时间：2022-05-14 17:06:53
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1.1SERS闪烁和摆动
有文献报道在单颗粒和纳米聚集体上发现了不连续表面增强拉曼散射现象。典型的闪烁时间间隔从毫秒到秒不等。最近的研究发现SERS闪烁包括了热激活和光诱导两个部分。许多证据显示这种SERS信号的波动是由于热激活分子在颗粒表面的扩散而产生的。利用波长分辨光谱进而发现信号波动来自增强拉曼散射，而不是光致发光或者瑞利散射。测量的信号强度包含了拉曼和背景信号在557–663nm的波段的总和。另一个重要的特征是SERS光谱包含了很强的背景信号。这种背景信号并不是R6G的荧光而是SERS的连续发射信号。在SERS闪烁的“Off”阶段，光数量很少，这说明SERS信号和背景信号是成正相关的，而且是同时波动的。Michaels等发现SERS强度和背景信号随时间成高度相关。大量的数据统计发现在0.1mW激光激发下，SERS闪烁的On-time大约是80ms。另一个有趣的发现是SERS光谱摆动现象，就是SERS信号会突然改变他们的频率。这种现象首先由Nie和Emory报道。他们发现拉曼信号的频率变化可以有10cm-1的改变。SERS光谱波动的另一个来源是含碳基团和其他光解化合物。实验过程中需要把单分子SERS信号与污染分子的信号区分开来。有研究发现环境中的氧气在SERS闪烁中扮演了重要的角色。在含氧环境中SERS闪烁的频率很快，波动的幅度更大。其它的理论和实验则认为SERS闪烁来自于颗粒本身而不是吸附分子的扩散，因为在无吸附物的条件下如银粉和气相沉积银膜，同样观察到了闪烁现象。
1.2SERS活性位点
一个关键问题是关于颗粒表面的活性位点的结构和性质。之前的研究发现SERS活性位点很可能是吸附原子、原子簇和颗粒尖端。这些位置可以通过共振电荷转移和类似共振拉曼增强方式进行化学增强。换句话说，吸附分子和活性位点之间的耦合可以产生新的金属配体或者配体金属之间的电荷转移，这种状态可以用可见光激发。Hildebrandt等认为SERS活性位点是高亲和性结合位点。为了进一步研究这些SERS活性位点，Doering等使用了一种整合流动注射和光谱装置来研究吸附分子被其他分子置换现象。在加入卤化物之前，SERS光谱经常包含很宽的背景和柠檬酸根的微弱信号，但是没有R6G的信号。在加入卤化物之后，他们发现R6G的SERS光谱很快替换了柠檬酸根的光谱，R6G的信号在10-30min中不断增加。这种置换行为是连续的，最终SERS光谱被一种或吸附在活性位点的少量分子信号主导。这些结果也进一步说明，这些SERS活性位点最开始是没有活性的或者被柠檬酸根离子所占据。卤离子在颗粒表面的吸附可以帮助R6G在颗粒表面的吸附，并且阻碍柠檬酸根离子在活性位点的吸附。
1.3化学激活和失活
研究SERS机制时面临的一个重要困难是将化学增强因素从电磁效应中分离出来。为了解决这一问题，Doering等使用了整合流动注射和超灵敏光学成像系统直接研究化学增强。他们的实验系统中胶体银颗粒被固定在微流动装置的玻璃表面，在固定颗粒表面加入化学试剂就可以实时观察到单颗粒SERS信号。这种单颗粒原位表面等离子体散射研究发现在经过化学处理后，单颗粒的电磁性质并未改变。因此观察到的SERS光谱变化应该主要来自于化学增强。他们的实验数据表明3种卤粒子(Cl、Br和I)有显著的SERS激活效应，而其他离子，如柠檬酸根、硫酸根和氟化物则对单颗粒SERS信号几乎无影响。然而，他们发现硫代硫酸根离子则会使SERS信号完全消失。在对颗粒处理卤粒子和硫代硫酸根处理25min后，未产生任何表面等离子体散射的变化。因为表面等离子体散射可以用于测量单个和多个颗粒的电磁场性质，因而他们认为这种观察到的激活/失活效应主要来自于颗粒表面的原子尺度的改变，而不是大尺度的颗粒电磁场性质改变。进一步的波长分辨实验表明，单颗粒等离子体散射可以引起散射光谱小的改变，但是这种小的位移不太可能引起电磁增强发生大的变化。事实上，之前的研究显示表面等离子体光谱通常很宽，而单分子SERS与表面等离子体散射并不直接相关。
1.4单颗粒和多颗粒的SERS比较
为了比较单个颗粒和小聚集体之间的SERS活性，Khan等核实了SERS活性位点是否跟表面缺陷或者颗粒间隙有相关性。不过结果显示，高SERS活性跟表面性质没有显著相关性。另外，他们也发现有些固定的单颗粒与Dimers和Trimers的平均SERS强度相似，但这些信号强度比那些大聚集体的信号低3-4倍。但是单颗粒的SERS信号重复性更好，而且具有更窄的光闪烁时间间隔。尽管理论预测单个纳米颗粒周围的电磁场强度没有两个颗粒之间的Nano-gap的强，但每个颗粒可以吸附大量的分子。当单个颗粒表面吸附了单层拉曼分子时，其SERS信号就达到最大值。当分子定位在两个靠近的纳米金纳米缝隙中时，可以使SERS信号得到极大增强。然而，事实上，很难制造出这种Dimer或Trimer，可以让分析物非常精确地定位在Nano-gap里。并且，金属纳米颗粒是被周围的电子云包围，他们可以通过静电排斥阻止其他颗粒靠近。这种静电排斥可以被强电解质减弱，但这样经常会引起不可控的颗粒聚集和沉淀。一个可行的办法是加入高分子或表面活性剂提供空间位阻，因而阻止纳米金的直接接触。Chen等制备了Au@Ag的Dimer和Trimer结构，他们发现dimer的SERS效果是单颗粒的16倍，而trimer是单颗粒的87倍。Lee近一步研究了Dimer之间的距离跟SERS效应的关系，发现当Dimer之间的gap达到1nm以下时，增强因子可以达到1013。
