加州理工学院：研究可穿戴式无创传感器可通过监测汗液确定是否有炎症迹象

传感新品

【加州理工学院：研究可穿戴式无创传感器可通过监测汗液确定是否有炎症迹象】

研究人员开发了一种可穿戴式非侵入性传感器，可以监测佩戴者汗液中炎症的生物标志物。他们表示，患有慢性炎症疾病的人可以在家中使用该设备。炎症与一系列精神和身体疾病有关，包括全球三大杀手：缺血性心脏病、中风和慢性阻塞性肺病 (COPD)。

虽然急性炎症反应是人体抵抗感染和加速愈合的自然方式，但长期或慢性炎症可能会导致不可逆的组织损伤。而能够快速、轻松地检测炎症是治疗的关键。测量血液中 C 反应蛋白 (CRP) 的水平通常用作炎症的生物标志物，但需要复杂的实验室设备和人员来分析血液样本。

现在，加州理工学院的研究人员开发了一种新型可穿戴传感器，称为 InflaStat，通过测量人体汗液中的 CRP 水平来无线、无创地监测炎症。

研究人员在开始制造他们的第一个汗液分析传感器之前必须克服一些障碍。主要难题是CRP比其他分子更难检测，它在血液中的浓度比其他生物标志物低得多，而且它的分子更大，这意味着将它们从血液中分泌到汗液中更加困难。

“这些是以前阻止人们进行可穿戴 CRP 传感的主要问题，”该研究的通讯作者高伟说。“我们需要高灵敏度来自动监测皮肤上极低浓度的 CRP。”

InflaStat 由激光雕刻的石墨烯制成，石墨烯含有微小的孔，可形成较大的表面积。这些孔含有与 CRP 结合的抗体和称为氧化还原分子的特殊分子，能够在某些条件下产生小电流。传感器结构中融入了金纳米颗粒，每个纳米颗粒都携带一组独立的 CRP 检测抗体。

当佩戴者汗液中的 CRP 分子进入传感器时，它们会附着在检测器抗体和石墨烯孔中的抗体上。然后纳米颗粒附着在石墨烯上并触发氧化还原分子产生电流，该电流由附着在传感器上的电子元件读取。

由于每个金纳米粒子都含有许多检测抗体，因此信号（非常小）被放大得远远超过单个 CRP 分子产生的信号。

研究人员在健康参与者、慢性阻塞性肺病患者和从新冠病毒感染中康复的参与者身上测试了 InflaStat。他们发现该传感器佩戴舒适，并且可以无创、无线地获取炎症生物标志物信息。数据实时显示在定制的智能手机应用程序上。正如预期的那样，慢性阻塞性肺病患者和新冠病毒感染后患者的 CRP 水平显着高于健康参与者。研究人员发现，该传感器可以准确检测汗液中与血液水平相关的 CRP 水平。

研究人员表示，他们的研究结果表明，他们的传感器可用于无创、家庭监测炎症性肠病或慢性阻塞性肺病等慢性疾病。更重要的是，他们表示它可以适用于测试其他痕量水平和疾病相关的生物标志物。

“这是一个通用平台，可以让我们监测体液中极低水平的分子，”高说。“我们希望扩展这个平台来监测其他临床相关的蛋白质和激素分子。我们还想看看这是否可以用于慢性病管理。炎症对许多患者来说意味着风险。如果能够在家对他们进行监测，就可以识别他们的风险，并及时给予治疗。”

传感动态

【中国科学院过程工程所：开发出邻域纳米结构生物传感膜】

葡萄糖检测和实时连续监测，对于糖尿病等疾病的诊断和预防以及制糖和发酵过程中的可控生产至关重要。在这一过程中，以葡萄糖氧化酶（Gox）、普鲁士蓝（PB）、电极为核心的葡萄糖生物传感设备颇具前景。近日，中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室开发出具有邻域纳米结构的新型三维（3D）介孔生物传感膜，提高了葡萄糖生物传感设备中传感区域面积、PB利用率以及底物对传感区域可及性，具有优异的灵敏度和长期稳定性。相关研究成果发表在《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）上。

由于PB形成速率快且极易团聚，使其在电极上的合成和分布难以控制，导致PB高密度无序堆积，形成传感区域面积小、PB利用率低且空间位阻大的逐层分布传感结构，同时传感灵敏度低且稳定性差。

针对上述问题，万印华团队以单宁酸-3-氨丙基三乙氧基硅烷-铁（TA-APTES-Fe）三元涂层作为结构导向剂，调控PB的固定化位置和组装速率，分别通过配位和共价作用将PB和GOx相邻固定在3D介孔碳纳米管（CNTs）膜电极中，制备出具有邻域纳米结构的介孔生物传感膜。与逐层纵向分布的生物传感器相比，新型传感膜将传感区域从2D平面扩展到3D介孔膜电极中，从而提高了PB的利用率以及葡萄糖和过氧化氢（H2O2）对传感区域的可及性。同时，这一结构拉近了级联传感单元间的距离，进而缩短H2O2到达传感界面的扩散距离，有效抑制H2O2向主体溶液中的扩散，降低其无效耗散。实验数据表明，在流通模式下，新型传感膜的灵敏度达31.2 μA mM-1，可稳定连续监测蔗汁中的葡萄糖浓度长达8小时无电流响应漂移。

