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光声成像技术的发展摘要：光声成像技术是生物医学上的一种新兴的成像技术，具有高分辨率、高对比度、对人体无伤害等优点。
本文介绍了光声技术发展的背景以及近年来主要的发展情况，主要涉及近年来学者对光声成像技术的研究以及现阶段光声成像技术存在的问题以及改进。
最近阐述了光声成像技术的发展前景和趋势，指出了光声成像技术向多模式结合的方式发展趋势。
关键词：光声成像技术，发展，前景1前言随着现代科学技术的发展，医学成像对各种疾病的诊断与治疗有着重要的意义。
对生物组织进行成像是研究生物组织病变的重要手段。
目前，被广泛运用到医学上的成像方法主要有：X射线成像（包括x射线造影术成像和x射线相干层析成像Optical Coherence Tomography，OC T等）、磁共振成像(magnetic reso—nance tomography，MRT)、超声成像等。
在上述的这些成像技术中，都因辐射儿对人体造成一定的损伤。
X射线又称伦琴射线，它具有穿透物质的本领，但对不同物质它的穿透本领不同，有破坏细胞作用。
X射线成像是根据人体组织的密度和厚度的不同，使组织能在荧光屏或胶片上形成影像，因此有些组织病变无法判断，并且长期频繁使用x射线成像将有损于人们健康。
MRT技术是利用人体组织中氢原子核在磁场中受到激励而发生核磁共振现象产生磁现象的一种成像技术。
它具有辐射并却设备昂贵等特点。
超声成像是一种对生物组织的无损检测，但是它的成像方法依赖与生物组织的声阻抗，由于有些肿瘤组织的声抗无明显的差异，这就限制超声成像技术的运用范围并却它的重组图像的对比度较低。
由于患者对健康的强烈需求和医学对人体某些疾病的检测传统的开刀有创伤的检测模式转向对患者无创伤的无损检测模式，所以人们期待一种对人体健康无损害，高穿透力，高分辨率，高对比度的成像技术的出现。
光声成像技术是近年来发展的一种无损检测医学成像技术，它结合了光学成像和超声成像的优点，正在逐步成为医学无损检测的一个新的研究方向。
《基于蒽的高效蓝色荧光材料的光电特性研究及产业化合成探索》篇一一、引言随着科技的不断进步，荧光材料在显示技术、光电器件以及生物标记等领域得到了广泛应用。
其中，基于蒽的高效蓝色荧光材料因其出色的光电性能和稳定性，受到了研究者的广泛关注。
本文旨在深入研究基于蒽的蓝色荧光材料的光电特性，并探索其产业化合成途径，为该类材料的实际应用提供理论支持和实际指导。
二、蒽基蓝色荧光材料的概述蒽基蓝色荧光材料是一种具有优异光电性能的有机荧光材料。
其分子结构中的共轭体系能够有效地吸收和传输光能，产生强烈的蓝色荧光。
此外，该类材料还具有较高的量子产率、良好的热稳定性和化学稳定性，使其在显示技术和光电器件等领域具有广泛的应用前景。
三、光电特性研究（一）吸收光谱研究通过紫外-可见吸收光谱研究，可以了解蒽基蓝色荧光材料的电子结构和能级关系。
在光激发下，分子吸收光能后发生电子跃迁，产生激发态。
激发态的寿命和能量分布对荧光性能具有重要影响。
（二）荧光光谱研究荧光光谱可以反映材料的发光性能。
通过测量荧光光谱，可以获得材料的发射波长、半峰宽、量子产率等参数。
这些参数对于评估材料的发光效率和颜色纯度具有重要意义。
（三）电致发光性能研究电致发光性能是衡量荧光材料在光电器件中应用的重要指标。
通过电致发光实验，可以了解材料在电场作用下的发光行为，包括发光亮度、色坐标、启亮电压等参数。
这些参数对于优化器件性能和降低成本具有重要意义。
四、产业化合成探索（一）合成路线设计为了实现蒽基蓝色荧光材料的产业化生产，需要设计合理的合成路线。
首先，选择合适的原料和反应条件，通过多步反应合成目标产物。
在合成过程中，需要严格控制反应条件，确保产物纯度和产率。
（二）工艺优化及成本控制在合成过程中，需要对工艺进行优化，以提高产率和降低成本。
例如，通过改进反应条件、使用催化剂或添加助剂等方法，提高反应速率和产物纯度。
此外，还需要考虑原料的来源和价格，以降低生产成本。
荧光上转换纳米材料在光动力学治疗癌症中的应用郑晓鹏;田甘;谷战军【摘要】作为微创的光疗方法，光动力学治疗有着重要的临床价值。
近年来，荧光上转换纳米粒子（UCNPs）在光动力治疗领域脱颖而出。
在组织穿透能力强的近红外（NIR）光激发下，UCNPs可以发射高能量的可见光，通过能量共振转移激活周围的光敏剂（PS）分子产生单线态氧杀死癌细胞,达到治疗的效果。
基于UCNPs的光动力学疗法可以克服传统光动力疗法中光敏剂难输运，难靶向和难以治疗深层组织的缺点。
此外，UCNPs可以和其它诊疗分子相结合，达到协同治疗和诊疗一体化的目的。
本文综述了上转换纳米材料在癌症光动力学中的应用以及研究进展。
