毛细柱检测

Convergent Bioscience iCE280IEF分析仪-蛋白质电荷不均一性表征的最佳选择之一 　　等电聚焦电泳IEF(isoelectric focusing)技术是表征蛋白质及其他生物高分子的一种主要方法。IEF在生物制药行业的一个主要应用是做提纯后蛋白质产品定性分析及 电荷不均一性的表征。蛋白质电荷的不均一性是由蛋白质翻译后修饰产生的。这种修饰与蛋白质基因的表达基本无关，只与蛋白质产生时的环境，分离过程的环境及储存环境有关。故IEF能很好地反映蛋白质生产储存条件的一致性。对于蛋白质电荷不均一性的分离，没有其他方法的分辨率能超过IEF技术。在生物制药行业里，IEF已经是一种有30年历史的常规方法，用于生产过程分析，药物制剂研究分析及最终产品的质量控制分析。 　　然而，作为一种重要的蛋白质分析方法，薄层凝胶IEF分析基本上是非自动化的手工操作，分析速度慢，而且只能半定量。早在70年代末80年代初大家就认识到，如果IEF技术能转移到分离柱里进行操作，它的分析速度、自动化程度及定量分析的能力就会大大地提高。毛细管为分离柱的IEF方法(capillary isoelectric focusing) -cIEF在1985年被首次报导。前10年的cIEF方法是用商品通用毛细电泳CE(capillary electrophoresis)仪器来完成的，我们称之为常规cIEF。初期，人们对cIEF报有很大希望：因为使用用分离柱操作IEF，将会大大提高其分析速度，自动化程度及定量分析的能力。科学界内期望cIEF被长期使用传统IEF技术的分析人员所接受进而在生物制药行业内代替传统IEF技术。 　　但是，这些期望没有实现。究其原因，主要是用通用CE仪器来做cIEF方法有很多不可克服的困难。这个难题直到2000年Convergent Bioscience公司使用全柱检测cIEF技术的iCE280IEF分析仪的商品化才得到了解决。iCE280IEF分析仪很快地被生物制药行业接受并应用到行业的各个部门，如药物制剂部门及质量控制部门。近5年来基于全柱检测cIEF的分析方法已在许多受FDA(美国食品药品管理局)监控的实验室内使用。世界10大制药公司目前都已装备了iCE280IEF分析仪。已有几个经美国FDA和欧洲共同体药局批准上市的蛋白质药物正在使用iCE280IEF分析仪做质量控制。 　　常规cIEF的主要问题是移动过程(mobilization process)。在IEF聚焦过程结束时各蛋白质组份都在毛细管内形成不移动的窄区段。通用CE仪器的检测器都是单点检测器，用这种仪器去检测那些不动的蛋白质区段就要有一个移动的过程-把这些蛋白质区段推到单点检测器的检测点。常规cIEF技术的困难与麻烦都是来自这个移动过程。凝胶IEF是没这个过程的。它产生的最大问题是分辨率差，方法优化麻烦，分离时间长及重现性不好。由于iCE280IEF分析仪不用移动过程，它就完全解决了常规cIEF的困难。iCE280IEF分析仪所用的检测器实时地监测整个毛细管柱中的聚焦过程。它能恰到好处地终止聚焦过程以达到最佳的结果。聚焦过程中的蛋白质凝聚沉淀都能观察到。根据所观察的现象来选取合适的添加剂以消除凝聚与沉淀。iCE280IEF分析仪来优化一个新IEF方法一般只要几小时到3天。在快速方法发展这一点上，iCE280IEF分析仪大大优于常规cIEF甚至优于离子交换色谱。iCE280IEF分析仪的测定精度优于常规cIEF，与离子交换色谱相当。而它的分辨率与IEF相当。 　　iCE280IEF分析仪除了IEF的应用范围之外，如单克隆抗体，蛋白质提纯物及重组蛋白质，还包括蛋白质与多糖，与小分子的复合物，融合蛋白质和病毒。应用范围比常规cIEF和离子交换色谱广泛。即使对于IEF的传统样品-单克隆抗体，iCE280IEF分析仪也有优势，即通用方法，一个单一方法能应用于所有的单克隆抗体。因为它可以节约分析方法开发的时间，所以国际上很多大型制药公司都在采用这种方法。 　　