在线生物膜研究系统

仪器信息网讯 生物膜（Biofilms）是由微生物形成的一种被膜组织，其是微生物为抵抗外界胁迫条件而维持生存的特殊膜组织。生物膜的形成直接造成临床上90%以上抗生素耐药的发生，也关联肿瘤、糖尿病和神经系统疾病等耐药的发生（病灶处由于细菌感染形成生物膜）。此外，生物膜的形成对多个行业都产生巨大的危害，如金属精密仪器腐蚀，水环境污染，食品污染等。总之，微生物生物膜的形成，具有巨大的危害。尽管科学界进行半个世纪的研究探索，鉴于其形成的分子机理非常复杂，目前仍尚未系统解析，因而缺乏有效的策略清除不同领域生物膜的形成，抑制其毒副作用和危害的产生。上海交通大学吕海涛课题组整合运用精准靶向代谢组学和遗传学整合策略(Precision-Targeted Metabolomics combined with genetic method)、结合电镜表型分析（Imaging visulization），从小分子代谢角度，在大肠杆菌生物膜体系当中精准发现和验证若干具有调控生物膜形成的功能代谢产物；并初步阐明铁载体生物合成介导的铁离子调控功能代谢物表达，进而影响生物膜形成的代谢机理。深层次机理研究，和基于功能代谢产物生物合成调控解离微生物生物膜形成的转化应用研究，正在进行中。基于上述创新发现，该课题组起草的研究论文“Mass spectrometry based targeted metabolomics precisely characterized new functional metabolites that regulate biofilm formation in Escherichia coli”已经被爱思唯尔出版集团旗下著名分析化学杂志Analytica Chimica Acta正式接收，出版中。上海交大2017级硕士生郭睿同学（已毕业）为论文第一作者，2017级博士生罗夏琳同学和2020级博士生刘京净同学（硕转博）参与部分研究工作和论文发表，上海交大吕海涛研究员为论文通讯作者。点击下方链接：了解论文原文

p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 本期推荐的是发表在《Journal of Analysis and Testing》2020年第3期的 strong 上海交通大学系统生物医学研究院吕海涛研究员课题组 /strong 原创论文 strong “基于靶向代谢组学方法表征金属离子锰调控生物膜特征代谢” /strong 。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/6a08beaa-f9b4-45f6-9d6c-a71acc5cbd57.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em " 　　基于靶向代谢组学方法表征金属离子锰调控生物膜特征代谢 /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em " 　　郭睿，吕海涛* /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　近日，国内第一本国际性的英文分析化学期刊Journal of Analysis and Testing (JOAT) 特邀请中国科学院大连化学物理研究所许国旺研究员作为客座编辑，主持“Metabolomics: state of art in methoddevelopment and applications”专题。上海交大系统生物医学研究院吕海涛课题组受邀发表基于靶向代谢组学方法表征金属离子锰调控生物膜特征代谢的最新研究成果。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/80edb75a-ab8d-4946-845d-843615694741.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" / /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　生物膜是由多种微生物在外界压力环境下产生，表面被胞外聚合物(EPS)包裹的微生物群落，EPS的存在使细胞对杀虫剂，抗生素以及其他入侵力的抵抗力都明显高于其悬浮细胞。生物膜的形成对各个领域都产生了影响，包括临床感染，环境污染，农业生产，食品工程和工业污染等。然而，生物膜的形成机制尚未完全阐明，并且目前我们还缺乏解决这些问题以及破坏生物膜形成的有效手段。在本研究中，我们试图探寻金属锰离子通过调节生物膜形成过程的关键功能代谢产物进而认知其调控生物形成的代谢模式与特征表型，以为后续生物膜形成机制研究奠定靶向调控物质基础。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/388cbcf4-2dfb-43a5-9b92-a42f7ac258e2.jpg" title=" 3.jpg" alt=" 3.jpg" / /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　本研究初步发现，金属锰离子能够调控大肠杆菌生物模的形成，与作用剂量具有一定的依存关系，且对其微观内质结构具有明显的修饰作用，进而影响稳态生物膜的形成与解离。 /p p style=" text-align: center" img style=" " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/d74c56a0-1141-4ad9-9e1d-dbbc853c3ce4.jpg" title=" 4.jpg" / /p p style=" text-align: center" img style=" " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/43fa82ea-6ee5-4c86-8297-1e88465fb16b.jpg" title=" 5.jpg" / /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　进一步，经过精准靶向代谢组学分析，我们初步确证锰离子具有调控生物膜形成过程中特征分子代谢的潜力，而这些代谢直接关联生物膜的形成。由此，我们认为，锰离子或许能够成为抑制和调控生物膜形成的一种生物基质选择，而其靶向调控的功能代谢物，也具备调控生物膜形成的分子特征。未来可考虑从锰离子靶向调控功能代谢物角度，设计全新策略，清除生物膜的形成，彻底解决上述不同生命科学领域与生物膜相关的有害挑战。 /p p style=" text-align: center" img style=" " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/f1b30c68-5ce7-44a0-9bf3-b24f437699f4.jpg" title=" 6.jpg" / /p p style=" text-align: center" img style=" " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/89426807-d3b6-47a6-988c-5dd2a5467724.jpg" title=" 8.jpg" / /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　课题组正在基于上述代谢表型结果，聚焦具体有价值功能代谢物，结合生物合成调控修饰策略，开展相关机理研究，核心目标是从金属调控代谢维度阐明生物膜形成与解离的分子机理，为生物膜相关挑战性科学与转化应用问题的解决提供共性策略和方法参考。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　课题研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和上海交通大学高层次人才启动基金等支持。 /p p style=" text-align: right line-height: 1.75em " 　　(感谢吕海涛研究员团队提供论文主要内容翻译) /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　下载本文： Guo, R., Lu, H. Targeted Metabolomics Revealed the Regulatory Role of Manganese on Small-Molecule Metabolism of Biofilm Formation in Escherichia coli. J. Anal. Test. (2020). a href=" https://doi.org/10.1007/s41664-020-00139-8" _src=" https://doi.org/10.1007/s41664-020-00139-8" https://doi.org/10.1007/s41664-020-00139-8 /a /p p style=" line-height: 16px text-indent: 2em " img style=" vertical-align: middle margin-right: 2px " src=" /admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif" / a style=" font-size:12px color:#0066cc " href=" https://img1.17img.cn/17img/files/202007/attachment/73e7f637-5326-4057-aefe-d245e15b3247.pdf" title=" 10.1007@s41664-020-00139-8.pdf" 10.1007@s41664-020-00139-8.pdf /a /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em " 　　上海交通大学吕海涛研究员简介 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/ac915f0a-4375-4c52-9eaa-b84c216234d0.jpg" title=" 微信图片_20200727115812.jpg" alt=" 微信图片_20200727115812.jpg" / /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　吕海涛博士，，上海交通大学研究员(教授)/课题组长/博士生导师，国家重点研究发计划课题负责人，权威的QUT Vice Chancellor’ s Research Fellowship校长特聘教授席国际人才基金获得者，交通大学绿色通道引进高层次人才和功能代谢组学科学实验室主任。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　2009年于黑龙江中医药大学获得生药学博士学位，师从王喜军教授。2009-2013年先后在美国爱因斯坦医学院，华盛顿大学医学院和麻省理工学院完成博士后训练，研究方向为代谢组学、化学生物学和RNA Modifications, 合作导师为Irwin J. Kurland 教授， Jeffrey P. Henderson 教授和Peter C. Dedon 教授。2012年9月-2015年12月，任重庆大学创新药物研究中心(药学院)“百人计划”研究员，博士生导师，主任(院长)助理，功能组学与创新中药研究实验室负责人。2015年12月，加盟上海交通大学系统生物医学研究院，任课题组长，研究员，博士生导师，领衔功能代谢组科学实验室建设与发展。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　先后在Mass SpectrometryReviews, Journal of Proteome Research, Molecular Cellar Proteomics，Pharmacological Research, 和Liver International 等权威杂志发表SCI检索论文46篇，被Nature Chemical Biology, Chemical Reviews和Mass Spectrometry Reviews 等著名杂志引用1000余次，并发表会议论文30余篇，国内外学术会议和科研机构特邀学术报告40余次，担任分会主席主持会议5次。目前担任自2013年7月起，兼任澳大利亚昆士兰科技大学校长特聘教授/博士生导师。中国生物物理学会代谢组学分会副秘书长，世中联网络药理学专委会常务理事，中国药理学会网络药理学专委会理事，中国药理学学会分析药理学专委会创会理事，美国科学促进会(AAAS)荣誉会员和国际代谢组学学会会员。同时担任著名SCI检索杂志Phytomedicine (JCR 1区,IF 4.2)副主编，Frontiers inMicrobiology(IF 4.1)副主编，以及Pharmacological Research (IF 5.57)顾问主编，Scientific Reports (IF 4.1)和Proteomics-Clinical Applications (IF 3.5)编委，以及SCI检索杂志Acta PharmaceuticaSinica B (IF 5.7)和Chinese Journal of Natural Medicines (IF 1.9)青年编委。并受邀为Mass SpectrometryReviews, NPJ Systems Biology and Applications, Journal of Proteome Research,Biomacromolecules 等20余本SCI检索杂志审稿，国家自然科学基金委和澳大利亚NHMRC基金评审专家。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　近五年，吕海涛博士先后主持国家重点研发计划课题1项，国家自然科学基金面上项目2项，中央高校基本科研业务费重大项2项，重庆自然科学基金面上项目1项，QUT Vice Chancellor’s Research Fellowships 1项(校长特聘教授席国际人才基金项目), 上海交通大学特别研究员计划项目1项(绿色通道引进高层次人才项目),重庆大学百人计划项目1项(引进海外高层次人才项目)。获教育部科技成果一等奖1项，获批合作发明专利1项。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　联系 Email: haitao.lu@sjtu.edu.cn /p p br/ /p

简介一家大型装瓶厂在提高产量之后，其废水处理系统受到高浓度有机物和固体颗粒的干扰。进水的流量、含糖量、固体颗粒浓度大幅波动，打乱了系统运行的连续性。此类问题经常导致排放到当地公共污水处理厂（POTW，Publicly Owned Treatment Works）的废水超出许可限值，也会阻碍当地法规所要求的连续化学需氧量（COD）的去除率。手动测试COD时，需要3个多小时才能得到结果，而得到的结果数值不足以用于工艺调整。装瓶厂还考虑过扩建废水处理车间，但受到空间有限和来自生产车间的进水状况波动的限制。解决方法威立雅（Veolia）公司制定了废水处理车间初期改造方案，以导流和储存浓缩的有机物和高COD废水。在收集浓缩废水后，在水流的浓度较低的期间，将其慢慢计量流回工艺中。工作的首要目标是使出水“干净”、系统体积小，因此决定增加薄膜生物反应器（MBR）系统。膜系统采用碳负荷在线分析技术，使健康的生物物质通过优化营养比例来消耗“糖”。在污水处理设施中安装了Sievers® InnovOx在线型TOC分析仪（见图1）。图 1：Sievers InnovOx在线型TOC分析仪InnovOx技术为装瓶厂提供了最好的大范围有机物监测系统，包括无与伦比的氧化稳固性，0.05-50,000 ppm动态线性工作范围，以及6个月校准曲线稳定性。此技术还提供用户可配置的警报和输出，以及直观的触摸屏显示器。此技术很容易设置、操作、维护，而且价格低廉。在通常情况下，仪器可以运行30天而无需更换试剂。InnovOx在线型分析仪具有极佳的多用性，其多样品流功能使用户能够用一台仪器来测量多达5个样品流。为了提供健康的生物物质，装瓶厂的应用要求采用100:5:1（碳/氮/磷）的比例。由于成分具有极高的可变性，和迄今为止最高的浓度，装瓶厂决定连续监测有机碳浓度，并向均质池中添加氨，以维持正确的碳/氮比例。TOC分析仪，编程输出负荷数据，并转化为相关性的COD值。当COD变化时，用于计算工艺控制氨剂量的投入。基本的水流性质就能满足对磷的需要。图2是装瓶厂的新废水处理系统示意图。图 2：装瓶厂的新废水处理系统示意图结果 系统稳定之后，体现了MBR的各种优点，其中包含：出水中的总悬浮固体（TSS）大幅减少。COD去除率大幅提高。使用在线型TOC分析仪，并将数值同COD测试相联系，使操作人员能够调整碳/氮/磷的比例。将InnovOx在线型TOC分析仪与MBR系统一起使用，解决了瓶装厂的废水处理车间遇到的许多水质问题。整个解决方案每年为瓶装厂节省数十万美元，包括昂贵的化学品开支、废水运输费用、违规罚款等。系统也更加容易操作，污染事故不再会造成违反允许要求的情况。具有可靠的在线分析性能的MBR系统所能提供的结果远非传统系统可比，这就是为什么近年来MBR的名声大噪。2000年时工业型MBR的安装量占全部商用MBR安装量的约27%。1参考文献1. Brindle, K., Jefferson, B., Judd, S., 和Stephenson, T., 污水应用的膜生物反应器◆ ◆ ◆联系我们，了解更多！

2010年3月19日，由河北先河公司承担的“十一五”国家科技支撑计划课题《监测检测专用仪器产业化示范—水质自动在线连续自动监测仪》项目验收会在公司隆重召开。 　　项目验收会由国家质检总局科技司侯玲林副司长主持，科技部条件与财务司马晋并处长、国家质检总局科技司科研管理处姚泽华副处长及项目管理办公室、河北省科技厅、河北省质量技术监督局、石家庄市科技局、石家庄市高新区经科局等领导出席了本次会议。验收专家组由中国分析仪器学会闫成德理事长、国家科技基础条件平台中心张渝英研究员、中国环境监测总站齐文启研究员/博导等11位专家组成。先河公司董事长、总裁李玉国、技术副总裁范朝、课题参加单位代表及有关项目负责人、主要成员参加了验收会。 　　验收专家组认真听取了课题负责人的评估报告、技术研究报告、财务验收评估报告，测试专家组的技术测试报告，并进行了质疑，实际考察了生产线，审阅了有关验收资料。经过认真讨论，专家组一致认为该项目符合十一五”国家科技支撑计划课题验收要求，达到了预期的考核指标，针对我国地表水质情况快速检测监测的需求，进行了多项创新，并已形成了相关仪器的产业化，产品在多个水源地和河流进行了实际应用，效果良好，一致同意该课题通过验收。 　　本课题主要采用“光电催化法COD在线检测技术”、“微生物膜法BOD在线检测技术”、“紫外吸收法微型水质在线检测技术”和“紫外荧光法微型水质在线检测技术”等多种新技术，并结合光纤传输技术、GSM、GPRS通讯技术、水质数据专家分析系统，研制成功了多参数的一体化投入式水质在线快速监测仪器及系统并实现了产业化，适用于河流、湖泊、水库、城市污水、自来水供水管网等多种水体，可实现各种水体水质的布点快速自动监测或长距离、大面积巡航快速监测。

