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生命健康科技领域发展态势

中国生物工程杂志 2024年第1期44卷 32-40页

作者：许丽杨若南王玥施慧琳李祯祺靳晨琦李伟徐萍中国科学院上海营养与健康研究所中国科学院上海生命科学信息中心上海200031

生命健康科技领域是新一轮科技革命和产业变革中最有望实现革命性突破的重点领域之一。随着学科和技术会聚融合,生命健康科技显现出了新的发展趋势,衍生了新学科、新方向、新前沿,创造了新的产业细分领域和增长点。近几年,生命健康科技... 详细信息

生命健康科技领域是新一轮科技革命和产业变革中最有望实现革命性突破的重点领域之一。随着学科和技术会聚融合,生命健康科技显现出了新的发展趋势,衍生了新学科、新方向、新前沿,创造了新的产业细分领域和增长点。近几年,生命健康科技领域创新活跃,基因编辑、合成生物学、生命组学、再生医学、类器官等前沿领域的重大成果密集涌现。在深入分析生命健康科技领域当前值得特别关注的发展趋势及前沿方向的基础上,展望生命健康科技领域未来发展前景并提出重点布局方向,以期为生命健康领域科技创新发展提供参考。

关键词：生命健康基因编辑合成生物学生命组学类器官

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太赫兹行波管用金刚石输能窗研究进展

材料导报 2024年第16期38卷 20-28页

作者：张鹏伟宋惠白慧萍易剑江南西村一仁云南大学材料与能源学院昆明650091 中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江宁波315201

太赫兹波处于电磁波谱中电子学与光子学之间的空隙区域,具有不同于低频微波和高频光学的独特属性,在无线通信、生物医学、公共安全等军事和民用领域具有广阔的应用前景。太赫兹技术重点是对太赫兹波的产生和传输进行研究,当前所面临问... 详细信息

太赫兹波处于电磁波谱中电子学与光子学之间的空隙区域,具有不同于低频微波和高频光学的独特属性,在无线通信、生物医学、公共安全等军事和民用领域具有广阔的应用前景。太赫兹技术重点是对太赫兹波的产生和传输进行研究,当前所面临问题是在不产生额外传输损耗下保证高效率传输太赫兹信号。太赫兹行波管输能窗是典型的结构与功能一体化器件,主要起着行波管内外信号传递的作用,同时要保证器件内部的真空度以及对太赫兹波表现出高度“透明”。本文通过对近年来的文献进行总结整理,综述了国内外太赫兹行波管的应用和研究进展,揭示了未来发展大功率、高效率和宽频带传输是实现太赫兹真空器件实际应用的重点,这将对输能窗材料本身以及超精密加工提出了巨大挑战。纵观近几年国内外输能窗材料的发展历程,笔者们认为,与传统输能窗材料相比,单晶金刚石强度高,导热好,微波损耗小,没有晶界,气密性好,是最理想的太赫兹行波管输能窗口材料,也是目前研究发展的主流趋势。

关键词：太赫兹输能窗金刚石介电性能

基于多物理场复合的新型无创脑深部精准刺激方法探究

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中国生物医学工程学报 2024年第3期43卷 327-337页

作者：祝凯周晓青马任刘煦殷涛刘志朋中国医学科学院生物医学工程研究所天津300192

现有的无创电磁刺激技术,以临床应用最广的经颅磁刺激(TMS)为代表,尚无法突破聚焦性和刺激深度的技术瓶颈,实现对深部功能核团的直接精准刺激。本研究基于磁声耦合理论,结合TMS技术中的交变磁场,提出一种新的基于多物理场复合的无创脑... 详细信息

现有的无创电磁刺激技术,以临床应用最广的经颅磁刺激(TMS)为代表,尚无法突破聚焦性和刺激深度的技术瓶颈,实现对深部功能核团的直接精准刺激。本研究基于磁声耦合理论,结合TMS技术中的交变磁场,提出一种新的基于多物理场复合的无创脑深部精准刺激方法(MI-TMAS),以期实现对脑深部的直接精准聚焦刺激。基于磁声耦合理论和磁感应理论对MI-TMAS中的刺激物理场进行仿真研究,并搭建了MI-TMAS系统及多物理场测试平台,对刺激物理场分布并进行实测。结合仿真和实测结果,对MI-TMAS复合刺激电场的聚焦性和电场强度进行探究。结果显示,该方法能够在脑深部靶区产生聚焦声场、磁声耦合电场、磁感应电场等3个复合刺激物理场,可以在刺激深度50 mm处形成聚焦尺寸约6.2 mm(-3 dB)的复合刺激电场,其在脑深部电场的聚焦性明显优于TMS,且刺激电场强度大于稳恒磁场下的TMAS。本研究为MI-TMAS方法应用于在体神经调控提供了理论以及技术基础。

