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导体损伤程度试验装置

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导体损伤程度试验装置相关的资讯

  • 我国自主研发的质子位移损伤效应模拟试验装置建成出束
    8月9日,我国自主研发的质子位移损伤效应模拟试验装置(PREF)——60MeV质子加速器建成出束,首次成功储存、加速、慢引出质子到实验终端。质子位移损伤效应模拟试验装置(PREF)由中国科学院近代物理研究所承担建设,可提供10-60MeV能量段连续精确可调、高流强、高占空比、大扫描面积的高品质质子束流,是目前国内唯一的位移损伤效应模拟试验专用装置。质子位移损伤效应模拟试验装置——60MeV质子加速器全景图。受访者供图基于几代离子加速器设计、建造的技术和经验积累,近代物理研究所加速器团队首次在超小型质子同步加速器中采用了钛合金瓷环内衬极高真空室及全储能非谐振大功率电源新技术,研发了快上升全波形动态磁场补偿和全系统同步性实时测量技术,实现了加速器全过程数字模拟和束流的精准操控。同时,团队还通过工程全系统BIM(建筑信息模型)建模,严控工艺规范和流程,实现了工程质量大幅提升,为装置的高效运行打下了良好基础。据了解,该装置基于重大基础前沿研究需求而研发,将填补我国空间辐射效应试验能力缺项,成为承载我国空间科学、空间技术和国产宇航元器件发展的重要试验平台。同时,该装置的建成出束也将为我国应用加速器的进一步推广打下坚实基础。PREF质子同步环束流强曲线。受访者供图
  • 我国成功研发“零损伤”兆声波半导体清洗设备
    正在上海举行的中国半导体国际展上,盛美半导体设备(上海)有限公司展出了一台十二英寸单片兆声波清洗设备,这也是国内首台具有自主知识产权的“零损伤”兆声波半导体清洗设备。  当今半导体清洗技术中的最大难题,是对机械损伤和不良率的控制。随着半导体芯片体积的不断缩小,影响硅片良率的粒子也越来越小,颗粒越小则越难清洗 同时,65纳米以下芯片的门电极与电容结构越来越脆弱,在清洗中避免损伤芯片微结构的难度也在不断加大。  作为一种新兴技术,近年来兆声波清洗技术在半导体清洗设备中的应用越来越广泛。盛美半导体首席执行官王晖博士说,兆声波能量之所以可以去除颗粒,是因为兆声波会产生气穴,这些气穴能在“极表面”产生高速流体,从而推动微颗粒离开硅片表面。但这项技术的关键点在于,如何控制兆声波在硅片表面上的能量,使之既能有足够的能量产生气穴,又不会产生过多能量而破坏硅片上的微结构。  据介绍,目前全球市场上的单片兆声波清洗设备,一般只能控制兆声波能量非均匀度在10%到20%。而由盛美半导体自主研发的SAPS兆声波技术,可以精确控制兆声波的能量,将均匀率控制在2%以内。因而盛美半导体设备公司的兆声波清洗设备使用超纯净水,在不损伤微结构的条件下,颗粒去除效率可达到98.3% 如果使用特定化学清洗液,颗粒去除效率更可高达99.2%。
  • “DNA损伤单分子偏振成像检测装置研制”项目通过验收
    12月9日,中国科学院计划财务局组织专家对生态环境研究中心汪海林研究员承担的“DNA损伤单分子偏振成像检测装置研制”项目进行现场验收。验收组专家听取了项目组的工作报告、使用报告、财务报告、测试组的测试报告,现场检查了实验装置的运行情况,审核了相关档案材料,经提问和讨论,验收专家组认为,该项目完成了任务书规定的各项任务,一致同意通过验收。  研制完成的“DNA损伤单分子偏振成像检测装置”,将高效快速分离和激光诱导荧光检测技术集成为一体,可高灵敏地检测DNA损伤产物 融入荧光偏振成像技术,可提供污染物引起DNA损伤的分子转动和构象等动态信息。  该装置为阐明环境暴露引起的DNA损伤的分子识别、修复及突变机制等环境健康风险评估研究提供了新颖的分析平台,在提高人们的健康卫生水平方面也具有潜在的应用价值。
  • 振动试验入门——振动试验装置基础知识1
    振动试验目的满足产品的高性能、高品质、高可靠性要求。产品在其寿命周期内会受到各种各样的振动,必须在产品设计和制造阶段考虑振动的影响。特别是对大量制造的产品、不允许有故障的产品等。产品没有经过振动试验验证而制造,产生故障后,对顾客对厂家都会造成金钱损失,失去信任,比如汽车零部件行业等。振动试验装置系统是什么?振动试验装置系统主要包含以下几个部分,如下图。1 振动试验机(含冷却装置);2 功放;3 振动控制仪;4 加速度传感器(控制用)。振动控制仪中输入试验条件,产生振动波形,功放放大后,驱动振动试验机振动,加速度传感器感知加速度量级,反馈给振动控制仪,实现振动控制,振动试验机运行产生的热量,冷却装置对应冷却。振动试验实施时需要什么?※ 振动试验装置※ 振动试验条件※ 试验体(被试验品,含夹具)1 振动试验装置 根据试验条件、试验体形状质量等来选择振动试验装置,特别需要注意以下几个概念,如最大加振力、频率范围、最大加速度、最大速度、最大位移、最大搭载质量等。2 振动试验条件 各个产品有其各自适合的试验条件,有各种各样的规格进行选择,如GB、GJB、IEC、ISO、JIS、MIL等。特殊情况下,可根据测定产品的振动环境,决定其独自的试验条件。 需要注意,按照试验条件进行试验时,会产生过试验和欠试验现象。过试验就是实际试验条件超出要求试验条件(比如加速度量级变大),对试验体实施过剩试验,导致本来不该出现的故障反而发生。欠试验即实际试验条件低于要求试验条件(比如加速度量级变小),导致本来预测发生的故障没有被激发出来。所以,对试验条件或试验情况需要充分研究,根据数据,慢慢加以改善试验条件(学者研究)。3 试验体为了使试验体更好地固定在振动台面上,达到刚性连接,需要使用振动夹具。振动夹具需要满足完全传递振动,将振动试验机产生的振动完完全全地传递给试验体。然而这是一种理想要求,实际上夹具完全传递振动是很难的,特别是在500Hz以上的频率,所以需要对振动夹具进行不停的评价,不断地改良夹具(夹具设计)。在对振动夹具评价的同时,也需要注意加速度传感器的安装和安装位置的选择。安装位置不同,对试验内容有不同的影响,下文别章叙述。备注:图片和部分文字等来源于网络,如有侵权,请联系作者本人。
  • 国内首个“强光磁试验装置”启动建设
    作者:王敏 来源:中国科学报记者从安徽大学获悉,“强光磁试验装置”项目日前正式启动建设,将建成为国内首个集成自由电子激光与强磁场、低温的科学装置。国内首个“强光磁试验装置”“强光磁集成实验设施”是由安徽大学、中科院合肥物质科学研究院、中国科学技术大学联合向国家发改委申报的国家十四五重大科技基础设施项目。“强光磁试验装置”作为先期启动项目,以安徽大学材料科学与工程学科为核心,组建了由校长匡光力领衔的24位高层次人才的研究团队和设施建设项目组,完成了项目建设方案和空间布局方案。专家组认为,“强光磁试验装置”的建设在国内首次将自由电子激光与强磁场、低温进行集成,为研究材料的微观物性、超快动力学过程等提供了新的关键研究手段。“强光磁试验装置”由红外自由电子激光系统和五个实验站组成,其中集成了强激光、强磁场、低温等多种调控物质特性的技术。不仅能够支持材料科学前沿研究,也能支持化学、生命科学等其它学科的研究,还具有直接支持集成电路产业、新材料产业技术研发的潜力。据悉,“强光磁试验装置”将以四年顺利完成为目标。同时,科学安排进度,能够先行完成的模块,抓紧时间建设完工,尽快投入使用,保证建成一个使用一个,争取早出效益。目前,安徽大学已经开始进行场地改造、自由电子激光装置工程设计、各实验工作站工程设计。描绘物质“全形态图谱”“强光磁试验装置”的主要特色是,红外自由电子激光和强磁场、极低温等条件联合作用,全方位表征材料的微观物性和超快动力学过程。举个最通俗的例子,水是每个人每天都要遇到的一种物质,在高温环境中能看到水变成蒸汽,此时水就以气态形式存在;常温下,水以液态形式存在;零度以下,水会以冰即固态形式存在。人们可以随着环境温度的变化,看到水会呈现不同形态。实际上,如果改变气压条件,水会呈现更加复杂的形态。同理在强磁场条件,也会观察到水的另外形态。这些丰富多彩的形态,真正完整构成了水的“全形态图谱”。观测到的形态越全面,对于水的本质特点就掌握的越透彻,也能更好地利用水。从另一个思路看,可以设置不同的条件,来呈现人们希望得到的水的特定形态,这在科学上就称为“调控”。实际科学研究对象丰富且复杂,强磁场和低温集成的环境,是极为有力的调控手段,因而受到了高度重视。自由电子激光相当于焦距连续可调的聚光灯和摄像机的组合,根据需要,选择恰当的焦距组合,就能观察到人们所想看到的非常隐蔽微小的细节或者抓住转瞬即逝的点滴。比如一个水珠从天而降、落到桌面、撞击桌面,人们可以仔细地以百万分之一秒每帧的方式来观测,从极为平常的水滴下落过程中,进一步发现水的特殊形态和动力学规律。 现在,“强光磁试验装置”既提供了环境,又提供了观察工具,并且把它们高度集成在一起,能够发现很多未知。
  • 国内首台大型衡器自动加载温湿度试验装置研制成功
    国内首台大型衡器自动加载温湿度试验装置研制成功  该装置将大幅提升我国衡器性能试验系统能力  日前,中国计量科学研究院成功研制国内首台大型衡器自动加载温湿度试验装置,并通过专家鉴定。该装置通过机器人加卸载系统,无需拆卸衡器,便可自动化实现温度和湿度条件下的大型衡器称量性能试验,整体技术指标优于国外现有装置,大幅度提升了我国衡器性能试验系统能力。  电子计价秤、电子汽车衡、轨道衡、定量包装秤、港口秤……种类众多的衡器与人们的生产、生活密切相关,衡器产品质量合格与否对维护市场经济秩序和贸易公平起到十分重要的作用。包括称量性能试验、重复性试验、除皮试验等在内的衡器性能评价试验是保证衡器计量准确、质量合格的主要手段。  据了解,根据国家相关衡器检定规程,衡器的性能评价试验,除了常温试验,还需要在温湿度条件下进行性能测试。为完成温湿度条件下的测试,以往都是采用模块法,即将体积庞大的大型衡器拆开搬入温湿度试验箱,再由测试人员对各部件分别进行分析测试。但采用模块法进行试验不仅过程繁琐,而且测试人员进入温湿度试验箱会影响测试结果的可靠性。同时,试验箱内最高40℃、最低-10℃的高低温和相对湿度85%的湿度环境,也使得测试人员难以完成加、卸载砝码等线性和重复性试验。大型衡器性能评价试验能力的欠缺,给我国的对外贸易、衡器评价试验和国际互认都带来了严重的影响。此次中国计量科学研究院研制的大型衡器自动加载温湿度试验装置就很好地解决了这一难题。  据课题负责人中国计量科学研究院质量密度研究室主任王健介绍,该装置主要由自主研制的机器人加卸载系统、温湿度试验箱和电动搬运车组成。通过机器人加卸载系统可在12分钟时间里完成(一个温度或湿热点的)10级载荷进程回程试验,无需测试人员进入温湿度试验箱,便可实现各种温度和湿热条件下的衡器的整秤评价试验,大大地缩短了大型衡器的试验时间。同时驱动和电气部件设置在温湿度试验箱的外部,有效避免了温度和湿热条件对设备长期稳定性和可靠性的影响与损害。  与国内外同类技术相比,该装置采用机电一体化设计技术,硬件结构新颖,异型砝码组设计精密,组合方式科学合理,软件功能齐全。目前,试验装置系统运行平稳可靠,可为300~3000千克的大型、特种、异型衡器装置提供专用的温湿度试验环境进行称量性能试验、重复性试验、除皮试验等型式评价试验,测量相对不确定度优于5×10-6。  业内人士评价,大型衡器自动加载试验装置的建立提高了我国衡器计量检测能力,满足国际法制计量组织(OIML)有关衡器的国际建议和OIML型式评价多边承认框架协议(MAA)的试验技术要求,标志着我国衡器计量测试能力进入国际先进行列。
  • 断路器28昼夜及温升特性试验装置与天津电传所喜结善缘
