半导体激光对钝顶螺旋藻形态和生长的影响

采用半导体激光(波长650nm,功率40mW,功率密度13mW/cm²)辐照钝顶螺旋藻,辐照时间为30min、15min、8min.通过测定藻丝形态参量、叶绿素a、β胡萝卜素,研究半导体激光对藻生长的影响.结果表明:三个辐照时间都对藻丝形态产生影响,使藻丝长、螺旋数、螺旋长发生变化;30min辐照组抑制藻体叶绿素a、β胡萝卜素的合成,8min和15min辐照组促进藻体叶绿素a和β胡萝卜素的合成,β胡萝卜素增幅最高达17.9%.8min促长作用最明显,使比生长速率提高10.9%,15min略有促长作用,而30min则起抑制生长作用.     

基于激光共焦扫描术的亚心形扁藻显微图像与光谱

采用激光共聚焦扫描显微技术,针对亚心形扁藻开展了研究.从获得的488 nm Ar+激光单光子激发的亚心形扁藻自体荧光光谱与图像,可知细胞内有一杯状叶绿体物质,其荧光峰值为682 nm,对应叶绿体发出的红色荧光.在单通道模式下,获得800 nm fs激光双光子激发的扁藻自体荧光光谱与图像,可知每个杯状叶绿体的内部有一个自体荧光更强的圆形物质.在双通道模式下,可分别获得小圆形物质的自体荧光图像,杯状叶绿体自体荧光图像,以及两个通道图像的叠加.进一步获得了双光子藻细胞荧光图的6个主要的荧光峰.采用单光子激光激发可获得亚心形扁藻叶绿体自体荧光图像及其荧光光谱,而双光子激光激发荧光光谱的多通道以及Lambda模式下采集光谱信号与图像,不仅可观察到亚心形扁藻的内部形态结构,还可能从双光子激发荧光图中研究分析亚心形扁藻生化物质的存在,灵敏度较单光子激发高.激光扫描共聚焦显微技术,特别是双光子荧光与图像技术可为海藻的检测与研究提供一种快速、实时、有效、简便的方法.     

激光辐照对湛江等鞭金藻的复壮作用及机制研究

用Nd∶YAG激光（波长1.06 μm,功率密度6 W/cm2）对长期保存的湛江等鞭金藻藻种进行辐照处理.研究了激光辐照对藻生长和生理生化特性的影响,并从藻细胞的超微结构和自体荧光特性的变化探讨了激光复壮藻种的可能机制.实验结果表明：辐照剂量为30 s~60 s时,有较好的复壮效果,藻种的生长速率、细胞干重、叶绿素、类胡萝卜素及蛋白质等含量均较对照组有不同程度的提高,增幅约25.3％～48.3％.激光复壮后的藻细胞,线粒体数量增多,光合片层进一步发育.辐照剂量增至90 s时,胞内脂质颗粒增加.藻种的自体荧光光谱中,波长682 nm处的荧光强度明显增强.此结果说明,利用激光的“筛子”与诱变作用,可以提高饵料藻种的生物品质.     

He-Ne激光对钝顶螺旋藻的诱变效应

利用He-Ne激光(波长632 nm，功率10 mW)诱变钝顶螺旋藻IS（Spirulina platensis IS），经过一定时间的辐照，选取生长较快的藻种测量其β-胡萝卜素、蛋白质及多糖含量，进一步筛选出生长快、高产胡萝卜素或高产蛋白质的藻种.实验结果表明：与出发藻种IS相比，经He-Ne激光15min和25 min照射后的藻种MS-1、MS-2和 MS-3，藻丝形态发生变化，藻丝变短、螺旋变紧密，生长速度明显加快，其中 MS-1的β-胡萝卜素含量增幅为18.1%，MS-3的蛋白质和多糖含量均有较大增加.此外通过对出发藻种和诱变藻种的叶绿素a和胡萝卜素的紫外吸收光谱进行比较，发现诱变藻种与出发藻种相比最大吸收峰值略有变化，从而说明He-Ne激光对于钝顶螺旋藻的诱变效应.     

