研发阶段/n虽然具有荧光性能和磁响应性能的稀土类纳米材料可作为性能优良的显影剂，但是它们的生物毒性限制了其临床使用。羟基磷灰石（HAP）具有良好的生物相容性和生物活性，并且其晶体结构特别适合稀土离子掺杂，可以作为荧光稀土离子如Eu3+和磁响应稀土离子如Gd3+的基质材料。该课题组前期也开展了稀土掺杂HAP荧光纳米粒子的相关研究，证明其具有良好的生物相容性，可用于肿瘤细胞的标记。这些研究都证明稀土掺杂HAP纳米材料是一种性能优异的显影剂，而且多重功能的稀土元素共掺杂HAP可以同时实现多种类型的显影功能

1 成果简介水质有机污染预警仪（ FF-WY-01 型） 是在课题组自主开发的水质有机污染荧光指纹技术的基础上针对突发性水污染的实时预警研制出的第一代成果。预警仪由主机和其控制软件（ FWY solution 1.0）组成，可用于水体监控断面、企业排污口、游泳池以及浴场等污染敏感位置的有机污染在线实时监测及预警。2 应用说明仪器实现了自动取样与过滤，恒温测量，温控精度达到±0.3％，可以消除环境温度变化对测量结果的负面影响。仪器依靠硬件设置和软件设计实现了对光源的实时监控，消除了光源的瞬时抖动及光源衰减对测量的影响，使测量结果更稳定、精确。软件设计人性化，能以实时波形图方式动态显示测量结果；超过污染阈值时，自动报警；所有监测数据自动保存，数据保存格式为 excel 表格，以便于后续处理；当仪器光源老化时，自动提示更换等。仪器操作简便灵活，用户能根据实际情况设定报警阈值或使用推荐的阈值。该仪器完成一次测量仅需 30 秒，不加任何试剂，连续 24 小时使用耗电不足 3 度，维护简便。仪器主机体积小，仅 450×400×160 mm，便于携带和安放，如图 1 所示。目前二代机也已经问世。  图 1 水质有机污染预警仪(FF-WY-01 型) 可用于水体监控断面、企业排污口、游泳池以及浴场等污染敏感位置的有机污染在线实时监测及预警。4 效益分析成本仪器大于 1.5 万元/台，运行费 250 元/年。5 合作方式技术转让。

大连民族大学生命科学学院曹际娟研发团队成功研发了针对新型冠状病毒的新型检测方法——恒温荧光快速检测法，检测灵敏度可稳定达到1fg/μL（100copies/μL）。该方法较现行通用的RT-PCR法具有快速灵敏、操作简便、成本低廉、易于推广的特点，已顺利通过天津、广州的三家实验室验证测试。此外，还同步研发了安全且无传染性的新型冠状病毒体外转录RNA质控样品，已上报全国标准样品技术委员会申请国家标准样品。研发团队将这些科研成果已无偿提供给具有医疗器械资质的企业用于申报试剂盒生产。 曹际娟研发团队利用技术专长，密切分析国际上公布的新型冠状病毒全基因组序列，开展种内保守性比对、种外同源性比对以及差异位点分析，设计并筛选确定了2 条内引物、2 条外引物及2 条环引物为核心技术，增强了恒温荧光扩增技术的特异性和灵敏度保证。克服试剂紧缺、物流不畅等各种困难，联合多家实验室的资源，成功完成了方法的验证测试。

