Biophotonics (Biological and Medical Physics, Biomedical Engineering) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Pavesi, L. (EDT)/ Fauchet, Philippe M. (EDT)

出品人:

页数:358

译者:

出版时间:2008-09-26

价格:USD 189.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9783540767794

丛书系列:

图书标签:

• Biophotonics
• Biomedical Optics
• Biological Physics
• Medical Physics
• Biomedical Engineering
• Photonics
• Laser Biology
• Optical Imaging
• Biotechnology
• Bioengineering

《光子学》（生物与医学物理、生物医学工程）是一本深入探讨生物光子学原理及其在生物医学领域广泛应用的综合性著作。本书汇集了该领域的最新研究成果和前沿技术，为读者提供了一个全面而深刻的视角。 核心内容与结构： 本书的编写旨在为从事生物光子学研究、开发以及相关临床应用的研究人员、工程师和学生提供坚实的理论基础和实践指导。其内容涵盖了从基础的光学原理到复杂的生物成像技术，再到先进的治疗应用，展现了光子学在生命科学和医学中不可或缺的作用。 第一部分：生物光子学的基本原理 光与物质的相互作用： 详细阐述了光与生物组织相互作用的基本物理过程，包括光的吸收、散射、透射和反射。这部分内容深入解析了光在生物介质中的传播特性，为理解后续的成像和治疗技术奠定了基础。例如，探讨了不同波长光与生物分子（如血红蛋白、黑色素）的吸收光谱差异，以及这些差异如何影响光在组织内的穿透深度和成像效果。 光学测量技术： 介绍了多种用于生物医学研究和诊断的光学测量技术，例如分光光度法、荧光光谱法、拉曼光谱法等。这些技术能够揭示生物分子的结构、浓度以及动态变化，为疾病的早期诊断和分子机制研究提供了有力工具。本书将详细介绍这些技术的工作原理、仪器设置以及在具体生物样品分析中的应用案例。 生物组织光学特性： 深入分析了不同生物组织的宏观和微观光学特性，如漫反射、吸收系数、散射系数等。这些参数对于理解光在组织内的传播、设计有效的成像和治疗方案至关重要。本书将提供一系列不同类型生物组织的光学参数测量数据和模型，帮助读者理解组织异质性对光子学应用的影响。 第二部分：生物成像技术 显微成像技术： 涵盖了多种先进的显微成像技术，包括荧光显微镜、共聚焦显微镜、多光子显微镜、超分辨率显微镜等。这些技术能够以前所未有的分辨率和灵敏度观察细胞和亚细胞结构，揭示生命过程的微观细节。本书将详细介绍各种显微镜的工作原理、光学设计、信号采集与处理方法，以及在细胞生物学、神经科学、发育生物学等领域的典型应用。 体外和体内成像技术： 介绍了用于二维和三维成像的技术，包括光学相干断层成像（OCT）、漫反射成像、光声成像、荧光成像等。这些技术能够穿透生物组织，获取深层结构信息，在诊断、监测和治疗过程中发挥重要作用。本书将深入探讨OCT的工作原理、分辨率和穿透深度限制，以及在眼科、皮肤科、心血管疾病诊断中的应用。同时，也将详细介绍光声成像如何结合光和声学原理，实现高分辨率的深层组织成像。 分子成像与功能成像： 探讨了利用荧光探针、量子点等标记技术实现对特定分子或细胞功能的成像，从而实现对疾病发生发展过程的精准监测。这部分内容将聚焦于如何设计和选择合适的荧光染料和成像策略，以实现对细胞信号通路、蛋白表达、细胞凋亡等过程的动态可视化。 第三部分：光动力疗法（PDT）与光热疗法（PTT） 光动力疗法： 详细介绍了光动力疗法（PDT）的原理，包括光敏剂的选择、光激活过程以及产生的细胞毒性效应。本书将深入探讨不同类型光敏剂的光化学性质、靶向性以及在肿瘤治疗中的应用。同时，也会分析PDT的疗效影响因素，如光照剂量、氧气浓度等。 光热疗法： 阐述了利用纳米材料（如金纳米粒子、碳纳米管）或内源性吸收体在光照下产热，从而诱导细胞死亡的原理。本书将重点介绍各种光热转换材料的特性、制备方法以及在肿瘤治疗、抗菌治疗等领域的应用前景。 第四部分：生物光子学在生物医学工程中的应用 疾病诊断与监测： 介绍了生物光子学技术在早期疾病诊断、预后评估和治疗效果监测中的应用，例如利用光谱技术检测癌症生物标志物，利用OCT进行眼底疾病筛查等。本书将提供大量临床案例，展示生物光子学技术如何为医生提供更精确、更及时的诊断信息。 生物传感器与检测： 探讨了如何利用光学原理设计高灵敏度和特异性的生物传感器，用于检测环境污染物、生物毒素以及疾病相关的生物分子。这部分内容将涉及表面等离激元共振（SPR）、光栅耦合等传感技术。 生物医学成像设备开发： 深入分析了生物光子学技术在开发新型医学成像设备中的作用，包括便携式成像系统、微创诊断设备等。本书将提供一些设备设计和优化的案例，帮助读者理解如何将基础研究成果转化为实际的医疗设备。 光学治疗： 除了PDT和PTT，本书还将介绍其他光学治疗方法，如低强度激光治疗（LLLT）及其在创伤修复、疼痛管理等方面的应用。 目标读者： 本书适合所有对生物光子学领域感兴趣的读者，包括但不限于： 生物医学工程专业学生和研究人员： 为他们提供扎实的理论基础和研究思路。 物理学、光学、化学等相关学科的研究人员： 帮助他们了解光子学在生物医学领域的应用潜力。 临床医生和医学研究者： 了解最新的光学诊断和治疗技术，为临床实践提供参考。 光学和仪器设备工程师： 为他们设计和开发生物光子学相关设备提供技术指导。 本书的特点： 内容全面深入： 涵盖了生物光子学从基础理论到前沿应用的各个方面。 结构清晰逻辑性强： 循序渐进，由浅入深，便于读者理解。 理论与实践相结合： 提供了丰富的实验案例和应用实例，强调实际操作性。 前沿性和权威性： 汇集了该领域的最新研究成果和专家观点。 图文并茂： 大量精美的插图和图表，直观地展示复杂概念和技术。 《光子学》（生物与医学物理、生物医学工程）是一本不可多得的参考书，它将引导读者深入探索光在生命世界中的奥秘，并为开发更先进的生物医学技术提供源源不断的灵感和支持。