    随着家用及类似场所用过电流保护断路器应用范围不断扩大,对此类断路器的性能要求也越来越严格,GB10963.1-2005《电气附件 家用及类似场所用过电流保护断路器 第1部分:用于交流的断路器》标准的要求,对家用及类似场所用过电流保护断路器产品的耐热性、耐异常发热和耐燃、温升试验及功耗测量、脱扣特性、运行短路能力等检验项目提出了较为严格的要求;每一年国家市场监督管理总局对家用及类似场所用过电流保护断路器产品质量国家监督抽查结果总会有很多企业的产品是不符合标准的规定。Delta德尔塔仪器针对GB10963.1-2005标准中28天(昼夜)试验专门设计研发了相应的28昼夜试验装置,通过实际试验验证断路器长期工作的可靠性。 2020年底,Delta德尔塔仪器接到天津电气科学研究院有限公司(原天津电气传动设计研究所)委托非标定制一款“断路器28昼夜及温升特性试验装置”,天津电传所老师对设备提出的要求如下,设备定制生产周期要求两个月内完成。本项目设备已经于2021年3月份顺利验收结束。 (Delta德尔塔仪器交付天津电传所&28昼夜及温升特性试验台) 1、设备概述: 1.1、总说明 本“采购技术要求”所要求采购的 28 周期试验装置用于“天津电气科学研究院有限公司低压元器件直流短路、交直流寿试验能力提升项目”。该设备以满足相关工程的试验能力为准,设备供应商为此可以进行必要的优化与性能提升,故最终技术数据以最终实际协商一致的数据为准。1.2 、供货范围: 本“采购技术要求”所要求的供货及服务范围包括:28周期试验装置的设计和制造与检验、运输、现场安装以及其他必要的售后服务和培训等。1.3、运行条件:海拔高度:≤1000m;环境温度:-10℃~+45℃;z大日温差:≤25℃;日相对湿度平均值:≤95%;安装地点:户内;一般情况下仅有非导电性污染,必须考虑到凝露和潮湿引起的绝缘下降。2、性能要求:2.1、功能用途 依据国家标准GB10963.1中9.9款,对MCB进行28 天试验、断路器1.13~1.45倍延时脱扣试验,也适用于GB16916.1第9.22.1.5中1.25倍脱扣电流试验。兼顾产品做200A 以下的温升试验,环境温度、湿度本设备不包含。 2.2、技术标准: 本项目设备的设计、制造、试验等遵循以下标准,但不限于此,且下列相应标准号的标准在合同签订时有更新版本发布时,应满足该更新标准要求。(1)GB10963.1-2005 电气附件 家用及类似场所用过电流断路器 第 yi 部分:用于交流的断路器;(2)GB 10963.2-2008 家用及类似场所用过电流保护断路器第 2 部分:用于交流和直流的断路器;(3)GB16917.1-2014 家用和类似用途的带过电流保护的剩余电流动作断路器(RCBO)第 1 部分:一般规则;(4)GB14048.2-2008 低压开关设备和控制设备 第 2 部分:断路器。 3 、主要设备(部件)技术要求: 3.1 、电源构成: 本装置为三相电源,也可以作为 3 个单相回路进行检测。 3.2、关于输出电压的要求: 标准要求:电路的开路电压至少为 30V,分辨率不低于 0.1V。电源具备电容补偿, 以减少对实验室电源的容量要求。测试电流:0~200A 可长期连续工作,分辨率 0.1A。电流波形:正弦波。3.3、其他要求: 装置应配备稳流功能,配备 9 个工位的续流功能(即可同时进行 9 只 3 相试品的串联试验)。续流要求时间在 1~2s 内实现,并能防止续流后瞬间的电流过冲。装置应具备触摸屏或液晶显示器等元件用于电流显示和设定。标准规定在z后一个周期后需要将电流升到 1.45In,因此要求能够实现至少 2 段电流和时间设定,用于实现断路器特性检测 2 种电流的转换功能。2 个电流转换之间的时间应保证“5s 内稳定的从第yi个电流稳定的升到第二个电流”。3.4 、温升测量记录测试通道:54 通道;设备能带电测量:测量范围:0-200℃;温度传感器:镍铬—镍硅热电偶测量精度:0.2 级;温度曲线显示:具有温度数值以及曲线显示记录;系统应带记录温升的功能,在z后一个流过电流期间,应测量接线端子的温升。 3.5、安全配置:漏电保护,短路保护,过流保护,运行指示,试验结束指示,故障报警自动停机。 3.6 、其他要求 具有基于 Modbus RTU 或 Modbus TCP 通讯协议,可组成计算机控制的智能型设备。 4、安装与调试 在设备安装完毕后,需要根据相关设计文件和订货设备的技术资料,进行调试工作。调试前需确认技术资料完整、有效,与系统及设备实物状况一致,对备进行检查以及完好性和功能验证,也包括参数整定等。 天津电气科学研究院有限公司(原天津电气传动设计研究所)是原国家机械工业部直属研究所,现为中国机械工业集团有限公司所属科技型企业,主要从事电气传动自动化系统工程、中小型水力发电设备成套、低压电控配电装置和新能源电控设备的科研开发、生产制造和检测认证。自1954年8月成立以来,荣获了150余项省部级以上科技奖励,取得了近千项科技成果,承接了万余项国内外工程项目,见证了国家冶金、矿山、交通、国防、电力、石化等国民经济支柱行业的技术进步和产业发展。天津电传所是国家ji"国家电控配电设备产品质量监督检测中心"和部属 "中小型水力发电设备产品质量监督检测中心"的挂靠单位,所拥有的先进检测手段多年来承担着行业产品的试验、检验和认证任务,特别是低压配电产品强制性安全(3C)认证工作。依托于该所的"电气传动国家工程研究中心"拥有电气传动及自动化工程化系统和产业化产品的各类实验室,为国家电气传动工程化研究开发与工程化验证能力以及产业化开发提供了优越的科研条件,大大提高了国家电气传动及自动化行业的技术水平和装备水平。 Delta德尔塔仪器专业致力于为3C低压电器企业提供符合IEC 60898-1:2015+A1:2019 电气附件.家用和类似设施用的过电流保护断路器.第yi部分:交流操作断路器 《Electrical accessories - Circuit-breakers for overcurrent protection for household and similar installations - Part 1: Circuit-breakers for a.c. operation》、GB14048.1-2012《低压开关设备和控制设备 第yi部分:总则》、GB14048.2-2008《低压开关设备和控制设备 第yi部分:断路器》、GB10963.1-2005《电气附件-家用及类似场所用过电流保护 断路器 第yi部分:用于交流的断路器》、GB 10963.2-2008 《家用及类似场所用过电流保护断路器第 2 部分:用于交流和直流的断路器》、GB 16917.1-2014 《家用和类似用途的带过电流保护的剩余电流动作断路器(RCBO)第yi部分 一般规则》、IEC60947-1:2011《Low-votage switchgear and controlgear Part1:General rules》、IEC60947-2:2006《Low-votage switchgear and controlgear Part1:Circuit breakers》等标准的检测设备。 Delta德尔塔仪器为3C低压电器实验室提供以下项目的专业检测设备:低压断路器——检验项目及设备低压开关、隔离器、隔离开关及熔断器组合电器 ——检验项目及设备一般工作特性额定运行短路分断能力额定极限短路分断能力额定短时耐受电流带熔断器的断路器的性能综合试验耐湿热性能试验附录B剩余电流保护断路器附加试验附录C用于相地系统中的断路器附加试验附录F电子过电流保护断路器附加试验附录H用于IT系统中的断路器附加试验温升介电性能泄漏电流额定接通和分断能力操动器机构的强度操作性能额定短时耐受电流额定短路接通能力熔断器保护的短路耐受能力熔断器保护的短路接通能力耐湿热性能抗非正常热和着火危险过载试验接线端子机械性能电磁兼容(EMC)(如适用)低压机电式接触器和电动机起动器——检验项目及设备机电式控制电路电器——检验项目及设备耐湿性能耐非正常热和着火危险温升动作条件及动作范围介电性能额定接通和分断能力外壳防护等级(如适用)接线端子的机械性能接触器耐受过载电流能力约定操作性能短路条件下的性能电磁兼容(EMC)(如适用)辅助触头的通断能力和额定限制短路电流(如适用)保护功能报警功能控制功能(验证面板控制功能)热记忆功能故障记忆功能(验证面板显示)一般工作特性额定运行短路分断能力额定极限短路分断能力额定短时耐受电流带熔断器的断路器的性能综合试验耐湿热性能试验附录B剩余电流保护断路器附加试验附录C用于相地系统中的断路器附加试验附录F电子过电流保护断路器附加试验附录H用于IT系统中的断路器附加试验交流半导体电动机控制器和起动器——检验项目及设备控制和保护开关电器(设备)——检验项目及设备介电性能温升极限操作性能动作和动作范围混合式电器中串联的机械开关电器的接通和分断能力及约定操作性能短路条件下的性能接线端子的机械性能带外壳的控制器和起动器防护等级EMC的试验耐湿性能动作范围温升介电性能操作性能短路条件下的性能接通和分断能力电磁兼容性耐湿性能抗非正常热和着火危险外壳防护等级接近开关——检验项目及设备自动转换开关电器——检验项目及设备标志温升介电性能正常条件和非正常条件下开关元件的接通和分断能力限制短路电流性能结构要求防护等级动作距离操作频率电磁兼容性冲击耐受能力振动耐受能力耐湿性能抗非正常热和着火危险附录BII级封装绝缘的接近开关的附加试验具有整体连接电缆的接近开关的附加试验结构要求操作操作控制、程序及范围温升介电性能接通和分断能力操作性能能力短路接通能力短路分断能力短时耐受电流限制短路电流EMC耐湿性能抗非正常热和着火危险外壳防护等级设备用断路器 ——检验项目及设备家用及类似用途机电式接触器 ——检验项目及设备标志检查一般规则检查、机构检查电气间隙和爬电距离标志耐久性螺钉、载流部件及其连接的可靠性,连接外部导体的接线端子的可靠性防触电保护耐热耐异常发热和耐燃防锈介电性能温升28昼夜试验耐漏电起痕脱扣特性额定电流下的性能额定通断能力下的性能在规定的过电流条件下的性能限制短路电流能力温升试验动作与动作范围额定接通和分断能力介电性能约定操作性能耐湿性能过载电流耐受能力抗锈性能标志耐久性耐撞击性能检验电气间隙和爬电距离接线端子的机械性能安装、维修用螺钉和螺母性能验证耐热性能抗非正常热和着火危险试验耐漏电起痕耐老化性能外壳防护等级短路条件下的性能
  • 国家重大科技基础设施“仲华”热物理试验装置开建
    12月27日,“十四五”国家重大科技基础设施“仲华”热物理试验装置在青岛西海岸新区举行项目建设推进会,项目正式启动建设。“仲华”热物理试验装置是全国首个获得国家批复、首个启动建设的“十四五”国家重大科技基础设施项目。据悉,“仲华”热物理试验装置主要针对吸气式发动机开展复杂多变条件下的工程热力学及循环系统、气动热力学、燃烧学、传热传质学等热物理学科及其交叉学科基础理论和试验研究。该项目位于青岛西海岸新区古镇口核心区,总投资约29.2亿元,建设单位为中科院工程热物理研究所。“仲华”热物理试验装置的建设与运行,将有效支撑现有吸气式发动机设计体系的完善和未来新原理吸气式发动机设计体系的建立,为我国先进吸气式发动机自主创新发展提供坚实的条件支撑。2021年,经山东省、青岛市积极争取,“仲华”热物理试验装置成功纳入“十四五”国家重大科技基础设施,落地青岛西海岸新区。2022年以来,“仲华”热物理试验装置前期手续加快办理,可行性研究报告、初步设计及概算相继获得国家发改委批复。下一步,青岛市及西海岸新区将不断提升服务效能,推动“仲华”热物理试验装置早建成、早运营、早见效。
  • 半导体情报,科学家揭秘高性能无损伤柔性器件转移新技术!
