傳感新品
【南京大學(xué):研發(fā)電子供體釋放誘導(dǎo)光電極性反轉(zhuǎn)的高靈敏度光電化學(xué)傳感!】
光電流極性反轉(zhuǎn)是陽極和陰極路徑之間的切換過程,對于消除光電化學(xué)(PEC)傳感中的假陽性和提高檢測靈敏度至關(guān)重要。MOF材料是一類具有周期性結(jié)構(gòu)的多孔材料,由于其結(jié)構(gòu)的多樣性和帶隙的可調(diào)性而備受關(guān)注。它們的多孔結(jié)構(gòu)提供了促進(jìn)電子供體擴(kuò)散和增加反應(yīng)位點(diǎn)的可能性,可提高PEC中的電子轉(zhuǎn)移能力。
南京大學(xué)鞠熀先 構(gòu)建了一種由抗壞血酸(AA)作為電子供體誘導(dǎo)的具有優(yōu)異光電流極性反轉(zhuǎn)的PEC傳感器,其能級與光活性材料鋯-金屬-有機(jī)框架(ZrMOF)相匹配。ZrMOF修飾的電極在O 2 作為電子受體的存在下表現(xiàn)出陰極光電流,而陽極光電流在AA存在下產(chǎn)生,實(shí)現(xiàn)了光電流極性反轉(zhuǎn)?;谠摬呗詫?shí)現(xiàn)了血管內(nèi)皮生長因子165的檢測,具有良好的特異性、寬的線性范圍和低至5.3 fM的檢測限。
研究要點(diǎn)
要點(diǎn)1. 作者發(fā)現(xiàn)了鋯基MOFs(ZrMOFs)在AA存在下的光電流極性反轉(zhuǎn)行為,這是由于它們的匹配帶隙。通過設(shè)計(jì)具有40 nm ZrMOF 40 的PEC傳感界面,沉積有用于固定發(fā)夾DNA的金膜(S1)和具有用DNA 2修飾的AA包封的載鐵蛋白的檢測標(biāo)簽(AA@APO-S2)為了在界面上原位釋放AA,構(gòu)建了一種高靈敏度的PEC傳感策略。
要點(diǎn)2. 在將發(fā)夾DNA修飾的氧化銦錫(ITO)識別為適配體/DNA 1的反應(yīng)產(chǎn)物S1(Apt/S1)作為與靶蛋白的識別探針以及隨后的滾動(dòng)循環(huán)擴(kuò)增(RCA)用于將檢測標(biāo)簽引入傳感界面之后,在胰蛋白酶的存在下實(shí)現(xiàn)了原位AA釋放,胰蛋白酶催化了脫鐵蛋白的水解。原位釋放促進(jìn)了AA在骨架材料孔隙中的富集,縮短了電子轉(zhuǎn)移路徑,從而提高了PEC性能。
要點(diǎn)3. 該策略實(shí)現(xiàn)了血管內(nèi)皮生長因子165的檢測,具有良好的特異性、寬的線性范圍和低至5.3fM的檢測限。實(shí)際樣品分析提供的PEC傳感器的檢測結(jié)果與商業(yè)酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)的檢測結(jié)果相當(dāng),表明了基于光電流極性反轉(zhuǎn)的PEC傳感策略在生物分子檢測和臨床診斷中的應(yīng)用前景。
研究圖文
圖1.(A)通過適配體對VEGF 165 的識別釋放S1的示意圖和(B)用DNA 2修飾的AA包封的載鐵蛋白(AA@APO-S2)的制備。(C)VEGF 165 光電化學(xué)生物傳感器的制備及其光電極性反轉(zhuǎn)機(jī)制。
