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结构传定仪

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  • 无掩膜直写光刻系统助力范德华异质结构器件制备,室温下展现隧穿磁阻率!
    论文题目:Room-Temperature and Tunable Tunneling Magnetoresistance in Fe3GaTe2‑ Based 2D van der Waals Heterojunctions发表期刊:ACS Applied Materials & Interfaces IF: 9.5DOI: https://doi.org/10.1021/acsami.3c06167【引言】 基于范德华 (vdW) 异质结构的磁隧道结 (MTJs)具有原子尺度上清晰且锐利的界面,是下一代自旋电子器件的重要材料。传统的Fe3O4、NiFe和Co等材料所制成的MTJ相关器件在10-80K温度下的磁阻率仅为0.2%-3.2%,主要是因为在制备过程中界面处会受到不可避免的损伤。寻找拥有清晰且完整界面的垂直磁各向异性(PMA)的铁磁性晶体就成为了发展MTJ相关器件的关键。二维过渡金属二硫属化物是一种具有清晰的界面二维铁磁材料,近年来成为制备MTJ相关器件的明星材料。然而,在已报道的研究中,尚未有在室温下还展现出一定隧穿磁阻率的相关研究。【成果简介】 近日,华中科技大学相关团队利用小型台式无掩膜直写光刻系统- MicroWriter ML3制备出了基于垂直范德华结构的室温条件下的MTJ器件。器件的上下电极为Fe3GaTe2,中间层为WS2。非线性I-V曲线显示了Fe3GaTe2/WS2/Fe3GaTe2异质结构的隧穿输运行为。在10K的温度下,其隧穿磁阻率可达213%,自旋极化率可达72%。在室温条件下,所制备器件的隧穿磁阻率仍可达11%,此外,隧穿磁阻率可以通过外加电流进行调控,调控范围为-9%-213%,显示出了自旋滤波效应。相关工作以《Room-Temperature and Tunable Tunneling Magnetoresistance in Fe3GaTe2‑ Based 2D van der Waals Heterojunctions》为题在SCI期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》上发表。 文中所使用的小型台式无掩膜直写光刻系统- MicroWriter ML3具有结构小巧紧凑(70 cm x 70 cm x 70 cm),无掩膜直写系统的灵活性,还拥有高直写速度,高分辨率等特点,为本实验提供了方便高效的器件制备方案。 小型台式无掩膜直写光刻系统- MicroWriter ML3【图文导读】图1. Fe3GaTe2/WS2/Fe3GaTe2异质结构的MTJ器件结构及表征。(a)Fe3GaTe2/WS2/Fe3GaTe2异质结构的MTJ器件结构的示意图。(b)Fe3GaTe2/WS2/Fe3GaTe2异质结构的MTJ器件各部分的AFM表征。(c)MTJ器件的刨面图。图2. Fe3GaTe2霍尔器件的磁传输特性。(a)利用MicroWriter ML3无掩模光刻机制备的Fe3GaTe2霍尔器件的AFM表征结果。(b)Rxx随温度的变化。(c)不同温度下,Rxy随磁场的变化。图3. Fe3GaTe2/WS2/Fe3GaTe2异质结构的MTJ器件的电磁输运特性。(a)在10K和300K的温度下的I-V曲线。(b)在温度为10K和电流为10nA的条件下,电阻和隧穿磁阻率随磁场的变化。图4. 在10K到300K的温度范围内的磁输运测量结果。(a)隧穿磁阻率在不同温度下的结果。(b)隧穿磁阻率随温度的变化。(c)自旋极化率随温度的变化。图5. 论文中制备的器件与其他论文中器件的自旋极化率比较。【结论】 论文中,华中科技大学相关团队利用小型台式无掩膜直写光刻系统- MicroWriter ML3 制备了基于Fe3GaTe2/WS2/Fe3GaTe2异质结构的MTJ器件。该器件在10K的温度下,隧穿磁阻率高达213%,自旋极化率为72%。与已报道的MTJ器件相比,论文中所制备的器件在室温下的隧穿磁阻率仍可达11%,为自旋电子器件的发展提供了一种可能。此外,在论文中还可以看出,小型台式无掩膜直写光刻系统-MicroWriter ML3得益于其强大的光刻和套刻能力,可以十分方便地实现实验中所设计图形的曝光,是各学科科研中制备各类微纳器件的得力助手。
  • 蛋白质结构预测哪家强?两大国际团队同日在顶刊开源代码
    蛋白质是生命的物质基础,每个蛋白质的氨基酸链扭曲、折叠、缠绕成复杂的结构,想要破解这种结构通常需要花很长的时间,甚至难以完成。截至目前,约有10万个蛋白质的结构已经用实验方法得到了解析,但这在已经测序的数10亿计的蛋白质中只占了很小一部分。  但“看清”蛋白的结构和人类的很多疾病机理、药物研发等等息息相关。在蛋白质结构解析的几十年历史中,X射线晶体学、核磁共振波谱学(NMR)、冷冻电镜(Cryo-SEM)技术纷纷发挥了巨大的贡献,但这些技术在科学界看来,都有着劳心劳力又价格高昂的缺点。  如何简单地通过蛋白质的氨基酸序列来预测其形状?如何能解答这一问题,了解生命运作方式的将打开截然不同的一扇窗。这种设想提出的50多年后,谷歌旗下人工智能公司DeepMind在去年12月的国际蛋白质结构预测竞赛CASP上投下重磅,他们开发的基于神经网络的新模型AlphaFold2击败了其他选手,在预测准确性方面达到接近人类实验结果,让整个结构生物学界震惊。北京时间7月15日,DeepMind团队在顶级学术期刊《自然》(Nature)以“加快评审文章”(Accelerated Article Preview)形式在线发表了一篇题为“Highly accurate protein structure prediction with AlphaFold”的论文,全面详述了半年前造成轰动的这一模型,并首次对外分享开源代码。该论文于今年5月11日提交,7月12日被接收。  DeepMind团队提供了一份声明,公司创始人兼首席执行官Demis Hassabis在声明中表示,去年在CASP14大会上我们揭晓了一个可以将蛋白质3D结构预测精确到原子水平的全新AlphaFold系统,此后我们承诺会分享我们的方法,并为科学共同体提供广泛、免费的获取途径。  “今天我们迈出了承诺的第一步,在《自然》期刊上分享AlphaFold的开源代码,并发表了系统的完整方法论,详尽细致说明AlphaFold是如何做到精确预测蛋白质3D结构的。作为一家致力于推动科学进步的公司,我们期待看到我们的方法将为科学界启发出什么其他新的研究方法,也期待很快能和大家分享更多我们的新进展。”Hassabis表示。值得一提的是,就在同一天,另一顶级期刊《科学》(Science)也在线发表了另一预测蛋白质结构的研究文章,题为“Accurate prediction of protein structures and interactions using a three-track neural network”。  来自华盛顿大学、哈佛大学、德克萨斯大学西南医学中心等团队的研究人员开发了新的深度学习工具RoseTTAFold,其拥有媲美AlphaFold2的蛋白质结构预测超高准确度,而且更快、所需计算机处理能力更低。同样,研究团队也对外分享了开源代码。该论文提交于6月7日,7月7日被接收。  清华大学生命科学学院院长、高精尖中心执行主任王宏伟表示,“高质量结构预测的源代码开放对整个科学界尤其是结构生物学领域的促进作用必然是巨大的。”他评价道,对于DeepMind这样一家商业公司来说,“团队愿意向公众分享代码,是一个新型科研范式的突破,将整体上有利于人类更好地探索未知。”  预测蛋白质结构,接近实验室测量  50多年前,科学家们就设想用计算机预测蛋白质结构。近年来,共同演化、接触图预测、深度机器学习等技术的引入,一些实验室的算法精度有了很大程度的提高。  曾经开发出Alphago、战胜人类顶尖棋手的DeepMind团队是其中的佼佼者,其团队的强大和资源雄厚是一般实验室无法企及的。2020年12月1日,他们在生物领域展现出实力,在两年一度的权威蛋白质结构预测评估竞赛(CASP)中用AlphaFold2击败其他参赛团队。  CASP是由马里兰大学John Moult教授等人于1994年组织。竞赛使用的是最新解决且尚未在蛋白质数据库(PDB)中存放或公开披露的结构,结构生物学家们利用X射线晶体学、核磁共振波谱学、冷冻电镜的方法,把这些蛋白质的结构解析出来。做蛋白质结构预测的团队则利用计算机程序来预测它们的结构。最后由独立的科学家团队则把计算机预测的模型和实验室的结构对照,分析不同计算机算法的预测结果。这是一种“双盲”测试,长期以来一直是评价结构预测准确性的金标准。  去年的CASP14共有84个常规题目,其中有14题因为生物实验没给出确定结构等原因被取消或延缓,其他70个题目的单体和复合物蛋白质所含有的氨基酸个数从73到2180不等。  19个国家的215个小组参加了CASP14。DeepMind公司的AlphaFold2预测的大部分结构达到了空前的准确度,不仅与实验方法不相上下,还远超解析新蛋白质结构的其他方法。将实验方法得到的蛋白质结构叠加在AlphaFold2的结构上,组成蛋白质主链骨架的叠加原子之间的距离中位数(95%的覆盖率)为0.96埃(0.096纳米)。成绩排第二的方法只能达到2.8埃的准确度。  AlphaFold2的神经网络能在几分钟内预测出一个典型蛋白质的结构,还能预测较大蛋白质(比如一个含有2180个氨基酸、无同源结构的蛋白质)的结构。该模型能根据每个氨基酸对其预测可靠性进行精确预估,方便研究人员使用其预测结果。  AlphaFold2最终被Moult评价道,“在某种意义上,问题已经解决了”。  值得一提的是,在最新发布的论文中,DeepMind还简化了AlphaFold2。AlphaFold的首席研究员John Jumper说,“这个网络需要几天的计算时间来生成CASP的一些蛋白质的结构,而开源版本的速度要快16倍。根据蛋白质的大小,它可以在几分钟到几小时内生成结构。”  受AlphaFold2的启发,华盛顿大学医学院生物化学家、蛋白质设计研究所所长David Baker等人开发了RoseTTaFold。华盛顿大学医学院官网对该研究的介绍称,在高精度的蛋白质结构预测方面,Baker等人“在很大程度上重现了DeepMind团队的表现。”  相较于AlphaFold2只解决了单个蛋白质的结构,RoseTTaFold不仅适用于简单的蛋白质,也适用于蛋白质复合物。据介绍,RoseTTaFold利用深度学习技术,根据有限信息准确、快速地预测蛋白质结构。从结构上来看,RoseTTAFold 是一个三轨(three-track)神经网络,它可以兼顾蛋白质序列的模式、氨基酸如何相互作用以及蛋白质可能的三维结构。在这种结构中,一维、二维、三维信息来回流动,使得网络能够集中推理蛋白质的化学部分与它的折叠结构。巴塞尔大学的计算结构生物学家Torsten Schwede对《科学》杂志说,许多生物功能依赖于蛋白质之间的相互作用。“直接从序列信息中处理蛋白质-蛋白质复合物的能力使其对生物医学研究中的许多问题极具吸引力。”  Baker同时坦言,AlphaFold2的结构更加准确。但是根特大学的结构生物学家Savvas Savvides说,Bake实验室的方法更好地捕捉到了“蛋白质结构的本质和特性”,比如识别从蛋白质侧面伸出的原子串,这些特征是蛋白质之间相互作用的关键。  纽约大学医学院的细胞和结构生物学家Gira Bhabha说,两种方法都很有效。她表示,“DeepMind和Baker实验室的进展都是惊人的,将改变我们利用蛋白质结构预测推进生物学的方式。”  开源代码,如何促进整个科学界?  相比于去年年底带来的震撼,这次外界更感兴趣的是上述两支团队开源代码这一动作。  此前的6月中旬,在Baker实验室发布RoseTTAFold预印本三天之后,DeepMind的Hassabis在推特上表示,AlphaFold2的细节正在接受一份出版物的审查,公司将“为科学界提供广泛的免费访问”。  而从6月1日开始,Baker等人已经开始挑战他们的方法,让研究人员发送来他们最令人困惑的蛋白质序列。加州大学旧金山分校的结构生物物理学家David Agard的研究小组发送了一组没有已知类似蛋白质的氨基酸序列,几个小时内,他的团队就得到了一个蛋白质模型,“这可能为我们节省了一年的工作。”Agard说。  除了免费提供RoseTTaFold的代码外,Baker团队还建立了一个服务器,研究人员可以插入蛋白质序列并得到预测的结构。贝克说,自从上个月推出以来,该服务器已经预测了大约500人提交的5000多种蛋白质的结构。  不过,上述两支团队的源代码都是免费的,但也有观点认为,对于没有技术专长的研究人员来说,它可能还不是特别有用。不过,DeepMind的科学人工智能负责人Pushmeet Kohli表示,DeepMind已经与一些选定的研究人员和组织合作,以预测特定的目标,其中包括总部位于瑞士日内瓦的非营利组织“Drugs for ignored Diseases”。“在这个领域,我们还有很多想做的事情。”  Hassabis提到,去年在CASP14大会上我们揭晓了一个可以将蛋白质3D结构预测精确到原子水平的全新AlphaFold系统,此后我们承诺会分享我们的方法,并为科学共同体提供广泛、免费的获取途径。“今天我们迈出了承诺的第一步,在《自然》期刊上分享AlphaFold的开源代码,并发表了系统的完整方法论,详尽细致说明AlphaFold是如何做到精确预测蛋白质3D结构的。作为一家致力于推动科学进步的公司,我们期待看到我们的方法将为科学界启发出什么其他新的研究方法,也期待很快能和大家分享更多我们的新进展。”  DeepMind团队认为,这一精准的预测算法可以让蛋白质结构解析技术跟上基因组革命的发展步伐。  Baker团队也提到,“我们希望这个新工具将继续造福整个研究界。”  中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心研究员谢灿对澎湃新闻(www.thepaper.cn)记者表示,“总的来说,对学术界来肯定是好事,肯定会促进结构生物学和相关领域的发展。在承认学术贡献的基础上的开放和共享,本来就应该是学术研究最基本的要求。”  结构生物学是谢灿的“老本行”,“我当年花了8年的时间去解析一个蛋白的晶体结构,我能切身体会如果有一个精准预测蛋白结构的算法出现,对结构生物学家意味着什么。”  但他认为,不必要担忧这些算法的出现会让结构生物学家失业,在技术迭代之下,结构生物学这些年受到的冲击太多了,“而事实上,只不过是某一个领域某一个技术在某一个历史阶段更容易出工作出成绩。”谢灿认为,无论再精准的预测,终究也只是预测,“AlphaFold2不是实验,同样也需要实验去证实。”  王宏伟在AlphaFold2刚出现之时也曾评价道,对于复杂的结构生物学问题,预测手段本身还不能号称完全解决了问题。实验结构生物学领域接下来需要做的一个事情是要拥抱变化,更好地与预测方法结合以及共同发展。
  • 紧扣感染+生殖遗传诊断应用需求,把握分子诊断技术新未来! MDx2022定档5月上海!
    MDx2022第八届中国先进分子诊断技术与应用论坛中国,上海,2022年5月20-21日作为IVD行业增速最快的细分领域,分子诊断在井喷式的行业热度和市场教育与国家政策的重点支持之下,下一阶段应该如何破解“无效内卷”布局,如何从源头/技术本身进行迭代突破?如何挖掘应用场景蓝海/临床需求,如何加速产业化与临床应用落地,是行业各界共同的关注焦点!基于此,MDx 2022(第八届中国先进分子诊断技术与应用论坛)将于5月20日-21日在上海升级上线,首次升级“感染+生殖/遗传”平行论坛,以临床需求为中心,深度探讨技术升级、产品开发与临床落地等前沿走向、解读最新行业标准/合规政策与临床建议、剖析分子诊断技术在感染疾病诊断、生殖/遗传诊断应用中的行业痛点与年度最新突破,与行业专家共探先锋技术开发与应用之路!了解会议详情,请点击:www.bagevent.com/event/8045677?bag_track=instrument限时特惠放送!3月25日前注册报名,享立减1000元早早鸟特惠!扫描下方二维码,即可咨询会议详情!详情欢迎咨询:180 1793 9885(同微信)论坛结构与精彩亮点【感染性疾病诊断专场:病原微生物/病毒检测】• 临床/监管建议与行业发展• 技术迭代与应用突破基于测序:mNGS/靶向/三四代测序基于PCR/数字PCR/多重/超多重基于核酸快检:CRISPR与POCT• 探索感染性诊断的标准化/合规化及卫生经济学• 解读mNGS临床策略/申报/LDT合规及产业化机遇• 剖析mNGS样本前处理等技术突破与数据库/报告解读• 学习基于测序的创新病原检测技术路径及产品开发(四代/靶向/Q-mNGS/f-NGS… )• 突破低拷贝核酸检测并高效平衡通量与准确性• 深挖PCR/多重/超多重/多联检等技术与应用场景创新• 剖析下一代分子诊断技术进展与前景:CRISPR/POCT/居家检测… • 探讨手术前/输血前/移植/儿童感染等蓝海临床应用与需求【生殖与遗传诊断专场:孕前/携带者/植入前/产前/新生儿】• 行业前沿/焦点与临床/监管建议• 基于二/三代测序等技术与应用突破孕早期/产前/胚胎植入前新生儿/儿童遗传疾病筛查/早诊携带者筛查/孕前• 探讨生殖/遗传诊断的LDT合规化/卫生经济学等标准与临床建议• 挖掘遗传病诊断与人类基因组/底层科学的前沿深层研究• 学习最新遗传诊断相关基因数据解读模型开发与应用• 了解下一代单基因遗传病的创新无创检测技术与应用• 研习三代测序技术在高发遗传病/产前诊断/新生儿筛查的突破• 突破NGS下的辅助生殖/PGT等灵敏度与准确性挑战• 探索WGS/RNA测序等与新生儿危重/罕见/代谢等遗传病诊断• 剖析罕见病/遗传性肿瘤的携带者/孕前筛查前景与前沿进展主要参与群体与职能范围往届盛况精准定位于分子诊断技术,产品,平台研发与优化的年度盛会累计至第七届,已有300+分子诊断领域卓有建树,以及属于该领域第一梯队的国内外专家分享精彩内容。已有近4000+多位行业精英参会代表与展商踊跃参与,共同交流与进阶!在分子诊断行业积累了7年的口碑与经验,第八届MDx在此基础上将论坛与话题深入挖掘下沉,紧抓分子诊断行业热点与痛点,搭建专研式精品论坛与行业专家共探分子诊断先锋技术开发与产品申报落地之路!部分往届嘉宾赵国屏,中国科学院院士邓子新,微生物分子遗传学家,中国科学院院士郭术廷,上海市药监局副局长王华梁,上海临检中心主任卢洪洲,深圳市第三人民医院院长,党委副书记周海卫,中检院体外诊断试剂检定所副研究员石大伟,中国食品药品检定研究院传染病诊断试剂二室副研究员朱耀毅,中国医疗器械行业协会IVD分会理事长冯雁,上海交通大学生命科学技术学院副院长李庆阁,厦门大学分子诊断教育部工程研究中心主任邢婉丽,博奥生物集团高级副总裁兼工程中心常务副主任,北京博奥晶典生物技术有限公司首席执行官才蕾,万孚倍特总经理许腾,广州微远基因创始人兼CTO周俊,圣湘生物副总兼首席医学官 麻锦敏,华大因源CSO… 点击下方↓↓查看2021年MDx现场精彩盛况!1、【开幕报道】前沿法规,硬核技术!MDx第七届先进分子诊断技术与应用论坛520精彩开幕!2、技术升级 平台落地 | MDx 2021第七届中国先进分子诊断技术与应用论坛圆满落幕!限时特惠放送!3月25日前注册报名,享立减1000元早早鸟特惠!扫描下方二维码,即可咨询会议详情!详情欢迎咨询:180 1793 9885(同微信)新技术!新高度!新未来!MDx期待您的加入!演讲嘉宾火热征集中!演讲摘要/论文投稿,经组委评估并确认的嘉宾将享受以下福利:获得一张免费全程参会证;会议期间午餐券、嘉宾招待晚宴;在会议期间专享演讲嘉宾休息室;组委会官方宣传与推广。投稿邮箱:mdx@bmapglobal.com打造行业交流新平台,助力高效商务合作!论坛开放主题演讲,产品展示,插页广告,晚宴赞助,吊绳&名卡、手提袋、瓶装水、椅套广告等多种形式、全方位供您展示先进分子诊断技术!在这里,您将与分子诊断领域的行业专家以及领先企业直接对话,高效获取最新资讯,精准定位合作伙伴,助推中国分子诊断领域高速发展!即刻联系我们,获得有限的赞助演讲机会!详情请咨询:180 1793 9885(同微信)【关注官微,及时获取会议最新信息!】联系组委会:180 1793 9885(同微信)邮箱:mdx@bmapglobal.com网站:www.bmapglobal.com/mdx2022媒体合作联系:上海商图信息咨询有限公司赵俊雯| Jane ZhaoTel: 021-61071886(ext.8027)官网: www.bmapglobal.com
  • 香港城市大学吕坚院士团队:顶刊综述《结构材料的增材制造》