2表面增强拉曼探针的制备
纳米技术的发展给SERS技术的发展带来了新的活力。第一代SERS探针是由Porter等制备，他们使用拉曼分子和定位配体在金属纳米颗粒上共吸附的方式。然而，这种方式的一个很大局限性就是这些纳米探针由于没有跟外界的环境隔绝，容易发生光谱变化和胶体聚集。为了解决这个问题，许多实验室使用了各种各样的包裹策略。聚二乙烯基包裹的SERS探针可以很好的保护探针，但对于生物偶联需要二次修饰，并且这种微米级的尺寸不太适合做细胞内的分子检测。二氧化硅修饰的探针是在纳米级的，也适合生物分子共组装。这种核-壳结构的SERS探针包含了3种关键组分：金属核心用于光学增强，报告分子用于光谱分析，二氧化硅壳用于保护和生物偶联。这种设计成为SERS探针生物分析应用的基础模式，并可免受外界环境的干扰。完整的二氧化硅包裹可以增强SERS探针在高电解质下的稳定性。但是一个缺点就是这种二氧化硅包裹的颗粒容易非特异吸附蛋白和细胞表面。二氧化硅包裹技术需要拉曼分子带有巯基或者异硫氰酸酯用于表面吸附。Qian等设计了一种新的SERS探针可以解决以上面临的问题。PEG修饰的SERS探针由3个组分组成：60nm的柠檬酸保护的纳米金，拉曼分子和PEG-SH(5000MW)（图5）。UV-Vis吸收，TEM，DSL测量显示在纳米金溶液中加入MGITC后没有明显的聚集。加入少量的MGITC没有改变纳米金在533nm的等离子体共振峰，但假如SH-PEG后有1nm的红移。PEG-SH保护的纳米金颗粒具有很小的非特异性吸附和可忽略的细胞毒性。另外，使用不同修饰的PEG可以偶联多种生物配体分子。PEG-SH修饰纳米金颗粒可以使用非巯基拉曼分子结合在纳米金上，同时却可以阻止溶液里的其他分子接近纳米金表面。与二氧化硅包裹不同的是。PEG-SH包裹并不会将吸附的非巯基拉曼分子置换掉。根据对多种拉曼分子如CrystalViolet、NileBlue、BasicFuchsin和CrysylViolet关于Perchlorate的研究显示，这些非巯基的染料跟PEG-SH可以很好的兼容。事实上，使用CrystalViolet的SERS探针可以稳定超过11个月。研究中使用的染料都是带正电荷的，并包含多个π键。这说明很多种类的有机分子可以作为拉曼分子用于PEG-SH包裹的SERS探针。为了将SERS探针用于多元检测和成像，需要筛选出不同的拉曼分子，由于拉曼分子拉曼峰有时会重叠，对多元检测造成困难。Wang合成了一种有机物-纳米金-量子点的复合纳米SERS探针，这种探针可以进行SERS和荧光的双重生物标记，进而可以用于生物标记物的生物条形码分析，增强了多元检测能力。
3表面增强拉曼在生物分析中的应用
在过去的十几年中，研究者在SERS用于超灵敏检测生物分子方面投入了极大的兴趣，如血红蛋白、葡萄糖、肿瘤基因、病原体、生物毒素和病毒检测。SERS是一种近场探针，对周围的环境很敏感。几个研究小组的成果表明如果在金属纳米颗粒或者核壳结构的颗粒表面修饰上pH敏感的SERS探针分子，SERS可以作为一种pH纳米探针用于细胞内或者细胞外检测。总体来说，在SERS应用方面现在有两种类型的工作：第一种类型是使用单分子SERS用于单一分析物如DNA碱基对和单个血红蛋白的指纹图谱分析，这里，待分析分子被放置在单个颗粒的Hotspot位置或者是纳米颗粒的聚集处；第二种类型是从纳米颗粒表面覆盖的单层分子上获得的SERS图谱，这种图谱可以得到明确频率和带宽的宏观数据。如果胶体纳米粒子和分析物不受外界环境的影响，那么得到的SERS图谱强度和重复性都是可控的。这种设计在复杂的细胞样品或者全血分析中有强大的优势。
3.1生物标记物检测
Jin等以多种拉曼分子修饰的纳米金为SERS探针设计了一种多元SERS检测平台。每种SERS探针对应一种DNA检测分子，并使用银沉积增强SERS信号，实现了多种DNA分子的同时检测。Kang等设计了一种Particle-on-wire的SERS传感器用于DNA的多元检测。在纳米线与纳米颗粒之间形成的Nanogaps里Hotspots可以显著增强SERS活性，实现了多种病毒DNA分子的检测。Souza等最近的工作使用了SERS探针实现了细胞内特定生物分子的定位检测。他们使用Au-噬菌体-咪唑复合物用于标记溶液里的细胞。但是噬菌体本身有很高的SERS背景信号，降低了实验的信噪比，而且探针光谱容易发生变化。Huang等证明了抗体标记的金纳米棒作为癌细胞诊断探针，这种探针使用CTAB作为SERS的拉曼分子。他们将金纳米棒修饰上聚苯乙烯磺酸钠来稳定溶胶体系，将纳米棒的表面电荷从负电荷变成正电荷。Hu等将氰基团偶联在拉曼分子上以此来区分其他分子的振动峰。Yu等将纳米银结合上荧光染料，可实现细胞和组织的SERS和荧光的双重成像。
3.2单细胞分子成像
