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爪蟾降压肽

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  • 【瑞士步琦】“血压上来了,降压药安全吗?”快来看看近红外如何快速检测降压药!
    近红外如何快速检测降压药高血压是最常见的慢性病,也是心脑血管疾病的最主要危险因素。常见的治疗高血压药物主要分成以下六类:钙离子拮抗剂的地平、血管紧张素转化酶抑制剂的普利、血管紧张素受体拮抗剂的沙坦、噻嗪类利尿剂、β受体阻滞剂的洛尔和其它类。其中普利类药物是通过阻止血管紧张素Ⅰ转化为血管紧张素Ⅱ,从而阻断了血管紧张素Ⅱ所导致的血管收缩、水钠潴留、血压升高等作用。在降低血压的同时,还能降低血糖,因此普利类药物适用于合并治疗糖尿病。且根据血药浓度半衰期的时间长短,又可分为急性降压和常规降压。具有代表性的卡托普利(Captopril)就属于前者,而雷米普利(Ramipril)属于后者。上述药物除了包含用于降低血压的有效成分外,出于赋形、充当载体以及提高稳定性的考虑,通常会与辅料进行混合后进行制剂。常见的卡托普利和雷米普利类药物都是片剂,只不过外形有所区别。传统检测药品中有效成分的方法,先将片剂经过粉碎、溶解、过滤等一系列前处理后,采用高效液相色谱(HPLC)的分析方法进行分离定量。尽管该方法结果准确,但由于需要破坏样品,预处理步骤繁琐,分析时间较长等因素,只能对药品进行抽检。而近红外光谱分析具有无损、快速、绿色的特点,能够减少试剂的消耗,提高检测效率。下面介绍使用近红外分析两种降压药活性成分的应用案例。 1应用实例药品规格:160mg 苜蓿草形卡托普利片剂,有效成分 25mg80mg 长方形雷米普利片剂,有效成分 2.5mg对两种片剂建模的样品来自于模拟生产的中试实验,所有样品均采用和实际生产相同的方式进行加工处理,为了使得模型更加稳健,所用建模药品的有效成分涵盖了标称含量的75 % - 125 %,使用定制化形状的30盘位固体漫透射测量附件,采集样品在11520 – 6000 cm-1处的近红外光谱,每个样品扫描三次。▲25mg 卡托普利片剂模型▲2.5mg 雷米普利片剂模型根据上述两种片剂所建模型散点图表明,近红外方法对这两种药物的有效成分检测结果与标准的 HPLC 方法结果相近,且具有良好的线性关系。下列表格分别展示了两个模型对实际样品预测结果和 HPLC 结果的对比。两种方法检测 25mg 卡托普利片剂结果对比:25mg 卡托普利NIR(mg)HPLC(mg)相对误差(%)125.60525.5230.32226.06125.7391.25326.09525.9590.52425.98725.8050.71526.08426.2780.74625.54325.4320.44均值--0.66两种方法检测 2.5mg 雷米普利片剂结果对比:2.5mg 雷米普利NIR(mg)HPLC(mg)相对误差(%)12.822.800.7122.472.490.8032.512.500.4042.802.810.3652.812.800.3662.512.520.40均值--0.50上述结果表明近红外在分析以上两种降压药中的有效成分时,能够做到和标准色谱方法接近的结果,同时省去了繁琐预处理步骤以降低成本,改善药品质量控制能力来提升生产效率,具有巨大的经济潜力。上述所采用的定制化片剂外形漫透射附件是步琦傅里叶近红外光谱仪 NIRFlex N500 系列中的一款。其模块化设计的固体、液体、光纤探头等测量池和可拆卸更换的测量附件,具有多种搭配方式,无论是片剂、胶囊、粉末、液体,都有相应的测量方案满足您的需要。详细信息与资料请通过以下方式与我们取得联系,也可关注微信公众号,了解更多产品的应用信息及活动。
  • 江苏盐城自来水再现异味降压供水
    近期在微博上闹得的沸沸扬扬的北京自来是涨价让人们又开始关注自来水的质量问题。4月2日中午,江苏盐城市区部分地段的居民家中断水,原因是该市通榆河水源发现异味后,自来水厂启动大面积降压供水。不到两个月前,该市就发生过因水源异味导致的停水事件,“用水容易,护水不易,且行且珍惜”成民众调侃之语。目前,当地环境监测部门正在调查水源异味原因。 “早上买菜到家准备做饭,打开水龙头却发现没水了。”家住翠洲嘉园小区的徐先生说,直到中午饭点的时候,水管才流出细细的水流,水速也慢,只好叫了外卖解决午餐。 家住民航新村的毛女士告诉记者,她家从早上到下午一直没有水,从邻居那里得知,小区高位楼层人家都断水了,因为家里没有提前蓄水,有些居民干脆到超市买纯净水做饭。 记者走访多个小区发现,因供水部门未提前发布断水通知,很多居民家中无水可用,互相焦急打听何时正常供水。 据了解,低楼层未完全断水,有的邻里之间借水应急。此次停水未引发商场抢水现象,市场上纯净水供应正常。 盐城市汇津水务有限公司工作人员确认市区大面积降压供水,因通榆河取水口发现异味。“早上发现水有异味后,公司决定切断相关水源,关闭了水厂的供水。”据介绍,目前盐城市区供水来自城西的备用水源盐龙湖,“因为采取降压供水,所以高位楼层暂时水压不足,导致断水或水流缓慢。” 至于何时能够恢复正常供水,该工作人员表示,暂时还没有具体的时间,需待水质达标后才能恢复正常供水,“公司将于晚18点加压供水,市民可在该时间点抓紧蓄水”。 2日晚些时候,记者从盐城市环境监测中心站了解到,该站已经对自来水进行了检测,目前各项检测指标未发现异常。水源异味原因仍在调查中。 今年2月7日晚,因自来水出现异味,盐城供水部门紧急断水,事后调查原因,当地通榆河取水口原水出现异味,是由于枯水期连日降雨,生活污水、粪便以及农作物施肥冲刷入河,造成原水氨氮(NH3)超标。
  • 科学家发表中国老年高血压的降压目标值的临床研究结果
    近期,中国医学科学院北京协和医学院阜外医院高血压中心的研究团队在《The New England Journal of Medicine》发表中国老年高血压病人的降压目标值的临床研究结果,论文题为:Trial of Intensive Blood-Pressure Control in Older Patients with Hypertension。该研究发现,针对中国老年高血压患者(60-80岁)与标准降压相比,强化降压治疗(收缩压降低至130 mmHg以下),可显著减少主要心血管不良事件的发生,且治疗安全性可靠。  高血压是常见心血管事件死亡的重要危险因素之一。而中国老年高血压病人逐年增加,控制高血压对于延长寿命降低死亡率至关重要,目前老年高血压病人最佳降压目标值仍存在争议。该研究采用多中心、前瞻性、随机对照临床试验,分为强化降压组(110~130 mmHg)和标准降压组(130~150 mmHg)。研究结果显示,两组平均降压值为127.5mm Hg和135.3mm Hg。强化降压组主要不良结局事件比标准降压组低(3.5% vs 4.6% HR 0.74 CI 0.60-0.92 P=0.007);各主要不良结局事件风险比亦优于标准降压组,包括卒中(HR 0.67)、急性冠脉综合征(HR 0.67)、急性失代偿性心力衰竭(HR 0.27)、冠状动脉血运重建(HR 0.69)、心房颤动(HR 0.96)和心血管原因死亡(HR 0.72)。而强化降压治疗并不增加药物不良反应和肾脏损伤风险。  该研究结果表明,强化老年高血压患者的血压控制,目标收缩压控制在110~130 mmHg将有明显的心血管获益,且用药安全性并未降低。这一研究发现将为临床诊疗决策提供依据,为高血压规范治疗和管控提供理论数据。  注:此研究成果摘自《The New England Journal of Medicine》,文章内容不代表本网站观点和立场。  原文链接:  https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2111437
  • 中国专家新发现:经典降压药或成对抗“超级细菌”新“武器”
    中国医学专家研究发现,经典降压药非洛地平有效解决骨关节术后植入物耐药菌生物膜感染。这一研究发现可为关节假体周围感染的预防与治疗提供新思路。  上海交通大学医学院附属仁济医院骨关节外科主任医师岳冰课题组在国际知名学术期刊《生物活性材料》在线发表了相关研究。  据介绍,关节假体周围感染已成为骨科术后“灾难性的”并发症之一,而与之相关的假体表面生物膜形成则是最棘手的难题。倘若再合并毒性较强的常见耐药菌感染,如被称为“超级细菌”的MRSA(耐甲氧西林的金葡菌),患者的残疾率和死亡率将会大幅增加。  当下,如何有效预防和清除关节假体表面耐药菌生物膜感染成为了提升手术效果、改善患者预后的关键因素。这位专家解释,耐药菌一旦在假体表面形成生物膜,就会导致顽固性的反复感染。患者往往需要接受多次手术清创、灌洗、引流和长期大剂量的抗生素治疗。  岳冰课题组经过多次实验发现,目前在临床上广泛使用的降血压药物非洛地平具有预防和清除耐药菌生物膜的能力。非洛地平联合庆大霉素可以产生较好的协同抗生物膜效果。一定浓度的非洛地平就可以清除假体表面已形成的生物膜。  岳冰表示,非洛地平联合庆大霉素用药方案在关节假体耐药菌生物膜感染的预防和清除方面具有广阔的临床应用前景,让传统抗生素能在术后感染的防治中能继续发挥重要效果,有效减少因感染造成的外科清创次数,降低“特殊使用级”抗生素的依赖程度,为患者减轻痛苦和经济负担。
  • Science: 目前分辨率最高的NPC中胞质环(CR)亚基的结构
    2022年6月10日,西湖大学施一公团队在Science上在线发表了题为“Structure of the cytoplasmic ring of the Xenopus laevis nuclear pore complex”的最新研究成果,报道了目前分辨率最高的NPC中胞质环(CR)亚基的结构。此前,该团队已成功解析了NPC中核质环(NR)和内环(IR)的高分辨结构,加上此次解析的CR亚基结构,三者共同构成了目前为止最详细且最精确的NPC支架结构模型,为理解脊椎动物NPC的组成、结构、组装以及功能提供了坚实的基础。同时,该模型还提供了多个疾病相关的基因突变在NPC中的位置信息,为疾病诊断以及后续药物开发提供了宝贵的依据。在真核细胞的微观世界中,核孔复合物(nuclear pore complex, NPC)是其中最庞大、最复杂的分子机器之一,也是在核膜上负责物质双向运输的唯一通道,其功能异常与包括癌症在内的多种疾病的发生联系在一起。NPC的高分辨率结构解析一直被视为结构生物学界的“圣杯”之一。NPC镶嵌于细胞核的双层核膜(nuclear envelope, NE)之上,在从细胞质到细胞核的方向上,主要由胞质丝(cytoplasmic filaments, CF)、CR、IR、腔环(luminal ring, LR)、NR和核篮(nuclear basket, NB)组成。其中,CR、IR和NR构成NPC最稳定的支架部分,是结构生物学领域关注的重点。NPC的结构示意图由于NPC分子具有巨大的尺寸和结构柔性,获得完整NPC支架的高分辨率结构具有极高难度。该团队创新性地利用倾转样品台的办法对包埋在核膜中的完整NPC分子进行研究。通过将NPC支架部分拆分成CR、IR和NR三个环状结构,并在各个环内进一步拆分成各个稳定区域,分别进行颗粒对中和三维重构,团队最终获得了迄今为止分辨率最高的核孔复合物CR亚基的冷冻电镜结构,分辨率达3.7-4.7 Å。同时,该团队还利用重组表达技术和单颗粒冷冻电镜分析手段,将Nup358的N端结构域解析至3.0 Å分辨率。以这些重构结果为基础,该团队最终搭建了迄今为止最完整且最精确的CR结构模型。该模型中CR亚基的主体由两个Y复合物组成,此外还包含五个Nup358、两个Nup205和两个Nup93分子。在Y复合物中,新解析的Nup160的C端片段作为组织中心,在介导三条臂汇集上起着重要作用。而Nup358、Nup205和Nup93在辅助以及稳定CR骨架的组装过程中起着重要的作用。CR亚基的单颗粒冷冻电镜结构施一公团队已深耕NPC结构领域多年。2020年5月至今,该团队先后在Cell Research发表多篇研究论文,报道了非洲爪蟾卵母细胞的 NPC 的腔环(LR)、胞质环(CR)、核质环(NR)、内环(IR)的冷冻电镜结构。他们克服多项技术障碍,从初步确认整体结构再到深入刻画复合物细节,逐步揭开了核孔复合物的神秘面纱。NPC支架的结构模型原文地址:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abl8280
  • Science封面:AI与冷冻电镜揭示「原子级」NPC结构,生命科学突破
    近日,《Science》杂志以封面专题的形式发表了 5 篇论文,共同展现了通过 AI 技术来揭示人类和非洲爪蟾的核孔复合体(NPC)结构。开始正文之前,我们先来看一张图片,在下图中,很明显可以看出,图的右半部分所代表的信息更加丰富,结构也更清晰。而左半部分 2016 年的图,则结构较为单一,代表的信息比较少:其实上面展示的是核孔复合体(NPC)图像。核孔复合体,由约 1000 个蛋白质亚基组成,担负着真核生物细胞核与细胞质之间繁忙的运输大分子的任务,也是其连接胞质和细胞核的唯一双向通道。除了协调运输外,NPC 还组织必要的转录、mRNA 成熟、剪接体和核糖体组装等重要生命活动。NPC 强大的作用,已然成为疾病突变和宿主 - 病原体相互作用的关键点。得益于低分辨率下全核孔结构以及高分辨率下核孔组成结构技术的发展,细胞核孔受到越来越多的关注。然而,利用这些信息正确组装 30 多种不同蛋白质副本,并构建高分辨率的三维结构,一直是一项艰巨的挑战。近日,《Science》杂志以封面专题形式发表了 5 篇论文,其中 3 篇论文共同揭开了人类核孔复合体的近原子分辨率冷冻电镜结构,另外两项研究通过非洲爪蟾呈现了脊椎动物核孔复合体的单颗粒冷冻电镜图像。这篇封面文章将多项研究成果拼接在一起,形成的人类 NPC 图像接近原子级。论文地址:https://www.science.org/doi/pdf/10.1126/science.add2210这一研究成果建立在多项研究之上,包括数十年的生物化学重建、X 射线晶体学、质谱学、诱变和细胞生物学等。使用大幅度改进的冷冻电子断层扫描重建人类 NPC,并用人工智能技术精确建模组件。还有其他研究提高了单粒子冷冻电镜的分辨率,使脊椎动物 NPC 的二级结构元素和残基水平细节的可视化成为可能。分子组合丰富了我们对脊椎动物和人类 NPC 构建的理解——从旧的核支架到将各个部分连接在一起的连接蛋白,以及从核膜锚定到中央运输通道上方的细胞质丝。这里报告的研究成果,代表了实验结构生物学与人工智能的合作共赢,是人类探索生物微观世界的又一次胜利。另外,也证明了正在进行的分辨率革命,在我们寻求了解大分子组件的构造和设计原理方面,具有不可替代地作用。下图为 2022 年人类核孔复合体的横截面视图,新解析的成分包括对称核心(橙色)和细胞质细丝(黄色):五篇研究论文论文 1:《Architecture of the cytoplasmic face of the nuclear pore》论文地址:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm9129核孔复合体(NPC)是核质转运的唯一双向通道。尽管最近在阐明 NPC 对称核心结构方面取得了一些进展,但对于 mRNA 输出和核孔蛋白相关疾病的热点来说,不对称分布的细胞质表面仍然难以捉摸。加州理工学院等机构的研究者报告了通过结合生化重建、晶体结构测定、冷冻电子断层扫描重建和生理验证而获得的人类细胞质面的复合结构。虽然物种特异性基序在中央转运通道上方锚定了一个进化上保守、约 540 千道尔顿(kilodalton)异六聚体细胞质细丝核孔蛋白复合体,但 NUP358 五聚体束的附着取决于外套核孔蛋白复合体的双环排列。他们揭示的复合结构及其预测能力为阐明 mRNA 输出和核孔蛋白疾病的分子基提供了丰富的基础。人类 NPC 的细胞质面论文 2:《Architecture of the linker-scaffold in the nuclear pore》论文地址:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm9798尽管人们已经可以确定 NPC 对称核心中结构化支架核孔蛋白的排列,但它们通过多价非结构化接头核孔蛋白的内聚性仍然难以捉摸。通过结合生化重建、高分辨率结构测定、冷冻电子断层扫描重建和生理验证,加州理工学院的研究者阐明了进化上保守的接头支架结构,产生了人类 NPC 的约 64 兆道尔顿(megadalton)对称的近原子复合结构核。虽然接头通常起刚性作用,但 NPC 的接头支架为其中央转运通道的可逆收缩和扩张以及横向通道的出现提供了必要的可塑性和稳健性。他们的结果大大推进了 NPC 对称核心的结构表征,为未来的功能研究打下了基础。人类 NPC 对称核心的接头支架结构。论文 3:《AI-based structure prediction empowers integrative structural analysis of human nuclear pores》论文地址:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm9506虽然核孔复合体(NPC)介导核质转运,它们错综复杂的 120 兆道尔顿架构仍未完全得到了解。马克斯 普朗克生物物理研究所等机构的研究者报告了具有显式膜和多构象状态的人类 NPC 支架的 70 兆道尔顿模型。他们将基于 AI 的结构预测与原位和细胞冷冻电子断层扫描、综合建模相结合。结果表明,接头核孔蛋白在亚复合体内和亚复合体之间组织支架,以建立高阶结构。微秒长的分子动力学模拟表明,支架不需要稳定内外核膜融合,而是扩大中心孔。他们举例阐释了如何将基于 AI 的建模与原位结构生物学相结合,以了解跨空间组织级别的亚细胞结构。人类 NPC 支架架构的 70 兆道尔顿模型。论文 4:《Structure of the cytoplasmic ring of the Xenopus laevis nuclear pore complex》论文地址:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abl8280西湖大学和清华大学以 3.7-4.7 埃(angstrom)的分辨率对非洲爪蟾 NPC 的细胞质环亚基进行单粒子冷冻电子显微镜重建。其中,Nup358 的氨基末端域的结构被解析为 3.0 埃,这有助于识别每个细胞质环亚基中的五个 Nup358 分子。研究者最终的细胞质环亚基模型包括五个 Nup358、两个 Nup205 和两个 Nup93 分子,以及两个先前表征的 Y 复合体。Nup160 的羧基末端片段充当每个 Y 复合体顶点的组织中心。结构分析揭示了 Nup93、Nup205 和 Nup358 如何促进和加强主要由两层 Y 复合体形成的细胞质环支架的组装。非洲爪蟾 NPC 双层细胞质环的 Cryo-EM 结构。论文 5:《Structure of cytoplasmic ring of nuclear pore complex by integrative cryo-EM and AlphaFold》论文地址:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm9326哈佛医学院等机构的研究者使用单粒子冷冻电子显微镜和 AlphaFold 预测,从非洲爪蟾卵母细胞中确定了近乎完整的 NPC 细胞质环结构。具体地,他们使用 AlphaFold 预测核孔蛋白的结构,并使用突出的二级结构密度作为指导来适应中等分辨率的地图。此外,某些分子相互作用通过使用 AlphaFold 的复杂预测进一步得到建立或确认。研究者确定了五份 Nup358 的结合模式,它是最大的 NPC 亚基,具有用于转运的 Phe-Gly 重复序列。他们预测 Nup358 包含一个卷曲螺旋结构域,可以提供活性以帮助它在一定条件下作为 NPC 形成的成核中心。非洲爪蟾 NPC 细胞质环的 Cryo-EM 结构。
  • 哈佛华人团队结合冷冻电镜和AlphaFold揭示核孔复合体精细结构 有望成为结构生物学新规范
