生物医学光子学与光子技术

介绍了生物医学光子学及其技术的内涵、发展和意义,给出了生物医学光子学的主要内容,并根据我国在该领域研究情况的实际,提出了战略发展目标和措施,选定了若干近期优先研究领域,包括生物光子学、医学光子学基础研究、医学临床的光学诊断和激光医学中的重要课题。     

行走在科研与管理之间——访华中科技大学骆清铭教授

2008年诺贝尔化学奖授予在发现和研究绿色荧光蛋白方面做出突出贡献的三位科学家,也即对生物医学光子学和成像技术这门新兴交叉学科的重要意义给予了充分肯定.作为华中科技大学副校长和Britton Chance生物医学光子学研究中心主任,骆清铭教授与他的研究团队在国内最早开展该学科的相关研究工作.最近我们采访了骆清铭教授,他向我们介绍了国际生物医学光子学领域的研究进展和研究热点以及自己从事科研多年来的心得体会.     

基于光镊技术的生物光子学

1引言 光镊作为微纳尺度操纵与传感的神奇工具,自1986年发明以来,已广泛应川于物理、化学和生命科学等领域[1].其中,生物光子学作为一门新兴学科,也与光镊有着诸多天然联系.生物光子学是一门基于光子学技术与方法、面向生物科学和医学应用的学科[2].从科学原理来讲,它研究光子与生物组织的基本相互作用;从技术角度来看,它提供观测和操纵生物系统的方法.基于光子科学与技术的生物学和医学研究与应用都可以称之为生物光子学.显然,光镊自身的发展及其在生命科学中的应用,构成了生物光子学的重要组成部分.本文从生物光子学角度来理解光镊的工作原理与功能、分析光镊发展的特点、展望光镊的潜在发展方向.     

面向精准化生物医学的多功能纳米光子学技术

基于纳米材料的生物分子检测、光热治疗、光动力治疗和药物靶向输送等新方法,正逐渐成为生物医学领域中重要的诊疗手段。但由于传统纳米材料本身的局限性或治疗手段的缺陷,当前纳米医疗技术存在药物利用率低、毒副作用大和治疗效果低等问题。将纳米技术和光子学相结合,可以在纳米范围内精确控制光与物质的相互作用,从而使生物医学诊疗技术更加精准和稳定。从四个方面总结回顾了近年国内外面向精准化生物医学的多功能纳米光子学技术的发展状况,这四个方面分别为依靠光学技术改善纳米生物医学的稳定性、依靠光学技术实现对肿瘤纳米治疗过程的精准监控、依靠光学技术深入理解纳米生物医学的作用机制以及依靠新型光学技术获取前沿生物医学精细化研究新手段。     

《生物医学光子学前沿及其“十五”期间发展战略研讨会》在福州召开

本次会议由国家自然科学基金委信息科学部主办 ,福建师范大学激光研究所承办。会议于2 0 0 2年 5月 1 2日到 5月 1 5日在福建师大召开。　　会议主要内容 :对国内外“生物医学光子学”前沿发展动态进行调研 ,研讨生物医学光子学领域在基础研究、应用基础研究层面上存在的问题和急需开展的工作 ;讨论并归纳出我国在生物医学光子学领域带有战略性的关键问题 ;撰写调研报告并提出我国“十五”期间的相关资助政策建议。　　参加本次会议的正式代表共有 32名 ,会议代表资格为承担过该领域国家自然科学基金项目并取得优秀成果的课题负责人。刘颂豪…     

“六十载激光与生物医学的融合发展”专题前言

正早在1916年,爱因斯坦提出了受激辐射理论。而在1960年,西奥多·梅曼研制出世界上第一台激光器,真正实现了"受激辐射光放大"(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,LASER)(激光)。1961年激光就用于视网膜脱落的治疗,开启了激光在医学领域的应用。60年来,激光已经融入现代科学技术和社会经济的各个领域,全息照相技术、激光冷却俘获原子、超短激光闪光成像技术、高强度和超短激光脉冲等多项与激光密切相关的研究成果获得诺贝尔奖。进入21世纪,激光在生物医学和医疗健康领域的研究方兴未艾,基础研究和临床转化应用如火如茶,日新月异,绿色荧光蛋白、超分辨光学成像、光镊技术等也先后获得诺贝尔奖。这些重大突破进一步揭示了激光与生物组织相互作用的光物理与光化学机制,推动并促进了光学成像、光学诊断、光遗传,以及激光治疗与监测等方向的发展与临床应用。为了集中展示生物医学光子学领域的研究成果及进展,《中国激光》在2018年推出了"生物医学光子学专题"。该专题收到稿件95篇,录用54篇,收录48篇在专题中刊出。为纪念第一台激光     