北京航空航天大学生物与医学工程学院生物光学影像实验室长期开展荧光分子影像研究，在二维和三维荧光分子影像方面积累了丰富的技术基础。在自有核心技术的支撑下，充分调研市场需求，自主研发了荧光分子影像仪产品Fluoracle。 荧光分子影像可直接在活体上提供细胞和分子水平上的二维和三维定量和特异性成像，突破了传统的切片观察手段的局限，为动植物疾病机理研究、药物动力学和毒理评估、生物和医用材料在体评估、疾病预测等领域提供了革命性的全新研究手段。 主要性能指标：三维定量和分析生物发光、荧光三维定量（~1mm高空间分辨率）和自动分析三维轮廓拓扑精度500um反射自发荧光扣除光谱分析算法自动扣除自发荧光干扰透射扫描均一成像自定义拓扑透射均一成像去除自发荧光干扰相机传感器sCMOS量子效率500-700nm>85%； 400-900nm>30%成像像素2064x2056可检测最小发光70 photons/s/sr/cm2视野3.9cmx3.9cm ~ 23x23 cm光源氙灯激发荧光滤光片8~16选配荧光滤光片8~16选配成像密室空间40x50x35cm（宽x深x高）成像系统空间120x60x90cm（宽x深x高）

产品详细介绍荧光显微镜Medicus LED AFL Achro用于食品真菌检测，真菌性皮肤病，妇科及病理科产品描述􀁺 双目显微镜，经典天鹅颈固铸金属机架􀁺 同轴粗、细调焦驱动器，可进行连续亮度控制的6 V/20W 内置卤素灯􀁺 130 mm x 130mm 载物台，高度可调型台下聚光镜􀁺 光圈和滤光片夹可对一切经过放大的像场做出精确高水平的科勒照明，光源带有集成可调节视场光阑􀁺 四倍旋转物镜转换器，WF10x/18 宽视野目镜技术参数支架: 四倍旋转物镜转换器对比方法: 亮视野透射光和LED 荧光照明带过滤设置G 与荧光染料Mykoval 结合。筒: 双目, 30°目镜: 广角10x/18物镜: AC 10/0,25, AC 40/0,65 and AC 100/1,25 (Oil)放大倍数: 200 – 400 倍物镜台: 转换平台130x130mm聚光镜： 亮视野聚光镜NA0.9 带孔径光阑和过滤支架照明: 6 伏/20 瓦的卤素灯，连续调节标准配置Medicus LED AFL Myko 008.0364.0显微镜主机018.0575.0双目镜筒（30°TF1x） 019.0558.0目镜WF 10 x / 18 2 个018.96226物镜Achro 20 / 0,40 019.9053.000物镜Achro 40 / 0,65 spring loaded 019.9054.000聚光镜NA 0,9 018.0028.0紧凑型荧光照明，LED光源(395 nm), TF 1x偏光400 nm, 抑制滤波器LP 580 nm 电源适配器018.0837.0632.0024.0荧光染料Mykoval 10 ml 902.0067.0附件包V I 018.9313.0使用说明书901.1041.0防尘罩902.96066* 其他应用可选德国HUND 其他型号荧光显微镜

传统的量子振荡理论，包括考虑了塞曼劈裂的SdH振荡，都无法解释最新发现的对数周期现象。这预示着该工作为量子振荡家族增加了一个新的成员。此外，相对于已知的量子极限以外的量子态，例如分数量子霍尔态、魏格纳晶体以及密度波相变等，该研究同时揭示了一种量子极限之外的新型量子态。 进一步分析表明，这一新奇发现中磁电阻振荡的对数周期性实质上是离散标度不变性的明显特征。标度不变性指体系在任何尺度下都是自相似的，体系不存在特定的特征尺度。离散标度不变性是连续标度不变性破缺的结果，其显著特征是体系的特征尺度满足等比数列。对数周期振荡是离散标度不变性的典型特征，这一特征在动物学、金融危机、地震、湍流等多种研究领域中都有所体现。在经典物理体系里，离散标度不变性存在于非线性方程导致的分形结构中。譬如著名数学物理学家庞加莱提出的庞加莱圆盘模型就是一种满足自相似性的分形结构，参见荷兰著名画家埃舍尔的画作Circle Limit III （图2A）。对于量子体系，目前已知的只有Efimov三体束缚态表现出离散标度不变的行为。近年来，Efimov三体束缚态在冷原子实验中得到了观测，进而激发了相关领域极大的研究热情。

