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显著性差异分析

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  • [安捷伦] 电子烟参照卷烟监管!风味物质差异分析怎么做
    国务院 11 月 26 日发布了关于修改《中华人民共和国烟草专卖法实施条例》的决定,条例明确,电子烟等新型烟草制品参照本条例卷烟的有关规定执行。12 月 2 日,国家烟草专卖局举行政策吹风会,进一步明确了电子烟的法律属性、监管主体、监管范围等。电子烟可谓是迎来了新一波的“强监管”。对于电子烟的消费者而言,不同电子烟之间或者和传统卷烟的差别最主要来自于烟油的口味。生产企业为了研发、调配出受欢迎的电子烟口味,可能需要搭配不同种类的精油、溶剂,植物萃取成分等等来营造更加丰富多样的香味和口感。从理化分析的角度来说,是不同风味物质的组合缔造了不同口味的电子烟,而香气馥郁的电子烟,往往意味着其成分中具有更多及更高的化合物组成含量。这次专题我们来看看借助安捷伦 GC/MS 如何来区分不同电子烟中风味物质数量的“多少”,以及如何明确不同样品之间的关键差异。不同数据间的简单比较通过对电子烟烟油中各类可挥发的风味物质进行比较,可以更好地认识不同类型电子烟的差异性,有效地对关键性差异化合物进行确认,是明确不同口味、不同香型电子烟组分特征的基础。我们先来看看几种相对简单的数据比较方式。当需要将多个样品进行比较时,小伙伴们最常用及最直接的办法,是使用定性软件将色谱图进行分列或叠加。但这样的方式并不适用于样品数量较大或者化合物数目较多的情形。使用安捷伦 MassHunter 定量分析软件的目标物解卷积功能(Target Deconvolution)可以进行多个样品间的比较。图 1 在一个用户界面内直观显示了目标物尼古丁在不同样品中的响应、浓度和谱库匹配分数等信息,还可以将目标峰再次谱库检索以查找其它可能的匹配结果。也可以对不同样品的色谱图进行比较,也能够方便地对目标化合物的定量、定性离子(或离子对)和线性结果进行检查和确认。图 1. 使用 MassHunter 定量软件对多个样品间的目标化合物进行定性定量结果的比较当需要更清楚地掌握不同样品之间的整体差异情况时,还可以使用上一篇电子烟系列推文中提到过的未知物分析(Unknown Analysis)软件导入定量结果,软件的目标物匹配和空白扣除功能,将自动显示出不同样品中出现的目标物数目以及空白扣除的化合物数目。这个工作流程,能轻松地对所有化合物进行定性分析,还能够比较不同样品之间出现目标(已知)化合物的数量差异。图 2. 使用未知物分析软件对多个样品间的目标和未知化合物进行比较当研究几类不同的样品组时,我们更需要搞清楚不同组别的差异以及组内的变化,这就到了安捷伦 MassHunter Profinder 软件上场发挥的时候啦。如图 3 中的示例,MassHunter Profinder 软件可以对重复的数据文件进行分组,软件自动对分子特征提取到的化合物进行归类和对齐、显示出叠加的色谱图、组内的峰面积变化等等。三组样品中出现的化合物总数、化合物出现的频次、化合物含量的高低就这样清楚直观地呈现在我们眼前了,是不是很轻松呢?图 3. 使用 MassHunter Profinder 软件进行样品组之间的比较统计学差异分析电子烟烟油风味物质的分析除了进行数据的简单比较,还需要用到一些在差异分析中的“高端操作”。Agilent Mass Profiler Professional (MPP) 软件是一个化学计量学平台,专门用于发掘质谱数据的复杂信息内容,可以用在任何基于质谱的差异分析中,以确定两个或更多个样品组和变量之间的关系。来源于 GC/MS、LCMS 或 ICPMS 的质谱数据(四极杆或高分辨质谱)经过未知物分析软件或者 Profinder 软件处理后可以发掘出成百上千个化合物组分,MPP 将这些组分信息导入之后就可以对这些数目庞大的信息进行对齐(Alignment)、筛选(Filtering),以及统计学计算并提供可视化工具来确定样品组和变量之间的关系。以下是两组不同口味电子烟油样品(以 S01 和 S06 表示)进行统计学差异分析的工作流程实例。在 MPP 软件中使用热图(heat map)对对齐后的组分进行差异性可视化显示(见图 4)。热图显示出两组烟油样品的差异性还不是特别明显,这是因为经过未知物分析挖掘出的组分数量庞大,也包含了一些所有样品中都含有的溶剂、背景等组分,这些组分还没有经过统计筛选。图 4. 两组电子烟油样品 S01 和 S06 中组分的热图使用火山图功能挑选出表达水平差异程度(Fold Change)2,以及统计学显著性(p value)图 6. 两组电子烟油样品基于样品的层次聚类分析可以运用 PLS-DA(偏最小二乘回归分析)模型找出这些组分中 VIP值(variable importance in projection)1 的重要化合物,并且用建立好的模型对未来未知的样品进行归类预测(图 7)。图 7. 两组电子烟油样品中组分的 VIP 值以及建模后对未知样品进行预测总结本次专题介绍了安捷伦 GC/MS 数据比较的多种方式,我们除了可以直接用“定性软件叠图”的方式进行比较以外,还可以通过“定量软件目标物解卷积”、“ 未知物分析软件目标匹配”、“ Profinder 软件分组比较”等多种方式。其中,定量软件在注重目标物含量变化的同时包括了谱库检索的定性功能、未知物分析软件在注重谱图定性的同时包括了对目标物的整体比较、Profinder 软件则更强调组内变化以及组间差异。在更高端的应用中,我们还可以借助 MPP 软件对大批量的数据进行统计学分析,将差异用各种工具直观地可视化呈现,并最终达到确认关键性差异物质的目的。这些方式和工具在区分电子烟口味之间的差异,抑或是在区分和传统卷烟风味物质的差异时,都能够有针对性的进行差异分析达到事半功倍的效果。推荐阅读: 安捷伦气质联用系统 (GC/MS)https://www.agilent.com.cn/zh-cn/product/gas-chromatography-mass-spectrometry-gc-ms关注安捷伦微信公众号,获取更多市场资讯
  • 特色应用(二) | SPME-GC-MS/MS研究不同储藏年份玉米风味物质差异
    风味物质是粮食作物食用品质和营养价值的重要衡量指标。小麦、玉米等谷类作物在储藏过程中的品质劣变与其风味物质含量密切相关。岛津中国创新中心与国家粮食和物资储备局科学研究院杨永坛研究员团队合作,基于固相微萃取-气相色谱-三重四极杆质谱联用技术(SPME-GC-MS/MS)对玉米中挥发性风味物质的种类和含量进行分析,多元统计分析结果显示,玉米的挥发性风味物质与储藏年限存在一定的相关性。由此可构建玉米储藏年份的分类模型,为玉米储藏品质的动态监测提供技术手段。研究成果以“SPME-GC-MS/MS结合多元统计分析不同储藏年份玉米风味物质差异”为题,已发表在《粮油食品科技》期刊。背景介绍粮食在贮藏期间会受到温度、湿度、微生物等环境因素影响,其食用品质和营养价值也会随着储藏时间延长而发生改变。玉米是我国主要粮食作物之一,也是我国储备粮的重要组成。由于玉米原始水分含量相对较高,同时内部富含脂肪,其相较于其他粮食品种储藏稳定性较差,易发生品质劣变,进而影响其种用、食用和加工品质。因此在玉米收购入仓和轮换出库前对其储藏品质进行评估十分必要,引起了研究人员的广泛关注。挥发性风味物质是影响玉米食用和加工的主要因素之一,风味物质的类型、含量以及它们之间的相互作用共同决定着玉米的风味。玉米储藏过程中风味物质含量变化间接反映其品质改变,因此越来越多的研究人员通过测定玉米中典型挥发性风味物质对其进行品质鉴别。已有多项研究发现玉米挥发性风味物质的种类和含量受不同储藏条件的影响,但尚未阐明不同储藏时间玉米的特征差异物质。固相微萃取技术能对含量较低的挥发性物质进行富集,在挥发性物质检测中具有方便、灵敏、高效的优点,在食品风味物质检测领域应用广泛。本研究以吉林地区2019—2022年收获玉米为研究对象,采用固相微萃取-气相色谱-三重四极杆质谱联用技术(SPME-GC-MS/MS)对玉米储藏过程中的风味物质进行检测,并结合主成分分析(PCA)和偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)进行数据分析,阐明不同储藏年份玉米的特征差异物,建立玉米储藏年份判别模型。以期为玉米储藏品质的动态监测提供技术手段,更好地指导储备玉米科学储存与适时更新轮换。研究内容本研究采用固相微萃取-气相色谱三重四极杆质谱(GCMS-TQ系列),搭配专属型风味物质多反应监测(MRM)数据库,对玉米样品中的挥发性风味物质进行分析。图1为某采收自2019年的玉米样品的总离子流图,共检出挥发性风味物质共129种,包括醛类、醇类、酯类、酮类、苯系物、杂环类、酸类、醚类、烃类和酚类化合物共10类。检出化合物中醛类物质种类最为丰富,共检出26种,其次为醇类物质和酯类物质,分别检出23种和17种。对不同储藏年份玉米中各类风味物质的相对含量进行分析,结果显示酸类物质在玉米中相对含量最高,是玉米中的主要挥发性风味物质。并发现不同储藏年份玉米中风味物质相对含量发生了变化,需进一步探究二者之间的相关性。图1. 2019年玉米样品总离子流色谱图为明确风味物质含量与玉米储藏年份之间的关系,对不同储藏年份玉米中的挥发性风味物质进行PCA分析。从图2(A)可以看出,不同储藏年份玉米呈一定的聚类趋势。其中2019年和2022年储藏玉米区分度较为显著,表明该模型对储藏年份相差较大的样品区分能力较强。对不同储藏年份的样品组进行皮尔逊相关分析,结果如图2(B)所示,表明每个年份的样品组与其相应年份的样品组之间有很强的正相关性。图2. 2019—2022年玉米风味物质的统计分析结果: (A) 主成分分析得分图 (B) 皮尔逊相关分析为进一步直观体现不同储藏年份玉米的风味物质特征,对检测数据进行了PLS-DA分析。如图3(A)所示,4个储藏年份的样品分别聚为一类,表明不同年份间玉米的挥发性化合物差异显著。利用5倍交叉验证对PLS-DA模型的预测精确度和拟合度进行验证,结果如图3(B)所示,使用3个组分时,模型的R2=0.98,Q2=0.96,预测精确度为1.0,表明模型具有较好的预测能力。按照变量投影重要性(VIP)值大于1的标准,共筛选出47种关键差异化合物。图3 2019—2022年玉米风味物质的偏最小二乘判别分析结果: (A) 三维PLS-DA得分图 (B) 不同组分数下PLS-DA分类性能 (C) VIP值图进一步比较不同年份间玉米中挥发性风味物质的差异,可以看出有6种挥发性化合物出现规律性变化。其中,1-辛烯-3-醇、丁酸橙花酯和2-正戊基呋喃3种化合物含量随储藏时间的延长而减少(如图4(A)~(C));此外,DL-泛酰内酯、辛酸甲酯和2-乙酰基呋喃化合物的含量随储藏时间的延长而增加(如图4(D)~(F))。图4. 不同储藏年份玉米特征风味物质箱线图结论基于岛津固相微萃取-气相色谱三重四极杆质谱仪建立玉米中挥发性风味物质的分析方法,对2019至2022年收获东北地区玉米样品中挥发性风味物质进行检测,采用PCA和PLS-DA方法对不同储藏年份玉米的风味物质数据进行分析,筛选出在不同年份的玉米间具有显著性差异的化合物,根据检出的差异化合物在不同储藏年份玉米中的含量分布构建分类模型,将为不同年份玉米的储藏品质动态监测提供参考,以更好指导储备玉米的科学储存与适时更新轮换,对保障国家粮食安全和节粮减损具有重要意义。岛津多功能自动进样器-气相色谱三重四极杆质谱仪参考文献:[1] WANG S, CHEN H, SUN B. Recent progress in food flavor analysis using gas chromatography–ion mobility spectrometry (GC–IMS) [J]. Food Chemistry, 2020, 15(315): 126158.[2] 徐瑞, 李洪军, 贺稚非. 玉米冻藏过程中挥发性成分变化及主成分分析[J]. 食品与发酵工业, 2019, 45(1): 210-218. XUN R, LI H J, HE Z F. Changes and principal component analysis of volatile compounds in corn ears during frozen storage[J]. Food and Fermentation Industries, 2019, 45(1): 210-218.[3] 李云峰, 范競升, 陈冰琳,等. 3个甜玉米品种在不同储藏条件下可溶性固形物含量及挥发性风味成分变化[J]. 华南农业大学学报, 2021, 42(03): 33-44. LI Y F, FAN J S, CHEN B L, et al. Changes of soluble solid contents and volatile flavor components of three sweet corn cultivars under different storage conditions[J]. Journal of South China Agricultural University, 2021, 42(03): 33-44.[4] 郭瑞, 李盼盼, 张晓莉, 等. SPME-GC-MS/MS 结合多元统计分析研究不同储藏年份玉米风味物质差异[J]. 粮油食品科技, 2024, 32(3): 179-186. GUO R, LI P P, ZHANG X L, et al. Diversity analysis of volatile flavor compounds of corn with various storage years based on SPME-GCMS/MS and multivariate statistical analysis[J]. Science and Technology of Cereals, Oils and Foods, 2024, 32(3): 179-186.本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 江苏大学陈全胜团队: 通过HS-SPME-GC/MS结合代谢组学分析鉴定超声波辅助康普茶发酵过程中的挥发性物质及其代谢途径
    Introduction茶菌等传统微生物发酵饮料使用富含蔗糖的茶水作为原料,经酵母和细菌共发酵而成。红茶作为茶菌发酵的主要原料,也被称为康普茶,具有促进胃肠道消化、抑制肠道有害微生物生长、抗氧化特性、促进血管舒缩、辅助预防心脑血管疾病的功能。发酵是康普茶香气产生的关键工序,可以产生大量的醛、酸、酮和其他化合物。目前,红外、微波、超声波等物理加工技术已成功应用于食品发酵,与传统加工技术相比更能促进风味的形成。其中,超声波处理的茶叶非常稳定,通过物理作用增强参与香气合成基因的表达,使得茶叶形成不同香气化合物。近年来,顶空固相微萃取(HS-SPME)样品前处理方法因其对样品需求量小、不需要有机溶剂、操作简单、灵敏度高、重现性好等特点,已成功应用于各种茶叶香气物质的提取。超声提取技术具有速度快、成本低、操作简单、环保、效率高等优点,是增强茶叶香气释放的一种特殊方式。因此,HS-SPME结合超声波技术可能适用于茶叶发酵过程的分析。代谢组学可以同时实现所有代谢物的全面定性和定量分析。现阶段,基于HS-SPME结合气相色谱-质谱(GC/MS)技术的组学方法已广泛应用于挥发性化合物的代谢组学分析。然而,结合HS-SPME-GC/MS与代谢组学方法,用于康普茶代谢产物变化与代谢途径之间的关系的研究鲜有报道。本文改进了康普茶的发酵工艺,并通过单因素和响应面分析进行优化。采用HS-SPME-GC/MS技术对康普茶发酵过程进行代谢组学分析,探究其代谢产物变化,并进一步分析代谢途径及其对挥发性化合物性质的影响(图1)。图1. 基于HS-SPME-GC/MS的代谢组学结合多元分析研究康普茶发酵过程中的特征挥发性物质和代谢途径。Results and Discussion发酵条件的确定不同超声频率下发酵液中总糖和茶多酚的消耗率如图2A和2B所示。结果表明,超声处理和非超声处理的样品其总糖和茶多酚的消耗率存在显著差异。优选发酵时间为3 d。根据采样时间记录发酵周期为S0~S7,其中发酵初期阶段记录为S0。此外,优选23 kHz的超声波频率为后续实验的最佳频率(图2C),优选pH 3.2为后续发酵的最佳条件(图2D),优选30 °C为最佳温度(图2E)。以发酵后总糖和酚的消耗率为响应值,进行Box-Behnken分析,建立高度拟合的茶提取物发酵条件的三元回归模型。图2. 探究超声处理对(A)茶多酚消耗率、(B)糖消耗率的影响,(C)五种超声频率对茶多酚和糖消耗率的影响,(D)五种pH值对茶多酚和糖消耗率的影响,(E)五种温度对茶多酚和糖消耗率的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)表征23 kHz处理组和对照组茶菌的形态。结果表明,对照组表面光滑圆润,而超声后的细胞表面存在凹痕和皱纹(图3)。这可能与20~40 kHz频率下的急性气穴现象有关。超声波处理可以提高微生物中相关酶的活性,从而提高发酵效率。图3. SEM表征超声对茶菌形态的影响,(A和B)超声处理组,(C和D)对照组。代谢组组成分析GC-MS-TQ8040具有高通量和智能操作特性,配备高亮度离子源和高效碰撞池,可用于超灵敏分析。保留时间、已鉴定化合物列表、缩写、CAS号和分子式如表1所示。 表1. 基于HS-SPME-GC/MS鉴定康普茶发酵过程中的代谢物。132种气味活性化合物被分为10组(32种醇类、13种酮类、16种烯烃、18种酯类、14种烷烃、11种芳烃、9种酸类、7种醚类、4种氮挥发性化合物和1种硫化物)。康普茶发酵过程中挥发物的代谢谱表明,鉴定的化合物分离良好。采用单因素方差分析和Tukey图基事后检验法验证上述132种挥发性化合物在发酵过程中具有显著性。132种高贡献挥发物的方差分析统计如表2所示。表2. 康普茶发酵过程中挥发性成分的相对峰面积变化及其与发酵时间的相关性。标志性挥发性物质的分析采用主成分分析(PCA)将发酵样品分为不同类群,结果表明,发酵和未发酵的茶叶具有不同的挥发性物质成分(图4A)。发酵过程中茶叶的挥发性物质经历周期性的变化。进一步采用PCA的载荷图解释S0~S7代谢物变化差异的具体成分,结果如图4B所示。2-甲基丁酸、D-柠檬烯和苯乙醇等香气化合物有助于康普茶的整体花香、酸甜和柠檬味,并且远离零点,对PC1和PC2有显著贡献,从而影响发酵液的气味特征。PLS-DA得分图显示出更好的模型拟合(组间差异更显著),PC1和PC2分别占比59.1%和7.6%(图4C)。如图4D所示,选择了25种挥发性化合物。苯乙醇增强了“花香”风味,改善了整体的感官香气质量,并增强了康普茶的“甜”香气特征。其难闻气味可能是由2-甲基丁酸引起。挥发性成分的鉴别结果表明,发酵工艺对康普茶挥发性成分具有显著影响。此外,这些挥发性化合物被认为是康普茶发酵过程中的主要特征香气成分。图4. (A)康普茶样品的多元统计分析和质谱数据集的PCA得分图,基于PCA模型的(B)康普茶样品中变量的载荷图、(C)PLS-DA得分图、(D)PLS-DA评选的前25种挥发性化合物。特征代谢物的鉴定结合载荷图和VIP得分进一步筛选特征代谢物。结果如图5所示,部分差异代谢物与康普茶发酵过程呈线性相关。叶醇、二十烷、水杨酸异辛酯、2-甲基丁酸、邻伞花烃、甲基三十烷基醚、苯乙醇和棕榈酸异丙酯的含量与红茶发酵时间呈正相关。其余化合物(甲氧基苯肟、芳樟醇、雪松醇、二氯乙酸、癸酯)与储存时间呈负相关。图5. 12种代谢物的箱形图表明发酵中存在显著差异。代谢途径分析本文介绍了特征挥发物的产生途径、形成机制以及它们之间的转化关系。康普茶发酵过程中发现的特征代谢物的代谢途径如图6所示。图6. 康普茶发酵过程中发现的特征代谢物的代谢途径。Conclusion本文采用单因素优化实验和响应面分析确定康普茶的最佳发酵条件为30 °C、pH 3.2、23 kHz。通过代谢组学技术监测超声辅助处理过程中挥发性物质的综合变化。总而言之,鉴定了由132种成分组成的综合代谢组学图谱,并成功进行多元统计分析,筛选VIP>1的25种特征代谢物作为生物标志物。此外,详细研究了代谢途径以及各种挥发性物质的转化。结果表明,发酵后期存在挥发性物质转化的代谢途径。综上所述,在康普茶发酵过程中可以通过优化工艺加快和改进反应过程。本文为红茶菌发酵代谢产物的变化及影响机制的研究提供了重要的理论价值。
  • 【飞诺美色谱】【方法建立】基于化学模式识别和熵权TOPSIS法分析鱼腥草不同部位的差异
