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膜芯片法相关的资讯

  • 《常见动物源性成分快速测定 膜芯片法》国家标准征求意见
    p style=" text-align: center " strong 《常见动物源性成分快速测定 膜芯片法》国家标准征求意见函 /strong /p p 各有关单位及专家: /p p   根据国家标准化管理委员会国家标准制修订计划,由中国标准化研究院提出并归口,由中国标准化研究院等单位负责起草的国家标准《常见动物源性成分快速测定 膜芯片法》(计划编号:20170498-T-424)已形成征求意见稿,按照《国家标准管理办法》的有关规定,现向社会各界公开征求意见,请填写《意见反馈表》,并于2017年8月10日前以信函、传真或Email的形式分别反馈给联系人,如没有意见也请复函说明,逾期未复函,将按无异议处理。 /p p   感谢您对我们工作的支持。 /p p   联系人:云振宇/张瑶 /p p   电 话: 13810820671/13910401970 /p p   传 真: 010-58811645 /p p   电子邮件:yunzy@cnis.gov.cn/zhangyao@cnis.gov.cn /p p   地址:北京市海淀区知春路4号817室 /p p style=" text-align: right "   中国标准化研究院 /p p style=" text-align: right "   2017年7月11日 /p p   附件: /p p style=" line-height: 16px " a href=" http://img1.17img.cn/17img/files/201707/ueattachment/ee90d4fc-36e0-4eaa-8b55-a271a27e67d9.pdf" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: none " span style=" color: rgb(0, 176, 240) "   附件1《常见动物源性成分快速测定 膜芯片法》国家标准征求意见稿.pdf.pdf /span /a /p p style=" line-height: 16px " a href=" http://img1.17img.cn/17img/files/201707/ueattachment/63cd210f-43c7-422b-86c0-c6ea29305286.pdf" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: none " span style=" color: rgb(0, 176, 240) "   附件2《常见动物源性成分快速测定 膜芯片法》国家标准编制说明.pdf.pdf /span /a /p p style=" line-height: 16px " a href=" http://img1.17img.cn/17img/files/201707/ueattachment/ef41e0eb-a691-4995-8635-2481ebb2c8fc.doc" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: none " span style=" color: rgb(0, 176, 240) "   附件3 《常见动物源性成分快速测定 膜芯片法》国家标准意见反馈表.doc.doc /span /a /p
  • 美国“敦促”墨西哥重视芯片投资
    美国联合邻国试图推动芯片业发展,墨西哥也希望从中受益。据媒体援引知情人士,在周一进行的北美领导人峰会上,美国总统拜登私下“敦促”墨西哥总统洛佩斯制定新政策,将一部分芯片关键技术的生产从亚洲转移到北美,从而满足美国提振其国内芯片业的目的。翌日,拜登、洛佩斯与加拿大总统特鲁多达成了一份协议。据报道,该协议旨在协调北美大陆的半导体制造业投资,包括确定芯片投资机会和关键矿产资源,以及支持先进技术的教育问题。美国与墨西哥双方还同意建立一个高级别的团队,以促进芯片和其他措施方面的合作。知情人士称,尽管该团队仍在组建,但此前负责芯片支出法案的美国商务部长Gina Raimondo将积极参与。此外,墨西哥还希望美国共同与那些计划搬迁到北美的公司接触,建议在亚利桑那州等地建立的新工厂可以使用墨西哥开发的一些部件和工艺。据白宫声明,美国、加拿大和墨西哥周二宣布,他们将与半导体行业代表建立一个论坛,以协调半导体制造业投资,支持行业的增长。在美国推出527亿美元支出的《芯片法案》后,墨西哥也对于吸引一部分企业搬迁到该国产生了兴趣。去年9月,Gina Raimondo访问墨西哥时曾表示,墨西哥可以从半导体制造设施以及芯片的测试、包装和组装中受益,《芯片法案》将为美国及其南部邻国创造就业和机会。当时,墨西哥政府一名高级官员对媒体称,Gina Raimondo要求墨西哥财政部长Rogelio Ramirez de la O提供一份吸引半导体公司进入墨西哥的建议清单。访问结束后,美国和墨西哥在一份联合声明中说,他们将“共同努力开展一个试点项目,以确定近岸半导体制造投入的可行性。”美洲开发银行的研究人员在一份报告中指出,墨西哥已经有几家公司——包括英特尔、Skyworks、德州仪器和英飞凌——从事半导体设计和后端,包括组装和测试,这“提供了巨大的机会”。报告称,该行业目前大部分由亚洲公司主导。据上文知情人士称,此次墨西哥还希望美国帮助从开发银行获得资金,用于在边境索诺拉州建设几个国有太阳能发电场,以及寻求讨论将墨西哥的清洁能源销售到美国
  • 蒋尚义:集成芯片将是后摩尔时代的发展趋势
    近日,蒋尚义在回归中芯国际之后首次公开亮相,出席了第二届中国芯创年会,并发表演讲。据科创板日报报道,蒋尚义此次演讲提出了多个观点,如摩尔定律的进展已接近物理极限;后摩尔时代的发展趋势是研发先进封装和电路板技术,即集成芯片;半导体主要芯片已不再掌握在少数厂商;以及中芯国际先进工艺和先进封装都会发展、半导体产业需建立完整的生态环境才能在全球市场竞争中取胜等。蒋尚义指出,先进工艺研发是基石,因应摩尔定律的发展规律,先进工艺长期持续发展是毋庸置疑的。在此摩尔定律趋缓与后摩尔时代逼近的关键时刻,提前布局,先进工艺和先进封装双线并行的发展趋势显得尤为必要。而研发先进封装和电路板技术,目标是使芯片之间连接的紧密度和整体系统性能类似于单一芯片。蒋尚义表示,从系统层面看,重新规划各单元,包括特别情况下把目前极大型芯片折成多个单元,依据个别系统,针对各单元的特殊需求,选择合适的单元,分别制成小芯片,再经由先进封装和电路板技术重新整合,称之为集成芯片,这将是后摩尔时代的发展趋势。蒋尚义指出,要重新定义芯片与芯片间沟通的规格,必须先把整体生态环境和产业链建立起来,整合从设备原料到系统产品产业链,同时,还需要EDA Tools,Standard Cells,IP’s,Testing等配合。这些环节缺一不可,更重要的是,需要彼此之间的配合,保证一致性和完整性,以达到系统性能的最佳化,建立完整的生态环境,才能在全球市场竞争中取胜。2020年12月中旬,中芯国际发布公告,宣布蒋尚义博士获委任为中芯国际董事会副董事长、第二类执行董事及战略委员会成员。据了解,蒋尚义曾于2016年加入中芯国际并开始出任第三类独立非执行董事。不过2019年,中芯国际公告披露称,任期届满三年的蒋尚义因个人原因不再连任独立非执行董事。对于蒋尚义此次回归后,中芯国际未来发展方向成为了业界关注的焦点,对此,蒋尚义表示先进工艺一定会走下去,先进封装是为后摩尔时代布局的,中芯国际先进工艺和先进封装都会发展。此外,蒋尚义还指出,半导体应用市场从主要芯片掌握在少数供应商转变为主要芯片不再掌握在少数厂商。芯片供应链重整,不同的应用需要不同的芯片,芯片的需求成多元化。
  • 国产示波器厂商面临芯片卡脖子,拟IPO融资2亿开展芯片研发
    近日,国产电子测试测量仪器厂商深圳市鼎阳科技股份有限公司发布IPO招股说明书,拟募资约3.4亿多元,其中2亿多元用于高端通用电子测试测量仪器 芯片及核心算法研发项目。针对高端电子测试测量设备可能发生的卡脖子问题,鼎阳科技本次募集用于高端通用电子测试测量仪器芯片及核心算法研发项目的资金投资情况如下,招股书显示,在高端通用电子测试测量仪器芯片及核心算法研发项目中,芯片研发主要集中于4GHz 数字示波器前端放大器芯片、高速ADC芯片、低相噪频率综合本振模块和40GHz宽带定向耦合器模块等部分的设计。这些芯片属于信息链芯片。据了解,信号链芯片主要包括放大器、数模转换类,其中转换器属于其中技术壁垒最高细分品类。转换器是由模拟电磁波转换成0101比特流最关键的环节,具体又可以分为ADC和DAC两类,ADC作用是对模拟信号进行高频采样,将其转换成数字信号;DAC的作用是将数字信号调制成模拟信号。其中ADC在总需求中占比接近80%。ADC/DAC是整个模拟芯片皇冠上的明珠,核心难度有两点:抽样频率和采样精度难以兼得(高速高精度ADC壁垒最高)以及需要整个制造和研发环节的精密配合。ADC关键指标包括“转换速率”和“转换精度”,其中高速高精度ADC壁垒最高。数据转换器主要看两个基本指标,转换速率和转换精度。转换速率通常用单位sps(Samples per Second)即每秒采样次数来表示,比如1Msps、1Gsps对应的数据转换器每秒采样次数分别是100万次、10亿次;转换精度通常用分辨率(位)表示,分辨率越高表明转换出来的数字/模拟信号与原来的信号之间的差距越小。高性能数据转换器需具备高速率或高精度的数据转换能力。鼎阳科技是一家专注于通用电子测试测量仪器的开发和技术创新的企业,目前已研发出具有自主核心技术的数字示波器、波形与信号发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪等产品,具备国内先进通用电子测试测量仪器研发、生产和销售能力。该公司依与示波器领域国际领导企业之一力科和全球电商平台亚马逊建立了稳定的业务合作关系。其自主品牌“SIGLENT”已经成为全球知名的通用电子测试测量仪器品牌,主要销售区域为北美、欧洲和亚洲电子相关产业 发达的地区。该公司先后承担国家部委、深圳市和宝安区研发及 产业化项目合计9项,现有专利167项(其中发明专利106项)和软件著作权30项,公司2017年、2018年连续两年被评为深圳市宝安区创新百强企业,2020年被广东知识产权保护协会评为广东省知识产权示范单位。招股书显示,鼎阳科技向境外采购的重要原材料包括 ADC、DAC、FPGA、处理器及放大器等 IC 芯片,该等芯片的供应商均为美国厂商。截至本招股说明书签署日,公司在产产品或在研产品所使用的芯片中,美国TI公司生产的四款 ADC 和一款 DAC 属于美国商业管制清单(CCL)中对中国进行出口管制的产品,需要取得美国商务部工业安全局的出口许可。公司已经取得这五款芯片的许可,其中四款芯片的有效期到 2023 年,其余一款芯片的有效期到2025年。报告期内,这五款芯片中仅两款用于具体产品,且实现销售。美国近期将 I/O≥700 个或 SerDes≥500G 的FPGA从《出口管制条例》中移出许可例外,国内厂商若购买相关FPGA则需要取得美国商务部工业安全局的出口许可。目前鼎阳科技研发、生产尚不需要该等 FPGA,但由于公司产品结构逐步向更高档次发展,对 ADC、DAC、FPGA、处理器及放大器等IC芯片的性能要求逐步提高,公司后续研发及生产所使用的IC芯片等原材料亦可能涉及美国商业管制清单中的产品。目前我国由于高端芯片,特别是模拟芯片等受制于人,使得电子测试测量仪器厂商在技术升级的过程中困难重重。高端电子测试测量仪器对模拟芯片的性能提出了更高的要求,目前国产芯片无法满足需求。而ADC芯片的产业链和半导体产业的一样,其产业链庞大而复杂,可以分为:上游支撑产业链,包括半导体设备、材料、生产环境;中游核心产业链,包括 IC 设计、 IC 制造、 IC 封装测试;下游需求产业链,覆盖工业、通信、消费电子、航空、国防及医疗等。聚焦ADC领域,全球主要供应商仍是TI、ADI为首的几家国际大厂,而高性能ADC在军用领域、高端医疗器械以及精密测量等领域起着至关重要的作用,因此ADC技术的国产替代对于我国各下游产业的发展意义重大。
  • 石墨烯打造迄今最小芯片,将大幅提高处理速度
    2月18日消息,萨塞克斯大学的科研团队近日开发出了史上最小的微芯片。在研发过程中,科学家们通过在材料上制作扭结来改变石墨烯的结构。据了解,采用这种工艺制成的微芯片尺寸比传统微芯片小100多倍。参与研究的艾伦道尔顿教授表示:“我们改造石墨烯结构的方式有些像折纸。通过这次研发,我们的计算机芯片尺寸大幅缩小,处理速度将大幅提高,未来电脑和手机的处理速度有望提升数千倍。”值得一提的是,与常见的芯片制造技术相比,科研团队此次采用的技术更为环保和可持续。据研究员马诺特里帕蒂介绍:“因为我们不需要向其中添加额外材料,同时加工过程在室温而非高温下进行,因此制作这种微芯片所需的能源更少。”
  • 器官芯片模型在神经免疫系统研究中的新进展
    帕金森病(PD)和阿尔茨海默病(AD)是由基因、环境和家族因素相互作用引起的神经退行性疾病。值得注意的是免疫系统对疾病发展的影响,脑部驻留的小胶质细胞的功能障碍,会导致神经元的丧失和症状加剧。研究人员通过神经免疫系统模型来更深入地了解这些神经退行性疾病的生理和生物学方面以及它们的发展过程。不列颠哥伦比亚大学的Stephanie M. Willerth教授团队和英国诺丁汉特伦特大学的Yvonne Reinwald教授团队于2024 年 1 月 23 日在《Journal of Neuroinflammation》(影响因子:9.3)杂志上发表了题为“Modeling the neuroimmune system in Alzheimer’s and Parkinson’s diseases”的综述,介绍了神经免疫系统在三维模型和器官芯片系统方面取得的进展,以及模型在准确模拟复杂的体内环境方面的巨大潜力。 研究背景阿尔茨海默病(AD)是老年人中最常见的痴呆类型,与淀粉样斑块和磷酸化Tau蛋白的异常积累有关,虽具体原因尚不完全清楚,但与遗传和环境因素相关,诊断及早干预至关重要。帕金森病(PD)是一种神经系统疾病,主要表现为运动障碍,与聚集的α-突触核蛋白(α-syn)沉积物Lewy小体有关,相关基因变体也与其发病风险增加有关。尽管PD的确切原因尚不清楚,但其发病机制可能涉及多巴胺能神经元功能障碍以及氧化应激、线粒体功能受损、蛋白质代谢异常和神经炎症等多种因素。图1:阿尔茨海默病和帕金森病的病理生理学。 中枢神经系统(CNS)过度炎症的特征包括多种因素共同促进疾病进展,其中包括各种抗炎与促炎细胞因子的失调、CNS内小胶质细胞等免疫细胞的表型转化,以及外周细胞的巨噬细胞和淋巴细胞的招募,这些因素均导致突触丧失,成为随后认知功能障碍的最常见病理相关因素。图2:健康与病理神经免疫系统的比较:在健康的神经免疫系统中(1)小胶质细胞处于稳态和监视状态,(2)外周免疫细胞向中枢神经系统的浸润有限。在病理性神经免疫系统中:(3)小胶质细胞反应性增强,形态改变,(4)吞噬作用增加,(5)炎症标志物增加,(6)外周免疫细胞浸润增加。 研究进展1、目前阿尔茨海默病和帕金森病的治疗和临床试验针对AD,乙酰胆碱酯酶是一个常见的药物靶点,近期研究专注于开发单克隆抗体等药物以减少Aβ负荷,如lecanemab和aducanumab。此外,针对AD的临床试验正在进行中,旨在测试药物、设备和行为以改善患者认知和减缓疾病进展,而对于PD,则主要以药物和深部脑刺激为主要治疗手段,同时也在研究新的免疫调节治疗方法。 2、阿尔茨海默病、帕金森病和免疫系统的体外免疫系统模型癌症免疫系统的研究已经取得了许多成果,其中包括对3D模型的发展,这对于疾病建模和药物筛选至关重要,尤其是针对新的化疗药物和人工组织的开发。一种体外建模方案是使用细胞系,最常用的是SH-SY5Y人类神经母细胞瘤细胞系,模拟未成熟的儿茶酚胺能神经元,并可通过暴露于神经毒素或基因修饰来模拟AD或PD。然而,SH-SY5Y存在缺乏确立的培养维持程序、实验结果不一致和细胞生长的可变性等缺点,且不表现出成熟神经元的电生理和电化学特征。利用诱导多能干细胞(iPSC)创建基因准确的AD和PD模型,成为一个快速发展的研究领域,这些模型可以通过体细胞来源的iPSC诱导后,生成神经元与免疫细胞,用来构建AD和PD模型。图3:神经免疫系统的体内和体外模型的优缺点。 3、器官芯片模型在神经免疫系统研究中的新进展器官芯片平台的出现为建立体外模型提供了增强的设计和控制能力,能够模拟生物、生化、生理和机械现象,在活体器官系统中的发生。从血液-脑脊液屏障微流控模型到脑芯片模型,研究者们不断探索着复杂的生理学建模,为深入分析神经免疫相互作用提供了新的可能。这些模型不仅揭示了神经炎症在神经退行性疾病中的重要性,还为治疗干预提供了潜在途径,为了解AD和PD的潜在机制提供了宝贵的见解。同时,脑芯片模型被广泛应用于研究神经血管相互作用和神经退行性的不同方面。通过模拟神经-胶质-血管相互作用,研究人员发现了柴油排放颗粒等外源因素对AD类疾病病理特征的影响。这些研究不仅强调了神经免疫特异性行为的重要性,还突显了人类细胞模型在理解神经退行性疾病方面的关键作用。然而,尽管研究对细胞间相互作用和人类细胞模型的依赖日益增加,但对于AD和PD潜在机制的理解仍然相对有限。图4:芯片上器官的发展:示意图显示了开发和制造微流控芯片所需的步骤 先进的免疫细胞相互作用在AD和PD病理中至关重要,调节其功能可能为更有效的治疗提供希望;器官芯片模型具有模拟复杂细胞相互作用的优势,有助于深入了解AD和PD疾病机制并发现新的治疗策略。 文献索引:Balestri W, Sharma R, da Silva VA, Bobotis BC, Curle AJ, Kothakota V, Kalantarnia F, Hangad MV, Hoorfar M, Jones JL, Tremblay MÈ , El-Jawhari JJ, Willerth SM, Reinwald Y. Modeling the neuroimmune system in Alzheimer's and Parkinson's diseases. J Neuroinflammation. 2024 Jan 23 21(1):32. doi: 10.1186/s12974-024-03024-8. PMID: 38263227 PMCID: PMC10807115. 关于艾玮得生物作为一家专注于人体器官芯片及生命科学设备研发与生产的创新科技公司,艾玮得器官芯片应用全场景解决方案已能够全面覆盖新药研发评价、临床药敏检测、基础科学研究等应用领域,为科研、临床、药企等客户提供一站式解决方案。
  • 无掩膜光刻机助力可穿戴柔性微流控芯片研发,实现汗液实时监测!
