太湖水体悬浮颗粒物生物光学模型及MERIS数据反演

根据太湖悬浮颗粒物生物光学特性建立的悬浮颗粒物红外单波段生物光学模型具有明确的机理性.利用2006年至2009年野外实测悬浮颗粒物浓度和水体光学数据对该生物光学模型进行检验和分析.结果表明,悬浮颗粒物比后向散射系数的时空差异是影响总悬浮颗粒物生物光学模型精度的主要因素.总悬浮颗粒物在红外波长的吸收系数对总悬浮颗粒物生物光学模型精度也具有显著的影响.根据中分辨率光谱成像仪(MERIS)悬浮颗粒物 反演结果和野外实测风速数据,太湖沉积物再悬浮将显著增加水体中悬浮颗粒物的含量.     

悬浮颗粒物和叶绿素普适性生物光学反演模型

基于太湖、巢湖、滇池和三峡水库水体组分生物光学特性, 根据辐射传输模型和神经网络优化算法建立悬浮颗粒物和叶绿素浓度优化生物光学反演模型.利用野外实测数据对优化生物光学算法进行检验, 结果表明, 该优化生物光学反演模型在一定程度上可以减少测量噪音对反演精度的影响.反演结果表明, 受悬浮颗粒物和叶绿素生物光学特性时空差异影响, 该优化生物光学反演模型在太湖、巢湖、滇池和山峡反演精度具有一定的差异, 但总体上能够较为准确地反演悬浮颗粒物和叶绿素浓度.其中悬浮颗粒物反演精度(平均绝对误差: MAPE, 均方根误差: RMSE)分别能够达到23%和15.13mg/L(样本数N=228), 叶绿素反演精度(MAPE和RMSE)分别能够达到26%和17.68μg/L(样本数N=228).     

有机聚合物点及生物光学应用

近年来，有机半导体聚合物点（Pdots）以其光吸收截面大、稳定性好、生物相容性好、光物理性质可调等特性受到了广泛关注。聚合物点已被应用于生物传感、生物成像以及光学治疗等生物光学应用领域，对即时检测、活体成像、肿瘤治疗等具有重要意义。本文简要介绍了聚合物点的发光原理、制备方法、性能表征和修饰策略，总结了聚合物点在生物传感、生物成像以及光治疗应用中的最新研究进展，并分析了聚合物点在生物光学领域面临的挑战及未来的发展方向。     

自适应光学在双光子显微成像技术中的应用

光学显微镜是生物医学研究必不可少的工具，其中双光子显微成像技术具有大深度三维显微成像功能，被认为是深层生物组织研究的首选工具。但是，在双光子成像系统使用过程中，光学系统的装配偏差、光学元件不理想以及生物样品的不均匀性都会在成像过程中引入像差，从而降低成像质量。通过在双光子显微成像系统中引入自适应光学技术，可实现对像差的有效校正，从而提高成像的分辨率、深度和视场。介绍了双光子显微成像中的像差来源和特点，概述了自适应光学技术中不同的探测和校正方法，综述了近年来自适应光学技术在双光子显微成像中不同的应用成果，最后对自适应光学在双光子显微成像中的发展进行了展望。     

光学相干层析成像技术确定组织光学特性

光学相干层析成像(OCT)是近年来发展较快的一种新型成像技术,能对生物组织内部的微观结构进行高分辨率的横断面层析成像,具有快速、非侵入及高分辨率等特点,在体生物组织微观结构分析和疾病诊断等方面具有重要的应用价值.综述了采用光学相干层析成像技术确定生物组织光学特性的研究.     

