传感监测系统

据科技部消息，针对油气田数字化建设需求，先进制造领域部署的国家863课题“油气田监测高性能微传感器及数字化系统”取得阶段性成果，已于近日顺利通过国家级中期检查。这个课题由长庆油田公司牵头，北京大学等5个单位共同参与，通过研究MEMS器件的设计、加工、封装和测试等关键技术，解决高性能MEMS压力传感器耐高温、耐高压、耐腐蚀、高稳定性等问题，研制出满足油气井监测需要的高性能压力传感器及数字化系统，并实现规模应用，提高MEMS压力传感器芯片的规模化制造水平。该系统通过微传感器实现油套压等数据的实时采集和远程传输，将油气井信息进行数字化、智能化综合分析，作出科学决策，指导油气井生产。这对于提高油气田生产管理效率和安全环保水平，减轻劳动强度，筑牢安全管理基础，形成生产动态管理闭环系统，精确指导处理生产问题具有重要意义。

过去，检测药材、药品、有毒物质的成份，要使用液相色谱仪、质谱仪，注入试剂、插入试纸，程序复杂，费钱费力费功夫。能不能利用当代科技的最新成果，创新出一种简单、便宜、快速、灵敏度高、方法准确可靠的检测手段呢?　　由石河子大学药学院教授、国家“千人计划”引进专家李迎春博士指导10名在校大学生组成的迅捷分析有限责任公司科研团队，经过一年多的攻关，研发了一套全新的检测系统——多领域快速检测传感系统。在兵团第二届兵团创新创业大赛上，这个项目获得了大学生“互联网+”组的最高奖——一等奖。　　与传统的色谱检测分析法和生物分析法不同的是，迅捷分析的检测系统采用的是传感器分析法。项目负责人张俊杰介绍说，传感器与通信技术、计算机技术并称信息产业的三大支柱。迅捷分析的突破在于，在自主开发的电化学传感器上采用了两项自主专利新技术——利用增敏修饰技术，将纳米碳、纳米金属材料修饰在传感器电极表面，既提高了检测容量，又增加了检测的速度和灵敏度 利用具有特异识别能力的分子印迹技术，在传感器电极表面形成分子印迹聚合物膜，保证了检测极好的稳定性。这样，检测分析就做到了又快又准又稳定。　　由于没有色谱、质谱分析的繁琐，传感器分析就非常简便。张俊杰介绍说，用迅捷分析的系统检测时，只需把传感器放入被检测物的水溶、脂溶溶液里，传感器上的芯片就会自动将各种化学讯号转换为电讯号，上传到台式的电化学工作站分析、比对。总共只要5分钟，检测结果就在电脑上显示出来了。并且，设备可以将检测数据上传到企业(用户)云平台，进行汇总归类、分析处理，形成对用户生产经营具有指导意义的大数据。　　“我们的优势，是拥有领先的核心技术。”张俊杰说，分子印迹技术是迅捷分析进入传感器市场的核心竞争力。相对于传统分析仪器的市场，电化学传感器具有便携、快速、预处理简单等诸多优势，将会非常迅速地普及开。而迅捷分析的分子印迹技术，解决了电化学传感器无电活性物质不能进行电化学检测的短板问题，保证了传感器的特异性，必将对传感器市场形成巨大的冲击。同时，分子印迹技术极好的稳定性，还使得传感器的设备更加简单可控，非常有利于将来工厂化批量制造。　　据张俊杰介绍，到目前，迅捷分析已研发了具有全部、大部分、常用电化学检测性能的三代电化学工作站和检测系统，售价分别为20万元、15万元和8000元。像检测笔一样、具备常用电化学检测性能的手持一体式工作站和检测系统正在研发之中，预计上市后单价只有500元。而在目前的国内市场，液相色谱仪、气相色谱仪售价分别是50、70万元。使用迅捷分析的检测传感系统，不仅设备便宜，检测费用也只有传统检测方式的三四十分之一。　　“我们的优势还是很明显的。”张俊杰说，他们检索了各类文献，国内目前成熟的、普遍使用的传感检测系统，只有性能单一的家用血糖仪一种。迅捷是国内电化学传感器检测分析的开创者。现在，迅捷的产品已经走出了实验室，走到了用户试用和产品推广阶段。同时，6项相关的发明专利进入了实质性审查阶段。技术创新的路子已经走开了。　　张俊杰说，除了产品推广和优化成型，迅捷分析往后的一项重要工作是创业，争取10年内把产品推广应用到全国各主要制药和化工企业去。目前，迅捷分析正在寻找投资合作伙伴，已有疆内的制药企业、软件服务企业和科研单位，有意与迅捷合作，做医药、保健品、农药和土壤的检测分析。　　“药物分析、环境监测、食品安全监测、工农业生产运用̷̷我们面对的市场非常广阔。”张俊杰说，迅捷分析要实现自己的创业梦想，还有很多的工作要去做。“我们都有了思想准备̷̷”这位今年才本科毕业、秋季即将开始研究生学业的22岁年轻人说，读完书，他们都愿意留在迅捷分析公司，继续从事快速检测传感系统的研发与产业化。

本文开发了一个独立集成的便携式微流控纳米检测系统，展示了生物传感检测和分子相互作用分析的优异性能。共同一作：谢新武*（军事科学院）共同一作：马金标 (天津大学）共同一作：王浩（天津科技大学）其他作者：程振 (清华大学)其他作者：李铁* (中国科学院)其他作者：陈世兴 (中国科学院)其他作者：杜耀华 (军事科学院)其他作者：吴建国（天津科技大学）其他作者：王灿* (天津大学)其他作者：徐新喜* (军事科学院) DOI: 10.1039/d1lc01056e期刊名称：Lab on a chip在这个后基因组时代，分子间的相互作用的分析对检测病原微生物和研究不同生理活动的机制至关重要。传统的生物检测方法存在耗时长、需要大型仪器等缺点，不能满足现场检测分析的需要。硅纳米线-场效应晶体管（SiNW-FET）生物传感器具有响应速度快、灵敏度高、特异性强、易于集成等优点，然而也存在一些瓶颈：过于敏感，环境因素如光、温度和pH值容易造成干扰；并且它们的性能均匀性往往需要提前校准；检测功能设备分散。主要亮点：1、建立了一个独立的完全集成的微流控生物传感器系统；2、该系统可用于快速现场生物检测和分子亲和力动态分析；3、该系统提高了SiNW-FET生物传感器的均一性和检测能力。近日，军事科学院谢新武高工、徐新喜研究员、中国科学院李铁教授及天津大学王灿教授合作的研究成果《A self-contained and integrated microfluidic nano-detection system for the biosensing and analysis of molecular interactions》被《Lab on a Chip》收录， 并被选为期刊内封面论文。《Lab on a Chip》由英国皇家化学学会创办，是生物芯片、微流控等领域的顶级期刊，位列中科院JCR工程技术1区。集成纳米检测系统的构建：(a) 纳米检测系统的实物图；(b) 操作区的功能布局图；(c)液体系统样品输送模块；(d) 检测系统的内部结构设计；(e) 系统的传感信号放大、过滤和采集电路。在这项工作中，我们构建了一个基于SiNW-FET生物传感器的完全独立集成的便携式微流控纳米自动检测系统，用于生物检测和分析。所有的分析过程包括液体样品输送、光学调制、恒温控制、信号放大和数据采集以及结果显示都是自动进行的，极大避免检测时的人为误差。在自动进样模式下分析各种类型的样品进行性能测试，该系统显示出良好的稳定性和鲁棒性。信号精度也用一个商业的高精度电流表进行了验证（R2=0.9988）。使用典型气载致病微生物结核分枝杆菌样品验证了该系统用于生物检测的可行性，其检测限可达1.0 fg/mL。此外利用该系统分析了抗体-蛋白质对的结合-解离过程，证明了本系统用于分子相互作用分析的潜力。该系统集成度高，体积小，便于携带，未来有希望发展成为野外现场生物检测和分子相互作用分析的便携式设备，以实现环境检测、医学研究、食品和农业安全及军事医学等领域的前沿应用。

浙江省市场监督管理局拟批准发布《环境空气气态污染物（SO2、NO2、NO、O3、CO）传感器法自动监测系统技术要求及检测方法》长江三角洲区域地方标准，根据《浙江省标准化条例》的规定，现将拟批准发布的报批文本予以公示，公示期2023年5月9日至2023年5月16日。有关单位和个人如有意见建议，可通过来信、来电、来访等形式，向浙江省市场监管局标准化处反映。单位反映的意见建议请加盖单位公章，个人反映的请署真实姓名。逾期不再接受意见建议。联系地址：浙江省杭州市莫干山路77号（省市场监管局标准化处），联系电话：0571-89761453，传真：0571-89761453，电子邮件：zjbz2012@126.com。附件：《环境空气气态污染物（SO2、NO2、NO、O3、CO）传感器法自动监测系统技术要求及检测方法》（公示稿）.pdf2023年5月9日

各有关单位：根据《上海市环境保护产业协会团体标准管理办法》的有关规定，由上海市环境监测中心等单位申请的团体标准《地表水水质指标(pH值、水温、溶解氧、电导率、浊度、氨氮及COD)传感器法自动监测系统技术要求及检测方法》，经我会组织专家评审，符合立项条件，现批准立项。请起草单位按照协会管理办法有关要求，严格把控标准质量关，切实提高标准制订的质量和水平，增强标准的适用性和实效性，按期完成各阶段工作任务。如有单位或个人对该标准项目存在异议,请在公示之日起10日内将意见以书面形式反馈至我会秘书处，逾期视作无意见。联系方式：侯 隽 19512392335邮箱：houjunshaepi@163.com上海市环境保护产业协会2024年7月11日立项的通知-地表水水质指标(pH值、水温、溶解氧、电导率、浊度、氨氮及COD)传感器法自动监测系统技术要求及检测方法.pdf

2020年，传感器国家工程研究中心等四个行业核心机构，联合发布权威报告《中国传感器发展蓝皮书》，提到中国高端传感器的应用市场几乎被国外垄断，尤其是高端传感器市场，90%以上仍需要靠进口。值得一提的是，其中一类传感器领域的国产占比竟为0%，换句话说，该类传感器领域要 100%靠进口——它就是“海洋传感器”，主要为CTD传感器。由于海洋观测监测平台都要集成和应用温盐深（CTD）传感器，这一难题极大限制了我国海洋监测技术的发展。卡脖子“背后”的国内现状据悉，国内海洋 CTD测量技术始于 20世纪 70年代, 国家海洋技术中心先后研制了千米和 3000 m 自容式 CTD 自记仪, 并成功参与了我国首次南大洋考察。随着国家对海洋监测的重视程度升级，“九五”时期，海洋监测技术被正式列入国家科技部“863”计划。随后，以国家海洋技术中心、山东省科学院海洋仪器研究所、中科院声学所等国内知名科研机构为首的联盟，先后研发了各种新型 CTD 传感器，部分技术指标于国内领先并接近国际先进水平。尽管如此，由于自主研发的产品与国际仍存在一定差距，且存在生产周期长、成本高, 产品一致性、可靠性差等系列问题, 无法满足市场快速发展，大量的海洋传感器应用仍依赖进口。院士支招，关键在于“对症下药”2023年5月，《中国工程科学》刊登了文章《我国海洋监测仪器装备发展分析及展望》，第一作者为王军成院士，文章中展望了我国海洋传感器的研发重点，以下为原文引用内容，对于海洋监测卡脖子难题的“破解”具有指导意义：一是构建与国际评价体系接轨的我国海洋传感器检定校准测试体系，形成统一的海洋监测仪器测试环境。开展海洋传感器校准测试的基础理论方法研究，发展海洋传感器新传递量值标准器、量值溯源传递体系。建立海洋传感器标定、校准实验条件并达到国际一流水平，革新海洋传感器标定与校准体系并提高检定校准及评价水平。二是借鉴国际海洋传感器评价方面的先进技术及标准，构建系统完备、运行高效的我国海洋标准化评价体系。建设计量校准检测技术支撑平台，形成海洋标准计量质量“三位一体”工作模式，体现严谨公正，达到国际领先水平。实施“海洋标准 化+”工程，推动标准融入海洋领域各细分方向，改善标准制定、修订的速度与质量。三是开展海洋监测仪器检测评价、标准化、质量控制方面的国际合作。建设全球海洋传感器计量检测技术交流合作平台，逐步扩大我国海洋传感器评价体系的国际影响力，推动海洋标准、海洋监测仪器计量校准结果的国际互认。基于此，为助力我国海洋生态环境的持续改善，仪器信息网将于7月18日举办“近岸海域环境监测技术进展”网络研讨会，届时将邀请海洋领域内的权威专家出席，分享海洋监测技术进展，旨在为我国海洋监测技术发展贡献绵薄之力。7月18日，国家海洋环境监测中心、国家海洋技术中心、连云港生态环境监测中心、中科院青岛海洋所、天津科技大学、中国水产科学研究院单位专家，不同维度解析近岸海域监测技术进展。免费参会链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/ocean2023/ （仅部分报告有回放，限时免费报名，优先看直播）

