时间调制光的非视觉生物效应研究进展

外界光环境通过非视觉生物效应影响人体的激素分泌、昼夜节律、警觉程度等生理和心理指标。近年来,闪烁光、间歇光被证实对节律系统具有比连续光更强的刺激作用,时间调制光对非视觉生物效应的影响逐渐受到关注。基于此,文章从非视觉生物效应的瞬时和持续影响出发,总结了国内外相关的研究方法和结果,分析了时间调制光影响非视觉生物效应的相关规律,并提出展望,为未来的进一步探究和应用提供基础和依据。

细菌视紫红质对调制光的响应特性

细菌视紫红质在结构上与视紫红质的相似性使其具有某些视觉响应特性 .用电泳法在不锈钢电极上沉积出定向紫膜薄膜 ,构成不锈钢 /紫膜 /凝胶 /铜电极结构的光接收器 .在调制光作用下 ,光接收器显示出对光强变化的微分响应特性 .测量了光电压随调制频率和入射光功率的变化关系 .比较和讨论了细菌视紫红质对调制光响应特性与视觉频闪及明暗感的相关性 .

脑电正弦调制光的反馈研究

一种新的脑电生物反馈方法—脑电正弦调制光生物反馈,与传统的脑电生物反馈相比,具有直接用外部反馈环路提供客观刺激,无须受试者心理介入的优点。用本文研制的脑电正弦光的生物反馈系统对脑电α频率的正弦调制光特性进行了研究,并对实验结果作了分析。

超声调制漫射光子自相关的Monte Carlo模拟

本文首次用 Monte Carlo方法研究了超声调制生物介质中漫射光子的时间自相关性质 ,讨论了超声参量、运动参量和散射参量对自相关函数的影响 .正常生物组织和病变生物组织的自相关函数有明显的差别 。

光生物遥测

光生物遥测有两方面的含义:一是对生物体本身发生的光进行遥测,即生物光检测。二是利用外部光射向生物体,再接收光信号从而对生物体的信息进行检测。这两方面的研究都十分活跃。国外的研究已取得令人瞩目的成就,本文只想对第二方面的最新研究成果做一粗浅介绍。

有机电致发光二极管在生物医学中的应用进展

随着医疗光电产品的升级,人们对便携式医疗设备和全天候监测医学传感器的需求日益增大。得益于有机电致发光二极管(OLED)的柔性、可拉伸、轻薄、均匀辐照和贴合皮肤表面等优点,其正成为可穿戴式生物医学设备的新型光源。本文详细介绍了OLED在光动力疗法、光电容积脉搏监测、光吸收式血氧监测、光遗传学和光生物调制等领域的应用进展,充分展示了OLED在医疗光电产品中的应用潜力。为了满足临床应用对光源的需求,提高OLED发光功率及延长其寿命是未来的重要发展方向。

对PPV衍生物非线性折射率的测量

利用 5 32nm的连续激光对烷氧基非对称聚对苯撑乙烯衍生物的氯仿溶液进行诱导衍射实验 ,通过观察衍射环的个数可以估算出材料的克尔常数及非线性折射率。实验发现 ,当入射激光功率达到阈值 0 .77mW而小于3.36mW时 ,通过在接收屏处观察光克尔效应对激光横截面上的空间自相位调制而产生的衍射环个数 ,可以估算出样品溶液的克尔常数γ的大小近似为 5 .5 5× 10 -10 m2 /W及非线性折射率n2 的大小为 9.2 1× 10 -4esu。当入射激光功率继续增大时 ,由于热效应对激光横截面上的空间自相位调制产生的衍射环逐步淹没光克尔效应引起的衍射环 。

用于单个生物分子分析的纳米操作和纳米测量技术

本文叙述了用于单个生物分子分析的纳米操作和纳米测量技术。光镊子能镊住大分子，按照测量要求进行操作。近场光学扫描显微术是结构生物学的重要研究手段，可以测量大分子的结构。分子马达力学特性测量技术的出现是分子马达研究的新突破，能测出单个分子马达的力学参数。

