落体脑模型器

动物模型在临床前抗肿瘤药物评价体系中发挥着重要的作用。肿瘤动物模型的建立为研究肿瘤发生与转移的机制、筛选和评价抗肿瘤药物的药效提供了有力的工具。一般啮齿类动物小鼠，因为其具有繁育速度快，成本低，可进行基因修饰等诸多优点，基于其构建的各类肿瘤模型构成了临床前治疗性药物筛选的主要工具，而小动物活体成像数据分析被称为连接医学影像与生物医学的重要桥梁。仪器信息网将于2024年6月6日举办“第一届小动物活体成像技术与前沿应用”主题网络研讨会（iSAI2024），全日程现已公布（点击查看）。精彩报告提前知晓！本文为【动物模型开发/数据分析篇】，大会当天将由上海南方模式生物科技股份有限公司经理/副研究员慈磊博士与中国科学院高能物理研究所高级工程师聂彬彬博士两位嘉宾分别就活体成像小动物模型的开发、动物脑成像数据分析及应用展开报告，欢迎踊跃报名参加在线直播！参会报名链接二维码：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/sai240606.html ——03 动物模型开发/数据分析篇——关键词：基因工程小鼠、脑影像数据分析慈磊 经理/副研究员上海南方模式生物科技股份有限公司个人简介:南模生物工业客户部经理，副研究员，同济大学生物学博士，已授权发明专利5项，发表SCI论文10余篇。主要从事小鼠疾病模型构建以及药效评价研究，具有多年肿瘤以及自免类药效模型构建及CRO服务经验，目前负责主持南模生物各类抗肿瘤以及炎症类药物临床前研究项目。大会报告：活体成像小动物模型的开发与应用通过构建报告基因小鼠模型，利用小鼠特异性启动子调控荧光素酶报告基因的表达，结合光学成像系统实时采集小鼠发出的荧光信号，进而追踪活体小鼠中该内源基因的表达。该基因工程小鼠不仅有助于建立针对治疗药物的临床前筛选平台，还可以明确这些基因表达的细胞类型，具有基础科研和临床应用的双重价值。聂彬彬 高级工程师中国科学院高能物理研究所个人简介:中国科学院高能物理研究所，高级工程师，课题组长。中国图学会医学图像与设备专业委员会秘书长；中华医学会核医学分会神经学组委员；中国生物医学工程学会放射学会青年委员会委员。多年来主要从事医学影像数据分析方法的研究及应用工作，作为课题负责人承担了国家自然科学基金四项，中国科学院青年项目一项；作为主要参与人参与了中国科学院先导专项一项，973课题两项，发表SCI论文百余篇。其建立的动物脑成像数据分析平台能够对多种成像模态的猕猴，树鼩，大鼠，小鼠的脑成像数据进行不同的数据处理，该软件平台于2014年起通过邮件注册的方式对外发布，截至目前，已经有150余家国内外单位注册使用。大会报告：动物脑成像数据分析及应用磁共振成像技术和正电子发射断层成像技术能够对动物进行在体成像，能够在正常的生理状态下观察动物的脑结构形态、脑功能活动、脑白质纤维束形态及走向等等，在重大脑疾病的发病机理、药物评估中具有不可替代的作用。脑影像的数据分析是连接医学影像与生物医学的重要桥梁，该报告主要介绍了动物脑成像研究中常用的数据分析方法及应用示例。点击获取稿件提纲为帮助广大实验室用户及时了解小动物活体成像前沿技术、创新产品与解决方案，增强业内专家与仪器企业之间的交流学习，仪器信息网特别组织策划“小动物活体成像技术” 主题约稿活动。欢迎投稿，投稿文章一经采纳，将收录至【小动物成像技术】专题并在仪器信息网相关渠道推广。投稿邮箱：刘编辑liuld@instrument.com.cn电话联系：13683372576（同微信）。

人类脑计划联合负责人Henry Markram，该项目脱颖而出获得欧盟巨额的经费支持。图片来源：Denis Balibouse 　　石墨烯研究和人类脑计划项目分别从欧盟主持的迄今为止最大经费规模的竞赛中脱颖而出，赢得10亿欧元“巨奖”。欧盟委员会将召开新闻发布会，正式宣布获胜者名单，每个获胜项目将获得高达10亿欧元的资金支持。 　　“这是欧洲有史以来最难的一场科学竞赛，让我们为获胜者干杯!”FuturICT项目协调人Dirk Helbing说，虽然FuturICT最终在角逐中失败。 　　日前，欧盟启动“未来新兴技术旗舰项目”，有6个项目进入最后一轮角逐，不过，欧盟委员会日前证实只有4个项目仍然坚持比赛。1月24日，其中两个项目——“智慧生活守护天使”和FuturICT——相关参与者对《科学》杂志透露，他们并不在获胜名单中。这样一来，只剩下石墨烯项目和人类脑计划成为冠军得主。 　　根据旗舰项目相关计划，在开始的两年半里，两支获胜队伍将一共获得1.08亿欧元的经费。但由于大学和产业伙伴也会赞助部分资金，这样折合算来，每个项目在启动阶段将获得超过7000万欧元。 　　“一般而言，在欧洲，一个研究员的成本大约是每年10万欧元，这些钱相当于700人年的花费。”石墨烯项目协调人、瑞典查尔姆斯理工大学的Jari Kinaret提到，“这是一笔相当大的经费。”启动阶段过后，这两个项目每年有望获得1亿欧元的资金。 　　石墨烯是一种新材料，引起了许多科学家的兴趣，因为它能够传导光和电。该石墨烯项目旨在开发这种材料在能源和数字技术等领域的应用。尽管拒绝在结果发布会前承认其项目获胜，但是Kinaret假设了一旦获奖意味着什么：“我们将启动在通讯技术方面的应用研究，例如幻想收音机，它能够在今天无法应用的频率下运行。”稍后，他们还将从事诸如人造视网膜和其他“生物植入物”等方面的应用研究。 　　人类脑计划则试图使用超级计算机模拟科学家掌握的有关人类大脑的所有事情，包括脑细胞、化学特性和连接性等。该计划由瑞士洛桑联邦理工学院神经系统学家Henry Markram负责整合协调工作。有科学家指责Markram的构想不切实际，例如借以洞悉神经退行性疾病如何能被更好地治疗等。 　　“实际上，这些项目并不是因为其创新性而赢得巨额资金支持的。”瑞士苏黎世联邦理工学院物理学和社会学家Helbing表示。他提出的项目FuturICT预想建立一个“行星式神经系统”来收集和分析大规模数据，从而模拟现代社会以及预测流行病蔓延和下一场金融危机等。 　　Helbing指出，FuturICT能够促使社会学家、工程师和其他科学家以一种史无前例的方式联合起来，但最重要的是欧盟能否敢于做这件事。

帕金森病（PD）和阿尔茨海默病（AD）是由基因、环境和家族因素相互作用引起的神经退行性疾病。值得注意的是免疫系统对疾病发展的影响，脑部驻留的小胶质细胞的功能障碍，会导致神经元的丧失和症状加剧。研究人员通过神经免疫系统模型来更深入地了解这些神经退行性疾病的生理和生物学方面以及它们的发展过程。不列颠哥伦比亚大学的Stephanie M. Willerth教授团队和英国诺丁汉特伦特大学的Yvonne Reinwald教授团队于2024 年 1 月 23 日在《Journal of Neuroinflammation》（影响因子：9.3）杂志上发表了题为“Modeling the neuroimmune system in Alzheimer’s and Parkinson’s diseases”的综述，介绍了神经免疫系统在三维模型和器官芯片系统方面取得的进展，以及模型在准确模拟复杂的体内环境方面的巨大潜力。 研究背景阿尔茨海默病（AD）是老年人中最常见的痴呆类型，与淀粉样斑块和磷酸化Tau蛋白的异常积累有关，虽具体原因尚不完全清楚，但与遗传和环境因素相关，诊断及早干预至关重要。帕金森病（PD）是一种神经系统疾病，主要表现为运动障碍，与聚集的α-突触核蛋白（α-syn）沉积物Lewy小体有关，相关基因变体也与其发病风险增加有关。尽管PD的确切原因尚不清楚，但其发病机制可能涉及多巴胺能神经元功能障碍以及氧化应激、线粒体功能受损、蛋白质代谢异常和神经炎症等多种因素。图1：阿尔茨海默病和帕金森病的病理生理学。 中枢神经系统（CNS）过度炎症的特征包括多种因素共同促进疾病进展，其中包括各种抗炎与促炎细胞因子的失调、CNS内小胶质细胞等免疫细胞的表型转化，以及外周细胞的巨噬细胞和淋巴细胞的招募，这些因素均导致突触丧失，成为随后认知功能障碍的最常见病理相关因素。图2：健康与病理神经免疫系统的比较:在健康的神经免疫系统中(1)小胶质细胞处于稳态和监视状态，(2)外周免疫细胞向中枢神经系统的浸润有限。在病理性神经免疫系统中：(3)小胶质细胞反应性增强，形态改变，(4)吞噬作用增加，(5)炎症标志物增加，(6)外周免疫细胞浸润增加。 研究进展1、目前阿尔茨海默病和帕金森病的治疗和临床试验针对AD，乙酰胆碱酯酶是一个常见的药物靶点，近期研究专注于开发单克隆抗体等药物以减少Aβ负荷，如lecanemab和aducanumab。此外，针对AD的临床试验正在进行中，旨在测试药物、设备和行为以改善患者认知和减缓疾病进展，而对于PD，则主要以药物和深部脑刺激为主要治疗手段，同时也在研究新的免疫调节治疗方法。 2、阿尔茨海默病、帕金森病和免疫系统的体外免疫系统模型癌症免疫系统的研究已经取得了许多成果，其中包括对3D模型的发展，这对于疾病建模和药物筛选至关重要，尤其是针对新的化疗药物和人工组织的开发。一种体外建模方案是使用细胞系，最常用的是SH-SY5Y人类神经母细胞瘤细胞系，模拟未成熟的儿茶酚胺能神经元，并可通过暴露于神经毒素或基因修饰来模拟AD或PD。然而，SH-SY5Y存在缺乏确立的培养维持程序、实验结果不一致和细胞生长的可变性等缺点，且不表现出成熟神经元的电生理和电化学特征。利用诱导多能干细胞（iPSC）创建基因准确的AD和PD模型，成为一个快速发展的研究领域，这些模型可以通过体细胞来源的iPSC诱导后，生成神经元与免疫细胞，用来构建AD和PD模型。图3：神经免疫系统的体内和体外模型的优缺点。 3、器官芯片模型在神经免疫系统研究中的新进展器官芯片平台的出现为建立体外模型提供了增强的设计和控制能力，能够模拟生物、生化、生理和机械现象，在活体器官系统中的发生。从血液-脑脊液屏障微流控模型到脑芯片模型，研究者们不断探索着复杂的生理学建模，为深入分析神经免疫相互作用提供了新的可能。这些模型不仅揭示了神经炎症在神经退行性疾病中的重要性，还为治疗干预提供了潜在途径，为了解AD和PD的潜在机制提供了宝贵的见解。同时，脑芯片模型被广泛应用于研究神经血管相互作用和神经退行性的不同方面。通过模拟神经-胶质-血管相互作用，研究人员发现了柴油排放颗粒等外源因素对AD类疾病病理特征的影响。这些研究不仅强调了神经免疫特异性行为的重要性，还突显了人类细胞模型在理解神经退行性疾病方面的关键作用。然而，尽管研究对细胞间相互作用和人类细胞模型的依赖日益增加，但对于AD和PD潜在机制的理解仍然相对有限。图4：芯片上器官的发展:示意图显示了开发和制造微流控芯片所需的步骤 先进的免疫细胞相互作用在AD和PD病理中至关重要，调节其功能可能为更有效的治疗提供希望；器官芯片模型具有模拟复杂细胞相互作用的优势，有助于深入了解AD和PD疾病机制并发现新的治疗策略。 文献索引：Balestri W, Sharma R, da Silva VA, Bobotis BC, Curle AJ, Kothakota V, Kalantarnia F, Hangad MV, Hoorfar M, Jones JL, Tremblay MÈ , El-Jawhari JJ, Willerth SM, Reinwald Y. Modeling the neuroimmune system in Alzheimer's and Parkinson's diseases. J Neuroinflammation. 2024 Jan 23 21(1):32. doi: 10.1186/s12974-024-03024-8. PMID: 38263227 PMCID: PMC10807115. 关于艾玮得生物作为一家专注于人体器官芯片及生命科学设备研发与生产的创新科技公司，艾玮得器官芯片应用全场景解决方案已能够全面覆盖新药研发评价、临床药敏检测、基础科学研究等应用领域，为科研、临床、药企等客户提供一站式解决方案。

