傳感新品
【湖南大學(xué)和南華大學(xué):研究新型超低電位電化學(xué)發(fā)光適配體傳感器】
近日,湖南大學(xué)蔡仁和南華大學(xué)楊紅芬基于共振能量轉(zhuǎn)移(RET)系統(tǒng),以SnS2 QDs/g-C3N4為新型發(fā)光體,CuO/NH2-UiO-66為雙猝滅劑,設(shè)計了一種新型的用于玉米赤霉烯酮(ZEN)測定的超低電位電化學(xué)發(fā)光(ECL)“關(guān)-開”適配體傳感器。在最佳條件下,所制備的適配體傳感器對ZEN的定量范圍為0.5 μg·mL-1至0.1 fg·mL-1,檢測下限為0.085 fg·mL-1,具有良好的穩(wěn)定性、特異性、重現(xiàn)性和實用性。
研究要點
要點1. 作者首先將SnS2 QDs負(fù)載到石墨相氮化碳(g-C3N4)納米片上,g-C3N4具有大的比表面積、良好的生物相容性、化學(xué)穩(wěn)定性和電化學(xué)性質(zhì)。SnS2 QDs/g-C3N4作為發(fā)光體,在超低電勢下通過強協(xié)同效應(yīng)增強ECL發(fā)光信號。鋯金屬有機骨架(NH2-UiO-66)負(fù)載有氧化銅納米顆粒(CuO NPs),用作雙ECL信號猝滅劑,由于其寬的光吸收范圍,其被認(rèn)為是RET系統(tǒng)的優(yōu)秀受體。在RET系統(tǒng)中,SnS2 QDs/g-C3N4作為供體,CuO/NH2-UiO-66作為受體。
要點2. 在沒有目標(biāo)(ZEN)的情況下,ECL信號的強度非常低,即“關(guān)”狀態(tài)。在ZEN存在的情況下,ZEN與其適配體之間存在結(jié)合相互作用。結(jié)果,ECL信號強度恢復(fù),即“開啟”狀態(tài)。ECL強度的增加允許在超低電勢下對ZEN進行高靈敏度的檢測。
要點3. 在最佳條件下,所制備的適配體傳感器對ZEN的定量范圍為0.5 μg·mL-1至0.1 fg·mL-1,檢測下限為0.085 fg·mL-1,具有良好的穩(wěn)定性、特異性、重現(xiàn)性和實用性。
該傳感策略為真菌毒素檢測提供了一種監(jiān)測食品安全的方法。
研究圖文
圖1.(A)SnS2 QDs/g-C3N4的制備及ECL適配體傳感器的ZEN檢測過程。
圖2.(A)g-C3N4納米片和(B)SnS2 QDs/g-C3N4的TEM。(C)SnS2 QDs/g-C3N4的HRTEM。(D)SnS2 QDs/g-C3N4的元素圖譜。(E)NH2-UiO-66和(F-G)CuO/NH2-UiO-66的SEM。
圖3.(a)裸GCE,(b)SnS2 QDs/g-C3N4,(c)cDNA/SnS2 QDs/g-C3N4/GCE,(d)CuO/NH2-UiO-66/apt/cDNA/SnS2 QDs/g-C3N4/GCE和(e)ZEN/CuO/NH2-UiO-66/apt/cDNA/ SnS2 QDs/g-C3N4/GCE的(A)EIS和(B)CV。(C)(a)SnS2 QDs,(b)g-C3N4,(C)SnS2 QDs/g-C3N4、(d)cDNA/SnS2 QDs/g-C3N4/GCE、(e)適配體傳感器和(f)具有ZEN/CuO/NH2-UiO-66/apt/cDNA/ SnS2 QDs/g-C3N4/GCE的適配體傳感器的ECL。(D)(a)SnS2 QDs、(b)g-C3N4和(c)SnS2 QDs/g-C3N4在含有50 mM K2S2O8的PBS溶液中的CV。