%The advent of nanoscience and nanotechnology offers unprecedented opportunities in nanomedicine, such as increas-ing therapeutic efficiency and decreasing undesired side effects in cancer treatment. Photodynamic therapy (PDT) is a non-invasive pho-totherapy-based method that is applied in the treatment of cancer and other diseases and has important clinical value. PDT can be com-bined with other therapies to realize the synergistic treatment. The emergence of up-conversion nanomaterials provides a fundamental method to solve the problem of photodynamic therapy of deep tumors. Moreover, the versatile preparation and surface modification methods facilitate the fine-tuning of the emission spectrum of up-conversion nanomaterials and the improvement of the photosensitiz-er's loading capacity. This study reviews the development in design and application of up-conversion nanomaterials for PDT of cancer.【期刊名称】《中国肿瘤临床》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】5页(P27-31)【关键词】癌症;上转换纳米材料;光动力学治疗【作者】郑晓鹏;田甘;谷战军【作者单位】中国科学院高能物理研究所中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室北京市100049; 中国科学院大学材料科学与光电技术学院;中国科学院高能物理研究所中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室北京市100049; 四川大学化学学院;中国科学院高能物理研究所中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室北京市100049【正文语种】中文1 引言光动力治疗癌症是现代癌症治疗的一种重要手段，具有微创性、不良反应小、靶向性高等优点［1-4］。
文章编号 2097-1842（2024）01-0150-10基于间接波前整形的近红外二区荧光共聚焦成像研究谭 天1,2，史天悦2，吴长锋2，彭洪尚1 *（1. 中央民族大学 理学院 光子系统工程软件教育部工程研究中心, 北京 100081；2. 南方科技大学 生物医学工程系, 广东 深圳 518055）摘要：生物组织散射引起的光学像差限制了光学系统的成像性能。
本文研究了基于间接波前整形的近红外二区荧光共聚焦成像技术。
首先，制备了高效率近红外二区荧光探针，降低该波段生物组织的散射有助于实现高对比度的活体组织成像。
其次，研究了基于间接波前测量的自适应光学方法，将间接波前整形技术应用于激光扫描共聚焦显微系统中，以实现对生物组织引起的光学像差的测量与补偿，获得生物组织的高信噪比成像。
最后，对基于间接波前整形的近红外二区荧光共聚焦成像系统开展了相关实验。
实验结果表明，本系统对空气平板、散射介质和小鼠颅骨等产生的像差具有良好的补偿效果，最终信号强度较初始值分别提升了1.47、1.95和2.85倍，显著提升了最终的成像质量。
关 键 词：间接波前整形；近红外二区成像；共聚焦成像；活体实验中图分类号：O439 文献标志码：A doi ：10.37188/CO.2023-0070NIR-II fluorescence confocal imaging based onindirect wavefront shapingTAN Tian 1,2，SHI Tian-yue 2，WU Chang-feng 2，PENG Hong-shang 1 *（1. Engineering Research Center of Photonic Design Software Ministry of Education , College of Science ,Minzu University of China , Beijing 100081, China ；2. Department of Biomedical Engineering , Southern University of Science and Technology ,Shenzhen 518055, China ）* Corresponding author ，E-mail : ****************.cnAbstract : Optical aberrations caused by the