由瑞沃德公司主办的“人类运动功能障碍在动物模型中的步态分析——动物吸入式麻醉完整解决方案在动物手术中的应用”学术交流会于2014年4月24日在广州中山大学成功举办。会议邀请了来自美国Mouse Specifics公司的医学研究领域知名专家Tom Hampton 教授做了专题报告，探讨了人类在疾病影响下的步行姿态的相关指标如何通过动物模型来进行分析。同时瑞沃德公司产品技术部经理也在会议中分享了动物吸入式麻醉（异氟烷）完整解决方案在动物手术中的应用。来自各所院校的多名专家学者参加了此次交流会，会议气氛热烈，交流广泛。此次交流会中瑞沃德公司还展出自主研发生产的仪器设备：小动物麻醉机、麻醉气体回收装置、小动物呼吸机、脑立体定位仪及配套产品、微量给药系统，以及RWD手术器械等产品，受到与会专家学者的一致好评。大家就我公司的产品进行了充分沟通，各位老师对我公司的产品给予了充分的肯定同时也给我们提出了许多建议和期望。在此我们衷心的感谢多年来一直支持我们的新老客户，我们一定会尽我们最大的努力，研发生产出更多世界一流的实验仪器设备回报新老客户的支持与厚爱。

受伦理和费用影响，使用动物来进行毒理实验变得越来越困难。同时，动物所得到的结果很有可能与实际临床试验有差别，因而给临床试验带来了潜在的风险。于是，科研工作者开始尝试在体外构建三维细胞培养物——类器官。类器官通常具有相应器官的关键特征，以此科研工作者就可以使用它们来进行相应器官的药物毒理学试验，常见的如使用肝脏类器官检测药源性肝损伤（Drug Induced Liver Injury，DILI）。一些较为简单的模型构建事实上已经使用了较长时间，但这些模型缺乏长效性（Longevity）和组织复杂度（Tissue-level Complexity），得出的结论往往不具有充分的可靠性。 在此背景下，Deborah G. Nguyen等人使用病人来源的肝脏细胞和非薄壁细胞以3D打印的形式构建了无支架类器官。相较于传统的偏二维模型或简单三维模型，该类器官在4周后仍然能够维持一定程度的ATP、白蛋白甚至是药物介导的活性细胞色素P450s酶。为评估该类器官的功能性，作者选用曲伐沙星——一种因肝毒性较强而无法用标准临床前模型评估肝毒性的药物——与无明显肝毒性药物左氧氟沙星进行对比。发现曲伐沙星在临床浓度下（≤4 μM）的肝脏毒性与浓度呈显著性正比关系。图1 置于24孔板中的肝脏类器官此外，尽管有很多相关的文献，但对于准备进入这一领域的科学工作者而言，面对各种各样的细胞模型、种类繁多的模型构建方法，可能会耗费许多时间理清头绪。面对这种情况，Xihui等人在综述Three-dimensional liver models: state of the art and their application for hepatotoxicity evaluation一文中，详细阐述了构建体外三维肝脏模型的相关内容。分为模型建立方法、细胞种类、在药源性肝损伤（DILI）中的重要性及相关商业化情况，主要内容如下： l 模型构建：根据辅助材料的使用与否分为有支架（主要为水凝胶、琼脂糖等遇水形成一定支撑力的材料，其中便提到在regenHU技术和产品的推动下，利用细胞外基质（extracellular matrix，ECM）作为支架材料进行肝脏3D打印成为了非常重要的模型构建方法）和无支架模型两种，分别介绍了建立方法和优缺点。 l 细胞种类：原代人类肝脏细胞（Primary Human hepatocytes）、干细胞分化的类肝脏细胞（stem cell derived hepatocyte like cells）、永生化肝细胞系（immortalized hepatic cell lines）等三种不同类型的肝脏细胞。 l 肝毒性研究应用：肝毒性主要有两个来源——药物本身或经由药物代谢产生的产物。因而在本章节对直接毒性和慢性毒性均进行了介绍。同时，作者也总结了纳米药物的肝脏毒性。 l 商业化情况：因生物3D打印的速率尚不足以满足批量生产，因而作者认为该项应用仍以定制为主。通过使用病人来源的细胞，科研工作者可构建类器官进行个性化药物筛选和个体化药效评价，随着商业医疗的逐步完善，这一市场将极具发展前景。 该综述全面的内容为正要和即将进行类似实验的科研工作者提供了便利。但正如作者所言，类器官仍在多个国家遭受不同程度的文化、法规障碍，在努力争取科研许可的同时，也应牢记科学底线，为社会带来正能量。 参考文献：[1] Zhang X, Jiang T, Chen D, et al. Three-dimensional liver models: state of the art and their application for hepatotoxicity evaluation[J]. Critical Reviews in Toxicology, 2020(11):1-31.[2] Nguyen D G, Funk J, Robbins J B, et al. Bioprinted 3D Primary Liver Tissues Allow Assessment of Organ-Level Response to Clinical Drug Induced Toxicity In Vitro[J]. Plos One, 2016, 11(7):e0158674.目前，regenHU产品可经由我司购买。regenHU生物3D打印机具有高精度、高稳定性、打印方式广泛、应用面广等特点，欢迎大家咨询！联系电话021-37827858 或 13818273779（微信同号）。点击以下链接，查看往期回顾生物3D器官打印——人工角膜生物3D器官打印——肠道体外模型生物3D器官打印——喉部软骨

随着生活水平和医疗卫生状况的不断提升，寄生虫感染在我们日常生活中似乎已日渐陌生。但在一些欠发达地区，由于贫困和不良的卫生习惯造成的寄生虫感染仍然威胁着无数生命。隐孢子虫作为一种常见的人畜共患寄生虫感染性疾病，是导致腹泻病的主要原因。由于其经由粪便传播，所以常经由水体污染而在卫生条件较差的地区发生群体性感染。感染通常是自限性的，健康的成年人在发生第一阶段的较严重的腹泻之后便可恢复，但粪便仍可能具有传染性。新生儿或免疫力低下的如艾滋病患者或经免疫抑制治疗的病人在感染后病情较严重，是儿童早期死亡、营养不良和生长迟缓的重要原因，也是艾滋病人并发腹泻死亡的主要原因。现今发现的隐孢子虫共有15个亚种，分别感染人、家禽、宠物、牲畜以及一些野生动物。由于不了解其致病机制，目前的治疗方案往往是对症用药而非对因用药。由于不同物种间感染模式差异，在实验动物(主要为牛等家畜)上应对隐孢子虫感染的有效疫苗往往对预防人的感染收效甚微。针对以上问题，来自美国宾大兽医学院的研究人员发现了一种可用在小鼠模型中模拟与人患隐孢子虫病相似病症的隐孢子虫(Cryptosporidium tyzzeri), 同时利用IVIS小动物活体成像系统帮助他们在体研究隐孢子虫的感染以及宿主经寄生虫或疫苗免疫激活后的抗感染现象。该研究于近期发表在Cell子刊Cell Host & Microbe上。要在小鼠体内模拟人患隐孢子虫病的合理模型，首先就需要找到相应的隐孢子虫。作者在农场收集了大量小家鼠粪便，经由测序，鉴定出一株与感染人的两种隐孢子虫(C. parvum和C. hominis)最接近的一种鼠隐孢子虫(C. tyzzeri)。同时为了后续在体观察其感染模式以及宿主抗感染效果，作者通过CRISPR-Cas9技术将Luciferase基因和mCherry荧光蛋白导入到隐孢子虫的基因组中，构建了一株可以进行活体以及显微观察的隐孢子虫。图一C. tyzzeri的鉴定以及基因编辑 (上：隐孢子虫种间基因组相似性比较，AB为常见感染人的两种隐孢子虫，C为常见感染鼠的隐孢子虫)构建好的隐孢子虫就可以进行活体观察了，由于有活力的隐孢子虫可以表达Luciferase，在底物荧光素的作用下便可自发荧光，通过IVIS活体成像系统来实时监测体内隐孢子虫的繁殖情况。作者将这一光学观察方式与传统的粪便qPCR检测结果进行验证，二者具有很好的一致性。作者除了观察到这一新鉴定的隐孢子虫感染和人患隐孢子虫病的感染部位以及病理表征一致之外，还观察到了具有免疫缺陷的鼠(IFN-γ、Rag基因的敲除鼠 )也更易受到隐孢子虫的危害，这一点与临床上免疫缺陷病人的高发病致死率也刚好吻合。图二 C. tyzzeri感染模式观察有了这一能够很好模拟人隐孢子虫感染的实验动物模型之后，便可以利用这一模型进行隐孢子虫的治疗以及疫苗的开发。由于临床上隐孢子虫高发地区人们在感染痊愈后再度感染的概率大大降低，因此作者首先检验了虫体是否可以直接作为疫苗来进行感染的预防。利用未经Luciferase标记的C. tyzzeri进行第一次感染，同时实验组使用灭活的虫体作为疫苗进行第一次免疫，在感染后用广谱抗虫药巴龙霉素杀灭后用Luc标记C. tyzzeri进行二次感染，能够观察到接触活虫的小鼠几乎不会发生二次感染，而使用灭活虫体作为疫苗无法激活体内免疫系统进行后续的抗感染作用。图三 使用灭活的C. tyzzeri无法预防感染因此作者想到可以使用减毒的活虫对宿主进行第一次免疫。通过射线进行寄生虫减毒处理，可以降低其感染力至无害水平。在减毒活虫感染后30天，在使用Luc标记的C. tyzzeri进行感染，能够观察到该方法与野生型活虫二次感染模型有着相同的抗感染作用，说明减毒的疫苗是一种行之有效的预防隐孢子虫感染的方式。但是由于要调动自身免疫系统，这一方法在免疫缺陷的小鼠身上仍不奏效。图四 使用减毒疫苗可以有效对隐孢子虫进行预防虽然这篇文章也并未真正解决隐孢子虫的抗感染问题，但是构建出针对这一寄生虫病的实验小鼠模型已经为后续的科研工作者尝试更多治疗方案和预防措施提供了可操作可监控的实验工具。参考文献1. A Genetically Tractable, Natural Mouse Model of Cryptosporidiosis Offers Insights into Host Protective Immunity. Adam Sateriale et al., 2019, Cell Host & Microbe 26, 1–12https://doi.org/10.1016/j.chom.2019.05.00关于珀金埃尔默：珀金埃尔默致力于为创建更健康的世界而持续创新。我们为诊断、生命科学、食品及应用市场推出独特的解决方案，助力科学家、研究人员和临床医生解决最棘手的科学和医疗难题。凭借深厚的市场了解和技术专长，我们助力客户更早地获得更准确的洞见。在全球，我们拥有12500名专业技术人员，服务于150多个国家，时刻专注于帮助客户打造更健康的家庭，改善人类生活质量。2018年，珀金埃尔默年营收达到约28亿美元，为标准普尔500指数中的一员，纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。了解更多有关珀金埃尔默的信息，请访问www.perkinelmer.com.cn。

