韩国研究人员研发出新的传感器 能用尿液诊断出癌症

韩国研究人员研发出新的传感器能用尿液诊断出癌症韩国材料科学研究所HoSangJung博士的研究团队开发的"通过放大尿液代谢物开发现场适用的条形传感器用于癌症诊断"的示意图。资料来源：韩国材料科学研究所（KIMS）。这项技术可以应用于前列腺癌和胰腺癌的检查，无需额外的分析过程，只需在需要检测时滴入少量（10uL）尿液后照射光线即可。该测试装置以条状形式制造，因此可以在现场快速、高灵敏度地诊断癌症。研究小组注意到了癌症患者和正常人尿液中存在的代谢组成分的差异。当癌细胞在体内增殖时，由于新陈代谢异常，它们会向尿液中分泌不同的代谢物。为了将其归为现有技术，需要昂贵的大型设备，限制了现场的应用。研究小组开发了一种表面增强拉曼散射传感器，通过在多孔纸上形成一个珊瑚状的等离子体纳米材料，将尿液中的代谢物的光学信号放大10亿倍以上。当尿液滴入传感器并照射光线时，癌症代谢物信号在传感器表面被放大，从而使诊断癌症成为可能。研究小组将一种基于人工智能的分析方法应用于获得的光谱信号，并成功地将高达99%的前列腺癌和胰腺癌患者与正常人区分开来。目前使用的一些癌症诊断技术通过血液检查或放射学方法检测癌症的存在，并通过组织学分析诊断癌症。许多人试图通过每年的健康检查来追踪癌症的发生，但在许多情况下，癌症被发现得很晚，治疗被推迟或发生死亡。特别是处于医疗盲区的人很难定期接受检查，所以往往是在癌症已经相当严重的情况下才被发现。这项研究使用了尿液，这是一种任何人都可以轻易获得的生物样本。它可用于利用尿液进行新的癌症诊断方法，现场快速筛查癌症患者，以及癌症患者治疗后的复发监测技术。此外，由于条状传感器的生产价格低于每单位100韩元，因此预计它可以用于大规模检查。负责这项研究的高级研究员HoSangJung说："在诊断方法不甚明了的癌症中，如胰腺癌，很难发现，初步诊断后的生存率很低。据了解，韩国每天有14名胰腺癌患者死亡，每人每年的经济成本约为6300万韩元。由于早期诊断对于癌症等不治之症最为重要，我们期望这项技术能够提供一种新的诊断方法。"这项工作得到了韩国材料科学研究所（KIMS）的基础研究计划和韩国国家研究基金会的支持。此外，该研究成果于1月9日发表在生物传感器领域的世界知名杂志'BiosensorsandBioelectronics(If:12.5,JCRtop<3%)'。研究团队在韩国和美国申请了相关专利。目前，研究团队正在逐步增加通过分析前列腺癌、胰腺癌、结肠直肠癌和肺癌患者的尿液可以诊断的癌症类型。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348877.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348877.htm

大阪大学研究人员开发出柔韧可弯曲的光学传感器 揉成一团也能用

大阪大学研究人员开发出柔韧可弯曲的光学传感器揉成一团也能用在最近发表于《先进材料》（AdvancedMaterials）上的一项研究中，大阪大学科学与工业研究所（SANKEN）的研究人员在一种超薄柔性薄片上开发出了一种光学传感器，这种传感器可以弯曲而不会断裂。事实上，这种传感器非常灵活，即使被揉成一团也能正常工作。在照相机中，光学传感器是感应穿过镜头的光线的装置，类似于人眼的视网膜。传感器设计的创新"传统的光学传感器是使用无机半导体和铁电材料制造的，"该研究的主要作者ReiKawabata说。"这使得传感器变得僵硬，无法弯曲。为了避免这个问题，我们研究了另一种探测光的方法。"与传统的光传感器不同，研究人员使用的是印在超薄聚合物基底（小于5微米）上的微小碳纳米管光电探测器阵列。当暴露在光线下时，碳纳米管会发热，形成热梯度，然后产生电压信号。在印刷过程中掺入化学载体可进一步提高纳米管的灵敏度。利用这些纳米管，可以测量可见光以及与热或分子有关的红外光。用于宽带红外热分析的集成有机电路的超灵活无线成像仪利用片状光学传感器对光、热和分子进行探测和成像。无线技术集成除了碳纳米管传感器，聚合物基板上还印有有机晶体管，将电压信号组织成图像信号。要读取这种信号，计算机不需要通过电线与传感器进行物理连接。取而代之的是一个无线蓝牙模块。该研究的资深作者荒木祯平说："有了这套无线系统，我们的成像仪就能附着在柔软和弯曲的物体上，对其表面或内部进行分析，而不会损坏它们。"集成了碳纳米管光电探测器和有机晶体管的片式光学传感器研究人员制作了薄片型光学传感器的原型，并测试了其感应人体手指或电线等物体的热量以及流经管道的葡萄糖的能力。他们发现，这种光学传感器在很宽的波长范围内都具有很高的灵敏度。此外，在室温和大气条件下，测试表明它具有很高的弯曲耐久性，即使被揉皱也能正常工作。这种无线测量系统和薄片型光学传感器的独特优势将为执行许多任务（如无需采样即可评估液体质量）带来更简单的新方法。研究人员认为，它在无损成像、可穿戴设备和软机器人等许多应用领域都大有可为。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1419657.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1419657.htm

