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活性黄棕

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活性黄棕相关的资讯

  • 鞠熀先教授课题组发现一种嗜热型高活性DNA酶
    p   近日,南京大学的鞠熀先教授研究组在仿生分子识别与仿生催化领域取得重要的研究进展。他们发现了一种嗜热型高活性的DNA酶,相关成果发表在Angew. Chem. Int. Ed.& nbsp 上。博士生郭悦华为第一作者、周俊副教授和鞠熀先教授为通讯作者。该研究组的博士生陈杰林、中科院大连化学物理研究所的博士生程明攀以及法国勃艮第大学的David Monchaud教授参与了相关工作。 /p p   蛋白质具有温度敏感性,蛋白酶的催化性能与温度相关,在应用上受到很大的限制。寻找、发现能够在极端环境如高温下仍具有高催化能力、高稳定性的仿生模拟酶具有十分重要的意义。近年来,具有催化活性的纳米结构材料和G-四链体/hemin DNA模拟酶受到广泛的关注,已成为新型仿生模拟酶开发的重点方向。在G-四链体/hemin领域,由分子内G四链体/hemin形成的DNA模拟酶已在生物催化、生物传感等领域得到广泛的应用,但其热稳定性差,无法用于极端环境。基于四条链形成的四元G四链体具有很好的热稳定性,鞠熀先教授课题组通过对四元G四链体的末端进行碱基修饰,并对反应的离子进行筛选,提高了G-四链体/hemin的热稳定性,由此发现一种新型嗜热的高活性G-四链体/hemin DNA酶(图1)。该工作在四元G四链体的末端修饰不同的碱基,发现腺嘌呤(A)可以大幅度提高DNA酶的催化活性,为提高反应温度,模拟酶催化功能如活化能、pH依赖性等的研究奠定了基础。末端修饰腺嘌呤的四元G四链体结构在高温下不仅可以稳定存在,也可保持与hemin的结合能力及形成模拟酶后的催化活性(图2)。该工作探究了嗜热DNA酶在高温下的潜在应用:有效地去除污水中对人体有害的有机小分子,在不同的有机溶液中这种酶也同样具有高催化活性。 /p p br/ /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/99a9239f-4001-48cd-9c10-7d1cd7b9f869.jpg" title=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center" strong 图1. 嗜热G-四链体/hemin DNA酶在不同温度下催化底物反应的示意图 /strong /p p span style=" text-align: center " /span /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/ce392a11-f046-46e3-866b-49f66466e3e9.jpg" title=" 2.jpg" width=" 600" height=" 466" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 466px " / /p p style=" text-align: center " strong span style=" text-align: center " 图2. 嗜热G-四链体/hemin DNA酶在不同温度下的催化活性及热稳定性的研究 /span /strong /p p br/ /p p   鞠熀先教授课题组专注于仿生分子识别、仿生催化与信号放大的研究,在973计划、国家自然科学基金等项目的资助下提出了多种仿生分子识别体系与信号放大策略,将仿生催化模拟酶用于生物传感,建立了系列性的生物分子高效的检测方法。在G-四链体/hemin领域,他们将其催化活性与该课题组首创的量子点电子化学发光传感结合,提出了蛋白质标志物的超灵敏电致化学发光免疫分析方法;将G-四链体/hemin与临位触接反应结合,建立了DNA与蛋白质标志物多种化学发光成像的检测方法。近日,该组系统地开展该领域的研究工作,提高了G-四链体/hemin DNA酶的活性(Chem. Eur. J.,& nbsp 2017,& nbsp 23, 4210),揭示了G-四链体的构效关系(J. Am. Chem. Soc.,& nbsp 2017,139, 7768)。 /p p br/ /p p 该论文作者为:Yuehua Guo, Jielin Chen, Mingpan Cheng, David Monchaud, Jun Zhou, Huangxian Ju /p
  • 赛默飞世尔UHPLC/MS鉴定伪麻黄碱
    赛默飞世尔科技UHPLC/MS确保有效鉴定违禁药品混合物中的伪麻黄碱 加利福尼亚州圣何塞( 2009年2月2日) -服务科技、世界领先的赛默飞世尔科技公司,发布了一种新的、快速和稳定的UHPLC / MS方法,有效地分离和鉴定了伪麻黄素,麻黄素,苯丙胺,甲基苯丙胺和摇头丸。 该应用方法详细介绍了如何用Accela ™ UHPLC系统和MSQ Plus™ 单四极质谱高通量分离和鉴定违禁药物中的各个组分的分析方法,而且在www.thermo.com / appnotes可免费下载题为“UHPLC / MS定量分析伪麻黄碱片”( Quantitative Analysis of Pseudoephedrine Tablets by UHPLC/MS)论文。 伪麻黄素常用于治疗普通感冒的药物,如Sudafed® , Benadryl ® 和Claritin® 。 伪麻黄碱是I类化学品,毒贩用其制造非法毒品市场二类受控物质---冰毒。含伪麻黄碱的非处方药的改造是冰毒制造和在全世界泛滥的一个主要因素,成功地分离和鉴定含伪麻黄碱的非法药物的混合物可以帮助确定在非法毒品市场上冰毒的确切的来源和生产方法的途径。 非法药物的混合物通常是利用传统的分析技术,如气相或液相色谱。 当被分析物是极性的或者热稳定,或者在气相色谱前需要化学衍生的,一般用高效液相色谱法分析。此外,超高效液相色谱( UHPLC )比传统的气相色谱更具竞争力。 UHPLC / MS能提供快速,高效分离和高灵敏的检测与质量确认。 基于此,三个含有伪麻黄碱非处方感冒药作为一种活性成分可直接进行UHPLC / MS分析,只需要一个简单提取离子流的过程,而不需要任何的化学衍生。利用UHPLC/MS方法,伪麻黄碱被确定为所有三个品牌主要活性成分。 Thermo Scientific拥有独特的Accela 高速液相色谱和亚2微米色谱柱可将普通HPLC的压力提升到15,000psi。而且在单一仪器上可将运行时间缩短10倍,并将有更好的分离度和柱效。具有纳克/毫升灵敏度和质量数确认的UHPLC/MS能明确鉴定和定量在药物制剂和非法药物样品中的伪麻黄碱和相关化合物。 欲了解更多有关Thermo Scientific UHPLC / MS分析解决方案,请登陆www.thermo.com / appnotes 或www.thermo.com.cn 。 关于Thermo Fisher Scientific(赛默飞世尔科技,原热电公司) Thermo Fisher Scientific(赛默飞世尔科技)(纽约证交所代码:TMO)是全球科学服务领域的领导者,致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年销售额超过100亿美元,拥有员工约30000人,在全球范围内服务超过350000家客户。主要客户类型包括:医药和生物公司,医院和临床诊断实验室,大学、科研院所和政府机构,以及环境与工业过程控制装备制造商等。公司借助于Thermo Scientific和Fisher Scientific这两个主要的品牌,帮助客户解决在分析化学领域从常规的测试到复杂的研发项目中所遇到的各种挑战。Thermo Scientific能够为客户提供一整套包括高端分析仪器、实验室装备、软件、服务、耗材和试剂在内的实验室综合解决方案。Fisher Scientific为卫生保健,科学研究,以及安全和教育领域的客户提供一系列的实验室装备、化学药品以及其他用品和服务。赛默飞世尔科技将努力为客户提供最为便捷的采购方案,为科研的飞速发展不断地改进工艺技术,提升客户价值,帮助股东提高收益,为员工创造良好的发展空间。欲了解更多信息,请登陆:www.thermofisher.com
  • 第四届国际振动光学活性学术大会
    第四届国际振动光学活性学术大会(VOA-4)于2014年10月29日在中国保定河北大学圆满落下帷幕,此次大会主要研究以及探讨振动光学活性技术在物理化学、生命科学以及生物、化学、制药、材料等领域的发展与应用。来自美国、英国、德国、法国、比利时、意大利、瑞士、捷克、日本、韩国等二十多个国家近百位该领域顶级科学家和学者专家出席了此次大会,其中包括英国皇家院士Laurence Barron 教授以及美国雪城大学荣誉教授Laurence Nafie教授。 大会开幕式 大会报告厅 英国皇家院士Laurence Barron 教授 大会主席美国雪城大学荣誉教授Laurence Nafie教授 齐爱华董事长主持大会邀请报告 VOA国际大会是由英国皇家院士Laurence Barron教授和美国雪城大学荣誉教授Laurence Nafie 教授共同发起的两年一届的国际科学盛会。首届VOA会议在英国曼彻斯特大学举办,随后两届分别在美国和意大利举行。今年首次于中国的河北大学召开,短短的四天里,相关领域的科学家以及学者们汇聚一堂,共同交流了各自最新的研究成果, 从而使得人类手性科学研究领域得到了更进一步的发展。目前,该会议已在国际生命科学、材料科学、药物化学、物理化学等领域拥有极高的知名度,以及推动力, 现今已得到了科学领域前沿的科学家们的广泛关注以及认可。 大会晚宴现场一撇左三:英国皇家院士Laurence Barron教授左四:华洋科仪董事长齐爱华女士右四:美国伊利诺伊大学 Timothy Kingderling 教授右二:中国河北大学化学与环境学院马刚教授 在此次大会开幕的前一天,华样科仪与美国BioTools公司邀请了世界顶级光谱专家与量子化学理论专家前来,为大会奉献了一场精彩的振动圆二色光谱技术理论与仪器操作实物专场讲座, 讲座内容丰富,互动热烈,效果空前绝佳。 大会报告嘉宾一览: 华洋科仪2014.11.01
  • 萃取浓缩姜黄中的有效成分?看看步琦如何给出高效的解决方案!
    萃取浓缩姜黄中的有效成分姜黄,一味活血类中药,早在五代十国时期,就作为药用植物出现在《日华子本草》中,记载其具备治症瘕血块,痈肿,通月经,治跌扑瘀血,消肿毒,止暴风痛冷气,下食等功效。现代药学研究发现,姜黄中的主要有效成分为姜黄素(Curcuma longa L.),一种天然生物活性化合物。提纯的姜黄素在现代医学中常用于抗氧化、抗菌、抗炎、抗突变、抗高脂血症,同时具备减少胀气、降低血糖、预防和治疗阿尔茨海默病和帕金森病等功能。正因为姜黄素的多种优点,其提取和纯化也吸引了许多中药研发课题组。瑞士步琦作为一家样品前处理公司,一直致力于推出高效的解决方案。我们于 2021 年 5 月发布了针对天然产物有效成分提取与浓缩的工业级旋转蒸发仪——R-220 Pro Extraction,这是一款集浓缩与萃取为一体的旋转蒸发仪(点击这里了解更多)。今天我们会以姜黄素为例,把 R-220 Pro Extraction 与传统浸泡萃取做对比,带大家了解这款独特旋转蒸发仪卓越的处理效率。1设备工业级旋转蒸发仪 R-220 Pro Extraction实验室级旋转蒸发仪 R-300真空泵 V-600真空泵 V-300冷却循环水机 F-105冷却循环水机 F-314加热干燥箱2试剂与样品95% 乙醇 8L姜黄原料 2kg3前置处理步骤把姜黄原料放入加热干燥箱内,设置 50-60℃,干燥 24 小时,取出碾碎至小块(图1)。▲ 图1:干燥姜黄块4传统浸泡萃取法取干燥姜黄块 250g,放入 4L 95% 乙醇中(图2),整个浸泡过程持续 3 天,温度为室温。浸泡完毕后通过纱布和滤纸过滤,然后使用 R-300 旋转蒸发仪进行浓缩,浓缩参数如表1。表1:使用旋转蒸发仪 R-300 进行浓缩:参数条件水浴锅温度50 °C冷却循环水机温度5 °C旋转速度90 rpm真空度常压 → 150 → 90 mbar总时长2 小时▲ 图2:使用传统浸泡法萃取姜黄素5使用 R-220 Pro Extraction进行萃取与浓缩为了方便对比,我们采用和传统浸泡法一样的样品与溶剂比例,即把 250g 干燥姜黄块放入 R-220 Pro Extraction 的萃取池(图3),然后在蒸发瓶内倒入 4L 95% 乙醇(图4),萃取完毕后切换至浓缩模式。萃取过程的参数请参考表2,浓缩过程的参数请参考表3。表2:使用 R-220 Pro Extraction 进行萃取:参数条件水浴锅温度55 °C冷却循环水机温度5 °C旋转速度85 rpm真空度常压 → 200 → 150 → 100 → 90 → 80 mbar萃取循环10 次循环 (1 次循环 = 45 min) 表3:使用 R-220 Pro Extraction 进行浓缩:参数条件水浴锅温度55 °C冷却循环水机温度5 °C旋转速度85 rpm真空度80 mbar总时长0.5 小时▲ 图3 和 图4:使用 R-220 Pro Extraction 进行萃取和浓缩6萃取率计算其中:W = 萃取物被浓缩至完全干燥后的重量(g)7结果表4:传统浸泡和 R-220 Pro Extraction 处理效率对比:萃取方法萃取溶剂 [L]萃取与浓缩时间Hours萃取率%Yield传统浸泡法47428.7R-220 Pro Extraction4831.4根据表4 的结果,与浸泡法相比,R-220 Pro Extraction 的萃取率更加高,此外,使用 R-220 Pro Extraction 的提取和浓缩所需的时间比传统浸泡法少得多。事实上,如表4 所示,R-220 Pro Extraction 的提取时间为 8 小时,而传统浸泡法的提取时间为 74 小时。8结论步琦 R-220 Pro Extraction 作为专为天然产物设计的循环萃取浓缩装置,在萃取率和处理时间上都远胜传统的冷热浸泡法。为了方便对比,我们将本次的萃取样品与溶剂比例控制为一致;实际上,在真实的应用环境中,我们完全可以添加更多的姜黄在 R-220 Pro Extraction 的萃取池内,实现更高比例的样品和溶剂比。在保持高萃取率的同时,实现节省溶剂的目的。
  • IVIS视角 | 姜黄外泌体样纳米囊泡用于结肠炎治疗
    植物外泌体样纳米囊泡(plant exosome-like nanovesicles,PELNVs)是源于植物真核细胞的多泡体,通过后者与质膜融合释放到细胞外的一种膜性小囊泡。与此同时,来源于药用植物的姜黄(Curcuma longa)作为一种中药,常用于降血脂、抗肿瘤、抗炎等疾病,姜黄素作为从姜黄中所提取的一种天然疏水多酚,姜黄外泌体样纳米囊泡除了具有相应药理作用外,还兼具纳米载体的独特形态与组成特征,相比哺乳动物来源和人工合成的纳米囊泡,姜黄植物外泌体纳米囊泡具有来源广泛、价廉易得、功能丰富等优势,因此具有大规模生产的可行性。炎症性肠病(IBD),是一种特殊的慢性肠道炎症疾病,主要包括克罗恩病(CD)和溃疡性结肠炎(UC)。随着生活水平的提高和饮食结构的变化,我国IBD发病率有不断攀升的趋势,已逐渐成为我国消化科的常见病。发展IBD诊疗新技术、新方法,将为IBD的综合防治提供有效依据,研究人员受姜黄药物价值的启发,进一步研究了姜黄外泌体样纳米囊泡在IBD治疗中的作用及分子机制。作者首先将植物姜黄用萃取器均质,然后采用蔗糖梯度超离心法获取姜黄外泌体样纳米囊泡(TDNPs),并通过透射电镜、原子力显微镜、质谱分析等方式对TSNPs 1和TDNPs 2做出相关比较(图1)。图1. TDNPs的分离、纯化与表征接下来,作者研究了TDNPs 2的靶向性,使用IVISense™ DiR 750 (XenoLight™ DiR)标记TNDPs,灌胃结肠炎小鼠。通过Perkinelmer的IVIS成像系统对消化道、肠系膜淋巴结(MLN)和重要器官(心、肝、脾、肺和肾)进行成像,发现与PBS组、TDNPs 1治疗组的小鼠相比,TDNPs 2治疗组的小鼠结肠中有强烈的DIR信号,证实了TNDPs 2优先作用于炎症结肠部位(图2)。图2. TDNPs 2优先作用于炎症结肠部位随后在TDNPs 2优先定位于炎症结肠的条件下,进一步研究了TDNPs 2对DSS诱导结肠炎的影响,通过构建小鼠结肠炎模型,使用炎症探针通过化学发光成像进行监测。Lcn-2作为一种有吸引力的肠道炎症生物标志物,被用来监测肠道炎症的进展。作者通过研究Lcn-2在DDS、DSS+TDNPs 1、DSS+TDNPs 2三组中的水平变化,证实了TDNPs 2可减轻DSS诱导的结肠炎。IVIS生物发光结果显示,DSS组和DSS+TDNPs 1治疗组小鼠的腹部显示较强的生物发光信号,表明消化系统内存在严重的炎症反应。相反,虽然DSS+TDNPs 2治疗组的小鼠腹部仍有部分生物发光信号,但强度远低于DDS组和DSS+TDNPs 1治疗组小鼠。作者同时还评估了结肠组织中髓过氧化物酶(MPO) 、促炎细胞因子(TNF-α、IL-6和IL-1β)和氧化应激相关蛋白HO-1的表达水平,证实了TDNPs 2具有明显的抗炎和抗氧化作用(图3)。同时作者评估了TDNPs 2是否能够加速结肠炎的快速消退。通过体外伤口愈合试验,证实了TDNPs 2处理的细胞具有最快修复创面的速度,能够显著缓解DSS诱导的溃疡性结肠炎及促进炎症的快速消退。图3. 口服TDNPs 2可减轻DSS引起的结肠炎随后该团队为满足潜在临床应用,首先评估了TDNPs 2对Caco2细胞的毒性,通过MTT、ATPLite、细胞凋亡、活化caspase-3/7等证明了TDNPs 2具有良好的生物相容性。接下来,通过H&E染色对肝脏等器官进行组织学分析,证实了TDNPs 2在体内的生物安全性。最后作者研究了TDNPs 2是否影响NF-κB信号通路,NF-κB是一种重要的核转录因子,在调节炎症反应中发挥着重要作用。姜黄素是一种NF-kB抑制剂,具有广泛的性能。作者通过检测NF-κB p65依赖的荧光素酶活性、磷酸化NF-κB p65表达和p65转位到细胞核的共聚焦成像,表明了TDNPs 2可以抑制LPS对NF-κB通路的激活。同时为了研究TDNPs 2在体内对NF-κB通路的抑制作用,采用NF-κB-RE-Luc转基因小鼠对NF-κB进行了研究。通过采集重要器官(心脏、肝脏、脾脏、肾脏和肺)和结肠并成像。IVIS生物发光结果显示,心肝脾肺肾的生物发光信号相似,表明NF-κB在这些器官中的活性相似。相反,结肠的生物发光信号,TDNPs 2治疗组较DSS组明显降低。表明了TDNPs 2是通过抑制NF-κB信号通路发挥保护作用(图4)。图4. TDNPs 2通过抑制NF-κB信号通路发挥保护作用参考文献Oraladministration of turmeric-derived exosome-like nanovesicles withanti-inflammatory and pro-resolving bioactions for murine colitis therapy. JNanobiotechnol 20, 206 (2022).https://doi.org/10.1186/s12951-022-01421-w
  • Dr. Maisch装柱机和弹簧柱简介
    什么是弹簧柱和装柱机呀?DAC和弹簧柱到底有什么区别呀?现在正好要说呢始于颜值,重于品质,忠于服务颜值篇Dr.Maisch装柱机和弹簧柱是较先进的装柱解决方案,由于内置动态轴向压缩专利技术,可以脱离装柱机而使用,保持动态轴向压缩的特点,变得使弹簧柱变得“可移动”,面板控制,使用更加灵活方便,一机多柱使用,节省经费。MODcol® MultiPacker® 25~70mm规格MODcol® MultiPacker® 50~150mm规格专业紧凑的工业设计极大的缩小了机身的体积和重量。● 可拆卸的装柱设备(设备可通过任何标准的80×200厘米门)。● 4个脚轮方便设备的移动,搭配脚轮锁死装置和基座固定器,一个人即可完成设备的移动和固定。品质篇高质量的硬件● 简单快速的弹簧柱装填。● zui先进的性能和安全保护功能。● 设备高效灵活且操作简单易学。部分弹簧柱还可以外加水浴控温柱套,确保需要精zhun控温的制备分离可以达到理想的结果。综合优势都可以实现性能、生产力和安全性的提升。● 拆装方便。● 使用灵活可以装填不同的填料。● 柱管规格多样,满足不同实验要求。能够应用于天然产物提取物分离纯化、合成药的zui终纯化、生物活性成分的分离纯化等。高质量的填料填料基质稳定性高,使得分离能力和批次间的稳定性均符合高质量填料的要求。服务篇月旭科技液相色谱系统每个模块出厂前经过严格的测试,服务工程师在仪器安装完毕后会对用户进行系统的培训,确保每一台仪器买的放心,用的舒心。我们除了提供一liu的色谱仪器及色谱耗材外,还依托强大的产品研发和技术应用团队,为您提供综合的一站式分离纯化解决方案,针对不同的用户群,月旭科技为您提供全方位,多角度的技术服务。始于颜值,重于品质,忠于服务,你种草了吗?
