1 广州医科大学生物医学工程学院医学影像创新实验室，广东 广州 511436
2 广州医科大学附属第一医院呼吸疾病国家重点实验室，广东 广州 510120
巨噬细胞作为炎症阶段的主要吞噬细胞，其高表达是急性呼吸道炎症发展过程的临床特征之一。目前还没有一种成像方法能够以深组织穿透性和高分辨率的方式呈现巨噬细胞在急性炎症中的表达。以吲哚菁绿纳米颗粒（Nano-ICG）作为一种高效的光声成像（PAI）增强造影剂，评估了急性呼吸道炎症中巨噬细胞的表达量。激光共聚焦显微镜下的成像效果证实，Nano-ICG能够快速地被巨噬细胞吞噬。利用Nano-ICG增强光声成像效果后，气管内的PAI结果显示了巨噬细胞在炎症后气管壁上的分布区域。Nano-ICG增强的光声成像能够无创、定量地评估急性呼吸道炎症的发展程度，有望为呼吸疾病相关基础研究和临床诊疗提供新的影像技术支持。
医用光学 光声成像 急性呼吸道炎症 吲哚菁绿纳米颗粒 巨噬细胞
1 西安交通大学生物证据研究院, 国家生物安全证据基地, 西安 710049
2 公安部物证鉴定中心, 北京 100038
3 中国科学院北京纳米能源与系统研究所, 北京 100083
4 北京大学信息科学技术学院, 北京 100871
研究赣南地区汉族人群29个Y-STR基因座的遗传多态性以及与国内多个民族群体的遗传关系, 探讨其在群体遗传学和法医学中的实际应用价值。采用DNATyperTM Y29试剂盒对1 532例赣南地区健康男性无关个体进行Y-STR基因座扩增, 3730型遗传分析仪进行毛细管电泳检测, 运用GeneMapper IDX1.4软件对数据结果进行Y-STR分型, 计算29个Y-STR基因座的等位基因频率及单倍型频率等遗传学参数。应用Mega-X软件对选取的群体构建进化树, 用YHRD在线工具软件的分子方差分析(AMOVA), 计算群体间遗传距离, 同时构建多维尺度图(MDS)。经分析, 29个Y-STR基因座在赣南汉族人群中的基因多样性(GD)值范围为0.381 5～0.876 6, 除了DYS508、DYS437、DYS391和DYS438基因座外, 其余25个基因座GD值均高于0.5, 且单倍型多样性为0.999 924, 表明29个Y-STR基因座在赣南汉族人群中有较高的遗传多态性。与其他地区汉族人群比较, 赣南汉族与福建汉族遗传距离最近(遗传距离Rst值是0.000 2), 与黑龙江汉族遗传距离最远(Rst值是0.024 9); 与其他地区少数民族人群比较, 赣南汉族与云南白族遗传距离最近(Rst值是0.005 9), 与甘孜藏族遗传距离最远(Rst值是0.468 9)。研究表明, 这29个Y-STR基因座在赣南汉族人群中具有较好的遗传多态性分布, 能够满足家系排查及法医学检案的要求, 所得的数据可为该地区的群体遗传学和法医学研究与应用提供基础数据支持。
Y-STR基因座 遗传多样性 系统进化 赣南地区 赣南地区汉族人群 Y-STR loci genetic polymorphism phylogenetic tree Southern Jiangxi Chinese Han population in Southern Jiangxi
1 河北大学 化学与环境科学学院 河北省化学生物学重点实验室 教育部药物化学与分子诊断重点实验室, 河北 保定 071002
2 光电信息安全控制科学技术实验室, 天津 300308
3 哈尔滨工业大学 物理系, 黑龙江 哈尔滨 150001
在钯催化下, 一步反应合成并表征了三个扭曲并苯功能化的杂芳烃分子(2, 5, 8)。与扭曲并苯分子1相比, 所得分子的吸收波长和发射波长发生明显红移, 荧光位于蓝光和绿光区域。化合物2、5、8的最大吸收波长分别位于462、478、468 nm, 发射波长分别位于476/506、497/527、497/520 nm。利用循环伏安法测试了分子的电化学性质, 结果显示分子8拥有最小的可逆的第一氧化电位0.35 V, 归因于氧化氨基部分。利用飞秒激光实验表征了分子的光限幅性质, 实验结果表明所有分子均具有优良的透过率, 且分子5呈现最优的光限幅响应能力。
扭曲并苯 合成 光电性质 光限幅 twistacene synthesis optoelectronic property optical limiting 红外与激光工程
2019, 48(11): 1103005
1 西安电子科技大学 机电工程学院, 陕西 西安 710071
2 中国科学院 西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
