不可能的LED诞生:剑桥科学家用分子天线为绝缘材料供电

【难题与突破口】 镧系掺杂纳米颗粒(LnNPs)以产生极其稳定、高纯度的光而闻名,尤其珍贵的是它们可以在第二近红外区域发光,能够穿透生物组织深处。然而,这类材料有一个致命缺陷:它们是电绝缘体,无法轻易传导电流——这阻碍了科学家将其用于LED等电子设备。剑桥大学卡文迪许实验室的研究人员找到了绕过这一障碍的方法,制造出了首批由这类此前"不可能"材料制成的LED,成果发表于《自然》杂志。 【原理揭秘:分子天线如何供电】 通过将专门选择的有机分子(9-蒽甲酸,9-ACA)附着在纳米颗粒表面,团队创建出能够将电能转移到绝缘材料的系统。有机分子作为"分子天线"捕获电荷载流子,然后通过三重态能量转移过程将能量传递给纳米颗粒,这个过程效率惊人——超过98%。 领导研究的Akshay Rao教授表示:"这些纳米颗粒是非常出色的发光体,但我们此前无法用电为其供电,这是阻碍它们在日常技术中应用的主要屏障。我们本质上是找到了为它们供电的后门。" ......阅读全文

不可能的LED诞生:剑桥科学家用分子天线为绝缘材料供电

【难题与突破口】 镧系掺杂纳米颗粒(LnNPs)以产生极其稳定、高纯度的光而闻名,尤其珍贵的是它们可以在第二近红外区域发光,能够穿透生物组织深处。然而,这类材料有一个致命缺陷:它们是电绝缘体,无法轻易传导电流——这阻碍了科学家将其用于LED等电子设备。剑桥大学卡文迪许实验室的研究人员找到了绕过这一

分子天线突破绝缘壁垒,新型LED将改变医学成像和光通信行业

剑桥大学Cavendish实验室的科学家们完成了一项此前被认为在正常条件下不可能实现的技术壮举:他们找到了一种方法来驱动通常无法导电的绝缘纳米粒子,使其发出明亮的近红外光。这一突破依赖于微小的"分子天线",将电能导入掺镧纳米粒子,开启了新一代超纯近红外LED的大门。掺镧纳米粒子(LnNPs)以产生异

近红外光谱的医学应用

  红外光 近红外光谱仪(Near Infrared Spectrum Instrument,NIRS)是介于可见光(Vis)和中红外(MIR)之间的电磁辐射波,美国材料检测协会(ASTM)将近红外光谱区定义为780-2526nm的区域,是人们在吸收光谱中发现的个非可见光区。近红外光谱区与有机分子中

近红外脑功能成像原理简介

对人体来说,体内95%的能量来自于不同的氧化反应,氧是一切生命活动的基础。组织中的氧运输其主要载体是血红蛋白,它由氧合血红蛋白(HbO2)和脱氧血红蛋白(Hb)组成。随着人体组织的有氧代谢,氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的含量会不断发生变化,因而组织中的血氧含量的变化能够反映出人体生理状态、细胞的活动变

分子染料指导近红外光谱断层成像技术精确切除乳腺肿瘤

  分析测试百科网讯 在乳腺癌等癌症的临床治疗中,肿瘤的精确定位一直是让医生头痛的问题。外科医生通常根据临床经验对肿瘤组织进行切除,但是少切会造成复发,多切又会对患者造成伤害。因此,如果有一种能在手术中标记肿瘤边界的方法将具有重要的临床应用价值。  分子染料,比较常见的如食用色素,已经被用于指导近红

近红外荧光成像技术为肿瘤手术“导航”

   2013年,美国哈佛医学院教授John V Frangioni提出,近红外荧光成像技术可以为临床医生提供有效帮助,未来十年将在肿瘤术中极具应用前景。在中国,MI从实验室走进手术室,已然让这一设想成为现实。  近一百年来,人类获取癌症信息的方法不断创新:从上个世纪初的X射线到70年代的CT,再到

近红外二区小分子光学探针设计与血流动态成像研究

  近红外二区(NIR-II,1000-1700 nm)小分子光学探针因其生物兼容性好、组织穿透能力强、成像对比度高而备受关注。目前,近红外二区小分子光学探针分为两类:多甲川类衍生物,其Stokes位移小且稳定性欠佳;苯并双噻二唑衍生物,其荧光亮度较低。因此,发展新型近红外二区小分子荧光染料,特别是

关于近红外光谱的医学应用概述

  近红外光谱技术在许多领域(农业和食品等)检测中已作为官方认证的检测技术,同时在纺织、聚合物、药物、石油化工、生化和环保等领域也得到了广泛的应用名。除了早期的应用外,近几年人们又利用该技术检测物质的纯度,解释物质的结构,预测、评价生物的某些生理现象及变化,监测一些天体的变化等。尤其近几年,近红外光

