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科研资讯

2022-05-24

传感器世界 2022年3期
关键词:专刊食欲薄膜

中国科学院宁波材料技术与工程研究所陈涛研究员、肖鹏副研究员开发了基于石墨烯/Ecoflex薄膜的仿鱼侧线水下机械传感器,能够感知水下生物游过时产生的波动,并通过调控自支撑复合薄膜的尺寸实现0.3~1.8 m的水下深度探测。2022年2月15日,相关论文发表在学术期刊《纳微快报》。

从外观上看,这一水下传感器由两个圆柱形盖状PET拼接组装,总高度和直径均约为几厘米,体积较小。单个仿鱼侧线水下传感器总重量仅7 g左右。在测试中,这一传感器中自支撑薄膜在不同的水下深度会发生不同程度的形变,并实时输出相应的电流信号变化,从而实现实时的水深探测。

研究团队开发的基于柔性导电薄膜的仿鱼侧线水下传感器不需要进行特殊的超疏水处理,并且结构简单,检测深度深,对振动信号响应灵敏,水下检测深度范围可调。

“在实验中,这一传感器在感知液面微小机械振动方面,例如刮风、下雨、树枝落入水中引起液面波动,均表现出高灵敏性。”肖鹏介绍,实际应用中,可以分析传感器输出电信号的频率、波形、强度等信息,进一步分析可能存在的刺激源,从而起到水下预警的目的。

此外,相较于目前其他类型传感器,这一传感器外观上的优势就是厚度超薄,并且器件体积小,整体上呈透明,薄膜部分呈银色,这跟一些鱼类的颜色十分相近,不容易被生物察觉,可以较好地进行伪装。未来可将其集成并应用到水下仿生机器人上进行实时感知,从而进行生物追踪。

研究团队下一步将进一步优化提升传感器的性能,同时拓展它的多功能应用。

《用于感染诊断的生物传感器技术进展》专刊出版

2022年1月18 日,由中国科学院大连化学物理研究所微流控芯片研究组研究员秦建华和美国哈佛大学医学院教授Luke P.Lee等共同主编的学术专刊《用于感染诊断的生物传感器技术进展》(Advances in Biosensor Technologies for Infection Diagnostics)在Accounts ofChemical Research上出版。

长期以来,传染病一直是全球医疗卫生行业面临的严峻挑战。抗菌素耐药性的不断上升、结核病的死灰复燃,以及各类传染病的爆发和持续蔓延等,对全球人类生命健康和社会经济发展等已造成严重危害。

《用于感染诊断的生物传感器技术进展》专刊针对目前全球应对重大传染病防治面临的严峻挑战和迫切需求,共收录了12篇全球学者的高质量进展性综述,内容涉及生物传感领域新技术及其在重大传染性疾病防治中的独特作用,主题涵盖了疾病诊断的各个环节,包括用于高通量处理测定样本(血液、唾液、尿液和粪便等)的预分析设备研发、针对超高灵敏度检测及信号放大的新型分子探针设计、针对自动化实时在线检测的各种即时诊断系统装置的开发等。此外,专刊还讨论了传染性疾病相关主题,例如通过液滴微流体进行单细胞抗菌耐药性的快速检测、器官芯片技术在研究感染性疾病病理生理过程中的应用、通过监测宿主免疫反应来检测补体和病原体、利用牲畜和废水等监测来源发现高速传播的新型疾病。

中韩团队研发类人眼智能图像传感技术

韩国延世大学与香港理工大学联合研究出模仿人类视网膜的“智能图像传感器”基础技术。该技术利用二维半导体材料二硫化钼的独特光学特性,制作的智能图像传感器可像人眼一样感知、适应环境亮度,并迅速识别物体。相关研究成果发表在《自然·电子学》(Nature Electronics)上。

现有的以硅为基础的图像传感器动态范围(可识别范围内最亮的部分和最暗部分的比率)仅为70分贝,很难准确表达280分贝动态范围广域自然光。而类人眼智能图像传感器具有167分贝的广阔动态范围,可在更宽光度范围内识别物体。该技术可简化图像传感器的复杂电路和动作算法,可应用于无人驾驶汽车和高速生产组装线等所需的高性能光学传感器。

科学家研发出可用于体内成像的基因编码传感器

2022年2月10 日,瑞士苏黎世联邦理工学院的研究团队在Nature Methods发表了题为“A genetically encoded sensor for in vivo imaging of orexin neuropeptides”的文章。

食欲素是中枢神经系统中发挥重要功能的下丘脑神经肽,当前,由于检测技术分辨率有限,对其在体内的释放和作用范围知之甚少。

研究人员研发了一种基因编码的食欲素传感器——OxLight1,该传感器将循环排列的绿色荧光蛋白工程改造为人类2型食欲素受体。在小鼠中,OxLight1能以高灵敏度方式在体内检测光遗传学诱导的内源性食欲素释放。小鼠体内OxLight1的光度记录显示,食欲素的快速释放与不同大脑区域调控的跑步行为、急性压力和睡眠到觉醒的转变有关。OxLight1双光子成像揭示了麻醉苏醒期间小鼠体感皮层2/3层的食欲素释放。

研究表明,OxLight1能够在活体动物中以高时空分辨率对食欲素神经肽进行直接且灵敏的光学检测。

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