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纳米光子传感器系统,无需光谱学技术便能识别分子的特征吸收

2018年06月13日 09:05 次阅读
据麦姆斯咨询介绍,红外光谱学是检测和分析有机化合物的一种基准方法。但是它需要复杂的操作过程和大型、昂贵的仪器设备,因此设备的微型化充满挑战,阻碍了红外光谱技术的一些工业和医疗应用,以及户外现场的数据收集,例如污染物浓度的测量等。此外,其相对较低的灵敏度要求较大的样本量,因而也从根本上限制了其广泛应用。 纳米光子传感器系统,无需光谱学技术便能识别分子的特征吸收 为此,EPFL(瑞士联邦理工学院)工程学院(瑞士洛桑)和Australian NaTIonal University(ANU,澳大利亚国立大学)的科学家们开发了一款紧凑型、高灵敏度纳米光子传感器系统,无需使用传统的光谱学技术便能识别分子的特征吸收。他们已经将该系统用于聚合物、农药和有机化合物的探测。更为重要的是,这项技术还与CMOS技术兼容。 将分子的特征吸收转译为“条形码” 有机物分子中的化学键都有其特定的方向和振动模式,这影响了分子对光的吸收,使每个分子都有其独一无二的“指纹吸收”。红外光谱学通过检测样本是否吸收分子的指纹特征频率,来探测样本中是否含有给定分子。然而,这种分析需要尺寸庞大、价格昂贵的实验室仪器。 EPFL科学家开发的系统包含一种工程化的表面,覆盖有数百个被称为Metapixels(超像素)的微型传感器系统,可以为表面接触的每个分子生成不同的“条形码”。这些条形码可以使用先进的模式识别和分类技术(如人工智能神经网络)进行大规模分析和分类。这项研究成果已发表于今年6月出版的Science杂志。 EPFL开发的这款开创性传感器系统不仅灵敏度高,且能够实现微型化;它采用了能够在纳米尺度捕捉光的纳米结构,因而对系统表面上的样品具有极高的灵敏度。“我们想要探测的分子是纳米级的,因此桥接这一尺寸鸿沟是必不可少的一步,” EPFL生物纳米光子系统实验室负责人及本研究联合作者HaTIce Altug说。 该系统表面的纳米结构被分为数百个超像素组,每个超像素都以不同的频率共振。当一个分子与系统表面接触时,该分子对光的特征吸收,会改变它接触的所有超像素的振动。 “非常重要的是,这些超像素的排列方式,可使不同的振动频率映射于系统表面的不同区域,”本研究联合作者Andreas TIttl介绍说。这便获得了一种像素化的光吸收图,可以转译为分子条形码。整个过程都不需要使用光谱分析仪。 这款新系统的潜在应用很广。“例如,它可以用于制造便携式医疗测试设备,为血液样本中的每种生物标记物都创建条形码,”本研究联合作者Dragomir Neshev说。 这项技术还可以和人工智能结合,为从蛋白质和DNA到农药和聚合物的各种化合物,创建并处理分子条形码库,为科研人员提供一种新的工具,快速、精确地从复杂样本中发现微量的化合物。

技术专区

  1. 工业互联网迎来蓬勃发展,国产传感器市场也迎来机遇
  2. 怎么选择最适合的视觉传感器,你应该知道这三点
  3. KVH发布基于光纤陀螺顶级IMU,可提供±10g或±25g加速度计的产品
  4. 纳米光子传感器系统,无需光谱学技术便能识别分子的特征吸收
  5. OmniVision发布最新高清医疗图像传感器OH01A
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发表于 2018-05-31 15:46 1287次阅读
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ams专注于传感器领域,致力于提供差异化解决方案

随着图像传感器在消费、医疗及工业等各领域的广泛应用,对图像传感器的性能及相应解决方案要求也越来越高。...
发表于 2018-05-31 10:52 131次阅读
ams专注于传感器领域,致力于提供差异化解决方案

基于MSP430的楼宇自动化解决方案

在规模和复杂程度不一的建筑物中,自动化系统正在变得越来越常见,其重要性也越来越高。便利性、安全和能效...
发表于 2018-05-31 09:53 2201次阅读
基于MSP430的楼宇自动化解决方案

江苏MEMS智能传感器研究院揭牌,致力打造国际领...

据麦姆斯咨询报道,5月28日,德国图林根州经济、科技与数字社会部部长Wolfgang Tiefens...
发表于 2018-05-31 09:31 143次阅读
江苏MEMS智能传感器研究院揭牌,致力打造国际领...

520个传感设备在中关村西区的井盖和地下环廊安...

新京报记者在海淀区海淀西街和海淀大街的十字路口看到,现场作业的工作人员掀开井盖,在井盖背部粘上胶水。...
发表于 2018-05-31 09:19 301次阅读
 520个传感设备在中关村西区的井盖和地下环廊安...

安森美汽车图像传感器业务,征服汽车市场发展的主要...

