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亨士乐编码器

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亨士乐编码器相关的资讯

  • 高精度、高分辨力绝对式光栅旋转编码器实现产业化
    高档数控机床与基础制造装备国家科技重大专项“高精度、高分辨力绝对式光栅旋转编码器”课题通过验收并实现产业化。  “高精度高分辨力绝对式光栅旋转编码器”是我国高档数控机床和基础制造装备急需的关键部件,被称为数控系统的“眼睛”。“十二五”期间,在国家科技重大专项的支持下,长春禹衡光学有限公司集中核心技术力量,成功解决了高精度、高分辨力绝对式旋转编码器的设计、制造、检测、应用等软硬件的核心问题,实现了高精度编码器的小型化和电子多圈计数,提高了光栅的生产效率,实现了编码器芯片功能的高度集成和编码数据的快速传输等,达到国际同类产品的先进水平,实现了系列化和产业化,年生产能力已达10万台。
  • 海顿科克推出全新的永磁式电机编码器
    海顿科克直线传动是直线传动领域的领军型企业,最近公司又推出了全新的应用于G4-25000系列电机上的编码器。 固态技术的应用使得该增量式编码器的结构极其紧凑,该编码器通过双检波电路,由一个信号芯片进行信号处理。在医疗设备、分析仪器或机器人行业中,为获得精准的位置反馈,就可以使用海顿公司的永磁式电机配套该编码器。 该64线正交脉冲编码器选用高性能的钕作为磁性材料,8位数字信号处理,每圈总计输出256个脉冲。该编码器有A/B相输出,相位差为90度。此外,还提供一个Z相脉冲即每转一个脉冲信号。该编码器最高每秒10000个脉冲,输出更新采样时间为100毫秒。 256脉冲磁编码器是普通光学编码器一个绝佳的替代品,几乎不受震动,冲击,灰尘和污染物等的影响和干扰。编码器可以使用一个3.3V或5V输入电压。它与海顿25000系列线性驱动结构配套使用,势必成为一个功能强大,结构紧凑的直线运动结构。 海顿G4-25000系列直线步进电机与市场其他同尺寸电机相比拥有更大的输出力,G4-25000产品使用了完美的定子齿形,强力钕磁钢,大尺寸的花键轴以及能提供更好的旋转支撑和更高的轴向负载能力的加大的球轴承以保证产品在整个使用寿命中都能保持免维护和重复定位精度。 更多信息请访问海顿直线电机(常州)有限公司网站http://www.haydonkerk.com.cn
  • 国内首创!光电编码器技术突破,多类仪器将摆脱进口
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "8月29日,据中国高科技产业化研究会信息,经中国工程院院士尤政领衔的业内专家组评定,我国自主研发的高精度绝对式旋转光电编码器核心芯片及相关技术为国内首创,达国际先进水平。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 200px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/6d62fd24-8c8c-4fa4-aee7-8ebf664f6ff4.jpg" title="我自主研发光电编码器核心技术取得突破.jpg" alt="我自主研发光电编码器核心技术取得突破.jpg" width="300" height="200" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "据介绍,旋转光电编码器是一种利用光电原理获取旋转轴转动角度变化的传感器,集光学、电子和精密机械技术于一体,广泛用于电梯、机器人、无人机、数控机床、精雕机、医疗器械等,是实现智能制造过程中不可或缺的高端控制传感器设备。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "据北京中微锐芯科技有限公司技术人员介绍,目前旋转光电编码器的核心芯片严重依赖进口,而国内编码器厂家的高端产品大多采用德日的整体解决方案。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "据了解,该团队自主研发攻克了光电编码器核心技术,旋转光电编码器芯片由光电二极管阵列、高精度低噪声运算放大器、第二级固定增益放大器和带回差的迟滞比较器等构成,精度达到23位。该芯片集成微型3通道光学游标编码技术、实时光强校准技术,能消除LED发光随温度变化、LED老化、码盘蒙受油污灰尘、探测器表面清洁度不高等环境因素对编码器读数造成的影响,提高编码器的重复精度和定位精度。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "该团队还发明了一种新的分体式编码器结构,并由此结构衍生出新的分体式编码器校准方法和安装方法,降低分体式编码器校准和安装过程中的操作难度,显著减少分体式编码器的整机厚度,节省编码器的安装空间。/span/p
  • 成功完成编码PA扫查的基本工具包有多实用?奥林巴斯无损检测探伤仪带您解密!
    使用奥林巴斯OmniScan X3系列高级探伤仪采集编码相控阵(PA)超声数据有多个优势。可使您借助准确表示缺陷大小的数据视图定量缺陷。这些缺陷定量数据可用于判断产品是否符合在役服务要求的计算,使资产所有者充满信心地做出有关运营安全以及是否进行必要干预的关键性决策。获取编码PA数据所需的设备越来越便携且价格合理。将适当的探伤仪、扫查器、探头和编码器组合在一起,有助于您完成不同应用并采集到更有价值的数据。然而,尽管扫查技术取得了诸多进步,但许多扫查器在便携性方面依然存在着缺陷。自动和半自动扫查器的挑战尽管自动和半自动扫查器通常可以完成更高的扫查量,并能够处理更复杂的应用,但是对于需要随时动手进行扫查的工作,它们可能不太适合。以下是更简单的设备设置可能更可取的3个原因:大小:如果目标区域或被检焊缝周围的空间有限,那么较大的扫查器可能不太适合。配置:扫查器的设计或形状可能会妨碍将其安装到组件上。复杂笨重:当扫查器笨重、庞大或难以安装时,可能会使人们望而却步。如果没有扫查器,检测人员可能会选择手动扫查并放弃对数据进行编码。拥有合适的设备有助于避免扫查完成后只获得未编码的数据。每次都获取编码数据到达工作现场后,您和您的工作团队别无选择,只能将就使用手头的设备。真正做好准备意味着拥有用途广泛的扫查工具,这些工具应适用于各种组件尺寸、类型和材料,并适应不同的环境。要达到充分准备和随机应变的水平,请考虑将这3种扫查和编码工具添加到您的PA检测工具包中:1. 钢线编码器当检测空间非常狭小时,采用流线型单线设计的钢线编码器可以帮助您摆脱困境。只需稍微用力,就可以完成简单的牵拉动作,使您轻松完成单轴编码相控阵扫查。其用途广泛且易于操作得益于以下功能:2种安装底座(磁性和吸盘)可轻松安装在所有表面上,包括铁磁性和非铁磁性表面。由于占地面积小,适用于空间有限的区域。打包运输时,非常便于携带且占用空间很小,因此您可以随时将其作为备份随身携带。其定位系统可大幅减少错误,消除了发生滑动错误的风险,并且可以轻松拉动,使操作人员能够集中精力正确操控探头。2.通用托架我们的通用托架不需要任何工具,就可在三个不同方向上安装钢线编码器或者 Mini-Wheel编码器,而且几乎可装入任何相控阵(PA)楔块和探头组合。这是一种简单而经济的方式,可以提高您在接到通知后立即调整设置的能力。将通用托架添加到您的检测设备中,可使您为更多的部件形状和尺寸创建配置。您还可以增加用于编码检测的探头和楔块的类型,使其用途更为广泛。在无法使用楔块的情况下,可以将楔块直接连接到相控阵探头上,进行接触式检测。3. Mini-Wheel编码器Mini-Wheel编码器是一种久经考验的扫查工具,因其用途广泛而倍受赞誉。除了坚固耐用和小巧紧凑的特性之外,这款编码器还可装配一个橡胶轮,用于检测温度高达150°C的非铁磁表面,或装配一个磁轮,紧紧粘附在铁磁性部件上进行检测。Mini-Wheel编码器可用于多种不同的配置,以满足特定检测应用的要求,例如:为了对焊缝进行衍射时差(TOFD)检测,可以将Mini-Wheel编码器安装在带有两个PA探头和楔块的HST-X04扫查器上。当光栅扫查不切实际或不可能进行时,可以将其安装在通用托架上,或直接安装在楔块上,以便使用相控阵超声检测(PAUT)技术对整个体积进行手动单线扫查。Mini-Wheel编码器可与带有创新型Rexolite延迟块的RexoFORM楔块一起使用,对周围区域狭小的各种直径的管道进行腐蚀成像。为克服采集编码数据的障碍做好准备总而言之,以下是这三种工具共有的主要优势:小巧紧凑用途广泛简单易用这些工具易于运输和操作,您可以在不增加工作人员压力和负担的情况下将它们添加到标准检测设备中。
  • 奥普光电1.03亿元收购禹衡光学65%股权
    奥普光电10日公告称,公司以超募资金1.03亿收购长春禹衡光学有限公司65%的股权。到2013年4月30日,经评估后的禹衡光学的净利润为516万元,2012年实现净利润926万元,此次收购合每股12.8元。  公司表示此次收购有利于增强公司在光电仪器设备领域的竞争力和市场占有率,促进公司军品和民品业务协调发展。禹衡光学是光栅编码器行业的龙头企业 是国内同行业中,唯一的国家编码器工程中试基地。禹衡光学拥有博士后科研工作站,是吉林省博士后科研创业基地、省级技术中心 &ldquo 禹衡&rdquo 牌光栅编码器获得行业内唯一的中国驰名商标、中国名牌。禹衡光学拥有 2 个注册商标,16 项有效专利。光栅编码器广泛应用于自动化领域,是控制系统构成的重要器件,是数控机床、交流伺服电机、电梯、冶金、重大科研仪器、航空航天、自动化流水线等中大量应用的必不可少的关键测量传感器件,是装备制造业产业升级的重要部件。
  • 重磅宣布| MTS-SANS推出新型控制器SANSFLEX™
    作为深耕仪器行业多年的老牌仪器生产商,MTS一路走来凭借其先进的技术和专业的知识,为仪器行业源源不断地输送了众多优质产品。近期,经过科研团队不断深入研究开发,MTS公司面向全社会再次重磅推出一款全新力作—— SANSFLEX™ 控制器。SANSFLEX™ 控制器适用于电子万能试验机和静态液压万能试验机SANSFLEX 控制器为SANS产品线开发的新型SANSFLEX控制器能够获取更多数据点并收集更准确的测试数据。 控制器使用的以太网连接支持更高的速度,并提供比DCS-300控制器和绝大部分有竞争力的控制器更可靠的连接。与市场上的DCS-300及其他旧控制器不同, SANSFLEX 控制器是由美国、欧洲和中国的工程开发团队按照最新的质量标准设计的。制造和组装由欧洲和中国的行业领先团队完成。 小贴士:SANSFLEX名字由来我的名字由MTS试验机品牌名字SANS以及英文单词灵活(Flexible/Flexibility)的前半部分组成哦,性能更强,更灵活、更可靠,我是三思弗莱克斯,想了解我的更多细节请往下看~更高的闭环控制速率1提高数据采集速率可确保您在测试期间不会错过重要事件。 数据采集速率是指可以测量真实世界信息和物理条件并将其转换为计算机可以使用的数值的速度。 该速率也称为采样率,实际上采样速率有多快,下载数据并将其用于进一步分析也可以达到同样快的速率,或以较慢的速率用于满足测试需求。更高的分辨率3SANSFLEX 控制器提供增强和改进的通信,减少了对外部数据采集(DAQ)系统的需求。可选的模拟I /O和数字I / O板允许您升级系统以满足特定的测试要求,因此拥有比DCS-300更多的附件连接端口,以及集成多个外部设备的能力。TEDS功能5控制器使用 RJ50 和以太网连接器RJ45 提供闹牢固可靠的电缆连接,这与其他控制器上常见的USB连接器不同。在测试操作过程中信号通道丢失时,会发生损坏负载的机架、夹具或试样,而牢固的连接可防止此类事件的发生。RJ50 和以太网RJ45连接器具有锁定机制,有助于确保牢固的连接。以太网通信7SANSFLEX 控制器允许您通过选择其他控制板来定制基础模型之外的内容。您可以选择现在和将来需要的功能,提供最高的灵活性和最大的整体价值。凭借极快的数据采集速率和更高的分辨率,您可以比以往更准确地运行测试。 当您能以更高的信心进行测试时,您可以更快地将产品推向市场。新增控制器通道功能 **运行GWT(Creep)和CMT带大变形需要使用编码器套件说了那么多,总结一下SANSFLEX都有哪些大亮点呢?? 2000Hz的闭环控制速率--在整个测试期间更好地控制? 高速的数据采集速率,比 DCS-300 控制器提升 66 倍--速度更快? 提高分辨率,为数据提供更高精确度;? 拥有集成外部设备的能力。如果需要,可以集成外部数据采集,以及灵活定制控制板配置--更灵活? TEDS功能及分流校准功能可以助您更准确地运行试验,对测试数据更有信心? 更准确地测定屈服应力,极限应力和试样的精确断裂点? 可靠电缆连接--更牢固? 以太网通信--支持更高速率,更稳定可靠? 能够捕获详细的测试过程如果您想进一步了解咨询新控制器的情况或是对我司 的其它产品和服务有任何需求和疑问,欢迎致电联系我们。
  • 奥林巴斯新款 RollerFORM XL 扫查器,现已正式登场!