圖2.(A)ZrMOF 40 的TEM、(B)DLS、(C)PXRD和(D)N 2 吸附-解吸等溫線。
圖3. ZrMOF 40 的(A)XPS和(B)UV-vis DRS。(C)ZrMOF 40 在0.2 M Na 2 SO 4 溶液(pH 7.0)中在不同頻率下的Mott-Schottky圖。(D)PEC生物傳感器的電子轉(zhuǎn)移過程。
圖4.(A)Apt/S1在不存在和存在VEGF 165 的情況下的熒光光譜。Apt是5′-FAM標(biāo)記的適配體,S1是3′-BHQ1標(biāo)記的DNA 1。(B)DNA標(biāo)記物(a)、HP(b)、S1(c)、適配體(d)、S1+Apt(e)、S1+HP(f)和RCA產(chǎn)物(g)的PAGE分析。(C)ZrMOF 40 /ITO(a)、HP/ZrMOF 40 /ITO(b)和RCA產(chǎn)物/ZrMOF 40 /ITO(c)在含有0.1 M NaCl的0.01 M pH 7.4 PBS中的光電流響應(yīng)。(D)AA@APO-S2/ZrMOF 40 /ITO在0 V下,在含有0.1 M NaCl(a)和5.0 μg mL -1 胰蛋白酶(b)的0.01 M pH 7.4 PBS中的光電流響應(yīng)。
圖5. 在含有0.1 M NaCl的0.01 M PBS(pH 7.4)中測定的(A)光電流與VEGF 165 濃度的關(guān)系圖和(B)VEGF 165 的相應(yīng)校準(zhǔn)曲線。(C)PEC在10.0 pM和1.0 nM干擾物質(zhì)下感應(yīng)VEGF 165 的特異性。(D)ZrMOF 40 /ITO光電極在0 V下在含有0.1 M NaCl和5.0 mM AA的0.01 M PBS中的時(shí)變光電流響應(yīng)。
傳感動(dòng)態(tài)
【超厲害!烏鎮(zhèn)世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上這只機(jī)器狗,身上有什么傳感器!】
還記得杭州亞運(yùn)會(huì)田徑賽場上的“打工狗”嗎?電子機(jī)器狗來來回回運(yùn)送鐵餅,四條小腿忙個(gè)不停。在烏鎮(zhèn),技能點(diǎn)滿的電力“打工狗”,上崗了!
隨著科技保電應(yīng)用場景的持續(xù)建設(shè),國網(wǎng)桐鄉(xiāng)市供電公司今年多了一名聰明能干的“新員工”——電力巡檢機(jī)器狗,將參與到2023年世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)烏鎮(zhèn)峰會(huì)的保電工作中。
“噠噠噠噠......”互聯(lián)網(wǎng)之光數(shù)字孿生配電房不時(shí)傳出機(jī)械走動(dòng)的腳步聲,電力巡檢機(jī)器狗來回走動(dòng)著,認(rèn)真巡視每一臺配電柜。
從外觀上看,電力巡檢機(jī)器狗與普通機(jī)器狗沒有太大區(qū)別,但它卻擁有“好視力”、“好體力”以及“高智商”,功能十分強(qiáng)大!
