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大天空下的量子
什么是量子？我们都在新闻和媒体上听说过这个词，但通常，它看起来像是来自遥远的未来或科幻电影的东西。量子的根源在于量化这个词，指的是与其代表的辐射频率成比例的离散能量。量子科学家和工程师研究极小的粒子——原子内部粒子的大小。这些粒子通常表现出与经典物理学所描述的不同的不寻常的特性，我们正在探索如何操纵这些粒子来创建更快、更灵敏、更精确的电子系统，包括传感器、定位系统、计算机和医疗设备。引用尼尔斯·玻尔的话：“如果你对量子力学没有感到困惑，那你就没有真正理解它。”下面的报告将试图回答量子是什么、量子在现实世界中的应用、劳动力中的差距和机会以及量子技术在蒙大拿州的未来将扮演什么角色的问题。
揭开量子技术能力的神秘面纱——...
- 量子特性可用于显著增强传感和测量技术，实现超越传统物理学所能达到的精度测量。据美国前理论物理学教授、专门研究量子传感和量子成像的乔纳森·道林和澳大利亚理论量子物理学家、专门研究量子反馈控制和量子测量的杰拉德·米尔本称，量子传感将对导航、射频通信、地质勘探和医疗诊断等领域产生重大影响。他们的研究表明，量子传感将对环境变化、引力场、电磁辐射甚至分子结构提供更准确、更灵敏的检测。由于量子传感器依靠量子粒子进行测量，因此它们本质上比传统传感器更灵敏，从而引入了大量新的应用、数据洞察和决策能力。
USP 技术评论：Target-ID™
对 Smiths Detection Target-ID 便携式傅里叶变换红外 (FTIR) 光谱仪进行了技术审查。审查的目的是确定 Target-ID 是否可用作一线筛选技术，以识别药品 (DP) 中是否存在活性药物成分 (API)。红外 (IR) 筛选技术测量红外辐射的吸收率，对极性键最敏感，从而使 IR 技术对功能团的响应最灵敏。IR 仪器采用金刚石衰减全反射 (ATR)，因为它坚固耐用且易于使用。通过将样品材料压在金刚石 ATR 元件上，IR 探测光束可穿透表面约 1-5 μm。液体样品可以简单地放在 ATR 元件上。虽然其他 IR 技术需要稀释样品，但 ATR 的低穿透深度使得“按原样”样品分析成为可能。
FDSS/μCELL 动态平板成像仪 C13299
具有从荧光到发光的宽灵敏度范围的高灵敏度/高速相机。作为荧光/发光板成像仪，可高通量地执行各种测定。由于微孔板的所有孔都是同时读取的，因此在添加底物后，荧光指示剂或孔间测量没有时间滞后。要测量快速荧光动力学，可以使用高速数据捕获功能（可选）以最多 5 毫秒的间隔捕获数据。当需要在短时间内采样时，例如使用高速电压敏感荧光染料和评估 iPS 细胞衍生的心肌细胞时，它是有效的。对于荧光和发光的测量，通过 FRET 和 BRET 等能量转移进行双波长测量是离子通道和蛋白质动力学分析的有效方法。通过安装在传感器前面的荧光滤光片转换器，可以高通量地进行双波长测量。
使用 PTB 制造的 SQUID 进行量子计量
PTB 在 SQUID 开发方面发挥着全球领先作用。这些超导量子干涉装置是用于高精度测量磁通量极小变化的传感器。PTB 的 SQUID 用于各种类型的测量。尽管它们已在生物磁实验中使用了二十年，例如用于检测人类心脏或大脑的非常微弱的磁场，但它们仍不断参与新的计量发展。SQUID 可用作各种配置中的灵敏电流传感器或完整的集成磁感应计。PTB 不仅提供 SQUID 芯片本身，还提供电子设备和计量技术，以便在相应的低温装置和实验外围设备中实现传感器。两个国际合作项目也采用了同样的方法。带有2个Tes光子计数器的探测器模块和带有2个电流传感器的sQuiD传感器芯片
主题代码MM5433主题标题决策分析作者...
