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打造国产生物份子界面剖析仪

中国化工仪器网2017年12月25日 13:56点击:4538


  蓝藻常于夏日最先滋生,而且爆发速度极快,中科院姑苏医工所传感立异中央研究员周连群和团队研发了一款奇异的生物份子界面剖析仪,可正在看不到蓝藻时,经由过程水样微囊藻毒素检测,快速检测出其藻毒素转变,从而预先晓得蓝藻发展趋势。
 
  克日,该款产物胜利经由过程欧盟CE(EMC\LVD)和美国FCC(EMC)相干测试,得到认证证书及讲演。
 
  奇异的生物份子检测平台
 
  周连群对记者道:“生物份子界面剖析仪及芯片,是运用正在生物生命剖析发域中,实现对生物份子的份子相互作用、动力学研讨、细胞吸附、迁徙转变、药物感化取药物挑选、生物相容性、散电解质膜层的组装等下灵敏度检测和剖析,也能够应用于石油、化工、航天等范畴。”
 
  中科院生物医学磨练手艺重点实验室副研究员张威注释讲,能够把生物份子界面剖析仪算作一台显微镜。“科研人员经由过程显微镜去视察一个物体,而生物份子界面剖析仪则是视察份子之间相互作用的力,再经由过程仪器画出份子的活动曲线。”张威道。
 
  生物份子界面剖析仪的核心技术是下敏捷压电薄膜手艺。周连群道:“当物资正在压电薄膜外面发作吸脱附回响反映大概外面的液体性子发作转变时,都邑引发频次的转变。芯片共振频率的转变,取芯片外面吸附的物资的质量相干,经由过程剖析频次的转变可以获得吸附层响应的质量、吸附层厚度、粘弹性(剪切模量)等信息。”
 
  据周连群引见,早在上世纪90年月中期,瑞典某公司已研制出样机用于检测质量转变和耗散系数等参数,并得到浩瀚偕行和市场的承认。
 
  “但入口仪器和芯片售价高贵,且芯片频次较低灵敏度受限。美国某公司研发的多通道微流控压电阵列芯片及装备灵敏度较下,但售价高达300万元,投入市场两年间,仅正在西欧贩卖几十台,海内客户还未见有购置。”周连群道。
 
  恰是看到了那一市场“空缺”,周连群团队开辟出双通道和迷你单通道两款仪器产物及配套芯片,进一步知足海内的科研院所和企业对生物份子界面剖析仪的不同层次的用户需求。
 
  往年,团队推出迷你型生物份子界面剖析仪(Mole-Q),是面向国内外科研院所,高校、企业和个别研究人员的测试需求,定向开辟的便携式产物。
 
  该款迷你型产物整体重量不超过500g,便携性强,经由过程USB数据线衔接剖析终端,根基实现了“即插即用”。张威道:“人人都叫这款产物‘天线宝宝’,它的产物和芯片的局部参数机能优于目前市场上动辄百万元的同类进口产品,综合机能到达国际先进水平。”
 
  团队协力把握核心技术
 
  关于生物份子界面剖析仪而言,最中心的手艺就是下灵敏度压电薄膜。张威道:“霸占核心技术时我们里临了许多难题,起首就是建造下品质因数薄膜压电器件。最最先建造的压电旌旗灯号有了,然则旌旗灯号的品质因数不幻想,不具有适用代价;等器件有了,生物测试的时刻流控封装的困难便去了。”
 
  张威道:“器件的旌旗灯号采集对照易,由于那是极微强射频旌旗灯号,若旌旗灯号采集不到,接纳其他价钱较下的仪器采集旌旗灯号,那么体系仅仅被称为实验室体系,不克不及被称为产物。”
 
  回忆起2015年霸占核心技术困难的情形,周连群道:“为了加速项目推动,周末和早晨加班是常态,偶然借会加班到清晨。”
 
  周连群研发团队用时5年多时间,霸占下灵敏度压电薄膜手艺困难,优化了微纳加工工艺实现薄膜化压电晶片的批量化制备,完美质量掌握和工序管理,进步了生物份子剖析仪中心传感单位产物化的成功率。
 
  团队研发的2微米厚度薄膜型压电声波传感器,器件旌旗灯号强度大于60 dB,生物份子检测灵敏度提拔至皮克量级。这项科研成果,进一步提拔了仪器的硬件和软件稳定性,打破外洋把持产物的专业壁垒。
 
  周连群通知记者,薄膜芯片外洋入口要五六百元,国产估计100元阁下。这项手艺曾经得到15项相干发明专利受权,申请的1项国际PCT专利已进入日本和美国。
 
  作为一项具有自主知识产权的产物,经由过程欧盟CE认证及美国的FCC认证也并非易事。张威道:“欧盟认证要求体系中触及的元器件,电路板的供货源均经由过程欧盟CE认证,以至外壳加工厂也需求欧盟CE认证,为了经由过程认证,相当于将之前开辟的版本从新溯源整改,历程异常辛劳,但也积聚了珍贵的履历,也为以后系列产品打入欧洲市场奠基了根蒂根基。”
 
  将来市场前景辽阔
 
  张威至今皆记得第一台机械托付用户运用的场景。
 
  她道:“我们的尾个用户是南京泥土所,运输是个大困难。机械不克不及磕碰,以是我们定制了一个大箱子,周连群先生像打包行李一样,正在箱子里铺上了一层打包带,如许便能够把机械轻松天提出去。”
 
  “对齐组的人来讲,那是历史性的一刻,人人集体出动,去南京托付产物。”张威至今都难掩冲动。
 
  正在研制迷你型的产物时,团队也费了很多心机。张威通知记者,团队请了专业的设计师,做了曲面外型。
 
  现在,正在姑苏医工所“立异”“转化”双轮驱动政策的大力支持下,“份子界面剖析仪”产物和芯片已落地正在姑苏国科芯感医疗科技有限公司,停止研产转化。
 
  张威示意,如今产物已有5~10家意向定单,将来团队会拓展外洋市场,也会雇用专业的贩卖和营销团队去停止计划,“我们要做成高端的生命剖析范畴的科研设备。”
 
  周连群道:“现在仪器已完成道理考证,中心组件即压电薄膜芯片批量化生产工艺和仪器小规模消费,相干技术指标皆到达国际抢先程度。但限于资金范围,仪器工程化、产物化和定制性开辟借有待拓展。我们将尽快完成产物手艺迭代、芯片和仪器量产,和仪器推行和贩卖。”
(泉源:中国科学报)

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