ທີມວິໄຈນໍາໂດຍສາດສະດາຈານ XUE Tian ແລະສາດສະດາຈານ MA Yuqian ຈາກມະຫາວິທະຍາໄລວິທະຍາສາດ ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີຂອງ ສປ ຈີນ (USTC), ຮ່ວມມືກັບຫຼາຍກຸ່ມການຄົ້ນຄວ້າ, ໄດ້ປະສົບຜົນສໍາເລັດໃນການເຮັດໃຫ້ມະນຸດສາມາດເບິ່ງເຫັນສີທີ່ໃກ້ກັບອິນຟາເຣດ (NIR) spatiotemporal ໂດຍຜ່ານ contact lenses upconversion (UCLs). ການສຶກສາໄດ້ຖືກຈັດພີມມາອອນໄລນ໌ໃນ Cell ໃນເດືອນພຶດສະພາ 22, 2025 (EST), ແລະໄດ້ສະແດງຢູ່ໃນການປ່ອຍຂ່າວໂດຍກົດເຊລ.
ໃນທໍາມະຊາດ, ຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າມີຄວາມຍາວກວ້າງຂອງຄື້ນ, ແຕ່ຕາຂອງມະນຸດສາມາດຮັບຮູ້ພຽງແຕ່ສ່ວນແຄບທີ່ເອີ້ນວ່າແສງສະຫວ່າງທີ່ເຫັນໄດ້, ເຮັດໃຫ້ແສງສະຫວ່າງ NIR ເກີນກວ່າປາຍສີແດງຂອງ spectrum ທີ່ພວກເຮົາເບິ່ງບໍ່ເຫັນ.
ຮູບ1. ຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າແລະສະເປກຂອງແສງສະຫວ່າງສັງເກດເຫັນ (ຮູບພາບຈາກທີມງານຂອງ Prof. XUE)
ໃນປີ 2019, ທີມງານທີ່ນຳພາໂດຍສາດສະດາຈານ XUE Tian, MA Yuqian, ແລະ HAN Gang ໄດ້ບັນລຸຄວາມກ້າວໜ້າໂດຍການສີດວັດສະດຸນາໂນທີ່ປ່ຽນເປັນສີໃສ່ຈໍພາບຂອງສັດ, ເຮັດໃຫ້ສາມາດເບິ່ງເຫັນພາບ NIR ດ້ວຍຕາເປົ່າເປັນຄັ້ງທຳອິດໃນສັດລ້ຽງລູກດ້ວຍນົມ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເນື່ອງຈາກການຈໍາກັດການສັກຢາ intravitreal ໃນມະນຸດ, ສິ່ງທ້າທາຍທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບເຕັກໂນໂລຊີນີ້ແມ່ນເພື່ອເຮັດໃຫ້ການຮັບຮູ້ຂອງມະນຸດກ່ຽວກັບແສງສະຫວ່າງ NIR ໂດຍຜ່ານວິທີການທີ່ບໍ່ແມ່ນ invasive.
ແວ່ນຕາໂປ່ງໃສອ່ອນທີ່ເຮັດຈາກອົງປະກອບໂພລີເມີໃຫ້ການແກ້ໄຂທີ່ສາມາດໃສ່ໄດ້, ແຕ່ການພັດທະນາ UCLs ປະເຊີນກັບສິ່ງທ້າທາຍຕົ້ນຕໍສອງຢ່າງ: ການບັນລຸຄວາມສາມາດຂອງ upconversion ທີ່ມີປະສິດຕິພາບ, ເຊິ່ງຕ້ອງການຢາ doping nanoparticles ສູງ (UCNPs), ແລະຮັກສາຄວາມໂປ່ງໃສສູງ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການລວມເອົາອະນຸພາກ nanoparticles ເຂົ້າໄປໃນໂພລີເມີຊປ່ຽນແປງຄຸນສົມບັດ optical ຂອງເຂົາເຈົ້າ, ເຮັດໃຫ້ມັນຍາກທີ່ຈະດຸ່ນດ່ຽງຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນສູງດ້ວຍຄວາມຊັດເຈນ optical.
ໂດຍຜ່ານການດັດແປງພື້ນຜິວຂອງ UCNPs ແລະການຄັດເລືອກວັດສະດຸໂພລີເມີລິກ refractive-index-matched, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ພັດທະນາ UCLs ບັນລຸການເຊື່ອມໂຍງ UCNP 7-9% ໃນຂະນະທີ່ຮັກສາຄວາມໂປ່ງໃສຫຼາຍກວ່າ 90% ໃນສະເປກຕາ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, UCLs ສະແດງໃຫ້ເຫັນປະສິດທິພາບ optical ທີ່ຫນ້າພໍໃຈ, hydrophilicity, ແລະ biocompatibility, ດ້ວຍຜົນໄດ້ຮັບການທົດລອງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າທັງສອງ murine murine ແລະ wearers ຂອງມະນຸດບໍ່ພຽງແຕ່ສາມາດກວດພົບແສງ NIR ແຕ່ຍັງແຕກຕ່າງກັນຄວາມຖີ່ຊົ່ວຄາວຂອງມັນ.
