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上海交大擬用納米光學(xué)質(zhì)譜儀檢測人體癌細(xì)胞

閱讀:2083      發(fā)布時(shí)間:2017-7-10
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摘要:近日,上海交通大學(xué)傳來消息,該校朱卡的教授和李金金博士以量子光學(xué)和納米材料為研究基礎(chǔ),在上提出了納米光學(xué)質(zhì)譜儀,也就是業(yè)內(nèi)俗稱的“光秤”,通過對生物DNA分子的質(zhì)量、染色體的質(zhì)量等高精度光學(xué)測量,來檢測人體內(nèi)的癌細(xì)胞的方案。這一方案的提出,有望為量子測量技術(shù)、納米技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供嶄新的平臺(tái)和新穎的思維方式。

對這一研究成果,美國物理學(xué)會(huì)評價(jià)道:“這項(xiàng)研究工作有望帶領(lǐng)納米科學(xué)進(jìn)入一個(gè)嶄新的測量領(lǐng)域。”*的物理學(xué)界*綜述期刊《Physics Reports》也刊登了朱卡的教授團(tuán)隊(duì)該成果的長篇綜述性論文。自1971年創(chuàng)刊以來,該期刊一共只發(fā)表了以中國大陸科研機(jī)構(gòu)為*單位的綜述性論文9篇,其中2000年以來共4篇,這也是上海交通大學(xué)以*單位在該期刊上發(fā)表論文。

朱卡的教授團(tuán)隊(duì)利用表面等離激元和納米材料的耦合系統(tǒng)提出了用全光控制的方法測量微觀粒子的質(zhì)量。目前預(yù)測能地測出單個(gè)原子的質(zhì)量。這一測量的方法是,將待測原子放在一個(gè)碳納米管表面,然后用兩束強(qiáng)弱不同的光同時(shí)照在碳納米管上,此時(shí)探測弱光的吸收譜,就可以得到碳納米管的振動(dòng)頻率。先后兩次測量碳納米管的振動(dòng)頻率,得到放入原子前后碳納米管的振動(dòng)頻率的變化量,通過計(jì)算就能得到落入碳納米管表面的單個(gè)原子的質(zhì)量。

據(jù)介紹,研究團(tuán)隊(duì)將碳納米管、量子點(diǎn)和表面等離激元的復(fù)合系統(tǒng)等系統(tǒng)地組合起來研究,發(fā)明了*個(gè)全光控制的高靈敏納米光學(xué)質(zhì)譜儀。這一新型的質(zhì)譜儀采用全光控制,其靈敏度和度比傳統(tǒng)的電學(xué)質(zhì)譜儀高出了將近三個(gè)數(shù)量級。這項(xiàng)研究工作在現(xiàn)有電學(xué)質(zhì)譜儀上做了很大的提升和改進(jìn),用全光學(xué)的方法代替了傳統(tǒng)的電學(xué)測量。

據(jù)介紹,目前正在進(jìn)行的是通過“光秤”來對單個(gè)質(zhì)子或中子進(jìn)行測量的研究。朱卡的教授團(tuán)隊(duì)還希望把“光秤”應(yīng)用到生物DNA分子的研究中,提出了一種癌細(xì)胞DNA分子的檢測方法。

據(jù)研究團(tuán)隊(duì)介紹,傳統(tǒng)的癌變DNA分子的質(zhì)量應(yīng)與正常的DNA分子是不*一樣的。利用這一光學(xué)質(zhì)譜儀的測定原理同樣可以檢測到癌細(xì)胞的存在,并有望向醫(yī)療和臨床領(lǐng)域進(jìn)行推廣。

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