Қытай Ғылым және Технология Университетінің (USTC) профессоры Сюэ Тиан және профессор МА Юцян басқаратын зерттеу тобы бірнеше зерттеу топтарымен бірлесіп, жоғары түрлендіру контактілі линзалар (UCL) арқылы адамның жақын инфрақызыл (NIR) кеңістік-уақыттық түсті көру мүмкіндігін сәтті іске қосты. Зерттеу 2025 жылы 22 мамырда (EST) Cell сайтында онлайн жарияланды және оны жаңалықтар релизінде көрсетті.Ұяшықты басыңыз.
Табиғатта электромагниттік толқындар толқын ұзындығының кең ауқымын қамтиды, бірақ адам көзі көрінетін жарық деп аталатын тар бөлікті ғана қабылдай алады, бұл спектрдің қызыл ұшынан тыс NIR сәулесін бізге көрінбейтін етеді.
1-сурет. Электромагниттік толқындар және көрінетін жарық спектрі (Проф. XUE командасының суреті)
2019 жылы профессор Сюэ Тиан, М.А. Юцян және ХАН Ганг басқарған топ сүтқоректілерде алғаш рет жалаңаш көзбен NIR кескінін көру мүмкіндігін беретін жануарлардың тор қабығына түрлендіру наноматериалдарын енгізу арқылы жетістікке жетті. Дегенмен, адамдарда интравитреальді инъекцияны қолдану мүмкіндігі шектеулі болғандықтан, бұл технологияның негізгі міндеті адамның NIR сәулесін инвазивті емес құралдар арқылы қабылдауын қамтамасыз ету болып табылады.
Полимерлі композиттерден жасалған жұмсақ мөлдір контактілі линзалар тозуға болатын шешімді қамтамасыз етеді, бірақ UCL әзірлеуде екі негізгі қиындық туындайды: жоғары конверсиялық нанобөлшектерді (UCNPs) қоспалауды қажет ететін тиімді конверсия мүмкіндігіне қол жеткізу және жоғары мөлдірлікті сақтау. Дегенмен, нанобөлшектерді полимерлерге қосу олардың оптикалық қасиеттерін өзгертеді, бұл жоғары концентрация мен оптикалық айқындықты теңестіруді қиындатады.
UCNP бетінің модификациясы және сыну көрсеткіші бойынша сәйкес келетін полимерлік материалдарды скрининг арқылы зерттеушілер көрінетін спектрде 90% ашықтықты сақтай отырып, 7-9% UCNP интеграциясына қол жеткізе отырып, UCL әзірледі. Сонымен қатар, UCL қанағаттанарлық оптикалық өнімділікті, гидрофильдік пен биоүйлесімділікті көрсетті, эксперимент нәтижелері тышқан үлгілері де, адам киетіндер де NIR жарығын анықтап қана қоймай, оның уақытша жиіліктерін де ажырата алатынын көрсетті.
Бір қызығы, зерттеу тобы қарапайым UCL-лер пайдаланушыларға тек NIR кескіндерін дөрекі қабылдауды қамтамасыз ететін шектеуді еңсеру үшін UCL және оңтайландырылған оптикалық кескіндермен біріктірілген киілетін көзілдірік жүйесін жасады. Бұл прогресс пайдаланушыларға көрінетін жарық көруімен салыстырылатын кеңістіктік ажыратымдылығы бар NIR кескіндерін қабылдауға мүмкіндік береді, бұл күрделі NIR үлгілерін дәлірек тануға мүмкіндік береді.
Табиғи ортада көп спектрлі NIR сәулесінің кең таралуымен күресу үшін зерттеушілер үш түрлі NIR толқын ұзындығын ажыратуға және кеңірек NIR түс спектрін қабылдауға мүмкіндік беретін трихроматикалық конверсиялық контактілі линзаларды (tUCLs) жасау үшін дәстүрлі UCNP-терді трихроматикалық UCNP-мен ауыстырды. Түсті, уақыттық және кеңістіктік ақпаратты біріктіру арқылы tUCLs спектрлік таңдауды және кедергіге қарсы мүмкіндіктерді ұсына отырып, көп өлшемді NIR кодталған деректерді дәл тануға мүмкіндік берді.
2-сурет. tUCL-мен біріктірілген киілетін көзілдірік жүйесі арқылы қарастырылғандай, көрінетін және NIR жарықтандыру кезінде әртүрлі үлгілердің түс көрінісі (әртүрлі шағылысу спектрлері бар имитацияланған шағылысатын айналар). (Проф. XUE командасының суреті)
3-сурет. UCLs адамның NIR сәулесін уақытша, кеңістіктік және хроматикалық өлшемдерде қабылдауына мүмкіндік береді. (Проф. XUE командасының суреті)
UCL арқылы адамдарда NIR көруіне арналған киюге болатын шешімді көрсеткен бұл зерттеу NIR түсті көру тұжырымдамасын дәлелдеді және қауіпсіздікте, контрафактілікпен күресте және түсті көру кемшіліктерін емдеуде перспективалы қолданбаларды ашты.
Қағаз сілтемесі:https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.04.019
(Сюй Ехун жазған, Шэнь Синьи, ЧжаО Чжэцян өңдеген)
Жіберу уақыты: 07 маусым 2025 ж