圖4.(A)適配體傳感器的ECL機制。(B)(a)SnS2 QDs/g-C3N4,(B)NH2-UiO-66/SnS2 QDs/g-C3N4、(c)CuO/SnS2 QDs/g-C3N4和(d)CuO/NH2-UiO-66/SnS2 QDs/g-C3N4的ECL。(C)SnS2 QDs/g-C3N4的ECL發(fā)射光譜和CuO/NH2-UiO-66的紫外-可見吸收。
圖5.(A)不同ZEN濃度的ECL強度變化。B)用于測定ZEN的適體傳感器的線性回歸曲線。(C)選擇性以及(D)信號穩(wěn)定性。
傳感動態(tài)
近日,RAYZ睿鏃科技宣布完成A輪融資,由中芯聚源領(lǐng)投,君桐資本、飛圖資本、乾道投資、齊宇創(chuàng)贏等共同參投。本輪融資完成后,RAYZ睿鏃科技將重點進行車規(guī)級產(chǎn)品的研發(fā),產(chǎn)業(yè)化及市場拓展,面向乘用及商用車智能駕駛領(lǐng)域,加速推進車載激光雷達(dá)的規(guī)模化商用。
睿鏃科技是一家激光雷達(dá)研發(fā)商,聚焦激光雷達(dá)、自動駕駛、機器人、安防監(jiān)控、人工智能等領(lǐng)域,致力于提供測距鏡頭、聲音陣列、聲像AI嵌入式軟件等產(chǎn)品。已經(jīng)推出了三款車載激光雷達(dá)產(chǎn)品,除了車用激光雷達(dá)產(chǎn)品,睿鏃科技還研發(fā)了一款用于AR/VR、元宇宙、機器人、汽車補盲的超小型激光雷達(dá),單幀線數(shù)40-400線,測距范圍20-200米,水平和垂直分辨率均為0.1度。
目前,RAYZ睿鏃科技已正式發(fā)布全新一代實力硬派激光雷達(dá)Osprey H2。它是專門面向 ADAS 前裝量產(chǎn)市場及高階智能駕駛發(fā)布的中遠(yuǎn)距高性價比車規(guī)級激光雷達(dá)。Osprey H2采用極致的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計,10%反射率目標(biāo)測距達(dá)到了260m,最遠(yuǎn)測距320m, 實現(xiàn)了905nm車規(guī)級激光雷達(dá)的測距新紀(jì)錄。此外,Osprey H2實現(xiàn)了低達(dá)10W的功耗表現(xiàn),同時體積小巧,整機長寬高為135 x 110 x 45mm。相比1550nm激光雷達(dá)產(chǎn)品,Osprey H2實現(xiàn)了60%以上的成本降低。
在2022年激光雷達(dá)迎“量產(chǎn)元年”后,2023年NOA等高階智能駕駛領(lǐng)域進入性價比比拼階段,市場也由技術(shù)驅(qū)動開始轉(zhuǎn)入技術(shù)加市場雙重驅(qū)動, 消費者也開始更加注重NOA的體驗感。作為NOA等高階智能駕駛核心傳感器,激光雷達(dá)在完成“能用”這個階段的挑戰(zhàn)后,隨即也將進入“好用”這個階段的新挑戰(zhàn)。RAYZ睿鏃科技基于目前高速和城市NOA感知的真需求以及當(dāng)前的產(chǎn)品競爭格局,提出了激光雷達(dá)的4C標(biāo)準(zhǔn),堅決用超高標(biāo)準(zhǔn)來迎接NOA普及之路。4C標(biāo)準(zhǔn)即:Competence (性能卓越),Compactness (體積緊湊),Cost-effectiveness (成本可控),Continuity (質(zhì)量可靠)。
RAYZ睿鏃科技創(chuàng)始人及CEO陳如新表示:“我們認(rèn)為激光雷達(dá)要真正滿足NOA‘好用’的要求,4C標(biāo)準(zhǔn)缺一不可。Osprey H2,正是在這樣的理念之下,認(rèn)真打磨的硬派經(jīng)典產(chǎn)品, 為迎接NOA的普及耀世而生的。我們同時相信,在此次新一輪的融資完成后,睿鏃科技將更快的推進車規(guī)級產(chǎn)品的驗證,產(chǎn)業(yè)化及市場拓展,加速推進車載激光雷達(dá)的規(guī)模化商用。”