scattering of biological tissues limit the imaging performance of optical systems. A near-infrared II fluorescence confocal imaging technique based on indirect wavefront shaping was investigated. First, we synthesized a highly efficient near-infrared II range fluorescent probe,收稿日期：2023-04-18；修订日期：2023-05-10基金项目：国家自然科学基金（No. 62175266, No. 62235007, No. 22204070）；深圳市科技计划项目（No. KQTD20170810111314625, No. JCYJ20210324115807021, No. SGDX20211123114002003）；深圳湾实验室开放课题（No.SZBL2021080601002）；广东省先进生物材料重点实验室（No. 2022B1212010003）Supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 62175266, No. 62235007, No.22204070); the Shenzhen Science and Technology Program (No. KQTD20170810111314625, No. JCYJ20210324115807021, No. SGDX20211123114002003); the Shenzhen Bay Laboratory (No. SZBL2021080601002);Guangdong Provincial Key Laboratory of Advanced Biomaterials (No. 2022B1212010003)第 17 卷 第 1 期中国光学（中英文）Vol. 17 No. 12024年1月Chinese OpticsJan. 2024where reducing the scattering of biological tissue can realize biopsy imaging with high-contrast. Second, we investigated the adaptive optical method based on indirect wavefront measurement. The indirect wavefront shaping technology was applied to the laser scanning confocal system, enabling the measurement and com-pensation of optical aberrations caused by biological tissues, and obtaining imaging of biological tissues with a high signal-to-noise ratio. Finally, near-infrared II fluorescence confocal imaging system based on indirect wavefront shaping was deployed and relevant experiments were conducted. The experimental results indic-ate that the system effectively compensates for the aberrations induced by air plates, scattering media and mouse skull, and increases the final signal intensity by 1.47, 1.95 and 2.85 times, respectively. As a result, the final imaging quality is significantly enhanced.Key words: Indirect wavefront shaping；near-infrared-II imaging；confocal imaging；in vivo experiments1 引 言高分辨率的光学成像技术一直是推动生物学发展的主要手段，在生物分子解构[1]、光遗传[2]和细胞形态学[3]等方面发挥着不可替代的作用。
