肝癌的发病率和死亡率逐年上升, 寻找提高肝癌早期筛查和诊断的有效方法是降低死亡率的重要途径, 通过定量检测血清中甲胎蛋白( AFP)是实现肝癌早期筛查和诊断的重要辅助手段。常用的AFP检测方法具有成本高、检测时间长、不适于大规模人群的筛查等缺点, 本文采用基于激光共聚焦原理的生物芯片扫描仪和近红外荧光标记抗体芯片相结合的方法, 实现AFP的定量检测, 并与常用的罗氏电化学发光免疫分析方法检测患者样本中AFP含量进行比较, 结果表明, 二者之间具有高度相关性。

比较两种荧光探针异硫氰酸荧光素FITC和Cy5标记鹿茸提取物PAEs的最佳方法。用FITC和Cy5分别标记PAEs得到标记物FITC-PAEs和Cy5-PAEs; 用SDS-PAGE凝胶电泳检测并比较两种荧光染料标记蛋白分子量的差异; 用酶标仪检测在特定波长处OD值计算其标记率; 用PC12细胞验证两种荧光染料的生物安全性; 将荧光标记物分别与人工胃液和人工肠液共孵育，观察它们在其中的稳定性。结果表明，两种荧光染料标记PAEs蛋白分子量并无明显差异，但FITC-PAEs荧光强度稍强。通过计算标记率表明两种荧光染料均可充分标记PAEs，但Cy5价格昂贵。相比于FITC-PAEs，Cy5-PAEs在人工胃液和人工肠液中稳定性较差。因此，我们选择标记率高，在人工胃液和人工肠液中较为稳定且对机体无毒副作用，价格合理的FITC荧光染料标记PAEs并用于后续实验研究。这为建立蛋白类中药大分子的活性示踪方法，开发口服蛋白类药物奠定基础。

作为一种新型的荧光探针, 量子点(QD)已经受到越来越多的重视, 制备工艺也显得格外重要。水相中合成的量子点效率低, 油相中的量子点经过转相以后效率也大大衰减。本论文利用再沉淀包覆的方法制备了具有良好的水溶性的掺杂绿光CdSe@ZnS的纳米颗粒G-NPs(534 nm)和掺杂红光CdSe@ZnS的纳米颗粒R-NPs(610 nm), 具有窄的半峰宽(G-NPs ~29 nm, R-NPs ~31 nm), 较小的粒径(45 nm), 并在此基础上通过发射光谱与荧光衰减研究了量子点之间的能量传递现象。该方法保留了量子点原来的性质, 基于其优良的光学性质, 对人类肝细胞肝癌细胞株(HepG2)进行了荧光标记, 从共聚焦成像实验结果看出, 纳米颗粒得到了良好的吞噬效果。

随着光学技术的发展, 表面增强拉曼光谱(SERS)作为一种新兴的技术被逐渐应用于生物医学领域。SERS波谱作为一种振动波谱, 能够反应被测物质的内部信息, 具有指纹识别特征; 具备高灵敏度、高效能的特点, 且能实现复合样本的同时测定; 带标记的SERS技术能进一步提高SERS检测的特异性。目前SERS技术已被广泛用于体内外DNA、蛋白分子的检测, 为生物分子的分析检测提供了一种崭新、高效的手段。

哺乳动物大脑皮层由一群相互联系的脑区构建而成,包含多种环路模块,由此产生了广泛的精神活动。理解皮层结构信息的主要障碍包括细胞类型的多样化、局部和整体连接活动的高度复杂性、动态的回路活动以及由基因组决定的发育装配过程。随着关于基因表达和发育遗传法则知识的增多,通过系统性地靶定细胞类型以及神经祖细胞世系的追踪,使得对皮层回路进行遗传学解析成为可能。战略性地构建一定数目的小鼠驱动品系有利于编制细胞类型信息表,构建皮层细胞图谱,建立现代实验工具。将细胞分辨率和全脑尺度的光电成像技术相结合,可在细胞和细胞类型分辨率水平对海量信息处理机制进行系统性研究。

