自体荧光技术以无损、实时、灵敏度高等优点已成为早期肠癌诊断应用的技术之一。本文总结了自体荧光光谱技术在早期肠癌诊断应用中的研究进展, 重点阐述了荧光激发波长的选择, 荧光光谱数据处理方法, 以及正常和癌变肠道组织光谱差异的来源。在分析肠道组织中内源性荧光物质及其分布的基础上, 回顾了自体荧光成像系统的临床应用进展。最后指出自体荧光光谱与成像技术在早期肠癌诊断中的应用和发展趋势。

生物医学光子学的发展, 总是伴随并促进着光子学新技术的发展。光学生物成像技术在癌症肿瘤诊断上有着巨大应用, 尤其是具有优良发光特性的稀土离子掺杂的上转换发光纳米颗粒与光学生物成像技术的结合进一步发展了生物光子学在这一领域的应用。鉴于近几年很多人对上转换发光纳米粒子的大量研究, 本文对其进行了系统的阐述, 综述了稀土上转换发光纳米粒子的光学特异性、发光原理及其在光学成像中不可替代的优势; 描述了上转换纳米粒子的化学组成, 介绍了几种基本的合成方法, 重点说明了水热合成法和热分解法, 并从材料和光学两方面分析了生物应用的效率优化; 总结了目前上转换材料在生物光子学中的几大应用, 着重介绍了生物传感、细胞成像、动物成像、漫射光层析成像、光动力治疗、多模式成像六个方面的应用。本文在最后也对今后的研究进行了展望。

光声成像是一种新兴的无损生物医学成像方法, 因其兼具高灵敏的光学对比度和超声能够对深层组织进行高分辨成像的优点, 已经成为当前生物医学成像领域发展最快的技术之一。光声成像的光吸收对比度能够反映生物组织微小的组织病变, 与血氧饱和度等多种功能和生理信息紧密相关, 目前已被证明在肿瘤血管新生研究、早期癌症检测和心血管疾病诊断等方面有很大的应用潜力。基于超声阵列探测的常规光声计算层析成像系统, 数据采集量大, 由此导致的较低数据采集和成像速度成为制约该技术临床应用和转化的重要因素。压缩感知理论可以在远低于Nyquist采样定理的欠采样方式下, 高质量重建信号, 已被广泛用于信号处理和传统的医学图像重建领域。自2009年压缩感知理论被应用于光声成像以来, 已有的研究结果表明, 该方法为解决目前大区域光声成像的数据采集和成像速度问题提供了一条有效的途径。本文将重点介绍压缩感知理论用于光声成像的基本原理、研究现状、面临的问题和应用前景。

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。

目的: 探讨空心二氧化硅纳米微球包裹的photosan(简称纳米化-Photosan)介导的光动力疗法(PDT)对人胃腺癌细胞AGS的杀伤作用。方法: 采用人胃腺癌细胞AGS作为研究对象, 应用MTT法测定AGS胃癌细胞的生存率和流式细胞分析法检测PDT对AGS胃癌细胞凋亡的影响。结果: MTT实验结果显示, 纳米化-Photosan和普通Photosan对人胃腺癌细胞均有明显抑制作用, 随纳米化-Photosan和普通photosan的浓度增高, 胃癌细胞的生存率明显下降(P<0.05), 同等浓度的纳米化-Photosan比普通Photosan对细胞的抑制作用更明显; 流式法检测细胞凋亡显示光照剂量相同的条件下, 同等浓度的纳米化-Photosan更易引起细胞的凋亡。结论: 纳米化-Photosan比普通Photosan能更有效的抑制人胃腺癌细胞增殖, 更易引起细胞凋亡。

为了提高近红外模型的精确度与准确度, 需要定期地对原模型进行修正。常用的方法是在原模型中添加一些包含新信息的新样品, 因此, 样品的选择成为模型维护过程中的关键因素之一。以利用近红外光谱分析法测定油菜籽含油量为例, 向原模型中添加不同偏差的样品建立独立的近红外模型, 并设计相应的验证集对各模型的预测性能进行全面评价。结果表明: 不同偏差的样品对模型预测性能的改善效果有差异, 只有当新样品的偏差与原模型的预测偏差相匹配时, 添加的新样品才能更有效地对原模型进行修正。依据偏差选择样品的新思路为近红外模型的维护提供了一条有效地途径。