    全新奥林巴斯RollerFORM XL 扫查器,满足了业界对可进行大面积覆盖且易于实施的相控阵检测工具的需求。这款扫查器加快了 检测大面积复合材料部件的速度。在航空航天和风能行业,飞机机翼和风力涡轮机叶片等关键部件均采用轻质耐用的复合材料制成。无论在部件组装之前还是在役维护过程中,检测人员都需要使用无损检测技术确保这些部件的完整性。超声检测是一种标准的检测方法,但是由于部件的表面积很大,声波在复合材料中有很强的衰减性,以及某些超声检测设备的操作较为复杂等因素,检测过程中可能会出现一些问题。新款 RollerFORM XL 扫查器是一款有助于解决这些问题的使用方便的创新型相控阵轮式探头。 减少了扫查大面积部件所需的时间RollerFORM XL 扫查器在设计和性能都已经过现场验证的初款 RollerFORM 扫查器的基础上研制而成,其集成有相控阵探头的轮胎,可以实现两倍于初款扫查器的声束覆盖范围。由于更宽的声束覆盖范围还可以提高检出率,因此可以更有效地扫查大型部件,并提高数据的准确性。 设置简捷,操作简单RollerFORM XL 扫查器轻巧便携,易于操作,与水浸式检测相比,只需少量精力即可完成设置和检测。得益于扫查器的创新型轮胎,无需耦合泵系统,也可以获得强劲、可靠的信号。由于轮胎中充满了液体,而且材料的声阻抗与水非常接近,因此界面反射大幅降低。这种在声阻抗方面的相似性可使超声波束的能量有效地传输到部件中。 优化的复合材料检测 RollerFORM XL 扫查器的可选购低频、大晶片高度相控阵探头可在对衰减性较强的复合材料的检测中优化声束的穿透性能。检测人员可以非常容易地将这款更宽的新型扫查器整合到现有的轮式探头检测程序中。RollerFORM XL 扫查器还提供一个编码器、一个步进点击器按钮和一个开始采集按钮,方便了对大型机翼或叶片进行完整扫查。只需少量设置,检测人员就可以使用这款独立的轮式探头系统进行扫查,不仅节省了时 间,还提高了检测结果的准确性。
  • 深圳先进院提出梯度光场编码的双光子快速三维成像技术
    近日,中国科学院深圳先进技术研究院研究员郑炜团队提出一种基于激发光梯度编码的快速三维成像技术,可使双光子体成像速度比传统技术提升5至10倍。  双光子显微镜具有亚微米级的成像分辨率和毫米级的成像深度,被广泛应用在神经结构和功能成像以及其他活体成像研究中。传统的双光子三维成像是将双光子激发的焦点在样品中进行逐层的二维扫描来实现的,这种三维成像方法不仅速度受限且增加了样品暴露在高能激光中的时间,对生物组织造成光损伤和光漂白,不利于活体组织的长时间成像。  该研究提出的新型梯度光场双光子显微成像技术只需要进行两次二维扫描即可获得样品的三维信息,极大降低了激光对样品的损害。  在生活中,可利用编码来确定位置。与此类似,梯度光场技术设计了一对轴向拉长并且强度梯度变化的焦点,利用这对焦点的强度变化来编码并解析出物体的位置:横向扫描第一个梯度焦点得到的图像中,位置较浅处的样品荧光强度强,位置较深处的样品荧光强度弱,第二个焦点对应的图像则正好相反。两幅图像的和反映了样品的真实三维荧光强度,图像的比值则反映了荧光的深度信息。该方法可一次分辨深度12微米内三维信息,荧光点轴向定位精度为0.63微米。梯度光场双光子显微镜非常适合活体细胞的三维成像,在观测巨噬细胞吞噬荧光小球的实验中,能够快速捕捉荧光小球在巨噬细胞内外的三维运动轨迹,并精确定量出巨噬细胞运载小球的速度。  相关成果以Axial gradient excitation accelerates volumetric imaging of two-photon microscopy为题,发表在Photonics Research上。研究得到国家自然科学基金重大科研仪器研制项目、重大研究计划以及广东省重点实验室等支持。   论文链接 (a):梯度光场双光子显微成像原理、(b):巨噬细胞吞噬小球过程、(c):小球的运动轨迹、(d):小球运动轨迹的量化与评估
  • 再次突破创新!浅谈唯公编码微球的发展历程
    近期,唯公的磁性荧光编码微球(液相芯片)(EasyMagPlex)再次取得突破,其可自动分析的编码数量达到84重,并将码微球表面活性基团的种类从单一的羧基扩展到了羧基(亲水,疏水),链霉亲和素、氨基、环氧基、甲苯磺酰基等,即将上线“喀斯玛商城”。唯公编码微球的升级给客户和合作伙伴提供了更多的选择,再次引领国产磁性编码微球!EasyMagPlex 84重编码微球散点图,在EasyCell上的散点图磁性编码微球(液相芯片)的选择从1990年代起,国内就陆续有编码微球相关的专利和优秀文章发表,但一直未见国产编码微球商业化。直到近年唯公突破了Luminex技术壁垒,成为国内第一家(全球第二家)拥有自主知识产权并实现了磁性荧光编码微球商业化的公司。近年来,国内也有不少公司以唯公为标杆,奋起直追,一起推动流式荧光应用和发展[1-2]。通俗地讲,磁性荧光编码微球,是一种以超顺磁性微球为基础,通过微球的不同荧光波长及发光强度来区别不同种类(编码)的磁性微球。严格地讲,微球可具有多个荧光发光光谱,可以是单粒径或多粒径,所有在流式分析仪上可区分的微球特征都可以是编码的参数。在常见的编码微球应用中,主要是以单粒径微球为基础,采用流式中红光激发的荧光为编码通道,用蓝光(或绿光)激发的荧光(如,PE荧光素)为检测通道。也有公司在荧光编码数量不能满足要求时,引入不同粒径的微球来增加编码数量。各种编码参数的优劣势:一 、编码微球种类市场上目前主要有三种编码微球:(1)Luminex磁性编码微球;(2)唯公编码微球(兼容主流流式磁性编码微球);(3)兼容主流流式的非磁性编码微球。1 Luminex编码微球,具有超顺磁性,它采用了一套特有的荧光素组合来编码微球,而这套荧光素组合无法完全被主流的流式分析仪上识别,需要专门定制的流式分析仪。通过知识产权保护,其封闭的编码微球组合和定制的检测平台垄断了流式荧光市场。使用Luminex的微球开发试剂通常需要获得Luminex的授权,并使用Luminex专用的检测仪器平台或光学模块。相对高昂的编码微球和专用的检测平台,限制了所开发试剂的使用及推广。2 唯公编码微球(EasyMagPlex)除了具有超顺磁性,还在编码微球荧光素的选择上下了功夫,我们的微球在编码荧光通道兼容主流流式的荧光配置(例如唯公、碧迪、贝克曼等),现有的流式用户都可以成为基于我们微球而开发的流式荧光试剂的潜在用户,可以降低用户使用流式荧光试剂的门槛,无需额外采购其他专用设备。同时,在在唯公的设备上(EasyCell和EasyPlex),唯公的编码微球均可实现的自动分析,保证后续流式荧光检测的全流程自动化。为解决编码微球试剂样本制备时间长、操作流式复杂的痛点,唯公配套了全自动细胞因子样本制备仪(EasySampler C),其制备功能还可以通过调整流程,扩展到唯公的自身免疫抗体检测试剂、过敏原检测试剂等。对于唯公微球开发的试剂在其他主流流式上,唯公也有专门的分析软件(WellCKAS)可以对微球团族自动分析,自动建立标准曲线和自动分析结果。3 兼容主流流式的非磁性编码微球,顾名思义,既可以兼容主流流式的荧光配置(例如碧迪、贝克曼、唯公等),但由于编码微球不具磁性,其样本制备自动化受到研发难度大、制造成本高等限制,让后续的样本制备自动化面临巨大的挑战。使用这类编码微球开发的试剂有碧迪、BioLegend和AimPlex的细胞因子试剂,样本制备必须手工操作,极易引入人为误差。二、 编码微球数量在对Luminex编码微球的商业宣传中,我们常常会听到Luminex可以编码500重的三维编码。这其实是一个误区,因为编码微球的目的是用来开发试剂的,不是用来数编码重数的。而且,Luminex的三维编码微球,对仪器设备又提出了更高的要求。选多少重的编码微球,要根据开发试剂的种类。常见的临床编码微球试剂很少能见到30重以上的联检,因为联检的重数超过30重,在试剂开发的过程中,要去解决待测物间的相互干扰的难度和所需的资源都会大幅增加。现有联检较多的细胞因子检测试剂、自免抗体检测试剂,过敏原检测试剂都不超过30重,选用唯公30重或50重编码微球系列就可以满足要求,对于特殊需求的科研试剂,唯公也有新开发的84重编码微球。编码重数适中,可以保证每个编码点(编码微球团族)之间有足够的分离间隙,不仅降低了编码点之间相互“串扰”,而且在一定的仪器、试剂批间偏差的情况下,还能保证了自动分析的准确性。三、 编码微球粒径在单粒径编码微球数量不足的时候,有的公司会通过不同粒径的微球对编码数量进行补充,以达到弥补编码数量的不足。另外,对于采用两种或多种粒径的微球编码组合,通常是通过前散/侧散信号先区分不同粒径的微球,然后再展开不同粒径微球的编码。在前散/侧散散点图中,小粒径微球在偶联/包被抗体/抗原后会形成部分二聚体或多聚体,会与大粒径微球在信号上重叠,被误计入到大微球中,从而对大粒径微球的检测项目产生干扰,影响检测结果。所以在选择不同粒径的编码微球组合时,要认真评估这种因微球粒径的影响而导致测结果不准确的风险。对于不同粒径的微球,其比表面积不尽相同,反应动力学会有差异,且单位质量的微球的总表面积也会不一样。因此对应的最佳包被抗体量亦会有区别,需要不同的包被工艺和条件,对于试剂研发增加了一定的难度。再则,由于微球的表面积与微球粒径的平方呈平方关系,因此不同粒径的微球,其反应信号值差异很大。比如常见的约为3μm、6μm、8μm粒径的微球,以6μm微球的信号强度为1,则3μm球的理论信号强度仅为6μm球的四分之一。而8μm球则为1.78。如果所用的微球粒径跨度较大,则很难保证联检的信号在一个数量级上达成统一。另外大微球(例如,8μm球)虽然在信号强度上能够提高,但在重量上,则大幅增加,如8μm球的重量要比6μm球重2.37倍!重量越重,沉降速度就会加快,对反应过程的混匀要求较高,否则大小不同粒径的球的免疫反应可能达不到均相,会影响检测结果。最后微球会有一定的来源于材料本身的背景荧光信号,在检测荧光的PE通道上,微球粒径越大,在检测荧光通道(PE通道)的自发荧光信号(背景荧光信号)就会越高,直接影响检测试剂的检测下限。唯公编码微球的发展历程从唯公成立之初,我们就把突破Luminex编码微球的技术壁垒作为一项核心技术储备。2018年,我们陆续推出了7重和12重磁性编码微球。2020年我们自主开发的基于唯公编码微球的6/7/12细胞因子联检试剂也获证上市。EasyMagPlex 7/12重磁性编码微球散点图2021年唯公开始对外公开销售其30重磁性编码微球,并根据用户的需求,我们又大幅提升了表面羧基基团密度和耐超高温的性能。目前,唯公开发了“羧基密度通用版”、“羧基密度加强版”和“PCR适用版”,三套微球产品系列,不仅更富了我们的产品线,使之更有层次,更满足了不同用户不同项目的不同需求。在一些比较普遍(即抗原抗体研发相对成熟,反应性高,容易购买,价格便宜等)的项目上,羧基密度通用版的微球即可以满足要求。而对于羧基密度加强版的微球,则适用于一些原料较贵、不易购买或抗原抗体对信号值低的项目。可以将一些处于可用与不可用边缘挣扎的抗原/抗体对儿“抢救回来”。因此用户也不再需要选择大粒径来增加抗体/抗原的包被量,而用我们6um羧基密度加强版编码微球就达到了他们混用6um和8um编码微球的效果,同时避免了不同粒径微球的相互干扰。PCR适用版微球,提高了微球的在超高温和不同温度变化的环境下的稳定性,在PCR不同温度的实验过程中,微球的性能几乎无变化,可满足PCR不同反应体系的要求。EasyMagPlex 30重磁性编码微球散点图,常规及高密度羧基基团性能编码微球比对随着我们编码微球用户不断增多,科研客户特殊的需求也逐渐增多。2022年我们又固化了一套50重磁性编码微球的生产工艺,完成了量产转产,这套编码微球同样具有“羧基密度通用版”、“羧基密度加强版”和“PCR适用版”。EasyMagPlex 50重磁性编码微球近期我们有对我们的编码微球再次升级,完成了84重磁性编码微球的研发。与此同时,我们也完成了不同表面活性基团微球的生产工艺,将全部唯公微球表面活性基团的种类从单一的羧基扩展到了羧基(亲水,疏水),链霉亲和素、氨基、环氧基、甲苯磺酰基等,给用户提供了更多的选择。EasyMagPlex 84重磁性编码微球散点图由于Luminex是最早拥有编码微球技术的公司,我们也把我们的编码微球和Luminex的编码微球在前散/测试及APC编码通道上的一些性能进行了比对。唯公编码微球和Luminex编码微球比对微球试剂开发其他考虑因素因为编码微球是用来开发试剂的!试剂开发需要编码微球最少可以放置两年,而且不同批次的批间差要可控,要具有尽可能低的检测下限。在唯公编码微球的研发过程中,我们对编码微球的稳定性、批间差以及背景荧光信号进行了大量的研究。一 、编码微球的稳定性在试剂的开发过程中,编码微球是试剂开发的原材料之一。作为试剂原料,就必须能存放较长的时间,例如前面提到的两年,因为体外诊断试剂的效期最少都在一年以上。唯公的编码微球在37°C存放一个月后和新制备时进行了比较,其编码荧光值几乎不变。由此可见,我们的编码微球的稳定性可远超出了两年的要求。EasyMagPlex的稳定性加速试验结果二 、编码微球的批间差我们对采用了同样的工艺的不同批次的三批编码微球,通过夹心法进行了批间差验证。其结果显示几乎没有差异,表明我们的工艺稳定,完全符合试剂开发的要求。EasyMagPlex的批间差比较三 、编码微球的背景荧光信号众所周知,任何物质都会有自发荧光,编码微球也不例外。在检测信号通道(PE)上所能检测到的编码微球的自发荧光,我们称之为背景荧光信号(又称,背景噪声信号)。背景荧光越低,检测信号的信噪比就越好,对低值样本检测的干扰就越小,相应试剂的可检测下限就越低。在EasyCell同样设置的情况下,我们对Luminex的一维编码微球裸球和唯公的一维编码微球裸球进行了比对,发现EasyMagPlex在PE通道上的背景荧光信号要明显低于竞品。也就是说,基于EasyMagPlex开发的试剂,可达到更低的检测下限。Luminex编码微球和EasyMagPlex的背景荧光信号比对唯公微球试剂的表现我们以唯公磁性编码微球开发的7重细胞因子联检试剂为例,展示一下唯公微球和国内竞品微球开发的5联检肿标微试剂球对比。可以看出唯公EasyMagPlex在不同待测物浓度下都有更清晰分离度,每个团族都更团聚,且有明显的分界区域(竞品的数据来自公开发表的文章)。除了编码通道的分离度(纵轴)外,唯公的EasyMagPlex在PE检测荧光通道(横轴)也非常聚集,这说明EasyMagPlex的均一性要明细优于竞品的表现。国内竞品磁性编码微球5重肿瘤标志物联检试剂散点图EasyMagPlex7重细胞因子联检试剂散点图我还将唯公的基于磁编码微球7重细胞因子联检试剂和进口的基于无磁编码微球的两家试剂进行过比对(A公司和B公司)。通过比对可以看出,由于EasyMagPlex具有更低的PE背景荧光信号,我们的试剂在接近低端检测限(2 pg/mL)时,依然有非常好的线性,优于进口试剂。EasyMagPlex7重细胞因子联检试剂和进口试剂比对唯公的整体解决方案唯公的流式分析仪(EasyCell),全自动流式荧光分析仪(EasyPlex)均支持唯公编码微球的自动分析。为解决样本制备时间长、操作流程复杂的痛点,还配套了全自动细胞因子样本制备仪(EasySampler C)。EasySampler C不仅支持唯公现有细胞因子检测的样本制备,还也可以通过调整制备流程,扩展至其他唯公的流式荧光试剂,例如自身免疫抗体检测试剂、过敏原检测试剂等。同时,唯公还为其他主流流式(例如,碧迪、贝克曼等)配套了目前国内唯一获证的细胞因子分析软件(WellCKAS),WellCKAS也可以通过调整参数支持其他唯公的流式荧光试剂。参考文献1.前瞻者说|专访唯公科技李为公:打破国际技术垄断,国内免疫诊断迎来新“黄金赛道”,前瞻网(https://www.qianzhan.com),2021.12.31,2.国产流式荧光突破技术壁垒,高通量多联检发展趋势可期——唯公科技创始人李为公博士,仪器信息网(https://www.instrument.com.cn),2023.04.10.