領(lǐng)投方中芯聚源表示:“激光雷達(dá)是實現(xiàn)智能駕駛、構(gòu)建數(shù)字世界的重要感知單元。睿鏃科技團隊在激光、光學(xué)系統(tǒng)、人工智能算法等方面具有深厚積淀,對于激光雷達(dá)相關(guān)技術(shù)具有深刻理解。睿鏃產(chǎn)品定義領(lǐng)先,探測距離、點頻、分辨率等核心技術(shù)指標(biāo)滿足車規(guī)級自動駕駛應(yīng)用的需求。同時,得益于睿鏃獨特的設(shè)計方案,產(chǎn)品在成本、體積、功耗、可靠性等方面具有競爭力。”
【超聲波項目佑航科技獲數(shù)千萬元融資,沖刺明年4000萬顆探芯產(chǎn)能】
36氪獲悉,近日超聲波芯片公司佑航科技宣布成功完成數(shù)千萬元Pre-A輪融資,由中南創(chuàng)投領(lǐng)投,鼎嘉資本跟投。據(jù)了解,本輪融資將主要用于車載超聲波AK2傳感器芯片的車規(guī)驗證測試、量產(chǎn)、超聲波探芯產(chǎn)能擴展以及車載微碰撞傳感器芯片的研發(fā)等項目。
佑航科技成立于2021年,是一家車載超聲波雷達(dá)二級供應(yīng)商,專注于為Tier1供應(yīng)商提供車載超聲波探芯和車載超聲波雷達(dá)芯片等產(chǎn)品。公司目前擁有近百名團隊成員。
隨著國內(nèi)汽車行業(yè)智能化進程不斷加速,超聲波雷達(dá)已成為智能車輛不可或缺的組成部分。超聲波雷達(dá)的原理是將電信號傳遞到換能器(通常稱為探芯),然后通過壓電陶瓷的膨脹和收縮來發(fā)射超聲波,并由接收器接收和轉(zhuǎn)換電信號。
當(dāng)前,超聲波雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域正從傳統(tǒng)倒車距離檢測,擴展到自動泊車、車輛橫向輔助檢測等領(lǐng)域。這些智能駕駛功能對超聲波雷達(dá)的探測距離和盲區(qū)檢測提出了更高的要求。
為應(yīng)對這一需求,業(yè)界也在研發(fā)下一代技術(shù)包括AK2編碼超聲波雷達(dá)。以盲區(qū)檢測為例,現(xiàn)有超聲波雷達(dá)的盲區(qū)監(jiān)測基本在20-25cm之間,而AK2編碼超聲波雷達(dá)的盲區(qū)能夠做到小于10cm。在測距方面,現(xiàn)有超聲波雷達(dá)的搜索車位橫向距離限制小于1.8m,而AK2編碼超聲波雷達(dá)的搜索車位橫向距離大于2.5m。簡單來說,就是盲區(qū)更小,測距更遠(yuǎn)。
從結(jié)構(gòu)上看,AK2編碼超聲波雷達(dá)由探芯+外殼+芯片等部分組成,探芯+芯片占超聲波BOM成本的60%。目前,AK2超聲波雷達(dá)探芯主要由博世、法雷奧等國際Tier 1把控,芯片也基本出自于博世和Elmos,因此行業(yè)也在期待AK2編碼超聲波雷達(dá)部件的國產(chǎn)化。
佑航科技選擇先從探芯入手。創(chuàng)始人謝曉靜向36氪透露,公司已于去年底實現(xiàn)了AK2超聲波雷達(dá)探芯的規(guī)模交付,目前佑航擁有三條全自動化探芯生產(chǎn)線,預(yù)計今年可達(dá)到2000萬顆探芯的銷售量。計劃今年底再新增兩條生產(chǎn)線,明年能達(dá)到4000萬顆探芯的產(chǎn)能。
除了探芯產(chǎn)品,佑航科技還建立了一支車載超聲波芯片研發(fā)團隊,結(jié)合在超聲波探芯領(lǐng)域的積累,研發(fā)符合國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的車載超聲波AK2功能芯片。