    论文标题:WearableMicrofluidicSweatChipforDetectionofSweatGlucoseandpHinLong-DistanceRunningExercise发表期刊:Biosensors(IF5.4)DOI:https://doi.org/10.3390/bios13020157【引言】在传统的运动训练监测中,通常需要对被研究对象进行血液样品采集。通过对所采集的血液进行各类分析获取相应数据,达到运动训练监测的目的。由于从血液样品中获得的相关数据准确程度高,所获得的数据被认定为是运动训练监测领域的黄金标准。然而,在采集血液样品的过程中,通常会给被研究对象带来一定痛感,被研究对象对相关监测工作的配合意愿度低,导致数据收集存在一定的困难。由于血液和汗液的成分是渗透相关的,因此汗液中的某些代谢物也可反映疾病状态。随着技术的发展,汗液,唾液,眼泪等体液的运动训练监测方法日益受到重视。收集这类的体液样本不仅不会给被研究对象带来痛感,还可以对运动训练进行时时监控,从而更好地了解整个运动训练过程。近日,北京体育大学与上海微系统与信息技术研究所强强联合,通过将柔性微流控监测芯片和智能手机的相结合,实现对长跑训练者汗液中的血糖值和PH值的时时监控,从而更加精准地监控长跑训练过程中的相关细节。相关研究工作在SCI期刊《Biosensors》上发表。本文中所使用的小型台式无掩膜直写光刻系统-MicroWriterML3无需掩膜版,可在光刻胶上直接曝光绘出所要的图案。设备采用集成化设计,全自动控制,可靠性高,操作简便,同时其还具备结构紧凑(70cmX70cmX70cm)、直写速度快,分辨率高(XY:小型台式无掩膜直写光刻系统-MicroWriterML3【图文导读】图1.制备可穿戴柔性微流控芯片的概要图和光学照片。A)微流控芯片的概念解析图。B)和C)对汗液中葡萄糖和PH值监测的原理解释图。D)用微流控芯片收集汗液的示意图。E)柔性微流控芯片结构示意图。F)利用MicroWriterML3制备的柔性微流控芯片实物图。图2.用TritonX-100对聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行亲水性处理。A)不同TritonX-100量对PDMS亲水性的影响。B)不同量的TritonX-100对PDMS亲水处理后,水接触角随时间的变化。图3.芯片中色彩和汗液中葡萄糖和PH值的对应关系。A)色彩和葡萄糖数值的对应关系。B)色彩和葡萄糖数值对应关系的拟合结果。C)汗液PH值和色彩之间的对应关系。D)色彩和汗液PH值的拟合结果。图4.用人工汗液样本对柔性微流控芯片对汗液中葡萄糖和PH值进行检测。A)芯片与不同人工汗液样品反应后的结果。B)RGB颜色值与葡萄糖对应的关系,以及相对应的拟合结果。C)RGB颜色值与汗液中PH值的对应关系,以及拟合结果。图5.柔性微流控监测芯片对长跑过程中汗液的葡萄糖和PH值的监测效果。A)使用血糖仪和制备的芯片分别在运动10分钟,20分钟和30分钟后对受试者进行血糖监控。B)血液中的葡萄糖和汗液中的葡萄糖随着运动的变换比较。C)在运动10分钟,20分钟和30分钟后,汗液的PH值的变换。并对受试者在饮用苏打水前后汗液PH值的变化进行了对比。D)运动饮料的补充方案。【结论】北京体育大学和上海微系统与信息技术研究的研究人员,使用小型台式无掩膜直写光刻系统-MicroWriterML3对负性光刻胶曝光,制备出符合实验要求的芯片模板,再利用倒模技术获得PDMS微流控芯片。通过TritonX-100对PDMS进行亲水性处理,最终获得适用于监测运动时汗液中葡萄糖和PH值的可穿戴柔性微流控监测芯片。该研究为柔性穿戴设备在运动训练监测方面的应用和发展提供了可能性和相应的方案。该成果最主要的优势是能够制备出基于PDMS的柔性微流控监测芯片。在制备该芯片过程中,需要及时修改相应的参数,得到优化的实验结果,十分依赖灵活多变的光刻手段。MicroWirterML3无掩膜激光直写机可以任意调整光刻图形,对负性光刻胶进行精准光刻,帮助用户快速实现柔性芯片的制备,助力体育运动学科的研究。相关产品:1、小型台式无掩膜直写光刻系统-MicroWriterML3
  • 芯片进口额远超原油 中国芯待发力
    中国每年进口芯片的金额远超原油进口,全球芯片约六成市场在中国,年进口额约2000亿美元。关注半导体行业的人对这一数据并不陌生。  从公众知晓度很高的计算机、智能手机到广泛应用的空调、彩电,几乎每一件日常使用到的电子产品都离不开芯片。格力电器股份有限公司副总裁陈伟才说,“打个比方说,我们的家电产业是头大象,但却被国外的小小芯片牵着鼻子走”。据厂家介绍,一颗MCU进口价格一般为15元,每年中国家电行业芯片市场规模达200亿元,而MCU芯片的整体市场规模约1400亿元。  根据市场研究机构IC Insights数据,2016年,全球半导体市场规模约3600亿美元。最新的前20排名中,美国有8家半导体厂入榜,日本、欧洲与中国台湾地区各有3家,韩国有两家挤进榜单,新加坡有一家上榜。中国大陆仍没有一家企业上榜。  整体来看,前20大厂仅有5家营收增长幅度达到两位数。除了台积电外,还有第9名东芝增长16%、第11名联发科增长29%、第14名苹果增长17%、第16名Nvidia增长35%。  数据显示,英特尔仍然稳居榜首,三星与台积电分列二、三位。若将台积电、格罗方德(GlobalFoundries)与联电等三大纯晶圆代工厂排除,AMD、海思与夏普依序将可名列第18、19与20名。  在这20家半导体企业中,有9家营收超过100亿美元。2016年前20大门槛为45亿美元左右,前20大名单与2015年基本相同,并未有新公司上榜。  半导体行业已经是一个高度分工协作的产业,在设计、制造和封装等环节中,IC设计企业仍领跑榜单。在前20大半导体企业中,有5家纯IC设计企业(包括高通、博通、联发科、苹果、英伟达)。  如果不计算纯代工企业,该名单中的17大半导体企业额的销售额占全球半导体总销售额的68%,与10年前相比,提升了10个百分点,可见该行业有“强者愈强”的趋势
  • 超导量子芯片模拟多种陈绝缘体研究取得进展
    量子霍尔效应是凝聚态物理学中的基本现象。科学家发展了拓扑能带理论来研究此类拓扑物态,发现了量子霍尔系统的能带结构和系统的边界态密切相关即存在体相与边缘的对应,并利用陈数(Chern number)来区分不同的拓扑结构,以陈绝缘体来描述相关拓扑物态。陈绝缘体材料可通过第一性原理计算预测以及实验合成并检测,过去几年出现了系列创新性成果,有望发展出具有实用价值的器件。随着量子系统调控技术的发展,研究利用各种人工可控量子系统来模拟陈绝缘体并揭示其性质。超导量子计算系统具有运行稳定、通用性强的优势,将是模拟陈绝缘体的理想平台。近日,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心,与北京量子信息科学研究院、南开大学、华南理工大学、日本理化学研究所等合作,利用集成有30个量子比特的梯子型量子芯片,实现了具有不同陈数的多种陈绝缘体的模拟,并展示了理论预测的体边对应关系。该团队制备了高质量的具有30比特的量子芯片,在实验中精确控制其量子比特之间的耦合强度,并降低比特间串扰,(图1、2),实现了一维和梯子型比特间耦合的构型。 该团队设计模拟方案,将二维陈绝缘体格点模型的一个维度利用傅里叶变换映射为人工控制相位,从而用一维链状量子比特来实现其模拟(图3)。 基于同样的思想,双层二维陈绝缘体则可以利用两个一维链状平行耦合,形成梯子型比特间耦合的量子芯片实现,而人工维度相位控制还可实现双层陈绝缘体不同的耦合方式。这样便实现了不同陈数的陈绝缘体。该工作通过激发特定量子比特、测量不同本征态能量的方案,直接测量拓扑能带结构(图4)并观测系统拓扑边界态的边界局域的动力学特征,在超导量子模拟平台证实了拓扑能带理论中的体边对应关系(Bulk-edge correspondence)(图5)。此外,利用全部30个量子比特,在超导量子模拟平台上通过模拟双层结构陈绝缘体,实验上首次观察到具有零霍尔电导(零陈数)的特殊拓扑非平庸边缘态(图6)。此外,实验上探测到具有更高陈数的陈绝缘体。该研究通过精确控制超导量子比特系统及读出的技术方案,实现对量子多体系统拓扑物态性质的复现与观测,并表明30比特梯子型耦合超导量子芯片的精确可控性。相关研究成果以Simulating Chern insulators on a superconducting quantum processor为题,发表在《自然-通讯》【Nature Communications 14,5433 (2023)】上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部、北京市自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项等的支持。图1. 30比特梯子型量子芯片耦合强度信息。(a)15比特实验中测量到的量子比特间(最近邻和次近邻)的耦合强度信息。(b)30比特实验中测量到的量子比特间(最近邻、次近邻和对角近邻)的耦合强度信息。图2. Z串扰矩阵。Z串扰系数矩阵,每个元素代表着当给横轴比特施加1 arb.units幅度的 Z方波时,纵轴比特感受到的方波幅度,后续将根据该系数矩阵进行Z方波矫正。图3. 30比特梯子型量子芯片以及映射AAH模型的实验波形序列。(a)超导量子处理器示意图,其中30个量子比特构成了梯子型结构。(b)通过在y轴进行傅里叶变换,将二维霍夫施塔特(Hofstadter)模型映射为一系列一维不同配置的 Aubry-André-Harper (AAH) 模型的集合。(c)通过改变合成维度准动量Φ用以合成一系列AAH模型的量子比特频率排布,其中b=1/3。(d、e)用以测量动力学能谱(d)和单粒子量子行走(e)的波形序列。图4. 动力学光谱法测量具有合成维度的二维陈绝缘体的能谱。(a)对应于Q8的随时间演化的数据,其中b=1/3,Δ/2π=12MHz,Φ=2π/3。(b)利用15个量子比特响应函数得到的傅里叶变换振幅的平方。(c)沿着比特维度将傅里叶变换振幅的平方求和。(b)利用15个量子比特参数数值计算求解的二维陈绝缘体的能带结构,其中,b=1/3,Δ/2π=12MHz。(e、f)对于不同的Φ,实验(e)和数值模拟(f)得到的能谱对比。图5. 拓扑边界态的动力学特征以及拓扑电荷泵浦。(a1-3)分别激发Q1(a1)、Q8(a2)、Q15(a3)测量到的激发态概率的时间演化,其中,b=1/3,Δ/2π=12 MHz,Φ=2π/3。(b1-3)分别利用Q1(b1)、Q8(b2)、Q15(b3)作为目标比特测量得到的能谱部分信息。(c1-c3)激发中间比特Q8,测量得到的对应于向前泵浦(c1),不泵浦(c2)和向后泵浦(c3)的激发态概率演化,其中,Δ/2π=36MHz,初始Φ0= 5π/3。(d)根据图(c1-c3)计算得到的质心随着泵浦周期T的变化。图6. 利用全部30个量子比特模拟双层陈绝缘体。(a、b)实验测量的对应于相同Δ↑(↓)/2π=12 MHz(a)和相反 Δ↑/2π=-Δ↓/2π=12MHz(b)周期性调制的两条AAH一维链的构成的双层陈绝缘体的能谱,黑色虚线为对应的理论预测值,其中,b=1/3。霍尔电导定义为对所有被占据能带的陈数Cn的求和:σ= ∑nCn ,其中定义e2/h=1。(c、d)选择Q1,↑和Q1,↓为目标比特测量到的对应于Δ↑(↓)/2π=12 MHz(c)和相反Δ↑/2π=-Δ↓/2π=12 MHz。(d)周期性调制系统的能谱的部分信息。(e-g)当激发边界比特(Q1,↑ 或 Q1,↓),测量到的对应于Δ↑(↓)/2π=0MHz(e),Δ↑(↓)/2π=12 MHz(f)和 Δ↑/2π=-Δ↓/2π=12 MHz(g)的占据概率时间演化。
  • 聚焦器官芯片|Revvity & Emulate器官芯片高内涵成像应用手册正式发布
    作者:Revvity & Emulate器官芯片(Organ-On-a-Chip, OOC)是一种多通道3D微流控细胞培养芯片,可以模拟器官或生物体组织层面的行为、机械力和生理反应,是可以重现人体重要生理特征的人工微组织模型,是重要的体外生物研究新工具。该模型由于其极高的生理相关性,被主要应用在高通量药物筛选、药效评估、药物的吸收代谢、药物毒理、药物递送、药物相互作用、疾病生理微环境模拟、疾病基础机制、细胞间相互作用等研究中,更有望减少药物开发中对动物的需求。全球器官芯片的佼佼者Emulate一直致力于开发高度模拟人体生理特征的器官芯片技术和不同类型的创新应用,以全面了解疾病发生规律和帮助评估药物的真实反应,改善人类健康。其芯片可忠实再现原生组织的复杂三维结构和组织内部复杂的功能交互,而这些精妙的生物学过程均可采用多种成像分析手段进行精准监测和表征。有助于更深入理解复杂细胞学机理和互作,并获得精准定量信息。因而器官芯片不仅为体外表型筛选提供了一个完整丰富的迷你生物平台,更可以结合多标记,多靶点,多参数的高内涵分析筛选技术,实现高通量的表型分析工作,极大缩短药物发现试验周期,增加了预测的准确性。在此,瑞孚迪(Revvity)高内涵联合Emulate器官芯片,针对器官芯片的高通量成像及分析技术联合推出了器官芯片高内涵成像应用手册。该手册涵盖了:“高内涵成像助力器官芯片中的免疫细胞招募“及”利用Emulate肝芯片进行高通量大规模盲法毒性预测研究”两个经典案例介绍,同时为大家总了Emulate器官芯片高内涵成像的工作流。
  • 技术线上论坛|12月15日《无掩膜光刻技术在生物芯片领域的最新应用》