“雙眼”是紅外測溫儀和高清攝像頭
“鼻子”是3D導(dǎo)航激光雷達(dá)
“嘴巴”是避障傳感器
電力巡檢機(jī)器狗能全向行走、爬坡越階,它的“大腦”內(nèi)還有熱成像雙光譜云臺。帶電檢測、紅外測溫、巡視視頻的記錄和回傳、有害氣體檢測、設(shè)備操作等任務(wù)都難不住它。
“機(jī)器狗還有一個(gè)機(jī)械臂,通過機(jī)械臂的延伸,可以用電磁波去檢測配電柜體里的局放情況。此外,它還可以通過圖像識別功能可以將整個(gè)巡視過程拍下來,回傳到我們的保電平臺,方便我們的記錄相關(guān)數(shù)據(jù)?!睘蹑?zhèn)峰會(huì)電力保障客戶側(cè)第四戰(zhàn)區(qū)負(fù)責(zé)人王海帆介紹。
電力巡檢機(jī)器狗依托無線通信、邊緣計(jì)算、人工智能等技術(shù),可以按照事先設(shè)定的路線,對數(shù)字孿生配電房內(nèi)的1260個(gè)巡視點(diǎn)進(jìn)行巡視,并對設(shè)備進(jìn)行掃描分析,讀取運(yùn)行狀態(tài),將“診斷單”反饋至指揮中心監(jiān)控平臺。
“開展人力的電力運(yùn)維工作則需要兩組人對高低壓柜進(jìn)行巡視,大概需要兩至三小時(shí),電力巡檢機(jī)器狗動(dòng)作比較快、效率很高,巡視一圈只需一個(gè)小時(shí)?!蓖鹾7f,電力巡檢機(jī)器狗還可根據(jù)實(shí)際突發(fā)情況需要,定點(diǎn)對某個(gè)配電柜展開特巡。
記者了解到,今年除了引進(jìn)電力巡檢機(jī)器狗,國網(wǎng)桐鄉(xiāng)市供電公司還在烏鎮(zhèn)區(qū)域應(yīng)用數(shù)字全息感知技術(shù),改造18個(gè)數(shù)字孿生配電房,進(jìn)一步助力峰會(huì)保電工作。
近年來,國網(wǎng)桐鄉(xiāng)市供電公司在峰會(huì)保電工作上,一直堅(jiān)持以科技引領(lǐng),努力實(shí)現(xiàn)由數(shù)智化向智能化的轉(zhuǎn)變,持續(xù)探索創(chuàng)新專業(yè)科技保電應(yīng)用場景,為護(hù)航峰會(huì)的順利召開,貢獻(xiàn)電力人的力量。
【中國航天科技集團(tuán) :萬分級高精度MEMS諧振式壓力傳感器轉(zhuǎn)化應(yīng)用取得新進(jìn)展】
傳感器專家網(wǎng)獲悉,據(jù)中國航天科技集團(tuán)官微,中國航天科技集團(tuán)有限公司九院704所完成了萬分級高精度MEMS諧振式壓力傳感器研制。
中國航天科技集團(tuán)有限公司九院704所完成了萬分級高精度MEMS諧振式壓力傳感器研制,為新一代裝備和先進(jìn)工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自主可控和升級換代提供核心關(guān)鍵產(chǎn)品。萬分級高精度MEMS諧振式壓力傳感器主要技術(shù)指標(biāo)比傳統(tǒng)應(yīng)變式、壓阻式、電容式等原理的壓力傳感器高1~2個(gè)數(shù)量級,且具有數(shù)字化輸出、抗干擾、長壽命和抗輻照等優(yōu)點(diǎn),技術(shù)指標(biāo)、穩(wěn)定性、可靠性和環(huán)境適應(yīng)性均達(dá)到國際先進(jìn)水平。
目前,該產(chǎn)品已應(yīng)用于航天發(fā)動(dòng)機(jī)壓力監(jiān)測、航空大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)等領(lǐng)域。后續(xù),704所將基于核心MEMS敏感芯片和傳感器技術(shù),進(jìn)一步開發(fā)高端儀器和感知測量系統(tǒng),形成“芯片+傳感器+儀器+系統(tǒng)”的信息感知模式,推進(jìn)產(chǎn)品譜系化、規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
【國產(chǎn)傳感器廠商「灣測」獲近億元Pre-A輪融資,產(chǎn)品進(jìn)入比亞迪、寧德時(shí)代等頭部客戶】
傳感器專家網(wǎng)獲悉,國產(chǎn)傳感器廠商「灣測」日前完成近億元Pre-A輪融資,本輪融資由同創(chuàng)偉業(yè)領(lǐng)投、柯力傳感、小飯桌創(chuàng)投及老股東線性資本跟投,啟辰資本擔(dān)任獨(dú)家財(cái)務(wù)顧問。融資資金計(jì)劃用于產(chǎn)品研發(fā)及市場拓展。