6月15日，我国首个渔业大模型“范蠡大模型1.0”在中国农业大学发布，据悉，该模型可以实现渔业多模态数据采集、清洗、萃取和整合等，将为渔业养殖工人、管理经营者和政府决策部门提供全面、精准的智能化支持。“范蠡大模型1.0”发布现场(中国农业大学供图)渔业大国，面临转型的需求我国是水产养殖大国，数据显示，2023年，我国水产养殖产量达5812万吨，约占世界水产养殖总产量的60%以上，为城乡居民提供了1/3优质动物蛋白。但同时，我国不是养殖强国，水产养殖资源利用率、劳动生产率低，水产养殖产业发展面临多种转型需求。范蠡大模型设计者、发起者、国家数字渔业创新中心主任、中国农业大学信息与电气工程学院教授李道亮介绍，“我国水产养殖品种繁多，包括鱼、虾、蟹、贝、参、藻等，养殖模式多样，建立完整养殖品种的生产模型是极其困难的；同时，劳动力出现了普遍老龄化现象，有调查数据显示，我国水产养殖中，劳动力成本占70%左右，劳动者平均年龄达到55岁。新一代缺乏养殖经验，也不愿意从事传统的养殖生产，需要人工智能技术的支持。”范蠡大模型设计者、发起者、国家数字渔业创新中心主任、中国农业大学信息与电气工程学院教授李道亮(中国农业大学供图)随着现代技术的发展，水产养殖已经从1.0时代发展到4.0时代。李道亮介绍，“渔业1.0时代主要以小农生产为主，特征是依靠人力、手工工具、经验等养殖。2.0时代，水产养殖逐渐实现机械化、装备化，主要依靠机械动力和电力进行生产。3.0时代，自动化和计算机技术成为核心，生产装备出现数字化、网络化、自动化特征。到4.0时代，物联网、大数据、人工智能、机器人等技术普遍应用在生产中，无人化生产逐渐实现。”随着人工智能、机器人学习等技术的逐渐出现和成熟，越来越多的农业场景开始应用这些技术，但作为水产养殖大国，我国当前的水产养殖中，相关技术的应用还较为缺乏。渔业模型，从小到大的升级如何在水产养殖中应用现代技术，甚至打造未来的无人渔场？李道亮介绍，我国水产养殖品种繁多，养殖环境差异较大，而机理模型的构建，需考虑鱼类品种、饵料、病害、环境变化等一系列因素，面对众多的品种和养殖模式以及地区气候差异，逐个养殖品种建立像发达国家的养殖机理模型是不现实的。所谓大模型，是指具有大规模参数和复杂计算结构的机器学习模型，参数数量动辄数十亿甚至数千亿。在渔业中，大模型可以利用深度学习和数据驱动的方法，能够分析海量的养殖数据，揭示其中的规律和关联性。“它们不仅能够模拟和预测水质、饵料、疾病等因素对养殖效果的影响，还能够优化养殖方案，提高生产效率和经济效益。”李道亮说。智能池塘养鱼场景(中国农业大学供图)随着社会发展和水产养殖业转型，渔业大模型越来越成为产业发展的重要助力，为此，李道亮带领团队联合中国联通、中国电信、中国移动三家运营商、全国主要水产院校和科研机构，以鱼、虾、蟹、贝等27种我国主养品种水产文本语料为主，辅以文本、图像、视频、音频等多模态数据，形成大规模渔业专业知识语料库，通过深度学习架构，通过预训练和微调、参数共享与注意力机制、提示工程等技术，实现渔业多模态数据采集、清洗、萃取和整合等。“这一模型，不仅实现了丰富的渔业养殖知识生成，还包括水、饵、病、管等多方面多元化的预测、分析和决策。”李道亮说。范蠡为名，改变未来的渔业大模型构建成功后，命名为“范蠡大模型1.0”。李道亮介绍，范蠡是春秋末期越国大夫，众所周知的是，他是著名的政治家、军事家，也是商家鼻祖，但他同时也是我国最早的水产养殖专家，早在2500年前的春秋时期，他就写了一部《养鱼经》，并流传至今，“所以我们以范蠡为名，希望它能够在新时代中，为我国水产养殖带来的新的气象。”据介绍，范蠡大模型1.0分为请问我、请听我、请看我、请决策四个模块，分别代表文本、语音、视频、物联网决策四大场景，用户可以查询渔业的不同应用。而针对准确监测和评估鱼类的健康状况和体重异常耗时费力，且可能对鱼类造成伤害的问题，国家数字渔业创新中心开发了基于计算机视觉技术的鱼类体重估计模型，基于机器视觉实时捕捉水下鱼类图像和优化构建的深度神经网络算法，自动完成图像中鱼类目标的检测和定位，通过提取形状、颜色、纹理等多维度特征，以非接触方式实现对鱼类体重的实时、准确估算，同步完成生长及健康状态监测和计算，为投饵决策、水环境、能耗优化控制提供数据支撑。范蠡大模型利用了多种现代技术，以此实现水产养殖的数字化、无人化。图为鱼的种类识别模型(中国农业大学供图)“当前，范蠡大模型还是1.0，未来还会不断进化，人工智能在智慧渔业中的应用，是多元化且深远的、长期的，不可能一蹴而就。未来，范蠡大模型还有很长的路要走，必须充分发挥通信、科研、水产养殖企业、养殖户等各种不同领域的优势力量，以产学研用协同推进大模型的开发与应用，人工智能才能真正落地。”李道亮说。

帕金森疾病（Parkinson’s disease, PD）是第二常见的神经退行性疾病，患者所表现出的运动功能障碍主要由黑质（substantia nigra, SN）中多巴胺能神经元丧失引起。尽管PD致病因素多样，但多项证据表明线粒体功能缺陷在其中的重要性，例如编码维持线粒体质量控制蛋白的PARK7、PARK6和PARK2基因突变能引起早发型PD【1】。多巴胺能神经元对线粒体功能障碍的易感性可部分归因于其高代谢需求，从而引起线粒体氧化磷酸化（OXPHOS）的持续刺激，然而这种巨大能量的提供是以线粒体氧化损伤增加为代价的。尸检研究表明，PD患者SN中mtDNA完整性的丧失与功能性线粒体复合物I（MCI）的丧失存在相关性。然而，这种MCI获得性损伤究竟是PD疾病进程中的一种副产品还是疾病的驱动因素还不得而知。2021年11月3日，来自美国西北大学Feinberg医学院的D. James Surmeier团队在Nature杂志上发表了一篇题为 Disruption of mitochondrial complex I induces progressive parkinsonism 的文章，这项研究通过选择性破坏小鼠多巴胺能神经元中MCI功能，发现MCI功能障碍足以导致进行性的帕金森病相关运动缺陷，且不同类型的运动功能损伤（精细动作和粗大运动）与不同部位（纹状体和黑质）多巴胺释放的相关性，挑战了长期以来存在的关于该疾病运动症状的观点。为了证明MCI功能障碍是否作为PD的驱动因素，该团队从小鼠多巴胺能神经元中特异性地敲除编码MCI催化核心亚基的Ndufs2基因。cNdufs2-/-小鼠在出生后20天（P20）仍表现出正常的粗大运动行为。但在随后10天中，SN多巴胺能神经元中的线粒体成为ATP的净消费者而非生产者，且线粒体嵴结构发生了明显改变。利用RiboTag方法分离多巴胺能神经元中的mRNA并进行测序发现，cNdufs2-/-小鼠中存在一种类似Warburg效应的代谢重编程，即编码促进糖酵解蛋白的基因上调，而与OXPHOS以及编码糖酵解抑制剂的基因下调。除了触发代谢重编程外，该团队还发现Ndufs2的缺失会导致与轴突生长和运输、突触传导、多巴胺（DA）合成和储存等相关的基因表达发生显着变化。对纹状体组织的液相色谱和质谱分析进一步验证cNdufs2-/-小鼠纹状体DA合成明显下降，此外，有助于驱动起搏的环核苷酸门控阳离子通道电流也明显减少。到P60，与多巴胺能信号相关的轴突蛋白的丢失由背侧纹状体扩大到腹侧纹状体，且cNdufs2-/-小鼠SN多巴胺能神经元胞体树突区域中的酪氨酸羟化酶表达降低至对照组一半左右，且DA释放量下降约75%。与在整个基底神经节中DA迅速耗尽的传统PD模型相比，cNdufs2-/-小鼠的病理分期能够评估DA释放的区域缺陷如何与行为相关联。随着背侧纹状体DA释放在P30左右下降到接近检测阈值，cNdufs2-/-小鼠失去了执行联想学习任务的能力，有趣的是，该任务可以通过P30时的左旋多巴治疗恢复，而P60的治疗则不能恢复。在通过小鼠从前爪去除粘合剂所花费的时间来评估精细运动技能的实验中，cNdufs2-/-小鼠完成任务时间明显延长，同时也表现出较差的旷场探索行为表现。此外，P60的cNdufs2-/-小鼠仅表现出轻微的步态障碍，到了P100才会表现出后肢张开、爪子位置异常和步幅改变等特征。而在P120-150期间，大约有40%的SN多巴胺能神经元丢失。需要注意的是，cNdufs2-/-小鼠在后期才出现粗大运动行为缺陷，这与SN DA而非背侧纹状体 DA释放变化平行。尽管有明确的临床证据表明纹状体DA耗竭对于PD患者的运动迟缓和僵硬是必要的【2】，但其充分性从未得到充分测试，因为传统的PD模型往往会导致整个基底神经节DA的快速耗竭。在此处通过对cNdufs2-/-小鼠的观察表明，背侧纹状体DA释放的丧失足以产生运动学习和精细运动缺陷，但并未达到类似于临床PD的运动症状水平。该团队通过分别向小鼠背侧纹状体或SN中立体定位注射携带AADC（可将左旋多巴转化为DA）的AAV，以及随后对小鼠旷场步态的分析，证明黑质多巴胺释放丧失对于粗大运动缺陷而言是必要因素。总的来说，这项研究不仅证明多巴胺能神经元中MCI功能丧失足以引发进行性的、轴突先行的功能丧失和左旋多巴反应性帕金森病，还证明背侧纹状体的DA耗竭对于联想运动学习和精细动作而言是必要的，但黑质的DA释放缺陷才会引起类似于临床PD患者表现出的粗大运动损伤特征。针对这项研究，来自美国格莱斯顿研究所的Zak Doric和Ken Nakamura在同期杂志上发表观点文章 Principles of Parkinson’s disease disputed by model 。他们指出González-Rodríguez等构建的基于线粒体功能障碍的帕金森疾病小鼠模型代表了目前可用的散发性PD最佳模型之一，它不仅可以研究复合物 I 缺陷在疾病中的作用，还可以提供一个模型来评估治疗策略的潜力。此外，该模型一个显著特征是多巴胺神经元在几个月中进行性退化，且轴突和胞体退化存在延迟，这种延迟便于详细研究两个不同部位多巴胺损伤所带来的影响。另一个相当大的进步是该模型证实纹状体多巴胺释放减少对于运动缺陷来说是必要而不充分的，也就是说，黑质多巴胺在维持粗大运动方面起着至关重要的作用。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-021-04059-0https://doi.org/10.1038/d41586-021-02955-z

