氧杂蒽

微塑料在我们的空气、水和土壤中无处不在，存在于生态系统的各个层面。其主要来源于城市灰尘、船舶涂料、个人护理产品、塑料产品、道路标志、合成纺织品和轮胎等，并以不同的形态如：纤维、微粒、颗粒和碎片存在。 近年来，已有研究表明微塑料对人类、动物、植物和环境的健康影响取决于塑料颗粒的大小、浓度、化学性质和相互作用的方式。但由于微塑料尺寸过小和其混合存在的复杂性，传统方法针对这些颗粒的检测往往勉为其难。尤其是降解后的次级微塑料，其尺寸往往小于5μm，传统分子仪器分析方法如傅里叶红外光谱难以有效的对其化学成分进行表征。 非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统-mIRage的出现有效解决了上述受限问题。设备基于光学光热诱导共振（O-PTIR）技术，突破了传统红外光谱衍射极限，空间分辨率可达500 nm，有效解决了基本全尺寸微米和纳米塑料（MNPs）样品的化学成分信息、大小和形态表征问题。 图1 非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统-mIRage原理图 近期，来自美国圣母大学的Kyle Doudrick等人[1]使用非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统-mIRage对我们日常生活中时时接触的道路粉尘中的微塑料进行了表征。 道路灰尘含有由轮胎退化产生的微纳米塑料（MNPs），它们由天然橡胶、合成橡胶和尼龙组成合成橡胶用于增强轮胎缓冲和弹性，而尼龙用于轮胎内层。道路灰尘还含有来自燃料添加剂的含氮硝基化合物。作者首先通过传统FTIR光谱来表征大块道路粉尘(图2a黑色谱线)，在1100 cm&minus 1和1750cm&minus 1之间存在广泛的未解跃迁，表明粉尘中存在复杂的混合物质。而粉尘内混杂的微塑料颗粒却因为尺寸问题无法分析。 随后，作者使用采用基于OPTIR技术的mIRage系统，对粒径仅1μm的两个颗粒——颗粒1和颗粒2（图2d和图2e）进行成像分析，可以看到密集的道路尘埃聚集体和单个颗粒，并在1450cm-1和1650cm-1波数处出现强红外光谱吸收峰（图2f）。 图2表明，颗粒1主要由合成橡胶组成，在1451±4 cm&minus 1和1493±4 cm&minus 1处具有主要特征峰，并存在特征吸收在1500 cm&minus 1和1550 cm&minus 1之间的硝基化合物。颗粒2具有尼龙中常见的酰胺I和酰胺II过渡指示峰。同时具有与含硝基化合物如硝基甲烷(1383 m&minus 1和1573cm&minus 1)一致的振动（图2a）。 图2 粉尘内混杂的微塑料颗粒红外成像表征图 最后，作者对图2a中突出显示的单个颗粒1和2进行了分析。图2d、e分别为1450 cm&minus 1和1650cm&minus 1光谱特征的5×5 μm2 OPTIR显微图像。在1450 cm&minus 1和在1650 cm&minus 1处，颗粒1的化学性质与颗粒2不同。综上所示，作者推断出粒子1和粒子2可能分别由橡胶和尼龙组成，体现了OPTIR量化MNPs的能力，有效监测降解过程中发生的化学变化，并表征复杂样品(即道路粉尘)中单个和聚集MNPs的化学特性。这款创新设备有效克服了目前许多产品对MNP表征的限制，即同时量化颗粒丰度和形态的能力，致使mIRage系统成为分析复杂环境中MNPs的有效工具。非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统-mIRage优势： ☛ 可达500 nm左右的空间分辨率 ☛ 基本无需样品前处理，样品即放即测 ☛ 光源“探针”对样品无损伤 ☛ 同时、同位置进行红外和拉曼光谱测试，提供相互佐证的分析结果 ☛ 同时获得样品成分、形貌、大小等信息 样机体验： 为满足国内日益增长的新型红外表征需求，更好的为国内科研工作者提供专业技术支持和服务，Quantum Design中国北京样机实验室引进了非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统——mIRage，为您提供样品测试、样机体验等机会，欢迎各位老师垂询！参考文献： [1]. Kirill Kniazev, Ilia M. Pavlovetc, Shuang Zhang, Junyeol Kim, Robert L. Stevenson, Kyle Doudrick,and Masaru Kuno.Using Infrared Photothermal Heterodyne Imaging to Characterize Micro- and Nanoplastics in Complex Environmental Matrices: Environ. Sci. Technol. 2021, 55, 15891&minus 15899

