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氯代磷酸双

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氯代磷酸双相关的资讯

  • 上海光机所在研究铝磷酸盐玻璃的结构和性质方面取得进展
    近日,中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室胡丽丽研究员团队采用了一种将实验、分子动力学模拟和定量结构性质关系分析(QSPR)相结合的方法研究磷酸铝玻璃,相关研究成果发表于《美国陶瓷》(Journal of the American Ceramic Society)。目前,磷酸铝玻璃在许多领域都有广泛的应用,包括生物医学材料、光学元件、密封材料和核废料固化等。通过实验技术手段对磷酸铝玻璃的短程结构已有较多的研究,但其性质与中程结构之间的关系尚不清楚。而分子动力学模拟已成为了研究的有效工具,在揭示玻璃性质的结构起源方面发挥着越来越重要的作用。   在本项研究中,研究人员结合了实验、分子动力学模拟方法研究Al2O3对磷酸铝玻璃的短程及中程结构的影响,并通过QSPR方法建立其结构性质模型。通过拉曼、同步辐射等实验结果验证了模拟的准确性。模拟结果表明,玻璃网络中存在的P-O-P键随Al2O3含量变化逐渐被P-O-Al键替代,对玻璃的性能变化起着重要的作用。同时,磷酸铝玻璃中的长链易形成环状结构,并集中在4~20元环。此外,利用三个不同的结构描述符来建立QSPR模型,并成功地将实验数据与模拟结果相关联,表现出良好的模型预测性。这一方法为预测玻璃性质及设计玻璃组分提供新思路。图1以磷酸铝玻璃的(a)配位数(CN)、(b) Qn、(c)环尺寸作为结构输入所建立的定量结构-性能关系模型。从左到右列为结构描述符Fnet分别与实验密度、硬度、玻璃化转变温度和热膨胀系数的关系。
  • 铝蚀刻液成分分析—磷酸、硝酸、醋酸有多少?
    -----铝蚀刻液成分分析—磷酸、硝酸、醋酸有多少?一、背景介绍蚀刻是将材料使用化学反应或物理撞击作用而移除的技术。最早可用来制造铜版、锌版等印刷凹凸版,也广泛地被使用于仪器镶板,铭牌等的加工;经过不断改良和工艺设备发展,亦可以用于航空、机械、化学工业中电子薄片零件精密蚀刻产品的加工,特别在半导体制程上,蚀刻更是不可或缺的技术。铝是半导体工艺中最主要的导体材料。它具有低电阻、易于淀积和刻蚀等优点。铝蚀刻液主要成分是磷酸、硝酸、醋酸及水,其中磷酸、硝酸、醋酸及水的组成比例会影响到蚀刻的速率,故需要对这种混酸溶液的成分进行分析。 二、测试原理1、硝酸:在样品中加入适量乙醇做溶剂,用四丁基氢氧化铵(TBAOH)滴定至终点,即可计算硝酸的含量。TBAOH+HNO3 → NO3-+TBN++H2O2、醋酸和磷酸:在样品中加入适量饱和氯化钠溶液做溶剂,用氢氧化钠溶液做滴定剂,出现两个滴定终点。第|一个终点是H3PO4和HNO3被耗尽时的终点,第二个终点是H2PO4-和HAc被耗尽时的终点,根据已知的硝酸含量,即可计算出磷酸及醋酸的含量。H3PO4+HNO3+2OH- → NO3-+ H2PO4-+ 2H2OH2PO4-+HAc+2 OH- → Ac-+ HPO42-+ 2H2O 三、混酸分析方法(1)硝酸含量测试:在滴定杯内加入50mL无水乙醇,准确称取一定质量的样品置于滴定杯内,用 0.01mol/L TBAOH溶液做滴定剂进行电位滴定,终点电位突跃设置为20mV/mL。图1 硝酸含量滴定曲线图2 醋酸和磷酸含量滴定曲线 (2)醋酸和磷酸含量测试:在滴定杯内加入50mL饱和氯化钠溶液。准确称取一定质量的样品置于滴定杯内,用0.5mol/L氢氧化钠溶液做滴定剂进行电位滴定,终点电位突跃设置为100mV/mL。 四、注意事项1、TBAOH标定时需要使用纯水做邻苯二钾酸氢钾的溶剂,而使用TBAOH测定硝酸时必须使用无水乙醇做溶剂,不要在滴定杯内加入水,否则不会出现显著的滴定终点。2、使用氢氧化钠测定醋酸和磷酸时,需使用饱和氯化钠溶液做溶剂,若使用纯水做溶剂会出现假终点。 五、仪器推荐ZDJ-5B型自动滴定仪 ● 7寸彩色触摸电容屏,导航式操作● 支持电位滴定● 实时显示测试方法、滴定曲线和测量结果● 可定义计算公式,直接显示计算结果● 支持滴定剂管理功能● 支持pH的标定、测量功能● 支持USB、RS232连接PC,双向通讯● 可直接连接自动进样器实现批量样品的自动测量
  • 山东质量检验协会批准发布《干粉灭火剂中磷酸二氢铵的快速测定 分光光度法》等2项团体标准
