院况简介
北京前沿科学技术研究院（简称“北前科学院”）成立于2016年9月，北前科学院，是由北京中科光析科学技术研究所，北检（北检）检测技术研究院，标检（北京）质量检测中心等科研单位，组建成立的独立科学科研机构，致力于前沿科学领域的研究与创新人才培养，科学技术转移孵化等，世界前沿新科学普及传播。 更多简介 +
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地球上有许多比人类更先进的科学Turtles可以感应地球的磁场Mantishrimpcandetectedpolarizedlight大象能听到比人类更高的频率蝴蝶可以感知各种颜色，包括紫外线
在Papilioxuthas蝴蝶视觉系统增强的启发下，一种新的研究人员开发了一种能够“看到”人眼无法接近的紫外线范围的成像传感器传感器的设计采用了封装的光电二极管和钙钛矿纳米晶体（PNC），能够在紫外线范围内成像不同的波长利用氨基酸等生物医学标志物的光谱信号，这项新的成像技术甚至能够以99%的置信度在癌细胞和正常细胞之间进行区分
这项由伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校电气与计算机工程教授ViktorGruevandbioengineering教授ShumingNie领导的新研究最近发表在《科学进展》杂志上小型变体
Gruev说：“我们从蝙蝠的视觉系统中获得了灵感，它们可以感知紫外线光谱中的多个区域，并设计了一台复制其功能的相机。”“我们通过使用新型钙钛矿纳米晶体，结合硅成像技术，以及这种新的相机技术来检测多个紫外线区域。”紫外线是一种电磁辐射，其波长比可见光长（但比x射线长）我们的家人都受到来自南方的紫外线辐射，而且环境恶劣，对人类健康有利根据不同的波长范围，紫外线分为三个不同的区域——UVA、UVB和UVC由于人类看不到紫外线，因此很难获取紫外线信息，尤其是识别每个区域之间的微小差异
然而，蝴蝶在紫外线光谱中可以看到一些微小的变化，就像人类可以看到蓝色和绿色一样Gruev指出，“很难确定它们是如何适应这些微小的变化的。紫外线很难适应，它只是被紫外线吸收了，而蝴蝶已经很好地控制住了。”
模仿游戏
人类拥有三种感光器的三色视觉，其中每种颜色都能感知到红、绿和蓝的组合然而，蝴蝶有六种（或六种以上）具有不同光谱敏感性的光感受器尤其是凤蝶、紫蝶、亚洲蓝蝶、蓝蝶、绿蝶和紫蝶，还有紫外、紫外线和宽带受体此外，蝴蝶有荧光色素，可以将紫外线转化为可见光，而可见光可以被感光体分解这允许最大限度地接收卡车的装载范围，并详细了解环境
随着光受体数量的增加，蝴蝶的光受体也表现出丰富的结构为了模拟蝶形蝶的紫外线感应机制，UIUC团队通过将单层PNC与硅光电二极管的一条蓝光相结合来模拟这一过程PNC是一类微导电或纳米晶体，其显示出与量子点类似的独特性质——改变颗粒的尺寸和成分会改变材料的吸收和衰减特性在过去的几年里，PNC出现了一种有趣的材料，用于不同的应用，如太阳能电池和LEDPNC在检测紫外线（甚至更低）波长方面非常出色，而传统的硅探测器没有在成像传感器中，PNC层能够吸收可见（绿色）光谱中的紫外线并发射光线，而可见（绿色的）光谱是由分层的硅光电二极管检测到的这些信号的处理很难绘制和识别紫外线特征
医疗保健和超越
与健康问题相比，癌症问题中存在着多种生物医学标记——氨基酸（蛋白质的构建块）、蛋白质和酶当与紫外线接触时，这些标记物会发光，并在紫外线和可见光谱的一部分发出荧光，这一过程被称为荧光聂解释说：“在紫外线区域的想象是有限的，我相信这是科学进步的最大障碍。”“现在我们已经掌握了这种技术，我们可以拍摄具有高灵敏度和小波长差异的紫外线。”
由于癌症和健康细胞具有不同的标志物浓度和不同的光谱信号，这两类细胞可以根据其在紫外线光谱中的荧光进行区分该团队评估了他们的成像设备是否有能力区分癌症相关标志物，并发现癌症和健康之间的差异有99%的置信度
Gruev、Nie和他们的合作搜索团队设想在手术中使用这种传感器最大的挑战之一是知道如何移动触摸组织以确保清除边缘，触摸传感器可以帮助促进测量清除肿瘤或肿瘤时的决策过程
Nie说：“这项新的成像技术可以显著改善对可持续健康的关注，并在健康的基础上平衡呼吸和刺激应用。”这些物种中有许多是在紫外线下非常容易被探测到的，并且有办法检测到光会为生物学家提供有趣的机会来了解这些物种，比如狩猎和狩猎将这些传感器放在水下可以帮助产生更大的阻力，并防止环境膨胀当很多紫外线被水吸收时，仍然没有足够的空间来容纳空气，而且水中有很多可以看到和使用紫外线的微生物
来源:
Materials provided by
University of Illinois Grainger College of Engineering. Original written by Amber Rose.
注明: Content may be edited for style and length.
参考:
2024-01-20
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