生物组织自体荧光光谱诊断的模拟实验研究

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光谱成像技术在医学中的应用

光谱成像技术在医学中的应用

光谱成像技术在医学中的应用引言:随着科学技术的不断进步,光谱成像技术作为一种新型的无创检测手段被广泛应用于医学领域。

它通过对物质吸收、散射和发射特性的研究,能够提供大量有关生物组织结构和功能信息的非侵入性数据。

本文将探讨光谱成像技术在医学中的应用,包括生物组织表面成像、肿瘤诊断以及药物传递监测等方面。

一、生物组织表面成像光谱成像技术可以通过采集光谱数据对生物组织进行表面成像。

这项技术利用了不同频率和波长的光对生物组织进行照射,并测量其反射和散射特性。

通过这种方式,医生可以获得有关皮肤、黏膜等表面结构的详细信息。

在皮肤科领域,光谱成像技术可以帮助医生准确定位皮肤病变。

通过照射不同波长的光线,并检测其反射特性,医生可以获得有关皮肤病变的光谱信息。

根据这些信息,他们可以判断出病变的类型和程度,从而选择合适的治疗方案。

此外,在牙科领域,光谱成像技术也被应用于检测牙齿表面病变。

通过对牙齿进行光谱成像,医生可以获得有关牙齿表面组织结构和化学成分的信息。

这有助于早期诊断龋齿,并指导口腔保健。

二、肿瘤诊断光谱成像技术在肿瘤诊断中发挥了重要作用。

通过对肿瘤组织特性的研究,医生可以使用不同波长的光线来检测和定位肿瘤。

一种常见的应用是利用荧光探针进行肿瘤显像。

荧光探针能够靶向到特定的癌细胞,并在受激后发出特定波长的荧光信号。

通过对这些信号进行捕捉和分析,医生可以确定肿瘤部位、尺寸以及边缘范围,为手术提供精确指导。

另一种应用是通过光散射和吸收特性来诊断肿瘤。

肿瘤组织与正常组织在光学特性上存在差异,因此可以利用这些特性进行鉴别。

光谱成像技术可以测量组织中的散射系数、吸收系数等参数,并通过对比分析来判断组织是否为肿瘤。

三、药物传递监测在医学中,药物传递监测是至关重要的。

通过光谱成像技术,我们能够实时监测药物在人体内的分布和代谢情况,从而改善治疗效果。

一种常见的应用是基于近红外光谱成像的脑部药物监测。

近红外光能够穿透人体组织,在不损伤健康组织的前提下进行检测。

高中生物学必修及选择性必修教材探究实验统计及分析

高中生物学必修及选择性必修教材探究实验统计及分析

高中生物学必修及选择性必修教材探究实验统计及分析教学创新是一项践行最新教育理念,挖掘教材资源宝库,优化学生素养发展的系统工程。

2017版课程标准明确指出,高中生物学学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究及社会责任四个方面。

其中“科学探究”是指能够发现现实世界中的生物学问题,针对特定生物学现象,进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力。

立足这一核心概念,我们把今后新课程必修教材的“探究实验”教学归为五类:即教材的“问题探讨”类实验、“探究·实践”类实验、“科学史”类实验、“思考·讨论(技能训练)”类实验及“课后训练”类实验,并以高一、高二备课组成员为骨干,针对探究实验必修教材中的内容设置及其特点进行统计研究,以期深入理解课程理念、优化完善教学策略,培养学生科学探究能力,提升学科教育教学质量。

一、内容统计高中生物学新课程必修教材共五册,包括高一年级开设的必修1、2及高二年级开设的选择性必修1、2、3。

按照课标要求,学生在完成每册课本36学时的学习任务以后,可以获得2学分。

其中,必修1、2是普通高中所有学生都要使用的教材,包括“分子与细胞”和“遗传与进化”两个模块,学生完成高一年度72学时相应学习任务以后,可获得4学分并有资格参加生物学科学业水平合格性考试;选择性必修1、2、3是选考生物学科的考生使用的教材,包括“稳态与调节”“生物与环境”及“生物技术与工程”三个模块,学生在完成108学时的相应学习任务后,可获得6学分并参加高考选科考试。

以下表-1至表-5就是针对必修教材探究实验设置情况的详细统计:表-1必修1“分子与细胞”模块探究实验设置情况统计表-2必修2“遗传与进化”模块探究实验设置情况统计表-3选择性必修1“稳态与调节”模块探究实验设置情况统计表-4选择性必修2“生物与环境”模块探究实验设置情况统计表-5选择性必修3“生物技术与工程”模块探究实验设置情况统计二、数据处理及分析(一)数据处理考虑到必修和选择性必修课程的不同地位,立足以上5份表格的内容统计,我们分别对必修1、2和选择性必修1、2、3教材中的五类探究实验数目及其比例做了数据处理,并结合各册教材探究实验数与学时数做了关联度比较。

