- 2025-01-10 10:52:50近红外二区成像
- 近红外二区成像是一种先进的成像技术,利用近红外光谱中第二窗口(NIR-II)的光进行成像。与传统成像技术相比,近红外二区成像具有更深的组织穿透能力、更低的背景干扰和更高的分辨率。它能够在生物体内实现无创、实时的成像,广泛应用于生物医学研究、疾病诊断和治疗监测等领域。近红外二区成像技术的发展为生物医学研究提供了新的视角和手段,有助于推动医学科学的进步和发展。
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近红外二区成像问答
- 2022-05-07 14:00:52近红外二区小动物活体成像应用 | 研发X光激发的NIR-II余辉发光材料
- 背景介绍传统的荧光(Fluorescence)组织成像,是将成像组织置放于不断发射特定波长的光源照射下进行。受同一个光源照射影响,周围的组织自体同样会产生荧光,称为背景荧光。背景荧光的存在将使得信噪比下降,不利于对目标组织进行成像。因而近几年,科研工作者开始寻求一种新的发光成像——余辉发光(Persistent luminescence)。余辉发光是物体在照射光源并撤去光源后,持续发光的现象。因为发光时不再接受光源照射,因而在应用于组织成像时,能够减少自体荧光背景的影响,提高信噪比(图1)。 图1 荧光和余辉发光的原理对比图(蓝色箭头为激发光;绿色箭头为散射光;红色箭头为发射光;褐色箭头为背景荧光。强度可参考箭头粗细) 尽管余辉发光有如此明显的优势,目前涉及的材料仍有以下几个问题:1、材料主要为大型晶体,涉及高温的合成环境并缺乏纳米结构和表面性质上的可调性;2、材料成像多为可见光和NIR-I,成像深度有限;3、激发材料发光的波长多为可见光或紫外,能量低,不利于材料能量富集;4、一些可富集高能量的由X光激发的材料所发射的波长在可见光和NIR-I范围内,成像深度同样有限。 材料研发 针对以上问题,Peng Pei等人通过在NaGdF4、NaGdF4纳米粒子中加入镧系元素掺杂剂,成功合成出了X光激活的余辉发光纳米粒子(Persistent luminescence nanoparticles,PLNPs)。通过调整加入的元素种类,使得PLNPs具有可调谐性,且均在NIR-II波段内(图2)。图2 通过掺入不同的稀土元素(Er、Tm、Ho、Nd)调整纳米粒子在NIR-II波长段的发射波长 材料优化 文章中涉及的主体材料有NaYF4、NaGdF4 两种,因而可优化的方向较多。作者首先将作为主体的NaGdF4、NaGdF4 同时应用于一个纳米粒子中,形成壳核结构。之后对纳米粒子的掺杂剂浓度、核体积、壳厚度、结晶相(Crystalline phase)、主体基质(Host matrix)等性质进行的考察。其中对于主体基质,作者发现壳核使用同一种主体材料(NaYF4或NaGdF4)将获得更高的纳米粒子发光强度。这可能是由于同一种主体材料原子大小相同,使得晶体的缺陷(Defect)更少。 体内成像 优化后的Er-PLNPs进行了小鼠的腹部血管成像和输尿管成像测试。在腹部血管成像测试中,相对于荧光成像,余辉发光成像获得了更高的肿瘤/正常组织亮度比(T/N ratio),尤其在注射后的5 min时,可达到荧光成像信噪比的3.7倍。而在输尿管成像测试中,作者在小鼠肾盂部位注射后,肾盂、输尿管和膀胱都能够在NIR-II成像中观察到,其T/N比相对于荧光成像达到了4.1倍。 图3 余辉发光纳米粒子(上)与荧光纳米粒子(下)分别在注射后 5、10、20 min 得到的NIR-II成像 图4 余辉发光纳米粒子(红)与荧光纳米粒子(蓝)注射后的肿瘤与正常组织信号强度比(T/N ratio) 小结 凭借可调谐的NIR-II成像波长、高信噪比、高分辨率、低细胞毒性等特点,Peng Pei等人的成果大大拓展了现有X光激发的余辉发光材料的种类和应用场景。但同时,发光效率仍有待提高,降低用于激发的X光剂量使其达到安全门槛也是今后拓展研究的重要方向。 参考文献[1] Pei, P., Chen, Y., Sun, C. et al. X-ray-activated persistent luminescence nanomaterials for NIR-II imaging. Nat. Nanotechnol. 16, 1011–1018 (2021). 锘海 SWIR 1.0 近红外二区活体荧光成像系统采用低噪声和高灵敏度的进口InGaAs 红外探测器,结合动物气体麻醉装置及便捷的操作界面,实现实时荧光信号成像。通过镜头切换,可分别完成宽场和局部放大成像,具有非常高的荧光信号采集能力。高帧频不仅可以实现单幅图片采集,更可以完成视频拍摄,帮助您捕获整个实验过程。 锘海-近红外二区小动物活体成像系统 往期推荐:● 近红外二区小动物活体成像——高信噪比双成分造影剂协助肿瘤手术成像● 近红外二区小动物活体成像 —— 呼吸速率监控● 近红外二区小动物活体成像 —— 稀土纳米颗粒协助肿瘤切除手术
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- 2025-05-06 16:00:18微波水分仪与近红外水分仪的区别是啥?
