大肠癌组织激光诱导自体荧光光谱规律

目的探讨大肠癌组织激光诱导自体荧光(LIAF)光谱规律。方法以Nd:YAG三倍频调Q激光器(波长380nm)和光学多道分析仪(OMA)系统,自正常大肠组织、癌旁组织至癌组织,分别连续检测18例大肠癌手术标本的LIAF光谱。结果大肠正常组织、癌旁组织和癌组织的LIAF光谱形状相似,均为双峰结构,主次峰波长分别为475nm和550nm;主峰强度由正常大肠组织经癌旁组织至癌组织依次为1413.78±96.46、751.22±76.32和490.84±81.28,癌组织平均降低922.94,与正常组织相比,差异有显著性(P<0.001)。结论正常大肠组织、癌旁组织至癌组织LIAF光谱强度逐渐降低,光谱形状相似,主、次峰波长一致;癌组织的荧光强度低可能与激发光难于穿透癌组织激发到黏膜下层的荧光物质或(和)黏膜下层荧光物质减弱有关。

激光诱导自体荧光光谱区分大肠癌组织与大肠正常组织

目的探讨应用激光诱导自体荧光(LIAF)光谱方法诊断大肠癌的可行性,并确立判断依据。方法收集 32 例大肠癌手术切除的离体标本及相对应的大肠正常组织。采用 Nd :YAG 三倍频调Q激光器(波长380nm)和光学多道分析仪(OMA),观察大肠癌标本的激光诱导自体荧光光谱,根据大肠癌组织和大肠正常组织的激光诱导自体荧光光谱特征规律,寻找能够区分两者的光谱差异,得出判断依据,并与病理切片检查结果比较。结果大肠癌组织和大肠正常组织的 LIAF 光谱形状相似,均为双峰结构,大肠癌组织 LIAF 光谱强度及主、次峰强度明显低于大肠正常组织(P <0.001)。LIAF 光谱主峰波长 475 nm,次峰波长 550 nm,且大肠癌组织在 640 nm 处,荧光光谱强度高于大肠正常组织。去除背景光后取上述各点集成荧光强度比值 X1= (I475- I550)/I640,X2=I475/I640,X3= I550/I640 为参数 , 采用改进的神经网络模型 , 建立数学判别方程 W="( 6.184375!X1)2+(1.987699!X2)2+(2.965413!X3)2+0.2,若 W≥12 判为大肠正常组织,若 W<12 判为大肠癌组织。采用 100 个抽样标本进行模型检验,识别的准确率为 94%。结论激光诱导自体荧光(LIAF)光谱可用于区分大肠正常组织与大肠癌组织。

大肠癌激光诱导自体荧光光谱分析研究

采用激光诱导自体荧光诊断系统对40例大肠组织标本荧光光谱随机信号进行采集,并基于主成分分析法和神经网络模型,进行光谱分析及临床样本自动诊断分类,获得了较好的临床诊断敏感性和特异性,为大肠癌自体荧光光谱智能诊断系统的开发奠定了基础。

基于激光诱导荧光光谱技术检测花生中黄曲霉毒素B_(1)

目的探究激光诱导荧光(laser induced fluorescence,LIF)技术检测花生中黄曲霉毒素B_(1)(aflatoxin B_(1),AFB_(1))的可行性,定性和定量分析花生中的AFB_(1)。方法制备不同浓度梯度的污染花生,经LIF系统采集荧光光谱,平滑后分析光谱数据结构。基于全波长光谱使用5种不同建模方法对污染花生定性判别,采用偏最小二乘法回归(partial least squares regression,PLSR)和BP神经网络(BP neural networks,BPNN)进行定量预测。通过竞争性自适应重加权采样(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)提取特征波长,研究其对定性和定量预测的影响。结果对于全波长光谱数据,线性核函数的支持向量机[support vector machine with linear kernel function,SVM(Linear)]建立的判别模型效果最优,预测正确率100.00%。PLSR和BPNN均获得较好的定量预测效果,剩余预测偏差(residual predictive deviation,RPD)>3.0,检出限(limit of detection,LOD)<20μg/kg;对于特征光谱数据,SVM(Linear)定性判别预测正确率93.94%,F1值为0.94,受试者工作特征(receiver operating characteristic curve,ROC)曲线下面积(area under the curve,AUC)为0.989。建立的PLSR模型性能优于未提取特征波长的两种定量模型,RPD为3.36,LOD为14.76μg/kg。结论LIF技术检测花生中的AFB_(1)简单快速,定性定量预测模型准确性好,具有一定可行性。

