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oe1(光电查) - 科学论文

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出版时间
  • 2020
  • 2019
  • 2018
研究主题
  • 光动力灭活
  • 金纳米粒子
  • 低功率密度激光
  • 表面等离子体共振
  • 上转换发光
  • 介孔二氧化硅
  • 核壳纳米颗粒
  • 硅酸铋
  • Bi2SiO5
  • 纳米测温
应用领域
  • 光电信息科学与工程
  • 高分子材料与工程
  • 化学
  • 材料科学与工程
  • 纳米材料与技术
  • 物理学
  • 复合材料与工程
机构单位
  • Ca’ Foscari University of Venice
  • Université de Haute-Alsace
  • Peking University
  • Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST)
  • Babol Noshirvani University of Technology
  • Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)
  • Florida International University
  • Hebrew University of Jerusalem
  • Sechenov University
  • Osaka University
12 条数据
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  • 利用等离子体电镀法制备的银纳米粒子光栅芯片检测过氧化氢

    摘要： 提出了一种利用银纳米粒子（AgNPs）光栅结构检测过氧化氢（H2O2）的方法?；诘壤胱犹宓缍萍际?，通过绿色激光束的干涉曝光，在镀金纳米粒子（AuNPs）的玻璃板上沉积周期性线状AgNPs结构。该AgNPs光栅芯片能使入射光发生衍射，且衍射效率与AgNPs含量相关。当芯片滴加H2O2溶液后，由于AgNPs的自催化分解作用，衍射强度会下降。研究构建了衍射强度变化的便携式测量系统，只需将H2O2溶液滴加在基底上，即可在2分钟内完成6.7-668 μmol/L浓度范围内的H2O2检测。

    关键词： 银纳米粒子、等离子体镀层、光学传感器、过氧化氢检测、衍射光栅

    更新于2025-11-25 10:30:42

  • 用于活海马组织连续波激光解吸与常压质谱成像的石墨烯包覆玻璃基底

    摘要： 大气压质谱成像技术（AP-MS）结合倒置光学显微镜系统，是确定活体组织中特定生物分子存在及其空间分布的有力工具。在环境条件下获取质谱（MS）信息需要高效的解吸和电离过程。本研究展示了一种使用石墨烯涂层玻璃基底和连续波（CW）激光的新颖高效解吸方法，用于活体海马组织的高分辨率AP-MS成像。我们发现，在石墨烯涂层玻璃基底的辅助下，通过间接对石墨烯基底施加532 nm连续波激光，可以实现活体组织切片中生物分子的解吸。有趣的是，活体组织在石墨烯涂层基底上的解吸效率强烈依赖于石墨烯层数。单层石墨烯被发现是最敏感的基底，能够实现高效解吸并适用于可重复的高分辨率海马组织成像应用。随后利用非热等离子体进行的电离过程产生了足量的分子离子，从而获得了海马体齿状回（DG）和海马角（CA）区域的高分辨率二维质谱图像。因此，石墨烯涂层基底可能成为诱导高效解吸过程的理想平台，这对高度可重复的环境质谱成像至关重要。

    关键词： 海马组织，质谱成像，激光解吸，石墨烯包覆基底，环境质谱分析

    更新于2025-11-25 10:30:42

  • 荧光血红素类似物ZnPPIX监测脊椎动物六配位球蛋白构象异质性的用途

    摘要： 我们在此报道了六配位脊椎动物球蛋白（人神经球蛋白hNgb和细胞球蛋白Cygb）的制备及其光物理特性研究，这些蛋白中的天然铁原卟啉IX（FePPIX）辅基被荧光同构类似物锌原卟啉IX（ZnPPIX）所取代。为促进ZnPPIX插入六配位球蛋白，通过丁酮提取法制备的脱辅基蛋白经盐酸胍变性后，在ZnPPIX存在下缓慢复性。ZnPPIX重组hCygb的吸收/发射光谱与ZnPPIX重组肌红蛋白相似，而ZnPPIX重组hNgb的吸收和发射光谱出现约2 nm蓝移。ZnPPIX在hCygb和hNgb中呈现不同的稳态吸收与发射特性，这与ZnPPIX与球蛋白基质间氢键相互作用的差异相符。六配位球蛋白中ZnPPIX的荧光寿命呈双峰分布，表明hCygb和hNgb的血红素结合腔具有更高的异质性。ZnPPIX重组的Ngb与细胞色素c的结合亲和力与天然蛋白报道值相同，提示Cygb和Ngb的荧光类似物可有效用于监测脊椎动物六配位球蛋白与其他蛋白的相互作用。