据麦姆斯咨询此前报道,半个月前,位于美国菲尼克斯的半导体巨头ON Semiconductor(安森美...
发表于 2018-05-31 09:13 201次阅读
安森美汽车图像传感器业务,征服汽车市场发展的主要...

自动驾驶研发投入大 那么共享自动驾驶的盈利问题如...

如果一个自动驾驶的研发团队有500人,平均年薪是20万美元,这个公司每年付给员工的总工资就是一个亿。...
发表于 2018-05-30 20:52 244次阅读
自动驾驶研发投入大 那么共享自动驾驶的盈利问题如...

身藏小小传感器,穿越冬奥看滑雪

“专业级全身动作捕捉及功能性运动分析系统”和“运动重力分析仪”两项应用于体育训练的动作捕捉技术成果:...
发表于 2018-05-30 14:34 757次阅读
身藏小小传感器,穿越冬奥看滑雪

米家推出Aqara人体传感器 2年不用换电池

作为小米生态链企业,小米插座的出品方,绿米科技大家都不会陌生。 绿米之前曾推出号称史上最强智能家居组...
发表于 2018-05-30 11:32 710次阅读
米家推出Aqara人体传感器 2年不用换电池

AI养老在争什么?细节可能才是成败的关键

而在家庭场景之中,细节设计则有更大的空间去施展。最简单有效的方法就是各种传感器的应用。比如Z-wor...
发表于 2018-05-30 11:09 757次阅读
AI养老在争什么?细节可能才是成败的关键

把YL-69土壤湿度传感器的电阻值转换成了电压值,为什么进入ADC0832的电压是0到5V?电容的作用是什么?

发表于 2018-05-30 10:56 450次阅读
把YL-69土壤湿度传感器的电阻值转换成了电压值,为什么进入ADC0832的电压是0到5V?电容的作用是什么?

活细胞制作微型传感器,用于探查胃肠道疾病

麻省理工学院研究人员首先用基因工程改造大肠杆菌的一种无害菌株,使它遇到血液中的亚铁血红素时发光;再将...
发表于 2018-05-30 07:46 59次阅读
活细胞制作微型传感器,用于探查胃肠道疾病

“量子点光谱传感器”亮相本届科技周,辨析光波分析...

“量子点光谱传感器”是该公司自主研发的光谱微型化技术,通过辨析光波就可以分析物质的内在成分,可将大型...
发表于 2018-05-30 07:46 153次阅读
“量子点光谱传感器”亮相本届科技周,辨析光波分析...

我有三个相同的传感器,所以写了一个程序,分别输入不同的串口号,请问无法同时收集到三个数据的值是什么原因?

发表于 2018-05-30 00:11 336次阅读
我有三个相同的传感器,所以写了一个程序,分别输入不同的串口号,请问无法同时收集到三个数据的值是什么原因?

使用毫米波雷达传感器框图的TIDEP-01000人员计数和跟踪参考设计

发表于 2018-05-29 20:59 473次阅读
使用毫米波雷达传感器框图的TIDEP-01000人员计数和跟踪参考设计

哪些场景需要传感器“耍小聪明”?

Lattice sensAI是一种结合模块化硬件套件、神经网络IP核、软件工具、参考设计和定制化设计...
发表于 2018-05-29 19:24 519次阅读
哪些场景需要传感器“耍小聪明”?

无人驾驶公交车,利用车身传感器识别路障

智能无人驾驶公交车可以利用车载传感器来感知车辆周围环境,并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息...
发表于 2018-05-29 17:14 746次阅读
无人驾驶公交车,利用车身传感器识别路障

博世十年在华投入400亿元,“有输有赢”

作为汽车业务占比达到70%的供应商巨头,博世在汽车领域的思考和布局牵动着行业思考,持续投入的同时,博...
发表于 2018-05-29 17:11 1349次阅读
博世十年在华投入400亿元,“有输有赢”

光电式液位传感器工作原理

发表于 2018-05-29 16:56 238次阅读
光电式液位传感器工作原理

智能车船防撞雷达专利技术发明与意义

本文论述从多项申请专利中精选出的一组相互独立、技术各有所长、可满足不同环境和应用层次的车、船智能防撞...
发表于 2018-05-29 16:08 275次阅读
智能车船防撞雷达专利技术发明与意义

传感器影响我们的日常生活

传感器几乎影响着我们的生活的每一个方面。从运动传感器到制造单位,一切都会变得日益智能化。让我们通过一...
发表于 2018-05-29 15:44 569次阅读
传感器影响我们的日常生活

能够简化系统、节省电路板空间和开发工作量的应用方案

发表于 2018-05-25 10:26 650次阅读
能够简化系统、节省电路板空间和开发工作量的应用方案

要做一个cmos传感器的测试平台,该怎么选择合适的DSP?

发表于 2018-05-25 08:43 176次阅读
要做一个cmos传感器的测试平台,该怎么选择合适的DSP?

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