    “我们通过冷冻电镜技术拿到了核孔复合体高分辨率的密度图。然后借助于 AlphaFold 结构预测,搭建出核孔复合体胞质环的精细模型。通过原子模型,为解释细胞核的运输机制,理解细胞生命活动的基本过程提供了重要的结构基础,同时也能为非常多相关的疾病提供重要的线索。”美国国家科学院院士、哈佛大学医学院生物化学及分子药理学教授团队表示。6 月 10 日,该课题组在 Science 上发表题为《核孔复合体胞质环的结构》的论文 [1]。图 | 相关论文(来源:Science)董颖、皮雄、彼得罗丰塔纳(Pietro Fontana)担任共同第一作者,吴皓担任通讯作者。图|吴皓(来源:吴皓个人主页)利用单颗粒低温冷冻电子显微镜和 AlphaFold 预测,确定了来自非洲爪蟾卵母细胞中一个接近完整的结构对于在该研究中 AlphaFold 所起到的作用,董颖表示,此次解析的核孔复合体(NPC,nuclear pore complex)是真核生物中最大的膜蛋白复合物之一,它位于核膜上,介导核膜内外的物质转运。由于其分子量巨大,组成成分复杂,动态变化多样,这使得电镜解析图谱的分辨率很有限(6-7 埃),并且搭建分子模型困难重重。但是 AlphaFold 的出现很好地弥补或一定程度上解决了图谱分辨率不足的问题,它可以预测很多没有结构的蛋白亚基,从而补充解释蛋白复合物结构里缺失的结构单元的高分辨信息;还可以预测部分亚基相互作用界面,从而说明亚基作用的结构基础以及生物学意义。另一方面,AlphaFold 预测也并非万能,它给出了诸多的可能性之后,课题组也需要理性分析哪一种结果最为合理,最能解释得清楚相关生物学现象。论文共同作者皮雄表示:“AlphaFold 能够预测出相互作用的蛋白亚基,与我们通过冷冻电子显微学计算出来的比较相符,从而大大方便了我们确定相互作用的蛋白亚基,进而加速我们模型搭建的过程。”图 | 皮雄(来源:皮雄)据悉,核孔复合体是细胞质和细胞核之间双向物质运输的管道。该团队利用单颗粒低温冷冻电子显微镜和 AlphaFold 预测,确定了来自非洲爪蟾卵母细胞的核孔复合体胞质环的一个接近完整的结构。使用 AlphaFold 预测核孔蛋白的结构,并以突出的二级结构密度作为指导,将核孔蛋白的结构拟合到中等分辨率的图谱中。利用 AlphaFold 进行复杂的预测,还可以进一步建立或证实某些分子间的相互作用。课题组鉴定了 Nup358 的 5 个拷贝的结合模式,这是最大的核孔复合体亚基,具有 Phe-Gly 重复序列,并预测它包含一个线圈-线圈结构域,在一定条件下可能作为成核中心辅助核孔复合体形成。核孔复合物是真核细胞核膜中的分子管道,可以调节细胞核和胞质溶胶之间生物分子的进出口,脊椎动物核孔复合体的分子量约为 110 至 125 MDa,直径约为 120 nm。核孔复合体被分为四个主环:胞质侧的细胞质环(CR,cytoplasmic ring),核膜平面上的内环(Inner Ring, IR)和管腔环 (Luminal Ring, LR),以及面向细胞核的核环 (Nuclear Ring, NR)。每个环具有相似的八重对称,并由不同的核孔蛋白的多个副本组成。核孔复合体参与了许多生物过程,其功能障碍与越来越多的严重疾病有关。尽管在过去的 20 年里,许多团体进行了开创性的研究,但人们仍然缺乏对核孔复合体的组织、动态和复杂性的充分理解。图 | 董颖(来源:董颖)(来源:Science)预测核孔复合体中最大的蛋白 Nup358 具有 s-形球状结构域此次研究中,该团队使用非洲爪蟾卵母细胞,作为结构表征的模型系统,因为每个卵母细胞都有大量的NPC颗粒,因此这些颗粒可以在没有去垢剂提取的帮助下,在天然核膜上可视化。据悉,课题组使用单颗粒冷冻电子显微镜,来分析不同倾斜角度的数据并进行三维重建,之后用 AlphaFold 进行模型构建和结构预测,重建了 X.laevis NPC 的 6.9 和 6.7埃分辨率的全 CR 原聚体和一个核心区域,并使用 AlphaFold 预测了单个核孔蛋白的结构。对于任何模糊的亚基相互作用,该团队也预测了复杂的结构,这进一步指导了 CR 原聚物的模型拟合。他们将核孔蛋白或复杂结构置于 CR 密度中,以获得一个几乎完整的 CR 原子模型,由内部和外部 Y复合物、两个 Nup205 拷贝、两个 Nup214-Nup88-Nup62 复合物拷贝、一个 Nup155 和 5 个 Nup358 拷贝组成。值得注意的是,课题组预测了核孔复合体中最大的蛋白 Nup358 具有 s 形球状结构域,一个线圈结构域和一个含有苯丙氨酸-甘氨酸(FG)重复序列的 c 端区域,而先前显示形成的一个凝胶样的凝析相,可用于选择性物质通道。其中,四个 Nup358 拷贝夹在内部和外部 y 复合体周围以稳定 CR,第五个 Nup358 位于夹子簇的中心。另据悉,AlphaFold 还预测了一个同源低聚物,可能是 Nup358 的五聚体、卷曲螺旋结构,这可能为 Nup358 募集到核孔复合体提供亲合力,并降低 Nup358 在核孔复合体生物发生中凝聚的阈值。可以说,此次研究提供了一个整合的低温冷冻电子显微镜和结构预测的例子,可作为从中等分辨率密度图中、获得更精确的兆道尔顿蛋白复合物模型的新方法。该论文提出的更准确、以及几乎完整的 CR 模型,扩展了他们对NPC分子相互作用的理解,代表了向完整的NPC分子结构迈出的实质性一步,对NPC的功能、生物发生和调控具有影响。(来源:Science)有望成为结构生物学的规范该团队在论文中表示,几乎完整的 NPC CR 模型揭示了其内部的分子相互作用及其生物学意义。CR 组装的一个意想不到的方面是,他们观察到了 Nups 之间的组成和绑定模式的不对称性:其一,两个 Y 配合物之间的构象差异;其二,两个 Nup205 分子与 Y 配合物的结合模式不同;其三,两个 Nup214-Nup88-Nup62 配合物并排放置;其四,5 个 Nup358 配合物具有不同的结合模式。因此,这种不对称性是代表 CR 的基础状态、还是由放线菌素 D(Actinomycin D,ActD) 的结合引起的,以及它是否会是 NR、IR 或 LR 结构中的共同特征?这将是一个很有趣的问题。而研究人员的 X.laevis NPC 样本来自单倍体卵母细胞,这可能与体细胞中的核孔复合体有更大的不同。该团队认为,Nup358 的多个拷贝、及其低聚卷曲螺旋关联,解释了其在细胞质中卵发生过程中,作为NPC组装的关键驱动因素的作用,这不同于有丝分裂后和较慢的间期NPC组装。这一过程发生在内质网(ER,endoplasmic reticulum)的堆叠膜片上,称为环状膜层(AL,annulate lamellae),其苯丙氨酸-甘氨酸(FG,Phenylalanine-glycine)重复序列中的 Nup358复合物作为紧固件,从开始空间就可指导核孔复合体生物发生。这说明,Nup358 的低聚结构可能会降低 Nup358 复合体形成的阈值,从而有助于解释其在不同 Nups 中的成核作用。此外,课题组还提出了一种综合的方法,利用冷冻电子显微镜和 AlphaFold 结构预测的最新发展,从而带来了更精确的核孔复合体建模。在学界最近发表的论文或预印本论文中,也使用了类似的方法来确定核孔复合体的结构。AlphaFold 预测与传统结构建模不同,这是基于人工智能的建模方式。实现高分辨率的目标,是获得尽可能好的最佳模型。而在建模过程中,包含来自 AlphaFold 的信息,可能类似于该领域之前对立体化学约束所做的事情。随着复杂预测的能力更加普遍,该团队预计这种方法不仅有助于新结构的建模,而且有助于重新绘制以前的中分辨率低温电子显微镜图,成为结构生物学的规范。(来源:Science)董颖表示:“很多时候,我们采取科学的验证方式——用一系列生化实验对 AlphaFold 预测结果进行反向验证。我们利用人工智能,冷冻电镜与传统生物化学综合研究方式,推动了我们对复杂、动态的生物大分子的结构和功能的进一步理解。由此可见,AlphaFold 的出现给我们研究科学问题的方式也带来了革命性影响。我们在未来的科学研究中,只要大胆尝试,多方位思考,总能碰撞出美妙的火花!”担任论文共同作者的傅天民,目前在俄亥俄州立大学药学院,担任生物化学与药理学助理教授。其表示,该课题由他之前在吴皓教授实验室发起。他介绍了该研究的背后故事:2019 年初,吴皓教授与实验室的学生们,在佛罗里达参加美国生物化学与分子生物学年会。会后,吴老师带着学生们去吃火锅,饭桌上大家聊起结构生物学最重大的问题还有哪些,傅天民提出核孔复合物的结构是一个重要且没完全解决的问题,这个提议得到了吴皓教授的支持。回到波士顿后,王隆飞打算用酵母细胞来研究核孔复合物,傅天民则着手用非洲爪蟾的卵母细胞来研究。之所以选定爪蟾卵母细胞主要因为这类细胞易于获取,而且细胞核上有丰富的核孔复合物。后来,傅天民要去俄亥俄州立大学建立自已的实验室,课题转交给两个新来的博后董颖和 Pietro,他们两个紧密合作,克服了一系列技术难题,初步拿到了一些高质量的样品,收集了一些数据。随后,皮雄博士加入课题。皮雄博士和董颖博士通过大量的数据处理,为冷冻样品优化提供了正确的方向。最后通过大家几个月不懈的努力,利用进一步优化的高质量样品,收集了几万张冷冻电镜照片。最终皮雄博士通过冷冻电镜三维重构技术得到了高分辨率的密度图。Alex 利用 AI 结构预测对结构模型搭建起了重要作用。吴皓教授整个过程的支持、指导是课题得以成功的决定力量。董颖表示:“NPC是我进入吴老师实验室的第一个课题。现在回想起来整个研究经历都有些百感交集。当时我们‘白手起家,从零开始’。我从未接触过动物实验,我只能查找文献,自己摸索一切实验流程。中途可谓困难重重,我时常在解剖镜前解剖蛙卵,铺膜制样,一坐就是一整天。制样优化样品周期很长,我们寻找了各式各样的载网(因为不是所有载网在高角度拍摄的条件下都稳定),我做了很多载网稳定性的分析,光是优化样品就花了半年多。优化中途,陆续已有相关研究报道出现,当时我们整个团队几乎都要放弃。就在这时,皮雄博士通过大量的计算,得到了七埃左右分辨率的密度图。同时吴老师提议我们为模型搭建寻找新的切入点——恰逢AlphaFold横空出世,我们一不做二不休,立刻开启寻找冷冻电镜与AlphaFold对接的可能。”经过几个月没日没夜的计算、预测、模型搭建,课题组惊奇地发现新的研究方式带来了意想不到的研究结果。功夫不负有心人,最终他们非常有幸地与来自不同研究组的科学家们同台展示了研究结果。皮雄表示:“核孔复合体作为细胞生命活动的‘南天门’,严密调控着细胞的生命活动。作为一个功能如此复杂,形态巨大的复合体,它的精细结构是如此的严密和复杂。拿到它的精细结构也是非常困难。作为一个如此困难的课题,需要团队每个成员紧密合作,协同前进。每一部分工作都包含了团队每个成员的巨大努力。研究中,我主要负责冷冻电镜的数据处理,拿到高分辨率的核孔复合体的密度图,同时也参与了冷冻样品的优化。”(来源:Science)对于该成果的应用,董颖表示:“已经有相关研究报道说明NPC结构和功能的异常和许多疾病相关,例如神经退行性疾病阿尔兹海默症,介导了一些病毒如HIV的入侵,甚至会诱导一些癌症的发生。由于核孔复合体介导了很多重要物质的转运,其研究一直是近几年来科学界研究的一大热点。目前针对它的研究还处于相对基础的阶段,这主要受到它的复杂性,和动态性的局限。但就它推广到应用的可能性来讲,我认为只要我们能够把它‘看’得足够清楚,运动的原理理解的足够清楚,我们就有可能对它进行靶向药物设计,调节它的底物转运。给治疗人类疾病提供更多可能。最近几年来随着冷冻电镜技术和人工智能的进步,相信二者能共同推动其成为新兴药物靶点,逐步应用到疾病治疗。”对于后续计划,董颖表示:“我们队 NPC 的研究还只是冰山一角,后续有很多有趣的研究方向——现举几个例子:(1)由于核孔复合体底物众多,但出核和入核的底物的识别和转运机制如何?NPC 转运物质的孔道呈现有趣的胶状结构,这一结构高度动态,很可能在底物转运过程中发生相分离,我们可以借助单分子荧光标记来细化这些转录途径。(2)研究 NPC 的某些特定的活动状态,已经有研究报道酵母中可能存在多种 NPC 的状态和组装形式,这些结构组成具体参与了怎样的生物学功能还不清楚。(3)NPC 组装和解聚如何发生,特定组装状态下有哪些多辅助分子参与稳定其状态,这些我们可以联合质谱技术来鉴定新的作用亚基。”澳大利亚莫纳什大学药物科学研究所曹剑骏评价称,在本文中,该团队首先利用核孔复合体在非洲角蟾卵母的极高丰度这一特质,对天然膜环境中地核孔复合体进行直接观察,避免了可能存在人为纯化干扰。同时,课题组使用倾斜样品的方式,解决了膜蛋白样品在膜中的受限的角度分布,从而实现蛋白结构的三维重建。此过程中,该团队以令人敬佩的毅力手工选取了 20 万单颗粒样品,以实现整个核孔复合体的低分辨率(19 埃)结构,并集中于胞质环的局部结构解析得到中等分辨率(~7 埃)的电子云密度图。但这一分辨率依旧只能辨别大致的二级结构特征,而存在建模困难。因此,该团队尝试借助最新的 AlphaFold 基于序列的结构预测功能,由单个亚基、多亚基局部预测出发,实现整个胞质环的结构解析。该团队同时将基于 AlphaFold 的结果与传统的同源结构预测相对比,为蛋白结构工作者提供了一个优秀范例,展示了如何借助 AlphaFold 这一新工具解析未知蛋白结构。研究中,课题组同样也得到了核内环的信号,但是尚未得以解析,想来将来会由相应的工作面世,从而完备整个核孔复合物的结构信息。同时,该论文的蛋白结构分辨率受制于天然核孔结构的非均一性和单颗粒的人工手动筛选通量,而后者有希望得到 AI 辅助单颗粒筛选软件的帮助,从而解放研究人员双手实现以更多的单颗粒数据收集,最终有望解析出各类不同状态的核孔复合体结构,进一步阐述这一精妙的分子复合体的调节机制。-End-支持:Ren参考:1、Pietro Fontana et al., Structure of cytoplasmic ringof nuclear pore complex by integrative cryo-EM and AlphaFold. Science (2022) DOI: 10.1126/science.abm9326
  • Cell Reports | 阐释肾上腺素受体的多样性和配体的选择性——α 2型受体晶体结构解析
    人肾上腺素受体是G蛋白偶联受体,是重要的药物靶标。目前已知肾上腺素受体有三类(α1, α2和β)九种亚型(α1A, α1B, α1D, α2A, α2B, α2C, β1, β2和β3)。2007年,β2肾上腺素受体的非激活这是第一个人源G蛋白偶联受体的晶体结构,是G蛋白偶联受体结构解析的重大突破。2011年,β2肾上腺素受体和G蛋白的复合物结构获得解析,该工作获得了2012年诺贝尔化学奖。这些结构的解析极大地推动了人们对G蛋白偶联受体(特别是β肾上腺素受体)机理的理解。然而,三类肾上腺素受体偶联的G蛋白不同:α1, α2和β类分别偶联Gq、Gi和Gs。通过序列比对,也可以发现三类受体的配体结合口袋也有明显区别。对肾上腺素受体下游信号选择的多样性以及配体的亚型选择性的理解,一直受制于缺乏α类受体的三维精细结构。2019年12月3日,上海科技大学赵素文和钟桂生课题组在Cell Reports上共同发表两篇论文,报道了两个α类受体的三个晶体结构,阐释了肾上腺素受体多样性和配体特异性的机理。在“Structural Basis of the Diversity of Adrenergic Receptors”一文中,作者通过解析α2A受体与部分激动剂和抑制剂的复合物结构,辅助细胞信号实验和计算生物学,分析阐明了在肾上腺素受体家族中序列多样性是如何导致功能多样性的。α2A受体的两个结构整体非常相似,而配体结合口袋的多个残基(包括在肾上腺素受体中不保守的F4127.39)则发生了剧烈的构象变化。通过观察结构和突变实验,研究人员解释了影响配体选择性的重要氨基酸F4127.39的功能:F4127.39是配体结构口袋的“盖子”,它与口袋中的另外三个芳香氨基酸一起形成了一个芳香笼来结合配体中的正电基团,使配体结合时空间和能量效应俱佳。突变F4127.39会使α2A受体的完全激动剂和部分激动剂均丧失效力。α2A受体具有双重药理学效应:激动剂浓度较低时,α2A受体主要和Gi偶联;激动剂浓度较高时,与GS的偶联占据更主导的地位。相应地,在临床中,α2A受体部分激动剂的效果比完全激动剂要好,如用于降压的可乐定(Clonidine)和用于ICU镇静(在我国也广泛用于手术麻醉)的右美托咪定(Dexmedetomidine)都是α2A受体的部分激动剂。为了更好地理解α2A受体的部分激活性(partialagonism),研究人员对多个已知的α2A受体完全激动剂和部分激动剂进行了分子对接,他们发现可以用配体与Y3946.55形成氢键与否,来区分α2A受体的部分激动剂和完全激动剂。作者还发现了三个氨基酸(Y3946.55,I13934.51和K14434.56,第一个位于配体结合口袋,后两个位于G蛋白结合口袋)对α2A受体的G蛋白选择性具有重要作用。精心设计的三个突变体Y3946.55N,I13934.51A和K14434.56A,在细胞信号实验中对部分激动剂的刺激均表现出Gi通路的偏好性,而Gs通路的活性遭到削弱甚至完全被抑制。图1:α2A受体中对配体结合(紫色)和G蛋白通路偏好性(红色)起关键作用的残基而在“Molecular mechanism for ligand recognition and subtype selectivity of α2C adrenergic receptor”文章中,作者展示了α2C受体的三维结构,并通过分子对接、功能实验等手段揭示了α2亚型受体的结构特异性,为相关药物研发提供了分子基础。通过将α2C受体与α2A受体的结构进行对比和巧妙的嵌合体设计,作者发现α2C与α2A的结构主要差异存在于胞外域。在α2C受体口袋边沿,D206ECL2-R409ECL3-Y4056.58形成氢键-盐桥互作网络,特异地影响了α2C受体选择性拮抗剂JP1302和OPC-28326的作用。而在α2A受体口袋上方,由Y98ECL1、R187ECL2、E189ECL2和R4057.32形成的互作网络直接遮盖了部分入口,使得JP1302和OPC-28326这些较大的分子可能被阻挡在外。细胞信号实验结果也显示,破坏Y98ECL1-R187ECL2-E189ECL2-R4057.32互作网络并添加D206ECL2-R409ECL3-Y4056.58相互作用得到的α2A嵌合体对JP1302和OPC-28326有着很好响应。图2:α2CAR-RS79948复合物的结构和决定α2肾上腺素受体亚型选择性的胞外域这两篇文章很好地阐述了肾上腺素受体的多样性和α2受体的配体选择性,为基于精细三维结构的下一代α2受体药物开发奠定了基础。在这两篇论文中,均使用珀金埃尔默的EnVision微孔板检测仪对GPCR的cAMP实验进行定量测定。同时,在α2受体的配体结合实验中,珀金埃尔默提供了从放射性受体拮抗剂、耗材(UniFilter GF/B)到放射性微孔板检测仪MicroBeta的整体解决方案。珀金埃尔默为中国科学家药物研发加油助力。扫描下方二维码,或点击文末“阅读原文”,即可查看论文原文。
  • 岛津(亚太)与新加坡樟宜综合医院(CGH)设立临床组学研究中心
    岛津(亚太)与新加坡樟宜综合医院(CGH)设立临床组学研究中心,用于开展基于质谱的临床研究和应用,为患者提供个性化诊疗方案。在新加坡副总理王瑞杰的见证下,CGH与岛津(亚太)签署研究合作协议 岛津-CGH临床组学中心(SC3)将缩短检测时间,为高血压和其他内分泌疾病患者提供更精准的临床诊断结果。 新加坡,2021年1月27日 - 在副总理王瑞杰的见证下,新加坡樟宜综合医院(CGH)与岛津(亚太)设立的公私合营性质的岛津-CGH临床组学中心(SC3)正式成立。作为CGH的一个卫星实验室,SC3的运营宗旨侧重于开发和验证各种临床研究和应用,旨在改进临床诊断手段,从而为高血压和其他慢性病患者提供更佳的临床治疗方案。 新加坡副总理王瑞杰参加岛津-CGH临床组学中心揭幕典礼 CGH首席执行官Ng Wai Hoe教授称,“CGH和SingHealth的临床和研究专业知识与岛津具有的诊断和分析能力相结合,将有助于新加坡医疗保健系统的发展。在SC3,我们将通过质谱技术共同开发新的临床应用方案,提高医疗科技水平。” 岛津亚太有限公司总经理Tetsuya Tanigaki先生强调,“Excellence in Science(以科学技术创造新价值)不仅是岛津的宗旨,也是岛津人的一种生活方式。基于这一理念,我们与CGH展开合作,希望通过采用质谱和智能分析等未来技术,加速SC3实验室的开发,以确保为患者提供更精准、更快速的诊断结果。 SC3中心是我们双方在先进医疗保健领域建立开拓性合作伙伴关系的一个实例。这是岛津首次与公立医院合作在新加坡设立临床组学实验室。我们的合作必定会改变新加坡和亚太地区的医疗系统,同时还将改变世界的医疗系统。” 采用更精准的方法分析临床样本 采用具有智能分析能力的液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)技术,SC3致力于提高患者的临床诊断准确性。在临床实验室中,免疫分析是开展临床诊断检测的主要方法,可用于检测维生素、激素和抗生素等。然而,不同的激素通常具有类似的结构,采用免疫分析会导致检测结果不准确。而相比于免疫分析,LC-MS/MS技术可提供更高的分析特异性和灵敏度,因此在分析临床样本的临床实验室中得到快速应用。岛津-CGH临床组学(SC3)—UFMS和分析智能(AI)支持 CGH高级经理Daryl Hee博士(SC3责任人)称,“与免疫分析相比,LC-MS/MS技术的优点之一是患者无需提供与多次检测相同的采样量。此外,该技术还具有较高的特异性和灵敏度,质谱仪能够更精确地检测单个样本中的多种化合物。如果患者知悉检测结果更准确,所需的样本量明显减少,将会更欣然地接受LC-MS/MS技术” 为新加坡提供更精准的个性化治疗 在新加坡,25%的人患有高血压,而高血压是导致心脏病和卒中的主要原因。众所周知,高血压是由于血管收缩(血管紧缩)过度或盐和血容量过大引起的。精准的检测结果可识别出患者患有哪类高血压,以及哪些药物最适用于该患者。 近年来,激素检测还可识别很多可治疗和可治愈的高血压(原发性醛固酮增多症)患者。 临床副教授Troy Puar(樟宜综合医院内分泌学首席研究者兼顾问)称,“尽管目前已有用于治疗高血压的药物,但多数患者的血压仍控制不佳。由于每例患者的病况都不同,且高血压病因也可能不同,因此高血压治疗并不精准。当一种药物不起效时,医生可能会选择增加剂量、增加其他药物或者转用另一种药物。但通过精确评估患者最初的高血压类型,医生能够判断哪种降压药最适用于该患者,从而提供精准的个性化治疗。” 岛津亚太有限公司执行官兼高级总经理Prem Anand先生称,“如今,分析技术和医疗技术的结合正在推进精准的个性化药物的开发。相比往昔,目前越来越多的研究人员正在采用这些技术,因此更具有实际意义。岛津是在分析和医疗技术两大领域均处于领先地位的公司,这一独特优势使我们能够为先进医疗保健系统开发出真正的联合解决方案。 本次岛津-CGH临床组学中心的启动再次表明了我们将致力于通过合作实现【以科学技术为社会做贡献】这一宗旨”。 DPM Heng参观SC3中心的质谱 更快获取临床检测结果 有了SC3中心,基于LC-MS/MS技术的成人疾病临床试验所用的临床样本将无需送到海外研究中心进行处理。通过在新加坡开发进行此类检测的技术,当地及所属地区的患者可以更快地获得检测结果,等待时间将从大约两周减少到一天或两天。 作为区域参考中心 作为一个临床实验室,SC3的长期目标是向新加坡患者提供经验证的检测方案,并作为亚太地区的一个区域参考中心,开发质谱检测技术,用于更广泛的慢性疾病临床应用和其他临床诊断领域(如治疗药物监测)。通过对患有常见疾病(如糖尿病)的患者进行药物疗效评价,提供更具针对性的治疗方案,从而改善患者的预后。 SC3是按照生物安全2级(BSL2)实验室规范建立的,位于新加坡科技园1岛津(亚太)设施内,CGH临床医生团队和岛津研究员将在这里共同开发出基于质谱的临床应用检测技术。
  • 2022年全国电子显微学学术年会生命科学与实验平台分会场集锦(下)