偶联生物分子的SERS纳米探针已经用于识别肿瘤细胞上的蛋白标记物。对肿瘤细胞检测来说，可使用SH-PEG（~85%）和SH-PEG-COOH（~15%）的混合物来制备可定位纳米金颗粒。双修饰的PEG可以共价结合ScFv抗体上，ScFv抗体可以与表皮生长因子特异性结合。人头部和颈部肿瘤细胞(Tu686)都是EGFR阳性的（每个细胞有个受体），可以用SERS方法检测到。相反，人非小细胞肺癌则不表达EGF受体，不能显示出SERS信号。人们使用一种近红外染料(DTTC)用作光谱探针用于785nm的表面增强共振拉曼。这种共振增强不会引起光漂白，因为这种吸附染料将有效能量转移到金属颗粒而免于光降解。这种共振效应可进一步将SERS效果提高10–100倍。这种灵敏度足够用于单个癌细胞的拉曼分析。EGFR是EGF抗体的特异靶标，也是蛋白激酶疗法的重要蛋白，因此单细胞SERS分析检测EGFR对临床诊断有重要意义。
3.3体内肿瘤定位和检测
为了确定在动物组织中能否从PEG修饰的纳米金颗粒上得到SERS图谱，Qian等在活体动物皮下组织和深层肌肉组织注入小量的SERS探针。结果表明可以同时在皮下组织和深层肌肉组织得到高度可辩SERS信号。尽管由体内得到的信号强度减少了1-2个数量级，但得到的SERS图谱与体外的图谱一致。由于实验的信噪比很高，可以估算对于体内SERS肿瘤检测可以探测的深度是1-2cm。为了实现体内肿瘤定位和成像，偶联了ScFv抗体的纳米金颗粒通过尾静脉注射进入肿瘤小鼠体内。使用785nm的激光照射了肿瘤和非肿瘤部位。可以看出在肿瘤部位可定位SERS探针与非可定位SERS探针的SERS图谱有明显的差距，然而对于非肿瘤区的SERS信号则很相似。结果说明了ScFv抗体偶联的纳米金颗粒可以定位EGFR阳性的肿瘤组织中。时间分辨的SERS数据近一步表明了SERS探针在进入小鼠体内4-6h是逐渐积累的，并且大多数的探针保留在肿瘤组织超过了24h。在生物体系研究方面，SERS可以直接用于分析水相生物分子的结构状态研究且所需样品用量少。将SERS技术用于生物研究的先驱是Koglin、Nabiev和Cotton等。此后，大量的研究工作证实了这一技术能够解决生物化学，生物物理和分子生物学中的很多问题，如蛋白质，核酸及其组分等的分析与鉴别，生物分子的某些基团与界面的相互作用研究，生物分子与金属表面的键合方式等。
4结束语
1.1定量生理学课程简介
定量生理学是生物医学工程专业的核心专业课程。该课程以物理学原理和数学方法学为基础，从工程技术讨论人体的生理过程，学习并掌握生物膜与生物膜电位原理和方法，进一步学习并掌握基于电生理测量技术的原理以及相关技术，使学生建立起从基础理论学习到实际生物医学工程中有关生物电信号测量以及应用之间的桥梁;并且能够运用物理学和数学的观点和方法论进行多个层次和水平上探索生命现象及其规律性，培养学生对生理系统进行定量分析的基本方法，培养跨越生命科学、计算科学、数理科学等不同领域的“大科学”素质和意识，为今后选择新兴交叉学科领域进行深造和工作奠定基础。因此，该课程的实验教学任务不仅重要而且要求极高。
1.2实验教学方式改革
长期以来，许多高等院校对实验教学重视不够，重理论轻实验的传统观念依然存在。由于不重视实验教学的重要性，资金投入相对不足，有些陈旧或损坏的仪器设备没有及时更新，这无形中就影响了学生的实验兴趣;而且传统的实验教学过分强调教师的中心地位，学生的主动性、探索性受到一定限制。许多实验项目与当今飞速发展的前沿科学新理论、新技术严重脱节，使得实验教学存在很多问题。而且传统实验教学的最大弊病就是开设的实验往往只是一个“装配”实验，培养的也只是一个装配工，不能锻炼和培养学生解决问题的能力，创新更无从谈起。实际上实验技术人员的工作是实验教学顺利完成的重要保障。实验技术人员的日常工作繁杂、琐事多、重复性强，每天除了要为即将进行的实验教学完成大量的准备工作外，还要做好实验所用仪器设备的维护保养、修理、保管等工作。这些工作看似简单，但对实验技术人员的要求也比较高，然而目前实验技术人员在职称评定、进修以及工作量待遇等方面明显处于弱势，不利于发挥实验技术人员的主观能动性。这两方面因素严重影响了目前高等实验教学的质量及效果，因此现有实验教学急需改革。为了解决上述传统实验存在的两个主要问题，我们提出将科研创新引入到实验教学中，结合科研进展不断更新完善实验教学内容，使实验教学与科研创新相结合，使其更具有前瞻性和可持续发展性。一方面，我校的科研创新生物医学实验室注重开放和创新实验的建设，彻底改变“照方取药”的被动实验方式，采取“引、点、拨”的实验教学方式，让学生自己提出需要解决的问题、达到的目标，自己设计实验方案，引导学生独立思考、大胆动手，充分发挥学生的主动性和创造性，给学生充分施展个性的余地，从而达到弥补现有实验教学的不足。另一方面，以教学科研型教师为实验教学主要人员，构建教学科研互动基地，使其成为培养学生实践能力、研究能力和创新能力的新型教学实验平台，让学生在本科基础学习阶段能较早地开展带有课题研究性质的实验活动，更多地接触科研实践，提高工作能力和科学素养，培养学生的科研创新能力。
1.3将科研创新引入实验教学