  • 奥林巴斯FlexoFORM扫查器:管道弯头点蚀和堆焊分层缺陷检测的秘密武器
    使用相控阵技术检测管道弯头的优势和劣势相控阵(PA)技术具有多个优势特性:数据分辨率高,成像质量好,以及覆盖区域大。当检测人员使用相控阵仪器检测管线时,通常会感受到检测效率的提高,因为相控阵技术提供的图像更容易判读,可以获得更高的检出率,而且检测结果受操作人员技能的影响更小。以前在管道弯头的相控阵检测中,主要是由于物理方面的一些限制,这些优势特性没有完全体现出来。管道弯头表面形状从拱腹的凹面到拱背的凸面的变化,以及所需覆盖的较大的管径范围,对于现有的相控阵设备来说,尤其是难于解决的问题。由于大型刚性相控阵探头不适于检测管道弯头的曲面,因此检测人员需要选择较小的常规UT探头进行逐点抽查,而这种检测方式需要在管道上画出栅格,并记下每个栅格区域的检测结果。这种方式有以下几个缺点:缓慢乏味,高度依赖操作人员的技能,而且检测人员无法获得由相控阵技术提供的易于判读的图像。使用常规UT小底面探头完成管道弯头的腐蚀成像操作使用射线成像方法检测堆焊管道弯头的难题为了保护输送腐蚀性液体的管道,可以在管道的内壁涂上一层防腐材料。例如,碳钢管道的内壁通常会以堆焊方式覆盖一层金属,如:镍基合金。带有堆焊层的管道非常容易产生点蚀和分层缺陷,因此定期检查至关重要。除了常规UT检测之外,检测堆焊管道的一种典型的方法是射线成像。然而,使用射线成像技术检测管道弯头存在着几个缺点。首先,进行射线成像检测之前,必须要停止管道中液体的流动,清空管道,拆下弯头,并将弯头送至其他地方进行检测。其次,检测过程会持续大约1天半的时间,因此从时间方面看,这种方式可谓效率低下,也因而增加了成本。第三,这种检测方式会给操作人员带来一些风险,如:管道弯头通常处于离地面较高的位置,非常沉重,而且管道内的物质处理起来较为危险。使用FlexoFORM扫查器检测管道弯头的相控阵解决方案为了解决堆焊管道弯头检测中存在的固有问题,奥林巴斯开发了一种用于检测管道弯头的柔性超声相控阵探头和扫查器,即FlexoFORM解决方案。这种创新型探头和扫查器解决方案可以对整个管道弯头进行高分辨率的厚度成像操作,从而可使检测人员更容易地对管道弯头的状态做出准确的判读。根据FlexoFORM扫查器所提供的准确信息,检测人员可以迅速可靠地评估管道弯头的剩余使用寿命,并制定维修和维护的要求。FlexoFORM解决方案包含3个主要部分:一个柔性相控阵探头、局部水浸楔块(用于检测多种不同直径的管道),以及一个可提供相对于工件表面的定位信息且可平稳移动的扫查器。 FlexoFORM解决方案的组件堆焊管道弯头的点蚀和分层检测的结果检测人员使用射线成像方式对堆焊管道弯头进行完整的扫查,要花费一天多的时间才能完成,而使用FlexoFORM解决方案,则只需要比射线成像少得多的时间在现场就可以完成检测。FlexoFORM扫查器可以在管线仍然操作的状态下对管道弯头进行扫查,从而不仅可以节省时间,还节省了成本。此外,这种方案还解决了从管道上拆下弯头并将弯头送到射线成像检测地点所涉及的一些安全问题。本文所述实例中所使用的被测样件是一段内壁包有镍质堆焊层的碳钢管道。管道弯头的外径为16英寸,壁厚为23毫米。FlexoFORM扫查器探头使用一个由4个晶片形成的声束孔径,提供1 × 2毫米的分辨率。包括准备时间在内,整个弯头的检测时间约为35分钟。在不同堆焊通道之间的结合处出现的点蚀为了证明FlexoFORM扫查器可以提供清晰准确的结果,我们使用了一个来自生产线的样本进行比较。管道样本在长度方向上被一切两半,我们可以看到堆焊通道,以及在两种焊接通道之间的结合处产生的点蚀缺陷。OmniScan仪器上的C扫描和B扫描图像表明由相控阵技术提供的高分辨率图像如何有助于检测人员轻松地解读和诊断弯头上的缺陷。操作人员可以更容易地辨别堆焊层中的点蚀和未熔合缺陷。两种焊接通道之间的结合处被标记为易受点蚀的区域,特别是当堆焊层和基底材料之间出现了未熔合的地方。这种信息可使检测人员更好地评估管道弯头的剩余使用寿命,并优化检测计划。C扫描和B扫描中的数据表明弯头存在着点蚀和堆焊层未熔合缺陷FlexoFORM扫查器解决方案的优势特性的总结FlexoFORM相控阵解决方案有助于检测人员解决管道弯头检测中的一些难题,并成功探测到堆焊管道的点蚀和分层缺陷。检测人员可以在现场无需停止管道操作的情况下,对其整个弯头进行扫查。柔性相控阵探头利用相控阵技术可以使检测人员观察到高级、高清图像,而且,扫查器的编码器还有助于为整个管道弯头的厚度进行成像操作。这种解决方案的性价比很高,使用方便,而且可用于检测多种直径的管道。
  • 晶圆表面缺陷检测方法综述【下】
    上接:晶圆表面缺陷检测方法综述【上】4. 基于机器学习的晶圆表面缺陷检测机器学习主要是将一个具体的问题抽象成一个数学模型,通过数学方法求解模型,求解该问题,然后评估该模型对该问题的影响。根据训练数据的特点,分为监督学习、无监督学习和半监督学习。本文主要讨论这三种机器学习方法在晶圆表面缺陷检测中的应用。机器学习模型比较如表2所示。表 2.机器学习算法的比较。分类算法创新局限监督学习KNN系列对异常数据不敏感,准确率高。复杂度高,计算强度高。决策树-Radon应用Radon以形成新的缺陷特征。过拟合非常熟练。SVMSVM 可对多变量、多模态和不可分割的数据点进行高效分类。它对多个样本不友好,内核函数难以定位。无监督学习多层感知器聚类算法采用多层感知器增强特征提取能力。取决于激活函数的选择。DBSCAN可以根据缺陷模式特征有选择地去除异常值。样本密度不均匀或样本过大,收敛时间长,聚类效果差。SOM高维数据可以映射到低维空间,保持高维空间的结构。目标函数不容易确定。半监督学习用于增强标记的半监督框架将监督集成学习与无监督SOM相结合,构建了半监督模型。培训既费时又费时。半监督增量建模框架通过主动学习和标记样本来增强模型性能,从而提高模型性能。性能取决于标记的数据量。4.1. 监督学习监督学习是一种学习模型,它基于该模型对所需的新数据样本进行预测。监督学习是目前晶圆表面缺陷检测中广泛使用的机器学习算法,在目标检测领域具有较高的鲁棒性。Yuan,T等提出了一种基于k-最近邻(KNN)的噪声去除技术,该技术利用k-最近邻算法将全局缺陷和局部缺陷分离,提供晶圆信息中所有聚合的局部缺陷信息,通过相似聚类技术将缺陷分类为簇,并利用聚类缺陷的参数化模型识别缺陷簇的空间模式。Piao M等提出了一种基于决策树的晶圆缺陷模式识别方法。利用Radon变换提取缺陷模式特征,采用相关性分析法测度特征之间的相关性,将缺陷特征划分为特征子集,每个特征子集根据C4.5机制构建决策树。对决策树置信度求和,并选择总体置信度最高的类别。决策树在特定类别的晶圆缺陷检测中表现出更好的性能,但投影的最大值、最小值、平均值和标准差不足以代表晶圆缺陷的所有空间信息,因此边缘缺陷检测性能较差。支持向量机(SVM)在监督学习中也是缺陷检测的成熟应用。当样本不平衡时,k-最近邻算法分类效果较差,计算量大。决策树也有类似的问题,容易出现过度拟合。支持向量机在小样本和高维特征的分类中仍然具有良好的性能,并且支持向量机的计算复杂度不依赖于输入空间的维度,并且多类支持向量机对过拟合问题具有鲁棒性,因此常被用作分类器。R. Baly等使用支持向量机(SVM)分类器将1150张晶圆图像分为高良率和低良率两类,然后通过对比实验证明,相对于决策树,k-最近邻(KNN)、偏最小二乘回归(PLS回归)和广义回归神经网络(GRNN),非线性支持向量机模型优于上述四种晶圆分类方法。多类支持向量机在晶圆缺陷模式分类中具有更好的分类精度。L. Xie等提出了一种基于支持向量机算法的晶圆缺陷图案检测方案。采用线性核、高斯核和多项式核进行选择性测试,通过交叉验证选择测试误差最小的核进行下一步的支持向量机训练。支持向量机方法可以处理图像平移或旋转引起的误报问题。与神经网络相比,支持向量机不需要大量的训练样本,因此不需要花费大量时间训练数据样本进行分类。为复合或多样化数据集提供更强大的性能。4.2. 无监督学习在监督学习中,研究人员需要提前将缺陷样本类型分类为训练的先验知识。在实际工业生产中,存在大量未知缺陷,缺陷特征模糊不清,研究者难以通过经验进行判断和分类。在工艺开发的早期阶段,样品注释也受到限制。针对这些问题,无监督学习开辟了新的解决方案,不需要大量的人力来标记数据样本,并根据样本之间的特征关系进行聚类。当添加新的缺陷模式时,无监督学习也具有优势。近年来,无监督学习已成为工业缺陷检测的重要研究方向之一。晶圆图案上的缺陷图案分类不均匀,特征不规则,无监督聚类算法对这种情况具有很强的鲁棒性,广泛用于检测复杂的晶圆缺陷图案。由于簇状缺陷(如划痕、污渍或局部失效模式)导致难以检测,黄振提出了一种解决该问题的新方法。提出了一种利用自监督多层感知器检测缺陷并标记所有缺陷芯片的自动晶圆缺陷聚类算法(k-means聚类)。Jin C H等提出了一种基于密度的噪声应用空间聚类(DBSCAN)的晶圆图案检测与分类框架,该框架根据缺陷图案特征选择性地去除异常值,然后提取的缺陷特征可以同时完成异常点和缺陷图案的检测。Yuan, T等提出了一种多步晶圆分析方法,该方法基于相似聚类技术提供不同精度的聚类结果,根据局部缺陷模式的空间位置识别出种混合型缺陷模式。利用位置信息来区分缺陷簇有一定的局限性,当多个簇彼此靠近或重叠时,分类效果会受到影响。Di Palma,F等采用无监督自组织映射(SOM)和自适应共振理论(ART1)作为晶圆分类器,对1种不同类别的晶圆进行了模拟数据集测试。SOM 和 ART1 都依靠神经元之间的竞争来逐步优化网络以进行无监督分类。由于ART是通过“AND”逻辑推送到参考向量的,因此在处理大量数据集时,计算次数增加,无法获得缺陷类别的实际数量。调整网络标识阈值不会带来任何改进。SOM算法可以将高维输入数据映射到低维空间,同时保持输入数据在高维空间中的拓扑结构。首先,确定神经元的类别和数量,并通过几次对比实验确定其他参数。确定参数后,经过几个学习周期后,数据达到渐近值,并且在模拟数据集和真实数据集上都表现良好。4.3. 半监督学习半监督学习是一种结合了监督学习和无监督学习的机器学习方法。半监督学习可以使用少量的标记数据和大量的未标记数据来解决问题。基于集成的半监督学习过程如图 8 所示。避免了完全标记样品的成本消耗和错误标记。半监督学习已成为近年来的研究热点。图8.基于集成的半监督学习监督学习通常能获得良好的识别结果,但依赖于样本标记的准确性。晶圆数据样本可能存在以下问题。首先是晶圆样品数据需要专业人员手动标记。手动打标过程是主观的,一些混合缺陷模式可能会被错误标记。二是某些缺陷模式的样本不足。第三,一些缺陷模式一开始就没有被标记出来。因此,无监督学习方法无法发挥其性能。针对这一问题,Katherine Shu-Min Li等人提出了一种基于集成的半监督框架,以实现缺陷模式的自动分类。首先,在标记数据上训练监督集成学习模型,然后通过该模型训练未标记的数据。最后,利用无监督学习算法对无法正确分类的样本进行处理,以达到增强的标记效果,提高晶圆缺陷图案分类的准确性。Yuting Kong和Dong Ni提出了一种用于晶圆图分析的半监督增量建模框架。利用梯形网络改进的半监督增量模型和SVAE模型对晶圆图进行分类,然后通过主动学习和伪标注提高模型性能。实验表明,它比CNN模型具有更好的性能。5. 基于深度学习的晶圆表面缺陷检测近年来,随着深度学习算法的发展、GPU算力的提高以及卷积神经网络的出现,计算机视觉领域得到了定性的发展,在表面缺陷检测领域也得到了广泛的应用。在深度学习之前,相关人员需要具备广泛的特征映射和特征描述知识,才能手动绘制特征。深度学习使多层神经网络能够通过抽象层自动提取和学习目标特征,并从图像中检测目标对象。Cheng KCC等分别使用机器学习算法和深度学习算法进行晶圆缺陷检测。他们使用逻辑回归、支持向量机(SVM)、自适应提升决策树(ADBT)和深度神经网络来检测晶圆缺陷。实验证明,深度神经网络的平均准确率优于上述机器学习算法,基于深度学习的晶圆检测算法具有更好的性能。根据不同的应用场景和任务需求,将深度学习模型分为分类网络、检测网络和分割网络。本节讨论创新并比较每个深度学习网络模型的性能。5.1. 分类网络分类网络是较老的深度学习算法之一。分类网络通过卷积、池化等一系列操作,提取输入图像中目标物体的特征信息,然后通过全连接层,根据预设的标签类别进行分类。网络模型如图 9 所示。近年来,出现了许多针对特定问题的分类网络。在晶圆缺陷检测领域,聚焦缺陷特征,增强特征提取能力,推动了晶圆检测的发展。图 9.分类网络模型结构图在晶圆制造过程中,几种不同类型的缺陷耦合在晶圆中,称为混合缺陷。这些类型的缺陷复杂多变且随机性强,已成为半导体公司面临的主要挑战。针对这一问题,Wang J等提出了一种用于晶圆缺陷分类的混合DPR(MDPR)可变形卷积网络(DC-Net)。他们设计了可变形卷积的多标签输出和一热编码机制层,将采样区域聚焦在缺陷特征区域,有效提取缺陷特征,对混合缺陷进行分类,输出单个缺陷,提高混合缺陷的分类精度。Kyeong和Kim为混合缺陷模式的晶圆图像中的每种缺陷设计了单独的分类模型,并通过组合分类器网络检测了晶圆的缺陷模式。