2022 fifa world cupmicrotox ctmmodern water 与 avanceonmodern water 于近期和卡塔尔当地供水机构达成协议，将为 2022 fifa 世界杯场馆所在区域的综合供水系统提供超过20台的 microtox ctm 在线生物毒性监测仪，并将集成至当地供水监管机构的中央控制中心，以保证在世界杯期间的供水安全。该项目 modern water 将会和当地合作伙伴 avanceon 一同完成，avanceon 在水质监测领域提供先进的自动化解决方案。modern water microtox® ctm 在线毒性监测仪是一种即时的、连续的利用费氏弧菌（v.fischeri）作为生物传感器检测水源或排放水急性毒性的设备，可以在监测现场用作生物预警系统（bews），用于监测站点的在线连续监测，并可显示这些化合物对水体的综合污染状况，提供快速的早期预警，使相关机构对污染能够及时做出反应和控制，以避免严重后果。，时长02:03

p 　　“这就是我们的新武器。”记者近日跟随江苏省无锡市环境监测中心站书记、副站长张虎军来到太湖新城尚贤河水质自动监测站，“这是BOD在线分析仪，目前只有无锡太湖新城尚贤河和梁塘河水质自动监测站用上了这个新武器。” /p p 　　截至目前，无锡太湖新城尚贤河和梁塘河水质自动监测站BOD在线分析仪已连续、稳定运行超过16个月，提供监测数据超4000余组，起到了良好的应用示范效应。 /p p 　　近些年，快速BOD分析方法推陈出新，但至今BOD在线分析仪在水质监测领域的应用尚为罕见。此次使用的BOD在线分析仪以水源微生物原位培养构建微生物膜反应器，水样从采集预处理到给出分析结果全过程只需40分钟，且分析周期内不消耗化学试剂，不会对环境造成二次污染，相比于传统实验室BOD5法而言是一种既高效又环保的在线评价水质有机物耗氧的分析方法。 /p p 　　据了解，无锡市环境监测中心站依托国家“十二五”水专项“太湖新城湖滨流域水质改善与生态修复综合示范”课题，对中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室科研成果“BOD在线分析仪”进行了转化，并分别在无锡太湖新城的尚贤河和梁塘河水质自动监控系统中配套使用。 /p p 　　据公开资料显示，此款仪器采用具有良好生物相容性、稳定性高的有机-无机杂化材料包埋活性污泥混合菌、BODseed混合菌等相对组分固定的微生物，及按一定方式混合搭配单株培养的纯种微生物，或进行水源地微生物的现场培养，寻求最佳方案用于快速BOD检测。 /p

照生有限公司2011年隆重推出美国RTA（Real-time Analyzers）公司的RamanPro™ 拉曼光谱生物柴油生产在线分析监测系统。 生物柴油（Biodiesel）是用未加工过的或者使用过的植物油以及动物脂肪通过不同的化学反应制备出来的一种被认为是环保的生物质燃料。这种生物燃料可以像柴油一样使用。生物柴油一般不是直接作为燃料使用；而是与普通柴油混合使用。一个公认的经验值是调和20%生物柴油 (B20)。生物柴油另一个环保优势，是其可降低引擎废气排放。生物柴油几乎沒有含硫化物，排放的废气自然也沒有硫化物。一般认为，生物柴油的优点在于可以减少一氧化碳等废物的排放量，而且运输也比普通柴油安全。此外，研究发现，生物柴油的润滑性能很高。 生物柴油最普遍的制备方法是酯交换反应。由植物油和脂肪中占主要成分的甘油三酯与醇（一般是甲醇）在催化剂存在下反应，生成脂肪酸酯。脂肪酸酯的物理和化学性质与柴油非常相近甚至更好。 但是，由于生产生物柴油的原料种类和组成的多样性，因此特别期待一种有效的化学反应监测方法以进行生产过程的优化，提高生物柴油的产率。 目前，生物柴油的生产中测定这些参数，普遍通过取样，然后在实验室使用色谱法或者光谱法进行离线测量。这样离线分析方法不能根据原料中有效成分的变化，及时调整工艺条件，如调整辅助反应剂浓度，催化剂加载量或者调整反应温度等。 RamanPro™ 工业在线分析系统可以实时监测反应器中的原料浓度，如甘油三酯，以及监测甲醇和KOH的比率浓度，和反应副产物甘油。该分析系统还可以同时监测反应剂流速和反应釜温度。而所有这些参数对于生产的控制和优化都极有价值。 RamanPro™ 还可以应用于最终的燃油调合实时监控，测量精度可以轻松控制在1%以内。 相对于其他分析方法和色散拉曼光谱法，RamanPro™ 所采用的傅立叶拉曼光谱法具有分析速度快，无需样品制备，不破坏样品，与光程无关，可以测定任何化学物质，无荧光干扰，X-轴永久稳定等优势。 美国RTA公司位于美国康州的米德尔敦（Middletown, Connecticut）高科技园区，周边有耶鲁大学（Yale），卫斯廉大学（Wesleyan University），和康州学院（Connecticut College）等美国著名高校，公司的主要研发人员由5名来自耶鲁大学和普度大学等著名高校的博士和教授所组成。RTA公司先后获得过2007年“R & D 100”大奖， 2009年康州企业质量改进奖（在包括AT&T等全球著名企业的在内的100名候选人中排名第二），2010年度“Frost & Sullivan”技术发明奖。

近年来，随着科学技术的不断发展，人类对海洋的探索和需求不断深入。而船舶是海上运输的主要工具，由于海上环境的复杂性，对船舶所用钢材的结构性能及耐腐蚀性的要求极高，不但要耐大气腐蚀、耐海水腐蚀，还要耐微生物腐蚀（microbially influenced corrosion，MIC）[1,2]。 1891年Garrett提出微生物腐蚀后，Gaines于1910年从埋设地下管线的腐蚀产物中提取出铁嘉氏杆菌，指出了细菌参与管道腐蚀的证据[3] 。荷兰学者Von Wlzoge K ü hr自1922年开始，做了大量关于硫酸盐还原菌SRB的研究工作，并于1934年提出了著名的阴极去极化理论，自此，科技界才开始关注微生物作用下的腐蚀。 腐蚀微生物主要是在自然界中参与硫、铁元素循环的菌类，包括好氧菌和厌氧菌。好氧菌有硫杆菌属，如氧化硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌和排硫杆菌等。它们分布于含硫的酸性矿水、土壤及海洋淤泥中，通过氧化元素硫和还原性硫化物，产生硫酸而腐蚀金属、混凝土构件等。厌氧菌主要是硫酸盐还原菌（SRB），广泛分布于pH6～9的土壤、淡水、海水、淤泥中。微生物腐蚀常给地下管线、海底电缆、工业注水系统等工业设施带来严重危害，造成经济上的损失。 图1 管线钢的微生物腐蚀 微生物腐蚀都是电化学过程，要对所得的电化学数据和腐蚀机制作出合理的解释，必须借助于表面分析技术。在微生物腐蚀的研究中，常用的表面分析技术有：环境扫描电镜（ESEM）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱（EDS）、俄歇电子能谱（AES）、X射线光电子能谱（XPS）等。本文对微生物腐蚀的样品制备及检测进行了简要介绍。 图2 微生物样品的制备方法 扫描电镜可以观察生物样品的种类繁多，特异性很大，制备的方法不可能完全相同，对于含水较多的样品通常可采用如上方法。 本文所用到的样品制样过程如下：1、钢铁样品在含有SRB的培养基中培养数日；2、浸入含有缓蚀剂的酸洗溶液中去除样品观察表面的腐蚀产物及杂质；3、在2%的戊二醛溶液中浸泡1h；4、分别用25%、50%、75%、100%的乙醇溶液进行脱水，脱水时间各15min；5、样品在空气中干燥。 图3扫描电镜下的硫酸盐还原菌（SRB） 离子溅射仪镀膜后放入赛默飞场发射扫描电子显微镜Apreo 2S内进行检测。如图3所示，在SEM下可清晰观察到SRB在样品表面的附着状态，研究人员往往可通过SRB的附着数量、附着位置及附近的腐蚀情况等进一步研究。 注：SEM/EDS 由于在高真空下进行测试 ,需要对试样进行固定、脱水和喷导电涂层，试样制备过程较复杂，会破坏生物膜的结构，因此，SEM形成的图象具有一定的误差，在分析实验结果时应考虑到这一点。 参考文献1. 安闻迅. 船用钢海水腐蚀与检测研究。2. 陈鸿海. 金属腐蚀学。3. 凌云, 陈志刚. 材料的微生物腐蚀研究与进展。

2020年11月，哈尔滨工业大学城市水资源与环境国家重点实验室邢德峰教授团队应用辰英核心产品——拉曼单细胞分选仪HOOKE PRECI SCS-R300，在期刊《Science of the Total Environment》上发表文章“Mini-metagenome analysis of psychrophilic electroactive biofilms based on single cell sorting”。相关文章链接一、研究背景微生物群落的活性对生物电化学系统（BES）中的细胞外电子转移（EET）过程具有重要影响，而了解这些复杂的微生物代谢相互作用是一个巨大的挑战。温度是影响细菌活性和胞外电子转移效率的主要环境因素之一。嗜冷电活性细菌的代谢功能对于研究低温（4-15℃）下细胞外电子转移（EET）机制具有重要意义。本研究采用拉曼细胞分选耦合高通量测序技术，准确获得嗜冷细菌群落的基因信息。首次通过拉曼光谱聚类分析，精准识别出杆菌属目标类群，并通过mini-metagenome测序分析，获知生物膜群落中膜运输功能基因ftsEX的相对丰度较高，说明其对低温的适应有助于电活性细菌在低温下生存；基础代谢如柠檬酸循环和糖酵解途径为胞外电子转移过程提供电子，高丰度铁(iii)转运系统基因的鉴定表明它们存在于电子转移过程的主动代谢反应中，细胞色素c（coxA和cox1）可能参与胞外电子转移。本研究揭示了嗜冷地杆菌在低温下具有细胞色素c介导的有效EET。二、实验设计mini-metagenome具有单细胞分辨率、低复杂度和高通量等优点，非常适合环境样本。在本研究中，作者通过单细胞拉曼分选获得了嗜冷微生物Geobacter，通过MDA扩增获得mini-metagenome。通过结合SCS和宏基因组测序，进而对嗜冷EABs的代谢功能有了更深入的了解。三、结果与讨论1. 单细胞分选和分类鉴定嗜冷微生物燃料电池（MFC）的电压持续时间曲线如图1A所示，峰值电压达到0.419~0.448 V。对运行至300天的嗜冷MFC中的微生物群落进行了基于16S rRNA基因的扩增子高通量测序，分析了嗜冷阳极生物膜的细菌群落结构。分析表明，大多数优势种群属于地杆菌属 Geobacter（相对丰度为68.29％）（图1B）。Fig.1 嗜冷MFC的电压持续时间曲线（A）和原始生物膜的群落结构（B）。结合拉曼光谱对35个具有短杆状形态的细菌细胞进行了检测，并通过依照其拉曼图谱进行的聚类分析将它们分为3个聚类组别（图2A和B）。单细胞拉曼分选后，目标菌从分选芯片上调入接收器中，其他菌保持不变(图2C和D)。Fig.2 基于拉曼光谱的嗜冷微生物单细胞聚类分析。不同簇的拉曼光谱(A)和聚类分析图(B)，分选前(C)和分选后(D)。分离菌成功获得基因组DNA，并通过16S rRNA基因扩增验证(图3)。Fig.3 分选细胞的基因组扩增(A)和PCR验证(B)。通过16S rRNA基因测序确定了mini-metagenome（聚类组别）的群落组成。从三个拉曼聚类组别样本中获得了超过100,000个高质量的16S rRNA基因有效reads。 Chao1以及Shannon和Simpson多样性指数表明，Cluster2的丰富度和物种均匀度比其他簇最低（Table 1）。Table 1. 16S rRNA基因测序分析不同类群的群落多样性在纲水平上确定的主要菌群是Cluster1中的Alphaproteobacteria（94.41％）和Cluster2中的Deltaproteobacteria（99.97％），而在Cluster3中，GammaProteobacteria（53.16％）和Deltaproteobacteria（46.56％）占主导地位（图4A）。此外，在属水平上，不同簇之间的微生物群落组成存在实质性差异（图4B和C）。在Cluster1和Cluster2中，主要属为Sphingomonae（94.41％）和Geobacter（99.97％），而在Cluster3中，Geobacter（46.56％）和Polaromonas（44.25％）是两种主导菌属。在Cluster1和Cluster3中，本研究感兴趣的Geobacter的相对丰度分别为5.43%和46.56%。这些结果表明，Cluster2是目标细菌的准确选择，因为Geobacter的相对丰度为99.97％。随后，对Cluster2进行了宏基因组测序，以生成微型宏基因组，以研究嗜冷细菌的潜在代谢活性。Fig.4 （A）和（B）不同簇的微生物群落结构，基于OTU（C）的PCA和基于微型宏基因组（D）中代表性回收细菌的基于16S rRNA基因的系统树。2. 嗜冷微生物的mini-metagenome分析基于16S rRNA基因的系统发育研究表明，基于单细胞分选回收得到的mini-metagenome与Geobacter thiogenes 和 Geobacter lovleyi的基因组相似(图4D)。 与KEGG数据库匹配的mini-metagenome序列显示了嗜冷细菌的代谢网络和功能的概述。这表明，膜运输（membrane transport）功能在mini-metagenome中占主导地位(图5A)。Fig.5 mini-metagenome中KEGG注释基因的数量(A)和特定基因的相对丰度(B)。此外，有大量的基因参与细胞运动（cell motility）、信号转导（signal transduction）、转运（translation）和碳水化合物代谢（carbohydrate metabolism），也有很多占比的未知功能基因。为了进一步表征嗜冷EAB的潜在代谢途径，列举了一些重要代谢途径(翻译、膜运输、电子转移和能量代谢物)的功能基因(图5B)。其中，与膜转运相关的基因afuAB和ftsEX的丰度相对较高(12%)。其他相对丰度较高的基因序列包括核糖体蛋白编码基因rpsDEKM(0.33%)和rplFTOQR(2.10%)，编码cox1的细胞色素c氧化酶亚基1(1.36%)，柠檬酸循环(TCA循环)或与糖酵解相关的korABD (0.51%) icd(0.50%)和pckA(1.31%)。此外，鞭毛蛋白(fliEOZ)、电子转移黄蛋白β亚基(fixA)和细胞色素c氧化酶亚基I (coxA)相关基因的相对丰度也较低。四、结论采用单细胞分选、层次聚类分析和群落结构高通量测序、宏基因组测序相结合的方法，深入研究了嗜冷EAB的代谢功能。成功地表征了地杆菌属Geobacter的生理信息和胞外电子传递的潜在代谢途径，并实现了准确的分离。mini-metagenome表现出嗜冷MFC群落结构对低温的适应和对电位电子转移过程的主动代谢反应。细胞色素c等关键基因在低温嗜冷EAB的EET中起重要作用。文章中提到的相关仪器：辰英科仪自主研制的单细胞分选仪PRECI SCS具有独特的可视化分选功能，所见即所得，精准实现目标细胞的逐一分离。采用独特的激光与物质相互作用原理，对于复杂生物样本中形态各异的细胞，可实现非标记状态下的精准分离。对于百纳米级的单个微生物细胞也同样适用。单细胞分选仪HOOKE PRECI SCSPRECI SCS具有可视化、精准、广泛适用等特点。分选过程不依赖标记，可与形态、拉曼、荧光等多种识别方式结合，多种机型可选，满足不同应用需求。搭载潜心研制的HOOKE IntP智能软件，实现单细胞图像智能识别、一键自动分选、全自动细胞获取等。设备操作流程简易，为单细胞测序、未培养微生物开发、工程细胞筛选、细胞图谱绘制等研究提供完美解决方案，助力前沿科学研究。拉曼单细胞分选仪HOOKE PRECI SCS-R300PRECI SCS具有可视化、精准、广泛适用等特点。分选过程不依赖标记，可与形态、拉曼、荧光等多种识别方式结合，多种机型可选，满足不同应用需求。搭载潜心研制的HOOKE IntP智能软件，实现单细胞图像智能识别、一键自动分选、全自动细胞获取等。设备操作流程简易，为单细胞测序、未培养微生物开发、工程细胞筛选、细胞图谱绘制等研究提供完美解决方案，助力前沿科学研究。