随着知识经济和技术经济的飞速发展，创新已成为时展的要求和社会进步的动力，而科研创新是创新的一个极为重要的方面。高校尤其是大量地方本科院校作为高等教育的主阵地，在本科生教学中将科研创新引入实验教学，有利于培养本科生的创新意识和科学精神;有利于培养本科生将理论与实践相结合的意识和能力;有利于促进师生的共同发展;有利于促进地方本科院校加快学科和专业的建设;有利于为地方培养大量的创新型人才，因而具有重要的现实意义。借助于生物医学高水平实验室，我们通过开展综合性实验、科研训练计划、学科竞赛、课外科技活动等方式，激发了学生学习知识的热情，引导学生参与科研创新过程，为学生科研创新能力的培养提供了一个重要平台。
1.4开放实验教学
在增加理论课综合性实验的同时，由于课程实验学时的限制，学生能够亲自动手的实验远远不能满足人才培养的要求，因此，我们开设了“开放性实验”，这样就起到了很好的补充作用。例如，“数字脑电图仪的使用与EEG采集”“蛋白质－核酸复合物氢键与范德华力作用位点分析”“脑电信号的Hurst指数研究”等多项开放实验。此外，我们一般从大二学生中选取有科研潜力的学生，开展“本科生科学研究训练计划”教学，如国家级“基于GIS的移动生理信号监测管理平台的设计与实现”“基于JSD的注意力脑电研究”“基于超临界新技术的石墨烯功能化及生物传感器应用研究”。本科生在确定课题，进入实验室后，将由指导教师对其直接负责。在指导教师指导下，会学习很多课堂上不教的东西，提高学生学习、科研的兴趣、具备一定的科学思维和分析能力、激发对所学专业的兴趣、坚定从事相关工作的信心和决心，一些本科生发表或录用了第一作者或并列第一作者SCI/EI刊源杂志论文多篇。在此基础上，鼓励学生参加各种学科竞赛、科技创新等活动。因为有了开放实验及本科生科学研究训练计划教学的推动，我们学院的科研氛围浓厚了许多。因此很多本科生有了要进实验室的要求，这样本科生的日常学习变得充实，许多学生一有时间就去实验室看文献做实验，并在实验中体会了科学研究的乐趣和魅力，培养学生动手、创新、协作能力，对学习能力的提高、团队精神的培养、心理素质的锻炼有着不可替代的作用。这些都说明依托科研创新生物医学实验室的开放实验教学对学生创新能力有较大的贡献，对新时期的大学生培养意义重大。
2结束语
在当前的大学教育中，实践教学原本就是一个薄弱环节，加上学生对实习的目的和重要性普遍认识不足，导致生产实多停留在参观认识实习的阶段。作为交叉学科的生物医学工程，涉及的知识面非常广，既有生物材料知识的学习，又涉及医疗电子、医疗器械等知识，在实习时很难找到既包括生物材料又涉及生产医疗器械如此对口的实习单位。因此，一个生产实习往往需要在多个实习单位开展。每个实习单位的实习时间都非常有限，学生走马观花地参观了解，很难深入进行，因此学生的积极性普遍不高。
2加强生产实习建设的探讨
2.1实习模式的改革
现在的生产实多是直接将学生送到实习单位，由实习单位安排相关技术人员讲解产品知识并带领参观生产过程。在此过程中，学生仅仅通过教师编制的实习指导书对实习单位及其产品有所了解，而对自己所学知识在这些产品中的应用认识不够充分。针对这些情况，首先根据专业培养目标和实习基地的实际情况，联合实习单位编写实习指导书，并在实习指导书中，给出相应的思考题，引导学生思考，引导学生将所学理论知识运用到实践。其次在实习模式中，可考虑采取“校内-企业”相结合的实习模式。[9]例如在生物医学工程专业的生产实习中，涉及生物材料聚乳酸合成的生产。可考虑先在实验室开展聚乳酸合成实验，使学生对聚乳酸的性能及合成原理有进一步的了解；通过实验学生对聚乳酸合成的工艺流程有更清晰的认识。完成校内实验后，再去企业实习，就能够更熟悉该产品的合成生产流程，可以有针对性地比较企业规模化生产与实验室合成的异同，这样学生对实习更加熟悉，更能调动其积极性，同时又使得实习更有针对性。
2.2实习基地的建设
在实习基地的建设方面，应当发挥学院的主导作用，以科研服务为切入点，帮助实习单位解决技术问题，从而建立良好的合作关系，深化实习基地建设。除了与企业有科研项目的合作之外，还应考虑充分利用高校的人才优势，为企业单位提供有关人员的进修培训；另外还可聘请实习单位的技术人员作为学校的兼职讲师，邀请实习单位的高级工程师到学校做专业讲座，加强双方的交流合作，激发学生实习的积极性以及动手实践操作的兴趣。通过学院层面与实习单位签订实习协议，协商好实习时间、实习内容以及其他实习相关事宜，避免实习时间不确定，实习内容临时改变或减少等情况的出现。同时可避免几个实习单位出现时间冲突，便于按原定计划进行。另一方面，除了实习还可推荐安排学生去实习单位完成相关课程设计或毕业设计。实习单位通过毕业设计了解学生的专业技能和性格特点，学生通过毕业设计熟悉企业单位的相关工作，对自己工作的定位能够更加准确，同时也拓宽了自己的就业渠道，达到实习毕业生就业及企业用人双赢的效果。除了校外实习基地的建设，在条件成熟的情况下，学校可考虑建立校内实习基地。一方面，校内实习基地可更有针对性，与所学专业知识更加对口，学生在实习基地有更多的机会参与动手实践。另一方面，在实习时间的安排上，更便于协调分配，实习时间也能得到充分保障。同时专业的实习基地，还可为周围甚至全国其他拥有同类专业的院校开放，在提高了实习基地的利用率的同时，为院校之间的交流提供了机会和平台。同时，实习基地还可考虑结合学校开设的大学生科研训练计划(SRTP)、个性化实验以及工程实践等项目开展进行，为更多的学生服务。
2.3实习成绩的考核
