中国科学院长春应化所:研究一种集成汗液传感器同步检测多种动脉粥样硬化生物标志物!

2023-10-19
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传感新品

【中国科学院长春应化所:研究一种集成汗液传感器同步检测多种动脉粥样硬化生物标志物!】

临床上经常通过测量血液粘度、血流量和血液损伤水平来评估动脉粥样硬化状况。与精准医学相结合,开发方便、无创的动脉粥样硬化诊断方法至关重要。


中国科学院长春应用化学研究所张强和中国人民解放军联勤保障部队第九八九医院 Qi Chang 设计了一种集成的电化学传感器,同时检测汗液中的胆固醇、转铁蛋白和 K + ,这些都是动脉粥样硬化的生物标志物指标。这传感器显示出对动脉粥样硬化状态进行常规个性化评估的良好前景,这是精确医学的一个值得注意的科学进步。




研究要点

要点1 . 该传感系统是通过丝网印刷技术在柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯 ( PET ) 基板上制备的,该基板由三个工作电极、两个参比电极和一个对电极组成。在工作电极表面连续电沉积了多壁碳纳米管 ( MWCNTs ) 和碳量子点 ( C QDs ) 。固定化CQDs的MWCNTs支架提供了大量的活性位点。CQDs降低了电子转移电阻,提高了电子转移速率常数 ( k 0 ′ ) 。在三个电极表面上沉积了特定的分子传感元件。


要点2 . 传感机制 :β-CD共价连接在电极表面,作为选择性胆固醇识别的宿主。识别反应导致电信号随胆固醇浓度的变化。对于转铁蛋白检测,一种锚定在工作电极表面的高选择性分子印迹聚合物 ( MIP ) 。转铁蛋白插入MIP分子腔会阻碍电子转移,导致电流信号减少。通过在工作电极上沉积K + 离子选择膜 ( ISM ) 来制备K + 传感器。ISM的K + 选择性 磁导率导致电极表面上与 K + 成比例的独特电势差。


要点3 . 该传感 器 为痕量汗液生物标志物 ( 胆固醇、转铁蛋白和K + )的超灵敏检测提供了一个高度电化学活性平台。集成的非酶传感器表现出优异的长期稳定性。通过同时检测接受预先设计的日常活动的志愿者汗液中的三种动脉粥样硬化生物标志物,成功证明了该传感器的实用性。


研究图文




图1 . ( a) ( I ) M-SPE和 ( II ) C-SPE的SEM。(b)SPE、M-SPE和C-SPE在5 mM K 3 [Fe ( CN ) 6 ]溶液中以100 mV/s的扫描速率的CV。(c)电极的Nyquist图。(d)C-SPE 在 扫描速率范围为10-500 mV/s 内 的CV。(e)阴极和阳极峰值电流与扫描速率平方根的关系 。




图 2. ( a)胆固醇传感器的传感机制示意图。(b)传感器在人造汗液中胆固醇0-100 μM范围内的DPV。(c)胆固醇传感器的相应校准曲线。(d)胆固醇传感器的选择性测试。I:0.1 M PBS;II、10 -7 M胆固醇;III:10 -7 M胆固醇+10 -6 M尿素;IV:10 -7 M胆固醇+10 -6 M葡萄糖;V:10 -7 M胆固醇+10 -6 M尿酸;VI:10 -6 M胆固醇。(e)10个独立的胆固醇传感器进行再现性测试。(f)胆固醇传感器在20天内的长期稳定性。(g)胆固醇传感器在 实际汗液中的 DPV。(h)在实际汗液中测试时的相应校准曲线。





图 3. ( a)转铁蛋白传感器的传感机制。(b)转铁蛋白传感器在人工汗液中0-10 -2 g/L浓度范围内的安培响应。(c)相应的校准曲线。(d)转铁蛋白传感器的选择性测试。(e)10个独立转铁蛋白传感器和10 -5 g/L转铁蛋白进行再现性测试。(f)转铁蛋白传感器在20天内的长期稳 定性。( g)转铁蛋白传感器在真实汗液中的安培响应。(h)实际汗液分析的转铁蛋白传感器的相应校准曲线。