作者使用MPL、SVM和CNN组合分类器测试了六种不同模式的晶圆映射数据库,只有作者提出的算法被正确分类。Takeshi Nakazawa和Deepak V. Kulkarni使用CNN对晶圆缺陷图案进行分类。他们使用合成生成的晶圆图像训练和验证了他们的CNN模型。此外,提出了一种利用模拟生成数据的方法,以解决制造中真实缺陷类别数据不平衡的问题,并达到合理的分类精度。这有效解决了晶圆数据采集困难、可用样品少的问题。分类网络模型对比如表3所示。表3. 分类网络模型比较算法创新Acc直流网络采样区域集中在缺陷特征区域,该区域对混合缺陷具有非常强的鲁棒性。93.2%基于CNN的组合分类器针对每个缺陷单独设计分类器,对新缺陷模式适应性强。97.4%基于CNN的分类检索方法可以生成模拟数据集来解释数据不平衡。98.2%5.2. 目标检测网络目标检测网络不仅可以对目标物体进行分类,还可以识别其位置。目标检测网络主要分为两种类型。第一种类型是两级网络,如图10所示。基于区域提案网络生成候选框,然后对候选框进行分类和回归。第二类是一级网络,如图11所示,即端到端目标检测,直接生成目标对象的分类和回归信息,而不生成候选框。相对而言,两级网络检测精度更高,单级网络检测速度更快。检测网络模型的比较如表4所示。图 10.两级检测网络模型结构示意图图 11.一级检测网络模型结构示意图表4. 检测网络模型比较算法创新AccApPCACAE基于二维主成分分析的级联辊类型自动编码。97.27%\YOLOv3-GANGAN增强了缺陷模式的多样性,提高了YOLOv3的通用性。\88.72%YOLOv4更新了骨干网络,增强了 CutMix 和 Mosaic 数据。94.0%75.8%Yu J等提出了一种基于二维主成分分析的卷积自编码器的深度神经网络PCACAE,并设计了一种新的卷积核来提取晶圆缺陷特征。产品自动编码器级联,进一步提高特征提取的性能。针对晶圆数据采集困难、公开数据集少等问题,Ssu-Han Chen等首次采用生成对抗网络和目标检测算法YOLOv3相结合的方法,对小样本中的晶圆缺陷进行检测。GAN增强了缺陷的多样性,提高了YOLOv3的泛化能力。Prashant P. SHINDE等提出使用先进的YOLOv4来检测和定位晶圆缺陷。与YOLOv3相比,骨干提取网络从Darknet-19改进为Darknet-53,并利用mish激活函数使网络鲁棒性。粘性增强,检测能力大大提高,复杂晶圆缺陷模式的检测定位性能更加高效。5.3. 分段网络分割网络对输入图像中的感兴趣区域进行像素级分割。大部分的分割网络都是基于编码器和解码器的结构,如图12所示是分割网络模型结构示意图。通过编码器和解码器,提高了对目标物体特征的提取能力,加强了后续分类网络对图像的分析和理解。在晶圆表面缺陷检测中具有良好的应用前景。图 12.分割网络模型结构示意图。Takeshi Nakazawa等提出了一种深度卷积编码器-解码器神经网络结构,用于晶圆缺陷图案的异常检测和分割。作者设计了基于FCN、U-Net和SegNet的三种编码器-解码器晶圆缺陷模式分割网络,对晶圆局部缺陷模型进行分割。晶圆中的全局随机缺陷通常会导致提取的特征出现噪声。分割后,忽略了全局缺陷对局部缺陷的影响,而有关缺陷聚类的更多信息有助于进一步分析其原因。针对晶圆缺陷像素类别不平衡和样本不足的问题,Han Hui等设计了一种基于U-net网络的改进分割系统。在原有UNet网络的基础上,加入RPN网络,获取缺陷区域建议,然后输入到单元网络进行分割。所设计的两级网络对晶圆缺陷具有准确的分割效果。Subhrajit Nag等人提出了一种新的网络结构 WaferSegClassNet,采用解码器-编码器架构。编码器通过一系列卷积块提取更好的多尺度局部细节,并使用解码器进行分类和生成。分割掩模是第一个可以同时进行分类和分割的晶圆缺陷检测模型,对混合晶圆缺陷具有良好的分割和分类效果。分段网络模型比较如表5所示。表 5.分割网络模型比较算法创新AccFCN将全连接层替换为卷积层以输出 2D 热图。97.8%SegNe结合编码器-解码器和像素级分类层。99.0%U-net将每个编码器层中的特征图复制并裁剪到相应的解码器层。98.9%WaferSegClassNet使用共享编码器同时进行分类和分割。98.2%第6章 结论与展望随着电子信息技术的不断发展和光刻技术的不断完善,晶圆表面缺陷检测在半导体行业中占有重要地位,越来越受到该领域学者的关注。本文对晶圆表面缺陷检测相关的图像信号处理、机器学习和深度学习等方面的研究进行了分析和总结。早期主要采用图像信号处理方法,其中小波变换方法和空间滤波方法应用较多。机器学习在晶圆缺陷检测方面非常强大。k-最近邻(KNN)、决策树(Decision Tree)、支持向量机(SVM)等算法在该领域得到广泛应用,并取得了良好的效果。深度学习以其强大的特征提取能力为晶圆检测领域注入了活力。最新的集成电路制造技术已经发展到4 nm,预测表明它将继续朝着更小的规模发展。然而,随着这些趋势的出现,晶圆上表面缺陷的复杂性也将增加,对模型的可靠性和鲁棒性提出了更严格的挑战。因此,对这些缺陷的分析和处理对于确保集成电路的高质量制造变得越来越重要。虽然在晶圆表面缺陷分析领域取得了一些成果,但仍存在许多问题和挑战。1、晶圆缺陷的公开数据集很少。由于晶圆生产和贴标成本高昂,高质量的公开数据集很少,为数不多的数据集不足以支撑训练。可以考虑创建一个合成晶圆缺陷数据库,并在现有数据集上进行数据增强,为神经网络提供更准确、更全面的数据样本。由于梯度特征中缺陷类型的多功能性,可以使用迁移学习来解决此类问题,主要是为了解决迁移学习中的负迁移和模型不适用性等问题。目前尚不存在灵活高效的迁移模型。利用迁移学习解决晶圆表面缺陷检测中几个样品的问题,是未来研究的难题。2、在晶圆制造过程中,不断产生新的缺陷,缺陷样本的数量和类型不断积累。使用增量学习可以提高网络模型对新缺陷的识别准确率和保持旧缺陷分类的能力。也可作为扩展样本法的研究方向。3、随着技术进步的飞速发展,芯片特征尺寸越来越小、越来越复杂,导致晶圆中存在多种缺陷类型,缺陷相互折叠,导致缺陷特征不均匀、不明显。增加检测难度。多步骤、多方法混合模型已成为检测混合缺陷的主流方法。如何优化深度网络模型的性能,保持较高的检测效率,是一个亟待进一步解决的问题。4、在晶圆制造过程中,不同用途的晶圆图案会产生不同的缺陷。目前,在单个数据集上训练的网络模型不足以识别所有晶圆中用于不同目的的缺陷。如何设计一个通用的网络模型来检测所有缺陷,从而避免为所有晶圆缺陷数据集单独设计训练模型造成的资源浪费,是未来值得思考的方向。5、缺陷检测模型大多为离线模型,无法满足工业生产的实时性要求。为了解决这个问题,需要建立一个自主学习模型系统,使模型能够快速学习和适应新的生产环境,从而实现更高效、更准确的缺陷检测。原文链接:Electronics | Free Full-Text | Review of Wafer Surface Defect Detection Methods (mdpi.com)
  • 多家仪器企业榜上有名!第七批全国制造业单项冠军企业(产品)公示名单汇总!
    近日,工信部、中国工业经济联合会组织开展了第七批制造业单项冠军企业(产品)培育遴选和第一批、第四批制造业单项冠军企业(产品)复核工作,并已完成相关审核。榜单中,制造业单项冠军企业共计140家,其中多家仪器企业上榜,包括北京中科科仪股份有限公司(主营产品:分子泵)、长春禹衡光学有限公司(主营产品:伺服电机用编码器)、青岛达能环保设备股份有限公司(主营电站锅炉炉渣输送节能环保处理装备)等。制造业单项冠军(产品)共计199项,包括江苏赛德力制药机械制造有限公司的离心机、苏州苏试试验集团股份有限公司的力学环境振动试验设备等。完整榜单如下:第七批制造业单项冠军企业第七批制造业单项冠军企业(产品)数据统计
  • 助力单细胞测序 清华张强锋团队开发出数据在线整合的AI算法
    随着单细胞测序技术的发展,单细胞科学研究不断深入,规模越来越大,所研究的对象也越来越复杂。整合来源不同的单细胞测序数据,消除批次效应,进行全面挖掘和解析,是现在单细胞测序数据分析的一个基础和核心环节。目前单细胞测序数据整合面临以下几方面难题:1)不同实验样本、实验平台、建库方法乃至操作等因素带来的批次效应会在单细胞测序数据中引入非生物学噪音,干扰细胞间生物学差异的提取和解析;2)单细胞研究的规模不断扩大,百万细胞数目级别的数据对整合算法的效率提出了更高的要求;3)单细胞测序样本的类型也在不断增加,不同的单细胞测序数据集通常包括高度异质的细胞亚群;4)最后也是最新最重要的一点,如何充分重复利用大量已有数据的旧知识,对新数据进行探索和解析。目前单细胞测序数据整合算法大多基于不同批次数据间的细胞相似性来矫正批次效应,存在过度整合(尤其是整合细胞异质性差异较大的数据集)、可扩展性差、无法直接将已有模型应用到新数据集上等弊端。10月17日,清华大学生命科学学院/结构生物学高精尖创新中心/清华-北大生命科学联合中心张强锋副教授课题组在《自然通讯》(Nature Communications)杂志在线发表题为“通过将异构数据集投影到统一的细胞嵌入空间中进行单细胞测序数据在线整合”(Online single-cell data integration through projecting heterogeneous datasets into a common cell-embedding space)的研究论文。在该研究中,他们开发了基于变分自编码器(variational autoencoder)深度学习框架的人工智能算法SCALEX,可以对单细胞测序数据进行在线整合。SCALEX采用一个批次无关的编码器和批次特异的解码器组成的非对称自编码器结构,进行大量学习得到一个高泛化性的编码器,该编码器通过将高维单细胞测序数据投射到低维细胞嵌入空间(cell embedding space),在保留生物学差异的同时消除批次效应。SCALEX 模型框架SCALEX主要有以下四点主要特征:1)相较于目前已有的单细胞测序数据整合方法,SCALEX在整合准确性上具有明显优势;2)SACLEX在百万单细胞数据量下仍保持很高的计算效率,适用于超高通量单细胞测序数据整合分析工作;3)SCALEX有效避免了单细胞测序数据整合中的过校正情形,适用于异质性高、复杂样本的整合;4)支持单细胞RNA-seq,单细胞ATAC-seq等多组学整合数据整合。这些特征使得SCALEX适用于构建单细胞图谱。开发人员整合多项研究、多个组织的单细胞数据集构建了小鼠、人以及COVID-19等三套大规模单细胞图谱。SCALEX有一个特殊的优势,就是它的高泛化性的编码器。这个编码器可以通过单细胞测序数据投射,生成一个批次无关的统一低维细胞嵌入空间。对于新产生的数据,SCALEX不需要重新训练编码器,就可以将新数据投射到这个统一的低维细胞嵌入空间。这种整合方式被称为“在线整合”(online integration)。在线整合带来一个巨大的好处,就是很容易将新数据与原来生成的单细胞图谱等奠基性数据(需要由通过SCALEX数据整合生成)进行比较分析,从而从奠基性数据得到生物学知识方面的启发和指引,直接支持数据注释、规律验证等分析任务。另外,原有单细胞图谱的细胞内涵也在不断添加新数据的过程中,得到丰富和扩充,赋能新的生物学发现。综上所述,该研究中,研究者们开发了SCALEX单细胞测序数据人工智能分析工具,可以将不同批次细胞的基因表达谱映射到批次无关的统一低维细胞嵌入空间中,有效消除数据中的批次效应并保留细胞间固有的生物学差异,实现不同批次数据的有效整合。SCALEX适用于图谱级别的单细胞测序数据整合,将在整个生命科学和生物医学领域正在进行的超大规模单细胞图谱等研究计划中提供基础支持。清华大学生命科学学院张强锋副教授为本文通讯作者,清华大学生命科学学院2015级博士生熊磊(已毕业)和2018级博士生田康为该论文共同第一作者,2019级博士生李雨哲和2021级博士生宁微希对文章中的数据分析提供了重要帮助,百图生科(BioMap)研究院主任AI科学家、阿卜杜拉国王科技大学计算生物学家高欣教授参与合作研究。本工作得到国家重点研究发展计划专项、国家自然科学基金、北京市结构生物学高精尖创新中心、清华-北大生命科学联合中心、清华大学计算平台、上海期智研究院和阿卜杜拉国王科技大学研究管理办公室的支持。原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-33758-z
  • 海顿科克推出PCM4806E智能驱动器
