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综述:用于硬件在环开发的触觉技术综述
触觉技术的分类与应用触觉反馈技术通过模拟物理交互提升人机协作的真实感,主要分为四类:振动触觉系统:利用振动电机(如ERM、LRA)传递警报或触觉线索,但难以模拟复杂纹理。例如,智能手机的震动提示依赖频率(50–500 Hz)和阻抗匹配皮肤敏感度。触觉反馈系统:通过气动或静电致动器(如电活性聚合物EAP)再现纹理和形状,应用于VR手套和机器人手术,但高分辨率实时反馈仍是瓶颈。力反馈系统:采用形状记忆合金(SMA)或液压装置模拟阻力,在飞行模拟器中增强操作真实感,但存在体积大、功耗高的问题。热反馈系统:基于热电元件(如Peltier器件)模拟温度变化,用于VR环境,但响应速度慢(需改进导热材料)。
来源:Sensors and Actuators Reports
时间:2025-06-21
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综述:基于微波传感器的有创和无创血糖监测技术进展
微波传感技术革新血糖监测领域Abstract有效且连续的血糖监测是糖尿病管理的核心挑战。传统有创监测方法虽准确但存在不适感,而基于微波(MW)的传感器通过检测血液和组织中葡萄糖浓度引起的介电特性(如介电常数εr和电导率σ)变化,提供了有创和无创监测的新可能。1. 引言微波技术因其非电离辐射特性和对生物组织穿透能力,成为血糖监测的理想选择。传统血糖仪依赖电化学反应,而微波传感器通过测量谐振频率偏移(如5 GHz下Δf=4.4 MHz/(mg/dL))实现检测,避免了酶降解问题。2. 设计需求与方法2.1 临床灵敏度要求血糖浓度在70 mg/dL(低血糖)至180 mg/dL(高血糖)间波动,传感
来源:Sensors and Actuators Reports
时间:2025-06-21
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基于多通T型共振增强差分赫姆霍兹光声传感技术的超灵敏气体检测与噪声抑制研究
【研究背景】乙炔(C2H2)作为工业重要原料与高危气体,其2.1%-80%的爆炸极限对泄漏监测提出严苛要求。当前光声光谱技术(PAS)虽具高灵敏度优势,但传统赫姆霍兹光声池存在声压分布分散、环境噪声干扰等问题,而T型结构又缺乏共模噪声抑制能力。如何兼顾信号增强与噪声抑制成为技术突破的关键。【研究概览】暨南大学研究团队在《Sensors and Actuators B: Chemical》发表研究,创新性提出多通T型共振增强差分赫姆霍兹(MTRDH)光声池。通过融合T型集中声压与赫姆霍兹差分降噪特性,结合四反射光路设计,将乙炔检测灵敏度提升至ppb级,为工业安全监测提供新范式。【关键技术】研究采
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-06-21
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可穿戴腰带式无创监测心衰参数:一种低成本替代ICD的创新方案
心血管疾病领域正面临严峻挑战:全球约6000万心衰(HF)患者中,近90%住院由液体超负荷引发,而传统植入式心律转复除颤器(ICD)虽能监测关键参数,却存在18,000美元的高昂费用和需手术植入的局限性。更棘手的是,现有可穿戴设备如Vital Patch缺乏对胸阻抗(TI)这一核心指标的监测能力,而市面HF管理方案多需专业医护介入。这些痛点催生了佛罗里达大西洋大学团队这项发表于《Sensing and Bio-Sensing Research》的创新研究。研究人员采用多传感器融合技术,在Arduino MKR 1010微控制器上集成AD5933阻抗分析器(80-100KHz)、ADXL362加
来源:Sensing and Bio-Sensing Research
时间:2025-06-21
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基于疏水性碳点探针的速溶咖啡与果汁粉中合成卡西酮类新型精神活性物质现场筛查技术
合成卡西酮类新型精神活性物质(NPS)正以"毒咖啡包""毒果汁粉"等形式在青少年群体中泛滥。这类物质具有β-酮苯乙胺结构,通过干扰多巴胺(DA)和去甲肾上腺素系统产生兴奋作用,过量会导致心动过速、幻觉甚至死亡。由于常与速溶咖啡/果汁粉混合,传统GC-MS(气相色谱-质谱联用)检测成本高且不适用于现场筛查,亟需开发快速检测技术。台湾省法务部调查局的法医科学处研究人员Yao-Te Yen团队在《Sensors and Actuators B: Chemical》发表研究,利用疏水性色氨酸碳点(htC-dots)开发出便携式探针试剂盒。通过液相萃取分离目标物后,在302 nm紫外激发下,4-氯甲卡西
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-06-21
