乳腺癌具有高转移率。使用小动物活体成像技术对乳腺癌的生长及转移情况实时监测定量分析可以帮助了解疾病机制及进行药物研究。二维成像对光学信号的定位与定量是相对的。随着计算机技术的进步, 可以实现对采集的图像进行三维重建, 精准量化光学信号, 获得空间分布的三维信息。IVIS Spectrum小动物活体光学三维成像系统同时具有高灵敏的生物发光、荧光、切伦科夫辐射二维成像及三维扫描重建功能, 是小动物活体光学成像的顶级系统。本文对人乳腺癌细胞(MDA-MB-231)进行慢病毒感染, 在体外稳定表达荧光素酶后, 选取重度联合免疫缺陷(SCID)小鼠进行原位乳腺癌模型的建立, 通过IVIS Spectrum小动物活体光学三维成像系统对小鼠进行生物发光二维成像, 无创观测肿瘤的生长及转移情况。本文的创新点是利用生物发光成像断层扫描技术对小鼠模型进行定量三维成像, 使用系统自带的算法直接进行三维重建, 同时结合鲸鱼优化算法(WOA)优化后的三维卷积的深度编码器-解码器的网络模型进行重建。通过CT图像验证两者的重建效果, 得到肿瘤的深度信息, 实现对乳腺癌的精准定量分析。

人巨细胞病毒(HCMV)感染是常见的病毒性疾病, 目前无有效的疫苗, 故抗病毒药物筛选对HCMV的治疗具有重要意义。为了构建一种抗巨细胞病毒体外药物快速筛选模型, 本研究以带有荧光素酶标签的鼠巨细胞病毒细菌人工染色体(Luc-MCMV-BAC)为基础, 将其转染至小鼠成纤维细胞NIH-3T3, 成功获得重组病毒Luc-MCMV, 且其能够在细胞中稳定发光。噬斑法测定的病毒生长曲线显示, Luc-MCMV与野生型病毒Wt-MCMV具有相似的生长动力学, 说明Luc-MCMV 能够反映Wt-MCMV的生长状况, 可用于后续抗病毒药物的筛选评价。进一步选用更昔洛韦(Ganciclovir)作为阳性对照药物, 应用该体系对6种中药单体进行了筛选, 结果显示黄芩素和黄芪甲苷具有抗MCMV活性, 为抗HCMV药物的筛选奠定了前期基础。

光学相干层析血管造影(OCTA)以光学相干层析(OCT)为基础, 是一种新型、无损、快速、安全的三维血管成像技术。OCTA成像的方法有多种, 根据其算法使用的OCT信号信息可将其分为基于相位、振幅和复合信号３种类型。本文在描述各类型的成像原理、算法及其优缺点后, 对３种类型的OCTA方法进行了比较, 其中使用复合信号的类型成像质量最好。同时, 结合OCTA的研究进展对其未来的发展进行了展望。

无创且实时检测微观环境的pH变化在医疗等领域具有重要的研究价值, 本文通过灵活简单的共沉淀方法制备了一种基于pH敏感分子异硫氰酸荧光素(FITC)的荧光pH纳米传感器, FITC的荧光强度随pH值增加发生明显变化, 当pH值从3变至9时, 荧光强度增大约38倍, 基于FITC荧光强度变化可实现对pH的灵敏检测, pKa值为 6.07。该荧光pH纳米传感器具有小粒径、高灵敏度、良好的可逆性和生物相容性, 在细胞等微环境pH检测方面将具有良好的应用前景。

比较两种荧光探针异硫氰酸荧光素FITC和Cy5标记鹿茸提取物PAEs的最佳方法。用FITC和Cy5分别标记PAEs得到标记物FITC-PAEs和Cy5-PAEs; 用SDS-PAGE凝胶电泳检测并比较两种荧光染料标记蛋白分子量的差异; 用酶标仪检测在特定波长处OD值计算其标记率; 用PC12细胞验证两种荧光染料的生物安全性; 将荧光标记物分别与人工胃液和人工肠液共孵育，观察它们在其中的稳定性。结果表明，两种荧光染料标记PAEs蛋白分子量并无明显差异，但FITC-PAEs荧光强度稍强。通过计算标记率表明两种荧光染料均可充分标记PAEs，但Cy5价格昂贵。相比于FITC-PAEs，Cy5-PAEs在人工胃液和人工肠液中稳定性较差。因此，我们选择标记率高，在人工胃液和人工肠液中较为稳定且对机体无毒副作用，价格合理的FITC荧光染料标记PAEs并用于后续实验研究。这为建立蛋白类中药大分子的活性示踪方法，开发口服蛋白类药物奠定基础。