ສິ່ງທີ່ປະທັບໃຈກວ່ານັ້ນ, ທີມງານຄົ້ນຄ້ວາໄດ້ອອກແບບລະບົບແວ່ນຕາທີ່ໃສ່ໄດ້ປະສົມປະສານກັບ UCLs ແລະການເພີ່ມປະສິດທິພາບການຖ່າຍຮູບ optical ເພື່ອເອົາຊະນະຂໍ້ຈໍາກັດທີ່ UCLs ທໍາມະດາພຽງແຕ່ໃຫ້ຜູ້ຊົມໃຊ້ມີຄວາມເຂົ້າໃຈຫຍາບຄາຍຂອງຮູບພາບ NIR. ຄວາມກ້າວຫນ້ານີ້ເຮັດໃຫ້ຜູ້ໃຊ້ສາມາດຮັບຮູ້ຮູບພາບ NIR ທີ່ມີຄວາມລະອຽດທາງກວ້າງຂອງພື້ນທີ່ທຽບເທົ່າກັບການເບິ່ງເຫັນແສງສະຫວ່າງ, ຊ່ວຍໃຫ້ມີການຮັບຮູ້ທີ່ຖືກຕ້ອງຫຼາຍຂອງຮູບແບບ NIR ທີ່ສັບສົນ.
ເພື່ອຮັບມືກັບການປະກົດຕົວຂອງແສງ NIR ທີ່ແຜ່ຫຼາຍຢູ່ໃນສະພາບແວດລ້ອມທໍາມະຊາດ, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ປ່ຽນແທນ UCNPs ແບບດັ້ງເດີມດ້ວຍ trichromatic UCNPs ເພື່ອສ້າງ contact lenses trichromatic upconversion (tUCLs), ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຜູ້ໃຊ້ສາມາດຈໍາແນກສາມຄວາມຍາວຂອງ NIR ທີ່ແຕກຕ່າງກັນແລະຮັບຮູ້ສີ NIR ທີ່ກວ້າງກວ່າ. ໂດຍການລວມຂໍ້ມູນສີ, ຊົ່ວຄາວ, ແລະທາງກວ້າງຂອງພື້ນ, tUCLs ອະນຸຍາດໃຫ້ຮັບຮູ້ຢ່າງແນ່ນອນຂອງຂໍ້ມູນ NIR-ເຂົ້າລະຫັດຫຼາຍມິຕິລະດັບ, ສະເຫນີການປັບປຸງການຄັດເລືອກ spectral ແລະຄວາມສາມາດຕ້ານການແຊກແຊງ.
ຮູບ2. ຮູບລັກສະນະຂອງສີຂອງຮູບແບບຕ່າງໆ (ຈໍາລອງກະຈົກສະທ້ອນແສງທີ່ມີ spectra ການສະທ້ອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ) ພາຍໃຕ້ການເບິ່ງເຫັນແລະ NIR illumination, ດັ່ງທີ່ເບິ່ງຜ່ານລະບົບແວ່ນຕາທີ່ໃສ່ໄດ້ປະສົມປະສານກັບ tUCLs. (ພາບຈາກທີມງານຂອງ Prof. XUE)
ຮູບ3. UCLs ເຮັດໃຫ້ການຮັບຮູ້ຂອງມະນຸດກ່ຽວກັບແສງສະຫວ່າງ NIR ໃນຂະຫນາດທາງໂລກ, ທາງກວ້າງຂອງພື້ນທີ່, ແລະ chromatic. (ພາບຈາກທີມງານຂອງ Prof. XUE)
ການສຶກສານີ້, ເຊິ່ງໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນການແກ້ໄຂການນຸ່ງເສື້ອສໍາລັບວິໄສທັດ NIR ໃນມະນຸດໂດຍຜ່ານ UCLs, ສະຫນອງຫຼັກຖານສະແດງແນວຄວາມຄິດສໍາລັບການວິໄສທັດສີ NIR ແລະເປີດການນໍາໃຊ້ທີ່ໂດດເດັ່ນໃນຄວາມປອດໄພ, ການຕ້ານການປອມແປງ, ແລະການປິ່ນປົວການຂາດການວິໄສທັດສີ.
ການເຊື່ອມຕໍ່ເຈ້ຍ:https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.04.019
(ຂຽນໂດຍ XU Yehong, SHEN Xinyi, ດັດແກ້ໂດຍ ZHAO Zheqian)
ເວລາປະກາດ: 07-07-2025