肿瘤切除术中神经活动的监测、神经外科手术[6–8]中慢性植入物中癫痫病灶的识别[9–11]以及神经假体。[12–17]为了在保留大量任务相关信息的同时尽量减少侵入性,人们对皮层电图 (ECoG) 和微皮层电图 (μ ECoG) 技术进行了广泛的研究。[18–22]对于皮层内微电极,由于与信号源的距离增加,ECoG 和 μ ECoG 都表现出一些固有的局限性。[23]此外,由于电极小型化和随之而来的阻抗增加,μ ECoG 会受到噪声增强的影响。[24,25]在这种情况下,脑记录将从原位第一级信号放大策略中受益匪浅。在克服这些限制的各种策略中,半导体技术已用于神经生理学应用。无机场效应晶体管已成功证明可作为体外生物电活动传感器,[26–28] 但它们在体内的应用受到无机半导体的化学和机械特性的限制,尤其是暴露于水环境时。[29] 这使得无机晶体管沦为微电极集成多路复用器的角色。[30]
“从使系统 S 退相干的环境 E 的片段 F 中可以提取多少有关系统 S 的信息?”是量子达尔文主义的核心问题。迄今为止,大多数答案都依赖于 SF 的量子互信息,或通过直接测量 S 提取的数据。这些是真正需要的合理上限,但计算起来要困难得多——片段 F 对于有关 S 的信息的通道容量。我们考虑一个基于不完美 c-not 门的模型,其中可以计算上述所有内容,并讨论其对客观经典现实出现的影响。我们发现所有相关量,例如量子互信息以及通道容量都表现出类似的行为。在与客观经典现实的出现相关的机制中,这包括与不完美 c-not 门的质量或 E 的大小无关的缩放,甚至几乎与 S 的初始状态无关。
摘要 结核病 (TB) 的表型药物敏感性测试 (DST) 需要数周才能产生结果。虽然分子测试可以快速检测出耐药相关突变 (DRM),但它们无法扩展到覆盖整个基因组和可以预测耐药性的许多 DRM。全基因组测序 (WGS) 方法是可扩展的,但如果直接在痰液上进行,通常需要目标富集步骤,例如核酸扩增。我们开发了一种靶向等温扩增-纳米孔测序工作流程,用于快速预测结核病分离株的耐药性。我们使用重组酶聚合酶扩增 (RPA) 对结核分枝杆菌基因组内的三个区域进行靶向等温扩增(37°C,90 分钟),然后在 MinION 上进行纳米孔测序。我们检测了 29 种耐药性 (DR) 结核病患者的分枝杆菌基因组 DNA 提取物,并将我们的结果与 Illumina 的 WGS 和表型 DST 的结果进行比较,以评估对利福平和异烟肼耐药性的预测准确性。RPA 扩增的保真度与高保真度 PCR 相当(100% 一致)。纳米孔测序产生的 DRM 预测与 WGS 相同,测序运行时间明显更快,只需几分钟而不是几天。我们工作流程对利福平耐药性预测的灵敏度和特异性分别为 96.3%(95% 置信区间 [CI],81.0 至 99.9%)和 100.0%(95% CI,15.8 至 100.0%)。对于异烟肼耐药性预测,敏感性和特异性分别为 100.0%(95% CI,86.3 至 100.0%)和 100.0%(95% CI,39.8 至 100.0%)。每个样本的工作流程耗材成本不到 100 英镑。我们快速且低成本的药物耐药性基因分型工作流程可准确预测利福平和异烟肼耐药性,适合在资源有限的环境中使用。
图 1 两例 ERBB2 扩增的横纹肌肉瘤 (RMS) 的形态学、免疫组织化学 (IHC) 和遗传特征。 (A) 病例 1 中 ERBB2 扩增子范围的全基因组视图 (顶部) 和详细视图 (底部)。 (B) Circos 图描绘了 17 号染色体 (病例 1) 中的结构变异。请注意 17q 染色体臂中两个扩增子之间的交换。17q 中的两个扩增子以红色注释。 (C) IHC 显示病例 1 (左) 和病例 2 (右) 中 HER2 (ERBB2) 蛋白的细胞质表达强烈。 (D) 17 例儿童 RMS 中 ERBB2 的 mRNA 表达水平;两例 ERBB2 扩增的病例的表达值比无扩增的 RMS 高 50 倍以上。y 轴显示 log2 转换中的表达值。 (E)对病例 1 的培养细胞的间期细胞核进行荧光原位杂交 (FISH),表明扩增的序列被组织成双微体 (dmin)
