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基于氧化锌薄膜声表面波器件的细胞富集方法

声学学报 2024年第3期49卷 398-402页

作者：李英银周伟彭本贤张春秋全浩孟龙中国科学院深圳先进技术研究院劳特伯生物医学成像研究中心深圳518055 东北大学医学与生物信息工程学院沈阳110004

针对常见的铌酸锂等压电单晶在高温易碎裂且不能弯曲等问题,提出了一种区别于传统压电单晶富集细胞的方法。通过磁控溅射技术在硅衬底上制备了厚度为3.83μm的氧化锌薄膜,并用扫描电子显微镜与X射线衍射表征了薄膜性能,在薄膜表面制备... 详细信息

针对常见的铌酸锂等压电单晶在高温易碎裂且不能弯曲等问题,提出了一种区别于传统压电单晶富集细胞的方法。通过磁控溅射技术在硅衬底上制备了厚度为3.83μm的氧化锌薄膜,并用扫描电子显微镜与X射线衍射表征了薄膜性能,在薄膜表面制备了频率为195 MHz的叉指换能器,插入损耗为-33.8 dB,且仿真分析了该器件的声场。结果表明,表面波声束集中在换能器声孔径处,液滴位于声束边缘。实验结果表明,该器件能够驱动液滴产生3.9×10^(-3)m/s流速的涡旋,并在20 s内富集了悬浮于液滴中的微球和人体淋巴细胞,将液滴中细胞的浓度提升55倍。

关键词：声表面波声镊声流氧化锌压电基底细胞富集

人工智能辅助压缩感知3D重建用于5.0T MR加速全脑超高分辨血管壁成像

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中国医学影像技术 2024年第5期40卷 699-702页

作者：贾森冯飞戚玉龙张辉赵佳盈程静张磊张娜刘新郑海荣梁栋中国科学院深圳先进技术研究院劳特伯生物医学成像研究中心广东深圳518055 北京大学深圳医院医学影像科广东深圳518036 中国科学院深圳先进技术研究院医学人工智能研究中心广东深圳518055

缺血性脑卒中是我国发病率和死亡率最高的疾病,动脉粥样硬化斑块破裂堵塞血管形成血栓系主要病因[1-2]。相比血管造影,MR血管壁成像(vessel wall imaging,VWI)检测颅内斑块、区分管壁病变等的敏感度和特异度均更高;但颅内血管走行纡曲。

关键词：血管壁磁共振成像深度学习压缩感知前瞻性研究

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基于空间组学-临床影像技术的肿瘤精准诊断

化学进展 2024年第2期36卷 159-166页

作者：周鹏蔡宗苇赵超深圳市第二人民医院(深圳大学第一附属医院)超声科深圳518035 中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所深圳518055 香港浸会大学环境与生物分析国家重点实验室中国香港999077 中国科学院深圳先进技术研究院深圳市抑郁障碍精准诊疗重点实验室深圳518055 中国科学院大学北京100049

作为全球公共卫生事件,恶性肿瘤严重影响人类健康、寿命和生活质量。肿瘤的发生发展经历了极其复杂的过程,表现出高度的时空异质性,影响其转移和耐药。为探寻这种异质性,多种临床影像技术和空间组学技术得以飞速发展。其中,临床影像技... 详细信息

作为全球公共卫生事件,恶性肿瘤严重影响人类健康、寿命和生活质量。肿瘤的发生发展经历了极其复杂的过程,表现出高度的时空异质性,影响其转移和耐药。为探寻这种异质性,多种临床影像技术和空间组学技术得以飞速发展。其中,临床影像技术准确率高但无法提供高通量的生物分子信息。空间组学技术可以获得标本的多种生物学特征,包括基因、蛋白和代谢等,但无法提供在体信息。将临床影像和空间组学技术相结合,可以优势互补,在临床和基础科学研究中具有较大应用前景,对于精确解析肿瘤的时空异质性和鉴别肿瘤分子分型、开展肿瘤精准诊断和发展进程预测等研究具有重要的推进作用。本文对该技术方法和特征进行了评述并展望了其发展趋势。

关键词：空间组学质谱成像肿瘤代谢肿瘤诊断时空信息生物标志物

合成生物学在基于微生物载体肿瘤疫苗设计中的应用

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合成生物学 2024年第2期5卷 221-238页

作者：谭子斌梁康陈有海深圳理工大学药学院中国科学院深圳先进技术研究院癌症免疫中心

合成生物学有望创造具备独特优势的抗肿瘤微生物疫苗，合成生物学改造的微生物更能适应肿瘤微环境并在其中富集与增殖，削弱或者逆转免疫抑制细胞的功能，并增强肿瘤抗原的呈递，诱发多种先天与适应性抗肿瘤免疫反应，所以合成生物学已... 详细信息

