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- Berkeley實驗室開發(fā)出快速、準(zhǔn)確的納米級傳感器
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2015/8/6
雖然SERS是一個高靈敏的分析方法，但結(jié)果不容易重現(xiàn)。Berkeley實驗室的科學(xué)家Chen和他的同事們開發(fā)了一種解決這個問題的方法，他們稱為“納米等離子體諧振”的技術(shù)，利用這種技術(shù)測量納米結(jié)構(gòu)活性表面光子間的相互作用進行化學(xué)和生物傳感，使測量方法更加可靠。
想象一下，有一天也許可以在你自己的廚房快速檢測你的食物是否攜帶任何致命的微生物。該項研究在勞倫斯伯克利國家實驗室(Berkeley實驗室)進行，現(xiàn)在正在被Optokey公司商業(yè)化。
Optokey是位于California 州Hayward的一家新公司，已經(jīng)開發(fā)出一種基于拉曼光譜的微型傳感器，可以實現(xiàn)分子水平上的快速、準(zhǔn)確地檢測或診斷。“我們的系統(tǒng)可以做化學(xué)、生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、臨床診斷、和化學(xué)分析等工作”，公司總裁和創(chuàng)始人Fanqing Frank Chen說。“我們的系統(tǒng)應(yīng)用起來非常便宜，而且人為干預(yù)很少。”
這項技術(shù)基于表面增強拉曼光譜(SERS)，雖然SERS是一個高靈敏的分析方法，但結(jié)果不容易重現(xiàn)。Berkeley實驗室的科學(xué)家Chen和他的同事們開發(fā)了一種解決這個問題的方法，他們稱為“納米等離子體諧振”的技術(shù)，利用這種技術(shù)測量納米結(jié)構(gòu)活性表面光子間的相互作用進行化學(xué)和生物傳感，使測量方法更加可靠。
“在Optokey，我們能夠大規(guī)模生產(chǎn)這種納米等離子體諧振器晶片,” Chen說�！拔覀儚难邪l(fā)領(lǐng)域轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)生產(chǎn)�！�
這種微型傳感器使用微流體控制系統(tǒng)實現(xiàn)“芯片上的實驗室”自動化液體取樣�！拔覀兝脧母呖萍及雽�(dǎo)體制造方法中獲得的知識控制芯片的成本、體積和準(zhǔn)確性”，制造副總裁Robert Chebi說, Robert Chebi在微電子行業(yè)具有豐富的經(jīng)驗，曾在Lam Research and Applied Materials工作�！拔覀円怖眉す夂凸鈱W(xué)領(lǐng)域的所有知識開發(fā)這項專業(yè)的基于拉曼的檢測方法�！�
Chebi將Optokey的產(chǎn)品稱為“生化的鼻子”，或先進的納米光子自動化系統(tǒng)，檢測靈敏度為單分子水平，遠優(yōu)于當(dāng)今市場上的傳感器�！敖裉斓臋z測和診斷方法還遠不夠完美——檢測限在PPM(百萬分之)和PPB(十億分之幾),”他說�！按送�,我們的系統(tǒng)可以在幾分鐘內(nèi)提供信息，甚至連續(xù)同步，而其他方法，如果樣品必須被送到另一個實驗室可能需要幾小時甚至幾天�！�
對于應(yīng)用，他說，潛在的應(yīng)用非常廣闊，包括食品安全、環(huán)境監(jiān)測(液體和氣體)、醫(yī)療診斷和化學(xué)分析等。Optokey的客戶包括一個歐洲公司(食品安全),中國石化公司(雜質(zhì)的檢測)和一家德國公司(即時診斷等)。
“我想我們處在一個重大轉(zhuǎn)變期間,” Chen說�！拔覀冾A(yù)計產(chǎn)品是緊湊型的，自動化的，還可以相互關(guān)聯(lián)，它可以進入學(xué)校、餐廳、工廠、醫(yī)院、救護車、機場、甚至戰(zhàn)場。”
Chen關(guān)注的下一個目標(biāo)市場是智能家居，在這個領(lǐng)域納米光子傳感器不僅可以用來檢測食物，還可以掃描空氣和水中的污染物。經(jīng)過Los Alamos國家實驗室和紐約大學(xué)西奈山醫(yī)院的培訓(xùn), Chen開始作為一個生物化學(xué)家致力于生物醫(yī)學(xué)設(shè)備的研究工作。他加入Berkeley之后，學(xué)習(xí)了量子點有關(guān)知識(一種具有獨特屬性的納米晶體)，并開始探索它們在生物學(xué)中的應(yīng)用。這些導(dǎo)致了他對納米材料的進一步調(diào)查和研究。
最終，Chen和他的團隊開發(fā)了約20項專利，包括混合生物納米材料。導(dǎo)致Optokey成立的最關(guān)鍵的發(fā)現(xiàn)就是納米等離子體諧振器,它極大地改善了拉曼光譜信號及可靠性。這項技術(shù)最初在實驗室中用于前列腺癌生物標(biāo)志物的快速、準(zhǔn)確地檢測,此項檢測使用傳統(tǒng)的方法具有較高的假陽性。
Optokey是一家私人公司，約10人。除了Chen,另一個聯(lián)合創(chuàng)始人Richard Mathies,(加州大學(xué)伯克利分校的化學(xué)教授、世界知名的拉曼光譜專家)。公司成立于2010年, 2013年正式運營。
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