是作者/资助者,已授予 medRxiv 永久展示预印本的许可。 (未经同行评审认证)预印本此版本的版权持有者于 2021 年 11 月 20 日发布。;https://doi.org/10.1101/2021.11.15.21266335 doi:medRxiv 预印本
摘要 — 循环平面正交场放大器 (RPCFA) 由密歇根大学设计、制造和测试。RPCFA 由多个射频源驱动,频率范围为 2.40 至 3.05 GHz,功率为 1 至 800 kW。脉冲电压由带陶瓷绝缘体的密歇根电子长束加速器 (MELBA-C) 输送到阴极,该加速器配置为提供 −300 kV、1-10 kA 的脉冲,脉冲长度为 0.3-1.0- μs。RPCFA 表现出零驱动稳定性和 15% 的带宽。在设计频率为 3 GHz、功率低于 150 kW 的情况下,微波信号的放大率观察到平均增益为 7.87 dB,变化性较高,σ = 2.74 dB。过滤该数据集以仅包含具有相同电压和电流分布的镜头,可获得 6.6 ± 1.6 dB 的增益。当注入的微波功率超过 150 kW 时,平均增益增加到 8.71 dB,变化性降低到 σ = 0.63 dB。峰值输出功率接近 6 MW,RF 击穿限制了设备的最大输出功率。
硅量子器件中的自旋是大规模量子计算的有希望的候选对象。基于门的自旋量子比特传感提供了具有高保真度的紧凑且可扩展的读出,但是,需要进一步提高灵敏度以满足保真度阈值和实现纠错协议中的快速反馈所需的测量时间尺度。在这里,我们将 622 MHz 的射频门控传感与在 500 – 800 MHz 频段工作的约瑟夫森参数放大器相结合,以减少读取纳米线晶体管中形成的硅双量子点状态所需的积分时间。根据我们实现的信噪比,我们估计平均保真度为 99.7% 的单重态-三重态单次读出可以在 1 μ s 内完成,远低于容错读出的要求,比不使用约瑟夫森参数放大器快 30 倍。此外,约瑟夫森参数放大器允许在较低的射频功率下运行,同时保持相同的信噪比。我们确定噪声温度为 200 mK,其中约瑟夫森参量放大器(25%)、低温放大器(25%)和谐振器(50%)的贡献,显示出进一步提高读出速度的途径。
。CC-BY-NC 4.0 国际许可证永久有效。它以预印本形式提供(未经同行评审认证),作者/资助者已授予 bioRxiv 许可,可以在该版本中显示预印本。此版本的版权持有者于 2020 年 2 月 9 日发布。;https://doi.org/10.1101/2020.02.09.940486 doi: bioRxiv preprint
我们的系统由 White 等人 2 详细描述,并如图 1 所示,类似于许多基于激光泵浦钛宝石的 CPA 系统 3' 5,这些系统目前正在使用或商业化生产。由氩离子激光器 (9 W,所有线) 泵浦的商用锁模钛宝石振荡器产生 82 MHz 的 80-100 fsec 脉冲序列,中心波长为 800 nm (10 nm FWHM 高斯光谱分布)。这些 10-15 nJ 脉冲在单个衍射光栅脉冲展宽器 7 中被时间展宽至约 400 psec。展宽器由 1800 线/毫米镀金全息衍射光栅、60 厘米焦距消色差透镜和平面高反射铝镜组成。在通过该展宽器的八次过程中,实现了正群速度色散以及信号丢失。产生的输出脉冲为 4-5 nJ,用于为再生放大器提供种子。
