骨質(zhì)疏松研究

顯微CT成像對(duì)骨質(zhì)疏松癥的研究尤為重要，特別是疾病進(jìn)展和治LX果，因?yàn)樗巧贁?shù)能夠提供骨礦物質(zhì)含量和密度信息的成像技術(shù)之一。通過(guò)高分辨率的顯微CT測(cè)量這些變化，有助于開(kāi)發(fā)ZL劑并理解控制這些過(guò)程的分子機(jī)制。 

在骨質(zhì)疏松的動(dòng)物研究中，雌性鼠雙側(cè)卵巢摘除是一個(gè)較成熟的模型，可以成功建立模擬雌激素缺乏而導(dǎo)致的骨質(zhì)疏松癥狀。 

例：有A-F編號(hào)的6個(gè)實(shí)驗(yàn)大鼠離體股骨樣本，其中A是正常對(duì)照組，B到F為骨質(zhì)疏松組（去卵巢造模）使用不同抗骨質(zhì)疏松藥物干預(yù)。分割處理如圖1所示；感興趣區(qū)骨小梁的展示如圖2；ROI骨小梁和ROI皮質(zhì)骨的相關(guān)骨參數(shù)計(jì)算如表1.

 骨再生材料研究

有關(guān)材料植入物的骨骼研究中，通常的目標(biāo)是檢查骨整合，即植入物周?chē)墓趋罓顟B(tài)。顯微CT可以提供植入物和周?chē)趋赖?/span>3D圖像數(shù)據(jù)，并提供相關(guān)分析。

 骨關(guān)節(jié)炎研究

建立骨關(guān)節(jié)炎（OA）動(dòng)物模型是尋找關(guān)節(jié)炎疾病有效ZL措施的重要途徑。因顯微CT可探測(cè)骨皮質(zhì)的微小結(jié)構(gòu)改變，與其他影像學(xué)方法相比，在評(píng)估小關(guān)節(jié)中有很大的優(yōu)勢(shì)。利用顯微CT可以評(píng)估骨性關(guān)節(jié)炎進(jìn)展中軟骨骨質(zhì)的微小變化，評(píng)估骨密度以及軟骨骨化情況來(lái)研究骨性關(guān)節(jié)炎的病理生理，以及軟骨中的鈣質(zhì)沉積變化。 

骨關(guān)節(jié)炎是以關(guān)節(jié)軟骨下骨硬化或囊性變，關(guān)節(jié)邊緣骨質(zhì)增生，滑膜增生，關(guān)節(jié)間隙變窄為主要特征。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：VENUS? Micro-CT 

            中文名：桌面型高分辨顯微CT

            型號(hào)：VNC-100

一、研究背景

在嚙齒動(dòng)物中，BAT（Brown Adipose Tissue，棕色脂肪）是一個(gè)新陳代謝組織。不同于白色脂肪，棕色脂肪因含有豐富的血管和大量的線粒體，而呈現(xiàn)棕紅色的外觀，可以在寒冷或饑餓環(huán)境下分解線粒體、為生物體提供能量。長(zhǎng)久以來(lái)，棕色脂肪被認(rèn)為只存在于小型哺乳動(dòng)物和嬰幼兒中，而近期的研究發(fā)現(xiàn)，棕色脂肪同樣存在于成人體內(nèi)，并在能量平衡調(diào)節(jié)方面發(fā)揮重要的功能。由此，棕色脂肪在能量代謝相關(guān)疾病如肥胖、Ⅱ型糖尿病以及代謝紊亂等ZL領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用潛能，關(guān)于棕色脂肪的功能和應(yīng)用也迅速成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn)[1]。

如何測(cè)量棕色脂肪一直是困擾科研人員的一個(gè)問(wèn)題，早期的研究可能需要把實(shí)驗(yàn)動(dòng)物處理，剝離脂肪進(jìn)行測(cè)量，但這種方法并不精確，且無(wú)法對(duì)棕色脂肪的變化情況進(jìn)行追蹤；研究發(fā)現(xiàn)，棕色脂肪對(duì)葡萄糖有高攝取，使得18F-FDG（18F標(biāo)記的葡萄糖類似物）可反映棕色脂肪的能量代謝情況[2][3]，因而小動(dòng)物PET/CT可以有效評(píng)價(jià)棕色脂肪的活動(dòng)，提供棕色脂肪在機(jī)體中活動(dòng)的直觀數(shù)據(jù)，是研究小動(dòng)物棕色脂肪的一種有效方法和重要工具。