  • 中科院院士黄志镗逝世 享年88岁
    中国科学院院士、中国科学院化学研究所研究员、著名有机化学家和高分子化学家黄志镗先生,因病医治无效,于2016年11月13日凌晨4时54分在北京逝世,享年88岁。  黄志镗1951年毕业于上海同济大学化学系,1951年至1956年在中国科学院上海有机化学研究所工作,任研习员、助理研究员,1956年至今在中国科学院化学研究所工作,历任助理研究员、副研究员、研究员,历任课题组长、研究室主任等职,并曾任所学术委员会主任。1958年前主要从事有机硅化合物和高分子的研究,1958年后则主要从事交联型高分子的研究,曾涉及环氧树脂、酚醛树脂等,为航天技术防热材料做出了贡献。在交联型聚酰亚胺和合成三嗪交联的新型耐高温高分子上有所创新。80年代起进行杂环化学的研究,系统研究杂环烯酮缩胺的合成及反应,合成了1500个以上的新杂环化合物,与国内外有关研究单位协作进行生物活性试验,以筛选药物及农药。其后又开展杯芳烃化学的研究,在合成和包合性能等方面皆取得有意义的结果。已发表论文约200篇。曾获全国科学大会奖,国家发明三等奖,国家自然科学三等奖,中国科学院自然科学一等奖等多项奖励。曾任《高分子学报》、《高分子通报》、《化学进展》、《中国化学快报》、《塑料工业》等刊物的顾问编委、主编或编委等职。
  • 英国光学活性公司(OA)旋光仪产品诚征合作代理商
    英国光学活性公司(Optical Activity Limited)旋光仪产品诚征合作代理商 OA公司成立于1975年,总部设于英国北部。30年来,OA一直致力于旋光仪的研发和制造,已成长为享誉国际的旋光仪生产专家。从欧洲到美洲,从英国到中国,OA产品得到了全世界范围的认可,客户遍布各行各业。 1981年4月,OA凭借其产品的结实耐用以及高*度得到了英国女皇奖励的科技成果将(Queens Award for Technological Achievement)。1997年,OA公司成为UKAS(英国皇家认证委员会)的认证实验室之一,是一家可提供全线产品溯源认证的旋光仪生产商。 产品系列: 1. PolAAr系列高准确度数字式全自动旋光仪; 2. AA-10系列全自动旋光仪; 3. AA-55系列入门级全自动旋光仪; 4. SacchAAr 880糖度仪。 应用范围: OA产品广泛应用于制药、化工、食品、农产品等行业中。 凯来公司是Optical Activity公司在中国大陆地区及港澳台地区总代理,为了更好的服务与客户,现面向全国诚征代理商合作。 欢迎有意者来电来函与我司洽谈联系。 凯来实验设备有限公司广州办事处 刘曙明 ,周江华 Shanghai Chemlab Laboratory Instrument Co., Ltd Tel: +86-(0)20-38013654 Fax: +86-(0)20-38013664 URL: www.chemlabcorp.com 凯来实验设备有限公司广州办事处 地址:广州天河区珠江新城华强路3号富力盈力大厦南塔1502
  • 中国农科院油料所邓乾春研究员团队顶刊综述:纯油体系缔合胶体中抗氧化剂界面活性的研究进展
    2024年2月,中国农业科学院油料作物研究所邓乾春研究员团队在国际Top期刊Advances in Colloid and Interface Science(Q1,IF: 15.6)发表题为“Recent advances in understanding the interfacial activity of antioxidants in association colloids in bulk oil”的综述论文。中国农业科学院油料作物研究所博士研究生王新天为第一作者,通讯作者为湖北大学健康科学与工程学院陈洪建特任副研究员和中国农业科学院油料作物研究所邓乾春研究员。脂质氧化是导致油脂质量和安全性下降的主要原因。近几十年,对油脂氧化的关注已从简单的化学反应(链式反应)转变为同时考虑物理化学和结构方面,如分子的相对位置和相互作用,并突破了最初的极性悖论理论的一些局限性。此外,对非均相体系中的脂质氧化也有了新的认识,如抗氧化剂在乳液中的“cut-off”效应,描述界面氧化反应的伪相动力学模型的发展,胶束参与分子交换事件的能力。这些进展有助于对纯油和乳液体系中发生的复杂脂质氧化反应有更深入的了解。本文综述了近年来对纯油体系中脂质氧化的研究进展,重点介绍了界面和胶体现象在这些系统中的作用。强调了缔合胶体形成的因素,以及在脂质氧化的各个阶段中其组成和结构的变化。本文还重点介绍了在这些体系中影响抗氧化剂效果的因素,特别是它们在油水界面上分配的影响。对纯油体系氧化过程中发生的物理化学变化以及微量化合物对抗氧化剂功效的影响有进一步了解,为更有效的控制食品中脂质氧化提供新策略。 综述亮点 本文综述了两亲性抗氧化剂/表面活性剂引起的脂质氧化过程中胶体组成和结构的变化。在脂质氧化的不同阶段,抗氧化剂与LOOH在反胶束中相互作用的能力可以加速或延迟氧化。非抗氧化表面活性剂引起的胶体结构变化可产生抗氧化作用。 综述结论 纯油体系中存在的缔合胶体可以作为有效的纳米反应器。人们普遍认为缔合胶体是脂质氧化的位点,但仍然很难预测这些胶体结构对脂质氧化的影响。通常,人们认为抗氧化剂位于氧化发生的位置是很重要的。然而,文献综述表明,界面抗氧化剂=良好抗氧化性能的假设过于简单。总的来说,界面抗氧化剂的存在似乎是非常重要的,但其他因素也很重要。在脂质氧化的不同阶段,抗氧化剂与LOOH在反胶束中相互作用的能力尤为重要。这些相互作用可能加速或延迟脂质氧化。在油脂中加入两亲性抗氧化剂或表面活性剂会改变反胶束的数量、大小、结构和组成,这也会影响脂质氧化。在某些情况下,表面活性剂引起的结构变化可以产生抗氧化作用,即使表面活性剂分子本身不表现出传统的抗氧化活性。从一个角度来看,表面活性剂可以通过增加反胶束的数量和体积来增加抗氧化剂对活性氧化位点的可用性,从而被视为新一代抗氧化剂。仍然需要更多的研究来更好地理解结构组织的复杂变化和参与脂质氧化反应的不同分子的相互作用。该领域的主要挑战之一是确定合适的分析方法来跟踪脂质氧化过程中发生的成分和结构变化。使用小角x射线散射(SAXS)和光散射方法可以获得油脂中反胶束和其他缔合胶体的大小和结构变化。油水界面的变化可以通过界面张力、石英晶体耗散微天平、核磁共振、分子对接等来研究。胶体体系的结构组织变化和分子交换事件可以通过液相透射电镜(LTEM)和流式细胞仪获得。使用荧光探针方法可以研究界面上抗氧化剂与反胶束之间的相互作用。然而,抗氧化剂究竟位于反胶束的栅栏层、疏水核还是外层,目前仍难以区分。仍然需要更复杂的分析仪器来监测抗氧化剂和其他两亲分子之间的界面相互作用。提高对脂质氧化的理解可能需要开发新的分析方法,包括可以测量系统内不同位置的成分和结构变化的方法。计算机模拟技术对于揭示在纯油体系氧化过程中发生的复杂分子事件以及抗氧化剂和表面活性剂的作用可能特别强大。提高我们对反胶束在脂质氧化中的复杂作用的认识应该有助于设计更有效的抗氧化技术。 图文赏析
  • 全国工具酶标准化工作组发布国家标准《葡萄糖氧化酶活性检测方法》征求意见稿
    国家标准计划《葡萄糖氧化酶活性检测方法》由 SWG11(全国工具酶标准化工作组)归口 ,主管部门为国家标准化管理委员会。 拟实施日期:发布即实施。主要起草单位 福建南生科技有限公司 、夏禾(杭州)生物技术有限公司 、夏禾(深圳)生物技术有限公司 、宁夏夏盛实业集团有限公司 、厦门银祥集团有限公司 、深圳市新产业生物医学工程股份有限公司 、武汉新华扬生物股份有限公司 、廊坊诺道中科医学检验实验室有限公司 、天津博菲德科技有限公司 、广州市进德生物科技有限公司 、山西大禹生物工程股份有限公司 、河北省微生物研究所有限公司 、武汉瀚海新酶生物科技有限公司 、深圳市海拓华擎生物科技有限公司 。主要起草人 黄发灿 、郑登忠 、郑恬烨 、沈涛 、张志刚 。附件:国家标准《葡萄糖氧化酶活性检测方法》征求意见稿.pdf国家标准《葡萄糖氧化酶活性检测方法》编制说明.pdf
  • “产品活性成分研究实验室” 启动仪式在天津召开
    2024年3月29日,由天津国际生物医药联合研究院,瀚盟测试科技(天津)有限公司主办,北京国科优选科技有限公司承办,京津冀智能医药产业园医智(天津)产业园区运营管理有限公司协办的“产品活性成分研究实验室”启动仪式在天津召开。随着全球生物医药产业的飞速发展,大健康产品活性成分研究已成为提升产品品质、有效及安全性的关键。北京国科优选科技有限公司紧跟时代步伐,通过与天津国际生物医药联合研究院分析测试中心的强强联合,成立产品活性成分研究实验室,旨在加强科研合作,推动大健康产品活性成分研究的深入发展,为大健康产业的科技创新贡献力量。会议前,与会领导、专家、企业代表在中心领导的引导下,一同走进了这个在生物医药领域具有重要影响力的企业。让各界人士更深入地了解分析测试中心在生物医药领域的研究实力和技术水平,以及他们为推动行业发展和服务社会所做出的贡献。在参观过程中,分析测试中心的领导向各位来宾详细介绍了中心的成立背景、发展历程、技术特色以及未来的发展规划等。天津国际生物医药联合研究院分析测试中心内参观天津国际生物医药联合研究院分析测试中心内参观天津国际生物医药联合研究院分析测试中心内参观本次活动由天津国际生物医药联合研究院园区孵化总监沈亚文主持, 国家科学技术奖励工作办公室工业处原处长刘鹏飞,中关村科技园区石景山园管理委员会非公党建部部长林茂盛,北京市石景山区商务局代表李璨,北京国科优选科技有限公司总裁朱子瞳,中关村社团第五联合党委副书记赖伟中,中国科学院过程工程研究所生物制药高级工程师罗小川,天津国际生物医药联合研究院有限公司总经理贾晖,瀚盟测试科技(天津)有限公司总经理李安平等多位领导、专家学者莅临出席。活动现场天津国际生物医药联合研究院有限公司总经理贾晖表示,北京国科优选科技有限公司联合天津国际生物医药研究院分析测试中心成立的“产品活性成分研究实验室”,是对双方实力与信心的充分体现,相信通过双方的努力和协作,实验室一定会取得丰硕的成果。将秉承创新、协作、共赢的理念,不断提升实验室的研发能力和技术水平,为消费者提供更加优质、安全和健康的产品。愿携手并进,共创美好未来。天津国际生物医药联合研究院有限公司总经理贾晖北京国科优选科技有限公司总裁朱子瞳表示,北京国科优选科技有限公司,作为一家专注于大健康产业销售的公司,始终坚持以客户为中心,以质量为生命,以安全为底线。在不断追求卓越的路上,深知科技创新的重要性,产品活性成分研究实验室成立,旨在深入研究产品的活性成分,为消费者提供更加安全、有效、高品质的健康产品。在未来的日子里,会以更加饱满的热情和更加坚定的信念,为实现公司的长远发展和人类健康事业的进步而不懈努力。北京国科优选科技有限公司总裁朱子瞳国家科学技术奖励工作办公室工业处原处长刘鹏飞在致辞中表示,大健康产业关乎着国民的福祉,活性成分,是大健康产品的灵魂。它决定了产品的功效和品质,直接关系到消费者的健康和满意度。因此,对活性成分的研究和检测,是大健康产业发展的关键。产品活性成分研究实验室,不仅是对消费者负责,更是对科技创新的执着追求。其将极大提升公司在活性成分研究和检测方面的能力,为消费者提供更加安全、有效的产品。同时,这也是公司对行业发展趋势的积极响应,标志着我国大健康产业在科技创新和质量提升方面迈出了坚实的一步。国家科学技术奖励工作办公室工业处原处长刘鹏飞中关村科技园区石景山园管理委员会非公党建部部长林茂盛在致词中表示,国科优选,这个名字已然成为大健康产业的璀璨明星。自成立以来,国科优选以卓越的品质、创新的理念,深耕大健康领域,不断为消费者带来高品质的健康产品。同时,国科优选不仅在产品研发上追求卓越,还积极参与社会公益事业,回馈社会、造福民生,这样有爱心、有责任感的企业,值得我们每一个人去崇敬和祝福,希望你们在大健康产业中取得更加辉煌的成就,为推动京津冀协同发展和大健康产业繁荣做出更大的贡献。中关村科技园区石景山园管理委员会非公党建部部长林茂盛中关村社团第五联合党委副书记赖伟中表示,活性成分是决定大健康产品质量和效果的关键因素。北京国科优选科技有限公司在活性成分研究领域的投入和布局,不仅体现了企业对消费者负责的态度,更是对科技进步和社会发展的有力回应。实验室的启动,将提供更加精准、高效的活性成分检测手段,为大健康产品的安全性和有效性提供有力保障。期待北京国科优选科技有限公司与天津国际生物医药联合研究院分析测试中心依托该实验室,能够持续推出更多安全有效的产品,为保障公众健康做出更大贡献。中关村社团第五联合党委副书记赖伟中中国科学院过程工程研究所生物制药高级工程师罗小川表示,实验室的成立,不仅将为国科优选的产品研发提供强有力的技术支持,还将推动我国大健康产业向更高质量、更安全可靠的方向发展。我相信,在政府部门的支持引导下,在专家学者的智慧引领下,国科优选一定能够充分发挥实验室的作用,为人民的健康福祉贡献更大的力量。同时促进京津冀协同发展战略在生物医药领域的深入实施。中国科学院过程工程研究所生物制药高级工程师罗小川瀚盟测试科技(天津)有限公司总经理李安平表示,实验室的成立,是北京国科优选科技有限公司追求卓越、不断创新的具体体现。并从专业角度阐述了产品活性成分检测的重要意义和作用,并期待实验室在未来能够充分利用先进的分析测试技术,深入研究产品活性成分,为消费者提供更加安全、有效的健康产品。同时,我们也期待与在座的各位领导和专家学者进一步深化合作,共同推动大健康产业的发展。瀚盟测试科技(天津)有限公司总经理李安平随着全球生物医药产业的飞速发展,大健康产品活性成分研究已成为提升产品品质、有效及安全性的关键。天津国际生物医药联合研究院分析测试中心,则是生物医药领域的科研高地,拥有雄厚的研究实力和丰富的创新资源。北京国科优选科技有限公司,深耕大健康产业,始终坚持以科技创新引领市场,以优质服务满足消费者需求。今天,双方携手共建产品活性成分研究实验室,推动大健康产业的技术革新和产业升级,为大健康产业的科技创新、高质量发展贡献力量。在这春意盎然的时节,我们欢聚一堂,共同见证北京国科优选科技有限公司与天津国际生物医药联合研究院分析测试中心携手合作,举行产品活性成分研究实验室的揭牌启动仪式。这是一个值得我们铭记的时刻,标志着我们在追求健康产业的科技创新之路上,又迈出了坚实的一步。朱子瞳总裁和李安平总经理为“产品活性成分研究实验室”揭牌最后,北京国科优选科技有限公司总裁朱子瞳发表了启动宣言,产品活性成分研究实验室是国科优选在科技创新道路上迈出的坚实一步,也是天津国际生物医药联合研究院分析测试中心积极开拓新合作模式的重要举措。希望通过双方的紧密合作和共同努力,实现资源共享、优势互补,推动实验室在活性成分研究领域取得重大突破,助力生物医药大健康产业发展建设迈上新台阶!活动部分人员合影本次会议作为北京国科优选科技有限公司联合天津国际生物医药联合研究院分析测试中心共建“产品活性成分研究实验室”的启动仪式,旨在汇聚政府领导、行业专家、科研团队及媒体代表,共同见证生物医药与大健康产业的科技创新深度融合。会议以创新驱动、合作共赢为核心思想,聚焦生物医药领域的前沿技术和发展趋势,旨在通过成立“产品活性成分研究实验室”,搭建一个开放、共享、创新的平台,促进产学研用深度融合,推动大健康产业的可持续发展。
  • iMeta | 齐碳纳米孔测序助力揭示桑黄多酚抗结肠炎肠道分子机制