    报告简介: 在制备新型生物芯片器件时,通常会涉及到光刻工艺。而在诸多光刻技术中,无掩膜光刻技术因其特的优势和特点,成为当前为流行高效的一种。与传统掩膜版技术相比,无掩膜曝光技术具有高分辨、高对准精度、更加简易操作等诸多优势,能够轻松实现微米、亚微米精度的光刻、套刻。配合各类标准微加工工艺,能够方便快捷地实现各类生物芯片器件的制备。在本报告中,将重点介绍无掩膜光刻技术新前沿进展,结合来自国内外以色列理工,IBM,复旦等科研单位在国际期刊发表的研究成果,探讨无掩膜光刻技术在生物芯片领域的应用。直播二维码:您可以通过扫描下方二维码预约观看此次会议,无需注册!扫描上方二维码,即可注册!报告时间:2021年12月15日 14:00(北京时间) 主讲人:喻博闻 博士喻博闻博士,毕业于澳大利亚昆士兰大学机械与矿业学院,博士期间研究方向为微纳机电器件中的界面问题,以及微纳尺度操纵和加工技术。于2021年4月加入Quantum Design中国子公司表面光谱部门,负责微纳加工相关产品在的应用开发、技术支持及市场拓展工作。技术线上论坛:https://qd-china.com/zh/n/2004111065734
  • 华微发布海风系列II型_芯片实验室_器官芯片控制系统新品
    创新点:海风HW-SeaBreeze 芯片实验室。 可实现器官芯片、仿生环境建立、维持等操作。关键技术: (1)器官芯片 (液滴/液流 ,液/气/氧/温/光/电/时:多维精准控制); (2)柔性操控 (保持活性;液滴/液流,电场/气压/激光多场景控制); (3)精准控温 (恒温孵育:微流培养池/器官芯片 液滴数字PCR ); (4)测控方式 (支持 拉曼/影像/阻抗等无标记筛选,荧光标记筛选) (5)耗材定制 (芯片内生物存活7日,按需定制, 价格远低进口) ■ 应用领域:器官芯片、药物开发、肿瘤细胞医疗、细胞培养、仿生微环境、文库、单细胞(菌)液滴包裹/操控/筛选、单亲克隆、滴内PCR、定向进化等。 海风系列II型_芯片实验室_器官芯片控制系统
  • 应用材料力图开发芯片集成技术
    p style=" text-align: justify " Applied Materials和BE Semiconductor Industries(Besi)表示,他们的目标是为基于管芯的混合键合开发业内首个完整且经过验证的设备解决方案,这是一种新兴的芯片间互连技术,可用于包括性能计算,人工智能和5G等领域。 /p p /p p style=" text-align: justify " 随着传统2D缩放速度的放缓,半导体行业正朝着异构设计和芯片集成的方向发展,这是一种改善性能,功耗,面积/成本和上市时间(PPACt)的新方法。为了加快这种趋势,Applied和Besi建立了联合开发计划,并正在建立一个专注于下一代芯片到芯片键合技术的卓越中心。该计划将利用两家公司各自的前端和后端半导体专业知识,为客户提供共同优化的集成混合键合配置和设备解决方案。 /p p /p p style=" text-align: justify " “传统的摩尔定律定标面临的挑战使半导体行业路线图的经济性和步伐紧绷,”应用材料公司高级封装公司副总裁Nirmalya Maity说。“我们与Besi的合作以及新的卓越混合粘合中心的形成是Applied的战略的关键组成部分,该战略为客户配备了“新Playbook”以推动PPACt的改进。应用材料公司期待与Besi合作,共同优化我们的设备产品,并为我们的客户加速先进的异构集成技术。” /p p /p p style=" text-align: justify " Besi首席技术官Ruurd Boomsma补充说:“我们很高兴与Applied Materials形成这一独特的联合开发计划,该计划将半导体行业领先的材料工程和先进的封装技术结合在一起,为客户服务。” “我们的合作可以极大地加快混合绑定在领先的5G,人工智能,高性能计算,数据存储和汽车应用中的采用和扩散。混合键合使用直接的铜互连以裸片形式连接多个“小芯片”。 /p p /p p style=" text-align: justify " 这种技术使设计人员能够将各种工艺节点和技术的小芯片带入更紧密的物理和电气联系,从而使它们的性能与在单个大型单芯片上制成的芯片一样好或更好。混合键合是对常规芯片封装的一项重大改进,因为它可以提高芯片密度并缩短小芯片之间的互连布线长度,从而提高整体性能,功耗,效率和成本。完整的基于管芯的混合键合设备解决方案需要广泛的半导体制造技术,以及高速和极其精确的小芯片放置技术。 /p p /p p style=" text-align: justify " 为达到这个目标,联合开发计划将应用半导体在蚀刻,平面化,沉积,晶圆清洁,计量,检查和颗粒缺陷控制方面的专业技术与Besi的芯片放置,互连和组装解决方案结合在一起。该中心将设立在新加坡应用材料公司的高级封装开发中心。 /p
  • 上海微系统所等制备出石墨烯基量子电阻标准芯片
    电阻标准是电学计量的基石之一。为了适应国际单位制量子化变革和量值传递扁平化趋势,推动我国构建电子信息产业先进测量体系,补充国家量子化标准,开展电学计量体系中电阻的轻量级量子化复现与溯源关键技术研究至关重要。与传统砷化镓基二维电子气(2DEG)相比,石墨烯中的2DEG在相同磁场下量子霍尔效应低指数朗道能级间隔更宽,以其制作的量子霍尔电阻可以在更小磁场、更高温度和更大电流下工作,易于计量装备小型化。此外,量子电阻标准的性能通常与石墨烯的材料质量、衬底种类和掺杂工艺相关。如何通过克服绝缘衬底表面石墨烯成核密度与生长调控的瓶颈,获得高质量石墨烯单晶,并以此为基础,优化器件结构和工艺,开发出工作稳定且具有高比对精度的量子电阻标准芯片至关重要。近日,中国科学院上海微系统与信息技术研究所报道了采用在绝缘衬底表面气相催化辅助生长石墨烯,成功制备高计量准确度的量子霍尔电阻标准芯片的研究工作。相关研究成果以“Gaseous Catalyst Assisted Growth of Graphene on Silicon Carbide for Quantum Hall Resistance Standard Device)”为题,发表于期刊《Advanced Materials Technologies》上。研究人员首先采用氢气退火处理得到具有表面台阶高度约为0.5nm的碳化硅衬底,然后以硅烷为气体催化剂,乙炔作为碳源,在1300°C条件下,生长出高质量单层石墨烯。该温度条件下衬底表面台阶依然可以保持在0.5nm以下。采用这种方法制备的石墨烯可以制成量子电阻标准器件,研究团队直接将该量子电阻标准器件集成于桌面式量子电阻标准器,在温度为4.5K、磁场大于4.5T时,量子电阻标准比对准确度达到 1.15×10-8,长期复现性达到3.6×10-9。该工作提出了适用于电学计量的石墨烯基工程化、实用化的轻量级量子电阻标准实现方案,通过基于其量值的传递方法,可以满足不同应用场景下的电阻量值准确溯源的需求,补充国家计量基准向各个行业计量系统的量传链路。中科院上海微系统与信息技术研究所是该研究工作第一完成单位,陈令修、王慧山和孔自强为共同第一作者,通讯作者为上海微系统所的王浩敏研究员和中国计量科学研究院的鲁云峰研究员。该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金项目、中科院先导B类计划和上海市科委基金的资助。论文链接:https://doi.org/10.1002/admt.202201127
  • 清华大学梁琼麟团队: 类器官/器官芯片-肠道病理生理学模型前沿进展
    研究简介类器官/器官芯片为肠道病理生理学研究提供了新的前沿模型。类器官基于干细胞的自组织过程,能一定程度重现体内的功能特性;器官芯片利用微流控技术,引入生物材料,模拟肠道关键特征,构建仿生模型。而将二者结合,肠道类器官芯片比肠类器官具有更长的培养寿命,能更好重现肠道的结构和功能。近年来,随着基因编辑、3D 打印和类器官生物库等的迅速发展和交叉结合,类器官/器官芯片能更好地模拟肠道的稳态和疾病。在这里,我们总结了当前这些模型面临的挑战以及未来的发展趋势。该成果以 “Organoids/organs-on-a-chip: new frontiers of intestinal pathophysiological models” (《类器官/器官芯片:肠道病理生理学模型的前沿进展》) 发表于 Lab on a Chip 上,并被选为合作封面文章。论文信息Organoids/organs-on-a-chip: new frontiers of intestinal pathophysiological modelsL. Wu, Y. Ai, R. Xie, J. Xiong, Y. Wang* and Q. Liang*Lab Chip, 2023, 23,1192-1212https://doi.org/10.1039/D2LC00804A作者简介吴磊 博士生清华大学化学系本文第一作者,本科毕业于武汉大学,目前于清华大学化学系梁琼麟教授课题组攻读博士学位。他的研究方向为:肠道类器官/器官芯片模型的开发及在溃疡性结肠炎中的应用研究。王玉 助理研究员清华大学本文通讯作者,清华大学化学系助理研究员,从事器官芯片/类器官芯片的研究。目前,主持国家自然科学基金青年科学基金项目,作为骨干参与国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目等。主要研究方向为基于微流控芯片平台的器官仿生模型的构建与机制研究,并应用于药物分析、新药开发等领域,以器官结构和微环境的模拟、形态建成和生物功能的体外重现为目标,进行体外仿生技术的开发。梁琼麟 教授清华大学本文通讯作者,清华大学化学系长聘教授,教育部长江学者特聘教授,研究方向以微流控芯片及其与质谱、光谱联用分析技术为基础,发展生命分析与药物分析新方法,开发生物医用新材料新器件,发明器官类器官芯片新模型,致力于服务国家药品质量与安全、新药创制以及中药现代化研究与开发。近年来重点聚焦于器官类器官芯片、单细胞亚细胞分析及基于质谱的多组学分析等。曾主持完成国家重大科技专项第一个微流控芯片药物研发关键技术项目,在器官芯片核心关键技术及血管、肝、肾、肠等器官芯片模型研究方面取得重要进展。以通讯作者在 Nat. Protoc., Adv. Mater., Anal. Chem., Lab Chip 等重要学术期刊上发表 SCI 论文 200 多篇,发明专利 30 余项。部分研究成果已在制药企业、临床医院得到广泛应用,曾合作获得国家科技进步二等奖 3 项。相关期刊
  • 新型纳米传感器芯片让药物开发提速
    据每日科学网报道,美国斯坦福大学的研究人员开发出一种新型的传感器芯片,可以大大加快药物开发过程。这种由高度敏感的纳米传感器构成的微芯片,可以分析蛋白质如何相互结合,在评估药物的有效性及可能带来的副作用方面迈出了关键一步。   这种新型生物传感器只需要一厘米大小的纳米传感器阵列,就能以高于现有任何传感器数千倍的能力持续不断地监测蛋白质的结合活动。新的传感器可以同时监测成千上万种反应,而且比目前的“金标准”方法敏感性更强,并能更快地提供检测结果。   该纳米传感器阵列有两大重大进步。首先是将磁性纳米标记附着在被研究的蛋白质上,大大地提高了监测的灵敏度。其次,研究人员开发了一种新的分析模型,以监测数据为依据,只要几分钟就能准确地预测结果。而目前其他的技术只能同时监测四种反应,需要长达数小时的时间才能获得结果。   研究人员在数年前就开发出了磁性纳米传感器技术,在检测小鼠血液中癌症相关蛋白的生物标志物时发现,其敏感性远高于其他技术,检测浓度为其他技术检测浓度的千分之一。   研究人员将磁性纳米标记附着在特定的蛋白质上,当其与另一个连接到纳米传感器的蛋白相结合时,磁性纳米标记改变纳米传感器周围的磁场。为了确定蛋白与药物之间的结合强度,研究人员将乳腺癌的蛋白放入纳米传感器阵列,同时将从肝脏、肺、肾脏及其他组织获得的蛋白也放入纳米传感器阵列,然后测量附着了磁性纳米标记的药物与各种蛋白的结合强度。这样可以不通过临床实验,就可以初步断定该药物的副作用。虽然目前的芯片每平方厘米只有1000个传感器,但研究人员表示,同样大小的芯片传感器可以增加到数万个之多。   下一步研究人员将利用这种新型生物传感器微芯片来研究正在开发的药物,研究人员确信这将极大地加快药物开发的进程。
  • 复旦大学魏大程团队研发半导体性光刻胶,实现特大规模集成度有机芯片制造