二、研究?jī)?nèi)容

提醒事項(xiàng)：因在肥胖研究中，白色脂肪棕色化、棕色脂肪激活具有重要意義，因而動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中常會(huì)用到肥胖體型的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，所以對(duì)PET設(shè)備的動(dòng)物艙尺寸以及有效視野有較高的要求。

小知識(shí)點(diǎn)：被掃描動(dòng)物的橫向直徑（動(dòng)物體寬）＜動(dòng)物艙內(nèi)徑＜PET橫向有效視野，滿足此條件才能重建成像。

本實(shí)驗(yàn)使用的設(shè)備為平生公司的小動(dòng)物PET/CT（型號(hào)：Super Nova?），該設(shè)備的大號(hào)動(dòng)物艙內(nèi)徑為89mm，橫向有效視野為100mm，該尺寸滿足實(shí)驗(yàn)用肥胖大鼠、鼠兔、豚鼠的體寬。

研究者將高原鼠兔作為研究對(duì)象，利用Super Nova PET/CT系統(tǒng)（平生YL），觀察高原鼠兔在低溫環(huán)境下，其體內(nèi)的肩胛骨處棕色脂肪激活狀態(tài)。高原鼠兔是一種生活于海拔3200~5200米土坡上的嚙齒動(dòng)物，體態(tài)渾圓，是青藏高原的特有物種。有研究表明，高海拔地區(qū)的鼠兔較低海拔鼠兔皮下脂肪會(huì)表現(xiàn)出脂肪代謝能力的適應(yīng)性改變：棕色脂肪的含量增加，以及棕色脂肪的產(chǎn)熱能力的增加。

研究者將實(shí)驗(yàn)組高原鼠兔始終置于低溫環(huán)境中，再與常溫環(huán)境下的對(duì)照組高原鼠兔一起，注射18F-FDG后進(jìn)行PET/CT掃描，結(jié)果顯示對(duì)照組的肩胛骨處棕色脂肪無(wú)明顯攝取，而實(shí)驗(yàn)組的肩胛骨處棕色脂肪有明顯攝取。

實(shí)驗(yàn)注明：因棕色脂肪在肩胛骨分布較多，本實(shí)驗(yàn)主要探究高原鼠兔實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組在肩胛骨處棕色脂肪激活狀態(tài)。Super Nova? PET/CT系統(tǒng)擁有130mm單床位軸向掃描視野范圍，可在一個(gè)床位下完成鼠兔軀體掃描，能夠及時(shí)有效獲取脂肪代謝動(dòng)態(tài)圖像信息。

三、結(jié)論

該實(shí)驗(yàn)表明，在寒冷刺激下，高原鼠兔肩胛區(qū)棕色脂肪激活顯著增加，可以利用小動(dòng)物PET/CT系統(tǒng)進(jìn)行活體持續(xù)性的研究。

鳴謝：青海大學(xué)在使用平生公司的小動(dòng)物PET/CT設(shè)備后提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖片分享。

文中注釋：

[1].     Cypess, A.M. & Kahn, C.R. The role and importance of brown adipose tissue in energy homeostasis. Curr. Opin. Pediatr. 22, 478-84 (2010).

[2].     Baba S, Tatsumi M, Ishimori T, et al. Effect of nicotine and ephedrine on the accumulation of 18F-FDG in brown adipose tissue[J]. Journal of Nuclear Medicine, 2007, 48(6): 981-986.

[3].     Borga M, Virtanen KA, Romu T, et al. Brown adipose tissue in humans: detection and functional analysis using PET (positron emission tomography), MRI (magnetic resonance imaging), and DECT (dual energy computed tomography) [J]. Methods Enzymol, 2014, 537: 141-159.

