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基于光子晶体的生物力显微成像
1
作者
顾忠泽
《医用生物力学》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S01期276-276,共1页
目的人体器官芯片是一种变革性的前沿生物芯片技术,在药物研发、疾病模型构建、个性化诊疗、环境评估等领域有重要应用。机械力在调控器官发育、稳态维持和疾病发生中扮演关键角色。如何实现器官芯片力学信息的高灵敏高通量检测,成为制...
目的人体器官芯片是一种变革性的前沿生物芯片技术,在药物研发、疾病模型构建、个性化诊疗、环境评估等领域有重要应用。机械力在调控器官发育、稳态维持和疾病发生中扮演关键角色。如何实现器官芯片力学信息的高灵敏高通量检测,成为制约人体器官芯片发展的瓶颈之一。为此,提出基于光子晶体的器官芯片生物力测量技术。方法利用光子晶体的带隙效应,将细胞力引起的形变转化为颜色变化,以实现生物力信息的实时、高灵敏成像。建立基于颜色-形变-应力的解析方法,从而实现细胞垂直力的测量。通过可降解水凝胶支架“锁定”自组装纳米粒子,抑制光固化过程对粒子排列的扰动,开发了牺牲支架介导的胶体自组装技术,制备了组分可控、力学性能可调的任意三维结构的光子晶体基底。进而利用双光子吸收效应进行空间测绘,实现微米级光子晶体传感单元与厘米级器官芯片的精准装配。结果最终实现光子晶体生物力显微成像方法的构建,可对器官芯片内垂直细胞力进行宽视场(1.3 mm×1.0 mm)、高速(50帧/s)的成像。结论通过对离散细胞、细胞片层、类器官等生物样本在相应刺激下的力学信息的测量与分析,展现了光子晶体生物力显微镜在生理病理过程研究与药物、疫苗筛选中的重要价值。
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关键词
类器官
光子晶体
生物芯片技术
生物样本
显微成像
药物研发
生理病理
环境评估
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职称材料
高效稀土上转换纳米晶体合成
被引量：
1
2
作者
王睿
梁高林
《东南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期981-989,共9页
详细介绍了上转换纳米晶体的主要合成方法及其优缺点.共沉淀法具有产率高、易大规模制备等优点,但后续需要煅烧结晶,晶体形貌控制较差.水热/溶剂热法能够制备结晶性良好、尺寸均一的纳米晶体,但其发光性能的可调控性相对较差.热分解法...
详细介绍了上转换纳米晶体的主要合成方法及其优缺点.共沉淀法具有产率高、易大规模制备等优点,但后续需要煅烧结晶,晶体形貌控制较差.水热/溶剂热法能够制备结晶性良好、尺寸均一的纳米晶体,但其发光性能的可调控性相对较差.热分解法能够获得粒径均一的纳米晶体,但需要使用预先制备的金属前驱体.晶种介导的高温生长法和阳离子交换法均可优化晶体的形貌与功能,易获得尺寸分布均一、光学性能优异的上转换纳米晶体.通过主体材料优化、纳米晶体结构设计和仿真设计指导等方法,可以有效提高纳米晶体的发光效率,优化后合成的纳米晶体在生物成像和疾病诊断中展示出良好的应用前景.
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关键词
上转换纳米晶体
发光性能优化
纳米晶体合成
水热法
阳离子交换法
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职称材料
基于光子晶体生物力显微镜的结直肠癌组织硬度空间分布测量
3
作者
熊楠锟
李奇维
+1 位作者
陈早早
顾忠泽
《医用生物力学》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S01期676-676,共1页
目的结直肠癌是全世界三大常见癌症之一,约占所有癌症病例的10%。结直肠癌的发展是一个多步骤的过程,从影响原癌基因和肿瘤抑制基因的特定突变开始,这些突变会导致组织发生结构变化和生物力学特性改变,这些改变正是正常细胞转换为恶性...
