城市公园春季声景观与植被结构的关系

城市公园是城市生态系统的重要组成部分和城市生物多样性热点地区，具有丰富的声景观资源。由于声景观及声学方法具有信息量大，成本低，低侵入的特点，因此其研究和应用对生态系统健康及监测具有较高价值。声景观研究通过总结生物声的活动或多样性来衡量生物多样性。记录了北京20个城市公园的春季声景观，使用定量方法描述了声景观特征与变化；测试三种了已被证明与生物多样性相关并被广泛使用的声学指数（BIO、ADI、NDSI）与植被群落关系，完成了城市环境中声景观与环境关系的初步探究。研究结果表明：（1）声学指数能够有效表征城市公园声景观信息，具有显著的时间动态特性，能准确反映鸟类黎明合唱等重要生物生态活动；（2）声学强度指数也具有显著的时间动态变化和沿频率梯度的变化，不同的频率区间反映了不同声学群落的活动信息；（3）植被结构尤其是垂直结构对声景观起着重要作用，垂直异质性越大，声学多样性越高。发现支持声景观作为公园植被状况的度量，强调了其作为生物多样性和生态系统健康状况监测方法，用于城市管理和可持续发展的巨大潜力。     

声聚焦层析增强的三维微波热声成像

本文提出了一种提高微波热声断层成像层析能力的方法和装置.基于热声成像原理和声聚焦理论,搭建了由超短脉冲微波源、384阵元环形探测器、声聚焦透镜、384-64通道采集切换系统、精密扫描位移平台构成的微波热声三维成像系统,并实现了模拟样品的断层成像.实验结果表明该系统能够实现亚毫米级分辨率的热声成像,通过声聚焦方法成倍地提高了其层析分辨率.这对推动微波热声CT技术走向临床具有重要的意义.     

基于光学相干检测的非接触全光学光声显微镜

报道了一种非接触、宽频带、联合微型激光器和低相干迈克尔逊干涉仪的全光学光声显微镜(BD-AOPAM)、光学相干层析系统(OCT)的硬件用于光声信号的检测。目前全光学光声显微镜可检测到的带宽为67 MHz,用碳纤维测得系统的横向分辨率可以达到10.8μm。进一步的,利用包埋头发丝的模拟样品和在体小鼠耳朵血管来验证系统的成像能力。实验结果表明,这种全光学光声显微镜可以在体的实现组织高分辨率的成像,有望成为一种便携式非接触的光声显微镜应用于生物医学当中。     

血卟啉单甲醚介导的声动力疗法对牙龈卟啉单胞菌生物膜中丙二醛含量的影响

目的:探讨血卟啉单甲醚(hematoporphyrin monomethyl ether,HMME)介导的声动力疗法(sonodynamic therapy,SDT)对牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis,Pg)生物膜中脂质过氧化物丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量的影响。方法:羟基磷灰石片培养Pg生物膜厌氧培养3天,将生物膜随机分为4组(对照组、HMME组、超声组、SDT组),分别与无菌生理盐水或HMME进行避光孵育,然后进行声动力处理。采用平板计数法计算细菌存活率,MDA含量使用MDA检测试剂盒在可见光分光光度计下进行检测。结果:当超声强度为3 W/cm~2,超声时间为5 min时,SDT组的生物膜细菌存活率仅为40%,与对照组相比显著降低(P0.05),超声组细菌存活率为62%,与对照组相比亦显著降低(P0.05)。相同超声参数下,SDT组Pg生物膜中MDA含量最高,达17.3±1.2 nmol/mL(P0.05),超声组生物膜中MDA含量为7±0.8 nmol/mL,与对照组相比差异并无统计学意义(P0.05)。结论:HMME介导的SDT对Pg生物膜有一定杀伤效果,并且在杀伤过程中,可引发脂质过氧化反应,导致MDA释放。     

半导体型单壁碳纳米管用于近红外二区(NIR-Ⅱ)深层组织光声成像

传统光声成像外源对比剂的光吸收主要集中在可见光区和传统近红外区(NIR,750～900 nm),开发具有更高光学组织穿透能力的近红外二区(NIR-Ⅱ,1 000～1 700 nm)光吸收外源对比剂对活体深层组织光声成像具有重要意义。本文中,作者选取了光吸收峰在1 000 nm左右的半导体型单壁碳纳米管为近红外二区光学吸收外源对比剂,测试了其在近红外二区激光激发下能够产生较强的光声效应。进一步地,作者通过将该纳米材料包埋在仿体组织的不同深度的位置,获得了仿体组织的深层光声成像,成像深度可达1.5 cm。试验结果表明,具有近红外二区光吸收能力的半导体型单壁碳纳米管在活体深层组织光声成像中有很大的应用潜力。     

