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肼基嘌呤

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肼基嘌呤相关的资讯

  • 食品添加剂6-苄基腺嘌呤等检测国标通过评审
    近日,江门检验检疫局承担制定的“进出口食品添加剂6-苄基腺嘌呤的检测方法”和“进出口食品添加剂蔗糖聚丙烯醚的检测方法”两项国家标准顺利通过了国家认监委、国家标准委和中国检科院等部门的专家评审。   由于此前国内外均无相关标准,江门检验检疫局这两项国家标准的顺利通过评审为今后我国对进出口食品添加剂6-苄基腺嘌呤、蔗糖聚丙烯醚的检测提供了保证。这也是江门局首次承担国家标准的制定,填补了该局国家标准制修订工作的空白,为继续参与国家标准的制修订打下了良好的基础,标志着该局的科研能力迈上了一个新的台阶。
  • 哈医大通过色谱法建立食物嘌呤数据库
    哪些食物中含有嘌呤物质?每种食物中的嘌呤含量又是多少?今后,痛风的“原凶”——嘌呤物质,将首次得到准确、科学的“再现”,为痛风患者健康膳食提供指导依据。日前,一项规范测定常见食物中嘌呤含量的研究在哈尔滨医科大学进入研究阶段。科研人员将初步建立我国食物中嘌呤含量的数据资料,并补充到国家食物成分数据库中,为降低国内高尿酸血症和痛风病的患病率及症状减轻提供科学数据。   据了解,随着经济发展和人们膳食结构的改变,我国人群高尿酸血症和痛风的患病率呈直线上升趋势。有资料显示,我国20岁以上的人群约2.4%—5.7%存在血尿酸过高的情况,从而引起痛风的发病。而在对痛风患者的治疗中,医生发现,低嘌呤膳食是治疗该病的关键。   据哈医大公共卫生学院潘洪志副教授介绍,在我国食物成分表中,目前尚无食物中嘌呤含量的准确数据,临床及有关网站上公布的嘌呤含量数据普遍来源不清且彼此不一致,对嘌呤含量高低类别的划分标准也不尽相同,给广大痛风患者治疗时带来极大疑惑。   哈医大科研人员此次开展的嘌呤含量研究拟采用高效液相色谱法,通过现代科技手段,测定我国常见各类食品中的嘌呤含量,包括腺嘌呤、鸟嘌呤、次黄嘌呤、黄嘌呤等,并计算总嘌呤含量,提高嘌呤测定方法的准确度、精密度和重现性,获得准确的常用食物嘌呤含量数据。   测定结果评出后,将初步建立我国食物中嘌呤含量的数据资料,并补充到国家食物成分数据库中,以此作为痛风患者健康膳食指导的依据。专家表示,该项研究预计在今年内完成,它将为降低我国高尿酸血症和痛风病的患病率和减轻症状提供科学数据,对公共卫生具有重大意义。   嘌呤为有机化合物,在人体内嘌呤氧化会变成尿酸,而尿酸过高就会引起痛风。据了解,痛风是长期嘌呤代谢障碍、血尿酸增高引起组织损伤的一种疾病。其临床特点为高尿酸血症、急性关节炎反复发作、痛风石形成、关节畸形、肾实质性病变等。   痛风俗称“富贵病”。该病一般在男性身上发病,且会遗传。有痛风的病人发病时,除用药物治疗外,重要的是平时注意忌口,以限制饮食中嘌呤的含量。
  • 上海市食品学会立项团体标准《豆制品中嘌呤的测定 高效液相色谱-串联质谱法》
    各有关单位:根据《上海市食品学会团体标准工作管理办法》的相关规定,由上海清美绿色食品(集团)有限公司牵头申报的《豆制品中嘌呤的测定 高效液相色谱-串联质谱法》团体标准,经审核,该标准符合立项条件,同意立项。请起草单位按照《上海市食品学会团体标准工作管理办法》有关要求,严格把控标准质量关,切实提高标准制定的质量和水平,增加标准的适用性和实效性,按期完成标准编制的相关工作。联系人:上海市食品学会 郭燕茹 021-54891268 18018674491邮箱:ssfs_office@163.com关于《豆制品中嘌呤的测定 高效液相色谱-串联质谱法》团体标准立项的通知.pdf
  • 上海市食品学会发布《豆制品中嘌呤的测定 超高效液相色谱-串联质谱法》团体标准征求意见稿
    各相关单位代表及专家:《豆制品中嘌呤的测定 超高效液相色谱-串联质谱法》团体标准已完成征求意见稿的编制,根据《团体标准管理规定》的要求,为保证标准的科学性、严谨性和可操作性,现在《全国团体标准信息平台》面向社会各界公开征求意见。请各相关单位代表及专家审阅标准文本,对本标准提出宝贵意见和建议,并于2023年5月27日前将《团体标准征求意见反馈表》(附件二) 以E-mail形式反馈给上海市食品学会。逾期未复函,将按无异议处理。此致! 附件一:《豆制品中嘌呤的测定 超高效液相色谱-串联质谱法》(征求意见稿)附件二:《团体标准征求意见反馈表》联系人:郭燕茹联系电话:18018674491电子邮箱:ssfs_office@163.com上海市食品学会2023年4月28日关于《豆制品中嘌呤的测定 超高效液相色谱-串联质谱法》团体标准征求意见函.pdf《豆制品中嘌呤的测定 超高效液相色谱-串联质谱法》(征求意见稿).pdf《豆制品中嘌呤的测定 超高效液相色谱-串联质谱法》征求意见反馈表.doc
  • 上海市食品学会批准发布《豆制品中嘌呤的测定 超高效液相色谱-串联质谱法》团体标准
    各会员单位、有关单位:根据《上海市食品学会团体标准工作管理办法》相关规定,现批准发布《豆制品中嘌呤的测定 超高效液相色谱-串联质谱法》团体标准(T/SSFS0007-2023),2023年7月18日发布,2023年8月1日实施,现予公告。附件一:关于批准发布《豆制品中嘌呤的测定 超高效液相色谱-串联质谱法》团体标准的公告上海市食品学会2023年7月25日上海市食品学会关于批准发布《豆制品中嘌呤的测定 超高效液相色谱-串联质谱法》团体标准的公告.pdf
  • 撸串HPLC实验结果惊人!“毒性”竟这么大
    俗话说得好:没有什么事是一顿烧烤解决不了的,如果不行就两顿̷̷然而,你知道常吃烧烤竟然对身体伤害这么大吗?最近,专家用HPLC做了个实验,结果惊人!  哈尔滨医科大学研究团队近日做的一项“烧烤食物嘌呤含量”实验,给经常吃烧烤的人“提了个醒”。  实验结果发现,羊肉、大虾、生蚝、鸡翅等经过烧烤后,食物中嘌呤含量骤增一倍多以上,食用过量会加重身体负担,高尿酸血症患者则可能诱发痛风。  网上一直在传:吃烧烤如同吸烟,吃1个烤鸡腿近似吸60支香烟的“毒性”̷̷这个虽未被验证,但下边的实验却让人吓一跳。  烧烤实验是这样做的  实验过程  实验团队从超市挑选了几种常见的烧烤食材及酒水和调味品,在实验室内先将这些食物冷藏,分别取一定数量的样品进行搅碎或混匀,加入高氯酸溶液等处理,然后采用高效液相色谱仪对样品滤液进行分析比对,测得每种食物中的嘌呤含量数据。  实验数据  常用食材烧烤前后嘌呤含量(毫克/100克)  同时,实验测得主要的“烧烤搭档”每百克中嘌呤含量分别为:啤酒7毫克、白酒2毫克、鸡精518毫克、酱油(海鲜)58毫克、酱油(普通)28毫克、味精0毫克。  实验结论  食材经过烧烤,水分和脂肪含量减少,嘌呤含量一般会增加,尤其是海鲜、肉类及菌菇类,本身嘌呤含量就比较高,烧烤后嘌呤翻倍,有的甚至增加几倍以上。烧烤过程中添加的调味品也会“助长”食物的嘌呤含量。  此外,哈医大研究团队还曾从路边烧烤区采集空气样本中提取PM2.5颗粒物,检测发现,烧烤油烟颗粒物的成分里含有苯并芘和多环芳烃等强致癌物。  由于露天明火烧烤,会从炭中释放出这种致癌物质,它能吸附在空气中的PM2.5上通过呼吸道进入人体,也会附着到食物表面进入消化道,增加患癌症的风险。  这样吃烧烤才更安全  如果忍不住想吃烧烤,专家给出了下面几点建议:  1、因为嘌呤具有良好的水溶性,所以先将烧烤食材用清水多洗两遍,海鲜、肉类等尽量用水浸泡一会   2、提前腌制,最好不要放鸡精和海鲜酱油,烤制过程中应避免再多放佐料   3、烧烤流出的汁液中也有高含量的嘌呤,吃之前用吸油纸擦一下   4、中途加炭应避免燃烧不充分,别边烤边反复刷油、浇水,这样做产生大量烟含苯并芘等   5、烤肉时先用烤肉酱浸泡或涂抹,可以保护肉块不会骤然受到高温而烤焦   6、搭配吃些绿叶菜和新鲜水果,能大大降低致癌物的毒性。
  • 精准基因编辑时代到来!华人科学家重排原子精准编辑基因!
    p   当我们在谈论生命时,我们谈论的都是化学分子。DNA也好,蛋白质也罢,正是这些生物大分子发生的原子重排,才催生出无数生化反应,为地球带来生命。 /p p style=" text-align: center " img title=" 001.JPEG" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/c0bbe2b5-3415-4594-bc51-72b794f474de.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong   本研究的主要负责人David Liu教授(图片来源:Broad研究所) /strong /p p   今日,Broad研究所的华人学者David Liu教授公布了一项了不起的研究!他的团队开发了一种“碱基编辑器”,能在细胞内用简单的化学反应,使DNA的一种碱基进行原子重排,让它变成另一种碱基。与CRISPR-Cas9等流行的基因编辑手段不同,这种技术无需使DNA断裂,就能完成基因的精准编辑。这项研究发表在了顶尖学术期刊《自然》上。 /p p style=" text-align: center " img title=" 002.JPEG" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/25395cd0-f659-4486-b95c-07cbee1c729a.jpg" / /p p style=" text-align: center "   strong  将近一半的致病变异来源于C-G组合到A-T组合的改变(图片来源:《自然》) /strong /p p   要看懂这项研究,我们先来看看DNA本身。我们知道,DNA的双螺旋结构由4种碱基:腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)与鸟嘌呤(G)组成。它们A和T配对,C和G配对,就像字母一样,编写了人类的遗传信息。然而由于化学结构的问题,C这个字母不大稳定,容易出现自发的脱氨突变,把原本的好好的C-G组合,变成A-T组合。据估计,每天人类的每个细胞里都会出现100-500次这样的突变。而人类已知的致病单碱基变异,高达一半属于这种突变。 /p p style=" text-align: center " img title=" 003.JPEG" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/3079c9ad-aff8-4c2e-b7ab-54dc17de1cbe.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong   合适的脱氨反应能将腺嘌呤转变为结构类似于鸟嘌呤的肌苷(图片来源:《自然》) /strong /p p   换句话说,如果我们能定点修复这些基因突变,把A-T变回C-G,就有望从根源上纠正人类的许多遗传疾病。这正是Liu教授团队的研究思路。在实验室中,他们观察到了一个很有意思的现象——腺嘌呤(A)在出现脱氨反应后,会变成一种叫做肌苷的分子,而它与鸟嘌呤(G)的结构非常接近,也能成功骗过细胞里的DNA聚合酶。简单的几轮DNA复制后,A-T组合就能变回C-G。 /p p   但科学家们遇到一个棘手的问题——自然界中并没有能够在DNA中催化腺嘌呤进行脱氨反应的酶。 /p p   如果没有现成的道路,那就开辟一条!在人体中,科学家们发现了一种叫做TadA的酶,它能催化转运RNA上的腺嘌呤(A),使它脱氨。尽管催化的对象不同,但Liu教授的团队认为它有足够的应用潜力。于是,利用演化的力量,科学家们对TadA进行了改造。他们将编码TadA的基因引入大肠杆菌内,并寄希望于这种酶能在大肠杆菌快速的繁衍中,突变出催化DNA腺嘌呤的能力。 /p p style=" text-align: center " img title=" 004.JPEG" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/77d2e2cb-4181-4432-b16c-f701f36c851b.jpg" / /p p style=" text-align: center "   strong  本研究中,碱基编辑器的作用机理(图片来源:《自然》) /strong /p p   同时,科学家们也想到,DNA上的腺嘌呤特别多,总不能把他们全都转化为鸟嘌呤吧。因此,特异性地对某个碱基进行催化,是这套系统迈入实际应用的关键。Liu教授想到了自己的实验室邻居张锋教授,这名华人学者以CRISPR基因编辑技术而闻名于世。如果我们借助CRISPR-Cas9系统的精准,但不让它切开双链DNA,或许就能定点对腺嘌呤进行原子重排,让它变成另一种碱基。为此,科学家们在筛选TadA酶的过程中,也同样引入了一套切不动DNA的特殊CRISPR-Cas9系统,用于精准定位。 /p p   功夫不负有心人!这套系统虽然极为复杂,但在经历了漫长的7代筛选后,Liu教授团队终于开发出了一款全新的“碱基编辑器”,其核心正是能有效针对DNA的TadA酶。无论是在细菌里,还是在人类细胞中,这款编辑器都能顺利发挥作用。在人类细胞里,它的编辑效率超过了50%! /p p style=" text-align: center " img title=" 005.JPEG" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/e1500d56-ca99-4809-932c-2bd6c898751f.jpg" / /p p style=" text-align: center "   strong  这套系统能有效用于人类细胞(图片来源:《自然》) /strong /p p   尽管这套系统利用了CRISPR-Cas9系统,但科学家们在这篇论文里指出,他们开发的技术与CRISPR-Cas9系统各有千秋。在矫正单碱基突变方面,它比CRISPR-Cas9系统更为有效,也更“干净”。它几乎没有引起任何随机插入和删除等突变,在全基因组里的脱靶效应也要好于CRISPR-Cas9技术。要知道,这可是人们对CRISPR-Cas9技术安全性的最大担忧之一。 /p p   先前,研究人员们也同样开发了编辑其他碱基的方法。目前,Liu教授的团队已经有了把C变成T,把A变成G,把T变成C,以及把G变成A的工具。诚然,这些工具目前距离人类临床应用还有不小的距离。但要知道,它只涉及碱基的原子重排,无需让DNA双链断裂,从而降低了基因治疗过程中的风险。此外,许多遗传病都是单基因突变,用这些工具进行治疗也显得更为有的放矢。 /p p   我们感谢Liu教授的团队为我们带来如此令人兴奋的基因编辑新工具。毫无疑问,基因编辑的时代已经到来,你准备好迎接冲击了吗? /p p   参考资料:[1] Programmable base editing of AT to GC in genomic DNA without DNA cleavage /p p & nbsp /p