针对飞机舱内的特殊位置需要获得高速动态图像用于监视飞机状态并进行一些参数的定量测量计算的问题。设计安装将光轴进行120°转折、在暗弱舱内对目标进行监视的环光照明装置; 为了适应机载振动和冲击的要求, 对系统进行了抗力学设计, 通过振动实验台进行了验证; 为了与三种不同类型的彩色高速或高清相机配合满足系统最小对角线全视场不小于60°的要求对光学视场也进行了合理设计。
航空光学测量 弯折成像 环光照明 多相机匹配 抗力学设计 aviation optical measurement flex optical imaging annular optical illumination multi-camera matching anti-mechanics design
1 西安电子科技大学 机电工程学院, 西安 710071
2 中国科学院西安光学精密机械研究所, 西安 710119
3 中国科学院大学, 北京 100049
4 国家卫星海洋应用中心, 北京 100081
针对我国海洋遥感定标检验技术, 提出海洋水体皮温-体温模型, 将海洋皮温测量精度提高至0.3℃.模型皮温数据来源于自主研制架设在南海北部PY-301石油平台上的无人值守自动多波段红外辐射系统, 通过标准黑体标定、光阑校正、天空光校正, 使海水皮温测量精度优于±0.5℃.基于模型分析了风速对海洋皮温和体温差值的影响, 并用所提模型与Donlon模型对海洋皮温测量值进行风速修正, 修正后两者偏差分别为－0.007 6±0.297 1℃和0.044 6±0.324 8℃.结果证明该模型有效且能够提高海洋皮温的测量精度.
海洋表面温度 海洋特征检测 红外辐射 光学检测 数学模型 Sea surface temperature Oceanic feature detection Infrared radiation Optical detection Mathematical model 光子学报
2018, 47(11): 1101001
1 华中农业大学资源与环境学院, 湖北 武汉 430070
2 农业部长江中下游耕地保育重点实验室, 湖北 武汉 430070
3 安徽大学, 安徽省农业生态大数据工程实验室, 安徽 合肥 230601
4 华中农业大学理学院, 湖北 武汉 430070
便捷可靠的作物营养诊断是作物科学施肥管理的基础, 也是精准农业的核心。 叶绿素含量是作物氮营养含量的重要指标。 以水稻叶片为研究对象, 用改造后的普通单反相机搭载滤波片的方式拍摄叶片的可见光和中心波长为650, 680, 720, 760, 850和950 nm多个波段的近红外图像, 获取不同波段的相对反射率值, 通过可见光与多个近红外波段结合的回归分析与比较, 筛选出精度较高且稳定的模型。 经过对比相机三个成像通道, R通道与叶绿素含量（SPAD值）的相关性要高于B和G通道。 实验结果表明, 植被指数GVI最能反映作物的生长状况, 近红外波段760 nm对SPAD值的预测效果最好, 最小二乘支持向量机法结合多个植被指数建模的预测精度R2为0.831 4, 取得了较为理想的效果。 同时使用高光谱成像仪采集水稻叶片的高光谱影像, 对比消费级近红外相机成像方式下与高光谱成像方式下得到的植被指数多因子预测模型精度, 两者相当。 实验证明消费级近红外相机能够获得与高光谱成像仪相近的叶绿素含量估测结果。
叶绿素含量 SPAD值反演 空间分布 预测模型 Chlorophyll content Inversion of SPAD values Spatial distribution Prediction mod
1 华中农业大学资源与环境学院, 湖北 武汉 430070
2 华中农业大学理学院, 武汉 430070
实时准确地获取作物叶绿素含量的三维空间分布信息, 是作物营养、 栽培和育种等科学研究和生产领域密切关注的问题。 该研究以水稻植株为研究对象, 采用改造后的普通单反相机加载近红外滤光片的方法, 多角度获取水稻植株的多光谱图像。 基于不同波段不同通道的组合图像计算多种植被指数, 将其结果与对应的实测SPAD值之间建立水稻植株叶绿素(SPAD)预测模型, 并筛选出最优预测模型。 研究结果表明, 近红外760 nm波段的R通道与可见光G通道构建的GNDVI植被指数, 与实测SPAD值建立的二次函数预测模型能够很好地反演水稻植株叶绿素(SPAD)含量, 其中, R2=0.758, RMSE=1.532。 在此基础上, 利用多角度成像三维建模方法建立具备纹理信息的水稻三维模型, 将最优预测模型应用于水稻综合纹理图, 得到水稻叶绿素含量三维空间分布信息, 从而实现水稻生长情况以及叶绿素养分分布状况的快速无损检测。
近红外 多角度成像 三维空间分布 水稻 叶绿素含量 SPAD值 Near-infrared band Multi-view imaging 3D distribution Rice Chlorophyll content SPAD value 光谱学与光谱分析
