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SCALA 扫描式激光分析仪

概述:SCALA扫描式激光分析仪是模块式的。包括一个光学扫描器,安装于温度湿度都可控的腔室里。基本配置可实现二维轮廓的静态特征,及通过热噪声和单点测量来确定的谐振频率。
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  • 产品简介
  • 技术参数
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  • 工作原理:


    它是用激光入射扫描样品表面,收集反射信号得到样品表面的三维形貌和特征。


    工作原理

    工作原理

    SCALA扫描式激光形貌仪产品图片

    SCALA 扫描式激光分析仪


    SCALA扫描式激光分析仪是模块式的。包括一个光学扫描器,安装于温度湿度都可控的腔室里。基本配置可实现二维轮廓的静态特征,及通过热噪声和单点测量来确定的谐振频率。除了基本配置,SCALA还可配备如下三个工作模块:


    • 动态模块
      • 动态模块可以测量任何振动器件的全谱响应,无论是依靠热激励或者是外力激励(压电驱动)。SCALA同时能提供机械振动的实时成像。如:机械传感器的动态特性可以用一个简单且用户友好的方式测得。


    • 液体测量模块
      • SCALA 可以静态或者动态地表征处于液体环境中的MEMS传感器。测量腔的大小可根据用户要求定制。PEEK液体样品池设有液体进口和出口可以通过您选择的外部传输系统实现液体的流动


    • (3D)三维成像模块
      • 利用激光扫描功能,可测量反射率和在z轴方向亚纳米精度的三维表面形貌图。


    SCALA扫描式激光分析仪特点:


    • 静态和动态都可测量
    • 非接触式测量,可测液体环境下的物质,且静态和动态都可测量
    • 不需要特别的反射率,对于几乎透明的材料都能获得很好的测量结果,如SU8胶。
    • 可专门针对研究纳米机械传感器,如悬臂梁,桥,薄膜等
    • 无需聚焦得到图像,可测不平度比较大的表面。
    • 基于Labview的用户友好性软件
    • 基于反射强度模式识别算法的TRACKER技术让表征变得简单


    • 与QCM对比:

    在动态测量方面与QCM一样,通过频率变化测试相互作用,并且可以与电化学组合实现原位测试。 但该设备更易实现高通量,一次百根微悬臂测试。

    在静态方面,可以实现QCM没有的扰度测试,了解静态下实时的反应过程。


    • 与AMF对比:

    Z方向与AFM一样,都能获得亚纳米分辨率。

    在水平方向的分辨率不如AFM,SCALA只能达到微米分辨率,但可测大面积样片。


    • 与轮廓仪对比:

    轮廓仪测不了动态特性及液体环境,且它需要高反射率。


    • 与白光干涉仪对比:

    白光干涉仪测量快,分辨率高,但得不到动态特性,当样品表面不平度比较大时,白光干涉仪无法聚焦。SCALA无需聚焦,可测大面积样片。


    • 与振动计对比:

    振动计只用于测动态特性,且他们需要人工来找到每个器件(如每个悬臂梁),SCALA自动找到器件,且能测量的频率很高,可达1MHz,SCALA动态静态特性都能测。


    传感测试原理


    悬臂梁是目前人们正在研发的典型MEMS传感器。工作模式可以是静态(偏转)模式:在悬臂梁一侧产生非平衡表面应力就可以得到一个可测的向上或向下的偏转信号,或者是动态(谐振)模式:通过增加悬臂梁质量来改变悬臂梁的谐振频率从而产生一个可测的相位移。基于悬臂梁的器件已经被用于探测气体,化学、生物体的高灵敏度多功能传感器。


    TRACKER技术


    表面特性或MEMS器件的定位和表征(如悬臂或者桥式传感器)可以通过TRACKER轻松获得,这是一种基于反射强度模式识别的算法。用户可以利用SCALA的这一功能来全自动表征单个传感器或者传感器阵列。这种算法可以识别商用或者自制的机械传感器。


    SCALA 扫描式激光分析仪应用领域:


