分子天线突破绝缘壁垒,新型LED将为医学成像带来革命

剑桥大学卡文迪许实验室的科学家们实现了材料科学领域的一项"不可能"壮举:利用微型有机"分子天线",成功为电绝缘纳米粒子供电,创造出一种全新类型的近红外LED。该研究成果发表于《自然》(Nature)期刊,其产生的近红外光纯度远超现有的量子点技术。 突破绝缘壁垒的巧妙策略 研究的核心对象是镧系掺杂纳米粒子(LnNPs)——这类材料以产生极其稳定和高纯度的光而闻名,尤其在第二近红外窗口(NIR-II)发出的光可以深入穿透生物组织,对医学成像和传感技术具有重要价值。 然而这些纳米粒子有一个致命缺陷:它们是电绝缘体,无法传导电流,这一限制使其一直无法应用于LED等电子器件。研究负责人Akshay Rao教授说:"这些纳米粒子是极好的发光体,但我们无法用电驱动它们。这是一道阻挡其在日常技术中应用的主要壁垒。" 超过98%的能量传递效率 研究团队找到了一条巧妙的"后门"路径。他们将一种名为9-ACA的有机染料分子附着在纳米粒子表面,构建了有......阅读全文

分子天线突破绝缘壁垒,新型LED将为医学成像带来革命

剑桥大学卡文迪许实验室的科学家们实现了材料科学领域的一项"不可能"壮举:利用微型有机"分子天线",成功为电绝缘纳米粒子供电,创造出一种全新类型的近红外LED。该研究成果发表于《自然》(Nature)期刊,其产生的近红外光纯度远超现有的量子点技术。 突破绝缘壁垒的巧妙策略 研究的核心对象是镧系掺杂纳米

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

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

原来纳米粒子可以对生物分子进行多色成像

  为了了解生物细胞如何运作,生命科学家追踪组成细胞的生物分子。 这样做最有效的方法是用金纳米颗粒标记分子,并跟踪纳米颗粒散射的激光。日本国立自然科学研究院(NINS)的一个小组现在已经扩展了这种方法,使科学家可以更精确地跟踪单个和多个生物分子。 该小组写道:“我们的方法将为研究复杂生物分子系统的运

苏州纳米所受邀发表近红外II区活体荧光成像展望

  近红外II区荧光(1000-1700 nm, NIR-II)极大克服了传统荧光 (400-900 nm) 面临的强的组织吸收、散射及自发荧光干扰,在活体成像中可实现更高的组织穿透深度和空间分辨率,被视为最具潜力的下一代活体荧光影像技术。  中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员王强斌团队经

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

眼睛里滴点“药”,哺乳动物就能获得超级夜视能力

  美国麻省大学医学院和中国科技大学的科学家开发了一种技术,用简单的含有纳米天线的针剂给哺乳动物提供夜视能力,使动物能看到超出可见光谱范围的红外线。而且,这种视觉增强是暂时的,不会干扰动物看可见光的能力。这项研究为探索大脑神经网络和协助视觉修复提供了转化机会。论文发表在Cell杂志。  “通过这项研

苏州纳米所硫化银近红外量子点细胞成像研究进展

  自1998年Alivisatos和聂书明等首次提出将量子点(Quantum dots, QDs)作为荧光标签应用到生物医学研究中,量子点作为一种重要的生物标记与成像纳米光学探针,在分子检测、细胞标记和活体成像中发挥着越来越重要的作用。然而,由于可见荧光量子点对活体组织的穿透能力较

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

新成像技术能洞察单个纳米粒子

  瑞典查尔莫斯大学研究人员能够用一种新的显微技术来观察单个纳米粒子,而不是观察聚集在一起混杂不清的一团粒子。发表在《自然·材料》杂志上的成果显示,研究人员利用等离激元纳米光谱电子成像技术实现了对单个钯纳米粒子的观察。   项目领导者克里斯托弗·朗海默说:“我们能够证明,通过观察单个纳米粒子就可以洞

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

浅析近红外光纤光谱仪与LED测量

LED发光面独有的外形尺寸,导致其发光很难均匀化,因此至今没有统一的标准来定义如何测量LED。所以仔细设计并使用LED测试设备对获得有效测量结果至关重要。测量LED总光通量zui简单zui便捷的方法就是使用近红外光纤光谱仪。  利用近红外光纤光谱仪于LED测量可以有下面几点优势:  1.在线测量  

浅析近红外光纤光谱仪与LED测量

近红外光纤光谱仪的优点在于系统的模块化和灵活性。近红外光纤光谱仪的测量速度非常快,使得它可以用于在线分析。而且由于它选用低成本的通用探测器,所以光谱仪的成本也大大降低,从而大大扩展了它的应用领域。  在功能强大的软件使可以很方便的监测L、a、b以及dL、dE等参数随时间的变化,甚至我们还可以自定义一