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

题目： 无需制胶、无需转膜的新一代Simple Western技术 &mdash 用于鉴定新的生物标志物， 评估临床试验的疗效，分析药物的作用通路 日期：2013年09月26日，周四 时 间：北京时间23:00 讲座摘要： Western blot堪称蛋白质研究中的经典方法，30年来其操作步骤几乎没变过，依然是跑胶-转膜-封闭-孵育-检测。Western blot存在重复性差、实验耗时长、无法准确定量等问题。 在本次Nature杂志举办的网络直播中，White博士将与我们分享他在干燥综合症（Sjogern&rsquo s Syndrome）新诊断方法研究中的最近工作&mdash &mdash 通过无需制胶，无需转膜的新一代western blot技术自动化地进行蛋白质分离和检测，定量分析这种疾病中的某些蛋白质的翻译后修饰。此外，White博士将探讨这种新一代Wester技术，即Simple Western，在鉴定新的生物标志物和分析药物作用通路方面的应用。 专家介绍： 演讲人：Patricia Whaley, Ph.D Patricia在德州农工大学（Texas A&M University）获得动物科学和生殖生物学的博士学位，她在博士论文是参与下丘脑内侧基底部促性腺激素释放激素（LHRH）释放的细胞信号转导通路。博士毕业后，她在生物技术行业工作近20年，担任过技术支持和市场专员。如今她是ProteinSimple公司的产品经理，负责Simple Western产品线。 演讲人：Thayer White, Ph.D Thayer是SBH Diagnostics公司的CEO和CSO。Thayer在华盛顿大学公共卫生学院获得博士学位，并在肿瘤生物技术/药学研究和新药开发领域工作25多年。此前，他曾先后在福瑞德哈金森肿瘤研究中心（Fred Hutchinson Cancer Research Center），生物膜研究所（The Biomembrane Research Institute），细胞治疗有限公司（Cell Therapeutics Inc）工作。Thayer曾出任ZymeQuest公司的研究和开发副总裁，负责免疫学检测方法的开发和翻译后修饰生物化学，他还曾出任GlycoZym美国有限公司的CEO，负责开发肿瘤诊断方法&mdash &mdash 利用自身抗体检测异常的翻译后修饰蛋白。 主持人：Jillian Adie, Ph.D Jill在苏格兰的爱丁堡大学获得结构生物学和药物设计博士。她的博士论文是设计并分析类固醇转化酶11&beta HSD1的抑制物。Jill从2011年起担任MSC（Macmillan Scientific Communications）的科学通讯产品经理，此前她曾是临床试验的项目经理。 美国ProteinSimple公司 总部位于美国硅谷，致力于发展先进的蛋白质分析技术，是居世界领先地位的专业公司之一。2009年ProteinSimple公司收购Alpha Innotech。Alpha在凝胶成像领域处于领先地位，是高端多色荧光和化学发光技术的全球领导者。 2011年ProteinSimple公司推出划时代的的全自动Simple Western技术，无需制胶无需转膜，无需人工干预，一键完成Western实验。 品质铸就品牌，相信ProteinSimple能为越来越多的中国和全球用户提供一流品质的蛋白分析仪器和良好的技术服务。 更多信息请访问www.proteinsimple.com.cn 或致电 4000-863-973

EZ7300 ATP（三磷酸腺苷）在线分析仪在发电厂对优化杀菌剂加药方案的应用哈希公司哈希EZ7300 ATP（三磷酸腺苷）在线分析仪是一个全自动化的微生物检测系统，符合国际认可的ASTM D4012-81标准方法。传统的用于评估饮用水和工业用水中的细菌安全的方法由于采样频率、菌种筛选和操作不当、污染等限制，通常需要较长的反应时间。等到分析结果出来了，水已经被使用了。哈希为现有的检测方法提供了一个替代方案。哈希EZ7300 ATP（三磷酸腺苷）在线分析仪使用生物荧光法来测量ATP的含量，从而获得快速且准确的结果。该在线分析仪可以自动进行采样、分析和数据处理，可在0-250 ng/mL ATP (或者 0-500 pM ATP)的范围内快速对水中微生物负荷进行反馈。影响电厂冷却塔杀菌剂投加方案的主要因素有两个。首先，是排放许可证的要求，会对投加药剂的速度或时间有要求，第二，需要根据水中的微生物负荷来制定投加药剂的方案，且该方案会根据水的来源和是否需要循环利用而不同。印第安纳州一个发电厂的操作员需要实时信息来优化杀菌剂加药方案。操作员需要这些数据来确定否间歇加药或连续加药（氯胺浓度较低）哪种加药方式更有效且更具成本效益。减少冷却水回路和冷却塔中的总微生物负荷，减少生物膜的形成以及大型冷却塔军团杆菌爆发的相关风险也是必要的。发电厂对哈希EZ7300 ATP（三磷酸腺苷）在线分析仪进行为期2个月的试验，清楚地证明了连续监测的优势，间歇使用杀菌剂的数据显示与不使用杀菌剂相比，间歇使用杀菌剂对ATP水平和微生物负荷有显著影响。在试验之后，工厂订购了一台仪表并对两路水流进行连续监测，从而优化杀菌剂的剂量并降低潜在风险。其姊妹电厂也订购了一台EZ7300用于监测供水系统的微生物负荷。END

一、纳米颗粒膜制备日前，由英国著名的薄膜沉积设备制造商Moorfield Nanotechnology公司生产的套纳米颗粒与磁控溅射综合系统在奥地利的莱奥本矿业大学Christian Mitterer教授课题组安装并交付使用。该设备由MiniLab125型磁控溅射系统与纳米颗粒溅射源共同组成，可以同时满足用户对普通薄膜和纳米颗粒膜制备的需求。集成了纳米颗粒源的MiniLab125磁控溅射系统 传统薄膜材料的研究专注于制备表面平整、质地致密、晶格缺陷少的薄膜，很多时候更是需要制备沿衬底外延生长的薄膜。然而随着研究的深入，不同的应用方向对薄膜的需求是截然不同。在表面催化、过滤等研究方向，需要超大比表面积的纳米薄膜。在这种情况下，纳米颗粒膜具有不可比拟的优势。而传统的磁控溅射在制备纯颗粒膜方面对于粒径尺寸，颗粒均匀性方面无法实现控制。气相沉积法、电弧放电法、水热合成法等在适用性、操作便捷性、与传统样品处理的兼容性等方面不友好。在此情况下，Moorfield Nanotechnology推出了与传统磁控溅射和真空设备兼容的纳米颗粒制备系统。不同条件制备的颗粒粒径分布（厂家测试数据）不同颗粒密度样品（厂家测试数据）纳米颗粒制备技术特点：▪ 纳米颗粒的大小1 nm-20 nm可调；▪ 多可达3重金属，可共沉积，可制备纯/合金颗粒；▪ 材料范围广泛，包括Au、Ag、Cu、Pt、Ir、Ni、Ti、Zr等▪ 拥有通过控制气氛制造复合纳米粒子的可能性（类似于反应溅射）▪ 的纳米颗粒层厚度控制，从亚单层到三维纳米孔▪ 纳米颗粒结构——结晶或非晶、形状可控纳米颗粒膜的应用方向：▪ 生命科学和纳米医学： 癌症治疗、药物传输、抗菌、抗病毒、生物膜▪ 石墨烯研究方向：电子器件、能源、复合材料、传感器▪ 光电研究：光伏研究、光子俘获、表面增强拉曼▪ 催化：燃料电池、光催化、电化学、水/空气净化▪ 传感器：生物传感器、光学传感器、电学传感器、电化学传感器 二、无机无铅光伏材料下一代太阳能电池的大部分研究都与铅-卤化物钙钛矿混合材料有关。然而，人们正不断努力寻找具有类似或更好特性的替代化合物，想要消除铅对环境的影响，而迄今为止，这种化合物一直难以获得。因此寻找具有适当带隙范围的无铅材料是很重要的，如果将它们结合起来，就可以利用太阳光谱的不同波长进行发电。这将是提高未来太阳能电池效率降低成本的关键。近期，牛津大学的光电与光伏器件研究组的HenrySnaith教授与Benjamin Putland博士研究了具有A2BB’X6双钙钛矿结构的新型无机无铅光伏材料。经过计算该材料具有2 eV的带隙，可用做光伏电池的层吸光材料与传统Si基光伏材料很好的结合，使光电转换效率达到30%。与有机钙钛矿材料相比，无机钙钛矿材料具有结构稳定使用寿命更长的优势。而这种新材料的制备存在一个问题，由于前驱体组分的不溶性和复杂的结晶过程容易导致非目标性的晶体生长，因此难以通过传统的水溶液法制备均匀的薄膜。Benjamin Putland博士采用真空蒸发使这些问题得以解决。使用Moorfield Nanotechnology的高质量金属\有机物热蒸发系统，通过真空蒸发三种不同的前驱体，研究人员成功沉积制备出了所需要的薄膜。真空蒸发具有较高的控制水平和可扩展性，使得材料的工业化制备成为可能。所制备的薄膜在150℃退火后，XRD图。所制备的薄膜在150℃退火后，表面SEM图 三、Moorfield 薄膜制备与加工系统简介Moorfield Nanotechnology是英国材料科学领域高性能仪器研发公司，成立二十多年来专注于高质量的薄膜生长与加工技术，拥有雄厚的技术实力，推出的多种高性能设备受到科研与工业领域的广泛好评。高精度薄膜制备与加工系统 – MiniLab旗舰系列和nanoPVD台式系列是英国Moorfield Nanotechnology公司经过多年技术积累与改进的结晶。产品的定位是配置灵活、模块化设计的PVD系统，可用于高质量的科学研究和中试生产。设备的功能和特点：▪ 蒸发设备：热蒸发（金属）、低温热蒸发(有机物)、电子束蒸发▪ 磁控溅射：直流&射频溅射、共溅射、反应溅射▪ 兼容性：可与手套箱集成、满足特殊样品制备▪ 其他功能设备：二维材料软刻蚀、样品热处理▪ 设备的控制：触屏编程式全自动控制

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！

3月26日下午, 江南大学生物系统与生物加工工程研究室-岛津联合实验室签约仪式在江南大学生工学院隆重举行。江南大学校长陈坚院士、生物工程学院副院长刘龙教授、研究室主任李江华教授、周景文教授，岛津公司分析仪器事业部吴彤彬事业部长、华东大区营业经理张淳先生、分析测试仪器市场部吴国华经理、李佳萍经理以及岛津分析中心范军经理等嘉宾出席签约仪式。3月26日午后的江南大学一角江南大学是教育部直属、国家“211工程”重点建设高校，其生物系统与生物加工工程研究室始建于1985年，是国内最早从事生物转化过程优化研究的单位之一。研究室以国家需求和学科发展为导向、以解决关键技术问题从而推动产业进步为宗旨、以应用基础和工程技术研究为主要任务。岛津公司历史悠久，自1875年创业以来，秉承“以科学技术向社会做贡献” 的创业宗旨，以领先时代的科学技术，不断钻研与创新，为全球广大用户开发生产出大量优质产品并提供完善的售后服务体系，其分析仪器产品在国内外享有盛誉，在广大用户中也拥有良好口碑。双方本着战略需要、优势互补的原则，经友好协商，签订合作协议书，共同组建“生物系统与生物加工工程研究室—岛津合作实验室”(以下称合作实验室)，以期发挥双方优势力量、加强生物工程新技术及其分析方法等多个领域进行合作与技术开发。合作实验室签约仪式现场传真 签约仪式由江南大学周景文教授主持。实验室主任李江华教授率先致欢迎辞，为合作实验室的成立献上了热情的祝福。他在致辞中回顾了江南大学生物系统与生物加工工程研究室多年来所取得的卓越的科研成就，并特别强调江南大学的教育理念与岛津公司的经营理念的内涵非常一致，期待通过双方的合作推动师生使用仪器水平的提升，更好地服务于科研工作，共同促进生物工程新技术及其分析方法的创新。随后，岛津公司吴彤彬事业部长致辞，对合作实验室的成立表示了衷心的祝贺。他在致辞中高度评价江南大学生物系统与生物加工工程研究室为我国的发酵工业做出了杰出贡献。他还在致辞中谈到岛津公司从用户最为关心的热点问题入手，与中国各行各业开展了广泛而升入的合作，结合岛津先进分析技术提供有针对性的解决方案。他在致辞的最后强调本次合作实验室的建立是双方深化合作的开端，期待在双方的共同努力下不断提升合作的深度与广度并结出丰硕成果。江南大学周景文教授主持签约仪式 实验室主任李江华教授致欢迎辞岛津公司吴彤彬事业部长致辞致辞结束后，李江华主任与吴彤彬事业部长分别在合作实验室协议书上签字。在出席仪式嘉宾们热烈的掌声中江南大学校长陈坚院士与吴彤彬事业部长共同为合作实验室揭牌。合作实验室扬帆启程，双方的合作迈向了新的高度。李江华主任与吴彤彬事业部长签订合作实验室协议书江南大学校长陈坚院士岛津公司与吴彤彬事业部长为合作实验室揭牌签约仪式结束后举办了小型学术报告会。首先，岛津公司分析测试仪器市场部张歆媛女士做题为《细胞培养上清液成分分析方案》的报告。她在报告中指出。细胞培养基上清液分析工具突破传统细胞培养监测的手段，可以在17分钟内同时检测细胞培养上清液中的超过95种细胞培养基成分和代谢产物。岛津可以提供基于LCMSMS、GCMSMS以及ICPMS平台的细胞外环境和细胞内环境的代谢流分析，精准解读生物发酵转化培养过程，助力从高端科学研究到大规模发酵应用。岛津公司分析测试仪器市场部张歆媛女士做报告岛津公司分析测试仪器市场部宋巍先生做题为《岛津GCMS/GCMSMS数据库及代谢物分析解决方案》的报告。他在报告中指出，岛津GCMS,GCMSMS定制分析系统为检测和科研用户提供专属性解决方案，定制分析系统含GCMS，GCMSMS主机，专用数据库（Smart SIM，Smart MRM）和前处理相关耗材，形成整体解决方案。通过使用专用数据库（Smart SIM，Smart MRM），实现无需标准品，快速创建仪器方法，并实现定性和半定量分析。岛津Smart MRM 数据库（代谢物版）包含651个生物体代谢物衍生体（尿液 、血清、细胞），是业界唯一的商用GCMSMS MRM代谢物数据库；融合Smart MRM功能，自动创建最佳仪器方法。岛津公司分析测试仪器市场部宋巍先生做报告岛津公司分析测试仪器市场部吴国华经理做题为《在线细胞培养液分析细胞微流控芯片-质谱联用方案》的报告。他在报告中所介绍的细胞微流控芯片-质谱联用技术，是岛津公司和清华大学共同开发的新技术，利用微流控芯片和质谱联用，进行细胞代谢物质研究的新方法。适用于细胞培养、药学、环境、营养物质、疾病诊断等领域。该技术提升了分析操作的自动化、减少消耗，在线监测使研究数据“量”“质”双双提高。岛津公司分析测试仪器市场部吴国华经理做报告嘉宾参观合作实验室，深入探讨未来合作项目 参加签字仪式的嘉宾合影留念关于岛津 岛津企业管理（中国）有限公司是（株）岛津制作所于1999年100%出资，在中国设立的现地法人公司，在中国全境拥有13个分公司，事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心，并拥有覆盖全国30个省的销售代理商网络以及60多个技术服务站，已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以“为了人类和地球的健康”为经营理念，始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务，为中国社会的进步贡献力量。