    近日,浙江省农业科学院李有贵、天津中医药大学吴崇明和中国农科院深圳基因组所刘永鑫等团队在iMeta在线联合发表了题为《The gut microbiota-aromatic hydrocarbon receptor (AhR) axis mediates the anticolitic effect of polyphenol-rich extracts from Sanghuangporus》的研究成果。基于齐碳纳米孔测序平台及二代测序平台开展研究,通过16s rRNA基因测序评估SH处理对小鼠肠道微生物群落结构的影响;通过对肠道微生物群落的宏基因组测序,确定与5-羟色胺-3-乙酸(5HIAA)生物合成相关的功能基因序列;通过对微生物,尤其是Alistipes onderdonkii等关键菌株的全基因组测序及组装,进一步理解微生物如何影响宿主健康。最终,本研究证明了桑黄多酚(SH)通过调节肠道菌群有效减轻葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导小鼠的结肠炎病理症状,揭示了基于SH和肠道菌群之间的相互作用开发结肠炎治疗策略的潜在途径。背景炎症性肠病(IBD)主要包括溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病(CD),是一个全球性的健康问题,影响全球约0.5%人口。IBD的典型症状包括急性腹泻、间歇性腹痛、直肠出血和体重减轻。除了显著降低生活质量外,IBD还增加了结肠癌的患病风险,从而给个人和社会带来了沉重负担。目前,IBD缺乏明确的治疗药物,虽然常用临床药物具有较高的缓解率,但往往会出现继发性失败。因此,迫切需要寻找更有效、更安全的新的治疗干预措施。越来越多的证据证明了肠道菌群失调与IBD 的发生发展内在联系。Machiels等人发现,UC患者肠道微生态失调表现为产丁酸盐物种,如Roseburia hominis和Faecalibacterium prausnitzii的显著减少。丁酸钠治疗可减轻结肠炎的炎症状态和肠黏膜病变。吲哚衍生物是重要的微生物代谢物,已被证实是改善实验性溃疡性结肠炎的有益药物。例如,吲哚-3-乙酸(IAA)、吲哚-3-甲醇(I3C)和吲哚-3-丙酮酸(IPA)可以作为芳基烃受体(AhR)的天然配体,通过提高血清和组织抗炎白细胞介素水平来减轻IBD。因此,肠道菌群及其代谢产物,特别是吲哚衍生物,可能是开发新的抗IBD治疗干预措施的有效途径。成果概述中药(TCM)在中国已成功治疗疾病数千年。越来越多的证据强调了天然药物资源的药理益处。食药用食物已成为一种很有前途的疾病治疗方法。桑黄是一种可食用的药用真菌,可作为药物和膳食补充剂。研究证明,桑黄具有多种药理作用,包括抗炎、抗肿瘤和抗氧化。此外,它还具有调节肠道菌群的能力。然而,桑黄对于IBD的治疗潜力尚未被探索。本研究旨在确定桑黄多酚(SH)的抗结肠炎作用,并探讨其有益作用是否与肠道菌群密切相关,以及潜在的肠道分子机制。本研究首先评估了SH抗结肠炎活性,并通过一种涉及体内功能验证和粪菌移植的综合方法证实了肠道菌群在其抗结肠炎作用中的重要贡献。此外,本研究还确定了关键的肠道细菌种类及其活性代谢产物5-羟基吲哚-3-乙酸(5HIAA),他们是SH改善结肠炎作用的关键介质,主要通过激活AhR信号通路发挥抗结肠炎作用。本研究不仅有助于更深入地了解SH的治疗潜力,而且也为今后探索SH和肠道菌群治疗结肠炎的治疗途径奠定了科学基础。成果亮点1.SH减轻DSS诱导的C57BL/6小鼠结肠炎桑黄在中国已经实现了大规模的人工栽培(图S1A)。SH是桑黄多酚提取物(93.86% ± 2.78%)(图S1B;表S1)。本研究首先评价了SH在葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导小鼠中的抗结肠炎作用(图1A)。与正常小鼠相比,结肠炎小鼠表现出体重减轻(图S2A)、疾病活动指数增加(DAI)(图1B)、结肠长度缩短(图1C;图S2B)、隐窝和结肠组织结构受损(图1D;图S2C),以及明显的炎症反应(TNF-α、IL-1β、IL-6、MCP-1和IL-17α增加,IL-4、IL-10和IL-22降低)(图S3)。低剂量和高剂量SH均可改善结肠炎病理症状,主要表现在增加体重,改善结肠长度和结构损伤(图1B-D;S2)。此外,SH给药以剂量依赖性方式逆转了炎症细胞因子水平的变化(图S3),表明SH具有强大的抗炎作用。氧化应激和肠黏膜屏障对于维持肠道通透性以抵御毒素、致病菌和其他有害物质至关重要。团队在转录和翻译水平上评估了SH对上皮细胞紧密连接蛋白表达的影响,并检测了氧化应激相关基因的表达。与DSS组相比,SH处理组紧密连接蛋白基因Occludin、Claudin-3和Claudin-4的转录水平明显升高(图S4A),结肠组织中NF-kB、Nox4和Stat3的表达水平明显下调(图S4B)。同时,SH也增强了紧密连接蛋白的蛋白表达水平(图S4C-D),证实了SH对粘膜屏障的正向调控作用。此外,经过SH处理后,杯状细胞的数量也显著增加(图S4E)。以上结果表明,SH可显著改善DSS诱导的小鼠结肠炎症状。图1.SH缓解DSS小鼠实验性结肠炎症状,并改变其肠道菌群(A)动物实验示意图;(B)疾病活动指数(DAI)评分;(C)结肠组织图片;(D)苏木精&伊红染色(H&E)结肠病理图(比例尺= 50µ m);(E)基于Chao1指数和Shannon指数评价肠道菌群Alpha多样性。(F)基于加权UniFrac距离的肠道菌群主坐标分析(PCoA);(G)属水平上肠道微生物群的分类特征。(H)DSS相关细菌的核心微生物群。内环代表了在NC-DSS-SHL-SHH队列中可重复检测到的OTUs。不同微生物群落的相对丰度显示为蓝色(NC)、绿色(DSS)、红色(SHL)和青色(SHH)热图。alpha多样性分析采用Wilcoxon非参数检验,PCoA分析采用置换多元方差分析(PERMANOVA)。数据显示为平均值±标准误(n = 8)。*p 0.05,**p 0.01,***p 0.001。NC,阴性对照;DSS,葡聚糖硫酸钠;SHL,低剂量桑黄多酚组(250 mg/kg/d);SHH,高剂量桑黄多酚(400 mg/kg/d);DAI,疾病活动指数。2.肠道菌群在SH抗结肠炎作用中起关键作用为了评估肠道菌群对SH抗结肠炎作用的贡献,团队进行了16S rRNA基因测序分析,以评估SH治疗对肠道菌群的影响。DSS诱导结肠炎小鼠肠道菌群α-多样性明显低于正常小鼠(p 图2.粪菌移植(FMT)揭示SH调节肠道菌群的抗结肠炎作用(A)动物实验示意图;(B)小鼠体重(g);(C)疾病活动指数(DAI)评分;(D)结肠长度(cm);(E)苏木精&伊红染色(H&E)结肠病理切片(上)(比例尺= 200µ m)和Claudin-4紧密连接蛋白免疫荧光图(下)(比例尺= 50µ m);(F)血清抗炎细胞因子IL-10 水平;(G)血清抗炎细胞因子IL-22 水平;(H)血清促炎细胞因子(TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-17α)水平;(I)结肠组织中Occludin,Claudin-3和Claudin-4的蛋白表达。采用单因素方差分析和Dunnett’s检验进行统计学分析。数据显示为平均值±标准误(n = 8)。*p 3.SH富集Alistipes onderdonkii改善结肠炎接下来,团队在属水平上仔细研究了肠道菌群的分类组成,以确定SH抗结肠炎作用的核心细菌。结果显示,与DSS组相比,对照组、SHL组和SHH组中,共有12个菌属表达上调,25个菌属表达下调(图S7A)。与对照组相比,模型组有34个菌属增加,13个属菌降低。低剂量SH处理使得10个菌属上调,4个菌属下调。高剂量SH处理后,20个菌属上调,4个菌属下调(图S7B)。差异表达分析显示,只有Alistipes在DSS组显著减少,而在SH治疗后显著增加(图S7C)。进一步Spearman相关分析表明,3个菌属与DAI评分显著负相关、与结肠长度显著正相关,其中Alistipes相关性最为显著(图S7D)。这些结果表明,SH可以显著调节肠道微生物群落,特异性富集Alistipes。进一步,团队通过物种特异性定量PCR(qPCR)对粪便Alistipes进行定量,发现Alistipes onderdonkii是SH富集的主要菌种(图S7D-E)。团队获得了3株A. onderdonkii,并评价了它们对DSS诱导的结肠炎影响。结果显示,三个菌株中,两个A. onderdonkii 菌株(#1:FDB8和#2:FDFM)可有效预防体重减轻,降低DAI评分,恢复结肠组织损伤,改善炎症状态(图3A-E)。此外, A. onderdonkii提高了紧密连接蛋白的表达,以增强肠道屏障功能(图3F-H)。因此,A. onderdonkii可能是介导SH抗结肠炎作用的关键有效物种。有趣的是, A. onderdonkii(#3)几乎没有改善结肠炎,甚至造成了有害的影响(图S8),表现出了菌株特异性的功能。图3.A. onderdonkii减轻DSS诱导的C57BL/6小鼠结肠炎(A)小鼠体重百分比(%)和体重变化(g);(B)DAI评分和DAI评分的AUC;(C)苏木精&伊红染色(H&E)的结肠病理切片(比例尺= 200µ m)。(D)血清抗炎细胞因子IL-10和IL-22的水平;(E)血清促炎细胞因子IL-1β和MCP-1的水平;(F)结肠组织Occludin,Claudin-2,Claudin-3,Claudin-4和ZO-1的mRNA表达水平;(G)结肠组织Occludin、Claudin-3和Claudin-4的蛋白表达;(H)Claudin-4紧密连接蛋白免疫荧光图(比例尺= 50µ m)。采用单因素方差分析和Dunnett’s检验进行统计学分析。数据显示为平均值±标准误(n = 8)。*p 4.5-羟基吲哚-3-乙酸(5HIAA)是一种关键活性代谢产物考虑到SH对肠道菌群的调节作用,团队对粪便样本进行了代谢组学分析,旨在识别功能微生物代谢产物。如图S9A所示,与NC小鼠相比,DSS诱导结肠炎小鼠中代谢物水平发生显著改变(图S9A),而SH处理组的代谢物谱与NC组接近,表明SH显著恢复了微生物代谢物的分布(图S9A)。随后,团队确定5HIAA在SH处理后显著升高(图S9B-C)。通过对3株A. onderdonkii功能基因序列的全面分析,发现2株A. onderdonkii(#1:FDB8和#2:FDFM)的基因组中含有一个与诱导吲哚化合物生物合成相关的tpl基因。相比之下,第三株菌株(#3:FDPA)的基因组缺乏这个特定的基因(图S9D)。为了证明A. onderdonkii确实具有产生5HIAA的能力,团队采用高效液相色谱(HPLC)对A. onderdonkii培养上清液中5HIAA含量进行检测,发现5HIAA浓度高达33.5 μg/mL。值得注意的是,5HIAA的产生与A. onderdonkii改善结肠炎的作用相关,主要表现为两个有效的A. onderdonkii菌株产生的5HIAA(33.5和16.83 μg/ml)多于无效菌株(0.83μg/ml)(图S9E)。代谢物与结肠炎指数的相关分析显示,有22种代谢物与结肠炎症状密切相关,其中5HIAA与结肠长度呈正相关,与DAI评分呈负相关(图S9F)。因此,SH可以促进5HIAA产生,这可能是与SH抗结肠炎作用相关的关键微生物代谢产物,尤其是A. onderdonkii。据报道,肠道微生物产生的IAA可以缓解结肠炎。因此,团队研究了与IAA密切相关的衍生物5HIAA对DSS诱导结肠炎的影响(图4A)。IAA治疗显著改善了结肠炎的症状(图4B-F),这与之前的报道结果一致,而5HIAA在缓解结肠炎方面的表现明显优于IAA(图4B-F)。此外,这两种吲哚衍生物都能有效地提高抗炎因子的水平,降低促炎因子的水平,以减轻炎症反应(图S10A-B)。在DSS诱导小鼠中,吲哚衍生物也降低了氧化应激相关基因(NF-kB、Nox4和Stat3)的相对表达(图S10C)。此外,IAA和5HIAA均上调了紧密连接蛋白Occludin和Claudins的表达,后者具有显著性(图S10D-E)。图4.5HIAA治疗可减轻DSS诱导的C57BL/6小鼠结肠炎(A)动物实验示意图;(B)体重百分比(%);(C)小鼠DAI评分;(D)小鼠结肠长度(cm);(E)苏木精&伊红染色(H&E)的结肠病理图(比例尺= 200µ m)和小鼠组织学评分;(F)Claudin-4紧密连接蛋白免疫荧光图(比例尺= 50µ m)。采用单因素方差分析和Dunnett’s检验进行统计学分析。数据显示为平均值±标准误(n = 8)。*p 5.结肠AhR激活对SH抗结肠炎具有重要作用既往研究表明,微生物来源的吲哚衍生物可以通过结合并激活AhR来保护结肠炎,提示SH可能通过富集Alistipes及其代谢物5HIAA来激活AhR,从而改善结肠炎。为了证实这一假说,团队首先检测了AhR下游基因(Cypa1、Cypa2和Cypb1)在结肠中的表达水平。结果显示,5HIAA和SH两种处理均显著上调了Cypa1、Cypa2和Cypb1(图5A-B)基因水平,表明AhR在结肠组织中被激活。随后,团队用AhR抑制剂处理DSS小鼠,以验证AhR信号通路对SH抗结肠炎疗效的贡献。AhR拮抗剂StemRegenin 1基本上消除了5HIAA对结肠炎的改善作用,如体重、DAI、结肠长度、血清IL-22和IL-10水平,以及结肠组织病理学(图5C-H)。AhR拮抗剂消除了SH治疗对体重的有益作用(图5C-H),但对DAI、结肠长度等指标的消除作用明显减弱(图5C-H)。通过对Caco-2细胞的体外实验,进一步验证了AhR信号通路的激活情况。CCK-8检测结果显示,五种浓度的5HIAA对Caco-2细胞都没有细胞毒性作用(图S11A)。虽然5-HIAA处理后Caco-2细胞中AhR的表达没有明显变化,但Cypa1、Cypa2和Cypb1的表达明显增加(图S11B),提示5HIAA部分激活了AhR信号通路。以上结果表明,SH至少大部分通过激活AhR信号通路来缓解结肠炎。图5.AhR抑制剂可削弱SH和5HIAA的抗结肠炎作用(A)5HIAA处理结肠炎小鼠结肠组织中Ahr、Cypa1、Cypa2和Cypb1的相对mRNA水平;(B)SH处理结肠炎小鼠结肠组织中Ahr、Cypa1、Cypa2和Cypb1的相对mRNA水平;(C-D)小鼠体重(C)及体重变化(D);(E)DAI分数;(F)小鼠结肠长度(cm);(G)血清抗炎细胞因子(IL-22和IL-10)水平;(H)结肠组织和苏木精&伊红染色(H&E)结肠病理图(比例尺= 200µ m)。采用单因素方差分析和Dunnett’s检验进行统计学分析。数据显示为平均值±标准误(n = 8)。*p 0.05, **p 0.01, ***p 0.001。AhR,芳香烃受体。
  • 液相高分辨质谱法—连花清瘟胶囊抗新冠肺炎药理活性成分取得新进展
    连花清瘟胶囊是以中医络病理论为指导,集合传统经典名方及临床实践研制的创新中药,其成分为连翘、金银花、炙麻黄、炒苦杏仁、石膏、板蓝根、绵马贯众、鱼腥草、广藿香、大黄、红景天、薄荷脑、甘草。新冠肺炎疫情发生以来,连花清瘟作为国家层面推荐的“三方三药”之一,先后被国家卫健委和国家中医药管理局联合发布的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案》(试行第四/五/六/七/八版)及20余个省市的新冠肺炎诊疗方案推荐,在疫情的防治中发挥了巨大作用。近日,厦门大学药学院吴彩胜教授联合海军军医大学柴逸峰教授团队在连花清瘟胶囊防治新冠肺炎的药理活性成分和机制研究方面取得新进展,研究成果《基于人体暴露和ACE2生物色谱筛选传统中药连花清瘟胶囊的抗COVID -19药理活性成分》在药学顶级期刊《药学学报》(《Acta Pharmaceutica Sinica B》,该杂志影响因子7.097)获得发表,这是中药连花清瘟防治新冠肺炎的最新证据。这项研究基于HRMS和智能非靶向数据挖掘技术,全面分析了多次给药后人血浆和尿液中的连花清瘟胶囊成分,合成了全新的ACE2生物色谱固定相,筛选出连花清瘟胶囊提取物和人尿液样品潜在的ACE2靶向成分。实验结果表明,在多次给药后的人体内成功鉴定出连花清瘟85个相关成分,并选择小部分成分通过SPR分析验证了ACE2结合能力,成分苦杏仁苷、野黑樱苷、甘草酸、连翘苷A、连翘苷I、大黄酸、芦荟大黄素等都与ACE2有结合亲和力。值得一提的是,这些成分不仅显示出对ACE2的良好亲和力,而且通过计算机辅助对接结果证实可以有效地结合在ACE2和S蛋白复合物的接触表面上,这些ACE2结合成分可能通过有效影响ACE2和S蛋白之间的结合而抑制新冠病毒(SARS-CoV-2),为连花清瘟胶囊预防和治疗新冠肺炎(COVID-19)提供了实验依据。  这次刊发的研究成果是连花清瘟胶囊的人体体内成分研究信息的首次阐述,为其在抗新冠肺炎(COVID-19)的药理活性成分和作用机制研究提供了化学和药理学理论依据,从人体体内的角度进一步阐述了连花清瘟是如何发挥作用和是什么成分发挥作用的,是连花清瘟治疗新冠肺炎实验研究和临床证据的延伸。
  • 中国农科院油料所黄凤洪研究员团队顶刊发表重要成果