微波热声成像综合了微波成像和超声成像的优点, 具有很好的穿透深度及较高的图像分辨率。热声成像的激发源通常为基于脉冲调制的亚微秒级脉冲微波, 激发能量密度约为几mJ/cm2, 激发出的热声信号主频通常为2 MHz, 成像分辨率约为500 μm。随着热声成像向着临床应用方向发展, 能否有效的减小辐射剂量并提高成像分辨率, 是热声成像系统设计成败的一个关键因素。为了有效改善微波热声成像中热损伤及分辨率, 设计开发了超短脉冲微波热声成像系统, 实验结果表明该系统提高了热声转化效率约两个数量级, 成像分辨率达到105 μm, 为热声成像的临床应用铺平了道路。

血清白蛋白(HSA)是人体中重要的药物结合蛋白。药物在体内和血清白蛋白可逆性地结合可以增强药物的生物兼容性、延长药物半衰期并达到缓释的效果。但是研究发现药物和白蛋白的结合有时也会形成负面的影响。本文以能和活性氧反应的化学发光试剂FCLA为分子探针, 研究分析了HSA 和药物的相互作用及产生的影响。实验发现, HSA能通过与FCLA分子的结合, 对FCLA的氧化产生类似于酶催化效果, 通过降低氧化反应所需的活化能加速了探针的氧化过程。研究结果表明, HSA和某些药物的结合能够引起药物抗氧化能力或抗药物交叉反应能力的改变, 因此在利用HSA携带药物时, 需要考虑结合所导致的药物稳定性的降低。该研究有助于揭示体内的药物动力学问题, 指导合理用药, 同时对于进行药物分子设计、开发新药也具有重要的指导意义。

以苍溪49×6031人工杂交桑种子为材料, 采用秋水仙碱和60Co-γ射线复合诱变, 从诱变群体中选择出优良单株培育成优质、高产桑树新品种川桑7431, 新品种经四川省桑品种区域性鉴定和农村生产试验表明: 新品种川桑7431具有生长势旺、叶片大而厚、节间密、高产、优质、遗传性状稳定等特点。全年平均产叶量33034.25 kg/hm2, 比对照湖桑32号增产20.26%。用该品种桑叶养蚕的试验成绩为: 万蚕收茧量19.56 kg, 万蚕茧层量4.61 kg, 5龄50 kg桑产茧量3.75 kg, 分别比对照湖桑32号提高10.37%、10.43%、8.32%。秋叶硬化迟。新品种适合在四川省的平坝、丘陵、特别是容易发生干旱的蚕区栽植。

目的: 克隆大鼠Mettl9基因, 并构建慢病毒表达载体, 为研究Mettl9基因功能奠定基础。方法: 提取原代培养大鼠星形胶质细胞的总RNA, 应用RT-PCR方法, 扩增出Mettl9 基因的cDNA, 克隆至pGEM-T载体上并测序; 再将该基因亚克隆至慢病毒载体pLenti6.3-MCS-IRES-EGFP, 测序鉴定, 利用脂质体lipofectamine 2000转染至293T细胞进行包装, 感染U251细胞, 荧光显微镜下观察其表达。结果: Mettl9 cDNA的RT-PCR扩增产物为954 bp的基因片段, 连接到pGEM-T载体后测序结果向GenBank递交获得收录号HQ898855; 构建的pLenti6.3-Mettl9-IRES-EGFP慢病毒载体在293T细胞完成包装, 测得慢病毒滴度达1.825×108 TU/mL; 经感染U251细胞, 荧光显微镜下可见绿色荧光。 结论: 成功克隆了SD大鼠Mettl9基因, 构建了该基因的慢病毒表达载体pLenti6.3-Mettl9-IRES-EGFP。

