新加坡国立大学研究人员新设计的口腔膜片可提供无痛、精确的药物输送

新加坡国立大学研究人员新设计的口腔膜片可提供无痛、精确的药物输送他们开发了一种新型口腔膜，将其贴在口腔内壁或口腔粘膜上。脸颊内侧和舌下区域充满了称为毛细血管的微小血管，这意味着药物可以通过薄粘膜快速吸收，直接进入血液，而无需通过消化系统。避开消化系统为患有顽固性恶心呕吐、吞咽困难或肠道吸收问题的患者提供了一种给药方式。每片口腔膜片呈圆形且薄，有两种尺寸，相当于新加坡的10分和20分硬币；因此，直径约为0.7英寸（18.5毫米）或0.8英寸（20毫米）。为特定药物配制的定制成分被预混合并添加到药物溶液中。将一定体积的所需剂量的溶液移至薄膜上，然后使用轻型烘箱干燥。然后将薄膜密封在紧凑的包装中。一旦进入口腔的潮湿环境，薄膜就会在预定的时间后膨胀并溶解。剩下的任何东西都可以被移除或吞下，所有成分都是可食用且无毒的。研究人员表示，除了降低患者窒息和/或吸入糖浆的风险外，他们的方法还消除了与液体药物相关的剂量错误。之前的一项研究发现，使用液体药物时出现错误的可能性是使用药丸分配器中的药片时的四倍多。而且由于这种新颖的给药方法是根据个别患者的需求而设计的，因此不需要笨重的包装或包含针头和注射器等剂量测量设备，使产品更加环保。“我们的薄膜是按需复合的，以确保它们包含适合每位患者的精确剂量和强度，然后密封在最小的包装中，”薄膜开发团队成员PohLengTan说。“这种简化的药物输送方法不仅节省了时间和金钱，而且还减少了对环境的影响。”目前，该口膜正在通过陈和她的团队创立的新加坡国立大学初创公司PharLyfe+进行商业化。他们计划利用它为临终患者进行药物治疗，以避免注射疼痛的方式提供重要的抗焦虑药物，同时也计划进一步研究评估药物输送方法对癫痫患者的有效性。首席研究员SuiYungChan表示：“我们的口腔膜片标志着以患者为中心的个性化医疗的一个重要里程碑，为传统给药方法提供了更安全、环保的替代方案。它非常易于使用，因此患者可以在舒适的家中享受尊严和独立的治疗。我们期待与医疗保健提供者合作开发和应用口腔膜以改善患者护理和治疗结果。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369313.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369313.htm

新加坡国立大学研究人员发明PETAL绷带 能对伤口进行实时报告

新加坡国立大学研究人员发明PETAL绷带能对伤口进行实时报告该实验性敷料由新加坡国立大学的一个科学家团队开发，被称为PETAL（类纸无电池原位人工智能多路复用）传感器贴片。这个看上去有点勉强的缩写还指的是它看起来（有点）像花瓣。这个多层装置由底层的医用胶带组成，它粘在伤口周围的皮肤上，中间是蜡纸的"流体板"层，上面有排列成五瓣花图案的微流体通道，还有一个透明硅胶的透气顶层。PETAL敷料的近景当PETAL敷在伤口上时，来自伤口的液体被动地通过流体板上的一个开口，分布到形成花瓣的五个通道中。液体到达每个通道末端的储存器中所包含的化学品（每个储存器中的化学品不同），该化学品就会根据五个"伤口指标"之一改变颜色--温度、pH值、尿酸水平、湿度和称为三甲胺的代谢废物的浓度。通过拍摄PETAL的智能手机照片，然后使用一个基于人工智能的应用程序来分析照片中水库的颜色，就可以评估伤口的当前状态，而无需移除敷料。在对大鼠进行的测试中，该技术被证明在区分愈合和不愈合的慢性和烧伤伤口方面有97%的准确性。首席科学家苏晓迪博士说："我们设计的纸状PETAL传感器贴片很薄，很灵活，而且具有生物相容性，使它能够容易和安全地与伤口敷料相结合，以检测生物标志物。因此，我们有可能在医院或甚至在家庭等非专业医疗环境中使用这种方便的传感器贴片进行及时、低成本的伤口护理管理。"有关这项研究的论文最近发表在《科学进展》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1367743.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1367743.htm

