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国际前沿周报第2期

2298    2022-03-18    发布者:中国测试杂志社    来源:中国测试杂志社

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本期导读:

1.NPL纳米计量设施将用于加速新兴电子技术的商业应用

2.扩展的字母表,精确的测序使DNA成为下一个数据存储解决方案

3.新的非球面标准

4.大幅缩短疾病诊断时间的新型DNA 测试


NPL纳米计量设施将用于加速新兴电子技术的商业应用

英国国家物理实验室(NPL) 开发了世界领先的扫描探针显微镜 (SPM) 纳米计量设备,用于测量电子材料测量,重点是将局部结构特征与功能性能联系起来。这些设施目前用于支持英国工业和学术合作伙伴在各个不同开发阶段的颠覆性电子产品,包括红外传感器、太阳能电池、电力电子和 LED 技术。 

2022年初,《纳米快报》< Nano Letters>发表了另一项相关研究,由伦敦玛丽女王大学领导的科学家团队发现了一种有效消除有机-无机钙钛矿半导体薄膜中性能限制缺陷簇的处理方法。在NPL科学家的帮助下,进行先进纳米级分辨(光)电流测量,解决了未经处理的薄膜中存在此类缺陷簇的问题。此外,新的沉积后处理的积极影响被量化为导致低光检测能力增加20到40倍,从而能够开发具有更高光灵敏度的光电探测器。这是一项改善钙钛矿沉积过程的重要研究,该团队能够在量化应用该处理方法的整体影响方面发挥重要作用。


来源:NPL



扩展的字母表  精确的测序使DNA成为下一个数据存储解决方案

“DNA是自然界原始的数据存储系统。我们可以用它来存储任何类型的数据:图像、视频、音乐——任何东西。”贝克曼高级科学技术研究所的研究员、该研究合著者Kasra Tabatabaei这样说道。

在自然界中,每条DNA链都包含四种化学物质——腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶——通常以首字母A、G、C和T指代。它们沿着双螺旋结构并重新排列成科学家能够解码或有序的组合,从而产生了意义。研究人员通过在现有的四个碱基序列基础上添加七个合成的核酸碱基,扩大了DNA本就很广的信息存储能力。

但是,研究人员发现并不是所有的现有技术都能解析这种化学修饰的DNA链,于是,他们又研发了一种DNA序列读取处理方案。这个方案主要基于纳米孔:蛋白质中间有一个开口,DNA链可以轻松通过。纳米孔可以检测和区分DNA链上的每个单体单元,无论这些单元是天然的还是化学合成的。此外,该方案也能将添加的七种新分子相互区分开。研究人员尝试了11种核苷酸的77种不同组合,这个方案都能够完美地区分出它们。

DNA通过储存遗传信息创造了历史。从这项研究来看,数据存储的未来也是双螺旋结构的。


来源:Nanowerk



新的非球面标准

形状明显偏离球形的光学元件,即所谓的非球面或自由曲面,是许多现代成像系统的重要组成部分。与球面光学不同,它们在几十纳米范围内的可溯源测量是一项重大挑战。德国联邦物理技术研究院(PTB)研制了多个非球面标准,显著改善了非球面和自由曲面测量仪器的校准。获得授权的许可商将很快推出第一个获得专利的多半径测试标准。这是计量发展技术成功从PTB向工业转移的一个例子。

如今,诸如微坐标测量机(μCMM)和光学测量方法等触觉测量方法用于测量非球面和自由曲面。新的非球面标准显示了可以追溯到现有测量技术的形状特性。第一个标准是获得专利的多半径试样,预计将于2022年春季上市。它结合了不同半径的球面段。例如,可以使用Fizeau干涉仪测量单个球体截面的半径以及与完美球形(球形度)的微小但不可避免的偏差。由此确定的形状特性可作为研究非球面光学表面测量仪器的参考。

第一个面向市场的标准:多半径试样(示意图)

这种非球面标准是表征非球面和自由曲面测量仪器的绝佳工具。为了改进内部测量技术,试样可以配备任何光学或触觉测量设备。因此,非球面标准对测量技术的改进做出了重要贡献,从而提高了制造商和终端客户对测量精度的信心。


来源:PTB



大幅缩短疾病诊断时间的新型DNA测试

由悉尼Garvan医学研究所的研究人员和来自澳大利亚、英国及以色列的合作者开发的一项新的DNA测试已被证明可以极快(从数十年缩短到几天)地识别出一系列难以诊断的神经和神经肌肉遗传疾病,而且比现有测试更准确。

该测试涵盖的疾病属于由人基因中异常长的重复DNA序列引起的50多种疾病,称为“短串联重复序列 (STR) 扩增障碍”。

重复扩增障碍可以通过家庭传播,通常涉及肌肉和神经损伤,容易引起并发症甚至可能危及生命。当患者出现症状时,很难判断他们是基因扩增中的哪一种,因此医生必须根据患者的症状和家族史来决定要检测哪些基因,这种测试可以持续数年甚至数十年,这给患者及其家人带来很大压力。新测试将彻底改变诊断这些疾病的方式,通过一次DNA测试同时测试所有疾病,并给出明确的基因诊断,帮助患者避免常年不必要的肌肉或神经活检。这种新型的DNA测试可能只需要几天时间就能完成。

尽管重复扩增障碍无法治愈,但更快的诊断可以帮助医生更早地识别和治疗疾病并发症,该团队希望在未来两到五年内能将这项新技术用于诊断实践,而实现该目标的关键步骤之一是首先获得临床认证。


来源:Nanowerk



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