——赛默飞与中国科学院系统生物学重点实验室签订全球科研合作伙伴协议2014年1月20日，上海 —— 科学服务领域的世界领导者赛默飞世尔科技（以下简称：赛默飞）于1月16日宣布与中国科学院系统生物学重点实验室签订了全球科研合作伙伴协议，就“糖尿病诊治相关血浆蛋白质组学”项目进行长期的合作与研究。 “全球科研合作伙伴” 授权牌揭牌仪式 此项目针对糖尿病等代谢性疾病研究，赛默飞将为中国科学院系统生物学重点实验室提供蛋白质组学领域的专业质谱试剂和仪器，协助其进行蛋白质的分离和分析。同时，依托中国科学院系统生物学重点实验室在蛋白质组学研究方面的科研成果，双方将携手分析蛋白质动态行为；揭示糖尿病及其慢性并发症的发病机制以及糖尿病药物疗效；发现新的蛋白质标志物或者药物靶点，为糖尿病及其慢性并发症研究提供新思路。 “赛默飞是科学服务领域的世界领导者，始终致力于推动全球范围内的科学发展,”赛默飞分析技术集团首席科学官良科灵（Klaus Lindpaintner）在签约仪式上表示，“近年来，蛋白质组学已成为人们研究糖尿病发生发展的重要方法。我们始终密切关注蛋白质组学的动态与发展，并积极为蛋白质组学研究提供全球领先的整体解决方案。此次合作，赛默飞将协助中科院系统生物学重点实验室建立糖尿病诊治相关血浆蛋白质组学技术平台，帮助实现糖尿病相关系统生物学研究的进一步完善与发展。” 中科院系统生物学重点实验室副主任曾嵘研究员表示，“中国科学院系统生物学重点实验室是我国重要的系统生物学研究基地，受益于赛默飞的鼎力支持和大力协助，我们必定会加快在代谢性疾病相关领域的研发进程，加深人们对糖尿病等代谢性疾病机制的认识。当然我们也希望此次的合作可以为未来的糖尿病临床诊治提供更多的研究基础。” 赛默飞&中科院生物细胞所人员合影 赛默飞全球科研合作伙伴项目计划在全球范围内多个国家和地区实施，目前在中国已经全面启动，每年将会为签订此项项目的科学家或机构提供25000美元的项目基金。 关于赛默飞世尔科技赛默飞世尔科技（纽约证交所代码： TMO）是科学服务领域的世界领导者。我们的使命是帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年销售额130亿美元，员工约39,000人。主要客户类型包括：医药和生物技术公司、医院和临床诊断实验室、大学、科研院所和政府机构，以及环境与过程控制行业。借助于Thermo Scientific、Fisher Scientific和Unity? Lab Services三个首要品牌，我们将创新技术、便捷采购方案和实验室运营管理的整体解决方案相结合，为客户、股东和员工创造价值。我们的产品和服务帮助客户解决在分析领域所遇到的复杂问题与挑战，促进医疗诊断发展、提高实验室生产力。欲了解更多信息，请浏览公司网站：www.thermofisher.com 关于赛默飞世尔科技中国赛默飞世尔科技进入中国发展已有30多年，在中国的总部设于上海，并在北京、广州、香港、台湾、成都、沈阳、西安、南京、武汉等地设立了分公司，员工人数超过2500名。我们的产品主要包括分析仪器、实验室设备、试剂、耗材和软件等，提供实验室综合解决方案，为各行各业的客户服务。为了满足中国市场的需求，现有5家工厂分别在上海、北京和苏州运营。我们在北京和上海共设立了5个应用开发中心，将世界级的前沿技术和产品带给国内客户，并提供应用开发与培训等多项服务；位于上海的中国创新中心结合国内市场的需求和国外先进技术，研发适合中国的技术和产品；我们拥有遍布全国的维修服务网点和特别成立的中国技术培训团队，在全国有超过400 名经过培训认证的、具有专业资格的工程师提供售后服务。我们致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。欲了解更多信息，请登录网站 www.thermofisher.cn

p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/735cf0d8-fb76-4678-915f-0201f136b0e9.jpg" title=" image001.jpg" alt=" image001.jpg" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2020年11月，广东省微生物研究所许玫英与 a href=" http://www.gdim.cn/yjdwp/gjsbjrc/201708/t20170810_379484.html" target=" _blank" title=" 杨永刚研究员" 杨永刚 /a 研究员团队在期刊《Appl Environ Microbiol》上发表文章“Visualizing and isolating iron-reducing microorganisms at single cell level”，论文第一作者为助理研究员甘翠芬。该论文在线后被环境微生物学领域著名专家DR Lovley教授评为“One of the most exciting papers in microbial iron reduction of 2020 ” /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " i 原文链接： /i /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " i https://aem.asm.org/content/early/2020/11/02/AEM.02192-20.long /i /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 一、研究背景 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在自然环境中，铁还原是细菌胞外电子传递的主要形式之一。铁还原菌（FeRM）不仅在矿物和腐殖质的还原中起关键作用，而且还参与硫化合物和有机物的氧化。此外，FeRM在废水处理、生物修复和生物电化学系统等许多工程过程中至关重要。铁还原菌在系统发育上普遍存在，目前还没有合适的16S rRNA或基于功能基因的检测方法对其进行检测。本文章作者合成了一种对Fe sup 2+ /sup 具有高灵敏度和选择性的耗氧Fe sup 2+ /sup 特异性荧光化学探针（FSFC）。该FSFC可以从纯培养、不同细菌共培养或含沉积物样品中选择性地鉴定和定位活性FeRM。FSFC的荧光强度可以作为细菌培养物中Fe sup 2+ /sup 浓度的指标。与单细胞分选技术相结合，该探针可以帮助从丰富的沉积物群落中识别和分离FeRM。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 二、实验设计 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 首先作者设计合成了一种对Fe sup 2+ /sup 具有高灵敏性和选择性的特异性荧光探针（FSFC），FSFC能够定位和鉴定具有活性的FeRM，其荧光强度能够作为细菌培养物中Fe sup 2+ /sup 浓度指示。将FSFC荧光探针与单细胞分选技术结合，实现可视化识别和分选铁还原菌。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 三、结果与讨论 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1. FSFC的灵敏度、选择性和稳定性 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 由于碲原子对萘二甲酰亚胺荧光团的重原子作用，在没有Fe sup 2+ /sup 的情况下，FSFC是非荧光的，Fe sup 2+ /sup 可以触发FSFC的脱氢反应并引起强烈的荧光，研究表明不同浓度Fe sup + /sup 对FSFC荧光强度具有影响，并且荧光强度与Fe sup 2+ /sup 浓度呈现线性关系，因此，对于大多数环境和实验样品，FSFC可以作为Fe sup 2+ /sup 或铁还原菌的指示剂。接下来作者验证FSFC的选择性，实际环境中其他金属离子可能会影响FSFC对Fe sup 2+ /sup 的荧光影响，通过实验表明所有被测金属分别对FSFC没有显著的影响效应。并且稳定性测试实验表明FSFC在5h内保持较好的稳定性，优于经典的邻菲罗啉法。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/be4d5bbf-7af1-42ff-86a2-520b7327e82c.jpg" title=" image002.jpg" alt=" image002.jpg" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " Fig.1 FSFC对Fe sup 2+ /sup 溶液中的灵敏度、选择性和稳定性。(A) FSFC荧光光谱对不同浓度Fe sup 2+ /sup 的响应。(B) Fe sup 2+ /sup 浓度与荧光强度FI的关系为对数关系。(C) FSFC对Fe sup 2+ /sup 的选择性测试。(D) FSFC与传统邻菲罗啉法的相对稳定性。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 2. 活性FeRM还原可溶性和固态Fe3+的荧光成像。 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 前人的研究已经广泛证实了Shewanella和Geobacter的还铁能力。此外，有报道称，在用FeRM法还原铁的过程中，磷酸亚铁和碳酸亚铁在细胞表面聚集。实验结果表明与非铁还原菌相比S12和MR-1细菌表面的Fe2+浓度高很多。使用S. decolorationis S12、S. oneidensis MR-1、G. sulfurreducens PCA三种模式铁还原菌进行可溶性柠檬酸铁还原时发现细胞荧光强度与二价铁浓度呈良好的线性关系（图2 A-E, G）。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " Fe在自然界中主要以固体的形式存在，本研究发现上述模式菌在还原无定形水铁矿的过程中的Fe sup 2+ /sup 浓度也与荧光强度呈一致性变化趋势。值得关注的是，在用于Geobacter无定形铁还原测试时，仅有接触铁颗粒的细胞呈现荧光，而未接触铁颗粒的细胞几乎无荧光（图2F），与该菌依赖直接接触的铁还原方式一致，表明FSFC具有判断细菌细胞是否正在进行铁还原的能力。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/noimg/6d579aca-b93d-4be4-9643-9d99c0370c93.gif" title=" image003.gif" alt=" image003.gif" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " Fig.2 FSFC在氧、可溶性Fe sup 3+ /sup 或固态Fe sup 3+ /sup 为电子受体的情况下对菌株PCA的荧光响应。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 3. 评价不同细菌的铁还原能力。 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 除铁还原能力外，不同属细菌通常具有不同的形状、表面性质和代谢物，这些都可能影响FSFC的荧光。为了进一步分析FSFC的选择性，我们使用FSFC对5个盲菌标本进行了检测。从沉积物中分离出五种还原铁性能未知的细菌。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 实验表明，与预期的结果一样， S12和 MR-1显示荧光，阴性对照无荧光。在5个盲样细菌中，只有P. motobuensis Iβ12有荧光，但FI低于S12。其余细菌均无荧光(图4A-G)，所以不同细菌的贴还原能力差异较大，且FSFC探针对不同菌的评价结果与经典邻菲罗啉法一致。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/b5d8b25b-3456-4565-bb50-22cc2784bada.jpg" title=" image004.jpg" alt=" image004.jpg" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp span style=" text-indent: 2em " Fig.4 /span span style=" text-indent: 2em " ： /span span style=" text-indent: 2em " FSFC /span span style=" text-indent: 2em " 对含有柠檬酸铁的不同细菌培养物的荧光图像。 /span span style=" text-indent: 2em " & nbsp (A) /span span style=" text-indent: 2em " Ciceribacter /span span style=" text-indent: 2em " sp. F217, (B) /span span style=" text-indent: 2em " S. hydrophobicum /span span style=" text-indent: 2em " C1, (C) /span span style=" text-indent: 2em " Bacillus /span span style=" text-indent: 2em " Iβ8, (D) /span span style=" text-indent: 2em " L. varians /span span style=" text-indent: 2em " GY32, (E) /span span style=" text-indent: 2em " P. motobuensis /span span style=" text-indent: 2em " Iβ12, (F) /span span style=" text-indent: 2em " S. decolorationis /span span style=" text-indent: 2em " S12, (G) /span span style=" text-indent: 2em " 基于邻菲罗啉法的不同菌株的铁还原测定。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 4. FeRM与其他细菌共培养 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " FeRM和与其他功能的细菌共培养是了解FeRM与其他细菌之间相互作用的重要方法。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 为了测试FSFC是否可以在共培养系统中鉴定出FeRM，作者使用乳酸作为电子供体共培养了丝状非FeRM 菌株GY32和杆状菌株S12。如图5A所示，杆状菌株S12显示出强荧光，而丝状细菌GY32在相同的铁还原培养物中没有荧光。可以看出，FSFC可以选择性地选择微生物样品中的FeRM。为了评价FSFC在更复杂环境下的可行性，用FSFC在含柠檬酸铁的灭菌底泥中共培养GY32和S12。图5C显示在没有共培养的沉积物中，只有少数颗粒显示荧光，这可能是由于这些沉积物颗粒上固有的Fe sup 2+ /sup 引起的，而没有细菌样颗粒显示出荧光。 结果表明，FSFC在沉积物中的背景荧光很小，沉积物中非活性微生物不能触发FSFC的荧光。 在共培养系统中，如图5D显示，S12表现出显著的荧光，而丝状细菌GY32没有荧光，表明FSFC在含沉积物的环境中可视化FeRM的可行性。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/3534320c-0a4f-426a-94e3-70939477874e.jpg" title=" image005.jpg" alt=" image005.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " Fig.5 S12和GY32共培养的荧光图像 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 5.可视化并从混合物中分离单细胞FeRM /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 除了可视化FeRM外，从多物种样品中分离FeRM对于了解铁相关的生物地球化学过程是一个普遍而重要的需要。作者结合FSFC和PI来标记富铁还原反应中的生物膜。CLSM显示，活跃的FeRM细胞主要位于生物膜的外层，而内层生物膜细胞活性较低，FSFC荧光较少，如图6A. 7个有荧光的单细胞和6个没有荧光的单细胞通过单细胞分选仪从沉积物富集的菌群中分离出来(图6)。其中有3个分离的荧光单细胞被成功培养，它们都可以使用醋酸盐作为电子供体来还原柠檬酸铁(图6G)，进一步证实了FSFC在FeRM分选中的可靠性。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/924c636f-7b10-41e0-8442-f58cacdcffd0.jpg" title=" image006.jpg" alt=" image006.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" text-indent: 2em " Fig.6 /span span style=" text-indent: 2em " 基于 /span span style=" text-indent: 2em " FSFC /span span style=" text-indent: 2em " 可视化单细胞分选铁还原菌。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 四、结论 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 这项研究报告了一种方法，该方法可以将FeRM可视化并从含有多物种甚至沉积物的细菌培养物中分离出来。FSFC对Fe sup 2+ /sup 具有很高的灵敏度，选择性和稳定性，并且在液体和沉积物环境中均具有低背景荧光。 在含有FeRM的纯培养物或共培养物中，FSFC可以选择性地观察活性FeRM。通过与单细胞分选技术相集成，可以从单细胞水平的样品中有效地获得目标FeRM。 这种新颖的方法可能是获得新的FeRM以及深入了解FeRM在不同环境中的生物地球化学作用的有力工具。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 辰英科仪自主研制的单细胞分选仪PRECI SCS具有独特的可视化分选功能，所见即所得，精准实现目标细胞的逐一分离。采用独特的激光与物质相互作用原理，对于复杂生物样本中形态各异的细胞，可实现非标记状态下的精准分离。对于百纳米级的单个微生物细胞也同样适用。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/c0eadba6-93d6-4b69-b71a-ae5f74d17143.jpg" title=" image007.jpg" alt=" image007.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " 单细胞分选仪HOOKE PRECI SCS /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " HOOKE S3000采用先进的三条纹转盘共聚焦成像技术，结合稳定的Z向超快速扫描平台，极大提高成像速度，满足细胞实时动态研究需求。设备采用LED面光源激发，光线均匀，光毒性及光漂白大大降低，适合连续观测。LED光源可应对全谱段检测应用，覆盖常见荧光染料的光谱范围。紧凑的新型共聚焦光路设计，可灵活耦合在多款显微镜上，满足不同应用需求。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/775a38a0-8b79-4a40-ae0b-435a76e039c2.jpg" title=" image008.jpg" alt=" image008.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " HOOKE S3000 /p p style=" text-indent: 0em " br/ /p