    【科学背景】随着软电子学和可拉伸设备领域的迅速发展,高性能电子器件在实现柔性和可拉伸性方面取得了显著进展。这些技术的推动不仅革新了传统电子学和光电子学,还在生物电子学和能源设备等多个研究领域展示了巨大潜力。然而,现有的制造技术面临着诸多挑战,例如有毒化学品的使用安全问题、昂贵的设备要求、转移过程中薄膜损伤的风险以及高温处理对设备可用性的限制。转移印刷技术允许将在刚性基板上制造的高质量材料转移到柔性或可拉伸的目标基板上。这种方法极大地推动了柔性电子器件的发展,使得可以制造出具有超薄、轻量、机械可变形性和高性能的设备,包括皮肤可穿戴设备、植入式医疗设备以及各种三维形状或可变形的电子器件。然而,传统的转移印刷过程存在一些严重问题。主要问题包括对薄膜材料可能造成化学损伤的湿法蚀刻步骤,以及在微图案化薄膜情况下可能导致的薄膜机械断裂。此外,许多方法虽然被提出来解决这些问题,但仍然面临着实际应用中的限制,如设备复杂性、成本高昂和操作复杂性。为解决上述问题,韩国浦项基础科学研究所Dae-Hyeong Kim & Sangkyu Lee以及釜山大学Ji Hoon Kim等教授携手提出了一种创新的干式转移印刷策略,基于应力控制的方法。他们通过直流磁控溅射技术,在沉积金属双层薄膜时精确控制应力的生成和分布。随后,通过施加机械弯曲变形,额外的拉伸应力被引入到薄膜中,使得薄膜能够可靠地从母基板上释放。这一过程中,薄膜的应变能释放速率被精确控制,超过了薄膜与基板之间的界面韧性,从而有效实现了薄膜的无损干式转移。【科学亮点】(1)实验首次提出了一种无损伤干式转移印刷策略,基于应力控制的金属双层薄膜沉积技术。通过直流磁控溅射技术,在沉积过程中控制金属双层薄膜的应力分布,从而实现了高质量薄膜的制备和转移。(2)实验通过调节溅射参数和施加机械弯曲,成功控制了薄膜内部的应力分布,使得薄膜在施加外向弯曲变形后能够可靠地从母基板上剥离。这一过程中,通过增加总应力,成功实现了薄膜与基板之间的可靠分离,避免了传统湿法蚀刻过程中可能导致的化学损伤和薄膜损伤问题。(3)实验结果表明,这种干式转移印刷策略不仅可以将金属薄膜成功转移至柔性或可拉伸的基板上,还可以应用于高温处理的氧化物薄膜。这为制造二维柔性电子器件和三维多功能体系结构(如流量传感器、离子浓度传感器、温度传感器和薄膜电池)提供了有效的方法和技术支持。【科学图文】图1:基于应力工程,无损伤干式转印的概念。图2. 铂Pt薄膜的应力工程。 图3. 各种2D Pt薄膜的转移及其向3D结构的转换。图 4. 具有2D/3D混合结构的集成传感器阵列演示。图 5. 具有转移LiCoO2薄膜的柔性薄膜电池TFB制造。【科学结论】以上文章展示了一种基于应力工程的创新干式转移印刷技术,为制备高质量薄膜提供了重要价值。通过精确调控直流磁控溅射参数,实现了双层结构中的应力水平和梯度的控制,进而在转移印刷过程中应用外向弯曲变形,使得薄膜能够有效剥离而不损伤。这一方法不仅成功地解决了传统湿法蚀刻可能引起的化学损伤和机械损伤问题,还克服了高温处理条件下的挑战,为柔性和可拉伸基板上的高性能电子器件制造提供了新的技术途径。科学启迪的关键在于通过物理机制的精细控制,如应力管理和能量释放率的优化,实现了薄膜与基板之间可靠的分离,从而推动了转移印刷技术的进步。此外,这种技术的应用前景广泛,不仅限于二维柔性/可拉伸设备,还包括复杂的三维多功能体系结构,涵盖了电子学、光电子学、生物电子学和能源收集等多个领域。因此,该研究不仅为实现新型电子器件的制造提供了实用性解决方案,还为未来柔性电子技术的发展奠定了坚实的基础。原文详情:Shin, Y., Hong, S., Hur, Y.C. et al. Damage-free dry transfer method using stress engineering for high-performance flexible two- and three-dimensional electronics. Nat. Mater. (2024). https://doi.org/10.1038/s41563-024-01931-y
  • X射线自由电子激光试验装置项目通过国家验收
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "2020年11月4日,国家重大科技基础设施X射线自由电子激光试验装置项目通过国家验收。 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "X射线自由电子激光试验装置由中国科学院和教育部共同建设,中科院上海应用物理研究所为法人单位,北京大学为共建单位。装置主体由一台8亿4千万电子伏特的高性能电子直线加速器和一台可以实现多种先进运行模式的自由电子激光放大器组成。装置位于上海市浦东新区,将与上海光源、国家蛋白质科学研究(上海)设施、上海超强超短激光装置等组成张江综合性国家科学中心大科学设施集群的核心,成为我国光子科学研究的国之重器。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/92306bfb-33dc-43d6-92d0-665d8bc5c468.jpg" title="W020201111573040934245.jpg" alt="W020201111573040934245.jpg"//pp/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "X射线自由电子激光试验装置项目经过5年半的紧张建设和精细调试,高质量地建成了我国首台X射线波段自由电子激光试验装置;并成功地研制了射频超导加速单元。 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "目前,全球建成的X射线自由电子激光装置仅有8台,其它7台分别位于德国(两台)、美国、日本、韩国、意大利和瑞士。以X射线自由电子激光试验装置为基础,建设的我国首台X射线波段自由电子激光用户装置,将为我国开展能源、材料、生物等领域科学前沿问题的探索提供强有力的工具;同时,也为我国继续开展自由电子激光新原理的探索和验证、关键技术的研究提供了不可替代的实验平台。 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "国家验收委员会专家认为,X射线自由电子激光试验装置的各项指标均达到或优于批复的验收指标。建设单位掌握了自由电子激光装置设计、加工集成、安装和调试以及射频超导加速单元等关键核心技术,取得了一系列重大技术成果。 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "在建设过程中,项目自主研制了一系列关键核心设备,其中C波段加速单元的平均运行梯度达到了国际同类装置最高水平,条带型束流位置测量系统的分辨率达到国际先进水平;发展了腔式束流位置探测器和基于偏转腔的束团相空间测量以及XFEL脉冲重构系统,达到国际先进水平;同时实现了超导腔研制的全国产化,垂直测试加速梯度和无载品质因数达到国际先进水平。基于高精度、多维度束流测量和反馈技术,实现了高稳定、高品质的电子束团和FEL辐射产生;在调试过程中,首创了EEHG-HGHG混合级联型的自由电子激光先进运行模式,辐射带宽和中心波长稳定性显著优于传统级联。 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "国家验收委员会专家认为,X射线自由电子激光试验装置的建设队伍通过自主研制和国内外合作,实现了集成创新和原始创新,有力地推动了我国自由电子激光领域的发展,实现了重大的突破,同时为硬X射线自由电子激光装置的建设提供了技术和人才储备。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/2cbee46d-2c88-4f1f-b510-62ff735bc909.jpg" title="W020201111573041002981.jpg" alt="W020201111573041002981.jpg"//ppbr//p
  • 中国首套UO2陶瓷抗断强度试验装置在长春机械院研制成功
    4月23日,长春机械科学研究院有限公司为中国核动力研究院四所研发制造的UO2陶瓷抗断强度试验装置顺利通过中国核动力研究院专家组验收,这是长春机械院为我国重大科研项目提供的又一台高精尖试验测试设备,其技术达到国际先进水平。 该设备在环境模拟、夹具设计、挠度测量、数据采集、温度控制等多方面进行了创新,完全符合GB/T6569-2006《精细陶瓷弯曲强度试验方法》,GB/T14390-2008《精细陶瓷高温弯曲强度试验方法》,JIS R1612-2010《精细陶瓷弯曲蠕变试验方法》。 UO2陶瓷抗断强度试验装置的成功研制,打破国外对我国核动力研究领域的封锁局面, 为我国在常用核动力燃料-UO2陶瓷的高温/常温力学性能研究提供了技术保障。 长春机械院作为中国核工业集团公司试验测试领域战略合作伙伴,先后为核工业集团提供过大吨位超低温电液伺服动静试验机、ITER TF支撑多维加载测试平台、摩擦磨损试验机、高、低周疲劳试验机、电子万能试验机等多批次、多台套高性能试验测试设备。 UO2陶瓷抗断强度试验装置主要用于UO2陶瓷在室温及高温环境下的弯曲强度试验和弯曲蠕变试验。UO2陶瓷是最常用的陶瓷燃料,具有熔点高(2865℃),高温稳定性好等特点,普遍用于核动力的轻水反应堆中,是核动力研究的重要方向。 中国核动力研究设计院隶属于中国核工业集团公司,是中国唯一集核反应堆工程研究、设计、试验、运行和小批量生产为一体的大型综合性科研基地。是以研究设计核动力为主,带动其它堆型反应堆相关技术研究设计的国家战略高科技研究设计院。在我国高新技术领域和先进能源开发工业体系中占有重要的地位。关注:【长春机械院】微信号:cimachtest
  • CFDA:仙灵骨葆口服制剂或致肝损伤
    p  国家食品药品监督管理总局(CFDA)日前发布了第七十二期《药品不良反应信息通报》,提示关注仙灵骨葆口服制剂引起的肝损伤不良反应。/pp  仙灵骨葆口服制剂是一类补肾壮骨药,具有滋补肝肾、接骨续筋、强身健骨的功效,临床上用于骨质疏松和骨质疏松症、骨折、骨关节炎、骨无菌性坏死等。/pp  国家药品不良反应监测数据分析结果显示,仙灵骨葆口服制剂可能导致肝损伤风险,临床表现包括乏力、食欲不振、厌油、恶心、上腹胀痛、尿黄、目黄、皮肤黄染等,并伴有谷丙转氨酶、谷草转氨酶、胆红素等升高,严重者可出现肝衰竭,长期连续用药、老年患者用药等可能会增加这种风险。/pp  strong国家食品药品监督管理总局建议内容如下:/strong/pp  (一)医务人员在使用仙灵骨葆口服制剂前应详细了解患者疾病史及用药史,避免同时使用其他可导致肝损伤的药品,对有肝病史或肝生化指标异常的患者,应避免使用仙灵骨葆口服制剂。/pp  (二)患者用药期间应定期监测肝生化指标 若出现肝生化指标异常或全身乏力、食欲不振、厌油、恶心、上腹胀痛、尿黄、目黄、皮肤黄染等可能与肝损伤有关的临床表现时,应立即停药并到医院就诊。/pp  (三)药品生产企业应当加强药品不良反应监测,及时修订仙灵骨葆口服制剂的药品说明书,更新相关的用药风险信息如不良反应、禁忌、注意事项等,以有效的方式将仙灵骨葆口服制剂的用药风险告知医务人员和患者,加大合理用药宣传,最大程度保障患者的用药安全。/pp  strong配发问答/strong/pp  1、仙灵骨葆口服制剂的主要成份是什么?主要用于治疗什么疾病?/pp  仙灵骨葆口服制剂的成份包括淫羊藿、续断、丹参、知母、补骨脂、地黄。/pp  该品种具有滋补肝肾,接骨续筋,强身健骨的功效,临床上用于治疗骨质疏松和骨质疏松症,骨折,骨关节炎,骨无菌性坏死等。/pp  2、仙灵骨葆口服制剂导致的肝损伤有哪些风险因素?/pp  长期连续用药或老年患者出现肝损伤的风险有所升高。肝功能不全或合并使用其他可能导致肝损伤的药物等也可能增加仙灵骨葆口服制剂的肝损伤风险。/pp  3、如何降低仙灵骨葆口服制剂的肝损伤风险?/pp  医务人员在使用仙灵骨葆口服制剂前应详细了解患者疾病史及用药史,避免同时使用其他可导致肝损伤的药品。有肝病史或肝生化指标异常的患者应避免使用仙灵骨葆口服制剂。/pp  患者用药期间应定期监测肝生化指标 若出现肝生化指标异常或全身乏力、食欲不振、厌油、恶心、上腹胀痛、尿黄、目黄、皮肤黄染等可能与肝损伤有关的临床表现时,应立即停药并到医院就诊。/ppbr//p
  • 中科院生态环境中心DNA损伤研究取得系列进展