謝曉靜表示,其技術(shù)突破包括車規(guī)級BCD flash、車規(guī)專用高速數(shù)據(jù)接口、軟件可配超聲濾波DSP以及更高的雷達(dá)掃描刷新率,從而提升超聲雷達(dá)的測距精度,減少盲區(qū)。目前,佑航已與國內(nèi)外超聲波一級供應(yīng)商進行聯(lián)合測試,預(yù)計明年實現(xiàn)超聲波AK2功能芯片的量產(chǎn)。
此外,佑航科技還在開發(fā)微碰撞傳感器芯片。這一技術(shù)與超聲波芯片技術(shù)都基于機械波來實現(xiàn)對距離和震動的感知,將兩項功能整合后,可以提供更全面的應(yīng)用和超聲波融合算法,以降低成本。
公司的研發(fā)芯片還包括光雨量傳感器芯片和高壓無刷電機控制器芯片,可應(yīng)用于主動安全帶、雨刮器控制、電動停車制動器、自動電動車門等領(lǐng)域。
對于本輪融資,中南創(chuàng)投投資總監(jiān)李志遠(yuǎn)表示,隨著智能汽車滲透率的不斷提升和供應(yīng)鏈的國產(chǎn)化需求,國產(chǎn)車載微感知傳感器和芯片有著廣闊的市場前景。憑借團隊在汽車電子和半導(dǎo)體領(lǐng)域多年的經(jīng)驗積累和技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢,以及公司在超聲波等車規(guī)傳感器相關(guān)產(chǎn)品的行業(yè)資源積累,佑航科技將在滿足汽車產(chǎn)業(yè)對高性能、高可靠性微感知芯片的需求領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。
鼎嘉資本投資總監(jiān)陳鶴則表示,佑航科技的超聲波AK2傳感器芯片和微碰撞傳感器芯片的集成技術(shù)為汽車安全和自動駕駛提供了重要支持。公司的核心團隊同時具備超聲波傳感器和(車規(guī))芯片多年研發(fā)量產(chǎn)經(jīng)驗并在汽車行業(yè)深耕多年,下游主機廠資源豐富。借助探芯業(yè)務(wù)積累的客戶資源以及對超聲波傳感器的理解,加之芯片需要與探芯做配合,公司是國內(nèi)極少數(shù)有機會能快速量產(chǎn)超聲波AK2芯片的公司。
【索尼發(fā)布堆疊式工業(yè)圖像傳感器 分辨率實現(xiàn)業(yè)界突破】
2023年10月19日消息,索尼宣布將發(fā)布IMX900堆疊式CMOS圖像傳感器,它可以兼容1/3英寸鏡頭的320萬有效像素。并支持全局快門,用于工業(yè)領(lǐng)域,分辨率實現(xiàn)業(yè)界突破。
與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比,新傳感器采用自研的像素結(jié)構(gòu),大幅提高了聚光效率和近紅外靈敏度,實現(xiàn)小型化像素的同時保持了工業(yè)圖像傳感器所需的關(guān)鍵特性。這樣的設(shè)計使新傳感器的分辨率高達(dá)320萬有效像素,實現(xiàn)業(yè)界突破,支持1/3.1英寸、全局快門的系統(tǒng),適用S卡口(M12)。該卡口廣泛用于緊湊型工業(yè)相機和嵌入式視覺相機。
這款新品將以多種方式簡化工業(yè)任務(wù),例如服務(wù)于物流市場的條碼讀取等應(yīng)用,以及在生產(chǎn)線上使用分揀機器人時助力自動化制造過程,從而幫助解決工業(yè)應(yīng)用中的問題。