    近日,复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程国家重点实验室魏大程团队设计了一种新型半导体性光刻胶。2024年7月4日,该成果以《基于光伏纳米单元的高性能大规模集成有机光电晶体管》(“Photovoltaic nanocells for high-performance large-scale-integrated organic phototransistors”)为题发表于《自然纳米技术》(Nature Nanotechnology)。光刻胶又称为光致抗蚀剂,在芯片制造中扮演着关键角色,经过曝光、显影等过程能够将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工基片上,是一种光刻工艺的基础材料。传统光刻胶仅作为加工模板,本身不具备导电、传感等功能。该成果则报道了一种半导体性的光刻胶设计策略,通过掺杂光活性粒子进行光电功能化,可以通过微电子制造业通用的光刻技术进行光电晶体管的大规模高分辨率制备,实现了大规模有机光电芯片的集成,将集成度和光响应度提高了两个数量级以上。现代信息科技的飞速发展对功能芯片集成度的要求越来越高。目前硅基芯片的制程工艺已经达到了3纳米的节点,集成密度已经超过2亿个晶体管每平方毫米。硅基芯片单片集成的集成度从小规模集成度(SSI)、中规模集成度(MSI)、大规模集成度(LSI)、超大规模集成度(VLSI)和特大规模集成度(ULSI)(集成器件数量分别大于2、26、211、216、221)不断迈向更高的水平。相比之下,基于有机半导体材料的有机芯片克服了无机半导体固有的刚性,凭借其与软组织良好的机械相容性,在可穿戴电子学、生物电子学等新兴领域具有广阔的应用前景。然而,目前有机芯片的集成度远远落后于硅基芯片。通过溶液加工(丝网印刷、喷墨打印)或真空蒸镀等方法制备出的有机芯片,其集成度通常不超过大规模集成度(LSI)水平。这是因为有机半导体导电通道由范德华力堆叠形成,在复杂制造流程的溶剂和热处理过程中易受到损伤,导致芯片性能随小型化而急剧降低。尤其当特征尺寸降低到微米及以下时,小型化和性能的折中显著地限制了高集成有机芯片的发展。图1:(a)光刻胶组成;(b)光刻胶聚集态结构;(c)在不同衬底上加工的有机晶体管阵列;(d)有机晶体管阵列结构示意图及光学显微镜照片;(e)有机光电晶体管成像芯片(PQD-nanocellOPT)与现有商用CMOS成像芯片以及其他方法制造有机成像芯片的像素密度对比。在这项工作中,魏大程团队报道了一种新型半导体性光刻胶的设计策略,该材料包含光引发剂、交联单体、导电高分子,可以通过光交联形成纳米尺度的互穿网络结构,同时实现了亚微米级的光刻图案化精度、良好的半导体性能和工艺稳定性。这种半导体性光刻胶可以通过添加不同的活性粒子来功能化。为了实现高灵敏的光电探测能力,研究者开发了一种具有光伏效应的核壳结构纳米粒子,添加到半导体性光刻胶中。纳米光伏粒子在光照下会产生光生载流子,电子被内核捕获,对半导体导电通道产生原位光栅调控,大幅提升了器件的响应度。作为展示,研究者利用光刻技术在全画幅尺寸芯片上集成了2700万个有机晶体管并实现了互连,实现了特大规模集成度(ULSI)的制造水平。该阵列(4500×6000像素)集成密度达到3.1×106 units/cm2,光响应度达到6.8×106 A/W。研究者将高密度阵列转移到柔性衬底上,实现了仿生视网膜应用,在基于神经网络的图像识别算法中展现出比传统CMOS器件更高的性能。此外,该团队还研发出具有化学传感功能、生物电传感功能的光刻胶。由于开发的功能化半导体光刻胶使用半导体产业通用的光刻技术进行加工,所以与商业微电子制造流程高度兼容,具有很大的应用前景。未来该团队也会积极寻求产业界的合作,希望能够推动科研成果的实用化。图2:(a,b)人眼和仿生视网膜的结构示意图;(c)在5&thinsp ×&thinsp 5 晶体管阵列上展示光电突触性能;(d)基于神经网络的图像识别算法中仿生视网膜与传统CMOS光电探测器的性能对比。“我们正在积极寻求产业界合作,希望能够推动科研成果的应用转化。未来,这种材料一方面能够用于制造高集成度柔性芯片,另一方面由于其光刻兼容性,还有可能实现有机芯片与硅基芯片的功能集成,进一步拓展硅基芯片的应用。”团队负责人魏大程说。
  • 新品发布 | 镁伽全自动生物芯片反应仪上线
    生物芯片技术起源于20世纪80年代,也被称为微流控技术、芯片实验室等。作为生物科技领域重要的新兴科技平台,具有重要的战略发展地位,在《“十三五”生物技术创新专项规划》的“颠覆性技术”专栏中,就明确提出要大力发展微流控芯片技术,驱动生物检测技术向微量、痕量、单分子及高通量等方向发展 。根据贝哲斯咨询的统计数据分析,2022年全球生物芯片市场的规模已达到1467.57亿元,并预测2028年将激增至5422.06亿元,年复合增长率高达24.34%,充分彰显出该行业强劲的发展势头与广阔的应用前景。低成本,高效能镁伽全自动生物芯片反应仪镁伽全自动生物芯片反应仪是一款高通量样本检测分析一体机,由样本信息录入系统、样本存储模块、高精度移液模块、避光恒温孵育模块、芯片阅读模块等组成,高效便捷的检测样本中特定蛋白的浓度,支持在线进行数据处理,定性或定量分析。智能机械臂在微阵列芯片的指定区域完成阵列点样、加液吸液、冲洗、芯片阅读等流程,轻松实现“样本进,结果出”的多项目、全流程自动化检测,有效降低实验成本,广泛适用于蛋白组分析、药物筛选、靶标确认等基础科学研究和体外诊断领域。 ①高精度、高通量的移液系统双工位高精度移液模块,支持电导式液面探测、废液自动清除、针头自动清洗等功能;单次处理样本可达40个,预留8个紧急插队样本工位,全程无需人工介入,极大提高实验效率。②高精准、独立的温育系统独立恒温避光孵育模块,孵育温控精度可达±1℃,有效减少温度对实验过程的影响,确保实验结果稳定可靠;支持样本加样与避光孵育并行处理,减少等待时间,降低成本,提高整体实验效率。③集成式、信息化的阅片仪集成式生物芯片阅读仪,检测结果实时上传,在线分析并自动生成图像数据;支持与LIMS、LIS等系统对接,上下游数据智能互联,实验信息同步共享。镁伽全自动生物芯片反应仪搭配微阵列化学发光生物芯片试剂盒,能够实现对特定蛋白质浓度的高效、准确、低成本的分析检测,精准实现生物靶分子的定性或定量分析。镁伽持续拓宽在生命科学领域的业务布局,针对体外诊断行业的检验检测方向,可根据客户的实际工艺需求提供个性化解决方案,如: tNGS样本前处理、细胞前处理、粪便前处理、质谱前处理、污水富集检测、病原微生物检测等全流程自动化解决方案,为行业提供更加高效、稳定和先进的生产力工具。
  • 芯片上的患者—多器官串联芯片应用于精准医疗
    芯片上的患者—多器官串联芯片Multi-Organ-on-Chip应用于精准医疗北京佰司特科技有限责任公司An Individual Patient's "Body" on Chips – How Organismoid Theory Can Translate Into Your Personal Precision Therapy ApproachFrontiers in Medicine, 2021, Vol. 8Marx U, Accastelli E, David R, Erfurth H, Koenig L, Lauster R, Ramme AP, Reinke P, Volk HD, Winter A, Dehne EM类有机体的概念在12年前就被提出来,当时被称为“芯片上的人体human-on-a-chip”或“芯片上的身体body-on-a-chip”,从“多器官串联芯片Multi-Organ-on-Chip”发展而来,将多个类器官串联起来培养。微生理系统MPS成为体外在生物学上可接受的最小尺度模拟人体生理和形态的技术平台,因此,微生理系统能够以前所未有的精度为每个患者筛选出个性化治疗方案。与此同时,第一个人类类器官——干细胞衍生的复杂三维器官模型,可以在体外扩增和自我组织——已经证明,只要给人类干细胞提供相应诱导分化及生长环境,就可以在体外自我组装成人体类器官。这些早期的类器官可以精确地反映出人体中对应器官的一系列独特的生理状态和病理特征。我们现在把过去的“芯片上的人体human-on-a-chip”的概念发展成“类有机体Organismoid”的理论。首先,我们提出了“类有机体”的概念,即通过体外的自我组装的过程,模仿个体从卵细胞到性成熟的发生过程,培养出的——微小的、无思维、无情感的体外的人体等效物。随后,我们提出了类有机体的分化和培养方法,使其能在体外长时间维持正常功能,以及通过自然或人工诱发疾病干扰类有机体来模拟个体疾病过程。最后,我们讨论了如何使用这一系列健康和疾病模型的类有机体来代替病人,测试药物疗效或药物剂量,即个体化精准医疗。 图1 |每个人个体命运的类有机体。(A)个体发育(黄色)从卵细胞受精开始,随后出生,并在18 ~ 20年后性成熟,发育出功能完整的大脑和成年骨骼。然后,成人的身体会经历一个持续数十年的功能和结构相对稳定的阶段。随着身体年龄的增长,这个成年期会被不断延长的生病和康复期打断(粉色)。情感和意识——人类的灵魂和思想——从童年开始连续发展,并贯穿一生。(B)根据类有机体理论,个性化的类有机体可以通过持续几个月的体外培养(黄色)来建立。由此产生的成体类有机体可以模拟健康人类成年几周(S-短期)、几个月(M-中期)或几年(L-长期)的阶段。然后,这些可以用来模拟急性、亚慢性和慢性疾病时期(粉色)和个体在相应的时间框架内的治疗后恢复。大量相同的类有机体还可以提供足够数量的生物学重复和对照,确保了数据的准确性,真实性,可重复性。此外,这些健康的类有机体在预防医学的评估方面很有用,比如为各自的个体接种疫苗。 类有机体理论人的个体寿命的特征是人体的生理和形态的发育阶段(发育期)和功能维持阶段(成年期),以及个体与社会在灵魂和思想上的双向交流,如图1A所示。社会起源本质上与人的大脑的大小和结构有关——大脑由大约860亿个神经元以及数量大致相等的非神经元细胞(2)组成,这些细胞高度连接,聚集在一起处理、整合和协调它从感觉器官接收到的信息(3)—以及它与身体其他部分的相互联系。成熟的人体生理遵循一个简单的进化,即选择性结构计划,也就是组成遵循功能。早在2007年,我们就注意到这样一个事实:“……几乎所有的器官和系统都是由多个相同的、功能独立的结构单元组建成的,从几个细胞层到几毫米组织。由于其独特的功能性、高度的自立性和这些结构单元在各自器官中的多样性,它们对药物和生物制剂的反应模式几乎代表了整个器官。大自然创造了这些微小但复杂的结构单元,以实现器官和系统最主要的功能。在一个特定的器官内,这些结构的重复是天然的风险管理工具,以防止器官局部损伤时功能完全丧失。然而,从进化的角度来看,这一概念使得器官的大小和形状可以很容易地调整到特定物种的需要(例如,小鼠和人类的肝脏使用几乎相同的结构单元)(4)。这一理论,结合微生理系统(MPS)的发展,为在生物芯片上以生物学上可接受的最小尺度模拟人体的器官提供了理论基础(5-7)。2012年,我们引入了“芯片上的人体”(man-on-a-chip)的概念,从“多器官串联芯片Multi-Organ-on-Chip”发展而来,即将多个类器官(比体内缩小10万倍)串联起来培养。我们举例说明了人体主要器官的功能单位,并简要描述了减小尺寸的原理(5)。这是发展一种理论的起点,即建立一种微小的、无思维、无情感的体外的人体等效物,我们现在称之为organismoids类有机体。不同的术语,如芯片上的人体,芯片上的身体,或通用的生理模板,在过去已经被用于代表有机体。在MPS领域中已经使用过这个概念,通过培养10个人的主要器官的等效物(类器官)来实现完整的体内平衡:循环,内分泌,胃肠道,免疫,皮肤,肌肉骨骼,神经,生殖,呼吸和泌尿系统。类有机体的理论基于两个按时间顺序相互关联的概念,每个概念有三个实施原则。类有机体的体外发育依赖于(i)(诱导多能)干细胞为基础的体外早期类器官形成;(ii)以生理学为基础,通过血液灌流和神经分布,应用于芯片上的MPS,将此类早期器官的比例/数量整合为早期自我维持的类有机体;以及(iii)通过类器官在芯片上的串联培养加速刺激个体发育,完成体外个体发育成为健康成熟的类有机体(模拟成年期)的转变。因此,利用芯片上的类有机体模拟病人的疾病和治愈过程的概念遵循以下原则:(一)通过自然疾病过程或通过来自病人的病原体或病变组织的传播在生物体中诱发疾病;(ii)通过对同一个患者来源的健康和病变类有机体进行相同数量的试验来模拟对大量患者进行的人体临床试验;以及(iii)为每个患者精确选择正确的药物或疗法和最有效的用药方案。在这篇文章中,我们带你通过类有机体理论的概念和原则,用实际结果阐述它对我们的医疗保健系统的颠覆性创新的潜力,并提供一个可行性方法的展望。 微流控培养系统——早期类器官形成类有机体的关键类器官已被证明是模拟不同器官特异性特的有力工具。然而,如上所述,标记物表达和功能往往在早期就停止了。我们从1912年就知道,体外培养的环境决定了它们的生存能力和功能(100)。驱动类器官自组装和分化的各向微环境因子在传统培养条件下相当均匀地覆盖类器官或广泛的表面积,阻碍了由功能驱动的空间定向和成熟。但这些源自相互作用的组织并导致细胞重排的时空线索,是发育成熟器官功能的关键。但这些源自相互作用的组织并导致细胞重排的时空因子,是成熟器官功能发育的关键。特别是内皮组织相互作用及其对器官发生过程中局部信号传导的影响已被广泛研究(101-103)。 例如,发育中的中枢神经系统的血管化是大脑发育中至关重要的一步,确保快速分裂的神经前体细胞的氧气和营养供应。外周神经系统的神经结构已被证明以明显的与血管同步的方式发展。此外,内皮细胞对于维持产生小脑细胞的中枢神经系统胚层的重要性也得到了证明(104)。在过去的二十年中,通过将器官模型引入MPS来改善器官模型培养条件已经做出了大量的努力。利用原代和细胞系为基础的模型已经建立了MPS中的数十种人体类器官,并已进行了非常详细的综述(105 - 111)。有充分的证据表明,器官功能的成熟可以通过密切模拟有关生化、物理或电刺激的器官型微环境来实现(106)。看来,神经支配、血管化、淋巴管、微生物群和胆汁产物的肠-肝脏循环模拟是满足多器官MPS中类器官的简单物理结合和生物体中真正的组织相互作用和稳态之间的鸿沟不可或缺的先决条件。后者需要至少10个人类系统(如引言中强调的那样)的主要类器官的串联组合,以及它们通过血管系统、神经支配和淋巴管的生物互联。关于建立包含至少10个技术上可相互连接的器官培养区隔的MPS的两项早期尝试已经发表。这些主要的例子包括康奈尔大学舒勒实验室(Shuler Lab)的13个器官培养系统(170个)和麻省理工学院格里菲斯实验室的10个器官培养PhysioMimix系统(171)。这两种系统都已成功地在培养室中使用生物材料运行了7天或更长时间。然而,两者都缺乏生物血管互连、淋巴管和器官神经支配。 生物体可能会传递什么给我们的医疗系统根据有机体模型理论,有机体模型是活体人体在体外的生物复制品,只是尽可能缩小了规模。它们是由系统创造的整合:生理学上把人体主要器官的功能单位整合成一个有机的、自我维持的模板,反映人体的系统组织干细胞衍生器官等价物在芯片上的快速分化,源于它们之间的相互串扰和生理上的相互依赖。规模的极端缩小,是由于产生个体的生物体样体的大量重复的目标。大量这种相同的、微小的、无脑的、无情绪的生理体外有机体的成熟可以在很长一段时间内保持自我维持的功能性健康内稳态。它们容易受到干扰,导致自然或人为地诱发疾病。患病的生物体被假设以精确地模拟各自病人疾病的病理生理学。反过来,这可能使预测性的患者特异性有机体样研究的表现,以确定最有效的个性化治疗患者有关。类似于对患者队列的临床研究,然后可以产生统计验证的预测,其优势是可以在生理和病理生理条件下比较基因相同的患者有机体样体重复。由此可以推导出两种主要的使用场景。