图4 . ( a)K + 传感器的感应机构。(b)人工汗液中K + 传感器在10 -7 -10 -1 M浓度范围内的OCPT响应。(c)相应的校准曲线。(d)K + 传感器在不同pH下的OCPT响应。(e)在存在各种离子的情况下对K + 传感器进行离子干扰测试。(f)10个K + 传感器进行重复性测试。(g)K + 传感器在1小时测量期间的信号稳定性。(h)K + 传感器在20天内具有10 mM K + 的长期稳定性。(i)K + 传感器在实际汗液中的OCPT响应和(j)相应的校准曲线。





图5 . ( a)传感器对摄入三个鸡蛋后汗液样本中(I)胆固醇、(II)K + 和(III)转铁蛋白的反应。(b)传感器对摄入0.375 g KCl后汗液样本中(I)胆固醇、(II)K + 和(III)转铁蛋白的反应。(c)摄入2.5 mg铁元素后,传感器对汗液样本中(I)胆固醇、(II)K + 和(III)转铁蛋白的反应。(d)三名具有不同BMI值的受试者对汗液中(I)胆固醇、(II)K+和(III)转铁蛋白的传感器反应。


传感动态

【英飞凌推出集成MEMS传感器与ASIC的胎压监测传感器】


英飞凌将自身在汽车领域经验证的专业知识与面向汽车胎压监测系统(TPMS)市场的专利玻璃-硅-玻璃MEMS硅麦传感器结合,推出XENSIV SP49胎压监测传感器。该传感器集成了MEMS传感器与ASIC,可提供先进的胎压监测系统所需的智能轮胎功能。XENSIV SP49胎压监测传感器采用性能强大的 32位Arm M0+内核、大容量闪存和RAM,并具有低功耗监测(LPM)以及更优化的快速加速度感应功能,适用于轮胎位置自动检测、轮胎充气辅助、爆胎检测、负载检测等智能轮胎功能。

英飞凌推出XENSIV胎压传感器,以智能功能满足胎压监测系统的需求


SP49是英飞凌上一代SP40 TPMS新一代产品,与SP40引脚对引脚兼容,配备硬件主/从 I?C接口及软件模拟UART、SPI和PWM接口,适用于1GHz以下频率,并可扩展以用于BLE TPMS。这款传感器达到ASIL-A级标准,集成度高且经过优化,具备现代TPMS模块所需的所有功能。SP49集成了微控制器、传感器和便捷的外设,因此只需要少量无源元件,即可构成完整的TPMS传感器单元。该半导体器件采用低功耗设计,是电池供电应用的理想选择。


除了能够利用内部集成的间隔计时器实现唤醒功能外,SP49传感器还适用于需要低功耗的独立远程压力传感解决方案。在这些应用中,该款具有唤醒功能和一流灵敏度的低频接收器能够实现按需测量。


【A股半导体加入“增持回购军团” 华润微实控人抛出1亿元增持计划】

今年下半年A股半导体板块整体回调,越来越多行业龙头上市公司加入“护盘”大军,公布增持以及回购计划以及更新进展。10月16日晚间,A股功率半导体IDM龙头华润微(688396)披露实际控制人子公司不低于1亿元的增持计划。


根据告知函,基于对公司未来发展的信心以及长期投资价值认可,中国华润计划自12个月内通过公司控股股东CRH (Microelectronics) Limited(华润集团(微电子)有限公司)或中国华润其他全资子公司增持上市公司股份,合计增持金额不低于1亿元。

目前中国华润持有CRH(Micro)100%股份,并通过CRH(Micro)持有华润微总股本的66.58%,为公司的实际控制人,另外,本次中国华润方面将通过自有资金或自筹资金增持公司股份。


