利胆酚

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1996年，Kasianowicz等人首次发现单链DNA和RNA电泳穿过α溶血素（α-HL）纳米孔的时候会产生对应的阻塞电流信号。此后，众多科研学者在这一研究基础上开始了更为广泛的研究。经过二十余年发展，生物纳米孔技术现已开始商业化，且市面已有成型的基于生物纳米孔单分子测序技术的基因测序仪产品。纳米孔最具前景的应用之一是其可以用于第三代DNA测序技术，因其不需要复杂的酶扩增以及荧光标记，且其具有低成本高通量的特点而受到广大研究者们的青睐。纳米孔是单分子测序仪最核心部件图1 纳米孔DNA测序的基本原理图。（a）基于纳米孔的DNA测序传感器搭建示意图，图中显示一条单链DNA正在电泳穿过石墨烯纳米孔。（b）单链DNA过孔时产生的阻塞离子电流信号细节示意图，每个碱基的体积及其与纳米孔之间的相互作用强度不同导致对应的阻塞电流幅值存在差异，从而可以用来区分不同的DNA碱基。【Si Wei, et al. Chin. Sci. Bull., 2014, 59(35): 4929-4941.】纳米孔单分子DNA测序传感器基于库特计数器原理，如图1所示在固态薄膜的顺式端（cis）和反式端（trans）都注满了离子溶液，两端的溶液仅通过纳米孔进行连接，当带电的DNA分子被置入到液池的顺式端后，在纳米孔的两侧施加电压，DNA分子会在电场力的作用下电泳穿过纳米孔，由于DNA碱基自身在孔内的物理占位以及其与纳米孔间较强的相互作用使得通过纳米孔的电流会被阻塞。一条单链DNA（ssDNA）由腺嘌呤（A），鸟嘌呤（G），胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）组成。因为四种碱基的尺寸及特征各异，当单链DNA穿过跟自身尺寸相当的纳米孔时，不同的碱基会产生对应幅值的阻塞电流，通过研究这些电流之间的差异就可以实现对DNA四种碱基的辨识，如图1所示。通过分析这些阻塞电流信号（如阻塞电流幅值和过孔时间等），DNA链上所含的碱基很有可能被检测和区分开来。纳米孔作为单分子测序仪器设计与制造的核心检测部件，因此如何保证纳米孔单分子传感器的检测灵敏度、时间空间分辨率、稳定性和寿命等是影响纳米孔单分子测序仪器工作效率和稳定性的关键技术问题。三大技术突破成就了如今的纳米孔单分子测序仪自1996年纳米孔被Kasianowicz等人发现以来，众多科学家投入大量精力深入研究，在研究过程中也遇到很多难题。例如，尽管研究者们都相继报道了纳米孔离子电流可以用于四种碱基的区分，然而他们得到的结论却大相径庭，使得阻塞电流的幅值和相应碱基之间的对应关系至今仍然含糊不清。研究者们对单链DNA均聚物在过孔时产生的阻塞电流幅值跟碱基体积大小的相关性进行了研究，组成DNA四种碱基的体积大小顺序为GATC，理论上DNA碱基的尺寸对离子电流信号的影响较大，然而其与纳米孔的强相互作用在阻塞电流幅值检测方面也会起到主导作用，且在不同的纳米孔材料或者实验条件下获得的实验结果差异较大，这也制约了基于纳米孔DNA测序的发展。经历了20余年的发展，三大技术突破与革新也成就了现今的纳米孔单分子测序仪的研制。首先是纳米孔检测DNA或RNA全新技术方案的提出，其次是采用酶对DNA分子的剪切或复制用于纳米单分子测序技术中，最后是单碱基信号的测序精度精准调控。之后数年的时间，Oxford Nanopore 公司于2013年11月启动了MinION测序仪的早期试用计划，这时首款纳米孔单分子测序仪也正式开始步入人类的视野。便携、低成本和高通量 纳米孔单分子测序成为最具潜力的DNA测序技术人类基因组计划人类基因组计划在2003 年完成人体全序列的基因测定，历时12 年，耗资数十亿美元，人类基因序列图已成为全人类共同的财富。但是，第一代的 Sanger测序方法也给基因组测序贴上了数亿美元的价格标签，让人望而生畏。近两年发展迅猛的第二代测序仪让人类基因组重测序的费用降低到10 万美元以下，测序时间也缩短到6 个月。但是，这样的价格和时间，相对于个人用户仍然太高，极大地限制了其临床应用和基础理论研究。与传统Sanger测序技术相比，纳米孔单分子测序技术的核心优势在于它的便携性、低成本和高通量。强大的市场需求和探索生命科学未知领域的渴望，有力地推动着DNA 检测水平的提高。2004 年，美国国家人类基因组研究所（NHGRI）启动了“千元基因组测序研究项目”, 目的是让人类基因组的测序费用降至1000 美元以下。基于纳米孔的单分子DNA 测序方法是第三代测序技术中成本最低，最具有竞争力的技术。同年，美国国家卫生研究院（NIH）提出了“1000美元测序”的概念，而基于纳米孔的DNA测序技术是最有潜力实现这一目标的方法之一，众多实验研究也进一步验证了纳米孔DNA测序技术的可行性。该方法的优势在于它简化了对DNA 的化学修饰、扩增和表面吸附等工艺，具有结构简洁、速度快、操作简便等特点，同时省去了昂贵的荧光试剂和CCD照相机的费用。最为重要的是它的效率高，单个核苷酸分子通过纳米孔的时间仅在微秒级，如果考虑单个芯片上集成成百上千个纳米孔阵列，有望在24 小时内完成对个体的基因测序，而目前的二代基因测序仪则需要6 个月时间。 商业化进展慢 提高纳米孔稳定性迫在眉睫纳米孔单分子测序技术现有市场的典型产品是Oxford Nanopore Technologies（ONT）公司的MinION纳米孔测序仪，它具有低成本、高通量、读速快、读长长（约150kb）和高便携等特点，因此纳米孔单分子传感器目前已被广泛应用于物理学、生物学和化学等学科涉及单分子应用的科学研究，助力人类科技的发展，造福人类。基于上述纳米孔单分子测序技术的特点，相比传统测序仪器而言，它的典型应用场景之一是极端环境中病毒或细菌的高精度检测。例如，在偏远贫困地区，在疫情爆发或在没有足够的设备资源的情况下，便携的纳米孔单分子测序仪可以快速的协助病毒检测和疾病诊断。数年前西非爆发埃博拉病毒时，单分子测序仪便在病毒检测过程中起到的重要作用。再例如，存放在外太空空间站的土壤和水等是否已经出现微生物依然成谜，要将样品带至地球进行采样分析方能揭晓，而轻便的纳米孔单分子测序仪仅有u盘大小，可以方便的携带至外太空，在其他辅助条件下协助检测。虽然基于纳米孔的单分子测序仪具备很多优势，而且已经进入商业化进程，但是它的市场占有率相比传统测序技术而言依然偏低。其原因主要是目前市场已有的纳米孔测序仪采用的仍然是生物纳米孔和磷脂膜，这样的生物体系不可避免的面临着寿命短和稳定性不持久的缺陷。因此要推进纳米孔单分子测序技术的发展，这些问题必须得到解决。而固体纳米孔（例如氮化硅，二硫化钼）目前的报道也可以辨识单碱基，因此固体纳米孔有望在未来代替生物纳米孔实现稳定、可重复利用的高精度DNA测序。然而固体纳米孔在信噪比方面不如生物纳米孔，而且DNA在相同条件下通过固体纳米孔的速度偏快，因此如何提高固体纳米孔的信噪比和实现有效的DNA控速也是亟需解决的关键科学问题。作者简介：司伟，博士，东南大学硕导/讲师，2020年度东南大学“至善青年学者”，江苏省2019年度优秀博士学位论文和东南大学2019年度优秀博士学位论文获得者，入选2019年、2020年东南大学机械工程学院“优才培育计划”，担任《MaterialsInternational》(ISSN: 2668-5728)期刊助理编辑和《Bioengineering International》(ISSN 2668-7119)期刊编委，获得2019年Nanotechnology期刊杰出审稿人奖。主要研究方向：（1）机械操控及机器人技术、（2）工程流体动力学及传感器、（3）结构工艺设计及加工制造、（4）程序语言算法和三维建模与仿真。

研究背景蛋白质脂化在几乎所有与膜相关的生物学途径中都起着核心作用，例如细胞信号传导、蛋白质分泌、细胞死亡和免疫。然而，由于脂化是高度可变的，可逆的，并且经常与其他蛋白质翻译后修饰相互交叉影响，大多数蛋白脂化的生理功能仍然不明确，常见的功能缺失诱变方法对于探索蛋白质脂化往往效果不佳。研究内容2023年8月，浙江大学生研院林世贤课题组在 Nature Chemical Biology（自然化学生物学）杂志发表了题为“Computational design and genetic incorporation of lipidation mimics in living cells”的研究成果，报告了一种设计脂化模拟的计算方法。研究团队建立了一个工程系统，用于将这些脂化模拟物整合到大肠杆菌和哺乳动物细胞中几乎任何所需的蛋白质位置。这项研究策略能够实现数百种蛋白质脂化的功能获得研究，促进了卓越治疗候选药物的创造。在该研究中，为了证明基因编码脂质模拟物在设计和合成治疗候选药物中的效用，研究人员使用Monolith分子互作仪检测了人血清白蛋白HSA和脂质模拟改造的多肽药物GLP-1变体之间的相互作用。GLP-1-K20-4HexyF和GLP-1-K20-4OctyF对HSA的Kd值分别为2.31 μM和0.58 μM，分别比GLP-1-K20-HepoK的15 μM增加了6.5倍和25.9倍。相比之下，野生型(WT) GLP-1未检测到结合，表明增强的结合是由脂质模拟介导的。图：MST分析多肽药物GLP-1变体对人血清白蛋白HSA的亲和力https://doi.org/10.1038/s41589-023-01400-8IF: 14.8 Q1技术优势Monolith系列仪器可以直接检测带有荧光标记（如CY5）的多肽与其他分子间的相互作用，也可以检测经过荧光标记的蛋白与无荧光的多肽分子间的相互作用。检测不依赖于分子量的改变，样品用量少，仅需10分钟就可获得精确的Kd值。

近日，保健食品蛋白粉首张备案凭证、蛋白粉复配产品首张备案凭证相继发放。这是自2023年6月市场监管总局发布保健食品原料目录以来，以大豆分离蛋白、乳清蛋白为原料的产品获得的首批国产保健食品备案凭证。此次将植物蛋白和动物蛋白同时纳入保健食品原料目录，主要面向蛋白质缺乏免疫力低下人群，提升了保健食品人群使用的针对性，有效限制产品夸大宣传。此外，针对这两种蛋白类原料设定的技术要求，在严格遵守食品安全底线的同时，提高了其中的蛋白质含量指标，均达到了优质蛋白原料标准，确保为蛋白质缺乏的人群提供优质蛋白产品。2023年，市场监管总局密集出台多项保健食品相关新法规新政策，激发了产业创新发展活力。据了解，为推动保健食品原料目录制定工作，市场监管总局会同国家卫生健康委、国家中医药局发布的《保健食品原料目录 大豆分离蛋白》《保健食品原料目录 乳清蛋白》自2023年10月1日起施行。于是，也就出现了当前的以大豆分离蛋白、乳清蛋白为原料的产品获得首批国产保健食品备案凭证这一现象。若是具体到成分，乳清蛋白是从牛奶中分离出的氨基酸中浓缩而成的，氨基酸含量和比例高，备受运动营养界推崇，它也成了市场上抗阻训练补充剂的明星产品。这也使得“蛋白粉”至今都被默认为是乳清蛋白。和乳清蛋白是相比，大豆蛋白是植物蛋白和全草本提取物。两个原料目录的发布是市场监管总局对保健食品行业规范化的引领和支持，既为企业提供了更多的备案选择，也为行业创新发展注入了新的动力，突破了以往单一原料备案的模式，允许蛋白质与营养物质复配备案，为企业提供更广泛的研发空间，推动市场上的蛋白粉类保健食品品种变得更加丰富，消费者的选择也更为多元。市场监管总局表示，截至2023年11月底，我国具有国家标准的补充营养素类产品已基本纳入备案管理，有1500余家企业获得保健食品备案登录账号，备案企业已覆盖了国内31个省、自治区、直辖市和新疆生产建设兵团。获得了保健食品备案凭证的产品已达到17000余个，其中功能类产品3300余个，满足了消费者对维生素C、辅酶Q10类产品的需求，为消费者带来了更多质高价优的保健食品。