    近日,香港城市大学吕坚院士团队在 Materials Science and Engineering: R: Reports 上发表综述论文“Additive manufacturing of structural materials”该论文分别从增材制造领域的发展历史,材料选择,4D 打印,应用前景,和趋势展望等方面做了较为系统的介绍。论文链接:第一章:简介增材制造(Additive manufacturing, AM),又称 3D 打印,其应用被认为是继蒸汽机,计算机,和互联网之后的又一项工业革命。AM 技术在过去的 30 年发展迅速,尤其是在近 5 年 AM 技术一直在加速其应用。与减材制造(如常规机加工,铸造,和锻造等工艺)不同,AM通过在计算器辅助设计(CAD)模型的指导下连续逐层添加材料来构造三维结构。AM 是一种面向材料的制造技术,在各种材料(包括聚合物,金属,陶瓷,玻璃,和复合材料等)中,普通存在打印精度和打印尺度/速度不可兼得的矛盾。4D 打印技术通常指的是经 3D 打印成型的物体在外界刺激,例如热,磁,液,电,光,气压,预应力,或其组合的刺激下,实现构型和功能的变化。本文总结了各种刺激方法的常用材料和原理,对比了不同刺激方法的优缺点。4D 打印材料和技术,伴随着各种变形系统的开发,驱动着研究者在高维 AM 领域实现概念突破及实际应用。该综述对结构材料的增材制造提出了多元化展望,包括多材料(multi-material)AM,多模量(multi-modulus)AM,多尺度(multi-scale)AM,多系统(multi-system)AM,多维度(multi-dimensional)AM,和多功能(multi-function)AM。 AM 材料和方法的迅速发展为其在不同领域的结构应用提供了巨大潜力,包括航空航天领域,生物医疗领域,电子设备,核工业,柔性可穿戴设备,软质传感器/驱动器/机器人技术,珠宝和艺术装饰品,陆地运输,水下设备,和多孔结构。此项研究获广东省重点领域研发计划,深港科技创新合作区深圳园区项目,国家自然科学基金重大项目,国家重点研发计划,和大学教育资助委员会(香港)联合实验室资助计划的项目支持。△增材制造的技术路线图△各种增材制造材料和工艺普通存在打印精度和打印尺度/速度不可兼得的矛盾△各种 4D 打印驱动刺激的关系图△结构材料增材制造的多元化展望△多维度增材制造:更高的维度,更高的打印效率△3D 打印机有望借助自我打印能力而实现打印万物以下为该综述部分章节的简要介绍:第二章:不同材料的 AM2.1 聚合物材料的 AM该部分主要概述了聚合物 AM 的制造方法、材料种类以及 AM 聚合物的性能及使用领域,提出了聚合物 AM 的不足之处,并给出了解决方法。该部分同时展望了聚合物 AM 的良好发展前景。2.2 金属材料的 AM该部分介绍了金属 AM 利用多领域多学科融合的思路,在开发专用材料,新型工艺以及制造结构上的相关进展,同时高熵合金,金属玻璃(非晶合金),贵金属,金属结构材料的功能特性等方面前景广大,但仍需进一步发展。2.3 陶瓷材料的 AM该部分介绍了不同种类(粉基/浆基,镀膜基,聚合物前驱体基)的陶瓷打印材料的特点,重点概述了聚合物衍生陶瓷在陶瓷 AM 领域的优势和应用,总结了直写打印的特点和所需的墨水条件,并对陶瓷打印技术将会往打印构型更大和打印速度更快两个方向的发展做了展望。2.4 玻璃材料的 AM该部分对 3d 打印玻璃进行了系统的阐述,介绍了高温打印/低温打印/复合玻璃材料打印三种类型,对比了不同打印方式下产品的透光度和性能的差异,并对 3d 打印玻璃的应用和前景进行了展望。2.5 复合材料的 AM该部分第一小节总结了聚合物-金属复合打印的策略,介绍了多尺度的层级聚合物-金属复合材料能突破机械性能(例如强度-密度,强度-韧性)之间的耦合,特征尺寸可以跨越 7 个数量级,充分利用“越小越强”的尺寸效应。同时,机械超材料凭借特殊的架构设计可实现非凡的刚度,强度和韧性。该部分第二小节总结了聚合物-陶瓷复合打印的策略,生物陶瓷通常具有较高的强度和断裂韧性,这种良好的力学性能主要归因于其复杂而又巧妙结合的多级结构。3D 打印工艺是一种 “自下而上”制备工艺,能够很好的应用在仿生陶瓷的制备,例如常见的“Bouligand”结构,“砖-瓦”结构,“交叉叠片”结构等,为人们制备高性能仿生陶瓷提供了有效途径。该部分第三小节总结了金属-陶瓷-聚合物复合打印的策略,包括将金属-陶瓷-聚合物复合材料粉末混合打印,以及将金属-陶瓷-聚合物材料分层打印,并展望未来 3D 打印金属-陶瓷-聚合物复合材料的发展方向。第四章:AM 的结构材料在不同领域的应用4.1 航空航天领域在航天领域,尤其是航天器零部件和天线等结构方面的领域,得益于太空的零(微)重力环境,在轨增材制造可以打印很多传统加工方式难以实现的零部件。在航空领域,增材制造的应用逐渐成熟,从最初在非关键部件上的应用逐渐过渡到例如发动机核心部件的制造。例如使用增材制造燃油喷嘴,在减少部件的同时,提高燃油效率。在可以预见的将来,增材制造将在航空领域大放异彩,乃至于影响到飞机的整体设计。另外,3D 打印为新型可变机翼的研发提供了强大的加工能力,显著提高了新型结构的研发效率,并实现了应用于可变机翼的全新的结构体系,目前蓬勃发展中的 4D 打印技术将为可变机翼提供更多先进的技术路径。△增材制造在航天领域的应用△增材制造在航空领域的应用4.2 生物医疗领域增材制造在生物医疗领域已经获得了广泛的应用,包括骨科、牙科、软组织工程、组织修复再生和生物治疗等。该部分从打印材料,表面处理,结构设计等角度,总结了在硬组织工程应用中增材制造技术的研究现状。同时还对目前比较成熟的商业 3D 打印骨植入物,以及应用增材制造技术的典型病例,进行了介绍与总结。增材制造高精度,多材料的特点为复杂的生物支架制备提供了新的选择,在人造心脏,体内遥控机器人等高难度领域都有着不可替代的优势。△增材制造在生物医疗领域的应用4.3 电子设备该部分总结了 AM 在包括微波器件,PCB 板,MEMS,微电池,RFID 标签,以及陶瓷手机背板等电子设备上的应用。在现代微波通讯系统及电磁应用领域中,增材制造技术为器件的小型化、轻质化、高精度、低成本制造提供了新方法,可有效降低传统制造中存在的材料冗余、装配误差等缺点。在未来微波及太赫兹器件的增材制造技术发展方面,提升制造质量和速度,研发新材料以适应多功能需求以及实现更高频器件制造将具有广阔空间。随着 5G 时代的到来和无线充电技术的发展,陶瓷材料的 AM 有望在新型手机背板的开发上发挥重要作用。△增材制造在电子设备的应用4.4 核工业该部分主要概述了增材制造制备的高分子、金属及陶瓷材料在核工业中的应用。从复合材料及材料结构方面对中子屏蔽材料的性能及应用进行研究,并展望多功能复合材料在核工业中的潜在应用。△增材制造在核工业的应用4.5 柔性可穿戴设备3D 打印技术可应用于柔性、可穿戴电子设备的制造,例如应变传感器、纳米发电机、柔性电极等。△增材制造在柔性可穿戴设备的应用4.6 软质传感器/驱动器/机器人技术4D 打印湿度、温度响应水凝胶发展迅速,各种几何形状、复杂变形和定向运动都已经实现。3D/4D 打印在传感器、执行器和软体机器人等各个方面都显示出了巨大的应用潜能。△增材制造在软质传感器/驱动器/机器人技术的应用4.7 珠宝和艺术装饰品3D 打印技术由于制造周期短、可根据客户需求精确定制、制造过程具有零浪费等特点,成为了珠宝和装饰行业兴起的新型制造技术。3D 打印技术通过电脑建模可以设计结构复杂的珠宝和装饰,并且以高分子、金属、陶瓷等材质直接打印出来,也可以通过打印铸造珠宝所需的低熔点熔模来间接参与珠宝制作。△增材制造在珠宝和艺术装饰品的应用4.8 陆地运输增材制造技术在陆地交通领域有着巨大的应用前景。相较于传统的陆地交通工具(如汽车、自行车、高铁等)的制造技术,增材制造技术不仅可以有效地降低制造成本,缩短研发周期,提高生产效率,还能够推动交通工具定制化设计的普遍应用。4.9 水下设备3D打印在航海领域的价值不断在开发,从服务水面船舰维护到深海水下探测。受益于 3D 金属材料打印技术的成熟和海上环境 3D 打印技术的研发,未来远洋船舰中极可能标配 3D 打印设备,为远离陆地补给的船舰即时制备已磨损或需更换的配件或临时所需的结构。该领域的潜在可观的市场也将吸引和促进 3D 打印技术在动态环境下的发展。△增材制造在海陆空交通运输的潜在应用场景4.10 多孔结构随着各种 3D 打印技术的飞速发展,作为多孔结构的不同微观结构变得越来越重要。通过使用 AM 技术,多孔结构有广阔的应用前景,特别是在医疗领域,如骨支架。利用3D 打印技术,可以个性化地制造出不同的尺寸和形态的结构。吕坚院士简介吕坚院士现任香港城市大学机械工程系讲座教授,先进结构材料研究中心(CASM)主任,国家贵金属材料工程技术研究中心香港分中心 (NPMM)主任,香港工程科学院院士,法国国家技术科学院院士。2006 年及 2017 年曾两次获得由法国总统亲自任命的“法国政府颁授法国国家荣誉骑士勋章”及“法国国家荣誉军团骑士勋章”,2018 年获得“中国工程界最高奖”第十二届光华工程科技奖。吕坚教授的研究方向涉及先进纳米结构材料的制备和力学性能,实验力学,材料表面工程和仿真模拟,生物与仿生材料力学,航空航天材料与结构预应力工程,3D 打印先进材料与产品集成设计等。相关论文及链接[1] G. Liu*, X. Zhang*, X. Chen*, Y. He*, L. Cheng, M. Huo, J. Yin, F. Hao, S. Chen, P. Wang, S. Yi, L. Wan, Z. Mao, Z. Chen, X. Wang, Z. Cao, J. Lu†. Additive manufacturing of structural materials, Materials Science and Engineering: R: Reports. Online Apr 2021.论文链接[2] G. Liu, Y. Zhao, G. Wu, J. Lu†. Origami and 4D printing of elastomer-derived ceramicstructures, Science Advances. 4(8), eaat0641, Aug 2018.论文链接[3] G. Liu*, Y. He*, P. Liu*, Z. Chen, X. Chen, L. Wan, Y. Li, J. Lu†. Development of bioimplants with 2D, 3D, and 4D additive manufacturing materials, Engineering. 6(11), 1232-1243, Nov 2020.论文链接[4] Z. Mao, K. Zhu, L. Pan, G. Liu, T. Tang, Y. He, J. Huang, J. Hu†, K. Chan†, J. Lu†. Direct‐ink written shape‐morphing film with rapid and programmable multimotion, Advanced Materials Technologies. 5(2), 1900974, Jan 2020.论文链接[5] Z. Li, P. Liu, X. Ji, J. Gong, Y. Hu, W. Wu, X. Wang, H. Peng, R. Kwok, J. Lam†, J. Lu, B.Tang†. Bioinspired simultaneous changes in fluorescence color, brightness, and shape of hydrogels enabled by AIEgens, Advanced Materials. 32(11), 1906493, Feb 2020.论文链接[6] X. Yan, S. Yin†, C. Chen, R. Jenkins, R. Lupoi, R. Bolot, W. Ma, M. Kuang, H. Liao, J. Lu†, M. Liu†. Fatigue strength improvement of selective laser melted Ti6Al4V using ultrasonic surface mechanical attrition, Materials Research Letters. 7(8), 327-333, Apr 2019.论文链接[7] L. Cheng, T. Tang, H. Yang, F. Hao, G. Wu, F. Lyu, Y. Bu, Y. Zhao, Y. Zhao, G. Liu, X.Cheng, J. Lu†. The twisting of dome-like metamaterial from brittle to ductile, Advanced Science. Accepted Jan 2021.
  • 英国顶尖大学运用ELGA实验室纯水系统解析金-银纳米颗粒结构
    英国顶尖大学研究人员运用 ELGA Purelab Option 确定了金-银纳米颗粒的精细结构 伦敦大学学院 (UCL) 和牛津郡哈威尔科学与创新园区的科学家使用 ELGA 实验室水纯化系统净化后的产水来解析金-银纳米颗粒的精细结构。金和银纳米颗粒具有优异的催化性能、良好的生物相容性、较大的表面积和导电性,因而在多种应用中受到广泛关注,包括纳米医学、药物递送和电子工业等领域。目前研究人员还在推进和开发更为复杂和精细的金-银纳米颗粒结合物,以帮助优化每种金属的性能。例如,在一种以金为内核、银为中间层,又以金为外壳而组成的复合多层双金属纳米结构中,银提供了最佳的光学性能,而同时金又提高了活性系统内颗粒的稳定性。详细了解全新的金-银纳米颗粒结构是评估其性能的重要步骤。为实现这一目标,研究人员运用多种技术以确定其尺寸、形状和表面积等特征。但是当前技术的局限性可能会限制该研究可以达到的详尽程度和细节水平。灵敏研究依靠 ELGA Purelab Option 系列纯水系统如今,一支由 伦敦大学学院 (UCL) 研究人员带领的团队,使用 x 射线吸收光谱分析和传统技术(包括透射电子显微镜法)成功地解析了金和银双金属胶体纳米颗粒的结构。基于他们的研究成果以及该系统的化学性质,他们获得了比单独采用标准方法研究银-金纳米颗粒的精细结构更为深入的认知。[1]超纯水水质是许多敏感技术类实验获取成功的关键所在,伦敦大学学院 (UCL) 研究人员充分信任 ELGA Purelab Option 系列主机 + DV35升水箱组成的纯水系统,可以生成用于符合其多种实验需求的必要试剂。自 1937 年以来,ELGA 一直是纯水和超纯水领域值得信赖的品牌。我们不断追求创新的历史传统帮助我们研发出屡获国际大奖的水纯化技术和工艺,以满足不同实验应用的需求。参考资料:【1】Godfrey, I.J., et al., Structure of Gold-Silver Nanoparticles. The Journal of Physical Chemistry 2017 121: 1957-1963.ELGA Purelab Option 超纯水系统的关键作用产品型号:ELGA Purelab Option - Q7/15 成本经济型选择,适合需要直接通过自来水生产超纯水的实验室,纯水产水量7-15升/小时在18.2 mω-cm条件下,每分钟配水流量高达1升通过船坞式水箱 (dv35升) 实现纯化水再循环,从而维持稳定的水质提供elga生物过滤器选配件,option-q上安装该选配件时,产水去除了生物性杂质80 多年来,ELGA Labwater 一直与科学家们合作,共同致力于为实验室工作提供有保障的纯水和超纯水。世界顶级研究机构的实验室都充分信赖我们的水纯化系统,认为其能够帮助他们的研究人员获得精确可靠的实验结果。
  • 丁传凡团队成功研发四极离子阱质谱关键技术与核心部件
    就像发动机之于汽车,由复旦大学化学系教授丁传凡及其团队研发的四极离子阱关键技术和核心部件,构成了一台质谱仪的“中心”,无论其他组件如何更改,此“中心”最终决定离子阱质谱仪的性能。  在即将举行的第18届中国国际工业博览会上,丁传凡团队将展出包括印刷线路板(PCB)离子阱、栅网电极离子阱、PCB阵列离子阱分析器在内的核心技术成果。该成果已于2015年7月11日通过技术鉴定并获得2015年度的中国仪器仪表学会科学技术奖一等奖。  作为现代科学仪器的一种,质谱仪主要用于检测样本中的化学成分种类和含量。如同对学生进行科目考试,得到对应学科成绩,便知道该学生有学习哪门科目的潜质、哪门科目成绩处于中等水平。质量分析器是质谱仪的重要部分,其作用相当于考试过程 而离子阱则是质量分析器的一种,两者的关系就像线上考试之于考试。丁传凡团队的研发成果,即打造离子阱的核心技术。  丁传凡团队创新研发的多项核心技术,不仅提高了离子阱的工作性能,还可以最大程度降低制作离子阱的成本,为实现质谱仪全国产化提供支持。这些技术拥有自主知识产权,已获得数项包括美国,欧洲,日本和中国的专利保护。  “质谱仪器荷技术拥有非常大的市场,各行各业都可以尝试质谱思维。”目前,质谱的运用已涉及到食品安全,航天航空、科学研究、环境监测与精准医疗等领域,并成放射状向各领域扩散。  厚积薄发的智慧:用更便宜的材料研发更精致的仪器  作为质量分析器的一种,离子阱是通过电磁场作用,将离子限定在有限空间内,即“阱”内。离子在电场或磁场中运动,由于质量、大小、种类的不同,离子的运动轨道也有所差异,而此差异可以通过物理方程表达式呈现出来。离子阱将被电离后的离子“收入囊中”,进行质量分析,通过测算的质量能够推导出此前检测的样品中含有哪些成分、每种成分的含量是多少等。  在此之前,离子阱内的电场分布是通过双曲面电极实现的,其形状类似于“掐腰”的圆柱筒。电极产生的电场作用于离子,使不同质量的离子“描绘”出相应的运动轨迹。由于中国在质谱领域起步较晚,无法制作出高精度的双曲面电极的离子阱,只能花费巨额经费去国外购买,甚至在初期,西方发达国家以高技术产品为借口拒绝对中国售卖,极大影响了国内科学研究和实际应用。于是,丁传凡团队想到用简单,便宜的印刷线路板代替双曲面,以简化制造工艺荷降低成本。  如同台式电脑内的主机板,印刷线路板(简称PCB)以平面的电极取代双曲面电极产生高精度的电场分布,就像在白纸上绘制藏宝图,每个部分由线路相连接。以印刷线路板制作电极的印刷线路板离子阱分析器(简称PCB离子阱),相比于以往以十万元人民币进口的双曲面电极离子阱,价格更便宜、加工更简单、性能更好。  在此基础上,丁传凡团队还发明了印刷线路板阵列离子阱分析器(简称PCB阵列离子阱)。PCB阵列离子阱与普通PCB离子阱同属于质量分析器类别,两者结构复杂性相当,在效用上前者是许多个后者的结合体,类似于排炮与单筒炮。后者一次只能对一个样本内的离子进行质量分析,但前者可以检测10个、甚至100个样本,且拥有更快速的分析速度与更显著的灵敏度,成本也并未显著增加。  除离子阱外,质量分析器还有磁分析器、飞行时间分析器、四极杆分析器、傅里叶离子回旋共振等种类。相比于其他种类,离子阱具有选择性存储和逐出功能,即选择离子并稳定存储在阱内,或者将离子逐出阱外。  位于离子阱电极平面的小孔,是选择储存或逐出的离子的“必经之路”。但这些小孔对于电极中电场的分布会造成影响,以致影响离子阱的性能。丁传凡团队由此发明了铺在上面的栅网电极,消除对电场分布的影响,提高离子透过率与质量分辨能力,并降低了对离子阱离子狭缝口的加工精度要求。丁传凡团队获得了该发明的知识产权。  目标掌握核心技术:“希望将质谱仪做成家家户户都能拥有的东西”  丁传凡认为,质谱技术的市场需求将会越来越大。  比如,质谱仪可用于分析大米成分,用餐者并不知道大米中的重金属含量是否超标,而质谱仪则能够通过对大米的取样分析,得知其中含有多少重金属元素,以及是否达到对人体有害的程度。同样运用于生活的质谱仪能够对蔬果上的农药残留进行测量。  近年来,精准医学的概念盛行,质谱成像技术和疾病标志物分析能够发挥作用。通过对人体器官拍摄化学照片,得知体内的生物、化学成分的区别。做肿瘤切除手术时,医生会遇到无法彻底切除的情况,通过质谱成像检测人体肌肉组织,能够通过相应分子清晰得知肿瘤切除的边界,提高手术成功率。质谱仪在医学上的应用还处于起步阶段,英国、美国、加拿大等国家已开始尝试。  然而,对专利保护的突破依旧是国内研究面临的问题之一,质谱领域的知识产权绝大多数依旧被国外研究者掌握,完全掌握核心技术依旧是国内学者的目标。  2004年回国后,丁传凡即在复旦大学开设质谱学理论和应用的课程至今,在中国高校中独树一帜。他认为,研究质谱对于跨学科知识的掌握要求很高。“只要有人类,就会有环境,健康、衣食住行等问题,而质谱仪能够帮助我们了解这些。我们希望将质谱仪做成家家户户都能拥有的东西”。丁传凡非常看好质谱仪的未来。
  • 禾信仪器:昆山产业园已完成主体结构封顶,预计2023年竣工投产
    禾信仪器1月3日发布投资者关系活动记录表,公司于2022年12月30日接受12家机构单位调研,机构类型为其他、基金公司、证券公司、阳光私募机构。  问答交流环节  问:公司发布的新品三重四极杆液质联用仪、气相色谱质谱联用仪技术优势都有哪些?  答:公司发布新品三重四极杆液质联用仪LC-TQ5200的技术优势包括:超高的灵敏度、超快的分析速度及超稳定的质谱系统,公司历时六年攻关,性能指标达国内高端水平。  公司发布新品气相色谱质谱联用仪GCMS1200的技术优势包括:更高的稳定性和抗污染能力、一脉相承的非共轴预四极杆、全新赋能双曲面四极杆,禾信仪器革新三代气相色谱质谱联用仪,硬软件技术、材料工艺全面升级。  问:三重四极杆液质联用仪、气相色谱质谱联用仪的主要应用领域包括哪些?  答:三重四极杆液质联用仪的主要应用领域包括临床诊断、食品安全、公安安全、环境保护等领域。气相色谱质谱联用仪的主要应用领域包括食品安全、工业制造、环境监测、石油化工、公检法系统等领域。  问:昆山产业园建设及投产计划?  答:昆山产业园已于2022年11月份顺利完成主体结构的封顶,项目目前按进度推进建设中,预计2023年竣工投产。昆山产业园建设有利于完善公司在不同地域的产能布局,对促进公司与客户建立持续稳定的战略合作伙伴关系及长期稳定发展具有重要意义   广州禾信仪器股份有限公司主营业务为从事环境监测领域质谱分析仪器的研发、生产、销售及相关技术服务,主要产品和服务基于高分辨飞行时间质谱技术与在线源解析方法,应用于对PM2.5、VOCs等大气污染物进行实时、在线的成分检测及来源分析等。  公司多次承担或参与国家重大科学仪器设备开发专项、国家高技术研究发展(863)计划、国家重点研发计划、中科院战略性先导科技专项等国家重大科研项目、课题,于2012年入选科技部“国家火炬计划重点高新技术企业”,于2019年入选工信部第一批专精特新“小巨人”企业。禾信仪器成立于2004年,是一家集质谱仪器自主研发、生产、销售及技术服务为一体的国家级火炬计划重点高新技术企业,是国家首批专精特新“小巨人”企业 主要产品入选国家“制造业单项冠军产品” 核心团队入选科技部“国家创新人才推进计划-重点领域创新团队” 研发中心入选国家企业技术中心。  公司坚持做中国人的质谱仪器,用30余年的科研积累,19年的创业坚持,持续突破质谱关键核心技术,填补国内空白,使中国成为少数掌握高分辨飞行时间质谱仪器核心技术的国家之一。公司面向环境监测、医疗健康、食品安全、工业生产等领域,提供多种质谱产品及技术服务解决方案,目前已成为国内质谱领域的标杆企业。
  • 全国纳标委低维纳米结构与性能工作组邀您参与3项国标制定