一种是与现实世界中个体患者个人治疗的前沿改进有关 另一种则有可能在临床试验层面改变药物开发范式,节省大量时间和资本支出。关于第一种方案,生物体模型可以用于预测地选择、安排和给药,根据患者的疾病进展准确地选择个性化治疗或药物。通过早期发现不成功的治疗方案,这可以显著降低对每个患者的潜在风险。图5更详细地总结了将有机体应用于个性化精准医疗的优势。该图说明了有机体体方法的概念和原理,以选择最适合您的个性化疾病应用的精准医疗。作为一个假设的例子,癌症被选择为疾病。你的生命周期可能最终包括危及生命的疾病时期,例如,癌症生长(上:蓝色边框的箭头)。从你的健康细胞中建立一个多能干细胞库。随后,在几个月内就会产生大量相同的健康生物体(黄色三角形)。目前有各种治疗癌症的选择,因此,相关的试验组被创建,包括安慰剂治疗、其他治疗组和健康恢复对照组(在黑边箭头中)。在这个假设的例子中,在几周内,CAR-T细胞疗法与检查点抑制剂相结合,会被证明是你最快最有效的治愈方法。因此,这种疗法立即得到了成功的应用。根据生物体形态理论,一个人的干细胞库可以在健康时创建,也可以在疾病发生时从健康的器官中创建。预防性干细胞库(例如,从脐带血中提取)已经在使用中,并将成为未来的选择,因为这需要时间。接近人类的理论提供了精确的试验结果,这是动物试验在患者来源的异种移植模型或人类患者来源的类器官无法实现的。异种移植模型在系统发育上是遥远的,因此不能提供足够的肿瘤生长。此外,它们没有病人的免疫背景来对抗癌症。病人来源的类器官也没有嵌入到病人的免疫系统中,缺乏与有机体的系统性互动。对于第二种情况,数十年来,候选药物进入临床试验成为获批药物的平均成功率一直低于20%;这种将任何原型转化为上市产品的低效率,其他任何行业都承受不起。使用实验动物的候选药物的临床前安全性和疗效评估程序的预测性差是造成这种低效率的主要原因。其后果是平均13.5年的漫长临床试验,以及一种新药获得批准所需的累计成本高达25亿美元(106)。与此同时,在过去30年里,一场基于生物学的治疗策略出现了——利用人体自身的工具来对抗疾病。近年来,药物的生物复杂性不断扩大,从人工合成的小分子药物,到人类单克隆抗体蛋白,最后是针对患者的自体细胞疗法,极大地增加了患者治愈的机会。然而,这一趋势同样显著地降低了通过应用临床前的实验室动物试验来预测这类疗法的安全性和有效性的机会,原因是这类先进治疗药物的人类起源越来越多(172)有机体有可能通过改变药物开发的模式来打破这种成本螺旋上升。2016年,MPS相关报告已经预计,一旦基于MPS的类似于生物体的临床试验研究能够准确预测任何新药物或疗法的疗效、安全性、剂量和时间安排,在用于人类试验和替代动物试验以及1、2期临床试验之前,累积药物开发成本将降低5倍,药物开发时间将减少一半。2018年,毒理学研究领导人论坛(10)草拟了一份高级路线图,以确定“临床试验”预测精度(图6),在与临床试验相对应的芯片研究中运行精细的个性化的“人体”等效物(有机体)。为了实现这一点,套健康的和有病的代表患者疾病状态和健康内稳态的有机体样体将允许一个人进行基于临床前系列药物和先进的有机体样体测试。图5 |说明有机体理论如何应用于个性化医疗的假设例子。 图6 |在芯片上潜在的“临床试验”背景下的“人体”等效物(10)。 图7 |一个假设的例子,说明有机体理论如何可以用来模拟临床试验。 健康的内稳态将允许一个人在大型试验特定患者中模拟临床试验的环境中进行基于有机体的药物和先进疗法的临床前系列试验。与患者队列试验相比,以有机体为基础的试验具有许多关键的优势。图7详细说明了这些优势,并举例说明了利用基于有机体的试验模拟一种假想的新型钠-葡萄糖转运体2(SGLT2)抑制剂治疗2型糖尿病的临床试验。最突出的优势是,在药物开发历史上,基于芯片的有机体试验将首次包括患者身体和同一个体健康身体状态的统计相关的人体自体生物重复。由于缺乏对单个患者的任何生物重复,以及对他们在健康内稳态下的个体生物状态的了解,临床试验传统上需要大量的患者队列。因此,试验被分为1、2和3期,不幸的是,只能近似一个患者个体的病理生物学和他们的完全治愈恢复状态。这两个方面使得传统的临床试验过程成为一种漫长的、成本高得令人难以置信的、低效的药物和先进疗法的开发方式。在含有健康和患病生物体的芯片上进行“临床试验”,消除了这两个障碍。一方面,它们允许近亲繁殖的实验室动物试验的一致性由于基因而得到匹配,每个试验“参与者”在个体有机体水平上的身份,但其背景完全是人类。另一方面,各种不同个体的生物样体的使用反映了临床试验中患者队列的异质性,但具有每个个体患者的生物样体在统计上相关的生物重复的优势。有机体体方法的另一个明显优势是,在进行此类试验时,其独立性不受患者招募和医院使用的影响。鉴于大型PSC库的存在反映了基因倾向、性别和与试验相关的其他类别,基于有机体模型的试验可以在世界任何时间、任何地点进行。关于上面的假设例子,根据糖尿病易感性选择供体,比较遗传祖先和平等的性别分布可能是有趣的干细胞瓶选择策略。第三个优点是试验规模的灵活性。理论上可以产生的患病生物体(通常被称为芯片上的“病人”)的数量是无限的。这使得药代动力学方面的整合,在同一个基于有机体的试验中发现新的化学或生物实体的有效剂量和综合安全性和有效性评估成为可能。目前在实验室动物、健康志愿者和患者的单独临床前和临床试验中产生的数据,如毒性特征、未观察到的副作用水平、吸收和排泄率、代谢物形成、发现有效剂量、持续时间和新药物的时间安排,可以从一项基于生物体的试验中得到。例如,我们治疗2型糖尿病的假设案例研究可以很容易地扩展到更大的剂量范围,并将每天两次剂量的单一口服(这在生物样体中指的是根尖肠的任何给药)进行比较。这将包括对疗效进行剂量依赖的评估,同时观察尿路或生殖道感染的发生和严重程度,以及众所周知的SGLT2抑制剂的副作用。在各自的患者队列中,候选药物使用的治疗窗口的定义来源于这样一项一体化试验,该试验仍处于临床前候选药物开发阶段。关于这两种使用场景,我们设想有机体将对从个人数据库收集的医疗现实世界大数据做出重大贡献。这是因为它能够在每个患者第一次疾病发作(例如,肿瘤生长、病毒复制)的确定位置生成关于微环境破坏的独特可复制数据。有机体和硅芯片的结合将进一步提高对大量患者群体进行精确药物治疗的预测能力,并进一步降低成本。在人们的心目中,复杂的体外细胞培养工作通常与高昂的成本联系在一起。有人可能会猜测,在试验中产生和处理数千个生物体需要天文数字的预算,因为目前可用的MPS在一次性芯片和操作上都很昂贵。在这里,有机体的性质反映了一种自我可持续的人体和规模经济效应开始发挥作用。在现实世界中,一个处于休息状态的人体,每天的蛋白质、碳水化合物和脂肪供应约2000千卡就可以维持。在世界上一些较贫穷的地区,人均几美元就可以实现这一目标。因此,每天喂养10万只生物体的成本也可以达到相同的水平。维持这些生物体的可消耗芯片的价格也预计将下降到1美元的范围,这在计算机芯片和人类基因组测序成本方面已经有过先例。生物机体能够为每一位患者确定最合适的药物,并大幅节约成本和改变药物开发,这种能力的社会经济维度被认为是巨大的。这同样适用于伦理层面。基于MPS的类有机体有可能取代大多数实验室动物试验和在人类志愿者身上进行的第一和第二阶段临床试验。它们将减少三期临床试验患者的多种数量。所有这些都将对全球范围内的患者利益和动物福利产生根本性的积极影响。 患者类有机体体和芯片上病人特异性T细胞疗法——一个挑战这一理论的完美方案先进的细胞疗法,如自体嵌合抗原受体(CAR) T细胞疗法KymriahTM 和YescartaTM,最近已经证明了它们治愈以前的耐药肿瘤患者的潜力(176,177)。除了这两种在2017年被批准用于治疗血液肿瘤的CART细胞产品外,其他几种CAR-T细胞产品最近也被批准。许多新的细胞治疗方法正在酝酿中,使用CAR或转基因T细胞受体对抗各种各样的肿瘤、感染和自侵略性免疫细胞,或者使用调节性T细胞在显性的不良免疫反应中恢复免疫平衡(178)。到2020年底,全球注册了超过1000项使用免疫细胞产品的临床试验(179)。在这些医疗需求未得到满足的领域,这种前所未有的疗效以标准安全测试程序(180)为代价,增加了监管机构的接受度,该程序需要在治疗批准后的患者随访研究中进行回顾性研究。这符合这样一个事实,即由于患者与患者的系统发育距离、各自的基因型差异和免疫不匹配,患者对个性化细胞治疗的反应无法在临床前的实验室动物模型中模拟。同样,在传统的患者来源的类器官培养中,患者的反应也无法预测,因为它们没有融入到一个系统的有机体安排中。除其他外,模拟t细胞输注到目标部位的静脉输送及其与其他主要器官部位的相互作用,都缺失了模拟T细胞疗法及其疗效(患者衍生类器官的精确度)的关键因素。 如前所述,这里的有机体理论提供了一种克服任何其他障碍的替代解决方案。 什么是有机体不能也不应该做的根据有机体理论,有机体不能也不应该模仿人类个体社会起源的主要部分——同理心或意识(分别是灵魂或思想)。因此,它不能模拟病人的精神疾病。300g的人类心肌或髋部骨折的功能障碍及其愈合依赖于生物物理特性,由于规模和所涉及的物理不匹配,其中一些无法在生物类体上表征。伦理考量对人类社会至关重要,也是人性的基础。有机体理论,由于其性质,引入了一些必须考虑伦理的观点。将人类胚胎发育到几厘米大小是最关键的问题之一。在人工环境下(如体外培养),人类卵子的受精及其随后的胚胎发育在世界上许多地方都是被禁止的。生物体理论的作者想要强调的是,他们的伦理范式超越了这一点。人们不应该使用有机体形态理论的概念和原则来创造人类或杂交胚胎,并进一步发展和区分人类或杂交组织。应该使用其他方法来规避个体发生的这一部分。个人同意捐献组织来创造生物体可能是一个很好的工具,以防止在早期阶段的滥用。 结论这里提出的生物体样体理论声称,有能力在体外人工重现个体身体的个体发生,从捐赠者的干细胞开始,产生一定数量的相同的健康成熟的小型化身体等量物,因此被称为生物体样体。该理论进一步声称,这种供体特定的相同生物体样体反映了该个体健康成年期的某个阶段,可以用来模拟该供体在其生命周期的某一特定时间内相关的疾病和康复阶段。以个性化的患病生物体样方法对个体的疾病进行建模,将提供一个尚未满足的患者病理生物学的现实水平,因此,提供一个前所未有的工具,以精确选择正确的药物、治疗计划和剂量来治愈(患病)个体。大自然的遗传和微环境原则编码了人体器官最小功能单元的自组织和维护,并将它们整合到一个交流通讯和高效互动的血液系统中,灌注和神经器官是在芯片上创造生物体的蓝图。我们设想它们将成为下一个层次的人类生物学模拟,提供与人类相对应的最佳可能的近似。在体外实验中,类有机体organismoids将有机地遵循人类的多个类器官串联,近年来,这已被证明能够在小型化的规模上模拟单个组织和器官的不同功能。利用已从类器官学习到的东西,类器官将通过一个小型化的基于生理的血管和毛细血管网络在芯片上生成的全血的系统神经支配和供应,以每个器官的功能单元。通过内皮细胞层将每个类器官从共同的血液中局部分离,将使不同人体器官功能单元的精确拷贝在芯片上实现单独的器官特异性、遗传编码和微环境驱动的自我组装。反过来,这将使成熟的类器官在生理上产生交流,从而导致有机芯片上的内稳态。一旦建立,生物体将只需要每天用消化的食物等量进食,就可以模拟芯片上的长期、所谓的自我维持的身体功能。我们已经说明,类器官体外培养技术和过去10年生产的单器官芯片为体外类器官的培养提供了大量数据。此外,人类iPSC衍生的多器官串联芯片提供了芯片上加速人工器官个体发生的第一个成果。最后,越来越多的关于人类疾病建模和人体组织芯片治疗测试的科学文献指出,当MPS上完全功能性地建立多器官串联芯片以及人体芯片时,这种微生理平台就有能力精确模拟疾病的病理生物学和药物或治疗的作用模式。进一步发展器官芯片的主要挑战是神经支配和类器官毛细血管化的实现,这也需要细胞,特别是免疫细胞迁移到组织中。 类器官串联芯片培养系统--- HUMIMIC多器官串联培养,在没有病人的情况下测试病人类器官串联芯片培养系统包括控制单元和芯片,控制单元能够模拟人体内生理环境,包括温度、压力、真空度、微流道循环频率、时间等参数,芯片有不同的微流道设计,针对不同的器官可以单独设置提供相应的培养条件,提供精准的培养和分化环境。类器官串联芯片培养系统可提供不同类器官的串联共培养方案,避免单一类器官无法模拟人体复杂生理学条件下器官相互通讯交流的不足。通过类器官模拟人类器官组织的生理发育过程,应用于疾病模型、肿瘤发生、以及药物安全性、有效性、毒性、ADME等方面的评估,旨在减少和取代实验室动物测试,简化人体临床试验。 为获取更高相关与准确的测试结果,我们开发了人体器官模型的自动芯片测试:配备具有指示相关性的器官模型的芯片,以能够在接触生物体之前检测其安全性和有效性;最终为芯片配备患者自身相关病变器官的亚基,以评估整个个性化治疗的效果;人体生理反应往往涉及更多介质循环和不同组织间相互作用,多器官芯片才能全面反映出机体器官功能的复杂性、完整性以及功能变化,一个相互作用的系统才能更好的模拟整个系统中器官和组织的不同功能。可提供不同类器官的串联培养解决方案,避免单一类器官无法模拟人体复杂生理学条件下器官相互通讯交流的不足。把多种不同器官和组织培养在芯片上,然后通过微通道连接起来,集成一个相互作用的系统,从而模拟人体中的不同功能器官的交流通讯和互相作用。TissUse专有的商用MOC技术支持的器官培养物的数量范围从单个器官培养到支持复杂器官相互作用研究的器官数量,包括单器官、二器官、三器官和四器官培养的商业化的平台。成功的案例包括:肝脏、肠、皮肤、血管系统、神经组织、心脏组织、软骨、胰腺、肾脏、毛囊、肺组织、脂肪组织、肿瘤模型和骨髓以及各自的多器官串联组合方案。德国TissUse公司专注于类器官培养系统研究22年,推出的HUMIMIC类器官串联芯片培养系统,得到FDA的推荐,可提供不同类器官的串联培养解决方案,避免单一类器官培养无法模拟人体器官相互通讯关联的缺陷,同时也提供相关的技术方案和后续方法试剂支持,属于国际上少有的“Multi-Organ-Chip” 和“Human-on-a-chip”的方案提供者。相关方案已被广泛应用于药物开发、化妆品、食品与营养和消费产品等多个领域.
