兰宝传感突破多项技术奠定领先地位,日本研究人员使用光频梳(OFC)开发新型生物传感器检测癌症

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传感新品

【齐鲁工业大学、山东省科学院:研发基于磁珠上的酶联双功能核酸构建液晶传感器!】

基于液晶对偏振光的双折射性和长程取向有序等特性,液晶传感器可以通过目标分子的结合事件改变液晶分子的取向,从而将化学信号转化为光信号。近十年来已经开发了多种用于检测重金属离子、有机污染物和生物大分子的液晶传感器,展现了液晶传感在生命科学、食品环境监测和临床实时检测方面的广阔应用前景。然而,液晶传感的实际商业化仍然受限于检测的灵敏度、稳定性和较为笨重的设备。

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研究要点

要点1. 作者首先开发了基于d-FNA修饰磁珠的Eli-LC传感器,用于卡那霉素的高灵敏度和高特异性检测。磁珠被KA适体、由AChE适体和KA适体的互补序列组成的d-FNA链以及AChE修饰。在KA存在的情况下,KA特异性识别KA适体并导致d-FNA链的释放,同时,AChE释放到水溶液中。磁珠清洗后与Myr一起孵育,随后分离磁珠,将上清液添加到限制在铜网中的液晶表面,Myr在水和液晶的界面上形成自组装单层,诱导了界面附近液晶分子的垂直取向,在偏光显微镜下观察到黑暗的图像。反之,则观察到明亮的图像。

要点2.d-FNA链巧妙地在KA与AChE之间建立数量关系。得益于d-FNA通过两步操作,就可以将目标物的信号转化并通过酶促反应放大的优势,该液晶传感器通过简单的策略成功实现了低浓度KA的定量检测。检测范围达到0.1-15 ng/mL,检出限48.1 pg/mL。

要点3.使用PDMS薄膜修饰的玻璃作为液晶的基底,不仅提供了远高于传统DMOAP修饰或OTS修饰玻璃的高疏水稳定性,并且避免了在现有玻璃功能化方法中使用高腐蚀性试剂进行表面处理的步骤。此外,还自行组装了性能优异的便携式偏光显微镜,以实现快速的现场检测。

总体而言,该策略提供了一种设计简单、成本低、可移植性高、灵敏度显著、稳定性优异的通用方法,在实际应用中监测各种分析物非常有前景。

研究图文

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图1. Eli-LC传感系统的可行性研究。(a) Myr的结构式。(b) 不同溶液界面的液晶图像: (I)Myr; (II) AChE+ Myr; (III) Myr+MBi; (IV) Myr+MBii; (V) Myr+MBiii; (VI) MBiii+KA+Myr。比例尺为285 μm。

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图2. Eli-LC传感器的灵敏度。(a) Eli-LC 传感器响应不同浓度KA的光学图像。(b) Br与KA浓度的关系。插图显示了Br和lgCKA之间的线性关系。I-VI图像添加不同浓度的KA:0、0.1、1、5、10和15 ng/mL。比例尺为285 μm。

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图3. Eli-LC传感器的选择性。(a) LC传感平台对不同抗生素的反应的光学图像,包括卡那霉素、青霉素、四环素、多粘菌素B、恩诺沙星和万古霉素。(b) 不同抗生素溶液所得LC图像的相应Br值。比例尺为285 μm。

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图4. (a) 便携式设备的示意图。(b) 便携式偏光显微镜的照片。(c) 不同溶液界面的LC图像:(I) 0 μM Myr , (II) 10 μM Myr以及10 μM Myr和5 μg/mL AChE分别孵育 (III) 0 min和 (IV) 15 min。

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图5. 使用便携式Eli-LC传感器检测牛奶中的KA。(a) LC传感平台对牛奶中不同浓度KA的光学图像:(I) 0;(II) 5;(III) 10;和(IV) 15 ng/g。(b) 牛奶中不同浓度KA所得LC图像的相应Br值。比例尺为285 μm。

