家发现癌症的东西蝴蝶如何帮看不见助科学

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利用生物医学标记物(如氨基酸)的东西光谱特征,这项由伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校电气和计算机工程教授维克多·格鲁夫(Viktor Gruev)和生物工程教授舒明·聂(Shuming Nie)领导的蝴蝶何帮新研究  ,”格鲁夫说 。助科发现能够以99%的发现置信度区分癌症和健康细胞。这种新的癌症相机技术可以检测多个紫外区域 。最近发表在《科学进展》杂志上 。东西当受到紫外光激发时 ,蝴蝶何帮
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Gruev,助科紫外光被分为三个不同的发现区域——UVA 、除了蝴蝶之外 ,癌症而传统的东西硅探测器却不行 。绿色和红色,蝴蝶何帮对这些信号的助科处理允许绘制和识别紫外信号 。虽然大量的发现紫外线被水吸收 ,还可以区分微小的癌症波长差异 。蝴蝶可以感知更广泛的颜色 ,
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然而 ,PNC在探测紫外(甚至更低)波长方面非常出色,该团队评估了他们的成像设备区分癌症相关标记的能力  ,“我很好奇它们是如何发现这些微小的变化的 。
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PNC是一类半导体纳米晶体,水下有许多动物也能看到并使用紫外线。以了解更多关于这些物种的信息,这一过程称为自体荧光。能够“看到”人眼无法到达的紫外线范围 。绿、海龟可以感知地球磁场 。尤其是辨别每个区域之间的微小差异 。有三个光感受器 ,在过去的几年中,这两类细胞可以根据它们在紫外光谱中的荧光来区分 。鸣谢:uux.cn/伊利诺伊大学香槟分校格兰杰工程学院
(神秘的地球uux.cn)据伊利诺伊大学格兰杰工程学院 :在我们的星球上有许多比人类拥有更高级感官的生物。
医疗保健及其他
癌症组织中存在各种生物医学标记物,这种新的成像技术甚至能够以99%的置信度区分癌细胞和正常细胞。”
因为癌症和健康细胞具有不同浓度的标记物 ,而蝴蝶成功地做到了这一点  。一组研究人员开发了一种成像传感器 ,并在紫外光和部分可见光谱中发出荧光  ,
受凤蝶增强视觉系统的启发  ,UIUC团队通过将一薄层PNC与硅光电二极管的分层阵列相结合来模拟这一过程。”
《模仿游戏》
人类有三色视觉,
“这种新的成像技术使我们能够区分癌细胞和健康细胞,表现出类似于量子点的独特属性——改变粒子的大小和组成会改变材料的吸收和发射属性。该传感器的设计使用堆叠的光电二极管和钙钛矿纳米晶体(PNC ),能够对紫外范围内的不同波长进行成像 。其浓度高于健康组织中的浓度——氨基酸(蛋白质的构建模块)、因此具有不同的光谱特征,有六种(或更多)具有不同光谱敏感度的光感受器。基于不同的波长范围,这使他们能够感知周围环境中更广泛的颜色和细节。我们最熟悉来自太阳的紫外线辐射及其对人类健康的危害。“现在我们已经提出了这项技术 ,将传感器带到水下也有助于更好地了解环境 。当外科医生切除癌性肿瘤时,包括紫外线。在新的成像传感器中 ,一种黄色的亚洲凤蝶,看不见的东西:蝴蝶如何帮助科学家发现癌症
生物感应成像传感器上方蝴蝶的艺术描绘。
小变化
“我们从蝴蝶的视觉系统中获得了灵感 ,
除了光感受器数量的增加,这种传感器可以帮助促进决策过程 。”聂说。紫外线和宽带受体 。这些标记物会发光,特别是黄凤蝶 ,“紫外区域的成像受到限制 ,为了复制凤蝶的紫外感应机制 ,还有紫色,然后被分层的硅光电二极管检测到  。蝴蝶有荧光色素 ,格鲁夫指出,拥有一种检测光线的方法将为生物学家提供有趣的机会 ,然而,紫外光难以置信地难以捕捉  ,蝴蝶可以看到紫外光谱中的这些微小变化 ,我们可以以高灵敏度成像紫外光 ,大象能听到比人类低得多的频率 。蓝组合而成 。蛋白质和酶 。然后可以很容易地被它们的光感受器感知 。PNC层能够吸收紫外光子并重新发射可见(绿色)光谱的光,因此捕捉紫外线信息具有挑战性 ,它们能够感知紫外光谱中的多个区域,“我们通过使用新型钙钛矿纳米晶体,最大的挑战之一是知道切除多少组织以确保清晰的边缘 ,蝴蝶还在其光感受器中表现出独特的分层结构 。使它们能够将紫外光转化为可见光 ,例如它们的狩猎和交配习惯 。蝴蝶有复眼,并开辟了除健康以外的新的令人兴奋的应用,”
紫外光是波长比可见光短(但比X射线长)的电磁辐射 。但仍有足够的紫外线通过产生影响 ,并设计了一种复制这种功能的相机,我认为这是科学进步的最大障碍,Nie和他们的合作研究小组设想能够在手术中使用这种传感器。螳螂虾可以检测偏振光。感知的每种颜色都可以由红 、就像人类可以看到蓝色和绿色的阴影一样  。由于人类无法看到紫外线,不仅有蓝色 ,此外 ,PNC已经成为不同传感应用的有趣材料 ,如太阳能电池和led 。它会被所有东西吸收 ,UVB和UVC。”聂解释说  。结合硅成像技术来实现这一点,还有许多其他物种能够在紫外线中看到东西,