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傳感新品

【中國科學(xué)院地化所：基于生物傳感器的土壤重金屬檢測系列新方法】

傳統(tǒng)重金屬檢測方法依賴大型儀器，需要復(fù)雜繁瑣的前處理過程、高昂的檢測成本和較長的檢測周期。同時(shí)，傳統(tǒng)檢測方法面臨著靈敏度不高和智能化程度低的問題。因此，亟需建立高靈敏度及智能化重金屬檢測方法，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法的不足。生物傳感器是快速檢測方法，具有響應(yīng)迅速、成本低、靈敏度高及便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，可以較好地克服傳統(tǒng)檢測方法的局限，在重金屬簡單、快速、高靈敏檢測方面頗具應(yīng)用前景。

中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所環(huán)境地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員劉承帥團(tuán)隊(duì)與廣東省科學(xué)院生態(tài)環(huán)境與土壤研究所研究員陳俊華等，建立了以功能核酸為分子識別元件的重金屬生物傳感器，實(shí)現(xiàn)了對重金屬的超靈敏、智能化快速檢測，并構(gòu)建了土壤有效態(tài)重金屬檢測新方法。

該團(tuán)隊(duì)建立了DNA網(wǎng)狀納米結(jié)構(gòu)生物傳感器，實(shí)現(xiàn)了對土壤重金屬的超靈敏檢測。科研人員創(chuàng)新性地以雙莖環(huán)DNA探針為自組裝元件。當(dāng)反應(yīng)體系存在待檢重金屬（以鈾離子為例），釋放的核酸片段可激活DNA組裝，經(jīng)過多重循環(huán)的核酸雜交及鏈置換反應(yīng)，形成DNA網(wǎng)狀納米結(jié)構(gòu)的熒光生物傳感器。該熒光生物傳感器對鈾離子的檢測線性范圍為10 pM到1 mM，檢測限為2 pM，可實(shí)現(xiàn)對土壤樣品中痕量鈾污染的超靈敏檢測。該熒光生物傳感器操作簡單、響應(yīng)迅速、信號擴(kuò)增效率高效，為土壤重金屬的超靈敏檢測提供了新方法。

該研究建立了分子邏輯門生物傳感器，在分子水平上實(shí)現(xiàn)了重金屬的智能化檢測。研究以有效態(tài)鉛和有效態(tài)鎘兩種重金屬為目標(biāo)物，基于二進(jìn)制原理，以0和1對重金屬進(jìn)行編碼，以功能核酸為重金屬分子識別元件，通過核酸并行運(yùn)算和雜交反應(yīng)，構(gòu)建了多種分子邏輯門生物傳感器，包括OR、AND、XOR、INHIBIT、半加器、半減器等。在生物傳感邏輯運(yùn)算中，0表示檢測體系中不存在有效態(tài)鉛或鎘；1表示檢測體系中存在有效態(tài)鉛或鎘。以FAM和Cy5進(jìn)行雙通道熒光標(biāo)記，根據(jù)真值表排布，不同的重金屬組合會產(chǎn)生不同的熒光輸出信號，從而在分子水平上為重金屬的智能化檢測提供了一套新的傳感體系。

該工作建立了DNA熒光生物傳感器，實(shí)現(xiàn)了對土壤有效態(tài)重金屬的免萃取、簡單、快速檢測。目前，土壤有效態(tài)重金屬檢測方法較多，如BCR法、Maiz三步連續(xù)提取方法、Tessier五步連續(xù)提取法、DTPA-CaCl2法等，但適用條件等存在爭議。例如，強(qiáng)酸強(qiáng)堿等化學(xué)試劑介導(dǎo)的重金屬萃取難以反映土壤中有效態(tài)重金屬的真實(shí)含量。同時(shí)，這些方法需要連續(xù)多步的萃取分離過程，步驟繁瑣且耗時(shí)較長。因此，探索構(gòu)建無需消解萃取且可真實(shí)反應(yīng)土壤中有效態(tài)重金屬含量的快速檢測方法具有重要意義。

