核酸蛋白质检测

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1月22日，《高通量蛋白质检测关键技术的研究》项目验收鉴定会在中国计量院召开。此次科技基础条件平台项目的验收，得到了科技部、国家质检总局的重视，国家科技部条财司条件处郑健博士，国家质检总局科技司技术发展处姚泽华副处长，计量院段宇宁副院长、科发部及生能环所的相关人员参加了验收会。会议由姚泽华副处长主持，以中国科学院生物物理研究所杨福全研究员为组长的8位专家对该项目进行验收鉴定。 　　近年来，随着生命科学、食品安全等领域需求的不断涌现，蛋白组学的发展非常迅速，已成为各项相关分析技术的必备手段。一直以来，蛋白质组分析技术的发展受限于蛋白质分离手段的滞后，目前完整蛋白质的分离主要依赖于双向电泳和高效液相色谱，不能满足复杂蛋白质混合物的有效分离 FFE技术(反向加样连续自由流电泳)的出现能较好地解决蛋白质组研究的两大难题：蛋白质组的复杂程度和现有检测手段的低通量。 　　《高通量蛋白质检测关键技术的研究》课题建立了以FFE分离方法为核心的高通量蛋白质分离检测技术中最为关键的“高稳定度自由流电泳(HSFFE)”装置，为高通量完整蛋白质的酶解、肽段分离和质谱鉴定接口的大规模系统集成奠定了基础，也是我国第一台自主研发的实用大型地基液相制备电泳装置。该装置通过对自适应高压稳定电源、腔体热交换工艺、速率调整机构、应力同步机构等关键技术的完成，实现了高通量蛋白质制备分离 装置的整体技术水平已达到国际先进水平，其中一些技术方法处于国际领先水平，对于改变我国蛋白质组分离长期以来依靠国外技术装备的现状，将发挥重大作用。 　　科技部条财司郑健博士谈到，科技部一直比较重视科学仪器的自主研发工作，近几年来在科技支撑计划的支持下，我国的科学仪器自主创新已经到了一个新高度。该项目的研究成果改变了我国在蛋白质分离技术研究方面依赖国外进口仪器设备的现状，希望计量院能进一步加强现有产品、现有装置、现有成果的工程化和应用方法的研究。通过大家的共同努力，使下一步我国的仪器创新发展获得更大的进步。 　　姚泽华副处长祝贺项目组出色完成了任务，他谈到，质检总局面临的许多社会问题是突发的、紧急的，又极具推动力的，如：08年的三聚氰胺，推动了国产仪器液相色谱的发展 09年的H1N1流感，又推动了国产的红外测温仪的发展。而计量院在此方面的研制开发一直是非常及时和有效的。该课题是计量院近年来在科学仪器自主研发方面所取得的又一重要成果。希望计量院能够继续研制出更多具有国际领先水平的国产科学仪器装置，为我国进出口的产品贸易提供良好的支撑，满足国家社会更多更广泛的需求。 　　该项目的研制成功不仅增强了我国生命科学的系统创新能力，而且具有普及性强、性能价格比高和市场容积率高的优点，尤其是该系统的结构模块化、系统单元相对独立的特点，有效避免了国外仪器设备固有的售后维修困难问题，具有较好的国内和国际市场需求潜力。

后基因组时代蛋白质组闪亮登场 中国计量院高通量蛋白质检测技术研究取得重大突破 　　“高通量蛋白质分离检测关键技术研究取得的突破给我们很大鼓舞，但这只是我们大规模系统集成研究的一部分，我们正在着力于系统后续的研究。相信，在不久的将来，这套集成系统将为蛋白质组的分析提供一个完整规范的平台。”谈起不久前通过项目鉴定的《高通量蛋白质分离检测关键技术研究》和取得的成果，中国计量科学研究院生物、能源与环境研究所科学仪器研究室主任刘新志显得踌躇满志。 　　随着全球性的国际人类基因组计划的初步完成，一个以蛋白质和基因调节为研究重点的后基因组时代已经拉开序幕。蛋白质是生理功能的执行者，是生命现象的直接体现者，对蛋白质结构和功能的研究将直接阐明生命在生理或病理条件下的变化机制。伴随人类基因组研究而发展的蛋白质组学则是研究细胞内各种蛋白质的组成及其活动规律的一门新兴学科。后基因组时代，蛋白质组将成为重点研究方向之一，并将有力推动生物产业的持续性高速发展。 　　“蛋白质组研究是一门极为年轻的科学，从诞生到蓬勃发展也不过七八年历史，我国的研究时间也只有六年而已。但其发展速度非常迅猛，应用范围也非常广泛。”刘新志说。 　　蛋白质组研究对生命科学、化学分析、食品安全、人类健康等诸多领域都有着重要意义。例如，几乎所有的药物都是通过蛋白质发挥作用，蛋白质组学在药学研究中的应用不仅可直接产生新的药物，更重要的是可减少对新药开发研制的盲目性，大大加速和简化新药研制的过程 通过对疾病不同阶段蛋白质组的研究，还可帮助诊断和防治疾病。目前，蛋白质组学已成功用于肿瘤、糖尿病、艾滋病、关节炎等多种疾病的诊断和治疗。 　　“蛋白质组研究的核心技术分为两个部分：蛋白质分离技术和蛋白质鉴定技术。实验数据表明，现阶段依赖质谱分析的蛋白质鉴定技术的发展水平远高于蛋白质分离技术的发展水平。但对大分子、复合物、细胞的分离纯化是进行更详尽的生物鉴定和工程化应用所必需的重要步骤，如果不能快速有效地进行蛋白质分离，后续的鉴定也无法进行。所以，蛋白质组研究的瓶颈来自于蛋白质分离技术的限制。”刘新志打了一个比喻：“蛋白质鉴定技术好比一条宽敞的高速路，但通往这条高速路的必经路——蛋白质分离技术就好比一条小胡同，这条小胡同严重影响了车辆的快速通行。” 　　据介绍，目前蛋白质分离技术主要有两种——双向电泳技术和高效液相色谱技术。“这两种传统技术与生俱来的缺点是很难分解出难溶性蛋白，而且不能分解出不溶性蛋白。要打通这条小胡同，就必须找到一种新的方法、研制一种新的装置，能够有效地分离出难溶性蛋白和不溶性蛋白，并且要实现高通量快速分离。”刘新志介绍。 　　由中国计量科学研究院完成的《高通量蛋白质检测关键技术的研究》课题在解决蛋白质的快速分离技术方面取得了重大突破。研究建立了以反向加样连续自由流电泳(FFE)分离方法为核心的高通量蛋白质分离检测技术中最为关键的高稳定度自由流电泳(HSFFE)装置。“该装置最显著的特点就是解决了两种传统的分离技术所不能解决的问题——从蛋白混合物中有效地分离出可溶性蛋白、难溶性蛋白、不溶性蛋白，实现了对这三种蛋白的完全分离 其次，装置的通量高，速度快，能够满足蛋白质快速分离鉴定的需要。”刘新志说。 　　专家认为，该装置是我国第一台自主研发的实用大型地基液相制备电泳装置，主要指标已经达到国际同类装置的技术水平。同时，该课题的实施具有技术上的前瞻性和集成创新性，对蛋白质组学研究提供了关键的技术支撑。具有自主知识产权的这项成果降低了我国在同类仪器设备上对国外技术的依存度，具有较高的实际应用价值。该装置不仅可以为我国的蛋白质组基础研究提供技术支撑，还可以广泛应用于生物产业的生产环节，如生物制药。同时，还能应用于医学临床，如疾病预防和临床监测。正如一位资深的生物学家所说：“其应用范围几乎可以遍及生物学、生物化学和细胞学的各个领域。” 　　“虽然这套装置本身已经可以作为独立的产品应用于相关领域，但这并不是我们的最终目的。我们的目标是实现以该装置为核心的高通量完整蛋白质分离、酶解消化、肽段分离和质谱鉴定接口的大规模系统集成，以保证蛋白质组的分析可以在一个连续自控的系统中规范化完成。到时候，我们的装置将发挥更大的作用。”刘新志信心十足。

点击了解更多产品详情→食品中蛋白质检测仪 食品中蛋白质检测仪是一种高效、精确、可靠的检测设备，对奶粉的检测有着重要的帮助。首先，蛋白质检测仪可以准确地测定奶粉中的蛋白质含量，确保奶粉的营养成分符合标准。其次，蛋白质检测仪可以检测奶粉中是否含有过量的添加剂或有害成分，如三聚氰胺等，从而确保奶粉的安全性。 此外，食品中蛋白质检测仪还可以检测奶粉的质量和纯度，确保奶粉的品质符合市场需求和消费者期望。因此，蛋白质检测仪在奶粉生产和质量控制中起着重要的作用，有助于提高奶粉的质量和安全性，保障消费者的健康和权益。 另外，食品中蛋白质检测仪还具有高效、自动化的特点，可以大幅度提高奶粉生产企业的生产效率和生产能力。通过蛋白质检测仪检测奶粉的过程，可以减少人工操作，降低人为误差的发生，提高检测的精度和准确性。此外，蛋白质检测仪还具有数据处理和分析功能，可以对检测结果进行统计和分析，为奶粉生产企业提供更全面、更准确的质量控制数据和方案。因此，蛋白质检测仪在奶粉生产和质量控制中的应用前景广阔，有望成为奶粉生产企业的必备设备和核心技术。

CEM 世界食品博览会推出全新的蛋白质检测系统 &mdash &mdash 蛋白质标签技术比标准方法更准确 （Matthews, North Carolina) CEM公司，创新性微波实验仪器的杰出全球供应商，在芝加哥举办的世界食器展上，很高兴向大家宣布Sprint TM快速蛋白质分析仪的诞生。Sprint TM蛋白质分析仪采用的iTAG TM蛋白质标签技术可以在两分钟内得到准确的测量结果。准确的蛋白质检测结果在食品及宠物食品行业非常重要，这些行业由于一些添加剂中含氮水平估算而导致的错误的蛋白质测量结果。这种错误的测量是由于在面粉和米中添加三聚氰胺而引起。 &ldquo 在全球化资源化和经济发展的时代，好的食品生产商已经意识到保证食品的安全和纯正比以往更为重要&rdquo ，Michael J. Collins, CEM公司CEO说。&ldquo Sprint TM将蛋白质组学应用到食品科学，为公司提供最准确地蛋白质的检测。通过给真正的蛋白质贴上标签，Sprint TM可以进行准地区分，而不会由于氮的干扰而受到欺骗，这在食品科学领域是一项不可思议的重要突破。&rdquo 凯氏定氮法和杜马斯法现在常常用来食品行业中进行蛋白质检测，测量样品中的总氮含量，然后依据氮含量来计算蛋白质含量。如有添加剂，这就会产生一个问题，这些添加剂和污染物产生的蛋白质检测结果高于事实上的蛋白质。Sprint TM的蛋白质标签技术根本不测氮，而是直接找到蛋白质，产生一个准确的蛋白质测量结果。 这个方法已经得到了AOAC和AACC的认证，对食品和添加剂等广大行业非常有用。 这套系统操作简便，自动均匀化样品，添加标签溶剂，轻轻一触键，便可得到检测结果。 除此之外，整套系统相比较凯氏定氮和杜马斯方法更安全、快速、有益于环境。凯氏定氮法要采用硫酸加热到高温，在员工检测过程中，检测完以后处置上都会产生安全和健康问题。 &ldquo CEM的优势在于其优秀的研发能力和强大的研发队伍，尤其在非常重要的实验应用方面提供解决方案&rdquo ，Collins继续说道，&ldquo 我们在成分检测及生物科学方面的专长使得我们在扩大产品线的同时，使我们的知识成一种资本，这种机会并不是很多。从我们目前得到的各行业的反馈来看，这些反馈都是相当积极并令人鼓舞的。&rdquo 真蛋白质测定仪 蛋白质分析仪 详情请浏览我们的中文网页：www.pynnco.com，或英文网站：www.cem.com， 或来电咨询：010-65528800，感谢您对我们CEM的关心和支持。

p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 1.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/25452d8d-5c44-49d3-96f1-7743a7eb2248.jpg" / /p p 　　日前，江苏科技大学蚕业研究所马琳博士的光诱导的自组装机理在传感器阵列中的应用研究取得了重要进展。该研究利用光诱导的碲化镉(CdTe)量子点的自组装现象，同时完成了10种蛋白质的可视化识别区分。相关研究成果以封面论文形式发表在英国皇家化学学会期刊《材料化学杂志B》上。 /p p 　　研究人员以两种不同发射波长的碲化镉量子点为传感单元，基于光引发的自组装原理，构建了多通道荧光传感器阵列，根据碲化镉量子点荧光颜色及强度的变化，实现了10种不同种类蛋白质的同步可视化区分检测。该传感器阵列构建简单，不需要昂贵的专业仪器或技术人员，在一台单一激发波长的紫外灯辅助下，即可肉眼完成蛋白质的识别检测，省时，省钱，提高工效，非常适用于经济欠发达地区。 /p p 　　该传感器同样可以识别变性后的10种蛋白质与人尿液中的8种蛋白质，证明其在大分子空间构象识别及医学临床检测中具有一定应用前景。此外，这项研发成果还可以实现多种生化物质的同步快速检测，可以运用到糖类、金属离子等的检测中。 /p p /p