亚甲基蓝对白色念珠菌的光动力杀伤作用李峥;甄秀梅;黄力毅;杨倩;赵玥;覃金梅;齐琪;滕春玲【摘要】目的:探讨亚甲基蓝(MB)介导的光动力疗法(PDT)对白色念珠菌的作用,并初步研究其作用机制.方法:采用分光光度计检测MB溶液的最大吸收峰位确定MB 的最适波长;通过不同浓度的MB对白色念珠菌杀伤作用确定最适MB浓度;通过予以不同的光能量光的照射,确定适宜的光能量范围,并使用荧光分子探针SOSG和HPF检测MB在不同光能量下产生的荧光量.结果:在波长660nm的光照射下,MB 抗白色念珠菌作用的最适浓度为100μmol/L;0～320J/cm2的光能量范围内,光能量越高MB-PDT杀菌作用越强(P<0.05),光能量为0J/cm2的PDT组与空白对照组比较,差异无统计学意义(P>0.05);在相同光能量下,荧光分子探针SOSG所测得的MB荧光量均高于HPF的荧光测得量(均P<0.01).结论:在160～320J/cm2光能量范围内,MB介导的PDT对白色念珠菌具有较好的杀伤作用,MB杀灭白色念珠菌可能主要为PDT灭菌机制中的Ⅱ型机制.%Objective:To evaluate the effect and mechanism of methylene blue(MB) mediated photodynamic therapy(PDT) on Candida albicans.Methods:The maximum absorption peak of MB solution is detected by spectrophotometer to determine the optimal wavelength of MB.The optimal MB concentration was determined by the effect of different concentrations of MB on the killing effect of Candida albicans.The appropriate range of light energy was determined by irradiating different light energy light,and fluorescence of MB under different light energy was detected by using SOSG and HPF.Results:The optimum concentration of MB against Candida albicans was 100μmol/L at the wavelength of 660nm.The MB mediated photodynamic sterilization ofCandida albicans was enhanced with the increase of the light energy from 0-320 J/ cm2(P<0.05).There was no significant difference between PDT group with light energy of 0 J/cm2 and the blank controlgroup(P>0.05).The fluorescence amount of MB measured by SOSG was higher than that by HPF at the same lightenergy(P<0.01).Conclusion:Within the light energy range from 160to 320J/cm2, MB mediated PDT had a good killing effect on Candida albicans.MB killed Candida albicans mostly via the typeⅡ mechanism in the PDT sterilization mechanism.【期刊名称】《广西医科大学学报》【年(卷),期】2019(036)004【总页数】4页(P555-558)【关键词】光动力疗法;亚甲基蓝;白色念珠菌;荧光分子探针【作者】李峥;甄秀梅;黄力毅;杨倩;赵玥;覃金梅;齐琪;滕春玲【作者单位】广西医科大学第一附属医院感染性疾病科广西艾滋病防治研究重点实验室,南宁 530021;广西医科大学第一附属医院感染性疾病科广西艾滋病防治研究重点实验室,南宁 530021;广西医科大学第一附属医院感染性疾病科广西艾滋病防治研究重点实验室,南宁 530021;广西医科大学第一附属医院感染性疾病科广西艾滋病防治研究重点实验室,南宁 530021;广西医科大学第一附属医院感染性疾病科广西艾滋病防治研究重点实验室,南宁 530021;广西医科大学第一附属医院感染性疾病科广西艾滋病防治研究重点实验室,南宁 530021;广西医科大学第一附属医院感染性疾病科广西艾滋病防治研究重点实验室,南宁 530021;广西医科大学第一附属医院感染性疾病科广西艾滋病防治研究重点实验室,南宁 530021【正文语种】中文【中图分类】R454.2由于广谱抗生素和抗真菌药物的广泛使用，抗菌药物数量的有限及微生物耐药性的增加[1]，真菌感染发病率不断的提升，导致病死率也在不断的升高。
