Biophotonics, Part B, Volume 361 (Methods in Enzymology) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Academic Press

作者:Marriott, Gerard (EDT)/ Parker, Ian (EDT)

出品人:

页数:590

译者:

出版时间:2003-03-06

价格:USD 175.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780121822644

丛书系列:

图书标签:

Biophotonics
Enzymology
Biochemistry
Molecular Biology
Optics
Spectroscopy
Biophysics
Analytical Chemistry
Life Sciences
Photochemistry

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具体描述

This volume and its companion volume 360 introduce a new topic to the "Methods in Enzymology" series. They will cover, among other topics, imaging, screening, and diagnosis in biological systems. Key features includes: optical instrumentation for imaging, screening and diagnosis in molecules, tissues, and cells; development and application of optical probes and techniques for imaging and drug screening, protemics, genomics, and cellomics; and, applications of biophotonics research to the understanding of mechanisms of cellular reactions and processes, investigating the structure and dynamics of biomolecular systems, screening and drug discovery, and diagnosis and treatment of disease.

现代生物光子学前沿：技术、应用与未来展望主题：本书聚焦于生物光子学领域内最前沿的技术突破、关键应用范例以及未来可能的发展方向，旨在为该领域的科研人员、高级学生及行业专业人士提供一份全面而深入的参考指南。内容侧重于非侵入性成像、高精度光谱分析、光遗传学工具的最新进展，以及这些技术如何革新生命科学研究、疾病诊断与治疗。核心内容概览：第一部分：超分辨成像与活体可视化技术生物光子学的一个核心挑战是如何在分子和细胞尺度上，以最小的干扰捕获动态的生命过程。本卷的开篇深入探讨了克服传统衍射极限的先进成像技术。 STED (受激发射损耗) 与 PALM/STORM (光激活定位显微镜/随机光学重构显微镜) 的最新迭代：我们详细分析了这些超分辨技术在提高信噪比、拓宽成像深度以及实现多色标记方面的最新算法改进。特别关注了如何将这些技术与活体组织兼容，例如，通过优化荧光探针的载波系统和光漂白控制策略。深度组织成像：光声成像 (Photoacoustic Imaging, PAI) 的进展： PAI 结合了光学激发和声学检测的优势，能够实现数厘米深度的组织成像，同时保持亚微米级的分子特异性。本章详细阐述了从超快激光源的改进到新型光敏剂的开发，如何共同推动 PAI 在肿瘤学和神经科学中的应用，特别是其在区分氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白等功能性参数上的能力。光场显微镜 (Light-Field Microscopy, LFM) 与高速钙成像：对于研究快速神经活动至关重要，LFM 允许对三维体积内的数千个神经元进行同步、实时监测。本书回顾了 LFM 硬件（如微透镜阵列）的优化，以及如何结合先进的机器学习算法进行运动伪影校正和信息解码，以捕捉复杂的神经回路动态。第二部分：高级光谱学与分子探针的创新精准的分子信息获取依赖于对光与物质相互作用的深入理解和精确控制。本部分探讨了新兴的光谱技术和为特定生物分子“量身定制”的光敏探针。拉曼光谱与表面增强拉曼散射 (SERS) 在单分子检测中的应用： SERS 技术凭借其独特的指纹识别能力，正成为无标记检测的有力工具。我们着重介绍了新型纳米结构（如金和银纳米阵列）的设计，以最大化局域电磁场增强，并讨论了如何使用这些 SERS 基底来实时监测细胞内代谢物的变化，例如在药物毒性筛选中的应用。时间分辨荧光光谱学 (TRFS) 在探针动力学研究中的作用：传统的强度测量容易受到环境因素干扰，TRFS 则通过测量荧光寿命来提供更稳健的分子环境信息。本章节详细介绍了如何设计对粘度、pH值或酶活性敏感的寿命探针，并展示了如何利用双光子激发技术进行深层组织的时间分辨成像。光化学反应器：设计新型光开关与光控药物释放系统：阐述了如何利用特定的波长来激活或失活生物分子，这对于研究蛋白质的瞬时功能或实现精准的药物递送至关重要。内容包括对叠氮苯基 (Azobenzene) 和尿嘧啶基 (Urethane-based) 光开关的最新结构修饰，以及将其整合到纳米载体系统（如脂质体或聚合物胶束）中的策略。第三部分：生物光子学在临床转化与治疗中的整合将实验室技术转化为临床工具是生物光子学的终极目标。本部分关注的是从诊断到治疗的转化路径。光学相干断层扫描 (OCT) 在早期疾病筛查中的优化： OCT 以其高分辨率的三维成像能力，在眼科和皮肤科已广泛应用。本书探讨了当前的研究热点，如血管OCT (OCTA)，它通过测量血流信号来重建血管网络，而无需注射造影剂。同时，也讨论了如何将偏振敏感OCT (PS-OCT) 结合到临床工作流程中，以评估胶原纤维的排列变化，这在判断纤维化和癌症侵袭性方面具有重要意义。光动力疗法 (PDT) 与光热疗法 (PTT) 的精准化：针对癌症治疗，本书分析了新型光敏剂 (PS) 和纳米光热剂 (NPs) 的设计。重点在于如何通过“靶向配体”实现对肿瘤微环境的特异性富集，从而降低对健康组织的损伤。同时，我们考察了“双模式”治疗策略，即将诊断成像能力与治疗效应相结合，实现实时治疗反应监测。微创手术中的导航：荧光引导手术 (FGS) 的发展：在外科手术中，精确区分肿瘤组织与正常组织是提高切除率、保留功能的关键。本章详述了基于内源性荧光（如胶原蛋白、弹性蛋白）或外源性荧光示踪剂（如吲哚菁绿 ICG 的改进衍生物）的实时导航系统。重点讨论了如何开发与手术显微镜集成的光谱成像模块，以在术中提供量化的组织病理信息。第四部分：计算生物光子学与数据解析随着成像速度和数据量的爆炸式增长，强大的计算工具成为不可或缺的一部分。深度学习在生物光子学图像重建中的应用：讨论了如何利用卷积神经网络 (CNNs) 来加速低信噪比数据的图像重建（如在快速显微镜中），减少曝光时间，以及从复杂的多维数据集中自动识别和分类生物学特征（如细胞器、病理结构）。处理高维光谱数据：降维与特征提取：面对复杂的 SERS 或多光谱数据，本部分介绍了主成分分析 (PCA)、独立成分分析 (ICA) 以及基于流形学习的技术，以有效地从噪声中提取出具有生物学意义的分子特征。本书致力于提供一个跨越基础物理到临床应用的综合视角，强调技术集成和多学科合作在推动生物光子学迈向下一代诊断和治疗平台中的核心作用。