日前，由弗雷德哈钦森癌症研究中心(Fred Hutchinson Cancer Research Center)领导的一个国际研究小组证实了大规模、标准化蛋白质检测的可行性，这是验证疾病生物标志物和药物靶点的必要条件。这项刊登在《自然-方法》(Nature Methods)杂志上的最新论文表明，科学家们开发的一种靶向性蛋白质检测方法具有系统地、可靠地检测人类蛋白质组的潜力。 　　论文主要作者、癌症蛋白质组学专家 Amanda Paulovich 博士和同事们开发的这项技术，可同时准确地检测许多不同样本中成百上千种蛋白质的丰度。来自西雅图、波士顿和韩国等其他地区的实验室重现了人类乳腺癌细胞中 319 种蛋白质的检测结果，证实这种方法可跨越实验室和国界实现标准化。 　　Paulovich 表示：&ldquo 这种方法有潜力彻底改变我们检测人类蛋白质的方式。利用全球资源对所有人类蛋白质进行标准化定量设立一些新标准，无疑将能提高临床研究的可重现性，其将对转化新型治疗和诊断带来巨大的影响。&rdquo 　　作为所有生物功能的执行分子机器，蛋白质掌控着早期疾病和疾病进程的信号传导。探求癌症生物标记物&mdash &mdash 细胞中的蛋白质指纹有可能促使开发出一些测试方法，更早期地检测疾病，早在癌症形成之前鉴别出个体的特殊风险，以及更好地指导患者的治疗。然而没有标准化和可重现的方法来检测它们的水平，验证新发现的候选生物标记物是一件不可能的事情。 　　每个有前景的生物标记物都必须在临床试验中开展进一步的研究，这就要求研究人员能够检测数百到数千个患者样本中每个候选标志物的丰度。由于将任何一种候选标记物转化至临床应用的机率都极其的低，鉴别一种具有临床价值的生物标记物必须对大量的蛋白质进行测试。 　　Paulovich 表示：&ldquo 现在，你还不能对大多数的人类蛋白质进行大规模检测。在我们完成人类基因组测序，获得DNA分子全目录10多年之后，仍然不能够采用一种标准化定量方法在各种通量模式下对人类蛋白质组开展研究。&rdquo 　　为了解决这一问题，Paulovich 和同事们利用了一种称作为多反应检测质谱法(MRM-MS)的敏感性靶向蛋白质检测技术。这种质谱法并非是全新的技术，多年来全球的临床实验室利用它来测量药物代谢产物和与先天性代谢缺陷有关的一些小分子。最近，Paulovich和其他研究人员开始利用它来检测人类蛋白质。 　　采用研究人员开发的这种方法，每天每台仪器能够对最少 20 个临床样本中的 170 种蛋白质进行高度特异性地、精确地、多路定量分析 任何其他的现有技术都没有这种能力。 　　由于质谱技术是针对性的，这意味着研究人员能够调整设备寻找癌细胞或其他样品类型中特殊的蛋白质亚群，相比于非针对性策略，它可以在更低的水平上检测微量血液样本或活检标本中目的蛋白质的存在。 　　研究的主要作者、Paulovich 实验室分析化学家 Jacob Kennedy 说：&ldquo 我们的目标是用这一技术来取代当前采用的一些非常老旧的技术。&rdquo 　　当前，研究人员通常是采用 Western blotting、ELISA 或是免疫组化(IHC)技术来检测临床样本中的蛋白质水平。这些方法往往无法在实验室之间重现结果，从而很难验证适用于临床的候选生物标记物，它们不适用于一次检测大量的蛋白质和样本。 　　Paulovich 和同事们通过分析乳腺癌细胞生成的 300 多种已知蛋白质验证了他们的技术 研究结果表明，MRM-MS 可以重现及扩展以往采用其他技术进行乳腺癌研究所生成的观察结果。 　　该研究证实了，MRM-MS 能够以一种标准化方式一次检测许多的蛋白质，为开展国际性的、有组织的研究工作定量人类蛋白质中的每种蛋白奠定了基础。 　　原文检索： 　　Jacob J Kennedy,Susan E Abbatiello,Kyunggon Kim,Ping Yan,Jeffrey R Whiteaker,Chenwei Lin,Jun Seok Kim,Yuzheng Zhang,Xianlong Wang,Richard G Ivey,Lei Zhao,Hophil Min,Youngju Lee,Myeong-Hee Yu,Eun Gyeong Yang,Cheolju Lee,Pei Wang,Henry Rodriguez,Youngsoo Kim,Steven A Carr& Amanda G Paulovich. Demonstrating the feasibility of large-scale development of standardized assays to quantify human proteins. Nature Methods, 08 December 2013 doi:10.1038/nmeth.2763

食品奶粉蛋白质检测仪维护周期是多久，食品奶粉蛋白质检测仪的维护周期并不是固定的，因为它取决于多种因素，如设备的使用频率、环境条件、操作人员的维护意识等。然而，一般来说，为了确保设备的准确性和可靠性，建议定期进行以下维护和检查：日常清洁：每天或每次使用后，应对设备进行清洁，去除样品残留和灰尘。这有助于保持设备的卫生和准确性。定期检查：每周或每月进行一次全面的检查，包括设备的各个部件、连接线、电源等。确保所有部件都处于良好的工作状态，没有损坏或磨损。校准：根据设备的使用情况和制造商的建议，定期进行校准。校准是确保设备测量准确性的关键步骤。更换耗材：如果设备使用耗材（如过滤器、灯源等），应按照制造商的建议定期更换。软件更新：如果设备有软件支持，定期检查并更新软件，以确保设备具有最新的功能和修复任何已知的问题。具体来说，维护周期可能因设备型号、制造商和使用环境而异。因此，建议参考设备的用户手册或联系制造商以获取更具体的维护建议。此外，为了确保设备的长期稳定运行，建议对操作人员进行培训，使他们了解设备的操作和维护要求。同时，建立设备维护记录，以便跟踪设备的维护历史和性能变化。

p span style=" font-family:楷体, 楷体_GB2312, SimKai" 氮/蛋白质检测是化学实验室最繁琐的检测项之一。在食品、肥料、土壤、谷物、化工等诸多行业，氮元素的检测工作日益增多，人工成本也在上涨。为此，中国首款自动化程度高、效率更快的杜马斯定氮仪“应势而生”。海能D100杜马斯定氮仪将样品检测时间从2小时缩短至3分钟！ /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai color: rgb(247, 150, 70) " 更多介绍请查看视频 /span /p p br/ /p script src=" https://p.bokecc.com/player?vid=A0E875594A7FC5CF9C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=600& height=490& playerid=2BE2CA2D6C183770& playertype=1" type=" text/javascript" /script p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai color: rgb(247, 150, 70) " br/ /span /p p br/ /p p span style=" font-family: 微软雅黑, " microsoft=" " 海能D100定氮仪是基于杜马斯燃烧法研制开发的一款快速高效、精确、低成本、无污染的氮/蛋白质含量的测定仪器。其原理是将样品在900℃~1200℃高温下燃烧，燃烧过程中产生NOx、COx、H span style=" font-size: 11px " 2 /span O以及HX等气体，其中的干扰成分COx、H span style=" font-size: 12px " 2 /span O以及HX被吸收剂所吸收，剩余的氮氧化物被还原剂全部还原成分子氮，随后分子氮的含量被热导检测器检测 。 /span /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(247, 150, 70) " 是优势，更是用户所需! /span /strong /p p 　　1、快速 /p p 　　无需复杂的样品前处理，单个样品测试时间仅需3-4分钟即可得出分析结果。 /p p 　　2、准确 /p p 　　高灵敏度的TCD检测器，能够直接快速的分析样品中所有形式的氮，氮元素被完全检测，测试结果更精准 。 /p p 　　3、自动 /p p 　　内置120位自动进样器，实现高通量连续自动进样，整个过程无需人为干预，大大降低了整个实验的人工成本，同时测定效率比传统方法提高数倍。 /p p 　　4、环保 /p p 　　无需添加腐蚀性化学试剂，无废液、无有害气体排放。 /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(247, 150, 70) " 应用是最终目的! /span /strong /p p 　　杜马斯定氮仪广泛应用在食品、药品、谷物、乳制品、肥料、车用尿素、饲料、植物、烟草等相关产品和有机物中氮/蛋白质的测量领域。同时拥有方法上的诸多优势，未来使用杜马斯方法测定样品中的含氮量会得到更广泛的应用。 /p

吉大&bull 小天鹅&ldquo 蛋白质快速检测仪&rdquo 产品入围国家质检总局专用仪器设备采购项目 2010年6月1日， 中机国际招标公司发布公告，我公司&ldquo GDYN-200S 蛋白质快速检测仪产品&rdquo 成功入围 &ldquo 国家质 检总局2010年专用仪器设备采购项目&rdquo 进入终评。该仪器适于牛奶（包括 纯奶、核桃、燕麦、 红枣牛奶、牛初乳等）、奶粉、豆浆粉和鸡蛋等样品中蛋白质的快速定量 测定。公司以&ldquo 速测 万物利害 志保天人安康&rdquo 为企业使命，根据国家标准及市场需求，以吉林 大学为技术依托， 自主创新了系列现场专用仪器和快速检测方法，为食品安全监管、卫生疾控检 验、水质现场 分析、室内空气测定等部门和领域提供了有效的技术装备，为保障我国食品安全、 水资源保 护以及室内空气治理等作出了积极贡献。 吉大· 小天鹅入围产品 包号 包号/品目 币种 投标名称 投标价格 （元） 第8包-C： 快速真蛋白质分析仪 长春吉大&bull 小天鹅仪器有限公司 人民币 GDYN-200S 168，000．00

十一五国家科技支撑计划项目《科学仪器设备研制与开发》中 “高通量蛋白质分离检测系统的研制与开发”课题顺利通过验收 　7月9日，由国家质检总局科技司和科技部条件与财务司组织验收专家组，对中科院大连化学物理研究所主持承担，北京理工大学、大连依利特分析仪器有限公司参加的十一五国家科技支撑计划项目《科学仪器设备研制与开发》中“高通量蛋白质分离检测系统的研制与开发”课题进行了验收。国家科技部条件与财务司副司长吴学梯、国家质检总局科技司司长侯玲林、大连化物所副所长冯埃生出席了验收会。 验收会现场 课题样机 　　验收专家组成员包括北京蛋白组学研究中心钱小红研究员(组长)、科技部国家图书文献信息中心吴波尔研究员(副组长)、复旦大学张祥民教授、中国科学院化学研究所陈义研究员、大连理工大学贾凌云教授、大连医科大学王立明教授、科技部国家科技基础条件平台中心张渝英研究员、中科院遗传发育所朱祯研究员、总装军事医学研究所胡文祥研究员、中国特种设备检验研究院高云芳高级会计师、工业与信息产业部电信研究所郭士萍高级会计师、中国科学技术信息研究所吴家喜副研究员。 　　验收专家组认真、全面地听取了课题的总体执行情况报告、技术研究报告和测试专家组的技术测试报告，审阅了课题验收材料，查看了样机演示。专家组一致认为：该项目研究计划、技术路线和课题设置合理，项目实施和管理规范，经费使用合理，完成了课题合同书的各项任务指标，一致同意通过验收，同时建议国家有关部门继续给予大力支持，实现课题成果的产业化。 　　验收会后，与会领导、专家以及有关企业负责人针对高通量蛋白质分离检测系统的研制与开发的发展目标、研究方向、产品规模化生产等问题进行了深入探讨，理清了下一步研究思路，明确了后续发展方向，为高通量蛋白质分离检测系统产业化的实现奠定了良好基础。

针对 2019 新型冠状病毒（2019-nCoV），研究人员正在紧锣密鼓地研究病毒致病机理、疫苗及治疗药物等。在这个过程中，靶标样本的质量一如继往地决定了研究的最终成败及可靠性。无论是疫苗开发，抑或是核酸与细胞层面的致病机理研究，都离不开对蛋白质与核酸样本的质量控制。自动化电泳产品线控制靶标样本质量 针对新冠肺炎的研究争分夺秒，利用自动化的质量控制平台控制靶标样本质量可大大节省获取结果的时间，同时保障结果的准确性与重现性。安捷伦自动化电泳产品线可以快速对 DNA、RNA、蛋白质样本进行分析，获得包括浓度与分子量在内的数字化信息，并直观显示样本在电场下迁移形态的数字化图像信息，同时针对二代测序技术（NGS）等对核酸完整性程度依赖性高的应用，还提供以 0-10 的数值来直观反映样本完整性的参数，以实现对样本质量的快速且全面的评估（参见 RIN 值 与 DIN 值 ）。一、助力测序文库的质量控制，缩短病毒基因测序时间在此次“战疫”中，基于二代测序技术（NGS）的宏基因组测序大大缩短获取病毒序列的时间，为核酸检测试剂盒的开发与病人的确诊赢得了宝贵的时间。病毒变异的监测工作仍将持续、大规模地使用二代测序技术，甚至包括纳米孔测序技术和三代测序技术。无论采用何用技术，对测序文库的上机前质量控制是保证最终结果可靠、问题可追溯的必不可少的环节。目前疫情仍旧不容乐观，研究人员面临着样本量激增、测序压力大、质控样本多的情况，针对这些问题，安捷伦 4200 TapeStation 中-高通量和 Fragment Analyzer 5300/5400 高-超高通量自动化核酸质控平台可以为新冠病毒文库的质量控制提供有力的保障。图 1. 利用 4200 TapeStation 系统对来源于肿瘤FFPE样本的最终上机前的二代测序文库进行质量控制，所得到的结果确认了全部 80 个样品和 6 个阳性对照样品的 DNA 文库均已成功制备。质控数据包括样本的浓度及分布、分子量及分布。二、缩短蛋白质检测与质控时间，加快抗体研发在抗体的研发过程中，对抗体蛋白的检测与质量控制必不可少。针对蛋白质分析，传统的 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE） 制胶过程繁琐、电泳时间长。安捷伦 2100 生物分析仪可以替代 SDS-PAGE 的工作，通过蛋白质分子量大小的变化查看蛋白质的糖基化，对抗原抗体等进行质量控制，并提供从考马斯亮蓝级到银染色级蛋白质含量和纯度的检测灵敏度。图 2. 在还原剂二硫苏糖醇 (DTT) 存在的条件下，使用 2100 生物分析仪系统配合 Protein 80 (P80)、Protein 230 (P230) 和高灵敏度 Protein 250 (HSP-250) 试剂盒对人骨髓瘤 IgG2 进行分析。所示为每种分析的代表性电泳图。在还原条件下，所采用的全部三种蛋白质分析均能够清晰分离 IgG2 的轻链 (LC)和重链 (HC)。P230 和 HSP-250 分析中均可观察到高分子量聚合物，而 P80 分析则分辨出与 IgG2 样品相关的低分子量（摩尔质量）杂质。 三、控制转录产物 RNA 的质量，确保下游分析的成功在病毒致病机理、机体免疫应答和信号通路调节的研究中，转录产物 RNA 的质量控制对下游分析的成败至关重要。安捷伦最早在 2100 生物分析仪上推出了 RNA 完整性参数 RIN 值（RNA Integrity Number），经过在全球 20 年的应用， RIN 值已成为业内公认的 RNA 完整性参数。安捷伦最新一代 TapeStation 核酸分析系统，不仅能够提供 RNA 完整性参数，更满足了样本数量变化大的实验室对通量灵活性的需求，可在单个样本检测成本不变的情况下，实现 1-96 个任意数量样本的检测。图 3. 4 组总 RNA 浓度相同（300 ng/μL）但质量（降解程度）不同的大鼠总RNA样本使用安捷伦 4200 TapeStation 系统分析。分析所得的 RIN 完整性当量RINe如胶图中所示。可以看到，RNA 的完整性随着 RINe 数值的降低在胶图与峰图中都呈现明显的递降。安捷伦自动化电泳产品线可以满足不同客户的通量与应用需求，应用类型包括：- 二代测序样本质控（样本片段化文库构建的各环节，以及终文库等的质控） - 三代测序的长片样本质控（测序前样本制备的各环节质控） - 常规片段分析（PCR 产物，酶切产物等） - 生物样本库（样本入库、出库，以及保存过程中的质控） - 基因分型（ AFLP、RFLP、STR、SSR 等） 寡核苷酸大小与纯度分析 - 通过蛋白分子量大小的变化查看蛋白的糖基化，抗原抗体等的质控 分子光谱产品用于疫苗生产的质控环节 在疫苗研发及之后的生产过程中，安捷伦分子光谱产品可以帮助研究机构和生产企业做好核酸和蛋白质定量，保证生产率和准确性。其中，安捷伦 Cary 60 UV-Vis 和 Cary 630 FTIR 凭借其可靠性，已部署在全球众多制药 QA/QC 实验室中，并具有可选软件来满足中国数据完整性法规要求。紫外可见分光光度计是现代分子生物实验室的常规仪器，主要用于测定核酸的纯度、含量以及蛋白质的含量，为检测试剂盒的研发和生产提供质量保证。一、纯度检测核酸的最大吸收峰在 260 nm，蛋白质的最大吸收峰在 280 nm 处。纯的 RNA 样品，260 nm 与 280 nm 吸光度比值（A260/A280）为 2.0；纯的 DNA 样品，A260/A280 为 1.8，所以，A260/A280 可以作为 DNA、RNA 纯度检测的重要指标。核酸和蛋白质在 320 nm都没有吸收，在测试中，可以选择性的将 320 nm 的吸光度用于背景扣除。二、浓度检测对于标准样品来说，当 260 nm 处的吸光度值（A260）为 1 时，dsDNA 浓度约为 50μg/mL，ssDNA 浓度约为 37 μg/mL，RNA 浓度约为 40 μg/mL，寡核苷酸浓度约为 30 μg/mL（底物不同有差异）。据此，测定提纯后样品在 260 nm 处的吸光度值，可以计算出 RNA/DNA 的浓度。紫外可见分光光度计可以快速得到样品在 190-1100 nm 范围内每个波长下的吸光度值，为试剂盒中 RNA 纯度和核酸浓度检测提供快速解决方案。图 4. 安捷伦紫外可见分光光度计 5 次扫描 400 μL DNA 样品光谱图表 1. 安捷伦紫外可见分光光度计 5 次测试 400 μL DNA 样品纯度和浓度图 5. Agilent Cary 3500 UV-Vis（左）和 Agilent Cary 630 FTIR（右）推荐阅读：1. 快速测定口罩中的环氧乙烷残留，让医务人员和大家更安心https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100320/news_521849.htm 2. 重要通知：疫情期间安捷伦售后服务安排https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100320/news_521419.htm3. 重要通知 ：疫情期间安捷伦采购直通车 -- 网上订购耗材https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100320/news_521418.htm 关注“安捷伦视界”公众号，获取更多资讯。

