太赫兹辐射及其生物效应研究进展

随着太赫兹源和探测技术的不断进步，太赫兹技术迅速发展并在众多领域有着广泛的应用前景. 特别是在生物医学领域，太赫兹技术有望成为一种新型治疗手段. 本文首先介绍了太赫兹的电磁波特点及3种太赫兹波产生方式. 其次介绍了太赫兹辐射在生物上的两大效应：热效应和非热效应. 最后从细胞和生物体两大层面上，详细介绍了太赫兹辐射对不同细胞的生物效应和一些相关分子通路改变，以及太赫兹辐射在不同生物体上的作用效果，为太赫兹生物相关研究人员提供参考.     

太赫兹(THz)光谱在生物大分子研究中的应用

太赫兹(THz)辐射是一种新型的远红外相干辐射源,近年来,在生物大分子研究中得到了广泛的应用,特别是在生物分子的结构和动力学特性等方面有着巨大的应用潜力.结合THz光谱的特点,介绍了利用THz光谱对蛋白质、糖类及DNA等生物大分子的探索研究,以及THz技术在测定水环境与生物分子相互作用等方面的应用.探讨了该技术在生物学领域应用中有待解决的问题及发展前景.     

褪黑素的太赫兹时域光谱

太赫兹时域光谱技术是一种新兴的无损探测技术。利用太赫兹波的低能性以及大部分生物分子的振动跃迁和旋转在该频段表现出的强色散和吸收作用等特点,可以对生物分子及生命体的活动进行无损探测和研究。本文分别采用透射式和反射式太赫兹时域光谱系统,对不同质量比的褪黑素压片进行测试,分析它在太赫兹波段的光学性质,发现它在0.29、0.50、0.70、0.91、1.20、2.17和2.55 THz处存在特征吸收峰;频域谱的强度随样品浓度的变化呈线性关系。利用Gaussian 09及Gaussian VIEW软件进行模拟分析,得到褪黑素在0.46、0.91、1.15、2.01、2.23和2.61 THz处存在特征吸收峰,为实验结果提供了有力地支持。这些工作为褪黑素等生化样品的检测和鉴定提供了依据和参考。     

盐酸胍诱导CP43和CP47变性的太赫兹时域光谱技术研究

太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)是近年来新兴的一种研究分子构型状态的技术. 把这项技术运用到两种光合膜蛋白CP43和CP47的研究上, 研究结果表明, 运用太赫兹时域光谱技术能有效地把具有相似结构的蛋白质区分开来, 这项技术也是监测蛋白质变性的一种有力工具. 在盐酸胍(GuHCl)作用下, CP47和游离叶绿素a(Chl a)的太赫兹(THz)振幅谱中都出现一个明显的位于1.8 THz处的峰. 我们认为这个峰来自于叶绿素a和盐酸胍的相互作用. 和CP43相比, CP47中的叶绿素a更易于和盐酸胍发生作用.     

太赫兹刺激听神经的测试平台搭建

目的 近年来，用于脑功能调控的神经调控技术蓬勃发展，很多方法已在临床上被推广应用，主要包括电极深部脑刺激、经颅磁刺激、光遗传技术、超声深脑刺激等。但是这些调控技术存在刺激靶点改变灵活性差、空间分辨率不足、需要注射病毒转染等问题。与这些技术相比，太赫兹波调控则能以较高的时空分辨率、无需引入外源基因的方式对神经活动进行干预。激光神经刺激是一种具有较明确靶向性的刺激方法，可以通过调整不同激光参数（激光波长、脉冲能量等）控制引起神经兴奋或者抑制。但是由于该研究方向的实验手段和实验平台的缺乏，相关研究开展较少。方法 针对这个问题，从听觉神经入手，在分子、细胞和在体不同层面为相关领域的研究搭建了不同的测试平台。结果 实验结果表明，这些系统在时间和空间上具有良好的耦合性和靶向性，测得的信号受噪音干扰小。结论 这些系统可以有效测试神经系统对太赫兹刺激的响应并精确控制刺激时间和位置。     

一种新型相干辐射--THz辐射在生物学中的应用

脉冲THz辐射是一种新型的远红外相干辐射源,近年来在不同的研究领域得到了广泛的应用。本文简要介绍THz辐射产生、探测的基本原理和方法;THz辐射的基本性质和它在生物学研究中应用的物理基础;对生物体系进行时域光谱分析和成像研究所取得的成果和最新进展,以及对该领域研究前景的展望。     

光学分子影像技术及其在药物研发领域的应用

光学分子影像技术是一种发展迅速的生物医学影像技术,能够利用生物发光技术或荧光蛋白等,对生物体内特定的生物过程进行无创的定性或定量研究。应用该技术可以对药物进行筛选,选取具有潜在治疗效果的药物进行后续研究,而终止对可能无效药物的研究,同时可以评价药物对肿瘤的代谢、增殖、血管形成、凋亡和组织乏氧等方面的影响。本文主要介绍光学分子影像技术及其在药物研发,尤其是抗肿瘤药物研发领域的应用。     

