ตั้งอยู่ที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดจุดสนใจหลักคือโพรบชีวโมเลกุลระดับนาโนของธาตุหายาก ติดอยู่กับโปรตีนในเซลล์ที่มีชีวิต หัววัดเหล่านี้จะปล่อยแสงเมื่อกระตุ้นด้วยแสง ทำให้สามารถถ่ายภาพโมเลกุลด้วยความละเอียดสูงโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง แอปพลิเคชันหลักของพวกเขาคือการวิจัยทางชีววิทยาขั้นพื้นฐาน แสงโปรตีนสว่างขึ้นในปี 2010 ห้องทดลองของ Chu ได้เริ่มพัฒนาอนุภาคนาโน
หลังจาก
ที่อนุภาคที่พวกเขาใช้มีความสว่างถึงเพดานและความไวในการถ่ายภาพ การออกแบบใหม่ของพวกเขาประกอบด้วยแกนคริสตัลบริสุทธิ์ขนาด 5 นาโนเมตรของโซเดียมอิตเทรียมฟลูออไรด์ (NaYF 4 ) ล้อมรอบด้วยเปลือกของวัสดุชนิดเดียวกัน แต่เจือด้วยอิตเทอร์เบียมและเออร์เบียมไอออน ในทางกลับกัน
สิ่งเหล่านี้ถูกห่อหุ้มด้วยเปลือกนอกเฉื่อยที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 28 นาโนเมตร การจับคู่อิตเทอร์เบียม-เออร์เบียมทำให้เกิดการแปลงค่า ซึ่งการส่องสว่างด้วยโฟตอนอินฟราเรดจะกระตุ้นการปล่อยแสงที่มองเห็นได้ความยาวคลื่นสั้นกว่าสำหรับการถ่ายภาพ โครงสร้าง เปิดใช้งานการเติมอิตเทอร์เบียมที่มากกว่า
อย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับอนุภาคนาโนที่รายงานก่อนหน้านี้ซึ่งประกอบด้วยทรงกลมเจือสารธรรมดา ซึ่งส่งผลให้มีการแปลงเพิ่มขึ้น ส่งผลให้อนุภาคนาโนสว่างขึ้นอย่างมาก ในการทดสอบอนุภาคนาโนครั้งแรกในปีนี้ ความเข้มของการส่องสว่างที่ 8 วัตต์/ซม. 2 ทำให้ มีการเรืองแสงที่สว่างกว่าอนุภาค
นาโนทรงกลมธรรมดาถึง 150 เท่า ภาพเหล่านี้เป็นภาพแรกของอนุภาคนาโนขนาดดังกล่าวที่ใช้ความเข้มของการส่องสว่างน้อยกว่า 1 กิโลวัตต์ ที่ความเข้มของการส่องสว่างในระดับวัตต์ย่อยที่ใช้ใน การศึกษา ในสัตว์ทดลองความแตกต่างจะยังคงอยู่มากขึ้น ที่นี่ นักวิจัยประเมินว่าอนุภาคนาโนใหม่
มีขนาดสว่างกว่าสามลำดับติดตามโปรตีนในเซลล์ที่มีชีวิต การประยุกต์ใช้อนุภาคนาโนของธาตุหายากอย่างมีคุณค่าสำหรับนักชีววิทยาคือการติดตามโปรตีนในเซลล์ที่มีชีวิตเพื่อเป็นหนทางในการเปิดเผยการทำงานภายในของพวกมัน ในตัวอย่างที่น่าทึ่งที่ห้องทดลองของ Chu แสดงให้เห็นในปีนี้
อนุภาค
นาโนถูกใช้เพื่อติดตามการขนส่งของปัจจัยการเจริญเติบโตของเส้นประสาทไปตามแอกซอนของเซลล์ประสาทปมประสาทรากหลังที่มีชีวิตที่อุณหภูมิห้อง การถ่ายภาพด้วยอัตราเฟรม 2.5 มิลลิวินาทีและความละเอียดเชิงพื้นที่ 2 นาโนเมตร แม้กระทั่งแต่ละขั้นตอนของโมเลกุลก็สามารถแยกแยะได้
ดังนั้นจึงสามารถมองเห็นการขนส่งเข้าและออกจากร่างกายของเซลล์ประสาทได้ ความสามารถนี้เป็นสิ่งที่มีค่า เนื่องจากการขนส่งถอยหลังเข้าคลองมีส่วนเกี่ยวข้องกับสภาวะการเสื่อมของระบบประสาท เช่น โรคอัลไซเมอร์ เสถียรภาพทางแสงเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญของอนุภาคนาโนของธาตุหายาก
