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优发手机网页版登录|官网入口_新型分子识别传感器系统诞生破解红外光谱仪分析难题

发布时间:2020-11-25    来源:优发手机网页版登录|官网入口71236

优发官网首页-据麦姆斯咨询讲解,红外光谱学是检测和分析有机化合物的一种基准方法。但是它必须简单的操作过程和大型、便宜的仪器设备,因此设备的微型化充满著挑战,妨碍了红外光谱技术的一些工业和医疗应用于,以及户外现场的数据搜集,例如污染物浓度的测量等。此外,其比较较低的灵敏度拒绝较小的样本量,因而也彻底容许了其广泛应用。

为此,EPFL(瑞士联邦理工学院)工程学院(瑞士洛桑)和AustralianNationalUniversity(ANU,澳大利亚国立大学)的科学家们研发了一款紧凑型、高灵敏度纳米光子传感器系统,需要用于传统的光谱学技术之后能辨识分子的特征吸取。他们早已将该系统用作聚合物、农药和有机化合物的观测。

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更为重要的是,这项技术还与CMOS技术相容。将分子的特征吸取翻译为“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取,使每个分子都有其独一无二的“指纹吸取”。

红外光谱学通过检测样本否吸取分子的指纹特征频率,来观测样本中否所含等价分子。然而,这种分析必须尺寸可观、价格昂贵的实验室仪器。

EPFL科学家研发的系统包括一种工程化的表面,覆盖面积有数百个被称作Metapixels(超强像素)的微型传感器系统,可以为表面认识的每个分子分解有所不同的“条形码”。这些条形码可以用于优发手机网页版登录先进设备的模式识别和分类技术(如人工智能神经网络)展开大规模分析和分类。这项研究成果已公开发表于今年6月出版发行的Science杂志。

EPFL研发的这款开创性传感器系统不仅灵敏度低,且需要构建微型化;它使用了需要在纳米尺度捕猎光的纳米结构,因而对系统表面上的样品具备极高的灵敏度。“我们想观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牵头作者HaticeAltug说道。

该系统表面的纳米结构被分成数百个超强像素组,每个超强像素都以有所不同的频率共振。当一个分子与系统表面认识时,该分子对光的特征吸取,不会转变它认识的所有超强像素的振动。“十分最重要的是,这些超强像素的排序方式,可使有所不同的振动频率同构于系统表面的有所不同区域,”本研究牵头作者AndreasTittl讲解说道。

这之后取得了一种像素简化的光吸收图,可以翻译为分子条形码。整个过程都不必须用于光谱分析仪。

这款新的系统的潜在应用于很广。“例如,它可以用作生产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立条形码,”本研究牵头作者DragomirNeshev说道。这项技术还可以和人工智能融合,为从蛋白质和DNA到农药和聚合物的各种化合物,创立并处置分子条形码库,为科研人员获取一种新的工具,较慢、准确地从简单样本中找到微量的化合物。

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