磁性纳米磁珠在微生物学检测中的应用

磁性纳米材料因具有磁响应性和可修饰等特点,被广泛地应用于生物技术各领域。本文介绍了磁性纳米材料的主要合成方法和表征,对其在生物医学领域的应用,特别是在微生物检测中的应用进行了综述。     

银纳米粒子的生物医学应用研究进展

银纳米粒子作为一种新兴的功能纳米材料,在生物医学领域有着广泛的应用。本文首先对银纳米粒子的合成方法进行简要的综述,然后对银纳米粒子的光学性质及其在光学成像和检测方面的研究进行介绍,最后重点综述银纳米粒子在生物医学方面的应用,特别是人们日益关注的生物安全性研究现状。     

文本挖掘在生物医学领域中的应用文献计量学分析

目的:近年来,随着生物医学领域文献数量的急骤增长,大量隐含的规律和新知被掩埋在浩如烟海的文献之中,而将文本挖掘技术应用于生物医学领域则可以对海量生物医学文献数据进行整合、分析,从而获得有价值的信息,提高人们对生物医学现象的认识。本文就我国近十年来文本挖掘技术在生物医学领域的应用现状进行文献计量学分析,旨在为我国科研工作者对该领域的进一步研究提供参考。方法:对国内正式发表的生物医学领域文本挖掘相关文献进行检索和筛选,分别从年度变化、地区分布、研究机构、期刊来源、研究领域等方面进行分析。结果:国内生物医学文本挖掘文献总量呈上升趋势,主要集中在挖掘算法的研究和文本挖掘技术在中医药及系统生物学领域的应用方面;北京、上海、广东等地的研究处于领先地位。结论:相比其他较为成熟的研究课题来说,目前文本挖掘技术在生物医学中的应用在国内还属于一个比较新的研究领域,但国内对该领域的认识正不断提高、研究正不断深入,初步形成了一批在该领域的核心研究地区、核心研究机构和核心研究领域,而对其进一步的研究,必将为生物医学领域的发展注入新的活力。     

健康、安全与环境纳米技术标准化研究进展

随着纳米科技的迅速发展和应用,纳米技术对人类和环境的影响引起了广泛的关注.针对纳米从业人员的职业健康、环境保护和消费者安全,需要在不断深入研究纳米毒理学的基础上,开展纳米材料生物效应检测与评价、职业暴露剂量数据采集及控制等方面的标准化工作.本文简要回顾了纳米生物技术相关标准化工作的发展历史和演变,介绍了中国及国际标准化组织在纳米生物医学技术相关方面标准制定工作的现状,并探讨了生物医学领域纳米技术标准化工作的发展趋势.     

磷烯纳米材料的生物毒性研究进展

磷烯,即单层黑磷（BP）,由于具有直接带隙、显著的结构和功能各向异性、高电荷载流子迁移率等,已经在生物医学、药物输送、生物传感、疾病的诊断和治疗等领域取得了很大的进展。和其他纳米材料相比,磷烯具有更优异的生物相容性和生物可降解性,在生物医药领域有很好的应用前景。虽然已有大量磷烯生物学效应的报道,但磷烯与生物大分子,如核酸、脂质、蛋白质之间相互作用的过程细节仍缺乏系统的研究。目前实验上无法观测磷烯与生物分子相互作用的动力学过程,分子模拟在获取精确动态结构方面具有独特的优势,被广泛应用于纳米材料和生物学领域。本文综述了近年来国内外利用计算机仿真和实验方法在磷烯纳米材料与蛋白质、脂质膜和DNA等生物大分子相互作用方面取得的最新研究进展,对磷烯生物毒性目前的研究进行了评述,并对未来需要解决的问题作了分析。本文将促进磷烯生物学效应的基础研究,也将推动磷烯纳米材料在生物医药领域的应用。     

生物正交化学在活体标记及药物传递中的研究进展

生物正交化学反应是一类可以在生理条件下发生的化学反应,具有简单、高效、高特异性的特点,在生物医学的研究中被广泛应用.基于生物体天然生命过程的代谢工程,可对生物分子进行无损、高效的生物代谢修饰,是一种理想的生物修饰技术.通过生物代谢途径可有效地将各种化学报告基团引入靶标物的生物分子中,有利于携带配对基团的标记物与其发生生物正交反应,从而在活体系统中实现生物分子的标记示踪和药物递送.这种基于代谢工程与生物正交化学的标记策略因为具有两者之间的优势,在生物医学工程中的标记、成像示踪、诊断等领域展现出巨大的研究价值与应用潜力.本文介绍了生物正交和代谢工程的原理与生物医学研究进展,阐述了生物正交化学在分子成像和药物传递等方面的研究与应用.     