  • 北京7批次食品抽检不合格 小龙虾、清江鱼检出禁用药品
    中国经济网北京4月26日讯 近日北京市市场监督管理局发布《关于2021年食品安全监督抽检信息的公告》,公告显示,本次抽检4类食品450批次样品,不合格样品7批次。其中北京味妙餐饮管理有限公司、北京老城京味斋洋桥餐饮有限公司、北京非抠不可餐饮管理有限公司等3家公司食品样品被检出禁用药品。不合格样品情况如下:北京天合源餐饮有限公司经营的牛蛙,恩诺沙星不符合食品安全国家标准。北京徐文军艳荣商贸有限公司经营的韭菜,腐霉利不符合食品安全国家标准。北京味妙餐饮管理有限公司第三分公司经营的清江鱼,五氯酚酸钠(以五氯酚计)不符合国家相关规定。北京老城京味斋洋桥餐饮有限公司经营的胖豆芽,6-苄基腺嘌呤(6-BA)不符合国家相关规定。标称保定永兴庄清真食品有限公司生产,北京瑞宝源餐饮服务有限公司经营的羊肉,磺胺类(总量)不符合食品安全国家标准。北京非抠不可餐饮管理有限公司经营的小龙虾,呋喃西林代谢物不符合国家相关规定。标称蜀海(北京)食品有限公司生产,北京四季优选信息技术有限公司清河中街店经营的7FRESH主厨沙拉,单核细胞增生李斯特氏菌不符合产品明示标准。据了解,五氯酚酸钠属于有机氯农药,可用作除草剂和杀菌剂,易溶于水,容易进入水和土壤中,经环境累积,进入饲料用植物中,通过食物链进入动物内。《食品动物中禁止使用的药品及其他化合物清单》(农业农村部公告第250号)中规定,食品动物中禁止使用五氯酚酸钠。6-苄基腺嘌呤(6-BA)是植物生长调节剂。主要用于防止落花落果、抑制豆类生根,并能调节植物株内激素的平衡。但由于其对人体有一定积累毒性,《国家食品药品监督管理总局、农业部、国家卫生和计划生育委员会关于豆芽生产过程中禁止使用6-苄基腺嘌呤等物质的公告》(2015年第11号)规定豆芽生产经营过程中禁止使用6-苄基腺嘌呤。硝基呋喃类药物属抗生素,曾广泛应用于畜禽及水产养殖业,治疗由大肠杆菌或沙门氏菌所引起的肠炎、疥疮、赤鳍病、溃疡病等。由于硝基呋喃类代谢产物对人体有较大危害,《兽药地方标准废止目录》(农业部公告第560号)规定呋喃西林为禁止使用的药物,在动物性食品中不得检出。在农业农村部2020年1月6日发布的第250号公告中,也将呋喃西林列为禁止使用的药品。北京市市场监督管理局表示,针对在食品安全监督抽检中发现的不合格食品,相关食品生产经营者已依法采取措施控制风险,已要求属地市场监管部门依法调查处理,涉及外省市的已通报当地市场监管部门。来源:中国经济网推荐阅读【分析】2020年水产品质量安全抽检-兽药残留维德维康洛美沙星、氧氟沙星等7种产品 顺利通过2020年水产品中药物残留快检产品现场验证
  • 北京抽检出10批次食品不合格,涉鸡蛋、白酒等
    据北京市市场监管局网站消息,北京市市场监督管理局组织抽检了调味品,食用农产品,肉制品,糕点,其他食品(冷链即食食品、水发产品、散装自制酒、食品用预拌(料)粉、工业化豆芽、即食鲜切蔬果),水果制品6类食品537批次样品。根据食品安全国家标准及国家有关规定检验和判定,其中合格样品527批次,不合格样品10批次。抽检结果显示,调味品70批次,全部合格;食用农产品240批次,其中合格样品235批次,不合格样品5批次;肉制品69批次,其中合格样品68批次,不合格样品1批次;糕点65批次,其中合格样品63批次,不合格样品2批次;其他食品(冷链即食食品、水发产品、散装自制酒、食品用预拌(料)粉、工业化豆芽、即食鲜切蔬果)53批次,其中合格样品52批次,不合格样品1批次;水果制品40批次,其中合格样品39批次,不合格样品1批次。不合格样品情况1.标称北京市巨江兴蛋糕店生产经营的原味老蛋糕、柴鸡蛋糕,防腐剂混合使用时各自用量占其最大使用量的比例之和不符合食品安全国家标准。检验机构为北京市产品质量监督检验院。2.北京宝发水产店经营的甲鱼,恩诺沙星不符合食品安全国家标准。检验机构为北京市产品质量监督检验院。3.北京南国快餐有限公司经营的鸡蛋,氟苯尼考不符合食品安全国家标准。检验机构为北京市食品安全监控和风险评估中心(北京市食品检验所)。4.北京市密云县密云镇京东东北烧烤店经营的散装白酒,甜蜜素(以环己基氨基磺酸计)不符合食品安全国家标准。检验机构为北京市食品安全监控和风险评估中心(北京市食品检验所)。5.标称天津市大海实业发展有限公司生产,密云县密云镇云河冷荤水产批发店经营的大海三文治肠,大肠菌群不符合食品安全国家标准。检验机构为北京市食品安全监控和风险评估中心(北京市食品检验所)。6.北京市海中鲜餐饮管理有限公司经营的皮皮虾,镉(以Cd计)不符合食品安全国家标准。检验机构为北京市食品安全监控和风险评估中心(北京市食品检验所)。7.北京华鑫傅晓餐饮服务有限公司经营的豆芽,6-苄基腺嘌呤(6-BA) 不符合国家相关规定。检验机构为中国检验检疫科学研究院综合检测中心。8.标称北京祥益斋科技发展有限公司生产经营的桂花金糕(蜜饯),胭脂红不符合食品安全国家标准。检验机构为中国检验检疫科学研究院综合检测中心。9.北京聚顺伟蔬菜店经营的韭菜,腐霉利不符合食品安全国家标准。检验机构为北京市食品安全监控和风险评估中心(北京市食品检验所)。北京市市场监管局表示,针对在食品安全监督抽检中发现的不合格食品,相关食品生产经营者已依法采取措施控制风险,我局已要求属地市场监管部门依法调查处理,涉及外省市的已通报当地市场监管部门。免责声明本文来网络
  • 食品添加剂检测方法两项国标通过评审
    “进出口食品添加剂6-苄基腺嘌呤的检测方法”等两项国家标准通过专家评审 近日,江门检验检疫局承担制定的“进出口食品添加剂6-苄基腺嘌呤的检测方法”和“进出口食品添加剂蔗糖聚丙烯醚的检测方法”两项国家标准顺利通过了国家认监委、国家标准委和中国检科院等部门的专家评审。 由于此前国内外均无相关标准,江门检验检疫局这两项国家标准的顺利通过评审为今后我国对进出口食品添加剂6-苄基腺嘌呤、蔗糖聚丙烯醚的检测提供了保证。
  • 海南大学新检测技术将有效预警海洋核污染物
    海南大学南海海洋资源利用国家重点实验室王宁和袁益辉研究团队提出利用DNA结构实现超灵敏和高选择性锶离子检测的方法,可快速有效实现海洋放射性污染物监测,助力核电产业绿色可持续高质量发展。相关成果近日发表在国际学术期刊《自然可持续发展》上。  随着核能的广泛应用,防治放射性核污染成为人们关注的话题。作为235U的裂变产物,90Sr是最常见的放射性核污染元素之一。其化学性质与钙相似,易在环境与生物体内富集,对人体的辐射可引起骨癌、白血病等疾病,此外,因其半衰期长达29年,具有长期危害性,是人类不可忽视的一大隐患。然而,由于锶离子缺乏特征能量射线,使用现有技术无法快速、全面且精准地进行锶元素检测,如何精准检测一直是个行业难题。  鉴于此,王宁和袁益辉研究团队提出了一种以鸟嘌呤-四联体DNA(脱氧核糖核酸)结构实现超灵敏和高选择性检测Sr2+离子的方法。该团队通过利用荧光染料硫黄素T触发DNA折叠,形成鸟嘌呤-四联体DNA结构,并利用Sr2+与该DNA结构的高结合亲和力,取代结构中的荧光染料硫黄素T,从而导致荧光强度衰减。  此项研究提供了一种快速高选择性核污染检测技术的方法,首次实现低至2.11纳摩的检测限,具有超高灵敏度、高选择性、广泛适用性和高可靠性。
  • 一探前沿 | Orbitrap助力环境Ding级研究实现突破
    一探前沿 | Orbitrap助力环境Ding级研究实现突破原创 飞飞 赛默飞色谱与质谱中国关注我们,更多干货和惊喜好礼 李宇翔 吴珊湖Orbitrap助力环境顶ding级研究实现突破 Orbitrap 技术发展至今,凭借其卓越的分辨率、灵敏度、多项创新技术等“硬实力”,圈“粉”无数,平均每小时就有一篇文章问世,也逐渐成为就全球科学家实现世界ding级科研突破的有力伙伴。 今天我们就环境领域ding级期刊ES&T近2年发表的前沿研究,一探 Orbitrap 技术是如何助力实现突破的: 1# 创新方法助力重新认识人与环境污染的潜在联系 人体皮肤的脂质可以和氧化剂、臭氧和羟基自由基发生反应,反应产生的次生产物排放对室内环境的影响越来越重要。研究者们创新性地使用Orbitrap高分辨率质谱仪结合商业化的二次电喷雾电离(SESI)源的方法,评估了通过臭氧与手部皮肤脂质的异质反应形成的次生有机化产物。在不到40分钟的实时测量时间内,检测到600多个化合物离子,其中53个化合物离子在有臭氧存在时信号强度显着升高。研究者首次发现,这些次生产物可能会通过人体皮肤释放的亲核氨(NH3)产生进一步裂解。同时该研究展示的进一步结果表明,人类本体是大量有机化合物的重要来源,这些有机化合物可显着影响室内环境中的空气质量。(点击查看大图) 2# 前沿技术助力突破气溶胶研究分析手段瓶颈当前,用于在线分析有机气溶胶成分的质谱技术受到电离干扰和质量分辨率限制,无法准确的进行分子表征。研究者结合了萃取电喷雾电离(EESI)的软电离能力和Orbitrap质谱的的超高质量分辨率优势,对有机气溶胶进行了实时近分子表征。 EESI-Orbitrap对实验室产生的二次有机气溶胶和周围颗粒物的过滤提取物进行了进一步评估,分辨率高达140000(m/z200)可以实现对气溶胶分子的元素组成的准确鉴定和与邻近干扰成分的分离(这在分辨率只有20000的仪器上是无法分离的),同时获取二级高分辨质谱图的功能可以对化合物结构解析提供有效帮助。该研究所展示的新分析方法将更有信心的帮助我们增进对大气气溶胶形成和演化的认识。 3# 独树一帜奠基环境暴露与特定人群健康关系新发现职业工人通常会更多地接触高浓度的全氟化合物(PFAS),这使他们相较于一般人群面临更大的健康风险。为评估健康风险,启动了通过基于orbitrap质谱的代谢组学分析方法详细探究了相关职业接触PFAS的潜在健康问题,研究对象为40名来自中国某工厂的职业工人,和52名一般人群作为对照组。通过分析两组血浆中的PFAS水平的差异,发现十三种检测到的PFASs有六种PFAS同系物(Σ6PFAS)含量水平在职业工人和普通人群中差异巨大,同时偏最小二乘法差异性分析模型表明二组的代谢物检测结果存在明显差异。最终鉴定出14种潜在的生物标志物,发现它们与氧化应激,脂肪酸β-氧化紊乱和肾脏损伤有关。该研究结果表明职业性接触PFAS人群的健康风险不容忽视。 4# 独出心裁非靶向环境暴露组学研究迎突破在制药和化妆品行业中,对羟基苯甲酸酯被广泛用作常用防腐剂。目前已有研究发现,对羟基苯甲酸酯的环境暴露,与人的代谢改变和代谢疾病(例如糖尿病)的风险增加密切相关。但是,对羟基苯甲酸酯接触相关的代谢途径却鲜有报道。中国研究团队,在88名孕妇的尿液样品中测定了三种对羟基苯甲酸酯,并按测定的尿液浓度进行分组,使用UHPLC和Orbitrap高分辨率质谱联用平台对88个尿液样本进行代谢谱分析。通过对来自不同对羟基苯甲酸酯暴露组的尿液样品的特征筛选差异代谢物。鉴定出的代谢产物包括嘌呤,酰基肉碱等,这表明对羟基苯甲酸酯会干扰诸如嘌呤代谢、脂肪酸β-氧化等代谢途径。该团队首次完成了针对对羟基苯甲酸酯暴露孕妇基于MS的非靶向代谢组学研究工作,这一发现不仅揭示了对羟基苯甲酸酯环境暴露的潜在健康风险,也为理解对羟基苯甲酸酯暴露与某些代谢性疾病间的联系奠定了良好的研究基础。 # Orbitrap #作为环境研究不可或缺的手段,Orbitrap技术凭借高分辨能力和高质量精度以及稳定性好等优势,助力您实现多维度科研突破。明星产品推荐,马上加入你的研究计划/方案! Orbitrap Exploris 120 Orbitrap Exploris 240扫描以下二维码扫码获取报价和相关资料 相关阅读• 一探前沿|环境研究ding级期刊,哪些技术备受青睐?重金属分析篇(上)• 一探前沿|环境研究ding级期刊,哪些技术备受青睐?重金属分析篇(下) 参考文献:1. Environ. Sci. Technol. 2020 Nov 3 54(21):13478-13487. 2. Environ. Sci. Technol. 2020 Apr 7 54(7):3871-3880. 3. Environ. Sci. Technol. 2019 Aug 20 53(16):9800-9809. 4. Environ. Sci. Technol. 2020 Mar 17 54(6):3447-3454.