美国《国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Science, USA)1月10日在线发表了中国科学院生物物理研究所朱平研究组程凌鹏副研究员等人的研究论文——Atomic model of a cypovirus built from cryo-EM structure provides insight into the mechanism of mRNA capping。该发现对研究dsRNA病毒的mRNA加帽(Capping)机制有重要意义。这是我国首次利用冷冻电镜技术解析的生物大分子原子结构模型，也是目前已报道的国内最高分辨率的冷冻电镜三维重构结果。同时，这是世界上首次利用冷冻电镜的CCD图像(电荷耦合器件图像传感器，可将图像资料由光信号转换成电信号)获得的生物大分子复合体的全原子模型。 　　本工作是完全基于生物物理所生物成像技术实验室2010年4月建成并试运行的Titan Krios电镜及其附属设备完成的，用单颗粒图像处理技术获得了呼肠孤病毒科的质型多角体病毒近原子分辨率的三维结构(3.9埃)，并独立构建了全原子模型。呼肠孤病毒科病毒是一类重要的双链RNA病毒，其感染宿主包括植物、无脊椎动物、脊椎动物和人类，其中的质型多角体病毒是其两个亚科之一。该研究解析了呼肠孤病毒科质型多角体病毒的近原子分辨率三维结构并构建了完整原子模型，确认了该病毒新生mRNA的流出通道，对研究双链RNA病毒的RNA加帽机制，新生mRNA的释放过程，以及呼肠孤病毒的蛋白衣壳的稳定性和进化具有重要意义。 　　中国科学院生物物理研究所在中国科学院蛋白质科学研究平台二期建设当中重点发展了生物大分子冷冻电镜三维重构研究平台，已经建成了具有世界先进水平的生物成像技术实验室，拥有目前最先进的300千伏Titan Krios场发射冷冻透射电子显微镜。该成果表明：我国独立开展的生物大分子冷冻电镜高分辨率研究工作达到了该领域的先进水平 和2010年10月孙飞研究组以封面形式发表于Structure的分子伴侣素结构等系列成果表明：中国科学院蛋白质科学研究平台生物成像技术实验室的成功建立，为进一步开展冷冻电子显微前沿研究奠定了坚实的基础，生物物理所生物成像技术实验室已跻身于达到近原子分辨率三维重构水平的极少数实验室行列。 　　本工作得到基金委国家自然科学基金、科技部国家重点基础研究973计划、以及中国科学院百人计划等项目资助，该文章链接为http://www.pnas.org/content/early/2011/01/05/1014995108。 　　该研究由中国科学院生物物理研究所生物大分子国家重点实验室朱平研究组和孙飞研究组、华南农业大学孙京臣副教授和中山大学张景强教授等合作完成。其中，生物物理研究所朱平研究组程凌鹏副研究员完成了冷冻电镜成像和结构解析等工作，黄晓星助理研究员协助完成了病毒纯化工作，孙飞研究组研究生张凯协助完成了原子模型构建工作，生物成像中心电子显微镜平台高级工程师季刚博士提供了电镜成像技术支持。 　　 　　图片说明：质多角体病毒CPV的冷冻电镜图像(左上)和质型多角体病毒衣壳三维重构(中)。重构结果中彩色部分为组成该病毒的最基本的非对称结构单元。右图展示该非对称单元的放大图(右上)以及构建的原子模型(右下)。左下图展示的是部分氨基酸的三维重构电子密度图以及构建的原子模型，可以很清楚地看见氨基酸侧链。

2023年11月8日，由山西农业大学王金明教授、海军军医大学梁晓及美国威斯康星大学Hector H. Valdivia 团队共同在国际一流期刊《Materials Today Bio》(IF= 8.200)中发表了题为“OpiCa1-PEG-PLGA nanomicelles antagonize acute heart failure induced by the cocktail of epinephrine and caffeine”的文章。在急性心脏疾病中，通过钙素（calcin）作用于利亚诺定受体（RyR）减少肌浆网中的Ca2+含量，是一种潜在的干预策略，可用于减轻β-肾上腺素能应激触发的SR Ca2+过载。然而，作为一种含有33-35个氨基酸的球形肽，calcin主要对抗轻度的室性早搏（PVCs）或和双向室性心动过速（BVTs），而不是严重持续性的双向室性心动过速（BVTs）或多形性室性心动过速（PVTs）。像大多数肽类药物一样，calcin在体内具有快速的代谢率，其半衰期甚至不到2小时，因此，有必要通过增加心脏局部浓度来提高其药效，并通过长效的药剂学方法延长其作用持续时间。本研究通过将calcin家族中最活跃的成员Opticalcin1（OpiCa1）与最常见的无毒纳米载体PEG-PLGA聚合物连接，首次合成了Opticalcin-PEG-PLGA（OpiCa1-PEG-PLGA）纳米胶束。作者发现，OpiCa1-PEG-PLGA纳米胶束在拮抗肾上腺素和咖啡碱引起的致命性急性心衰方面具有与OpiCa1几乎相同的作用，并具有良好的心脏靶向性、自稳定性和低毒性，研究还发现OpiCa1-PEG-PLGA纳米颗粒可在体内保持长期低浓度的OpiCa1。主要实验方法1.纳米胶束的制备： 使用特定的配方制备了OpiCa1-PEG-PLGA纳米胶束，确保其稳定性和有效性。2.动物模型： 使用相关的动物模型模拟急性心力衰竭，实验对象接受肾上腺素和咖啡因的混合物。3.纳米胶束给药： 给实验组注射OpiCa1-PEG-PLGA纳米胶束，对照组分别接受安慰剂或其他干预措施。4.监测指标：监测各种心脏参数，如心率、血压和生化标志物，以评估纳米胶束对急性心力衰竭的影响。在研究中，作者将5-8周龄的ICR小鼠，分为对照组、PEG-PLGA组、OpiCa1组和OpiCa1-PEG-PLGA组（n = 6）。静脉注射PEG-PLGA、OpiCa1和OpiCa1-PEG-PLGA纳米胶束12 h后，使用上海勤翔IVScope 8000小动物体内成像系统监测纳米胶束的分布情况。结果表明，与FITC标记的PEG-PLGA的分散分布相比，FITC标记的OpiCa1和OpiCa1-PEG-PLGA纳米细胞在12 h内更集中在心脏组织中，在体内表现出良好的心脏靶向性。该研究表明，OpiCa1-PEG-PLGA纳米胶束在对抗由肾上腺素和咖啡因联合引起的急性心力衰竭方面具有潜在的治疗作用。需要进一步的研究和临床试验来验证这些发现，并探索OpiCa1-PEG-PLGA纳米胶束在治疗心脏急症中的转化潜力。

2023年1月5日，中国信息协会《数字孪生模型评估规范》等4项团体标准启动会暨首次研讨会在北京成功召开。其中3项团标由广电计量牵头主编，广电计量将以标准为抓手，持续完善软件测评、信息安全、数字化等业务布局，助力“数字中国”建设提质增速。本次启动的《数字孪生模型评估规范》《科学数据安全能力成熟度评估规范》《科学数据存储安全管理规范》《数据从业人员能力评估规范》4项团体标准，将填补国家在数字孪生模型评估、科学数据安全能力成熟度评估、科学数据存储安全管理、数据从业人员能力评估等方面的标准空白。中国信息协会领导李红在致辞中表示，标准研制组将利用各自在产业链上的专业优势，为标准建言献策，助力标准高质量发布。全体参编单位在保证标准质量、遵守协会标准制修订程序的前提下，要快速推进项目，争取标准早日发布实施，助力团体标准“最后一公里”的落地实施。中国标准化专家委专家(机械科学研究总院研究员)强毅作为特邀嘉宾，从标准化角度提出这几项团体标准的必要性和重要性，并呼吁更多的企业能够参与到团体标准中来，真正的为我国标准化事业做出贡献。来自70余家企事业单位、高校、科研院所的代表通过线上线下方式参加会议，围绕团体标准研制及推广发布等展开深入探讨，为高质量建设“数字中国”注入“标准力量”。主编单位广州广电计量检测股份有限公司总经理助理、信息化事业部总经理于莉莉博士在发言中表示，广电计量构建了软件全生命周期业务生态体系，成为国内为数不多具备“一站式”信息化服务能力的专业第三方检测机构。未来，公司将瞄准新一代信息产业发展机遇，聚焦政府和企业数字化转型，成为提升信息安全自主可控能力的综合性解决方案提供者，守护信息质量安全，助力数字经济发展。中国科学院计算机网络信息中心大数据部副主任(国家基础学科公共科学数据中心主任)胡良霖，江苏省科技资源统筹服务中心、南开大学、江苏南高智能装备创新中心有限公司、上海闪马智能科技有限公司的与会代表分别发言，为标准研制及应用建言献策。随后，来自中国科学院计算机网络信息中心、广州广电计量检测股份有限公司两家主编单位的3名专家代表起草组介绍标准草案和意见处理情况，各参编单位参与研讨。党的二十大报告提出，要“加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国”，对信息行业具有重大指导意义。国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要中多处强调各领域的数字化发展。中国信息协会标准化项目负责人、北京蓝象标准咨询服务有限公司总裁段小莉表示，中国信息协会不仅要制定出更多高质量的标准，还要通过标准制定与实施的过程，有效提升产业竞争力和服务于市场主体，充分发挥团体标准价值链的作用，通过标准这个有力抓手，进行全产业链资源构建与整合，促进技术创新、产品创新以及多方战略合作，共同助力产业发展，推动中国经济创新发展。于莉莉表示，此次标准启动会，高质量开展标准研制探讨与交流，为后续推进团标广泛应用开好新局。未来，广电计量将发挥技术服务优势，深入推进数字孪生模型评估等标准落地，加强数据从业人员规范管理，全面促进“科学数据”共享开放，加快科技创新成果转化，赋能千行百业数字化转型，助力数字经济高质量发展！

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生产行业屡屡爆出黑幕，公众也形成了“审丑疲劳”，也许还有人冷笑一声：什么食品安全问题我们没见过?那就太小瞧无良厂商了。据《中国青年报》报道，中国每年消耗一次性餐盒150亿个，“合格率还不到一半”，而在这些不合格的餐盒中，正己烷蒸发残渣和乙酸蒸发残渣均大幅超标，这意味着，每一次吃饭都是在赤裸裸的“吸毒”。 　　一次性餐盒确也满足许多消费者的市场需求，它物美价廉、使用方便，是某些特殊消费群体的不二选择。然而它更以自己独有的隐蔽性蒙蔽了消费者的理性和信任：首先，方便的特性使其形成了一种“餐盒文化”，信手拈来，弃如敝屣，因为没有替代选择形成了无限的市场需求 其次，对饭菜质量的过度重视导致了对食品包装安全的忽略，你也许注意到饭菜用了“地沟油”，但绝不会想到包装餐盒也能让人吸上两口“毒” 再者，不免有理性者注意到餐盒本身的化学因素会造成健康腐蚀，但因上诉途径单一或者自身境界不高，往往隐忍不说，以此造成了对“黑心餐盒”的放纵。 　　然而理想和现实的落差，屡屡把国人的绮梦拍碎在沙滩上。由此以来，我们的纸杯、塑料杯和矿泉水瓶都会存在着致病风险，而看一下“小作坊”的生产流程，不免让人作呕：废旧的光盘经过粉碎整理，最后竟然变成了婴儿的奶瓶 带血的卫生巾也能制造成我们斟酌饮用的纸杯……而长久以来，我们对食品包装的打击并未起到根治之效，这不能不说是我们的悲哀。 　　纵观以往案例，食品包装的整治往往是对具体案例的跟进，又往往集中在对特定厂商的打击。等到2009年底，卫生部等7部门发出了《关于开展食品包装材料清理工作的通知》，但许多厂商依然对此视而不见。包装行业的“潜规则”肆虐至今的根源在于制度层面，法律不健全给了生产者可钻的空子，加之监管不力、审查不严、打击不到位，我们很多时候只能赤裸裸的“吸毒”，要命的是，有关部门竟然对此种“吸毒”视而不见。 　　两会期间，全国政协委员蔡建国建议国家有关主管部门应会同专家尽早制定规范食品外包装生产和使用的法律法规和技术规范，使食品安全管理不留下盲点。如今的食品安全已经成为公众普遍关心的对象，但食品包装无疑还在扮演着“配角”，如果没有相关的法律法规来切实保护消费者的权益，这无疑是对公民尊严的漠视。即使我们已经知道每次用饭盒实际上是吃掉了1/3的饭盒，也没有能力将之彻底的杜绝，而对于这种裸体式的吸毒，有关部门也能当作盲点吗?