  • 重大发明!微型生物芯片或将取代动物实验
    弗劳恩霍夫应用研究发展协会(欧洲最大的应用科学研究机构)最近表示他们已经开发出一种非常有前途的微型生物芯片,能够逼真的模拟人体内复杂的代谢过程,将来或能在药物实验中彻底代替动物模型。   为了证实药物的有效性,动物一直是实验室必不可少的实验模型,因为往往在分离的单一组织或者细胞中测试某种物质的作用是远远不够的。评估药物在机体内的作用是从整体影响的角度来评价,代谢过程产生的有毒物质,可能会影响其他某些器官。但是问题是动物反应不能完全代表人体。   柏林科技大学生物技术研究所和德雷斯顿研究所(Dresden-based Institute)的研究人员合作,共同设计了一种新的解决方案&mdash &mdash 多器官芯片,以惊人的准确性复制了人体复杂的代谢过程。研究人员表示,他们是按照1:100,000的比例复制人类机体结构:各种器官的细胞位于芯片内的不同位置,而这些&ldquo 微型器官&rdquo 通过细小管道彼此连接。一个微型泵会持续通过这些微通道为各处&ldquo 器官&rdquo 输送液体细胞培养液,模拟人体的血液循环系统。这个芯片的一个极大的优点便是研究人员可以根据需要修改芯片的构造,比如&ldquo 器官&rdquo 的数量,与微通道的连接状态,模拟不同的病理或者生理状态。这个技术不仅可以应用在新药物活性成分检测,也适用于皮肤对于新型化妆品耐受情况测试。   其实用流体通道连接不同类型的细胞样品的概念已经不算新鲜,不过这个新技术,比起同类有几个明显的优势:专业的工程设计使得微型泵能维持小于0.5微升每秒管道液体流速,这个比率才能最佳模拟细胞和液体介质之间的关系。其次,芯片内的微流体系统保证恒定持续的流动状态,如同人体血液一样,这是很重要的。   科研人员已经在芯片上加载细胞并测试了相关物质的作用,他们明确检测到了特定细胞中产生的代谢产物和其他细胞受到的影响。可以说,这种技术比在动物模型上试验药物更有说服力,因为动物的机体反应并不能1:1还原到人体身上。   这个技术已经在某些化妆品行业投入使用。或许不久将来,微型芯片也会应用到药物研究领域。
  • 生物芯片北京国家工程研究中心新疆分中心生物芯片培训班
    生物芯片北京国家工程研究中心 新疆分中心生物芯片培训班 主办:生物芯片北京国家工程研究中心新疆分中心 协办:生物芯片北京国家工程研究中心   生物芯片技术凭借着显著的优势和巨大的潜力,已经成为在医学、农业、微生物等相关研究领域快速增长的一项重要技术。随着基因组学、蛋白质组学的不断深入研究,生物芯片技术的应用范围不断扩大,已经广泛应用于重大疾病预警、产前诊断、食品安全检测、作物经济性状关联研究(GWAS)、遗传育种;动植物病理学、农作物病虫害防治、种质资源鉴定、转基因作物等领域。   以生物芯片为工具的研究已经渗透到生命科学领域研究中的每个角落,随着研究的不断深入,产生了大量的科研成果,几乎每天都有大量高水平研究文章发表。为了扩大交流,促进科研成果转化,搭建科研成果与成果转化之间的桥梁,由生物芯片北京国家工程研究中心新疆分中心举办&ldquo 生物芯片技术在生命科学领域的应用&rdquo 培训班。本培训班将系统讲解基因芯片的设计、制作以及相关实验操作,旨在为您打造一片属于您的&ldquo 芯&rdquo 天地。   在此次培训班的尾声,2012' 喀纳斯科学与艺术论坛恰在乌鲁木齐举行。此次论坛特邀请了多位院士、科技部领导及三甲医院院长,将围绕新疆特高发疾病等重大科学问题开展学术探讨和合作交流。欢迎各位在8月10日前来观会。 培训内容 | 生物芯片技术培训 1.1 理论部分:生物芯片技术在生命科学领域中的应用 1.2 理论部分:表达谱芯片构建、探针设计、数据分析等基础理论知识讲解 2.1 实践部分: 观摩芯片点制过程 2.2 实践部分:晶芯表达谱实验整个实验流程(视频) 2.3 实践部分: 芯片杂交、清洗、扫描(培训学员模拟杂交、扫描) 2.4 实践部分: 数据分析(培训学员亲自对数据进行分析) 2.5 实践部分: SAM、Cluster等数据分析软件使用 2.6 实践部分:分子功能注释系统(MAS)分析 注册方法:申请培训学员填写培训回执表后,发到培训联系人吕国栋邮箱中,进行确认,培训联系人在收到回执表后3天之内给 予回复。 培训时间:2012年8月7-9日 培训地点:新疆医科大学第一附属医院 科技楼4楼 省部共建国家重点实验室培育基地会议室 (新疆乌鲁木齐市新市区鲤鱼山路1号)。 培训费用:培训费用免费,食宿费用自理。 培训规模:20人左右,为保证培训班质量,采取小班模式。请学员自带电脑。 培训资料:包括培训讲师幻灯、培训教材、培训学员通讯录、培训证书(生物芯片北京国家研究中心印)、精美礼品一份。 注意事项 报到时间:2012年8月6日 报到地点:新疆医科大学第一附属医院 科技楼7楼生物芯片北京国家工程研究中心新疆分中心。 住宿地点:新疆医科大学第一附属医院附近宾馆酒店(仅供参考): 1、新疆昆仑宾馆(三星级) 地址:乌鲁木齐市新疆维吾尔自治区 友好北路146号 电话:0991-5190000 2、乌鲁木齐宇豪馨怡酒(四星级) 地址:乌鲁木齐市新疆维吾尔自治区 新市区新医路359号 电话:0991-4328555 行车路线: 1、火车站(距新疆医科大学第一附属医院8公里左右):(1)、乘出租车到达新疆医科大学第一附属医院(车费大约15元左右)。 (2)、乘坐906,52路公交车均可以到达新疆医科大学第一附属医院(车费1元)。 2、机 场(距新疆医科大学第一附属医院13公里左右): (1)、乘坐出租车到新疆医科大学第一附属医院(大约21元左右); (2)、从乌鲁木齐地窝堡国际机场535路公交车通往新疆医科大学第一附属医院。 联系方式:联系人: 新疆医科大学第一附属医院 生物芯片北京国家工程研究中心新疆分中心 吕国栋 电话: 0991-4366042 邮箱:xjmicroarray@163.com 客户培训回执表 姓名: E-mail: 单位: 电话: 地址: 邮编: 是否需要帮助预定宾馆(协议宾馆): 是 否备注:如果需要安排宾馆,请注明入住时间: 您感兴趣的领域:
  • 安捷伦科技公司发布适用于人、小鼠和大鼠模型的新型基因表达微阵列芯片
    安捷伦科技公司发布适用于人、小鼠和大鼠模型的新型基因表达微阵列芯片 安捷伦公司与根特大学合作在芯片中整合入了 LNCipedia 内容2015 年 6月 10 日,北京 — 安捷伦科技公司(纽约证交所:A)近日宣布更新其新型 SurePrint 基因表达微阵列芯片用于人、小鼠和大鼠模型的信使 RNA 分析应用。此次更新改进了编码和非编码内容,为研究人员提供在常用平台上研究表达模式的最新工具。安捷伦公司与根特大学合作开发了最新款旗舰版 SurePrint G3 人基因表达 v3 微阵列芯片,其中完整包含的 LNCipedia 2.1 数据库能够对长链非编码 RNA (lncRNA) 转录物进行可靠分析。LncRNA(长度大于 200 个核苷酸的非编码 RNA)能够通过直接作用于 DNA、RNA 和蛋白质而改变基因调控,从而实现靶标特异性或系统范围内的调控。 通过 lncRNA 与癌症、心血管疾病和神经退行性疾病的关联不难看出其广范却至关重要的作用。经重新设计的安捷伦基因表达微阵列芯片是高质量的特征捕获工具,可实现目标基因或通路的有效分析,涉及从协助疾病危险分层到阐明药物作用机制的各种应用。根特大学的 Jo Vandesompele 教授说:“我们与安捷伦密切合作设计了一流的 mRNA 和 lncRNA 表达分析方法。在单次分析中对这两种类型的RNA进行的同时测定有助于从相对基因表达水平深入探究mRNA与lncRNA之间的生物学联系。 其中的关键在于实现编码和长链非编码特征的良好平衡,而LNCipedia 2.1 则是与安捷伦基因表达内容配对的最佳数据源。微阵列芯片的最终设计经优化后可快速给出大量有价值的信息。”最新的微阵列芯片采用能够实现寡核苷酸精确合成的 SurePrint 技术制造。 SurePrint 微阵列芯片的灵敏度处于业内领先水平,具有5 个数量级以上的动态范围以及 5% 的阵列间变异系数中值,且在 R20.95 时与外部 RNA 对照联盟 (External RNA Controls Consortium) 的加标 RNA 对照品相比具有出色的定量一致性。“我们的 SurePrint 基因表达微阵列芯片不仅包含 LNCipedia 的 lncRNA 等严谨的专业内容,还能够为专家级用户提供灵活的定制服务。”安捷伦基因组学高级总监 Alessandro Borsatti 博士谈道, “凭借基因表达微阵列芯片的出色性能和定量一致性以及 RNA 测序和靶向序列捕获产品,我们能够使研究人员在微阵列芯片的筛查应用与更深度的二代测序的发现性应用之间实现完美转换。”SurePrint 基因表达微阵列芯片属于 SurePrint 产品系列,该系列包括 microRNA 与比较基因组杂交微阵列芯片。 安捷伦基因组学工作流程包括用于质量控制的 2100 生物分析仪和 2200 Tapestation、用于数据采集的SureScan 扫描仪、用于数据分析的 GeneSpring 软件,以及用于进行实时聚合酶链反应的 AriaMX 系统。如需了解有关 SurePrint 基因表达微阵列芯片的更多信息,请访问 www.agilent.com/genomics/v3。关于安捷伦科技公司安捷伦科技公司(纽约证交所:A)是生命科学、诊断和应用化学市场领域的全球领导者,是致力打造美好世界的顶级实验室合作伙伴。安捷伦与全球 100 多个国家的客户进行合作,提供仪器、软件、服务和消耗品,产品可覆盖到整个实验室工作流程。在 2014 财年,安捷伦的净收入为 40 亿美元。全球员工数约为 12000 人。今年是安捷伦进军分析仪器领域的 50 周年纪念。如需了解安捷伦科技公司的详细信息,请访问 www.agilent.com.cn。编者注:更多有关安捷伦科技公司的技术、企业社会责任和行政新闻,请访问安捷伦新闻网站:www.agilent.com.cn/go/news。
  • 我国生物芯片技术飞速发展 与临床有效接轨
    21世纪的第一个10年是生命科学技术飞速发展的10年,以生物芯片为代表的一大批分子诊断产品日渐成熟,并正在以其巨大的优势和应用潜力成为保障人类健康的重要工具。   在中国工程院医药卫生学部、中国医师协会检验医师分会、中华医学会检验分会等于6月22日~24日在北京召开的“首届中国分子诊断技术大会”上,中国工程院院士、生物芯片北京国家工程研究中心主任程京等40余位知名专家所作的精彩学术报告,为人们展开了一幅我国生物芯片技术发展的绚丽画卷。   技术飞速发展   “我国生物芯片技术的快速发展令人目不暇接,一系列生物芯片的问世为疾病预警和干预、个性化诊断和预后等开辟了广阔的应用前景。”程京教授首先用“目不暇接”这样一个成语形象地表述了我国生物芯片技术发展的速度。   程京在题为《生物芯片诊断技术》的报告中说,随着人类基因组计划的顺利完成,越来越多的基因组和蛋白组信息被人们用于临床诊断,承担这些信息分析任务的各种生物芯片技术不断涌现。在样品制备方面,我国现在可以在芯片上通过各种主动式功能器件,对体液中的各种分子和细胞进行快速有效分离,为下一步生化反应作好准备。在生物芯片上进行基因扩增反应也已实现。在微阵列芯片方面,目前已有单核苷酸多态性(SNP)和突变分析芯片、比较基因组杂交芯片等多种高密度微阵列芯片,它们被用来发现与疾病相关的生物标志物。集成各项功能的芯片实验室也即将步入产业化阶段。   与临床有效接轨   近年来,国家食品药品监督管理局(SFDA)相继批准了遗传性耳聋基因检测芯片、分枝杆菌菌种鉴定基因芯片和结核耐药基因检测芯片等用于临床检验,这标志着分子诊断技术正在成为我国临床检验医学中的一支重要力量。   据解放军总医院耳鼻咽喉头颈外科戴朴教授介绍,在获得全国大规模聋人群体中耳聋基因突变类型和频率信息的基础上,为了发展耳聋基因诊断系统和平台,博奥生物公司和解放军总医院有针对性地选择了9个最常见耳聋基因突变位点,成功研制出基于等位基因特异性PCR通用芯片(ASPUA)平台上的耳聋基因芯片技术和产品。这是目前针对中国聋人群体最有效的检测和筛查工具。通过大规模推广这些致病基因筛查和产前诊断技术,进行遗传咨询和干预,可系统性减少我国耳聋出生缺陷及药物性耳聋的发生,为提高我国出生人口素质作出贡献。   中国工程院院士、中南大学国家重点学科药理学首席教授周宏灏说,基因芯片的发展速度大大超越了人们的预期,个体化用药将借助芯片技术实现由候选基因向全基因组研究的飞跃。中南大学已在国内多个地区将药物基因组学和遗传药理学知识推向临床实践,为安全用药和个体化用药提供有力支持。   关注重大疾病防控   面对越来越多应用于临床检验实践的分子诊断产品,中国检验医师分会会长丛玉隆教授表示,经过不断的临床实践和经验总结,特别是与临床共同开展的循证医学工作,分子诊断技术将在一些疑难疾病的早期发现和百姓健康促进方面发挥重要作用。   中国科学院院士、中山大学肿瘤医院院长曾益新特别强调说,肿瘤是一个涉及多基因、多信号通路的多系统疾病,对肿瘤的早期诊断和对高危人群的预警,对提高肿瘤的治愈率、降低死亡率有着十分重要的意义,分子诊断技术产品对此将发挥重要作用。
