基于旋转偏振角的线偏振扫描成像方法研究 被引量：9

1

作者 蒋啸宇 曾楠 +1 位作者 何永红 马辉 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2007年第6期659-663,共5页

提出一种基于旋转偏振角的新的偏振光成像方法:改变入射线偏振光偏振角和检偏角,采集样品图像系列,总结出背向散射光2个正交偏振分量的光强差关于入射线偏振光偏振角和检偏角的函数关系式.通过对模拟散射介质,猪肉脂肪,猪肉骨骼肌和牛... 提出一种基于旋转偏振角的新的偏振光成像方法:改变入射线偏振光偏振角和检偏角,采集样品图像系列,总结出背向散射光2个正交偏振分量的光强差关于入射线偏振光偏振角和检偏角的函数关系式.通过对模拟散射介质,猪肉脂肪,猪肉骨骼肌和牛肉骨骼肌等样品进行实验,论证了偏振差函数式中各个参数与样品光学特性之间的联系,并从中提取出2个相互独立的参数,分别表征样品的纤维方向角和光学各向异性度,从而实现对样品浅表层光学特性进行定量测量.和普通光强图像相比,用这些独立的光学信息生成不同基色的图像,能更直观明了地区分组织结构差异,具有潜在的临床医学应用价值,如成为一种皮肤疾病、皮肤损伤的检测方法. 展开更多

关键词 偏振成像 线偏振 偏振角 各向异性度

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拉曼光谱编码的荧光液相生物芯片检测系统研究 被引量：3

2

作者 谢鲁源 关添 +6 位作者 何永红 侯建勋 徐涛 陈雪静 王蓓 申志远 许杨 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期3021-3027,共7页

随着医疗诊断需求的增加,生物分子检测技术越来越受到人们的重视,液相生物芯片技术作为一种高通量,多通道的分子检测手段在近几年得到了飞速发展。通过层层自组装方法制备以微片为载体的拉曼光谱编码液相生物芯片,并利用自行搭建的一套... 随着医疗诊断需求的增加,生物分子检测技术越来越受到人们的重视,液相生物芯片技术作为一种高通量,多通道的分子检测手段在近几年得到了飞速发展。通过层层自组装方法制备以微片为载体的拉曼光谱编码液相生物芯片,并利用自行搭建的一套高灵敏度、高分辨率的光学系统,实现对液相生物芯片的定性与定量分析。光学系统由拉曼光谱检测系统与荧光显微成像系统耦合而成。在拉曼光谱检测系统中激光器发射出785nm波长的激光,通过二向色镜,带反反射镜与物镜汇聚到样品上,样品产生的拉曼散射光,经物镜,带反反射镜,二向色镜与拉曼滤波片,最后通过凹透镜聚焦到光谱仪的狭缝上,光谱仪色散实现在线阵CCD上拉曼光谱的获取。荧光显微成像系统应用光学成像原理,通过调节凹透镜与405nm的激发光之间的距离,使激发光通过物镜均匀的照射到样品之上,样品激发出的荧光,通过物镜,带反反射镜,二向色镜,滤波片与相应的凹透镜,最后成像到面阵CCD上。改进传统便携式拉曼光谱检测系统光路并选用相应波段的带反反射镜与焦距20倍的物镜完成拉曼光谱检测系统与荧光显微成像系统的耦合。为了减少两路系统之间的相互影响选用合适的二向色镜以及滤波片,在提高耦合系统获取数据的准确性中有着重要的作用。该系统通过对反应之后的液相生物芯片进行拉曼光谱检测,以完成对每个编码玻片的定性识别,即解码;同时激发反应后液相生物芯片的荧光并采集荧光强度图,根据每个解码玻片上的荧光强度值完成对目标检测物的定量分析。区别于传统荧光编码液相生物芯片,拉曼光谱编码具有稳定性更强,光谱分辨率更高等优点。该光学系统集拉曼光谱检测系统与荧光显微成像系统于一体,解决了目前未有基于拉曼编码的液相生物芯片的检测系统的问题,并且可同时对多种目标物进行识别和定量分析,提升了实验结果的准确性。 展开更多

关键词 液相生物芯片 光学系统 拉曼光谱编码 荧光强度 定性与定量分析

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侧边抛磨光纤的光谱调制型表面等离子体共振传感研究 被引量：3