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    “碳達(dá)峰”和“碳中和”一直都是能源領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題，作為助力“雙碳”戰(zhàn)略的生力軍，光伏產(chǎn)業(yè)具有舉足輕重的地位。目前光伏的主力是硅太陽(yáng)能電池，它們具有效率高、穩(wěn)定性好、產(chǎn)業(yè)鏈完備、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)。然而，晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率到達(dá)瓶頸，且從硅料到組件至少經(jīng)過(guò)4 道工序，單位制程需要3 天以上，同時(shí)還需要大量人力、運(yùn)輸成本等。為了讓太陽(yáng)能的利用更加便捷、高效且廉價(jià)，科學(xué)界和工業(yè)界正在研制新型太陽(yáng)能電池；鈣鈦礦太陽(yáng)能電池就是備受關(guān)注的后起之秀，鈣鈦礦疊層效率極限可達(dá)50%，而鈣鈦礦組件在單一工廠完成生產(chǎn)，原材料經(jīng)過(guò)加工后直接成組件，沒(méi)有傳統(tǒng)的“電池片”工序，大大縮短制程耗時(shí)。但是，如何制備大面積且能保持較高效率的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，依然是難題，也成了制約其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的瓶頸。

       原速ALD在鈣鈦礦電子傳輸層、空穴傳輸層、鈍化層、封裝阻水層等領(lǐng)域已取得了突破性進(jìn)展，獲得了業(yè)界的認(rèn)可。為了更高效地服務(wù)于世界光伏產(chǎn)業(yè)高地，原速也在上海建立了技術(shù)研發(fā)中心。截止目前，公司已形成服務(wù)于鈣鈦礦電池研發(fā)、中試、100MW、 GW級(jí)量產(chǎn)的產(chǎn)線ALD技術(shù)解決方案。

1、ALD-SnO2 應(yīng)用于鈣鈦礦電池電子傳輸層 

? ALD 相比于傳統(tǒng)沉積技術(shù)，在制備超薄膜時(shí)具有更優(yōu)異的均勻性和保形性，以及缺陷更少的優(yōu)點(diǎn)

2、ALD-NiO 應(yīng)用于鈣鈦礦電池空穴傳輸層 

? ALD 可用于制備性能優(yōu)異的超?。?10 nm）NiO 空穴傳輸層

3、ALD 應(yīng)用于鈣鈦礦電池鈍化層 

? ALD 超薄膜可以應(yīng)用于界面處，通過(guò)和懸掛鍵反應(yīng)的方式減少表面缺陷，或排斥載流子，達(dá)到鈍化的效果

4、ALD 應(yīng)用于鈣鈦礦電池封裝 

? 致密的 ALD 膜可達(dá)到有效的阻水氧的效果

       鋰離子電池在充放電過(guò)程中，鋰離子在正負(fù)極之間穿梭。在充電過(guò)程中，鋰離子從正極脫出經(jīng)過(guò)電解液和隔膜到達(dá)負(fù)極發(fā)生反應(yīng)。在放電過(guò)程中鋰離子從負(fù)極返回正極嵌入正極材料。在循環(huán)過(guò)程中，正極材料面臨許多的問(wèn)題如自身體積的變化，晶體結(jié)構(gòu)的改變，界面結(jié)構(gòu)的退化等導(dǎo)致的容量衰減。同樣的，負(fù)極材料也面臨著體積膨脹，枝晶的生長(zhǎng)導(dǎo)致的負(fù)極材料的粉碎溶解、從集流體表面剝離脫離、電接觸變差，短路等一系列問(wèn)題，這些問(wèn)題導(dǎo)致材料的容量和循環(huán)性能?chē)?yán)重下降，甚至電池的起火爆炸。

       原子層沉積（ALD）薄膜沉積可以合成具有原子級(jí)精度的材料，基于自限的膜納米級(jí)的控制，可以實(shí)現(xiàn)多組分膜的化學(xué)成分控制、大面積的薄膜/工藝的可重復(fù)性，具備低溫處理以及原位實(shí)時(shí)監(jiān)控等技術(shù)特征。該技術(shù)在鋰離子電池，太陽(yáng)能電池，燃料電池以及超級(jí)電容器中都具有廣泛的應(yīng)用。

