原子、分子和光学

原子、分子和光学程敏玖编译最近发表的国家研究会议的报告─—“原子、分子和光学”，引起了自然科学家、工程师和物理学家们的兴趣。功能强大的实验手段与计算机辅助的理论研究方法相结合．至今已在许多科学领域及工业和医药业大量的实际应用方面产生了大批有益的启示。...     

假彩色增强的光学信息处理在生物医学工程中的应用研究

本文介绍了一种光学信息处理系统的工作原理,叙述了采用半色调屏预处理技术与空间滤波方法,将一张黑白生物医学照片编码成假彩色图片的实验方法与步骤。在我们的工作中曾对 x 光胎儿照片与染色体显微放大图片进行了假彩色增强,获得了良好的结果,最后指出了光学信息处理技术在生物医学工程中的应用前景。     

基于光学测量的纳米孔单分子分析技术

纳米孔技术因其无标记、低成本、便携式和超高灵敏度等优点受到许多关注,但传统的电测量方法仍受到非理想器件噪声、低通量以及时空分辨率不足等限制.目前已经有许多策略被提出来改进和解决这些限制,其中高带宽和高通量的光学测量技术可以被用来补充或替代电测量.本文总结了基于荧光、等离激元共振效应和表面增强拉曼散射等光学测量方法的纳米孔单分子研究进展,并展望了时空分辨光学纳米孔测量的前景.     

多功能生物医学超声:分子影像、给药与神经调控

超声作为一种安全、经济、便携、快速的成像方法,已经广泛应用于临床的各个领域并几乎涉及每一种人体器官和每一个医学分支.近年来,随着重大疾病早期诊疗的迫切需求,结合物理、工程、技术的综合发展,提出了超声分子成像、定点给药、超声神经调控及诊疗一体化等新技术,生物医学超声将从单纯的成像手段转变为具有精确诊断、调控和治疗的多种功能.本文首先简要介绍生物医学超声基本物理特征(波动、力学和热效应),然后结合我们的研究工作回顾近几年超声在生物医学中的新研究进展(分子影像、操控给药和神经调控等方面),并探讨超声诊疗一体化和超声神经调控在精准医学和脑科学中的应用前景.     

刺激响应型稀土智能发光材料在光学编码及生物医学中的应用

刺激响应型材料作为智能材料的一个重要分支已经成为众多领域中极为重要的一部分.刺激响应型智能发光材料是指光学性质能够对外界环境的物理或化学信号做出响应的材料.外界条件的刺激主要包括光、热、pH、电场、磁场、力、分子等.基于稀土离子的智能发光材料由于其独特的光学性质,比如较窄的发射峰宽度、较长的发光寿命、较大的斯托克斯位移等,在化学、生物学、逻辑学展现了极为丰富的应用潜力.近年来,通过对分子结构及纳米材料的设计得到的具有刺激响应性的稀土智能发光材料在光学信息存储、生物传感、成像及药物递送等方面都吸引了研究者的广泛关注.本文概括了近年来刺激响应型稀土智能发光材料在光学编码及生物医学领域中的应用,并展望了这种智能发光材料的应用前景.     

生物医学工程

生物医学工程是工程技术中具有挑战性的而且最逗人兴趣的前沿之一。为人体制造人造部件以替补病变或损伤了的器官,目前已不是什么新鲜事了,但是从当前航空与宇航空间工程和聚合物化学,以至生物反馈和微电子学等形形色色不同学科之间的密切结合,给医生们提供了一系列令人惊讶的技术珍品:人造的皮肤、血和骨,微电子驱动的四肢,无形眼镜,类似胰腺的微型泵,人工肾和人造血管等。     

二阶非线性光学系数与共轭分子链长的关系

有机共轭分子由于其非定域的π电子体系常呈现大的非线性光学响应。共轭链长是影响其非线性光学系数的重要因素。 本文用量子化学方法研究了共轭链长对一系列有机分子二阶非线性光学系数的影响,所选的分子为:NEPEA—nn'(n+n'=0,1,2)和NPEPA—m(m=1,2,3),其化学结构如图1所示。在这2个系列中把苯环的贡献看作2个乙烯π键,则在胺基和硝基之间的π键数N_π从2变化到7。     

生物医学成像百年史

这得从100年前说起.1895年威廉姆.伦琴无意中发现阴极射线管可以使一张涂有铂氰化钡的纸发光,即使把管子和纸分放在两间隔开的房间里也是一样.伦琴认为管子一定放射出某种具有穿透力的射线.他把这种未知射线命名为X射线.不久,他又发现如果让X射线穿过人手,射向一个涂有化学物质的屏幕,里面的骨胳就会清晰地显现在幕上.事实上,有史以来第一张     

超声生物医学效应

由于压电效应和反压电效应的发现及其在超声换能方面的成功应用,超声波技术在本世纪上半页得到了迅速的发展。超声医学形成于五十年代。七十年代以后,以人体断层实时超声显象为代表的超声诊断技术进入了蓬勃发展时期。如今它正以引人注目的规模和速度影响着现代医学的发展。超声医学已成为应用超声领域中一个活跃而有广阔发展前途的分枝。     