合成生物学有望创造具备独特优势的抗肿瘤微生物疫苗，合成生物学改造的微生物更能适应肿瘤微环境并在其中富集与增殖，削弱或者逆转免疫抑制细胞的功能，并增强肿瘤抗原的呈递，诱发多种先天与适应性抗肿瘤免疫反应，所以合成生物学已成为肿瘤疫苗研究的重要工具。本文总结了合成生物学在细菌和病毒载体肿瘤疫苗开发中的几个关键应用，其中包括减弱微生物载体毒性的方法，例如去除、失活或修改其致病基因等。讨论了增强它们在肿瘤组织中的趋向性和适应性的策略，如改变它们的细胞入侵分子或引入环境控制的基因表达系统等；也讨论了降低全身毒性的方法。为了充分利用微生物复制引起的肿瘤微环境改变的潜力，多种合成生物学手段被用于改造微生物载体，这些方法包括将外源基因引入微生物基因组，使其生产诸如细胞因子、趋化因子或单克隆抗体等分子，这些分子可以增强先天和适应性免疫细胞的招募和激活，促进肿瘤细胞免疫原性死亡，并增强肿瘤相关抗原的呈递。此外，还探讨了将肿瘤抗原引入载体中的方法，例如不同的装载方式、位置和释放机制。开发微生物载体肿瘤疫苗存在重大挑战，包括安全性问题、抗载体免疫与抗肿瘤免疫的复杂关系和肿瘤生物学的复杂性，克服这些困难将成为未来研究的重要方向。

关键词：肿瘤疫苗免疫治疗肿瘤微环境细菌载体病毒载体

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以低强度聚焦超声刺激大鼠迷走神经的安全性

中国介入影像与治疗学 2024年第6期21卷 358-362页

作者：廖海芬孟文牛丽丽潘敏广州中医药大学深圳医院(福田)超声科广东深圳518034 中国科学院深圳先进技术研究院劳特伯生物医学成像研究中心广东深圳518055

目的观察以低强度聚焦超声(LIFU)刺激大鼠迷走神经的安全性。方法将12只雄性SD大鼠随机均分为刺激A、B、C组和假刺激组(D组),每组3只。以装配适宜准直器的超声刺激系统,分别以1.05、3.87及4.25 MPa声压对A、B、C组大鼠左侧迷走神经行LIF... 详细信息

目的观察以低强度聚焦超声(LIFU)刺激大鼠迷走神经的安全性。方法将12只雄性SD大鼠随机均分为刺激A、B、C组和假刺激组(D组),每组3只。以装配适宜准直器的超声刺激系统,分别以1.05、3.87及4.25 MPa声压对A、B、C组大鼠左侧迷走神经行LIFU刺激,脉冲重复频率、占空比及刺激方式均相同;对D组大鼠将超声换能器定位于左侧颈部但不予刺激。记录LIFU刺激前、中、后4组大鼠心率及颈部局部温度变化。结束刺激后对C、D组采集MR T2WI,取迷走神经,观察有无病理改变。结果LIFU刺激前5 min、刺激中及刺激后5 min,4组间心率差异均无统计学意义(P均>0.05)。A、B、C、D组换能器下方局部区域温度分别为28.1~30.1℃、28.3~30.3℃、27.9~30.4℃及27.8~30.2℃,温度波动均小于2.5℃。T2WI显示C、D组大鼠颈部软组织无明显异常;2组大鼠迷走神经均未见明显病理改变。结论以特定参数LIFU刺激大鼠迷走神经的安全性较好。

关键词：迷走神经大鼠低强度聚焦超声

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超高场5.0T心脏MRI:现状、挑战与未来

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中国医学影像技术 2024年第5期40卷 666-670页

作者：葛琳琪郭玉博王海峰周谊航梁栋郑海荣朱燕杰中国科学院深圳先进技术研究院劳特伯生物医学成像研究中心广东深圳518055 中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院重症国家重点实验室放射科北京100730 中国科学院深圳先进技术研究院医学人工智能中心广东深圳518055

常规1.5T和3.0T心脏MRI(CMRI)已获广泛应用;超高场MRI分辨率和信噪比更优,5.0T全身超高场MRI能更好地平衡心脏成像场强与质量,有望提升成像质量及效率。本文就5.0T CMRI现状、挑战与未来发展方向进行综述。

关键词：诊断技术,心血管磁共振成像电磁场超高场

用于微量生物样本检测的显微动态光散射系统研制

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光学技术 2024年第4期 399-405页

作者：范彦平李长乐张鹏程胡师巫建东杨慧上海理工大学光电信息与计算机工程学院中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所

