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2025-01-10 10:52:50近紅外二區(qū)成像
近紅外二區(qū)成像是一種先進的成像技術,利用近紅外光譜中第二窗口(NIR-II)的光進行成像。與傳統(tǒng)成像技術相比,近紅外二區(qū)成像具有更深的組織穿透能力、更低的背景干擾和更高的分辨率。它能夠在生物體內(nèi)實現(xiàn)無創(chuàng)、實時的成像,廣泛應用于生物醫(yī)學研究、疾病診斷和治療監(jiān)測等領域。近紅外二區(qū)成像技術的發(fā)展為生物醫(yī)學研究提供了新的視角和手段,有助于推動醫(yī)學科學的進步和發(fā)展。

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2022-05-07 14:00:52近紅外二區(qū)小動物活體成像應用 | 研發(fā)X光激發(fā)的NIR-II余輝發(fā)光材料
背景介紹傳統(tǒng)的熒光(Fluorescence)組織成像,是將成像組織置放于不斷發(fā)射特定波長的光源照射下進行。受同一個光源照射影響,周圍的組織自體同樣會產(chǎn)生熒光,稱為背景熒光。背景熒光的存在將使得信噪比下降,不利于對目標組織進行成像。因而近幾年,科研工作者開始尋求一種新的發(fā)光成像——余輝發(fā)光(Persistent luminescence)。余輝發(fā)光是物體在照射光源并撤去光源后,持續(xù)發(fā)光的現(xiàn)象。因為發(fā)光時不再接受光源照射,因而在應用于組織成像時,能夠減少自體熒光背景的影響,提高信噪比(圖1)。 圖1 熒光和余輝發(fā)光的原理對比圖(藍色箭頭為激發(fā)光;綠色箭頭為散射光;紅色箭頭為發(fā)射光;褐色箭頭為背景熒光。強度可參考箭頭粗細)  盡管余輝發(fā)光有如此明顯的優(yōu)勢,目前涉及的材料仍有以下幾個問題:1、材料主要為大型晶體,涉及高溫的合成環(huán)境并缺乏納米結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)上的可調(diào)性;2、材料成像多為可見光和NIR-I,成像深度有限;3、激發(fā)材料發(fā)光的波長多為可見光或紫外,能量低,不利于材料能量富集;4、一些可富集高能量的由X光激發(fā)的材料所發(fā)射的波長在可見光和NIR-I范圍內(nèi),成像深度同樣有限。 材料研發(fā) 針對以上問題,Peng Pei等人通過在NaGdF4、NaGdF4納米粒子中加入鑭系元素摻雜劑,成功合成出了X光激活的余輝發(fā)光納米粒子(Persistent luminescence nanoparticles,PLNPs)。通過調(diào)整加入的元素種類,使得PLNPs具有可調(diào)諧性,且均在NIR-II波段內(nèi)(圖2)。圖2 通過摻入不同的稀土元素(Er、Tm、Ho、Nd)調(diào)整納米粒子在NIR-II波長段的發(fā)射波長 材料優(yōu)化 文章中涉及的主體材料有NaYF4、NaGdF4 兩種,因而可優(yōu)化的方向較多。作者首先將作為主體的NaGdF4、NaGdF4 同時應用于一個納米粒子中,形成殼核結(jié)構(gòu)。之后對納米粒子的摻雜劑濃度、核體積、殼厚度、結(jié)晶相(Crystalline phase)、主體基質(zhì)(Host matrix)等性質(zhì)進行的考察。其中對于主體基質(zhì),作者發(fā)現(xiàn)殼核使用同一種主體材料(NaYF4或NaGdF4)將獲得更高的納米粒子發(fā)光強度。這可能是由于同一種主體材料原子大小相同,使得晶體的缺陷(Defect)更少。 體內(nèi)成像 優(yōu)化后的Er-PLNPs進行了小鼠的腹部血管成像和輸尿管成像測試。在腹部血管成像測試中,相對于熒光成像,余輝發(fā)光成像獲得了更高的腫瘤/正常組織亮度比(T/N ratio),尤其在注射后的5 min時,可達到熒光成像信噪比的3.7倍。而在輸尿管成像測試中,作者在小鼠腎盂部位注射后,腎盂、輸尿管和膀胱都能夠在NIR-II成像中觀察到,其T/N比相對于熒光成像達到了4.1倍。 