    p style=" text-indent: 28px line-height: 1.5em " span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 2005 /span span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 年 span 4 /span 月 span 1 /span 日,全国纳米技术标准化委员会( span SAC/TC279 /span )由国标委发文批准成立,主要负责纳米技术领域的基础性国家标准制修订工作。 span 2016 /span 年 span 11 /span 月 span 20 /span 日,经国家标准化管理委员会和中国科学院批准,全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组(以下简称“工作组”)正式成立,编号为 span SAC/TC279/WG9 /span ,负责组织协调全国低维纳米技术领域标准化工作。 /span /p p style=" text-indent: 28px margin-top: 15px line-height: 1.5em " span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 近年来,越来越多的低维纳米材料,如石墨烯、二硫化钼、氮化硼、二维黑磷单晶等被相继发现,以这些材料为基础的各种复杂结构,如异质结、堆垛结构等也不断产生;这些低维纳米材料与结构的新奇性质以及在光电、催化、传感等领域的应用前景引起了学术界和产业界的高度关注,也逐步进入了从实验室研发到产业化应用的阶段。统一的命名方式、测试方法、技术规范、性能评价等标准的建立,可为产业界和学术界交流提供统一的技术语言,促进低维纳米材料产业的健康、有序发展。 /span /p p style=" text-indent: 28px margin-top: 15px line-height: 1.5em " span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 2020 /span span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 年,工作组有 span 3 /span 项纳米技术国家标准项目计划通过审批 /span 。为确保标准编制工作顺利开展,特成立各项目的标准制定工作组,在标准制修订过程中牵头组织必要的技术研讨、关键技术研究及对比实验验证等工作,现公开广泛征集标准制定工作组成员,欢迎有关单位及专家共同参与。 /p p style=" margin-top: 15px line-height: 1.5em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong span style=" font-family: 微软雅黑, sans-serif " 一、《纳米技术 小尺寸纳米结构薄膜拉伸性能测定方法》 /span /strong /span /p p style=" line-height: 1.5em margin-top: 15px " strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 计划号: /span /strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " span 20202906-T-491 /span /span /p p style=" line-height: 1.5em margin-top: 10px " strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 下达日期: /span /strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " span 2020-08-07 /span /span /p p style=" line-height: 1.5em margin-top: 10px " strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 主要起草单位: /span /strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 清华大学 /span /p p style=" line-height: 1.5em margin-top: 10px " strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 报名加入标准制定工作组: /span /strong span style=" font-family: 微软雅黑, sans-serif color: rgb(0, 112, 192) " a href=" http://tc279wg9-ldmas.mikecrm.com/6ZS0z85" http://tc279wg9-ldmas.mikecrm.com/6ZS0z85 /a /span /p p style=" text-align: center line-height: 1.5em margin-top: 15px " span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 186px height: 181px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/4129d6cf-f195-4cdb-8bf0-92eac6533200.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" width=" 186" height=" 181" / /span /p p style=" line-height: 1.5em margin-top: 20px " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong span style=" font-family: 微软雅黑, sans-serif " 二、《纳米技术 亚纳米厚度石墨烯薄膜载流子迁移率及方块电阻测量方法》 /span /strong /span /p p style=" line-height: 1.5em margin-top: 15px " strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 计划号: /span /strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " span 20202801-T-491 /span /span /p p style=" line-height: 1.5em margin-top: 10px " strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 下达日期: /span /strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " span 2020-08-07 /span /span /p p style=" line-height: 1.5em margin-top: 10px " strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 主要起草单位: /span /strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 泰州巨纳新能源有限公司、中国科学院上海微系统与信息技术研究所、泰州石墨烯研究检测平台有限公司、东南大学、南京大学 /span /p p style=" line-height: 1.5em margin-top: 10px " strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 报名加入标准制定工作组: /span /strong span style=" font-family: 微软雅黑, sans-serif color: rgb(0, 112, 192) " a href=" http://tc279wg9-ldmas.mikecrm.com/4HXF5FP" http://tc279wg9-ldmas.mikecrm.com/4HXF5FP /a /span /p p style=" text-align: center line-height: 1.5em margin-top: 15px " span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 190px height: 190px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/6fb0de26-ab1e-4ba8-85b1-08074a90df90.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" width=" 190" height=" 190" / /span /p p style=" line-height: 1.5em margin-top: 20px " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong span style=" font-family: 微软雅黑, sans-serif " 三、《纳米技术 拉曼法测定石墨烯中缺陷含量》 /span /strong /span /p p style=" line-height: 1.5em margin-top: 15px " strong span style=" font-family: 微软雅黑, sans-serif " 计划号 /span span style=" font-family: 微软雅黑, sans-serif " : /span /strong span style=" font-family: 微软雅黑, sans-serif " 20204113-T-491 /span br/ /p p style=" line-height: 1.5em margin-top: 10px " strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 下达日期: /span /strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " span 2020-11-23 /span /span /p p style=" line-height: 1.5em margin-top: 10px " strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 主要起草单位: /span /strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 泰州石墨烯研究检测平台有限公司、东南大学、中国科学院大连化学物理研究所、泰州巨纳新能源有限公司、内蒙古石墨烯材料研究院、绍兴文理学院 /span /p p style=" line-height: 1.5em margin-top: 10px " strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 报名加入标准制定工作组: /span /strong span style=" font-family: 微软雅黑, sans-serif color: rgb(0, 112, 192) " a href=" http://tc279wg9-ldmas.mikecrm.com/dADKmru" http://tc279wg9-ldmas.mikecrm.com/dADKmru /a /span /p p style=" text-align: center line-height: 1.5em margin-top: 15px " strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " & nbsp img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 194px height: 194px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/1065d376-8e24-463d-97d4-c7fcf47fe6dc.jpg" title=" 3.jpg" alt=" 3.jpg" width=" 194" height=" 194" / /span /strong /p p style=" line-height: 1.5em margin-top: 20px " strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 更多咨询请联系工作组秘书处: /span /strong /p p style=" line-height: 1.5em margin-top: 15px " span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 全国纳标委低维纳米结构与性能工作组秘书处联系方式 /span /p p style=" line-height: 1.5em " span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 联系人:邵悦 span 13914543362& nbsp /span /span /p p style=" line-height: 1.5em " span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 固定电话: span 0523-82836717 /span /span /p p style=" line-height: 1.5em " span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " Email: standard@graphene-center.org, shaoyue@graphene-center.org /span /p p style=" line-height: 1.5em " span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 通信地址:江苏省泰州市凤凰西路 span 168 /span 号 span 5 /span 号楼 /span /p p style=" line-height: 1.5em " span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 邮编: span 225300 /span /span /p
  • Light: 黄维&王建浦|顶发光微腔结构实现高效率钙钛矿发光二极管
    金属卤化物钙钛矿材料具有可溶液法制备、高荧光量子效率、高色纯度等特点。近年来,钙钛矿发光二极管(PeLED)的器件效率提升迅速,成为下一代照明与显示技术的有力竞争者。然而,由于钙钛矿材料较大的折射率,导致大量的光子被限制在器件内部,阻碍了PeLED效率的进一步提升。近日,南京工业大学黄维院士和王建浦教授团队在国际顶尖期刊Nature子刊 Light: Science & Applications 发表论文,他们提出通过构筑光学微腔,制备顶发射PeLED,从而大幅度提升器件效率的新思路。光学微腔一方面能够通过Purcell效应提高辐射复合速率,提升材料的荧光量子效率;另一方面,优化的微腔结构可以使更多光子沿着微腔的光轴出射,从而提高器件的出光耦合效率。现代信息社会的快速发展,对发光显示技术提出了高效率、高亮度、柔性可穿戴等要求。传统的无机发光二极管通常在单晶衬底上通过外延法生长制备,难以获得大面积柔性器件。近年来快速商业化的有机发光二极管能够通过溶液法、蒸镀法制备大面积柔性器件,但有机材料本身的激子特性使其难以在大电流下实现高亮度和高效率。钙钛矿材料兼具无机半导体高导电性和有机材料可溶液法制备的优点,在下一代显示领域极具竞争力。然而,近年来底发光PeLED的效率逐渐达到瓶颈,效率提升速度放缓。发光二极管的效率是由荧光量子效率、载流子注入效率、光耦合效率共同决定的。平板型底发光器件的光耦合效率通常为20%左右,其发光层发出的光子大部分被限制在了器件内部,无法从正面出射。另一方面,将发光器件应用于显示时,还需加上不透光的控制电路,因此显示面板上一部分区域无法发光,也就是产业化过程中面临的开口率的问题。设计具有微腔结构的顶发光器件,能够有效地同时解决以上两个问题。这是由于微腔结构能够提高器件的出光耦合效率,而顶发光能够解决显示面板的开口率问题。图1 顶发光器件和底发光器件构筑基于光学微腔的高效率PeLED需要解决三个难题:1)制备具有高荧光量子效率的钙钛矿薄膜;2)制备高质量光学微腔;3)实现器件内部平衡的载流子注入。在钙钛矿薄膜的选择上,作者选择了具有多量子阱(MQW)结构的准二维钙钛矿。其优点在于,通过调控大尺寸阳离子和小尺寸阳离子的组分,能够精确地调控钙钛矿的结晶性、形貌以及薄膜内部量子阱的分布。基于此思路,作者获得了致密的MQW钙钛矿薄膜,并将其荧光量子效率提升到了78%。图2 MQW-PeLED的能级结构及钙钛矿层形貌构筑高质量的光学微腔需要在器件的两端分别制备全反射和半反射的电极。为此,作者在器件底端蒸镀了100 nm的金电极作为全反射层,并且优化了顶端半反射金电极的厚度,将器件的光耦合效率从20%提升到了30%。要实现增强型的微腔效应,还需将微腔的光学长度设计到发光半波长的奇数倍。作者发现,通过调控电子传输层ZnO和空穴传输层TFB的厚度,可以有效地调控微腔的光学长度。值得注意的是,优化ZnO、TFB厚度的同时,还要考虑发光层在微腔内部所处的位置是否位于微腔效应增强的位置。此外,高性能PeLED的实现还依赖于器件内部载流子的平衡注入。作者前期的研究表明,MQW钙钛矿层内部存在快速的(皮秒量级)能量转移,从而使得发光区域主要位于与TFB的交界处。考虑到ZnO和TFB都具有较高的载流子迁移率,因此ZnO的厚度通常低于TFB的厚度。图3 微腔器件内部不同位置的增强效果及发光区域基于以上对钙钛矿发光层、器件光学结构及载流子注入/输运方面的优化,作者将微腔结构顶发射PeLED的外量子效率提升至20.2%。该器件表现出显著的微腔效应,不同于底发光器件的朗博体发光,顶发射微腔PeLED在正面的出光显著增强,从而大幅度提升了光耦合效率。图4 微腔器件外量子效率及发光轮廓较低的光耦合效率是限制平板发光的重要原因之一,该工作将顶发射微腔结构应用于PeLED,实现了超过20%的外量子效率,是目前顶发射PeLED的效率最高值。该工作的发表,使钙钛矿这种明星材料在LED实际应用方面更进了一步。此外,高质量微腔的制备及其器件内整合,也对电泵浦钙钛矿激光器的实现具有重要的借鉴意义。文章信息:该成果以“ Microcavity top-emission perovskite light-emitting diodes ”为题发表在 Light: Science & Applications 。本文共同第一作者为南京工业大学先进材料研究院博士生缪炎峰、程露、邹伟,通讯作者为王建浦教授、黄维院士、彭其明副研究员。论文地址:https://www.nature.com/articles/s41377-020-0328-6文章来源:中科院长春光机所 Light学术出版中心
  • 国标计划溶液聚合丁苯橡胶微观结构测定红外ATR法拟立项
    p   日前,国家标准委发布201项拟立项推荐性国家标准项目征求意见的通知,其中国家标准计划《溶液聚合丁苯橡胶(SSBR)微观结构的测定 第2部分:红外光谱ATR 法》由TC35(全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会)归口上报,TC35SC6(全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会合成橡胶分会)执行,主管部门为中国石油和化学工业联合会。主要起草单位 中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院 、中国石油天然气股份有限公司独山子石化研究院 、国家合成橡胶质量监督检验中心 、怡维怡橡胶研究院有限公司 。项目周期24个月。 /p p   SSBR的微观结构含量直接影响着抗湿滑性,滚动阻力、冲击强度、软化温度和硫化特性等重要性能,因此SSBR微观结构含量的控制在SSBR工艺技术研究、新产品开发、产品质量控制等工作中具有重要意义。目前,测定SSBR微观结构含量的方法有核磁共振法与红外光谱法。 /p p   核磁共振法需要配备核磁共振仪,因该仪器价格昂贵,维护、运行成本很高,不是通用型仪器,运用不广泛,很少用于常规检测,多用于标准物质定值。 /p p   红外光谱法是测定SSBR微观结构含量的通用方法。测定SSBR微观结构的红外光谱法包括红外光谱溶液涂膜方法和红外光谱ATR方法。GB/T 28728—2012规定了采用核磁法和红外光谱溶液涂膜法,对SSBR中微观结构含量进行定量测定的分析方法。但红外光谱溶液涂膜法需要将样品溶解再涂膜,溶解过程需要5个小时以上。且涂膜法直接读取吸光度,没有采取通常的扣除基线法,因此,基线对测定结果的影响很大。而且溶解的完全性和膜片的光滑、平整性都会影响基线,从而对测定结果产生较大的影响,测定结果的重复性不是很好。同时,该方法需要将样品溶解,对环境和实验人员健康有一定的不良影响。 /p p   ATR(衰减全反射)技术通过样品表面反射的光信号获得样品表层有机成分的结构信息。该技术由于无需溶解样品,也不需要制备样品盐片及设置透射池,并无损样品表面,完成1次测定只需要1分钟,且不消耗任何原材料和备品备件,方便、环保、快速,因此被广泛用于物质成分的定性和定量分析。 /p p   目前国内尚没有测定SSBR微观结构含量的红外光谱ATR法的相关标准,为了与国际标准接轨,扩大国际交流,同时也为SSBR的科研、生产、外贸提供一个统一、方便快捷、环保的微观结构测定方法,因此制定该标准十分必要。 /p p   本标准规定了采用红外光谱衰减全反射(ATR)法,对溶液聚合丁苯橡胶(SSBR)中丁二烯单体的微观结构和苯乙烯单体的含量进行定量测定的分析方法。 适用于溶液聚合丁苯橡胶,不适用于乳液聚合丁苯橡胶。 /p p   主要技术内容如下: 1)获得ATR谱图的步骤。 2)丁二烯微观结构和苯乙烯含量的测定:每个微观结构组分相应吸光度的测定 微观结构的计算( 每一个吸收谱峰的基线校正、吸光度的比值、二阶项、苯乙烯和微观结构的质量百分含量通过回归方程得到、微观结构的质量百分含量) 3)精密度。 4) 微观结构回归方程的获得。 5)核磁法测定微观结构。 /p p br/ /p
  • 两位诺奖得主回忆结构生物学发展史
    转载自Knowable Magazine "Structural biology: How proteins got their close-up"前言从细菌到人类,所有的生物都由细胞组成。细胞由四种大型生物分子构成:碳水化合物、脂肪、核酸(即DNA和RNA)和蛋白质。这些生命的重要组成部分小到肉眼无法观测,甚至用光学显微镜也难以成像。因此,尽管19世纪的科学家们知晓这些"隐形"分子的存在,也能够通过实验找出它们的化学成分,但科学家们却看不到它们:这些分子结构的任何细节始终是个谜题。这就是今天的主题:这些"隐形"分子是如何在20世纪被人们成功观测到的。 "许多基础的生物问题是非常容易解决的:只要能看到它们就行!" —理查德• 费曼这是一个漫长而艰辛的故事:关于开发能够解析生物分子结构的工具和技术,以及对这些分子结构的解析如何使我们能够理解它们的功能,并设计出阻止或加强其作用的药物。为了讲述这个故事,我们将重点放在蛋白质上:这些大分子参与了我们身体中几乎所有的化学过程:它们解读遗传密码、催化化学反应、并充当我们细胞的守门员。蛋白质由名为氨基酸的小分子链构成。了解这些链如何折叠成三维结构至关重要,因为正是蛋白质的三维形态决定了它们的功能。若要创建一个准确的蛋白质三维模型,我们需要知道组成该蛋白质的所有氨基酸中的所有原子在空间中的排列。 我们无法看到原子,因为它们比可见光的波长还要小。 为了探测这些原子,我们需要一种波长更短且穿透性极佳的波:这种波使我们能够同时对蛋白质内部和外部的原子进行观测。因此,今天的故事开始于德国的维尔茨堡大学城。在那里,伦琴发现了X射线。X射线的发现那是1895年,威廉• 伦琴正在实验室里工作。像他那一代的许多物理学家一样,他正在做阴极射线的实验:在一个叫做克鲁克司管的设备中产生的电子流。但与他同时代的人不同的是,伦琴注意到了一些意想不到的事情:离克鲁克司管相当远的一个屏幕在发光。伦琴认为,那个屏幕太远了,发光绝不可能是由阴极射线引起的。在接下来的几周里,他研究了这种发光的荧光,并意识到他发现了一种能够穿透固体物体的新型射线。 就在圣诞节前,他把他的妻子带到实验室,给她的手拍了一张照片。 在照片中,她的血肉消失了,但骨头和戒指都清晰可见。威廉• 伦琴因发现X射线于1901年获首届诺贝尔物理奖关于他的发现,伦琴写了一份的报告。1896年初,一份英文译本发表了在《自然》杂志上。"我们看到,一些剂能够穿透对紫外线、阳光或弧光不透明的黑色纸板。所以,研究其他物体能在多大程度上被同一个剂穿透是很有意义的。"该报告继续说道:"厚的木块仍然是透明的。两三厘米厚的松木板只吸收了很少的光线。一块15毫米厚的铝板仍然能够让X射线通过,但大大减少了发出的荧光。"伦琴的发现立即产生了影响。在几个月内,医生们就开始用X射线来拍摄骨折。人们为X射线写诗,奇妙的X射线也成为各大展览中的热点。1901年,伦琴因其发现被授予第一个诺贝尔物理学奖:这是本故事中授予科学家们的众多诺贝尔奖中的第一个。与此同时,在实验室里,物理学家们对X射线的性质感到困惑。它们究竟是波还是粒子?另一位德国物理学家马克斯• 冯• 劳厄推断,如果X射线是波,那么它们的波长可能与晶体中原子之间的规则空间相似,从而提供一种破译晶体结构的方法。马克斯• 冯• 劳厄因发现晶体中X射线的衍射现象获得1914年诺贝尔物理学奖这是一个非常重要的推断,它启蒙了X射线晶体学的发展,这种技术最终将使科学家们能够弄清蛋白质结晶的结构,但走到这一步却花了几十年。起初,X射线晶体学被应用于更小的分子。而在这之前,弄清楚该技术的原理也花费了很长的时间。X射线晶体学时代1912年夏天,数学家和物理学家威廉• 亨利• 布拉格和他的儿子,另一位物理学家劳伦斯• 布拉格在英国的海边度假时听闻了冯• 劳厄的一个讲座。 假期结束后,父子俩回到他们的大学,思考晶体对X射线的衍射问题。那年晚些时候,老布拉格给《自然》杂志写信。 他首先描述了通过发射X射线获得的显著效果。"...细小的X射线流在通过晶体后并被发射到照相板时,有了显著效果。