传感动态

【兰宝传感国内离散传感器的代表 突破多项技术奠定领先地位】

工业离散传感器是指用于测量或检测物理量值,将其转换成电信号并传递给控制器或数据采集器的设备。这些传感器广泛应用于工业领域,如生产、制造、物流、交通等。上海兰宝传感科技股份有限公司(简称:兰宝传感)是一家智能制造核心部件和智能化应用设备的供应商,主要产品包括工业离散传感器以及智能环保设备。作为国内提供离散传感器品种最多、规格最全、性能最佳的公司之一,兰宝传感是我国离散传感器代表性企业,在行业上有较高的影响力和知名度。

工业离散传感器是兰宝传感的战略核心业务,产品主要应用于工业离散制造领域。自1998年成立以来,兰宝传感始终专注于工业离散传感器的迭代升级;2018年以后,产品已发展为智能传感器为主,包含智能电感式、智能光电式、智能电容式三大系列多种型号。目前代表性产品关键性能指标在国内外同行业中已达到先进水平。

依靠多年来持续研发投入及积累,兰宝传感在研发方面获得了一系列成果。作为牵头单位,兰宝传感起草了电涡流式接近开关传感器行业标准,承担完成了工信部智能制造专项、上海市高端智能装备首台突破专项、上海市工业互联网创新发展专项、上海市软件和集成电路产业发展专项等,参与完成了“航空发动机及燃气轮机重大专项基础研究项目某子项目”项目组技术开发(委托)等项目。由兰宝传感研发的《基于高精度CCD阵列的激光测量技术及应用》得到中国仪器仪表学会科技成果“国际先进、国内领先水平”的鉴定。此外,还荣获了“2019感知世界传感器创新大赛一等奖”、2020年“上海市优秀发明选拔赛银奖”、2020年“首批20家上海市智能工厂”、2021年“中国仪器仪表学会科学技术进步奖”等奖项,2022-2023年连续荣登上海市硬核科技“TOP100”榜单。

兰宝传感目前已形成智能传感、智能测控、环保工艺三大核心技术,旨在通过物联网的三层结构——“感知层-网络层-应用层”,实现工业物联网的互联互通,推动各行业领域客户智能制造的数字化、智能化升级。此外,兰宝传感已开发储备了高精度激光位移、光幕式CCD线径测量、3D激光线扫描、10纳米级白光共焦位移等精密测量技术。

工业离散传感器作为工业物联网感知层的基础,始终是兰宝传感最具核心价值和成长性的业务;未来,兰宝传感仍将围绕智能传感器的迭代升级,进一步向智能传感前沿领域精密测量技术迈进;并持续拓展智能传感技术和智能测控技术在工业物联网中的应用,打造“装备-车间-工厂”的整体布局,形成“传感器+监测终端+网络通讯+智慧应用”的工业物联网应用方案,助力智能制造装备产业的升级发展。

【为蔚来提供激光雷达的“海创光电”冲刺科创板:“价格战”导致去年毛利率大跌】

近日,福建海创光电技术股份有限公司(简称:海创光电或公司)对上交所科创板发起上市申请,目前其已回复一轮问询函,兴业证券为保荐机构。

2023年以来,受益于乘用车市场智能化趋势,激光雷达等自动驾驶行业内的硬件厂商迎来一波上市高潮,其中禾塞科技已于年初在纳斯达克上市。也有市场消息称速腾聚创及图达通正在分别对港股及纳斯达克发起上市。

但与此同时,激光雷达公司在资本市场的表现却不尽如人意,禾赛科技上市之后股价一路下跌,从敲钟当日23.75美元/股的开盘价跌至9月26日收盘的10.41元/股。股价已经斩半。

而从海创光电的业绩表现来看,公司近年来虽然经历稳步上升,但受“价格战”影响,毛利率也出现下跌。

2020-2022年度(下称“报告期”)公司主营业务毛利率分别为40.32%、40.53%及32.07%。对此,海创光电在招股书中表示,2022年公司毛利率有所下降,主要因激光雷达业务主要应用于车载消费领域,毛利率相对较低。例如报告期内激光雷达光源模组销售单价已经从2020年的5265.47 元/件大跌至1281.72 元/件。

