5月4日，上海科技大学生命科学与技术学院罗振革课题组在国际学术期刊eLife在线发表的研究成果论文，报导了一种全新的类脑器官血管化技术。其建立的血管化类脑器官模型可用于研究脑发育过程中神经、血管及免疫细胞之间的相互作用，也提供了人脑发育与进化、神经系统疾病机理研究及药物筛选的体外模型，有广泛的应用前景。类脑器官模型是由多能干细胞诱导而来的类脑组织，具有大脑的多种细胞类型及结构功能域，可以部分重现脑组织的结构和功能，甚至疾病发生过程。类脑器官技术是脑科学以及干细胞与再生医学领域前沿技术。血管在大脑发育过程中，在氧气运输、营养物质交换等方面起着重要作用，但是目前诱导的类脑器官中缺乏血管结构，不能完全模拟体内大脑的发育过程及病理特征。因此，类脑器官的血管化是目前该领域亟待解决的重要挑战之一。在哺乳动物的胚胎发育过程中，大脑起源自神经外胚层，而血管组织起源自中胚层，因此在体外同时诱导两个胚层的产生...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院张石磊课题组与日本理化研究所、南京大学、中科院物理所、英国钻石光源和牛津大学的合作者共同揭示了拓扑磁有序在三维方向上的耦合机制。利用该机制，联合团队进一步发明了一种高效制作拓扑磁有序的方法——拓扑拓印，使得已有的拓扑磁“印章”可通过界面耦合效应把其结构“拓印”在靶向材料表面。团队利用同步辐射X光磁性散射技术获得了直接实验证据。该成果发表于学术期刊Nano Letters。涡旋结构是自然界中常见的稳定结构。例如，龙卷风或是气象涡旋是由在三维空间分布的“箭头场”组成的漩涡，这些物态之所以能够保持其构型行进数千公里而不耗散，是因为其结构上的“自我保护”机制，数学上称为拓扑属性。磁性材料中的磁结构也可以拆分成在三维空间分布的、由众多原子磁矩组成的微观“箭头场”。例如常见的磁铁，可将其微观磁结构想象成所有“箭头”都平行一致排列的状态。在特定条件下，磁结构可形成具有拓扑属性的...

免疫治疗是肿瘤治疗领域的革命性突破，它通过增强免疫系统对肿瘤细胞的杀伤而发挥临床效果。肿瘤新抗原是由DNA突变而产生的、具有抗原性的多肽。肿瘤新抗原是决定肿瘤细胞免疫原性及肿瘤免疫治疗临床效果的一个关键因素。然而，新抗原免疫原性预测是目前肿瘤研究的关键难点。近日，上海科技大学生命科学与技术学院刘雪松课题组在国际学术期刊《癌症研究》（Cancer Research）上在线发表研究成果，成功实现对肿瘤新抗原介导的免疫编辑信号进行定量分析，提出一种从演化角度判断新抗原免疫原性的新视角，并开发出预测肿瘤免疫治疗临床效果的新标志物。肿瘤演化过程中，肿瘤细胞受到免疫系统的识别、清除作用一般被称为“免疫编辑”。在没有经过免疫治疗的肿瘤病人中，这种免疫编辑信号是否存在、其信号强弱一直存在广泛争议。课题组开发的一种基于新抗原分布的免疫编辑信号强弱定量方法，首次实现了对个体肿瘤样本免疫编辑信号的可靠定量。这种免疫编辑信号定量也...

鼠标、键盘和触摸屏是我们日常和计算机交互的方式。但在有些场景下，人们追求更加契合的交互方式。实体交互界面（Tangible User Interface，TUI）是人机交互领域一个经久不衰的研究重点。实体交互寻求在物理世界与数字世界之间建立更加直接的联系，它通过实体物品令用户更生动直观地感受并控制数字世界。“召唤你的Amiibo™吧！”，正如任天堂游戏带给玩家最直观的实体交互体验，用户可使用游戏人物手办同与虚拟游戏世界建立联系。不仅是游戏，实体交互还可与众多领域结合，比如应用于流体力学模拟、音频处理和交互式故事生成。实体交互界面设计中的关键问题是如何追踪物理实体的位置和朝向。主流解决方案使用视觉定位技术、射频识别（RFID）定位技术和触摸屏技术等。然而这些方法都需要相机、RFID传感器和大尺寸触摸屏等额外的硬件支持，或价格高昂，或不便安装。促进实体交互的应用和推广需要造价低廉又易于实现的方案。信息学院杨智策团队长期以来在人机交互...

