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半导体

光谱传感器技术可加速检测COVID-19?

    现阶段,COVID-19(SARS-CoV-2)新冠病毒危机已经表明,对有症状和无症状人群频繁实施高质量检测是以应对当前疫情和未来危机的当务之急。新冠肺炎疫情期间要求提供频繁、低成本、快速且大批量的检测,因此,灵敏度高且速度快的新检测技术应运而生。

    近日,高性能传感器解决方案供应商艾迈斯半导体(ams AG)基于AS7341L光谱传感器专门开发了一款传感器模块,可通过光谱解析读取侧向免疫层析检测数据。据悉,这种创新光谱传感器技术可提高用于Covid-19病毒相关抗体检测的侧向层析检测的性能和可用性,以此实现对COVID-19的快速检测。

基于光谱传感器技术的数字化LFT可实现快速检测

    作为物体的感觉“器官”,传感器不仅在工业和电子设备领域大有可为,在医疗健康领域也扮演着重要角色。苏州诺联芯电子科技有限公司总经理郭安波此前在接受《中国电子报》记者采访时表示,传感器以医疗仪器和设备为载体,在抗击新冠肺炎疫情中发挥了极大作用。医疗设备通常有其相对应的传感器,比如耳温枪和额温枪的核心元件是基于MEMS技术的热电堆探测器;体温筛查用的红外热像仪里面用到了非制冷焦平面红外探测器;监护仪夹在手指头上的是血氧饱和度传感器,该传感器通过一个发射管和一个接收管,测定通过组织床的光传导强度,来计算血红蛋白浓度及血氧饱和度。

    艾麦斯半导体基于光谱传感器技术的数字化侧向层析检测(LFT)是传感器在医疗领域的又一关键应用之一,其开发的最新传感器模块可快速实现对新冠病毒的检测。艾麦斯半导体全球先进光学传感器部门执行副总裁兼总经理詹妮弗.赵(Jennifer Zhao)告诉记者,基于专有光谱传感器技术的光谱读出器是一种平台技术,它支持反射和荧光测量,通过使用适当的生物化学方法,可实现对COVID-19抗原、抗体或流感等病毒的检测。

    艾麦斯半导体基于光谱传感器技术的数字化LFT具有灵敏度、“特异性”和连接性这三大特性。詹妮弗.赵表示,数字化LFT具备很高的灵敏度,它很客观,灵敏度是人眼的10倍,且灵敏度高于裸眼读出器,可以以手持式或一次性设备的尺寸和成本实现台式实验室级别的准确度。数字化LFT的“特异性”体现在,它可通过组合光谱读出器和适当的生物化学法选择特定病毒,有针对性地检测目标病毒。此外,其数字输出支持与移动设备和获得医疗批准的云服务进行蓝牙连接后,可对全球定量数据进行“云”采集,获得的数据可用于全球大流行疫情监控系统。

光谱传感技术为移动设备注入新价值

     艾麦斯半导体基于光谱传感器技术的数字化LFT为什么能在病毒检测领域“脱颖而出”,其领跑病毒检测“赛道”背后的原理是什么?赛迪顾问物联网产业研究中心分析师赵振越指出,高精度光谱解析读取病毒信息技术的核心是艾迈斯的多频道光谱传感器AS7341L。该传感器共覆盖10个频道,其中8个频道覆盖可见光,剩下的两个频道分别覆盖近红外和没有绿光屏的光电二极管,以此实现非常高精度的颜色测量。此外,荧光和反射技术的结合能够实现对病毒抗体和抗原的监测和读取,并通过蓝牙将检测结果上传到手机端和云端。“从某种程度上讲,艾迈斯的芯片级光谱传感技术为移动设备注入了新的价值。”赵振越对记者说。

    除了在病毒检测方面确立的技术领先优势,艾迈斯半导体研发的芯片级光谱传感器技术与全球公认的彩通色彩系统相结合这一点也在行业内独树一帜。赵振越表示,人体视觉是一种相对粗糙的功能。可见光光谱的复杂性意味着,人眼可能感知到“错误”的颜色,这被称为同色异谱现象。在一种照明条件下,人眼可能把具有不同光谱特征的两个物体视为同一颜色,但在另一种照明条件下则视为不同的颜色。在专业设计领域,人们通过参考色彩系统来描述颜色以确定其是否达到了高精确度,在这些参考色彩系统中,最著名的是PANTONE色彩系统。通过建立芯片级光谱传感器,并将其与PANTONE颜色系统相结合,艾迈斯半导体已率先开发出基于专利晶圆级干涉滤波器技术的多通道光谱传感器IC。

    光谱传感器技术与彩通色彩系统的结合也将为消费者带来巨大的收益。赵振越对记者说:“通过与X-Rite公司的合作,艾迈斯半导体优化了其最新的光谱传感器,它能够根据光源或环境光的颜色进行校准,支持几乎任何照明条件下的颜色匹配操作,必要时可以测量远距离物体。该光谱传感器可专门用于消费者设备上的颜色匹配应用,能够给予消费者更多便利。”

芯片级多光谱传感器在更多场景中“大展拳脚”

    基于光谱传感器技术的数字化LFT发展前景广阔,有望在市场迎来大规模的应用和推广。詹妮弗.赵告诉记者,该产品有望在未来市场占据一席之地的主要原因有:成本低、测试效果好和市场需求大。“现阶段,相比于在实验室进行的高成本检测,基于光谱传感器技术的数字化LFT成本优势明显,因此低成本这一点具有很强的市场吸引力。此外,一些大学的实验室和医院的实验室都对该产品进行了测试,他们的测试效果非常好,因此对产品给予了非常积极的反馈。基于良好的测试效果和积极的产品反馈,很多合作伙伴和客户都期待这款产品能早日投放市场,因此用户对该产品的需求较大,可以说基于光谱传感器技术的这款产品市场前景十分广阔。”她说。

    芯片级多光谱传感器,不仅可以将光谱分析从实验室搬入日常生活,将实验室的分析检测在手机等其他智能终端上面实现,也可集成进入农业、家电、汽车及工业等领域的小型设备中,在更多应用场景中“大展拳脚”。赵振越向记者表示,芯片级多光谱传感器集成于吸尘器,可以检测确定目标的材质类型,优化运行模式;其集成于电熨斗,可以根据需要熨烫的衣物材料自动选择适宜的温度,使熨烫工作更加简单、高效;其集成于汽车机油、冷却液等储罐,可以实时检测这些耗材的使用状态,以此实现预测性维护,优化保养间隔。赵振越还告诉记者,得益于芯片级多光谱传感器微型化的外形尺寸和宽广的光谱范围,它们还可以直接集成于智能手机等便携式智能设备。因此,当人们购买水果或就餐时,这些光谱传感器可以随时检测果蔬的成熟度,以及食材的品质,由此提升人们的生活质量,更好地保证餐饮卫生。

    目前艾麦斯半导体的光谱传感器已经实现了在手机上的大规模量产,在皮肤测试、印刷、家庭装饰等领域的应用也非常广泛。詹妮弗.赵表示,未来光谱传感器有拓展更多应用场景,在更多领域发挥更大的作用。“在未来,我们希望通过增加产品应用的广度来平衡不同的市场和领域,如消费、工业和医疗。”她说。

责任编辑:张依依


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