圖3 余輝發(fā)光納米粒子(上)與熒光納米粒子(下)分別在注射后 5、10、20 min 得到的NIR-II成像  圖4 余輝發(fā)光納米粒子(紅)與熒光納米粒子(藍)注射后的腫瘤與正常組織信號強度比(T/N ratio) 小結(jié) 憑借可調(diào)諧的NIR-II成像波長、高信噪比、高分辨率、低細胞毒性等特點,Peng Pei等人的成果大大拓展了現(xiàn)有X光激發(fā)的余輝發(fā)光材料的種類和應用場景。但同時,發(fā)光效率仍有待提高,降低用于激發(fā)的X光劑量使其達到安全門檻也是今后拓展研究的重要方向。 參考文獻[1] Pei, P., Chen, Y., Sun, C. et al. X-ray-activated persistent luminescence nanomaterials for NIR-II imaging. Nat. Nanotechnol. 16, 1011–1018 (2021).   锘海 SWIR 1.0 近紅外二區(qū)活體熒光成像系統(tǒng)采用低噪聲和高靈敏度的進口InGaAs 紅外探測器,結(jié)合動物氣體麻醉裝置及便捷的操作界面,實現(xiàn)實時熒光信號成像。通過鏡頭切換,可分別完成寬場和局部放大成像,具有非常高的熒光信號采集能力。高幀頻不僅可以實現(xiàn)單幅圖片采集,更可以完成視頻拍攝,幫助您捕獲整個實驗過程。 锘海-近紅外二區(qū)小動物活體成像系統(tǒng) 往期推薦:● 近紅外二區(qū)小動物活體成像——高信噪比雙成分造影劑協(xié)助腫瘤手術成像● 近紅外二區(qū)小動物活體成像 —— 呼吸速率監(jiān)控● 近紅外二區(qū)小動物活體成像 —— 稀土納米顆粒協(xié)助腫瘤切除手術
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2025-05-06 16:00:18微波水分儀與近紅外水分儀的區(qū)別是啥?
在工業(yè)生產(chǎn)與質(zhì)量管控中,水分含量的精準測量至關重要。微波水分儀與近紅外水分儀作為兩類主流在線檢測設備,憑借非接觸、實時反饋等優(yōu)勢被廣泛應用。然而,兩者在原理、性能及適用場景上存在顯著差異,理解這些差異有助于用戶根據(jù)實際需求做出合理選擇。 工作原理的差異近紅外水分儀基于水分子對特定波長近紅外光的吸收特性,通過測量反射或透射光的能量衰減間接計算水分含量 。其優(yōu)勢在于技術成熟、響應速度快(可達0.15秒),但僅能檢測物料表層1-2mm的水分,對物料均勻性要求較高。微波水分儀則利用水分子極性導致的介電特性差異,通過微波穿透物料時的能量衰減和相位變化計算整體水分 。由于微波波長更長,穿透深度可達數(shù)厘米,能反映物料內(nèi)部水分分布,但測量精度受物料密度與顆粒均勻性影響較大 。 測量精度與抗干擾能力對比近紅外水分儀的測量誤差主要源于表面污染、物料顏色變化及光照條件波動。例如,深色物料會吸收更多紅外能量,可能導致水分值虛高,需通過頻繁標定補償誤差。其優(yōu)勢在于分辨率可達0.01%,且新型設備采用多光束補償技術,能部分抵消環(huán)境干擾。微波水分儀理論上可實現(xiàn)0.02%的超高精度,但實際應用中易受電磁干擾、溫度漂移及物料金屬成分影響 ,尤其在北方溫差大或電磁環(huán)境復雜的場景下,數(shù)據(jù)穩(wěn)定性可能劣于近紅外設備 。 安裝方式與環(huán)境適應性近紅外水分儀多采用非接觸式安裝,探頭距離物料15-40cm即可工作,適用于皮帶機、振動篩等復雜工位,且無需改造生產(chǎn)線。但需避免粉塵或蒸汽遮擋光路。微波水分儀雖普遍標榜非接觸特性,但部分型號需貼近物料表面或采用螺旋給料機強制接觸以提高測量一致性 。此外,微波傳感器對安裝角度與物料堆積高度敏感,需配合穩(wěn)流裝置使用 ,在流動性差的粉體場景中可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)跳變。 行業(yè)適用性與維護成本近紅外技術因快速響應和非破壞性特點,在煙草制絲、紙張涂布等需要實時調(diào)控表面水分的流程中占據(jù)優(yōu)勢。例如,煙草加工中水分波動需在數(shù)秒內(nèi)調(diào)整,近紅外儀的1秒級響應能有效保障工藝穩(wěn)定性。