讲座主题：表面增强拉曼散射(SERS)在食品安全中的应用: 外源蛋白质检测 时间：9月24日（周一）上午9:00-10:30 诚邀您参加! 内容简介： 1. 表面增强拉曼光谱技术介绍 2. 如何采用增强拉曼探测外源蛋白？ &mdash &mdash 表面增强拉曼散射(SERS)技术在食品安全领域的最新典型应用介绍 3. 如何快速获取真实可靠的数据？ &mdash &mdash 赛默飞世尔拉曼光谱仪结合表面增强拉曼光谱检测技术介绍 主讲人简介： 何李黎博士：美国麻省大学食品科学系副教授，美国密苏里大学食品科学系博士，明尼苏达大学食品科学与营养学系博士后。系食品安全领域资深专家，多年致力于食品安全方面的研究，在国际著名期刊发表过数篇文章，专业领域内颇具影响力。 张衍亮博士：赛默飞世尔科技公司分子光谱部产品经理，拥有多年光谱使用经验，多年来致力于分子光谱检测方面的应用方法开发研究，掌握丰富的分析实战经验。 报名截止时间：2012年9月20日 有兴趣参加者请点击这里报名 了解会议详情，可以联系赛默飞世尔科技分子光谱市场部张女士 010-84193588-3649, 13701015430 Email: annie.zhang@thermofisher.com

蛋白质是复杂的含氮有机化合物,分子量很大,大部分高达数万至数百万,分子的长链从数纳米至100nm,它们由20种氨基酸通过酰胺键以一定的方式结合,并具有一定的空间结构,所含的主要化学元素为C、H、O、N,在某些蛋白质中还含有P、Cu、Fe、I等元素,但氮的相对丰度基本稳定,是区别于其它有机化合物的主要标志。不同蛋白质的氨基酸构成比例及方式不同,所以各种蛋白质其含氮量也不同。一般蛋白质含氮量平均为16%,即1份氮素相当于6.25份蛋白质,此即蛋白质系数。 意大利VELP凯氏定氮仪在环保节能方面具有性能， 的蒸汽发生器和钛冷凝器，蒸馏滴定同步进行，分析速度快，冷却水用量仅0.5升/分钟，降低能耗从而节约了成本。因此该仪器被广泛应用于各类蛋白质检测的实验研究。 测定脱脂奶粉中蛋白质的含量，对掌握其营养价值和品质的变化，保障人体健康，合理配料，为乳制品深加工提供数据十分重要，此外，蛋白质分解产物对乳制品的色、香、味都有一定作用，所以测定具有深远意义。

01 摘要蛋白质组学目前的研究活动的成长与基因组学早期的发展轨迹相似。基因组学花费了大概十年的时间实现了产业化。尽管蛋白质组学技术起步的时间比基因组学更早，但蛋白质组学相对更大的复杂性导致其与基因组学相比需要更先进的技术。然而，今天，蛋白质组学的重要研究瓶颈正在被不断突破，让科学家们看到了其在研究、转化和临床意义上达到与基因组学相当的水平的前景。因此，随着时间的推移，蛋白质组学在研究和临床中应用的商业机会将与基因组学的可用市场总量（TAM）规模趋于一致，目前全球TAM已经达到500亿美元。并且我们有理由相信，由于蛋白质组学动态、变化的性质将使得其超过基因组学而转化为更加具有经常性、重复性的临床应用。质谱是最能促进蛋白质组学工业化的技术，但其工作流程的标准化，尤其是样品制备阶段的标准化，仍然存在着挑战。对于长期投资商来说，应该对在这个生态圈中拥有于众不同知识产权的供应商给与更大的关注。尽管以基于高元多工分析方法为代表的新兴检测方法与质谱方法相比仅处于早期发展阶段，但也具有巨大的潜力。02 背景与投资情况论述生命的基本构成部分是核酸和氨基酸。核酸是基因的基本构成成分。氨基酸是蛋白质的基本构成成分。事实上，我们体内每个细胞的成分都可以归类于蛋白质、基因、脂质或碳水化合物这四类大分子化合物。脂质和碳水化合物组成简单不易出错。因此，最重要的是对基因和蛋白质进行深入了解。我们对人类生物学的理解，从细胞功能到疾病的因果关系，再到药物治疗，都是我们对基因组学和蛋白质组学知识的衍生品。在20世纪，先进显微镜和生物化学技术的发明导致我们对基于结构的蛋白质和基因的理解有了很大的进步。在21世纪，基因组学经历了一场革命，使其从一个刚刚起步的研究领域经历了工业化的过程，成为了临床生物学重要方面。这不仅使得人类对生物学有了更深更新的了解，也提供了包括液体活检诊断，CAR-T细胞治疗，甚至是mRNA疫苗的一系列新的临床治疗及诊断方法。蛋白质组学在21世纪也取得了重要进展。这不仅是由于质谱和X射线晶体学等成像方面新技术的出现，也是由于免疫检定试剂方面的生物化学方法创新，使得我们可以分离特定的蛋白进行进一步的研究。与基因组学相比，蛋白质组学还未取得飞跃。这并不是由于它相对于基因学的有较小的前景和应用场景，这只与它的方法的复杂性有关。我们认为，下一个十年蛋白质组学将进入快车道，使生物学研究、医学治疗和诊断方面进入一个以蛋白质为中心的新时代。蛋白质组学的挑战。超过95%的获得FDA批准的药物都是以蛋白质为目标，但蛋白质组中的多数组分却尚未被人们所了解。我们相信，十年后，西方国家的蛋白质组学公司所创造的股权价值将与今天基于基因组学的公司所创造的约2500亿美元的市值相当或更多。创新的速度正在加快：在1869年由弗里德里希-米歇尔（Friedrich Miescher）发现核酸之后近85年才由沃森和克里克于1953年发现了DNA双螺旋。从沃森和克里克的发现到2001年第一个人类基因组序列的发表花费了近50年时间。从2001年人类基因组的第一份草图到2021年7月公布的第一份完整序列花费了20年时间。总而言之，从核酸发现到确定完整的人类基因组花费了近155年的时间。在接下来的155年里，创新的速度将呈指数型增长，而蛋白质组学将是其中最大的受益者。03 蛋白质组学的今天：挑战与机遇什么是蛋白质组学？它为什么重要？图一：蛋白质组学受益于多种技术跨越式进步蛋白质组学作为一个术语首次出现在1996年，它被定义为对一个细胞系的整个蛋白质图谱进行大规模表征。蛋白质组学的要点是完整性和深度：通过检测和解读该细胞中的所有蛋白质的作用以及相互作用来彻底了解细胞功能，而不是应用传统的通过抗体分离已知蛋白质的方法单独检测每个蛋白质。基于抗体的蛋白质检测将继续在后续的工作中得到应用，但蛋白质组学是针对所有蛋白质，它们的相互作用，及其多种形态的大规模、高通量、高灵敏度的分析。因为蛋白质修饰和相互作用出错是发生疾病的通常原因，蛋白质组学研究对理解造成疾病发生的原因非常重要，Source: Graves PR, Haystead TA., Molecular biologist’s Guide to Proteomics(2002)04 蛋白质组学和基因组学之间的关系是什么？当马克-威尔金斯（Mark Wilkins）在1996年首次使用蛋白质组学一词时，他明确表示他指的是“基因组的补充”。基因是细胞的说明书。通过RNA的表达，他们指示细胞要构建哪些蛋白质。蛋白质细胞构建之后，它们通过与其他蛋白质和环境的相互作用而被翻译和修饰。因此，1) 基因组学的大部分功能效用通过蛋白质组体现；2) 下游事件-包括蛋白质间的相互作用，新的蛋白质形态和动态修饰的产生，及其对细胞分裂的影响-是蛋白质组学而不是基因组学的主题。Source: Virag D, Dalmadi K B. Current Trends in the Analysis of Post-translational Modifications (2020)因此，基因组学和蛋白质组学是相互关联的，而不是分开的，但蛋白质组学在功能上更为重要及复杂。有25000个独立的基因，但有超过100万种蛋白形式。虽然一个人的基因组不会改变，但一个人的蛋白质组是动态的。身体里的变化是通过蛋白质的修饰来表达的。你出生时的基因组和今天一样。但你的蛋白质组每天都在变化。05 为什么蛋白质组学研究如此困难？1. 分子的复杂性和多样性Source: Creative-Proteomics.com蛋白质分子本身的分子结构更为复杂。DNA是由4种核苷酸组成的，而蛋白质是由20种不同的氨基酸组成的。翻译后修饰，如甲基化和羟基化，改变了蛋白质的形态和功能。每个蛋白质可以有9种不同的蛋白形式。取决于翻译后修饰和蛋白质间的相互作用。这意味着同一个蛋白质可以有9种不同的功能。DNA的分子结构相对简单，有4种核苷酸变体，这意味着基因测序方法（如合成测序）不能应用于蛋白质组。需要新的、更复杂的、定制的方法来捕获生物样本中数百万种不同的蛋白质形态。2. 动态范围问题Source: Montanaro Research Aebersold R., Targeted Proteomic Strategy for Clinical Biomarker Discovery (2009)Y轴表示血浆样品中特定蛋白质分子的浓度和丰度。虽然有些蛋白质的含量极高，但大多数蛋白质类型的浓度很小，甚至可以忽略不计。红圈中的蛋白质存在于蛋白质组的“黑暗角落”，在这种极低的丰度下，这些蛋白质非常难以测得。大多数蛋白质的丰度极低。在血浆细胞中发现的约12,000个独立的蛋白质中，前10个占总蛋白量的90%，而其他约11,990个仅占10%。3. 少数的暴政如下饼图显示了血浆样品中蛋白质的相对丰度。单一的一种蛋白质，即血浆白蛋白，占了57%的总丰度，使读取其余的1万种蛋白质更加困难。Source: Anderson NG., Molecular Cell Proteomics (2002)06 蛋白质组学市场机遇有多大？我们相信，蛋白质组学在分子生物学研究以及临床医学和诊断方面有与基因组学一样远大的前景。Source: Montanaro Research自2001年第一个人类基因组的组装以来，基因组学已经成为生物医学的一个工业化部分， 纯基因组学公司的总市值达到2400亿美元。Illumina是其中最大的公司。蛋白质组学TAM（可用市场总量）如今已经达到数百亿美元。Somalogic estimate the total TAM to be $50 bn (Source: Somalogic)虽然临床应用方面的TAM具有最大的长期潜力，但在未来5年内研究和发展方面的TAM是最容易解决的。Source: Souda P., Proteomics: The Next Frontier, SVB Leerink (2021)SVB Leerink的蛋白质组学专家Puneet Souda估计，目前仅美国的研发TAM 有140亿美元，这基于学术界和制药业共约 26,100 个实验室总经费的2.5%的保守估计。如果我们把西方国家的实验室数量看作是约50,000个，并更合理的假设占总经费的5%的资金分配给蛋白质组学研究，我们估计在全球发达经济体中的蛋白质组学研发TAM为500亿美元。

据德国卡塞尔大学网站报道，近日，该校科学家研制的一种带磁场的微型传感器获得突破，样机在年内即能完成。该传感器通过遥控牵引磁化纳米生物分子，可将检测液中极少量的蛋白质分子检测出来。该技术有望革新医疗诊断方式，其中利用磁性纳米粒子运送生物分子的方法已申请了专利。 　　一般情况下，病人体内某些蛋白质组分会“泄露”病情，因此，医生有时可以通过检测体液中的某些蛋白质来及时确诊疾病。不过，由于有的疾病，例如阿尔茨海默氏症(老年痴呆症)，其在血液中只含有少量这种蛋白，进行血液检查时蛋白质不一定能够到达传感器表面，所以往往需要用含较多这种蛋白的脊髓液来检查。而穿刺抽取脊髓液不仅需要麻醉，还给患者带来了手术的风险。 　　现在，德国卡塞尔大学物理研究所和多学科纳米结构科学与技术研究中心(CINSaT)阿诺埃雷斯曼博士领导的科研小组提出一个新的传感器概念，通过遥控牵引磁化纳米生物分子，可将血液中极少量的特定蛋白质分子检测出来，从而通过正常的血液分析取代脊髓液检查。 　　科学家们首先在表面覆盖受体分子的磁性纳米粒子的帮助下，从检测液体中捕捉特定的蛋白质分子。为此，磁性纳米粒子在回旋磁力场作用下穿过检测液体，并因此产生一个分子漩涡，这在一定程度上起了“搅拌器”的作用。随后，捕获了生物分子的纳米粒子会被磁力场牵引至可识别磁性粒子的传感器上。这个回旋磁力场通过部分磁化材料制成的水平堆积纳米层来产生。科学家们还克服了结构上的障碍，找到了避免纳米粒子通常在检测液体中会相互吸引而产生凝聚的方法。 　　研究人员认为，除了在医学诊断上的作用，该新型粒子运输概念还可在化学工业中得到应用，可能会迅速给医疗诊断和生物技术带来革命性影响。