在国家积极推动科技成果应用转化的时代背景下，越来越多的科学家、科研人员走上了创新及成果转化之路。这不，清华大学的科学家们就来临安开展科技创新及成果转化了。今天，清华大学膜生物学国家重点实验室（简称膜国重）膜结构及人工智能生物学分室落地青山湖科技城，并举行揭牌仪式。膜生物学是研究什么的？膜生物学国家重点实验室主任、清华大学生命科学学院教授俞立给我们做了科普：身体疾病均因生物蛋白异常所致。膜生物学就是专门从事细胞膜蛋白的生物结构与功能研究的，然后研发出能修复变异蛋白的抗体或生物分子。当然，发现抗病分子只是科学研究走出的第“1”步。“因为也许这个分子有很强的毒副作用，需要对其进行不断地改良和驯化，才能用于治病。”俞立介绍，所以从发现生物分子到走向临床应用，再到商业化推广，还要走很多步，也许是“1-10”，甚至是“1-100”，这就是为什么一款新药从研发到上市要历经十多年时间。膜生物学实验室要做的就是发现和改良可以用来治病的分子，为新药研发提供基础研究。具体包括：药物靶点结构解析、膜蛋白结构助力药物研发、生物大分子的人工智能（AI）解析、高端显微成像等等。俞立介绍，膜国重分室将以生物膜结构与功能的重大科学问题为核心，开发包括新型成像装置在内的结构生物学、细胞生物学的膜生物学新技术系统和设备。青山湖科技城的冷冻电镜平台，将支持膜国重团队对重要膜蛋白及新型药物靶点进行高效率、大规模、高通量的结构解析及机制研究。同时，杭州已建成国内一流水平的AI和云算力平台，膜国重团队落地临安，将有利于应用AI进行重要膜蛋白结构解析与机制研究，建设生物结构数据库，为创新药物开发提供设施和大数据支持。未来，膜国重分室将建成国内领先的生物领域公共技术开放平台，为生命健康领域的设备创新和开发提供应用测试场景，同时，还将在人才引进及科研队伍建设、科技研发及成果推广、公共技术服务平台建设等方面展开深度合作，如吸引国内外高层次人才项目，开发科技成果在临安落地转化，与当地企业开展产学研合作等等。清华大学与青山湖科技城的合作始于2021年，那一年，清华大学成果转化项目水木未来全球冷冻电镜项目落地青山湖科技城。经过两年多的建设，目前，一期6台冷冻电镜设备已全部投运，已经服务了国内和全球数百家科研单位的医药企业，为创新药物研发提供了“重器”保障，为临安打造生命健康创新策源地提供了设施和人才支撑。正是基于这样的合作背景，去年开始，临安区与清华大学一直洽谈推进高能级平台合作事宜，并就膜生物学国家重点实验室在青山湖建立分室达成了一致。青山湖科技城党工委委员、管委会副主任王力表示，青山湖分室作为支持膜国重总室基础科研成果验证及转化的高能级载体，将有力地提升青山湖科技城整体创新能级，成为立足杭州、辐射全国的生命科学创新策源及科研成果转化的驱动引擎。未来，临安将依托清华大学顶尖的科创、人才资源，积极发展生命健康领域的新质生产力。建立国内首个存储结构生物学的数据库，打造国内领先的公共技术服务平台。通过开展“政产学研”合作，全力推动生命健康领域的科技成果概念验证和落地转化，推动高端冷冻电镜等膜生物领域相关设备研发制造及产业化。

自2010年3月至今，中国科学院城市环境研究院共发布五批仪器设备采购公告，采购各类仪器23台(套)。其中，第五批仪器采购公告为11月17日发布，尚处于采购过程中。 仪器名称 台数 用途 第五批（11月17日发布） 脉冲场电泳系统 1 微生物基因分型鉴定；环境基因组大片段分析；质粒、病毒基因分析。 电穿孔仪 1 真核生物、原核生物细胞基因转染。 土壤多参数传感系统 1 湿地土壤水分、电导率、温度、水势的日常监测。 粉碎和研磨设备 1 生活垃圾样品的二次粉碎及研磨。 研究级近红外荧光光谱仪 1 监测空气、水和土壤中痕量的有机、无机、有毒、致变和致癌物质。 第四批（10月16日发布） 高效液相色谱仪 1 主要用于分析环境样品中的污染物。 二恶英烟道气采样器 1 主要用于对烟道中的烟气及颗粒物进行吸附收集，以便对其中二恶英类物质的组成和含量进行分析。 总有机卤素分析仪 1 用于水样、淤泥样品、固体废弃物中氯、溴元素含量的分析，以及含盐量高的水样（无机Cl 达50g/L）的分析。 第三批（8月2日发布） 浮游植物荧光仪 1 现场快速测量库区蓝藻、绿藻、硅/甲藻的叶绿素a浓度和光合作用活性，进行水体藻细胞生长潜力分析，预测未来藻细胞演替趋势。 长距式能见度仪 1 用于进行高精度的大气总消光观测及能见度观测。 第二批（6月2日发布） 电化学工作站 1 用于电极和催化剂的性能和功能检测；以及研究微生物/酶的电化学反应。 多功能电池测试系统 1 用于电池长期性能的测试。 输力强阻抗测试系统 1 用于电池和隔膜的性能和功能检测；以及研究废水或者污水体系中离子的传输。 大气环境监测站仪器 1 用于全天候连续监测环境空气中的SO2、NO-NO2-NOx、CO、O3等4项污染物参数以及大气压、温度、湿度、风向、风速、太阳辐射等6项气象参数，并对监测数据进行采集与处理。 第一批（3月23日发布） 电磁辐射分析仪 1 完成工频、射频等多种环境的电磁监测，实现高低频合一的综合电磁场测量，5Hz-40Hz超宽带全频率覆盖。 微电极主机 1 完成无扰动地测量微界面环境（沉积物、生物膜、植物组织等）中的理化参数（O2，H2S，N2O，NO，pH，电位，温度等） DNA芯片分析扫描系统 1 基因组学、蛋白组学、代谢组学高通量数据分析。 高效液相色谱仪 1 对水质和土壤中较大分子量的有机污染物进行监控，以及开展医药生产、新药开发、中草药的组分研究。 雪花状制冰机 1 用于分子生物学实验中DNA、蛋白质等样品的临时保存，确保实验结果不受室温影响。 多参数水质分析仪 1 用于淡水、海水和污水等多参数的水质监测，进行多点采样、定点式数据采集、长期连续在线监测和剖面分析等。 气溶胶粒径谱仪 1 即时原位地观测大气悬浮颗粒物的粒径谱分布。大流量颗粒物采样器 1 短时间内连续采集足够多的不同粒径（PM2.5, PM10, TSP）的颗粒物样品，使能对之进行化学成分，粒子结构及同位素分析。 生物芯片扫描系统 1 用于生物芯片杂交，扫描，数据采集分析。

随着我国经济水平的不断提高，水产养殖业迎来了快速发展，淡水水产养殖业也日益趋向集约化高密度水产养殖。然而，高密度繁殖环境下，水污染已经成为一个突出的问题。水环境状况的优劣不但是养殖成败和水产品质量是否安全关键的所在，而且水产养殖中过量的杀菌剂和抗生素等危害物长期积累将对环境、生物和人类健康构成潜在的风险。目前，对于养殖废水处理技术，常用的传统方法有物理处理技术、化学处理技术、理化综合处理技术等。其中，物理处理技术主要去除污水中的漂浮物、悬浮物和少量的油，由于具有较强的可操作性，被广泛使用。化学处理方法主要针对无法通过物理方法解决的污染问题。理化综合处理技术又包括膜分离技术、生物处理技术、活性污泥处理技术、生物膜处理技术等。由于传统的处理方法处理时间长（60 min以上）、处理效果差（50%及以下），因此开发新的高效降解方法意义重大。近日，中国水产科学研究院研究团队在Chemosphere杂志在线发表了题目为“Rapid Degradation of Refractory Organic Pollutants by Continuous Ozonation in a Micro-packed Bed Reactor”的研究论文。为突破传统方法降解效率低、耗时长的技术瓶颈，该团队与清华大学化工系张吉松副教授合作，开发了一种微填充床反应器和臭氧氧化相结合的连续处理系统，对水产养殖废水中孔雀石绿及沙星类抗生素等有机危害物进行了快速、连续、高效的降解。连续液流微反应器原理图由于微填充床反应器可以提高气液传质速率，增加臭氧在液相中的溶解度，因此可以显著提高降解水产养殖废水的效率。在连续反应71 s后，孔雀石绿和沙星类抗生素的去除率即可达到95%-100%，COD去除率高达80%-85%。此外，本系统中未反应完的臭氧可99.9%转化为氧气，这不仅消除了臭氧对水生生物的危害而且增加了水中的溶解氧，保障了渔业生态系统的健康可持续发展。据了解，这是一套国际上首次提出基于微填充床反应器降解废水的处理技术，也是中国水产科学研究院研究自主知识产权研发仪器的核心技术。该处理系统成本约为5万元左右,污染物去除率约为99.9%，COD去除率约为80%，对高浓度和低浓度的水产养殖废水都能进行有效的降解。 微反应处理系统连续降解鱼缸中孔雀石绿的过程

908 Devices是用于化学和生化分析的专用手持式和台式设备的先驱，与医疗技术公司 Terumo Blood and Cell Technologies （Terumo BCT） 宣布合作，对 Terumo BCT 的 Quantum Flex 中的关键工艺参数进行在线监测细胞扩增系统。两家公司的自动化技术的结合将通过提供对细胞疗法研发和生产中最大组成部分之一的监测和控制，帮助推进挽救生命的细胞和基因疗法的开发。细胞和基因治疗研发人员越来越多地寻求自动化来提高制造效率、简化工作流程并降低成本。但如今的质量控制要求研发人员在洁净室里花费数小时执行手动操作，且操作过程中不出现错误或污染，而不是仅在出现问题时才做出响应。908 Devices 正在将其在线葡萄糖和乳酸分析仪 MAVEN（图1） 引入 Terumo BCT 的 Quantum Flex，为细胞和基因治疗开发客户提供在线监测和控制细胞培养物中关键工艺参数的能力，而无需进入洁净室并执行手动采样。这有助于降低污染风险，节省操作员时间并提高他们对过程的理解。MAVEN能在线监测生物反应器中葡萄糖和乳酸的浓度，采用透析膜和生物（酶）传感器的技术原理，其中选择性透析膜在确保罐内无菌环境与非严格无菌的运输缓冲液体系不交叉的情况下实现只透过葡萄糖和乳酸小分子，通过缓冲液的运输到达测量单元，达到不采样分析的效果。而另一个技术核心，测量单元，使用的生物（酶）传感器对分析物具有高度特异性，低浓度下依旧可以保持有效的测量精度。图1：Maven“我们很自豪能与领先的细胞治疗技术创新者合作，以满足生物制药工艺集成的next level，”908 Devices首席执行官兼联合创始人Kevin J. Knopp说，“我们致力于提供设备，使科学家能够获得降低成本和加速进展的见解。”Terumo Blood and Cell Technologies是一家致力于医疗技术产品服务的公司，专注于血液成分、治疗性单采与细胞治疗技术领域的全球综合方案提供商，拥有QUANTUM FLEX细胞扩增系统、FINIA 灌装和完成系统、TSCD -Q无菌接管机等细胞治疗自动化生产设备。Terumo BCT 的 Quantum Flex 细胞扩增系统（图2）是一种紧凑且自动化的系统，旨在满足细胞治疗开发人员从工艺开发到临床生产的整个商业化过程的需求。Quantum Flex 有助于降低污染风险，并实现可重复性和可扩展的工艺规模。它与一系列悬浮细胞、贴壁细胞、病毒载体和外泌体相容。图2：Quantum Flex 细胞扩增系统Terumo BCT 细胞治疗技术全球商业主管 Kathie Schneider 表示：“将我们的 Quantum Flex 平台与 908 Devices 的在线监测相结合，将帮助细胞基因治疗减少耗时的手动步骤，从而减少生产成本和风险。我们将继续与行业专家合作，进一步提高我们的整体解决方案，以解决行业挑战。”

医疗污水中通常含有多种细菌、病毒、寄生虫卵和一些有毒有害物质。同时，医疗污水还含有重金属、有机溶剂、放射性物质及酸碱溶液，如这些物质直接被排放入环境将造成巨大危害并影响人体健康，必须经过处理后才能排放。目前对医疗污水处理的二级生化处理工艺有：活性污泥法、生物膜法等。在消毒工艺上大致可分为物理方法和化学方法两大类。物理方法有辐射法、紫外线法、加热法、冷冻法等。化学方法包括用卤素，臭氧、重金属离子、阳离子表面活性剂、等化学药剂处理。其中，较常用的是氯消毒法和臭氧消毒法。我国应用最广泛的是氯消毒法。 在医疗污水处理过程中，不同工艺单元需监测的水质参数不同：预处理阶段监测参数：悬浮物、pH混凝沉淀处理监测参数：pH、悬浮物生化处理监测参数：溶解氧、污泥浓度、pH深度处理监测参数：pH、溶氧、悬浮物消毒阶段监测参数：总余氯、二氧化氯哈希有多款在线产品可满足这些参数的检测，除此外针对医疗污水其他检测参数哈希也有相应在线产品供您选择：哈希公司能够提供全面的水质检测解决方案。在汶川地震、辽宁抚顺水灾、天津港大爆炸等重大灾害事件中，哈希都积极响应，第一时间为灾区提供水质检测产品，保障广大人民群众的饮水安全。 在此次新型冠状病毒感染肺炎疫情期间，我们时刻关注灾区饮水安全，并随时准备提供技术支持。在疫情期间所有进行水质监测的各界哈希用户，如果您在现场使用哈希仪器遇到任何应用方面的问题，请立即拨打我们的客服热线：400-668-7609，我们将全力响应您的支持需求，除此外您还可通过微信、官网等方式和我们取得联系。