光谱技术的应用

光谱技术的应用

光谱技术是一门研究物质与光相互作用的学科,通过分析物质的吸收和发射光谱,可以揭示物质的性质、结构和浓度等信息。

光谱技术在各个领域都有广泛的应用,包括化学、物理、生物学、医学、环境科学等。

以下将详细介绍光谱技术的应用。

1. 化学分析光谱技术在化学分析中有着重要的应用。

通过分析物质的吸收光谱,可以确定物质的成分和浓度。

例如,在红外光谱分析中,可以通过测量物质对红外光的吸收来确定物质的分子结构和化学键。

在原子光谱分析中,可以通过观察原子发射的光谱线来确定物质的元素组成。

光谱技术已经被广泛应用于石油化工、环境监测、食品安全等领域。

2. 物理研究光谱技术在物理学研究中也有重要的应用。

例如,在光谱学中,通过观察原子和分子的发射光谱,可以研究原子和分子的能级结构、电子跃迁等物理过程。

在激光光谱技术中,可以利用激光的光谱特性进行高精度的测量和检测,例如激光雷达、激光干涉仪等。

光谱技术已经被广泛应用于光学、原子分子物理、量子物理等领域。

3. 生物学研究光谱技术在生物学研究中也有广泛的应用。

通过分析生物体发射的光谱,可以研究生物体的生理和生化过程。

例如,在荧光光谱分析中,可以利用荧光探针标记生物分子,通过测量荧光发射光谱来确定生物分子的位置和浓度。

在拉曼光谱分析中,可以通过测量生物分子的拉曼散射光谱来确定生物分子的结构和动力学。

光谱技术已经被广泛应用于生物化学、分子生物学、细胞生物学等领域。

4. 医学诊断光谱技术在医学诊断中也有重要的应用。

通过分析人体组织的光谱,可以检测和诊断疾病。

例如,在红外光谱分析中,可以通过测量人体组织对红外光的吸收来检测病变和疾病。

在荧光光谱分析中,可以利用荧光探针标记生物分子,通过测量荧光发射光谱来诊断疾病。

光谱技术已经被广泛应用于医学成像、疾病检测、疗效评估等领域。

5. 环境监测光谱技术在环境监测中也有广泛的应用。

通过分析环境样品的光谱,可以检测和监测环境污染。

例如,在紫外光谱分析中,可以通过测量大气中污染物的紫外吸收光谱来监测大气污染。

食用香醋溶液的荧光光谱特性研究 .正文1

食用香醋溶液的荧光光谱特性研究 .正文1

食用香醋溶液的荧光光谱特性研究摘要:分别从实验和理论上研究了紫外光激励下不同浓度食用香醋溶液所产生的荧光发射光谱、偏振荧光光谱和同步荧光光谱,并分析了其谱线特性和发光机理。

结果表明,在不同紫外光激励下,食用香醋溶液在425-500 nm范围出现明显的荧光峰,荧光峰位在475 nm附近,其最佳激励波长为380 nm,浓度为4%的香醋溶液其光谱特性最为显著,当香醋溶液浓度增至4%后会发生荧光猝灭,强度线性衰减。

利用荧光偏振技术得知食用香醋溶液对波长为380 nm的偏振紫外光有强烈的吸收,并发射峰位位于470 nm的偏振荧光。

在偏振光激励下,荧光体也将发射出相应的偏振荧光。

通过对同步荧光光谱的研究,得知同步荧光光谱同时扫描激发和发射光谱,不同浓度下的香醋溶液的同步光谱变化较大,低浓度时,较小分子量的发光物质占发光的主要成分,浓度高时,大分子的化合物占主要的发光地位,故出现随浓度增加光谱结构向较大波长处转移的特征。

本文的研究可为食醋的品质鉴定和食醋分类提供一定的参考。

关键词:食用香醋荧光光谱偏振光谱同步光谱紫外光激励Study on fluorescence spectral characteristics of EdibleAromatic vinegarAbstract:From the theory and experiment on excited by UV light with different concentrations of edible vinegar solution to produce the fluorescence emission spectra, fluorescence polarization and synchronous fluorescence spectroscopy, and analyzes its characteristics and mechanism of luminescence spectrum. The results showed that, under different excited by UV light, edible vinegar solution in the 425-500nm range appear obvious peak fluorescence, fluorescence peak near 475 nm, the optimal excitation wavelength was 380 nm, the concentration of 4% of the vinegar solution to their spectral properties are the most significant, when vinegar solution concentration increased to 4% will occur after the fluorescence quenching, strength linear attenuation.The fluorescence polarization technology that edible vinegar solution on wavelength of 380nm polarized UV light has strong absorption, and emission peak at470 nm fluorescence polarization. In the light of incentives, phosphor will emit the fluorescence polarization. Through the study on synchronous fluorescence spectra, that the synchronous fluorescence spectroscopy and scanning the excitation and emission spectra, under different concentrations of vinegar solution by synchronous spectral change is bigger, low concentration, small molecular weight substances for luminous component, at high concentration, large molecular compounds account for the major lighting position, it appears with the concentration increased spectral structure to larger wavelength shift characteristic. The research of this paper can provide good quality identification and classification of vinegar to provide a certain reference.Keywords: Edible Aromatic vinegar Fluorescence spectroscopy Polarization spectroscopy Synchronous spectrometry UV incentive目录1、引言 (1)1.1、研究现状及意义 (1)1.1.1、醋的特点及其作用 (1)1.1.2、醋的研究方法及研究意义 (1)2、荧光光谱理论 (4)2.1、荧光产生的基本原理 (4)2.1.1、分子荧光产生的机理 (4)2.1.2、光与生物体的相互作用 (5)2.2、荧光光谱分析及其应用现状 (6)2.2.1、常规的荧光分析法 (6)2.2.2、荧光分析法的应用 (8)2.3、荧光光谱的主要参数 (8)2.3.1、激发光谱与发射光谱 (8)2.3.2、荧光量子效率 (9)2.3.3、荧光强度 (9)2.3.4、斯托克斯位移 (10)2.3.5、分子荧光偏振 (10)2.4、荧光光谱的影响因素 (11)2.4.1、溶剂性质影响 (11)2.4.2、温度影响 (11)2.4.3、介质酸碱性的影响 (11)2.4.4、重原子效应 (12)3、食用香醋溶液的激发光谱和荧光光谱 (13)3.1、实验器材与方法 (13)3.2、实验结果 (13)3.3、分析与讨论 (17)4、食用香醋溶液的偏振荧光光谱 (18)4.1、实验器材与方法 (18)4.2、实验结果 (18)4.3、分析与讨论 (24)5、食用香醋溶液的同步荧光光谱 (26)5.1、实验器材与方法 (26)5.2、实验结果 (26)5.3、分析与讨论 (27)6、实验总结与展望 (28)致谢 (29)参考文献 (30)1引言1.1 研究现状及意义1.1.1 醋的特点及其作用醋是一种发酵的酸味液态调味品,在我国已有2000多年的食用历史。

生物医学光学成像技术的发展及其应用研究

生物医学光学成像技术的发展及其应用研究

生物医学光学成像技术的发展及其应用研究生物医学光学成像技术 (Biomedical Optical Imaging technology) 是一种目前正在快速发展的新兴技术,其基本原理是用激光等光源对生物组织进行扫描和成像,通过对光谱分析、反射率、散射等技术参数的处理及分析,可以获得生物组织的形态、结构、代谢、生理功能等信息,为生物组织的病理、疾病诊断及治疗提供了新的手段。