外资药企云集的张江药谷又迎来一家大企业。 　　5月31日，美国礼来制药在上海宣布，其中国研发中心正式投入运营，专攻糖尿病药物开发。不仅如此，礼来还与科文斯中国(Covance China)宣布签署合作伙伴关系协议，后者将为礼来中国研发中心提供一系列药理学领域的服务。 　　礼来制药全球执行副总裁、礼来研究院总裁严伦博(Dr.Jan Lundberg)表示：“礼来中国研发中心的成立，说明我们是以非常严肃认真的态度，致力于探索和开发中国糖尿病患者迫切需要的具有突破性的药物。” 　　罗氏全球授权业务总监徐小星向本报记者表示，利用国内外的公司的不同强处，强强联合，能够打造出来同时具备对中国市场有利，又对国际有利的新颖制药。 　　剑指中国市场 　　将研发及行政总部等“大脑”部门移至中国，背后是跨国药企的“中国企图”。 　　2007年，两大外资药企罗氏与葛兰素史克(GSK)先后入驻上海张江。2009年，拜耳医药在京成立全球研发中心。 　　2010年10月，辉瑞在武汉设立研发中心，对上海研发中心进行补充。而记者获悉，继礼来之后，6月下旬另一家知名外资药企也将把公司亚太区总部迁至上海。 　　严伦博向本报记者表示，此研发中心的投资金额不便透露，但可以说“意义重大，且有望多次追加投资”。而未来研发出的药品，也可服务于中国外的其他市场。 　　常见病用药向来是大型药企的“兵家必争之地”。上海市卫生局局长徐建光介绍，目前全国范围内20周岁以上，仅显性糖尿病(已被诊断)患者就占总人口的9.7%，显性与隐性糖尿病(糖尿病前期)患者更是超过25%，仅上海市一地的显性糖尿病患者便占当地总人口的15.8%。 　　在中国糖尿病用药的细分市场中，礼来与拜耳、赛诺菲、诺和几家鼎足而立，竞争激烈。据预测，未来5年中我国口服糖尿病用药的市场销售额将超过6亿美元。 　　礼来中国研究副总裁、礼来中国研发中心总经理章蓓透露，“中国的糖尿病患者人数多于世界上其他国家，其中多达四分之三的患者尚未能有效地控制疾病。礼来中国研发中心将探索应对这一未被满足的患者需求的创新解决方案，从而实现开发具有突破性的治疗药物的目标”。 　　合作补益 　　过去两年中，跨国药企在商业领域频频与国内企业联姻。 　　在礼来和科文斯中国合作之前，默克已结盟先声药业，辉瑞则牵手海正药业，并作为上药登陆H股基础投资者之一。然而，上述这些例子均是偏重于在商业运作。 　　徐小星说，罗氏现在一半是在支持商务，一半是在研发。不过，最为关键是如何找到有共同愿景又有互补能力的合作伙伴，这往往是可遇不可求的。” 　　“最容易开始的一类是国外已有新药，且被证明十分有效的，那么国内公司加紧研发做出类似的化学药。其次，是国内外在这一技术上都有研究，国外更胜一筹，这时外资药企作为合作方就应帮助国内企业把既有的产品做得更强。”徐小星说。 　　事实上，2011年10月，在肿瘤药领域领跑市场的罗氏就与苏州生物纳米园、哈佛大学三方达成了合作协议，初期专注于为癌症治疗开发自噬体抑制剂。 　　徐小星指出，在这样的合作中合作方都出钱出力，“一起冒这个险投资，进行非常前沿的创新。” 　　礼来中国总裁艾博来(Eric Baclet)则表示，礼来风投基金在过去五年中已斥资6000万完成了8项投资，并强调现阶段许多风投和外资公司还是集中于研发后期的项目，其实未来各大公司和风投应当进一步关注中小企业药物研发早期的能力。

2010年6月30日，澳大利亚卫生部议会大臣宣布要在主要零售商处逐渐淘汰含双酚A(BPA)的婴儿奶瓶。主动逐渐淘汰含双酚A的产品是澳大利亚政府和零售商几个月以来建设性讨论的结果。逐渐淘汰含双酚A产品的生效日期为2010年7月1日。下述表格总结了澳大利亚此次通告的重点。 物质 范围 主动逐渐淘汰含双酚A产品的零售商 生效日期 双酚A（BPA） 婴儿奶瓶 西农集团（Coles、K Mart和Target）沃尔沃斯 Big W 阿尔迪 2010年7月1日 　　2009年以来，很多地方都禁止含BPA的婴儿奶瓶和其他食物接触性产品，包括加拿大、丹麦、法国和美国(地方政府和州政府级别)。

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科技日报北京5月26日电 美国哥伦比亚大学应用物理学副教授拉莎· 文卡塔拉曼指导的研究团队开发了一种新技术，成功创建出首个单分子二极管，其性能比之前所有设计的要高50倍，有望在纳米器件领域获得实际应用。论文发表在5月25日的《自然· 纳米技术》杂志上。 　　单分子器件是电子设备微型化的极致。亚利耶· 艾佛莱姆和马克· 瑞特在1974年提出，单个分子可以作为整流器，一个单向的电流导体。此后，科学家相继演示了单分子连接到金属电极上(单分子结)可用作多种元件，包括电阻器、开关、晶体管，以及二极管。 　　由二极管充当电阀，其结构需要不对称，以使两个方向的电流处于不同环境。据物理学家组织网报道，为了开发单分子二极管，研究人员简单地设计了具有非对称结构的分子。 　　&ldquo 虽然这种不对称分子的确显示出一些类二极管特性，但它们并不有效。&rdquo 论文第一作者、博士生布莱恩· 卡珀兹解释说，&ldquo 设计良好的二极管应只允许电流沿一个方向流动&mdash &mdash 接通方向，并且电流强度要大。非对称分子设计往往会出现接通(开)和断开(关)两个方向上都有微弱电流流过的现象，并且开电流和关电流的比率(整流比)通常都很低。而理想情况是，整流比应该非常高。&rdquo 　　为了克服非对称分子设计的相关问题，文卡塔拉曼的团队将重点放在为分子结构创造一个不对称的环境上。他们的方法相当简单&mdash &mdash 用离子溶液包围活性分子，并用不同大小的金属电极接触分子。 　　结果，他们获得的单分子二极管的整流比达到了250，比以前的设计高出50倍。文卡塔拉曼指出，二极管中的开电流可超过0.1微安，对于单分子而言，这个电流已经很大了。此外，新技术很容易实施，可以应用于所有类型的纳米器件，包括那些用石墨烯电极制造的器件。 　　&ldquo 能够采用化学和物理学概念设计一个分子电路，并让它具备一定的功能性，这是很令人惊异的。&rdquo 文卡塔拉曼说，&ldquo 由于尺度如此之小，量子力学效应绝对是这一器件的一个重要方面。因此，能够创建一个看不见却表现得与预期一致的东西，这是一个真正的成功。&rdquo 　　研究团队目前正在努力理解这项成果背后的物理基础，并试图使用新的分子系统，进一步提高整流比。

3D打印行业金属粉末的氧氮氢分析 | 原料粉末vs再生粉末越来越多的金属零件是通过3D打印来生产的。这个新技术为具有复杂结构零件的生产提供了可能性，特别是一些无法使用常规方法生产的零件。此外,模型可以通过技术图纸实现，而无需使用定制的工具。三维打印零件的质量很大程度上受到原材料的质量影响。为了降低生产成本，金属粉末需要经常被回收。经过多次使用，氧、氮和氢的含量和相关的力学性能可能改变。因此，分析金属粉末中氧、氮和氢的含量，可以确保3D打印产品的质量。各种应用于3D打印行业的金属粉末都可以使用inductar® ONH cube进行分析。仪器：inductar® ONH cube 氧氮氢分析仪技术细节：载气：氦气样品质量：100-1000mg金属粉末原料的钛和不锈钢粉末以及再生的钛和不锈钢粉末的测试结果参照下表。再生粉末与原料的氧、氮和氢含量相比，变化很大，尤指是氧的含量，由于颗粒的粒度极小同时具有非常大的比表面积，颗粒很容易被氧化。甚至ppm级别的含量变化都可以改变3D打印粉末的性能。因此，分析需要使用精度高，检测限低的检测方法。采用inductar ONH cube进行元素分析是十分好的分析选择。inductar ONH cube 氧氮氢分析仪应用领域：黑色系金属合金，有色金属，有色金属，碳化物及陶瓷材料，地质矿物，氧氮氢分析。特点：无需配备石墨电极清扫刷进行清扫，提高做样效率可编程气体分流，通过睡眠模式进入省气模式无需配备动力气以及外置水冷机，可单坩埚完成测试，节省成本专利的球夹连接，实现免工具维护

近日，浙江大学团队联合湖北大学，实现了植物生长素极性运输研究的重大突破，让植物向性这一百年科学难题的关键一环得以解决，为生长素极性运输的进一步调控打下基础。 近日，相关论文发布在 Nature 上。担任共同通讯作者的浙江大学医学院生物物理系长聘副教授/附属第四医院双聘教授郭江涛 表示：“对于弄清楚 PIN 蛋白（pin-formed protein）介导生长素转运的分子机制，学界早已翘首以盼，而该工作终于揭晓这一机制。这为开发基于结构靶向 PIN 家族蛋白的新型小分子抑制剂奠定了基础。这些抑制剂既能作为工具，去研究生长素的极性运输机理；也可作为农业除草剂，助力于作物改良。”图 | 浙江大学研究团队主要成员合影。前排左起：郭逸蓉、张素芬、张艳、苏楠楠、竺爱琴、杨帆 ；后排左起：周晨羽、叶繁、郑绍建、郭江涛 、常圣海同时，作为共同作者单位的湖北大学，也借此迎来该校第一篇 Nature 论文。审稿人评价称：本文报道了一个重要的结构，为植物生长素运输提供了新的研究思路；这些发现是开创性的，真正为 PIN 蛋白的功能提供了新的见解，从而为研究打开了许多新的途径。此外，PIN 蛋白与胆汁酸/钠转运蛋白的结构也存在有趣的相似性，这可能有助于更好地理解 PIN 蛋白的起源及其转运机制。另据悉，通过比对拟南芥其他生长素转运蛋白序列，课题组发现生长素转运位点是保守的，这种保守性也会延伸到其他的植物物种中。因此，可以认为此次研究结论，也能被推广到其他植物中。近日，相关论文以《拟南芥生长素转运蛋白 PIN3 的结构与机制》（Structures and mechanisms of the Arabidopsis auxin transporter PIN3 ）为题发表在 Nature 上[1]。图 | 相关论文（来源：Nature）共同通讯作者分别为郭江涛 、浙江大学医学院生物物理学系研究员杨帆 、以及湖北大学生命科学学院&省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室吴姗 教授。郭江涛 团队的博士后苏楠楠、杨帆 课题组的博士生竺爱琴、以及吴姗 团队的博士生陶鑫为论文共同一作。PIN 蛋白在拟南芥中介导生长素极性运输机制据介绍，生长素对植物的生长发育起核心调控作用。一般来讲，低浓度的生长素促进生长，高浓度的生长素抑制生长。生长素主要合成部位是在芽、幼嫩的叶和发育中的种子，然后被运输到作用部位。其中，生长素调控植物生长发育与其在植物各个组织中的不对称分布有着密切的关系。而这种不对称分布，主要由于在细胞与细胞之间的生长素运输具有一定的方向性，这也被称为生长素极性运输（Polar Auxin Transport，PAT）。那么，PIN 蛋白缘何能导致植物具有向光性？植物的向光性，是指植物受到单侧光的刺激而引起的生理弯曲现象。而植物体内生长素的不对称分布，和这种向光性息息相关。生长素在植物体内运输有两条途径：一是通过韧皮部完成长距离运输的非极性运输；二是需要转运蛋白参与的单方向极性运输。其中，对于生长素的不对称分布，极性运输起着关键作用。PIN 蛋白可以将生长素转运至细胞外。PIN 蛋白在细胞膜上的极性定位，决定着植物体内生长素极性分布，从而会导致植物的向光性。至于为何要采用拟南芥作为研究对象？郭江涛 表示，拟南芥作为模式植物，其基因组已于 2000 年由国际拟南芥基因组合作联盟完成测序，是第一个实现全序列分析的植物基因组。目前，人们已在 30 多种植物中鉴定出了不同数量的 PIN 基因。作为模式植物，拟南芥中有 8 个 PIN 蛋白成员（PIN1-PIN8）。学界在这方面的生物学功能研究，也比针对植物其他物种的研究更透彻，这能帮助该团队更好地认识 PIN 蛋白的生化、生理以及遗传等特征。同时，鉴于本研究旨在研究植物生长素的极性运输机制，因此其选择拟南芥为研究对象。据介绍，生长素极性运输主要依赖于三种膜定位转运体：AUX/LAX 家族蛋白、 PIN-FORMED 家族蛋白和 ABCB 家族蛋白。通过调控这些家族蛋白，植物可以调节生长素的极性运输和分布。研究发现，拟南芥 PIN 与 ABCB 蛋白可以共同定位。而通过酵母双杂交和免疫共沉淀的实验表明，PIN 和 ABCB 蛋白存在直接的物理互作。PIN蛋白在极性胚胎发育和器官形成等需要定向生长素极性运输的过程中其决定作用，而 ABCB 则在顶端组织生长素转运及长距离运输中起重要作用，二者在调控生长素的转运上具有一定的独立性。AUX 蛋白为生长素转入蛋白，PIN 蛋白为生长素外排蛋白。它们通过协同工作，一起维持植物体生长素平衡。（来源：郭江涛 课题组）解析三个高分辨率冷冻电镜结构本研究最开始且关键的一环是课题选择，首先通过大量的文献调研，课题组确定了研究对象——PIN 蛋白。PIN 蛋白是生长素转运蛋白，在植物的生长素极性运输方面发挥了巨大作用。因此，研究人员希望通过结构生物学的手段解释PIN蛋白介导的生长素极性运输的分子机制。而拟南芥 PIN 蛋白家族被分为两个亚家族，一类是定位在质膜上的 long PINs （PIN1–PIN4、PIN6 和 PIN7），另一类是定位在内质网上的 short PINs （PIN5 和 PIN8），这两大家族通过共同工作，一起维持着植物生长素的内稳态。研究中，该团队首先对 7 个 AtPINs （AtPIN1–5, AtPIN7–8）进行表达纯化筛选，最终选择 AtPIN3 作为研究对象。原因在于，AtPIN3 与其他 long AtPINs 有至少 54% 的序列同源性，可作为 PIN 家族结构和功能分析的模型。随后，通过哺乳动物细胞 HEK293 外源表达系统、对 PIN 蛋白进行过表达并纯化后，课题组得到了均一且稳定的蛋白样品。借助单颗粒冷冻电镜技术，该团队解析了三个高分辨率冷冻电镜结构，分别处于三种状态：PIN 蛋白未结合底物状态、底物 IAA 结合状态以及抑制剂 NPA 结合状态。接下来是功能实验验证阶段。研究团队建立了体外放射性 3H-IAA 转运实验体系，针对底物 IAA 与抑制剂 NPA 结合位点突变体的生长素转运活性和抑制活性，进行相关的测试。随后又通过表面等离子体共振技术，测试底物 IAA 与抑制剂 NPA 结合位点突变体分别与 IAA 和 NPA 的结合能力。然后，通过功能实验的多重验证，课题组阐明了 PIN 转运蛋白对 IAA 的识别和转运机制，以及抑制剂 NPA 抑制生长素转运的分子机制。最终解释了 PIN 蛋白介导的生长素极性运输的分子机制。（来源：郭江涛 课题组）将探索开发新型农药除草剂在整个研究过程中，研究人员遇到了很多困难。AtPIN3 二聚体的分子量仅为 140 kd，蛋白颗粒取向优势严重，从结构上来看几乎只有跨膜区，这对冷冻电镜数据处理带来了极大的挑战。郭江涛 表示：“从拿到均一稳定的蛋白样品到拿到较好的密度图，经历了大半年的时间。我们通过尝试改善蛋白颗粒的取向优势问题，采用不同的电镜数据处理方法，总结经验，最终得到高分辨率结构。”AtPIN3 与底物 IAA 复合物结构的解析，同样是本研究的一大难点。由于 IAA 与 AtPIN3 亲和力相对较弱，研究团队在前后多次对 AtPIN3 与 IAA 的复合物样品进行单颗粒冷冻电镜数据收集，但是 IAA 的密度一直不是很清晰，这让其无法准确判断 IAA 与 AtPIN3 准确的结合模式。后来，通过提高样品中 IAA 的浓度、更换蛋白样品缓冲液体系、更换冷冻电镜样品载网、制样条件、以及改善样品进孔问题，课题组终于成功拿到复合物高分辨结构。（来源：郭江涛 课题组）通过功能实验对 IAA 和 NPA 的作用机制进行验证也是本研究的难点之一。建立一个准确有效的检测生长素转运的实验体系，对他们来说是一个全新的尝试，经过不断摸索学习总结，最终也成功建立了放射性 3H-IAA 外排实验体系。“从最开始的困难重重到最后柳暗花明的整个研究过程中，我们认识到做研究要有决心，有破釜沉舟的勇气，始终要有把工作做到极致的信念，有做世界最一流工作的信念。”郭江涛 总结称。后续，其计划以 PIN 蛋白为靶点筛选新型小分子抑制剂，并通过体外放射性 3H-IAA 转运实验体系对小分子进行功能验证，也将通过冷冻电镜技术手段解析复合物结构，并在此基础上对筛选的小分子化合物进行优化，进而开发新型除草剂农药。