2023年3月17日经国家市场监督管理总局（国家标准化管理委员会）批准发布GB/T 5750-2023《生活饮用水标准检验方法》系列标准，代替实施16年之久的GB/T 5750-2006 《生活饮用水标准检验方法》。新标准将于2023年10月1日起正式实施。 GB/T 5750-2023标准历时5年，经过了3轮意见征求，有280+单位参与研制与验证，有超过500名行业专家参与的GB/T 5750修订工作，最终大功告成。本次修订微生物指标主要内容：新增肠球菌和产气荚膜梭状芽孢杆菌两个检测指标、3种检测方法和增加菌落总数酶底物法新方法。其中产气荚膜梭状芽孢杆菌是新增检测指标，有些老师不清楚检测过程中需要用到哪些设备，我们根据标准的要求做个简单介绍。根据标准要求我们需要准备以下仪器和耗材：1. 电子天平：实验室常用仪器2. pH计或精密pH试纸：实验室常用仪器或耗材3. 恒温培养箱：实验室常用仪器4. 冰箱：实验室常用仪器5. 恒温水浴箱：实验室常用仪器6. 显微镜：实验室常用仪器7. 无菌吸管：实验室常用耗材或仪器8. 无菌试管：实验室常用耗材9. 无菌平皿：实验室常用耗材10. 厌氧培养装置：华端生物HD-AN系列智能厌氧微需氧培养系统11. 过滤设备：华端生物HD-F系列水中微生物膜过滤装置12. 滤膜:实验室常用耗材13. 无齿镊子：实验室常用耗材其他会用到的设备：HD-C系列菌落计数仪、HD-DT系列自动样品稀释仪、HD-GM系列全自动革兰氏染色仪、HD-S系列自动培养基分装仪、HD-MA系列自动微生物生化鉴定系统产气荚膜梭状芽孢杆菌检测流程图一、 样品1. 污染较轻的水样，可直接取100 ml水样进行检验。2. 污染严重的水样，可使用0.1%缓冲蛋白胨水将水样按10倍系列稀释，取100ml进行检验。使用华端生物HD-DT系列自动样品稀释仪：自动称重，自动按比例稀释。二、 过滤水样先用无菌镊子夹取无菌滤膜边缘部分，将滤膜正面朝上贴放在已灭菌的滤床上，固定好滤器，将100 ml水样注入滤器中，打开滤器阀门，在-5.07X104Pa(-0.5 个大气压)下抽滤。每次试验均需要用100 mL0.1%缓冲蛋白胨水讲行空白对照。使用华端生物HD-F系列水中微生物膜过滤装置：配备直排泵，无需废液瓶，直排废液；火焰灭菌支架和滤杯，提高实验效率。三、 厌氧培养过滤完水样后，关上滤器阀门，取下滤器，用无菌镊子夹取滤膜边缘部分，移滤膜倒置在SPS琼脂培养基上，滤膜截留细菌面与培养基完全贴紧，避免气泡产生，然后将平皿倒置于厌氧培养装置内，于36℃±1℃厌氧培养18 h~24 h，计数黑色菌落数。使用华端生物HD-AN系列智能厌氧微需氧培养系统：使用灵活、成本低，培养效果有保障，操作简单、智能。四、菌落计数对滤膜上证实为产气荚膜梭状芽孢杆菌的菌落进行计数使用华端生物HD-C系列菌落计数仪：手动菌落计数器辅助计数，操作方便；全自动菌落计数仪：软件自动计数，计数快捷、准确。五、 细菌鉴定用上述培养液涂片，革兰氏染色、镜检。产气荚膜梭状芽孢杆菌为革兰阳性粗大杆菌，其耐热菌株可能形成卵形芽抱,位于菌体中央或近端，其宽度一般不超过菌体宽度。使用华端生物HD-GM系列全自动革兰氏染色仪：自动化的染色仪使革兰氏染色实验自动化、标准化，批量大时可节约大量时间。使用华端生物HD-MA系列自动微生物生化鉴定系统：标准化的试剂操作，仪器自动判读结果，避免人工判读偏差。六、其他仪器使用华端生物HD-S系列自动培养基分装仪：自动分装培养基或者其他微生物试剂，方便、快速。使用华端生物HD-M系列微生物质谱快速鉴定仪：相比传统鉴定方式更快出结果、准确性更高、操作更简单、检测范围更广。杭州华端生物科技有限公司创始团队十多年来一直专注于为用户提供有竞争力的食品、药品、医疗及科研微生物实验室的整体解决方案与服务。2021年我们开始运营品牌“华端生物”，品牌寓意中华之端，华端人不断创新研发，提升产品竞争力，打造新国货。在企业发展过程中，我们始终秉持这一理念，不断引进、培养高科技人才，加大研发力度，并通过对产品持续创新、服务坚持初衷和团队共同成长的持续投入，不断推出符合市场需求的解决方案和服务。我们坚信，“更好的产品、更好的服务和更好的团队”是我们能够赢得客户青睐的核心竞争力，我们会始终不忘初心、砥砺前行，实现“与客户共同保障食品安全、药品安全和公共卫生安全”的社会使命。以史为鉴、开创未来。杭州华端生物科技有限公司诚挚期待与广大用户深入交流，与想要加入团队共同奋斗的同仁，携手前行，共创美好未来。核心价值观：拼搏、专注，突破、创新！企业愿景：提升国产微生物检测设备的竞争力！公司使命：为食品、药品和公共卫生安全提供保障。

上期讲到分批补料微型生物反应器设计的内部补料策略（点击此处查看），本期将讲述外部补料策略及结论。外部分批补料策略在外部分批补料系统中，基质从外部储器补料。该策略的主要优点是增加了灵活性和过程控制能力。然而，由于补料需要额外的基础设施，外部分批补料系统固有地更复杂且操作成本更高。3.1自动化液体处理系统使用液体处理工作站可以实现高通量采样以及向 MTP 或平行 MBR 中添加液体。例如，RoboLector®包括集成的 BioLector®（mp2-Labs，德国）MBR 筛选平台。自动取样编程为每 24 小时一次。补料和取样均在不中断摇动的情况下实现，从而最大限度地减少对氧气传输的干扰并防止细胞沉降，从而允许获得代表性的样品。与脉冲补料策略相关的关键挑战是缺乏连续的补料供应，这导致细胞代谢中的振荡并限制与工业规模发酵的可比性，在工业规模发酵中，指数补料策略更常用。Jansen 等人于 2019 年开发了一种自动反馈调节的基于酶的分批补料系统(FeedER)。可以通过控制添加来实现定义的指数生长速率。Ambr®平台通过添加泵送液体管线，可以向每个单独的反应器中连续添加液体。克服了间歇补料的局限性，有利于实施连续补料方案和更严格的 pH 控制。Bioreactor48 平台（2mag，德国）与Freedom EVO(TECAN，瑞士) LHS 相结合，以实现分批补料和过程控制。Bioreactor通过 LHS 向含有 β-呋喃果糖苷酶的培养物间歇投加蔗糖，使可代谢的果糖和葡萄糖得以连续释放。对间歇葡萄糖和酶促摄食策略的比较表明，生物量累积非常相似，但是，连续(酶促)摄食增强了 GFP 荧光。DO 振荡在间歇补料培养物中显著更大。3.2 用于分批补料微生物反应器系统的微流体和微型阀技术与自动 LHS相关的一个关键挑战是补料的间歇性。近来，微流体技术已经被实施，其目的在于开发更精确的工业过程的按比例缩小模型。微流控生物反应器系统涉及对小体积流体的受控操作。在 Mardanpour 和 Yaghmae 研究中，使用大肠杆菌作为生物催化剂，在微流控微生物燃料电池(MFC)中以分批补料模式从葡萄糖和尿素产生生物电。为了构建微流控 MFC，使用具有单个微通道的聚甲基丙烯酸甲酯板作为主体，使用镍基阳极和负载铂的碳覆盖阴极作为主体顶部和底部的电极，通过这种方式，亲水性镍表面吸收阳极电解液并促进细胞附着，从而促进生物膜的生长。为了确定最适合再现大型生物反应器波动条件的微流体系统，Ho 等人比较了三种广泛使用的微流体设计。该研究表明，微流体系统的设备设计在定量和灵敏地再现典型工业规模生物反应器中的不均匀性方面起着关 键作用，可能会影响分批补料系统的工艺产率。微流控FlowerPlate 技术最近被用于优化谷氨酸棒杆菌的绿色荧光蛋白(GFP) 生产。Morschett 等人开发了一种高通量、并行化的 pH 控制分批补料培养工作流程，可在线监测微孔板中的生物量、pH 值、DO 和荧光。每排的两个容器中分别加入葡萄糖-尿素补料溶液和 3M 磷酸(单侧 pH 控制)。将具有不同补料策略(脉冲、恒定、指数)的分批补料工艺与标准分批工艺进行了比较。商业微基质(Applikon Biotechnology，荷兰)平台是一种接近连续补料的替代方法，这种方法便于通过微型阀对每种单独的 μBR 进行独立的液体添加。该最先进系统基于标准 24 孔深孔板，工作体积为 2–7mL，具有集成的荧光团 pH 和溶解氧传感器，以及每个单独孔的独立气体和液体添加量。3.3 外部补料策略总结具有自动外部补料和严格控制工艺参数的新型 MBR 技术的最新进展，使得能够更接近地模拟工业规模的生物过程。通过自动化，实验的吞吐量和精确度得到了显著的提高。机器人 LHS 已证明了在微尺度下有效高通量分批补料培养的潜力。它们可以与现有硬件相结合，并易于编程，以实现广泛的实验应用。通过安装液体处理机器人和分析设备，对 Bioreactor 培养平台进行了改造，实现了全自动受控分批补料培养，并具有自动取样和在线样本分析功能。Mühlmann 等人的一项研究也证明了 RoboLector®平台的适应性，为了实现自动补料培养基制备和细胞培养，安装了额外的冷却器、加热器摇动器和真空站。移液操作可以预先编程以执行定义的补料配置文件并以高精度重复多次。LHS 补料的另一个限制是它的间歇性。微流体设备提供连续的补料供应，以更接近地代表工业规模条件。可以使用微流体装置分配小体积，使得它们对单个细胞的研究特别有吸引力。由于对分离细胞的研究允许将细胞内效应与细胞间或群体效应区分开来，因此这可能有利于菌株的发育。具有外部补料和无创在线监测的自动化并行MBR 平台允许在相对短的时间内生成大量高质量数据集。然而，由于高设备成本和广泛的编程要求，投资比更简单的内部系统要大得多。结论在过去的十年中，微量高通量分批补料培养技术取得了长足的进步。已经开发了各种复杂性和硬件要求不同的补料机制，使得流式分批培养越来越容易获得。由于与传统的分批培养系统相比，分批补料系统可以更接近地模拟工业规模条件，因此它们可以最大限度地降低与生物工艺规模相关的风险。尽管成本相对较低且易于实施，在整个培养过程中不可能进行精确的补料速率控制，并且补料通常仅限于单一基质。通过引入外部硬件，可以实现更复杂的补料分布和过程参数(如 pH)控制。自动液体处理机器人可被编程为响应于过程参数与指定设定点的偏差或根据预定义的补料曲线执行液体添加。最近，自动化液体处理机器人的可负担性有了显著提高，然而，为确保其广泛应用，有必要开发标准化操作程序和直观的软件，以便于其简单操作。尽管它们的高精度和灵活性很有优势，因为补料是通过间歇推注进行的，但无法实现工业相关的连续补料曲线。然而，这可以很容易地通过耦合 LHS 和酶控制的补料策略来解决。微流体技术也被开发出来，以便于非常小体积的连续精确补料。通过将自动化的高通量分批补料培养平台与实验的战略设计和基于模型的 优化策略相结合，可以显著增强对过程的理解，同时最大限度地减少实验负担。结合实时数据来重新确定最佳补料添加和工艺控制策略显示出增强生物工艺开 发的巨大潜力。然而，关键工艺参数的在线和在线分析技术应得到改进，以充分发挥基于模型的优化，在大多数情况下，对优化至关重要的底物利用率和产物形成等参数仅限于离线分析。对传统技术（如色谱）的快速在线替代品的开发将特别有利于重新设计实验策略。尽管该综述中讨论的技术显示出高效和低风险生物工艺开发的巨大潜力，但目前自动化培养平台的高成本和复杂性限制了它们的广泛应用。此外，这些技术和方法的标准化对于学术界和工业界的共同使用和接受至关重要，未来的工作还应侧重于开发 FOSS 和 FOSH 以提高可访问性。曼森平行生物反应器分批补料应用曼森采用Watson-malow 400A高精度泵头，16 路补料，平均每个罐有四路补料，蠕动泵流量可设定，连续可调；每个蠕动泵的功能可单独分配，可以作为酸泵、碱泵、补料泵、消泡泵、液位控制泵。信息来源：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0734975021001944?ref=pdf_download&fr=RR-2&rr=747c4db53ee4ddb1文章来源：本文由中科院上海生命科学信息中心与曼森生物合作供稿排版校对：刘娟娟编辑内容审核：郝玉有博士

作为一个实验员，利用自己丰富的分析化学知识和高超的实验操作技能，操作高精密的仪器，产生高精度的数据，指导生产、质检、研发工作。这是多么值得骄傲的事情。然而，每每想到进样分析前，要手动处理复杂样品时，现实又给你一击。传统固相萃取：繁琐、数据误差大、重现性差。别担心！珀金埃尔默推出SP50在线固相萃取系统，助你告别手动前处理，成就智能高效分析！新品发布在线固相萃取：自动化程度高，精密度更佳，简化样品处理步骤、高效去除基质中的干扰的同时大幅提高方法的检出限。手动操作→SP 50 Online SPE通过切换阀的在线切换技术，将样品富集于SPE柱上，省去繁杂的手动前处理过程。在线固相萃取的原理及如何实现？HPD连接自动进样器，将样品注入系统，富集浓缩在SPE柱上，一步实现浓缩除杂，通过切换阀配合，切换管路连接，将SPE柱切换至分析泵的流路中，将待分析物洗脱至分析柱分离后进入检测器进行分析。在线固相萃取的特点及优势主要用于在进行质谱分析之前，在线选择性的净化处理复杂的样品基质（如食品基质、生物样品基质等），富集浓缩含有痕量物质的样品，其优势如下：提高分析灵敏度；简化操作人员繁琐的前处理步骤，节省样品制备时间；降低人力及耗材成本以及各种有毒试剂对操作人员的身体损害；实现自动化，无人看管可自动过夜，提高分析通量；降低对操作人员的手工要求，减少批内及批间差异，重复性好。软件控制系统无缝集成于强大的Simplicity3Q软件管理系统中，快速方便的实现方法编辑及仪器控制。数据和案例展示下图为青霉素G在常规大体积进样50 uL直接进样和使用SP 50 Online SPE后进样2 mL的色谱峰对比。黑色方框中红色的色谱峰为直接进样50 uL的信号结果，黑色为使用SP 50 Online SPE后进样2 mL的信号结果，从对比中可以明显看出SP 50 Online SPE在峰面积提高40倍，峰高提高15倍，而峰面积重现性从1.62%提高到1.02%。技术服务及售后由珀金埃尔默专职液质安装工程师负责上门安装及调试，液质技术支持工程师负责为用户进行上机培训，并有多种完整解决方案、方法包可供选择。扫描下方二维码，获取SP 50 Online SPE系统详细资料扫描上方二维码，即可下载产品样本 《QSight SP50 在线固相萃取系统样本》扫描上方二维码，即可下载应用报告 《使用在线固相萃取法（SPE）- 液相色谱 - 串联质谱法（LC-MSMS）测定谷物中的霉菌毒素》扫描上方二维码，即可下载应用报告《使用在线固相萃取 - 超高效液相色谱串联质谱法分析饮用水中PPT 级的药物和个人护理用品（PPCPs）》