    海顿科克直线传动是美国AMETEK集团公司旗下的一员,最近公司又推出了一款IDEA系列的智能驱动器PCM4806E,该驱动器通过了美国RoHS体系认证,具有闭环位置反馈功能,而且还能精确的控制小安培电流,特别适合用来驱动永磁式系列的直线步进电机。 驱动器编码器接口可接受单端,双通道正交编码器输出信号和每转指针信号。A、B通道信号相位上相差90° ,驱动器根据A、B通道信号的先后来确定运动的方向。驱动器采用倍频方式将1000线编码器倍频2000脉冲信号用于精确的位置反馈。 PCM4806E和以往的驱动器一样,都可以直接在电脑界面上对驱动器进行各种参数设置,当然在这之前客户需要先在电脑上安装操作软件,海顿公司会提供软件安装盘,只要在软件里面输入购买的电机的型号,软件会自动匹配好电机运行的电气方面的参数,客户所需要做的是对电机运动的流程做编程,客户甚至都不需要有很强的电机编程的专业知识,只要通过点击操作界面的相应运动说明按钮,就会自动生成编程语言,而且该软件还具有逐步调式功能,对客户来说使用非常的简单方便。 PCM4806E驱动器可以使用12-48V的外接电源驱动,最大输出电流为0.6A,另外该驱动器还提供通用I/O接口,最大输入功率5-24V,8mA,最大输出功率5-24V,200 mA。 更多信息请访问海顿直线电机(常州)有限公司网站http://www.haydonkerk.com.cn
  • 上海微系统所实现集成3D打印编码滤波器的超导单光子光谱仪
    近日,中科院上海微系统所尤立星、李浩团队,陶虎团队以及上海交通大学王增琦团队合作,结合超导纳米线单光子探测技术、双光子3D打印编码滤波技术、计算重构技术等实现单光子计数型光谱分析仪。相关成果以“Superconducting Single-Photon Spectrometer with 3D-Printed Photonic-Crystal Filters”为题于2022年9月27日在线发表在中科院一区学术期刊ACS Photonics上,并被选为当期副封面论文。 图1 集成3D-打印滤波器的超导单光子光谱仪概念图   光谱作为物质的指纹,是人类认知世界的有效手段,在科学研究、生物医药等领域已经有了较为普遍的应用。目前,在单光子源表征、荧光探测、分子动力学、电子精细结构等领域的光谱测量,已经达到了量子水平,例如,在生物、化学和纳米材料领域需要对单个原子、分子、杂质等微弱光谱进行探测分析,这些光谱覆盖范围广,强度弱,因此,对宽谱、高灵敏度、高分辨率的光谱探测器存在迫切需求。   传统的半导体探测器如光电倍增管(PMT)、雪崩二极管(SPAD)等虽然实现了单光子灵敏度的探测,但是存在近红外探测效率低,噪声大,探测谱宽有限等问题。近年来快速发展起来的超导纳米线单光子探测器(SNSPD)因其高效率(90%)、低暗计数(0.1cps)、低抖动(~3ps )、宽谱(可见~红外)的优异性能,在众多领域都得到了应用。将SNSPD集成到光谱分析仪中,不仅能够实现极弱光的光谱测量,还具备非常宽的工作范围,在量子信息技术、天文光谱、分子光谱等领域具有重要的应用价值。该工作中,合作团队利用超导单光子探测器的高效、宽谱等性能优势,首先设计制备4*4阵列型偏振不敏感超导单光子探测器,然后借助双光子3D打印技术的灵活性在每个探测器像元上制备光子晶体编码滤波器,最后通过分析探测像元光谱响应特性等建立了计算光谱重构问题的数学模型,最终实现光子计数型光谱分析仪。   文中该光谱分析仪工作范围覆盖 1200~1700nm,灵敏度达到-108.2dBm,分辨率~5nm。相比当前商业光谱仪的灵敏度(一般灵敏度在-60~90dBm),具有两个数量级以上的提升,为单光子源表征、前沿天文光谱学、荧光成像、遥感、波分复用量子通信等微弱光谱分析领域的研究提供了有效的解决方案。论文第一作者为上海微系统所博士研究生肖游,第二作者为上海微系统所博士研究生维帅,第三作者为上海交通大学徐佳佳。通讯作者为上海微系统所陶虎研究员、李浩研究员、尤立星研究员。该研究得到了国家自然科学基金(61971408 、61827823), 重点研发计划 (2017YFA0304000), 上海市量子重大专项 (2019SHZDZX01), 上海市启明星(20QA1410900)以及中科院青促会 (2020241、2021230)等项目的支持。论文致谢清华大学张巍教授、郑敬元博士的讨论。
  • RESOLUTE绝对式光栅可以满足光伏太阳能电池板制造业的需要
    高效光伏太阳能电池(发电板)制造商面临的最大挑战是降低成本和提高电池效率。通过提高产量、减少加工精度的分散变化,并消除影响生产力提升的障碍来提高工厂自动化程度,是公认的实现电网价格持平等问题的关键。 与众多行业一样,选择合适的光栅(位置编码器)在光伏电池制造的高效工厂自动化中是很重要的环节。全球各地的太阳能电池板制造商一直在寻找一种有助于增加输出量、提高产量并尽量缩短停机时间的编码器。雷尼绍的RESOLUTE绝对式直线光栅和圆光栅可以满足这些要求,该光栅将真正的绝对式光栅反馈与高分辨率(1 nm)、高精度(± 1 µ m/m)、非接触光学系统等计量优点相结合,具有非常出色的可靠性和安全性。 RESOLUTE是绝对式光栅,这意味着它在通电后就能立即确定绝对位置,无需返回参考(基准)点,从而极大缩短开启时间并在出现任何运动前就实现对轴的完全控制。此项性能特征在机床断电又重新通电的情况下非常重要。它可以安全可靠地执行复杂的恢复路径,确保价格昂贵的产品和设备免于受损。 实际上,位置反馈的安全性是RESOLUTE系统的一项突出优点。光栅运行两种独立算法:一种用于确定绝对位置,另一种用于检查测量结果。这些内置位置检查算法可以独立校验位置,确保报告位置的保真度并可防止轴的非受控运动。因此大大降低了制造过程中电池或轴受损的几率。RESOLUTE已被世界领先的外科手术机器人公司采用,这足以说明该集成功能的有效性和可靠性! RESOLUTE以一种完全独特的方式工作,类似于一台超高速数码相机对由长的非重复条形码组成的栅尺进行拍照,从而为读数头提供绝对位置。RESOLUTE比市面上最快的数码相机的速度还要高1000倍。在图片中进行插补可达到1纳米的分辨率。另外,由于RESOLUTE在100 m/s时可达到1 nm的分辨率,所以光栅速度永远不会是一种限制,因此硅太阳能电池制造设备可更快速地运转,并且与使用传统光学编码器的设备相比,可实现更高的产量和效率。而且绝不仅仅是高速度&hellip &hellip 条形码含有大量的冗余,而读数头应用复杂的交互校验和误差修正。因此结果不会受到诸如硅尘、油和指纹等栅尺污染的影响。RESOLUTE所具备的抗污能力意味着,它可以在可能引起其它光学编码器丢数的环境中连续运转。 另外,RESOLUTE可以达到非常优异的运动控制性能,因而提高了精度和制造过程的产量,甚至领先于极为苛刻的精密激光加工技术。传统密封式绝对式光学编码器通常具有约± 200 nm的细分误差 (SDE)。这么明显的SDE会产生很差的速度控制性能,导致运动轴上出现振动;在这样的轴上移动易碎、昂贵的硅片有可能发生&ldquo 恐怖的故事&rdquo ,而且可能出现微裂纹,太阳能电池的相关性能也会降低。较差的SDE还可降低诸如缺陷检测等动态执行的扫描作业的生产效率。RESOLUTE凭借其新颖的检测方法打消了所有这些顾虑,这种方法的固有SDE非常低,不超过± 40 nm。多轴设备的制造商还可以通过使用RESOLUTE获益,因为它具有非常低的噪声(10 nm RMS的抖动),进一步提高了位置稳定性和重复性。轴间的串扰也有所降低。 在最近举行的&ldquo 2010太阳能产业大奖&rdquo 评选中,雷尼绍的RESOLUTE绝对式光栅是唯一入选PV子系统组件类候选名单的编码器。集坚固耐用的设计、超高速和超凡的分辨率等优点于一身,RESOLUTE吸引了要求极高精度和运动控制集成的太阳能电池板加工设备制造商的浓厚兴趣。 RESOLUTE目前正在一些世界上最高效的商用太阳能电池的制造设备上进行试验,同时也引起了其它高科技行业,诸如半导体、平面显示器、医疗、天文学系统等要求平稳速度控制和高精度的行业的极大兴趣。
  • Hexagon计量产业集团推出ROMER绝对关节臂
    2010年4月21日,Hexagon 计量产业集团面向全球市场推出其新一代的ROMER 便携式三维关节臂测量机 - ROMER 绝对关节臂,是迄今为止HEXAGON 计量产业集团推出的精度最高的关节臂测量机。ROMER 绝对关节臂,第一次在关节臂上采用绝对编码器技术,从而有效简化检测过程。该技术消除了之前对编码器初始化的要求。现在,用户只需启动设备就可以开始测量,并且大幅提高了测量精度和稳定性。  ROMER 绝对关节臂的显著特性之一在其低重量和整体、符合人体工程学的设计。牢固的把手和完美的平衡杆能够确保操作者工作起来无疲劳、效率更高。“基于WiFi无线局域网和大容量的可充电电池,ROMER 绝对关节臂能够实现无线操作。同时,该系列关节臂测量机提供了从1.5米到4.5米测量范围之间的7种臂长,两个系列共13种机型。” Pirmin Bitzi,Hexagon计量产业集团便携式关节臂测量机产品经理介绍说。  ROMER 绝对关节臂目前可供用户选择,并将在2010年5月11日 - 15日在上海举办中国国际模具技术与设备展览会上与广大中国用户见面。  绝对关节臂产品地址http://www.hexagonmetrology.com.cn/Product_view_6_334.aspx  中国国际模具技术与设备展览会专区地址http://www.hexagonmetrology.com.cn/subject/exhibition_16.htm
  • 首钢仪器仪表国产化替换改造节省千万元
    随着国产仪器仪表技术的不断突破,很多仪器仪表相较与国外毫不逊色,而且他们在价格上有着无可比拟的优势。近日,为进一步优化设备管理,适应连续、高效、低成本生产的要求,首钢京唐公司设备部积极推进自动化系统备件统一性和国产化进程,节约资金1128.5万元。  为进一步优化设备管理,适应连续、高效、低成本生产的要求,首钢京唐公司设备部积极推进自动化系统备件统一性和国产化进程。截至目前,完成京唐公司自动化设备统一性、国产化改造6307项,节约资金1128.5万元。  京唐公司设备部今年年初建立组织机构,明确职责任务,确定自动化备件统一性和国产化的指导思想、方针和政策,制订管理制度和年度计划。各作业部分别设置相应的推进工作小组,负责本部门项目的实施。通过明确职责,形成横向到边、纵向到底覆盖整个公司的设备整改管理网络,每个环节都有职能、有任务,备件统一性和国产化工作有计划有步骤地顺利进行。他们细化管理流程,认真组织实施,通过整理设备台帐,汇总提炼出需要进行统一性和国产化的自动化设备,对这些设备进行技术比较、实际调研和价格对比,优选出供应商开展选型实验,签订试用协议,试用稳定后履行备件转化立项。  今年以来,京唐公司设备部已对炼铁作业部19个品牌的329台设备、炼钢作业部13个品牌的191台设备等多项自动化设备实施统一性和国产化。另外,他们对冷轧作业部21个品牌的263台物位计、热轧作业部40个品牌的486台、能环部371台超声波物位计和雷达物位计等设备进行统一性和国产化替换。该部还对热轧作业部、冷轧作业部的差压、温度、流量等4240多个开关进行国产化更换,对全公司热电阻、热电偶、天车报警器、防碰撞装置、编码器、端子排、压力表、流量计、PLC柜、压力变送器、UPS、隔离器、安全栅等自动化设备进行逐步统一性替换。
  • 北京星达2014CIPPE推出新产品
    3月19日在北京举行的第14届中国国际石油石化技术装备展览会(CIPPE)上,北京星达科技发展有限公司推出了双缸高压恒流泵和液相色谱泵系列新产品。  高压恒流泵采用ARM主控芯片搭配实时操作系统组成嵌入式操作平台,通过程序控制步进电机的运转,可在独立、并行、串行三种模式下工作,具有流量可调、压力显示、低压补偿、高压保护及串口通讯等功能。该产品在石油勘探、医药制备、超临界萃取、精密的高压液相色谱及流动相配备等领域有着广泛应用。液相色谱泵采用电子压力脉冲技术,可取代传统的机械缓冲器,有效控制流速波动。此外,该产品采用高精度直流伺服电机及编码器,并可扩展为二元高压梯度系统及四元低压梯度系统。
  • 重庆大学DNA编码分子库技术获重大进展
    p  癌症、心血管疾病、慢性肠炎、流感……这些疾病都是人类健康的敌人。如何高效地研制出相关治疗药物,是科学家们一直在探索的问题。3月24日,重庆日报记者从重庆大学获悉,该校药学院和瑞士苏黎世联邦理工学院合作采用的DNA编码分子库技术,将有望快速找到针对这些疾病靶点的活性化合物,从而提升相关药品研制的速度和质量。日前,这一研究成果发表在《自然· 化学》杂志上。/pp  “如果把分子库中的化合物比喻成无数把钥匙,那么医治某种疾病的靶点就是需要打开的锁。”该成果论文的第一作者、重庆大学药学院研究员李亦舟介绍说,新药的研制就是在无数把钥匙中找到能打开某一把锁的钥匙,而传统筛选钥匙的方式很慢,即目前跨国药企通常采用的高通量药物筛选技术。“其采用大批量配对筛选的方式,效率较低,合成、筛选500至600万个分子就需要大约20年时间,研发周期长,资金投入大。这样即使研发出新药,价格也很昂贵。”/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/12f074f0-09fa-4ba4-ba7c-cab943c486bf.jpg" title="NewsDataAction-2.jpeg"//pp  重庆大学药学院和瑞士苏黎世联邦理工学院Dario Neri教授实验室合作采用的DNA编码分子库技术,耗时3年多时间,人工合成了3500万个不同的化合物,然后运用编码技术,为每一个化合物都贴上独一无二的DNA条形码。/pp  这3500万个不同的化合物,被装在一支小小的试管里。然后,与装在另一支试管里的疾病靶点迅速进行匹配,从而找出针对疾病靶点的活性化合物。找到这些化合物之后,再对它们进行基因组测序,便可以有针对性地研发出相关药物。/pp  “目前很多疾病都使用抗体药物进行治疗,相对于化学小分子药物来说,抗体药物制造成本高,且抗体药通常需要注射,不如像片剂等的化学小分子药物方便服用、保存与携带。”李亦舟说,因此,如果使用DNA编码分子库技术,不仅可以极大地加快研发新药的时间进度,也有利于减轻患者痛苦。/p