  • 我国科学家解析结核杆菌核糖体大亚基与抗生素结合的三维结构
    由结核杆菌引起的结核病是全球重要的慢性疾病。据世界卫生组织发布的《2019年全球结核病报告》数据,全球结核潜伏感染人群约17亿,占全人群的1/4左右,结核病仍是全球前10位死因之一。目前结核杆菌耐药性问题日益严重,了解结核杆菌耐药机制并研发新的治疗结核病药物对实现“终止结核病策略”意义重大。  近日,复旦大学和北京大学为主的联合团队在《Emerging Microbes & Infections》杂志上发表了题为“Cryo-EM structure of Mycobacterium tuberculosis 50S ribosomal subunit bound with clarithromycin reveals dynamic and specific interactions with macrolides”的文章,该研究解析了结核杆菌核糖体大亚基与大环内酯类抗生素克拉霉素(Clarithromycin,CTY)结合的冷冻电镜三维结构。  研究团队发现抗生素CTY结合位点位于结核杆菌核糖体大亚基新生肽链通道靠近rRNA第2062位腺嘌呤(A2062)的位置,与其他大环内酯抗生素的结合位置基本一致。研究团队基于研究获得的密度图,认为结合CTY的结核杆菌大亚基的A2062存在两种构象;与已发表的核糖体与大环内酯结合的结构比较,认为A2062与特定的大环内酯类抗生素结合的动力学可能调节肽基转移酶向翻译阻滞方向发展。该研究对结核杆菌核糖体大亚基A2062与大环内酯类药物的动力学研究结果,可能有助于合理设计下一代抗结核药物,以对抗日益严重的结核杆菌耐药问题。  论文链接:  https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/22221751.2021.2022439  注:此研究成果摘自《Emerging Microbes & Infections》杂志,文章内容不代表本网站观点和立场,仅供参考。
  • 中美科学家实现“可定制化裁剪”单壁碳纳米管,或催生室温下的超导体,为量子计算机和量子通信带来广阔前景
    在北京化工大学、和美国阿克伦大学读完本硕博之后,林志伟历经三站博士后研究。除第一站过渡性博士后仍在阿克伦大学,其余两站分别在美国哥伦比亚大学、美国国家标准与技术研究院(NIST,National Institute of Standards and Technology)完成。2022 年 1 月,林志伟回国加入华南理工大学前沿软物质学院担任教授。▲图 | 林志伟(来源:林志伟)时隔数月,其担任第一兼通讯作者的论文,发表在 Science 上。研究中,他利用 DNA 首次实现了单壁碳纳米管的可控有序修饰。对于发展超导材料和量子材料,将起到重要的推进作用。据介绍,超导材料、量子材料等性能独特的变革性材料,被认为具备解决人类当前面临的信息、能源、量子计算等重大问题的可能,甚至有望推动下一次产业革命。正如美国马里兰大学化学与生物化学系教授 YuHuang Wang教授在同期 Science 评论文章所指出的:美国物理学家威廉雷透(William A. Little)在 50 年前提出了经典的室温超导材料的分子模型(即 Little 模型)。然而,经过几十年的努力,人们一直无法在实验上设计出符合 Little 模型的超导分子。而该成果为实现 Little 模型迈出了重要一步,是里程碑式的发现。量子材料,是指由于其自身电子的量子力学特征,而产生奇异物理特性的材料。在发展变革性的数据存储、数据处理、通讯、以及计算机相关技术上具备巨大潜力,并可能产生惊人的经济效益。2016 年,美国能源部确立以量子材料为优先发展方向的变革性能源相关技术。由于具有独特性能,单壁碳纳米管可用于构建一维量子材料,但其缺点是量子产率较低。通过化学修饰,在sp2结构的单壁碳纳米管中引入缺陷构筑量子缺陷,可大大提高量子产率,这让单壁碳纳米管成为很好量子发光材料。可以预见,其将在量子计算机、量子通信等领域拥有广阔的应用前景。像服装设计师一样,"裁剪"单壁碳纳米管的化学结构超导材料,是指电阻为零的材料。在传输电流的时候,既不损失能量也不会产生热量。目前的超导材料都需要在很低的温度下(-100℃ 以下)才能产生超导性能。若发展出室温的超导材料,则有望用于制备超快计算机、超小的电子设备、高速磁悬浮列车等。如前所述,威廉雷透(William A. Little)曾首次提出室温超导体的分子模型——Little 模型。过去 50 年,学界已开展大量实验,但一直未能设计出其设想的超导分子。直到 2016 年,科学家提出碳纳米管或有望实现 Little 室温超导材料,但是得对碳纳米管的结构进行精确可控的化学修饰。可以说,这又是一项难于逾越的重大难题。碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNTs),于 1991 年由日本物理学家饭岛澄男(Sumio Iijima)发现。据维基百科介绍,"碳纳米管是一种管状的碳分子,管上每个碳原子采取 sp2杂化,相互之间以碳-碳 σ 键结合起来,形成由六边形组成的蜂窝状结构,以作为纳米碳管的骨架。"按照管子的层数不同,碳纳米管可分为单壁碳纳米管(SWCNT,Single-walled carbon nanotubes)和多壁碳纳米管(MWCNTs,Multi-walled carbon nanotubes)。单壁碳纳米管的结构简单,均匀一致性好,而且缺陷少、 性质稳定,受到的关注更多。鉴于此,自碳纳米管被发现以来,一直是热点研究材料。▲图 1 | 单壁碳纳米管(来源林志伟)凭借优异的光学、电学、力学、热学等性能,单壁碳纳米管已被广泛用于电子器件、光学仪器、锂离子电池、航空航天材料、疾病检测等领域。对单壁碳纳米管进行化学修饰,可以改变它的晶格结构电学性能和光学性能也会随之改变。这一手段对于发展有机超导材料、量子材料等新型材料具有重大意义。然而,在单壁碳纳米管中,所有碳原子的化学环境均为一致,存在着 sp2 杂化(sp2hybridization),即"一个原子同一电子层内由一个 n s 轨道和两个 n p 轨道发生杂化的过程"。因此,对单壁碳纳米管实现可控化学修饰,是领域内长期存在的一项重大挑战。针对此,林志伟与 NIST 的 Ming Zheng研究员,借助 DNA 让单壁碳纳米管,得以实现可控的有序修饰(图 2)。林志伟指出:"精确可控的修饰方法,让科学家有望像服装设计师一样,按自己的想法 ‘可定制化’地设计单壁碳纳米管化学结构,以实现特殊的性能(例如超导性能和量子性能等),进而实现在航空航天、量子计算机、量子通信、新一代生物医疗等领域的前沿应用。"▲图 2 | 有序可控修饰的单壁碳纳米管(来源:林志伟)近日,相关论文以《DNA 指导的碳纳米管晶格重构》(DNA-guided lattice remodeling of carbon nanotubes)为题,发表在 Science 上。林志伟兼任第一和通讯作者,Ming Zheng 研究员为共同通讯作者。(来源:Science)其中一位审稿人认为,该工作实现了一个宏大目标。此前,很多学者反复尝试却无功而返。因此,此次成果是领域内的重大进展。另一位审稿人指出,常温超导材料是无数科学家长期追寻的远大目标。该论文提出了有序可控地修饰单壁碳纳米管的方法,为制备常温超导材料提供了一种潜在解决方案。心情"忐忑"地给美国科学院院士发邮件据介绍,参与此次合作的 Ming Zheng 团队,长期致力于 DNA-碳纳米管复合材料方面的研究,尤其在 DNA 分离高纯度碳纳米管方面有着深厚积累。但是对于碳纳米管的化学修饰,团队的经验稍有不足。在加入 NIST 之前,林志伟本人并没有碳纳米管领域的工作经验,但在大分子精确合成、特别是在富勒烯(英文名为 Fullerene,又名C60)的精确修饰上,已经积累多年经验。C60是一种由 60 个碳原子组成的球型分子,它和碳纳米管同属于碳纳米材料的同素异形体。两者在结构和性能上,有一定的相似性。当有学科背景互补的人在一起讨论,很容易碰出"火花"。结合 NIST 团队在 DNA-碳纳米管复合材料、以及林志伟 C60 精确合成方面的背景,他们很快在科研想法上达成共识,提出了利用 DNA 来调控碳纳米管化学修饰的思路,并借此解决碳纳米管有序可控修饰的艰巨任务。接下来便是正式立项和开展实验。确定研究思路之后,如何选择 DNA 的序列、碳纳米管的种类,以及如何发展高效的化学修饰方法,成为新的工作重点。基于前期积累,该团队选取含有鸟嘌呤碱基(Guanine,G)的DNA 序列,将其缠绕到多种单手性单壁碳纳米管的表面,通过调控单壁碳纳米管种类、DNA 序列和构象,实现了预先定制的反应位点。在 525nm 光照下,名为玫瑰红(Rose Bengal)的光敏剂得以激发,借此产生了单线态氧,进而引发鸟嘌呤碱基与单壁碳纳米管发生反应。之后,课题组利用吸收光谱、光致发光光谱、拉曼光谱,对产物结构进行表征(图 3)。▲图 3 | 单壁碳纳米管与 DNA 的反应示意图和光谱表征(来源:Science)为了研究反应机理,以及反应之后单壁碳纳米管晶格中的反应位点的空间分布,该团队设计出一系列鸟嘌呤碱基含量相同、鸟嘌呤碱基相对位置不同的 DNA(2G-n)。结果发现,在拉曼、荧光光谱中与单壁碳纳米管晶格缺陷相关的峰强里,C3GC7GC3(2G-7)和(8,3)单壁碳纳米管的反应产物出现了极小值。这表明,单壁碳纳米管中形成了有序排列的晶格缺陷,即有序排列的反应位点(图 4)。▲图 4 | 筛选 DNA 序列并在单壁碳纳米管中构筑有序的反应位点(来源:Science)紧接着便是寻求合作和交叉验证。虽然通过上述光谱分析,该团队首次证实了有序可控修饰的单壁碳纳米管结构。但是这一结论太过重要,他们反复告诫自己必须非常谨慎对待,在论文发表前务必借助多渠道,对结论进行交叉验证。因此,课题组怀着"忐忑"的心情给美国科学院院士、弗吉尼亚大学哈里森生物化学和分子遗传学系的爱德华H埃格尔曼(Edward H. Egelman)教授写信,以寻求合作。埃格尔曼教授是冷冻电镜方面(cryo-EM,Cryogenic electron microscopy)的顶尖学者,在利用冷冻电镜解析 DNA-蛋白质等复杂生物分子结构方面有着深入研究。之所以怀着"忐忑"心情,是因为该团队之前和埃格尔曼教授并未有交集,而且后者的主要研究兴趣在生物学,很少涉及材料科学。那么,对方是否愿意合作?课题组表示比较担心。不过,令人激动的是埃格尔曼教授表现出极大的兴趣。双方很快就定下合作方式和目标,即利用冷冻电镜进一步验证有序可控的碳纳米管的结构。有了冷冻电镜的结果之后(图 5),课题组满怀信心地把论文投到 Science,并获得期刊主编和审稿人的高度赞赏。论文接收后,埃格尔曼教授接受 Science Daily 的采访时表示:"虽然我们经常使用物理学中的工具和技术来研究生物学,但是我们这次的工作表明,生物学中开发的方法实际上也可以用于解决物理学和工程学中的问题。科学研究常常会产生预料之外的结果,这正是科学令人着迷的原因所在。"▲图 5 | 冷冻电镜重构有序修饰的单壁碳纳米管结构及反应机理示意图(来源:Science)力争在有机超导和新型量子材料上,实现相关应用和很多在新冠大流行中完成的科研成果一样,如果没有疫情,论文或将更早面世。2019 年 9 月,研究正式启动。2020 年 1 月的一天,林志伟正在做实验,被临时要求必须马上离开实验室,整个马里兰州(NIST 所在的州)进入紧急隔离状态。临走时他和同事聊天,以为最多两个星期。两周很快过去,实验室并未解除隔离。之后进入漫长的等待。1 个月、2 个月、6 个月...... 幸运的是,实验室重新开放后,课题进展得很快。尽管此次研究诞生了符合 Little 模型的超导分子。但是,其超导方面的性能尚未得到真正的验证。针对这些新型单壁碳纳米管材料的性能表征,并揭示材料结构与性能关系,是该团队的后续重点。另一方面,他们还计划将含有不同结构和功能的化学官能团,通过有序可有的修饰方法,引入到单壁碳纳米管中,从而设计出结构更精确、性能更多样的单壁碳纳米管,力争在有机超导和新型量子材料上实现相关应用。目前,林志伟课题组主要围绕高分子、DNA、碳纳米管,致力于新型复合与杂化功能材料的精确设计、精准组装和先进应用等方面的研究。课题组常年招募博士后、博士和硕士研究生。
  • Neuron | 李毓龙实验室开发新型GRAB荧光探针用于检测胞外ATP的时空动态变化
