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傳感新品

【濟南大學(xué)：研發(fā)雙重放大電化學(xué)發(fā)光免疫分析傳感器檢測CA19-9！】

近日， 濟南大學(xué)魏琴和范大偉 以三元化合物CdSSe納米粒子為發(fā)光體，構(gòu)建了一種超靈敏檢測CA19-9的電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器。免疫傳感器采用Cu 2 S和金摻雜的三氧化二銦(Au-In 2 O 3 )納米立方體作為核心作用加速器，實現(xiàn)雙重擴增策略。所構(gòu)建的免疫傳感器具有較寬的線性范圍(100 μU mL -1 至100 μU mL -1 )和80 μU mL -1 的低檢測限，表明其在CA19-9的靈敏檢測中具有較高的潛力和實用價值。

研究要點

要點1. 作者使用模板法制備了In 2 O 3 納米立方體作為ECL陰極共反應(yīng)劑促進劑。在制備過程中，以單寧酸為模板，引入AuCl 4 - ，成功合成了Au-In 2 O 3 材料。在納米立方體表面摻雜Au納米粒子消除了對涉及用Au納米粒子固定抗體的傳統(tǒng)步驟的需要，從而產(chǎn)生了更堅固的抗體附著和增強的免疫傳感器的靈敏度。

要點2. 作者選擇具有大表面積的六邊形楓葉形Cu 2 S作為模板，使用水熱法在其表面原位生長三元金屬化合物CdSSe納米晶體。Cu 2 S的存在不僅抑制了CdSSe納米顆粒的聚集以降低其表面能，而且作為ECL陰極共反應(yīng)促進劑，促進了SO 4 ? - 的產(chǎn)生，增強CdSSe的ECL信號。

要點3. 所構(gòu)建的免疫傳感器具有較寬的線性范圍(100 μU mL -1 至100 μU mL -1 )和80 μU mL -1 的低檢測限，表明其在CA19-9的靈敏檢測中具有較高的潛力和實用價值。

研究圖文

圖1.（A）Cu 2 S/CdSSe的原位合成和（B）ECL免疫傳感器的構(gòu)建過程。

圖2.（A）CdSSe的XRD。（B）Cu 2 S、CdSSe和Cu 2 S/CdSSe的XRD。（C）XPS測量光譜、（D）S 2p、（E）Se 3d和（F）Cd 3d XPS。

圖3. Cu 2 S（A）、CdSSe NPs（D）和Au-In 2 O 3 （F）的SEM。（B，C）Cu 2 S/CdSSe的TEM。（E）Cu 2 S/CdSSe的HRTEM。

圖4.（A）Cu 2 S修飾的電極在5.0 mmol L -1 的[Fe(CN) 6 ] 4-/3- 中，在掃描速率為25-225 mV s -1 的范圍內(nèi)的CV和線性關(guān)系。（B）Cu 2 S和Cu 2 S修飾的電極在40 mmol L -1 PBS中的CV。（C）不同條件下的ECL強度：（a）GCE/Cu 2 S/CdSSe/Au-In 2 O 3 ，（b）GCE/Cu 2 S/CdSSe，（C）GCE/CdSSe，（d）GCE/Cu 2 S和（e）GCE在含有40 mM K 2 S 2 O 8 的PBS(pH 7.4)中和（f）GCE/Cu 2 S/CdSSe和(g) GCE/CdSSe在不含K 2 S 2 O 8 的PBS(pH 7.4)中。（D）ECL系統(tǒng)詳細發(fā)光過程中的電子轉(zhuǎn)移示意圖。

圖5.（A）所構(gòu)建的用于CA19-9檢測的免疫傳感器在寬濃度范圍(0.0001-100 U mL -1 )下的相應(yīng)ECL強度-時間曲線和（B）校準(zhǔn)曲線。（C）免疫傳感器在11次連續(xù)循環(huán)電位掃描下的ECL強度穩(wěn)定性。（D）免疫傳感器的特異性實驗在不同干擾物質(zhì)的存在下進行，包括神經(jīng)元特異性烯醇化酶(NSE)、癌胚抗原(CEA)和Cyfra21-1。（E）七種不同電極的重復(fù)性。（F）連續(xù)儲存7天的免疫傳感器的ECL強度。