今年上半年,华润微实现归属净利润7.78亿元,同比下降约四成。对于下半年业绩增长来源,华润微高管在9月份接受机构调研时表示,公司重庆12吋产线及封装基地产能逐步上量,做好产能准备;另外,公司积极布局潜力赛道,新能源、汽车电子、工控通信等应用领域占比不断提,IGBT、第三代化合物、传感器、模块等将是未来产品的增长点。


据预测,华润微重庆12吋2023年底规划产能爬坡至2万片,目前公司封装能力月产能8.7亿颗,未来公司将以重庆封测基地项目为抓手,全面覆盖功率半导体产品模块封装、晶圆中道生产线、面板级封装、第三代半导体封装等技术领先门类,有序推进封装工艺升级。


同日,从事电源管理及信号链芯片供应商的希荻微披露完成回购。


今年8月18日,希荻微首次披露了回购股份事项;截至10月13日,公司通过集中竞价交易累计回购81.1万股,占公司总股本0.2%,回购成均价18.5元/股,支付的资金总额约1500万元;所回购股份计划将在未来适宜时机全部用于员工持股计划或股权激励计划。


作为A股Nor Flash存储龙头,今年9月兆易创新抛出8000万元至1.5亿元回购计划;最新披露,截至2023年10月16日,公司通过集中竞价交易方式累计回购股份约73万股,占公司总股本的比例为0.11%,购买的最高价格为102.44元/股,最低价格为98.33元/股,已支付的总金额约7345万元(不含交易费用)。


A股存储器龙头江波龙也在今年8月31日江波龙也抛出了增持计划,公司实际控制人、控股股东、董事长兼总经理蔡华波,董事兼副总经理王景阳,董事、副总经理兼财务负责人朱宇计划增持公司股份总金额合计不低于1500万元。随后公司进一步补充增持计划,即蔡华波计划增持不低于700万元,王景阳增持不低于500万元,朱宇增持不低于不低于300万元。


LED芯片龙头三安光电大股东已经完成增持。9月19日晚间公告,公司间接控股股东三安集团完成增持股份计划,累计斥资近1亿元增持股份比例至5.0081%。增持完成后,控股股东三安集团以及一致行动人累计持股比例升至29.338%。


龙芯中科作为国产通用CPU龙头,截至2023年9月30日,公司通过集中竞价交易回购公司股份157,974股,占公司总股本0.04%,回购成交的最高价为87.99元/股,最低价为86.24元/股,支付的资金总额为1374.65万元。不过,近期公司披露鼎晖华蕴及其一致行动人鼎晖祁贤合计减持约417万股,截至10月12日上述股东持股比例由6.35%变动至5.31%。


作为A股晶圆代工巨头之一,华虹公司也在今年8月底推出了增持计划,公司执行董事兼总裁唐均君等高管,计划后续6个月内通过集中竞价方式增持公司股份,合计增持金额不低于225万元且不超过450万元。


同时,华虹公司间接控股股东上海华虹(集团)也计划6个月内增持公司股份,合计增持金额不低于5000万元且不超过1亿元。


【美计划进一步收紧对华芯片出口措施,阿斯麦CEO:实际会削弱西方自己】

美国彭博社15日援引知情人士的消息称,在限制对华出口先进芯片一年后,美国计划进一步收紧相关措施,以阻止中国获得可能有助于其军事发展的尖端技术,新规可能会在本周发布。中国外交部发言人毛宁16日在例行记者会上强调,美方应当停止将经贸科技问题政治化、工具化、武器化,停止扰乱全球产供链稳定。中方将密切关注有关动向,坚决维护自身权益。



彭博社援引知情人士的消息称,相关措施旨在弥补去年10月限制措施的漏洞,拜登政府将寻求加强对向中国公司出售用于人工智能(AI)的图形芯片和先进芯片制造设备的控制。此外,白宫还将对试图通过其他国家运输以规避出口限制的中国企业实施额外检查,并将中国芯片设计公司列入贸易限制名单,要求美国海外的芯片制造商必须获得华盛顿的许可证才能为这些公司供货。