近一年来，iCE280IEF分析仪在国内也开始拓展市场。Convergent Bioscience与其代销商上海申越实验器材有限公司在上海和北京的一些生物制药公司进行了现场演示与宣传。同时在上海和北京举办了技术讲座并现场为这些公司的科技人员做样品分析。几天时间里为这些公司提供的20个以上的样品优化了IEF方法。 　　iCE280IEF分析仪既保留了传统IEF方法的高分辨率，又拥有色谱柱分离技术的高速以及自动化和定量能力。特别具有分析方法开发简单快速的优点，受到各研发单位的青睐。与其他方法相比较，iCE280IEF分析仪是用于蛋白质电荷不均一性表征的最佳选择之一。

通过贝塞尔光束双光子显微镜检测毛细血管血液循环问题的新方法，可能会导致相关疾病的治疗方法的发展。国际光电工程学会9月13日消息对于血流和氧气供应的变化，大脑可能是最敏感的器官。即使是短暂的毛细血管血流中断（或称“失速”）也可能表明急性神经系统问题。有证据表明，阿尔茨海默病和帕金森病等慢性疾病与失速事件（stalling events）密切相关。因此，研究失速的影响可能会导致这种疾病的治疗方法的发展。然而，尽管在过去的几十年里，医学成像取得了巨大的进步，但识别毛细血管中的失速仍然是一个艰巨的挑战。光学相干断层扫描（Optical coherence tomography ，OCT）是目前监测小体积内毛细血管的最佳方法。但是这种方法存在时间分辨率差的问题，这意味着它只能捕获长时间的失速事件。此外，分析通过 OCT 收集的数据以确定失速事件需要大量的手工工作。John Giblin 博士在最近发表在国际光电工程学会（International Society for Optics and Photonics，SPIE）期刊《神经光子学》（Neurophotonics）上的一项研究中，由美国波士顿大学（Boston University，BU）的 John Giblin 博士领导的一个研究小组试图解决这些问题。利用定制的装置，研究人员展示了一种名为贝塞尔光束双光子显微镜（Bessel beam two-photon microscopy）的技术的潜力，该技术可以获得脑毛细血管的容积图像。此外，该团队还提出了一种创新的分析方法，可以半自动地识别失速事件。论文题目“贝塞尔光束双光子显微镜高通量检测毛细管失速事件”（ High throughput detection of capillary stalling events with Bessel beam two-photon microscopy）。研究于2023年9月12日发表在《Neurophotonics》（最新影响因子：5.3）杂志上但什么是贝塞尔光束双光子显微镜？双光子显微镜是一种广泛使用的成像方式，它利用激光激发样品中的荧光分子。发光必须同时发生两个光子与荧光分子的碰撞，这可以大大降低背景杂波。此外，利用贝塞尔光束，一种具有独特强度分布的激光束，使其能够在相对较长的距离内保持聚焦在狭窄的空间内，使该技术更具前景。由于这种方法，研究人员可以大约每两秒获得 713 × 713 × 120 μm3 体积内所有毛细血管的清晰图像。在这些图像中，通过聚焦红血球的运动，可以直接检测到失速，红血球以阴影的形式出现。如果细胞停留在毛细血管内的同一位置连续两帧或更多帧，这意味着毛细血管内的血液流动已经停止。与 OCT 相比，使用贝塞尔光束双光子显微镜的方法可以更快地生成图像，提供更好的时间分辨率。然而，这种设置产生的大量数据只会加剧数据分析的问题。因此，该团队提出了一种方法，可以更容易地识别失速事件。所提出的分析程序依赖于这样一个事实，即在双光子图像中沿失速毛细血管的强度将保持相对不变。研究人员实现了一种算法来计算单个毛细血管的帧间强度相关性，高相关性意味着毛细血管已经停止运转。通过可视化计算出的相关性，而不是原始的强度图像，研究人员发现识别失速事件更容易、更快。研究小组通过小鼠体内实验测试了他们的半自动数据分析技术，以探索卒中前后失速的变化。