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oe1(光电查) - 科学论文

13 条数据
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  • 一种基于与门逻辑的荧光探针，用于检测肿瘤标志物高香草酸

    摘要： 高香草酸（HVA）是人体儿茶酚胺的主要代谢产物之一。尿液和血液中HVA水平升高与多种疾病相关，包括儿茶酚胺分泌性肿瘤。因此，检测尿液中的生物标志物HVA是发现癌前病变和早期癌症的有效策略。本研究通过整合镧系离子与金属有机框架（MOFs），设计并制备了一种荧光探针。该荧光探针对HVA表现出显著响应，并能实现HVA的比率检测，使其成为传感设备的理想候选材料。我们进一步设计了逻辑门操作，将探针与逻辑运算相结合，实现对HVA的智能检测。此外，这种结合逻辑门的发光传感器为未来肿瘤实时早期诊断的应用展现了前景。

    关键词： 稀土、高香草酸、荧光探针、逻辑门、比率传感、金属有机框架

    更新于2025-11-19 16:56:35

  • 一种用于ATP灵敏循环放大检测的无标记荧光DNA机器

    摘要： 本研究开发了一种目标循环放大、背景信号抑制、无标记荧光、无酶脱氧核糖核酸（DNA）机器，用于检测人尿液中的三磷酸腺苷（ATP）。研究发现，ATP和DNA燃料链（FS）可触发DNA机器运行，导致ATP循环倍增并释放单链（SS）DNA。单链DNA与互补链（CS）结合后在氧化石墨烯（GO）表面形成双链DNA（dsDNA），这些双链随后从GO表面脱离并与PicoGreen染料相互作用，实现荧光强度放大。结果表明，该DNA机器的检测范围为100至600 nM（R2=0.99108），检测限（LOD）为127.9 pM。研究成功构建了DNA机器电路及AND-NOT-AND-OR逻辑门，并将该策略用于人尿液中ATP的检测。凭借目标循环放大和GO抑制背景信号的优势（无需荧光标记和酶），该策略对不同蛋白质和小分子的灵敏检测具有重要潜力。

    关键词： 循环扩增、ATP检测、DNA机器、无标记荧光、氧化石墨烯、逻辑门

    更新于2025-11-19 16:46:39

  • [IEEE 2018第三届技术融合国际会议(I2CT) - 浦那(2018.4.6-2018.4.8)] 2018第三届技术融合国际会议(I2CT) - 环形谐振器中偏振转换的实现及其在全光非逻辑门设计中的应用

    摘要： 全光非逻辑门通过环形谐振腔中的偏振转换概念进行理论描述。偏振态转换以0.2皮秒的极高速度发生，并获得约1500的高Q值。该设计可用于基于强度的全光开关以及全光逻辑门的设计。此类基于转换的全光门仅需约40纳瓦/米的低泵浦功率。要获得此类结果，需要合适的泵浦条件、折射率对比度、波导的高宽比以及相位匹配条件。

    关键词： 环形谐振器、偏振转换、全光开关、FDTD模拟、逻辑门

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 纳米级荧光金属-有机框架复合材料作为哮喘潜在诊断的逻辑平台

    摘要： 哮喘是一种常见的慢性疾病，肺内硫化氢（H2S）生成量降低已被视为哮喘早期检测的生物标志物。然而，生物体系中H2S的检测仍具挑战性——这要求所设计的传感器必须具备以下特性：纳米级尺寸、良好生物相容性、实时检测能力、高选择性/灵敏度以及优异的水稳定性。本研究提出利用纳米级荧光金属-有机框架（MOF）复合材料Eu3+/Ag+@UiO-66-(COOH)2（后称EAUC）作为逻辑平台，通过检测生物标志物H2S实现哮喘初步诊断的可能性?；贓u3+@UiO-66-(COOH)2（EUC）构建的INHIBIT逻辑门，可选择Ag+和H2S作为输入信号，通过监测荧光信号（I615）作为输出信号。荧光研究表明，EAUC对H2S表现出卓越的选择性、极高的灵敏度（检测限：23.53 μM）及实时原位检测能力。此外，PC12细胞的MTT分析显示EAUC具有低细胞毒性和良好的生物相容性，适用于体内生物标志物H2S检测——稀释血清样本中加标H2S的成功检测证实了这一点。本工作展示了基于MOF的逻辑平台在临床医学中用于哮喘初步诊断的应用潜力。

    关键词： 金属-有机框架、逻辑门、哮喘、化学传感、硫化氢

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 基于倒置镜像分子信标的三串联逻辑门检测p53肿瘤抑制基因

    摘要： p53肿瘤抑制基因的突变是肿瘤发生发展早期的分子事件之一。虽然分子计算在人类疾病的分子水平诊断、预后和治疗方面具有重要应用前景，但设计能通过自主运作实现级联放大以检测点突变的分子逻辑门仍具挑战性。本研究开发了三串联逻辑门（TCLG）系统，仅通过创新设计的分子信标（MB）即可执行多重链置换扩增（m-SDA）来筛查癌症相关点突变。具体而言，以p53基因为模型靶标，通过在MB两端延伸添加两段同源序列，形成两个独特的末端单链（ss）突出端。当MB自折叠成发夹结构后，若考虑碱基性质与方向，这两个突出端呈现近乎反向镜像（IM）关系，故称该探针为IM-MB。由于级联SDA可在IM-MB上发生并相互促进，靶基因检测限可达10 pM。基于此原理构建TCLG电路，以两种引物和靶基因为必需输入信号，该逻辑电路可灵敏筛查点突变或靶基因缺失情况。通过盲测进一步验证了其在复杂生物基质中识别点突变的潜在应用价值。这一概念验证方案为DNA基分子逻辑门的开发及其在基础研究、医学诊断、精准治疗及遗传病治疗中的应用提供了新思路。

