深圳大学:研发自组装折纸结构,赋能“超灵敏光电生物传感器”

2024-07-31
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【深圳大学:自组装折纸结构,赋能“超灵敏光电生物传感器”】

根据国际癌症研究机构(IARC)的数据,2022年,全球估计有1997.4 万癌症新增病例和974.4万死亡病例。其中,肺癌新发病例数高达248.1万例,占全球癌症新发病例的12.4%。肺癌再次成为世界上影响最大的癌症,是目前发病率和死亡率增长最快的恶性肿瘤之一。然而,大多数肺癌病例是在晚期发现的,因此研究早期癌症筛查的新方法是关系人类命运健康的战略问题。而在临床治疗研究中,已经发现通过检测人体样本中的癌症基因标记物可以实现癌症的早期筛查,进行预防和治疗。


近日,深圳大学物理与光电工程学院张晗教授课题组、邵永红教授课题组在基于激光新应用的生物传感器件领域取得进展。该生物传感器件利用自组装折纸结构进行生物传感芯片升级,结合CRISPR基因剪刀技术的单碱基识别能力,通过自研发的SPR设备实现了对癌症目标物的Z摩尔级别检测。在癌症早筛和诊断领域提供了很大的应用潜力。



图1 本研究设计的示意图

在激光应用领域中,表面等离子SPR技术一直是核酸检测技术的“金标”方法,然而提高SPR检测灵敏度和特异性是现在社会中急需解决的问题。幸运的是,DNA折纸自组装技术和CRISPR基因剪刀技术的出现提供了解决灵敏度和特异性的可能性。与荧光PCR扩增法相比,激光应用领域中的光学检测方法具有检测速度快,多通道同时检测等优点,结合生物医学中的DNA折纸技术和CRISPR基因剪刀特异性能力,可以更加显著提高光学SPR的检测能力。


该研究提出并实验验证了一种在表面等离子体共振(SPR)生物传感器框架内无缝融合DNA折纸和DNA剪刀技术的方法。这种战略性的合并标志着与传统SPR 方法的背离,预示着在基因检测的准确性和精度方面的革命性变化。这种方法的本质在于将基因编辑技巧与DNA折纸技术固有的结构适应性结合起来。DNA折纸的建筑独创性解决了以前阻碍SPR生物传感器的挑战,特别是那些与传统的单链DNA探针相关的挑战。DNA剪刀和DNA折纸的相互作用将SPR生物传感器提高到了新的灵敏度、准确性和实用应用的水平,这些领域尚未被探索。在非小细胞肺癌(NSCLC)患者中,EGFR基因的T790M突变的精确鉴定和KRAS基因的 G12C突变等具体结果强调了该方法的潜在影响。据该团队调研,这是第一个通过结合DNA剪刀、DNA折纸和表面等离子体共振传感,同时实现单碱基水平分辨率和 z 摩尔级灵敏度的研究。

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/lpor.202400035



传感动态

【工业级第三代热导式MEMS数字气敏传感器在广州投产】

近日,由广东增敏科技有限公司(以下简称“增敏科技”)自主研发的中国首创工业级第三代热导式MEMS数字气敏传感器正式投产,并举行了启动投产仪式及签约仪式。



据了解,增敏科技第三代热导式MEMS数字气敏传感器具有高精度、高灵敏度、低功耗、长寿命等优点,可广泛应用于石油、化工、环保、医疗等领域的气体检测。其采用先进的MEMS技术和热导式原理,实现了对多种气体的快速、准确检测,并具备数字化输出功能,便于与各种控制系统进行集成。该产品的成功投产,不仅填补了国内在该领域的空白,更为中国制造业的转型升级提供了强有力的技术支撑。


增敏科技相关负责人表示,该项目投产后,将更有力推动“广东强芯”工程的深入实施,也将带动更多上下游企业落地增城,助力增城半导体与集成电路产业加快发展,为广州半导体与集成电路产业高质量发展增添活力。


据悉,近年来,增城坚持“产业第一、制造业立区”,聚焦广州东部中心建设,积极推动半导体与集成电路等主导产业集聚发展,出台集成电路产业扶持政策,规划建设智能传感器产业园,引进了增芯、越海、中微半导体等一大批龙头项目,产业链集群建设初见成效。