生物医学光学成像技术可以应用于许多领域,如癌症早期诊断、心血管疾病和神经疾病等。

本文将从技术发展和应用研究两个方面,对生物医学光学成像技术进行分析和讨论。

技术发展生物医学光学成像技术的发展可以追溯到上个世纪末,当时,物理学家发现光线经过生物组织时会发生散射,而非像光学元件那样的反射,因此该领域也被称为非反射性光学成像技术。

在20世纪90年代,随着探测器和计算机技术的不断进步,生物医学光学成像技术得到了显著发展,如红外光学成像技术和荧光成像技术等。

近年来,低成本的光源和成像设备的发展,绘制出了更加清晰的生物组织图像,并且减少了辐射对身体的影响,开发出了近场光学显微镜和多光子荧光成像等新型技术。

这些技术使得研究人员能够更加准确地理解和研究生物组织的普遍建设和功能。

应用研究癌症诊断生物医学光学成像技术可以用于癌症的早期诊断。

与传统的组织样本检测不同的是,生物医学光学成像技术可以非侵入性地检测癌细胞的形态、结构和代谢,并在病变组织中检测出特异性生物标记物。

比如荧光成像和拉曼光谱成像技术,可以提供在层级组织和细胞水平下的目标成像,早期发现肿瘤细胞,并且可以用于肿瘤治疗后检测疗效等。

一些研究人员正在研究用生物医学光学成像技术提供的信息开发新型药物,从而为癌症以及其他疾病的诊断和治疗带来更多有利的改进。

心血管疾病近年来,人们对心血管疾病的非侵入性检测越来越关注。

通过使用生物医学光学成像技术,可以检测血流速度、血液流动和血流阻力等参数,并在体内实时追踪心脏的运动情况。

直肠癌和结肠癌血清自体荧光-拉曼光谱诊断

直肠癌和结肠癌血清自体荧光-拉曼光谱诊断

摘 要 : 氩 离子激 光 器产 生的 波长 为 54 5 m 的光 激发 下 , 定 了直肠 癌 、 在 1.n 测 结肠癌 及
健康人血清样品的自体荧光光谱. 根据这些光谱数据, 得到了描述光谱特征的三个参数
p, , 入值 , 出了一种 诊 断直 肠癌 、 肠癌 的光 谱 方 法. △ 提 结 通过 和病 理检 验 结果 比较 ,
me h d o p c rl d a n ss fr d s rmi ai g r cum c n e s a d c l n c n e s fo t o f s e ta ig o i o ic i n tn e t a c r n oo a c r r m t e h h a ty i s t p. Co p r d wi t e pah lgc l e u t , t e o sse t e re o hi e l s e u h m a e t h t oo i a r s ls h c n it n d g e s f t s h
1z d y e .Thre pa a tr , ,△A a e u e o d c ie t e c a a trsi fe c p c r e r me e s r s d t e rb h h r c e it o a h s e t c um. Ba e n t e e s e ta a a,t e v l e ft r e aa tr , ,△A r ie s d o h s p c r ld t h au s o h e p r mee s a e gv n,a d n a
meh d a e 8 、 % a d 8 . to r 7 1 n 2 5% frc l n c n e sa d r cu c n e s。r s e tv . o oo a c r n e t m a c r e p cie

lsd平面激光诱导荧光-米氏散射法

lsd平面激光诱导荧光-米氏散射法

LSD平面激光诱导荧光-米氏散射法是一种用于表面形貌测量的高精度技术。

该技术结合了激光诱导荧光(LIF)和米氏散射原理,能够实现对物体表面微小高度变化的检测,广泛应用于光学加工、半导体制造、生物医学和材料科学等领域。

下面将从基本原理、实验方法和应用领域等方面对LSD平面激光诱导荧光-米氏散射法进行介绍。

一、基本原理LSD平面激光诱导荧光-米氏散射法利用激光在物体表面的激发光谱和米氏散射光谱之间的微小差异,通过光谱分析来获取表面高度变化的信息。

当激光束照射到样品表面时,会激发样品表面的荧光发射,同时也会引起样品表面的米氏散射。

由于荧光发射和米氏散射的光谱特性略有不同,因此可以通过光谱分析来获取样品表面的高度信息。

二、实验方法1. 仪器设备LSD平面激光诱导荧光-米氏散射法的实验设备主要包括激光器、光谱仪、样品评台和数据处理系统等。

激光器用于产生激发光束,光谱仪用于采集荧光发射和米氏散射的光谱信息,样品评台用于支撑样品并控制样品的移动,数据处理系统用于对采集到的光谱信息进行处理和分析。

2. 实验步骤(1)将样品放置在样品评台上,并调整样品评台使得激光束垂直照射到样品表面。

(2)打开激光器,并调整激光束的功率和聚焦度,使得激光束可以有效地激发样品表面的荧光发射和引起米氏散射。

(3)通过光谱仪采集荧光发射和米氏散射的光谱信息,可以得到两者在波长和强度上的差异。

(4)利用数据处理系统对采集到的光谱信息进行处理和分析,可以获得样品表面的高度变化信息。

三、应用领域LSD平面激光诱导荧光-米氏散射法在许多领域都有广泛的应用,主要包括以下几个方面:1. 光学加工在光学元件的制造中,需要对元件表面的形貌进行精密测量,以保证元件的光学性能。

LSD平面激光诱导荧光-米氏散射法可以实现对光学元件表面微小高度变化的测量,帮助优化光学加工工艺,提高元件的质量和工作效率。

2. 半导体制造在半导体工业中,需要对芯片表面的形貌进行精确测量,以保证芯片的性能和可靠性。

激光光谱技术在生物医学检测中的应用

激光光谱技术在生物医学检测中的应用

激光光谱技术在生物医学检测中的应用生物医学检测是生物医学工程领域中的一个重要分支,其目的是通过对人体机能活动、生理状况等方面进行检测分析,为临床诊断、科学研究提供有力的支持。

