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激发光和环境温度可调的超微弱发光探测系统研究

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激发光和环境温度可调的超微弱发光探测系统研究

作者：王文智重庆大学

学位级别：硕士

生物超微弱发光是指生物活体持续自发的向外界发射超低强度光子流的现象,它广泛存在于一切生命活动之中,是反映生物体内部机能的一个窗口。研究生物组织在接受外界刺激时延迟发光的变化规律在癌症诊断、病菌的抗药性、农作物的抗逆性、... 详细信息

生物超微弱发光是指生物活体持续自发的向外界发射超低强度光子流的现象,它广泛存在于一切生命活动之中,是反映生物体内部机能的一个窗口。研究生物组织在接受外界刺激时延迟发光的变化规律在癌症诊断、病菌的抗药性、农作物的抗逆性、食品安全以及环境污染监测等众多领域具有广泛应用前景。生物超微弱发光携带有大量的生命相关信息,解读这些信息是一条研究细胞分化、信号传递、增殖调控等基本生命现象重要途径,对于生物学中许多基本问题的解决具有重要意义。对超微弱发光的研究通常是把研究对象（样品）对其激励之后,用仪器来探测。用于生物超微弱发光的探测仪器可以归为两大类:一类是以光电倍增管为主的单光子计数探测系统;另一类是以微通道板像增强器为主的超微弱发光图像探测系统。这些仪器都有一个共同的特点,那就是都是单纯的探测仪器,功能比较单一。本文的出发点就是将激励和探测一起考虑,把激励也加到探测仪器中;同时为保证测量过程的一致性,消除测量环境温度的影响,需要对测量环境的温度进行控制。改善现有探测仪器功能单一的缺陷,设计更为实用方便的系统。激励的类型有很多种:温度、氧化剂、代谢抑制剂、金属离子、磁场、PH、辐射、光等。这些因素中的温度和光这两个因素是构成生物的生存环境的重要组成部分,因此本系统的设计中选择了光和温度为激励源。研制了把激励源和探测系统合为一体的低噪声超微弱发光探测系统。以MSP430F149作为核心控制器;半导体制冷器作为加热制冷元件,并选择了半导体制冷器的专用控制芯片LTC1923实现对暗室温度的自动控制;采用高亮度LED作为光源,并选用了LED专用驱动芯片MAX16823结合单片机实现对三种颜色波长的光选择,以及对光强调节。本系统采用多重措施对可能造成噪声的因素进行了有效处理,使系统背景噪声控制在50cps之下。同时实现了对温度和激发光的控制。使得对超微弱的研究更加方便,在实际应用中,对一些常见植物的超微弱发光进行了探测,得到了较为理想的生物超弱发光衰减曲线。

关键词：生物超微弱发光温度激发光低噪声

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辐射光激发光玻璃剂量计的特性及其应用概述

中国辐射卫生 2015年第4期24卷 443-445页

作者：杨振陈波卓维海复旦大学放射医学研究所上海200032

1玻璃剂量计的测量原理和技术发展一些晶体存在有结构上的缺陷,经电离辐射照射后会产生自由电子和空穴,其中自由电子被导带俘获,空穴被激发能级俘获。若把这些晶体加热或用光激发,被俘获的电子将获得足够能量逃逸出来与空穴结合,同时多... 详细信息

1玻璃剂量计的测量原理和技术发展一些晶体存在有结构上的缺陷,经电离辐射照射后会产生自由电子和空穴,其中自由电子被导带俘获,空穴被激发能级俘获。若把这些晶体加热或用光激发,被俘获的电子将获得足够能量逃逸出来与空穴结合,同时多余的能量会以光辐射的形式释放出来,这就是热释光或光释光固体剂量计的基本原理[1-2]。

关键词：剂量计光释光电离辐射激发能应用概述个人剂量监测激发光紫外激光放射工作人员测量原理

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测量系统特性对压敏涂料校准影响的实验研究

航空学报 2010年第1期31卷 76-81页

作者：高丽敏王欢刘波周强西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072 中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

针对压敏涂料(PSP)的特性,基于自行建立的光学压力测量系统,研究了CCD相机光圈与激发光源强度对校准结果的影响。对压力为27.4～147.4kPa,相机光圈F值为2.8～11.0,激发光源在200W、400W两种强度条件下分别开展了国产压敏涂料的校准实验... 详细信息

针对压敏涂料(PSP)的特性,基于自行建立的光学压力测量系统,研究了CCD相机光圈与激发光源强度对校准结果的影响。对压力为27.4～147.4kPa,相机光圈F值为2.8～11.0,激发光源在200W、400W两种强度条件下分别开展了国产压敏涂料的校准实验,每一采样点采集20次。通过对所采集荧光图像进行平均、比运算等一系列图像处理后,可得到不同条件下的压力校准曲线,分析了相机光圈与激发光源强度对压敏涂料压敏特性的影响。实验研究结果表明:经过比运算可以消除系统和光照不均匀对压敏涂料发光的影响;激发光需具有一定强度,激发光的强度要足以使涂料中的光敏分子产生能级的跃迁;相机的光圈值越大,所采集到的图像信噪比越大,获得的压敏涂料校准曲线斜率越大。

