激光的生物学效应——荧光光谱与光镊技术及其应用
激光诱发的荧光光谱是研究生物组织成分最常用的方法和手段之一,它得到的通常是大量生物组织分子宏观统计的综合信息.该文中,我们应用光谱分析的方法对弱激光治疗中的一种形式--弱激光血管内照射治疗的机制进行了实验研究,提出和验证了激光照射改善血液的携氧能力是血管内照射治疗的机理之一.为了进一步研究单个细胞及生物大分子的生物行为,我们进行了光镊技术及其应用的研究.所谓光镊就是利用光的压强效应,由一束高度会聚的激光形成的光学势阱,利用它可以对单个细胞、生物大分子等微小物体实现非接触、无损伤操作.在该课题研究中,一方面,我们建立和完善了一套国内领先的可以进行纳米量级位移及pN量级力测量的光镊系统,对光镊系统本身的一些相关技术做了进一步的研究,提出了在低频响条件下用布朗运动测量光阱刚度的方法,研究了光镊系统中照明条件对样品池中温度及四象限测量系统的影响,并设计制作了用于微管实验的流动样品池,实现了对池内温度的控制.另一方面,对于光镊技术在生物学中的应用我们也进行了较深入的研究.用光镊技术研究微管的力学性质,是国家基金委资助的大项目之一,相关结果在国际上尚未见有报道.目前,我们已经成功地实现了单根微管的体外合成,在聚苯乙烯小球表面进行微管抗体蛋白的包被,并用光阱捕捉小球对微管进行了粘接.同时,我们还对实验中出现的微管断裂现象进行了详细的研究.在细胞膜力学性质的研究中,我们用细胞膜拉丝的方法,测定了单个白细胞、乳腺癌细胞在各种条件下的动态和静态膜丝力,首次建立了细胞膜质库的数学物理模型,对膜丝形成的力学机理进行了较详细的探讨.这些工作的完成,为我们进一步开展微区光谱,单分子荧光及生物分子间作用规律的研究打下了良好的基础.论文共分九章.第一章介绍了弱激光治疗、光镊技术的发展及应用现状.第二、三章应用光谱分析的方法研究了弱激光血管内照射治疗的机理.第四至九章的内容是对光镊技术及其在生物学上应用的研究.结论部分对该文的工作进行了总结,对未来的工作进行了展望.
激光光谱;血管内照射;光镊;微管;细胞膜丝
山西大学
博士
光学
贾锁堂;张道中
2004
中文
Q631
142
2004-10-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）