在生物医学检测中,激光光谱技术具有一定的应用优势,可以实现非侵入性、高灵敏度的分析检测。

激光光谱技术是利用激光的束发散性和波长分辨能力,对物质分子的能级结构进行分析的一种无损检测技术。

其主要原理是将激光束引入待测物质中,利用物质分子的吸收、发射、旋转、振动等特性,测量其产生的光谱特征,进而分析物质分子的数量、成分、结构等信息。

激光光谱技术具有高精度、高速度、高分辨率等优点,在生物医学检测中得到了广泛的应用。

一、激光光谱技术在生物医学检测中的应用1. 激光诱导荧光技术激光诱导荧光技术是利用激光的能量激发生物体内某些物质的荧光效应,测定物质分子的含量和分布情况,具有生物学、物理学、化学等多学科交叉的特点。

激光诱导荧光技术在生物医学检测中应用广泛,可以检测生物体内不同组织、不同病理状态下的荧光信号差异,为肿瘤早期检测、药物代谢机制研究等提供有力技术支持。

2. 激光诱导击穿光谱技术激光诱导击穿光谱技术是利用激光的高功率和极短脉冲时间特性,将生物组织中的物质分子击穿,并利用产生的等离子体发射出的光谱信息,进行样品成分分析和组织结构探测。

该技术对疾病的早期鉴定和治疗有着重要的意义,尤其对癌症等恶性疾病的早期诊断有着独特的优势。

3. 激光光声技术激光光声技术是利用激光脉冲能量的瞬时加热作用,使生物组织中的水、脂肪等组织快速膨胀,产生光声波,进而获得组织深度信息的一种微创检测技术。

该技术具有非侵入性、高分辨率、高灵敏度等特点,可以检测生物体内组织形态、功能及血管系统等情况,为肿瘤早期诊断和治疗提供技术保障。

二、激光光谱技术在生物医学检测中的未来发展随着生物医学科技的不断发展和进步,激光光谱技术在生物医学检测中的应用也将会更加广泛和深入。

未来,随着激光光谱仪器的不断完善和微型化,激光光谱技术将更加普及化和实用化,为临床诊断、药物研发以及生物医学研究等领域提供更加有力的支持。

407nm辐照激发血细胞荧光光谱分析

407nm辐照激发血细胞荧光光谱分析

文章编号:100123806(2002)0620435204407nm 辐照激发血细胞荧光光谱分析3高淑梅1,2 骆晓森2 沈 建3 陆 建2 倪晓武2(1徐州师范大学物理系,徐州,221009)(2南京理工大学应用物理系,南京,210094)(3第二军医大学南京医学院,南京,210099)摘要:用光栅光谱仪获得了波长为407nm (Δλ1/2≈18nm )的L ED 激发的健康小白鼠的全血、红细胞和血红蛋白的荧光光谱,并对其产生机理和谱线特性进行了研究。

实验结果和理论分析表明,407nm 的L ED 诱导血液发出的荧光量子转换效率可达90%以上,且主要是由血液中红细胞上的荧光团产生的;溶血的红细胞产生荧光的量子产额明显较低,光谱特征也发生明显变化,且红细胞和血红蛋白的荧光光谱有较大的差异;血红蛋白的荧光量子产额将随浓度发生明显变化。

关键词:荧光光谱;L ED ;荧光团;血细胞中图分类号:O657131;R33111+4 文献标识码:AAnalization of blood cells fluorescence spectra induced by L ED atthe w avelength of 407nmGao S humei1,2,L uo Xiaosen 2,S hen Jian 3,L u Jian 2,N i Xiaow u2(1Department of Physics ,Xuzhou Normal University ,Xuzhou ,221009)(2Department of Applied Physics ,Nanjing University of Science and Technology ,Nanjing ,210094)(3Nanjing Medical College ,Second Military Medical University ,Nanjing ,210099)Abstract :The fluorescence spectra for whole blood ,erythrocyte and hemoglobin from healthy and fresh experimentalmice under the wavelength of 407nm (Δλ1/2≈18nm )excitation are measured by a grating spectrometer ,and their emitting mechanism and spectral characteristic are investigated.The experimental results and theoretic analization about it are presented in this paper.It shows that the blood or erythrocyte emitting fluorescence quantum yield efficiency under 407nm 2L ED excitation may reach above 90%,the blood fluorescence mainly result from fluorophores of the erythrocyte ,but fluorescence spectra of hemoglobin by 407nm 2L ED excitation are obviously different from that of erythrocyte ,and the fluorescence quantum yield of cracked erythrocyte remarkably declines and its spectral profiles are being distorted with the consistency of the cracked erythrocyte increasing.K ey w ords :fluorescence spectrum ;L ED ;fluorophores ;erythrocyte 3校重点科研资助项目。

荧光探针在生物分析中的应用与研究进展

荧光探针在生物分析中的应用与研究进展

荧光探针在生物分析中的应用与研究进展荧光探针是一种化学、生物学、医学等领域中广泛应用的分析技术。

它通过将荧光物质与分析物发生化学反应或物理作用,再利用荧光光谱分析其信号强度和波长等信息,以达到检测和分析分子的目的。

在生物学研究中,荧光探针具有细胞成像、蛋白质检测、癌症诊断、药物研发等众多应用,下面将重点介绍荧光探针在生物分析中的应用与研究进展。

一、细胞成像荧光探针在生物成像中的应用是最为广泛的领域之一。

将特定的荧光探针标记在细胞内部,可利用显微镜及其它成像技术,观察细胞内分子动态或分布变化,这对细胞活动的研究、疾病的诊断和治疗都有重要的意义。

目前,一些新型荧光探针的研究已经进一步提高了细胞成像的灵敏度和精度。

其中有一类探针类似于率先被用于细胞成像的荧光偶联酶GFP,但是它具有更强的荧光信号和更快的动力学响应。

例如,作者H. Jiang等开发的策略在单细胞水平上跟踪钙调素信号转导,通过结合“钙拆卸”与“荧光恢复”的化学手段,在原位模拟了钙信号的真实时间变化,极大地增强了对细胞内复杂物理过程的认识。

另外,利用纳米粒子的磁性及其特殊的荧光特点,可以将荧光探针紧密结合在一起。

通过细胞摄取进入细胞内部,不仅可以达到超高灵敏度的成像,还能有效地避免毒性,具有极大的优势。

一项最新研究中,科学家使用这种技术,发现β-淀粉样蛋白在局部和远端神经元体内的运动状态完全不同,为了更好地研究这些细节信息而开发的荧光探针将提供细胞需要的更多细微解剖学细节,不仅有助于理解β-淀粉样蛋白簇的形成,还打开了治疗阿尔茨海默氏症等脑部神经疾病的新思路。