  • 【瑞士步琦】近红外光谱分析技术在玉米品质检测中的应用
    近红外光谱分析技术在玉米品质检测中的应用近红外应用”1介绍玉米是我国重要的粮食作物。根据国家统计局数据显示,我国 2021 年玉米播种面 4332 万 hm2,玉米产量达 2.7 亿 t。玉米中的水分、蛋白质、脂肪、糖类等主要化学成分含量会直接影响到玉米的经济效益。化学成分含量的测定已成为原料品质评价中的重要环节。玉米种子作为生产中最基本的资料,其质量的好坏直接影响玉米的产量及品质。玉米品质指标(水分、蛋白质、淀粉等)的检测常用理化方法,安全指标(毒素等)的检测使用液相等物理或化学方法,可用冷浸法等对种质品质进行分析,但这些方法均会对样本本身造成破坏,存在处理时间较长以及需要专业人员操作、仪器成本高等缺点。因此,探究一种可以对玉米进行无损、快速检测技术显得尤为重要。近红外光谱分析技术具有样品不需复杂耗时的前处理、无损耗、多成分同时分析、无污染的检测优势,近年来得到了广泛关注。近红外光谱分析技术是利用物质对光的吸收、散射、反射与透射等特性对待测物进行分析的检测技术,通过样品的吸收光谱及理化分析结果可对样品进行定性或定量分析。近红外光谱分析技术的检测步骤为使用化学计量法对近红外光谱数据进行预处理及建立模型,将样本的预测集通过模型进行检测,验证模型是否精准,并对模型进行评价及优化。近红外光谱技术常用处理方法,由于近红外光谱中强大的背景信息造成的噪声干扰和存在冗余变量,导致从样品的近红外光谱中提取与检测目标相关的信息较困难,因此,需对光谱数据进行预处理。常用的光谱预处理方法有去噪自编码器(DAE)、正交信号校正法(OSC)、标准正态变换(SNV)、多元散射校正(MSC)等。2近红外光谱技术模型评价指标定量模型评价指标 评价近红外光谱定量模型预测准确性的实质是模型的预测结果与样品结果的接近程度,评价预测模型一般采用校正决定系数(R2c)、验证决定系数(R2v)、校正相关系数(Rc)、验证相关系数(Rv)、校正均方根误差(RMSEC)、验证均方 根 误 差(RMSEV) 和 相 对 分 析 误 差(RPD)等参数,决定系数与相关系数是预测值与使用化学方法检测出的真值样本集相关性的标准,通常 R2c、R2v、Rc、Rv 越大时,认为所建模型效果越好;RMSEC 和 RMSEV 是校正集与验证集的预测值和使用化学方法检测出的真值之间差异大小的量度,RMSEC 和 RMSEV 越小,认为所建模型性能越优;RPD 是衡量模型可靠性的指标,当 RPD3,认为所建立的预测模型可靠性较高,3RPD2.5,认为模型可用于分析;RPD2.5 时,则表明模型分析难以进行。定性模型评价指标 近红外光谱技术在定性分析中多用于样品分类,常用判定指标有正确率、敏感性、特异性等。相关检测设备从采样现场到实验室快速无损检测样品的指标,主要包括水分、脂肪、蛋白、灰分等。可以帮助企业优化生产过程,控制最终产品质量,提高利润。近红外光谱仪检测过程无需化学试剂,可大大降低实验室湿化学成本。检测快速,可大大减少操作人员的劳动力,降低使用门槛,节约管理费用。▲ 步琦近红外光谱仪 ProxiMate防水型不锈钢外壳,入口防护等级为 IP69,可进行高压管冲洗,即使是最苛刻的工作环境也能满足多种即时可用的预校准,适用性广泛直观的现触摸屏界面,简单、明了样品使用磁耦合驱动装置旋转器,分析完成后该装置可拆除,轻松清洁允许用户利用近红外光,可见光或将两种信号结合来提高测量性能和全面评估样品,从而使其测量性能达到最大化3相关模型参数ProductParameterRangeSpectraSEPMaizeStarch16-76%6553.5MaizeFat3.14 -5.352980.2MaizeProtein6-21%6821.3MaizeMoisture7-13%6820.5MaizeAsh1-8%3070.04步琦公司为您提供完整的玉米检测解决方案,同时提供定制化服务和使用,欢迎用户前往我司实地参观考察。
  • 河南安诺发布安诺气相自动进样器3016C新品
    1) 操作简便,22位大样品盘和5.0英寸的可视化人机交互式触控界面。2) 操作智能,用户输入模式,实现智能化提示逐步输入。3) 稳定性高,编码器实时反馈对比,仪器运行更加稳定。4) 提供多种模式的I/O口,兼容不同厂家的气相色谱。5) 自动化程度高,无人值守,24小时不间断工作。6) 外形美观、体积小、重量轻、安装方便、通用性强。7) 进样推杆采用缓冲式机构,减小了进样死体积。8) 样品盘采用绝对位置编码器,弥补了运行过程中的累积误差。9) 仪器采用模块化设计,内部采用双线CAN通讯机制,功能模块扩展性强。10) 采用精密马达驱动,提供多种驱动速度,进样速度稳定,进样定量精确。11) 提供通用的modbus通讯协议及USB通用接口,方便用户上位机控制程序的开发。12) 安全的错误校验,用户输入数据后,系统对数据进行校验,使仪器运行更加安全。13) PC端上位机软件全反控,提高用户使用效率。14) 160位数样品盘扩展,支持双塔进样,同步进样的时间重现性小于1/1000秒。15) 具备条形码码扫描样品功能和样品温控功能,满足用户多方面需要。创新点:有效样品位,从原来的19位,增加到22位,最多可达到24位,满足用户的日常需要。控制软件操作方面得到进一步的提升。安诺气相自动进样器3016C
  • 丹纳赫工业技术集团沈阳办事处开业
    丹纳赫工业技术集团亚太区高层出席剪彩仪式  5月18日,丹纳赫工业技术集团沈阳办事处隆重开业。工业技术集团亚太区总经理周建波,人力资源总监张彤,与来自业界和媒体的一百多位朋友,共同出席了开业庆典,并主持了“点睛”和“剪彩”仪式。  在剪彩仪式上,周总讲道:“我们带着我们的产品、服务、知识和真诚来到这里,希望能够跟这里共同成长,一起开创辉煌的明天。我们满怀信心和希望地站在这里,因为这是一个重要的时刻。任何一家公司,从优秀走向卓越,都会经历一些值得铭记的日子。很荣幸,今天,可以跟各位好朋友一起见证和分享这个时刻。”丹纳赫工业技术集团沈阳办事处隆重开业  丹纳赫工业技术集团旗下拥有Setra、Gems、Hengstler、Thomson、West、Kollmorgen和Anderson等多个世界知名品牌,遍布美洲、欧洲和亚洲的众多办事处、研发和生产中心,为全球客户提供本地化的服务支持。凭借卓越可靠的性能,以及快速响应的客户定制化服务,集团产品广泛应用于医疗设备、空调暖通、工程机械、电梯、工业炉、塑料、轨道交通、测试测量、食品饮料、包装印刷,太阳能、风能等新能源领域,为客户提供最优化的解决方案。  沈阳办事处的成立,彰显出东北市场的重要战略地位,也意味着该地区客户将获得更丰富的产品选择,更周到便捷的服务,以及更强大的技术支持。就如周总所说:“我们来了,意味着东北的客户多了一个选择。我们相信,就跟华东、华北、华南还有美国和欧洲的客户们一样,很快大家就会发现,这是一个值得信赖的选择。”  沈阳办事处是丹纳赫工业技术集团继北京、上海、天津、广州和深圳之后在中国的第六个办事处,而它的成立仅是集团区域性扩展的第一步。在集团战略布局中,2011年第三季度,武汉 第四季度,成都和西安 三大办事处正在紧锣密鼓的筹备中,一个覆盖全国的营销和服务网络已经悄然成型。  丹纳赫工业控制集团  丹纳赫工业控制集团,是世界五百强丹纳赫集团公司的主要分部之一。集团旗下拥有Setra、Gems、Hengstler、Thomson、West、Kollmorgen和Anderson等多个世界知名品牌,遍布美洲、欧洲和亚洲的众多办事处、研发和生产中心,为全球客户提供本地化的服务支持。生产并销售针对过程及工厂自动化的直线运动控制、压力变送器、压力开关、流量及液位传感器、温度控制器、编码器、计数器、真空接触器、卫生型仪表等。
  • 郑州安诺发布安诺自动进样器3016C新品
    1) 操作简便,22位大样品盘和5.0英寸的可视化人机交互式触控界面。2) 操作智能,用户输入模式,实现智能化提示逐步输入。3) 稳定性高,编码器实时反馈对比,仪器运行更加稳定。4) 提供多种模式的I/O口,兼容不同厂家的气相色谱。5) 自动化程度高,无人值守,24小时不间断工作。6) 外形美观、体积小、重量轻、安装方便、通用性强。7) 进样推杆采用缓冲式机构,减小了进样死体积。8) 样品盘采用位置编码器,弥补了运行过程中的累积误差。9) 仪器采用模块化设计,内部采用双线CAN通讯机制,功能模块扩展性强。10) 采用精密马达驱动,提供多种驱动速度,进样速度稳定,进样定量精确。11) 提供通用的modbus通讯协议及USB通用接口,方便用户上位机控制程序的开发。12) 安全的错误校验,用户输入数据后,系统对数据进行校验,使仪器运行更加安全。13) PC端上位机软件全反控,提高用户使用效率。14) 160位数样品盘扩展,支持双塔进样,同步进样的时间重现性小于1/1000秒。15) 具备条形码码扫描样品功能和样品温控功能,满足用户多方面需要。创新点:安诺自动进样器3016C 与本公司上一代产品3016A相比,主要样品盘位数上不同,3016C全新升级,采用24位样品盘,给客户更多的选择空间。安诺自动进样器3016C
  • Nature:形状变形的纳米磁性编码微型机器人
    磁性软体机器人已有多种应用,特别是在与人体密切相关的生物医学领域。如自折叠式“折纸”机器人可以在肠道中爬行、修补伤口、将吞下的物体取出来;胶囊状的机器人可以沿着胃的内表面滚动,进行活组织检查并运送药物。此外,科学家们还研制出了尺寸从几百微米到几厘米不等的更薄的线型机器人,它们有可能在大脑血管中穿行,以治疗中风或动脉瘤。磁性软体机器人的进一步小型化可能带来新的应用,如在小的血管中进行操作甚至操纵单个细胞,但制备这样的微型机器人并非易事[1]。 2019年11月,瑞士联邦理工学院的Cui Jizhai(现任职复旦大学) 、Huang Tian-Yun 及其同事在Nature发表了名为“Nanomagnetic encoding of shape-morphing micromachines”的文章[2],该工作使用电子束光刻技术,制造出了只有几微米大小的可磁重组机器人,通过对单个区域的纳米磁体进行设计,将形状变化指令通过编程的方式输入微型机器人,对纳米磁体施加特殊的磁场序列后,实现微型机器人的形状变化,如图一所示。图一 四片式变形微机械的设计 a.磁体磁态随尺寸增大的示意图:i.超顺磁性;ii.室温下稳定的单畴;iii.多畴态。b. 部,四个面板微机械,面板I上有520 nm×60 nm(I型)纳米磁体阵列,面板II上有398 nm×80 nm(II型)纳米磁体阵列;底部,纳米磁体阵列的相应SEM图像。c. 体积相同但长宽比不同的单畴纳米磁体的磁光克尔效应磁滞回线。d.根据矫顽力的不同选择两个磁场对微机械进行编码的示意图。e. 应用控制磁场B=15 mT时的磁性结构(I型和II型纳米磁体)和微机械折叠行为示意图,光学显微镜图像显示了所制造器件的四种不同结构。从左到右,上/下折叠的面板数为4/0、3/1、2/2(折叠方向不同的对面面板)和2/2(折叠方向相同的对面面板)。 这项工作构建了一个模块化单元的集合,这些模块化单元可以编程为字母表中的字母,此外还构建了一个微型的“鸟”,能够进行复杂的行为,包括“拍打”、“悬停”、“转弯”和“侧滑”,如图二所示。这为创造未来的智能微系统建立了一条路线,这些智能微系统可以重新配置和原位重新编程,可以适应复杂的情况。图二 折纸式的微型“鸟”与多种形状变形模式 文章中,作者使用了英国Durham Magneto Optics Ltd.公司的磁光克尔效应系统-NanoMOKE3对不同型的纳米磁体进行了磁滞回线测试,同时使用该设备的电磁铁产生的磁场对纳米磁体阵列进行了编程。NanoMOKE3可以进行微区的超高灵敏度测试,在本工作中,作者通过激光聚焦在不同的纳米磁体上获得对应的磁滞回线,如图一c所示,为微型机器人的磁学编码工作提供了帮助。图三 磁光克尔效应系统-NanoMOKE3 NanoMOKE3主要技术特点:超高灵敏度~10-12emu微区磁滞回线,激光光斑~2μm超快测试速度,1秒内可获得磁滞回线克尔角检测<0.5 mdeg纵向/横向/向克尔磁畴成像扩展无液氦低温MOKE图四 与Montana S50超精细多功能无液氦低温光学恒温器联用的低温MOKE 温度范围4.2K~350K磁场纵向>0.4T,向>0.3T 参考文献:[1] X H,zhao. et al. Nature 575, 58-59 (2019)[2] Cui, J. et al. Nature 575, 164–168 (2019).
