利用自体荧光成像量化分析牙菌斑

牙菌斑是造成龋病及牙周病的主要因素之一,通过检测牙齿表面牙菌斑含量多少能在一定程度上了解牙齿健康程度,对口腔健康的维护有重要意义。利用牙菌斑与牙齿组织自体荧光光谱的差异性,本文设计了一套便携式的基于自体荧光成像的检测系统。(1)该系统以中心波长为405 nm的LED作为激发光源,辅以中心波长520 nm的长波通滤光片提高系统信噪比,CCD作为感光器件;系统采集荧光图像后,根据成像结果分析牙面上牙菌斑含量。(2)设计了验证实验采集受试者牙齿图像,并以牙菌斑百分比作为量化牙菌斑多少的指标。实验结果表明荧光图像菌斑百分比与Turesky改良的Quigley-Hein菌斑指数的Spearman等级相关系数为0.944,牙齿荧光图像牙菌斑百分比与染色图像牙菌斑百分比的Pearson相关系数为0.875。由此可见,文中的检测系统具有较好的准确性,而且因为采用光学检测方法,具有非侵入性且可重复性,所以它有广阔的临床应用前景,有望成为家用口腔健康的检查手段。     

肺癌的血清自体荧光检测

激光诱导荧光光谱是一种研究较为广泛的医用光谱技术,已经被用于组织、细胞学的检测.本文利用激光诱导荧光光谱技术,测定了肺癌患者和健康人的血清自体荧光光谱.并采用主成分分析法和判别分析法对荧光光谱数据进行了分析和处理,从大量的光谱数据中提出少量主成分值,并通过主成分值的差别对肺癌的诊断率进行分析.得到的结果为,对肺癌的诊断...     

心脏组织的自体荧光研究

测量并研究了家兔心脏组织自体荧光的三维光谱和发射光谱。果表明：冰冻前后心室和心房组织的三维荧光光谱差异较主动脉明显,说明冰冻后其NADH和黄素的含量改变。心房、心室和主动脉组织在340 nm激发光下的自体荧光光谱具有特定的差异,其主要荧光峰位于460 nm 的NADH,以及290～400 nm之间的胶原蛋白和弹性蛋白。根据心房和心室组织的高斯拟和光谱发现,光谱的峰位、相对荧光强度和半宽等参数各不相同。由此,可以根据荧光光谱的谱形和峰强比可以显著区分出不同的心脏组织类型。此外,研究首次发现心室组织NADH的荧光强度会随心肌死亡时间增加而衰减,可作为死亡时间确定的新方法。     

运动训练大鼠的自体荧光研究

首次通过激光诱导荧光光谱技术(LIF)研究运动训练大鼠心脏、肾脏、肝脏、脂肪以及前腿肌和后腿的比目鱼肌和腓肠肌的自体荧光光谱特性。测量所用的激发光波长为250～650 nm而发射波长为300～700 nm。比较参照组和3组不同运动状态组的三维荧光光谱,主要在腓肠肌的光谱中发现了和运动相关且位于激发波长(340±10)nm和发射波长(460±10)nm区域的特有荧光峰。根据这一荧光峰可以判别其对应的荧光物质是NADH(还原态烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)。比较3组不同运动模式组的荧光光谱,发现运动模式与其峰强具有明显的相关性。研究结果表明,运动大鼠腓肠肌的能量代谢强于前腿、比目鱼肌及其他脏器,且NADH自体荧光光谱特性是判断肌肉代谢程度的有效的指标之一。     

肿瘤组织自体荧光光谱测量与分析

首先介绍了对人工培养鼠肿瘤组织的激光诱导荧光光谱的实验测量结果，并与同一机体正常组织的自体荧光光谱进行了比较，然后对肿瘤组织自体荧光的来源，与正常组织光谱特征差异的本质进行了详细分析，从而得出结论，生物组织自体荧光光谱能够反映肿瘤组织的特异性，可以作为组织诊断的依据。     

自体荧光在早期结肠癌诊断中的研究

本文以337nm氮分子激光器为激发光源，通过大量实验发现结肠组织自体荧光398nm次峰和461nm主峰能量之比可作为早期结肠癌识别判据之一，并对荧光的强度－时间特性进行研究，发现正常组织与癌变组织在该特性上存在差异，从而推动了激光诱导荧光在早期结肠癌诊断中的临床应用。     

肝癌细胞和正常肝细胞的自体荧光光谱研究

利用荧光光纤传感器来检测癌症必须弄清楚肝癌细胞与正常肝细胞是否具有不同的荧光特征.在体外培养了SMMC-7721肝癌细胞和HL-7702正常肝细胞,然后用荧光光谱仪对它们的自体荧光进行检测.结果表明,两种细胞的自体荧光发射光谱在550～720 nm范围内发射峰的数目和峰位均相间(602 nm和691 nm),只是主峰的波形略有差异.在720～800 nm范围内,肝癌细胞有一特征荧光峰,峰位置在734 nm附近,而正常肝细胞则无此峰.通过对多代培养的细胞进行荧光光谱测试,发现两种细胞的荧光光谱特征在细胞传代的过程中保持不变,说明细胞中的荧光特征在传代过程中保持稳定.这两方面的实验为利用荧光光纤传感器来检测癌症提供了一定的参考.     

