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本發(fā)明公開了一種紅外大景深面陣成像探測芯片，包括面陣紅外折射微透鏡、面陣非制冷紅外探測器和驅(qū)控預(yù)處理模塊。面陣非制冷紅外探測器位于面陣紅外折射微透鏡的焦面處，包括多個陣列分布的子面陣非制冷紅外探測器。每個子面陣非制冷紅外探測器包括數(shù)量和排布方式相同的多個陣列分布的光敏元，面陣紅外折射微透鏡包括多個陣列分布的單元紅外折射微透鏡，每單元紅外折射微透鏡與一個子面陣非制冷紅外探測器對應(yīng)。本發(fā)明的紅外大景深面陣成像探測芯

本發(fā)明公開了一種微陣列芯片的制備方法，包括選取目標芯片、選取輔助芯片、芯片對接以及芯片分離等步驟，通過操控目標芯片和輔助芯片表面的母液液滴和緩沖液液滴融合后分裂，從而改變對應(yīng)的液滴中的組分，得到的目標芯片即為所述微陣列芯片，所述微陣列芯片的親水區(qū)域吸附有目標液滴，所述目標液滴為多個不同組分的液滴組成的液滴陣列。本發(fā)明還公開了利用該方法制備的微陣列芯片。本發(fā)明可同時操控多個液滴進行融合及分離，從而形成濃度梯度、機械梯度、多組分化學(xué)、細胞密度以及各向異性凝膠等液滴微陣列，在生物學(xué)分析和凝膠液滴的制備方面

本成果提供了一種以光尋址電位傳感器（LAPS）為核心、基于現(xiàn)代電子學(xué)的光電化學(xué)型生化分析平臺，具有陣列式、光可尋址、無標記等優(yōu)點。同時，該成果作為一個測試平臺，可將多種生物化學(xué)響應(yīng)過程移植于其上，具有應(yīng)用靈活的優(yōu)勢，例如，與噬菌體展示技術(shù)結(jié)合，將特異于轉(zhuǎn)移腫瘤細胞的噬菌體固定于芯片表面，實現(xiàn)了對轉(zhuǎn)移乳腺癌腫瘤細胞（MDAMB231）無標記檢測，如圖1所示；與基于左旋多巴（L-dopa）的表面仿生活化策略相結(jié)合，對免疫球蛋白（IgG）探針固定、免疫響應(yīng)進行了全程監(jiān)測，并將其推廣至甲胎蛋白（AFP）、癌

本發(fā)明公開了一種芯片位置和傾角檢測裝置，包括光源組件、光路傳輸組件、攝像組件以及自準直儀，其中光源組件由分別對應(yīng)于芯片和基板的第一、第二光源構(gòu)成；光路傳輸組件由第一、第二和第三半透半反棱鏡以及第一、第二反射鏡共同構(gòu)成，由此在同一光路系統(tǒng)中實現(xiàn)對芯片和基板位置的檢測；攝像組件由具備不同視野的第一和第二攝像單元構(gòu)成，其中第一攝像單元用于采集芯片或基板的大視野圖像，根據(jù) MARK 點實現(xiàn)初步定位，第二攝像單元用于采集其具體位置圖像；自準直儀用于獲取代表芯片水平傾角信息的法線傾斜量。本發(fā)明還公開了相應(yīng)的檢測

本發(fā)明公開了一種適于頂針快速更換的芯片剝離裝置，包括頂 針頭機構(gòu)、傳動機構(gòu)、頂起驅(qū)動機構(gòu)、Z 向升降機構(gòu)和二自由度位置 調(diào)整機構(gòu)，其中頂針頭機構(gòu)配合安裝在傳動機構(gòu)上，并可實現(xiàn)頂針的 快速更換；傳動機構(gòu)安裝在頂起驅(qū)動機構(gòu)上，用于傳遞頂針頂起驅(qū)動 力同時與頂針頭機構(gòu)相配合實現(xiàn)頂針罩內(nèi)腔的真空度；頂起驅(qū)動機構(gòu) 安裝在 Z 向升降機構(gòu)上，用于提供頂針頂起剝離芯片的驅(qū)動力，并對 頂針的頂起高度進行反饋控制；Z 向升降機構(gòu)則安裝在二自由度位置調(diào)整機構(gòu)上并由其執(zhí)行 X、Y 向的位置調(diào)整之后，再將安裝于自身其 他組

