Author Archives: Janine Spears

มันใช้เวลา ‘กลุ่ม’: นักวิจัย fifa55 พัฒนาเทคนิควิศวกรรมการเผา

แม้กระนั้นการเปลี่ยนแปลงกรรมวิธีการทางพันธุกรรมและก็ fifa55 กฎที่ต้องปฏิบัติที่เกิดขึ้นข้างในเซลล์พรีเซ็นท์ความท้า


สำหรับเพื่อการเริ่มเซลล์ได้รับการตั้งโปรแกรมให้ดำเนินขั้นตอนปกติในชีวิตประจำวันอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ความเคลื่อนไหวอะไรก็แล้วแต่ที่วิศวกรทำเพื่อเพิ่มการสร้างเซลล์ของสารบางชนิดในทางกลับกันทำให้เสียกระบวนการกลุ่มนี้และทำให้เซลล์เสียหายมากจนเกินความจำเป็น

เพื่อแก้ไขนี้ William E. Bentley ศ.จ.ด้านวิศวกรรมชีวภาพมหาวิทยาลัยแมริแลนด์และก็ผู้อำนวยการสถาบัน Robert E. Fischell สถาบันชีเวชศาสตร์ของมหาวิทยาลัยกำลังดำเนินงานร่วมกับทีมนักวิจัยเพื่อมุ่งเน้นไปที่กลุ่มวิศวกรรมจุลินทรีย์ซึ่งมีมวลชนย่อยของเซลล์ถูกวางแบบมาเพื่อ ทำงานด้วยกันเพื่อปฏิบัติภารกิจที่อยากได้ อุบายนี้ – ซึ่งคนอื่นในสาขาตรวจได้ช่วยให้วิศวกรสามารถ fifa55 ออกแบบเซลล์พิเศษรวมทั้งแบ่งจำนวนงานจุดหมายระหว่างกลุ่มของเซลล์ จุดบกพร่องก็คือการส่งเสริมให้สมาคมปฏิบัติหน้าที่เฉพาะอย่างงั้นจำเป็นที่จะต้องมีวิศวกรในการควบคุมปริมาณของแต่ละเซลล์ย่อยที่มีอยู่

แม้จะมีความท้านี้มีการ fifa55 ศึกษาเล่าเรียนทางด้านวิทยาศาสตร์เพียงแค่เล็กๆน้อยๆที่ให้ความใส่ใจกับการพัฒนาเครื่องใช้ไม้สอยหรือระบบซึ่งสามารถควบคุมองค์ประกอบของเซลล์ย่อยข้างในกรุ๊ปได้ บ่อยที่การเรียนดังที่ได้กล่าวมาแล้วข้างต้นกำหนดให้วิศวกรจะต้องพึ่งพิงเคล็ดลับแบบแมนนวลหรือแบบควบคุมโดยผู้ใช้เพื่อกำเนิดความสมดุลระหว่างราษฎรย่อยของเซลล์

เช่นนี้เบนท์ลีย์และก็กลุ่มของเขา fifa55 ตระหนักว่าวิธีการที่ทรงประสิทธิภาพนอกเหนือจากนั้นก็คือการปรับแก้โครงสร้างเซลล์ของตนเพื่อผสานความหนาแน่นของปริมาณประชากรย่อยของตนเองอัตโนมัติ เทคนิคของพวกเขาถูกย้ำเอาไว้ในกระดาษของ Nature Communications ที่ตีพิมพ์ในวันนี้

เหมือนกันกับคนอื่นในสนามเบนท์ลีย์และสมาชิกของ Biomolecular รวมทั้ง Metabolic Engineering Lab เคยตรวจสอบ quorum sensing (QS) ซึ่งเป็นแบบอย่างแบคทีเรียของการติดต่อสื่อสารระหว่างเซลล์กับเซลล์เพื่อสร้างวงจรการสื่อสารระหว่างแล้วก็ระหว่างสายพันธุ์แบคทีเรียเพื่อประสานงาน พฤติกรรมของพวกเขา คำพูดคำจาเกี่ยวกับการสังเคราะห์โมเลกุลสัญญาณขนาดเล็กที่เรียกว่า autoinducers (AI) ซึ่งถูกหลั่งโดยแบคทีเรียแต่ละตัว fifa55 แม้กระนั้นปฏิบัติภารกิจติดต่อประสานงานการโต้ตอบของพวกเขา เมื่อระดับ AI ถึงขีด จำกัด – การส่งสัญญาณ โควรัม” ของเซลล์ – สัญญาณ AI จะถูกส่งผ่านเซลล์ด้านในเซลล์ซึ่งจะเปิดใช้งานการแสดงออกของยีนและเปิดใช้งานการโต้ตอบด้วยกัน

