热解析转移系统

合成生物学正在引领第三次生物技术革新，其作为底层技术将驱动多个领域的创新发展，包括医药、食品、农业、材料、环境甚至信息存储等。合成生物学是生物学工程化高度交叉的前沿学科研究域，包含几个不同的研究层次：认识生命、改造生命和创造生命；要想实现其终极目标，还需要在生命本质探索及相关技术的不断创新与应用上持续深入。我们将紧跟合成生物学领域的前沿研究进展，为大家系列解读该领域的最新科研成果。本期分享植物酶功能研究新方法，酶功能的深入认识将为下一步异源设计细胞工厂提供重要依据。研究成果来自中国科学院深圳先进技术研究院合成基因组学研究中心的赵乔研究员课题组在 Molecular Plant 上发表的题为“Glycosides-specific metabolomics combined with precursor isotopic labeling for characterizating plant glycosyltransferases”的研究论文[1]，为大家介绍一种特异针对糖基化合物的代谢组（glycosides-specific metabolomics，GSM）和同位素标记前体化合物示踪（precursor isotopic labeling，PIL）相结合的方法，可以高效、准确鉴定糖基转移酶（glycosyltransferases，GTs）在植物体内的产物，解析 GTs 在特定代谢通路中的作用。该方法极大缩小了目标化合物的范围，在糖基化合物定性、方法可靠性方面较传统生化手段或非靶向方法有较大提升，为植物糖基转移酶的功能解析提供了新手段。专家解读核心信息赵乔研究员中国科学院深圳先进技术研究院合成所合成基因组学研究中心主任。于美国俄亥俄州立大学植物系 Iris Meier 实验室取得博士学位后，在美国 Noble Foundation 美国科学院院士 Richard Dixon 实验室从事博士后研究。主要研究领域是植物天然产物的合成以及调控机制。已在该领域取得了一系列重要的成果，共发表 SCI 论文 30 余篇，累计他引 1500 次，其中第一或通讯作者的文章发表在包括 Molecular Plant、PNAS、Plant Cell 以及 Trends in Plant Science 等国际专业期刊上。“植物的次生代谢物种类繁多且修饰丰富，其中糖基化修饰在提供结构基础的同时也为其多样化的生物学功能发挥了重要作用。为了有效鉴定糖基化过程，需要使用高分辨质谱进行非靶向的特异性代谢组学研究，同时结合同位素标记来跟踪不同糖苷代谢物在突变体中的示踪结果以分析 UGTs 的功能，进而全面表征植物糖基化修饰的次级代谢物，为拓展天然化合物的高效生物合成提供依据。”酶功能研究及植物次级代谢产物鉴定的挑战植物中含有丰富的次级代谢产物，种类超过 40 万种。糖基化是一种常见的修饰方式，赋予化合物复杂且多样的结构，形成种类繁多的糖基化产物。糖基化修饰可以改变相应苷元的催化活性、溶解性、稳定性及其在细胞中的定位，在调节激素的稳态平衡，外源有害物质解毒，抵御生物和非生物胁迫中都发挥着重要的作用。同时，糖基化修饰可以改变天然产物的药理活性和生物利用率等性质，这些糖苷类化合物是天然药物的重要来源。植物 UGTs（UDP 糖基转移酶）以多基因家族的形式存在，它们能够利用不同的糖基供体，糖基化多种多样的植物小分子化合物。目前的研究多数集中在生化功能的确定上，UGTs 具有底物杂泛性和催化杂泛性，同一个 UGT 在体外可以催化结构不同的底物，且不同的 UGTs 可以识别同一种的底物。此外，由于植物体内的底物可得性和特殊且复杂多变的细胞环境，这些通过生化方法对 UGTs 活性、生理功能等的研究结果往往不能反映 UGTs 在植物体内的真实功能。GSM-PIL 方法实现对植物糖基化修饰次级代谢物的高效、准确鉴定非靶向特异性代谢组学（GSM）：基于内源碰撞诱导解离（ISCID）的中性质量丢失模式建立非靶向特异性代谢组学方法，以对糖基化修饰的次级代谢物进行针对性分析。该 GSM 方法可将受到 UDP 糖基转移酶（以 UGT72Es 为例）影响的代谢物范围从 1000 种缩小至 100 个。同位素标记前体化合物示踪（PIL，代谢流）：使用同位素标记的苯丙氨酸前体对 UGT72E 在特定的苯丙氨酸代谢通路中的作用进行示踪分析，可进一步将目标产物范围缩小到 22 个。