--基于云校准+人工智能，成本仅为传统技术的1/7 为精准把脉空气质量状况，有的放矢地实施科学监管，“多、快、好、省”地完成空气质量监测的目标，各地都在积极落实各级政府和企业大气污染防治责任，有效传导治霾工作压力，建设完善大气环境监测网络体系。 河北省目前建议，在传输通道8城市的1464个乡镇推行建设小型空气站，主要测定pm2.5和so2两个参数。 据了解，目前市场上存在两种监测方法和产品能满足上述需求，一种是标准方法的小型空气站（以下简称小型站），其中pm2.5分析仪采用β射线法，so2分析仪采用紫外荧光法；另一种是传感器技术的微型空气站（以下简称微型站），其中pm2.5采用光散射法，so2采用电化学法。 作为新型监测方法，传感器方法已在全国近50个城市得到应用，安装布点近1万台。鉴于传感器技术的发展和完善，微型站的监测已经得到普遍认可。其中，河北省已经制定并发布了网格化监测的地方标准（db13），国家环境监测总站及北京市环境监测中心已经开展相关技术规范的制定工作，中国环境科学研究院也出具了权威使用报告。 那么，相比传统的监测方法，传感器技术在大气环境质量监测的应用具备哪些突出的优势？能否大范围推广呢？ 投资运营成本低9台小型站投资可安装66台微型站 据了解，目前市场上销售的小型站价格在30万元～50万元区间，站房建设成本约1万元，年运维费约5万元；而相比，微型站的价格在6万元～7万元区间，年运维费约1万元。 以河北省廊坊市香河县为例，县辖9个乡镇，共需9台设备。以小型站投资计算，设备总费用一次性投入大约450万元，年运维费大约45万元；以微型站投资建设计算，设备一次性投入总费用大约60万，年运维费大约9万元。两者相差近376.5万元。按9台小型站的首年总费用估算，可以安装66台微型站。 河北省传输通道8城市有1464个乡镇，因此共需1464台设备，如果选用小型站，设备总费用大约需要7.32亿元，运维费用首年大约需要7320万元，总费用大约共计8亿元。如果选用微型站，1464台设备费用只需要9516万元，运维费用首年只需要1464万，总费用1.1亿。如果按照1464台小型站的首年总费用计算，大约可以安装10736台传微型站，基本实现河北省传输通道8城市网格化密集布点，精准监控的功能。 最大化提升服务质量满足快速、准确、全参数、全场景，多功能监测要求 成本的大幅降低，并不意味着传感器法产品在满足技术要求方面打折扣。在现实应用中，标准方法的小型站只能监测两种参数，对安装要求高，前期需要方案设计、点位筛选和站房建设的准备，在协调好电源后，需要包括1名专业人士在内的2人～3人，3天才能安装完成。同时，后期维护和数据校准繁琐，需要消耗大量的人力物力。 相对而言，基于云校准+人工智能技术平台的传感器型微站不仅小巧轻便、易安装，而且准确性满足当前环境监测的需求，成本低，能耗少，基本不需要现场运维，充分考虑现代仪器使用的自动化、智能化功能，可以实现快速、准确、全参数、全场景、多功能监测的要求。 此外，在数据的准确性上，传感器型微型站绝对偏差小、误差可控，完全符合国家标准的要求。以在河北省某县所布点的传感器微型站为例，通过与该县环保局标准站的数据进行比对（关于仪器准确性的具体对比方法参照hj618-2011标准规定），将传感器数据与国标站数据进行线性回归分析，以传感器设备数据为横轴，标准站数据为纵轴，计算回归曲线的斜率k和截距b（图1和图2），根据公式（|1-k|）*100%计算，pm2.5、so2数据与国站数据对比变化趋势一致，准确性较好，长期误差在10%以内。 图1. 传感器微型站与某县环保局标准站pm2.5准确性对比图2. 传感器微型站与某县环保局标准站so2准确性对比 管理功能更加强大有效帮助地方落实大气污染防治责任标准方法的小型站，只是小版本的传统空气站，仅用于表征各乡镇空气质量状况，无法充分完善大气环境监测网络系统功能，达不到精细化溯源的功能。 基于云校准+人工智能技术平台的传感器微型站，由于成本低、准确度高，可以实现高密度精细化布点，使得每个乡镇监测点位由目前的一个增加到几十个甚至上百个，由此形成的传感网络能覆盖从污染源到受体区域，监控污染形成的全过程，通过提供高精度空气质量地图、区域热点分析、污染排名分析和其它基础统计分析，准确定位污染源，通过污染事件监控报警、污染溯源分析和专业的数据分析报告为科学精准治霾提供有力支撑，具有更强大的功能。 据了解，目前基于云校准+人工智能技术平台的传感器微型站已经在全国二十多个城市安装布点，实现了高密度精准化监管功能。其中在河北某两个县的23个乡镇，一共布点了43台设备，总费用约345万元，实现了以下监测功能：一是完善大气环境监测网络系统；二是实时监控各乡镇街道的污染状况；三是实现各乡镇街道空气质量排名，提高管理效率；四是精确地找到污染源位置，达到追溯污染源的功能；五是有效帮助各级政府和企业落实大气污染防治责任。 图3是大数据软件平台对某县各乡镇站点一个月内（20170720-20170820期间）pm2.5浓度日均值进行排名，从图中可以看出，某县污染浓度高的地方集中在周边的东北部和西北部，几个站点排名靠前，其中k镇污染浓度最高，排名第一，而核心区域内pm2.5污染浓度最低，排名靠后。 图3.某县各乡镇站点pm2.5浓度排名统计效果图 图4为某县各镇pm2.5发生污染事件频次的统计图图5为某县各点位pm2.5发生污染事件频次的分布图 从另一个维度，用事件发生次数代表污染源排放情况。通过对该县监测站点颗粒物pm2.5污染事件的统计分析（图3）和（图4），可以看出，污染事件的高发区域集中在该县周边地区的东北部及西部地区，而核心区域内污染事件的频次最低，其中k镇污染频次为最高，统计时间段内发生污染次数为12次，污染频次最低的h管区和u管区集中在核心区域，观测期间内均发生3次污染。这与浓度排名分析结果相符，进一步印证了监测数据的科学性。 综上所述，基于云校准+人工智能技术平台的传感器微型站费用低，是传统小型站费用的1/7，技术上满足环境监测要求，而且功能更加智能强大，有现成的案例可以参考，极大地节省了人力和物力上的投入，适合实现高密度精细化布点，使得每个乡镇监测点位由当前的一个增加到几十个，由此形成的传感网络能覆盖从污染源到受体区域，监控污染形成的全过程，通过提供高精度污染地图、多种数据统计分析、污染来源追踪及精准定位等功能，能真正实现完善城市大气环境监测网络体系功能，有效传导治霾工作压力，为科学精准治霾提供有力支撑，实现更多的价值。

新华网首尔１２月２５日电 韩国工程师日前说，他们发明了一种小型传感器，可以作出准确、实时的回应，有助于开展食品安全和环境保护工作。 设在大田、由郑奉铉领导的韩国生命科学和生物技术研究所说，该设备使用了世界上最小的生物芯片传感器，还利用表面等离子体共振（ＳＰＲ）技术来监测ＤＮＡ和蛋白质是否存在受污染迹象。 研究人员计划利用ＳＰＲ技术及相关的生物芯片，通过接收被扫描物体表面反射的激光共振信号，来辨别分子层面的结构。 该研究所首席研究员郑奉铉说，这种新装置一只手就能提起来，与那些只能用在实验室的笨重机器形成鲜明对比。这种装置可以进行需要迅速反应的“即时检验”，这在应对与食品有关的问题及环境问题时至关重要。 专家说，这种生物芯片传感器经过改造，也有助于制药和检测供水系统，还可能应用于军事领域。 研究人员说，一旦研发成功，这种机器可以创造价值５０００亿韩元（约合３．７２亿美元）的全球市场，因为对高科技分析机器存在很大需求。 这家由韩国教育科技部提供科研经费的国有生物工程实验室说，它已经为这一生物芯片的主要部件申请了知识产权保护，其中包括高速转镜和电子束调制装置。

据了解，得益于传感器的进化，有利于实现更精准的身体数据监测，让运动监测设备们变得更好用。在未来，传感器配合更先进的软件算法，有可能帮助我们获得更准确的监测数据。 　　几年前，运动手环还仅仅是一个简单的计步器，但现在它们已经完全不同，可以监测心率甚至是紫外线指数。可以肯定的是，大量传感器的植入让运动监测设备们越来越全面、智能，那么这些传感器都是什么呢? 　　加速度计 　　加速度计是运动监测设备普遍具备的基本传感器，通常被用来记录行进步数。通过测量方向和加速度力量，加速度计能够判断设备处于水平或是垂直位置，来判断设备是否移动，从而达到计步操作。 　　当然，并不是所有的加速度计都是准确的。基本的款式仅有两轴，相对来说不够准确 而三轴传感器则可更好地检测设备在三维空间中的位置，实现更精准的记录。 　　全球定位系统(GPS) 　　GPS虽然已经是非常普及的技术，通过使用29颗地球总轨道卫星中的四颗进行定位，便能够获得误差较小的精确位置。不过，由于耗电量偏大，所以尚未在运动手环中普及，只有一些定位专业运动监测的运动手表才具备GPS芯片，用于记录用户的地理位置、跑步路线等等。 　　光学心率监测器 　　光学心率传感器是目前运动监测设备逐渐流行的配置，使用LED发光照射皮肤、血液吸收光线产生的波动来判断心率水平，实现更精准的运动水平分析。 　　不过，目前对于光学心率传感器的准确性也存在较大争议，因为每种设备都会添加一些肤色弥补技术，来适应更广泛的人群，所以不同设备的差异也较大。 　　皮电反应传感器 　　皮电反应传感器是一种更高级的生物传感器，通常配备在一些可以监测汗水水平的设备上。简单来说，人类的皮肤是一种导电体，当我们开始出汗，皮电反应传感器便可以检测出汗水率，配合加速度计及先进的软件算法，有利于更准确地监测用户的运动水平。 　　环境光及紫外线传感器 　　环境光传感器模拟人类眼镜对光线的敏感度，可以根据周围光线的明暗来判断时间，并有效节省运动监测设备的电力消耗。而紫外线传感器则可监测到光线中的紫外线指数，实现防晒提醒操作。 　　生物电阻抗传感器 　　Jawbone的新款UP3运动手环，配备了更先进的生物电阻抗传感器，可通过生物肌体自身阻抗来实现血液流动监测，并转化为具体的心率、呼吸率及皮电反应指数，是一种更先进的综合生物传感器，准确性也相对更高。 　　总结 　　显然，得益于传感器的进化，有利于实现更精准的身体数据监测，让运动监测设备们变得更好用。在未来，这些传感器配合更先进的软件算法，有可能帮助我们获得更准确的监测数据，甚至能够分享到医疗机构，帮助我们预防疾病。