แต่ว่าเบนท์ลีย์และก็ทีมของเขาทำการศึกษา fifa55 ต่อไปอีกขั้น กลุ่มพัฒนาแพลตฟอร์มที่รู้จักกันหนแรกสำหรับเพื่อการควบคุมอัตโนมัติและก็กำหนดเป้าหมายของส่วนประกอบ consortia ขึ้นกับการปรากฏตัวของคิวสภาพแวดล้อมที่รู้จักกันเป็น autoinducer-2 (AI-2) AI-2 นับว่าเป็นสัญญาณ QS สากลซึ่งแปลว่ามีชื่อเสียงและผลิตโดยแบคทีเรียหลากหลายประเภท มันบอกถึงความหนาแน่นของเซลล์ในวงกว้างและถือเป็นสัญญาณสำคัญสำหรับการเกิดขึ้นตามธรรมชาติและ microbiomes

สแกนเนอร์เรตินาราคาย่อมเยาสามารถช่วยคุ้มครองการตาบอดทั่วทั้งโลก

วิศวกรชีวการแพทย์ของ Duke University ได้ปรับปรุงสแกนเนอร์เนอร์เอกซ์เรย์เชื่อมโยงร้องไห้ (OCT) แบบนำพาราคาย่อมเยาซึ่งข้อตกลงว่าจะนำเทคโนโลยีการประหยัดการมองเห็นไปสู่ภูมิภาคที่ไม่ค่อยได้รับโอกาศทั่วอเมริการวมทั้งเมืองนอก

ด้วยสเปคโตรมิเตอร์แบบ มิติที่ได้รับการออกแบบใหม่ทำให้สแกนเนอร์มีน้ำหนักค่อยกว่าระบบเชิงการค้าในขณะนี้ถึง 15 เท่ารวมทั้งทำมาจากชิ้นส่วนที่มีราคาน้อยกว่าหนึ่งในสิบของราคาปลีกของระบบเชิงการค้า

สำหรับในการทดลองทางสถานพยาบาลทีแรกสแกนเนอร์ OCT แบบใหม่ผลิตภาพ 120 เรติน่าซึ่งมีความแหลมคมชัด 95 เปอร์เซ็นต์เช่นเดียวกับที่ใช้ในระบบเชิงการค้าในปัจจุบันซึ่งเพียงพอสำหรับการวิเคราะห์ทางสถานพยาบาลที่ถูกต้องแม่นยำ

ผลลัพธ์ปรากฏขึ้นทางออนไลน์ในวันที่ 28 เดือนมิถุนายนในนิตยสารวิทยาศาสตร์การแปลวิสัยทัศน์แล้วก็เทคโนโลยีซึ่งเป็นนิตยสาร ARVO

สำหรับเพื่อการใช้งานมาตั้งแต่ปี 1990 การถ่ายรูป OCT ได้แปลงเป็นมาตรฐานการดูแลการวิเคราะห์โรคจอประสาทตาจำนวนไม่ใช่น้อยรวมถึงจอประสาทตาเสื่อมแล้วก็จอประสาทตาโรคเบาหวานเช่นเดียวกับโรคต้อหิน แม้กระนั้น OCT นั้นแทบไม่รวมอยู่ในส่วนหนึ่งส่วนใดของการตรวจคัดเลือกกรองมาตรฐานเนื่องจากเครื่องสามารถราคาแพงสูงกว่า $ 100,000 ซึ่งมีความหมายว่าโดยธรรมดาแล้วจะมีเพียงแค่ศูนย์ตาที่ใหญ่มากยิ่งกว่าแค่นั้น

“ 
เมื่อคุณสูญเสียการมองเห็นไปแล้วมันก็ยากที่จะเอากลับคืนมาได้ด้วยเหตุผลดังกล่าวกุญแจสำคัญสำหรับเพื่อการป้องกันอาการตาบอดเป็นการตรวจพบตั้งแต่เนิ่นๆ” Adam Wax ศ.จ.ด้านวิศวกรรมชีวการหมอของ Duke กล่าว เป้าหมายของเราคือการทำให้ OCT ราคาแพงถูกลงอย่างมากเพื่อคลีนิคสามารถซื้ออุปกรณ์ได้มากขึ้น