用多种荧光标记物进行STR检测时, 由于荧光光谱的谱带展宽特性, 各个荧光光谱之间有重叠部分, 如何实现将相互重叠的各个波长上的能量有效利用起来, 对提高荧光利用效率至关重要。本文给出了一种基于矩阵分析的数据处理方法, 该方法在进行荧光探测前首先要对荧光谱进行光谱校正, 即要得到每种所用标记染料受激发射荧光的光谱分布, 根据光谱分布建立染料组合荧光信号矩阵, 然后对矩阵进行归一, 利用归一后的矩阵对所探测的荧光谱进行解谱, 从而得到所期望的荧光谱图。理论分析和实验结果表明, 该方法可以有效的利用各个波长的荧光光谱能量, 并实现对不同荧光重叠谱的有效光谱解谱。

基于多肽(Polypeptides PC2～PC6)中富有巯基(-SH)官能团, 其与单溴二胺(Monobromobimanes mBBr)能够发生缩合反应, 生成具有荧光信号的多肽衍生物;通过优化色谱分离条件, 建立了高效液相色谱(荧光检测器)测定多肽的方法;试验中利用质谱鉴定了PCs与mBBr缩合反应的比例关系。 结果显示, 通过比较PCs标记前后化合物的质谱图, PCs与mBBr反应比例关系为1∶1, 稳定性好;高效液相色谱-荧光法测定多肽化合物, 五种化合物间分离度较好, 出峰时间集中在16.6～22.0 min间;PC2, PC3, PC4, PC5和PC6线性相关性系数＞0.999 1, 方法定量限分别为0.3, 0.05, 0.3, 0.5和0.8 mg·L-1, 回收率范围为83.0 ％～102.0％;重线性较好, RSD＜2.0%, 该方法实现了多肽类化合物快速、 准确定量分析。

基于电子倍增电荷耦合器件探测器搭建了面向小鼠活体非接触式测量的荧光扩散光层析成像系统,为了避免复杂的焦点矫正计算并降低逆问题的病态性,提出一种新的电荷耦合器件平板探测器信息提取及扩展方法,并根据信息提取方法发展了非接触式荧光扩散光层析成像图像重建算法.通过大量仿体荧光扩散光层析成像实验,证明当提取的信息对应于圆柱域投影的1/2、且将信息提取域分解为3个子域时重建可获得最好的效果.制备了皮下植入荧光目标体的活体小鼠进行荧光扩散光层析成像实验,与显微CT成像结果的对比表明：搭建的系统结合所发展的图像重建算法能够较好地重建出活体小鼠内荧光目标体的位置和浓度,有望应用到小鼠肿瘤模型的荧光层析成像中.

在Zn2+离子与聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子配位的基础上, 制备了稳定的PAMAM树形分子包覆的ZnS量子点(quantum dots, QDs), 并用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光发射光谱进行了表征。 结果表明, Zn2+离子能与PAMAM树形分子发生配位络合作用, 且饱和配位时间为6 h; 在波长365 nm紫外光的激发下, PAMAM树形分子包覆的ZnS量子点发射出明亮的蓝色荧光, 荧光发射峰约位于450 nm。 最后, 将得到的PAMAM树形分子包覆的ZnS量子点纳米复合材料应用于锡纸上潜指纹的荧光标记成像研究, 发现指纹可以被清晰识别, 呈现明亮的蓝色荧光指纹。

用异硫氰酸荧光素作为荧光探针, 在碱性条件下标记酪蛋白, 根据标记前后吸收光谱、 荧光光谱的变化情况对异硫氰酸荧光素和酪蛋白相互作用进行了初步探讨。 用SephadexG-50层析柱分离出荧光标记物, 以荧光标记酪蛋白作乳化剂, 采用喷雾干燥法制备荧光标记酥油微胶囊, 用激光扫描共聚焦显微镜在488 nm的Ar+激光光源激发下断层扫描酥油微胶囊微结构。 结果表明, 酪蛋白是在油水界面膜和微胶囊表面聚结。 制备出的酥油微胶囊有单核和多核两种形式, 微胶囊为园球形, 表面光滑, 无裂缝, 无凹陷, 微胶囊壁表面完整, 壁结构较为致密, 其颗粒尺寸为有明显差异的大小颗粒组成, 而且小颗粒附着在大颗粒上, 形成了部分附聚粉, 有助于微胶囊溶解, 是一种较为理想的微胶囊制品。