隨著各行業(yè)對自動化和節(jié)約人力成本的需求不斷攀升,SSS自研的Pregius S全局快門技術(shù)在緊湊的設(shè)計中實現(xiàn)了高速、精準(zhǔn)且移動時不失真的成像,提高了圖像識別能力。新傳感器采用了基于Pregius S開發(fā)的自研像素結(jié)構(gòu),將以前與光電二極管位于同一基板上的存儲單元移至獨立的信號處理電路區(qū)域。這種新設(shè)計可擴大光電二極管面積,從而在保持高飽和信號量的同時壓縮像元尺寸(2.25μm),成功地支持1/3.1英寸的傳感器實現(xiàn)高達(dá)約320萬的有效像素。
將存儲單元移動到信號處理電路區(qū)域也增加了開口率,從而顯著改善了入射光角度的依賴性和量子效率。這些特點使得采用該傳感器的相機在鏡頭設(shè)計方面具有更大的靈活性。此外,加厚的光電二極管面積提高了近紅外波長(850納米)的靈敏度,與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比,量子效率提高了近一倍。
這種緊湊的1/3.1英寸產(chǎn)品的封裝尺寸適合工業(yè)應(yīng)用中常使用的通用卡口S卡口(M12)。它可廣泛應(yīng)用于需要更緊湊、更高性能的產(chǎn)品設(shè)計的場景。例如物流市場中用于條形碼掃描儀的小型攝像頭、生產(chǎn)線上的分揀機器人、為工人處理運輸任務(wù)的自動導(dǎo)引車(AGV)和自主移動機器人(AMR)。
該產(chǎn)品具有多種功能,可減輕后期圖像處理的工作量,提高識別精度。例如快速自動曝光,實現(xiàn)高速計算和優(yōu)化的曝光時間配置;以及Quad HDR(四像素HDR),通過設(shè)置以每四個像素為單位的多次曝光時間來擴展動態(tài)范圍。這些功能有助于簡化相機設(shè)計、降低成本和提高識別精度。
【計算機芯片數(shù)據(jù)儲量有望翻倍!美科學(xué)家發(fā)現(xiàn)石墨烯罕見電子態(tài)】
人們最喜歡的神奇材料——石墨烯,似乎總給人們帶來了無窮無盡的驚喜。近期,麻省理工學(xué)院(MIT)的物理學(xué)家們又發(fā)現(xiàn)了另一種全新的電子狀態(tài),隱藏在這種小得離譜的材料中,他們將其稱為“鐵谷性”。
石墨烯本質(zhì)上只是一層超薄的普通石墨——薄到只有一個原子那么厚。但它具有超強超導(dǎo)性和柔韌性,有望徹底改變電子產(chǎn)品、服裝、甚至航空航天工程等相當(dāng)多領(lǐng)域。
近期,麻省理工學(xué)院的物理學(xué)家在石墨烯中發(fā)現(xiàn)了另一個令人驚訝的特性:當(dāng)以菱形圖案堆疊成五層時,石墨烯呈現(xiàn)出非常罕見的“多鐵性”狀態(tài),并表現(xiàn)出非常規(guī)磁性和奇特的電子行為。有鑒于此,該團隊創(chuàng)造了“鐵谷性”。
麻省理工學(xué)院的物理學(xué)家Long Ju說:“石墨烯是一種迷人的材料。你添加的每一層基本上都是一種新材料。現(xiàn)在這是我們第一次在五層石墨烯中看到鐵谷性和非常規(guī)磁性。但我們在一層、兩層、三層或四層中看不到這種特性?!?/p>
鐵質(zhì)材料在其電、磁或結(jié)構(gòu)特性上表現(xiàn)出某種協(xié)調(diào)的行為——例如,像磁鐵一樣,它的電子都自旋并指向同一個方向,而不受外部磁場的引導(dǎo)。在其他材料中,電子可能會排列成微小的漩渦。要成為多鐵性材料,同一材料必須表現(xiàn)出多種類型的協(xié)調(diào)行為。
重要的是,這創(chuàng)造了一個電子被減慢的環(huán)境,鐵磁性排列開始發(fā)生。在最新研究中,科學(xué)家們通過對自然形成的五層石墨烯薄片的仔細(xì)分析,研究人員確實看到了多鐵性行為。