“超材料”是指人工合成的一类能展示出天然材料所不具备特性的新材料，如具有隐身特性的光学超材料、呈现“左手特性”的电磁学超材料和实现“热缩冷涨“效应的机械超材料等。其中，能展现出质轻高强特性的机械超材料尤其受到关注。此类材料的开发通常基于拓扑学原理设计和3D打印增材制造技术制备，然而受限于现有3D打印技术的精度，制备尺寸在1µm以下的纳米机械超材料仍是一大难题。金属有机框架（MOF）作为一类由金属离子团簇通过有机分子键连组装而成的周期性多孔材料，因其极高的比表面积和孔隙率，在气体储存分离、非均相催化和化学传感等领域都有着广泛用途。从分子层面来看，其链状有机分子通过与金属离子团簇配位所形成的周期性框架有着与“超材料”网格类似的周期性拓扑结构。同时，该类拓扑结构还可以通过配体与金属的排列组合进行设计和调节。因此，能否通过化学设计和分子自组装这种“分子砌块”的策略来制备具有特定拓扑结构的纳米尺度“超材料”值...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院齐彦鹏组与中国科学院物理研究所应天平团队及日本东京工业大学Hideo Hosono团队合作，在高压下首次实现了方钴矿IrX3(X = As, P)的空穴掺杂并观察到超导电性，这是首个压力诱导p型方钴矿超导体系。该成果发表在国际知名学术期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）上。笼状化合物具有共价键构筑的骨架结构，在其空旷空腔填充弱相互作用的客体原子会极大地影响材料的物理性质。由于其可调变的结构、特殊的载流子及声子特性，笼状化合物在热电、超导、重费米子、多极磁有序等多方面展现出优异的物性，在基础研究及能源应用领域有着巨大的潜力。作为典型的笼状化合物，方钴矿材料已有广泛研究。碱金属、碱土金属、镧系原子都可以填充在方钴矿笼内，进而调控体系载流子浓度和电子关联强度，从而产生很多有意思的现象。齐彦鹏团队曾将碱土金属Ba填充到IrX3 (X = As, P)中，首次在Ir基方钴矿...

信息学院王浩课题组与合作者在非凸优化算法研究中取得重要进展, 提出了一种求解非凸Lp范数球投影问题的高效算法。相关成果被理论机器学习领域知名学术期刊 Journal of Machine Learning Research (JMLR) 接收。稀疏性已经成为现代数据科学和工程领域中表征感兴趣的参数和信号的基本结构之一。稀疏性能自然地体现具有少数非零元的$n$-维信号的紧凑模式, 使得信号能够被少于$n$个数据比特的有效信息表示。例如, 在许多机器学习问题中, 稀疏解克服了欠定线性系统的不适定性, 增强了具有大量冗余特征模型的可解释性, 提高了学习系统的泛化性能, 并保证了模型在训练和推理阶段都显著地节省计算量。稀疏性通常是通过施加可以诱导稀疏结构的正则项实现, 由此产生的非凸稀疏优化问题则对数值优化算法提出了更高的要求。为了系统地促进模型解的稀疏性，优化与机器学习社区研究者们对非凸Lp范数球投影问题开展了大量研究。然而，Lp范数非凸、非光滑以及非...

社交行为互动能否给研究虚拟世界的社交角色带来新的启示？上科大信息学院李权课题组的最新成果对此给出了答案。他们提出的交互式可视分析系统RoleSeer，可帮助虚拟社区的设计师和用户体验（UX）从业者了解非正式角色和它们形成的原因以及动态变化。与大多数研究倾向于从“用户是谁”和“用户做什么”来研究社会角色不同，李权课题组专注于从虚拟社区中的行为互动来研究问题。在虚拟世界中，社区成员扮演着不同的社会角色。有些角色是公认的，被官方所定义的，可以从给定的职业或头衔中得到其角色信息。它们通常被认为是“正式角色”。然而，与正式角色相比，有些角色不那么明显，但也可能同样重要。例如，一个成员的社会地位主要受其对社区的贡献影响，当一个老成员帮助一个新成员时，它是在为建立一个健康的社区文化作努力——像这样的利他主义行为强化了归属感，这将最终使整个社区受益。另外，成员也可以只站在整个虚拟社区构建出的社交网络的边缘位置，扮演旁...

近年来随着激光器技术、超声传感器技术、集成电路技术以及医学影像算法等的快速发展，基于光声物理效应（1880年由电话的发明人Alexander Bell 发现）的光声成像技术，受到越来越多的关注。信息学院智能医学信息研究中心高飞教授团队（混合成像系统实验室）深耕光声成像领域多年，研究贯通物理、硬件、算法、应用多个维度。2022年以来，该团队在光声成像的物理非线性效应、数据采集系统与传感器小型化、图像重建算法智能化及其在手术中前哨淋巴结定位的临床应用等方面发表了一系列科研成果，提出了新观点和新思路。物理方法研究基于多波长光学吸收系数与光声信号强度的线性相关性，光声成像可以对不同的生物组织和分子进行定量成像。然而，由于光声效应的物理过程涉及到复杂的多物理场（光-热-声-电）耦合与转化，各种非线性效应一定程度上影响其定量精度。因此，如何有效避免或利用光声非线性效应，逐步成为最近几年的研究热点。2021届博士毕业生段廷阳（合作导...