研究人员已开发出利用廉价荧光染料打造的完整调色板

研究人员已开发出利用廉价荧光染料打造的完整调色板ETH教授Jean-ChristopheLeroux和Chih-JenShih小组的高级科学家YinyinBao领导一个科学家小组成功地使用一种新方法生成了包括红色在内的多种颜色的光谱，这在以前是很难生产的。他们与墨尔本皇家理工大学的科学家合作，利用人工智能算法来确定每种所需颜色的分子亚单位的数量。荧光油墨的潜在应用包括用于钞票、证书、护照的紫外线激活安全油墨，或用于加密信息。该方法还可用于生产在长时间的紫外线照射后改变颜色的油墨。在科学家们发表在科学杂志《化学》上的新工作中，他们以两个最初为红色的荧光油墨为例证明了这一点，其中一个在紫外线照射数分钟后变成蓝色，而另一个则保持红色。这一特性也可用于安全功能。新的荧光分子的其他应用是在太阳能发电厂中，或者有一天它们可以与半导体分子结合起来，生产用于显示器的低成本有机发光二极管（OLEDs）。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1343223.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1343223.htm

研究人员利用甜甜圈形状的光束创新了一种新的成像方法

研究人员利用甜甜圈形状的光束创新了一种新的成像方法在一项新研究中，科罗拉多大学博尔德分校的研究人员利用甜甜圈状的光束拍摄出了用传统显微镜无法观察到的微小物体的详细图像。这项新技术可以帮助科学家改进一系列"纳米电子学"的内部运作，包括计算机芯片中的微型半导体。12月1日出版的《光学与光子学新闻》（Optics&PhotonicsNews）特刊《2023年的光学》（Opticsin2023）重点介绍了这一发现。这项研究是"ptychography"领域的最新进展。"ptychography"是一种难以发音（"p"不发音）但功能强大的技术，用于观察非常微小的事物。与传统显微镜不同，ptychography工具并不直接观察小物体。相反，它们用激光照射目标，然后测量光如何散射--这有点像在墙上制作皮影戏的微观技术。甜甜圈形光束从具有规则重复结构的物体上反弹产生的散射图案。图片来源：Wang等人，2023年，Optica该研究的资深作者、物理学特聘教授玛格丽特-默南（MargaretMurnane）说，到目前为止，这种方法的效果非常好，但有一个重大例外。这位科罗拉多大学博尔德分校和美国国家标准与技术研究院（NIST）的联合研究机构JILA的研究员说："直到最近，这种方法对于高周期性样品或具有有规律重复图案的物体完全失效。这是一个问题，因为其中包括很多纳米电子器件。"她指出，许多重要技术（如某些半导体）都是由硅或碳等原子以规则的模式（如小网格或网状）连接在一起构成的。迄今为止，科学家们还很难利用层析成像技术近距离观察这些结构。圆环状光束从一个极其微小的结构散射开来。图片来源：Wang等人，2023年，Optica然而，在这项新研究中，Murnane和她的同事想出了一个解决方案。他们没有在显微镜中使用传统的激光，而是制造出了甜甜圈形状的极紫外线光束。该团队的新方法可以收集到微小而精细的结构的精确图像，这些结构的尺寸大约在10到100纳米之间，比一英寸的百万分之一还要小很多倍。未来，研究人员有望放大观察更小的结构。在此过程中，甜甜圈光束或光学角动量光束也不会伤害到微小的电子元件--现有的一些成像工具，如电子显微镜，有时就会伤害到它们。Murnane说："未来，这种方法可用于检查用于制造和打印半导体的聚合物是否存在缺陷，而不会在此过程中损坏这些结构。"王斌和内森-布鲁克斯于2023年从JILA获得博士学位，他们是这项新研究的第一作者。Murnane说，这项研究突破了显微镜的基本极限：由于光的物理学原理，使用透镜的成像工具只能看到约200纳米的世界-这还不够精确，无法捕捉到许多感染人类的病毒。科学家们可以通过功能强大的低温电子显微镜来冷冻和杀死病毒，但还不能实时捕捉这些病原体的活动。2000年代中期开创的层析技术可以帮助研究人员突破这一限制。其原理类似于皮影戏。想象一下，科学家们想要收集一个非常小的结构的分层图像，也许是拼写出"CU"的字母。为此，他们首先用激光束照射字母，对其进行多次扫描。当光线照射到"C"和"U"（这里指木偶）时，光束会破裂散射，产生复杂的图案（阴影）。科学家利用灵敏的探测器记录下这些图案，然后用一系列数学公式进行分析。穆尔纳恩解释说，只要有足够的时间，他们就能完全根据投射出的阴影重现字母的形状。穆尔南说："我们不使用镜头来获取图像，而是使用算法。"她和她的同事以前曾用这种方法观察过字母或星星等亚显微形状。但这种方法对硅或碳网格等重复结构不起作用。举例来说，如果用一束规则的激光照射具有这种规则性的半导体，通常会产生一种均匀得令人难以置信的散射图案--纵横交错的算法很难理解那些没有太多变化的图案。近十年来，这个问题一直困扰着物理学家。为了测试他们的新方法，研究人员制作了一个碳原子网，其中一个环节有一个小缺陷，左图为使用甜甜圈形光束观察，中图和右图为使用传统激光观察。图片来源：Wang等人，2023年，Optica不过，在新的研究中，Murnane和她的同事们决定尝试一些不同的东西。他们没有使用普通激光制作皮影。相反，他们产生了一束极紫外光，然后利用一种叫做螺旋相位板的装置将这些光束扭曲成螺旋状，即漩涡状。(当这样的漩涡光照射在一个平面上时，就会形成像甜甜圈一样的形状）。。研究小组发现，当这些光束在重复结构上反弹时，它们能产生比普通激光复杂得多的皮影戏。为了测试这种新方法，研究人员创建了一个碳原子网，其中一个环节上有一个微小的缺口。该研究小组能够精确地发现这一缺陷，这是其他图案工具所不具备的。展望未来，她的团队希望让他们的甜甜圈策略更加精确，让他们能够观察更小、更脆弱的物体--包括有朝一日观察活的生物细胞的运作。编译自：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1405091.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1405091.htm

