光声传感器 - 产品信息 - 相关知识

2025-01-10 17:03:03光声传感器: 光声传感器是一种利用光声效应进行测量的传感器。它通过将光照射到物质上，引起物质内部微观粒子的热弹性膨胀，从而产生声波，通过检测这些声波来实现对物质性质的测量。光声传感器具有高精度、高灵敏度、非接触式测量等优点，广泛应用于气体检测、生物医学、材料科学等领域，对于推动相关领域的科学研究和技术创新具有重要意义。

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光声传感器问答

2025-02-17 14:30:16多光谱光声断层扫描成像原理是什么？: 多光谱光声断层扫描成像：开创医学影像的新篇章多光谱光声断层扫描成像（MSPAT）是一项革命性的成像技术，结合了光学和超声波的优势，能够提供高分辨率的图像，且具有较高的深度穿透能力。随着技术的不断发展，MSPAT在医学成像、癌症检测、脑部研究等领域展现了广泛的应用潜力。本篇文章将深入探讨多光谱光声断层扫描成像的原理、优势及其在临床诊断中的应用。光声效应与成像原理多光谱光声断层扫描成像的核心原理是基于光声效应。当激光光源照射到组织中时，组织中的水分和血红蛋白会吸收特定波长的光，导致局部温度升高并产生快速的热膨胀。这个过程会激发声波的产生，声波的强度和频率可以通过超声探头进行探测，从而反映出组织的内部结构和成分。多光谱光声断层扫描成像之所以能称为“多光谱”，是因为它使用了不同波长的激光源，从而可以获得组织的不同光学特性。这种技术的优势在于，它能够获取更丰富的组织信息，识别不同的组织成分，如血管、肿瘤以及其他病变区域。多光谱光声断层扫描成像的优势相比传统的成像技术，如CT（计算机断层扫描）和MRI（磁共振成像），多光谱光声断层扫描成像具有独特的优势。MSPAT能够以较高的分辨率提供结构性图像，这在微小病变的早期发现上至关重要。尤其是在肿瘤检测方面，MSPAT能有效区分肿瘤组织和健康组织，有助于提高肿瘤早期筛查的准确性。 MSPAT能够在不使用放射线的情况下，获得丰富的血管信息。传统的成像技术需要注射对比剂来突出血管的显现，而MSPAT则通过不同波长的激光照射，可以无创性地提供关于血管的详细信息，且能够深入体内组织层次，帮助医生更好地评估肿瘤的血供状况或病变的演变过程。临床应用前景在医学领域，MSPAT已经展现出巨大的应用潜力，尤其在肿瘤检测和神经系统疾病的诊断中。通过对肿瘤组织的精确成像，医生可以更加准确地评估肿瘤的大小、位置以及血供情况，从而为方案的制定提供重要依据。MSPAT也在脑血管病变、脑部肿瘤等神经系统疾病的研究中，帮助医生获取更加直观的病变图像，辅助早期诊断和治果评估。未来，随着技术的不断进步，MSPAT的应用范围将进一步扩展。尤其是与人工智能结合的进展，MSPAT的图像分析将更加，能够帮助医生在极短的时间内做出更加科学的诊断决策，极大地提高医率和诊断准确率。结论多光谱光声断层扫描成像作为一项创新的成像技术，凭借其高分辨率、无创性和多波长成像的优势，正在医学影像领域中占据越来越重要的地位。随着技术的不断发展，MSPAT将在肿瘤筛查、脑部疾病诊断等方面展现出更加广泛的应用潜力，并有望成为未来医学影像的主流技术之一。