    依据《山东质量检验协会团体标准管理办法》相关规定,经研究,山东质量检验协会批准发布《干粉灭火剂中磷酸二氢铵的快速测定 分光光度法》、《干粉灭火剂中磷酸二氢铵的快速测定 X射线荧光光谱法》两项团体标准(见附件),自发布之日起实施。特此公告。附件:《干粉灭火剂中磷酸二氢铵的快速测定 分光光度法》SDAQI团体标准信息一览表序号标准编号标准名称实施日期起草单位1 T/SDAQI 103—2023 干粉灭火剂中磷酸二氢铵的快速测定 分光光度法自发布之日起实施山东省产品质量检验研究院、山东龙成消防科技股份有限公司、山东环绿康新材料科技有限公司、龙口市海岱消防药剂厂、徐州双弛消防器材有限公司、山东之华管业有限公司、山东力盾消防科技有限公司、济俊消防科技有限公司、国网山东省电力公司电力科学研究院、山东居安特消防科技有限公司、沂安科技(山东)有限公司、山东鼎梁消防科技有限公司。2 T/SDAQI 104—2023 干粉灭火剂中磷酸二氢铵的快速测定 X射线荧光光谱法自发布之日起实施山东省产品质量检验研究院、山东龙成消防科技股份有限公司、济南康和消防技术有限公司、山东环绿康新材料科技有限公司、山东居安特消防科技有限公司、龙口市海岱消防药剂厂、徐州市淮海消防器材有限公司、山东之华管业有限公司、山东力盾消防科技有限公司、济俊消防科技有限公司、国网山东省电力公司电力科学研究院、沂安科技(山东)有限公司。 山东质量检验协会关于批准发布《干粉灭火剂中磷酸二氢铵的快速测定 分光光度法》等2项团体标准的公告.pdf
  • ​整合结构质谱法和计算模拟法探究糖原磷酸化酶中磷酸化介导的蛋白变构调控和构象动态性
    大家好,本周为大家介绍一篇本课题组发表在ACS Chem. Biol.上的文章,Insights into Phosphorylation-Induced Protein Allostery and Conformational Dynamics of Glycogen Phosphorylase via Integrative Structural Mass Spectrometry and In Silico Modeling1。变构调节在自然界中广泛存在,可以用于调控细胞过程。糖原磷酸化酶(GP)是第一个被鉴定出的与变构调节相关的磷酸化蛋白。GP是一个分子量约196kD的同源二聚体蛋白,是糖代谢中重要的组分,也是2型糖尿病及癌症的靶点。AMP结合以及Ser14的磷酸化介导了GP的变构调节,使其构象从非活化的T-state GPb(未磷酸化状态)转变为活化的R-state GPa(磷酸化状态)。即使目前X-射线晶体学法解析出了GP的原子级蛋白结构,但受限于较大分子量,其结构动态性的检测较为困难,因此与GP变构调节相关的结构动态变化过程仍较为模糊。核磁共振(NMR)谱及分子动力学(MD)模拟等是探究蛋白质结构动态性的常用方法,但NMR分析存在分子量上限,且样品消耗量大,MD模拟的时间尺度和力场准确度有限。质谱(MS)法具有快速、灵敏的特点,是蛋白质结构、动态性以及构象变化分析中强有力的一款技术。氢氘交换质谱(HDX-MS)通过监测蛋白骨架酰胺氢原子与溶液中氘的交换来反映蛋白质构象动态性,因此适用于探究由配体、蛋白结合或共价修饰引起的蛋白质构象变化。同时,多个软件实现了由HDX-MS数据计算保护因子(PFs)和吉布斯自由能,从而提取残基水平的蛋白动态性信息。此外,在先前的工作中2, 3,我们整合了native MS和top-down方法(native top-down,nTD-MS技术),成功实现了多个蛋白复合物的一级序列到高阶结构等多方面信息的检测(包括测序、翻译后修饰、配体结合、结构稳定性、朝向等)。整合多种结构质谱法(整合结构质谱法)可以有效填补传统生物物理法中结构到动态性联系中的空缺,更好地表征变构调控现象。本文整合了HDX-MS、nTD-MS、PF分析、MD模拟以及变构信号分析检测了磷酸化介导的GP变构调控的结构和动态性基础,为GP的变构调控过程提供了见解。根据X-射线晶体学结构报道(图1a),T-state GPb转变为R-state GPa时,二聚体界面中N-末端尾部、α2、cap’(图1b)以及tower-tower helices区(图1c)发生了明显的结构重排,导致催化位点开放,从而底物磷酸吡哆醛(PLP)可以结合。尽管有晶体学报道,但与变构调控关联的构象动态性仍有待探寻。图1.(a)磷酸化介导T-state GPb(PDB:8GPB)向R-state GPa(PDB:1GPA)的构象转变;亚基相互作用界面:(b)C端区域和(c)tower-tower helices,GPb为蓝色,GPa为绿色。首先我们通过nTD-MS进行了检测。