本项目研发的新型量子吸蓝光材料，用于防蓝光眼镜，防蓝光护眼贴膜等产品。可用于防护液晶（LCD）和有机电致发光（OLED）手机，电脑显示器等电子产品显示器屏幕发出的高能蓝光，实现健康护眼的目的。该种新型量子吸蓝光材料具有超强的光波过滤功能，比市面现有主流吸蓝光材料效果高10－100倍，处于世界领先水平。在技术层面优于市场上现有产品。依托于先进的新型量子技术制备防蓝光护眼镜片和护眼贴膜，可高效吸收蓝光，从根本上解决电子产品蓝光伤害这一社会痛点问题。本项目量子防蓝光眼镜和贴膜产品的生产有两条技术路线，主要步骤如下：1、无机吸蓝光材料分散在聚合物基材（如聚碳酸酯,聚丙烯酸酯）中直接成型；2、无机吸蓝光材料分散在紫外光固化胶水中，采用涂布技术制作镜片或者可贴合膜片。

量子材料与量子相变是本世纪凝聚态物理与材料领域的研究热点。量子相变与传统的热力学相变不同，是在绝对零度下调节非热力学参量而发生的相变，相变点附近量子涨落而非热涨落起了重要作用。作为量子相变的经典范例，二维超导-绝缘体相变以及超导-金属相变研究获得了2015年美国凝聚态物理最高奖巴克利奖。在量子相变过程中，除超导基态和绝缘基态外，量子金属态是否存在于二维超导体系一直是理论与实验上争论的焦点（Rev. Mod. Phys.91, 11002 (2019)）。根据安德森标度理论，由于量子干涉效应以及相位相干长度在零温下发散的特性，载流子在趋于绝对零度时会表现出局域化效应，因此理论上不存在二维量子金属基态。尽管实验上在各种二维电子体系发现了量子金属态的可能迹象，但受低临界温度的制约以及外界高频噪声的影响（Science Advances 5, 3826 (2019)），二维量子金属态的存在与否仍存在着巨大争议，是近三十年来国际学术界一直悬而未决的重要物理问题。 最近，北京大学物理学院量子材料中心王健教授、博雅博士后刘易与合作者在高温超导纳米多孔薄膜中首次完全证实了量子金属态的存在。通过调节反应离子刻蚀的时间，研究团队在高温超导钇钡铜氧（YBCO）多孔薄膜中实现了超导-量子金属-绝缘体相变。量子金属态存在的直接证据是体系的电阻随着温度降低表现出饱和特性，在高温超导体YBCO薄膜中，该电阻饱和温度高达5K，这一温度相比于传统超导体系提高了1-2个数量级，大大提升了量子金属态的稳定性和实验结果的可信度。通过高频滤波器极低温对照实验表明，是否添加滤波器对体系的电阻在低温下的饱和规律没有明显的作用，有效地排除了外界高频噪声对实验的影响，为量子金属态的存在提供了可靠的实验证据。实验还揭示了量子金属态的霍尔电阻为零欧姆，意味着量子金属态具有与超导体类似的粒子空穴对称性（particle-hole symmetry）。 此外，实验表明量子金属态在低温下满足欧姆定律且具有巨磁阻效应，这些发现也与理论上对量子金属态的预期吻合。 研究团队通过系统的极低温电输运测试发现，超导，金属与绝缘这三个量子基态都有与库珀电子对相关的h/2e周期的超导量子磁通振荡，这表明量子金属态与传统金属不同，是玻色金属态，揭示了库珀对玻色子对量子金属态的形成起到了主导作用。（注：传统金属中导电是电子，也即费米子）实验发现，对于超导态的样品，量子振荡振幅随温度的降低迅速增加而发散; 对于绝缘态的样品，振幅随温度的降低先迅速增加然后在低温下衰减; 而对于量子金属态的样品，振幅随温度的降低先迅速增加然后在低温下饱和。进一步分析揭示出振荡振幅饱和对应于相位相干长度饱和，是量子金属形成的一种可能机制。有意思的是通过调控正常态电阻仅两个数量级，量子振荡振幅从超导态样品到最绝缘的样品变化了九个数量级，这意味着多孔高温超导体系具备很好的相位相干调控性。 该工作于2019年11月14日在线发表于学术期刊《Science》上。