ในการทดลองติดตาม ตัวอย่างเช่น สีย้อมออร์แกนิกสามารถฟอกสีด้วยแสงได้ภายในไม่กี่วินาที ในขณะที่อนุภาคนาโนของธาตุหายากนั้นสามารถถ่ายภาพได้อย่างเต็มที่และยังคงเปล่งแสงต่อไปเป็นเวลาหลายชั่วโมงต่อวัน ทำให้สามารถสังเกตการณ์ได้นานขึ้น ซึ่งแตกต่างจากควอนตัมดอทตรงที่
อนุภาคไม่กะพริบ ทำให้สังเกตได้อย่างต่อเนื่อง ข้อดีเพิ่มเติมคืออนุภาคไม่เป็นพิษการใช้งานในอนาคตจะรวมถึงการตรวจสอบพฤติกรรมของภูมิคุ้มกันและเซลล์มะเร็ง และความแตกต่างของเซลล์ต้นกำเนิดในสัตว์ ทำนาย Chu แนวทางการผ่าตัดเนื้องอกอนุภาคนาโนที่เปล่งแสงออกมายังมีประโยชน์ต่อผู้ป่วย
โดยตรงอีกด้วย ในการวิจัยใหม่ กลุ่มของ Chu กำลังร่วมมือกับศัลยแพทย์ที่ เกี่ยวกับการใช้งานแบบเรียลไทม์ในระหว่างการตัดตอนของเนื้องอก ตามเนื้อผ้า ศัลยแพทย์อาศัยการตรวจด้วยสายตาและการสัมผัสเพื่อระบุขอบของเนื้องอก ซึ่งอาจส่งผลให้การตัดออกไม่สมบูรณ์ การทำงานร่วมกันวางแผน
ที่จะใช้
อนุภาคนาโนรวมกับแอนติบอดีที่จำเพาะต่อมะเร็งเพื่อกำหนดเป้าหมายและทำให้เนื้องอกสว่างขึ้นเมื่อถูกกระตุ้นด้วยแสงอินฟราเรดความเข้มต่ำ เป้าหมายของพวกเขาคือให้ศัลยแพทย์ส่องลูกตาที่ขอบของเนื้องอกโดยไม่ต้องใช้กล้อง ใช้ประโยชน์จากการเรืองแสงที่รุนแรงของอนุภาคนาโน
เป็นคุณสมบัติคลาสสิกของภาพอัลตราซาวนด์แบบดั้งเดิม และการถ่ายภาพแบบผสมเป็นกลยุทธ์ที่ได้รับการยอมรับอย่างดีในการลบออกในเชิงพื้นที่ โดยการรับภาพจากหลายมุมหรือแบบสเปกตรัมโดยใช้ความถี่มากกว่าหนึ่ง ในขั้นตอนใหม่ กลุ่มของ Chu ได้ผสมผสานทั้งสองประเภทเข้าด้วยกัน
ในการทำเช่นนั้น พวกเขาได้สาธิตการลดลงโดยรวมของจุดที่เป็นการปรับปรุงหลายประการโดยเทคนิคแต่ละรายการ ในตัวอย่างของข้อมือในร่างกายได้รับการลดลงหกถึงแปดเท่าเหนืออัลตราซาวนด์ทั่วไปโดยใช้การผสมเชิงมุมที่มีมุมเก้ามุมและการผสมสเปกตรัมโดยใช้สองความถี่ การผสมสเปกตรัม
เพียงอย่างเดียวทำให้ลดลงเพียงสองถึงสามเท่า นักวิจัยยังได้ขยายเทคนิคของพวกเขาด้วยอัลกอริทึมเพื่อแก้ไขการบิดเบือนของปริมาณการสแกนเนื่องจากการเคลื่อนไหวของผู้ป่วย ความดันของทรานสดิวเซอร์ และผลกระทบจากเลนส์อะคูสติกที่อ่อนแอจากเนื้อเยื่อ ในการทำเช่นนั้น พวกเขาใช้ประโยชน์
จากวิธีการคำนวณที่พัฒนาขึ้นสำหรับโครงข่ายประสาทเทียมแบบ ที่ “แมปอย่างสวยงาม” กับปัญหา
ปัจจุบัน เทคนิคใหม่ใช้เวลาประมาณ 10 วินาที แต่ด้วยความก้าวหน้าของ GPU เวลาในการคำนวณจะลดลงต่ำกว่า 1 วินาที ทำนาย Chu ที่ความถี่ 15 MHz วิธีนี้สร้างภาพจำกัดการเลี้ยวเบนที่มีความละเอียด
เชิงพื้นที่ตามขวางประมาณ 90 µm ห้องปฏิบัติการ ยังกำลังพัฒนาเทคนิคอัลตราซาวนด์แบบไม่เชิงเส้นซึ่งรับประกันคอนทราสต์ของภาพได้มากกว่าการถ่ายภาพแบบเดิมอย่างเห็นได้ชัด วิธีการนี้ใช้ประโยชน์จากความถี่ความแตกต่างของ 1 MHz ที่สร้างขึ้นเมื่อเนื้อเยื่อถูกกระตุ้นพร้อมกันที่ 5 และ 6 MHz
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