科技部5月10日发布《“生物大分子与微生物组”重点专项2021年度项目申报指南》，拟安排国拨经费概算 4.98亿元支持29个项目，其中涉及质谱、冷冻电镜、单细胞分选和测序设备、核磁共振波谱仪等多个仪器相关项目。原文如下：“生物大分子与微生物组”重点专项2021年度项目申报指南　　为落实“十四五”期间国家科技创新有关部署安排，国家重点研发计划启动实施“生物大分子与微生物组”重点专项。根据本重点专项实施方案的部署，现发布 2021 年度项目申报指南。　　本重点专项总体目标是：围绕我国经济与社会发展的重大战略需求和重大科技问题，结合生物大分子和微生物组研究的前沿发展态势，开展战略性、基础性、前瞻性研究，增强我国在生物大分子和微生物组研究的核心竞争力，产出国际领先、具有长远影响的标志性工作，实现重点领域对国际前沿的引领，在原创性基础和理论研究中取得突破，为人口健康、生物医药、农业与环境、生物安全等领域提供理论支持和技术支撑。　　2021 年度指南围绕生物大分子与生命活动维持及调控关系等方面的基本科学原理、标准微生物组及其与宿主/环境作用对生命活动影响的原理与机制、结构生物学、蛋白质组学等方向的新技术和新方法等 3 个重点任务进行部署，拟支持 18 个项目，拟安排国拨经费概算 4.43 亿元。同时，拟支持 11 个青年科学家项目，拟安排国拨经费概算 5500 万元，每个项目 500 万元。　　项目统一按指南二级标题(如 1.1)的指南方向申报。同一指南方向下，原则上只支持 1 项，仅在申报项目评审结果相近、技术路线明显不同时，可同时支持 2 项，并建立动态调整机制，根据中期评估结果，再择优继续支持。　　申报单位根据指南支持方向，围绕重大科学问题和关键技术进行设计。项目应整体申报，须覆盖相应指南方向的全部内容。项目执行期一般为 5 年。一般项目下设课题数原则上不超过 4 个，每个项目参与单位总数不超过 6 家。项目设 1 名负责人，每个课题设 1 名负责人。　　青年科学家项目支持青年科研人员承担国家科研任务，本指南所有方向均可作为青年科学家项目组织申报，但不受研究内容和考核指标限制。青年科学家项目不再下设课题，项目参与单位总数不超过 3 家。项目设 1 名项目负责人，青年科学家项目负责人年龄要求，男性应为 1986 年 1 月 1 日以后出生，女性应为 1983年 1 月 1 日以后出生，原则上团队其他参与人员年龄要求同上。　　本专项所有涉及人体被试和人类遗传资源的科学研究，须尊重生命伦理准则，遵守《涉及人的生物医学研究伦理审查办法》《中华人民共和国人类遗传资源管理暂行办法》《人胚胎干细胞研究伦理指导原则》等国家相关规定，严格遵循技术标准和伦理规范。涉及实验动物和动物实验，要遵守国家实验动物管理的法律、法规、技术标准及有关规定，使用合格实验动物，在合格设施内进行动物实验，保证实验过程合法，实验结果真实、有效，并通过实验动物福利和伦理审查。涉及病原微生物的活动要严格遵守《生物安全法》和《病原微生物实验室生物安全管理条例》有关规定。　　本专项 2021 年度项目申报指南如下。　　1. 生物大分子与生命活动维持及调控关系等方面的基本科学原理　　1.1 真核生物基因转录调控蛋白质机器的结构与功能　　围绕真核生物基因转录调控，发现参与真核生物基因转录调控的新型蛋白质机器，研究基因转录各阶段关键蛋白质机器的组成、结构、功能及调控的分子机制，研究共转录染色质修饰对转录的调控和分子机制，揭示真核生物基因转录的基本原理，发展针对真核生物基因转录调控过程的干预手段。　　1.2 泛素化修饰关键蛋白质机器调控疾病发生发展的功能机制　　围绕严重威胁我国居民健康的消化系统肿瘤(如肝癌、肠癌等)发生发展过程中的炎症、免疫和代谢微环境稳态维持及失衡，发现参与稳态调控的蛋白质泛素化修饰相关的新型蛋白质机器，研究其结构、功能、动态变化及与疾病的关系，发展基于泛素化修饰和蛋白质降解的靶向干预手段。　　1.3 生物大分子调控生物膜完整性的功能机制　　围绕生物膜的时空变化规律，研究细胞内膜系统完整性的稳态调控机制，研究生物大分子介导内膜系统完整性维持、膜损伤的修复机制、膜完整性的动态变化机制，研究生物膜完整性动态变化对生物大分子的影响，研究生物膜完整性维持的生理意义，发展和优化运用于内膜系统完整性监控的技术，发展生物膜稳态维持的新型干预手段。　　1.4 哺乳动物细胞命运决定过程中生物大分子互作网络的系统演化规律　　围绕哺乳动物细胞命运决定过程，发展超高分辨率的细胞谱系追踪技术，研究哺乳动物发育中的细胞命运决定过程 研究细胞命运决定过程中生物大分子互作网络的定量表征、数学模型及其转变规律 研究细胞命运的分子互作网络对脏器发育鲁棒性的贡献。　　1.5 重要生物的多维蛋白质组精细图谱和动态网络　　针对重要经济农作物或高等模式生物，在蛋白质表达、合成、降解、修饰、互作等多维层面，绘制具有时空特性的组织/器官蛋白质组精细图谱，并且通过基于人工智能算法的自然语言处理，重构生命体系中的动态网络，建立蛋白质组数据与知识分享平台。　　1.6 环形 RNA加工代谢与功能协调　　研究环形 RNA 在生理和病理条件下的加工、结构、翻译和降解特性，阐明环形 RNA 生成、代谢和调控过程及其与蛋白质机器的作用机制，揭示环形 RNA 在神经发育、天然免疫及细胞代谢系统中的调控功能和机制。　　1.7 恶性肿瘤发展中的生物大分子网络及机制　　研究功能性 RNA、蛋白质等生物大分子在肿瘤细胞恶性转化和可塑性调控等过程中的功能机制，研究生物大分子与基因表达调控、炎症信号转导、临床耐药等相关的网络及分子机制，发展生物大分子在诊断分型和防治中的应用技术。　　1.8 植物免疫过程中生物大分子的作用机制和应用研究　　围绕植物对病原微生物的感受和识别，阐明植物免疫受体、信号编码器、感受器及其高级组装结构等生物大分子的关键作用机制，研究植物离子转运与植物响应危险因子的早期信号途径，挖掘可能应用于作物育种的新型抗病生物大分子及其功能，发展基于植物免疫受体、编码器、感受器等大分子的作物抗病新技术。　　1.9 新型冠状病毒重塑宿主细胞关键细胞器的机制研究　　揭示新型冠状病毒在宿主细胞内用于复制的膜状结构的形成机理 研究病毒从复制、蛋白质合成、装配到释放的细胞内系统路径，以及病毒逃避胞内自噬降解的分子基础和机制 阐明病毒对关键细胞器及相关生物大分子产生影响的分子机制。　　1.10 结核分枝杆菌感染和致病过程中的蛋白质机器研究　　针对结核分枝杆菌等重要分枝杆菌感染、致病、耐药等重要生理过程相关的关键蛋白质机器，研究其组成、结构、功能及调控机制 研究分枝杆菌与宿主免疫系统相互作用的特征 发现针对蛋白质机器的新型抑制剂，并阐释其分子机制 发展针对结核病的新型诊断、治疗、预防手段。　　2. 标准微生物组及其与宿主/ 环境作用对生命活动影响的原理与机制　　2.1 健康人微生物组库和特征解析　　建立全国范围不同地区的不同生活环境、不同饮食习惯、不同年龄段万人级队列，建立标准化的微生物组样本库和共享体系，获得微生物组及基因组基线大数据库 研究中国健康人群的微生物组特征，及其与遗传、生活环境及饮食习惯等因素的关系。　　2.2 人体肠道微生物组稳态平衡及其失衡调控重大疾病的分子机制　　研究维持健康人群肠道微生物组稳态平衡和可塑性的机制，鉴定核心菌群和基本特征，发现菌群来源的活性分子和宿主应答信号通路 围绕肠道微生物组调控宿主代谢、免疫等生理过程并影响相关疾病(如糖尿病等)发生发展，阐明肠道微生物组失衡调控相关疾病的分子机制, 发展治疗疾病的新手段。　　2.3 微生物组与药物交互作用影响疗效及安全性的分子机制　　发展元基因组和代谢组的时空分析技术，研究药物调控微生物代谢及代谢信号传递机理 解析微生物组对临床常用药物体内代谢和处置过程的影响，揭示微生物组代谢药物的功能酶系、代谢途径及内源代谢通路的整合作用与机理 鉴定影响药物临床疗效和安全性的关键菌谱，建立预测个体对药物响应的模型，为精准治疗提供科学依据。　　2.4 微生物组学新技术及实验动物体系　　发展微生物单细胞成像与物种快速鉴定、单细胞分选和测序、微生物培养、跨尺度微生物组数据分析、元基因组功能注释与可视化等的共性创新技术 建立用于微生物组研究的规范化无菌动物技术体系和动物模型，并用于相关疾病的研究。　　2.5 病原微生物感染过程中的宿主免疫机制　　围绕病原微生物感染过程，建立宿主免疫在感染和预后期的多维度动态图谱，研究宿主免疫持续时间、免疫效应强度差异的生物学和分子机制，研究病原微生物新发突变对既存抗体免疫效果的影响，发展针对宿主免疫的调控靶标和新手段。　　3. 结构生物学、蛋白质组学等方向的新技术和新方法　　3.1 面向超大蛋白质机器结构研究的整合性技术方法　　基于冷冻电镜技术、X 射线晶体学和核磁共振波谱学等结构生物学方法，并结合质谱、小角散射、超高分辨率荧光显微镜、人工智能及其他新技术，开发整合性的多尺度结构研究技术体系，用于研究重要生理病理过程中的关键蛋白质机器的高分辨率三维结构、在体结构或者动态变化等。　　3.2 蛋白质组与生物大分子互作的时空分析新方法　　发展细胞表面蛋白质组与外源性生物大分子动态相互作用的鉴定方法 发展细胞内蛋白质变体及复合物的动态表征技术 发展活细胞中亚细胞器定位的蛋白质相互作用规模化鉴定方法 建立蛋白质组与核酸原位相互作用位点的动态表征技术。　　3.3 大队列临床蛋白质组研究关键技术　　面向中国人群高发肿瘤的临床大队列样本与基于质谱的蛋白质组分析，发展快速可配置、标准化、高稳定、全面质控，智能化的样本制备流水线 发展基于深度学习的融合型质谱数据采集与分析方法，实现微量临床样品的蛋白质组深度覆盖与精准定量，建立标准化输出格式 发展基于人工智能的多层次信息学整合分析新技术及标准 建立包含模型、标准库、工作流、实验设计等在内的高质量蛋白质组学研究辅助知识库系统。　　附件5-“生物大分子与微生物组”重点专项2021年度项目申报指南.pdf　　形式审查条件要求.pdf　　指南编制专家名单.pdf

2020年10月28日，芬兰SPECIM（Spectral Imaging Ltd.）公司正式发布其款高光谱工业在线分选系统-SpecimONE。SpecimONE是一种用于工业分选的高光谱成像系统，它的发布彻底革新了SPECIM高光谱成像技术在中国工业分选等机器视觉领域的适应性。 高光谱工业在线分选系统-SpecimONE将工业高光谱相机FX系列、离线建模软件和强大的图像处理单元集成于一体，可实时输出结果，用户在没有深入了解光谱成像技术或编程技术的情况下，也可获得终结果，显著降低了应用门槛，是工业实时在线分选、产品质量在线检测、生产过程监控等工业机器视觉领域的研究利器。高光谱工业在线分选系统-SpecimONE的特性： ● 提供完整的解决方案，助力工业用户缩短其高光谱分选设备的上市时间 ● 与主流工业标准相兼容，与机器视觉系统（如Halcon，Sherlock）无缝集成 ● 强大而快速的分类算法：PLS-DA、PCA、SAM，并支持MROI，适用于多样的工业机器视觉在线分选应用领域 ● Specim的专有平台确保Specim FX系列高光谱相机、建模和实时检测软件、高效的数据处理单元之间完全兼容并高效运行 ● 支持Specim FX10（400-1000 nm）、Specim FX17（900-1700 nm）、Specim FX50（2.7-5.3 μm）等多种型号的高光谱相机 高光谱工业在线分选系统-SpecimONE系统组成： ● SpecimINSIGHT离线建模软件，为工业分选应用建立分类模型 ● 强大的图像处理单元SpecimCUBE，实时运行分类模型 ● Specim FX系列工业高光谱相机高光谱工业在线分选系统-SpecimONE系统模块解析：1. SpecimINSIGHT离线建模软件SpecimINSIGHT是一种离线建模软件，允许用户查看和分析高光谱数据、创建分类模型、验证分类模型的有效性以及显示分类结果。离线分类模型创建过程简单易用，并可以转换为实时在线使用。 SpecimINSIGHT的功能： ● 数据分析 ● 分类模型训练 ● 模型创建和验证 SpecimINSIGHT当前的功能聚焦于工业分选行业的需求： ●强大而快速的分类算法PLS-DA，并支持MROI功能，以发挥SPECIM FX系列相机的高行频（高可达15KHZ）这一优势 ● 支持Specim FX10、Specim FX17、Specim FX50等多种型号的高光谱相机 2. 图像处理单元SpecimCUBE数据处理单元 ● SpecimCUBE是一个高性能处理平台，可实时运行Insight所创建的分类模型。它基于Nvidia开发的片上系统Xavier，并包含优化的软件，可满足工业对吞吐量、延迟和抖动的要求。 ● SpecimCUBE接收来自Specim FX高光谱相机采集的数据，并基于分类模型对数据进行实时处理。分选结果通过GigE Vision传输到目标系统（分选设备，已有的机器视觉系统）。 ● Specim Cube可以灵活地切换和运行不同的模型，从而为实时分选应用提供出色的性能。 ● SpecimCUBE当前仅与Specim FX系列CameraLink相机兼容。 3. SPECIM FX系列工业高光谱相机 ● Specim FX系列高光谱相机是专门为工业用途设计的高速相机。相机的高帧频可满足工业对速度的高要求，坚固的结构和小巧的尺寸可实现灵活的工业安装场景。 ● Specim FX系列工业高光谱相机可提供准确的光谱信息以检测和分类各种材料，非接触式、非破坏性光学方法对目标材料的全表面进行成像，其采集的数据被实时发送到SpecimCUBE进行进一步处理。● 光谱范围覆盖广泛：FX10(400-1000nm)FX17(900-1700nm)、FX50(2.7-5.3um) ● 优越的数据质量：高信噪比及高灵敏度 ● 高帧频：可达15KH ● 数据一致性高：方便更新替换 高光谱工业在线分选系统-SpecimONE应用领域工业在线分选软件SpecimONE及SPECIM FX系列工业高光谱相机，现广泛应用于垃圾分类、黑色塑料分选、食品检测、工业分选、医学制药、农业、文物保护、刑侦检测、环境监测等机器视觉检测领域。 作为芬兰Specim公司在中国的官方代理商，Quantum Design中国子公司为工业机器视觉系统集成商提供完整的高光谱成像解决方案，助力工业用户大幅度缩短光谱设备推向市场的时间。