封面故事：阿片类物质依赖性在慢性疼痛中起着作用 　　Constitutive &mu -Opioid Receptor Activity Leads to Long-Term Endogenous Analgesia and Dependence 　　据一项新的研究报道，身体在损伤后对自然的、阻断痛觉的阿片类物质的依赖可能促成了慢性疼痛的出现。阻断机体对阿片类的过度使用可能会阻止急性疼痛向慢性疼痛的转变。在损伤时，机体通过释放阿片物质来阻断痛觉，没有这一过程，在手术或其它创伤性损伤之后所经历的急性疼痛将会更为严重。没有人知道慢性疼痛到底是如何产生的，且没有可供阻止慢性的治疗存在。为了探索阿片类物质在慢性疼痛中的作用，Gregory Corder及其同事在小鼠的爪子中制造了炎症，让疼痛样行为在数天至数周中(在小鼠的天然阿片类物质的帮助下)自然消退，并接着给予小鼠阿片类受体阻滞剂。这些阿片类阻滞药物复现了与疼痛相关的行为以及在这些小鼠脊髓中的疼痛神经元的激活，即使注射是在受伤之后长达6个月时。进一步放大时，研究人员发现了一种叫做&mu -阿片样受体(MOR)的可介导长时间疼痛抑制的特别的阿片样受体。在患有慢性疼痛的小鼠中，MOR似乎被卡在一个持续&ldquo 打开&rdquo 的状态。令人惊讶的是，当给予一种阿片类阻滞剂时，这些小鼠表现出了如发抖和震颤等阿片类戒断的经典体征(类似于当停服阿片类药物时在成瘾者中所见的情形)。没有接受阿片类阻滞剂以破坏自然镇痛的小鼠不会表现出这一行为。研究人员发现，阻断MOR不但快速启动了疼痛及疼痛的传输，而且还产生了一种在脊髓中发现的已知会促成成瘾及慢性疼痛的关键性的蛋白质&mdash &mdash I型腺苷酸环化酶。总之，这些结果提示，尽管MOR可以在受伤后让急性疼痛得到控制，但它也能造成机体对其自身的阿片类物质变得依赖，而这会促成慢性疼痛的形成。(DOI: 10.1126/science.1239403) 　　涉及另外一个阿尔茨海默氏症受体的研究 　　Human LilrB2 Is a &beta -Amyloid Receptor and Its Murine Homolog PirB Regulates Synaptic Plasticity in an Alzheimer&rsquo s Model 　　研究人员发现了一种在小鼠脑中的叫做PirB的受体，它能与&beta -淀粉样肽(它与阿尔茨海默氏症有关)结合并引起神经元缺陷。鉴于他们的发现，他们提出，其在人类中的对等物&mdash &mdash 一种叫做LilrB2的受体&mdash &mdash 可能是一个良好的治疗目标。Taecho Kim及其同事知道，受损的眼优势可塑性或ODP是在小鼠的阿尔茨海默氏病模型中最早出现的不足之一。他们也知道，PirB&mdash &mdash 它在传统上以其在免疫系统中的功能而出名&mdash &mdash 还在ODP的维持中扮演着一个核心的作用。(ODP指的是脑中致力于视觉的资源因应改变的视觉输入而进行的重新分配。)因此，研究人员用&beta -淀粉样蛋白的一个片段来研究该受体并发现，缺乏PirB的小鼠不会经历记忆缺陷及退化的ODP--而后者折磨着其它的该疾病模型小鼠。他们的观察提示，&beta -淀粉样蛋白与PirB的结合导致了一种叫做丝切蛋白的蛋白质&mdash &mdash 丝切蛋白控制着肌动蛋白的装配&mdash &mdash 表达的增加，而这一过度表达最终导致了神经元内削弱的细胞骨架以及其树突棘的丧失。这些发现意味着LilrB2受体促成了人类中的阿尔茨海默氏症，而阻断其功能可能会揭示新的治疗方法。由Iryna Benilova 和 Bart De Strooper撰写的一则《观点栏目》文章更为详细地解释了这一研究。