基于亚甲基蓝荧光特性研制的近红外荧光成像系统黄陆茂;杜佩妍;陈兰;张洒;周地福;陈春林;辛学刚【摘要】目的基于亚甲基蓝的荧光特性研制近红外荧光成像系统并开展相关实验以证实该系统的可行性.方法首先,根据亚甲基蓝的光学特性,分别定制特定LED光源与干涉滤光片,及CCD相机等相关的零部件,并进行近红外荧光成像设备的搭建.其次,利用研制的近红外荧光成像系统进行亚甲基蓝近红外荧光成像实验,并分析计算各种不同实验条件下的亚甲基蓝的SBR (Signal-to-background ratio)值及进行数据统计分析.最后,初步开展wistar鼠尿液收集实验,15只wistar鼠随机分成5组,每组分别给予尾静脉注射不同剂量的亚甲基蓝注射液(剂量分别为0、2、1.8、1.6、1.4 mg/kg),收集尿液,并将收集的尿液进行近红外荧光成像及分析各个剂量组的SBR值,并采用单因素方差分析.结果 MB的SBR值受浓度及成像距离的影响,各种不同实验条件下P值均小于0.05.而不同剂量组wistar鼠尿液的SBR值随剂量的减小呈现先增大后减小,其中1.6 mg/kg的剂量组SBR值(8.71±0.20)最高,且不同剂量与SBR值具有显著性差异(P<0.05).结论该系统可用于亚甲基蓝荧光的探测,有望进一步应用于腹部术中输尿管实时识别的研究.%Objective To develop a near-infrared fluorescence imaging system based on the fluorescence properties of methylene blue. Methods According to the optical properties of methylene blue, we used a custom-made specific LED light source and an interference filter, a CCD camera and other relevant components to construct the near-infrared fluorescence imaging system. We tested the signal-to-background ratio (SBR) of this imaging system for detecting methylene blue under different experimental conditions and analyzed the SBR in urine samples collected from 15 Wistar rats with intravenousinjection of methylene blue at the doses of 0, 1.4, 1.6, 1.8, or 2.0 0 mg/kg methylene blue. Results The SBR of this imaging system for detecting methylene blue was affected by the concentration of methylene blue and the distance from the sample(P<0.05).In the urine samples from Wistar rats,the SBR varied with the the injection dose,and the rats injected with 1.6 mg/kg methylene blue showed the highest SBR(8.71±0.20)in the urine(P<0.05).Conclusion This near-infrared fluorescence imaging system is useful for fluorescence detection of methylene blue and can be used for real-time recognition of ureters during abdominal surgery.【期刊名称】《南方医科大学学报》【年(卷),期】2018(038)004【总页数】7页(P414-420)【关键词】输尿管;亚甲基蓝;近红外荧光成像系统【作者】黄陆茂;杜佩妍;陈兰;张洒;周地福;陈春林;辛学刚【作者单位】南方医科大学生物医学工程学院医学工程系,广东广州510515;南方医科大学南方医院妇产科,广东广州510515;南方医科大学南方医院妇产科,广东广州510515;南方医科大学生物医学工程学院医学工程系,广东广州510515;南方医科大学生物医学工程学院医学工程系,广东广州510515;南方医科大学南方医院妇产科,广东广州510515;南方医科大学生物医学工程学院医学工程系,广东广州510515【正文语种】中文在临床腹部或盆腔外科手术中医源性输尿管损伤，虽然较少见，一旦发生输尿管损伤，将会产生严重的并发症，如腹腔感染、输尿管瘘、肾衰竭等。
据研究报道腹部或盆腔外科手术医源性输尿管损伤的发病率1%～8%［1］，其中盆腔外科手术医源性输尿管损伤最为常见，特别是结直肠手术、妇科手术等［2］。
为了降低医源性输尿管损伤的风险，大量有关输尿管识别定位的成像技术不断涌现，如静脉肾盂造影术（IVP）、逆行性肾盂造影术、泌尿道计算机断层扫描（Uro-CT）、输尿管支架管置入术、运用gamma探测仪技术。