超快有机非线性光学分子及其介观光子器件实现

20世纪,基于非线性光学二阶效应,包括线性电光效应、二倍频等的光电信息发展对人类社会发展和生活方式起到了革命性的改变.随着光信息技术的迅速发展,需要呼唤新的非线性光学原理和方法.基于非线性光学三阶效应的新应用则成为这一研究的重点基础.本文首先回顾非线性光学研究和应用状况,介绍作者研究小组在三阶非线性光学材料研究的工作,特别重点介绍近期基于分子间电荷转移过程增强超快三阶非线性光学响应新机理实现的超快、低泵浦功率的香豆素/聚苯乙烯复合材料有机光子晶体全光开光的工作。     

数学和生物医学科学

本文概述了现代数学,特别是微分方程和生物医学之间的联系,生物医学的发展愈来愈需要现代数学,同时它又给现代数学的发展以新的推动。最后还提出了达到两者结合的三种途径。     

生物医学在俄亥俄州蓬勃发展

<正>生命科学研究和创新正在挽救工业上摇摇欲坠的俄亥俄州早在2010年,俄亥俄州戴顿郊外赖特-帕特森空军基地的美国空军研究实验室官员,就专程拜访了电气工程师杰森·海根菲德(Jason Heikenfeld)教授,当时他们正在努力寻找一位能够设法持续监测飞行过程中飞行员健康状况的科学人士。海根菲德是俄亥俄州辛辛那提大学新型设备     

2002年生物医学大盘点

(续上期 )全球已有 60 0 0万人感染ＨＩＶ ,其中2 4 0 0万人已死亡。预计到 2 0 2 0年 ,将有 2亿人感染ＨＩＶ在遏阻艾滋病肆虐的征战中 ,华裔科学家何大一仍然魅力四射。继发明鸡尾酒疗法后 ,2 0 0 2年 9月他又发现 ,人体中有一种可以阻止艾滋病在人体细胞内复制的因子 ,称为阿尔法防御素 1、 2、 3 (α -Ｄｅ ｆｅｎｓｉｎｓ1 -2 -3 ) ,是由人体免疫细胞自己产生的蛋白质。由于它们的存在 ,有的人感染上ＨＩＶ2 0年之久也不会发病 ,因而是人体中一种天然的抗御艾滋病的免疫力。另一名研究艾滋病的权威———美国约翰·霍普金斯大学的罗伯…     

液态金属生物医学研究进展

液态金属作为一种功能性材料已经广泛应用于电子、机械工程和能源等多个领域.低熔点的性质使液态金属保持金属性质的同时,具有室温流体的特性,这种特性成为了它最迷人的性质.液态金属还拥有许多其他优异的性质,如可变形、可功能化、导电导热及生物安全性,并在多种生物医学应用中拥有巨大潜力.本文首先介绍液态金属的基础结构与理化性质,如低熔点、表面自限制氧化等,这些性质为其应用奠定了基础.随后,本文从药物载体、肿瘤治疗、生物成像及医疗器械4个方面简要总结液态金属在生物医学领域的应用进展.最后,从提升液态金属纳米液滴尺寸均一性、深入研究其与生物系统和组织的相互作用、优化封端配体、基于液态金属的柔性可穿戴诊疗一体化医疗设备的发展及3D打印等领域,讨论了液态金属在生物医疗应用中未来的前景和发展方向.     

生物医学迎来时代风口

<正>医药行业,炒作永远存在。但不得不承认,眼下的医学界正闪耀着无限可能,引领时代的新技术无须炒作,早已晃得人眼花缭乱。CRISPR技术开创者之一詹妮弗·杜德纳（Jennifer Doudna）如此说道：“我经营自己的实验室已近30年了。可以说,在过往漫长的科研岁月里,我从未经历过最近五年这样的盛况。”     

生物医学中的分形研究

密如蛛网的循环系统、神经系统,星罗棋布的穴位,以及其他一些器官组织系统,正是活生生的分形。但它们的分维特性同它们的功能状态之间的关系如何呢?     

生物医学用微型传感器

在进行诊断、治疗或医学研究时,常常要知道体内情况。为此,目前已有两种方法。一种是利用超声波等在体外获得体内情况,另一种是采取活检、抽血、将传感器植入体内等方法获取体内情况。在后一种方式中,将传感器植入体内的方法具有可以连续监测的优点,因此受到重视。对生物医学中使用的微型传感器有如下要求: ①形体要小。特别是取出引线的部分要做得很小。要能同时装上种类不同的传感器。     

生物医学工程与生物力学

康振黄同志的《生物医学工程与生物力学》,论述了这门新兴学科的历史和现状,对其性质和任务进行了探讨,深入浅出,行文流畅,是一篇好文章。     

干细胞引领生物医学革命

干细胞是一类具有自我增殖能力和多向分化潜能的细胞。以胚胎干细胞和诱导多能干细胞为核心的干细胞技术的跨越式发展正引领着一场新的生物医学革命。文章主要介绍干细胞技术的发展及其在细胞治疗、疾病模型、药物筛选和人造器官等领域的研究进展与挑战。尽管干细胞基础研究取得了巨大进步,但是干细胞技术的临床转化和产业化仍然面临诸多挑战。如何更好地利用干细胞和交叉学科新技术为人类服务还有很多事情等着我们去做。