    基于化学模式识别和熵权TOPSIS法分析鱼腥草不同部位的差异潘玲 ,施文婷 ,张兰兰 ,文珊 ,刘权震 ,黎桃敏 ,陈丹燕 ,刘燎原(广东一方制药有限公司,广东省中药配方颗粒企业重点实验室,广东佛山 528244)DOI:10.3969/j.issn.1008-6145.2023.02.002基金信息: 国家工业和信息化部2019年产业技术基础公共服务平台项目(2019-00902-1-2);佛山市应急科技攻关专项(2020001000206)摘 要: 基于高效液相色谱(HPLC)指纹图谱比较鱼腥草不同部位(茎、叶)化学成分的差异性,并综合评价鱼腥草不同部位的质量。建立鱼腥草不同部位的HPLC指纹图谱,通过相似度评价、化学模式识别及熵权TOPSIS法对其化学成分进行差异性研究,并对其质量标志物(槲皮苷)进行含量测定。建立的HPLC指纹图谱中鱼腥草药材及其茎叶均确定了8个共有峰,指认了其中6个成分;聚类分析(CA)和主成分分析(PCA)结果表明鱼腥草叶和茎的质量差异大,叶和药材的质量较接近;偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)发现4种成分是造成不同批次样品差异性的主要标志物;熵权TOPSIS法分析显示同批次鱼腥草药材与其茎叶既有相关性也有差异性,且四川产地的鱼腥草药材质量较佳;含量测定结果显示,同批次鱼腥草中的槲皮苷含量由高到低均依次为叶、药材、茎。鱼腥草不同部位HPLC指纹图谱存在显著差异。该方法可反映鱼腥草不同部位质量差异性,为鱼腥草药材的质量控制及资源开发利用提供参考。关键词: 鱼腥草; 不同部位; 化学模式识别; 熵权TOPSIS法; 槲皮苷中药特征图谱是中药整体性的化学表征,在中药质量评价方面应用广泛。化学模式识别分析包括聚类分析和主成分分析等,是用于揭示隐含于化学测量数据内部规律的一种多元分析技术,已被广泛应用于中药材及中药制剂的质量评价。逼近理想解排序法(TOPSIS)是一种多指标决策法,利用各方案与理想方案和负理想方案的欧式距离来度量方案优劣,使得属性与其效用之间呈线性变化关系,同时将多个评价指标进行合理赋权得到一个综合指标,把多维问题转化为一维问题,有效地排除主观因素的影响,明显提高多目标决策分析的科学性和准确性。笔者利用HPLC法建立鱼腥草不同部位的指纹图谱,运用聚类分析、主成分分析、偏最小二乘法-判别分析等化学模式识别方法对鱼腥草不同部位指纹图谱进行质量评价,同时运用熵权TOPSIS法对鱼腥草不同部位的槲皮苷含量进行综合排序评价,旨在全面反映鱼腥草药材及其不同部位化学成分差异,为鱼腥草药材的合理应用和资源开发提供一定的数据支撑。本文摘选自《化学分析计量》202302期,有部分改动1 主要实验部分1.1 色谱条件色谱柱:Phenomenex Luna C18柱(250 mm × 4.6 mm,5 μm,美国Phenomenex公司);流动相:A相为乙腈,B相为0.1%磷酸水溶液;洗脱方式:梯度洗脱;洗脱程序:0~10 min时,A相体积分数由6%逐渐增加至8%,10~35 min时,A相体积分数由8%逐渐增加至27%,35~37 min时,A相体积分数由27%逐渐下降至6%,37~40 min时,A相体积分数为6%;流动相流量:1.0 mL/min;柱温:30 ℃;检测波长:0~25 min时为326 nm,25~40 min时为254 nm;进样体积:10 μL。1.2 溶液配制(1)混合对照品溶液。分别精密称取新绿原酸、绿原酸、隐绿原酸、芦丁、金丝桃苷、槲皮苷对照品适量,置于同一只5 mL容量瓶中,加入90%甲醇溶液溶解并定容至标线,配制成新绿原酸、绿原酸、隐绿原酸、芦丁、金丝桃苷、槲皮苷的质量浓度分别为7.492 6、7.443 4、7.198 5、9.185 0、8.817 1、7.960 3 μg/mL的混合对照品溶液。(2)鱼腥草药材样品溶液。取鱼腥草药材样品粉末(过4#筛)约0.5 g,精密称定,置于具塞锥形瓶中,精密加入90%甲醇溶液25 mL,称定质量,超声(功率300 W,频率40 kHz)处理30 min,取出,放冷,再称定质量,用90%甲醇溶液补足减失的质量,摇匀,滤过,即得。1.3 实验方法利用HPLC法建立鱼腥草不同部位的指纹图谱,运用聚类分析、主成分分析、偏最小二乘法-判别分析等化学模式识别方法对鱼腥草不同部位各特征峰进行化学模式识别分析。2 主要结果与讨论2.1 HPLC指纹图谱的建立取18批鱼腥草药材、茎和叶样品,制备样品溶液,按色谱条件进样测定,记录色谱图。将采集到的HPLC色谱图导入中药色谱指纹图谱相似度评价系统(2012版)软件进行匹配,分别生成对照指纹图谱R1、R2和R3。2.2 化学模式识别分析2.2.1 聚类分析采用SPSS 26.0软件,以18批鱼腥草药材、茎和叶共54个样品的指纹图谱中8个共有峰的“峰面积占比”(各共有峰峰面积占共有峰总面积的比例)作为变量进行聚类分析。2.2.2 主成分分析采用SPSS 26.0软件,以18批鱼腥草药材、茎和叶共54个样品的指纹图谱中8个共有峰的“峰面积占比”作为变量进行主成分分析,分析结果与主成分因子载荷矩阵分别见下表,得分图如图所示。以特征值大于1为提取标准提取主成分,提取出前2个主成分,对总方差的累积贡献率达72.782%,表明提取的2个主成分能基本反映全部指标的信息。主成分1的特征值为4.043,方差贡献率为50.533%,载荷(绝对值)较高的峰有新绿原酸、绿原酸、隐绿原酸、金丝桃苷、槲皮苷,表明这5个成分主要反映主成分1的信息;主成分2的特征值为1.780,方差贡献率为22.249%,载荷(绝对值)较高的峰有峰4、芦丁、峰7,表明这3个成分主要反映主成分2的信息。由主成分得分图可以看出药材和叶基本聚为一类,茎单独聚为一类,与聚类分析结果一致。表 18批鱼腥草药材、茎、叶的主成分分析结果表 18批鱼腥草药材、茎、叶的主成分因子载荷矩阵注:“-”代表方向。图 18批鱼腥草药材、茎、叶的主成分得分图2.3.3 正交偏最小二乘法-判别分析正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)是一种与主成分有关的统计学方法,将数据降维后建立回归模型并对结果进行判别分析。模型通过Y轴累积解释率(R2Ycum)、模型累积预测率(Q2cum)建立模型参数,R2Ycum与Q2cum值差距越小且接近1,表示模型效果越好。采用SIMCA 14.1软件,以18批鱼腥草药材、茎和叶共54个样品的指纹图谱中8个共有峰的“峰面积占比”作为变量进行OPLS-DA分析,结果如图所示。由模型参数可知,数据矩阵的模型解释率R2Ycum=0.82,模型预测参数Q2cum=0.57,均大于0.50,表明该数学模型稳定可靠。54批样品可分成2类,鱼腥草的茎单独聚为一类,药材和叶聚为一类。以VIP值大于1为提取标准,结果表明,槲皮苷、隐绿原酸、峰4和芦丁是影响分类的主要标志性成分。文献研究表明鱼腥草中黄酮类成分具有杀菌、祛痰、止咳等作用,因此选择槲皮苷作为鱼腥草的质量标志物,对18批鱼腥草药材、茎、叶样品进行含量测定。图 18批鱼腥草药材、茎、叶的OPLS-DA分析得分图图 OPLS-DA分析VIP值2.5 熵权TOPSIS法分析对18批鱼腥草药材不同部位HPLC指纹图谱中各共有峰的峰面积进行熵权TOPSIS法分析,依次建立各样品的初始决策矩阵、标准化决策矩阵,计算得到各项指标的熵值Ej=(1.522、1.822、1.892、2.022、2.012、1.912、1.883、1.856);权重wj=(0.079、0.118、0.128、0.147、0.146、0.131、0.127、0.123);根据加权决策矩阵得到最优方案Zj+=(0.079、0.118、0.128、0.147、0.146、0.131、0.127、0.123),最劣方案Zj-均为0。计算18批鱼腥草药材不同部位与最优方案的距离(D+)、与最劣方案的距离(D-)及最优解的欧氏贴近度(Ci)。D+越小、D-越大、Ci越大,则被评价样品越优。18批药材、茎、叶的Ci平均值分别为0.159、0.063、0.300,提示叶的质量最优,药材次之,茎最差。质量排序:鱼腥草药材前三位的分别是H4、H5、H1,茎前三位的分别是S4、S5、S6,叶前三位的分别是L4、L1、L5,不同产地鱼腥草样品存在较大差异,可为优良药材资源的进一步研究与开发提供参考。3 结论笔者通过建立鱼腥草不同部位HPLC特征图谱,结合化学识别模式和熵权TOPSIS法分析鱼腥草不同部位质量差异。采用HPLC法,从鱼腥草药材、茎和叶的指纹图谱中标识出8个共有峰,通过对照品指认出其中6个成分,分别为新绿原酸、隐绿原酸、绿原酸、芦丁、金丝桃苷、槲皮苷。相似度评价结果表明,18批鱼腥草药材、茎和叶的HPLC指纹图谱与其相应对照指纹图谱的相似度均大于0.85,表明不同批次鱼腥草同一部位的整体质量较为稳定;通过聚类分析、主成分分析、正交偏最小二乘法判别分析明确各化学成分的富集部位及影响分类的主要标志性成分,可用于评价鱼腥草药材的整体质量及茎、叶各部位的质量差异;含量测定结果表明同一批鱼腥草中的槲皮苷含量由高到低均依次为叶、药材、茎;熵权TOPSIS法确定了鱼腥草中8个共有峰的权重,根据Ci值对不同部位的鱼腥草样品进行排序,可实现对鱼腥草整体质量控制以及优质种源筛选。建立的鱼腥草药材及其不同部位HPLC指纹图谱检测方法稳定可靠,通过化学模式识别和熵权TOPSIS法,对鱼腥草药材及其不同部位的HPLC指纹图谱进行分析评价,可全面、综合、系统地对样本进行质量评价和差异分析,从而比较不同部位的化学成分差异,明确化学成分的分布规律,为鱼腥草药材的质量控制和临床应用提供数据支持。引用本文: 潘玲,施文婷,张兰兰,等 . 基于化学模式识别和熵权TOPSIS法分析鱼腥草不同部位的差异[J]. 化学分析计量,2023,32(2):6. (PAN Ling, SHI Wenting, ZHANG Lanlan, et al. Analysis of the differences of Houttuynia cordata with different parts based on chemical pattern recognition and entropy TOPSIS method[J]. Chemical Analysis and Meterage, 2023, 32(2): 6.)通讯作者:陈丹燕,本科,研究方向:中药配方颗粒制备工艺与质量标准研究基金信息: 国家工业和信息化部2019年产业技术基础公共服务平台项目(2019-00902-1-2);佛山市应急科技攻关专项(2020001000206)中图分类号: O657.7文章编号:1008-6145(2023)02-0006-07本文来源:“ 化学分析计量”微信公众号
  • 【瑞士步琦】白酒酿造,酒醅中可溶性淀粉转化葡萄糖有多少?
    酒醅中可溶性淀粉转化葡萄糖有多少?酒曲生产需要一定的发酵周期,发酵过程不便调控,因此酒曲的化学成分分析对于制曲生产起着相当重要的作用。衡量大曲质量的优劣主要是根据大曲的水分、酸度、淀粉、发酵力、酯化力、糖化力等理化指标的大小,再辅以感官来进行综合评判。其中大曲糖化力是一个重要指标,是表征大曲将酒醅中可溶性淀粉转化为葡萄糖的能力。检测大曲糖化力的传统方法为斐林试剂法,存在耗时长、样品前处理过程繁琐等不足,因此建立一种快速、高效的大曲糖化力检测方法具有重要意义。本实验采用步琦的近红外光谱仪 NIRMaster 对大曲糖化力的快速检测。近红外光谱技术结合偏最小二乘法检测大曲糖化力 1仪器设备瑞士 Buchi 公司的 NIRMaster 傅里叶变换近红外光谱仪。光谱谱区范围为 4000~10000 cm-1,光谱分辨率为 8 cm-1,扫描次数为 48 次,测量序列个数为 3。 2样品酒厂酿酒周期的现用大曲 200 个 3实验方法3.1大曲糖化力化学方法测定大曲糖化力的化学测定法采用斐林试剂法。大曲中的糖化酶能将淀粉水解为还原糖,还原糖可以将斐林试剂中的二价铜离子还原为一价铜离子,反应终点由次甲基蓝指示。根据还原一定量的斐林试剂所需的还原糖量,可计算大曲样品的糖化酶活力,即 1g 大曲在 35 ℃、pH4.6 条件下,反应 1h,将可溶性淀粉分解为葡萄糖的能力。每个样品的检测均取 2 个平行样。3.2大曲样品的近红外光谱测量方法将大曲样品平铺于培氏培养皿样品杯底部,样品量约占样品杯 2/3,并用样品勺压紧,避免出现缝隙,然后将样品杯放置于测量池上进行测量。 4结果实验数据处理方法采集的光谱数据用 NIRCal 化学计量学分析软件处理和计算。▲ 大曲糖化力化学值与预测值的散点图上图可直观的看出模型的光谱预测值与原始值的相关性较好。其中,建模集的相关系数为 r 为 0.9613,验证集的相关系数 r 为0.9528;建模集标准偏差 SEC 与验证集标准偏差 SEP 的比值为 29.6099/29.7088=0.9967,模型稳定性较好,具有很好的预测能力。▲ 未知样品含量预测值与化学值的比较模型的验证结果可以看出,大曲糖化力近红外模型预测值的平均相对误差为 5.27 %,说明该近红外模型有较好的预测能力。为考察两种方法检测结果之间的差异性,采用 SPSS 软件对 50 组大曲样品进行差异显著性分析。结果见下表。从分析结果可以看出,在 0.05 水平上,两种方法差值的显著性结果为 0.830,大于 0.05,说明两种方法的检测结果的差异性并不显著,均可以反映大曲糖化酶活力大小,该模型可以用于大曲糖化力的预测。 5讨论本试验采用近红外光谱技术结合偏最小二乘法建立了预测大曲糖化力的定量模型。通过对模型的预测结果与传统方法检测结果的对比分析可以看出,该模型的准确度可以满足实际生产中大曲糖化力的预测。近红外光谱分析具有以下特点:操作简单分析速度较快,适合大批量重复测试测试过程中无需使用化学试剂、无污染样品可以重复使用可用于生产线等在线检测6参考文献王军凯,王卫东,蒋明,韩瑶,等. 近红外光谱技术结合偏最小二乘法检测大曲糖化力[J].酿酒,2018(3):116-118.
  • qPCR性能分析--四大要素
    MIQE指南中明确提出,进行qPCR实验时必须测定以下检测性能特点:PCR的效率、线性动态范围、LOD和精密度。1、PCR的效率:强大和精确的qPCR测定通常具有高效率。在报告目的基因相对于参照基因的mRNA浓度时,PCR效率是非常重要的。ΔΔCq方法是测定样本和用来标准化的单个参照基因之间浓度差异的最常见的方法之一。如果计算出目的基因与参照基因的Cq值的差异(ΔCq),就可以将不同样本的ΔCq值直接进行比较。值得注意的是,两个基因的比较,必须在相似的扩增效率下进行。然而最常见的方法不一定是最合适的,相反已经开发了更为普通的定量模型用于校正扩增效率的差异[1]和多个参照基因的使用[2]。PCR扩增效率必须通过校准曲线法建立,因为校准法简单、快速、重现好,保证了PCR的平均反应效率、分析灵敏度和检测方法的稳健性。扩增效率,要通过校准曲线线性部分的斜率计算,具体计算公式为:PCR效率= 10-1/slope-1,即以初始模板浓度的对数为X轴(自变量),以Cq值为Y轴(因变量)作图。理论上效率的最大值为1.00 (或100%),此值表明每个循环周期的产物量加倍。理想情况下,所报道的平均PCR效率的CI (可信区间)或SE (误差)值应该通过两次校准曲线法得到。发表文章时,除了要提交每个定量目标的校准曲线外,还要提供校准曲线的斜率和在Y轴上的截距。PCR效率的差异会产生不同斜率的校准曲线。随着模板量的变化,目的基因和参照基因Cq值的差异并非固定不变,因此,按照固定Cq值计算得到的相对浓度是不准确的,可能会产生误导结果。大于40的Cq值是可疑的,由于其效率较低,建议不要报道。然而这种随意设定Cq临界值的做法是不科学的,因为这些值可能很低(可消除有效的结果)也可能很高(能增加假阳性结果)。2、线性动态范围:PCR反应的动态范围应该呈线性,即最高或最低的定量拷贝数应该通过平均校准曲线法得到,提交的文章应该包括线性动态范围。校准曲线的产生依赖于所使用的模板,动态范围应跨越至少3个数量级,最好扩大到5或6个1og10浓度范围。校准曲线的线性区间必须包括目标核酸的定量范围。由于定量下限的界定往往很混乱,因此应该报告提交文章中所谓线性范围内最低浓度处的变异。另外还必须报告线性相关系数( R2值),并且最好提供整个线性动态范围内的CI值。3、检测限:检测限定义为能够检测到95%的阳性标本的最低浓度。换言之,将浓度在LOD水平处的待测样本进行多次重复测定,测得无效结果的概率小于5%。低拷贝PCR的出现是随机有限的,而且不可能发生单次PCR的LOD值小于3个拷贝数的情况。然而,如果进行多次反应,则可通过数字PCR获得低浓度范围的准确定量。事实上,可将浓度校准品进行有限稀释,并按照泊松分布计算PCR反应的失败率和成功率。4、精密度:引起qPCR变异的因素很多,包括影响退火和变性的温度差异、取样误差导致的浓度变异和随机误差。qPCR的精密度主要受浓度影响,并随拷贝数增加而降低。最好进行多次重复测定,并将以SD误差线形式表示的批内变异(重复性)和校准曲线的CI (可信区间)在图中标示出来。变异系数CV不能用来描述Cq,但可用来表示拷贝数与浓度的变异。技术引起的变异应区别于生物学变异。生物学复制可直接导致组间或不同处理方法间qPCR结果的显著性差异。对于诊断分析,还需要报告不同地点和不同操作者的批间精密度(重现性)。资料来源:2020版MIQE指南Azure Cielo™ 实时荧光定量PCR系统Azure Cielo™ 实时荧光定量PCR系统来自于美国Azure Biosystems公司,可为您提供3/6检测通道,根据实验需求灵活配置。这款产品采用了高能LED作为光源系统,可保证光源强度高,光源一致性好;高品质的帕尔贴温度模块作为温控系统,升降温速率快,可设置12列跨度30°C的温度梯度;卓越的CMOS拍照+光纤信号传输作为检测系统,CMOS检测灵敏度高,光纤传输速度快,无光损失和噪音干扰,无需ROX校准。Azure Cielo™ 实时荧光定量PCR系统可为您的科学研究提供高精准度、高灵敏度和高可靠性的实验结果。参考文献:[1] Pfaffl M W . A new mathematical model for relative quantification in real-time RT-PCR[J]. Nucleic Acids Research, 2001, 29(9):e45.[2] Hellemans J , Mortier G , Paepe A D , et al. qBase relative quantification framework and software for management and automated analysis of real-time quantitative PCR data[J]. Genome Biology, 2007, 8(2).
  • 使用非数据依赖采集法实现氢/氘交换质谱数据自动化分析
    HDX-MS是一种基于蛋白质主链酰胺氢原子与氘水中氘原子交换而获取有关蛋白质高阶结构和动态信息的方法。该技术可以帮助研究蛋白质折叠机制、发现配体结合位点、突出变构效应,在生物医药行业中发挥重要作用。尽管HDX-MS在蛋白质分析中频繁使用,但它通常无法进行高通量分析,且受限于大于150 kDa蛋白的分析。此外,HDX-MS生成复杂的同位素峰型常伴有谱图重叠现象,导致氘代值被错误计算。随着样品复杂性的增加,这一问题会更加加剧。目前,数据处理的方法涉及到手动检查原始数据以筛选谱图,并丢弃有任何信号问题的肽段图谱。然而这种方法随着样品分子量和复杂程度的增加变得难以执行,且容易受到人为错误的干扰(图1)。因此迫切需要一种可以消除手动筛选数据的负担,同时能够兼容更复杂的谱图(来自复杂混合物或整个细胞裂解液样品的谱图)。本文作者使用了一种自动化HDX数据分析的方法,利用data independent acquisition(DIA)采集方法同时从MS1和MS2领域获取氘代数据,并开发了AutoHX软件来挖掘和分析HDX数据。图1.传统HDX-MS数据采集与分析流程和本文使用的数据采集和分析流程比较。针对使用HDX-MS时,碰撞诱导解离(CID)碎裂模式产生的肽段碎片会伴随着气相中的氘重组现象(即scrambling现象),会影响残基水平氘代值的准确测量这一问题,作者定量研究了HDX-MS2数据的特性。作者发现,scrambling与离子传输和碎裂能量有关,且在高传输效率的条件下scrambling较严重,因此首先使用较为温和的离子传输参数和碎裂能量能够降低scrambling程度。随后作者建立了可描述碎片氘代值与该肽段可碎裂位点数量之间的线性关系(图2)。随着碎片离子长度的增加,相应的碎片离子氘代值会线性增加,因此通过回归计算可以计算出整个肽段的氘代率。这种方法不仅利用了CID产生的碎片信息,同时更为准确的计算出肽段的氘代值,排除了肽段谱图重叠对计算氘代值的干扰。图2.在一条给定肽段中,HD scrambling中,氘代值与碎片长度的关系。接着作者提出使用DIA方法来获取HX-MS2实验中MS1和MS2域的氘化数据,以实现在不同质谱平台采集数据、采集复杂样品的信息、分析自动化数据,且使得通过CID产生的MS2中提取肽段氘代值成为可能。首先作者设置了尽可能小的DIA窗口,并使用了较大的窗口重叠区域,以最小化MS2谱图的复杂性并确保每条氘代肽段至少有一个窗口(图3)。同时,作者开发了一个名为AutoHX的软件(作为Mass Spec Studio中的插件),该软件自动选择理想的DIA窗口,并从MS1数据计算前体肽段的氘代值,以及从MS2数据计算所有碎片的氘代值。同时改进了HX-PIPE(为HDX-MS量身定制的搜索引擎),使其搜库结果直接应用于AutoHX的分析。随后AutoHX使用了一系列过滤器来从数据集中解析低质量信号,然后使用基于RANSAC的谱图分析器,为所有肽段及其碎片匹配最佳同位素集合,并绘制动力学曲线图。该方法显著提高了肽段序列覆盖的冗余度(图4),从而提高了测量质量。图3. DIA窗口设计示意。图4. 基于DIA采集模式得到的序列覆盖(糖原磷酸化酶B,phosphorylase B)与基于传统HDX-MS中MS1采集模式的结果比对。接着,软件会通过MS1和MS2数据收集到的肽段前体离子和肽段碎片离子的信息,计算出相应的氘代值,同时将所有重复组计算出的氘化值集合成一个分布(通常为正态分布),并从该正态分布中,选择最接近平均值的组合,即为精确的氘代值,利用每个时间点的氘代值生成HDX动力学曲线(图5)。作者将手动筛选检查的数据与自动分析法获得的氘代数据进行了比对,结果具有一致性,验证了自动化方法的准确性和可靠性(图6)。同时在做同一样本不同状态HDX比较实验时,AutoHX可以生成氘代差异的显著性差异分析图(Woods plot)(图7),用于比较不同状态下的蛋白结构和构象差异。图5. 氘代曲线的组合方式。图6.手动MS1数据分析和AutoHX自动计算的氘代率对比。图7.氘代差异分析流程示意图。最后作者用两个蛋白体系验证了该方法的实用性和可靠性。第一个体系为DNA聚合酶ϴ (Pol ϴ )与其抗生素药物novobiocin结合的结构变化。通过比较手动处理与自动化处理的数据,作者发现生成的氘代差异图结果相似,提示该方法具有较好的准确性,并能够定位结合带来的氘代上升和下降区域(图8)。第二个体系是DNA依赖性蛋白激酶(DNA-PKcs)与选择性抑制剂AZD7648的结合。使用AutoHX软件处理了六个HDX-MS实验的数据,快速生成了Woods图,发现大部分可检测到的稳定性增加集中在FAT和激酶结构域(图9b),还包括药物结合位点的铰链环区域(图9c),揭示了药物结合位点及其引起的动态性变化。这部分研究结果展示了自动化数据分析在药物结合研究中的有效性,特别是在分析大型蛋白质复合物和难以纯化的蛋白质时,为药物开发和疾病治疗提供了有价值的信息。图8.手动处理与自动处理的Pol ϴ 与novobiocin-bound Pol ϴ 的HDX数据作差对比。图9. DNA-PKcs+AZD7648的自动化HDX分析流程结果。总的来说,该研究开发了AutoHX软件,通过自动化数据分析和基于DIA的HX-MS2工作流程,显著提高了氢/氘交换质谱技术在蛋白质结构和药物结合分析中的效率与应用范围,使得这一领域技术更加易于使用并可供更广泛的科研社区应用。该工作的亮点,从实验设计上:考虑到了目前HDX-MS流程——数据采集、数据分析——中存在的瓶颈与局限。从方法学考察层面:方法验证科学严谨、周到。从技术上:大大降低了人工处理HDX-MS数据的成本,提高了检测能力,有提高检测通量的潜力。从科学思维上:利用了scrambling的规律,将普遍的问题转化成了机遇。HX-DIA提供了一个概念上的转变,降低了该技术的使用门槛,使该技术“平民化”。本文发表在Nat. Commun.上,题目为“Automating data analysis for hydrogen/deuterium exchange mass spectrometry using data-independent acquisition methodology”,作者是加拿大卡尔加里大学的David C. Schriemer。
  • 用户之声|和黄白猫洗洁精的表面活性剂分析神器—CAD检测器