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便携式摩擦电传感器用于透析患者动静脉瘘监测的创新研究
慢性肾脏病(CKD)患者依赖血液透析维持生命,而动静脉瘘(AVF)作为"生命线"却面临狭窄、血栓等并发症威胁。目前金标准数字减影血管造影(DSA)存在辐射伤害、设备稀缺等问题,多普勒超声(DUS)虽常用但依赖专业操作。更棘手的是,34%-50%的AVF失功由未被及时发现的狭窄导致,每年给全球医疗系统带来沉重负担。在此背景下,意大利卡拉布里亚大学等机构的研究团队独辟蹊径,将摩擦电效应与阻抗心动图(ICG)原理结合,开发出可穿戴监测方案。研究采用三大关键技术:1) 基于聚偏氟乙烯(PVDF)/聚酰亚胺的摩擦电传感器,通过接触起电原理捕获血流加速度信号;2) 聚二甲基硅氧烷(PDMS)/多壁碳纳米管
来源:Sensors International
时间:2025-06-21
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基于SERS纳米标签的乳腺癌双标志物超灵敏检测新方法
乳腺癌作为女性高发恶性肿瘤,其遗传性病例中BRCA1/2基因突变起着关键作用。尽管现有PCR、电化学等方法可用于检测,但传统技术面临双重检测困难、灵敏度有限等挑战。表面增强拉曼光谱(SERS)技术因其单分子检测潜力备受关注,但如何平衡探针稳定性与信号强度、构建均匀增强基底仍是技术瓶颈。为解决这些问题,国内研究人员在《Sensors and Actuators Reports》发表研究,通过创新设计Au@Ag核壳纳米探针与PS@Ag芯片的协同体系,实现了乳腺癌标志物的突破性检测。研究采用种子介导生长法制备尺寸可控的银纳米粒子(4.5-73 nm),通过PDDA介导的自组装构建PS@Ag芯片;利用
来源:Sensors and Actuators Reports
时间:2025-06-21
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柔性无线磁闭合传感器(FWMCS):面向实时生物医学应用的生物相容性创新器件
在康复医学和外科手术领域,传统传感器长期受限于有线连接、刚性结构和复杂操作等问题。康复患者需要实时监测关节活动度,但现有设备往往笨重且限制运动自由;外科医生在狭窄手术空间内操作时,有线传感器易造成缠绕风险。更关键的是,传统技术难以捕捉肌肉协同模式或器官动态变形,例如膀胱手术中无法同步监测逼尿肌与尿道括约肌的协调运动。为解决这些痛点,国内研究团队开发了柔性无线磁闭合传感器(FWMCS)。该器件灵感来源于日常磁扣,通过立方体磁块(12×2×2 mm3)与弹性带的创新组合,将生物组织位移转化为电磁信号。采用60%Ecoflex/40%PDMS复合弹性带和NdFeB磁性颗粒,在保持45%材料梯度时实现
来源:Sensors and Actuators Reports
时间:2025-06-21
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基于双侧孔光纤LSPR的尖端实验室技术实现维生素K1超高灵敏度检测
维生素K1(VK1)作为人体必需的脂溶性维生素,在凝血因子合成、骨代谢和血管健康中扮演着关键角色。其水平异常会导致严重的健康问题:缺乏时引发骨质疏松和出血性疾病,过量则增加血栓风险。然而,现有检测技术存在灵敏度不足、操作复杂等局限,难以实现实时监测。这促使研究人员开发新型检测方法,以满足临床对VK1精准监测的迫切需求。为解决这一难题,国内某研究机构团队在《Sensors and Actuators Reports》发表研究,创新性地将双侧孔光纤(DSHF)与局域表面等离子体共振(LSPR)技术相结合,开发出超高灵敏度的尖端实验室光纤(LOTF)生物传感器。该研究通过化学蚀刻熊猫保偏光纤制备DS
来源:Sensors and Actuators Reports
时间:2025-06-21
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全集成抗震磁流控多重核酸检测系统在传染病诊断中的创新应用
在全球传染病死亡率高居第二的背景下,快速、精准的病原体诊断技术成为公共卫生刚需。传统实验室方法受限于基础设施、操作复杂性和耗时性,难以满足资源匮乏地区的需求。尽管微流控技术催生了便携式核酸检测平台,但现有磁流控系统因单簇磁珠操控和复杂液分离机制,无法实现多病原体同步检测。这一技术瓶颈严重制约了其在临床现场检测中的应用。为解决这一难题,中国科学院的研究团队在《Sensors and Actuators B: Chemical》发表了创新性成果。他们开发的M-Detector系统通过三大核心技术突破:硅油密度匹配的垂直液层隔离、超声均匀分散磁珠、环形磁阵列多簇分选,首次实现了磁流控平台的全自动多重
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-06-21