过往技术手段虽然可以实现对输尿管的识别定位，但仍然存在各种缺陷与不足。
尤其前3者是依靠术前对输尿管的定位，转化到术中外科医生常常凭借术前影像信息和实践经验大致判断输尿管的大致走向，缺乏实时性，而且均会对患者会产生电离辐射。
输尿管支架管置入术是在术前向需要进行腹部外科手术的患者体内放置输尿管支架管（或发光的输尿管支架管），术中外科医生通过手或手术器械的触碰和眼睛观察，间接对输尿管进行识别定位，虽然一定程度上实现术中实时输尿管识别定位，但这种有创的方法不仅会额外增加病人的疼痛，并且延长手术时间，增加手术的费用，有些患者术后会产生血尿，尿路感染等症状［3-4］。
而gamma探测技术是通过向患者静脉注射放射性药物（锝），再通过gamma探测以获取输尿管的位置信息，但进行该项操作需要专门安排一个放射核医师，并且会产生电离辐射，长久以往将损害医护人员的健康［5］。
然而，光学成像技术，特别是近红外荧光成像，凭借其可术中实时，无电离辐射，可视化组织解剖结构信息，得到广泛的研究。
如基于吲哚菁绿光学特性的近红外荧光成像技术已经在临床上广泛应用于血管［6-7］、淋巴［8-13］、胆管［14］、肿瘤［15］等术中识别定位。
但是吲哚经静脉注射后，绝大部分是经过肝代谢［16］，因此较少用于泌尿系统的识别定位。
但仍有少数研究人员进行相关研究，如Tanaka等［17］进行向猪泌尿系统逆行性注射10 μmol/L的ICG，结合近红外荧光成像技术，实验结果显示逆行注射后输尿管立即可视。
该方法有待进一步研究实践。
除了吲哚已获得FDA批准可用于临床的近红外荧光染料外，还有亚甲基蓝（MB）也获得FDA的批准［18］。
与吲哚不同的是：一、其经静脉注射后绝大部分是经过肾脏代谢最终以尿液的形式排出体外；二、光学特性，如吸收与发射光谱等，MB吸收峰为665 nm，发射峰为688 nm，刚好落在近红外光（650～900 nm）波段中［19］。
故MB可结合近红外荧光成像技术，实现术中实时在体、无电离辐射，可视化获取输尿管的位置信息。
目前国外已有使用MB结合近红外荧光成像技术实现在动物及人体腹部术中实时在体输尿管可视化的研究报道。
例如相关动物实验研究［19］；2013年Verdeek等［20］进行的首次人体临床试验；2016年Yeung等［21］和Mah diAl-Taher等［22］开展的相关临床相关试验。
但仍存在不足之处：临床数据量还较少，还未能对最佳成像剂量或最佳成像时间下定论，有待进一步扩充试验数据；组织穿透深度较浅，有些需部分暴露输尿管方能探测到MB的荧光信号等。
即腹部术中无电离辐射、无创、实时在体输尿管可视化的研究仍在初级阶段，需要更加深入的研究与探讨。
基于MB光学特性而研制的近红外荧光成像系统是开展术中实时在体输尿管识别定位的前提。
然而，目前国内外能用于MB的荧光成像系统进仅有FLARE近红外成像系统［23］，虽然可以多光谱融合成像，但是集成度高、体积大、费用高、不够轻携。
因此，本文针对MB的光学特性而单独研制相应的近红外荧光成像系统，一是填补国内在这方面的空白，二是为下一步深入研究做好前期准备工作。
1 系统成像原理在介绍系统成像原理之前，首先了解下MB的物理、化学、光学等性质。
1.1 MB的性质MB是一种亲水性的吩噻嗪衍生物，净电荷-1。
化学式：C16H18ClN3S；结构式：如下图1；相对分子质量：319.85。
MB在浓度较高的情况下，主要作为一种显色染料。
但是当它稀释到一定程度时，在特定激发光激发下可以发射出荧光信号。
其吸收峰为665 nm，发射峰为688 nm，刚好落在肉眼不可见的近红外光波段中［19］。
相关研究表明影响组织穿透深度主要是组织对光的吸收与散射［24］。
而在近红外波段中活体组织（主要血红蛋白、水、脂肪）对近红外光呈现低吸收、低散射、低自体荧光的特点，即有一定的组织穿透深度［25］。
其在100%胎牛血清（pH=7.4）中消光系数（extinction coefficient Ɛ）：71 200 M-1cm-1，量子产率（Quantum yield）：3.8%；浓度淬灭（Concentration-Dependent Quenching）值：20 μm［26］。
符合在体组织荧光成像对外源荧光基团性质的要求［26］。
图1 亚甲基蓝的化学结构式Fig.1 Chemical structure of MB.1.2 荧光成像原理根据荧光基团的吸收光谱特性，而发射特定波长的激发光子辐照荧光基团，吸收激发光子能量的荧光基团，受激后的基态分子中电子向高能级轨道跃迁变成激发态，当激发态分子回到基态时，将释放能量，以光子的形式发射（即荧光）。
整个过程是吸收光子与发射光子之间的能量转换，而引起的波长的变化（波长短能量高的吸收光谱转换成波长长能量低的荧光），即斯托克斯位移［27］。
其光子吸收与荧光发射的大致过程如下图2所示。
1.3 近红外荧光成像系统原理近红外荧光成像是近红外激发光源发射激发光辐照目标靶区，靶区内的荧光基团受激发光激发后，发射出的荧光，部分经滤光片、透镜进入CCD相机进行光电转换及一系列的信号后处理，最终将信号强弱用灰度值表示并实时显示在荧屏上。