    今天赛默飞就带大家跟随“和黄白猫”,探寻下最常用的日用品之一——洗洁精。洗洁精由多种表面活性剂及助剂复配而成。可能的成分有:“烷基苯磺酸钠(LAS),脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)和烯基/羟基磺酸钠(AOS)̷̷”,这些阴离子表面活性剂去油污能力强,在皮肤上残留会有干燥紧绷的感觉;因此,很多厂家会添加比较温和的两性离子表面活性剂进行复配,如椰油酰胺丙基甜菜碱,椰油酰胺丙基氧化胺,非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚等,以取得更好的清洁效果并降低对人体皮肤的刺激。椰油酰胺丙基甜菜碱结构式 由于成分复杂,开发合适的检测方法对这类产品进行质控分析,是一项高难度挑战。1两性表面活性剂在酸性条件下以阳离子形式存在,会影响其他阴离子表面活性剂的定量,无法用化学滴定法定量;2大部分表面活性剂无紫外吸收,缺乏标准物质,紫外检测器很难检测所有组分;3示差折光检测器重复性差、只能等度洗脱无法完全分离;4质谱检测器只能检测可以离子化的化合物,而且长时间使用离子源和四极杆会难以清洗造成交叉污染;自从接触了赛默飞的电雾式检测器CAD,以上这些难题都迎刃而解。“通过调研我们发现:CAD的重现性和灵敏度远高于示差折光检测器,与ELSD相比也具有较明显优势。2016年我们研发部门配置了CAD和紫外双检测器的Ultimate 3000双三元液相色谱,通过一个二位六通阀连接,实现了一台仪器当两台液相使用的强大功能,方便了我们的工作,降低了购买成本。”——和黄白猫公司上海和黄白猫有限公司是洗涤清洁用品行业的知名企业,在国内同行业中技术领xian、设备先进、质量过硬,享有相当高的市场信誉度;“白猫”品牌,几乎成为国内洗涤清洁用品的代名词。 电雾式检测器(CAD)电雾式检测器(CAD),是一种新型通用型检测器,重现性好,能检测大部分非挥发性和半挥发性的有机物,并提供几乎一致的响应,且不受化合物紫外吸收基团的影响,在定量分析中具有明显的优势。 赛默飞带您来看和黄白猫公司使用CAD检测器对洗洁精中表面活性剂的日常分析色谱条件数据结果分析由于表面活性剂中包含不同碳链的非极性基团,检测中会出现多个连续峰,如AES和LAS的CAD图谱无法完全分离,但由于LAS有紫外吸收,可使用紫外检测器定量;AES无紫外吸收,使用CAD检测器定量。椰油酰胺丙基氧化胺(上)和月桂酰胺丙基甜菜碱(下)标准品CAD图谱脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)和烷基苯磺酸钠(LAS)标准品CAD图谱烷基苯磺酸钠(LAS)的CAD图谱和UV(254nm)图谱 对于二者同时存在的情况,可以依据CAD响应一致性的特性,使用CAD检测器以AES为标品,计算二者的总量,再减去用紫外检测器得到LAS含量,即为AES的含量,对比使用其他方法的检测结果,无显著性差异。洗洁精实际样品的CAD和UV图 以上可知,赛默飞表面活性剂专用色谱柱Acclaim Surfactant Plus(可同时提供反相机制和阴、阳离子交换保留机制),配合DAD和CAD检测器串联使用,可以有效、准确的检测各表面活性剂成分的含量。 在对某些进口品牌的洗涤剂配方研究中我们发现,大部分产品都不同程度添加了相应的两性离子表面活性剂,使同时具有良好的乳化性和分散性,其对织物有优异的柔软平滑性和抗静电性。CAD检测器为洗涤剂类产品的配方优化和产品质量控制提供了良好的检测手段。 鸣谢:感谢和黄白猫公司的徐艳丽工程师提供的实验数据!色谱质谱明星产品前处理气相色谱离子色谱液相色谱气质联用液质联用AA/ICP/ICPMS软件 更多仪器配置和方案推荐色谱质谱全流程食品安全固废专项临床检测RoHS检测中药分析化药分析代谢组学
  • 特色应用| 岛津气味分析系统助力小麦储藏年份鉴别方法研究
    岛津中国创新中心与国家粮食和物资储备局科学研究院杨永坛研究员团队在粮食储藏年份的鉴别方法研究中取得新进展。研究基于岛津固相微萃取-气相色谱三重四极杆质谱对小麦中挥发性风味物质的种类和含量进行分析,通过多元统计分析筛选不同储藏年份小麦中的特征差异化合物,并以此为基础建立小麦储藏年份的分类鉴别模型,为小麦的储藏年份鉴定提供技术支撑。研究成果以“基于挥发性风味物质分析的小麦储藏年份鉴别方法研究”为题,已发表在《食品安全质量检测学报》。背景介绍小麦是中国最重要的口粮之一,小麦产业发展与国家粮食安全和社会稳定密切相关。小麦具有较长的后熟期,在温湿度适宜的环境下可储藏3至5年。随着储藏时间的延长,小麦的化学成分、组织结构、生理特性等均不断发生变化。我国国情决定了庞大的小麦储备量,对于中央储备粮承储库,国家要求在粮食收储和轮换入库过程中必须收购当年新粮,确保品质优良的新鲜小麦入库。而小麦加工行业则需收购经过后熟期的小麦, 原因是新鲜小麦蛋白质、脂肪和矿物质等营养成分尚未完全转化,导致食用品质不佳而不适宜直接加工。因此,国家粮食储备库和加工企业收购小麦时,对于小麦储藏年份鉴别存在客观需求。传统的小麦储藏时间分析方法主要有感官鉴定法、愈创木酚反应法、脂肪酸值法和红外光谱法等。感官鉴定法通过色泽、气味和外观形态来判定小麦品质,需依赖评价人员的经验,易受其主观性的影响;愈创木酚反应法显色深浅差异不明显,对相邻年份小麦样品判断存在困难 脂肪酸值法基于小麦储藏过程中化学成分的变化,在一定程度上可以判断小麦的新陈, 但在粮堆发热时霉菌活跃可能导致脂肪酸作为营养物质被消耗, 还需要结合其他指标进行综合判定;红外光谱法样品制备过程繁琐, 应用于小麦籽粒样品时存在前处理较复杂的局限性。小麦储藏过程中伴随着挥发性物质的产生和变化,主要来源包括小麦自身脂质的氧化和水解、蛋白质和氨基酸的降解、糖类的代谢以及微生物活动产生的挥发性物质等,挥发性风味物质的变化是反映小麦储藏品质及营养价值改变的重要特征。固相微萃取技术能对含量较低的挥发性物质进行富集,具有快速、灵敏、无需溶剂的优点,基于固相微萃取-气相色谱三重四极杆质谱开发小麦中挥发性风味物质的检测方法有望为粮食储藏年份无损鉴别提供重要技术手段。研究内容本研究采用固相微萃取-气相色谱三重四极杆质谱(GCMS-TQ系列),结合专属型多反应监测(MRM)数据库,建立了小麦中挥发性风味物质的分析方法。实验从采集自2018、2019、2020、2021和2022年的小麦籽粒样品中检出了94种挥发性化合物,去除其中可能来源于包装材料或环境的化合物后,检出的挥发性风味物质有73种,包括醇类、醛类、酮类、杂环类、酸类等多种化合物类型(如图1a)。按检出化合物类型对风味物质的相对含量数据进行凝聚层次聚类分析,2018 年和2019年小麦样品与其他3个年份聚为两类,表明小麦中挥发性风味物质与储藏年限存在一定的相关性,其中酯类、酸类、醇类和烃类化合物在储藏年限大于3年时含量明显高于储藏3年内(如图1b)。图1. (a)2018年山东小麦样品中所含挥发性风味物质类型组成图;(b)2018年至2022年小麦挥发性风味物质的凝聚层次聚类分析结果。各年份小麦样品获得的挥发性风味物质偏最小二乘法判别分析(PLS-DA) 结果如图2a所示,5个年份的样品呈明显的聚类状态,表明不同年份间的小麦中的挥发性化合物存在明显差异。从检出的所有化合物中以变量投影重要性(VIP)大于1作为阈值,筛选出37种不同年份间小麦中的差异化合物,其中VIP 值在前15 位的化合物如图2b所示。交叉验证(图2c)及置换检验(图2d)的参数均说明,基于小麦中特征挥发性化合物建立的样本储藏年份判别模型可靠, 不存在过拟合现象。注:a为PLS-DA;b为VIP值;c为PLS-DA交叉验证,*表示目前所选交叉验证的最佳结果;d为PLS-DA模型置换检验结果。图2. 2018至2022年小麦风味物质的PLS-DA结果进一步探讨不同年份间小麦中挥发性风味物质的含量分布差异,可以看出有两类挥发性化合物出现规律性变化。4种内酯类化合物含量随储藏时间延长而增加 (图3a),3种醇类化合物含量同样随储藏时间延长而增加 (图3b)。图3. 不同储藏年份小麦特征差异物箱线图结论基于岛津固相微萃取-气相色谱三重四极杆质谱仪开发建立小麦中挥发性风味物质的分析方法,对2018至2022年收获的小麦样品中的挥发性风味物质种类和含量进行检测和分析,应用多元统计分析方法筛选不同年份的小麦间具有显著性差异的化合物,并基于特征差异化合物构建了小麦储藏年份的样本判别模型,有望解决小麦流通环节储藏年份鉴别的难题,为保障粮食品质和节粮减损提供有利分析工具。岛津多功能自动进样器-气相色谱三重四极杆质谱仪参考文献:[1] 张玉荣, 张晓, 田甜, 等. 加速陈化过程中小麦品质变化及陈化指标筛选[J]. 河南工业大学学报(自然科学版), 2020, 41(5): 91‒ 97. ZHANG YR, ZHANG X, TIAN T, et al. Changes of wheat quality during accelerated aging and screening of aging indicators [J]. J Henan Univ Technol (Nat Sci Ed) , 2020, 41(5): 91‒ 97.[2] 张欢欢, 吴小良, 祁鸣, 等. 小麦新陈度鉴定的现状分析和新方法探讨[J]. 粮食加工, 2016, 41(3): 17‒ 20. ZHANG HH, WU XL, QI M, et al. Present situation analysis and new method discussion of wheat freshness identification [J]. Grain Process, 2016, 41(3): 17‒ 20.[3] NIU YN, XIE GD, XIAO Y, et al. Spatiotemporal patterns and determinants of grain self-sufficiency in China [J]. Foods, 2021, 10(4): 747.[4]郭瑞,张晓莉,李盼盼等. 基于挥发性风味物质分析的小麦储藏年份鉴别方法研究[J].《食品安全质量检测学报》, 2023, 14 (24): 303-312.本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 王京宇与“生命元素组学”——访北京大学公共卫生学院教授、医药卫生分析中心主任 王京宇教授
    生命科学研究领域众多,包括基因组学、蛋白质组学、代谢组学等。“‘生命元素组学’是其中一个重要的组成部分,”王京宇说,“目前金属组学是大家比较熟悉的提法,但作为医学院校的科研工作者我更喜欢称之为生命元素组学。”至于为何叫生命元素组学,王京宇教授介绍,生命科学所研究的元素不只局限于金属元素,还包含了非金属元素、类金属元素 另外,元素是构成生命组成细胞、蛋白质、小分子的基本单元,它的规律性一定是存在的,是值得研究的。  自然界中已发现元素115种,天然存在元素92种,人体中检出81种 人体必须元素研究从1950年的13种、1970年的17种,到2000年时已经有29种......“所以,我认为随着测试技术和分析方法的迅猛发展,人体必须元素的数量也将会进一步增加。在研究生命现象时应该借鉴中医理论体系‘整体论’的观点 尽可能开展多元素分析,探讨元素之间的互作关系,克服以往元素研究‘以偏概全,前后矛盾’的弊端。”北京大学公共卫生学院教授、医药卫生分析中心主任 王京宇教授  2001年“因地制宜”踏上生命元素组学之路  【生命元素组学】生命元素组——生命体中具有生物学意义的、以各种形态存在的所有无机元素的集合。元素形态——元素在生命体(物种、器官、组织、细胞… )中的存在形式:生物大分子(诸如金属蛋白、金属酶… )、有机小分子(例如金属化合物、络合物… )、游离离子及其价态 研究范畴——生命体中无机元素的种类、浓度、分布、比例、价态、形态及相应的生物学功能,元素组与其他组(例如:基因、蛋白、代谢组)之间的关系。  王京宇教授2001年提出生命元素总谱概念,已经包括了元素形态这些内容,但没有上升到“组学”的“高度”。2002年前后,诺贝尔奖获得者提出了金属组学的概念,顺理成章的,王京宇教授将组学的概念借鉴过来,正式提出了“生命元素组学”。  再回头看看王京宇教授为何会提出、开始从事生命元素组学研究工作的呢?  2001年,王京宇教授结束海外留学工作回到国内、就任北医教授时,需要确定今后的研究工作方向。在国外做的东西肯定不能全部照搬,需要根据实验室条件“因地制宜”。当时所在实验室的设备在无机方面最强,拥有ICP-MS、AAS、AFS等仪器 而且从软实力来说,王京宇教授出国前的1982年到1986年间一直在做微量元素分析,所以有20多年的经验传承,在样品预处理等方面有着一定的基础。  “所以,尽管我在国外做的更多的是有机、生物化学方面的研究,但是,我觉得在实验室条件不具备时就必须因地制宜,所以,我决定研究元素与生命,”王京宇说。  方向确定了下来,王京宇教授马上投入到了查阅文献、撰写回国启动基金申请报告之中。期间,王京宇教授感觉到,在元素分析领域,有很多实验不同课题组做出来的结论是相互矛盾的 例如,与肺癌相关的某一种元素,不同的课题组会得出其含量会随着癌症的发生而升高、降低、不变的三种截然不同的结论。为什么出现这个现象?王京宇教授经过思索认为,当时绝大部分团队只关注2-3种元素,最多10多种元素,然后就得出了结论。但是,人是一个整体,体内的81种元素彼此间不是孤立的、而是相互作用的 如果我们处于一个特定的生活环境,某些元素摄入量的升高很可能会导致另外一些元素的升高或降低,所以,在研究过程中不应该把某一个元素或者一组元素与其他元素割裂开来。  在这样的认识基础上,王京宇教授在所写的申请报告中提出了“生命元素总谱”的概念,认为一个正常的人会有正常的生命元素谱,有疾病的人有异常的生命元素谱;那么,比对正常谱和异常谱,发现之间存在的差异,就有可能确定疾病和这些元素之间的关系。  虽然获批的归国启动基金只有区区4万元,但王京宇教授还是毫不犹豫地将之用于从一个老教授那里买下一批珍贵的肺癌组织和癌旁组织样品。研究“肺癌组织和癌旁组织中元素之间的关系”也成为了王京宇教授回国后开展的一项重要工作,该项目历时两年,共研究了55种元素,发现20种元素差异具有显著性,其中有14种元素未见相关文献报道,分别发现了生命元素的组织选择性、生命元素对的组织特异性、生命元素在特定组织内的有序性、生命元素相关类型的多样性,为随后生命元素组学的探索奠定了坚实的基础。  15年持之以恒的“酸甜苦辣”  一直以来,王京宇教授的想法不完全为大多数人接受,有院士曾经语重心长的劝他“要把一个或两个元素研究透”。“我能够理解并感谢老前辈的建议,但是我想世界上不缺我一个按照这种思路去研究的人,我还是要坚持自己的想法,”王京宇说到。  “做科研不容易,‘获认可’是一件更不容易的事情。”  提到2004年发表的第一篇文章“若干中草药中25种元素在不同提取液中的分布”,王京宇教授介绍到,文章发表后,国外很多科学家写信希望将其翻译成英文,让他非常欣慰。但是这篇文章同时也让他感到特别的遗憾,因为工作开始时是计划做50种元素,不过由于有些同事不理解,导致最后只做了25种元素。  不过在王京宇教授的坚持下,2006年“肺癌组织和癌旁组织中元素之间的关系的研究”就已经做了55种元素。2008年,与公安部门合作进行了“毒品产地鉴别”的研究项目,为了检验所建方法的可靠性,王京宇教授接受了20份盲样的考核,获得了100%准确的结果;王京宇说到,“这对于我来说是非常重要的一件事,因为‘毒品产地鉴别’很好的验证了多元素组学、特征元素对等生命元素组学的基本假设,更加坚定了我一定要往下做的信心 同时还得到了同事们的认可,与我并肩战斗至今。”  在2009年的某一次学术会议上,韩济生院士对王京宇教授说,“王老师,你这个想法很有意义,可以尝试用到儿童孤独症的研究中。”后来王京宇教授推荐了一名博士生跟随韩济生院士做博士后,并且多元素组学在儿童孤独症领域中得到了很好的结论。  这些年王京宇教授一直不遗余力地推销“多元素组学”的想法,抓住每个机会去做报告。“每次报告之后都会有互动,会有很多人围着我继续问问题。随着时间的推移,对生命元素组学感兴趣的人越来越多。”王京宇说,“而且,‘整体论’已经在其他领域得到了应用,有很多人利用同样的想法进行各自领域的研究。记得在某次做过报告之后,一位从事石油勘探研究的人员与我交流,说这种理论在石油勘探领域将会非常有用,后来我也发现确实有相关的论文出现。”  “这么多年来,总是有新的东西、新的发现,让我觉得很有意思、难以舍弃,让我觉得我们的工作确实不是简单的重复。”  “未来生命元素组学一定会用于医学临床诊断”  “多年来,我得到过科技部、国自然、市自然基金的资助,”王京宇说,“但就多元素组学而言则仅获得过一个北京市自然科学基金的支持,更多的是自己凭着兴趣、利用少量横向经费和自有经费在做,所以进展速度相对来说比较慢。另外,所做实验需要得到医院等各方面的配合,难度非常大,做到如今的程度已经非常难能可贵了。”  王京宇教授在研究中发现正常人和癌症病人的生物无机指纹图谱是不一样的,同时发现正常人和精神分裂症病人的指纹也不一样;进一步的统计学分析表明,癌症病人、精神分裂症病人的指纹也有显著性差异。“通过生命元素组学研究,不但有可能区分正常人和病人,还完全有可能区分是何种病人。所以,该技术可以作为一种很重要的辅助诊断手段。”王京宇说,“目前,该技术正在申请专利,已经有投资人对此感兴趣,相约细谈。”  “一种技术手段想要用于医学临床诊断,需要有足够的信息量。”王京宇教授正在做的一个试验可以拿到100万个信息量,很有希望满足临床诊断所需 将其用于正常人群和某一特定疾病人群,初步结果显示此项技术对于该疾病诊断的准确率为100%。王京宇教授计划在下一步的研究内容中要增加不同的疾病人群,以期进一步拓宽该技术临床诊断的适用范围。  “一种技术手段想要用于医学临床诊断,成本也是必须要考虑的事情。”据王京宇教授介绍,元素组学实验相对简单、成本相对较低,完全有可能用于大规模筛查 而不像基因检测等动辄需要数千元钱。  王京宇教授下一步工作中有一项是研究元素组学和其他组学如蛋白质、代谢、基因组学的相关性,尝试从元素到小分子、蛋白质大分子、细胞建成一种立体体系。未来可以预期,元素组学作为一种相对简单、容易定量的技术可以替代一些复杂、难以定量的实验。  “不管有钱没钱,我都会继续做下去,一定要做下去”  “可以说,我为生命科学研究做了一些非常基础的工作,首先我发现了有区别、有差异,下一步大家可以研究为什么有区别,探究所发现的差异是原因还是结果。”  元素组学有很多研究分支,王京宇教授主要做的是人体样品中元素的分布与形态及其与疾病之间的关系。不过,多元素组学的局限性是暂时还无法区分“因”和“果”的关系,王京宇教授正在设计专门的实验以期寻找到“因和果”。另外,为了应对“人体样品中元素的含量会受环境条件的影响”的质疑,王京宇教授设计了若干个专门实验。结果显示,环境因素对生命体某些组织元素含量的影响是有限的,故而,多元素分析完全有可能用于疾病或者物种的鉴别。  “我们目前正在尝试将生物样本中的遗传相关和环境相关因素能够分别检测出来,换个说法是分清‘内源’和‘外源’,我个人认为意义非常重大。”王京宇说,“为了疾病我必须要把它分开,为了研究环境我也必须把它分开,还可以研究环境与疾病之间的交互作用,是一举多得的事情。”  王京宇教授将他自己的工作形象的比喻为“撒网”,网撒出去后会捞上来大量的、各种类型的鱼。而如果只研究一种元素,就相当于在钓鱼,一次只能钩钓上来一种类型的鱼。或许有人认为王京宇教授撒网捞上来的鱼比较杂、不那么专;对此,王京宇则认为,“其实我是在为所有研究鱼的人打基础,我把网上来的鱼分给包括我自己在内各位科学家,大家根据自己的需要去解剖、分析、研究选定的鱼,每个人可以根据自己的口味去烹调,各自做不同层面上的工作。”  预祝王京宇教授驾驶着元素的拖网渔船,在生命之海上前行,永远朝向绚丽多彩的彼岸。  采访编辑:刘丰秋  附录1:王京宇教授简历  王京宇(Ph.D),1982年至2001年先后在原北京医科大学公共卫生学院、加拿大拉瓦尔大学医学研究中心、日本国家研究院(大阪)从事分析化学及生物化学方面的研究。2001年9月被聘为北京大学公共卫生学院中心实验室主任兼教授(博士生导师)。  主要社会和学术兼职:北京大学医学部工程系列专业技术职称评审委员会主任,加拿大拉瓦尔大学医学院客座教授,中国医学装备协会实验室与技术分会常务理事,中国稀土学会理化检验专业委员会副主任委员,中华预防医学会卫生检验专业委员会委员。曾任北京大学医药卫生分析中心主任 设备与实验室管理处处长。主要研究方向:(1)生命元素组学 (2)预防医学检验与健康及疾病研究。  附录2:王京宇教授“网络专家讲座”  王京宇教授在仪器信息网“网络专家讲座”栏目开堂授课,主讲“ICP-MS/OES与生命及环境科学研究”。目前已经于2015年9月8日讲授了第一堂课——ICP-MS/OES与生命及环境科学研究概论,授课视频见以下链接:https://www.instrument.com.cn/webinar/video_102806.html
  • 专家约稿|“肉中黄金”鳄鱼肉的营养成分解析
