1 北京大学未来技术学院生物医学工程系，北京 100871
2 南开大学生命科学学院，天津 300071
以光敏剂为基础的光动力疗法已被确定为许多肿瘤、皮肤性疾病、血管性疾病等适应证的安全治疗方式。在近些年的研究中，卟啉类光敏剂、二氢卟吩类光敏剂等均投入临床使用，酞菁类光敏剂、稠环醌类光敏剂等均已开展临床研究。但是，光动力疗法在临床转化中还面临着诸多问题，如有限的穿透深度、较低的溶解度、暗毒性、对氧气浓度的高度依赖等，新型的安全高效的光敏剂亟待被进一步开发，以实现高度特异性微创治疗。目前，新型光敏剂的研发主要聚焦于靶向修饰和智能纳米药物递送体系以及可激活/响应型光敏剂、耐乏氧肿瘤微环境的Ⅰ型光敏剂、适应深层实体瘤治疗的光敏剂等。此外，超声激发的声动力治疗也为光敏剂的临床应用开辟了新思路。随着新型光敏剂的开发与转化，将会有更多的光敏剂药物被应用于临床实践，为癌症和其他疾病患者带来福音。
医用光学 光敏剂 光动力疗法 临床应用
1 1.河北师范大学 化学与材料科学学院, 薄膜太阳能电池材料与器件河北省工程研究中心, 石家庄 050024
2 2.河北师范大学 物理学院, 石家庄 050024
3 3.石家庄铁道大学 材料科学与工程学院, 石家庄 050043
4 4.河北省计量监督检测研究院, 石家庄 050052
有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池(PSCs)具有高能量转换效率、低能耗和低成本等优点, 但PSCs界面缺陷引起的非辐射复合严重阻碍了其光电转换性能提升。本研究通过降低氧化镍空穴传输层的粒径尺寸, 提高粒径均匀性, 实现了光生空穴在电池界面的高效传输; 并通过优化钙钛矿薄膜的反溶剂作用时间提升结晶质量, 降低界面非辐射复合, 改善空穴传输层和钙钛矿的界面问题, 使钙钛矿太阳能电池的能量转换效率(PCE)从10.11%提高到18.37%。开尔文探针力显微镜(KPFM)研究表明, 界面优化后的钙钛矿薄膜在亮态下的表面接触电位差相比于暗态下增加了120.39 mV。采用压电力原子力显微镜(PFM)分析钙钛矿薄膜明暗态铁电性能, 发现界面优化后的钙钛矿铁电极化变化微弱, 说明优化界面有效降低了电池界面缺陷和迟滞效应。该研究结果表明, 优化氧化镍空穴传输层, 提高钙钛矿薄膜质量, 减少了界面缺陷, 降低了非辐射复合和电池迟滞效应, 提高了钙钛矿太阳能电池的能量转换效率。
钙钛矿太阳能电池 原子力显微镜 接触电位差 铁电极化 perovskite solar cell atomic force microscopy contact potential difference ferroelectric polarization
1 山东大学 微电子学院，新一代半导体材料研究院，山东 济南 250100
2 广 东省科学院 半导体研究所，广东 广州 510650
3 山东浪潮华光光电子股份有限公司，山东 潍坊 261061
利用磁控溅射和金属有机化学气相沉积方法在c面蓝宝石衬底上生长了深紫外Al0.38Ga0.62N/Al0.55Ga0.45N多量子阱结构，并对其荧光（PL）谱进行了测量。其PL谱的激发密度依赖性测量结果表明，该量子阱的辐射过程包含了局域载流子的散射、极化场的屏蔽和局域态的填充效应；其PL谱的温度依赖性测量结果则表明，该量子阱的辐射过程包含了局域载流子的弛豫、局域载流子的热激发和自由载流子的常规热化效应。这个现象（即多种辐射复合过程的存在）在低温和弱激发测试条件下尤为显著，并且表现出该量子阱结构具有显著的局域深度非均一性和载流子的局域效果，是浅局域载流子的散射效应和深局域态的载流子填充效应共同作用所致。在较低的温度范围内，随着温度升高，该量子阱的辐射过程是由浅局域载流子的弛豫效应和深局域载流子的热激发效应共同作用的结果。这些行为被归因于阱宽起伏所诱发的局域深度的非均一性和载流子的局域效果。
深紫外LED AlGaN多量子阱 光致发光 载流子局域效应 deep-ultraviolet LED AlGaN multiple quantum well photoluminescence carrier localization effect
1 广西糖资源绿色加工重点实验室, 广西科技大学生物与化学工程学院, 广西 柳州 545006
2 广西科技大学医学部, 广西 柳州 545005
