微生物在线检测

大家先跟着飞飞看几个耳熟能详的数据：每年有约400万中国人死于吸烟引发疾病，超过因艾滋病、结核、交通事故及自杀死亡的人数总和；平均每6秒就有一个人死于吸烟有关疾病；吸烟者的平均寿命要比不吸烟者缩短10年；全世界每年因吸烟死亡人数高达700万，其中89万为常年吸食二手烟导致。1.究竟是什么让吸烟如此有害健康？吸烟者多死于肺癌，烟气中常见的有害物苯并芘是一种高活性间接致癌物，属于多环芳烃的一种。多环芳烃（简称PAHs）是人类最早发现的一类环境有机致癌化合物，广泛存在于烟熏烧烤类食品、香烟烟雾中，通过呼吸道、消化道和皮肤进入人体，参与体内代谢，生成羟基多环芳烃（OH-PAHs）。香烟烟雾作为多环芳烃的一个重要来源，是吸烟者（包括吸二手烟者）接触多环芳烃的主要途径。图1 非吸烟者（左）与吸烟者（右）肺部对比图2.如何检测人体内的多环芳烃（PAHs）？目前，尿液中的OH-PAHs是研究最多的人体对PAHs 的暴露水平综合评价的生物标志物。但是尿液中多环芳烃代谢物的含量极低，且尿液成分较复杂，所含杂质可能对色谱柱造成损害，直接进样不能满足分析要求。而现有采用离线固相萃取技术来减少基质干扰，提高检测灵敏度的方法，操作过程繁琐费时，重现性较差，成本较高。在线固相萃取（Online-SPE）是近年发展起来的一种全自动样品前处理方式，具有富集纯化一步完成、固相萃取柱可多次使用、重现性好、自动化程度高等优点，已被应用于食品、环境、生物等样品中痕量有机物的检测。飞飞来啦~赛默飞与“国家生物监测”重点实验室之一的上海疾病预防控制中心合作，开发了基于赛默飞双三元液相色谱—在线SPE大体积进样方法，实现人体尿液中多环芳烃羟基代谢产物的高灵敏度监测。“国家人体生物监测项目”是国家卫生计生委疾控局组织的国家重大公共卫生服务项目，通过在全国开展现场流行病学调查和人体生物样本中环境化合物检测，获得全国有代表性的环境化合物在人体内暴露负荷的基础数据，为今后相关公共卫生工作提供技术支持。本方法采用基于快速涡流色谱的Turboflow Cyclone 固相萃取柱对目标尿样进行在线富集纯化，将大分子蛋白杂质提前分离去除，不仅延长了固相萃取柱使用寿命，而且进一步降低了交叉污染率。同时，采用UHPLC-MS法，利用PAHs 专用细粒径UHPLC色谱柱对多环芳烃代谢物实现快速分离，解决了常规液相分离中部分目标物的出峰无法彻底分开和无法准确定性定量的问题，结合大体积进样，大大提高了检测灵敏度。图2 在线SPE大体积进样系统工作原理图【进样富集】【转移】【分析过程】实验条件富集柱：Turboflow Cyclone柱（50×0.5 mm）；分析柱：PAH UHPLC柱（2.1x100 mm，1.8 μm）；柱温30℃；进样量2500 μL；流动相A：水，B：甲醇:乙腈（1:1）；梯度洗脱程序表1；质谱条件：负离子电喷雾（ESI-）。表1 梯度洗脱程序表2 多环芳烃羟基代谢物的保留时间、检测离子对和碰撞电压注：带“*”为定量离子对。检测结果通过使用Turboflow Cyclone富集柱和1.8 μm UHPLC细径分析柱（2.1x100 mm），12种目标化合物能够在短时间内快速分离，混合标准溶液的总离子流图见图3。标准物质的实验结果显示方法线性范围广（0.002~1.0 μg/L），线性较好，且回收率高（90%~110%），各目标物在尿液中的检出限最低可达到0.001 μg/L水平，各目标物的6次进样结果RSD不超过5%，重复性较好。实验采集了24个尿液样本（9名儿童和15名成人，包括6名吸烟成人男性）进行分析，检测结果显示，吸烟者尿液中各种多环芳烃代谢物检出量显著高于非吸烟者（见表2）。图3 各多环芳烃羟基代谢物标准溶液的总离子流图表3 吸烟和非吸烟者尿液样品中部分多环芳烃羟基代谢物测定结果结论本方法采用双三元在线固相萃取前处理方法，大大简化了样品前处理过程，分析成本大为降低，样品经固相萃取柱富集浓缩后在线转移至分析柱进行分析，样品中的待测组分能全部转移至分析柱，样品用量少且无损耗，采用质谱检测器可获得较高的灵敏度，可实现大批量样品的自动、快速、高效检测。感谢上海疾病预防控制中心各位老师的辛勤工作，老师们用实验数据再一次告诉我们：为健康，为家人，为自己，请拒绝吸烟！

近日，中国水产科学研究院质量与标准研究中心（农业农村部水产品质量安全控制重点实验室）吴立冬副研究员及其研究团队研发出一种应用于原位快速检测水产品中多巴胺的可再生生物传感器，实现了鱼类脑部皮层区域神经元的多巴胺连续原位监测。该研究成果以“Regenerative Field Effect Transistor Biosensor for in Vivo Monitoring of Dopamine in Fish Brains”为题，发表在电化学传感器顶级期刊《Biosensors and Bioelectronics》（中科院1区top期刊，IF: 10.257）上。人工智能、物联网和脑机接口等领域的快速发展，刺激着相关领域对原位智能再生传感器设备的需求，尤其是监测生物体中重要理化参数的传感芯片。目前，可再生场效应晶体管(FET)生物芯片在该领域具有巨大的应用前景，经靶特异性受体修饰的FET可以快速检测生物活性分子。鉴于此，我们研制了一种磁控灵敏度且可再生场效应晶体管(FET)生物芯片实现原位检测鱼脑中多巴胺。该芯片具有以下明显优势：第一，通过调控外界永磁铁的磁场高度，实现了调节控制生物芯片的灵敏度和检测限，为生物芯片定制化服务提供最优工艺解决方案。第二，通过去除永磁体即可实现生物芯片传感器的再生，降低了生物芯片的生产使用成本，为硅基生物芯片再生提供了可靠技术方案。结果表明，本生物芯片传感器具有优异的灵敏度和选择性，其线性范围1 μmol L−1 ~ 120 μmol L−1，最低检出限为3.3 nmol L-1，经过15次再生处理后仍具有良好的稳定性，成功应用于活体鱼类脑部多巴胺的实时在线监测。本研究开发出的磁控生物芯片传感器是全球首个通过永磁体在线远程控制灵敏度和检测限的生物传感器，为鱼脑质量安全评价提供坚实的技术支撑。该芯片优异的检测性能、可重复利用和生产成本低廉等优势，赋予该芯片在原位检测动物脑部生物活性分子方面的广阔应用前景。在前期研究中，吴立冬团队与魏淑华团队合作，开发了基于碳管及二维黑磷的核酸适配体场效应晶体管生物芯片（Analytica Chimica Acta, 2020；Analytica Chimica Acta, 2021）；进一步搭建了多功能磁性材料合成平台（本专利技术已许可给公司生产），研制了磁控场效应生物芯片传感系统。硕士研究生刘娜为论文第一作者，质标中心吴立冬副研究员论文通讯作者。（全文链接：https://doi.org/10.1016/j.bios.2021.113340 ）。此项工作得到了中央公益性科研机构基础研究基金（2020GH09）和（2020TD75）的支持。图1 场效应晶体管源极到漏极通过磁控Fe3O4@AuNPs纳米粒子形成磁桥图2 生物芯片原位监测鱼脑中化学信号分子