如图2a、b,谱图中观察到了GPb的单体和二聚体信号,其中二聚体为主要形式;GPa除了单体和二聚体外,谱图中还存在少量四聚体,但仍以二聚体为主要形式。当增加sampling cone(SC)电压时,GPb、GPa保留了其二聚体形式(图2c、d)。随后我们选择离子(29+)并在trap池中进行了碎裂(图2e、f、g、h),谱图低质荷比区GPa的碎片相对峰强度较GPb高,说明GP的二聚体互作界面较为稳定,且GPb亚基结构较GPa稳定。nTD-MS不仅能够探究GPb、GPa的结构差异,也能够为接下来的HDX-MS实验做好前期样品质量检查工作。图2.不同活化条件下GPb、GPa的nTD-MS谱图。(a、b)SC=40V;(c、d)SC=150V;(e、f)SC=150V、trap=100eV;(g,h)SC=150V、trap=200eV。左侧为GPb,右侧为GPa。随后我们进行了HDX-MS实验。图3a中展示了五个时间点的HDX heat map。图3b为通过PyHDX软件计算产生的PF值。其中N-端(1-22)以及tower helix前的loop区域(256-261)的氘代值较高、PF值较低,说明这些区域较为柔性或是结构较为无序。此外我们发现,tower-tower helices(262-276)区域的氘代值较低、PF值较高,表明helices的旋转可能是由前端可塑性铰链区触发的,而非helices本身的变形和重塑引起的,这些发现在晶体结构数据中均有吻合之处。除这两个区域外,GPa和GPb基本保持了稳定的整体结构。而从1μs原子级MD模拟计算得到的均方根波动(RMSF)和溶剂可及表面(SASA)中我们也发现(图3c),这两个区域数据与HDX-MS信息有所吻合,但MD模拟中部分区域未和HDX-MS相吻合的区域可能跟序列覆盖不足相关。图3. (a、d)GPb和GPa在不同标记时间下的氘代热图并映射到结构中(PDB: 1GPA)。(b、e)基于HDX-MS数据计算得到的PF值并映射到晶体结构中。(c、f)MD模拟中RMSF和SASA值并映射到结构中。从氘代差异图(图4a)中可以看出,4个区域呈氘代降低趋势(红色方框),多个区域呈氘代上升趋势(蓝色方框)(GPa-GPb)。而PF差的变化趋势与氘代变化趋势基本一致(图4b)。由数据可知,N-端和tower-tower helices的变化说明磷酸化介导的变构稳定了这两个区域,α1-cap-α2区域的动态性轻微下降。除此之外多个区域(尤其是tower-tower helices序列后的区域)均表现为PF值下降,说明相比于GPb,GPa催化位点附近的区域动态性增强了。接下来我们根据HDX kinetic plot特征将其进行了分类,并详细讨论了所属区域的变化。图4.(a)GPa-GPb HDX-MS的氘代差异图。(b)GPb到GPa PF的变化。 首先是N-端和C-端的变化(图5)。N-端残基1-22表现氘代下降,这说明N-端具有一定可塑性。受N-端区域磷酸化和结构变化影响,C-端区域也产生了一定的变化。此外,残基30-50(cap区)和残基111-117(α4back-loop)区表现氘代下降,而103-109(α4front)表现氘代上升。根据晶体结构推测,cap区和α4back-loop的氘代变化受N-末端变化影响,原有的残基相互作用被打破,形成新的残基间相互作用,同时这两个区域也经历了结构重排,因此表现出较明显的氘代变化。残基88-99(β2-α3)和残基125-141(β3-L-α6)氘代上升。总的来说,磷酸化使得cap′/α2界面互作增强了,同时磷酸化基团和精氨酸残基的静电相互作用是cap区产生变化的主要原因,而α1和α2起到锚定作用,其相对位置基本保持不变。图5.GPb(a)和GPa(b)的N-端和C-端区域的局部结构和HDX动力学曲线(c)。 此外,tower-tower helices(α7,残基262-278)区的变化同样值得关注(图6)。250s loop是表面暴露区域,未与其他区域发生接触,其氘代下降可能是因为自身结构的收缩。而肽段262-267和268-274氘代下降提示该区域可能发生了低周转率或强互作的结合反应。280s loop区氘代值上升。这些变化均说明,tower-tower helix的角度的改变不仅影响了二聚体界面结构,而且还影响了其靠近催化位点的周围区域。因此我们结合晶体结构推测,磷酸化和N-端相对位置的改变,使250s loop自身结构收缩,从而打破了Tyr262' -Pro281和Tyr262-Tyr280′之间的相互作用,导致两个亚基的tower helices发生相对滑动,倾斜角度增加。图6.GPb(a)和GPa(b)tower helix区域的局部结构和HDX动力学曲线(c)。 