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“超超声波”精度提高上百倍 可“倾听”细胞的声音
2022-05-12

新的“超超声波”技术使用的全新传感器类似如图中所示的电子扫描显微镜下看到的微盘。(University of Queensland)

数十年来潜水艇导航、医用非侵入式侦听检查等各种领域都在使用超声波。然而新的“超超声波”(Ultra Ultrasound)技术敏感度提升了上百倍,能感知空气中分子的移动和生物体内细胞的振动,可用于侦测细胞层面的健康状况。

超声波检查包括声波的发射和接收分析两部分。澳大利亚昆士兰大学(UQ)的研究者们发明了一种全新的超声波传感器,是一个148微米宽、1.8微米厚的硅胶盘,背后是激光感应装置。超声波抵达硅胶盘的各处使其表面形成细微的变形,背后的激光感应器能读出这些变化,形成精确的图像。

研究者之一Warwick Bowen告诉New Atlas网,这种激光测量微观纳米级别机械运动的能力,可精确到阿米(attometer,10-18米,相当于千分之一原子核的宽度),原先旨在用于新的量子技术上,但是他们将其用在了超声波感应上。

Bowen表示,这种新的感应器敏感度比现有技术提升了上百倍,可测量到重力对一个病毒分子作用力如此细微的级别,能听到空气中分子的四处移动。从更实用的角度,这种技术很快可用于倾听单个细胞和细菌的情况。

“在短期内,这种感应器很快可用于研究细胞的健康状况。”Bowen说,“细胞工作时会振动,倾听这些振动可感知细胞的生死、健康状况,是正常还是癌症细胞,以及内部的运作情形。我们的感应器提供了直接从细胞层面听到这些振动的方法。”

这项技术最终可用于改善空中和水下的导航,并提供高精度医学影像,或追踪体内单个细胞的情况。

这份研究近期发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。

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