?  成果簡介：超分辨率圖像重建技術(shù)是近年來發(fā)展迅速的圖像處理新技術(shù)，其目的是超越成像傳感器、成像和信道的分辨極限，利用所獲低分辨率圖像，實現(xiàn)高分辨率圖像的重建。超高分辨率圖像增強與顯示芯片項目利用超分辨率圖像實時處理技術(shù)，實現(xiàn)從一幅或多幅低分辨率視頻圖像處理獲得高分辨率圖像，在圖像被放大的同時增強圖像更多的細節(jié)，提高圖像的清晰度和分辨率，實現(xiàn)攝像傳感器的低分辨率與顯示器高分辨率之間的匹配，解決目前圖像獲取與顯示分辨率不匹配的瓶頸問題，在現(xiàn)有圖像獲取技術(shù)的基礎(chǔ)上提高顯示器的畫面質(zhì)

在臨床和科研中，識別細胞類型是癌癥診斷、血液分析等的重要內(nèi)容，項目擬開發(fā)一套基于細胞類型解卷積算法，并與基因芯片結(jié)合，建成細胞類型分析設(shè)備。 在血細胞檢測、免疫力評估、癌癥診斷、干細胞移植、腫瘤微環(huán)境分析等臨床應(yīng)用中，必然要判斷樣本中的細胞類型和豐度。目前，臨床使用的方法(染色、流式細胞等)存在：細胞類型判斷不準、過分依賴抗體、流程復(fù)雜等缺陷。單細胞轉(zhuǎn)錄組測序(如Drop-Seq、10X genomics等)由于細胞泄露等原因，檢測基因不全，導(dǎo)致對細胞類型的判斷有誤，且需要新鮮樣本，實驗較復(fù)雜，后續(xù)分析復(fù)雜。 因此，在臨床和科研中，亟需一種能快速、簡潔、準確地分析樣本中所有細胞類型及其豐度的方法和設(shè)備。項目將開發(fā)一種基于解卷積的細胞類型識別算法，并和基因芯片技術(shù)結(jié)合，集成為細胞類型分析設(shè)備。只通過一組基因的表達水平，判定樣本中所有細胞類型及其豐度；且可根據(jù)組織類型定制芯片，擴展應(yīng)用。該設(shè)備可用于臨床和科研中關(guān)于血液疾病、癌癥、免疫分析等，成本低、操作簡單、準確性好。

1 成果簡介隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展和人民生活水平的提高，環(huán)境污染、疾病監(jiān)測、食品安全等民生熱點日益受到人們的關(guān)注。如何對上述問題進行簡單、快速的監(jiān)控，將一些危害降至最低，保障人民生活和生產(chǎn)，這就需要一種可實時實地檢測、操作簡便的多應(yīng)用傳感器件。 表面等離子體波（ SPP）傳感器是一種基于光學(xué)檢測的傳感器件，被廣泛用于藥物篩選、食物檢測、環(huán)境監(jiān)測和細胞膜模擬等方面。相對于目前常見的化學(xué)、電子、力學(xué)等傳感器，SPP 傳感器擁有實時檢測、無需標記、對被檢測物無損害、探測方法簡單等眾多優(yōu)點。