該團(tuán)隊(duì)以生命體基元DNA為有效態(tài)重金屬識別探針，通過DNA識別、切割以及信號轉(zhuǎn)換，構(gòu)建了DNA熒光生物傳感器，實(shí)現(xiàn)了對土壤有效態(tài)重金屬（鉛、鎘、銅等）的快速檢測。該方法操作簡單、無需復(fù)雜的連續(xù)萃取過程，同時(shí)，DNA探針混合即可檢測，響應(yīng)迅速，方便現(xiàn)場快速分析。該熒光生物傳感器對有效態(tài)鉛的檢測靈敏度可達(dá)0.2 pM，用于土壤樣品有效態(tài)重金屬檢測時(shí)，與傳統(tǒng)DTPA-CaCl2法相比，誤差小于10%，具有高靈敏度和高特異性，可滿足復(fù)雜樣品中有效態(tài)重金屬檢測需求。

（A）DNA網(wǎng)狀納米結(jié)構(gòu)生物傳感器檢測重金屬原理；（B）原子力顯微鏡表征組裝的DNA納米結(jié)構(gòu)；（C）檢測限和檢測靈敏度分析

（A）分子邏輯門生物傳感器用于有效態(tài)重金屬的智能化檢測；（B）半加器分子邏輯門生物傳感器結(jié)果；（C）半減器分子邏輯門生物傳感器結(jié)果；（D）半加器分子邏輯運(yùn)算真值表；（E）半減器分子邏輯運(yùn)算真值表

（A）DNA熒光生物傳感器用于有效態(tài)重金屬檢測原理；（B）有效態(tài)重金屬檢測靈敏度分析結(jié)果

傳感動(dòng)態(tài)

【英飛凌向日月光出售位于菲律賓甲米地和韓國天安的生產(chǎn)基地， 加強(qiáng)雙方戰(zhàn)略合作關(guān)系】

英飛凌科技股份公司（FSE代碼：IFX/ OTCQX代碼：IFNNY）和日月光投資控股股份有限公司（TAIEX代碼：3711/ NYSE代碼：ASX）近日宣布簽署最終協(xié)議。根據(jù)協(xié)議，英飛凌將其位于菲律賓甲米地和韓國天安的后道生產(chǎn)基地出售給領(lǐng)先的獨(dú)立半導(dǎo)體組裝和測試制造服務(wù)提供商——日月光的兩家全資子公司。這兩家工廠目前以英飛凌科技制造有限公司菲律賓分公司（甲米地）（Infineon Technologies Manufacturing Ltd. – Philippine Branch (Cavite)）和英飛凌科技功率半導(dǎo)體技術(shù)有限公司（天安）（Infineon Technologies Power Semitech Co., Ltd. (Cheonan)）的名稱運(yùn)營，并將分別被ASE Inc和ASE Korea Inc.收購。此次交易完成后，日月光將保留工廠現(xiàn)有員工并進(jìn)一步發(fā)展兩座工廠，以便為多家客戶提供支持。因此，日月光和英飛凌還簽訂了長期供應(yīng)協(xié)議，英飛凌將繼續(xù)獲得既定服務(wù)以及為新產(chǎn)品提供的服務(wù)，在支持其客戶的同時(shí)履行當(dāng)前承諾。

英飛凌的制造戰(zhàn)略采取內(nèi)部制造與外部制造相結(jié)合的平衡運(yùn)營布局，是支撐公司利潤增長的重要支柱。英飛凌和日月光將把甲米地和天安的產(chǎn)量集中于一個(gè)新東家名下，并為整個(gè)行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的制造服務(wù)，充分發(fā)揮雙方協(xié)作潛力，為兩家公司帶來巨大的增長潛力。

英飛凌科技執(zhí)行副總裁兼后端運(yùn)營負(fù)責(zé)人Alexander Gorski 表示：“甲米地和天安兩座工廠都擁有能力出眾的優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)，并且長期堅(jiān)持最高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。多年來，日月光一直是英飛凌值得信賴的戰(zhàn)略合作伙伴，我們相信，它將成為兩座工廠優(yōu)秀的新東家，繼續(xù)沿著這條成功之路前進(jìn)，并進(jìn)一步提升這兩家工廠的實(shí)力。此次將工廠出售給日月光與英飛凌的制造戰(zhàn)略相吻合，不僅能夠發(fā)揮雙方的協(xié)作優(yōu)勢，還能在提高供應(yīng)鏈彈性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步增長。”