2022-07-20 13:38:49光声成像材料 | 肿瘤微环境激活的光声成像显影剂: 在生物成像和光诊疗学领域，通过对材料的结构调整以控制其光学性质是探索新材料，发现新应用的重要且常见方式。贵金属就是其中较为主要的一类原料，但通常的贵金属材料存在两个明显缺点：一、激发波长通常落在可见光和近红外一区（NIR-I，700 – 1000 nm），这使得成像的深度降低，同时无法与组织发生明显的作用；二、该类材料通常不具备激活功能（即始终在线，Always-on），使得难以从成像中分辨目标和其他无关组织，同时可能会存在未知副反应。在这样的背景下，作者Chunyu Zhou等人将目标放在更高信噪比、更大成像深度的近红外二区（NIR-II，1000 – 1700 nm），开发能够对肿瘤微环境进行响应的贵金属纳米材料。该材料以金纳米粒子（Gold nanoparticles，AuNPs）为主体（见图1），在乙醇和水的混合体系中使其形成纳米链（Nanochain）。之后引入Tetraethyl orthosilicate，（TEOS），水解后包裹金纳米链，形成核鞘结构（Core-sheath nanostructure，AuNCs@SiO2）。注射至小鼠体内后，因肿瘤微环境（Tumor microenvironment，TME）中高H2O2水平触发邻近金纳米颗粒在AuNCs@SiO2的有限局部空间内融合，从而产生了具有强NIR-II吸收的串状结构。图1：AuNCs@SiO2作用示意图因AuNCs@SiO2具有TME激活特性，因此不容易受其他组织的影响，表现出优异的光声成像性能（图2）。图2：正常组织与肿瘤组织的超声、光声成像对比同时，AuNCs@SiO2在1064 nm处光热转换效率高达82.2%（图3），可导致癌细胞严重死亡，显著抑制肿瘤生长（图4、5、6）。图3：AuNCs@SiO2与其他已报道的光热治疗试剂的转换效率对比：1) AuNCs@SiO2; 2) Au3Cu@PEG TPNCs; 3) Au-wires-on-AuNR; 4) Pt Spiral; 5) Cu2MnS2 NPs; 6) Nb2C (Mxene); 7) Cu3BiS3 NRs; 8) L-Pdots; 9) TBDOPV-DT NPs; 10) SPN-DT图4：注射PBS和AuNCs@SiO2的荷4T1瘤小鼠光热红外热成像（1064 nm NIR-II激光，0.5 W/cm2）图5：注射PBS和AuNCs@SiO2后，肿瘤部位温度与照射时长的变化趋势图6：接受相应治疗后的小鼠肿瘤大小对比（I：PBS；II：AuNCs@SiO2；III：PBS+Laser；IV：AuNCs@SiO2+Laser）总结：作者成功合成出具有TME响应的、同时具有光声成像和光热治疗功能的二氧化硅包裹自组装金纳米链。通过TME中高浓度H2O2水，使金纳米粒子表面柠檬酸氧化，进而脱离纳米粒子表面，导致金纳米粒子融合，产生强NIR-II吸收。这一新型材料或许能够为准确非侵入性诊疗打开新的大门。美国PhotoSound 小动物3D光声/荧光成像系统 (PAFT) 美国PhotoSound小动物全身3D光声/荧光成像系统(PAFT)为小动物活体成像和表征提供了完整的解决方案。该系统集成了三种互补的三维成像模式：光声成像(PAT)、荧光成像(FMT)、生物发光成像(BLT)，可同时实现小动物的3D光声、3D荧光和3D生物发光成像,该系统可为生物组织提供高分辨率、高对比的解剖学成像效果。可实现近红外一区和近红外二区（670-2600 nm）小鼠全身3D光声/荧光成像系统，采用OPO可调式激光器，提供670-2600 nm连续脉冲激光、完全3D光声成像(具有100 um等向分辨率的完全三维成像，非切片叠加成像)、高通量 (256个电子通道)、灵敏度高(60 nM ICG )、桌面式设计，方便使用、成像速度快 (完成一次3D扫描需30秒)。往期回顾● 美国PhotoSound小动物全身3D光声/荧光成像系统● 小鼠解剖应用笔记 —— 美国PhotoSound小动物全身3D光声/荧光成像系统● 光声成像应用 | 探寻动脉粥样硬化斑块