p style=" text-align: center" img style=" width: 399px height: 300px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201701/insimg/72a2ce84-3206-49f9-ba7c-4be0f6388773.jpg" title=" 1.jpg" border=" 0" height=" 300" hspace=" 0" vspace=" 0" width=" 399" / /p p 　　2017年1月9日，国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂举行。天津大学4项成果获2016年国家科技奖。其中由天津大学作为第一完成单位获得国家技术发明二等奖两项，参与完成的两项成果均获得国家科技进步二等奖。这也是近年来天津大学首次以第一完成单位身份，在同一年度获得两项国家技术发明奖。 /p p 　　 strong 突破国外技术封锁 自主创新水下滑翔机“海燕”领先国际 /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201701/insimg/2ef4e1ee-2347-4b8d-ac8c-b5ca7316e0bd.jpg" title=" 2.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong (国家技术发明二等奖获得者王树新教授) /strong /p p 　　混合驱动水下滑翔机“海燕”是天津大学自主研发的一种新型水下滑翔机，由天津大学教授、海洋国家实验室海洋观测与探测联合实验室首席科学家王树新带领团队历经十余年研制成功。 /p p 　　拥有国际先进的水下滑翔机一直是建成世界海洋强国重要的标志性成果之一，因此美国等国家对该技术一直采取严密封锁。“海燕”的成功研制打破了国外对中国技术封锁的壁垒，扭转了中国在某些关键技术上受制于人的局面。 /p p 　　去年12月，中国海军一艘救生船在南海有关海域捕获一架美国无人潜航器。后经中美双方友好协商，于12月20日中午在南海有关海域顺利完成美无人潜航器的移交工作。 /p p 　　据了解，无论在续航里程、下潜深度以及稳定性等诸多方面，美军潜航器都无法与“海燕”相比，海燕采用了最新的混合推进技术，以浮力驱动为核心并融合其他驱动方式，具有体积小、重量轻(小于100kg)、航程远等优点。 /p p 　　早在2014年，“海燕”在南海北部水深大于1500米海域通过测试，创造了中国水下滑翔机无故障航程最远、时间最长、剖面运动最多、工作深度最大等诸多纪录。 /p p 　　“海燕”最大下潜深度1514.2m，实现了复杂海洋环境下大深度平稳滑翔运动 推进速度最大可达1.69m/s，1108.4公里实测航点位置平均偏差小于2km 连续航程超过1100km，实现水下滑翔机航程从百公里级提升至千公里级的突破。 /p p 　　“海燕”的研制成功不仅解决了我国相关技术的“有”“无”问题，而且引领了新型水下滑翔机技术发展。在“大深度”、“长航程”、“高精度”三方面取得了创新性成果。 /p p 　　由于混合驱动水下滑翔机结合了自主水下航行器(AUV)操纵性好、轨迹精度高与传统水下滑翔机性好、续航能力强的优点，“海燕”在海洋环境监测、海洋资源探测及海洋安全领域具有广泛的应用前景。 /p p 　　 strong 混合式光纤传感技术 引领光纤传感安全监测科技前沿 /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201701/insimg/689bc77d-87c9-4b1f-a067-a17bea4a02c6.jpg" title=" 3.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong (国家技术发明二等奖获得者刘铁根教授) /strong /p p 　　传感器技术是基础设施安全监测必不可少的核心技术之一。光纤传感技术作为传感器技术的发展前沿，是国内外发展的战略性新兴产业。由于缺乏高效的传感器技术，很多工程事故未能做到“防患于未然”，因而发明一种高效、稳定、适应性强的新型传感技术成为国家产业发展的迫切需要。 /p p 　　由天津大学刘铁根教授所在的团队自主研发的混合式光纤传感技术解决了当下光纤传感领域的诸多难题，为保障重大工程项目安全提供了可靠的监测保障。 /p p 　　据了解，不同的工业产业对传感器有着不同的需求。在电力应用中，传感器需要抗强电磁干扰、电绝缘 在石油化工应用中，传感器需要本身不带电 在航空航天、土木工程应用中，传感器则需要在恶劣环境下长期工作。与常规电测传感器技术相比，光纤传感技术能够从根本上适应上述各类应用环境和工程需求。 /p p 　　然而，光纤传感技术要真正投入应用，还必须要解决信号解调中的方法单一、长期漂移和响应慢，传感器封装中的交叉敏感、胶粘老化失效和传感灵敏度低，传感组网融合困难等难点问题。 /p p 　　面对难题，刘铁根教授团队选择迎难而上，终于通过深入研究，实现一系列光纤传感领域的技术突破。高精度、高稳定混合式光纤传感解调技术，恶劣环境下高可靠性光纤多传感器封装技术，多波段混叠式光纤多气体传感技术以及混合式光纤传感组网融合技术。这些技术突破引领了光纤传感安全监测领域技术探索的前沿。 /p p 　　混合式光纤传感技术近10年来已应用到28项国家航空航天试验及重大关键基础设施工程的安全监测。其在全国电力和石化行业分立式光纤传感市场占有率超过30%，近三年共取得直接经济效益2.4亿元。成功地对多起过热异常进行了预警。2012 年，该技术成功对独山子石化分公司50万方罐区温度超过阈值进行报警，将事故隐患消除在初始阶段。 /p p 　　目前，该项目已获得授权发明专利56项，其中美国专利3项。制定国家军用标准1项。获光纤传感产品测试认证38项。获天津市、教育部和中国仪器仪表学会科学技术奖一等奖各1项，获中国发明专利优秀奖1项。发表学术论文216篇，SCI检索 103篇，其中在国际顶级光学工程期刊上发表47篇。鉴定委员会认为“该项研究成果在理论探索、技术研发和工程应用中具有多项创新，总体技术达到国际领先水平”。 /p p 　 strong 　聚焦国家需求 两项成果获得国家科技进步二等奖 /strong /p p 　　在本次大会上，天津大学参与完成的两项成果获得国家科技进步二等奖，其中包括王成山教授为第一完成人的“配电网高可靠性供电关键技术及工程应用”项目，以及练继建教授作为第二完成人的“长距离输水工程水力控制理论与关键技术”项目。两项成果都与国民经济建设紧密结合，特别注重解决国家重点领域、重要支柱产业的技术难题。 /p p 　　在世界范围内，持续快速发展的大规模配电网供电可靠性提升一直面临四大难题：建设方案的经济性与可靠性协调困难 复杂故障辨识准确率低 快速抢修技术尚未突破 电网侧与用户侧一体化协调控制困难。 /p p 　　天津大学王成山教授团队与国网天津市电力公司、中国电力科学研究院、国网浙江省电力公司、国电南瑞科技股份有限公司、天津天大求实电力新技术股份有限公司等单位经过近10年的产学研联合攻关，实现了配电网高可靠性供电关键技术的重大突破。创建了多电压级网架协调规划理论和分析方法，开发了配电网建设优化决策系统 提出了复杂故障辨识方法，突破了自适应负荷转供技术，研制了配电自动化系统与关键装备 提出了故障抢修效能动态评估方法，突破了多源信息协同的抢修资源优化调度技术，开发了配电网故障抢修平台 提出了电网侧与用户侧多电源协调供电模式，开发了含分布式电源的配电网运行控制系统，满足了重要用户供电保障需求。项目获授权发明专利43项、软件著作权8项，发表SCI/EI论文65篇。成果经鉴定整体达到国际领先水平。 /p p 　　长距离输水工程是进行水资源配置的关键手段，我国已建跨流域输水工程达到31座，供水比例高达20%。长距离输水工程水力控制系统具有强非线性、多流态和多约束等特点，调控参数多，不确定性大，累积效应严重 用水需求多变，运行调度复杂，调控难度大。控制不当极易出现爆管、结构物破坏、漫堤溃决和冰害等事故。长距离输水工程的安全调度和运行是保障国家水资源安全的关键。 /p p 　　天津大学练继建教授课题组与中国水利水电科学研究院、清华大学、长江勘测规划设计研究有限责任公司、武汉大学、南水北调中线干线工程建设管理局等单位联合攻关完成的“长距离输水工程水力控制理论与关键技术”，在国家科技支撑计划等40余项重大科研与咨询项目支持下，历经20余年的工程实践、理论探索和技术创新，建立了复杂长距离输水系统水力仿真与控制理论方法 发明了分段低压输水新技术，揭示了其共振原理，提出了输水单元水流振荡方程及避免水力共振的设计方法，降低管道承压70%-90% 提出了冰期输水冰害防治的控制技术，提高冰期输水能力0%-15%。研究成果已在我国19项大型输水工程中得到应用，惠及人口2.1亿，工程节支增收逾18亿元。 /p

韩国研究人员日前宣布，他们发明了一种小型生物芯片传感器，可快速、准确地对食品和环境污染进行检测。 　　据韩联社报道，由郑奉铉领导的韩国生命科学和生物技术研究所研发的这种生物芯片传感器利用表面等离子体共振技术，即通过接收被扫描物体表面反射的激光共振信号来辨别 分子层面的结构，从而检测被测对象的DNA和蛋白质是否受到污染。 　　郑奉铉说，与那些只能用在实验室的笨重检测设备相比，这种可单手提起的新装置可进行“即时检验”，大大提高了检测效率。这种生物芯片传感器经过改造后，还可用于药品、供水系统的检测，甚至可以应用于军事领域。 　　据悉，韩国生命科学和生物技术研究所已为这种生物芯片传感器的主要部件申请了知识产权保护。