    仪器信息网、中国电子显微镜学会(对外名义)联合报道:2022年11月26日,由电镜学会电子显微学报编辑部主办、南方科技大学承办的“2022年全国电子显微学学术年会”在广东省东莞市顺利召开。大会为期三天,采用线下+线上直播方式进行,吸引来自高校院所、企事业单位等电子显微学领域专家学者3.5万余人次线上线下参会。本届年会线上+线下邀请报告达约500个,是国内电子显微学领域最具影响力的学术盛会。11月26-27日上午进行大会报告,26-27日下午及28日全天同时进行12个不同电镜主题的分会场报告。大会线下现场第九分会场:低温电子显微学表征分会主题:冷冻电镜从“体外”走向“体内”第九分会场现场直击部分报告现场:中国科学院生物物理研究所研究员 朱赟报告题目: 核孔复合体的原位结构研究进展核孔复合体在细胞生命活动中占据重要地位,核孔上的超大蛋白质复合体,称为核孔复合体(NPC)。朱赟首先介绍了核孔复合体的研究历史及核孔复合体结构研究历程中的里程碑事件。接着分享了团队在研究爪蟾卵母细胞核膜上的NPC结构、通过倾转样品台+折叠核膜的方法解决取向优势问题、通过AlphaFold2预测加flexible fitting搭建结构模型等方面的研究进展。中国科学院广州健康院研究员 熊晓犁报告题目: 甲型流感病毒的装配机制熊晓犁分享了甲型流感病毒M1蛋白的全长结构研究进展,通过利用原位CryoET和亚显微图平均来评估病毒内部M1的结构和排列。观察了全长M1 蛋白组装的结构细节,研究确定了完整病毒颗粒内已组装的M1的完整结构,以及在体外重建的M1低聚物的结构。这些结构也帮助揭示了流感病毒组装和分解的机制。中国科学院生物物理研究所研究员 章新政报告题目: 新型原位结构解析技术- isSPA原位样品的制样需要离子束减薄,但存在样品厚电子束无法穿透、导电性差、切片过程有辐照损伤等困难;原位样品的重构需要电子断层技术,也存在通量极低、断层重构中的错误、分辨率低等问题。基于原位样品蛋白质结构解析现状,是否可以突破准原子分辨率? 章新政分享了新型原位结构解析技术- isSPA,并以此介绍了isSPA概念、流程、原理等,接着通过在不同生物学体系中的技术应用分享了该新方法的系列应用成果案例。第十分会场:生物显微学研究分会主题:显微新技术助力生命科学与农林研究第十分会场现场直击部分报告现场:华南农业大学 王浩报告题目:自噬调控植物花粉管极性生长和育性的分子机制与功能解析显花粉管生长对于植物繁殖、粮食生产和安全至关重要。王浩分享了对百合花粉管快速活跃生长的研究,研究关键在于自噬是否以及如何调节花粉管的生长。研究表明,自噬确实参与调节花粉管生长;自噬介导的线粒体降解维持花粉管的生长;在调节花粉管生长的过程中,多种类型的自噬共存等。北京林业大学副教授 李瑞丽报告题目:PagUNE12调控杨树次生生长的研究李瑞丽报告分享了对PagUNE12调控杨树次生生长的研究进展,研究表明,PagUNE12作为一种转录因子,定位于细胞核中,具有潜在的转录活性;PagUNE12在84K杨的维管组织中均有表达,能够影响84K杨木质部形态建成以及不同木质素单体的聚合;过表达PagUNE12能够影响木质素生物合成途径,以及光合作用产物代谢途径相关基因的表达等。河北北方学院 王鑫伟报告题目:杨树PtrDJ-1C基因调控叶绿体发育的分子机制研究王鑫伟分享了关于杨树PtrDJ-1C基因调控叶绿体发育的分子机制研究进展,研究表明,PtrDJ1C是细胞核编码的蛋白,是植物正常生长发育必不可的;PtrDJ1C亚细胞定位于叶绿体中;纯合突变体中叶绿体发育异常结构缺失 光合蛋白积累发生缺陷,导致幼苗白化 光合能力大大降低;PtrDJ1C影响质体基因的表达水平,主要是影响了PEP依赖的基因的表达水平等。第十一分会场——生物医学和生物电镜技术分会主题:生物医学电镜应用及其与相关学科的交叉融合第十一分会场现场直击部分报告现场:中国科学院自动化研究所副研究员 李琳琳报告题目:电镜三维重建技术在生物医学中的应用李琳琳首先分享了电镜三维重建技术的重要意义及常规的电镜三维重建策略方法,包括序列断面成像方式(FIB-SEM、SBEM)、序列切片成像方式(ATUM-SEM、ssTEM)、等离子束扫描成像(GCIB-SEM)等。接着分别介绍了三种方法的原理及应用,应用案例包括人肾小球基底膜微管/泡三维重建、大鼠大脑皮层树突棘三维重建、小鼠听觉皮层亚细胞结构的三维电镜重构等。北京大学生命科学学院公共仪器中心高级工程师 胡迎春报告题目:免疫电镜常用树脂介绍免疫电镜是免疫组织化学技术与电镜技术相结合,在超微结构水平研究和观察抗原、抗体结合定位的一种方法。胡迎春首先分享了免疫电镜发展历史与重要意义,细胞的超微结构研究的发展离不开电镜技术的支持,接着介绍了,免疫电镜的常用树脂类型、树脂制备方法及使用案例等。中国科学院遗传与发育生物学研究所高级工程师 杨琳报告题目:常规透射电镜技术在遗传发育生物学研究中的应用杨琳分享了透射电镜在遗传发育生物学研究中从样品制备到观察分析的那些事。常规透射电镜超薄切片技术方面,介绍了做好前期沟通、细节定成败、因“材”而异制定具体方案等经验。接着,通过囊泡运输、眼皮肤白化、神经发育学习记忆等案例介绍了一系列透射电镜观察分析注意事项。第十二分会场:全国电子显微镜运行管理开放共享实验平台经验交流分会主题:新形势下电镜开放共享与关键技术创新第十二分会场现场直击部分报告现场: 武汉科技大学分析测试中心实验师 李媛媛报告题目:注重钢铁材料的透射电镜管理与测试经验分享李媛媛首先介绍了分析测试中心透射电镜及制样设备配置情况、安装运行状况、开放共享进展等。接着,针对拍磁性样品风险大,过保维修成本问题;SEM机时不够,TEM原位杆利用不高,特殊TEM样品制备难;人员配备不足;实验技术研究入门难、门槛高;个人晋升空间受限等现实问题进行了集中探讨。广东工业大学博士后 李雪娇报告题目:大型科研仪器平台与创新型模块联合运营的设想与规划以球差透射电镜与百实创样品杆为例,李雪娇介绍了大型科研仪器平台与创新型模块联合运营的设想与规划。原位样品杆具有扩展电镜功能、成本相对较低、功能灵活多变等优点,同时也存在闲置率高、有一定操作门槛、电镜风险等问题。针对这些情况,分别从原位杆的获取、风险规避、设想预期效果等方面进行了展开探讨。北京大学现代农业研究院冷冻电镜中心平台负责人 赵珺报告题目:北京大学现代农业研究院冷冻电镜中心介绍赵珺首先介绍了中心冷冻电镜和冷冻电镜制样设备配置情况,接着从交叉学科视角分享了对电子显微学的理解,以FIB原位电镜应用为案例,介绍包括单根纳米线电化学测量、FIB用于纳米线加工、基于FIB原位平台、cryo-FIB的研发等。随后各分会场分别进行了分会总结与颁发揭晓优秀报告奖。电镜大会全部日程至此结束, 微信扫码进入大会官方网站,查看大会详细日程及现场照片集锦:
  • 2021年诺奖热门:光遗传学背后的科学家们
    光可被细菌、藻类等低等生命和人类等高等动物通过视紫红质系统而感知。20世纪70年代后,几种细菌和藻类通道视紫红质的发现为光控系统的诞生奠定了基础。光遗传学最初由米森伯克于2002年首次实现并于2005年由迪塞罗斯(也译作代塞尔罗斯)和博伊登进一步完善,其应用极大地增强了对大脑功能的理解。 光遗传学可使科学家借助光来精确开闭特异神经元从而达到操纵神经元活性和动物行为的目的。光遗传学技术已被证明是在细胞和系统层面研究健康和病理大脑活性的一个非常强大且有用的工具。文章系统介绍了光遗传学诞生的历史背景、重大事件、发展过程、应用领域及重要价值等。 光对生命具有举足轻重的地位,“万物生长靠太阳”。对大部分植物而言,它们借助光合作用合成营养物质并释放出氧气,而动物则依靠这些营养物质和氧来维持生存。此外,光还可以指导细菌和植物的向光性,控制植物生长和开花时间。 对于人类和其他动物而言,借助光来观察和感知这个 “光明” 世界。该过程由 “眼睛” 完成,称为视觉。大部分视觉健康的人都可通过眼睛清晰地观察到这个世界,看到周围的花花草草和五光十色的世界。那么,我们是如何观察到这些事物的呢?文艺复兴后,人们对光的本质进行探索,从而对光的成像机制有了新认识,自然对视觉形成机制也产生浓厚兴趣。 视紫红质 视觉研究可追溯到18世纪。荷兰科学家列文虎克(Antonie Philips van Leeuwenhoek)借助显微镜观察眼视网膜结构,鉴定出视网膜色素上皮细胞(retinal pigment epithelium,RPE)、视杆细胞和视锥细胞等,并推测这些细胞与视觉形成相关。1851年,德国解剖学和生理学家缪勒(Heinrich Müller,1820—1864)首次报道视网膜视杆细胞显红色这一现象 [1]。遗憾的是,缪勒错误地认为红色由血液造成。尽管如此,缪勒仍被看作视觉生理研究的先驱。缪勒在视觉生物学领域作出诸多贡献,如首次描述视网膜神经胶质细胞,这类细胞也因此获名“缪勒细胞”。 博尔(Franz Boll,1849—1879)是一位德国生理学家,对视觉形成具有浓厚兴趣。1876年11月,博尔也观察到红色视杆细胞,并认定红色源于其含有一类特殊物质,纠正了缪勒早期的错误。博尔还发现视杆细胞的红色受光影响,光照可导致红色褪去,而在暗处又重新恢复,进一步说明红色物质与视觉形成相关。遗憾的是,博尔的早逝(年仅30岁)使研究没有进一步开展。 1877年1月,博尔的同胞、另一位德国著名生理学家屈内(Wilhelm Friedrich Kühne,1837—1900)进一步纠正博尔的不足,认定视网膜感光物质应为紫红色,并创造 “视紫红质(rhodopsin)” 一词。屈内还取得另一项重大发现,即胆酸可使视杆细胞内的视紫红质释放到溶液里,并基于这一原理首次从牛视网膜完成视紫红质的纯化 [2],屈内也因此成为视觉生理领域的奠基人之一(图1)。虽然已确定视紫红质参与视觉形成,但具体分子机制仍不清晰,直到20世纪30年代才有突破。图1 视紫红质的发现 视黄醛循环 1931 年, 美国眼科专家尤德金(Arthur Yudkin,1892—1957)开始对视网膜成分进行分析,发现其含有一种维生素A样物质。其实,人们很早就知道维生素A缺乏可影响视觉形成,最常见的一种疾病叫夜盲症,但对维生素A如何参与视觉却知之甚少。 1932 年, 美国生理学家瓦尔德(George Wald, 1906—1997)来到德国瓦伯格(Otto Heinrich Warburg,1931年诺贝尔生理学或医学奖获得者)实验室开始全面研究视紫红质。瓦尔德首先借助光谱分析法证明青蛙、绵羊、牛等完整视网膜中存在维生素A,接着使用氯仿提纯视紫红质,化学显色反应表明所含物质与维生素A非常相似。 为进一步证实结论,瓦尔德加入瑞士著名科学家卡雷尔(Paul Karrer,1937年诺贝尔化学奖获得者)的实验室,而卡雷尔分离并确定了维生素A的结构。经过3个月研究,瓦尔德最终确定视紫红质中确实含有维生素A,从而表明视紫红质包含两部分:视蛋白(opsin)和维生素A [3]。随后,瓦尔德又加入德国海德堡迈耶霍夫(Otto Fritz Meyerhof,1922年诺贝尔生理学或医学奖获得者)实验室继续开展视觉形成研究。 一次偶然事件为研究带来重大契机!当时正逢假期,许多实验室人员都去度假,恰在此时运抵300只青蛙。实验室助理原本想丢弃,而瓦尔德则主动要求留下来用作实验材料。瓦尔德从青蛙视网膜提取到足够量的视紫红质,进一步分析后惊奇地发现所含的维生素A与卡雷尔所得维生素A尽管大部分性质相似,但仍有些许差异,因此将这种物质重新命名为视网膜色素(retinene)。瓦尔德还发现视网膜色素与维生素A之间可发生转变,并通过后来详细的结构分析确定了两者间的差异,因此视网膜色素更名为视黄醛,而维生素A则称为视黄醇 [4]。 20世纪50年代,瓦尔德和同事经过近20年探索,最终解析出视觉形成的 “视黄醛循环” 机制:静息状态下,视杆细胞内视蛋白与11-顺视黄醛结合形成视紫红质;光线照射可使11-顺视黄醛发生异构化转变为全反式视黄醛,从而与视蛋白分离,这个过程激活视蛋白,启动下游信号转导最终到达大脑视觉中心;全反式视黄醛可被运输到视网膜色素上皮细胞内经过几步化学反应重新生成11-顺视黄醛;11-顺视黄醛回到视杆细胞再次与视蛋白结合形成视紫红质,从而完成一次视觉感知过程(图2)。瓦尔德的发现很好地诠释了视黄醛参与视觉形成的机制,因此他分享了1967年诺贝尔生理学或医学奖。图2 瓦尔德与视黄醛循环 后续研究还揭示了视蛋白作用机制。视蛋白是一种G-蛋白偶联受体(G protein coupled receptor,GPCR)。光通过改变视黄醛结构而激活视蛋白后,可进一步使异三聚体G蛋白激活,从而使磷酸二脂酶活化,催化cGMP水解为5’-GMP而减少cGMP含量;细胞内受cGMP调控的离子通道关闭,导致细胞膜电位出现变化,最终传导至视觉中心而实现光的感知。 从这个过程可以看出,哺乳动物视紫红质的作用机制较为复杂,作为机体视觉感知过程尚可接受,如果将它们应用到其他系统则困难重重,因此有必要寻找更简单的感光系统 [5]。 细菌感光 最初认为只有高等动物才存在视觉系统,但这一观念在20世纪60年代发生改变。1967年,德裔美国生理学家斯托克尼乌斯(Walther Stoeckenius,1921—2013)成为加州大学旧金山分校的教授,重点研究生物膜(如红细胞膜和线粒体膜)结构 [5]。由于生物膜材料获取比较困难,具有电子显微镜背景的斯托克尼乌斯决定用生物化学方法研究盐生盐杆菌(Halobacterium halobium)细胞膜组成。随后两位新同事的到来壮大了实验室的力量。 厄斯特黑尔特(Dieter Oesterhelt,也译作奥斯特黑尔特)是一位训练有素的德国化学家,跟随吕南(Feodor Lynen,1964年诺贝尔生理学或医学奖获得者)获得博士学位,由于学术休假的缘故来到美国;布劳罗克(Allen Blaurock)是一位刚毕业的英国生物物理学家,原来在国王学院威尔金斯(Maurice Wilkin,1962年诺贝尔生理学或医学奖获得者)实验室从事X射线衍射研究 [6]。 厄斯特黑尔特和布劳罗克借助X射线衍射技术观测细菌细胞膜紫色组分时,意外观察到一种清晰的衍射图像,说明其含有一种高度有序的生物分子。厄斯特黑尔特还观察到紫色物质在添加有机溶剂后颜色变黄。此时,布劳罗克回忆起在国王学院研究青蛙视网膜过程中也观察到类似的颜色变化,这一提示促使厄斯特黑尔特大胆假设该物质可能也是视紫红质。为证实这一假说,首先需解答的问题是其含不含视黄醛。 从细菌中寻找视黄醛这一近乎疯狂的想法促使厄斯特黑尔特立即启动验证工作。借鉴青蛙视紫红质的研究方法,厄斯特黑尔特发现细菌的紫色物质具有类似的物理和化学性质,并且还含有视黄醛。基于这些特性,厄斯特黑尔特和斯托克尼乌斯于1971年确定这是一种新型视紫红质,根据来源将其命名为细菌视紫红质(bacteriorhodopsin,BR)(图3)[7]。图3 细菌视紫红质 斯托克尼乌斯经过进一步研究后发现,细菌视紫红质是一种光依赖的离子通道。更大的突破在1975年,英国剑桥大学分子生物学实验室的亨德森(Richard Henderson,2017年诺贝尔化学奖获得者)解析了细菌视紫红质的三维结构,从而对视紫红质的作用有了更深入的认识。 1972年,重组DNA技术的发明为生命科学带来一场革命,同时也积极推动了细菌视紫红质研究的发展。研究人员将细菌视紫红质转入宿主细胞,结果发现光照可引起氢离子外流,从而证明其为一种光控的氢离子通道。1977年,研究人员在细菌中又发现另一种视紫红质——卤视紫红质(halorhodopsin),后续证明其介导氯离子细胞内流 [8]。 一系列的研究表明,即使简单如细菌这样的单细胞生物也存在 “视觉系统”,标志着一个新领域——低等生物视紫红质的诞生,从而促使科学家去寻找其他视紫红质。 藻类趋光 班贝格(Ernst Bamberg)是一位德国生物物理学家,从20世纪70年代开始研究细菌视紫红质的生物学功能,并利用体外实验证实BR是一种光激活氢离子通道。随着基因工程技术的发展和完善,生命科学的研究模式发生根本性改变,膜蛋白研究不再需要繁琐困难的提取过程,只需将外源基因在特定宿主细胞表达即可。 90年代,已加入德国法兰克福马普研究所的班贝格与从美国回来不久的德国电生理学家纳格尔(Georg Nagel)决定合作,共同研究细菌视紫红质在完整细胞中的生物功能。1995年,他们合作将细菌视紫红质基因成功转入非洲爪蟾卵母细胞,进一步精确证实光激活质子泵的电压依赖性 [9]。2001年,他们进一步在非洲爪蟾卵母细胞中证实卤视紫红质是一种氯离子通道(图4)。班贝格与纳格尔的合作一方面建立了视紫红质功能研究平台,另一方面也初显光遗传学雏形,即将外源视紫红质在靶细胞表达。图4 藻类视紫红质 19世纪,绿藻(Chlamydomonas)等藻类就被发现具有向光性和受光调控的特性,但对这些现象背后的原因知之甚少。直到20世纪80年代,大量事实表明藻类也长 “眼睛”,即细胞膜存在感光物质,称为 “光受体”。 80年代初,德国生物物理学家赫格曼(Peter Hegemann)在博士就读期间就决定研究光受体。赫格曼和学生以莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)为材料,借助电生理实验表明光的确可诱导藻类细胞产生电流 [10]。赫格曼决定采用生物化学方法将光受体蛋白纯化后研究其性质。遗憾的是,十余年辛苦努力最终以失败告终。根本原因在于光受体是一种膜蛋白,含量低、稳定性差且异质性高,这些都是蛋白质纯化的大忌。赫格曼不得不转换研究思路来解决这个难题。 2001年,绿藻基因组测序的完成为问题的解决带来转机。赫格曼通过全面搜索和比对绿藻基因组数据库,从中发现两个候选基因与细菌视紫红质具有较高同源性。 为加快研究进程,赫格曼决定寻求合作。他在获悉纳格尔的研究工作后,积极沟通并与其达成合作协议。赫格曼小组负责克隆两种绿藻视紫红质候选基因,并将其送给纳格尔开展功能研究;纳格尔则将基因转入人肾胚细胞HEK293并实现正确表达。功能研究表明,它们的活性均受光调控,并且介导阳离子如钠离子、钙离子等的摄入(图4),因此将其分别命名为通道视紫红质(channelrhodpsin,ChR)1和2 [11-12]。与ChR1相比,ChR2光激活时间更短,且离子通透性更强,因此更适合于研究。更为重要的是,赫格曼还推测这些通道视紫红质不仅可在普通细胞表达,而且也可在神经元中表达并影响电生理活性。这一论断直接催生了光遗传学。 至此,研究人员已经鉴定出三类光控视紫红质,分别是细菌视紫红质(介导氢离子输出)、通道视紫红质(介导阳离子输入)和卤视紫红质(介导氯离子输入)。它们在神经功能研究方面具有何种应用价值呢?这要从神经兴奋说起。 神经兴奋 大脑是神经系统的中枢,是机体最复杂和最神秘的器官。知觉、运动、兴奋、情感、语言、学习和记忆等过程基本都在大脑特异区域完成。大脑由上百亿神经元(亦称神经细胞)构成,这些神经元之间通过特定方式实现彼此间交流,以达到协调控制机体各种行为的目的。神经元活性受电信号影响。 正常情况下,神经元细胞膜内外两侧阴阳离子分布不均匀(这种现象称为极性):膜内钾离子浓度远高于膜外,膜外钠离子浓度又远高于膜内,最终形成一个外正内负的状态。未受刺激时(静息状态),规定膜外电位为0,则哺乳动物神经元膜内电位为负值,约-70mV,称为静息电位;外界刺激可导致离子通道打开,由于离子移动而引起膜两侧离子浓度发生变化,电位差也随之改变。如果-70mV向0方向改变,则称去极化(电位为0意味着内外无离子浓度差距,极化消失);相反,-70mV向更大负值变化则称超极化(意味着离子分布不均匀加剧)。 一般而言,去极化伴随神经元激活,而超极化则意味着神经元抑制,因此通过改变神经元细胞膜内外离子分布可实现精准控制神经元活性的目的。 1979年,美国索尔克研究所著名科学家、DNA双螺旋提出者之一克里克(Francis Crick,1962年诺贝尔生理学或医学奖获得者)在《科学美国人》发表一篇文章 [13],对脑科学未来的发展进行展望。古典神经生物学家通常采用电极刺激大脑特定区域神经元的方式来影响行为,克里克认为这种方法破坏性大且精确性不高,比如无法准确区分不同的神经元,这些因素导致所得结果准确性差。 为此,克里克提出应开发一种精确控制神经元活性的方法,允许研究根据需要只对特定神经元打开或关闭,同时不影响非相关神经元。具有分子生物学背景的克里克进一步指出可以对神经元细胞进行遗传改造,从而使它们可对外界信号(如光刺激)产生精准性应答。这一理念建立了光遗传学的思想雏形。 尽管光控细胞行为的理念已经提出,但真正实现则需要有可行的工具。2002年,这一想法终于首次变为现实。 神经光控 米森伯克(Gero Andreas Miesenböck)是一位奥地利神经科学家,跟随鲁斯曼(James Edward Rothman,2013年诺贝尔生理学或医学奖获得者)开展博士后研究。他主要借助荧光系统来检测神经元内囊泡运输,因而对光产生浓厚兴趣。 1999年,米森伯克建立自己的实验室,开始独立的科研生涯,目光锁定神经生物学。米森伯克对整个神经生物学领域一知半解,可以说有点 “门外汉” 的味道,但是恰恰这个因素反而使他在光遗传学方面首先完成突破,因为他不会受主流观点所羁绊。生命科学研究的基本策略在于首先控制某种因素(干预),然后依据结果确定因果关系,如敲除特定基因后动物出现某种表型异常(如个子变矮),据此可认为该基因参与了某个过程(如肢体发育)。 然而,由于神经系统自身的复杂性,长期以来神经生物学家主要依赖形态观察,而缺乏更多有效的干预手段。米森伯克想改变这一现状,他完全从一个生物学家的视点来看待这个问题,因此想为神经元安装一套感光系统(遗传学操作),然后借助光照(光学)来达到控制神经元的目的 [14]。为尽快实现这一目标,米森伯克邀请鲁斯曼的另一位学生、自己的师弟泽梅尔曼(Boris Valery Zemelman)加入团队,启动光控神经元活性的研究计划(图5)。
  • 揭开“圣杯”面纱:核孔复合物胞质环的高分辨率冷冻电镜结构
    核孔复合物(nuclear pore complex, NPC)是真核细胞的核膜上负责物质双向运输的唯一通道,同时也是真核细胞中最庞大,最复杂的分子机器之一。核孔复合物在维持细胞核的微环境稳态,保护遗传物质,调控基因表达等方面起着至关重要的作用,其功能异常与包括癌症在内的多种疾病的发生联系在一起。NPC的高分辨率结构研究对理解真核细胞活动的基本过程,探究核质运输的结构机制以及探索相关疾病的致病机理都具有重要意义,也是开发相应治疗方法和药物的基础。NPC镶嵌于细胞核的双层核膜(nuclear envelope, NE)之上,在从细胞质到细胞核的方向上,主要由胞质丝(cytoplasmic filaments)、胞质环(cytoplasmic ring, CR),内环(inner ring, IR)、腔环(Luminal ring, LR)、核质环(nuclear ring, NR)和核篮(nuclear basket)组成(图1)。其中,CR、IR和NR构成NPC最稳定的支架部分,其直径可达约110 nm,高约70 nm。而附着于CR上的胞质丝、附着于NR上的核篮以及主要由IR中的FG重复(FG repeats)构成的扩散屏障(diffusion barrier)则是NPC选择性运输的主要执行者。此外,在垂直于NE的方向上,NPC还具有C8对称性。一个NPC含有约30种不同的核孔蛋白(nucleoporin),每种核孔蛋白的拷贝数一般为八的倍数,因此一个NPC含有的核孔蛋白数目非常大(500-1000个)。这也导致NPC具有非常大的分子量,在酿酒酵母中约为60 MDa,而在人中则可达约110 MDa。图1:NPC的结构示意图2022年6月10日,西湖大学施一公团队在Science上在线发表了题为 Structure of the cytoplasmic ring of the Xenopus laevis nuclear pore complex 的最新研究成果,报道了目前分辨率最高的,NPC中CR亚基的结构。该研究以非洲爪蟾(Xenopus laevis)NPC为研究对象,单颗粒冷冻电镜分析为主要研究手段。团队共收集46143张电镜照片,从中人工筛选出33747张可用照片,并进一步挑选出800825个NPC颗粒用于数据处理。经过多轮迭代计算,该团队最终将NPC中CR亚基重构至3.7-4.7 分辨率。同时,该研究还利用重组表达技术和单颗粒冷冻电镜分析手段,将脊椎动物中特有的核孔蛋白Nup358的N端结构域解析至3.0 分辨率。以这些重构结果为基础,该团队最终搭建了迄今为止最完整的CR结构模型(图2)。图2:CR亚基的单颗粒冷冻电镜结构该模型中CR亚基的主体由两个Y复合物组成,此外还包含五个Nup358、两个Nup205和两个Nup93分子。在Y复合物中,新解析的Nup160的C端片段作为组织中心,在介导三条臂汇集上起着重要作用。而Nup358、Nup205和Nup93在辅助以及稳定CR骨架的组装过程中起着重要的作用。结合施一公团队之前解析的NR和IR高分辨结构,他们搭建了NPC支架部分的结构模型。该模型包含了来自632个核孔蛋白中的约445000个氨基酸残基,是目前为止最详细,且最精确的NPC支架结构模型(图3),为领域内理解脊椎动物NPC的组成、结构、组装以及功能提供了坚实的基础。图3. NPC支架的结构模型西湖大学生命科学学院博士后朱薛辰、黄高兴宇、曾超、占谢超和三年级博士生梁珂为该文共同第一作者,黄高兴宇和施一公教授为该文共同通讯作者。原文链接:https://doi.org/10.1126/science.abl8280
  • 斑马鱼养殖系统TMG1000成交4套!