目的结直肠癌是全世界三大常见癌症之一,约占所有癌症病例的10%。结直肠癌的发展是一个多步骤的过程,从影响原癌基因和肿瘤抑制基因的特定突变开始,这些突变会导致组织发生结构变化和生物力学特性改变,这些改变正是正常细胞转换为恶性细胞的基础。肿瘤组织的机械刚度也与其侵袭性、迁移能力以及治疗响应密切相关。本研究为了进一步探究结直肠癌肿瘤组织机械刚度的分布与组织的生物学特性之间的关联,拟使用光子晶体生物力显微镜来获取具有空间信息的高分辨率结直肠癌肿瘤组织硬度分布图像。方法采用了液氮速冻以及冰冻切片对临床来源的结直肠癌组织进行了连续切片,使用了光子晶体生物力显微镜对肿瘤组织切片进行了力学测量,基于光子晶体的带隙效应可以将组织的微纳形变转换为颜色变化,从而获得组织切片相应位点的应力-应变曲线,通过Matlab计算并获得具有空间信息的硬度分布图像。同时对完成力学测量的肿瘤切片的相邻切片进行了免疫组化染色。结果绘制了具有空间信息、高分辨率的结直肠癌组织硬度图像,与文献报道的肿瘤组织硬度数值一致。同时发现了结直肠癌组织的硬度在空间分布上具有一定的差异性,在肿瘤血管生成处组织硬度显著增加,力学相关蛋白YAP也被高度激活。结论研究表明,能对肿瘤组织切片进行高分辨的空间测量,同时证明了组织硬度的分布差异与力学相关蛋白YAP的表达具有相当的一致性,为肿瘤组织机械刚度测量提供了一种新的手段。
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关键词
恶性细胞
力学测量
肿瘤抑制基因
光子晶体
生物力学特性
结直肠癌
空间测量
冰冻切片
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职称材料
题名
基于光子晶体的生物力显微成像
1
作者
顾忠泽
机构
东南大学数字医学工程全国重点实验室
出处
《医用生物力学》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S01期276-276,共1页
文摘
目的人体器官芯片是一种变革性的前沿生物芯片技术,在药物研发、疾病模型构建、个性化诊疗、环境评估等领域有重要应用。机械力在调控器官发育、稳态维持和疾病发生中扮演关键角色。如何实现器官芯片力学信息的高灵敏高通量检测,成为制约人体器官芯片发展的瓶颈之一。为此,提出基于光子晶体的器官芯片生物力测量技术。方法利用光子晶体的带隙效应,将细胞力引起的形变转化为颜色变化,以实现生物力信息的实时、高灵敏成像。建立基于颜色-形变-应力的解析方法,从而实现细胞垂直力的测量。通过可降解水凝胶支架“锁定”自组装纳米粒子,抑制光固化过程对粒子排列的扰动,开发了牺牲支架介导的胶体自组装技术,制备了组分可控、力学性能可调的任意三维结构的光子晶体基底。进而利用双光子吸收效应进行空间测绘,实现微米级光子晶体传感单元与厘米级器官芯片的精准装配。结果最终实现光子晶体生物力显微成像方法的构建,可对器官芯片内垂直细胞力进行宽视场(1.3 mm×1.0 mm)、高速(50帧/s)的成像。结论通过对离散细胞、细胞片层、类器官等生物样本在相应刺激下的力学信息的测量与分析,展现了光子晶体生物力显微镜在生理病理过程研究与药物、疫苗筛选中的重要价值。
关键词
类器官
光子晶体
生物芯片技术
生物样本
显微成像
药物研发
生理病理
环境评估
分类号
R318 [医药卫生—生物医学工程]
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职称材料
题名
高效稀土上转换纳米晶体合成
被引量：
1
2
作者
王睿
梁高林
机构
东南大学数字医学工程全国重点实验室
东南大学
生物科学与
医学工程
学院
邯郸诺曼科技有限公司
出处
《东南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期981-989,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(22204018)
江苏省前沿引领技术基础研究重大资助项目(BK20232007)
河北省全职引进高端人才科研资助项目(2023HBQZYCXY027)。
文摘
详细介绍了上转换纳米晶体的主要合成方法及其优缺点.共沉淀法具有产率高、易大规模制备等优点,但后续需要煅烧结晶,晶体形貌控制较差.水热/溶剂热法能够制备结晶性良好、尺寸均一的纳米晶体,但其发光性能的可调控性相对较差.热分解法能够获得粒径均一的纳米晶体,但需要使用预先制备的金属前驱体.晶种介导的高温生长法和阳离子交换法均可优化晶体的形貌与功能,易获得尺寸分布均一、光学性能优异的上转换纳米晶体.通过主体材料优化、纳米晶体结构设计和仿真设计指导等方法,可以有效提高纳米晶体的发光效率,优化后合成的纳米晶体在生物成像和疾病诊断中展示出良好的应用前景.