      ALD已經(jīng)被公認(rèn)是一種非常有前途的工具可以用來(lái)解決鋰離子電池以及其他電能儲(chǔ)存設(shè)備所面臨的問(wèn)題。ALD在鋰離子電池中的應(yīng)用主要分為兩個(gè)方面：(1)高性能電池電極，隔膜，集流體材料等的制備；(2)表面修飾。其應(yīng)用主要總結(jié)在下圖：

1、ALD在電極材料及電解質(zhì)制備中的應(yīng)用

a、ALD 用于負(fù)極材料的制備

采用ALD技術(shù)制備的負(fù)極材料主要集中在過(guò)渡金屬氧化物(TMOs), 如RuO₂, SnO₂, TiO₂和ZnO. 其能量密度比傳統(tǒng)的石墨電極高。同時(shí)，為了解決TMOs負(fù)極材料所面臨的挑戰(zhàn)，如SnO₂在循環(huán)過(guò)程中較大的體積變化，TiO₂低的電子跟離子電導(dǎo)率，由超高電導(dǎo)率的碳基材料如石墨烯，碳納米管以及Mxenes與TOMs組成的復(fù)合負(fù)極材料可以很好的融合兩者的優(yōu)勢(shì)。

如：ALD制備的TiO₂/CNF-CFP(carbon fiber paper)負(fù)極，具有高可逆容量（272 mAh g^?1 at 0.1 A g^?1），超高倍率性能(133 mAh g^?1 at 40 A g^?1) 以及超長(zhǎng)循環(huán)穩(wěn)定性（≈ 93%容量保持率在10000 圈 at 20 A g^?1）。

b、用于正極材料的制備

通過(guò)ALD技術(shù)制備的正極材料有非鋰化正極如V₂O₅, FePO₄; 鋰化正極如LiFePO₄, LiCoO₂以LixMn₂O₄。

如TiO₂/V₂O₅/@CNT paper正極在100 mA g^-1的電流密度下的放電比容量為400 mAh g^-1，達(dá)到了理論放電比容量。 同時(shí)，正極材料V2O5的溶解問(wèn)題可以通過(guò)TiO₂層得到，同時(shí)不損失容量跟倍率性能。

c、SSEs固態(tài)電解質(zhì)的制備

歸功于其安全性及循環(huán)穩(wěn)定性，全固態(tài)鋰離子電池近來(lái)成為了研究的熱點(diǎn)。ALD可以解決全固態(tài)鋰離子電池所面臨的兩大關(guān)鍵性挑戰(zhàn)：a.高界面阻抗，b.低離子電導(dǎo)率。 最近采用ALD制備的固態(tài)電解質(zhì)有LiPON, Li7La₃Zr₂O₁₂, LixAlySizO, LixTayOz, LixAlyS and Li₂O-SiO₂.這些含鋰SSEs提供了一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)平臺(tái)來(lái)制備高能量密度，長(zhǎng)壽命以及安全的可充放電池。如下圖所示，ALD制備的LLZO為制備3D全固態(tài)鋰離子微電池提供了一條技術(shù)路線。

2、ALD在電池電極，隔膜，集流體等表面修飾領(lǐng)域的應(yīng)用

a、ALD對(duì)負(fù)極表面修飾的應(yīng)用

在負(fù)極材料中，ALD表面/界面修飾技術(shù)主要為了解決從SEI膜引發(fā)的系列問(wèn)題。在循環(huán)過(guò)程中，SEI膜的大量形成以及體積變化會(huì)引起電極的破壞，從而引發(fā)新的暴露面導(dǎo)致容量的衰減。如在石墨負(fù)極表面沉積Al2O3可以在電池循環(huán)了200圈之后有效地保持98%的首圈容量。