    近日,斑马鱼养殖系统TMG1000在中桥外国语学校成交4套!TMG1000鱼缸采取溢流式循环方式,可自动清除固体残渣,发挥高效率水循环效果;适用于斑马鱼、爪蟾等模式生物的实验研究。托摩根将持之以恒从用户需求出发,不断提供高品质仪器,加强售后服务,为您的实验研究添砖加瓦!产品咨询热线:4000-688-151. 市场部 2016年8月15日
  • 分子生物学研究生的白日梦
    文章源自网络,作者不详   房子不要很大,但是要一个很大的地下室,干什么用,待会儿再说。   大理石地砖,波斯羊毛地毯,法国的桌子,意大利的椅子,此类物品一概杜绝,墙面,地面,桌面,全采用PFA材料,耐酸耐碱耐高温易清扫,不用担心污渍,脏了,盐酸,烧碱,双氧水,换着泼,刷完了,用自来水洗15遍,蒸馏水洗5遍,超纯水洗3遍。(当然是花钱雇人刷,小姐我养细胞刷的瓶子表面积加起来都铺N间房的地板了,看见国产玻璃细胞培养瓶就感觉吃了一口臭鸭蛋。)   德国schott的试剂瓶,大中小买全套,500mL的拿来喝茶,2L的插花,100mL以下的是佐料瓶,密封好,定量超准,还耐热冲击(这点是我最欣赏的,非常精准的工艺。国产玻璃器皿,热冲击很容易就爆裂,拿去灭菌,十个有八个拿出来是碎的。)   玻璃的觉得重,还可以用硅化塑料的,防水不吸附,不用刷子也能洗干净。   METTLER TOLEDO的电子天平,称佐料的。   Eppendorf的移液枪,Axygen的吸头,当然是炒菜时用来加酱油和料酒的,用汤勺多不准阿,还容易撒出来。   洗碗,安利洗洁精多土啊,sigma进口分装的NP40,triton X-100,triton X-114和promega的SDS。   厨房里要有一大一小两个液氮罐,你问我做什么用啊,放剩菜啊,吃不掉的用冻存管装起来塞进去,十年以后拿出来照样可以吃,连水分都不会流失。小的那个是外带便当用的。   卧室采用P3级别的空气净化系统,洗完澡,从风淋间进去,多安全,蚊子苍蝇细菌病毒统统进不了门,生化武器也不怕。   实在无聊还可以建一个P4级别的负压阁楼,养养炭疽、狂犬,依波拉。   有钱女人都喜欢养宠物,我也养。不是种越纯越好么,这个简单。   果蝇,野生型一瓶,白眼突变体一瓶,小翅突变体一瓶,用Olympas解剖镜欣赏 秀丽隐杆线虫,野生型一盘,egr-1缺失突变体一盘,HDAC4过表达突变体一盘,带上GFP荧光标记,用Zeiss荧光显微镜欣赏。   非洲爪蟾就算了,太丑了,大鼠(rat)不够可爱,不要。   小鼠(mouse)一定要有的,B6血糖不稳定,淘汰,我选择BKS品系的,野生型的就不多养了,主要养db突变杂合体,让它们给我生db/db的二型糖尿病小鼠玩儿,那玩意儿,肥肥的,一脸无辜,喜欢睡觉,还不咬人(太胖了,动作很笨拙,想咬也咬不到)。   以上宠物,全部做个全基因组测序,哪个碱基突变了我都要一清二楚。   据说有钱女人都喝固定品牌的进口矿泉水,如果我有钱了,喝水也要有范儿,本来打算喝18.3的超纯水的,结果偷喝了一口,有点儿发苦,否决。   听说,takara公司开始进军功能型饮料市场了,就委托takara的实验室研制生产吧,每批产品都付带HPLC检测报告,成分看得一清二楚。   保持身材很重要。怕发胖,用biowest的agarose做果冻吃,热量低,还治疗便秘,浓度0.6%就差不多了,太硬了嚼不动。   地下室是我的白日梦生活的重头戏。猜猜我会在里面放什么好东西。想到跑车的人思维就不够开阔了,人不能只有房子和车子,最重要的是要有娱乐。   我的地下室里,要有一个活细胞工作站。 如果我有钱了,我不泡吧,不看剧,不社交,不旅游,我干吗呢?   我要做实验,不是现在这种实验,我在自己的实验室里做自己想做的实验,怎么奢侈怎么搞。   不用写资金申请,不用写开题报告,不用写结项报告,时间自己安排,进度自己把握,设备材料方法一律挑最好的,能不回收就不回收。   烧杯量筒用德国的,移液枪eppendorf,Gilson,Brand,各买一套,换着用,离心管,吸头全部用进口无菌的。培养细胞,一律用澳大利亚的NQBB胎牛血清。   养细菌,用corning的一次性培养皿。   活细胞工作站,leica的就差不多了,烧钱主要还是靠显微镜,白光,荧光,正置,倒置,明场,暗场,微分,相差,全部配齐,Leica,Zeiss,哪家贵选哪家。   激光共聚焦扫描肯定是不能少的,实时跟踪,扫描速度越快越好,全光谱的荧光通道,有多少种配多少种,无聊的时候养几盘细胞扫描成3D动画看,颜色多点才漂亮啊。   做western blot,仪器肯定是bio-rad,PAGE胶用预制的,running buffer买现成的,PBS都用试剂盒,剪PVDF膜跟扯手纸一样大方,一抗,有单抗就不用多抗,有进口就不用国产,每次孵育,配它个二三十毫升,用完就倒掉,二抗,也照一抗的标准用,没有人做单抗,我找公司定做也要用单抗,ECF底物,只要能让图像效果做得更漂亮,该倒多少就倒多少,决不手软。   Strom分辨率不够,买leica的激光成像。   HRP曝光,绝对不做,把膜一次性AP化学显色用掉也不做,跟关自己禁闭似的,做多了会有自我了断的冲动。   最关键的是,想研究什么就研究什么,想怎么玩儿,就怎么玩儿,没有结果也不用解释,本来基础科研成功率就很低下嘛,再做别的好了,慢慢做,不着急。哪天有兴致了,买套显微注射器,做克隆人玩儿。   中国有钱人一向是出了名的喜欢奢侈品,我觉得做科研是个非常合格的烧钱方法,烧钱速度要多快有多快,品味要多高有多高。   这个领域有长度,速度,纯度,精度,准度等等各种指标的极限,动则世界第一,全球顶尖,尽显尊贵。   做研究生又穷又苦,偶尔闲下来就喜欢做白日梦。   我比较阿Q的,咱做分子生物的,个人资产为零,每天动手烧掉的钱绝对不少,越勤劳烧掉的就越多,一天24小时,起码有12个小时在不停的烧钱,高峰时期,两个小时耗掉四五千也是可以的。   天下还有多少英雄豪杰可以放心大胆、名正言顺的按照这种速度烧钱的。我一定要更努力的做实验,烧更多的钱,然后凭借我烧钱的经验忽悠政府给我更多的钱来烧。
  • 细胞内NMR光谱方法在活细胞中应用
    在活细胞中以原子分辨率确定蛋白的三维结构,对结构生物学家来说是一大挑战。本期Nature报告的两项进展,应能拓宽这一领域中一项很有希望的方法——细胞内NMR光谱的应用范围。以前,光谱方法较低的灵敏度及样本的短寿命,使得人们难以获得足够的结构信息来用这种方法确定蛋白结构。为NMR实验收集数据一般需要一到两天时间,这对活细胞来说太长了。Sakakibara等人通过在2至3个小时内收集到足够数据而克服了这一局限。他们报告了完全根据在活大肠杆菌中获得的信息确定的第一个三维蛋白结构。   该原理证明研究中所用模型蛋白,是来自嗜热菌的假设的重金属结合蛋白TTHA1718。此前,活细胞的细胞内NMR光谱仅限于细菌和非洲爪蟾卵母细胞,对活真核细胞的广泛应用受到向这些细胞中输送同位素标记蛋白效率相对较低的限制。现在,Inomata等人发现,通过细胞穿透肽由吡啶酸调控的作用,有可能将合适标记的蛋白输送到人细胞的细胞液中,所用细胞穿透肽通过共价键与目标蛋白相结合。当输入的蛋白被内生酶活性或自体还原裂解作用释放时,研究人员便能够获得活的人细胞内蛋白质的高分辨率二维异核NMR光谱。这一方法有可能成为以细胞内蛋白为作用目标的药物的设计及筛选工作的一个强大工具。
  • 涉及总投资1600亿元,中国核准六台第三代核电机组
    在“双碳”目标下,作为清洁能源的核电,再次备受重视。国务院总理李克强4月20日主持召开国务院常务会议,会议指出,要在严监管、确保绝对安全前提下有序发展核电。对经全面评估审查、已纳入国家规划的三个核电新建机组项目予以核准。据相关媒体报道,这“三个核电新建机组项目”,其中每个分别涉及两台核电机组。也就是说,此次核准的核电机组共有6台。这6台核电机组均为第三代核电技术。目前每台第三代核电机组的总投资约为200亿元,6~8台核电机组的总投资将高达1200亿~1600亿元。实际上,我国早已经开始布局核电等清洁能源。近年来,我国大力发展新能源产业和清洁能源研究,国家能源局中国核电发展中心和国网能源研究院有限公司于2019年7月发布《我国核电发展规划研究》,建议核电发展应该保持稳定的节奏,经测算,2035年核电要达到1.7亿千瓦的规模,2030年之前,每年需保持6台左右的开工规模。但相关清洁能源技术面临着国外制裁、干涉、长臂管辖等阻挠,相关立法在此显得尤为重要。2021年《政府工作报告》中提出,制定2030年前碳排放达峰行动方案,扎实做好碳达峰、碳中和各项工作。优化产业结构和能源结构,推动煤炭清洁高效利用,大力发展新能源,在确保安全的前提下积极有序发展核电。值得注意的是,这是历年来政府工作报告中首次提出“积极”发展核电,奠定了未来核电发展的基调。“十四五”大型清洁能源基地布局示意图 图源 十四五规划纲要草案在“十四五”规划草案中也提出,加快发展非化石能源,坚持集中式和分布式并举, 大力提升风电、光伏发电规模,加快发展东中部分布式能源,有序发展海上风电,加快西南水电基地建设,安全稳妥推动沿海核电建设,建设一批多能互补的清洁能源基地,非化石能源占能源消费总量比重提高到 20%左右。也就是说,未来我国的核电发电将成为清洁能源的中流砥柱,相关投资也将不断涌入。实际上发展核电的道路也非一帆风顺,2011年日本福岛核事故发生后,世界各国开始对核电发展保持谨慎态度,我国也一度暂停了核电项目审批,将“安全”“有序”作为核电发展的关键词。核电站也由于核废料,核辐射而广受争议,此次批准总投资超千亿元的6台核电机组的信心主要来源于我国核电技术的突破。2011年,日本福岛发生核事故,这给中国核电事业一个警醒,我国需要更安全的三代核电技术,在这种情况下,中核集团按照国际最新要求进行了改造。第一代核电厂属于原型堆核电厂,是为了通过试验形式来验证核电工程实施上的可行性。在时间上主要是20世纪5、60年代的苏联与美国的一些堆型。第二代核电厂主要是在第一代的基础上实现商业化、标准化、系列化、批量化,以提高经济性。在时间上自60年代末至70年代世界上建造的大批单机容量在600-1400MWe的标准化和系列化核电站。而第三代核电厂要求在第二代的基础上更加提高安全与经济性。目前第三代核电主要包括:美国的AP1000(大量采用非能动的安全设置),欧洲的EPR(采用增加能动安全系统保证安全),中国的华龙一号(兼有AP1000以及EPR的特点)。“华龙一号”是我国在吸收了AP1000与EPR的特点后,完全具有知识产权的第三代核电技术。第三代核电站的安全性明显优于第二代核电站。由于安全是核电发展的前提,世界各国除了对正在运行的第二代机组进行延寿与补充性建一些二代加的机组外,目前新一批的核电建设重点是采用更安全、更先进的第三代核电机组。随着第三代核电技术的应用,我国已经开始第四代核能系统的研发和建设。据了解,第四代核能系统将满足安全、经济、可持续发展、极少的废物生成、燃料增殖的风险低、防止核扩散等基本要求,世界各国都在不同程度上开展第四代核电能系统的基础技术和学课的研发工作。第四代核能系统主要有六种堆型:超高温气冷堆、钠冷快堆、气冷快堆、铅/铅铋快堆、超临界水堆、熔盐堆。反应堆冷试是示范工程至关重要的节点,主要验证反应堆一回路系统和设备及其辅助管道在高于设计压力下的强度及严密性。在没有经验可借鉴的情况下,华能石岛湾核电牵头开展了脆性转变温度、升降压速率、超压保护等方面的研究。2020年,在没有经验可借鉴的情况下,华能石岛湾核电牵头开展了脆性转变温度、升降压速率、超压保护等方面的研究,华能石岛湾核电高温气冷堆示范工程首台反应堆冷态功能试验一次成功,有效检验了示范工程核岛设备制造和安装质量的可靠性,标志着加快高温气冷堆科技创新成果应用推广、实现全球第四代核电技术引领又迈出了关键一步。目前中国在建的第四代核能系统包括石岛湾的高温气冷堆示范工程和霞浦的钠冷快堆示范工程,还有一些第四代核能系统的实验平台比如甘肃的熔盐堆项目。高温气冷堆预计今年能够投运,成为中国第一座第四代核电站;霞浦的示范快堆建设也在进行,预计三四年内可以完成建设和调试并进入商运阶段。
  • 倒计时2天!3•15“第六届代谢组学前沿”精彩报告预览
    代谢组学是研究生命体对于内在基因突变、病理生理变化以及外在环境等因素刺激作用下的体内的动态多元的代谢物响应,定性定量描述生物体内所有内源性代谢物,在生命健康、医药研发、环境科学等众多不同领域发挥着举足轻重的作用。3月15日-16日,仪器信息网将举办“第六届代谢组学前沿”主题网络研讨会,共邀请18位国内知名科研院校和仪器企业的相关专家进行探讨交流。3月15日下午,南京大学教授刘震、香港浸会大学终身教授吕海涛、复旦大学青年研究员陈立、天津医科大学教授房中则以及安捷伦科技(中国)有限公司液质应用专家黄岱咏、SCIEX应用部高级应用流程经理刘婷、岛津企业管理(中国)有限公司应用工程师任彪和仪器信息网买家服务运营经理李茹 8位知名科研院校和仪器企业专家围绕靶向代谢组学、功能代谢组学和识别代谢物干扰等研究方向进行探讨交流。点击报名》》》 精彩报告重磅来袭 刘震 南京大学 教授《集成化分离-质谱联用平台用于靶向代谢组学分析》3月15日 13:30-14:00刘震,南京大学二级教授,博士生导师。1998年于中国科学院大连化学物理研究所获博士学位。2000-2002年,日本学术振兴会特别研究员;2002-2005年,加拿大滑铁卢大学博士后。2008年入选教育部“新世纪优秀人才”,2011年-2014年任滑铁卢大学兼职教授,2014年获国家杰出青年科学基金,2016年入选江苏省“333高层次人才”。英国皇家化学会会士、中国化学会高级会员、美国化学会会员,兼任国际分子印迹学会理事、中国化学会色谱专业委员会副主任委员、江苏省化学化工学会色谱与分离科学专业委员会主任委员、中国质谱学会常务理事、中国化学会质谱专业委员会委员、中国生物化学与分子生物学会蛋白质组学专业委员会委员、《Analytica Methods》和《Encyclopedia of Analytical Chemistry》副主编、《Electrophoresis》、《分析化学》、《质谱学报》和《色谱》等杂志编委。主要从事分子识别、亲和分离、疾病诊断、单细胞分析和癌症纳米治疗等研究,主持国家重大科研仪器项目和基金委重点项目等科研项目20余项,已在Nature Protocols, Angewandte Chemie International Edition, Chemical Society Review, Accounts of Chemical Research, Advanced Science, ACS Nano, Nano Letters, Small和Chemical Science等期刊上发表论文200篇,h因子56,近三年连续入选爱思唯尔“中国高被引学者”;主编及合著著作2部,出版专章7章;获授权专利18项。2011年和2017年先后获中国分析测试协会科学技术奖一等奖共2次,2016年获Phenomenex & Analytical Scientist联合颁发的科学人文奖银奖。2020年荣获美国化学会测量科学进展讲座奖。【摘要】糖和核苷酸等顺式二醇化合物在生物体内扮演重要作用。特别是,很多正常生理过程依赖顺式二醇化合物的代谢稳态调控,而癌症等一些病变异常状态与顺式二醇化合物的代谢异常密切相关。深入研究顺式二醇代谢物的变化不仅可以为疾病诊断提供依据而且可以揭示人造化学物质可能导致的潜在生物效应。然而,由于体内顺式二醇浓度低且结构异质性高,加之复杂生物基体的干扰以及现有方法覆盖范围有限,深入分析顺式二醇代谢产物并揭示其特定变化与疾病状态和生理过程中的联系仍然具有挑战性。近期,我们已经发展出一种机器学习增强的硼亲和萃取-溶剂蒸发辅助富集-质谱联用(MLE-BESE-MS)分析平台,用于高覆盖率地分析顺式二醇代谢物并挖掘其作为原发性肝癌(PLC)生物标志物的潜力。通过集成多个互补功能,包括pH控制的硼亲和萃取、溶剂蒸发辅助富集以及基于纳米电喷雾离子化技术进行顺式二醇识别等,该单一分析平台显著提高了代谢产物覆盖率。同时,利用主成分分析、正交偏最小二乘判别分析和随机森林等机器学习方法对收集到的顺式二醇进行统计筛选以提取有效特征进行精确PLC诊断,并结果表明其灵敏度(87.5% vs.不到70%)和特异度(85.7% vs.约80%)均优于常规使用基于蛋白质标志物的方法。这种机器学习增强整合型MS平台推动了早期癌症诊断所需目标代谢组学分析技术,并具有巨大临床应用前景。我们进一步将该技术平台发展成为一种基于零样本损失微活检取样-质谱联用的靶向代谢组学分析平台,用于定量地揭示非洲爪蟾在细胞水平和组织水平上与发育相关的顺式二醇代谢产物的变化。利用该平台,我们揭示了三个利用其它手段难以实现的特殊发现:1)卵母细胞、尾芽期前部和后部之间存在着特征不同的顺式二醇代谢标志;2)卤代顺式二醇在非洲爪蟾尾芽期后部大量积累;3)广泛使用的亚胺类杀菌剂菌核净可能会被生物转化并在脊椎动物中积累。因此,该研究开辟了同时监测内源性和外源性代谢产物间细胞间和内部异质性,并提供了关于胚胎发育过程中新陈代谢重塑方面新见解,并对潜在环境风险提出警告。『点击报名』黄岱咏 安捷伦科技(中国)有限公司 液质应用专家《脂谱探寻:基于脂质介质的生物标志物研究》3月15日 14:00-14:30黄岱咏,安捷伦液质应用专家【摘要】待定 『点击报名』刘婷 SCIEX应用部 高级应用流程经理《慧眼分析- EAD电子活化解离助力代谢分子结构精准解析》3月15日14:30-15:00毕业于沈阳药科大学&军事医学科学院,主要研究方向为D临床前药代动力学和代谢组学;2004年开始使用LC-MS/MS, 拥有丰富质谱应用经验;在高分辨质谱、常规分辨三重四极杆质谱、常规分辨离子阱质谱,差分离子淌度和MicroLC应用上有丰富的经验。在药物研究方面,参与过2个一类新药的临床前药代动力学研究工作; 代谢组学方面,在临床代谢组学、暴露代谢组学有较丰富的经验; 脂质组学方面,非靶脂质研究流程、上千种脂质化合物定量方法等; 在Analytical and Bioanalytical Chemistry,Journal of Chromatography B,Biomedical Chromatography,frontiers in pharmacology 等期刊发表文章。【摘要】待定 『点击报名』吕海涛 香港浸会大学 终身教授《多模态分子科学交叉融合驱动的功能代谢组学转化医学研究》3月15日15:00-15:30吕海涛博士,欧洲科学与艺术学院院士(MEASA), 香港浸会大学中医药学院/香港中医药表型组学研究中心副教授(终身)/课题组长/博士生导师,介入医学粤港澳高校联合实验室副主任,环境与生物分析国家重点实验室(香港浸会)课题组长、组学与疾病全国重点实验室(上海交大)课题组长,英国皇家化学会会士(FRSC), 英国皇家生物学会会士(FRSB),现代中医药海河实验室客座教授,曾任上海交通大学研究员(长聘教授)。主要研究方向为生命健康交叉科学应用驱动的下一代功能代谢组学研究。主持国家重点研发计划课题等16项创新基金;权威杂志发表SCI检索论文60篇,ESI高被引4篇。兼任中国药学会方剂组学专业委员会副主任委员,中国生物物理学会代谢组学分会副秘书长等;任Pharmacological Research-Section主编,Royal Society Open Science副主编等;国家重点研发计划和科技部重大人才计划终审专家。 【摘要】重点介绍质谱的功能代谢组学的理论内涵与方法技术体系,及其应用于发现与解析具有生物医药转化价值的小分子代谢物的新功能。将以胰腺癌及其并发症为例,展示功能代谢组学策略通过决定性功能代谢物的发现与新功能表征,多模态分子水平上革新复杂疾病的精准诊疗与治疗靶点发现的已有范式。『点击报名』任彪 岛津企业管理(中国)有限公司 应用工程师《岛津4in1技术方案及其在代谢组学中的应用》3月15日15:30-16:00毕业于北京大学医学部药学院天然药物学系,从事中药化学成分分离鉴定及生物活性研究。现就职于岛津企业管理(中国)有限公司北京分析中心,担任天津驻地应用工程师,负责GC、GCMS、LC及LCMS应用支持工作。拥有近10年LC及LCMS应用经验,主要从事LC及LC-MS应用方案开发、售前售后技术支持及交流等工作,尤其擅长三重四极杆质谱、TOF高分辨质谱在体外诊断、生物医药、天然药物化学成分、组学等研究领域的应用。学习及工作期间,先后参与多个标准编制工作,发表核心期刊文章及专利近10篇。【摘要】介绍岛津4in1技术方案及其在代谢组学领域的应用案例。『点击报名』陈立 复旦大学 青年研究员《识别代谢物干扰现象提高代谢物鉴定结果的准确性》3月15日16:00-16:30陈立博士,上海市海外引进高层次人才,本科毕业于北京大学化学专业,在美国普林斯顿大学获博士学位后任博士后研究员,现任复旦大学代谢与整合生物学研究院青年研究员,博士生导师。陈立课题组综合多学科交叉优势,聚焦发展代谢物精准鉴定和动态追踪的实验和分析技术,取得了多项方法创新和应用研究成果,包括基于质谱代谢组学的未知代谢物挖掘鉴定、基于稳定同位素标记的代谢通路示踪分析等,以第一作者/通讯作者身份在Nat. Methods, Cell Research, Nat. Metab., Anal. Chem., IJMS等杂志上发表。【摘要】代谢物的结构数量多且对代谢物鉴定的区分精度要求高,尽管基于色谱-质谱的分离检测手段已经能实现较好的代谢物分离鉴定,但是随着代谢物检测数目增加、检测时间优化压缩,代谢物之间的干扰现象会呈几何级数增加。我们从靶向和非靶代谢组学的数据分析算法角度,探讨如何针对代谢物干扰现象提高代谢物鉴定结果的准确性。『点击报名』房中则 天津医科大学 教授《代谢物与神经障碍》3月15日16:30-17:00天津医科大学教授,博士生导师, 天津医科大学公共卫生学院副院长,国家预防医学实验教学中心常务副主任。天津市特聘教授,天津市高校中青年骨干创新人才,天津市131人才,天津医科大学卓越人才PI。中国生物物理学会肠道菌群分会副秘书长、中国环境诱变剂学会理事、中国毒理学会青年理事会常务理事、天津预防医学会毒理学分会主任委员。主要研究方向是“代谢组学与精准医学”。近年来获得国家科技部精准医疗重大专项、国家科技部“发育编程及其代谢调节”专项、国家科技部大气专项、国家科技部生物大分子与微生物专项、国家卫计委肝病和传染病重大专项、国家自然科学基金、天津市组织部人才项目基金、天津市科委面上基金、天津市卫计委专项基金等多项基金的资助。已经在Lancet 子刊、Br J Pharmacol., J Lipid Res., Arch Toxicol., 以及Toxicol Appl Toxicol.等国际相关领域权威学术刊物上发表SCI论文100余篇,发表论文总引用3000余次,获得省部级奖项两项。【摘要】待定 『点击报名』李茹 仪器信息网 买家服务运营经理《仪采通让仪器选型更轻松》3月15日17:00-17:30【摘要】待定 『点击报名』 会议日程 “第六届代谢组学前沿”网络研讨会报告时间报告方向专家单位3月15日上午09:00-09:30《质谱驱动的精准代谢组学技术》朱正江研究员中国科学院上海有机化学研究所生物与化学交叉研究中心09:30-10:00《组学金规—基于Orbitrap Exploris 480的代谢组学方案》史碧云资深应用工程师赛默飞世尔科技(中国)有限公司10:00-10:30《基于代谢组学的新药靶点和生物标志物发现》胡泽平研究员清华大学10:30-11:00《布鲁克4D-脂质组学方案以及前沿应用介绍》张荣应用工程师布鲁克(北京)科技有限公司11:00-11:30《基于质谱的代谢物鉴定与功能研究》林树海教授厦门大学11:30-12:00《基于点击化学质谱探针技术的DEHP体内代谢示踪研究》朱泉霏教授武汉纺织大学3月15日下午13:30-14:00《集成化分离-质谱联用平台用于靶向代谢组学分析》刘震教授南京大学14:00-14:30《脂谱探寻:基于脂质介质的生物标志物研究》Winnie HUANG液质应用专家安捷伦科技(中国)有限公司14:30-15:00《慧眼分析—EAD电子活化解离助力代谢分子结构精准解析》刘婷高级应用流程经理SCIEX中国15:00-15:30《多模态分子科学交叉融合驱动的功能代谢组学转化医学研究》吕海涛终身教授香港浸会大学15:30-16:00《岛津4in1技术方案及其在代谢组学中的应用》任彪应用工程师岛津企业管理(中国)有限公司16:00-16:30《识别代谢物干扰现象提高代谢物鉴定结果的准确性》陈立青年研究员复旦大学代谢与整合生物学研究院16:30-17:00《代谢物与神经障碍》房中则教授天津医科大学17:00-17:30《仪采通让仪器选型更轻松》李茹买家服务运营经理仪器信息网3月16日上午09:30-10:00《空间代谢组学研究环境污染对健康的影响》罗茜研究员中国科学院深圳先进技术研究院10:00-10:30《基于相干拉曼技术的空间代谢组学新进展》王璞首席执行官/CEO振电(苏州)医疗科技有限公司10:30-11:00《空间代谢组学技术创新与生物医药应用研究进展》贺玖明研究员中国医学科学院药物研究所 天然药物活性物质国家重点实验室11:00-11:30《临床超声指导的质谱空间组学用于肿瘤代谢》赵超副研究员中国科学院深圳先进技术研究院扫码加入代谢组学交流群(发送备注姓名+单位+职位)温馨提示:1) 报名后,直播前一天助教会统一审核,审核通过后,会发送参会链接给报名手机号。填写不完整或填写内容敷衍将不予审核。2) 通过审核后,会议当天您将收到短信提醒。点击短信链接,输入报名手机号,即可参会。会议内容及报告赞助:仪器信息网 赵编辑:13331136682,zhaoyw@instrument.com.cn
  • 从大国可燃冰的开发博弈到可燃冰的开采技术
