近红外激光照射人体劳宫穴和非穴位区的反射光谱特性的比较研究

研究了人体劳宫穴及其周边的非穴位组织受不同功率的半导体激光(波长为808nm功率分别为20,50,100mW)照射前后在400～1000nm光谱范围的反射光谱特征及其差异。实验采用带积分球附件的AvaSpec-2048光纤光谱仪测量系统获取劳宫穴和非穴位组织的反射光谱。结果表明,在半导体激光照射前,劳宫穴与非穴位的反射光谱的光谱轮廓相似,波谷均出现在423,544,577,980nm处,劳宫穴和非穴位在对应波谷的反射率值分别为17.1%,26.1%,25.9%,35.0%和17.1%,27.6%,28.1%,36.5%。在475～1000nm,合谷穴的反射率比非穴位小。分别经过20,50和100mW不同功率的半导体激光照射后,劳宫穴反射率较照射前明显下降,并且随着照射功率增大,反射率减小的幅度越大。而非穴位组织经过不同功率的半导体激光照射后反射率较照射前稍有下降,但远不及劳宫穴下降明显。由此可见劳宫穴与非穴位的反射光谱存在差异,并且劳宫穴对半导体激光照射的刺激比非穴位更敏感。

激光技术在聚合酶链式反应微流控芯片中的应用

评述了激光技术在聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)微流控芯片领域中的应用进展,包括激光技术在PCR微流控芯片微加工、微流体物理参数测量、温度循环控制以及芯片上在线产物检测(包括荧光实时定量/终点和毛细管电泳检测)中的应用。最后,展望了激光技术在未来基于PCR的微全分析系统(micro-total analysis system,μTAS)中的新应用。

叶绿体长延时(τ>5s)荧光成分产生机理的实验验证

延迟荧光中各成分产生机理的研究对延迟荧光的应用具有重要指导意义。从电荷复合理论出发,对叶绿体光诱导延迟荧光的产生机制进行了简化的理论模拟,得出了延迟荧光的衰减动力学方程,并推断延迟荧光衰减动力学方程中的常数C为延迟荧光中的更长延时成分。其产生机理是由于PSⅠ中的电子回流到PSⅡ与P680+复合产生激发态的P680*退激发产生,并从实验上成功地证明了延迟荧光的长延时(τ>5 s)成分来源的这种电子回流、复合和退激发过程。

延迟荧光分析和激光共聚焦技术在检测非洲菊发育过程中表皮细胞叶绿素变化中的应用

以非洲菊Gerbera hybrida为研究对象,对其生长发育过程(P1-P6期)中外轮舌状花进行延迟荧光(delayed fluorescence,DF)分析,并利用激光共聚焦成像系统对其各期表皮细胞中叶绿素的分布和相对含量进行检测,以研究非洲菊外轮舌状花发育过程中延迟荧光改变与其叶绿素变化的关系。结果发现在非洲菊外轮舌状花从P1到P6期颜色由嫩绿色变为绿色再逐渐变为金黄色的过程中,其荧光强度变化是先升高后降低。激光共聚焦成像结果表明,其花瓣表皮细胞中叶绿素的相对含量从P1到P4期先是逐渐增多,而后从P4到P6期逐渐减少。到后期只是在保卫细胞中还能观察到叶绿素的存在。实验结果表明应用DF技术,可以有效、无损伤地快速检测非洲菊花瓣中叶绿素的相对含量,结合荧光光谱分析以及激光共聚焦扫描显微成像技术,研究花瓣在发育过程中的叶绿素降解情况。

低强度He-Ne激光对红细胞胞浆内游离钙离子浓度的影响

低强度He-Ne激光对红细胞变形性的影响已得到广泛的认可和应用,但其具体调节机制尚不明确,通过研究低强度He-Ne激光对红细胞胞浆内钙离子浓度的影响,探讨其对红细胞变形性影响的机制。采用A23187处理过的红细胞,分别用5 mW和9 mW激光照射后,观察红细胞胞浆内钙离子浓度变化。结果显示:低强度He-Ne激光照射后的红细胞与无照射组的红细胞相比,红细胞胞浆内钙离子浓度显著降低,但在本实验中钙离子浓度的降低与激光照射剂量无显著相关。由此得出结论:降低红细胞胞浆内钙离子浓度可能是低强度He-Ne激光调节红细胞变形性的重要机制。

