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微納機器人指的是尺度介于微納米級別，可以對微納空間進行精細操作的機器人。由于其具有靈活運動、精確靶向、藥物運輸?shù)饶芰Γ诩膊≡\斷治療、靶向遞送、無創(chuàng)手術(shù)等生物醫(yī)學領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。然而現(xiàn)階段針對微納機器人的有關(guān)研究大多聚焦在體外，在體內(nèi)治療應用的更多預期功能仍然具有極大的挑戰(zhàn)性。 浙江大學醫(yī)學院附屬第二醫(yī)院/轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究院周民研究員團隊研制出一款微納機器人，通過以微藻作為活體支架，“穿上”磁性涂層外衣，靶向輸送至腫瘤組織，成功改善腫瘤乏氧微環(huán)境并有效實現(xiàn)磁共振/熒光/光聲三模態(tài)醫(yī)學影像導航下的腫瘤診斷與治療。 這項研究被刊登在材料領(lǐng)域著名期刊《先進功能材料》（Advanced Functional Materials），并被遴選為當期封面。論文的第一作者是浙江大學轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究院交叉學科直博生鐘丹妮，論文通訊作者為周民研究員。 光合作用解決供氧不足 在腫瘤治療中，為何需要微納機器人靶向提供氧氣呢？ 這是因為腫瘤細胞在快速增殖中消耗了大量的氧氣，導致腫瘤組織內(nèi)部存在缺氧微環(huán)境，這成為眾多腫瘤治療方法出現(xiàn)耐受現(xiàn)象的重要原因之一。一般臨床腫瘤治療采用的放療和光動力治療中，患者通過高壓氧倉吸氧來解決腫瘤內(nèi)部氧氣不足的問題。但這種方法往往收效甚微，并不能達到靶向供氧到腫瘤部位，難以提高腫瘤治療效果。 螺旋藻，一種生活中常見的微藻，作為水生植物能夠通過光合作用產(chǎn)生氧氣。那么如何將該微藻送進腫瘤？課題組提出將超順磁性的四氧化三鐵納米顆粒通過浸涂工藝，均勻涂層至微藻表面。磁性工程化的微藻能夠在外部磁場控制下，能夠定向運動至腫瘤。 磁性工程化螺旋藻，在磁鐵控制下能定向移動 “研究的創(chuàng)新性在于無機和有機的微納體，選擇性把藥物輸送到腫瘤缺氧部位。”周民介紹，他們所研制的微納機器人是一種光合生物雜交體系統(tǒng)，這個系統(tǒng)既保持了微藻高效的產(chǎn)氧活性，還兼有四氧化三鐵納米顆粒的定向磁驅(qū)能力。 微納機器人通過光合作用提高腫瘤氧氣濃度 在具體治療中，通過體外交變磁場將微納機器人靶向運送并積累至腫瘤，通過體外光照，由光合作用原位產(chǎn)生氧氣來減輕腫瘤內(nèi)部乏氧程度，從而提高放射療法的效率。“在小鼠的原位乳腺癌模型中，經(jīng)增強的聯(lián)合治療展現(xiàn)了明顯的腫瘤生長抑制作用。” 增強放療/光動力協(xié)同治療抑制腫瘤生長并可降解 葉綠素一面照出腫瘤變化的鏡子 光合生物雜交微納泳體系統(tǒng)不僅對于放療具有積極作用，在經(jīng)過射線處理后釋放的葉綠素能作為光敏劑，進而產(chǎn)生具有細胞毒性的活性氧來殺死腫瘤細胞，實現(xiàn)協(xié)同光動力治療。“正常的光動力治療需要氧氣和活性氧才能順利開展，目前的微納機器人能夠很好地解決這兩個需求。” 此外，微藻中含有的大量葉綠素，也具有的天然熒光和光聲成像功能，可以無創(chuàng)性地監(jiān)測腫瘤治療情況和腫瘤微環(huán)境變化。“藥物遇到熒光，就能夠表達出來。葉綠素是一面鏡子能夠找出來它。” 基于葉綠素的治療及成像功能

項目成果/簡介:我校物理與材料科學學院林志博士和復旦大學物理系/應用表面物理國家重點實驗室陳焱課題組，通過Floquet 設計研究光晶格中雙分量超冷原子體系，構(gòu)造出可以看成“兩粒子躍遷過程”的新型兩體相互作用，即在體系的“人工維度”上引入新奇的人工配對躍遷相互作用，用于研究傳統(tǒng)凝聚態(tài)體系中難以實現(xiàn)的新奇量子多體效應。 當前人們主要研究人工維度上的人工規(guī)范勢，對于更一般的相互作用——人工配對躍遷相互作用還沒被研究過。林志博士和陳焱教授課題組發(fā)現(xiàn)該奇異的相互作用導致了體系中會出現(xiàn)兩種新奇的量子物質(zhì)態(tài)，即分子超流態(tài)和非整數(shù)莫特絕緣體態(tài)。這里的非整數(shù)莫特絕緣體態(tài)作為一種新奇的量子莫特絕緣體態(tài)被首次揭示，其特性是：保持每個格點上總粒子數(shù)是整數(shù)，而各自分量的粒子數(shù)是非整數(shù)的莫特絕緣體態(tài)。 該項研究代表了超冷量子氣體研究領(lǐng)域中的實質(zhì)性進展，將會促進進一步的理論研究和實驗研究。

我校物理與材料科學學院林志博士和復旦大學物理系/應用表面物理國家重點實驗室陳焱課題組，通過Floquet 設計研究光晶格中雙分量超冷原子體系，構(gòu)造出可以看成“兩粒子躍遷過程”的新型兩體相互作用，即在體系的“人工維度”上引入新奇的人工配對躍遷相互作用，用于研究傳統(tǒng)凝聚態(tài)體系中難以實現(xiàn)的新奇量子多體效應。 當前人們主要研究人工維度上的人工規(guī)范勢，對于更一般的相互作用——人工配對躍遷相互作用還沒被研究過。林志博士和陳焱教授課題組發(fā)現(xiàn)該奇異的相互作用導致了體系中會出現(xiàn)兩種新奇的量子物質(zhì)態(tài)，即分子超流態(tài)和非整數(shù)莫特絕緣體態(tài)。這里的非整數(shù)莫特絕緣體態(tài)作為一種新奇的量子莫特絕緣體態(tài)被首次揭示，其特性是：保持每個格點上總粒子數(shù)是整數(shù)，而各自分量的粒子數(shù)是非整數(shù)的莫特絕緣體態(tài)。 該項研究代表了超冷量子氣體研究領(lǐng)域中的實質(zhì)性進展，將會促進進一步的理論研究和實驗研究。

報名時間：2023年6月29日18:00前。