文獻詳情

傳感動態(tài)

【共進微和西安電子科大共建"傳感器與汽車電子封測關(guān)鍵技術(shù)聯(lián)合實驗室"正式揭牌】

2024年1月19日，共進微電子和西安電子科技大學(xué)共建的"傳感器與汽車電子封測關(guān)鍵技術(shù)聯(lián)合實驗室"正式揭牌，該實驗室旨在促進封測領(lǐng)域的科研合作，推動封測技術(shù)的創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。同時，西安電子科技大學(xué)博士生導(dǎo)師、封裝系首任主任田文超教授也將擔(dān)任共進微電子首席科學(xué)家。

封裝測試在傳感器和汽車電子芯片性能和可靠性方面扮演著至關(guān)重要的角色。聯(lián)合實驗室將在傳感器與汽車電子芯片的相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料研究、應(yīng)力、熱、電磁仿真和可靠性驗證等方面展開合作。此外，聯(lián)合實驗室還將成為為學(xué)生提供實習(xí)和培訓(xùn)機會的平臺，促進人才培養(yǎng)和技術(shù)交流。

共進微電子總經(jīng)理張文燕表示：“共進微電子一直致力于封測技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新，而西安電子科技大學(xué)在封裝領(lǐng)域具有豐富的研究經(jīng)驗和優(yōu)秀的學(xué)術(shù)背景。通過合作，我們期待能夠取得更多突破性的研究成果，并將其應(yīng)用于實際生產(chǎn)中?！?/p>

西安電子科技大學(xué)田文超教授也表示：“西安電子科技大學(xué)的封裝專業(yè)是2009年國家首批電子封裝技術(shù)本科專業(yè)，同時也是全國唯一的電子封裝類國家級特色專業(yè)。通過與共進微電子建立聯(lián)合實驗室，我們將充分發(fā)揮雙方的優(yōu)勢，推動封裝技術(shù)的創(chuàng)新，促進企業(yè)技術(shù)進步和生產(chǎn)力提升。”

未來，共進微電子將充分利用聯(lián)合實驗室的優(yōu)勢，夯實并增強共進微電子在傳感器與汽車電子芯片的封裝能力，為客戶提供高質(zhì)量的封測一體化服務(wù)！

【大灣區(qū)智能傳感器工程中心即將成立】

為服務(wù)大灣區(qū)智能制造升級，聚集傳感器產(chǎn)業(yè)鏈上下游各環(huán)節(jié)，這一全新平臺將助推大灣區(qū)智能傳感器產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。記者今日從松山湖材料實驗室獲悉，首屆大灣區(qū)智能傳感工程技術(shù)研討會暨大灣區(qū)智能傳感器工程中心成立大會，將于本月23至24日在位于東莞松山湖科學(xué)城的松山湖材料實驗室舉行，屆時該領(lǐng)域的國內(nèi)外專家、企業(yè)家將深度探討智能傳感器技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，并進一步加強產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)合作。

智能傳感器是國家數(shù)字經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著近年來人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，基于新型功能材料、MEMS工藝、半導(dǎo)體和先進封裝等技術(shù)的高精度智能傳感器芯片、模組及系統(tǒng)解決方案的市場需求越來越迫切。而粵港澳大灣區(qū)是我國電子產(chǎn)品制造產(chǎn)業(yè)聚集地，在智能傳感器產(chǎn)業(yè)方面如何實現(xiàn)協(xié)同發(fā)展？