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我必须承认，我是在朋友的强烈推荐下开始阅读这本《Biophotonics (Biological and Medical Physics, Biomedical Engineering)》的，它给我的阅读体验完全颠覆了我对专业参考书的预期。这本书的写作风格极其注重“逻辑流淌感”，它很少使用生硬的定义堆砌，而是通过层层递进的论证来引导读者自然而然地理解复杂现象。我尤其欣赏它在“生物发光与荧光”章节中对光物理过程的精细描绘，作者用一种近乎诗意的语言描述了激发态的弛豫路径、能量转移机制（如FRET），但这种“诗意”绝不牺牲精确性，所有的描述都建立在确凿的数学模型之上。阅读过程中，我常常停下来，不是因为我没听懂，而是因为我需要时间去欣赏作者是如何将复杂的量子现象转化为清晰的工程参数的。它就像一位技艺高超的导体，指挥着光、分子和组织这三组“乐团”演奏出和谐的篇章。对于那些希望在科研道路上寻求突破的学者而言，这本书提供的不仅是知识点，更是一种看待问题的“光学思维方式”，它鼓励你从光的角度去审视生命，从生命的角度去优化光的设计，这种启发是无法用简单的技术总结来概括的。

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这本书给我的第一印象是其“跨学科的和谐感”。我通常接触的生物物理书籍要么偏重于生物机制描述而忽视了光学的严谨性，要么就是纯粹的光学工程手册，缺乏与活体系统的深度融合。然而，《Biophotonics》成功地在二者之间找到了一个令人信服的平衡点。举个例子，当它讨论到光学相干断层扫描（OCT）技术时，它不仅详尽解释了干涉原理和轴向分辨率的限制，还花了大量篇幅来分析眼底组织（如视网膜）的散射特性如何影响成像深度，以及如何利用频域OCT来提高信噪比。这种将光学信号处理与具体生物组织光学特性紧密结合的叙事方式，让理论的学习过程不再是脱离实际的空中楼阁。此外，书中对“活体成像”伦理和实际操作限制的讨论，也展现了作者对整个领域生态的深刻理解。它让你意识到，一个好的光子学设计，不仅要在实验室里性能优越，更要在活体、动物模型乃至人体中是安全和可行的。这种全局观，对于培养未来的生物医学光子学专家至关重要，它教会我们如何以更负责任、更有效的方式去运用这些强大的工具。

