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激光技术与生命科学的研究的关系是怎样的?

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激光技术与生命科学的研究的关系是怎样的?

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    2016-08-11 17:50:55
  •   激光技术已经广泛应用于生命科学的各个领域,包括细胞学、分子生物 学、光合作用、遗传学、生物化学、生物物理学等,从而把光和生命科学的 联系推进到一个新阶段。
    激光的单色性好,为揭示各种物质对波长的选择性提供了机会,这特别 有利于提供有关活体细胞的信息。
      例如,用Q开关红宝石激光器输出的 694。 3纳米激光照射组织培养中的无色素细胞,不会产生任何细胞形态的变 化,但若用其倍频输出的347。 15纳米紫外激光照射,则会立即引起这种细胞 的损伤和破坏。这说明激光对生物的作用具有波长选择性。据此,科学家可 以经过一系列实验,找出能刺激动植物生长并产生有益生物效应的最佳波长, 用它照射种子,培育优良品种。
       激光的方向性好,能近乎理想地准直和聚焦成很小的光斑,具有很高的 空间分辨能力,因而可以实现激光微束照射,对细胞或细胞内特定部位进行 照射和研究。目前已对细胞内的核仁、染色体、中心粒等进行了研究。 激光的窄脉冲宽度为研究生物体内的快速和超快速反应提供了可能。
      目 前,纳秒、皮秒、飞秒的激光器都已出现,用它们可以研究神经细胞如何传 递信息,显示出神经引导蛋白质的微观细节。 激光的上述优点为揭示生命的奥秘提供了可能性。目前,利用激光特点 已建立起激光微束技术、激光微探针、激光显微、激光多普勒测速、激光拉 曼光谱分析、荧光漂白恢复和激光全息照相等,它们都已成为研究生命科学 的重要手段。
      在遗传学和遗传工程方面,激光微束技术可以破坏特定细胞的 结构,以评定它们在细胞生理上的作用。1984年日本首次用此技术对细胞打 孔,再把外源DNA导人细胞,使遗传学研究提高到新的水平。激光微探针 是一种适合于在固态生物物质微区中和单细胞中进行元素分析的有效手段。
       激光显微术可用来研究细胞的合成、分裂、遗传等生命活动以及细胞的各个 部分在功能上相互制约的关系,从而研究肿瘤的发生、发展和治疗方法。激 光拉曼光谱在分析生物大分子结构及反应作用上至关重要。它能灵敏反映出 生物样品的成分、性质,还能提供有关生物样品的形态及其动力学信息。
      全 息照相术能给出细微物体上的位相和振幅的信息,可以拍摄在特定体积内无 法预测的具有可变速率和可变方向的运动物体,这就为估计动态细胞现象提 供了潜在的可能性。 总之,作为现代高科技的带头学科一生命科学,其发展必须与激光技 术相结合。

    朱***

    2016-08-11 17:50:55

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