    p    strong 仪器信息网讯 /strong 2017年5月,几个大国都发出了有关可燃冰的消息。中国18日宣布在南海试采可燃冰成功。此前,美国于12日宣布正在墨西哥湾开展可燃冰钻探研究,日本也于4日宣布从近海可燃冰中提取出了甲烷。此前包括俄罗斯、加拿大、印度等国家已经加入了这个开采行列。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/noimg/d7e78e9a-ab48-497d-af9c-7a47147be596.jpg" title=" 1.jpg" style=" width: 606px height: 82px " width=" 606" vspace=" 0" hspace=" 0" border=" 0" height=" 82" / /p p    span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 可燃冰的优点 /strong /span /p p   什么是可燃冰?中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室副研究员袁岚峰介绍,可燃冰的结构是甲烷为主的有机分子被包在水分子组成的“笼子”里,由于甲烷是天然气的主要成分,所以其学名是天然气水合物。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/d6819cd3-6d4f-44db-b5b5-e27a4d9b3142.jpg" title=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 可燃冰的结构 /strong br/ /p p   它之所以被称作“可燃冰”,一方面是因为既含水又呈固体,看来像冰,另一方面,甲烷与水分子结合很弱,外界稍加扰动就可以让其分离出来,很容易点燃。 /p p   甲烷是清洁燃料,燃烧后只生成二氧化碳和水,如果替代煤炭,将有助于解决空气污染问题。 /p p   可燃冰储量巨大,广泛分布于全球大洋海底、陆地冻土层和极地之下。有专家估计,其资源量相当于全球已探明传统化石燃料碳总量的两倍。因此,可燃冰是一种有重大战略意义的未来能源。 /p p   “目前全球生产模式主要依靠的传统化石能源总会耗尽,而可燃冰可能大大延长这个时间,为人类开发新能源提供缓冲。”袁岚峰说。 /p p    strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 大国竞相探索 /span /strong /p p   可燃冰的优点吸引了全球大国竞相研究开采手段。 /p p   美国能源部下属的国家能源技术实验室12日宣布,正与得克萨斯大学奥斯汀分校等机构合作,于5月在墨西哥湾深水区开展可燃冰开采研究,11日已经开始了一次钻探。 /p p   美国十分重视可燃冰研究,2000年曾通过《天然气水合物研究与开发法案》。此后美国能源部多次拨款支持可燃冰研究,最近一次是在2016年9月,宣布投入380万美元支持6个新的可燃冰研究项目。开展本次钻探的得克萨斯大学奥斯汀分校就是受支持的项目方之一。 /p p   日本经济产业省资源能源厅4日宣布,日本石油天然气金属矿物资源机构成功从日本近海海底埋藏的可燃冰中提取出甲烷。此次试验开采海域位于爱知县和三重县附近的太平洋近海,估计该海域拥有的可燃冰储量达1.1万亿立方米,是日本天然气年消费量的约10倍。 /p p   这是日本第二次开采可燃冰。2013年,日本尝试过开采海底可燃冰并提取了甲烷,但由于海底砂流入开采井,试验仅6天就被迫中断。本次试验持续12天后也因出砂问题中断,未能完成原计划连续三四周稳定生产的目标,12天产气量只有3.5万立方米。 /p p   《日本经济新闻》19日说,日本希望在21世纪20年代开始可燃冰商业化项目,但现在看来还需要时间研发相应技术。日本资源能源厅石油天然气课长定光裕树表示,由于日本开采试验没有达到目标,可能不得不调整商业化的时间。 /p p    span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 特殊国情加大开采难度 /strong /span /p p span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong    /strong span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 我国可燃冰主要分布在南海海域、东海海域、青藏高原冻土带以及被冻土带,根据粗略估算,其资源量分别为64.97*10 sup 12 /sup m sup 3 /sup 、3.38*10 sup 12 /sup m sup 3 /sup 、12.5*10 sup 12 /sup m sup 3 /sup 、2.8*10 sup 12 /sup m sup 3 /sup 。其中南海北部陆破的可燃冰资源量达185亿吨油当量,相当于南海深水勘探已探明的油气地质储备的6倍,达到我国陆上石油总量的50%。此外,在西沙海槽已初步圈出可燃冰分布面积5242平方千米,其资源估算达到4.1万亿立方米。而且在我国东海和台湾省海域也存在大量可燃冰。经过海内外专家学者多年探测研究证实中国台湾省西南面积约77000平方千米的海域蕴藏着极为丰富的可燃冰球。据科学家估算,远景资源至少有350亿吨油当量。并且已在南海北部神狐海域和青海省祁连山永久冻土带取得了可燃冰实物样品。 /span /span /p p   中国此次试采可燃冰成功,也是世界首次成功实现资源量占全球90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型天然气水合物安全可控开采。截至18日,本次试采连续产气超过一周,最日高产量3.5万立方米,累计产气12万立方米。 /p p   但是可燃冰要商业化还有许多障碍,比如降低开采成本、降低环境影响等。 /p p    span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 现阶段的开采技术 /strong /span /p p span style=" color: rgb(0, 176, 240) " /span /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/5b267c40-309e-4c34-945f-fd962351f0ab.jpg" title=" 2.jpg" style=" width: 496px height: 433px " width=" 496" vspace=" 0" hspace=" 0" border=" 0" height=" 433" / /p p style=" text-align: center " strong 降压法开采原理 /strong br/ /p p span style=" color: rgb(0, 176, 240) "    span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 降压法是通过降低压力而使天然气水合物稳定的相平衡曲线移动,从而达到促使水合物分解的目的。一般是在水合物层之下的游离气聚集层中降低天然气压力或形成一个天然气空腔(可由热激发或化学试剂作用人为形成),使与天然气接触的水合物变得不稳定并且分解为天然气和水。在该方法中,由于没有额外的热量注人水合物开采层,分解所吸收的热量必须由周围物质提供,但是当水合物分解吸收的热量达到一定程度,水合物周围环境温度降低会抑制水合物的进一步分解研究表明,这种方法在气体全面分解过程中有利于控制开采气体的流量,适合于那些储藏中存在大量自由气体的水合物储层,是现有水合物开采技术中经济前景比较好的开采技术。 br/ /span /span /p p br/ /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/8c1160ce-86a8-4c95-b3eb-4b67c33ba6f1.jpg" title=" 3.jpg" style=" width: 493px height: 330px " width=" 493" vspace=" 0" hspace=" 0" border=" 0" height=" 330" / /p p style=" text-align: center " strong 综合法开采原理 /strong /p p   综合法是综合利用降压法和热开采技术的优点对天然气水合物进行有效开采。其具体方法是先用热激法分解天然气水合物,后用降压法提取游离气体。目前,这种方法已得到了人们的广泛推祟,已投产的俄罗斯Messoyakha气田和加拿大Mackensie气田均以该法为主要开采技术,其技术在国内具有良好的应用前景。 br/ /p p style=" line-height: 16px " img src=" /admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif" / a href=" http://img1.17img.cn/17img/files/201705/ueattachment/af556450-90e6-48f0-93cf-1eeee0ed2983.pdf" 新型洁净能源可燃冰的研究发展.pdf /a /p
  • 我国首座城镇燃气掺氢综合实验平台投用
    日前,我国首座城镇燃气掺氢综合实验平台在深圳投用。该实验平台集测试、应用、生产功能于一体,标志着我国天然气掺氢输送管道及综合利用,以及“氢进万家”进入全新发展阶段,为我国利用现有城镇燃气管道掺氢提供了可推广、可复制模式。本版文图由石工建中原设计公司李慧提供。实验平台流程图在深圳市北部,距离市中心一个多小时的车程,坐落着深圳燃气集团公司求雨岭场站。在该场站的东南侧,一片郁郁葱葱的丘陵下,我国首座城镇燃气掺氢综合实验平台正安静运行着。石工建中原设计公司设计的氢能应用综合服务站规划图。“掺氢”是将氢气与天然气进行不同比例混合,再利用现有的天然气管网进行输送。深圳燃气掺氢综合实验平台集测试、应用、生产功能于一体,掺氢比例为5%~20%,可实现绿电制氢、天然气掺氢、管道输送、管材验证等多维度技术应用和全流程工艺与设备应用示范,实现城镇燃气、氢气“掺-输-用”一体化功能。该平台投用为我国利用现有城镇燃气管道掺氢提供了可推广、可复制模式,标志着“氢进万家”进入全新发展阶段。该平台隶属于国家重点研发计划“氢能技术”重点专项“中低压纯氢与掺氢燃气管道输送及其应用关键技术”,是深圳燃气集团公司于2022年联合中国石油大学(华东)、中国石化、清华大学、中科院、万和等10家单位共同参与的“产学研用”协同创新项目。其中,中国石化石油工程建设公司中原设计公司负责构建纯氢/掺氢输配管网模型、示范工程设计及相关标准规范的编制等工作。掺氢输送是氢能利用的重要途径之一我国是能源需求大国,能源消费量保持增长的同时也面临着严峻的低碳环保压力。氢气作为清洁能源,资源量丰富。作为燃料,具有零碳排放、速度快、效率高等特点。国家重点研发计划“氢能技术”重点专项是以推动能源革命、建设能源强国等重大需求为牵引,系统布局氢能绿色制取、安全致密储输和高效利用技术,贯通基础前瞻、共性关键、工程应用和评估规范等环节。其中,氢能运输属于研究范围。通常来看,产氢的地区和用氢的地区相距甚远,运输成本高,对管材安全性要求高。氢能运输成为制约氢能产业发展的薄弱环节,经济性和安全性均有待提高。为解决地区间长距离、大规模氢气资源输运与调配难的问题,掺氢天然气被提议为一种高效、安全输运的优选方案。据统计,2023年我国天然气消费量约3945亿立方米,按照10%的掺氢比例输运氢气可达350万吨,每标准立方米氢气的输运成本为0.12~0.46元。目前,全球已开展多项关于掺氢天然气的示范。欧洲氢骨架计划利用和改造现有的天然气管道实现氢气管道的基础设施建设,在英国基尔大学等已建成应用示范。他们将氢气掺入城镇燃气利用,验证了掺氢天然气与燃气管网的适应性。我国天然气管网发展较为成熟,如果用天然气掺氢的形式代替纯天然气,可充分利用现有基础设施,大大节约投资成本,形成氢气的普及利用,实现“氢进万家”。打通“制氢-掺氢-输氢-用氢”链条如何生产氢、把氢运输出去、让氢进万家?西安交通大学教授魏进家认为,我国首座城镇燃气掺氢综合实验平台的投用,就能打通氢能从生产到运输再到使用的整个链条。该实验平台主要针对中低压纯氢与掺氢燃气管输系统的本质安全、工艺和完整性管理及终端应用,通过机理探究等手段,消除中低压纯氢与掺氢燃气管道输送及应用瓶颈,形成以关键设备和工艺软件为核心的技术体系,并围绕管输工艺、管材、实验方法、应急抢修、燃烧器具编制标准体系。项目研究人员介绍,掺氢燃气管输部分需要建立一个科学的燃气掺氢综合实验平台,研究现役城镇燃气输配系统是否适用于掺氢天然气、最合适的掺氢比是多少、关键设备和部件是否需要改造等关键技术问题,形成相应的评价标准体系,为掺氢天然气在城镇燃气领域进行大规模应用奠定基础,进而建设以氢能社区为示范的产业体系。为了让实验数据更贴近实际、更真实,实验平台模拟了城镇燃气的全部应用场景,主要包括掺混模块、减压调压模块、管材相容性评价模块、燃气器具测试模块、终端利用模块。天然气与氢气通过掺混模块,能够得到掺氢体积比为5%~20%、掺氢精度为1%的掺氢燃气。减压调压模块进入管材相容性评价模块进行长周期实验测试后再进入燃气器具测试模块进行验证。测试完成,掺氢燃气进入千家万户。天然气掺氢,安全是重点。项目研究人员在天然气管道完整性管理技术的基础上,初步建立了掺氢天然气管道完整性管理技术,对掺氢天然气管道进行全生命周期安全管控。技术人员在平台各关键节点安装氢气报警器,并采购专业的氢气泄漏探测器,每两小时进行一次巡查。基于BIM建模技术,建立了平台数字化三维模型,并接入远程监控系统,对平台数据进行实时监控。该平台还为氢气泄漏提供了架空、埋地、管廊等不同场景的监测方法验证及事故后果测试。终端还预留热电联供系统、氢气分离纯化装置的测试功能,发挥氢能能源互联媒介和高效耦合的特性,推动氢能与电力、热力等能源的互联互补,实现氢能进入社区楼宇、居民家庭、交通领域乃至工业园区。该平台还预留了光伏+谷电制氢模块,旨在打造包含“制-掺-输-用”全链条的绿氢典范项目。该平台不仅需要承担不同钢级、不同压力、不同口径的管材及阀门、连接件、表具等燃气基础设施的氢环境长周期实验,而且需要对多种燃气器具及终端应用场景开展适应性研究,这对平台整体设计工作提出更高要求。中原设计公司2018年率先在国内开展“天然气掺氢输送工艺技术研究”,形成了关于天然气掺氢的工艺技术并取得专利,因此承担该项目的平台设计任务。技术人员针对纯氢/掺氢管输应用流程中的关键环节,结合各课题的研究成果,突破了中低压纯氢与掺氢燃气管道安全稳定高效输送及应用中的理论与技术瓶颈,在优化工艺流程设计、满足测试功能、多模块可拆卸工装段安装设计、便于操作、安全防护设施设计等方面下足功夫,设计成果满足了多种实验要求,构建并形成了完整的科技实验平台及标准体系。助力实现“氢进万家”,减少碳排放据相关机构预测,碳中和后,我国氢气年需求量约1亿吨,中低压管输及应用将会成为促进氢能规模化应用的重要手段。国家能源局将纯氢与掺氢管道示范作为“十四五”的重点任务。中国石化、中国石油、中国海油等均开展了纯氢与掺氢管道示范规划。氢气规模化应用成为我国能源发展的主要方向之一。当前,我国天然气管网规模可观,年输运天然气量接近4000亿立方米,天然气管道超过100万公里,其中长输天然气管道接近10万公里、城市燃气输配管道超过90万公里。中国城市燃气协会发布《天然气管道掺氢输送及终端利用可行性研究报告》,预测“十四五”期间,我国新增天然气管道掺氢示范项目15~25个,掺氢比例3%~20%,年氢气消纳量15万吨,总长度在1000公里以上。其中,新增长输天然气管道掺氢示范项目2~5个,掺氢比例3%,年氢气消纳量10万吨,总长度在800公里以上;新增城镇燃气掺氢示范项目10~20个,掺氢比例3%~20%,年氢气消纳量5万吨,总长度在200公里以上。据管道掺氢国家重点研发计划项目负责人李玉星介绍,掺氢天然气相比纯天然气,是一种更清洁的低碳燃料。如果掺氢比例为10%~20%,我国每年可减少碳排放量1000万~2000万吨。在天然气中掺入20%体积比的氢气,燃烧后的氮氧化物、一氧化碳等均可减少20%以上。目前,我国城镇燃气每年的用气量约4000亿立方米,在天然气中掺入20%体积比的氢气,我国每年可减少碳排放量约3000万吨。与以氢气、一氧化碳等为主的煤制气、焦炉气等相比,天然气的主要成分为甲烷,掺氢燃气对管材的长周期、宽压力作用还需进一步明确。我国首座城镇燃气掺氢综合实验平台的投用,能更准确地对现役燃气基础设施进行适应性评价,并形成标准体系,推进“氢进万家”产业体系发展,助力实现“双碳”目标。探索清洁能源未来发展之路■中国石油大学(华东) 李玉星 教授依托科技部国家重点研发计划“中低压纯氢与掺氢燃气管道输送及其应用关键技术”研发的我国首座城镇燃气掺氢综合实验平台在深圳投用,为推广天然气管道掺氢技术提供了有力支持。天然气掺氢不仅代表了清洁能源技术的未来发展方向,而且为减少碳排放、推动可持续发展注入了新动力。我国氢能产业发展潜力逐渐释放考虑到氢能的独特优势,我国多地出台氢能产业支持政策。氢能制备、储运、基础设施建设等方面取得突破性进展,氢能产业发展潜力逐渐释放。目前,长三角、粤港澳大湾区、环渤海三大区域的氢能产业呈现集群化发展态势。我国掌握了一批电解水制氢装置、储运设备和燃料电池等先进技术,可再生能源制氢项目在华北和西北等地积极推进,电解水制氢成本稳中有降。天然气掺氢并非易事当前,减少碳排放、实现低碳发展已成为全球共识。天然气掺氢作为一种更加清洁低碳的能源替代方案,其必要性日益凸显。将氢气与天然气混合输送,不仅能够提高天然气的能源利用效率,而且能够降低燃烧产生的污染物排放量,有助于实现碳中和目标。然而,实施天然气掺氢并非易事。天然气和氢气的物理和化学性质差异较大,掺入氢气后可能会对燃气管道、阀门、连接件等基础设施产生由氢脆引发的氢致失效及泄漏等安全隐患。此外,掺氢比例的控制、氢气的制备与储存,以及掺氢后的输送与分配等问题,都需要进行深入研究和技术攻关。实现“氢进万家”还需更加努力我国首座城镇燃气掺氢综合实验平台的投用,为解决上述问题提供了有力支持。该平台不仅具备掺氢实验、测试验证和生产功能,而且能够模拟城镇燃气的全部应用场景。通过该平台,可以精准控制掺氢比例,确保掺氢过程的安全性和稳定性。该平台还能为下游用户提供不同比例的掺氢天然气。从目前运行情况来看,实现掺氢燃气的宽压力、长周期、规模化应用是可行的。未来还需对此进行长周期实验,更准确地对现役燃气基础设施进行适应性评价并形成标准体系。该平台的投用只是大规模推广掺氢天然气的开始,还要各大城燃企业一起努力,投入大量的人力、物力、时间来开展实验测试研究,形成相应的标准和评价体系。从产业链角度而言,天然气长输管道掺氢、氢气来源、下游燃器具适应性等相关问题还需进一步研究。可预见的是,随着可再生能源技术的不断发展和应用,氢能将成为一种重要的清洁能源。通过利用光伏、风电等制绿氢,可以为掺氢平台提供稳定、廉价的氢源。随着氢能产业链的不断完善和技术进步,掺氢比例有望进一步提高。总之,我国首座城镇燃气掺氢综合实验平台的投用,有望推动氢能技术的广泛应用和石油天然气行业的绿色低碳发展,为实现碳中和目标和可持续发展注入新动力。
  • Nature重磅:北京大学邓宏魁教授团队发表重大研究成果-干细胞技术重大突破
    2022年4月13日,北京大学生命科学学院、北大-清华生命联合中心邓宏魁研究团队在国际学术期刊Nature杂志在线发表了题为“Chemical reprogramming of human somatic cells to pluripotent stem cells”的研究论文,首次在国际上报道了使用化学小分子诱导人成体细胞转变为多潜能干细胞这一突破性研究成果。运用化学小分子重编程细胞命运(化学重编程),是继“细胞核移植”和“转录因子诱导”之后新一代的,由我国自主研发的人多潜能干细胞制备技术,为我国干细胞和再生医学的发展解决了底层技术上的“瓶颈”问题。多潜能干细胞具有无限增殖的特性和分化成生物体所有功能细胞类型的能力,这些神奇的特质使其在细胞治疗、药物筛选和疾病模型等领域具有广泛的应用价值,是再生医学领域最为关键的“种子细胞”。在哺乳动物自然发育过程中,多潜能干细胞只短暂存在于胚胎发育的早期阶段,随后便会分化为构成生物体的各种类型的成体细胞,丧失其“种子细胞”的特性。如何逆转这一自然发育过程,使高度分化的成体细胞重新获得类似胚胎发育早期的多潜能状态,一直是干细胞与再生医学领域最重要的科学问题之一。上世纪60年代,英国科学家John Gurdon在爪蟾中开发了细胞核移植技术,1997年Ian Wilmut团队利用该技术制备了克隆羊多莉,证明了哺乳动物高度分化的体细胞也可以被逆转为早期胚胎的初始状态,并获得了发育为整个动物个体的能力。2006年,日本科学家Shinya Yamanaka报道了使用转基因的方式可以将小鼠成体细胞重编程为多潜能干细胞,称为诱导多潜能干细胞(induced pluripotent stem cell,iPS细胞)。细胞核移植和导入外源基因的方法,证明了哺乳动物体细胞可以通过重编程逆转为胚胎发育早期状态,重新获得“多潜能性”。这两项技术于2012年荣获诺贝尔生理学或医学奖。iPS技术的建立,打破了传统胚胎干细胞的伦理限制,为构建病人自体特异性干细胞系提供了全新的方法,大大加速了干细胞临床应用的进程。近年来,已开展了针对帕金森、糖尿病和癌症等多种重点疾病的细胞治疗临床试验。然而,目前细胞治疗的技术体系都是国外发展起来的,中国能否拥有原创的底层技术?长期以来,邓宏魁团队一直致力于开发调控细胞命运的新方法和建立制备干细胞的底层技术。2013年,邓宏魁团队在Science杂志发表了一项原创性的研究成果,即不依赖卵母细胞和转录因子等细胞内源物质,仅使用外源性化学小分子就可以逆转细胞命运,将小鼠体细胞重编程为多潜能干细胞(chemically induced pluripotent stem cells, CiPS细胞)。相比传统方法,化学小分子操作简便灵活,时空调控性强、作用可逆,可以对细胞重编程过程进行精确操控。另外小分子诱导体细胞重编程技术作为非整合方法,规避了传统转基因操作引发的安全问题,有望成为更安全的临床治疗手段。之后,邓宏魁团队又相继在Cell和Cell Stem Cell等杂志发表文章,详细阐明了化学重编程独特的分子机理,并进一步对小鼠化学重编程体系进行了大幅优化。随后,包括谢欣、姚红杰、裴端卿、刘林、祝赛勇等多个研究组利用相同或类似的化学小分子组合,重复和优化了小鼠化学重编程技术。化学重编程诱导多潜能干细胞的研究开辟了一条全新的体细胞重编程途径,不仅有助于更好地理解细胞命运决定和转变机制,而且为未来再生医学治疗重大疾病带来新的可能。本次研究中,邓宏魁团队首次报道了使用化学重编程的方法,成功实现了使用化学小分子将人成体细胞诱导为多潜能干细胞(人CiPS细胞)。这一技术的建立开辟了人多潜能干细胞制备的全新途径,使其向临床应用,迈进了关键一步。图1:新一代诱导多潜能干细胞技术作为高等动物,人类成体细胞特性和稳态调控的复杂性远非小鼠成体细胞可比,在表观遗传层面上存在重重障碍,严重限制了在人类成体细胞中激发细胞可塑性的可能。自2013年以来,尽管众多国际团队在小鼠化学重编程工作的启发下进行大量尝试,却一直未能解决人类成体细胞的化学重编程问题。这使得领域内普遍认为:人类成体细胞的表观遗传限制是极其严格的,很可能无法通过化学重编程激发人类成体细胞获得多潜能性。邓宏魁团队经过长期地坚持和不懈努力,突破了这一瓶颈。这一突破的关键步骤受低等动物再生过程启发。蝾螈等低等动物在受到外界损伤后其体细胞会自发的改变本身的特性,进而通过去分化获得一定的可塑性,借助这一可塑的中间状态实现肢体的再生。沿着这一思路,研究团队进行了大量化学小分子的筛选和组合,最终发现高度分化的人成体细胞在特定的化学小分子组合的作用下,同样可以发生类似去分化的现象,获得具有一定可塑性的中间状态。在此基础上,研究团队最终实现了人CiPS细胞的成功诱导。图2: 人体细胞化学重编程诱导人CiPS细胞与传统的技术体系相比,CiPS细胞诱导技术具有更加安全和简单、易于标准化、易于调控等不可替代的优势,突破了iPS技术面临的限制,具有广阔的临床应用前景。1)安全性方面,之前在小鼠CiPS细胞中已经证明,其携带的遗传突变显著少于传统 iPS 细胞,产生的嵌合体小鼠在长达 6个月的观察期内不产生肿瘤且全部健康存活。同时,人CiPS细胞分化来源的胰岛细胞移植入小鼠和非人灵长类动物模型体内,经过长期观察未发现肿瘤形成;2)在个体化制备方面,研究团队目前已在不同年龄个体来源的体细胞类型上都可实现稳定诱导人CiPS细胞;3)在细胞标准化制备方面,化学小分子具有操作简单,时空调控性强,作用可逆,合成储存方便,易于标准化生产等一系列特点,使得人CiPS细胞在标准化和规模化生产方面有着不可替代的优势。要特别指出的是,人CiPS细胞能高效制备胰岛细胞,且安全有效地改善了糖尿病猴的血糖控制,凸显了人CiPS细胞作为“种子细胞”治疗重大疾病在安全性和有效性上的巨大优势。这一研究的主要结果于今年二月发表在医学杂志Nature Medicine上。图3:人CiPS技术在生物医学领域具有广阔的潜在应用前景在此基础上,研究团队还描绘了化学重编程诱导人CiPS细胞的分子路径,揭示了化学重编程与传统转录因子重编程不同的分子机制和独特的调控机理。研究发现人CiPS的诱导以分阶段精确调控的方式发生,在早期阶段产生了特殊的中间状态。通过和低等动物再生去分化过程中细胞性质的详细比较,研究团队确认了人CiPS细胞诱导的早期阶段激活了与低等动物断肢再生早期类似的基因表达特征。更重要的是,研究团队还发现了调控这一类再生状态的关键信号通路,证明抑制过度的炎症反应,对于化学重编程诱导人体细胞重新获得类再生中间态至关重要。这一再生中间态为研究人体细胞重新激活再生基因提供了全新的思路,并且提示将来有仅通过化学小分子组合重新激活人体细胞可塑性和再生潜能的可能性,有望推动化学重编程在组织器官再生方向的应用,为再生医学研究提供新的可能途径。图4:化学重编程激活再生相关网络的分子机制综上所述,化学重编程技术体系的建立不仅在多潜能干细胞临床应用领域具有巨大的意义和价值,同时为细胞命运调控及再生生物学理论研究方面提供了全新的视角和平台。化学重编程可以精确调控细胞命运,有望成为高效制备各种功能细胞类型的通用技术,为治疗重大疾病开辟了新的途径。
  • “诺奖风向标”拉斯克奖揭晓,光遗传学会不会获诺奖?