高 分 文 献 解 读前列腺癌是全球男性最常见的癌症之一。早期、低级别的癌症可以通过手术或放射成功治疗。对于患有前列腺以外的高级别肿瘤的患者，标准治疗与雄激素治疗相结合。雄激素消融阻断前列腺肿瘤赖以生长和存活的男性激素，最初是有效的；然而，在没有雄激素的情况下，前列腺癌会再次生长，并发展为更具侵袭性的形式，称为去势抵抗型前列腺癌（CRPC）。抗去势前列腺癌患者不可避免地会对抗雄激素疗法产生耐药性，部分原因是雄激素受体（AR）突变或剪接变体能够恢复AR信号。上海奕拓生物和上海中国科学院生物与化学交叉研究中心朱继东/朱光亚团队合作的研究显示配体活化的AR可以形成转录活性的聚合物。AR的结构化和非结构化区域都有助于AR的有效相分离，无序N端起主要作用。AR液-液相分离行为具有转录活性和抗雄激素功效。抗雄激素可以以配体独立的方式促进AR抗性突变体的相分离和转录活性。该研究进行了基于相分离的表型筛选，并鉴定了ET516分子，ET516特异性破坏AR聚合物，有效抑制AR转录活性，并抑制表达AR抗性突变体的前列腺癌细胞的增殖和肿瘤生长。研究的结果表明液-液相分离是一种新的耐药机制，并表明靶向相分离可能为药物发现提供一种可行的途径。https://doi.org/10.1038/s41589-022-01151-y在这项研究中，来自于NanoTemper的微量热泳动MST互作技术以及nanoDSF蛋白稳定性技术发挥了重要的作用。图注：微量热泳动(MST)实验，作者用AR (NTD，1-555aa)–mEGFP蛋白与不同浓度的ET516（蓝色）以及Enza（红色）孵育进行MST实验。mEGFP蛋白用作阴性对照（绿色）。使用亲和力分析软件拟合数据。结果表明，ET516与NTD的亲和力Kd值25µ M，表明ET516可以作为很好的候选分子。图注：与ET516孵育的AR AF-1（144-450 aa，0.3 mg/mL）中的TSA测定加热过程从25℃增加到81.5℃，升温速率为1℃/min。记录发射强度比（Em350nm\/Em330nm），分析荧光强度比（左图）和一阶导数（右图）。 监测蛋白内源荧光的nanoDSF实验显示，ET516处理后AR AF-1中的荧光比率呈剂量依赖性下降，进一步证实了ET516和AF-1的相互作用。热位移TSA结果表明，AF-1是典型的固有无序蛋白，其在加热过程中没有明显的发射强度变化；然而，与ET516孵育诱导了AF-1熔化温度的剂量依赖性变化，表现为球状蛋白，表明ET516与重新分布后稳定的构象AF-1结合。Promethus系列仪器通过内源荧光检测，无需加入染料，对缓冲液没有要求，高精准的检测精度可以保证即使是极小结构变化造成的Tm值shift都可以很好表征。 对于固有无序蛋白，因为其蛋白的无序性的特性，其他常规方法难以进行检测。在这篇工作中，通过MST技术及nanoDSF技术，很好的筛选到目的分子。Monolith系列分子互作仪基于MST技术，不依赖于分子量的改变，蛋白用量少，对于蛋白聚集耐受度高，可以轻松表征不同类型的分子间相互作用。生物分子互作仪 Monolith XPromethus系列仪器，以nanoDSF技术为核心，通过检测蛋白内源荧光监测蛋白的稳定性，该技术检测蛋白浓度宽泛，低浓度也可轻松表征，媲美DSC的高精准检测结果，快速高通量的检测速度，在小分子筛选上具有不可比拟的优势。蛋白稳定性分析仪 PR Panta

明亮的实验室里，约两台电脑主机般大小的桌面式荧光相关光谱单分子分析仪，正快速地分析着从复旦大学寄来的样品。大约1周后，样品的分析数据就会发回给学校，一段科研合作就此完成。近年来，类似的合作不断在广东中科奥辉科技有限公司内进行着，除了为高校研究院提供分析测试服务外，在以创始人黄韶辉博士为核心的科研队伍的共同努力下，公司自主研发的桌面式荧光相关光谱单分子分析仪（全球首创）还卖进了美国顶尖的研究机构，并多次获广东省高新技术产品认定、入选中科院首批国产仪器推荐目录。2021年，凭借强劲的“创新”势头，该企业入选首批中山市专精特新培育企业名单。广东中科奥辉有限公司拥有光学、电子、软件、机械、计算机、测试计量、生物物理、生物化学等多学科专业技术人员组成的研发团队总计15人。■体格小功能大 将国际领先科研成果产业化黄韶辉祖籍中山小榄镇，在国外生活30多年，在美国康奈尔大学完成了博士后研究，是中国科学院引进的杰出技术人才。2017年，被中山投资经贸洽谈会暨中山人才节所吸引，黄韶辉回到中山，于翠亨新区中瑞（欧）工业园健康医药示范区成立了广东中科奥辉科技有限公司，希望将国际领先的科研成果快速产业化。很快，他的愿望成为了现实。公司成立数月，团队便研发出了世界上第一款双通道桌面式荧光相关光谱单分子分析仪，并将其产业化。这种荧光相关光谱单分子技术，可实现单分子分辨率对微量（＜5微升）溶液样品中的分子特性（浓度、大小、相互作用等）进行快速（数秒至数分钟）定量分析，在科学研究、药物开发、医疗检测、环境监测等领域具有广泛的应用前景。“别看它小小一台，每台的价值可达上百万元。”黄韶辉介绍，目前这款仪器在市场上的竞争对手非常少，因为它克服了国际上现有设备操作复杂、费用贵、不可移动、体积大等问题。“传统的设备单是一个放置高精度仪器的光学平台就有数吨重，而整个桌面荧光相关光谱单分子分析仪仅有20公斤重，价格仅为传统设备的四分之一甚至八分之一。”黄韶辉说。■市场环境变化 政策红利助企业站稳脚跟目前，企业已与国内多所高校如北京大学、清华大学、澳门大学等形成了产学研合作模式，在2021年全球生命科学领域排名前十的大学/机构中，他们的客户便有3家。黄韶辉认为，企业之所以能在短短几年内在业内打响名号，一定程度上得益于市场环境的变化。在过去，90%的国内高端科学研究设备都是依靠进口，自中美贸易战发生后，许多“卡脖子”技术对国内发展造成了重大影响，形势便发生了改变，国产的高端科研设备也随之崛起。“近年来，国家也加大了对科学研究、精密仪器制造等重点行业的支持，北京、杭州、中山等地方政府也相继出台了政策，尤其是翠亨新区，在全市的扶持基础上，又针对高端精密仪器制造产业出台了配套的政策，在这种空前的重视下，我们才能快速在市场上站稳脚跟。”黄韶辉说。此外，企业对科研投入的重视也是提高竞争力的有力手段。目前，该公司拥有光学、电子、软件、机械、计算机、测试计量、生物物理、生物化学等多学科专业技术人员组成的研发团队总计15人，其中研究生及中级职称以上学历11人。“我们每年投入到研发领域的资金占企业收入的30%，这样的力度在企业中是极为少见的。”黄韶辉说。■克服产品化难点 成立平台服务其他企业为什么精密仪器制造会成为“卡脖子”技术？黄韶辉认为，也许在老百姓眼里，国家缺乏技术人才是主要的原因，但实际上国家既不缺技术人才，也不缺市场，缺的是能把技术变成产品的综合性人才。“做研究跟做产品还是有很大区别的，做研究只要结果成功就行了，产品却要满足不同客户以及不同场景的需求。”他举例说，公司做出来的第一台样机在运去美国参展前曾做了很多次测试，比如模拟运输过程中的震动，但事实上到达展会时仍然出现了问题，“所以把实验室技术变成商品并没有那么简单”。此外，由于桌面式荧光相关光谱单分子分析仪属于全球首创，并没有现成的生产经验和生产设备能使用，所以绝大多数的核心部件都是由中科奥辉自主设计、加工、生产的。经过多年的探索，企业已经形成了完整的研发生产线，在政府的资金支持下，这里还成立了中山市高端医疗器械及科研设备工程技术研究中心、医疗器械与科研设备公共技术服务平台，为其他有精密仪器制造需求的企业提供多种公共服务功能，如设计加工、技术开发、检验测试、技术咨询等。■探索医疗检测领域 盼望享受“首台套”政策支持“科学技术是促进国家发展的强大动力，而基础科学研究设备则是支持科技发展的重要工具。”黄韶辉博士认为，虽然目前在人才、成本、市场、供应链方面还存在着一些问题，但随着国家的日益重视，高端精密仪器制造产业必将迎来一片蓝海。未来，企业计划在医疗检测方面下苦功，将荧光相关光谱单分子分析技术运用至病毒核酸检测、癌症肿瘤标记物的检测等领域。他希望，未来政府能进一步加大对产业的扶持，如落实更具有吸引力的高端研究人才、产业技术人才及管理人才的政策；加强高端仪器产业的配套公共服务设施建设（比如，工程中心、测试中心、认证中心、法律咨询、投融资及配套生活设施等）；科研仪器也能享有与工业仪器类似的“首台套”支持政策等。这将更好地促进国产高端精密仪器制造行业的发展。

2023年4月21-24日，第十二届中国颗粒大会在海口鲁能希尔顿酒店盛大开幕，本次会议邀请了千余名国内外知名颗粒学领域专家及学者参加报告，近两千人次观众出席参会。丹东百特仪器有限公司作为大会赞助单位，参加了本次大会并展出了最新技术与展品，受到学会领导和专家学者的高度赞扬与认可。本届大会以“创新助力双碳，绿色赋能发展”为主题，是一场全国性高层次的颗粒学领域大型综合性学术会议。开幕式由中国颗粒学会朱庆山理事长致辞，在上午的大会上，马光辉院士、郭烈锦院士、余艾冰院士分别做了主旨报告，精彩纷呈的报告在与会者当中引发热烈反响。在开幕式上，首届百特《颗粒学报》优秀论文奖颁奖仪式隆重举行。中国颗粒学会常务理事、广州大学彭峰教授担任仪式主持人进行开场致辞并介绍奖项设立背景。奖项赞助及冠名单位丹东百特仪器有限公司董青云董事长作为颁奖嘉宾为其颁发奖牌。作为本次大会的赞助单位，丹东百特销售总监丛丽华、研发总监范继来、技术总监李雪冰、产品总监宁辉等参加了本次大会，同时展出了Bettersize3000plus激光图像粒度粒形分析系统、BT-A60高通量全自动进样系统、BeNano纳米粒度仪和自动滴定仪BAT-1等最新产品。百特仪器优美的外观、丰富的功能和简便的操作，吸引众多颗粒专家和代表驻足参观，洽谈交流。本届颗粒学大会涵盖了与颗粒相关的各个领域，既有颗粒特性与技术、药物制剂、微纳米气泡、石油与天然气颗粒、生物气溶胶等技术专场，更有面向产业需求和应用的氢能与燃料电池、工业结晶与粒子工程等专场。会议内容丰富多彩，展示了颗粒科学的最新研究成果和发展方向。在本次大会上，百特技术总监李雪冰博士做了《颗粒表征在生物纳米制剂领域的应用和相关解决方案》的报告，李博士从生物制剂的表征挑战、不同颗粒表征技术等方面进行全面解析，并着重介绍了百特粒度仪在生物制药领域的应用成果。产品总监宁辉博士做了《相位分析分析光散射技术检测样品的 Zeta 电位信息》的报告，宁博士从电泳光散射技术的发展历史、发展方向、技术原理及应用研究成果等几个方面介绍了Zeta电位的测量技术。作为颗粒测试技术专家，李博士和宁博士的报告深入浅出，形象生动，展示了百特粒度测试技术的最新进展，给大家留下深刻印象。会议期间，中国颗粒学会理事长朱庆山研究员向丹东百特颁发了“杰出团体会员”奖牌，以表彰丹东百特仪器有限公司为中国颗粒学会发展所做出的贡献。第十二届颗粒大会4月24日于海口圆满落幕，丹东百特期待与中国颗粒学会继续合作，与众多颗粒界专家相约2024嘉善年会，届时将展出更多新的技术、新的产品和新的应用研究成果，继续为中国颗粒测试事业赶超世界先进水平贡献百特力量。