关键词：磁声耦合效应经颅磁刺激无创神经调控电场测试

氮掺杂构型对超级电容器高频响应的影响机制研究（英文）

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新型炭材料(中英文) 2024年

作者：范亚锋易宗琳周易谢莉婧孙国华王振兵黄显虹苏方远陈成猛中国科学院大学材料科学与光电技术学院中国科学院大学中国科学院山西煤炭化学研究所炭材料重点实验室太原理工大学生物医学工程学院

氮掺杂炭材料已被广泛用于增强超级电容器的高频响应能力。然而，不同氮构型在高频下的电荷存储和离子响应机制仍不清楚。在本研究中，我们以具有开放表面结构的碳化三聚氰胺泡沫为简化模型材料，全面分析了N掺杂构型对超级电容器高频... 详细信息

氮掺杂炭材料已被广泛用于增强超级电容器的高频响应能力。然而，不同氮构型在高频下的电荷存储和离子响应机制仍不清楚。在本研究中，我们以具有开放表面结构的碳化三聚氰胺泡沫为简化模型材料，全面分析了N掺杂构型对超级电容器高频响应行为的影响。结合实验和第一性原理计算，我们发现具有较高吸附能的吡咯氮可以增强高频下炭电极的电荷存储能力。而具有较低吸附能的石墨氮则有助于离子在高频下的快速响应。此外，我们提出吸附能可作为高频下电极/电解界面设计的描述符，这为优化氮掺杂炭材料的高频性能提供了更普遍的方法。这些结果为开发用于高频超级电容器的氮掺杂炭材料提供了指导。

关键词：高频超级电容器炭电极氮构型吸附能描述符

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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

基于多径模型的建筑区SAR三维成像中非视距目标重定位方法

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雷达学报（中英文） 2024年第4期13卷 777-790页

作者：林雨青仇晓兰彭凌霄李杭丁赤飚中国科学院空天信息创新研究院北京100190 微波成像全国重点实验室北京100190 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100094 苏州空天信息研究院苏州215123 苏州市微波成像处理与应用技术重点实验室苏州215123

随着合成孔径雷达(SAR)系统小型化技术、SAR三维成像技术的发展,当前已可利用无人机载小型化阵列干涉SAR实现城区三维成像,在城市测绘、复杂环境重建等领域具有重要应用前景。然而,SAR进行城市场景三维成像时,回波中存在多径信号,会导... 详细信息

随着合成孔径雷达(SAR)系统小型化技术、SAR三维成像技术的发展,当前已可利用无人机载小型化阵列干涉SAR实现城区三维成像,在城市测绘、复杂环境重建等领域具有重要应用前景。然而,SAR进行城市场景三维成像时,回波中存在多径信号,会导致成像结果解译困难,却也给非视距区域隐蔽目标的发现提供了重要手段。为此,该文针对低空无人机载阵列干涉SAR建筑区三维成像中的非视距目标进行了研究,建立了非视距目标在低空阵列干涉三维成像下的多径模型,给出了城市峡谷区域利用多径扩大可视范围的计算方法,并基于建筑平面拟合提出了非视距目标重定位方法。无人机载阵列干涉SAR的仿真和实际数据处理验证表明,所提出的方法可以对城市峡谷非视距目标进行有效的三维成像和重定位,重定位误差小于0.5 m,实现了对非视距区域信息的获取。

关键词：阵列干涉SAR 三维成像非视距多径无人机载SAR

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新型扭转梁结构的电磁驱动式MEMS微镜

激光与光电子学进展 2024年第17期61卷 343-350页

作者：徐凡彭长四曾中明吴东岷苏州大学光电科学与工程学院中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米加工平台

为了提高MEMS(Micro-electro-mechanical system)微镜工作时的可靠性，设计了一款镜面尺寸为5 mm×6 mm，搭载新型扭转梁结构的电磁驱动式MEMS微镜。利用有限元分析算法对MEMS微镜进行仿真，提高其运动模态的设计合理性，并对所设计的... 详细信息

