传感新品
【东北师范大学:研究一种用于对映选择性识别多巴的多孔有机笼电化学传感器】
手性是自然界和生物体中普遍存在的一种特性,确定手性分子的构型具有重要意义,不仅有助于了解生物体的活动,而且对药物病理研究、环境可持续发展和人类健康也具有重要意义。由于对映体分子相似性高,快速识别分子手性一直是一个难题。近年来,关于手性传感器的研究越来越多,其中,具有快速、灵敏、成本低等优势的电化学传感器成为手性传感器中的一颗新星。本研究利用原位封装C60的手性多孔有机笼作为主体材料,对玻璃碳电极进行修饰,构建了电化学手性传感器C60@PAC-2/GCE,可高灵敏、高稳定性的测定L-3,4二羟基苯丙氨酸(DOPA)对映体。
作者在 PAC-2 合成过程中原位引入C60 获得了 C60@PAC-2 的黑色晶体,傅里叶变换红外光谱 (FT-IR) 显示其在 1599 cm-1 和 1571 cm-1 处有分别对应于 C=O 键和 C=C 键的特征峰。将具有优异光伏特性的C60与PAC-2结合能提高电化学传感器材料的光转换效率。作者记录了C60、PAC-2、PAC-2和C60的机械混合样品(MIX)以及C60@PAC-2的光电流(图1b),结果表明,单独的C60和PAC-2的光电流响应约为240 nA,而MIX的光电流增加到322 nA,与PAC-2相比提高了34%。此外,对于C60@PAC-2,富勒烯在晶格内的均匀分布使两者之间的能量传递更紧密,其光电流响应与PAC-2相比提高了65%,这表明 C60是共晶体系中 PAC-2 的有效敏化剂。
通过电化学阻抗谱 (EIS)研究了传感器的电化学性能以及工作电极和溶液之间的界面行为(图 1c),并且为了进行比较,作者以 PAC-2/GCE的性能作为对照。通过计算得到PAC-2的电荷转移电阻 (Rct)约为1940 Ω,而C60@PAC-2与其相比降低了64.2 %,这可能是因为富勒烯的加入增强了电荷转移和电化学性能。然而,MIX 的 Rct 没有明显的下降,这表明 C60@PAC-2 中发生了更有效的电荷转移过程,而非两种物质的简单混合。
图 1 (a) C60@PAC-2/GCE 制备示意图;(b) C60、R-PAC-2、C60@PAC-2 和 Mix 的瞬态光电流响应;(c) R-PAC-2、Mix 和 C60@R-PAC-2 的 EIS 光谱。
为了评估 C60@PAC-2 识别底物的能力,作者以 C60@PAC-2/GCE、C60/GCE、MIX/GCE 和 PAC-2/GCE 为工作电极,通过差分脉冲伏安法 (DPV) 检测 PBS 溶液中的 D-3,4-二羟基苯丙氨酸 (DOPA, 0.1 mM)。如图 2a 所示,C60@R-PAC-2在D-DOPA中表现出比在L-DOPA中更大的峰电流。C60@ R-PAC-2 与手性底物之间的弱非共价相互作用在峰电流中起主要作用,而D-DOPA更易与 C60@R-PAC-2 相互作用,因此识别后会产生更高的氧化性能,但是当手性构型不匹配时,分子间的相互作用会受到阻碍,导致峰电位变大,峰电流变小。
图 2 含 0.1 mM D-DOPA 或 L-DOPA 的 0.01 M PBS 溶液中 (a) C60@R-PAC-2 和 (b) C60@S-PAC-2 的 DPV。
为了评估传感器的性能,作者在PBS溶液中用DPV分析法对不同浓度的D-DOPA和L-DOPA(30~1000 mM)进行了手性识别(图3a)。对于C60@R-PAC-2/GCE,虽然峰电流随着D-DOPA或L-DOPA浓度升高而不断增加,但是在所有浓度下D-DOPA的峰电流都高于L-DOPA,且峰电流与D-DOPA或L-DOPA的浓度呈线性关系。灵敏度定义为氧化电流与浓度之间线性关系的斜率,而D-DOPA的斜率(6.843 mA mM-1)大于L-DOPA的斜率(2.742 mA mM-1),这表明D-DOPA识别的灵敏度高于L-DOPA。在低浓度下,C60@R-PAC-2/GCE识别效率约为2.5,仍具有识别能力。此外,测得 C60@R-PAC-2对D-DOPA或L-DOPA的检测限(LOD)分别为0.2 mM和2.4 mM(图3a)。同样,C60@S-PAC-2/GCE 对 L-DOPA 的氧化电流大于 D-DOPA(图 3b),其对 D-DOPA 或 L-DOPA 的 LOD 分别为 2.8 mM 和 0.1 mM(图 3b)。
