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傳感新品

【中國科學院地化所：基于生物傳感器的土壤重金屬檢測系列新方法】

傳統重金屬檢測方法依賴大型儀器，需要復雜繁瑣的前處理過程、高昂的檢測成本和較長的檢測周期。同時，傳統檢測方法面臨著靈敏度不高和智能化程度低的問題。因此，亟需建立高靈敏度及智能化重金屬檢測方法，以彌補傳統方法的不足。生物傳感器是快速檢測方法，具有響應迅速、成本低、靈敏度高及便于攜帶等優點，可以較好地克服傳統檢測方法的局限，在重金屬簡單、快速、高靈敏檢測方面頗具應用前景。

中國科學院地球化學研究所環境地球化學國家重點實驗室研究員劉承帥團隊與廣東省科學院生態環境與土壤研究所研究員陳俊華等，建立了以功能核酸為分子識別元件的重金屬生物傳感器，實現了對重金屬的超靈敏、智能化快速檢測，并構建了土壤有效態重金屬檢測新方法。

該團隊建立了DNA網狀納米結構生物傳感器，實現了對土壤重金屬的超靈敏檢測?？蒲腥藛T創新性地以雙莖環DNA探針為自組裝元件。當反應體系存在待檢重金屬（以鈾離子為例），釋放的核酸片段可激活DNA組裝，經過多重循環的核酸雜交及鏈置換反應，形成DNA網狀納米結構的熒光生物傳感器。該熒光生物傳感器對鈾離子的檢測線性范圍為10 pM到1 mM，檢測限為2 pM，可實現對土壤樣品中痕量鈾污染的超靈敏檢測。該熒光生物傳感器操作簡單、響應迅速、信號擴增效率高效，為土壤重金屬的超靈敏檢測提供了新方法。

該研究建立了分子邏輯門生物傳感器，在分子水平上實現了重金屬的智能化檢測。研究以有效態鉛和有效態鎘兩種重金屬為目標物，基于二進制原理，以0和1對重金屬進行編碼，以功能核酸為重金屬分子識別元件，通過核酸并行運算和雜交反應，構建了多種分子邏輯門生物傳感器，包括OR、AND、XOR、INHIBIT、半加器、半減器等。在生物傳感邏輯運算中，0表示檢測體系中不存在有效態鉛或鎘；1表示檢測體系中存在有效態鉛或鎘。以FAM和Cy5進行雙通道熒光標記，根據真值表排布，不同的重金屬組合會產生不同的熒光輸出信號，從而在分子水平上為重金屬的智能化檢測提供了一套新的傳感體系。

該工作建立了DNA熒光生物傳感器，實現了對土壤有效態重金屬的免萃取、簡單、快速檢測。目前，土壤有效態重金屬檢測方法較多，如BCR法、Maiz三步連續提取方法、Tessier五步連續提取法、DTPA-CaCl2法等，但適用條件等存在爭議。例如，強酸強堿等化學試劑介導的重金屬萃取難以反映土壤中有效態重金屬的真實含量。同時，這些方法需要連續多步的萃取分離過程，步驟繁瑣且耗時較長。因此，探索構建無需消解萃取且可真實反應土壤中有效態重金屬含量的快速檢測方法具有重要意義。

該團隊以生命體基元DNA為有效態重金屬識別探針，通過DNA識別、切割以及信號轉換，構建了DNA熒光生物傳感器，實現了對土壤有效態重金屬（鉛、鎘、銅等）的快速檢測。該方法操作簡單、無需復雜的連續萃取過程，同時，DNA探針混合即可檢測，響應迅速，方便現場快速分析。該熒光生物傳感器對有效態鉛的檢測靈敏度可達0.2 pM，用于土壤樣品有效態重金屬檢測時，與傳統DTPA-CaCl2法相比，誤差小于10%，具有高靈敏度和高特異性，可滿足復雜樣品中有效態重金屬檢測需求。