微波水分儀則更適合糧食倉儲、煤炭加工等需檢測整體水分的場景 ,其穿透能力可避免因谷物外殼干燥而誤判內(nèi)部霉變風險。維護方面,近紅外儀的光學窗口需定期清潔以防止污染,而微波儀無耗材且標定周期較長,但探頭故障維修成本較高 。 技術局限與發(fā)展趨勢兩類設備均面臨特定瓶頸:近紅外儀難以突破穿透深度限制,多層物料檢測需依賴數(shù)學模型推測;微波儀雖能穿透物料,但大顆粒或孔隙率高的物質(zhì)(如礦砂)會導致微波散射加劇,誤差超過2% 。最新技術嘗試融合多頻譜微波與AI算法,通過建立物料介電特性數(shù)據(jù)庫提升適應性。而近紅外領域則發(fā)展多波長協(xié)同檢測,結(jié)合化學計量學模型區(qū)分水分與其他成分的吸收干擾 。 綜上,微波與近紅外水分儀的本質(zhì)區(qū)別源于電磁波與物質(zhì)相互作用的物理機制差異。用戶需綜合考量物料形態(tài)(粉末/顆粒/片狀)、水分分布特性(表面/整體)、產(chǎn)線環(huán)境(振動/溫濕度/電磁噪聲)及控制響應速度等參數(shù)。對于水分均勻的松散物料,微波儀能提供更全面的水分信息;而在需要快速表面監(jiān)測或復雜安裝條件的場景中,近紅外儀仍是更優(yōu)選擇。未來,兩類技術或?qū)⑼ㄟ^數(shù)據(jù)融合與邊緣計算實現(xiàn)互補,推動水分檢測向智能化、高魯棒性方向演進。
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2023-06-08 15:07:08覽聚氨酯前世今生,看近紅外大顯身手
1937年,德國化學家奧托·拜耳博士發(fā)明了我們稱之為聚氨酯的多功能塑料。聚氨酯是通過多元醇與異氰酸酯反應生成的,必要時還可使用適當?shù)拇呋瘎┖吞砑觿?。由于多種異氰酸酯和多種多元醇均可用于生產(chǎn)聚氨酯,因此可以生產(chǎn)出多種形式的聚氨酯材料來滿足不同應用的特定要求,如:硬質(zhì)泡沫、軟質(zhì)泡沫、彈性體、膠粘劑、涂料、密封膠。目前,聚氨酯制品已廣泛應用于家居、建筑、日用品、交通、家電等領域。在不同類型的聚氨酯生產(chǎn)過程中,均需要通過檢測某些參數(shù)來保證成品質(zhì)量,如:多元醇的羥值、酸值、顏色、水分含量,異氰酸酯的NCO 含量、水分含量,聚氨酯的 NCO 含量、水分含量、酸值。使用傳統(tǒng)分析技術測定上述參數(shù)是一個漫長且具有挑戰(zhàn)性的過程,因為測定這些參數(shù)需要使用多種不同的分析技術,不僅需要消耗大量的時間來分析樣品,還需要花費時間進行儀器管理和維護。毫無疑問,在生產(chǎn)過程中進行更加嚴格的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制是一種必然趨勢,這種趨勢同時還伴隨著對低成本、高效率分析方法的更加關注。近紅外光譜作為聚氨酯行業(yè)公認的快速可靠的質(zhì)量控制方法,一分鐘內(nèi)即可同時測定多個參數(shù),且無需樣品前處理或使用任何化學品,即使是非專業(yè)人員,也可輕松操作。瑞士萬通在聚氨酯分析方面擁有豐富的專業(yè)知識,并為此提供了解決方案——DS2500 近紅外光譜分析儀(固/液兩種版本),可用于快速測定多元醇、異氰酸酯和聚氨酯的多個質(zhì)量參數(shù)。對于多元醇的羥值和異氰酸酯的 NCO 含量測定,瑞士萬通還可提供現(xiàn)成的預校準模型,開箱即用,免去了從零開發(fā)模型的困難,讓您從開機第 一天就充分發(fā)揮生產(chǎn)力。瑞士萬通 DS2500 近紅外光譜分析儀可為聚氨酯生產(chǎn)過程中的各個階段保駕護航,不僅省時省力,而且綠色環(huán)保,更可為您節(jié)省高達90%的運行成本。以多元醇的羥值測定為例,比較傳統(tǒng)分析方法(滴定)和近紅外光譜法的運行成本:對質(zhì)量控制過程的低估是導致內(nèi)外部產(chǎn)品不合格的主要因素之一,據(jù)報道,這會導致10-30%的營業(yè)額損失。由于傳統(tǒng)分析方法存在的諸多弊端,越來越多的企業(yè)開始選擇在其質(zhì)量控制過程中使用近紅外光譜作為一種快速高效的替代方法。
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2025-04-17 16:45:16近紅外分析儀說明書怎么看?
