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oe1(光电查) - 科学论文

18 条数据
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  • 纳秒激光脉冲照射下金纳米颗粒中分子分解的动力学研究——以5-溴尿嘧啶为例

    摘要： 激光照射的金纳米颗粒（AuNPs）能有效吸光并加热周围介质，从而在从等离子体催化到癌症光热治疗等领域具有广泛应用。因此，需要深入理解其热学、光学及电子诱导的反应路径。本研究以亲电性DNA碱基类似物5-溴尿嘧啶（BrU）为模型化合物，在不同条件下研究其在强纳秒激光脉冲照射的AuNPs附近的分解过程。通过紫外-可见（UV-Vis）光谱追踪了AuNPs的等离子体响应以及BrU浓度和光产物的变化规律，并分析其与辐照时间的关系。我们建立了动力学模型来确定BrU两条平行分解路径的反应速率，并评估了这些路径对激光能量密度及AuNPs吸附作用的依赖性。此外，分别采用原子力显微镜和有限时域差分计算测定了分解后AuNPs的尺寸及其电场增强效应。研究发现直接光反应影响较小，而AuNPs受热效应显著。但由于辐照后AuNPs尺寸减小，观察到激光能量密度与AuNPs等离子体响应之间存在权衡关系。因此多次激光脉冲照射下，AuNPs的分解可能限制可达到的温度上限。这些发现对于高效设计催化型等离子体系统具有重要参考价值。

    关键词： 金纳米粒子、等离子体催化、5-溴尿嘧啶、激光照射、光热疗法

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过激光照射提高AlGaN/GaN晶体管生物传感器对皮质醇检测的灵敏度

    摘要： 本研究中，采用高电子迁移率晶体管（HEMT）器件作为免疫生物传感器，通过皮质醇单克隆抗体（c-Mab）的特异性结合来测量应激激素皮质醇的浓度。同时，该HEMT传感器通过光照产生光电流以增强灵敏度。光泵浦可辅助生物传感器识别更细微的变化，使检测限（LOD）提升至1.0 pM皮质醇水平——这是基于半导体器件的皮质醇生物传感器实现的最低检测水平，且表面电位灵敏度的提升由激光（532 nm）诱导产生。当施加-3 V栅极电压时，光电流放大的输出电流比暗态原始电流高出约3.39%。由于该器件不仅适用于标准皮质醇溶液，还可用于真实人体唾液样本，有望应用于即时检验（POCT）的体外直接诊断。

    关键词： HEMT、生物传感器、皮质醇、AlGaN/GaN、激光照射

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 一个结合热学与光学行为的优化荧光粉模型及其环形荧光转换器，用于提升激光照明中的热均匀性

    摘要： 由于激光二极管（LD）具有高能量密度，荧光转换器常面临严重的过热问题，如热猝灭、效率显著下降甚至材料碳化失效。本研究通过耦合红光（氮化物）/黄光（YAG）荧光粉的光学特性与不同混合颗粒浓度的导热性能，改进了现有光热模型。理论分析揭示了热敏感浓度区域。为避免热点产生，开发了具有两种不同浓度的环形荧光转换器。结果表明，高浓度中心结构的转换器可在无明显光功率损失的情况下降低最高温度9.4%。此外还提出了进一步改善激光照明热性能的研究建议。

    关键词： 热管理，荧光粉产热，理论模型，激光照射

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于氧化锆陶瓷的地形特征分析：原子力显微镜在不同激光辐照下的案例研究

    摘要： 本研究的目的是评估不同激光照射（包括掺钕钇铝石榴石激光Nd:Y3Al5O12、掺铒钇铝石榴石激光Er:Y3Al5O12和二氧化碳CO2红外激光）对采用复制铣削技术制备的氧化锆基陶瓷样品表面形貌的影响。通过MountainsMap? Premium软件提取三维原子力显微镜（AFM）图像信息（该软件利用分水岭分割算法将表面划分为峰谷区域），分析表面特性。该方法通过检测表面尺寸、曲率、体积、周长、形状、结构等参数，实现了表面形貌特征分析。