（A）DNA網狀納米結構生物傳感器檢測重金屬原理；（B）原子力顯微鏡表征組裝的DNA納米結構；（C）檢測限和檢測靈敏度分析

（A）分子邏輯門生物傳感器用于有效態重金屬的智能化檢測；（B）半加器分子邏輯門生物傳感器結果；（C）半減器分子邏輯門生物傳感器結果；（D）半加器分子邏輯運算真值表；（E）半減器分子邏輯運算真值表

（A）DNA熒光生物傳感器用于有效態重金屬檢測原理；（B）有效態重金屬檢測靈敏度分析結果

傳感動態

【英飛凌向日月光出售位于菲律賓甲米地和韓國天安的生產基地， 加強雙方戰略合作關系】

英飛凌科技股份公司（FSE代碼：IFX/ OTCQX代碼：IFNNY）和日月光投資控股股份有限公司（TAIEX代碼：3711/ NYSE代碼：ASX）近日宣布簽署最終協議。根據協議，英飛凌將其位于菲律賓甲米地和韓國天安的后道生產基地出售給領先的獨立半導體組裝和測試制造服務提供商——日月光的兩家全資子公司。這兩家工廠目前以英飛凌科技制造有限公司菲律賓分公司（甲米地）（Infineon Technologies Manufacturing Ltd. – Philippine Branch (Cavite)）和英飛凌科技功率半導體技術有限公司（天安）（Infineon Technologies Power Semitech Co., Ltd. (Cheonan)）的名稱運營，并將分別被ASE Inc和ASE Korea Inc.收購。此次交易完成后，日月光將保留工廠現有員工并進一步發展兩座工廠，以便為多家客戶提供支持。因此，日月光和英飛凌還簽訂了長期供應協議，英飛凌將繼續獲得既定服務以及為新產品提供的服務，在支持其客戶的同時履行當前承諾。

英飛凌的制造戰略采取內部制造與外部制造相結合的平衡運營布局，是支撐公司利潤增長的重要支柱。英飛凌和日月光將把甲米地和天安的產量集中于一個新東家名下，并為整個行業提供優質的制造服務，充分發揮雙方協作潛力，為兩家公司帶來巨大的增長潛力。

英飛凌科技執行副總裁兼后端運營負責人Alexander Gorski 表示：“甲米地和天安兩座工廠都擁有能力出眾的優秀團隊，并且長期堅持最高質量標準。多年來，日月光一直是英飛凌值得信賴的戰略合作伙伴，我們相信，它將成為兩座工廠優秀的新東家，繼續沿著這條成功之路前進，并進一步提升這兩家工廠的實力。此次將工廠出售給日月光與英飛凌的制造戰略相吻合，不僅能夠發揮雙方的協作優勢，還能在提高供應鏈彈性的同時實現進一步增長?！?/p>

日月光首席運營官吳田玉博士表示：“汽車和功率管理市場都是日月光的戰略重點領域。此次收購英飛凌在甲米地和天安的工廠，標志著日月光與英飛凌建立長期戰略合作伙伴關系的堅定承諾，共同開發與未來發展機遇相匹配的后道制造解決方案。借助英飛凌在汽車和功率半導體領域的市場領先優勢以及日月光在后道半導體制造領域的領導地位，此次合作將為從產品公司一直到終端消費者的整個生態系統創造出雙贏的解決方案?！?/p>

英飛凌科技功率半導體技術有限公司是一座擁有約300名員工的后道生產基地。該工廠位于首爾以南約60英里的韓國天安市。英飛凌科技甲米地公司是一座擁有900多名員工的后道生產基地，位于菲律賓發展最快、工業化程度最高的省份之一。

預計該交易將于2024年第二季度末完成，屆時將滿足所有待定的交易條件。

【激光雷達成“考古神器”！大疆禪思L2發現南陽古城遺址】

3月1日消息，大疆官方發文稱，近期，西北大學文化遺產學院聯合大疆行業合作伙伴陜西凌越航空，調查南陽古代遺址。

項目組經過綜合考慮，選用大疆經緯M300 RTK 搭載禪思L2激光雷達，對南陽地區的博望故城、金湯寨古城、梁城、方城、圣井寺古城和棘陽城進行調查，最終成功發現古城遺址。