最后是催化位点、PLP结合位点和糖原存储位点的变化情况(图7)。催化位点周围多数区域均表现氘代上升趋势。我们推测,随着Pro281、Ile165和Asn133间的相互作用被打破,Arg569与Ile165、Pro281、Asn133间的互作也随之打破,因此催化位点和PLP结合位点周围的残基溶剂可及性上升,局部区域结构变得更为灵活,催化位点开放并转变为活化构象。糖原储存位点位于GP表面,距离催化位点30Å,除了α23(残基699−708)外,HDX-MS在糖原存储区没有观察到明显的变化。图7.GPb(a)和GPa(b)的催化位点和PLP(橙色)结合位点的局部结构和HDX动力学曲线(c)。结合以上所有数据,我们对磷酸化调节的动态机制进行了推测(流程图1)。磷酸化后,N-端尾部残基与acidic patch的互作被打破,也导致N-端尾部的有序化以及C-端尾部的无序化以及伴随的其他结构变化。通过在pSer14和Arg69和Arg43′之间形成新的盐桥,N-端残基被重定位,随之带来的是Asp838和His36′间的盐桥断裂。随着三级和四级结构的转变,250s loop收缩并发挥类似“门环”的作用,当其收缩时,Tyr262′-Pro281与Tyr262-Tyr280′之间的相互作用、276-279区与162-164区之间的氢键也被打破,导致tower helix发生相对滑动,tower-tower helices之间的作用被打破,同时将结构变化传递到催化位点。最后,280s loop和催化位点以及PLP结合位点附近的残基松动,通往催化位点和底物磷酸盐识别位点的通道打开,酶得以活化。流程图1.GP变构调节过程中,被打破(蓝色)或新形成的(红色)关键残基相互作用。 本文整合nTD-MS、HDX-MS、PF分析和MD模拟检测了GP磷酸化变构调节过程的结构和动态基础,通过该整合结构手段揭示了GP构象柔性、局部动态性以及长程变构调控构象变化中值得关注的信息。各个方法具有各自的优势,但也在一定层面存在局限,我们期待将HDX-MS信息与计算模拟信息进行更深度的整合以实现二者对蛋白质结构更精确的分析。撰稿:罗宇翔编辑:李惠琳原文:Insights into Phosphorylation-Induced Protein Allostery and Conformational Dynamics of Glycogen Phosphorylase via Integrative Structural Mass Spectrometry and In Silico Modeling李惠琳课题组网址:https://www.x-mol.com/groups/li_huilin参考文献1. Huang, J. Chu, X. Luo, Y. Wang, Y. Zhang, Y. Zhang, Y. Li, H., Insights into Phosphorylation-Induced Protein Allostery and Conformational Dynamics ofGlycogen Phosphorylase via Integrative Structural Mass Spectrometry and In Silico Modeling. ACS Chem. Biol. 2022.2. Li, H. Nguyen, H. H. Ogorzalek Loo, R. R. Campuzano, I. D. G. Loo, J. A., An integrated native mass spectrometry and top-down proteomics method that connects sequence to structure and function of macromolecular complexes. Nat. Chem. 2018, 10 (2), 139-148.3. Li, H. Wongkongkathep, P. Van Orden, S. L. Ogorzalek Loo, R. R. Loo, J. A., Revealing ligand binding sites and quantifying subunit variants of noncovalent protein complexes in a single native top-down FTICR MS experiment. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2014, 25 (12), 2060-8.
