近红外光学成像技术及其在神经科学中的应用

近红外光学成像技术是近年发展起来的一种动态检测脑功能的方法。采用这种技术可以测量在脑活动时氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白和细胞色素氧化酶等的变化,同时得到与刺激相关的细胞内和细胞外活动的改变。近红外光学成像技术的时间分辨率较高,并具有简便易行、价格低廉和无损伤性等特点,有望可以同时检测神经元活动、能量代谢以有血液动力学的变化。目前它已作为检验功能性磁共振成像原理的一种方法,并在认知神经科学和医学等的研究中得到越来越广泛的应用。     

水果也能做“体检”

不用切开也知道苹果是否病变、糖度如何,这是一项将可见／近红外光谱和X射线成像技术用于水果检测的技术,就像过安检系统一样简单。水果果实具有一定的光学特性,可见／近红外光谱则是根据光能损耗反馈来判定果实内部信息。从正常苹果与水心病苹果的透射光谱图可以比较出,苹果的光密度随水心病的严重程度逐渐减少。     

重组腺相关病毒小鼠骨骼肌中近红外荧光蛋白表达及活体成像

近红外荧光蛋白因激发光和发射光波长位于近红外区,在动物组织中光吸收和光散射最低,更适宜于动物活体组织的深层成像.构建了一种携带近红外荧光蛋白(near-infrared fluorescent protein,iRFP)713基因的重组表达质粒pAAV-iRFP713,将重组表达质粒与辅助质粒共转染AAV-293细胞,包装重组腺相关病毒(recombinant adeno-associated virus,rAAV)rAAV-iRFP713.重组腺相关病毒表达载体感染体外培养的癌细胞,48h后,荧光显微镜检测显示近红外荧光蛋白在癌细胞中高效表达,荧光明亮.重组腺相关病毒表达载体注射小鼠骨骼肌,48h后,用近红外荧光活体成像系统检测证明近红外荧光蛋白在小鼠骨骼肌中表达较强, 活体组织成像清晰.实验结果表明近红外荧光蛋白在体内体外均能很好地表达并荧光成像,为动物活体组织标记和成像的研究提供新方法.     

近红外光谱技术在稻米特性检测中的应用(综述)

近红外光谱技术是一种新型的检测分析技术,广泛应用于农业、林业、工业、医药以及食品等多个行业领域。文章综述近红外光谱技术在稻米特性检测中的应用概况,包括对大米淀粉、蛋白质和脂肪酸等营养物质的测定,大米糊化特性、粘稠度和食味特性的分析,水稻生长过程中氮、磷、钾和其他营养元素含量的分析,育种研究与品种鉴别,病害、重金属等有害物质以及其他方面。同时,指出该技术在当前检测应用中存在的一些问题,并针对目前发展趋势展望该技术的前景。     

七甲川花菁染料作为肿瘤靶向和光动力治疗载体的研究进展

七甲川花菁近红外荧光染料(NIRF)可直接被肿瘤细胞特异性吸收,具有肿瘤靶向性。与化疗药物偶联后,该类染料可通过血脑屏障将药物转运至肿瘤部位,不仅可以减少化疗药物使用剂量,降低药物的毒副作用,也可通过近红外荧光成像实现对肿瘤治疗的实时监控。七甲川花菁染料所展示的线粒体毒性和光敏特性,可直接杀死肿瘤细胞,抑制肿瘤新生血管的形成。通过纳米包裹,能够显著增强该类染料的肿瘤靶向能力,实现实时跟踪药物释放情况。七甲川花菁染料特异性识别肿瘤细胞的能力与有机阴离子转运肽的作用密切相关,缺氧和线粒体膜电位也参与了染料吸收的调控。这些发现有利于将近红外荧光染料应用于肿瘤的靶向治疗。     

近红外线照射与局部氧疗对伤口愈合作用的实验研究

目的:研究近红外照射与局部氧疗相结合对伤口愈合的作用及机理.方法:以新西兰种兔为研究对象,建立创伤模型,并将创伤兔随机分为四组,分别对伤口施加近红外照射、局部氧疗、近红外照射 局部氧疗三种治疗,而对照组不施加任何干预,观察伤口愈合情况30天,记录各组伤口愈合数目和愈合天数并计算平均愈合时间.结果:结合治疗组(即近红外照射 局部氧疗组)的20个伤口全部愈合.平均愈合天数是(20.2±2.1)天,分别与红外线照射组、局部氧疗组、对照组存在显著性差异.结论:近红外照射与局部氧疗相结合能促进伤口愈合,是一种新的治疗创伤的方式.     