    鳄鱼肉是一种低脂肪、低胆固醇的肉类,健康优质的鳄鱼肉不但好吃,而且还有滋心润肺、补血壮骨、补肾固精和驱邪除湿的功效,经常食用可补气养血、平喘止咳,也被食客们称为“肉中黄金”。近年来随着政府的大力支持和人们营养健康的意识增强,鳄鱼肉作为一种新兴的食材步入大众视野。为了深入了解鳄鱼肉的营养组成和营养特性,为后续鳄鱼肉的深加工提供数据参考。仪器信息网邀请到了北京市营养源研究所有限公司高级工程师孔凡华,为大家讲解“肉中黄金”鳄鱼肉的营养成分。01简介鳄鱼是一种脊椎类两栖爬行动物,是迄今为止发现的最原始的动物之一,属于国家级保护动物。近年来,鳄鱼养殖技术的进一步成熟,促进了鳄鱼的科研价值和经济价值的进一步开发。我国从1993年开始引进鳄鱼养殖技术,2003年,中国国家林业局批准了尼罗鳄、湾鳄和暹罗鳄3个品种鳄鱼可作为商业经营利用野生动物。随着进出口数量的增加,我国成为鳄鱼加工和消费大国。鳄鱼不仅具有观赏价值和经济价值,还具有高营养价值和药用价值。目前,我国人工养殖鳄鱼主要用于皮革制品,而鳄鱼肉、骨、血等其他部位利用率比较低,因此造成一定程度的资源浪费。鳄鱼肉具有补气血、滋心养肺、驱湿邪等功效,还具有抗脂质氧化、清除自由基、提高机体免疫力等诸多保健功能。鳄鱼肉的营养特性会受到遗传因素、营养因素、环境因素等影响,且鳄鱼生长周期较长,养殖技术不成熟,用于加工的资源不多,因此我国对于鳄鱼肉的营养价值研究较少。随着政府的大力支持和人们营养健康的意识增强,鳄鱼肉作为一种新兴的食材步入大众视野。为了深入了解鳄鱼肉的营养组成和营养特性,为后续鳄鱼肉的深加工提供数据参考。本研究对鳄鱼肉的主要组分、维生素、矿物质、氨基酸、脂肪酸进行测定,同时与猪肉、牛肉、羊肉、鸡肉4种畜禽肉及河虾肉、鲫鱼肉2种水产品进行比较分析。02鳄鱼肉营养价值解析采用国家标准检测方法,分析和测定其含有的主要营养成分并进行营养评价。(1)宏量营养成分含量测定结果样品中水分含量测定参照GB 5009. 3的直接干燥法;蛋白质测定参照 GB 5009. 5的凯氏定氮法;脂肪含量测定参照 GB 5009. 6的索氏提取法;灰分量测定参照 GB 5009. 4烧灼重量法。由表1可知,鳄鱼肉、猪肉和羊肉中水分含量小于70%,其余肉类中水分含量大于70%。鳄鱼肉的蛋白质含量与羊肉和鱼肉接近,显著高于猪肉和鱼虾肉。鳄鱼肉脂肪含量低于猪肉、高于其他肉类,但鳄鱼肉的不饱和脂肪酸含量体现了鳄鱼肉的优势所在。河虾肉中灰分含量显著高于其他肉类,主要是因为鱼虾肉中含有丰富的矿物元素。(2)主要矿物质的含量测定结果矿物质成分测定的测定参照GB 5009.268的电感耦合等离子体发射光谱法;硒含量测定参照GB 5009.93的氢化物原子荧光光谱法。由表2可知,不同肉类中矿物质含量存在显著性差异。常量元素中,除河虾肉外,其余肉类中钾元素含量最高。鳄鱼肉中含有丰富的常量元素,其磷的含量显著高于其他肉类。鳄鱼肉与畜禽肉相比:钙含量为猪肉的4.6倍,牛肉的3.9倍,鸡肉的4.2倍,羊肉的4.1倍,是除水产品外一种良好的补钙的动物源食品,符合“高钙高钾低钠”营养理念。(3)维生素含量测定结果根据国标方法测定了肉样品中脂溶性和水溶性维生素的含量。由表3可知,不同肉中维生素的含量与组成存在显著性差异。脂溶性维生素中,测定样品中α-生育酚含量最高,其中河虾肉中α-生育酚含量显著高于其他肉类。鳄鱼肉中维生素A含量仅次于牛肉,而河虾肉和鲫鱼肉均未检测到维生素A。鳄鱼肉和其他6种肉类中均含有维生素B6、烟酸和泛酸3 种水溶性维生素。鳄鱼肉中维生素B2含量显著高于其他肉类,而维生素B1的含量仅次于猪肉。与其他肉类相比,鳄鱼肉中水溶性维生素总含量最高。 03鳄鱼肉营养评价分析(1)氨基酸组成、含量与营养评价氨基酸的测定采用氨基酸分析仪法,色氨酸的测定采用高效液相色谱法。根据 FAO/WHO建议的氨基酸评分模式和鸡蛋蛋白质氨基酸评分模式按照下列公式计算蛋白质氨基酸评分( amino acid score,AAS) 和化学评分( chemical score,CS) 由表4可知。肉类中氨基酸的种类齐全,不同肉类各氨基酸含量存在显著性差异。牛肉中总氨基酸(TAA)含量最高,鳄鱼肉、猪肉和鸡肉中TAA含量仅次于牛肉。谷氨酸和天门冬氨酸是鳄鱼肉以及其他6种肉类中含量最多的两种氨基酸。鳄鱼肉中鲜味氨基酸含量最高,尤其是谷氨酸含量,这表明鳄鱼肉比其他6种肉类具有更好的鲜味特征。赖氨酸是决定蛋白质营养价值的“生长性氨基酸”。赖氨酸是人体第一必需氨基酸(EAA),牛肉中赖氨酸含量最高,而鳄鱼肉中赖氨酸含量高于猪肉和河虾肉。根据FAO/WHO对蛋白质理想模式的定义,EAA/TAA在40%左右,EAA/非必需氨基酸(NEAA)达到60%以上为较好的蛋白质组成。鳄鱼肉中EAA/TAA为37%,EAA/NTAA为85%,除了猪肉外,其他肉类均能达到较好蛋白质的标准。对于食物蛋白质营养价值的评价不仅与所含EAA种类是否齐全有关,而且与EAA之间的比例是否适宜也有密切关系。与人体需要越相符合,其必需氨基酸的吸收越完全,其营养价值最高。根据FAO /WHO 提出蛋白质中EAA的营养价值评价方式计算肉样品中蛋白质氨基酸评分(AAS),结果由表5可知,鳄鱼肉和河虾肉的第一限制氨基酸为Thr,猪肉、鸡肉和鲫鱼肉的第一限制氨基酸均为Val,牛肉和羊肉的第一限制氨基酸为Phe+Tyr,河虾肉的第一限制氨基酸为Thr。根据FAO /WHO 提出蛋白质中EAA的营养价值评价方式计算肉样品中化学评分( chemical score,CS) ,结果由表6可知,鳄鱼肉的CS第一限制氨基酸为Met+Cys,猪肉、牛肉、鸡肉、羊肉和鲫鱼肉的CS第一限制氨基酸均为Phe+Tyr,河虾肉的CS第一限制氨基酸为Thr。鳄鱼肉中Ile、Leu、Lys和Phe+Tyr均能满足理想蛋白模式,鳄鱼肉的氨基酸均衡性更好,营养价值高,更易被人体消化吸收。(2)脂肪酸组成、含量与营养评价脂肪酸含量与组成是评价肉类品质的重要指标之一,对肉类的风味和抗氧化能力直接产生影响。脂肪酸含量测定参照GB 5009.168的内标法。由表7可知。不同肉类中脂肪酸的含量存在显著性差异。与其他肉类相比,鳄鱼肉中脂肪酸的种类最为丰富。鳄鱼肉中饱和脂肪酸(SFA)占总脂肪酸的比例较低,棕榈酸含量仅次于猪肉,人体摄入过多饱和脂肪酸(SFA)使血液中胆固醇含量增加,但棕榈酸可以降低血浆胆固醇浓度,预防心血管疾病的发生,说明鳄鱼肉中脂肪酸的组成比例较好,更有利于人体健康。鳄鱼肉中单不饱和脂肪酸(MUFA)含量仅次于猪肉,但其含有MUFA的种类最为丰富。油酸可以抑制血液中胆固醇的合成,从而有效预防动脉粥样硬化。SFA和MUFA与肉的风味呈正相关,含量高,肉的风味、嫩度和多汁性越好。鳄鱼肉中SFA和MUFA含量仅次于猪肉,这表明鳄鱼肉具有良好风味、嫩度和多汁性。鳄鱼肉中多不饱和脂肪酸(PUFA)含量明显高于其他肉类。与其他肉类相比,鳄鱼肉中含有PUFA种类最多,含量最高。鳄鱼肉中α-亚麻酸、 γ-亚麻酸和花生四烯酸含量远高于其他肉类。鳄鱼肉中n-6和n-3 PUFA含量极其丰富。PUFA与SFA比值是另一个评价肉类营养价值的重要参数,当该比值大于0.4时,表明品质更好,其营养价值更符合人体健康标准。当肉品中UFA与SFA比值大于1时,表明脂肪酸组成以UFA占主体,脂肪酸组成稳定。而鳄鱼肉中PUFA与SFA比值为1.21,UFA与SFA比值为2.61。因此,鳄鱼肉具有良好的营养价值,也更加符合人类健康膳食要求。04研究结论本研究对鳄鱼肉和其他6种肉类中营养成分进行测定与综合评价。鳄鱼肉中矿物质含量丰富,磷含量最高,钙含量高于其他畜禽肉,是一种优质补钙和磷的动物源性食品。鳄鱼肉中其水溶性维生素含量显著高于其他6种肉类。鳄鱼肉中TAA和EAA含量显著高于河虾肉。鳄鱼肉中鲜味氨基酸含量最高,尤其是谷氨酸显著高于其他肉类(P0.05),这表明鳄鱼肉肉质鲜美。根据必需氨基酸评分(AAS) 和化学评分(CS),鳄鱼肉更易被人体消化吸收。与其他肉类相比,鳄鱼肉中UPA含量最高,尤其是PUFA含量,鳄鱼肉中ω-6和ω-3脂肪酸含量极其丰富,具有较高的营养价值和良好的保健功能。因此,鳄鱼肉是一种优质动物性资源,具有很好的开发前景。作者简介孔凡华,北京市营养源研究所有限公司高级工程师,农产品食品检验员职业技能鉴定考评员,农产品食品检验员职业技能鉴定督导员,中国农业科学院校外指导教师,北京城市学院校外指导教师。开展食物资源的营养分析检测技术及应用研究,筛选和开发新型食物资源和食品新功能成分,提供分析技术研究及检测应用市场化服务。作为项目骨干完成食品安全国家标准、标准跟踪评价专项研究、农业行业标准和团体标准制修订共计30余项,完成十三五国家重点研发计划1项,国家自然科学基金面上项目1项,河北省重点研发计划1项,其他科研项目10余项,以第一作者和通讯作者发表科研论文15篇,申报专利2项,参编专著1部。入选北京市科协青年人才托举工程,入选第十五届北京青年优秀科技论文。
  • 安捷伦科技推出GC/Q-TOF,为GC/MS分析带来前所未有的分辨率
    安捷伦科技推出GC/Q-TOF,为GC/MS分析带来前所未有的分辨率 2011 年6 月6 日,——安捷伦科技公司(纽约证交所:A)推出7200 Q-TOF(四极杆飞行时间)气相色谱/质谱(GC/MS)系统,为广泛的生物和化学GC/MS 分析带来前所未有的色谱分离度和质谱分辨率。 新型Agilent7200 Q-TOF 完美融合了Agilent 7890A GC(全球销量最大的气相色谱系统的最新产品)公认的优异性能以及Q-TOF 分析仪的高质谱分辨率。Q-TOF 还采用了久经考验的成熟设计,有效确保结果可信度。 安捷伦气相事业部副总裁Chris Toney 说:“我们创造了7200 Q-TOF,客户便能够从日益复杂的样品中获得更多的定性与定量信息。如果目标化合物的质量数非常接近,样品基质又相当复杂,正是这一新型平台的用武之地。” Agilent7200 Q-TOF 非常适于在有挑战性的应用中分析目标化合物和未知物,例如代谢组学、食品安全、天然产物研究、环境分析、兴奋剂检测和能源研究。 新型MassHunter 解卷积软件便于在TOF 模式下分析大量化合物。对于高难度样品,用户可以利用Q-TOF 模式下的高分辨率产物离子谱去除基质干扰,优化片段图谱,从而有利于对痕量浓度的未知物进行结构解析。 新型可移除的离子源使得研发实验室能够在优化的EI 和PCI/NCI 源之间快速切换,不会损失Q-TOF 多支管的真空度,从而大幅节省时间。改变离子源的每个步骤均由MS 系统监控,确保无误运行。 集成的石英四极杆分析器和碰撞池与广受欢迎的Agilent 7000B 四极杆GC/MS/MS中所使用的相同。其独特的稳定性允许将分析器加热至200 摄氏度以消除在低温下操作金属四极杆时常见的污染。 安捷伦专利的INVAR 飞行管使用安捷伦LC/TOF 产品系列中成熟可靠的组件,密封于真空绝热壳体内,不论环境温度如何改变,均可保持优异的质量精度。其长度和双级离子镜确保在整个质量范围内均可提供高分辨率。 7200 系统的快速电子器件使采样速率高达32 Gbit/秒,确保分析低丰度样品时能够提供高分辨率、高质量精度与高灵敏度。双增益放大器能够通过低增益和高增益通道同步处理检测器信号,从而提供宽达105 的动态范围。 模拟-数字检测器能够记录多离子事件,可在宽质量范围和宽浓度动态范围内进行非常准确的质量数测定。低浓度或高浓度的内参比质量化合物均可提供给离子源。 MassHunter 软件 安捷伦MassHunter 软件能够简化从仪器设置到最终报告的TOF 和Q-TOF 分析。数据分析工具可帮助用户快速查找、比较和鉴别化合物。其中包括以化合物为中心的数据挖掘和导览以简化MS 数据分析。新一代解卷积功能可从复杂的分离中提取谱图信息。对于谱型分析实验,Mass Profiler Professional 可自动鉴别样品组之间的显著性差异,并通过精确质量谱库检索确认鉴别结果。 了解更多信息,请访问:www.agilent.com/chem/GCMS_QTOF 关于安捷伦科技 安捷伦科技公司(纽约证交所:A)是全球领先的测量公司,同时也是通信、电子、生命科学和化学分析领域的技术领导者。公司的18500 名员工为100 多个国家的客户提供服务。在2010 财政年度,安捷伦的业务净收入为54 亿美元。要了解安捷伦科技的信息,请访问:www.agilent.com.cn。
  • 【经典文献赏析】微流成像颗粒分析技术(MFI)和光阻法(LO)对比研究
    国家食品药品检定研究院(NIFDC)和烟台大学药学院等科学家在期刊Journal of Pharmaceutical Sciences发表文章:Subvisible Particle Analysis of 17 Monoclonal Antibodies Approved in China Using Flow Imaging and Light Obscuration.文章中,使用光阻法(LO)和微流成像颗粒分析技术(MFI)分析了来自国内批准的17种商业单抗隆抗体药物中,205个样品的亚可见颗粒。每种方法进行了633次测试。在测试中,冻干粉或注射器包装的样品具有显著更高的颗粒浓度,且MFI的颗粒计数通常高于LO计数。通过研究数据表明,LO无法检出蛋白质半透明颗粒的数量是MFI方法高于LO计数的原因。研究背景基于单克隆抗体(mAb)生产工艺的复杂性,因此需要对其关键质量属性(CQA)进行控制和监测,同时为了确保药物产品的安全性和有效性,还需证明CQA在生产过程的一致性。这些CQA包括可见颗粒(VPs)和亚可见(SVPs)颗粒的测量。然而过去并没有对治疗蛋白质产品中的亚可见颗粒(0.1-100μm)的颗粒进行积极的检测。有研究表明,治疗性蛋白质产品中的蛋白质有聚集并形成SVPs的倾向,且这种聚集会引起治疗效果的降低和潜在的免疫原性风险。欧洲药典(EP)2.9.19、美国药典(USP)788和中国药典(ChP)0903等药典专论中对SVPs进行颗粒计数限值。且USP1787建议使用4-100μm粒径范围内的形态测量,这可能有助于理解粒子来源为固有的、内在的/外在的,以降低SVPs带来的风险。光阻法(LO)是USP788规定的主要检测方法,用于量化两个尺寸范围(≥10μm和≥25μm)的SVPs。该技术确定了颗粒的大小和数量,但由于其检测原理,无法区分不同类型的颗粒,例如蛋白质聚集体、硅油液滴等。许多研究表明,LO可能无法检测到半透明的蛋白质聚集体,从而低估了样品中的总颗粒。也有一些报告表明,样品的折射率(RI)会影响LO结果。随着USP787和USP1787的发布,要求在计数/浓度和形态方面表征2-10μm的SVPs。流式成像显微镜(FIM)技术已成为量化与LO技术相同大小范围内的SVPs的替代方法,它可以检测半透明的蛋白质聚集体,即通过使用直接对颗粒进行成像的FIM,还可以获得形态信息。这使得该技术能够将蛋白质聚集体与其他颗粒(如硅油滴、气泡和其他外在和内在的颗粒杂质)区分开来。本文中FIM技术使用的是ProteinSimple的微流成像颗粒分析技术(MFI)。到目前为止,比较这两种技术的研究都使用了标准微珠、蛋白质模拟物或有限数量的治疗性mAb样品。但没有对多批不同的商业治疗性mAb进行并排比较。在本研究中,使用LO和MFI方法分析了17种国家药品监督管理局批准的mAb药物产品。通过分析200多批mAb商业药物产品提供了一个独特的数据集,以检验MFI法和LO方法之间的粒子数计数差异和二者关联。样品准备表1列出了17种生物制药mAb药物产品的清单。对于每种药物产品,最多可获得50个批次。不同批次的相同药物被视为研究中的不同样本。对于药物的不同批次,它们分别标有数字1、2、3等。因此,研究中共有205个样品,如表1所示。每个批次由LO和MFI测试3到9次。总共对205个样本使用两种方法进行了1266次测试(633次使用LO方法,633次使用MFI方法)。研究结果如图所示,对使用MFI和LO测量的205个样品的颗粒计数进行了分析。由于颗粒形成是从较小尺寸到较大尺寸的动态过程,且USP1787要求对2-10μm颗粒进行表征(因为这个尺寸范围可能具有免疫原性)。所以使用MFI和LO检测了≥2μm、≥5μm、≥10μm的颗粒计数,以及2-10μm的颗粒计数。结果显示,在205个样本的633次运行中,22个样本的运行子集显示LO计数高于MFI计数。对于其余样本,MFI方法的计数高于LO方法。从结果中可以看出,来自注射器和冻干样品的样品在所有尺寸范围内的颗粒计数都明显高于瓶中液体。特别是在≥2μm尺寸范围内,根据之前的报告,硅油滴可能是这个尺寸范围内高计数的主要贡献者。2-10μm尺寸范围的计数与≥2μm尺寸范围的计数具有非常相似的趋势。这是因为粒子数的多少由较小的粒子数支配。冻干形式的药品在重构时可能会形成气泡,蛋白质容易吸附到气泡从而形成蛋白质颗粒。根据早期研究,MFI方法优于LO方法的一个优势是MFI比LO方法可以检测到更多的半透明蛋白质聚集体。因此,与LO方法相比,MFI方法通常检测到更多蛋白质溶液中的颗粒(如上图所示)。为了验证MFI方法在检测半透明蛋白质聚集体方面优于LO,首先需要在MFI测试获得的结果中将蛋白质颗粒与其他颗粒分开。这可以通过利用MFI软件对粒子的各种尺寸、形态和图像强度信息等不同范围的参数来区分不同类型的粒子。利用参数的组合充当过滤器以分离样品中的蛋白质和其它颗粒。例如参数AR反映了粒子的圆度,AR=1表示正圆,AR1表示非圆。通常,硅油滴和气泡的AR值接近1,而蛋白质颗粒的AR值较低。蛋白质颗粒图像通常具有相对较小的强度变化(暗度),而硅油滴、气泡和固体材料碎片通常具有明确的暗边缘。硅油滴、气泡或固体材料碎片的颗粒图像的强度变化(整个颗粒的暗度变化)大于蛋白质颗粒的强度变化。粒子图像的暗度变化可以通过参数Intensity STD来反映。因此可以采用AR0.8或AR≥0.8且Intensity STD≤100的过滤器来区分样品中的蛋白质颗粒和其他污染物颗粒,例如硅油滴和固体材料的碎片。为了显示统计显著性,上图使用了三种粒子计数相对较高且MFI计数和LO计数之间差异较大的样本。LO 和MFI检测了单个样品药物Atezolizumab的5个批次。结果显示,两个计数方法在所有运行中都相对一致,MFI的计数略高。对于药物 Daratumumab,如图B所示,在11个批次中,两个计数方法对于大多数运行来说都是一致的,其中一个批次的MFI计数要高得多。通过应用过滤器,可以确定MFI计数高的原因是蛋白质颗粒的计数高。从以上两个例子中可以看出,在同一种药物中,不同批次的颗粒计数MFI和LO方法的结果一般是一致的,MFI计数略高于LO计数。有几个批次具有较高的MFI计数,这是由于高计数的蛋白质颗粒引起的。不同批次的相同药物的蛋白质颗粒计数可能不同。图C显示了来自注射器包装的两个Golimumab样品的计数。6次运行中的蛋白质颗粒计数是一致的,而非蛋白质颗粒的计数在不同批次中是可变的。大量MFI计数高于LO计数,主要原因是蛋白质颗粒计数高。这也证实了早期的研究。对于这种药物,在所有6次运行中,非蛋白质颗粒的趋势和LO的总计数非常吻合。为了确定使用MFI观察到的更高计数是否与半透明蛋白质聚集体的数量有关。因为在示例中,从总MFI计数中分离出的非蛋白质颗粒计数接近LO计数。因此需要比较MFI的总计数与LO的计数以及MFI的计数与LO的非蛋白质部分之间的相关性。首先,将所有270次MFI运行中≥5μm的MFI计数与LO计数作图,相关性较低(图A)。当将MFI计数的非蛋白质颗粒与总LO计数作图时,相关性显著提高(R2从0.781到0.933),这表明蛋白质、半透明颗粒的数量是导致MFI计数高于LO的主要因素。因此证实了MFI在检测蛋白质半透明颗粒方面优于LO。结 论本研究使用LO和FIM方法测量了来自17种商业mAb药物产品的205个样品(批次)中≥2μm、≥5μm、2-10μm、≥10μm的SVPs。结果显示,冻干粉或注射器包装状态的样品显示出明显更高的颗粒浓度,尤其是在≥2μm尺寸范围内的颗粒计数。且MFI粒子计数通常高于LO计数(205个样本中的183个样本)。通过使用AR 0.8 or AR ≥0.8 and Intensity STD ≤100过滤器将样品中的蛋白质颗粒与其它污染物颗粒分离,审查了不同批次相同药物中LO和FIM计数的差异。MFI显示药物中的某些批次具有显著高的颗粒计数,被证实是由大量蛋白质颗粒引起的。同时,与瓶装液体相比,注射器的颗粒计数最多可高出10倍,瓶装液体主要归因于非蛋白质颗粒,主要是硅油液滴。MFI方法计数升高的原因是蛋白质、半透明颗粒而导致。将MFI的总计数与LO的总计数作图,并将MFI计数的非蛋白质部分也与LO的计数作图。结果相关性有很大改善。结果表明,与LO方法相比,蛋白质半透明颗粒的数量是MFI方法计数升高的主要因素。以上表明,虽然LO方法是被广泛接受的微粒分析工具,但它不足以测量生物制药中的所有粒子,证明了MFI等正交工具的必要性。由于MFI的优势,可以开展实验室间验证研究,以测试将MFI技术引入mAb的释放控制和稳定性研究的可能性。因此目前药典对SVPs的要求可以通过MFI等新技术的应用进行优化。获取资料请扫二维码
  • 岛津气味分析系统丨助力填补余甘子品质差异研究空白
    导读余甘子是东南亚常见的热带水果,广泛分布于中国西南部、印度、越南和泰国等东南亚国家和地区,有着数千年的食用历史。其最吸引人的风味特征是回味甘甜,刺激唾液分泌,在短暂的酸涩后,能给口腔带来持久的舒适感。与其他柑橘类水果相比,余甘子富含维生素C和矿物质,具有很强的抗疲劳、抗氧化、抗肿瘤、心脏保护和抗糖尿病能力。在我国,余甘子是西南地区特色中药资源及药食同源品种,在中药、民族药行业应用广泛。(余甘子图片,由成都中医药大学/西南特色中药资源国家重点实验室研究团队提供)随着野生资源的逐渐萎缩,栽培余甘子有逐渐取代野生资源的趋势。然而,目前还没有关于栽培与野生余甘子之间综合品质差异及其背后的化学成分差异的报道,它们品质差异的形成机制也尚不清楚。为了填补这项研究空白,成都中医药大学/西南特色中药资源国家重点实验室韩丽教授团队系统研究了野生和栽培余甘子风味化合物差异,研究成果已发表在《Arabian Journal of Chemistry》期刊(IF = 6.212,2022年)。该文系统调查了野生和栽培余甘子质量差异,揭示了这种差异的化学本质和背后的生物学机制,为今后人工引导栽培、资源分级和资源综合利用提供了参考文章首页截图及摘要译文分析利器岛津气味分析系统是以GCMS为基础,结合气味数据库(Smart Aroma Database)的全自动分析系统。&bull 三重四极杆气质联用仪GCMS-TQ8050 NX + AOC-6000自动进样器&bull 气味数据库&bull 气味数据库中包含超过500种重要气味化合物,无需目标物标准品,即可创建超过500种气味化合物的泛靶向筛查方法;&bull 与传统的质谱图相似度检索定性相比较,Smart Aroma Database利用保留时间、质量色谱图、质谱图3种信息更准确、更高效地检测气味化合物;&bull 数据库中内置标准曲线,泛靶向分析获得气味化合物半定量结果,有利于对数据进一步的统计学分析,判断关键化合物;&bull 数据库中包含有3种不同极性、不同规格色谱柱信息,灵活应对不同应用需求。研究成果展示我国西南地区有大量野生型余甘子,是传统药用的主要来源,但因风味原因难以开发;而新型栽培型余甘子虽口感较好,但药用品质不明。两类余甘子应用混乱,可能影响临床疗效。随着野生资源的萎缩和栽培余甘子的涌现,余甘子的整体质量逐渐发生改变,这可能会对其相关产业造成深远影响。然而,目前没有关于其品质差异的相关研究,缺乏相关评价手段,难以提供更有效的证据和信息。为了填补上述研究空白,研究团队基于岛津Smart Aroma Database结合GCMS-TQ8050 NX建立了顶空-固相微萃取呈香化合物提取方法,并采用了三重四极杆气质(HS-SPME/GC-QQQ-MS/MS)技术泛靶向筛查余甘子中498种呈香化合物,并用上述方法分别研究了野生和栽培余甘子中特殊风味物质的差异。野生与栽培余甘子研究示例该项研究采用HS-SPME Arrow进样方式,筛选出影响风味和口感的可能关键化合物2-异丁基-3-甲氧基吡嗪(IBMP),为今后人工引导栽培、资源分级和资源综合利用提供了参考。专家心声论文第一作者黄浩洲博士后研究团队核心成员张定堃副教授表示:中药品质评价是一个多学科交叉的研究领域,分析仪器是后续研究工作的基础,起到非常关键的作用。本研究实验中分析了包括野生和栽培余甘子约几十批次样品,通过采集的实验数据可以看到GCMS-TQ8050 NX具有很高的灵敏度,同时仪器的稳定性也保持在高水平,能够很好地为气味分析实验服务;另外岛津气味数据库为中药气味分析提供了非常好的泛靶向分析方法,大大节省了学生在GCMS方法创建及优化中花费的精力和时间,将更多地精力投入到后续的统计学分析中,岛津GCMS-TQ8050 NX与Smart Aroma Database能够很好的满足我们的分析要求。本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 解析色差数据与目视评估差异及解决策略