中国科学技术大学研究人员领衔的一个团队最近利用钻石中的一种特殊结构做探针，首次在室内温度空气条件下获得单个蛋白质分子的磁共振谱。该成果使利用基于钻石的高分辨率纳米磁共振成像诊断成为可能。 　　这一发现5日发表在新一期美国《科学》杂志上。负责该研究的中国科学技术大学教授杜江峰说，通用的磁共振技术已被广泛用于基础研究和医学应用等多个领域，但其研究对象通常为数十亿个分子，单个分子独特的信息无法观测。基于钻石的新型磁共振技术在继承传统磁共振优势的同时，将研究对象推进到单个分子，成像分辨率由毫米级提升至纳米级，但其主要难点是源自单分子的信号太弱。 　　为此，杜江峰的团队利用碳-12富集的钻石为载体，注入氮离子使其产生一种名为&ldquo 氮-空位点缺陷&rdquo 的结构，并使该结构发挥探针作用，在纳米尺度上靠近被探测的蛋白质。此外，他们利用一种名为&ldquo 多聚赖氨酸&rdquo 的物质保护蛋白质，确保其在研究过程中的稳定性。 　　研究人员选取了细胞分裂中的一种重要蛋白质MAD2为研究对象。经过两年多的努力和逾百次尝试，最终他们成功在室内温度及空气条件下首次获取了单个蛋白质分子的磁共振谱，并通过谱形分析，获取了其动力学性质。 　　关于这项技术的用途，杜江峰表示，最直接的用途是在不影响蛋白质性质的前提下检测其结构和动力学性质，直接在细胞膜上或细胞内研究蛋白质分子，&ldquo 这对生命科学研究来说有极大吸引力&rdquo 。 　　总之，该技术拓宽了单个分子领域的研究范围，在分析化学、结构生物学、高分子、磁性材料等领域具有重要应用前景和实用价值。以此为基础，结合扫描探针、高梯度磁场等技术，未来可将该探测技术用于生命及材料领域的单个分子成像、结构解析、动力学监测，甚至直接深入细胞内部进行微观磁共振研究，为获得科学新发现孕育可能。 　　《科学》杂志的审稿人评价该工作是&ldquo 单个蛋白质分子检测的突破性成果&rdquo ，开启了利用&ldquo 氮-空位点缺陷&rdquo 进一步研究&ldquo 自旋标记&rdquo 蛋白质的可能，有重要应用前景。参与这项研究的还有来自中国科学院强磁场科学中心和德国斯图加特大学的研究人员。 　　原文检索：Single-protein spin resonance spectroscopy under ambient conditions

研究背景Nature：清北团队合作发现CRISPR免疫增效子，建立Cas9核酸酶生长进化模型CRISPR-Cas系统是一种强大的基因编辑工具，但Cas9核酸酶活性仍需提高。现有的方法存在着种种局限性，例如优化序列可能破坏结构、改变表达方式可能导致副作用、使用辅助蛋白会增加复杂性等。因此，开发新的方法来增强Cas9核酸酶的活性仍是CRISPR-Cas系统研究中的一个重要课题。2024年5月29日，来自清华大学和北京大学的研究团队在Nature上合作发表了题为：Pro-CRISPR PcrIIC1-associated Cas9 system for enhanced bacterial immunity的研究论文研究团队通过生物信息学分析、结构生长轨迹分析、生化实验、冷冻电镜解析和大肠杆菌抗噬菌体实验等手段，发现了一类新型CRISPR免疫增效子PcrIIC1，可以显著增强Cas9核酸酶的活性。研究团队还建立了Cas9核酸酶生长进化模型，揭示了Cas9蛋白结构和功能的演变规律，并阐明了PcrIIC1增强Cas9活性的分子机制。这项研究为我们进一步理解CRISPR系统的进化历程，以及开发基于CRISPR免疫增效子的高效基因编辑工具奠定了基础。研究思路通过生物信息学分析，研究团队观察到一类新型关联基因（Novel-associated genes, NAGs），显著富集存在于较大蛋白体积的II-C型Cas9的基因簇中，并推测这些NAGs可能参与到Cas9介导的细菌免疫过程。图1. 结构生长轨迹分析方法（左）和II-C型Cas9的生长轨迹图（右）通过生化实验和冷冻电镜解析复合体结构表明，来自金黄色细菌属（Chryseobacterium sp.）的CbCas9生长出了一个全新的增强Cas9活性的β-REC2结构域，以及一个全新的能够与其关联基因PcrIIC1互作的CTH结构域。通过蛋白间相互作用，2个CbCas9蛋白和2个PcrIIC1蛋白能够形成异源四聚体复合物。图2. 冷冻电镜分析CbCas9和PcrIIC1结合的三个阶段蛋白质与核酸的分子互作实验表明，与单独的CbCas9相比，CbCas9-PcrIC1复合物表现出增强的DNA结合进而体现出切割活性，对原间隔区相邻基序序列的兼容性更广，对错配的耐受性更强，抗噬菌体免疫性增强。研究利用溶液中标记的分子互作方式获得亲和力，得出与单独的CbCas9相比，CbCas9-PcrIC1复合物表现出增强的DNA结合（图3a）进而体现出切割活性，对原间隔区相邻基序序列的兼容性更广，对错配的耐受性更强，抗噬菌体免疫性增强。图3. PcrIIC1增强CbCas9的DNA结合(a)、切割(b)、PAM兼容性(c)、DNA解旋 (d) 和错配容忍 (e) 能力最后，为了检验CRISPR免疫增效子PcrIIC1对CbCas9抗噬菌体免疫能力的影响，研究人员在大肠杆菌中进行了抗噬菌体实验。以上结果说明CbCas9-PcrIIC1复合体的形成对整个CRISPR-Cas系统的免疫增强至关重要。图4. PcrIIC1显著增强了CbCas9系统的细菌免疫活性FIDA如何更好复现Nature蛋白与核酸互作发文思路流体动力分散技术（FIDA）通过第一性物理原理直接获取分子的绝对流体动力学半径（Rh），通过追踪分子微妙的变化来表征生物分子的行为、特征以及功能。Fida Neo分子互作仪涵盖亲和力表征、亲和动力学表征、分子质量表征三大功能，一次实验即可获得互作与分子质控的数据，让互作的数据有“法”可依。FIDA技术无需固定、无需加热，甚至无需标记，可兼容所有缓冲液，是对现有分子互作技术是一次不一样的升级。FIDA技术可用于CbCas9-PcrIIC1复合物冷冻电镜前样品质控，CbCas9-PcrIC1复合物与DNA的亲和力实验以及动力学实验，以及CRISPR- cas以及核酸复合物的大小和定量表征等方面，具体如下:FIDA多维蛋白复合体表征，快速无稀释优化冷冻电镜样品，丰富您的蛋白质表征数据。FIDA所获得的Rh为绝对的粒径大小，可以直接与后期的电镜数据做比较。此外FIDA内置的 PDB 关联程序，可以将实际获得的 Rh 与数据库中的结构信息进行比较，有助于结构的精细解析。FIDA技术单次运行只需要40 nL 蛋白质在 4 分钟内获得的完整蛋白质 QC 图，包括冷冻电镜样品QC的关键参数表征，例如多分散性指数（PDI），聚集（Agg），粘度（Viscosity），粘附性（Stickiness），完整性（Rh）等指标，FIDA是一种非常有效的支持所有生物物理学和结构生物学的基本工具。图5. FIDA单次测试的得到8个蛋白表征数据冷冻电镜应用：FIDA：4分钟给您无稀释的冷冻电镜样品优化解决方案FIDA和本篇研究中应用的分子互作技术都是一种在溶液状态下通过荧光分子标记表征分子互作的技术。对于蛋白可能需要形成多聚体，在溶液环境下，更能有效的体现蛋白与蛋白或蛋白与核酸互作的真实情况。FIDA 可以使用含盐和洗涤剂的缓冲液条件，具有不同环境中（类体内环境）进行测试的灵活性。这使得研究者能够分析不受缓冲液成分限制的核苷酸，以确保其数据的准确性和可靠性。FIDA 这种在溶液内检测分子互作技术，是理想的结合能力检测，因为它不依赖于潜在的阻碍性表面固定，不受结合域空间方向影响的表征。图6. FIDA实验原理示意图FIDA不仅可以表征互作亲和力，也同时无标记检测CRISPR核酸酶与gDNA相互作用的热力学、亲和力、和结合动力学，全面表征蛋白与核酸互作。FIDA不仅可以完成本研究中得到的CbCas9-PcrIC1复合物表现出增强的DNA结合亲和力，还可在无标记下表征蛋白与核酸的热力学参数与结合动力学，甚至表征结合时蛋白构象变化与获得有关基因编辑过程的分子细节的定量表征。FIDA技术可以处理带负电荷分析物和带正电荷配体，使利用FIDA能够深入了解CRISPR- cas组分之间的结合相互作用，并以更高的准确性和效率表征和优化CRISPR系统。FIDA是一种序列无关的技术-不需要事先了解序列。FIDA的序列独立性质可对未知或未表征的基因组区域进行研究，同时简化工作流程。图7.(A) FIDA实验示意图。ReporterRNA用于识别RNP的大小和饱和点(上)，用其报告RNP结构作为竞争分析的起点(下) (B)正向结合(上)和反向滴定(下)期间获得的原始FIDA数据 本研究在分子层面直观的揭示了免疫增效子PcrIIC1的作用。首次发现了一类新型的CRISPR免疫增效子可以通过二聚化Cas9效应器提升Cas9活性，这些结果不仅有助于我们进一步理解CRISPR系统的进化历程，还为未来基于CRISPR免疫增效子的高效基因编辑工具的开发奠定了基础。FIDA对于蛋白质复合体的多维表征和对蛋白与核酸互作亲和力与动力学的的检测，不依赖于分子量变化，样本用量少（仅需40nL），是一种在溶液状态下且不受缓冲液成分影响的多维表征技术。对于在本研究中相似的蛋白可能需要形成多聚体，在溶液环境下，更能有效的体现互作的真实情况。

01研究背景CRISPR系统是在原核生物中发现的一种适应性免疫系统，可保护宿主细胞免受外来DNA的入侵。作为噬菌体和细菌免疫系统之间持续斗争的一部分，CRISPR系统已经进化成各种类型，每种类型都具有不同的功能。Cas9蛋白通过向导RNA（sgRNA）切割外源DNA的免疫特性被广泛研究和应用到基因编辑领域。II型Cas9是这些系统中研究最广泛的，具有多种亚型。目前尚不确定该家族成员是否能进化出额外的机制来对抗病毒入侵。 本期文献，研究者们通过前期鉴定大量基因及蛋白预测工作，揭示了II-C型Cas9的三个结构生长轨迹，进而发现了Chrysobacterium物种的CbCas9会与CRISPR–Cas系统促进（pro-CRISPR）蛋白（PcrIIC1）形成异源四聚体复合物。验证PcrIIC1能够作为一种CRISPR免疫增效子。作者借助MST技术直接在分子层面直观揭示了PcrIIC1免疫增效子的增强效果，降低实验设计难度，节省大量成本和时间。https://doi.org/10.1038/s41586-024-07486-xIF: 64.8 Q102研究内容2024年5月29日，清华大学生命学院刘俊杰 (Jun-Jie Gogo Liu) 课题组联合北京大学生命学院白洋课题组和清华大学生命学院陈春来课题组在 Nature 杂志在线发表了题为“Pro-CRISPR PcrIIC1-associated Cas9 system for enhanced bacterial immunity” 的研究论文。 研究者鉴定了2062个完整的Cas9基因座，预测出相关蛋白结构，并揭示了II-C型Cas9的三个结构生长轨迹。研究者发现新的相关基因（NAG）往往存在于较大的II-C Cas9的基因座中。通过生化实验和冷冻电镜解析复合体结构表明，来自金黄色细菌属（Chryseobacterium sp.）的CbCas9生长出了一个全新的增强Cas9活性的β-REC2结构域，以及一个全新的能够与其关联基因PcrIIC1互作的CTH结构域。通过蛋白间相互作用，2个CbCas9蛋白和2个PcrIIC1蛋白能够形成异源四聚体复合物。这意味着PcrIIC1可以在整个CRISPR防御过程中与CbCas9结合。为什么PcrIIC1要和Cas9结合呢？研究者通过MST实验直观地揭晓了答案。MST实验显示PcrIIC1和apo-CbCas9之间具有中等的结合亲和力（Kd=2.56±0.28μM）（图1a）。值得注意的是，PcrIIC1和CbCas9–sgRNA之间的结合亲和力增加到334±120 nM的Kd值，PcrIIC1和Cb Cas9–sgRNA–dsDNA之间的结合亲和性增加到275±86 nM（28 bp）（图1b，c），表明sgRNA表达可能作为天然宿主中异源四聚体组装的检查点。（CRISPR免疫防御系统是通过Cas9蛋白与sgRNA结合来切割外源DNA来实现的，这个特性也被广泛研究和应用到基因编辑领域。）图1. MST和冷冻电镜分析CbCas9和PcrIIC1结合的三个阶段 CbCas9与PcrIIC1结合后复合物有什么作用，为什么说PcrIIC1是免疫增效子呢？MST实验也给出了直观的答案。与单独的CbCas9相比，CbCas9-PcrIC1复合物表现出增强的DNA结合（图2a）进而体现出切割活性，对原间隔区相邻基序序列的兼容性更广，对错配的耐受性更强，抗噬菌体免疫性增强。图2. PcrIIC1增强CbCas9的DNA结合(a)、切割(b)、PAM兼容性(c)、DNA解旋 (d) 和错配容忍 (e) 能力*图片来源https://life.tsinghua.edu.cn/info/1131/5848.htm 最后，为了检验CRISPR免疫增效子PcrIIC1对CbCas9抗噬菌体免疫能力的影响，研究人员在大肠杆菌中进行了抗噬菌体实验。实验结果表明PcrIIC1显著提升CbCas9系统对噬菌体的抵抗，且如果破坏CbCas9与PcrIIC1的相互作用，会导致增强的免疫力丧失。以上结果说明CbCas9-PcrIIC1复合体的形成对整个CRISPR-Cas系统的免疫增强至关重要。03技术优势本研究利用MST技术在分子层面直观的揭示了免疫增效子PcrIIC1的作用。对于分子互作亲和力的检测，Monolith系列仪器不依赖于分子量变化，蛋白用量少，是一种在溶液状态下表征分子互作的技术。对于蛋白可能需要形成多聚体，在溶液环境下，更能有效的体现蛋白与蛋白互作的真实情况。当蛋白质形成复合物后，进一步的功能探究，如蛋白复合物与核酸的相互作用，通过Monolith系列仪器进行的实验设计更为简便，能够直观地展示相互作用的结果，从而凸显您研究的分子功能。Monolith分子互作检测仪

