个性化医疗是解决癌症精准诊断和有效治疗挑战的关键技术[1],比单一的诊断或治疗方法更具优势。癌症诊疗在患者分层和个性化医疗以及实时监测纳米药物治疗过程方面显示出巨大潜力,从而提供有关纳米药物治疗效果的反馈。[2]诊疗系统的诊断功能提供有关生物体内肿瘤位置和大小的信息,而治疗功能则侧重于药物的抗肿瘤作用。[3]此外,分子成像是医学成像中最先进的技术,涉及肿瘤诊断、精准药物开发等领域。[4]在各种技术中,光声 (PA) 成像提供厘米级深成像深度,而荧光 (FL) 成像具有具有出色分辨率和灵敏度的优势;因此受到了广泛关注。PA 成像具有低灵敏度,而 FL 成像缺乏空间分辨率;因此,两者各有优缺点,具有互补的优势。
摘要。神经调节在解读神经回路和探索神经系统疾病的临床治疗中发挥着不可估量的作用。光声神经调节是一种新兴的模式,它受益于超声波的高穿透深度以及光子的高空间精度的优点。我们总结了各种用于神经调节的光声平台的最新发展,包括基于光纤、薄膜和纳米传感器的设备,强调了每个平台的主要优势。讨论了光声作为一种可行的神经调节工具的可能机制和主要障碍。提出了基础研究和转化研究的未来方向。© 作者。由 SPIE 根据知识共享署名 4.0 国际许可出版。分发或复制本作品的全部或部分内容需要完全署名原始出版物,包括其 DOI。[DOI:10.1117/1.NPh.9.3.032207]
在过去的十年中,拉曼光谱已被证明是一种强大的光谱方法,有助于了解纳米级复杂而迷人的能量传输世界。人们开发了各种基于拉曼的方法来测量二维材料和其他纳米级结构的热性能。光热拉曼法常用于确定原子级薄材料(如石墨烯和过渡金属二硫属化合物 (TMD))的界面热阻 (R ″ tc ) 和热导率 (k)。[1–4] 该技术同时使用激光加热样品和拉曼信号表征。温度相关的拉曼信号和 3D 热传导模型用于提取热性能测量值。通过焦耳加热的拉曼测温法同样可以探测界面能量传输和热导率;通过用激光加热代替电流加热源,可以使用物理建模和温度相关的拉曼信号来确定 R ″ tc 。 [5,6] 最近,人们设计了另一种综合光热拉曼方法,使用连续波和脉冲激光来测量二维材料的热性能。[7] 该方法通过比较一系列激光光斑尺寸和脉冲持续时间的不同拉曼温度响应来测量单层和多层石墨烯的 k。此外,双激光拉曼测温法和双波长闪光拉曼映射法分别用于测量二维材料和纳米线的热导率。[8,9]
摘要。我们报告了使用扭转和双轴定向的聚乙二醇苯二甲酸酯铰链的两轴可易剂显微镜镜。研究了基于四个或单线电磁执行器的两种不同的设计。开发了一种基于微加工的工厂过程,以实现高模式分辨率和对准精度并减少手动组件的量。具有扭转铰链,快速轴的谐振频率为300至500 Hz,水中有200至400 Hz。带有弯曲的铰链,慢速轴的共振频率为60至70 Hz,水中的谐振频率为20至40 Hz。2D B扫描和3D体积超声显微镜使用杂交扫描镜进行了证明。在直流或非常低的频率下扫描慢轴的能力允许形成密集的栅格扫描模式,以改善成像分辨率和视野。©作者。由SPIE在创意共享归因4.0国际许可下出版。全部或部分分发或重新分配或重新分配本工作,需要完全归因于原始出版物,包括其DOI。[doi:10.1117/1.jom.1.4.044001]
高光学吸收弹性纳米复合材料可以形成为独立材料,以薄膜形式应用于宏观 [1] 和微观目标 [2] 上,并使用软光刻等表面改性技术进行图案化。 [3] 它们广泛应用于从发光二极管 [4] 到生物检测 [5] 和太阳能电池 [6] 的各个领域。 [7–11] 这些弹性复合材料在生物医学成像方面显示出巨大的前景,特别是在光学超声 (OpUS) 生成方面。 [7–11] 在这里,弹性复合膜吸收脉冲或调制光源,通过光声效应产生超声波。 [10,12,13] OpUS 发射器的优势在于它们可以从微型设备产生高超声压力和带宽,而不会影响其生成效率;此外,它们不受电磁干扰,并具有低成本生产的潜力。 [8,14,15]
高空间分辨率下的抽象神经调节在促进神经科学领域的基本知识和提供新颖的临床治疗方面提高了重要意义。在这里,我们开发了一个锥形光声发射极(TFOE),该发射极(TFOE)产生了一个高空间精度为39.6 µm的超声场,从而使单个神经元或亚细胞结构(例如轴突和轴突)的光声激活能够进行光声激活。在时间上,由TFOE从3 ns的单个激光脉冲转化的亚微秒的单声脉冲显示为迄今为止成功的神经元激活的最短声刺激。TFOE产生的精确超声可以使光声刺激与单个神经元上高度稳定的贴片钳记录集成。已经证明了单个神经元对声学刺激的电反应的直接测量,这对于常规超声刺激很难。通过将TFOE与离体脑切片电生物学耦合,我们揭示了兴奋性和抑制性神经元对声学刺激的细胞型特异性反应。这些结果表明,TFOE是一种非遗传单细胞和亚细胞调制技术,它可能对超声神经刺激的机制有了新的见解。