业绩稳定

海创光电共形成四大业务板块,即激光雷达业务(激光雷达光源模组、激光雷达接收模组、激光雷达光学元器件)、工业激光业务(半导体激光器元件、激光加工头元件、光纤激光隔离器等)、光通讯业务(光通讯光学元件、光学镀膜服务)、生物医疗及其他业务领域(对应业务领域光学元器件)。公司产品终端应用场景包括自动驾驶、激光切割、光网络或数据中心、内窥镜等。

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在业绩方面,公司近年来表现较为稳健。

报告期内,公司营业收入分别为2.48亿元、3.73亿元及6.06亿元,2020年至2022年期间的复合增长率56.27%。公司主营业务收入占营业收入比例均在99%以上,主营业务稳定。

报告期内,公司扣除非经常性损益后归属于母公司所有者的净利润分别为2300.31万元、4272.55万元及5553.44万元,2020年至2022年期间的复合增长率55.38%。

与此同时,公司对大客户的依赖也在逐渐增加。

报告期内,海创光电向前五大客户的销售金额分别为12955.67万元、20230.74万元及37912.42万元,占营业收入的比重分别为52.24%、54.26%及62.60%,占比较高且呈逐年上升趋势。其中,公司报告期内八成以上的激光雷达模组产品最终搭载至蔚来之上。

此外,公司经营发展对税收优惠等非经常性损益也存在一定依赖。

报告期内,公司获得的所得税优惠金额分别为667.27万元、1213.53万元及1731.69万元,占利润总额的比例分别为18.47%、21.33%及21.85%。

存货跌价压力

根据申报材料,海创光电成立初期产品主要应用于光通讯、工业激光领域,开发出半导体激光慢轴准直镜和光纤激光隔离器产品。2018年以来,海创光电开始研发激光雷达相关产品,2019年底公司开始将生物医疗作为新拓展方向。

截至2023年2月28日,海创光电已拥有132项专利权,其中15项为发明专利,117项为实用新型专利。

但值得注意的是,前述专利中存在35项专利为继受取得,除此之外,海创光电核心技术中有3项系专有技术,未申请相关专利。

此外,公司核心技术人员凌吉武、张哨峰、林斌及董事王洪瑞的任职经历相似,均曾在福建晶体技术开发公司、福建华科光电有限公司、高意科技、II-VI 公司及其相关方等公司任职,且在发行人设立时凌吉武、张哨峰、林斌尚未从原单位离职

公司同时面临着存货周转压力。报告期各期末,公司存货账面价值分别为4991.82万元、11346.19万元及18917.19万元,存货绝对金额较大并持续增长。与此同时,公司的存货跌价准备分别为568.74万元、1145.29万元及2541.98万元,存货账面价值及跌价准备持续增加。

值得注意的是,报告期各期末,公司计提的存货跌价准备占存货余额的比例分别为10.23%、9.17%及11.85%,远远高于同行业可比公司6.73%、6.21%、2.08%的平均值。

海创光电的招股书显示,报告期内,公司存货周转率分别为3.17次/年、2.46次/年及2.43次/年,同行业可比公司分别为2.84次/年、2.73次/年、2.76次/年。

由此可见,公司的存货周转率在2020年高于同行业可比公司均值,但在2021与2022年出现下滑,均不及行业平均水平。

【日本研究人员使用光频梳(OFC)开发新型生物传感器检测癌症】

在不断变化的生物医学研究世界中,对更好的诊断工具和技术的不断追求是无止境的。在最新的研究中,光频率梳( Optical Frequency Combs,OFC)作为传感器的应用,而不仅仅是光源。日本光德岛大学和高知理工大学的研究人员冒险采用了这种开创性的方法,为超敏感的病毒和癌症生物标志物检测提供了一条有前途的新途径。

什么是光频率梳(OFC)?