生物组织光学及其进展

生物组织光学是关于光辐射与生物组织相互作用学问,是生物医学光子学技术的理论基础。本文从生物组织的光传输模型、特性参数测量方法,成像技术和光谱研究四个方面阐述了生物组织光学的状况及未来发展方向。     

DNA生物传感器的进展

DNA生物传感器是分子生物学与微电子学、电化学、光学等相结合的产物,它将在生命科学与信息科学之间架起一道桥梁,成为DNA信息分析检测最重要的技术之一。简要介绍了电化学DNA生物传感器、压电石英晶体DNA生物传感器、光学DNA生物传感折结构原理。     

光学相干层析成像在指尖生物特征识别中的应用

指尖作为人体最方便采集的部位之一一直是生物特征识别研究的重点。随着指纹等外部指尖生物特征抵抗环境干扰能力差和容易被伪造等问题的出现，人们开始关注指尖内部的生物特征。光学相干层析成像技术能够非侵入地对指尖的内部结构进行三维成像，并从中获取内部指纹、汗孔和汗腺等更加安全稳定的指尖内部生物特征。在过去的近二十年中，众多的研究者针对这一方向开展了研究。对光学相干层析成像技术、光学相干层析成像技术对指尖生物特征的采集、该技术在生物特征识别和防伪方面的应用等进行了总结，最后分析了当前的技术限制和发展前景，旨在为该方向的持续发展提供理论支持。     

722《生物光学的进展》

７２２《生物光学的进展》李平（四川大学生物系６１００６４）722《生物光学的进展》@李平$四川大学生物系...     

自适应光学高分辨率共聚焦显微成像技术

生物样品折射率的空间变化导致了光学畸变的产生,这种畸变对于共聚焦显微镜观察厚的生物样品和活体体内组织成像是一种严重的限制。自适应光学(AO)技术是通过快速反应的变形镜使镜面发生形变来补偿像差,在共聚焦显微镜中应用自适应光学技术可以校正光学畸变,观察深层组织活动,进行活体成像和实时检测。详细分析了共聚焦显微镜中像差的来源及光学畸变的特点,讨论了目前在共聚焦显微镜中自适应光学校正的方案及研究现状,讨论了共聚焦显微镜中自适应光学的波前传感器、畸变测量和波前校正器,并探讨了目前超高分辨率显微成像技术的发展方向。     

He-Ne激光照射下生物组织光学特性参数的测量

生物组织在He-Ne激光照射下,通过测量组织表面的漫射光分布,利用漫射近似所得到的解析表达式,反演其光学特性参数,可实现光学特性参数的无损测量;通过对牛肌肉、猪肉和鸡肉生物组织的测量,获得了这些组织的吸收系数和有效散射系数.     

农产品生物组织的光学参数测量方法研究

为解决当前近红外光谱分析技术应用于农产品品质分析时所出现的预测模型不稳定、适应性不好、预测精度难于进一步提高等问题,我们认为,研究组织内部的光学性质及其光传输规律是其关键。为此,我们首先要对农产品生物组织的光学参数进行检测研究。本文通过对生物组织光学参数目前常用的一些测量方法进行了分析研究,其中着重介绍了基于空间分辨技术、时间分辨技术和积分球技术的光学参数测量方法,并对这些方法的优缺点做了比较,为选择一种适用于农产品生物组织光学参数的测量方法提供了依据。     

超快激光与生物含水组织相互作用

研究了超快脉冲激光与生物组织相互作用的机理 ,建立了生物软组织中激光诱导光学击穿模型 ;结果表明 ,对于纳秒或亚纳秒脉冲激光 ,强吸收介质的热电子发射对电子雪崩电离过程有很大影响 ,等离子体光学击穿阈值随生物组织吸收的增加而降低 ;在激光脉宽为亚皮秒量级时 ,多光子电离成为光学击穿的主要机制 ,介质的击穿阈值几乎与线性吸收系数无关。在达到光学击穿阈值时 ,激光能量沉积在厚度约 1μm的薄层之内 ;随着激光能量显著超过击穿阈值 ,有效的激光透过深度减小。     

