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说明: 天津大学生命科学学院常津教授团队将纳米技术与光遗传学技术结合,设计了一种新型的纳米抗肿瘤光遗传操控系统——研究人员向生物体表面照射脉冲式近红外光,光线穿透深层组织,被稀土纳米颗粒接收转换为可见蓝光,进而激活光感蛋白,最终精准触发肿瘤细胞凋亡。这一系统的成功研发,有望提供一种恶性肿瘤“微创治疗”新方式。介绍该成果的论文《近红外光激活的上转换光遗传学纳米系统用于肿瘤治疗》已发表在纳米领域知名期刊《ACS Nano》上。   光遗传学技术是通过光学控制激活或抑制受体细胞表达光敏感蛋白,从而实现对细胞活性乃至生理功能的精准调控,为本世纪最引人关注的生物技术之一。然而,长期以来,光遗传学技术无法实现临床转化,主要因为应用时需要在活体中植入可见光光源,才能发挥作用。而植入光纤、LED灯等可见光源对生物体损伤较大,且有线设备的佩戴限制了生物体的活动。  常津教授团队设计的这种纳米抗肿瘤光遗传操控系统,可以巧妙地利用稀土“建造”的纳米颗粒作为细胞中的“能量中转站”,将肉眼不可见、但能有效穿透人体组织的近红外光转换为可见的局部蓝光,代替可见光源发挥功能,为光遗传技术应用起到了推动作用。  实验中,研究者向小鼠肿瘤部位注射了搭载光敏凋亡基因(Fas-Cib1+Cry2-FADD),掺杂造影剂钆(Gd)且负载荧光染料吲哚菁绿(ICG)的上转换纳米颗粒,并对小鼠进行了脉冲式近红外光照射。结果显示,照射4周后,小鼠肿瘤体积及重量显著减小(200mm3,0.25g),并展示出更长的存活期(8周)。“稀土纳米颗粒结合光遗传学技术用于肿瘤靶向可视化治疗,具备微创性、深层组织穿透性及强操控性等特点。未来有望通过在颗粒中掺杂不同稀土元素及改造光感功能蛋白,实现对多重细胞通路的操控。”常津教授说。  来源:天津大学
说明: 中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿团队在量子存储领域取得新进展,该团队李传锋、周宗权等人成功研制出多自由度并行复用的固态量子存储器,在国际上首次实现跨越三个自由度的复用量子存储,并展示了时间和频率自由度的任意光子脉冲操作功能。该成果于8月24日发表在国际期刊《自然-通讯》上。  由于不可克服的光纤信道损耗,目前地面安全量子通信距离被限制在百公里量级。基于量子存储器的量子中继方案可以有效克服信道损耗从而拓展量子通信的工作距离,所以量子存储器是未来长程量子通信和量子网络的核心器件。量子网络实用化的关键指标是通信速率,而多模式复用量子存储器可以极大地提升量子网络的通信速率。对于经典的存储器,如硬盘或者优盘等,其一个存储单元一次只能存储一个比特。而对量子存储器,由于具有量子相干性,其一个存储单元可以一次性存储大量的量子比特,这就是复用的概念。原则上对量子存储器的各个自由度都可以进行复用。  近年来,李传锋研究组一直致力于基于稀土掺杂晶体的复用量子存储的实验研究。2015年首次利用光子的空间自由度实现复用量子存储,存储维度数达到51维,至今保持固态量子存储维度数最高水平[Physical Review Letters 115, 070502 (2015)],复用时,可以把每一维作为一个模式,那么空间自由度就有51个模式。同年,利用光子的时间自由度,实现了100个模式的确定性单光子量子存储,至今保持复用固态量子存储的模式数最高水平[Nature Communications 6, 8652 (2015)]。  为了进一步提升量子存储器的复用能力,研究组创新性地采用多自由度并行复用的存储方案。比如在第一个自由度有M个存储模式,第二个自由度有N个模式,第三个自由度有P个模式,则量子存储器的总复用模式数为各个自由度模式数的乘积,即M*N*P。研究组选择光子的时间、空间和频率自由度进行...