磁性纳米材料的生物医学应用进展

以四氧化三铁为代表的医用磁性纳米材料具有独特的磁学性能、表面易功能化、良好的生物学相容性等特点,在纳米医学相关领域展现出巨大的应用前景,特别是近年来它作为可介导外场的智能材料,在材料设计和生物医学应用方面均取得了突破性的进展.鉴于此,本文围绕磁性氧化铁纳米材料的生物医学应用,着重介绍近年来其在磁共振影像探针、磁热和磁力效应的生物医学应用、诊疗一体化以及纳米酶催化等领域的研究进展,并对磁性纳米材料在生物医学领域未来的发展方向进行了展望.     

上转换纳米颗粒在肿瘤诊断与治疗中的研究进展

上转换纳米颗粒具备光学/化学稳定性高、生物毒性低、荧光寿命长及激发光生物组织穿透深度较大等显著优点,近年来在生物传感、生物成像和疾病治疗等生物医学领域的研究和应用获得了广泛的关注。本文中,笔者就稀土元素掺杂的上转换纳米颗粒在肿瘤的诊断与治疗方面的研究现状及进展进行综合概述,主要对其在光动力疗法(PDT)、光热疗法(PPT)、化学联合疗法及多模态诊疗一体化等方面的研究展开分析和讨论,为上转换纳米颗粒的进一步研究开发及临床应用提供新的参考方向及思路。     

等离子体医学及其在肿瘤治疗中的应用

大气压冷等离子体是近年来学术界兴起的新研究领域,由于其在大气压下产生,气体温度低、粒子活性高,在众多领域尤其是生物医学方面的应用引起了人们广泛的关注.等离子体医学是一个革新的、新兴的交叉学科研究领域,结合了等离子体物理学、化学、生命科学和临床医学等.本文首先介绍了大气压冷等离子体的产生及其粒子成分,与液体和生物组织的相互作用,并介绍了大气压冷等离子体在生物医学领域的一些主要应用,如杀菌消毒、凝血、牙科应用、伤口愈合及皮肤病治疗等方面.同时,重点介绍大气压冷等离子体在肿瘤治疗方面的研究进展.大气压冷等离子体可有效诱导肿瘤细胞死亡、抑制增殖及迁徙、诱导肿瘤细胞分化并抑制干细胞潜能,同时能提高化疗药物敏感性,在肿瘤治疗领域具有很好的应用前景.     

多光子发光的稀土上转换纳米颗粒在生物光子学中的研究进展

生物医学光子学的发展,总是伴随并促进着光子学新技术的发展。光学生物成像技术在癌症肿瘤诊断上有着巨大应用,尤其是具有优良发光特性的稀土离子掺杂的上转换发光纳米颗粒与光学生物成像技术的结合进一步发展了生物光子学在这一领域的应用。鉴于近几年很多人对上转换发光纳米粒子的大量研究,本文对其进行了系统的阐述,综述了稀土上转换发光纳米粒子的光学特异性、发光原理及其在光学成像中不可替代的优势;描述了上转换纳米粒子的化学组成,介绍了几种基本的合成方法,重点说明了水热合成法和热分解法,并从材料和光学两方面分析了生物应用的效率优化;总结了目前上转换材料在生物光子学中的几大应用,着重介绍了生物传感、细胞成像、动物成像、漫射光层析成像、光动力治疗、多模式成像六个方面的应用。本文在最后也对今后的研究进行了展望。     

稀土抗菌效应及应用的研究进展

稀土元素具有多种生物效应, 除了对农作物的增产作用外, 在医药方面还具有抗菌的作用, 近年来, 不少学者针对稀土元素的抗菌效应展开了相关的研究。本文介绍了稀土在抗菌领域的研究及应用, 包括稀土化合物对微生物生长的Hormesis效应、稀土化合物与抗生素的协同作用、稀土配合物的合成、以及稀土在抗菌材料上的应用等几个方面的内容, 并对稀土化合物及其配合物的抗菌机理进行了探讨, 最后, 展望了稀土化合物及配合物在抗菌领域的应用前景及研究重要性。     

军事医学科学院卫生装备及其关键技术的研究进展与发展展望

卫生装备及其关键技术研究主要开展卫生防护防疫技术与装备和生物医学工程研究.本文介绍了军事医学科学院在机动医疗平台技术与装备、急救器材与包装工程、血/液/氧保障技术与装备、生物侦检防护技术与装备、生物医学材料与装备、生物力学与组织工程、医用电子技术与装备等领域的研究进展,并展望了卫生装备及其关键技术研究未来的发展前景.     

FPGA技术在生物医学成像中的研究进展

数字图像处理技术和微电子集成电路的飞速发展,使实时动态生物医学成像成为可能.生物医学动态成像的关键是高的通讯带宽和快速的数据处理能力,FPGA (field programmable gate array)即现场可编程逻辑门阵列,为数字图像实时处理系统在算法、系统结构上提供了新的思路与方法.文中首先简单介绍FPGA的概念、特点及其发展历程,详细对比FPGA与通用处理器之间的性能指标,然后重点介绍常规生物医疗成像技术原理和FPGA在医疗领域高速成像技术方面的研究和应用情况,最后对FPGA在实时成像方面进行总结和展望.