    三磷酸腺苷(ATP)、二磷酸腺苷(ADP)、腺苷(Adenosine,Ado)等嘌呤类分子细胞内外广泛存在。胞内的嘌呤类分子主要负责调控细胞能量代谢等过程;而胞外的嘌呤类分子则作为信号分子(被称为“嘌呤类递质”),通过作用在其相应受体调节呼吸调控、味觉感受、睡眠等生理活动;嘌呤类递质及其受体还参与调节癫痫、疼痛、炎症反应、脑外伤和缺血等病理状态。此外,嘌呤能信号失调还与抑郁、精神分裂症等精神类疾病密切相关。迄今,解密嘌呤能信号传递功能的一大技术瓶颈是缺乏灵敏、特异且非侵入性的工具,以高时空分辨率地报告嘌呤类递质的动态变化。 2021年12月22日,北京大学李毓龙实验室在Neuron杂志在线发表了题为A sensitive GRAB sensor for detecting extracellular ATP in vitro and in vivo的研究论文,报道了新型基因编码的ATP探针GRABATP1.0的开发和在体外及活体动物的应用。李毓龙实验室自2018年以来,先后开发了针对乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、腺苷、五羟色胺、内源大麻素等神经递质或调质的荧光探针,此次发表的GRABATP1.0是其又一力作,进一步扩展了GRAB系列荧光探针家族。 在这一工作中,李毓龙实验室运用其先前设计的GRAB探针策略(GPCR Activation-Based sensor),基于人源ATP受体P2Y1和循环重排的绿色荧光蛋白cpEGFP开发了ATP探针GRABATP1.0(简称为ATP1.0)。在体外培养的HEK293T细胞、原代神经元及星形胶质细胞中,ATP1.0探针均表现出优异的细胞膜定位。神经元表达的ATP1.0对外源加入的ATP及ADP有~780%的信号响应、~80 nM的亲和力(EC50),及高度的分子特异性。此外,ATP1.0能够在亚秒级别响应胞外ATP浓度的变化。ATP1.0探针能否用来检测内源释放的ATP呢?作者从原代培养的海马细胞入手,发现ATP1.0能够检测到机械刺激及低渗透压刺激引发的ATP释放,药理学实验及突变型探针实验进一步验证了ATP1.0检测信号的特异性。有意思的是,在不给予额外刺激时,ATP1.0也能灵敏地记录到直径约为30微米的自发性ATP释放事件,表明ATP的释放具有化学分子特异和空间特异性。 ATP1.0探针能否在活体动物加以运用呢?过去的研究发现,当细胞受到损伤时,胞内毫摩尔级别的ATP被释放胞外,作为“危险信号”被周围的胶质细胞感受,从而激活小胶质细胞释放趋化因子等,产生免疫反应。胶质细胞上表达的嘌呤类受体在小胶质细胞激活、迁移及分泌信号因子过程中发挥重要作用。那么,在这一过程中,信号分子ATP的传播和小胶质细胞的迁移是如何动态并变化的?作者将ATP1.0探针表达在斑马鱼中,通过激光照射引发局部损伤时发现ATP的释放呈现“波状”传播;通过将绿色ATP1.0探针表达在红色荧光蛋白标记小胶质细胞的转基因斑马鱼中,能够直观地检测到随着ATP信号的传播小胶质细胞的迁移过程(图1上)。 图1:ATP1.0报告斑马鱼受到局部损伤时及小鼠发生免疫反应时大脑中的胞外ATP信号当大脑处于疾病状态时,ATP的释放又会呈现什么样的变化?如上所述,嘌呤能信号在免疫中扮演着重要角色。为了检测免疫反应过程中大脑中ATP信号的变化,作者通过腹腔注射脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)的方式引发小鼠的系统性免疫反应,同时通过AAV病毒介导的方法将ATP1.0表达在小鼠的大脑皮层,并借助双光子成像记录ATP的信号。有意思的是,LPS注射后,小鼠大脑皮层呈现出强烈、但空间特异的ATP信号上升现象。除了开发高灵敏的ATP1.0探针外,作者还开发了反应动力学更快及亲和力更低的ATP探针ATP1.0-L。在神经元中表达的ATP1.0-L对胞外的ATP的亲和力(EC50)约为32 μM。当在原代培养的海马细胞及活体的斑马鱼中表达,ATP1.0-L均能检测到更加局部的ATP信号。 综上所述,在这项工作中作者开发了新型遗传编码的ATP荧光探针,实现了对胞外ATP的高时空分辨率的记录。在此之前,李毓龙课题组在2020年还开发了另外一种嘌呤类递质腺苷的GRAB荧光探针,并助力中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心徐敏团队在睡眠调控中的研究。相信一系列新型成像工具的开发,将助力科学家更加深入地研究嘌呤能信号传递在生理和病理条件下的功能和调控机理。
  • 基质辅助激光解吸电离质谱技术突破 新基质实现快速诊断
    疾病的非侵入性快速筛查方法在临床医疗领域中具有重要意义,可以实现疾病的早期发现。然而传统的方法难以实现短时间大量样本的检测,急需发展一种高通量的体液代谢物检测新方法。基质辅助激光解吸电离(MALDI)是一种高通量的电离质谱技术,MALDI质谱已经成为生物分析化学中不可或缺的工具之一,在生物活性小分子检测、代谢组学分析、小分子质谱成像等许多重要领域具有广泛应用。   在国家自然科学基金委和中国科学院的大力支持下,中科院化学所活体分析化学院重点实验室聂宗秀研究员课题组长期致力于开发高通量代谢小分子分析新方法,先后发展了用于基质辅助激光解吸电离质谱成像的新基质和新技术(Anal. Chem. 2018, 90, 729;Chem. Comm. 2018, 54, 10905),以及新型基质喷涂装置(Anal. Chem. 2018, 90, 8309.)。最近,他们开发了一种TiO2/MXene纳米材料新基质,建立了基于尿液中小分子代谢物的疾病快速筛查方法。利用该基质,他们提取了尿液样本的约550种代谢小分子图谱,结合机器学习算法的数据分析,显示疾病组和健康对照组之间小分子代谢物群的差异,正常组和疾病组的区分准确度为96.8 %,膀胱癌与尿路结石疾病之间的诊断准确率达到88.3 %。同时,他们还发现两组疾病在能量代谢通路,组氨酸、色氨酸代谢通路,嘌呤代谢路径,苯乙酸类化合物代谢路径中的46个小分子代谢物有显著差异,并鉴定出了其中的11个代谢物。相关研究结果发表于近期的Advanced Functional Materials期刊上(Adv. Funct. Mat. 2021, 31, 2106743)。第一作者是博士生陈俊宇,通讯作者是赣南医学院江丽霞教授、中科院化学所刘会会副研究员和聂宗秀研究员。
  • 工欲善其事,必先利其器——基因编辑工具的开发
    基因编辑已经被越来越广泛的用于生物学的研究和应用当中,例如合成生物学,基因治疗,药物靶点发现,mRNA剪接,蛋白定向进化等等。我们在使用各种各样的基因编辑工具时,不禁感叹这些工具是多么的精巧绝伦。但科研人员发现基因编辑工具,改进这些工具的功能、效率并非易事。高效、精准、便捷的基因编辑工具,一直是人们梦寐以求的科研神器。我们熟知的CRISPR系统,最常听到、见到的是Cas9蛋白,但Cas蛋白并不是只有Cas9,下图中为Cas蛋白的分类。Cas蛋白功能分类图[1]在如此多的Cas蛋白中,发现如Cas9、Cas12a、Cas13a等可以作为基因编辑工具的,可谓凤毛麟角,少之又少。从1987年报道CRISPR重复序列,到2002年发现Cas4基因具有核酸外切酶功能,直到2012年发现Cas9可以通过RNA介导控制基因组编辑,历经20余年。在CRISPR风靡全球后,对于该系统的开发并未停止,技术大牛们又开发出: 基于CRISPR系统,通过sgRNA介导突变后不具有切割活性的Cas9蛋白(dCas9)对于基因表达进行激活或抑制的CRISPRa和CRISPRi技术; 将失去催化活性的Cas蛋白(dCas)或只有切割一条链活性的Cas蛋白(nCas)和可作用于单链DNA的脱氨酶进行融合,实现对靶点碱基替换的胞嘧啶碱基编辑器(CBE)和腺嘌呤碱基编辑器(ABE)[2];工欲善其事,必先利其器。对于基因编辑而言,需要基因编辑工具这个金刚钻。对于基因编辑工具的开发,更需要一把“利器”。Beckman可以为科研工作者提供基因编辑技术与工具开发的整套解决方案。
  • 星状病毒PCR检测试剂盒反应五要素
    星状病毒PCR检测试剂盒反应五要素: 参加PCR反应的物质主要有五种即引物、酶、dNTP、模板和Mg2+引物: 引物是PCR特异性反应的关键,PCR 产物的特异性取决于引物与模板DNA互补的程度。理论上,只要知道任何一段模板DNA序列,就能按其设计互补的寡核苷酸链做引物,利用PCR就可将模板DNA在体外大量扩增。设计引物应遵循以下原则:①引物长度: 15-30bp,常用为20bp左右。②引物扩增跨度: 以200-500bp为宜,特定条件下可扩增长至10kb的片段。③引物碱基:G+C含量以40-60%为宜,G+C太少扩增效果不佳,G+C过多易出现非特异条带。ATGC好随机分布,避免5个以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列。④避免引物内部出现二级结构,避免两条引物间互补,特别是3’端的互补,否则会形成引物二聚体,产生非特异的扩增条带。⑤引物3’端的碱基,特别是zui末及倒数第二个碱基,应严格要求配对,以避免因末端碱基不配对而导致PCR失败。⑥引物中有或能加上合适的酶切位点,被扩增的靶序列zui有适宜的酶切位点,这对酶切分析或分子克隆很有好处。⑦引物的特异性:引物应与核酸序列数据库的其它序列无明显同源性。产品特点:星状病毒PCR检测试剂盒高特异性:与其他病毒无交叉反应,无非特异性扩增;高灵敏度:检测灵敏度可达10~100拷贝;操作简便:该系列所有试剂均采用相同的体系和条件,可同时进行多个检测;高通量:多种双重PCR检测以及三重PCR检测试剂盒。
  • 单克隆抗体制备的基本原理与过程
    单克隆抗体制备的原理:B淋巴细胞在抗原的刺激下,能够分化、增殖形成具有针对这种抗原分泌特异性抗体的能力、B细胞的这种能力和量是有限的,不可能持续分化增殖下去,因此产生免疫球蛋白的能力也是极其微小的、将这种B细胞与非分泌型的骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞,再进一步克隆化,这种克隆化的杂交瘤细胞是既具有瘤的无限生长的能力,又具有产生特异性抗体的B淋巴细胞的能力,将这种克隆化的杂交瘤细胞进行培养或注入小鼠体内即可获得大量的高效价、单一的特异性抗体.这种技术即称为单克隆抗体技术。单克隆抗体制备的过程:免疫动物免疫动物是用目的抗原免疫小鼠,使小鼠产生致敏B淋巴细胞的 过程。 一般选用6-8周龄雌性BALB/c小鼠,按照预先制定的免疫方案进行免疫注射。 抗原通过血液循环或淋巴循环进入外周免疫器官,刺激相应B淋巴细胞克隆,使其活化、增殖,并分化成为致敏B淋巴细胞。细胞融合采用二氧化碳气体处死小鼠,无菌操作取出脾脏,在平皿内挤压研磨,制备脾细胞悬液。 将准备好的同系骨髓瘤细胞与小鼠脾细胞按一定比例混合,并加入促融合剂聚乙二醇。在聚乙二醇作用下,各种淋巴细胞可与骨髓瘤细胞发生融合,形成杂交瘤细胞。选择性培养选择性培养的目的是筛选融合的杂交瘤细胞,一般采用HAT选择性培养基。在HAT培养基中,未融合的骨髓瘤细胞因缺乏次黄嘌呤-鸟嘌呤-磷酸核糖转移酶,不能利用补救途径合成DNA而死亡。 未融合的淋巴细胞虽具有次黄嘌呤-鸟嘌呤-磷酸核糖转移酶,但其本身不能在体外长期存活也逐渐死亡。 只有融合的杂交瘤细胞由于从脾细胞获得了次黄嘌呤-鸟嘌呤-磷酸核糖转移酶,并具有骨髓瘤细胞能无限增殖的特性,因此能在HAT培养基中存活和增殖。杂交瘤阳性克隆的筛选与克隆化在HAT培养基中生长的杂交瘤细胞,只有少数是分泌预定特异性单克隆抗体的细胞,因此,必须进行筛选和克隆化。通常采用有限稀释法进行杂交瘤细胞的克隆化培养。采用灵敏、快速、特异的免疫学方法,筛选出能产生所需单克隆抗体的阳性杂交瘤细胞,并进行克隆扩增。经过全面鉴定其所分泌单克隆抗体的免疫球蛋白类型、亚类、特异性、亲和力、识别抗原的表位及其分子量后,及时进行冻存。单克隆抗体的大量制备单克隆抗体的大量制备主要采用动物体内诱生法和体外培养法。(1)体内诱生法 取BALB/c小鼠,首先腹腔注射0.5ml液体石蜡或降植烷进行预处理。1-2周后,腹腔内接种杂交瘤细胞。杂交瘤细胞在小鼠腹腔内增殖,并产生和分泌单克隆抗体。约1-2周,可见小鼠腹部膨大。用注射器抽取腹水,即可获得大量单克隆抗体。(2)体外培养法 将杂交瘤细胞置于培养瓶中进行培养。在培养过程中,杂交瘤细胞产生并分泌单克隆抗体,收集培养上清液,离心去除细胞及其碎片,即可获得所需要的单克隆抗体。但这种方法产生的抗体量有限。各种新型培养技术和装置不断出现,大大提高了抗体的生产量。单克隆抗体制备的意义:用于以下各种生命科学实验并具有医用价值(1)沉淀反应:Precipitation reaction(2)凝集实验:haemaglutination(3)放射免疫学方法检测免疫复合物(4) 流式细胞仪:用于细胞的分型和细胞分离.(5)ELISA 等免疫学检测(6)BIAcore biosensor:检测Ab-Ag或与蛋白的亲和力 .(7)免疫印记(western blotting)(8) 免疫沉淀:(9) 亲和层析:分离蛋白质(10) 磁珠分离细胞(11)临床疾病的诊断和治疗;
  • 单分子蛋白质测序、单细胞代谢组学及体积电镜等上榜2023 年值得关注的七项技术 |《自然》长文
    《自然》选出将在未来一年对科学产生巨大影响的工具和技术。从蛋白质测序到电子显微镜,从考古学到天文学,本文将讲述七项有可能会在未来一年震动科学界的技术。  单分子蛋白质测序  蛋白质组体现了细胞或生物体制造的一整套蛋白质,可以提供关于健康和疾病的深入信息,但对蛋白质组的表征仍然是一项挑战性的工作。  相对于核酸来说,蛋白质是由更多的分子砌块(building blocks)组成的,约有20种天然存在的氨基酸(相比之下,组成DNA和信使RNA等分子的只有4种核苷酸) 因此,蛋白质具有更大的化学多样性。有些蛋白质在细胞中的含量较少 并且与核酸不同,蛋白质不能被扩增 ——这意味着蛋白质分析方法必须使用任何能用的材料。  大多数蛋白质组学分析使用质谱法,这是一种根据蛋白质的质量和电荷来分析蛋白质混合物的技术。这些谱图可以同时量化数千种蛋白质,但检测到的分子并不总能明确识别,并且混合物中的低丰度蛋白质常常被忽视。现在,能对样本中的许多(甚至全部)蛋白质进行测序的单分子技术可能即将问世,其中许多技术类似于用于DNA的技术。  德克萨斯大学奥斯汀分校的生物化学家Edward Marcotte正在研究一种这样的技术,称为荧光测序(fluorosequencing)[1]。Marcotte的技术报道于2018年,该技术基于一种逐步的化学过程,在此过程中,单个氨基酸被荧光标记,然后从表面偶联蛋白的末端逐个被剪切下来,此时摄像机会捕捉到所产生的荧光信号。Marcotte解释道:“我们可以用不同的荧光染料标记蛋白质,然后在切割时逐个分子地观察。”去年,位于康涅狄格州的生物技术公司Quantum Si的研究人员描述了一种荧光测序的替代方法,该方法使用荧光标记的“粘合剂”蛋白来识别蛋白质末端的特定氨基酸(或多肽)序列[2]。  其他研究人员正在开发模仿基于纳米孔的DNA测序技术,根据多肽通过微小通道时引起的电流变化来分析多肽。荷兰代尔夫特理工大学的生物物理学家Cees Dekker及其同事于2021年展示了这样一种方法,他们利用蛋白质制成纳米孔,并能够区分通过纳米孔的多肽中的单个氨基酸[3]。在以色列理工学院,生物医学工程师Amit Meller的团队正在研究由硅基材料制成的固态纳米孔器件,该器件可以同时对许多不同的蛋白质分子进行高通量分析。他说:“你可能可以同时观察数万甚至数百万个纳米孔。”  尽管目前单分子蛋白质测序只是概念上的验证,但其商业化正在迅速推进。例如,Quantum Si公司已宣布计划今年推出第一代仪器,并且Meller指出,2022年11月在代尔夫特举行的蛋白质测序会议上有一个专门针对该领域初创企业的讨论组。他说:“这让我想起了第二代DNA测序技术面世前的那些日子。”  Marcotte是德克萨斯州奥斯汀市蛋白质测序公司Erisyon的联合创始人,他对此持乐观态度。他说:“这已经不是个行不行的问题,而是这项技术几时能送到人们手上。”  詹姆斯韦勃太空望远镜  天文学家们从去年开始就翘首以盼,兴奋不已。经过20多年的精心设计和建造,美国国家航空航天局(NASA)与欧洲航天局和加拿大航天局合作,于2021年12月25日成功将詹姆斯韦布太空望远镜(James Webb Space Telescope,缩写JWST)送入轨道。因为仪器设备需要展开并确定第一轮观测的位置,全世界不得不等待了近七个月,JWST才开始正常工作。  等待是值得的。