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中科大杜江峰团队将金刚石量子传感器用于癌症诊断

2022-01-28
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摘要 随着金刚石氮-空位(NV)中心量子传感器的发展,中国科学技术大学杜江峰院士团队提出并实验实现了在金刚石NV磁显微镜中对肿瘤组织的微米级分辨率磁成像,对肿瘤生物标志物进行磁成像和量化。这种方法为生物组织的微米级分辨率磁共振成像打开了大门,并有可能影响癌症的研究和组织病理学。相关成果将于2月1日在《美国科学院院报》(PNAS)发表。

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中科大杜江峰团队将金刚石量子传感器用于癌症诊断  

随着金刚石氮-空位(NV)中心量子传感器的发展,中国科学技术大学杜江峰院士团队提出并实验实现了在金刚石NV磁显微镜中对肿瘤组织的微米级分辨率磁成像,对肿瘤生物标志物进行磁成像和量化。这种方法为生物组织的微米级分辨率磁共振成像打开了大门,并有可能影响癌症的研究和组织病理学。相关成果将于2月1日在《美国科学院院报》(PNAS)发表。

研究人员建立了一个光学检测磁共振(ODMR)宽场显微镜(图1A),通过检测金刚石NV中心的连续波(CW)光谱来实现肿瘤组织磁共振成像(图1B)。

在密度为2×1012/cm2的金刚石顶面,NV传感器体积约为1×1×0.1μm3,磁场检测灵敏度约为10μT/√Hz。空间分辨率约为1微米,视场(FOV)为0.5×0.5毫米。

研究人员用20纳米大小的超顺磁性纳米粒子(MNP)标记组织的靶膜蛋白,并将标记的组织附着到金刚石表面(图1C)。MNP被沿着NV轴的外部施加磁场B0磁化,而来自MNP的局部磁场BMNP将CW光谱的峰值位置移动了γeBMNP的量级(图1B)。NV中心上BMNP的大小取决于MNP的密度以及与NV的距离。细胞和组织中MNP的典型磁信号约为20μT,这个装置可以检测到。通过检测频移的大小,可以推断出信号强度和目标蛋白在组织中的分布。研究人员模拟了细胞表面随机分布的MNP的磁场信号和MNP标记组织的磁模式(图1D)。MNP标记蛋白的原始表达可以通过深度学习模型进行重建,生物标志物的表达强度可以用绝对MNP密度进行量化。

本文报告了四项技术进步,以实现易于使用的肿瘤组织鲁棒IMM,包括1)将生物标志物的表达强度量化为绝对磁强度,2)使用深度学习算法重建磁图像,3)使用磁性纳米粒子(MNP)免疫磁性标记组织样本,以及4)在靠近金刚石的大面积上附着组织切片,以满足NV中心的有限检测范围。

在他们开发的IMM中,磁性被用作除了光和质量之外的另一种物理量。IMM方法具有精确的绝对磁量化能力,具有良好的信号稳定性和可忽略的磁背景。此外,相关的IMM和HE染色对于研究肿瘤微环境和异质性具有重要意义。多功能IMM可以扩展到多种癌症和其他生物过程和疾病的组织学检查,例如心脏病、炎症和神经系统疾病。这项工作为人类疾病的组织学检查提供了一种有吸引力的方法,补充了现有的组织成像方法,丰富了磁共振技术。

除了病理组织之外,这个基于NV的磁显微镜还能够在组织水平上以亚微米或亚细胞分辨率对动物磁感受中的各种MRI造影剂、磁性粒子和磁性分子进行成像、量化和分析。

论文链接:https://www.pnas.org/content/119/5/e2118876119


传感动态 


【米皮制成健康管理传感器可“食用”  

“吃”下手里的无线通信器件,管理自身健康的日子即将到来。日本庆应义塾大学与电气通信大学研究团队利用金箔和春卷常使用的米皮等,开发出了可与体外通信的生物传感器。新开发的传感器由双层胶囊和天线构成,用以测量肠道细菌的活性度。外侧胶囊是标准的肠溶性胶囊,经过胃部后在肠道中溶解。利用米皮制成的内侧胶囊可被肠道细菌分解。肠道细菌活性度越高,被分解的时间就越短。

信号的收发利用5GHz频段电波,以便将来与智能手机等联动。传感器被吞咽后,将智能手机贴近腹部即可显示出肠道环境,还可向医疗机构发送数据。


“互联互通”新进展:微信可直接打开淘宝链接购买,抖音、闲鱼链接也支持  

1 月 27 日消息,“互联互通”迎来新进展,据红星资本局报道,在微信对话框中可以直接打开淘宝商品链接,也可以在不跳转淘宝 App 的情况下完成购买。目前在微信对话框中已经不再显示口令,而是直接显示链接和商品信息,并在末尾提示“点击链接直接打开”,点击链接后能够直接转到淘宝商品详情页,而此前会先出现淘宝账户登录页面。

打开页面后,在不跳转淘宝 App 的情况下,可以直接操作“加购物车”和“立即购买”,随后需要输入淘宝账号和密码,在微信里直接完成购买。值得一提的是,在微信内点击淘宝链接购买商品,并不能使用微信支付,而是支付宝付款。在淘宝 App 选择商品分享至微信,微信图标上会显示“链接可打开”字样,点击后会弹出“链接已复制”的页面,仍然显示“去微信粘贴给好友”,还不能完全实现“一键分享”。

