癫痫是影响所有年龄段的慢性脑功能障碍, 主要特征为整个或局部脑区神经元异常同步化高频群集动作电位发放。 利用神经毒素海人藻酸(KA) 立体定位注射入大鼠海马, 诱导大鼠产生癫痫持续状态, 建立颞叶癫痫大鼠模型。 应用同步辐射显微光谱和同步辐射显微光谱成像分析癫痫持续状态发作后24小时的颞叶癫痫大鼠海马角(CA) 1区神经元生物化学分子的胞内浓度和分布是否改变。 结果显示反映蛋白质二级结构的酰胺Ⅰ在1 655 cm-1的振动频率和属于脂类功能集团的2 800～3 000 cm-1振动频率, 在正常对照大鼠海马CA1神经元胞体内呈高浓度分布, 但在癫痫大鼠海马CA1神经元胞体, 反映蛋白质二级内呈低浓度分布, 并且以细胞核分布浓度最低, 但在神经元胞体外围分布浓度相对较高。 属于核酸集团的1 055～1 054 cm-1 PO2反对称拉伸振动在正常和癫痫大鼠海马CA1神经元胞体内分布趋势没有差异, 都在胞体内呈高浓度分布, 尤其在细胞核分布浓度最高。 对属于酰胺Ⅰ的吸收频率进行二级导数分析显示癫痫海马神经元的酰胺Ⅰ相对于正常对照多出1个1 653 cm-1附近的负峰。 以上结果提示在发生癫痫持续发作后海马神经元生物化学分子的细胞分布会出现变化。

神经毒素6-hydroxydopamine (6-OHDA)处理的人神经瘤母细胞系SH-SY5Y是一种经典的帕金森病细胞模型。 利用同步辐射红外显微光谱研究6-OHDA处理的SH-SY5Y细胞系的生物化学成分。 与正常细胞相比较, 所含磷脂的平均饱和水平显著提高, 蛋白质的二级结构发生显著变化, 其中的β-sheet的比例明显增高, 核酸的含量明显下降, 提示神经毒素6-OHDA对细胞造成了严重的氧化损伤。 同步辐射红外显微光谱能够精确有效的检测到细胞生化成分的改变, 从而对细胞的病理损伤进行评估。

利用同步辐射红外显微光谱研究6-hydroxydopamine(6-OHDA)毁损内侧前脑束所致帕金森病大鼠脑海马区神经元的生物化学成分改变。 研究样本为6-OHDA诱导的帕金森大鼠模型海马区神经元。 与正常大鼠海马区神经元比较, PD大鼠样品在属于脂类的CH2 反对称和对称伸缩振动的2 924和2 850 cm-1的振动吸收积分面积以及在峰值位于1 736 cm-1的伸缩振动吸收积分强度比正常大鼠都有增加, 提示PD样品脂质含量升高, 而在属于核酸的PO2反对称伸缩振动和对称伸缩振动的强度比正常大鼠样品下降, 提示PD样品中核酸的含量比正常样品减少。 蛋白质的振动没有发现异常。 该研究表明帕金森病大鼠模型海马神经元存在生物化学成分改变, 这种改变可能与神经元的病理改变密切相关。

依据LOPEX’93数据, 分别使用地表反射率光谱及其变化量以及光谱指数分析了鲜叶片叶绿素和水分含量的光谱响应。 结果表明, 在反射率光谱及其变化量的分析中, 反射率的二阶导数对叶绿素具有较高的响应, 对叶绿素响应较高的波段依次为600, 700, 670, 410, 490, 500和440 nm, 这些波段区间能够较好地反映植被叶绿素的含量; 反射率光谱经连续统去除后对叶片含水量具有较高的响应, 对水分含量响应较高的波段依次为: 1 870, 2 130, 2 180, 1 820, 2 350和2 120 nm, 分别对应着水分在短波红外波段的吸收波段。 在光谱指数的分析方法中, 光谱指数ND(normalized difference)对叶绿素含量较其他指数具有更高的响应, 其相关系数为0.618; 光谱指数Ratio975对叶片水分含量具有较高的响应, 相关系数可达0.996。 根据以上的响应分析, 构建相关模型, 对叶片中叶绿素和含水量开展地基反演实验, 结果表明, 基于地面光谱数据反演叶片中叶绿素和含水量可达到较高的精度。