目前，由于磁共振技术能够准确、快速和无破坏地获取物质的组成和结构信息，已被广泛用于基础研究和医学应用等多个领域。 　　但是，当前通用的磁共振谱仪受制于探测方式，其研究对象通常为数十亿个分子，成像分辨率仅为毫米量级，无法观测到单个分子的独特信息。 　　近日，中国科学技术大学教授杜江峰领衔的研究团队将量子技术应用于单个蛋白分子研究，利用钻石中的一种特殊结构做探针，首次在在室温大气条件下，获得了世界上首张单蛋白质分子的磁共振谱。该成果使利用基于钻石的高分辨率纳米磁共振成像诊断成为可能。 　　该研究成果于3月6日发表在《科学》上，同期《科学》&ldquo 展望&rdquo 栏目专文报道评价&ldquo 此工作是通往活体细胞中单蛋白质分子实时成像的里程碑&rdquo 。 　　此前的研究显示，基于钻石的新型磁共振技术能将研究对象推进到单分子，成像分辨率提升至纳米级。但实现这一目标面临诸多挑战，主要是单分子信号太弱难以探测。 　　之后，杜江峰研究团队利用钻石中的氮&mdash 空位点缺陷作为量子探针(以下简称&ldquo 钻石探针&rdquo )，选取了细胞分裂中的一种重要蛋白为探测对象。首先将蛋白从细胞中分离并将标记物(氮氧自由基)固定在蛋白的特定位置，然后将此蛋白分子放置到钻石表面，此时标记物距离&ldquo 钻石探针&rdquo 约10纳米，会产生仅相当于地磁场十六分之一的极微弱的磁信号。&ldquo 钻石探针&rdquo 具有感知极弱磁信号的能力，在激光和微波操控下，它形成一个量子传感器，将单分子信号转化为光学信号而加以检测。 　　经过两年多的努力，最终他们成功地在室温大气条件下首次获取了单个蛋白质分子的磁共振谱，并通过对比不同磁场下的多组磁共振谱的特征，获取了此蛋白质分子的动力学性质。 　　随后，《科学》杂志将该工作选为当期亮点并配以专文报道，盛赞其&ldquo 实现了一个崇高的目标&rdquo &ldquo 能够有效克服以往测蛋白分子结构时需要提纯和长成单晶的困难，并且能够实现对单蛋白分子在细胞内的原位检测&hellip &hellip 是通往活体细胞中单蛋白质分子实时成像的里程碑&rdquo 。 　　此前，杜江峰组已成功探测到金刚石体内两个13C原子核自旋，并通过刻画其相互作用强度以原子尺度分辨率解析出了这两个同位素原子的空间取向，向单核自旋磁共振谱学和成像迈出了重要一步。 　　另外，杜江峰教授通过与德美研究组合作，检测到(5nm)3有机样品中质子信号，取得纳米尺度核磁共振技术的突破性进展。同期的《科学》&ldquo 展望&rdquo 栏目专文评论为&ldquo 基于钻石的纳米磁探针，将磁共振成像的可探测体积到单个蛋白质分子水平&rdquo 。 　　据了解，该研究不仅将磁共振技术的研究对象从数十亿个分子推进到单个分子，并且&ldquo 室温大气&rdquo 这一宽松的实验环境为该技术未来在生命科学等领域的广泛应用提供了必要条件，使得高分辨率的纳米磁共振成像及诊断成为可能。 　　&ldquo 这项技术最直接的用途是在不影响蛋白质性质的前提下检测其结构和动力学性质，直接在细胞膜上或细胞内研究蛋白质分子。&rdquo 杜江峰表示，这对生命科学研究来说有极大吸引力。 　　因此，该技术有望帮助人们从单分子的更深层次来探索生命和物质科学的机理，对于物理、生物、化学、材料等多个学科领域具有深远的意义。 　　据介绍，以此为基础，和扫描探针、高梯度磁场等技术结合，未来可将该技术应用于生命及材料领域的单分子成像、结构解析、动力学监测，甚至直接深入细胞内部进行微观磁共振研究。 　　该研究获得了国家自然科学基金项目的支持。

3月29日，复旦大学化学西楼1楼多功能厅济济一堂，美国麦克仪器举办了题为&ldquo 粉体与纳米颗粒表面表征的最新进展&rdquo 的技术讲座，会议聚集了来自华东理工大学、上海师范大学、复旦大学、东华大学、上海电力大学、上海交通大学等知名高校以及一些国际国内知名企业参与。此次讲座热度远超我们预期，讲座刚刚开始，会议室就已经爆满，但仍有很多人慕名前来，其中还有孕妇不怕旅途颠簸仍坚持来参加我们的讲座，会议室已经到了站都站不下的地步。面对大家如此强烈的需求，为了不让大家失望，我们和学校联系另开辟了一间会议室，两个会议室讲座同期进行。 爆满的会议室 讲座开始，麦克默瑞提克（上海）仪器有限公司总经理许人良博士首先对我们公司做了简单的介绍，接下来，应用部经理钟华博士做了颗粒粉体表征技术的讲座，主要介绍了物理吸附和化学吸附的一些应用知识，对应用过程中一些常见问题以及数据处理的技巧做出讲解，在座人员认真聆听并积极提出自己的疑问，钟华博士耐心解答，逐一解释，受到广大用户的好评。 麦克默瑞提克（上海）仪器有限公司总经理许人良博士就粉体与纳米颗粒表征进行了别开生面的讲解，从基础理论到具体表征方法，从广泛的应用领域到具体某个应用，许人良博士做了深入浅出的诠释。会议期间，广大参会者踊跃提问，许人良博士一一做出解答，并针对常见的问题，给出合理的指导与解释，受到广大参会者的高度评价。会议结束后，仍有部分用户在会议室和许人良博士热烈讨论问题，许人良博士渊博的知识让与会者印象深刻。大家纷纷表示此次会议受益匪浅，讲座中讲到的一些应用技巧可立即应用到实际工作中去。并表达了希望能多举办此类活动的愿望。 许人良博士在讲座现场 美国麦克仪器成立于1962年，是材料特性实验室分析仪器和服务的领导者。1962年，美国麦克仪器研制出世界上第一台自动表面积分析仪，1965年，研制出世界上第一台压汞仪，1966年，研制出世界上第一台沉降式粒度分析仪。1982年，研制出世界上第一台全自动物理吸附仪，同年开发出第一台全自动化学吸附仪，1986年，研制出世界第一台六站吸附仪，1991年，研制出第一代带内置控制器的吸附分析仪，......2012年，研制出世界上第一台高精度同时三站微孔物理吸附仪。美国麦克仪器迈着坚实的脚步，引领行业的发展；通过自身研发，创造出一个又一个的奇迹。 美国麦克仪器产品在1979年进入中国市场，成为中美建交后最早进入中国市场的分析仪器。在为中国用户服务30多年后，于2011年3月在上海成立了麦克默瑞提克（上海）仪器有限公司，专业为中国市场提供美国麦克仪器公司的产品。公司总部设在上海，并在北京、广州、西安分别设有办公室。

干乳粉的复水性是指干粉在加水后恢复成乳液的能力。‌复水性是衡量干制品品质的重要指标之一，特别是在衡量奶粉等干制品的质量时。复水性的好坏直接关系到奶粉在加水后能否恢复到接近原始牛奶的状态。奶粉的复水性对于保证其营养价值和口感至关重要，因为它直接影响到奶粉的实用性和消费者的接受度。‌ 蛋白质含量高且以酪蛋白为主的乳制品粉末例如浓缩乳蛋白（MPC）很难完全复水，即使经过长时间的复水。MPC包含广泛的产品类别，涵盖低、中、高蛋白粉末的复水特性尚未得到广泛研究。本研究采用综合实验方法，包括测量粒度分布随时间的变化，以及使用分析离心法测量沉降行为，以表征MPC粉末在一系列蛋白质浓度下（从成分接近脱脂奶粉的 MPC35到实际上为牛奶蛋白分离物的MPC90）的复水特性。 1. 材料和方法 1.1浓缩乳蛋白粉 1.2分散性：粒度分布 用粒度仪测量MPC悬浮液在复水化90分钟和24小时后的PSD。对于每个MPC样品，观察到一个小于1 um的峰，该峰被认为代表酪蛋白胶束，而第二个大于10 um的峰被认为代表初级粉末颗粒（喷雾干燥过程中由雾化液滴形成的非团聚颗粒）。 1.3 分散：沉降和沉降压缩 分析离心机（LUMiSizer ，L.U.M. GmbH）测量透射近红外光的强度，该强度是水平放置在光路上的细胞长度上时间和位置的函数，用于测量再水化90分钟和24小时的 MPC 悬浮液中的沉降行为。将悬浮液装入PA管（2 mm）。使用两个离心步骤进行测量，36g离心10分钟，然后168g离心10分钟。离心过程中温度保持在25℃。图中显示了离心10秒、5、10、15和20分钟后的谱线。首先绘制相边界（沉积物水相）随时间的运动，然后从池底位置（129 毫米，根据去离子水的沉降曲线确定）中减去稳态值，从而计算出沉降高度。 2. 结果与讨论——分散特性 在经过合理的复水时间后，高蛋白MPC中存在较大的不易分散的颗粒。复水90分钟后，MPC70、MPC80、MPC85 或 MPC90 中最多只有2%的颗粒由酪蛋白胶束组成（图1）。复水24小时后，酪蛋白胶束的比例增加，可能是因为它们从分散性较差的初级颗粒表面表层释放出来，而初级颗粒的比例同时下降（图1）。 图1. 在25℃的去离子水中复水90分钟（灰色条）或复水24小时（白色条）后，初级颗粒（上）和酪蛋白胶束（下）的体积（占总粒子总数的百分比）。 分析离心法用于获取有关MPC悬浮液的光学特性、初级粒子的沉降行为以及所得沉积物的可压缩性的信息。图2显示了低蛋白（MPC35）、中蛋白（MPC70）和高蛋白（MPC90） 粉末在复水90分钟后的三种代表性沉降曲线；这些蛋白质类别中的其他粉末表现出与所选 MPC 粉末非常相似的行为。根据粉末的不同，随着离心的进行，可以在样品池中识别出不同的区域：稳定分散体，即胶体悬浮液中的酪蛋白胶束；初级粒子，即最初向样品池底部集中的初级粉末颗粒，但随着时间的推移会沉淀；初始沉积物，即在低速离心过程中由初级粉末颗粒形成的沉积物；压缩沉积物，即由于离心速度增加而压缩而高度降低的沉积层。 图 2. 浓缩乳蛋白 MPC35（顶部）、MPC70（中间）和 MPC90（底部）在 25℃的去离子水中复水 90 分钟后的代表性沉降曲线，显示NIR光通过样品池的透射率随时间（1 = 10秒、2 = 5分钟、3 = 10分钟、4 = 20分钟）和样品池中的位置而变化。在样品以36g离心10分钟，然后以168g离心10分钟时捕获曲线。插图显示了一个示意图，解释了离心过程中样品池内形成的不同区域。虚线表示样品池底部的位置，从中可以计算出沉淀物的高度（如果存在）。 在MPC35中，样品以酪蛋白胶束为主，酪蛋白胶束在悬浮液中稳定且不会沉淀，因此透射率不会随时间发生变化。相反，MPC90，最初整个样品池中都存在初级粒子，这会导致10秒后透射率非常低；在离心过程中，这些粒子会形成沉淀物，导致样品池底部透射率低，而其他地方透射率高；然后，随着离心速度的提高，该沉淀物被压缩（产生更高的光密度和降低的沉淀物高度）。 复水90分钟后，MPC35没有发生任何沉淀，尽管其颗粒群中有45%以上由初级颗粒组成（图1）。相反，MPC70和MPC90中的初级颗粒在离心过程中形成了明显的沉淀层，其特征是在样品池底部形成一个光学致密区域（图2）。对于MPC70，在形成沉淀层之前，这种物质集中在靠近样品池底部的地方，而对于MPC90，它分散在样品池内的更大区域，导致透射读数远低于胶体稳定性区域。复水90分钟后，沉淀物高度随着蛋白质含量从MPC70到MPC90而增加（图3）。当施加更高的离心力时，这些样品形成的沉淀层会受到压缩，这种影响对于高蛋白粉末比的MPC70更明显（图3）。随着蛋白质含量的增加，观察到沉淀区域上方的透射值更低。 图 3. 浓缩乳蛋白（MPC）粉末经过90分钟的复水后在25 ℃下以36g离心10分钟（灰色条），然后再以168g离心10分钟（白色条）形成的沉淀物的高度。 值得注意的是所有样品在复水24小时后的沉降曲线均表明完全的悬浮稳定性，跟图2中的MPC35谱图类似，尽管悬浮液中仍残留有初级颗粒大小的物质。高蛋白 MPC 粉末的沉降行为强烈依赖于复水时间，初级颗粒在复水90分钟后沉降，但在复水24小时后不会沉降。 3. 结论 a、粉末的初始复水特性和悬浮稳定性随着蛋白含量的增加而降低。 b、经过长时间的复水后，所有的粉末都能完全悬浮。 c、LUMiSizer能区分不同粉末的复水特性和悬浮稳定性，也能做粒径检测。

2015年5月13日，丹纳赫宣布将分拆为两家独立上市公司。 　　一家将作为科技公司运营，该公司将保留丹纳赫的名字，包括丹纳赫现有的生命科学和诊断业务、牙科业务、水质和产品标识平台以及Pall公司。这部分业务有着显著的经常性收入和诱人的利润。在2014财年，这部分业务产生了165亿美元的收入(包括Pall公司)。 　　另一家则将作为多样化工业增长公司进行运营，新公司是一家多元化的工业成长型企业，在测试测量、零售加油，远程信息处理和自动化等领域拥有领先的市场地位和优秀品牌。将包括丹纳赫现有的测试和测量仪器平台，包括MATCO，吉尔巴克维德路特，自动化和传感器，以及它的其他特种工业企业。作为一个较小的、独立的实体，新公司预计将有非常大的利润空间和巨大的自由现金流，使其加速其收入和盈利增长，同时提供了灵活的资本配置。2014财年，这部分业务的收入达60亿美元。 　　在交易完成后，Thomas P. Joyce, Jr.将继续担任丹纳赫的总裁兼CEO，Daniel L. Comas将继续担任执行副总裁和首席财务官。 　　目前公司的执行副总裁James A. Lico，一直负责丹纳赫的测试测量业务和吉尔巴克维德路特的业务。在拆分后将担任新公司的总裁兼首席执行官。 　　Mr. Lico.表示：&ldquo 我感到非常的荣幸，董事会让我来领导这家新的多元化成长型公司。作为一家独立的公司，我们将有机会追求更加聚焦的增长策略，重新重视并购。我们有一个非常出色的团队，将确保拆分平稳过渡，并继续在我们的市场竞争领域领先。我将致力于建立和加强丹纳赫业务管理系统文化，确保公司超出我们的客户、股东和员工的期望。&rdquo 　　丹纳赫集团董事会主席Steven M. Rales说：&ldquo Jim将会是一个非常了不起的领导人，董事会将会和他紧密配合，确保拆分能够达到丹纳赫的做事标准。我们非常有信心，拆分将会使两家公司更好的聚焦于如何更好的满足客户的需求，为员工带来大量的机会，为股东带来更多的价值。&rdquo 　　公司计划在2016年底完成拆分，要满足一系列成交条件。包括获得丹纳赫董事局的最后批准，圆满完成融资、收到税务意见、获得有利的税务裁决，收到其他监管机构的批准等。 　　相关新闻： 　　分析师：丹纳赫终将拆分或出售工业资产 　　丹纳赫Q2财报令人失望 拆分传言甚嚣尘上 　　分析师称：若收购不成 丹纳赫将面临拆分