據了解，古代城址常常隱藏在人跡罕至的深山密林，或被現代建筑覆蓋無法直接發現，還有一些被損毀的遺址，只留下細微的地貌起伏，通常難以被肉眼或常規儀器觀測到。

而無人機搭載激光雷達，能夠很好地解決這一難題：不僅可以有效重建微地貌特征，而且能穿過植被獲取地面信息，發現潛在的遺跡。

在此次南陽古城，項目組使用DJI Pilot 2 App自動生成面狀航線，設置飛行高度130m，航速8m/s，旁向重疊率30%，采樣頻率240 kHz，五回波重復掃描。

該參數下點云密度平均150點/㎡，相當于每8cm就有1個點云數據，點云密度高，滿足考古基礎資料的密度要求。

項目組表示，如果采用傳統人工調查的方式，所有林下的城墻遺跡勘測均需人工配合全站儀進行測量，每個城址至少需要5-6小時，且數據為矢量點，缺乏完整的數字高程模型和三維模型，地表起伏較小的遺跡無法感知。

而使用無人機搭載激光雷達僅需2人，每個城址僅需30-60分鐘，作業效果大幅提升

【英特爾擬推動FPGA芯片部門獨立上市】

完成收購近9年后，英特爾再次推動旗下FPGA（現場可編程陣列，一種可編程芯片）業務部門獨立，并有意于未來上市。

3月1日，英特爾宣布成立全新獨立運營的FPGA公司“Altera”，Sandra Rivera擔任新公司首席執行官。根據聲明，新公司Altera將瞄準通信、云、數據中心、嵌入式、工業、汽車等應用市場，并積極整合AI軟件，滿足未來的AI推理需求。

英特爾稱，計劃在保持在Altera中控股地位的同時，引入投資，出售其一部分股份，在2-3年內時機成熟時，推動Altera進行IPO。不過，最終IPO的相關決定將取決于市場條件，仍具不確定性。

FPGA是一種高度靈活性的芯片，在制造完成后可以重新編程。常用于5G電信基礎設施、軍事通信和雷達系統。傳統芯片處理通用數據的能力強，但加速能力不夠，對人工智能、5G通信、高性能存儲，需要有針對性的處理能力，即FPGA。目前，AMD和英特爾在FPGA制造領域占據主導地位。

實際上，英特爾的FPGA業務是在前CEO科再奇領導期間，在“以數據為中心”戰略下的一系列收購中組建而來——2015年，英特爾以167億美元收購當時第二大FPGA公司Altera，建立了FPGA業務。此次新公司獨立，外界視為原Altera品牌再次“回歸”。

一度，來自舊Altera公司的FPGA技術資產幫助英特爾加深了在服務器市場的護城河，具有重要戰略意義。對于拆分FPGA業務的原因，Sandra Rivera告訴界面新聞記者，通過拆分，新公司能夠更靈活、多樣地做出決定，產品組合也更為專注，“我們更專注于FPGA產品組合，而不像過去，廣泛地提供基于CPU，GPU的加速產品。”

以此來看，獨立后的新Altera在產品、戰略上得以“減負”，無需緊隨英特爾步伐。

外界也曾分析認為，過去9年，英特爾并未充分發揮Altera的FPGA業務價值。一方面，FPGA業務在英特爾整體營收中占比偏低，因此未能獲得足夠的重視，也導致部分業務和人員流失；此外，英特爾試圖將FPGA與原有業務整合，這一過程進展并不順利。

FPGA芯片部門獨立，也是英特爾CEO基辛格（Pat Gelsinger）對公司的最新調整。

自上任以來，基辛格對英特爾進行了大刀闊斧的調整。戰略上，基辛格強化了競逐先進工藝節點的方向，并采取了對外開放晶圓代工產能、調整工藝節點命名方式等舉措。此外，英特爾還進行了組織架構調整、剝離出售多項業務等舉措，包括推動旗下Mobileye自動駕駛業務獨立上市、出售向華碩出售迷你電腦NUC業務等。

對于新舊Altera區別，Sandra Rivera解釋，兩者前后處于的市場環境已經大為不同，不管是競爭對手、市場環境，還是技術創新與進步速度等。此外過去FPGA部門曾與英特爾致力于在5G業務中取得取得市場領導位置，在當前AI時代下，新公司的戰略目標也有所變化。

