中国团队首创拓扑声镊技术,实现复杂环境下微小颗粒精准操控
声镊技术让“隔空取物”成为可能,它是利用声波来操控细胞、生物分子、药物载体等微小颗粒的重要工具,在生物医药等领域应用前景广阔。然而,传统声镊在遇到生物组织、复杂流体等复杂介质中,声波会发生散射、反射、折射和畸变,导致声场发生紊乱、操作失控,是声镊技术在非均匀复杂介质中实现精准操控的瓶颈问题。近日,中国科学院深圳先进技术研究院医学成像科学与技术系统全国重点实验室团队联合华中科技大学团队在《科学进展》发表最新研究成果。合作团队开发出了一种全新的“拓扑声镊”技术。该技术能够实现微小颗粒在强散射的复杂介质中精准、动态操控,为开发在血流、生物组织等动态复杂环境中工作的微型机器人、靶向给药系统等方面提供了新思路。美国德克萨斯大学奥斯汀分校终身教授郑跃兵在同期发表的评论文章指出,该研究堪称拓扑声镊技术的先驱性示范研究之一,这一基础性工作未来在系统小型化集成、可重构波导结构、多样化操作模式等方面应用前景广阔。在该研究中,研究团队创新性地引入了“......阅读全文
中国团队首创拓扑声镊技术,实现复杂环境下微小颗粒精准操控
声镊技术让“隔空取物”成为可能,它是利用声波来操控细胞、生物分子、药物载体等微小颗粒的重要工具,在生物医药等领域应用前景广阔。然而,传统声镊在遇到生物组织、复杂流体等复杂介质中,声波会发生散射、反射、折射和畸变,导致声场发生紊乱、操作失控,是声镊技术在非均匀复杂介质中实现精准操控的瓶颈问题。近日,中
声镊转染技术为细胞治疗提供新工具
近日,中国科学院深圳先进技术研究院研究员孟龙等与美国杜克大学团队合作,在《科学进展》上发表了最新研究成果,并登上该期杂志的封面。该研究利用高能量密度声镊诱发细胞产生可控的微米量级形变,提高细胞膜通透性,实现了对原代免疫细胞、干细胞的高效、高通量转染,为细胞免疫治疗、基因治疗提供了革新手段。期刊封面声
光镊技术介绍
光镊技术是美国科学家于1986年发明的。光镊又称为单光束梯度光阱。简单的说.就是用一束高度汇聚的激光形成的三维势阱来俘获,操纵控制微小粒子。自诞生以来,光镊技术已经在微米尺度量级粒子的操纵控制,粒子间的相互作用等方面的研究中发挥了重要作用。1969年.Ashkin通过理论计算认为聚焦的激光能推动尺寸
全息声镊细胞器官打印构建获新进展
近日,中国科学院深圳先进技术研究院团队与北京协和医院团队在全息声镊的细胞器官打印构建方面取得重要进展,相关工作发表在《生物材料》上。该成果有望为具有生物组织结构和功能的体外仿生3D模型构建提供一种全新的生物制造方案。全息声镊利用声辐射力来捕获、组装、移动和筛选细胞,因具有非接触、无损伤、精确灵活和图
全息声镊细胞器官打印构建获新进展
近日,中国科学院深圳先进技术研究院团队与北京协和医院团队在全息声镊的细胞器官打印构建方面取得重要进展,相关工作发表在《生物材料》上。该成果有望为具有生物组织结构和功能的体外仿生3D模型构建提供一种全新的生物制造方案。全息声镊利用声辐射力来捕获、组装、移动和筛选细胞,因具有非接触、无损伤、精确灵活和图
中国科大实现可编程拓扑声子芯片
中国科学技术大学郭光灿院士团队教授邹长铃与清华大学教授孙麓岩、宾夕法尼亚州立大学教授Mourad Oudich和Yun Jing等开展合作研究,首次在非悬空、片上大规模可拓展的微米尺度波导中,实现了1.5吉赫兹频率的拓扑声子边缘态与鲁棒Thouless泵浦,并研制出具备电调功能的拓扑声子马赫-曾德尔
光镊的技术特点
光镊是对单光束梯度力光阱的形象的称呼,因为它与宏观的机械镊子具有相似的操控物体的功能。但与宏观的机械镊子相比,或者与传统的操控微纳米粒子的显微微针或原子力显微镜等相比,光镊具有不可比拟的优越性。光镊对微粒的操控是非接触的遥控方式,不会给对象造成机械损伤。这使得光镊在生物学研究特别是单细胞单分子研究领
光镊技术的特点
光镊是对单光束梯度力光阱的形象的称呼,因为它与宏观的机械镊子具有相似的操控物体的功能。但与宏观的机械镊子相比,或者与传统的操控微纳米粒子的显微微针或原子力显微镜等相比,光镊具有不可比拟的优越性。光镊对微粒的操控是非接触的遥控方式,不会给对象造成机械损伤。这使得光镊在生物学研究特别是单细胞单分子研究领
光镊技术的产生
光镊技术是美国科学家于1986年发明的。光镊又称为单光束梯度光阱。简单的说.就是用一束高度汇聚的激光形成的三维势阱来俘获,操纵控制微小粒子。自诞生以来,光镊技术已经在微米尺度量级粒子的操纵控制,粒子间的相互作用等方面的研究中发挥了重要作用。1969年.Ashkin通过理论计算认为聚焦的激光能推动尺寸