牙齿组织自体荧光光场仿真分析

利用有限元数值方法对扩散方程进行求解,将激发光场作为荧光传输扩散方程的光源,获得了二维牙齿模型内部自体荧光光场的分布。讨论了牙釉质和牙本质不同散射系数时牙齿上表面的荧光能量分布。发现牙齿上表面荧光能量随牙釉质散射系数的增大而降低,随牙本质散射系数的增大而增大。并对牙釉质和牙本质的散射系数的改变量对荧光能量的影响进行了定量分析,结果表明βe=2.62,βd=0.0502,牙釉质散射系数的改变对荧光能量的影响远远大于牙本质。利用Monte Carlo随机统计方法对牙齿组织自体荧光进行仿真,发现与有限元结果吻合较好,验证了有限元求解组织体荧光光场分布的正确性。     

Monte Carlo方法研究支气管组织自体荧光光谱

在实验获得支气管组织显微荧光特性和有关光学特性参量的基础上,将支气管组织简化为三层光学模型,用Monte Carlo方法模拟442nm He-Cd激光在组织模型中的光分布及自体荧光的逃逸函数,计算出各组织层对总体自体荧光的贡献,并模拟出逃逸到组织体表面的自体荧光光谱.进一步实验测量与理论计算的自体荧光光谱比较表明,两者在460～520nm及600～700nm的光谱范围内符合得较好.     

应用光纤生物传感器测量肿瘤的自体荧光光谱

光纤生物传感器是现代生物传感技术中的一个非常重要的类别。当前,许多以荧光检测为手段的光纤生物传感器已经商品化了,但几乎都是依靠检测荧光指示剂的光强来获取生物信息,而直接利用生物样品的自体荧光光谱来获取生物信息的光纤传感系统却还未上市。利用自行研发的一套三维荧光光谱光纤传感系统对新鲜的人体乳腺组织切片进行了研究,实验结果表明乳腺癌变组织与正常组织的自体荧光光谱的峰位和峰强比值存在明显区别,这是因为癌变组织的生化成分发生了根本改变。尽管其间的规律还需进一步探索,但可以展望,自体荧光光谱技术与光纤生物传感技术的结合有潜力成为人体恶性肿瘤在线原位诊断的有利工具。     

红外图像处理在墙体空鼓检测上的应用研究

提出了一种基于红外图像的建筑物墙体空鼓检测方法,不但可以远距离、无损地对建筑物空鼓等缺陷进行定性检测,还能对建筑物热工缺陷进行定量分析;采用一种红外图像处理方法来消除墙体温度分布中梯度干扰的影响;通过自适应地调整参数对红外图像进行图像增强处理,有效地排除了环境干扰;通过基于空鼓缺陷边缘轮廓的连通域计算,可直接得到空鼓面积的大小数据;建筑物缺陷现场检测实验结果表明,提出的检测方法既能快速定位出建筑物空鼓等缺陷位置又能以78.3%的精度检测出空鼓面积大小,具有较高的工程应用性。     

应用于dPCR的大视场荧光显微检测系统的设计

数字聚合酶链式反应(dPCR)作为一种新的核酸检测技术,在生物医学等领域得到广泛的应用。为了进一步提升现有的dPCR检测系统的检测效率,设计了一套基于大视场荧光显微镜的dPCR检测系统,将照明系统与滤波模组设计于显微镜物空间,结合复眼照明系统实现大面积匀光照明,照明面积可达到32mm×22mm,照明均匀性达到80%以上,提出一种结合神经网络的培养皿计数检测方法,可以有效筛选出培养皿中已经蒸发的培养皿。整个系统从相机曝光到检测结束仅需要几秒钟时间,相比传统的图像拼接式检测方法,其检测效率得到了明显提高。     

最小二乘法分析自体荧光光谱识别胃癌

对42例胃癌离体标本的癌浆膜和正常浆膜进行以308 nm为激发光的自体荧光光谱测量,将得到的光谱进行平滑和面积归一,发现这两组有相似性,但又存在差别。对处理后的光谱数据再标准化,用偏最小二乘法(PLS)进行计算,最终将这两组区分开来。该方法区分癌组织与正常组织的敏感度为83.3%,特异度为95.2%,阳性预测度为94.6%。该方法识别胃癌的价值高于传统的光谱分析方法,为光谱分析提供了一种快速、有效的选择。     