近红外电压纳米探针助力神经元电信号在体成像

  群体神经元活动的在体检测是揭示神经系统功能机制的关键。研发高灵敏的并可用近红外光激发的电压敏感探针,已成为当前国际神经科学领域重点攻克的技术难关之一。中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心/神经科学研究所杜久林研究团队与中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林、步文博研究团队合作研发了一种可用近红外光激

纳米粒子可使老鼠看到红外光

  中美科学家近日在《细胞》杂志撰文指出,他们研制出了纳米颗粒,在老鼠眼中单次注射此颗粒可使老鼠在10周内,在白天看见红外光,且副作用很小。这一发现有望促进人类红外视觉技术的进步,在民用加密、安全和军事行动等领域找到用武之地。  人类和其它哺乳动物只能看到可见光(波长约为400纳米—700纳米),但

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

我国研制出近红外二区稀土掺杂CaS纳米荧光标记材料

  中国科学院福建物质结构研究所功能纳米结构与组装重点实验室陈学元团队在中科院战略性先导科技专项、中科院创新国际团队、国家自然科学基金海峡联合基金以及副研究员郑伟主持的国家自然科学基金面上基金、中科院青促会和海西研究院春苗计划等支持下,发展了一种独特的高温共沉淀法,首次合成了单分散、形貌/粒径可控兼

苏州纳米所硫化银近红外量子点活体成像研究取得新进展

  生物医学影像技术在临床疾病诊断、治疗及预后评估中作用日益显著,近红外荧光成像技术因其图像采集时间短、检测灵敏度高、绿色和经济等特点在生物医学研究领域得到了越来越多的关注。其中,近红外二区(1000nm-1400nm)荧光对生物组织穿透能力强,成像信噪比高,故该区域荧光成像技术在生物活体成像领域已

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

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。 

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

苏州纳米所等在硫化银近红外量子点活体成像研究中获进展

  随着生物医学影像技术的不断发展,近红外荧光成像技术在生物医学研究领域得到了越来越多的关注和应用。其中,近红外二区(1000 nm-1400 nm)荧光对生物组织穿透能力强,成像信噪比高,该区域荧光成像技术在生物活体成像领域已展现出巨大潜力。量子点(Quantum dots, QDs)作为

《自然》:综合性能“最优”的近红外钙钛矿LED问世

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/3/496737.shtm钙钛矿材料因其具有优异的光电特性在发光二极管(LED)、太阳能电池、光电探测器和激光器等光电器件领域展示了巨大的应用潜力。近日,中国科学技术大学崔林松教授课题组与剑桥大学Neil C.

重磅!六项医工交叉团体标准获批发布实施

  近期,中国科学院分子影像重点实验室牵头撰写的《胃部肿瘤智能辅助诊断软件测试和性能评价规范》(标准编号:T/SCGS 313001-2023)、《医用内窥镜 内窥镜荧光摄像系统影像质量评价规范》(标准编号:T/SCGS 313002-2023)、《近红外二区荧光成像技术影像质量评价规范》(标准编号

磁性纳米粒子/磁性纳米颗粒在生物医学方面的应用-一

概述磁性纳米粒子/磁性纳米颗粒(Magnetic Nanoparticles, MNPs)是近年来发展迅速且极具应用价值的新型材料,在现代科学的众多领域如生物医药、磁流体、催化作用、核磁共振成像、数据储存和环境保护等得到越来越广泛的应用。在科学家、工程师、化学家和物理学家的共同努力下,纳米技术使得生

磁性纳米粒子/磁性纳米颗粒在生物医学方面的应用-二

磁性纳米粒子的应用磁性纳米粒子在生物医学方面的应用主要分为两大类:体外应用主要包括分离纯化、磁性转染、免疫分析、催化、Magnetorelaxometry、固相萃取等。体内应用可大致分为治疗和诊断两类,治疗方面的应用如热疗和磁靶向药物,诊断方面的应用如核磁共振成像(Nuclear Magenti

磁性纳米粒子/磁性纳米颗粒在生物医学方面的应用-三

体内应用:影响体内应用的磁性纳米粒子的2个主要特性是大小和表面功能。超顺磁氧化铁纳米颗粒(Superparamagnetic Iron Oxide,SPIOs)的直径对它们在体内的生物分布有很大影响。直径为10-40nm的颗粒包括超小的超顺磁氧化铁纳米颗粒可以在血液循环中滞留较长时间,它们可

近红外光纤光谱仪对LED及薄膜厚度的测试

 近红外光纤光谱仪采用背照式CCD,相比普通光谱仪,其紫外灵敏度提升。同时,采用双闪耀光栅,配备消高阶滤光片,基于100.0mm焦距光学平台,在全波谱范围提供了均衡的灵敏度和较高的分辨率,是一款适合多种科研应用的光谱仪。  光纤光谱仪以其检测精度高、速度快等优点,已成为光谱测量学中使用的重要测量仪器

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