“无论在医药界，牙科界还是工业界，UVA的这种使生物材料产生荧光的能力是众所周知的”。传统意义上的紫外（UV）光谱可分为三种UV波段：UVA（315-400nm），UVB（280-315nm，又称中紫外线-主导日晒反应），和UVC（200-280nm，也称短波紫外线）[1]。这三种紫外波段中，UVA对病原体的危害是最小的，不会对短时间暴露在阳光下的人体皮肤组织产生危害。

　　在牙科诊断应用中，UVA是一种重要的光波。无论在医学界，牙科界还是工业界，UVA的这种使生物材料产生荧光的能力是众所周知的。例如，UVA光源可用于鉴别染料，油墨，矿物质，化学品和各种生物材料（如血液，运用于法庭科学）。由于某些牙科合成材料，粘合剂，外镀膜及牙科外使用的树脂的光聚作用，可视紫色光及UVA光波也能激发化学反应。

　　荧光先驱

　　荧光产生的过程在牙科诊断应用及卫生保健的其他领域引起了极大的关注。吸收了UVA光的某些分子（荧光团）能量迅速激发到一个很高的水平，并散发热量直至其能量减退到较低的水平。如这种转换是在相同电子自旋激发态内完成的，就会产生荧光；如是在不同电子自旋激发态内完成，就会产生磷光。低浓度状态下的发光强度与目标组织内分子浓度是呈直线比例的。正是由于这个特点，分子荧光在量化应用中是很有帮助的。

　　自发光是一个总括，用于描述光的放射，混合了荧光（短暂）和磷光（长期），也包括诸如生物体发光之类的其他现象。许多自然界的物质都能产生荧光，包括矿物质，真菌，细菌，角蛋白，胶原质和人体的其他组织成分；这就称之为初级荧光或自身荧光。

　　分子散放荧光的持续时间与其被激发的长度相同，这与磷光的产生不同，当切断外部激发光源后，分子还是可以释放部分磷光。

　　如果光释放是在光爆的一秒的百万分之一时间内发生的，这种自发光就称为荧光，反之如果光释放时间长于上述时间，就称为磷光。

　　在分子放射荧光时，发射光颜色的波长要比激励光的长。比如，当分子吸收紫外光后，光的释放通常是在可见光谱中完成的。这种关系就被称之为斯托克斯定律，它是以George Stokes先生的名字命名的，在1852年，George Stokes先生发表了第一篇关于荧光的文章。

　　各种波长可激发并放射大范围的荧光团。因此，对任何荧光团来说，必定会出现吸收（激发）光谱和放射光谱重叠的现象。激发峰位和发射峰位的波长之间的差值就被称为斯托克斯位移。

　　荧光的激发光源必须能够产生足够强度的荧光团吸收带内的光波。到目前为止，UVA光源可包括氮分子激光，氦镉激光器，高压镉灯，高压氙气灯和金属卤化物弧光灯。这些光源体积大，价格昂贵且使用寿命短。LED技术的先进理念，UVA发光二极管得到了发展。商用LEDs的UVA光波长通常为：375，385，395和405nm。比较其他发光源UVA发光二极管体积小，使用寿命长，性能稳定。UltradentUltralum5和GCG-Light就是两种带可见蓝LEDs光和UVA LEDs光的双波长牙科用光固化机。UVA LEDs光也被运用到牙科影像系统，如DURR的Vistaproof和Morita的Penscope。这些设备中使用的LEDs光波非常宽，也可产生可视紫外光范围内（400-440nm）的微弱光。

　　如果要观察荧光，就需要使用滤光片，它可以透过荧光波长而不是激发波长。这些滤光片可以是彩色玻璃或聚合体（比如彩色眼睛）也可以是较为昂贵的干扰滤光片，它是由绝缘材料在不同折射率的玻璃表面层层重叠制成的。光的不同波长会引发相长和相消干扰，部分光波被透射出去而其他会被折射回去。所以通常会在测量荧光的仪器上安装有干扰滤光器。

　　牙菌斑和牙结石探测

　　接触到牙齿表面牙菌斑，修复物或牙具时，UVA光就会放射出可见的红色荧光。早在19世纪20年代中叶，Bommer和Benedict就已经在他们的学术著作中研究过这一现象了。他们分别指出了当使用激光光源时，从牙菌斑和牙结石放射出来的红荧光的特征。