  • 深圳先进院发展出可容错编码的序贯荧光原位杂交技术
    3月17日,中国科学院深圳先进技术研究院合成微生物组学研究中心、深圳合成生物学创新研究院戴磊课题组,在《自然-通讯》(Nature Communications)上,发表了基于成像的空间微生物组最新研究成果(Spatial profiling of microbial communities by sequential FISH with error-robust encoding)。   该团队发展了一种可容错编码的序贯荧光原位杂交(SEER-FISH)技术,用于解析复杂微生物群落的空间结构。该方法可识别复杂群落中的不同微生物物种,在单细胞尺度上原位解析微生物物种之间以及微生物-宿主之间的相互作用,是探究微生物群落的生态和功能的重要工具。   自然界中的微生物群落具有丰富的物种多样性。各种微生物独特的生存方式和相互作用关系构成了群落特定的空间结构。尽管现有的高通量测序技术能够描绘微生物群落的物种组成及丰度,但缺乏解析群落空间结构的有力工具。由于传统荧光显微成像技术可分辨的物种数量受限于荧光基团的颜色种类,绘制高物种分辨率的复杂微生物群落的空间结构颇具挑战性。   基于此,研究发展了新的SEER-FISH成像技术并将其用于复杂微生物群落,在微米尺度上绘制了拟南芥根系定植的微生物群落的空间分布,观测到不同物种在根表上的空间异质性定植以及在受到宿主代谢物扰动后的空间分布变化和物种空间关联改变。SEER-FISH技术可以精准解析复杂微生物群落的空间结构,为探讨植物根际、人体肠道等宿主共生微生物组的生态规律和生理功能提供了有力工具。   SEER-FISH通过序贯荧光原位杂交的方式实现微生物群落空间结构的解析。它的工作原理是为每种微生物分配特定的多色编码,每轮使用带有相应颜色荧光基团的寡核苷酸探针来标记对应的微生物,再通过多轮荧光原位杂交成像获取每个细胞的多色编码,从而确定其对应的物种(图1a-c)。该团队进一步对编码进行优化,使用不同汉明距离(HD,hamming distance)的纠错编码可以提高物种准确识别率,且具有高度的可扩展性(图1d)。   研究在不同微生物群落的体外成像实验中对SEER-FISH技术进行系统评估。实验验证了该方法对群落组成识别的准确性和可重复性,能够准确量化群落物种组成的变化(图2a-c),使用不同的编码方案所得到的群落组成高度一致(图2d-f)。   植物根际定植着高度多样的微生物群落。它们既受到植物宿主的调控又影响植物的生理健康。然而,科学家对于根际微生物群落的空间结构却鲜有研究。研究将SEER-FISH应用于根表微生物的空间成像,勾勒了不同生理分区分布定植的微生物群落组成 (图3a-c)。   研究发现,定植在根表的微生物群落并非随机分布,而是倾向于形成聚集体。这些微生物聚集体的尺度在几十到几百微米,并存在多个物种(图3d-f)。微生物聚集体的形成的具体原因有多种假说,包括偏好性定植、提高在根际环境下的适应性等。此外,研究通过对群落中的微生物进行邻近关系分析,发现了显著的菌-菌空间关联(图3g)。   通过外源添加拟南芥根际分泌的代谢产物植保素(camalexin)和香豆素(fraxetin),研究发现根际微生物的组成和空间分布均发生了显著变化(图4a-c)。例如,中华根瘤菌主要定植于靠近根尖的位置,而这种偏好性的定植在加入植保素和香豆素后发生改变(图4d)。农杆菌本身在根上的定植没有偏好性,但在受到香豆素扰动后表现出更多的定植于根成熟区(图4e)。根际微生物空间分布的高度异质性和物种之间的差异,与环境异质性、微生物本身的特性均有关。   研究进一步对定植微生物的空间关联进行分析,发现植保素和香豆素均不同程度地影响改变了物种之间的空间关联(图4f)。微米尺度下的空间关联暗示了微生物群落中不同物种之间广泛存在的短程相互作用(如营养竞争与互养、接触抑制、群体感应等),对于进一步的机制研究有重要的指导意义。   研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省自然科学基金及深圳合成生物创新研究院的支持。
  • 生物大分子标记新突破:可基因编码的代谢糖质标记技术
    生物体中几乎所有的细胞都具有相同的基因组,而不同的细胞类型和功能则由不同的基因表达、表观遗传修饰和翻译后修饰等所决定。解析特定器官或组织中特定细胞的生物大分子图谱对探究发育、细胞间通讯以及疾病的发生发展等都具有重要意义。因此,开发细胞选择性的生物大分子标记方法,近年来受到了科学家们的广泛关注。通过基因编码的方法,人们在活体动物中实现了蛋白质的组织特异性和细胞选择性标记和分析。然而,糖质(glycan)作为另外一种主要的生物大分子,尚无法通过基因编码的方式,实现活体中的细胞选择性标记。糖质以寡糖、多糖、糖蛋白、糖脂等形式直接参与细胞的分化增殖、免疫调节、信号转导、细胞迁移等重要的生命活动,对其进行在体标记和分析一直是领域内的一个难点。其中,基于生物正交化学的代谢糖质标记(metabolic glycan labeling)技术已经成为了最主要的工具之一。经过20多年的发展,目前已有数十种非天然糖分子可用以在活细胞和活体中标记糖质。然而,非天然糖在活体中并不具备器官或细胞特异性,无法实现精准的细胞选择性标记,阐释特定细胞群体中糖质所发挥的生物学功能。北京大学化学与分子工程学院、北大-清华生命科学联合中心陈兴教授课题组一直致力于解决这个问题,此前开发了基于靶向性脂质体的非天然糖代谢标记技术,实现了肿瘤组织和脑部的糖质标记。同时,他们意识到,基因编码技术可以在活体中实现更加精准的细胞选择性。为了实现这一目标,继续推进代谢糖质标记技术的应用,2022年5月5日,该课题组在 Nature Chemical Biology 上发表了题为“Cell-type-specific labeling and profiling of glycans in living mice”的论文,报道了一种可基因编码的代谢糖质标记技术(GeMGL)。该技术将“凸凹互补(bump and hole)”的化学遗传学策略与代谢糖质标记方法相结合,利用非天然糖1,3-Pr2GlcNAl(Bump)及其匹配的焦磷酸酶突变体AGX2F383G(Hole)的正交组合,在活体动物上实现了细胞选择性糖质标记和分析。他们从一个具有低标记效率的非天然糖—乙酰胺基葡萄糖的叠氮类似物GlcNAz出发,确认了其代谢通路中的焦磷酸酶AGX是限速酶,将其过表达可以增强代谢强度。他们随即想到,增大非天然基团并对AGX酶进行突变,可能可以开发出凹凸对。于是,他们采用了炔基修饰的乙酰胺基葡萄糖GlcNAl和焦磷酸酶突变体AGX2F383G,通过体外和细胞实验证明了GlcNAl的代谢完全依赖焦磷酸酶突变体AGX2F383G。接着,在多细胞共培养体系和小鼠移植瘤模型中,证明了GeMGL策略的可行性。基于此,他们将该策略拓展到了转基因小鼠中。他们首先利用心肌细胞特异的启动子α-MHC实现了AGX2F383G在小鼠心肌细胞中的特异性表达,然后腹腔注射非天然糖1,3-Pr2GlcNAl,实现了非天然糖分子在小鼠心肌细胞中的特异性代谢。从各组织标记结果来看,GeMGL策略展现出严格的心肌细胞选择性。结合定量蛋白质组学方法,在小鼠心肌细胞中鉴定到582个O-GlcNAc修饰蛋白。分析发现,心肌细胞中许多糖酵解、TCA循环和氧化磷酸化途径相关蛋白都具有O-GlcNAc糖基化修饰,表明O-GlcNAc糖基化修饰可能在心肌细胞的线粒体能量代谢过程中发挥重要功能。在转基因小鼠中进行的细胞类型特异性代谢糖质标记该工作提供了一种可基因编码的细胞特异性糖质标记技术GeMGL,为在活体层面研究糖质在特定细胞类型中的生物学功能提供了一种便利、有效的工具。该技术有望被推广到更为复杂的神经系统中,并在相关疾病模型中探究糖基化与神经发育、神经退行性疾病等的关系。陈兴 北京大学化学学院教授,生命科学联合中心高级研究员,合成与功能生物分子中心研究员。长期致力于糖化学和糖生物学研究,糖质标记和分析是其研究重点之一。综合运用化学方法、生物手段和纳米技术,研究糖基化的生物学功能及其在代谢疾病及其心血管并发症中的作用。原文连接:https://www.nature.com/articles/s41589-022-01016-4
  • naica®微滴芯片数字PCR系统精准量化胰岛素编码基因DNA甲基化水平
    导读在过去的几十年中,糖尿病的发病率在全球范围内显著增长。除了不健康的生活方式外,环境污染物被认为是糖尿病发生的危险因素。多环芳烃 (PAH)是一类含有2-7个芳环的有机化合物,由自然和人类活动产生并广泛存在的污染物。流行病学研究表明,PAHs水平与成人和儿童的肥胖和二型糖尿病相关。厦门大学生命科学学院细胞应激生物学国家重点实验室的研究人员在Ecotoxicology and Environmental Safety上发表了题为《Prenatal exposure to a mixture of PAHs causes the dysfunction of islet cells in adult male mice: Association with type 1 diabetes mellitus》的文章。文中应用naica微滴芯片数字PCR系统对胰岛素编码基因DNA甲基化水平进行量化,揭示了产前暴露于多环芳烃混合物对成年雄性小鼠胰岛细胞功能的不良影响。应用亮点:▶ 使用naica微滴芯片数字PCR系统对胰岛素编码基因启动子甲基化水平进行量化。▶ 在产前暴露于500µg/kg PAHs的小鼠中,胰岛素编码基因启动子的甲基化水平显著升高。▶ 产前暴露于PAHs可能促进I型糖尿病的发病。作者使用8种PAHs的混合物进行了实验,以研究产前PAHs对成年期胰岛细胞功能和质量的影响,同时试图阐明 I型糖尿病发病的环境原因。他们分离了成年雄性小鼠的胰岛,对胰岛素编码基因的启动子DNA甲基化水平进行分析。研究成果:▲图1. 产前暴露于多环芳烃对成年雄性小鼠胰岛素编码基因甲基化水平的影响。(A) 数字PCR结果代表性一维图。(B)胰岛素编码基因启动子甲基化水平。(每个处理三只母鼠, 每只母鼠取一个雄性后代) 。在本研究中,子宫内暴露于500µg/kg PAHs的小鼠胰岛中胰岛素编码基因启动子中的DNA甲基化水平显著增加,同时胰岛素编码基因转录显著下调。▲图2. 不同PAHs浓度对胰岛素编码基因转录水平的影响原文链接如下:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0147651322005358期刊介绍:Ecotoxicology and Environmental Safety 1977创刊,隶属于爱思唯尔出版集团。是一份多学科交叉期刊,主要研究环境污染对包括人类健康在内的生物体的暴露和影响。最新影响因子为7.129。naica六通道数字PCR系统法国Stilla Technologies公司naica六通道数字PCR系统,源于Crystal微滴芯片式数字PCR技术,自动化微滴生成和扩增,每个样本孔可实现6荧光通道的检测,智能化识别微滴并进行质控,3小时内即可获得至少6个靶标基因的绝对拷贝数浓度。
  • 借助双光子显微成像技术 北京大学陈良怡团队合作揭示小鼠社交行为神经编码机制
    陈良怡团队合作揭示小鼠偏好“喜新厌旧”的神经元集合和孤独症小鼠的缺陷社交行为是个人和人类社会生存和发展的基础。有关大脑通过何种方式编码社交行为信息这一科学问题,目前尚无确切答案。此外,孤独症、抑郁症、精神分裂症、社交恐惧症或创伤后应激障碍(PTSD)等患者,均存在显著社交识别或互动障碍,给家庭、社会和国家带来诸多问题和负担,当前仍缺乏行之有效的干预手段或治疗方法,原因之一在于对大脑处理和编码社交行为信息的神经机制知之甚少。既往研究表明,大脑内侧前额叶皮层(mPFC)在社交探索、社交恐惧和社会竞争等方面均发挥重要调控功能[1-4]。当小鼠进行社交探索行为时,mPFC脑区前边缘皮质(PrL)内部分兴奋性锥体神经元活动会显著增强[5, 6],mPFC神经元集群在处理不同社交对象信息时,其活动表现出较强的异质性[7, 8],而且mPFC脑区内抑制性GABA能中间神经元也同社交行为密切相关[1, 4, 9],然而,由于缺乏在体单细胞分辨率水平、实时动态可视化的神经编码研究方法,这些不同亚型神经元集群是如何编码特定社交对象信息的尚不明了。北京大学未来技术学院分子医学研究所、IDG麦戈文脑科学研究所、北大-清华生命科学联合中心、生物膜国家重点实验室陈良怡实验室,联合军事医学研究院吴海涛实验室以及北京大学工学院张珏实验室,在Science Advances杂志发表了题为“Encoding of social novelty by sparse GABAergic neural ensembles in the prelimbic cortex”的研究论文,解析了孤独症小鼠“喜新不厌旧”社交缺陷下的神经编码机制。在陈良怡实验室和程和平院士团队联合开发两代高时空分辨率的微型化双光子显微成像系统基础上[10, 11],通过建立改进型小鼠两箱社交行为学研究范式,利用MeCP2转基因孤独症小鼠模型和细胞亚型特异性Cre小鼠,借助微型化双光子显微镜钙成像技术,结合基于Tet-off系统的细胞特异性化学遗传学操控技术、CRISPR-Cas9介导的基因编辑和功能挽救等前沿技术,系统探讨了正常和孤独症小鼠模型不同社交行为过程中,PrL脑区内不同亚型神经元集群编码特定社交信息的模式差异。首先,借助微型化双光子钙成像技术,研究人员发现在小鼠自由社交活动过程中,PrL脑区内抑制性中间神经元较之于兴奋性锥体神经元具有更强的相关性。数学分析揭示其中存在稀疏分布的“社交特异”神经元,与之前研究的“社交相关”神经元不同,它们特异性地参与了同“陌生”或“熟悉”老鼠的社交行为。通过化学遗传学技术,特异性抑制社交行为过程中被激活的这些抑制性中间神经元亚群,能够显著破坏小鼠社交偏好及社交新颖性行为。提示PrL脑区内这群稀疏分布的中间神经元集群在调控小鼠社交偏好性以及“喜新厌旧”行为模式中,扮演着极为关键的角色。进一步,研究人员在进行小鼠两箱社交行为学观察时发现,MeCP2转基因孤独症小鼠社交偏好性并无显著缺陷,但会丧失典型的“喜新厌旧”样社交新颖性行为。利用CRISPR-Cas9基因编辑技术,在MeCP2转基因孤独症小鼠PrL脑区中间神经元内特异性剔除外源性MeCP2转基因后,可显著挽救孤独症小鼠“喜新厌旧”样社交缺陷表型。表明PrL脑区抑制性中间神经元内过表达MeCP2转基因可能是诱发孤独症小鼠产生社交新颖性行为缺陷的罪魁祸首。最后,通过系统分析野生型和MeCP2转基因孤独症小鼠模型PrL皮层内编码“陌生”和“熟悉”社交对象信息、且稀疏分布的抑制性中间神经元钙信号动力学特征,研究人员发现,当野生型小鼠分别与“陌生”或“熟悉“小鼠发生社交时,其PrL皮层中编码相关社交对象特异性神经元的发放概率、钙信号变化幅度以及达峰时间均存在显著差别。