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作者 罗云瀚 陈小龙 +8 位作者 徐梦云 葛嘉 张怡龙 何永红 唐洁媛 余健辉 张军 陈哲 陈星旦 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期577-581,共5页

表面等离子体共振传感是基于光学消逝波与金属表面等离子体波共振的一种高灵敏度、快速、无标记的测量方式。光纤的表面等离子体共振传感具有在线测量、体积小、抗电磁干扰等优点。为提高折射率传感灵敏度，采用轮式侧边抛磨法抛磨掉多... 表面等离子体共振传感是基于光学消逝波与金属表面等离子体波共振的一种高灵敏度、快速、无标记的测量方式。光纤的表面等离子体共振传感具有在线测量、体积小、抗电磁干扰等优点。为提高折射率传感灵敏度，采用轮式侧边抛磨法抛磨掉多模光纤的全部包层和部分纤芯，并采用溅射法在光纤抛磨区先镀高折射率的铬层然后镀金膜，制作了侧边抛磨光纤表面等离子体共振传感器。研究结果表明：该传感器可实现液体折射率在1.333～1.431 RIU范围的测试，平均光谱灵敏度为4.11×103 nm · RIU -1，在1.417～1.431 RIU折射率范围内光谱灵敏度达1.09×104 nm · RIU -1，折射率测量范围和光谱灵敏度均优于已报道的结果。此外，该传感器具有良好的稳定性与重复性实验测试，最小分辨率约为3.6×10-5 RIU。该传感器光谱灵敏度高、检测范围大、尺寸小及良好的稳定性与重复性等优点，可被用于食品检测、环境监测、生物医学检测等相关领域。 展开更多

关键词 光纤传感器 表面等离子体共振 侧边抛磨光纤 光谱灵敏度

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波长调制型表面等离子体共振的传感特性研究 被引量：2

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作者 罗云瀚 徐梦云 +5 位作者 陈小龙 唐洁媛 王芳 张怡龙 何永红 陈哲 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1178-1181,共4页

表面等离子体共振（SPR）光学传感器能实现生物医学的快速、无标记、高精度检测，是生物化学分析的重要方法。研制了基于波长调制型的Kretschmann结构表面等离子体共振（SPR）生物传感系统，研究了在体溶液传感方式下的传感性能。利用... 表面等离子体共振（SPR）光学传感器能实现生物医学的快速、无标记、高精度检测，是生物化学分析的重要方法。研制了基于波长调制型的Kretschmann结构表面等离子体共振（SPR）生物传感系统，研究了在体溶液传感方式下的传感性能。利用不同浓度的乙醇和乙二醇溶液进行体溶液传感测试。实验结果表明，在折射率低时共振波长对折射率变化响应的灵敏度低，但响应的线性度高；随着折射率增大，共振波长对折射率的响应变化的灵敏度提高。在1.4070～1.430 RIU折射率范围内，灵敏度高达11487 nm ＆#183; RIU -1。传感器的共振波长的稳定性为0.2138 nm ，可分辨最小折射率趋近10-6 RIU。所研制的波长调制型表面等离子共振传感器操作简单、灵敏度高、检测范围大，可实现浓度极低生物标记物的有效检测，在化学、生物传感领域有重要的应用。 展开更多

关键词 表面等离子体共振 波长调制型 生物检测 折射率 灵敏度

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一种无信息丢失的光学相干层析图像校正方法 被引量：1

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作者 朱毅 何永红 +3 位作者 李鹏 高应俊 邵永红 马辉 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期288-291,共4页

文章提出一种无信息丢失的图像处理方法,用以校正受到生物组织随机蠕动影响的光学相干层析(OCT)图像。文中首先利用相干增强各向异性扩散算法对原始OCT图像预处理增强层状结构,再利用顺序查找峰值的方法找出某层状结构及其周围层状结构... 文章提出一种无信息丢失的图像处理方法,用以校正受到生物组织随机蠕动影响的光学相干层析(OCT)图像。文中首先利用相干增强各向异性扩散算法对原始OCT图像预处理增强层状结构,再利用顺序查找峰值的方法找出某层状结构及其周围层状结构的位置,进而利用异常点去除的方法对该层状结构进行校正,并以校正后得到的该层状结构位置作为基准校正图像。对眼底OCT图像去抖动的实验说明该方法能很好的去除OCT图像中的抖动,从而很好地辅助诊断。 展开更多