在成绩考核方面，实习开始前、实习过程中以及实习结束后，对学生的成绩考核也是提高生产实习质量的重要环节。加强实习质量监控，前期主要是检查学生对实习的预习情况，可通过简单提问及检查预习报告进行；中期进行检查督促，检查实习日志的填写及督促实习笔记的完成；后期检查所撰写的实习报告及收获体会。在实习过程中，除了带队教师根据学生在实习过程中的表现给予评定外，还可以考虑邀请实习单位的指导教师参与到实习成绩的考评，严格把关，进而提高实习质量。
2.4实习带队教师的培养
实习带队教师是学生与实习单位的纽带，稳定、高素质的实习带队教师是提高生产实习质量的关键。在生产实习开始前，带队教师应先到实习单位，与实习单商定实习时间、实习内容等具体事宜；在校内，带队教师召开实习动员大会，并对实习中可能遇到的相关知识进行强化讲解；在实习过程中，实习带队教师主要是及时了解学生在实习过程中遇到的困难和问题，协助实习基地指导教师解答学生在实习过程中遇到的疑问，合理安排实习进度，保证实习顺利完成。实习结束后，需要审阅实习报告，提交学生成绩并对实习过程中存在及出现的问题归纳总结，提出合理建议为下一届实习积累经验。因此在整个过程中，带队实习教师是学生与实习单位之间的关键纽带，起着非常重要的作用。而每一次的实习都因人、因时、因地而不同，存在很多不确定因素，特别需要经验积累。因此，培养阵容稳定、经验丰富的实习带队教师，对提高实习质量有着至关重要的作用。
3结束语
谁都知道要做一个有自信的人，现在谈这个问题你们可能认为有点多余，但不得不说的是在你面对复杂的大型设备时，面对几块多层电路板一字排开时，你可能会退怯，可能会放弃维修的念头，但是你应该坚信，无论多么复杂的设备，都有解决的办法。特别是年轻工程师刚进医院时信心很差，总觉得复杂的设备而且还是进口的，无法解决，万一故障扩大怎么办?于是请厂家工程师上门来修，长此以往，你就会变成一个只会联系工程师的话务员，缺乏自己独立的见解和思考。当然你也应该考虑到医院的效益问题，只有实在无法自主维修请教厂家。我认为还是要保持一个自主维修的心态，这个心态的建立就需要———信心［3］。
2多涉猎不同类别的知识(技术专长、学历)
现代医疗设备都是高科技产物，涉及多门专业，这就使得维修及管理工作越来越复杂，专业要求越来越高，而工程师不可能分工分的那么细，这就要求医学工程人员需要不断更新、拓展知识面，一专多能。我这里的“一专多能”并不是鼓励“万金油”，而是说钻研一种设备的同时需要掌握不同学科的知识。2014年我们申请了一个市级的课题———急救车供氧系统的改造，由于申报材料不是很充分，课题没有被成功立项。回顾整个准备过程，我觉得对我的整个团队，特别是对年轻人的锻炼意义还是挺大的。这个过程涉及到各方面的知识，不仅要学电子电路，还要学机械、电机拖动、液压气动，甚至还要求精通单片机以及编程方面的知识。我是这方面的外行，我的主要任务就是去管理好这个团队让他们各尽其责，但作为个人来说我认为获得新知识是一件非常愉快的事情，我坚信开卷有益，所以我平时也看一下这方面的书籍，来充实自己。现在的医疗设备更新速度之快，是我们始料不及的，作为年轻工程师更应该多看一些书，掌握新知识，特别是提高计算机和英语水平，这样才能让你在面对复杂的医疗设备时顺利完成“人机对话”。
3案例讨论(经历、工作成绩)
关于这一点，我是从以前当医生每周的病例讨论教学中以及参考相关资料总结出来的。有关研究证明，临床病例讨论在教学中能够激发学生的学习兴趣，有利于增强学生掌握技能的能力，有利于学生的创新能力，有利于学生对实际问题的感知能力，在教学上能够起到事半功倍的效果。鉴于此，在每周五下午，我们会组织医学工程部的工程师开个简短的例会，将这一周的维修工作情况做一个总结，也会讨论各个工程师在这周中维修中所面的问题以及解决办法，将自己的心得体会和经验与同事交流。我们医院每个工程师是按照科室分片区的，他们平时所遇到的工作就各不相同，工程师就不能全局的掌握全医院的医疗设备，没有量的突破，局限性很明显，所以开展这样的例会，能够让大家多了解不同的故障，有助于维修经验的积累。
4总结
宁乡猪的繁殖期长，且繁育能力较强。公猪3月龄性成熟，5～6月龄可配种。母猪4月龄第一次，7～8月龄可配种，利用年限约8～10年。成年母猪的有效可达12只以上，每胎产活仔数8～12头。
1.1种质特性朱吉等［1］发现宁乡猪经营养物质条件的改善及饲养科学的适应性变化，肢蹄卧系率降低92.2%，体尺体重性状和繁殖性状提高率分别达6.97%～27.67%、11.62%～17.44%，窝重提高率达26.91%～78.97%，特别是阉猪的生长速度和胴体性能明显提高。宁乡猪母猪日增重表现为前期低、中期高、后期下降的生长曲线，阉猪表现为前期高、中期低、后期回升的生长曲线，阉猪和母猪都具有生长肥育期日增重曲线的相似性。后备公猪的体重及体尺指标不及同龄母猪，主要是性成熟过早所致。
1.2肥育性能Rorz指出，改变日粮组成分与结构可以减少3.2%～62%的氮排出。宁乡猪与瘦肉型猪氮的消化利用能力存在差异，宁乡猪12.91%蛋白质日粮组具有较好的能氮平衡性。研究表明在宁乡猪生长肥育后期添加一定量的半胱胺可促进生长、提高胴体瘦肉率和改善猪肉品质。宁乡猪杂交组合具有较高的生长速度和胴体品质。宁乡猪生长肥育性能的可塑性较强，阉公猪的生长肥育性能优于母猪，优化饲粮是提高其肥育性能的基础。宁乡猪肥育期日增重与膘厚、肥育率呈正相关;胴体长与胴体宽、后腿重与腿臀围呈强正相关，与肥肉率呈弱正相关，与瘦肉率呈弱负相关;眼肌面积与瘦肉率呈弱负相关，而与肥肉率呈弱正相关。最近研究表明由于宁乡猪肥膘产量高，相对产值较低，所以55～85kg阶段是宁乡猪的最佳屠宰期。