    关键词： 多重链置换扩增、p53肿瘤抑制基因、逻辑门、DNA

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 无需纳米光刻技术制造的超尺度MoS<sub>2</sub>晶体管与电路

    摘要： 半导体器件的未来尺寸缩减只能通过开发新型纳米制造技术和原子级薄晶体管沟道来实现。我们在此展示了一种无需纳米制造的阴影蒸发法制备的超小型化二硫化钼场效应晶体管(FET)。该方法能实现具有全栅控10纳米长沟道的大规模二硫化钼FET制备。所实现的超小型化二硫化钼FET展现出极小的电流-电压特性迟滞、创纪录的约560 A/m高漏极电流、此类超短器件优异的漏极电流饱和特性、约120 mV/dec的亚阈值摆幅，以及在空气环境中的约10^6漏极电流开关比。这些超小型化二硫化钼FET还被用于实现n型耗尽负载技术的逻辑门电路。该反相器在仅1.5V电源电压下展现出约50的电压增益，并具备输入/输出信号匹配能力。

    关键词： 晶体管缩放、场效应晶体管、逻辑门、二硫化钼、短沟道效应

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于膦酸酯的高效"比率型"荧光化学传感器用于选择性检测Hg2+离子：其活细胞成像及分子键盘锁应用

    摘要： 我们通过多种光谱技术研究表明，智能化学传感器（L1和L2）能选择性检测Hg2+离子而区别于其他金属离子。特别值得注意的是，加入汞离子后这些化学传感器会呈现显著的颜色和光谱变化。此外，在L1-Hg2+和L2-Hg2+溶液中加入EDTA可使比色和荧光信号逆转。基于这种优异的可逆过程，我们以二进制逻辑形式展示了分子尺度顺序信息处理电路，呈现"写入-读取-擦除-读取"和"多次写入"行为。通过依次添加Hg2+和EDTA，L1和L2还能模拟分子键盘锁和分子逻辑门。密度泛函理论（DFT）研究进一步证实了Hg2+与L1和L2的结合能力。实验条件下，这些化学传感器的良好生物相容性成功用于HeLa细胞中Hg2+的活体成像。此外，L1和L2传感器还可用于实际水样中Hg2+浓度的测定，展现了其实际应用价值。

    关键词： 细胞成像、分子键盘锁、化学传感器、荧光猝灭、汞(II)、逻辑门

    更新于2025-09-23 04:17:36

  • 基于量子点半导体光放大器的超快全光数字比较器

    摘要： 本研究中构建了三种基于量子点半导体光放大器(QD-SOAs)的160 Gb/s全光数字比较器。这些配置采用不同的逻辑门与QD-SOAs组合方式。通过数值模拟，我们从逻辑门与QD-SOAs数量、消光比(ER)值等维度评估器件性能，并分析了放大自发辐射(ASE)噪声对ER和品质因数(Q因子)的影响。结果表明：三种配置中有两种在电路复杂度、ER值及注入电流敏感性方面表现更优。即便考虑强ASE噪声干扰，这两种配置仍能实现超过10 dB的ER值和高于9的Q因子。所提配置具有高质量、易配置、低注入电流敏感性和强抗噪性等优势，适合实际应用。本研究还明确了各配置的优缺点，有助于根据具体需求选择合适的比较器方案。

    关键词： 逻辑门，全光数字比较器，放大自发辐射（ASE），量子点半导体光放大器（SOA）

    更新于2025-09-23 05:09:15

  • 利用石墨烯纳米带波导的太赫兹等离子体SWAP门和Fredkin门

    摘要： 本文提出并数值研究了基于SiO2/Si衬底上沉积的Si-SiO2-空气-石墨烯-空气结构的太赫兹等离子体SWAP门和Fredkin门。所设计的太赫兹等离子体SWAP门由对称Y型结、两个全通微环谐振器和一个双串联耦合微环谐振器构成，而太赫兹等离子体Fredkin门则包含三臂Y型结、三个全通微环谐振器和一个双串联耦合微环谐振器。通过灵活调节环中石墨烯的化学势改变微环谐振器的谐振状态，从而正确执行SWAP门与Fredkin门的逻辑运算。仿真结果表明，所设计的太赫兹等离子体SWAP门和Fredkin门均展现出优异的消光比与串扰特性：SWAP门的消光比可达20.92 dB以上，串扰低于-21.38 dB；当输入逻辑态为"000"、"001"、"010"、"011"、"100"、"101"、"110"和"111"时，Fredkin门的最小消光比为21.65 dB，最大串扰为-21.15 dB。

    关键词： 集成光学、逻辑门、波导、石墨烯纳米带、等离子体

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 石墨烯纳米波导中的频率可调逻辑门

    摘要： 本研究展示了基于石墨烯纳米带谐振器与精心设计的纳米波导阵列（作为输入/输出逻辑端口）耦合实现的简易基础等离子体逻辑门（XOR、OR和NOT）。这些结构作为频率选择元件的工作原理依赖于纳米波导中的边缘模式传播及其与特定位置纳米带谐振器的耦合。通过解析方法研究了逻辑门的性能，并采用时域有限差分法进行了数值验证，实现了约8分贝的典型开关逻辑态消光比。基于石墨烯电导率随电压变化的化学势特性，该结构的功能可主动调控。这些亚波长等离子体元件可广泛应用于太赫兹需求场景。

    关键词： 纳米带谐振器、纳米波导、逻辑门、等离子体激元组件、石墨烯基组件、太赫兹光谱

    更新于2025-09-19 17:13:59