P HILIPPE T ROCHET、{M ILAN K OPE CEK、{R ADEK J AK SA、║ L UD EK S EFC、* 和 P AVEL K LENER y、x T AGED E * 捷克共和国布拉格查理大学第一医学院高级临床前成像中心 (CAPI);y 捷克共和国布拉格查理大学第一医学院病理生理学研究所;z 捷克共和国比尔森查理大学比尔森医学院生物医学中心组织学和胚胎学系;x 捷克共和国布拉格查理大学第一医学院大学总医院第一医学-血液学系;{荷兰阿姆斯特丹 FUJIFILM VisualSonics;和 ║ 捷克共和国布拉格查理大学第一医学院大学总医院病理学研究所
水蒸气是最重要的大气成分,对地球辐射收支有很大影响。除了水蒸气的直接辐射强迫外,其通过产生云滴的间接效应也在气候中起着至关重要的作用。因此,准确和定期地表征其在大气中的丰度至关重要,特别是在不断变化的气候系统中。在大气的上对流层/下平流层 (UTLS) 区域,水蒸气通过均质或非均质冻结过程驱动纯冰 (卷云) 云的生成,并通过沉积驱动云冰粒子的生长。卷云的辐射效应仍不为人所知;一些研究表明它们会冷却,而另一些研究表明它们会变暖,这取决于云光学厚度和冰粒大小和浓度的表现。在欧洲 CARIBIC 项目 [ 1 , 2 ](基于仪器容器的定期大气调查的民用飞机)的框架内,自 2005 年以来,我们利用实验室开发的基于光声 (PA) 方法的仪器,在 UTLS 区域(10 至 12 公里高度)的商用飞机上定期测量大气水蒸气和总水(即水蒸气和云水/冰的总和)浓度。机载 PA 水蒸气测量仪(称为 WaSul-Hygro)基于电信型近红外 (NIR) 二极管激光器。此外,为了确保同时测量总水量和水蒸气的要求,WaSul–Hygro 拥有针对低温低压条件优化的双室 PA 装置。这种操作由安装在飞机下方的特殊环境进气系统实现,该系统包含一个侧向进气口和一个前向进气口,用于对水蒸气进行采样
活性氧和氮物质 (RONS) 的积累会导致细胞损伤甚至细胞死亡。RONS 是短寿命物质,因此难以直接、精确和实时测量。生物相关的 RONS 水平在 nM-µM 范围内;因此,需要高灵敏度的 RONS 探针。我们之前使用了对 H 2 O 2 灵敏度为 mM 的混合金核银壳纳米粒子。这些粒子通过光谱偏移报告了 RONS 的存在,而光谱偏移可以通过光声成像轻松量化。在这里,我们使用卤化物掺杂来调整这些材料的电化学性质,以更好地匹配 RONS 的氧化电位。这项工作描述了这些 AgI 涂层金纳米棒 (AgI/AuNR) 的合成、表征和应用。I:Ag 摩尔比、pH 值和初始 Ag 壳厚度都经过优化,以获得良好的 RONS 检测限。卤化物掺杂使银的还原电位从 E 0 Ag = 0.80 V 降低至 E 0 AgI = − 0.15 V,导致 H 2 O 2 增加 1000 倍,ONOO − 灵敏度增加 100,000 倍。AgI/AuNR 系统的蚀刻速度也比未掺杂的 Ag/AuNR 快 45 倍。AgI/AuNR 可轻松报告已建立细胞系以及小鼠模型中内源性产生的 RONS。
活性氧和氮物质 (RONS) 的积累会导致细胞损伤甚至细胞死亡。RONS 是短寿命物质,因此难以直接、精确和实时测量。生物相关的 RONS 水平在 nM-µM 范围内;因此,需要高灵敏度的 RONS 探针。我们之前使用了对 H 2 O 2 灵敏度为 mM 的混合金核银壳纳米粒子。这些粒子通过光谱偏移报告了 RONS 的存在,而光谱偏移可以通过光声成像轻松量化。在这里,我们使用卤化物掺杂来调整这些材料的电化学性质,以更好地匹配 RONS 的氧化电位。这项工作描述了这些 AgI 涂层金纳米棒 (AgI/AuNR) 的合成、表征和应用。I:Ag 摩尔比、pH 值和初始 Ag 壳厚度都经过优化,以获得良好的 RONS 检测限。卤化物掺杂使银的还原电位从 E 0 Ag = 0.80 V 降低至 E 0 AgI = − 0.15 V,导致 H 2 O 2 增加 1000 倍,ONOO − 灵敏度增加 100,000 倍。AgI/AuNR 系统的蚀刻速度也比未掺杂的 Ag/AuNR 快 45 倍。AgI/AuNR 可轻松报告已建立细胞系以及小鼠模型中内源性产生的 RONS。