1.3母猪营养需要研究表明宁乡猪母猪妊娠前期、妊娠后期和哺乳期能源分别为37%～39%、22%～24%和39%～41%，相应的日摄食标准消化能分别为18.9MJ、27.0MJ和45.5MJ，粗蛋白质分别为156g、242g、538g;提高母猪哺乳期采食量是节省能量、提高仔猪增重的重要途径，补饲青料可提高母猪的饲料利用率。近期研究表明14%以上的日粮蛋白水平有利于促进宁乡猪母猪的生长发育。
2生理、生化指标
研究表明宁乡猪白细胞总数、红细胞体积、淋巴细胞计数及血小板均低于三元猪;甘油三酯、总胆固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白与血清甲状腺素T3含量高于三元猪，血清甲状腺素T4和胰高血糖素含量下限值低于、上限值高于三元猪，血清葡萄糖含量低于三元猪可能与胰岛素含量高于、胰高血糖素低于三元猪有关。与近交系五指山小型猪、广西巴马猪和贵州小型猪等国内小型猪相比，宁乡猪的碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶、低密度脂蛋白-胆固醇和总胆固醇较高，而γ-谷氨酰转移酶、三酰甘油、肌酐和高密度脂蛋白-胆固醇较低;与杜洛克猪、长白猪、大约克夏猪等国外引进品种猪相比，宁乡猪的丙氨酸氨基转移酶、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶明显较高，总胆固醇明显较低，γ-谷氨酰转移酶、总蛋白、白蛋白、尿素氮、葡萄糖相差不大［9］。郭洁平等［10］研究发现与长白猪相比，宁乡猪血清精氨酸、一氧化氮浓度较低，空肠前段和肝脏一氧化氮合成酶活性较高，肾脏中的一氧化氮合成酶活性最低，肠道和肝脏中N-乙酰谷氨酸合成酶mRNA表达水平最高。
3病理特性
研究发现猪流感(H3)诱发宁乡猪高热病病理变化主要在呼吸器官，表现为气管、支气管充血，肺肿大，小叶间质增宽，肺尖叶有实质病变，肠胃出现卡他炎症、弥漫性出血。外来良种猪及其三元杂交、二元杂交生猪发病严重，死亡率高，宁乡猪及其与外来良种猪的杂交后病症状较轻，治疗也容易一些，有的生猪甚至不治而康复，死亡率也相对较低。
4肉质性状
宁乡猪肌纤维纤细，纹理间脂肪分布丰富均匀，肉质细嫩，肉味鲜美，是北京奥运会唯一指定猪肉产品。根据营养需要推荐饲养标准配制日粮，测定肌肉常规成分、氨基酸、脂肪酸和矿物元素，发现宁乡猪肌肉内脂肪为5.37%，风味氨基酸高达220.5%，必需氨基酸高达122.4%，油酸(18:1)51.0%，亚油酸(18:2)7.74%，不饱和脂肪酸59.6%，是与深海鱼油媲美的保健食品。宁乡猪和三元猪鲜味氨基酸、必需氨基酸和氨基酸总量差异不显著。目前开展了宁乡猪与商品瘦肉型猪生长激素基因功能比较研究，王文策等选用了融合表达载体构建宁乡猪生长激素的原核表达质粒，成功构建重组原核表达质粒pET-GH。
5遗传学特性
研究发现宁乡猪二、四、六月龄时体重变异系数均在16.28%以上，体长、胸围、腿臀围变异系数为5.66%～8.55%。宁乡猪的体长与胸围的遗传相关系数为0.43，表型相关系数为0.74，这与宁乡猪属于脂防型猪种、具有边长边肥的特点有关。宁乡猪头长、额宽、腿臀围、体高具有高遗传力，头长、额宽表型变量受环境偏差的影响较小。宁乡猪的变异系数较小，产仔数、产活仔数、初生重、泌乳力、断奶重等性状的变异系数较大。宁乡猪毛色是品种特征和遗传稳定性的标志;与瘦肉量相关系数最高的是后腿重。研究发现TLR6基因片段MspI酶切位点的两种等位基因T/C的频率分别为0.186/0.814，TT基因型个体显著影响4月龄体质量性状，TT基因型4月龄体质量比CC型高25.92%;TT基因型个体显著影响45日龄体质量、6月龄体质量、体长和胸围性状，TT基因型45日龄体质量比CC型高12.46%，结果提示宁乡猪TLR6基因不同基因型对生长性状有着重要的影响，是宁乡猪育种应用中的一个潜在遗传标记［15］。
6实验宁乡猪在生物医学研究领域中的应用
6.1实验宁乡猪应用于医学研究的优点研究显示灵长类、犬、猫等在动物实验研究中受到伦理限制，而猪被认为是研究人类疾病最合适的实验动物。既经济实用，又克服了同种器官的短缺。猪心血管系统的解剖、生理特征和对致动脉粥样硬化食物的反应与人类高度一致，成为心血管疾病研究的标准模型动物;猪肾脏的解剖和生理功能几乎是人类的复制品;猪也是皮肤和整形外科手术、皮肤烧伤等较理想的模型动物;小型猪还是皮肤黑色素瘤研究的首选实验动物。刚出生的或剖腹产得到的仔猪，是进行抗原抗体反应很好的模型动物，小型猪也是人类异种移植理想的组织、器官来源，可作为异种移植排斥反应的模型。