新华网长春2月17日电(记者宗巍)由中国计量科学研究院和长春吉大小天鹅仪器有限公司联合自主研发的纯牛奶奶粉蛋白质快速检测仪近日面世，该检测仪能够快速、有效地检测出纯牛奶和奶粉中真实蛋白质的含量。 　　据介绍，这种检测仪通过特异显色剂与蛋白质氮反应后浓度的变化，测定纯牛奶和奶粉中蛋白质， 　　它的优点在于检测结果不受三聚氰胺、尿素等非蛋白质氮的干扰，能真实反映出样品中蛋白质的含量。与传统的检测方式相比，它的测定时间也大大缩短，测定一个样品只需10分钟左右。 　　该仪器适用于乳品质检站、畜牧水产品检测站、出入境检验检疫局、工商、卫生等部门。目前已投放市场，下一步计划将检测范围从奶制品扩大到饲料等领域。

蛋白质分析仪一种用于定量测定蛋白质含量的仪器，广泛应用于生物医学研究、药物开发和临床诊断等领域。检测精度是衡量蛋白质分析仪性能的重要指标，影响检测精度的因素有很多，本文将详细探讨这些因素及其对检测精度的影响。　　一、检测精度的基本概念　　检测精度是指仪器在测量过程中，测量值与真实值的一致程度。精度越高，说明测量结果越接近真实值。检测精度通常用相对误差、误差和标准偏差等指标来衡量。　　二、影响检测精度的主要因素　　1.仪器性能　　-蛋白质分析仪的性能直接影响其检测精度。仪器的分辨率、灵敏度、线性范围和稳定性等参数对其精度有重要影响。高质量的仪器通常具有更高的检测精度。　　2.操作规范　　-操作规范与否对检测精度有很大影响。操作人员需严格按照仪器的操作规程进行操作，确保每一个步骤都符合要求，避免因操作不当引起的误差。　　3.样品准备　　-样品的准备工作，如样品的采集、处理和储存等，对检测精度也有重要影响。样品的代表性、纯净度和稳定性等因素都会影响较终的检测结果。　　4.环境条件　　-环境条件，如温度、湿度、气压和振动等，对检测精度有显著影响。仪器在不同的环境条件下可能表现出不同的性能，因此需要在适宜的环境下使用仪器，以确保检测精度。　　5.校准与标定　　-定期校准与标定是确保仪器检测精度的重要措施。通过校准，可以消除仪器在使用过程中由于漂移、老化等因素引起的误差，确保测量结果的准确性。　　6.仪器维护　　-仪器的日常维护与保养对检测精度也有重要影响。定期清洁、检查和更换仪器的易损部件，可以延长仪器的使用寿命，保持其良好的工作状态，从而提高检测精度。 　　三、提高检测精度的方法　　1.选择高性能的仪器　　-根据具体的检测需求，选择性能优良、精度高的仪器，以确保检测结果的准确性。　　2.严格遵循操作规程　　-操作人员需经过专业培训，掌握仪器的操作要领，严格按照操作规程进行操作，避免因操作不当引起的误差。　　3.规范样品准备　　-样品的采集、处理和储存需按照相关标准和规范进行，确保样品的代表性和稳定性，避免因样品问题引起的误差。　　4.控制环境条件　　-在使用仪器时，尽量选择适宜的环境条件，避免在异常环境下使用仪器，以确保检测精度。　　5.定期校准与标定　　-定期对仪器进行校准与标定，消除仪器漂移、老化等因素引起的误差，确保仪器的测量精度。　　6.加强仪器维护　　-定期对仪器进行清洁、检查和维护，确保仪器处于良好的工作状态，延长其使用寿命，提高检测精度。　　总之，蛋白质分析仪的检测精度受多种因素的影响，通过科学合理的管理和操作，可以显著提高其检测精度和应用效果。在实际应用中，应根据具体情况，采取有效的措施，确保仪器的较佳性能和应用效果。

不法商人添加非法添加物的根本原因是，本来劣质产品中蛋白质含量就很低，需要添加用凯氏定氮法查不出的含氮物质充数。因为现行的凯氏定氮蛋白质测定方法局限于：只能测试总有机氮含量，而非特定的蛋白质中氮含量，因此，方法缺陷被不法商人所投机利用，使伪劣产品蒙混达标。 传统上，蛋白质的测定一直采用凯氏定氮法。该法的误区是：通过氧化还原反应，把低价氮氧化并转为氨盐，再通过氨盐中氮元素的量换算成蛋白质的含量。凯氏定氮针对有机氮化合物，主要是指蛋白质，aa，核酸，尿素等N3-化合物。非蛋白质的含氮化合物，，如三聚氰胺等，在凯氏定氮过程中，被同样消化成(NH4)2SO4，造成蛋白值虚高，我们统称这些化合物为假蛋白氮（NPN）。 从食品安全控制可靠性上考虑，解决问题的根本方法，是直接测试食品中的真蛋白质含量。因为，如果能够一次直接测定食品中真蛋白质含量，那么就堵住了市场监管上的漏洞，使伪劣产品无所遁形。因此添加假蛋白质物质，如三聚氰胺等就毫无意义了。区别蛋白质与NPN的意义在于可以获得真实准确的蛋白质含量。从根本上解决了问题，厂商只能提供达标产品。这对需要进行蛋白质检测行业如食品、饲料及蛋白研究和管理领域具有重要的价值。呼吁中国国家有关部门将真蛋白质检测尽快纳入预防性安全监控标准。 1．食品行业的蛋白质问题 监控食品加工过程中的所有流程节点，包括原料采购、浓缩、勾兑、干燥、储存等。如假劣奶粉的危害就在于产品未达到国家蛋白标准限定，但在&ldquo 国标&rdquo 的凯氏定氮法检测后通过检测，其原因就在于搀加大量的NPN，造成蛋白质含量虚高。所添加的NPN大部分是化工产品，严重威胁食品安全。 2．饲料行业的蛋白质问题 饲料行业同样面临NPN造成的危害。例如最近引起社会关注的三聚氰胺。三聚氰胺含氮量达66%，白色无味，与蛋白粉外观相似，是被不法厂商大量使用的NPN。与&ldquo 瘦肉精&rdquo 、&ldquo 苏丹红&rdquo 等少数违禁添加剂一样，损害动物机体健康，并最终通过食物链转移到人体内。三聚氰胺高温下会形成氰化物，长期或反复接触对肾脏器官形成巨大损害。 3．其他研究领域的蛋白质问题 植物原料中NPN的含量随季节、地域及品种变化很大。精确检测蛋白质含量，排除NPN干扰对于保证科学研究的严谨性具有重要意义。 美国CEM 公司的真蛋白质SPRINT分析仪，是目前唯一的真蛋白质测试仪,其主要特点： 1.直接测量&ldquo 真蛋白质&rdquo ，而非总氮含量 2.所有类型样品检测（液体、固体、粉末状、奶油、肉类、坚果类、谷物、种子等）； 3.测量时间只需两分钟；全自动操作，无需有经验的化学家； 4.对三聚氰胺等非法添加剂，不会产生错误的蛋白质测量结果,精确性和准确度等优于凯氏定氮法； 5.对非氮蛋白质的测定无需校准，直接测量； 6.无需化学试剂；相比目前的检测方法，具有更低的操作成本； screen.width-300)this.width=screen.width-300" border="0" alt="" src="https://img1.17img.cn/17img/old/NewsImags/2008328164614.jpg" / http://www.analyx.com.cn/products/list.asp?classid=122

重磅！史上首次定量检测完整的人类蛋白质组在一项新的研究中，来自瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）和美国系统生物学研究所等机构的研究人员开发出人类SRMAtlas（Human SRMAtlas），即靶向识别和可重复地定量预测的人类蛋白质组中所有蛋白质的高度特异性质谱检测方法汇编目录，包括许多剪接变异体、非同义突变和翻译后修饰。利用一种被称作选择性反应监控（selected reaction monitoring, SRM）的技术，研究人员利用166174种已被充分了解的化学合成蛋白特征性肽（proteotypic peptide）开发出这些检测方法。相关研究结果发表在2016年7月28日那期Cell期刊上，论文标题为“Human SRMAtlas: A Resource of Targeted Assays to Quantify the Complete Human Proteome”。论文第一作者为来自美国系统生物学研究所的Ulrike Kusebauch博士。论文通信作者为来自美国系统生物学研究所的Robert Moritz教授和来自瑞士苏黎世联邦理工学院的Ruedi Aebersold。SRMAtlas资源在http://www.srmatlas.org网站上可以免费获取，将有助于公平地开展重点的、假设驱动的和大型蛋白质组规模的研究。研究人员期待这一资源将极大地加快基于蛋白质的实验室生物学发展从而有助理解疾病转化和健康轨迹，这是因为如今在理论上能够鉴定和定量检测出任何样品中的任何人类蛋白。能够可靠地和可重复性地检测任何组织或细胞类型的人类蛋白质组中的任何一种蛋白在理解系统层次的性质以及正常生理下和患病时的特异性途径方面引发变革。在Moritz教授实验室中，研究团队能够利用SRM方法产生并验证了一种由高度特异性地靶向蛋白质组检测方法组成的汇编目录，而且通过这种广泛获取的、灵敏的和强健的靶向质谱方法SRM，能够定量检测20,277种已被标注的人类蛋白中的99.7%。这种人类SRMAtlas提供明确的检测坐标来确定性地鉴别生物样品中蛋白质特征性的肽。尽管2003年，人们成功地了完成人类基因组计划（Human Genome Project），构建出所有人类基因的目录，但是大多数蛋白质研究仍然聚焦在在绘制出人类基因组图谱之前科学家们研究的蛋白中相对较小的一部分蛋白上。若要超越这种停滞不前的蛋白质-基因组学研究方法，就应需要为几乎每种人类蛋白开发高度特异性的检测方法。利用人类SRMAtlas等资源，测量任何一种人类蛋白质的前景如今变成现实。如今，人类SRMAtlas提供已经过验证的质谱检测方法，这些检测方法是基于一种统一的一致的检测人类蛋白质组中几乎每种蛋白的过程开发出的SRM技术而开发的。这些检测方法可快速地用于系统生物学和生物医学研究中以便高度灵敏地和高度选择性地鉴定和定量检测任何一种人类蛋白，以及指导完整的蛋白质图谱绘制来了解它们的生物学功能。个人化医学奖依赖于分子特征来监控人们的健康状态，提供信号来鉴定健康轨迹发生的变化，以及首先在临床试验随后在临床实践中提供信息来让合适的患者匹配正确的药物。这种人类SRMAtlas计划稳步地将蛋白组学推到前沿，并且为蛋白质组学在癌症登月计划（Cancer Moonshot）中发挥较大的作用添砖加瓦。

日本研究人员最近人工合成一种可发出荧光的蛋白质，能够用来快速检测地下水等水源中是否含有砷、镉和铅等有害金属。这种检测技术成本低，操作简便，研究人员希望一两年内将其实用化。 　　日本宇都宫大学副教授前田勇宇在国际学术刊物《生物传感器与生物电子学》网络版上发表论文说，他将容易与有害金属结合的“反式作用因子”与绿色荧光蛋白融合，制造出可发出荧光的人工合成蛋白质“GFP-反式作用因子”。 　　检测时，让这种人工合成蛋白质与地下水等样品混合，然后使其通过特制的多孔平板进行过滤。约15分钟后，用重蒸馏水清除出平板上与有害金属结合的人工合成蛋白质。样品中的有害金属越多，被清除出的人工合成蛋白质也越多，附着在平板上的荧光的程度也越低，反之则越高。具体荧光数值可使用仪器读取，从而检测出样品中有害金属含量。 　　这种人工合成蛋白质呈粉末状，容易保存，检测装置可随身携带。前田勇宇说：“利用这种检测技术目前只能检测出砷、镉和铅三种金属。希望今后能够进一步检测出其他有害金属，并把检测时间缩短到5分钟左右。”