日月光首席運(yùn)營官吳田玉博士表示：“汽車和功率管理市場都是日月光的戰(zhàn)略重點(diǎn)領(lǐng)域。此次收購英飛凌在甲米地和天安的工廠，標(biāo)志著日月光與英飛凌建立長期戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系的堅(jiān)定承諾，共同開發(fā)與未來發(fā)展機(jī)遇相匹配的后道制造解決方案。借助英飛凌在汽車和功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的市場領(lǐng)先優(yōu)勢以及日月光在后道半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位，此次合作將為從產(chǎn)品公司一直到終端消費(fèi)者的整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)造出雙贏的解決方案?！?/p>

英飛凌科技功率半導(dǎo)體技術(shù)有限公司是一座擁有約300名員工的后道生產(chǎn)基地。該工廠位于首爾以南約60英里的韓國天安市。英飛凌科技甲米地公司是一座擁有900多名員工的后道生產(chǎn)基地，位于菲律賓發(fā)展最快、工業(yè)化程度最高的省份之一。

預(yù)計(jì)該交易將于2024年第二季度末完成，屆時(shí)將滿足所有待定的交易條件。

【激光雷達(dá)成“考古神器”！大疆禪思L2發(fā)現(xiàn)南陽古城遺址】

3月1日消息，大疆官方發(fā)文稱，近期，西北大學(xué)文化遺產(chǎn)學(xué)院聯(lián)合大疆行業(yè)合作伙伴陜西凌越航空，調(diào)查南陽古代遺址。

項(xiàng)目組經(jīng)過綜合考慮，選用大疆經(jīng)緯M300 RTK 搭載禪思L2激光雷達(dá)，對南陽地區(qū)的博望故城、金湯寨古城、梁城、方城、圣井寺古城和棘陽城進(jìn)行調(diào)查，最終成功發(fā)現(xiàn)古城遺址。

據(jù)了解，古代城址常常隱藏在人跡罕至的深山密林，或被現(xiàn)代建筑覆蓋無法直接發(fā)現(xiàn)，還有一些被損毀的遺址，只留下細(xì)微的地貌起伏，通常難以被肉眼或常規(guī)儀器觀測到。

而無人機(jī)搭載激光雷達(dá)，能夠很好地解決這一難題：不僅可以有效重建微地貌特征，而且能穿過植被獲取地面信息，發(fā)現(xiàn)潛在的遺跡。

在此次南陽古城，項(xiàng)目組使用DJI Pilot 2 App自動(dòng)生成面狀航線，設(shè)置飛行高度130m，航速8m/s，旁向重疊率30%，采樣頻率240 kHz，五回波重復(fù)掃描。

該參數(shù)下點(diǎn)云密度平均150點(diǎn)/㎡，相當(dāng)于每8cm就有1個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)，點(diǎn)云密度高，滿足考古基礎(chǔ)資料的密度要求。

項(xiàng)目組表示，如果采用傳統(tǒng)人工調(diào)查的方式，所有林下的城墻遺跡勘測均需人工配合全站儀進(jìn)行測量，每個(gè)城址至少需要5-6小時(shí)，且數(shù)據(jù)為矢量點(diǎn)，缺乏完整的數(shù)字高程模型和三維模型，地表起伏較小的遺跡無法感知。

而使用無人機(jī)搭載激光雷達(dá)僅需2人，每個(gè)城址僅需30-60分鐘，作業(yè)效果大幅提升

【英特爾擬推動(dòng)FPGA芯片部門獨(dú)立上市】

完成收購近9年后，英特爾再次推動(dòng)旗下FPGA（現(xiàn)場可編程陣列，一種可編程芯片）業(yè)務(wù)部門獨(dú)立，并有意于未來上市。

3月1日，英特爾宣布成立全新獨(dú)立運(yùn)營的FPGA公司“Altera”，Sandra Rivera擔(dān)任新公司首席執(zhí)行官。根據(jù)聲明，新公司Altera將瞄準(zhǔn)通信、云、數(shù)據(jù)中心、嵌入式、工業(yè)、汽車等應(yīng)用市場，并積極整合AI軟件，滿足未來的AI推理需求。

英特爾稱，計(jì)劃在保持在Altera中控股地位的同時(shí)，引入投資，出售其一部分股份，在2-3年內(nèi)時(shí)機(jī)成熟時(shí)，推動(dòng)Altera進(jìn)行IPO。不過，最終IPO的相關(guān)決定將取決于市場條件，仍具不確定性。