二、蛋白质检测荧光探针在蛋白质的检测中也有着非常广泛的应用。

例如,通过蛋白质多聚化动态的监测,可以更好地理解一些复杂的疾病如癌症的过程。

即利用修改的荧光探针或分子类似物标记蛋白质,进行组织和细胞水平的成像和分析。

近年来,一些新型荧光探针的开发为空间分辨率提供了一个新框架。

研究人员开发了通过专门的光学方法观察和精确控制引导复杂的光子产生。

血管组织自发荧光的去除方法及应用

血管组织自发荧光的去除方法及应用

血管组织自发荧光的去除方法及应用全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:血管组织自发荧光的去除方法及应用在医学领域中,血管组织自发荧光的去除是一个重要的课题。

血管组织自发荧光是指在激发光条件下,血管组织本身会发出荧光信号。

这种自发荧光干扰了医学影像的准确性,尤其在血管造影和血管内腔成像中,可能会对诊断结果产生干扰。

研究如何有效去除血管组织自发荧光,提高影像质量和诊断准确性具有重要意义。

1. 血管组织自发荧光的特点血管组织自发荧光的特点主要有两个方面:一是自发发光的波长范围广,通常在400nm至700nm之间,与医学影像常用的激发和发射波长接近,容易产生叠加信号干扰;二是血管组织自发荧光的强度较强,有时甚至超过背景光信号,使影像质量受到影响。

在去除血管组织自发荧光方面,目前主要采用的方法有物理方法和化学方法两种。

(1)物理方法物理方法主要是利用光学原理,采用滤波、偏振、相位调制等技术来去除血管组织自发荧光。

滤波是最常用的方法之一,通过选择性地过滤掉血管组织自发发光的波长,保留其他信号,从而提高影像对比度和清晰度。

偏振和相位调制则是通过光的偏振性质和相位调制来消除自发荧光信号,减少干扰。

(2)化学方法化学方法主要是利用荧光抑制剂和荧光标记剂来干扰血管组织自发荧光的发射。

荧光抑制剂可以选择性地抑制血管组织的自发光发射,从而提高影像对比度;而荧光标记剂则可以在血管组织中标记出目标物质,使其在成像中显示出强烈的荧光信号,覆盖掉血管组织的自发发光信号,进而减少干扰。

去除血管组织自发荧光不仅仅是为了提高影像质量,还可以应用于很多临床医学研究和诊断领域。

(1)血管造影:通过去除自发荧光信号,可以更清晰地显示血管的结构和流动情况,帮助医生做出更准确的诊断。

(2)微血管成像:在微血管成像中,血管组织的自发荧光会对微血管的分辨率和对比度产生干扰,通过去除自发荧光信号可以获得更清晰的微血管图像,有助于微血管病变的诊断和治疗。

生物光子学的研究和应用

生物光子学的研究和应用

生物光子学的研究和应用生物光子学是研究生物组织中光和生物体互动的学科,广泛应用于医疗诊断、生物科学和环境科学等领域。

生物光子学发展至今已取得了巨大的进展,本文将探讨其研究和应用。

生物光子学的研究生物光子学的研究主要包括以下几个方面。

首先是生物光学成像技术。

通过光谱成像、多谱成像和相干成像等技术,可对生物样本进行定量和定位分析。

例如,近红外光谱成像可以通过组织中的吸收、散射和反射效应,分析生物样本的成分和形态。

多光谱成像可以不同波长的光照射样本,获得在不同波长下组织的特征。

相干成像可实现组织结构的高分辨率成像。

其次是生物光学探针。

探针是用于检测并反映生物组织或细胞特定的生物环境或过程的小分子或蛋白质,它们是生物光子学研究的核心。

例如,量子点是纳米大小的半导体晶体,具有较强的荧光属性,在细胞成像、分子诊断和分子标记中具有广泛应用。

另外,光学分子探针、荧光蛋白质和激光诱导荧光等生物光学探针也得到了广泛的应用。

最后是生物光学治疗技术。

这是利用光对生物体的作用来治疗和治愈疾病。

光治疗虽然在神经病学和外科学领域已有广泛的应用,但它在临床治疗的其他领域中还待进一步研究。

目前光治疗在癌症治疗、免疫治疗、疼痛治疗和表皮科学中的应用也已开始受到密切关注。

生物光子学的应用生物光子学的研究成果广泛应用于医疗、生物科学、环境科学等领域,下面简要介绍生物光子学在这些领域中的应用。

在医疗诊断领域,生物光学成像技术可实现对组织和细胞的非损伤性定性和定量成像。

传统医学成像技术由于具有辐射风险、容易引起不适和成本高等缺点,使得生物光学成像技术受到关注,很多生物光学设备已经在病理学和临床实践中被应用。

例如,光学相干断层扫描技术已经成为眼科诊断领域的标准之一,它可以检测和治疗视网膜毛细血管和黄斑区等病变。

在生物科学中,生物光学技术可用于研究细胞和生物体的生理和生化特征。

通过使用荧光标记、光学斑点、光学操纵等方法,生物光学技术不仅能够研究细胞的结构和功能,还可以观察细胞的互动和探究生命的本质。

初中生物实验法有哪些类型 模拟 观察 替代 探究

初中生物实验法有哪些类型 模拟 观察 替代 探究

初中生物实验法有哪些类型模拟观察替代探究
1.显微观察法:如“观察细胞有丝分裂”“观察叶绿体和细胞质流动”“用显微镜观察多种多样的细胞”等。

2.观色法:如“生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定”“观察动物毛色和植物花色的遗传”“DNA和RNA的分布”等。

