穆根 1,2张振辉 1,2石玉娇 1,2,*
作者单位
摘要
1 华南师范大学生物光子学研究院激光生命科学教育部重点实验室,广东 广州 510631
2 华南师范大学生物光子学研究院广东省激光生命科学重点实验室,广东 广州 510631

光声成像结合了光学成像的高对比度和超声成像的深穿透性优势,能够利用内源性、外源性造影剂对比显示组织的结构、功能、代谢特征和分子、动力学信息等,同时可以实现从细胞器、细胞、组织到器官的多尺度成像,在生物医学研究中发挥着越来越重要的作用。简要回顾了光声成像的基本原理,重点总结了光声计算断层成像(PACT)、光声显微成像(PAM)、光声内窥成像(PAE)和光声分子成像近年来的研究热点及技术进展,主要涉及成像探测方式的选择与改进、低成本激发光源的替代方案、图像重建算法的进步、系统成像速度和分辨率的提高以及分子探针的新兴设计策略等,最后展望了光声成像的应用前景。

生物光学 成像系统 光声成像 光声计算断层成像 光声显微成像 光声内窥成像 光声分子成像 
中国激光
2022, 49(20): 2007208
作者单位
摘要
福建医科大学医学技术与工程学院,福建 福州 350004

光声成像技术是一种非入侵式和非电离式的新型生物医学成像方法,它有效结合了声学成像和光学成像的优势,可得到高分辨率和高对比度的生物组织结构及功能图像,为疾病的早期诊断及评估等提供重要依据。然而,任何单一的成像技术在具备其独特成像优点的同时都不可避免存在一定的局限性。将光声成像与其他成像技术如光学相干层析成像、超声成像等成像技术相结合形成多模态成像系统,可以实现各成像技术的优势互补,使其具有更好的成像深度和空间分辨率,提供更加全面的生物组织信息。多模态光声成像技术已经应用到了各种疾病的诊断与治疗中,其在眼科学中的应用潜力也正在被人们发掘,多模态光声眼部成像不仅可以提供眼部解剖学信息,而且可以提供一定的功能信息。在一些眼部疾病发生发展过程中会伴随着一些参数指标的改变,如血氧饱和度、氧代谢率、分子标志物等,通过实时定量测量眼内相关参数变化,可以早期精准监测和诊断眼部疾病。概述了多模态光声成像技术及其在眼科学中的应用研究进展情况,并尝试对其未来发展情况进行了探讨。

医用光学 光声成像 多模态 眼科学 分子成像 
激光与光电子学进展
2022, 59(6): 0617014
胡杰 1,2,3,*郭勇尉 1,2,3朱浩淼 1,2,3,**
作者单位
摘要
1 中国科学院福建物质结构研究所,中国科学院功能纳米结构设计与组装重点实验室,福建 福州 350002
2 中国科学院海西研究院厦门稀土材料研究中心,厦门市稀土光电功能材料重点实验室,福建 厦门 361021
3 福州大学化学学院,福建 福州 350108

近年来光学相干层析成像(OCT)作为“光学活检”手段在临床上得到了快速发展与应用。在与造影剂结合后,还可以获得分子活动信息。但是单一模式的OCT技术存在穿透深度低等不足,多模态成像技术可以弥补这一短板,同时还可以充分发挥OCT的技术优势,从多层面获取生物体的综合信息。综述了目前造影剂用于OCT与荧光成像、光声成像、磁共振成像耦合的多模态成像进展,以及多模态造影剂未来的发展趋势。