FPGA是一種高度靈活性的芯片，在制造完成后可以重新編程。常用于5G電信基礎(chǔ)設(shè)施、軍事通信和雷達(dá)系統(tǒng)。傳統(tǒng)芯片處理通用數(shù)據(jù)的能力強(qiáng)，但加速能力不夠，對人工智能、5G通信、高性能存儲，需要有針對性的處理能力，即FPGA。目前，AMD和英特爾在FPGA制造領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。

實(shí)際上，英特爾的FPGA業(yè)務(wù)是在前CEO科再奇領(lǐng)導(dǎo)期間，在“以數(shù)據(jù)為中心”戰(zhàn)略下的一系列收購中組建而來——2015年，英特爾以167億美元收購當(dāng)時(shí)第二大FPGA公司Altera，建立了FPGA業(yè)務(wù)。此次新公司獨(dú)立，外界視為原Altera品牌再次“回歸”。

一度，來自舊Altera公司的FPGA技術(shù)資產(chǎn)幫助英特爾加深了在服務(wù)器市場的護(hù)城河，具有重要戰(zhàn)略意義。對于拆分FPGA業(yè)務(wù)的原因，Sandra Rivera告訴界面新聞?dòng)浾撸ㄟ^拆分，新公司能夠更靈活、多樣地做出決定，產(chǎn)品組合也更為專注，“我們更專注于FPGA產(chǎn)品組合，而不像過去，廣泛地提供基于CPU，GPU的加速產(chǎn)品?！?/p>

以此來看，獨(dú)立后的新Altera在產(chǎn)品、戰(zhàn)略上得以“減負(fù)”，無需緊隨英特爾步伐。

外界也曾分析認(rèn)為，過去9年，英特爾并未充分發(fā)揮Altera的FPGA業(yè)務(wù)價(jià)值。一方面，F(xiàn)PGA業(yè)務(wù)在英特爾整體營收中占比偏低，因此未能獲得足夠的重視，也導(dǎo)致部分業(yè)務(wù)和人員流失；此外，英特爾試圖將FPGA與原有業(yè)務(wù)整合，這一過程進(jìn)展并不順利。

FPGA芯片部門獨(dú)立，也是英特爾CEO基辛格（Pat Gelsinger）對公司的最新調(diào)整。

自上任以來，基辛格對英特爾進(jìn)行了大刀闊斧的調(diào)整。戰(zhàn)略上，基辛格強(qiáng)化了競逐先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)的方向，并采取了對外開放晶圓代工產(chǎn)能、調(diào)整工藝節(jié)點(diǎn)命名方式等舉措。此外，英特爾還進(jìn)行了組織架構(gòu)調(diào)整、剝離出售多項(xiàng)業(yè)務(wù)等舉措，包括推動(dòng)旗下Mobileye自動(dòng)駕駛業(yè)務(wù)獨(dú)立上市、出售向華碩出售迷你電腦NUC業(yè)務(wù)等。

對于新舊Altera區(qū)別，Sandra Rivera解釋，兩者前后處于的市場環(huán)境已經(jīng)大為不同，不管是競爭對手、市場環(huán)境，還是技術(shù)創(chuàng)新與進(jìn)步速度等。此外過去FPGA部門曾與英特爾致力于在5G業(yè)務(wù)中取得取得市場領(lǐng)導(dǎo)位置，在當(dāng)前AI時(shí)代下，新公司的戰(zhàn)略目標(biāo)也有所變化。

目前，新公司仍處于從英特爾旗下轉(zhuǎn)為獨(dú)立運(yùn)營的過渡時(shí)期。

Sandra Rivera介紹，英特爾正在幫助新公司支持性部門進(jìn)行轉(zhuǎn)換與過渡。她預(yù)計(jì)Altera將在明年1月1日能夠完全獨(dú)立運(yùn)營。

AI是新公司獨(dú)立后的一大戰(zhàn)略重點(diǎn)，Sandra Rivera稱，目前來看，機(jī)器人、無人機(jī)等設(shè)備都在尋求增加更多的AI能力。Altera所在的FPGA的潛在機(jī)會在于，當(dāng)計(jì)算設(shè)備中已經(jīng)具備FPGA芯片時(shí)，可以發(fā)揮芯片可編程優(yōu)勢，在其中添加AI功能實(shí)現(xiàn)更多數(shù)據(jù)加速和處理，而無需考慮添加其它處理器。