基于SAO-VMD-FFT的激光诱导荧光光谱信号信噪比提升方法

针对基于激光诱导荧光光谱法(LIFs)的便携式场地地下水检测技术装备在原位检测地下水中典型重金属时,光传感信号含噪声严重,影响后续定量分析准确度的问题,提出了一种雪消融优化器(SAO)寻优算法优化的变分模态分解(VMD)结合快速傅里叶变换(FFT)的LIFs光传感信号信噪比提升算法。利用SAO算法对VMD分解关键参数分解模态个数K和惩罚因子α进行优化,实现含噪信号的自适应最佳VMD分解,得到一系列本征模态分量。进一步结合FFT算法寻找频率突变点从而筛选出相关模态。累计相关模态得到信噪比提升后的信号。通过仿真和实测信号分析,结果表明,与EMD、WTD和S-G等常用算法相比,建立的算法能更好地去除LIFs信号中的噪声分量,保留有用信息。对方法的可行性和有效性进行了验证,可为后续利用LIFs传感信号原位定量分析地下水中重金属元素含量提供支持。

基于5 kHz平面激光诱导荧光的射流火焰局部熄火时空特性分析

基于高频光学测量手段研究射流火焰局部熄火的分布特性,对于分析燃烧场不稳定性机理有重要意义。建立5 kHz的平面激光诱导荧光测量系统,对高速射流火焰开展实验研究,并获得火焰结构的动态发展过程;将双边滤波、竖直滑窗局部自适应阈值等图像处理方法引入平面激光诱导荧光图像的预处理,在局部断裂结构数量特征的基础上,提取局部断裂结构长度和空间位置等特征;基于上述特征深入解析局部熄火的时空分布特性,进一步完善高频平面激光诱导荧光诊断与分析方法。研究表明:双边滤波算法处理后,图像峰值信噪比为34.3 dB,结构相似度为0.93,噪声水平显著降低,获得了较好的去噪效果;使用竖直滑窗局部自适应方法进行图像分割的F1分数达到93.30%;断裂结构累计数量随时间线性增加,当射流马赫数由0.5增至1.6时,单侧图像断裂结构的每秒累计数量从790.7增至9 217.2,并且局部熄火频率与射流马赫数呈指数关系;断裂结构主要分布区域为火焰臂及上侧中央燃料区。本研究进一步拓展了高频平面激光诱导荧光技术的应用能力,证明了高频平面激光诱导荧光技术用于局部熄火时空分布特性研究的可行性。

激光诱导组织自体荧光光谱技术在消化道恶性肿瘤早期诊断中的应用

激光诱导自体荧光(laserinducedauto-fluorescence,LIAF)光谱是近年发展起来的肿瘤诊断新方法,与其他传统诊断方法相比,具有灵敏、快速、简便、无创伤及无毒副作用等优点。该文综述LIAF光谱技术在消化道恶性肿瘤早期诊断中的应用。

毛细管电泳-激光诱导荧光测序仪偏振特性研究

基于毛细管电泳-激光诱导荧光原理测序仪中,激发光偏振态对拉曼光和荧光的激发效率有影响。针对该特性进行了深入研究,通过理论建模仿真和偏振光线追迹分析了光学系统对于入射光偏振态的影响,并且搭建了实验系统研究了激发光偏振方向对于激发结果的影响。实验结果表明,作为筛分介质的POP-7聚合物的拉曼散射光强度会随激发光偏振方向的改变而产生明显的变化,波动值高达50%以上,且此波动值随着激发光强度降低而相应减小;对于多色荧光染料,在激发过程中表现出完全的随机性,不同浓度梯度下各色荧光对于激发光偏振方向改变具有各自不同的响应度,但均未表现出与激发光偏振方向显著的相关性。