(DOI: 10.1126/science.1242077) 　　是什么使得最深源的地震如此之深 　　Energy Release of the 2013 Mw 8.3 Sea of Okhotsk Earthquake and Deep Slab Stress Heterogeneity 　　为了帮助地震学界更好地理解究竟是什么引起了难以捉摸的深源地震，科学家们研究了迄今为止所记录的最大的深源地震所释放的能力。该事件是一个去年在鄂霍次克海下方发生的矩震级为8.3的地震，鄂霍次克海是位于西太平洋区域的一个水体。与大多数的地震&mdash &mdash 它们发生的深度不超过地壳下几十公里&mdash &mdash 不同，这一地震是在下方约609公里处爆裂的。为了更好地理解其形成，Lingling Ye及其同事利用了现代仪器在102个不同的记录站记录了从鄂霍次克海地震及其余震的能量释放的数据。他们接着应用这一信息来确定应力降或跨越该事件发生的地球深部板块断层的应力变化。Ye及其同事在这个板块中发现了应力水平显著的异质性 例如，在主要事件与最大的余震之间存在的应力水平的重大变动。这一异质性可能是由地幔中存在着中间散布着较硬、较强土壤的脆性片块造成的。文章的作者说，由于该地震造成了沿着一个长逾180公里的断层撕裂，它沿途遭遇了这一结构上的异质性--脆性及坚强的区域，而这导致了应力的大规模释放。他们提示，在该板块中的强与弱区域的分布与控制鄂霍次克海地震事件的引人注目的深度有关。他们的研究帮助解答了有关深源地震动力学的长期存在的问题。(DOI: 10.1126/science.1242032) 　　好奇号探测器报告：没有甲烷 　　Low Upper Limit to Methane Abundance on Mars 　　来自好奇号探测器的新数据表明，在火星上仅存在着痕量的甲烷 好奇号探测器自它在2012年8月登上该红色行星之后一直在对火星的表面及大气进行着研究。在过去的十年中，研究人员报告了火星大气中有气&ldquo 团&rdquo -- 但是，由于那些是从地球或轨道卫星(且由于甲烷可以是生物活性的一个标志)上所做的报告，因此这些断言仍然是有争议的。然而现在，Christopher Webster及其同事分析了由好奇号探测器上的可调谐激光光谱仪所做出的检测 他们说，在火星大气中目前可以存在的大多数的甲烷在体积上只占了10亿分之1.3。这一测量比先前的估计低了约6倍，且它大大降低了火星微生物(由表面之下的细菌)性甲烷产生的几率。据研究人员披露，它也限制了火星上因地质原因产生的甲烷量或从另外的天体所引进的甲烷量。(DOI: 10.1126/science.1242902)

人类诱导多能干细胞 (hiPSC) 是一类通过基因编辑技术（如 CRISPR-Cas9）对已经高度分化的人体细胞重新逆分化得到的多能性干细胞。hiPSC的出现为科学家构建复杂的疾病模型和推进药物发现提供了有利的工具。 然而，传统的hiPSC细胞系的构建与培养过程往往操作复杂且耗时耗力。特别是从异质编辑细胞池中构建的克隆hiPSC系的培养受到了传统细胞培养方法的桎梏，很难构建一个高效的hiPSC构建与培养工作流程。此外，现有的单细胞分离和培养方法通常对细胞的处理条件苛刻，操作步骤繁琐，不能充分保证单克隆性。 为应对hiPSC细胞系构建与培养过程中的诸多挑战，IotaSicences公司采用了以GRID技术为核心的高度自动化的单细胞可视化分选培养系统isoCell来构建 hiPSC系的分选与培养平台，并在不同培养基条件下对hiPSC进行了单细胞分选与培养研究。图1 单细胞可视化分选培养系统isoCell实物图 以isoCell为核心的hiPSC细胞分选与培养平台 isoCell是一款基于GRID技术的高度自动化细胞分选与培养平台。GRID是指在细胞培养基上采用FC40液体分隔出的网格小室，体积小，光学透明度高，可以容纳细胞在内生长，且各个小室之间物质不流通。isoCell系统配备了荧光和成像系统，用于在整个克隆工作流程中记录 GRID 小室的图像（见下图）。isoCell 可自动执行所有液体处理步骤，包括构建 GRID、将单细胞注射到GRID小室中以及交换培养基和收获单克隆集落。并且，isoCell可在整个工作流程中自动检测每一个 GRID 小室，并确保每一个单克隆hiPSC细胞系来源于单个细胞。 图2 GRID实物图 材料与方法 在分别铺了Laminin-521、Vitronectin-N和iMatrix 细胞培养基质的60毫米培养皿上制备的GRID网格以待使用。制备hiPSC的单细胞悬浮液，并使用 isoCell全自动地将细胞铺在GRID上（种植）。 