晶体结构精修过程，本质上是一个不断调整结构模型参数以使结构模型与XRD数据最为吻合的过程。7月18日，国家纳米科学中心正高级工程师、中国科学院大学物理科学学院岗位教授贺蒙将于第四届X射线衍射技术及应用进展网络研讨会期间分享报告，重点讲述这一过程背后的数学原理，帮助大家通过了解相关数学原理，加深对于结构精修本质的认识，了解单晶结构精修和Rietveld法粉末衍射结构精修的区别，并正确理解各种结构精修残差因子（R因子）的意义。关于第四届X射线衍射技术及应用进展网络研讨会为促进相关人员深入了解X射线衍射技术发展现状，掌握相关应用知识，仪器信息网将于2023年7月18日组织召开第四届X射线衍射技术及应用进展网络研讨会，邀请业内技术和应用专家，聚焦X射线衍射前沿技术理论、分析方法、热点应用领域等分享报告，欢迎大家参会交流。会议详情链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/xrd2023

2015年4月15日，由聚光科技（杭州）股份有限公司牵头的“国家重大科学仪器设备开发专项—光栅型近红外分析仪及其共用模型开发和应用”开题报告会在杭州成功召开。来自浙江省科技厅、国家粮食局质量标准中心、中国药品食品检验研究院、广东出入境检验检疫局技术中心、河南省粮油饲料产品质量监督检验站、浙江大学、杭州电子科技大学的专家和领导，东华大学、三维集团和大北农集团等单位的用户代表，以及项目课题组的代表共50余人参加会议。 开题会现场 会议由陈训龙主持，浙江省科技厅领导发表讲话，聚光科技董事长兼CTO王健发表讲话，聚光科技实验室业务部总经理韩双来汇报项目实施方案。开题报告会紧紧围绕高精度光栅光谱仪研制及工程化、高维形象几何分析的NIR技术研究与软件开发、便携和实验室及在线近红外分析仪器研制及工程化、近红外光谱在粮食（饲料、种子、生鲜猪肉及肉制品）检测应用研究及专用仪器开发、近红外光谱纺织纤维成分无损和药物快速检测应用研究等几个议题展开。 与会专家认真听取了项目组的汇报，并经过质询与专家讨论，专家组一致认为：项目拟研制的科学仪器以需求为牵引，以应用为导向，应用面广，能有效促进经济社会发展和民生改善，带动我国近红外分析技术的发展；该项目所选用技术路线符合量大面广的近红外应用需求，是贴合我国当前国情的合适的技术的路线，经过本项目研究，将形成粮食、饲料、种子、肉类、药品、纺织品等大宗农副产品的综合性检测技术，能够有效的提升整体产业竞争力。与会专家和领导合影 作为此专项的牵头单位，我们是满满的收获和重任，我们有能力有信心推出更适合用户的光栅型近红外分析仪及共用模型尽快面世。 相关产品简介： 关于“国家重大科学仪器设备开发专项—光栅型近红外分析仪及其共用模型开发和应用”更多信息 请关注聚光科技官网www.fpi-inc.com 微信或行业媒体

一、背景介绍：机器视觉可称为人工智能的“慧眼”，成像系统的标定又是机器视觉处理的重要环节之一，其标定精度与稳定性直接影响系统工作效率。在传统机器视觉与摄像测量标定领域，小孔透视模型仍存在高阶透镜畸变无法完备表征和多类复杂特殊成像系统不适用的问题。而基于光线的模型以成像系统聚焦状态下每个像素点均对应空间一条虚拟主光线为前提假设，通过确定所有像素点所对应光线方程的参数即可实现标定与成像表征，可避免对复杂成像系统的结构分析与建模。基于该光线模型，研究院相关课题组发展了各类特殊条纹结构光三维测量方法与系统，实验证明光线模型可通用于多类复杂成像系统的高精度测量，是校准非针孔透视成像系统的有效模型，可作为透视模型的补充。二、光线模型Baker等人最早提出了一种可表征任意成像系统的光线模型[1]，认为图像是像素的离散集合，并以一组虚拟的感光元件“光素”表示每个像素与某像素相关联的空间虚拟光线间的完整几何特性、辐射特性和光学特性，如图1所示。因此，光线模型的标定即确定出所有像素点对应的光线方程，无需严格分析和构建成像系统的复杂光学成像模型，具备一定的便携性和通用性，从一定程度上也可避免镜头畸变的多项式近似表征引入的测量误差，为非小孔透视投影模型成像系统的表征提供了一种新的思路。图1 成像系统的光线模型示意图三、基于光线模型的条纹结构光三维测量在条纹结构光投影三维测量领域，光线模型一方面可作为三维重建的光线方案，用于表征大畸变镜头、光场相机、DMD投影机、MEMS投影机等多类特殊结构的成像与投影装置，可发展新的基于光线模型的条纹结构光三维测量方法与系统；另一方面，发掘光线模型在结构光测量中的优势，光线模型对克服投影与相机的非线性响应、大畸变镜头成像下提升三维重建精度具有优异的效果。3.1 Scheimpflug小视场远心结构光测量系统光线模型与三维测量课题组开发了小视场远心结构光测量系统，采用Scheimpflug结构设计确保公共景深覆盖，如图2所示。考虑到远心镜头属平行正交投影、Scheimpflug倾斜结构造成畸变模型非中心对称，因此，提出一种基于光线模型的非参数化广义标定方法[2]。系统中相机与投影机成像过程均采用光线模型表征，标定其像素与空间光线对应关系，计算光线交汇点坐标，实现三维重建。图3展示了系统实物图与五角硬币局部小区域的三维测量结果，测量精度为2 μm。图2 Scheimpflug小视场远心结构光测量系统图3 测量系统实物图与五角硬币局部的三维测量结果3.2光场相机的光线模型标定与主动光场三维测量课题组发展了基于主动条纹结构光照明的光场三维测量方法与系统。光场相机通过在传感平面前放置微透镜阵列，实现光线强度和方向的同时记录，由于存在微透镜加工误差、畸变像差、装配误差等复杂因素影响，光场相机完备表征与精密标定是个难题。课题组提出光线模型表征光场成像过程[3]，即将光场相机内部看作黑盒，直接建立像素m与所对应的物空间光线方程l的参数，如图4所示。并通过标定光场所有光线与投影条纹相位的映射关系实现被测为物体的高精度三维测量，考虑光场多角度记录特点，构建基于条纹调制度的数据筛选机制，实现了场景的高动态三维测量，如图5所示，黑色面板与反光金属可同时重建。图4 光场成像模型图5 主动光场高动态三维测量3.3 DMD投影机与双轴MEMS激光扫描投影机的光线模型标定与三维测量基于微机电系统（MEMS）激光扫描的投影机以小型化、大景深的优势被应用于条纹投影测量系统，如图6（a）所示。但由于其依赖激光点的双轴MEMS扫描投影图案，不依赖镜头成像，透视投影模型表征会存在一定误差。此外， DMD等依赖镜头成像的投影机，大光圈设计也会影响小孔透视投影模型的表征精度。对此，课题组采用光线模型表征投影机[4]，并提出了一种基于投影机光线模型的条纹投影三维测量系统标定方法，该方法根据双轴MEMS投影的正交相位对光线进行识别追踪，利用投影光线与相机构建的三角测量实现了三维重建。进一步发现：由于投影光线的相位一致性特性，光线模型可显著抑制系统非线性响应引起的测量误差，图6（b）展示了单目系统在3步相移条件下（未额外矫正非线性响应），分别使用透视投影模型与光线模型对石膏雕塑的三维重建结果，可见光线模型对非线性响应影响具有免疫性。图6 双轴MEMS激光扫描投影原理和石膏雕塑三维重建结果（3步相移，左图为透视投影模型，右图为光线模型）3.4单轴MEMS激光扫描投影机光线模型标定与三维测量单轴MEMS投影机将激光点扫描拓展为面扫描大幅提升了投影速率，可应用于动态测量。针对单轴MEMS投影机无透镜结构使得针孔模型不适用、单向投影无法提供正交相位特征点的问题，课题组提出一种基于等相位面模型的系统标定方法[5]，推导出了相机反向投影射线与该等相位面交点处的三维坐标值与相位值间新的映射函数，实现了快速三维重建。图7展示了使用高速相机搭建的单目测量系统和重建场景，投影采集速率为1000 frame/s，采用4步相移与雷码图相位展开，三维重建速率为90 frame/s。后续为适应更高速率测量应用，可将单目扩展为双目或多目系统，采用单帧解调相位和多极线约束相位展开等方法减少投影图像数量，提升三维测量速率。图7三维测量系统与动态重建场景3.5大畸变镜头成像的光线模型标定与三维测量针对传统低阶多项式不能完备表征大畸变镜头的问题，课题组采用光线模型表征大畸变镜头相机成像，并提出一种完全脱离对相机和投影机内参依赖（透视模型依赖相机与投影机内参）的光线与条纹相位映射的三维重建方法。通过直接标定相机光线与条纹相位的倒数多项式映射系数，避免了繁琐耗时的对应点搜索与光线插值操作。图8为装配4 mm广角镜头的光线标定结果与标准球三维测量结果，可见由于广角镜头畸变较大，光线模型较透视模型重建质量有所提升。图8 广角镜头光线标定与标准球三维测量数据的拟合误差分布（a）透视投影模型，（b）光线映射模型四、总结光线模型通过确定所有像素点所对应光线方程的参数实现标定与成像表征，从而避免了对复杂成像（投影）系统的结构分析与建模，解决了特殊条纹投影三维测量系统的标定与重建问题，同时在条纹投影三维测量的系统非线性相位误差抑制和精度提升上展示出优异性能。在结构光三维测量的未来发展中，可进一步扩展光线模型三维测量的方法与应用，提升测量精度、效率与通用性，解决各类特殊复杂场景中的应用测量问题。参考文献[1] Baker S, Nayar S K. A theory of catadioptric image formation[C]//Sixth International Conference on Computer Vision (IEEE Cat. No.98CH36271), January 7, 1998, Bombay, India. New York: IEEE Press, 1998: 35-42.[2] Yin Y K, Wang M, Gao B Z, et al. Fringe projection 3D microscopy with the general imaging model[J]. Optics Express, 2015, 23(5): 6846-6857.[3] Cai Z W, Liu X L, Peng X, et al. Ray calibration and phase mapping for structured-light-field 3D reconstruction[J]. Optics Express, 2018, 26(6): 7598-7613.[4] Yang Y, Miao Y P, Cai Z W, et al. A novel projector ray-model for 3D measurement in fringe projection profilometry[J]. Optics and Lasers in Engineering, 2022, 149: 106818.[5] Miao Y P, Yang Y, Hou Q Y, et al. High-efficiency 3D reconstruction with a uniaxial MEMS-based fringe projection profilometry[J]. Optics Express, 2021, 29(21): 34243-34257.课题组简介：本文作者：刘晓利 ，杨洋 ，喻菁 ，缪裕培 ，张小杰 ，彭翔 ，于起峰 ；深圳大学物理与光电工程学院深圳市智能光测与感知重点实验室。以于起峰院士领衔的深圳大学智能光测图像研究院主要研究方向包括大型结构变形与大尺度运动测量、超常光学测量与智能图像分析、计算成像与三维测量以及多传感器融合感知与控制等。