关键词 光学相干层析成像 相干增强各向异性扩散 异常点去除方法 去抖动

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用于多孔板细胞分析的自动显微成像系统 被引量：4

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作者 韩西达 王敏 +2 位作者 黄强 何永红 周超英 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2543-2548,共6页

设计了用于多孔板细胞分析的自动显微系统以实现药物筛选的自动检测。研究了系统的机械结构、人机交互软件、对焦评价函数的选择和多视野图像拼接功能。该系统采用支架式结构,克服了形变带来的精度影响;对比传统机械传动的优缺点后,采... 设计了用于多孔板细胞分析的自动显微系统以实现药物筛选的自动检测。研究了系统的机械结构、人机交互软件、对焦评价函数的选择和多视野图像拼接功能。该系统采用支架式结构,克服了形变带来的精度影响;对比传统机械传动的优缺点后,采用伺服电机和音圈电机两级调节的方式来提高系统精度和对焦速度。比较了几种对焦评价函数的性能并提出性能更优的评价方法。考虑到高倍显微镜下视野小对实验统计意义的影响,设计了多视野图像拼接等图像处理功能。最后,实验验证了系统的设计技术指标。实验结果表明:单次对焦时间为2s;对焦精度在微米级;单次4×4图像阵列拼接时间为15s,满足系统进行药物筛选对速度、自动化程度和稳定可靠性的要求。 展开更多

关键词 显微成像 细胞分析 多孔板 自动对焦 图像拼接

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基于光谱解调的对称波导型表面等离子体共振传感研究 被引量：3

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作者 张怡龙 刘乐 +4 位作者 郭峻 张鹏飞 郭继华 马辉 何永红 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期289-292,共4页

表面等离子体共振(SPR)传感系统有角度谱、光谱、强度、相位等解调方式,其中光谱型的(SPR)传感系统因可以使用光纤导光,将传感部分独立出来,可进行远距离传感和现场检测,并能有效缩小系统的体积。对称光波导型(SOW)SPR因金属膜层两边的... 表面等离子体共振(SPR)传感系统有角度谱、光谱、强度、相位等解调方式,其中光谱型的(SPR)传感系统因可以使用光纤导光,将传感部分独立出来,可进行远距离传感和现场检测,并能有效缩小系统的体积。对称光波导型(SOW)SPR因金属膜层两边的折射率完全相同,表面等离子体波传播距离更长,穿透深度更深,比传统的SPR系统具有更高的灵敏度和分辨率。对对称波导型(SOW)SPR进行光谱解调研究,以MgF2-Au-MgF2结构的SOW-SPR为传感单元,同时以光纤输出的卤素灯为光源,搭建了一套光谱解调的SOW-SPR检测系统,以不同浓度的葡萄糖溶液对系统折射率分辨率进行测量,得到2.8×10-7 RIU的分辨率。为SOW-SPR系统小型化、现场检测以及远距离探测提出一种可能实现的手段,具有很好的应用前景。 展开更多

关键词 表面等离子体共振 光谱解调 对称光波导

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线扫描准共焦荧光成像 被引量：1

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作者 杨彬 刘乐 +3 位作者 刘智毅 马绥华 种心原 何永红 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1028-1034,共7页

为了克服目前生物芯片荧光检测方法中诸如系统结构复杂、检测速度慢、灵敏度低、成本高等缺点,提出了一种新型生物芯片荧光检测方法——线扫描准共焦荧光成像法,并搭建了初步原理性装置。用线扫描代替共聚焦中的点扫描,将二维扫描变为... 为了克服目前生物芯片荧光检测方法中诸如系统结构复杂、检测速度慢、灵敏度低、成本高等缺点,提出了一种新型生物芯片荧光检测方法——线扫描准共焦荧光成像法,并搭建了初步原理性装置。用线扫描代替共聚焦中的点扫描,将二维扫描变为一维扫描,在保持高灵敏度的同时,增加了探测速度,简化了系统,降低了成本。为了验证方法的可行性,使用搭建的原理性装置对手工点样的低密度DNA生物芯片进行了荧光成像检测。实验结果显示,系统的空间分辨率<18μm,在使用像素平均法降噪后,测量浓度为0.03μmol/l的探针溶液所得信噪比为5.5×102。这项技术综合了面成像检测方法的低成本、结构简单的优势和点共焦方法具有的高分辨率的优点,适合在实验室中对生物芯片进行检测研究。 展开更多