用于可控式粒子捕获和轴向往复运动的电流调制型单光纤光镊

提出一种基于电流调制的新型单光纤光镊。通过将经电流调制的980 nm激光注入单模光纤,光纤探头的输出功率发生周期性变化,实现了对粒子运动距离和运动速度的可控式操纵。此外,通过调整盖玻片的倾斜角度改变溶液蒸发力的大小,实现了对粒子的稳定捕获。在构建平面锥形纤维探针的基础上,搭建仿真模型,分析粒子的受力情况,并进行实验验证。实验结果表明,通过对激光器的驱动电流进行调制,可以操纵聚苯乙烯小球实现长达22.76μm的粒子运输,且粒子的运动速度与激光器的调制电流有关,实验结果得到了数值模拟的支持。所提方法使得粒子捕获点的可变式调节和粒子的长距离轴向可控式运输成为可能。

近红外护眼技术显示领域应用探讨

介绍传统显示领域的护眼实现方式,总结近年来国内外近红外光治疗取得的进展,提出一种基于钙钛矿量子点的新护眼模式,能够对眼睛产生一系列健康促进作用,相较于目前护眼技术,在技术和功能上都有了一定的跃迁。

全息光镊在生物学研究中的应用

作为一种非侵入式的高精度微操控和力传感工具,光镊已被广泛应用于生命科学领域的研究。全息光镊利用空间光调制器调控光场,可以灵活地产生任意排布的光阱阵列,具有比传统单光镊更高的灵活性,目前已在生物医学领域展现出巨大的应用价值。本文综述了全息光镊的基本原理、全息图算法,以及全息光镊在生物学领域的研究进展,希望可以为全息光镊在生物学中的应用研究提供一定的参考。

双光子亚衍射多焦点结构光照明显微研究

为进一步提高双光子多焦点结构光照明显微技术(2P-MSIM)的空间分辨率,笔者提出并发展了一种双光子亚衍射多焦点结构光照明显微成像方法(2P-sMSIM).首先,通过改进的Gerchberg-Saxton(GS)相位恢复算法设计亚衍射聚焦点阵,生成相位图,利用高速相位型空间光调制器产生亚衍射聚焦点阵.通过计算机模拟的仿真实验,探究算法的可行性,并通过对荧光染料溶液的激发成像,证明了每个亚衍射聚焦点阵的平均尺寸为正常衍射受限点阵聚焦点尺寸的80%.其次,将该点阵引入2P-MSIM系统,对固定在BS-C-1细胞内的微管和商用线粒体切片分别进行了超分辨成像实验,证明了在亚衍射聚焦点阵激发下,2P-MSIM的分辨率和成像质量得到了进一步提高,这对于2P-MSIM的发展具有重要意义.

贝塞尔光束自重建的理论模拟与实验验证

贝塞尔光束具有无衍射、自重建等特性,在光镊、生物成像等领域具有重要的应用价值。基于角谱理论,分析了贝塞尔光束被障碍物遮挡后的自重建行为,提出利用互相关系数来表征贝塞尔重建光束和原光束截面光强分布的相似性,从而在理论模拟中确定恢复距离,并得到障碍物不同参数对贝塞尔光束自重建的影响。理论模拟结果表明,恢复距离和障碍物大小并非简单的线性关系,障碍物只有在阻挡更多的光束旁瓣时,恢复距离才会增加,而且离轴障碍物比轴上障碍物需要更长的恢复距离;对于轴上障碍物而言,当其尺寸小于高阶贝塞尔光束的中空区域时,高阶贝塞尔光束有着更强的自愈能力。同时进行了实验验证,利用空间光调制器产生可调控的贝塞尔光束用于验证仿真结果,实验结果与仿真结果吻合,说明基于角谱理论的互相关系数法可以用于精准验证贝塞尔光束的自重建特性。