    SCALA可对各种各样的实验提供测量手段,是一台可用于多种领域的仪器,无论是MEMS的特征检测,还是临床分析。


    生物芯片

    SCALA使用悬臂阵列对生物分子的监测,比使用微阵列灵敏度高数十倍

    监测MEMS的特征

    在时域和频域下生成三维图像的能力

    生物医药

    DNA/蛋白质检测,细菌类别,药物研发

    材料

    表面精糙度和不平度。


    食品科学
    食品安全和质量控制


    潜在用户


    • 学术界:研究中心和大学

    • MEMS研究

    • 生物传感器:癌症检测,DNA, 气体探测和标记

    • 大分子特性:聚合物的特征

    • MEMS,NEMS和纳米传感器加工:质量控制和器件的设计过程


    SCALA应用文章


    1. Challenges for nanomechanical sensors in biological detection 
      ------纳米机械传感器在生物检测领域的挑战
    2. Imaging the surface stress and vibration modes of a microcantilever by laser beam deflection microscope 
      ------利用激光偏转显微镜对微悬臂梁表面应力和振动模式进行成像
    3. Comparative advantages of mechanical biosensors 
      ------机械生物传感器的优势
    4. High throughput optical readout of dense arrays of nanomechanical systems for sensing applications 
      ------用于传感应用的纳米机械系统密集阵列的高通量光学读出
    5. Micro- and nanomechanical sensors for environmental, chemical, and biological detection 
      ------用于环境、化学和生物检测的纳米机械传感器
    6. Biosensors based on nanomechanical systems 
      ------基于纳米机械系统的生物传感器
    7. New Techniques for Detecting and Monitoring Corrosion Using Nanostructures 
      ------利用纳米结构检测和监测腐蚀的新技术
    8. Ultrasonic enrichment of flowing blood cells in capillars: influence of the flow rate 
      ------超声富集毛细血管中流动的血细胞:流速的影响
    9. Nanotopography enhanced mobility determines mesenchymal stem cell distribution on micropatterned semiconductors bearing nanorough areas 
      ------ 纳米形貌增强的迁移率决定间充质干细胞在具有纳米孔区域的微图型半导体上的分布
    10. Surface area enhancement by mesoporous silica deposition on microcantilever sensors for small molecule detection 
      ------ 介孔二氧化硅沉积在微悬臂传感器上增加表面积用于小分子检测
    11. Near ambient pressure X-ray photoelectron spectroscopy monitoring of the surface immobilization cascade on a porous silicon-gold nanoparticle FET biosensor 
      ------ 在多孔硅金纳米粒子FET生物传感器上表面固定化级联的近环境压力下的x射线光电子能谱监测
    12. Tethering of the IgG1 Antibody to Amorphous Silica for Immunosensor Development: A Molecular Dynamics Study 
      -------IgG1抗体与无定形二氧化硅的连接用于免疫传感器开发:分子动力学研究
    13. Seeing the Unseen: The Role of Liquid Crystals in Gas‐Sensing Technologies 
      ------- 液晶在气体传感技术中的作用



  • SCALA mini
    微悬臂梁检测系统

    SCALA-Bio
    生物分子检测平台

    AVAC高通量多重单分子
    免疫检测分析仪

    微悬臂芯片
     

    SCALA CAL
    超薄薄膜热分析仪

    SCALA mini 微悬臂梁检测系统

    SCALA mini是一款由西班牙Mecwins公司研制、基于微悬臂梁的经济型MEMS传感检测平台。它即可以检测静态和动态模式下表征MEMS样品,也可以测量与每个悬臂相关联的热噪声和频率。它的一个重要方面,可以测量任何悬臂的偏转和振动,可获得快速、可靠的结果,尤其适合于中小型研究团队和实验室。


    原理:SCALA mini是基于光束偏转技术,结合自动化的二维扫描激光束和位置敏感探测器采集的反射光。 接收信号之间的关联允许悬臂扰度的直接原位测量,对所接收信号的处理生成被扫描MEMS的动态响应。


    SCALA mini微悬臂梁检测系统图片悬臂梁阵列图片
    SCALA mini微悬臂梁检测系统悬臂梁阵列


    特征:


    • 检测范围1nm~40um
    • 扫描任何表面,面积可达6mm x 6mm
    • X-Y精度可根据用户需要调节
    • 同时具有静态和动态测量模式.
    • 气候实验腔(选配)
      • 温度控制
      • 湿度控制
    • 专业多功能软件
      • 形貌检测
      • 力学传感器任意的单点扰度测量
    • 频率测量(热噪声和力学激励)


    应用:   SCALA mini特别适合小型研发或质量控制部门,  适合 MEMS、生物传感器、静态和动态模式、频率、振动模式分析、超薄膜等研究


    应用案例:HIV病毒检测新技术


    近日,来自西班牙国家研究中心(Spanish National Research Council,CSIC)的团队开发了一款能够在感染后一周内检测1型艾滋病毒HIV的新型生物传感器技术。该实验在人体血清中开展,检测目标是p24抗原,即一种存在于HIV-1病毒上的蛋白。检测p24蛋白的能力比现行方法强10个数量级。另外,总检测时间只需4小时45分钟 - 这意味着临床测试的结果可以在当天获得。