- 在工业生产与质量管控中,水分含量的精准测量至关重要。微波水分仪与近红外水分仪作为两类主流在线检测设备,凭借非接触、实时反馈等优势被广泛应用。然而,两者在原理、性能及适用场景上存在显著差异,理解这些差异有助于用户根据实际需求做出合理选择。 工作原理的差异近红外水分仪基于水分子对特定波长近红外光的吸收特性,通过测量反射或透射光的能量衰减间接计算水分含量 。其优势在于技术成熟、响应速度快(可达0.15秒),但仅能检测物料表层1-2mm的水分,对物料均匀性要求较高。微波水分仪则利用水分子极性导致的介电特性差异,通过微波穿透物料时的能量衰减和相位变化计算整体水分 。由于微波波长更长,穿透深度可达数厘米,能反映物料内部水分分布,但测量精度受物料密度与颗粒均匀性影响较大 。 测量精度与抗干扰能力对比近红外水分仪的测量误差主要源于表面污染、物料颜色变化及光照条件波动。例如,深色物料会吸收更多红外能量,可能导致水分值虚高,需通过频繁标定补偿误差。其优势在于分辨率可达0.01%,且新型设备采用多光束补偿技术,能部分抵消环境干扰。微波水分仪理论上可实现0.02%的超高精度,但实际应用中易受电磁干扰、温度漂移及物料金属成分影响 ,尤其在北方温差大或电磁环境复杂的场景下,数据稳定性可能劣于近红外设备 。 安装方式与环境适应性近红外水分仪多采用非接触式安装,探头距离物料15-40cm即可工作,适用于皮带机、振动筛等复杂工位,且无需改造生产线。但需避免粉尘或蒸汽遮挡光路。微波水分仪虽普遍标榜非接触特性,但部分型号需贴近物料表面或采用螺旋给料机强制接触以提高测量一致性 。此外,微波传感器对安装角度与物料堆积高度敏感,需配合稳流装置使用 ,在流动性差的粉体场景中可能出现数据跳变。 行业适用性与维护成本近红外技术因快速响应和非破坏性特点,在烟草制丝、纸张涂布等需要实时调控表面水分的流程中占据优势。例如,烟草加工中水分波动需在数秒内调整,近红外仪的1秒级响应能有效保障工艺稳定性。微波水分仪则更适合粮食仓储、煤炭加工等需检测整体水分的场景 ,其穿透能力可避免因谷物外壳干燥而误判内部霉变风险。维护方面,近红外仪的光学窗口需定期清洁以防止污染,而微波仪无耗材且标定周期较长,但探头故障维修成本较高 。 技术局限与发展趋势两类设备均面临特定瓶颈:近红外仪难以突破穿透深度限制,多层物料检测需依赖数学模型推测;微波仪虽能穿透物料,但大颗粒或孔隙率高的物质(如矿砂)会导致微波散射加剧,误差超过2% 。最新技术尝试融合多频谱微波与AI算法,通过建立物料介电特性数据库提升适应性。而近红外领域则发展多波长协同检测,结合化学计量学模型区分水分与其他成分的吸收干扰 。 综上,微波与近红外水分仪的本质区别源于电磁波与物质相互作用的物理机制差异。用户需综合考量物料形态(粉末/颗粒/片状)、水分分布特性(表面/整体)、产线环境(振动/温湿度/电磁噪声)及控制响应速度等参数。对于水分均匀的松散物料,微波仪能提供更全面的水分信息;而在需要快速表面监测或复杂安装条件的场景中,近红外仪仍是更优选择。未来,两类技术或将通过数据融合与边缘计算实现互补,推动水分检测向智能化、高鲁棒性方向演进。
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- 2023-06-08 15:07:08览聚氨酯前世今生,看近红外大显身手