    在色彩管理中,使用分光光度仪(色差仪)进行色差评估是公认的科学方法。通常,仪器测量的色差数据与目视评估结果相符:小的色差人眼难以识别,而大的色差则明显可见。但存在测量结果与目视评估不一致的情况,如小色差被视为不可接受,或大色差反而被认为可接受。这种不一致可能由多因素引起,需进一步分析。一、仪器光学结构选择恰当吗?在色彩管理中,正确选择和设置分光光度仪(色差仪)的光学结构对于确保测量结果的准确性和客观性至关重要。分光光度仪通常具有不同的几何结构,主要包括0°/45°、d/8°以及多角度结构,其中d/8°结构又分为包含镜面反射(SCI)和排除镜面反射(SCE)两种状态。不同的几何结构会对同一样品的测量结果产生影响,因此选择合适的仪器配置是实现与目视评估一致性的关键。对于大多数普通颜色样品,0°/45°或SCE(排除镜面反射)结构的测量结果往往与人眼目视评估更为一致。针对具有高镜面反射特性的样品,如金色或银色材料,SCI(包含镜面反射)配置提供的测量结果通常更接近目视观察结果。对于具有特殊视觉效果的颜色样品,采用多角度光度仪进行测量能更好地捕捉样品的色彩变化,从而实现与目视评估的最佳一致性。从左至右为0/45°,d/8°,和多角度反射示意图二、仪器光源类型的选择与视角选择在色彩测量过程中,选择与应用场景一致的仪器光源类型是确保测量结果准确性和客观性的关键因素之一。国际照明委员会(CIE)定义了多种标准照明体,旨在模拟不同环境下的光源条件。由于同一样品在不同照明体下的颜色数据会有所差异,因此,确保所选照明体与目视评估时的光源类型相匹配是至关重要的。例如,如果目视评估是在户外自然光下或使用D65类型灯箱进行的,那么在进行色差测量时,应选择D65作为仪器中的标准照明体。这样做可以保证测量结果与目视评估之间的一致性,进而提高色彩评估的准确度和可靠性。正确匹配照明条件不仅有助于准确反映样品在特定光照下的颜色,也是实现客观、科学色彩管理的基础。视角,亦称为标准观察者角度,是国际照明委员会(CIE)在制定颜色评估标准时定义的一个概念,用于描述样品在观察者眼中形成的视觉投影角度。CIE定义了两种主要的视角标准:2°和10°。2°视角主要用于小样品或从较远距离观看的情况,而10°视角则适用于较大样品或近距离观察的场合。三、仪器色差公式是最优的吗?国际照明委员会(CIE)自1976年起发布了多个色差公式,包括DE*1976、DE94和DE2000,以适应色差评估的不同需求和提高计算的准确性。此外,其他组织如英国染料协会和德国标准局分别提出了DEcmc和DEp等色差公式。这些公式的开发反映了一个核心问题:色差计算具有固有的局限性,无法完全复制人眼对颜色差异的感知,因此需要通过不断的修正和更新来提高计算标准的准确度。统计研究显示,早期的DLab*色差公式与人眼感知的一致性大约为75%,而DE94和DEcmc公式的一致性可以达到95%,DE2000公式的表现则更为优秀。采用更新的色差公式有助于减小计算结果与人眼观察之间的偏差,从而提供更准确的颜色评估。例如,在评估浅灰色样品时,使用DE*1976公式得出的色差值为0.5可能会被目视评估为明显的色差;而对于大红色样品,即便色差值达到3.0,人眼观察可能仍然认为是可接受的。使用DE2000公式对相同的样品进行计算,两种情况下的色差值均可得到更接近于1.0的结果,这表明DE2000公式在匹配人眼感知方面的性能更加接近实际观察。这种进步说明了选择更新的色差公式对于提高颜色评估准确性的重要性。下图是DEcmc在不同颜色区域的形状和大小,可见他在精确性上相对于DE*有较大改进: 上图为CMC容差数据与眼睛不一致的状况,有可能是仪器的选择或设置不恰当造成的,也有可能是目视评估偏差造成的。当我们遇到这类问题时,不妨从这几个角度看一下目视评估工具和流程是否标准。四、目视光源符合标准吗?确保目视评估的光源与仪器测量使用的CIE标准照明体一致是色彩评估的关键。这样做可以保证评估结果与测量数据之间的匹配。然而,实际使用的照明光源与CIE规定的标准可能存在偏差,导致结果不一致。为了减少这种偏差,重要的是选择尽可能接近CIE标准的光源进行目视评估,以提高颜色评估的准确性和客观性。D65光谱在不同配置灯箱中皆不相同这实际上是一种光的同色异谱现象,看上去都是白光,但其内部不同色光的能量不同,那么想他的样品在下面看到不同的结果就不足为奇了。CIE对于光源的质量制定了等级标准(A,B,C,D,E级),为了获得与仪器数据一致的结果,选择一台高等级的灯箱是很有必要的。在进行颜色评估时,目视环境的影响不容忽视。人眼评估产品颜色时,周围环境的亮度和存在的其他颜色可能会显著影响感知结果。研究表明,在中性灰色背景下进行颜色评估可以获得最准确的结果。因此,许多专业的灯箱内部都采用孟塞尔N7亚光灰色涂层,该涂层的L值约为70,a和b*值接近于0,提供了一个理想的中性环境以减少外部因素的干扰。实际中,任何可视物体都可能被视为光源,对颜色评估产生影响,包括穿着的衣物等。例如,某些情况下,两个色块A和B在特定背景下的颜色差异可能看起来很大,但当它们被放置在中性背景下单独比较时,这种差异可能会消失,显示出颜色实际上是一致的。这强调了控制评估环境,特别是背景和光照条件,以确保颜色评估的准确性和客观性的重要性。右图中A块和B块的颜色差异看上去非常大,但当我们将A和B单独移出来进行对比时,它们就看上去一致了。在进行颜色评估时,对比两个大小不一的样品会引入评估偏差,这并不符合标准的评估方法。为了确保评估结果的准确性和一致性,建议对比的样品在大小和形状上保持一致,并且在评估环境中对称放置。如果出于某些原因,样品大小不可避免地不一致,可以采取部分遮盖较大样品的方法,以确保可视面积与较小样品相似,从而减少由于大小差异引起的视觉偏差。另外,不推荐将样品叠放进行评估,因为这样做可能会因不同的层次和左右环境差异而影响评估结果。如果确实需要进行此类比较,建议在两侧分别放置多个相同的样品,以排除不同层次和环境差异对评估结果的潜在影响。通过这些措施,可以提高颜色评估的准确度和可靠性。颜色感知是一个涉及眼睛和大脑的复杂过程,不仅受到观察对象的光学特性影响,还与观察者的生理、心理状态及文化背景等因素密切相关。因此,在进行颜色评估时,确保评估者没有视觉上的生理缺陷(如色盲或弱视)是基本要求。目前,有多种颜色识别工具可用于测试和分析个体的颜色敏感性,以确保只有适合的人员参与颜色评估工作。上图为孟塞尔色觉测试FM100尽管科学家和专业组织努力提高颜色数据化的准确性,旨在缩小仪器测量与目视评估间的差异,但仍面临挑战。仪器测量基于理想原理,如完全漫反射照明,而目视评估常发生在非理想光源下,同时还需考虑光泽度、透明性等外观参数。此外,仪器通常提供单一视角数据,而目视评估涵盖多方向观察。这些差异难以短期内完全消除。我们期望通过适当的工具和方法设置,最大限度减少这种不一致性,提升颜色评估的准确与客观性。五、关于爱色丽“爱色丽彩通 ”总部位于美国密歇根州,成立于1958年。作为全球知名的色彩趋势、科学和技术公司,爱色丽彩通提供服务和解决方案,帮助品牌、制造商和供应商管理从设计到最终产品的色彩。如果您需要更多信息,请关注官方微信公众号:爱色丽彩通
  • 聚焦环境与食品安全 | 第十七届全国青年分析测试学术报告集锦
    仪器信息网讯 2022年07月17日-18日,由中国分析测试协会青年学术委员会主办的“第十七届全国青年分析测试学术报告会”在山东青岛成功召开。会议开设生命分析、环境与食品分析、化学计量与标准物质三个专题的分会报告,以下是环境与食品分析专题报告集锦。中国分析测试协会青年学术委员会副主任、吉林大学宋大千教授主持17日上半段报告中科院烟台海岸带研究所 陈令新教授报告题目:现代海洋监测技术 微小型化与自动化监测该课题受线圈本的启发,发展了一种在微流控纸芯片分析装置上制造纸基阀的新策略,并基于比色检测器的纸芯片分析技术,研制了基于反射法的手持式纸芯片快速分析仪,实现海水营养盐在线监测系统。于2021年7月,在青岛海洋实验站进行国家重点研发计划“海洋安全保障”专项海上完成对比验收。天津大学 王勇教授报告题目:超分子分离 识别与组装王勇教授围绕超薄坚固超分子功能化2D膜分离技术,介绍了插层组装构建仿生异质结构氧化石墨烯膜,解析了基于弱相互作用的分离、识别机制及构效关系。北京师范大学 那娜教授报告题目:基于电喷雾的合成及反应研究本课题介绍利用电喷雾离子化技术快速制备合成各种纳米材料,包括聚合物包裹水溶性的钙钛矿量子点以及Zn掺杂钙钛矿的异质结材料等。与传统的合成技术相比,基于电喷雾的合成技术可将合成反应时间降至毫秒级别。东北师范大学 周明教授报告题目:全集成便携与可穿戴式体液电子器件周明教授团队通过将全集成、便携式与可穿戴式生物电子器件与体液相结合,构建了便携式与可穿戴式全集成体液电子器件,利用汗液和尿液可以实现对血糖及尿酸的体外检测,并搭建了用于可穿戴式电子器件的外源性物质燃料电池,可用于可穿戴式生物电子器件的电量供给。岛津企业管理(中国)有限公司 张玥报告题目:助力食品环境科研——岛津特色色质谱技术方案介绍报告中主要介绍了岛津在食品环境科研领域的整体解决方案和特色技术。岛津特色色质谱——超强扩展性辅助视频环境监测。中科院烟台海岸带研究所 陈令新教授主持17日下半段报告复旦大学 孔彪教授报告题目:超组装智能感知界面构筑及其生物传感应用复旦大学孔彪课题组开发动力学调控界面选择性超组装策略,利用前驱体中同时发生的(烯基)自由基聚合反应和(三甲氧基硅烷)水解聚合反应,成功构筑具有选择性中空结构的纳米机器人,且其拓扑结构可以精准调控。此外,该新型中空纳米机器人可以实现货物分子的可控装载及卸载,在生物医疗等领域具有潜在应用。中国分析测试协会青年学术委员会副主任、青岛科技大学 王晓春教授报告题目:新型分子荧光探针开发与应用小分子荧光探针具有灵敏度高、靶向识别,非破坏性、实时监测等优点,被广泛应用于生物监测和环境分析领域。王晓春教授围绕着荧光探针检测技术作为一种新型高效简便的检测手段在近年来的研究和应用情况,从研究背景、作用机理和应用范围等方向都进行了详细的分析介绍。吉林大学 高德江教授报告题目:光谱快速分析技术及其应用的研究报告中介绍了一种基于微波快速提取、高灵敏试剂识别、长光程显色技术的溴酸盐快速检测技术,并制备出相应的溴酸盐快速检测仪,该方法用于58中瓶装矿泉水、纯净水和矿物质中溴酸盐的测定,并与国标离子色谱检测结果和ICP/MS检测结果相比较,结果无显著性差异。北京海光仪器有限公司 焦振报告题目:有色蒸馏酒中氰化物的测定—连续流动分析法介绍了利用连续流动分析技术法,在试剂和样品混合之前,由间隔引入的空期将液流分割成一个个区段,并通过三部分测试数据得出经过该方法处理后,酒的回收率大大提高,可为有色酒或有混浊物的酒水样品的检测提供可参考的解决方案。东北大学 舒杨教授报告题目:荧光成像的高保真、定量分析探索和罗丹明等亲脂性阳离子信噪比低,光稳定性差,商业探针JC-1细胞摄取差异导致误差大、光稳定性差差相比,利用线粒体激活的探针信噪比高,可有效降低探针在非线粒体部位的发光造成的假阳性信号。南京师范大学 王琛教授报告题目:纳流控端面分析新方法报告就如何有效调控并精准分析纳流控的物质传输特性,利用探针修饰、分子识别发生在端面,研究了端面分析新方法,并对其做了精彩及详尽的讲解。新方法端面组装探针分子,方便容易,且系统稳定,引入功能材料界面,可有效调控,灵敏度也有所提高。青岛农业大学 盖盼盼教授报告题目:环境污染因子,光电传感新方法研究报告详细介绍了围绕信号探针创制和表界面电子传递调控,建立的若干环境污染因子光电传感新方法和研究过程。四川大学 吴鹏教授报告题目:选择性重原子效应促进的室温磷光分析报告介绍了室温磷光分析和重原子效应,就选择性重原子效应促进的室温磷光分析的发展与应用做了详细讲解。青岛大学 毕赛教授报告题目:基于DNA纳米技术的生物传感与纳米医学新方法报告主要介绍了利用光电磁纳米材料的优异性能,发展光电化学传感新体系和新界面,提高了灵敏度,实现了单分子生物分子的检测以及分子逻辑操作。拓展了DNA自组装的设计思路和应用范围,并应用于等温信号放大传感、原位成像、靶向协同治疗等,为诊疗一体化平台的开发提供了应用模型。青岛众瑞智能仪器股份有限公司 臧远泽报告题目:油气行业环境应急事件管控技术本报告介绍了LDAR泄漏检测与修复是对工业生产全过程物料泄漏进行控制的系统工程,通过常规或非常规检测手段,在一定期限内采取有效措施修复泄露点。并就LDAR的相关政策以及标准做了详细解读。黑龙江大学 徐英明教授报告题目:微纳结构材料的可控组装及其在环境气体检测中的应用徐英明教授在报告中介绍了微纳结构材料的可控组装及其在环境气体检测中的应用,并以CuO/NiO纳米符合材料和PANI/氧化物阵列材料等举例说明了具体应用情况。
  • MALDI-FTICR-MS评估除草剂在蔬菜中吸收代谢行为
    小白菜活体微毛细管采样和快速分析示意图。研究团队 供图 近日,广东省化学测量与应急检测技术重点实验室科研团队研究建立了一种活体微量毛细管采样(MCS)结合基质辅助激光解吸/电离傅里叶变换离子回旋共振质谱(MALDI-FTICR-MS)分析新技术。相关研究发表于《食品化学》(Food Chemistry)。  百草枯和敌草快均为联吡啶类阳离子季铵盐,具有高水溶性和低挥发性,属于非选择性触杀灭生型除草剂,因其价格低廉,曾在全球范围内作为除草剂被广泛使用。百草枯和敌草快对人和动物具有很强的毒性,易对生态环境造成危害并通过食物链威胁人体健康。  研究发现,小白菜对百草枯和敌草快的吸收能力有显著性差异,相对更容易吸收敌草快,且两者在不同小白菜个体之间也存在显著性的吸收差异。研究人员开发出MCS活体采样和MALDI-FTICR-MS快速分析技术。该技术具有成本低、样本用量少、快速、高通量、高灵敏等特点,全分析流程20分钟内完成。  长时间的暴露实验发现,一组小白菜根系持续暴露在百草枯和敌草快污染(初始浓度均为100 μg/L)的水环境中,该组小白菜根系会持续吸收该两种污染物,当两者在小白菜茎内汁液的浓度分别达到约500 μg/kg时,会使植株枯萎死亡。  进行消除实验时,将吸收有百草枯和敌草快的活体小白菜根系浸泡在空白培养液中培养,小白菜茎内汁液的两种除草剂浓度逐渐降低,而空白培养液中会检出百草枯和敌草快,说明除草剂会被小白菜通过根系以原型的形式排出体外。  依据消除跟踪实验测试结果,计算出百草枯和敌草快的半衰期分别为1.32d和1.86 d。在消除实验的第18天,百草枯和敌草快在活体小白菜体内仍有检出,说明两者均难以通过小白菜自身的正常代谢达到完全清除和降解。  该研究技术可实时监测活体植物体内联吡啶季铵盐类除草剂的浓度,评估其在植物体内的吸收和消除行为,为农业生产中因除草剂使用而带来的人体暴露风险提供了有价值的依据。
  • 《iScience》重磅丨LESA-MS 单细胞高通量脂质分析聚焦帕金森发病机理
    亮点1流式细胞荧光分选技术(facs)与液滴萃取表面分析质谱(lesa-ms)结合,建立高通量单细胞脂质分析平台,测量群体中大量单细胞的脂质。亮点2发现人类多巴胺神经元群体内和群体间的脂质差异,和细胞异质性在个体多巴胺神经元功能代谢中的重要性,提示a53t突变型α-突触核蛋白(snca)神经元的膜功能受损。亮点3方法学高度标准化和强质控,不需额外的成像分析,直接将非靶向脂质谱应用于单细胞,探索细胞群的功能异质性及对疾病病理学的影响,意义重大,必将在生物医学领域开创广泛应用。1简介单细胞基因组学和转录组学的研究表明,在组织水平上存在复杂的细胞异质性。欲了解细胞异质性对代谢的影响,需开发一种单细胞脂质分析方法,测量人群中大量单细胞脂质。英国剑桥大学代谢院核心代谢组学与脂质组学albertkoulman课题组和英国痴呆研究所、剑桥大学临床神经科学系emmanouilmetzakopian课题组利用基于“多通道纳喷源”的“液滴萃取表面分析”(lesa)技术与高分辨质谱(hrms)联用,成功搭建了高通量非靶向单细胞脂质分析平台,分析通量可达280个单细胞/天。2020年底,《iscience》在线发表了这一突破性重要成果。图1、本研究的lesa-hrms分析流程课题组利用三个独立群组的脂质分析验证了该平台的可靠性,并进一步将此平台应用于分析诱导多功能干细胞(ipscs)发育获得的人类多巴胺神经元细胞,2天内分析560个单细胞,发现snca-a53t基因突变会损伤神经元细胞膜功能,从而揭示了snca-a53t基因突变引致帕金森的致病机理。lesa-hrms分析平台突显了细胞异质性在个人多巴胺神经元功能代谢中的重要性,表明a53tα-突触核蛋白(snca)突变神经元具有受损的膜功能。该单细胞脂质分析平台可以提供可靠的数据,将扩展生物医学研究的前沿领域。2工作流程第一步对诱导多功能干细胞基因编辑,使其表达红色荧光蛋白,并进行多巴胺能分化;第二步将细胞送入流式细胞仪,通过流式细胞荧光分选技术(facs)进行单细胞分选;第三步分选出的单细胞以lesa-hrms进行脂质组学分析。lesa-hrms:萃取剂:含20mm乙酸铵的异丙醇、甲醇、氯仿混合溶液(体积比4:2:1)萃取体积:1μl萃取时间:7s直喷分析时间:90s纳喷电压:1.4kv质谱型号:exactiveorbitrap质谱采集模式:正离子模式,m/z650-850全扫3单细胞脂质分析与细胞总脂分析图2(a)细胞总脂pls-da分析图(c)单细胞脂质pls-da分析图(绿色表示野生型,蓝色表示突变型)本研究共使用了4个野生型snca样本(绿色)和4个snca-a53t突变样本(蓝色),每个样本各取70个单细胞进行分析,去除pc34:1和pc36:2两种脂质同时缺失的细胞(可能是细胞未成功进入流式细胞仪造成,详见参考文献),剩余细胞进行统计学分析。图2(c)中每个点表示一个单细胞,图2(a)中每个点表示样本中约70个单细胞的平均值。偏最小二乘回归分析图(pls-da图)显示,当样本进行总脂分析时,通过细胞脂质差异能够显著的区分野生型和突变样本;而当进行单细胞分析时,虽然两种基因型样本仍有一定的区分度,但由于细胞异质性较大,因而分布很广。另外,不同基因型脂质间差异主要是甘油磷酸胆碱pc36:2造成的。虽然作为细胞总体进行统计分析时,野生型和突变型的pc36:2含量具有显著性差异,但由于细胞异质性很强,组间差异变小。因此,搭建一个能够获取细胞异质性和细胞特异性特征的高通量单细胞分析平台是十分必要的。在这个平台的开发过程中,课题组尽可能多地自动化流程,以最大限度地增加在给定时间内可分析的样本数量,并使分析标准化,以减少误差来源。流程的标准化消除了细胞储存效应,结果也表明样品储存不会对细胞的脂质组成产生任何偏差。还发现lesa液滴萃取暨纳喷注射顺序和脂质组成之间没有关系(参见原文图s1),这表明从第一个和最后一个单细胞样本生成的数据是可比较的。因为lesa需要的溶剂体积比传统提取方法小得多(1-3微升),从而产生更高浓度的提取物。当然基于lesa-ms的方法进行单细胞脂质分析时,细胞定位是重大挑战。尽管其他方法借用成像定位细胞(ellis等人,2012;neumann等人,2019),但这那很冗繁耗时和降低效率。课题组通过校正流式细胞分选,可最大限度地提高细胞被分配到孔中央的几率,随后在该点进行lesa萃取;在某些情况下,lesa会遗漏某个细胞。通过搜索两种冗余(最丰富)脂质(pc34:1和pc36:2)产生的质谱信号来确定这些遗漏,若两种脂质都不在,则该样品被视为失败,并从随后的统计分析中剔除。识别和排除两个细胞错误地分配到同一个孔中也很重要,可通过寻找具有明显更高丰度的总脂质的样品来实现这一点(两个细胞的脂质相对于单个细胞的脂质丰度要高)。基于lesa-ms的单细胞脂质分析方法灵敏度已然很高。可以想象在这一方法的检测下限(llod)以下,仍有大量的超痕量的脂质。理论上,方法灵敏度的小幅度提高应可大幅增加测得的脂质数量。目前该领域仍然存在着局限性,未来随着质谱仪灵敏度的快速提升和改进,此lesa-ms平台将能扩展检测到更多的单细胞内超低丰度脂质。4snca-a53t多巴胺神经元的膜功能受损已有研究表明snca可能在脂质运输和突触膜生物合成中起到关键作用,因此,snca-a53t突变可能导致细胞膜组成变化,从而破坏突触的传递作用。课题组根据pc36:2的丰度高低,将11种脂质(包括pc36:2)各分为两组,发现其中4种在两种基因型的表达中有显著差异,可能操控细胞脂质组成。细胞膜中总pc和总pe比值影响双分子层流动性、囊泡形成和跨膜蛋白的组成和存在。研究发现snca-a53t神经元细胞中pc36:2高低丰度组间的pc:pe比值差异比野生型中更大。大部分突变组pc36:2较低,导致pc:pe值较低。健康细胞通常有一系列机制来应对生理刺激,并适应这种压力。课题组看到野生型(本文指健康细胞)的异质性更强,鉴于细胞膜是细胞脂质最大的来源,可能是这种细胞膜组成的异质性使细胞更好地做出反应机制,而突变型(本文指致病型)脂质的分布更狭窄,使它们损失了应激能力。总而言之,本研究介绍的lesa-hrms单细胞质谱分析方法为探索突变如何操控脂质代谢提供了解决方案。●参考文献snowdenetal.,developmentandapplicationofhigh-throughputsinglecelllipidprofiling:astudyofsnca-a53thumandopamineneurons.cellpress:iscience23,101703,november20,2020https://doi.org/10.1016/j.isci.2020.101703欲索取原文,请后台留言。关于液滴萃取表面分析lesalesa多通道纳喷离子源利用机器人抓取、转移和连接样品与刻蚀于芯片上的400个高度重现的独立喷针,进行全自动的纳升电喷雾质谱分析,实现其他纳喷质谱或常规液质不能实现的功能:(1)纳升级注射全自动电喷雾直接进样,无需清洗,自动分析达400个样品;零残留、高灵敏度。适于活性物质或代谢物及毒性成分的鉴定解析;对组学分析、adcs抗体药物偶联物、非共作用研究特效。(2)馏分收集,以信号累加方式鉴定复杂基质中的痕量未知物。(3)在线nanolc-ms接口,可自动感应喷雾电流和堵塞,3秒自动移换喷头,实现无人值守的连续分析,保障超长时间nanolc-ms分析的连贯性、重复性。(4)表面轮廓分析,以一滴溶剂在中药切片、生物体组织、培养皿、药材、薄层板、maldi板等特定表面进行1秒的微萃取,纳升电喷雾质谱检测,实现分子成像和或分布轮廓分析(0.4毫米空间分辨率)。(5)可升级为lesaplus,液滴萃取后,通过六通阀切换萃取液至纳升或微升柱,分离后再纳喷质谱检测。lesa兼容主流质谱厂商(agilent、sciex、thermofisher、waters、bruker、shimadzu)各类型质谱仪如ftms、orbi、飞行时间、离子阱、三重四极杆及混联质谱。文章来源:华质泰科服务平台微信公众号
  • 小菲课堂 | 详细解析长波红外SLS热像仪的显著优势!
