南京市外国语学校仙林分部 江苏省南京市 210046
【摘 要】随着社会的发展，时代的进步，我国的经济和科技技术水平显著发展，与此同时人们对自身健康状态越来越重视。光在我们生活中无处不在，与我们的生活密不可分，是大自然的力量之源。光中的偏振光更是在生活、科学等各个方面用途甚广，尤其在生物医学方面应用很多。偏振光对人体具有光电作用、光热作用、光磁作用、光化学作用、光免疫作用及光酶作用等，照射人体后可产生相应的光点反映、光累积效应等，以达到治疗相应的病症及消除疼痛的目的。偏振反射光谱可以通过仪器直观的将人体的细胞以及组织的化学成分表达出来，快捷方便、价格低廉。
【关键词】偏振反射光谱；生物医学；人体细胞
正文
1.偏振反射光谱
1.1偏振反射光谱
偏振反射光谱是近年来生物医学光子学中发展迅速的一种新型诊断组织信息技术，能对生物组织微观结构组成进行快捷准确的探测，特点：强偏振敏感、非侵入、低成本、快速。
光的干涉和衍射现象不能分辨光波是横波还是纵波，因为这两种波都能产生干涉现象。
光的偏振现象则清楚地显示了光的横波性。波的振动方向相对于传播方向的不对称性，叫偏振。光的偏振现象并不罕见．除了从光源（如太阳、电灯等）直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光．自然光射到两种介质的界面上，如果光入射的方向合适，使反射光与折射光之间的夹角恰好是90°，这时，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直。
光的偏振也是肯定光是电磁波的根据。物质通过电致激发、热致激发或光致激发等过程获取能量，变成为激发态的原子或分子，激发态的原子或分子是极不稳定的，它们可能以不同形式释放出能量从激发态跃迁至基态或低能态，如果这种跃迁是以辐射形式释放多余的能量就产生发射光谱。通过测量物质发射光谱的波长和强度来进行定性、定量分析的方法叫做发射光谱法。当物质所吸收的电磁辐射能与该物质的原子核、原子或分子的两个能级间跃迁所需的能量能满足△E=hv 的关系时，将产生吸收光谱，通过测量物质对辐射吸收的波长和强度进行分析的方法叫做吸收光谱法。在一般情况下，反射光和折射光都是部分偏振光。
1.2生物医学光子学
生物医学光子学可以分为生物光子学和医学光子学两个部分，分属生物学和医学领域，但二者存在相互交叠的范围，并无严格的分界。也可以根据应用目的的不同，将生物医学光子学划分位光子诊断医学技术和光子治疗医学技术两个领域。前者以光子作位信息的载体，后者是以光子作为能量的载体。
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由于激光具有单色性好、高亮度，高密度、辐射方向性强的特点，无论光诊断还是光治疗技术，多以激光为光源。随着激光器的不断发展，光子技术在生物医学领域的应用也层出不穷。
2.偏振反射光谱在生物医学光子学中的应用
2.1在医学上的诊断应用
随着社会的发展，我国的经济水平不断提高，我国在饮食习惯越来越不好，间接导致国人在饮食方面没有规律，更没有对口腔有一个较好的保护措施，就会十分容易的导致人们得各种各样的口腔疾病。在这些疾病中，最为严重就是口腔癌，口腔癌是发生在口腔的恶性肿瘤的总称，其中大部分属于鳞状上皮细胞癌，也就是所谓的黏膜发生了突变。在临床实践中，口腔癌一般都包括牙龈癌、舌癌以及发生于颜面部皮肤黏膜的癌症等，口腔癌也是头颈部较常见的恶性肿瘤之一。在传统的治疗方法，大多数都会酌情选择手术切除、放射、化学及中药治疗，但是这些方法往往都会对病人造成生理以及心理上的伤害。现在利用线偏振反射光谱就可以在发病的前期对口腔内的上皮层细胞或组织进行检测，分析它的散射光信息，从而对反应出的细胞核大小改变以及组成成分进行研究分析，最后就可以根据病变组织与正常组织的差异，分辨出正常上皮组织以及癌变组织。
2.2利用剩余线偏振度作为参数诊断皮肤病
理论与实验研究表明，组织介质的强光散射特点对测量其特征光参数有很大的影响，尤其在后向散射的剩余偏振度上，这就使得用非单色性及准单色性线偏振光来探测生物组织形态与功能，利用线偏振光谱获取组织表面光学图像，漫反射光谱技术来获取组织光学特性等方法倍受关注。这些技术均可被定义为偏振漫反射光谱图像测定法，利用类似的方法对不同的可视化生物组织的病理进行临床诊断，已经得到了多次论证。用偏振光探测获取生物组织介质的特征时，首先要测量组织后向散射光平行和垂直方向上的光谱组成，然后分析介质的载色体组成以及测量偏振光辐射介质的深度。
2.3外加光敏物质诊断?
根据荧光物质与肿瘤组织有很好的亲和力这一特点，可让患者静脉注射或口服光敏剂后（48～72小时），再接受光照，记录荧光光谱特性曲线，可以确定肿瘤位置。这种方法由于受到其他组织荧光和自体荧光的干扰，容易引起误诊，且需要寻求更有效且无毒副作用的光敏剂。在现阶段，新型光敏剂的发展是通过荧光对早期肿瘤检测方法的最有前途的改进。??
经研究表明靛青绿衍生物比未改变的靛青绿更能提高药物代谢动力并获得更高的收效。为了对新型光敏剂进行体内检测，西门子医药公司研制了一台近红外成像器，它由一个740nm的二极管激光器（2w）和一个冷却CCD照相机组成。动物试验中，完整老鼠身体的近红外荧光可被成像，不同的滤光器设置允许使用不同的荧光基团。我们可以清楚的看到肿瘤的位置。
3、总结
近年来科学家对物体的偏振特性做了大量的研究工作，从而获得物质偏振特性的规律。这些必要的理论依据和原始资料被用在了生物组织、生物医学、光子医学等方面。利用偏振光谱的高敏感、非侵入等特性能从根本上研究生物组织的形态和功能，并取得新的研究成果。在今后诊断早期白内障晶状体和糖尿病患者组织中的血糖浓度的研究中都有着重要的发展前景。
参考文献：
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[3]偏振光成像技术用于肿瘤病变检测的研究进展[J]. 何宏辉，曾楠，廖然，马辉.生物化学与生物物理进展.?2015（05）
论文作者:龚然
论文发表刊物:《中国医学人文》(学术版)2018年6月下第12期
论文发表时间:2018/11/27
标签：偏振论文; 光谱论文; 光子论文; 组织论文; 偏振光论文; 反射论文; 生物医学论文; 《中国医学人文》(学术版)2018年6月下第12期论文;