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

十五日从中国科技大学获悉，该校单分子物理化学研究团队利用低温超高真空扫描隧道显微镜，成功对三聚氰胺小分子进行了“单分子手术”，在世界上首次实现从普通化工原料转变为既有二极管效应又有机械开关效应的双功能单分子器件，为单分子器件基础研究取得新进展。 　　中国科技大学杨金龙教授介绍说， 随着电子器件不断小型化，科学家期望利用单个分子构建电子元件。近年来，国内外不少研究组在实验上成功地利用已有分子的固有性质实现单分子器件功能，但在构建单分子器件中仍然面临着两个重要课题。 　　他说，一方面，寻找具有理想电子学功能的分子十分困难，通过分子手术的方法对已有分子进行改造显得十分必要。另一方面，对分子器件进行功能集成是进入分子电子学时代的一个关键，如果能够在单个分子上实现多功能集成，将大大提高器件集成度，从而构造更小、更快、能耗更少的电子设备。 　　杨金龙说，其所在的团队通过三年的实验和理论研究的紧密合作，发现三聚氰胺这个比头发丝的六万分之一还细的小分子可以通过人工单分子操控被改造为具有显著二极管效应和开关效应的双重功能分子。在室温下，三聚氰胺分子吸附到铜表面时会发生化学反应脱去两个氢原子，从而与表面铜原子形成化学键，得到与表面垂直的吸附构型，分子的输运曲线表现为正负电压下对称的特征。通过扫描隧道显微镜对其进行“单分子手术”将分子支链的一个氢原子“移植”到分子中间的环上，实现三聚氰胺分子的异构化，造成分子轨道相对于费米面的不对称性，使得输运特性显示出明显的二极管效应。通过非弹性隧穿电子的多电子激发过程进一步诱导其顶端N-H键的可逆转动，得到电导不同的双稳态结构，实现单分子机械开关效应。 　　据悉，这一成果发表在近期出版的美国《美国国家科学院院刊》上，《美国国家科学院院刊》审稿人认为，该工作“结果可靠，创新性强，代表了这个领域的发展水平”。 　　杨金龙说，目前该项成果还处于概念性的实验室层次，离真正应用还有点距离。

单分子检测是一种考察物质间相互作用的精妙方法，能够在单分子水平上提供分子结构与功能之间的丰富信息，揭示生命现象的重要过程，在临床诊断等领域具有深远的应用价值。北京大学化学与分子工程学院郭雪峰课题组和环境科学与工程学院要茂盛课题组以硅纳米线作为探针提出了侧壁点修饰的策略，发展了构筑单分子检测器件的新途径，进一步与生物体系结合，首次在单分子水平上实现了对抗原抗体之间相互作用的免标记、实时无损检测。这是一种快速无损的单分子电学检测的新技术，为开展生物体内的单个分子相互作用事件的动力学研究提供了一个可靠的器件平台。 　　在前期的合作研究中，他们已利用硅纳米线场效应晶体管实现了对环境中及呼出气中存在的痕量流感病毒的快速实时、无需标记的直接电学检测(ES&T， 2011, 45, 7473, Highlighted by ChemistryViews Nano Lett., 2012, 12, 3722，Highlighted by C&EN Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52, 3369)。然而，如何实现单分子灵敏度的极限检测一直是富有挑战性的前沿领域。最近，该合作团队利用在碳基单分子检测方面的研究积累(详见邀请综述：Chem. Soc. Rev., 2013, 42, 5642 Adv. Mater., 2013, 25, 3397)，利用精确的微纳加工技术和巧妙的界面化学修饰完成了硅纳米线侧壁H1N1抗体的单分子修饰，最后结合微流道技术和先进的测量手段，实现了在单分子水平下利用硅纳米线器件对H1N1抗原与抗体之间的相互作用的单个事件的可逆电学检测。与传统的光学检测方法相比较，电学检测方法是无损的，有它本身的优势，如不需要荧光标记、没有光漂白问题及无需配套的昂贵检测设备，是光学检测手段的一种非常重要的补充。该单分子检测策略为接下来深入开展生物体内的单个相互作用事件的动力学研究提供了一个可靠的器件平台。此外，这种方法和现有半导体工业是兼容的，为未来廉价的临床诊断奠定了基础。研究成果发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53, 5038. Highlighted as a Frontispiece)，被评审人称赞为一项 &ldquo Pioneering&rdquo 工作。 　　 　　该工作得到了国家自然科学基金委、科技部和教育部基金的资助。特别感谢北京科技大学李立东教授的合作。

p 　　利用单个分子构建电子器件有希望突破目前半导体器件微小化发展中的瓶颈，其中实现可控的单分子电子开关功能是验证分子能否作为核心组件应用到电子器件中的关键步骤。 br/ /p p 　　在国家自然科学基金(资助号: 21225311, 91333102, 21373014, 21190033, 91221202, 61321001)等的资助下，北京大学化学与分子工程学院郭雪峰课题组联合美国宾夕法尼亚大学Abraham Nitzan教授课题组、北京大学信息科学技术学院徐洪起教授课题组及其他合作者于2016年6月17日在Science上发表了单分子器件研究领域的最新进展“Covalently bonded single-molecule junctions with stable and reversible photoswitched conductivity”(《通过共价键构筑的具有稳定且可逆光开关导电性的单分子结》)，该文的核心内容是利用二芳烯分子为功能中心、石墨烯为电极首次成功地实现了真实稳定可控的单分子光电子开关效应研究的突破(图1)。论文链接： a href=" http://science.sciencemag.org/content/352/6292/1443" _src=" http://science.sciencemag.org/content/352/6292/1443" http://science.sciencemag.org/content/352/6292/1443 /a /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201606/noimg/e529f9bb-e43b-498c-a226-c1cd21c93e44.jpg" title=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图1 石墨烯–二芳烯单分子器件的示意图 /p p 　　研究者们发展起来的碳基单分子器件结构提供了更坚实的单分子器件研究平台，使得以前无法开展的工作成为可能，这将孕育着新的突破。 /p p 　　该项研究证明功能分子确实可以作为核心组件来构建电子回路，这是将功能分子应用到实用的电子器件迈出的重要一步，在未来高度集成的信息处理器、分子计算机和精准分子诊断技术等方面具有巨大的应用前景。Science同期的Perspective Article以“Designing a robust single-molecule switch: A single-molecule switch works at room temperature”为题对此工作发表了长篇评述(Science 2016,17, 1394)。 /p p br/ /p