p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/8cdbadc6-6fbd-497d-8a17-40496580cd1d.jpg" title=" 12.01 报名 生物纳米材料会议.jpg" alt=" 12.01 报名 生物纳米材料会议.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 生物材料与细胞的相互作用是组织工程研究领域中的重要课题，其中生物材料表面的微观结构对细胞的生物调控起重要作用。纳米材料由于其尺寸在纳米量级、有大量的界面或自由表面、各纳米单元之间存在着或强或弱的相互作用而具有一些独特的效应，表征与测试技术是科学鉴别纳米材料、认识其多样化结构、评价其特殊性能的根本途径。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 为促进生物纳米材料领域的科技创新和产业发展，仪器信息网将于 span 2020 /span 年 span 12 /span 月 span 01 /span 日举办 span “ /span 生物纳米材料表征与检测技术 span ” /span 主题网络研讨会，依托成熟的网络会议平台，为纳米材料领域从事研发、生产、教学的科技人员提供一个突破时间地域限制的免费学习、交流平台，让大家足不出户便能聆听到精彩报告。 /p p style=" text-align:center" span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 【生物纳米材料交流群】 /strong /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 159px height: 213px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/82aa6b9d-e452-4d11-bd42-6eed97311697.jpg" title=" 纳米材料表征会议微信群.jpg" alt=" 纳米材料表征会议微信群.jpg" width=" 159" height=" 213" / /p p style=" text-align:center" span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong span style=" font-size: 18px font-family: 宋体 color: rgb(192, 0, 0) " 【报告嘉宾一览】 /span /strong /span /p p style=" text-align:center font-variant-ligatures: normal font-variant-caps: normal orphans: 2 widows: 2 -webkit-text-stroke-width: 0px word-spacing: 0px" span style=" font-size:14px color:#444444" （按报告时间顺序） /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/a49a88b0-2e0f-4ad7-9183-fc1e3018232d.jpg" title=" 专家信息.jpg" alt=" 专家信息.jpg" / /p p style=" text-align:center" span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong span style=" font-size: 18px font-family: 黑体 " 【 /span 大会报告题目及日程安排】 /strong /span /p table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" style=" border-collapse:collapse" align=" center" tbody tr class=" firstRow" td width=" 480" colspan=" 3" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align:center" strong span style=" font-size:12px font-family:& #39 Arial& #39 ,sans-serif color:#444444" 12 /span /strong strong span style=" font-size:12px font-family:宋体 color:#444444" 月 /span /strong strong span style=" font-size:12px font-family:& #39 Arial& #39 ,sans-serif color:#444444" 01 /span /strong strong span style=" font-size:12px font-family:宋体 color:#444444" 日 /span /strong strong /strong strong span style=" font-size: 12px font-family:宋体 color:#444444" 生物纳米材料表征与检测技术 /span /strong /p /td /tr tr td width=" 75" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align:center" strong span style=" font-size:12px font-family:宋体 color:#444444" 时间 /span /strong /p /td td width=" 208" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align:center" strong span style=" font-size:12px font-family:宋体 color:#444444" 报告人 /span /strong /p /td td width=" 197" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align:center" strong span style=" font-size:12px font-family:宋体 color:#444444" 报告题目 /span /strong /p /td /tr tr td width=" 75" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" valign=" middle" p span style=" font-size:12px font-family:& #39 Arial& #39 ,sans-serif color:#444444" 13:30-14:00 /span /p /td td width=" 208" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align:center" span style=" font-size:12px font-family:宋体 color:#444444" 周晶 /span /p p style=" text-align:center" span style=" font-size:12px