為了降低成本、 穩(wěn)定性能、減小體積，集成型 SPP 傳感器件的成為了現(xiàn)今研究熱點。然而現(xiàn)有的集成型 SPP 傳感器件普遍存在靈敏度低，探測范圍小等問題，限制了其應(yīng)用的推廣。 課題組從 2006 年開始合作從事集成型 SPP 傳感器件研究，在清國家 973 項目、自然科學(xué)基金重點項目、教育部清華大學(xué)自主研究項目等項目資助下， 創(chuàng)新性提出一種基于 SPP-介質(zhì)波導(dǎo)異質(zhì)垂直耦合器的可集成生化傳感芯片，并對傳感芯片的傳感特性和應(yīng)用進行了深入研究和探索。芯片的特點和性能如下：可集成，芯片體積小，可與便攜設(shè)備集成；可批量生產(chǎn)，價格低廉；靈敏度較傳統(tǒng)的集成型 SPP 傳感器件高出一個數(shù)量級；可實現(xiàn)對傳感區(qū)域的精確或者大范圍調(diào)節(jié)；可實現(xiàn)對納米量級大小的物質(zhì)的探測；傳感性能穩(wěn)定，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。上述優(yōu)點表明該芯片可以工廠大批量生產(chǎn)經(jīng)營，也可以用于實驗室的科研研究，在化學(xué)，生物，醫(yī)學(xué)等多 個領(lǐng)域均有應(yīng)用價值。查新表明，國內(nèi)外目前尚未發(fā)現(xiàn)有相似原理的器件。 圖 1 (a) 集成型 SPP 傳感芯片與一元硬幣尺寸對比圖 (b) 傳感芯片的顯微鏡照片2 應(yīng)用說明可集成型 SPP 生化傳感芯片在實驗室經(jīng)多次驗證，可以實現(xiàn)對折射率液體以及納米級薄層物質(zhì)的高靈敏探測，并初步應(yīng)用于對雙酚 a（簡稱 BPA，一種塑料生長常用原料，每年生產(chǎn)將近 2700 萬噸含 BPA 的塑料類物質(zhì)， BPA 具有胚胎致畸性和致毒性）的檢測。實驗結(jié)果表明，該芯片對于 BPA 的探測極限濃度可以達到 0.1ng/ml （歐盟公布食品準則中水含有BPA 的最高濃度為 1ng/ml）。3 效益分析由于目前國內(nèi)尚無同類產(chǎn)品， 而且此產(chǎn)品在疾病檢驗，環(huán)境監(jiān)測，藥品鑒別等多個領(lǐng)域具有應(yīng)用價值， 因此本儀器具有較大的市場推廣空間。本傳感芯片價格低廉，使用簡便，對樣品無二次污染，性能穩(wěn)定，甚至對納米量級的生化小分子探測均具有高靈敏度，相對于其他類型的傳感器件， 具有明顯的經(jīng)濟和技術(shù)優(yōu)勢。