  • 生物芯片北京国家工程研究中心宁夏分中心生物芯片培训班
    生物芯片北京国家工程研究中心宁夏分中心生物芯片培训班 &mdash &mdash 打造一片属于您的&ldquo 芯&rdquo 天地   生物芯片技术凭借着显著的优势和巨大的潜力,已经成为在医学、农业、微生物等相关研究领域快速增长的一项重要技术。随着基因组学、蛋白质组学的不断深入研究,生物芯片技术的应用范围不断扩大,已经广泛应用于重大疾病预警、产前诊断、食品安全检测、作物经济性状关联研究(GWAS)、遗传育种;动植物病理学、农作物病虫害防治、种质资源鉴定、转基因作物等领域。   以生物芯片为工具的研究已经渗透到生命科学领域研究中的每个角落,随着研究的不断深入,产生了大量的科研成果,几乎每天都有大量高水平研究文章发表。为了扩大交流,促进科研成果转化,搭建科研成果与成果转化之间的桥梁,由生物芯片北京国家工程研究中心宁夏分中心举办&ldquo 生物芯片技术在生命科学领域的应用&rdquo 培训班。本培训班将系统讲解基因芯片的设计、制作以及相关实验操作,旨在为您打造一片属于您的&ldquo 芯&rdquo 天地。 培训内容: 生物芯片技术培训 1.1 理论部分:生物芯片技术在生命科学领域中的应用 1.2 理论部分:表达谱芯片构建、探针设计、数据分析等基础理论知识讲解 2.1 实践部分: 观摩芯片点制过程 2.2 实践部分:晶芯表达谱实验整个实验流程(视频) 2.3 实践部分: 芯片杂交、清洗、扫描(培训学员模拟杂交、扫描) 2.4 实践部分: 数据分析(培训学员亲自对数据进行分析) 2.5 实践部分: SAM、Cluster等数据分析软件使用 2.6 实践部分:分子功能注释系统(MAS)分析 1:注册方法:申请培训学员填写培训回执表后,发到培训联系人于晶晶(yujingjing333@163.com)邮箱中,进行确认,培训联系人在收到回执表后3天之内给予回复。 2:培训地点:宁夏医科大学总医院 生物芯片北京国家工程研究中心宁夏分中心实验室(宁夏银川市兴庆区胜利街804号)。 3:培训时间:2012年7月25-27日 4:培训费用:2000元/人,收费包含培训期间芯片试剂耗材费,实验操作及数据分析培训费,中午工作餐、听课费。住宿费自理。 优惠措施: 宁夏地区培训学员培训费用:1000元/人。 报到时现金缴纳培训费,也可提前转账支付。 缴纳培训费账户信息 用户名:宁夏医科大学总医院 开户行:中国工商银行银川胜利街支行 人民币帐号: 2902006919100004647 (请注明缴费用于参加宁夏分中心生物芯片培训班) 5:培训班规模:20人左右,为保证培训班质量,采取小班模式。请学员自带电脑。 6:培训资料:包括培训讲师幻灯、培训教材、培训学员通讯录、培训证书(生物芯片北京国家研究中心印)、精美礼品一份。 7:报到时间:2012年7月24日。(提前转账支付者请在报到时务必携带出示缴费收据证明)   报到地点:宁夏医科大学总医院 生物芯片北京国家工程研究中心宁夏分中心(宁夏银川市兴庆区胜利街804号, 科技楼三楼)。 8:住宿地点:宁夏医科大学总医院附近宾馆酒店: 1)银川御泉湾温泉假日酒店(四星级) 地址:银川市兴庆区胜利南街541号 电话:0951-6734888 2)银川天豹酒店(三星级) 地址:宁夏银川市兴庆区清和南街1352号 电话:0951-7899555 3)如家快捷酒店(银川南门广场店) 地址:银川市兴庆区清河南街345号 电话:0951-6082333 4)兰花花大酒店延安店 地址:银川市兴庆区胜利南街739号 电话:0951-4076588;0951-4076388 具体前往报名地点的路线如下: 1)火车站(距宁夏医科大学总医院8公里左右):乘出租车到达宁夏医科大学总医院(大约30元左右)。 2)机场(距宁夏医科大学总医院20公里左右): a:乘坐出租车到宁夏医科大学总医院(大约80元左右); b:从宁夏河东机场乘机场大巴至民航大厦(25元), 再转乘出租车(8元)。 3)12路,23路,302路,37路,38路,3路,中巴5路,15路公交车通往医科大学总医院。 9:联系方式: 联系人: 宁夏医科大学总医院 生物芯片北京国家工程研究中心宁夏分中心实验室 于晶晶 电话: 13895193050 邮箱: yujingjing333@163.com 备注:宁夏医科大学总医院附近交通示意图: 客户培训回执表: 姓名: E-mail: 单位: 电话: 地址: 邮编: 是否需要帮助预定宾馆(协议宾馆): 是 否 备注:如果需要安排宾馆,请注明入住时间: 您感兴趣的领域: 主办方:生物芯片北京国家工程研究中心分中心宁夏分中心 协办方:生物芯片北京国家工程研究中心
  • Arrayjet飞行喷墨式生物芯片点样技术用于生产世界最高通量的人类蛋白质组芯片HuProt
    arrayjet advance生产服务为客户提高芯片产量的同时减少样品消耗 ultra marathon ii 在美国巴尔的摩安装后,客户对仪器非常满意。ultra marathon ii 加上jetmax 环境控制系统,实现在极低的温度下进行点样。 案例cdi实验室是一家美国蛋白质组学公司,之前采用低通量接触式的针式点样平台。他们经历了频繁的生产延误,产量降低,批间差异大,样品损失等问题。他们缺少生产高通量、高质量的蛋白芯片的技术平台。随着需求的不断增加,cdi面临有效商业化他们的产品,降低不断上升的设备维修费用的压力。 arrayjet adance 芯片点样服务arrayjet的 adance 芯片点样服务起始于2011年,非常有效的支持了cdi公司的项目。这种直接面向客户的芯片服务,客户可以直接得到arrayjet 总部75年的全面的生物芯片经验的支持,来实现他们的蛋白芯片的技术优化,转让和商业化。 实验优化人类蛋白库中的一部分人类蛋白通过arrayjet公司的ultra marathonii飞行喷墨式生物芯片点样平台点到环氧硅烷(图2)和硝酸纤维素膜上,整个点样环境通过jetmax环境控制系统控制在4°c。通过测试各种点样体积来优化最后的每个点的样品体积。14个微矩阵重复中,样品点圆形形态合格率大于99%。采用该微矩阵获得预期的表达图谱。 图2: 在环氧硅烷芯片上进行试验优化 批量点样更多来自cdi人类蛋白库的蛋白样品被点到200张环氧硅烷和硝酸纤维素玻片上,来进一步分析点样的重复性点样形态(图3)。arrayjet 的jetguard 确保在长时间点样过程中最少的样品蒸发。 图3:从人类蛋白库中纯化的一个小组的蛋白样品被点到200块相同的grace bio-lab path 硝酸纤维素膜上。 高密度点样通过功能学蛋白实验确认,我们成功的进行从针点到arrayje飞行喷墨式点样的方法学转移。我们进一步评估了ultra marathon ii飞行喷墨式点样平台进行高密度点样的能力。cdi 人类蛋白库的样品进行一个高密度的六边形矩阵喷点,来评估在不同点样基质上,芯片内和芯片间点样的重复性,以及背景信号。结果显示,芯片具有出非常好的矩阵,没有点的重叠。 全人类蛋白组芯片制备超过19000个gst融合蛋白从cdi 人类蛋白质库中纯化出来,并被重复的喷点到500张芯片上,每个点200pl 的样品 (图4)。实验成功的标准如下:?97%的样品需要被点到芯片上?圆形点数量90%?芯片内和芯片间的cv通过方法学的成功转移,cdi 公司目前能生产全球最大的人类蛋白组芯片,一个批次能生产100张3.1 版本的huprot 芯片。采购ultra marathon ii飞行喷墨式点样平台让cdi能够制备蛋白组芯片和其他客户定制的芯片。通过这些芯片,客户能使用最小量的临床样品进行上万种蛋白的分子相互作用检测。arrayjet advance芯片服务和非接触压电式点样技术显著的提高大规模、高质量的蛋白芯片生产效率。环境控制单元不仅仅保证了完美的样品点形态和矩阵,同时保护了蛋白的天然构象,最终证保实验结果的一致性。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------“cdi 采购ultra marathon ii 飞行喷墨式点样平台用于研发和生产huprot 蛋白芯片和杂交瘤细胞筛选项目的特定芯片。cdi正在计划在不远的将来,采用该新技术平台制备单克隆抗体芯片和膜蛋白芯片。 我们选择arrayjet 是因为我们需要实现通量5倍的提升,而且最好是一台仪器来实现这个目标。arrayjet的高科技,精确和用户友好的设计是一个明显的优势。 另一个arrayjet 公司结构的优势在于,他还通过arrayjet advance 提供内部芯片服务。我们可以通过数个月,多个项目的测试,来再次加深我们对该平台的信任, 这个平台可以在多个方面提升我们目前运营。” dr. ignacio pino, ceo, cdi laboratories“ arrayjet 的jetspyder 样品进样装置有效的减少了蛋白样品间任何的交叉污染,我们的蛋白芯片的质量有了显著的提高。此前,我们一个批次仅仅能生产150片质量合格的芯片,这个通量不能满足规模生产和目前以及未来增长的需求。arrayjet的技术平台能够快速高效的制备1000张芯片的特点对我们有很大的吸引力。”dr. heng zhu, professor, johns hopkins school of medicine
  • 厦大化学系大学室友自主研发原位芯片 打破国外垄断
    p   原位芯片的直径约为3毫米,图为芯极自主研发的高分辨自封闭原位芯片效果图。 /p p style=" text-align: center " img title=" 31.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/106fc216-d2f7-4958-b427-f98362ab0a7b.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 原位芯片的直径约为3毫米,图为芯极自主研发的高分辨自封闭原位芯片效果图。 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 32.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/17a79729-e6a8-450e-9d6d-766174930234.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 芯极的三位创始人是大学室友。左起依次为:邱晓滨,廖洪钢,欧阳亮。 /strong /p p   厦企自主研发的原位芯片,出现在了美国加州大学伯克利分校的实验室里,这是中国原位芯片出口迈出的第一步。日前,由集美区产业投资公司支持孵化的初创企业——厦门芯极成为国内首个实现原位芯片出口的企业而在业界引发关注。 /p p   “原位芯片”听上去专业拗口,但作为基础材料,它就像一个支点,可撬动多领域的应用,且与我们生活息息相关。比如,在原位芯片的“助攻”下,电子显微镜观测能力将大幅度提高,能全程高清拍摄每个原子的变化和运动轨迹,借由这项技术,可以研究汽车尾气、废水等。再比如,原位芯片高通量、少样本量的特性,可满足超快速体外诊断(如用尿液检测微量蛋白、尿糖、尿酸等)的需求,比传统的光学检测精度更高,速度也更快。 /p p   目前,芯极已自主研发了多款研发分析原位芯片、应用原位芯片和多功能原位电子显微镜样品台,并将原位芯片技术应用于医疗检测、生物分析、环保检测等领域。合作伙伴包括华大基因、复星医药、美国加州大学伯克利分校、南京大学、厦门大学等业内领军企业和高校。 /p p   值得一提的是,芯极已与中美尖端的MEMS加工平台长期稳定地合作,并计划分阶段将芯片生产平台全部引入厦门,进而打造芯片产业链。据悉,原位芯片的主要材质是硅,表层覆盖纳米级氮化硅薄膜,关键加工工艺目前仍被美国垄断,如果把生产平台引入国内,将具有里程碑的意义。 /p p   【幕后】 /p p   大学时同住厦大“芙一” 相约做有情怀的创业者 /p p   有趣的是,芯极的三位创始人是大学室友,他们是厦门大学化学系99级学生,住的宿舍就是知名的“芙蓉一”。 /p p   创办芯极的想法,最初源于学霸室友廖洪钢的回国任教。这位“80后”教授的履历令不少人佩服:他是中美联合培养的博士,在美国劳伦兹· 伯克利国家实验室担任副研究员期间,完成了原位液体透射电镜的开创性研究,其相关研究成果多次发表在美国《科学》等世界顶级刊物上。2014年,廖洪钢入选国家“千人计划”青年人才,随后回到母校厦门大学化学系工作。 /p p   “中国有能力也有市场培育原位芯片的成长土壤,甚至打破美国芯片出口垄断,研发和制造出品质、性能更优的原位芯片。”对于廖洪钢来说,留美还是回国并不是一个需要纠结的问题,他希望为我国原位芯片研究做贡献,缩小与国外的差距。 /p p   回国后不久,新的问题摆在廖洪钢眼前——如何让原位芯片生产及原位电镜技术等科研成果走出实验室。毕竟,这项技术的时间窗口期也就最近这几年,科研成果转化宜早不宜迟。他和大学室友邱晓滨、欧阳亮聊起了这个问题,三位老同学一合计,决定干脆自己组建团队,让科研成果在厦门落地。 /p p   于是,2016年年底,芯极在厦门成立,而后在政府引导扶持下入驻集美区高校创新创业园。团队分工明确:廖洪钢主攻科研,曾在知名新材料公司担任高管的邱晓滨负责运营,有过多年贸易经验的欧阳亮负责市场。廖洪钢的导师孙世刚院士也十分支持学生的想法,担任芯极的顾问。 /p p   大学室友创业,自然默契十足。三人发挥所长,一方面潜心科研,另一方面链接商业资源,拓展应用。很快,芯极研发的原位芯片打入市场,价格比进口芯片低50%。许多客户听说了芯极,“打飞的”来厦门谈合作。 /p p   当然,也有烦恼的时候。原位芯片研究周期长,投入大,主要靠三人自筹资金维持。好消息是,今年初芯极成功入选我市第十批“双百计划”,并获得集美区创新创业启动扶持资金。 /p p   一同经历了纯真年代,如今又携手创业,三位老同学感慨说,同学情谊编织的创业梦坚不可摧,他们想做“有情怀的创业者”,希望在深耕原位芯片研究的基础上,打造世界顶级的科研、医疗、生物、环保全产业链,利国利民。 /p
