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复制凤蝶的“眼睛”，以99%灵敏度区分癌细胞和正常细胞

海龟凭藉对地球磁场的敏感度，不会在茫茫大海迷路;大象可以听到 14~16Hz 的声音，一些鲸鱼甚至可以听到低至 7 赫兹的声音，人类总能从动物身上学到很多事物，好比现在凤蝶为灵感，成功用紫外线检测癌细胞。

蝴蝶能够感知紫外线光谱中的多个区域，为了复制蝴蝶的“眼睛｣，美国伊利诺大学香槟校区研究人员开发新型影像感测器，电机与电脑工程教授 Viktor Gruev 表示，团队采用分层光电二极体和钙钛矿纳米晶体，能够检测多个紫外线光谱，并以 99% 的灵敏度区分癌细胞和正常细胞。

紫外线波长比可见光短，但比 X 射线长，根据不同的波长范围，紫外线分为三个不同的区域：UVA、UVB 和 UVC，由于我们看不到紫外线，因此捕获紫外线资讯具有挑战性，尤其是辨别每个区域的微小差异。

然而蝴蝶的复眼，让蝴蝶有六种、甚至更多的感光器，具有不同的光谱敏感性。特别是柑橘凤蝶不仅具有蓝色、绿色和红色感光受体，还具有紫色、紫外线和宽频的感光受体，其萤光色素也可以将紫外线转换成可见光，轻松感知到可见光。

为了复制柑橘凤蝶紫外线感测机制 ，团队结合薄层钙钛矿纳米晶体（PNC）和分层硅光电二极体阵列。其中 PNC 是一种半导体纳米晶体，具有与量子点类似的独特特性，藉由改变颗粒的尺寸、成分，改变材料的吸收和发射特性，如今 PNC 已成为太阳能电池和 LED 等不同感测应用的材料，且　PNC 非常擅长检测传统硅探测器无法侦测的紫外线，甚至比紫外线更低的波长。

在新型影像感测器中，PNC 层能够吸收紫外光子，并重新发射绿色可见光，再由分层硅光电二极体检测出。

癌组织中有各种生物医学标记，且其浓度高于胺基酸、蛋白质和酵素等正常细胞，当受到紫外线激发时，这些生物标记就会发光，并在紫外线和部分可见光谱中发出萤光。

生物工程教授 Shuming Nie 表示，过去紫外线影像受到限制，这也会进一步阻碍我们侦测癌细胞，但如今团队开发的新技术，能高灵敏度地对紫外光影像分析，并且还可以区分微小波长差异。

由于癌细胞和正常细胞具有不同浓度的标记，具有不同的光谱特征，可以根据紫外光谱中的萤光来区分这两类细胞。研究小组评估他们的影像设备区分癌症相关标记物的能力，发现设备能够以 99% 的灵敏度区分癌细胞和正常细胞。

Nie 表示，这种新的影像技术使我们能够区分癌细胞和正常细胞，也可以发掘出医疗外的新应用。