    近年来,我们见证了读取技术和高级热像仪电子元器件的重大进展——推动热像仪的分辨率、速度和灵敏度显著提升。这使得我们能够解决棘手的热测试难题,如对安全气囊进行高速热测量,对微型电子元件进行故障分析,以及对看得见的半透明气体进行光学气体成像等。然而,直到引进II型应变层超晶格(SLS),我们才得以见证热成像技术的显著进步。这种探测器材料使热像仪有了与读出集成电路(ROIC)和热像仪电子器件相一致的性能提升。将SLS集成到商用红外热像仪中,提供了一种新的长波红外解决方案,实现速度、温度量程、均匀性和稳定性的明显提升,与此同时价格低于模拟探测器材料。速度提升长波红外SLS热像仪充气气囊停止运动的热图像SLS在长波红外波段和中波红外波段都能运行,但当过滤成长波红外波段时,其性能优势显而易见。事实上,与其它红外热像仪材料相比,SLS的主要优势是积分时间短或快照速度快。表1和表2展示长波红外SLS与中波红外锑化铟(InSb)性能指标之间的差异。只看首行的温度量程,我们发现SLS的快照速度比处于同一量程的中波红外InSb探测器快12.6倍。表1长波红外SLS表2 中波红外锑化铟(InSb)更快的快照速度使用户能够对高速目标进行定格摄影,以便获得精确的温度测量值。如果积分时间过慢,模糊不清的结果成像会影响温度读数。同样,更快的快照速度意味着更快的帧频。很多时候,InSb和其它探测器材料的较长积分时间需求导致热像仪以慢于探测器max值的帧频运行。例如,如果您拥有一台热像仪能够以1000帧/秒帧频生成640×512像素的图像,但是它在要求1.2 ms积分时间的带通下运行。由于积分时间限制较长,热像仪将无法达到Max帧频潜力,如果成像目标快速升温,这会引起问题。较慢的采样可能会导致用户无法精确描述部件的热稳态特性,可能会错过电路板启动或重启的关键温度尖峰。较宽的温度范围长波红外SLS热像仪长波红外SLS热像仪的另一项优势是有较宽的温度范围。在表1中,我们看到长波红外SLS热像仪的启动温度量程为-20°C至150°C,需要1次积分时间。为获得同样的温度范围,中波红外InSb探测器需要循环(超帧)3次积分时间,每个积分时间代表不同的温度量程。为了超帧获得完整的-20℃至150℃温度范围需要循环通过3个温度范围,这导致热像仪每捕获3帧仅获得一张超帧图像。这意味着校准热像仪时须付出3倍工作量并且总帧频减少1/3。再看表1和表2,我们发现有另一个值得注意的点:长波红外SLS热像仪未安装减光镜之前能测量更高的温度范围。受评SLS热像仪在安装减光镜之前Max高测量650℃,而中波红外InSb热像仪在安装减光镜之前仅能测量highest350℃。这仅是在长波红外波段运行的SLS与在中波红外波段运行的InSb的部分功能。图1:30°C理想黑体的光谱发射功率为说明这一点,让我们看图1,此图显示的是一个30℃理想黑体的光谱发射功率。曲线下的面积表示那一波段内的功率,长波红外波段的功率比中波红外波段的功率大得多。看图2,我们发现当物体升温时,代表性光谱发射强度曲线的波峰向左侧移动并向右逐渐下降。在一定温度范围内长波红外波段中的功率的变化,不如中波红外波段中的功率的变化显著。正因为如此,与中波红外InSb探测器相比,长波红外SLS探测器能够避免给定积分时间内的过度曝光或曝光不足问题。注意,中波红外波段中的功率变化是很大的;因此,随着物体升温,红外热像仪会在单次积分时间内快速饱和。图2:不同温度下黑体的光谱辐射发射率总之,SLS使您能够处理目标在较宽温度范围内快速升温的富有挑战性的应用,如燃烧研究应用。然而,在长波红外波段运行不是仅有的因素。如果研究长波红外碲镉汞(MCT)探测器,我们会发现它们的温度范围也有限,类似于中波红外InSb探测器。你会注意到,长波红外MCT热像仪每次积分时间具有较短的单个温度范围,以及在安装减光镜削减信号之前能够测量的温度限制(见表3)。表3 长波红外碲镉汞(MCT)探测器仪性能指标低成本,高性能长波红外SLS热像仪与其它长波红外制冷型热像仪相比,长波红外SLS热像仪一项最出色的特性是能通过冷却显著提升均匀性和稳定性,尤其是与长波红外MCT热像仪相比。长波红外MCT探测器通常具有较差的均匀性和稳定性。因此,每当用户打开长波红外MCT热像仪,上一次执行的均匀性校正都需要更新(见图3)。图3:启动时的MCT热图像这为基于现场的应用带来一些问题,由于环境状况,这不利于需要更新增益、补偿错误像素映射设备。这些应用可能包括当热像仪位于试验室中对其进行远程控制,或在政府试验场爆破区之外对其进行控制。相比之下,长波红外SLS能像中波红外InSb那样运行,因为用户只需打开热像仪就可以开始测试(见图4)。在实验室中完成的均匀性校正,除了可能利用热像仪内的内部NUC标记进行一点式补偿更新外,无需额外图像均匀性更新,便可在现场良好运行。NUC在长期多次冷却后仍保持正常。本文测试的热像仪自一年多前首次现场使用以来无需新的NUC。图4:启动时的SLS热图像虽然SLS热像仪的价格高于中波红外InSb热像仪,但它们比性能相当的长波红外MCT热像仪便宜40%。因此,如果您的应用需要更短的积分时间,更宽的温度范围或只有制冷型长波红外探测器才能提供的光谱灵敏度,SLS探测器比现行的制冷型长波红外MCT探测器具有明显的成本和均匀性优势。综上所述,SLS长波红外探测器材料是一种极具吸引力的高性价比材料,与中波红外InSb和长波红外MCT材料相比具有更短的积分时间和更宽的温度量程;长波红外SLS热像仪拥有比现行长波红外MCT热像仪更优异的均匀性和稳定性以及更实惠的价格。如果应用对性价比有特定要求时,长波红外SLS热像仪将是您工具箱的理想之选。
  • 切合社会需求 提供差异化服务――访中国广州分析测试中心陈江韩主任
    采访前言:日前,中国广州分析测试中心与北京瑞利分析仪器公司合作开发的WFX-810塞曼原子吸收光谱仪,作为国内原子吸收光谱高端新产品已经频繁亮相于国内各大仪器展会。而广州分析测试中心在激烈的检验业市场竞争中,加强市场需求研究,尝试根据服务对象建立行业实验室提供特色服务,减少了同质竞争,获得了良好的社会反响和效益。仪器新品的技术优势和广州分析测试中心的特色发展都引起了我们的强烈好奇。日前,在中国(广州)国际分析测试/科教仪器/生物技术展览会会展期间,本网编辑荣幸的采访了广州分析测试中心主任、广东省测试分析研究所所长陈江韩先生。 中国广州分析测试中心陈江韩主任 Instrument: 请介绍您在光谱等仪器领域,已经成功投入市场和正处于实验室研发等阶段的成果? 陈主任:这些成绩是广州分析测试中心仪器研发团队多年奋斗的结晶,饱含了几代专家的心血。我们与北京瑞利分析仪器公司合作开发的WFX-810塞曼原子吸收光谱仪就是团队多年努力的成果,早在10几年前,我中心就和北京瑞利分析公司合作研发出WFX-100系列原子吸收光谱仪,以后又衍生出200、300系列等等。 目前,样品前处理技术已经越来越受重视,普遍来说,样品前处理的时间已经占据样品分析全过程的一半。我们与上海光谱仪器有限公司、北京优联光电技术有限公司合作承担的“十五”攻关项目“快速溶剂萃取仪”已经在北京通过了科技部组织的专家验收,目前已经处于试产阶段。旨在缩短分析工作者花费在前处理上的时间,提高分析精度,并且可以大大降低萃取溶剂的用量,这在倡导节约和环保的今天,显得尤其重要。而我们中心开发的食品安全快速检测设备网络直连式农药残留速测仪NC-800系列等,根据国家标准方法专门设计,广泛应用于蔬菜、水果、粮食、茶叶、粮食、水及土壤中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留的快速检测。在广州的许多超市和菜市场,可见到我们的仪器在工作。 Instrument: 请问您和北京瑞利分析仪器公司合作研发的WFX-810弥补了哪些国内同类产品的技术空白?有哪些相对国内外同类产品来说独有的优势? 陈主任:当前,客户迫切需要技术成熟、性能稳定可靠、自动化程度较高、性价比高的国产高端原子吸收仪器。WFX-810应运而生,充分切合了客户的相关需求,填补了这一块的市场空白。 WFX-810独创的双灯双原子化器并联光路,已经申请了国家专利,确保光程最短、光学元件最少、光能量损失最小,测试数据非常理想,我个人认为仪器稳定性及可靠性要优于传统单灯双原子化器一体化仪器。火焰法与石墨炉采用恒磁场横向塞曼背景校正装置,具有很强的双原子化器全波段高背景吸收校正能力。高升温速率的石墨炉电源与主机一体化设计,塞曼法的准双光束特性实时扣除基线漂移,提高了分析精度。 Instrument: 原子吸收光度计国内外品牌林立,请介绍WFX-810的市场定位-包括市场定价,目标客户群体及市场运作方面的考虑? 陈主任:WFX-810定位于国内高端市场,给打算购买国外产品的用户多提供一个选择。目前市场售价大概在三十多万人民币。WFX-810的石墨炉原子化器的性能优良,与国外同类产品的质量不相上下。火焰法与石墨炉采用恒磁场横向塞曼背景校正,对高污染状态下的监测有独特的优越性,在食品、环保领域等相关应用方面很有竞争力。 Instrument: 为什么选择与北京瑞利分析仪器公司合作开发,您认为,国产原子吸收光谱乃至国产仪器应当如何应对国际同类品牌的强势竞争,尤其是在国产仪器价格相对低廉,利润微薄,而国内很多用户迷信洋品牌的情况下? 陈主任:我们测试中心和北京瑞利分析仪器公司有多年的合作历史。双方本着互相谅解、互相促进的原则,在仪器开发领域携手并进。北京瑞利分析仪器公司章诒学先生、宋友才先生等深受同行敬重的仪器设计专家和具备丰富仪器工艺和研发管理经验的原子吸收部门领导酆秀岩先生等各位同仁,在仪器开发的过程中,提供了很多极为宝贵的建议,双方思维火花的碰撞促进了WFX-810的研制成功。在此,还要感谢国家地质测试中心杨啸涛研究员、我中心何华焜研究员等多位专家提供的重要支持。 首先,还是得承认国内品牌仪器与国外先进的品牌仪器有些技术上的差异, 只有认识到问题才有可能去想办法解决。作为仪器研发人员,我们有义务去承担这个社会责任,研发出缩小差距甚至领先于国外同行的产品。当前,国内仪器厂家与国际仪器厂家在硬件软件方面普遍都存在很多差距。国内仪器厂家很少听说有制定技术路线图,产品发展思路连贯性不足,也不利于经验的积累和传承;同样的仪器,国际厂商可能投入几千万,而国内厂家可能才能投入几百万,囊中羞涩导致了研发视野的缺陷,设计不够细腻,很多该做的工作可能就没有做或者简化了。而资金的缺乏也导致了企业只有在产品卖到钱后,才能投入研发,如此恶性循环,必然进一步削弱技术竞争力。 从另一个角度来说,一些国产优秀产品的实际性能也不赖,而且售价只有国际先进品牌同类仪器的一半,价格上的优势也应当吸引更多的用户使用国产仪器,而不是盲目追求进口产品。 Instrument: 对于目前科研成果转化率较低,科研界与产业界脱节的现象,你从自身经验出发,有哪些好的建议? 陈主任:当前,很多科研工作在立项时可能就与产业化的联系不是很密切。而验收过程中,科研成果的评价考核指标与产业化也存在脱节,有点类似传统教育中的高考指挥棒。科研的直接目标是为了出文章、评教授,弱化了产业化方面的追求。许多仪器科研项目停留在探索性研究的阶段,停留在实验装置的阶段,不少人就以为可以卖钱了,而产业化是要精密计算的:工艺如何,可靠性如何,卖给谁,市场调查的情况如何,售后服务的情况估计如何,产品估计可以红多久,估计赚多少钱等,这要多方面的人力财力加入进来做的。打个比方,科研人员是主角,还得有导演、舞台灯光、美术,还得有跑龙套的,大家还得互相支持,互相尊重,相互配合,是个精细的系统。如果是个草台班子,期望请个名角就能解决所有的问题,我看是不行的。 建议我们的科研同行在工作中,多深入调研,在社会需求中找题目;产业界和科研界要充分认识到自身的优劣势,精诚合作,才能去研发一些切合市场需求、受用户欢迎的产品。 Instrument: 您所在的广州分析测试中心作为国家级分析测试中心,积极应对市场竞争,根据服务对象建立行业实验室,请问现在目前提供哪些特色服务,改革的初衷、历程以及收获的成效? 陈主任:任何单位只有明确了自身的定位,明确单位的使命是要解决社会的哪些问题,才能在社会上存活和发展。作为第三方检测机构,为客户提供优质、高效的服务是我们中心始终不渝的宗旨和安身立命的根本。按技术来进行分工和运作的专业实验室已经不能完全满足市场对分析检测服务的需求。从本质上说,按技术专业进行分工和运作,是以我为中心的一种机制,而按服务行业进行分工和运作,则是以客户为中心的一种机制。因此,当我中心的设备、技术队伍和业务规模发展到一定阶段时,就要抓住机会,逐步发展一批为特定行业领域提供分析检测服务的特色行业实验室,作为现有专业实验室的有益补充。 目前我中心提供未知物剖析、工业诊断分析已经形成较强的优势,对华南地区乃至全国相关行业的产品质量提升、先进技术消化吸收起到了很好的支撑作用;根据物流业特别是航空业货物运输的安全需求,高起点构建了符合国际航联(IATA)规范的货物运输安全条件鉴定。针对我国的司法制度改革伴随着的第三方司法鉴定需求,我们高起点构建了微量证物分析和司法毒物分析并已经获得政府的许可。通过调研,发现发达国家普遍使用油液诊断技术给机械设备“体检”和“看病”,这有点类似人抽血化验诊断身体疾病,通过对设备润滑油的分析来预知设备是否潜在故障。美国有二三百家这种专业实验室,我国正在走新型工业化道路,这个需求是巨大的,对降低污染物排放、节能和设备人员安全有重要意义,我们建立了油品实验室。不是有人说我们某些传统工业“傻大黑粗跑冒漏”吗?我们分析工作者在这方面也是可以大有作为的。此外我们还有数千项普通的分析测试项目,构成了我们的服务优势。 我国目前有众多的分析检验实验室,国外检测巨头也纷纷进入中国,竞争不可避免,有些人觉得很悲观。但分析检验是个大的概念,只要分析清楚自身特点和社会需求,通过差异化的服务,是可以大有作为的。某些国外巨头自比分析领域的肯德基和麦当劳,但是大家的口味不可能都吃肯德基和麦当劳啊,附近人群构成、消费能力如何?开成川菜、粤菜馆是否也有生意?如果你觉得本钱小,门面小,做点豆浆油条果子煎饼或许日子也挺滋润。我认为,只要认真下真功夫研究好社会需求,没有活不好的道理。 另一方面,我呼吁政府消除行业保护,采购公共技术服务,降低社会运行成本,附带通过这样的竞争来提升本土分析业的生存能力。想想程控交换机领域,如果当年行业“保护保护”,把华为中兴的苗子给灭了,不知道今天是什么样子。 Instrument: 请问目前,广州分析测试中心承担了哪些国家大型研究、监测或验证项目? 陈主任:目前,我们测试中心与加拿大检测机构合作承担了国际环境有机污染物监测研究项目。“十五”科技支撑条件平台项目“快速溶剂萃取装置”刚刚通过验收,正在全力推进产业化。不久前,我们申请的“十一五”科技条件建设项目“光谱仪器光源”项目获得立项。我们还承担了食品安全快速检测的粤港合作重大科研项目。此外还有多项广东省的重点科研项目。 Instrument: 随着市场经济的发展,众多分析测试中心逐步由公益性研究机构形象成功的切换成兼顾商业化意识的企业形象,广州分析测试中心无疑是成功的典范,请介绍如何兼顾公正和效益两方面呢? 陈主任:应该说,我们分析测试中心并没有完全商业化,也不是以盈利为最大目标。大宗普通检验我们做,特殊技术要求的分析,如上面我提到的未知物剖析,精兵精将投入,经济上并不特别划的来的,我们也做。这与国内外的一些检测技术公司是有所不同的。当年建立这些分析测试中心是为了解决国家和区域工农业生产和社会发展遇到的分析测试方面的共用技术问题。我们将自己定位为密切关注社会需求和客户需求的事业单位,想方设法的多提供一些切合实际需求的差异化服务。在创造服务利润的同时,我们也谨记自身作为测试机构的社会责任,要在本领域尽自己的本事排忧解难。日前,我们与中山大学签了协议,在我中心建立公益性的博士后科研基地,我们转移了部分分析的效益来支撑基地的运行,是“赔本生意”。但从我们中心的定位来说,这是一项重要的事情,关系到学科发展和中心的长期技术优势,关系到未来的服务社会的能力。 采访后记:广州分析测试中心积极务实地关注和切合社会需求,创建有特色的分析服务模式,在分析测试机构众多、竞争激烈的局面下,打开了一片“蓝海”。这种提供差异化服务的思维模式,值得众多测试机构和仪器厂商的借鉴。分析测试中心作为本网的最大用户群体之一,在本网人物专访对象所属单位中还是被遗忘的角落。以后,我们将在人物专访、业界新闻等重要栏目中,多展现国内众多分析测试机构的风采。 广州分析测试中心网址:http://www.fenxi.com.cn 采访编辑:廖庆铃
  • 托普云农自动定氮仪检测每天水稻氮的吸收和积累
    水稻是稻田生态系统中主要生产作物,氮素是影响水稻生长的一个重要营养元素,磷和钾是除氮素外对水稻生长具有同等重要作用的营养元素。植物体内碳几乎全部是由植株自身光合作用同化 CO2 形成碳水化合物,而光合碳代谢与氮素的投入、植株氮素同化之间关系非常密切。因此,研究稻田生态系统碳氮循环耦合关系具有一定的理论意义。本研究以稻田生态系统长期定位试验为对象,分析等氮投入不同氮源、不同氮磷钾施肥配比二种施肥方式下水稻植株体内碳、氮的积累与分配特征,探讨不同施肥水平下水稻植株碳氮累积关系,为稻田生态系统中碳氮循环耦合机制提供一定的理论依据。使用定氮仪检测得到如下主要结果:   (1)基于等氮投入、不同氮源施肥长期定位试验,分析水稻植株碳、氮积累与分配。结果表明,水稻各器官的碳含量在不同处理之间没有明显差异(P0.05),但氮含量有明显的差异。有机–无机配施处理的茎叶、籽实中氮含量分别为 8.9 ~ 10.2 g.kg-1 和 11.9 ~ 14.8 g.kg-1,比施用化肥处理的高 13% ~ 53%和 9% ~ 19%,比对照(不施肥)高 12% ~ 77%和 23% ~ 32%。水稻碳、氮储量大部分积累在植株的地上部分,其中,有机–无机施肥处理的籽实中碳、氮储量较大,分别为 3467.8 ~ 4323.9 kg.hm-2和 120.3 ~ 135.2 kg.hm-2,比施用化肥处理分别高 13% ~ 23%和 26% ~ 45%。茎叶和籽实中碳储量占整个植株中储量的 34% ~ 38%和 51% ~ 60%;氮储量占总氮储量的 28% ~ 34%和 61% ~ 68%。结果表明,籽实是水稻植株主要的碳、氮汇,有机–无机肥料配施有利于水稻氮的吸收和积累,对于水稻碳氮固定和累积有一定的促进作用。   (2)基于我国南方双季稻田区 20 a 施肥处理长期定位试验,分析不同氮磷钾施肥水平对水稻碳、氮积累与分配。结果表明,水稻籽实和茎叶中的碳含量普遍高于根部碳含量;籽实碳含量在 N 处理下最高,为 432.79 g.kg-1,其余施肥处理下籽实碳含量的差异不显著。而氮含量在不同施肥处理下差异较大,以 N 处理下最高,为 18.90 g.kg-1,其次是 NPK 处理,为 17.93 g.kg-1。水稻碳、氮储量大部分积累在植株地上部分的籽实和茎叶中,分别是地下储量的 6.8~9.2 和 9.8~14.1 倍。随着施氮水平的增加,水稻籽实中的碳储量也相应增加,而在相同的施氮水平下,偏施氮肥处理水稻籽实中的碳氮储量明显低于 NPK 处理,NC 处理的籽实碳氮含量低于 NPKC。因此,与偏施氮肥相比,氮磷钾三大元素的综合施用更有利于水稻生长过程中碳氮的累积和分配。   (3)利用等氮投入不同氮源和不同氮磷钾投入两种施肥方式对不同生育期水稻植株生长过程中碳氮的积累与分配分析表明,在水稻分蘖期和孕穗期,相对于其它施肥处理单施化肥处理显著增加水稻植株体内氮含量,如孕穗期时,宁乡点根部和地上部分水稻氮含量在NPK处理下最高,分别为11.87 g.kg-1和20.06 g.kg-1;从抽穗期至成熟期时,有机-无机结合的施肥方式有效促进了水稻植株对氮素的吸收和碳氮的积累,如宁乡点晚稻成熟期籽实氮含量在 LOM 和 HOM 处理下显著最高,分别为 20.36 g.kg-1和 21.22 g.kg-1。研究表明,合理的施肥能在水稻不同生长时期有效促进植株内碳氮的吸收和累积。   (4)在等氮投入不同氮源的条件下,有机-无机结合配施显著降低了成熟期籽实碳氮比,其比值为 28.0~35.0,是 NPK 处理的 84%左右;不同氮磷钾配施下,除CK 处理外,籽实碳氮比在其余施肥处理下没有显著性差异,茎叶 C/N 以 N 处理下显著最高,为 67.6。在水稻各个生育期,有机肥-无机结合配施均降低了植株中碳氮比,不同氮磷钾投入下,添加有机物循环的处理(NPC 和 NPKC)下水稻植株碳氮比均低于无循环处理(NP 和 NPK),主要是因为配施有机肥增加了水稻植株体内氮素的含量。   在介绍了以上的介绍后,我们了解到稻植株地上部分是主要的碳氮汇,其中籽实碳氮储量较高。随着施氮水平的增加,水稻籽实中的碳储量也相应增加,在相同的施氮水平下,氮磷钾综合施用比偏施氮肥处理更有利于水稻生长过程中碳氮的累积。在等氮投入不同氮源下,有机-无机肥配施显著提高了水稻植株体内氮素的含量;在不同氮磷钾投入下,添加有机物循环处理下水稻植株体内碳氮含量及储量均普遍高于无有机物循环处理,可见添加有机养分能促进了生长过程中水稻碳氮的同化与吸收。研究表明,合理的施肥能有效促进水稻植株碳氮的固定和累积,有机–无机肥料配施有利于水稻氮的吸收和积累,对于促进水稻植株碳氮的固定和累积还具有一定的潜力。
  • 代谢组学揭示肠癌患者临床诊断依据
    近年来,医学领域的基础研究日趋系统化和多学科交叉,系统生物学的迅猛发展翻开了临床实践、药物研发的新篇章。作为国内较早涉足系统生物学研究的贾伟教授研究团队,近年来应用代谢组学技术对各种临床疾病的早期预测、诊断和预后的生物标志物进行了广泛的研究,现以结直肠癌的系列研究为例介绍我们的研究进展。  研究团队首先采用气相色谱质谱联用、液相色谱质谱联用分析方法,结合单维统计、多维统计的代谢组学研究技术,对I-IV期的64名肠癌患者和65名健康志愿者分别进行了血清和尿液代谢标志物的筛查,并进一步在扩大的研究对象101名肠癌患者和103名健康人中对所发现的潜在代谢标志物进行了验证。  研究结果显示,肠癌患者与健康人的血清代谢物组成具有显著差异。肠癌患者的糖酵解通路中的两个代谢产物丙酮酸和乳酸在血清中呈显著性升高,三羧酸循环中的琥珀酸、异柠檬酸、柠檬酸中间产物呈下降趋势 油胺在肠癌病人血清中的含量也有显著性降低 尿素循环代谢物精氨酸、鸟氨酸和瓜氨酸在病人血清中均显著降低,脯氨酸、羟基脯氨酸和谷氨酸也显著下降 另外,色氨酸及其相关的代谢物5-羟基色氨酸和5-羟基吲哚乙酸在肠癌组和正常组之间有显著性差异,提示与5-羟色胺的代谢相关。研究结果还显示,血清代谢产物不仅可以将肠癌Ⅱ-Ⅳ期的患者与健康人明显区分开,还能将Ⅰ期的早期肠癌患者与健康人也区分开来。我们的相关研究结果从2009年开始陆续发表在专业领域内具有较大影响力的杂志Journal of Proteome Research(2009和2013)上。  尿液代谢组学结果同样显示,结直肠癌患者和正常人的代谢谱亦呈显著差异。结直肠癌患者中的色氨酸代谢上调,组胺和谷氨酸代谢通路、三羧酸循环和肠道菌群代谢紊乱。另外,结直肠癌病人中紊乱的代谢谱,如5-羟色氨酸代谢物、三羧酸循环代谢和肠道菌群代谢物在手术后得到明显改善。研究进而开展了二甲肼(DMH)所致结肠癌早期病变的SD大鼠模型的研究,同样发现这些代谢物的波动和紊乱。研究结果发表在Journal of Proteome Research (2010和2012)上,并得到美国ACS和TIME(时代周刊)为代表的多家权威媒体的重点报道和关注,对该研究结果和前景给予了极高的评价。  在结直肠癌血清和尿液的代谢组学研究基础上,我们对肠癌的组织也进行了深入的研究,对组织的研究可以有效规避血清、尿研究中由于饮食差异等外界因素对体内代谢物的影响带来对研究结果的影响。研究团队首先对来自上海地区的结直肠癌和癌旁组织进行研究,发现了一组在癌和癌旁组织中具有显著性差异的代谢物。进而对来自北京、浙江和美国加州另外3个不同地区的结直肠癌和癌旁组织也进行了研究。结果显示肠癌组织中总的代谢物变化趋势在4个不同地区的样本具有很高的相似性,其中的15个代谢分子呈现出完全一致的变化趋势。进一步研究发现这些差异性代谢物的变化与所在的代谢通路上的基因表达水平的变化呈高度的一致性。这些差异代谢物包括上调的犬尿氨酸、b-丙氨酸、谷氨酸、半胱氨酸、2-氨基丁酸、棕榈油酸、焦谷氨酸、天冬氨酸、次黄嘌呤、乳酸、豆蔻酸、甘油、尿嘧啶、腐胺,以及下调的肌醇。差异表达性的基因包括LDHA、TALDO1、GOT2、MDH2、ME1、GAD1、ABAT、PANK1、DPYD、ACLY、FASN、SCD、IDO1、GPX1、GSTP1、GSR、GSS、GGCT、ANPEP、CAT、ERCC2。结合代谢物和基因表达变化发现的结直肠癌的代谢物模式和基因表达模式特点主要可以从三个方面阐释其生物特性:1)“瓦伯格效应”(Warburg Effect):这是肿瘤细胞能量代谢的典型特征,表现在大量地摄取葡萄糖进行有氧糖酵解,生成大量的乳酸,同时为不断生长的肿瘤细胞提供生物合成原料 2)伴随着糖酵解的上升,用于大分子物质合成的代谢中间体显著上升:肿瘤细胞的代谢会产生大分子中间体来支持细胞生长,导致某些特定的游离脂肪酸(豆蔻酸、棕榈油酸)和核酸(次黄嘌呤)的浓度上升。在肿瘤细胞中,高表达的ACLY、 FASN和SCD同样提示了脂肪酸合成的增强。而b-丙氨酸在肿瘤细胞生长中明显的变化可能与脂肪酸合成中的乙酰辅酶A和丙二酸辅酶A有着密切的联系,提示这种变化可能与肠道菌群代谢有相关性 3)肿瘤细胞内维持较高的氧化应激水平:我们发现肿瘤组织内具有抗氧化活性代谢物的浓度显著上升。由于肿瘤细胞加速合成代谢而产生较高的活性氧,从而使胞内氧化应激水平上升。所发现的这些具有抗氧化活性的代谢产物在肿瘤组织中被大量的合成,提示肿瘤细胞通过改变代谢模式,用还原性的分子来平衡活性氧,从而在较高的氧化应激水平下维系其生理和代谢功能。实验中发现,氧化应激的生物标志物视晶酸、2-氨基丁酸在肿瘤细胞中上升。同时,与谷胱甘肽相关的基因包括GPX1、GSR、GGCT、GSTP1也在肿瘤组织中显著升高。该研究结果发表于国际知名的癌症研究期刊ClinicalCancer Research(2014)。  我们相信对结直肠癌的系统性的代谢研究,对寻找和发现具有临床早期诊断和预后价值的生物标志物研究提供了极大的可能性,为未来的临床转化研究奠定了坚实的基础。     原文出处:  1.Qiu, Y. Cai, G. Su, M. Chen,T. Zheng, X. Xu, Y. Ni, Y. Zhao, A. Xu, L. X. Cai, S. Jia, W., Serummetabolite profiling of human colorectal cancer using GC-TOFMS and UPLC-QTOFMS.Journal of Proteome Research. 2009, 8, 4844–4850.  2.Qiu, Y. Cai, G Su, M. Chen, T. Liu, Y. Xu, Y. Ni, Y. Zhao, A. Cai, S. Xu, L. X. Jia, W.,Urinary Metabonomic Study on Colorectal Cancer. Journal of Proteome Research.2010, 9, 1627–1634.  3.Cheng, Y., Xie, G., Chen, T., Qiu, Y., Zou,X., Zheng, M., Tan, B., Feng, B., Dong, T., He, P., Zhao, L., Zhao, A., Xu,LX., Zhan,g Y., Jia, W. Distinct urinary metabolic profile of human colorectalcancer. Journal of ProteomeResearch. 2012, 11(2):1354-63.  4.Tan, B, Qiu,Y, Zou, X, Chen, T, Xie, G, Cheng, Y, Dong, T, Zhao, L, Feng, B, Hu, X, Xu, L.X, Zhao, A, Zhang, M, Cai, G, Cai, S, Zhou, Z, Zheng, M, Zhang, Y & Jia, W.Metabonomics identifies serum metabolite markers of colorectal cancer. Journalof Proteome Research 2013, 12, 1354?1363.  5.Qiu, Y. Cai,G. Zhou, B. Li, D. Zhao, A. Xie, G. Li, H. Cai, S. Xie, D. Huang,C. Ge, W., Zhou,Z. Xu, L. Jia, Weiping Zheng, S. Yen, Y. Jia, W. Metabonomicsof human colorectal cancer: new approaches for early diagnosis and biomarkerdiscovery. Clinical Cancer Research.2014, 20(8):15.