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根据定义,OFC是由许多等距频率模式组成的光谱,类似于梳子的牙齿。传统上用作相干光源的OFC,现在正被创新地用作高精度传感器。它们的独特属性在于它们能够将光学频移转换为电频移,弥合光学和电气测量领域之间的差别。

从光源到传感机制

当深入研究将OFC用作传感器时,人们开始了解光电频移的重要性。传统的光学传感涉及根据样品浓度测量光谱的变化。这些变化,通常很小,很难准确检测。然而,使用OFC,这些微小的光谱偏移可以转化为易于测量的电频率偏移。

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在基于OFC的传感领域,目标(如生物分子)和传感器之间的相互作用引发了传感器周围光学特性的变化。通过努力监测这些变化,OFC可以检测目标的存在、浓度甚至状态。

然而,使用OFC作为传感器并非没有挑战。一个主要障碍是它们对环境变化的易感性,特别是温度。为了抵消这一点,研究人员采用了双OFC系统。其中一个OFC作为主要传感介质,而另一个则作为参考基准用于消除任何环境干扰。其结果是一个仅聚焦于目标的传感器,消除了环境噪音中的错误。

处理非特异性吸附

要使任何传感器被认为是有效的,特别是在复杂的生物传感世界中,特异性是最重要的。优化传感器以防止非特异性吸附非常重要,传感器需要仅与其预期的目标分子相互作用,而不是与其他非目标实体相互作用。

简单地说,吸附是指分子从液体或气体与表面的结合。在生物传感中,非特异性吸附是无关分子的不良结合。这种情况可能会严重影响传感器的准确性和灵敏度。

为了解决这个问题,研究团队专注于几种优化策略。一种方法包括在传感器上涂上抑制不需要的 分子的特定材料。

另一种被称为“功能化”的方法,在化学上修改了传感器的表面,以拥有选择性地结合目标分子的基团。此外,在传感器上设计纳米级物理结构也可以通过使非目标分子在能量上不利于结合来阻止非特异性吸附。

【外媒:美国将无限期延长对两家韩企在华工厂进口美芯片设备豁免期】

据路透社27日援引韩联社的消息报道,预计美国将无限期延长对韩国芯片制造商三星电子公司和SK海力士公司在华工厂进口美国芯片设备的豁免期限。三星电子和SK海力士的这项豁免权将于今年10月到期。

报道称,韩联社援引匿名消息人士的话称,美国商务部已与韩国芯片制造商讨论可在中国使用美国芯片设备的细节,美国最早将于本周发布相关消息。

报道补充称,美国商务部将更新其“经验证最终用户”企业名单,明确说明具体哪些实体可以获得从美国出口的哪些技术,以允许三星电子公司和SK海力士公司能够继续使用特定美国芯片制造设备。报道还称,如果上述两家韩国企业被列入“经验证最终用户”企业名单,其在采购美国芯片制造设备时无需单独申请出口许可证。

报道称,对于上述消息,三星电子公司和 SK海力士公司拒绝置评。

综合《韩国先驱经济》等多家外媒此前报道,美国去年10月出台禁止美企向中国半导体生产企业出口部分尖端半导体生产设备的规定。但对于三星电子和SK海力士等在中国设有半导体工厂的韩国企业,相关措施的适用期限推迟一年。韩国产业通商资源部长官方文圭本月22日在首尔会见美国商务部副部长唐·格雷夫斯,要求美国在芯片出口管制和投资补贴方面给出明确解决方案。

韩国《中央日报》近期分析称,由于美国的技术控制和出口限制,韩国正失去中国巨大的半导体市场。如果中国的半导体自主速度加快,高度依赖半导体产业的韩国经济必然会蒙受损失。《韩民族日报》引述韩国半导体产业结构先进化研究会会长卢和旭的话称,美国布下新的“经济安全网”,韩国半导体和电池产业落入其中。韩国政府强调“经济安全论”并站在美国这一边,使韩企和经济沦为人质。

审核编辑 黄宇

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