JIOHS 2024综述文章

1.Review of polarization-based technology for biomedical applications

偏振技术在生物医学应用中的研究综述

摘要：

偏振测量学作为生物医学领域中一种强大的光学工具，相较于传统光强测量技术，能够为样本的亚波长微观物理结构提供更全面的信息。本综述系统总结了偏振技术的概念方法及其在生物医学领域的应用。具体而言，我们首先简述了偏振光基本原理与米勒矩阵分解方法，随后梳理了近年来偏振测量技术的研究进展，最后通过生物组织与细胞的相关研究案例，阐明了偏振光学方法的应用价值。

引用：

Caizhong Guan, Nan Zeng, and Honghui He. Review of polarization-based technology for biomedical applications.Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 18, No. 02, 2430002 (2025)

文章链接：

https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545824300027

2.Overview of novel nanobiosensors for electrochemical and optical diagnosis of leukemia: Challenge and opportunity

新型纳米生物传感器用于白血病电化学与光学诊断的挑战与机遇综述

摘要：

白血病是全球致死率最高的十类癌症之一。相较于其他癌症类型，白血病患者预期寿命较短，因此早期诊断尤为关键。当前已发展出通过构建血癌生物传感器来识别各类白血病标志物的新策略，特别是通过开发纳米材料的应用以提升生物传感器性能。尽管已有多种生物传感器问世，但相较于其他癌症检测传感器，利用纳米材料结合电化学与光学方法检测白血病的研究仍相对不足，而采用声学与量热检测方法结合纳米材料进行白血病检测的研究至今尚未开展。在现有研究中，多数文献报道采用金纳米颗粒与电化学表征方法，以传统癌细胞为研究对象进行白血病检测。为实现临床推广应用，未来研究需突破以下方向：采用大量患者血液样本作为检测对象、开发非侵入性白血病检测技术、构建能特异性检测所有血癌类型的多功能生物传感器。这将有助于实现快速精准诊断，从而基于特定生物标志物对各类白血病开展早期治疗与便捷的定期病情监测，并通过物联网技术实现实时监控与可控化设计。

引用：

Ulya Farahdina, Tahta Amrillah, Mashuri Mashuri, Vannajan Sanghiran Lee, Agus Rubiyanto, and Nasori Nasori. Overview of novel nanobiosensors for electrochemical and optical diagnosis of leukemia: Challenge and opportunity.Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 17, No. 04, 2430003 (2024)

文章链接：

https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545824300039

3.Spatial sensitivity to absorption changes for various near-infrared spectroscopy methods: A compendium review

近红外光谱技术对吸收变化空间敏感性的综合评述

摘要：

本文聚焦光扩散介质中对局部吸收变化敏感度的空间分布问题，重点分析与近红外光谱测量相关的技术方法。在连续波、频域和时域这三种时间维度下，各自可获得不同类型的光学数据，这些数据的变化可能与吸收系数的有效均匀变化相关。敏感度反映了局部扰动与重建的有效均匀吸收变化之间的关系，因此可为三种时间维度下的大量光学数据类型生成表征扰动位置的空间敏感度图谱。本综述首先梳理了过去三十年间光扩散介质中敏感度研究的发展历程。相关研究涵盖实验与理论领域，呈现了针对不同近红外光谱方法、维度及数据类型的一维、二维和三维敏感度图谱。在此基础上，我们按时间维度和数据类型分类整理了敏感度图谱汇编，为在同一文献中比较不同测量方法与参数的的空间敏感度提供了重要工具。附录A详细提供了生成这些图谱的方法及对应代码。本历史综述与综合敏感度图谱汇编为研究人员提供了可视化、探究、比较及生成局部吸收变化敏感度图谱的集成参考资料。

引用：

Giles Blaney, Angelo Sassaroli, and Sergio Fantini.Spatial sensitivity to absorption changes for various near-infrared spectroscopy methods: A compendium review.Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 17, No. 04, 2430001 (2024)

