中红外光纤技术用于肿瘤在体原位诊断的研究

本文采用傅里叶变换红外光谱法与中红外光纤及ATR探头联用,首次实现了肿瘤组织的在体原位检测,即在有血液循环的活体组织中获得了具有很好信噪比的中红外光谱。实验结果表明在体原位的正常和肿瘤组织的光谱特征同我们先前液氮冰冻样品以及新鲜离体检测的结果是相似的,即符合液氮和新鲜离体样品研究中所得到的鉴别癌症与正常组织光谱变化规律,例如图1所列出的肠癌的原位在体光谱,与离体癌变组织光谱相似,这一创新结果表明中红外光纤-红外光谱仪联用可能发展成一种外科手术中无损、快速、准确的在体检测的方法。

面向生物过程的在线式傅里叶变换红外光谱仪

针对生物过程反应底物含量的实时测量,设计了一种在线式傅里叶变换红外光谱仪及衰减全反射(attenuated total reflectance,ATR)探头。(1)光谱仪采用双立体角镜和平面镜相组合的方法,设计了一种高性能干涉仪系统;采用了光路折叠方式,使干涉仪结构紧凑;采用了双立体角镜,大大减少了动镜运动过程中存在的旋转、倾斜等因素影响;采用平行四边形摆动柔性支撑装置来支撑动镜,使动镜移动时无摩擦,无抖动,运行平稳;采用ZnSe分束器,使仪器抗潮湿性能大大增强;采用分束器60°光入射方式,提高了光通量。(2)该工作设计的一种结构简单、光通量大、经济实用的ATR原位测量探头,入射光和出射光的传输均利用了大口径内镀中红外高反膜光导管作为ATR探头的红外光传输介质,从而大大降低红外光在光导管内壁多次反射后的能量损失,使得ATR探头具有高光通量,提高了信号强度,使信号的检出更加容易。最后采用灵敏度高的MCT(碲镉汞)检测器实现红外干涉信号的收集,使得检测效果更好。实验结果表明,系统具有防潮性能出色,光通量大,在线测量等优点。所设计在线式傅里叶红外光谱仪,能够较好的完成生物反应器内甘油等常见反应物底物的实时测量,在生物在线分析、化学物质检测、材料分析学等诸多领域具有较好的应用前景。