OCT 
เป็นอะทุ่งนาล็อกทางแสงสว่างของอัลตร้าซาวด์ซึ่งดำเนินงานโดยส่งคลื่นเสียงไปยังเยื่อและวัดช่วงเวลาที่พวกมันจะกลับมา แต่ว่าเพราะแสงเร็วกว่าเสียงมากมายเวลาสำหรับเพื่อการวัดจึงยากกว่า เมื่อถึงเวลาที่คลื่นแสงสะท้อนกลับจากเนื้อเยื่อที่ถูกสแกนเครื่องไม้เครื่องมือ OCT ใช้สเปกโตรมิเตอร์เพื่อตรวจดูว่าเฟสของพวกเขาเปลี่ยนไปมากน้อยแค่ไหนเมื่อเทียบกับคลื่นแสงสว่างที่เดินทางในระยะทางเดียวกัน แต่ว่าไม่ได้มีปฏิสัมพันธ์กับเยื่อ

เทคโนโลยีหลักที่เปิดใช้งานอุปกรณ์ OCT ที่มีขนาดเล็กแล้วก็ราคาถูกเป็นสเปคโตรมิเตอร์ชนิดใหม่ที่ดีไซน์โดยแว็กซ์และสมัยก่อนนิสิตปริญญาตรี Sanghoon Kim สเปคโตรมิเตอร์แบบเริ่มแรกนั้นโดยมากทำจากส่วนประกอบโลหะที่ถูกตัดอย่างแม่นยำรวมทั้งแสงโดยตรงผ่านชุดเลนส์กระจกและร่องหักเหที่มีรูปร่างราวกับ ในตอนที่การตั้งค่านี้ให้ความเที่ยงตรงขั้นสูงการเปลี่ยนแปลงเชิงกลบางส่วนที่เกิดขึ้นจากการกระแทก misalignments

แม้กระนั้นการออกแบบของ Wax ใช้แสงสว่างเป็นทางวงกลมภายในตัวเรือนโดยมากทำจากพลาสติกที่พิมพ์ด้วย 3D เนื่องมาจากเส้นทางแสงของสเปกโตรมิเตอร์เป็นแบบวงกลมการขยายตัวหรือการยุบตัวใดๆเพราะว่าความเคลื่อนไหวของอุณหภูมิเกิดขึ้นแบบสมมาตรจึงปรับสมดุลตัวเองออกเพื่อให้องค์ประกอบออตำหนิคัลจัดตำแหน่ง วัสดุอุปกรณ์นี้ยังใช้เครื่องตรวจค้นขนาดใหญ่ในส่วนท้ายของการเดินทางของแสงเพื่อทำให้การเยื้องศูนย์มีโอกาสน้อยลง

คุณลักษณะทางไฟฟ้าที่เป็นเอกลักษณ์ในสิ่งของควอนตัมสามารถควบคุมได้โดยใช้แสง

การเรียนใหม่จากนักค้นคว้าของเพนน์พบว่า Weyl semimetals ซึ่งเป็นอุปกรณ์ประเภทควอนตัมมีสถานะควอนตัมหลายชิ้นซึ่งคุณสมบัติทางไฟฟ้าสามารถควบคุมได้โดยใช้แสงสว่าง โครงงานนำโดย Ritesh Agarwal แล้วก็นิสิตระดับบัณฑิตศึกษา Zhurun ​​Ji ในคณะวิศวกรรมศาสตร์รวมทั้งวิทยาศาสตร์ประยุกต์โดยความร่วมแรงร่วมมือกับ Charles Kane, Eugene Mele และ Andrew M. Rappe ในแผนกวิชาศิลป์แล้วก็วิทยาศาสตร์พร้อมด้วย Zheng Liu จาก Nanyang Technological University . Zachariah Addison, Gerui Liu, Wenjing Liu แล้วก็ Heng Gao และก็ Peng Yu ของ Nanyang ก็มีส่วนสำหรับการดำเนินการเช่นกัน ผลงานวิจัยของพวกเขาถูกตีพิมพ์ในอุปกรณ์ธรรมชาติ

