印迹检测仪

a) SERS-CIP检测策略示意图；b)含SERS标记物的SERS-CIP玻璃毛细管照片，识别区域用红色圆圈表示；c)在SERS-CIP上实现手性氨基酸识别检测原理 课题组供图近日，中国科学院烟台海岸带研究所研究员陈令新团队在手性印迹表面增强拉曼散射（SERS）检测技术领域取得重要进展，研究成果“基于手性分子印迹的表面增强拉曼散射检测策略用于绝对对映体区分”发表在最新一期的《自然—通讯》。手性是自然界中普遍存在的现象。手性分子是与其镜像不能重合的分子，对映异构体间很多理化性质相同，但生理活性往往有很大的差别，因而，对单个对映体的选择性识别与检测在生命科学、环境监测和食品安全等领域至关重要。然而，单个对映体的识别存在很多挑战。首先，理想的手性区分策略需要外消旋体中的绝对对映体识别方法和高灵敏度的传感器件，并且保证对多种手性分子广泛适用，如何抑制对映体在手性区分传感器上的非特异性结合是关键。其次，对映体间具有相同的分子大小和官能团，仅结构呈现镜像对称，因此，不能根据一般传感器上的主-客体相互作用结果一概而论。此外，大多数手性识别策略高度依赖手性分子的细微结构特征，无法适用于复杂多样的手性化合物。海岸带是关乎人类社会发展的地球关键带。人类活动通过多种途径影响海岸带生态，使其被开发利用的同时，也造成了生态脆弱、灾害较多等问题，发展海洋生态固碳、保护生态环境是海岸带可持续发展的关键之一。氨基酸是海洋有机碳和有机氮的重要组成部分，氨基酸的手性转化是海洋微生物固碳的重要过程，了解手性氨基酸的结构和功能对于海洋固碳机制研究非常重要。然而，海岸带区域环境中的手性氨基酸含量很低、赋存介质复杂，因此亟需发展能够进行分离富集、降低和消除基质干扰的高灵敏手性分子检测技术。基于上述挑战，陈令新团队创新性发展了基于手性分子印迹的表面增强拉曼散射（SERS-CIP）检测策略，成功实现了对海水中精氨酸、组氨酸、天冬氨酸等8种氨基酸手性对映体的高选择性和高灵敏分析检测。手性分子印迹聚合物（CIP）具有在形状、大小和官能团三方面与目标氨基酸分子互补的空腔，能够高特异性结合目标手性分子，在手性氨基酸识别方面表现出了独特的优势。由于聚合物框架和手性分子的官能团之间的相互作用，不可避免的非特异性结合参与手性识别问题一直是挑战。研究发现，可以通过发展先进的CIP识别机制并通过抑制非特异性结合提高CIP对映体识别特异性。在利用SERS对CIP非特异性结合来源进行详细研究后，团队开发了一种检测识别机制来探索CIP的空间状态，并借此区分特异性结合和非特异性结合的氨基酸对映体分子。通过对映选择性测试、外消旋混合物分析以及在复杂实际样品中的手性识别表明，这种机制能够满足理想的手性识别策略的要求，并具有良好的实用性。该研究成果得到了国家自然科学基金和中科院国际博士后项目等项目的支持。文章的第一作者为助理研究员Maryam Arabi，文章通讯作者为研究员王运庆和陈令新。

该研究首次提出了一种聚合物多模波导，其特征在于开创性的匙形几何形状，用于设计表面等离子体共振（SPR）生化传感器。通过在匙形波导上层叠约60nm的金纳米膜来实现等离子体元激发。由于波导的特殊几何结构，确定了两个不同的传感区域：一个位于勺子颈部的平面传感区域和一个位于碗上具有倾斜表面的凹面传感区域。体感度（Sn）与传感器发射/收集光的方式（平行或垂直于波导的主轴）和被询问的感测区域（平面颈部或角碗）相关，表明传感器的性能可以根据所选的测量配置方便地调整。SPR传感器的特性表明，颈部的Sn为750nm/RIU，碗部的Sn为950nm/RIU。为了进一步检查特殊的传感特征并评估应用环境，这两种受体都对人血清白蛋白（HSA）具有特异性：碗区的抗体（高Sn）；颈部区域（低Sn）上的分子印迹纳米颗粒（纳米MIP）。实验结果表明，免疫传感器的检测限（LOD）为280 pm，纳米MIP传感器的检测极限（LOD），为4.16fm。HSA多传感器的总体响应包含八个数量级，表明匙形波导提供多尺度检测，并具有设计多分析物传感平台的潜力。图1（A）匙形光波导的几何形状（B）碗面角度的细节（C）等离子体传感平台的设置（D）光导效应的变化可以在未涂覆波导上被理解为光散射的变化。图2基于匙形聚合物波导的实验SPR传感器配置。图3（A）共振波长变化。图4是（A）纳米MIP的功能化感测区域的表面形貌的原子力显微镜3D视图；（B）抗体功能化传感区。图5（A ）具有抗体受体的等离子体光谱，获得的HSA浓度范围为0.53-5300nm。（B）相对于空白的共振波长变化的绝对值，绘制为HSA浓度的函数（半对数标度）；(C）具有纳米MIPS受体的等离子体光谱，HSA浓度范围为0.53–530 fM。(D）相对于空白的共振波长变化的绝对值。原文题目：Spoon-shaped polymer waveguides to excite multiple plasmonic phenomena: A multisensor based on antibody and molecularly imprinted nanoparticles to detect albumin concentrations over eight orders of magnitude.原文链接：https://doi.org/10.1016/j.bios.2022.114707