北京市人大代表、民建海淀区委主委、中国科学院自动化研究多模态人工智能系统全国重点实验室研究员赵晓光。1月23日，北京市十六届人大二次会议期间，新京报贝壳财经记者现场采访了北京市人大代表、民建海淀区委主委、中国科学院自动化研究多模态人工智能系统全国重点实验室研究员赵晓光。北京市政府工作报告明确提出2024年着力做好十一个方面工作，第三方面就是“做强做优做大数字经济，更好赋能首都高质量发展”，其中要求统筹推进数字产业化和大力支持产业数字化。提升人工智能底层技术和基础底座自主可控能力，推动人工智能模型对标国际先进水平，加快在政务、医疗、工业、生活服务等领域应用，保持人工智能研发应用领先水平。对于发展人工智能，赵晓光告诉贝壳财经记者，“我们需要加强的一个是算力，另一个是对发展方向的理念，即产业方向应该在哪里？目前，对于在先进制造领域应用人工智能和大模型，全世界都没有很好的破题的方法，相信在北京扎实的基础下，我们能率先破题，抢占科技制高点。”本次上会，赵晓光带来了《关于“以大模型落地应用促进北京智能仪器仪表产业创新发展”的建议》和《关于“增强青少年健康素质,引导体育健康消费”的建议》两份建议。我国高端智能仪器仪表仍依赖进口据了解，改革开放以来，我国仪器仪表行业在国家工业强基工程、高质量发展专项、重大科研仪器设备开发重点专项、重大科学仪器设备研制等专项支持下，行业科技创新和产业发展取得明显进步，已经形成产品门类品种比较齐全，具有一定技术基础和生产规模的工业体系，国产产品已能够满足大部分工业制造和社会生产生活需求，少数中高档产品接近国际技术水平，且有一定规模出口。不过，赵晓光告诉记者，我国在尖端科研、超精密测试分析、战略新兴产业等领域所需的高端智能仪器仪表仍依赖进口，是全球第二大仪器仪表进口国，“长期以来，全球TOP20仪器企业排行榜由美国、日本、瑞士、德国及英国企业包揽，并通过不断兼并收购仍在加速扩张。当前，以美国为首的发达国家对我国高技术产品出口和技术输出持续收紧，高端仪器自主可控成为我国仪器仪表产业面临的最直接挑战。”“创新技术和产品缺少试错机会。一个仪器产品从推出到受到市场认可大约需要5-10年时间，只有通过不断应用，仪器功能性能才能不断得到迭代优化。但国产高端仪器长期不被市场认可，得不到试错和迭代的机会。”赵晓光说。人工智能大模型为智能仪器仪表行业跨越发展带来新机遇在赵晓光看来，人工智能技术飞速发展和大模型的应用落地，可以为北京市智能仪器仪表行业跨越发展带来新的机遇。她建议，支持培育一批行业龙头企业创新发展，“依托于北京市的网络协同制造平台，大力支持、培育集研发制造、系统集成、创新应用于一体、具有生态主导力和核心竞争力的高端仪器领军企业，带动产业链上、下游配套企业走智能化、尖端化发展道路，在智能制造、工业互联网等专项中支持重点培育企业提升智能制造水平和数字化转型能力。”赵晓光还建议，打造智能仪器制造产业集群，支持大模型落地应用，“围绕国家大科学装置、先进制造业基地，支持产业特色鲜明、发展基础较好的区，以高端仪器整机制造龙头企业、应用领域典型用户为牵引，汇集创新力量和上游配套产业，聚集解决方案设计、系统集成、运营维护、维修服务等企业，形成创新功能集聚、产业优势互补的高端仪器产业集群。”“在大模型落地应用中，注重提升产品、工艺、服务标准，推动基础通用技术标准升级。同时，建议北京市优化智能仪器仪表支持政策，尤其是制定扩大用户领域的国产替代政策，在支柱性产业大力推广国产仪器的应用。鼓励企业开展国际合作，引进、消化、吸收国际先进技术，促进产业创新发展。鼓励京、津、冀地区仪器仪表企业深度参与大模型开发与落地应用工作，形成以北京为产业龙头，带动华北地区智能仪器仪表产业创新发展、抢占世界技术与产业高地的新发展格局。”赵晓光说。

GEOS-5气候模型所形成的模拟图片，模型精确地预测了主体云层系统的位置与形状　　 　　地球同步轨道环境卫星所拍摄的卫星图片 　　北京时间6月16日消息，据美国宇航局官网报道，美国宇航局地球系统科学家近期研制了迄今精度最高的地球气候模型GEOS-5气候模型，并通过该模型绘制了全球气候模拟图片。模拟图片与卫星图片对比显示，GEOS-5气候模型可以精确地预测气候状况。 　　科学是一个过程。科学家首先需要实地观测，然后提出假设用于解释观测数据，最后再通过系统验证和推理，找到支持或辩驳其假设的证据，从而得出一个科学的结论。许多人或许认为，科学家们在进行假设和验证的过程，所有工作都是在实验室中进行的。但是，对于研究地球如何运行的地球系统科学家来说，他们的实验室就是整个星球。面对庞大的星球，科学家们很难将全球各地不同的气温或云雨真正地集中到狭小的实验室中系统地研究。相反，他们只有将实地观测数据结合起来，形成复杂的电脑模型进行模拟研究。通过这类模型，科学家们可以对不同的假设进行测试和验证，并利用真实的观测数据进行检测，从而科学家们可以真正地理解地球大气、陆地和海洋等各个方面是如何协同工作的。 　　本文中的两幅图片分别为地球气候模型模拟图片(上图)和地球同步轨道环境卫星图片，上图显示的是分别通过两种方式所获得的同一时刻地球气候状况。该地球气候模型被称为“戈达德地球观测系统模型-第五版”(GEOS-5)，也是迄今精度最高的地球气候模型。下图则是由美国宇航局和美国国家海洋和大气局的地球同步轨道环境卫星所拍摄的卫星图片。通过图片对比发现，GEOS-5模型精确地预测了2010年2月6日时的云层特点。当天，一股强烈的寒流为华盛顿特区带来了一场数英尺厚的暴雪。 　　2010年2月6日，GEOS-5模型和地球同步轨道环境卫星传感器分别对地球上空的云层进行了红外测量。两幅图片显示，陆地上空覆盖着厚厚的云层，模拟图片与卫星图片所描绘的情况极其吻合。模型精确地预测了主体云层系统的位置与形状，如北大西洋东部上空的卷曲云带以及美国海岸附近的强烈冬季风暴。高精度的GEOS-5气候模型甚至还可以详细预测云层形状的细节。在2月6日的模拟图片中，气候模型预测了一些小型云层的边线、云街现象以及冬季风暴的东部细节。在一幅全球模拟图片中，气候模型还精确地预测了热带地区的大量雷暴现象。 　　GEOS-5气候模型的精度通常为每像素5公里，尽管它的精度最高可达每像素3.5公里，因此它也是目前世界上最精确的全球气候模型。普通气候模型在模拟云层情况时，精度大约为每像素28公里。这就意味着，由普通气候模型所产生的全球平面地图包含了77.7万个网格单元(像素)，而5公里精度的GEOS-5气候模型所产生的地图(上图)则包含了2400万个网格单元。因此，科学家可以根据GEOS-5气候模型获得关于地球的更详细的信息。 　　和所有的气候模型一样，GEOS-5气候模型也是利用数学方程式来计算气候变化情况。地球气候的一些物理属性，如温度和能量等，则需要实地测量。实时数据被输入模型，从而保证模型与真实世界尽可能一致。当然，在建造模型过程中，数百万次的计算则需要数千台计算机处理器。GEOS-5气候模型运行于美国宇航局戈达德太空飞行中心新成立的气候模拟中心的“发现”超级计算机之上。“发现”超级计算机拥有近1.5万个处理器。 　　气候科学家将利用GEOS-5气候模型预测未来数十年的气候变化情况。2010年6月2日，美国宇航局气候模拟中心以新名称开始运作。

各位朋友，新一批摩方超高精度3D打印的高校建筑模型出来啦！本轮高校建筑模型有2个，分别来自清华大学和华中科技大学，以下为实拍图分享~ 同时，欢迎感兴趣的朋友抓住机会参与“高校建筑模型征集活动”，免费获取超高精度3D打印母校建筑模型！ 模型一：清华大学-大礼堂前日晷模型二：华中科技大学-新光电信息大楼活动主题：征集高校建筑模型图免费超高精度3D打印第一轮征集时间：2021年6-8月征集方式：请将您所提供的高校代表性建筑三维模型图（仅限stl格式文件）通过邮件的方式，发送至bmf@bmftec.cn即可。（请留下您的姓名、单位、联系方式）模型要求：模型整体的最大尺寸和内部最小细节，相差在500倍以内。活动流程：①在模型征集期间，对于您所提供的模型图，摩方精密技术团队将在7个工作日内进行内部技术评审；②通过评审的模型，将由技术团队安排在3周内通过摩方精密3D打印设备打印出来，免费赠送给您，同时，所打印高校建筑模型将在摩方精密的公众号进行阶段性公示；③截至8月31日，本轮模型征集结束后，摩方精密团队将针对所有经过评审打印出来的高校建筑模型，通过公众号或合作媒体进行全国投票活动，最终参考实际票数情况，评选出本轮高校建筑模型征集活动的优胜奖一/二/三等奖。活动奖项：一等奖：华为WATCH GT2 智能手表，价值1400元二等奖：Kindle电子书阅读器，价值658元三等奖：华为FreeLace Pro蓝牙耳机，价值500元 注：①摩方精密技术团队将秉承公平公正公开原则认真对待每一个模型的评审；②高校建筑模型图的版权归提供者所有，摩方精密享有对所打印建筑模型进行宣传推广的权力。感兴趣的也欢迎加小编微信，小编会拉您进群哦！

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据英国《自然》杂志2日发表的一项研究，科学家用人多能干细胞建立了一个模型，可用来研究人类胚胎植入子宫的过程。人胚状体（blastoid）是模拟早期人类胚胎的结构，在研究中能准确再现人类胚胎早期发育的关键阶段，包括黏附在体外子宫细胞上。该模型或有助于推进我们对人类发育早期阶段的认识，以及开发不孕不育的治疗方法或避孕药。　　在受精后的一周内，人类胚胎会形成名为胚泡的细胞团，胚泡会植入子宫壁。准确模拟这一发育阶段的模型能支持对胚胎植入和早期发育的研究。利用干细胞构建胚泡的类似物是一种很有前景的方法，但此前的尝试遇到了瓶颈，比如会形成与胚泡不匹配的细胞。　　此次，奥地利科学院分子生物技术研究所研究人员尼古拉斯利弗隆及其同事，利用人多能干细胞构建了人胚泡样结构（胚状体）。研究团队鉴定出3个信号通路，抑制它们就能得到有效模拟正常胚泡发育（成功率70%）和能形成正确细胞（成功率97%）的胚状体。　　研究报告称，这种人胚状体能在体外特异性地黏附受激素刺激的子宫内膜细胞，让团队能重现直到第13天的围植入期发育过程。　　由于该模型效率高、可扩展潜力大。研究人员认为，这种方法能为人类胚胎植入和发育研究提供重要帮助。　　干细胞可揭示器官的形成机理，但此前这方面的研究，一直难以帮助我们更深入理解发育胚胎。通常来说，科学家试图培养本身没有干细胞的类器官时，都会用到多能干细胞这种更基本的干细胞类型。科学家既可以从人体胚胎中获得多能干细胞，也可将皮肤细胞或血细胞进行重编程进而培养出干细胞，然后诱导它们模仿特定器官的形成。　　不过，这些结构或者说微型器官，通常只复制了真实器官的某些结构和功能而非全部。

上海拜能仪器仪表有限公司受上海国际汽车模型竞技场组织方委托，在赛车场内安装一台无线自动气象站，气象站能够测量风速、风向、温度、湿度、气压、降雨量和地面温度。数据通过无线方式传输到监控室电脑上，并能够投屏到场地的LED显示屏上。上海国际汽车模型竞技场座落于上海市虹口区新同心路318号南门，上海市军事体育俱乐部内，是国内迄今为止设施最完备的标准遥控车辆模型赛车场，并已连续成功举办过多场遥控车辆模型赛事。根据市体育局、体育总会要求各运动项目抓住迎世博的契机，大力打造开展群众体育运动场地的要求，上海市航空车辆模型协会本着增强车模竞技场地的功能，使其具备承办国际赛事的能力，在收集以往爱好者玩车体验的基础上，对原场地加以改造装修。不仅重新铺设了柏油跑道，又从提高场地的实用性角度出发，将路面中的安全岛面积减少、数量增加，降低路基角度、加大弧度，经过改造后的新赛道更宽、路面更平、变化更多。