鋰金屬作為負(fù)極材料的未來(lái)之星，在鋰金屬的沉積跟剝離過(guò)程中，鋰枝晶的生長(zhǎng)導(dǎo)致電池短路的問(wèn)題亟待解決。采用ALD技術(shù)在鋰金屬表面構(gòu)建例如有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合人工SEI膜，可以有效地抑制鋰枝晶的生長(zhǎng)。

b、ALD對(duì)正極表面的修飾作用

為了解決正極材料表面所面臨的電解液分解，相變，析氧以及過(guò)渡金屬溶解等問(wèn)題,采用ALD技術(shù)在正極材料表面沉積保護(hù)層可以作為物理阻擋層或者HF清除層，從而有效地提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性跟倍率性能。在正極材料（層狀結(jié)構(gòu)：LiCoO₂, LiNixMnyCozO₂,富鋰(Li-rich)xLi₂MnO₃·(1 ? x)LiMO₂(M = Mn, Ni, Co)，尖晶石結(jié)構(gòu)LiMn₂O₄)表面沉積的ALD鍍層主要可以分為四類：a金屬氧化物：Al₂O₃, TiO₂, ZrO₂, MgO, CeO₂, Ga₂O₃; b氟化物：AlF₃, AlWxFy; c磷化物：AlPO₄,FePO₄; d含鋰化合物：LiAlO₂, LiTaO₃, LiAlF₄。

顯微CT分析可用于牙科研究中的各種應(yīng)用，如牙釉質(zhì)厚度、根管形態(tài)、根管預(yù)備、顱面部骨骼結(jié)構(gòu)、顯微有限元建模、牙體組織工程、牙硬組織礦物密度及種植體等方面。它可以提供高分辨率圖像以及牙齒、骨骼和植入物的定性和定量分析。      

根管是一種孔隙，這種在牙齒中間的低密度空間對(duì)牙髓病的研究起了可探索的方向。顯微CT在牙科填料的研究上，特別適用于三維定量評(píng)價(jià)根管充填物。

牙釉質(zhì)厚度在人類進(jìn)化中具有分類學(xué)和系統(tǒng)發(fā)育價(jià)值。顯微CT有效且無(wú)損的技術(shù)特性被用于測(cè)量各種考古標(biāo)本的牙釉質(zhì)厚度。在臨床研究中，牙釉質(zhì)厚度被認(rèn)為對(duì)于咬合負(fù)荷方案的解釋具有重要意義。

實(shí)例2：大鼠下頜骨和舀齒

大鼠或小鼠下頜骨和臼齒在牙周病和其他牙科相關(guān)領(lǐng)域的許多研究模型中有著重要價(jià)值。通過(guò)顯微CT對(duì)動(dòng)物下頜骨和牙齒的測(cè)量研究，可進(jìn)一步分析牙周生物型各特征之間的相關(guān)性,為口腔美學(xué)修復(fù)、種植ZL方案的選擇、ZL預(yù)后的判斷以及LX的評(píng)估提供理論基礎(chǔ)

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：VENUS? Micro-CT 

            中文名：桌面型高分辨顯微CT

            型號(hào)：VNC-100

影像軟件：Avatar 1.3 （平生YL科技）

　　手持光譜儀在貴金屬檢測(cè)方面有著廣泛的應(yīng)用。以下是幾個(gè)常見(jiàn)的應(yīng)用領(lǐng)域：

　　貴金屬鑒別：手持光譜儀可以通過(guò)分析貴金屬的光譜特征，確定其成分和純度。通過(guò)比對(duì)樣品光譜與已知貴金屬光譜數(shù)據(jù)庫(kù)，可以快速識(shí)別和鑒別金、銀、鉑等貴金屬。

　　市場(chǎng)監(jiān)管：在貴金屬市場(chǎng)監(jiān)管中，手持光譜儀可以幫助監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)或消費(fèi)者驗(yàn)證貴金屬產(chǎn)品的真?zhèn)?。通過(guò)對(duì)樣品進(jìn)行光譜分析，可以確認(rèn)產(chǎn)品是否含有標(biāo)稱的貴金屬成分，防止假冒偽劣產(chǎn)品出現(xiàn)。

　　防偽溯源：手持光譜儀可以用于貴金屬產(chǎn)品的溯源和防偽。通過(guò)建立貴金屬產(chǎn)品的光譜數(shù)據(jù)庫(kù)，可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并通過(guò)光譜特征進(jìn)行溯源驗(yàn)證，確保產(chǎn)品的來(lái)源和真實(shí)性。

　　公安安全：手持光譜儀可用于犯罪現(xiàn)場(chǎng)勘查中貴金屬物證的鑒定。通過(guò)采集物證樣品的光譜，與參考光譜對(duì)比分析，可以確定物證中是否含有貴金屬，提供調(diào)查破案的線索。