使用isoCell自带的显微镜鉴定每个GRID室并标记每个包含单个细胞（第 0 天）的室，将该培养皿放入培养箱培养。在第3天，将标记的含有单个细胞的GRID小室加满600 nl培养基。从第5天开始，每天观察标记单细胞的GRID小室，并对选中的GRID小室补充培养基。最后，使用isoCell观察并标记构成了hiPSC单细胞群落的GRID小室，使用isoCell全自动收获标记的GRID小室中的hiPSC细胞（通常在 6-8 天之间）。 图3 以isoCell为核心的hiPSC细胞分选与培养平台工作流程图 高效的hiPSCS细胞分选与培养平台 按照上述的工作流程，利用三种不同的培养基质（包括 VTN-N、LMN-521 和 iMatrix）构建并培养了两个独立的hiPSC细胞系，并评估所得细胞的克隆效率。如图4所示，两个不同的hiPSC测试系在不同培养基质条件下，均在GRID室中显示出非常高的克隆效率，这表明采用GRID小室低容量培养方法和细胞的自动化温和处理可产生非常适合单细胞高效生长的培养环境。 图4 GRID中的单细胞 hiPSC 克隆效率（克隆效率表示培养第5天时单细胞长成细胞群落数占第0天单细胞数的百分比） 结论 以isoCell构建的hiPSC细胞分选与培养平台可以对hiPSC细胞进行全自动化且温和地单细胞分选与培养。通过isoCell特有的GRID小室网格技术与可视化分选相结合，可以确保每一个单克隆hiPSC细胞系均来自单个细胞，且isoCell的分选与培养条件温和，hiPSC单克隆细胞系成活率高。 单细胞可视化分选系统isoCell的优势：- 全自动化流程- 操作条件温和，对单细胞无损伤- 全培养、分析流程可追踪- 单细胞分离效率高达100%- 单克隆细胞系构建成活率高- 直接转移到PCR管或96孔板- 结构紧凑，体积小 单细胞可视化分选培养系统-isoCell已在Cell、Advanced Science、Small Methods、Nature Communications等知名期刊发表多篇文章，如下摘引了近年五篇具有代表性的文献和大家分享。 Soitu C, Stovall‐Kurtz N, Deroy C, et al. Jet‐Printing Microfluidic Devices on Demand[J]. Advanced Science, 2020, 7(23): 2001854.Gangoso E, Southgate B, Bradley L, et al. Glioblastomas acquire myeloid-affiliated transcriptional programs via epigenetic immunoediting to elicit immune evasion[J]. Cell, 2021, 184(9): 2454-2470. e26.Deroy C, Nebuloni F, Cook P R, et al. Microfluidics on Standard Petri Dishes for Bioscientists[J]. Small Methods, 2021, 5(11): 2100724.Deroy C, Wheeler J H R, Rumianek A N, et al. Reconfigurable microfluidic circuits for isolating and retrieving cells of interest[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2022, 14(22): 25209-25219.Oliveira N M, Wheeler J H R, Deroy C, et al. Suicidal chemotaxis in bacteria[J]. Nature Communications, 2022, 13(1): 7608. 样机体验 为更好地服务中国科研工作者，Quantum Design 中国也建立了样机演示实验室，将为大家提供为专业的售前、销售、售后技术支持，欢迎各位老师垂询！ 用户名单 用户评价 路易莎埃姆斯，研究科学家：The Native Antigen Company（LGC 临床诊断集团旗下公司） “使用 isoCell 进行单细胞克隆工作从一开始就简单可靠，并且已无缝地融入我们的流程中。 该程序对细胞很温和，我们看到非常好的存活率，可以筛选大量克隆。 我们收到的客户服务是优质的。”