氯霉素(CAP)是一种人工合成的抗生素, 通过与细菌的核糖体进行结合而抑制蛋白质合成达到抑菌目的。 长期摄入残留CAP动源性食品会导致人体发生贫血及白血病, 也会使机体产生耐药性严重危害人类健康, 许多国家规定不得在畜产品中检出CAP, 因此, 设计一种更快速简便且高特异性的CAP检测方法具有重要意义。 以CAP的巯基化适配体(SH-Apt)修饰银纳米棒阵列芯片(芯片)作SERS基底、 以DNA杂交指示剂亚甲基蓝(MB)作为拉曼信号分子, 利用CAP、 CAP适配体互补链(cDNA)与CAP适配体(Apt)竞争结合的关系, 构建了一种新型的高特异性CAP-SERS适配体传感器。 利用扫描电子显微镜(SEM)、 X射线衍射(XRD)及EDS能谱仪对芯片及CAP-SERS适配体传感器进行表征, 结果表明芯片表面均匀分布大量银元素且证明CAP-SERS适配体传感器成功制备。 在室温条件下对CAP标准样进行检测, 传感器相关性能的考察结果表明, 在0.001～10 ng·mL-1范围之间, CAP浓度的对数值(logc)与1 624 cm-1处的SERS信号强度(ISERS)存在良好的线性关系： ISERS=-971logc+1 983(R2=0.991)。 拉曼增强因子EF=1.01×107, 检测限为0.2 pg·mL-1(S/N=3), 进一步表明该基底具有良好的拉曼增强效果。 应用该传感器分别检测CAP片剂、 人血清及猪血清中的CAP, 并进行加标试验, 结果令人满意, 回收率在91.2%~120.5%之间, RSD(n=3)在0.97%~8.1%之间, 证明该传感器有良好的准确性。 该传感器具有制作简单、 灵敏度高、 选择性强、 重现性和稳定性好以及检测速度快等优点, 可望应用于实际样品中CAP的快速定量检测, 为检测CAP提供了一种新思路。
亚甲基蓝 适配体 表面增强拉曼光谱 适配体传感器 氯霉素 Methylene blue Aptamer Surface-Enhanced Raman Scattering Aptamer sensor Chloramphenicol 光谱学与光谱分析
2023, 43(11): 3445
1 国网陕西省电力公司电力科学研究院，陕西 西安 710100
2 国家电网有限公司，北京 100031
3 国网陕西省电力有限公司，陕西 西安 710048
为解决传统云检测算法难以区分薄云和厚云问题，提高遥感图像云检测准确度，提出一种融合双注意力机制的遥感图像云检测算法。首先，以DenseNet结构为基础构建双注意力模型，引入密集连接模块以降低特征通道数；其次，引入全局上下文模块获取全局上下文信息进一步改善系统性能；最后，引入级联的空洞卷积模块以增大感受野，获取更多的影像全局信息。实验结果表明，与F-CNN、self-contrast、RF、SVM以及Fmask等算法相比，所提算法在薄云和厚云检测中具有更好的检测性能，云像素的综合检测正确率为0.9340、错误率仅为0.0385、误报率为0.0693，并能够有效避免过度检测。
遥感图像 双注意力机制 云检测 空洞卷积 感受野 激光与光电子学进展
2023, 60(14): 1428004
1 大连东软信息学院 基础教学学院, 大连 116023
2 辽宁警察学院 刑事技术系, 大连 116036
3 深圳大学 电子与信息工程学院, 深圳 518060
4 大连理工大学 物理学院, 大连 116024
为了探索微纳米物质在1维载体上的可控输运问题, 采用聚焦激光辐射输运载体获得温度梯度的方法, 进行了微纳米石蜡球在单根碳纳米线圈上输运问题的实验研究和理论分析。结果表明, 温度梯度可以驱动碳纳米线圈上的微纳米石蜡由高温区域向低温区域移动, 即发生输运现象; 调整激光的聚焦位置可以实现输运方向的可控, 调节聚焦激光输出功率可以实现输运距离和输运质量的可控; 激光电流为33.0 mA, 36.0 mA, 39.0 mA, 42.0 mA时, 微纳米石蜡球输运距离分别为0.69 μm, 1.40 μm, 2.00 μm, 2.50 μm。该研究为微纳米物质的可控输运提供了新方法, 对进一步研究微纳米物质输运问题是有帮助的。
激光技术 物质输运 激光诱导 温度梯度 碳纳米线圈 laser technique mass transport laser radiation thermal gradient carbon nanocoil
1 国网陕西省电力有限公司电力科学研究院, 陕西 西安 710100
2 国网(西安)环保技术中心有限公司, 陕西 西安710100
3 国家电网有限公司, 北京 100031
4 国网陕西省电力有限公司, 陕西 西安 710048