  • 新型高性能基因编码的环磷酸腺苷荧光探针
    近日,中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所生物医学光学与分子影像研究中心研究员储军课题组在《自然-通讯》(Nature Communications)上,发表了题为A high-performance genetically encoded fluorescent indicator for in vivo cAMP imaging的研究论文,报道了高性能基因编码的环磷酸腺苷(cAMP)荧光探针及其应用。  cAMP是细胞内关键第二信使,可整合来自多种G蛋白偶联受体(GPCR)的信号,在学习与记忆、药物成瘾、运动控制、免疫、肿瘤、代谢等过程中发挥重要作用。活细胞和活体水平的cAMP分子浓度变化的高时空分辨率荧光成像是解析cAMP信号通路及其生物学功能的重要基础。因此,开发高灵敏的cAMP荧光探针成为研究复杂生物过程的关键。与非基因编码探针(染料和材料类)相比,基因编码探针具有低毒性、低背景、可遗传、可定位特定细胞亚结构或特定细胞等优点,在生命科学基础研究中具有优势。然而,现有的50多个基因编码的cAMP荧光探针或灵敏度低(荧光变化最大只有1.5倍),或荧光亮度较暗,较难监测活体中微弱的内源性cAMP变化,限制了生理和病理状态下cAMP分子调控机理和功能的研究。  为了开发适用于活体检测的高灵敏度探针,研究人员将环化重排绿色荧光蛋白(cpGFP)插入细菌MlotiK1通道的cAMP结合结构域(mlCNBD)中。经过插入位点筛选、连接肽优化、荧光蛋白及感应模块优化,研究得到了具有高亮度、高灵敏度、合适亲和力和快响应速度等特征的高性能基因编码cAMP绿色荧光探针(G-Flamp1)。晶体结构显示G-Flamp1探针的连接肽具有独一无二的结构:其中一个连接肽是一个非常刚性的 β-strand 结构,这在其他晶体结构已知的环化重排荧光蛋白探针中是不存在的,为开发其他高性能探针提供了新思路和新方法。  在体外实验中,结合/未结合cAMP的G-Flamp1有不同发色团环境。G-Flamp1在450 nm(单光子)或者900-920 nm(双光子)激发下,动态范围达最大,即ΔF/F0约为13。G-Flamp1与cAMP亲和力适中,其解离常数Kd值为2.17 μM。G-Flamp1可在亚秒时间分辨率上检测cAMP动态变化。在培养细胞中,该探针均匀分布在细胞质和细胞核中,本底荧光亮度介于同类探针cAMPr和Flamindo2之间。G-Flamp1探针在活细胞中的动态范围达到了12倍,是目前少数几个动态范围在10倍以上的荧光蛋白探针之一。同时,该探针具有良好的特异性和可逆性(图1)。  研究人员将G-Flamp1探针应用在果蝇这一模式生物中。果蝇脑部蘑菇体(mushroom body)的Kenyon细胞中cAMP信号通路在气味相关的记忆中发挥关键作用。研究首先获取了Kenyon细胞中表达G-Flamp1探针的转基因果蝇,而后利用双光子成像发现,果蝇受到气味或电击刺激时,蘑菇体不同子区域呈现不一样的cAMP信号时空变化(图2),暗示不同子区域可能在联想性学习中起着相对独立的作用。  为验证G-Flamp1探针在活体动物中检测cAMP 动态变化的实用性,研究人员利用腺相关病毒在小鼠运动皮层中共表达绿色G-Flamp1探针和红色jRGECO1a钙探针。活体双光子成像揭示了跑步运动中细胞特异性的cAMP信号,并与钙信号无明显相关性(图3)。这反映了小鼠运动时大脑皮层M1神经元反应的异质性。  研究人员在小鼠大脑深部的伏隔核(NAc)脑区中表达G-Flamp1探针,并利用光纤记录听觉巴甫洛夫条件反射任务中该脑区cAMP信号的变化。结果表明随着训练的熟练,小鼠得到奖赏时cAMP信号幅度在降低,而听到相应声频信号时cAMP信号幅度在升高(图4);该特性与多巴胺信号类似,暗示多巴胺释放引起了cAMP信号。综上,G-Flamp1探针的高信噪比和高时间分辨率能够高灵敏检测到活体小鼠中内源性cAMP信号的动态变化。  该研究开发了一种适用于活体检测的cAMP荧光探针,并初步揭示了果蝇和小鼠等模式生物在特定行为过程中特定神经元的cAMP信号变化的规律,为进一步阐释cAMP信号的调控和功能奠定了基础。结合高内涵药物筛选平台,该探针将尝试应用于针对GPCR受体的药物筛选,以期发现更多的具有临床价值的GPCR药物。  研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助,并获得北京大学、中科院神经科学研究所、中山大学附属第五医院、美国堪萨斯州立大学、华中科技大学等的支持。