3.同位素标记法(元素示踪法):如“噬菌体浸染细菌的实验”“恩格尔曼实验”等。

4.补充法:如用饲喂法研究甲状腺激素,用注射法研究动物胰岛素和生长激素,用移植法研究性激素等。

5.摘除法:如用“阉割法、摘除法研究性激素、甲状腺激素或生长激素的作用”“雌蕊受粉后除去正在发育着的种子”等。

6.杂交法:如植物的杂交、测交实验等。

7.化学分析法:如“番茄对Ca和Si的选择吸收”“叶绿体中色素的提取和分离”等。

8.理论分析法:如“大、小两种草履虫的竞争实验”“植物向性动物的研究”等。

9.模拟实验法:如“渗透作用的实验装置”“分离定律的模拟实验”等。

10.引流法:临时装片中液体的更换,用吸水纸在一侧吸引,于另一侧滴加换进的液体。

体内外生物成像光谱技术的研究与应用

体内外生物成像光谱技术的研究与应用

体内外生物成像光谱技术的研究与应用一、引言光谱技术作为一种重要的成像技术,广泛应用于医疗、地质、农业、矿产等领域。

其中,体内外生物成像光谱技术是一项重要的医疗应用,可通过光谱图像对肿瘤、动脉硬化等疾病进行诊断和治疗。

本文将对体内外生物成像光谱技术的研究与应用进行探讨。

二、体外生物成像光谱技术的研究与应用1. 原理体外生物成像光谱技术采用特定波长的光,照射在肿瘤或其他组织上,经过组织的吸收和散射,光之间的差异性便可产生成像效果。

吸收效应会使光在组织内相继地被吸收,而散射效应使光在组织中相对均匀地分布。

通过体外生物成像光谱技术可对肿瘤或其他组织中的光吸收率、血液含量、血氧饱和度、组织厚度等进行定量测量。

2. 设备目前常用的体外生物成像光谱技术设备主要分为两种:一个是基于近红外光(NIR)的光谱仪,另一个是基于荧光成像的光谱仪。

其中,近红外光的光谱波段在700~1000nm之间,能够透过皮肤,并且不会对身体造成伤害,因此,其成像效果较优。

3. 应用体外生物成像光谱技术主要应用于肿瘤的检测与评估,动脉硬化的诊断与监测,脑功能成像的研究和心脏活动的评估等医学领域。

该技术具有无创、快速、实时、定量测量等优点,为医生提供了重要的参考数据。

三、体内生物成像光谱技术的研究与应用1. 原理体内生物成像光谱技术采用特定波长的光,照射在人体内部,经过组织的吸收和散射,最终被探头接收。

根据被探头接收到光的不同波长,可获得组织中的各种成分以及输送途径的信息。

通过体内生物成像光谱技术可对体内肿瘤等疾病进行定性和定量的检测和诊断。

2. 设备目前常用的体内生物成像光谱技术设备包括两种:一个是基于电子探测器的光子发射计算机断层成像系统(SPECT),另一个是基于射线成像技术的正电子发射断层成像系统(PET)。

3. 应用体内生物成像光谱技术主要应用于肿瘤的检测和研究,包括了肿瘤吸收或辐射治疗药物分布、肿瘤细胞活性、以及肿瘤转移的监测和评估等。

皮肤自体荧光检测技术在疾病诊断中的应用

皮肤自体荧光检测技术在疾病诊断中的应用

Vol.41No.2Feb.2021上海交通大学学报(医学版)JOURNAL OF SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY (MEDICAL SCIENCE)皮肤自体荧光检测技术在疾病诊断中的应用郭林秀美,章一新上海交通大学医学院附属第九人民医院整复外科,上海200011[摘要]皮肤是人体最大的器官,其组织学改变既可能为局部病变,也可以是全身性疾病的局部反应。

皮肤内的部分分子可以吸收特定波长的激发光并发射波长更长的发射光,这些分子被称为内源性荧光团,产生的发射光即为皮肤自体荧光(skin autofluorescence ,SAF )。

不同的内源性荧光团具有其特定的荧光光谱。

皮肤发生病理改变后,皮肤内的某些内源性荧光团的含量会发生变化,甚至产生新的内源性荧光团。

SAF 检测技术是一种无创、便捷、低成本、无毒性和不良反应的光学检测手段,包括自体荧光显像和自体荧光光谱分析。

它通过分析皮肤不同内源性荧光团的荧光强度以及激发光和发射光的光谱,评估皮肤的病理改变,在多种皮肤疾病的诊断和鉴别诊断中发挥重要且独特的作用,特别是疾病的早期诊断及治疗后长期随访评估。

目前,SAF 技术可用于鉴别银屑病、特应性皮炎、接触性皮炎等多种炎症性皮肤病以及监测治疗效果,定量评估皮肤伤口愈合及瘢痕纤维化情况并预测形成瘢痕的类型,量化或校准皮肤老化及光老化,鉴别诊断不同种类皮肤良恶性肿瘤和在外科手术中指导皮肤肿瘤切除范围等。

除皮肤病领域外,由晚期糖基化终末产物产生的SAF 还可以作为内分泌系统、神经系统、心血管系统、泌尿系统等多种系统疾病的风险分级指标之一。

文章简要介绍了SAF 检测技术的原理,对以往SAF 检测技术在各类皮肤病诊断中的应用进行回顾和总结,介绍了其在其他系统疾病中的应用,并对SAF 检测技术未来的发展前景做出展望,以期为相关医学领域提供参考。