層間轉(zhuǎn)角在層狀堆垛的二維材料體系中提供了一個全新的自由度來調(diào)控其結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。近幾年，相關(guān)方面的研究引起了廣泛的關(guān)注。早在2012年，何林課題組就開始關(guān)注轉(zhuǎn)角對雙層石墨烯結(jié)構(gòu)和電學(xué)性質(zhì)的影響，測量了不同轉(zhuǎn)角雙層石墨烯的兩個范霍夫峰的峰間距能量與轉(zhuǎn)角大小的關(guān)系[1]，并預(yù)言該體系中的準粒子具有可調(diào)控的手征性[2]，研究了應(yīng)變結(jié)構(gòu)在該體系產(chǎn)生的贗磁場和贗朗道能級[3]。2015年，何林團隊發(fā)現(xiàn)雙層轉(zhuǎn)角石墨烯體系費米速度隨角度減小而迅速下降，證明在轉(zhuǎn)角為1.1度(第一魔轉(zhuǎn)角)附近時費米速度降為零[4]，并于2017年，在轉(zhuǎn)角接近魔轉(zhuǎn)角的雙層石墨烯體系觀察到強電子-電子相互作用[5]。2018年初MIT的Pablo課題組在魔角雙層石墨烯觀察到電子-電子相互作用導(dǎo)致的關(guān)聯(lián)絕緣體態(tài)和超導(dǎo)態(tài)，魔角雙層石墨烯物性研究迅速成為過去兩年凝聚態(tài)物理研究的最大熱點。 近期，何林課題組發(fā)展了一套方法，能夠可控地制備利于掃描隧道顯微鏡系統(tǒng)（STM）研究的雙層轉(zhuǎn)角石墨烯，并利用STM研究了小角度雙層石墨烯的性質(zhì)，深入探索該體系由于電子-電子相互作用導(dǎo)致的平帶簡并度解除和新奇強關(guān)聯(lián)量子物態(tài)的關(guān)聯(lián)。例如，何林課題組與合作者發(fā)現(xiàn)當小轉(zhuǎn)角體系的平帶被部分填充時，電子-電子相互作用會解除平帶的谷贗自旋簡并度，在體系中產(chǎn)生很大的軌道磁矩（每個莫爾約10μ_B），由于軌道磁矩和磁場的耦合，谷極化態(tài)的劈裂能量會隨著外加磁場線性增大[6]。同樣的結(jié)果也在應(yīng)變引起的平帶中觀察到了，當雙層石墨烯的轉(zhuǎn)角接近魔角時，體系中微小的應(yīng)變結(jié)構(gòu)可以使兩個范霍夫峰之間出現(xiàn)一個新的零能量平帶（贗朗道能級），何林課題組與合作者發(fā)現(xiàn)電子-電子相互作用會解除贗朗道能級的谷贗自旋簡并度，產(chǎn)生軌道磁性態(tài)[7]。這些結(jié)果表明小轉(zhuǎn)角石墨烯體系是研究二維軌道磁性態(tài)和量子反常霍爾效應(yīng)的理想平臺。在角度大于魔角的小轉(zhuǎn)角雙層石墨烯中，何林課題組與合作者證明電子-電子相互作用依然會起重要作用，并有可能產(chǎn)生完全不同于魔角雙層石墨烯的新奇強關(guān)聯(lián)量子物態(tài)。例如在1.49度的樣品中，他們證明電子-電子相互作用解除了體系平帶中的自旋和谷贗自旋的簡并度，產(chǎn)生了一種全新的自旋和谷極化的金屬態(tài)[8]，這一結(jié)果進一步拓寬了轉(zhuǎn)角體系新奇強關(guān)聯(lián)量子物態(tài)的研究范圍。 除了電學(xué)性質(zhì)受層間轉(zhuǎn)角的調(diào)制，在雙層轉(zhuǎn)角石墨烯體系，由于層間堆垛能與層內(nèi)晶格畸變引起的應(yīng)變能的競爭，其原子結(jié)構(gòu)也會隨著角度發(fā)生改變。最近，何林課題組系統(tǒng)研究了雙層轉(zhuǎn)角石墨烯結(jié)構(gòu)隨著角度的演化，發(fā)現(xiàn)當轉(zhuǎn)角大于魔角時，體系可以看作兩個獨立的剛性石墨烯層發(fā)生扭轉(zhuǎn)，層內(nèi)晶格畸變幾乎可以忽略（定義為非重構(gòu)結(jié)構(gòu)）；當轉(zhuǎn)角小于魔角時，由于莫爾條紋周期較大，層間堆垛能占主導(dǎo)，從而引起晶格畸變產(chǎn)生堆垛的疇界（domain wall）網(wǎng)格（定義為重構(gòu)結(jié)構(gòu)）。這種疇界的兩邊都是Bernal堆垛的雙層石墨烯（分別為AB堆垛和BA堆垛），能傳輸谷極化的電流（圖一）。我們利用STM證明非重構(gòu)和重構(gòu)的兩種結(jié)構(gòu)在魔角附近都能穩(wěn)定存在。進一步，我們發(fā)現(xiàn)利用STM針尖脈沖可對魔角雙層石墨烯的非重構(gòu)和重構(gòu)結(jié)構(gòu)進行切換，從而開關(guān)其二維導(dǎo)電拓撲網(wǎng)格。同時，我們發(fā)現(xiàn)在強關(guān)聯(lián)效應(yīng)中起到重要作用的魔角雙層石墨烯平帶的帶寬也能在這一過程中被調(diào)控[9]。相關(guān)成果近日刊發(fā)在物理學(xué)期刊《Physical Review Letters》上。何林教授課題組博士生劉亦文為第一作者，美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室的蘇贏博士為文章的共同第一作者，何林教授為通訊作者。