    目前,HIV感染之后的早期检测是阻止疾病快速传播和提高抗逆转录病毒治疗效果的优选方式。基于核酸扩增的检测技术(Nucleic acid amplification tests,NAAT)已成为检测血液中低浓度病毒的优选方法。但是,这些方法需要较高的实验技术和较大的成本,限制了在发展中国家的普及。相对而言,基于免疫的分析方法成本低,也更加适用于即时诊断(point-of-care diagnosis,POCT)的需求。然而,它们的检测灵敏度往往过低。

    而本研究开发了基于纳米机械臂和光机械传导的三明治免疫传感器,通过两个简单步骤即可特异性检测人类血清样本中的p24抗原,检测限可达10−5 pg/mL,这相当于可以检测到10毫升血浆中的单个病毒,检测能力比现行免疫法提高了5个数量级,比NAAT方法提高了2个数量级。


    该研究的技术可以追溯到2014年,该团队在《Nature Nanotechnology》上发表题为“Detection of cancer biomarkers in serum using a hybrid mechanical and optoplasmonic nanosensor”的文章,系统阐述了这种结合纳米机械臂和光学等离子效果的双传感机制。限于篇幅本文不再赘述,感兴趣的读者可以详细参考该文章: http://www.nature.com/nnano/journal/v9/n12/pdf/nnano.2014.250.pdf


    那么,这种先进的生物传感器是如何工作的呢?如图1 所示,该传感器同时采用了微纳机械硅结构(微纳悬臂梁技术)和金纳米颗粒。首先,微纳悬臂梁和纳米金都特异性地修饰上p24抗体。随后,经过一定的免疫反应步骤,p24、微纳悬臂梁、纳米金形成三明治结构。金纳米颗粒具有光学等离子共振效应,能够很有效地散射光线,已成为近十年来引人关注的纳米材料之一。微纳悬臂梁,又称微纳机械臂,是出色的微米甚至纳米维度的机械传感器,他们具有检测分子间作用力的能力。这两种技术的结合的传感器,既可产生机械信号,又可产生光学信号,相互之间相互放大,显著增强了传感器的灵敏度。


    图1 p24抗原三明治免疫传感器的检测机理示意图

    图1 p24抗原三明治免疫传感器的检测机理示意图


    图1中,悬臂梁的上表面修饰了1型HIV病毒p24抗原的特异性抗体。悬臂梁的下表面修饰了一层“保护层”,可将非特异性吸附很小化。检测时,将悬臂梁浸入人体血清样本中并经过简短的孵育,使得抗体去捕获p24抗原至悬臂梁表面。然后用缓冲液清洗被测物,再加入标记有检测抗体的纳米金标溶液(直径为100 nm),即可进行光学和机械性能的检测。


    图2 硅基悬臂梁的扫描电镜图

    图2 硅基悬臂梁的扫描电镜图


    图2展示了该传感器的悬臂梁的扫描电镜图。从图中清晰可见悬臂往外伸出,有序排列。


    图3 对免疫复合物的纳米机械传导和光学等离子传导示意图

    图3 对免疫复合物的纳米机械传导和光学等离子传导示意图


    图3(a)表明通过检测光路的偏转,从而间接检测微悬臂梁的振动的方法。一束激光聚焦在悬臂梁的自由末端。位于悬臂梁下方的压电制动器驱动着悬臂梁。光束由于悬臂梁的振动而发生偏转(反射),而这样的偏转信号最终由灵敏的位置探测器记录。(b)硅基悬臂梁在三个振动模块下,免疫反应前(虚线)后(实线),含目标物浓度5*10-4 pg/mL的血清样本和不含任何目标物的血清样本(空白对照)的振动频谱图。(c)示意图展示了结合到悬臂梁表面的金纳米颗粒对于光散射的多种途径。(d)(b)中免疫反应后,微悬臂梁的暗场光学分析图像,及其局部方法图像。


    图4 对不同浓度的血清样本进行检测结果图

    图4 对不同浓度的血清样本进行检测结果图


    图4是本研究对不同目标物浓度的血清样本进行光学检测和悬臂梁机械检测的结果图。上图是前文中三种振动模式下,从微悬臂梁振动频率的变化而得到的质量的变化(增加的质量)。下图是免疫反应后,从暗场光学图像分析得到的光学散射信号。图中大的圆点和实线表示每个浓度下目标物的平均值和标准偏差,虚线代表空白检出限。