    中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室汪海林课题组在DNA损伤研究方面取得了一系列重要进展。  DNA损伤是诱发基因突变、癌症发生和发育畸形的关键因素。由于缺少快速、高通量、广谱的筛选与鉴定手段,数目众多的化学品缺乏DNA损伤的毒性数据。研究人员利用敲除特定抗氧化基因的大肠杆菌增强对DNA损伤的敏感性,发展出一种广谱的细菌传感器,可快速、灵敏地筛选与鉴定过去难以检测的DNA损伤试剂如丙烯醛、卤代苯醌等,显著地拓展了检测范围。该项工作发表在美国化学会期刊Anal. Chem.上(2011, DOI/10.1021/ac200426x)。  近年来,他们发展了一种新颖的DNA缠绕分析方法,在此基础上,进一步揭示了修复酶可识别多种化学结构不同的损伤的机制,从而在DNA修复机制方面取得重要突破,有助于发展有效的癌症预防和治疗措施。该项成果发表在国际著名的综合性期刊Proc. Natl. Acad. Sci. USA( 2009, 106,12849)上。  在DNA加合物分析方面,他们发展的苯并(a)芘加合物分析新方法检测灵敏度可达6.6 × 10-21mol,比经典的32P放射性后标记方法提高了5400倍(Anal. Chem., 2009, 81, 10285)。这一方法的发展有望解决长期缺乏测定人体痕量加合物的高灵敏分析技术的难题。另外,研究人员还发展了新颖的DNA甲基化分析(Anal. Chem. 2009, 81, 7885)、金属调节-核酸电泳分离分析(Anal. Chem., 2010, 82, 487)以及荧光粒子计数免疫法(Anal. Chem., 2010, 82, 9901)。  这些前沿性的工作是在他们独立研制的先进的毛细管电泳-激光诱导荧光偏振检测装置上开展的。现已形成一个较为系统的DNA修饰评价体系,预期在环境与健康、癌症诊断与治疗等领域具有重要的研究和实际应用价值。  这一系列工作得到国家自然科学基金、中科院“百人计划”择优项目、中科院重大装备研制项目及环境化学与生态毒理学国家重点实验室基金等的支持。  图1 独立研制的毛细管电泳-激光诱导荧光偏振检测装置  图2 DNA缠绕-局部解链模型
  • 宁波材料所在深海工程材料原位损伤监测方面取得进展
    深海资源丰富,战略价值巨大,深海开发对先进海洋装备需求巨大,然而在深海极高压力、低溶解氧、强电解质、复杂微生物等强耦合作用下,金属结构长期服役时面临腐蚀缺陷带来的力学结构失稳等致命性风险。目前国内针对深海极端环境关键材料超长期服役过程表界面环境、结构演替等的原位监测技术薄弱、数据匮乏,难以对深海工程材料数年以上的力学-电化学-微生物等强耦合损伤开展快速评价及寿命预测。中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋新材料与应用技术重点实验室王立平研究员和毛飞雄研究员带领的研究小组在成功研发海洋工程材料原位立体监测装置的基础上,与中国科学院深海科学与工程研究所深海探测团队紧密合作,在深海工程材料原位腐蚀损伤监测方面取得了新进展。联合团队突破了传感器高精度、低能耗技术及深海耐高压设计,开发出国内首套6000米级原位腐蚀损伤监测实验舱,该实验舱可实现深海环境因子及材料损伤状态数据多维实时采集、高效融合处理,并可结合深度神经网络与电化学模型最优化拟合,快速分析材料损伤演变过程,为深海材料服役状态监测及损伤快速评价提供创新解决方案,为深海长驻型装备选材设计、安全服役、运维保障提供重要依据。实验舱于近日搭载于深海基站成功完成功能验证实海试验,未来将进一步开展长周期深海原位试验工作。   研究团队长期针对我国海洋新材料跨海域环境适应性考核数据匮乏、新材料服役性能与实验模拟数据严重不匹配等关键技术难题,率先建成了“国家海洋局海洋工程材料服役评估评价平台”,先后布局了东海、南海等跨海域海洋材料试验台站,累积了超过8年的环境考核数据。本次实海试验意味着团队在针对深海领域的海洋材料试验台站建设方面迈出了重要一步,对完善我国在东海、南海以及深海等苛刻海洋环境下材料强耦合损伤失效数据体系,借助物联监测和AI辅助大数据技术支撑深海材料与装备服役寿命的可靠评估等具有重要意义。实验舱搭载于深海基站深海原位腐蚀损伤监测实验舱成功海试海洋工程材料原位立体监测装置与跨海域服役大数据平台
  • 基于高光谱成像技术的青香蕉碰撞损伤检测
    香蕉是中国岭南特色水果之一,香蕉在采收和运送过程中往往处于绿硬期(青香蕉),在此过程中易受到各种碰撞损伤。不同类型碰伤均可加速香蕉果皮活性氧的积累进而导致香蕉果实的衰老腐败 青香蕉受到碰撞损伤后,微生物容易侵染损伤部位,经过催熟过程中的乙烯释放和果实软化后,造成於伤腐烂或黑斑花脸,严重影响其色泽品质和销售价格。因此,亟待寻找一种快速无损检测青香蕉碰撞损伤的方法。为探究有效检测青香蕉早期轻微碰撞损伤的方法,本文结合青香蕉的结构特点利用高光谱技术找出青香蕉关于碰撞损伤特性的特征波长段,实现碰伤程度的区分与可视化。研究为开发青香蕉表面碰伤快速无损检测系统,提高香蕉经济效益具有重要意义。1.材料与方法1.1青香蕉碰撞损伤程度分类青香蕉的品质分级标准14中,果身表面的机械类损伤面积是一个重要指标。标准规定,果身表面无碰压伤的青香蕉属于优等品;碰压伤面积小于1cm² 的属于一等品;碰压伤面积为1~2 cm² 的属于二等品;碰压伤面积大于2cm² ,属于劣等品将不进入市场。将碰伤的香蕉置于温度15℃、相对湿度88%的恒温恒湿环境中保存48 h取出切开,损伤面积如表所示。1.2 高光谱图像采集系统试验可采用彩谱科技有限公司的高光谱成像仪,主要包括高光谱相机、光源、载物台、滑轨、计算机控制硬件和软件系统。光源采用仪器自带的卤素灯,光谱仪的光谱范围为400~1000 nm,采样间隔为2.39 nm,将光谱范围分为256个频带范围。仪器扫描的具体参数设置:曝光时间20 ms,移动台前进速度1.4 cm/s,回退速度2cm/s,镜头与样本距离42 cm。本研究使用的光谱数据由256维图像组成。区别于三维的RGB图像,高光谱图像的数据信息高维且冗余,如果对每份样品的所有图像进行处理,不仅工作量庞大且后续的建模效果不佳。如图所示是同一份样品在不同波段下(500、600、700、800nm)的图像,对比可知:不同波段下的图像其呈现出的碰伤情况存在差异。因此探究青香蕉关于碰撞损伤的特征波段,利用特征波段下的图像提取碰伤部位的光谱数据,可为后续的检测模型提供可靠且精准的数据集。2结果与分析2.1 原始光谱数据预处理结果使用软件进行预处理,首先对原始光谱进行多项式平滑法处理,再采用多元散射校正法对光谱进行预处理,以降低极限漂移和散射效应。对原始样本数据集如图a先进行SG处理,将处理后的光谱曲线再进行多元散射校正法处理。处理后的效果如图b所示。可以看出,预处理后的光谱曲线修正了部分反射率为1的数据,总体曲线更加归一且平滑,噪音点减少,曲线的凹凸处变少。说明该预处理方法效果较好,后续研究所用的光谱数据皆为经过SG和MSC方法预处理后的数据。2.2基于BP神经网络的检测模型和可视化碰伤等级图像通过图像分割流程,将918张灰度图像进图像分割,提取香蕉碰伤部位的轮廓区域,同时利用图像全像素点下的反射率数据,用光谱反射率数据去表示碰伤轮廓区域的每个像素点所代表的信息。对健康样品、轻度碰撞伤样品、中度碰撞伤样品、重度碰撞伤样品的测试集的识别准确率分别为97.53%、92.59%、93.82%和96.29%,平均碰伤程度的判断准确率为95.06%。为了更好地展示分类结果,同时考虑检测的可视化,对每一个像素点用“00”代表健康,标记为黄色RGB(255,255,0) “01”代表轻度碰撞伤,标记为蓝色RGB(67,142,219) “10”代表中度碰撞伤,标记为紫色RGB(128,0,128) “11”代表重度碰撞伤,标记为红色RGB(255,0,0)的方式进行最后的输出显示。其中区域的总体识别结果若有85%以上的相同数值和颜色,那么本区域都用此数值和颜色进行归一显示,最后的可视化图像如图所示。3.结 论本文以青香蕉为研究对象,利用高光谱成像仪采集青香蕉健康表面和不同碰伤程度香蕉的光谱反射率数据和不同波段下的图像信息,结合特征变量筛选对青香蕉的碰撞损伤程度进行了研究,主要结论如下:1)采用3种类型的支持向量机算法,验证了青香蕉碰撞损伤的识别机理以及采用光谱数据和图像信息结合进行无损检测的合理性。2)对通过预处理和异常样本剔除后的数据进行特征波长提取和验证,得到9段特征波长。3)通过获取特征波长段下的图像,提取碰撞损伤区域的轮廓分布边界数据以及该区域的每个像素点对应的光谱反射率数据。将此数据作为BP神经网络的输入层进行训练,最后得到的模型对健康样品、轻度碰撞伤样品、中度碰撞伤样品、重度碰撞伤样品的测试集识别准确率为97.53%、92.59%、93.82%和96.29%。
  • 力学所孙成奇团队在微结构和损伤演化的准原位EBSD观测研究中取得新进展
    疲劳研究的一个核心问题是疲劳裂纹萌生和损伤演化的微观过程。因此,量化和表征不同取向晶粒/晶界的变形/损伤与循环周次之间的关系,对于揭示疲劳机理、建立准确的疲劳寿命模型具有极其重要意义。然而,现有的原位扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM)或原位电子背散射衍射(Electron Backscattered Diffraction, EBSD)方法,难以实现大载荷、高频率、不同应力比等条件下微结构和损伤演化研究。 力学所非线性力学国家重点实验室微结构计算力学课题组孙成奇研究员等将常规试验机(如MTS试验机)与EBSD观测技术相结合,发展了一种可以实现大载荷、高频率、不同应力比下微结构和损伤演化的准原位EBSD观测方法,并研究了深海载人潜水器耐压舱用钛合金和增材制造钛合金在(保载)疲劳载荷下的变形和损伤行为。 研究发现,α晶粒中是否能形成孪晶取决于晶粒的晶体学取向和加载条件,一定程度的保载应力促进可以发生孪生的α晶粒中孪晶的形成(图1a);观测到随着循环周次增加α晶粒中取向差增大和亚晶粒的形成(图1b),以及α晶粒中由于孪生而形成亚晶粒的过程(图1c),为循环载荷下位错滑移和孪晶的形成都可以诱导晶粒的细化提供了直接证据。 研究也表明,一定程度的最大应力保载有利于脆性微裂纹的形成,但如果保载应力高或保载时间长,保载引起的塑性变形会抑制脆性微裂纹的增长,并诱导延性破坏模式。该研究从微观尺度解释了保载应力和保载时间不同而导致的不同失效机制。     图1 a: 发生孪晶的α晶粒c轴与施加轴向应力之间夹角和柱面滑移施密特因子(Schmid Factor, SF)关系; b:α晶粒内取向差变化和亚晶粒形成;c: 孪晶增长和亚晶粒形成相关研究得到国家自然科学基金基础科学中心“非线性力学的多尺度力学研究”项目(11988102)等支持。部分研究结果与北交大合作完成,主要研究成果发表在Int. J. Fatigue 2023, 176: 107897;Int. J. Fatigue 2023, 175: 107821
  • 中国团队建立仿生芯片:探明新冠感染损伤人体肠道组织的机制
    记者24日从中科院昆明动物研究所获悉,该所郑永唐团队中科院大连化学物理研究所秦建华团队合作,建立了一种仿生肠芯片感染模型,为新冠病毒致病机理、传播途径研究和快速药物评价等提供了新的思路和方法。研究成果发表在著名国际期刊《科学通报》上。  人体内肠道具有消化、吸收和分泌等功能,也是人体最大的免疫器官。新冠病毒感染病人主要以呼吸道症状为主,但仍有20%~50%的患者具有明显胃肠道症状,包括腹痛、腹泻、便血,甚至肠道穿孔等。在新冠肺炎患者的粪便样本中,还可发现病毒RNA,这意味着肠道有可能是新冠病毒攻击的另一主要靶器官。但此前,鲜有针对新冠病毒诱发肠道感染的研究,感染机制也不清楚。  研究团队从人体肠道结构和功能特点出发,仿生建立了一种多层设计的可灌注肠芯片装置,模拟包含多种人源肠细胞、组织界面、3D细胞基质和机械流体等复杂因素的肠组织微环境。在昆明动物研究所BSL-3实验室,他们利用这组装置开展了相关研究。  研究发现,当肠芯片装置暴露于新冠病毒后,在人肠上皮细胞内可见大量病毒复制,同时出现绒毛破坏,粘液分泌细胞分布异常,钙粘蛋白表达水平降低等多种肠组织屏障损伤改变。此外,病毒感染还可导致血管内皮细胞损伤,细胞数量明显减少以及细胞间连接蛋白表达降低等改变。此外,病毒感染可诱发人肠上皮细胞和血管内皮细胞异常响应。  研究团队还首次尝试利用微流控仿生肠芯片装置,探究新冠病毒诱发的肠道感染,发现新冠病毒可导致人肠组织屏障功能障碍、内皮细胞损伤和炎症反应等一系列病理过程,反映了基于组织水平的肠器官生理特点,以及对新冠病毒的病理响应。整套装置具有建模周期短、耗费低和易于动态观测等优势。  “下一步还可结合人体多种肠道免疫细胞和肠道微生物等因素,在芯片上建立更加复杂的肠道免疫微环境,这对深入研究肠道病原体与宿主间相互作用,以及病毒传播途径等具有重要意义。”郑永唐研究员说。
  • 力挽狂澜的RNA聚合酶——DNA损伤修复的最后关卡
