1 山西医科大学第一医院核医学科, 分子影像精准诊疗协同创新中心山西 太原 030001
2 山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室, 激光光谱研究所山西 太原 030006
生命科学的发展一直伴随着显微技术的创新。基于超快光学的单分子相干调制显微成像技术在量子力学的理论基础上, 通过结合超快光学和显微技术使观测生物的微观量子现象成为可能。这篇综述首先介绍了该技术利用飞秒激光脉冲对实现了单分子量子相干态的操控, 并通过调制解调技术获得单分子周围相干信息的基本原理。然后分别介绍了其在生物方面的两个应用: (1)通过降低生物自荧光和背景噪声,实现了生物成像对比度两个数量级的提高; (2)通过提取相干可视度V获得了单分子周围微观的量子信息, 为生物体微环境的观察提供了有效手段。最后文章对基于单分子相干调制显微成像在癌症研究方面做了展望, 该方法将为癌症的早期诊断和预后评估提供新的途径。
显微成像 单分子相干调制 超快光学 成像对比度 相干可视化 癌症检测 microscopy single-molecule coherent modulation ultrafast optics imaging contrast coherent visualization early cancer diagnosis
中国科学院苏州生物医学工程技术研究所医用检验技术研究室，江苏 苏州 215163
拉曼光谱技术作为一种非接触性光子光谱检测技术，可以直接无损地检测细胞内的分子组成和结构变化，实现对癌变细胞的快速精准判别。恶性肿瘤是导致人类死亡的第一大疾病，因此肿瘤早期检测成为近年来医学界的重要研究方向。介绍了几种拉曼检测技术的原理，对拉曼检测技术用于肿瘤组织实体、组织病理切片、患者血清及肿瘤单细胞的检测分析进行综述，并对此技术在乳腺肿瘤、消化系统肿瘤、皮肤肿瘤及脑胶质瘤方向的研究进展展开讨论。与正常细胞相比，肿瘤细胞中生物大分子的成分和含量都会发生一定的变化，拉曼光谱技术可快速精准地检测此类变化，因此对实现肿瘤的早期检测有重要的意义。
激光与光电子学进展
2022, 59(6): 0617016
医学光电科学与技术教育部重点实验室, 福建省光子技术重点实验室, 福建师范大学, 福州 350007
外泌体是一种含有蛋白质、核酸和脂质等物质的小囊泡, 与细胞间通信和肿瘤微环境的调节有关, 因而成为一种新兴的无创早期癌症诊断标志物。目前用于外泌体分析的技术较复杂, 并且耗时久、成本高。近年来, 表面增强拉曼光谱(SERS)技术由于其灵敏度高、样品制备简单、快速无损等优点, 在生物医学领域表现出了巨大的应用潜力。本文首先简要介绍了外泌体以及目前主要检测方法的优缺点, 其次, 阐述了SERS的基本原理及其在外泌体检测中的优势, 重点介绍了非标记和标记SERS在外泌体检测中的应用进展。系列研究表明, 基于SERS的外泌体检测技术有望成为一种无损、便捷、准确的临床诊断新方法。
表面增强拉曼光谱 外泌体 非标记 标记 早期癌症诊断 surface-enhanced Raman spectroscopy exosomes non-marker marker early cancer diagnosis