    图5 检测性能分析比较图

    图5 检测性能分析比较图


    图5(a)是在95%置信区间下,光学信号和纳米机械信号超出空白检出限的可能性大小,由此可以评估该传感器的最低检测限,也即10-17 g/mL。(b)是对感染HIV病毒后五周内的病毒携带量检测结果。本文的光机械传感器法(optomechanoplasmonic method,OMP)、核酸扩增法(nucleic acid amplification testing methods,NAAT)以及第四代免疫分析法(the fourth-generation immunoassays,4th G EIA)的检测限的比较。由此可见,本研究的方法检测能力比免疫法提高了5个数量级,比NAAT方法提高了2个数量级。


    本研究给HIV检测技术带来了深远的意义。它结合两种前沿的分析技术,在已有技术基础上,将艾滋病检测的检测限提高了多个数量级,实现了超灵敏的分析。而且,本技术具有成本低,操作简便,利于制作小型化检测设备等其它优势。由于HIV病毒的早期感染性比后期的高很多,因此这项可以实现超灵敏早期诊断艾滋病的研究,可缩短艾滋病感染后的发现周期至一周内,从而也对提高对艾滋病治疗的效果以及阻止艾滋病的扩散都至关重要。


    目前,CSIC技术也被用于癌症的早期检测。位于马德里微电子研究所的CSIC研究人员Javier Tamayo表示,“不管是检测HIV还是癌症生物标记物,该传感器的物理元件部分是不变的。而变化的是它的化学部分—即我们所添加的溶液不同,反应基于我们所需要寻找的对象。因此,我们的基本工作集中在开拓这项新技术的应用范围。” 他还表示,该生物传感器用到的结构是很成熟的微电子技术生产的,这使得大批量制备和降低生产成本成为了可能。再加上其简便性,因此在发展中国家会有较大市场。


    参考资料:


    https://www.technologynetworks.com/diagnostics/news/rapid-type-1-hiv-nanosensor-100000-times-more-sensitive-than-current-tests-285063


    Priscila M. Kosaka, Valerio Pini, Montserrat Calleja and Javier Tamayo. Ultrasensitive detection of HIV-1 p24 antigen by a hybrid nanomechanical-optoplasmonic platform with potential for detecting HIV-1 at first week after infection. PLOS ONE.


    Kosaka, P. M.; Pini, V.; Ruz, J.; Da Silva, R.; González, M.; Ramos, D.; Calleja, M.; Tamayo, J., Detection of cancer biomarkers in serum using a hybrid mechanical and optoplasmonic nanosensor. Nature Nanotechnology 2014, 9 (12), 1047-1053.


    转载本文请联系原作者获取授权,同时请注明本文来自刘方舟科学网博客。


    链接地址:http://blog.sciencenet.cn/blog-3160644-1037017.html



    SCALA-Bio 生物分子检测平台

    西班牙MECWINS公司以基于检测微悬臂梁共振频率变化的技术基础进行改进,将机械检测技术(微悬臂梁共振频率分析)与基于96孔微孔板设计的定制药盒相结合,最终得以设计和开发新的超灵敏检测设备SCALA BIO——一个能够在96孔微孔板中执行数百种生物分子检测平台。


    SCALA-Bio 生物分子检测平台

    SCALA-Bio 生物分子检测平台


    原理


    SCALA BIO的技术基于夹心免疫分析。该方法依赖于两种非常特异性的抗体,它们可以识别要搜索的分析物。一种抗体固定在表面上,并在询问下直接从样品中捕获分析物。第二抗体束缚在金纳米颗粒上,并且还在表面上找到分析物。


    特点


    • 高灵敏:我们的检测技术在临床实践中将当前的灵敏度水平提高了数十个数量级。
    • 消耗少、速度快、成本低:通过目前医院和我们实验室使用的技术相比,该测试所需的生物样品更小,时间更短,而不会增加每个样品的当前成本。
    • 复用性:采用超灵敏的检测设备将能够通过一滴血中已建立的诊断生物标记物进行筛查,以早期检测多种疾病。
    • 高质量:可用于广泛的临床应用,其中我们增强的诊断测试敏感性将改善那些特别处于危险中的人群的医疗质量。