[关键词]皮肤自体荧光;荧光光谱;炎症性皮肤病;皮肤恶性肿瘤;伤口愈合;老化;光老化[DOI ]10.3969/j.issn.1674-8115.2021.02.020[中图分类号]R445[文献标志码]AApplication of skin autofluorescence detection technique to diagnosis of diseasesGUO Lin -xiu -mei,ZHANG Yi -xinDepartment of Plastic and Reconstructive Surgery,Shanghai Ninth People's Hospital,Shanghai Jiao Tong University School of Medicine,Shanghai 200011,China[Abstract ]Skin is the largest organ of human body.Its histological changes may reflect local lesions and serve as the manifestation of systemic diseases.Some molecules in the skin can absorb exciting light of a specific wavelength and emit emission light with a longer wavelength.These molecules are called endogenous fluorophores,and the emission light is called skin autofluorescence (SAF).Different endogenous fluorophore has its specific fluorescence spectrum.When the skin undergoes pathological changes,the content of certain endogenous fluorophores in the skin will change,and even new endogenous fluorophores will be produced.SAF detection technique is a non-invasive,convenient and low-cost optical measurement without toxic side effects,which contains autofluorescence imaging and autofluorescence spectroscopy.It plays a vital and distinctive role in the diagnosis and differential diagnosis of various skin diseases and evaluation of skin pathological changes by analyzing the fluorescence intensity and the excitation or emission spectrum of skin endogenous fluorophores,especially in the early diagnosis of the disease and long-term follow-up after treatment.So far,SAF technology has been used in differential diagnosis of psoriasis,atopic dermatitis,contact dermatitis and other types of inflammatory dermatosis,in monitoring the treatment effect,quantitatively evaluating skin wound healing and scar fibrosis and predicting the type of scar formation,in quantifying and calibrating skin aging and photoaging,in differential diagnosis of multiple types of benign or malignant skin tumors,in guidance of the scope of resection in surgical operations,etc.In addition,SAF produced by advanced glycation end products can also be used as one of the risk grading indicators for various system diseases such as endocrine system,nervous system,cardiovascular system,and urinary system.This article briefly introduces the principle of SAF detection techique,reviews the application of SAF technology to the diagnosis of diseases,supplements the application of other systemic diseases and provides an outlook on the future development of SAF detection technique,in order to provide reference for related medical fields.[Key words ]skin autofluorescence (SAF);fluorescence spectrum;inflammatory dermatosis;skin malignancy;wound healing;aging;photoaging皮肤是人体最大的器官,由表皮、真皮(包括乳头状真皮和网状真皮)及皮下脂肪组成,还包含丰富的血管、淋巴管、神经、肌肉及各种皮肤附属器,承担着防御、感觉、吸收、分泌排泄和体温调节等重要作用[1-2]。

物理实验技术中的生物测量与分析方法

物理实验技术中的生物测量与分析方法

物理实验技术中的生物测量与分析方法引言生物测量和分析方法在物理学领域中发挥了重要作用。

实验技术的进步使得我们能够更深入地理解生物学中的现象和过程。

本文将探讨在物理实验技术中的一些生物测量与分析方法,以及这些方法的应用。

生物光谱学生物光谱学是一种在物理实验中常用的生物测量方法。

它利用光的相互作用与生物样品来获取有关其结构和组成的信息。

通过分析在可见光、紫外线和红外线等不同波长的光与生物组织之间的相互作用,可以了解生物分子的结构及其功能。

光谱学在研究生物分子之间的相互作用以及生物组织的组织结构方面具有重要意义。

例如,在生物医学领域中,利用光谱学可以测量血液中不同形态的红细胞的含氧量,从而了解人体内部的氧气输送情况。

这种测量方法对于疾病诊断和治疗过程中的血氧监测至关重要。

生物光学显微镜生物光学显微镜是一种基于光学原理的生物测量和分析工具。

与传统的光学显微镜不同,生物光学显微镜使用了较新的技术,如荧光探针和激光扫描技术,能够提供更高分辨率的图像。

生物光学显微镜在细胞生物学、分子生物学和生物医学中得到了广泛的应用。

例如,在癌症研究中,研究人员可以使用生物光学显微镜来观察癌细胞的形态和功能,并了解其生长和转移过程。

此外,生物光学显微镜还可以用于观察细胞内的生物分子,如蛋白质和DNA,以深入了解生物体内的生物过程。

生物电子学生物电子学是一种利用电子学和生物学相结合的技术,用于测量和分析生物体内的电生理信号和电生物学现象。

通过将电子器件与生物样品结合起来,可以实现对生物体内的电信号的记录和分析。

生物电子学在神经科学领域中扮演着重要的角色。

例如,神经活动可以通过记录和分析大脑中的电信号来了解。

脑电图(EEG)是一种常用的生物电子学技术,它可以记录到大脑皮层中的电活动,从而研究认知功能、睡眠等。

此外,心电图和肌电图也是生物电子学在医学诊断和监测中的重要应用。

生物力学测量生物力学测量是一种用来测量和分析生物体内运动和力学特性的物理方法。

时间分辨自体荧光光谱区分人体正常和癌变结肠组织

时间分辨自体荧光光谱区分人体正常和癌变结肠组织

时间分辨自体荧光光谱区分人体正常和癌变结肠组织刘秉扬;聂英斌【摘要】实验测量了在405 nm的脉冲激光激发下,人体离体正常和癌变结肠组织在635 nm荧光发射峰的时间分辨自体荧光光谱特性.采用双指数衰减方程对时间分辨自体荧光光谱进行拟合,得到相应的平均荧光寿命.结果显示:人体正常和癌变结肠组织在405~635 nm激发发射波长条件下的自体荧光平均寿命分别为(4.87±0.75)ns和(13.27±3.31)ns,二者存在显著差异.采用时间分辨自体荧光光谱区分人体正常和癌变结肠组织的灵敏度和特异性分别为100%和93%.初步表明时间分辨自体荧光光谱有望用于诊断早期结肠癌.【期刊名称】《三明学院学报》【年(卷),期】2013(030)002【总页数】4页(P49-52)【关键词】时间分辨自体荧光光谱;荧光寿命,结肠组织;组织诊断【作者】刘秉扬;聂英斌【作者单位】三明学院机电工程学院,福建三明365004;福建师范大学医学光电科学与技术教育部重点实验室,福建福州350007【正文语种】中文【中图分类】R318.51随着激光技术的发展,采用激光诱导荧光技术对肿瘤进行早期诊断已经成为当前临床诊断医学领域的一个重要课题,备受国内外许多研究小组的关注[1-3]。

与传统的病理检查相比,激光诱导荧光技术具有安全、无损、快速和实时在体检测等优点[4]。

激光诱导荧光发射包括稳态光谱(频域)特性和时间分辨(时域)特性两个方面。

稳态荧光光谱主要测量在特定激发波长条件下的荧光发射光谱,通过比较荧光发射峰位置和强度等方面的信息来判别正常与病变组织。

但是稳态荧光光谱受到生物组织体内环境和光学系统等因素的影响,无法全面表达生物组织的内源性荧光物质所处的微环境的物理和化学性质。

时间分辨自体荧光光谱技术不受到上述条件的限制,可以从时间弛豫和动力学角度对荧光物质成分进行全面深入的研究,达到全面表征生物组织内源性物质生化特性的目的[5]。

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组织 的 自体荧光 并用光学多道 分析仪记 录了 30 6On 的荧 光光谱 ,用逐步多元线性 回归 5 — O m
分析 方法 分析 了 3 5个 肠 粘 膜 变性 腺 癌 样 品 和