一、项目基本情况项目编号：0809-23401GDG103008101项目名称：新型生物材料与高端医疗器械广东研究院实验室系统采购项目预算金额：980.000000 万元（人民币）最高限价（如有）：980.000000 万元（人民币）采购需求：采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求项目预算（万元）最高限价（万元）新型生物材料与高端医疗器械广东研究院实验室系统采购项目1（批）详细要求请参阅“采购需求”980980 合同履行期限：合同签订后60日内完成。本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间：2024年02月02日 至 2024年02月08日，每天上午9:00至12:00，下午14:00至17:30。（北京时间，法定节假日除外）地点：广东华伦招标有限公司网站“广东华伦内控管理系统供应商在线服务”方式：网上获取方式（只接受网上支付）。供应商可在上述日期内登录我公司网站“广东华伦内控管理系统供应商在线服务”（https://www.gdhualun.com.cn/）购买采购文件。平台操作相关问题请查询网站“通知公告”栏目（https://www.gdhualun.com.cn/announce/）中《广东华伦内控管理系统供应商操作指南》（或咨询我公司020-83172166转206）。本公司只接受通过以上方式正式获取采购文件的供应商参加投标。（多个采购包的项目，供应商如参与多个采购包投标的，须分别对相应采购包进行登记）。售价：￥300.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：新型生物材料与高端医疗器械广东研究院　　　　　地址：广州市黄埔区　　　　　　　　联系方式：020-83172166　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：广东华伦招标有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：广州市越秀区广仁路1号广仁大厦7楼　　　　　　　　　　　　联系方式：常工、陈工、罗工 020-83172166-862（861）　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：常工、陈工、罗工电　话：　　020-83172166-862（861）

p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 第一届磁共振网络会议(iCMR 2017)特邀报告 /strong /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 固体核磁共振技术在膜蛋白研究中的应用 /strong /p p style=" TEXT-ALIGN: center" & nbsp img title=" 王申林.jpg" style=" HEIGHT: 299px WIDTH: 400px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/2ad81df9-84b8-4bfe-a8bb-1ace21c12d35.jpg" width=" 400" height=" 299" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 王申林 研究员 /strong /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 北京大学化学与分子工程学院 /strong /p p strong 　　报告摘要： /strong /p p 　　生物固体核磁共振技术是膜蛋白研究的新兴技术手段，其优势是可以在模拟生物膜的环境中研究膜蛋白的结构和动态学性质。在本次报告中，我们将介绍生物固体核磁共振技术的基本研究方法和分析策略，包括稳定同位素标记、核磁信号指认相关实验、顺磁NMR、结构解析方法等。我将结合经典案例，介绍固体核磁共振在七次跨膜蛋白、离子通道蛋白、调控蛋白等大分子量膜蛋白上的应用。 /p p strong 　　报告人简介： /strong /p p 　　王申林，理学博士，北京大学化学与分子工程学院、北京核磁共振中心研究员，博士生导师。2002年南开大学化学学院学士，2008年意大利佛罗伦萨大学博士，2009-2012加拿大Guelph大学博士后研究，2013年开始在北京大学担任教职。2008年入选海外优秀留学生奖学金，2010年得到加拿大健康研究院（CIHR）博士后资助，2015年入选第十一批“青年千人”计划。王申林研究员主要从事生物固体核磁共振研究，针对大分子量膜蛋白和RNA发展相应的固体核磁方法，包括核磁脉冲序列的设计，生物大分子稳定同位素标记的发展，顺磁NMR的应用， 蛋白质结构的固体核磁共振解析等。首次实现了快速魔教旋转条件下，基于1H固体NMR技术的RNA内氢键分析；首次实现了酵母表达体系的选择性13C同位素标记技术；完成了固体核磁共振解析的七次跨膜蛋白结构。相关工作发表在Nat. Methods, Chem Comm, Sci Rep, JACS，JBNMR等学术期刊。 /p p 　 strong 　报名链接： a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCMR2017/" target=" _self" http://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCMR2017/ /a /strong /p p & nbsp /p

1月28日，科技部发布关于对“十四五”国家重点研发计划“数学和应用研究”、“干细胞研究与器官修复”、“生物大分子与微生物组”、“物态调控”、“国家质量基础设施体系”、“基础科研条件与重大科学仪器设备开发”等6个重点专项2021年度项目申报指南征求意见的通知。　　征求意见时间为2021年1月29日至2021年2月12日，修改意见需于2月12日24点之前发至电子邮箱。联系方式：jcs_zdxmc@most.cn（数学和应用研究、干细胞研究与器官修复、生物大分子与微生物组、物态调控）　　其中“生物大分子与微生物组”重点专项围绕我国经济与社会发展的重大战略需求和重大科技问题，结合生物大分子和微生物组研究的前沿发展态势，开展战略性、基础性、前瞻性研究，增强我国在生物大分子和微生物组 研究的核心竞争力，产出国际领先、具有长远影响的标志性工作， 实现重点领域对国际前沿的引领，在原创性基础和理论研究中取得突破，为人口健康、生物医药、农业与环境、生物安全等领域 提供理论支持和技术支撑。　　2021 年专项拟优先支持 19 个研究方向，同一指南方向下，原则上只支持 1 项，仅在申报项目评审结果相近、技术路线 明显不同时，可同时支持 2 项，并建立动态调整机制，根据 中期评估结果，再择优继续支持。　　申报单位根据指南支持方向，围绕重大科学问题和关键 技术进行设计。项目应整体申报，须覆盖相应指南方向的全 部内容。项目执行期一般为 5 年。一般项目下设课题数原则 上不超过 4 个，每个项目所含单位数不超过 6 家。 青年科学家项目支持 35 周岁以下青年科研人员承担国 2 家科研任务，可参考指南支持方向组织项目申报，但不受研 究内容限制。青年科学家项目不设课题。1.生物大分子与生命活动维持及调控关系等方面的基本科学原理1.1 真核生物基因转录调控蛋白质机器的结构与功能 围绕真核生物基因转录调控，发现参与真核生物基因转 录调控的新型蛋白质机器，研究基因转录各阶段关键蛋白质机器的组成、结构、功能及调控的分子机制，研究共转录染 色质修饰对转录的调控和分子机制，揭示真核生物基因转录 的基本原理，发展针对真核生物基因转录调控过程的干预手段。 1.2 泛素化修饰关键蛋白质机器调控疾病发生发展的功能机制 围绕严重威胁我国居民健康的消化系统肿瘤(如肝癌、肠癌等)发生发展过程中的炎症、免疫和代谢微环境稳态维 3 持及失衡，发现参与稳态调控的蛋白质泛素化修饰相关的新型蛋白质机器，研究其结构、功能、动态变化及与疾病的关 系，发展基于泛素化修饰和蛋白质降解的靶向干预手段。 1.3 生物大分子调控生物膜完整性的功能机制围绕生物膜的时空变化规律，研究细胞内膜系统完整性 的稳态调控机制，研究生物大分子介导内膜系统完整性维持、 膜损伤的修复机制，研究生物膜完整性维持的生理意义，发展和优化运用于内膜系统完整性监控的技术，发展生物膜稳 态维持的新型干预手段。　　1.4 哺乳动物细胞命运决定过程中生物大分子互作网络的系统演化规律 围绕哺乳动物细胞命运决定过程，发展超高分辨率的细 胞谱系追踪技术，研究哺乳动物发育中的细胞命运决定过程 研究细胞命运决定过程中生物大分子互作网络的定量表征、数学模型及其转变规律 研究细胞命运的分子互作网络对脏 器发育鲁棒性的贡献。 1.5 重要生物的多维蛋白质组精细图谱和动态网络针对重要经济农作物或高等模式生物，在蛋白质表达、 合成、降解、修饰、互作等多维层面，绘制具有时空特性的 组织/器官蛋白质组精细图谱，并且通过基于人工智能算法的自然语言处理，重构生命体系中的动态网络，建立蛋白质组 数据与知识分享平台。 1.6 环形 RNA 加工代谢与功能调控 研究环形 RNA 在生理和病理条件下的加工、结构、翻 译和降解特性，阐明环形 RNA 生成、代谢和调控过程及其与蛋白质机器的作用机制，揭示环形 RNA 在神经发育、天 然免疫及细胞代谢系统中的调控功能和机制。 1.7 恶性肿瘤发展中的生物大分子网络及机制　　研究功能性 RNA、蛋白质机器等生物大分子在肿瘤细胞恶性转化和可塑性调控等过程中的功能机制，研究生物大分 子与基因表达调控、炎症信号转导、临床耐药等相关的网络 及分子机制，发展生物大分子在诊断分型和防治中的应用技术。 1.8 植物免疫过程中生物大分子的作用机制和应用研究 围绕植物对病原微生物的感受和识别，阐明植物免疫受 体、信号编码器、感受器及其高级组装结构等生物大分子的关键作用机制，研究植物离子转运与植物响应危险因子的早 期信号途径，挖掘可能应用于作物育种的新型抗病生物大分 子及其功能，发展基于植物免疫受体、编码器、感受器等大分子的作物抗病新技术。 1.9 新型冠状病毒重塑宿主细胞关键细胞器的机制研究 揭示新型冠状病毒在宿主细胞内用于复制的膜状结构的形成机理 研究病毒从复制、蛋白质合成、装配到释放的 细胞内系统路径，以及病毒逃避胞内自噬降解的分子基础和 机制 阐明病毒对关键细胞器产生影响的分子机制。 1.10 结核分枝杆菌感染和致病过程中的蛋白质机器研究 针对结核分枝杆菌等重要分枝杆菌感染、致病、耐药相 关的关键蛋白质机器，研究其组成、结构、功能及调控机制 研究分枝杆菌与宿主免疫系统相互作用的特征 发展针对结 核病的新型诊断、治疗、预防手段。 2. 标准微生物组及其与宿主/环境作用对生命活动影响的原理与机制 2.1 健康人微生物组库和特征解析建立全国范围不同地区的不同生活环境、不同饮食习惯、 不同年龄段万人级队列，建立标准化的微生物组样本库和共 享体系，获得微生物组及基因组基线大数据库 研究中国健康人群的微生物组特征，及其与遗传、生活环境及饮食习惯 等因素的关系。 2.2 人体肠道微生物组稳态平衡及其失衡调控重大疾病的分子机制　　研究维持健康人群肠道微生物组稳态平衡和可塑性的 机制，鉴定核心菌群和基本特征，发现菌群来源的活性分子和宿主应答信号通路 围绕肠道微生物组调控宿主代谢、免 疫等生理过程并影响相关疾病(如糖尿病等)发生发展，阐明肠道微生物组失衡调控相关疾病的分子机制, 发展治疗疾 病的新手段。2.3 微生物组与药物交互作用影响疗效及安全性的分子机制 发展元基因组和代谢组的时空分析技术，研究药物调控 微生物代谢及代谢信号传递机理 解析微生物组对临床常用 药物体内代谢和处置过程的影响，揭示微生物组代谢药物的功能酶系、代谢途径及内源代谢通路的整合作用与机理 鉴 定影响药物临床疗效和安全性的关键菌谱，建立预测个体对 药物响应的模型，为精准治疗提供科学依据。 2.4 微生物组学新技术及实验动物体系 发展微生物单细胞成像与物种快速鉴定、单细胞分选和 测序、微生物培养、跨尺度微生物组数据分析、元基因组功能注释与可视化等的共性创新技术 建立用于微生物组研究 的实验小鼠等规范化无菌动物技术体系和动物模型，并用于 相关疾病的研究。 2.5 病原微生物感染过程中的宿主免疫机制 围绕病原微生物感染过程，建立宿主免疫在感染和预后 期的多维度动态图谱，研究宿主免疫持续时间、免疫效应强度差异的生物学和分子机制，研究病原微生物新发突变对既 存抗体免疫效果的影响，发展针对宿主免疫的调控靶标和新手段。 3. 结构生物学、蛋白质组学等方向的新技术和新方法 3.1 面向超大蛋白质机器结构研究的整合性技术方法 基于冷冻电镜技术、X 射线晶体学和核磁共振波谱学等 结构生物学方法，并结合质谱、小角散射、超高分辨率荧光 显微镜、人工智能及其他新技术，开发整合性的多尺度结构研究技术体系，用于研究重要生理病理过程中的关键蛋白质 机器的高分辨率三维结构、在体结构或者动态变化等。 3.2 蛋白质组与生物大分子互作的时空分析新方法发展细胞表面蛋白质组与外源性生物大分子动态相互 作用的鉴定方法 发展细胞内蛋白质变体及复合物的动态表 征技术 发展活细胞中亚细胞器定位的蛋白质相互作用规模 化鉴定方法 建立蛋白质组与 RNA 原位相互作用位点的动 态表征技术。 3.3 新型生物大分子统计力场的开发与应用发展新型高效能增强取样算法、人工智能算法等技术， 发展新型非自然态统计力场、符合统计力学意义分布的蛋白 质非自然态的结构数据库等，研究增强取样算法与统计力场 在重大疾病相关的无定型蛋白结构与功能等研究上的应用。 3.4 大队列临床蛋白质组研究关键技术 面向中国人群高发肿瘤的临床大队列样本与基于质谱 的蛋白质组分析，发展快速可配置、标准化、高稳定、全面质控，智能化的样本制备流水线 发展基于深度学习的融合 型质谱数据采集与分析方法，实现微量临床样品的蛋白质组 深度覆盖与精准定量，建立标准化输出格式 发展基于人工智能的多层次信息学整合分析新技术及标准 建立包含模型、标准库、工作流、实验设计等在内的高质量蛋白质组学研究辅助知识库系统。