    北京时间9月25日零点,2021年拉斯克奖(The Lasker Awards)公布了三大奖项获奖名单。其中,基础医学研究奖由Dieter Oesterhelt、Peter Hegemann 和Karl Deisseroth获得,以表彰他们对光遗传学的贡献;来自BioNTech的Katalin Karikó和宾夕法尼亚大学的Drew Weissman获得临床医学研究奖,以表彰他们发现基于mRNA修饰的新治疗技术;医学科学特别成就奖则颁给了诺贝尔奖得主David Baltimore。 光遗传学被认为是一项注定要得诺奖的技术(相关文章: 光遗传学:一项注定要得诺贝尔奖的技术)。 实际上,对于光遗传学技术作出贡献的科学家不止这三人,还有他们的合作者和其他科学家。 科学的发展常常伴随着科学家竞争,这是科学的常态。每一项科学成果的背后,故事主角们都有不同的悲喜。但无论结局如何,每一位探索在知识边缘的科学家都值得我们深深的敬意。 撰文|王承志 梁希同 林岑 责编|夏志坚 陈晓雪 北京时间2021年9月25日零点,有 “诺奖风向标” 之称的拉斯克奖(the Lasker Awards)公布,三位在光遗传学领域作出重要贡献的科学家获得阿尔伯特拉斯克基础医学研究奖。 获奖理由: 发现了可以激活或沉默单个脑细胞的光敏微生物蛋白,并将其用于开发光遗传学——神经科学领域的一项革命性技术。 根据拉斯克奖官网介绍,三位获奖人的具体贡献分别是: 迪特尔奥斯特黑尔特(Dieter Oesterhelt),发现了一种古细菌蛋白质,它可以在光照条件下将质子泵出细胞; 彼得黑格曼(Peter Hegemann),在单细胞藻类中发现了相关的通道蛋白; 卡尔代塞尔罗思(Karl Deisseroth),利用这些分子创建了光触发系统,这些系统可以在活的、自由移动的动物身上使用,以理解在迷宫一般的脑回路中特定类别乃至一类神经元的作用。 大脑是人最复杂的器官,人的感觉、记忆、思考、运动等诸多生理活动,以及各种神经系统疾病都与神经元的功能息息相关。多年以来,理解各种神经元的具体功能一直是神经生物学的中心研究领域。 特异性地控制神经元活动对神经生物学家具有无法抵挡的吸引力。如果能特异性地激活一类神经元,那么就可以通过观察激活后的生理现象来推测其功能。同理,如果能特异性地抑制一类神经元,则可以推测这类神经元对哪些生理活动是必须的。 神经生物学家们尝试过各种方法来达到这个目标。比如,用微电极来刺激神经元,或者使用化学物质来模拟或者拮抗神经递质。但这些方法都有难以克服的缺陷:微电极控制的精度不够,比如不能特异性地控制一类神经元;化学物质控制神经元的速度难以控制,很难在毫秒级别进行操作。 紫色的膜与光传感器 1969 年,29岁的青年化学家迪特尔奥斯特黑尔特(Dieter Oesterhelt,1940年-)从德国慕尼黑大学学术休假,来到了美国加州大学旧金山分校电子显微镜专家沃尔瑟斯托克尼乌斯(Walther Stoeckenius,1921年7月3日-2013年8月12日)的实验室。 当时,斯托克尼乌斯正在研究一种可以在高盐环境中生存的古细菌的细胞膜,这种微生物现在被称作盐生盐杆菌(Halobacterium salinurum)。在这次合作中,奥斯特黑尔特证实盐生盐杆菌的细胞膜中紫色的组分含有视黄醛。随后,他和斯托克尼乌斯确定了古细菌中的一种蛋白质,并将其命名为细菌视紫红质(bacteriorhodopsin)。1971 年,他们提出细菌视紫红质起到了光传感器或光感受器的作用。迪特尔奥斯特黑尔特 | 图源:biochem.mpg 回到德国后,奥斯特黑尔特和斯托克尼乌斯继续合作这一研究。奥斯特黑尔特发现,细菌视紫红质可以将质子泵出细胞。这个神奇蛋白质,像是一个微型光能发电机,能吸收光子的能量,用这些能量把质子泵到细胞的外面,从而进一步转化为细菌所需的能量。 后来,科学家们发现了另外一种含视黄醛的光激活泵——卤化视紫红质(halorhodpsin),可以将氯离子输送到细胞中。这两种物质的发现和对其生物物理、结构和遗传学的研究,为光遗传学的发展提供了基础性的见解。 来自微生物的光敏蛋白 20世纪80年代,彼得黑格曼在位于慕尼黑的马克思普朗克生物化学研究所攻读博士学位。他的导师正是发现细菌视紫红质的迪特尔奥斯特黑尔特。 黑格曼的博士论文,研究的是来自另一种细菌的视紫红质——卤化视紫红质(halorhodopsin)。 卤化视紫红质存在于一种耐盐古细菌中,其利用光能将其生活的高盐度环境中的氯离子排出体外。黑格曼首先通过生物化学技术分离提纯了这一蛋白。彼得黑格曼 | 图源:project-stardust.eu 此时,刚刚在法兰克福的马克思普朗克生物物理研究所建立自己实验室的恩斯特班贝格(Ernst Bamberg)参与了进来,他通过构建体外系统来研究黑格曼所提纯出的halorhodopsin的电化学特性。 1984年获得博士学位后,黑格曼来到美国雪城大学的肯福斯特(Kenneth Foster)的实验室从事博士后研究。 福斯特研究的是另一种对光敏感的微生物:单细胞绿藻。这些单细胞的藻类具有趋光性,能够挥舞鞭毛向着有光的方向游去(它们需要光进行光合作用)。福斯特认为,单细胞绿藻也可能使用某种视紫红质作为它们的眼睛,从而得知光亮的方向,并且能驱动鞭毛游往有光的地方。莱茵衣藻 Chlamydomonas reinhardtii 1986年,黑格曼回到普朗克生物化学研究所建立起自己的实验室,开始潜心研究莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii,一种微小的绿藻)趋光性行为。 1991年,黑格曼发现,莱茵衣藻的光受体也是一种视紫红质,但它的工作方式与之前发现的各种视紫红质都不一样。衣藻视紫红质的光照之后会引起钙离子流入细胞中,从而引起的电流能够激发鞭毛的运动,他称之为光电流(photocurrent)。恩斯特班贝格(Ernst Bamberg) 人眼中的视紫红质感光之后也会产生光电流,通过神经传递到大脑之后就形成了视觉。人眼中视紫红质引起光电流需要经过细胞内一系列蛋白的信号传导,而黑格曼发现衣藻视紫红质产生光电流的速度比人眼中的视紫红质快得多。据此他大胆地推测:衣藻视紫红质本身可能就是一个可以作为电流开关的离子通道。 然而,此后的十年里,黑格曼使尽各种办法,也无法像当初分离提纯一样分离卤化视紫红质提纯出衣藻视紫红质,来验证他的猜想。 随着分子生物的发展,2001年,黑格曼和其他科学家通过测序衣藻的基因组发现了两个新的光受体基因。 为了证明它们究竟是不是苦苦追寻十余年的衣藻视紫红质,黑格曼找到了当初和合作研究卤化视紫红质电化学特性的班贝格。 此时的班贝格已经是普朗克生物物理研究所的所长。此前的1995年,班贝格就和普朗克生物物理研究所的科学家格奥尔格纳格尔(Georg Nagel)将细菌视紫红质表达在动物细胞中,使得动物细胞在受到光照时产生光电流。奥尔格纳格尔(Georg Nagel) 2003年,从黑格曼那里得到光受体基因后,班贝格和纳格尔用同样的方法成功地在动物细胞中表达了衣藻视紫红质蛋白,从而发现只要有这个蛋白单独存在,就能产生光电流,使阳离子流入细胞中,造成细胞去去极化。他们的结果终于证明黑格曼的假说:衣藻视紫红质是一个能被光所打开的阳离子通道。 从前人们知道,特定的化学分子,或者电压的变化,或者机械力的变化可以开关特定的离子通道,而能被光直接控制的离子通道还是第一次被发现,于是他们把衣藻视紫红质命名为视紫红质通道蛋白(Channelrhodopsins,ChR1)。这个词由离子通道(Channel)和视紫红质(Rhodopsin)组合而成。 他们还在爪蟾的卵细胞中表达了这种蛋白,发现光照可以引起细胞的静息电位发生变化。这项开创性的工作发表在了2002年6月的 Science 上。 2003年,纳格尔和黑格曼又发现了一个新的通道蛋白——ChR2。这一次,他们不但做了更深入的机制研究,而且把ChR2首次在人的细胞(HEK)中表达。作者在文章结论中写道:“ChR2能够成为控制细胞内钙离子浓度或者细胞膜极化水平的有用工具,特别是在哺乳动物细胞中”。 ChR1和ChR2的发现,让一些神经生物学家眼前一亮——这或许就是使用光来控制神经元的理想介质。而光遗传学的大门从这里也正式开启了。 光遗传学的诞生 视紫红质通道蛋白的发现,不仅仅解释的衣藻的趋光性行为,纳格尔和班贝格的实验还证明了这个来自衣藻的光敏感通道能独自驱使动物细胞产生光电流。因此,借助这个光敏感通道,就可以通过光来遥控动物细胞,特别是神经细胞的电活动。 用光来改变神经细胞的电活动是神经科学家长久以来的梦想,光刺激有着比传统药物刺激和电刺激更高的时间和空间的精确性,并且对组织的伤害更小。 20世纪90年代,科学家开始使用光控释放神经递质来激活细胞,但这种方法的时间和空间的精确性仍然不够。 2002年,奥地利神经科学家格罗米森伯克 (Gero Miesenböck)开始在光控中引入遗传学,尝试将果蝇眼中的视紫红质表达在哺乳动物细胞中,或者将哺乳动物的离子通道表达的果蝇的神经细胞中。使用遗传学的优势在于,可以专门针对研究者想到测试的神经细胞进行遥控,但米森伯克缺乏一种强有力的工具可以让光精确地改变神经活动。格罗米森伯克 (Gero Miesenböck) | 图源:cncb.ox.ac.uk 2003年在衣藻中发现的视紫红质通道蛋白正好提供了这样一个强有力的工具。 2000年,爱德华博伊登(Edward S. Boyden,1979-)来到斯坦福大学,在钱永佑(Richard Tsien,钱永健的哥哥)和詹妮弗雷蒙德(Jennifer Raymond)教授的指导下,研究小脑神经回路。 在钱永佑的实验室,博伊登遇到了钱永佑之前的博士生卡尔代塞尔罗思(Karl Deisseroth,1971-)。代塞尔罗思之前在斯坦福大学学习神经生物学,并在斯坦福医院当过精神科住院医师。 有着工程背景的博伊登和医学背景的代塞尔罗思经常在一起讨论当时神经生理学的研究技术。多次的思想碰撞让两位年轻人意识到,当时的技术还有很大局限,神经生物学家需要更好的工具来控制大脑中特异的神经元,他们决定开发这样的工具。Edward S. Boyden | 图源:mcgovern.mit.edu 他们最初设想可以使用磁场来控制神经元,在神经元中表达机械拉力敏感的离子通道,然后把微小的磁珠特异性连接到这种通道蛋白上,这样就可能通过外部磁场来控制神经元的电活动。但是,无论是找到合适的机械敏感离子通道基因还是把磁珠连接到通道蛋白上,技术难度都非常大。 后来,博伊登在阅读一篇1999年发表的论文中得到了灵感。这篇论文报道了在嗜盐碱单胞菌中发现的卤化视紫红质(halorhodopsin),能够在大脑的氯离子浓度下工作。这种视紫红质可以在受光照时激活离子通道。 博伊登意识到使用光来控制离子通道比磁场更容易实现。他写邮件给这篇论文的作者,索要了这个蛋白的基因。但后来由于博伊登忙于博士学位论文,这件事情被晾在了一边。 2003年秋天,代塞尔罗思即将独立成为PI,组建自己的实验室。他写邮件给博伊登,希望博伊登博士毕业后可以去他的实验室做博后,一起开展之前讨论的使用磁场控制神经元的项目。卡尔代塞尔罗思 | 图源:www.hhmi.org 从2003年10月到2004年2月,代塞尔罗思和博伊登为即将开始的磁控神经元项目阅读了大量的文献。恰在此时,纳格尔、黑格曼和班贝格及同事们在 PNAS 期刊上发表了前文提到的ChR2的论文。 博伊登阅读这篇论文时立刻意识到,ChR2拥有他们设想过的一切特性:在一个蛋白中把输入信号(光)和输出(去极化神经细胞)偶联起来。事实上,同时意识到这一ChR2这一特性可以用于光控神经细胞的,远不止博伊登一人。 博伊登写信给代塞尔罗思,希望能联系纳格尔索要ChR2的克隆。代塞尔罗思于2004年3月联系了纳格尔。那时,纳格尔已对ChR2做了一些改良,他把这些改良后的克隆寄送给了代塞尔罗思和博伊登。 博伊登当时还在钱永佑的实验室做博士课题。但从2004年7月开始,博伊登几乎把博士课题放在了一边,专心做起了ChR2在神经元中表达的项目。 2004年8月4日的凌晨1点,博伊登在钱永佑的实验室里用蓝光照射表达了ChR2的神经元,成功观察到了去极化和动作电位。早上,他发邮件给代塞尔罗思告诉了他的发现。代塞尔罗思回信:“太棒了!!!!!” 五个感叹号显示了他当时的兴奋心情。 2005年初,张锋(就是后来最早在哺乳动物细胞中使用CRISPR做基因编辑的那位,现麻省理工学院教授)来到代塞尔罗思实验室开始了研究生生涯。他改进了博伊登的表达体系,使用慢病毒在神经元中表达ChR2,大大增加了该系统的稳定性。 2005年4月19日,博伊登和代塞尔罗思把他们的发现投稿给 Science 杂志,遭拒稿,理由是没有具体的科学发现。5月5日,他们投稿到 Nature 杂志,Nature 建议把稿件转投给 Nature Neuroscience 杂志。经过一轮修改,Nature Neuroscience 接受了这篇文章。 光遗传学的其他研究者 自从黑格曼等在2003年发表了光敏通道蛋白ChR1和ChR2,很多科学家都意识到这类光控通道蛋白有极大的应用潜力。一场无形的竞争也在悄然展开。
  • Nature Medicine:武阳丰团队证实,低钠盐可安全降血压、减少心血管事件
    2023年4月13日,北京大学武阳丰教授团队在 国际顶尖医学期刊Nature Medicine上发表了题为: Salt substitution and salt-supply restriction for lowering blood pressure in elderly care facilities: a cluster-randomized trial 的研究论文。 该研究发现, 将养老院厨房中的普通盐更换为富钾低钠盐,在2年干预期间,入住老人的收缩压平均下降7.1mmHg,舒张压平均下降1.9mmHg,主要心血管事件减少40%。 与此同时,逐步减少厨房供盐的措施未能取得成功,24小时尿钠、血压及主要心血管病事件均未见显著下降。 高血压是中国居民发生心血管病的最主要危险因素。减少人群钠摄入是全球公认的高血压及慢性病防治重要策略。然而,世界卫生组织的最新报告表明:实现“到2025年将钠摄入量减少30%”的全球目标仍面临巨大的困难和挑战。 集体养老人群中低钠盐和逐步减少厨房供盐的干预效果和安全性评价 (DECIDE-Salt) 研究,正是为了探索适合全人群推广的有效减钠策略。它试图通过一项严格设计的整群随机对照试验,同时评价两种减盐策略的有效性和安全性:一是用富钾低钠盐替换普通食盐,二是逐步减少厨房供盐量。 食用富钾低钠盐作为一种减盐策略,在降低钠摄入的同时,增加钾的摄入,能够实现“双重降压”。阶梯式逐步减少厨房供盐是研究团队开发的一项创新干预策略,以每3个月为一个阶梯,每次减少5%-10%的厨房供盐,试图使养老人群在不知不觉中实现减少钠摄入。 DECIDE-Salt研究于2017年至2020年期间,在山西省长治县和阳城县、陕西省西安市和内蒙古自治区呼和浩特市四地共48所养老机构中开展,纳入1612名符合入组条件 (55岁以上且测量了基线血压) 的入住老人作为评价干预效果的研究对象。研究采用2×2析因、整群随机对照设计,将养老机构按所在地区分层,随机分组。分别于第6、12、18和24月进行随访,测量血压并了解主要心血管病事件发生情况。 研究结果显示:在有效性方面:与24家仍食用普通盐的养老院老人相比,24家更换为富钾低钠盐的养老院老人收缩压、舒张压分别平均降低-7.1mmHg、-1.9mmHg;主要心血管病事件显著减少40%;全因死亡减少16%,但未达到统计学显著性;24小时尿钾显著升高,尿钠下降但未达统计学显著性水平。 在安全性方面:与食用普通盐的养老院老人相比,更换为富钾低钠盐的养老院老人,化验检出高血钾增加、低血钾减少;两年间仅发生3例持续高血钾 (血钾5.5mg/dL) ,低钠盐组2例,普通盐组1例,但均未发生不适症状或其他不良反应;化验检出高血钾的51人中,发生2例死亡,低钠盐组与普通盐组各1例,分别死于髋骨骨折后并发症和肺癌。“阶梯式逐步减少厨房供盐”策略未能取得成功,所有观察指标,包括24小时尿钠、收缩压、舒张压及主要心血管病事件等在逐步减供组和常规供应组间均未见到显著性差异。低钠盐组和普通盐组在基线和干预期间收缩压的变化低钠盐组和普通盐组干预期间心血管事件累计发生风险 2021年武阳丰教授团队发表于《新英格兰医学杂志》 (NEJM) 的SSaSS研究显示, 在患有脑卒中或未控制的高血压人群中使用低钠盐替换普通盐,可显著降低脑卒中、心血管事件和全因死亡风险。与SSaSS研究相比,DECIDE-Salt的研究人群更加宽泛,有一半的养老院在城市,有脑卒中或冠心病的老人仅占1/3,近40%血压正常,近1/4的人基本健康。即使如此,DECIDE-Salt仍取得了远较SSaSS研究更好的降压效果和更好的减少主要心血管病事件的效果。这说明只要能够较好地解决依从性,确保长期坚持食用低钠盐,就会取得良好的心血管病防控效果。 与既往所有的低钠盐临床试验不同,DECIDE-Salt没有将患有慢性肾病或正在服用保钾药物的老人排除在外,而是采取了较为严格的高钾血症高危人群监测计划来及时发现和处理研究期间可能发生高钾血症的情况。研究中,有5.5%的老人患有慢性肾病、5.3%长期卧床、8.3%正在服用有保钾作用的药物。尽管如此,研究结果表明,低钠盐组未增加临床高钾血症和其他严重不良事件。这些结果说明养老人群中推广应用低钠盐是较为安全的,也间接说明将低钠盐向其他发生高钾血症风险较低的人群(如年轻人)推广将更加安全。 DECIDE-Salt研究课题负责人、我国著名心血管病防治专家武阳丰教授指出: DECIDE-Salt的研究结果,为中国减盐行动选择合适的减盐策略提供了重要的循证决策依据。低钠盐简单、易行、安全、有效,具有很大的公共卫生价值,值得政府、企业和社会各界大力推广。消费者应尽可能采用低钠盐替代普通食盐,进行烹饪、调味和腌制食物。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41591-023-02286-8
  • 8700万世界最大单缸液压机国家重大专项在吉林大学通过验收
    p 【吉林大学报 崔啟良 束恺】6月29日,由吉林大学超硬材料国家重点实验室承担的国家重大科研仪器设备研制专项“新一代大型超高压产生装置”中的“600MN钢丝缠绕液压机”验收会在吉林大学举行。由中国科学院地球化学研究所研究院谢鸿森为组长的专家组全体成员,吉林大学副校长吴振武、项目负责人邹广田院士、校内相关职能部门负责人等参加验收会。 /p p style=" text-align: center " img title=" 000.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/89ff4df4-4d46-4bd4-8f69-cce09a746354.jpg" / /p p 吴振武代表学校致辞。他指出,“新一代大型超高压产生装置”项目是目前吉林大学获得的第一个五千万元以上的国家自然科学基金委员会项目,也是学校最具影响力的超大项目之一。该项目主体研制部分“600MN钢丝缠绕液压机”顺利完成,为项目组今后在该压机上继续开展项目其他技术指标奠定了基础。他希望该项目做好后续研发工作,争取早日完成项目的整体研究目标。 /p p “600MN钢丝缠绕液压机”项目的实施不仅能够将高压腔体体积的现有世界水平提高2个数量级,并能完成以前所不能进行的高温高压研究工作,精确测量以前所不能确定的超高温高压极端条件下的物质性质,开展进一步的高压过程机制研究,把高压研究成果推向应用。该装置的建立不仅在物理、化学、材料、地学和能源等基础学科的高压科学研究中起到不可替代的作用,促进学科的发展,而且还可以在解决国家重大需要和国防建设工程等方面发挥重要的作用。 /p p 验收会上,专家们认真听取了制造厂商昆山永年先进制造技术有限公司代表对“600MN钢丝缠绕液压机”的设计、制造、安装、调试等方面的汇报,进行了全面质询和深入讨论,并到现场对设备及其运行状况进行了实地考察。 /p p 专家组认为,针对高压研究特点制造的600MN钢丝缠绕液压机,机架和主缸采用预应力坎合原理设计,通过原位缠绕机器人钢丝缠绕,大大地减小了压机负载工作条件下的变形,为获得超高压环境提供技术保障;昆山永年先进制造技术有限公司与吉大超硬材料国家重点实验室共同设计的针对高压研究液压控制系统,采用电子机械双反馈机制,实现了平缓的升压降压过程和高精度的液压控制;600MN钢丝缠绕液压机的各项性能指标达到了合同规定的标准,是目前世界上最大的单缸液压机。 /p p 专家组一致同意该设备验收合格,并建议厂校双方协商,就该设备的某些技术环节的改善与优化达成备忘录。 /p p & nbsp /p
  • 2015年版《中国药典》一部拟收载品种医学标准修订内容公示