针对微量生物样品的粒径检测需求，提出了一种显微动态光散射测量系统。传统的动态光散射技术在微量生物样品检测中通常需要毫升级别的样品，这种大量样品消耗不适用于微量生物样品的检测。为解决这一问题，设计了一套融合普通显微镜和... 详细信息

针对微量生物样品的粒径检测需求，提出了一种显微动态光散射测量系统。传统的动态光散射技术在微量生物样品检测中通常需要毫升级别的样品，这种大量样品消耗不适用于微量生物样品的检测。为解决这一问题，设计了一套融合普通显微镜和动态光散射技术的显微动态光散射系统。通过整合这两种技术，文章成功将测量样品的用量降低到几十微升的水平，实现了两个数量级的提升，从而显著减少了样品的消耗，满足了实验室对微量生物样品检测的需求。为验证该系统的可行性，对不同材质和尺寸的纳米颗粒以及生物外泌体样本进行了评估。实验结果显示，针对60nm的聚苯乙烯微球颗粒和208.6nm的外泌体颗粒的测量尺寸误差分别为1.5%和-3.4%,与实际尺寸吻合良好，证明了该系统在实际应用中的可行性。

关键词：动态光散射生物样品检测纳米颗粒共聚焦显微尺寸分析

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用于血管内超声成像的高频换能器研制

声学技术 2024年第1期43卷 142-146页

作者：李霞陈益良苏敏桂林理工大学化学与生物工程学院广西桂林541006 中国科学院深圳先进技术研究院保罗C.劳特伯生物医学成像研究中心广东深圳518005

血管内超声(Intravascular Ultrasound,IVUS)成像技术可以精确评估血管腔口径、血管壁形态和其他相关血流和血管特性,在冠状动脉疾病的诊断、治疗指导和治疗后的评估中发挥着重要作用。文章设计并制备了一种用于血管内超声成像的高频超... 详细信息

血管内超声(Intravascular Ultrasound,IVUS)成像技术可以精确评估血管腔口径、血管壁形态和其他相关血流和血管特性,在冠状动脉疾病的诊断、治疗指导和治疗后的评估中发挥着重要作用。文章设计并制备了一种用于血管内超声成像的高频超声换能器,并对换能器的电学和声学性能进行测试和表征。结果表明,所制备IVUS换能器的中心频率为38.9 MHz,-6 dB相对带宽为56.6%,在谐振频率42.3 MHz处的电阻抗为22.6Ω,在反谐振频率48.2MHz处的电阻抗为56.5Ω,有效机电耦合系数为0.48。使用该换能器进行线仿体成像实验的结果显示,换能器的纵向分辨率为54μm,横向分辨率为209μm。最后,将文中制备的超声换能器与国外同类型换能器进行比较,结果表明,该换能器的性能良好,能够满足血管内超声临床检测需求,未来有望能够突破技术瓶颈,实现国产替代。

关键词：心血管疾病血管内超声成像高频超声换能器

近红外二区荧光金纳米团簇用于生物医学光子学:进展与挑战

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中国激光 2024年第3期51卷 116-126页

作者：李丝雨田方正高笃阳胡德红郑海荣盛宗海居胜红东南大学智能影像与介入医学国家级重点实验室培育建设点江苏南京210009 中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所劳伯特生物医学成像研究中心医学成像科学与技术系统重点实验室广东深圳518055

近红外二区(NIR-Ⅱ)金纳米团簇(Au NCs)具有明亮的多色荧光、良好的生物相容性和可肾脏清除的特性,已成为当前生物医学光子学领域中备受关注的纳米材料。首先介绍了NIR-ⅡAu NCs的合成方法,讨论了其面临的低产率和缺乏规模化制备的问题... 详细信息

近红外二区(NIR-Ⅱ)金纳米团簇(Au NCs)具有明亮的多色荧光、良好的生物相容性和可肾脏清除的特性,已成为当前生物医学光子学领域中备受关注的纳米材料。首先介绍了NIR-ⅡAu NCs的合成方法,讨论了其面临的低产率和缺乏规模化制备的问题。其次,介绍了NIR-ⅡAu NCs的表面调控技术,讨论了调控团簇表面结构、组成和形态的方法,以及增大发光波长和提高荧光量子产率的方法。然后,总结了NIR-ⅡAu NCs在血管成像、淋巴管和淋巴结成像、肿瘤成像以及成像引导治疗等方面的最新研究进展。最后,讨论了NIR-ⅡAu NCs在生物医学光子学领域中面临的机遇与挑战。

关键词：生物光学金纳米团簇近红外二区荧光生物医学光子学生物成像成像引导治疗