研究人员开发出可用于医疗传感器等领域的有机光电探测器

研究人员开发出可用于医疗传感器等领域的有机光电探测器研究人员已经开发并展示了新的绿光吸收透明有机光电探测器，它具有高灵敏度并跟CMOS制造方法兼容。将这些新的光电探测器纳入有机-硅混合图像传感器可能对许多应用有用。这些应用包括基于光的心率监测、指纹识别及检测附近物体存在的设备。无论是用于科学相机还是智能手机，今天的大多数成像传感器都是基于CMOS技术和无机光电探测器将光信号转换成电信号。尽管由有机材料制成的光电探测器正在吸引人们的注意，因为它们可以帮助提高灵敏度，如到目前为止，事实证明很难制造出高性能的有机光电探测器。共同领导研究小组、韩国亚洲大学的SungjunPark说道：“要将有机光电探测器纳入大规模生产的CMOS图像传感器中需要易于大规模制造的有机光吸收剂并能完成生动的图像识别以在黑暗中以高帧率产生清晰的图像。我们开发了透明的绿色敏感的有机光电二极管，可以满足这些要求。”研究人员于当地时间8月25日在《Optica》上描述了新的有机光电探测器。另外，他们还通过将透明的绿色吸收有机光电探测器叠加到带有红色和蓝色过滤器的硅光电二极管上创造了一个混合的RGB成像传感器。“由于引入了混合有机缓冲层，这些图像传感器中使用的绿色选择性光吸收有机层大大减少了不同颜色像素之间的串扰，”来自韩国三星高级技术研究所(SAIT)的研究小组共同负责人Kyung-BaePark说道，“这种新设计可以使高性能的有机光电二极管成为用于各种应用的成像模块和光电传感器的主要部件。”更加实用的有机光电探测器大多数有机材料由于对温度敏感而不适合大规模生产。它们要么不能承受用于后处理的高温，要么在中等温度下长期使用时变得不稳定。为了克服这一挑战，科学家们专注于修改光电探测器的缓冲层以提高稳定性、效率和检测性。探测性是衡量一个传感器能够探测到微弱信号的程度。“我们引入了一个浴铜灵(BCP)：C60混合缓冲层作为电子传输层，”SungjunPark说道，“这使有机光电探测器具有特殊的特性，包括更高的效率和极低的暗电流，从而降低了噪音。”这种光电探测器可以放在带有红色和蓝色过滤器的硅光电二极管上以创建一个混合图像传感器。研究人员证明，新的光电探测器表现出跟传统硅光电二极管相当的检测率。探测器在150°C以上的温度下稳定运行2小时，并在85°C下显示出30天的长期运行稳定性。这些光电探测器还表现出良好的色彩表现力。下一步，他们计划定制新的光电探测器和混合图像传感器，用于各种应用，如移动和可穿戴传感器、接近传感器和显示器上的指纹装置。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1308849.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1308849.htm

科研人员研发出可注射超凝胶超声传感器

科研人员研发出可注射超凝胶超声传感器一颗芝麻大小的传感器被注射到人体内后，就能及时、精确地把生理参数“告诉”医生。这是我国科研人员最新研发的可注射超凝胶超声传感器。相关研究成果日前以“面向颅内生理监测的可注射超声传感器”为题，发表在国际学术期刊《自然》上。据介绍，这款传感器由华中科技大学集成电路学院、武汉光电国家研究中心臧剑锋教授团队和华中科技大学同济医学院附属协和医院姜晓兵教授团队联合研发。“未来，这种传感器还可应用于人体其他部位，有望为临床智能诊疗带来全新的技术范式。”臧剑锋介绍，与现有商业化有线监测设备相比，可注射超凝胶超声传感器在安全、能耗、无热效应等方面有明显优势。（新华社）