提出的策略将分析所需的时间缩短了一半。此外，可视化强度相关性被证明比“盲目”观察原始图像更可靠地检测失速。与 OCT 不同，这种成像策略也能够检测到短暂的失速事件。此外，贝塞尔光束双光子显微镜使血管直径的估计基于荧光强度。为了展示这一特征，研究人员调查了失速事件与动脉扩张之间的关系，发现扩张的血管可以短暂地减少失速。《神经光子学》副主编、约翰霍普金斯大学（Johns Hopkins University，JHU）眼科学和生物医学工程教授 Ji Yi 评论道：“综合来看，这项研究的发现证明了贝塞尔光束双光子显微镜在探索大脑循环系统的复杂运作及其对神经系统健康的影响方面的力量。”在不久的将来，检测失速的全自动方法有望帮助科学家调查、诊断和评估脑部疾病的治疗方法。创立于1839年的波士顿大学

“十四五”期间国家印发《中共中央国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》《国务院关于印发“十四五”节能减排综合工作方案的通知》等文件,《通知》将大气污染防治工作聚焦PM2.5和O3协同控制，重点开展VOCs和NOx协同减排，继续部署实施一批标志性攻坚战，即全力打好重污染天气消除攻坚战、着力打好臭氧污染防治攻坚战、持续打好柴油货车污染治理攻坚战三大大气污染防治标志性战役，其中臭氧防治污染攻坚战的核心之一便是VOCs控制。作为PM2.5和臭氧形成的前体物，挥发性有机物（VOCs）对大气环境质量和人体健康具有重要影响，其污染防治工作涉及行业众多、量大面广、污染源分散，与二氧化硫、氮氧化物等污染物相比，治理难度大。为攻克复杂工况下的VOCs技术难题，泽天春来不断优化系统性能，拓展其应用范围。尤其是针对多种VOCs混合组分具备更优分离分辨能力的高精度EPC搭配毛细管柱分离技术。方案内容01EPC简介图1.EPC控制模块示意图EPC（电子压力控制）使用电子压力传感器和比例电磁阀来实现稳定的电子压力控制，以获得最佳流速比，达到最佳分离效应。根据新思界产业研究中心发布的《2022-2026年EPC/EFC（电子压力/流量控制）行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示，EPC最早由美国安捷伦开发应用，后来其他公司开发出类似装置，其具有自动化程度高、控制精度高、性能稳定性高等优点。泽天春来自主研发的EPC控制模块的压力控制精度高，在稳定气源供气模式下，其压力控制表现如下。图2.EPC模块压力控制精度表现同时，该EPC控制模块在气路中的稳定性和抗干扰性也表现优异，即便包括环境温度、仪器温控箱温度的变化影响，其所在流量控制系统在控制氢气流量时，短期最大流量波动也在0.055mL/min内，3h内最大流量波动也只有0.08mL/min。图3.搭载EPC的流路系统受温度影响时的流量变化即使使用抽气泵正压供气，EPC在不同的控制压力下，其所在系统对应的流量控制精度也达到如下图所示的程度。图4.搭载EPC的流路系统使用抽气泵供气时的流量变化02毛细管柱简介图5.毛细管柱示意图毛细管柱通常是由一根长而细的玻璃或金属毛细管构成，内壁涂有液态固定相或通过化学连接固定的液膜。它没有实际的填料，是空心的。分离主要依赖于组分在气态流动相与液态固定相间的分配平衡以及不同组分间的微小物理化学性质差异来实现高效分离。由于其没有固体支撑物，传质阻力小且谱带展宽较小，因此具有高分辨率和高分析速度的特点。毛细管柱适用于挥发性有机物、极性化合物等多种化合物的分析，尤其对于复杂样品中的微量成分具有更高的灵敏度和选择性。03EPC+毛细管柱方案由于毛细管柱内径细小且对进样技术要求较高，因此需要更精确的载气流速控制和更高灵敏度的检测器来确保分析的准确性。EPC以其控制精度高、性能稳定性高等特点正好满足毛细管柱的分析要求。泽天春来的GCOM-3000非甲烷总烃+苯系物在线分析仪（EPC版）可选型搭配EPC+毛细管柱的方案，可针对固定污染源废气测定中多组分物质，进行更加高效、更加精准地定性定量分析。