光谱技术应用于生物组织的特性研究是生物医学光子学的一个热点课题,通过分析光诱导产生的光谱及其特性,研究生物大分子的结构或诊断生物组织病变,其目的是借助内源或外源性的荧光分析辅助阐明溶液状态下生物大分子的构象。本文探索研究了人体典型血样的光谱特征,对正常人体血清、高血糖血清及高甘油三脂血清的光谱学特性进行了实验研究和理论分析。主要研究成果如下:1.系统研究了温度、浓度、波长对血清荧光光谱的影响,从实验角度探讨了血清荧光强度随温度的变化规律;由于激发荧光、浓度淬灭和吸收作用的共同效果,导致血清的荧光光谱强度随血清浓度变化;血清的荧光光谱线型及峰值位置与激发光波长无关,荧光峰强度与激发光波长紧密相关,光谱有两个较强的发射区,中心波长在330nm和452nm处。此研究对光诱导荧光光谱诊断技术中血清样品温度、血清浓度、激发光波长的选择具有一定参考价值。从理论上给出了血清微弱发光的微观模型,探讨了发光强度随血清中血糖和甘油三脂浓度变化的规律。分析了正常血清和异常血清吸收光谱之间的差异,利用血清的吸光度来判断血清中甘油三脂是否异常。2.探索研究了不同浓度血清同步荧光光谱的变化规律和不同生化指标血清同步荧光光谱的特点。同波长差不同生化指标的血清,同步荧光出现了不同于正常血清的光谱特征,光谱的形状也不同。不同波长差血清同步荧光谱线的形状、精细结构不同,能很好地区分血清样品是正常还是发生了病变,为进一步的临床诊断研究提供了参考依据。3.探索研究了正常和异常血清的散射光谱和同一生化指标不同浓度血清散射光谱的规律。正常血清散射光谱与高血脂和高血糖血清散射光谱特征峰差异明显,峰值强度随血脂、血糖浓度增大而增大。峰值强度I446/I464和I615/I628比值随血糖浓度增加近似线性变化,高血脂血清散射光谱无此现象,可凭此区分高血糖和高血脂血清。4.研究了正常和异常血清荧光偏振光谱偏振度,进一步探索了偏振度随血清中血糖和甘油三脂浓度的变化规律,分析了不同荧光区域,血清中各荧光团之间能量转换机制及偏振度的变化现象。5.提出了基于分形理论的光谱分形特征分析方法,应用分形理论计算光谱曲线的分形维数,利用分形维数的差模识别不同血清光谱,为分形理论在光谱识别上应用作了初步探索。本文研究结果对研究光与血液相互作用的机理,借助血液的内源或外源性的发光特性进行临床诊断和治疗,以及研究血液中生物大分子的构象特点及变化规律提供理论和实验依据。