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第1章 生物光子学概论1

1.1 什么是生物光子？1

1.2 生物光子学研究进展3

1.3 生物光子辐射的探测5

1.4 生物光子辐射的基本特征6

1.5 生物光子分析技术的应用9

1.5.1 食品、饮料、水的质量检验9

1.5.2 农业和种子质量的分析9

1.5.3 人体健康状态的指示、疾病诊断、药物研究10

1.5.4 肿瘤的生物光子辐射特征10

参考文献10

第2章 生物光子辐射的相干性理论19

2.1 引言19

2.2 相干性理论的物理基础19

2.2.1 非线性系统20

2.2.2 非平衡系统20

2.2.3 开放系统20

2.3 Popp的fv=constant规律21

2.4 延迟发光的双曲性弛豫25

2.5 生物光子辐射的合作性26

2.6 生命态的有序性分析29

参考文献32

第3章 生物光子辐射的量子理论34

3.1 引言：合作效应与合作辐射34

3.2 三能级系统的exciplex模型36

3.2.1 理论建立的实验基础36

3.2.2 系统的哈密顿和主方程37

3.2.3 系统的耦合运动方程39

3.2.4 密度算子的稳态解43

3.3 生物分子的激发态47

3.4 发射强度52

3.5 强度关联54

3.6 量子熵57

3.7 谱分布60

3.8 系统的无反转运行65

3.9 系统的动力学67

3.9.1 激发态动力学方程67

3.9.2 合作辐射：超辐射70

3.9.3 合作辐射：超荧光73

3.10 理论与实验结果的比较78

3.11 应用举例85

3.12 结论86

参考文献87

第4章 生物光子辐射与组织序92

4.1 引言92

4.2 系统的序参量92

4.3 序增长的确定性动力学94

4.4 序增长的统计学处理96

4.5 序增长的信息论描述101

4.6 生物光子辐射作为组织序的度量104

4.7 结论106

参考文献106

第5章 生物光子辐射与相变108

5.1 引言108

5.2 动力学方程及其稳态解108

5.3 福克-普朗克方程及其稳态分布110

5.4 噪声诱导的相变111

5.4.1 范德瓦耳斯方程111

5.4.2 分布函数112

5.4.3 势函数119

5.5 生物光子辐射中的相变迹象124

5.6 结论126

参考文献127

第6章 生物光子辐射的半经典理论128

6.1 麦克斯韦-布洛赫方程128

6.2 超荧光131

6.2.1 单脉冲超荧光132

6.2.2 压缩效应133

6.2.3 横向效应134

6.3 光孤子135

6.3.1 孤立子的特征135

6.3.2 生物光子辐射的“透明性”137

6.4 干涉效应138

6.4.1 sine-Gordon方程的线性近似138

6.4.2 生物光子辐射的“干涉”现象139

6.4.3 生物群体干涉现象的理论描述140

6.5 绝热辐射场143

6.5.1 场方程143

6.5.2 含时解与稳态解143

6.5.3 噪声诱导的稳态漂移144

6.6 相变现象147

6.6.1 “驱动场”与“压强”148

6.6.2 光学双稳性149

6.6.3 辐射场的熵151

6.7 洛伦茨模型152

6.8 结论153

参考文献153

第7章 生物光子辐射与量子干涉现象155

7.1 引言：杨氏干涉的量子对应现象155

7.2 N个相干态叠加的一般性表述157

7.3 宏观可区分的相干态的量子干涉160

7.4 非经典生物光子辐射的迹象167

7.5 结论168

参考文献169

第8章 非经典光与生物光子统计170

8.1 引言：非经典光的基本特征170

8.2 生物光子场与DNA声子库的相互作用172

8.3 “薛定谔猫”态的动力学174

8.3.1 密度算子的含时解174

8.3.2 辐射场的一般性质175

8.3.3 量子熵176

8.3.4 Wehrl熵179

8.3.5 光子统计熵181

8.4 实验：生物光子统计性质的测量185

8.4.1 仪器、样品、测量185

8.4.2 数据分析186

8.4.3 结果与讨论187

8.5 光子统计熵方法的优点190

8.6 转基因种子的光子统计性质192

8.7 结论193

参考文献194

第9章 声致发光的量子理论196

9.1 引言196

9.2 同步皮秒声致发光的实验研究综述196

9.3 光子与声子相互作用的量子理论：斯托克斯模式199

9.4 光子与声子相互作用的量子理论：反斯托克斯模式205

9.5 实验现象的解释与描述211

9.5.1 气泡的声致发光211

9.5.2 水藻Chlorella的异常延迟发光212

9.6 结论215

参考文献215

第10章 电化学发光：理论、实验、应用217

10.1 引言217

10.2 电化学发光的机制与理论描述218

10.2.1 电化学发光的机制218

10.2.2 电化学发光的非线性理论220

10.2.3 理论结果与实验观察的比较224

10.3 实验装置与测量程序228

10.3.1 实验装置229

10.3.2 测量程序229

10.3.3 测量条件229

10.4 电化学发光的原理性实验229

10.4.1 各种因素对发光的影响229

10.4.2 瞬态弛豫与瞬态激发231

10.4.3 多次激发与单次激发234

10.5 电化学发光技术的优点235

10.5.1 高度再现性235

10.5.2 高度敏感性237

10.5.3 广泛应用性238

10.5.4 测量快速性238

10.5.5 操作简单性239

10.6 电化学发光技术的应用239

10.6.1 各种水的测量与分析239

10.6.2 饮料性质的测量243

10.6.3 酒的特征值测量244

10.6.4 药剂性能和效力的测量244

10.6.5 在医疗科技领域的应用245

10.6.6 有机物污染的测量246

10.7 结论248

参考文献248

第11章 微生物系统的电化学发光251

11.1 引言251

11.2 微生物系统电化学发光的理论描述252

11.2.1 开放电化学系统的动力学252

11.2.2 发光参数对微生物浓度的依赖性254

11.3 实验：细菌计数与光子计数257

11.3.1 实验装置257

11.3.2 细菌的计数方法257

11.3.3 测量程序257

11.3.4 测量条件258

11.3.5 数据分析258

11.4 测量和结果259

11.4.1 自来水中的细菌测量259

11.4.2 细菌自发繁殖的测量261

11.4.3 低浓度细菌系统的测量262

11.5 电化学发光技术在微生物学中的应用267

11.5.1 细菌增长率的测量267

11.5.2 细菌活性的显示269

11.5.3 细菌形状因子的估算270

11.5.4 其他可能的应用271

11.6 结论271

参考文献272

第12章 生物光子检测技术的应用273

12.1 引言273

12.2 食品安全及质量检验274

12.2.1 食品的安全检验275

12.2.2 食品质量的快速灵敏检测277

12.2.3 食品新鲜度的测量278

12.2.4 食品质量的“预报”279

12.2.5 食品生产的质量控制280

12.3 水质量的生物指示剂检测法282

12.3.1 原理和操作282

12.3.2 应用举例283

12.4 种子质量的测量与分析285

12.4.1 发芽率的快速测定285

12.4.2 含油量的快速测定288

12.4.3 转基因种子的识别289

12.5 植物生理特性的检测291

12.6 药品性能的检测及药物“筛选”295

12.6.1 药品对有机体作用的生物光子显示295

12.6.2 癌症患者最佳药物的选择297

12.6.3 生物药品的测量299

12.6.4 毒品的检测与识别300

12.7 化妆品原料及化妆品的检测302

12.8 临床应用与人体健康状态的指示305

12.8.1 临床应用305

12.8.2 人体健康状态的指示307

12.9 结论310

参考文献310

索引312