化学发光探针介导的声动力学肿瘤成像研究

提出一种化学发光探针介导的声动力学肿瘤成像方法. 声敏剂选择性地在肿瘤组织中分布后, 通过超声的敏化作用在肿瘤组织中产生活性氧自由基; 利用活性氧自由基选择性化学发光试剂直接实时地把声敏化过程中的活性氧自由基转化为光子辐射出来, 然后利用光学检测技术进行肿瘤的在体成像. 在体外实验中, 利用可在体使用的化学发光探针FCLA, 对两种声敏剂ATX-70和HpD声动力学反应过程中活性氧自由基的产生进行了直接的实时检测. 在移植了人体肿瘤的裸鼠实验中, 利用这种方法获得了非常清晰的在体诊断图像. 此方法可望在肿瘤的早期临床诊断中得到应用.     

一种基于电化学发光技术的高灵敏度PS-1基因点突变检测方法

电化学发光(electrochemiluminescence, ECL)分析是20世纪90年代初发展起来的一种高灵敏度检测方法, 它将电化学法和化学发光法巧妙结合, 利用金属钌的复合物和三丙胺在电极表面发生氧化还原反应而产生高效、连续、稳定的发光, 具有灵敏、快速、准确、操作简便和分析适应性广等特点, 已被应用于核酸的定量分析之中. 将电化学发光技术应用于基因点突变检测, 采用了一种基于PCR技术和限制性内切酶技术的电化学发光分析方法检测Presenilin-1基因(简称PS-1基因)密码子235处发生的点突变. 结果显示, 在PCR循环次数相同的条件下, 野生型样品酶切前后的电化学发光信号强度基本保持不变; 突变型样品酶切前后的电化学发光信号强度变化显著. 该方法可明显区分野生型样品和突变型样品, 可望用于老年性痴呆病的早期诊断.     

生物超微弱发光图象的观测

任何有生命的物质在进行新陈代谢的过程中,都可以自发地或受外界条件诱导后发射出一种极其微弱的光子流,强度在10～10~4光子/cm~2·s,波长在180～800nm之间.这种现象广泛存在于动植物中.自从1955年Colli等人第一次用光电倍增管测量了生物的超微弱发光之后,国内外的科学家对生物超微弱发光的理论和实验研究都很关注,但由于受到光电探测器灵敏度的限制,绝大多数的工作是探测生物样品超微弱发光的总强度,记录的只是空间积分光强,而不具备空间分辨能力,即不能反映样品各部位的发光强度分布,给生物超微弱发光的研究带来一定的困难和局限性.     

含有不同惰性气体的气泡的声致发光的阈值声压

气泡内的气体成分对声致发光阈值有很大影响. 通过对不同气体成分气泡的声致发光阈值的研究, 揭示了声致发光的机制. 实验结果表明, 随着惰性气体原子质量的依次降低, 声致发光的阈值声压逐渐增加, 结合实验所得的不同惰性气体对应的阈值声压, 对气泡内产生的温度进行数值模拟, 发现不同惰性气体的气泡对应的阈值温度相等, 而当声致发光很强情况下, 气泡的发光满足轫致辐射机制. 由实验和数值模拟的结果可以推测, 在超声空化过程中, 气泡内的水分子首先裂解并放出光子, 随着温度的升高, 惰性气体被电离, 产生轫致辐射. 气泡的发光是一个由分子辐射向轫致辐射的变化过程.     

植物体应激反应中生物光子发射的实验观测

用高灵敏度的ＩＣＣＤ图象探测系统，对萌发期大豆受到外界刺激后的生物光子发射进行探测。实验发现，大豆子叶受到创伤后，创伤部位的生物光子发射明显增强，另外，大豆干旱复水过程中，在根尖也测到了很强的发光。     

基于光声、热声技术的脑组织结构及功能成像

根据不同组织的光及微波吸收差异，利用光声成像在体观测了小鼠脑皮层血管的分布结构，对由外部针刺所致的脑损伤及脑皮层出血进行高分辨的成像，并利用血管光声信号的强度反映血容量的变化，实现光声脑缺血检测．应用热声成像对小鼠脑部金属异物进行定位检测，结合光声脑皮层血管损伤成像，实现快速异物定位及组织损伤检测双结合的功能成像．实验结果表明光声、热声成像既能显示生物组织的形态结构，又能进行组织内部异物的检测，有望发展成为新型的脑功能成像技术．     