研究背景淡水受到天然和合成化学物质的污染是一项全球性的环境挑战。特别值得关注的是影响脊椎动物繁殖的化学物质和刺激微生物繁殖的无机化合物，因为它们进入环境后都会产生严重的生态影响。由于化学物质的释放可能是动态且瞬态的，需要在原位实时检测这些化学物质。这种检测也必须具有不同非生物条件的环境准确性。实时化学传感对于环境和健康监测中的应用至关重要。生物传感器可以通过基因电路检测各种分子，利用这些化学物质触发有色蛋白质的合成，从而产生光学信号。关键问题虽然生物传感器可以满足污染物监测需求，但仍存在以下问题：1、传感速度通常较慢，难以实现原位监测生物传感器都依赖转录调节进行检测，而蛋白质表达过程将这种传感的速度限制半小时以上，光学信号通常很难原位检测到。2、工程化微生物传感器会降低信噪比和时间响应工程化的微生物虽然提供了机械完整性和支持连续传感，但它们会衰减信号传输，进而降低信噪比和时间响应。新思路有鉴于此，美国莱斯大学Caroline M. Ajo-Franklin等人将合成生物学和材料工程相结合，开发出能够产生电读数且检测时间为分钟的生物传感器。使用模块化的、八组分合成的电子传输链对大肠杆菌进行编程，使其产生电流以响应特定的化学物质。按照设计，该菌株在暴露于硫代硫酸盐后，在2分钟内产生电流。然后，对电流传感器进行了修改，以检测内分泌干扰物。将蛋白质开关纳入合成途径，并用导电纳米材料封装细菌，可在3分钟内检测城市水道样品中的内分泌干扰物。该研究结果提供了一种设计规则，可以用质量输运模型有限的检测时间来感知各种化学品，并为保护生态和人类健康的微型低功耗生物电子传感器提供了一个新的平台。技术方案：1、设计了基于大肠杆菌的生物传感器在大肠杆菌中设计了一种合成电子转移（ET）途径，制备了生物传感器，并评估了各个模块的性能，优化了输出模块的功能，并分析了其性能。2、证实了对硫代硫酸盐的快速检测和定量作者构建了I+C+O+菌株，测量了硫代硫酸盐依赖性EET。通过改进，获得了更高的信噪比，信号强度及再现性，证实了工程菌株产生的电信号能够快速、连续地检测和定量硫代硫酸盐。3、设计了多样化的活体电子传感器作者利用Fd开关以确定活体电子传感器是否可以多样化，证实了工程化Fd可测量合成ET途径中非代谢中间体的分析物，并将响应时间减少了约4倍。4、证实了传感器在城市水道样品的适用性作者证实了2-EWE传感器在具有不同非生物特征的城市水样中具有一致的功能，并通过改进实现了高度可再现的响应，提高了信噪比，获得了更高的稳态电流和更快的响应时间。技术优势：1、开发了超快的生物传感器作者开发了利用ET合成信号转导方法，通过结合合成生物学和材料工程开发了生物传感器，可以产生电子读数，并将检测时间由半小时以上缩短至几分钟。2、实现了城市水道内分泌干扰物的快速测量将蛋白质开关纳入合成途径，并用导电纳米材料封装细菌，可在3分钟内检测城市水道样品中的内分泌干扰物。快速的响应时间非常适合于环境中瞬时化学暴露的连续监测。3、开发了提高信噪比的改进方法利用细胞封装来实现比率传感，并加入导电纳米材料以提高EET的效率，这两种方法都提高了信噪比，并导致了质量传输有限的响应时间。4、为连续、实时环境传感的设计提供了研究平台本文研制的活体电子传感器为连续环境传感提供了一个可扩展的平台，可以在不同的环境中进行长时间的准确操作。技术细节传感器设计作者在大肠杆菌中设计了一种合成电子转移（ET）途径。使用硫代硫酸盐来测试该策略，用三个模块设计了硫代硫酸盐依赖的ET途径。为了评估各个模块的性能，使用了基因组编码和质粒编码的遗传电路的组合，使模块组件能够即插即用表达。为了优化输出模块的功能，作者分析了其表达、EET以及在不同诱导条件下对细胞适应度的影响。为了测量细胞色素的表达，监测了细胞颗粒的相对红色。为了以高通量的方式评估EET，测量了诱导细胞还原细胞不可渗透的WO3纳米棒的能力。使用最佳诱导策略，表明优化的输出模块是功能性的。作者确定了耦合模块的SQR，并证明了细胞可以在表达输出模块的同时在输入模块中合成全蛋白。图 带有合成ET链的大肠杆菌传感器硫代硫酸盐的快速检测和定量为了确定ET通过全合成途径是否依赖于硫代硫酸盐，将所有三个模块集成在一起以构建I+C+O+菌株，并在BES中测量浮游细胞的硫代硫酸盐依赖性EET。结果表明整个通路就像一个硫代硫酸盐传感器。为了改善低信噪比，将每个菌株和工作电极封装在藻酸盐-琼脂糖水凝胶中。与浮游细胞相比，封装细胞对硫代硫酸盐的反应具有更高的信噪比（平均增加30倍以上）。此外，相对于浮游细胞，它表现出更高的信号强度（增加5倍）、更高的再现性（标准偏差减少50%）和更高的线性（R2增加10倍）。探讨了该传感器对不同硫代硫酸盐浓度的响应，表明I+C+O+菌株的电流响应与硫代硫酸盐浓度呈线性关系，证实了工程菌株产生的电信号能够快速、连续地检测和定量硫代硫酸盐。图 活体电子传感器的封装实现了硫代硫酸盐的快速检测和定量传感器多样化为了确定活体电子传感器是否可以多样化，以响应影响脊椎动物繁殖的化学物质，利用Fd开关在翻译后对化学配体进行响应。为了量化每个反应器中4-HT诱导的电流变化，计算了IsC+O+应变相对于IC42AC+O+菌株的电流百分比差异。DMSO和4-HT信号的比较显示，在7.8分钟内以95%的置信度检测到4-HT，信号强度增加0.93%±0.33%。尽管工程Fd产生的信号低于野生型Fd，但它能够检测合成ET途径中非代谢中间体的分析物。因此，与以前的微生物生物电子传感器相比，IsC+O+活电子传感器按设计对4-HT作出响应，并将响应时间减少了约4倍。图 表达电子蛋白质开关的活体电子传感器能够快速检测内分泌干扰物城市水道样品测量在添加了硫代硫酸盐或4-HT的河流和海洋样品中测试了BES，证实2-EWE传感器在具有不同非生物特征的城市水样中具有一致的功能。由于这些城市水样的导电性差且氧化还原活性化合物丰富可能会干扰生物电子传感，引入了生物相容性和导电性TiO2@TiN纳米复合材料进入包封基质以增加接触表面并促进细菌-电极界面处的电子转移。这些纳米颗粒-活性传感器混合物在装置之间显示出高度可再现的响应，提高了信噪比，并且在1mM硫代硫酸盐存在下具有更高的稳态电流，并具有更快的响应时间。本工作开发的活体电子传感器可用来专门检测与环境相关的浓度和条件下的分析物，其传质限制动力学比之前的状态快十倍。图 用导电纳米颗粒封装的活体电子传感器能够快速检测环境中的污染物展望总之，本文研制的活体电子传感器为连续环境传感提供了一个可扩展的平台。实时传感需要快速的分析物检测，在没有样品准备的情况下，可以在不同的环境中进行长时间的准确操作。活体电子传感器可在各种环境条件下使用有限的仪器实时检测目标化学品。为了实现长期的环境部署，可以将碳源和辅助化学品纳入封装矩阵，以优化非生物-生物界面的电信号传输。此外，这些传感器可以被安装到通过清除环境中存在的能量来自我供电的设备中。小型、可部署的实时生物电子传感器可以分布在不同的环境位置，这将彻底改变监测化学品在生态系统中迁移的能力。这将为农业的可持续发展提供重要信息，减轻工业废物排放的影响，并确保水安全。参考文献：Atkinson, J.T., Su, L., Zhang, X. et al. Real-time bioelectronic sensing of environmental contaminants. Nature(2022).DOI：10.1038/s41586-022-05356-yhttps://doi.org/10.1038/s41586-022-05356-y

过去，动辄上百万一台的环境监测仪器设备，对地方政府来说是笔不小数目。随着我国环境监测工作推进全面布点、网格化管理，价格昂贵的监测设备已经不能满足监测工作的需要，如何才能让监测设备成本降下来?　　已经有企业进行了商业模式的探索。记者了解到，先河环保运用大型监测仪器和传感器共同对一个区域进行环境监测，最后将监测数据汇总并进行分析，为地方政府制定治理方案，提供精准的数据支持。河北先河环保科技股份有限公司副总裁范朝表示，过去企业以卖设备为主，现在要为政府提供解决方案。　　据了解，在河北石家庄市井陉矿区几十平方公里的范围内过去只有一个环境监测站点。矿区内有洗煤厂、钢铁厂、焦化厂等众多排污大户，还有大量来往运输的柴油车。先河环保运用小型传感器进行网格化布点，在环境监测工作中运用“互联网+”为提升环境污染精准治理做了大量工作。　　先河环保常务副总裁陈荣强告诉记者，“经过20多天的监测，发现有些企业是颗粒物的重要来源和贡献者，必须对其治理。比如钢铁厂、焦化厂脱硫脱硝要进一步提高治理效率 过境的柴油车必须加大管控。”　　他同时表示，一台传感器价格在七八万元左右，相比空气自动监测站要便宜很多。通过全面布点、全面联网，达到为区域环境“问诊”的效果。　　另据了解，先河环保目前以同一模式在河南郑州布点，马上将在河北保定、廊坊进行试点。　　记者了解到，物联网层级的第一层是感知层，第二层是传输和数据处理，第三层是数据平台。传感器必须不停地和监测仪器进行校准，否则数据会失真得很厉害。而这正是环保企业与传感器生产企业或互联网企业相比的优势所在。　　“业内把传感器这种失真叫做‘飘’，要保证数据准确，就需要设置传感器的记忆曲线。一般每隔两三个月，传感器的监测数据对比大型监测仪器会发生一定偏离，这就需要把记忆曲线‘拉’回来，现在通过云数据库就可以做到这一点。矿区用一台大型监测仪器带动几十个传感器，一旦传感器数据不准确，就会对其进行修正。”陈荣强说。

p 　　自1990年至今，MEMS传感器的应用有三波演进 一开始内建在汽车的安全气囊中，而后则是用于消费性电子内部，第三波演进便是物联网崛起。而环境感测将是下一波MEMS传感器趋势。近年来消费者对于生活周遭的环境品质要求上升，因此带动一波环境传感器的需求上涨。 /p p 　　在智慧型手机以及穿戴式装置应用中，陀螺仪、加速度传感器和磁力计等动作传感器已发展成熟。制造商们开始找寻创新应用，意法半导体与博世公司都认为，环境传感器将是接下来微机电系统传感器一大重要发展方向。 /p p 　　意法半导体技术行销经理苏振隆表示，环境感测将是下一波MEMS传感器趋势。近年来消费者对于生活周遭的环境品质要求上升，因此带动一波环境传感器的需求上涨 无论是湿度、海拔高度、大气气压、紫外线，以及温度都可由环境传感器测得。 /p p 　　博世公司亚太区总裁百里博表示，未来内建于智慧型手机的环境传感器功能，将包括计算使用者消耗的卡路里数、显示位置的海拔标高、空气中的湿度、当下气温，以及感测环境中的光线等。 /p p 　　同时，百里博表示，未来内建于智慧型手机的环境传感器功能，将包括计算使用者消耗的卡路里数、显示位置的海拔标高、空气中的湿度、当下气温，以及感测环境中的光线等 为了满足物联网往后的应用需求，该公司会将物联网的传感器发展主力放在动作及环境监测上。 /p p 　　由于现在生活环境中空气污染严重，所以在环境传感器的应用中，与气体传感器相关的应用将会是环境传感器未来的关注目标。由于消费者希望借由此类传感器得知生活中空气污染物、有毒气体及细悬浮微粒的含量是否已达到危害人体的界线。 /p