  • 【仪电分析】火焰光度计 | 全新升级 全新体验
    上海仪电分析仪器有限公司始终致力于为您提供卓越的产品和服务,此次仪电分析对FP系列火焰光度计进行了全面升级,对核心功能进行了深度优化,为用户提供更高效、更智能、更便捷的操作体验,满足用户的检测需求。 五大功能升级 01 一键点火,操作便捷手动点火方式,全新升级为一键自动点火,快捷方便。增加了燃气流量计,方便调节至最佳检测状态。 02 内置静音空气压缩机 主机升级为内置空压机,开机便可复制仪器出厂检验时的最佳测试状态,实现最佳燃气与空气配比,确保火焰的稳定性。 03 全新的高性能雾化器全新自主研发的高性能雾化器,进样稳定顺畅,雾化均匀高效,为测试样品分析结果的稳定性和准确度保驾护航。 04 全新的精致紧凑型预混室内含扰流器,提升雾化效果,消除水雾,可将化学干扰减低到最低的程度。为测试分析提供了可靠的稳定性。 05 安全性能进一步升级在原熄火保护的功能基础上,增加了燃气泄露报警功能并自动关闭燃气电磁阀的保护功能。 三项指标提升 01 测试数据稳定性显著性提高 02 测试准确度的提升 03 优良的线性 此次升级将极大地提升产品的性能和用户满意度,为您带来更多的价值体验。如有任何疑问或建议,我司当地销售经理随时恭候您的联系,感谢您一直以来对我们公司的信任和支持!
  • 第三届食品真实性及产地溯源鉴定新技术网络会议圆满落幕!
    食品真实性,与食品安全、食品质量共同构成食品本身属性。习近平总书记在二十大报告中强调,要切实加强食品药品安全监管。食品的真实性研究能很好解决虚假标注,以次充好、掺假等问题,欧美发达国家要求政府和行业关注食品真实性,并制定相应法规和指导手册,用以指导食品企业加强食品真实性问题防范,我国也高度重视食品真实性研究和成果推广应用,并取得了显著成效。食品真实性检测和溯源技术是保障食品质量安全和食品真实性的重要手段。食品真实性辨别包括食品掺假、食品掺杂、食品伪造等分析,目前组学技术、同位素法、NMR技术、质谱技术、PCR技术、光谱技术、生物成像技术及各类无损检测和快速检测技术等在该领域应用较广。食品质量溯源技术可以采用自动识别和IT技术记录食品生产、流通全过程的关键信息,有效地保障食品质量安全,目前区块链技术及与数据库双模存储机制为该领域的重要应用之一。为一定程度促进食品真实性及溯源技术的进步,仪器信息网在9月13日举办“第三届食品真实性及产地溯源鉴定新技术”主题网络研讨会,邀请到了权威专家及厂商技术人员带来精彩分享,也把最新的技术和科研成果呈现给大家。伴随着食品工业以“安全与健康”为导向的深度转型,食品化学危害物等传统食品安全问题大幅减少、极大好转,而食品原料、生产、经营等全链条中掺假使假全球性痼疾却日益凸显,呈现出复杂性和多样性,成为困扰和制约食品产业高质量发展的毒瘤和食品监管的新问题。全球供应链模式下,新业态、新模式、新食品不断涌现,给食品真实性带来诸多新挑战。因此,食品真实性成为新时期食品质量安全和食品完整性的重要组成部分,也是备受国际关注的食品安全新兴研究重点,亟待科技创新的支撑引领。本报告综述了基因组学、蛋白组学、代谢组学、元素组学等多组学技术在食品真实性鉴别方面的研究进展,同时对食品真实性国内外标准化情况进行了介绍。“油混油,鬼见愁”。食用植物油掺假鉴别是政府重视、消费者关注的热点难点问题,该报告主要汇报中国农业科学院油料作物研究所在食用植物油真实性鉴别技术方面最新研究进展,抛砖引玉,以期为推动我国食用植物油真实性鉴别研究提供参考。稳定同位素技术是食品产地溯源的重要技术手段,已经被应用于多种类的食品、农产品、中药材的产地溯源。以往基于稳定同位素的产地溯源多依赖模型算法对多种同位素进行降维和分类得到溯源结果,对同位素指标溯源的机理机制缺乏理解。稳定同位素生态学是食品产地溯源的关键理论基础。本研究将以葡萄和葡萄酒等植物性食品为例,介绍植物在响应环境变化过程中的稳定同位素分馏效应和生态学机制,研究区域环境对食品中稳定同位素分布的影响因素,旨在揭示同位素对产地指示的生态学机理。这将有助于理解不同尺度下,区域环境对生物体同位素变化的影响机制,构建更精确的溯源模型和技术方法体系。本报告以山茶油为研究对象,从产地溯源和真伪鉴别两个方面展开研究,利用近红外光谱和计算机视觉等快速无损检测技术结合深度学习算法构建高准确率的定性和定量模型,以实现对山茶油的真实性鉴别。(1)首先采用近红外光谱法和气相色谱法结合传统机器学习算法和深度学习算法分别构建产地溯源模型。(2)其次,采用近红外光谱仪和智能手机分别测定样本的光谱信息和计算机视觉信息,结合深度学习算法构建掺伪山茶油的定量模型。此外,使用多模态深度学习模型将两类单模态模型融合,性能有显著性提升。蜂蜜是蜜蜂采集植物的花蜜或活体植物的分泌物或吸吮活体植物的昆虫的排泄物,带回巢房中储存,并加入自身分泌的特殊物质进行转化,沉积,脱水致成熟的天然甜物质。蜂蜜具有多种生物活性,深受消费者的喜爱,然而,蜂蜜的掺假在全球任然十分严重,因而如何鉴别蜂蜜的真实性成为国内外业界关注和研究的热点。本报告主要介绍了国内外蜂蜜真伪鉴别及蜂蜜形成机制的最新进展。大米是我国主要的粮食来源,现已成为了日常主食中不可或缺的一部分。我国是大米主产国,全国多地种植大米,也涌现出很多知名的大米,而在大米食味品质表征方面却千篇一律、差异很小。目前对于大米食味品质的研究,一方面是通过色谱法对香气物质进行分析,另一方面是采用食味仪间接对大米的食味品质进行快速测定。为了更精准、更直接来表征和评价大米食味品质的全貌,离不开科学的感官评价,它通过口感、滋味、气味等感官属性来评价大米的食味品质。为了更好体现各产地间粳米食味品质差异,本报告主要采用感官分析技术建立一种评价粳米食味品质的方法,包括米饭怎么制备、指标怎么建立、食味怎么评价等内容,并对不同产区粳米的食味品质进行分析与表征,为各地大米的真实性评价提供了新思路。DNA存储技术利用DNA分子作为信息存储介质,通过将数字数据转化成DNA序列,并经过合成、储存、读取、测序和解码等步骤实现高效的数据存储和检索。基于此研发的DNA溯源码能够对任何形态的产品进行编码,如批次号、生产地点、生产日期等。产品形式多样,既可以喷洒、印刷或涂覆到食品包装材料中,也可以直接添加到食品中,兼具极高的防伪溯源性能和良好的生物相容性。结合生物信息学工具和相应的检测方法进行序列比对和分析,为确定产品的来源、真实性、生产过程、运输流程以及安全性等信息提供了有效手段。食品新鲜度高灵敏的智能化监测是提高食品安全管理水平,减少食品浪费,为消费者提供更安全、更高质量的食品保障的重要手段。报告重点介绍了食品新鲜度智能化监测技术的开发机理、食品新鲜度靶标物质的选择、活性功能元件的构建及智能监测材料的制备与应用等方面,总结归纳了食品新鲜度智能化监测研究面临的诸多前沿问题与挑战,以期为后续食品新鲜度高灵敏智能化监测提供指导。
  • 拉伸试验 GB/T 228.1 新旧标准差异分析
    拉伸试验是金属材料力学性能试验中最基本、最重要、应用最广泛的试验之一。金属材料室温拉伸试验方法的新版国家标准GB/T 228.1-2021于2022年7月1日正式实施,已使用十余年的原版本GB/T 228.1-2010即作废。8月16日,上海材料研究所检测中心力学室技术主管、高级工程师黄旭东将于第二届试验机与试验技术网络研讨会期间分享报告,通过对拉伸试验新版国家标准进行技术性解读,对比新旧标准差异,让与会人员能更好地了解和适应新标准带来的变化。关于第二届试验机与试验技术网络研讨会为帮助业内人士了解试验技术发展现状、掌握前沿动态、学习相关应用知识,仪器信息网携手中国仪器仪表行业协会试验仪器分会于2023年8月16日组织召开第二届“试验机与试验技术”网络研讨会,搭建产、学、研、用沟通平台,邀请领域内科研与应用专家围绕试验机行业发展、试验技术研究、试验技术应用等分享报告,欢迎大家参会交流。会议详情链接:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/testingmachine2023
  • 辽宁丹东分析仪器产业寻求差异化突破
    辽宁省丹东市是我国射线类仪器、无损检测仪器、粒度分析仪等技术的主要发源地之一,也是我国科学仪器企业的聚集地。在此基础上,2009年,辽宁省委省政府提出建设辽宁(丹东)仪器仪表产业基地,其目标之一是将其打造成为具有世界前沿水平、每年产值达到千亿元以上生产规模的仪器仪表产业集聚区。   自&ldquo 十二五&rdquo 国家重大科学仪器设备开发专项设立以来,丹东市已成功申请到5个专项,涉及当地的8家企业,一定程度上反映了丹东市科学仪器产业的基础与科技实力,并且具有活跃积极的发展态势。   为深入了解丹东市科学仪器企业的发展现状、瓶颈及需求,在辽宁省分析科学研究院协助之下,中国仪器仪表学会分析仪器分会(以下简称分会)一行前往丹东,相继调研了进驻辽宁(丹东)仪器仪表产业基地并承担了重大专项的丹东奥龙射线仪器集团有限公司、丹东百特仪器有限公司、丹东市无损检测设备有限公司、丹东通达科技有限公司及丹东浩元仪器有限公司。   根据调研,部分丹东市仪器企业在历经白热化同质竞争之苦以后,已逐渐走上了差异化发展的道路,并因此尝到了甜头,企业间也悄然形成了默契。   昔日的竞争对手,如今已变成战略合作伙伴。本次所走访的企业整体呈现出踏实、诚恳、有理想的精神面貌,继承了历史功底,并寻求将传统技术发扬光大。   对于小企业而言,资金和技术是最大的瓶颈,企业发展再大一些,人才缺乏的问题就会显现出来。当然,地理位置稍偏一点,会带来高级人才难觅的问题,为市场推广工作也增添了难度。丹东市某企业为解决这些问题已经开展了不少尝试,通过在一线城市投资等举措,一定程度上解决了部分问题。   丹东企业一己之力有限,希望通过一些专业平台帮助其解决在研发、生产等过程中碰到的实际问题或是很好地满足相关需求,这些问题包括可靠性、精密加工、技术开发、工业设计等方面的共性或个性问题。但企业目前感觉相关专业平台的存在感很弱。   在深入了解企业的发展瓶颈之后,分会针对市场推广、可靠性、电子电路设计、研发方向的选择、产品设计等方面的问题或困惑提出了解决办法,得到了企业的高度认可。目前,分会正在实实在在地协助企业解决部分问题。
  • 食药监总局印发食品快速检测方法评价技术规范
    p   2015年新食品安全法出台,规定“采用快速检测方法对食品进行抽查检测,被抽查人对检测结果没有异议的,可以作为行政处罚的依据”,某种程度上给快检结论赋予了法律效力,由此催生食品快检行业及快速检测方法的高速发展。 /p p   2017年3月28日,为保证食品快速检测方法评价工作的科学性和规范性,食品药品监管总局组织制定了《食品快速检测方法评价技术规范》。这也意味着风头正劲的快检技术自此有了评价规范,变得有据可依。详情如下: /p p style=" text-align: center " strong 食品快速检测方法评价技术规范 /strong /p p    strong 1 目的 /strong /p p   为保证食品快速检测方法评价工作科学合理、标准统一,特制定本规范。 /p p    strong 2 适用范围 /strong /p p   本规范适用于食品药品监管部门组织开展的食品(含食用农产品)中农兽药残留、非法添加、真菌毒素、食品添加剂、污染物质等定性快速检测方法及相关产品的技术评价。 /p p    strong 3 评价指标 /strong /p p   3.1 灵敏度 /p p   3.2 特异性 /p p   3.3 假阴性率和假阳性率 /p p   3.4 与参比方法一致性分析 /p p   strong  4 评价方法 /strong /p p   最低检出水平(检出限)设置对于禁用物质或者无残留限量的物质应小于或者等于参比方法的检出限水平,对于存在国家标准限值规定的物质应小于或等于限值规定。所有参数需要在不同种类或者类型的食品中测定的实际结果进行统计。 /p p   4.1 灵敏度 /p p   灵敏度是指方法在实验条件下达到的实际最低检出水平时,检出阳性结果的阳性样品数占总阳性样品数的百分比,具体计算要求见附表,评价中可描述为该百分比下方法的检出限。 /p p   4.2 特异性 /p p   特异性是指方法在实验条件下达到的实际最低检出水平时,检出阴性结果的阴性样品数占总阴性样品数的百分比,具体计算要求见附表,评价中可描述为方法检出限下不存在干扰的百分比。 /p p   4.3 假阴性率和假阳性率 /p p   假阴性率是指方法在实验条件下达到的实际最低检出水平时,阳性样品中检出阴性结果的最大概率(以百分比计),具体计算要求见附表,计算结果为方法最大假阴性率的结果。 /p p   假阳性率是指方法在实验条件下达到的实际最低检出水平时,阴性样品中检出阳性结果的最大概率(以百分比计),具体计算要求见附表,计算结果为方法最大假阳性率的结果。 /p p   4.4 与参比方法一致性分析 /p p   快速检测方法应与方法中规定的参比方法进行一致性比较。与参比方法一致性分析统计方法常见卡方检验,具体可见附表中显著性差异(c2)所示,一般: /p p   c2=(?a-b?-1)2/(a+b) /p p   a:样品被待确认方法证实为阳性而参比方法检验为阴性的数目 /p p   b:样品被待确认方法证实为阴性而参比方法检验为阳性的数目。 /p p   c2& lt 3.84表示待确认方法与参比方法的阳性确证比率在95%的置信区间内没有显著性差异。但是如果待确认方法比参比方法存在更高的回收率,则以上两种方法的阳性确证比率存在显著性差异是可以接受的。 /p p   c2& gt 3.84表示两种方法的阳性确认比率在95%的置信区间内有显著性差异。 /p p   如果能够证实待确认方法灵敏度优于参比方法,则两种阳性比例的显著性差异可以接受。 /p p   在考察与参比方法的一致性分析中,也需要考察在检出限或者报告限度水平附近的检测结果与浓度之间的趋势一致性。 /p p    strong 5 评价步骤 /strong /p p   5.1 拟定评价技术方案 /p p   在比较快速检测方法与待评价方法的适用范围、性能指标和要求等符合性情况的基础上,评价机构应针对待评价食品快速检测方法及相关产品制定评价方案。应包括但不限于:方案实施程序、评价内容及依据、评价比较用参考限值标准及方法标准、参考样品制备、参考值选择、参考样品定值及依据、参考样品编码及说明、测试程序、结果判断及统计方式、结论出具等,最终结论的出具应附相关判别依据,并给出相应判别指标。 /p p   5.2 盲样制备 /p p   试验评价需使用盲样检测进行。试验评价盲样涉及空白、阴性、阳性样品等均应进行实验室测定赋值,并出具均匀性和稳定性结果,相应盲样的均匀性和稳定性测试结果计算的重复性相对标准偏差,应为参比方法要求对应浓度应符合重复性相对标准偏差的1/3。可使用有证标准物质、参考物质或者质量控制品等进行溯源参考,测定完成后的各类样品应进行随机编号处理,形成盲样。用于试验评价的盲样或者质量控制样品,可自行制备,应符合: /p p   1)基质符合性和与实际食品样品所含物质成分相似性 /p p   2)考虑成分存在的浓度水平,应涵盖涉及产品的检出水平、标准限量值(标准规定值)、对应标准的检出水平等,选择多个水平进行测定 /p p   3) 根据标准方法规定的食品类别或者评价范围适用的食品,盲样制备时应重点考虑典型样品基质或相似基质,结合相关食品类别和测定目标物存在形式,按照食品宏观组分进行区分,综合考虑蛋白、脂肪、水分、糖分、高聚物或者多聚体物质、色泽、酸碱性等影响检测的组分进行区分选择,必要时应按照食品生产工艺制备添加样品 /p p   4)对于多种成分检测,应选择其分析成分进行分类比较(结构类似程度、危害程度等),综合选择几种代表性成分进行评价 对于易于获得的成分组合,尽可能考虑全部进行试验评价 /p p   5)盲样测定方式按照单位样品量以及添加目标物的情况,样品处理可以采用部分样品、全量处理等方式进行。盲样必须进行批内均匀性检查,对于一定时间范围内检测的样品,需要进行稳定性检查,保证在评价期限内样品稳定,以上均需评价机构提供检测报告。 /p p   5.3 试验测试 /p p   5.3.1 试验评价可按照方法前期验证结果(如有),进行浓度水平和基质设计,应比较空白检测、对照检测、标准方法平行对照检测等内容,附带考察方法操作环境、方法用时、操作难易等情况 对于多检测规格产品,应根据其实际规格制定具体评价浓度范围和水平,并在结果判断中注明适用检测范围。 /p p   5.3.2 评价应进行双盲检测,对待评价食品快速检测方法和用于比较的参比方法平行利用盲样进行测试,并对样品进行平行测定,分别计算获得平均检测结果,用于方法间一致性评价,检测过程中应利用根据检测物在食品中实际可能存在的水平,设置质量控制样品,考察检测稳定性。实验中测试样品包括但不限于: /p p   1) 食品基质空白样品 /p p   2) 测试水平一般应包括标准方法检出水平(或者标准限量值)的0.5、1、2倍水平或者其他可检测区分的水平(不少于3个) 或者方法标称检出限0.5、1、2倍水平或者其他可检测区分的水平(不少于3个) /p p   3) 依据相关分析检测统计计量要求,一般检测样品每种基质空白及每个浓度水平不得少于50例,对于非法添加等重点项目的检测,可考虑在低浓度水平设置为100例,以便更好地评价出假阳性率和假阴性率 /p p   4) 如存在或易获得,应进行阳性样品复核测试 /p p   5) 针对多成分方法,每种典型物质均需有检测结果和相应评价参数结果 /p p   6) 应给出差异比较结果,具备数值的应有统计识别结论,统计方法可根据实际情况进行设定,但需说明理由。 /p p    strong 6 评价结果及报告出具 /strong /p p   6.1 评价结果 /p p   评价结果应计算快速检测方法可检出限度水平的灵敏度、特异性、假阴性率、假阳性率以及检测结果与参与方法的一致性。一般可考虑(但不限定)每个基质每个浓度水平应在数据采集数不少于50例情况下,获得假阴性率和假阳性率的结果。食品快速检测方法技术评价机构应根据项目实际情况给出上述指标评价结果,并提供具有统计意义的说明。 /p p   6.2 报告出具 /p p   专业技术评价机构应出具技术评价报告,对评价整体情况和结果进行汇总整理和分析,报告中应有被评价的食品快速检测方法或相关产品是否符合国家有关规定或产品标称的结论。 /p p    strong 附表:快速检测方法性能指标计算表 /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201703/insimg/8b238909-f584-4c8e-b5a9-c3f8fbcc66de.jpg" title=" 2017-03-31_100839.jpg" / /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201703/insimg/dd44e98c-4521-431f-9aaa-5688f8e89803.jpg" style=" " title=" 2017-03-31_100738.jpg" / /p p br/ /p
  • 日立荣获色谱科学会功劳奖和CERI色谱分析奖两大奖项