欧盟发布纳米光子学技术线路图

日前,欧盟MONA(Merging Optics and Nanotechnologies)项目组发布了欧洲光子学和纳米技术线路图<光学与纳米技术的融合>.由欧盟委员会发起的MONA项目旨在建立纳米光子学新学科.光子学和纳米技术是21世纪两大主要技术,是推动工业交通运输、通讯、生命科学、制造业及信息技术等产业领域的关键技术.     

武汉光电国家实验室人才建设成绩斐然

4月12～13日，武汉光电国家实验室（筹）生物医学光子学研究部暨华中科技大学布立顿·强斯生物医学光子学研究中心发展战略研讨会在武汉举行，2004年度诺贝尔化学奖得主阿龙·西查诺瓦，生物医学光子学的创立者、瑞典皇家科学院、美国国家科学院院士布立顿·强斯等10多位海内外学术大师与会考察交流、献计献策。     

“化学重编程技术为再生医学奠定重要基础”

<正>北京大学生命科学学院邓宏魁教授在港接受本刊专访干细胞研究已经成为生命科学和生物医学界最活跃和最具影响的领域,以干细胞治疗为核心的再生医学,将成为继药物治疗、手术治疗后的第三种疾病治疗途径,从而成为新医学革命核心。2013年7月18日,北京大学生命科学学院邓宏魁教授和赵扬博士带领的研究团队在国际学术权威杂志《Science》上发布其最新研究成果:利用小分子化合物,成功诱导体细胞重编程为多潜能     

生物光子学与光子生物学

本文概述了生物光子学及光子生物学的发生、发展及未来发展趋势。当前，一门新兴学科——光子学（Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ）已经产生。国际上一些发达国家对光子学已给予了充分的重视并大力支持光子学及相关技术和产业的发展［１，２］。古老而又充满发展活力的生命科学早在光子学产生的初期就和光子学相互交叉和渗透，促使两门新的边缘学科分支悄然崛起，即生物光子学和光子生物学。前者站在光子学的立场研究生物特性；后者立足于生物学角度来探讨光子学的应用     

相干拉曼散射显微技术及其在生物医学领域的应用

相干拉曼散射显微技术作为一种新型的成像技术,具有无标记、高特异性、非侵入等优点,已被广泛用于化学结构及物质成分分析。近年来,光子学、生物医学和显微成像技术等领域的相互交叉和融合发展,极大地推动了相干拉曼散射显微成像技术在生物医学领域的应用。简要介绍了相干拉曼散射显微成像的基本原理、分类、系统构成,同时概述了相干拉曼散射显微成像技术近年来在生物医学领域的应用,包括检测、脂类分析和蛋白质构象变化等,最后对其未来发展进行了展望。     

太赫兹波生物医学研究的现状与未来

20世纪90年代以来,一系列的电子学和光子学技术突破使得太赫兹（THz）技术从实验研究逐渐发展到非破坏性检测、安全、医疗、通信等重要领域的实际应用。新技术的发展广泛激发了研究太赫兹波与生物分子和组织间相互作用的兴趣。与此同时,尽管太赫兹技术得到了广泛应用,人们对太赫兹辐射的生物效应却知之甚少。可以肯定,与高能辐射（如紫外线、x射线、伽马射线等）和生物组织的相互作用所引起的生物损伤相比,太赫兹辐射将引起独特的非电离非热生物效应。本文介绍了生物介质的太赫兹波表征技术研究和生物效应研究,总结了太赫兹技术在生物医学中的最新进展,进一步分析了太赫兹生物医学未来的发展和所面临的关键科学问题。     