- 1937年,德国化学家奥托·拜耳博士发明了我们称之为聚氨酯的多功能塑料。聚氨酯是通过多元醇与异氰酸酯反应生成的,必要时还可使用适当的催化剂和添加剂。由于多种异氰酸酯和多种多元醇均可用于生产聚氨酯,因此可以生产出多种形式的聚氨酯材料来满足不同应用的特定要求,如:硬质泡沫、软质泡沫、弹性体、胶粘剂、涂料、密封胶。目前,聚氨酯制品已广泛应用于家居、建筑、日用品、交通、家电等领域。在不同类型的聚氨酯生产过程中,均需要通过检测某些参数来保证成品质量,如:多元醇的羟值、酸值、颜色、水分含量,异氰酸酯的NCO 含量、水分含量,聚氨酯的 NCO 含量、水分含量、酸值。使用传统分析技术测定上述参数是一个漫长且具有挑战性的过程,因为测定这些参数需要使用多种不同的分析技术,不仅需要消耗大量的时间来分析样品,还需要花费时间进行仪器管理和维护。毫无疑问,在生产过程中进行更加严格的质量保证和质量控制是一种必然趋势,这种趋势同时还伴随着对低成本、高效率分析方法的更加关注。近红外光谱作为聚氨酯行业公认的快速可靠的质量控制方法,一分钟内即可同时测定多个参数,且无需样品前处理或使用任何化学品,即使是非专业人员,也可轻松操作。瑞士万通在聚氨酯分析方面拥有丰富的专业知识,并为此提供了解决方案——DS2500 近红外光谱分析仪(固/液两种版本),可用于快速测定多元醇、异氰酸酯和聚氨酯的多个质量参数。对于多元醇的羟值和异氰酸酯的 NCO 含量测定,瑞士万通还可提供现成的预校准模型,开箱即用,免去了从零开发模型的困难,让您从开机第 一天就充分发挥生产力。瑞士万通 DS2500 近红外光谱分析仪可为聚氨酯生产过程中的各个阶段保驾护航,不仅省时省力,而且绿色环保,更可为您节省高达90%的运行成本。以多元醇的羟值测定为例,比较传统分析方法(滴定)和近红外光谱法的运行成本:对质量控制过程的低估是导致内外部产品不合格的主要因素之一,据报道,这会导致10-30%的营业额损失。由于传统分析方法存在的诸多弊端,越来越多的企业开始选择在其质量控制过程中使用近红外光谱作为一种快速高效的替代方法。
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- 2025-04-17 16:45:16近红外分析仪说明书怎么看?
- 近红外分析仪说明书 近红外分析仪是现代科学研究和工业生产中广泛应用的一种分析工具。其主要通过分析样品反射或透射的近红外光谱数据来获得物质的成分和性质信息。随着科技的进步,近红外分析仪逐渐成为了品质控制、原料检测、环境监测等领域的核心设备。本文将详细介绍近红外分析仪的工作原理、应用范围、使用方法及维护保养,帮助用户深入了解该设备的使用技巧和注意事项,以便在实际操作中提高分析效率和准确性。 近红外分析仪的工作原理 近红外分析仪基于光谱学原理,通过发射近红外光线照射样品,样品根据其物质的化学组成、结构等特性对不同波长的光线产生不同的吸收和散射反应。近红外光的波长通常介于780nm至2500nm之间,这一波段的光谱能够穿透大部分非金属物质并对其分子振动模式产生影响。仪器通过测量样品对不同波长光的吸收程度,结合已知的校准数据,可以推算出样品中各成分的浓度或性质。 近红外分析仪的应用范围 近红外分析仪的应用非常广泛,主要体现在食品、医药、化工、环境监测和材料科学等领域。在食品工业中,近红外分析仪常用于检测原料的水分、脂肪、蛋白质含量,从而确保产品的品质和稳定性。在制药行业,近红外分析技术被用于药品的质量控制,尤其在原料药和成品药的检验过程中起到了重要作用。近红外分析仪还在农业、纺织、环保等行业中得到了广泛应用。 近红外分析仪的使用方法 操作近红外分析仪时,首先需要选择合适的样品量,并确保样品表面均匀。样品的放置位置应避免光线干扰,以确保光谱的准确性。在样品准备过程中,注意避免污染物质对分析结果的影响。仪器的校准也非常重要,必须使用标准物质进行校准,以确保分析结果的准确性和可靠性。 近红外分析仪一般配有数据分析软件,用户可以通过软件进行数据的处理和分析。常见的数据处理方法包括谱图去噪、基线校正、主成分分析等,确保从原始数据中提取出有效的分析信息。通过这些步骤,可以实现对样品成分的快速定量分析,并生成详细的报告。 近红外分析仪的维护与保养 为了确保近红外分析仪的长期稳定运行,定期的维护和保养是必不可少的。