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实验室光热研究,如何精准测温?

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光热治疗是当前肿瘤治疗的前沿技术之一,利用光热药剂产生高效局部热量,能够在最大限度保护周围组织的同时,精准消融癌细胞。

光热治疗的效果与纳米颗粒在肿瘤部位的积聚量、肿瘤的位置、光照参数及模式密切相关,其中,温度是关键的物理评估指标:

1、需要监测纳米颗粒的温度变化情况;

2、保证纳米颗粒在一定时间内达到规定温度;

3、保证纳米颗粒温度的持续稳定;

4、对比不同浓度材料的温升情况。

传统的接触式测温方式会阻碍激光能量,浸入试剂溶液则可能破坏试剂特性,而红外测温仪(单点测温)只能提供平均温度,导致数据缺乏直观性,分析和评估也十分困难。

红外热成像仪有效解决了这一问题,凭借非接触测温和直观成像的优势,在光热治疗实验研究中展现了显著的应用价值。

典型应用案例:

苏州大学纳米科学技术学院刘庄教授课题组在《Advanced Materials》上发表的关于光热治疗肿瘤的研究论文中,采用了FOTRIC红外热成像仪来精准监控实验温度。

刘庄教授,北京大学学士学位、美国斯坦福大学博士学位,2009年加入苏州大学功能纳米与软物质研究院。

他的团队专注于生物医用材料的研究,基于生物材料技术,探索了多种创新治疗策略,针对肿瘤等重大疾病。至今已发表学术论文300余篇,总引用超过6万次;并荣获2021年“科学探索奖”。

一、本机自动连拍——不同材料测试对比

上图摘自苏州大学纳米科学技术学院刘庄教授课题组在《Advanced Materials》上发表的论文《PEGylated WS2 Nanosheets as a Multifunctional Theranostic Agent for in vivo Dual-Modal CT/Photoacoustic Imaging Guided Photothermal Therapy》。

在拍摄小白鼠快速运动的场景时,通过启用FOTRIC红外热像仪的自动连拍功能,可以快速连续拍摄多张照片,便于对不同材料进行测试和对比,同时避免遗漏关键实验细节。

二、全辐射热像视频——不同浓度材料温升对比

通过激光直接照射小鼠肿瘤部位,并结合FOTRIC热像仪与AnalyzIR软件录制全辐射视频,同时启用时间温度趋势分析功能,可以实时分析靶向材料温度随时间的变化过程。此方法有助于对比不同靶向材料及相同材料在不同浓度下的光热转换效率与光热治疗效果。

配置推荐方案:

方案一:FOTRIC 348L手持式红外热像仪

1、红外分辨率:640*480,拍摄出高清的热成像图或温度视频。

2、测温范围:支持-20℃~120℃,0℃~650℃两种温度段精准测量。

3、热灵敏度:30mk(0.03℃),可以分辨细小的温度差异。

4、特色功能:IREdge™图像细节增强技术,提升细节成像效果;收藏标注功能,便于筛选热像图;全屏温升显示和相间温差计算,实现更科学的诊断分析。

方案二:FOTRIC 600C在线式热成像仪

1、红外分辨率:640×480,提供高达307200个有效测温点;

2、测温范围:-20°C ~ 650°C,测量精度可达±2°C;

3、特色功能:支持录制全辐射热像视频流,实时记录温度变化过程;与AnalyzIR热像分析软件配合使用,可对温度数据进行全面分析,便于实验数据的科学管理。

FOTRIC红外热像仪备受高校和科研机构的高度评价。截至目前,全球超过600所高校和研究所的科研人员,已广泛使用FOTRIC科研系列热像仪进行实验研究和论文撰写。

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