我国成果研制近红外二区成像设备

  从中国科学院自动化研究所获悉,设在该所的中科院分子影像重点实验室历经近3年的医-工交叉深入探索,成功研发出新型近红外二区荧光成像系统及手术导航技术,并在国际上首次开展临床应用转化研究。  当前肿瘤治疗的主要手段依然是手术切除,精准、有效的肿瘤切除成为提高患者生存率的关键,而新兴的光学分子影像技术

近红外二区磷光成像新进展

  当前,近红外二区(NIR-II,1000-1700nm)荧光成像在生物医学基础研究和肿瘤术中精准切除等临床转化方面展现出应用前景。相较于近红外一区(NIR-I,700-1000 nm),近红外二区荧光成像具备的在生物体内散射低、组织穿透深且成像分辨率高的优势,使其被视为颇具发展潜力的影像技术。 

近红外成像技术促进机器视觉的新发展

习惯上机器视觉被定义为:用于检查、过程控制及自动导航的电子成像。在机器视觉应用中,计算机(不是人类)使用成像技术来捕获图像作为输入来实现提取和传递信息输出的目的。据麦姆斯咨询报道,除传统工业应用,先进驾驶辅助系统(ADAS)、增强现实和虚拟现实(AR/VR)技术及智能安全系统的机器视觉能力均要求使用

Hitachi近红外脑功能成像系统的功能特点

    1.fNIRS Hyperscanning脑功能超扫描系统:日立Hitachi提供了fNIRS Hyperscanning脑功能超扫描解决方案,日立Hitachi超扫描系统的模块化设计可以提供2人以上实时同步进行脑功能超扫描测试使用并支持完全的数据同步。fNIRS超扫描技术提供了比f

光声成像与近红外光学成像技术原理及应用介绍

光声成像与近红外光学成像的完美结合 1.光声成像结合近红外光学,两种成像模式的融合:近红外超声成像技术的原理:当近红外脉冲激光照射到生物组织上,生物组织吸收光能量而产生热膨胀,在脉冲间隙释放能量发生收缩。伴随着热胀冷缩的过程会产生高频超声波,吸收光能量的多少决定了产生的超声波的强度。因为不同的组织对

“百人”团队拓展NIR1b近红外荧光成像在生物医学的应用

  近日,中国科学院深圳先进技术研究院蔡林涛团队发现一类分子染料在NIR-1a和NIR-1b区域中都具有不同的荧光发射峰,并通过植物绿萝叶脉和动物脑胶质瘤模型证明NIR-Ib区域近红外荧光成像的可行性和优越性。相关研究成果以Near-infrared fluorescence imaging in

分子成像技术驱动转化医学时代药物研发

  分子成像仪作为一个新兴工具在医药领域的应用前景广阔,其结合传统药理学后可支持更好的决策、临床治疗方案改善以及主治药物选取。值得期待的是,该成像技术能用于药物安全测试,包括研发阶段的筛查以及后期临床试验的支持数据。   从分子影像学应用于药物研发讲座上(全球制药峰会)获悉,成像技术将被纳入临床前

MARS-近红外二区小动物活体成像系统

  品牌/产地:恒光智影/中国。  型号:MARS。  MARS近红外二区小动物活体成像系统采用顶级科研Teledyne Princeton Instruments牌InGaAs相机,其出色的量子效率与先进的噪声抑制技术为高品质成像提供保证。  产品概述:  MARS近红外二区小动物活体成像系统突破

近红外荧光寿命活体多重成像研究中取得重要进展

在国家自然科学基金项目(项目编号:21725502)等资助下,复旦大学化学系张凡教授团队和澳大利亚麦考瑞大学陆怡青研究员团队合作,提出将近红外荧光寿命成像技术运用于活体多重检测当中,研究工作以“Lifetime Engineered NIR-II Nanoparticles Unlock Multi

近红外脑功能成像与老年痴呆鉴别(一)

说起老年痴呆,你想到什么?记忆退化,失语,运动功能丧失,以上种种都可以总结为认知障碍。简而言之,老年痴呆是一种以认知障碍为主要表现的神经退行性疾病。目前老年痴呆的发病机制尚未明确,已有研究表明基因遗传,饮食和生活作息习惯都在一定程度上影响了疾病的发生。老年痴呆正成为人类健康的第一杀手。据2018年数

近红外脑功能成像在脑卒中的研究应用(三)

而他们在2014年对比了正常人和不同程度卒中患者皮质激活发现,随着运动功能恢复,卒中患者的运动激活向双侧脑激活的转变,这是由于同侧也发生激活的加入引起的。我们还在慢性期轻度偏瘫患者中观察到明显的对侧优势模式。这表明中风后运动功能恢复与运动相关激活的侧向平衡恢复有关,并且发现在所有中度偏瘫患者的同侧半

近红外脑功能成像在脑卒中的研究应用(一)