    关键词： 原子力显微镜、激光照射、立体分析、分形分析

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 激光照射对光活化药物包封脂质体可逆性及药物释放的影响

    摘要： 尽管已有几项研究证实了光活化脂质体可实现药物重复释放，但每次活化时药物释放的不一致性限制了其广泛应用。本研究报道了一种包裹甲氨蝶呤（MTX，一种常用于癌症和自身免疫疾病的药物）的可逆等离子体材料包被脂质体，通过重复激光照射实现比例可控给药。结果表明，重复激光照射后总药物释放量呈比例增加。我们推测：当脂质体表面的等离子体材料受激光加热导致"熔融"脂质双层后，药物随之释放，而脂质体结构又可逆性重建。为验证该假说，我们通过超微电极单颗粒（脂质体）碰撞实验测量激光照射后的脂质体数密度。碰撞频率数据显示，在1.1W和1.8W功率下持续60秒激光照射后，脂质体数密度仍保持不变，证明其结构具有可逆性。该结果与通过不可逆相变释放药物的纳米金棒包被纳米液滴形成鲜明对比——后者随激光照射时间延长数密度持续下降。正是我们这种脂质体颗粒的结构可逆性，使其能通过激光加热实现药物重复释放。我们还通过在脂质成分中掺入聚合化的10,12-戊二十二碳二炔酸（PCDA）来研究脂质双层升温情况。激光照射后PCDA脂质结构变化导致的紫外-可见光谱红移表明温度升至75°C以上（该温度也超过脂质体主要脂质的链熔融温度）。这些结果共同证实：通过等离子体共振加热引发脂质双层的可逆纳米结构改变，是光活化脂质体释放药物的机制。这类脂质体有望成为剂量可控的重复给药载体。

    关键词： 药物释放、可逆纳米结构改变、光激活脂质体、等离子体材料、激光照射、甲氨蝶呤

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 激光辐照控制TiO2-沸石纳米复合材料尺寸以去除2,4-二氯苯氧乙酸除草剂

    摘要： 本研究采用溶胶-凝胶法合成了TiO2-沸石纳米复合材料。纳米复合材料尺寸的减小被视为提高光催化活性的关键参数。为此，将制备的样品置于四种不同时间间隔的激光照射（532 nm）下，以研究纳米复合材料的尺寸变化。通过FTIR、UV-Vis、XRD、DLS、SEM和EDX分析对产物进行表征并测定其尺寸。选用粒径最优的纳米复合材料样品对水溶液中的2,4-D除草剂进行光降解实验，在紫外光（12 W）和氙灯（200 W）照射下进行光降解。结果表明，激光照射时间对控制纳米复合材料尺寸具有显著影响。光催化剂研究表明，在氙灯照射下2,4-D的去除率高于紫外光照射。此外，最终合成的纳米复合材料比纯沸石和纯锐钛矿TiO2样品对2,4-D的光降解表现出更高的催化活性。通过四个连续循环实验研究了TiO2-沸石纳米复合材料在紫外光照射下去除2,4-D的可重复使用性。

    关键词： 光催化剂、激光照射、沸石、纳米复合材料、二氧化钛、2,4-滴

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 炮铜合金的激光表面硬化处理

    摘要： 采用KrF脉冲准分子激光系统、X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜及维氏硬度测试，研究了不同激光脉冲次数对炮铜合金微观结构、表面形貌及硬度的影响。通过100-500次激光脉冲辐照，分析了炮铜合金表面硬度分布与微观结构的变化。XRD结果显示：经300次激光脉冲处理的样品表现出最大的2θ偏移量、最宽的半高全宽(FWHM)、最高的位错密度及最小的晶粒尺寸。在激光辐照区域三个不同位置测得的硬度表明，所有样品的热影响区均呈现最高硬度值。未处理炮铜合金的初始硬度为180，经300次激光脉冲处理后提升至237，其表面硬度峰值较未处理样品提高32%。未辐照样品的拉曼位移为605 cm?1，经300次激光脉冲处理后移至更高的635 cm?1波数。当激光脉冲次数增至500次时，硬度值出现下降。经400和500次激光脉冲处理的样品表现出较低的硬度与位错缺陷密度，这可能源于辐照引发的退火效应。