光学相干层析成像 造影剂 多模态成像 分子成像 
激光与光电子学进展
2022, 59(6): 0617008
龙晓云 1,2田超 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学工程科学学院, 安徽 合肥 230026
2 精密科学仪器安徽普通高校重点实验室, 安徽 合肥 230026
光声成像兼具光学成像对比度高和超声成像在深层生物组织中分辨率高等优点,是近年来迅速发展起来的一种生物医学成像模态。光声显微成像(PAM)是光声成像的一种重要实现方式,利用其可以无创提供活体生物组织结构和功能信息的优点,研究人员已开展了临床前和临床应用研究。为了使不同领域的研究人员了解这一快速发展的成像技术,本文综述了光声显微成像的发展现状、最新技术和研究进展。文章首先介绍了PAM的基本原理和典型的系统实现,然后概述了包括空间分辨率、成像深度、扫描方式、信号探测手段和多模态成像等方面的重要研究进展,接着阐述了PAM在生物医学领域的应用现状,最后总结了其未来发展面临的挑战。
生物医学 光声成像 光声显微成像 多模态 结构成像 功能成像 分子成像 
中国激光
2020, 47(2): 0207016
作者单位
摘要
耶拿大学莱布尼茨光子技术研究所, 物理化学研究所, 阿贝光子中心, 耶拿D-07745,德国
理解疾病成因、识别早期疾病、靶向疾病治疗、预测治疗反应以及成功治疗疾病是现代生物医学的几项基本愿景。在过去的几年中,随着光学与光子学的发展,人们见证了光学与光子学具备迎接这些挑战的潜力。在这种情况下,如拉曼光谱等方法尤其值得关注。介绍了无损线性和非线性拉曼光谱方法在临床诊断中的应用。展现了一种基于芯片的细菌分离技术,用于快速识别病原并探测其对抗生素的抵抗力,这对病人的生存至关重要。并报告了这一技术如何应用于识别血液循环中的肿瘤细胞并同时监测其治疗药物。此外,还介绍了光谱方法在体外和体内的组织病理学中的应用,以对癌症进行早期诊断。
拉曼光谱 免标记成像 分子成像 反斯托克斯显微镜 Raman spectroscopy label-free imaging molecular imaging CARS microscopy 
光学与光电技术
2016, 14(6): 9
作者单位
摘要
华南师范大学激光生命科学研究所暨教育部重点实验室, 广东 广州 510631
伏马毒素B1 (FB1) 是一种来源于串珠镰刀菌的可以引起植物光依赖性超敏反应的病原激发子, 但这种超敏反应的机制研究尚不清楚。运用光学分子成像技术, 并借助调制叶绿素荧光和激光共聚焦成像系统对拟南芥叶片在FB1侵染早期的光化学效率和叶绿体形态变化进行了分析, 研究了FB1诱导的光依赖性超敏反应过程中的分子机制。结果发现, 在光参与下, FB1明显降低了拟南芥叶片叶绿体的光化学效率, 促进了叶绿体来源的活性氧大量产生和绿色荧光蛋白 (GFP) 标记的叶绿体基质蛋白的降解, 而过氧化氢酶或抗坏血酸预处理则抑制了这一过程, 说明活性氧参与促进了GFP标记的叶绿体基质蛋白的降解。 总之, 本文借助光学分子成像技术发现叶绿体在FB1诱发的植物光依赖性的超敏反应早期发挥着重要作用。
伏马毒素B1 超敏反应 叶绿体 活性氧 光学分子成像技术 fumonisin B1 hypersensitive response reactive oxygen species chloroplast optical molecular imaging 
激光生物学报
2013, 22(1): 34
作者单位
摘要
华南师范大学生物光子学研究院激光生命科学研究所、暨激光生命科学教育部重点实验室, 广东 广州 510631
脂多糖(lipopolysaccharides, LPS) 是革兰氏阴性细菌细胞壁的主要成分, 被植物感知后, 启动植物防御反应。利用荧光探针分子成像及激光共聚焦扫描显微镜技术, 在位、直观检测了LPS诱导下, 拟南芥细胞产生重要信号分子一氧化氮(nitric oxide, NO) 的时空特征。LPS诱导细胞产生大量NO, 这些NO主要定位在细胞膜周围, 且是在LPS处理90 min后出现。NO合成酶抑制剂L-单甲基精氨酸能明显抑制LPS诱导的NO生成, 说明LPS诱导NO产生是NO合成酶途径依赖的。该研究结果有助于深入理解LPS作用机制以及NO信号传导通路的全貌, 并为生物物理技术在相关植物生理研究中的应用提供一定的借鉴作用。
脂多糖 一氧化氮 光学分子成像 lipopolysaccharides nitric oxide(NO) optical molecular imaging 
激光生物学报
2010, 19(3): 285
Author Affiliations
Abstract
The Key Laboratory for Biomedical Photonics of the Ministry of Education, Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Department of Biomedical Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074
Digital radiography (DR) and whole-body fluorescent optical imaging (WFOI) have been widely applied in the field of molecular imaging, with the advantages in tissues and functional imaging. The integration of them contributes to the development and discovery of medicine. We introduce an equipment, performance of which is better than that of another molecular imaging system manufactured by Kodak Corp. It can take real-time small animal imaging in vivo, with lower cost and shorter development cycle on the LabVIEW platform. At last, a paradigm experiment on a nude mouse with green fluorescent protein (GFP) transgenic tumor is given to present a real-time DR-WFOI fusion simultaneous image.
分子成像 透射成像 全域荧光成像 LabVIEW 110.0110 Imaging systems 130.0130 Integrated optics 120.0120 Instrumentation, measurement, and metrology 
Chinese Optics Letters
2008, 6(12): 893
作者单位
摘要
1 深圳大学光电子学研究所,深圳 518060
2 中国科学院物理研究所软物质实验室,北京 100080
3 中国科学院物理研究所微加工实验室,北京 100080
4 西安应用光学研究所光电子部,西安 710065
将λ-DNA与荧光染料YOYO-1结合,利用荧光显微技术对DNA分子在毛细现象作用下进入宽40 nm、深60 nm的纳米沟道内,并在其内部被拉伸以及沿沟道移动的情形进行了观察.讨论了DNA分子在沟道内的运动情况.结合光学分子成像技术与该尺寸范围的纳流芯片,将有助于研究生物分子的动力学和静力学性质.
光学分子成像 DNA分子 纳流芯片 纳米孔 Optical molecular imaging DNA molecules Nanofluidic Channels Nanopore 
光子学报
2006, 35(7): 1056
作者单位
摘要
浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,浙江,杭州,310027
介绍了分子对比剂在光学相干层析成像(optical coherence tomography,OCT)技术中的研究现状,慨述了迄今出现的几种不同的光学相干层析分子成像方法(molecular contrast OCT,简称为MCOCT),讨论了MCOCT的几个重要的实际问题:对比剂的选择范围、激发光强的限制、各种方法灵敏度比较以及MCOCT应用于临床与生物学领域需要考虑的因素.
光学相干层析成像 光学相干层析分子成像 生物医学成像 分子成像 
激光生物学报
2006, 15(5): 545

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