    更新于2025-11-25 10:30:42

  • 通过使用嵌入微镜的盖玻片提高生物样本三维折射率断层扫描的光学分辨率

    摘要： 光学衍射断层扫描（ODT）能够以非侵入方式重建生物细胞的三维（3D）折射率（RI）分布，为细胞及亚细胞结构提供宝贵信息。然而由于物镜数值孔径限制了可获取的入射角度，ODT存在轴向分辨率不足的问题。本研究提出并实验验证了一种提升ODT三维重建性能的方法：通过采用梯形微镜测量样品在不同侧向平面波照明角度下产生的侧向散射信号，将侧向散射场与正向散射场相结合，在不改变光学仪器的前提下提高了ODT的轴向分辨率和三维图像质量。通过重建凝胶中红细胞和HeLa细胞的三维折射率分布，我们验证了该方法的可行性和适用性?；谌莺?、点物体和微球的系统分析表明：数值模拟与实验测量均证实该方法使轴向分辨率提升至0.31微米，达到传统方法的4.8倍精度。该技术实现了三维培养细胞的非侵入精准成像，对细胞生物学研究具有重要价值。

    更新于2025-11-25 10:30:42

  • 裸金纳米颗粒的表面等离子体共振用于大肠杆菌的光动力灭活

    摘要： 尽管此前已有研究探讨了使用高功率脉冲激光对裸金纳米结构进行抗菌光热灭活，但关于其在低功率密度连续波激光照射下光动力抗菌特性的报道甚少。因此，本文试图填补这一空白。我们研究了功率密度为40 mW/cm2的532 nm连续Nd:YAG激光与裸金纳米粒子对大肠杆菌ATCC25922的灭活效果。结果表明：单纯使用Nd:YAG激光照射60分钟仅使细菌存活率降低0.15个对数单位；而平均粒径15 nm的金纳米粒子在浓度超过0.5 μg/ml时对大肠杆菌ATCC25922具有毒性；值得注意的是，当0.5 μg/ml金纳米粒子与激光联合处理60分钟后，细菌存活率显著下降2.43个对数单位，且培养基未出现明显温升。本研究基于低功率密度激光与裸金纳米粒子可能的相互作用机制对结果进行了阐释，为后续开展对耐药病原体进行局部灭活且对邻近组织副作用最小的研究提供了先导基础。

    关键词： 光动力灭活、金纳米粒子、低功率密度激光、表面等离子体共振

    更新于2025-11-25 10:30:42

  • 通过星形聚乳酸的直接激光交联定制胶原膜结构特性以实现坚固支架的构建

    摘要： 基于重组胶原蛋白的生物材料应用通常受限于其较差的力学性能——这些性能理想情况下应接近被修复组织的水平。本研究提出通过光敏星形聚乳酸的激光诱导固化来构建强韧生物材料的方法。引入增强图案后，所构建的胶原蛋白结构杨氏模量提升超过一个数量级（从未处理的0.15±0.02 MPa增至增强后的51.2±5.6 MPa）。研究表明：仅在激光辐射功率密度较高时（此时光固化区域累积热机械应力效应显著），增强图案的几何构型才会影响支架力学性能。聚乳酸的光交联既未损害支架细胞相容性，又在胶原基质中形成荧光区域，为体内无创监测该类材料的生物降解动力学提供了可能。

