《IEEE生物医学工程汇刊》2022年8月，第69卷，第8期，首次临床研究：近红外窗口IIA/IIB荧光成像在胶质瘤精准手术切除中的应用 曹彩光、金泽萍、史晓菁、张哲、肖安琪、杨君英、计楠、田捷（IEEE会员）、胡振华（IEEE高级会员） 导言 在生物医学研究领域，荧光成像的高敏感性、高空间分辨率、实时成像能力和操作方便性使其受到广泛关注。本研究针对近红外窗口II（NIR-II，1000-1700纳米）成像技术在临床应用中的价值进行探索，以指导胶质瘤手术中切除瘤体的作用。作者结合了新开发的成像设备和术中图像融合方法，致力于提高手术的准确性，减少术中出血量，并最大限度地切除肿瘤。 文章来源 本研究由曹彩光、金泽萍、史晓菁、张哲、肖安琪、杨君英、计楠、田捷、胡振华进行。他们分别隶属于中科院自动化...

数值分析嵌入TiO2-Au-MXene的矩形开放通道PCF生物传感器用于脑肿瘤诊断 学术背景与问题陈述 近年来，具有成本效益和高可靠性的生物传感器的开发成为一个研究热点。这些传感器旨在检测分析物的微小浓度，种类繁多，涵盖了各种技术，用于监测和检测细胞和液体。光子晶体（photonic crystals, PHCs）和PHC纤维（photonic crystal fibers, PCFs）因其紧凑尺寸、电磁干扰抵抗性、对分析物需求量少、结构设计灵活且易于集成等优点，迅速占据了传感器技术的热门选择。 特别值得注意的是，基于表面等离子体共振（surface plasmon resonance, SPR）的光纤生物传感器表现出色。SPR现象通过光纤和贵金属相结合，可以剧增检测灵敏度，尤其在生物医学领...

长基线量子传感器网络作为暗物质光子探测仪 学术背景 超轻暗光子（dark photons）作为暗物质的重要候选者之一，得到了广泛的理论和实验关注。根据动能混合机制（kinetic mixing mechanism），当暗光子与标准模型光子耦合时，会产生相干的电磁波，并且这种波应在暗光子的德布罗意波长范围内具有空间相关性。然而，尽管过去八十年来天体物理方面提供了丰富的暗物质存在证据，但其与标准模型粒子和场之间的非引力相互作用的直接探测仍未取得突破。为了应对这一挑战，提出了许多理论，其中一些理论预言了新的基础粒子的存在，如轴子（axions）和暗光子。 来源 这篇论文名为《Long-baseline quantum sensor network as dark matter haloscope》...

研究背景 荧光光谱是一种广泛应用于识别和量化荧光物质（荧光团）的方法。然而，当材料中包含其他荧光团（基线荧光团）时，量化感兴趣的荧光团变得具有挑战性，特别是当基线的发射光谱未明确定义且与目标荧光团的发射光谱重叠时。为了准确区分并量化这些荧光物质，研究人员提出了基于多波长激发荧光光谱的新方法。这项研究的主要目标是解决基线荧光干扰这一问题，并提供一种无需先验假设的稳健估计算法。 论文来源 这篇名为《An Explicit Estimated Baseline Model for Robust Estimation of Fluorophores Using Multiple-Wavelength Excitation Fluorescence Spectroscopy》的论文，作者包括A. Ga...

背景和研究问题 工作记忆和运动后大脑反应（Post-task responses，PTRs）在神经科学中一直是研究的热点。以往的研究表明，运动后的β反弹（Post-movement beta rebound，PMBR）是大脑皮层中可靠而稳定的现象，可以通过磁脑电图（Magnetoencephalography，MEG）来研究和测量。而近期的研究进一步发现，PTRs不仅限于运动后β反弹，而是在各种频段（如θ、α和β频段）和大脑区域中普遍存在。然而，目前尚不清楚这些工作记忆后PTRs是否由类似于PMBR的瞬态高幅度活动爆发（Spectral bursts）驱动。本文的主要目的是通过对工作记忆和视觉运动任务数据集的比较，探讨这两类任务后PTR的驱动机制是否相似。 论文来源与作者信息 这篇研究论文由...