目前，新公司仍處于從英特爾旗下轉為獨立運營的過渡時期。

Sandra Rivera介紹，英特爾正在幫助新公司支持性部門進行轉換與過渡。她預計Altera將在明年1月1日能夠完全獨立運營。

AI是新公司獨立后的一大戰略重點，Sandra Rivera稱，目前來看，機器人、無人機等設備都在尋求增加更多的AI能力。Altera所在的FPGA的潛在機會在于，當計算設備中已經具備FPGA芯片時，可以發揮芯片可編程優勢，在其中添加AI功能實現更多數據加速和處理，而無需考慮添加其它處理器。

Sandra Rivera曾擔任數據中心與人工智能事業部（DCAI）總經理，負責英特爾最重要的服務器芯片業務。對于此次出任Altera首席執行官，她告訴界面新聞記者，當她負責DCAI部門時，第一件事就是把AI寫入部門名稱中，“那時候，我們還沒有人知道關于ChatGPT，或者能想象到過去15個月里將會發生的一切?！?/p>

其言下之意在于，英特爾早在數年前即意識到AI的重要性，并致力于在CPU、FPGA中引入AI能力。Altera同日發布的新產品陣容中，AI就占有大量篇幅。

【位移傳感器工作原理及應用領域】

位移傳感器是什么？位移傳感器又稱為線性傳感器，是一種用于測量物體或結構的位置變化的設備。它可以將物體相較于參考點的位移轉換為電信號輸出，從而實現對物體位置變化的監測和控制。

一、位移傳感器結構與工作原理：

位移傳感器一般由一個測量元件、信號處理電路和輸出端口構成。在其中，測量元件可以采取各種不同的技術，如電阻式、電容式、磁敏式等。信號處理電路則負責將測量元件輸出的模擬信號轉換為數字信號，并進行濾波、放大等處理。

最終，輸出端口將數字信號轉換為可讀取的數據格式，如模擬電壓信號或數字串口數據。

二、位移傳感器有哪些應用領域：

1、工業自動化：

在機械加工、裝配線等領域中，通過安裝位移傳感器來監測機械部件的運動狀態和位置變化。

2、建筑結構監測：

在橋梁、高樓大廈等建筑物中，通過安裝位移傳感器來監測建筑結構的變形情況，以確保其安全性。

3、醫療健康：

在醫療設備中，通過安裝位移傳感器來監測人體肌肉骨骼運動狀態和姿勢變化，以輔助診斷和治療。

4、汽車工程中：

位移傳感器能夠監測車輛的行駛情況，給予準確的數據支持，為駕駛者提供更安全的駕駛環境。

三、位移傳感器的類型也很多元化，如位移電阻、位移光學、超聲波位移傳感器等。

不同種類的傳感器具備不同的特點和應用領域，可以根據實際需求選擇最適合的傳感器，以下簡單介紹一下：

1、電阻式位移傳感器：

是很常見的一種測量元件種類。是利用金屬材料在拉伸或壓縮時產生的電阻值變化來實現對物體位置變化的監測。這種類型傳感器具備響應速度快、精度高等特點，在工業生產自動化領域得到了廣泛的應用。

2、光學式位移傳感器：

是一種基于光學原理完成位置檢測的設備。是利用光源發出光束，并且通過反射鏡或透鏡聚焦到被檢測物體上。當被檢測物體造成細微位移時，反射鏡或透鏡也會隨之造成細微傾斜，造成反射回來的光束造成相應偏差。通過檢查這種偏差值就能夠計算出被檢測物體相較于參考點的位置變化。

3、超聲波位移傳感器：

是一種利用超聲波技術完成位置檢測的設備。是利用超聲波在空氣中傳播時遇到障礙物后會造成反射或折射這一特點，被檢測物體表面發射超聲波，并接受反射回來的超聲波信號。根據超聲波往返時間差就能夠計算出被檢測物體相較于參考點的距離變化。這種類型傳感器具備非接觸式、無損傷等特點，在建筑結構監測領域得到了廣泛的應用。

審核編輯 黃宇