在照相板上发现了一种奇怪的斑点排列,其中一些斑点与中心斑点相距甚远,以至于它们必须被解释为大角度的散射....."这些是被晶体中的原子散射的X射线,在胶片上形成了一个独特的斑点图案。"这些斑点的位置似乎取决于简单的数字关系,以及晶体对入射流的呈现方式。我发现,当晶体(锌闪石)被放置到入射光线平行于晶体中立方体的边缘时,斑点的位置可以通过以下简单规则预测。假设原子以矩形方式排列,相邻原子产生的斑点距离为NA,其中A是相邻原子之间的距离,而N是一个整数......"闪锌矿的X射线衍射照片布拉格父子找到的数学规则提供了一种解释X射线产生的衍射图案的方法,从而揭示了晶体中原子的排列。老布拉格设计了一种新的、更强大的方法来进行X射线衍射,发明了一种叫做X射线光谱仪的仪器。1914年,冯• 劳埃因其工作获得了诺贝尔奖。第二年,布拉格父子也得到了诺贝尔奖。当时只有25岁的小布拉格目前仍是最年轻的诺贝尔奖科学得主。布拉格父子的布拉格定律使科学家能够解析各种晶体的原子结构获1915年诺贝尔物理奖起初,布拉格的方法被应用于简单物质,如食盐、苯和糖分子,揭示了它们结构的秘密。许多科学家对像蛋白质结构这样复杂的东西能否用这种方法解析持怀疑态度。1936年,《生物化学年度评论》中讨论了X射线研究的进展。DOI: 10.1146/annurev.bi.05.070136.000431"对于像糖和氨基酸这样的晶体物质,晶体内分子和原子的排列是能被完全解析的;但对于像多糖和蛋白质这样的物质,其中原子的排列不太规则,同时缺乏共同的晶体外观,我们不能指望完全解析它们。"但几年后,即1939年,有人提出了一个更乐观的观点:作者指出,像X射线晶体学这样的技术,正在深刻地改变生物学。 当作者考虑到各种可能性时,他似乎相当兴奋。DOI: 10.1146/annurev.bi.08.070139.000553"生物学迅速成为了一门分子科学,站在物理学和化学的肩膀上,生物学的前景广阔,人们迫切地想知道生物学会将人类带向何方。生物分子的结构成为了学界的主流追求。这些分子中最重要的是蛋白质,而蛋白质的结构解析也是最激动人心的。"为了解决蛋白质问题,需要取得一些进展:寻找更好的蛋白质结晶方法,并用新的数学方法解析X射线的衍射图案;以及用计算机计算数据。 英国剑桥的科学家们正致力于应对所有这些挑战。1953年,X射线晶体学获得了巨大突破:它被用于解析一个极其重要的结构, 并不是蛋白质,而是DNA,詹姆斯• 沃森、弗朗西斯• 克里克和莫里斯• 威尔金斯为此获得了诺贝尔奖。因解析DNA分子结构,以及一些相关研究获1962年诺贝尔生理学或医学奖的三位得主约翰• 肯德鲁是沃森和克里克在剑桥的同事,作为一位非常积极的研究人员,他下决心解析肌红蛋白的结构。 肌红蛋白是在肌肉中储存氧的蛋白质。肯德鲁选择它的原因是尺寸:肌红蛋白并不大。 他的首要任务是培育适合被X射线解析的晶体。在尝试对马、鼠海豚、海豹、海豚、企鹅、乌龟和鲤鱼的肌红蛋白进行结晶后,他终于成功地培育出从抹香鲸肉中提取的肌红蛋白的美丽晶体。 鲸鱼肌肉细胞内部的含氧肌红蛋白(红色)以及肌动蛋白和肌球蛋白纤维(黄色和棕色)。大量的蛋白质结构现在已经被确定,这是一个曾经无法想象的成就--为生命的生物化学提供了关键的见解,也为新型药物设计和其他发明提供了素材。与此同时,肯德鲁的同事马克斯• 佩鲁兹开发了一种向蛋白质分子添加"重"原子的技术。这些重原子并不会改变蛋白质的结构,但它们为比较不同角度的X射线照片提供了一个参考框架。经过多年的工作,肯德鲁仍然不知道肌红蛋白中每一个原子的精确位置,但他拥有了足够的信息,使得他可以制作一个蛋白质的三维模型。 这个模型并不像DNA的双螺旋那样漂亮;它看起来更像一根扭曲的香肠。马克斯• 佩鲁兹(左)与约翰• 肯德鲁(右),因发现血红蛋白分子结构获1962年诺贝尔化学奖肯德鲁和他的肌红蛋白3D模型就在这个时候,理查德• 亨德森加入了这个小组。直到今天,亨德森仍然在剑桥从事蛋白质结构解析的工作,并以开拓新技术而闻名,我们稍后将听到这些技术。但那时他刚刚毕业,正在寻找一个博士生职位。他还记得从爱丁堡到剑桥参观实验室的情景:理查德• 亨德森(右)冷冻电镜三位开创者之一于2017年获诺贝尔化学奖理查德• 亨德森: "他们有一个开放日,也就是星期六上午,他们周末居然也在工作!而在我去过的其他实验室,科学家都回家了,积极性也不够高。所以我当时就想:“哦,这是个非常好的实验室”。亨德森加入了这个勤奋的剑桥团队。这项工作虽令人激动,但进展极慢。理查德• 亨德森: "在1959年,他们以非常高的分辨率得到了肌红蛋白的结构,1960年这项研究成果发表,之后的五年没有任何其他结构被发表,直到伦敦的皇家研究所发表了溶菌酶。然后在那之后,又过了三年才有了第三个结构。"难以相信科学家们花了这么久的时间,为什么进展如此缓慢?一开始,X射线晶体学家研究的小分子包含不到50个原子,例如苯和糖环。相比之下,肌红蛋白,一种相对较小的蛋白质,包含了超过1000个原子。为了弄清这么多原子的位置,科学家不得不拍摄数百张X光照片,测量每张照片中每个光点的强度,并进行繁琐的计算。这是一个对数据处理的巨大挑战。理查德• 亨德森:"在我的博士论文中,我拍摄了大约300张这样的照片,一开始我必须亲自测量它们:我得把胶片放在胶片扫描仪里,一束光沿着一排斑点移动,然后每隔三分钟,就能得到一张印有痕迹的纸,上面可能有40个斑点。这时我需要用尺子在纸上测量斑点被衍射的强度,然后再把这个数字打到电脑纸上。而这仅仅是一排斑点的工作量。"这是非常耗费时间的。研究人员逐渐渴望如何将这一过程的一部分自动化。他们发明了自动的X射线探测器和仪器,以加快斑点的测量。约翰• 肯德鲁意识到,解析一个结构所需的计算可以由计算机来完成。幸运的是,剑桥大学数学实验室刚刚建成了第一批具有存储程序的电子计算机。它们被称为EDSAC,肯德鲁便学习了如何为它们编程。随着更强大的计算机的出现,X射线晶体学家们开始使用借助计算进行结构解析。亨德森回忆说,在20世纪60年代,他们前往伦敦,使用帝国学院的IBM 7090。剑桥大学的团队每天可以使用这台计算机1个小时。最早的两台IBM7090之一理查德• 亨德森 :"于是,每天下午4点,一辆出租车就来了,带着一批研究人员和一箱箱打包好的电脑卡,送到剑桥的火车站。她们上了去伦敦的火车,上了地铁,在南肯辛顿站和帝国学院之间的隧道里带着所有这些沉重的盒子走上大约有一公里。然后从晚上7点到8点,剑桥大学的MRC程序在计算机上运行,操作程序的人大多数是被招募的年轻女性,在当时被我们称为 "计算机女孩",她们现在都是大师了。在当时,她们做的极其完美:数据会被打印好并带回来。第二天早上9点,每个研究员都会检视他们前一天的数据,并为下午4点的寄送工作做好准备"。罗莎琳• 富兰克林“DNA之母”世界公认的名誉诺奖得主难怪这是个缓慢的工作! 女士们不仅要携带着成箱的数据穿越伦敦,她们还要抽出时间去做X射线晶体学解析。在伦敦国王学院,罗莎琳• 富兰克林制作了DNA的X射线衍射图案。她的照片使沃森和克里克能够制作他们著名的模型。 在牛津,多萝西• 霍奇金解决了青霉素的结构,后来又研究了其他重要的医学分子,包括维生素B12和胰岛素。她于1964年获得了诺贝尔奖,该领域的另一个诺贝尔奖!多萝西• 霍奇金因解析青霉素、维生素B12等结构获1964年诺贝尔化学奖随着更多计算机的出现和计算能力的提高,更多的结构被解决了。计算机的持续进步是另一个主题,我们将回到这里。对结构生物学这一新领域的兴奋之情日渐高昂。一些科学家认为,最终他们甚至不需要X射线晶体学便能弄清蛋白质的结构。"人们甚至希望有一天可以完全从氨基酸序列中推断出构象。"那是在1965年在《生物化学年鉴》上被提出的。 当时的想法是,如果你知道展开的蛋白质链中的氨基酸序列,那么通过遵循原子和分子如何相互作用的简单规则,你可以算出蛋白质链将如何折叠起来。DOI: 10.1146/annurev.bi.34.070165.001335化学家克里斯蒂安• 安芬森在1972年的诺贝尔奖演讲中重复了这一主张。"我们对序列和三维结构之间相关性的大量数据积累,加上多肽链折叠的能量学理论的日益成熟,预测蛋白质构象的想法越来越现实了。"这是一个有吸引力的想法。 如果可以用蛋白质折叠的规则对计算机进行编程,并输入氨基酸序列,那么结构可能在几天而不是几年内得到解决,为昂贵和耗时的实验方法提供一个替代方案。克里斯蒂安• 安芬森因对核糖核酸酶的研究获1972年诺贝尔化学奖但现在还不行。为了实现这样的目标,生物学家首先必须通过使用和改进X射线晶体学来解决更多蛋白质的结构。并通过发明新的方法来观察蛋白质。而这项工作将产生更多的诺贝尔奖。在1999年的最后几周,生物化学家罗杰• 科恩伯格终于抵达了他十多年工作的顶点:他在斯坦福同步辐射实验室成功解析出他一直在研究的蛋白质的结构。罗杰• 科恩伯格因对真核转录的分子基础所作的研究获得2006年诺贝尔化学奖罗杰• 科恩伯格: "一开始的时候,我们远远不清楚是否可以做到。当然,这是让我们从也许永远不会成功的恐惧中解脱出来的原因,也是对最终结果感到振奋的原因。"科恩伯格和他的团队已经解决了RNA聚合酶的结构。 这是一个巨大的成就,并且得到了另一个诺贝尔奖的认可。罗杰• 科恩伯格: "在我们解析这个结构的时候还是20年前,但迄今为止,这依然是通过X射线衍射法研究的最大和最具挑战性的结构。"RNA聚合酶可以说是生物学中最重要的蛋白质。 这是一个挑战,因为它不是一个单一的蛋白质。该团队研究了来自酵母的RNA聚合酶,它实际上是由12种蛋白质组成的。更重要的是,它是一个有活动部件的分子机器。罗杰• 科恩伯格:"RNA聚合酶实际上是在读取遗传信息。因此,它负责决定哪些信息将被储存在基因组的DNA中,以指导每个生物的活动能力。简单如病毒,或复杂如人类,没有生物体不依赖RNA聚合酶而生存。"为了解决RNA聚合酶的结构,科恩伯格和他的团队花了数年时间,为他们的蛋白质寻找合适的晶体和 "重 "原子。但这还不够。他们还需要更强烈的X射线束。罗杰• 科恩伯格: "X射线衍射的方法依赖于结构中各个原子的X射线光子散射--原子数量越多,为此必须记录的散射光子数量就越大。 如果光束强度太低,光子的数量就太少了,获得的信息也会因此不足。使用强度较高的光束,可以检测和记录更多的原子"。这一难题的解决方案便是同步加速器。同步加速器是一种粒子加速器,它以极高的速度推动电子束,这些高速电子发出的X射线比传统的X射线要亮几百万倍。它本质上是伦琴发现X射线时使用的克鲁克司管的一个升级版本。来自同步加速器的高强度X射线和不断提高的计算机能力相结合,使得像科恩伯格这样的科学家能够解决更复杂的蛋白质结构。2007年至2019年,当我在《自然》杂志工作时,我们经常对结构生物学论文的数量开玩笑:似乎每周都有一个新的、重要的蛋白质结构发表。但这是有限制的。X射线晶体学仍然很耗时,尽管不像早期那样耗时。 而且一些类型的蛋白质被证明很难或不可能结晶。冷冻电镜时代在世纪之交,一种新的技术进入了人们的视野。或者说,一种新的技术让科学家们对蛋白质有了新的认识。 该技术不使用X射线,而使用电子束。 这就是所谓的冷冻电镜。称之为冷冻,是因为蛋白质样品会被冻结。理查德• 亨德森是最早使用该技术的人之一。ThermoFisher Krios G4 冷冻透射电镜理查德• 亨德森: "当你照射任何东西时,无论是用X射线还是电子,除了得到一个美丽的图像外,分子实际上在被破坏,在一定的曝光后,分子已经失去了它的结构,所以在不得不因照射次数太多而停止之前,能得到的信息量是有限的,因为样品已经失活了。而事实证明,对于同样数量的有用信息,电子所造成的损害要比X射线小一千倍。"对于冷冻电镜,蛋白质不需要是一个晶体。相反,它被从细胞中分离出来,然后冷冻到液氮温度或以下。 冷冻有助于保护蛋白质免受辐射损害。亨德森将该技术应用于嵌入细胞膜的蛋白质。事实证明,这些大型蛋白质复合物极难通过X射线晶体学进行研究。 冷冻电镜变得非常流行。 在2000年代,科学家们谈到了一场 "冷冻电镜革命",许多人从X射线晶体学转向了这种新的、更快的技术。2017年,理查德-亨德森被授予诺贝尔奖。与X射线晶体学一样,随着计算能力的提高,冷冻电镜成为一个更强大的工具,使更多的数据能够更快地被分析出来。罗杰• 科恩伯格:"我们不能低估计算能力的非凡进步所做出的贡献。从这个角度来看,就RNA聚合酶而言,当我们在1999年底记录RNA聚合酶的X射线衍射以解决其结构时,需要在制造商提供给我们的特制计算机上进行一个多月的计算。今天,同样的计算可以在几分钟内在一台笔记本电脑上完成"。计算机一直是X射线晶体学和冷冻电镜成功的关键。 现在我们是否可以完全摒弃这些实验技术,而仅仅使用计算能力来预测蛋白质的结构?还记得克里斯蒂安• 安芬森在其诺贝尔演讲中提出的挑战吗?"...使预测蛋白质构象的想法更加现实。"AlphaFold的盛大登场为了预测一串氨基酸将如何折叠起来,科学家们使用了一个叫做"自由能"的概念。自由能使蛋白质不稳定。我们的想法是,氨基酸将以这样一种方式折叠起来,以使自由能最小化。理查德• 亨德森: "你可以通过能量最小化来做结构,最多可达60或70个氨基酸。所以美国西雅图的大卫• 贝克小组在这方面做得特别好。但是一旦你想尝试1000个氨基酸左右的蛋白质,答案就会迅速变得遥不可及。"因此,这项技术对于弄清一个蛋白质的一小部分,也许是一个重要的侧链,是有效的。但是对于有数百或数千个氨基酸的整个蛋白质,科学家们采用了不同的方法。他们并不是要求计算机从第一原理中找出结构,而是利用已知的蛋白质结构数据库训练一种算法。 这就是谷歌的人工智能实验室最近所做的,他们的蛋白质预测算法AlphaFold在2020年的一次比赛中超过了所有其他的算法。罗杰• 科恩伯格:"AlphaFold的基础确实来自于蛋白质结晶学的悠久历史和它的巨大成功,以及已经解析并存入蛋白质数据库的巨量的结构。AlphaFold的不同之处可能在于,其公司背景下大量的人工智能专家,这远远超出了任何个人学术研究者所能做到的,他们所拥有的计算能力,来自于分布在全球各地的顶级计算中心。从某种程度上说,他们除了将他们所拥有的资源用于解决一个经过充分研究的、现在看来已经解决的问题之外,也没做太多贡献嘛。科恩伯格当然认识到像AlphaFold这样的蛋白质预测程序在预测非常多的蛋白质结构方面的潜力,包括那些以前没有被解决的蛋白质。罗杰• 科恩伯格: "而如果预测的数量足够多,那么AlphaFold对生命科学,尤其是生物学的影响是深远的。"
  • 完善科研成果转化评价体系 促进创新研究 ——访宁波大学教授丁传凡
    p style=" text-align: justify "    strong 仪器信息网讯 /strong 科学仪器设备是科学研究和技术发展的基石,是经济发展、民生问题和国防安全的重要保障。质谱仪器作为尖端的科学仪器之一,广泛应用在生命科学、材料科学、食品安全、环境监测、医疗卫生、国防军事及国际反恐等领域。但目前,我国中高端科学仪器设备基本依赖进口,科学研究“空芯化”的现象严重。国家鼓励科研人员自主研制仪器,从源头上增强国家自主创新的能力。近年来,越来越多的国内专家、厂商将其开发和研制的质谱技术实现产业化,打破了国内逐年扩大的质谱仪市场一直为国外公司全盘垄断的局面。(点击链接, a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20190424/484114.shtml" target=" _blank" style=" color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 了解更多中国质谱产业发展信息 /strong /span /a 。) /p p style=" text-align: justify "   丁传凡教授先后供职于复旦大学化学系与宁波大学质谱研究院,其团队近年来的主要研究方向包括新型质谱仪器及其质谱学方法在生命科学、环境科学及化学中的应用,质谱学方法研究分子间相互作用等,并于2005年将其发明的多个离子阱进行串级质谱分析的专利技术转让给了岛津公司。仪器信息网特别采访了丁传凡教授,就质谱联用技术发展对四极杆质谱应用方面的推动及国内科研成果产业化的发展现状等方面进行了深入交流。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 详细内容请点击以下视频观看: script src=" https://p.bokecc.com/player?vid=F09A1683C96E8E739C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=600& height=490& playerid=5B1BAFA93D12E3DE& playertype=2" type=" text/javascript" /script /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " br/ /p p style=" text-align: justify "   在提及质谱联用技术的出现对四极杆质谱应用发展的推动方面,丁传凡表示,质谱联用技术的发展使得四极杆质谱的分析检测功能从定性到定量以及分子的结构分析等,此进展不仅从技术上提升了质谱的分析检测功能,也极大地拓展了质谱的应用领域和市场。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 虽然我国科研人员已在质谱仪器研发方面做了很多工作,也取得了一些成果,但与国外先进的质谱仪相比,还存在一定的差距。其中就国产四极杆质谱多以气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)为主的现状来说,丁传凡表示,一方面因为GC-MS拥有最广泛的应用群,市场体量较大 另一方面从技术层面来说,GC-MS的技术发展较为成熟,技术门槛也相对较低,所以也就形成了国内生产企业多以研制GC-MS为主的现象。 /p p style=" text-align: justify "   就国内科研成果产业化的发展现状及难点等方面,丁传凡强调,考量科研成果能否产业化需要考虑该技术成果发展的成熟度以及市场对该技术的需求。但同时丁传凡也提到,相对于欧美国家而言,目前我国科研成果的转化率处于较低水平,导致该现状的因素可能包含高校制定的成果转化政策具体落实到教师利益分配等相关方面。对此,丁传凡也表示,高校在政策上鼓励成果转化,但是在对教师的评价系统以及利益分配等方面还需要进一步完善。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 采访的最后,丁传凡也表示非常看好中国质谱产业的发展,“希望将质谱仪做成家家户户都能拥有的东西”。 /p p br/ /p
  • 厂房封顶!长川科技将建成集成电路测试机、分选机研发制造基地
    据“CEFOC中电四公司”消息,近日,由中电四公司承建的长川科技内江基地一期工程1号生产用房封顶。消息显示,该项目全称为集成电路封测设备研发制造基地(长川科技内江基地一期工程),项目占地90亩,一期建筑面积77740.59平方米,施工范围包括生产厂房地基基础、地下室结构建筑、地上主体结构,水电、弱电、通风等。据了解,2021年9月,长川科技在内江高新区落地集成电路封测设备研发制造基地项目,并成立长川科技(内江)有限公司。该项目占地面积200亩,分两期建设集成电路测试机、分选机研发制造基地,集生产、研发于一体。全面达产后,可实现年产值约20亿元,新增就业1000余人,其中研发人员占比将达到30%以上。项目将填补四川省集成电路封装测试装备研发制造领域的空白。
  • 丁传凡教授:从双曲面电极到平面电极——新型离子阱质谱仪的研究
    复旦大学丁传凡教授   丁传凡教授在报告中提到,从潜艇到宇宙飞船,质谱仪有广泛的用途 并解释了为什要研究离子阱质谱:一是离子阱质谱体积小,造价便宜,使用起来比较方便,其次是我们用的质谱仪器几乎都是进口的,主要原因是四极杆和离子阱的加工精度要求非常高。是否还有另外一种简单一点的方法,能够使四极杆质谱、离子阱质谱加工制造相对容易一些?传统理论认为四极杆质谱和四极离子阱质谱的四个电极必须满足一个双曲面方程才能够稳定的工作。另一方面,电极的形状决定了电场的分布,通过调节电极一定会导致离子阱性能的改善。丁传凡教授在实验中研究了非双曲面四极杆质谱——印刷线路板平面电极。   该离子阱是由一组印刷线路板合围而成,电路板包含绝缘体或半导体的基底。在这些基底的内、外两表面上附有电导体材料构,基底的内面上被加工成所需形状,以便可以产生用来传输、存储和分析离子的空间中产生所需要的电场分布。实验证明该离子阱的测定质量数可以达到4000以上,在实验中质量分辩能力达2800左右,可以满足大多数的有机做无机质谱方面的要求。同样可以做MS/MS分析,可以实现通常离子阱的大部分功能。实验证明,用印刷线路板做离子阱质量分析器可以用到通常的GC-MS或者LC-MS。   丁传凡教授还研究了一维和两维离子阱阵列,用比较简单的电极生产多个质量分析器,用于多样品同时分析,理论和实验证明可以进行质量分析。
  • 天美公司携爱丁堡产品参加第三届先进材料微结构与性能国际研讨会
    为促进学科学术前沿交流,推进一流材料学科建设,浙江大学材料科学与工程学院在 2018 年 5 月 25 日-29 日 40 周年院庆( 1978 年-2018 年)之际在浙江杭州召开“第三届先进材料微结构与性能国际研讨会暨 40 周年院庆材料创新论坛”。作为首屈一指的顶级荧光光谱仪生产制造商,天美公司携旗下爱丁堡仪器作为赞助商,全程参与了光子功能材料分论坛。  此次论坛围绕光子学材料领域的关键基础科学问题和应用技术进行深入研讨和广泛交流,探讨最新前沿,并展示相关技术创新、产学研等创新成果。会议期间,英国爱丁堡仪器CEO Roger fenske分享了爱丁堡公司仪器在光子材料领域的最新应用技术以及方案,精彩的报告吸引了很多老师到天美公司爱丁堡的展台进行咨询和问题讨论。     通过对论坛全面、积极的参与再次表达了对国家光子功能材料事业的支持与关注,同时也以其先进的技术及解决方案再次证明了天美及爱丁堡公司在光子功能材料分析领域的进步与实力。天美公司希望能通过与广大相关科学工作者、专家用户以及同行之间的交流,更加致力于科学仪器在光子功能材料研究中的应用,促进我国光子功能材料事业的发展。关于天美:  天美(控股)有限公司(“天美(控股)”)从事表面科学、分析仪器、生命科学 设备及实验室仪器的设计、开发和制造及分销 为科研、教育、检测及生产提供完整可靠的解决方案。继2004年於新加坡sgx主板上市后,2011年12月 21日天美(控股)又在香港联交所主板上市(香港股票代码1298),成为中国分析仪器行业第一家在国际主要市场主板上市的公司。近年来天美(控股)积极 拓展国际市场,先后在新加坡、印度、澳门、印尼、泰国、越南、美国、英国、法国、德国、瑞士等多个国家设立分支机构。公司亦先后收购了法国 froilabo公司、瑞士precisa公司、美国ixrf公司、英国 edinburgh instruments公司等多家海外知名生产企业和布鲁克公司scion气相和气质产品生产线,加强了公司产品的多样化。
  • 上海禾工电位滴定仪走进四川新能源企业
    我司禾工科仪售后工程师于1月赴四川地区某新能源行业公司对CT-1PLUS自动电位滴定仪进行安装调试工作。CT-1PLUS多功能全自动滴定仪是具备颜色滴定和自动电位滴定功能于一体的新一代滴定仪。仪器可以自动判断终点,可实现固定终点滴定、动态滴定、组合交叉滴定和手动滴定功能。支持自动停止检测和手动停止检测,关键滴定组件具备紧急停止保护功能。禾工售后工程师抵达客户公司后,首先,对电位滴定仪的外箱进行检查有没有破损,没有破损的情况下,进行开箱验收。然后向客户介绍禾工的产品,以及30天无理由退换货售后服务、以旧换新服务可抵扣老仪器价格。在确认现场环境可行之后,我们的工程师进行了CT-1PLUS电位滴定仪的安装拆卸演练,并确保各功能正常运作。我们与用户合作完成了测试碳酸锂含量的检测工作。通过仪器的样品检测,我们获得了良好的重复性结果,客户对我们仪器的检测数据非常满意。随后,我们的工程师针对仪器使用中出现的各种故障,从故障原因分析,到如何判断故障、解决问题,再到日常维护保养等方面,都进行了详细的讲解和示范。在整个仪器安装验收工作中,我们的工程师一丝不苟地完成了每一项任务,为用户提供了高质量的服务。用户领导对我们公司的工程师们给予了高度赞扬,并对我们公司提供的优质服务给予了高度评价,充分展现出我们公司良好的服务品质和专业能力。禾工用真诚的态度,服务于每一位客户朋友,作为国产仪器设备的供应商,我们秉着止于赞扬,悉心听取反馈,加大对产品的研发和优化工作。