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双栅AlGaN/GaN MOS-HEMT生物传感器模型:pH值与带电生物分子的高灵敏度检测新方法
在生物医学检测领域,pH值和带电生物分子的实时监测至关重要,但传统硅基场效应晶体管(FET)传感器存在化学稳定性差、灵敏度不足等问题。AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)因其优异的电学特性和耐腐蚀性成为理想替代品,然而现有模型多忽略天然氧化层的影响,且缺乏针对双栅(DG)结构的解析方法。为解决这一技术瓶颈,研究人员提出了一种创新的双栅AlGaN/GaN金属氧化物半导体HEMT(MOS-HEMT)生物传感器模型。该研究通过建立表面电位(φd)与界面电荷(Qsc)的数学关系,结合介电调制原理,首次将天然氧化层(β-Ga2O3结构)纳入计算体系。通过数值模拟验证,该传感器对pH分析物展现
来源:Sensors International
时间:2025-06-21
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基于室温离子液体电化学传感与深度学习联用的胸腔恶性肿瘤呼气标志物筛查新方法
肺癌作为全球癌症相关死亡的首要原因,每年造成超过200亿美元的经济负担。尽管低剂量CT(LDCT)筛查能提高高风险人群的早期诊断率,但存在假阳性率高(约40%)、设备昂贵、辐射暴露等问题。更棘手的是,早期肺癌往往无症状,导致60%患者确诊时已至晚期。在此背景下,呼气组学(Breathomics)——通过分析呼气中挥发性有机化合物(VOCs)来诊断疾病的技术,因其完全无创、成本低廉且可重复检测的优势,成为研究热点。然而传统气相色谱-质谱联用(GC-MS)虽精度高,却存在设备笨重、分析耗时等缺陷,而金属氧化物半导体(MOS)传感器又受限于高功耗和交叉敏感性。如何开发兼具高灵敏度、特异性和便携性的检
来源:Sensing and Bio-Sensing Research
时间:2025-06-21
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低成本微流控核酸扩增芯片的设计、制备与去污染技术研究
在资源有限的地区,即时检测(POC)设备的需求日益增长,尤其是用于传染病诊断的核酸扩增技术。然而,微流控设备在实现核酸扩增时面临两大挑战:气泡形成和核酸酶污染。气泡会干扰荧光信号检测,而核酸酶则会降解目标核酸,导致假阴性结果。此外,传统微流控制造方法如光刻和软光刻需要昂贵的洁净室环境,限制了其在低资源地区的应用。为解决这些问题,国外某研究机构的研究人员开展了一项关于低成本微流控核酸扩增芯片的设计、制备与去污染技术的研究。他们提出了一种名为SDIO(同深度进出口)的反应室设计,通过激光切割和层压技术实现低成本制造。研究结果表明,SDIO设计能将气泡形成率降低92.2%,并通过乙醇冲洗和紫外线-C
来源:Sensors and Actuators Reports
时间:2025-06-21
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银纳米粒子结合紫外-可见分光光度法与数字图像分析技术用于电解质比色检测的创新研究
电解质失衡与多种疾病密切相关,传统检测方法如原子吸收光谱(AAS)、离子色谱(IC)等虽精准但设备昂贵。金纳米粒子(AuNPs)虽广泛用于比色检测,但其前驱体HAuCl4成本高昂且功能化复杂。相比之下,银纳米粒子(AgNPs)具有更高的消光系数和更低的原料成本,但相关研究仍存在合成批次差异大、纯化标准缺失等问题。为解决这些技术瓶颈,研究人员系统探索了五种AgNPs合成方案(S0-S4),通过离心纯化将粒径从27±15 nm优化至10.3±1.4 nm,创新性地结合UV-Vis和主成分分析(PCA)评估纯化效果。选用赖氨酸(Lys)作为交联剂诱导纳米粒子聚集,建立Na+、K+、Ca2+、Mg2+
来源:Sensing and Bio-Sensing Research
时间:2025-06-21
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综述:癌症检测进展:电化学生物传感器技术综述
癌症检测的革新利器:电化学生物传感器技术癌症诊断的现状与挑战全球每年因癌症死亡人数超过1000万,其中肺癌、乳腺癌和结直肠癌占比最高。传统诊断方法如CT、MRI和活检存在成本高、侵入性强且难以早期检测的局限。电化学生物传感器凭借其高灵敏度(可达fg/mL级)、便携性和实时监测能力,成为突破诊断瓶颈的新兴技术。关键癌症生物标志物前列腺特异性抗原(PSA):作为前列腺癌筛查标志物,其灵敏度达87%,但特异性仅32%,易受前列腺炎干扰。新型PCA3 RNA检测通过尿液样本分析,特异性显著提升。CA15-3:乳腺癌相关糖蛋白,在转移阶段浓度可升高75%。基于金纳米颗粒(AuNPs)的免疫传感器将其检测