工業(yè)傳感器市場內(nèi),以日本歐姆龍、基恩士等為代表的國際頭部企業(yè),長期占據(jù)壟斷地位;相比之下,產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史較短、人才相對短缺等因素,一度制約國產(chǎn)傳感器發(fā)展。伴隨需求增長,國產(chǎn)傳感器也迎來發(fā)展契機(jī),近年披露多起融資。
然而,部分國產(chǎn)傳感器仍集中于百元級通用產(chǎn)品范疇,核心技術(shù)、客戶服務(wù)能力等仍存在提高空間。灣測成立于2020年,主攻國產(chǎn)高端傳感器,產(chǎn)品包括精密測量及工業(yè)安全兩方向,已累計(jì)出貨超10萬臺。
灣測基于市場需求及自身能力規(guī)劃旗下產(chǎn)品線,精密測量包括3D相機(jī)、激光測距設(shè)備等,均已批量出貨;工業(yè)安全方向的安全門鎖、安全光柵已實(shí)現(xiàn)出貨,安全雷達(dá)等完成研發(fā)。
精密測量是灣測技術(shù)起步即涉足的領(lǐng)域,擁有成像時(shí)間短、測量精度高等優(yōu)勢。以三維結(jié)構(gòu)光相機(jī)為例,灣測自主研發(fā)了結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)定技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)百萬點(diǎn)云的毫秒級實(shí)時(shí)重建,最快3D掃速度>100Hz。此外,面對頭部客戶車規(guī)級測量場景,灣測傳感也能通過自有空間坐標(biāo)測算方法,將誤差控制在1微米內(nèi)。
灣測目前正在擴(kuò)張的工業(yè)安全產(chǎn)品線,主要用于工業(yè)生產(chǎn)場景下人員、機(jī)械等安全防護(hù)。由于涉及人身及財(cái)產(chǎn)安全,這一領(lǐng)域存在市場規(guī)模大、技術(shù)門檻高等特點(diǎn)。
對此,灣測團(tuán)隊(duì)成員包括資深安全服務(wù)專家,且參與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定。在深入理解認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,灣測針對性設(shè)計(jì)產(chǎn)品,譬如加入冗余系統(tǒng)、傳感器工作狀態(tài)自診斷等,全系列產(chǎn)品已取得歐盟CE、TUV、Rohs2.0等多項(xiàng)國際認(rèn)證。
除了挖掘下游客戶需求,要保障高端傳感器出品質(zhì)量,也涉及對上游供應(yīng)鏈的改造及培育。面對早期曾出現(xiàn)的零件彼此干涉等故障,灣測聯(lián)合供應(yīng)商從底層重新設(shè)計(jì)改造,解決根源問題。
截至目前,灣測已為富士康、寧德時(shí)代、比亞迪、大族激光等等眾多國內(nèi)外客戶提供傳感器產(chǎn)品及解決方案,累計(jì)服務(wù)客戶超過500家,產(chǎn)品售價(jià)相比國際品牌降低約30%。
團(tuán)隊(duì)方面,灣測傳感核心創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)出身哈工大、香港中文大學(xué)等高校,于國際頭部傳感器外企工作多年,且與中科院深圳先進(jìn)院建立合作,在產(chǎn)品定義、研發(fā)及客戶服務(wù)等方面經(jīng)驗(yàn)豐富。
【徐爾曼:2030年中國汽車芯片市場規(guī)模將達(dá)290億美元】
徐爾曼表示,隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,未來芯片產(chǎn)業(yè)市場的規(guī)模將保持快速增長。2030年,中國汽車芯片市場規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到290億美元,年需求量將超過450億顆。
在徐爾曼看來,汽車芯片需求雖然領(lǐng)跑全球,但自主化水平仍有待提高,對外依賴程度較高,在芯片領(lǐng)域逆全球化的趨勢下,如何打造自有的芯片產(chǎn)業(yè)體系,是急需解決的問題。
日前,由中國電動(dòng)汽車百人會(huì)主辦的2023全球新能源與智能汽車供應(yīng)鏈創(chuàng)新大會(huì)正式舉辦。在汽車芯片專場論壇上,中國電動(dòng)汽車百人會(huì)副秘書長徐爾曼表示,隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,未來芯片產(chǎn)業(yè)市場的規(guī)模將保持快速增長,到2030年,全球芯片整體規(guī)模將超過1萬億美元。
徐爾曼 官方供圖