文章链接：

https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545824300015

4.NIR-II fluorescence imaging in liver tumor surgery: A narrative review

近红外二区荧光成像在肝脏肿瘤手术中的研究评述

摘要：

肝脏肿瘤手术中，肿瘤边缘的辨识与微小癌灶的根治性切除始终是降低术后复发的关键。然而，肉眼观察与触诊在识别肿瘤边界方面效果有限，传统影像技术亦难以实现术中实时持续定位。近红外荧光成像作为术中实时导航成像手段，以其操作简便、安全可靠和灵敏度高等优势受到广泛研究，有望提升肝脏肿瘤手术的精准性。近年来，近红外荧光的研究焦点已逐渐从第一近红外窗口转向第二近红外窗口。NIR-II区荧光成像能显著降低深层组织的散射效应，在提升检测深度与空间分辨率的同时，可有效消除肝脏自发荧光背景，从而清晰显示肿瘤边缘。通过开发与肿瘤抗体结合的荧光探针，将进一步增强荧光引导手术导航的精准度。随着众多兼具光疗能力的荧光探针的发展，NIR-II技术有望整合肿瘤检测与治疗功能，为肝癌探索新型治疗策略。

引用：

Zihao Liu, Lifeng Yan, Qingsong Hu, and Dalong Yin. NIR-II fluorescence imaging in liver tumor surgery: A narrative review.Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 17, No. 01, 2330010 (2024)

文章链接：

https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545823300100

5.Exhaustive review of acceleration strategies for Monte Carlo simulations in photon transit

光子传输蒙特卡洛模拟加速策略系统综述

摘要：

蒙特卡洛模拟技术已成为生物组织内光子运动模拟领域的核心研究方法与关键探索纽带。通过对具有明确光学特性的组织原型进行随机抽样，蒙特卡洛模拟在理论上能够以无与伦比的精度呈现极其复杂的物理现象。然而，该方法的本质挑战在于其冗长的计算耗时，这严重制约了模拟精度的提升。因此，本文聚焦于探索加速蒙特卡洛模拟的策略创新与技术进展，深入剖析各类加速策略的基础原理，综合评估其速度提升效果、精度保持能力与实际应用可行性，并对现有加速方法进行系统性梳理与批判性评述。最后，本文展望了蒙特卡洛技术在组织光学领域未来发展的潜在路径。

引用：

Louzhe Xu, Zijie Zhu, and Ting Li.Exhaustive review of acceleration strategies for Monte Carlo simulations in photon transit.Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 17, No. 05, 2430004 (2024)

文章链接：

https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545824300040

6.The second near-infrared (NIR-II) window excitable/emissive organic/polymeric fluorescent molecules for bioimaging application

用于生物成像的近红外二区可激发/发射型有机/聚合物荧光分子综述

摘要：

近十年来，第二近红外窗口荧光成像技术因其显著优势受到广泛关注。相较于传统近红外一区窗口激发，采用近红外二区窗口激发的荧光成像技术，凭借其抑制光子散射与降低自发荧光的特性，能够实现更深的组织穿透深度与更清晰的成像效果。本文系统综述了近年来发展的近红外二区窗口可激发/发射型有机/聚合物荧光探针，重点评述了这类探针的化学结构、光物理特性等关键性质，并着重介绍了近红外二区激发在无创活体荧光成像中的最新进展。相关理想成像结果凸显了此类荧光分子近红外二区激发特性在实现深层组织穿透与高分辨率成像方面的重要价值。最后，本文探讨了近红外二区可激发/发射型有机/聚合物荧光探针面临的挑战与未来前景，期望本综述能为研究者提供创新思路，推动新型近红外二区激发荧光探针的开发及其在生物成像领域的发展。

引用：

Guannan Liu, Chenguang Wang, and Geyu Lu.The second near-infrared (NIR-II) window excitable/emissive organic/polymeric fluorescent molecules for bioimaging application.Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 18, No. 03, 2530002 (2025)

