生物光電(Biophotonics)是介在光學(xué)(Photonics)與生物科

1、Biophotonics生物光電(Biophotonics)是介在光學(xué)(Photonics)與生物科學(xué)(Biomedical Science)之間，其中有許多細(xì)目，如：生物影像(Bioimaging)、生物感測(Biosensing)、可見光診斷(Optical diagnostics)、光學(xué)療法(Light based therapies)、 ，由以上的細(xì)目所衍生出來的應(yīng)用更是廣泛。這裡所將介紹的議題是利用雷射本身同調(diào)性(Coherence)、能量較純、較集中的特性，觀察物質(zhì)、粒子晶體、甚至生體所含有的內(nèi)容物，透過分析進(jìn)而判斷出此物質(zhì)所在的狀態(tài)、組成、結(jié)構(gòu) 等等，此觀察對於大部分的物質(zhì)所造成

2、的傷害並不大，也能在短期內(nèi)檢測出結(jié)果，是相當(dāng)重要且便利的觀測方法。雷射 (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)： 單色光(Monochromatic) 高方向性光束，低發(fā)散率(Highly directional beam with low divergence) 高強度(High intensity) CW mode 連續(xù)的電磁波 Pulse mode 與時間相關(guān)的電磁波 脈衝間隔時間：奈秒 Nanosecond (10-9second), 皮秒 picosecond (10-12second), 費秒 femtos

3、econd (10-15second)在此實驗所用的是Pulse laser，好處是可調(diào)整sample頻率又可提高雷射單一Pulse所含有的能量(CW laser能量若過高，長時間實驗?zāi)芰勘晃蔗徂D(zhuǎn)成晶格能、各項內(nèi)能累積在物體內(nèi)到一定程度會造成永久性破壞，Pulse則可控制時間間隔，使物體內(nèi)能得以釋放，較不會造成高功率的長時間累積)基本原理：物質(zhì)本身在量子物理下，若照射到光能量等同於物質(zhì)本身特定能階差，就會吸收光，進(jìn)行以下幾種可能的過程(process)Interactions Between Light and a Molecule藉由分析這些經(jīng)過物質(zhì)吸收再放出來的光，可分析出物質(zhì)所擁有的特性(結(jié)構(gòu)、組成、晶體、狀態(tài))，亦或是利用放出來光的特性分析，反向判斷所含有的物質(zhì)、狀態(tài)(因為特定的組成結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生特定的能階，利用能階的特性進(jìn)行分析及統(tǒng)計即可一定程度反推組成的可能)，再延伸則可藉此得知目前生體狀況、含有哪些特定分子、蛋白質(zhì)，對於觀察或研判一些肉眼所無法進(jìn)行辨識的地方相當(dāng)有用，也不會像化學(xué)方法那樣造成局部的破壞。蛋白質(zhì)合成與組合的過程(與生理各項表徵息息相關(guān))整體流程：先將Pulse laser進(jìn)行分光後，打向樣本(sample)，再進(jìn)入分析儀(detector)進(jìn)行分光分頻率