飞秒激光生物光子学

目 录
第1章 飞速发展的生物光子学 1
1．1 生命科学与光学的交叉与相互促进 1
1．2 生物光子学简介 10
1．3 飞秒激光的技术与特点 15
1．4 飞秒激光生物光子学 20
第2章 光与生物介质相互作用的基本原理 23
2．1 细胞与组织的基本结构与功能 23
2．1．1 细胞的基本结构与功能 23
2．1．2 组织的基本结构与功能 28
2．2 单光子过程：吸收与散射 30
2．2．1 光与生物组织相互作用分析 30
2．2．2 单光子吸收 32
2．2．3 散射过程 37
2．3 多光子过程：多光子吸收与高阶非线性 40
2．4 紧致聚焦的飞秒激光脉冲的生物物理特性 42
2．4．1 飞秒激光与生物组织的相互作用 42
2．4．2 飞秒激光应用于生物组织的特点 45
第3章 多光子荧光显微成像 49
3．1 荧光显微成像原理 49
3．2 多光子荧光显微成像的基本原理 56
3．2．1 几种主要的非线性过程 58
3．2．2 影响成像质量的因素 60
3．2．3 多光子荧光成像 63
3．2．4 谐波成像 68
3．3 深层组织荧光显微成像及其应用 72
3．3．1 多光子荧光在组织成像中的应用 72
3．3．2 脑科学与神经成像 77
3．4 相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）成像 89
3．4．1 CARS过程的原理 90
3．4．2 CARS显微成像技术 91
3．4．3 CARS成像在细胞成像中的应用 92
3．4．4 CARS成像在组织成像中的应用 93
3．5 受激拉曼散射（SRS）成像 94
3．5．1 SRS过程的原理 95
3．5．2 SRS显微成像技术 96
3．5．3 SRS成像在生物分子成像中的应用 97
3．6 多光子激发在其他成像技术中的应用 98
3．6．1 多光子光片显微成像 98
3．6．2 多光子超分辨 99
第4章 飞秒激光对细胞分子信号的调控 101
4．1 飞秒激光刺激产生活性氧自由基 102
4．2 飞秒激光对细胞内钙存储的调节 114
4．3 飞秒激光对脑神经信号的成像与调控 127
4．4 飞秒激光调控的细胞分子信号通路与应用 133
第5章 精密细胞手术 140
5．1 飞秒激光细胞转染技术的原理与发展 140
5．1．1 转基因技术简介 140
5．1．2 飞秒激光与细胞膜的相互作用 142
5．1．3 飞秒激光转基因技术及其发展过程 143
5．1．4 飞秒激光转基因技术在基因工程中的应用 144
5．2 飞秒激光对线粒体的精密消蚀与可控刺激 150
5．2．1 飞秒激光对生物组织的精密消蚀与可控刺激 150
5．2．2 飞秒激光对细胞的精确手术――切割线粒体 152
5．3 飞秒激光对细胞骨架和细胞器的精密切割 154
5．4 飞秒激光对神经的精密切割与再生诱导 157
5．5 飞秒激光细胞融合 159
5．5．1 细胞融合技术简介 159
5．5．2 激光细胞融合技术 160
5．5．3 飞秒激光对细胞的融合 161
第6章 飞秒激光在医学上的应用 164
6．1 激光在医学检测中的应用 165
6．1．1 光学相干断层扫描成像技术 165
6．1．2 光声成像系统医学检测 166
6．2 激光在医学治疗中的应用 167
6．2．1 光遗传学治疗 167
6．2．2 光热治疗法 168
6．2．3 光控纳米载体药物释放 168
6．2．4 激光诱导的组织焊接与再生 169
6．3 飞秒激光在医学治疗中的应用 180
6．3．1 多光子光动力治疗 180
6．3．2 飞秒激光近视矫正手术 184
6．3．3 其他基于飞秒激光的外科手术 188
第7章 飞秒激光生物光子学的发展趋势 192
7．1 飞秒激光生物光子学应用趋势 192
7．2 飞秒激光生物光子学的展望 195
参考文献 197