2012和2013年，由北京大学多个研究团队合作完成的世界首个高精度人类男性和女性个人遗传图谱相关论文相继发表于《科学》和《细胞》杂志。这一工作采用的单细胞DNA扩增技术MALBAC，与以前的技术相比,该技术将单细胞全基因组测序的精确度大幅度提高，以至于能够发现个别细胞之间的遗传差异。　　MALBAC技术是由北京大学生物动态光学成像中心(BIOPIC)主任、哈佛大学终身教授、美国科学院院士谢晓亮领导的团队发明。他们的工作不仅大大拓展了单细胞基因组学研究技术，而且给现代医学带来了革命性的突破，是“精准医学”的一个最佳范例 。　　通过与BIOPIC的汤富酬教授团队、北京大学第三医院院长乔杰团队的合作，2014年下半年，两对携带遗传疾病致病基因的夫妇在MALBAC技术的帮助下成功生下了健康的婴儿。此外，MALBAC技术还正在用于探索针对肿瘤患者的个体化诊断和治疗方案。　　2015年7月18日，谢晓亮应邀在“未来论坛”上发表题为“单分子水平上的生命——通往精准医学之路”的演讲，回顾并展望了他在单分子基因组学上的基础研究和生物医学应用的探索之路。　　北京大学生命科学院饶毅教授在现场介绍他时说：“谢晓亮的第一个基础研究工作是1998年开展的单分子酶学，他开创了在单分子层面对生命过程的研究。近年他又开始探索在医学上的应用。中国引进现代医学后，在现代药学方面只有少数几个药物作用领域的发现，在现代医学技术上唯一的发明和应用就是谢晓亮和汤富酬、乔杰三个团队合作诞生的‘MALBAC婴儿’。”　　中国医学科学院院长曹雪涛认为，谢晓亮的MALBAC技术能够改变整个生物医学，其对未来精准医学的发展和应用的贡献是不可限量的。　　“获得终身教授的人很多，但真正能够在人类历史上，特别是科技史上留下印记的科学家非常少见，而谢晓亮将理论和技术结合，用技术解决科学问题，是引领整个科学界发展的真正的一流科学家。”曹雪涛评价说：“他是一个让你无法预知将来还会做出什么创造性工作的科学家。这是一个科学家具有潜在创造力、影响力、引领力的标志。”　　以下是根据现场录音和演讲PPT整理的演讲全文，全文已由谢晓亮教授审阅。　　女士们、先生们：　　我今天的讲座内容跨度会比较大，从物理学到化学、到生物、到医学。　　著名的物理学家理查德?费曼(Richard Feynman)曾经说过：“如果要用一句话来描述我们拥有的最重要的科学知识，这句话应该是：所有物质都是原子组成。”原子在宇宙中比比皆是，但是如果只有独立的原子，我们的世界会变得非常无趣，没有生命、没有爱。原子间的相互作用导致分子的产生，分子们进行化学反应，产生新的分子，这才有了生命。　　那么如果要用一句话来形容过去半个多世纪生命科学的主要进展，这句话应该是什么?我想应该是：生命过程可以在分子水平上得到解释。　　单分子成像技术开启研究生涯　　我在北大读本科时学的是化学，生物是到美国才学的。我1985年离开北大，来到美国加州大学圣地亚哥分校，攻读物理化学博士学位。我因从小就喜欢动手，在美国学的是用超快激光来研究化学反应动力学。　　在化学和生物化学的教科书里，分子相互作用和化学反应总是在单分子的水平上描述的，可是迄今为止，我们的化学知识几乎都是从含有大量分子的实验中得到的，量大到摩尔(mole)的数量级。1摩尔是2克氢分子的分子数目，被称作“阿伏伽德罗常数”。阿伏伽德罗是意大利的化学家、物理学家，虽然他定义了阿伏伽德罗常数，但他只知道这是一个非常大的数，直到死也不知道到底是多大。现在我们知道，阿伏伽德罗常数是6.023x1023，这是个天文数字，我估算了一下，1摩尔1立方毫米的沙子，如果平铺在中国大地上，可以形成一个60米深的沙漠。　　90年代初，我在美国太平洋西北国家实验室开始了我的独立研究生涯，带领一个团队研究在常温下用荧光来检测单个分子(见上图)。当时的研究非常令人兴奋，有几个小组在竞争，去年因为超分辨率荧光显微技术获得诺贝尔化学奖的两位科学家Eric Betzig和W.E. Moerner那时也在做同样的事。1994年7月，我第一次在《科学》杂志上发表了文章，研究单分子的动态过程。在此前的研究生和博士后阶段，我还没在《科学》或《自然》杂志上发表过文章。　　这篇文章是和我的第一个博士后Bob Dunn合作的。当我们把这些技术发展起来以后，我有了一个预感，单分子技术在生物化学和分子生物学上将有重要的应用。所以我们就开始研究酶。　　酶是生物过程的催化剂，加速生物化学的反应。我们把带有荧光的胆固醇氧化酶分子固定在99%的琼胶中，让它们不能游动，以便我们长时间地观察胆固醇酶催化的胆固醇氧化反应。　　这个酶有两个态，在氧化态下，它有天然的荧光，在还原态下，它不会发光。酶作为生物催化剂，它在这两个态之间循环，自己最后是没有变化的。所以当我们观测单个酶分子的荧光时，每一次荧光的“亮/灭”就对应着一个酶分子催化状态的循环。这使我们第一次实时观测到了单个酶分子的化学反应。在单分子层面上，化学反应是随机发生的，即化学反应发生所需的等待时间是随机分布的，而不像在拥有大量分子系统中的反应里，有可被推测的结果。因此单个酶分子的荧光强度随时间变化的曲线是不会在下一个实验中重复出现的，尽管这个曲线的统计结果是可以重复的。　　因为这个工作，哈佛大学给了我一个资深教授的职位。这个工作之所以重要，是因为很多生物大分子，比如DNA是以单分子或者少量几个分子的形式存在于细胞之中的，这个工作让人们能对单分子的生物化学反应进行实时观察。　　大家知道，20世纪最重要的生物学发现是沃森(Watson)和克里克(Crick)解出遗传分子DNA的双螺旋结构。DNA是由四种碱基(A、T和C、G)配对构成的。遗传信息储存在碱基的序列里。　　单分子酶学也具有实际应用意义。比如有人做了与我们类似的实验，造出了两个单分子DNA测序仪，其中一个美国加州的公司做的Pacbio测序仪,通过监测单个合成DNA的酶分子，将有荧光标记的四个碱基逐个加入到DNA模版上，以直接读取DNA分子的序列。这个技术的特点是它能够测很长的DNA序列。　　在基础研究领域，单分子生物学增进了我们对许多生物大分子工作机理的深入了解，让我们在活细胞里直接观测蛋白质分子的逐个产生。分子生物学的中心法则告诉我们，在DNA上的遗传基因会转录成mRNA，在翻译过程中mRNA导致蛋白质的合成。　　由于一个基因在单个活细胞里只有1到2个拷贝，基因表达过程就跟单个酶分子反应一样，也是随机发生的，所以单分子生物学与单细胞生物学是密切相关的。我们对单个活细胞的基因表达进行了非常详细的研究，从而使得分子生物学的中心法则得到了定量的描述。　　上图右边的机体细胞有同样的基因和基因组，我们说它有同样的基因型，但它们有不同的表型，一个有荧光，一个没有荧光。这个细胞从一个表型变到另外一个表型，从没有荧光的状态变到有荧光的状态，可以证明这个过程完全是由于单个蛋白质分子从DNA的单链上随机脱落下来造成的。我觉得这是一个非常普遍的现象，单分子的小概率事件可以导致非常重要的生物学结果。　　基因突变也是这样。这个基因型和表型的关系跟我生活中最大的奥秘是相连的，我的两个女儿是同卵双胞胎。同卵双胞胎被普遍认为有相同的基因组，我的双胞胎女儿确实非常相似，但她们有各自的特点，也许这跟基因表达的随机性是相关的。最近有研究表明，同卵双胞胎的基因组实际上是不一样的，因为我们的基因都是随时间变化的。不管怎么说，基因型和表型的关联是生物学中非常重要的一个问题。　　破解基因组的奥秘　　生物遗传学起源于孟德尔的遗传法则。孟德尔是一位牧师，他的伟大是去世之后才被人们认可的。几个月前，我应邀在捷克斯洛伐克给了一个“孟德尔讲座”，有幸在他曾经工作过的修道院(见下图)做了报告。(右图是孟德尔种植豌豆的田地，其上是他的雕像)　　孟德尔的实验(见上图左图)是把绿色的豌豆和黄色的豌豆杂交，开始是用纯种豌豆杂交，杂交的结果还是绿色的，后来他把两个杂交出的绿豌豆再次杂交，就发现有1/4的几率可以得到黄色的豌豆。通过这个实验，他推断每个豌豆有2个等位基因，分别来源于上一代，一个是显性基因(绿色)，一个是隐性基因(黄色)。　　后来人们发现，人类也遵循类似的遗传法则。人的体细胞与豌豆一样，正常情况下都是双倍体，有46条染色体，其中23条来自父亲，23条来自母亲。染色体存在于细胞核内，是46条不同的DNA分子。它们有60亿对碱基，携带2万个基因。(编者注：人类基因组由30亿对碱基构成，分布于23条独立的染色体中。人类的体细胞是双倍体含有46条染色体，生殖细胞是单倍体，含有23条染色体。体细胞中的两套染色体分别源于父亲和母亲，它们所包含的碱基有微小的差异，因此人的全基因组包括约60亿对碱基)。　　基因组的主要变化是点突变(SNV)和基因拷贝数的变化( CNV)。我们每个人之间的不同就是由于点突变，也就是单碱基发生了变化。60亿对碱基中大约只有千分之一的碱基在人与人之间是不同的。另外一个基因组产生变化的是基因拷贝数的变化(CNV)。一般来讲，基因拷贝数应该是2，一个来自于父亲，一个来自于母亲，形成两个等位基因。但有的时候，特别是发生癌症的时候，拷贝数可以变成1，3或者4，这叫染色体不正常。　　2001年人类基因组计划完成，也就是这30亿对碱基的顺序被测定了，这是人类历史上的一个里程碑，意义重大。当时美国的一个私人公司(领导人是Craig Venter)和美国组织的国际团队(领导人是现任美国国家卫生局主任Francis Colon)展开了激烈的竞争，他们分别在《科学》杂志和《自然》杂志上发表文章。这项工作花了30多亿美金，用的方法是第一代电泳技术。这是1980年获得诺贝尔奖的技术，是由Fred Sanger(1918-2013)做出的。这是一个传统的办法，通过测DNA的长短来测序。　　以这个技术为基础研发的第一代测序仪由美国公司ABI生产，该产品是产学研结合的范例。加州理工学院的教授Leroy Hood和他的研究生Mike Hunkapiller先在他们的实验室里改造了传统的 DNA测序方法，把电泳的方法用到毛细管里，用激光来代替放射性DNA监测仪，然后成立了ABI公司。这是一家车库公司，但后来这家公司很快垄断了世界测序仪市场。刚才说的参与人类基因组计划测序竞争的私人公司领导人Craig Venter就是买了250台这种仪器来完成的人类基因组的测序。　　Craig Venter的一大科学贡献是把人类的基因库组装起来，他发明的方法是很有意思的“鸟枪法”。比如说我要知道《三国演义》这本书里文字的序列，但是我能得到的只是打碎的一行一行的片段。Venter的方法是找很多本《三国演义》，然后打碎成一行一行的，由于是随机的，所以每行的断裂都不一样，然后把得到的千千万万碎片上下重叠起来，就可以得到《三国演义》中原始的文字序列(见下图)。当时没有人觉得这个方法可行，而Venter坚信可以由此得到百分之八、九十的人类基因序列，虽然不是100%，但已经很了不起了。　　如今十几年过去了，测序仪技术有了突飞猛进的发展。2007年以来，新一代的DNA测序仪层出不穷，主要是因为CCD(电荷耦合元件)的应用，使得大家可以在很多不同的位置上观测大量的序列，提高测序通量，这样一来，测序价格的衰减比指数衰减还快。现在如果你想测你的基因组，一天之内就可以完成，价格大概1000美金。其中Illumina公司的仪器占据了90%的市场。第三代测序仪是单分子测序仪，但它现在在成本、准确性和通量方面还不能与基于大量分子的DNA测序仪相竞争。　　我的哈佛实验室也做过一个测序仪，但是我们起步比较晚，这是因为到哈佛以后要学怎么做教授，怎么教书，怎样申请基金。 我们只发表了一篇文章，没形成产品。中国目前还没有自己的测序仪，但就像中国需要自己的飞机一样，中国也需要自己的测序仪。这几年我和北大的黄岩谊教授一直在合作做这个工作。　　哈佛实验室的新发明　　新一代测序仪对医学的贡献是革命性的，它使个体化医疗成为可能。什么是个体化医疗?就是通过个人的基因组测序，为预防、检测和治疗疾病提供个体化的解决方案，所以基因测序成为了个体化医疗的基础。　　一个著名的例子是，美国好莱坞影星安吉丽娜?茱莉公开宣布她切除了乳房，因为她知道自己携带一个有缺陷的基因BRAC1，她的医生估算过，她有87%的几率患乳腺癌，50%的几率患卵巢癌。她宣布切除乳房的这一天，是2013年5月13日，当时我正好在美国卫生局进行一个申请项目的答辩。我的实验室有一种技术，可以让父母避免把严重的遗传病遗传给胎儿。评审委员会听到朱莉的新闻后就问我，如果把我的技术用来避免把有缺陷的基因遗传给下一代，伦理上行不行?我当时还没想好，结果这个项目没有在美国启动。关于伦理问题，我到今天也没有一个好的答案。但我今天想告诉大家，我们这两年在北京大学的一个工作，是伦理上可以接受的。　　这个新技术对我来讲是一个新的单分子实验。如果给我一个人的体细胞，我能告诉你这个人的基因组，就是46条染色体的序列是什么样的。　　我们以前是测多细胞的，抽10毫升血来测。那么我们为什么要测单细胞的基因组?因为由于种种原因，基因组对每个细胞来讲都不相同。比如说人类生殖细胞(精子、卵子)在分裂时发生随机重组，使得每个生殖细胞都不相同。另外癌细胞中剧烈的基因组变化，也使得原发肿瘤中的细胞之间存在高度不同。　　刚才说到在一个细胞中最常见的基因组改变包括点突变和基因拷贝数变化。这种变化是单分子的变化，所以是随机的，不同细胞是不同步的，不知道它什么时候发生，也不知道它在哪发生，因此每个细胞都拥有不同的基因组，这使得单细胞测序成为必须。只不过以前技术上不可行。到目前为止，还没有一台单分子测序仪可以把46条染色体从头测到尾进行测序，我们必须借助于单细胞基因组的扩增，就是把46条染色体放大，然后进行高通量的测序。　　第一种方法是PCR(聚合酶链式反应)技术，这是一个在1985年获得诺贝尔奖的技术，有单拷贝的高灵敏度。在犯罪现场，只要拿到一个DNA分子，我们就可以把信号放大到被检测的点。但是如果用它来覆盖全基因组，指数放大覆盖率只有6%。因为PCR技术是指数放大，让一个DNA变成两个，两个变成四个。这种指数放大过程不够精确，因为它是对拷贝进行拷贝，一旦拷贝件出错，错误就会被传下去，结果就不准了。　　2012年，我在哈佛的实验室发明了新的单细胞扩增方法——“多重退火环状循环扩增法”(MALBAC)。它的最大优势是线性扩增，而不是指数扩增，不针对DNA拷贝再做拷贝，我们只拷贝原始DNA。就像一台复印机把原始的一份文件复制成多份，如果一次复制出错的话，在扩增后的产物里是微不足道的。哪怕单个细胞的30亿个碱基对里有一个碱基错了，我们都能看出来，而且没有假阳性。这种方法比此前广泛应用的MDA(多重置换扩增)方法能更准确地检测SNV(点突变)和CNV(拷贝数变异)，将覆盖率大大提高到了93%。　　做出这个工作的是我哈佛实验室的博士后宗诚航和我当时的博士研究生陆思嘉。目前，宗诚航正在 Baylor College of Medicine 做助理教授。陆思嘉在哈佛的博士论文就是关于MALBAC技术。他想看到他毕业论文的社会效应，所以两年前回国跟我创立了做单细胞测序的公司——亿康基因。他目前担任亿康基因的CTO。　　我们当时做的第一个实验就是测单个精子的序列。精子作为生殖细胞，是单倍体，有23条染色体，其中一半基因来自父亲，一半基因来自母亲。　　如图所示，绿的是父源DNA，红的是母源DNA，每条染色体都是父源和母源基因的组合。由于基因组合交结的地方不一样，所以每个精子的序列都是不一样的。这就是为什么兄弟姐妹都不一样。　　这项工作是与我以前BIOPIC的同事李瑞强教授合作的。精子来源于一位华人教授，我们检测了他的99个精子，发现了几个染色体不正常的精子细胞，其中一个缺第19号染色体，一个6号染色体出现了2个拷贝。好在这个人还算正常，因为任何一个正常的男子都会有～5%的精子出现拷贝数不正常的现象。这种不正常是由于细胞分裂时染色体没有正常分裂。这种染色体不正常的精子会导致生殖障碍、流产、胚胎停育或者唐氏综合症等遗传疾病，尽管父母看起来完全健康，但就是有5%的出错几率。对男子而言，这5%的几率是不随年龄变化而变化的。但对女士的卵子来讲，染色体不正常的几率在30岁之前是25%，此后很快随年龄的增长而上升，到40岁的时候是70%。这就导致发生生殖障碍的比率和流产的比率随年龄的增长而增加，生育成功率则随年龄的增长而递减。　　利用MALBAC技术，我们可以选择一个染色体正常的受精卵来提高生育成功率，特别是对高龄产妇。这是可能的，因为她们染色体不正常的几率并不是100%，即使在43岁以后，妇女仍然有正常的卵细胞，只不过几率小一些。即使是50多岁的妇女，只要有一个染色体正常的受精卵，不管是本人的还是别人捐献的，她怀孕的成功率就和年轻妇女一样。也就是说有一个好的卵子是正常生育的前提条件。　　中国是一个人口大国，出生缺陷率高，遗传疾病患者多，大概有1%。不孕不育的夫妇也越来越多,高达育龄夫妇的10%，全国大约有一千万对育龄夫妇存在不孕不育问题，渐渐成为一个严重的社会问题，此外，随着现代化进程的推进，头胎生育年龄逐渐增加，这个问题也会日益严重。不孕不育和遗传疾病不仅为患者个人带来了巨大的痛苦，也大大增加了家庭、社会与政府的负担。　　MALBAC宝宝的诞生　　世界上第一个试管婴儿诞生于1978年，迄今已有超过600万个孩子是通过试管婴儿技术出生的。Robert Edwards是试管婴儿的创始人，他于2013年去世了。然而直到他去世前两年，也就是2010年才荣获诺贝尔奖，并获得爵士封号。可以想象他当年的研究工作困难有多大，绝不仅仅是技术上的困难。　　中国第一个试管婴儿于1988年在北医三院诞生，由张丽珠教授完成，她是现在北医三院院长、著名妇产科医生乔杰教授的导师。当时张教授比Edwards晚了10年，而这次乔杰院长走在了世界的前列。为了将单细胞基因组学在生殖医学中进行应用，我和乔杰院长、汤富酬教授，还有亿康基因公司展开合作。汤富酬是北京大学“生物动态光学成像中心”(BIOPIC)的一位年轻有为的科学家，BIOPIC成立于2010 年，致力于技术推动生物医学的研究。作为BIOPIC的主任，在过去的几年里，我不断往返于北大和哈佛之间。我们的合作是怎么开始的呢?我当时需要一份精子活力的报告，找到乔院长帮忙，乔院长了解我们的技术以后，就说你可别光研究精子，一定要研究卵子，因为研究女人要比研究男人有意思得多。2010年，我们的“北京大学生物动态光学成像中心”(BIOPIC)成立了，立志于用技术推动生物医学的研究。　　我们要做的实验是对单个人卵细胞进行高精度的全基因组测序分析。下图是一个卵母细胞，里面有两根DNA是从父亲来的，两根DNA是从母亲来的。刚才讲过，基因在重组时的交结点不一样，使得每个卵子和精子都不同。卵母细胞成熟过程中，会在旁边产生一个第一极体和第二极体作为卵细胞减数分裂的产物，它们分别是双倍体和单倍体，这两个极体细胞是没有用的，会在生殖细胞发育过程中被降解。我们为了不影响受精卵正常发育，所以选择分析两个极体细胞的全基因组来推断这个受精卵的全基因组是否正常。　　不正常的第一种情况是染色体拷贝数不正常。 原因是细胞分裂时染色体分裂异常，即使父母完全健康。这种染色体不正常会导致生殖障碍或者唐氏综合症等遗传疾病。　　还有一种情况，如果父亲或母亲的基因有点突变，导致严重的遗传疾病，它们也会传给下一代。如果发生突变的基因只在极体内，受精卵没有点突变，那就没事 如果传到了受精卵里，就会让下一代患上遗传疾病。　　用MALBAC技术来进行单细胞基因组扩增，我们可以同时检测并避免上述两种情况，来提高生殖细胞健康发育的成功率，避免遗传疾病发生。具体做法就是用激光打一个小洞，把毛细血管插进去，吸出两个极体细胞来测序。如果疾病遗传自母亲， 我们用这个办法。如果疾病遗传自父亲，我们则在受精第5天时取1—3个囊胚细胞来测序。　　2013年，乔院长在北医三院开始了临床实验，利用MALBAC技术进行胚胎遗传诊断。我们第一个病例，是一位患有遗传性多发性软骨瘤(HME)的男性患者，他从10岁开始，几乎每过两三年就长一个瘤子，所以他的身上充满了金属。这种病是由于名为EXT2的基因发生单碱基杂合缺失，造成移码突变。与孟德尔推测豌豆遗传类似，他和正常女性生育的后代会有50%的概率患病。与豌豆实验不同的是，这是人命关天的事，不能出任何差错，所以我们特别需要MALBAC技术的精确性。　　通过体外受精技术，共得到这对夫妇的18个胚胎，经过致病突变位点检测和染色体筛查，发现共有7个胚胎是既没有点突变，也没有染色体异常的，乔院长从中选了第4号胚胎进行移植。　　2014年9月19日，世界首例MALBAC婴儿诞生了，我们去看这个孩子的时候，她真是完美，她一声都没哭，一直冲我笑。　　第二个病例是一位携带少汗型外胚层发育不良致病突变基因的女性，她和丈夫已经有了一个遗传了这种疾病的儿子，没头发、没汗腺、没牙齿，他们想要二胎生一个正常的孩子。此病的发病率是十万分之一，美国电影演员迈克尔?贝瑞曼(Michael Berryman)也患有这种病，他没有毛发、汗腺和指甲，一直在呼吁医学界对他这种遗传病进行研究。这个致病基因EDA1是在X染色体上，如果生男孩，患病的概率是1/2，如果生女孩不会发病，因为女孩有两个X染色体，而致病基因EDA1是个隐性基因，但该女孩有1/2的概率携带这种致病基因。　　通过试管婴儿技术，共得到这对夫妇的5个胚胎，其中2个胚胎既不携带致病基因，也没有染色体异常，乔院长选了一个看上去最健康的移植。这个孩子于2014年11月30日出生，不但正常而且肯定不再会把该疾病传给后代。　　总结一下，MALBAC技术可以同时避免染色体不正常和非常严重的基因点突变导致的遗传疾病，使得我们可以提高生殖的成功率，得到健康的后代。　　想要孩子的朋友可能会想，我们能不能用这种技术来选择一个胚胎，让孩子拥有更漂亮更聪明的基因?首先，基因组学还没有发展到这种程度，能够让我们非常了解哪个基因是控制长相的，哪个基因是控制聪明程度的。那不是单基因的问题，而是多基因的事情。我们现在做的，就是避免非常严重的遗传疾病。目前世界上大概有7000多种单基因遗传疾病，常见的有400多种。避免这类遗传疾病在伦理上是可以接受的。　　能否在更广泛的情况下使用这类技术?比如是否应该筛选掉得癌几率高的BRAC1 基因，它导致癌症的几率是70%， 而不是100%， 我们能不能让父母决定婴儿以后的命运?我认为这不是我们科学家或者医生能解决的问题，整个社会应该进行伦理上的研究和讨论。　　MALBAC的第二个应用是癌症。在中国，癌症的发病率、死亡率逐年上升。根据2012年的统计数据，中国每年新发癌症病例约为312万例，中国人一生患癌概率高达22%，死于癌症的概率为13%。　　癌症是由于基因组改变所引起的疾病，针对癌症的很多重大课题都需要单细胞基因组学。首先是个体化治疗，即靶向治疗，就是要对症下药，通过测序找到基因组哪里出现了改变，现在很多新药都是靶向治疗。　　癌症难以治愈和高死亡率的罪魁祸首是肿瘤的转移。其机理是癌症先出现在原发灶，然后通过血液循环扩散到身体的其他器官。然而，癌症病人血液中肿瘤细胞数量很少，一般只有几个，传统的研究手段往往基于大量细胞才能进行分析。因此我们的单细胞测序技术就可以用到循环肿瘤细胞的研究上。对病人来说，还有个好处就是抽血分析的检查是无创的，不用做活检。北大肿瘤医院的王洁教授、BIOPIC的白凡教授，以及天津医科大学的张宁等教授和我的实验室一起参与了这项工作。　　我们在一个肺癌病人的几毫升血液样本中共找了8个循环肿瘤细胞，对它们进行基因测序，看到基因组不同位置点突变，这突变信息为个性化治疗提供了重要依据。但是，这8个循环肿瘤细胞的单碱基突变存在异质性——也就是说每个细胞都不一样，这样对癌症检测意义