基于非线性热扩散效应的亚衍射极限光声二次谐波显微成像技术

本文提出了一种基于非线性热扩散效应的光声二次谐波显微SH-PAM成像技术,用于实现亚衍射极限光声成像。生物组织受到强度调制的高斯激光束辐射时,组织吸收光子形成高斯分布的温度场,由于热扩散系数非线性热效应引起的非线性光声PA效应,从而产生光声二次谐波信号。模拟和试验结果均表明,重建后的光声二次谐波成像的横向分辨率超过了传统光学成像分辨率。本文通过仿体样品验证了该方法的可行性,并且对人表层皮肤细胞进行了成像,以证明其对生物样品的成像能力。该方法扩展了传统光声成像的范围,为超分辨成像开辟了新的可能性,为生物医学成像和材料检测提供了新的方法。     

红外光谱技术在生物过程监测中的应用

在线监测化学组分的浓度对许多生物过程都是十分必要的。然而,探头需耐高温灭菌的要求和生物体系自身的复杂性给许多分析技术的在线监测带来了困难。近几年,随仪器和数据处理技术的迅速发展,应用红外光谱技术对生物过程的原位或在线监测日益广泛。本文对红外过程分析技术进行了较全面的综述,介绍了红外分析的原理、进展及在生物过程监测中的应用。     

氟对镍钛拉簧的腐蚀性研究

目的:研究模拟应用氟化物防龋的口腔环境下,不同浓度氟化物对镍钛拉簧的应力衰减的影响。方法:选取两种国内常用品牌0.010 inch镍钛拉簧各40根,随机将每种拉簧平均分入四个浓度组(0.05%、0.10%、0.15%和对照组),将相同浓度组的不同品牌弹簧分别固定于间距为20 mm的四个支架的两端。将四个支架分别放入37℃人工唾液中水浴。将实验组按浓度分组放入不同浓度氟化人工唾液(0.05%、0.10%、0.15%)中处理5 min,每天三次。分别于实验前、实验后1周、2周、3周、4周用拉伸机测量每根弹簧拉伸至20 mm时的应力。对实验结果使用重复测量的方差分析。结果:时间因素对两种镍钛拉簧拉伸应力的衰减的影响有统计学意义,氟化物浓度有辅助效应,二者有交互作用。氟化物作用下不同品牌镍钛拉簧的应力腐蚀变化不同。(P0.05)。结论:1.氟化物的存在可以增加镍钛拉簧的应力衰减。2.在正畸治疗的临床工作中在使用氟化物时应考虑增加镍钛拉簧的更换频率。     

恒频-调频蝙蝠下丘神经元的恢复周期决定声脉冲跟随率

为探究恒频-调频蝙蝠下丘神经元恢复周期特点及其对声脉冲跟随率的影响,实验采用模拟的大蹄蝠(Hipposideros armiger)自然状态下的恒频-调频发声信号为声刺激,在5只听力正常的大蹄蝠上记录了下丘神经元的声反应和恢复周期(n = 93)．结果发现,根据神经元恢复率达50%时的双声刺激间隔(inter pulse interval,IPI),可将其分为长时恢复型(long recovery,LR;47.4%)、中等时间恢复型(moderate recovery,MR;35.1%)和短时恢复型(short recovery,SR;17.5%)．每种类型依据其恢复率随IPI增加而呈现的不同变化又可进一步分为单IPI反应区神经元,多IPI反应区神经元,以及单调IPI反应神经元．LR,MR和SR型神经元恢复率达50%时的平均IPI分别为(64.0 ± 24.8),(19.6 ± 5.8)和(7.1 ± 2.4) ms (P < 0.001),相对应的平均理论每秒声脉冲数分别为(18.2 ± 7.0),(55.4 ± 15.7)和(171.3 ± 102.9) Hz (P < 0.001)．结果提示,单IPI和多IPI反应区神经元具有特殊IPI反应特性,能对蝙蝠捕食和巡航期间所处的时相做出准确判断,而单调IPI反应神经元对IPI变化的敏感性较强,但时相判断性较差．另外LR,MR和SR型神经元恢复周期和理论脉冲跟随率的平均结果均能与这种蝙蝠回声定位期间3个时相的发声行为相匹配,且神经元恢复周期参与决定声脉冲跟随率,满足了蝙蝠巡航、捕食的行为学需要．