光功能微晶玻璃应用与研究进展

对光功能透明微晶玻璃的应用和研究发展进行了回顾,着重阐述掺杂稀土元素的透明微品玻璃在光子学领域包括激光发射、频率上转换和放大器等方而的重要研究进展。透明微晶玻璃有望替代玻璃和单晶,在微芯片激光器、光纤放大器和高功率二极管抽运固态激光器等光学领域成为新一代光学材料。     

微纳结构非线性光学及其全光调控研究进展

随着微纳光子学的提出与发展,在纳米尺度上操纵和控制光子,发展体积更小、速度更快的光子器件,实现全光集成,已成为国际研究前沿和新技术领域竞争的热点。其中以光子晶体、表面等离激元微纳结构为代表的微纳光子学研究及应用在国际上得到了广泛的重视和蓬勃发展,特别是其微纳结构的非线性光学、全光调控与器件的应用研究。本文主要综述了微纳结构增强的光学非线性及其非线性全光调控研究进展。     

光学投影断层成像技术及其研究进展

光学投影断层成像技术是一种新颖的针对毫米至厘米量级的介观尺寸的三维荧光成像技术,具有经济、快速、分辨率高和成像范围广等优异性能,是当今生物医学光子学领域的研究热点之一。综述了光学投影断层成像的技术原理、发展研究现状以及其广泛的应用领域,阐述了不同光学投影断层成像技术的特点。目前光学投影断层成像技术的发展主要集中在系统自身(包括焦平面扫描、角度复用、角度滤波等方法)的改进、后期图像重组算法的改进以及该技术结合多维度荧光成像技术三个方面。通过技术细节的改进和发展,光学投影断层成像在生物医学、组织形态学和组织病理学、活体成像和荧光标记追踪等研究领域获得广泛应用。     

偏振反射光谱在生物医学光子学中的应用

偏振反射光谱是近年来生物医学光子学中发展迅速的一种新型诊断组织信息技术,能对生物组织微观结构组成进行快捷准确的探测,具有强偏振敏感、非侵入、低成本和快速等特性,在肿瘤的早期诊断和在体生物组织的上皮黏膜检测研究等方面具有重要的应用价值.综述了偏振反射光谱技术的基本原理和测量装置及其在肿瘤的早期诊断和在体生物组织上皮黏膜的光检测等生物医学方面的研究.     

欧洲光子学发展现状与未来的讨论和思考

随着光子学日益受到关注,欧洲光子学研究领域提出了疑问:我们是否应该为欧洲的光子学担忧?欧盟光子学研究的支撑平台是否足够让其在全球的光子学领域保持竞争力呢?该行业的一些领导者认为也许还不够.并从Stuart Woods的报告、光子学组织Photonics21、如何成功地进行定位以及欧洲光子学企业取得的成功四个方面对欧洲光子学的发展现状与未来进行了讨论和思考.     

生物光子学初探

阐述了生物光子学的最新进展，并对未来有前途的研究课题做了预测。由于近年来生物光子学的飞速发展，致使生物医学研究和临床诊断医疗技术大为改观。对于无伤害的光子技术以及一体化激光和成像系统的研究，尤其是利用光子技术进行活体检验（ＢＩＯＰＳＹ）的进展做了介绍，阐明未来生物光子学仪器发展的方向是损伤小、便携、连续、实时操作以及功能完备。这里所指的完备性系统指综合性强，既能检查器官组织性的疾病，也能检查功能性     

纳米光子学综述

纳米技术与近场光学这一学科的结合导致了高科技领域一门新的学科纳米光子学的出现.近场光学探针和近场光学显微镜作为研究手段,使纳米光子学的研究有了可行性,而且使纳米光子学研究领域进一步扩大.在介绍纳米光子学领域出现的一些新器件与新技术的基础上,综述报道了纳米光子学在近场光化学气相制备、与量子计算的联系等方面取得的一些新进展.     

若干弱光非线性光学效应及其应用

简要介绍了弱光非线性光学领域中一些研究方向的进展,如弱光非线性光子学材料中的缺陷结构、介观量子相干系统中光传播动力学和慢光非线性光学等,着重描述了近期在新型激子与紫外弱光非线性光学效应、位相耦合与光速调控以及非相干空间孤子阵列诱导光学晶格与光非线性传输行为等研究中得到的研究结果。弱光非线性光学将成为非线性光学应用领域中的一个重要分支。