太赫兹波（THz）是一种介于微波和红外线波之间的电磁波。由于生物体对THz波的独特响应性，太赫兹波在生物医学领域的应用研究特别是其与生物组织的相互作用成为了研究热点。该研究旨在探索太赫兹波能否激发光敏剂产生光敏效应。采用纳焦级宽谱（1~3 THz）的脉冲太赫兹光源对光敏剂（PS）血卟啉单甲醚（HMME）照射30 min，用DPBF作为单态氧的捕获剂检测单态氧产率。采用相同的太赫兹光源照射常规培养的HepG2细胞，光学显微镜下观察细胞形态，MTT法检测细胞活性。PS+THz组单态氧产率显著高于单纯太赫兹波组（21.04% vs. 2.39%）；PS+THz组HepG2细胞形态较对照组略圆，细胞有收缩趋势；细胞活性检测结果显示，太赫兹波照射后HMME孵育的HepG2细胞的活性降低至81.13%（THz组为99.21%）。实验结果表明宽谱1~3 THz纳焦级太赫兹波可激发光敏剂HMME，激发效率约为20%。

运用ZEMAX设计了一款大孔径、小畸变微弱光信号检测镜头, 与高灵敏近红外CCD图像传感器匹配, 实现了对微弱单态氧1O2信号的实时、快速、高准确度的检测.检测镜头相对孔径1∶0.86, 半像高为6.3 mm, 光谱范围为1 250～1 290 nm, 放大倍率为1X, 畸变小于0.1%.运用AutoCAD设计光学系统的机械结构, 采用双高斯对称式结构以降低成本, 手动聚焦、直插式滤片切换机构方便实验的调节, 检测镜头研制成功并在实验中采集到较好的微弱单态氧1O2信号.

光动力疗法是效果很好的癌症微创治疗方法, 主要依靠光敏性药物(也称为光敏剂)进行癌细胞杀伤。在光动力治疗中, 光敏剂单态氧产率是影响光动力效果的关键因素。利用纳米金的光学特性来提高光敏剂的单态氧产率为研制新型光敏剂来改进光动力治疗方法提供了一种新的途径。利用绿光LED灯、红光LED灯、氙灯和635 nm连续激光四种光源对混合有光敏剂原卟啉Ⅸ和纳米金的溶液进行光照。用单态氧检测试剂测定了光照后的单态氧产率。

研究食物中含有的天然抗氧化剂对光动力疗法治疗效果的影响。通过在常规培养的K562细胞悬浮液中分别加入染料木素、鞣花酸、山竹黄酮这几种天然抗氧剂, 用戊氨基乙酰丙酸-光动力疗法(ALA-PDT)作用后, 检测各组细胞的存活率。研究发现染料木素、鞣花酸、山竹黄酮均可以提高光动力疗法的疗效。研究结果表明, 抗氧化剂疗法和光动力疗法相互结合能够起到良好的治疗效果。

单态氧(1O2)是光动力学疗法(photodynamic therapy, PDT)过程中II型光化学反应的主要细胞毒性物质。通过直接测量1O2发光强度预测PDT疗效已成为PDT剂量学研究的前沿热点, 这种方法的最大优点在于能够克服现有其它剂量学方法中的光、光敏剂、氧分子, 以及组织光学特性等因素之间的复杂相互影响, 将PDT的疗效与1O2的产量直接关联起来。本文简述了PDT中1O2的产生机理、及其发光特性和检测技术, 比较和分析了1O2在不同溶剂体系中的寿命。重点总结了PDT-1O2剂量学在离体细胞、活体动物模型和临床前实验的最新研究进展, 并探讨了PDT-1O2剂量学所面临的主要技术挑战和今后的发展趋势。

Singlet oxygen (¹O₂) is widely considered to play a major role in photodynamic therapy (PDT), and thus an increasing attention has been focused on the direct detection of ¹O₂ near-infrared luminescence around 1270 nm for PDT dosimetry. A new sensitive detection system is developed to directly measure the temporal and spectral resolved ¹O₂ luminescence spectra. The triplet state and ¹O₂ lifetimes of Rose Bengal as a model photosensitizer in different solvents are determined, and the obtained results agree well with the published data. Our detection system has the potential application in ¹O₂ luminescence-based PDT dosimetry.

为探讨光动力疗法(PDT)对人工龋菌斑生物膜的的作用,选用变形链球菌在体外构建符合人体生理环境的人工龋模型,选择血卟啉单甲醚(HMME)为光敏剂,激光照射选用半导体激光器,波长为635 nm,输出功率为10 mW,能量密度为12.47 J/cm2。用50个釉质块形成人工龋模型,随机分成5组,每组10块,分别为:1) HMME组;2) 激光照射组;3) PDT防龋组;4) 0.05%(质量分数)洗必泰处理组为阳性对照;5) 0.9%(质量分数)生理盐水处理组为阴性对照。依照平板细菌计数法观察不同处理方法对人工龋菌斑生物膜变形链球菌活力的影响。结果表明,与阴性对照组相比,HMME组人工龋口腔生物膜中变形链球菌数量(CFU/mL)无显著性差异(P>0.05),杀菌率仅为0.05%;激光照射和0.05%洗必泰均能使人工龋口腔生物膜中变形链球菌数量显著减少(P<0.05),杀菌率分别为59.94%和58.52%;而PDT防龋处理可使人工龋口腔生物膜中变形链球菌数量更为显著减少(P<0.05),杀菌率高达99.36%。HMME-PDT可有效杀灭人工龋口腔生物膜中的变形链球菌,为预防龋病提供了一种有效的新途径。

目的通过建立光动力学治疗鲜红斑痣中激光、光敏剂的分布及其相互作用关系的数学模型,对微血管中单态氧的产生过程进行仿真,分析各种因素对治疗的影响,对数学建模在光动力反应体系中的应用价值进行初步探讨.方法用Monte Carlo方法描述光在组织中的分布;用药代动力学描述光敏剂在血管中的变化规律;用Lambert-Beer定律和单态氧的量子产率来计算血管中的单态氧产量.结果单态氧在血管中的空间变化规律由光分布决定,血管中心产生少;时间变化规律由光敏剂的药代动力学决定,呈迅速衰减趋势.光敏剂的倍增比激光剂量的倍增产生更多的单态氧.直径大的血管平均单态氧量较直径小的血管少,难以被破坏.肤色深单态氧的产生少.结论数学仿真能较好地描述光动力学治疗鲜红斑痣中各种因素对治疗的影响,数学建模是一种对光动力复杂作用体系的研究有独到之处的研究方法.

考察了氮气作为稀释气体的氯气流量为0.1 mol/s的射流式方管氧发生器的性能.氯气利用率、单重态氧产率以及水汽含量的测试结果表明,只要把氮气流量控制在不超过氯气的3倍,则发生器的性能完全可以达到氦气作为稀释气体时的水平.

发展并实验了装有新颖喷射式单态氧发生器的12kW连续波化学氧碘激光器。介绍了激光工作介质过程诊断和数学模拟所用的实验和数字模拟技术。报道了某些实验和计算结果。