近日，中共北京市委办公厅北京市人民政府办公厅印发《关于进一步推动首都高质量发展取得新突破的行动方案（2023-2025年）》的通知，指出要加快提升创新驱动发展的能力和水平，推动世界主要科学中心和全球主要创新高地建设取得新突破，其中提到建强建优战略科技力量。全力保障国家实验室高标准高水平实现在轨运行，服务国家实验室体系化发展，支持实验室积极承担国家和北京市重点攻关项目。加快编制怀柔综合性国家科学中心创新发展实施方案，坚持边建设边运行边出成果边扩大影响力，积极争取发起或参与国际大科学计划，创新设施平台开放运行管理举措，探索差异化开放共享和奖励支持机制。出台支持世界一流新型研发机构高质量发展实施办法，支持本市新型研发机构在人工智能、区块链、量子信息、生命科学等领域承担国家战略任务。打造一批跨领域、大协作的创新平台。推动核酸和蛋白质检测、合成生物学、新型细胞治疗等领域取得创新突破。支持国际研究型医院等关键平台建成运营，积极推进研究型病房建设，大力引进培育技术转移服务、国际化临床服务、细胞基因检测平台、医疗器械样机制作平台等方面专业技术服务机构。各区委、区政府，市委各部委办，市各国家机关，各国有企业，各人民团体，各高等院校：经市委、市政府同意,现将《关于进一步推动首都高质量发展取得新突破的行动方案（2023—2025年）》印发给你们，请结合实际认真贯彻落实。中共北京市委办公厅北京市人民政府办公厅全文如下：为进一步深入贯彻党的二十大关于经济高质量发展取得新突破的目标任务，落实党中央、国务院新部署新要求，把握和应对首都高质量发展面临的机遇和挑战，结合北京实际，制定本行动方案。一、总体要求以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻落实党的二十大精神，深入贯彻习近平总书记对北京一系列重要讲话精神，坚持稳中求进工作总基调，坚持问题导向、目标导向、效果导向，以新时代首都发展为统领，努力使京津冀成为中国式现代化建设的先行区、示范区，推进“五子”联动服务和融入新发展格局，把实施扩大内需战略同深化供给侧结构性改革有机结合起来，扎实推动经济质的有效提升和量的合理增长，在高质量发展中促进共同富裕，为率先基本实现社会主义现代化奠定坚实基础。到2025年，推动京津冀协同发展迈上新台阶，推动世界主要科学中心和全球主要创新高地建设取得新突破，率先构建更具国际竞争力的现代化产业体系取得新进展，促进投资和消费不断涌现新亮点，加快“两区”建设迸发新活力，具有首都特点的现代化经济体系基本形成。二、持续强化创新和产业补链强链，推动京津冀协同发展迈上新台阶更加自觉把首都发展放到京津冀协同发展战略中考量，充分发挥北京“一核”辐射带动作用，打好疏解整治促提升“组合拳”，推动北京“新两翼”建设取得更大突破，加强协同创新和产业协作，区域创新链、产业链、供应链深度融合，现代化首都都市圈加快构建，引领全国高质量发展的动力源加速构筑。1.坚定不移疏解非首都功能。深化完善激励约束政策体系，通过市场化、法治化方式增强向外疏解的内生动力。扎实开展疏解整治促提升专项行动。完成核心区控规三年行动计划任务，优化提升长安街、天安门等重点地区和二环沿线环境，完成核心区平房院落6000户申请式退租（含换租）和3600户修缮。制定首都花园城市建设的指导意见，集中打通一批绿道、步道，构建森林环抱的花园城市。2.推动北京“新两翼”建设取得更大突破。将雄安新区纳入北京高水平人才高地建设，设立北京海外学人中心雄安中心，开展专家人才走进雄安、走进城市副中心活动，加大“人才京郊行”项目对城市副中心支持力度。支持“三校一院”交钥匙项目,提升办学办医水平，加快建设雄安新区中关村科技园，实现京雄高速全线通车。统筹推动符合城市副中心功能定位的市属国企存量总部和增量板块落地。城市副中心北京艺术中心、北京城市图书馆、北京大运河博物馆投入运营，行政办公区二期完成搬迁，东六环入地改造、城市副中心站综合交通枢纽等重大项目建成，轨道交通M101线加快实施。建设通州区与北三县一体化高质量发展示范区，加快轨道交通平谷线、厂通路等基础设施互联互通。3.加快构建现代化首都都市圈。以区域交通设施一体化为支撑，打造环京地区通勤圈、京津雄功能圈、节点城市产业圈。建设“轨道上的京津冀”，加快轨道交通三期项目建设和市郊铁路项目谋划，推进干线铁路、城际铁路、市郊铁路和城市轨道交通“四网融合”。城际铁路联络线一期工程完工，建成朝阳站、丰台站等配套交通枢纽项目。依托京津、京保石、京唐秦、京雄等交通廊道，从不同方向打造高质量发展经济廊道。推动国际性综合交通体系建设，推进世界级机场群与港口群直连直通和联动发展，完善“七站两场一枢纽”之间以及与周边重要功能区之间的直连直通。4.构建京津冀协同创新共同体。协同推动京津冀国家技术创新中心建设。鼓励引导创新主体在京津冀建立成果孵化与中试基地，支持共建重大科研基础设施、产业技术创新平台。鼓励科研机构和企业共同组建产学研创新联合体、联合实验室，打造一批有自主知识产权和国际竞争力的创新型领军企业。建立完善京津冀科技成果转化“供需对接清单”机制，支持科技成果转化服务平台开展跨区域服务。5.推动京津冀产业链强链补链延链优链。深入实施国家先进制造业集群发展专项行动。围绕“北京智造”优势产业，与津冀共同梳理完善产业链图谱，“一链一策”制定产业链延伸布局和协同配套政策，筹备召开产业链联合招商大会。建设京津冀燃料电池汽车示范城市群，共建京津冀工业互联网协同发展示范区、京津冀生命健康产业集群。优化京津冀协同发展产业投资基金等政府性基金引导作用，鼓励市场基金在京津冀设立发展。6.创新区域一体化发展体制机制。积极推动非首都功能疏解、交界地区管控、生态环境联防联控联治、产业协作等方面政策创新，建立利益共享机制。出台京津冀一流营商环境建设行动方案。深化京津冀政务服务协同，扩大政务服务“跨省通办”“同事同标”范围。推动京津冀自由贸易试验区、综合保税区联动发展，深化制度集成创新和成果共享，探索“一地创新、三地互认”。研究完善大兴国际机场临空经济区管理体制，探索政府授权市场化运作的体制机制，更好发挥企业化开发运营管理平台作用。以大兴国际机场综合保税区为试点制定跨省域行政事权管理方案和利益共享机制。三、加快提升创新驱动发展的能力和水平，推动世界主要科学中心和全球主要创新高地建设取得新突破统筹发挥首都教育、科技、人才优势，打造一批世界一流开放共享重大创新载体平台，突破一批关键核心技术“卡脖子”难题，集聚一批具有全球影响力的高水平国际化人才，壮大一批示范引领型科技创新企业雁阵，落地一批支撑全面创新的改革举措，国际科技创新中心基本形成，成为世界科学前沿和新兴产业技术创新策源地、全球创新要素汇聚地。7.建强建优战略科技力量。全力保障国家实验室高标准高水平实现在轨运行，服务国家实验室体系化发展，支持实验室积极承担国家和北京市重点攻关项目。加快编制怀柔综合性国家科学中心创新发展实施方案，坚持边建设边运行边出成果边扩大影响力，积极争取发起或参与国际大科学计划，创新设施平台开放运行管理举措，探索差异化开放共享和奖励支持机制。出台支持世界一流新型研发机构高质量发展实施办法，支持本市新型研发机构在人工智能、区块链、量子信息、生命科学等领域承担国家战略任务。打造一批跨领域、大协作的创新平台。8.深化原创性、引领性科技攻关。出台北京市基础研究领先行动方案，对标关键核心技术需求倒逼应用基础研究发展，加快产出一批原创理论和成果。实施关键核心技术攻坚战行动计划，聚焦新一代信息技术、医药健康、新材料、新能源、智能网联汽车等领域，突破一批“卡脖子”技术。积极争创国家未来产业先导区，在通用智能、量子科技、未来网络、未来生命、低碳能源、前沿材料等领域统筹本市创新资源，加快前沿技术突破和技术成果转化。9.强化企业科技创新主体作用。针对本市重点发展的高精尖产业，通过企业技术中心培优、产业筑基、机制创新搭台、中试验证加速、应用场景建设等工程，构建产业科技自主创新体系。支持科技领军企业组织开展创新研发活动，围绕产业链关键环节提出创新需求，联合高校和科研院所以及上下游企业组建产业创新中心、工程研究中心、技术创新中心等形式的创新联合体，探索由企业主导的产学研深度融合新范式。出台进一步支持外资研发中心发展的若干措施，支持知名跨国公司和国际顶级科研机构在京首次设立实体化外资研发中心或提升创新能级，支持外资研发中心承担科技研发、国际合作、应用场景示范等政府科技任务。为外资研发中心提供集专利预审、快速确权、快速维权于一体的一站式综合服务。10.构建科技企业全周期支持与服务体系。出台进一步培育和服务独角兽企业的若干措施，为创新能力强、发展潜力大的硬科技独角兽企业提供战略级服务，使独角兽企业数量位居世界前列。支持专精特新企业进一步强化专业化优势，聚焦细分赛道进一步提升工艺、技术、配方领先水平。推动现有孵化器加快升级发展，实现重点区域和领域全覆盖，布局建设一批标杆孵化器，持续培育高精尖产业和未来产业领域的硬科技初创企业。11.激发人才创新活力。统筹人才管理及教育、科技、经济、信息化等领域人才支持计划，聚焦“卡脖子”关键核心技术、高精尖产业发展重点领域进行集中支持和服务保障。集聚战略科学家和一流科技领军人才，唱响唱亮“未来科学大奖”品牌，扎实做好北京学者选拔培养。认定一批产教融合型企业，依托职业院校建成一批产教融合实训中心。支持有意愿的科研人员带技术、带产品、带团队创业，引进和培养一批服务科学家创业的企业首席执行官。探索推出“人才创业险”，对创新创业损失的研发费用给予赔偿，对保费给予一定补助，为人才创新创业免去后顾之忧。便利外籍人才工作许可办理，对重点区域下放外国人来华工作许可审批权限。12.持续推进高水平科技自立自强先行先试改革。将符合条件的中关村新一轮先行先试政策扩大到示范区全域施行，统筹推动各区结合自身发展定位和产业特点制定承接工作方案。推动建立符合科技创新规律的科研经费管理模式，市级财政资金支持的科研项目推行经费“包干制”试点，建立完善结果导向的科研项目绩效评价机制。落实落细本市促进科技成果转化条例，在中关村国家自主创新示范区核心区重点高校院所、医疗卫生机构持续推进职务科技成果转化管理试点，持续推动中央在京单位开展促进科技成果转化条例适用工作。13.完善科技金融体系。出台中关村科创金融改革试验区实施方案。创新普惠融资风险补偿机制，引导金融机构加大对普惠小微贷款倾斜力度。吸引主权财富基金加大对本市科创企业支持力度，更好发挥国有资本杠杆作用，带动社会资本投早投小。建设私募股权转让平台，推动二手份额转让基金（S基金）发展。与投资机构建立被投企业联合赋能机制，依托“服务包”平台，形成重点被投企业“接诉即办”服务体系。四、积极发展高精尖产业，率先构建更具国际竞争力的现代化产业体系取得新进展把握产业数字化、智能化、绿色化、融合化发展趋势，推动先进制造业竞争力实现整体提升，战略性新兴产业、未来产业持续壮大，产业关键核心技术取得重大突破，数字经济成为发展新动能，推动平台经济规范健康持续发展，服务业优势进一步巩固，科技支撑农业高质量发展能力显著提升，以高精尖产业为代表的实体经济根基更加稳固。14.充分激活数据要素潜能。完善数据资源统筹机制，汇聚多层次、多类别、多来源的公共数据，探索数据资源资产化、市场化、产业化发展的有效模式和可行路径。率先开展国家数据基础制度先行先试，探索打造数据训练基地。北京国际大数据交易所进一步完善数据产品交易规则和业务规范，建立数据确权工作机制，争取升级成为国家级数据交易所。研究制定数据出境安全评估制度落地举措，积极争取开展数据出境安全评估权限先行先试。鼓励制造业企业应用智能生产设备及信息化管理系统建设数字型总部。鼓励央企、国企、互联网平台企业以及其他有条件的企业和单位，在京成立数据集团、数据公司或数据研究院。15.夯实先进数字基础设施。完善高品质通信基础设施体系，推进双千兆计划，加快布局5G基站，争取建设国家新型互联网交换中心，超前布局6G未来网络。提升算力资源统筹供给能力，统筹各类政务云、公有云、私有云等算力中心资源，支持海淀区建设北京人工智能公共算力中心、朝阳区建设北京数字经济算力中心。统筹推进人工智能、区块链、大数据、隐私计算、城市空间操作系统等新技术基础设施建设。加快布局智慧城市共性基础设施，建立智慧城市感知设施“一套台账”，加快打造“码链一体”城市码服务平台。16.更好促进平台经济规范健康持续发展。鼓励平台企业牵头建设技术创新中心、产业创新中心、创新联合体等，加大研发投入，开辟更多新领域新赛道。鼓励平台企业推出数据存储、产销对接、出海服务、创新试错等符合中小企业需求的数字化服务，有效带动中小企业联动创新。搭建平台企业与各类企业合作交流平台。完善投资准入、新技术新业务安全评估等政策，健全透明、可预期的常态化监管制度。17.落实集成电路产业发展部署。制定研发、攻关、金融等系列综合政策。提升自主可控供应链体系化保障能力。加强集成电路产业项目建设。推动形成具有综合竞争力的集成电路产业集群。18.加快生物医药产业做强做大。加强优质医疗资源与医药健康产业协同发展，全面贯通事业链创新链产业链。推动核酸和蛋白质检测、合成生物学、新型细胞治疗等领域取得创新突破。支持国际研究型医院等关键平台建成运营，积极推进研究型病房建设，大力引进培育技术转移服务、国际化临床服务、细胞基因检测平台、医疗器械样机制作平台等方面专业技术服务机构。着力提升重点产业园区电力、热力、医疗废弃物处置等基础设施承载能力，建设生物制药标准厂房，加快推动产业化项目落地。发挥药品医疗器械创新服务站作用，争取创新药品和医疗器械加速审评政策试点。19.促进智能网联汽车产业引领发展。前瞻推进智能网联汽车立法工作。推动高级别自动驾驶示范区建设，对新建和改建道路严格按照示范区相关标准进行路侧智能化设备建设。持续推动北京经济技术开发区超高速无线通信技术（EUHT）专网建设，努力打造可向全国推广应用的技术标准。落实新能源汽车高质量发展实施方案，加快新能源汽车优质项目建设，持续提升核心零部件自主可控水平，引导带动一批高附加值零部件和新能源智能汽车供应链企业在京津冀布局。20.抢抓人工智能产业发展机遇。支持创新主体重点突破人工智能前沿基础理论及关键核心技术。加快培育人工智能产业方阵，持续构建人工智能产业生态，鼓励软件企业基于大模型开发打造新产品。推动大模型赋能智慧城市、金融、自动驾驶等重点领域发展，组织商用场景对接。基本建成具有全球影响力的人工智能创新策源地。21.推动机器人产业创新发展。加紧布局人形机器人整机，组建北京市人形机器人产业创新中心，分类推进医疗健康、协作、特种、物流机器人，组织实施“百种应用场景示范工程”，推动机器人创新产品应用示范和系统集成模式推广。22.加大绿色科技创新应用力度。印发本市新型储能发展总体方案，支持高效率、长寿命、低成本储能技术研发应用，建设固态锂离子电池标准化厂房等重点项目。推动智能电网技术突破和应用，加快突破百万级电动汽车的车网互动、高效柔性智能配电网态势感知和运行优化技术。积极推广超低能耗建筑，加快发展装配式建筑。推进国家氢燃料电池汽车质量检验检测中心建设，落实氢燃料电池汽车示范应用资金支持政策，围绕长途、重型运输等场景，利用公交、环卫、客货运等自属场站、园区或既有加油（气）站，推动加氢站建设布局，力争实现氢燃料电池汽车累计推广量突破1万辆。推广循环用水、废污水再生利用、高耗水生产工艺替代等节水工艺和技术，开展污泥协同处理和资源化利用。23.巩固扩大金融业发展优势。推动金融街功能优化、转型升级和活力提升，主动对接国家金融基础设施落地，建设国家级金融科技示范区。在丽泽金融商务区高水平规划建设数字金融示范区。推动中央商务区（CBD）商务金融创新发展。在城市副中心建设全球绿色金融和可持续金融中心、全球财富管理中心。加快发展绿色金融，建立完善环境社会治理（ESG）相关标准体系，推动有条件的金融机构不断提高环境信息披露水平。鼓励国际领先的绿色标准认证和评级机构在京发展。24.推动专业服务业优化升级。提高研发、设计、技术转移、科技咨询、创新创业等科技服务领域市场化、数字化、网络化水平，打造一批有影响力的先进综合服务商，为科技创新企业提供全方位专业服务。提高法律服务、管理咨询、人力资源、知识产权、检验检测等综合服务水平，聚集世界领先服务机构和国际顶尖专业人才，打造2至3个专业服务综合性示范区。25.加快推动“两业融合”。聚焦新一代信息技术与制造业服务业融合等8个重点领域，在园区内支持共性产业服务平台建设，支持腾退空间和低效楼宇改造，培育形成10家市级“两业融合”示范园区、100家市级“两业融合”试点企业。26.加快推进农业农村现代化。学习浙江“千万工程”经验，结合本市实际制定相关文件，出台新一轮乡村振兴战略规划。全力打造“种业之都”，实施种质资源保护利用、种业创新攻关、种业企业扶优、创新基地提升、创新环境优化等五大行动，核心种源和关键核心技术攻关取得重大进展。加快推进农业中关村建设，支持平谷区创建国家农业高新技术产业示范区，实现京瓦农业科技创新中心建成投用，落地农业微生物国际创新研究院等平台。用好点状配套设施用地政策，推出一批精品旅游路线和乡村民宿，推进乡村旅游提档升级。以生态涵养区为重点，率先形成生态产品总值（GEP）进考核、进补偿等典型案例，率先在平原区与生态涵养区开展生态产品总值（GEP）和地区生产总值交换补偿，实施特定地域单元生态产品价值（VEP）核算及应用指南。五、协调推动以高质量供给引领和创造新需求，促进投资和消费不断涌现新亮点不断释放消费和投资潜能，着力推动消费“上台阶、提质量”，更好发挥北京在数字消费、服务消费、绿色消费、国际消费等方面的优势，在国际消费中心城市建设中走在前列；着力推动投资“稳规模、优结构”，打好投资调度、要素保障、项目储备、投融资改革“组合拳”，充分发挥投资对优化供给结构的关键作用。27.加快打造“双枢纽”国际消费桥头堡。对接旅客商务、购物、文旅、休闲等消费需求，融合星级酒店和康养、休闲娱乐等丰富消费业态，拓展机场消费场景。推动天竺综合保税区布局升级型消费产业，升级跨境电商销售医药产品试点，打通汽车平行进口和销售链条，创新保免税相衔接政策。力争开工建设大兴国际会展中心和国际消费枢纽项目。28.打造消费新地标。在城市南部和海淀区山后区域改造提升、补充新建一批商业综合体，各平原新城至少有1条商业步行街，支持重点商圈按照本市商业消费空间布局专项规划进行改造提升。全市实现一刻钟便民生活圈全覆盖。启动环球度假区二期建设。29.促进数字新型消费。推动建立一批北京特色直播电商基地，鼓励电商平台在京设立研发中心、结算中心。鼓励企业依托人工智能等技术开发消费类电子产品、搭建虚拟现实数字生态，扩大在远程医疗、教育技术等场景的应用。激活科幻消费潜力，推广“中国科幻大会”等品牌活动矩阵，与影视、阅读、科普、研学、文旅等场景深度结合，建设全球科幻创意争相迸发的中心节点。30.更大力度推广绿色消费。扩大新能源汽车使用，坚持公共领域带动，全面提升补能基础设施服务能力，营造便利的新能源汽车使用环境。构建高质量充电基础设施体系，重点覆盖居住区、办公区，促进充电基础设施投资多元化。实施“京彩绿色”消费券政策，持续扩大参与企业范围。加快推动废旧家电回收处理体系建设，组织开展“小旧家电回收进社区”活动，发挥生产企业作用，依托产品销售和维修服务网络等优化回收渠道。31.打造一批新的文旅体精品。加强文物数字化保护和展示。打造“首演首秀首发”平台，提升“演艺之都”国际影响力。扩大高质量旅游景区梯队,丰富内容、提升品质，推动乡村旅游提质升级。充分发挥北京“双奥之城”特色优势，积极申办和组织一批具有国际影响力的重大体育赛事活动，重点打造城市绿心、南海子等一批体育消费聚集区，推广桨板、冰球、攀岩等潮流时尚运动。32.着力提升康养服务质量。将医养结合机构逐步纳入远程协同服务范围，在照护指导、复诊送药、远程会诊等领域开展服务管理模式创新，推动AI辅助医疗器械研发和临床使用。研究制定老年人家庭适老化改造阶梯式补贴政策，鼓励社会力量参与老年人家庭适老化改造。33.大力发展居住服务业。鼓励市场主体提供丰富多元的居住服务，鼓励和引导企业参与老旧小区物业管理、市政养护、停车场管理等。