2024年2月1日，中科盈德（泰州）测控技术有限公司为交通部绿通快速检测项目研发生产的全球首台套冷阴极无损检测交通专用设备已顺利完成，即日将前往青岛高速集团灵珠收费站完成现场交付。中科盈德（泰州）测控技术有限公司聚焦于激光超声、冷阴极无损检测等多种世界领先的高端创新无损检测技术设备的设计开发、成果转化与生产制造，是全球唯一一家掌握自主知识产权，能够提供全系列激光超声、冷阴极无损检测等技术做为工业系统全方位无损检测解决方案的企业。中科盈德一直用更安全、更方便、更有效的创新技术引领世界无损检测行业的发展方向、开拓新领域、开发新市场，并以走向世界为企业的发展目标。高速公路绿色通行是指在高速公路收费站设立专用通道，对鲜活农产品车辆实行优惠政策的安全、快捷的便利通道。自2005至2023年，交通部、国务院、财政部、国家发改委等相继印发了一系列关于全国高效率鲜活农产品流通“绿色通道”建设实施方案的通知，运载符合绿通目录内鲜活农产品的流通车辆，经道路部门检测后，装载率达到80%以上的，可以享受国家给予的相关道路免费通行的绿通优惠政策。2021年10月交通运输部路网监测与应急处置中心印发了收费公路联网收费预约通行服务规程，明确指出了使用数字自动检验设备的查验方式。规划了将逐步建立以自动检测为主、人工查验为辅的鲜活农产品运输绿色通道的规范检测体系。目前各地交通部门主要的绿通检测方式，仍然是以收费站工作人员的人工检测为主，存在着效率低、风险大、偏差大、争议大、易勾结逃费、高投诉等各种棘手问题，在部分地区虽有进行数字自动检验设备的试点工作，但因其技术原理上的缺陷，存在诸多问题，无法做进一步的推广。这样的现状既影响了国家惠民政策的具体落实，又给交通管理部门的声誉带来了负面的影响，也给国家形成了长期可观的经济损失。因此多年以来，国家相关部门一直亟待能有更先进的数字自动检测设备出现，需要更好的创新技术为绿通快速检测项目带来更安全、更高效、更可靠的系统解决方案。中科盈德基于自有知识产权、自主研发完成了世界首台套冷阴极无损检测交通专用设备，领先使用世界最先进的创新型冷阴极无损检测技术生产的绿色通道快速检测系统，通过颠覆百年未变的热阴极无损检测的产生原理，很好的解决和提升了安全、效率等多个原有的卡脖子疑难问题，比较起传统的热阴极无损检测产品，具有诸多的革命性的优点：更加安全、小型轻便、无需预热、节能高效、更长期限使用寿命等等。因其采用先进的数字脉冲技术，响应速度快、对外部影响小、更加安全可靠，对于检测工作人员和广大物流驾驶员来说，这是更安全、更高效的创新型无损检测技术手段。产品采用数字图像分析系统，检测结果比传统人工检查更方便、更快捷，也更少产生争议，且节能省电、绿色环保，即时检测，即时出结果，使得绿通快速检测的通过流程更快速、更高效、更安全！中科盈德的新一代冷阴极无损检测技术，可以较好的解决交通部门长期以来最为关心的安全性等诸多技术痛点和社会关切问题，具有较好的经济效益和社会效益。中科盈德创新型冷阴极无损检测技术在以安全性、可靠性为代表的多个重要方面，已经有了革命性的提升和进步，未来还可以通过不断的开发，做进一步的迭代增强，如增强穿透功能、多角度立体成像功能、AI智能识别功能、大数据分析等，使中科盈德的绿通系列产品具有持续迭代升级的能力，始终走在无损检测技术发展的创新前沿。中国具有全世界最多的高速公路里程，各地交管部门对于绿通快速检测产品普遍具有较大的需求，随着绿通快速检测产品的逐步推广，每年将会为国家挽回上百亿的道路通行费损失，也能够为企业带来进一步践行创新型科技发展的机遇。2024年1月山东省高速首先启动了绿通快速检测项目的试点工作。山东省首批计划改造收费站点约825个，交通部计划自2024年起，开始向全国逐步推广，全国共有近5万对收费站点需要逐步进行安装，产品每五年进行一次强制性更换，绿通快速检测产品每年约有400亿元的市场规模。现在已有数个省份的交通部门计划加入今年的推广之中，目前各省交通部门的订单意向汇总已接近4000台套，价值近80亿元人民币。高速公路绿通快速检测项目的研发完成，是中科盈德创新型冷阴极无损检测技术成长历史上的一个里程碑，这也是企业自主知识产权的冷阴极无损检测技术在进入航空航天、半导体行业、核能核电、国家电网、船舶制造、医疗等领域之后，新进入的又一个重大应用领域，是对热阴极无损检测技术的一次产业迭代革命，让自主知识产权、世界领先的冷阴极工业无损检测装备得到进一步的推广和普及，用创新科技解决原有的各种卡脖子难题，这对于助力中国从工业制造大国向工业制造强国的进一步提升，具有重大的积极意义和良好的社会效益！此次中科盈德绿通快速检测项目的交付，将有机会让我国的冷阴极无损检测技术，从技术原理、专利发明、到实际应用，再到商业价值，都能够走在全世界的最前沿，未来有机会彻底地改变世界无损检测技术的面貌与行业市场的格局！中科盈德的冷阴极无损检测产品，既是照出万物的智慧之光，也是企业自身的发展之光，更会是一束迈向世界，今后让国人都能够引以为自豪的希望之光！展望未来的创新发展之路，冷阴极无损检测产品的前景无限！