  • 蛋白质结构解析六十年
    几种不同折叠模式的蛋白质模型(图片来源Protein Data Bank Japan )   上个世纪初,科学家们认为蛋白质是生命体的遗传物质,而具有独特的作用。随着这个理论被证伪,真正的遗传物质DNA的结构被给予了很大关注。然而,蛋白质作为生命体的重要大分子,其重要性也从未被忽视,而且在1950年代开始,科学家一直在探寻DNA序列和蛋白质序列的相关性。与此同时,蛋白质测序和结构解析蛋白质结构的努力开始慢慢获得回报。更多的生化研究揭示了蛋白质的功能重要性,因此蛋白质的三维结构的解析对于深入理解蛋白质功能和生理现象起着决定性作用。   本文简要回顾了蛋白质结构解析的重大历史事件,并总结了蛋白质结构解析的常用方法和结构分析方向。通过了解蛋白质结构,能够让我们更好地理解生物体的蛋白的理化特性,以及其相关联的化学反应途径及其机制,对于我们认识生物世界和研发治疗方法和药物都起着关键作用。在即将召开的2015高分辨率成像与生物医学应用研讨会上,各位专家学者将会进一步讨论相关议题。   蛋白质结构解析六十年来大事件   在1958年,英国科学家John Kendrew和Max Perutz首先发表了用X射线衍射得到的高分辨率的肌红蛋白Myoglobin的三维结构,然后是更加复杂的血红蛋白Hemoglobin。因此,这两个科学家分享了1962年的诺贝尔化学奖。事实上,这项工作在早在1937年就开始了。   然后在1960年代,蛋白质结构解析方法不断进步,获得了更高的解析精度。这个时期,蛋白质序列和DNA序列间关系也被发现,中心法则被Francis Crick提出,然后科学界见证了分子生物学的崛起。分子生物学(Molecular Biology)的名称在1962年开始被广泛接受和使用,并逐渐演变出一些支派,如结构生物学。然后在1964年,Aaron Klug提出了一种基于X射线衍射原理发展而来的全新的方法电子晶体学显微镜(crystallographic electron microscopy ),可以解析更大蛋白质或者蛋白质核酸复合体结构。因为这项研究,他获得了1982诺贝尔化学奖。1969年,Benno P. Schoenborn 提出可以用中子散射和原子核散射来确定大分子中固定位置的氢原子坐标。   进入1970年代,很多新的方法开始发展。存储蛋白质三维结构的Protein Data Bank(1971年) 开始出现,这对于规范化和积累蛋白质数据有着重要意义。1975年新的一种仪器叫做多丝区域检测器,让X-ray的检测和数据收集更加快速高效。次年,Robert Langride将X-ray衍射数据可视化,并在加州大学圣地亚哥分校成立了一个计算机图形实验室。同年,KeithHodgson和同事首次证明了可以使用同步加速器获得的X射线并对单个晶体进行照射,并取得了很好的实验效果。然后在1978年,核磁共振NMR首次被用于蛋白质结构的解析 同年首个高精度病毒(西红柿丛矮病毒)衣壳蛋白结构被解析。   在1980年代,更多蛋白质结构被解析,蛋白质三维结构的描述越来越成熟,而且蛋白质结构解析也被公认成为药物研发的关键步骤。在1983年,冷冻蚀刻的烟草花叶病毒结构在电子显微镜结构下得到描述。两年后德国科学家John Deisenhofer等解析出了细菌光合反应中心,因此他们共享了1988年的诺贝尔化学奖。次年,两个课题组解析了HIV与复制相关的蛋白酶结构,对针对HIV的药物研发提供了理论基础。   下一个十年,因为大量同步加速器辅助的X射线衍射的使用,数千个蛋白质结构得到解析,迎来了蛋白质结构组的曙光。1990年多波长反常散射方法(MAD)方法用于X射线衍射晶体成像,与同步辐射加速器一起,成为了近二十多年来的最常用的的方法。Rod MacKinnon在199年发表了第一个高精度的钾离子通道蛋白结构,对加深神经科学的理解起了重要作用,因此他分享了2003年的诺贝尔化学奖。Ada Yonath等领导的课题组在1999年首次解析了核糖体结构(一种巨大的RNA蛋白质复合体)。  进入新千年,更多的技术细节被加入到蛋白质解析研究领域。2001年,Roger Kornberg和同事们描述了第一个高精度的RNA聚合酶三维结构,正因此五年后他们共享了诺贝尔化学奖。2007年,首个G蛋白偶联受体结构的解析更是对药物研究带了新的希望。近些年来,越来越多的大的蛋白质结构得到解析。Cryo-EM超低温电子显微镜成像用于超大蛋白质结构成像的研究日益成熟,并开始广泛用于蛋白质结构的解析。   蛋白质结构解析的常用实验方法   1.X-ray衍射晶体学成像   X射线衍射晶体学是最早用于结构解析的实验方法之一。X射线是一种高能短波长的电磁波(本质上属于光子束),被德国科学家伦琴发现,故又被称为伦琴射线。理论和实验都证明了,当X射线打击在分子晶体颗粒上的时候,X射线会发生衍射效应,通过探测器收集这些衍射信号,可以了解晶体中电子密度的分布,再据此析获得粒子的位置信息。利用这种特点,布拉格父子研制出了X射线分光计并测定了一些盐晶体的结构和金刚石结构。首个DNA结构的解析便是利用X射线衍射晶体学获得的。   后来,获得X射线来源的技术得到了改进,如今更多地使用同步辐射的X射线源。来自同步辐射的X射线源可以调节射线的波长和很高的亮度,结合多波长反常散射技术,可以获得更高精度的晶体结构数据,也成为了当今主流的X射线晶体成像学方法。由X射线衍射晶体学解析的结构在RCSB Protein Data Bank中占到了88%。   X射线衍射成像虽然得到了长足的发展,仍然有着一定的缺点。X射线对晶体样本有着很大的损伤,因此常用低温液氮环境来保护生物大分子晶体,但是这种情况下的晶体周围环境非常恶劣,可能会对晶体产生不良影响。而且,X射线衍射方法不能用来解析较大的蛋白质。   上海同步辐射加速器外景(图片来源 上海同步辐射光源网站)   2.NMR核磁共振成像   核磁共振成像NMR全称Nuclear magnetic resonance,最早在1938被Isidor Rabi (1946年诺贝尔奖)描述,在上世纪的后半叶得到了长足发展。其基本理论是,带有孤对电子的原子核(自选量子数为1)在外界磁场影响下,会导致原子核的能级发生塞曼分裂,吸收并释放电磁辐射,即产生共振频谱。这种共振电磁辐射的频率与所处磁场强度成一定比例。利用这种特性,通过分析特定原子释放的电磁辐射结合外加磁场分别,可以用于生物大分子的成像或者其他领域的成像。有些时候,NMR也可以结合其他的实验方法,比如液相色谱或者质谱等。   RCSB Protein Data Bank数据库中存在大约11000个用NMR解析的生物大分子结构,占到总数大约10%的结构。NMR结构解析多是在溶液状态下的蛋白质结构,一般认为比起晶体结构能够描述生物大分子在细胞内真实结构。而且,NMR结构解析能够获得氢原子的结构位置。然而,NMR也并非万能,有时候也会因为蛋白质在溶液中结构不稳定能难得获取稳定的信号,因此,往往借助计算机建模或者其他方法完善结构解析流程。   使用NMR解析的血红蛋白结构建模(图片来源RCSB PDB)   3.Cryo-EM超低温电子显微镜成像   电子显微镜最早出现在1931年,从设计之初就是为了试图获得高分辨率的病毒图像。通过电子束打击样本获得电子的反射而获取样本的图像。而图像的分辨率与电子束的速度和入射角度相关。通过加速的电子束照射特殊处理过的样品表明,电子束反射,并被探测器接收,并成像从而获得图像信息。具体做法是,将样品迅速至于超低温(液氮环境)下并固定在很薄的乙烷(或者水中),并置于样品池,在电子显微镜下成像。图像获得后,通过分析图像中数量众多的同一种蛋白质在不同角度的形状,进行多次的计算机建模从而可以获得近原子级别的精度(最低可以到2.0埃)。   Cyro-EM解析TRPV1离子通道蛋白(图片来源Structure of the TRPV1 ion channel )   将电子显微镜和计算机建模成像结合在一起的大量实践还是在新世纪之后开始流行的。随着捕捉电子的探测器技术(CCD技术,以及后来的高精度电子捕捉、电子计数electron counting设备)的提升,更多的信息和更低的噪音保证了高分辨率的图像。   近些年来,Cryo-EM被用来解析很多结构非常大(无法用X-ray解析)的蛋白质(或者蛋白质复合体),取得了非常好的结果。同时,单电子捕捉技术取代之前的光电转换成像的CCD摄像设备,减少了图像中的噪音和信号衰减,同时并增强了信号。计算机成像技术的成熟和进步,也赋予了Cryo-EM更多的进步空间。然而,Cyro-EM与X-ray不同,该方法不需要蛋白质成为晶体,相同的是都需要低温环境来减少粒子束对样品的损害。   除去介绍的这三种方法以外,计算机建模技术也越来越多地被用在了蛋白质结构解析中。而且新解析的结构也会提高计算机建模的精确度。未来,我们或许能够用计算机构建原子级别的细胞模型,构建在芯片上的细胞。   蛋白质结构对了解生命体的生化反应、有针对性的药物研发有着重要意义。从1958到如今已经接近60年,蛋白质结构解析得到了较快的发展。然而,在如今DNA测序如此高效廉价的时代,蛋白质和DNA结构解析并没有进入真正高速发展阶段,这也导致了在如此多的DNA序列数据非常的今天,结构数据却相对少的可怜。大数据时代的基因组、蛋白质组、代谢组、脂类组等飞速发展的时候,蛋白质结构组也得到了更加广泛的重视。发展高精度、高效的结构解析技术也一直都有着重要意义。未来,蛋白质结构解析,对针对蛋白质的药物筛选,和计算机辅助的药物研究研究不应被低估。未来说不定在蛋白质结构领域有着更多惊喜,让我们拭目以待。 第一届电镜网络会议部分视频回放
  • 可穿戴标准制定工作即将开始
    当前智能可穿戴概念炙手可热,已经成为IT业界新的爆发点,据IDC报告预测,2015年可穿戴设备的出货量将达到5千万台。然而,红火的市场背后,是相关指导标准缺失的尴尬。近日,德国莱茵TÜ V 在北京为联想集团颁发了全球首张智能可穿戴设备证书,为标准制定做出有益尝试。据悉,中国可穿戴计算产业联盟(以下简称CWCISA)也将在本月中旬就可穿戴标准制定与检测开展工作。   据CNN 2014年2月24日报道,有许多用户反映Fitbit公司的Force系列运动追踪腕带易导致皮肤过敏发炎,因而Fitbit决定召回所有该系列产品。这是第一次在可穿戴市场上引发的安全人身安全问题,引起业内哗然。Fitbit首席执行官詹姆斯· 帕克(James Park)在致用户的信中表示,约有1.7%的Force腕带用户反馈了皮肤过敏的情况。这种接触过敏性皮炎很有可能是因为该设备不锈钢部分中的镍,或是腕带中使用的粘合剂等成分而导致的。   实际上,对于IT产品的信息安全争论一直不绝于耳,对这些比较隐私的信息的保护力度是远远不够的。来自安全公司Accellion的报告称,英国地区内有超过80%的受访企业表示不断增多的可穿戴设备将会带来更多的风险,有77%的企业并没有将可穿戴设备纳入到他们的移动安全策略范围之内。卡巴斯基实验室的高级安全研究员大卫· 雅各比(David Jacoby)说道,&ldquo 黑客甚至能够在用户毫不知情的情况就已经侵入他的可穿戴设备了。&rdquo   为何行业标准的出台如此引人注目?众所周知,可穿戴设备紧贴人体,需要使用者长时间佩戴,如果不能满足基本的安全标准,将轻易威胁人体健康 可穿戴设备若被黑客入侵,同时还存在隐私数据被滥用的风险。而据中国可穿戴计算产业联盟秘书长杨昕介绍,目前国内外都还没有专门针对可穿戴设备的应用标准,这使得国内可穿戴产品质量参差不齐,市场鱼龙混杂,极大地阻碍了消费者对于可穿戴产品的接受 另一方面,对于企业来说,标准的缺失也使得可穿戴设备难以拓展到医疗、养老、儿童跟踪定位等社会热点领域,直接限制市场的快速发展。   那么可穿戴行业存在哪些亟待解决的标准问题呢?CWCISA认为,可穿戴设备本身、电池和电源适配器的安全性,无线连接、电磁兼容、有害物质的使用需要进行全方面的认证评估范围,以最大化地减少给可能给用户造成的危害。同时,基础数据的准确性、软件的缺陷问题都值得考虑,尤其是植入性的产品,直接影响人体健康,更急迫需要行业标准的规范。   据CWCISA秘书长杨昕介绍,近期中国可穿戴计算产业联盟将筹备成立标准与培训专业委员,积极推动中国可穿戴标准的落地。届时,联盟将与国内外知名标准化及认证检测机构合作,根据市场热点即时推出有关产品的行业标准及认证。   同时,CWCISA将适时把可穿戴有关行业标准上升为国家强制检测标准,并制订可穿戴产品在不同领域的应用规范,帮助企业针对养老与医疗健康等行业开发更加多样的应用。   杨昕表示,CWCISA将组织国内最顶尖的生产研发企业与国际标准化研究机构的合作,帮助中国顶尖的制造与研发机构申请国际性技术标准。
  • 结构封顶!宝山这个生物医药综合检测分析中心项目进入新阶段
    近日,北上海生物医药产业园罗济生物医药综合检测分析中心项目主体施工结构封顶,该项目是“招商先行、园区建设、定制厂房”的又一典型。效果图该项目总投资1亿元,占地面积14.5亩,总建筑面积近2万平方米。项目规划设立综合分析检测中心,该中心的建设旨在促进新材料、生物医药检测领域的发展,提供高质量的分析测试平台,为生物医药等行业提供完善的配套服务。效果图效果图罗店镇将继续围绕北上海生物医药产业园功能定位与产业导向,以此项目为契机,进一步加快研发与转化创新平台的布局,实现以综合分析检测中心等公共服务平台功能的科创生态要素集聚,加快打造生物医药产业新高地。
  • 大连化物所:基于nMS表征影响蛋白质结构的分子机制
    近日,连化物所生物分子结构表征新方法研究组(1822组)王方军研究员、刘哲益副研究员团队与西南交通大学封顺教授团队合作,利用我所自主搭建的高能紫外激光解离—串联质谱仪器,揭示了质子化氨基酸侧链的正电荷在电喷雾离子化过程中影响蛋白质结构的分子机制,为质谱精确表征蛋白质高级结构提供了参考。非变性质谱(nMS)是研究蛋白质及其复合物组成和高级结构的前沿质谱技术。在nMS分析中采用生物兼容溶液和非变性电喷雾离子化将蛋白质从液相转移至气相并保持高级结构和相互作用。然而带正电荷的质子化氨基酸侧链在失去水分子的溶剂化稳定作用后,会与空间接近的蛋白骨架羰基形成氢键,通过分子内溶剂化稳定侧链正电荷。虽然有报道通过离子迁移—质谱检测到了分子内溶剂化引起的蛋白质碰撞截面积变化,但是对其发生的具体位点和引起结构变化的区域仍然缺乏有效分析手段进行精确表征。在本工作中,研究团队利用我所自主搭建的高能紫外激光解离—串联质谱仪器和蛋白质光解离质谱数据处理软件系统,通过蛋白质紫外光解离碎片离子的价态分布和位点解离碎片产率分析,探测到肌红蛋白带电残基侧链分子内溶剂化的具体位点,以及对蛋白质结构影响的区域位置。团队系统表征了不同价态(质子化数目)下的蛋白质结构差异,发现高电荷价态下蛋白质气相结构易受分子内溶剂化效应的影响而偏离溶液态结构,低电荷蛋白质离子的气相结构更加接近溶液状态。研究团队进一步证明,冠醚18C6与蛋白质带电侧链的络合主要发生在溶液中,随后在电喷雾离子化过程中起到稳定蛋白质结构的作用。紫外激光解离质谱分析揭示冠醚主要结合在蛋白质离子的高电荷密度区域,通过阻断带电侧链的分子内溶剂化使蛋白质气相结构更加接近溶液状态。相关研究结果展示了高能紫外激光解离质谱在同时获取蛋白质序列和动态结构信息中的显著优势,为nMS表征中蛋白质溶液结构的保持和高效表征提供了重要的理论和技术参考。近年来,我所王方军和肖春雷研究员通过交叉学科联合创新攻关,在大连相干光源搭建了高能紫外激光解离—串联质谱实验线站,兼容50-150nm极紫外自由电子激光和193nm准分子激光解离模式,已在多肽(Anal. Chim. Acta,2021)、蛋白质(Cell Chem. Biol.,2022)、金属团簇(J. Phys. Chem. Lett.,2020;Sci. China Chem,2022)等大分子体系的解离和结构表征中取得了系列研究成果。相关研究成果以“Ultraviolet Photodissociation Reveals the Molecular Mechanism of Crown Ether Microsolvation Effect on the Gas-Phase Native-like Protein Structure”为题,于近日发表在《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society)上。该工作的共同第一作者是我所1822组联合培养硕士研究生周伶强和刘哲益。
  • 三大门槛注定可穿戴设备的2015:依然没戏
    前两天的极客公园创新大会上,小米手环的掌门人黄汪做了一个演讲,大意是说手环未来将是一个人体ID,作为虚拟世界对现实世界的识别标志。我们可以看到,他已经不太提人体数据采集、健康大数据应用等等特别热门的想象了,因为这条路现在已经碰壁了。这也是淼叔对2015年可穿戴设备的一个看法,就是依然是泡沫,不会有突破。   2014年1月,科通芯城曾经请淼叔去深圳沿着可穿戴设备的产业链走了一遍,因为他家是芯片门户,跟整个产业链关系都特别熟,所以不少老板也说了真心话 去年5月,英途又组织一些互联网企业家和创业者去以色列考察了智能硬件行业,与不少顶尖的技术公司进行了交流探讨。下半年,又几次去深圳与生产设计商在一线交流。   通过这些考察,以及平时对产业趋势的观察,以及最为重要的产品试用和意见搜集,淼叔发现,可穿戴设备虽然如火如荼,但目前的现状仍然不尽如人意。而在核心技术与消费观念发生质的变化之前,2015年可以预见的是,可穿戴设备仍然将停留在泡沫和概念的阶段。   我们可以先来看看可穿戴设备存在的几大问题。   有一个可穿戴设备大家都很熟悉,就是Jawbone up手环。这个产品算是一个流行的可穿戴设备,但它有个外号叫百日咳,很多用户发现它差不多戴3个月之后就坏了。因为它需要插到手机音频口同步数据,频繁插拔之下,硬件再好也受不了。同时手环本身的材质应力设计可能也存在问题,所以很多买了它的人坚持不到3个月。   另外一个可穿戴硬件叫fitbit,分几个型号,我分别买过。计数比较准,但充电非常麻烦,一两天一充,充电口设计得还特别不人性化,也不通用。这个硬件出现的时候有个功能是把你一天的运动量分享到社交网络,跟朋友们对比,朋友之间也能互相督促。这个设计本来很别致,但当所有的硬件都有这么个功能后,你的微博、微信朋友圈就没法看了,张三今天跑了五公里,李四爬了20层楼,都是这些信息。这就好像一个大家很熟悉的现象,就是广场舞,大爷大妈聚在一起社交,但有时候它难免扰民。这也说明目前可穿戴硬件还存在问题,除了社交,就没别的卖点、没有别的提高用户黏性的东西了吗?滥用社交,可能最后导致这个设备本身失去人们的信任。   还有一些设备,采集了数据不知道干嘛用,或者会有一些特别专业的数据给你看,体脂率啊基础代谢啊,一点解读也没有,用户看着发蒙,不知道你采集这些数据给他们有什么用。这种设备我们叫它自拍狂,自己玩儿得挺HI,别人看就是一神经病。   百日咳、广场舞、自拍狂,是可穿戴设备泡沫化的三个具体表现。   所以从这个现状来看,可穿戴设备实际上距离大规模的爆发或者成为一个有稳定商业模式的产业,至少有三个门槛要迈过去。   第一个门槛,就是用户为什么要穿戴你,这个穿戴动力是什么。   手机大家都必须带在身边,胜在一个不可替代性也就是实用性,早期大家要用它互相联络,现在要用它刷各种互联网服务。可穿戴硬件有什么不可替代性吗?没有。绝大多数可穿戴设备测量的无非是心率血压,加上由此推算出的肺活量运动量消耗热量,这些数据可能很重要,但普通人对它没有硬需求。深圳一些厂商也告诉淼叔,现在可穿戴设备的核心技术也就是传感器技术,已经到了瓶颈,只能采集上面那些数据,真的核心数据例如血糖血脂血压,传感器无法在无损(也就是不采血)的情况下测量出来。在传感器技术突破之前,可穿戴设备不可能形成不可替代性。   没有不可替代性,另外一个性质也可以让人去佩戴这些硬件,就是时尚性。时尚其实就是脱离实用性,无用之美。这方面的典型成功案例是手表,已经完全没实用性了,还能卖几万几十万一块,就是时尚性。现在生活水平提高很快,用户对自己的穿衣打扮也越来越重视,很多男性都会讲一个搭配。一个外观平庸的手环、手表,用户为什么要戴在手上,跟他原有的衣服服饰冲突?按照未来可穿戴发展的理想模式,可能会是硬件免费或零利润,软件服务收费。但即使你的硬件免费了,没有一个良好的外观,用户也未必愿意戴。所以淼叔说,将来智能手环的前景可能还不如智能手表,毕竟后者还是有个传统可以延续的。   科通芯城今年初组织我们去深圳集中参观可穿戴设备工厂,其中有一家从09年就开始生产智能手表。我问他们,这个东西未来的趋势会怎样,他说说实在的我们也不清楚,大家都觉得现在这样不对,但谁也不知道怎样才算对。只能等苹果。苹果的智能手表出来后,以他们家的实力,大家就会比较清楚该怎么做,用户也会得到教育,这个市场才会真正启动。但从苹果手表来看,第一代的前景也够呛。   第二个门槛,是即使用户戴上了你的设备,你给他带来什么。我一开始就说了,你给他显示每天走了多少路,过几天它就腻了。采集数据、显示数据是不够的,你得告诉他这个数据代表了什么,有什么用,能分析出什么趋势来。或者说,代表了它的什么成就。以前360这方面做得很好,它不光记录你的开机时间,还要告诉你击败了全国多少小伙伴,制造一个虚荣感和成就感。现在这招当然不灵了,你再说你今天走的路比全国多少人多50%,用户也没啥感觉。这时候需要更专业的分析。   现在有的可穿戴设备公司做的就是这样的事,他们在后端聚集了一批医学人才,针对采集到的数据,专业的医学人士来分析,你这个数据代表身体状况如何,跑步这么长距离心率这么高有点偏高,要注意略微减缓运动量 你的基础代谢速度比食物摄入要慢得多,这会造成脂肪积累。所以我们说,至少你的数据要有个分析处理和呈现的过程。   但是,这个门槛不是孤立存在的,医生要对你的数据进行分析,也有一些关键数据需要采集和提供,而因为第一点门槛的存在,这些数据目前大部分采集不到。所以第二个门槛的解决也只能是空中楼阁。   第三个门槛就是数据孤岛。大家各采集各的,各处理各的。这个作为初期发展的产业可以理解,因为大家都想割据,我采集数据,我自己分析、自己呈现给用户,用户就得依赖我,他不敢轻易把我这个手环拿下来。如果我共享给别人了,那别家做出了更专业的解读,我只赚了硬件一次性的钱,我也不干。   但商业利益永远抗不过用户需求。用户需要统一,需要知道他的数据存在哪儿了,需要在不同的界面来查看同一批数据。所以苹果推出了ihealth,谷歌推出了安卓 wear,他们提供了统一的数据接口,让形形色色的可穿戴设备把自己的数据都汇总到他们哪里。这对产业来说是个好事,因为这样可穿戴设备可以专心去把设备做小、做时尚、做准确,后台的事儿交给这些巨头去完成,一些有专门医学资源的公司也可以取出数据来做解读,为用户做服务,这样产业链就会足够细分,每个环节都可以充分发育。   但在中国又不是这么回事了,谷歌在中国基本等于不能用,苹果能用,但是人还是比较少,虽然用户平均素质都很高。这样就会有巨大的空档出现,谁来提供可穿戴数据的统一存储、管理和再利用?我们看,以实力论,目前基本上也就TABLES五家,腾讯的云和微信、手Q,阿里巴巴的云,百度的计算能力,雷军小米的设备占有率,360的应用分发和汇聚能力。这五家谁愿意来做这个平台,来把这个平台做好,这将决定中国产业链的发展程度。但这个门槛的解决又要在前两个门槛解决之后。   所以说,有这三大门槛在,可穿戴设备在2015年,依然没戏。
  • 颜宁等点评:AI 精准预测蛋白质结构,结构生物学何去何从?