本次活動得到了東莞市科技局指導(dǎo)，由松山湖材料實驗室主辦、大灣區(qū)智能傳感器工程中心承辦。在為期兩天的活動中，除了參觀實驗室展廳、歡迎晚宴、頒證儀式外，大灣區(qū)智能傳感器工程中心將正式揭牌成立。該中心將以松山湖材料實驗室為依托，充分利用東莞和大灣區(qū)成熟的智能裝備產(chǎn)業(yè)條件，補足創(chuàng)新鏈、延長產(chǎn)業(yè)鏈，為我國智能傳感器產(chǎn)業(yè)的國際競爭能力貢獻大灣區(qū)力量。在嘉賓演講和主題對話環(huán)節(jié)，來自該領(lǐng)域的國內(nèi)外專家、企業(yè)家將深度探討智能傳感器技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，并進一步加強產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)合作，從而推動大灣區(qū)智能傳感器產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。

【軍工背景的慣性傳感器研發(fā)商「原極科技」獲數(shù)千萬元A輪融資】

1月22日消息，慣性傳感器研發(fā)商原極（上海）科技有限公司（以下簡稱“原極科技”）日前完成數(shù)千萬元A輪融資，投資方為順融資本，老股東原子創(chuàng)投進一步追加投資。本輪融資資金將用于產(chǎn)品研發(fā)、團隊建設(shè)和新的MEMS IMU標(biāo)測工廠建設(shè)。

原極科技成立于2019年，主攻陣列式的MEMS（ Micro-Electro-Mechanical System，微電子機械系統(tǒng)）慣性傳感器及其組合導(dǎo)航系統(tǒng)的軟硬件產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)。原極科技切入慣性組件導(dǎo)航行業(yè)，產(chǎn)品應(yīng)用于石油勘測、農(nóng)業(yè)泛自動駕駛、機器人自動化和乘用車自動駕駛等多個領(lǐng)域。

據(jù)傳感器專家網(wǎng)了解，原極科技的創(chuàng)始人兼CEO杭義軍博士，擁有南京航空航天大學(xué)的博士學(xué)位，并曾擔(dān)任J16殲擊機首款MEMS航姿參考系統(tǒng)算法工程師。公司的研發(fā)團隊擁有軍工背景，并擁有近30項專利和軟件著作權(quán)。

【美國防部被禁止向中企采購電池】

1月21日報道據(jù)彭博新聞社網(wǎng)站1月20日報道，美國國會已禁止國防部購買中國最大的幾家電池制造商生產(chǎn)的電池，這一規(guī)定將作為2023年12月通過的最新國防授權(quán)法案中的一部分實施。

報道稱，相關(guān)規(guī)定將從2027年10月開始阻止從寧德時代、比亞迪和其他四家中國公司采購電池。

但該規(guī)定并不適用于企業(yè)的商業(yè)采購，福特汽車公司正從寧德時代獲得技術(shù)許可，以便在密歇根州生產(chǎn)電動汽車電池。此外，特斯拉公司也從比亞迪采購部分電池。

報道稱，美國共和黨參議員特德·克魯茲和馬爾科·魯比奧上月致信國防部長奧斯汀，聲稱使用寧德時代的電池會帶來安全風(fēng)險。

報道指出，世界十大電池供應(yīng)商中，大多數(shù)為中國企業(yè)。最近的數(shù)據(jù)顯示，寧德時代和比亞迪占有的全球市場份額不斷增加。

【圖像傳感器常見參數(shù)解讀】

概述

典型圖像傳感器的核心是CCD單元（Charge-coupled Device，電荷耦合器件）或標(biāo)準(zhǔn)CMOS單元（Complementary Meta-oxide Semiconductor，互補金屬氧化物半導(dǎo)體）。CCD和CMOS傳感器具有類似的特性，它們被廣泛應(yīng)用于商業(yè)攝像機上。不過，現(xiàn)代多數(shù)傳感器均使用CMOS單元，這主要是出于制造方面的考慮。傳感器和光學(xué)器件常常整合在一起用于制造晶片級攝像機，這種攝像機被用在類似于生物學(xué)或顯微鏡學(xué)等領(lǐng)域，整合了光學(xué)器件和顏色過濾器的圖像傳感器的常用排列如下圖所示。圖像傳感器是為滿足不同應(yīng)用的特殊目標(biāo)而設(shè)計的，它提供了不同級別的靈敏度和質(zhì)量。