（DOI: 10.1126/science.aax5798；https://science.sciencemag.org/content/early/2019/11/13/science.aax5798）。北京大学王健教授、布朗大学James M. Valles Jr 教授、电子科技大学熊杰教授是本文的共同通讯作者，电子科技大学博士生杨超和北京大学博士后刘易为文章共同第一作者，北京大学为第一通讯作者单位。这一工作的主要合作者还包括布朗大学Jimmy Xu教授，北京大学林熙研究员，北京师范大学刘海文研究员，清华大学姚宏教授，电子科技大学李言荣院士等。该工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、中央高校基本科研业务费、量子物质科学协同创新中心、中科院卓越创新中心、低维物理国家重点实验室开放基金、北京市自然科学基金、北京市交叉科学与技术基金、博士后科学基金等支持。 二维高温超导体系中量子玻色金属态的证实是王健研究组与合作者继量子格里菲斯奇异性发现以来（Science 350, 509 (2015)); Nature Communications 10, 3633 (2019)），在二维超导量子相变领域的又一重要突破。该工作为国际上争论了三十多年的量子金属态的存在提供了有力的证据，并为研究量子金属态提供了新思路。该工作也得到了美国科学院院士斯坦福大学Steven A. Kivelson教授的高度评价，评论文章发表在Journal Club for Condensed Matter Physics（凝聚态物理期刊俱乐部）上。Kivelson教授指出：“这一工作对量子材料的理解具有基础性的重要意义”。图一， 钇钡铜氧（YBCO）纳米多孔薄膜中的超导-量子金属-绝缘体量子相变。(A)用多孔氧化铝（AAO）模板蚀刻法制备YBCO纳米多孔薄膜的工艺示意图。(B) YBCO纳米多孔薄膜扫描电镜（SEM）图像。(C) YBCO纳米多孔薄膜的几何结构示意图。(D)不同刻蚀时间下YBCO纳米多孔薄膜的电阻对温度的依赖关系。超导态(SC)、反常金属态(AM1)、过渡态(TS)和绝缘态(INS)四种典型薄膜的电阻温度曲线用黑色表示。图二,量子金属态证据。(A)量子金属态薄膜和超导薄膜的输运曲线。其中低温下电阻的饱和行为为量子金属态的特征。(B) 量子金属态薄膜极低温输运曲线。是否采用高频滤波器并不改变量子金属态饱和电阻的特征。插图: 量子金属态薄膜的I-V曲线，符合欧姆定律，亦为量子金属态的证据。(C)典型量子金属态薄膜的霍尔电阻和纵向电阻随温度的变化图。霍尔电阻(Rxy)在低温下趋于零，而纵向电阻不为零，表现出量子金属态的特征。插图: 量子金属态薄膜不同温度下的霍尔电阻(Rxy)。(D) 量子金属态薄膜的巨磁阻效应，与理论上对量子金属态的预期相符。图三，库柏对在量子相变过程中的相干性衍变 (A)超导态、(B) 量子金属态、(C)绝缘态的磁导振荡图。 (D) 不同温度下，所有YBCO薄膜的磁导振荡的振幅。对于量子金属态薄膜，磁导振荡的振幅随温度的降低在5 K左右而饱和。而超导态薄膜磁导振荡的振幅在低温下发散，绝缘态薄膜磁导振荡的振幅随着温度降低先增加后减小。(E) 通过相位相干的近似模型，计算得到量子金属态的相位相干长度在低温下饱和。揭示了量子金属形成的一种可能机制。

实验装置简图，原子能级以及与原子相互作用的光脉冲序列复旦大学物理学系精密测量物理与量子光学团队开展国际合作研究，在突破标准量子极限的精密测量研究中取得系列重要进展。团队利用预测和回溯测量的方法，实现了迄今含原子数最多的原子自旋压缩以及突