期刊速递 | 《Light Sci. Appl.》超宽带光热电机理研究,推动碳纳米管传感器在制药质控中的实际应用

前沿摘要

近日,日本中央大学与东京工业大学联合研究团队在Light: Science & Applications期刊上发表了一项突破性研究(https://doi.org/10.1038/s41377-025-01957-0)。该研究成功开发出一种基于碳纳米管(CNT)光热电成像技术的超宽带、多波长、无损在线监测系统,可用于药品药片的质量控制与异物检测。

核心内容

1.技术原理:

研究团队利用碳纳米薄膜光热电(PTE)成像器,实现了从太赫兹(subTHz)到红外(IR)的超宽带多波长光学监测。该系统通过不同波长下的透射率差异,识别药片内部成分和隐藏异物。

2.系统优势:

超宽带操作:覆盖4.33μm至909μm波长范围,远超传统窄带传感器。

无损非接触:无需破坏样品,即可实现成分分析与异物识别。

在线动态监测:最高扫描速度达3mm/s,可集成于制药流水线中实时运行。

高灵敏度与分辨率:碳纳米管薄膜具备超过90%的光吸收率,支持高空间分辨率成像。

3.实验验证:

成功区分不同药剂(镇静剂、退烧药、抗血小板药)的成分类别。

精准检测出药片中隐藏的塑料、玻璃、金属等异物。

实现了在模拟产线环境下的连续、自动、实时药片分类与缺陷检测。

研究意义

1.制药行业质量控制升级:

该技术可在药品出厂前实现全检而非抽检,极大降低缺陷药品流入市场的风险,提升用药安全性。

2.替代传统光谱技术的潜力:

传统FTIR、THzTDS等设备体积庞大、操作复杂且不适合在线动态监测。本研究提出的CNT成像系统小巧、灵活、可贴附集成,更适合工厂环境。

3.材料科学与传感技术的融合典范:

碳纳米管不仅具备超宽带光吸收特性,还支持溶液法打印制备,使得传感器可大面积、低成本制造,具备产业化应用前景。

4.互补于X射线检测:

与X射线擅长金属检测不同,该技术特别擅长非金属材料的成分识别,两者结合可构建更全面的无损检测体系。

图1:本研究工作原理示意图

图2:超宽带成像器基本工作原理

图3:药物片剂的制备及其基本光学性质

图4:采用CNT薄膜PTE成像器对缺陷药物片剂进行的无损超宽带多波长光学检测

图5:采用CNT薄膜PTE成像器对缺陷药物片剂进行的无损在线动态超宽带检测

【注】小编水平有限,若有误,请联系修改;若侵权,请联系删除!

相关推荐
m0_704887896 小时前
Day46
人工智能
是店小二呀7 小时前
在 AtomGit 昇腾 Atlas 800T上解锁 SGLang:零成本打造高性能推理服务
人工智能·pytorch·深度学习·npu
图生生7 小时前
饰品商拍提效:AI图生图实现白底图转上身图
人工智能·ai
万事可爱^7 小时前
GitCode+昇腾部署Rnj-1模型实践教程
人工智能·深度学习·语言模型·gitcode·本地部署·昇腾npu
高洁017 小时前
图神经网络初探(2)
人工智能·深度学习·算法·机器学习·transformer
njsgcs7 小时前
ai控制鼠标生成刀路系统 环境搭建尝试7 lsd识别刀路线段2
人工智能
哈__7 小时前
实测VLM:昇腾平台上的视觉语言模型测评与优化实践
人工智能·语言模型·自然语言处理·gitcode·sglang
海森大数据7 小时前
数据筛选新范式:以质胜量,揭开大模型后训练黑箱
人工智能·语言模型
PNP Robotics7 小时前
PNP机器人受邀参加英业达具身智能活动
大数据·人工智能·python·学习·机器人
iconball7 小时前
个人用云计算学习笔记 --24 虚拟化、KVM 基础使用与热迁移实验、VMware ESXi笔记
运维·笔记·学习·云计算