    p style=" text-indent: 2em " 12 月 1 日,谷歌旗下的 DeepMind 公司宣布,其 strong 新一代 AlphaFold 人工智能系统 /strong 在国际蛋白质结构预测竞赛(CASP)上击败了其余的参会选手, strong 精确预测了蛋白质的三维结构 /strong , strong 准确性可与冷冻电子显微镜(cryo-EM)、核磁共振或 X 射线晶体学等实验技术相媲美。 /strong /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " (详见《解决生物学 50 年来的重大挑战!生物界「AlphaGo」精准预测蛋白质结构》)这一消息引发了全球媒体关注,前 Genentech 首席执行官 Arthur D. Levinson 博士盛赞这一成就是 strong 「划时代的进步」 /strong 。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 人工智能的「进击」对生物学、对其他学科会有什么影响?网络上有人提出: strong AI 都能解蛋白质结构了,结构生物学家是不是该失业了? /strong /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 《返朴》总编、结构生物学家颜宁特邀几位同仁对这一新闻各抒己见, 回答大家的疑问。 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 558px height: 618px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/73bb911a-86ca-490b-a90a-f01fb76aa418.jpg" title=" 微信图片_20201204191414.jpg" alt=" 微信图片_20201204191414.jpg" width=" 558" height=" 618" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " span style=" font-size: 12px " by Asier Sanz | https://asiersanz.com/ /span /p p br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " strong AlphaFold2 是个大突破,但我们还有努力的方向 /strong /p p br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " 张阳 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " (ITASSER 创造者,美国密歇根大学教授) /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " AlphaFold2 显然是蛋白质结构预测领域的重大突破。这可能是从 1969 年第一篇& nbsp Journal of Molecular Biology& nbsp 用比较建模方法预测蛋白质结构发表& nbsp 51 年以来最大的突破。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 这个领域过去 20 年来,进展一直比较缓慢,但最近几年,随着共同进化、接触图预测以及引入深度学习之后,很多软件,比如 I-TASSER 和 Rosetta 等,都有了很大进步。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 就 I-TASSER 来讲,两年前在第 13 届 CASP(CASP13)时,它能够正确预测的非同源蛋白数目比其六年前在 CASP11 上提高了 5 倍。这次 CASP14 也比 CASP13 的预测能力提高了很多。但 AlphaFold2 这次比上次进步更大,和两年前的上一个版本相比,& nbsp AlphaFold2 的主要变化是直接训练蛋白质结构的原子坐标,而不是用以往常用的、简化了的原子间距或者接触图。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 传统上,蛋白质结构预测可以分成基于模板和从头预测,但是 AlphaFold2 只用同一种方法 —— 机器学习,对几乎所有的蛋白质都预测出了正确的拓扑学的结构,其中有大约 2/3 的蛋白质预测精度达到了结构生物学实验的测量精度。这说明,至少是在单结构域的蛋白结构,他们接近解决了这个问题。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 谷歌这次为什么能够取得如此大的成功? /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 这首先与它们拥有强大的人力和计算资源有关。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 计算机上,他们使用 TPU(据他们的宣传是比 GPU 快 15 倍),学术界的实验室只有 CPU 或者 GPU,而很多实验室都还没有 GPU。他们对媒体宣传中说 Alphafold2 最后只用相当于 100 个 GPU 的资源训练了两周就产生了最后的模型,学界大多数实验室都可以做到,这是不客观的。因为产生一个新的想法,到训练成功的模型,中间起码要反复测试重复 100 次甚至 1000 次。这就像吃了十个馒头的饿汉一 样,不能说吃了最后一个馒头吃饱了,就觉得只吃最后一个馒头就够了。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 另外,他们可以高薪招聘大量专业人才,集中精力攻关一件事,不需要担心基金申请、教学和学生毕业论文等等。这些人力和计算资源上的差别是谷歌 DeepMind 这样的工业研究机构比起学术界在攻关科学或者工程问题上的最大优势。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 当然,学术界在蛋白质结构预测这么多年的积累,也给 AlphaFold2 的成功奠定了基础。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 我自己很高兴他们取得了这么大突破。这个工作首先证明了蛋白质结构预测问题是可以被解决的。这其实不是一个简单的问题,因为蛋白质结构和序列的复杂关系,常常让人们 —— 特别是做结构预测的人 —— 怀疑,蛋白质折叠这个问题是不是可解, 或者有没有唯一解。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 我们在 15 年前的一篇 PNAS 论文中提到,用 PDB 库中的模板,在理论上可以解决 “单结构域蛋白质结构预测” 这个问题,但那是一个基于模板的传统解法, 难点是如何找到最好的模板。谷歌他们这次用「暴力」的机器学习,「暴力」地解决了这个问题。这个做法的成功会对很多相关领域都产生深远影响。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 有人说这个 AlphaFold2 会让很多相关行业的人失业。我认为恰恰相反,它给很多领域提供了解决问题的新途径和新思维,因而会极大推动相关领域的发展,因此会产生更多更大的机会。即便是在蛋白质结构预测这个相对较小的领域,我们还有很多事情要做。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " AlphaFold2 这次只有 2/3 的蛋白预测做到实验精度,还有 1/3 做不到,是否还有更快更好的途径来产生更高精度结构的算法?基于商业或其它考虑,我相信谷歌可能不会公开代码或 Server。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 所以,最终可能还得学术界的同行共同努力,完善和推广这一技术,让其真正惠及生物医学研究以及普通公众的健康需求。 /p p br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " strong 共赢大于竞争 /strong /p p br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " 龚新奇 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " (中国人民大学数学科学研究院教授,清华大学北京结构生物学高精尖中心合作研究员) /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 2020 年第 14 届国际蛋白质结构预测竞赛(CASP14)共有 84 个常规(Regular)题目,其中有 14 个题目因为生物实验没给出确定结构等原因被取消或延缓,其他 70 个题目的单体和复合物蛋白质所含有的氨基酸个数从 73 到 2180 不等。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 19 个国家的 215 个小组参加了 CASP14。最终,谷歌旗下 DeepMind 公司的人工智能系统 AlphaFold2 在 2018 年的 Alphafold 基础上迭代创新,超常发挥,一枝独秀,基本解决了「从氨基酸序列预测蛋白质结构」这个困扰人类 50 年的生物学第二遗传密码问题。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " AlphaFold2 的成功表现在三个方面: /p p style=" text-indent: 2em " 1.不少结构的预测精确度跟实验晶体结构相当,可以替代晶体结构; br/ /p p style=" text-indent: 2em " 2.一些含有多个结构域的复杂超长的单链结构也达到了可以跟实验结构比较的程度; /p p style=" text-indent: 2em " 3.帮助解析了竞赛中涉及到的、实验多年没拿到的 X 射线晶体和 cryo-EM 冷冻电镜结构,比如 T1058 的膜蛋白是用了 Alphafold2 的预测模型之后,才跟原有晶体学数据综合成功解析了结构。 br/ /p p style=" text-indent: 2em " AlphaFold2 团队的& nbsp John Jumper 报告表明,他们使用了基于注意机制的神经网络,动态调整网络中节点的顺序和链接;依靠的是端到端的优化整体构建结构,而不是氨基酸距离;网络中内置了大量的序列、结构和宏基因组等多重比较信息;还依赖分子模拟软件优化去掉了原子的堆积碰撞。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 在 AlphaFold2 的摘要作者名单里,交叉团队的 30 位作者中有 19 位都被标记为相同贡献的第一作者。他们将近 8 分钟的宣介视频,记录了团队成员在新冠疫情期间精诚合作、攻坚克难的宝贵场景。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " CASP 组织者 John Moult 指出,计算下一步还有更困难的问题要解决:超大复合物结构、动态构象变化、蛋白质设计、药物设计等等。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 除了我们蛋白质结构预测小同行对 AlphaFold2 的成功很欣喜之外,社会上还有多个不同方向的学术界、产业界和新闻界对它寄予了厚望。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 在欣喜的同时,蛋白质结构预测小同行也有一些保留意见: /p p style=" text-indent: 2em " 1.工程化明显,依赖于强大的 GPU 计算资源和代码优化团队; br/ /p p style=" text-indent: 2em " 2.谷歌公司几乎可以收集全球所有网络信息,虽然看起来 AlphaFold2 的自动化程度很高,但他们在人工操作中使用了哪些信息值得关注; /p p style=" text-indent: 2em " 3.预测对了结构,但不等于明白了蛋白质折叠过程和原理。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " strong 生物实验科学家也有不少看法: /strong /p p style=" text-indent: 2em " 1.算出结构只是生物学规律发现的第一步; /p p style=" text-indent: 2em " 2.计算的多个 models 中,有时打分排序不准; /p p style=" text-indent: 2em " 3.开放 AlphaFold2 的 server 之后,使用效果不一定那么好; /p p style=" text-indent: 2em " 4.只是在已有蛋白质结构数据集上训练得到的模型,尚不能计算其它构象或其它类别的分子结构。 /p br/ p style=" text-indent: 2em " 还有关心这个领域的其他方向的专家也提出了问题:怎么理解这个算法成功的原理?怎么跟原有的热力学、物理学等基本原理相融相通? /p p br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " 我认为 AlphaFold2 是个大突破,后续可能性很多,会替代一些简单的结构生物学实验,但对当下科学家追求的前沿生物学来说,共赢大于竞争;对生物学、数学和计算机学等学科而言,则会带来新的机遇。 br/ br/ strong 技术服务于科学探索,结构生物学早就进入新时代 /strong br/ 颜宁 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " (美国普林斯顿大学雪莉?蒂尔曼终身讲席教授,美国科学院外籍院士) /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 首先,简单说一下,什么是生物学里的「结构」。 /p br/ p style=" text-indent: 2em " 用个不太恰当的类比:变形金刚。比如擎天柱是辆车还是个机器人,这就是不同的结构了,机器人能打架大车做运输,功能也不一样。而不同的汽车人组成成分可能差不多,都有合金、玻璃、橡胶,但是形态各异,特长也不一样。 br/ 生物分子的组成成分和基本单元就那么几种,但是组装起来,不同的序列不同的结构,于是功能各异、五花八门。这个结构不是静止的,每一个生物大分子基本都像个小机器,比变形金刚更复杂、更变化多端。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 因为结构决定了生物大分子的功能,所以解析高分辨率结构在过去几十年一直是理解生物大分子工作机理最有力的工具。但是一直以来,因为技术局限,对于绝大多数生物大分子的结构解析困难重重。所以,一批科学家另辟蹊径,试图在已有的知识基础上,绕开劳心劳力又劳财的实验步骤,从蛋白质的序列直接通过计算预测出它们精准的三维结构。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 蛋白结构预测并不是一个新鲜学科,一直以来就是结构生物学的一个分支,很多科学家不断开发算法,希望根据序列预测出来的结构越来越准确。 br/ 这个领域在过去十几年进步迅速,并且与实验结构生物学融合度越来越高。比如,自从进入电镜时代,看到一堆黑白灰的密度,如果其中某些部分没有同源结构,通过软件预测一个大致的结构模型,放到密度图里面做框架,再根据实验数据调整,已经是个常规操作。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 这次人工智能赢得 CASP 的新闻亮点有两个,一是 AI,二是准确度高。这确实是突破,但是有了两年前的新闻(注:2018 年,DeepMind 开发的第一代 AlphaFold 首次参加 CASP 并且拔得头筹)做铺垫,现在这次委实是意料之中。 br/ 至于衍生出来的所谓「结构生物学家都要失业了」的调侃 —— 如果你对结构生物学的理解还停留在 20 年前,那这么说也不是不行。但是结构生物学自身一直在发展着,一场冷冻电镜的分辨率革命更是令结构生物学不同往日了。 br/ 我在 2015 年主持一个学术研讨会的时候曾经评论过:结构生物学的主语是生物学,是理解生命、是做出生物学发现。 br/ 但是,在 X - 射线晶体学为主要手段的时代,获得大多数研究对象的结构本身太难了,于是很多研究者把「获得结构」本身作为了目标,让外行误以为结构生物学就是解结构。但我从进入这个领域之初,就被教育得明明白白:结构本身只是手段,它们是为了回答问题、做出发现。而电镜使得「发现」二字尤为突出。 br/ br/ 看到结构本身、知道你的研究对象长啥样,倒也可以称之为发现,但我刚刚说的「发现」,特指那些超乎想象的、通过结构才揭示出来的、自然界里神奇的存在或者令人叹为观止的机理。 /p br/ p style=" text-indent: 2em " 我讲课最喜欢举的例子之一就是施一公组的剪接体结构。为啥呢?因为它集合了结构生物学发现里几乎所有的精彩要素和挑战。 br/ br/ 第一,在剪接体结构出来之前,有很多剪接体的组分甚至是未知的。不同于传统的结构生物学,先知道你要研究对象是啥,再吭哧吭哧地去把它们的结构解出来 —— 剪接体的电镜分析是看到了密度图之后,完全不晓得这是啥,需要通过质谱等手段去鉴定组分。我从 2015 年就预测:电镜与质谱组合,将会变成一个重要的生物学研究发现手段。在电镜时代,这样的例子越来越多。比如清华大学隋森芳老师组的那个巨大的藻胆体结构,靠质谱都不够了。为了搞明白组分,他们甚至先做了基因组测序。 br/ br/ 第二,几十上百个蛋白如何众星捧月地把那么几条貌似简单的 RNA 掰成与几个小小的金属离子配合的核酶反应中心,在茫茫碱基中,在正确的时间正确的地点牵线搭桥,剪掉 intron(内含子),连接 exon(外显子)?就为了这一「剪子」& nbsp 一「钩针」,为了几毫秒的过程,这么个庞然大物的几十上百个组成部件却要分分合合,这个过程是真神奇。 /p p br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/72bc97e7-d254-461b-b199-1156f73a37c8.jpg" title=" 微信图片_20201204191624.jpg" alt=" 微信图片_20201204191624.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " span style=" font-size: 12px " 施一公实验室报道的首个酵母剪接体的结构 /span /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " span style=" font-size: 12px " (图源:生物化学经典教材 Lehninger Principles of Biochemistry(第七版)封面) /span /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " span style=" font-size: 12px " br/ /span 结构生物学目前的实验手段只能获得静止的 3D 照片,为了揭示这部电影,就要不断获得中间态的 3D 照片,帧数越多,电影越精准。但即便如此,这个过程中的动力学问题,简单说,就是变化速度,依旧不是现在的结构生物学实验手段可以揭示的,需要借助更多生物物理技术、计算生物学手段去探索。 br/ 我自己的工作虽然没有剪接体那么酷炫,但是电压门控钠离子通道如何感受膜电势的变化,开门关门,就这么个过程,听着简单,我们死磕三年了,依旧束手无策。另外,我们今年发的两篇 PNAS 论文其实代表了结构生物学的另一个努力方向:在实验操作过程中对生物大分子施加外力(电场、磁场、各种长度的波......)。 br/ 也许是受到我自身专业领域的局限,AlphaFold 迄今带给我的震撼还赶不上冷冻电镜的革命,后者将我们从技术挣扎中解放出来,可以专注于结构带来的生物学发现本身。 br/ br/ AlphaFold 目前最成功的预测是针对单链分子,当然将来预测复合物的高精结构也应该不在话下。相比于对蛋白折叠的贡献,我倒是更希望 AI 能够助力 Molecular Dynamics Simulation(分子动力学模拟)。对结构生物学而言,这个领域才是亟需进步的。 br/ br/ 我个人认为生命是地球上最神奇的存在,那么多未知要探索,任何一次技术进步都是契机。该考虑的是如何把新技术为我所用,去问出、去探索更有意思的问题。 br/ 最后,当 AI 能够成功预测我们正在孜孜以求的生物大分子动态、原位高分辨率结构的时候,那失业的一定不止是结构生物学家、或者生物学家了 :p br/ br/ strong 各抒己见 /strong /p p style=" text-indent: 2em " strong br/ /strong 根据现在披露的结果,AlphaFold2 已经基本达到实验解析结构的精度。前天 AlphaFold2 团队的报告展示了新冠病毒 SARS-COV-2 的预测结果,说明 RNA 聚合酶这么大的蛋白也能基本预测准确。 /p br/ p style=" text-indent: 2em " 理论上,这会对结构生物学有很大冲击,尤其是以后单颗粒 cryo-EM 的实验方法上,是否还需要把分辨率做得那么高?低分辨率的电子密度图,甚至 SAXS 数据结合预测结果应该就能解决问题了。 br/ 但是,现实中的冲击不会那么大。这是因为,AlphaFold2 模型的创新性非常高,其中结合的 2D transformer 和 3D equivariant transformer 都是 AI 领域的前沿技术,模型的训练难度很大。 /p br/ p style=" text-indent: 2em " DeepMind 的训练方法在学术界很难复现,估计学术界要花几年的时间才能跟上,因此短期内 AlphaFold2 对结构生物学的影响会比较有限。DeepMind 可能会和个别实验室合作,预测蛋白质结构。 /p br/ p style=" text-align: right text-indent: 2em " ——& nbsp 龚海鹏(计算生物学家,清华大学结构生物学高精尖创新中心研究员) /p br/ br/ p style=" text-indent: 2em " AlphaFold 为结构生物学家提供了除晶体学、冷冻电镜、NMR 以外的另外一种手段,用于揭示生物大分子发挥作用的分子机制。 /p br/ p style=" text-align: right text-indent: 2em " —— 张鹏(结构生物学家,主要利用晶体学和冷冻电镜技术;中科院分子植物科学卓越创新中心研究员) /p br/ br/ p style=" text-indent: 2em " AlphaFold 目前还不能预测复杂的分子机器,主要是因为蛋白 - 蛋白相互作用非常复杂,存在极多的可能性。实验手段所揭示出来的蛋白 - 蛋白相互作用方式还只是冰山一角,更何况在不同生理条件和过程中的结构变化。因此,未来对有特定功能的、多个成分组成的、生物大分子复合体的结构解析,以及体内的结构分析,将成为结构生物学实验研究的主要内容。无论有没有 AlphaFold,结构生物学也正在朝这个方向发展。 /p p style=" text-indent: 2em " Rosetta(注:从头蛋白结构建模算法)也好,AI 也罢,结构预测都是基于已有的实验数据够大。没有足够的数据积累,这些基于统计和数据库的预测就无法实现。完全基于物理学和化学第一性原理的结构预测还没有出现。 br/ 实验科学永远是探索未知的必要手段。新的软件算法应该是成为实验科学家的更有力工具,而不是取代实验科学。 /p p br/ /p br/ p style=" text-align: left text-indent: 2em " —— 王宏伟(cryo-EM 专家,清华大学结构生物学高精尖创新中心执行主任,清华大学生命科学学院院长) br/ br/ br/ br/ & nbsp & nbsp & nbsp 最近两年,结构生物学领域经历了与围棋界类似的故事。Alphago Fan 版本时围棋界并不认为它能够战胜人类顶尖高手,可是 Alphago Lee 后整个围棋界甘拜下风,并且转向 AI 拜师学艺。2018 年 Alphafold 出现时,实验结构生物学领域认为被战胜的仅仅是传统的结构预测领域,2020 年 Alphafold2 之后,实验结构生物学领域应该开始思考如何与之共存以及如何「拜师学艺」了。 /p p style=" text-align: left text-indent: 2em " br/ & nbsp & nbsp & nbsp 目前阶段人工智能在围棋上已经远远超过人类顶尖棋手,但是人类围棋比赛并未因此取消,如同汽车发明后奥林匹克仍然在进行田径比赛一样。原因之一是人工智能虽然超越了人类,但并未解决围棋的最终解。同样的道理,对于复杂的结构生物学问题,预测手段本身还不能号称完全解决了问题。 /p p style=" text-align: left text-indent: 2em " br/ & nbsp & nbsp & nbsp 实验结构生物学领域接下来需要做的一个事情是要拥抱变化,更好地与预测方法结合以及共同发展。 /p br/ p style=" text-align: right text-indent: 2em " —— 周强(cryo-EM 专家,西湖大学生命科学学院特聘研究员) /p p br/ /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 蛋白质体系越大,结构的解析越难仅依赖计算方法。Cryo-ET& nbsp (冷冻电镜断层成像)& nbsp 技术擅长解析体外难表达的大分子机器结构、细胞中的原位蛋白结构等复杂体系,因此很难被脱离实验手段的方法取代。目前,由于体系过于复杂,使用分子动力学模拟整颗病毒尚未实现,要模拟细菌、细胞、组织,还要很长的路要走。 /p p br/ /p