SMCTM单分子免疫检测技术(Single Molecule Counting)是蛋白生物标志物检测领域的突破性新技术。利用激光聚焦于爱里斑中单个荧光标记分子，人类首次实现了在单分子水平对蛋白进行计量，并造就了1000倍于ELISA技术的超高检测灵敏度。SMCTM单分子免疫检测技术具备宽至4个log的大动态检测范围， 可根据靶标丰度和成本灵活选择实验方案，便于自行开发检测试剂盒，接近于ELISA的易用性等特征。该技术已被广泛应用于多种疾病生物标志物的检测，包括心血管疾病，炎症，糖尿病，神经疾病，癌症等等，使研究者对生物标志物的应用和认识达到了全新的高度。更重要的是，针对创新性生物标志物的研究，Erenna免疫检测系统提供工具，帮助研究者便捷地自行开发和优化检测试剂盒，实现全新生物标志物的高效率检测。讲座主题：“见微知著”，Erenna SMCTM技术创领生物标志物全新发现演讲者：默克生命科学 应用科学家 秦昶博士讲座语言：中文讲座时间：26分钟精彩内容预告:下载讲座PPT查看Erenna单分子免疫检测平台默克生命科学Tel: 400-889-1988转2Email: china.marketing.online@merckgroup.com

1.国际标准相关测定方法《ISO 3188-1978 淀粉及其衍生物氮含量测定滴定法》详细测定实验过程如下： 1.1原理在催化剂存在下，用硫酸裂解淀粉及其衍生物，然后碱化反应产物，并进行蒸馏使氨释放。同时用硼酸溶液收集，再用已标定的硫酸溶液滴定，得到硫酸体积耗用数即能转化成氮含量。1.2试剂和材料在测定过程中，只可使用分析纯的试剂和蒸馏水，或至少纯度相当的水。1.2.1 浓硫酸：96%(m/m)、ρ20为1.84g/mL。1.2.2氢氧化钠溶液：40%(m/m)、ρ20为1.43g/mL。1.2.3 硼酸溶液：20g/L。1.2.4催化剂：由97g硫酸钾和3g无水硫酸铜组成。1.2.5 硫酸：约0.02mol/L或0.1mol/L的标准溶液。1.2.6指示剂：由二份在50%(V/V)乙醇溶液中的中性甲基红、冷饱和溶液与一份在50%(V/V)乙醇溶液中浓度为0.25g/L亚甲蓝溶液混合而成。配制之后贮入棕色玻璃瓶内。1.3仪器和设备1.3.1 天平：感量为 1mg。1.3.2 定氮蒸馏装置。1.3.3 自动凯氏定氮仪。1.4分析步骤1.4.1试样处理：所测样品应充分混合，放在密封干燥的容器内。对葡萄糖浆，在混合前应先除去表层约5mm。对块状样品必须研磨，使之全部过筛，不留下剩余样品。1.4.2取样：样品量称取至多为10g样品，精确至0.0001g，然后倒入干燥凯氏烧瓶内，注意不要将样品沾在瓶颈内壁上。对粘状或糊状样品，则可用一个小玻璃盛器或不产生氮的铝片纸或塑料上称重，或氮含量已知的盛器，盛品留在瓶内，如盛器产生氮的话，应做空白测定后折算。1.4.3消煮：加入催化剂10g，并用量筒加入体积为4倍样品重量计算的毫升浓硫酸。轻轻摆动烧瓶，混合瓶内样品，直至团块消失，样品完全湿透，加入防沸物(如玻璃珠)。烧瓶放到消化架上，装上排气装置，开始加热裂解。小心加热液体，使之逐渐沸腾，待液体澄清后继续加热1小时。2.化验室试验方法（国标检测方法改善后测定方法）2.1仪器设备2.1.1分析天平2.1.2 JKZ10-恒温加热消煮炉（济南精密）2.1.3JK9870全自动凯氏定氮仪（济南精密）2.2试样处理：①、使用滴管称取约2g左右的淀粉样品，15ml浓硫酸，2g左右的催化剂（硫酸铜硫酸钾），静置半小时。②、放置于消煮炉上，正常升温至100℃（开始变黑）。③、100℃持续10分钟，升至150℃（完全变黑，并开始出现泡沫）。④、升温至200℃过程中，同时加入10滴30%的过氧化氢溶液。⑤、200℃稳定5分钟，加入10滴30%的过氧化氢溶液。⑥、升至250℃，同时加入10滴30%的过氧化氢溶液。⑦、稳定10分钟，升至300℃，同时加入5滴30%的过氧化氢溶液。⑧、稳定10分钟，升至400℃，同时加入5滴30%的过氧化氢溶液。⑨、间隔10分钟加入5滴30%的过氧化氢溶液，直至溶液中固体（黑色泡沫）完全溶解。 ⑩、等待溶液变为透明的蓝绿色时继续加热1小时。2.3测定：消解完之后将样品冷却至室温，即可使用凯氏定氮仪（济南精密 JK9870）测定凯氏氮含量，得到的氮含量乘以相对应的系数可得到蛋白质的含量。3.本化验室实验方法与国标方法的改善之处①. 消解过程使用消煮炉缓慢升温，控制消解过程炭化的黑色泡沫附着在管壁，以减小对测定结果的影响②. 消解过程加入双氧水来减弱炭化产生的泡沫，以加快消煮的效率 4.改善方法的解释与方法的论证数据4.1.消化过程控制升温速率以及加入双氧水加快消化速率样品当中含有大量的含碳化合物，故在消化时候加入浓硫酸以后加热时产生碳化，会有黑色泡沫出现，由于消煮炉配套使用的消化管管径相比于标准方法中定氮烧瓶较细，极易出现黑色泡沫附着在消化管管壁，导致样品的消化不完全。降低升温速率会减弱浓硫酸碳化样品的程度，减少黑色泡沫的出现，进而降低消化时的误差出现。而双氧水时氧化性极强的强氧化剂，能加速样品中有机物的氧化，从而进一步减弱碳化过程黑色泡沫的产生，致使样品的消化速率进一步提升，加速样品的消解，缩短样品的消化时间。以下表格是针对加入双氧水消化和未加双氧水消化的样品消化时间、氮含量测定结果的比对：序号重量g双氧水加入碳化黑色泡沫情况消化耗时氮含量%11.8882否严重4h0.036322.0153否严重4h0.035831.9067否严重4h0.035841.8384是明显减弱3.5h0.036351.7305是明显减弱3.5h0.037361.8376是明显减弱3.5h0.0372备注：滴定稀硫酸浓度0.0678mol/L 消解催化剂：15ml浓硫酸硫酸铜硫酸钾（1：10）混合指示剂2g上述数据说明消化过程加入双氧水对测定结果没有影响，能明显加快消解的速率，减弱碳化过程黑色泡沫的产生，从而避免了黑色泡沫附着在消化管管壁，进而减少了消化过程的误差，增加了实验结果的稳定性。5.改善方法实验数据的准确性论证为了验证改善优化后方法的准确性，选取了不同凯氏氮含量的淀粉分别使用优化后的方法（使用济南精密JK9870）和国标方法进行对比，对比数据如下表所示： 样品名称凯氏氮检测结果/%平均值偏差/%国标方法改善优化后方法样品10.0360.035两种方法的平均值偏差为0.42%样品20.0290.028样品30.0410.042样品40.0500.051样品50.0270.029样品60.0240.024样品70.0320.031由以上表格数据可以整理归纳出，改善优化（使用JK9870凯氏定氮仪）后的实验方法与国标方法检测结果偏差在0.5%以内，检测结果没有明显差异。6.使用凯氏定氮仪（济南精密 JK9870）与传统手工滴定法的对比论证使用凯氏定氮仪测定样品中蛋白质（凯氏氮）含量，更能与消煮炉的消化高效的结合起来，相比传统的手工滴定法结果更稳定，误差更小，尤其是待测样品数量较多时，凯氏定氮仪来测定更适合改善优化后实验方法。为了验证凯氏定氮仪的检测结果准确性，采用了同一样品相同的消解方法，消解完成后定容取等量体积的样品稀释液分别使用凯氏定氮仪（济南精密 JK9870）和传统手工滴定法（国标方法）进行样品蛋白质含量的检测。检测数据如下表所示：样品序号蛋白质检测结果/%JK9870法测试手工滴定法测试10.17810.179420.18190.181330.17750.176940.18630.183850.17630.176960.17860.1816上表数据可以看出使用凯氏定氮仪（济南精密 JK9870）和传统手工滴定法（国标方法）进行淀粉样品蛋白质含量的检测时检测结果的偏差微乎其微，检测结果没有明显差异，并且使用凯氏定氮仪（济南精密 JK9870）检测起来效率更高滴定更快，能够加快实验进程。采用改善优化后的化验室实验方法进行氮含量、蛋白质含量的检测时，双氧水催化剂的使用更能加快消煮的速度，更能减弱碳化现象，有效的促进了消煮淀粉样品，消化后的样品不需要定容即可直接使用凯氏定氮仪（济南精密 JK9870）测定，并且检测结果和国标方法对比无差异，准确度高，改善优化后的实验方法可作为淀粉凯氏氮含量、蛋白质含量检测的通用方法。7.改善优化后实验方法的要点淀粉类样品的凯氏氮、蛋白质含量检测，最重要的环节是淀粉样品消化过程，消煮过程控制好升温速率，适量加入双氧水来加快消煮能更好更快速的完成消煮实验。选择采用凯氏定氮仪（济南精密 JK9870）测定相比传统的标准方法测定更方便，加快实验的效率。

精确测定分子的化学结构、识别其化学物种一直是表面科学的核心问题，即使在单个分子层次上，分子结构、电子态及其激发态、化学键振动、反应动力学行为等多维度的内禀属性也表现出显著的特异性。分子多维度内禀参量的精密测量是一个极具挑战性的前沿问题。在国家重点研发计划“纳米科技”重点专项支持下，我国科学家发展了多种扫描探针显微成像联用技术，实现了对单分子在电、力、光等外场作用下不同内禀参量响应的精密测量，在单化学键精度上实现了单分子多重特异性的综合表征，突破了单一显微成像技术的探测局限。研究人员利用这一高分辨的综合表征技术，以并五苯分子及其衍生物作为模型体系，结合电、力、光等不同相互作用，实现了对电子态、化学键结构和振动态、化学反应等多维度内禀参量的精密测量。实验结果表明纳腔等离激元激发是导致特定吸附构型下C—H键选择性断裂的原因，阐明了Ag(110)表面吸附的并五苯分子转化为不同衍生物的机理。此外通过集成高灵敏度的单光子计数器，把拉曼光谱的实空间成像速度提高了2个数量级，成功地实现了并五苯分子化学反应前后的动态跟踪与测量。该多维度表征技术方法将为表面催化、表面合成和二维材料中的化学结构与物种识别，以及构效关系的构建提供可行的解决方案，在表面化学、多相催化等研究领域具有重要的科学价值。相关研究成果于2021年2月发表在Science上。