为了提高MEMS(Micro-electro-mechanical system)微镜工作时的可靠性，设计了一款镜面尺寸为5 mm×6 mm，搭载新型扭转梁结构的电磁驱动式MEMS微镜。利用有限元分析算法对MEMS微镜进行仿真，提高其运动模态的设计合理性，并对所设计的结构完成工艺制备和封装。所制备的二维MEMS微镜具有工艺简单、制造成本低、转角稳定性强等优点。测试结果表明，搭载新型扭转梁结构的MEMS微镜可以实现双轴转动，其快轴谐振频率为1082.2 Hz，光学角度为53.9°，慢轴工作频率为60.0 Hz，光学角度为20.8°。在稳定性测试中，机械半角误差为0.21°，整体角度浮动小于2.6%。该二维MEMS微镜在有着大扫描角度的同时，稳定性也较强，能够满足MEMS激光雷达的使用需求。

关键词：光学器件电磁驱动有限元扭转梁微镜

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血小板HPA-3,HPA-15基因分型微滴式数字PCR检测体系的构建

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中国输血杂志 2024年第1期37卷 1-8页

作者：孔小娇王红梅段生宝刘铁梅吉林大学中日联谊医院吉林长春130033 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所

目的建立血小板HPA-3,HPA-15基因分型的微滴式数字PCR(ddPCR)高灵敏检测方法,并初步探索应用于孕妇外周血胎儿游离DNA HPA抗原相容性检测的可行性。方法针对HPA-3,HPA-15的SNP突变位点,设计特异性引物及MGB探针,优化ddPCR退火温度及引... 详细信息

目的建立血小板HPA-3,HPA-15基因分型的微滴式数字PCR(ddPCR)高灵敏检测方法,并初步探索应用于孕妇外周血胎儿游离DNA HPA抗原相容性检测的可行性。方法针对HPA-3,HPA-15的SNP突变位点,设计特异性引物及MGB探针,优化ddPCR退火温度及引物浓度等扩增条件,建立最佳反应体系,明确检验程序。对该检测方法进行方法学性能评估包括特异性、灵敏度、重复性和稳定性。利用ddPCR技术对2022年6月至2023年6月67例临床血液标本进行检测,将等位基因分型结果与基因测序结果比较,并对52例母体外周血胎儿游离DNA HPA抗原进行检测。结果检测血小板HPA-3,HPA-15的ddPCR方法,引物及探针特异性良好,HPA-3,HPA-15的最佳退火温度分别为:61.6℃,60.2℃;体系最佳引物浓度分别为:900 nM,700 nM;探针终浓度均为250 nM。拷贝数定量检测范围为:2~20000 copies,检测下限为0.1 copies/μL且线性良好。在低拷贝数标本中,HPA-3及HPA-15实际检测值的批内及批间变异系数(CV)均研究构建的HPA-3,HPA-15 ddPCR检测体系准确性高,重复性及稳定性较好,灵敏度高,可应用于临床血小板HPA-3,HPA-15基因型供者库的建立、基因配型及胎母血小板相容性检测等。

关键词： HPA 微滴式数字PCR 基因分型基因频率

轻质高导电金属化碳纳米管薄膜的制备及其雷击防护性能

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复合材料学报 2024年第1期41卷 196-206页

作者：席佳琦戴亚光夏雷王玉琼杨文刚吕卫帮上海大学材料科学与工程学院上海200444 沈阳飞机设计研究所沈阳110035 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所先进纳米复合材料创新中心苏州215123

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)导电性差,无法满足飞机航行过程中的雷击防护需求。金属化碳纳米管薄膜具备轻质、高导电、高载流的特点,可应用于复合材料雷击防护。采用电化学沉积工艺成功制备了一种碳纳米管(CNT)/Cu复合薄膜,并对其... 详细信息

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)导电性差,无法满足飞机航行过程中的雷击防护需求。金属化碳纳米管薄膜具备轻质、高导电、高载流的特点,可应用于复合材料雷击防护。采用电化学沉积工艺成功制备了一种碳纳米管(CNT)/Cu复合薄膜,并对其微观结构、电学性能及载流失效行为进行了表征分析。结果表明,CNT/Cu复合薄膜柔性较好,具有明显的梯度结构,铜的含量在薄膜厚度方向上逐渐递减。复合薄膜电导率与Cu同一量级,比电导率为Cu的2倍,载流量及比载流量分别为商用铜网的1.4倍和7倍。复合薄膜中的CNT抑制了Cu在大载流作用下电迁移的发生,进而延长其载流失效时间。基于CNT/Cu复合薄膜制备了CFRP雷击防护试样,进行人工模拟雷击试验及高精度损伤分析,评估雷击防护效果。与商用铜网雷击防护材料相比,CNT/Cu复合薄膜质量减轻61%,且表现出更为优异的雷击防护性能。

关键词： CNT/Cu 复合材料电学性能金属化雷击防护无损分析碳纤维增强树脂基