  • 日本开发出一种用扫描电子显微镜观察活体器官的结构和“运动”的方法
    日本中部大学7月4日宣布,已开发出一种用扫描电子显微镜观察湿器官等水下样品的结构和“运动”的技术。克服“只测量固定样本静止图像”的困难日本中部大学7月4日宣布,已开发出一种用扫描电子显微镜观察湿器官等水下样品的结构和“运动”的技术。这项研究是由同一大学生命与健康科学学院生物医学科学系的新谷正敏教授、山口诚司副教授和高玉广雄副教授的研究小组进行的。研究成果刊登在《Microscopy》上。由于电子显微镜具有最大约0.5nm的高分辨率,因此适用于小规模的观察。然而,由于观察是在真空下进行的,因此需要固定要观察的样品以使水不蒸发。因此,存在传统的电子显微镜观察基本上只能测量固定样本的静止图像的缺点。作为能够对液体中的试样进行电子显微镜观察的方法,已经存在使用氮化硅等平面膜的观察方法。但是,对于观察来说,它是一个薄的观察样品,它适合非常靠近膜的可观察区域,样品与膜之间的位置关系可以设置为不损坏膜,样品不会移动,因此至于破坏平面膜,费了很多功夫,也有很多限制。另外,作为可以测定试样的运动的方法,可以举出用含有甘油或糖等非挥发性成分的溶液覆盖试样,在电子束照射下成为保护膜的方法,观察样品穿过保护膜。但这种方法中,保护膜的外面是真空,观察时保护膜也是不含水的固体膜,所以无法观察到样品在液体中的结构和运动,只能观察到样品在液体中的结构和运动。样品即使在真空中也能进行的运动是可能的。这是一种可以观察到的方法。打造具有优异电子束透过性和变形能力的“DET薄膜”此次,课题组开发了一种新的“DET膜法”。首先,我们创造了一种薄膜(DET film:Deformable and Electron Transmissive Film),它可以承受真空和大气压之间的压力差而不会破裂,并且具有优异的电子束渗透性和变形性。利用DET薄膜的电子束透过性和可变形性,DET薄膜模仿观察样品的形状,使得通过DET薄膜既可以观察宏观样品形状,也可以观察细微样品形状。...DET膜抑制和保护直接击中观察样品的电子束的量,这也是测量观察样品运动的有用特性。另外,由于DET膜可以大幅度变形,因此在同等倍率下,可以在比光学显微镜深数十倍的焦深处观察三维样品,并进行测量。成功测量小鼠提取心脏的精细结构和“运动/变形”此外,使用DET膜法,我们成功地测量了作为观察样品的小鼠切除心脏的精细结构和“运动/变形”。此外,我们还成功地测量了沉淀晶体和在液体中漂浮和移动的晶体的纳米级结构和运动。有望实现光学显微镜无法观察到的纳米级动力学的观察和测量光学显微镜的空间分辨率约为200 nm,高分辨率测量的焦深约为300 nm,因此只能观察平面。另一方面,开发的DET膜法具有很大的优势,即可以以纳米级分辨率测量观察到的样品的三维结构及其运动。此外,当将 DET膜法与固定样品的电子显微镜观察进行比较时,存在由于DET膜的存在而降低空间分辨率的缺点,但有一个很大的优点是动力学可以测量。研究小组说,用DET膜法测量的运动,不仅是观察样品自己产生的运动,也可以是对我方施加的拉扯等动作的变形。正如只看动物标本对加深对动物的理解是有限的,我们期待DET膜法的动态测量能够实现各种各样的纳米尺度动态测量。
  • 共抗疫情 | TMC设备助力观察首个新冠病毒结构
    这是2019冠状病毒刺突蛋白的三维原子尺度结构图,或称分子结构图。这种蛋白质有两种不同的形态,一种是在感染宿主细胞之前形成的,另一种是在感染过程中形成的。这种结构代表了在感染细胞之前的蛋白质,称为融合前构象。感谢德州大学奥斯汀分校jason mclellan提供图片2020年2月19日,德州大学奥斯汀分校和美国国立卫生研究院的研究人员宣布,他们已经获取了2019冠状病毒中附着并感染人类细胞部分的第一个三维分子结构。这是开发疫苗和其他应对措施的一个重要里程碑。 为了建立原子尺度的三维模型,研究人员使用了两台thermo fisher scientific低温发射电子显微镜(cryo-tems)—一台krios和一台talos—配备了gatan k3™ 单电子计数直接检测相机。放置低温电子设备的绍尔结构生物实验室是福克纳纳米科学与技术大楼的一部分,位于德州大学奥斯汀分校的中心地带,距离i-35高速公路大约一英里;附近交通繁忙是造成地面过度振动的常见原因。可以预见的是,在计划阶段的早期的调查确定,在非常低频率下的振动超过了一台显微镜的要求。此外,交流磁场水平高于仪器规格,这是多用途设施常见的问题。附近的电梯活动偶尔会导致准直流领域的变化,再次超出了tems和gatan k3相机的制造商规格。为了纠正这些环境干扰,tmc在每个tem下的talos和mag-netx主动消磁系统下的地面上安装了stacis quiet island主动地面消振系统。图1:典型的krios tem安装在stacis quiet island房间的地面被设计成与quiet island的概念相兼容,允许在不高于地面的情况下安装tem。如图2所示,stacis quiet island采用独特的压电消振技术,将d级以上的地板振动抑制到f级以下。图2:talos下面实际的房间地面振动测量tmc对低温电子系统的详细熟悉度使mag-netx系统的亥姆霍兹线圈集成到tems的外壳中,有效地利用了房间中宝贵的空间。enclosure-mounted活跃领域消振系统提供大约100倍抑制磁场传感器(见图4)。mag-netx控制器和gui也可以用来持续监测领域(减毒字段,或在“开环”),并提供数据的磁场强度随时间(见图3),或绘制频率。图3:tmc的mag-netx系统可用于连续监视字段。这允许用户监视全天环境中的变化。这是一个记录的例子,在系统通电之前,在不同的城市进行了9.5个小时的录音图4:传感器位置磁场抑制的实际测量值(通常靠近显微镜台)德州大学奥斯汀分校绍尔结构生物实验室经理aguang dai博士说道:“由于楼下有泵和发射器,我们工厂的初步现场调查没有通过。所以我们从tmc购买了stacis和mag-netx来消除振动和电磁干扰问题。安装了这两个设备后,显微镜工作得很好,而且由于消除了振动和额外的电磁干扰,非常稳定”。tmc的技术和经验满足高性能显微镜和相机在具有挑战性的环境中的需求,让先进解决方案得以使用。tmc的模块化设计方法允许我们在定制的工程解决方案中结合标准组件和设计概念,以适应cryo-tems的独特几何形状。关于stacisstacis是tmc开发的主动地面消振技术,是许多tmc解决方案的核心。采用先进的惯性振动传感器、复杂的控制算法和先进的压电致动器,stacis消振的实时连续测量地面活动,然后膨胀和收缩压电致动器过滤掉地面运动与活跃的“软”空气系统不同,stacis可以放置在一个工具与内部主动空气隔离系统两个系统全面优化。独特的串行设计和专利的高功率压电技术,在0.6 hz到150 hz之间形成了一个宽广的有源带宽,真正的主动隔振,从2 hz开始减少90%的振动。关于mag-netxmag-netx是一种用于磁场波动补偿的主动控制系统,专门设计了一种声带电荷的电子束仪器,如电子显微镜等。可在一个笼子或房间壁挂式配置,它积极监测和消除实时磁场,为100倍的典型改善磁波动。关于tmctmc为纳米技术设计和制造先进的建筑地面隔振系统。tmc隔离器支持超精密测量、仪器和制造。我们继续ling先于行业先进的主动、惯性振动消除系统,具有压电驱动器和数字控制器。我们的无源产品范围从简单的、桌面隔离显微镜底座,到几乎任何尺寸的光学表系统。tmc产品让光子学、半导体制造、生命科学、药物发现和纳米技术等领域的超精密研究、测量和制造成为可能。我们的产品是在先进的、垂直一体化的制造设施中设计和制造的,并以提供优质全球服务的客户承诺为后盾。tmc是阿美特克超精密测量部门成员,阿美特克是电子仪器和机电设备的全球领dao者,年销售额约为50亿美金。为材料分析、超精密测量、过程分析、测试测量与通讯、电力系统与仪器、仪表与专用控制、精密运动控制、电子元器件与封装、特种金属产品等领域提供技术解决方案。全球共有18,000多名员工,150多家工厂,在美国及其它30多个国家设立了100多个销售及服务中心。森泉光电为TMC国内独家代理,有关产品欢迎咨询!森泉为您的科研事业添砖加瓦:1) 激光控制:激光电流源、激光器温控器、激光器控制、伺服设备与系统等等2) 探测器:光电探测器、单光子计数器、单光子探测器、ccd
  • 中科院福建物质结构研究所采购3台大型仪器
    2013年9月2日,东方国际招标有限责任公司受中科院福建物质结构研究所(招标人)的委托,就中科院福建物质结构研究所仪器设备采购项目(以下简称项目)所需的货物和服务,以公开招标的方式进行采购。招标全文如下:   日 期: 2013年9月2日   招标编号: OITC-G13030371   1.东方国际招标有限责任公司受中科院福建物质结构研究所(招标人)的委托,就中科院福建物质结构研究所仪器设备采购项目(以下简称项目)所需的货物和服务,以公开招标的方式进行采购。   2.现邀请合格的投标人就下列货物及有关服务提交密封投标。有兴趣的投标人可从招标代理所在地址得到进一步信息和查看招标文件。   3.本次招标货物分为 2个包,每个投标人可对其中一个包或多个包进行投标,投标人须以包为单位对包中全部内容进行投标,不得拆分,评标、授标以包为单位。 包号 品目号 货物名称 数量 (台/套) 1 1-1 X-射线光电子能谱仪 1套 2 2-1 400M 宽腔固体超导核磁共振谱仪 1套 2-2 400M高分辨液体超导核磁共振谱仪 1套   4.具有独立承担民事责任能力,遵守国家法律法规,具有良好信誉,具有履行合同能力和良好的履行合同的记录,具有良好资金、财务状况的法人实体。   本项目不接受联合体投标。   按本投标邀请的规定获取招标文件。   5.有兴趣的投标人可从2013年9月2日至 2013年9月24日每天上午9:00-11:30至下午13:00-17:00(北京时间)在东方国际招标有限责任公司(地址:北京市海淀区阜成路67号 银都大厦15层)1507室查阅或购买招标文件,本招标文件售价为500元/包,如需邮寄另加100元的邮资费用,邮寄过程中产生的任何问题由购买标书人自己负责,招标代理机构不负责任。售后不退。   6.所有投标文件应于 2013年9月24日上午9:30时(北京时间)之前递交至东方国际招标有限责任公司1513会议室,并须附有不低于投标金额1%的投标保证金,以招标机构为承受人。   7.兹定于 2013 年9月24日上午9:30在东方国际招标有限责任公司1513会议室公开开标。届时请投标人派代表出席开标仪式。   8. 招标机构名称:东方国际招标有限责任公司   地  址:北京市海淀区阜成路67号 银都大厦15层   邮  编:100142   电  话:68729912 / 68725599-8442   传  真:68458922   电子信箱:qzhao@osic.com.cn   联 系 人:赵倩   开户名(全称):东方国际招标有限责任公司   开户银行:招行西三环支行   帐号:862081657710001   备注:以电汇方式购买招标文件、递交投标保证金、支付中标服务费须在电汇凭据附言栏中写明招标编号及用途。
  • 共抗疫情 | TMC设备助力观察首个新冠病毒结构
    这是2019冠状病毒刺突蛋白的三维原子尺度结构图,或称分子结构图。这种蛋白质有两种不同的形态,一种是在感染宿主细胞之前形成的,另一种是在感染过程中形成的。这种结构代表了在感染细胞之前的蛋白质,称为融合前构象。感谢德州大学奥斯汀分校jason mclellan提供图片2020年2月19日,德州大学奥斯汀分校和美国国立卫生研究院的研究人员宣布,他们已经获取了2019冠状病毒中附着并感染人类细胞部分的第一个三维分子结构。这是开发疫苗和其他应对措施的一个重要里程碑。为了建立原子尺度的三维模型,研究人员使用了两台thermo fisher scientific低温发射电子显微镜(cryo-tems)—一台krios和一台talos—配备了gatan k3™ 单电子计数直接检测相机。放置低温电子设备的绍尔结构生物实验室是福克纳纳米科学与技术大楼的一部分,位于德州大学奥斯汀分校的中心地带,距离i-35高速公路大约一英里;附近交通繁忙是造成地面过度振动的常见原因。可以预见的是,在计划阶段的早期的调查确定,在非常低频率下的振动超过了一台显微镜的要求。此外,交流磁场水平高于仪器规格,这是多用途设施常见的问题。附近的电梯活动偶尔会导致准直流领域的变化,再次超出了tems和gatan k3相机的制造商规格。为了纠正这些环境干扰,TMC在每个tem下的talos和mag-netx主动消磁系统下的地面上安装了stacisquiet island主动地面消振系统。图1:典型的krios tem安装在stacis quiet island房间的地面被设计成与quiet island的概念相兼容,允许在不高于地面的情况下安装tem。如图2所示,stacis quiet island采用独特的压电消振技术,将d级以上的地板振动抑制到f级以下。图2:talos下面实际的房间地面振动测量TMC对低温电子系统的详细熟悉度使mag-netx系统的亥姆霍兹线圈集成到tems的外壳中,有效地利用了房间中宝贵的空间。enclosure-mounted活跃领域消振系统提供大约100倍抑制磁场传感器(见图4)。mag-netx控制器和gui也可以用来持续监测领域(减毒字段,或在“开环”),并提供数据的磁场强度随时间(见图3),或绘制频率。图3:tmc的mag-netx系统可用于连续监视字段。这允许用户监视全天环境中的变化。这是一个记录的例子,在系统通电之前,在不同的城市进行了9.5个小时的录音图4:传感器位置磁场抑制的实际测量值(通常靠近显微镜台)德州大学奥斯汀分校绍尔结构生物实验室经理aguang dai博士说道:“由于楼下有泵和发射器,我们工厂的初步现场调查没有通过。所以我们从tmc购买了stacis和mag-netx来消除振动和电磁干扰问题。安装了这两个设备后,显微镜工作得很好,而且由于消除了振动和额外的电磁干扰,非常稳定”。TMC的技术和经验满足高性能显微镜和相机在具有挑战性的环境中的需求,让先进解决方案得以使用。tmc的模块化设计方法允许我们在定制的工程解决方案中结合标准组件和设计概念,以适应cryo-tems的独特几何形状。关于StacisStacis是tmc开发的主动地面消振技术,是许多TMC解决方案的核心。采用先进的惯性振动传感器、复杂的控制算法和先进的压电致动器,Stacis消振的实时连续测量地面活动,然后膨胀和收缩压电致动器过滤掉地面运动与活跃的“软”空气系统不同,stacis可以放置在一个工具与内部主动空气隔离系统两个系统全面优化。独特的串行设计和专利的高功率压电技术,在0.6 hz到150 hz之间形成了一个宽广的有源带宽,真正的主动隔振,从2 hz开始减少90%的振动。关于Mag-netxMag-netx是一种用于磁场波动补偿的主动控制系统,专门设计了一种声带电荷的电子束仪器,如电子显微镜等。可在一个笼子或房间壁挂式配置,它积极监测和消除实时磁场,为100倍的典型改善磁波动。关于tmctmc为纳米技术设计和制造先进的建筑地面隔振系统。tmc隔离器支持超精密测量、仪器和制造。我们继续领先于行业先进的主动、惯性振动消除系统,具有压电驱动器和数字控制器。我们的无源产品范围从简单的、桌面隔离显微镜底座,到几乎任何尺寸的光学表系统。tmc产品让光子学、半导体制造、生命科学、药物发现和纳米技术等领域的超精密研究、测量和制造成为可能。我们的产品是在先进的、垂直一体化的制造设施中设计和制造的,并以提供优质全球服务的客户承诺为后盾。tmc是阿美特克超精密测量部门成员,阿美特克是电子仪器和机电设备的全球领导者,年销售额约为50亿美金。为材料分析、超精密测量、过程分析、测试测量与通讯、电力系统与仪器、仪表与专用控制、精密运动控制、电子元器件与封装、特种金属产品等领域提供技术解决方案。全球共有18,000多名员工,150多家工厂,在美国及其它30多个国家设立了100多个销售及服务中心。
  • 网传版《市场监管总局三定方案》:工商重调、食品增强【全文】
    p   近日,网传一份《国家市场监管总局三定方案》PDF文件, span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 全文见文末附文 /span (不过截至目前,国家市场监管部门官方网站还未正式发布,最终方案以国家市场监管部门官方发布为准)。 /p p    span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 从流传的“三定”方案来看,原工商部门的调整最大。原工商总局共有13个内设机构,而现在,这些内设机构基本不复存在,并新设了信用监督管理、网络交易和监督管理等司局。 /span /p p span style=" color: rgb(0, 176, 240) "   在食品监管层面,“三定”方案分设五个司局掌管食品安全,在市场监管总局的27个司(局)中占了近1/5。而原来的食药监总局中,直接和食品安全相关的只有四个司。 /span /p p span style=" color: rgb(0, 176, 240) "   缪宝迎提醒记者,史上首次单独设立化妆品监督管理司,堪称“开创性”突破。 /span /p p   8月9日下午,国家市场监督管理总局(以下简称市场监管总局)和国家药品监督管理局(以下简称国家药监局)的机构改革“三定”方案,悄然在网上流传。 /p p   尽管官方还未正式发布这两份文件,但国家行政学院副教授胡颖廉等多位业界人士向记者表示,这份方案颇为可信。 /p p   在流传的文件中,市场监管总局,这个新组建的正部级机构人员编制805人,比原工商总局、质检总局、食药监总局等几个部门相关人员“物理相加”人数有所减少,最终设立司局27个。 /p p   而副部级单位国家药监局,机关行政编制216名,下设9个司局,负责药品、医疗器械、化妆品的安全监管,研究拟定鼓励药品、医疗器械新技术新产品的管理与服务政策,负责执业药师资格准入管理。 /p p   原本,按照3月底国务院机构改革推进会提出的“时间表”,中央机构“定职责、定机构、定编制”的“三定”方案,将在6月20日前报批印发。但大限早已过去,“三定”方案却迟迟不见动静。 /p p   “机构到底如何设置,各自履行怎样的职责,三个部委的资源如何整合,这都是系统内工作人员关心的大事。”中国人民大学商法研究所所长刘俊海感叹,“靴子终于落地了,好事。” /p p   记者注意到,中办和国办于7月29日正式批准了市场监管总局和国家药监局的“三定”方案,比计划延迟了整整40天。 /p p   在长期关注机构改革的国家行政学院副教授胡颖廉看来,此次的监管变化主要体现在三个层面,“简政放权,所以专门成了行政许可司 加强监管,总局层面拥有稽查执法权 优化对企业和消费者的服务。” /p p    strong 工商变化大 /strong /p p   3月的这轮机构改革,被外界认为是历次市场监管体制改革中力度最大的一次。不仅将传统的工商、质检、食药监三局的职能合并,还将反垄断、标准化等职能也并入其中,在一定程度上真正实现了除金融之外的一般性市场监管的大统一。 /p p   从流传的“三定”方案来看,原工商部门的调整最大。原工商总局共有13个内设机构,而现在,这些内设机构基本不复存在,并新设了信用监督管理、网络交易和监督管理等司局。 /p p   “信用监管部体现的是对新型监管工具应用的创新,网络交易监管则体现出对新兴业态和领域的及时跟进。”中国人民大学公共管理学院教授刘鹏分析,这也预示着,未来市场监管总局将会把信用监管和互联网交易监管作为工作的重点部分。 /p p   此外,不再单设消费者权益保护局。但“消费者维权工作被纳入各业务司局,反倒说明国家对这块工作更重视了。”刘俊海说。 /p p   质检方面,此前,质检总局对国家认监委和国家标准委实施管理。国家认监委是国务院授权的履行行政管理职能,统一管理、监督和综合协调全国认证认可工作的主管机构。国家标准委是国务院授权的履行行政管理职能,统一管理全国标准化工作的主管机构。 /p p   而“方案”显示,这两大机构已转变为机关内设司局。“自主性受到挑战,但与其他市场监管工作协调增强。”胡颖廉分析。 /p p    strong 食品安全监管“超出预期” /strong /p p   在食品监管层面,“三定”方案分设五个司局掌管食品安全,在市场监管总局的27个司(局)中占了近1/5。而原来的食药监总局中,直接和食品安全相关的只有四个司。 /p p   在多个部门合并、尽量压缩内设机构的背景下,食品安全的直接工作司局数量不降反增,这多少有些出乎业界意料。 /p p   “食品安全监管内设机构设置总体超出预期,体现出中央对食品安全的高度重视。”胡颖廉说。 /p p   刘鹏分析,此次“三定”方案明确,市场监管总局要组织实施食品安全战略,这说明食品安全战略在未来市场监管总局的工作中仍居于重要地位。 /p p   食品相关的内设机构中,新增了食品安全抽检监测司。这在很大程度上沿袭了原食药监总局食品监管三司的职能,但同时进一步明确了食品安全召回和参与制定食品安全标准的职能。 /p p   “这种变化预示,一方面在未来的食品安全风险监测和预警中,抽检的作用和地位将会进一步增强 同时召回制度以及与卫生健康部门的食品安全标准协调方面的工作将会进一步加强。”刘鹏分析。 /p p   此外,特殊食品由原先的注册管理司“升级”为安全监管司,职责中增加了组织查处重大违法行为、对特殊食品风险进行研判等。 /p p   中国保健协会保健品市场工作委员会秘书长王大宏向南方周末记者解释,这意味着,“保健食品的工作重心从注册转向了产品上市后的事中事后监管”。 /p p   在3月公布的机构改革方案中,并没有明确特殊食品将划入市场局还是药监局。此番机构设置也意味着,特殊食品彻底与药监部门划清了界限。 /p p   机构改革方案公布后,外界曾有担忧,撤销食药监局、将食品划入大市场监管,是否会削弱高风险食品、健康产品的监管。看上去,担忧似乎基本得到了解决,国家对于食品安全监管工作并没有出现明显弱化。 /p p   但主张继续观望者众多。“要找到这些问题的答案,仅仅从一份三定方案中还无法看到结果。”王大宏认为。 /p p    strong 加强监管和专业性培育,如何兼顾? /strong /p p   市场监管总局机关行政编制805名,设局长1名,副局长4名,司局级领导职数120名。而原工商总局、质检总局、食药监总局的机构编制人数分别为300人、379人和345人。合并后,人员总数减少了200多人。 /p p   “既有的精简一些,还有部分并入了其他部委机关,当然也有少部分编制从发改委、商务部并入。”刘鹏说。 /p p   从职能上看,市场监管总局确实是一个相对较大的部门,主要职责包括职能转变——深入简政放权、加强事中事后监管。 /p p   刘俊海解释,这些年,原工商部门废除了最低注册资本、取消了法定验资程序,年检制度改为年报制度,“先证后照”改为“先照后证”,释放了改革活力。“但如果说简政放权的得分优良,那事中事后监管只勉强及格。” /p p   2013年推动原工商总局改革时,刘俊海就一直强调,“投资兴业和交易安全,两手都要抓,两手都要硬”。但在实际中,原工商部门在简化企业开办手续上下足了功夫,对披着骗子外衣的企业却有所疏忽。“有些企业穿着互联网马甲,欺诈公众,有些教训非常深刻,值得监管部门反思。” /p p   南方周末记者注意到,此次的内设机构中,新增了执法稽查局、信息宣传等部门。 /p p   执法稽查局负责指导查处市场主体准入、生产、经营、交易中的有关违法行为和案件查办工作。承担组织查办、督查督办有全国性影响和跨省(自治区直辖市)的案大要案工作,并指导地方市场监管综合执法工作。 /p p   一位地方市场监管局工作人员向南方周末记者分析,执法稽查局的设立,意味着在市场监管领域全面开始推行综合市场监管执法改革,优点在于“覆盖面宽,执法人力资源明显增多”。但缺点亦明显,磨合需要时间,除了工商流通管理,其它领域的专业性都很强。 /p p   胡颖廉亦这样认为。设立这些部门有利于各项监管权力分力和制约,但“满足各领域的专业性培育是个难题”。 /p p   但在刘鹏看来,这个问题并非完全不能解决,“综合执法体制下面也可以进行有重点的分工,对于高风险安全监管执法工作最好能够专人专岗,保持相对较高的专业性。” /p p   史上首个化妆品监管司成立 /p p   和市场监管总局“三定”方案同日流出的,还有国家药监局的“三定”方案。 /p p   国家药监局下设9个司局,比外界之前的预期要少。其中,和药品直接相关的的只有2个司局——药品注册管理司和药品监管司 医疗器械则从原来的一个司局变成两个司局——医疗器械注册管理司、医疗器械监督管理司。 /p p   原有的稽查局也被撤销,具体办案将分散到各个业务司局,具体执法稽查职能可能交由市场总局统一履行,以及由省里来负责。 /p p   但在南通市食药监局副局长缪宝迎看来,国家对药品的监管并未弱化。“未来国家药监局的重点在于药品的注册审批,而非流通环节。” /p p   按照市场监管总局与国家药监局的职责分工,中央和省市县在药品安全方面的事权责任清单划分更加清晰——国家药监局负责制定药品、医疗器械和化妆品监管制度,研制环节的许可、检查和处罚。