基于激光光源和氙灯光源在线荧光光谱法测定罗丹明B、 维生素B2、 荧光素和异硫氰酸荧光素含量比较研究激光光源产生的荧光强度和氙灯光源产生的荧光强度。 罗丹明B、 维生素B2、 荧光素和异硫氰酸荧光素浓度均为10 μg·mL-1, 积分时间100 ms, 测定3次得其平均值。 在线荧光光谱法最大吸收波长分别为580, 450, 488和510 nm; 最大发射波长依次为594, 530, 525和524 nm。 紫外-可见分光光度法测得其最大吸收波长为557, 441, 481和490 nm; 荧光分光光度法测得其最大发射波长为586, 520, 519和520 nm。 通过测定药物, 发现激光光源产生的荧光光强度较强于氙灯光源产生的荧光光强度, 原因不仅跟光源有关, 而且与药物分子的共轭体系大小、 共轭大π键的共平面性及其刚性程度、 分子母体上取代基的种类有关, 分子所处的外界环境如温度、 溶剂、 溶液酸碱度、 激发光的照射等因素也会影响荧光效率。 激光光源和氙灯光源产生的荧光光强度大小顺序为罗丹明B>荧光素>异硫氰酸荧光素>维生素B2。 激光光源在线荧光光谱法在一定程度上填补了在线荧光光谱仪在食品、 药品痕量检测方面应用的空白。

荧光素汞在碱性条件下具有很强的荧光,H2S能与荧光素汞结合,使其荧光猝灭,据此建立了一种荧光法测定大鼠肠灌流液中H2S含量的方法.在0.1 mol·L-1 NaOH溶液中,以Na2S作为H2S供体,荧光素汞浓度为5.0×10-5 mol·L-1,Na2S浓度为1.0×10-5 mol·L-1时,以498 nm为激发波长,在522 nm处测定此二元体系的荧光强度.结果表明,在4.0×10-7~2.0×10-6 mol·L-1范围内,H2S浓度与荧光强度的下降程度呈良好的负相关性,r=0.998 0,精密度实验RSD=4.59%(n=7),检出限3.5×10-8 mol·L-1,样品中H2S含量分别为1.01×10-6和1.15×10-6 mol·L-1,加标回收率为95.8%~101.0%.该方法操作简单,灵敏度高,稳定性好,可准确测定肠灌流液中H2S含量,为内源性H2S的测定提供了依据.

设计并合成了荧光素酰腙类衍生物对羟基苯基荧光素酰腙(FHP), 通过对荧光素的化学修饰, 并采用酸碱以及二价铜离子为输入, 实现了对由荧光素构成的二进制计算器加密的逻辑功能。该逻辑加密功能的实现是基于荧光素酰腙类衍生物对二价铜离子的特异性响应: 在碱性环境中, 二价铜离子催化FHP完全分解并释放出具有二进制计算器逻辑功能的荧光素分子; 在酸性环境中, 二价铜离子催化FHP部分分解并与二价铜离子配位形成稳定的二价铜离子配合物, 该配合物既不能还原形成原化合物, 也不能在碱性环境中释放出荧光素分子, 导致该逻辑器件的逻辑功能被彻底破坏。基于该自毁装置的存在, 使得该逻辑加密器件的安全性进一步提高。

通过密度泛函理论（DFT）MPW3PBE泛函，对甲基、甲氧基、氰基、氟原子、氨基及硝基取代的萤火虫生物发光底物酮式氧化荧光素进行了全优化。计算了它们的电离能（IP）、电子亲和势（EA）、空穴抽取能（HEP）、电子抽取能（EEP）、空穴和电子重组能（λ），评估了它们的空穴和电子传输能力。用含时密度泛函理论(TDDFT) MPW3PBE/6-31+G(d)方法计算了吸收光谱，优化了最低单重激发态S1, 最终研究了它们的荧光光谱。理论计算结果表明，KNH2可以作为空穴传输材料，KNO2、KCN、KF、KOCH3、KNH2和KCH3可以作为电子传输材料。此外，通过空穴和电子重组能及发射光谱的计算发现，所有化合物的发射跃迁都是禁阻的，因此这些化合物不能作为发光层材料。

采用密度泛函的B3LYP和B3PW91方法在6-311++G**基组水平上全优化了D-荧光素分子的平衡构型和振动光谱。 采用标度量子力学力场(SQM)方法研究了D-荧光素分子的振动光谱。 为了详细分析振动模式的贡献, 定义了分子的局域内坐标, 用改编的分子振动计算程序组将计算的笛卡尔坐标力常数转换成了局域内坐标力常数。 用GF矩阵方法进行了简正坐标分析, 获得了振动频率和势能分布(PEDs)。 根据PEDs对所有的振动模式进行了指认。 结果表明, 在红外光谱中, 所有振动模式均有红外活性, 其中吸收强度最强的峰的振动频率为1 780 cm-1, 吸收强度为507 KM·mol-1, 根据计算所得的PEDs矩阵, 可以清楚的看出该振动吸收峰主要由羧基C21O22双键伸缩振动所贡献, 其PEDs为93%。 在拉曼光谱中, D-荧光素分子的所有振动模式也表现出了拉曼活性, 振动频率在1 200～1 700 cm-1范围的吸收峰具有较强的拉曼活性。 其中吸收强度最强的吸收峰的频率为1 573 cm-1, 吸收强度为297 KM·mol-1, 是五元环CN键的伸缩振动所贡献。 结果可为进一步研究荧光素衍生物的结构、 发光活性提供一定的理论依据。