    生物体在正常生命过程中会面临内/外因来源的DNA损伤,DNA损伤不仅影响基因的正确复制,也阻碍其正常转录。为避免DNA损伤带来的灾难性后果,生物体进化出一整套修复机制,以保证复制和转录的正确性、基因组的完整性和遗传的稳定性。常见的修复方式有光激活修复系统、错配修复、剪切修复、同源重组修复等。值得注意的是,基因转录过程也是独特的DNA损伤修复机制。多亚基蛋白复合体RNA聚合酶(RNA polymerase,RNAP)是完成基本生命活动的一员“大将”,保守存在于细菌、古细菌、真核生物中,负责转录合成各类RNA,其核心酶发挥主要的合成作用。细菌RNAP核心酶结构最为简单,古细菌核心酶与真核生物RNAPⅡ有显著的结构保守性。真核生物中的RNAPⅠ、RNAPⅡ、RNAPⅢ核心酶结构具有同源性,但分别发挥不同的功能,其中RNAPⅡ负责转录所有编码蛋白的基因和许多非编码RNA。转录过程中,RNAP沿模板链的行进路途并非一帆风顺,基因组DNA总是不可避免的遭受内外环境带来的损伤。转录模板链上的DNA损伤,如单链断裂、双链断裂等会阻碍RNAP在模板链上的正常前行[1]。研究发现,当转录中的DNA双链产生诱变损伤时,转录模板链的修复程度要高于编码链,模板链的修复比编码链修复更快,而编码链的修复与基因组DNA的修复节奏基本一致,这说明转录中优先修复模板链中的DNA损伤[2]。RNAP沿模板DNA转录过程中,会感知DNA损伤,并招募修复蛋白,继而修复损伤DNA[3],此过程称为RNAP监视(RNA polymerase-surveilled,RNAP-S)的DNA修复。RNAP在参与转录过程中受到阻碍RNAPⅡ在感知DNA损伤时,不与受损的碱基直接发生作用,而是感知其转录发生障碍后引起的空间位阻。RNAPⅡ结构中的桥螺旋(bridge helix,BH)负责连接RNAPⅡ的两个部分,将RNAPⅡ催化位点与下游的主、次要通道分开,模板装载中越过BH的步骤可作为RNAP变位的检验点。RNAPⅡ装载DNA模板时,DNA下游模板需要越过桥螺旋才能到达活性位点添加NTPs以进行正常转录,此跨越步骤需要模板链发生显著的构象变化。但存在大规模损伤的DNA链往往由于受损的碱基与RNAPⅡ桥螺旋结构上方相结合,而不能发生正常的构象变化,RNAPⅡ无法正常装载DNA模板链,变位步骤受到阻碍,因此发生滞留现象。RNAP监视下的修复策略单枪匹马——当遇到较小的损伤如CPD、AP、Gh时,RNAPⅡ虽然受到阻碍,但不足以被滞留。在这种状态下,RNAPⅡ缓慢的经过损伤位点,并发生不依赖于模板的AMP优先的碱基错误掺入,导致转录产物mRNA中相对损伤的位点的突变,这种易错的修复方式被称为A规则。团队协作——RNAP因DNA损伤滞留在DNA模板链上时,会被转录偶联修复因子识别,此时RNAP从模板解离、回溯变位、降解,并引发后续修复蛋白的组装和修复。例如,细菌中转录偶联因子Mfd,它可以解离模板链上较强损伤处的RNAP同时引发核苷酸切除修过程。有趣的是,它也能促进较弱损伤处RNAP的变位而跨越损伤,Mfd与非NER因子共同作用,以易错的方式修复DNA损伤。原核生物中的DskA也以类似Mfd的方式使DNA损伤处的RNAP发生解离,DNA模板上的损伤进而被修复[7]。Mfd的真核生物同源蛋白CSB同样实施RNAP-S修复,其过程受到更多因素的调控。原核生物NER系统修复因子之一的Uvrd能直接使滞留的RNAP发生回溯,暴露的损伤部分进而能被修复蛋白修复[9]。真核生物中的OGG1也可引发RNAP-S-BER修复。此外,也有研究显示,RNAPⅢ在同源重组介导的DNA双链断裂修复中发挥了关键的作用。RNAPⅡ监视下的修复策略RNAP-S偶联DNA修复的生物学意义确保基因组的稳定——RNA-S修复对基因组稳定性的维持有重要作用。RNAP在模板DNA损伤处的长期停滞会导致错误碱基掺入,从而导致RNAP-S修复的失败,而基因组不稳定将威胁细胞的存活。但在营养胁迫下发生的易错方式的修复引入的突变却提高了遗传多样性,有利于细胞逃离限制生长的条件,增强了细胞对环境的适应能力。防御疾病——RNAP-S修复影响生物体对癌症的预防。例如与RNAP-S修复缺陷相关的柯凯因氏综合征(Cockayne Syndrome,CS)、紫外线敏感综合征(UV-sensitive Syndrome,UVSS)。这两种疾病都是由于相关基因的突变导致RNAP-S-NER缺陷而引起。此外,视网膜退行性疾病、范可尼贫血症、肺癌、亨廷顿氏病症等疾病也与RNAP-S修复途径受损有关。展 望目前人们已经较深入的了解了DNA损伤修复,并揭示了多种DNA损伤修复途径。然而在RNAP监视的DNA修复中,很多机制仍有待于研究。尤其是真核细胞RNAP-S途径的很多细节尚不清楚。但相信随着分子生物学技术手段的革新,这些问题可以被回答。或许在不久的将来我们也可以靶向抑制或加强RNAP-S修复系统来治疗人类不同疾病。
  • 超3000万!两单位合购材料试验装置项目中标结果公布
    p style="white-space: normal text-align: justify text-indent: 2em "日前,中国仪器进出口集团有限公司受北京科技大学、中国科学院金属研究所的委托,就strong“/strongstrong北京科技大学、中国科学院金属研究所极端/多因素耦合环境材料试验装置采购项目/strongstrong”/strong组织采购。/pp style="white-space: normal text-align: justify text-indent: 2em "现评标工作已经结束,strong上海凯尔孚应力腐蚀试验设备有限公司、上海百若试验仪器有限公司、堀场(中国)贸易有限公司等5家供应商中标,总金额3152.18万元(人民币)/strong。span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong详情如下:/strong/span/pp style="white-space: normal text-align: justify text-indent: 2em "strong一、项目编号:/strong19CNIC-SH1692-041/pp style="white-space: normal text-align: justify text-indent: 2em "strong二、项目名称:/strong北京科技大学、中国科学院金属研究所极端/多因素耦合环境材料试验装置采购项目/pp style="white-space: normal text-align: justify text-indent: 2em "strong三、采/strongstrong购单位名称:/strong北京科技大学、中国科学院金属研究所/pp style="white-space: normal text-align: justify text-indent: 2em "strong四、采购代理机构:/strong中国仪器进出口集团有限公司/pp style="white-space: normal text-align: justify text-indent: 2em "strong五、中标信息:/strong/ptable border="1" cellspacing="0" style="white-space: normal border: none "tbodytr class="firstRow"td width="6" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pstrongspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "包号/span/strongstrong/strong/p/tdtd width="151" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pstrongspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "名称/span/strongstrong/strong/p/tdtd width="22" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pstrongspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "型号/span/strongstrong/strong/p/tdtd width="13" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pstrongspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "数量/span/strongstrong/strong/p/tdtd width="72" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pstrongspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "中标金额/span/strongstrong/strong/p/tdtd width="127" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pstrongspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "中标供应商/span/strongstrong/strong/p/td/trtrtd width="6" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "01/span/ppspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px " /span/p/tdtd width="160" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "超高温超高压水环境多试样应力腐蚀实验设备/span/p/tdtd width="22" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "CFS-50/span/p/tdtd width="13" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "1/span/p/tdtd width="63" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "720/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "./spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "5/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "万/span/p/tdtd width="136" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "上海凯尔孚应力腐蚀试验设备有限公司/span/p/td/trtrtd width="6" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "02/span/p/tdtd width="160" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "超高温超高压含侵蚀性离子应力腐蚀实验设备/span/p/tdtd width="22" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "YF-30/span/p/tdtd width="13" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "1/span/p/tdtd width="63" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "655.62万/span/ppspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px " /span/p/tdtd width="136" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "上海百若试验仪器有限公司/span/p/td/trtrtd width="6" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "03/span/p/tdtd width="160" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "高温高压含侵蚀性离子腐蚀疲劳实验设备/span/p/tdtd width="22" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "EHF/span/p/tdtd width="13" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "1/span/p/tdtd width="63" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "670.18万/span/p/tdtd width="136" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "上海百若试验仪器有限公司/span/p/td/trtrtd width="6" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "04/span/p/tdtd width="160" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "高温高压含铅水环境应力腐蚀实验设备/span/p/tdtd width="22" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "YYF-30/span/p/tdtd width="13" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "1/span/p/tdtd width="63" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "649.38万/span/p/tdtd width="136" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "上海百若试验仪器有限公司/span/p/td/trtrtd