2023年,增城全区高新技术企业达到893家,同比增速全市第二;1家公司入选广州未来独角兽,2家公司入选广州种子独角兽,5家公司入选广州“隐形冠军”上榜企业,今年又有6家企业入选广东省制造业单项冠军。集聚高端制造、新能源、新材料、生物医药、新型显示等高新技术领域的国家级人才团队20个,大学教授团队22个,企业自主创新能力不断增强,全区研发投入强度达到3.02%,首次跨入广州市各区3.0%以上的第二梯队。规模以上高技术制造业产值达258.33亿元,同比增长54.5%。在《广州城市创新指数报告(2023)》中,增城区创新指数排名全市第6;2024年首次入选“赛迪创新百强(2024)”榜单,位列84名。


【聚焦柔性纤维传感器技术研发,「矩侨工业」获近千万元种子轮融资】

7月29日消息,矩侨工业已完成近千万元种子轮融资,投资方为国信喜海基金,浪潮资本担任长期独家财务顾问,本轮融资主要用于数字化工厂建设和产线铺设。


矩侨工业成立于2023年11月,主要聚焦柔性纤维传感器技术研发。通过将纤维压力传感器、纤维电极、拉力感知纤维等多项创新技术结合以相关算法,完成对心电、压力、张力等信号的感知、传导、计算和控制。



以技术原理而论,传统上,柔性传感器大都为薄膜压力传感器,借由电阻式、电容式、压电式等感应机理,通过三明治结构将传感材料涂层在柔性衬底上实现传感特性。但受衬底材料、工艺等方面的限制,这类传感器在折叠性、弹性、透气性等方面局限性明显。在大面积场景的长期使用中,还面临易脱落、需定期校准感知层厚度变化的问题。


矩侨工业CEO张景淇表示,与同类技术相比,柔性纤维传感器技术的本质不同之处在于,电极涂层、压阻涂层、涂层基材都实现纤维化。织物的形式使得其柔度、可折叠性、透气程度、舒适度、耐久性都得到提升,最小折叠半径不到0.2毫米,可应用场景也随之扩大、丰富。


而就常规传感性能来讲,该柔性传感器目前已通过多次车规级Z型折叠、揉搓,以及三兆帕的高强度冲击等耐久性测试,可靠性有所保障,且在传感器量程方面有较大突破。


“市场上压阻式、电容式同类压力传感器的量程上限基本都在三四百千帕左右,但织物式传感器的量程可以达到这个数值的10倍左右”,张景淇解释,其原理主要在于该传感器的纤维构型,“纤维内部的多层结构在受压时产生更多导电通路,电极纤维和压阻纤维结构产生更多咬合,由此,电极纤维之间的电阻被降低、传感量程随之增大。”


技术研发之余,将柔性传感器以工业化标准落地、实现批量生产更为重要。在这方面,依托于中国本土纺织工厂,经过数千次打样实验,矩侨工业就纺织机器的喷丝口、设备链路及温度湿度控制等方面进行优化,实现了在产能效率、一致性等方面的提升,生产良率达95%。


根据核心应用场景,目前,矩侨工业布局了3条产品线:瞄准养老医疗的关怀系列、应用于车企的工业汽车系列,以及聚焦于机器人皮肤及科研的精密系列。


【安森美 2024 年第二季度收入 17.352 亿美元:同比下滑 17%,仍略好于外界预期】

7 月 30 日消息,安森美 onsemi 于美国东部时间 7 月 29 日上午 8:00 公布了 2024 年第二季度的业绩。


财报显示,安森美上一季度实现了 17.352 亿美元收入,按 GAAP 规则计毛利率为 45.2%,营业利润率为 22.4%,按非 GAAP 规则计每股摊薄收益为 0.96 美元


安森美上季度收入同比出现 17% 下滑,环比出现 7% 下滑;毛利率、营业利润率也均不如上季度和去年同期。




不过这一业绩水平仍略高于外界此前预期:根据彭博社收集的数据,分析师对安森美二季度营收和非 GAAP 摊薄每股收益的平均预估分别为 17.3 亿美元和 0.92 美元。


安森美预计 2024 年第三季度该企业可实现 17 亿~18 亿美元收入,按非 GAAP 规则计每股摊薄收益可达 0.91~1.03 美元。






【深圳:推动人工智能集群基金、智能传感器等基金加快设立、投资】

据深圳发布,近日,中共深圳市委办公厅、深圳市人民政府办公厅印发《深圳市加快打造人工智能先锋城市行动方案》。其中提出,发挥千亿基金群引导作用。推动人工智能集群基金、智能传感器等基金加快设立、投资。推动市区两级基金开展差异化投资。推动政府产业引导基金与市场化基金联动,为人工智能企业提供天使投资、股权投资、投后增值等服务。做大深圳创投日人工智能专场规模,支持新落地企业参加路演。







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