来源:Sensing and Bio-Sensing Research
时间:2025-06-21
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基因组紧凑编码技术:基于机器学习的高效表型预测与遗传风险评分新策略
在精准医学时代,基因型-表型预测始终是生物学和医学的核心挑战。传统方法聚焦单个基因变异与蛋白质功能,却忽视了基因组变异的协同效应。更棘手的是,人类基因组包含约300万SNP位点,而典型研究仅涵盖数千样本,形成"维度灾难"——机器学习领域著名的"大p小n问题"(预测变量p远大于样本量n)。这种数据特性使得常规算法极易过拟合,严重制约了多基因风险评分(PRS)和全基因组关联研究(GWAS)的预测效能。为突破这一瓶颈,加州大学欧文分校的Yasaman Fatapour和James P. Brody团队在《BioData Mining》发表创新研究。他们另辟蹊径,不再纠缠于百万级SNP位点,而是开发染
来源:BioData Mining
时间:2025-06-21
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利用固氮细菌降低微藻培养的氮需求:可持续生物技术的突破
微藻与细菌的共生革命:破解氮依赖困境的绿色钥匙在全球碳中和背景下,微藻作为“光合工厂”备受瞩目,但其培养过程需消耗大量合成氮肥——这种高能耗产物不仅占生产成本30%以上,还会引发水体富营养化。更棘手的是,开放培养系统中CO2传输效率低下,传统通气方法又进一步增加能耗。自然界中,微藻与固氮细菌(NFB)的共生现象早已存在,但如何将这种天然协作转化为工业化解决方案,仍是横亘在研究者面前的难题。来自亚美尼亚国家科学院生物技术科研生产中心的研究团队独辟蹊径,从本土土壤中筛选出12株NFB菌株,与微藻Tetradesmus obliquus及蓝藻Synechocystis sp. PCC 6803构建跨
来源:Bioresource Technology Reports
时间:2025-06-21
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3D打印牙齿模型在牙髓治疗教学中的应用评估:一种基于真实解剖结构的创新训练工具
在牙科教育领域,根管治疗(endodontic treatment)的实操训练长期面临两难选择:透明丙烯酸训练块虽易获取但解剖结构简单,而天然牙模型虽真实却存在伦理争议、卫生风险及个体差异大等问题。随着3D打印技术的进步,德国维尔茨堡大学的研究团队在《Scientific Reports》发表创新研究,开发出基于真实解剖的3D打印牙模型,为这一教学困境提供突破性解决方案。研究团队采用微CT扫描技术对捐赠的36号离体牙进行高精度成像,通过Autodesk Inventor 2019软件重建包含复杂根管系统的三维模型。利用Form 3B和Form 2立体光刻(SLA)打印机,分别使用White R
来源:Scientific Reports
时间:2025-06-21
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基于注意力机制UNet增强的细菌孢子萌发显微图像精准分割技术研究
研究背景与意义细菌孢子的萌发过程研究对医疗消毒和食品安全至关重要,但传统显微分析方法面临两大挑战:一是电子显微镜只能观察死细胞,二是人工追踪数万细胞的动态变化效率极低。尤其当评估消毒剂效果时,国际标准要求检测104量级的孢子,这远超人工处理能力。现有算法如Cellpose和Omnipose虽能处理普通细菌,但对孢子萌发过程中显著的形态学变化(如光学密度改变和尺寸膨胀)适应性不足。瑞典于默奥大学的研究团队在《Scientific Reports》发表研究,通过改造UNet架构引入空间注意力门控机制,开发出专用于孢子分析的spore-UNet模型。该模型在测试集上达到71%的交并比(IoU),较传
来源:Scientific Reports
时间:2025-06-21
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埃及两大高校输血中心病毒检测技术比较:化学发光法与核酸扩增技术在输血安全中的关键作用
在全球每年1.185亿次输血中,输血传播感染(TTIs)仍是重大公共卫生威胁。尽管WHO提出2030年实现零风险目标,但埃及等中低收入国家仍面临检测技术滞后、高假阳性率等挑战。尤其值得注意的是,埃及作为HCV高发区(历史感染率15%),其输血安全更需精准高效的检测手段。针对这一迫切需求,曼苏拉大学和艾斯尤特大学的研究团队开展了一项大规模回顾性研究,比较化学发光法(CLIA)与核酸扩增技术(NAT)在病毒检测中的效能。该研究分析了2019-2023年间87,620份献血样本(男性占92.3%),使用Architect i2000SR检测系统进行CLIA筛查,并采用Cobas 6800/8800和
来源:Scientific Reports
时间:2025-06-21