亚心形扁藻傅里叶变换近红外拉曼光谱

测定并研究了亚心形扁藻的傅里叶变换近红外拉曼光谱。结果表明,采用1 064 nm近红外激光激发,以亚心形扁藻藻液离心所获得的藻泥为测试样品,当激发光功率为360 mW,累加70次,可以获得较清晰的亚心形扁藻近红外拉曼光谱信号。其主要谱峰为：381～432, 552～556, 611～613, 710, 873, 953～964, 1 108～1 119, 1 457, 1 523～1 527, 2 986 cm-1,确认其归属主要为蛋白质、不饱和脂肪酸以及酯类等亚心形扁藻的主要组成物质。该研究为藻类分类以及环境胁迫下藻类的生理生化变化提供一种快速、实时、无损的检测方法。     

光合色素分子吸附膜的非线性增强效应

吸附在光学表面上的细菌叶绿素和藻兰素生物分子膜.在基波(λ=1.06μm)激光作用下,观察到谐波效应.文中对藻兰素只产生三次谐波而不产生二次谐波做了分析.     

低强度激光辐照HeLa细胞诱导增殖效应的可见光谱特性

比较研究了可见波段405,514,633和785nm低强度激光辐照HeLa细胞的促增殖效应。实验采用100和1 000J.m-2两种有效能量密度的可见光波辐照细胞,照射后24,48,72h采用MTT法检测细胞活性。结果表明,405,633,785nm激光均能促进HeLa细胞增殖,且呈波长和时间依赖性;633nm激光辐照对细胞促增殖效应最显著;514nm激光辐照对HeLa细胞促增殖效应较不明显。不同光剂量对细胞增殖效应不同,405,633,785nm激光辐照时能量密度为1 000J.m-2的辐照组细胞增殖均较100J.m-2辐照组明显,而514nm激光辐照时1 000J.m-2辐照组与100J.m-2辐照组细胞增殖的差异不明显。     

激光等离子体效应对细胞烧蚀特性研究

研究对比了激光直接辐照、聚焦辐照以及激光等离子体辐照三种辐照方式下,洋葱表皮细胞的烧蚀特征,并基于激光辐照的热力学特性对细胞的温升以及相变过程进行分析。观察发现： 直接辐照对细胞的杀伤效果很不明显;聚焦辐照会引起焦点附近细胞的断裂以及脱水;激光等离子体辐照作用下,细胞会呈现大面积的去除,断裂边缘粗糙,且细胞层有叠加现象。理论分析发现,激光等离子体具有热效应、辐射电离及冲击波效应等,会增加激光脉冲能量到细胞的沉积、以及对细胞冲击剥离等,从而会大大增加细胞的杀伤范围和效率,可用于对细胞进行大面积杀伤。     

飞秒激光作用下金掺杂硅酸盐玻璃的光致晶化研究

研究了金掺杂硅酸盐玻璃在飞秒激光辐照和热处理作用下的光致晶化行为，分析探讨了其机理和激光辐照条件的影响.吸收光谱测试表明玻璃内部析出金纳米颗粒. 金纳米颗粒掺杂玻璃在近共振纳秒脉冲作用下显示了强的光限幅效应, 且改变飞秒激光诱导参数可改变该复合玻璃的光学非线性. 关键词： 光致晶化 飞秒激光 金纳米颗粒 硅酸盐玻璃 光限幅     

细胞外溶液的近红外光热响应取决于其吸收特性

光热效应是激光与生物组织相互作用中的一个主要因素, 但其产生、传输和作用机理尚不十分清晰. 本文采用双波长近红外激光辐照和膜片钳技术相结合的方法, 选择980 nm和845 nm两个波长的近红外激光, 因其在水中的吸收系数分别为0.502 cm^-1和0.0378 cm^-1, 接近十倍差异. 若溶液是产生光热响应的主要介导物质, 则期望这两个波长的激光辐照所产生的溶液温升也将呈现相应的十倍比例关系. 研究中把溶液光热响应过程分为温升的建立和耗散两个阶段. 在温升建立阶段,理论模型的建立采用长时程 (激光作用时程长于介质的热弛豫时间)作用理论的研究结果, 实验是使用膜片钳系统来测量细胞外溶液中, 已进行温度标定的、充灌溶液的玻璃微电极电导变化, 根据这个电导变化来定量研究溶液光热响应与其吸收特性的关联性; 在耗散阶段, 使用膜片钳系统监测神经细胞的电生理功能变化. 理论和实验两方面的结果都表明, 溶液对低强度近红外激光的吸收特性决定了其光热响应. 这一结果, 可以直接用于生物组织光热响应特性相关的机理研究. 关键词： 光热响应 双波长的方法 近红外激光和生物组织相互作用 空电极方法