说明: 如果你不在某些专门的领域进行工作或研究,你就很少有机会了解镝。镝作为17种稀土化学元素之一,是首次由法国化学家Paul-émile Lecoq de Boisbaudran在1886年当做氧化铒的杂质被发现的。然而,直到20世纪50年代都一直不能生产纯净的镝。虽然并非所有的稀土元素都是稀有的,但镝却堪称真正的稀有。镝的英文名来自希腊文“dysprositos”,原意为“难以取得”。  1. 镝的性能  镝呈银白色,微毒,尚无已知的生物用途。像其它镧系元素一样——原子序数从57到71的15种化学元素,是在独居石和氟碳铈矿中被发现的,但少量存在于磷钇矿和褐钇铌矿中。正如稀土投资新闻(Rare Earth Investing News)曾指出的,镝等重稀土与轻稀土不同,在中国取消出口配额后,后期走势上不明朗。不过,总体认为,重稀土将保持短缺。  2. 镝的应用  据皇家化学学会(Royal Society Of Chemistry)称,在过去,镝的应用领域不像其他稀土元素一样广泛。作为一种纯净的金属,它可以与水和空气反应,因此很难处理。不过,近年来由于镝广泛用于钕基磁性材料,所以情况出现了一些变化。在同样的重量和体积下,稀土的磁性比其它类型材料的磁性更强。特别地,钕铁硼的磁性是最强的,正在广泛应用于许多现代科技领域,如发动机、风力涡轮机组中的发电机以及电动汽车等。RSC认为,镝的主要用途是在钕基磁性材料中,镝有助于钕基磁材在高温下的作用,因为在高温下磁性材料可能会消磁。该机构表示,镝的需求正在迅速增长。  镝除了在磁性材料中的应用之外,它还用于卤化物灯中的碘化镝,以及用于核反应控制棒的氧化镝镍陶瓷。因为镝容易吸收中子,并且吸收中子之后不膨胀或收缩,因此镝非常适合于核领域的应用。  3. 供应风险  镝越来越难以获得。事实上,近年来,为规避镝...
说明: 瑞典皇家科学院宣布,将2014年诺贝尔物理学奖联合授予日本科学家的赤崎勇(IsamuAkasaki),天野浩(HiroshiAmano)以及美国加州大学圣巴巴拉分校的美籍日裔科学家中村修二(ShujiNakamura),以表彰他们在发明一种新型高效节能光源方面的贡献,即蓝色发光二极管(LED),为能源节省开拓了新空间。  将新开发的蓝光LED光源与已有的红光与绿光LED光源结合,人们终于可以通过三原色原理产生更加自然和实用的白光照明光源。这三位获奖人将共同分享800万瑞典克朗(约合120万美元)的奖金。他们也因此与该奖项自1901年颁发以来获奖的共196名德高望重的学者一同被铭记在那长长的榜单之上。  赤崎勇现年85岁,1964年获名古屋大学博士学位,1981年起任名古屋大学教授,现为日本名城大学终身教授、名古屋大学特聘教授。54岁的天野浩与赤崎勇是师生关系,现为日本名城大学教授。  赤崎勇和天野浩在氮化镓研究中,首次实现了氮化镓的PN结,为利用氮化镓材料制造蓝色发光二极管奠定了基础。2009年11月10日,赤崎勇获得2009年度京都奖尖端技术领域的奖项。京都奖自1985年始设立,面向尖端技术、基础科学、思想和艺术3大领域,其得主中后有数位又将诺贝尔奖收入囊中。  不是发现,是影响人类的发明  红色和绿色二极管已经存在了很长时间,但要产生白光,却需要红、蓝、绿三原色同时起作用。原来的二极管因为发光能量太低,所以只能发出红光和绿光,而蓝光意味着需要发出更高能量的光。上世纪80年代末,赤崎勇和天野浩在名古屋大学合作研究,而当时中村修二只是德岛县一家化学公司的雇员。他提出制备氮化镓蓝光发光二极管的设想,仅仅在提出这一设想三年后,中村修二便在《应用物理快报》上发表了生平第一篇英文文章:一种用于生长氮化镓新颖的金属有机物化学气相沉积法。论文一发表便轰动了世界半导体产业界和科学界——当...
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