关键词：压敏涂料压力校准光圈激发光

化学系张凡团队开发近红外第二窗口长余辉探针实现高信噪比活体成像

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复旦学报（自然科学版） 2021年第3期60卷 359-359页

北京时间6月10日,Nature Nanotechnology在线发表了复旦大学化学系教授张凡团队的科研成果“X-ray-activated persistent luminescence nanomaterials for NIR-Ⅱimaging”.长余辉是一种独特的光学现象,是指在停止激发光(通常为紫外光、... 详细信息

关键词：光学现象团队开发科研成果长余辉活体成像持续时间激发光高信噪比

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封面解读

中国激光 2021年第16期48卷 M0001-M0001页

本封面体现了荧光辐射差分超分辨荧光显微并行焦斑扫描的实现过程。荧光辐射差分超分辨显微方法是一种利用正负共聚焦显微图像的后期差分处理来提升成像分辨率以及降低背景噪声的方法。利用偏振相关空间光调制器(SLM)分别对激发光的垂... 详细信息

本封面体现了荧光辐射差分超分辨荧光显微并行焦斑扫描的实现过程。荧光辐射差分超分辨显微方法是一种利用正负共聚焦显微图像的后期差分处理来提升成像分辨率以及降低背景噪声的方法。利用偏振相关空间光调制器(SLM)分别对激发光的垂直偏振光和水平偏振光进行相位调制,可以在样品面上形成距离可控的双焦斑(黄色的实心焦斑和空心焦斑),以此实现两幅图像的同时采样,进而可提升成像速度。

关键词：差分处理相位调制荧光辐射超分辨激发光偏振相关成像分辨率背景噪声

维普期刊数据库评论

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光谱成像技术在文件检验中的应用

光电技术应用 2014年第1期29卷 40-42,48页

作者：朱秀敏吴建武吴琼锦州市公安局刑侦支队技术一大队辽宁锦州121000 辽阳灯塔市公安局辽宁辽阳111300 黑龙江省公安厅黑龙江哈尔滨150000

介绍了光谱成像技术的特点和功能,列举了其在物质鉴定领域的应用。简要论述了文件检验的概念及原理,在此基础上,阐述了文件检验的两种主要方法。给出了文件检验实例,介绍了文件检验所用的仪器及整个流程并得出了结论。最后,对光谱成像... 详细信息

介绍了光谱成像技术的特点和功能,列举了其在物质鉴定领域的应用。简要论述了文件检验的概念及原理,在此基础上,阐述了文件检验的两种主要方法。给出了文件检验实例,介绍了文件检验所用的仪器及整个流程并得出了结论。最后,对光谱成像技术的未来发展及其在文件检验中的应用进行了总结。

关键词：光谱成像技术文件检验视频荧光激发光接收光

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激发光诱导奶牛血液的荧光光谱特性研究

河南农业科学 2013年第8期42卷 128-131页

作者：王畅王乐新赵志敏黑龙江八一农垦大学理学院黑龙江大庆163319 南京航空航天大学理学院江苏南京210016

为研究300～500nm激发光诱导奶牛血液的荧光光谱特性,以正常奶牛和异常奶牛(患乳腺炎)的血液样品为研究对象,利用荧光分光光度计对样品进行了荧光光谱试验。结果显示,当激发光波长为340～380nm时,血液样品产生了较强的荧光且具有较强的... 详细信息

为研究300～500nm激发光诱导奶牛血液的荧光光谱特性,以正常奶牛和异常奶牛(患乳腺炎)的血液样品为研究对象,利用荧光分光光度计对样品进行了荧光光谱试验。结果显示,当激发光波长为340～380nm时,血液样品产生了较强的荧光且具有较强的规律性。荧光强度较强的位置为469、605、642nm,并且样品的荧光光谱呈现出宽谱带特征,在468～491nm范围内,正常奶牛样品的荧光强度明显大于异常奶牛的荧光强度。分析表明,患乳腺病的奶牛其血液中的黄素腺嘌呤二核苷酸浓度发生变化,导致468～520nm范围内荧光发生变化;血液中的卟啉分子发生变化,导致676～800nm范围内荧光发生变化。