关键词
上转换纳米晶体
发光性能优化
纳米晶体合成
水热法
阳离子交换法
Keywords
upconverting nanocrystals
luminescence optimization
nanocrystal synthesis
hydrothermal synthesis
cation exchange method
分类号
O61 [理学—无机化学]
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职称材料
题名
基于光子晶体生物力显微镜的结直肠癌组织硬度空间分布测量
3
作者
熊楠锟
李奇维
陈早早
顾忠泽
机构
东南大学数字医学工程全国重点实验室
出处
《医用生物力学》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S01期676-676,共1页
文摘
目的结直肠癌是全世界三大常见癌症之一,约占所有癌症病例的10%。结直肠癌的发展是一个多步骤的过程,从影响原癌基因和肿瘤抑制基因的特定突变开始,这些突变会导致组织发生结构变化和生物力学特性改变,这些改变正是正常细胞转换为恶性细胞的基础。肿瘤组织的机械刚度也与其侵袭性、迁移能力以及治疗响应密切相关。本研究为了进一步探究结直肠癌肿瘤组织机械刚度的分布与组织的生物学特性之间的关联,拟使用光子晶体生物力显微镜来获取具有空间信息的高分辨率结直肠癌肿瘤组织硬度分布图像。方法采用了液氮速冻以及冰冻切片对临床来源的结直肠癌组织进行了连续切片,使用了光子晶体生物力显微镜对肿瘤组织切片进行了力学测量,基于光子晶体的带隙效应可以将组织的微纳形变转换为颜色变化,从而获得组织切片相应位点的应力-应变曲线,通过Matlab计算并获得具有空间信息的硬度分布图像。同时对完成力学测量的肿瘤切片的相邻切片进行了免疫组化染色。结果绘制了具有空间信息、高分辨率的结直肠癌组织硬度图像,与文献报道的肿瘤组织硬度数值一致。同时发现了结直肠癌组织的硬度在空间分布上具有一定的差异性,在肿瘤血管生成处组织硬度显著增加,力学相关蛋白YAP也被高度激活。结论研究表明,能对肿瘤组织切片进行高分辨的空间测量,同时证明了组织硬度的分布差异与力学相关蛋白YAP的表达具有相当的一致性,为肿瘤组织机械刚度测量提供了一种新的手段。
关键词
恶性细胞
力学测量
肿瘤抑制基因
光子晶体
生物力学特性
结直肠癌
空间测量
冰冻切片
分类号
R735.34 [医药卫生—肿瘤]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于光子晶体的生物力显微成像
顾忠泽
《医用生物力学》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
高效稀土上转换纳米晶体合成
王睿
梁高林
《东南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于光子晶体生物力显微镜的结直肠癌组织硬度空间分布测量
熊楠锟
李奇维
陈早早
顾忠泽
《医用生物力学》
CAS
CSCD
北大核心
2024
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