研究人员利用钻石量子传感器延长了EV续航里程

研究人员利用钻石量子传感器延长了EV续航里程电动汽车(EV)作为传统汽油内燃机汽车的环保替代品，其受欢迎程度一直在上升。这就引发了针对开发高效EV电池的主要研究工作。然而电动汽车的一个重要低效率则是由对电池电量的不准确估计造成。通过测量电池的电流输出以评估电动车电池的充电状态这种方法被用来计算车辆的剩余驾驶里程的估计值。通常情况下，EV的电池电流可以达到数百安培。然而能够检测这种电流的商业传感器无法测量毫安级的电流的微小变化。这导致了电池电量估算中约10%的不确定性。这意味着，EV的行驶里程可以延长10%。这反过来将减少电池的低效使用。幸运的是，一个科学家团队现在已经想出了一个解决方案。在他们的研究中，他们报告了一种基于钻石量子传感器的检测技术，在测量EV典型的高电流时可以在1%的精度内估计电池电量。来自日本东京工业大学的研究团队由的MutsukoHatano教授领导，他们的研究报告已于今日发表在《ScientificReports》上。“我们开发了对毫安级电流敏感的钻石传感器，其结构紧凑并可以在汽车中实施。此外，我们测量了大范围的电流并在嘈杂的环境中检测到了毫安级的电流，”Hatano教授说道。据悉，研究人员开发了一个使用了两个钻石量子传感器的原型传感器，它们被放置在汽车的母线（输入和输出电流的电气连接点）的两侧。然后他们使用一种叫做“差分检测”的技术消除了两个传感器检测到的共同噪音，只保留实际信号。这反过来使他们能在背景环境噪声中检测到10毫安的小电流。接下来，科学家团队使用两个微波发生器产生的频率的模拟-数字混合控制以在1千兆赫兹的带宽内追踪量子传感器的磁共振频率。这使得大动态范围（检测到的最大电流与最小电流之比）达到±1000A。此外，-40至+85℃的宽工作温度范围被确认为涵盖了常规车辆应用。最后，研究小组在全球统一轻型汽车测试周期(WLTC)驾驶中测试了该原型，这是EV能源消耗的标准测试。该传感器准确地追踪了从-50A到130A的充/放电电流，另外还证明了电池电量估计的准确性在1%以内。那么这些发现有什么意义呢？Hatano教授说道：“将电池使用效率提高10%将使电池重量减轻10%，这将使2030年WW的2000万辆新EV减少3.5%的运行能量和5%的生产能量。而这又相当于在2030年WW交通领域减少0.2%的二氧化碳排放。”我们当然希望这一突破使我们离碳中性社会更近一步！"。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1313115.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1313115.htm

比沙粒小1000倍的二氧化硅微光学器件可提升网速、改进传感器和成像系统

比沙粒小1000倍的二氧化硅微光学器件可提升网速、改进传感器和成像系统瑞典研究人员通过在光纤上开发二氧化硅玻璃微光学器件，对3D打印技术进行了创新，有望加快互联网速度、改进传感器和先进成像系统，同时避免高温对光纤涂层造成损坏。资料来源：大卫-卡拉汉斯德哥尔摩皇家理工学院（KTHRoyalInstituteofTechnology）的研究人员在《ACSNano》杂志上报告说，将硅玻璃光学器件与光纤集成可实现多种创新，包括用于环境和医疗保健的更灵敏的远程传感器。他们报告的印刷技术在药品和化学品生产中也很有价值。Lee-LunLai演示在光纤上打印硅玻璃微结构的设置。图片来源：Lee-LunLai演示在光纤上打印硅玻璃微结构的设置。印刷技术的进步KTH教授克里斯汀-吉尔法森（KristinnGylfason）说，这种方法克服了长期以来用硅玻璃制造光纤尖端结构的局限性，他说，这种方法通常需要高温处理，会损害对温度敏感的光纤涂层的完整性。与其他方法不同的是，该工艺从不含碳的基础材料开始。这意味着不需要高温来去除碳，从而使玻璃结构透明。该研究的主要作者黎李伦说，研究人员打印了一种硅玻璃传感器，经过多次测量后证明，这种传感器比标准的塑料传感器更有弹性。光纤尖端印刷玻璃演示结构的显微图像。资料来源：DavidCallahan"我们展示了一种集成在光纤尖端的玻璃折射率传感器，它使我们能够测量有机溶剂的浓度。由于溶剂的腐蚀性，这种测量对于基于聚合物的传感器来说具有挑战性，"Lai说。这项研究的合著者黄宝汉说："这些结构非常小，可以在一粒沙子的表面安装1000个这样的结构，这与目前使用的传感器的大小差不多。"研究人员还展示了一种打印纳米图案的技术，这是一种蚀刻在纳米级表面上的超小型图案。这些图案可用于精确操纵光线，在量子通信中具有潜在的应用价值。吉尔法森说，在光纤尖端直接三维打印任意玻璃结构的能力开辟了光子学的新领域。他说："通过弥合3D打印和光子学之间的差距，这项研究的意义非常深远，有可能应用于微流控设备、MEMS加速计和光纤集成量子发射器。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1431702.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1431702.htm