　　環(huán)境監(jiān)測(cè)：貴金屬在環(huán)境中的存在常常與污染有關(guān)。手持光譜儀可以用于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)土壤、水體和空氣中貴金屬的含量，幫助環(huán)保部門(mén)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)和污染源追蹤。

　　手持光譜儀的應(yīng)用在貴金屬領(lǐng)域具有非常重要的意義，它能夠提供快速、準(zhǔn)確的貴金屬分析結(jié)果，為各個(gè)領(lǐng)域的工作提供支持和保障。

　　贏洲科技作為儀景通一級(jí)品牌代理商，擁有完整的售前售后服務(wù)體系，如有儀器購(gòu)買(mǎi)或維修需求，可聯(lián)系贏洲科技為您提供原裝零部件替換、維修。

前言

腫瘤學(xué)是小動(dòng)物PET/CT分子影像技術(shù)的應(yīng)用熱點(diǎn)之一，主要在評(píng)估腫瘤模型的建立、進(jìn)行腫瘤模型篩選、腫瘤檢測(cè)及藥效評(píng)價(jià)方面發(fā)揮著重要作用。除了在腫瘤方面的應(yīng)用外，PET還在大鼠的腸道方面有重要應(yīng)用。

 案例一、小鼠肺部腫瘤

本案例選用的是20g肺部腫瘤小鼠，尾靜脈注射FDG260μci,代謝60分鐘，采集10分鐘。從圖像中看出左側(cè)肺部有一明顯腫瘤區(qū)域。

案例二、FDG在大鼠腸道的顯像

鹽酸二甲雙胍是一線降糖藥，本類藥物不刺激胰島β細(xì)胞，對(duì)正常人幾乎無(wú)作用，而對(duì)2型糖尿病人降血糖作用明顯。它不影響胰島素分泌，主要通過(guò)促進(jìn)外周組織攝取葡萄糖、控制葡萄糖異生、降低肝糖原輸出、延遲葡萄糖在腸道吸收，由此達(dá)到降低血糖的作用。

本案例使用的是238g糖尿病大鼠，在使用了二甲雙胍藥物后，尾靜脈注射FDG270μCi，代謝半小時(shí)后掃描，采集10分鐘。從圖像可以看出，腸道內(nèi)FDG聚集，推測(cè)二甲雙胍可能刺激葡萄糖從血液循環(huán)到腸腔內(nèi)空間的轉(zhuǎn)移。

案例三：大鼠胃切除后的炎癥反應(yīng)

本案例選用的是251g大鼠，胃部切除手術(shù)后尾靜脈注射FDG  370μci,代謝一個(gè)小時(shí)，采集十分鐘。從圖像可以看出胃部切除部分的邊緣有更多的FDG攝取，提示炎癥的發(fā)生。胃部切除的部分也可以通過(guò)軟件自動(dòng)計(jì)算切除部分的體積等。

結(jié)尾：小動(dòng)物pet/ct是當(dāng)今醫(yī)藥領(lǐng)域及生物工程方面的領(lǐng)先技術(shù)。通過(guò)對(duì)小型嚙齒動(dòng)物(小鼠或大鼠)進(jìn)行活體狀況下的功能及解剖成像，獲得該動(dòng)物身體功能成像、藥物分布等情況，能對(duì)腫瘤、神經(jīng)、心血管等疾病以及遺傳基因研究及藥物臨床前篩選等提供先進(jìn)的技術(shù)支持。

什么是造影劑

      核磁共振成像（MRI)目前普遍應(yīng)用于醫(yī)學(xué)檢測(cè)成像中，具有無(wú)輻射損傷的安全性，可任意方位斷層掃描等技術(shù)靈活性，加以涵蓋質(zhì)子密度、弛豫、加權(quán)成像以及多參數(shù)特征的優(yōu)勢(shì)，已成為當(dāng)代臨床診斷中Z有力的檢測(cè)手段之一，然而臨床發(fā)現(xiàn)某些不同組織或腫瘤組織的弛豫時(shí)間相互重疊,導(dǎo)致診斷困難。因此人們開(kāi)始研究造影劑，增強(qiáng)信號(hào)對(duì)比度、提高圖像分辨率。其作用主要是通過(guò)注射造影劑來(lái)改變組織局部弛豫特性，提高成像對(duì)比度，從而提高診斷的準(zhǔn)確性。