研究人员开发出对抗疟疾抗药性的新方法

研究人员开发出对抗疟疾抗药性的新方法疟疾仍然是全球最致命的传染病之一。抗药性疟原虫的出现要求我们不断开发新的药物。SvetlanaB.Tsogoeva教授领导的埃尔兰根-纽伦堡弗里德里希-亚历山大大学（Friedrich-Alexander-UniversitätErlangen-Nürnberg，FAU）的研究小组现已将抗疟疾药物青蒿素与香豆素（与青蒿素一样，香豆素也存在于植物中）结合在一起，并从这两种生物活性物质中开发出一种自发荧光化合物。这种自发荧光尤其具有优势，因为它可用于活细胞成像，并能以精确的时间顺序显示药物是如何起作用的。工作小组还发现，自发荧光的青蒿素-香豆素混合物能够消灭一种名为棕榈疟原虫的抗药性疟疾病原体。他们将研究结果发表在《化学科学》杂志上。青蒿素是从一种名为黄花蒿（ArtemisiaannuaL.）的植物中提取的一种高效、常用的疟疾药物成分。香豆素是一种次生植物化合物，存在于多种植物中。在开发抗疟疾药物的过程中，活性物质会被贴上荧光标签，以便利用成像技术，按照精确的时间顺序确定它们是如何对疟疾病原体发挥作用的。青蒿素已经使用了这种荧光标记。不过，使用荧光物质标记的一大缺点是会改变药物的作用方式。例如，这意味着在某些情况下，感染疟疾的细胞在荧光标记后对青蒿素等药物的吸收与之前不同。药物的溶解度也会发生变化。自发荧光混合物的开发避免了这一问题，这种混合物由两种或两种以上的基本化合物组成，本身具有荧光，其作用模式可通过成像技术精确观察。有机化学教席的Tsogoeva教授领导的团队决定将青蒿素与生物活性香豆素结合起来，因为香豆素衍生物也具有抗疟疾特性。香豆素衍生物还可以很容易地进行化学变化，使其具有极强的荧光性。研究人员发现，在感染了恶性疟原虫的活红细胞中，不仅可以观察到这种首创的自发荧光青蒿素-香豆素混合物的作用模式，而且还可以观察到青蒿素-香豆素混合物的生物活性。BarbaraKappes教授（巴西联邦大学化学与生物工程系）和DiogoR.M.Moreira博士（巴西巴伊亚州Fiocruz市GonçaloMoniz研究所）共同发现，这种活性制剂在体外（试管内）对恶性疟原虫菌株非常有效，而这些菌株对氯喹和其他疟疾药物具有抗药性。最重要的是，这种新化合物在小鼠模型体内对疟疾病原体也非常有效。随着首个自发荧光青蒿素-香豆素混合物的问世，FAU的研究人员希望他们已经为开发更多治疗疟疾的自发荧光药物奠定了基础，并在克服治疗疟疾的多重抗药性方面取得了重大进展。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1398819.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1398819.htm