    pH响应性核壳结构纤维素基微球用于益生菌肠道递送鉴于肠道微生物与人类健康和疾病之间的存在密切关联,益生菌已广泛用于调节肠道微生物组成,以治疗多种人类疾病。然而,益生菌在消化道中的存活能力一直是益生菌产品在应用中所面临的主要难题。图 1. 负载益生菌的微球在模拟胃肠液的保护和释放机理图中国农业科学院油料作物研究所黄凤洪领衔的油料品质化学与加工利用创新团队以纤维素为主要原料,创新性地制备了一种具有pH响应性的核壳结构微球用于益生菌的负载,可有效保护益生菌免受胃酸和胆汁盐的侵害,并实现益生菌在肠道环境中逐渐释放。相关研究成果以“Electrostatically reinforced and sealed nanocellulose-based macrosphere by alginate/chitosan multi-layer coatings for delivery of probiotics”为题发表在Food Hydrocolloids上。中国农业科学院油料作物研究所的黄凤洪研究员和汤虎特聘研究员为文章的通讯作者,浙江大学宁波科创中心青年教师栾倩为文章的第一作者。本研究基于静电相互作用构建了具有核壳结构的纳米纤维素基微球,该微球内部由具有多孔结构的纤维素基微球,可以为益生菌的负载提供相对独立的多孔空间,之后分别使用壳聚糖盐酸盐和海藻酸盐对纤维素基微球进行涂层,用于增强凝胶结构,并形成具有pH响应性的多层结构。温和的包衣工艺有效避免了加工过程对益生菌活性的损伤,同时,合成的多层大球能有效保护益生菌免受胃酸和胆汁盐的侵害。此外,在肠道环境中,外壳的可溶性和内部稳定的多孔骨架可实现负载的益生菌逐渐释放。这种微球设计为利用纤维素将益生菌递送中肠道提供了一种新策略。原文链接:https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2023.108804
  • 测谎新技术:眼球测谎仪识别谎言
    眼睛不会说谎(供图:CFP) 意识无法控制瞳孔大小(供图:Gettyimages) 新型眼球测谎仪(供图:Gettyimages) 意识无法控制瞳孔大小(供图:Gettyimages)    童话故事《木偶奇遇记》中,木偶人匹诺曹一撒谎,鼻子就会变长,谎话显而易见。现实生活中,虽然说谎话时我们的鼻子不会变长,但我们身体确实也会产生一些细微的生理变化,有的通过肉眼就可以观察到,有的则要通过精密的测谎仪器才测试出来。日前,美国犹他州大学的科学家研发出一款新型的眼球测谎仪,通过追踪眼球运动来判断被测试人有没有说谎。   眼球细微变化反映内心波动   最近,美国犹他州大学的研究人员开发出一种新的测谎工具——眼球测谎仪,即通过观察眼球运动的轨迹便能判断人是否说谎。研究人员让受测者在计算机上回答多个“是非题”,然后记录他们作答时的反应。眼球测谎仪的研究团队负责人、犹他州大学教育心理学家John Kircher在接受媒体采访时表示,人在撒谎的时候要比说真话时“多花一点心思”,因此说谎的人会有迹象可寻,比如:说谎者的瞳孔会扩张,而且需要更多时间来阅读题目和回答问题灯。这些细微变化都在瞬间发生,需要精密复杂的模型和测量系统进行区分判断。   John Kircher说,眼部追踪测谎技术和其他谎言识别技术在原理上有很大的区别。以往的技术通常都是测量一个人撒谎时的情绪反应,根据人情绪波动的各项生理反应数据,推断人是否说谎。而眼球追踪测谎技术则取决于人对某些事件的认知所做出的反应,针对受测者的认知反应。眼部追踪测谎技术从成本上只需传统技术的五分之一,同时不需要在受测者身上附加设备 一般的技术人员就可以操作眼部追踪测谎仪,而传统测谎仪需要特别受训的鉴定员来做检测。John Kircher相信他们的眼球跟踪测谎技术将来可以替代传统的测谎仪。   主观意志无法控制瞳孔大小   中山大学附属眼科医院神经眼科副主任医师杨晖表示,眼球测谎仪的应用原理在于人的主观意识无法控制瞳孔的大小变化。瞳孔是眼睛内虹膜中心的开口,是光线进入眼睛的通道。它在亮处缩小,在暗光处散大。在虹膜中有两种细小的肌肉,一种叫瞳孔括约肌,它围绕在瞳孔的周围,主管瞳孔的缩小,受动眼神经中的副交感神经支配 另一种叫瞳孔开大肌,它在虹膜中呈放射状排列,主管瞳孔的开大,受交感神经支配。   杨晖说,当一个人说谎的时候,他的内心难免会情绪波动,这时交感神经就会起作用,使瞳孔散大、心跳加快、冠状动脉扩张、血压上升等,所有的这一切变化都是人的主观意志无法控制的。例如当一名男子面对着心爱的女子时,他可以做到表面不露声色,但他的爱意会使得他内心不由自主地产生波澜,瞳孔也就随之扩散。   而副交感神经系统的作用则是保持身体在安静状态下的生理平衡,例如缩小瞳孔以减少刺激、心跳减慢以节省不必要的消耗等。“瞳孔的变化肉眼很难观察出,但现在已经研制出一些精密的仪器可以测量出来。例如在医学上也会用一种红外瞳孔记录仪来观察患者的瞳孔收缩变化,以判断眼睛有没发生病变。”杨晖说。   眼球向右转动多为说谎信号?   除了瞳孔的变化,眼球运动的轨迹也是眼球测谎仪判断是否说谎的一个指标。孩子说谎的时候因为心虚,所以脸庞发红,眼神闪烁,经常往下看。但大人说谎不仅不会脸红,甚至可以伪装出一副坦诚无比的样子。怎么能够判断他有没有在说谎呢?   中国NLP(神经语言程序学)学院认证的“NLP专业教练”邓隽元在接受记者采访时表示,在NLP的理论中,眼球转动的六个位置﹕右上﹑左上﹑右中﹑左中﹑右下﹑左下﹐每个位置都有不同的意义。在NLP中,右边代表将来,左边代表过去,上边代表视觉,中间代表听觉,下边代表感觉、理性思维,因此当眼睛转向左上方,表示在回想一些视觉上的记忆 眼睛转向左中方,表示在回想一些听觉上的记忆 眼睛转向左下方,表示在内心在进行一些理性思考,例如在思考 “3+3=?” 眼睛转向右上方,表示在思考未来 眼睛转向右中方,表示在想象一个声音,例如在想象询问某人问题时,对方会如何答复 眼睛转向右下方,表示正在体会一种身体上的感觉,例如体会着食指的感觉。   如果你想分辨出一个人是否说谎,可以问一些必须要回忆才能想起来的细节,比如“那天你去买衣服的路上碰到了哪些人?聊了些什么?”如果对方不经思考就看着你的眼睛马上回答,他可能在讲述已经编好的谎言 如果他的眼睛先向上、再向左转动,说明他可能在回忆真实的情况 如果眼睛先向上、后向右转动,说明他有可能正在编造谎言。   邓隽元说,这个眼球运动反应心理变化的理论适用于绝大部分人,但不是所有的人。如果这个人是一个左撇子,其左边和右边所代表的情况则正好相反。杨晖则指出,在两种情况下无法进行判断:一是如果被观察者得知会有人观察自己的眼睛时,他会刻意保持眼球不动,二是被观察者的眼球发生了疾病。   传统测谎仪:量化无形的心理变化   测谎原理   “测谎”并不是检测谎言本身,而是要检测一个人想隐瞒时的心理反应所引起的生理指标的变化。因此“测谎”可以说是一种“心理测试”,其基本假设就是被测者在说谎时,会出现一些生理反应,如心跳加快,血压升高等,以及一些行为上的变化。每个人都有自己的道德定位,面对这种道德冲突,人们会不由自主地产生一种矛盾心理,进而导致自主神经的活跃 条件反射,当罪犯被问及一些与犯罪行为相关的问题时,容易产生与犯罪过程中相同的情绪体验(如紧张、恐惧、兴奋)。   1921年美国加州伯克利市警察局的拉森组装了一台可记录血压、脉搏振幅与呼吸模式相关变化的便携仪器。约翰拉森从 1921年到1925年做了很多测谎测试。上世纪30年代,拉森的助手基勒研制了新型的基勒测谎仪,皮肤电阻作为第三通道增设到基勒测谎仪中。这是第一台能把呼吸、皮肤电阻和心脏反应都组合在一个比较单元的测谎仪,设计者申请了专利,在美国军方、警方推广应用。皮肤电阻是通过测量人手心发汗的程度了解人心理紧张状态的变化 呼吸波是反映人心理变化的重要生理指标之一,人紧张时,呼吸会下意识地发生一系列变化,如深呼吸、呼吸节律加快或变慢等 人在紧张时,心跳加快,使脉搏波的收缩压上升。   测谎过程   邓隽元告诉记者,通常在正式测谎之前,测谎员要以非审讯的方式与被测试人进行谈话,例如测谎员会问被测试人:“1加1是不是等于2?”当被测试人回答“是”的时候,有关仪器和人会记录下被测试人“说实话”时的种种心理特征和身体反应的信息 接着测试员再问:“1加1是不是等于4?”这次同样要求被测试人回答“是”,并同时记录下被测试人“说谎”时的种种心理特征和身体反应的信息。被测试人“说实话”和 “说谎话”时的种种细微反应被测试仪器记录下来后,汇集形成或者“知情”、或者“参与”的结论,接着才开始真正的测谎。   当测谎员提出问题后,发现被测试人回答时表现出的反应信息与之前“说谎”时的反应信息相似,则会将其答案视为“疑似说谎”,进而作进一步的调查问话。结束后,测谎员再进行全面分析,最终得出最后的判断。   撒谎的一些“微表情”:   1.单肩抖动——不自信 。   2.回答时生硬地重复问题——典型谎言 。   3.揉鼻子——掩饰真相(男人的鼻子里的海绵体在撒谎时容易痒) 。   4.话语重复 声音上扬——撒谎 。   5.惊讶表情超过一秒就是假惊讶 。   6.男人右肩微耸一下有可能是在说假话 。   7.当不能倒着将事情回忆一遍,那么事情肯定是编造的 。   8. 眼睛向左看是在回忆,向右看是在思考谎话。   链接:说谎时的生理变化   科研证明,人在说谎时生理上的确会发生变化,有一些肉眼可以观察到,如抓耳挠腮、腿脚抖动等一系列不自然动作 还有一些生理变化由于受植物神经系统支配而不易察觉,例如:   呼吸系统:呼吸速率和血容量异常,出现呼吸抑制和屏息   循环系统:脉搏加快,血压升高,面部、颈部皮肤苍白或发红   消化系统:胃收缩,消化液分泌异常,导致嘴、舌、唇干燥   皮肤:皮下汗腺分泌增加导致出汗,手指和手掌出汗尤其明显   眼睛:瞳孔放大   肌肉:肌肉紧张导致说话结巴。
  • 小科普:肺功能和肺泡表面活性物质
    存在于肺泡内液气界面的肺表面活性物质的生理意义有:防止肺水肿、维持大小肺泡的稳定性和降低吸气阻力。肺表面活性物质还有减弱表面张力对肺毛细血管中液体的吸引作用,防止液体渗入肺泡(肺水肿)。根据Laplace定律,P=2T/r(P是肺内的压力,T是肺泡表面张力,r是肺泡半径)。假设大、小肺泡的表面张力一样,那么肺泡内压力肺泡半径成反比,大的肺泡,压力小;小的肺泡,压力大。如果这些肺泡彼此连通,小肺泡塌陷,大肺泡膨胀,肺泡将失去稳定性。但实际并未发生这种情况,这因为肺泡存在着表面活性物质→降低肺泡表面张力→防止小肺泡的塌陷+防止大肺泡的膨胀破裂,保持大小肺泡的稳定性,有利于吸入气在肺内得到较为均匀的分布。此外,肺泡表面活性物质能降低表面张力,即促进肺扩张→降低吸气阻力。肺弹性阻力使肺具有回缩倾向,故成为肺扩张的弹性阻力,肺组织的弹性阻力仅约占肺总弹性阻力的1/3,而表面张力的约占2/3。因此,表面张力对肺的张缩有重要的作用。肺弹性阻力的来源:肺弹性阻力来自肺组织本身的弹性加回缩力和肺泡内侧的液体层同肺泡内气体之间的液-气界面的表面张力所产生的回缩力。肺充气时,在肺泡内衬液和肺泡气之间存在液-气界面,从而产生表面张力。球形液-气界面的表面张力方向是向中心的,倾向于使肺泡缩小,产生弹性阻力。肺泡表面活性物质由肺泡Ⅱ型细胞合成并释放,分子的一端是非极性疏水端,另一端是极性亲水端,是复杂的脂蛋白混合物,主要成分是二棕榈酰卵磷脂(DPPC)。DPPC分子垂直排列于液-气界面,单分子层分布在液-气界面上,并随肺泡的张缩而改变其密度。肺泡表面活性物质的密度越大,降低表面张力的作用越强。成年人患肺炎、肺血栓时,表面活性物质减少→表面张力↑→肺泡塌陷→肺不张。初生儿因缺乏表面活性物质,发生肺不张和肺泡内表面透明质膜形成,造成呼吸窘迫综合症,导致死亡。现在已可应用抽取羊水并检查其表面活性物质含量的方法,协助判断发生这种疾病的可能性,采取措施,加以预防。例如,如果含量缺乏,则可延长妊娠时间或用药物(糖皮质类固醇)促进其合成。
  • 登陆火星第一步:大气探测
    火星距离地球较近,是人类有望率先登陆的地外行星,因此一直是国际行星探测的重点目标,是除月球外人类探索最多的地外天体。火星大气数据测量能够建立和完善火星大气模型,而所有的火星航空器,例如气球、直升机、扑翼机和固定翼飞机等,必须参考火星大气测量数据进行开发和研制,才能确保其工作性能。这对未来开展火星探测研究、载人登陆和开发火星资源具有重要的意义。“天问一号着巡合影”  1.火星大气数据测量是火星探测的首要任务  在太阳系中,火星环境与地球最为相似,可能保存着太阳系生命起源和行星演化中,灾难性变化的最好记录,对研究地球起源与演化具有非常重要的比较意义,是探寻地外生命、探索生命起源与演化等重大科学问题最有价值的目标之一。火星距离地球较近,也是人类有望率先登陆的地外行星,因此一直是国际行星探测的重点目标,是除月球外人类探索最多的地外天体。  火星大气数据测量是火星探测的首要任务,对了解探测器来流参数、大气环境和探索火星尘暴具有重要的意义。这种测量可以获取火星大气静压、密度和风速等参数,建立和完善火星大气模型,为下一步火星表面常规航空飞行器,如气球、直升机、扑翼机和固定翼飞机等开展探测提供技术支撑。  这是因为,所有的火星航空器必须参考火星大气测量数据进行开发和研制才能确保其工作性能。因此,火星大气数据测量对未来探测火星、载人登陆和资源开发具有重要的意义。  “天问一号”是我国首次探测火星的飞行任务,在国际上首次通过一次飞行任务实现火星“环绕、着陆、巡视”的三步跨越,是我国航天事业发展又一具有里程碑意义的进展。  此次“天问一号”任务实现了中国火星探测零的突破,也是国内首次搭载火星进入大气数据测量系统(MEADS),获取了一手火星探测大气科学数据。这使国内行星科学大气探测研究取得显著进步,成功开启了中国行星大气探测的新征程。“天问一号”任务的实施,构建了中国独立自主的行星大气探测基础工程体系。  目前,利用“天问一号”火星探测器搭载的大气数据测量系统,我国已成功获取了沿探测器飞行弹道海拔60千米以下的大气静压、密度、风速、总压、马赫数、攻角和侧滑角等珍贵数据,完善和修正了现有的火星大气数据模型,成为继美国之后,世界第二个近距离测量火星大气的国家。  2.火星大气受环境影响非常多变  我国此次“天问一号”的火星进入大气数据系统,其测量结果与欧洲航天局提供的火星大气模型偏差较大,特别是在20千米高度以下,静压偏差达到120Pa,相对误差接近100%。  这种情况此前也曾出现过——美国“机智”号火星直升机,多次出现由于静压降低,在地面无法正常起飞的现象。可以推断,火星大气静压受到环境影响变化很大。这是对火星大气探测的新进展。  此前,世界其他国家也多次开展了火星探测,在火星大气探测方面,也取得了很多进展。科学家们已经发现,火星大气非常稀薄,密度只有地球的1%左右,表面大气压500Pa~700Pa。  火星大气的主要成分为二氧化碳和氮气等,而且经常有沙尘暴。火星大气层与地球大气层都有氮气、二氧化碳存在,这是火星与地球最大的相似之处。火星表面温度白天最高可达28℃,夜晚降低到-132℃,平均-57℃。虽然二氧化碳含量是地球的几倍,但因缺乏水汽,所以温室效应只有10℃,比地球的33℃低得多。火星大气的这些特征决定了深空探测器在火星进入阶段必须要经历比地球大气更稀薄、声速更低的大气环境,大气介质在飞行器高超声速进入中更易电离,电离后的高温气体将使探测器温度升高。  二氧化碳是火星大气的主要成分。冬天时,火星的极区进入永夜,低温使大气中多达25%的二氧化碳在极冠沉淀成干冰,到了夏季则再度升华至火星大气中。这个过程使得极区周围的气压与大气组成在一年之中变化很大。  和太阳系其他星球相比,火星大气有着较高比例的氩气。不像二氧化碳会沉淀,氩气的总含量是固定的,但因为大气中二氧化碳的浓度会在冬夏季发生变化,氩气在不同地点的相对含量也会随季节而改变。根据近期的卫星资料,南极区在秋季时氩气含量提高,到了春季则会降低。  火星大气变化很大。当夏季二氧化碳升华回大气时,留下微量的水汽。季节性、时速接近400公里的风吹过极区,带着大量的沙尘与水汽,其中水汽造就了霜与大片卷云。2008年,美国国家航空航天局“凤凰”号发现火星地下冰——当地大气中的水分在晚上时会消失,同时土壤的水分则会增加。  火星大气中含有十亿分之一级的微量甲烷,这由美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的团队于2003年首次发现。甲烷的存在十分吸引人,它是不稳定的气体,必有某种来源。据估计,火星每年产生约270吨的甲烷,但由小行星带来的只占0.8%。虽然地质活动也可提供,但火星近期缺乏火山活动,甲烷来自热液活动、热点等的可能性较低。微生物(如甲烷古菌)也可能是其来源之一,但尚未证实。火星甲烷的分布不是全球性的,这表示它在充分分布均匀之前就已被破坏,不过这也指出它是被不时释放至大气中的。目前火星探测计划希望寻找可能的伴随气体,借以推测其甲烷的来源。因为,在地球海洋中,生物产的甲烷常伴随着乙烯,而火山作用产生的甲烷则伴随着二氧化硫。  2005年,有研究发现橄榄石与水、二氧化碳于高温高压下蛇纹岩化后可产生甲烷,过程与生物无关。