感光材料

硅制圖像傳感器應(yīng)用最廣，當(dāng)然也會使用其他材料，比如在工業(yè)和軍事應(yīng)用中會用鎵（Ga）來覆蓋比硅更長的紅外波長。不同的攝像機，其圖像傳感器的分辨率會有所不同。從單像素光電晶體管攝像機，到普通攝像機上的二維長方形陣列，都有可能用到。普通成像傳感器采用CCD、CMOS、BSI和Foveon方法進行制造。硅制圖像傳感器具有一個非線性的光譜響應(yīng)曲線，這會很好地感知光譜的近紅外部分，但對藍色、紫色和近紫外部分就感知的不好，幾種硅光電二極管的典型光譜響應(yīng)如下圖所示

可以注意到，光電二極管在900納米附近的近紅外范圍內(nèi)具有高的敏感度，而在橫跨400～700nm的可見光范圍內(nèi)具有非線性的敏感度。由于標(biāo)準(zhǔn)的硅響應(yīng)的緣故，從攝像機中去掉IR濾光片可以增加近紅外的靈敏度。當(dāng)讀入原始數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)離散化成數(shù)字像素時，會導(dǎo)致硅光譜響應(yīng)。傳感器制造商在這個區(qū)域做了設(shè)計補償。所以，根據(jù)應(yīng)用標(biāo)定攝像機系統(tǒng)并設(shè)計傳感器處理方法時，應(yīng)該考慮傳感器的顏色響應(yīng)。

光電二極管

圖像傳感器的關(guān)鍵在于光電二極管的大小。使用小光電二極管的傳感器元件所捕獲的光子數(shù)量沒有使用大的光電二極管多。如果光電二極管尺寸小于可捕獲的可見光波長（如長度為400納米的藍光），那么為了校正圖像顏色，在傳感器設(shè)計中必須克服各種問題。傳感器廠商花費大量精力來設(shè)計優(yōu)化元件大小，以確保所有的顏色能同等成像，基本顏色的波長分配如下圖所示。

注意，基本顏色區(qū)域相互重疊，對所有的顏色而言，綠色是一個很好的單色替代品

結(jié)構(gòu)

下圖顯示了多光譜傳感器的不同結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括堆疊（Foveo，左圖）和馬賽克（右圖）方法。在馬賽克方法中，不同的濾波器（濾光片）被裝在每個光電二極管上。堆疊方法依賴于不同顏色（波長）滲透到半導(dǎo)體材料的深度，從而對各自的顏色進行成像，每個光電二極管可適用于所有顏色。

反向照明（Back-side Illuminated，BSI）傳感器結(jié)構(gòu)具有更大的感光區(qū)域，使每個元件光電二極管能夠聚集更多的光子，因而在晶粒上重新布置了傳感器接線。傳感器濾波器的布置也影響到顏色響應(yīng)。例如，下圖顯示了基本顏色（R、G、B）傳感器以及白色傳感器的不同排列，其中白色傳感器（W）有一個非彩色的濾波器。傳感器的濾波器排列考慮到了一定范圍的像素處理，如在傳感器對一個像素信息的處理過程中，會組合在鄰近元件的不同配置中所選取的像素，這些像素信息會優(yōu)化顏色響應(yīng)或空間顏色分辨率。

動態(tài)范圍

圖像傳感器的每個顏色單元能一般能夠提供至少8個比特位，通常是12～14個比特位。光電二極管需要花費空間和時間來聚集光子，所以較小的光電二極管必須經(jīng)過精心設(shè)計，以避免產(chǎn)生一些問題。