      造影劑是一類化學(xué)合成的其密度高于活體組織的物質(zhì)，造影劑本身不產(chǎn)生信號(hào)，通過(guò)改變體內(nèi)局部組織中水質(zhì)子的弛豫效率，與周?chē)M織形 成對(duì)比，從而達(dá)到造影目的。

造影劑的原理

      帶有磁性的物質(zhì)如Fe、Mn、Gd等，具有多個(gè)不成對(duì)的電子，當(dāng)這些物質(zhì)接近共振中的氫原子時(shí)，能有效地改變質(zhì)子所處的磁場(chǎng)，造成T1和T2弛豫時(shí)間明顯縮短。造影劑能改變體內(nèi)局部組織中水質(zhì)子的弛豫速率，提高正常與患病部位的成像對(duì)比度和分辨率，為病變定位和診斷提供更多的信息（圖1和圖2所示）。

      MRI造影劑又為順磁性或超順磁性物質(zhì)，能同氫核發(fā)生磁性的相互作用，他們進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)，將引起縱向弛豫速率（1/T1)和橫向弛豫速率（1/T2)的改變，在順磁物質(zhì)的作用下，其抗磁和順磁貢獻(xiàn)具有加和性，即：

(1/Ti)觀察=(1/Ti)抗磁+(1/Ti)順磁 , (其中i=1,2)

在不存在溶質(zhì)之間相互作用的情況下，溶劑的弛豫速率與所加的順磁物質(zhì)的濃度（mol/L)成線性關(guān)系，即：

(1/Ti)觀測(cè)=(1/Ti)抗磁+求和ri[C] , (其中i=1,2)

其中ri為順磁物質(zhì)的弛豫效率（Relaxivity，單位mmol/L·s），求和是針對(duì)溶液中造影劑的種類而言，T1類型造影劑，如Gd類配合物，成像時(shí)相關(guān)部位變亮，又稱為陽(yáng)性造影劑；T2類型造影劑，如基于Fe3O4離子的超順磁性造影劑，成像時(shí)相關(guān)部位變暗，又稱為陰性造影劑。

造影劑的應(yīng)用：

弛豫效率是MRI造影劑關(guān)鍵指標(biāo)之一。弛豫效率高的樣品，可以使用Z少的量達(dá)到Z好的效果；在造影劑研究領(lǐng)域，紐邁專門(mén)開(kāi)發(fā)了小型的核磁共振成像分析儀，可測(cè)試方便的測(cè)試造影劑T1、T2弛豫時(shí)間，并可對(duì)試管樣品進(jìn)行成像，提供定量和定性評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，為造影劑產(chǎn)品的研發(fā)與改進(jìn)提供快速可靠的檢測(cè)手段。

造影劑在體內(nèi)的作用評(píng)價(jià)：

造影劑在腎臟中的代謝過(guò)程監(jiān)測(cè)，該造影劑在小鼠體內(nèi)腎臟部位代謝時(shí)間超過(guò)250min,且作用頂峰時(shí)間約在注入后130min。 

在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，低場(chǎng)核磁共振可為您提供以下科研方案

1)造影劑研究：弛豫率 效能評(píng)價(jià) 體內(nèi)代謝評(píng)價(jià)；

2)體表腫瘤研究：造影材料作用 藥物靶向 腫瘤藥效評(píng)估;