光镊技术的应用
光镊的发明使光的力学效应走向实际应用,使人们在许多研究中从被动的观察转而成为主动的操控,同时光镊对于捕获微小粒子、测量微小作用力及生产微小器件等许多方面都有非常重要的意义,现主要从以下几个方面介绍光镊的研究及应用 。光镊在生物细胞上的应用研究对细胞操控的研究光镊操控细胞,可以高选择性的分选细胞或细胞
光镊技术的原理
光镊技术基于光辐射压力与单光束梯度力光阱。光辐射压力光照射物体时,由于电磁波具有能量,也有动量,所以,在物体表面形成反射和吸收,同时会对表面形成压力作用,成为光压(光辐射压力)。通过激光的引进,使得光压效应在现实应用中有了很大的作用,特别是科学研究中。梯度力为了阐明梯度力的概念,以透明介质小球为例说
科学家实现声二阶拓扑绝缘体
日前,南京大学教授卢明辉、陈延峰团队与苏州大学教授蒋建华团队合作,在声子晶体中发现二阶拓扑相和多维拓扑相变,相关研究成果近日在线发表于《自然-物理》。 研究人员在空气声系统中首次观测到不同空间维度的拓扑相变,并利用多维度的拓扑相和拓扑相变实现了二阶拓扑绝缘体,揭示了高阶拓扑相形成的新机制。
中国科大等在声振耦合拓扑优化研究中取得进展
8月3日,中国科学技术大学工程科学学院中国科学院材料力学行为与设计重点实验室陈海波研究组在国际计算力学杂志International Journal for Numerical Methods in Engineering上以封面文章形式在线发表题为Topology optimization o
团队在计算和数据驱动的拓扑声子材料研究中获进展
声子是凝聚态物质中最常见的粒子之一,是晶格振动的能量量子化的体现,集体激发的准粒子,与材料的热学、光学、电学和力学等基本物性密切相关。2017年前,从拓扑绝缘体,拓扑半金属到拓扑超导,拓扑电子材料的研究引领了前沿,关于固体材料的拓扑声子尚未研究。与其他体系的拓扑物性一样,因拓扑性的保护声子会在材
光镊技术成功捕获活体动物细胞
最新发现与创新 中国科学技术大学光学与光学工程系李银妹课题组,近日与上海交通大学魏勋斌教授合作,采用活体动物内的细胞,发展了动物体内细胞三维光学捕获技术。日前,国际著名学术期刊《自然·通讯》在线发表了这项研究成果,网站还以《医学研究:用光清除血管被堵塞的血管》为题对该研究工作进行报道。
界面超导体系与拓扑半金属体系表面电子声子相互作用
电子-声子相互作用在凝聚态物理中极为重要,不仅与材料的热力学、载流子动力学等宏观物理性质密切相关,还在超导电子配对、电荷密度波的形成等微观物理现象中起到重要作用。 中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心表面物理国家重点实验室SF06组研究员郭建东、副研究员朱学涛和博士生曹彦伟(已毕业
光镊的产生
最近,小编被我司的工程师小姐姐安利了一部据说是英国最长寿的科幻剧《神秘博士》(Doctor Who)。在2018年底刚刚回归的十一季中,新上任的第十三任Doctor造出了一件亮眼的神器——升级版音速起子,可谓是上可打外星人,下可开防盗门,有点无所不能的意思。 十三姨和她的起子而在咱们现实的物理学
光镊的定义
由于激光聚集可形成光阱,微小物体受光压而被束缚在光阱处,移动光束使微小物体随光阱移动,借此可在显微镜下对微小物体(如病毒、细菌以及细胞内的细胞器及细胞组分等)进行的移位或手术操作。光镊 ,又被称为单光束梯度力光阱,日常,我们用来挟持物体的镊子,都是有形物体,我们感觉到镊子的存在,然后通过镊子施加一定
光镊的原理
光镊技术基于光辐射压力与单光束梯度力光阱。光辐射压力光照射物体时,由于电磁波具有能量,也有动量,所以,在物体表面形成反射和吸收,同时会对表面形成压力作用,成为光压(光辐射压力)。通过激光的引进,使得光压效应在现实应用中有了很大的作用,特别是科学研究中。梯度力图1 单光束梯度力光阱
光镊的简介
光镊是采用以芯片为基础的光子共振捕获技术的光阱,能对纳米至微米级的粒子进行操纵和捕获,利用NanoTweezer显微镜纳米光镊转换装置可把现有显微镜升级改造为光镊。注:NanoTweezer显微镜纳米光镊转换装置,是个显微镜附上装置。该装置使研究人员使用现有显微镜能够捕获、操纵纳米级微粒。
什么是光镊?