柱形量子点的一阶声子喇曼散射

从理论上讨论了柱形量子点体系受限类体模,顶表面模和侧表面模参与的一阶声子斯托克斯喇曼散射。给出了有关的选择定则,分析了喇曼散射强度与量子点尺寸以及入射光偏振方向的关系。其中电子结构基于有效质量近似,电子-声子相互作用则考虑Froehlich作用,讨论结果直接给出电子和声子的有关信息。     

中空SiO_2/Fe_3O_4磁性微球的制备及其表征

通过模板法制备中空SiO2/Fe3O4磁性微球,采用分散聚合法制备了大尺寸的聚苯乙烯微球作为模板,以界面沉积法制备了Fe3O4/PS复合粒子,溶胶凝胶法制备SiO2/Fe3O4/PS微球;经过高温煅烧使模板聚苯乙烯分解,得到中空磁性微球.通过透射电子显微镜、红外光谱仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、震荡样品磁强计、物理吸附仪等仪器对中空SiO2/Fe3O4磁性微球进行了形貌和性能表征.结果表明:所制备的中空SiO2/Fe3O4磁性微球尺寸在700nm左右,大小均匀,有良好的分散性,并且中空磁性微球表面有孔,其孔径在16nm左右,具有较大的比表面积和孔容量.     

功能化氧化石墨烯的靶向肿瘤成像与光热治疗

整合素α_vβ₃是一种跨膜糖蛋白, 高表达于多种肿瘤细胞表面, 如人恶性胶质瘤(U87-MG). 它能够作为一类肿瘤标志物, 为肿瘤类型的诊断提供依据, 并为肿瘤治疗提供潜在作用靶点. 本文以人恶性胶质瘤细胞(U87-MG)为治疗模型, 利用靶向配体——整合素α_vβ₃单克隆抗体(integrin α_vβ₃ monoclonal antibody), 偶联新型纳米材料——氧化石墨烯(nano-graphene oxide, NGO), 构建成一种新型纳米探针(NGO-mAb-FITC)用于靶向成像及光热治疗. 这种纳米探针具有主动靶向功能, 可识别α_vβ₃阳性表达细胞U87-MG, 但不被α_vβ₃阴性表达的人乳腺癌细胞(MCF-7)摄取. 通过异硫氰酸荧光素(FITC)共价修饰靶向配体, 使纳米探针(NGO-mAb-FITC)获得对肿瘤细胞的靶向成像作用. 同时, 利用氧化石墨烯在808 nm近红外激光照射下的光热转化性能, 使得特异性摄取NGO-mAb-FITC纳米探针的肿瘤细胞内部产生过高热(hyperthermia), 从而诱导肿瘤细胞热损伤及细胞凋亡. 实验结果表明, NGO-mAb-FITC能有效识别靶细胞, 为肿瘤诊断提供依据, 而利用氧化石墨烯的高光热转换性能, 为肿瘤治疗提供新途径, 并有望成为一种有潜力的新型靶向光热转换探针而用于肿瘤的成像诊断与光热治疗.     

新旧及不同抗性的水稻种子吸胀初期超微弱发光特性的观测

采用高灵敏度单光子计数系统观测研究了新旧水稻种子,含Xa4、Xa5、Xa10抗生基因（抗白叶枯病基因）品种IRBB4、IRBB5、IRBB10及其轮回亲本IR24在吸胀最早期（0-1h)的超微弱发光（UBE）差异。结果发现：亲旧水稻种子的在吸胀初期超微弱发光特性存在明显差异,新种子在吸水后UBE强度有先急剧上升然后又逐渐衰减的变化趋势,而旧种子加水后则没有明显的先上升后下降的变化,含不同抗性基因的近等基因系的新水稻种子的超微弱发光峰值及衰减趋势不同,观测种子吸胀初期的超微弱发光差异可望作为一种鉴定种子新、旧及含不同抗性基因的快捷方法。