除了淘宝 App,闲鱼 App 和抖音电商的链接也可以在微信对话框直接打开。另外除了个人对话框,在微信群聊对话框中也可以打开淘宝链接。对此,腾讯相关负责人回应称:微信在 11 月底已支持开放互通。一位熟悉淘宝业务的相关人士也表示:此功能已上线一段时间。


【特斯拉 CEO 马斯克:今年将实现全自动驾驶】

1 月 27 日消息,特斯拉汽车公布了该公司的 2021 财年第四季度及全年财报。财报发布后,特斯拉 CEO 马斯克在电话会议上表示,特斯拉正在奥斯汀工厂生产配备 4680 电池的 Model Y,第一批装有 4680 结构电池组的车辆应在不久的将来开始交付,也许在本季度末。

马斯克还称同时也在寻找新的工厂位置,马斯克称,在未来的数年里,预计车辆交付量的年平均增长率将达到 50%。拥有足够的资金来支持公司的产品路线图以及长期的产能扩张计划和其他费用,计划尽快提高生产能力。此外,今年将实现全自动驾驶。



  【联想确定造芯!全资半导体公司曝光:上海自贸区注册,数据中心VP任法人

由联想100%控股,名为鼎道智芯(上海)半导体有限公司现已正式成立:公司类型为外商投资企业法人独资,总注册资本有3亿元,经营范围为集成电路的设计与销售,以及半导体科技领域内的多项业务。法定代表人为贾朝晖,联想集团高级副总裁,IDG消费业务&领先创新中心总经理。他曾带领团队推出全球首款5G电脑Yoga 5G,以及全球首款折叠屏电脑ThinkPad X1。新公司位于上海自贸区内,与联想在上海的总部公司相距25公里。



传感财经  

 

   1月27日传感财经分析:传感器芯片概念报跌,韦尔股份(262.5,-13.88,-5.02%)领跌,气体传感器概念报跌,汇川技术(-10.37%)领跌

1月27日盘后,气体传感器概念报跌,汇川技术(-10.37%)领跌,万讯自控(-5.19%)、南华仪器(-4.06%)、汉威科技(-3.25%)、四方光电(-2.18%)等跟跌。

1月27日盘后,传感器芯片概念报跌,韦尔股份(262.5,-13.88,-5.02%)领跌,奥普光电(20.3,-1.07,-5.01%)、敏芯股份(69.2,-3.46,-4.76%)、润欣科技(6.91,-0.34,-4.69%)、必创科技(20.43,-0.91,-4.26%)等跟跌。

1月27日盘后,可穿戴传感器概念报跌,森霸传感(15.31,-3.59%)领跌,汉威科技(-3.25%)、北京君正(-3.22%)、晶方科技(-2.48%)、京东方A(-1.63%)等跟跌。

中航电测300114:公司2020年实现净利润2.63亿,同比增长23.58%;净资产收益率15.07%,毛利率38.87%,每股收益0.4500元。

公司主营电阻应变计、应变式传感器及汽车综合性能检测设备等应变电测产品及相关应用系统的研发、生产和销售,已发展成为以生产应变计、传感器、航空机载和地面测力系统、汽车检测设备和公路超限超载检测设备等电测产品为主,兼营人造宝石及其他晶体制品的多元化现代高新技术企业。

京东方A000725:2020年报显示,京东方A净利润50.36亿,近三年复合增长为21.08%;净资产收益率5.15%,毛利率19.72%,每股收益0.1300元。

Meta公司为美国一家可穿戴智能设备初创公司,主要涉足可穿戴计算和增强现实技术领域。

晶方科技603005:2020年,公司净利润3.82亿,近五年复合增长为64%;毛利率49.68%,净资产收益率17.62%,每股收益1.1900元。

晶方科技的CMOS影像传感器晶圆级封装技术,彻底改变了封装的世界,使高性能,小型化的手机相机模块成为可能。

北京君正300223:公司2020年实现净利润7320万,同比增长24.79%;净资产收益率1.48%,毛利率27.13%,每股收益0.2072元。

2013年,公司进行了超低功耗超小尺寸智能互联设备Newton平台的研发,该平台集计算、互联、传感器于一体,可应用于物联网、智能可穿戴设备、健康医疗、智能家电、生物识别、工业控制等各个行业和各种产品中。

汉威科技300007:2020年,公司净利润2.06亿,近五年复合增长为22.71%;毛利率33.47%,每股收益0.7000元。

2013年8月,公司表示传感器的应用范围非常广泛,在感知和数据采集环节发挥重要作用,可穿戴设备将是其重要应用方向,公司关注到由此引发的市场机遇。

森霸传感300701:2020年报显示,森霸传感净利润1.61亿,近三年复合增长为51.45%;净资产收益率26.62%,毛利率59.09%,每股收益1.3400元。

公司主要产品包括热释电红外传感器系列和可见光传感器系列两大类,产品主要应用于LED照明、安防、数码电子产品等领域。


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