  • 我国磷酸化蛋白质组分析技术获得新进展
    在国家自然科学基金的大力支持下(项目资助号:21021004),中国科学院大连化学物理研究所邹汉法研究员在磷酸化蛋白质组分析技术方面获得新进展,相关成果发表在最近一期的Nature Protocols上(2013,8,461-480)。(http://www.nature.com/nprot/journal/v8/n3/abs/ nprot.2013.010.html)。   固定化金属离子亲和色谱(IMAC) 是磷酸化蛋白质组学研究中最常用的磷酸化肽段富集技术之一,常规的IMAC使用的螯合基团有三羧甲基乙二胺、次氨基乙酸、亚氨基二乙酸等,在螯合铁、镓等金属离子后可用于磷酸肽的富集。其缺点是特异性不高,在富集磷酸肽的同时也富集了一些酸性肽。研究人员发现了磷酸酯锆或钛表面与磷酸肽之间的高特异性相互作用,并利用这一相互作用建立了以磷酸基团为螯合配体的新一代固定化金属离子亲和色谱技术。实验表明,该新型IMAC对磷酸肽富集的特异性优异,可以有效避免酸性肽段的非特异性吸附。与传统的IMAC相比较,其对磷酸肽的富集能力提高3-10倍,从而大大提高了蛋白质磷酸化分析的检测灵敏度和鉴定覆盖率。该新型IMAC方法自2006年发表首篇论文以来,已在Mol. Cell. Proteomics, J. Proteome Res., Anal. Chem.等蛋白质组学与分析化学权威期刊发表论文20余篇,其中2007年发表在Mol. Cell. Proteomics的一篇论文已经被引用110余次。采用该方法为核心技术进行了人类肝脏蛋白质磷酸化的规模化分离鉴定,建立了迄今为止国际上人类肝脏蛋白质磷酸化的最大数据集 (Mol. Cell. Proteomics,2012,11,1070-1083)。
  • 磷酸根分析仪测试方法指导
    磷酸根分析仪测试方法  离子在固定相和流动相之间有不同的分配系数,当流动相将样品带到分离柱时,由于各种离子对离子交换树脂的相对亲合力不同,样品中的各离子被分离,继而进入抑制器。抑制器的作用主要是降低洗脱液的本底电导,增加被测离子的电导响应值和除去样品中的阳离子,再流经电导池,由电导检测器检测并绘出各离子的色谱图,以保留时间定性,峰高或峰面积定量,测出离子含量。  下面讲讲仪器的操作使用步骤:  一、仪器的校准:仪器校准分为空白校准和曲线校准。  二、水样的测定方法。  1、待测水样的显色:取水样50mL注入塑料杯中,加入5mL试剂,混匀后放置3分钟即可。  2、水样的测量:  (1)做一次空白校准。  (2)在仪器处于测量画面状态下,倒入显色后的待测水样,仪器显示当前测量水样的磷酸盐含量。  (3)待该数值稳定且确认为有效后,用“+”或“–”键选择欲存入的通道数,按“存储”键,该值将自动存储到相应的通道中。  (4)如果认为该数值无效,可按“排液”键,将液体排空,做一次空白校准。在仪器处于测量画面状态下,倒入显色后的待测水样,仪器显示当前测量水样的磷酸盐含量。
  • 得利特在线磷酸根分析仪软件成功升级
    对于不同类型的在线水质分析仪器,技术要求也是不同的,一般而言,监测型分析仪器对测量数据的准确度要求较高,数据可以作为有关部门进行管理的依据,对检测原理和方法的限制较多,要求是成熟的分析技术;而过程型分析仪器对仪器的可靠性和稳定性要求较高,要求仪器能够及时可靠地反应水质变化的趋势,以便为水处理过程控制提供依据。对仪器的响应时间要求较高,对仪器的检测方法和原理限制少,允许更多创新型的新原理、新方法的在线分析仪器应用。下面这款在线分析仪器是我公司新升级的产品,跟随小编来了解一下吧!B2050在线磷酸根分析仪是在消化吸收国外新技术、总结多年国内实践经验的基础上推出的新一代在线磷表。