图 1. GSM-PIL 方法解析 UGT72Es 在植物体内的功能GSM-PIL 方法的适用性及可靠性通过 GSM-PIL 方法，不但可以鉴定到已发表的两种木质素单体糖基化产物，还发现 UGT72E 家族参与植物苯丙烷通路中其他 15 种化合物的糖基修饰作用。进一步通过 UGT72Es 的体外酶活分析，植物内源基因过表达以及遗传互补等实验证实 UGT72Es 对这些化合物的糖基化作用，验证了 GSM-PIL 方法的可靠性。同时，该研究还发现了 UGT72Es 在植物体内对香豆素的糖基化作用，进而在植物碱性缺铁胁迫环境下发挥重要作用。最后，通过 UGT78D2 的功能解析，展示了 GSM-PIL 方法的普遍适用性。高分辨质谱结合数据高效提取软件协助 GSM-PIL 方法建立为了确保糖基化修饰的次级代谢物以及同位素示踪化合物的的高效检测，本研究采用安捷伦 6546 QTOF LCMS 系统进行数据采集；进一步结合 MassHunter、Profinder 数据处理软件对代谢组和同位素示踪数据进行有效提取和解析。图 2. 基于高分辨质谱的 GSM-PIL 方法建立 结 语 综上，基于液相-高分辨质谱的 GSM-PIL 方法可以高效解析 UGTs 在植物体内的功能。相对于传统一对一“钓鱼”式地探索 UGTs 功能，GSM-PIL 方法可以“捕鱼”式地一网打尽 UGTs 的产物，全面鉴定未知的底物或糖基化产物，解析 UGTs 在植物中未知的生理功能，揭示了植物中的糖基化网络比我们想象中更复杂。同时该方法可用于探索其他代谢途径，帮助人们进一步了解、进而利用植物合成途径，为拓展天然化合物的高效生物合成提供依据。参考文献：[1] Jie Wu, Wentao Zhu, Xiaotong Shan, Jinyue Liu, Lingling Zhao and Qiao Zhao. Glycosides-specific metabolomics combined with precursor isotopic labeling for characterizating plant glycosyltransferases. Molecular Plant 15, 1517-1532.

4019 药典玻璃容器热冲击测定仪 标准解析热冲击，又称热震性，是指玻璃容器在短时间内经受一定温度冲击的能力。这一性能对于需要进行高温灭菌的酿酒、饮料和制药行业至关重要。玻璃容器的耐热冲击性能直接关系到其在使用过程中的安全性和可靠性。为了科学有效地评估和测定药用玻璃容器的热冲击及热冲击强度，国家药典委发布了“4019玻璃容器热冲击和热冲击强度测定法”，此标准将在2025版中国药典的药包材部分体现。一、测试原理：通过设定玻璃瓶耐热冲击试验仪的高温槽和低温槽温度，达到预先设定的温差。将一定数量的玻璃瓶试样在高温槽中加热后，迅速转移到低温槽中。取出后，观察试样经过冷热冲击后的破损率。二、仪器装置特点：三泉中石生产的玻璃瓶耐热冲击试验仪，适用于各种啤酒瓶、酒瓶、饮料瓶、输液瓶、抗生素瓶等各类玻璃瓶进行热冲击热震试验。且具备自动调节浸水深度的功能，满足不同式样要求，并且可以随意设置冷热水温度及冷热水槽的停留时间，以满足不同标准要求。采用漏电保护装置，确保试验过程的安全可靠。三、制修订的目的意义：玻璃容器的热冲击及热冲击强度测定是评估其耐热性能的重要指标。不合格的耐热冲击性能可能导致供试品在高温灭菌或温度变化时发生破裂，进而导致药品污染和损坏。因此，对玻璃容器进行热冲击及热冲击强度的测定是非常必要的。形成科学有效的“玻璃容器热冲击和热冲击强度测定法”方法标准，以指导玻璃容器耐热冲击强度的测定。四、标准修订说明：本标准是在2015版YBB药包材标准基础上修订而来，同时参考了国标GB/T 4547-2007和ISO标准。修订后的测试时间有所缩短，提高了测试效率。例如，热水槽中的浸泡时间由原来的至少15分钟修订为至少5分钟，冷水槽中的浸没时间由原来的至少8秒至不超过2分钟修订为保持30秒。实际上大大缩短了测试时间，提高了测试效率。而玻璃瓶耐热冲击试验仪可随意设置冷热水温度，以及冷热水槽的停留时间。可以满足不同标准要求。