针对生物传感器污染问题，该团队基于PB的pH响应多酶活性，提出了利用GOx-PB级联反应依次产生微气泡和芬顿氧化来模拟“疏松-降解”膜清洁过程。原位产生的微气泡带来的剪切作用有助于疏松膜表面污染层，增加自由基对污染物的可及性，实现被污染的生物传感膜的自清洁。

【武汉神动：慷慨投资设备和技术，“炼好”汽车传感器的“瓷器活”】

武汉神动汽车电子电器股份有限公司（以下简称“武汉神动公司”）近3年技术改造投入资金累计已超过公司一年的总产值。近日，武汉神动公司董事长刘慧琳接受长江日报《在场》栏目专访时表示，学习贯彻习近平总书记重要讲话精神，手里没有“金刚钻”就做不好汽车传感器这个“瓷器活”，要想有自己的粮食首先要种好自己家的地。

公司大门其貌不扬

慷慨投资技术装备

汽车传感器是汽车的神经末梢，感知传递温度、湿度、压力等信息，要求的精准度极高，可谓“差之毫厘，谬以千里”。世界汽车零部件巨头凭借技术优势，长期占据着汽车传感器市场。

近年来，我国汽车传感器市场仍在高速增长，国产传感器的突围正在显现，武汉神动公司就是其中的生动案例之一。

6月16日，长江日报记者在武汉神动公司压力传感器生产车间看到，一名工人在产线入口处放上原材料托盘，机械手抓取原材料上产线，另一名工人在产线出口处取走批量生产的传感器产品。传感器的关键核心零部件的生产全程“只见机器转，不见手工动”。

这是我国首条实现全流程智能化生产的陶瓷传感器生产线。此前，生产480支传感器需要8人连续工作10小时；现在，10小时可生产2000支，仅有两人看护机器运转。

武汉神动公司副总经理王清海说，持续投入产线智能化升级，绝不仅仅是为了省人力、提产能，关键是产品精度从2%提升到了5‰，远超行业标准。“产品在市场上的竞争力大幅提升，带来公司业务的扩张。”

武汉神动公司的大门在武汉经开区人工智能产业园里并不显眼，但是，对于投资关键生产设备和技术研发，该公司极为慷慨，每年都是数千万元。

陶瓷电容芯片生产线是武汉神动公司自主研发的国内首台套设备。8位工程师历时一年研发，实现了陶瓷传感器的生产工艺在一条产线上全自动完成，一举填补了行业空白。

一条产线能够生产70多款不同类型高温传感器，交付周期从7天缩短到两天半。记者在武汉神动公司高温传感器生产车间里看到，生产线的零件竟然是用磁悬浮轨道传送的。“磁悬浮轨道的投入虽然更大，但稳定性更高、速度更快，产品品质得到大幅提升。”现场工作人员介绍，根据预定程序，零件可以在轨道任意节点停靠，更加灵活。

看好行业未来

新厂开工一年后建成

全厂员工121名，研发人员41名，产线工人27名，从武汉神动公司人员结构就可看出竞争力的源泉。经过新一轮技术改造后，该公司目前满产可达8亿元产能。“企业转型升级必须要有好产品，要有好产品就必须要有好技术和装备。我们公司的王牌就是做出行业领先的好产品。”刘慧琳说。

武汉神动公司近年来产值没有大幅增长，但仍然大幅增加产线投资，提升技术实力。为何逆势追加投资？刘慧琳直言不讳，中国汽车传感器前装市场一直由国外企业主导，近年来才有国内极少数企业在局部实现突破，智能汽车时代的到来也是传感器需求倍增的开始。武汉神动公司在技术领域追加投资，就是坚定看好行业的发展。

“机会总是留给有准备的人。”这句老话在武汉神动公司再次得到验证。投资技术带来的不仅是效益，武汉神动公司生产的传感器已覆盖我国80%的商用汽车。近年来，由于对技术和装备的大力投入，该公司生产的传感器得以进入比亚迪等多家国产乘用车采购体系。

市场规模足够大，并且在高速增长，这给了国产传感器崛起的空间。刘慧琳说，汽车产业是工业技术的集大成者，进入门槛高，而传感器更是汽车产业链里的“高精尖”，国内传感器生产企业都在加大投入，抢抓我国汽车传感器崛起的机遇。