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说实话，我原本以为这会是一本枯燥的纯物理教材，毕竟“生物医学工程”这个标签很容易让人联想到晦涩难懂的公式堆砌。但令我惊喜的是，《Biophotonics》在技术应用和临床转化的叙事上展现出了令人耳目一新的活力。它不仅仅是罗列技术，而是真正将光子学工具放到了解决实际医学难题的场景中进行解构。比如，书中详细讨论了近红外光谱（NIRS）在脑功能监测中的优缺点，没有回避其对血红蛋白氧合状态测量的局限性，反而重点分析了如何通过多波长技术来校正散射效应。这种坦诚和批判性的视角，极大地提升了这本书的实用价值。我个人对分子探针的设计和应用部分最为着迷，作者没有停留在介绍商业化产品，而是深入探讨了如何通过表面等离子体共振（SPR）增强信号，以及新型量子点在活体成像中的生物相容性挑战。整本书的结构组织得极好，从宏观的组织光学到微观的分子相互作用，逻辑链条清晰，读起来感觉像是在跟随一位经验丰富的老教授进行一次顶级的学术漫游，总能适时地给出“下一站”的精彩展望。对于那些希望将光子学知识快速桥接到临床诊断或治疗领域的工程师和医生来说，这本书提供的思维框架是无可替代的。

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我以一个正在撰写博士论文的生物医学工程研究生的身份来评价这本书：《Biophotonics》的参考价值简直是无与伦比的。它最宝贵的地方在于其前沿性和广博性，它就像一个高效的知识聚合器，将过去十年光子学领域最重要的进展进行了系统的梳理和批判性评估。我发现书中关于“光动力疗法（PDT）”和“光声成像（PAT）”的章节尤其出色。在PDT部分，作者没有简单介绍光敏剂的激活，而是深入探讨了单线态氧的生成效率、氧气弥散限制下的时空动力学模型，这为我优化光敏剂递送策略提供了重要的理论指导。而在PAT部分，它对激光超声的能量沉积模型和声场重建算法的讨论，精确到了傅里叶变换域和时域的对比分析，这种细节的深度对于需要进行数值模拟和算法开发的人来说，是黄金般的存在。唯一的“小缺点”（如果能称之为缺点的话）是，由于其内容的广度和深度，它对初学者可能有些许的压力，需要读者具备扎实的数学和基础物理背景才能完全消化其中精髓。但对于进阶研究者而言，这正是它高人一等的地方——它不是在教你基础，而是在为你提供站在巨人肩膀上思考问题的视野。

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这本《Biophotonics (Biological and Medical Physics, Biomedical Engineering)》简直是为我这种对光与生命交汇领域充满好奇的深度探索者量身定做的百科全书。我花了整整一周的时间沉浸其中，感受最深刻的是它对基础物理原理如何巧妙地迁移到生物医学应用中的那种严谨而又富有洞察力的论述。书中对于光的散射、吸收、荧光寿命成像等核心概念的阐释，绝非浅尝辄止的教科书式描述，而是深入到了背后的量子力学基础和统计热力学过程。特别是关于高分辨率成像技术那几章，作者细致地剖析了斯托克斯极限的突破，以及超分辨显微镜（如STED和PALM/STORM）的工程实现细节，让我这个有一定物理背景的读者也大呼过瘾。我尤其欣赏它在概念衔接上的流畅性，比如从简单的朗伯-比尔定律如何逐步演化为复杂的组织光学模型，每一步的推导都清晰可见，辅以大量精妙的图示，让那些原本抽象的数学公式一下子变得“可见”起来。对于任何想要扎根于生物光子学前沿，而非仅仅停留在应用层面的研究人员来说，这本书无疑是搭建坚实理论框架的基石，它教会你的不仅是“如何做实验”，更是“为什么这样有效”。读完后，我对如何设计更高效的光学探针，以及如何从光信号中反演出更精确的细胞动力学参数，都有了全新的、更底层的理解。它远超出了我预期的学术深度。

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