基于荧光成像技术的土壤芳香烃总量快速检测方法

针对土壤芳香烃总量快速检测难题,研究了基于荧光成像技术的土壤芳香烃荧光信号获取、特征提取方法和质量分数总量反演的方法。基于发光二极管(LED)紫外激发光源、面阵CCD相机、透镜等器件搭建了实验系统,获得了最佳光源激发能量、激发角度等参数,并对实验系统检测能力进行了分析。利用这一实验系统获取了质量分数范围为0～25000×10^-6的标准土壤中机油的系列荧光图像,基于高斯降噪处理和最大类间方差法研究了图像噪声抑制与荧光信号提取方法,建立了标准土壤中机油芳香烃总量的反演模型,并利用反演模型对待测样本的机油芳香烃总量进行了预测。结果表明：总量反演模型的决定系数(R2)达到了0.9889,检测限为82.18,对20个样品测试的误差基本在12%以内。     

叶绿素荧光成像技术的葡萄霜霉病早期检测

葡萄霜霉病对葡萄生产构成严重威胁,尽早防治是治理霜霉病的关键.为了对该病进行早期检测,以PCR检测获取的霜霉病相对生物量作为霜霉病侵染的依据,从暗适应—光适应—暗弛豫3个光合生理状态连续变化过程中,采集80个人工接种霜霉菌叶片和80个健康对照叶片连续6 d的叶绿素荧光图像.对比健康和接种叶片叶绿素荧光动力学曲线、参数图...     

低浓度O~6甲基鸟嘌呤荧光检测的研究

本文报道了一种采用荧光光谱测定O~6甲基鸟嘌呤的方法.该法具有灵敏度高、选择性好等优点、检测灵灵敏度巳达到0.01fM/ml,比国内外常用的放射免疫法高一个量级.     

激光诱导自体荧光成像法(LIFI)诊断肺癌

系统利用三倍频调Q脉冲Nd:YAG激光器产生波长为355nm的激光作为激发光,利用像增强型电荷耦合器件(ICCD)作为成像器件,对肺癌组织和正常肺组织在特征波段进行荧光成像。对不同特征波段的荧光图像进行分析后可看出肺癌组织与正常肺组织有明显区别。为利用激光诱导荧光诊断肺癌提供了一种新的诊断方案,并可在改进后用于临床诊断。     

眼底视网膜色素上皮层细胞脂褐素及氧化黑色素自体荧光寿命成像研究

利用一种基于时间相关单光子计数器的双光子激发荧光寿命显微成像技术,对猪眼底视网膜色素上皮层细胞内的脂褐素和氧化黑色素颗粒的空间分布及其荧光寿命特性进行了研究,尤其对于这些色素颗粒在光致氧化环境中的荧光寿命差异进行了分析.结果表明,利用荧光寿命测量能有效区分视网膜色素上皮层细胞中的多组分荧光团,利用荧光寿命的衰减参数可分辨正常及异常的荧光现象.该方法有望发展成为一种用于眼科临床诊断及病理学研究的高灵敏度的工具,对眼底细胞随年龄增长的衰老机理的研究具有重要的意义. 关键词： 双光子激发荧光 荧光寿命成像 视网膜色素上皮层     

蒙特卡罗模拟重建组织的自体荧光光谱

分别以一个双层的正常胃肠壁模型(包括正常粘膜层和粘膜下层)和一个双层的癌变胃肠壁模型(包括癌变粘膜层和粘膜下层)为研究对象，通过蒙特卡罗模拟计算出每层组织产生的荧光，从而重建出正常和癌变组织的自体荧光光谱，并和实验结果进行了比较。理论重建的光谱和实验测得的光谱在整体形状上的一致性表明，蒙特卡罗方法能够精确地模拟组织中荧光的产生和传输过程，明确解释癌变导致的组织生荧团信息的变化，从而确定组织是否发生病变。     

眼底视网膜色素上皮层细胞脂褐素及氧化黑色素自体荧光寿命成像研究

利用一种基于时间相关单光子计数器的双光子激发荧光寿命显微成像技术，对猪眼底视网膜色素上皮层细胞内的脂褐素和氧化黑色素颗粒的空间分布及其荧光寿命特性进行了研究，尤其对于这些色素颗粒在光致氧化环境中的荧光寿命差异进行了分析.结果表明，利用荧光寿命测量能有效区分视网膜色素上皮层细胞中的多组分荧光团，利用荧光寿命的衰减参数可分辨正常及异常的荧光现象.该方法有望发展成为一种用于眼科临床诊断及病理学研究的高灵敏度的工具，对眼底细胞随年龄增长的衰老机理的研究具有重要的意义.