马里兰州巴尔的摩市太空望远镜科学研究所天文学家、JWST的望远镜科学家Matt Mountain表示,最初传来的图像超出了他的最高预期。“实际上天空并不空旷——到处都是星系,”他说,“理论上我们知道这一点,但真正看到这一景象带来了别样的情感冲击。”  詹姆斯韦布太空望远镜(James Webb Space Telescope)的6.5米主镜片(图中展示了18片镜片中的6片)可以探测数十亿光年外的物体。资料来源:NASA/MSFC/David Higginbotham  JWST的设计是为了接替哈勃太空望远镜的工作。哈勃望远镜可以看到令人惊叹的宇宙景象,但也有盲点:它基本上无法看见在红外范围内具有光信号的古老恒星和星系。要弥补这一点,需要一台高灵敏度的仪器,其灵敏度要能够探测到数十亿光年外发出的极为微弱的红外信号。  JWST的最终设计包括18个完全光滑的铍质镜片阵列,当其完全展开时,直径为6.5米。Mountain说,这些反射镜的设计非常精密,“要是把一块镜面等比放大到美国那么大,上面的隆起也不超过几英寸(高)。”这些反射镜配有最先进的近红外和中红外探测器。  这一设计使JWST能够填补哈勃望远镜的空白,包括捕获来自一个有135亿年历史的星系发出的信号,该星系产生了宇宙中最早的一些氧和氖原子。JWST也带来了一些惊喜,例如,它能够测量某些类型的系外行星的大气组成。  世界各地的研究人员都在排队等待观察时间。英国卡迪夫大学的天体物理学家Mikako Matsuura正在用JWST进行两项研究,调查宇宙尘埃的产生和破坏,这些尘埃可能会导致恒星和行星的形成。Matsuura说,与她所在小组过去使用的望远镜相比,“JWST拥有完全不同的灵敏度和清晰度等级”。她说:“我们看到了这些天体内部正在发生的完全不同的现象——这真令人叹为观止。”  体积电子显微镜  电子显微镜(Electron microscopy,EM)以其卓越的分辨率而闻名,但观察的主要是样本的表面。深入研究样本的内部需要将样本切成非常薄的切片,这对于生物学家来说往往不够。伦敦弗朗西斯克里克研究所(Francis Crick Institute)的电子显微镜学家Lucy Collinson解释说,仅覆盖单个细胞的体积就需要200个切片。她说:“如果你只有一个[切片],你就是在玩统计把戏。”  现在,研究人员正在将EM的分辨率应用于包含多个立方毫米体积的3D组织样本上。  此前,从2D的EM图像重建这样体积的样本(例如,绘制大脑的神经连接图)需要经历艰苦的样本准备、成像和计算过程,才能将这些图像转换为多图像堆叠。现在,最新的“体积电子显微镜”技术大大简化了这一过程。  这些技术有各种优点和局限性。连续切面成像(Serial block-face imaging)是一种相对快速的方法,它使用金刚石刀片在树脂包埋样品上切下一系列薄片,并进行成像,可以处理约1立方毫米大小的样品。然而,它的深度分辨率较差,这意味着生成的体积重建将相对模糊。聚焦离子束扫描电子显微镜(Focused ion beam scanning electron microscopy,FIB-SEM)能制备更薄的薄片样品,因此深度分辨率更高,但更适用于体积较小的样品。  Collinson将体积电子显微镜的兴起描述为一场“安静的革命”,因为研究人员专注于用这种方法得到的结果,而不是生成这些结果的技术。但这正在改变。例如,2021年,弗吉尼亚州珍利亚研究园区(Janelia Research Campus)从事电子显微镜中细胞器分割(Cell Organelle Segmentation in Electron Microscopy,COSEM)计划的研究人员在《自然》上发表了两篇论文,聚焦了在绘制细胞内部结构方面取得的重大进展[4,5]。“这是一个绝佳的原理论证。”Collinson说。  COSEM研究计划使用精密的定制FIB-SEM显微镜,在保持良好空间分辨率的同时,可将单个实验中可成像的体积增加约200倍。将这些仪器与深度学习算法结合使用,该团队能够在各种细胞类型的完整3D体积中定义各种细胞器和其他亚细胞结构。  这种样品制备方法费力且难以掌握,并且由此产生的数据集非常庞大。但这一努力是值得的:Collinson已经看到了该技术在传染病研究和癌症生物学方面产生的见解。她现在正在与同事们合作,探索以高分辨率重建整个小鼠大脑的可行性。她预计这项工作将需要十多年的时间,花费数十亿美元,并产生5亿GB左右的数据。她说:“这可能与绘制第一个人类基因组工作的数据量在一个数量级。”  CRISPR无限可能  基因组编辑工具CRISPR–Cas9作为在整个基因组的目标位点引入特定变化的首选方法,在基因治疗、疾病建模和其他研究领域取得了突破,无可非议地享有盛誉。但它的用途多受限制。现在,研究人员正在寻找规避这些限制的方法。  CRISPR编辑由短链向导RNA(short guide RNA,sgRNA)协调,sgRNA将相关的Cas核酸酶导向其目标基因组序列。但这种酶发挥作用还需要在靶点附近有一种叫做原间隔序列邻近基序(protospacer adjacent motif,PAM)的序列 如果没有PAM,基因编辑很可能会失败。  在波士顿的马萨诸塞州总医院,基因组工程师Benjamin Kleinstover利用蛋白质工程技术,从化脓性链球菌中制造出常用Cas9酶的“近乎不受PAM序列限制的(near-PAMless)”Cas变体。一个Cas变体需要由三个连续核苷酸碱基组成的PAM,其中腺嘌呤(A)或鸟嘌呤(G)核苷酸位于中间位置[6]。“这些酶现在几乎可以读取整个基因组,而传统的CRISPR酶只读取1%到10%的基因组。”Kleinstover说。  这种对PAM序列不太严格的要求,增加了编辑“脱靶”的机会,但进一步的蛋白质工程设计可以提高其特异性。作为一种替代方法,Kleinstiver的团队正在设计和测试大量Cas9变体,每个变体对不同的PAM序列表现出高度的特异性。  还有许多天然存在的Cas变体有待发现。自然条件下,CRISPR–Cas9系统是一种针对病毒感染的细菌防御机制,不同的微生物进化出了具有不同PAM序列偏好的各种酶。意大利特伦托大学的病毒学家Anna Cereseto和微生物组研究人员Nicola Segata梳理了100多万个微生物基因组,鉴定和表征了一组多样的Cas9变体,他们估计这些变体可能总共可以针对98%以上的已知人类致病突变[7]。  然而,其中只有少数能在哺乳动物细胞中发挥作用。Cereseto说:“我们的想法是测试许多种酶,看看是什么决定因素使这些酶正常工作。”从这些天然酶库和高通量蛋白质工程工作中获得的见解来看,Kleinstiver说,“我认为我们最终会有一个相当完整的编辑工具箱,能让我们编辑任何我们想要的碱基。”  高精度放射性碳测年  去年,考古学家利用放射性碳测年技术的进步,对维京探险家首次抵达美洲的确切年份——甚至是季节——进行了研究。荷兰格罗宁根大学的同位素分析专家Michael Dee和他的博士后Margot Kuitems带领的一个团队在加拿大纽芬兰岛北岸的一个聚落中发现了一些被砍伐的木材,通过对这些木材的研究,确定这棵树很可能在1021年被砍伐,而且可能是在春天[8]。  自20世纪40年代以来,科学家一直在利用有机人工制品的放射性碳测年法来缩小历史事件发生的时间范围。他们通过测量同位素碳-14的痕迹来做到这一点,碳-14是宇宙射线与地球大气相互作用的结果,在数千年中缓慢衰变。但这种技术的精确度通常仅为几十年左右。  加拿大纽芬兰省兰塞奥兹牧草地(L'Anse aux Meadows)木材的精确放射性碳年代测定显示,维京人于1021年在此地砍倒了一棵树。图片来源:All Canada Photos/Alamy  2012年,情况发生了变化,日本名古屋大学物理学家三宅芙沙(Fusa Miyake)领导的研究小组发现[9],公元774到775年之间,日本雪松年轮中碳-14含量显著升高。随后的研究[10]不仅证实了这一时期世界各地的木材样本中都存在这种碳-14含量的显著升高,而且还发现历史上存在至少五次这样的碳-14含量上升,最早的一次可以追溯到公元前7176年。有研究人员将这些碳-14峰值与太阳风暴活动联系起来,但这一假设仍在探索中。  无论其原因是什么,这些“三宅事件”的存在,能让研究人员通过检测一个特定的三宅事件,然后对此后形成的年轮进行计数,从而准确地确定木制文物的制造年份。Kuitems说,研究人员甚至可以根据最外圈年轮的厚度来确定树木被砍伐的季节。  考古学家现在正在将这种方法应用于新石器时代聚落和火山爆发遗址的研究,Dee希望用它来研究中美洲的玛雅帝国。在接下来的十年左右,Dee乐观地认为,“我们将对这些古老文明中的许多历史事件有真正精确到年代的完全记录,我们将能够以相当精细的时间尺度谈论这些历史发展。”  至于三宅,则还在继续寻找历史中的时间标尺。她说:“我们现在正在寻找过去一万年中与公元774到775年的事件相当的其他碳-14升高。”  单细胞代谢组学  代谢组学是研究驱动细胞的脂质、碳水化合物和其他小分子的科学,它最初是一套表征细胞或组织中代谢产物的方法,但现在正在转向单细胞水平。科学家们可以利用这些细胞水平的数据,理清大量看似相同的细胞的功能复杂性。但这一转变带来了艰巨的挑战。  代谢组包含大量具有不同化学性质的分子。欧洲分子生物学实验室的代谢组学研究人员Theodore Alexandrov说,其中一些分子存在的时间非常短暂,代谢周转率为亚秒级别。它们可能很难检测:尽管单细胞RNA测序可以捕获细胞或生物体中产生的近一半的RNA分子(转录组),但大多数代谢分析仅涵盖细胞代谢产物的一小部分。这些缺失的信息里可能包含了重要的生物学奥秘。  “代谢组实际上是细胞的活性部分。”伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的分析化学家Jonathan Sweedler说,“在疾病状态下,如果你想知道细胞状态,你真的要研究代谢产物。”  许多代谢组学实验室使用分离的细胞,这些细胞被捕获在毛细管中,使用质谱法单独分析。相比之下,“成像质谱”方法获取了样本中不同位置的细胞代谢产物发生变化的空间信息。例如,研究人员可以使用一种称为基质辅助激光解吸/电离(MALDI)的技术,其中激光束扫过经特殊处理的组织切片,释放出代谢产物,用于随后的质谱分析。这种方法也能捕获样本中代谢物来源的空间坐标。  Sweedler说,理论上,这两种方法都可以量化数千个细胞中的数百种化合物,但要实现这一目标通常需要顶级的定制硬件设备,成本在百万美元左右。  现在,研究人员正在普及这项技术。2021年,Alexandrov团队报道了SpaceM,这是一种开源软件工具,它能用光学显微镜成像数据,使用标准商用质谱仪对培养的细胞进行空间代谢组学分析[11]。他说:“我们算是做了数据分析部分的体力活。”  Alexandrov的团队使用SpaceM对数以万计人和小鼠细胞中的数百种代谢产物进行了分析,并转向标准的单细胞转录组学方法将这些细胞分类。Alexandrov表示,他尤为热情的是后一项工作,以及构建“代谢组学图谱”的想法——类似于为转录组学开发的图谱,以加速该领域的进展。他说:“这绝对是一个前沿领域,并将对科学起到巨大的推动作用。”  体外胚胎模型  研究人员现在可以在实验室中制造出人工合成胚胎(下图),它与8天大的自然胚胎(上图)类似。来源:Magdalena Zernicka Goetz实验室  科学家们已经在小鼠和人类的细胞水平上详细描绘了从受精卵到完全形成的胚胎这一过程。但驱动这一过程早期阶段的分子机制仍不清楚。现在,“胚状体”模型的一系列活动有助于填补这些知识空白,让研究人员更清楚地了解可以决定胎儿发育成败的重要早期事件。  该领域一些最精细的模型,来自加州理工学院和英国剑桥大学的发育生物学家Magdalena Zernicka Goetz的实验室。2022年,她和她的团队证明,他们可以完全从胚胎干细胞(embryonic stem cells,ES细胞)中产生植入期的小鼠胚胎[12,13]。  与所有多能干细胞一样,ES细胞可以形成任何细胞或组织类型,但它们需要与两种类型的胚外细胞密切相互作用才能完成正常的胚胎发育。Zernicka-Goetz团队研究出了诱导ES细胞形成这些胚外细胞的方法,并表明这些细胞可以与ES细胞共培养,以产生胚胎模型,该模型的成熟度是以前的体外实验无法达到的。“它就如你能想象的胚胎模型那样。”Zernicka Goetz说,“我们的胚胎模型发育出一个头部和心脏——而且还在跳动。”她的团队能够利用这个模型来揭示个别基因的改变如何破坏正常的胚胎发育。  经过工程设计用于模拟胚胎8细胞期的细胞构成的胚状体。来源:M.A Mazid et al./Nature  在中国科学院广州生物医药与健康研究院,干细胞生物学家Miguel Esteban和同事们正在采取一种不同的策略:重新编程人类干细胞,以模拟最早的发育阶段。  Esteban说:“我们最初的想法是,实际上甚至制造合子也是可能的。”该团队没能完全实现这一点,但他们的确发现了一种培养策略,能使这些干细胞回到类似于8细胞期人类胚胎的状态[14]。这是一个至关重要的发育期里程碑,与基因表达的巨大变化相关,最终产生不同的胚胎细胞和胚外细胞谱系。  尽管还不完美,但Esteban的模型展示了自然状态下8细胞期胚胎中细胞的关键特征,并凸显了人类和小鼠胚胎如何启动向8细胞期阶段转变之间的重要差异。Esteban说:“我们发现,一种甚至在小鼠体内都没有表达的转录因子,调节着整个转化过程。”  结合起来,这些模型可以帮助研究人员描绘出仅仅几个细胞是如何发育为高度复杂的脊椎动物躯体的。  在许多国家,对人类胚胎的研究只能在发育14天以内进行,但在这些限制条件下,研究人员仍有许多工作可做。Esteban说,非人类灵长类动物模型提供了一种可能的替代方案,而Zernicka-Goetz说,她的小鼠胚胎策略也可以产生发育到第12天的人类胚胎。她说:“在这个我们能研究的胚胎阶段,仍有很多问题有待提出。”  参考文献:  1. Swaminathan, J. et al. Nature Biotechnol.36, 1076–1082 (2018).  2. Reed, B. D. et al. Science 378, 186–192 (2022).  3. Brinkerhoff, H., Kang, A. S. W., Liu, J., Aksimentiev, A. & Dekker, C. Science 374, 1509–1513 (2021).  4. Heinrich, L. et al. Nature 599, 141–146 (2021).  5. Xu, C. S. et al. Nature 599, 147–151 (2021).  6. Walton, R. T., Christie, K. A., Whittaker, M. N. & Kleinstiver, B. P. etal. Science 368, 290–296 (2020).  7. Ciciani, M. et al. Nature Commun. 13, 6474 (2022).  8. Kuitems, M. et al. Nature 601, 388–391 (2022).  9. Miyake, F., Nagaya, K., Masuda, K. & Nakamura, T. Nature 486, 240–242 (2012).  10. Brehm, N. et al. Nature Commun. 13, 1196 (2022).  11. Rappez, L. et al. Nature Methods 18, 799–805 (2021).  12. Amadei, G. et al. Nature 610, 143–153 (2022).  13. Lau, K. Y. C. et al. Cell Stem Cell 29, 1445–1458 (2022).  14. Mazid, M. A. et al. Nature 605, 315–324 (2022).  原文以Seven technologies to watch in 2023为标题发表在2023年1月23日《自然》的技术特写版块上
