上海交通大学科学家发明了用于癌细胞检测的“轻量级”

时间:2019-01-29 01:50:29 来源:广汉新闻网 作者:匿名



   称重对人们来说并不陌生。 我们可以用它来称量我们生活中的水果、蔬菜、猪肉等等。。 然而,上海交通大学物理系朱卡团队发明的“光刻机”现在不同了,因为它对生物DNA分子、染色体和中性原子的质量进行了无损和高精度的光学测量。。 不仅如此,研究团队还希望将“光束”应用于生物DNA分子的研究,并提出癌细胞DNA分子的检测方法。

   如何称量微粒的质量?

   随着量子信息和量子测量技术的飞速发展,探索量子奇异世界已经成为各国研究者不懈的追求。。

   朱卡教授和博士。 李金进在他的指导下,基于量子光学和纳米材料,在世界上首次提出了纳米光学质谱仪,或称“光刻机”,可以对生物DNA分子、染色体和中性原子的质量进行无损和高精度的光学测量。此外,现有的测量方法不能精确测量单个原子,但只能使用一堆原子作为重复测量的测量单位,然后估计原子的质量

   利用表面等离子体和纳米材料的耦合系统,研究团队首次提出通过全光学控制来测量微观粒子的质量作者:媒体链接 当前的预测可以精确地测量单个原子的质量。

   说到下一步的研究,Jukka教授说,对单个中性原子测量的研究已经结束,通过“光束”测量单个质子或中子的研究目前正在进行中。

   研究小组还希望将“光束”应用于生物DNA分子的研究,并提出一种检测癌细胞DNA分子的方法。传统癌症DNA分子的质量应该不同于正常DNA分子的质量。癌细胞的存在也可以通过使用这种高精度的“光束”来检测。因此,朱卡教授预测它也可以用于临床医学。

   那么,“光束”如何测量原子的质量呢?

   朱卡教授认为,被测原子被放置在碳纳米管表面,然后两束不同强度的光束同时照射在碳纳米管上。此时,通过检测微弱光的吸收光谱,可以精确地获得碳纳米管的振动频率。我们需要测量两次碳纳米管的振动频率,以获得碳纳米管放入原子前后的振动频率变化,并通过计算得到落入碳纳米管表面的单个原子的质量。

   Jukka教授说:“事实上,这里没有新的物理方面或原理,但是以前没有人考虑过这样的方案。”。我们系统地结合了碳纳米管、量子点和表面等离子体激元的复合系统,发明了第一台全光学控制的高灵敏度纳米光学质谱仪。

   关于这项研究结果,美国物理学会评论道:“这项研究工作有望将纳米科学引入一个全新的测量领域。"。国际公认的物理学顶级评论杂志《物理报告》也发表了一篇关于朱卡教授团队研究结果的长篇评论论文。自1971年创刊以来,该杂志仅发表了9篇综合论文,其中4篇是2000年以来发表的。这也是上海交通大学第一次单独在杂志上发表论文。

   灵敏度和准确度提高了3个数量级

   Jukka教授表示,目前测量原子和质子等微观粒子质量的方法或仪器包括经典质谱仪和电子纳米质谱仪。与这两种传统方法相比,“光束”的灵敏度和准确度都有很大提高。

   显微镜粒子的经典质谱仪测量包括三个基本过程:分析物电离、分析物分离和检测。待检测物质首先在特定条件下被电离。根据电荷和质量之间的关系,这些离子化的粒子然后在真空中被分离。然后检测和分析这些分离的颗粒,以获得待研究物体的成分。最后,根据回旋频率和质量之间的关系估计粒子的质量。

   “这种检测方法的缺点是,检测到的粒子必须先被强制充电,然后才能达到m。这不仅影响质量测量的灵敏度,还限制了碳纳米管的振动频率,从而影响测量结果的准确性。朱卡教授表示,在全光控制环境中,“光束”不涉及任何电气参数,这避免了电路引起的误差,并大大提高了质量测量的灵敏度。

   如果用“光束”来测量,就可以实现对单个原子质量的精确测量。这大大提高了精确度。

   根据朱卡教授的估计,全光控制“光束”的灵敏度和准确度比传统的电子质谱仪高出近三个数量级。。。他说,这项研究工作极大地改进和改进了现有的电子质谱仪,用全光学方法取代了传统的电子测量,扩大了人们对微观世界的了解,并将纳米科学引入了一个全新的测量领域。。。

   资料来源:上海教育新闻网2013。

   刘晓静。

上海交通大学科学家发明了用于癌细胞检测的“轻量级”。04。07

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