cell hybridization, it refers to the process in which two or more cells synthesize one cell.
Section 3 Separation and Purification Technology of Cell Components
cell separation
Separation steps: ① To separate cells from tissues, mechanical separation or digestion can be used; ② To separate and purify a single type of cells, density gradient centrifugation or flow cytometry is generally used; ③ Break the cells and prepare cell homogenate. You can use homogenization method or ultrasonic disruption method; ④ Use different methods to separate and purify specific cell components or organelles according to the purpose of the experiment.
cell lysis
1. Homogenization method: large sample processing capacity, high efficiency, fast speed, and less damage to biological macromolecules 2. Chemical lysis method: Use chemical reagents such as surfactants (SDS, TritonX-100, etc.), chelating agents (EDTA, etc.), fat-soluble solvents (acetone, chloroform, toluene) to lyse the cell membrane. 3. Repeated freezing and thawing method: It is more effective to release intracellular products that exist around the cytoplasm and close to the cell membrane. 4. Ultrasonic crushing method
Fractionation of organelles and cellular components
Differential centrifugation: continuously increase the centrifugation speed and time Density gradient centrifugation: Use media (cesium chloride, sucrose, polysucrose solution) to form a continuous or discontinuous density gradient in the centrifuge tube
Protein isolation and identification
Use chromatography to purify proteins; use electrophoresis to analyze and identify proteins
Isolation, purification and identification of nucleic acids
Differential centrifugal precipitation is the main method for nucleic acid separation and purification; gel electrophoresis is the main method for nucleic acid identification.
Section 4 Cytochemistry and Intracellular Molecular Tracer Technology
Significance: The combination of morphology and function is a prominent feature of cell biology research. Molecular tracing technology that shows the intracellular distribution of macromolecules, small molecules and even inorganic ions is particularly important for the study of cell biology.
Section 5 Cell Functional Genomics Research Technology
Quantitative analysis of gene expression
Main process
① RNA extraction and electrophoresis separation; ② Blotting; ③ Hybridization; ④ Autoradiography analysis
in situ hybridization
Fluorescent real-time quantitative PCR technology is a conventional method for detecting changes in gene expression
The proliferation ability of normal cells cultured in vitro is not unlimited, but There are certain limits. Hayflick limits. Cells from normal tissues of humans and animals are generally passaged no more than 50 times in vitro. Fetal fibroblasts can be passed down for 50 generations, while adult lung tissue fibroblasts can only be passed down for 20 generations. When cells cultured in vitro undergo transformation (cancer) and form a cell line, they can be passaged indefinitely in vitro
The most commonly used staining techniques for paraffin sections Is hematoxylin-eosin staining technique (HE staining) The nucleus is blue and the cytoplasm is red