激光诱导荧光检测鸡蛋抗生素残留的方法研究

禽蛋产业中抗生素残留超标问题作为重要的食品安全问题之一,近些年来受到了广泛关注。目前对畜禽产品抗生素残留的检测方法主要采用微生物检测法、免疫分析法、高效液相色谱法等方法,但这些方法对于现场样品的快速检测还存在一定的不足。应用具有高灵敏度、高分辨率、速度快等特点的激光诱导荧光分析技术,开展鸡蛋中抗生素残留快速检测方法研究。样品以蛋清为溶剂,抗生素种类选用鸡蛋中可能残存的抗生素,包括环丙沙星、诺氟沙星、氧氟沙星、土霉素和庆大霉素,通过加入抗生素试剂模拟鸡蛋中抗生素的残留,测定了不同浓度下的抗生素荧光光谱。采用欧氏距离及概率密度的方法进行定性分析,定性分析的准确率在三倍标准差范围内达到了100%。在对已有的几种不同浓度样品进行检测分析后,建立了每种抗生素对应的c-S拟合曲线。结果表明,在有效检测范围内(环丙沙星:0.0001~1 mg·mL^(-1),诺氟沙星:0.0002~1 mg·mL^(-1),氧氟沙星:0.00005~1 mg·mL^(-1),土霉素:0.0001~0.2 mg·mL^(-1),庆大霉素:0.01~1 mg·mL^(-1)),可以根据荧光峰的净峰面积比较准确地计算抗生素含量。最后,计算了抗生素定量曲线的准确度和检出限,说明了该方法可以应用到鸡蛋中抗生素的残留量检测,但目前还存在检出限较高的问题,需要更进一步研究来降低检出限。

激光诱导大肠癌自体荧光光谱实验研究

本研究采用激光诱导自体荧光诊断系统对30例大肠癌组织标本荧光光谱随机信号进行采集,并基于M atlab软件,通过功率谱法和神经网络感知器法,进行信号处理及自动诊断分类,获得了较好的临床诊断敏感性和特异性,为大肠癌自体荧光光谱智能诊断系统的开发打下坚实的基础。

基于激光诱导荧光光谱的酸奶乳酸菌数快速检测

以市售搅拌型酸奶为研究对象,利用自行搭建的激光诱导荧光(LIF)采集系统,获取不同乳酸菌数酸奶样品的荧光光谱,探讨酸奶中各种荧光物质的荧光峰强度随乳酸菌数变化的响应关系,结合光散射校正算法建立了酸奶中乳酸菌数定量预测模型.结果显示,不同乳酸菌数酸奶样品均在435、485和520 nm附近出现了荧光特征峰,且均随乳酸菌数的变化呈现规律性变化.利用4种光散射校正方法对酸奶原始荧光光谱进行了校正,其中,OPLEC+SR光散射校正算法能够有效消除与波长相关的基线漂移的影响,所建立的PLSR预测模型结果最优,其校正集、验证集相关系数R_(c)、R_(p)分别为0.9654和0.9533,均方根误差C_(RMSE)、P_(RMSE)分别为0.1525 logCFU/mL和0.2362 logCFU/mL.为验证模型的稳定性与可靠性,利用未参与建模的8个酸奶样品对最优模型进行外部验证,实测值与预测值线性拟合后的相关系数R可达到0.9510,拟合残差模为0.8606,说明所建预测模型可以实现酸奶中乳酸菌数的实时监测.