    应用


    针对肿瘤学,心血管疾病和传染病进行超高灵敏度的免疫分析,目前在欧洲已开始进行败血症的医学临床。


    规格


    SCALA Bio 基本配置:集成电子和光学测量单元,控制软件,电脑+样品监视器。
    基础检测平台:静态 单点测量 (位置可调)。 图像测量。 动态 热噪声测量。
    扫描范围:XY 扫描区域: 128x86 mm2。 
    XY 扫描重复性: ±50 nm。 
    XY 扫描速度: 0.0001 mm/s - 10 mm/s。 
    XY 马达最小步进: 100 nm。
    光学系统:高质量 CW 激光束:• 光斑 = 10µm(根据用户需求可选)。 
    • 波长 = 635 nm。 
    • 最大功率 = 5 mW (功率可调)。 
    • 低噪声,高灵敏度。
    • 带宽 f3dB = 400 KHz。 
    • 灵活尺寸= 10x10mm2 和 20x20mm2 (最大 PSD 上升时间取决于 PSD 尺寸)。
    隔振台:被动隔振台。
    垂直检测范围:梯度测量范围由 1 nm 到 30 µm。
    横向分辨率:由光斑大小限制。
    相对湿度控制:范围: 0~100%, 精度 0.1% 。 
    最大流量: 5 L/min。 
    3 种操作模式:手动, 自动 (控制设定 RH 值) 和形貌(以不同的斜率控制 RH 的增加或 减少)。
    温度控制系统:范围: TROOM-10℃ 。TROOM+20℃。(不同的温度要求)。 
    精度: 0.05℃。 
    3 种操作模式: 手动, 自动 (控制设定温度值) 和形貌(以不同的斜率控制温度的增加或 减少)。
    3D 图像模式:水平方向分辨率 10 µm。 垂直方向亚纳米精度。 垂直方向测量范围 1 nm 到 30 µm。
    动态模式:• 高灵敏度 • 热噪
    液体模式:液 体 室:• 输入输出 液体 端 口 : 1 输入 , 1 输 出(液体处理须由用户的外部系统提供)。 
    • 体积 = 250 µl 
    • 材料 = PEEK。
    样品安装:96孔板。
    软件:基于 National Instruments LabVIEWTM 的多功能软件
    电源 AC 电压:110-230 VAC, 50-60 Hz。


    技术方案


    将该生化过程转化为可测量信号的设备(Mecwins的纳米传感器)作为谐振设备工作(类似于吉他弦),其振动频率取决于被吸附物的质量和弹性。它们作为非常敏感的天平起作用,“称量”了吸附物的质量。
    Mecwins的纳米传感器还被设计为保持混合等离子体模式。这意味着吸附在其表面上的金纳米颗粒也会产生光信号,该光信号的强度至少比常规表面上预期的亮度高数倍。
    Mecwins纳米传感器以96孔板的形式排列,以便于处理和自动进行三明治检测。每个孔可以包含多个纳米传感器,用于对不同分析物进行多重检测。
    超灵敏的检测将能够从一滴血中通过已建立的诊断生物标记物,对多种疾病进行早期检测。诸如HIV的感染性疾病,外科手术或心肌缺血后前列腺癌的早期复发只是一些例子。

    进展正在进行的临床试验 我们基于以下两个标准选择了3种疾病作为临床验证程序的初始测试组:更高的发生率和更高的敏感性对诊断程序的影响。Mecwins已经与医院建立了临床试验协议。请查看我们当前的临床试验清单以获取更多信息。

    我们已经对其技术进行临床验证的一些疾病和相应的生物标记物: 
    肿瘤科: 前列腺癌(术后复发)– PSA肺,乳腺,胰腺,结肠– CEA。 
    心血管疾病: 心肌缺血(冠状动脉疾病)– TnI。 
    传染病:HIV – p24等等。

    该设备可广泛应用于生物新品、生物分析、疾病诊断和食品检测等领域,以下是SCALA BIO的应用文章:


    1. Label-Free DNA-Based Detection of Mycobacterium tuberculosis and Rifampicin Resistance through Hydration Induced Stress in Microcantilevers 
      ------通过水合作用诱导应力的微悬臂,进行结核分枝杆菌和利福平抗性的基于DNA无标记检测
    2. Label-free detection of DNA hybridization based on hydration induced tension in nucleic acid films 
      ------基于核酸膜中水合诱导张力的DNA杂交无标记检测
    3. Detection of cancer biomarkers in serum using a hybrid mechanical and optoplasmonic nanosensor 
      ------使用混合机械装置和光离子纳米传感器在血清中探测肿瘤标记物
    4. Tackling reproducibility in microcantilever biosensors: a statistical approach for sensitive and specific end-point detection of immunoreactions 
      ------解决微悬臂生物传感器的再现性:免疫反应的敏感和特异性终点检测的统计方法
    5. Rapid detection of bacterial resistance to antibiotics using AFM cantilevers as nanomechanical sensors 
      ------利用AFM悬臂梁作为纳米机械传感器快速检测细菌对抗生素的耐药性
    6. Nanomechanical Sensors as a Tool for Bacteria Detection and Antibiotic Susceptibility Testing, Front 
      ------纳米机械传感器作为细菌检测和抗生素敏感性测试的工具
    7. Design and simulation of diatom-based microcantilever immunobiosensor for the early detection of Karnal bunt 
      ------基于硅藻的微悬臂免疫生物传感器的设计与仿真
    8. Influence of Hydrodynamics and Hematocrit on Ultrasound-Induced Blood Plasmapheresis 
      ------流体动力学和血细胞比容对超声诱导的血液血浆置换的影响
    9. Gold coating of micromechanical DNA biosensors by pulsed laser deposition 
      -------通过脉冲激光沉积对微机械DNA生物传感器进行镀金
    10. Observation of spermidine-induced attractive forces in self-assembled monolayers of single stranded DNA using a microcantilever sensor 
      ------使用微悬臂梁传感器观察单链DNA自组装单层中亚精胺诱导的吸引力
    11. Detecting the golgi protein 73 of liver cancer with micro cantilever 
      ------用微悬臂梁检测肝癌的高尔基蛋白73
    12. Gold nanoparticle triggered dual optoplasmonic-impedimetric sensing of prostate-specific antigen on interdigitated porous silicon platforms 
      ------金纳米粒子在交叉指状多孔硅上触发了前列腺特异性抗原的双光子阻抗测定
    13. Detection of cancer biomarkers in serum using a hybrid mechanical and optoplasmonic nanosensor 
      ------使用复合机械和光等离子体纳米传感器检测血清中的癌症生物标志物
    14. Ultrasonic enrichment of flowing blood cells in capillars: influence of the flow rate 
      ------毛细血管中流动细胞的超声富集:流速的影响
    15. Development of a microcantilever-based immunosensing method for mycotoxin detection 
      ------一种基于微悬臂梁的真菌毒素检测方法
    16. Online Portable Microcantilever Biosensors for Salmonella enterica Serotype Enteritidis Detection 
      ------在线便携式微悬臂生物传感器检测肠炎沙门氏菌血清型肠炎


    MECWINS公司经常利用该设备与全球多家研究所合作,在nature nanotechnologye等杂志上发表一些论文.如果您感兴趣,厂家可以提供技术交流、合作及样品测试。


    AVAC高通量多重单分子免疫检测分析仪
    -----实验室、生命科学和研发的先进研究工具


    原理:


    首先生物标志物检测由表面锚定抗体识别,然后由溶液中的抗体识别捕获的自由区域的生物标志物,进而作用在等离子体标记的金纳米粒子上,之后来自纳米粒子的微弱等离子体信号被多介电底物放大。然后分析每个纳米粒子的散射光谱、表征、分类并最终对粒子进行计数。不同纳米粒子参数(例如亮度,光谱信息或偏振态)的组合允许很高的特异性,并且检测范围非常低,可达飞克范围,同时,通过使用不同大小和形状的纳米颗粒,可以同时检测同一样品中的不同生物标志物,达到多重检测的功能。

    AVAC生物标志物超灵敏多重检测高通量光学平台图


    特点:


    1.超灵敏 


    AVAC其专有的检测技术的灵敏度比ELISA技术高几个数量级,而ELIS A技术已经成为40多年来蛋白质检测的标准。 这种创新的AVAC技术为需要超灵敏检测的诊断情况提供了解决方案; 此外,该技术也适用于即时医疗(POCT)应用。


    2.通用性 


    AVAC含有一种一次性试剂盒,它由大小为 120x80 mm2 的多介质基板和可拆卸的 96 孔硅胶结构组成。 滤芯的尺寸设计与医院和分析实验室中常规使用的样品处理系统兼容。 最近,又新推出一种具有 16 孔玻片格式的新测试盒。



    3.光学读取器和粒子计数器功能 


    通过使用专有的暗场显微分光光度法测量弱散射信号,以光学方式检测等离子体纳米粒子。


    光学读取器和粒子计数器功能图


    4.单粒子数字计数功能 


    由于每个等离子体纳米颗粒都与感兴趣的生物标志物特异性结合,因此通过对不同的纳米颗粒进行分类和计数,可以量化固定在基材上的每种生物标志物的数量。


    单粒子数字计数功能图



    应用(已验证标志物):


    • 肿瘤学:
      – PSA,前列腺生物标志物,癌症复发检测 
      – CYFRA21-1
    • 心脏疾病:
      – 肌钙蛋白 I,心肌梗塞生, 物标志物 
    • 传染性疾病:
      – p24,HIV 生物标志物检测 
      – 白介素生物标志物(IL-10、IL-6、TNF-α、INF-γ) 
      – PCT,败血症的生物标志物检测