近年来，我国的食品安全突发事件层出不穷。而这些食品安全问题大多源于食源性致病菌的污染和食品生产、加工过程中对农药、兽药、添加剂等的不科学使用，甚至是违用、滥用等违法、违规行为所致。要从根本上解决食品安全问题，就必须对食品的生产、加工、流通和销售等各环节实施全程管理和监控，食品安全快检技术也就随之应运而生。 “实验室检测方法和仪器很难及时、快速而全面的从各环节监控食品安全状况，而快速、方便、准确、灵敏是食品安全快检技术的最大优势。”中国检验检疫科学研究院首席科学家邹明强说。 以前，检测瘦肉精、三聚氰胺需要价值数百万元甚至上千万元的仪器设备，如今，一张价值几元的检测卡插在猪尿和牛奶中，几分钟就会显示结果。一个粉笔盒大小的试剂盒，可以精确地检测出食品中是否含有对人体有害的农兽药残留物及其含量̷̷这就是食品安全快检的“魔力”。 “以试剂盒、ELISA、PCR、纳米生物技术、生物传感技术、便携式分析仪器等为代表的快速检测、移动检测技术在中国食品安全保障体系中扮演着重要的角色。”邹明强认为，其中生物传感器技术具有快速、灵敏、特异、简便等特点，在食品检测领域具有广阔的应用前景。 近几年，在邹明强的带领下，中国检验检疫科学研究院研究团队针对禽流感、甲型H1N1流感和瘦肉精等重大公共卫生安全事件迫切的检测技术需求，基于微纳生物传感技术，以发展“既快又灵”的高效检测技术为目标，通过原理创新和技术发明，构建了服务于食品和公共卫生安全保障的检测方法系统。该项目荣获2014年度北京市科学技术奖一等奖。 中国检验检疫科学研究院研究团队正在进行项目研讨 小小快检用处大 据了解，食品质量安全检测方法有很多，包括现场检测方法，实验室定量检测方法，以及确认方法等。从实验室检测来看，快速检测方法其实是起到了有益的补充，这是由它自身的特点决定的。与传统仪器方法相比，快检技术快速、简单，可以测固体及液体样品。而且快速检测对配套的前处理设备要求不高，可以允许提取样品中杂质成分的存在，同时也就决定了其市场地位在筛选中的必须性，这样可以与高档的仪器进行互补，以快速检测方法进行初筛，再用仪器方法进行确证，从而构建效率和准确度均较高的检测体系。 快速检测的优势在于前端，直接性、时效性、现场感。快速检测的形式是与生产现场、时间要求相结合，而传统的实验室检测通常用时较长，例如将产品送到第三方检测中心进行检测，快则几日，慢则一两周，对于生产经营者来讲，时间成本的损耗是巨大的。这就需要企业自身在生产初期、源头位置对风险加以把控。产品质量安全需要依靠质量管理与前端风险排查、检测，这样才有可能在产品出厂前，最大程度保证其质量安全。 构建“既快又灵”的检测技术系统 据了解，现有快检技术，主要为胶体金免疫层析法和酶联免疫吸附法，虽然操作简便、成本低，但其灵敏度不够高。“如果强调灵敏准确，则难于实现便捷，存在‘灵而不快’问题，导致安全因子发现不及时；若兼顾快速、高通量，则不宜实现灵敏可靠，存在‘快而不灵’问题，导致误检和漏检，留下安全隐患。”邹明强说，“既灵敏又快速”的检测技术成为亟待攻克的技术难题。 生物传感器检测技术系以识别元件（酶、抗体/抗原、核酸、标记材料等）为特异性载体而转换为电、光、磁等信号实现检测，为解决上述问题提供了新兴的技术途径。 “针对我国食品和公共卫生安全检测的更高要求，亟待开展融合前沿微纳米技术的现代生物传感检测技术攻关，大幅度提升检测灵敏度、定量化、通量、多靶分型和同检等分析性能，实现既快又灵检测，提供高效、实用、便捷、可靠的快检解决方案，破解‘检不出’‘检不准’‘检不快’难题，为食品和公共卫生安全提供服务和技术支撑。”邹明强表示。 在邹明强的带领下，研发团队通过研究纳米金颗粒原位聚集效应，建立层析快检卡通用增敏技术，开发荧光胶乳定量试纸条及荧光检测仪，解决“快而不灵”的问题，实现高危病原“既快又准”检测。 项目团队提出了流式技术竞争式免疫分析新原理，发明了编码微球及荧光探针试剂制备技术，开发多种小分子同步检测方法，解决“灵而不快”的问题，实现多种农兽药高通量筛检，引入不确定度概念，保证检测结果客观、准确；阐明酶分子构象稳定机制，突破抗原决定簇类结构修饰难题，建立酶活性保护技术与类特异抗体制备技术，开发类检试剂盒（卡），解决农兽药类检稳定性及包容性难题，并开发共轭滤光定量检测器，实现层析快检卡数字判读；集成荧光探针、生物信号转导等，建立分子马达核酸分型传感检测技术，实现食源性病原菌多型同检。 “由此我们构建了‘既快又灵’的检测技术系统，成果应用实现标准化及产业化，为提升公共卫生安全应对能力提供检测技术支持。”邹明强说。 传统检测技术实现飞跃 “该项目综合利用多项微纳生物传感技术，建立了系列高灵敏高通量检测技术，在实现技术创新的同时也推动了相关技术的进步。”邹明强说。 首先，项目技术改善提升了传统检测技术水平，实现了传统检测技术的飞跃。胶体金免疫层析检测技术具有简便快速、成本低等优势，现场检测应用广泛，但灵敏度低与不能定量检测大大限制了它的应用范围。该项目建立了纳米金增敏技术，大幅度提高传统胶体金检测方法的灵敏度，在与禽流感国家标准检测方法的比对测试中，准确度一致，灵敏度相当，增敏技术使胶体金检测技术达到了定量PCR的水平，有效提高了疫病防控水平。 同时，项目研发团队用荧光标记取代了传统的金标记，实现了层析检测的定量检测，更加扩展了层析检测技术的应用范围，特别是通过目标物含量的多少来进行的检测。“这项技术使传统免疫层析技术实现了灵敏度大幅提升与定量测定。”邹明强说。 其次，该项目是多技术交叉融合，通过合力提升了技术水平。在流式荧光编码微球检测技术中，应用化学与材料技术合成了量子点等标记物，应用生物技术实现了目标物的准确捕获，在检测结果的判定中又引入了不确定度等统计学概念，使检测结果更加客观科学，几种技术集合在一起形成的是具有多种优点的检测技术。 最后，根据应用需求，建立了点面结合的检测技术。准确测定目标物是检测技术的终极目标，而测定类别也具有广泛的实际需求。然而，目前广泛使用的农残酶抑制法快筛法，因酶试剂难于在通常条件下保存和运输，制约了该法的应用可靠性。 “该项目发明了稳定贮藏酶试剂配方，有效保障了该方法的可靠性，提高了其应用价值，该方法一次可检测涵盖约300种高毒农药。”邹明强说。 据了解，该项目团队围绕快检仪器、试剂（卡、盒）及方法构建了较为完整的快检技术系统，获国际专利授权1项，国家发明专利授权15项，软件著作权1项，制定国标3项，医疗器械注册证6项，发表SCI论文35篇。项目禽流感层析传感增敏技术经第三方检测机构验证，与国标定量PCR法检测结果一致且灵敏度相当；参加全国甲型H1N1流感双盲双测筛选名列第一；鉴定意见认为项目整体技术达到国际先进水平。 “项目以需求为牵引，以应用为导向，利用微纳生物传感技术实现了检测技术的突破，既推动了检测技术的进步，也反馈促进了微纳生物传感技术的发展。”邹明强说。 项目成果开花结果 如今，项目成果已广泛用于甲型H1N1流感全国联防联控、国境检验检疫、国家残留监控计划、北京奥运和上海世博会食品安全保障，大力促进了我国应对公共卫生安全水平提升。 据了解，自2005年以来，项目团队基于项目微纳生物传感原理开发了系列快速检测技术及产品，并积极进行产品规模化生产，开拓产品市场，为科技成果转化树立了良好典范，陆续在我国出入境检验检疫、农业、工商、质监和卫生等200多个食品检测机构和1000多家企业得到广泛应用，出口至20多个国家或地区。 北京勤邦生物公司基于该项目核心技术开发的磺胺类十五合一试剂盒、磺胺类试纸条、喹诺酮类试剂盒、喹诺酮类试纸条、四环素类试剂盒、四环素类试纸条、β -内酰胺类+四环素类二联卡、呋喃西林代谢物试剂盒产品显著提高了检测性能，实现了多靶同检，大幅提升了企业自检自控能力，取得了良好的社会效益和经济效益。 据介绍，勤邦公司的部分产品性能指标优于国外产品，检测成本仅为同类产品的2/3，有效替代进口产品。检测集约化和多元化，检测效率高，检测成本低，节约了资金。相关快检产品被评为“中关村国家示范区新技术新产品”，并出口至印度、泰国、新加坡等10多个国家，近三年经济效益显著。 “如今，利用该项目成果的快检产品已广泛应用于全国各地蔬菜、水果农残检测。”邹明强介绍说，宁夏天然蜂产品公司应用项目成果进行产品自检自控，有效保障了其产品质量安全，“十里花”蜂产品畅销国际市场。“应用项目快检技术缩短检验周期，提高检测效率，保障了50多亿元销售额产品安全”。

中国科学院合肥物质科学研究院、中科合肥智慧农业协同创新研究院与安徽理工大学团队合作，研发了用于土壤磷酸盐现场连续监测的电化学微流体系统。相关研究成果日前发表于《IEEE传感器杂志》。磷是影响农作物生长和代谢的最重要营养物质之一。土壤中磷酸盐含量低会导致土壤肥力下降、作物生长缓慢且产量下降。磷酸盐含量过多时，未被吸收的磷元素会通过地表径流进入水体，导致水体富营养化。因此，对土壤中磷酸盐含量现场连续监测是农业生产中实时获取养分必不可少的一个环节，对调整当地施肥策略、提高农作物产量和质量具有现实意义。目前，土壤磷酸盐的传统实验室检测设备不仅操作复杂，而且因体积过大不易用于现场监测，难以实现连续监测。电化学分析因其高灵敏度、高特异性、快速响应、低成本和可集成性等优点，在磷酸盐测定中得到了广泛应用。但是传统电化学传感器仅能进行单次磷酸盐测定，难以满足现场连续土壤磷酸盐监测的要求。为实现土壤磷酸盐的现场监测，研究团队将电化学传感技术和微流控系统有机结合，成功研发出一种新型高灵敏、高稳定性、便携式及易于操作的土壤磷酸盐连续监测系统。该系统集成试剂现场流动反应，用于土壤磷酸盐的现场连续监测，具有成本低、操作简便、实时性强的优势。团队采用新型土壤磷酸盐传感系统进行了一系列检测验证实验，发现该传感系统具有良好的便携性、抗干扰性、可重复性，使用寿命长，磷酸盐回收率高达91.1%至110.48%，可成功应用于实际土壤环境中的磷酸盐连续测定，在田间精细化养分管理方面具有很大潜力。