省级药监部门负责药品、医疗器械、化妆品生产环节的许可、检查和处罚,以及药品批发许可、零售连锁总部许可、互联网销售第三方平台备案及检查和处罚。市县两级市场监督管理部门负责药品零售、医疗器械经营的许可、检查和处罚,以及化妆品经营和药品、医疗器械使用环节质量的检查和处罚。 /p p   “这有利于指导下一步的省级药品监管和地方市场监管改革,要求将不同环节的药品监管责任落实到位。”刘鹏分析。 /p p   缪宝迎提醒南方周末记者,史上首次单独设立化妆品监督管理司,堪称“开创性”突破。 /p p   2013年之前,化妆品由质监和卫生部门分头管理。2013年国务院机构改革后,化妆品由食药监总局药品化妆品注册管理司管理。 /p p   “此前,化妆品并没有被当作重点品类管理。”缪宝迎坦言,化妆品和药品无论从监管风险还是监管要求,都有很大差别,但长久以来却被纳入同一个司管理。 /p p   1990年,《化妆品卫生监督条例》正式实施。28年来,化妆品行业快速发展,新产品、新技术不断涌现,公众的需求也日益增强,但时至今日,修订版的《化妆品监督管理条例》仍迟迟未完成。 /p p   缪宝迎预测,省一级的机构改革中,可能也会单独设立化妆品监管部门。 /p p   原本,按照中央的要求,省市级的“三定”方案应该在2018年年底之前敲定。但多位专家指出,考虑到中央机关编制出台已经推迟了一段时间,省市级调整也会适当推迟,所有层级的改革预计将于明年年初调整到位。 /p p style=" text-align: center " -------------------------------- br/ /p p    strong 附:网传《国家市场监管总局三定方案》全文: /strong /p p style=" text-align: center "    span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 国家市场监督管理总局 /strong /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) "    strong 职能配置、内设机构和人员编制规定 /strong /span /p p    strong 第一条 /strong /p p   根据党的十九届三中全会审议通过的《中共中央关于深化党和国家机构改革的决定》、《深化党和国家机构改革方案》和第十三届全国人民代表大会第一次会议批准的《国务院机构改革方案》制定本规定。 /p p    strong 第二条 /strong /p p   国家市场监督管理总局是国务院直属机构,为正部级。对外保留国家认证认可监督管理委员会、国家标准化管理委员会牌子。 /p p    strong 第三条 /strong /p p   国家市场监督管理总局贯彻落实党中央关于市场监督管理工作的方针政策和决策部署,在履行职责过程中坚持和加强党对市场监督管理工作的集中统一领导。主要职责是: /p p   (一)负责市场综合监督管理。起草市场监督管理有关法律法规草案,制定有关规章、政策、标准,组织实施质量强国战略、食品安全战略和标准化战略,拟订并组织实施有关规划,规范和维护市场秩序,营造诚实守信、公平竞争的市场环境。 /p p   (二)负责市场主体统一登记注册。指导各类企业、农民专业合作社和从事经营活动的单位、个体工商户,以及外国(地区)企业常驻代表机构等市场主体的登记注册工作。建立市场主体信息公示和共享机制,依法公示和共享有关信息,加强信用监管,推动市场主体信用体系建设。 /p p   (三)负责组织和指导市场监管综合执法工作。指导地方市场监管综合执法队伍整合和建设,推动实行统一的市场监管。组织查处重大违法案件。规范市场监管行政执法行为。 /p p   (四)负责反垄断统一执法。统筹推进竞争政策实施,指导实施公平竞争审查制度。依法对经营者集中行为进行反垄断审查,负责垄断协议、滥用市场支配地位和滥用行政权力排除、限制竞争等反垄断执法工作。指导企业在国外的反垄断应诉工作。承担国务院反垄断委员会日常工作。 /p p   (五)负责监督管理市场秩序。依法监督管理市场交易,网络商品交易及有关服务的行为。组织指导查处价格收费违法违规、不正当竞争、违法直销、传销、侵犯商标专利知识产权和制售假冒伪劣行为。指导广告业发展,监督管理广告活动。指导查处无照生产经营和相关无证生产经营行为。指导中国消费者协会开展消费维权工作。 /p p   (六)负责宏观质量管理。拟订并实施质量发展的制度措施。统筹国家质量基础设施建设与应用,会同有关部门组织实施重大工程设备质量监理制度,组织重大质量事故调查,建立并统一实施缺陷产品召回制度,监督管理产品防伪工作。 /p p   (七)负责产品质量安全监督管理。管理产品质量安全风险监控、国家监督抽查工作。建立并组织实施质量分级制度、质量安全追溯制度。指导工业产品生产许可管理。负责纤维质量监督工作。 /p p   (八)负责特种设备安全监督管理。综合管理特种设备安全监察、监督工作,监督检查高耗能特种设备节能标准和锅炉环境保护标准的执行情况。 /p p   (九)负责食品安全监督管理综合协调。组织制定食品安全重大政策并组织实施。负责食品安全应急体系建设,组织指导重大食品安全事件应急处置和调查处理工作。建立健全食品安全重要信息直报制度。承担国务院食品安全委员会日常工作。 /p p   (十)负责食品安全监督管理。建立覆盖食品生产、流通、消费全过程的监督检查制度和隐患排查治理机制并组织实施,防范区域性、系统性食品安全风险。推动建立食品生产经营者落实主体责任的机制,健全食品安全追溯体系。组织开展食品安全监督抽检、风险监测、检查处置和风险预警、风险交流工作。组织实施特殊食品注册、备案和监督管理。 /p p   (十一)负责统一管理计量工作。推行法定计量单位和国家计量制度,管理计量器具及量值传递和比对工作。规范、监督商品量和市场计量行为。 /p p   (十二)负责统一管理标准化工作。依法承担强制性国家标准的立项、编号、对外通报和授权批准发布工作。制定推荐性国家标准。依法协调指导和监督行业标准、地方标准、团体标准制定工作。组织开展标准化国际合作和参与制定、采用国际标准工作。 /p p   (十三)负责统一管理检验检测工作。推进检验检测机构改革,规范检验检测市场,完善检验检测体系,指导协调检验检测行业发展。 /p p   (十四)负责统一管理、监督和综合协调全国认证认可工作。建立并组织实施国家统一的认证认可和合格评定监督管理制度。 /p p   (十五)负责市场监督管理科技和信息化建设、新闻宣传、国际交流与合作。按规定承担技术性贸易措施有关工作。 /p p   (十六)管理国家药品监督管理局、国家知识产权局。 /p p   (十七)完成党中央、国务院交办的其他任务。 /p p   (十八)职能转变。 /p p   1.大力推进质量提升。加强全面质量管理和国家质量基础设施体系建设,完善质量激励制度,推进品牌建设。加快建立企业产品质量安全事故强制报告制度及经营者首问和赔偿先付制度,创新第三方质量评价,强化生产经营者主体责任,推广先进的质量管理方法。全面实施企业产品与服务标准自我声明公开和监督制度,培育发展技术先进的团体标准,对标国际提高国内标准整体水平,以标准化促进质量强国建设。 /p p   2.深入推进简政放权。深化商事制度改革,改革企业名称核准、市场主体退出等制度,深化“证照分离”改革,推动“照后减证”,压缩企业开办时间。加快检验检测机构市场化社会化改革。进一步减少评比达标、认定奖励、示范创建等活动,减少行政审批事项,大幅压减工业产品生产许可证,促进优化营商环境。 /p p   3.严守安全底线。遵循“最严谨的标准、最严格的监管、最严厉的处罚、最严肃的问责”要求,依法加强食品安全、工业产品质量安全、特种设备安全监管,强化现场检查,严惩违法违规行为,有效防范系统性风险,让人民群众买得放心、用得放心、吃得放心。 /p p   4. 加强事中事后监管。加快清理废除妨碍全国统一市场和公平竞争的各种规定和做法,加强反垄断、反不正当竞争统一执法。强化依据标准监管,强化风险管理,全面推行“双随机、一公开”和“互联网+监管”,加快推进监管信息共享,构建以信息公示为手段、以信用监管为核心的新型市场监管体系。 /p p   5. 提高服务水平。加快整合消费者投诉、质量监督举报、食品药品投诉、知识产权投诉、价格举报专线。推进市场主体准入到退出全过程便利化,主动服务新技术新产业新业态新模式发展,运用大数据加强对市场主体服务,积极服务个体工商户、私营企业和办事群众,促进大众创业,万众创新。 /p p   (十九)有关职责分工。 /p p   1. 与公安部有关职责分工。国家市场监督管理总局与公安部建立行政执法和刑事司法工作衔接机制。市场监督管理部门发现违法行为涉嫌犯罪的,应当按照有关规定及时移送公安机关,公安机关应当迅速进行审查,并依法作出立案或者不予立案的决定。公安机关依法提请市场监督管理部门作出检验、鉴定、认定等协助的,市场监督管理部门应当予以协助。 /p p   2. 与农业农村部的有关职责分工。(1)农业农村部负责食用农产品从种植养殖环节到进入批发、零售市场或者生产加工企业前的质量安全监督管理。食用农产品进入批发、零售市场或者生产加工企业后,由国家市场监督管理总局监督管理。(2)农业农村部负责动植物疫病防控、畜禽屠宰环节、生鲜乳收购环节质量安全的监督管理。(3)两部门要建立食品安全产地准出、市场准入和追溯机制,加强协调配合和工作衔接,形成监管合力。 /p p   3. 与国家卫生健康委员会的有关职责分工。国家卫生健康委员会负责食品安全风险评估工作,会同国家市场监督管理总局等部门制定、实施食品安全风险监测计划。国家卫生健康委员会对通过食品安全风险监测或者接到举报发现食品可能存在安全隐患的,应当立即组织进行检查和食品安全风险评估,并及时向国家市场监督管理总局通报食品安全风险评估结果,对于得出不安全结论的食品,国家市场监督管理总局应当立即采取措施。国家市场监督管理总局在监督管理工作中发现需要进行食品安全风险评估的,应当及时向国家卫生健康委员会提出建议。 /p p   4. 与海关总署的有关职责分工。(1)两部门要建立机制,避免对各类进出口商品和进出口食品、化妆品进行重复检验、重复收费、重复处罚,减轻企业负担。(2) 海关总署负责进口食品安全监督管理。进口的食品以及食品相关产品应当符合我国食品安全国家标准。境外发生的食品安全事件可能对我国境内造成影响,或者在进口食品中发现严重食品安全问题的,海关总署应当及时采取风险预警或者控制措施,并向国家市场监督管理总局通报,国家市场监督管理总局应当及时采取相应措施。(3)两部门要建立进口产品缺陷信息通报和协作机制。海关总署在口岸检验监管中发现不合格或者存在安全隐患的进口商品,依法实施技术处理、退运、销毁,并向国家市场监督管理总局通报。国家市场监督管理总局统一管理缺陷产品召回工作,通过消费者报告、事故调查、伤害监测等获知进口产品存在缺陷的,依法实施召回措施 对拒不履行召回义务的,国家市场监督管理总局向海关总署通报,由海关总署依法采取相应措施。 /p p   5.与国家药品监督管理局的有关职责分工,国家药品监督管理局负责制定药品,医疗器械和化妆品监管制度,负责药品,医疗器械和化妆品研制环节的许可、检查和处罚。省级药品监督管理部门负责药品、医疗器械、化妆品生产环节的许可、检查和处罚,以及药品批发许可、零售连锁总部许可、互联网销售第三方平台备案及检查和处罚。市县两级市场监督管理部门负责药品零售、医疗器械经营的许可、检查和处罚,以及化妆品经营和药品、医疗器械使用环节质量的检查和处罚。 /p p   6.与国家知识产权局的有关职责分工。国家知识产权局负责对商标专利执法工作的业务指导,制定并指导实施商品商标权、专利权确权和侵权判断标准,制定商标专利执法的检验、鉴定和其他相关标准,建立机制,做好政策标准衔接和信息通报等工作。国家市场监督管理总局负责组织指导商标专利执法工作。 /p p    strong 第四条,国家市场监督管理总局设下列内设机构 /strong /p p   (一)办公厅。负责机关日常运转,承担信息、安全、保密、信访、政务公开、信息化等工作。组织协调市场监督管理方面重大事故的应急处置和调查处理工作。 /p p   (二)综合规划司。承担协调推进市场监督管理方面深化改革工作。组织开展相关政策研究和综合分析。拟订市场监督管理中长期规划并组织实施。承担重要综合性文件、文稿的起草工作。承担并指导市场监督管理统计工作。 /p p   (三)法规司。承担组织起草市场监督管理有关法律法规草案和规章工作。承担规范性文件以及国际合作协定、协议和议定书草案的合法性审查工作。承担依法依规设计执法程序、规范自由裁量权和行政执法监督工作。承担或参与有关行政复议、行政应诉和行政赔偿工作。组织开展有关法制宣传教育工作。 /p p   (四)执法稽查局。拟订市场监管综合执法及稽查办案的制度措施并组织实施。指导查处市场主体准入、生产、经营、交易中的有关违法行为和案件查办工作。承担组织查办、督查督办有全国性影响或跨省(自治区直辖市)的大案要案工作。指导地方市场监管综合执法工作。 /p p   (五)登记注册局(小微企业个体工商户专业市场党建工作办公室)。拟订市场主体统一登记注册和营业执照核发的制度措施并指导实施。承担指导登记注册全程电子化工作。承担登记注册信息的分析公开工作。指导市场监督管理方面的行政许可。扶持个体私营经济发展,承担建立完善小微企业名录工作。在中央组织部指导下,指导各地市场监督管理部门配合党委组织部门开展小微企业、个体工商户、专业市场的党建工作。 /p p   (六)信用监督管理司。拟订信用监督管理的制度措施。组织指导对市场主体登记注册行为的监督检查工作。组织指导信用分类管理和信息公示工作,承担国家企业信用信息公示系统的建设和管理工作。建立经营异常名录和“黑名单”,承担市场主体监督管理信息和公示信息归集共享、联合惩戒的协调联系工作。 /p p   (七)反垄断局。拟订反垄断制度措施和指南,组织实施反垄断执法工作,承担指导企业在国外的反垄断应诉工作。组织指导公平竞争审查工作。承担反垄断执法国际合作与交流工作,承办国务院反垄断委员会日常工作。 /p p   (八)价格监督检查和反不正当竞争局(规范直销与打击传销办公室)。拟订有关价格收费监督检查、反不正当竞争的制度措施、规则指南。组织实施商品价格、服务价格以及国家机关、事业性收费的监督检查工作。组织指导查处价格收费违法违规行为和不正当竞争行为。承担监督管理直销企业、直销员及其直销活动和打击传销工作。 /p p   (九)网络交易和监督管理司。拟订实施网络交易及有关服务监督管理的制度措施。组织指导协调网络市场行政执法工作。组织指导网络交易平台和网络经营主体规范管理工作。组织实施网络市场监测工作。依法组织实施合同、拍卖行为监督管理,管理动产抵押物登记。指导消费环境建设。 /p p   (十)广告监督管理司。拟订广告业发展规划、政策并组织实施。拟订实施广告监督管理的制度措施,组织指导药品、保健食品、医疗器械、特殊医学用途配方食品广告审查工作。组织监测各类媒介广告发布情况,组织查处虚假广告等违法行为。指导广告审查机构和广告行业组织的工作。 /p p   (十一)质量发展局。拟订推进质量强国战略的政策措施,并组织实施,承担统筹国家质量基础设施协同服务及应用工作,提出完善质量激励制度措施。拟订实施产品和服务质量提升制度、产品质量安全事故强制报告制度、缺陷产品召回制度,组织实施重大工程设备质量监理和产品防伪工作,开展服务质量监督监测,组织重大质量事故调查。 /p p   (十二)产品质量安全监督管理司。拟订国家重点监督的产品目录,并组织实施。承担产品质量国家监督抽查、风险监控和分类监督管理工作。指导和协调产品质量的行业、地方和专业性监督。承担工业产品生产许可管理和食品相关产品质量安全监督管理工作。承担棉花等纤维质量监督工作。 /p p   (十三)食品安全协调司。拟订推进食品安全战略的重大政策措施并组织实施。承担统筹协调食品全过程监管中的重大问题,推动健全食品安全跨地区跨部门协调联动机制工作。承办国务院食品安全委员会日常工作。 /p p   (十四)食品生产安全监督管理司。分析掌握生产领域食品安全形势,拟订食品生产监督管理和食品生产者落实主体责任的制度措施并组织实施。组织食盐生产质量安全监督管理工作。组织开展食品生产企业监督检查,组织查处相关重大违法行为。指导企业建立健全食品安全可追溯体系。 /p p   (十五)食品经营安全监督管理司。分析掌握流通和餐饮服务领域食品安全形势,拟订食品流通、餐饮服务、市场销售食用农产品监督管理和食品经营者落实主体责任的制度措施,组织实施并指导开展监督检查工作。组织实施并指导开展监督检查工作。组织食盐经营质量安全监督管理工作。组织实施餐饮质量安全提升行动。指导重大活动食品安全保障工作。组织查处相关重大违法行为。 /p p   (十六)特殊食品安全监督管理司。分析掌握保健食品、特殊医学用途配方食品和婴幼儿配方乳粉等特殊食品领域安全形势,拟订特殊食品注册、备案和监督管理的制度措施并组织实施。组织查处相关重大违法行为。 /p p   (十七)食品安全抽检监测司。拟订全国食品安全监督抽检计划并组织实施,定期公布相关信息。督促指导不合格食品核查、处置、召回。组织开展食品安全评价性抽检、风险预警和风险交流。参与制定食品安全标准、食品安全风险监测计划,承担风险监测工作,组织排查风险隐患。 /p p   (十八)特种设备安全监察局。拟订特种设备目录和安全技术规范。监督检查特种设备的生产、经营、使用、检验检测和进出口,以及高耗能特种设备节能标准、锅炉环境保护标准的执行情况。按规定权限组织调查处理特种设备事故并进行统计分析。查处相关重大违法行为。监督管理特种设备检验检测机构和检验检测人员、作业人员。推动特种设备安全科技研究并推广应用。 /p p   (十九)计量司。承担国家计量基准、计量标准、计量标准物质和计量器具管理工作,组织量值传递溯源和计量比对工作。承担国家计量技术规范体系建立及组织实施工作。承担商品量、市场计量行为、尽量仲裁检定和计量技术机构及人员监督管理工作。规范计量数据使用。 /p p   (二十)标准技术管理司。拟订标准化战略、规划、政策和管理制度并组织实施。承担强制性国家标准,推荐性国家标准(含标准样品)和国际对标采标相关工作。协助组织查处违反强制性国家标准等重大违法行为。承担全国专业标准化技术委员会管理工作。 /p p   (二十一)标准创新管理司。承担行业标准,地方标准、团体标准、企业标准和组织参与制定国际标准相关工作。承担全国法人和其他组织统一社会信用代码相关工作。管理商品条码工作。组织参与国际标准化组织、国际电工委员会和其他国际和区域性标准化组织活动。 /p p   (二十二)认证监督管理司。拟订实施认证和合格评定监督管理制度。规划指导认证行业发展并协助查处认证违法行为。组织参与认证和合格评定国际和区域性组织活动。 /p p   (二十三)认可与检验检测监督管理司。拟订实施认可与检验检测监督管理制度。组织协调检验检测资源整合和改革工作,规划指导检验检测行业发展并协助查处认可与检验检测违法行为。组织参与认可与检验检测国际或区域性组织活动。 /p p   (二十四)新闻宣传司。拟订市场监督管理信息公布制度,承担新闻宣传、新闻发布管理工作。组织市场监督管理舆情监测、分析和协调处置工作。协调组织重大宣传活动。 /p p   (二十五)科技和财务司。拟订实施相关科技发展规划和技术机构建设规划,提出国家质量基础设施等重大科技需求,承担相关科研攻关、技术引进、成果应用工作。承担机关和直属单位预决算、财务审计、国有资产、基本建设和各类资金、专用基金及制装管理工作。指导市场监督管理系统装备配备工作。 /p p   (二十六)人事司。承担机关和直属单位的干部人事、机构编制、劳动工资和教育工作。指导相关人才队伍建设和基层规范化建设工作。 /p p   (二十七)国际合作司(港澳台办公室)。承担市场监督管理方面的国际交流与合作工作,承担涉及港澳台的交流与合作事务。承担有关国际合作协定、协议、议定书的签署和执行工作。承担技术性贸易措施有关工作。承担机关和直属单位外事工作。 /p p   机关党委。负责机关在和在京直属单位的党群工作。 /p p   离退休干部办公室。负责机关离退休干部工作,指导直属单位的离退休干部工作。 /p p    strong 第五条 /strong /p p   国家市场监督管理总局机关行政编制805名(含两委人员编制2名、援派机动编制3名、离退休干部工作人员编制15名)。设局长1名,副局长4名,司局级领导职数120名(含食品安全总监1名、总工程师1名、市场稽查专员4名、机关党委专职副书记1名、离退休干部办公室领导职数2名)。 /p p    strong 第六条 /strong /p p   国家市场监督管理总局所属事业单位的设置、职责和编制事项另行规定。 /p p    strong 第七条 /strong /p p   本规定由中央机构编制委员会办公室负责解释,其调整由中央机构编制委员会办公室按规定程序办理。 /p p    strong 第八条 /strong /p p   本规定自2018年7月30日起施行。 /p
  • 中科院遗传资源研发中心正式开建
    5月18日,中国科学院遗传资源研发中心(南方)奠基仪式在常州高新区举行。中科院副院长张亚平、江苏省副省长徐南平及中科院科技促进发展局、遗传与发育生物学研究所和常州市委、市人大、高新区相关负责人参加奠基仪式。   仪式前,常州市委书记阎立会见了张亚平一行,双方对院市合作取得的进展和成果表示充分肯定,并对今后共同发展提出了殷切期望,表示要再接再厉,用最好的资源、最好的政策支持合作共赢。   奠基仪式上,张亚平在致辞中指出,作为中科院面向常州市乃至江苏省开展科技服务的主要窗口,中科院常州中心已累计引进近30家中科院属科研机构到常州设立分支机构或与企业开展项目合作,成为中科院与地方政府合作的成功典范之一。他希望,研发中心进一步重视科技成果的转移转化,把项目选择与地方重点产业相结合,采取灵活的体制和机制,加强科技人员的激励措施,将中心建设成科技创新和优秀人才的聚集地,成为转变经济增长方式的先行者。   遗传发育所所长杨维才表示,研发中心将凝聚现代农业与再生医学两大板块,根据长三角区域经济特点和市场需求,以促进区域农业结构调整、产业升级和组织工程修复与再生治疗为目标,探索创新科研产业化模式,形成技术研发、标准制定、体系建立以及新产品示范等上中下一体化的现代科技产业孵化中心。中心也将作为中科院两大先导专项和种子创新研究院的有力支撑,为创新成果提供优质的落地和转化基地。   最后,双方领导共同为研发中心培土奠基,正式拉开研发中心建设的序幕。   中科院遗传资源研发中心(南方)由中科院遗传发育所、常州市、常州国家高新技术产业开发区三方合作建立,占地面积366亩,计划于2016年年底部分竣工并试运行。 奠基典礼现场
  • 天美公司在中科院遗传所举办电镜应用讲座
    中国科学院遗传与发育生物学研究所(简称遗传发育所)是植物基因研究、分子农业生物学和发育生物学方面的国内权威研究机构。在对各类植物叶片、孢子等生物样品进行微观观察的实验中,扫描电镜及其相关制样设备是不可或缺的科学仪器。遗传发育所在2005年购入日立S-3000N钨灯丝扫描电镜及临界点干燥仪、离子溅射仪等,为所内外研究人员进行微观形貌观察实验提供了便利条件。受遗传发育所电镜实验室田彦宝老师邀请,为了相关人员更好的利用扫描电镜服务科研,天美公司电镜应用工程师程路2010年12月1日在所内举办了扫描电镜应用讲座和上机培训。 天美公司电镜应用工程师程路做电镜理论讲解 中科院遗传发育所内外的师生参加扫描电镜应用讲座 作为一次对外开发的电镜应用讲座,除了遗传发育所对电镜应用感兴趣的师生之外,附近的中科院动物所和一些公司的研究人员也来参加听讲。讲座的内容包括电镜的基本原理,操作基础和针对应用目的的参数设置。 上午讲座结束之后,遗传发育所电镜实验室田彦宝老师将部分想参加电镜上机练习的人员分为两组,让大家有机会去扫描电镜实验室参观并亲手操作实验室仪器。下午电镜应用工程师程路分别给两组师生介绍了电镜制样设备日立临界点干燥仪和离子溅射仪的功能原理,讲解了日立S-3000N的硬件结构和基本操作步骤。然后在工程师的指导之下,大家每人都有自己动手使用扫描电镜观察样品的机会。有些博士带来了自己的样品,在工程师的帮助之下,使用扫描电镜获得了非常满意的图像,并表示通过此次培训,对扫描电镜的应用操作有了更深的了解,学习收获很多。 电镜应用工程师在调试扫描电镜 参加培训的师生在工程师的指导之下亲手操作扫描电镜 日立S-3000N是一款带有低真空功能的前一代钨灯丝扫描电镜,目前在售的替代型号是日立S-3400N扫描电镜。日立S-3400N性能优异,深受广大用户的肯定,在中国大陆的销售量已超过160台。天美公司是日立科学仪器公司在亚太地区重要的行销合作伙伴,有充足的专业技术人员和完善的售后服务体系。
  • 国家检验检测高技术服务业集聚区武汉园区项目主体结构全面封顶
    1月19日,随着最后一方混凝土浇筑完成,由中交二航局承建的国家检验检测高技术服务业集聚区武汉园区项目综合楼主体结构喜封金顶,这标志着该项目土建工程实现全面封顶,项目建设全面进入装饰装修阶段。国家检验检测高技术服务业集聚区武汉园区项目位于武汉经开区沌阳街道,毗邻后官湖大道,临近绕城高速和东风大道,周边产业以汽车、家电、建材、医药、化工等为主。项目总建筑面积约11万平方米,建设内容包括双层厂房、多层厂房、综合楼以及地上地下停车场等配套设施,共分为10个单体,最高楼为综合楼,地上15层,高61.8米,建筑面积1.5万平方米。项目常务副经理朱军介绍,该项目于2023年3月31日开工。项目各方成员精心组织、科学部署,全力推进项目施工建设,从项目开工到主体结构全面封顶仅历时294天。据悉,该项目建成后,将成为集检验检测、行政管理、公共服务等功能于一体的综合型专业园区,主要为新能源和智能网联汽车、汽车零部件等提供高技术检验检测,有利于武汉检验检测业态发展壮大,推动更多龙头企业优质项目加速集聚,并更好地服务和融入城市发展新格局,助推武汉经开区产业结构优化和转型升级。
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