可以广泛地应用于火力发电厂、化工等部门,及时、准确地对水中的磷酸盐含量进行监测,保证机组安全、经济运行,尤其适合国内现场环境。仪器特点1、精巧结构、盘式安装、全铝框箱体,美观坚固、抗干扰能力强2、大屏幕点阵液晶,显示内容直观、丰富;3、抛弃蠕动泵和精密计量泵,采用恒压式加药原理,结构简单、计量精度高、免维护4、具有温度测量功能,可以根据温度进行测量数据补偿5、采用**光源和光电池,寿命长、漂移小、稳定、可靠6、具体黑匣子功能,可查询历史数据、运行记录、校准记录7、宽电压(85~265VAC)、宽频率(45~65 Hz),能够适应多条件需求技术参数测量范围:(0~5)mg/L或(0~20)mg/L或(0~50)mg/L(根据定货时的指定)仪器示值误差:±2%F.S重 复 性:不大于1%测量周期:可编程设置1-99分钟,最短5分钟稳 定 性:基线漂移:使用空白校准,空白漂移无影响。化学漂移:±1%F.S/24h(视试剂稳定性而异)样品条件:流量:(150~300)mL/min 温度:(5~50)℃ 压力:14 KPa水样允许固体成分:不大于5微米(不允许有胶状物出现)环境温度: (5~45)℃环境湿度: 不大于90%RH(无冷凝)试剂种类:1种试剂消耗:最多9升/30天(5分钟采样一次),测量周期越长试剂消耗越少。显 示:320×240点阵液晶,中文菜单隔离输出:(4~20)mA(隔离输出,每个通道一个)电 源:交流(85~265)V、频率(45~65)Hz功 率:60W外形尺寸:690×450×300(mm)高×长×深开孔尺寸:645mm×410mm重 量:22kg报 警:断样报警、上限报警、下限报警(各通道独立输出)升级点:1、先进的嵌入式单片机技术;2、可编程实现1~6通道切换;3、可编程修改通道测量周期,有效节省试剂。
  • 磷酸铁锂迎发展“第二春”,欧美克高性能激光粒度仪需求强劲
    近日,在北京召开的第七届中国电动汽车百人会论坛(2021)上,比亚迪股份有限公司董事长王传福表示,“按照规划,到2025年,我国新能源汽车新车销售量将达到汽车新车销售总量的20%左右。”这意味着接下来5年,新能源汽车行业年复合增长率将达37%以上。结合前期“特斯拉Model Y低价发售”、“宁德时代逼近万亿股价”、“蔚来包下宁德时代磷酸铁锂电池生产线!”等新闻发酵,不难发现随着磷酸铁锂电池以其低成本高安全性的优势在中低端市场不断渗透,特别是相关技术的进步也助推磷酸铁锂电池自2020年起重新扩展市场空间,其需求快速反转向上。中国汽车动力电池产业创新联盟日前发布的数据显示,2020年我国动力电池累计销量达65.9GWh,同比累计下降12.9%。其中,三元锂电池累计销售34.8GWh,同比累计下降34.4%;磷酸铁锂电池累计销售30.8GWh,同比累计增长49.2%,是唯一实现同比正增长产品。中信证券指出,目前,特斯拉、戴姆勒等海外新能源汽车主流企业均明确了磷酸铁锂电池技术路线,预计宝马、大众等其他海外车企也将在其动力电池技术路线中选择磷酸铁锂方案。而国内无论是宁德时代的CTP电池管理控制技术还是比亚迪的“刀片电池”,磷酸铁锂的高安全性助力了其在乘用车领域的回暖,都让磷酸铁锂电池开始经历第二春!伴随着宁德时代年产8万吨磷酸铁锂投资项目签署,磷酸铁锂第二春的帷幕已然拉开,大规模的量产也必将刺激高性能激光粒度仪的市场需求。众所周知,激光粒度分析仪在锂离子电池行业有着广泛的应用需求,主要应用于正极材料、三元前驱体材料、负极材料、导电剂、隔膜涂覆用氧化铝等材料的粒度测试。从大量的制浆经验以及行业交流反馈来看,诸如钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、镍酸锂(LiNiO2)、镍钴锰酸锂(LiNiCoMnO2)和磷酸铁锂(LiFePO4)等多种不同的正极材料,通常采用中值粒径D50、代表大颗粒的D90作为关键质控指标。不同材料不同工艺的产品对原材料的粒径要求也不尽相同,以分布在1-20μm范围内居多。负极材料以石墨为例,当其平均粒径为16-18μm,且粒度分布较为集中时,电池有较好的初放容量及首次效率。