p strong 　　仪器信息网讯 /strong 3月24日，汉威科技发布2017年年度报告。报告期，公司实现营收14.44亿元，同比增长30.37%，归母净利润1.1亿元，同比增长21.73%，原预期1.53亿。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/ca095e0b-2e3b-4f98-ae40-d54243e469b5.jpg" title=" 0.jpg" / /p p 　　 span style=" background-color: rgb(112, 48, 160) " strong span style=" background-color: rgb(112, 48, 160) color: rgb(255, 255, 255) " 业绩增长主要原因 /span /strong /span /p p 　　 strong 1、传感器业务增速显著 /strong 。报告期内，传感器板块受益于安全、环保、健康以及全社会智慧化等理念提升带来的强劲需求，气体监控需求持续上升，该板块相关产品取得了突出的增长 另一方面，随着下游应用行业的快速发展，该板块经营的甲醛、VOCs、粉尘等监测类传感器产品业绩增速较快，传感器板块业绩较上年同期增幅显著，增长势头强劲。 /p p 　　 strong 2、物联网综合解决方案成果显著 /strong 。报告期内，公司加大自筹资金的使用规模，稳步推进物联网综合解决方案中已实施的智慧水务、智慧市政系统解决方案等智慧化建设项目的落地，产业协同效应不断增强，进一步促进了公司整体经营业绩持续、稳健地增长。同时，受益于社会民众对环保关注度的提升以及国家政策对环保行业的大力支持，智慧环保系统解决方案业务整体发展情况良好。公司持续构建并完善“智慧环保”一体化解决方案，报告期内通过打通数据通道，实现了为客户提供数据增值服务，提高了环保数据集中管理效率及智慧化水平，取得了较好的市场示范效果。 /p p 　　 strong span style=" background-color: rgb(112, 48, 160) color: rgb(255, 255, 255) " 主营业务情况 /span /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/dfc1f0a3-ba8c-4b05-b7c4-edf18fd8d80d.jpg" title=" 1.jpg" / /p p strong 　　1、传感器 /strong /p p 　　报告期内，炜盛科技营业收入和净利润同比增幅均超 50%，尤其在环保、安防产品领域增速突出。一方面，用于室内空气质量检测的甲醛传感器、红外二氧化碳传感器销量较过去几年实现了显著的增长 另一方面，随着煤改气政策的逐步推进，传统的半导体气体传感器也实现了超预期的增长。 /p p 　　 strong 2、物联网综合解决方案 /strong /p p 　　(1)物联网平台解决方案 /p p 　　报告期内，畅威物联相继承接了厦门(金砖会议保障)和杭州(亚运会筹备)的燃气监管平台等多个重大项目，主要经营指标稳步增长。产品方面，畅威物联相关软硬件产品陆续获得自主知识产权认证，受“煤改气”政策稳步推进的影响，公司研发的燃气报警器产品销量增速显著。公司的解决方案为客户实现从源头到末端的信息化改造，所有的运行指标参数均可通过远传的方式进入客户的运营平台，进一步的为客户提供决策依据，方便客户指挥高效的调度与运营，为安全运营保驾护航。 /p p 　　(2)智慧市政系统解决方案 /p p 　　报告期内，智慧水务平台应用继续深化。远程抄表、信息化改造推进顺利，节省了人力物力，并为数据分析系统持续提供实时数据。高新第二水厂建设等重大项目有序推进，高新智慧水务项目已基本建成，智慧化覆盖率达到 100%。 /p p 　　(3)智慧环保系统解决方案 /p p 　　环境监测方面，报告期内雪城软件重点开发了污染天气管理信息系统、安环一体化信息系统、大气污染第三方管控服务云以及“互联网+电子政务服务云”等系统。污染天气管理信息系统以新一代信息技术为支撑，创新了城市污染天气管理新模式和新平台 安环一体化信息系统重点服务工农业化工和养殖等园区建设和运营 大气污染第三方管控服务云重点服务政府基层环保部门、环保从业企业和污染源企业等，提供环保区域管家和企业管家服务，创新社会基层的环保新模式。报告期内，雪城软件网格化大气监测与决策平台通过了环保部成果鉴定，标志着网格化大气平台从试点到全国规模化发展的里程碑式跨越。分布式大气环境监测系统入选了国家工信部物联网成果典型案例，打造了全国首个污染天气监测系统，受到了央视等主流媒体的关注。 /p p 　　(4)智慧安全系统解决方案 /p p 　　报告期内，受工业安全行业复苏的积极影响，公司智慧安全综合解决方案业务增幅显著。持续多年的转型升级在报告期内取得重大突破，系统集成和软件类业务合同金额占板块主体营业收入比重不断提高。报告期内，公司成立了大型集团客户服务小组，加强高端客户渠道的维护及开发，开展售前、售中、售后团队建设，为客户更好的提供安全信息化解决方案及服务，取得了一定的成效。同时，结合物联网技术平台，公司实现了固定式探测器加载预警互联技术，打造了固定+声光+便携一体化系统管理平台，拓展了产品线。 /p p 　　 strong 3、居家智能与健康 /strong /p p 　　报告期内，北京威果作为“传感器+”概念的消费类电子厂商，基于母公司的行业技术积淀切入市场，在工业数据积累的基础上进行技术移植，开发出了可靠性强、性价比高、工业级技术的消费类电子产品，夯实了空气质量、燃气安全类市场，拓展了水质安全类市场，为消费者提供更加健康、舒适的工作和生活环境。 /p p 　 strong span style=" color: rgb(255, 255, 255) " 　 /span /strong strong span style=" color: rgb(255, 255, 255) background-color: rgb(112, 48, 160) " 关于汉威科技 /span /strong /p p 　　汉威科技以成为“领先的物联网(IOT)解决方案提供商、服务商”为产业愿景，通过多年的内生外延发展，构建了相对完整的物联网(IOT)生态圈，主要是以传感器为核心，将传感技术、智能终端、通讯技术、云计算和地理信息等物联网技术紧密结合，形成了“传感器+监测终端+数据采集+空间信息技术+云应用”的系统解决方案，业务应用覆盖物联网综合解决方案及居家智能与健康等行业领域，在所涉及的产业领域中形成了相对领先的优势。 /p

6月29日，由中科院合肥物质科学研究院承担的中国—新加坡国际合作项目“荧光标记的人工抗体微纳传感器对农药残留的快速检测”在合肥顺利通过验收。验收专家组经过质询和讨论后认为，通过开展国际合作与交流，该项目取得多项创新性和系统性的研究成果。通过以磁性纳米粒子为基质，合成出高效的人工抗体新材料，实现了复杂样品中农药成分的快速分离富集 并且成功研制出可视化检测的试纸和微纳芯片，其检测限达到0.1ppb，优于欧美标准，为食品安全及农产品贸易提供了理论和技术支持。特别是农残传感器的研究具有原创性，达到国际领先水平。 　　通过项目实施，该院在J. Am. Chem. Soc.等国际期刊上发表SCI论文17篇 申请国家发明专利3件(其中已获授权1件) 培养了4名博士、6名硕士。合作双方建立了稳定的合作关系，新方负责人韩明勇被中科院聘为特聘研究员。 　　验收专家一致认为认为，该项目通过开展国际合作与交流，该项目取得多项创新性和系统性的研究成果。通过以磁性纳米粒子为基质，合成出高效的人工抗体新材料，实现了复杂样品中农药成分的快速分离富集 并且成功研制出可视化检测的试纸和微纳芯片，其检测限达到0.1ppb，优于欧美标准，为食品安全及农产品贸易提供了理论和技术支持。特别是农残传感器的研究具有原创性，达到国际领先水平。专家组还建议有关部门对该项目继续给予支持，加速项目创新成果的产业化进程。 　　智能所相关工作人员表示，项目通过验收，表明在实验室阶段是没有问题的，接下来的关键在于，课题组成员想要实现芯片的产业化，“最终的目的是希望这个芯片能够比较低廉，安装在类似手电筒那样的便携设备上就能用。”据悉，该研究课题还在另一个方向上寻找检测农残的“秘密武器”，那就是试纸。目前，这种“试纸”并未产业化，需要多次的临床试验和进一步地优化，来保证它的稳定性。工作人员表示，不管是测农残的芯片，还是试纸，科研人员都在进行进一步的研究，最终希望这些实验室科研成果能够走进普通百姓家，让消费者方便地使用。

生态环境治理精细化是新时代生态文明建设的新要求、新考验，道路作为城市的血管，密集处往往是人口聚居地、各类污染排放聚集区。近年来我国科技工作者开展大气传感器的相关研发，为城市大气污染监测与溯源提供更精细的技术工具和数据支撑，助力提升大气污染防治精细化水平。在济南，技术人员将传感器“藏”在出租车中，实现对道路PM2.5、PM10等空气污染物浓度的实时移动监测，传感器定位精度小于20米，每3秒上传一组数据。300辆装有传感器的出租车每天合计行程超过 6.9万公里，数据超过360万组，平均每天可覆盖95%以上的主城区机动车道路，依托传感器的有力支撑，完美弥补了定点大气网格化监测的不足，能以最快速度掌握城市环境的具体情况。环境污染较为严重的区域还包括施工场地。土石方填挖、建筑材料装卸、建筑拆除及建筑垃圾消纳等施工工序中均会产生扬尘，想要实现城市治理精准化、精细化，借助物联网、传感器等数字化技术进行实时监测尤为关键。传感器接入扬尘监测云平台，则能够对施工场地的黄土覆盖、监控设施与扬尘监测设备PM2.5和PM10数值等方面进行监控，有利于及时落实防控措施情况，并对施工项目的扬尘治理工作进行有序推进，足以可见小小传感器可以针对施工场地起到日常监督管理的作用。资料图片：工作人员操作的智能无人监测船在对河道进行水质快速监测分析在水质监测方面，想要及时发现水生态环境问题，从而实现视觉感知、数据采集、图像分析、信息处理等数字化服务，监测平台可采取给摄像头增加滤光镜和布设水下传感器的方式，这项技术利用水质监测、视频监控等不同类型来源的水质数据进行算法模型分析，从而快速锁定污染源，将可能出现的水质污染情况、位置等数据及时传送到监管部门。相信在未来，数据准确、参数齐全的新型传感器会陆续登上舞台，通过多参数、全方位和更加精确的数据支撑进行环境监测，提升我们对城市污染的科学认识，助力城市生态环境一路向好。

美国麻省理工学院工程师开发出一种用于激发任何荧光传感器的新型光子技术，其能够显著改善荧光信号。通过这种方法，研究人员可在组织中植入深达5.5厘米的传感器，并且仍然获得强烈的信号。　　科学家使用许多不同类型的荧光传感器，包括量子点、碳纳米管和荧光蛋白质，来标记细胞内的分子。这些传感器的荧光可以通过向它们照射激光来观察。然而，这在厚而致密的组织或组织深处不起作用，因为组织本身也会发出一些荧光。这种“自发荧光”淹没了来自传感器的信号。　　为了克服这一限制，研究团队开发了一种被称为“波长诱导频率滤波（WIFF）”的新技术，使用三个激光来产生具有振荡波长的激光束。当这种振荡光束照射到传感器上时，它会使传感器发出的荧光频率增加一倍。这使得研究人员很容易将荧光信号与自发荧光区分开来。使用该系统，研究人员能够将传感器的信噪比提高50倍以上。　　这种传感器的一种可能应用是监测化疗药物的有效性。为了证明这一潜力，研究人员将重点放在胶质母细胞瘤上。这种癌症的患者通常选择接受手术，尽可能多地切除肿瘤，然后接受化疗药物替莫唑胺，以消除任何剩余的癌细胞。　　但这种药物可能有严重的副作用，且并非对所有患者都有效，所以研究人员正在研究制造小型传感器，这样就可以植入肿瘤附近，从体外验证药物在实际肿瘤环境中的疗效。　　当替莫唑胺进入人体后，它会分解成更小的化合物，其中包括一种被称为AIC的化合物。研究团队设计了可以检测AIC的传感器，并表明他们可以将其植入动物大脑中5.5厘米深的地方，甚至能够通过动物的头骨读取传感器发出的信号。　　这种传感器还可以用于检测肿瘤细胞死亡的分子特征。　　除了检测替莫唑胺的活性外，研究人员还证明可以使用WIFF来增强来自各种其他传感器的信号，包括此前开发的用于检测过氧化氢、核黄素和抗坏血酸的基于碳纳米管的传感器。　　研究人员说，新技术将使荧光传感器可跟踪大脑或身体深处其他组织中的特定分子，用于医疗诊断或监测药物效果。相关研究论文近日发表在《自然纳米技术》上。