文章链接：

https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545825300022

7.Advances in Fluorescent Nanoprobes for Live-Cell Super-Resolution Imaging

荧光纳米探针在活细胞超分辨成像中的研究进展

摘要：

超分辨显微技术的快速发展使得以纳米级空间分辨率观察活细胞内的亚细胞结构及动态行为成为可能，极大推动了生命科学领域的进步。随着硬件技术的持续演进，具备更优性能的新型荧光探针正变得日益重要。近年来，荧光纳米探针以其高亮度和优异的光稳定性，已成为生物成像领域极具前景的荧光探针。本文聚焦荧光纳米探针作为活细胞超分辨成像探针的发展与应用，概述了不同超分辨成像方法的原理，探讨了荧光纳米探针在这些方法中的性能要求，并综述了其在活细胞超分辨成像中的最新应用，最后分析了该领域面临的挑战与未来展望。

引用：

Peng Xu, Zexuan Dong, Simei Zhong, Yu-Hui Zhang, and Wei Shen. Advances in Fluorescent Nanoprobes for Live-Cell Super-Resolution Imaging.Journal of Innovative Optical Health Sciences Vol. 18, No. 03, 2530001 (2025)

文章链接：

https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545825300010

8.Recent advances in near-infrared photobiomodulation for the intervention of acquired brain injury

近红外光生物调节干预获得性脑损伤的最新研究进展

摘要：

获得性脑损伤是影响大脑结构与功能的损伤类型，传统治疗策略（包括药物治疗与康复治疗）虽能改善其导致的认知、情绪及肢体活动障碍，但存在局限性。近年来，近红外光生物调节作为一种新兴物理干预手段，展现出对获得性脑损伤的治疗潜力。研究表明，低强度光疗可调节细胞代谢过程、减轻脑损伤微环境的炎症与活性氧水平，并促进神经修复与再生。尽管临床转化尚处初期阶段，但基于获得性脑损伤模型的临床前研究已揭示光生物调节在促进脑损伤恢复方面的潜力。本综述首先探讨了近红外光生物调节可能的物理与生物学机制，继而阐述了其干预获得性脑损伤的病理生理学基础，论证了该技术作为获得性脑损伤治疗干预手段的可行性，并展望了推动其临床应用的研究方向。

引用：

Yujing Huang, Yujing Zhang, Chen Yang, Mengze Xu, and Zhen Yuan.Recent advances in near-infrared photobiomodulation for the intervention of acquired brain injury.Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 18, No. 01, 2430005 (2025)

文章链接：

https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545824300052

9.Super-resolution microscopy: Shedding new light on blood cell imaging

超分辨显微技术：为血细胞成像开启新视界

摘要：

血细胞作为机体的核心组成部分，由红细胞、血小板和白细胞构成。在纳米尺度下观察血细胞内的亚细胞结构与蛋白质分布，能为评估个体健康状况、实现精准疾病诊断及制定高效治疗策略提供重要依据。超分辨显微技术作为新兴的血细胞研究工具，相较于传统方法在观测亚细胞结构与蛋白质方面展现出显著优势。本文重点阐述了各类超分辨显微技术的基本原理及其在正常与病理状态下血细胞研究中的应用，同时探讨了该技术在血细胞分析领域的未来发展方向。

引用：

Huan Deng, Yan Ma, and Yu-Hui Zhang. Super-resolution microscopy: Shedding new light on blood cell imaging.Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 18, No. 01, 2430006 (2025)

文章链接：

https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545824300064

10.Single-cell manipulation by two-dimensional micropatterning

二维微图案化技术介导的单细胞操控研究

摘要：

细胞对其几何与机械微环境具有高度敏感性，这些微环境直接影响细胞形态、细胞骨架与细胞器结构，以及细胞核形态与基因表达。新兴的二维微图案化技术为单细胞水平研究提供了强大工具，能够构建可控且有序的微环境，实现定性分析、细胞标准化及体内环境模拟。本文概述了光刻微图案化与软光刻微图案化这两种最常用技术的基本原理与特性，并系统总结了微图案化技术在调控细胞骨架、细胞迁移、细胞核与基因表达以及细胞间通讯等方面的应用。

引用：

Xuehe Ma, Haimei Zhang, Shiyu Deng, Qiushuo Sun, Qingsong Hu, Yuhang Pan, Fen Hu, Imshik Lee, Fulin Xing, and Leiting Pan. Single-cell manipulation by two-dimensional micropatterning.Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 17, No. 01, 2330011 (2024)

文章链接：

https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545823300112

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