    Mecwins总PSA免疫测定图1 Mecwins总PSA免疫测定图2


    技术参数:


    空间分辨率读取/分析速度吞吐量多重检测能力用户界面
    0.7 µm(衍射受限)每小时最多 20000 张图像在不到 5 分钟的时间内完成 96 个样品多达 5 个生物标志物用于所有输入和输出的集成 15 英寸触摸屏


    微悬臂芯片

    为了配套扫描式激光分析仪,我公司可为用户提供以下几款标准微悬臂。同时,可根据客户需求开发制造微悬臂以及具有广泛功能的微动零部件等产品。


    微悬臂芯片是由单晶硅悬臂制备的芯片,分别为两悬臂和八悬臂。这些悬臂传感器可以在静态和动态模式下使用。为了更好的适应静态和动态特性, 悬臂厚度分为1微米静态和5微米动态的。每种厚度有三种不同的长度分别为500, 750和1000微米。


    标准悬臂


    • 低公差:厚度300nm公差
    • 准确的共振频率
    • 便于操作:带垂直侧壁的芯片
    • 无污染包装:应要求可提供pmma载体
    • 可订制镀金/钛等薄膜的微悬臂
    • 也可订制特殊特殊薄膜材料:银,铝,金,铜,铬,铁,钯,铂,镍...等许多金属及其氧化物的微悬臂


    认定悬臂


    • 精准悬臂:厚度50nm公差
    • 有质检报告:每个悬臂测量准确度+/-20nm
    • 适合AFM校准


    两微悬臂芯片
    两微悬臂芯片
    八微悬臂芯片
    八微悬臂芯片


    静态悬臂特性: 

    厚度:1.0 ± 0.3μm
    弹性系数:~23 mN/m @ l=500μm 
    ~7 mN/m @ l=750μm
    ~3 mN/m @ l=1000μm


    动态悬臂特性: 

    厚度:5.0 ± 0.3μm
    共振频率:~24.3 kHz @ l=500μm
    ~10.8 kHz @ l=750μm
    ~ 6.1 kHz @ l=1000μm


    另外,我公司可以为用户提供MEMS加工服务,如微米级硅基零件、微米级金属零件(例如齿轮,抓手,弹簧元件,导向装置,过滤器等)、SU-8塑料微结构、硅栅格、硅基薄膜和微插件等。由于硅等材料具有化学稳定性及良好的生物相容性可应用生化以及MEMS等方面的应用。


    硅栅
    硅栅
    具有SiO2腔的硅膜
    具有SiO2腔的硅膜
     MEMS金属齿轮
    MEMS金属齿轮



    SCALA CAL 超薄薄膜热分析仪

    Mecwins成立于2008年,开发了一种商业上可行的光学表征仪器。可用于MEMS,BIOSENSING,静态和动态模式,频率,振动模式分析,薄膜研究等。 Mecwins开发的SCALA CAL超薄薄膜纳米热分析仪是利用基于微悬臂原理,进行超高稀薄沉积物(薄膜,团簇等)的热分析表征。


    SCALA CAL是一款研究超薄薄膜的真正灵敏的纳米量热技术即超薄薄膜热分析的理想仪器。 用于微薄膜热表征的SCALA CAL数以纳米级热分析仪,旨在以很高的操作速率对很少量的样品(纳克,皮升)进行高灵敏度的纳米级热分析。


    SCALA CAL 1SCALA CAL 2


    原理


    SCALA CAL提供了基于微悬臂梁传感器的灵敏纳米量热技术一个解决方案。MECWINS提出了一种技术,用于以亚纳米分辨率和每秒约十个悬臂的测试速度对微悬臂阵列的轮廓进行光学读出。利用双材料效应,悬臂可以用作准确的温度计或热量计。如果悬臂梁的热膨胀系数与构成悬臂梁本身的材料的热膨胀系数不同,则其将因温度变化而发生挠曲。当材料承受热转变时,该变形会发生巨大变化。这种变化就可以用来表征薄膜材料的热性能。


    特点


    • 高通量,多样品:从1970年代开始,纳米量热法仍被认为是一个新兴领域。传统的DSC需要相对大量的测试材料,并且难以对纳米级样品进行热分析。DSC仅限一次进行一次测量,并且每次测量之间需要装入一个新样品。这严重限制了传统DSC在纳米级组合研究中的使用。SCALA CAL可以实现同步的多样品热性能测试。
    • 响应快,消耗少:SCALA CAL将非常短的响应时间(1 ms)与非常少的样品消耗量(1 pg)相结合。相对于常规DSC测量,测试材料的质量降低了十个数量级。而减小样本量意味着减少样本消耗,这需要更高的分辨率和更好的热隔离。但最近开发的一种光学技术来校准芯片的热响应,避免了从低温到高温的外推误差。
    • 高灵敏,高分辨:将悬臂转变为灵敏的热量计,与传统的差示扫描量热仪相比,微悬臂梁的小尺寸和高热容量使其成为具有皮焦耳灵敏度和毫秒级时间分辨率的出色量热仪。