6.2实验宁乡猪在生物医学研究中的应用最近研究发现原代宁乡猪与其第一代仔猪13项血液生理指标如白细胞、红细胞、血红蛋白、红细胞积压及部分血液生化指标如总胆红素、尿素氮、总蛋白等有显著性差异，为宁乡猪实验动物化研究提供了参考数据。研究发现宁乡猪与人N-乙酰谷氨酸合成酶氨基酸序列同源性高达93.2%，与小鼠同源性达90.76%，为内源性精氨酸的营养调节提供一个新的途径。赵拴平等发现宁乡猪的总蛋白、三酰甘油、尿素氮、葡萄糖等血液生化指标都处于人参考值范围内，碱性磷酸酶、总胆固醇均高于人参考值范围。耿梅梅等还发现，门静脉灌注葡萄糖可使宁乡猪血糖短期升高，白蛋白、低密度脂蛋白及α-淀粉酶活性下降，经机体代谢，上述指标逐渐恢复，但尿素氮、高密度脂蛋白、碱性磷酸酶和乳酸脱氢酶的活性基本无变化。研究还发现宁乡猪与瘦肉型猪相比有不同的代谢，包括脂肪生成、脂质过氧化、能源利用和分区、蛋白质和氨基酸代谢、胃肠道微生物的发酵，肥胖宁乡猪可能是儿童肥胖研究的有用模型，也可能是研究动脉粥样硬化、糖尿病有利模型。宁乡猪完整线粒体基因组序列为有关遗传机制的进一步研究提供重要数据，但研究还表明宁乡猪可能不宜作为异种移植的适当供体。
7展望
1.1生长与繁殖特性
宁乡猪的繁殖期长，且繁育能力较强。公猪3月龄性成熟，5～6月龄可配种。母猪4月龄第一次，7～8月龄可配种，利用年限约8～10年。成年母猪的有效可达12只以上，每胎产活仔数8～12头。
1.1.1种质特性朱吉等［1］发现宁乡猪经营养物质条件的改善及饲养科学的适应性变化，肢蹄卧系率降低92.2%，体尺体重性状和繁殖性状提高率分别达6.97%～27.67%、11.62%～17.44%，窝重提高率达26.91%～78.97%，特别是阉猪的生长速度和胴体性能明显提高。宁乡猪母猪日增重表现为前期低、中期高、后期下降的生长曲线，阉猪表现为前期高、中期低、后期回升的生长曲线，阉猪和母猪都具有生长肥育期日增重曲线的相似性。后备公猪的体重及体尺指标不及同龄母猪，主要是性成熟过早所致。
1.1.2肥育性能Rorz指出，改变日粮组成分与结构可以减少3.2%～62%的氮排出。宁乡猪与瘦肉型猪氮的消化利用能力存在差异，宁乡猪12.91%蛋白质日粮组具有较好的能氮平衡性。研究表明在宁乡猪生长肥育后期添加一定量的半胱胺可促进生长、提高胴体瘦肉率和改善猪肉品质。宁乡猪杂交组合具有较高的生长速度和胴体品质。宁乡猪生长肥育性能的可塑性较强，阉公猪的生长肥育性能优于母猪，优化饲粮是提高其肥育性能的基础。宁乡猪肥育期日增重与膘厚、肥育率呈正相关;胴体长与胴体宽、后腿重与腿臀围呈强正相关，与肥肉率呈弱正相关，与瘦肉率呈弱负相关;眼肌面积与瘦肉率呈弱负相关，而与肥肉率呈弱正相关。最近研究表明由于宁乡猪肥膘产量高，相对产值较低，所以55～85kg阶段是宁乡猪的最佳屠宰期。
1.1.3母猪营养需要研究表明宁乡猪母猪妊娠前期、妊娠后期和哺乳期能源分别为37%～39%、22%～24%和39%～41%，相应的日摄食标准消化能分别为18.9MJ、27.0MJ和45.5MJ，粗蛋白质分别为156g、242g、538g;提高母猪哺乳期采食量是节省能量、提高仔猪增重的重要途径，补饲青料可提高母猪的饲料利用率。近期研究表明14%以上的日粮蛋白水平有利于促进宁乡猪母猪的生长发育［7］。
1.2生理、生化指标研究表明宁乡猪白细胞总数、红细胞体积、淋巴细胞计数及血小板均低于三元猪;甘油三酯、总胆固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白与血清甲状腺素T3含量高于三元猪，血清甲状腺素T4和胰高血糖素含量下限值低于、上限值高于三元猪，血清葡萄糖含量低于三元猪可能与胰岛素含量高于、胰高血糖素低于三元猪有关。与近交系五指山小型猪、广西巴马猪和贵州小型猪等国内小型猪相比，宁乡猪的碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶、低密度脂蛋白-胆固醇和总胆固醇较高，而γ-谷氨酰转移酶、三酰甘油、肌酐和高密度脂蛋白-胆固醇较低;与杜洛克猪、长白猪、大约克夏猪等国外引进品种猪相比，宁乡猪的丙氨酸氨基转移酶、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶明显较高，总胆固醇明显较低，γ-谷氨酰转移酶、总蛋白、白蛋白、尿素氮、葡萄糖相差不大［9］。郭洁平等［10］研究发现与长白猪相比，宁乡猪血清精氨酸、一氧化氮浓度较低，空肠前段和肝脏一氧化氮合成酶活性较高，肾脏中的一氧化氮合成酶活性最低，肠道和肝脏中N-乙酰谷氨酸合成酶mRNA表达水平最高。
1.3病理特性研究发现猪流感(H3)诱发宁乡猪高热病病理变化主要在呼吸器官，表现为气管、支气管充血，肺肿大，小叶间质增宽，肺尖叶有实质病变，肠胃出现卡他炎症、弥漫性出血。外来良种猪及其三元杂交、二元杂交生猪发病严重，死亡率高，宁乡猪及其与外来良种猪的杂交后病症状较轻，治疗也容易一些，有的生猪甚至不治而康复，死亡率也相对较低［12］。
1.4肉质性状宁乡猪肌纤维纤细，纹理间脂肪分布丰富均匀，肉质细嫩，肉味鲜美，是北京奥运会唯一指定猪肉产品。根据营养需要推荐饲养标准配制日粮，测定肌肉常规成分、氨基酸、脂肪酸和矿物元素，发现宁乡猪肌肉内脂肪为5.37%，风味氨基酸高达220.5%，必需氨基酸高达122.4%，油酸(18:1)51.0%，亚油酸(18:2)7.74%，不饱和脂肪酸59.6%，是与深海鱼油媲美的保健食品。宁乡猪和三元猪鲜味氨基酸、必需氨基酸和氨基酸总量差异不显著［1，13］。目前开展了宁乡猪与商品瘦肉型猪生长激素基因功能比较研究，王文策等选用了融合表达载体构建宁乡猪生长激素的原核表达质粒，成功构建重组原核表达质粒pET-GH。