利用光声光谱技术校准红外波长可调谐激光器

针对可调谐波长红外光源输出波长与实际波长存在偏差,设计了基于光声光谱技术的红外波长校准仪。首先,使用待校准的激光器照射装有气体小分子的光声腔,获得所装载分子的振转精细吸收光谱。然后利用这些简单气体小分子已知且精确的振转光谱峰位置与所得的光声光谱进行对比,最后,通过对比对红外激光器输出激光波长进行校准。本文利用装有甲烷和氨气气体的光声腔获得了本实验室光学参量震荡器(OPO/OPA)相应的波长校正拟合曲线,并成功对其在2 800~3 600 cm;的范围内输出波长进行了校准。本红外光校准仪具有测量范围广,对现有的激光校准仪器有着互补的作用。

生物医学微波热声成像

微波热声成像是一种以生物组织电特性差异为原理基础的多物理场耦合成像方法.其采用脉冲微波作为激发源,通过热弹性效应产生的超声波呈递深层生物组织的结构与功能信息,融合了微波成像高对比度和超声成像高分辨率的优点.目前已在无损脑结构成像、乳腺肿瘤筛查、人体关节炎成像、肝脂肪含量检测等方面展现出了广阔的医学应用前景,有望成为新的物理医学影像方法.本文对微波热声成像技术的物理原理、系统装置以及近来的代表性研究进展进行了系统性的介绍,并分析探讨了微波热声成像技术值得关注的发展方向以及面临的挑战.

2023年度激光医学领域六大进展

近年来, 激光医学技术在医学领域取得了长足的进步与广泛的应用, 为泌尿外科、眼科及口腔科等多个医学分支领域带来了新的改进与可能。各类激光设备与技术的开发与优化, 极大地推动了各领域相关疾病与生理过程的诊断与治疗水平。为全面了解当前激光医学技术的应用进展与发展趋势, 本文对激光医学技术在当前医学各主要领域中的应用与贡献进行简要综述, 旨在让读者对该领域的发展与应用状况获得整体性的了解。

双氢青蒿素对小鼠T细胞的免疫抑制作用

目的:研究双氢青蒿素(DHA)在体外对ConA诱导的小鼠T细胞增殖的影响,探讨其可能的免疫作用机制。方法:加入不同浓度DHA,以多克隆刺激剂刀豆蛋白A(ConA)诱导T细胞活化增殖,用羧基荧光素双醋酸盐琥珀酰亚胺酯(CFDA-SE)染色法分析T细胞增殖情况;利用流式细胞术(FCM)结合双色免疫荧光染色技术检测CD3+T细胞早、中、晚期活化标志CD69、CD25、CD71表达情况;用Fluo-4/AM荧光钙离子探针技术检测细胞内钙离子([Ca2+]i)浓度的变化;以碘化丙锭(PI)染色分析细胞周期分布;运用流式细胞术(FCM)结合三色荧光染色技术检测CD4+CD25highTreg早期活化抗原CD69表达情况。结果:CFDA-SE染色结果显示,DHA能有效抑制ConA诱导的T细胞增殖,并呈时间-剂量依赖性;DHA对ConA刺激的CD3+T细胞CD69、CD25的表达有促进作用,而对CD71的表达有抑制作用,均呈剂量依赖性;DHA单独作用不能引起T细胞[Ca2+]i的升高,在ConA的刺激下能引起[Ca2+]i浓度升高;PI染色流式分析结果显示,DHA阻滞细胞于G0/G1期,阻止细胞进入S期和G2/M期;DHA能够下调CD4+CD25highTreg细胞CD69的表达。结论:DHA对小鼠淋巴细胞的增殖有明显的抑制作用,是一种潜在的免疫抑制剂。

荧光共振能量转移技术对肺腺癌活细胞中消癌平诱导半胱氨酸天冬氨酸酶3活化过程的实时监测(英文)

背景:将生物学技术和光学技术结合起来研究细胞增殖和凋亡的分子机制已成为生物工程学领域的研究热点。目的:应用共聚焦荧光显微成像技术和荧光共振能量转移技术在活细胞中观察消癌平诱导肿瘤细胞凋亡的分子机制。设计:观察对比实验。单位:华南师范大学激光生命科学教育部重点实验室暨激光生命科学研究所。材料:实验于2006-10/2007-03在华南师范大学激光生命科学重点实验室暨激光生命科学研究所进行。人类肺腺癌细胞为本实验室培养。消癌平注射液为通化神源药业有限公司生产(国药准字Z20025869),G418购自华美生物公司。质粒SCAT3由Miura教授提供,酶标仪(infinite M200,Tecan,Austria),线粒体定位荧光探针购于Molecular Probe公司。方法:①利用细胞计数试剂盒技术检测不同剂量的消癌平对人类肺腺癌细胞活性的抑制作用。②利用共聚焦荧光显微成像技术和荧光共振能量转移技术在大半个活细胞中实时检测消癌平诱导半胱氨酸天冬氨酸酶3活化的动态过程。③利用荧光检测技术在活细胞中检测消癌平作用后不同时间点的SCAT3的荧光发射谱。主要观察指标:①消癌平作用细胞后检测细胞的活性。②消癌平作用后实时检测SCAT3荧光共振能量转移效率的动态变化。③消癌平作用后线粒体形态的动态变化。结果:①消癌平剂量依赖性抑制肿瘤细胞的活性。②消癌平诱导细胞内半胱氨酸天冬氨酸酶3的活化。③消癌平诱导细胞中线粒体变圆和破裂。结论:消癌平可以诱导人类肺腺癌细胞的凋亡,半胱氨酸天冬氨酸酶3参与了其调控过程。