这两群细胞通过“跷跷板”式的协同增强效应,帮助小鼠确定面对不同类型对象采取不同的社交策略。而孤独症小鼠PrL脑区内相关神经元集群均明显异常,总体表现为“陌生”或“熟悉”社交对象引起社交特异神经元间反应差异消失,从而无法区分“陌生”和“熟悉”不同社交对象之间的差别,最终导致社交新颖性行为缺陷。综上,该研究工作发现在小鼠前额叶皮层内存在一群稀疏分布的中间神经元集群,分别负责编码社交行为中的“熟悉”和“陌生”社交对象信息,这些稀疏分布的神经集群在调控小鼠社交行为,尤其是社交新颖性行为中发挥着重要作用,揭示了个体在面对不同类型对象进行社交行为时的神经编码机制。该研究为深入理解孤独症等神经精神疾病患者社交行为缺陷的神经机制,探索精准靶向诊疗新策略提供了新的证据和线索。PI简历陈良怡北京大学未来技术学院学院教授北大-清华生命科学联合中心PI邮箱:lychen@pku.edu.cn实验室主页:http://www.cls.edu.cn/PrincipalInvestigator/pi/index5489.shtml研究领域:我们发展自驱动的活细胞智能超分辨率成像技术,并应用这些技术来研究生物医学重要问题。目前一方面的工作主要集中在引入物理光学中新成像原理、数学和信息学科中的图像重建新方法等,致力于发展可以在活细胞中实现两种以上模态光学信号探测的三维超分辨率成像的通用工具,实现同一活细胞样本上长时间、超分辨率、三维成像特定生物分子(荧光)和主要细胞器(无标记)。建立基于深度学习等手段Petabyte级的图像数据的高速处理以及分割手段,自动化、定量化描述活细胞内不同蛋白等分子以及细胞器的形状、位置以及相互作用等参数,找到新的细胞器并定义它们生化特性,最终目标是建立单细胞细胞器互作组学以及活细胞超分辨率病理学的概念,利用成像来揭示细胞内的异质性动态变化以及如代谢类疾病的发生发展机制。另一方面,我们也应用发展的高时空分辨率生物医学成像的可视化手段,系统研究血糖调控紊乱激素分泌在活体组织、细胞水平以及分子代谢水平的关系。参考文献:1.Xu, H., et al., A Disinhibitory Microcircuit Mediates Conditioned Social Fear in the Prefrontal Cortex. Neuron, 2019. 102(3): p. 668-682 e5.2.Kingsbury, L., et al., Cortical Representations of Conspecific Sex Shape Social Behavior. Neuron, 2020.3.Báez-Mendoza, R., et al., Social agent identity cells in the prefrontal cortex of interacting groups of primates. Science, 2021. 374(6566): p. eabb4149.4.Zhang, C., et al., Dynamics of a disinhibitory prefrontal microcircuit in controlling social competition. Neuron, 2021.5.Murugan, M., et al., Combined Social and Spatial Coding in a Descending Projection from the Prefrontal Cortex. Cell, 2017. 171(7): p. 1663-1677 e16.6.Liang, B., et al., Distinct and Dynamic ON and OFF Neural Ensembles in the Prefrontal Cortex Code Social Exploration. Neuron, 2018. 100(3): p. 700-714 e9.7.Pinto, L. and Y. Dan, Cell-Type-Specific Activity in Prefrontal Cortex during Goal-Directed Behavior. Neuron, 2015. 87(2): p. 437-50.8.Rigotti, M., et al., The importance of mixed selectivity in complex cognitive tasks. Nature, 2013. 497(7451): p. 585-90.9.Cao, W., et al., Gamma Oscillation Dysfunction in mPFC Leads to Social Deficits in Neuroligin 3 R451C Knockin Mice. Neuron, 2018. 97(6): p. 1253-1260.e7.10.Zong, W., et al., Miniature two-photon microscopy for enlarged field-of-view, multi-plane and long-term brain imaging. Nat Methods, 2021. 18(1): p. 46-49.11.Zong, W., et al., Fast high-resolution miniature two-photon microscopy for brain imaging in freely behaving mice. Nat Methods, 2017. 14(7): p. 713-719.
  • 聊一聊电液伺服疲劳试验机的核心技术
    导读试验机行业是一个传统而又新型的行业。随着新材料的应用和新技术的发展,更高的质量要求带动市场对试验机提出更精确和更高性能的要求,从而获得更加真实、科学的试验数据,为技术发展夯实基础。力试科仪(LSI)专注力学试验仪器设备的研发、制造、销售和服务。其中,研发是试验机的核心和源头,高端试验机的研发,离不开与时俱进的核心技术。公司自创办以来,自主创新研发了多个主打高端产品,电子万能材料试验机、电液伺服疲劳试验机、多轴协调加载系统和各类专用试验机。这次,我们先来聊一聊电液伺服疲劳试验机的核心技术。力试电液伺服疲劳试验机可用于各类材料的力学性能测试,例如低周疲劳、高周疲劳、裂纹扩展、断裂韧性等常规力学测试,同时也可以集成高低温、湿度、腐蚀环境箱进行复杂环境的耦合试验。这么一个可广泛用于航空航天、汽车、船舰、军工、冶金、建材、科研院校、质量检测等领域的“全能”产品,它的核心技术可分为三点进行阐述(试验机机械结构设计、测量控制系统、软件)。一、试验机机械结构设计1) 加载系统的同轴度在试验中,不同轴的情况会导致试样在拉伸试验中产生弯曲,会对试样造成“提前破坏”,弹性模量也会产生较大的偏差。我们通过不断地迭代创新,设计了对中系统调节环,它用于高精度夹具,圆试样和扁平试样的高同轴度夹持,配套系统对中套件,可以非常直观地对试样夹持前后左右以及角度方向实现六自由度的精确调整。配合标准同轴度测量试样,应变采集系统和分析软件,可以极大地改善试验加载的同轴度。2) 伺服液压缸伺服液压缸是疲劳试验机的核心部件,可直接影响到试验的准确性、可重复性和效率。力试应用独创的先进密封技术,专业的高端加工工艺,经过大量的对比试验来选择制造材料,对精度的要求极高。每个伺服液压缸的零件无一不经过严格的质检,确保装配到每台试验机上的伺服液压缸达到力试的质量要求。先进的密封技术赋予伺服液压缸极低的摩擦力和超长的寿命,在100Hz的高频下保证具有满足高端试验的精度和可靠性,并且能够实现拉压过零试验的完美控制。3) 油源液压秉承安全、高效运行的原则,融入节能、环保的现代设计理念。HPS-HE系列油源为全新一代静音液压动力系统,为实验室内液压驱动设备高效提供动能的同时,让用户尽享安静、清洁的空间。大流量液压站采用多泵组并联设计,根据需要启用一组或者几组油泵,极大的节约了能源,并有效减少了占地空间。主要特点有:a. 具有“零压”启动、高\低压切换功能;b. 恒压变量系统,保证系统压力的同时,最大化节能;c. 全密闭式结构,良好的隔音、绝热、环保效果;d. 外部无任何泄漏,避免灰尘、油液混合成垢;e. 内部优化布局,介质温度保持均匀;f. 有效的通风设置,保证良好通风、通气效果;g. 液晶操控面板,易于参数设置、监控;h. 可进行远程、本机操控;i. 可供多台设备运行,且具有先开后关功能。二、测量控制系统1) 控制器控制器是试验机设备的核心部件,一方面它在上位机软件的指挥下实现对试验设备的动作控制;另一方面它实时采集试验过程中试样上产生的力、形变,以及其它可能发生的物理量变化,在系统内都能根据控制算法将采集到的物理量变化又反馈到控制上。控制器关键性能:a. 系统频率:控制器的系统频率作为控制系统的关键指标,它决定控制器的闭环控制能力,系统频率越高意味着可以执行反馈控制的能力越强,可以支持试验机设备的动作越快,控制精度也越高。b. 采样频率:指控制器在每个时间片有效的采样数,对于大多数控制器而言,采样频率与系统频率一致,运行速度越高的试验需要控制器的采样频率越高,才可保障在短时间试验过程中有足够的力、变形、位移等的采样数据。c. 试验频率:试验频率是指设备用于疲劳试验时,每秒可支持的循环次数,它由多方面的因素决定(包括设备可支持的最大移动速度、加速度以及过零点时的平稳切换能力等因素有关),控制器可支持的试验频率则是最重要环节。d. A/D分辨率:是指控制采集系统模数转换能力,常见的A/D芯片有24位、20位、16位等,不同的A/D芯片能力不同,可提供的分辨率存在差异。e. 曲线吻合度:控制能够按预定的轨迹函数执行,控制器的控制算法起到关键作用。f. 稳定性:对于疲劳试验或长时间蠕变、松弛等试验,很多试验时间以月为单位,系统的稳定性十分关键。2) 力值测量系统力值测量系统是试验机不可或缺的测量部分,几乎所有类型的静态和动态材料物理性能测试设备,都离不开对力值的测量。无论是拉伸、压缩、冲击、剪切、剥离、疲劳还是断裂力学试验,力值都是最重要的测量指标。常见的力传感器有应变式、压力式、压电式以及加速度计等类型。力值测量系统关键指标:a. 零点漂移:是指在传感器静置状态下,发生的力值变化,一般而言,变化范围越小,说明传感器越稳定或环境干扰越小,但静止不变时,也有可能是传感器系统的灵敏度不够或A/D分辨率高导致。b. 温度漂移:是指传感器在环境温度变化情况发生的力值偏移。c. 非线性度:在传感器的量程范围内,线性好坏常用非线性度指标,非线性度值越低,说明线性越好。d. 特殊的,疲劳试验机的测力传感器一直处于高频交变的工作状态,弹性体相关的迟滞性、蠕变特性等和普通的静态测力传感器有很大的区别,一般疲劳机的力传感器在这些方面的指标远优于常规的载荷传感器。3) 变形测量系统变形测量系统是试验机常用的测量部件,它一般用于测量试样标距内的变形、弯曲扰度、裂纹开口宽度变化、压缩高度变化以及冲击产生的变形等。a. 变形测量系统按照是否接触试样,可分为接触式引伸计和非接触引伸计。常用的接触式变形测量装置包括:电子引伸计、全自动引伸计、千分表、扰度计、电容感应式引伸计、电磁感应式引伸计等.常用的非接触式变形测量装置包括:视频引伸计、激光位移计、红外位移计等。非接触式引伸计具有对试样无损伤测量的特点,对于软材料、复杂环境、大变形测量方面有不可替代的优势。b. 变形测量系统按照温度适用范围又可分为;常温引伸计、低温引伸计和高温引伸计等。变形测量系统关键指标与力传感器的关键指标基本相似。c. 应变疲劳对引伸计有更高的要求,需要更高的分辨率和响应频率。特别是高温应变疲劳引伸计,具有很高的技术难度。4) 位移测量系统与力传感器测量系统和变形测量系统稍有不同,位移测量系统一般是伴随机器提供,它主要用以捕获设备横梁或作动器的移动变化,是设备实现精准移动控制的重要测量部件。位移计常见有用于间接测量的固定在电机轴上的旋转编码器和直接用于测量横梁或作动器运动的LVDT、光栅尺、拉线编码器、磁滞伸缩计等。电子万能试验机一般采用旋转编码器,实现横梁位移的间接测量,位移的分辨率是通过编码器的线数、丝杆螺距、减速比等参数间接计算获得;而液压机和大多数的疲劳试验机则多以直接测量为主,位移的分辨率直接体现在位移传感器上。无论是间接测量还是直接间接,由于受到试验机机架、力传感器连接部件和试样夹具等部分的柔度影响,往往作用到试样上的变形,不能简单等同于位移测量值,两者之间实质上存在较大偏差。三、DynamicExpert试验软件力试自主知识产权多用途动态测试软件DynamicExpert ,是款易上手却不失专业性的试验软件。它具有简单直观的方案编辑界面、灵活方便的曲线调整功能、可配置的实时循环数据运算功能、强大的数据存储功能、丰富的试验波形支持以及快捷的试样保护功能。a. 试验机试验应用技术:先进复合材料试验软件包,低周疲劳试验软件包、裂纹扩展试验包(恒载增K、降K、恒K )、断裂韧性试验包(KIC、CTOD、J1C试验、阻力曲线)、谱载试验软件包、弹性体试验软件包等;特别是裂纹扩展实时自动降K 、 弹性体动刚度、弹性刚度、阻尼刚度、损耗角、能量、阻尼系数的核心算法跟多个权威客户家进行了多次数据对比验证。b. 软件的高密度据数据存储技术:力试的疲劳试验软件实现了高达10^8寿命试验数据全部通道数据高密度数据存储、数据检索查询功能,并且正在申请自主知识产权。c. 实时数据处理技术:循环载荷峰谷值、动态模量、塑性应变、弹性应变、刚度、损耗角等实时数据高性能运算处理。d. 在软件的稳定性、可靠性、扩展性定制、软件的开放性、可升级性等方便;力试的软件经过了多家客户的耐久测试,在多个客户现场经历过3000小时以上,系统不重启、软件不卡、不出异常的考验。e. 软件控制方面:已经实现了相位自动调整、加载起点终点同步协调控制功能;试样保护模块有效了解决了夹持载荷过大的问题。 结语力试深知,试验机的核心技术便是企业的核心技术。我国试验机产业要想取得良性发展,必须注重技术创新,牢牢掌握核心关键技术。正如文章导读所说,新材料技术的应用和技术在不断发展,这也表明试验机行业绝不能停滞不前。力试重视技术人才的引进和培养,提高企业专利意识,加强与高校、企业的交流合作。近两年的基础研发投入(R&D)为7.87%、10.95%,比肩发达国家的企业基础研发投入,取得多项成就,在国产试验机行业中大放光彩。我们会继续秉承自主创新精神,加强交流合作、开拓视野,在关键领域、卡脖子的地方下大功夫,集合精锐力量取得更大的突破。本文作者:力试科仪
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