路透社披露的消息则显示,新限制措施将阻止一些恰好满足当前技术参数限制的AI芯片的对华出口。报道称,在美国去年发布对华芯片出口限制后,英伟达公司就针对中国市场推出了H800芯片,以代替被禁售的H100型号AI芯片。而H800被普遍认为是华盛顿希望阻止对华出口的对象之一。路透社称,美国还计划取消用于限制AI芯片出口的“带宽参数”,用其他标准取而代之,以扩大限制范围。


彭博社称,近期,中国华为公司发布了新款智能手机,其搭载芯片所展现的制造能力“远远超出美国试图阻止其进步的范围……这一成就让华盛顿打压北京的能力遭到怀疑,并引发拜登政府对华为及其合作伙伴实施更多制裁的政治压力”。


此外,拜登政府对中国持续不断的打压也遭到业界反对。彭博社称,英伟达、高通和英特尔这三大美国本土芯片巨头的首席执行官一直在警告美国政府不要对华采取高压手段。在减少中国获得高尖端技术的同时,他们担心对向中国出口非尖端芯片的新限制将剥夺他们的大量收入来源。美国商会估计,如果出现最糟糕的情况,即对中国的销售完全停止,美国芯片公司每年可能会损失830亿美元、12.4万个工作岗位,相关研发支出每年将减少120亿美元。


香港半导体行业分析师林子恒16日对《环球时报》记者分析称,拜登政府在芯片领域的限制行动意图明显,就是想“扼杀”中国芯片产业,削弱中国在未来全球高科技领域竞争中的实力,并维护自身的科技霸权。林子恒认为,媒体报道的新限制措施更有针对性,可能会为中国芯片行业以及人工智能行业的发展带来新挑战,但也会激发出中国科研机构和企业的攻关动力。


荷兰光刻机制造商阿斯麦CEO温宁克近期接受外媒采访时表示,试图通过禁止技术移民和出口管制等方式孤立中国,实际上会削弱西方自己。“中国有14亿人,其中很多人都很聪明。他们会提出我们还没想到的解决方案。你在迫使他们变得非常善于创新。”《纽约时报》报道称,近几个月,美国芯片公司一直在发出警告,美国(的限制)可能加快中国发展独立自主的芯片产业,从而为中国制造的芯片主导世界铺平道路。


在彭博社看来,美国芯片企业几个月来的呼吁,多少得到了白宫的回应。根据新规定,除最强大的消费级图形芯片之外,美国企业将被允许向中国出口所有其他产品。此外,美国官员称,更新后的规定将不包括限制中国企业使用美国或其盟友的云计算服务。美国政府将发布意见征询,以更好地了解与此相关的可能的国家安全风险以及潜在的解决方案。美国还延长了对韩国三星电子、SK海力士等企业的豁免,从而让它们可以继续向自己在中国(大陆)的工厂供应含有美国技术的半导体生产设备。



【长三角这城市物联网相关产业规模超4000亿元】


日前,江苏省无锡市委宣传部组织开展“智联世界 融合赋能”全媒体新闻行动活动。记者在活动中了解到,江苏无锡物联网产业目前已形成覆盖传感器、感知设备、智能硬件、信息通信、应用服务的完整链条,集聚物联网各领域企业超3000家,其中拥有国家级专精特新“小巨人”企业60家。2022年,无锡市物联网核心产业营业收入934.5亿元,带动相关产业规模4011亿元,同比增长16.2%。




这是无锡自2009年被国务院批复成为全国首个国家传感网创新示范区试点城市以来,针对物联网产业发展的痛点难点堵点,坚持以示范应用牵引打通创新链、产业链、市场链,着力推动物联网“由虚向实、从无到有、从弱到强”而带来的产业发展成果,为全国战略性新兴产业发展和制造业转型升级提供了可借鉴与复制的成功经验。