2022-10-28 10:18:55光声应用 | 肾小管间质纤维化诊断: 背景慢性肾病，以其高发生率和强大的潜伏性，已越来越成为一种常见的疾病。如果能够及时地检测到该疾病的发生进程，将大大改善后续的医疗成效。在众多病理特征中，肾小管间质纤维化（Tubulointerstitial fibrosis）作为众多肾脏疾病发展进程中的常见中间体，是反映肾脏状态的重要指标。目前，临床方法仍然只能做到减缓病程，并不能阻止或者扭转疾病对于组织的破坏。因此，医疗和科研工作人员将注意力放在了疾病的早期阶段——如果能在该阶段确定病变，则有更大的几率阻止疾病恶化。研究思路在此背景下，Dingyuan等人尝试对肾小管间质纤维化进行实时检测。传统的方法使用的肾活组织切片（Kidney biopsy）容易导致大量出血，因而作者更偏向于非接触式检测。而在该领域，通常选用CT、核磁共振等方式，但这些方式辐射风险相对较大，因此作者选择了光声/荧光成像方式。而在显影剂的选择上，相对于无机材料，有机材料具有更好的生物降解能力、纯度以及聚集诱导发光效应（Aggregation-induced emission, AIE）——一种在溶液中分散时几乎不发光，但在聚集状态时发光大大增强的现象——因而被作者看中。同时，现有的大部分具有AIE的光声显影剂为疏水性材料，不利于均匀分散和体内代谢，因此作者开发了一款水溶性AIE肾小管间质纤维化检测显影剂。显影剂设计及表征作者首先获得的是AIE-4COOH分子——一个携带4个羧基的具有AIE效应的分子。为了增加其水溶性，作者将4个羧基全部PEG化，成为AIE-4PEG550。AIE-4PEG550在DMSO/水体系中溶解良好，并能够自组装形成纳米粒子（AIE-4PEG550 NPs，图1）。表征结果显示该粒子有以下两个优点：一、粒径约26 nm，质量约3.3 kDa，能够有效通过肾脏的滤过作用（截留质量通常为30-50 kDa）；二、光稳定性好：在660 nm波长持续照射30 min后，仅有微小强度下降，而作为对照的显影剂ICG则已完全猝灭。在645 nm处具有强吸收峰，而发射峰则在893 nm。图1 AIE-4PEG550纳米粒子设计思路图2 AIE-4PEG550 NPs的左）吸收、发射图谱；右）粒径检测（溶液均为水）体外和体内实验体外实验着眼于该有机分子的生物兼容性。在0 – 100 μg/mL该分子溶液中孵育24 h后，HK-2细胞（Human kidney -2，人肾皮质近曲小管上皮细胞）的存活率仍在95%以上（图3）。图3 在不同浓度AIE-4PEG550 NPs环境下孵育的HK-2细胞存活率在正常体内实验中，作者同时进行了荧光和光声成像，相互验证了该显影剂主要聚集于肾脏而非肝脏（图4），随着时间流逝，肾脏中的含量逐渐降低，膀胱中的含量逐渐增加，表明该显影剂可由肾脏代谢，并由尿液排出。测得的24 h清除效率为93.1 ± 1.7%（图5）。图4 在注射显影剂后，肾脏的荧光（A）和光声（B）、膀胱的荧光（C）和光声（D）随时间的成像效果变化。在肾脏中，4 min达到顶峰，而在膀胱中，60 min达到顶峰。E和F分别为相应的数值变化柱状图图5 肾脏清除效率随注射后时间变化曲线（每只小鼠200 μg剂量，n = 3）而在肾病模型小鼠上，同样的剂量表现出截然不同的结果：直到180 min之前，肾脏中的显影剂含量一直在增加，说明肾脏代谢功能降低，本该代谢到膀胱的化合物积聚在肾脏中（图6），这一现象也在相应的荧光信号强度上有所验证（图7）。通过这种区别，能够较为直观地评估肾脏代谢功能。图6 在注射显影剂后，肾脏的荧光（A）和光声（B、C）、膀胱的荧光（D）和光声（E、F）随时间的成像效果变化。图7 肾病模型小鼠注射显影剂后180 min的荧光信号强度变化（红：肾脏；蓝：膀胱）小结作者设计并开发了一种新型荧光/光声显影剂，其优点主要有：一、体积小，可通过肾脏过滤；二、肾脏清除效率较高；三、得益于AIE效应，成像效果优异；四、良好的生物兼容性；五、优良的光稳定性。在文献中，作者将其应用于非侵入式地诊断肾小管间质纤维化情况，祝愿在不久的将来，这项技术可以用于临床，帮助医生快速诊断肾脏功能，从而帮助患者更好地恢复。参考文献[1] Yan, D., Li, T., Yang, Y., Niu, N., Wang, D., Ge, J., Wang, L., Zhang, R., Wang, D. and Tang, B.Z. (2022), A Water-soluble AIEgen for Noninvasive Diagnosis of Kidney Fibrosis via SWIR Fluorescence and Photoacoustic Imaging. Adv. Mater.. Accepted Author Manuscript 2206643. https://doi.org/10.1002/adma.202206643