激光诱导大鼠大肠早癌组织自体荧光光谱特征

目的:探索激光诱导大肠早癌组织自体荧光光谱特征.方法:采用二甲肼ip法建立SD大鼠大肠癌动物模型,对大鼠结肠和直肠可疑病变或肿块部位用370 nm激光照射,诱导组织产生自体荧光并收集光谱后取材,根据病理诊断分为正常组、早期癌组、进展期癌组,分析各组光谱特征.结果:正常64例,早期癌78例,进展期癌84例,共226例.各组光谱在460 nm和505 nm处附近有波峰;正常组460 nm左右波峰对应的波长与早期癌组、进展期癌组对应波长比较差异有显著性(457.66±3.28 vs 467.87±7.71,468.60±4.53,P<0.05).73%(61/84)的进展期大肠癌组织、69%(54/78)的早期大肠癌组织荧光光谱在635nm附近有荧光峰,而正常组织缺乏该峰.早期癌组和进展期癌组自体荧光在460 nm处的荧光强度比在正常组相应强度弱.早期癌组和进展期癌组I_(635)/I_(460)(1.9507±1.1460,2.1368±1.4721)和I_(635)/I_(600)值(0.4215±0.2582,0.4482±0.2309)分别较正常组I_(635)/I_(460)和I_(635)/I_(600)值大且差异有显著性(0.7494±0.1077,0.1416±0.0439,P<0.05).结论:激光诱导的大鼠大肠正常组织与大肠癌组织(包括早期和进展期大肠癌)自体荧光光谱之间存在差异,自体荧光光谱部分特征可用于大肠癌早期诊断.

水体中溶解有机物激光诱导荧光光谱分析方法

讨论了用激光诱导荧光(LIF)的方法分析水体中溶解有机物(DOM)的含量,利用拉曼散射信号对荧光光谱进行归一化处理,消除激发光强度和水体对荧光的二次吸收和接收条件等因素的影响,并给出了理论依据,由此依据得出了非线性浓度校准的数学模型。利用这个数学模型对实验数据进行非线性拟合,拟合的相关系数高于0.99。该浓度校准的数学模型,考虑到了水体对荧光信号的二次吸收以及溶液浓度的变化对二次吸收的影响,结果表明它可作为不同水体的通用浓度校准的数学模型对水体中的DOM进行定量分析。

鲜牛奶变质过程的激光诱导荧光光谱研究

本文用激光诱导荧光 (LIF)方法对鲜牛奶和酸牛奶变质过程进行了荧光光谱研究 ,介绍了所用测试系统的组成及测试方法 ,给出了变质过程的荧光光谱 ,并对测试结果进行了分析 ,研究表明 。

含有光敏剂的人体皮肤的激光诱导荧光光谱分析

利用血红蛋白在578nm处有吸收峰以及在光动力疗法治疗鲜红斑痣过程中病变区血液含量减少的特性,根据测得的含有光敏剂的皮肤层激光诱导荧光光谱,计算了皮肤层光敏剂的荧光强度随时间的变化关系。通过光谱处理计算了624nm处光敏剂血卟啉(HpD)的荧光峰值强度。分析和计算结果表明,皮肤层中的血液含量的减少导致新的荧光光谱峰(578nm处)的产生,新荧光峰的产生造成624nm处荧光强度的增大,因此必须排除这种影响才能得到皮肤层由光敏剂产生的荧光强度。由光谱处理结果得到治疗过程中病变区光敏剂荧光强度的变化曲线。

激光诱导荧光辅助激光诱导击穿光谱检测有源发光玻璃中的微量元素

在有源发光玻璃的制备过程中,通常需要掺杂微量元素,用于改善玻璃的发光性能,因此在生产过程中进行快速检测非常重要。本实验针对激光诱导击穿光谱技术(LIBS)分析玻璃中微量元素灵敏度不足的问题,利用激光诱导荧光辅助激光诱导击穿光谱技术(LIBS-LIF)检测了玻璃中3种微量元素Yb,Al和P。使用波长可调谐激光激发等离子体中的Yb+离子、Al原子和P原子,并对这3种粒子在激光诱导荧光中的跃迁过程进行了分析。结果表明,通过激光诱导荧光辅助激光诱导击穿光谱技术,Yb+离子、Al原子和P原子的光谱强度分别增强了23,50和8倍,大幅度提高了LIBS分析的灵敏度。