近紅外分析儀說明書 近紅外分析儀是現(xiàn)代科學研究和工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應用的一種分析工具。其主要通過分析樣品反射或透射的近紅外光譜數(shù)據(jù)來獲得物質(zhì)的成分和性質(zhì)信息。隨著科技的進步,近紅外分析儀逐漸成為了品質(zhì)控制、原料檢測、環(huán)境監(jiān)測等領域的核心設備。本文將詳細介紹近紅外分析儀的工作原理、應用范圍、使用方法及維護保養(yǎng),幫助用戶深入了解該設備的使用技巧和注意事項,以便在實際操作中提高分析效率和準確性。 近紅外分析儀的工作原理 近紅外分析儀基于光譜學原理,通過發(fā)射近紅外光線照射樣品,樣品根據(jù)其物質(zhì)的化學組成、結(jié)構(gòu)等特性對不同波長的光線產(chǎn)生不同的吸收和散射反應。近紅外光的波長通常介于780nm至2500nm之間,這一波段的光譜能夠穿透大部分非金屬物質(zhì)并對其分子振動模式產(chǎn)生影響。儀器通過測量樣品對不同波長光的吸收程度,結(jié)合已知的校準數(shù)據(jù),可以推算出樣品中各成分的濃度或性質(zhì)。 近紅外分析儀的應用范圍 近紅外分析儀的應用非常廣泛,主要體現(xiàn)在食品、醫(yī)藥、化工、環(huán)境監(jiān)測和材料科學等領域。在食品工業(yè)中,近紅外分析儀常用于檢測原料的水分、脂肪、蛋白質(zhì)含量,從而確保產(chǎn)品的品質(zhì)和穩(wěn)定性。在制藥行業(yè),近紅外分析技術被用于藥品的質(zhì)量控制,尤其在原料藥和成品藥的檢驗過程中起到了重要作用。近紅外分析儀還在農(nóng)業(yè)、紡織、環(huán)保等行業(yè)中得到了廣泛應用。 近紅外分析儀的使用方法 操作近紅外分析儀時,首先需要選擇合適的樣品量,并確保樣品表面均勻。樣品的放置位置應避免光線干擾,以確保光譜的準確性。在樣品準備過程中,注意避免污染物質(zhì)對分析結(jié)果的影響。儀器的校準也非常重要,必須使用標準物質(zhì)進行校準,以確保分析結(jié)果的準確性和可靠性。 近紅外分析儀一般配有數(shù)據(jù)分析軟件,用戶可以通過軟件進行數(shù)據(jù)的處理和分析。常見的數(shù)據(jù)處理方法包括譜圖去噪、基線校正、主成分分析等,確保從原始數(shù)據(jù)中提取出有效的分析信息。通過這些步驟,可以實現(xiàn)對樣品成分的快速定量分析,并生成詳細的報告。 近紅外分析儀的維護與保養(yǎng) 為了確保近紅外分析儀的長期穩(wěn)定運行,定期的維護和保養(yǎng)是必不可少的。應定期清潔儀器的光學組件,避免灰塵和污垢對測量精度的影響。定期檢查儀器的光源和探測器,確保其性能處于佳狀態(tài)。用戶還應定期進行校準,以避免儀器出現(xiàn)偏差,影響分析結(jié)果的準確性。 設備使用完畢后,應關掉電源,并進行適當?shù)拇娣?。長期不使用時,可以定期啟動儀器,檢查其各項功能是否正常,確保設備處于良好的工作狀態(tài)。 結(jié)語 近紅外分析儀憑借其快速、無損、準確的特點,在各行各業(yè)中都扮演著至關重要的角色。掌握近紅外分析儀的工作原理、應用范圍、使用方法及維護技巧,將有助于用戶充分發(fā)揮設備的性能,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。對于企業(yè)和研究機構(gòu)而言,定期維護和合理使用近紅外分析儀,不僅能夠降低設備故障率,還能延長儀器的使用壽命,為日常工作提供強有力的支持。在未來,隨著技術的不斷進步,近紅外分析儀將在更多領域展現(xiàn)出更大的應用潛力。
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2025-02-17 14:30:16核磁共振成像成像特點是什么?