    关于2015年版《中国药典》一部拟收载品种医学标准修订内容的公示(第二批)   我委现将2015年版《中国药典》一部拟收载品种医学标准修订内容进行公示,修订内容见附件。如有意见或建议,请于2月24日前以来函或电子邮件尽快反馈我委。   联系电话:(010)67079567 67079565   传  真:(010)67156315   电子邮箱:ypxxc@chp.org.cn   地  址:北京市东城区法华南里11号楼 药品信息处   邮政编码:100061   附件:   2015年版《中国药典》一部拟收载品种医学标准修订内容 品种 【注意】 一捻金 【注意】不宜久用。 一捻金胶囊 【注意】不宜久用。 九味肝泰胶囊 【禁忌】孕妇忌用。 三七通舒胶囊 【注意】出血性中风在出血期间忌用,对出血后的瘀血症状要慎用。 大七厘散 【注意】孕妇忌服,但可外用。 小儿热速清颗粒 【注意】如病情较重或服药24小时后疗效不明显者,可酌情增加剂量。小儿热速清糖浆 【注意】如病情较重或服药24小时后疗效不明显者,可酌情增加剂量。 小柴胡片 【注意】风寒表证者不宜使用。 小柴胡泡腾片 【注意】风寒表证者不宜使用。 小柴胡胶囊 【注意】风寒表证者不宜使用。 小柴胡颗粒 【注意】风寒表证者不宜使用。 川芎茶调丸(浓缩丸) 【注意】 孕妇慎服。 女金丸 【注意】对本品过敏者禁用,过敏体质者慎用;孕妇慎用;湿热蕴结者不宜使用;忌食辛辣、生冷食物;感冒时不宜服用;平素月经正常,突然出现月经过少,或经期错后,或阴道不规则出血者应去医院就诊;治疗痛经,宜在经前3~5天开始服药,连服1周;服药后痛经不减轻,或重度痛经者,应到医院诊治。 女金胶囊 【注意】对本品过敏者禁用,过敏体质者慎用;孕妇慎用;湿热蕴结者不宜使用;忌食辛辣、生冷食物;感冒时不宜服用;平素月经正常,突然出现月经过少,或经期错后,或阴道不规则出血者应去医院就诊;治疗痛经,宜在经前3~5天开始服药,连服1周;服药后痛经不减轻,或重度痛经者,应到医院诊治。 天智颗粒 【注意】(1)低血压患者忌服。(2)个别患者可出现腹泻、腹痛、恶心、心慌等症状。(3)孕妇忌服。 天舒片 【注意】 孕妇及月经量多的妇女禁用;偶见胃部不适、头胀和妇女月经过多。 比拜克胶囊 【注意】孕妇忌服。 牛黄上清丸 【注意】孕妇、哺乳期妇女慎用,脾胃虚寒者慎用。 牛黄上清片 【注意】孕妇、哺乳期妇女慎用,脾胃虚寒者慎用。 牛黄上清软胶囊 【注意】孕妇、哺乳期妇女慎用,脾胃虚寒者慎用。 牛黄上清胶囊 【注意】孕妇、哺乳期妇女慎用,脾胃虚寒者慎用。 丹益片 【注意】个别患者出现轻度肝功能异常;少数患者出现轻度胃痛、腹泻等消化道不适症状。 丹蒌片 【注意】孕妇禁用;产妇及便溏泄泻者慎用;部分患者服药后可出现大便偏稀;少数患者服药期间可出现口干。 六味香连胶囊 【注意】孕妇忌服。 心可舒咀嚼片 【注意】孕妇慎用。 心可舒胶囊 【注意】孕妇慎用。 心可舒颗粒 【注意】孕妇忌服。 心速宁胶囊 【注意】1.有胃病者宜饭后服用。2.服药中出现恶心等反应时,可减量服用或暂停用药。3.本品组方中常山有催吐等副作用,应用时应注意其不良反应。 心脑宁胶囊 【禁忌】孕妇忌服。 心舒胶囊 【禁忌】孕妇忌服。 双黄连滴眼剂 【注意】1.对本品过敏者忌用。2.在使用过程中如药液发生混浊,应停止使用;配制好的滴眼液,应在一个月内用完,不宜久存后使用;3.药粉与溶剂混匀后,残留于玻璃瓶内的药液量在计量范围之外,请勿刻意取净;4.取塞、扣接、混合过程中避免瓶口污染。 玉泉胶囊 【注意】孕妇忌服。定期复查血糖。 玉泉颗粒 【注意】孕妇忌服。定期复查血糖。 正天丸 【注意】(1)用药期间注意血压监测;(2)孕妇慎用;(3)宜饭后服用;(4)有心脏病史者,用药期间注意监测心律情况。 正天胶囊 【注意】(1)用药期间注意血压监测;(2)孕妇慎用;(3)宜饭后服用;(4)有心脏病史者,用药期间注意监测心律情况。 血栓心脉宁片 【注意】孕妇忌服。 血脂康片 【注意】1.用药期间应定期检查血脂、血清氨基转移酶和肌酸磷酸激酶;有肝病史者服用本品尤其要注意肝功能的检测。2.在本品治疗过程中,如发生血清氨基转移酶增高达到正常高限3倍,或血清肌酸磷酸酶显著增高时,应停用本品。3.不推荐孕妇及乳母使用。4.儿童用药的安全性和有效性尚未确定。5.对本品过敏者。6.活动性肝炎或无法解释的血清氨基酸转移酶升高者。 灯盏花素片 【注意】(1)个别患者出现皮肤瘙痒,停药后自行消失;(2)不宜用于脑出血急性期或有出血倾向患者 安宫止血颗粒【注意】孕妇忌用。 安神补心丸 【注意】孕妇慎用。 安神补心颗粒 【注意】孕妇慎用。 抗宫炎颗粒 【注意】孕妇忌服。 芪冬颐心口服液 【注意】 孕妇忌服。偶见服药后胃部不适,宜饭后服用。 芪冬颐心颗粒(无蔗糖) 【注意】 孕妇忌服。偶见服药后胃部不适,宜饭后服用。 利膈丸 【注意】孕妇忌服。 辛芩片 【注意】儿童及老年人慎用,孕妇,婴幼儿及肾功能不全禁用。 辛芩颗粒 【注意】儿童及老年人慎用,孕妇,婴幼儿及肾功能不全禁用。 启脾口服液 【注意】服药期间,忌食生冷、油腻之品。 启脾丸 【注意】服药期间,忌食生冷、油腻之品。 灵泽片 【注意】部分患者用药后出现口干、呃逆、恶心、胃胀、胃酸、胃痛、腹泻等。少数患者用药后出现ALT、AST升高。 枣仁安神颗粒 【注意】孕妇慎用。 败毒散 【注意】忌生冷油腻食物。 金黄利胆胶囊 【禁忌】孕妇忌服。 乳康丸 【注意】(1)偶见患者服药后有轻度恶心、腹泻、月经期提前、量多及轻微药疹。一般停药后自愈。(2)孕妇慎用(前三个月禁用),女性患者宜于月经来潮前10~15日开始服用。经期停用。 乳康胶囊 【注意】(1)偶见患者服药后有轻度恶心、腹泻、月经期提前、量多及轻微药疹。一般停药后自愈。(2)孕妇慎用(前三个月禁用),女性患者宜于月经来潮前10~15日开始服用。经期停用。 鱼腥草滴眼液 【注意】对鱼腥草过敏者禁用。 京万红软膏 【注意】孕妇慎用。 泻青丸 【禁忌】孕妇忌服。 治咳川贝枇杷膏 【注意】孕妇忌服。 治咳川贝枇杷滴丸 【注意】孕妇忌服。 降脂通络软胶囊 【注意】偶有腹胀腹泻。 参芍片 【注意】妇女经期及孕妇慎用。 参芍胶囊 【注意】妇女经期及孕妇慎用。 茵栀黄软胶囊 【注意】 服药期间忌酒及辛辣之品。 茵栀黄泡腾片 【注意】 服药期间忌酒及辛辣之品。 茵栀黄胶囊 【注意】 服药期间忌酒及辛辣之品。 荡石胶囊 【注意】孕妇忌服。 胃康灵片 【禁忌】青光眼患者忌服。 胃康灵胶囊 【禁忌】青光眼患者忌服。 胃康灵颗粒 【禁忌】青光眼患者忌服。 咳特灵片 【注意】用药期间不宜驾驶车辆、管理机器及高空作业等。 咳特灵胶囊 【注意】用药期间不宜驾驶车辆、管理机器及高空作业等。 骨质宁搽剂 【注意】如有擦破伤或溃疡不宜使用。 骨疏康胶囊 【注意】偶有轻度胃肠反应,一般不影响继续服药。 复方土槿皮酊 【注意】外用药,勿内服及滴眼用。小儿勿用。皮肤局部如有继发性感染破裂或溃烂者,待愈后再用药。 复方川芎片 【注意】孕妇或哺乳期妇女慎用。 复方丹参丸 【注意】孕妇慎用。 复方龙血竭胶囊 【注意】上消化道疾病的患者应慎服。 复方芩兰口服液 【注意】病重者应配合其它治疗措施。 复方黄柏液 【注意】(1)使用本品前应注意按常规换药法清洁或清创病灶;(2)开瓶后,不易久存;(3)孕妇慎用。 便通片 【注意】孕妇忌服。 便通胶囊 【注意】孕妇忌服。 独活寄生丸 【注意】孕妇慎用。 养血清脑丸 【注意】本品有平缓的降压作用,低血压者慎用;孕妇忌服。 养血清脑颗粒 【注意】本品有轻度降压作用,低血压者慎用;孕妇忌服。 活血壮筋丸 【禁忌】热症者忌服。孕妇及哺乳期妇女禁服。严重心脏病,高血压,肝、肾疾病忌服。 【注意】本品含乌头碱,应严格在医师指导下按规定量服用。不得任意增加服用量和服用时间。服药后如果出现唇舌发麻、头痛头昏、腹痛腹泻、心烦欲呕、呼吸困难等情况,应立即停药并到医院就医。 恒古骨伤愈合剂 【注意】1.骨折患者需固定复位后在用药。2.心、肺、肾功能不全者慎用。3.精神病史者、青光眼、孕妇忌用。 宫瘤清片 【注意】经期停服,孕妇禁用。 穿心莲内酯滴丸 【注意】脾胃虚寒者慎用。 祛风止痛丸 【注意】孕妇忌服。 祛风止痛胶囊 【注意】孕妇忌服。 都梁软胶囊 【注意】忌食辛辣食物。 都梁滴丸 【注意】忌食辛辣食物。 桂枝茯苓丸 【注意】孕妇忌服,或遵医嘱。经期停服。偶见药后胃脘不适,隐痛,停药后可自行消失。 桂枝茯苓片 【注意】孕妇忌服,或遵医嘱。经期停服。偶见药后胃脘不适,隐痛,停药后可自行消失。 致康胶囊 【注意】孕妇禁服;过敏体质者慎用。 柴银口服液 【注意】脾胃虚寒者宜温服。 脂康颗粒 【注意】(1)妇女妊娠期、月经过多忌用;(2)禁烟酒及高脂饮食。 脑心通胶囊 【注意】孕妇禁用。 脑栓通胶囊 【注意】(1)少数患者服药后可出现胃脘部嘈杂不适感,便秘等。(2)产妇慎用。(3)孕妇禁用。 消栓口服液 【注意】1.孕妇禁服。2.凡阴虚阳亢,风火上扰,痰浊蒙蔽着禁用。 消栓颗粒 【注意】1.孕妇禁服。2.凡阴虚阳亢,风火上扰,痰浊蒙蔽着禁用。消瘀康片 【注意】孕妇忌服。 消瘀康胶囊 【注意】孕妇忌服。 调经活血胶囊 【注意】孕妇禁服。 通络祛痛膏 【不良反应】偶见贴敷处皮肤瘙痒、潮红、红疹,过敏性皮炎。【禁忌】皮肤破损处忌用。【注意】对橡胶膏剂过敏者慎用。每次贴敷不宜超过12小时,防止贴敷处发生过敏。临床试验中1例出现心慌、心悸、恶心,无法判定和药物的关系。 通痹胶囊 【注意】孕妇、儿童禁用。肝肾功能损害与高血压患者慎用;不可过量、久服;忌食生冷油腻食物。 培元通脑胶囊 【注意】孕妇禁用,产妇慎用。忌辛辣、油腻,禁烟酒。个别患者服药后出现恶心,一般不影响继续服药。偶见嗜睡、乏力,继续服药能自行缓解。 清眩丸 【注意】痰湿气郁之子烦者忌服。 清眩片 【注意】痰湿气郁之子烦者忌服。 颈痛颗粒 【注意】孕妇忌服;消化道溃疡及肝肾功能减退者慎用。长期服用应向医师咨询,定期检测肝肾功能。忌与茶同饮。过敏体质患者在用药期间可能有皮疹,瘙痒出现,停药后会逐渐消失,一般不需要做特殊处理。 葛根汤片 【注意】偶见轻度恶心。服用本品前已服用其它降压药者,在服用本品时,不宜突然减少或停用其它降压药物。可根据血压情况逐渐调整其它药物服用量。 葛根汤片 【注意】偶见轻度恶心。服用本品前已服用其它降压药者,在服用本品时,不宜突然减少或停用其它降压药物。可根据血压情况逐渐调整其它药物服用量。 葛根汤颗粒 【注意】偶见轻度恶心。服用本品前已服用其它降压药者,在服用本品时,不宜突然减少或停用其它降压药物。可根据血压情况逐渐调整其它药物服用量。 舒胆胶囊 【注意】寒湿困脾、脾虚便溏者慎用。 舒筋通络颗粒 【注意】1.有胃部疾病者或出血倾向者慎用,或遵医嘱。2.本品服用后偶见胃部不适,轻度恶心及腹胀,腹泻等症状,停药后自行消失。3.孕妇忌用。 滑膜炎片 【注意】孕妇慎用。 滑膜炎胶囊 【注意】孕妇慎用。 滑膜炎颗粒 【注意】孕妇慎用。 滋补生发片 【注意】孕妇及合并其它疾病者遵医嘱。 疏风活络丸 【注意】高血压患者及孕妇慎用。 新癀片 【注意】胃肠十二指肠溃疡者、肾功能不全及孕妇慎用;有消化道出血史者忌用。 豨红通络口服液 【注意】孕妇禁用。 豨莶通栓丸 【注意】 服用本品后,极个别病例可能出现嗜睡,面部发热,头痛等症状,继续用药可逐渐消失。孕妇及出血性中风(脑溢血)急性期禁用。 稳心片 【注意】1.孕妇慎用。2.缓慢性心律失常禁用。 稳心胶囊 【注意】1.孕妇慎用。2.缓慢性心律失常禁用。 稳心颗粒 【注意】1.孕妇慎用。2.缓慢性心律失常禁用。 鼻炎灵片 【注意】服药期间,忌辛辣食物。 糖尿乐胶囊 【注意】严忌含糖食物,烟酒。 糖脉康片 【注意】孕妇慎服或遵医嘱。 糖脉康胶囊 【注意】孕妇慎服或遵医嘱。 癫痫平片 【禁忌】孕妇忌服。 麝香通心滴丸 【注意】1.肝肾功能不全者慎用。2.本品含有毒性药材蟾酥,请安说明书规定剂量服用。3.临床试验期间,有1例出现中度青光眼、眼压增高;1例轻度身热、颜面潮红;1例轻度胃脘部胀痛不适。这3例受试者均已缓解,认为与试验药物可能有关。 品种 【功能与主治】 三七通舒胶囊 活血化瘀,活络通脉,改善脑梗塞、脑缺血功能障碍,恢复缺血性脑代谢异常,抗血小板聚集,防止血栓形成,改善微循环,降低全血粘度,增加颈动脉血流量。主要用于心脑血管栓塞性病症,主治中风、半身不遂、口舌歪斜、言语謇涩、偏身麻木。 天菊脑安胶囊 平肝熄风,活血化瘀。用于肝风夹瘀证的偏头痛,症见头部胀痛、刺痛、跳痛、痛有定处、反复发作、或伴有头晕目眩、或烦躁易怒、或恶心呕吐,舌暗红或有瘀斑,脉弦。 心速宁胶囊 清热化痰,宁心定悸。用于痰热扰心所致的心悸,胸闷,心烦,易惊,口干口苦,失眠多梦,眩晕,脉结代;冠心病、病毒性心肌炎引起的轻,中度室性过早搏动见上述证候者。 心脑宁胶囊 活血行气,通络止痛。用于气滞血瘀的胸痹,头痛,眩晕,症见:胸闷刺痛,心悸不宁,头晕目眩;冠心病、脑动脉硬化见上述证候者。 正天胶囊 疏风活血,养血平肝,通络止痛。用于外感风寒、瘀血阻络、血虚失养、肝阳上亢引起的多种头痛,神经性头痛,颈椎病型头痛,经前头痛。 甘桔冰梅片 清热开音。用于风热犯肺引起的失音声哑;风热犯肺引起的急性咽炎出现的咽痛、咽干灼热、咽粘膜充血等。 百令胶囊 补肺肾,益精气。用于肺肾两虚引起的咳嗽、气喘、咯血、腰背酸痛、面目虚浮、夜尿清长;慢性支气管炎、慢性肾功能不全的辅助治疗。 血脂康片 化浊降脂,活血化瘀,健脾消食。用于痰阻血瘀所致的高脂血症,症见气短、乏力、头晕、头痛、胸闷、腹胀、食少纳呆;也可用于高脂血症及动脉粥样硬化所致的其他的心脑血管疾病的辅助治疗。 全杜仲胶囊 补肝肾,强筋骨,降血压。用于肾虚腰痛,腰膝无力;高血压见上述症状者。 妇科止带片 清热燥湿,收敛止带。用于慢性子宫颈炎,子宫内膜炎,阴道炎所致湿热型带下病。 芪冬颐心颗粒(无蔗糖) 益气养心,安神止悸。用于气阴两虚所致的心悸、胸闷、胸痛、气短乏力、失眠多梦、自汗、盗汗、心烦;病毒性心肌炎、冠心病心绞痛见上述证候者。 克咳片 止嗽,定喘,祛痰。用于咳嗽,喘急气短。 治咳川贝枇杷滴丸 清热化痰止咳。用于感冒、支气管炎属痰热阻肺证,症见咳嗽、痰粘或黄。 参芍片 活血化瘀,益气止痛。适用于气虚血瘀所致的胸闷,胸痛,心悸,气短;冠心病心绞痛见上述证候者。 参芍胶囊 活血化瘀,益气止痛。适用于气虚血瘀所致的胸闷,胸痛,心悸,气短;冠心病心绞痛见上述证候者。 宫炎平片 清热利湿,祛瘀止痛,收敛止带。用于湿热瘀阻所致小腹隐痛、带下病,症见小腹隐痛,经色紫暗、有块,带下色黄质稠;慢性盆腔炎见上述证候者。 脂康颗粒 滋阴清肝,活血通络。用于肝肾阴虚挟瘀之高血脂症,症见头晕或胀或痛,耳鸣眼花,腰膝酸软,手足心热,胸闷,口干,大便干结。 通络祛痛膏 活血通络,散寒除湿,消肿止痛。用于腰部、膝部骨性关节病瘀血停滞、寒湿阻络证,症见关节刺痛或钝痛,关节僵硬,屈伸不利,畏寒肢冷。用于颈椎病(神经根型)瘀血停滞、寒湿阻络证,症见颈项疼痛、肩臂疼痛、颈项活动不利、肢体麻木、畏寒肢冷、肢体困重等。葛根汤片 发汗解表,升津舒经。用于风寒感冒,症见:发热恶寒,鼻塞流涕,咳嗽咽痒,咯痰稀白,无汗,头痛身疼,项背强急不舒,苔薄白或薄白润,脉浮或浮紧。 葛根汤颗粒 发汗解表,升津舒经。用于风寒感冒,症见:发热恶寒,鼻塞流涕,咳嗽咽痒,咯痰稀白,无汗,头痛身疼,项背强急不舒,苔薄白或薄白润,脉浮或浮紧。 舒胆胶囊 疏肝利胆止痛,清热解毒排石。用于胆囊炎、胆管炎、胆道术后感染及胆道结石属湿热蕴结、肝胆气滞证候者。 痛泻宁颗粒 柔肝缓急,疏肝行气,理脾运湿。用于肝气犯脾所致的腹痛、腹泻、腹胀、腹部不适,肠易激综合征(腹泻型)见上述证候者。 裸花紫珠片 清热解毒,收敛止血。用于血热毒盛所致的呼吸道、消化道出血及细菌感染性炎症。 裸花紫珠胶囊 清热解毒,收敛止血。用于血热毒盛所致的呼吸道、消化道出血及细菌感染性炎症。  国家药典委员会   2015年1月21日
  • 电弛观察:电池气体内压测试与固态电池安全技术
    传统锂电池内的气体释放通常是由高度电解的阴极分解和SEI的形成和分解引起,对电池安全构成极大威胁,会导致电池膨胀、变形、热失控等安全危害。由于固态电池采用固态电解质取代了传统的液态电解质,在消除传统锂电池的安全焦虑方面,人们对固体电池有很高的期望。 那么是不是固态锂电池就不会有内部产气和压力升高的顾虑了呢? 德国卡尔斯鲁厄理工学院的Timo Bartsch等人研究了一种基于β-Li3PS4固体电解质和富镍层状氧化物阴极的典型全固态电池的产气行为。研究显示,在45°C时,Li/Li+在4.5 V以上电位时检测到明显的氧气和二氧化碳产气。 中科院物理所聂凯会等人对PEO基固态电池体系,结合实验和计算系统地研究了其在高电压状态下的产气行为,发现了尽管PEO基聚合物电解质的电化学窗口只有3.8V,但是单纯PEO电解质直到负载电压达到4.5V时才开始出现明显的产气分解的行为。 以上研究说明固态电池同样存在电池内部产气并产生内部压力的问题, 因此对固态电池的产气行为和内压研究同样重要。 电弛的解决方案2023年,武汉电弛新能源有限公司研发团队经过技术攻关,成功推出了DC IPT原位气体内压测定仪,为锂电池测试提供了全新的解决方案。该产品方案得到了行业内先进企业的认可,其具有以下优点: (1)直接穿刺,精准测量大道至简,摒弃“间接法”测量方式,采用类似于外科穿刺方式,直接对锂电池内部气体及压力进行取样和测量。通过锂电池穿刺取样这种直接测量方法,可以快速获取真实、准确的数据,从而极大地提升检测质量效率。这种直接测量方法的实现原理是,利用专门设计的密封穿刺装置在电池表面制造一个局部密封的小孔,然后将电池内部气体导出到测量探头,直接测量电池内部的压力或进行进一步的气体成分分析。这种测量方式不仅可以避免系统漏气而产生的误差,还可以实现对不同类型锂电池(如软包电池、方形电池、圆柱电池等)的快速取样。 (2)气体采样,兼容并包“间接法”测量的另一大弊端在于其兼容性。由于这种方法只能针对特定类型的锂电池进行测量,这无疑增加了测试成本和时间。为了解决这一问题,我们开发了一种全新的锂电池气体采样接口,该接口具有广泛的兼容性,可以同时测量不同类型的锂电池,包括软包电池、方形电池和圆柱电池等。这一创新性接口的设计与开发基于我们对电池内部气压监测的深入理解和多年的专业经验。通过这种新型气体采样接口,我们可以快速、准确地获取各种类型锂电池的气体内压数据,从而更好地评估其安全性能。这种兼容并包的测量方式不仅提高了测试效率,也降低了测试成本和风险。① 兼容性强:DC IPT创新性地引入了“锂电池气体采样接口(GSP)”这一技术,类似于广泛使用的Type-C接口,实现了不同品牌和类型电池测试的兼容性和互换性。DC IPT锂电池气体采样接口(GSP)打破了传统测量方法的局限性和弊端,可同时进行软包电池、方形电池、圆柱电池的测试,无需因不同类型的电池更换不同的测量设备或方法。② 高效便捷:用户无需在不同的测量设备之间切换或等待适配,提高了测试效率,降低了时间和人力成本。③ 数据准确:采用先进的测量技术和算法分析,确保数据的准确性和可靠性。④ 高重复性:由于采用了标准化的接口设计和测量流程,保证了测量结果的可重复性和一致性,有利于结果的比较和分析。 (3)网络接口,云端数据数据也是生产力,高效率的信息传递可以提升企业测试效率,对每块电池的质量状态做出快速预判。为了满足这一需求,DC IPT预设网络接口,实现了数据联云上网,以及与其他测试设备或系统进行数据交互和共享。这使得企业可以构建一个完整的电池测试和管理系统,实现对电池测试数据的全面管理和分析。用户可以跨平台(PC 、手机、Pad等)访问每块电池的气体内压测试数据,掌握质量情况。 (4)多通道定制,高通量测试在电池测试中,通道数量是衡量设备测试能力的重要指标之一。单台设备的通道数量越高,可承载的测试容量就越大,高通道带来的经济优势,不言而喻。DC IPT标准款为8通道设计,可以大大提高测试效率,降低测试时间和成本。也可以根据客户需求,定制设计更多通道提高测试通量,使得设备可以适应多种测试场景和需求,具有更强的灵活性和可扩展性。无论是大型企业还是研究机构,都可以根据自身的测试需求和规模,选择适合的通道数量和配置。此外,DC IPT的多通道设计还具有优秀的稳定性和可靠性。每个通道都采用了独立的测量电路,确保了测试的准确性和一致性。 参考文献Increasing Poly(ethylene oxide) Stability to 4.5V by Surface Coating of the Cathode. DOI: 10.1021/acsenergylett.9b02739Gas Evolution in All-Solid-State Battery Cells. DOI: 10.1021/acsenergylett.8b01457
  • 2050年前,我国核电占比将翻两番,发电量增六倍
    近日,在十三届人大四次会议上,《政府工作报告》中提出,制定2030年前碳排放达峰行动方案,扎实做好碳达峰、碳中和各项工作。优化产业结构和能源结构,推动煤炭清洁高效利用,大力发展新能源,在确保安全的前提下积极有序发展核电。值得注意的是,这是历年来政府工作报告中首次提出“积极”发展核电,奠定了未来核电发展的基调。而在两会上,全国人大代表刘巍也表示,“20世纪末至本世纪初这段时间,全球来看核电发电量占比在10%左右。我认为对我国而言10%到15%的比例是比较合适的,但目前不到5%。作为一种基荷电源,核能应该发挥更好的作用。”由此可见,要达到全球平均水平,我国核电建设至少要翻番。实际上,国家能源局中国核电发展中心和国网能源研究院有限公司于2019年7月发布《我国核电发展规划研究》就已经提出,到2030年、2035年和2050年,我国核电机组规模达到1.3亿千瓦、1.7亿千瓦和3.4亿千瓦,占全国电力总装机的4.5%、5.1%、6.7%,发电量分别达到0.9万亿千瓦时、1.3万亿千瓦时、2.6万亿千瓦时,占全国总发电量10%、13.5%、22.1%。数据显示,2020年全国累计发电量为74170.40亿千瓦时,运行核电机组累计发电量为3662.43亿千瓦时,占全国累计发电量的4.94%,占比为近五年之最。根据规划,2050年的核电发电量将达到2020年的7倍,核电占比将翻两番。在“十四五”规划草案中也提出,加快发展非化石能源,坚持集中式和分布式并举, 大力提升风电、光伏发电规模,加快发展东中部分布式能源,有序发展海上风电,加快西南水电基地建设,安全稳妥推动沿海核电建设,建设一批多能互补的清洁能源基地,非化石能源占能源消费总量比重提高到 20%左右。也就是说,未来我国的核电发电将成为清洁能源的中流砥柱,相关投资也将不断涌入。具体来说,建成华龙一号、国和一号、高温气冷堆示范工程,积极有序推进沿海三代核电建设。推动模块式小型堆、60 万千瓦级商用高温气冷堆、海上浮动式核 动力平台等先进堆型示范。建设核电站中低放废物处置场,建设乏燃料后处理厂。开展山东海阳等核能综合利用示范。核电运行装机容量达到 7000 万千瓦。大力发展核电事业已成为两会共识。此前,核电站一直以来由于核废料,核辐射而广受争议,此次明确大力发展核电事业的信心主要来源于我国核电技术的突破。2011年,日本福岛发生核事故,这给中国核电事业一个警醒,我国需要更安全的三代核电技术,在这种情况下,中核集团按照国际最新要求进行了改造。第一代核电厂属于原型堆核电厂,是为了通过试验形式来验证核电工程实施上的可行性。在时间上主要是20世纪5、60年代的苏联与美国的一些堆型。第二代核电厂主要是在第一代的基础上实现商业化、标准化、系列化、批量化,以提高经济性。在时间上自60年代末至70年代世界上建造的大批单机容量在600-1400MWe的标准化和系列化核电站。而第三代核电厂要求在第二代的基础上更加提高安全与经济性。目前第三代核电主要包括:美国的AP1000(大量采用非能动的安全设置),欧洲的EPR(采用增加能动安全系统保证安全),中国的华龙一号(兼有AP1000以及EPR的特点)。“华龙一号”是我国在吸收了AP1000与EPR的特点后,完全具有知识产权的第三代核电技术。第三代核电站的安全性明显优于第二代核电站。由于安全是核电发展的前提,世界各国除了对正在运行的第二代机组进行延寿与补充性建一些二代加的机组外,目前新一批的核电建设重点是采用更安全、更先进的第三代核电机组。与此同时,我国东南沿海地区由于制造业发达对电力需求很大,但风、光、天然气等清洁能源却主要集中在西北地区等用电需求低的地区,这对电力输送提出了很高要求,造成了大量的电力损耗,著名的“西电东送”工程应运而生,而沿海核电的建设将极大缓解沿海地区的用电需求。核电将成未来清洁能源发展主力。“十四五”大型清洁能源基地布局示意图核电的发展不仅顺应我国能源革命,建设清洁低碳、安全高效的能源体系,提高能源供给保障能力的需求,还有助于提升我国综合经济实力、工业技术水平。核电的发展将带动相关产业链发展,对供给侧改革,产业链升级具有重要意义。核电站是世界上最复杂的能源系统,为了“华龙一号”,中核集团充分调动核动力院、中国核电工程有限公司等20多家成员单位,联合中国一重、东方电气、有关高校等国内参研参建单位,与法国、意大利、奥地利等14家国际组织和科研机构展开合作,组织5300多家国内外设备厂商完成6万多台套设备的制造供货任务。在这场大国重器自主技术的突围战中,每个系统每个部件为了创新不断挑战的故事,每天都在上演。以核电站电缆安全验证为例,工程人员要让电缆先经过15天模拟高温环境试验、再经过15天强碱性溶液浸泡试验,最后还要历经耐电压性能试验。2018年,习近平总书记在中国一重视察华龙一号蒸发器管板等核电产品展示后强调指出:制造业特别是装备制造业高质量发展是我国经济高质量发展的重中之重,是一个现代化大国必不可少的。现在,国际上单边主义、贸易保护主义上升,我们必须坚持走自力更生的道路。中国要发展,最终要靠自己。目前,我国第三代核电技术不仅供给国内,甚至已经打开了海外市场。随着第三代核电技术的应用,我国已经开始第四代核能系统的研发和建设。据了解,第四代核能系统将满足安全、经济、可持续发展、极少的废物生成、燃料增殖的风险低、防止核扩散等基本要求,世界各国都在不同程度上开展第四代核电能系统的基础技术和学课的研发工作。第四代核能系统主要有六种堆型:超高温气冷堆、钠冷快堆、气冷快堆、铅/铅铋快堆、超临界水堆、熔盐堆。反应堆冷试是示范工程至关重要的节点,主要验证反应堆一回路系统和设备及其辅助管道在高于设计压力下的强度及严密性。在没有经验可借鉴的情况下,华能石岛湾核电牵头开展了脆性转变温度、升降压速率、超压保护等方面的研究。2020年,在没有经验可借鉴的情况下,华能石岛湾核电牵头开展了脆性转变温度、升降压速率、超压保护等方面的研究,华能石岛湾核电高温气冷堆示范工程首台反应堆冷态功能试验一次成功,有效检验了示范工程核岛设备制造和安装质量的可靠性,标志着加快高温气冷堆科技创新成果应用推广、实现全球第四代核电技术引领又迈出了关键一步。目前中国在建的第四代核能系统包括石岛湾的高温气冷堆示范工程和霞浦的钠冷快堆示范工程,还有一些第四代核能系统的实验平台比如甘肃的熔盐堆项目。高温气冷堆预计今年能够投运,成为中国第一座第四代核电站;霞浦的示范快堆建设也在进行,预计三四年内可以完成建设和调试并进入商运阶段。随着核电技术研发的推进和核电站建设计划的公布,未来我国将兴起大规模核电建设项目,相关产业链也将迎来机遇。
  • 锂电池新国标出台,原位产气量测试助力电池安全研发