米 糕
3个肠粘膜变性腺癌样 品的荧 光光谱数据 , 5 用逐 步多元线 性加 回归分析基于 3 0 3 0 35 4O 5、 8、9 、4 、
导组织 自体荧 光光谱很 可能成为今后临床广泛 其研究 基础 上开 发了一套组织 白体 荧光光谱 癌 应用 的诊断方法 , 别是针对癌症的早期诊断 . 特 症诊断仪 , 已申请美 国专利 l 耶鲁大学医学 院进行 了激光诱导荧光技术在 结肠癌诊断方 面 的研究 ….
采用 光纤 耦 合 的 H .d激 光 (2 L ) 发 eC 351n 激 T r
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第2 4卷
8 m i 自体荧光 诊断方面的研究 , 但直到 9 O年代才取 理 4部 分 组成 ,波 长 为 4 8t 的氩离 子激 光 的 得 一 些 突破 性 进 展 ,完 成 了 一 些 阶段 性 的 诊 断 输 出 功 率 调 在 1 O~10 m 之 间 以保 证 锁相 放 0 W
强度之 比值
1 自体荧光诊断的关键技术
国际上从 8 O年代 开 始就广 泛 开展 了组织
示, 研究指 出, 癌变和非癌变组织 的 30和 4 0 4 0 a m的光强度比值显示 了极大 的不同 . 癌变 、非
收 稿 日期 :2 0 0 l 0 1— 5一 2
作者简介 :杨玉东 ( 6 1 4一)男、 宁新 民人 , 9 , 江 沈阳工韭大学讲师 . 中国科学 院金属研究所博士生
渡长 / m i r
图 1 典型的 良性与恶性肿瘤组织的 自体荧光光谱
F g 1 T e uo u rs e c p er o y f s i g o n i. h a l ̄ o e C n e e t s  ̄c p da s ̄l o da d o h dt m r fteh a u o h mg o
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第2 4卷 第 1期
2 00 2年 2月

阳 工

大ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 学


V0 . 4 1 2 No.1
Ju n l f o r a o
n a ie | f c n 】 v nEUn v vo Te h o
F b. 2 0 0 2 e
设备 , 国内关于激光诱导组织 自体荧光诊断技术
已有 不少 单 位 做 了一 些 基础 研 究 工作 , 总 的 但 看 来 尚处 于 起 步 阶段 , 临床应 用上 存 在 的 主要 问 题 之 一 是 寻 求 自体 荧 光 最 佳 激 发 波 长 和最 佳 激 发 功 率”1 织 的 自体 荧 光光 谱 与诱导 的激 发波 .组 长 密 切 相 关 .只有 特 定 波 长 所 激 发 的荧 光 峰才
50和 50 l 等 6 6 9 T nl 个波长位 置处的荧光强度 , 用 得到的荧 光指数 , 分析 了另外 3 个正常组织 、6 1 1 个肠息 肉、6 1 个肠腺瘤, 分别获得 10 、0 %、 0 % 10
9 % 的 准确 性 . 0
30 2 30 6 4 00 40 4 40 8 50 2

要 :讨 论了一种快速 、 无损伤定位疾病 的生物组织 自体荧光诊断技 术 , 并对正常和I 变 的猪血 茼
溶液进行 了模拟研究 , 得出了在 5 0— 5 3 5 0衄 范 围内, 正常组织荧光强度 明显低 于病变组织的结果 . 在 5 1 6 5 2和 5 2 6 m三处光谱峰是正常血液组织荧光谱 的特征峰 , 3 、3 3 . n 对临床 有一 定的指导意义 . 关 键 词 :生物组织 ;荧光诊 断 :特征峰 文献标识码 :A 中圈分 类号 :Q6 1 3
激 光 诱 导 组 织 的 自体 荧 光 ,仅 依 据 组 织 自 体 荧 光 光 谱 的本 征 特 异 性 来 进 行 诊 断 ,故 不 会 损 伤病 变 组 织 的 生 理状 态 和 正 常 细 胞 的 生理 功 能 .因 而 是 一 种 无 侵 袭 诊 断 技 术 ,也是 将来 激 光 诊断 的发 展 方 向 .
立 章翦 号 :0 0—14 2 0 )l 0 1— 4 10 66(0 20 一0 8 0
生物组织 自体荧光光谱诊断的模拟实验研究
扬玉东 徐 菁 华 ,路 战红
1 沈 阳 工 业 大 学 理 学 院 ,江 宁 沈 阳 I0 2 ;2 10 3 .中 国 科学 院 童 属研 究 所 . 辽宁 沈 阳 I0 1 ) 10 5
美 国超 快 光 谱 实验 室利 用 30a 的 紫外 光 0 m 激 发 组 织 的 自体 荧 光 , 乳腺 、 在 卵巢 和 子 宫 颈癌 的诊 断 方 面 进行 了深 入研 究 I .典 型 的 良性 与 恶 性 肺 部 肿 瘤 组 织 的 白体 荧 光 光 谱 如 图 1所
B: 正常组织 ; N: 肠息肉 ; C: 肠腺瘤 括号内散宇为 3 0 m荧光强度 与 4 0 n荧光 1n 4m
光 均 可用 来 激 发 组织 的 自体 荧 光 , 长 越 短 , 波 所
在激光激发 下还可 获得组织 自体的拉曼光 谱、 组织 的共振荧光光谱 和共振拉曼光谱 , 可获 得 有 关 组 织 细胞 丰 富 的 结构 特性 ,因 此 激 光 诱
能够激发组织 的基本荧 光成份就越 多 ,反映 组 织细 胞的信息就 越丰 富 . . . ln 等人还 在 R R Af o a
癌 变 肿 瘤 和 正 常 组 织 的 峰 值 比 一 般 为 1. 55:
4 8 . .比例 平均值 在 I. . :4 9 I5以上 的说 明组织 已经恶化 了 . 他们 的研究 还发现 ,尽管在实验
条件下 30 m的紫外 光激发组织 的 自体荧光是 0 a
最为有效 的 , 20 1 m波段范围 内的紫外 但 7 —35a
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