在地表下几公里深即可满足反应的温压条件,且要维持目前甲烷浓度几十亿年,所需的橄榄石量并不多,增加了甲烷无机来源的可能。不过,如果要证实,就得发现此反应的另一产物蛇纹岩。  欧洲航天局发现甲烷的分布不均匀,但却和水汽的分布相当一致。在上层大气这两种气体分布均匀,但在地表却集中在三处:阿拉伯地、埃律西昂平原和阿卡迪亚平原。有科学家认为这种一致性增加了生物来源的可能。如果要证明甲烷的分布与生物有关,探测船或登陆艇需要携带质谱仪,分析火星上碳12与碳14的比例(即放射性碳定年法),便可辨别出是生物还是非生物源。  2013年,根据“好奇”号得到的进一步测量数据,美国国家航空航天局科学家报告,并没有侦测到大气甲烷存在迹象,测量值为0.18±0.67ppbv,对应于1.3ppbv上限(95%置信限),因此总结甲烷微生物活性概率很低,可能火星不存在生命。但是,很多微生物不会排出任何甲烷,仍旧可能在火星发现这些不会排出任何甲烷的微生物。  3.火星航天器都携带大气探测传感器  火星是太阳系中与地球最相似的行星,是最有可能存在生命和实现人类移民的星球。早在人类开始利用地基望远镜观测深空的时候,对火星的观测就开始了。随着航天科技的发展,人类开始使用航天探测卫星对火星进行详细探测,使系统性火星研究得以开展。  2012年,美国国家航空航天局的火星科学实验室进入舱成功进入火星大气层,并在火星表面盖尔环形山位置安全着陆,实现了人类首次对火星大气数据的近距离测量研究,其上就携带了嵌入式大气数据传感系统,即火星进入大气数据系统。  目前,火星研究使用的卫星探测数据主要来自美国和欧洲航天局的火星轨道探测器。火星大气和气候的研究是火星航天探测的主要目标之一,迄今发射的每一个火星航天探测器都携带有大气探测传感器用来研究火星大气的状态,分析火星气候乃至研究火星大气远古时候的状态,进而分析火星大气和气候长期演变的原因。  由于火星大气非常稀薄,密度只有地球的百分之一左右,其大气的主要成分为二氧化碳和氮气等,而且经常有沙尘暴。这种恶劣的气候条件,对大气数据测量系统的软件和硬件设计产生很大影响。由于探测器在进入火星大气层的飞行弹道马赫数高达30,而到达近地面时马赫数接近2。飞行速域宽,出现马赫数无关性和化学非平衡反应效应等物理现象对火星大气数据测量算法建模造成很大困难。  在此次“天问一号”的火星大气测量任务中,我们的科研团队针对火星探测器进入飞行弹道的高马赫数、化学非平衡效应和低动压等特点,提出了大气数据测量方法,并利用自主研发的航天计算流体力学软件平台(CACFD)的化学非平衡模型/完全气体模型计算,获得火星探测器宽速域飞行流场的表面压力点数据,建立了基于神经网络的火星进入大气数据系统(MEADS)算法模型。  4.大气逸散和水汽变化是未来研究重点  火星大气初期探测阶段主要目的是了解火星大气和气候的属性信息,确定火星大气是否适合生命的存在。二十世纪九十年代后多个火星探测器相继升空,获取了连续的火星航天观测数据,这一阶段火星大气探测的主要目的除了初期的目的之外,理解火星大气和气候的分布和变化规律,研究其演变历程也是主要目的。两个阶段中水汽都作为主要探测目标之一。  火星就像一个低温、干燥的荒漠式地球,具有明显的季节变化和年际重复性,但南北半球具有不对称性。火星数十亿年前曾经拥有大气层和液态水,曾经适合生命繁衍。但如今的火星却是一个冰冷的不毛之地,曾经浓厚的大气层现在却变得十分稀薄。科学家推测,火星可能经历过重大变化。  火星大气现状研究能为了解火星发展历程提供基础信息,这对解答火星上是否有生命存在和人类能否移民火星等问题非常重要。此外,研究火星大气和气候的演变过程可以更好地理解地球大气与气候变化,有助于预见地球气候变化带来的灾难性影响。  火星的大气层从几十亿年前就已经开始流失,逐渐从一个湿润、温暖的宜居星球变成了寒冷干燥的沙漠。迄今为止,科学家们已经知道了火星磁层,但还没弄清磁层如何影响着火星大气层,以及太阳风到底输送了多少能量从而导致大气逸散,这也是未来开展研究的重要方向。  大气温度是对大气状态的最基本的描述,也是热红外波谱反演大气参数和隔离行星地表热发射的起点。火星大气中常年悬浮着气溶胶,以沙尘和冷凝物两种形式出现,气溶胶会影响大气热结构和影响大气成分的时空分布,水汽含量在火星大气中虽然很少,但水汽是变化最显著的大气成分,水汽循环是火星气候研究的关键因素。  因此火星大气研究最初多集中在大气温度、气溶胶和水汽的空间分布和时空变化以及三者之间存在的相互影响关系上。随着火星航天探测数据的增多,针对火星大气中的痕量气体(甲烷、水汽和臭氧等)成分的含量与分布研究开始增加。水汽是火星上变化最大的痕量气体,它的分布尤其是垂直分布,通过光化学反应和它产生的云的辐射效应影响其他大气过程。因而火星大气中的水汽是火星大气研究中最惹人注目的存在,而且水汽本身是变化剧烈的微量气体,对于火星气候循环有重要作用,也是火星上是否存在生命的佐证。  尽管对火星水汽的观测已经进行了数十年,但对于火星水汽循环机制仍然知之甚少,来源具体在哪儿、空间分布的形成原因、水汽与气溶胶的耦合等也需要科学家们开展更多研究。  (刘周、李国良、刘晓文、杨云军、周伟江为共同作者,作者单位为:中国航天空气动力技术研究院)
  • ​基于HOOKE单细胞分选平台的嗜冷电活性微生物的mini-metagenome分析研究
    2020年11月,哈尔滨工业大学城市水资源与环境国家重点实验室邢德峰教授团队应用辰英核心产品——拉曼单细胞分选仪HOOKE PRECI SCS-R300,在期刊《Science of the Total Environment》上发表文章“Mini-metagenome analysis of psychrophilic electroactive biofilms based on single cell sorting”。相关文章链接一、研究背景微生物群落的活性对生物电化学系统(BES)中的细胞外电子转移(EET)过程具有重要影响,而了解这些复杂的微生物代谢相互作用是一个巨大的挑战。温度是影响细菌活性和胞外电子转移效率的主要环境因素之一。嗜冷电活性细菌的代谢功能对于研究低温(4-15℃)下细胞外电子转移(EET)机制具有重要意义。本研究采用拉曼细胞分选耦合高通量测序技术,准确获得嗜冷细菌群落的基因信息。首次通过拉曼光谱聚类分析,精准识别出杆菌属目标类群,并通过mini-metagenome测序分析,获知生物膜群落中膜运输功能基因ftsEX的相对丰度较高,说明其对低温的适应有助于电活性细菌在低温下生存;基础代谢如柠檬酸循环和糖酵解途径为胞外电子转移过程提供电子,高丰度铁(iii)转运系统基因的鉴定表明它们存在于电子转移过程的主动代谢反应中,细胞色素c(coxA和cox1)可能参与胞外电子转移。本研究揭示了嗜冷地杆菌在低温下具有细胞色素c介导的有效EET。二、实验设计mini-metagenome具有单细胞分辨率、低复杂度和高通量等优点,非常适合环境样本。在本研究中,作者通过单细胞拉曼分选获得了嗜冷微生物Geobacter,通过MDA扩增获得mini-metagenome。通过结合SCS和宏基因组测序,进而对嗜冷EABs的代谢功能有了更深入的了解。三、结果与讨论1. 单细胞分选和分类鉴定嗜冷微生物燃料电池(MFC)的电压持续时间曲线如图1A所示,峰值电压达到0.419~0.448 V。对运行至300天的嗜冷MFC中的微生物群落进行了基于16S rRNA基因的扩增子高通量测序,分析了嗜冷阳极生物膜的细菌群落结构。分析表明,大多数优势种群属于地杆菌属 Geobacter(相对丰度为68.29%)(图1B)。Fig.1 嗜冷MFC的电压持续时间曲线(A)和原始生物膜的群落结构(B)。结合拉曼光谱对35个具有短杆状形态的细菌细胞进行了检测,并通过依照其拉曼图谱进行的聚类分析将它们分为3个聚类组别(图2A和B)。单细胞拉曼分选后,目标菌从分选芯片上调入接收器中,其他菌保持不变(图2C和D)。Fig.2 基于拉曼光谱的嗜冷微生物单细胞聚类分析。不同簇的拉曼光谱(A)和聚类分析图(B),分选前(C)和分选后(D)。分离菌成功获得基因组DNA,并通过16S rRNA基因扩增验证(图3)。Fig.3 分选细胞的基因组扩增(A)和PCR验证(B)。通过16S rRNA基因测序确定了mini-metagenome(聚类组别)的群落组成。从三个拉曼聚类组别样本中获得了超过100,000个高质量的16S rRNA基因有效reads。 Chao1以及Shannon和Simpson多样性指数表明,Cluster2的丰富度和物种均匀度比其他簇最低(Table 1)。Table 1. 16S rRNA基因测序分析不同类群的群落多样性在纲水平上确定的主要菌群是Cluster1中的Alphaproteobacteria(94.41%)和Cluster2中的Deltaproteobacteria(99.97%),而在Cluster3中,GammaProteobacteria(53.16%)和Deltaproteobacteria(46.56%)占主导地位(图4A)。此外,在属水平上,不同簇之间的微生物群落组成存在实质性差异(图4B和C)。在Cluster1和Cluster2中,主要属为Sphingomonae(94.41%)和Geobacter(99.97%),而在Cluster3中,Geobacter(46.56%)和Polaromonas(44.25%)是两种主导菌属。在Cluster1和Cluster3中,本研究感兴趣的Geobacter的相对丰度分别为5.43%和46.56%。这些结果表明,Cluster2是目标细菌的准确选择,因为Geobacter的相对丰度为99.97%。随后,对Cluster2进行了宏基因组测序,以生成微型宏基因组,以研究嗜冷细菌的潜在代谢活性。Fig.4 (A)和(B)不同簇的微生物群落结构,基于OTU(C)的PCA和基于微型宏基因组(D)中代表性回收细菌的基于16S rRNA基因的系统树。2. 嗜冷微生物的mini-metagenome分析基于16S rRNA基因的系统发育研究表明,基于单细胞分选回收得到的mini-metagenome与Geobacter thiogenes 和 Geobacter lovleyi的基因组相似(图4D)。 与KEGG数据库匹配的mini-metagenome序列显示了嗜冷细菌的代谢网络和功能的概述。这表明,膜运输(membrane transport)功能在mini-metagenome中占主导地位(图5A)。Fig.5 mini-metagenome中KEGG注释基因的数量(A)和特定基因的相对丰度(B)。此外,有大量的基因参与细胞运动(cell motility)、信号转导(signal transduction)、转运(translation)和碳水化合物代谢(carbohydrate metabolism),也有很多占比的未知功能基因。为了进一步表征嗜冷EAB的潜在代谢途径,列举了一些重要代谢途径(翻译、膜运输、电子转移和能量代谢物)的功能基因(图5B)。其中,与膜转运相关的基因afuAB和ftsEX的丰度相对较高(12%)。其他相对丰度较高的基因序列包括核糖体蛋白编码基因rpsDEKM(0.33%)和rplFTOQR(2.10%),编码cox1的细胞色素c氧化酶亚基1(1.36%),柠檬酸循环(TCA循环)或与糖酵解相关的korABD (0.51%) icd(0.50%)和pckA(1.31%)。此外,鞭毛蛋白(fliEOZ)、电子转移黄蛋白β亚基(fixA)和细胞色素c氧化酶亚基I (coxA)相关基因的相对丰度也较低。四、结论采用单细胞分选、层次聚类分析和群落结构高通量测序、宏基因组测序相结合的方法,深入研究了嗜冷EAB的代谢功能。成功地表征了地杆菌属Geobacter的生理信息和胞外电子传递的潜在代谢途径,并实现了准确的分离。mini-metagenome表现出嗜冷MFC群落结构对低温的适应和对电位电子转移过程的主动代谢反应。细胞色素c等关键基因在低温嗜冷EAB的EET中起重要作用。文章中提到的相关仪器:辰英科仪自主研制的单细胞分选仪PRECI SCS具有独特的可视化分选功能,所见即所得,精准实现目标细胞的逐一分离。采用独特的激光与物质相互作用原理,对于复杂生物样本中形态各异的细胞,可实现非标记状态下的精准分离。对于百纳米级的单个微生物细胞也同样适用。单细胞分选仪HOOKE PRECI SCSPRECI SCS具有可视化、精准、广泛适用等特点。分选过程不依赖标记,可与形态、拉曼、荧光等多种识别方式结合,多种机型可选,满足不同应用需求。搭载潜心研制的HOOKE IntP智能软件,实现单细胞图像智能识别、一键自动分选、全自动细胞获取等。设备操作流程简易,为单细胞测序、未培养微生物开发、工程细胞筛选、细胞图谱绘制等研究提供完美解决方案,助力前沿科学研究。拉曼单细胞分选仪HOOKE PRECI SCS-R300PRECI SCS具有可视化、精准、广泛适用等特点。分选过程不依赖标记,可与形态、拉曼、荧光等多种识别方式结合,多种机型可选,满足不同应用需求。搭载潜心研制的HOOKE IntP智能软件,实现单细胞图像智能识别、一键自动分选、全自动细胞获取等。设备操作流程简易,为单细胞测序、未培养微生物开发、工程细胞筛选、细胞图谱绘制等研究提供完美解决方案,助力前沿科学研究。
  • 北京工商大学孙宝国院士团队:综合多种方法探究芝麻香型白酒中二甲基三硫与香气活性化合物间的相互作用
    2023年1月,北京工商大学孙宝国院士团队在国际食品Top期刊Food Chemistry(Q1,IF: 8.8)发表题为“Investigation on the interaction between 1,3-dimethyltrisulfide and aroma-active compounds in sesame-flavor baijiu by Feller Additive Model, Odor Activity Value and Partition Coefficient”的研究性论文。北京工商大学硕士研究生杨世琪为第一作者,通讯作者为北京工商大学中国轻工业酿酒分子工程重点实验室副研究员李贺贺。芝麻香型白酒作为十二大香型之一,以其独特风味受到消费者的喜爱。但迄今为止芝麻香型白酒特征风味物质尚不明确,越来越多的研究推测芝麻香型白酒特征风味的形成源自于香气活性化合物间的相互作用。本研究以芝麻香型白酒中关键风味物质为研究对象,综合利用S型曲线法、OAV法、分配系数法等探究了芝麻香型白酒中二甲基三硫与酯类、醇类、酸类、醛类间的相互作用类型及规律。结果表明,物质的结构和特征香气是影响相互作用结果的重要原因之一,并且在52%乙醇-水溶液中,二甲基三硫与己酸乙酯、癸酸乙酯、糠醇香气的释放呈促进作用。分配系数法证明了二甲基三硫的添加会导致酯类化合物的峰面积和分配系数的变化,而化合物挥发性的变化是相互作用影响香气感知的原因之一,并且在较高相比下,碳链较长的乙酯类化合物的挥发性更易受到促进。此外,初步提出了相互作用预测模型为 y = 2.0112 ln(x) + 0.1461,预测模型表明当酯类化合物的嗅觉阈低于33.80 μg/L时更易于二甲基三硫发生正向作用。本研究为风味物质间相互作用规律和影响因素的探究提供了新思路,有助于相互作用机制的揭秘,同时也为芝麻香型白酒特征风味物质的揭示以及国标的建立奠定了基础。研究亮点首次探究了芝麻香型白酒中关键风味物质间的相互作用。证明了结构和相比会影响二甲基三硫添加后酯类化合物挥发性的变化。首次建立了相互作用预测模型,实现了二元混合物间相互作用的快速判定。研究结论通过S型曲线法和OAV法明确了二甲基三硫与18种关键香气活性化合物间的相互作用类型,证明了二甲基三硫可以促进某些呈水果香气和烤香物质的挥发,如己酸乙酯、糠醇等。分配系数法结合OAV法和S型曲线法进一步证明了物质挥发性的变化是相互作用影响人体嗅觉感知的重要原因之一,并且在较高相比下,碳链较长的乙酯类化合物的挥发性更易受到促进。如分配系数法证明二甲基三硫添加后己酸乙酯的峰面积与分配系数增大,同时S型曲线法与OAV法表明两者为加成作用;且随着体系相比的增加,己酸乙酯峰面积的增大程度逐渐加强。根据相互作用结果建立了二甲基三硫与酯类化合物间相互作用预测模型,实现了二元混合物间相互作用类型的快速判断。预测模型表明33.80 μg/L的酯类化合物嗅觉阈值浓度是二甲基三硫与酯类化合物之间相互作用类型变化的临界值。原文链接https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2023.135451
  • 超高效液相色谱/电喷雾串联质谱(UPLC/MS/MS)分析16种磺酰脲除草剂