用于脑磁图传感器阵列的四通道光泵磁力计 研究背景 光抽运磁力仪（Optically Pumped Magnetometer，简称OPM）在自旋交换弛豫自由（SERF）状态下是极为灵敏的磁场传感器，灵敏度能低至0.16 ft/√Hz和0.54 ft/√Hz。OPM基于自旋极化原子与磁场的相互作用，通过光抽运将泵光束的角动量转移到原子（典型情况下是碱金属蒸气），使其自旋极化。自旋极化通过拉莫尔进动与磁场相互作用，通过光学探测自旋极化在探测束传播方向上的投影，可以确定外部磁场。在高原子密度及近零磁场的SERF状态下，由于自旋交换碰撞引起的极化弛豫被强烈抑制，OPM的灵敏度可以显著提升。 近年来，OPM在生物磁学中的应用逐渐受到关注，特别是对人类大脑磁场的测量（脑磁图，Magnetoencephal...

背景介绍 近年来，研究者们对Mott绝缘体中的电子-空穴晶体产生了浓厚的兴趣。这类晶体能够实现量子激发态，具备承载反流超流性和拓扑序的潜力，并且具有长程量子纠缠的特性。然而，对于Mott绝缘体中电子和空穴晶体共存的实验证据尚未充分展现。在通常条件下，强电子-电子相互作用会驱动新晶体序的形成，引发Wigner晶体或者掺杂Mott绝缘体中的电荷有序现象。该类型的电子晶体是一个表现出多度量自由度的强量子涨落的多体系统，这已被用于量子模拟中。 来源介绍 该研究论文由多个研究机构的研究人员共同撰写，包括新加坡国立大学功能智能材料研究所、化学系、高级二维材料中心，北大深圳研究生院高级材料学院，俄罗斯莫斯科物理技术学院光子与二维材料中心等。具体的作者包括Zhizhan Qiu、Yixuan Han、Kei...

电感磷光感知的阈值与机制 背景介绍 电磁场（Magnetic Field，简称MF）对人类身体的影响一直是科学研究的热点。极低频磁场（Extremely Low-Frequency Magnetic Field，简称ELF-MF）在日常生活中广泛存在，主要来源于电力线（50/60 Hz）和家庭电器。这些磁场在人体内会感应出电场和电流，进而可能调节大脑功能。一个特定现象——电磁磷光（Magnetophosphene），即由于磁场诱发的闪烁视觉感知，是国际电磁场暴露指导方针的基础之一。 电磁磷光现象早在1896年由法国医生Jacques-Arsène d’Arsonval首次观察到，该现象后来在一些小型非重复性研究中得到验证。近几十年来，关于电磁磷光的研究却相对较少，尤其是在家庭频率（即50 H...

非热声子动力学与激发子凝聚态的表面敏感电子衍射探测 背景介绍 激子和声子之间的相互作用决定了光激发材料中的能量流动，并控制了相关相的出现。随着材料科学的发展，探测三维结构动力学的电子或X射线脉冲技术可以揭示电子-声子相互作用的强度、强耦合模式的衰减通道及三维有序的演变。然而，二维材料和功能异质结构的固有各向异性及其对远平面声子极化的访问需求，激发了对新技术的需求。 研究来源 本文由Felix Kurtz、Tim N. Dauwe、Sergey V. Yalunin、Gero Storeck、Jan Gerrit Horstmann、Hannes Böckmann和Claus Ropers等人撰写，来自Max Planck Institute for Multidisciplinary Sci...

半导体-压电异质结构中巨大的电子介导声子非线性 现代科学技术中，信息处理的效率和确定性是决定其应用潜力的关键。光学频率上的非线性光子相互作用已经在经典和量子信息处理上展示了巨大的突破。而在射频范围内，非线性声子相互作用也同样有潜力带来革命性变化。本文通过异质集成高迁移率半导体材料，展示了一种能够有效增强确定性非线性声子相互作用的方法。 研究背景 作者开展这项研究的原因在于目前非线性声子相互作用的材料非常有限，不能通过材料本质上的声子非线性实现高效率的频率转换。尽管一些材料（例如铌酸锂）已经展示了一些电-声效应和非线性压电效应，实现了三波和四波混频过程，但仍未达到高效的频率转换。因此，该研究旨在通过半导体材料的引入，增强声子-电子混合效应，提升非线性声子相互作用的强度和效率。 研究来源和作者背...