  • 我国实现LED芯片生产核心设备MOCVD国产化
    12月12号,中国首台具有世界先进水平的大型国产MOCVD设备发运庆典在张江高新区核心园举行。张江高新区管委会副主任侯劲及工信部、市经信委、浦东新区、常州等有关领导和5家客户出席了发运庆典仪式。   作为LED芯片生产过程中最为关键的设备,MOCVD的核心技术长期被欧美企业所垄断,严重制约了中国LED产业的健康发展。中晟光电设备(上海)有限公司于今年初1月18日成功实现了拥有自主创新知识产权的具有世界先进水平的大型国产MOCVD设备下线,仅用了10个月时间,又完成了工艺的开发和设备进一步的改进优化,完成了设备产业化生产必备条件与设施的建立 在此基础上又完成了4家客户的多次实地考察,亲临操作设备和验证各项工艺。   客户充分肯定了中晟设备的技术方向和设计上的世界先进性,也对设备用于大规模生产提出了进一步改进的建设性要求。使该设备同时具有目前世界上最高的系统产能、最低的外延生产成本、良好的波长均匀性、大规模外延生产所需的各项关键性能等4项核心的差异竞争力。这次我国首台具有世界先进水平的大型国产MOCVD设备成功发运,不仅标志着在实现中国大型MOCVD设备国产化战略目标的征途上,中晟迈开了具有里程碑意义的一步,而且充分体现了中国有能力在高端装备领域实现跨越式的发展。   中晟管理团队表示,首台MOCVD设备的发运还仅仅是一个阶段性成果。虽然MOCVD设备长期被垄断的局面已经打破,但在实现MOCVD设备国产化战略目标的征途上还将面临各种挑战,要不断提高性能以满足客户的需要,并在市场上得到的检验与认可。
  • 我国生物芯片行业发展应“巧借东风”
    将几滴血液滴在指甲大小的生物芯片上,6个小时就能检测出重度先天性耳聋、药物性耳聋等与聋病相关的9个基因位点。聋人在检测后可以了解致聋原因,亦可通过卡片比对大大降低生育耳聋后代的风险。近日,中关村2011年十大技术创新成果揭晓。其中,“九项遗传性耳聋基因检测试剂盒”获得了不少关注。   这项惠民利民的创新成果所依靠的关键产品是生物芯片,依靠这一自主研发的国际先进水平的生物芯片,制造该基因检测试剂盒的博奥生物有限公司已经实现了年收入2亿元。近期,国家知识产权局专利局光电技术发明审查部关注生物芯片产业,制成了《生物芯片专利分析报告》(下称《报告》)。专家在报告中建议,国内企业要在生物芯片的核心技术上占据优势,必须借助本国的行业优势,加强跨领域合作,集中力量进行技术突破。   全球背景   各擅胜场,无人“十项全能”   生物芯片技术是一项新兴的多学科交叉的技术,已经广泛应用于基因表达研究、功能基因组研究、蛋白质组研究、临床疾病诊断、药物筛选等前沿领域,可以产生巨大的经济效益。但是,生物芯片产业的技术复杂、投资巨大、研究周期极长,美、英、德、日等国家的实验室和公司在争相进入该领域进行研发之后,也加大了在专利方面的保护和投入力度。   “中国生物芯片公司应认清和把握国际生物芯片研究和产业化进程中的技术阶段,了解世界生物芯片领域内的技术热点,特别是主要公司的发展方向、研发状况、专利申请状况等。”课题组负责人告诉中国知识产权报记者,“这对中国的生物芯片公司选取合适的研发方向、合理的研发应用策略和技术合作策略,避免低水平的重复研发有着重要意义。”   《报告》指出,生物芯片技术通常可分为芯片制作技术、样品处理技术、生物分子反应技术、反应信号检测技术、数据处理技术和生物芯片应用六大部分。在全球申请人中,日本精工爱普生、美国基因公司、日本尼康公司、日本佳能公司、美国安捷伦公司、美国昂飞公司等企业占据了申请量排行榜前列。   由于生物芯片包含各种各样的分支技术,所以申请量排名靠前的企业也并非“十项全能选手”,而是各擅胜场。在光导合成制备生物芯片技术方面,尼康公司和昂飞公司的专利申请量突出——后者是世界第一家专门生产生物芯片的公司 微流控芯片制作方法与设备中,美国加州大学、加州理工学院和哈佛大学均位于前十,说明研究机构就该领域的研发仍起着一定先导作用。此外,卡钳生命科学公司在微通道技术和电泳芯片技术、昂飞公司在样品处理和生物芯片测序应用技术、三星公司在微阀技术和系统集成技术、基因公司在生物芯片的诊断应用方面、皇家飞利浦公司在样品处理和系统集成技术上均有不俗的专利实力。   国内现状   群雄逐鹿,机遇挑战并存   《报告》课题组经检索与筛选,被选入生物芯片样本的中国专利申请共有3439件,来自中国申请人的专利申请占总量的66%,日本、美国其次,各占12%与10%。在所有的生物芯片中国专利申请中,芯片制作技术占67%、信号检测技术占13%、生物分子反应技术占12%,其余技术包括样品处理、数据处理和外围设备。   生物芯片中国专利的主要申请人中,精工爱普生总申请量最多,其次是皇家飞利浦公司、三星公司、佳能公司、昂飞公司。排名前20位的中国申请人有16位,其中12家为大学和研究机构,仅有的4家企业是:博奥生物有限公司、天津生物芯片技术有限责任公司、上海生物芯片有限公司、上海裕隆生物科技有限公司。   课题组负责人告诉中国知识产权报记者:“来自其他国家和地区的申请人中,很多公司并非专门做生物芯片研究,如排名前列的还有日立公司、索尼公司等。他们大都是知名公司,利用了自身的财力和已有的技术优势,结合生物芯片技术,从而涉足生物芯片领域。”   “我们选取了8个技术分支作为分析对象。”课题组负责人向记者介绍,“发现在华申请中主要以芯片制作技术的申请为主,而近年来微流控芯片得到广泛应用,包含电泳芯片在内的生物芯片反应用途技术也有一定的申请量。此外,样品处理技术由于直接影响生物芯片检测的灵敏性和特异性而得到了较多的关注。”   报告提供的数据显示,在微阵列制备方法和设备上,东南大学、清华大学、上海交通大学和博奥生物占有一定优势。在国外申请人中,皇家飞利浦公司、三星公司的专利申请都涉及多个技术分支。   中国申请人向国外提交的专利申请则集中在生物芯片产业的上游和中游技术,其中芯片制作与样品处理相关的申请量总共占据66%。“探针”、“样品的提取与纯化”是申请量最多的二级技术分支。   专家建议   结合优势,进行技术突破   《报告》指出,生物芯片的应用是生物芯片发展的目的所在,在《报告》所分析的诊断应用和测序应用中,来自美国申请人的专利占据绝对地位,说明美国企业在生物芯片领域的产业化道路上已走在各国之前。   “在生物芯片领域,无论国内国外,合作申请均占有比较重要的地位。这与生物芯片技术本身就是生物学、微电子学和化学等多学科交叉的技术密切相关。”课题组负责人向记者介绍,世界主要申请人中,美国的昂飞公司、卡钳生命科学公司都专注于生物芯片领域,前者掌握着光导原位合成制备技术中的大部分关键技术,后者在微流控芯片领域占据绝对优势。日本许多著名的光学仪器公司利用其自身技术优势,在2000年之后纷纷进入生物芯片研究领域。   “到目前为止,没有哪个国家或公司能够在生物芯片的所有环节上占据绝对优势,因此这对于我国生物芯片行业来说是一个机会。”课题组负责人表示,“从国际上的经验来看,要想在生物芯片核心技术上占据一定优势,必须借助本国行业的优势。最典型的例子就是日本,美国昂飞公司已经垄断了光导合成技术,而日本一些著名企业利用了其在精密仪器和光学检测方面拥有的强大技术优势,如尼康公司对光原位引导合成方面进行了很好的改进,就在生物芯片领域占据了一席之地。”   该负责人说:“我国可以将技术上占优势的产业和技术与生物芯片行业结合起来。例如清华大学在机电技术和光学检测技术,东南大学在微电子技术方面具有较强的实力,企业可以利用这些优势,‘借’来‘东风’,集中在生物芯片加大研发力度,力争在关键技术中有所建树,改善现有的部分生物芯片企业自主研发滞后、主要依靠简单技术引进的局面。”   《报告》还发现了一些有趣的现象:尽管昂飞公司等申请人拥有了较多的基础专利,但后来不断涌现的申请人中,很多公司采取外围专利战略,也达到了很好的效果。“各技术分支的发展程度并不一致,垄断程度有高有低,例如在样品处理领域,没有哪一方占据绝对优势,而分析发现我国在这一领域具有一定技术能力,若能集中资金和研发资源,还是有可能突破核心专利的。”课题组负责人表示。
  • 新型生物芯片技术助力药物研发
    新药的上市,真的经历了九九八十一难,从使用体内模型进行的临床前研究,再经过漫长的三期临床试验,药物开发的成本成倍增加。除了增加经济负担外,在三期临床试验阶段,由于体外实验的不可预测性,导致药物吸收、排泄等问题,因此淘汰了许多具有潜在疗效的化合物,实在是可惜。为了提高临床前体外试验的可预测性,目前制药公司实施复杂的3D生物学系统,例如多细胞球体和类器官技术,模仿人类病理、生理学,以尽早剔除不合适的药物,缩短药物研发的周期,减少成本。  近日,来自澳大利亚维也纳科技大学的Mario Rothbauer和PeterErtl课题组研究人员在《Advancedscience》上发表了题为“AMicrofluidic Multisize Spheroid Array for Multiparametric Screening ofAnticancer Drugs and Blood–Brain Barrier Transport Properties”的研究成果。该研究建立一种微流体平台可用于生产和测量复杂的多尺寸球体,加速先进的体外模型的优化和筛选方案,并最终提高基础和临床前生物医学研究的预测准确性的兼容性、可用性和通量。  为了评估特定的几何特征是否能精确控制可重复、大小一致的单个多细胞球体的形成,研究人员确定了多种尺寸,对各种孔状和几何形状进行了研究。通过基于“微透镜”的光学特征,透明的半球形微孔设计非常适合在微流体球体阵列中形成特定的大小、几何特征以及相似位置的球体。  研究人员利用微流体多尺寸球体阵列的自动倾斜运动,通过重力诱导的双向流体循环来实现细胞培养基的供应和连续灌注。这种无泵流动策略的优点是:1)可通过改变倾斜角度和速度来调整流量曲线 2)可减少气泡的形成 3)可模拟血液循环的特性。由于重力驱动的灌注可导致微通道内的流速分布快速变化,研究人员在每个介质容器下方还嵌入了限流器,以增加微流体通道的水力阻力,从而被动地控制流速。无泵重力驱动的流动能够调整空腔和椭球内部的流速,这最佳细胞培养条件所必需的。  由于组织类型和生长的差异可能导致多个球状细胞系培养物之间的评估不一致,因此密度对于描述球状体大小和细胞生长至关重要。结果显示,通过改变初始细胞接种密度,可以准确地形成多种球体尺寸,使用微流控多尺寸球体阵列可以轻松评估细胞系特异的生长差异。并且,微流体球体阵列系统能对关键的球体参数(如形态、代谢活性和低氧)进行多参数预筛选,从而最终揭示出细胞类型、球体大小和特定时间的差异。  随后,研究人员发现球体的尺寸与药物组织扩散和抗癌性相关。并且,BBB球体芯片模型可作为一种新型的细胞培养工具。  简而言之,该研究建立的微流体平台作为一种新型的芯片技术,可用于生产和测量复杂的球体,加速体外模型的优化和筛选方案,并最终提高基础和临床前生物医学研究的预测准确性的兼容性、可用性和通量。该系统非常适合用于药物研究,研究人员表示已经在申请专利,并且与多家制药公司进行洽谈。
  • “大规模光子集成芯片”结题总体验收会议召开
    2023年7月25日,中国科学院西安光机所赵卫研究员牵头负责的中国科学院基础与交叉前沿科研先导专项(B类)“大规模光子集成芯片”结题总体验收会议在西安光机所召开。   验收专家组由11位专家组成,郝跃院士任组长。发展规划局陶宗宝副局长介绍了先导专项背景和总体验收工作要求,白雪瑞副处长介绍了总体验收工作具体安排。朱文武教授、程亚利高级会计师、张静副研究馆员分别介绍了科技目标与科技管理、财务、档案分项验收情况。专项首席科学家赵卫研究员汇报了专项实施和管理的整体情况。   专家组在深入了解专项各方面情况,经质询和讨论后,认为该专项按照实施责任书规定的任务,圆满完成了研究目标,取得了显著成效,同意通过总体验收。专家组建议研究所聚焦国家战略需求和科学前沿重大问题,加快研究攻关,保持和扩大我国在该领域的优势。   中国科学院前沿科学与教育局、发展规划局、条件保障与财务局等部门有关人员和专项依托单位、各级任务承担单位代表近30人参加了总体验收会议。
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