  • 美国博纯将在北京分析测试学术报告会暨展览会BCEIA秀出环保监测“黑科技”
    医疗、科研和环境监测应用的气体分析预处理装置厂家——美国博纯(www.permapure.com.cn)将于2017年10月10-13日参加由中国分析测试协会在北京国家会议中心主办的第十七届北京分析测试学术报告会暨展览会,即BCEIA展会。博纯此番准备了环保监测的黑科技,欢迎来42123号展位一探究竟。本次BCEIA展会以“分析科学,创造未来”的方向,围绕“生命,生活,生态——面向绿色未来”主题展开。美国博纯作为气体分析预处理装置的知名供应商,以保护生命(Protect Life)作为公司使命,为环保监测行业提供最新科技和水分管理预处理方案,帮助提高大气、烟气及极端样品气体分析数据的准确度,同时保护昂贵的分析设备免受腐蚀和漂零等问题。美国博纯将在BCIEA展会上紧密结合大气相关政策,展出气溶胶、PM2.5/10、VOCs、NOx、二氧化硫等大气监测中所需的样品气体干燥和加湿装置,如:Nafion单管MD干燥管、Nafion多管PD干燥管、VOCs ACES-Plus MD模块、MD700大管径气溶胶分析专用Nafion干燥管、BE水分交换器及加湿器系列等。届时,博纯还会带来CEMS烟气监测中所需的GASS-35便携式烟气分析预处理系统,GASS-6000固定式烟气分析预处理系统及GASS3000模块化预处理系统。GASS系列预处理系统以Nafion® 为核心技术,可保证不损失待测酸性腐蚀气体(SO2、HCl),提高后端烟气分析仪数据精确度。系统应用于燃煤电厂、热电厂、工业锅炉的固定源废气超低排放的在线监测,也可应用在脱硝、脱硫过程控制及废气处理新工艺研究中的在线监测中。更多高性能的分析预处理装置将在BCEIA展会的现场与观众见面,博纯展位号42123,中国团队期待您莅临现场指导!关于博纯:美国博纯(Perma Pure)是英国豪迈旗下公司,是一家提供创新的高性能气体预处理解决方案生产厂商,产品包含干燥管、加湿器、过滤器、凝聚过滤器、专业洗涤器和完整的样气预处理系统。总部位于新泽西州莱克伍德,在中国和印度设有服务支持中心。作为使用Nafion™ (由杜邦公司研发的离子交换共聚物)管解决方案的指定生产商,我们提供高性能、品质和可靠性产品,是医疗、科研和环境监测用户的信赖之选。博纯通过ISO 9001:2015,13485:2016认证,并获得FDA注册。
  • 青春风暴 劲舞申城——中国仪器仪表学会青工委学术沙龙走进PerkinElmer上海CKC
    习近平总书记在2013年5月4日全国青年工作者会议中发表重要讲话:“青年兴则国家兴,青年强则国家强。”青年工作者委员会(简称青工委)就是中国仪器仪表学会分析仪器分会响应总书记号召而成立的一个面向行业内青年工作者的行业性组织。本着促进行业内青年的互动交流的宗旨,青工委每年都会在不同城市定期地举办学术研讨会、沙龙等形式的活动。作为仪器仪表学会分析仪器分会的理事单位,PerkinElmer一贯关注青年科研工作者的成长与交流,所以在2016年12月、2017年1月分别在广州和北京成功承办了青工委第一次、第二次学术沙龙。2017年4月14日,青工委再一次联手PerkinElmer,于PerkinElmer上海用户体验中心(CKC)举办了第三次学术沙龙,让青春风暴在春日的申城跳起绚烂的舞蹈。 共有上海市食品研究所、上海市质量监督检测技术研究院、上海副食品质量监督检验站、上海市计量测试技术研究院、上海市食品药品检验所、上海市疾病预防控制中心、上海市城市排水监测站、上海理工大学、上海屹峣科技发展有限公司、上海实扑检测技术服务有限公司、上海科源电子技术有限公司、上海必诺检测技术服务有限公司、可口可乐中国有限公司技术中心、华测(上海)检测技术服务有限公司、上海恒建生物技术有限公司、上海纽迈电子科技有限公司等单位和企业的30余名老师参加了此次沙龙。 沙龙由上海市食品研究所副主任吴轶老师主持。首先,PerkinElmer DAS事业部中国区总经理、仪器仪表学会分析仪器分会副理事长朱兵博士向来宾介绍了PerkinElmer公司,并预祝本次沙龙取得成功。 中国仪器仪表学会分析仪器分会副秘书长袁旭军老师从成立时间、主管体系、组织架构、宗旨、发展愿景、主要工作等几个方面对中国仪器仪表学会分析仪器分会做了介绍。上海纽迈电子科技有限公司副总经理张英力老师为大家作了青工委工作报告。吴轶老师向大家分享了题为《食源性食品中嘌呤检测方法研究》的学术报告。上海必诺检测技术服务有限公司施雅老师与大家分享了《食品中真菌毒素的检测技术》的学术报告。 上海市计量测试技术研究院李杰博士和大家分享了《兽药残留检测量值溯源体系研究》的学术报告。 由PerkinElmer实验室主管孙明老师带领参会的青年代表参观了PerkinElmer实验室,并向大家详细介绍了PerkinElmer在各个检测领域的解决方案。 本次青工委学术沙龙在热烈而轻松的氛围中结束。在今后的工作中,PerkinElmer将会持续关注行业内青年工作者的交流与进步,用实际行动响应习近平总书记关心青年工作的指示精神。
  • 分析科学仪器助力!陨石中发现DNA的主要成分
    日本北海道大学的大场康弘(Yasuhiro Oba)和合作者研究发现,组成DNA和RNA必不可少的嘧啶碱基可能是由富碳陨石带来地球的。相关研究4月26日发表于《自然—通讯》。 组成DNA和RNA离不开两类化学成分,也称碱基。这两类化学成分是嘧啶和嘌呤,其中嘧啶包括胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶,嘌呤包括鸟嘌呤、腺嘌呤。 目前为止,只有嘌呤碱基和尿嘧啶在陨石中发现过。然而,研究人员在模拟星际介质——恒星之间的空间——条件的实验中发现了嘧啶,有人据此推测它们可能是通过陨石抵达地球的。 大场康弘和同事使用了专门针对碱基进行优化的小规模量化的先进分析技术,分析了3颗富碳陨石:默奇森陨石、默里陨石和塔吉什湖陨石。 除了之前在陨石中已检测到的化合物,如鸟嘌呤、腺嘌呤、尿嘧啶之外,他们还首次发现了达到十亿分比浓度的各种嘧啶碱基,如胞嘧啶和胸腺嘧啶。 这些化合物存在的浓度与模拟太阳系形成前条件的实验预测的差不多。 作者认为,研究结果表明,这类化合物可能是在星际介质中经由光化学反应产生的,随后又在太阳系形成的过程中融入了小行星。这些化合物最终通过陨石抵达地球,对于早期生命出现的遗传学功能可能起到了一定作用。
  • 北京协和医学院药物研究所靳洪涛、贺玖明团队成果:空间代谢组整合网络毒理学和质谱成像探究何首乌D组分肝毒性机制
    何首乌(PM)作为传统中药具有广泛的药理活性且临床应用广泛,其肝毒性一直备受关注,但由于其多成分、多靶点的特性,其毒性物质和机制尚未阐明。前期研究发现PM 70%乙醇提取物中,D组分(95%EtOH洗脱,PM-D的肝毒性最高,然而PM-D的肝毒性机制尚不清楚。  2022年8月,北京协和医学院药物研究所靳洪涛、贺玖明团队在Journal of Ethnopharmacology发表了题为“Integrated spatially resolved metabolomics and network toxicology to investigate the hepatotoxicity mechanisms of component D of Polygonum multiflorum Thunb”,提出系统整体的中药毒理研究策略,整合网络毒理学和空间质谱成像技术探究何首乌D组分肝毒性的潜在靶点及代谢机制,为何首乌肝毒性机制发现及中草药的相关组分药理毒理机制研究提供了新的方法和技术支持。  研究背景  前期基于斑马鱼胚胎模型对何首乌不同组分及单体成分进行肝毒性评估,发现何首乌D组分的急性毒性和肝毒性明显高于其他提取物,并分离鉴定了PM-D中27个化学成分,主要包含蒽醌类、多酚类、蒽酮类、二蒽酮类等,进一步以斑马鱼胚胎模型的表型终点(肝脏大小、肝脏灰度值和卵黄囊面积)评价何首乌D组分中主要化学成分的毒性,发现蒽醌和二蒽酮类与其他成分相比具有显著的肝毒性。前期的毒性筛选确定潜在毒性物质基础有助于进一步阐明其肝毒性分子机制。  本研究首次整合了网络毒理学和质谱成像技术应用于中药毒理机制研究,网络毒理学基于系统和整体的角度衡量复杂的“成分-靶点-疾病”网络关系为中药毒性机制探索提供了新的思路。基于质谱成像技术衍生的空间分辨代谢组学技术可在保留空间位置信息的基础上揭示生物组织中代谢物的时空分布特征,有助于理解代谢活动时空变化与组织病理和生理功能之间的关联和作用机制。以何首乌D组分的肝毒性机制研究为例,两种方法的整合应用为中药药理毒理机制研究提供新的研究策略。  技术流程    研究结果  1、病理及生化指标  急性毒性实验中,14 d内所有剂量均未观察到小鼠死亡或异常毒性症状且大体解剖未见明显病理改变。2g/kg剂量反复给药7天后,组织病理学检查发现给药组肝细胞肿胀,肝窦轻度扩张,少量微肉芽肿,肝细胞轻度变性/坏死等改变,血清生化分析显示,血清AST活性和TBIL含量显著升高,ALT和ALP活性水平呈上升趋势(图1)。  图1 | PM-D给药后小鼠病理及生化指标变化  2、毒性物质的定量检测  PM-D中蒽醌类化合物大黄素和大黄素-8-β-D-葡萄糖苷的含量分别为3,989.820 μg/g和12,677.423 μg/g (图2)。反式-大黄素-大黄素二蒽酮和顺式-大黄素-大黄素二蒽酮含量分别为1,847.708 μg/g和1,455.940 μg/g(图3)。    图2 | HPLC谱图  标准溶液(A)和样品溶液(B), 大黄素-8-β-D-葡萄糖苷(1)和大黄素(2)    图3 | MS谱图  标准溶液(A)和样品溶液(B), 反式-大黄素-大黄素二蒽酮(1)和顺式-大黄素-大黄素二蒽酮(2)。  3、网络毒理学分析  3.1PM-D肝毒性靶点和网络构建  经药物靶点预测和疾病靶点收集共获得了30个目标靶点网络构建结果显示mTOR、PIK3CA、AKT1、EGFR、ERBB2、ESR1、RPS6KB1、CTNNB1是核心的相关靶点(图4)。    图4 | 网络构建及靶点分析  (A)共同靶标集合  (B)药物-靶点-疾病网络  (C)PPI网络。  3.2 GO和KEGG富集结果分析  GO富集结果主要集中在生物过程中,涉及细胞内信号转导的正调控、TOR信号、对外来生物刺激的响应、细胞对内源性刺激的反应、激酶活性的正向调节、MAPK级联调控、凋亡过程的调控、活性氧代谢过程的调控等(图5A)。KEGG的富集信号通路主要包括PI3K-Akt信号通路、ERBB信号通路、AMPK信号通路、mTOR信号通路、肝细胞癌、HIF-1信号通路、Ras信号通路及MAPK信号通路等(图5B)。  图5 | GO富集分析(A)和KEGG富集分析(B)  3.3分子对接  分子对接结果显示大部分核心毒性成分都能与靶点紧密结合,二蒽酮类化合物顺式-大黄素-大黄素二蒽酮(Cis-emodin-emodin dianthrones),反式-大黄素-大黄素二蒽酮(Trans-emodin-emodin dianthrones),Polygonumnolide C4相较于其他成分结合能更低。 图6 | PM-D中成分与核心靶点的分子对接分析  (A)结合能热图分析 (B-D)结合构象可视化:  (B)反式-大黄素-大黄素二蒽酮- mTOR   (C)反式-大黄素-大黄素二蒽酮- EGFR   (D)Polygonumnolide C4- mTOR。  4.质谱成像分析  4.1高分辨、高覆盖、高灵敏的代谢物成像  质谱成像在单个像素点提取的代谢物峰可达数万种,覆盖了丰富的代谢物。作者发现两种含量较高的药物成分大黄素和大黄酸相关代谢产物仅在药物组的肝脏中高度富集。内源性代谢物精氨酸和牛磺胆酸等分布具有区域特异性(图7)。  图7 |AFADESI-MSI可视化PM-D给药后代谢物变化 (A)负离子模式下平均质谱  (B-E)内外源性化合物的空间可视化:大黄素(B), 大黄酚(C),精氨酸(D),牛磺胆酸及牛磺去氧胆酸(E)。  4.2代谢轮廓分析及差异代谢物鉴定  差异代谢物经过MS/MS鉴定,并采用MassImager软件可视化其空间分布特征,代表性差异代谢物的质谱图像如图8所示, 可观察到精氨酸、鸟氨酸、脯氨酸、牛磺酸类和肉碱类代谢物显著上调,部分脂质类代谢物显著下调。  图8 | 代表性差异代谢物质谱成像图  4.3通路富集分析  基于通路富集的结果,构建了包括已鉴定的关键生物标志物在内的代谢网络,揭示了胆汁酸合成、嘌呤代谢、脂肪酸氧化、三羧酸(TCA)循环和脂质代谢等参与了PM-D致肝毒性过程的代谢变化(图9)。图9 | 代谢网络分析  研究讨论  本研究首次应用质谱成像技术可视化PM-D中关键代谢物在肝脏中的分布并首次对PM中毒性成分二蒽酮类化合物进行定量检测及网络药理学分析预测潜在毒性靶标为何首乌毒性物质基础研究及潜在肝毒性靶点发现奠定了新的基础。  空间分辨代谢组学进一步挖掘出何首乌D组分的肝毒性生物标志物,包括氨基酸、酰基肉碱、胆汁酸、脂类等。基因富集和代谢网络综合分析表明,何首乌D组分的毒性机制可能涉及氧化应激、线粒体损伤和AMPK通路等导致的胆汁酸代谢、能量循环、嘌呤代谢和脂质代谢的紊乱相关,该研究有望为临床诊断和监测何首乌肝毒性的发生发展提供参考,并作为代谢适应和重编程的资源,以指导未来临床预后研究,为探索中药毒性机制提供新思路。