    关键词： 硬度、热影响区、激光照射、炮铜

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 热疗建模的时间分数阶方法：激光照射中的温度分析

    摘要： 在本研究中，我们评估了分数阶导数热传导方程（FDHTE）作为经典抛物型热传导方程（PHTE）的替代方案，在部分热疗过程数学建模中的应用。我们获得了两种情况下的FDHTE解析解：一是有限长杆两端存在不同恒定温度（无热源）的一般传热情形；二是包含热源的半无限大介质激光加热情形（该模型被用于热疗中破坏或改变生物组织）。通过解析方法获得这两种解并与PHTE结果进行对比。同时将FDHTE解与双曲型热传导方程（HHTE）结果进行比较——后者虽是PHTE的另一替代方案，但仅适用于材料承受极短时间强热作用的问题。结果表明：当PHTE理论模型低估或高估组织内实际温度时，FDHTE可作为热疗过程的替代方案。与HHTE不同，FDHTE不受特殊问题限制。由此我们为采用FDHTE解析解决相关问题奠定了基础。

    关键词： 时间分数阶方程，分数阶导数方程，热疗，热传导方程，激光照射

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 原生动物草履虫（<i>Paramecium primaurelia</i>）作为测试激光照射的非感知模型：808纳米红外激光二极管对细胞呼吸的影响

    摘要： 光生物调节（PBM）在临床实践中已应用超过40年。遗憾的是，文献中的矛盾观点导致PBM被归类为补充或替代医学疗法。然而，权威研究者过去及持续开展的临床与研究工作已重新确立了PBM作为正规医疗手段的价值，近十年来其临床仪器数量与应用范围呈指数级增长。这一复兴趋势催生了对新型激光医疗技术进行测试的实验模型需求。本研究提出采用原生动物草履虫（Paramecium primaurelia）的伦理模型，通过红外/近红外激光照射测量耗氧量来验证PBM效果。结果显示808nm红外激光二极管（1W；64J/cm2）能显著影响草履虫细胞呼吸（p<0.05），使受照细胞耗氧量提升约40%。研究表明草履虫可作为红外/近红外PBM生物检测的优质工具，兼具活体实验效果优势与体外测试便利性。该检测方法快速、经济且操作简便，为传统活体实验及昂贵的哺乳动物细胞培养提供了替代方案。

    关键词： 激光照射、线粒体、低强度激光疗法、高强度激光疗法、光生物刺激、激光光疗

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 采用大功率激光照射过氧化氢光解进行抗菌化疗治疗牙周炎的口腔黏膜刺激潜力

    摘要： 在本研究中，我们评估了405纳米激光装置（输出功率≥100毫瓦）通过过氧化氢（H2O2）光解进行抗菌化疗对仓鼠口腔黏膜的潜在刺激性。将12只雄性叙利亚仓鼠的24个颊囊分别接受7分钟处理：纯水（PW）、3% H2O2、100毫瓦激光照射PW、100毫瓦激光照射3% H2O2、200毫瓦激光照射PW、200毫瓦激光照射3% H2O2（每组n=4）。照射区域直径设为3毫米，对应计算得出100和200毫瓦激光的光照度（光功率密度）分别约为1400和2800毫瓦/平方厘米。另取6只动物的12个颊囊接受100毫瓦激光照射3% H2O2处理1、3或5分钟（每组n=4）。每种处理以1小时间隔重复三次。末次处理24小时后评估宏观和组织学变化，并检测该处理对牙周病原体的体外杀菌活性。结果显示：当采用100和200毫瓦功率处理≥3分钟时，405纳米激光照射3% H2O2会引起中度至重度口腔黏膜刺激；而100毫瓦处理1分钟仅导致轻度刺激。此外，100毫瓦功率1分钟H2O2光解可使活菌计数下降>4个对数级。这些发现表明：使用100毫瓦405纳米激光装置进行1分钟H2O2光解既能有效杀灭牙周病原体，其口腔黏膜刺激性可能在可接受范围内；但为避免不必要的黏膜刺激，建议采用更低激光功率。

    关键词： 羟基自由基、光解作用、牙周炎、口腔黏膜刺激、激光照射、抗菌化疗、过氧化氢

    更新于2025-09-16 10:30:52