　　荧光的出现是由于细菌中存在咔啉光合物，尤其是原咔啉（PP9）。PP9和类似咔啉分子是血色素的派生物，是亚铁血红素合成的要素。PP9被发现大量存在于革兰氏阴性牙菌中，其水平会随着牙菌斑生物膜的成熟而提高，红荧光通常是伴随着牙齿上的成熟牙菌斑及如假牙等的牙具而产生的。实验室研究证明龋齿放线菌（发现于牙本质龋中），中间拟杆菌，棒状杆菌和白色念珠菌都能在407nm紫外线光的激发下放射出620-635nm和700nm的荧光；而革兰氏阳性变异链球菌，粪肠球菌和各种乳酸菌相对较弱或呈阴性，所以无法在红色光谱区产生咔啉荧光。

　　因此，伴随UVA光出现的红荧光的基础是牙菌斑的成熟度而不是龋齿链球菌。牙菌斑放射的红光与著名的UVA激发产生的PP9的发射峰是一致的。当然，从外射UVA光停止荧光就迅速减弱这一现象我们可以确认这一过程是PP9荧光而不是磷光。PP9也可由可视红光（655nm）激发，产生近红外线放射。这一相对较长的波长被运用于KaVo的DIAGNOdent系统中，该系统可测量荧光的数量。

　　在19世纪20年代中叶，Bommer发现在UVA光源（伍氏灯）照射下，病人188体育平台论坛 牙菌斑会产生一种橙色和红色的荧光。

　　今天，这一过程在分子水平已经完全被人们所理解了。简而言之，当牙菌斑或牙结石出现时，在350-420nmUVA光谱区的吸收力会提高，同时在590-650nm[2、3]可视红光区内会出现荧光信号。通过使用偏振器件（用以减少反射和分散）和长波橙红滤光器，我们的肉眼就可以看到这些荧光的发射，也可以用CCD和CMOS传感器将他们记录在影像系统中。

　　在经过专业预防之后，残留的牙菌斑和牙结石沉淀物就成为红荧光发光区域[4]。除了有利于诊室技工的诊断外，UVA诱发荧光可用于对病人牙科知识的指导，并对188体育平台论坛 卫生指导有帮助，因为通常情况下没有必要使用显影染料。

　　如果有人想用染色剂，那UVA光就是一个强有力的诱导者，它可在荧光素钠或荧光素二乙酸酯中诱发出亮黄色荧光[5-7]。这些染色剂可用于188体育平台论坛 或口内口外牙具中，并且通过冲洗染色剂位置的残留，有助于188体育平台论坛 卫生教育[5-8]。UVA可激发其他染色剂如褐红色混合物若丹明B和若丹明123[9、10]，可发生出可视黄荧光。

　　矿物质流失和去矿化

　　第一次世界大战前，Stubel在1911年开始研究紫外光照射下各种生物膜的荧光特征并发现牙齿发出一种灿烂的强蓝绿色荧光。后来研究表明牙齿结构中的有机（蛋白质）成分是导致这一现象产生的重要原因，而不是矿物质成分。

　　受到375nm光的激发，人体牙釉质的发射峰可达到460nm（蓝色）和560nm（绿色）。因此，由于正信号的减少，矿物质流失的区域即迅速显现出来。因此，在紫外光的照射下，有蛀牙白点损害的牙釉质比起附近发光光滑牙釉质来颜色要暗淡。相同的方法可用于识别牙齿发育时产生的去矿化瑕疵以及氟牙症，该症状与早期龋损有相似的结构和颜色，但形状和位置不同[11]。

　　牙龋

　　在蛀牙白点损害，PP9被包围在小孔表面，由于他荧光的特性，它是可以被探测到的。最近的一项大型龋齿探测仪[12]（探测范围在1微微摩尔）临床试验显示，在乳牙表面的白点损害处存在可探测荧光[13]。

　　类似的，一旦牙齿表面的牙菌斑被去除，牙齿表面染色剂会附着到受早期牙龋影响的牙釉质上，这样，通过荧光就可帮助这些区域的诊断，比如使用荧光素钠。

　　和传统的肉眼检验[14-16]相比，UVA激发光可探测到更多的脱矿成孔的牙釉质区域（白点损害）。同时，脱矿牙和牙本质龋损牙处的荧光信号强度会急剧下降[17-19]。对波长在400-420nm光来说，牙本质细菌内龋洞可发射600-700nm的荧光，特别是卟啉混合物[19、20]。