    超高效液相色谱/电喷雾串联质谱(UPLC/MS/MS)分析16种磺酰脲除草剂 蔡麒、黄静、Yap Swee Lee 沃特世科技(上海)有限公司 介绍 磺酰脲类除草剂品种的开发始于70年代末期。1978年Levitt 等报道,氯磺隆(chlorsulfuron)以极低用量进行苗前土壤处理或苗后茎叶处理,可有效地防治麦类与亚麻田大多数杂草。紧接着开发出甲磺隆,随后又开发出甲嘧磺隆、氯嘧磺隆、苯磺隆、阔叶散、苄嘧磺隆等一系列品种。磺酰脲类除草剂由芳香基、磺酰脲桥和杂环三部分组成,在每一组分上取代基的微小变化都会导致生物活性和选择性的极大变化。 磺酰脲类除草剂的活性极高,属于超高效除草剂。这类除草剂用量很低,其用药量由传统除草剂的公斤级降为以克为单位。此类除草剂发展极快,已在各种作物地使用,有些已成为一些作物田的当家除草剂品种。而且,新的品种还在不断地商品化。 随着除草剂的大量应用和新品种的不断开发,带来了相应的环保问题。主要表现为除草剂的毒性问题、残留问题、生态问题、环境污染等问题。由于磺酰脲类农药的高效性,微量即可产生良好除草效果,但若使用不当就会对环境和其他作物产生危害。有些磺酰脲类除草剂的品种,如氯嘧磺隆、绿磺隆、甲磺隆、胺苯磺隆等在土壤中主要通过酸催化的水解作用及微生物降解而消失,土壤的温度、pH值、湿度、有机质含量对水解作用及微生物降解均有很大影响。 本文介绍了使用沃特世公司超高效液相色谱(UPLC® )和串联质谱(MS/MS)分析16中磺酰脲除草剂的分析方法。 2004年沃特世(Waters® )推出的ACQUITY UPLC® ,使用了具有1.7&mu m 颗粒粒径固定相的色谱柱,可以在高压下使用(最大压力 15,000 psi)。高压与极细颗粒的结合提供了快速、高分离度的分离,提高了灵敏度,减少了基质干扰。 2008年沃特世推出的Xevo TQ MS是新一代的串联四极杆质谱,改进了离子源的设计,改善了离子化效率,提高了灵敏度。Xevo TQ MS由于采用了专利的Scanwave技术和MS、MS/MS快速切换技术,大大改善了传统四极杆在进行MS Scan和Daughter Scan灵敏度低的问题,并且增加了实验选择性。 使用UPLC/Xevo TQ MS分析16种磺酰脲除草剂方法仅需要6分钟,而常规HPLC分析时间需要超过40多分钟的,因此UPLC更快的运行速度不仅提高了仪器的高通量,也减少了方法的开发时间。 超高效液相色谱ACQUITY UPLC 以及新一代串联四极杆质谱仪Xevo TQ MS 实验部分 色谱条件 系统: ACQUITY UPLC 超高效液相色谱系统 色谱柱: ACQUITY UPLC BEH C18,1.7um, 2.1x50mm P/N: 186002577 流动相A: 10mM AcNH4&bull H2O (含0.1%甲酸) 流动相B: 乙腈(含0.1%甲酸) 流速: 0.5mL/min 柱温: 35 ˚ C 进样体积: 5 µ L 分析总周期: 6 min UPLC梯度 质谱条件 MS系统: Xevo TQ MS 串联四极杆质谱仪 离子化模式: ESI+ 毛细管电压: 1.0Kv 源温度: 150 ˚ C 雾化气温度: 450 ˚ C 雾化气流速: 800L/h 锥孔气流速: 50L/h 碰撞气流速: 0.18ml/min 多反应监测条件如表1所示 表1:ES+模式下16种磺酰脲除草剂MRM离子对参数 结果和讨论 图1给出了16种磺酰脲除草剂在UPLC中的分离色谱图。6分钟可以完成16种磺酰脲除草剂的分析,与普通 HPLC 40min-50min 的分析时间相比,缩短了将近7倍,大大增加了实验室样品的通量,同时节约了试剂成本和人力成本。分析时间大大缩短的同时,仍然保留了高效的分离能力。从TIC色谱图上可以得到14种基线分离的色谱峰,另外两种由于极性相似度非常高,没有基线分离,但是通过质谱MRM通道可以完全分开,因此本方法在寻求快速分析的同时,兼顾了色谱分离的要求,降低基质影响的效果。 图1:16种磺酰脲除草剂TIC图 图2,图3给出了具有代表性的卞嘧磺隆(Bensulfuron)和环氧嘧磺隆(Oxasulfuron)在浓度范围1-200ng/mL的标准曲线,本标准曲线是用溶剂空白以及相应浓度标准检测绘制的。图 2. 卞嘧磺隆(Bensulfuron)标准曲线 表 3. 环氧嘧磺隆(Oxasulfuron)标准曲线 表2给出的是16种磺酰脲除草剂1ppb的信噪比(Peak to Peak)和 1,5,10,50,200ng/ml的线性相关系数。 表2. 磺酰脲除草剂的1ppb信噪比和线性相关系数 图4给出的是最低检测限浓度(0.01ng/ml)附近的化合物谱图。从分析结果来看,仪器的标准检测限除苯磺隆外基本可以达到0.01ng/mL甚至更低。 图4. 16种磺酰脲除草剂0.01mg/mL谱图 结论 ACQUITY UPLC系统提高了磺酰脲除草剂分析的选择性和灵敏度,同时运行时间显著缩短。现在科学工作者们已经跨越了传统HPLC限制的障碍,可以使用UPLC将分离化学延伸和扩展到更多应用中。
  • 表面活性剂:从分子到纳米粒子
    p   韩国科学技术信息通信部发布消息称,韩国先进软性物质研究团组利用纳米粒子研制出表面活性剂。该研究结果刊登在国际学术杂志《自然》上。 /p p   表面活性剂是广泛用于肥皂、洗涤剂、洗发水等生活用品的化学物质。在一个分子中存在易粘附于水和易粘附于油两个部分,使用表面活性剂可将水、油分离,呈现水滴形态。因此,利用表面活性剂传送特定物质(药物等)可作为新一代医学材料,特别是作为调节液体水滴的技术可广泛应用于制药、疾病诊断、新药开发等领域。 /p p   现有调节液体水滴的技术多采用“分子表面活性剂”,是使表面活性剂包裹的液体水滴受到外部刺激的分子结构设计方式,但想实现两种以上刺激反应难度较大。此次研究组利用纳米粒子具有杀死细菌以及运送酵素等多种功能的特点,研制出可在多种刺激下控制液体水滴的“纳米粒子表面活性剂”,比现有分子表面活性剂具有更多样的功能。通过纳米表面活性剂可对电、光、磁场全部反应,磁场和光可以调节液体水滴的位置以及移动、旋转速度,并可以与电场结合。例如,使用操纵液体水滴移动或组合的工具可将活体细胞植入液体水滴里培养或将利用液体水滴还原细胞内的酵素反应等需要特殊环境的制药、生物医学领域。 /p p br/ /p
  • "凤凰"号火星探测新发现:火星土壤可能有害
    东方网8月6日消息:“凤凰”号火星探测器在火星上发现水和冰的消息令人惊喜,但目前它又传来不好的消息:在火星土壤样本中发现了一种对生命有害的物质。   据美国媒体8月5日报道,亚利桑那大学的首席科学家彼得史密斯4日发表声明指出:第一次实验结果显示火星土壤与地球类似,但是经过进一步的检验发现了火星土壤成分中与地球土壤不同的方面。“凤凰”号将火星土壤样本和地球水放在烧杯中搅拌,并通过24个烧杯内置传感器检测土壤的pH值,寻找各种矿物质的痕迹。第一次检测结果显示火星土壤呈弱碱性,含有生命必需的镁、钠和氯化钾等成分,但第二次检验就发现了高活性的高氯酸盐。   高氯酸盐是一种有毒化学物质,是火箭固体燃料的主要成分,烟花爆竹和其他爆炸物中也有它。目前,还不清楚火星上高氯酸盐的成因和含量。美国宇航局正在调查高氯酸盐是否是由凤凰 ”号着陆前的外来污染所致。“凤凰”号的动力系统燃料是联氨,而非高氯酸盐。   这次发现需要进一步证实,因为“凤凰”号的另一个仪器8月3日在对土壤样本进行烘烤试验时并没有发现高氯酸盐的踪影。   不过,美国布朗大学地质学家约翰马斯特德认为,在得到所有数据前,断言火星土壤能够支持生命存在还为时尚早。   “凤凰”号于今年5月25日登陆红色火星,已经成功地证实了火星北极冰的存在,现在它的主要任务是分析火星环境是否能够支持原始生命形成,美国宇航局已经将“凤凰”号3个月的任务延长了5周。
  • 应化所利用荧光单分子技术揭示纳米粒子催化活性位点变化
    金三角催化活性位动态变化过程及催化反应前后形貌变化  在能源催化领域,对纳米粒子活性位分布及动态变化的认识是设计催化材料和提高能源催化效率的关键。  近日,中国科学院先进化学电源实验室徐维林课题组及美国A. Paul Alivisatos课题组利用动态光学超分辨成像技术,对纳米粒子不同位点催化过程中的荧光信号的进行跟踪,获取了Sb修饰的TiO2纳米棒及金三角不同位点的活性信息及随时间依赖关系(PNAS 2015 , doi:10.1073/pnas. 1502005112)。  该课题组对Sb修饰的二氧化钛纳米棒及金三角催化过程中的活性位跟踪,发现纳米粒子缺陷处具有更高的催化活性,但是其稳定性较差,如端点及角的位置活性位具有低活长效性的特点,而在中间部位活性位具有高活稳定性的特点。尤其是有一些活性位呈现出“自愈”现象,即催化位点失活后由于吸附物种的脱附重新体现出催化活性,这一发现对于指导催化剂合成具有重要意义。  该工作获得973 项目、自然科学基金、“青年千人计划”及美国能源部支持。  (能源催化过程课题组)
  • 黄鸣“骗补论”背后:皇明与日出东方老大之争
    1988年,黄鸣制造出中国第一台太阳能热水器,2000年皇明太阳能股份有限公司(下称皇明太阳能)成为太阳能光热行业的第一品牌及市场占有率第一 2008年,日出东方(603366.SH)超越皇明,在国内太阳能热水器市场中占有率第一,并一直保持至今。   2012年10月,围绕着在国家节能产品惠民工程是否存在“骗补”一事,皇明、日出东方10年之内的两任老大开始唇枪舌剑、各持一词。   “整个行业已经烂得不像话了。”皇明太阳能董事长黄鸣更像是以一个行业“卫道者”的形象出现,他从8月起炮轰行业拥有太多的潜规则,认为需要像从事的行业那样,在阳光下将其晒除,捍卫消费者的利益。   在这场论战中,行业协会和未被点名的检测机构都选择了沉默。有太阳能热水器行业人士认为,黄鸣这是为了转移舆论视线,撇清与“黄胜案”的关系 也有业内人士称,这是两位老大的市场之争,错过“家电下乡”盛宴的皇明太阳能需要在节能惠民工程中重占鳌头。   于2008年12月31日启动的“家电下乡工程”,成为中国太阳能热水器行业爆发的助推器。2009年,行业总产值突破500亿元大关,从业企业超过5000家,较之2002年700多家、80亿元的产值已有超过600%的成长。   但太阳能光热水器企业力诺瑞特一位高管更愿意相信,目前光热行业的小作坊云集、劣币驱良币等现象需要黄鸣这样的人做清道夫,“他在揭露行业问题的同时,也树立起皇明的品牌形象,以获得更多市场份额”。   一切又回到市场争夺起点。新一轮节能家电补贴政策中,太阳能热水器补贴金额占15%以上,达到40亿元。   “骗补”案背后   简单,利用集热管进行光热转化,再通过保温层对水进行保温即可。”   在多重因素叠加的作用下,太阳能企业数量增长态势惊人,以浙江嘉兴为例,该地区仅在2009年第一季度就新增光热企业300多家,集热管生产线在原来325条的基础上扩产近100条。   未能抓住家电下乡机遇的皇明,其在财报上有所体现。数据显示,皇明集团旗下拟上市公司皇明控股合并报表的净利润显示,2008年至2011年9月,皇明的净利润从1.97亿元、1.09亿元、0.75亿元,一直滑落到0.28亿元。   前述力诺高管同时表示,目前光热行业的增速已经下降,2011年以来,山东、江苏、浙江、河南等传统热水器零售市场开始饱和,并出现不同程度的停滞和下滑,“入围节能补贴则意味着品牌能被市场认可,从而获得国家补贴,这对目前陷于价格战和成本上涨的光热企业而言都是利好”。   中怡康的数据显示,上半年热水器市场延续了2011年下半年以来的低迷,太阳能热水器市场的下降尤为明显,零售量和零售额的降幅分别达到36.19%和35.22%。   中国太阳能热利用产业协会秘书长霍志臣表示:“如果按每台补贴400元计算,40亿元可补贴1000万台太阳能热水器,这将给行业的发展带来很大空间。”   根据黄鸣的质疑,从今年6月1日第一批节能惠民工程政策下发,到各企业提交申报材料,前后只有4天时间,江苏质检院一下出具300多份检测报告,其中,为日出东方出具100份检测报告,这在数天内不可能做到。   记者注意到,第一批中标名单中,日出东方中标160个产品,而皇明仅中标2个 但8月30日第二批名单中,皇明中标45个产品,日出东方中标13个产品。   日出东方董秘刘伟称,2011年10月1日,强制性国标正式发布后,公司即着手准备对外送检工作,“那些捏造谎言的人,其背后的目的谁心里都明白”。   事实上,此前的“家电下乡”对于光热太阳能行业的助推显而易见。1998-2008年,中国太阳能热水器行业的年均复合增长率为24.37% 2009年,受益于家电下乡政策实施,太阳能热水器行业增长率提升到35.5%,并涌现出太阳雨、桑乐等品牌。   “皇明产品定位偏高,所以家电下乡的机遇没有抓住。”日出东方旗下品牌四季沐歌的营销副总朱传军告诉记者,农村市场目前占据四季沐歌销售比例的70%,“桑乐、力诺等企业都是如此”。   朱传军同时表示,太阳能热水器是个劳动密集型产业,“工作原理较为   老大之争   2012年2月,日出东方登陆A股,成为太阳能光热行业第一股,旗下拥有“太阳雨”、“四季沐歌”两个品牌。   与之相比,作为太阳能行业的开荒者,皇明太阳能四年来分别于2008年、2010年、2012年四次冲击IPO,却均无果而终。   “皇明如果再不抓住节能惠民工程的机会,那么未来不仅难以再次成功IPO,甚至在太阳能热水器一线市场军团中愈加落后。”日信证券一位分析师表示,皇明太阳能目前在太阳能热水器市场的占有率仅次于日出东方,但追随者增速更快。   与皇明一样,江苏辉煌太阳能股份有限公司和桑夏太阳能股份有限公司都未能成功IPO,但目前清华阳光、北太所、元升、光芒等光热企业均有上市计划。   华泰证券的数据显示,“太阳雨”品牌目前市场占有率排在第一位,市占率约4.5%,“四季沐歌”品牌市占率不到4%。   “我们公司虽然市场占有率第一,但比例也没有超过10%。”朱传军承认,杂牌企业依靠价格优势仍占据很大的市场。   根据中国太阳能热利用产业联盟提供的报告,目前全国太阳能热水器企业共有3000余家企业。在这些企业中,产值过亿元的企业有30多家,产值过10亿元的企业只有4家。   9月1日起,太阳能热水器行业首部国家强制性标准《家用太阳能热水系统能效限定值及能效等级》正式实施,行业进入新的洗牌阶段。   上述力诺高管认为,国家强制性标准和节能惠民工程两大门槛,将加速太阳能热水器的洗牌进程,“过去一年来全国消失的太阳能热水器品牌达1000多个,市场让出来了,大家都需要把握机会”。   记者获悉,对于“骗补”案,黄鸣称已向全国人大常委会、江苏省质量技术监督局、国家质量监督检验检疫总局、工信部、发改委、财政部等相关单位投书检举。截至23日,国家质检总局要求皇明太阳能单独上报质疑材料。
  • “单细胞内活性小分子物种检测荧光分析仪”项目过验
    p   近日,国家自然科学基金委员会化学科学部在北京召开了2017年度“科学仪器基础研究专款”项目结题验收会。唐波教授作为山东师范大学获批的首个科学仪器基础研究专款项目“适用于单细胞内活性小分子物种检测的荧光分析仪”的负责人参加会议,并进行结题汇报。 /p p   该项目在以活性小分子为重点对象的新型荧光探针研究的基础上,以设计的多功能微流控、单细胞分析芯片、双激光诱导荧光三色检测以及信号采集与系统控制等关键技术为单元模块,研制出了适用于单细胞内活性小分子物种检测的荧光分析仪 建立了单细胞内浓度差别大的多种重要小分子(活性氧、活性氮、巯基化合物、金属离子等)的同时定量检测新方法,获取了单细胞内这些活性小分子的含量、水平变化与细胞分子事件的相关性信息。 /p p   项目研制的仪器,解决了目前商品化荧光光谱仪不适应单细胞、激光共聚焦与流式细胞仪难以准确定量单细胞内活性小分子的不足,为单细胞分析、小分子检测等领域提供了一种重要的科学仪器。项目建立的分析方法,突破了难以同时获取单细胞内多种重要小分子定量信息的瓶颈,将在单细胞水平上为活性小分子相关的生理病理机制研究提供一种全新的分析方法。项目执行期间发表SCI论文74篇,总引用1676次 申请发明专利14件,授权5件 研究成果获得省部级奖励2项,并在人才培养方面取得了显着成效。 /p p   验收专家组听取了项目负责人的汇报,审阅了相关资料,观看了研制仪器核心部件及仪器正常工作状态的录像,经质询、评议,认为该项目研究工作全面完成了研究计划,取得了突出进展,以综合评价优秀的优异成绩通过验收。 /p p br/ /p
  • 乐枫推出预过滤增强型活性炭-RephiAC啦!!!