通过连续体（BICS）中的结合状态构建高度局部的波场，可促进增强的波浪互动，并为高灵敏设备提供方法。弹性波可以携带复杂的极化，因此与BIC形成中的电磁波和其他标量机械波的不同，尚未充分探索和利用。在这里，我们报告了对羔羊波导侧支支撑的局部共振模式的研究，该模式由两对共振支柱支撑，并显示了两组具有不同极化或对称性的弹性BIC的出现。，两组BIC对外部扰动表现出明显的反应，基于该反应，提出了具有增强敏感性的无标签感应方案。我们的研究揭示了弹性介质中复杂的波动力学引起的BIC的丰富特性，并证明了它们在传感和检测中的独特功能。
银纳米/微粒：改性与应用 2.0
目前，纳米 / 微粒子被广泛应用于各个领域 [1-3]。银粒子由于其独特的光学-物理-化学性质，是各类粒子中最为重要的材料之一。该材料已被提议用于各个领域，如生物传感器、诊断、成像、催化剂、太阳能电池和抗菌 [4-14]。特别是，与尺寸相关的独特等离子体特性使粒子在生物医学应用方面表现出色 [15-20]。鉴于银材料的重要性，第一版《银纳米 / 微粒子：改性与应用》于去年成功出版，其中收录了 10 篇优秀论文 [21-30]。该特刊 2.0 版还提供了详细介绍银材料合成、改性和应用的原创贡献。其中收录了 11 篇优秀论文，描述了银纳米 / 微粒子领域最新进展的示例。由于银纳米粒子具有非破坏性、快速性、分子指纹识别和超灵敏及光稳定性等特性，其等离子体特性已被应用于基于表面增强拉曼散射 (SERS) 的有害物质检测 [31]。由于食用海鲜相关的组胺中毒会导致疾病，Kim-Hung 等人报道了使用等离子体银-金纳米结构通过 SERS 轻松检测组胺 [32]。他们使用该纳米结构通过 SERS 成功检测出组胺（LOD 为 3.698 ppm）。Pham 等人报道了使用含有纳米结构的内部标准基于 SERS 对农药进行灵敏和定量检测 [33]。在研究中，4-巯基苯甲酸标记的银-金纳米粒子用于灵敏和定量的福美双检测，检测范围为 240 至 2400 ppb，检测限为 72 ppb。银纳米粒子作为抗菌剂具有巨大潜力。Nakamura 等人综述了银纳米粒子的合成及其在预防感染方面的应用[34]。他们特别关注了环境友好型合成和抑制医护人员的感染。Nakamura 等人报道，紫外线照射可通过羟基自由基增强银纳米粒子的杀菌活性[35]。他们表明，紫外线照射银纳米粒子可有效增强其杀菌活性，这是因为银纳米粒子经紫外线照射后会产生活性羟基自由基，而这种活性羟基自由基具有抗菌活性。紫外线照射可快速增强银纳米粒子中活性羟基自由基的产生。银纳米线具有优异的导电性能，在热能和电子应用方面得到了深入研究。Mori 等人评估了银纳米线及其与碳纳米管复合材料在生物医学应用中的抗菌和细胞毒性特性[36]。Li 等人报道了一种简单、可持续且环境友好的方法，即通过自牺牲还原在竹子上装饰的介孔 TiO 2 薄膜中原位制造银纳米粒子，以合成具有高效抗真菌活性的纳米复合材料[37]。复合薄膜赋予的竹子对绿色木霉和柑橘假单胞菌表现出优异的抗真菌活性。由于复合薄膜具有高生物相容性、低成本和易于制造的特点，因此在竹子上原位制造银纳米粒子是一种可行的方法。
天体物理学技术更新 2024
在对遥远的恒星或围绕它们运行的系外行星等暗淡物体进行成像时，相机必须以极低的噪声捕捉到每一个光子。超导相机在这两个标准上都表现出色，但在历史上并未得到广泛应用，因为它们的像素很少超过几千个，这限制了它们捕捉高分辨率图像的能力。一组研究人员最近用一台 40 万像素的超导相机打破了这一障碍，这种相机可以探测到从紫外线 (UV) 到红外线 (IR) 的微弱天文信号。这些超导相机捕获的每十亿个光子中，可能有不到十个是由于噪声造成的。由于这些探测器非常灵敏，因此很难将它们密集地排列而不造成像素之间的干扰。此外，由于这些探测器需要保持低温，因此只能使用少量电线将信号从相机传送到其温暖的读出电子设备。
电化学发光免疫传感新进展
电致化学发光，也称为电化学发光 (ECL)，由于其高灵敏度、极宽的动态范围以及对光发射空间和时间的出色控制，在各个分析领域引起了广泛关注。ECL 在体外检测中取得的巨大成功源于其将生物识别元素的选择性与 ECL 技术的灵敏度和可控性相结合的优势。ECL 被广泛应用于超灵敏检测生物分子的强大分析技术。在本综述中，我们总结了 ECL 在免疫传感方面的最新发展和应用。在此，我们介绍了传感方案和在不同领域的应用，例如生物标志物检测、基于珠子的检测、细菌和细胞分析，并对 ECL 免疫传感的新发展进行了展望。特别是，我们重点介绍了用于临床样本分析和医学诊断的基于 ECL 的传感分析以及为此目的而开发的免疫传感器。
人工智能驱动的深度可视化蛋白质组学定义细胞身份和异质性
图 1：深度可视化蛋白质组学概念和工作流程 深度可视化蛋白质组学 (DVP) 将高分辨率成像、人工智能 (AI) 引导的单细胞分类和分离图像分析与新颖的超灵敏蛋白质组学工作流程 7 相结合。DVP 将细胞培养或存档的患者生物库组织的数据丰富成像与基于深度学习的细胞分割和基于机器学习的细胞类型和状态识别联系起来。(无)监督的 AI 分类的细胞或亚细胞感兴趣对象经过自动激光显微切割和基于质谱 (MS) 的蛋白质组学分析。后续的生物信息学数据分析使数据挖掘能够发现蛋白质特征，从而在单细胞水平上提供对健康和疾病状态中蛋白质组变异的分子见解。DVP 可作为研究人员和临床医生的资源。