width="6" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "05/span/p/tdtd width="160" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "高温高压水环境原位电化学测试设备/span/p/tdtd width="22" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "CTR-60T2-P/span/p/tdtd width="13" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "1/span/p/tdtd width="63" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "68.2万/span/p/tdtd width="136" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "上海凯尔孚应力腐蚀试验设备有限公司/span/p/td/trtrtd width="6" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "06/span/p/tdtd width="160" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "高温真空span style="font-family: Calibri "//span气氛环境炉/span/p/tdtd width="22" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "SWSL-2600/span/p/tdtd width="13" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "1/span/p/tdtd width="63" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "75.3万/span/p/tdtd width="136" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "上海钜晶精密仪器制造有限公司/span/p/td/trtrtd width="6" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "07/span/p/tdtd width="160" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "动态高速摄影设备/span/p/tdtd width="22" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 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style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "1/span/p/tdtd width="63" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "252.0万/span/p/tdtd width="136" valign="top" style="word-break: break-all border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pspan style="font-family: 宋体 font-size: 14px "堀场(中国)贸易有限公司/span/p/td/tr/tbody/tablepbr//p
  • 实验鼠吃两年转基因谷物患肿瘤 多器官损伤
    转基因玉米饲料喂养的老鼠长了肿瘤  原标题:吃了两年转基因谷物过半实验鼠长肿瘤(图)  法国研究机构近日公布一项研究成果称,食用常见转基因谷物会使实验鼠患上肿瘤和多种器官损伤。法国农业部长勒弗尔、环境部长黛尔菲那巴多,以及社会事务部部长玛利索尔图雷纳均表示,已要求法国健康安全局对这项研究成果进行调查。法国健康安全局认为,法国政府将敦促欧盟采取一切必要措施,保护人类和动物健康。  实验两年得出研究成果  不久前,法国凯恩大学科学家公布的研究结果称,用转基因玉米NK603喂养的实验鼠患上了肿瘤。 是美国孟山都公司研制的一种转基因玉米,通过转基因技术,这种玉米对孟山都公司生产的草甘膦除草剂“Round?up”具有抗药性。因此种植这种转基因玉米的农民可以放心使用“Roundup”,既不会对作物造成影响,又能节省费用。但凯恩大学研究团队发现,用NK603 和被“Roundup”污染的饲料喂养的实验鼠,罹患肿瘤和其他内脏损伤比例非常高。  这一研究成果已刊发在《食品化学毒物学》杂志上,研究强调,这是首次在长达两年以上只吃转基因谷物的实验鼠身上得出的研究成果,而通常在白鼠身上进行的实验往往只持续90天。  雌性实验鼠伤害更严重  在实验中,200只雄性和雌性实验鼠各自被分成十组,每组十只。其中一组被作为“对比组”,喂食含有33%转基因谷物的普通饲料和白水,另外三组被喂食含有较大剂量草甘膦除草剂的饲料和水,目的是反映除草剂对食物链的影响。而另外六组则被喂食含有不同比例NK603的饲料。  经过长达两年的观察,研究人员发现NK603和草甘膦除草剂对实验鼠的健康造成了相似的危害,尤其在雌性实验鼠中,幼鼠夭折和患病的比例特别高。在实验进行到第14个月时,对照组的实验鼠没有一例发现患癌,而在被喂食含有NK603和草甘膦除草剂饲料的组别中,有10%到30%的实验鼠患上了肿瘤。  实验进行到24个月,在所有喂食含有NK603和草甘膦除草剂饲料的组别中,50%到80%的实验鼠长了肿瘤,而且平均每只长的肿瘤多达3个,而在对照组中,只有30%患病。而在接受实验的雄性实验鼠中,出现的主要健康问题包括肝脏受损、肾脏和皮肤肿瘤,以及消化系统疾病。  欧盟或禁止进口转基因谷物  研究结果公布后,孟山都公司法国总部称:“我们还需要请专家对研究结果评估,现在做出评论为时过早。此前所做的超过300多次实验都证明是安全的。”  长期以来,欧洲一些环保团体认为,转基因作物可能对人类健康和环境造成危害,但一直没有长期的大规模研究成果作为依据。在欧洲,并不种植NK603,只会进口这种转基因玉米作为饲料,这一研究报告可能导致欧盟禁止进口这种转基因谷物。只有孟山都公司研发的MON810型转基因玉米在欧洲获得了种植许可。然而在澳大利亚、保加利亚、法国、希腊、匈牙利、卢森堡和罗马尼亚,已经禁止了种植MON810型转基因玉米。
  • 中医药防治雾霾所致肺损伤进展可喜
    p  每逢雾霾天气,很多人会感觉不适,患有慢阻肺、哮喘、肺心病等呼吸系统疾病的患者尤其如此。雾霾对人体健康有何损害?如何防治雾霾可能造成的不良后果?这些都是市民普遍关心的问题,学术界也一直在为此努力开展研究工作。近日,有好消息传来,中日友好医院张洪春教授等专家团队进行的PM2.5致肺损伤研究取得了一定进展。/pp  strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "雾霾易导致呼吸系统疾病症状加重/span/strong/pp  雾霾对人体产生的不良影响是如何产生的?具体表现又如何呢?/pp  中日友好医院张洪春教授表示,雾霾影响人体健康主要是因为雾霾本身的毒性以及雾霾表面黏附的有毒物质,由于雾霾中有许多微小的有害颗粒物,它们可以随呼吸进入人体,这些有毒颗粒是进入到呼吸道,有些更小的颗粒物可以进入到肺泡,甚至可以透过肺泡进入血液。颗粒物可使机体氧化-抗氧化系统失衡,进而引起肺组织损伤 也可启动氧化应激反应,使机体局部释放大量炎性介质导致炎性损伤。因此,雾霾最容易损害的就是人体的呼吸系统。相关调查表明:近年来,我国呼吸系统疾病的特点也由原来的以流感、肺部感染、肺结核等感染性疾病为主,逐渐向非感染性疾病转变,尤其是以支气管哮喘、慢阻肺等慢性肺系病为主。因此也可以说,呼吸系统疾病和雾霾等环境问题关系密切。/pp  在雾霾对呼吸系统疾病影响的表现方面,张洪春教授表示,由于呼吸系统疾病通常都是日积月累渐进的结果,因此雾霾对呼吸系统的影响也是一个缓慢的过程,通常表现为使原发疾病症状加重,或导致原发疾病的急性发作。/pp  strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "防治PM2.5所致肺损伤可从中医药角度切入/span/strong/pp  如何从医疗角度有效减少雾霾侵害,一直是学术界争相研究的课题,中日友好医院张洪春教授也从中医角度进行了这一课题的研究。张洪春教授表示,中医治疗最大的优势是未病先治、既病防变,在防治PM2.5所致肺损伤方面,中医采用扶正祛邪的治疗原则,一是要扶助正气,增强机体免疫力,二是要祛邪,抵御外邪、驱邪外出,提高人体免疫力以及适应能力,防止疾病的发生及进一步加重。/pp  同时,张洪春教授还表示,我们开展了固本止咳中药对COPD模型小鼠气道功能及局部黏膜状态影响研究,发现固本止咳中药可降低分泌性免疫球蛋白(sIgA)的分泌,改善小鼠气道的炎性反应。考虑固本止咳类中药可调整呼吸道黏粘膜免疫状态,控制局部气道炎性反应,进而减轻气道壁的损伤和修复过程,起到改善气道通气功能障碍的作用。/p
  • 芯恩“晶圆承载装置和半导体检测系统”专利获授权
    天眼查显示,芯恩(青岛)集成电路有限公司近日取得一项名为“晶圆承载装置和半导体检测系统”的专利,授权公告号为CN221176194U,授权公告日为2024年6月18日,申请日为2023年11月10日。 背景技术在半导体制程过程中,需要利用一种量测机台通过电容-电压特性曲线即CV特性曲线来检测晶圆的等效电容厚度(CET)、表面损伤(PDM)、表面势垒电压(VSB)、表面界面态密度(LI)等相关参数,以此来表征晶圆表面膜即介电质层的质量。晶圆检测仪(Semiconductor Diagnostics Inc,SDI)是利用电晕枪将电荷激发在晶圆即介电质层的表面,同时用非接触式振动探针来测量表面电压,并作CV特性曲线进而分析其晶圆表面膜的质量。在SDI的实际量测过程中,如图1和图2所示,电晕枪10激发出的电荷11会打在放置在承载台12上的晶圆13的表面,但在晶圆边缘14处的部分电荷11会发生偏移,导致电荷11出现在晶圆边缘14外。晶圆边缘14因电荷11丢失容易引起漏电,从而导致量测数据异常。因此,有必要提供一种新型的晶圆承载装置和半导体检测系统以解决现有技术中存在的上述问题。现有技术中的电晕枪激发出的电荷在晶圆边缘处发生偏移的侧视示意图电晕枪激发出的电荷在晶圆边缘处发生偏移的俯视示意图专利说明据专利摘要显示,本实用新型提供了一种晶圆承载装置和半导体检测系统,晶圆承载装置包括晶圆承载台和磁性件;晶圆承载台用于承载待检测晶圆;磁性件设有若干个,若干个磁性件间隔围设于晶圆承载台,磁性件由N极和S极相邻设置而成,任意一个磁性件沿顺时针围设方向或逆时针围设方向均为S极到N极排列,以使若干个磁性件形成环形磁场,待检测晶圆位于环形磁场内,磁性件利用环形磁场对电荷的洛伦兹力,使偏移于待检测晶圆的边缘外的至少部分电荷返回于待检测晶圆的表面。本实用新型避免了待检测晶圆的边缘处的电荷丢失,解决了电晕放电单元打到待检测晶圆的边缘处的电荷丢失而引起漏电,导致量测数据异常的问题。本实用新型第一种实施例中晶圆承载装置的侧视示意图本实用新型的实施例中电荷在待检测晶圆的边缘的俯视示意图
  • 电子束对样品的热损伤及应对方式——安徽大学林中清33载经验谈(16)