光镊是采用以芯片为基础的光子共振捕获技术的光阱,能对纳米至微米级的粒子进行操纵和捕获,利用NanoTweezer显微镜纳米光镊转换装置可把现有显微镜升级改造为光镊。
光纤水听器声全息测量技术
声全息测量是大规模光纤水听器阵列探测的重要应用之一,它集合了非共形声全息、局部声全息、运动声全息、半空间声全息、矢量阵声全息以及声强测量,解决稳态、瞬态及运动声源辐射声场空间重构、噪声源识别与精确定位,这些技术不仅提高了噪声源识别定位精度和工作频带范围,还将全息测量技术带入崭新发展时代。采用的分
光镊结合其他技术在生物上的应用研究
光镊结合其他技术在生物上的应用研究光镊由于其可对多个微小粒子进行复杂操控的特点以及飞速的发展,在其本身的技术研究受到越来越多关注的同时,也在不断开拓与其他领域技术结合的应用。 光镊与高空间分辨率技术的结合光镊与具有高空间分辨率本领的技术结合,使之具备了更精细的结构分辨能力和动态操控能力,目前,国际上
科学家发明光镊辅助静态池成像分选技术
OPSI技术服务单细胞多组学研究 课题组供图 单细胞多组学技术已成为生命科学的有力工具,但一个精准、低损伤、广谱适用、简捷的目标表型单细胞获取手段,是靶向性单细胞基因组、转录组、蛋白质组或代谢物组分析的先决条件。 近日,中科院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心发明了光镊辅助静态池成
光镊结合其他技术在生物上的应用研究
光镊结合其他技术在生物上的应用研究光镊由于其可对多个微小粒子进行复杂操控的特点以及飞速的发展,在其本身的技术研究受到越来越多关注的同时,也在不断开拓与其他领域技术结合的应用。
光镊结合其他技术在生物上的应用研究
光镊由于其可对多个微小粒子进行复杂操控的特点以及飞速的发展,在其本身的技术研究受到越来越多关注的同时,也在不断开拓与其他领域技术结合的应用。光镊与高空间分辨率技术的结合光镊与具有高空间分辨率本领的技术结合,使之具备了更精细的结构分辨能力和动态操控能力,目前,国际上Coirault. C等人已成功地将
「官网」声成像与声全息设备展|2024深圳声成像与声全息设备展
深圳电子元器件展,电子仪器仪表展,深圳电子仪器仪表展,电子元器件展,深圳电子设备展,电子设备展,电子元器件展览会,电子仪器展,深圳电子仪器展,电仪器展览会,深圳继电器展,深圳电容器展,深圳连接器展,深圳集成电路展2024深圳国际电子设备及仪表仪器展览会展览时间:2024年4月9-11日地 点:深圳会
非接触性操控实现靶向治疗
“隔空取物”一直是人类的梦想。现在,超声科技实现了这种科幻超能力,并有望用于治病救人。 中国科学院深圳先进技术研究院(简称深圳先进院)研究员郑海荣团队开发出一种相控阵全息声镊操控技术,在生物体及血流中成功实现对含气囊细菌群的无创精准操控,使其高效富集,并在动物模型中实现了肿瘤靶向治疗应用。
高频声子源参量锁定技术取得重要进展
电子科技大学基础与前沿研究院邓光伟教授课题组联合信息与通信工程学院副教授黄勇军,基于一维光声晶体微腔体系,提出了一种全新的双驱动参量锁定技术。该研究成果近日发表在国际期刊《光学》上。声子是一种声音、热量、机械等能量传输的载体。与光子等载体不同,声子传播速度慢、更易于操控,在固态量子精密测量领域有广泛
拉曼光镊技术成功实现单细胞无损识别与精确提取
单细胞研究是当今生物医学领域备受关注的热点方向之一。传统生物学对细胞进行识别,往往需要借助染色等标记方式,导致细胞的损伤甚至死亡,限制对同一特定细胞的进一步分析和应用。近日,北京大学信息科学技术学院电子学系、纳米器件物理与化学教育部重点实验室叶安培教授课题组设计了一款生物芯片,并结合自主开发的“