如果说二代测序的使命是使成本降低到1000美元/基因组的话，那么三代测序的使命就是使成本降低到100美元/基因组，进一步促进测序发展为临床的常规检测技术，在临床诊疗上发挥更大的作用。在年初的J.P.Morgan健康医疗大会上，美国基因测序公司Illumina宣布将创建一个新公司——Grail，致力于开发一种不超过1000美元的血液检测，用于多类型癌症的早期筛查。这种肿瘤DNA测序的主要目的是在无症状的个体中诊断各种各样的癌症，从而实现提前预防或治疗。　　随着技术的不断进步，基因测序的成本正变得越来越“亲民”。不过，人们认为1000美元仍然不能使基因测序成为一个“飞入寻常百姓家”的临床诊断价格，人们的下一个目标是100美元。　　“如果说二代测序的使命是使成本降低到1000美元/基因组的话，那么三代测序的使命就是使成本降低到100美元/基因组，进一步促进测序发展为临床的常规检测技术，在临床诊疗上发挥更大的作用。”南方科技大学副教授、深圳市瀚海基因生物科技有限公司(以下简称“瀚海基因”)创始人兼CEO贺建奎告诉《中国科学报》记者，随着第三代测序技术(即“单分子测序技术”)的发展，人们距离这个目标正越来越近。　　第三代测序更易临床推广　　在世界范围内，基因测序仪一度被几家主要的公司所垄断，著名的测序公司有Illumina、Life Tech、罗氏(Roche)、太平洋生物等，我国99%以上的测序仪和试剂都依赖于进口。而在单分子测序方面，此前也仅有美国和英国推出了第三代测序仪。　　“业界对第三代测序仪非常关注。太平洋生物于2014年推出一款小型化的单分子测序仪Sequel，在短短一个月的时间内，他们公司股价就上涨了一倍。”瀚海基因化学部总监高雁介绍说，在临床应用方面，第三代测序仪有着比二代测序仪更大的优势。　　“二代测序需要一个比较复杂的样品制备过程，同时为了建库，还需要匹配十余台设备，光这些设备就需要一百多万元。”高雁告诉《中国科学报》记者，二代测序技术很难在医院推广——医生并不愿意进行烦琐的、需要相对专业水平的样品制备等操作，他们更期待一键式、自动化的操作仪器：待测样品放进去，自动运行，隔天之后就得到一个非常直接的报告，而不是将测序结果交由第三方的生物信息学的专业人员进行分析，再给医生反馈。　　贺建奎认为，相比二代测序，第三代测序技术在临床上的应用有明显优势：第三代测序技术不需要PCR扩增，可直接对单个分子进行测序 样品制备简单，测序成本进一步降低 可直接读取RNA的序列和包括甲基化在内的DNA修饰。这些优势可以大大改善临床基因测序的成本、速度和质量。　　瀚海基因2014年5月份立项，致力于开发一款面向临床应用、可供医生直接使用的第三代基因测序仪。2015年10月底，瀚海基因率先在国内研发出第三代测序仪的原理样机“GenoCare”，引起了国内外的广泛关注。贺建奎预计，工程样机将于2016年下半年制成。　　精准医疗的入口　　基因测序作为精准医疗的重要一环，随着技术的进步以及成本的下降，近年来发展迅速。　　精准医疗主要包括精准诊断和精准治疗两部分。作为精准诊断的关键，基因测序已成为当仁不让的精准医疗的入口。如今，医疗部门通过基因测序及分析技术对病人分子层面信息进行收集，再利用生物信息学分析工具对所有信息进行整合并分析，医生可以早期预测疾病的发生、可能的发展方向和疾病可能的结局，以帮助作出诊断。　　贺建奎介绍说，目前，单分子测序平台可以广泛应用于无创产前诊断、肿瘤早期无创诊断、胚胎植入前遗传学筛查、病原体检测和遗传病基因变异检测等。　　“已有文献报道证明，对唐氏综合征的筛查，单分子测序技术比Illumina测序技术对检测21号染色体异常更为灵敏。”高雁告诉记者，他们的实验设计还显示，单分子测序能够检测到3%的低频突变。　　对于病患而言，如果切除癌症的肿瘤组织，其中大概只有40%是真正的癌症组织，其余60%则是正常的血管等组织。而在40%的癌症组织中，大约只有50%发生了癌细胞突变，另外一半正常。这样算下来，需要真正检测的有突变的癌症细胞只占所要切除的癌症组织的20%左右。　　“我们研究团队将靶向基因捕获和测序融合在一步完成，实现了单分子靶向测序。经过实验设计，证实了可以检测到3%低频突变。所以我们认为，这个原理将来有可能用到癌症的早期检测。”高雁说。　　此外，贺建奎告诉记者，对于诸如埃博拉等重大暴发性传染病的应用领域，第三代或第四代(纳米孔分子测序)测序技术的应用，更是能够第一时间让病毒现出原形，从而为重大传染病防控提供科学依据。　　“测序技术不能仅仅用于科研，更要用于临床，这样才拥有更广阔的市场和更长久的生命力。”高雁说。　　并非取代二代测序　　尽管第三代测序技术优势多多，但并不意味着单分子测序无所不能，也并非毫无瑕疵。贺建奎告诉记者，目前第三代测序并不能取代二代测序，而是作为对其的一种补充共同发展。　　“单分子测序有通量限制，普遍不如二代测序仪高。这限定了其在全基因组测序方面‘拼’不过二代测序仪。”贺建奎说，单分子测序仪并不适合独立做全基因组测序，更适于针对有限的、个性化的、目标性的应用。　　此外，第三代测序仪尽管节省了人力和物料成本，但它的硬件成本还相对较高。贺建奎举例说，太平洋生物公司一款单分子测序仪的成本约为150万美元，其最新版本尽管降低了1/3的成本，其“身价”仍令人咋舌。　　“总体来讲，第三代测序仪还处于起步的发展阶段，仍有未知的空间等待进一步探索。比如三代测序仪提供了一个强大功能，它或能发现潜在遗传信息。”贺建奎说，基因测序技术作为生物大产业的金字塔顶尖的技术，需要国家大力支持。　　“三代测序技术的发展需要国家像支持国产CPU、国产大飞机那样的力度去支持。”贺建奎认为，基因测序技术涉及多学科领域的交叉，这一行业的快速发展，势必带来光学、表面化学等工业品质的提升，这些方面的共同进步最终将推动“中国制造”走向“中国创造”。

单分子器件可用于研究电荷传输的微观机制，并可为在纳米尺度研究物质的基本物理化学性质提供理想平台。传统上，单分子器件的构建通常需要在功能分子的末端引入杂原子锚定基团，从而将分子固定在电极之间。然而，长期以来，受限于这一方法，单分子器件的研究对象主要局限于结构相对简单的线性分子体系。 　　在中国科学院院士、中科院化学研究所有机固体院重点实验室研究员朱道本的指导下，臧亚萍课题组与和合作者首次报道了基于碳纳米环带的单分子器件，并发现了其由于独特的环张力效应带来的异于常规线性分子的新奇电子学和化学性质。 　　碳纳米环带是一种通过自下而上合成的新型碳基纳米材料，被视为碳纳米管的最短单元结构，具有高度精确可调的尺寸、边缘和拓扑结构。臧亚萍课题组和合作者发现，无需引入任何杂原子锚定基团，由于独特的环张力作用，碳纳米环分子可以利用弯曲的径向π轨道直接和金电极键合，构筑具有超低接触电阻的碳纳米环单分子器件。研究进一步利用不同尺寸碳纳米环分子张力的变化，可以实现对其电导的高效调控。此外，臧亚萍课题组、化学所陈传峰课题组及中国科学技术大学杜平武课题组合作，探讨了碳纳米环带边缘结构对其导电性质的影响规律，发现了在碳骨架中引入“五元环”边缘能够显著促进电荷传输，因而带来超高电导。 　　近日，臧亚萍课题组发现环张力能够影响分子的电荷输运性质，并使其展现出特殊的化学反应能力。该研究通过对碳纳米环单分子器件施加定向电场，在温和条件下(常温，0.6 V电压)实现了相邻苯环间非极性C-C键的断裂，形成了由Au-C共价键连接的线性寡聚苯单分子器件。对照实验和DFT计算进一步表明，这一独特反应遵循经典芳香亲电取代(EAS)机理，其中静电场发挥了关键的催化作用。该方法对不同尺寸的纳米环具有普适性。利用这一方法，课题组制备了目前最长的八聚苯单分子器件，揭示了电子的隧穿传输距离可以延长至八个苯环单元。该原位反应方法为在表界面精准构筑新型碳纳米结构以及研究其电子学性质提供了新手段。相关研究成果发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。 　　上述成果将单分子器件的研究拓展到复杂环形分子体系，揭示了环张力这一独特结构效应对分子电子学和化学性质的特殊调控作用。这为未来发展具有复杂几何和拓扑结构的新型分子材料和器件提供了新思路。研究工作得到国家自然科学基金和中科院的支持。碳纳米环带单分子器件

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

经多方消息证实，日前在香港被查出鸡蛋三聚氰胺含量超标的大连韩伟集团，十余天内已相继被日本和韩国查出其出口的蛋粉制品超标，总计约40吨产品被召回或销毁，另一家因三聚氰胺含量超标被查的大连蛋制品企业也浮出水面。 　　问题鸡蛋曾于日韩被查出 　　日本厚生劳动省10月16日在其网站上发表公告说，接获东京都千代田区保健所的报告，进口商在对来自中国的一批全蛋粉的检验中发现了三聚氰胺成分，同时给产蛋鸡喂养的饲料中也检验出三聚氰胺。 　　公告披露，这批由三井物产公司从中国进口的全蛋粉，总共20吨，其中400公斤已经被使用，其余的封存在仓库中。 　　三井物产公司委托日本环境公司对这批全蛋粉进行了抽样检验，结果检出的三聚氰胺含量分别为2.8ppm、4.1ppm、4.6ppm，超过美国、欧盟等国家和地区的标准，即普通食品三聚氰胺含量不得高于2.5mg/kg(约合2.5ppm)。 　　日本厚生劳动省的公告说问题全蛋粉来自于中国的DALIAN HANOVO FOODS CO. LTD.，这正是大连韩伟集团旗下的子公司——大连韩伟食品有限公司的英文名称。 　　韩伟集团网站资料显示，大连韩伟食品有限公司(HANOVO)隶属于大连韩伟集团。该公司以蛋制品的加工为主，年生产蛋粉5000吨，日处理鲜蛋能力150万枚，是亚洲最大的蛋制品生产企业。 　　对于以上三聚氰胺含量超标的蛋粉，日本厚生劳动省要求相关业者对相关产品采取自主召回等措施。 　　在日本宣布检出韩伟集团蛋粉三聚氰胺含量超标后，韩国17日也启动了对该种产品的检查。 　　据韩联社报道，韩国农林水产食品部22日表示，在对全蛋粉等九种蛋类加工食品进行精密检查中，从两家中国公司5批次食品中检测出0.1ppm到0.4ppm的三聚氰胺。 　　韩国农林水产食品部在检测出三聚氰胺的47.1吨蛋类加工食品中，勒令进口企业销毁库存的23.2吨，并向生产厂家大连韩伟食品有限公司和大连绿雪蛋品发展有限公司(DALIAN GREENSNOW EGG PRODUCTS DEVELOPMENT)两家企业要求停止向韩国出口。 　　24日，韩国农林水产食品部和国立兽医科学检疫院又宣布，在中国大连绿雪蛋品发展有限公司生产的3种进口产品中检测出了1.3ppm～2.5ppm三聚氰胺。据韩联社报道，被检测出三聚氰胺的产品包括蛋白粉和蛋黄粉，分别在今年1月30日、7月25日和9月8日出口韩国，进口量达27吨。韩国农林水产食品部已经下令召回所有相关产品并销毁。 　　在其公司网站上，绿雪自称是目前亚洲规模最大的现代化蛋制品加工企业之一，总投资1.2亿元人民币。公司年产“绿雪”牌全蛋粉、蛋黄粉、蛋白粉4400多吨。 　　向绿雪公司办公室求证外电消息是否准确，接电话的一位女士称自己是来找人的，不是绿雪公司工作人员。韩伟集团鸡蛋在香港被查出三聚氰胺含量超标后，连续两天拨打该集团总机，或占线或无人接听。我们委托中国畜牧业协会禽业分会联系韩伟集团负责人，希望其澄清有关消息，迄今未有任何回音。 　　此次在日韩发现问题蛋制品，仍系个别事件。路透社早前的报道指出，韩国今年一共从中国的11家企业进口了622吨蛋粉，在对中国蛋粉产品检查后，仅发现韩伟集团和大连绿雪蛋品发展有限公司的产品受到了三聚氰胺的污染。问题蛋制品与企业的数量有限。中国畜牧业协会禽业分会副秘书长宫桂芬一再强调，这次事件不意味着全行业都存在这样的问题。 　　据了解，鸡蛋粉是新鲜鸡蛋经过打蛋、巴氏杀菌、喷雾干燥等一系列工艺制作成的粉末状物质。鸡蛋粉包括蛋黄粉、蛋白粉、全蛋粉三种。鸡蛋粉主要用于食品加工中，其中全蛋粉基本上可以替代鸡蛋，凡是应用新鲜鸡蛋的食品加工均可使用全蛋粉，蛋白粉用于肉制品加工、医药行业、化妆品等产品加工中。蛋黄粉目前国内主要用于鸡精、蛋挞、医药等行业。 　　相关阅读： 　　香港检出含三聚氰胺鸡蛋 将扩大检测范围 　　农业部：我国对饲料三聚氰胺含量尚未强制检测 　　饲料加三聚氰胺是公开秘密 水产业可能是重灾区