五、测试方法：第一法冷热水槽法适用于试验温差低于100℃的各类药用玻璃容器。具体操作包括将供试品在热水槽中浸泡5分钟后迅速转移到冷水槽中，保持30秒后取出，并立即检验供试品是否破损。需要注意的是，冷水槽容量至少是一次试验的供试品总体积的五倍，这一点很多设备是做不到的，水槽应包含水循环器、温度控制组件、恒温控制器，虽然冷水槽要求温度控制在水温为0～27℃，普通自来水刚开始能够达到要求，但是做过一次试验后温度必然上升，如果靠自然降温，测试周期会非常长，三泉中石建议还是要配置一个低温控制装置。六、结果判定：热冲击：按规定的温差进行热冲击试验后，破裂的供试品数量低于规定数，则判定为合格。热冲击强度：以供试品有50%破裂时的温差表示，温差满足规定要求，则判定为合格。作为专业从事药品包装玻璃容器检测仪器的供应商，我们紧跟国家标准的要求，也参与部分国家药包材标准的制定工作。利用自身在药品包装检测领域多年的技术积累和行业应用经验，为标准的制定工作提供数据和理论的支持，为国标体系的建立添砖加瓦。七、结果判定：热冲击：按规定的温差进行热冲击试验后，破裂的供试品数量低于规定数，则判定为合格。热冲击强度：以供试品有50%破裂时的温差表示，温差满足规定要求，则判定为合格。作为专业从事药品包装玻璃容器检测仪器的供应商，济南三泉中石实验仪器紧跟国家标准的要求，也参与部分国家药包材标准的制定工作。利用自身在药品包装检测领域多年的技术积累和行业应用经验，为标准的制定工作提供数据和理论的支持，为国标体系的建立添砖加瓦。

2025年版《中国药典》4019公示稿解析 | 药典玻璃制品抗热震性试验机热冲击，或称热震性，是衡量玻璃容器在短时间内承受急剧温度变化能力的重要指标。这一特性在酿酒、饮料及制药等需经历高温灭菌工艺的行业中扮演着至关重要的角色。它直接关系到玻璃容器在使用过程中的安全稳定性，是确保产品质量与消费者安全不可或缺的一环。为了科学且精准评估药用玻璃容器的热冲击耐受能力，国家药典委员会发布了“4019玻璃容器热冲击及热冲击强度测定法”，该标准预计将在2025年版中国药典的药品包装材料部分中得到正式体现。这一举措旨在通过标准化流程，为行业提供科学、有效的测试指导。测试原理与操作细节在这一条件背景下，三泉中石研发的玻璃制品抗热震性试验机RCY-05符合新老标准试验要求。测试原理：该测试通过预设高温槽与低温槽之间的温差，模拟实际使用中的极端温度变化。将待测玻璃瓶在高温槽中充分加热后，迅速转移至低温槽中，随后观察并记录其在经历冷热交替后的破损情况。仪器特点：三泉中石生产的玻璃制品抗热震性试验机，专为各类玻璃瓶设计，包括但不限于啤酒瓶、酒瓶、饮料瓶、医疗输液瓶及抗生素瓶等。该仪器具备自动调节浸水深度功能，可灵活设置冷热水温度及停留时间，满足不同测试标准需求。同时，内置的漏电保护装置确保了测试过程的安全无忧。标准修订的意义与亮点修订此标准的目的在于提升对玻璃容器热冲击性能的评估精度与效率。不合格的耐热冲击性能可能引发高温处理过程中的破裂，进而污染或损坏内容物，特别是药品，其后果不堪设想。因此，建立一套科学、高效的测定方法显得尤为重要。本次修订基于2015版YBB药包材标准，并参考了GB/T 4547-2007及ISO国际标准，对测试时间进行了优化，如热水槽浸泡时间缩短至至少5分钟，冷水槽浸没时间固定为30秒，显著提升了测试效率。同时，仪器允许用户根据具体标准自由设置温度与停留时间，增强了测试的灵活性与适用性。测试方法与注意事项对于温差小于100℃的玻璃容器，推荐使用冷热水槽法进行测试。测试过程中，需确保冷水槽容量充足，至少为待测样品总体积的五倍，并配备水循环器、温度控制组件及恒温控制器，以维持水温在指定范围内。特别注意的是，尽管自来水初始温度可能符合要求，但测试过程中水温易上升，自然降温将极大延长测试周期，因此建议配备低温控制装置以确保测试准确性。 结果判定标准测试完成后，根据规定的温差条件下，若破裂样品数量低于限定值，则判定为热冲击性能合格。热冲击强度的评估则以导致50%样品破裂的温差为基准，若该温差满足标准要求，则视为合格。作为药品包装玻璃容器检测领域的专业供应商，济南三泉中石实验仪器紧跟国家标准动态，积极参与相关标准的制定工作，依托丰富的技术积累与行业经验，为标准的完善提供坚实的数据与理论支持，助力国家药品包装标准体系的持续优化与提升。