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生物医学光学成像

生物医学光学成像团体致力于发展先进的光学系统,用于在单个分子,活细胞,组织和器官中使用一种无标记的定位,追踪,及探索。我们的研究主要关注的领域是光学相干断层扫描(OCT),荧光分子成像和近红外成像分析。

1) 光学相干断层扫描:我们在这一领域的研究主要集中在两个领域:漫射光成像(DOI)和光学相干断层扫描成像(OCT)?;诠庾釉谧橹械那ㄒ频慕?DOI检测活体组织体内的生理变化受限于空间分辨率的限制,算法和工具(宽频光源的使用)改进使得DOI可以进一步改善对生理参数量化的准确性。DOI在生理学的研究上已经成为一个重要工具,如对乳腺癌、大脑等的研究?;诓饬孔橹⑸浠乩吹墓夂筒慰悸肪兜纳⑸涔獾母缮?OCT可以测量在组织显微镜分辨率级别的结构信息。我们已经开发出一种更宽的带宽(>120nm) OCT系统和分析工具来实现高分辨率组织结构和的功能信息的分析。这些进展已应用在骨关节炎(OA)皮肤病等的病理研究中。

2)无标记拉曼光谱成像:从拉曼散射的到的信号是实现无标记分子成像的一个重要途径?;诶⑸涞恼穸馄自诖沉煊蛴τ糜谏锓肿佣糠治龊蜕从??;钕赴睦馄壮上?尽管被限制在了很小的拉曼散射截面。相干反斯托克斯拉曼散射显微测量(CARS)克服这些挑战,通过提供大量基于辐射场相干信号的叠加,得到实时振动成像。受激拉曼散射显微检测(SRS)进一步克服了在(CARS)中无共振背景的情况,从而允许基于弱拉曼转换高度敏感的化学成像。然而,无论SRS还是CARS在一个复杂的生物系统识别生物分子是十分困难的。因此,迫切需要一种基于相干拉曼散射的高速振动光谱成像技术。拉曼光谱显微检测,它结合了高速相干拉曼散射显微测量的成像能力和自发拉曼光谱的全光谱分析能力,允许定量测量在活细胞,组织,和生物中的基本生物分子。这个新的拉曼光谱成像平台使得以下在生物学和医学的应用成为可能?;谏鲜黾际跻芽垢咝秆∪橄侔┑姆缦蘸腿榉孔橹奈薇昙抢治?,基于无标记拉曼光谱显微测量研究前列腺癌胆固醇代谢的改变。

3)荧光分子成像:通过观察体内生物活性在细胞和分子水平,我们在小动物荧光分子成像的研究发现高散射组织成像增强时空分辨率的。成像系统和原型系统也发展。

4) 近红外成像:通过无创性观察人类大脑的活动,我们的研究在人类大脑光学成像上提高了检测灵敏度和时空分辨率。高速多通道近红外脑成像设备也研制出和商业化。
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