    【作者按】在进行扫描电镜测试时,最让测试者感到头痛的往往是电子束对样品的热损伤。因为一旦产生热损伤,那么样品的表面形貌信息将彻底的消失。热损伤和荷电现象都会带来形貌像的形变,因此很多人(包括不少专业人士)都将样品的荷电做为形成样品热损伤的原因之一。其实这是个误解,样品荷电现象虽然对形貌像有改变,但是它不会对样品形成破坏,在改变测试条件克服荷电影响后,还是可以得到完整形貌像。但是热损伤就不是这样了,一旦发生热损伤,则该样品细节将不复存在,此后无论采取何种方式都无法获取这些信息。热损伤是如何形成的?那些样品容易形成热损伤?又有哪些因素是造成样品热损伤的关键因素?该采取何种方法来减轻或消除电子束对样品热损伤,获得相对完整的样品信息?一、电子束对样品热损伤的形成当高能电子束轰击样品时,高能电子束会与样品原子之间形成能量交换,形成所谓的“非弹性散射”。交换的能量中只有很少的一部分用于激发样品的特种信息,二次电子、光电子等,大部分能量都将转换成热能而驻留在样品中,使得样品局部温度上升,达到一定程度,就会对该处细节形成破坏,也就是热损伤。高能电子束轰击样品形成局部温度上升,该处升温究竟能达到多少呢?关于这一点目前都是以Castang升温公式为参考。依据Castang升温公式:V0(kV) 加速电压,i(μA) 探针电流,d(μm) 电子束直径,K 材料热导(Wcm-1k-1)其中加速电压、束流及束斑大小是造成样品升温的主要外部因素。而样品本身的热导率是形成温度上升的主要内部因素。一般观点都认为,容易形成荷电的样品,其漏电性(普遍被称为是导电性,但个人认为这个定义不准确)都较差。漏电性较差的部位,其导热性也较差,因此该部位更容易形成高温造成的热损伤。但是温度的升高与形成热损伤并不形成完整的一一对应关系,还与该处的耐热性有关。如果该处的导热性差,但其耐热性好,也一样很难形成热损伤,所以容易形成荷电的样品,即便其导热性较差,也不一定会比不易荷电的样品形成热损伤的概率要大。形成样品局部升温的外部因素,如加速电压、束流以及束斑直径,往往被认为是测试时调整样品热损伤影响的主要着力点。依据以上升温公式可知加速电压及束流越大,则同等条件下某区域的升温也就越高,对样品的热损伤也就越严重,但会受到束斑面积增大等因素的制约,最终结果取决正、负因素竞争后引起质变的主导者。这是对测试条件进行改变的依据所在,将在下一节再详细探讨。不同类型的电子枪,由于结构设计的差异,会使得同样加速电压下对电子束加速的最终电场偏压出现一定的差异,造成电子束的电子能量出现些微不同,而使得其在同等条件下对样品的热损伤也会出现差别。一般来说,冷场电子枪最终形成电子束的电子能量会略低一些,所以其对样品的热损伤在同等条件下也会略好一些。由于热发射电子枪慢慢的被淘汰,而且其常规测试条件和目前占据主流地位的场发射电子枪不在一个水平线上,所以不具备对比的意义。下面将只对热场电子枪和冷场电子枪结构进行探讨。从以上热场和冷场电子枪的结构简图可见,加速电压都做为基准的负偏压以开路的形态加载在阴极(灯丝)上,以保证阳极为零电位。这一点热场和冷场都是一致的。但是热场电子枪在第一阳极和阴极之间加了一个栅极保护极,屏蔽热电子,该电极上加载的负偏压是叠加在阴极之上,故栅偏压比阴极偏压更低。因此在第一阳极拔出电子时给电子的加速就应该以一个更负的偏压基础来计算,也就是整个电场的偏压值会有所增加,从而使电子束中电子的能量会略大一些。由于电场的叠加作用并不是简单的一加一,所以电子束中电子能量的差别也不能采用简单的加减法来进行计算。该差异在高加速电压时,相对较小,据次要地位。但随加速电压值的降低,其在电子整体能量中的占比就会增加。加速电压达到100V后,该差异的影响就不得不考虑。冷、热场也会呈现出信息深度上的差异。低于100V,加速电压值基本无法代表电子的实际能量值。电子能量真低于100eV,能充分激发最高能量为50eV的二次电子?从以上两张原子力显微镜的图片可见,湿法膜结构为骨节状骨架表面有一薄膜层。膜层应该是非常的薄,估计只有几个纳米。扫描电镜采用极低的加速电压100V来观察可见如下结果:左图某冷场发射扫描电镜图,图像骨节状信息不清晰,明显感觉有膜状物裹挟。右图某热场发射扫描电镜图,骨节状的结构清晰可见,表层薄膜信息却较为的淡薄。加速电压相同,热场观察到的信息更深一些,这说明在同样加速电压下,热场电子束的能量是要大于冷场扫描电镜。但是这个能量差在加速电压较高时,相对较小,图像差异也就不明显了。当加速电压到500V的时候,电子束中电子能量的相对差距相比100V来说要低很多,图像呈现的信息几乎一致。正是电子束的能量存在些微差距,这就会使得冷场扫描电镜在相同条件下对样品的热损伤会相对轻微一些。枝晶MOF,容易被电子束热损伤左图 热场只能观察不易受热损伤的粗枝晶而无法观察到如右图的细枝晶右图 冷场即便观察更容易被热损伤的细枝晶也不存在问题电子束在样品上扫描区域的面积越小,电子束能量转换也就越集中,形成的热量密度也越大,相对来说对样品热损伤也会增强。这就是倍率越高,样品越容易受电子束热损伤的主要原因。增大束流,对样品的热损伤会加大,但是受到束斑尺寸的制约。依据Castang公式束流的影响综合表现为束流密度对升温的影响,束流密度冷场要高于热场,但是以上的事例呈现的结果却于此相反。因此个人认为:电子能量的大小对热损伤的影响似乎更为关键。二、如何应对电子束对样品的热损伤Castang的升温公式告诉我们,引起样品表面升温的因素来自两个方面:样品自身的导热性这是内因,而外因在于加速电压、束流和束斑尺寸的大小。这些因素也是我们改善电子束对样品热损伤的切入点。增加样品热导率,降低加速电压和束流,增加束斑尺寸及束斑离散度,都会减轻电子束对样品热损伤的程度。但这些改变都会对扫描电镜的测试结果带来负面影响,因此对“度”的掌控,找寻最合理的测试条件的综合解决方案,是应对电子束对样品热损伤的最佳选择。电子显微镜冷冻操作技术的发展,为应对样品的热损伤开拓了更大的空间。显而易见,降低样品温度会减少电子束对样品的热损伤,特别在液氮降温技术被成熟运用之后,效果极为明显。但冷冻技术的操作较复杂、成本较高且会带来样品仓室污染,影响仪器的分辨能力,目前运用的并不广泛。下面仅探讨常温下的热损伤解决方案。在探讨这一综合解决方案之前,将首先对以上单一解决方案的具体操作方式给予一一的描述。2.1 应对样品热损伤的内部因素调控改善样品性能应对电子束的热损伤,必须以尽量减少对表面形貌的破坏为先决条件。对于该项工作的实际操作方式,依据个人的实践经验可总结为:合理的样品老化,以便增加样品对热损伤的耐受力;适度的蒸金以提升样品表面的导热性。采用导电胶对样品的充分固定是进行以上操作的先期必要步骤,导电胶要涂至样品表面。在样品可耐受的温度范围内,对样品整体进行烘烤老化,一般需几个小时或过夜甚至更长时间,尽可能去除样品表面附着的挥发物。需要的话,可将样品在电镜中采用低剂量的电子束(较低的加速电压和束流)在低倍率下轰击直至稳定,这期间要监控样品在电子束的轰击下是否会出现形貌的变化,如果出现形貌的改变则必须将电子源能量进一步降低。如果样品老化效果不佳,则可以采用蒸金的方式以改善样品表面的导热能力,减少电子束对样品的破坏。样品表面蒸金须考虑以下几个影响样品形貌信息的事宜:①蒸金时对样品的热损伤。②蒸金量对样品形貌信息的覆盖。③镀层的均匀性,保证在较少蒸金量的情况下有更好的导热性。要满足以上三点,控制好电流和单次蒸金时间极为关键,个人认为单次蒸金时间最好不要超过20秒。低剂量的多次、短时间蒸镀是解决问题的最佳方案。具体蒸金量可通过实际观察效果予以调整。2.2 应对样品热损伤的外部因素调控依据Castang升温公式,较低的加速电压和束流强度,较大的束斑尺寸都会使得同等条件下样品观察区域的温度上升较小,对样品细节的热损伤也会较轻或基本不会形成热损伤。但过低的加速电压和束流,以及较大的束斑尺寸会影响图像质量并限缩样品形貌信息的获取,具体探讨可参见经验谈8《加速电压和束流选择》。要获取更充分的样品形貌信息必须扩大这些测试条件的选择范围。工作距离、图像倍率以及电子束扫描速度的选择都会对样品的热损伤产生较大的影响。而在对它们做出合理的选配之后将会极大的扩大加速电压、束流以及束斑尺寸的选择余地。工作距离越小,电子束的会聚角就会增大,电子束的束流密度将会增加,从而在同等条件下对样品的热损伤也会加大。样品的热损伤常常会出现在高倍率的调整过程中(如上图红框部)。表现为高倍率调整部位的细节与周边细节极度的脱节,被热损伤的部位细节明显的收缩并加粗,这些都显现在了左图采用1.7mm工作距离所获取的形貌像中。右图采用8.7mm工作距离所获取的形貌像在相同部位则与周边细节的变化完全的匹配,未受到电子束的热损伤。但是工作距离的过度拉大,会使得电子束斑的弥散加大,不利于获取高质量的高倍率形貌像。故测试时要取、舍得当,没有舍哪来取。依据个人经验,当工作距离达到15mm以后,由于电子束弥散较大,电子束对样品的热损伤会降低的极为明显。因此,对加速电压和束流的限制会下降很多,对它们的选择空间将明显加大。扫描电镜的放大倍率越低,电子束在样品上的扫描密度就越稀松。使得电子束在样品上产生的热量较为分散,局部温度降低的较为明显,对样品的热损伤也会减弱。在常规测试时,往往会发现电子束对样品的热损伤都是出现在高倍率的仪器调整(调焦及消像散)时。当电子束在样品上快速移动时,电子束在某点停留时间的减少,也会将单次能量的转换量降下来,同样也会减缓温度的提升并随电子束的快速移动而发散开来。大量的实践经验告诉我们,对样品某点的热损伤除了升温的高低之外,关键还在于驻留时间的长短。同等条件,驻留时间越短电子束对样品的热损伤越小。因此采用快速扫描获取样品的形貌像也是克服样品热损伤的有效方法。依据本人长期测试经验,应对样品热损伤,在外部因素的调控方面,选用较大的工作距离以及快速的扫描方式获取图像,对减缓热损伤的效果要远高于在加速电压、束流及束斑尺寸方面的选择。2.3 如何应对样品的热损伤以下内容为本人数十年,特别是近十年的经验总结,仅作参考。要充分应对样品的热损伤,样品的处理极为关键。而样品处理在2.1节已有较为详细地描述,这里要强调的是,固定是最先要做的基本工作,因为样品的整体固定不但是解决图像漂移的基础(容易热损伤的样品本身就不稳定)同时也为后期的导热提供通路。样品的老化和金属化(蒸镀金属材料)要采用低剂量的叠加方式尝试着来,随时观察判断并调整极为关键,否则很容易破坏样品的细节。对测试条件的选择,加速电压和束流的选择要以获取样品信息为准,兼顾其对样品热损伤的影响。对热损伤的处理主要交给工作距离和获取形貌像时的扫描速度来解决,这样效果反而更好。大工作距离有利于获取样品的大部分表面形貌信息,同时也有利于减弱电子束对样品的热损伤。快速的扫描模式虽然会影响形貌像的图像质量,但是并不会对形貌信息产生太大的影响,而加速电压和束流选择的不同对获取样品的细节信息,影响就要大很多。电子束对样品的热损伤最容易出现在高倍率情况下的像散和焦点调整,因为此时电子束会长时间的汇聚在某一区域。电子束的长时间驻留对样品热损伤要大于温度的影响,当然这都是在一定“度”的范围内。在进行调整操作时会形成样品热损伤,不一定在拍摄形貌像时也存在热损伤,关键是你要调整好拍摄形貌像时的电子束扫描速度。所以调焦和消像散应当采取“临近点调焦”的原则,利用多个临近点的对中、调焦和消像散来减轻拍摄点的热损伤现象。三、结束语扫描电镜测试时电子束对样品的热损伤是最让测试者头痛的问题。形成样品热损伤的因素有很多,依据Castang升温公式,加速电压、束流、束斑尺寸以及样品的热导率是导致样品温度上升的主要因素,也是形成样品热损伤的主要因素。对于样品来说,热导率是内因,其他都是外部因素。而要解决样品热损伤问题,着眼点就是对这几个因素进行调整。对内因的解决方案主要是样品的固定、老化以及金属化(蒸镀金属)。而对外因的解决方案就是降低加速电压和束流,增加电子束束斑尺寸。在实际测试过程中往往发现对上所述的外部因素进行大范围调整会带来样品信息的缺损。而借助于工作距离和拍摄图像时对电子束扫描速度的选择,将有助于扩大加速电压、束流的调整范围。大工作距离测试不仅能带来样品热损伤的减轻,还能获得许多小工作距离无法获取的样品信息,这在过去的经验谈中有充分的探讨。自然辩证法的三大规律告诉我们,任何条件的改变都会带来一定程度的负面因素。要避免负面因素成为主导,任何因素的改变都不能走向极端。多种因素配合使用,互相弥补各自所存在的缺陷,才能获得较为完美的结果。对样品热损伤的处理也是一样,要把以上对减轻样品热损伤的所有方法结合起来使用,才会获得最佳的效果。 参考书籍:《扫描电镜与能谱仪分析技术》 张大同 2009年2月1日 华南理工出版社《微分析物理及其应用》 丁泽军等 2009年1月 中科大出版社《自然辩证法》 恩格斯 于光远等译 1984年10月 人民出版社 《显微传》 章效峰 2015年10月 清华大学出版社
  • 奥林巴斯IPLEX NX内置通道解决方案,和外来物损伤所带来的危险说bye bye!
    众所周知,飞机在飞行时,最惧怕外来物损伤(Foreign Object Damage)。FOD不但有可能对人员造成伤害,同时也会对飞机机体以及发动机内部核心部件造成严重的损伤。 为了防止人员以及财产受到损害,奥林巴斯推出了全新的IPLEX NX内置通道解决方案,用于消除FOD所带来的潜在危险。(注:FOD是任何物体,颗粒,物质,碎屑等,它们不在应有的位置。它可能对飞机,设备,货物,人员或其他有价值的物品造成危害。)目视检测与移除FOD的专业解决方案据IATA(国际航空运输协会)2019年数据,全球有总计45.4亿人次旅客搭乘飞机出行。随着越来越多的人将飞机作为交通工具的首选,如何让飞机行驶得更安全,也成为航空行业关注的焦点。2020年4月15日,奥林巴斯IPLEX™ NX内置通道解决方案正式发布,清除多样化的外来物碎片和目视检测的多功能解决方案以及定制化的插入管,成为发现引擎安全隐患、守护航空安全的又一利器。人性化设计,高效排故在发动机检测中,孔探工作一直都是一项极具挑战的工作项目,其中的异物抓取工作更是难上加难。如果成功抓到异物,不仅解除了发动机空中停车的隐患,而且可以快速的使飞机复飞,减少因为停飞所带来的经济损失。一旦失败,将面临拆解发动机所带来的巨大的经济损失。可见,能不能成功抓取异物会产生巨大的影响。也因此,此项工作对于设备的操作性有着极高的要求。奥林巴斯IPLEX NX内置通道解决方案,兼具舒适性和人体工程学设计。它搭载的高清触摸屏显示器以及高清激光光源,可在任何条件下传输出清晰明亮的图像,易于发现微小的异物。同时,为了减少工作强度,维修工程师还可以将触摸屏从主机上卸下,放置在更为便捷舒适的位置。另外,IPLEX NX内置通道解决方案中选配的便携遥控手柄,将孔探设备的手持式分量减少至(0.2公斤/0.4磅),实现了轻松化操作。很大程度减少了因为疲劳所导致的人为差错的几率;使得孔探人员可以将更多的注意力集中在屏幕上,从而快速清除外来物碎片、高效完成孔探检查工作。作为百年光学企业的奥林巴斯,我们一直致力于将先进光学技术应用到无损检测设备研发中,创造更为精密、高效的孔探产品,帮助维修工程师更高效的开展检测工作。让飞行成为人们心中安全、安心的出行方式,为航空事业的发展贡献力量。
  • 中国首次破解三聚氰胺引发肾损伤机理