六种蜂花粉中酶活性的研究

6种蜂花粉:杏花、桃花、荷花、油菜、拉拉秧、向日葵均含有多种酶类。实验分别对6种蜂花粉的过氧化氢酶、过氧化物酶、脂肪氧合酶、超氧化物歧化酶、苯丙氨酸裂解酶这五类酶的活性进行测定,通过其酶活性的高低衡量蜂花粉的新鲜程度。

微流控振荡流反转录聚合酶链式反应快速检测烟草花叶病毒

建立了一种基于毛细管的振荡流反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)的微流控装置检测烟草花叶病毒(TMV)的新方法。根据TMV移动蛋白基因设计一对PCR引物,对粗提纯TMV颗粒直接进行RT-PCR。用0.025%小牛血清蛋白(BSA)对反应毛细管内壁进行静力学和动力学钝化,提高了PCR效率。在此微流控装置上进行RT-PCR,流速为70μL/min时,检出限为0.01μg cDNA;可以在17min内成功扩增出179bp的目的DNA片段。

月经前后足部原穴反射光谱特性比较

观察了足部三个原穴在月经前后人体气血盈亏变化过程中的反射光谱特征及其差异性,探讨了穴位在反映人体气血方面的特异性。采用线阵CCD探测器的光纤光谱仪获取太冲（LV3）、太白（SP3）、冲阳（ST42）三个穴位在月经前后400~700 nm范围内的反射光谱,并对特定波长处的反射率进行统计学分析。结果表明,不同个体、不同时期的同名穴位反射率有差异,但光谱轮廓相似,波谷均出现在423.16,544.06和577.47 nm处。太白月经中较月经前、后变化明显高于太冲、冲阳（P〈0.05）,太白、冲阳月经中的反射率高于月经前和月经后,具有统计学意义。月经前后穴位反射特性变化与机体气血由盛而衰变化规律有关。

集在线荧光分析的连续流动反转录-聚合酶链式反应快速扩增检测食源致病性轮状病毒

采用含RNA反转录(Reverse transcription,RT)和在线荧光分析的连续流动聚合酶链式反应(Poly-merase chain reaction,PCR)微流控技术检测食源致病性轮状病毒。此RT-PCR微流控装置以加热铜块组成恒温带,以聚四氟乙烯毛细管微通道为反应体系构建而成。采用循环水冷却退火区,此装置能获得低至31℃的退火温度,而且温度控制及其稳定性良好,因而能满足不同PCR的要求。为了充分体现PCR微流控技术的优越性,在线荧光分析被用于检测PCR产物。当流速为7.5 mm/s时,轮状病毒RNA的cDNA扩增和在线荧光分析能在约12 min完成(扩增约10 min,在线分析约2 min)。在此集成化的RT-PCR微流控装置上,1 h可完成轮状病毒RNA的RT-PCR以及其扩增产物的在线荧光分析,样品检出限达到6.4×104 copies/μL。

溶胶-凝胶法制备毛细管硅胶整体柱的研究进展

毛细管硅胶整体柱作为一种新型的分离介质,在色谱领域显示出了强大的生命力。本评述介绍了溶胶-凝胶法制备毛细管硅胶整体柱的方法,重点分析了溶胶-凝胶法制备毛细管硅胶整体柱的影响因素,总结了近几年毛细管硅胶整体柱在高效液相色谱和电色谱中的应用。