    p    span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 背景 /strong /span /p p   使用过实验室纯水系统的人都了解,预过滤系统中都常配活性炭。作为一种环境友好型吸附剂,活性炭安全易得,具有比表面大,吸附容量大,吸附能力强等诸多优点。在预过滤中,主要担任去除进水中余氯、臭氧等强氧化物的角色。 /p p   自来水中残留的氧化物质,会氧化实验室纯水设备的纯化元件,对设备的正常运行造成危害。通常,纯水系统中的RO膜,EDI模块都要求在去除氧化剂的条件下使用,这些氧化剂物质会导致: /p p   RO膜、EDI模块等元件故障率上升,寿命缩短。不但影响用户的使用,还会产生额外的运行和售后成本。 /p p   所以,在纯水系统中,进水必须在预处理阶段除掉余氯等氧化物质,而活性炭就是担当这一重任的关键性预过滤材料。虽然是个小环节,却至关重要。 /p p    span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 原理 /strong /span /p p   活性炭去除氧化物被认为是吸附作用和化学反应共同作用的结果。活性炭与水中剩余氧化物接触的初期,主要以吸附作用为主 达到吸附平衡后,化学反应开始起作用,氧化物含量还会继续下降,接触时间越长,反应就会越充分,活性炭去除余氯、臭氧的效果就越好。另外,去除效果还与活性炭的物理及化学性质有关,活性炭的比表面积和空隙构造会直接影响吸附能力。比表面积越大、炭孔径与余氯、臭氧分子大小愈接近的活性炭,去除效率也会更高 /p p    span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 乐枫RephiAC的优势 /strong /span /p p   乐枫最新推出了增强型活性炭RephiAC,与目前市场上通用的活性炭材料相比,其去除余氯、臭氧等氧化剂的能力可高达10倍,能高效地去除进水中剩余氧化物质。 /p p   通过一个小实验可以了解到RephiAC的不一般的吸附性能: /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/73b65b7b-4f86-472b-a6f9-742f5e474682.jpg" title=" 1.jpg" style=" width: 593px height: 635px " width=" 593" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 635" border=" 0" / /p p   RephiAC pk 普通活性炭 /p p   可以观察到,等量RephiAC和普通活性炭加入相同体积的水后,装有普通活性炭的烧杯中,表面尚有不少残留水分,表示活性炭已完全耗尽,而装有RephiAC的烧杯中,水分毫无踪影,说明已经被牢牢吸附住了。 /p p   乐枫将RephiAC用在其预过滤系统中,可真正为纯水系统中的RO膜,EDI模块或其他纯化元件建立起一道安全可靠的保护屏障,并达到延长实验室纯水系统中RO膜,EDI模块的使用寿命,加强他们使用稳定性的目的。 /p p   换用新的增强型活性炭RephiAC,看似改变的是预处理中的一个细节,却让: /p p   系统故障率下降了, /p p   维护维修简单了, /p p   不必要的维修费用减少了, /p p   用户可以更合理,更科学地管理系统运行成本。 /p p    span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 上海乐枫生物科技有限公司 /strong /span /p p   上海乐枫专业从事高端水纯化和实验室分离纯化产品的研发、设计和制造,致力于,为生命科学和生物技术提供精锐品质、高附加值的创新产品。乐枫产品线包括实验室纯水系统、密理博纯水兼容耗材和实验室分离纯化产品。成立十年,乐枫创立出了自己的品牌RephiLe(瑞枫),拥有30多项专利和多个软件著作权。产品销往全球近90个国家和地区。 /p
  • 中国技术经济学会批准发布《生物活性肽的鉴别和细胞活性测定》团体标准
    各相关单位:根据《中国技术经济学会团体标准管理办法》的有关规定,中国技术经济学会批准《生物活性肽的鉴别和细胞活性测定》团体标准。现予以发布,详细信息见下表:序号标准编号标准名称实施日期1T/CSTE 0379-2023生物活性肽的鉴别和细胞活性测定2023-09-01 中国技术经济学会2023年8月15日2023(53号文)关于批准发布《生物活性肽的鉴别和细胞活性测定》团体标准的公告.pdf
  • 奔赴火星的承诺:火星车设计制造中的测量工程
    奔赴火星的计量承诺   在起飞后8个月多一点,好奇号火星车在8月6日凌晨降落在那片红色的土地。采用精密的着陆技术,利用空中起重机将好奇号降落在盖尔陨坑内部的山脚下。历经近两年的时间或者称为一个火星年 — 在着陆后的主要任务是研究火星是否适合微生物生存,包括适合生存的化学成分。   在好奇号火星车翱翔太空之前,为了完成这个6个轮子、18,000磅重、小型汽车大小的好奇号火星车的制造,我们进行了大量辛苦的工作。   制造之初 好奇号火星车   对于喷射推进实验室(JPL, Pasadena, CA)来说,压力可以说是巨大的,在这里,科学家、工程师以及技术人员夜以继日的工作,为火星科学研究实验室(MSL)进行火星车巡航阶段以及下降阶段设备的设计、制造与测试。   Gerald Clark,JPL的高级质量工程师与品质保证检测服务的负责人说,MSL项目是一个银河级的原型系统,产品开发阶段涉及了数以万计的零部件。在大多数情况下,团队需要为该项目的每一个零部件制造三个及以下的部件。   第一批零部件用于各种破坏与非破坏性试验。第二批用于火星任务。一个完全一样的火星车将建造于模拟火星环境实验室,用来演练飞跃数百万英里到达火星的动作。   NASA火星实验室的成员在5月将测试火星车带到了位于加利福尼亚莫哈韦沙漠的杜蒙特沙丘。测试火星车经历了各种沙质的斜坡。   除了管理一个10人的团队、开展各种检测工作,Clark的工作还包括了评估与采购用于完成超过10,000种零件、组件、装配件验证的测量设备。   尽管MSL项目中硬件的建造方法被称为“并行工程”,对Clark和他的团队来说,这意味着“所有的事情同时发生”。   Clark过去工作于传统的军工/航天制造环境下,在那里设计、计划与制造是严格组织的。“最初,我想我们的工程师和制造人员是一帮牛仔,” Clark说。“看起来他们缺乏严格的管理。但是,退一步了解这个运行时间短、一次性制造许多零部件的环境,就会发现相对之前许多的任务,实验室是多么的成功,我觉得我是一个需要适应的人。”   整合是关键 好奇号火星车正在制造中   Clark觉得他那支精干的团队要适应令人发狂工作节奏、完成海量同时制造的零部件验证工作,关键所在是质量团队要成为专家 — 不仅是测量设备和软件应用,还需要帮助设计与制造人员实现特殊零部件的开发,并制造出符合要求的成品,绝对不存在失败的可能性。事实上,一些测量机(CMMs)和其他一些设备缺乏统一的接口,在Clark的建议下,被搬离制造现场。   今天,JPL拥有来自海克斯康计量各种尺寸的测量机,还包括配备触发测头的ROMER关节臂以及Leica激光跟踪仪,均配备来自海克斯康计量统一的PC-DMIS企业计量解决方案(EMS)软件。另外,JPL超过200个合约部件制造商以及所有独立的测量实验室可以采用不同类型的测量设备,使用同一软件完成工件的测量、产生标准化的报告。作为回报,精干的测量团队有个各种不同的选择,以配合实验室无法预测的工作节奏。   除了使用的测量设备,通用测量程序一般在JPL编制,采用脱机编程工作站在设计之初以及制造阶段。最终,这些程序被应用于并行工作的工程和制造环节,产生标准化的输出:PDF、RTF文件或者PC-DMIS数据程序文件。   在JPL,编程的第一步是将A版本的UG CAD文件以step格式导入到PC-DMIS。在这一步,工程师将与质量人员合作,明确最为重要的设计参数和适合的基准。来自检测团队的人员凭借指向与点击编程技术建立检测程序。   因为整个太空船是一个样品,设计指标直到制造已经开始了还没有确定。“我们需要制造之前从未做过的,取得之前没有的成就,”Clark说。“设计修改在整个制造与装配过程中不断的出现。”   例如,决定将一些的重要的部件精炼以减轻重量,这就导致了增加结构刚性的需要,以增强刚性质量比。这样,更改的设计与制造过程要求对关键参数和测量策略进行更改 – 这是经常要发生的事情。   当需要验证一个完工部件,设计一般需要从Rev A升级到Rev E、F甚至G。对程序的更改需要进一步咨询工程师,这样使得测量程序能够很快的更改。PC-DMIS开放的结构允许修改可以在任何地点、任何顺序进行。   每天都不平凡 好奇号主机检测   如此众多的零部件,分布于设计与制造的不同阶段,对Clark和他的同事来说难以预测每天会发生什么。“有时,你都不知道下个小时会发生什么,”Clark说。“我们80%的零部件都是由外部供应商提供。我们能够知道它们何时到位,我们提前对最复杂的工件进行编程使之不成为检测领域的瓶颈。”   JPL的计划不是以周计,而是以天甚至小时。“我们保持着持续的沟通,”Clark说。“在不同测量系统上拥有统一的软件平台帮助我们适应这变化的环境。谁测量、测量什么、在那里测量、用那台设备 - 我们经常做最后一分钟的改变。”   通过邮件远程进行源头测试。Clark最近一天内进行了三次,而一天内两次是经常的事。不用到供应商现场进行工件验收,Clark要求其制造伙伴将测量程序以及所有的数据点发邮件给他,减除CAD模型一边减小文件的大小。“我们不能承受派人出差只进行源头测试,”Clark说。“只要我们能够获得数据,PC-DMIS允许我们对任何过程进行分析,使用的基准或者相关特征的位置。拥有可分析的数据和派人到现场观察测量过程具有同等效果。我们甚至可以用这些数据回答‘如果…又怎样’这样的问题。”   “你可以在软件中随意的调整,分析发现的不符合之处,与工程师商议判定汞加纳的验收,”Clark说。“这样,我们可以远程进行源头测试认定,推荐需要的更改,并在我们的实验室进行检测工作。”   JPL购买的ROMER关节臂测量机,配备的是PC-DMIS Portable软件,并将其整合于检测团队的工作过程中,用于加工过程中的检测。只需很少的调整,用于测量机的程序也可以应用于关节臂。利用关节臂,一些工件还固定在设备上时,利用原来的基准就可以测量。   JPL还通过利用关节臂测量测量机行程范围外的特征而实现测量范围的扩展。这种测量可以通过将关节臂与测量机纳入到同一测量程序中或者是将关节臂采集的数据导入到主程序中获得。任何一种情况下,JPL都能够避免将工件送到一个独立实验室所需的时间和费用 。   当实验室需要测量的工件很大,JPL使用一台DEA龙门式测量系统,是从JPL一个加工供应商那里,利用夜班的时间租用。JPL还利用来自独立检测实验室的服务以应对测量的高峰。无论零件在那里测量,检测设备使用的都是同一测量软件,这样程序和报告在JPL检测供应商层面保持一致。   Clark说统一测量软件的最大好处在于给予了实验室何时、何地、如何测量工件、谁来测量的灵活性。 “PC-DMIS EMS允许利用单一检测程序传递检测规划,在各种设备、各种场合完成测量,”Clark说。“一旦条件变化,我们还有其他选择。统一的软件平台使得检测团队将注意力集中在完成全部工件品质控制的大场景。”   好奇号与火星会面 好奇号的相机   一旦在火星着陆,固定在好奇号机械臂的相机将会在很近的距离拍摄岩石、泥土图片,了解小于头发丝宽度的细节。在制造机械臂和立体相机的过程中,超高精度测量机Leitz PMM-C,配备LSP-S扫描测头以及PC-DMIS软件用于镜头的检测,因为该机精度高、触测力小。   一个测量需要在500 mm的行程区间测量一个3英寸直径的镜头,测量重复性达到位置精度的五分之一。尽管在理论上能够实现,在实际操作中,由于过程的不确定性而增加了测量的难度。另外一项测量的挑战存在于镜头的组装,需要将支撑杆保持垂直与平行。   来自海克斯康计量的应用专家进行了详尽的重复性试验,意图找到不确定度的源头。应用团队确定测量不确定度在温度变化过程中表现明显。利用自动测头更换架以及温度补偿系统,并贯彻一些基本的计量理念,帮助获得理想的结果。关于镜头的匹配,在科学家们移动镜头时,PC-DMIS进行测量,这确保了镜头在伸缩过程中保持居中。   控制温度帮助减少由于机器结构以及测量机部件不对等伸缩所造成的误差,比如测头加长杆、探针以及夹具。采用自动测头更换架、选定适合的测量时间也能够优化测量结果。重复性从五分之四降低到了五分之一,稳定了制造过程,减少装配时间,提升了制造产品的确信度,并满足了制造要求。因为在火星上设备更换出错是不允许的。
  • 乐枫推出实验室纯水预过滤增强型活性炭-RephiAC
    使用过实验室纯水系统的人都了解,预过滤系统中都常配活性炭。作为一种环境友好型吸附剂,活性炭安全易得,具有比表面大,吸附容量大,吸附能力强等诸多优点。在预过滤中,主要担任去除进水中余氯、臭氧等强氧化物的角色。自来水中残留的氧化物质,会氧化实验室纯水设备的纯化元件,对设备的正常运行造成危害。通常,纯水系统中的RO膜,EDI模块都要求在去除氧化剂的条件下使用,这些氧化剂物质会破坏RO膜的活性层或EDI模块的树脂,从而导致RO膜、EDI模块等元件的工作效率下降,故障率上升,寿命缩短。如果出现了不可恢复的损失,无法修复,就只能更换,不但影响用户的使用,还会产生额外的运行和售后成本。所以,在纯水系统中,进水必须在预处理阶段除掉余氯等氧化物质,而活性炭就是担当这一重任的关键性预过滤材料。虽然是个小环节,却至关重要。活性炭去除氧化物被认为是吸附作用和化学反应共同作用的结果。活性炭与水中剩余氧化物接触的初期,主要以吸附作用为主;达到吸附平衡后,化学反应开始起作用,氧化物含量还会继续下降,接触时间越长,反应就会越充分,活性炭去除余氯、臭氧的效果就越好。另外,去除效果还与活性炭的物理及化学性质有关,活性炭的比表面积和空隙构造会直接影响吸附能力。好的材质,如比表面积越大、炭孔径与余氯、臭氧分子大小愈接近,去除效率也会更高。乐枫最新推出了增强型活性炭RephiAC,与目前市场上通用的活性炭材料相比,其去除余氯、臭氧等氧化剂的能力可高达10倍,能有效彻底地去除进水中的剩余氧化物质。通过一个小实验可以了解到RephiAC的强大吸附性能:可以观察到,等量RephiAC和普通活性炭加入相同体积的水后,装有普通活性炭的烧杯中,表面尚有不少残留水分,表示活性炭已完全耗尽,而装有RephiAC的烧杯中,水分已经毫无踪影,说明已经被牢牢吸附住了。乐枫将RephiAC用在其预过滤系统中,可真正为纯水系统中的RO膜,EDI模块或其他纯化元件建立起一道安全可靠的保护屏障,并达到延长实验室纯水系统中RO膜,EDI模块的使用寿命,加强他们使用稳定性的目的。换用新的增强型活性炭RephiAC,看似改变的是预处理中的一个细节,却让系统故障率下降,维护更简单了,而且可避免不必要的维修费用,让用户可以更合理,更科学地管理系统运行成本。 关于上海乐枫生物科技有限公司上海乐枫专业从事高端水纯化和实验室分离纯化产品的研发、设计和制造,致力于,为生命科学和生物技术提供精锐品质、高附加值的创新产品。乐枫产品线包括实验室纯水系统、密理博纯水兼容耗材和实验室分离纯化产品。成立十年,乐枫创立出了自己的品牌RephiLe(瑞枫),拥有30多项专利和多个软件著作权。产品销往全球近90个国家和地区。
  • 生物活性分子在种植体骨结合中的研究进展!