2025-02-01 15:10:15生物显微镜是不是光透: 生物显微镜是不是光透生物显微镜作为现代科学研究中必不可少的工具之一，对于观察微观生物体和组织结构具有重要意义。许多人在使用生物显微镜时，会遇到一个问题——生物显微镜是否光透？本文将深入探讨这个问题，从生物显微镜的工作原理、光学特性以及如何影响观察结果的角度进行分析，帮助读者理解生物显微镜是否具备“光透”特性，以及其在不同应用中的作用和局限性。一、生物显微镜的工作原理生物显微镜是一种使用可见光和镜头来放大物体的工具。其核心原理是通过透过样本的光线折射和聚焦，来观察物体的细节。显微镜的光源（如白光或LED光源）通过载物台下方照射样本，经过透镜系统放大并通过目镜呈现给观察者。这一过程的关键在于光的透过性，也就是是否能有效地通过样本并产生清晰的成像。二、光透特性与样本类型的关系 “光透”是指光线是否能够穿透样本并形成足够的图像质量。在不同的生物显微镜中，这个特性与样本的透明度和显微镜的光学系统密切相关。对于透明的样本（如水生生物、薄切的组织样本等），生物显微镜中的光源能够有效穿透样本，并通过光学系统放大图像。对于不透明或较厚的样本（如某些动物组织或细胞），光线可能无法完全穿透，导致图像质量下降。三、显微镜光学系统的影响生物显微镜的光学系统，尤其是镜头、物镜以及光源的质量，会直接影响光的透过性和成像效果。高质量的物镜和镜片能有效地收集和聚焦透过样本的光线，从而提高图像的清晰度。低质量的光学系统可能会导致光的散射或吸收，使得图像失真或变得模糊。显微镜中不同的观察模式（如明场显微镜、相差显微镜、荧光显微镜等）也会影响光的利用效率。四、光透性对不同观察模式的影响在生物显微镜中，光透性会随着使用的观察模式而变化。例如，在明场显微镜中，光线直接穿透样本并被样本表面反射，这要求样本具有较高的透明度。相反，在相差显微镜中，光并不直接穿透样本，而是通过干涉原理增强样本中的结构差异，这使得即使是稍微不透明的样本也能清晰呈现。对于荧光显微镜，光透性并不是的影响因素，荧光染料的选择和样本的处理方式也同样重要。五、总结生物显微镜的光透特性依赖于多个因素，包括样本的透明度、显微镜的光学系统、观察模式的选择等。在透明样本中，生物显微镜能够较好地实现光透效果，提供清晰的图像，而在不透明或厚重样本中，可能会遇到光透性不足的问题。在选择显微镜时，考虑样本类型和显微镜的光学性能是非常重要的。要确保观察结果的精确性，必须根据不同的实验需求，选择合适的显微镜及观察模式。

2025-06-04 11:15:17光生物反应器怎么使用: 光生物反应器是现代生物工程技术中重要的一项创新设备，广泛应用于各种生物反应过程，尤其是在微生物培养、藻类生长及药物合成等领域。它通过光照的方式促进生物体的生长与代谢，能够提高生产效率并且优化能源利用。本文将深入探讨光生物反应器的工作原理、应用范围以及如何正确使用这一设备，以帮助相关领域的研究人员和工程技术人员更好地理解和应用光生物反应器。一、光生物反应器的工作原理光生物反应器通过提供适宜的光源和环境条件，促进光合微生物或植物的生长与代谢。这些微生物通过光合作用，将光能转化为化学能，进而支持其生长和繁殖。反应器内部通常会配置光源、温控装置、通气系统以及搅拌系统，以确保反应条件的稳定性。光生物反应器的设计通常具有高度的可调性，以适应不同的生物过程需求。二、光生物反应器的主要类型目前常见的光生物反应器有几种主要类型，包括管式反应器、平板反应器和旋转生物反应器等。每种类型的光生物反应器都有其独特的优势和适用范围。例如，管式反应器通常适用于大规模的藻类培养，具有较好的光照分布和较高的气体交换效率；平板反应器则常用于实验室规模的小型培养，操作简便，容易调整；而旋转生物反应器则能提供更均匀的培养环境，适用于需高效光照和通气的细胞培养。三、如何正确使用光生物反应器使用光生物反应器时，首先需要选择合适的微生物或植物种类，并确保培养条件满足其生长需求。光源的选择和布置非常关键，适宜的光强和光谱范围能够显著提高光合作用效率。温控系统也至关重要，需要根据培养物的生长要求，调节反应器内的温度，以确保其在佳温度范围内生长。反应器的搅拌和气体交换系统也需要调整到合适的水平，以确保培养物得到足够的氧气供应，避免因氧气不足而影响生长和代谢。要定期检查反应器的工作状态，及时清洁和更换光源，以保证系统长时间稳定运行。四、光生物反应器的应用领域光生物反应器的应用领域广泛，尤其在藻类培养和微生物工程中，已经取得了显著的成果。在藻类培养中，光生物反应器能够提供稳定的光照和营养供给条件，促进藻类的生长并用于生物燃料生产、废水处理等。光生物反应器在生物制药、食品工业和农业中也有着重要的应用，能够高效地产生各种生物产品。五、光生物反应器的优势和挑战光生物反应器具有许多优势，其中为显著的是能够在环保、节能的前提下，利用太阳能或人工光源促进生物反应。这使得它在绿色能源和可持续发展方面展现了巨大的潜力。尽管其在实验室和工业应用中表现出色，仍然面临一些挑战，如高效的光源利用、反应器的设计优化以及大规模生产中的稳定性等问题，这需要未来的研究和技术进步来解决。结论光生物反应器作为一种先进的生物反应设备，在生物工程领域中发挥着越来越重要的作用。通过合理选择光源、温度、气体供应等条件，能够极大地提高生物反应效率，推动相关技术的发展。随着科技的进步，光生物反应器在更多领域的应用前景值得期待，尤其是在绿色能源和可持续发展方面的贡献。

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