纳米银/半胱氨酸修饰葡萄糖生物传感器的研究

为优化电流型生物传感器的性能，采用相转移法结合超声波法制备纳米银溶胶，并用透射电镜对其粒径和形态进行了表征。将纳米银／半胱氨酸与葡萄糖氧化酶（GOD）共同修饰在电极表面制成酶电极。结果表明：制备的纳米银粒子近似球形，平均直径为6．27nm；酶电极的线性响应范围为5.0×10^-5－1.5×10^-3mol／L；检出限为7.14×10^-6mol／L（S／N=3）；响应时间小于5s。4℃保存30d，该电极仍有83.7％的初始响应电流，重复性和稳定性良好。

低频超声波和甘油对皮肤组织光学透明的反射光谱研究

研究了经低频超声波和促渗剂处理后的猪皮组织在波长为400～860nm范围内随时间变化反射光谱特性的变化及各组于580nm处分别在0～15min和15～30min时间段各组反射光谱的改变程度。实验采用带积分球附件的AvaSpec-2048光纤光谱仪测量系统。结果表明:在波长为400～860nm范围内,空白对照组在整个过程中组织的反射光谱变化比较少;经超声波处理后组织对光的反射率在0～15min内是增加的,而且变化相对明显,但随着距超声波停止处理的时间加长,组织对光的反射率又慢慢恢复原状;经80%甘油处理组相对于空白对照组反射率减少得比较快;经超声波和80%甘油处理后组织的反射率变化最明显,特别是在0～15min内下降速度最快,而且对于波长580nm处在0～15min时间内第4组组织反射率的变化的速率与其他组在相同时间段内比较是:为第1组的约4.0倍和第3组的约2.3倍(在0～15min时间内),第1组组织反射率减少了1.896%;第3组组织反射率减少了3.316%;第4组组织反射率减少了7.551%。从上面的结果发现,超声波和促渗剂80%甘油对皮组织的光透明性不仅具有协同效应,而且可以使皮组织在短时间改善光透明性。

甜菜夜蛾核多角体病毒(SeMNPV)ORF100和ORF101基因的克隆、表达与纯化

目的:构建甜菜夜蛾核多角体病毒(Spodoptera exigua nucleopolyhedrovirus,SeMNPV)ORF100(Se100)和ORF101(Se101)基因的原核表达载体,表达并纯化两种蛋白。方法:用PCR方法扩增Se100和Se101基因,分别将它们克隆至原核表达载体pQE-30上,转化宿主菌M15[pREP-4],用IPTG进行诱导表达,表达产物用Ni-NTA金属螯合层析法进行纯化,SDS-PAGE检测表达的目的蛋白。结果:构建了分别含有Se100和Se101基因的原核表达质粒pQE100和pQE101;SDS-PAGE检测显示,表达的两个融合蛋白的分子量分别为15kDa和31kDa,比预期分子量稍大;Ni-NTA亲和层析结果显示:6×His-Se100和6×His-Se101融合蛋白主要存在于pH值为4.5的缓冲液中。结论:成功克隆并高效表达了Se100和Se101两个基因,有效纯化了两种蛋白,为深入进行基因的功能研究奠定了基础。

纳米金对PCR扩增效率影响的机制探讨

近年来,纳米金粒子对聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)的增效作用倍受关注,但是其具体的机制仍未明确提出。研究发现在PCR反应中,纳米粒子的增效作用是存在最佳浓度的,增加DNA聚合酶或者小牛血清蛋白(BSA)可以消除纳米金粒子导致的抑制。我们认为,纳米金粒子可能起到了类似于聚合酶β亚基的作用,提高了DNA聚合酶的延伸能力;而过量纳米金对PCR的抑制作用可能与纳米金结合单链DNA产生的位阻效应有关。

磁性ODS微粒的制备及其对污水中激素的富集应用

以甲苯为分散体系，以十八烷基三甲氧基硅烷为Fe3O4磁性粒子表面修饰剂，通过硅烷化法制备了分散性良好、表面带有—（CH2）17CH3活性官能团、平均几何粒径7．5μm、比表面积26．7m^2／g的磁性十八烷基（ODS）微粒。该磁粒经活化后可吸附疏水性的物质，用甲醇将所吸附的物质洗脱下来进行检测分析，即可以应用于环境中痕量疏水性物质的检测。该文将所制备的磁性ODS微粒应用于污水中雌性激素的提取富集，平均提取效率为23．0％～91．6％。处理后的样品用扫集胶束电动色谱技术（Sweeping MEKC）进行检测。应用该法成功地检测了污水中的痕量雌酮和雌三醇，其质量浓度分别为（5．60±0．08）μg/L和（5．24±0．06）μg/L。研究结果表明，将磁粒提取富集技术与扫集胶束电动色谱技术相结合可以提高污水中痕量物质的检测灵敏度，并减少样品基体中其它物质的干扰。