　　临床应用

　　迪尔Vistaproof系统使用6个LED，发射405nm的光，在UVA波段中，这一数值对释放PP9荧光来说是最理想的。

　　这个图像传感器是一个6毫米的CCD，当检查牙齿时，镜头光源保护套可滤去环境光，以此提高信噪比。该保护套也可作为一个隔光板，提供常数距离（见图4）。镜头捕捉到的图像通过USB2.0接口传输到电脑中，并进行分析（图5）。该传感器可自行充电，无需通过USB接口，所以对笔记本和台式机都适用。DBSWIN操作软件强调PP9红色信号的强度，提供的数字数据可帮助做出诊断决定，这和QLF（Inspektor）及DIAGNOdent的原理是相同的。脚踏开光的使用使得图片的浏览，分析和冻结操作尤为简单。

　　参考文献

　　[1] Murphy GF,Walsh LJ,Kaidbey K,Lavker RM.Mechanism(s) of dermal endothelial activation elicited by specific regions of the electromagnetic spectrum.Clin Res.1991;39:195.

　　[2] Borisova E,Uzunov T,Avramov L.Laser-induced autofluorescence study of caries model in vitro.Lasers Med Sci.2006;21(1):34-41.

　　[3]Kühnisch J,Heinrich-Weltzien R,Tran us S,Angmar

　　-M nsson B,St er L.Confounding factors in clinical

　　studies using QLF.Int Poster J Dent Oral Med.2003,5(2):177.

　　[4] Coulthwaite L,Pretty IA,Smith PW,Higham SM,Verran J.The microbiological origin of fluorescence observed in plaque on dentures during QLF analysis.Caries Res.2006;40(2):112-6.

　　[5] Lang NP,Ostergaard E,Loe H.A fluorescent plaque disclosing agent.J Periodontal Res.1972;7(1):59-67.

　　[6] Gillings BR.Recent developments in dental plaque disclosants.Aust Dent J.1977;22(4):260-6.

　　[7] Gelskey S,Brecx M,Netuschil L,MacDonald L,Brownstone E,Stoddart M.Vital fluorescence:a new measure of periodontal treatment effect.J Can Dent Assoc.1993;59(7):615-8.

　　[8] Sagel PA,Lapujade PG,Miller JM,Sunberg RJ.Objective quantification of plaque using digital image analysis.Monogr Oral Sci.2000;17:130-43.

　　[9] Hart SJ,JiJi RD.Light emitting diode excitation emission matrix fluorescence spectroscopy.Analyst.2002;127(12):1693-9.

　　[10] Kuo JS,Kuyper CL,Allen PB,Fiorini GS,Chiu DT.High-power blue/UV light-emitting diodes as excitation sources for sensitive detection.Electrophoresis.2004;25(21-22):3796-804.

　　[11] Angmar-Mansson B,de Josselin de Jong E,Sundstrom F,ten Bosch JJ.Strategies for improving the assessment of dental fluorosis: focus on optical techniques.Adv Dent Res.1994;8(1):75-9.

　　[12] Hibst R,Paulus R,Lussi A.Detection of occlusal caries by laser fluorescence:Basic and clinical investigations.Med Laser Appl.2001;16(3):205-13.

　　[13] Walsh LJ,Groeneveld G,Hoppe V,Keles F,van Uum W,Clifford H.Longitudinal assessment of changes in enamel mineral in vivo using laser fluorescence.Aust Dent J.2006;51(4):S26.

　　[14] Hafstrom-Bjorkman U,Sundstrom F,ten Bosch JJ.Fluorescence in dissolved fractions of human enamel.Acta Odontol Scand.1991;49(3):133-8.

　　[15] Angmar-Mansson B,al-Khateeb S,Tranaeus S.Monitoring the caries process.Optical methods for clinical diagnosis and quantification of enamel caries.Eur J Oral Sci.1996;104 (4 (Pt2)):480-5.

　　[16] Stookey GK.Quantitative light fluorescence:a technology for early monitoring of the caries process.Dent Clin North Am.2005 Oct;49(4):753-70.

　　[17] Sundstrom F,Fredriksson K,Montan S,Hafstrom-Bjorkman U,Strom J.Laser-induced fluorescence from sound and carious tooth substance:spectroscopic studies.Swed Dent J.1985;9(2):71-80.

　　[18] Borisova EG,Uzunov TT,Avramov LA. Early differentiation between caries and tooth demineralization using laser-induced autofluorescence spectroscopy.Lasers Surg Med.2004;34(3):249-53.

　　[19] Subhash N,Thomas SS,Mallia RJ, Jose M.Tooth caries detection by curve fitting of laser-induced fluorescence emission:a comparative evaluation with reflectance spectroscopy Lasers Surg Med.2005;37(4):320-8.

　　[20] Buchalla W.Comparative fluorescence spectroscopy shows differences in non-cavitated enamel lesions.Caries Res.2005;39(2):150-6.