  • 3项全国首创农产品质量安全拉曼光谱快速检测团体标准发布
    日前,《果蔬中多菌灵、苯菌灵和噻菌灵的快速检测 拉曼光谱法》(T/FJBS 007-2023)、《水产品中恩诺沙星和环丙沙星的快速检测 拉曼光谱法》(T/FJBR 008-20233)、《豆芽中6-苄氨基嘌呤、6-糠氨基嘌呤、N6-异戊烯腺嘌呤的快速检测 拉曼光谱法》(T/FJBR 006-2023)3项团体标准在全国团体标准信息平台发布,为全国首创。据介绍,这3项标准结合长期以来农产品检测的相关经验,符合技术先进、经济合理、安全可靠、切实可行的制标原则,打破了检测耗时长、假阳性(或阴性)概率高等农产品质量安全快速检测的瓶颈。检测一个样品10分钟之内可获取可靠结果,所用设备轻便、价格不高、操作简单,实现保证农产品新鲜度下的质量安全检测,适用于各种果蔬中相关农药残留项目、水产品中相关兽药残留项目的快速检测。据了解,这3项团体标准均由福建省农科院农业质量标准与检测技术研究所科研人员主持制定,联合厦门瑞德利校准检测技术有限公司、厦门市普识纳米科技有限公司、厦门市质量技术评审服务中心、三明市检验检测中心、一品一码检测(福建)有限公司、厦门泓益检测有限公司、厦门市翰均科检测科技有限公司、厦门大学环境与生态学院共同编制,由福建省标准化与认证认可协会归口立项发布。这3项标准的制定与实施,可实现在超市、批发市场、企业、监管现场等场合实时监测农产品质量安全,为社会、政府部门开展质量监管提供准确、快速、简便的技术标准与技术依据,具有重要的应用前景。
  • 福建省首创3项农产品质量安全检测团体标准
    近日,由福建省农科院农业质量标准与检测技术研究所主持制定的3项团体标准发布。它们分别是《果蔬中多菌灵、苯菌灵和噻菌灵的快速检测 拉曼光谱法》《水产品中恩诺沙星和环丙沙星的快速检测 拉曼光谱法》《豆芽中6-苄氨基嘌呤、6-糠氨基嘌呤、N6-异戊烯腺嘌呤的快速检测 拉曼光谱法》。这3项标准均作为全国首创技术。 以往,农产品质量安全检测存在耗时长,假阳性、假阴性概率高等瓶颈。利用拉曼光谱法进行快检,10分钟内即可获得一个样本的可靠结果,从而在保证农产品新鲜度下完成质量安全检测。该技术适用于各种果蔬中相关农药残留项目、水产品中相关兽药残留项目的快速检测。
  • 拉曼光谱热度持续走高 新技术/新方法层出不穷 ——第22届全国分子光谱学学术会议暨2023年光谱年会报告集锦
    仪器信息网讯 2023年7月15日,第22届全国分子光谱学学术会议暨2023年光谱年会在昆明召开。本次会议由中国光学学会、中国光学学会光谱专业委员会、中国化学学会主办,云南师范大学承办。本次会议全力展示我国在光谱及相关领域的最新研究进展及取得的成果,增进广大光谱科学工作者及支持光谱事业人们间的交流与合作。作为分子光谱领域最为活跃的仪器/技术类别之一,拉曼光谱一直引领着学科发展的热点。特别值得一提的是,会议第二天,拉曼光谱新技术及新方法、拉曼光谱新技术及新材料两大分会场同时进行。据不完全统计,会议日程中的 202个报告拉曼光谱相关的超过80个,占比达40%以上;69个墙报中拉曼光谱相关的也超过30个,占比近50%。同时,拉曼光谱专场也成为全场最火爆的会场,再一次彰显了拉曼光谱技术的魅力,以及极具前景的研究和应用价值。仪器信息网摘录部分专家的报告内容给大家分享:会议现场随着科研的深入,以及应用需求的提升,拉曼光谱相关技术及应用也在不断的创新发展中。这其中包括持续火热、研究越来越深入的表面增强拉曼光谱(SERS)基底的制备、机理研究、应用等,前景光明同时任重道远的针尖增强拉曼光谱(TERS)等。本次会议中,各位老师分享了一系列增强体系/策略的构建与研究,比如壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱(SHINERS)、针尖增强拉曼光谱、电化学表面增强拉曼光谱、限域增强拉曼光谱(CERS)、有机表面增强拉曼散射 (OSERS)、缝隙增强拉曼探针(GERTs)、偶氮增强拉曼散射 (AERS)等。厦门大学李剑锋教授《核壳纳米结构增强谱学研究》武汉纺织大学沈爱国教授《高特异的SERS分析策略及其应用》厦门大学王翔副教授《针尖增强拉曼光谱技术及其在表界面研究中的应用》本次会议中,厦门大学李剑锋教授分享了核壳纳米结构增强谱学研究,其课题组利用“借力”策略、壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱(SHINERS) 和 SHINERS-卫星策略这三类核壳结构纳米粒子增强拉曼光谱技术,系统地研究了一系列重要的电化学反应过程;武汉纺织大学沈爱国教授针对有机半导体 SERS 基底结晶度低和晶相杂乱、无法发挥潜在光电性能的弊端,在前期实验工作基础上,合成和筛选了高结晶度有机半导体单晶材料,助力有机表面增强拉曼散射;厦门大学王翔副教授发展了高灵敏高稳定的 TERS 仪器方法,能够原位探究固气、固液和电化学界面的电子性质和晶格结构,进而在纳米尺度和分子水平探究金属、二维材料等表界面(光、电)催化过程的微观机制,以揭示其中的构效关系。厦门大学吴德印教授《电化学表面增强拉曼光谱及 SPR 光电化学反应研究》西安交通大学方吉祥教授《限域增强拉曼光谱(CERS)-单分子 SERS 过去、现在和未来》上海交通大学叶坚教授《表面增强拉曼光谱:从生物成像到生物传感》厦门大学吴德印教授介绍了电化学表面增强拉曼光谱及SPR光电化学反应研究,其研究了腺嘌呤的表面催化偶联反应,8-溴腺嘌呤的SPR光电化学反应等;西安交通大学方吉祥教授提出了限域增强拉曼光谱(CERS),以显著提高在 SERS 检测中的整体性能。该方法在 SERS 检测的原位操作过程中,在银、金甚至其他等离子体材料的表面原位构建一个封装的活性壳,将分子限制和锚定在等离子体纳米粒子的表面,以避免 SM-SERS 光谱的闪烁行为;上海交通大学叶坚教授分享了缝隙增强拉曼探针的光学性质及其在生物成像和生物传感等领域应用的最新进展,以及无标记表面增强拉曼光谱在代谢分子检测中的最新应用。华中师范大学高婷娟教授《基于偶氮增强拉曼散射的细胞器生理过程动态多色成像》上海应用技术大学李丹教授《柔性拉曼传感器的气体小分子精准测量研究》福州大学董永强教授《水凝胶表面增强拉曼基底的构建与应用》华中师范大学高婷娟教授发展了动态偶氮增强拉曼成像技术(DAERI)。该技术通过开发高速线扫描拉曼成像系统,结合细胞器的多色 AERS 探针,实现了低功率、高分辨的细胞快速多色成像;上海应用技术大学李丹教授研究发展了一种纸基传感器件(PAD),可实现二氧化硫(SO2)比色法和表面增强拉曼光谱(SERS)双传感检测,在气体分子即时检测和精准分析中显示出巨大的应用潜能;福州大学董永强教授将SERS活性材料与水凝胶结合,构建了水凝胶SERS芯片,并在该思路指导下开展了多方面的研究工作。中国科学院半导体研究所谭平恒研究员《二维半导体异质结界面耦合的拉曼光谱研究》北京大学童廉明副研究员《二维材料的圆偏振拉曼散射效应》中山大学陈建研究员《范德华二维晶体 α-MoO3的性能调控及SERS应用方面》中国科学院半导体研究所林妙玲副研究员《转角多层二维材料层内声子的拉曼光谱研究》拉曼光谱是物质的非弹性散射光谱,能够提供丰富的材料结构信息,已经成为研究材料物理性质、鉴别材料成分的基本手段,同时也是必不可少的一种有力工具。特别是,对拉曼光谱的峰位、峰强和峰宽等的分析,可以获得关于二维材料的组成、层数、缺陷、边缘结构等信息,当前拉曼光谱已经被广泛应用于二维材料的结构和物性表征。本次会议中,中国科学院半导体研究所谭平恒研究员介绍了二维半导体异质结界面耦合的拉曼光谱研究工作;北京大学童廉明副研究员研究了二维材料的圆偏振拉曼散射效应;中山大学陈建研究员分享了范德华二维晶体 α-MoO3的性能调控及SERS应用方面的研究;中国科学院半导体研究所林妙玲副研究员介绍了转角多层二维材料层内声子的拉曼光谱研究。北京理工大学张韫宏教授《光镊受激拉曼研究表面加速反应动力学》海军军医大学陆峰教授《拉曼光谱法在药学领域的应用研究》中国科学院苏州生物医学工程技术研究所宋一之研究员《基于单细胞拉曼光谱技术的病原菌全流程诊断研究》西南交通大学范美坤教授《Discrimination of complex samples with SERS e-tongue》江南大学谢云飞教授《光谱技术在食品安全与质量控制中的应用》除了材料领域之外,拉曼光谱在更多的行业和领域也得到越来越广泛的应用,并在一些研究工作中发挥越来越重要的作用。本次会议中,北京理工大学张韫宏教授分享了光镊受激拉曼研究表面加速反应动力学方面的研究工作;海军军医大学陆峰教授的报告聚焦拉曼光谱法在药学领域的应用;中国科学院苏州生物医学工程技术研究所宋一之研究员介绍了基于单细胞拉曼光谱技术的病原菌全流程诊断研究;西南交通大学范美坤教授介绍了表面增强拉曼散射电子舌在复杂体系识别中的应用;江南大学谢云飞教授分享了SERS技术在食品安全快速检测中的应用。作为科学研究与高端制造业发展所不可或缺的重要设备,科学仪器的进步在很大程度上推动着相关研究的进展。拉曼光谱新技术及新方法、拉曼光谱新技术及新材料两个分会场中,堀场(中国) 贸易有限公司应用工程师王春阳、赛默飞世尔科技 (中国) 有限公司应用专家张衍亮、瑞士万通中国有限公司产品经理王睿、徕卡显微系统 (上海) 贸易有限公司高级应用专员齐瑶、雷尼绍 (上海)贸易有限公司工程师刘丽银、布鲁克 (北京) 科技有限公司产品经理徐媛、长春长光辰英生物科学仪器有限公司产品经理李天宇等企业代表也在现场分享了相关仪器及技术的最新进展。
  • 毒豆芽检测色谱耗材选择指南
    豆芽常检有毒有害成分:2,4-D(2,4-二氯苯氧乙酸)、4-氯苯氧乙酸钠、6-苄基腺嘌呤、尿素、恩诺沙星、亚硝酸盐与硝酸盐、亚硫酸盐、赤霉素 据中新网沈阳4月18日报道,沈阳市公安局皇姑分局端掉6个黄豆芽黑加工点,查获掺入非食品添加剂豆芽25余吨,主要送往饭店做水煮鱼和水煮肉片底料。经检测,豆芽中含有亚硝酸钠、尿素、恩诺沙星、6-苄基腺嘌呤激素,其中,人食用含亚硝酸钠的食品会致癌,恩诺沙星是动物专用药,禁止在食品中添加。我司现根据DB33/625.2-2007《无公害豆芽质量安全要求》和《DB11/T 379-2006》豆芽中4-氯本氧乙酸钠、6-苄基腺嘌呤、2,4-滴、赤霉素、福美双的测定方法汇总出其中所需要色谱耗材供大家参考和选择。 下载pdf: 毒豆芽检测色谱耗材选择指南.pdf 粮食和蔬菜中2,4-滴残留量的测定(GB/T 5009.175-2003) 试样中2,4-滴用有机溶剂提取,用三氟化硼丁醇溶液将2,4-滴衍生成2,4-滴丁酯,液液萃取,柱层析净化除去干扰物质,以气相色谱电子捕获检测器测定,依据色谱峰保留时间定性,外标法面积定量。 上述带*号产品选择的说明: a.在订购2,4标准品(CDCT-C11940000)后是进行甲酯还是丁酯衍生化? 国标方法中是采用14%三氟化硼丁醇溶液(CFFC-X0034-1SET)进行丁酯化,北京地方标准方法上采用的是14%三氟化硼甲醇溶液(CFEQ-4-110056-0250)进行甲酯化后检验,从经济的角度和购买的方便性上考虑,我们推荐使用甲酯化的方法,当然,您也可以根据方法需要选择丁酯化方法。 b. 是否还需要购买2,4-D甲酯标准品(CDCT-C11945000)或者2,4-D丁酯标准品(CDCT-C11941000)? 若您选择甲酯化方法,2,4-D经14%三氟化硼甲醇溶液(CFEQ-4-110056-0250)衍生化为2,4-D甲酯,您可选择购买2,4-D甲酯标准品(CDCT-C11945000); 若你选择丁酯化方法,2,4-D经10-20%三氟化硼丁醇溶液(CFFC-X0034-1SET)衍生为2,4-D丁酯,您可选择购买2,4-D丁酯标准品(CDCT-C11941000)。 选择2,4-D甲酯标准品或者2,4-D丁酯标准品有助于判断2,4-D甲酯或者2,4-D丁酯气相色谱出峰保留时间和计算2,4-D甲酯或者丁酯衍生化过程转化率。 2,4-D甲酯标准品和2,4-D丁酯标准品都是备选产品,可根据您需要选择购买或者不购买。 豆芽中4-氯苯氧乙酸钠的测定(DB11/T 379&mdash 2006) 试样中的4-氯苯氧乙酸钠用稀碱提取后,在酸性条件下用固相萃取柱将样品中的4-氯苯氧乙酸吸附,使其与基体干扰物分离,再用甲醇洗脱并用高效液相色谱法测定,以保留时间定性,外标法峰面积定量。 豆芽中6-苄基腺嘌呤的测定(DB11/T 379&mdash 2006) 豆芽中残留的6-苄基腺嘌呤经酸化甲醇提取后,高效液相色谱法测定,以保留时间定性,外标法峰面积定量。 豆芽菜中尿素测定 参考《豆芽菜中尿素测定的异常现象分析及方法改进》 正常的绿豆芽在生芽过程中,应不添加任何物质,但其生长过程缓慢、周期长,为加速生长周期,人为的加入尿素促进其生长,使芽变粗变长,但也使豆芽中尿素残留增加,对人体健康构成危害。 检测原理:尿素和亚硝酸钠在酸性溶液中生成二氧化碳和氨的气体,当加入格里斯千试剂时,掺有尿素的样品呈现黄色外观,正常的样品呈现紫红色。 注意事项: a.浓硫酸加入量 由于样品的取样量少,少量的浓硫酸即可达到所需的强酸性,因此,建议将浓硫酸的加入量改为0.5ml,为原方法用量的一半; b.亚硝酸钠加入量,当溶液中亚硝酸盐含量高时,与显色剂作用,可呈现黄色,是因为产生的偶氮色素被过量的亚硝酸氧化褪色适当的稀释后方可产生正常紫红色。因为样品中尿素的含量相对较低,它只能与少量的亚硝酸钠作用,当加入过量的亚硝酸钠时,剩余的亚硝酸钠就会将产生的偶氮色素氧化,使之褪色而产生黄色,造成假阳性,故亚硝酸钠的添加量非常关键。当亚硝酸钠的用量减少一半时,但显色效果不明显,当减少到1/4用量时,颜色反应非常灵敏,空白及阴性对照管呈紫红色,阳性管呈黄色,根据尿素的有无样品呈现出不同的颜色。 除产品描述外,上述内容均摘自宋晶瑶、赵玉梅、王琳《豆芽菜中尿素测定的异常现象分析及方法改进》   毒豆芽中恩诺沙星检 参考:GB/T 21312-2007 动物源性食品中14中喹诺酮药物残留检测方法 液相色谱-质谱/质谱法 方法提要:用0.1mol/LEDTA-Mcllvaine缓冲液(pH4.0)提取样品中的喹诺酮类抗生素,经过滤和离心后,上清液经HLB固相萃取柱净化,高效液相色谱-质谱/质谱测定,用阴性样品基质加标法定量。 GB 5009.33-2010 食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定 第一法 离子色谱法 试样经沉淀蛋白质、除去脂肪后,采用相应的方法提取和净化,以氢氧化钾溶液为淋洗液,阴离子交换柱分离,电导检测器检测。以保留时间定性,外标法定量。 第二法 分光光度法 亚硝酸盐采用盐酸萘乙二胺法测定,硝酸盐采用镉柱还原法测定。试样经沉淀蛋白质、除去脂肪后,在弱酸条件下亚硝酸盐与对氨基苯磺酸重氮化后,再与盐酸萘乙二胺偶合形成紫红色染料,外标法测得亚硝酸盐含量。采用镉柱将硝酸盐还原成亚硝酸盐,测得亚硝酸盐总量,由此总量减去亚硝酸盐含量,即得试样中硝酸盐含量。 GB/T 5009.34-2003食品中亚硫酸盐的测定 第一法 盐酸副玫瑰苯胺法 亚硫酸盐与四氯汞钠反应生成稳定的络合物,再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用生成紫红色络合物,与标准系列比较定量。 SN 0350-95 出口水果中赤霉素残留量检验方法 以丙酮提取样品中赤霉素,然后用乙酸乙酯提取,再用缓冲溶液凡提取后,在薄层层析板上除去干扰物质,最后用荧光分光光度法测定。 了解更多检测方法请进入上海安谱公司网站: www.anpel.com.cn