ข้อแนะนำของคุณลักษณะphotogalvanic ที่ไม่เป็นทางการพวกนี้หรือความรู้ความเข้าใจในการสร้างกระแสไฟโดยใช้แสงได้รับรายงานทีแรกโดยAgarwal ในซิลิคอน กรุ๊ปของเขาสามารถควบคุมการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าได้โดยการเปลี่ยน chirality หรือความสมมาตรโดยธรรมชาติของการจัดเรียงของอะตอมซิลิคอนบนผิวของวัสดุ

“ 
ตอนนั้นพวกเรากำลังมานะทำความเข้าใจคุณสมบัติของลูกถ้วยทอพอเพียงโลยีแต่ว่าพวกเราไม่อาจจะพิสูจน์ได้ว่าสิ่งที่เราเห็นมาจากผิวที่เป็นเอกลักษณ์เหล่านั้น” Agarwal อธิบาย

แล้วต่อจากนั้นในช่วงเวลาที่ทำทดลองใหม่บน Weyl semimetals ซึ่งมีสถานะควอนตัมที่ไม่ซ้ำกันในวัสดุจำนวนมาก Agarwal แล้วก็ Ji เห็นผลลัพธ์ที่ไม่ตรงกับทฤษฎีใดๆก็ตามซึ่งสามารถชี้แจงว่าสนามไฟฟ้าเคลื่อนยังไงเมื่อเปิดใช้งานด้วยแสง แทนที่จะเป็นกระแสไฟที่ไหลในทิศทางเดียวกระแสก็เคลื่อนไปรอบๆsemimetal ในรูปแบบวงกลมหมุนวน

Agarwal 
และก็ Ji หันไปหา Kane แล้วก็ Mele เพื่อช่วยพัฒนากรอบแนวคิดใหม่ซึ่งสามารถอธิบายสิ่งที่พวกเขาเห็น หลังจากทำทดสอบใหม่อย่างละเอียดลออเพื่อกำจัดคำอธิบายอื่นๆที่เป็นได้ทั้งสิ้นนักฟิสิกส์สามารถ จำกัด คำอธิบายที่เป็นไปได้ให้แคบลงสำหรับแนวคิดเดียวที่เกี่ยวกับโครงสร้างของลำแสง

“ 
เมื่อคุณฉายแสงไปที่สสารมันเป็นเรื่องปกติที่จะคิดถึงลำแสงที่มีรูปร่างเหมือนด้านข้าง” Mele กล่าว สิ่งที่ทำให้การทดสอบกลุ่มนี้ปฏิบัติงานได้ก็คือลำแสงมีขอบเขตและสิ่งที่ทำให้การไหลเวียนในปัจจุบันเกี่ยวข้องกับการกระทำของมันที่ขอบของลำแสง

ด้วยการใช้กรอบแนวความคิดใหม่นี้และก็รวมข้อมูลเชิงลึกของ Rappe กับระดับพลังงานอิเล็กตรอนภายในวัสดุ Ji สามารถการันตีการเคลื่อนที่แบบวงกลมที่เป็นเอกลักษณ์ของกระแสไฟ นักวิทยาศาสตร์ยังพบว่าทิศทางของกระแสสามารถควบคุมได้โดยการปรับโครงสร้างของลำแสงดังเช่นว่าการเปลี่ยนทิศทางของโพลาไรซ์หรือความถี่ของโฟตอน

ที่ผ่านมาเมื่อผู้คนทำวัดด้วย optoelectronic พวกเขาชอบมีความรู้สึกว่าแสงนั้นเป็นคลื่นราบ แต่พวกเราทำลายข้อ จำกัด ดังกล่าวข้างต้นและก็ทำให้เห็นว่าไม่เพียงแค่ แม้กระนั้นแสงโพลาไรเซชันเท่านั้น .

งานนี้ช่วยทำให้นักวิจัยไม่เพียง แม้กระนั้นสังเกตการปรากฏควอนตัมได้ดีขึ้นเท่านั้น แม้กระนั้นยังมีวิธีในการสร้างและควบคุมคุณลักษณะควอนตัมที่ไม่เหมือนใครด้วยการเปลี่ยนต้นแบบลำแสง ความนึกคิดที่ทำการปรับโพลาไรเซชันและความเข้มสนามแม่เหล็กสามารถแปลงกระบวนการย้ายที่ประจุไฟฟ้าอาจเป็นแนวคิดการออกแบบที่ทรงประสิทธิภาพ” Mele กล่าว