细胞异质性作为细胞系统中一种普遍存在的现象，受到生物研究领域的日益关注。在传统的群体分析中，单个细胞的独特差异往往被整体的平均值所掩盖，而这些被忽略的细节恰恰构成了细胞分化过程中的关键线索。随着微阵列芯片、核酸测序、质谱等技术的进步，对单一细胞进行基因组、转录组、代谢组和蛋白组分析已不再遥不可及。特别是核酸扩增技术的进步极大地推动了基因组、转录组在单细胞层面的测序技术的应用。尽管取得了这些进步，但在单细胞层面对蛋白质和代谢物的分析仍然面临重大挑战，这主要是由于它们的量有限且缺少有效的扩增手段。本文提出了一种新的策略，通过一次性单细胞蛋白质组和代谢组分析（scPMA），可以在单次LC-MS/MS分析中同时获取单个细胞的蛋白质和代谢物信息。通过这种策略，研究人员能够整合单个细胞的多组学数据，以深入理解细胞内部相互作用的网络和调控细胞状态的复杂机制。scPMA策略共包括以下三个部分（图1）：单细胞捕获及分离、纳升级样品预处理、一次性LC注入和质谱检测。前两个环节都是基于课题组前期自制的机械装置操作完成的，最后一部分才是scPMA策略的亮点。在常规分析流程中，由于蛋白质组和代谢组在物理化学特性上的根本差异，它们通常需要匹配不同的质谱检测技术。因此，在传统的样本预处理阶段，蛋白质和代谢物会被分离，随后各自经历特定的处理流程，并最终分别进行LC-MS/MS检测。然而，这些额外的分离和处理步骤不仅增加了分析的复杂性，而且往往不可避免地会导致样本的损失，特别是在处理单细胞水平的微量样本时，这种损失尤为显著，可能对研究结果的准确性和可靠性造成影响。基于此，作者希望能够开发一种易于使用的方法来实现同一单细胞个体的蛋白质组和代谢组同步分析。图1 一次性单细胞蛋白质组和代谢组同步分析示意图实际上，代谢物和蛋白酶切后的肽段在C18反相色谱柱上的保留时间是存在差异的。如图2所示，在作者设置的45 min梯度下，大部分A549细胞酶切的肽段在9至17 min的范围内就已流出（图2a），而此时流动相中乙腈的最高含量仅为40%。而A549细胞产生的代谢物则主要分布在17 min之后，只有极少部分是在17 min以前流出（＜10）（图2b）。导致这些现象的根本原因是肽段与代谢物之间疏水性的差异，因此，该策略更适合蛋白组与有一定疏水性的代谢物分析。得益于C18的有效分离，可以在色谱梯度的不同时间段针对不同的样本成分（肽段/代谢物）设置不同的质谱检测参数（图2c）。有效的色谱分离加与之匹配的双区域质谱检测便可实现一次性单细胞蛋白质组和代谢组双重分析。与之前的单组学的结果相比，scPMA策略在定量深度上并无明显差异（图2d-f）。图2 单蛋白质组和代谢组分析与scPMA的性能比较 通过scPMA策略，研究者们能够对单个肿瘤细胞（包括A549、HeLa和HepG2细胞）进行双重组学分析，平均定量了816、578和293个蛋白质以及72、91和148个代谢物。并利用UMAP聚类和随机森林机器学习模型，基于单细胞的蛋白质组、代谢组和双重组学信息，实现了对细胞类型的初步分类（图3、4）。根据结果可得知，细胞在代谢组中的异质性要大于蛋白组。图3 scPMA策略分析单个肿瘤细胞（包括A549、HeLa和HepG2细胞）图4 基于单细胞的蛋白质组、代谢组和双重组学信息对细胞进行分类随后，作者还利用scPMA方法在单细胞水平上研究了多柔比星对肿瘤细胞的诱导作用（图5）。对比药物处理组的各个单细胞样本发现给药后不同的单细胞在蛋白质表达上存在着异质性，这也是在群体分析中无法观察到的现象。与未给药的细胞相比，给药组共鉴定出255个差异蛋白(图5b、c)，一些肺癌细胞中过表达的蛋白显著降低。大部分的差异蛋白涉及的通路与DNA、染色质、核小体的合成有关（图5g）。同样，给药组和未给药组中鉴定出的代谢物也被用于UMAP聚类(图5d)和差异分析。差异分析结果(图5e、f)显示，93种代谢物有差异表达。其中，多柔比星仅在给药组检测到。值得注意的是，在给药组的各个细胞中，多柔比星丰度有明显的离散分布，甚至有10倍的丰度差异。这一结果表明不同的细胞个体具有不同的药物吸收水平，从而表现出明显的细胞异质性，这可能为进一步深入探索提供启发。基于差异蛋白质组和代谢组信息，利用MetaboAnalyst 5.0进行联合通路分析，分别富集出62条和234条相关通路。其中有37条显著相关的通路涉及的差异蛋白和代谢物与核糖体、DNA复制等药物作用机制有关（图5i）。图7.氘代差异分析流程示意图这些结果展示了scPMA策略在单细胞分析中的潜力，尤其是在药物干预研究中的应用前景。同时，这项工作也证明了一次性获取单细胞蛋白质组和代谢组信息的可行性，为未来在细胞分化、衰老和肿瘤免疫等领域的研究提供了新的工具。本文2024年发表在Analytical Chemistry上，One-Shot Single-Cell Proteome and Metabolome Analysis Strategy for the Same Single Cell。该文章的通讯作者是来自浙江大学化学系微分析系统研究所的方群教授。

纳米天线工作示意图　图片来源：物理学家组织网　　据物理学家组织网2022年1月10日报道，加拿大蒙特利尔大学科学家在最新一期《自然方法》杂志上撰文称，他们利用DNA，制造出了一种5纳米长的天线，这种天线可用于监测蛋白质结构随时间如何变化（当蛋白质发挥生物功能时会产生独特的信号），有望在生物医药等多领域“大显身手”。　　该研究资深作者、加拿大生物工程和生物纳米技术研究主席亚历克西斯瓦雷-贝利斯勒说：“近年来，化学家们意识到，DNA可以用于构建各种纳米结构和纳米机器。DNA可以像乐高一样组装，受此启发，我们制造出了这种基于DNA的荧光纳米天线，它可以帮助我们描述蛋白质的功能。”　　他解释道：“就像双向无线电既能接收也能发射无线电波一样，我们制造出的荧光纳米天线可以接收一种颜色（波长）的光，并根据它感应到的蛋白质运动，以另一种颜色将光发射回来，通过检测反射光，我们可以了解蛋白质的运动情况。”　　研究第一作者、蒙特利尔大学化学博士生斯科特哈伦解释道，使用DNA设计纳米天线的主要优势之一是，DNA相对简单且可编程，可用其制造出不同长度的天线，而且，研究人员很容易让荧光分子与DNA相连，然后将这种荧光纳米天线与生物纳米机器（如酶）相连。　　研究人员表示，这种天线有望在生物化学和纳米技术等诸多领域“大显身手”。哈伦说：“我们能在它的帮助下，首次实时检测到碱性磷酸酶的功能，这种酶与癌症和肠道炎症等许多疾病有关。此外，还可以帮助化学家识别有前途的新药，并指导纳米工程师开发更好的纳米机器。”　　瓦雷-贝利斯勒强调：“这种纳米天线很容易使用，世界各地的许多实验室可以很方便地利用它们来研究蛋白质，识别新药或开发新的纳米技术。我们计划成立一家初创公司，将这种纳米天线商业化，并将其提供给研究人员和制药行业。”