font-family:宋体 color:#444444" 首都师范大学 教授 /span /p /td td width=" 197" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align:left" span style=" font-size:12px font-family:宋体 color:#444444" 稀土纳米探针诊断性能的可控调控及其检测研究 /span /p /td /tr tr td width=" 75" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align:center" span style=" font-size:12px font-family:& #39 Arial& #39 ,sans-serif color:#444444" 14:00-14:30 /span /p /td td width=" 208" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align:center" span style=" font-size:12px font-family:宋体 color:#444444" 王鑫 /span /p p style=" text-align:center" span style=" font-size:12px font-family:宋体 color:#444444" 布鲁克 span ( /span 北京 span ) /span 科技有限公司 & nbsp 应用科学家 /span /p /td td width=" 197" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align:left" span style=" font-size:12px font-family:宋体 color:#444444" 原子力显微镜技术进展与在生物学检测中的应用 /span /p /td /tr tr td width=" 75" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align:center" span style=" font-size:12px font-family:& #39 Arial& #39 ,sans-serif color:#444444" 14:30-15:00 /span /p /td td width=" 208" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align:center" span style=" font-size:12px font-family:宋体 color:#444444" 李春霞 /span /p p style=" text-align:center" span style=" font-size:12px font-family:宋体 color:#444444" 山东大学 教授 /span /p /td td width=" 197" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align:left" span style=" font-size:12px font-family:宋体 color:#444444" 多功能纳米诊疗平台的构建及生物应用 /span /p /td /tr tr td width=" 75" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align:center" span style=" font-size:12px font-family:& #39 Arial& #39 ,sans-serif color:#444444" 15:00-15:30 /span /p /td td width=" 208" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align:center" span style=" font-size:12px font-family:宋体 color:#444444" 侯毅 /span /p p style=" text-align:center" span style=" font-size:12px font-family:宋体 color:#444444" 北京化工大学 副教授 /span /p /td td width=" 197" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align:left" span style=" font-size:12px font-family:宋体 color:#444444" 纳米肿瘤分子影像探针构建与应用 /span /p /td /tr tr td width=" 75" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align:center" span style=" font-size:12px font-family:& #39 Arial& #39 ,sans-serif color:#444444" 15:30-16:00 /span /p /td td width=" 208" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align:center" span style=" font-size:12px font-family:宋体 color:#444444" 袁荃 /span /p p style=" text-align:center" span style=" font-size:12px font-family:宋体 color:#444444" 湖南大学 教授 /span /p /td td width=" 197" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p style=" text-align:left" span style=" font-size:12px font-family:宋体 color:#444444" 长余辉发光纳米材料控制合成及生物医学应用 /span /p /td /tr /tbody /table p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/7e51a59a-b457-496e-ba14-e33aee9c244f.jpg" title=" 12.01 报名 生物纳米材料会议.jpg" alt=" 12.01 报名 生物纳米材料会议.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" text-align: center " 报名地址 /span /p p style=" text-align: center " span a href=" 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