关键词 线扫描 生物芯片 微阵列 荧光成像

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对称型长程表面等离子体共振分析系统 被引量：4

9

作者 黄强 王敏 +2 位作者 李昂 韩西达 何永红 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期44-49,共6页

表面等离子体共振(SPR)技术中的长程SPR技术的实际应用受其特殊的膜层匹配条件(待测物和第一层缓冲层折射率需相近)限制而很难扩展。为了解决这一问题,本文提出了一种对称型长程SPR(LRSPR)技术来提高传统LRSPR技术的适用性。设计了一种&... 表面等离子体共振(SPR)技术中的长程SPR技术的实际应用受其特殊的膜层匹配条件(待测物和第一层缓冲层折射率需相近)限制而很难扩展。为了解决这一问题,本文提出了一种对称型长程SPR(LRSPR)技术来提高传统LRSPR技术的适用性。设计了一种"缓冲介质层+金属膜+缓冲介质层"的对称型膜层结构,用于打破传统LRSPR折射率匹配条件的制约,并进一步提高电磁场穿透深度和共振峰深度。理论模拟分析了对称型膜层结构,并且自行搭建了基于LED光源的角度谱SPR检测系统。利用该系统进行了不同糖浓度溶液下的折射率分辨率实验,并对数据处理的算法进行了优化。实验测得系统的折射率分辨率达到6.1×10-7 RIU,灵敏度可达1.22×105 pixel/RIU,并且在一定折射率测量范围内具有较好的线性度。 展开更多

关键词 表面等离子体共振(SPR) 折射率 对称型长程SPR 膜层匹配

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一种新型光谱表面等离子体共振二维探测方法在DNA微阵列中的应用 被引量：1

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作者 刘乐 何永红 +4 位作者 马绥华 鲁卫平 赵欣 张雅鸥 郭继华 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期154-158,共5页

在此前曾提出过一种新型二维折射率探测方法——并行扫描光谱表面等离子体共振(surface plasmonresonance,SPR)成像方法。在这种方法中,使用线形光照明,CCD得到的图像包含SPR光谱信息和一维空间信息,进而通过计算可得到折射率的一维分... 在此前曾提出过一种新型二维折射率探测方法——并行扫描光谱表面等离子体共振(surface plasmonresonance,SPR)成像方法。在这种方法中,使用线形光照明,CCD得到的图像包含SPR光谱信息和一维空间信息,进而通过计算可得到折射率的一维分布信息。通过一维扫描,就能够得到整个被扫描区域内的折射率二维分布信息。该方法具有高灵敏、高通量的优点,适合微阵列(microarray)的检测,并完善了这种方法的数据处理过程,使用空气折射率作为参考,消除了无法精确控制入射角的难题。使用该方法对手工点制的军团菌mip DNA探针微阵列进行了检测,证明了这种方法高灵敏无标记地探测微阵列的可行性。我们得到的军团菌mip DNA探针制备浓度与其等效折射率的关系,这对基于SPR的微阵列技术的发展有着重要的参考意义。 展开更多

关键词 SPR 光谱 成像 微阵列 生物芯片

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海洋微生物偏振光散射的双组分模型

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作者 廖然 马辉 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期79-84,共6页

光学散射方法被广泛用于获取海洋微生物的形态和浓度信息。通过测量散射光的空间分布可以测量海洋微生物的形态和浓度;而最近发现,散射光的偏振特征却对细胞内部亚微米级散射颗粒更加敏感。把海洋微生物等效为粒径远大于入射波长的"... 光学散射方法被广泛用于获取海洋微生物的形态和浓度信息。通过测量散射光的空间分布可以测量海洋微生物的形态和浓度;而最近发现,散射光的偏振特征却对细胞内部亚微米级散射颗粒更加敏感。把海洋微生物等效为粒径远大于入射波长的"米氏"粒子和远小于入射波长的"瑞利"粒子的混合体,以两种不同粒径的实心球作为微生物偏振光散射模型。利用蒙特卡洛模拟方法证明:散射光强的空间分布和偏振特征分别由米氏和瑞利散射成分决定。因此,测量散射光强分布只能获得微生物自身和其细胞核等"大"散射颗粒的粒径和浓度,而散射光偏振特征主要受到微生物内部亚微米细胞器等"小"散射颗粒的影响。 展开更多

关键词 海洋微生物 粒径 偏振光 散射

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