研究蛋白质热稳定性的几种方法蛋白跟核酸不一样，核酸都是由四个碱基组成，只是组成的顺序不一样，但是整体的结构都是类似的双螺旋结构。而蛋白由20多种不同氨基酸组成，需要折叠成正确的三维结构才能发挥自身作用。所以每个不同功能的蛋白长得样子其实都是不同的。蛋白的高级结构决定其功能，行使功能需要正确折叠。蛋白由20多种不同氨基酸组成，需要折叠成正确的三维结构才能发挥自身作用。蛋白质在一定的物理和化学条件（加热、加压、脱水、振荡、紫外线照射、超声波、强酸、强碱、尿素、重金属盐、十二烷基硫酸钠）下，其空间构象容易发生改变而失活，因此研究蛋白的构象和构型变化对其应用有重要的价值。蛋白质的变性作用主要是由于蛋白质分子内部的结构被破坏。天然蛋白质的空间结构是通过氢键等次级键维持的，而变性后次级键被破坏，蛋白质分子就从原来有序的卷曲的紧密结构变为无序的松散的伸展状结构（但一级结构并未改变）。热变性是蛋白质变性中最常见的一类现象。蛋白质的热稳定性是指蛋白质多肽链在温度影响下的形变能力，主要体现在温度改变时多肽链独特的化学特性和空间构象的变化，变化越小热稳定性越高。蛋白质的热稳定性受到不同温度、pH值、离子强度等外界因素的影响，在生物技术、药物研发以及食品工业等领域，具有重要意义。蛋白质变性温度是生物学家们研究蛋白质的热稳定性的一个重要的概念，是指蛋白质在特定温度条件下受到热力作用时，其结构发生变化的温度点，一般温度较高时，蛋白质从稳定的三维结构变化成松散的无序结构。蛋白质的热稳定性一般使用热变性中点温度(meltingtemperature，Tm)来表示，即蛋白质解折叠50%时的温度。蛋白质的热变性过程与其空间构象的改变密切相关，Tm值能反映变温过程中蛋白质构象改变的趋势，是衡量蛋白质热稳定性的一个重要指标。蛋白质Tm值的测定在生物医药行业具有广泛的应用，如嗜热蛋白、工业酶等的改造与筛选，蛋白质药物与配体、制剂或辅料的相互作用，蛋白质药物的缓冲液稳定条件筛选等。目前，许多多种方法可以用来测量蛋白质的变性温度，如圆二色光谱法(circulardichroism，CD)、差示扫描量热法(differentialscanningcalorimetry，DSC)、动态光散射法（DynamicLightScattering）和差示扫描荧光法(differentialscanningfluorimetry，DSF)等。 目前，许多多种方法可以用来测量蛋白质的变性温度，如圆二色光谱法(circulardichroism，CD)、差示扫描量热法(differentialscanningcalorimetry，DSC)、动态光散射法（DynamicLightScattering）和差示扫描荧光法(differentialscanningfluorimetry，DSF)等。 01 圆二色谱法（CD）圆二色光谱（简称CD），或红外（傅里叶变换红外（FourierTransformInfrared，FTIR）光谱），是应用最为广泛的测定蛋白质二级结构的方法，是研究稀溶液中蛋白质构象的一种快速、简单的方法。圆二色谱法诞生于20世纪60年代，其原理是利用左、右两束偏振光透过具有手性结构的生物大分子等活性介质，获得的圆二色谱来分析其结构特点，是蛋白质、核酸、糖类等生物大分子二级结构分析的常规手段之一。蛋白由α螺旋和β折叠构成，α螺旋和β折叠在红外和紫外光段有特异的光吸收。蛋白质对左旋和右旋圆偏振光的吸收存在差异，利用远紫外区（190~260nm）的光谱特征能够快速分析出溶液中蛋白质的二级结构，进而分析和辨别出蛋白质的三级结构类型，变温过程中测量蛋白等物质的圆二色谱，能反映其随温度升高结构变化的趋势。此外，通过测定蛋白质在不同温度下的平均残基摩尔椭圆度[θ]可以获得蛋白质的Tm值。特点：圆二色光谱（CD）适用于测定稀释溶液的热稳定性，操作相对简单，成本较低。但是相关仪器很昂贵，对缓冲液要求也高，要求溶液不能有任何的紫外吸收，也很难做到高通量检测。 02差示扫描量热法（DSC） 蛋白变性时会有温度变化，检测温度变化就能知道蛋白变性程度。差示扫描量热法的应用始于20世纪60年代，是在程序控温下，通过测量输给待测物和参比物的功率差与温度的关系，以获得吸放热量的技术。差示扫描量热法能定量测量热力学参数，可提供与蛋白质热变性过程中构象变化有关的热效应信息。差示扫描量热法（DSC）是一个很经典的一个技术，基于的蛋白变性过程中对热量的吸收。蛋白是有三维结构的，比如氢键，疏水键，范德华力。一旦通过加热然后把结构破坏掉，需要吸收热量。所以可以测量热量变化，就是加热结构变化过程中的热量吸收。通过对参照物和样品同时进行升温或冷却处理，测定两者为保持相同温度所产生的热量差，从而计算蛋白质的Tm值。特点：差示扫描量热法（DSC）能够提供直接的热量变化数据，定量准确、操作简便。但检测通量低、耗时较长，需要的样品体积和浓度比较大。相关仪器中最核心的部件是样品池，对周围环境要求极高。 03 动态光散射法（DLS）动态光散射是基于光学的方法，检测的是蛋白变性之后会发生聚集，导致颗粒的大小发生改变，对散射信号的影响。蛋白在变性过程中，从一个规则高级折叠结构打开，变成一个线性的松散结构。本来外部是亲水的氨基酸，内部是疏水的氨基酸。一旦打开之后，这些疏水的氨基酸会相互就是结合到一起。就是因为疏水的一个相互作用，然后变成一个球状聚集体。此过程会引起这个光的散射的变化。基于动态光散射的信号随着加热的过程的变化就代表粒径的变化，可以计算出蛋白质的Tm值。动态光散射用于表征蛋白质、高分子、胶束、糖和纳米颗粒的尺寸。如果系统是单分散的，颗粒的平均有效直径可以求出来，这一测量取决于颗粒的心，表面结构，颗粒的浓度和介质中的离子种类。DLS也可以用于稳定性研究，通过测量不同时间的粒径分布，可以展现颗粒随时间聚沉的趋势。随着微粒的聚沉，具有较大粒径的颗粒变多。同样，DLS也可以用来分析温度对稳定性的影响。特点：动态光散射可以做到孔板式的检测，具有比较高的通量。但是对于某些样品的检测有限制，因为并不是所有的蛋白在变异之后都会形成这种聚集体，而有一些可能需要很高的浓度才会提升，浓度较低条件下，就观察不到粒径的变化。 04 外源差示扫描荧光法（DSF）差示扫描荧光（DSF）也被称为热荧光法（ThermoFluor），是一种经济高效且易于使用的生物物理技术，通过检测当温度升高或变性剂存在时荧光发射光谱的相应变化来确定蛋白质的变性温度(热变性温度Tm值或化学变性Cm值)。Pantoliano等最先应用此技术测定了上百种蛋白质的热稳定性。差示扫描荧光法分为添加外源荧光染料与不添加荧光染料两种方式，都是利用加热使蛋白内部疏水基团暴露这一特点进行检测Tm值。传统DSF经常使用350/330比值法来进行数据分析根据荧光源不同分为内源荧光DSF和外源荧光染料DSF。基于外源染料荧光的DSF其原理是利用能与蛋白内部疏水基团相互作用的染料为荧光源。蛋白质加热变性后疏水基团暴露，疏水基团与亲和性染料结合产生荧光信号，检测荧光强度变化测定蛋白质的Tm值。特点：借助荧光定量PCR适用于高通量筛选，信号强度可控，灵敏度和准确性都较高。但添加的外源染料可能会对蛋白质结构和功能产生影响，且操作较复杂，不适用于所有蛋白研究。比如做膜蛋白研究时，溶液环境中需要添加双亲性的分子，一端疏水一端亲水。这种情况荧光分子会直接结合到疏水端，导致直接产生荧光信号。并且染料种类的选择、浓度的选择也很繁琐。外源荧光染料DSF也可能会产生背景荧光以及非特异吸附等假阳性结果。 05 内源差示扫描荧光法（inDSF）内源差式扫描荧光inDSF，基于蛋白质中特定氨基酸的荧光特性。这些氨基酸的荧光强度与其所处的微环境密切相关，因此，当蛋白质的结构发生变化时，这些氨基酸的荧光信号也会随之改变。不需要额外的荧光染料加入到检测体系中，利用蛋白内部芳香族氨基酸的自发光原理。不需要任何额外的标记或固定步骤，避免引入结果的不确定性。研究发现，蛋白质分子中芳香环氨基酸在处于不同极性的微环境时(如疏水或亲水环境中)，其被激发的内源荧光的最大发射光谱会发生位移。蛋白质中内源荧光主要来自含芳香环氨基酸如色氨酸(Trp)，苯丙氨酸(Phe)和酪氨酸(Tyr)，其中以色氨酸内源荧光最强。当它在蛋白内部时，发射光主要在330波段，当蛋白一旦去折叠，暴露在溶剂中，发出的光就会从330波长红移到350。所以通过280激发，检测330/350的比值变化，就能测量蛋白质的Tm值。以色氨酸为例，在蛋白质疏水的内核微环境中，其内源荧光最大发射波长在330nm左右，而在亲水的极性微环境中，色氨酸的内源荧光最大发射波长则出现在350nm左右。蛋白质热变性或者化学变性通常会导致色氨酸残基周围微环境的极性发生变化，使通常被包埋于蛋白质疏水内核的色氨酸逐渐暴露于亲水的环境中，从而导致发射内源荧光最大发射波长发生红移(RedShift)，即向更大的波长区域移动。特点：内源差式扫描荧光DSF无需复杂的样品处理或标记步骤，实验过程简单方便。但不是所有蛋白质都含有足够的荧光基团，所以对于部分样品检测灵敏度不够，且检测可能会受其他基团影响。 06 技术对比总结总得来说，DSF和DLS法在样品用量及测定效率上更有优势，比较适合进行高通量筛选。但DSF法需要样品含有色氨酸、酪氨酸或额外添加荧光染料，这可能会对样品测量范围带来一定限制，DLS对样品浓度有要求。DLS还可以获取聚集体粒径大小的信息。DSC法虽然在样品用量与检测效率上不及DSF，但作为量热的经典方法仍是不可缺少的Tm值测量手段，在进行批量样品的热稳定性筛选时，可以使用DSF法初筛，DSC法复筛。此外，DSC能测定蛋白质变性过程中的热容变化ΔCp、焓变ΔH、解折叠自由能ΔG、玻璃态转变温度、分子流动临界温度等其他重要热力学参数。CD作为检测蛋白二级结构的经典方法，在Tm值测定方面具有其独特优势和一定的局限性，也是研究加热过程中蛋白结构改变的重要方法。蛋白质Tm值测定具有重要的实际应用价值，例如辅助生物药物开发、生产和质量控制，评估生物相似性、优化蛋白药物配方等，还可以作为探索蛋白质高级结构的手段之一指导蛋白质工程，如比较不同突变对蛋白质稳定性的影响，研究结构域改变与功能活性改变关联性等。比较不同Tm值测定方法，全面了解技术特点及测量效果对于Tm值测定的实际应用具有一定的指导意义，在科研或生产工作中可以灵活选用或联用多种技术来阐明不同条件下的结构变化特点。 07 国产蛋白稳定性分析仪PSA-16 北京佰司特科技有限责任公司于2023-10-01日推出了自主研发的第一款国产蛋白稳定性分析仪，该设备性能和参数达到进口设备的水平，价格却远低于进口产品，弥补了目前国产自主设备在蛋白稳定性专业研究分析领域的空白。多功能蛋白稳定性分析仪PSA-16是一款无需荧光染料、高通量、低样品消耗量的检测蛋白质稳定性的设备。该设备基于内源差示扫描荧光技术（intrinsic fluorescence DSF），通过检测温度变化/变性剂浓度变化过程中蛋白内源紫外荧光的改变，获得蛋白质的热稳定性(Tm值)、化学稳定性（Cm值）等参数。可应用于蛋白缓冲液条件筛选及优化、小分子与蛋白结合情况的定性测定、蛋白质修饰及改造后的稳定性测定、蛋白变/复性研究、不同批次间蛋白稳定性对比等多个方面。 多功能蛋白稳定性分析仪PSA-16应用涵盖植物、生物学、动物科学、动物医学、微生物学、工业发酵、环境科学、农业基础、蛋白质工程等多学科领域。蛋白质是最终决定功能的生物分子，其参与和影响着整个生命活动过程。现代分子生物学、环境科学、动医动科、农业基础等多种学科研究的很多方向都涉及蛋白质功能研究，以及其下游的各种生物物理、生物化学方法分析，提供稳定的蛋白质样品是所有蛋白质研究的先决条件。因此多功能蛋白稳定性分析仪PSA-16在各学科的研究中都有重要的意义。1. 抗体或疫苗制剂、酶制剂的高通量筛选2. 抗体或疫苗、酶制剂的化学稳定性、长期稳定性评估、等温稳定性研究等3. 生物仿制药相似性研究（Biosimilar Evaluation）4. 抗体偶联药物（ADC）研究5. 多结构域去折叠特性研究6. 物理和化学条件强制降解研究7. 蛋白质变复性研究（复性能力、复性动力学等）8. 膜蛋白去垢剂筛选，膜蛋白结合配体筛选（Thermal Shift Assay）9. 基于靶标的高通量小分子药物筛选（Thermal Shift Assay）10. 蛋白纯化条件快速优化等

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在一项新的研究中，来自瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)和美国系统生物学研究所等机构的研究人员开发出人类SRMAtlas(Human SRMAtlas)，即靶向识别和可重复地定量预测的人类蛋白质组中所有蛋白质的高度特异性质谱检测方法汇编目录，包括许多剪接变异体、非同义突变和翻译后修饰。利用一种被称作选择性反应监控(selected reaction monitoring, SRM)的技术，研究人员利用166174种已被充分了解的化学合成蛋白特征性肽(proteotypic peptide)开发出这些检测方法。相关研究结果发表在2016年7月28日那期Cell期刊上，论文标题为“Human SRMAtlas: A Resource of Targeted Assays to Quantify the Complete Human Proteome”。论文第一作者为来自美国系统生物学研究所的Ulrike Kusebauch博士。论文通信作者为来自美国系统生物学研究所的Robert Moritz教授和来自瑞士苏黎世联邦理工学院的Ruedi Aebersold。　　SRMAtlas资源在http://www.srmatlas.org网站上可以免费获取，将有助于公平地开展重点的、假设驱动的和大型蛋白质组规模的研究。研究人员期待这一资源将极大地加快基于蛋白质的实验室生物学发展从而有助理解疾病转化和健康轨迹，这是因为如今在理论上能够鉴定和定量检测出任何样品中的任何人类蛋白。　　能够可靠地和可重复性地检测任何组织或细胞类型的人类蛋白质组中的任何一种蛋白在理解系统层次的性质以及正常生理下和患病时的特异性途径方面引发变革。在Moritz教授实验室中，研究团队能够利用SRM方法产生并验证了一种由高度特异性地靶向蛋白质组检测方法组成的汇编目录，而且通过这种广泛获取的、灵敏的和强健的靶向质谱方法SRM，能够定量检测20,277种已被标注的人类蛋白中的99.7%。这种人类SRMAtlas提供明确的检测坐标来确定性地鉴别生物样品中蛋白质特征性的肽。　　尽管2003年，人们成功地了完成人类基因组计划(Human Genome Project)，构建出所有人类基因的目录，但是大多数蛋白质研究仍然聚焦在在绘制出人类基因组图谱之前科学家们研究的蛋白中相对较小的一部分蛋白上。若要超越这种停滞不前的蛋白质-基因组学研究方法，就应需要为几乎每种人类蛋白开发高度特异性的检测方法。利用人类SRMAtlas等资源，测量任何一种人类蛋白质的前景如今变成现实。如今，人类SRMAtlas提供已经过验证的质谱检测方法，这些检测方法是基于一种统一的一致的检测人类蛋白质组中几乎每种蛋白的过程开发出的SRM技术而开发的。这些检测方法可快速地用于系统生物学和生物医学研究中以便高度灵敏地和高度选择性地鉴定和定量检测任何一种人类蛋白，以及指导完整的蛋白质图谱绘制来了解它们的生物学功能。　　个人化医学奖依赖于分子特征来监控人们的健康状态，提供信号来鉴定健康轨迹发生的变化，以及首先在临床试验随后在临床实践中提供信息来让合适的患者匹配正确的药物。这种人类SRMAtlas计划稳步地将蛋白组学推到前沿，并且为蛋白质组学在癌症登月计划(Cancer Moonshot)中发挥较大的作用添砖加瓦。