图 3 (a)C60@R-PAC-2和(B)C60@S-PAC-2电极在0.01 M PBS溶液中峰电流(左y轴)和识别效率(右y轴)随不同浓度的D-DOPA或L-DOPA的变化。
随后,作者在常见离子Co2+、Zn2+、Cu2+、Na+、K+的干扰下评估了手性电化学传感器的抗干扰能力(图4)。将0.005 mM上述干扰离子加入到0.01 mM D-DOPA和L-DOPA溶液中,K+和Na+、对C60@R-PAC-2/GCE手性识别选择性几乎没有影响,而其他干扰离子则降低了识别能力。作者推测这主要是因为Co2+、Zn2+和Cu2+与C60@R-PAC-2的配位作用较K+和Na+强,影响了C60@R-PAC-2与手性底物的相互作用,从而降低了识别能力。此外,为了进一步证明C60@R-PAC-2/GCE的抗干扰性能,本研究还引入了一些有机分子,如酪氨酸(Tyr)、甘醇酸(MA)、多巴胺(DA)。结果显示,与DOPA相似的DA会影响识别,而Tyr和MA的加入几乎不影响C60@R-PAC-2/GCE对DOPA的识别效率。
图4 手性传感器C60@R-PAC-2在干扰离子存在下的检测性能。
综上所述,作者制备了一种基于C60封装多孔有机笼的电化学手性传感器,其可用于检测手性多巴分子,即在GCE电极上修饰对映体富勒烯@PAC-2实现手性多巴的手性传感。电化学测试表明该传感器具有优异的检测性能,检测限为2.8 mM。该化学传感器还表现出显著的抗干扰能力、识别稳定性以及可重复性。本研究拓宽了低密度、无金属多孔有机笼在电化学领域的应用,也为电化学传感器的设计和多孔有机笼的应用研究提供了新的思路。
传感动态
【拟融资金额12亿元!广东正扬传感科技股份有限公司IPO已问询】
广东正扬传感科技股份有限公司(简称“正扬科技”)深主板IPO已问询。据了解,正扬科技IPO保荐机构为华泰联合证券有限责任公司,保荐代表人为杨铭、叶余宽,拟融资金额12亿元。
上市进程显示,2023年3月3日,正扬科技IPO获深交所受理,2023年6月28日新受理,2024年6月29日已问询,2024年3月31日中止。
资料显示,正扬科技成立于2004年9月,公司法定代表人及董事长均为顾一新,公司主要从事一般项目:机械零件、零部件加工;机械零件、零部件销售;电子产品销售;五金产品研发;五金产品制造;五金产品批发;塑料制品制造;塑料制品销售;塑料包装箱及容器制造;汽车零部件研发;汽车零部件及配件制造;汽车零配件批发;智能车载设备制造;智能车载设备销售;电子元器件与机电组件设备制造;电子元器件与机电组件设备销售;碳减排、碳转化、碳捕捉、碳封存技术研发;新兴能源技术研发;软件开发;软件销售;数据处理服务;智能控制系统集成;专业设计服务;工程和技术研究和试验发展;电子、机械设备维护(不含特种设备);技术服务、技术开发、技术咨询、技术交流、技术转让、技术推广;技术进出口;货物进出口。(除依法须经批准的项目外,凭营业执照依法自主开展经营活动)。
截止2023年12月26日,正扬科技主要股东包括:Westwood Merchandise Co., Ltd持股比例63.01%、正昇(东莞)企业管理咨询有限公司持股比例27.20%、嘉兴致家叁号创业投资合伙企业(有限合伙)持股比例1.71%、深圳博众信合致扬创业投资合伙企业(有限合伙)持股比例1.36%、东莞正益企业经营管理合伙企业(有限合伙)持股比例1.35%。
【我国科学家实现激光雷达系统研制重大突破】