关键词：奶牛血液激发光荧光光谱特性乳腺炎

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浓硝酸处理前后多壁碳纳米管的荧光特性研究

光谱学与光谱分析 2005年第1期25卷 10-12页

作者：孙文秀黄智鹏张鹭朱静清华大学材料科学与工程研究院电镜实验室北京100084

对浓硝酸处理前后多壁碳纳米管的荧光特性进行了研究,结果发现多壁碳纳米管在浓硝酸处理前后都能产生荧光;与浓硝酸处理前相比,浓硝酸处理后的多壁碳纳米管的荧光有所增强,且荧光谱峰向短波长方向发生蓝移。碳纳米管产生的荧光与碳纳米... 详细信息

对浓硝酸处理前后多壁碳纳米管的荧光特性进行了研究,结果发现多壁碳纳米管在浓硝酸处理前后都能产生荧光;与浓硝酸处理前相比,浓硝酸处理后的多壁碳纳米管的荧光有所增强,且荧光谱峰向短波长方向发生蓝移。碳纳米管产生的荧光与碳纳米管在其缺陷处捕获激发光的能量以及最低空轨道和最高占有轨道之间的能隙有关。多壁碳纳米管在浓硝酸处理前后都有缺陷,因而都能在其缺陷处捕获激发光能量而产生荧光;浓硝酸处理引起多壁碳纳米管的缺陷增多、捕获激发光能量增加因而荧光也随之增强。碳纳米管的最低空轨道和最高占有轨道之间的能隙随其长度减小而增大,浓硝酸处理引起多壁碳纳米管被削短导致其最低空轨道和最高占有轨道之间的能隙增大,因而引起多壁碳纳米管的荧光谱峰向短波方向蓝移。

关键词：能隙多壁碳纳米管荧光谱蓝移浓硝酸能量荧光特性激发光占有缺陷

不同表面条件下环二鸟苷酸对铜绿假单胞菌表面运动行为的调控

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不同表面条件下环二鸟苷酸对铜绿假单胞菌表面运动行为的调控

作者：谷维璇天津大学

学位级别：硕士

生物被膜是由附着于惰性或活性表面的细胞和包裹细胞的水合性基质组成的结构性细菌群落,当铜绿假单胞菌生物被膜形成后耐药性将大大提高,使治疗难度增加。而环二鸟苷酸(bis-(3’-5’)-cyclic dimeric guanosine monophosphate,c-di-GMP... 详细信息

生物被膜是由附着于惰性或活性表面的细胞和包裹细胞的水合性基质组成的结构性细菌群落,当铜绿假单胞菌生物被膜形成后耐药性将大大提高,使治疗难度增加。而环二鸟苷酸(bis-(3’-5’)-cyclic dimeric guanosine monophosphate,c-di-GMP)作为信号分子在调控细胞的运动状态和生物被膜之间的转变等方面发挥着重要作用。目前,针对c-di-GMP的研究集中于信号通路的研究,对生物被膜的研究则倾向于生物被膜的抑制与消除,对于c-di-GMP在不同性质表面的生物被膜调控作用研究尚不明确。本文旨在探究在不同表面上c-di-GMP对细胞运动以及生物被膜形成的调控作用。本文主要利用高通量显微追踪处理技术,通过观测细菌在不同表面上的运动行为以及相应的c-di-GMP浓度变化,揭示不同物体表面对于c-di-GMP调控作用的影响。研究结果显示,在五种表面具有高含量c-di-GMP的细胞均表现出更低的运动速率,在表面的扩散也更慢,并且当c-di-GMP含量升高时细胞的运动速率呈降低的趋势。通过均方位移MSD分析显示,细胞在不同表面的运动均属于超扩散运动行为,只是随着c-di-GMP的增强扩散行为呈现降低的趋势。但在不同表面c-di-GMP对细胞运动速率以及MSD的限制程度不同,整体上来讲对PVC表面限制最低,对于PC表面、喷铂表面和玻璃表面限制程度则较高,对喷金表面的限制最大。另外,具有高c-di-GMP含量的初始粘附细胞对生物被膜的形成具有不同程度的诱导作用,但不同表面效果不同,在玻璃和喷金表面这种效果十分明显。除运动行为以及生物被膜调控外,在五种表面也均表现出细胞c-di-GMP的增强大部分为两个子代之一,而两个子代细胞的c-di-GMP都增强的较少,可能是由于铜绿假单胞菌的不对称分裂行为导致。考虑到实验中作为激发荧光信号的蓝色激发光对细胞可能造成的影响,为了更好地理解实验观测数据,我们对蓝色激发光短暂照射下细胞表面探索效率以及生物被膜形成的影响做了系统研究。研究结果显示蓝色激发光的照射会使铜绿假单胞菌对表面的探索降低,进而更快地形成生物被膜以进行自我保护。本文的研究结果有助于进一步理解c-di-GMP的调控作用与细胞所附着表面特性的关系为发展基于c-di-GMP调控的生物被膜的防治提供新思路。

关键词：铜绿假单胞菌环二鸟苷酸运动行为生物被膜激发光