墒，指土壤适宜植物生长发育的湿度。墒情，指土壤湿度的情况。土壤湿度是土壤的干湿程度，即土壤的实际含水量。土壤墒情直接影响着农作物的生长质量和速度。除了土壤墒情，土壤温度、土壤电导率以及土壤氮磷钾、土壤PH值等参数也对作物的生长起着十分重要的作用。土壤温度对作物生育和土壤中微生物活动以及各种养分的转化、土壤水分蒸发和运动都有很大影响。在一定的温度范围内，土温越高，作物的生长发育就越快；土温过低，微生物活动减弱，有机质难于分解，农作物的根系呼吸降低，造成作物养分缺乏，生长变缓。土壤电导率用于描述土壤盐分状况，它包含了反映土壤质量和物理性质的丰富信息。例如:土壤中的盐分、水分、温度、有机质含量和质地结构都不同程度影响着土壤电导率。有效获取土壤的电导率值，对于确定各种田间参数时空分布的差异有重大意义。土壤中微量元素的含量较低或者较高都不利于对植物的生长。比如向土壤中过量施入磷肥时，磷肥中的磷酸根离子与土壤中的钙、镁等阳离子结合形成难溶性磷酸盐，既浪费磷肥，又破坏了土壤团粒结构，致使土壤板结。土壤酸碱度是土壤重要的基本性质之一，是土壤形成过程和熟化陪肥过程的一个指标。植物能够在很宽的范围内正常生长，但不同的植物有着不同的生长pH值。 那如今有哪些可以测量土壤墒情参数传感器，如何使用呢？ 1、土壤水分传感器土壤水分传感器是一款高精度、高灵敏度的测量土壤水分的传感器。通过测量土壤的介电常数，可测量土壤水分的体积百分比，符合目前国际标准的土壤水分测量方法，能直接稳定地反映各种土壤的真实水分含量。2、土壤温度水分电导率三合一变送器土壤温度水分电导率三合一变送器是观测和研究盐渍土的发生、演变、改良以及水盐动态的重要工具。通过测量土壤的介电常数，能直接稳定地反映各种土壤的真实水分含量。可测量土壤水分的体积百分比，是符合目前国际标准的土壤水分测量方法。3、土壤PH传感器 土壤PH传感器器，用于测量土壤PH值该变送器精度高，响应快，输出稳定，适用于各种土质。可长期埋入土壤中，耐长期电解，耐腐蚀，抽真空灌封，完全防水。可广泛应用于土壤酸碱度的检测、精细农业、林业、地质勘探、植物培育、水利、环保等领域酸碱度的测量。4. 土壤参数速测仪 土壤参数速测仪可以实时精确检测显示土壤中多种成分，例如：土壤温湿度、土壤电导率以及土壤氮磷钾等成分，通过检测的数据来进行改善土壤，达到监控植物养料供给的目的，让农作物处于较佳的生存环境，从而提高产量。 5、多土层土壤参数监测仪 多土层土壤参数监测仪是一款能够测量多土层土壤参数的传感器。能够针对不同层次的土壤电导率、水分含量以及温度状态进行动态观测，此检测仪可检测3层土壤电导率温湿度状态，可检测5层土壤电导率温湿度状态。6、管式土壤墒情监测仪 管式土壤墒情监测仪是一款以介电常数原理为基础的传感器。能够针对不同层次的土壤水分含量以及温度状态进行动态观测，此检测仪可检测3层土壤温湿度状态，可检测5层土壤温湿度状态，可快速、全面的了解集土壤墒情信息。测量方法：土壤水分传感器、土壤温度水分电导率三合一传感器、土壤PH传感器的测量方法：（1）速测法：选定合适的测量地点，避开石块，确保钢针不会碰到坚硬的物体，按照所需测量深度抛开表层土，保持下面土壤原有的松紧程度，紧握传感器垂直插入土壤，插入时不可左右晃动，一个测点的小范围内建议多次测量求平均值。（2）埋地测量法：垂直挖直径20cm的坑，按照测量需要，在既定的深度将传感器钢针水平插入坑壁，将坑填埋严实，稳定一段时间后，即可进行连续数天，数月乃至更长时间的测量和记录。土壤参数速测仪测量方法：长按“开关键”，在需要测量的地方，将传感器合金探针垂直插入土壤，再按一下“开关键”即可开始测量。如下图所示：多土层土壤参数监测仪测量方式： 垂直挖直径20cm的坑，在既定的深度将传感器钢针水平插入坑壁，将坑填埋严实，稳定一段时间后，即可进行连续数天，数月乃至更长时间的测量和记录。式土壤墒情监测仪测量方法：管式土壤墒情监测仪采用分层设点的观测结构，地面配置一个温度观测点，地下土壤每隔10cm配置一个土壤温湿测点，观测相对应范围内的土壤温湿度。如图所示：

糖尿病是一种流行慢性代谢性疾病，具有多种临床表现和并发症，是死亡的主要原因之一。连续血糖监测可加强糖尿病管理，通过及时了解血糖水平波动情况来调整治疗方案，可减少住院次数并节约医疗费用，减少无效药物的使用从而挽救生命。微针系统在糖尿病的持续和实时监测方面有着巨大的前景，其可在不触及痛点的情况下到达真皮，并且可以降低感染的可能性，有着更高的安全性。已有不少研究者开发出了用于糖尿病监测的微针生物传感器。然而，这些传感器的血糖检测范围仍然有限，这使得对血糖水平高的患者的监测不准确，且对实时的葡萄糖浓度的反映不够灵敏。此外，目前尚未有相关传感器将工作电极、参比电极和计数电极集成在同一芯片中。近日，北京大学崔悦课题组首次展示了集成微针生物传感装置对糖尿病的连续监测。该装置采用3D打印工艺、电镀工艺和酶固定化步骤制造。将该装置插入小鼠皮肤真皮层，对正常或糖尿病小鼠皮下葡萄糖水平的监测具有准确的传感性能。检测结果与商业血糖仪的检测结果水平相当。这项研究有望为糖尿病的监测和治疗提供有效的途径，同时也为皮下电子设备的基础研究开辟道路。相关研究结果以“Continuous monitoring of diabetes with an integrated microneedle biosensing device through 3D printing”为题发表于《Microsystems & Nanoengineering》。文章链接：https://doi.org/10.1038/s41378-021-00302-w图1 微针生物传感器件整体方案及材料表征。其中使用了不同设备打印了不同尺寸的锥形微针阵列，如图e, f所示。图e中的微针高度约为0.8 mm，底部直径为0.4 mm，间距为0.2 mm。（SprintRay Technology Ltd., China）图f中的微针高度约为0.5 mm，底部直径为0.1 mm，间距为0.4 mm。(nanoArch S140, 摩方精密)该工作设计并使用面投影微立体光刻技术（nanoArch S140, 摩方精密；MoonRay, SprintRay Technology Ltd.）打印了9×9的微针阵列，单个微针的结构为锥形。微针阵列确保工作电极和皮肤之间有足够的接触面积，通过减小器件尺寸，形成稳定的传感器-皮肤界面。微针生物传感器采用双电极结构，包括普鲁士蓝涂层的Au工作电极和Ag/AgCl计数器/参比电极。每个电极占据一定的微针阵列，使用磁控溅射在微针表面镀上Au或Ag，Ag/AgCl层由Ag层的氯化作用得到，Au电极上的普鲁士蓝涂层采用电镀工艺制得。最后，将葡萄糖氧化酶固定在传感器的Au工作电极上。整个传感器构建完成后，将微针插入小鼠皮肤真皮层。在皮下葡萄糖的存在下，工作电极上的酶促反应产生H2O2，从而产生电流信号响应。该生物传感装置在缓冲溶液、等离子体和模拟ISF中显示出可靠和稳定的葡萄糖检测，微加工和电化学镀步骤使传感器能够线性和灵敏地检测葡萄糖，且检测范围得到拓宽。进一步地，将传感器插入小鼠皮肤真皮层，传感器在小鼠进食或被注射胰岛素的情况下，能够准确地连续实时监测皮下葡萄糖水平。图2 微针阵列传感器的制备工艺及其检测H2O2的性能。图3 生物传感装置在不同环境下的选择性和稳定性。图4 用生物传感装置对不同溶液中的葡萄糖进行体外传感。图5 用生物传感装置对小鼠皮下葡萄糖进行体内监测。

在当今这个快速发展的时代，环境保护已经成为全球共同关注的焦点。而环保监测，作为确保环境质量的重要手段，其意义愈发凸显。在众多环境污染物中，氯化氢（HCl）因其强烈的腐蚀性和对生态环境可能造成的严重损害，成为环保监测中不可忽视的对象。英国Alphasense HCL-D4传感器：环保监测中氯化氢检测之良选氯化氢是一种无色、有刺激性气味的气体，具有强腐蚀性。它广泛存在于工业废气、废水和垃圾焚烧等过程中，若未经妥善处理排放到环境中，将对大气、水体和土壤造成不同程度的污染。例如，氯化氢进入大气后，会形成酸雨，对植被和建筑物造成损害；进入水体后，会改变水体的酸碱度，影响水生生物的生存；进入土壤后，会破坏土壤结构，影响农作物的生长。评估环境质量：通过对环境中氯化氢浓度的监测和测试，可以直观地了解环境质量状况，为环保决策提供科学依据。英国Alphasense HCL-D4传感器：环保监测中氯化氢检测之良选预警和防控：当氯化氢浓度超过一定阈值时，环保监测系统可以发出预警，提醒相关部门及时采取措施进行防控，防止环境污染事件的发生。指导治理：通过对氯化氢来源的追踪和分析，可以指导相关部门采取针对性的治理措施，减少氯化氢的排放，改善环境质量。英国Alphasense HCL-D4传感器：环保监测中氯化氢检测之良选评估治理效果：在采取治理措施后，通过再次对环境中氯化氢浓度的监测和测试，可以评估治理效果，为后续的环保工作提供参考。随着全球环境问题的日益严重，环保监测的重要性愈发凸显。在众多环境污染物中，氯化氢（HCl）因其对生态环境可能造成的严重损害而备受关注。因此，对氯化氢进行准确、高效的监测成为环保工作中不可或缺的一环。英国Alphasense公司推出的氯化氢传感器HCL-A1（或类似型号HCL-D4），为环保监测提供了强有力的技术支持。氯化氢是一种无色、有刺激性气味的气体，具有强腐蚀性。它广泛存在于工业废气、废水和垃圾焚烧等过程中，若未经妥善处理排放到环境中，将对大气、水体和土壤造成不同程度的污染。通过对氯化氢的监测和测试，可以评估环境质量、预警和防控环境污染、指导治理以及评估治理效果。这对于保护我们共同的家园——地球具有重要意义。英国Alphasense作为气体传感器领域的佼佼者，其推出的氯化氢传感器HCL-A1（或类似型号HCL-D4）具有以下特点：高灵敏度：该传感器具有较高的灵敏度，能够快速响应环境中的氯化氢浓度变化。快速响应：响应时间短，能够迅速捕捉到氯化氢的排放情况，为预警和防控提供及时信息。高分辨率：传感器具有较高的分辨率，能够精确测量出环境中氯化氢的浓度，为评估环境质量提供准确数据。稳定性好：传感器采用先进的技术和材料，具有良好的稳定性和可靠性，能够在恶劣环境下长时间稳定运行。电化学盐酸气体传感器氯化氢气体传感器HCL-D4的主要参数如下：灵敏度：100~200nA/ppm，这意味着传感器对氯化氢浓度变化具有高度的敏感性。响应时间：≤250s，传感器能够迅速响应并捕捉到氯化氢的排放情况。分辨率：PID传感器、VOC传感器请致电英肖仪器仪表（上海）有限公司1⃣ ️ 7⃣ ️ 3⃣ ️ 1⃣ ️ 7⃣ ️ 6⃣ ️ 0⃣ ️ 8⃣ ️ 3⃣ ️ 7⃣ ️ 6⃣ ️ 获取进口传感器详细资料。