背景介绍 药物性肝损伤（DILI）会影响肝脏代谢和解毒能力，但其根本机制仍有很多未知。为了准确和可再现地预测人的DILI，非常需要体外肝脏模型来替代昂贵和低通量的2D细胞培养系统、动物研究和芯片实验室模型。我们提出了一种新的“droplet in droplet”（DID）生物打印方法，该方法可以产生用于肝毒性研究的生理相关肝脏模型。这些模型，或称微型肝脏，是用BIO X微滴打印包裹在ⅰ型胶原中的肝(HepG2和LX2 肝星状细胞)和非肝(HUVEC 人脐静脉血管内皮细胞)细胞制成的。培养7天后，将微型肝脏暴露于急性和高剂量的对乙酰氨基酚或氟他胺，然后评估细胞活力、白蛋白分泌、丙氨酸氨基转移酶（ALT）活性和脂质积累的变化。微型肝脏ALT活性增加，白蛋白和脂质生成减少，表面这两种药物均有细胞毒性反应。这项研究的结果进一步验证了3D生物打印是一种可行的、可用于模拟肝组织和筛选特异性药物反应的中到高通量的解决方案。 材料和方法 细胞准备根据建议的方案培养两种肝细胞（HepG2和LX2）和一种非肝细胞（HUVEC）细胞系，并每3-4天传代一次。HepG2在含有谷氨酰胺的MEMα中生长，并补充1%丙酮酸钠(Gibco，Cat#11360070)和1%MEM非必需氨基酸溶液(Gibco，Cat-#11140050)。LX2细胞在IMDM(Gibco，Cat#12440053)中生长，HUVEC在EGM-2生长培养基(Lonza，Cat#CC-3156)中培养，并添加单体补充剂(Lonza，Cat#CC-4176)。所有培养基均添加10%的FBS(Gibco，16000044类)和1%的青霉素链霉素(Gibco，参考文献1509-70-063)。.生物墨水的制备和DID生物打印中和并制备3mg/mL浓度的Coll I bioink(CELLINK，SKU#IK4000002001)用于生物打印。以1:1:2（LX2:HUVEC:HepG2）的比例将5x106个细胞/毫升装入冷冻墨盒。在未经处理的96孔板(Thermo Fisher Scientific)中，使用BIO X(CELLINK，SKU#0000000 2222)上的液滴打印功能对微型肝脏进行生物打印。使用设置为8°C的温控打印头(TCPH，SKU#0000000 20346)将胶原液滴分配到设置为8°C–10°C的冷却打印床上。在第一轮液滴打印后，样品在37°C下培养3分钟，然后返回BIO X，使用相同参数进行第二轮液滴打印。在37°C条件下，将得到的封装液滴热交联20分钟，并为每个孔提供200微升混合培养基（25%IMDM+25%DMEM+50%MEM）。培养液每2-3天更新一次。药物处理和分析培养7天后，用不同浓度的APAP[0.1,0.5,1,5,10,25,50 mM]（Abcam）或FLU[10,25,50,75,100,150,200µM]（Selleckchem）处理微型肝脏72小时。采用比色溴甲酚绿（BCG）测定法（Sigma-Aldrich）、ALT活性测定法（BioVision）和活/死染色试剂盒（Invitrogen）分别检测白蛋白产生、肝损伤和细胞活力。所有分析均按照制造商的说明进行。 结论 胶原I中的细胞生长和球体形成胶原I中的细胞生长和球体形成在这项研究中，我们评估了Coll I bioink中的细胞生长、球体形成和迁移模式。到第2天，HepG2和LX2已紧密组装成小簇，HUVEC已拉长，形成同心网络（图1）。使用胶原蛋白作为支架可以在整个培养过程中进行细胞重组、球体极化和细胞增殖（数据未显示）。此外，根据图1，很明显，细胞在整个培养过程中渗透DILI模型，并可能在内部和外部液滴层之间迁移。生物打印微型肝脏的药物治疗和细胞毒性第10天的毒性评估结果表明，生物打印微型肝脏对APAP（图2A）和FLU（图2B）具有细胞毒性和剂量依赖性反应。这种肝功能下降表现为白蛋白分泌和脂质生成减少，ALT活性上调。同样明显的是，基于ALT活性的增加，两种药物的毒性剂量都会对细胞活力产生破坏性影响。后者在图3中尤为明显，其中活/死图像表明，在较高浓度的APAP或流感病毒下，细胞活力显著降低。药物治疗的动态细胞内反应研究了APAP和FLU如何调节细胞内脂肪含量。肝组织的ORO染色通常用于识别脂肪酸或药物引起的不同阶段纤维化或脂肪变性（Pingitore，2019）。在我们的研究中，经处理的微型肝脏的ORO染色显示，在高剂量药物处理的样本中，脂肪积累最小，而在未经处理或低剂量药物治疗的样本中，脂肪积累显著（图4A）。一种解释是APAP和FLU与脂质过氧化有关，其中毒性药物水平引起的氧化应激可能引发脂质降解和膜损伤（Behrends，2019）。图4B中未处理样品的详细观察提供了液滴模型中液滴的横截面图。这张图片显示了大量细胞向液滴外壳迁移并产生脂肪，可能表明存在营养和氧气梯度，并验证了细胞重组模式和胶原内的球体极化。▶ 作为2D细胞培养系统、动物研究和芯片实验室原型的可靠替代品，BIO X可作为中高通量工具，用于制作功能性3D生物打印肝脏模型，实现药物筛选和分析，并减轻药物消耗的成本。▶ CELLINK Coll I作为DID模型的支架，为模型提供了一个稳定、可调和高度相容的环境，且具有丰富的肝细胞重排和球体形成的结合位点。▶ 基于脂质过氧化、白蛋白分泌减少和ALT活性上调的证据，我们的研究结果表明，DID微型肝脏具有功能性，并且对APAP和FLU具有剂量依赖性和细胞毒性反应。▶ DID模型允许组织层之间的细胞间相互作用，并为研究不同硬度层之间的迁移模式提供了独特的机会。未来的毒性研究可以采用该模型复制纤维化的各个阶段，或研究药物治疗后肝脏组织的再生能力。参考文献：1.Behrends, V., Giskeødegård, G. F., Bravo-Santano, N., Letek, M., & Keun, H. C. Acetaminophen cytotoxicity in HepG2 cells isassociated with a decoupling of glycolysis from the TCA cycle, loss of NADPH production, and suppression of anabolism. Archivesof Toxicology. 2019 93(2): 341–353. DOI: 10.1007/s00204-018-2371-0.2.Chen, M., Suzuki, A., Borlak, J., Andrade, R. J., & Lucena, M. I. Drug-induced liver injury: Interactions between drug properties andhost factors. Journal of Hepatology. 2015 63: 503–514. DOI: 10.1016/j.jhep.2015.04.016.3.Pingitore, P., Sasidharan, K., Ekstrand, M., Prill, S., Lindén, D., & Romeo, S. Human multilineage 3D spheroids as a model of liversteatosis and fibrosis. International Journal of Molecular Sciences. 2019 20(7): 1629.

2023年2月23日，北京大学程和平-王爱民团队在 Nature Methods 在线发表题为 Miniature three-photon microscopy maximized for scattered fluorescence collection 的文章。 文中报道了重量仅为2.17克的微型化三光子显微镜（图1），首次实现对自由行为小鼠的大脑全皮层和海马神经元功能成像，为揭示大脑深部结构中的神经机制开启了新的研究范式。 图1 小鼠佩戴微型化三光子显微镜实景图 解析脑连接图谱和功能动态图谱是我国和世界多国脑计划的一个重点研究方向，为此需要打造自由运动动物佩戴式显微成像类研究工具。2017年，北京大学程和平院士团队成功研制第一代 2.2 克微型化双光子显微镜，获取了小鼠在自由行为过程中大脑皮层神经元和神经突触活动的动态图像。2021年，该团队的第二代微型化双光子显微镜将成像视野扩大了 7.8 倍，同时具备获取大脑皮层上千个神经元功能信号的三维成像能力。 微型化三光子显微镜突破成像深度极限 海马体位于皮层和胼胝体下面，在短期记忆到长期记忆的巩固、空间记忆和情绪编码等方面起重要作用。在啮齿类动物研究模型中，海马距离脑表面深度大于一个毫米。由于大脑组织，特别是胼胝体，具有对光的高散射光学特性，所以突破成像深度极限是长期以来困扰神经科学家的一个极大的挑战。此前的微型化单光子及微型化多光子显微镜均无法实现穿透全皮层直接对海马区进行无损成像。此次，北京大学最新研发的微型化三光子显微镜一举突破了此前微型化多光子显微镜的成像深度极限：1、显微镜激发光路可以穿透整个小鼠大脑皮层和胼胝体，实现对小鼠海马CA1亚区的直接观测记录（图2）。神经元钙信号最大成像深度可达1.2 mm，血管成像深度可达1.4 mm。2、在光毒性方面，全皮层钙信号成像仅需要几个毫瓦，海马钙信号成像仅需要20至50毫瓦，大大低于组织损伤的安全阈值。因此，该款微型化三光子显微镜可以长时间、不间断连续观测神经元功能活动，且不产生明显的光漂白与光损伤。图2 微型三光子显微成像记录小鼠大脑皮层L1-L6和海马CA1的结构和功能动态。CC：胼胝体。绿色代表GCaMP6s标记的神经元荧光钙信号，洋红色代表硬脑膜、微血管和脑白质界面的三次谐波信号。 全新的光学构型设计 北京大学微型化三光子显微镜成像深度的突破得益于全新的光学构型设计。（图3）图3 微型化三光子显微镜光学构型 通过对皮层、白质和海马体建立分层散射模型进行仿真，发现荧光信号从深层组织到达脑表面时已经处于随机散射的状态，使得显微物镜荧光收集效率降低，从而极大限制了成像深度。针对这一问题，经典阿贝聚光镜结构被引入构型设计中：微型阿贝聚光镜与简化的无限远物镜密接可以提高散射光的通透效率；阿贝聚光镜与激发光路中的微型管镜部分复用，可以进一步简化结构，降低损耗。总体上，新微型化显微镜的散射荧光收集效率实现了成倍的提升。 生物应用 同时，利用微型化三光子显微镜，作者研究了小鼠顶叶皮层第六层神经元在抓取糖豆这一感觉运动过程中的编码机制：发现大约37%的神经元在抓取动作之前就开始活跃且在抓取时最活跃，大约5.6%的神经元在抓取动作之后开始活跃，说明不同神经元参与了不同阶段的编码。（图4）这一结果初步展示了微型化三光子显微镜在脑科学研究中的应用潜力。 图4 小鼠顶叶皮层第六层神经元在抓取糖豆任务中的不同反应类型北京大学未来技术学院博士后赵春竹、北京大学前沿交叉学科研究院博士研究生陈诗源、北京大学分子医学南京转化研究院研究员张立风为该论文的共同第一作者，北京大学程和平、王爱民、赵春竹为论文的共同通讯作者，北京超维景生物科技有限公司胡炎辉、李谊军、陈燕川、付强、高玉倩、江文茂、张颖也参与了此项工作的开发。该项目得到科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目、中国医学科学院医学与健康科技创新工程—脑疾病的线粒体机制研究创新单元、国家自然科学基金委、国家重大科研仪器研制专项、科技部重点研发计划等经费支持。超维景一直致力于前沿生物医学成像技术的产业转化，为推动生命科学的研究与发展提供优质的、系统化的解决方案。 经过多年的沉淀 我们即将推出自主研发的最新一代微型化三光子显微成像系统敬 请 期 待 ！Nature Methods 原文链接：https://doi.org/10.1038/s41592-023-01777-3

各位朋友，新一批摩方超高精度3D打印的高校建筑模型出来啦！本轮高校建筑模型有2个，分别来自南京大学和安庆师范大学，以下为实拍图分享~ 同时，欢迎感兴趣的朋友抓住机会参与“免费超高精度3D打印高校建筑模型”活动，免费获取超高精度3D打印母校建筑模型！ 模型一：南京大学-现代工程与应用科学学院院楼模型二：安庆师范大学-红楼活动主题：免费超高精度3D打印高校建筑模型第一轮征集时间：2021年6-8月征集方式：请将您所提供的高校代表性建筑三维模型图（仅限stl格式文件）通过邮件的方式，发送至bmf@bmftec.cn即可。（请留下您的姓名、单位、联系方式）模型要求：模型整体的最大尺寸和内部最小细节，相差在500倍以内。活动流程：①在模型征集期间，对于您所提供的模型图，摩方精密技术团队将在7个工作日内进行内部技术评审；②通过评审的模型，将由技术团队安排在3周内通过摩方精密3D打印设备打印出来，免费赠送给您，同时，所打印高校建筑模型将在摩方精密的公众号进行阶段性公示；③截至8月31日，本轮模型征集结束后，摩方精密团队将针对所有经过评审打印出来的高校建筑模型，通过公众号或合作媒体进行全国投票活动，最终参考实际票数情况，评选出本轮高校建筑模型征集活动的优胜奖一/二/三等奖。活动奖项：一等奖：华为WATCH GT2 智能手表，价值1400元二等奖：Kindle电子书阅读器，价值658元三等奖：华为FreeLace Pro蓝牙耳机，价值500元注：①摩方精密技术团队将秉承公平公正公开原则认真对待每一个模型的评审；②高校建筑模型图的版权归提供者所有，摩方精密享有对所打印建筑模型进行宣传推广的权力。