研究人员开发出一种利用磁子传输量子信息的新方法

研究人员开发出一种利用磁子传输量子信息的新方法HZDR的研究人员成功地在磁盘中产生了类似于波的激发--即所谓的磁子--来专门操纵碳化硅中原子大小的量子比特。这为量子网络中的信息传输开辟了新的可能性。图片来源：HZDR/MauricioBejarano为了满足这一需求，德累斯顿-罗森多夫亥姆霍兹中心（HZDR）的一个研究小组现在推出了一种传输量子信息的新方法：该小组通过利用磁子（磁性材料中的波状激起）的磁场来操纵量子比特（即所谓的量子比特），磁子发生在微观磁盘中。研究人员在《科学进展》（ScienceAdvances）杂志上发表了他们的研究成果。建造可编程的通用量子计算机是当代最具挑战性的工程和科学研究之一。这种计算机的实现为物流、金融和制药等不同行业领域带来了巨大潜力。然而，由于量子计算机技术在存储和处理信息时存在固有的脆弱性，因此阻碍了实用量子计算机的建造。量子信息被编码在量子比特中，而量子比特极易受到环境噪声的影响。微小的热波动（几分之一度）就可能完全破坏计算。这促使研究人员将量子计算机的功能分布在不同的独立构件中，以努力降低出错率，并利用这些构件的互补优势。"然而，这就带来了一个问题，即如何在模块之间传输量子信息，使信息不会丢失，"HZDR研究员、该刊物第一作者毛里西奥-贝哈拉诺（MauricioBejarano）说。"我们的研究正是在这个特定的利基上，在不同的量子模块之间传输通信。"目前，传输量子信息和寻址量子比特的既定方法是通过微波天线。这是Google和IBM在其超导芯片中使用的方法，也是在这场量子竞赛中处于领先地位的技术平台。"而我们则是通过磁子来寻址量子比特。磁子可被视为穿过磁性材料的磁激发波。这样做的好处是，磁子的波长在微米范围内，比传统微波技术的厘米波短得多。因此，磁子的微波足迹在芯片中花费的空间更少。HZDR小组研究了磁子与碳化硅晶体结构中硅原子空位形成的量子比特的相互作用，碳化硅是一种常用于大功率电子器件的材料。这类量子比特通常被称为自旋量子比特，因为量子信息是由空位的自旋状态编码的。但是，如何利用磁子来控制这类量子比特呢？"通常情况下，磁子是通过微波天线产生的。"贝哈拉诺解释说："这就带来了一个问题，即很难将来自天线的微波驱动与来自磁子的微波驱动分离开来。"为了将微波从磁子中分离出来，HZDR团队利用了一种在镍铁合金微观磁盘中可以观察到的奇特磁现象。"由于非线性过程，磁盘内的一些磁子具有比天线驱动频率低得多的频率。我们只用这些频率较低的磁子来操纵量子比特"。研究小组强调，他们还没有进行任何量子计算。不过，他们表明，完全用磁子处理量子比特从根本上是可行的。"迄今为止，量子工程界还没有意识到磁子可以用来控制量子比特，"Schultheiß强调说。"但我们的实验证明，这些磁波确实可以派上用场"。为了进一步发展他们的方法，研究小组已经在为未来的计划做准备：他们想尝试控制几个间距很近的单个量子比特，让磁子介导它们的纠缠过程--这是进行量子计算的先决条件。他们的设想是，从长远来看，磁子可以被直接电流激发，其精确度可以达到在量子比特阵列中专门针对单个量子比特。这样就可以将磁子用作可编程量子总线，以极其有效的方式寻址量子比特。虽然未来还有大量工作要做，但该研究小组的研究强调，将磁子系统与量子技术相结合，可以为未来开发实用量子计算机提供有益的启示。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424810.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424810.htm