1.5遗传学特性研究发现宁乡猪二、四、六月龄时体重变异系数均在16.28%以上，体长、胸围、腿臀围变异系数为5.66%～8.55%。宁乡猪的体长与胸围的遗传相关系数为0.43，表型相关系数为0.74，这与宁乡猪属于脂防型猪种、具有边长边肥的特点有关。宁乡猪头长、额宽、腿臀围、体高具有高遗传力，头长、额宽表型变量受环境偏差的影响较小。宁乡猪的变异系数较小，产仔数、产活仔数、初生重、泌乳力、断奶重等性状的变异系数较大。宁乡猪毛色是品种特征和遗传稳定性的标志;与瘦肉量相关系数最高的是后腿重。研究发现TLR6基因片段MspI酶切位点的两种等位基因T/C的频率分别为0.186/0.814，TT基因型个体显著影响4月龄体质量性状，TT基因型4月龄体质量比CC型高25.92%;TT基因型个体显著影响45日龄体质量、6月龄体质量、体长和胸围性状，TT基因型45日龄体质量比CC型高12.46%，结果提示宁乡猪TLR6基因不同基因型对生长性状有着重要的影响，是宁乡猪育种应用中的一个潜在遗传标记。
2实验宁乡猪在生物医学研究领域中的应用
2.1实验宁乡猪应用于医学研究的优点研究显示灵长类、犬、猫等在动物实验研究中受到伦理限制，而猪被认为是研究人类疾病最合适的实验动物。既经济实用，又克服了同种器官的短缺。猪心血管系统的解剖、生理特征和对致动脉粥样硬化食物的反应与人类高度一致，成为心血管疾病研究的标准模型动物;猪肾脏的解剖和生理功能几乎是人类的复制品;猪也是皮肤和整形外科手术、皮肤烧伤等较理想的模型动物;小型猪还是皮肤黑色素瘤研究的首选实验动物。刚出生的或剖腹产得到的仔猪，是进行抗原抗体反应很好的模型动物，小型猪也是人类异种移植理想的组织、器官来源，可作为异种移植排斥反应的模型。
2.2实验宁乡猪在生物医学研究中的应用最近研究发现原代宁乡猪与其第一代仔猪13项血液生理指标如白细胞、红细胞、血红蛋白、红细胞积压及部分血液生化指标如总胆红素、尿素氮、总蛋白等有显著性差异，为宁乡猪实验动物化研究提供了参考数据。研究发现宁乡猪与人N-乙酰谷氨酸合成酶氨基酸序列同源性高达93.2%，与小鼠同源性达90.76%，为内源性精氨酸的营养调节提供一个新的途径。赵拴平等发现宁乡猪的总蛋白、三酰甘油、尿素氮、葡萄糖等血液生化指标都处于人参考值范围内，碱性磷酸酶、总胆固醇均高于人参考值范围。耿梅梅等还发现，门静脉灌注葡萄糖可使宁乡猪血糖短期升高，白蛋白、低密度脂蛋白及α-淀粉酶活性下降，经机体代谢，上述指标逐渐恢复，但尿素氮、高密度脂蛋白、碱性磷酸酶和乳酸脱氢酶的活性基本无变化。研究还发现宁乡猪与瘦肉型猪相比有不同的代谢，包括脂肪生成、脂质过氧化、能源利用和分区、蛋白质和氨基酸代谢、胃肠道微生物的发酵，肥胖宁乡猪可能是儿童肥胖研究的有用模型，也可能是研究动脉粥样硬化、糖尿病有利模型。宁乡猪完整线粒体基因组序列为有关遗传机制的进一步研究提供重要数据，但研究还表明宁乡猪可能不宜作为异种移植的适当供体。
3展望
由于不同的生物组织对激光的吸收系数不同，因而他们吸收的光能量大小也不同。在均匀的入射光照射下，不同的生物组织产生的光声信号的强度也是不一样的。这些信号是生物组织内部信息的反映，包含着生物组织内部的成分、结构等信息，基于生物组织内部的光学吸收系数分布，就可以获得组织内部的组织结构、病理信息等。通过一定的方法对光声信号进行采集、处理，并重建出组织结构图形，结合生物组织中光学吸收系数的分布，可以定量分析组织结构的变化情况，即对生物组织进行功能成像，反映了组织内部微小的病变、血红蛋白浓度、血氧浓度等重要参数。
2基于非聚焦单阵元探测器的光声成像系统设计
光声断层成像系统采用非聚焦激光照射样品，并采用非聚焦超声换能器检测被样品照射区域周围的光声信号，从检到的光声信号，反演出成像区域生物组织的光吸收系数的空间分布，并且由此绘制组织被照射区域的光声图像。一般在光声断层成像的实验研究中，为了简化系统的复杂程，减少实验成本，提高实验稳定性，往往采用一个超声换能器对生物组织进行旋转扫描。
美国圣路易斯华盛顿大学的LiHongVWang在2003年时带领研究小组利用非聚焦的单阵元超声换能器对小鼠大脑进行光声断层成像，实现了对老鼠大脑皮层的高对比度成像，对大鼠脑部进行光声断层成像，血管成像结果与脑部解剖结果十分吻合。随后各式各样的单探头扫描实验系统用于小鼠的肿瘤生长、血管变化和关节成像。使用单阵元非聚焦超声换能器采集光声信号，对于每次采集到的距离换能器不同半径弧的光声信号光声信号，需对其求积分。因此不能采集单一方向的光声信号，需要围绕生物组织旋转换能器，采集样品各个方向的光声信号，最终通过数值计算模拟出光声图像。该实验装置由于只需一个超声换能器，信号采集电路比较简单，成本较低。但由于加入了旋转机构旋转超声换能器，实验装置的结构变得相对复杂，采集数据时间稍长，而且引入了机械振动误差，成像结果受机械硬件影响较大。于是发展出阵列圆形扫描系统，采用这种方式的系统采集多个通道的光声数据。可以有效地减少信号采集时间，因此这种采集方式被大多数实验者采用。LihongV•Wang等首次用512个阵列的环形探头实现了高分辨率的大脑血管实时成像，并对小鼠脑中的光声造影剂进行了监控。V•Ntzi－achristos等也用64个阵元组成180°圆弧对小老鼠的腹部、胸部和心脏进成像，它的动态图像帧频能达到10Hz。
3结束语