生物组织光学特性参量的图像测量研究

为了测量生物组织的光学特性参量,采用CCD漫反射法和透射法,通过分析CCD摄取的待测样品表面的漫反射光分布图像,利用漫射近似理论,实现了漫反射法对生物组织模拟液(intralipid-20%稀释液)、牛肌肉、猪肌肉和鸡胸肉光学特性参量的测量,获得了样品的吸收系数和有效散射系数;测量了不同浓度生物组织模拟液的透射光强度,根据Beer-Lambert定律,实现了透射法对光学特性参量的测量,获得了样品的散射系数,进而得到了有效散射系数;并将漫反射法和透射法对同种样品光学特性参量的测量结果以及他人的测量结果进行了比较。结果表明,漫反射法和透射法的测量结果有很好的吻合性,测量生物组织光学特性参量采用的CCD测量装置和处理方法具有较高的精度。     

超声调制的散射光在多层生物组织中的传播

通过Monte Carlo方法研究了经超声场调制的散射光在双层和三层生物组织中的传播规律.给出了超声调制的散射光及其调制深度与介质厚度、吸收系数、散射系数和各向异性因子的关系.Monte Carlo模拟结果表明,经超声调制后的散射光会随着超声区外生物组织的光学参数和组织结构的变化而变化,而调制深度只与超声区的声光特性有关,与超声区外生物组织的光学特性、组织结构等无关,是超声调制光学成像技术最终进行图像处理与重建的关键物理量.     

超短脉冲激光对生物软组织的等离子体诱导蚀除

详细研究了超短脉冲激光与生物组织相互作用的机理 ,建立了生物软组织中激光诱导光学击穿模型 ;结果表明 ,对于纳秒或亚纳秒脉冲激光 ,强吸收介质的热电子发射对电子雪崩电离过程有很大影响 ,等离子体光学击穿阈值随生物组织吸收的增加而降低 ;在激光脉宽为亚皮秒量级时 ,多光子电离成为光学击穿的主要机制 ,介质的击穿阈值几乎与线性吸收系数无关     

超短脉冲激光与生物软组织相互作用机理研究

详细研究了超短脉冲激光与生物组织相互作用的机理,建立了生物软组织中激光诱导光学击穿模型;结果表明,对于纳秒或亚纳秒脉冲激光,强吸收介质的热电子发射对电子雪崩电离过程有很大影响,等离子体光学击穿阈值随生物组织吸收的增加而降低;在激光脉宽为亚皮秒量级时,多光子电离成为光学击穿的主要机制,介质的击穿阈值几乎与线性吸收系数无关.     

X射线显微术的前景和问题

八十年代初在X射线显微术方面,由于先进技术的发展已逐步形成面向用户的生物研究工具。当前要研究的主要问题是辐射损伤。1.软X射线显微术前景在生物结构研究中,在性能方面光学显微镜和电子显微镜有明显的不足。科学家的任务是填补性能上的空白。生物光学显微镜的限制几乎完全是分辨率。在给定染色的条件下,现代对比度增强,光学系统已克服了大部分样品固有的低对比度问题。     

生物组织的亚扩散散射及其光谱技术的应用

采用Monte Carlo模拟研究了单光纤反射探针的漫反射率,发现小孔径探测器收集到的亚扩散光对散射相函数是敏感的,而散射相函数与生物组织的微观结构有关。研究了一个适用于小孔径测量的半经验漫反射模型,分析了与生物组织微观结构有关的二阶和三阶光学参量对该模型的影响。结果表明,两个高阶光学参量对漫反射的影响具有相反的效果,并且对于光学各向异性的生物组织,这两种影响是不可忽略的。给出了一个简化的半经验模型及其适用条件,这为生物组织散射特性及相关微观结构的在体测量提供了新的技术支持。     

产业动态

携手合作德州仪器携手中正生物推出全新光学指纹识别模块德州仪器(TI)与杭州中正生物认证技术有限公司(MIAXIS Biometrics Co.,Ltd.)共同宣布推出SM-6系列光学式指纹识别模块。这一基于TI TMS320VC5506数字信号处理器(DSP)的新型光学指纹传感器模块具有指纹录入、图像处理、模板存储、指纹比对和指纹搜索等功能,可满足