    关键词： 机械性能、胶原蛋白、增强材料、光聚合、生物相容性聚合物、核黄素

    更新于2025-11-21 11:24:58

  • 通过多色激发增强近表面氮空位中心的负电荷

    摘要： 过去几年间，钻石中的氮空位（NV）中心已被证实是量子信息科学到磁传感等多种应用领域极具前景的系统。这依赖于带负电NV中心的独特光学与自旋特性。许多应用需要浅层NV中心——即距离钻石表面仅数纳米的NV中心。近年来学界日益关注不同光照条件（特别是红外激发）下NV中心自旋与电荷动力学的研究，已有实验证明红外激发会显著影响NV中心的发光与电荷态。然而现有实验数据尚未得到完整解释，块体NV与浅层NV光动力学潜在差异更增添了研究复杂性。本研究提出了适用于绿光与红外激发的NV中心自旋-电荷态动力学通用定量模型，通过实验测定相关跃迁速率，构建出能统一解释现有文献所有实验结果（高度非线性区域除外）的综合模型。此外，我们发现了块体NV与浅层NV光动力学的关键差异，并据此显著提升了浅层NV初始化为有效负电荷态的保真度。

    关键词： 氮空位中心、复合、浅层NV色心、体NV色心、光动力学、绿光激发、电离、电荷态、红外激发、金刚石

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 具有增强光热驱动性能的等离子体辅助氧化石墨烯薄膜用于软体机器人

    摘要： 碳基材料因其热脱附或热膨胀特性被广泛用作光驱动软体执行器。然而，在此类薄膜结构中采用被动层会显著限制执行效率（如弯曲幅度和速度）。本研究开发了一种由氧化石墨烯（GO）-聚多巴胺（PDA）-金纳米颗粒（Au NPs）/聚二甲基硅氧烷（PDMS）构成的双活性层强化双层复合薄膜。该薄膜用另一个AuNPs增强的热响应层替代了传统被动层。当施加近红外光照射时，整个薄膜通过GO-PDA-Au NPs层的水分流失和PDMS层的热膨胀实现可控形变。得益于双活性双层机制，该薄膜的执行效率较传统方法显著提升：弯曲幅度提高达173%，执行速度增至3.5倍。该软体执行器可作为具有高执行强度的人工手臂使用，亦能充当无线夹持器。此外，该薄膜可设计为具备直线运动、滚动及转向等多种运动模式的软体机器人。这种复合薄膜为仿生软体机器人及未来应用提供了新机遇。

    关键词： 等离激元增强效应、软体操纵器、碳基材料、软体机器人、双活性双层结构

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 利用Eu<sup>3+</sup>离子构建高效上转换纳米温度计

    摘要： 上转换纳米测温技术将光学检测微小区域（如微流控通道或微电子芯片）温度的能力，与可见光波段简单检测装置及近红外(NIR)激发后热传递减弱的特点相结合。我们提出一种基于上转换过程激发的Eu3?离子发光比率测量策略：Yb3?离子作为NIR波段(980 nm)敏化剂，将能量传递给Tm3?离子，进而激发具有热敏感特性的Eu3?离子发光。三掺杂SrF?:Yb3?,Tm3?,Eu3?纳米颗粒（平均粒径17 nm）在25.0°C时展现出1.1% K?1的相对热灵敏度，达到目前镧系离子上转换发射型纳米测温器的最佳水平。该纳米颗粒设计能利用镧系离子的上转换特性——这些离子通常无法直接被NIR激发，且可能提供具有高度稳定读数的工作波长，从而填补当前上转换纳米测温技术中存在的光谱空白。

    关键词： 纳米测温、纳米颗粒、上转换、比率策略、镧系离子、Eu3?

    更新于2025-09-22 10:55:52

  • Bi?SiO?@g-SiO?上转换纳米粒子：一种铋驱动的核壳自组装机制

    摘要： 近年来，核壳体系因其独特的性质和结构特征受到研究界日益关注，而开发新的合成策略仍是一项挑战。本研究探究了介孔二氧化硅纳米颗粒（MSNs）内镧系掺杂Bi2SiO5纳米晶的形成过程，分析了合成温度与浸渍于MSN中的铋前驱体浓度的作用，提出了一种同时稳定晶体核与玻璃态壳的前所未有的策略。通过同步辐射X射线粉末衍射（SR-XRPD）和透射电子显微镜（HR-TEM）的温度依赖性分析，可追踪晶体核的生长过程，并提出了Bi2SiO5@g-SiO2核壳纳米体系的形成机制。此外，通过适当掺杂镧系离子，证明了上转换体系颜色输出易于调控的特性，在多个领域具有潜在应用价值。

    关键词： 上转换发光、介孔二氧化硅、核壳纳米颗粒、硅酸铋、Bi2SiO5

    更新于2025-09-22 14:20:51