    技术规格


    • 很少的样品量:最少可达1 pg(相对于传统DSC而言,测试材料减少了十个数量级)。
    • 很高的灵敏度:杨氏模量响应对万分之一的灵敏度。
    • 超薄的膜样品:〜10-13 g。
    • 温度范围:-10ºC至250ºC的温度控制(可定制)。
    • 静态测量:轮廓检测,微悬臂上任意点的单点偏转。
    • 动态测量:带有热噪声和机械激励。


    应用


    灵敏的纳米量热技术,用于研究超薄膜,超高稀薄沉积物(薄膜,团簇……)的热分析。



    详细参数


    SCALA CAL 基本配置:集成电子和光学测量单元,控制软件,电脑+样品监视器。
    基础检测平台:静态 单点测量 (位置可调)。图像测量。动态 热噪声测量。
    扫描范围:XY 扫描区域: 12.5x12.5 mm2。
    XY扫描重复性: ±50 nm。
    XY 扫描速度: 0.0001 mm/s - 10 mm/s。
    XY 马达最小步进: 100 nm
    光学系统:高质量 CW 激光束:• 光斑 = 10µm(根据用户需求可选)。 
    • 波长 = 635 nm。 
    • 最大功率 = 5 mW (功率可调)。 
    • 低噪声,高灵敏度 
    • 带宽 f3dB = 400 KHz。 
    • 灵活尺寸= 10x10mm2 和 20x20mm2 (最大 PSD 上升时间取决于 PSD 尺寸)。
    隔振台:被动隔振台。
    垂直检测范围:梯度测量范围由 1 nm 到 30 µm。
    横向分辨率:由光斑大小限制
    相对湿度控制:范围: 0~100%, 精度 0.1% 。 
    最大流量: 5 L/min。 
    3 种操作模式:手动, 自动 (控制设定 RH 值) 和形貌(以不同的斜率控制 RH 的增加或减少)。
    温度控制系统:范围: -10℃ ~+25℃。(可定制不同的温度范围)。 
    精度: 0.05℃。 
    3 种操作模式: 手动, 自动 (控制设定温度值) 和形貌(以不同的斜率控制温度的增加或 减少)
    3D 图像模式:水平方向分辨率 10 µm。 垂直方向亚纳米精度。 垂直方向测量范围 1 nm 到 30 µm。
    动态模式:• 外部发生器提供 20MHz 传感器阵列的压电激励
    • 高灵敏度,低噪声选项采用 PLL+锁放的 (锁相带宽, f3dB = 1 MHz)
    • 激振频率测量:通过压电堆叠测量机械传感器的动态特性
    • 本征图形测量: 通过压电堆叠测量 2D 和 3D 的本征图形
    液体模式:液体室:• 输入输出 液体 端 口 : 1 输入 , 1 输 出(液体处理须由用户的外部系统提供)。 
    • 体积 = 250 µl 
    • 材料 = PEEK。
    样品安装:一个装载 cartridge 的样品架 (可订制)
    软件:基于 National Instruments LabVIEWTM 的多功能软件
    电源 AC 电压:110-230 VAC, 50-60 Hz。


    SCALA-CAL应用文章


    1. Thermomechanical Response of a Representative Porin for Biomimetics 
      ------ 一种具有代表性的仿生孔蛋白的热机械响应
    2. Thermomechanical response of a semicrystalline polymer in the vicinity of the melting by using microcantilever technology 
      ------利用微悬臂梁技术研究一种半晶聚合物在熔点附近的热机械响应
    3. Nanofeatures affect the thermal transitions of polymer thin films: a microcantilever-based investigation 
      ------纳米特征影响聚合物薄膜的热转变:基于微悬臂梁的研究
    4. Weighing biointeractions between fibrin (ogen) and clot-binding peptides using microcantilever sensors 
      ------利用微悬臂传感器衡量纤维蛋白(原)和凝血结合肽之间的生物相互作用
    5. Sensitive thermal transitions of nanoscale polymer samples using the bimetallic effect: Application to ultra-thin polythiophene 
      --------纳米级热转变双金属效应的高聚物样品:超薄聚噻吩的应用



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