  • 质检总局:食品添加剂剔除33种产品
    国家质检总局日前发布公告,从即日起,禁止对羟基苯甲酸丙酯等33种产品作为食品添加剂生产、销售和使用,其中包括对羟基苯甲酸丙酯等食品防腐剂、二氧化氯等食品用消毒剂。已批准的生产许可证书,由监管部门撤回并注销,并于今年12月20日前完成。与此同时,所有食品添加剂生产企业禁止生产上述33种产品,已生产的禁止作为食品添加剂出厂销售。食品生产企业也一律不得使用。 国家质量监督检验检疫总局《关于食品添加剂对羟基苯甲酸丙酯等33种产品监管工作的公告》(2011年第156号公告)   根据卫生部办公厅《关于〈食品添加剂使用标准〉(GB2760-2011)有关问题的复函》(卫办监督函[2011]919号,见附件),现就监管工作有关事项公告如下:   一、自本公告发布之日起,各省级质量技术监督局不再受理对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丙酯钠盐、噻苯咪唑、次氯酸钠、二氧化氯、过氧化氢、过氧乙酸、氯化磷酸三钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、1-丙醇、4-氯苯氧乙酸钠、6-苄基腺嘌呤、单乙醇胺、二氯异腈氰尿酸钠、凡士林、硅酸钙铝、琥珀酸酐、己二酸、己二酸酐、甲醛、焦磷酸四钾、尿素、三乙醇胺、十二烷基二甲基溴化胺(新洁尔灭)、铁粉、五碳双缩醛、亚硫酸铵、氧化铁、银、油酸、脂肪醇酰胺、脂肪醚硫酸钠等33种产品的食品添加剂生产许可申请。   二、自本公告发布之日起,食品添加剂生产企业禁止生产上述33种产品,企业已生产的上述33种产品禁止作为食品添加剂出厂销售,食品生产企业禁止使用。   三、国家质检总局和省级质量技术监督局应当撤回并注销已批准的上述食品添加剂生产企业的生产许可证书。国家质检总局发证的企业由总局注销,省级质量技术监督局发证的企业由省局注销。2011年12月20日前应完成证书注销工作。   四、各级质量技术监督部门要加大监督执法力度,加强相关生产企业的监督检查,依法查处违法违规生产行为。相关情况及时报告当地政府和国家质检总局。   特此公告。   附件:卫生部办公厅《关于〈食品添加剂使用标准〉(GB2760-2011)有关问题的复函》(卫办监督函[2011]919号) 二〇一一年十一月四日
  • 重磅成果:再帕尔阿不力孜、贺玖明研究团队利用空间代谢组学技术绘制大鼠脑代谢网络图
    2021年4月,中国医学科学院药物研究所天然药物活性物质与功能国家重点实验室再帕尔阿不力孜、贺玖明团队在分析化学一区《Analytical Chemistry》期刊发表封面文章,题为“Mapping metabolic networks in the brain by using ambient mass spectrometry imaging and metabolomics”的研究成果,采用自主研发的质谱成像空间代谢组学技术,全面绘制了大鼠脑代谢网络,深入解析了东莨菪碱致大鼠记忆功能障碍模型脑的代谢变化。  封面文章  研究背景  大脑是结构最复杂的器官之一,主要功能与其微区的分子相互作用密切相关。大脑的小分子调节机制对理解中枢神经功能、精神疾病机理和药物研发有很大的帮助。动物的认知过程和行为控制均依赖于脑部强大的中枢神经网络——神经连接体。科学家进行了很多研究,但是对脑部小分子网络的研究仍有不足。  分子成像技术是研究大脑中DNA、RNA、蛋白质和代谢产物的强大工具。质谱成像技术(MSI)是一种检测大脑中蛋白质、代谢物和脂质物质的高灵敏度和高通量分子成像技术,在肿瘤边缘诊断、肿瘤生物标志物发现、药物分布和机理阐述等领域有广泛的应用。  本文作者开发了一种基于敞开式空气动力辅助解吸电喷雾离子化质谱成像(AFADESI-MSI)技术的代谢网络映射方法,对大鼠脑不同极性的小分子代谢物(m/z 50-500 Da)进行微区分布研究,不仅鉴定出脑部几乎所有重要的代谢物,还绘制了包含神经递质、嘌呤,有机酸,多胺,胆碱、碳水化合物和脂类等20条通路的代谢网络,并使用这种代谢网络映射质谱成像方法解析了东莨菪碱致大鼠记忆功能障碍模型脑的代谢变化,为中枢神经系统疾病的治疗提供新的信息和见解。研究思路  研究方法  1.样本准备  Sprague-Dawley大鼠模型腹腔注射东莨菪碱后被杀死(处理组,3只),对照组大鼠(3只)也用同样方法杀死。获取大鼠整个大脑,在低温下将大脑切成连续的矢状切片(暴露出海马和纹状体),用于Nissl 染色、H&E染色和质谱成像检测。  2.空间代谢组实验  使用AFADESI-MSI分析,代谢物质量数范围50-500 Da,质谱分辨率70,000。  3.数据处理和代谢网络分析  原始数据经过转化,再使用自建MassImager软件获取成像结果 在获取差异代谢物的高分辨率质谱信息后,使用Metaboanalys在线数据挖掘软件以褐家鼠(rattus norvegicus)为参考完成代谢物高通量定性,并输出代谢网络信息。大脑中复杂网络可视化使用Cyctoscope软件完成。  4.统计分析  两组大脑样本选择相同的微区,并将组织学和特征离子图像叠加进行确认。数据处理结果使用t检验(n = 3)进一步验证。大脑微区包括松果体、中脑导水管、脑桥、梨状皮质、延髓、丘脑、纹状体、海马、胼胝体、嗅球、大脑皮层、小脑皮层、穹窿、小脑延髓和丘脑。  研究结果  1.AFADESI-MSI用于大脑中极性代谢物的定位  如图1所示,将大鼠大脑连续矢状切面通过ESI探针对逐个像素进行扫描,并将解吸的代谢物离子传输到高分辨率质量分析仪进行分析。图1E是大鼠脑部某个像素点的一个代表性质谱图,在该图中可以观察到数千个代谢物的峰。AFADESI-MSI图像还表明脑部不同功能性区域中代谢物浓度的变化。图1A-D显示了代表性代谢产物图像,在松果体、纹状体、海马、胼胝体和嗅球等亚区域具有特定分布。这些异质代谢分布与大鼠脑的功能和结构复杂性高度一致。  实验结果表明,AFADESI-MSI的空间分辨率小于100μm,代谢物质量最大差异为0.001Da,同一物质的检测动态范围高达1000倍。如图1所示,通过AFADESI-MSI可在大鼠脑部检测到一些呈特征性分布有代表性的极性代谢物,其强度范围从0到104甚至到106。  图1 (A-E)使用AFADESI-MSI获得的用于构建大鼠大脑代谢网络图的代表性极性内源性代谢物   (F)AFADESI-MSI数据采集过程   2.在大鼠脑绘制特定区域分布的极性代谢物图谱  使用AFADESI-MSI在正离子和负离子模式下分别获得298个和372个微区轮廓清晰的代谢物离子图像。使用精确分子量并结合同位素丰度,通过人类代谢组数据库(HMDB)对离子图像进行识别,鉴定出多种内源极性代谢物,包括氨基酸、核苷酸或核苷、碳水化合物、脂肪酸和神经递质等。  中枢神经系统(CNS)的特定功能和特定解剖区域相关。例如,乙酰胆碱在大脑皮层中高度表达 γ-氨基丁酸是一种抑制性神经递质,其在大脑皮层的信号强度较低,在中脑、嗅球和下丘脑中的浓度较高 多巴胺在纹状体含量较高 组胺(一种兴奋性神经递质)主要分布于丘脑和下丘脑。松果体在睡眠和光周期调节中起着重要的作用,并且由于其体积小容易被忽视。在松果体区域中,作者检测到106种极性代谢物,例如吲哚乙醛、吲哚、5' -甲硫基腺苷和褪黑激素,它们在该微结构的表达最高。褪黑激素由松果体分泌,起到调节昼夜节律的作用。质谱成像结果表明褪黑激素只能在松果体检测到。褪黑激素的上游代谢物血清素(5-HT)在松果体中也有特定的分布。此外一些未知的代谢物也仅在大鼠大脑的某个很小但特定的区域中。以上结果表明,AFADESI-MSI方法可以直接检测极性代谢产物,并具有高特异性,能呈现其在大脑微区分布的图像。  3.在大鼠脑中绘制微区代谢网络图  要了解大脑的结构区域发生的复杂代谢过程,不仅应准确表征代谢物,还要研究其相关性。从大鼠脑微区中提取代谢谱进行代谢网络重建。从15个微区提取的MSI数据进行峰挑选和峰对齐(图1F),包括松果体、中脑导水管、脑桥、梨状皮质、延髓、丘脑、纹状体、海马、胼胝体、嗅球、大脑皮层、小脑皮层、穹窿、小脑延髓和丘脑,然后使用基于KEGG数据库的Metaboanalyst软件进行代谢网络分析。共找到20条KEGG代谢通路,包含126个具有微区信息的代谢物,图2显示了涉及丙氨酸-天冬氨酸和谷氨酸代谢、花生四烯酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、肌酸途径、GABA能突触、葡萄糖代谢、谷胱甘肽代谢、甘油磷脂代谢、甘氨酸-丝氨酸和苏氨酸的代谢、组氨酸代谢、赖氨酸代谢、苯丙氨酸代谢、多胺代谢途径、嘌呤代谢、嘧啶代谢和TCA循环、色氨酸代谢、酪氨酸代谢、缬氨酸-亮氨酸和异亮氨酸代谢和类固醇激素合成途径。质谱成像方法提供了一种直接获取代谢网络信息的途径,以系统地深入了解大脑的代谢活动。  图2 通过AFADESI-MSI和Metaboanalyst获得的大鼠脑中的代谢网络  图3A展示了嘌呤代谢的分布和代谢途径,共包含17个核苷酸及相关代谢产物,饼图代表了某种代谢物在不同大脑微区的相对含量和分布,图3A中显示出不同代谢物的不同局部特征。例如腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)和鸟苷酸(GMP)在大脑皮层和松果体中高表达,但在胼胝体和穹窿中含量较低。图3B显示了大脑不同区域的AMP分布,AMP在大脑皮层和松果体中含量很高,而在胼胝体和穹窿中含量较低。这些结果表明,大脑中代谢物分布呈现出功能性区域的差异性。这些空间和代谢途径的上游-下游转换过程为大脑局部代谢活动提供丰富信息。也证明质谱成像方法能够提供直接获取代谢网络信息的方法。  图3 (A)通过AFADESI-MSI获得的大鼠脑中嘌呤代谢途径和相关代谢产物分布   (B)腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)在大鼠脑不同区域的分布   4.神经递质的代谢网络解析  神经递质在大脑不同区域具有极为复杂的代谢调节网络,使这些区域的中枢神经能够从事复杂的活动。作者分析了关键神经递质的代谢调控网络,分别为多巴胺、γ-氨基丁酸、腺苷、组胺、乙酰胆碱、5-羟色胺、谷氨酸和谷氨酰胺。图4A显示了神经递质以及相关代谢产物在大鼠脑的分布特征,它们联系非常紧密(图4B),这些神经元彼此相互作用并形成复杂的调节网络。  图4 |(A)大鼠脑中神经递质及其相关代谢产物的分布   (B)神经递质调节和代谢网络   5.从大鼠脑的代谢网络映射中发掘空间变化  东莨菪碱治疗的大鼠是一种学习和记忆障碍模型,通常用于研究抗遗忘药疗效。本文作者使用AFADESI-MSI分析了对照组和东莨菪碱治疗的大鼠矢状脑切片,将发现的代谢物全面映射代谢网络,并通过代谢组学分析发现空间代谢变化。不仅可以对药物准确定量,还可以检测代谢网络相关的数百种内源性代谢物在大脑特定区域的分布。图5显示了代谢网络中检测到的各种代谢物,以及在不同大脑微区代谢物的明显改变。如图5A所示,找到三种代谢物(N-甲酰基尿氨酸、L-色氨酸和5-羟色氨酸),属于色氨酸代谢途径,意味着东莨菪碱会干扰色氨酸的代谢过程。作者分析了东莨菪碱治疗组大鼠脑的十个微区,发现脑桥中有16种表达异常的代谢产物,而在大脑皮层中发现了7种。表明在东莨菪碱治疗下,脑桥和大脑皮层可能是受影响最严重的区域。  图5 东莨菪碱模型大脑中极性代谢网络的变化  图6显示了其中几种异常表达的代谢产物的分布,例如腺嘌呤在小脑皮层被下调 组胺在中脑导水管中下调 桥脑中的磷酸乙醇胺、大脑皮层中的2-氧戊二酸、纹状体中的多巴胺、胼胝体中的抗坏血酸、下丘脑中的谷胱甘肽、小脑皮层中的L-天冬氨酸和L-天冬氨酸也有所变化,这些代谢物的质谱成像结果(图6A-H)和相对定量结果(图6I1-18)进一步表明,大脑中药物作用后代谢物的多样性和区域特异性。这些代谢物不分区分析、含量进行全脑平均后,代谢物的微区含量差异很容易被削减。在空间上的代谢变化表明,在东莨菪碱治疗后,大鼠脑微区的代谢网络发生紊乱。但是代谢物和代谢酶是代谢网络的关键因素,基于空间分辨的代谢组学信息为发现酶或基因异常提供了线索,但若要完成完整的代谢网络分析必须进一步验证蛋白质和基因表达水平。  图6 在东莨菪碱治疗后大鼠模型的脑部质谱成像结果和代谢产物的统计结果  研究结论  本文作者开发了一种空间分辨代谢网络作图方法,通过无需衍生化、特定标记或复杂样品预处理的高通量AFADESI-MSI方法和代谢组学策略,在具有复杂结构化脑组织中发现代谢分子变化。能检测出多种极性内源性代谢物,并绘制相关代谢网络,提供组织微区分布的图谱。还将多种功能性小分子(例如核苷酸、多胺、肌酸、神经酰胺代谢物)含量分布可视化。这些代谢物构成大鼠脑关键代谢网络,为理解大鼠脑的作用机制和功能探索提供新的见解。在本文中,该方法被用于东莨菪碱处理的大鼠模型脑部的代谢研究。结合微区统计数据,该方法可以绘制代谢网络图、发现某些途径代谢产物的明显失调,而且还能描绘与神经疾病直接相关微区中发生的代谢变化。
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