“国产传感器出现之前，市场定价权被国外企业主导。国内企业进入市场后，现在的价格几乎透明。”刘慧琳说，传感器是智能驾驶的底层，以前一辆燃油乘用车有100多个传感器，现在以智能驾驶为主打的新能源汽车用到的传感器超过300个。我国智能驾驶要实现自主安全可控，汽车传感器自主研发和生产是基础。

对技术的锲而不舍让武汉神动公司早在两年前就成为国家级专精特新“小巨人”企业。目前，在武汉经开区，武汉神动公司的新工厂已开工，一年后可建成。

【工信部：加快关键芯片、高精度传感器等研发和推广】

近日，工业和信息化部副部长辛国斌在新闻发布会上就汽车电动化、智能化、网联化发展表示，相比电动化，汽车网联化、智能化变革涉及的领域更多，程度也更深，可以想像的空间也更大。

创新是第一生产力，辛国斌指出，下一步，新能源汽车产业发展部际协调机制各成员单位将重点开展以下几个方面工作：

一是支持关键技术攻关。支持重点大企业牵头，大中小企业参与，开展跨行业跨领域协同创新。创新是第一生产力，要加快关键芯片、高精度传感器、操作系统等新技术新产品的研发和推广应用，进一步提升产业发展内生动力。

二是进一步完善网联基础设施。加快C-V2X、路侧感知、边缘计算等基础设施建设，建立基于边缘云、区域云和中心云三级架构的云控基础平台，形成统一的接口、数据和通信标准，进一步提升网络感知、云端计算能力。

三是深化测试示范应用。启动智能网联汽车准入和上路通行试点，组织开展城市级“车路云一体化”示范应用，支持有条件的自动驾驶，这里指的是L3级及更高级别的自动驾驶功能商业化应用。

此前，辛国斌曾强调，要加强顶层设计，建立新能源汽车产业发展部际协调机制，统筹推进产业发展全局性工作；强化技术创新，支持产学研用深度合作，开展车用芯片、固态电池、操作系统、高精度传感器等技术攻关；完善政策体系，推动研究并尽快明确2023年后车购税减免政策，制定加快充换电建设、公共领域新能源汽车推广应用等支持政策；深化国际合作，加快规则对接和认证标准统一，建设海外政策、法规、标准等信息共享服务平台，营造市场化、法治化、国际化营商环境。

【高华科技：SOI原理MEMS芯片正进行初样验证，准备于年底实现小批量试制】

高华科技6月26日披露投资者关系活动记录表显示，公司自研芯片的设计，但不进行晶圆制造，全部自研芯片用于自身产品研发及制造，不以芯片形式对外直接销售。

截止目前，公司自研的扩散硅原理MEMS芯片已实现量产；SOI原理MEMS芯片正在进行初样验证，并准备于2023年底实现小批量试制，研发进展总体较为顺利。

南京高华科技有限公司是以研制高可靠MEMS传感器和网络传感工程的江苏省高新技术企业，是江苏省新型感知器件联盟、江苏省传感（物联）网产业联盟发起单位之一。“985、211高校”等建立了紧密的产学研合作关系，尤其擅长奇、新、特及耐高温、高可靠、智能化等传感器/变送器的研制和规模化生产，拥有众多发明技术专利；承担了多项科研课题项目，完成率达100%，深得国内外同行和权威机构的关注和好评。

主要产品系列有：压力、温度、湿度、位移、转速、力、位置等传感器及网络产品。

【村田制作所计划将硅电容器产能提高两倍：总投资 100 亿日元，有望用于智能手机】

6 月 26 日消息，日本电容器（MLCC）大厂村田制作所近日宣布，计划到 2028 年，对日本国内的金泽村田制作所、仙台村田制作所和芬兰子公司合计投资约 100 亿日元，将硅电容器产能提高两倍。

目前，硅电容器的应用仅限于医疗设备，但未来有望扩展到智能手机和服务器等应用，村田制作所希望通过投资和增产及时捕获更多市场需求。

硅电容器采用半导体制造工艺制作，其介电层为稳定性更好的硅材料。与当前的主流电容器相比，硅电容器有着更好的电容密度、可靠性、高频特性等优势，老化时间可长达 10 年，其额定温度甚至可高达 250℃，在恶劣环境下有着更好的表现。

不过，目前硅电容器的价格是普通 MLCC 的几十倍，因此其应用范围集中于高附加值、对成本不敏感的尖端医疗设备等领域。但考虑到硅电容器在轻薄方面的优势，对于内部空间越来越捉襟见肘的智能手机而言，硅电容器也是相当不错的选择。村田制作所的硅电容器厚度可低至 0.05 毫米。

今年 3 月，村田制作所曾宣布将于 2024 年之前向法国子公司投资约 5000 万欧元（当前约 3.92 亿元人民币）以增加硅电容器的产能。此次村田制作所的投资计划，将在两家日本工厂和芬兰子公司建立相同的生产系统，以实现全球化的硅电容器供应。

审核编辑黄宇