精神分裂症的语言认知特点及其脑机制

精神分裂症(schizophrenia)是一种常见的精神疾病,在中国终身患病率大概为6.55‰.研究精神分裂症的语言认知,对精神分裂症的诊断和治疗具有重要的理论和应用价值.本文从行为和神经[事件相关电位(event-related potentials,ERP)、功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,f MRI)、近红外光学成像(functional near-Infrared spectroscopy,f NIRS)]两个层面简述了国内外精神分裂症语言认知的研究进展.目前西方国家对精神分裂症的语言认知研究较多,结果也很丰富,初步形成了语言损伤的理论,而且发现幻听与语言加工相关脑区(wernicke区)有密切关系.精神分裂症的汉语认知研究起步较晚,各方面还不够深入和完善.作者提出应该大力加强对中国精神分裂症的语言认知研究,不仅可以更加清楚中国精神分裂症患者的语言特点,更重要的是可以为中国精神分裂症患者的诊断和探索发病机制提供新的科学依据.     

基于临床肿瘤标本的胃癌转移模型建立

目的建立基于临床肿瘤标本的胃癌转移模型,为胃癌的转移研究提供个体化动物模型。方法将胃癌新鲜的手术标本移植到裸鼠皮下,建立胃癌患者异种移植(patient-derived xenograft,PDX)模型。进一步通过手术将皮下瘤组织原位移植到裸鼠胃部肌层,连续观察裸鼠的体征状态,通过近红外荧光活体成像技术检测肿瘤转移的发生。解剖荷瘤小鼠,将肺部转移灶进一步移植裸鼠皮下获得实体瘤。HE染色观察原发瘤与转移瘤的结构特征,(short tandem repeat) STR分析原发瘤和转移瘤的遗传特性。PCR-Array分析转移瘤和原发瘤中转移相关基因的表达。结果成功建立胃癌PDX模型,移植瘤组织结构与患者保持基本一致;通过胃部原位移植发现编号C19751的小鼠发生肺和肝的转移。其中肺转移灶皮下移植后获得了实体瘤,STR分析显示原发瘤保持了与肺转移瘤一致的遗传特征。PCR-Array结果显示,与原发瘤相比,转移瘤中CXCL12,IGF1和MMP2基因表达均显著上调。结论利用临床肿瘤标本成功建立胃癌转移模型,为胃癌转移研究提供了良好的个体化模型。     

新型近红外荧光探针MHI85在胆道系统成像的实验研究

目的:观察一种新型近红外荧光探针MHI85在器官中的成像特点,寻找特异性的器官成像荧光探针,为手术提供帮助。方法:用海洋光学测量系统检测近红外荧光探针MHI85的吸光度和荧光强度,分析其光学特点。随后将近红外荧光探针MHI85注射到CD-1小鼠体内,4小时后观察小鼠体内腹腔、胆囊和胆管、离体小鼠腹部脏器的近红外荧光成像情况。并测量离体脏器的信号背景比(SBR)。结果:近红外荧光探针MHI85最大吸收峰值和荧光峰值分别在690 nm和713 nm,说明其发光谱在700 nm左右,且成像稳定。利用小动物活体成像系统发现,近红外荧光探针MHI85在小鼠胆囊、胆囊管、左右肝管、肝总管可见明显荧光信号。心、肺、肝、胰、脾、肾、十二指肠、小肠均无荧光信号,而胆囊中可见明显的荧光信号。离体脏器SBR结果显示,胆囊的SBR明显高于其他脏器。结论:近红外荧光分子探针MHI85对胆囊及胆道系统具有良好的靶向性,且成像清晰、定位准确。     

近红外光谱技术在神经外科患者脑氧和血流动力学监测中的应用研究进展

神经外科患者,尤其是脑血流自动调节功能受损的重症患者,脑氧饱和度是反应患者脑组织氧代谢情况的重要指标,实时、准确的脑氧饱和度监测方法对于指导选择有效的治疗措施和判断患者预后具有重要价值。基于血红蛋白不同氧合状态,即氧合血红蛋白(oxyhemoglobin,Hb O2),还原血红蛋白(deoxygenated hemoglobin,Hb)具有的差异性分子光谱,近红外光谱技术near infrared spectroscopy,NIRS)可监测人体局部组织氧饱和度。由于近红外射线能穿透颅骨直接获得脑组织内平均氧饱和度的特性,可协助临床实现无创持续监测脑氧饱和度的目的,近年来该技术在神经外科领域的应用研究获得了迅速发展,在颅脑创伤和其它神经外科疾病的应用研究中均取得了显著的进展,本文将对最新研究结果及其意义和未来发展方向进行综述。