    记者22日从黑龙江省卫生厅获悉,由黑龙江省疾病控制中心专家新近完成的一项科研课题,在国内外首次系统地揭示了三聚氰胺引发动物肾损伤的发病机理、病变特点、肾脏结晶体形成的条件。研究结果为相关部门对三聚氰胺风险评估、制定食品和饲料中三聚氰胺的安全管理限量值提供了重要科学依据。该成果近日获得2009年度黑龙江省医药卫生科技进步一等奖。  因三聚氰胺并非食品添加剂,国内外对三聚氰胺毒性研究资料掌握甚少,对三聚氰胺所造成肾损伤的量效关系、结晶体与肾脏病理损伤的关键环节等问题也缺乏深入探讨。据此,黑龙江省疾病控制中心毒理所主任医师王玉燕等首次成功建立三聚氰胺在肾脏形成结晶的大鼠动物模型,重现了这一疾病的病变过程。该模型方法科学先进,有可重复性。研究结果揭示肾脏为三聚氰胺的毒作用靶器官。其发生机理是三聚氰胺在胃内由胃酸催化水解生成三聚氰酸,两者在肾脏再结合形成三聚氰胺—三聚氰酸结合晶体,晶体充满肾小管,使肾脏体积增大、重量增加,因管壁的挤压作用而使肾组织严重缺血,导致肾脏呈现出特征性土黄色沙石样的外观。  观察结果还表明,三聚氰胺结晶体还可导致肾脏炎症反应和纤维组织增生等病理改变,进一步引发肾脏代谢功能障碍,使血中尿素氮、肌酐等含量增加,最终使实验动物发生肾衰竭。王玉燕等在研究中,首次采用X射线衍射法确定肾脏中形成的结晶体为三聚氰胺—三聚氰酸的结合晶体,进而证实摄食三聚氰胺可使肾脏中形成三聚氰胺—三聚氰酸结合晶体,此手段具有明显的创新性。  专家评价指出,该课题填补了我国三聚氰胺毒理学研究空白,对基础医学、药学和临床医学有重要意义。
  • 积塔半导体“用于制造半导体装置的方法以及半导体装置”专利公布
    天眼查显示,上海积塔半导体有限公司“用于制造半导体装置的方法以及半导体装置”专利公布,申请公布日为2024年7月19日,申请公布号为CN118366850A。背景技术与硅(Si)相比,作为第三代半导体材料代表的碳化硅(SiC)具有大禁带宽度、高临界击穿电场、高热导率、高载流子饱和漂移速率和强抗辐照性等更优越的电气特性。凭借SiC的电气特性,能够开发出更适用于高压、高温、高频、强辐射等应用领域的半导体装置,其中,SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field-EffectTransistor,MOSFET)更是倍受关注。常用在高压低功耗场景下的SiC MOSFET分为沟槽型SiC MOSFET和平面型SiCMOSFET。垂直结构的平面型SiC MOSFET由于存在结型场效应晶体管(Junction Field-Effect Transistor,JFET)区,使得半导体装置的输出直流电阻较大,限制了半导体装置的功率阈值。此外,平面型SiC MOSFET有着因沟道离子注入导致的沟道迁移率退化问题。相比于传统的平面型SiC MOSFET,沟槽型SiC MOSFET没有JFET区,可以避免寄生JFET效应(例如JFET区产生的额外电阻),能够实现提高的晶圆密度,同时还具有更高的阻断电压、更好的开关特性和更低的导通损耗等改善的电学性能。发明内容本公开涉及用于制造半导体装置的方法以及半导体装置。一种用于制造半导体装置的方法,该方法包括:提供半导体基底,在半导体基底中形成有沟槽;用飞秒激光束照射半导体基底的与沟槽的第一部分邻接的第二部分,使得半导体基底的第二部分发生非热熔化;以及在完成飞秒激光束的照射之后,对半导体基底进行热氧化处理,使得半导体基底的第二部分形成氧化层。
  • 专家:短时摄入镉不会损伤健康
    2012年1月15日,广西河池市辖区内的宜州市的龙江河拉浪水电站内群众用网箱养的鱼,突然出现不少死鱼现象。宜州市环保部门经过调查发现,死鱼是由于龙江河宜州拉浪段镉浓度严重超标引起,龙江水体已遭受严重镉污染。  镉是重金属中的一种,饮用镉超标的水会对人的肾脏造成不良影响。龙江河突发环境事件专家组专家、国家环境保护部华南环境科学研究所副所长许振成昨天向记者介绍,镉长期累积才会造成镉损伤,短时间摄入镉,不会造成人体功能损伤。而且人体中是否摄入了过量的镉也要通过科学方法检测,如怀疑受到镉损伤,可检测尿中的镉含量,尿镉超标了,才说明体内有负荷增加,而负荷增加到损伤人体的过程要二三十年。他还说,此次龙江河的镉污染已经在科学控制中,而且影响时间不长,市民无需恐慌。  他还介绍,我国《地表水环境质量标准》要求,每升水中镉浓度要小于或等于0.005毫克,也就是一升水最多只能有5微克的镉,这个标准是按照一个人每天喝2.5升镉浓度小于或等于5毫克的水,连续喝70年,也不会有任何不良反应制订出来的。
  • 科学家揭示神经损伤后的自发性疼痛产生的新机制
    自发性疼痛是指在没有外界刺激的情况下发生的疼痛。它是慢性疼痛的主要症状。发生机制仍不清楚,仍然难以治疗。近期,来自约翰霍普金斯大学和辛辛那提大学的研究团队利用在体成像技术研究了同步聚集放电引起神经损伤后的自发性疼痛发生机制,证实交感神经-肾上腺素受体通路介导了同步聚集放电和自发性疼痛的产生。该研究成果发表在《Neuron》上,题为:Synchronized cluster firing, a distinct form of sensory neuron activation, drives spontaneous pain。  研究人员对背根神经节(DRG)神经元进行了在体成像,发现周围神经损伤后异常自发活动的一种独特形式:相邻的DRG神经元聚集同步、偶尔性放电。聚集放电水平与神经损伤诱发的自发性疼痛行为直接相关。研究人员进一步证明了聚集放电由交感神经的活动触发。交感神经在损伤后会传导到DRG,去甲肾上腺素是介导这种独特放电的关键神经递质。交感神经活性和去甲肾上腺素受体对于DRG神经元同步聚集放电和自发疼痛行为至关重要。  这项研究提出了阻断交感神经介导的同步聚集放电可能是治疗自发性疼痛的新手段,为在临床上靶向该通路治疗神经损伤引起的自发性疼痛提供了理论支持和研发方向。   论文链接:  https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0896627321008345?via%3Dihub
  • 美开发出DNA损伤快速检测新方法
    华盛顿5月3日电(记者 毛黎)美国麻省理工学院科学家3日表示,他们开发出了对脱氧核糖核酸(DNA)损伤进行快速分析的新方法。此方法将有助于试验潜在的抗癌药物和了解环境毒素的影响。  在麻省理工学院生物工程系副教授贝文恩格尔沃德与电子工程和计算机科学系教授桑吉塔巴蒂亚的领导下,研究人员将已有30年历史的彗星化验(comet assay)改造成一项全新的分析技术,它将可对DNA损伤进行分析的彗星化验与新型高产平台相结合,不仅能加快DNA损伤分析进程,还能应用于流行病学和药物筛选等。  彗星化验基于凝胶电泳技术。后者是常见的实验室化验方法,它是将带有DNA的聚合物凝胶置放在电场中,由于受损DNA在凝胶上比无损DNA运动更快,结果在凝胶上产生了由DNA形成的“彗星”状DNA图形。  彗星化验既灵敏又多能,但是却费力和繁琐。对每种实验条件,它需要至少1个显微镜载片,这意味着即使只做少量的实验条件,也需要变换数十块显微镜载片。此外,彗星化验采用人工读数,因而研究人员不得不花费数小时盯着显微镜,选择需要进行分析的细胞。  充分利用彗星化验的长处同时克服其在生产量和耗费劳力方面的不足,是研究小组的工作目标。利用巴蒂亚等人开发的微“井”技术,研究小组将由众多微小尺寸“井”组成的网格压印在DNA电泳凝胶上,每个网格为单细胞大小,并被逐一编址,便于全自动读取。研究人员同时将显微单元阵列制作成96口“井”的板,这样就可同时化验多种细胞类型和药物等。  采用上述设计,人们能够在一块显微镜载片上化验数十种实验条件,并采用专门开发的图像软件自动分析每块载片。  对于流行病学家而言,此技术有望为他们了解有害的环境提供新途径 对临床医生而言,有望为他们提供更好的癌症治疗方法 对研究人员而言,有望帮助制药业鉴定新药物并筛选出有害药物。
  • 硫化物的分解代谢可改善缺氧性脑损伤
    硫化物的分解代谢可改善缺氧性脑损伤个硫化物的分解代谢可改善缺氧性脑损伤 -哺乳动物的大脑极易遭受缺氧影响- 大脑对缺氧敏感的机制尚不完全清楚。H2S是一种抑制线粒体呼吸的气体,缺氧可以诱导H2S的积累。Eizo Marutani等人研究发现,在小鼠、大鼠和自然耐缺氧的地松鼠中,大脑对缺氧的的敏感性与SQOR的水平及分解硫化物的能力成反比。硫醌氧化还原酶(sulfide: quinone oxidoreductase , SQOR)是一种谷胱甘肽还原酶家族的膜结合黄素蛋白,为硫化物氧化解毒的一种关键酶。沉默的SQOR增加了大脑对缺氧的敏感性,而神经元特异性的SQOR表达则阻止了缺氧诱导的硫化物积累、生物能量衰竭和缺血性脑损伤。降低线粒体中SQOR的表达,不仅增加了大脑对缺氧的敏感性,也增加了心脏和肝脏对缺氧的敏感性。硫化物的药理清除维持了缺氧神经元的线粒体呼吸,并使小鼠能够抵抗缺氧。相关研究于2021年5月发表在Nature子刊Nature communications上,题为《Sulfide catabolism ameliorates hypoxic brain injury》,该研究由美国马萨诸塞州总医院以及哈佛医学院共同完成。该研究团队一开始的研究方向并不是寻找可以治疗脑卒中的靶点,他们的研究方向是「人体冬眠」,就像以往科幻电影里的那种,得了某种不治之症,然后进行冷冻或者其他技术的冬眠,等待科技进步以后,再次复苏。一开始,他们是要寻找可以对小鼠进行催眠的物质,锁定在了H2S。期初,吸入H2S的小鼠进入了一种「冬眠」状态,体温下降,无法动弹。但是,令人惊讶的是,小鼠很快就对吸入H2S的影响产生了耐受性。到了第五天,他们行动正常,不再受到H2S的影响。更有趣的现象是,研究团队发现,对H2S耐受的小鼠,对缺氧也能非常好的耐受。因而研究团队提出了SQOR基因在耐缺氧中起发挥重要作用的假设。实验方法描述所有小鼠都被饲养在12小时的昼/夜循环中,温度在20-25°C之间,湿度在40%-60%之间。 -间歇性H2S吸入- 小鼠暴露于80 ppmH2S的空气中连续5天,每天4小时。实验过程中实时监测H2S浓度和FiO2。每天在H2S吸入前后测量直肠温度,以检查H2S对体温的影响。 -CO2产生量的测量- 最后一次的吸入空气或H2S24小时后,在对照组或硫化物预处理小鼠中测量二氧化碳的产生。将小鼠放置在全身体积描记系统内,并测量二氧化碳的产量。 -小鼠的缺氧和缺氧耐受性- 为了测量缺氧耐受性,在最后一次空气或H2S吸入24小时后,将小鼠放入透明的塑料室中。然后,用低氧气体混合物以1 L/min连续冲洗腔室,以达到所需的FiO2。在缺氧暴露期间连续观察小鼠最多60 min,当小鼠出现严重痛苦迹象(扭动或发作、呼吸频率低于6/分钟和尿失禁)时,将其取出,用5%异氟烷安乐死并视为死亡。 -组织采集- 将小鼠采用异氟醚麻醉,呼吸机机械通气。用空气或缺氧气体混合物通气3 min后,将小鼠进行安乐死,开始取材。实验数据a:对照组和硫化物预处理组(SPC)小鼠的体温b:二氧化碳产生率(VCO2) c:血浆中硫化物的浓度d:血浆中的硫代硫酸盐、脑组织中的硫化物浓度f:脑组织中的硫代硫酸盐、 g:存活率h:小鼠在5% O2低氧下的VCO2i:常氧和5%低氧下,脑组织中的硫化物j:per sulfide,k NADH/NAD+比l:乳酸水平。m脑组织中的SQOR相对表达量,n、o:脑组织和心脏组织中 SQOR蛋白水平p、q:离体脑线粒体的氧气消耗速率 (OCR)r:计算得到的 ATP转换率。地松鼠的缺氧耐受性和硫胺分解代谢增强研究团队用RNA沉默SQOR,发现可增加大脑对缺氧的敏感性,而神经元特异性SQOR的表达可阻止缺氧诱导的硫化物积聚、生物能衰竭和缺血性脑损伤。SQOR可改善神经元细胞的线粒体功能降低线粒体的SQOR基因的表达,不只是大脑,而且心脏、肝脏对缺氧的敏感性都增加了。硫化物清除剂的作用通过药物清除硫化物,可维持缺氧神经元的线粒体呼吸过程,使小鼠耐受缺氧。该研究阐明了硫化物分解代谢在缺氧时能量平衡中的关键作用,并确定了缺血性脑损伤的治疗靶点。 在自然界中很多强有力的证据可以证明该研究的结论。例如,已知雌性哺乳动物比雄性哺乳动物更能抵抗缺氧,而前者的SQOR水平更高。当女性的SQOR水平被人为降低时,她们就更容易缺氧(雌激素可能是观察到的SQOR增加的原因),例如更年期。此外,一些冬眠动物,如地松鼠,对缺氧有很强的耐受性,这使得它们能够在冬季身体新陈代谢减缓的情况下生存下来。一只地松鼠的大脑比同样大小的老鼠的SQOR高出100倍。该研究的主要研究者说:“人脑的SQOR水平非常低,这意味着即使是少量的H2S积累,就可以影响神经元的健康。我们希望有一天我们研发出像SQOR一样有效的药物,这些药物可以用来治疗缺血性中风,以及心脏骤停引起的缺氧。 -塔望科技-解决方案- 全身体积描记系统小鼠放置于体积描记器内,可以实时监测呼吸,也可进行低氧干预、H2S暴露。可进行低氧耐受实验,也可监测动物的 耗氧量、CO2产生量、呼吸代谢率等。全身暴露染毒系统可以进行长期H2S暴露染毒、低氧实验等。动物能量代谢系统可以综合评估动物不同处理后的各种表型变化:进食量、进水量、进食进水模式、活动量、耗氧量、CO2产生量、呼吸代谢率等。动物低氧高氧实验系统各种常压/低压/高压下的缺氧/高氧实验。可进行恒定低氧,也可进行间歇低氧。 -相关文献- Marutani E, Morita M, Hirai S et al. "Sulfide catabolism ameliorates hypoxic brain injury".[J]. Nat Commun 12, 3108 (2021). &bull end &bull
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