近日，《自然•通讯》 (Nature Communications) 在线发表了上海科技大学生物医学工程学院沈定刚IDEA实验室、联影智能公司、上海交通大学医学院附属第九人民医院、重庆邮电大学、西安交通大学、杭州市第一人民医院合作完成的“牙分割”科研成果 “基于人工智能的 CBCT 牙齿及牙槽骨全自动分割系统”（A fully automatic AI system for tooth and alveolar bone segmentation from cone-beam CT images）。随着人们对口腔健康意识的日益提升，数字化口腔技术已被广泛应用于正畸、修复、种植、牙周及颌面手术中。Cone-beam CT (CBCT) 图像作为低辐射剂量和高分辨率的数字化影像，可提供完整的三维牙齿及牙槽骨信息，以满足数字化口腔在正畸功能性排牙，种植手术导板设计，以及各种牙体、牙周手术方面的需求。因此，从 CBCT 图像中自动勾画出牙齿和牙槽骨结构对于数字化口腔的应用研究至关重要。然而，由于CBCT 图像质量极易受到伪影影响，而且不同患者间...

由新型冠状病毒SARS-CoV-2引发的COVID-19对全球公共卫生造成了前所未有的威胁，特别是最新出现的奥密克戎（Omicron）变异毒株在全球范围广泛传播，不断给中和性抗体和疫苗研发带来新的挑战。Omicron变异毒株存在大量突变位点，其中有多达37处突变位于刺突蛋白（Spike）。近期研究显示，目前多种针对SARS-CoV-2的中和性抗体对Omicron变异毒株无效或效力显著降低。因此，深入研究Omicron变异毒株免疫逃逸的分子机制可以为针对SARS-CoV-2的广谱中和性抗体研发提供新思路。4月15日，清华大学教授、上海科技大学免疫化学研究所特聘教授饶子和院士、免化所杨海涛研究员联合南京大学、重庆医科大学等单位在国际期刊《细胞报告》（Cell Reports）上发表最新研究成果。研究团队利用冷冻电镜单颗粒技术解析了Omicron变异毒株Spike蛋白分别结合受体和抗体的高分辨率结构，从结构生物学角度阐明Omicron 变异毒株逃逸绝大部分现有中和性抗体，同时保留与受体ACE2 有效相互作...

分子光开关是一类可以在光照后改变形状的分子，在光响应材料、离子传输、生物医药等领域具有广泛应用。分子光开关改变形状的快慢（热弛豫速率）是决定其应用场景的一项重要参数，因此这一性能的调控对分子光开关的应用具有重要意义。近期，物质学院乔博课题组报道了一种不通过化学修饰，利用非共价相互作用，直接对靛蓝类分子光开关的热弛豫速率进行调控的方法，该成果发表在光化学领域知名期刊 ChemPhotoChem，并成为当月封面（cover feature）文章。碳碳双键（C=C）广泛存在于各类有机化合物中。当双键的两端带有不同取代基团时，可以形成两种不同的立体异构体（E与Z，如图1）。多数情况下，只有一种异构体是稳定的，而另一种异构体则处于“介稳态”。处于稳态的异构体，只有在受到特定波长的光照激发后，才可以暂时性地转化为介稳态异构体。分子光开关就是利用这一原理，实现在两种不同状态间切换的一种“分子机器”。图1 碳碳双键的两种不同异构...

近日，上科大物质学院于平课题组与上海交通大学王世勇课题组合作，首次发现通过脱水反应可在金表面实现超高产率的三角烯三聚体制备，并验证了产物结构的高自旋特性。该研究成果论文发表于国际知名期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。三角烯是一类具有高自旋基态的锯齿边缘三角形纳米石墨烯，这种独特的形貌使得三角烯及其更高的同系物无法构建没有未配对电子的凯库勒型共振结构，因此三角烯及其更高同系物的化学反应活性高、稳定性差，在传统的溶液化学中很难获得无取代基的纯锯齿边缘的三角烯或其更高的同系物。尽管如此，在理论研究中，由于三角石墨烯具有铁磁耦合的边缘态，其净自旋随着分子尺寸的变化而变化，具有构建高自旋框架的潜力，因而被认为在未来分子自旋电子学应用中有着重要潜力，其对碳基自旋器件的研发也尤为重要。在以往的研究中，多通过苯环或者单键连接形成三角烯结构，该结构中两个三角烯单元之间为反铁磁耦合，AB两种子晶格的碳...

上科大物质学院杨晓瑜课题组近日在平面手性大环不对称合成领域取得进展，研究成果论文在线发表于国际知名期刊《德国应用化学》 （Angewandte Chemie International Edition）。平面手性环芳烷（cyclophane），是一类具有平面手性的大环化合物，其在天然产物、不对称催化、主客体化学和材料科学中均有着广泛的应用。该类化合物一般由一个取代的芳环及一根大环侧链组成，其平面手性来源于大环的侧链阻碍了取代芳环的自由翻转，因此可以被看作是一种阻旋异构体（atropisomer）（图1，a）。尽管平面手性大环化合物研究近年来取得了显著进展，但很多合成方法仍受限于反应的低产率、不能令人满意的立体选择性以及使用当量的手性促进剂等，因此亟需发展高产率、高对映选择性的不对称催化方法来构建平面手性大环。图1. 不对称芳胺亲电胺化构建平面手性大环近年来，杨晓瑜组对利用手性磷酸催化芳胺与偶氮二甲酸酯的不对称胺化反应，相继实现了轴手性联芳基二胺（BIN...