空气防治已经成为全民话题，打响蓝天保卫战的一枪就是整治工地扬尘！这些浮尘杂质危害人体健康。空气中的漂浮杂质、灰尘等过多时，其杂质附着细菌的可能性就越大，当人体吸入时，造成的危害也就越大。不仅如此，如果空气中的粉尘含有大量的铝粉、锌粉、硅铁粉、镁粉、铁粉、铝材加工研磨粉、各种塑料粉末、有机合成药品的中间体、小麦粉、糖、木屑、染料、胶木灰、奶粉、茶叶粉末、烟草粉末、煤尘、植物纤维尘等，很容易造成粉尘爆炸。也是空气污染的主要源头之一。为改善空气质量利用无线传感器技术和激光粉尘测试设备，建大仁科自主研发的全天候户外扬尘监控系统。利用物联网感知、数据无线通讯、数据库、地理信息系统、视频等先进技术，集数据采集、传输、多维数据展示与应用为一体，满足新形式下扬尘的环境监测、污染防治和科学决策需求，实现扬尘监管全面信息化，为环保、城建等监管部门联合执法提供数字化的监管手段，满足联合执法需求。线上云监控，线下无扬尘在施工现场粉尘排放状态可以通过粉尘监测系统被建立，每天24小时在线，实时跟踪和监视系统返回数据进行快速处理，施工现场超过实时报警的预定发射值。节能环保部门监测成本，提高监控效率。在线实时灰尘检测，自动控制，以及声光报警输出功能，当PM值达到了设定的限制自动启动雾炮，现场环境雾化喷涂灰尘措施，实现联动。除了可以实现扬尘监控以外，还可以监测PM2.5、PM10，PM1.0、TSP、噪声、温度，湿度，风速、风向等环境因子，各测试点的测试数据通过无线通讯直接上传到监测后台，大大节省了环保部门监测成本，提高监测效率。随着我国对环境治理要求越来越高，PM2.5越来越成为环境监测的重要指标，而空气中的扬尘作为影响PM2.5指标的重要组成部分，也成为各级环保部门监控的对象。结构组成扬尘在线监测仪由实时监测系统、数据显示分析系统、预警控制系统、喷淋系统（雾炮）、无线传输系统组成，可选配PM2.5、PM10，PM1.0、TSP、噪声、温度，湿度，风速、风向等十项监测因素、还可以配置视频监控、LED显示屏。扬尘在线监测系统：由扬尘监测单元、噪声监视单元，天气监测单元，数据采集和处理单元，LED屏幕显示单元，数据监测平台组成。扬尘监测单元：由PM2.5传感器、PM10传感器组成。（可拓展其他）通过传感器对扬尘进行连续自动监测，扬尘每分钟采集一次数据，并实时上传至服务器供后台程序统计和分析。噪声监测单元：由噪声传感器组成全天候户外噪声采集传感单元，对传感器的户外监测安全和数据准确性提供可靠保障；气象监测单元：风速传感器、风向传感器、气象多要素百叶盒组成为扬尘和噪声监测数据的后期分析提供气象参数保障；特别是通过风向对扬尘的运动趋势做科学预测和报警；在不同的气象条件下，对扬尘、噪声监测数据做科学的修正；数据采集处理单元：由扬尘监测主控核心组成该单元是整套系统的中枢，对所收取的监测数据进行判别、检查和存储；对采集的监测数据按照统计要求进行统计分析处理，将处理后的数据上报至云平台，并控制参数的本地化显示，实现环境参数与视频监控画面的融合；LED屏显示单元：由LED外显屏组成实时监测数据现场显示，给施工单位、城市居民以警示作用；予施工单位和城市居民自查、自控提供数据支撑；达到噪声扬尘超标及时控制降低功能；数据展示平台：由扬尘在线监测系统平台组成

城区生态环境监测系统　随着信息化时代的发展，大家对物质生活的需求越来越高，却往往忽略城市生态环境问题。每天呼吸着PM2.5离我们越来越远的清新空气，看着下一代健康成长，生态环境保护已是当下刻不容缓的重要工作。　　加强城区绿化建设：城市规划对城市生态环境越重视，城市整体生态环境就会朝着我们理想的方向发展。结合城区的改造等，因地制宜推广建筑墙体、屋顶等，打造创新的绿墙、绿篱、绿色阳台等，增加城市的绿色。通过园林绿色植物能改善生态，并通过树木花草的不断增加、来美化环境，达到或接近国家园林城市的要求。重庆安耐恩为城区生态环境提供一整套生态环境监测站。可实现的功能：1、监测数据实时传输云平台，同时LoRa传至LED显示屏。2、监测数据超标显示屏变色提醒，自动弹出提示语。监测系统监测要素：空气质量监测仪×5台大气负离子监测仪×5台环境噪声监测仪×5台温度传感器×5个湿度传感器×5个LED显示屏：1920×1120mm单面双色×3块，1920×1120mm双面双色×2块，改造40平方全彩LED显示屏×1块。监测系统效果图展示：

近日，中科院理化技术研究所超分子光化学研究组首次发展了一类在活体细胞中选择性检测谷胱甘肽(GSH)的反应型荧光传感器。相关研究结果日前发表于《美国化学会志》。 　　自由基损伤是组织损伤的重要分子机制之一，许多疾病，如心脏病、阿尔茨海默氏症、帕金森氏症和肿瘤等的损伤机制中都有自由基的参与。 　　“含巯基的生物小分子，如半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)、GSH，会通过清除生物体系内过多的自由基来维持氧化还原平衡。”该研究组副研究员陈玉哲说。 　　据介绍，作为细胞内含量最多的含巯基生物小分子，GSH不仅参与了细胞抗氧化反应、维持机体的氧化还原平衡，还参与了调节细胞增生、机体免疫应答以及在神经系统中充当神经调质和神经递质的作用。 　　然而，含巯基的生物小分子结构和反应活性的相似性，往往使得一般检测GSH的荧光探针对Cys和Hcy产生相同或相似的响应。因此，发展高选择性检测GSH的荧光传感器仍然存在巨大挑战。 　　在文章中，研究组报道了一类基于单氯代BODIPY类衍生物的比率式荧光化学传感器。不同于传统的荧光检测机理，研究组利用了全新的“两步反应”，将GSH与Cys和Hcy区分开来。 　　“常规的检测，主要是通过巯基和传感器之间发生反应来实现，因而对GSH、Cys和Hcy会产生相似的响应 而我们利用新颖的两步反应机制，Cys和Hcy通过巯基和氨基的协同反应最终生成氨基取代的产物，而GSH生成巯基取代的产物，使其在光谱上产生明显的变化，与Cys和Hcy区分开来。”陈玉哲阐述。 　　业内专家认为，该成果将为研究肿瘤、心脏病、衰老等疾病的影响及诊疗手段提供新的方法。 　　据了解，相关研究工作得到了国家自然科学基金委优秀青年科学基金、科技部“973”计划以及中科院“百人计划”的资助

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日前，德国拜罗伊特大学和图宾根马克斯普朗克发育生物学研究所科学家开发出一种新型传感器，可以实时显示植物细胞中生长素的空间分布，并可快速检测环境变化对植物生长的影响。这种传感器为研究人员打开了观察植物内部运作的全新视角。相关研究成果发表在最近的《自然》杂志上。　　无论是种子的胚胎发育、根系生长，还是植物对阳光方向的反应，生长素都具有协调植物对外界刺激反应的功能。为了触发对外部刺激的反应，它必须存在于所需的细胞组织中。迄今为止，人们还无法在细胞分辨率上直接确定生长素的时空分布。　　此次，研究人员开发出一种新型基因编码的生物传感器，可将植物体内生长素的分布定量可视化。其特殊之处在于，它是一种植物经改造后可自己产生的人造蛋白质，而不必经由外部引入。他们利用这种传感器实时观察了细胞组织需要生长素的时空间分布动态过程。　　在开发这种生物传感器时，研究人员发现大肠杆菌中有一种蛋白质可与两种荧光蛋白偶联，并在这些配对蛋白非常接近时发生荧光共振能量转移(FRET)。这种蛋白可与氨基酸色氨酸结合，但与生长素的结合要差得多。他们希望通过基因改造，使其能更好地与生长素结合，并使其FRET效应只在蛋白质与生长素结合时发生。　　研究人员对植物进行了基因改造，使其在某种刺激下可在细胞组织中产生满足这些要求的蛋白质。于是，新型生物传感器诞生了：强烈的荧光信号表明了细胞组织中生长素的位置，提供了细胞内生长素分布的精确“快照”，且不会对生长素控制过程造成永久影响。　　“传感器的发展是一个漫长的过程，在这个过程中，我们已经获得了关于蛋白质如何被选择性地改变以结合特定小分子的基本见解。”拜罗伊特大学蛋白质设计学教授比尔特哈克说，“预计在未来几年，新的生物传感器将发现更多关于植物内部运作以及它们对外界刺激反应的新见解。”

pH电导传感器是一种广泛应用于工业和科学领域的传感器，用于测量溶液的酸碱度和电导率。pH电导传感器通过测量水溶液中的氢离子浓度和电导率来评估溶液的酸碱性或盐度，为各种领域提供了重要的实时监测和控制。 　　pH电导传感器工作原理基于溶液的电离和电导原理。首先，pH电极通过浸泡在溶液中，测量溶液中的氢离子浓度。酸性溶液中的氢离子浓度高，碱性溶液中的氢离子浓度低。然后，电导测量电极通过测量溶液中的电导率来评估溶液的盐度。盐度高的溶液具有较高的电导率，而盐度低的溶液具有较低的电导率。 　　该设备有多种类型和设计，但一般包括一个pH电极和一个电导测量电极。pH电极通常由玻璃电极和参比电极组成，玻璃电极通过与溶液中的氢离子发生反应产生电压信号，而参比电极为其提供一个稳定的参考电位。电导测量电极由两个电极组成，测量溶液中的电导率。 　　pH电导传感器广泛应用于水处理、环境监测、食品与饮料、制药、农业和化学分析等领域。在水处理中，该设备用于监测水的酸碱度和盐度，以帮助调整和控制水的处理过程。在环境监测中，该设备用于测量土壤和水体中的酸碱度和盐度，评估环境质量。在食品与饮料行业中，该设备用于监测食品和饮料的酸碱度和盐度，以确保产品质量和安全。在制药领域，该设备用于监测和调控药物制剂过程中的酸碱度和盐度。在农业领域，该设备用于土壤监测，评估土壤的酸碱度和盐度，以帮助决定适合种植的作物种类。在化学分析中，该设备用于实验室测量和分析过程中的酸碱度和盐度。 　　总之，pH电导传感器通过测量溶液的酸碱度和电导率来提供精确的实时监测和控制。它在许多领域都发挥着重要作用，并帮助人们评估和调整过程中的酸碱度和盐度，以确保产品质量和安全，保护环境和改善生活质量。

据美国物理学家组织网7月18日(北京时间)报道，美国科学家研发出了一种新技术，将纳米传感器“贴”在细胞膜表面，可实时监测细胞间的相互作用，清晰度远超以往。这项创新技术能让科学家进一步理解复杂的细胞生物学、监测移植细胞的生长情况以及为疾病研发出有效的治疗方法。最新研究发表在7月17日出版的《自然纳米技术》杂志上。 　　研究中，科学家使用纳米技术将一个传感器“锚定”在单个细胞的细胞膜上，这使他们能准确实时地监测到细胞在微环境下的信号传导情况，以及移植细胞或组织的情况。之前的细胞信号传导传感器只能测量一组细胞的整体活动。进行这项研究的位于美国波士顿的布莱根妇女医院再生治疗中心主任杰弗瑞卡普表示，新技术让他们能以前所未有的空间和时间清晰度来实时监测单个细胞之间的相互作用 更清楚地洞悉细胞之间的信号传导细节以及细胞与药物之间的相互作用等，所有这些对基础医学和药物研发都具有重要意义。 　　科学家表示，这种方法可被进一步精炼成一种工具，用来定期研究药物和细胞之间的相互作用，也有望用于未来的个性化医疗领域。卡普认为：“未来，医学专家在为病人制定合适的治疗方法之前，可以使用这项技术来测试某种药物对细胞和细胞之间相互作用的影响。” 　　让科学家们尤为感到兴奋的是，新技术可以实时追踪和监测移植细胞的“生活”环境，以前根本无法做到这一点。美国马萨诸塞州波士顿市哈佛医学院的免疫学家乌尔里奇艾德里安并没有参与该试验，但他表示：“最新研究朝着实时、高清晰度地侦察到细胞之间的相互联系这个目标向前迈进了一大步，对新药研发和诊断具有深远意义。”