層間轉(zhuǎn)角在層狀堆垛的二維材料體系中提供了一個全新的自由度來調(diào)控其結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。近幾年，相關(guān)方面的研究引起了廣泛的關(guān)注。早在2012年，何林課題組就開始關(guān)注轉(zhuǎn)角對雙層石墨烯結(jié)構(gòu)和電學(xué)性質(zhì)的影響，測量了不同轉(zhuǎn)角雙層石墨烯的兩個范霍夫峰的峰間距能量與轉(zhuǎn)角大小的關(guān)系[1]，并預(yù)言該體系中的準粒子具有可調(diào)控的手征性[2]，研究了應(yīng)變結(jié)構(gòu)在該體系產(chǎn)生的贗磁場和贗朗道能級[3]。2015年，何林團隊發(fā)現(xiàn)雙層轉(zhuǎn)角石墨烯體系費米速度隨角度減小而迅速下降，證明在轉(zhuǎn)角為1.1度(第一魔轉(zhuǎn)角)附近時費米速度降為零[4]，并于2017年，在轉(zhuǎn)角接近魔轉(zhuǎn)角的雙層石墨烯體系觀察到強電子-電子相互作用[5]。2018年初MIT的Pablo課題組在魔角雙層石墨烯觀察到電子-電子相互作用導(dǎo)致的關(guān)聯(lián)絕緣體態(tài)和超導(dǎo)態(tài)，魔角雙層石墨烯物性研究迅速成為過去兩年凝聚態(tài)物理研究的最大熱點。 近期，何林課題組發(fā)展了一套方法，能夠可控地制備利于掃描隧道顯微鏡系統(tǒng)（STM）研究的雙層轉(zhuǎn)角石墨烯，并利用STM研究了小角度雙層石墨烯的性質(zhì)，深入探索該體系由于電子-電子相互作用導(dǎo)致的平帶簡并度解除和新奇強關(guān)聯(lián)量子物態(tài)的關(guān)聯(lián)。例如，何林課題組與合作者發(fā)現(xiàn)當小轉(zhuǎn)角體系的平帶被部分填充時，電子-電子相互作用會解除平帶的谷贗自旋簡并度，在體系中產(chǎn)生很大的軌道磁矩（每個莫爾約10μ_B），由于軌道磁矩和磁場的耦合，谷極化態(tài)的劈裂能量會隨著外加磁場線性增大[6]。同樣的結(jié)果也在應(yīng)變引起的平帶中觀察到了，當雙層石墨烯的轉(zhuǎn)角接近魔角時，體系中微小的應(yīng)變結(jié)構(gòu)可以使兩個范霍夫峰之間出現(xiàn)一個新的零能量平帶（贗朗道能級），何林課題組與合作者發(fā)現(xiàn)電子-電子相互作用會解除贗朗道能級的谷贗自旋簡并度，產(chǎn)生軌道磁性態(tài)[7]。這些結(jié)果表明小轉(zhuǎn)角石墨烯體系是研究二維軌道磁性態(tài)和量子反常霍爾效應(yīng)的理想平臺。在角度大于魔角的小轉(zhuǎn)角雙層石墨烯中，何林課題組與合作者證明電子-電子相互作用依然會起重要作用，并有可能產(chǎn)生完全不同于魔角雙層石墨烯的新奇強關(guān)聯(lián)量子物態(tài)。例如在1.49度的樣品中，他們證明電子-電子相互作用解除了體系平帶中的自旋和谷贗自旋的簡并度，產(chǎn)生了一種全新的自旋和谷極化的金屬態(tài)[8]，這一結(jié)果進一步拓寬了轉(zhuǎn)角體系新奇強關(guān)聯(lián)量子物態(tài)的研究范圍。 除了電學(xué)性質(zhì)受層間轉(zhuǎn)角的調(diào)制，在雙層轉(zhuǎn)角石墨烯體系，由于層間堆垛能與層內(nèi)晶格畸變引起的應(yīng)變能的競爭，其原子結(jié)構(gòu)也會隨著角度發(fā)生改變。最近，何林課題組系統(tǒng)研究了雙層轉(zhuǎn)角石墨烯結(jié)構(gòu)隨著角度的演化，發(fā)現(xiàn)當轉(zhuǎn)角大于魔角時，體系可以看作兩個獨立的剛性石墨烯層發(fā)生扭轉(zhuǎn)，層內(nèi)晶格畸變幾乎可以忽略（定義為非重構(gòu)結(jié)構(gòu)）；當轉(zhuǎn)角小于魔角時，由于莫爾條紋周期較大，層間堆垛能占主導(dǎo)，從而引起晶格畸變產(chǎn)生堆垛的疇界（domain wall）網(wǎng)格（定義為重構(gòu)結(jié)構(gòu)）。這種疇界的兩邊都是Bernal堆垛的雙層石墨烯（分別為AB堆垛和BA堆垛），能傳輸谷極化的電流（圖一）。我們利用STM證明非重構(gòu)和重構(gòu)的兩種結(jié)構(gòu)在魔角附近都能穩(wěn)定存在。進一步，我們發(fā)現(xiàn)利用STM針尖脈沖可對魔角雙層石墨烯的非重構(gòu)和重構(gòu)結(jié)構(gòu)進行切換，從而開關(guān)其二維導(dǎo)電拓撲網(wǎng)格。同時，我們發(fā)現(xiàn)在強關(guān)聯(lián)效應(yīng)中起到重要作用的魔角雙層石墨烯平帶的帶寬也能在這一過程中被調(diào)控[9]。相關(guān)成果近日刊發(fā)在物理學(xué)期刊《Physical Review Letters》上。何林教授課題組博士生劉亦文為第一作者，美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室的蘇贏博士為文章的共同第一作者，何林教授為通訊作者。