白介素12(interleukin 12, IL-12)主要和细胞免疫应答有关, 是免疫过程中重要的调节因子。本研究探讨IL-12对编码巨细胞病毒(cytomegalovirus, CMV)即刻早期基因 IE1 的DNA疫苗的免疫增强作用。将CMV IE1 质粒DNA单独或与编码IL-12 的质粒DNA共同免疫小鼠, 然后用致死量病毒攻击小鼠。通过检测小鼠体内诱导的细胞免疫应答、小鼠的存活率、体重丢失率、器官中的病毒滴度等来评价IL-12对疫苗免疫的佐剂效果。结果显示, 与单独疫苗免疫组相比, IE1 DNA联合IL-12 DNA免疫组能够在小鼠体内诱导更高的细胞免疫应答水平, 同时能够降低器官中的病毒滴度, 显著提高保护率, 从而更好地抵抗病毒攻击。实验证明, IL-12能够作为巨细胞病毒IE1 DNA疫苗的佐剂, 提高免疫保护效果。

目的: 探讨6周康复运动治疗老年慢性心力衰竭(心衰)患者的有效性和安全性。方法: 44例老年慢性心力衰竭(心功能NYHAⅡ-Ⅲ)患者随机分为两组, 康复组在实施临床医疗措施并同时进行6周康复运动; 对照组仅实施临床医疗措施。比较治疗前后及不同两组治疗后的六分钟步行实验距离, 完成运动平板所需要的时间和代谢当量, 明尼苏达心力衰竭生活质量调查表积分, 血浆脑钠肽含量以及左室射血分数。结果: 经过6周康复运动治疗后康复组心功能分级、六分钟步行实验距离、运动平板时间和运动平板的最大代谢当量(METS)较对照组改善更明显(P＜0.05)。结论: 6周康复运动治疗显著提高老年慢性心力衰竭患者的运动耐量和生活质量。6周康复运动治疗老年慢性心力衰竭(心衰)患者是有效的和安全的。

指纹因其特异性和稳定性等特点而被称为“证据之首”, 在案件侦破中起着极其重要的作用。多种物理学、化学和光学技术都可以用于获取现场遗留的指纹, 然而这些方法存在一些缺点, 如会对指纹造成破坏、潜在的毒副作用、在现场留有痕迹等。利用谱域光学相干层析(spectral domain optical coherence tomography, 简记为SD-OCT)技术进行指纹探测具有非接触、对指纹无损伤和高灵敏度的优势, 利用OCT系统的相位敏感性我们可以在低对比条件下再现遗留在物体表面的指纹, 但处理结果受指纹所在表面高低起伏影响, 使得指纹信息对比度降低, 难以被分离和提取。本文提出了一种基于干涉光谱涨落的指纹获取方法, 只需对OCT系统得到的干涉光谱的涨落进行处理分析, 即可得到遗留在物体表面的指纹图案, 不需进行相位和表面轮廓高度的求取, 算法简单、处理速度快, 处理结果不受样品表面高低起伏的影响。实验结果表明, 在起伏表面上, 使用该方法也能较好地显现遗留在物体表面的指纹图案。

超声无损检测是分析材料特性和缺陷检测的重要方法。针对传统电路仿真和数学仿真的不足之处, 分析了超声无损检测系统发射/接收的工作过程, 并分别建立仿真模型。着重分析了耦合剂的厚度对信号的影响, 以及在换能器和传输导线参数不变, 只改变激励端输入参数的情况下, 系统所产生的超声回波信号的变化。以此为基础, 在超声检测系统设计中通过参数调节, 得到最优化的设计参数。实验结果表明, 该系统可以准确预示系统设计的参数调节趋势并解决实际问题。

以双亚7号成熟种子为材料, 利用秋水仙碱浸泡亚麻种子后进行无菌培养来诱导多倍体。方法是将种子消毒后在培养皿中萌动处理后, 利用秋水仙碱处理来诱导多倍体。结果表明: 种子在水中萌动时间为36 h, 秋水仙碱溶液处理浓度为0.075%, 处理时间为24 h, 变异率为40.7%。通过对外部形态的观察发现四倍体的茎比二倍体的粗壮, 叶片较二倍体厚, 颜色较二倍体稍深, 表面较二倍体略显粗糙, 通过生根后对根的观察发现四倍体的根较二倍体的粗壮, 根条数比二倍体的要少。