據(jù)徐爾曼介紹,芯片不僅是人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和信息通信等數(shù)字經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ),也是汽車新“四化”的重要支撐,是引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)升級,推進(jìn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的核心力量。通過數(shù)據(jù)來看,燃油車時(shí)代,單車芯片需求約為300-500顆,而當(dāng)下的智能電動(dòng)車單車芯片搭載量則超過了1000顆,未來L4級別車輛的單車芯片需求更將超過3000顆。以中國汽車行業(yè)為例,2022年,整車銷售規(guī)模達(dá)4.58萬億元,汽車芯片銷售規(guī)模為1219億元,其重要性不言而喻;2030年,中國汽車芯片市場規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到290億美元,年需求量將超過450億顆。
徐爾曼表示,汽車芯片產(chǎn)業(yè)正處于朝陽發(fā)展階段,但過去幾年,芯片短缺始終困擾著汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。這也推動(dòng)全球主要地區(qū)、國家不斷加強(qiáng)本土芯片產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè),并由此逐漸形成了區(qū)域化的產(chǎn)業(yè)集群特征。其中,歐美日韓等國家和地區(qū)已紛紛出臺了相關(guān)政策,以大額補(bǔ)貼推動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)本土化落地,以此構(gòu)建有韌性的本土供應(yīng)鏈。
聚焦中國市場,汽車芯片需求雖然領(lǐng)跑全球,但自主化水平仍有待提高,對外依賴程度較高,在芯片領(lǐng)域逆全球化的趨勢下,如何打造自有的芯片產(chǎn)業(yè)體系,是急需解決的問題。目前,中國國產(chǎn)汽車芯片應(yīng)用,在圍繞智能駕駛和智能座艙的計(jì)算芯片和增量的傳感器芯片、電源芯片等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了較大突破,整體國產(chǎn)化率從過去不到5%提升到10%,但產(chǎn)業(yè)短板依舊突出。
徐爾曼提出,從芯片的全產(chǎn)業(yè)鏈角度看,國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)依然面臨卡脖子問題,在EDA工具、IP核、半導(dǎo)體設(shè)備等方面依賴度非常高。同時(shí),中國的邏輯類芯片在制造工藝和能力上仍有不足,模擬類芯片的產(chǎn)品覆蓋和制造端也均存在短板。
為突破中國芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展瓶頸,百人會(huì)也給出七條建議:1、完善頂層設(shè)計(jì),建立有效的政府協(xié)同機(jī)制。2、完善芯片制造工藝體系,通過提升我國本土產(chǎn)能,通過支持跨國企業(yè)的本土化發(fā)展,打造多元化的晶圓制造模式,提升汽車芯片本土制造能力。3、攻關(guān)芯片關(guān)鍵共性技術(shù),針對關(guān)鍵的EDA、IP、***等核心環(huán)節(jié),發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢,集中力量攻關(guān)。4、建立行業(yè)管理體系,通過協(xié)議獲得中長期的產(chǎn)能保障,并構(gòu)建戰(zhàn)略儲(chǔ)備機(jī)制及供應(yīng)鏈管理平臺。5、建立檢測認(rèn)證體系,加快構(gòu)建器件級、系統(tǒng)級、整車級三級的測試認(rèn)證體系,支持第三方企業(yè)開展檢測認(rèn)證及國產(chǎn)化芯片的測試評價(jià)工作。6、加強(qiáng)人才培養(yǎng)及引進(jìn)力度,尤其是人才使用方面,通過提供更好的科研合作平臺來吸引高端人才。7、通過強(qiáng)化財(cái)政機(jī)構(gòu)產(chǎn)業(yè)基金的支持力度,支持企業(yè)開展汽車芯片的研發(fā)和應(yīng)用。
審核編輯 黃宇
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