不同环数芳香烃激光诱导荧光光谱研究

为了更好地区分测量小分子芳香烃,利用一台Nd∶YAG激光器提供能量为0.085J·cm-2、波长为266nm的入射光。针对苯、甲苯、萘、菲、蒽、芘和屈不同环数的芳香烃,使用激光诱导荧光法研究了单一芳香烃及不同芳香烃混合物的荧光光谱。结果表明,芳香烃的苯环数是荧光发射光谱的主要决定因素;相同苯环数不同结构的芳香烃对荧光光谱范围基本没有影响;由于266nm波长的吸收效率差异,导致相同环数的芳香烃的荧光光强存在差异;而且吸收效率相近且浓度相同时,环数越大,荧光光强越强。随着芳香烃环数的增加,荧光光谱波段和峰值都出现从紫外波段向可见光波段红移的现象,同时吸收效率相近时,荧光光谱范围变宽;一环至四环芳香烃的较好的荧光光谱区分范围分别为275-320,320-375,375-425和425-556nm。针对不同芳香烃混合物研究表明,由于辐射能量传递机制导致混合物中有3环或4环芳香烃存在时,紫外波段的光被损失,所以1环或2环芳香烃混入混合物后,混合物中的1环或2环荧光光谱不能被检测到,但荧光光谱强度增大;当混合物中只包含3环和4环芳香烃时,荧光发射光谱具有两种芳香烃的特点;当混合物中存在3环和4环芳香烃时,荧光发射光谱和各自的浓度相关,从而可以一定程度区分不同环数物质。

多道检测-激光诱导荧光光谱分析装置研究

采用Nd∶YAG激光器为激发光源 ,与CCD光学多道分析系统联用建立了多道检测 激光诱导荧光光谱分析装置 ,并对该装置的设计进行了优化 ,荧光光谱测量范围 350～ 10 0 0nm ,波长精度 0 .3nm ,探测器光谱响应灵敏度 0 .1LX。采集和检测了若丹明 6G乙醇溶液的高信噪比荧光谱 ,最低检出限达到 10 - 8mol/L。线性范围为 10 - 6～ 10 - 8mol/L。将所建立的装置用于若丹明B荧光淬灭法测定水中硒的含量 ,获得了满意的结果。方法的线性范围为 1～ 10 μg/L ,检出限为 0 .5μg/L ,加标回收率为 81.3%～ 112 .5%。

多功能激光诱导荧光光谱测定装置

采用Nd∶YAG泵浦染料激光器、硅增强靶型光学多道分析仪以及自制的荧光盒和触发器组装了一台激光诱导荧光光谱测定装置。研制了与计算机连接用的接口和应用软件。性能测试表明,此装置的灵敏度高,光谱覆盖范围和工作曲线线性范围宽、分析速度快;既可用于实时光谱检测,也可用于时间分辩光谱分析。测定结果的精密度和准确度均令人满意。

不同植物的激光诱导荧光光谱特征及其在遥感上的意义

用337nm氮分子激光照射不同种类的植物,可以得到每一种类植物的激光诱导荧光特征光谱。利用峰的波长,荧光强度的差异可以将木本阔叶树、针叶树,草本双子叶及单子叶植物加以区分。685与740以及440与550nm的荧光强度比值均可以作为植物区分的两种参数。用激光诱导荧光技术监测植物要选择合适的生长期和季节,单子叶植物应选拔节期,双子叶植物应选营养生长期,而木本植物则应选在春末夏初。研究表明,激光诱导荧光遥感技术对植物鉴别与分类以及植物的长势监测具有极其重要的意义和应用前景。