3)原位腫瘤研究：位置排查 轉(zhuǎn)移判斷 尺寸測(cè)試；

4)清醒動(dòng)物體成分分析：瘦肉 脂肪 自由水含量 脂肪分布；

（來(lái)源：蘇州紐邁分析儀器股份有限公司）

      在微納集成器件進(jìn)一步微型化和集成化的發(fā)展趨勢(shì)下，現(xiàn)有器件特征尺寸已縮小至深亞微米和納米量級(jí)，以突破常規(guī)尺寸的極限實(shí)現(xiàn)超微型化和高功能密度化，成為近些年來(lái)的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。微納結(jié)構(gòu)器件不僅對(duì)功能薄膜本身的厚度和質(zhì)量要求嚴(yán)格，而且對(duì)功能薄膜/基底之間的界面質(zhì)量也十分敏感，尤其是隨著復(fù)雜高深寬比和多孔納米結(jié)構(gòu)在微納器件中的應(yīng)用，傳統(tǒng)的薄膜制備工藝越來(lái)越難以滿足其發(fā)展需求。ALD 技術(shù)沉積參數(shù)高度可控，可在各種尺寸的復(fù)雜三維微納結(jié)構(gòu)基底上，實(shí)現(xiàn)原子級(jí)精度的薄膜形成和生長(zhǎng)，可制備出高均勻性、高精度、高保形的納米級(jí)薄膜。

       微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)是尺寸在幾毫米乃至更小的高科技裝置，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般在微米甚至納米量級(jí)，是一個(gè)獨(dú)立的智能系統(tǒng)，主要由傳感器、動(dòng)作器(執(zhí)行器)和微能源三大部分組成，廣泛應(yīng)用于智能系統(tǒng)、消費(fèi)電子、可穿戴設(shè)備、智能家居、系統(tǒng)生物技術(shù)的合成生物學(xué)與微流控技術(shù)等領(lǐng)域。MEMS的構(gòu)造過(guò)程需要精細(xì)的微納加工技術(shù)，而工作過(guò)程伴隨著器件復(fù)雜的三維運(yùn)動(dòng)，其中ALD技術(shù)均可發(fā)揮重要作用，ALD具有高致密性以及高縱寬比結(jié)構(gòu)均勻性，為MEMS機(jī)械耐磨損層、抗腐蝕層、介電層、憎水涂層、生物相容性涂層、刻蝕掩膜層等提供優(yōu)質(zhì)解決方案。

       磁隧道結(jié)(MTJ)是由釘扎層、絕緣介質(zhì)層和自由由層的多層堆垛組成。在電場(chǎng)作用下，電子會(huì)隧穿絕緣層勢(shì)壘而垂直穿過(guò)器件，電子隧穿的程度依賴于釘扎層和自由層的相對(duì)磁化方向。隨著MTJ尺寸的不斷縮小以及芯片集成度的不斷提高，MTJ制備過(guò)程中的薄膜生長(zhǎng)工藝偏差和刻蝕工藝偏差的存在，將會(huì)導(dǎo)致MTJ狀態(tài)切換變得不穩(wěn)定，并降低MTJ的讀取甚至?xí)?yán)重影響NV-FA電路中寫(xiě)入功能和邏輯運(yùn)算結(jié)果輸出功能的正確性。ALD技術(shù)沉積參數(shù)高度可控，可通過(guò)精準(zhǔn)控制循環(huán)數(shù)來(lái)控制MTJ所需達(dá)到的各項(xiàng)參數(shù)，是適用于MTJ制造的最佳工藝方案之一。

      生物物理學(xué)微流體器件可由單個(gè)納米孔和電極組成，也可以由許多納米孔陣列組成，可同時(shí)篩選、引導(dǎo)、定位、測(cè)量不同尺度的生物大分子，在生物物理學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用前景。生物納米孔逐漸受到了人們的普遍重視引起了人們的廣泛興趣，尤其是納米孔作為生物聚合物的檢測(cè)器件，為一些生物化學(xué)現(xiàn)象的基礎(chǔ)研究提供了研究的平臺(tái)。然而生物納米孔所固有的一些缺陷也很明顯，如生物相容性差及微孔的尺寸不可更改等；針對(duì)于此，ALD技術(shù)可通過(guò)表面修飾，改善納米孔的生物相容性，同時(shí)提升抗菌抑菌和促進(jìn)細(xì)胞合成。

圖一: ALD Al2O3(僅~10 nm)可作為MEMS齒輪高硬度潤(rùn)滑膜

圖二：ALD應(yīng)用于低溫MEMS器件構(gòu)造

圖三：MRAM磁隧道結(jié)（MTJ）存儲(chǔ)元件

圖四：一種具有納米蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)的細(xì)菌纖維素膜