噪聲

噪聲可能來自于所用的光學(xué)元件、顏色濾波器、光電二極管、增益和A/D轉(zhuǎn)換器、后期處理過程或者壓縮方法等。傳感器的讀出噪聲也會影響到實際的分辨率，因為每個像素單元從傳感器中讀出再傳到A/D轉(zhuǎn)換器中，從而組成數(shù)字形式的行和列，以便用于像素轉(zhuǎn)換。越好的傳感器會產(chǎn)生越少的噪聲，同時會得到更高效的比特分辨率。

圖像處理

通常在每個成像系統(tǒng)中都有一個專用的圖像處理器，包括一個快速HW傳感器接口、優(yōu)化的超長指令集（Very Long Instruction Word，VLIW）、單指令多數(shù)據(jù)流（Single Instruction Multiple Data，SIMD）指令以及具有固定功能的硬件模塊，這些功能是為了解決大規(guī)模并行像素處理所造成的工作負(fù)載。通常，傳感器處理過程透明且自動化，并由成像系統(tǒng)的生產(chǎn)廠商設(shè)置，來自傳感器的所有圖像均以同樣的方式處理。也存在用于提供原始數(shù)據(jù)的其他方式，這些數(shù)據(jù)允許針對應(yīng)用來定制傳感器處理過程，就像數(shù)字?jǐn)z影一樣。

去馬賽克

馬賽克的一個主要挑戰(zhàn)之一是像素插值，其作用是將鄰近單元的顏色通道組合成單個像素。在給定傳感器元件排列的幾何形狀以及單元排列的縱橫比的條件下，這是一個重要的問題。一個與之相關(guān)的問題是顏色單元的加權(quán)問題，如在每個RGB像素中每種顏色應(yīng)該占多少比例。因為在馬賽克傳感器中，空間元件分辨率大于最終組合的RGB像素分辨率，某些應(yīng)用需要原始傳感器數(shù)據(jù)，以便盡可能利用所有的精度和分辨率，或者有些處理要么需要增強有效的像素分辨率，要么需要更好地實現(xiàn)空間精確的顏色處理和去馬賽克處理。

壞點校正

像LCD顯示器一樣，傳感器也可能會有壞像素。通過在攝像機模塊或驅(qū)動程序中提供需要校正的壞像素坐標(biāo)，供應(yīng)商可以在工廠校正傳感器，并為已知的缺陷提供一個傳感器缺陷圖。在某些情況下，自適應(yīng)的缺陷校正方法會用在傳感器上，以便監(jiān)控鄰近像素點來發(fā)現(xiàn)缺陷，然后校正一定范圍內(nèi)的缺陷類型，比如單像素缺陷、列或行缺陷以及類似2×2或3×3的塊狀缺陷。為了實時尋找瑕疵，攝像機驅(qū)動也可提供自適應(yīng)的缺陷分析，在攝像機的啟動菜單中可能會提供一個特殊的補償控制。

顏色校正

有必要進行顏色校正以便平衡總的顏色精確度和白平衡。硅傳感器上對紅色和綠色這兩種顏色通常很敏感，但是對藍色卻不敏感，因此，理解和標(biāo)定傳感器是得到最精確顏色的基本工作。

陰影校正

大多數(shù)圖像傳感器的處理器包含了用于光暈校正的幾何處理器，這在圖像的邊緣表現(xiàn)為光照更暗。校正基于幾何扭曲函數(shù)，可考慮可編程的光照功能來增加朝向邊緣的光照，這需要在出廠前進行標(biāo)定，以便與光學(xué)的光暈?zāi)Ｊ较嗥ヅ洹?/p>

畸變校正

鏡頭可能會有幾何相差或朝邊緣發(fā)生扭曲，產(chǎn)生徑向失真的圖像。為了解決鏡頭畸變，大多數(shù)成像系統(tǒng)具有專用的傳感器處理器，它有一個硬件加速的數(shù)字扭曲元件，類似于GPU上的紋理采樣器。在工廠就會針對光學(xué)器件的幾何校正進行校準(zhǔn)并編程。

審核編輯 黃宇