《深圳先进院成功研制消化道内光声/超声双模内窥成像系统》

  • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: 冯瑞华
  • 发布时间:2018-06-07
  • ,中国科学院深圳先进技术研究院医工所生物医学光学与分子影像研究室在光声消化道内窥成像领域取得重大进展。该团队在国际上率先研制成功可进行360°全视场成像的光声/超声双模内窥成像系统,并可同时获取消化道壁血管(光声图像)和消化道壁组织结构(超声图像)的三维信息。相关科研成果以论文“In vivo photoacoustic/ultrasonic dual-modality endoscopy with a miniaturized full field-of-view catheter”发表在生物医学光学领域的旗舰期刊Journal of Biophotonics(影响因子:4.328)上。

      由于肿瘤的发生、发展及转移与肿瘤滋养血管密切相关,而在肿瘤形成的初早期,就会出现滋养血管的形态学和功能学上的变化。光声/超声双模内窥成像技术在不需要外源对比剂的条件下,即可精准获取肿瘤周边滋养血管的形态与代谢等功能信息,并同时获取消化道管壁的形态变化。因此,该技术的出现,是对现有临床诊断技术的重要补充,有望为提高早癌的诊断准确性提供重要帮助。同时,由于该系统的内窥导管,完全兼容现有临床消化内镜的活检通道,可以在不影响现有检查方法和术式的情况下,与内镜同步进行成像,这为该技术的临床应用推广提供了良好的基础。

      该项目在宋亮研究员与龚小竞副研究员的共同指导下,由林日强等核心骨干研制完成。团队目前正与北京武警总医院、广州中山第一附属医院开展合作,希望通过研究消化道癌症与疾病炎症区的血管形态、血氧饱和度等关键生物学指标,确定消化道早期癌症的光声图像特征。

      针对该技术,研究团队已申请并授权了多项发明专利,为相关技术的产业转化与推广应用奠定了基础。该项目在研究过程中获得国家自然科学基金、国家重点基础研究发展(973)计划、深圳市学科布局、深圳市基础研究、中国科学院威高计划等项目资助。

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    • 编译者:郭楷模
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    • 中新网深圳1月9日电 (索有为 周璨 马祯祥)中国科学院深圳先进技术研究院(简称“深圳先进院”)9日发布消息称,该院医工所智能医用材料与器械研究中心杜学敏研究员团队自主研制出了新型光-电镊原型系统(Photopyroelectric tweezer,PPT),可实现对不同材质、相态和形状物体的非接触、跨尺度、普适、多功能操控。新型光-电镊原型系统。研究团队供图 在过去几十年里,有多次诺贝尔奖与光镊操控技术相关。但传统光镊面临着系统复杂、光损伤、操控作用力小、操控颗粒范围窄、仅适用于透明物体等诸多挑战,严重阻碍其实际应用。 深圳先进院研制的该光-电镊能采用比传统光镊小7个数量级的光强,产生比传统光镊大7个数量级的操控作用力,进而成功实现体积范围跨越10个数量级的液滴(1皮升至10毫升)操控,并实现细胞离子通道、单个细胞到细胞聚集体的不同尺度操控,为微型机器人、类器官、组织工程和神经调控等重点前沿科技领域研究提供全新工具和方法,其应用前景广阔。 据了解,杜学敏团队从2016年开始在光-电智能材料和静电镊领域开展研究工作,基于前期工作基础,研究团队开发出全新的光-电镊。该光-电镊由两个核心元素组成:近红外激光光源和光-电转换器。 实验结果表明,研发团队提出的新型光-电镊展现出了卓越、稳定的光电转换性能,仅需每平方毫米2毫瓦的光照强度下即可产生0.26伏的表面电势,光照强度增加可增强光-电场,即便将表面介质厚度改变范围为1厘米至10厘米,电导率调整范围为1.16毫西门子每厘米至91毫西门子每厘米,其光电性能仍能保持有效。 “传统的光镊需要的光强度较高,大约为每平方毫米一千万毫瓦,会存在光损伤的问题,在微观尺度的调控可能会灼伤甚至杀死细胞。相比之下,新型光-电镊所需要的光照强度很低,通过高性能的光-电转换器产生的介电泳力操控物体,以避免光强度对生物样本的损伤。”杜学敏说。 值得关注的是,相比传统的光镊,该光-电镊所需光照强度低7个数量级,却能产生操控力高7个数量级,成功实现了不同材质(聚合物、无机物和金属)、不同相态(气泡、液体和固体)、不同形状(球体、长方体、螺旋线)和活鱼卵等物体的非接触、普适性、程序化操控。
  • 《深圳先进院成功构筑二维黑磷面内异质结》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2017-12-26
    • 中国科学院深圳先进技术研究院喻学锋研究员课题组在二维黑磷领域取得新进展,通过控制钴原子在黑磷不饱和位点上的选择性沉积,制备出了黑磷/磷化钴面内异质结,展现出优良的电催化活性。相关成果“In-Plane Black Phosphorus/Dicobalt Phosphide Heterostructure for Efficient Electrocatalysis”(黑磷/磷化钴面内异质结及其高效电催化活性)发表于化学领域的顶级刊物Angewandte Chemie International Edition(《德国应用化学》,影响因子11.994)。论文第一作者是王佳宏博士,通讯作者是喻学锋研究员。   非贵金属催化剂是催化领域的一个重要研究课题。黑磷作为一种具有二维层状结构的直接带隙半导体,在能源催化领域展现出巨大的应用潜力。然而由于孤电子对的存在,黑磷在水或空气中容易氧化,导致性能下降,这极大地限制了黑磷的实际应用。喻学锋研究员课题组在之前的工作中,发展了系列抑制黑磷氧化的方法,如有机包覆(Nat. Commun. 2016, 7, 12967)、化学配位 (Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 5003)、共价修饰(Chem. Mater. 2017, 2017, 29, 7131)、离子掺杂(Adv. Mater. 2017, 29, 170381)等,有效提高了黑磷纳米片的稳定性。然而,黑磷纳米片通常需要通过液相剥离制备,在制备过程中难免产生表面缺陷(特别是边缘上的不饱和位点),这是导致其氧化和影响其性能的重要因素。如何针对性地修复黑磷的表面缺陷是当前急需解决的一个关键难题。   在本项研究中,课题组设计了一种溶剂热方法,利用黑磷缺陷位点处的高化学还原活性,原位还原吸附在表面的钴离子,形成的钴原子和临近的磷元素发生重构,从而形成黑磷/磷化钴(BP/Co2P)面内异质结。得益于缺陷位点的填补,该异质结的稳定性和导电性有显著的提升;同时Co2P也提供了高活性的电催化位点。相比于黑磷纳米片,BP/Co2P异质结具有更稳定、更出色的电催化性能。这种黑磷缺陷修复技术为提高黑磷的稳定性提供了新思路,而黑磷面内异质结的首次液相方法构建,将推动新型黑磷复合物的设计合成;并且,该工作首次将黑磷用于全电解水,这也将有效拓展黑磷在能源催化等领域的应用。   本项目得到了国家自然科学基金、中国科学院前沿重点研究计划、中国博士后科学基金、深圳市基础研究布局等项目的资助。