近日,中国科学技术大学科研团队在相干测风激光雷达方面实现重大突破,首次实现3 m和0.1 s的全球最高时空分辨率的高速风场观测。该成果日前在国际学术期刊《光学快报》上发表。
米级分辨率的大气风场探测在航空航天安全、高价值目标保障、数值天气预报等方面具有重大意义。为了获取3 m和0.1 s时空分辨率的风场,需再提高现有激光雷达信号检测灵敏度2个数量级以上。科研团队通过在激光光源、光学收发系统、高速数据采集电路和数据处理算法上对激光雷达进行全面优化,提出一种新的反演算法,大大提高了风场反演精度和稳健性,最终实现了一套全国产化的“产品级”测试样机,具有人眼安全、设备轻便(整装设备40公斤)、工作稳定、环境适应性强等特点。
为进一步测试雷达观测性能和环境适应性,科研团队利用该雷达在高铁站实地测量了高速列车尾流中的风场结构。雷达在无人值守下连续稳定工作超过100 h,获得了3 m和0.1 s高时空分辨率下的350 km/h的高铁尾流连续观测。
【储备数字化人才!西门子全球研发新布局“落子”大湾区】
6月26日,西门子运动控制研发创新中心(深圳)在深圳正式投入运营。
西门子运动控制研发创新中心(深圳)也是西门子数字化工业集团在粤港澳大湾区设立的首个集硬、软件研发为一体的创新机构,旨在推动运动控制技术的创新研发与成果转化,为全球客户研发、测试新一代运动控制系统。
“运动控制系统是制造设备的中枢神经和肌肉,是实现智能制造的关键环节。西门子在运动控制领域深耕40余年,高度重视这一领域的创新研发。”西门子运动控制业务亚太区总部总经理Frank Golueke表示,“粤港澳大湾区是全球最具经济活力的区域之一,也是高水平科创人才高地。将运动控制业务的研发创新中心设立于深圳,能够更好地利用当地人才及区位优势,精准、快速地响应客户需求,为中国乃至全球工业‘智改数转’注入活力。”
西门子运动控制研发创新中心(深圳)是西门子运动控制全球业务亚太区总部的重要组成部分,拥有专业的软硬件开发团队,能够综合应用数字孪生等数字化技术,大幅提升产品开发各环节的效率和技术水平。
该中心部署了专业的系统测试实验室,可满足各类测试和认证需求,实现运动控制软件的高效研发与快速验证。
作为西门子全球研发布局的新成员,西门子运动控制研发创新中心(深圳)将主导传动产品的低碳化设计,支持全球多家西门子工厂产品的研发工作,助力中国及全球客户提升在运动控制领域的技术竞争力。将提供更多科创岗位,为中国工业挖掘、培养、储备更多数字化创新型人才提供支撑。
【SK 海力士计划 2028 年前投资 103 万亿韩元押注 AI,约 80% 用于 HBM 内存芯片】
6 月 30 日消息,据彭博社报道,SK 集团今天发表声明,SK 海力士计划在 2028 年前投资 103 万亿韩元押注 AI 人工智能领域,其中约 80%,即 82 万亿韩元(当前约 4325.5 亿元人民币)将用于 HBM 内存芯片。
此外,SK Telecom 和 SK Broadband 也将在其数据中心业务上投资 3.4 万亿韩元(当前约 179.35 亿元人民币)。
据介绍,该计划是在 SK 集团董事长崔泰源和大约 20 名高层管理人员召开年度战略会议,进行了长达 20 个小时的马拉松式讨论,探讨该集团的发展方向后提出的。
SK 集团的目标是到 2026 年,通过运营和业务改革获得 80 万亿韩元(当前约 4220 亿元人民币)的收入,在三年内确保 30 万亿韩元(当前约 1582.5 亿元人民币)的自由现金流,将债务股本比控制在 100% 以下。
声明称,该集团去年亏损 10 万亿韩元(当前约 527.5 亿元人民币),预计今年将实现税前利润 22 万亿韩元(当前约 1160.5 亿元人民币),目标是在 2026 年将税前利润提高到 40 万亿韩元(当前约 2110 亿元人民币)。
审核编辑 黄宇
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