该文采用固相反应法成功合成了高性能MnO2掺杂的0.07Pb(Sc1/2Nb1/2)O3-0.93Pb(Hf0.47Ti0.53)O3(PSN-PHT)陶瓷, 并从微观形貌、相结构和电学性能等方面综合分析了PSN-PHT陶瓷性能提高的原因。实验结果表明, MnO2的引入改变了PSN-PHT陶瓷的相结构, 使其铁电四方相含量降低, 并导致准同型相界(MPB)的出现, 同时增大了晶粒尺寸并使晶粒均匀化。当MnO2掺杂量(摩尔分数)为0.8%时, 样品达到最佳性能, 其d33、kp、TC、Qm和tan δ分别为450 pC/N、0.65、348 ℃、1 200和0.003 2。该组分样品的温度稳定性远高于商用PZT-5和PZT-8陶瓷, 故其在压电陶瓷换能器领域有着巨大的应用前景。
压电陶瓷 掺杂 固相反应 温度稳定性 piezoelectric ceramics doping solid state reaction temperature stability
1 电子科技大学 电子科学与工程学院, 成都 610054
2 中国科学院 微电子研究所, 北京 100029
针对时间交织型模数转换器(TI ADC)子通道间的采样时间失配, 提出了一种基于时延滤波的校准算法。该校准算法是一种纯片外校准算法, 在片外进行FFT分析并重新拟合理想信号, 提取每个子通道信号的时延偏差, 再由此偏差计算每个子通道对应的FIR滤波器系数, 完成时延偏差的补偿。该校准算法解决了子通道间采样时间失配导致的TI ADC精度不足的问题。将该算法应用于12 GS/s 12 bit ADC交织板。结果表明, 无杂散动态范围(SFDR)平均提升了31.356 4 dBc, 有效位数(ENOB)平均提升了3.177 6 bit。
时间交织型模数转换器 采样时间偏差校准 时延滤波 TI ADC timing mismatch calibration delay filtering
大连理工大学 光电工程与仪器科学学院，辽宁大连116024
研究采用传统的二维材料制备方法——机械剥离法制备了厚度约为60 nm的MoS2纳米薄片，由光学显微镜和原子力显微镜观察MoS2薄片的形貌和厚度分布，并搭建了偏振拉曼测试系统，根据MoS2薄片1.8 eV的能带分别选择633 nm（1.96 eV）和458 nm（2.71 eV）激光来激发MoS2的共振和非共振拉曼散射，拉曼散射光经过光纤耦合进频谱仪获得拉曼光谱，由洛伦兹拟合确定了共振拉曼光谱中的特征模式，通过与非共振拉曼对比，分析出MoS2的拉曼光谱在共振状态下会激发出新的拉曼模式。通过观察0°到360°之间不同偏振角度下的共振拉曼光谱和极坐标图，发现共振拉曼光谱中的所有模式均具有偏振相关性，且偏振相关的方式相似，均呈现双极纺锤形，结合拉曼张量理论模型计算出的拉曼强度理论值与实验数据几乎完全重合。
拉曼光谱 二维材料 共振拉曼 拉曼张量 Raman spectrum two-dimension material resonance Raman Raman tensor
大连医科大学附属第一医院, 辽宁 大连 116000
宫颈癌是女性发病率第四位的癌症, 如果能早期诊断宫颈癌和宫颈上皮内瘤变可大大提高生存率。 现有的诊断技术存在假阳性率高、 特异度低、 灵敏度低、 耗时、 价格高等问题。 拉曼光谱技术是一种可靠的新兴的技术, 它可分析物质的分子结构, 还可以分析人体组织的化学成分。 在医学研究方面, 拉曼成像已成功应用于鼻咽、 胃肠、 肺、 食管、 肾、 脑癌等。 综述总结了近五年拉曼光谱技术在宫颈癌中的关键研究。 拉曼技术对宫颈癌的研究已有几十年的历史, 近五年的研究在诊断宫颈癌的同时, 更深入地研究了炎症因素对诊断的影响、 宫颈鳞癌腺癌的区分等。 本综述从体内组织学、 体外组织学、 细胞学以及血液方面分类总结了近五年的文献, 还汇总了文章中出现的数据处理方法、 激发光波长、 拉曼波数及其代表物质。 现有文献证明, 拉曼光谱对宫颈癌的诊断特异性及准确度均可达到90%以上, 不亚于传统HE染色, 并且相较于HE染色, 拉曼技术拥有免染色、 免固定、 专业人员需求量少、 快速等优点, 对于宫颈癌的诊断提供了另一种可行性。 然而, 拉曼光谱在应用于临床之前, 还需要更多的研究及证据来充分论证拉曼光谱在宫颈癌诊断中的作用, 我们也期待着能有更多样本数据, 更多研究思路的出现。
拉曼显微镜 宫颈癌 疾病诊断 Raman spectroscopy Cervical carcinoma Disease diagnosis 光谱学与光谱分析
2022, 42(7): 2213