核磁共振成像成像特點 核磁共振成像(MRI)作為一種非侵入性醫(yī)學成像技術,在現(xiàn)代醫(yī)學中得到了廣泛應用。與傳統(tǒng)的X射線和CT掃描不同,核磁共振成像通過利用強磁場和射頻脈沖,生成高分辨率的內(nèi)部圖像,能夠清晰地呈現(xiàn)身體各個組織和器官的結(jié)構(gòu)。本文將深入探討核磁共振成像的成像特點,并闡明其在臨床應用中的優(yōu)勢。 高分辨率的軟組織成像 核磁共振成像顯著的特點之一是其在軟組織成像方面的優(yōu)越性。傳統(tǒng)的成像技術如X射線或CT掃描主要依賴于硬組織的密度差異,而MRI則能夠提供軟組織的細節(jié)圖像。無論是腦組織、肌肉、關節(jié)還是器官,核磁共振都能提供清晰的圖像,這使得醫(yī)生在診斷時能夠準確識別各種疾病,如腦部腫瘤、脊柱疾病、心血管疾病等。 無輻射危害 與X射線和CT掃描等影像技術不同,核磁共振成像不會使用任何形式的電離輻射,這使得其在許多臨床情境下成為一種更加安全的選擇。特別是在需要多次檢查的情況下(如癌癥隨訪或慢性病監(jiān)控),MRI因其零輻射特性而具有明顯的優(yōu)勢。MRI對孕婦和兒童等敏感人群更為友好,是其在兒科和產(chǎn)科中應用的關鍵因素之一。 多平面成像能力 核磁共振成像具有獨特的多平面成像能力,即能夠在不同的平面(如橫截面、冠狀面、矢狀面等)上進行成像。這一特點使得MRI能夠從多角度、多方位獲取圖像,極大提高了疾病診斷的精確度和可靠性。通過多平面重建,醫(yī)生可以清晰地了解患者病變區(qū)域的空間關系,從而進行更有效的診斷和。 組織對比度良好 核磁共振成像提供了較為優(yōu)異的組織對比度,這使得不同類型的組織在圖像中的分辨更加明顯。例如,腫瘤和正常組織的對比度非常高,幫助醫(yī)生識別腫瘤的邊界和形態(tài)特征。MRI技術還可以通過使用不同的序列(如T1、T2加權(quán)成像)來突出顯示不同類型的組織結(jié)構(gòu),這對于臨床中的診斷工作至關重要。 動態(tài)成像和功能性成像 隨著技術的不斷發(fā)展,MRI不僅能夠提供靜態(tài)的解剖學圖像,還能夠進行動態(tài)成像和功能性成像。例如,通過使用功能性MRI(fMRI)技術,醫(yī)生可以觀察到大腦在執(zhí)行特定任務時的活動情況,這對于神經(jīng)科學的研究和疾病的診斷具有重要意義。MRI還可以通過動態(tài)對比增強成像(DCE-MRI)評估腫瘤的血流情況,進一步提高腫瘤的評估精度。 總結(jié) 核磁共振成像憑借其高分辨率軟組織成像、無輻射危害、多平面成像能力、優(yōu)異的組織對比度以及動態(tài)成像和功能性成像等特點,已成為醫(yī)學影像學領域中不可或缺的重要技術。隨著技術的不斷進步,MRI將繼續(xù)在疾病診斷和中發(fā)揮著越來越重要的作用,尤其在軟組織成像和復雜疾病的早期發(fā)現(xiàn)中具有不可替代的優(yōu)勢。 這篇文章結(jié)構(gòu)緊湊,內(nèi)容詳實,使用了相關的SEO關鍵詞,適合于優(yōu)化網(wǎng)站排名。如果您有任何特定要求或修改意見,可以告訴我,我會根據(jù)您的需要進一步調(diào)整。
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