Sandra Rivera曾擔(dān)任數(shù)據(jù)中心與人工智能事業(yè)部（DCAI）總經(jīng)理，負(fù)責(zé)英特爾最重要的服務(wù)器芯片業(yè)務(wù)。對于此次出任Altera首席執(zhí)行官，她告訴界面新聞?dòng)浾撸?dāng)她負(fù)責(zé)DCAI部門時(shí)，第一件事就是把AI寫入部門名稱中，“那時(shí)候，我們還沒有人知道關(guān)于ChatGPT，或者能想象到過去15個(gè)月里將會發(fā)生的一切?！?/p>

其言下之意在于，英特爾早在數(shù)年前即意識到AI的重要性，并致力于在CPU、FPGA中引入AI能力。Altera同日發(fā)布的新產(chǎn)品陣容中，AI就占有大量篇幅。

【位移傳感器工作原理及應(yīng)用領(lǐng)域】

位移傳感器是什么？位移傳感器又稱為線性傳感器，是一種用于測量物體或結(jié)構(gòu)的位置變化的設(shè)備。它可以將物體相較于參考點(diǎn)的位移轉(zhuǎn)換為電信號輸出，從而實(shí)現(xiàn)對物體位置變化的監(jiān)測和控制。

一、位移傳感器結(jié)構(gòu)與工作原理：

位移傳感器一般由一個(gè)測量元件、信號處理電路和輸出端口構(gòu)成。在其中，測量元件可以采取各種不同的技術(shù)，如電阻式、電容式、磁敏式等。信號處理電路則負(fù)責(zé)將測量元件輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并進(jìn)行濾波、放大等處理。

最終，輸出端口將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為可讀取的數(shù)據(jù)格式，如模擬電壓信號或數(shù)字串口數(shù)據(jù)。

二、位移傳感器有哪些應(yīng)用領(lǐng)域：

1、工業(yè)自動(dòng)化：

在機(jī)械加工、裝配線等領(lǐng)域中，通過安裝位移傳感器來監(jiān)測機(jī)械部件的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和位置變化。

2、建筑結(jié)構(gòu)監(jiān)測：

在橋梁、高樓大廈等建筑物中，通過安裝位移傳感器來監(jiān)測建筑結(jié)構(gòu)的變形情況，以確保其安全性。

3、醫(yī)療健康：

在醫(yī)療設(shè)備中，通過安裝位移傳感器來監(jiān)測人體肌肉骨骼運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和姿勢變化，以輔助診斷和治療。

4、汽車工程中：

位移傳感器能夠監(jiān)測車輛的行駛情況，給予準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，為駕駛者提供更安全的駕駛環(huán)境。

三、位移傳感器的類型也很多元化，如位移電阻、位移光學(xué)、超聲波位移傳感器等。

不同種類的傳感器具備不同的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域，可以根據(jù)實(shí)際需求選擇最適合的傳感器，以下簡單介紹一下：

1、電阻式位移傳感器：

是很常見的一種測量元件種類。是利用金屬材料在拉伸或壓縮時(shí)產(chǎn)生的電阻值變化來實(shí)現(xiàn)對物體位置變化的監(jiān)測。這種類型傳感器具備響應(yīng)速度快、精度高等特點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

2、光學(xué)式位移傳感器：

是一種基于光學(xué)原理完成位置檢測的設(shè)備。是利用光源發(fā)出光束，并且通過反射鏡或透鏡聚焦到被檢測物體上。當(dāng)被檢測物體造成細(xì)微位移時(shí)，反射鏡或透鏡也會隨之造成細(xì)微傾斜，造成反射回來的光束造成相應(yīng)偏差。通過檢查這種偏差值就能夠計(jì)算出被檢測物體相較于參考點(diǎn)的位置變化。

3、超聲波位移傳感器：

是一種利用超聲波技術(shù)完成位置檢測的設(shè)備。是利用超聲波在空氣中傳播時(shí)遇到障礙物后會造成反射或折射這一特點(diǎn)，被檢測物體表面發(fā)射超聲波，并接受反射回來的超聲波信號。根據(jù)超聲波往返時(shí)間差就能夠計(jì)算出被檢測物體相較于參考點(diǎn)的距離變化。這種類型傳感器具備非接觸式、無損傷等特點(diǎn)，在建筑結(jié)構(gòu)監(jiān)測領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

審核編輯 黃宇