    日立高新技术科学公司设计部 伊藤正人因其对日本色谱基础技术发展做出的卓越贡献,被授予“色谱科学会功劳奖”。“色谱科学会功劳奖”主要用于表彰在分离、分析领域做出卓越贡献,并为色谱科学会的运营发展做出巨大贡献的科研学者,由色谱科学会评审委员会进行评审。同时,伊藤正人凭借多年取得的丰硕科研成果,还荣获了“一般财团法人 日本化学物质评价研究机构(CERI色谱分析奖”。  1989年色谱科学会作为国际性学会正式成立,伊藤先生自2001年起就一直担任该学会的评议员,至今已连任近20年。此次获奖是因他以民营企业开发者身份发表研究论文,协助展会、研讨会等事宜,特别是在2010年担任理事一职后,分别担任过编辑和会计,对学会的贡献突出。 “CERI色谱分析奖”设立于2018年,以表彰科研领域使用液相色谱仪取得显著研究成果的专家学者。获奖者通过公益社团法人 日本分析化学会液相色谱研究恳谈会推荐公开,经遴选委员会评审候选名单,最后由运营委员会推选。伊藤先生长年来在氨基酸分析仪的研发与方法研究方面,为社会做出了巨大贡献,并且在高效液相色谱领域的学术研究上也取得了显著性突破,因此特被授予此奖项。获奖论文题目及内容介绍论文题目“全自动氨基酸分析仪及超高效液相色谱仪相关研究与开发”发言人日立高新技术科学公司 那珂工厂设计部 博士(理学) 伊藤正人概要 内容引用液相色谱研究恳谈会官方网站伊藤正人先生参与了1986年日立第四代氨基酸分析仪L-8500的研发,研究发表了采用粒径3 μm的离子交换色谱法。随后,依次于1997年、2005年、2017年成功开发出L-8800、L-8900、LA8080。此外,2006年还研发出超高效液相色谱仪(UHPLC)LaChromUltra(最大压力60 MPa)。2013年,研究发表了当时业内最高压力140 MPa的ChromasterUltra Rs UHPLC系统以及亚2 μm ODS色谱柱。在这些研究开发过程中,探索出理论塔板数、压力与时间的三维关系,并成功找到线速度、柱长这5个参数之间的关系。关于日立全自动氨基酸分析仪LA8080的详情,请见链接:https://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/C296474.htm关于日立高新技术公司:日立高新技术公司,于2013年1月,融合了X射线和热分析等核心技术,成立了日立高新技术科学。以“光”“电子线”“X射线”“热”分析为核心技术,精工电子将本公司的全部股份转让给了株式会社日立高新,因此公司变为日立高新的子公司,同时公司名称变更为株式会社日立高新技术科学,扩大了科学计测仪器领域的解决方案。日立高新技术集团产品涵盖半导体制造、生命科学、电子零配件、液晶制造及工业电子材料,产品线更丰富的日立高新技术集团,将继续引领科学领域的核心技术。
  • 新能源 大时代 | 安捷伦携全套分析方案护航新能源电池产业链
    近年来,随着全球对可再生能源需求的不断增加,二次电池行业市场迅速崛起。从电动汽车、消费电子产品再到储能领域,对二次电池的需求量日益增长。所谓二次电池,指的是在电池放电后可通过充电继续使用的电池,又被称为充电电池或蓄电池。随着新型应用场景和技术路线持续涌现,多元化的技术发展策略已然成为二次电池行业发展的主旋律。锂离子电池具有电压高、比能量高、循环寿命长、环境友好等优点,并具有良好的能量密度和功率密度,是目前主流类型的二次电池。从锂离子电池技术演进的路径来看,液态锂电池能够实现的能量密度已经逐渐接近了它的极限,固态锂电池技术逐渐减少对液态电解质的依赖,能量密度高、安全性高,是未来锂电技术的重要发展方向之一。钠离子电池比锂离子电池的成本更低,且具有资源丰富、高安全、转换效率高等方面的优势,其产业化进程正全面加速,并有望成为锂离子电池之外的另一种实现大规模商业化应用的二次电池技术,在储能、低速电动车等领域具有广阔的应用前景。安捷伦科技(Agilent)作为分析技术领域的全球领导者,在新能源电池材料从无机到有机检测的各个领域积累了深厚的经验积淀、海量的数据资源和广泛的客户群体。现已推出了新能源电池产业链全套分析解决方案,覆盖了新能源电池产业链(包括正极材料、负极材料、隔膜、电解液、电池回收/循环利用等)中质控和研发的各个环节,为新能源电池产品质量保驾护航。锂/钠离子电池产业链中的常见分析项目锂/钠离子电池公司原材料(上游材料)检测或电池生产管理:包括鉴别实验、理化性能、电化学性能分析、化学成分分析等项目金属杂质、磁性杂质分析(AA、ICP-OES 或 ICP-MS)SO42-、Cl- 等阴离子及 Si 等非金属元素分析(UV-Vis)电解液等原材料鉴别和解析(FTIR)石墨类负极材料有机物含量测试、电极片上溶剂残留(GC-MS)隔膜的分子量检测(GPC)电解液(包括添加剂)成分分析、溶剂组分含量测定(GC、GC-MS 等)锂/钠离子电池研发:电池产品安全性能、循环寿命、功率密度、能量密度等关键指标的研究电池鼓包气通常采用气相色谱仪(GC)或气相色谱质谱联用仪(GC-MS)分析气体成分电解液、添加剂成分分析(GC、LC 或 GC-MS)电解液未知成分分析(GC-Q/TOF 或 IC/LC-Q/TOF)废旧电池回收利用:对废旧电池中的有价值金属元素进行提取并循环再利用电池用 N- 甲基吡咯烷酮(NMP)的纯度分析(GC)有价值的金属元素(Li、Ni、Co、Mn 等)的含量分析(AAS、ICP-OES 或 ICP-MS)ROHS、REACH 等法规要求检测有害污染物质(AAS、GCMS、ICP-OES、UV 等)现行锂离子电池国家标准(例如 GB/T 20252-2014《钴酸锂》、GB/T 24533-2019《锂离子电池石墨类负极材料》)规定使用 ICP-OES 或等同性能的分析仪器检测主量元素及微量杂质元素,并对磁性物质进行分析。另外,现行国家标准 GB/T 30835-2014《锂离子电池用炭复合磷酸铁锂正极材料》、GB/T 24533-2019《锂离子电池石墨类负极材料》和 GB/T 30836-2014《锂离子电池用钛酸锂及碳复合负极材料》等标准中规定依据 IEC 62321 方法,使用 AAS、ICP-OES 或 ICP-MS 等仪器对材料中的 Cd、Pb、Hg 和 Cr 等限用物质进行检测。2023 年 7 月 28 日,欧盟官方公报发布关于电池和废电池的法规 (EU) 2023/154。新法规规范了电池从生产到再利用和回收的整个生命周期,并确保其安全,可持续和具有竞争力。法规不仅提到除满足欧盟 REACH 法规附录 XVII 和欧盟 ELV 指令规定的有害物质要求外,还限制了电池中的 Hg,Cd,Pb 的含量。难点分析在正极材料方面:正极材料中主量元素的百分比含量及摩尔比对正极材料的质量控制至关重要。而测定主量元素的百分比和摩尔比对仪器的稳定性提出了非常高的要求。在电解液方面:电池电解液样品的复杂基体(含高盐、高有机成分和含 F 成分)会产生电离干扰、物理干扰等,给仪器的基体耐受性和抗干扰能力带来极大挑战。同时,电池材料的复杂基体为软件的干扰扣除能力带来了巨大挑战。安捷伦解决方案Agilent ICP-OES 采用垂直双向观测结合 CCI 冷锥接口专有技术,具有出众的复杂基体耐受性和抗干扰性,可保证正极材料中主成分分析和摩尔比分析的稳定性,并实现对正负极材料和电解液中元素杂质的准确分析。Agilent ICP-OES 采用专有技术的 VistaChip II CCD 检测器能够为每个像素提供溢出保护,使 5800/5900 ICP-OES 具有优异的线性范围,适用于分析锂离子电池正极材料中的 Li、Ni、Co、Mn 等主量元素以及 Cu、Pb、Zn 等微量元素。Agilent ICP-OES 的 ICP Expert 软件独有的拟合背景校正技术 (FBC) 采用先进的数学拟合算法,无论样品复杂程度如何,均可准确、全自动完成背景校正。对于锂离子电池材料复杂基体产生的背景信号,用户只需交给 FBC 便可得到准确结果,无需耗费时间进行手动调整。安捷伦 ICP-MS 采用专有高基体进样系统 (UHMI),可使用高纯气体对整批混合样品进行在线稀释,大幅增强直接分析复杂基体样品的能力,省去繁琐的样品分类和手动稀释操作,从而显著提高分析效率;同时明显减少由水引入的氧化物干扰,从而大幅改善检出限。与能够耐受 安捷伦气相色谱系统测定锂离子电池电解液中的碳酸酯类溶剂和添加剂采用直接进样,能够在 14 分钟内完成对 13 种碳酸酯和添加剂的分析该方法在 10–500 mg/L 的浓度范围内表现出良好的线性,目标化合物校准曲线的线性回归方程相关系数 (R2 ) 均高于0.9996目标化合物的保留时间和峰面积相对标准偏差 (RSD) 分别小于 0.04% 和 1.50%,表明该方法具有出色的稳定性13 种碳酸酯和添加剂化合物Agilent 8890 气相色谱仪标样谱图实际电解液样品谱图产业链检测需求分析在锂离子电池研发过程中,需要对未知有机物进行定性分析。例如,在循环性能研究中,需要对电池循环后电解液中产生的未知化合物进行分析,因为这些化合物可能对锂离子电池性能产生影响。安捷伦推荐采用 IC/LC-Q/TOF 或 GC-Q/TOF 对未知化合物进行精确定性分析。Agilent 6546 LC-Q/TOFAgilent 7250 GC-Q/TOFIC/LC-Q/TOF、GC-Q/TOF 的应用未知物结构推导与解析软件 MassHunter MSC (MS/MS StructureCorrelation):对于碎片离子比较复杂且数据库中未收录二级质谱的化合物,可采用未知物结构推导与解析软件进行未知化合物结构推断根据 MassHunter MFE 分子信息提取功能:IC/LC-Q/TOF 数据特点专门开发的分子特征提取功能 (MFE),可自动、快速地从谱图中提取出全部化合物,并借助精确质量数、同位素信息、准确的二级质谱及结构辅助解析软件,对未知化合物进行鉴定质谱数据统计学分析软件 Mass Profiler Professional (MPP):可兼容 GC-Q/TOF、IC/LC-Q/TOF、ICP-MS 等质谱产品数据,通过主成分分析 (PCA)、无监督聚类分析、方差分析、文氏图等统计分析算法,对样品中的全部组分进行解析,并对差异显著性进行分析Q/TOF 数据库与谱库:利用个人化合物数据库 (PCD) 以及自建化合物数据库与谱库 (PCDL) 进行精确质量数检索,提供业内最全的数据库与谱库产业链检测需求分析在锂离子电池相关标准 YS/T 582-2013《电池级碳酸锂》、GB/T 26008-2020《电池级单水氢氧化锂》中,规定使用分光光度计法检测 SO42-、Cl-、Si 等物质;在 GB/T 19282-2014《六氟磷酸锂产品分析方法》等标准中,规定使用红外光谱等方法进行产品鉴别。Cary 60 紫外-可见分光光度计的技术优势:长寿命氙灯,享受 10 年质保开盖检测,免疫室光可使用光纤附件,实现在线监测性能稳定,使用维护成本极低Cary 630 FTIR 红外光谱仪的技术优势:设计小巧的台式光谱仪提供图形化工作界面,操作简单方便防潮抗震,坚固耐用,运行可靠短光路设计,不易受到空气中水汽和二氧化碳的干扰检测速度快,是常规 FTIR 系统的 2 倍以上基质材料混合 — 活性材料、粘合剂和导电剂在真空下混合,以达到所需的均匀性、粘度和纯度。真空条件有助于消除气泡,为电气性能提供支持。真空干燥安捷伦扩散泵
  • 662.7亿美元!预计2027年全球分析仪器市场中生命科学占比显著
    根据法国知名市场调研机构Reportlinker的研究结果显示,全球分析仪器市场在2021年达到432亿美元,预计到2027年达到662.7亿美元,2022~2027年(预测期)的复合年增长率为7.52%。注:Reportlinker使用人工智能技术(AI)进行市场数据搜集和行业分析预测对产品质量的日益关注,对研发的投资增加以及严格的政府法规是推动全球分析仪器市场增长的主要因素。客户意识的提高,特别是新兴地区的制药、食品、能源等多个行业对分析仪器的需求,预计将扩大预测期的市场增长。严格的药物安全法规,对食品质量的日益关注,原油和页岩气生产的扩大以及质谱仪的技术进步将有助于这一市场的增长。主要亮点首先,生物制药行业在分析仪器市场发展中发挥着重要作用。随着各国政府对药品质量生产的日益重视,生物过程相关产业也正在成为分析仪器市场的重要投资者。2022年1月,全球著名的影像和医疗器械公司——富士胶片宣布在其美国北卡罗来纳州工厂增加89,000平方英尺的实验室面积。新增加的面积将以装备分析仪器,高通量生物过程设备和自动化技术为特色,来支持该公司的过程表征(Process characterization)计划。此次扩建还将使富士胶片旗下Diosynth Biotechnologies公司在指导临床过程开发方面能够进一步支持其合作伙伴,从而研发出更可靠的商业化过程系统。其次,整个终端用户市场的自动化趋势推动了分析仪器市场的发展。从仪器可发挥作用的角度看,电动汽车、手机、能源系统等行业的关键技术之一是蓄电池的储能潜力和输出,而要不断提高这一技术,分析仪器在相应的研发中所发挥的作用不可或缺,这样才能研制出更高效、更清洁、更安全的能量来源。电子显微镜技术则能帮助有关公司对小到原子尺度的材料结构进行研究,结合光谱工具就可以进一步发现导致材料缺陷和失效的关键变化。作为另一大类分析仪器,元素分析光谱仪正在环境、石化、食品安全、冶金、地球化学和临床/毒理学研究中得到应用。合金元素分析仪示意图,来源网络上述这些产品被广泛应用于中国、印度和拉丁美洲等市场,帮助这些新兴国家应对日趋严格的国际环境和消费者安全法规。安捷伦科技公司、赛默飞世尔科技、岛津公司……是分析仪器市场上的一些主要供应商,它们也在逐渐加大市场开发和扩大市场范围方面的投资。然而,分析仪器的高成本从反方向也在抑制这一市场的增长。分析仪器的价格一直不菲,这并不是啥新鲜事。但为什么在这个时间点上,国外的市场调研机构会专门强调一下这个因素对于市场的负面影响?其中原因倒也不难推测。以中国为例,新冠疫情已持续三年时间,期间国家为抗疫所投入的财力资源是相当高昂的。前段时间,国家财政部公布了抗疫期间所花费的数据。截至2022年3月13日,全国各级金融机构共安排疫情防控投入1169亿元,用于医疗物资采购和医疗费用补贴,以及疫情防控人员补贴。由于疫情还没有结束,未来还要付出多少人力和财力,谁也说不好。为了缓解疫情带来的经济压力,今年的6月15日,国家发布了相关通知,明确表示为了统筹财政资金,推动抗疫工作进展,决定发行2022年抗疫特别国债,规模共计10000亿元。这边花超了,其他方面就得精打细算。所以,以前觉得还可以接受的价格,现在感觉就贵了。如果为了维持市场份额迫不得已降价销售,所导致的最直接的后果就是利润下滑。很多仪器公司又都是上市公司,是要对股东负责的。那么,为了让财报里的利润数字漂亮一些,就得想办法开源节流,譬如砍掉一部分研发费用。此外,对于仪器使用者而言,不仅仅是仪器成本,各种其他成本也得考虑,例如人工、仪器维护和实验室日常费用等,这些都是抑制该市场增长的不利因素。另一方面,新冠病毒疫情的全球性爆发导致对分析仪器的部分市场也产生了巨大的需求。疫情期间,相关研究的速度明显在提高,公众期待科学界在抗击新冠病毒的过程中能够发挥前所未有的作用。2020年5月,总部位于英国的市场供应商Malvern Panalytical在中国开设了亚太地区卓越应用中心。当时,因疫情导致的封城解除后,该公司的在华业务也开始反弹。新开张的中心可以为此提供支持,为客户提供样品测量,同时也能够进行相应的测量解决方案开发和专业的技术咨询服务。这些服务功能中较为核心的包括:仪器演示;客户、员工、人才培训;项目合作和方法开发。主要市场趋势生命科学预计占据显著的市场份额从应用市场维度看,生命科学在分析仪器行业中占有最大份额,约占整个行业的四分之一。它涉及的独立技术领域超过13个,包括使用光谱法,原子光谱学和分子光谱学等分析工具的广泛应用。这为通用仪器应用和高度专业化研究系统的发展提供了重要的机会。对高通量测序(NGS)的需求会继续蓬勃发展,这不但会对测序市场产生影响,同时也推动了核酸样品制备领域的强劲需求。基因组学技术不仅仅是在基础研究领域被使用,而且已进入到生物医学领域,这种趋势在公立和私营部门都很明显。真迈生物国产高通量基因测序仪GenoLab M,来源网络类似这种巨大的应用拓展预计将对分析仪器解决方案产生巨大的需求,因为后者可以帮助制药公司遵守严格的药物安全法规。从地理上讲,中国对生命科学仪器的需求最高,这主要是由该国的精准医疗计划推动的。其次是美国,那里是全球最大的生命科学市场。由于COVID-19对经济的影响,对分析工具的需求正在迅速转向临床和制药领域。不过,中国有自己的特殊情况。随着中美贸易争端的持续,中国研究人员表示,美国出口管制清单上超过40%的物品是中国实验室研究人员所需的科学仪器(注:国外市场调研机构的这一数据引自《美国出口管制科学仪器技术分类研究》一文)。这进一步制约了中国科学研究、工业制造和军事发展的深度和水平。香港《南华早报》去年也曾撰文指出,“美中贸易战爆发后,中国科学家表示越来越难以从美国购买到相关研究工具……美政府试图限制中国获取一些新兴和基础技术,以遏制中国在科研和工业制造领域的发展。作为回应,中国已制订从俄罗斯、欧洲、法德等地(进口)的替代计划。”尽管受到美国政府对华政策的羁绊,中国一些媒体上“国产替代“的呼声也在不断高涨。但和报纸上的报道有一些错位的是,据丹纳赫、赛默飞、安捷伦、珀金埃尔默、沃特世、因美纳等跨国美企的财报显示,它们依然顽强地在中国市场保持着迅猛的发展。在中国疫情防控进入常态化阶段后,2021年,上述这些公司的在华业绩均恢复到两位数增长。中国每年的实验室设备进口成本接近1000亿美元,中国很多用户及专家对于美系仪器及其厂家也有着长期的好感。所以,很期待这些相关跨国公司能够对其国内政坛施加影响,从而为推动中美关系缓和发挥更加建设性的作用。据说,美国国内的一些巨头企业就正在和美国商务部扯皮。美国白宫方面认为,美国企业在华投资无疑是在出卖国家,但这些企业一致认为在华投资符合相关美国法律,也符合国际法规,不存在任何冲突。当然,俗话说“打铁还需自身硬“。随着近些年中国政府对生命科学研究的不断投资,这个市场的中国“玩家”也在逐渐树立对摆脱进口技术依赖的雄心壮志。从仪器公司层面上看,生命科学领域正在越来越多地采用分析工具,这得益于标杆企业一些战略性发展举措的实施,例如新产品开发、并购和合作。在6月初举行的第70届美国质谱学会年会上,各大仪器公司纷纷推出了各自的质谱相关新产品。浏览这些新产品的文宣新闻,出现频度较高的热词包括:药物研发、蛋白质组学、质谱成像、临床诊断等等,无一不和生命科学密切相关。亚太地区预计将见证市场高速增长亚太地区对分析仪器的需求一直在显著增长。具体而言,这些产品已在该地区被用于应对气候变化、人口老龄化、粮食生产和新能源领域。分析仪器生产厂家不仅通过当地公司分销,也以直销的方式来满足市场需求。此外,据海外消息,由于中美之间的贸易紧张局势,多家公司已将其部分产线和供应链转移到中国以外的国家/地区,以避免业务运营中断。生命科学是中国政府在分析仪器投入方面增长显著的行业之一。在“十三五”期间(2016-2020),中国生命科学行业实现了中高速增长。中国政府宣布,在下一个五年计划中,将进一步承诺在未来20年内在精准医疗行业投资约90亿美元。此外,新冠肺炎疫情发生后,中国立即布局药物研发任务。据央视报道:截至2021年末,临床救治与药物板块科研攻关应急项目已立项53项,涉及国拨经费约3.15亿元。共部署了阻断病毒进入细胞、抑制病毒复制、调节人体免疫系统3条技术路线同步推进。注:2021年12月8日,中国首个自主研发的抗新冠病毒抗体药物安巴韦单抗注射液(BRII-196)及罗米司韦单抗注射液(BRII-198),正式被中国药监局批准上市。亚太地区的另一特点是国家及其多样化,既有先进的技术中心,也有新兴经济体。新加坡,韩国,台湾和澳大利亚等国家/地区已经是制药,生物技术,半导体和采矿等行业世界舞台上的主要参与者。得益于强劲的外国投资,再加上优越的地理位置使它们可以融入全球供应链,这些国家的经济取得了增长。许多人都期待,在不久的将来,该地区的一些国家能与中国、日本及其他全球性大国同场竞技。再者,由于对测试和研发活动的投资增加,印度等国家已成为分析仪器行业的新兴市场之一。印度终端用户行业在不断扩大,意识也在不断增强,从而推动了对分析仪器市场的投资。因此,自世纪之交以来,该国的分析仪器市场一直呈指数级增长。然而,在过去的2-3年中,印度市场的增长速度已放缓至高个位数,并且由于利润率不断变薄,导致行业受到冲击。来自政府机构和私营部门的采购需求虽然使仪器公司的营业额仍在增长,但印度客户的凶狠压价则正在使它们的利润受到损害。竞争格局分析仪器市场的版图是碎片化的,既有巨头,也有专精特新,且公司数量庞大。市场上的主要供应商只有储备更深入的产品组合,才能满足不同客户的需求,而较小的供应商则深耕细分市场,为客户提供定制化服务。分析仪器市场的主要供应商包括安捷伦科技公司、马尔文帕纳科公司(隶属思百吉集团)、珀金埃尔默公司、赛默飞世尔科技、岛津公司等。说明:本文部分内容译自ReportLinker的相关市场研究报告。
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