应用于核医学成像Tof-PET系统的新型快衰减闪烁体Pr:LuAG中的结构缺陷研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11005139
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    22.0万
  • 负责人：
    石云
  • 依托单位：
    中国科学院上海硅酸盐研究所
  • 学科分类：
    A30.核技术及其应用
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

Pr:LuAG(Lu3Al5O12)具有密度高（6.7g/cm3），衰减时间快(~20ns)，能量分辨率高(5%@662KeV)等优势，是当前新型闪烁材料研究的热点，被认为是Ce:LSO（Lu2SiO5）的有力竞争者，有望在新一代核医学成像Tof-PET仪器上得到应用。然而，由其内部结构缺陷引起的光产额损失，衰减慢分量等问题，成为该材料的实用化的瓶颈，也是当前闪烁材料中的普遍问题。本项目计划以Pr:LuAG中的结构缺陷反位置缺陷和晶界为研究对象。采用制备工艺条件调控组分、化学计量比和晶界结构，结合先进的同步辐射EXAFS，热释光谱，晶界三维成像等微结构分析方法，进行反位置缺陷、晶界等的产生、存在、演化规律的研究，查明结构缺陷对光传输，尤其是对光产额和闪烁衰减慢分量的影响机制，查明反位置缺陷与晶界的谱学特征，建立他们与制备工艺的联系，最终获得高性能可实用的闪烁陶瓷。

结项摘要

新一代核医学成像Tof-PET用备选材料要求具有密度高，衰减时间快，能量分辨率高等性能优势，Pr:LuAG闪烁陶瓷具有制备温度低，热学和力学性能优异等优势，是理想体系之一。本项目研究了Pr:LuAG的关键制备技术、器件成像和闪烁发光机理等，取得了一系列重要进展。重点研究了Pr:LuAG的内部缺陷：反位置缺陷和晶界。研究发现陶瓷由于制备温度较低，较好的避免了单晶中的反位置缺陷问题，内部原子级缺陷（Si4+, Mg2+, 氧空位等）是引起光产额损失和衰减慢分量的重要原因。采用制备工艺条件调控组分、化学计量比，结合热释光谱，激光共聚焦显微技术晶界研究等微结构分析方法，对原子缺陷的产生、存在、演化规律的进行研究，根据研究结果调控组分和制备工艺，获得了高光输出快衰减的Pr:LuAG陶瓷，设计制备了新型Ce, Mg:LuAG闪烁陶瓷，获得了高达~21900 ph/MeV的闪烁光产额，这是目前国际上文献报道的LuAG闪烁陶瓷光产额的最高值，也是国内首次实现陶瓷的光产额高于相应的单晶。进一步采用陶瓷闪烁体制备的成像阵列（1.9*1.9*1.0mm3）组装探测器模块，实现二维散点图成像，所成散点图清晰可辨。经过平台测试，相同耦合条件下成像质量优于商用BGO (Bi4Ge3O12) 单晶，为闪烁陶瓷在PET级别核医学成像的应用提供了实验依据。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Fabrication, microstructure and properties of highly transparent Ce3+: Lu3Al5O12 scintillator Ceramics
高透明Ce3:Lu3Al5O12闪烁体陶瓷的制备、显微结构及性能
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Optical Materials
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Shuping Liu;Xiqi Feng;Yun Shi;Lexiang Wu;Jialiang Luo;Wei Wang;Yubai Pan
  • 通讯作者：
    Yubai Pan
高光输出快衰减LuAG:Pr闪烁陶瓷的制备和成像
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    无机材料学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    曾燕萍;石云;章志明;魏龙;潘裕柏;冯锡淇;胡辰;刘书萍;寇华敏
  • 通讯作者：
    寇华敏
Translucent cerium fluoride ceramics fabricated by hot-pressing for scintillation application
热压制备半透明氟化铈陶瓷用于闪烁应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    International Journal of Applied Ceramic Technology
  • 影响因子：
    2.1
  • 作者：
    Wei Li;Huamin Kou;Jun Liu;Min Chen;Yun Shi;Xiqi Feng;Yubai Pan;Jingkun Guo
  • 通讯作者：
    Jingkun Guo
The Harmful Effects of Sintering Aids in Pr:LuAG Optical Ceramic Scintillator
Pr:LuAG光学陶瓷闪烁体中烧结助剂的有害影响
  • DOI：
    10.1111/j.1551-2916.2012.05275.x
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Journal of the American Ceramic Society
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Moretti; Federico;Shi; Yun;Feng; Xiqi;Pan; Yubai;Li; Jiang;Zeng; Yanping;Nikl; Martin;Krasnikov; Aleksei;Vedda; Anna
  • 通讯作者：
    Anna
Effect of Mg2+ co-doping on the scintillation performance of LuAG:Ce ceramics
Mg2共掺杂对LuAG:Ce陶瓷闪烁性能的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Phys. Stat. Sol. RRL
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    S.P. Liu;X.Q.Feng;Z. W. Zhou;Martin Nikl;Y. Shi;Y. B. Pan
  • 通讯作者：
    Y. B. Pan

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  • 通讯作者：
    贺达汉

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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