无锡市工信局相关负责人介绍,在发展物联网产业上,无锡围绕应用示范出台了一系列支持政策,走出了“标准引领、平台支撑、应用牵引、多点爆发、产业融合”的物联网可持续发展的“无锡模式”。目前,该市已打造出国家环境保护物联网技术研究应用(无锡)工程技术中心等创新平台30余个。


雪浪云作为无锡入选国家级“双跨”工业互联网平台企业,聚焦在设计与生产的工艺、运维的机理领域,通过数据来融合建模仿真与AI优化,打造新型工业App与工业软件,已成功覆盖22个行业9大领域。


远景全球物联网创新中心依托能源产业资源,开展物联网能源业务,开发远景智能EnOS智能物联网操作系统,打造全球最大的零碳技术数字平台。该中心开发的基于智能物联网技术的软件套件,旨在帮助企业和城市加快低碳数字化转型;基于EnOS开发的“方舟”碳管理系统,为全球超过300家客户提供端到端的数字化碳管理服务,协助减排和管理的二氧化碳总量超过10亿吨。


值得一提的是,近年来,无锡凭借物联网技术与应用先发优势,推动物联网与区块链、大数据、人工智能等新一代信息技术深度融合,打造出智能传感器、车联网和工业互联网“一感两网”特色产业集群,为该市高质量发展注入新动力。



【消息称三星西安半导体工厂开启工艺升级,正采购新设备备产 236 层 NAND】


10 月 16 日消息,上周一,三星电子和 SK 海力士等韩国公司获得美国政府无限期豁免,其中国工厂无需特别许可即可进口美国芯片设备。



对于三星来说这无疑是一个好消息,而且他们在取得豁免后也确实在采取相应措施。据 Business Korea 报道,三星电子高层已决定将其西安 NAND 闪存工厂升级到 236 层 NAND 工艺,并已开始大规模扩张。


消息人士称,三星已开始采购最新的半导体设备,新设备预计将在 2023 年底交付,并于 2024 年在西安工厂陆续引进可生产第 8 代 NAND 的设备,这也被业界视为克服全球 NAND 需求疲软导致产能下降的战略步骤。


公开资料显示,三星(中国)半导体有限公司 2012 年落户西安高新区,而三星半导体西安工厂是该公司唯一的海外存储器半导体生产基地。


该工厂于 2020 年增设了第二期工厂项目,目前已发展成为全球最大的 NAND 制造基地,每月可生产 20 万片 12 英寸晶圆,这占据了三星 NAND 总产量的 40% 以上。


三星西安工厂第一工厂投资 108.7 亿美元,2017 年开始建造的第二工厂,先后投资了 150 亿美元(当前约 1096.5 亿元人民币)。


外媒认为,三星决定升级其西安工厂的原因有两个。其一主要在全球 NAND 市场环境没有表现出明显的复苏迹象,而在这种情况下三星需要保持其在 NAND 市场的全球领导地位;另一个原因就是美国刚刚发布的无限期豁免。


由于产能严重过剩,再加上去年年底以来全球 IT 市场需求严重低迷,半导体市场疲软严重影响了三星的 NAND 业务,导致库存水位一直增加,进而导致亏损不断扩大。即使在通过减产政策略降低产量后略有改善,但目前三星依然需要尽快实现工艺升级。


通过升级最新的第 8 代 NAND 产品,三星不仅可以确保价格竞争力,而且考虑到第 8 代 NAND 相比第 6 代晶圆投入减少约 30%,更能平衡市场供应和需求。


据称,作为第 6 代(128 层)V-NAND 主要生产基地,西安工厂自三星 4 月份宣布减产以来,其开工率也出现了大幅下降,目前整体开工率已降至 20% 左右。


外媒认为,美国虽然暂时放宽了对中国半导体设备的限制,但这对于三星和 SK 海力士来说仅仅只是一个暂时的喘息机会。






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