各位朋友，摩方最新超高精度3D打印的高校建筑模型出炉啦！本轮高校建筑模型有1个，来自中南大学，以下为实拍图分享~ 本轮“免费超高精度3D打印高校建筑模型”活动即将到8月底截止，欢迎感兴趣的朋友抓住最后一周机会参与，免费获取超高精度3D打印母校建筑模型！ 中南大学门牌坊活动主题：免费超高精度3D打印高校建筑模型第一轮征集时间：2021年6-8月征集方式：请将您所提供的高校代表性建筑三维模型图（仅限stl格式文件）通过邮件的方式，发送至bmf@bmftec.cn即可。（请留下您的姓名、单位、联系方式）模型要求：模型整体的最大尺寸和内部最小细节，相差在500倍以内。活动流程：①在模型征集期间，对于您所提供的模型图，摩方精密技术团队将在7个工作日内进行内部技术评审；②通过评审的模型，将由技术团队安排在3周内通过摩方精密3D打印设备打印出来，免费赠送给您，同时，所打印高校建筑模型将在摩方精密的公众号进行阶段性公示；③截至8月31日，本轮模型征集结束后，摩方精密团队将针对所有经过评审打印出来的高校建筑模型，通过公众号或合作媒体进行全国投票活动，最终参考实际票数情况，评选出本轮高校建筑模型征集活动的优胜奖一/二/三等奖。活动奖项：一等奖：华为WATCH GT2 智能手表，价值1400元二等奖：Kindle电子书阅读器，价值658元三等奖：华为FreeLace Pro蓝牙耳机，价值500元 注：①摩方精密技术团队将秉承公平公正公开原则认真对待每一个模型的评审；②高校建筑模型图的版权归提供者所有，摩方精密享有对所打印建筑模型进行宣传推广的权力。

导读皮肤是我们与外部环境的第一个主要接口，是一个非常有吸引力的再生器官，在过去40年里，科学家们对它进行了大量的探索（Loai, 2019 Tarassoli, 2017）。皮肤组织模型的广泛应用领域，从药物筛选到化妆品测试和伤口愈合研究，部分原因是因为皮肤组织的组成相对简单，可以描述为两个主要层，每层都具有一种主要细胞类型。在过去已经建立了2D模型和培养系统。然而，这些模型并不能完全重述原生皮肤，也缺乏3D模型提供的空间组织(Loai,2019 Singh,2020 Vijayavenkataraman,2016)。为了增加物理相关性，提高体外结果与体内条件的可译性，迫切需要3D皮肤组织模型。仪器：CELLINK BIOX墨水：GelXA Skin生物墨水和Col MA生物墨水细胞：人真皮成纤维细胞、表皮角质形成细胞过程：❶设计皮肤模型❷打印真皮层和表皮层❸3D生物打印皮肤组织模型转移到transwell板中，皮肤组织模型从液体培养到气液界面培养。结果：该皮肤组织模型的构建方法创建了一个完整且坚固的结构，可保持它在整个实验过程中的形状。样品横切面的H&E染色初步表明，6天时真皮和表皮这两个隔室之间的连接很弱。但在第14天，两层已经合并(图4)。在第14天，可以看到表皮平滑地跟随真皮的轮廓，真皮和角质形成细胞开始重组。进一步观察表皮发育，免疫荧光图像显示角蛋白14的表达在整个培养过程中保持不变，而角蛋白10和聚丝蛋白的表达在第14天增加。角蛋白10作为分化角质细胞的标记物，位于表皮的中间部分，而角化层的标记物聚丝蛋白应位于表皮的最外层。角蛋白10和聚丝蛋白表达的明显增加表明角质细胞已经开始分化。在第14天，聚丝蛋白的表达向结构的顶部，朝向气-液界面，显示了细胞在生物打印模型内的重组能力。总结：这项研究举例说明了如何使用原代细胞培养系统和CELLINK的3D生物打印平台进行全厚度皮肤组织模型的3D生物打印。★ GelXA SKIN生物墨水为皮肤发育提供了良好的环境，ColMA表皮生物墨水支持皮肤组织模型内表皮的形成。★ 该皮肤模型设计为表皮和真皮的发育形成了一个稳定的平台，在14天的培养期间保持稳定，但它可以培养更长时间，以允许其他真皮和表皮标记物进一步成熟。

了解不同生物复杂性水平的疾病过程对于全面了解疾病机制非常关键，想要实现这一目标，就需要以可靠、可重复和具有统计学意义的方法，来获取复杂的生物数据。包括细胞图像分析在内的自动化数据收集方式，在帮助用户获得高质量数据这个方面提供了有力保障。自动化数据收集的另一个优势还在于，可以提高工作流程效率和减少固有的用户偏好。来自安捷伦的应用开发科学家ErnestHeimsath博士和来自CellsignalingTechnology产品设计与战略高级总监AntonyWood博士开展了一项合作，旨在开发自动化高通量的TGF-β信号传导检测方法。近日，他们通过网络研讨会展示了他们的合作成果——将经过严格验证的CST免疫分析试剂应用于AgilentBioTekCytationC10共聚焦成像微孔板检测系统上，在2D和3D细胞模型中定量评估TGF-β信号传导的高通量方法。如果您也在进行信号通路研究，欢迎扫描下方二维码观看本次研讨会的中文回放。观看回放您将了解到：免疫分析试剂选择高通量实验设计与样品制备2D和3D细胞模型的成像与分析报告嘉宾：

提神醒脑——来看近红外如何帮您品鉴茶叶茶叶源于中国，早期是祭祀用品，随后用于烹饪和入药，最后才发展成为一种饮料。区别于风味多样的加工茶，传统的原叶茶主要可以分为绿茶、黄茶、乌龙茶、红茶、黑茶和白茶，而绿茶又是我国产量最多的一类茶，接近九成的产茶省区都生产绿茶，每年绿茶的产量占茶叶总产量的一半以上。绿茶不仅在国内深受欢迎，在全世界也是一种被广泛喜爱的无酒精饮品，出口茶叶中 80% 以上都是绿茶，由此可见一斑。特级绿茶属于绿茶中评价最高的一类，其不仅外形美观，而且所泡之茶茶汤清亮，香气浓郁，口感宜人。特级茶有着非常严格的采摘标准和明确的加工要求，通常只在春季由人工按照一芽一叶的标准进行采茶。尽管特级绿茶具有非常高的价值，但其与普通绿茶的区别，很难仅仅通过外观来判断。目前为止，若需要明确地鉴定出特级绿茶，最为权威的方法是由一组专业人士对标准品和样品进行感官评定，从而判断样品的优劣。这种鉴定方法条件相对苛刻，且费时费力，对于有大批量检测需求的情况就非常不友好且不现实。近红外光谱分析作为一种快速无损的分析技术，其在食品的质量控制中已被广泛应用。浙江大学范方媛课题组使用近红外分析建立了无损区分特级绿茶与其它等级绿茶的模型。 1样品准备从市场中购买 279 个绿茶样品，其中 127 个为特级， 152 个为其它等级，测量前用塑料袋密封并在 -20 ℃ 环境下储存。 2测量参数光谱范围：10000 cm-1-4000 cm-1，分辨率2 cm-1，使用漫反射测量方式，每次称重 10g 茶叶，每个样品测量三次取平均光谱。▲ 茶叶样品的原始近红外光谱 3光谱预处理光谱多元信号校正、中心化处理和 Savitzky-Golay 求导（一阶导和二阶导）。▲ 茶叶样品经预处理后的近红外光谱 4感官评价根据国标（GB/T23776）要求，一共六位评审专家对样品的外形、汤色、香气、滋味、叶底进行打分，然后根据每个维度不同权重综合计算最终得分，满分为 100。 5模型校正不同等级的样品分别分成两个数据集，其中 185 个样品用于交互检验校正，94 个样品用于验证模型效果。建模方法分别采用了经典偏最小二乘（PLS）以及优化的区间偏最小二次（siPLS）算法。使用均方根误差（RMSE）和预测偏差比（RPD）来评价模型的预测的准确性。▲ 最终优化模型对外部验证样品预测结果经过优化后的模型对 185 个建模样品和 94 个外部验证样品的预测准确度分别达到了 97% 和 93%，证明模型够较为精准地区分特级绿茶与其它等级绿茶，相比于传统的感官鉴定，近红外能够做到快速无损分析，对大批量的检测鉴定具备独特的优势。应用中采用的是步琦 NIRFlex 系列近红外光谱仪，多种配置和稳定性能助力科学研究。6参考文献Chunlin Li. Rapid and non-destructive discrimination of special-grade flat green tea usingNear-infrared spectroscopy[J]. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2019, 206(5): 254-262.步琦傅里叶变换光谱仪 NIRFlex N-500 NIRFlex N-500 独特的偏振干涉仪设计，相比经典傅里叶近红外光谱仪，在简化光路空间的同时，极大地提升了设备的抗震能力，更能通过实验室、生产车间、仓库等多种复杂测量环境的考验。NIRFlex N-500 模块化的设计，4 种测量池以及多达近 20 种的测量附件，能够满足几乎所有的测量场景。更换快捷方便，一台机器就能完成多样品形态的测量分析工作。NIRFlex N-500 贴心的双灯源设计，一旦主灯能量降低到阈值之下，就自动切换至副灯，不会造成分析间断而影响生产效率。NIRFlex N-500 内置校准标准物，搭配功能全面且强大的软件套件，保证数据安全，满足 GMP 及 21 CFR Part 11 的要求，为制药行业提供安全稳定的分析手段。

4月21日晚7点，由康宁反应器技术和惠和化德生物科技联合主办的“助力农药产业升级、安全高质发展—农药行业连续自动化生产技术应用分享会” 顺利结束了。 两位嘉宾老师的分享可谓干货与诚意齐飞，经验共观点一色！有前沿的理论和概念、客观的实例分析与总结以及真诚的忠告与建议。他们形象生动的分享，再一次刷新了人们对于微通道反应器、危化工艺研究思路和工业化实施方式的认知。您想知道连续流工艺设计时的“五维”评估是什么；连续流工艺开发的“三步”法包括哪些方面；项目实施的“奇趣蛋”模型怎么解释；还有连续流工艺的“鱼塘养鱼”论到底在说什么吗？欢迎您关注”康宁反应器技术“公众号点击文末阅读原文，观看限时直播回放！让我们一起来回顾两位老师的精彩内容。嘉宾分享来自惠和化德的马兵博士，首先基于自身多年微通道连续流技术推广经验和深刻理解，分享了如何“精准”理解微通道反应器及其应用的。马博士又通过多个案例分享了农药行业如何应用微通道反应器，在工艺开发、工艺放大过程中解决反应的问题、通量的问题并促进项目顺利落地的。“五维”评估工艺开发“三步”走项目实施“奇趣蛋”模型马博士有关项目实施的“奇趣蛋”模型受到了广泛的关注，相关视频请关注“康宁反应器技术”公众号查看。康宁分享来自康宁反应器技术的周太炎老师，分享了客户连续流技术“鱼塘养鱼”论。他从农药产品涉及的反应出发，分享了在内卷时代，企业如何在自身产品系列的基础上，选择合适的产品线或者反应阶段进行连续工艺开发储备，在恰当的时机获得发展先机的。周老师还从硝化工艺的连续流应用起，分享了康宁AFR在加氢、重氮化、氧化、酰化、酯化以及多步连续反应的工艺开发和工业化实例，通过这些案例的分享不仅向参会者展示了应用微通道反应器不仅可以提高反应的安全性、选择性和收率，而且在资产投入、产出经济性方面依然具有优势。可以达到马博士说的“工艺做的好，客户用得起”！衷心感谢各方支持本次直播得到了中国国际贸易促进委员会化工行业分会，CAC农药展组委会、化工园区管委会、客户、高校科研机构以及合作伙伴的大力支持和参与。在此向所有支持和参与的朋友们表示最诚挚的感谢直播回放，请关注“康宁反应器技术”公众号查看