首先,有一種非常規(guī)的磁性,電子協(xié)調(diào)它們的軌道運動(而不是像標(biāo)準(zhǔn)磁鐵那樣自旋或旋轉(zhuǎn))。其次,電子表現(xiàn)出傾向于在一個特定的電子“谷”(或低能態(tài))中定居,而在標(biāo)準(zhǔn)石墨烯中,它們沒有表現(xiàn)出任何偏好。
研究人員表示,這一發(fā)現(xiàn)最終可以有效地將芯片的數(shù)據(jù)存儲容量提高一倍,幫助工程師為經(jīng)典和量子計算機設(shè)計超低功耗、高容量的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。最新研究成果已于近期發(fā)表在了《自然》雜志上。
“在一種材料中具有多鐵性特性意味著,如果它可以節(jié)省寫入磁性硬盤驅(qū)動器的能源和時間,那么與傳統(tǒng)設(shè)備相比,您還可以存儲兩倍的信息量,”Ju說。
【全球首個人體器官芯片醫(yī)藥大模型在南京江寧問世】
近日,位于江寧高新區(qū)的江蘇運動健康研究院傳來好消息,在東南大學(xué)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院院長、江蘇運動健康研究院院長顧忠澤教授團隊與華為公司的強強聯(lián)合下,全球首個人體器官芯片醫(yī)藥大模型近日在江寧問世,將有效助力新藥研發(fā)。
人體器官芯片是2010年誕生的一項變革性生物醫(yī)學(xué)新技術(shù),借助干細(xì)胞、生物材料、納米加工等前沿科技,科研人員在U盤大小的芯片上模擬出跳動的心臟、呼吸的肺、流動的血管等生理系統(tǒng)和藥物在人體內(nèi)的代謝,用于替代臨床試驗和動物實驗。
當(dāng)前,器官芯片已被國際生物醫(yī)學(xué)界視為非臨床研究的重要手段。顧忠澤教授團隊在這方面提前布局,克服了統(tǒng)一細(xì)胞生長方向、為體外細(xì)胞搭建仿生血管等技術(shù)難題,已取得系列研究成果,在國內(nèi)外產(chǎn)生較大影響。過去一年,他的團隊與華為公司發(fā)揮各自在器官芯片和人工智能上的優(yōu)勢,開發(fā)了全球首個人體器官芯片醫(yī)藥大模型。該模型以華為盤古藥物分子大模型、華為組學(xué)大模型和自研細(xì)胞影像大模型為基礎(chǔ),結(jié)合器官芯片濕實驗,助力藥物研發(fā)全流程。
過去一年多,人體器官芯片醫(yī)藥大模型學(xué)習(xí)了17億個化合物結(jié)構(gòu)、60多萬張細(xì)胞影像、數(shù)十億模型參數(shù),取得多項階段性應(yīng)用成果。顧忠澤教授團隊在大模型的助力下,對超過1萬個非肺癌藥物進行篩選,已經(jīng)找到新適應(yīng)癥藥物,并開始專利申請及研發(fā);針對超50個病人來源器官芯片影像組學(xué)和基因組學(xué)進行分析,找到了1種全新的結(jié)腸癌預(yù)后不良的形態(tài)學(xué)標(biāo)志物。
在新藥研發(fā)領(lǐng)域,一款原創(chuàng)藥從研發(fā)到上市,平均成本超過10億美元、研發(fā)周期大于10年。顧忠澤教授介紹,這其中一個重要原因就是藥物研發(fā)實驗使用的動物模型與人的生理系統(tǒng)不完全一致,因此,新藥研發(fā)過程中亟待更加準(zhǔn)確、快速、廉價的模型來測試藥物,降低藥物研發(fā)成本,縮短藥物研發(fā)周期。
審核編輯 黃宇
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