应定期清洁仪器的光学组件,避免灰尘和污垢对测量精度的影响。定期检查仪器的光源和探测器,确保其性能处于佳状态。用户还应定期进行校准,以避免仪器出现偏差,影响分析结果的准确性。 设备使用完毕后,应关掉电源,并进行适当的存放。长期不使用时,可以定期启动仪器,检查其各项功能是否正常,确保设备处于良好的工作状态。 结语 近红外分析仪凭借其快速、无损、准确的特点,在各行各业中都扮演着至关重要的角色。掌握近红外分析仪的工作原理、应用范围、使用方法及维护技巧,将有助于用户充分发挥设备的性能,提高生产效率和产品质量。对于企业和研究机构而言,定期维护和合理使用近红外分析仪,不仅能够降低设备故障率,还能延长仪器的使用寿命,为日常工作提供强有力的支持。在未来,随着技术的不断进步,近红外分析仪将在更多领域展现出更大的应用潜力。
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- 2025-02-17 14:30:16核磁共振成像成像特点是什么?
- 核磁共振成像成像特点 核磁共振成像(MRI)作为一种非侵入性医学成像技术,在现代医学中得到了广泛应用。与传统的X射线和CT扫描不同,核磁共振成像通过利用强磁场和射频脉冲,生成高分辨率的内部图像,能够清晰地呈现身体各个组织和器官的结构。本文将深入探讨核磁共振成像的成像特点,并阐明其在临床应用中的优势。 高分辨率的软组织成像 核磁共振成像显著的特点之一是其在软组织成像方面的优越性。传统的成像技术如X射线或CT扫描主要依赖于硬组织的密度差异,而MRI则能够提供软组织的细节图像。无论是脑组织、肌肉、关节还是器官,核磁共振都能提供清晰的图像,这使得医生在诊断时能够准确识别各种疾病,如脑部肿瘤、脊柱疾病、心血管疾病等。 无辐射危害 与X射线和CT扫描等影像技术不同,核磁共振成像不会使用任何形式的电离辐射,这使得其在许多临床情境下成为一种更加安全的选择。特别是在需要多次检查的情况下(如癌症随访或慢性病监控),MRI因其零辐射特性而具有明显的优势。MRI对孕妇和儿童等敏感人群更为友好,是其在儿科和产科中应用的关键因素之一。 多平面成像能力 核磁共振成像具有独特的多平面成像能力,即能够在不同的平面(如横截面、冠状面、矢状面等)上进行成像。这一特点使得MRI能够从多角度、多方位获取图像,极大提高了疾病诊断的精确度和可靠性。通过多平面重建,医生可以清晰地了解患者病变区域的空间关系,从而进行更有效的诊断和。 组织对比度良好 核磁共振成像提供了较为优异的组织对比度,这使得不同类型的组织在图像中的分辨更加明显。例如,肿瘤和正常组织的对比度非常高,帮助医生识别肿瘤的边界和形态特征。MRI技术还可以通过使用不同的序列(如T1、T2加权成像)来突出显示不同类型的组织结构,这对于临床中的诊断工作至关重要。 动态成像和功能性成像 随着技术的不断发展,MRI不仅能够提供静态的解剖学图像,还能够进行动态成像和功能性成像。例如,通过使用功能性MRI(fMRI)技术,医生可以观察到大脑在执行特定任务时的活动情况,这对于神经科学的研究和疾病的诊断具有重要意义。MRI还可以通过动态对比增强成像(DCE-MRI)评估肿瘤的血流情况,进一步提高肿瘤的评估精度。 总结 核磁共振成像凭借其高分辨率软组织成像、无辐射危害、多平面成像能力、优异的组织对比度以及动态成像和功能性成像等特点,已成为医学影像学领域中不可或缺的重要技术。随着技术的不断进步,MRI将继续在疾病诊断和中发挥着越来越重要的作用,尤其在软组织成像和复杂疾病的早期发现中具有不可替代的优势。 这篇文章结构紧凑,内容详实,使用了相关的SEO关键词,适合于优化网站排名。如果您有任何特定要求或修改意见,可以告诉我,我会根据您的需要进一步调整。
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