2017, 37(12): 3749
Author Affiliations
Abstract
Faculty of Health Sciences, University of Macau, Macau SAR, China
Brain regenerative studies require precise visualization of the morphological structures. However, few imaging methods can effectively detect the adult zebrafish brain in real time with high resolution and good penetration depth. Long-term in vivo monitoring of brain injuries and brain regeneration on adult zebrafish is achieved in this study by using 1325 nm spectral-domain optical coherence tomography (SD-OCT). The SD-OCT is able to noninvasively visualize the skull injury and brain lesion of adult zebrafish. Valuable phenomenon such as the fractured skull, swollen brain tissues, and part of the brain regeneration process can be conducted based on the SD-OCT images at different time points during a period of 43 days.
170.0170 Medical optics and biotechnology 170.4500 Optical coherence tomography 170.1420 Biology Chinese Optics Letters
2016, 14(8): 081702
研究了D5S818、D8S1179、D7S820、CSF1PO、D2S1338、D3S1358、vWA、D21S11、D16S539、PentaE、TPOX、TH01、D19S433、D18S51、FGA、D6S1043、D13S317、D12S391等18个短串联重复序列(short tandem repeats, STR)基因座在甘肃地区回族人群的遗传多态性。采用荧光标记复合扩增及毛细管电泳技术对1 038名甘肃地区回族无关个体18个STR基因座进行分析。研究结果显示, 1 038名甘肃地区回族个体在18个STR基因座上, 共检出223种等位基因, 982种基因型, 其分布均符合Hardy-Weinberg平衡(P>0.05), 18个基因座的杂合度(H)介于0.601～0.929之间, 匹配概率(Pm)介于0.012~0.213之间, 个体识别概率(DP)介于0.787～0.988之间, 多态信息含量(PIC)介于0.550～0.920之间, 非父排除概率(PE)值介于0.292~0.854之间。本文研究结果对甘肃地区回族人群群体遗传学及法医学后续研究应用具有参考价值。
群体遗传学 STR多态性 甘肃回族 population genetics DNATyperTM19 DNATyperTM19 STR polymorphism Gansu Hui population
1 江苏大学 材料工程与科学学院, 镇江 212013
2 南通航运职业技术学院 机电系, 南通 226010
为了研究冲击波的传播特性，采用有限元分析方法模拟不同参量激光冲击铜薄膜的过程，结合应力波理论分析了膜-基系统的动态应力波传播特性。结果表明，激光能量为30mJ时，冲击波为弹性波，薄膜在单次冲击作用下，其内质点速率最大为-0.018mm/μs，3次冲击作用下，薄膜内部质点速度与残余应变变化较小；激光能量为120mJ时，冲击波为弹塑性波，3次冲击比单次冲击质点最大速率减小了26.44%，残余应变深度增加了35.48%。这对研究冲击波传播具有指导意义。
激光技术 应力波 冲击波 应变 有限元分析 laser technique stress wave shock wave strain finite element analysis