    生物活性分子在种植体骨结合中的研究进展!百欧博伟生物 良好的骨结合是人工种植体成功的关键,钛或钛合金人工种植体由于其较为理想的生物相容性和机械性能植入体内后与骨组织形成良好的骨结合而成为目前临床上应用最广的人工种植体。但钛类材料表面生物惰性的缺点不利于种植体骨结合的进一步提高,尤其对一些伴有系统性疾病如骨质疏松、糖尿病的缺牙患者,这些全身代谢性疾病使种植体周骨愈合能力下降,使种植体骨结合产生时间上的延迟或质量上的下降,导致种植体骨结合率下降。 因此,提高种植体骨结合率和初期稳定性进而提高种植体长期成功率仍是需要进一步研究的课题。其中种植体表面生物化学改性提高种植体骨结合率成为该领域近年来的研究的重要方向,方法是将生物活性分子如具有生物活性的蛋白、小分子多肽等采用一定的方式固定于种植体表面,通过其成骨诱导作用促进种植体周骨形成,提高种植体骨结合。本文就近年来应用于钛类人工种植体表面的生物化学改性方法以及几类主要生物活性分子对种植体骨结合作用及其机理的研究进展进行综述。 一、生物化学改性方法 1、物理吸附 物理吸附是在对种植体表面进行一定的粗糙处理后,将种植体浸入生物活性物质与磷酸缓冲盐溶液混合后的溶液中一段时间,使生物活性物质吸附在种植体表面。此法操作简单,对设备要求较低,但是吸附形成的作用力为静电力、范德华力或氢键,较难牢固结合在种植体表面,并且较难控制生物活性物质在种植体表面的均匀分布。 2、共价结合 生物活性物质可通过接枝分子共价结合在种植材料表面,接枝分子在种植材料表面形成自组装单分子层再与生物活性物质的某些基团共价连接,使生物活性物质稳定连接在种植材料表面。常见的接枝分子包括聚乙二醇、硅烷偶联剂、聚多巴胺、磷酸自组装单分子层等。此外,近些年人们通过噬菌体展示技术发现一些可以直接与金属钛共价结合的短肽(ATWVSPY、RKLPDAPGMHTW等)可以将某些生物活性物质(如层粘连蛋白衍生肽)连接在金属钛表面,从而对钛种植体进行表面改性。共价结合可以将生物活性分子稳定的结合在种植体表面,避免了初始爆发释放,但生物活性分子可能在共价结合的过程中发生构象的改变。 3、聚电解质多层 聚电解质多层由层层自组装技术将带相反电荷的聚电解质顺序吸附到带电表面制备而成。这种方法的特点是改变电解质沉积数量可以调控聚电解质多层的厚度,逐层组件可以将生长因子、蛋白质、遗传物质、抗体等直接集成到层中,或者可以用聚电解质预先络合各组分,然后组装成复合物。分子量大于10kDa的生物活性物质可以永久固定在聚电解质层中,随着聚电解质逐层的降解实现药物的逐渐释放。 二、钛种植体表面生物化学改性主要生物活性蛋白 1、胶原蛋白 胶原蛋白是骨组织细胞外基质中的主要成分,也是骨组织的钙化中心,可促进间充质干细胞中成骨相关基因的表达,进而诱导间充质干细胞向成骨方向分化,同时可以提高成骨细胞对骨基质的黏附。在钛片表面沉积磷酸钙和Ⅰ型胶原制备的矿化胶原涂层利于细胞伸展以及伪足的生长,可以有效促进成骨细胞的黏附及增殖。 此外,吸附有Ⅰ型胶原的钛片也更有利于促进小鼠前成骨细胞株MC3T3-E1黏附斑蛋白与护骨素基因的表达。将Ⅰ型胶原修饰的钛种植体植入SD大鼠胫骨内,HE染色发现4周后种植体周围形成的新生骨的密度要优于对照组。Ⅰ型胶原还可以参与携带药物,从而调控种植体骨结合过程。Li等通过层层自主装技术将Ⅰ型胶原和透明质酸修饰在钛纳米管表面,使管内的依诺沙星缓慢释放,抑制破骨细胞活性的同时还促进了种植体表面新生骨的形成。 2、非胶原蛋白 结合在胶原表面特定位点的非胶原蛋白,包括纤连蛋白(fibronectin)和层粘连蛋白(laminin)等在启动羟基磷灰石晶体成核、生长及调控无机相相变的过程以及促进细胞黏附、迁移和分化等过程中都发挥了至关重要的作用。越来越多的研究显示,将非胶原蛋白结合在种植体表面能够有效提高骨结合的效果。纤连蛋白能够增强对成骨细胞的粘附,进一步提升种植体表面微槽对细胞的粘附作用,加快成骨细胞的成熟,使种植体表面接触的间充质干细胞细胞呈现出成骨细胞自然成熟的多边形态。 Chang等将纤连蛋白吸附在钛种植体表面,发现其在诱导成骨细胞分化、增加骨形成量以及提升种植体初期稳定性方面较无纤连蛋白组有一定的提高。纤连蛋白上存在增强细胞活性的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(arginine-glycine-asparticacid,RGD)序列和RGD协同序列(PHSRN)以及其中间一段有20个氨基酸的序列F20(PHSRNSITGTNLTPGYTITVYAVTGRGD)。 有学者推测是纤连蛋白中间的这一段活性序列在发挥促进骨结合的作用。将F20和纤连蛋白分别吸附到钛片上,发现二者对基质细胞系ST2粘附、增殖和分化能力的提升效果相似,此外还发现F20对成骨作用的促进可能与Erk信号通路有关。层粘连蛋白作为细胞与基质黏着的介质,参与调节细胞的黏附、生长和分化。 Bougas等将层粘连蛋白浸泡吸附在钛种植体表面后植入兔的股骨中,4周后发现种植体周围的骨结合程度得到明显提高。在一项层粘连蛋白对种植体骨结合作用的回顾性研究中,91%的研究都表明层粘连蛋白可以促进相关成骨相关标记物的表达和(或)种植体周围新骨形成。 3、生长因子 骨形态发生蛋白(Bone morphogenic proteins,BMP)是一组信号分子,是转化生长因子(transforming growth factor,TGF)-β超家族的成员,可以促进间充质干细胞向成骨细胞分化,促进骨缺损区新骨的形成。BMP-2修饰的脱蛋白牛无机骨块在犬牙槽嵴进行垂直覆盖提升术并同期植入种植体的第3个月时比未使用BMP-2的骨块显示出更高的骨矿化水平和更多的新骨形成量。 BMP-2缓慢均匀释放似乎有利于促进骨结合。Seo等发现在水凝胶环境中BMP-2的持续释放显著促进了钛种植体周围垂直骨的再生。Yang等利用肝素连接BMP-2与生长分化因子5(growth and differentiation factor-5,GDF-5)结合在钛片形成Ti-BMP-2-GDF-5涂层,肝素延长了BMP-2和GDF-5的半衰期,并且使其持续均匀释放30天,将MC3T3-E1细胞放置含有该涂层的表面,细胞增殖和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性显著增加,骨钙素(osteocalcin,OCN)、Ⅰ型胶原蛋白的表达也明显升高。兔体内实验显示植入兔股骨内的表面修饰有BMP-2和GDF-5的钛棒也表现出骨与种植体界面处新骨形成明显的增加。 但种植体表面的BMP-2剂量对种植体骨结合有一定的影响,高剂量的BMP-2会导致局部、暂时的骨损伤。在一项高剂量BMP-2(150μg/mL)治疗大鼠的临界大小的股骨缺损实验中,2周后观察到炎症和异常骨形成。Guillot等也发现当大剂量BMP-2(9.3μg)附着于种植体表面时,第4和第8周BMP-2修饰的种植体骨结合率都低于无BMP-2组。 TGF-β2和TGF-β3是TGF-β超家族的两个亚型,调节细胞的增殖和分化以及参与骨改建过程。在新西兰兔拔牙窝内即刻植入种植体,种植体周围增加TGF-β2以及牙髓干细胞,术后第4、8周骨涎蛋白、骨钙蛋白、Ⅰ型胶原表达水平明显提高,种植体骨结合率以及种植体周围骨小梁宽度明显增加。Kim等通过电喷涂技术将聚乳酸丙交酯(PLGA)/重组人类TGFβ2颗粒喷涂在阳极氧化钛种植体表面,种植体植入兔的胫骨第3周骨形态计量学分析发现实验组的种植体骨接触率(Bone-To-Implant Contact,BIC)和骨面积百分比明显高于未喷涂重组人TGFβ2的对照组。 血管内皮生长因子(Vascularendothelial growth factor,VEGF)可诱导成骨细胞和内皮细胞增殖,促进局部血管生成并且增加ALP的活性。Guang等将大鼠重组VEGF吸附于钛片表面,发现其可以明显促进大鼠成骨细胞的增殖,将大鼠重组VEGF修饰的钛种植体植入大鼠膝内,在第2周和第4周免疫组织化学检测发现CD31阳性和骨钙素阳性细胞的比例明显增多。 VEGF对放疗患者种植体骨结合也有一定的促进作用。将钛种植体植入经过15Gy射线辐射的兔胫骨中,在种植体中心的孔隙注射高表达BMP-2/VEGF165的慢病毒载体,第2周和第8周通过PCR分析发现Runt相关转录因子2(Runt-related transcription factor2,Runx2)、骨钙素、ALP和CD31表达水平增加,Micro-CT显示新骨形成量明显增加。 神经生长因子(nerve growth factor,NGF)是神经营养因子家族的成员,对交感和感觉神经元以及神经元嵴细胞有很强的促进作用。近年来研究发现,NGF还参与骨改建过程,对骨再生有一定的促进。将含NGF的明胶海绵应用于犬前磨牙缺损模型可以有效刺激骨的形成。在小鼠腿骨植入钛种植体区局部注射外源性NGF,可以促进小鼠股骨钛种植体植入早期的骨再生,加速早期骨胶原以及骨小梁的成熟,缩短种植体骨结合时间。但由于NGF半衰期较短,NGF多被用于种植体局部注射,用于种植体表面改性的研究还较少。 骨的改建由多种生长因子共同参与,BMP、VEGF、TGF、NGF等在促进骨生成方面有积极作用,控制生长因子在种植体表面的缓慢持续释放,增加其作用时间可以进一步促进成骨,并且多种生长因子的联合使用似乎可以取到更好的促进效果。 三、生物活性肽 生物活性蛋白因其固有的生物活性为种植体表面的生物功能化提供了选择,但是蛋白质分子存在免疫原性且缺乏良好稳定性,动物提取的蛋白也具有病原体传播和变异的风险。相比较而言,仅包含细胞结合序列的短肽可以发挥生物活性作用并能规避这些风险,具有良好应用潜能。它们易合成、纯化和存储消毒,与大分子蛋白相比具有成本效益,并且其活性不依赖于其三级结构。 下面着重于介绍4种具有促进细胞粘附、增殖和分化功能多肽或寡肽,如RGD,P-15,成骨生长肽(osteogenic growth peptide,OGP)以及胰岛素样生长因子(insulin-like growth factors-1,IGF-1)。RGD序列存在于纤连蛋白的细胞结合域,是细胞粘附所需要的最小序列,可以促进细胞的扩散粘附和增殖。 贻贝来源蛋白(mussel derived peptide,MP)是一种包含L-3,4二羟基苯丙氨酸(DOPA)结构的蛋白,可以作为接枝分子把RGD和肝素结合蛋白(heparin binding protein,HBP)固定在钛片上。Pagel等将人类骨肉瘤细胞(sarcomaosteogenic,SaOS-2)置于附着MP-RGD的钛片上培养,发现其可以促进SaOS-2黏附、生存和增殖,MP-RGD-HBP的促进作用则进一步增强。 将抗菌肽和RGD肽共同结合在钛种植体表面,不仅可以促进SaOS-2细胞的附着和扩散,同时阻止了细菌的生长。此外肽的结构也对骨结合过程也有一定影响,研究发现环状RGD相比线性RGD会引起垂直方向骨量的更明显增加,并且发现环状RGD可能是通过激活成骨细胞的黏着斑激酶(FAK),上调MARK信号通路c-fos转录阈值水平,进而促进成骨细胞的增殖。 P-15是模拟Ⅰ型胶原蛋白结合域合成的短肽(GTPGPQGIAGAGQRGVV),具有促进成骨细胞分化、增强细胞黏附、迁移和存活的功能。Fu等通过表面引发的原子转移自由基聚合(surface-initiated atom transfer radical polymerization,SI-ATRP)原位生长含酮聚合物,并通过肟化反应将P-15共价连接在钛表面。结果显示聚合物接枝P-15的实验组相比未含P-15的对照组在第6h展现出更高的细胞存活率,细胞核染色法检测24h细胞数显示共价接枝P-15的钛片吸附有更多细胞,21d茜素红S染色也显示P-15的存在增加了钙沉积。 Lutz等将P-15吸附修饰在钛棒表面并植入猪股骨中,组织形态计量学分析发现30d时相比未修饰的种植体展现出更高的BIC值。同样,将磷酸钙和P-15沉积吸附修饰的钛种植体植入成年比格犬的双侧胫骨中,1周时也呈现出比其它对照组更高的BIC值,提示P-15能够有效诱导种植体周围的骨形成。然而植入部位以及个体异质性对生物活性物质的作用可能会有一定的影响。Schmitt等对植入比格犬颌骨内的种植体中部、顶部以及顶部两侧进行骨形态计量学分析后,发现在第2d和7d,P-15修饰的钛种植体与对照组种植体周围的BIC无统计学差异,因此P-15以及其它生物活性物质在人体内对骨结合的促进作用仍需进一步验证。 成骨生长肽是由14个氨基酸组成的多肽(ALKRQGRTLYGFGG),能增强ALP活性,加速基质矿化、促进骨再生。沉淀吸附有成骨生长肽的钛片可以促进大鼠间充质干细胞的附着、增殖和成骨分化。当纤连蛋白与成骨生长肽共同附着于钛片时,成骨分化作用进一步加强。Lai等通过聚多巴胺将成骨生长肽共价连接在有钛纳米管的钛片上,在其上接种大鼠颅骨成骨细胞,相比未修饰成骨生长肽的钛片,ALP的水平明显提高,成骨相关基因表达增加。 IGF-1是一种与胰岛素结构相似的小分子肽,可作为骨骼生长的调节剂,具有促进细胞粘附的作用。Xing等将大鼠骨髓间充质干细胞接种在加载有IGF-1的明胶/壳聚糖聚电解质多层的钛种植体表面,检测发现ALP、Runx2、Ⅰ型胶原和骨钙素的mRNA的表达水平提高,细胞增殖以及基质矿化水平增加。 将IGF-1修饰的种植体植入骨质疏松模型大鼠股骨中,8周后通过亚甲蓝/品红和micro-CT观察,相比对照组,实验组新骨厚度和连续性明显增加,当IGF-1为100ng/mL时促进作用最强,为骨质疏松症患者的种植修复提供了新的策略。肽类生物活性物质克服了生物活性蛋白的诸多缺陷,降低了在体内被内源性酶降解的风险,在促进细胞的粘附,增殖和分化以及促进新骨形成增加种植体初期稳定性方面具有良好的效果,在种植体表面改性方面具有良好的应用潜力。但这些肽类生物活性物质发挥促进骨结合效果最恰当的浓度还有待进一步确定,如何使肽类活性物质在种植体表面更稳定的释放也有待进一步研究。 四、小结 生物活性分子在种植体表面的应用有助于提高种植体骨结合。这通过其促进成骨相关标记物表达,促进间充质干细胞向成骨细胞分化,增加细胞的粘附和增殖等方式证实,而且动物体内研究也表明种植体表面的生物活性分子增加了种植体周围新骨的形成,促进种植体骨结合,展示了良好的临床应用前景。目前聚电解质多层、水凝胶、纳米粒子以及微球等缓释系统的研究为生物活性物质更加稳定持久释放提供了更广阔的前景,但缓释系统在种植表面对生物活性物质的缓释效果仍需在进一步验证。 目前研究大多数都是体外或动物体内实验,由于体内影响因素较多,缺乏对其确切效果的临床证据,尚未转化为可供临床应用的产品。而且,这些生物活性分子用于种植体表面的制备方法、对种植体储存和消毒带来的难题以及体内吸收、降解等对骨形成的影响体等一系列问题尚需更多、更深入的研究来解决,尤其是大量的、严谨科学设计的体内研究有助于揭示其临床应用价值。欢迎访问微生物菌种查询网,本站隶属于北京百欧博伟生物技术有限公司,单位现提供微生物菌种及其细胞等相关产品查询、咨询、订购、售后服务!与国内外多家研制单位,生物医药,第三方检测机构,科研院所有着良好稳定的长期合作关系!欢迎广大客户来询!
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