根据NEJM全球卒中报告显示:中国(25岁后)卒中发生的终生风险为39.3%,比全球平均水平高出58%。根据国家统计局年度数据,2017年中国脑血管病死亡人数占总死亡人数的比重,在城市和农村分别统计为20.56%和23.18%,与恶性肿瘤、心脏病位列死因占比前三。脑卒中除了高致死率外,还具有高致残率

关于近红外高光谱成像光谱仪的简介

  近红外高光谱成像光谱仪是一种用于物理学领域的分析仪器,于2012年12月31日启用。  一、近红外高光谱成像光谱仪的技术指标:狭缝尺寸:30微米; 成像分辨率:3.64纳米; 光谱范围:900-1700纳米; 数值孔径:2。  二、近红外高光谱成像光谱仪的主要功能:光谱仪核心部分包括均匀光源、光

近红外脑功能成像在脑卒中的研究应用(四)

 图 不同频率下的大脑皮层的激活状态 卒中患者在运动想象时脑部皮质的激活特征 Masahito等人(2013)利用卒中患者根据信号想象运动时从而获得大脑皮层激活,实验分为两组,REAL反馈组中的受试者被提供了与想象相关的血红蛋白信号。SHAM反馈组中的受试者在神经反馈期间被提供无关的随机信号,结果发

近红外脑成像在精神疾病鉴定中的应用

精神疾病,是指在各种生物学、心理学以及社会环境因素影响下,大脑功能失调,导致认知、情感、意志和行为等精神活动出现不同程度障碍的疾病。1982年我国对12地区的城乡12000户, 共计51982人进行筛查, 结果显示:“在15岁及以上 (38136人) 人口的精神障碍时点患病率为10.54‰。

近红外脑功能成像在脑卒中的研究应用(二)

Masahito等人(2007)利用健康志愿者和卒中患者在跑步机上行走进行对比发现,在健康人和患者的加速行走期,皮质激活在内侧SMC,SMA和PFC中是明显的,在稳定期期间,患者表现出持续的皮质激活,而对健康受试者的皮质激活倾向于减少。 图 健康志愿者和卒中病人在行走期间皮质激活的对比 Hiroak

近红外脑功能成像与老年痴呆鉴别(二)

Niu等人通过fNIRS探究了工作记忆任务(n-back记忆任务)下健康老人与轻度认知障碍老人脑区氧合血红蛋白浓度差异,并对Hbo浓度与神经心理学评分的相关性进行研究,结果表明轻度认知障碍人群的左侧额叶和颞叶激活下降且额颞叶部分通道的Hbo浓度与行为学评分存在较强相关性,说明这些敏感通道的fnirs

化学所实现分子层次的近红外电致变色

  近红外电致变色是指在外电场或电流作用下,材料的近红外吸收光谱发生显著变化的现象。近红外电致变色材料在光纤通讯和信息存储方面具有重要应用价值。由于其丰富的电化学和光吸收性能,金属有机共轭材料吸引了众多学者的兴趣,并在分子电子学的多个领域得到广泛应用。  近年来,中国科学院化学研究所光化学院重点实验

关于近红外高光谱成像地物光谱仪的简介

  近红外高光谱成像地物光谱仪是一种用于林学领域的电子测量仪器,于2017年4月10日启用。  一、近红外高光谱成像地物光谱仪的技术指标:  近红外高光谱成像光谱仪主机:HyperspecNIR1003A-10168;900-1700nm消色差镜头;HyperspecIIIforNIR:E51111

打破常规!科学家拓展近红外荧光成像光谱范围

  近日,中国科学院深圳先进技术研究院蔡林涛团队发现一类分子染料在NIR-1a和NIR-1b区域中都具有不同的荧光发射峰,并通过植物绿萝叶脉和动物脑胶质瘤模型证明NIR-Ib区域近红外荧光成像的可行性和优越性。相关研究成果以Near-infrared fluorescence imaging in

复旦教授在近红外荧光成像导航手术领域取得进展

  近日,复旦大学化学系张凡教授课题组与复旦大学附属妇产科医院徐丛剑教授团队合作,利用近红外探针实现近红外二区荧光成像导航卵巢癌实体瘤和转移灶的精准切除,此方法有望在临床上用于腹腔恶性转移肿瘤的精准手术导航。7月24日,相关研究论文以《活体内自组装的近红外二区纳米探针用作增强卵巢癌转移灶的手术导航》

新型近红外探针可实现弱光下的高信噪比生物成像

发射近红外光的探针在加密通讯和生物活体成像等领域具有天然优势。然而,传统的近红外探针通常需要在能量较高的激光照射下才能发光,不可避免地会造成背景的干扰,影响成像的信噪比和分辨率。此外,外部激光的辐照往往会造成潜在的过热现象,容易对生物组织造成伤害。针对以上难题,复旦大学化学系教授张凡团队开发了高亮度