    日前,为了进一步提高电动自行车锂电池质量安全谁,工业和信息部组织起草了《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》(GB 43854—2024)。从此,电动自行车的锂电池有了强制性国标。在我国城市街头,电动自行车社会保有量超过3.5亿辆,是千家万户的重要出行工具,超过20%的电动自行车配备了锂电池。锂电池在我们的生活中无处不在,带来了前所未有的便利,也隐藏着一些鲜为人知的威胁——那就是锂电池的产气行为。锂离子电池在正常使用过程中,由于电解液的氧化还原反应、正负极材料分解以及SEI膜分解等多种因素,可能会产生一定量的气体。这些气体在电池内部积聚,虽然初期可能不会对电池性能产生显著影响,但随着时间的推移,它们却可能成为潜在的“定时炸弹”。因此,为避免锂电池产气带来的潜在危害,我们需要深入研究产气行为规律,积极探索电池安全技术,并致力于开发更高品质的锂电池产品。(锂电池的产气成分研究)1、电池产气导致电池内部压力升高当压力超过电池外壳的承受极限时,电池可能会发生膨胀、泄漏甚至爆炸。这样的后果不仅可能损坏设备,更可能对用户造成人身伤害。(手机锂电池膨胀形变)2、电池产气影响电池性能和寿命由于产气行为的存在,电池内部有效空间被压缩,导致锂离子传递速度减慢。这不仅会降低电池的放电速率和能量密度,还会增加电池阻抗,电池更容易发热。日积月累,电池性能会加速衰减,寿命大大缩短。3、电池产气对环境造成污染虽然这些气体在正常情况下不会大量释放到环境中,但在电池损坏或回收处理不当的情况下,可能会泄漏到大气或水体中,对生态环境造成不良影响。面对这些潜在威胁,如何减少锂电池产气风险?1、源头上控制气体产生电池制造商通过不断优化生产工艺和材料配方,减少电解液和正负极材料中可能产生气体的杂质和残留物。同时,加强电池外壳的密封性和耐压能力也是必不可少的措施。2、注重电池保养和维护避免过充、过放和高温环境等恶劣条件对电池造成损害。此外,定期检查和更换老化的电池也是保障安全的重要手段。3、加强电池回收和处理建立健全的电池回收体系和处理机制可以最大限度地减少废旧电池对环境的影响和潜在危害。避免危机电池流入市场,引发安全事故。(锂电池热失控)《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》规定了电动自行车用锂离子蓄电池单体的安全要求,从电气安全、机械安全、环境安全、热扩散、互认协同充电、数据采集、标志等7个方面入手,从源头上提升锂离子蓄电池的本质安全水平。强制性新国标出台意味着市场需要更安全的锂电池产品。多个方面入手加强管理和控制减少气体产生的风险保障锂离子电池的安全和可靠性。通过专业测试仪器,了解电池在不同阶段的产气速率与产气总量,获取电池性能、质量和环境影响的重要信息。 (GPT-1000原位产气量测定仪)武汉电弛新能源有限公司推出了GPT-1000原位产气量测定仪,可实时、在线、连续、原位监测电池的产气行为,包括产气量和产气速率等参数,实现化成产气、过充产气、循环产气、存储产气等各阶段产气行为研究。GPT-1000原位产气量测定仪应用广泛,满足软包电池、方形/硬壳电池、圆柱电池、固态电池、钠电池等测试需求。
  • 中科院水合物中心与美国家实验室合作研究
    中科院网站报道:应美国Lawrence Berkeley国家实验室的邀请,中科院可再生能源与天然气水合物重点实验室博士李刚和苏正于8月2日起程到美国Lawrence Berkeley国家实验室地球科学部开展为期三个月的合作研究,并于11月1日顺利返回广州。   在美期间,李刚和苏正与该实验室George Moridis教授和Keni Zhang博士合作开展了南海北部陆坡天然气水合物开采潜力数值模拟研究,同时进行了深入的学术交流活动。此次合作研究是前期双方达成共识的基础上开展合作研究和交流的第一步。李刚和苏正采用美国Lawrence Berkeley国家实验室开发的TOUGH+Hydrate数值模拟软件分别对2007年成功取样的南海北部神狐海域SH2站位和SH7站位海底天然气水合物藏进行了开采潜力的数值模拟研究。数值模拟过程中主要采用降压法和注热法相结合的开采方法,对垂直井和水平井开采海底天然气水合物的异同进行了比较,根据现有的海底水合物实地数据对井口产气产水速率进行了评价,并对海底沉积物的渗透率、水合物饱和度、海底温压条件以及盖层情况进行了参数敏感性分析,比较全面地评价了神狐海域天然气水合物藏的开采前景。合作研究期间,两人分别完成了题为Evaluation of Gas Production Potential from Marine Gas Hydrate Deposits in the Shenhu Area of the South China Sea: Depressurization and Thermal Stimulation Methods和Numerical Investigation of Gas Production Strategy for the Hydrate Deposits in the Shenhu area的学术论文。   合作结束后,重点实验室副主任吴能友和George Moridis教授就未来双方进一步合作的方式、方向和内容进行深入讨论。
  • LC-MS 2050助力药品杂质分析-方便准确我全都要!
    背景介绍近年来,随着人们生活水平的提高、生活方式的改变,高血压合并冠心病的发病率呈逐年增高趋势,其患者多伴有不同程度的血脂异常,阿托伐他汀钙为他汀类血脂调节药,可减少胆固醇的合成,增加低密度脂蛋白受体合成,使血胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平降低,中度降低血清甘油三酯水平和增加高密度脂蛋白水平。阿托伐他汀钙常与氨氯地平等降压药联用,不仅能够有效控制高血压患者的血压水平,还具有抗动脉粥样硬化作用,明显减少心血管意外事件的发生。 在进行阿托伐他汀钙原料药质量控制时,一般用HPLC-UV法评价纯度,但传统的UV检测器对于无/弱紫外吸收的物质和共流出物无法进行有效的检测,在出现未知杂质时也无法确认其结构,此时我们需要质谱来进行检测。岛津新推出的LCMS- 2050小型化单四极杆质谱系统,其高灵敏度和高选择性可轻松应对无紫外吸收峰、共流出峰,利用Mass-it功能可以将质量信息自动添加到PDA检测器数据中以方便识别峰,并使用源内CID技术分析和识别杂质,您可同时享受如同LC检测器般方便的操作体验和质谱检测器的灵敏准确! 分析条件取市售阿托伐他汀钙原料药(纯度98%)样品溶解成1 mg/mL的溶液。采用Nexera HPLC和LCMS-2050相结合的LC-MS系统进行分析。 分析条件如下 表1 梯度洗脱程序质谱条件Mass-it对阿托伐他汀溶液进行同时紫外-质谱检测,得到的紫外图谱如图1所示。阿托伐他汀出峰在10.5 min,在主峰前后检测到多个杂质峰。利用岛津的Mass-it功能可以将从LCMS-2050中获得的质量信息沿保留时间叠加在紫外图谱上。这样可以直观地了解主要组分和杂质的大量信息,也容易检查是否存在紫外吸收低的隐藏组分。 图1阿托伐他汀的紫外色谱和质谱信息图 源内CID为了进一步对杂质结构进行确认,需要通过离子碎片信息来进行定性分析。LCMS-2050可以通过向Qarray施加电压,在样品进入质谱四极杆分析之前,诱导分析物分子的碰撞解离来测量碎片信息,这种用于结构阐明的测量碎片离子的技术被称为源内CID。 图2源内CID技术图解 用源内CID对上述两种杂质得到的质谱如图3所示。为了阐明结构,将检测到的离子碎片的m/z与通过ACD/Labs MS Workbook Suite软件对已知杂质进行模拟的碎片信息进行匹配。结果显示杂质1和2分别为EP10.4中列出的杂质H和G(图3)。 图3 杂质1与杂质2碎片信息 操作简便LCMS-2050打破了质谱操作维护要求较高的“刻板印象”。在产品设计、仪器控制、数据分析等方面,我们都追求将其作为LC检测器的可用性。LCMS-2050体积小巧,可理想融合在现有实验室里,与岛津LC系统均可连接;它设置简单与光学检测器同样便捷,真空停止状态下,启动后6分钟即可开始工作,启动后,还可以自动检查仪器状态;配合LabSolutions LCMS软件从数据采集到数据分析,提供全程支持,并配有 “AI”积分处理算法,消除分析人员熟练程度和分析经验等的差异而产生的偏差;离子导入口(DL)无需使用工具便可轻松更换,且无需卸除真空状态,停机时间短。为了您的轻松使用,我们在每一个细节竭尽全力~ 总 结在Nexera HPLC系统中添加质谱检测器用于原料药和杂质分析,可轻松获得分子量信息,利用Mass-it功能可将质量信息直接叠加在标准的UV色谱图上,使操作人员可以一目了然地解读分析数据,杂质的结构可以通过源内CID进行确认,LCMS-2050与现有LC系统融合,显著提高数据质量和运营效率。 本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 做世界一流的药代动力学研究平台——访药代动力学重点实验室王广基院士
    p   span style=" FONT-FAMILY: times new roman"  药代动力学在我国和世界上发展的很快,是创新药物研发中不可或缺的重要研究内容,甚至决定了药物开发的命运。药代动力学是一门多交叉学科,定量研究药物在体内的吸收、分布、代谢、排泄(ADME),也融合了药理学、药物分析、药剂学、中药学、细胞生物学、分子生物学、实验动物学等多门学科的相关知识。药代动力学的应用研究主要包括创新药物临床前的评价和申报、新药的临床药动学研究及评价、中药与生物大分子药物的药代动力学研究等。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman"   中国工程院院士王广基所带领的江苏省药代动力学重点实验室的研究团队在国内的创新药物药代动力学、中药药代动力学和细胞药代动力学等方面取得了令人瞩目的成就。日前,仪器信息网编辑在中国药科大学药代动力学重点实验室采访了王广基院士。 /span /p p span style=" FONT-SIZE: 20px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(112,48,160)" strong   王广基所带领的药代动力学实验室在国内外取得了令人瞩目的成就 /strong /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman"   王广基所带领的药代动力学实验室先后成为了江苏省药物代谢动力学重点实验室、国家科技部临床前药物代谢动力学技术平台建设牵头单位、国家中医药管理局“中药复方药代动力学方法重点研究室”, 天然药物活性组分与药效国家重点实验室核心单元;先后承担了包括国家“863”计划、“973”计划、“国家自然科学基金”重点项目、国家“重大新药创制”科技重大专项、“国家科技支撑计划”等重大研究项目30余项。在国内外核心期刊发表科研论文320余篇,申请发明专利30多项。 /span /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" IMG_1417_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/0696db27-0b35-48a5-b151-d8e91f690cc0.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" span style=" FONT-FAMILY: times new roman" span style=" FONT-SIZE: 14px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,32,96)" strong 王广基院士 /strong /span /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman"   王广基带领的药代动力学重点实验室是国内领先的药代动力学研究实验室,同时在该研究领域也是世界一流的。王广基对国内的药代动力学研究很有信心,他表示:“我国的药代动力学研究水平已经与发达国家接轨。”该实验室的很多研究成果都处于国际领先水平,据介绍该团队撰写了国际上第一篇细胞药代动力学研究综述,并发表于国际药代动力学权威杂志DMR,此文章属国际首次系统提出细胞PK/PD研究理论与技术方法,推动了药代动力学研究从“血浆”到“细胞”、从“宏观”到“微观”的突破。中药药代动力学研究的技术体系也得到了国内、国际上的广泛认可,如国际著名分析化学家Dr.Brack(德国)在Trends AC(国际化学分析顶级期刊)上将他们建立的“诊断离子桥联网络”策略评为复杂基质中未知成分分析的九大创新策略之一。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman"   药代动力学的基础研究主要包括针对ADME环节的各种体内外模型的建立及优化,药物吸收/代谢机制、调控途径,PK/PD(药动/药效结合研究)模型及由此衍生出来的各类数学模型的建立及评价等。如何将药代动力学的研究理论与技术应用到创新药物研究中是王广基所带领团队一直在深入研究的内容。 /span /p p span style=" FONT-SIZE: 20px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(112,48,160)" strong   探索中药多成分药代动力学研究新技术,实现药代动力学研究从“单成分”向“多成分”的突破 /strong /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman"   中药现代化的研究中,需要对中药的一锅汤进行系统研究,包括“汤”里面究竟有哪些成分、成分的比例和量是多少 人服用以后,有多少成分吸收进入体内、有哪些成分进入体内后发生转化、起效的成分是哪些等。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman"   针对中药成分构成复杂、代谢多样、体内浓度低等难题,王广基及其团队创建了高效普适的中药复杂成分体内过程研究方法学体系。如:“诊断离子桥联网络”、“相对曝露法”、“物质组-代谢组关联网络”等策略。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman"   王广基介绍说:“诊断离子桥联网络技术即采用多级质谱对复杂组分碎裂分析,得到各成分的多级碎片离子,根据碎片离子进行各组分的桥接,从而实现化合物的快速归属” 。这一技术使得复杂组分,尤其是完全未知的成分的鉴定具有重要意义。目前我们发表的有关该技术的论文在国际期刊上已被引用47次。此技术也被用于多种中药方剂及环境污染物的分析中。”质量亏损过滤技术很早就被提出,并一直被应用于单个西药成分的代谢物鉴定中。对于适用于中药多组分的质量亏损过滤技术,王广基说:“质量亏损过滤用于去除基质相关的大量的背景离子,缩小假阳性的数目,使得目标化合物从背景噪音脱颖而出。这一技术的应用使得中药复杂成分中同一类化合物可以快速同时被检出,分析效率大幅度提高。” /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman"   在突破核心技术难题的基础上,王广基带领团队探索中药整体效应,取得了很多成果。例如,在人参皂苷的抗抑郁作用研究方面,该团队发现人参皂苷难以透过血脑屏障,但可调节免疫细胞及内源性神经递质的代谢转运,阻断炎症因子向脑部的传递,发挥脑神经保护作用。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman"   中药药代相关的研究成果获2009年国家科技进步二等奖、2012年江苏省科技进步一等奖 完成的“十一五”重大专项项目“中药复方药代动力学研究关键技术”获评全国第一。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman"   对于药效明确、机制不明的中药,可以通过分析内源性小分子物质群的改变等代谢研究手段来考察其药物机制和作用效果。王广基以人参对血压双向的调节作用为例,介绍了有关中药药效和作用机制的研究内容。对于高血压而言,很多西药的降压作用很明显,降压效果很快体现,但是,一旦停药后血压又反弹回原有的水平。人参降压作用比较温和,但是降压作用持久,在停药后反弹速率显著低于西药。王广基说:“通过代谢组学的研究,检测体内的内源性小分子代谢物群,发现高血压与正常人体内的代谢组的分群区分很明显。这说明高血压患者体内的生理生化代谢等机体的功能状态发生了偏移,偏离了正常状态。而人参皂苷具有一定的”纠偏“作用,高血压患者给予人参以后,偏离正常状态的代谢组有向正常状态恢复的趋势。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman"    /span span style=" FONT-SIZE: 20px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(112,48,160)" strong 质谱技术是药代动力学研究的重要手段 /strong /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman"   质谱技术、细胞与分子生物学模型、PK/PD模型等都是药代动力学研究的常规手段。质谱主要用于测定血液、尿液、组织等生物样品中的微量药物浓度、代谢物鉴定和内源性成分的分离分析。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman"   该实验室质谱仪器非常多,其中大多数还是单级四极杆和三重四极杆质谱。王广基说:“定量分析是药物代谢研究的基础,也是我们做的最多的工作。我们目前的药物和代谢物的定量工作主要还是采用四极杆质谱分析。” /span /p p style=" TEXT-ALIGN: center" span style=" FONT-FAMILY: times new roman" img title=" IMG_1361_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/17acd960-08dd-4f10-b7e2-3de02104dfd3.jpg" / /span /p p style=" TEXT-ALIGN: center" span style=" FONT-FAMILY: times new roman" span style=" FONT-SIZE: 14px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,32,96)" strong 正在运行的岛津四极杆质谱仪 /strong /span /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman"   IT-TOF主要用于代谢物分析及其中药多组分的体内外物质基础的鉴定。王广基说:“2007年,我们开始将岛津LC-IT-TOF/MS(离子阱-飞行时间串联质谱)用于中药复杂未知成分定性和定量分析、中药体内复杂代谢产物分析与体内外物质关联网络分析等新领域。” 通过对中药复杂成分分析研究,王广基团队先后在Anal Chem,J Mass Spectrom, Talanta等国际化学分析领域权威期刊发表论文30余篇。“这些文章在国际上充分展示了LC-IT-TOF/MS在复杂未知成分定性分析中的卓越性能和广阔的应用前景。”王广基说。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman"   王广基及其实验室的研究者曾多次在国内外学术会议上报告了相关研究成果,基于IT-TOF的研究成果已经产生了深远的影响。马来西亚、新加坡和国内的制药企业正在寻求与王广基带领的药代动力学重点实验室在IT-TOF应用中的合作。 /span /p p style=" TEXT-ALIGN: center" span style=" FONT-FAMILY: times new roman" img title=" IMG_1382_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/c4879eec-d7a5-47a6-acbc-35382f3c351e.jpg" / /span /p p style=" TEXT-ALIGN: center" span style=" FONT-FAMILY: times new roman" span style=" FONT-SIZE: 14px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,32,96)" strong 正在运行的岛津LCMS-IT-TOF /strong /span /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman"   在参观实验室时,王广基告诉编者,实验室在使用MALDI-TOF进行生物大分子生物药物的药代动力学研究及基于质谱成像技术的组织分布研究。 /span /p p style=" TEXT-ALIGN: center" span style=" FONT-FAMILY: times new roman" img title=" IMG_1380_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/266ad761-b4b7-4a09-b8a5-9e350479ac83.jpg" / /span /p p style=" TEXT-ALIGN: center" span style=" FONT-FAMILY: times new roman" span style=" FONT-SIZE: 14px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,32,96)" strong 正在运行的岛津MALDI-TOF质谱 /strong /span /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman"   王广基认为质谱技术特别是液质联用技术对于药代动力学研究有着非常重要的意义。他说:“首先,对药物的动力学特征研究一般分为定性研究和定量研究两个方面,对于定性来说,随着各种杂交质谱技术的出现,液质联用可以给出多级碎裂信息和准确分子量,对于化合物及其代谢物的结构推断提供了强有力的工具。此外,定量研究更加需要质谱,由于生物样本中干扰大、药物浓度低,而质谱的专属性强、灵敏度高,目前,大部分药物的药代动力学研究都是用质谱完成的。” /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman"   编者看到该实验室岛津的仪器非常多,大部分质谱仪出自岛津。时逢岛津公司成立140周年,在编者问是否对岛津有何期待时,王广基代表中国药科大学祝愿岛津创新不止、扬帆起航,朝着更高的目标不断迈进,取得更加辉煌的成就!王广基说“岛津以科学技术向社会做贡献,愿其早日实现‘为了人类和地球的健康’之愿望!” /span /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" DSC_7100_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/7df496f6-f064-4d2a-b9e8-901a67b8a3c4.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" span style=" FONT-FAMILY: times new roman" span style=" FONT-SIZE: 14px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,32,96)" strong 药代动力学实验室合影 /strong /span /span /p p style=" TEXT-ALIGN: right" span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 采访编辑:郭浩楠 /span br/ /p
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