此外,随着电池隔膜的厚度要求不断提高,对其中添加阻燃材料的粒径要求也随之不断提高,常使用的隔膜氧化铝粒径从微米级逐渐发展到亚微米甚至是纳米级。随着电池性能提高对原材料的粒度要求不断提高,激光粒度仪发挥着不可替代的作用,同时对粒度测量仪器的重复性、重现性、分辨能力提出了更高的要求。锂离子电池正、负极材料标准中的粒度分布要求激光粒度仪的高分辨能力在电池材料的检验中,对测试样本中少量的大颗粒或小颗粒的准确识别有着重要的意义。比如说在电池材料活性物质中如果存在少量的大颗粒,可能会对涂布、滚压造成负面影响。如果在原材料检测时就发现,则可以避免后续不良品的产生。另一个典型的例子是粒径过小的石墨粉在粉碎过程中更易于使其晶型结构发生改变,小颗粒石墨粉中菱形晶数量相对较多,而菱方结构的石墨具有较小的储锂容量,使电池的充放电容量有所降低。另外颗粒直径太小,单位重量总表面积就会很大,需要的包覆材料越多,导致电极材料的堆积密度减小而体积能量密度下降。如果能准确的对各种原材料进行粒度测试,在一定程度上有助于预判后续产品性能、防范风险… … 可见,电池性能的诸多方面都与正负极材料和隔膜材料等的粒径息息相关。欧美克Topsizer激光粒度分析仪对少量的大/小颗粒及样品各个粒径组分的准确识别,需要仪器制造商在无盲区光学设计、高品质高精度元器件、装配工艺、算法及软件智能控制上不断优化,提高产品分辨能力。例如早先的激光粒度仪将多个光电转换元件探测通道放置在一块或两块平面上,然而傅立叶透镜的聚焦面通常呈弧形分布,平面布置的探测器很难将所有角度的散射光信号都精确地聚焦获取,通过精准的独立探测器焦点曲面排布设计和一致性定位工装提高粒度仪分辨能力和仪器之间的重现性。欧美克Topsizer激光粒度分析仪和Topsizer Plus激光粒分析仪是在锂离子电池行业被广泛应用的高性能激光粒度分析仪。量程宽、重现性好、分辨能力强、自动化程度高、故障率低等优异性能保证了测试结果和分析能力,而且与国内外、行业上下游黄金标准保持一致,不仅为用户节省了方法开发和方法转移上的时间和成本,更重要的是可以避免粒径检测不准带来的经济损失和风险,无论在产品研发、过程控制还是质量控制上,都能够为用户带来真正的价值。欧美克LS-609激光粒度分析仪而欧美克LS-609激光粒度分析仪就采用了先进的激光粒度仪散射光能探测的设计,将常见的失焦影响较大的多个大角探测器通道以分个独立的方式精确放置于与其散射角相对应的傅立叶透镜焦点位置,以保证所有散射光角度的信号都是无混杂的,提高了散射光分布角度分辨能力。与此同时,各个独立的探测器有利于在探测器上布置杂散光屏蔽装置,同时也防止了散射光在不同探测器上的相互干扰,进一步降低系统的噪声,提高细微差异的分辨能力。我们以具体的电池材料样品来看欧美克激光粒度分析仪的测试性能对材料准确表征的案例。1. 欧美克Topsizer激光粒度仪测试含有少量大颗粒的石墨原材料的粒度分布图和粒度分布表如下图所示,可以看到对于体积含量在0.5%以下的极少量60-100μm的颗粒,以及体积含量在1%左右的2μm以下颗粒,均能够灵敏的检测出来其详尽的粒度分布。显示了Topsizer对粉体材料的大、小颗粒具有高超的分辨能力,对于最终下游应用中电池产品的安全性能和容量性能有更准确的指导意义。如果对于对少量小颗粒特别关注,在软件上,甚至可以采用数量分布替代体积分布的计算方法,进一步放大小颗粒的权重,对小颗粒数量上的变化进行更易识别的测试和生产质控。但需要注意的是,对于分布较宽的样品,由于大小颗粒在尺寸上差异本身就很大,同样体积的大小颗粒的数量相差将会异常巨大,取样和分散测量上的少许波动会导致测试结果数量分布上较大的偏差。2. 下图是欧美克LS-609激光粒度仪对磷酸亚铁锂3次取样分散测试粒度分布的叠加图,及特征粒径的统计结果,显示该仪器对磷酸亚铁锂的测试拥有优良的重现性。由此可见高分辨能力和重现性的激光粒度分析仪在电池原材料粒度检测领域能带来更好的质控效益。正如中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高所说,中国动力电池技术创新模式已经从政府主导向市场驱动转型,目前中国电池材料研究处于国际先进行列。而在中国动力电池的快速创新发展必然也离不开高分辨能力和重现性的激光粒度分析仪作为质控的好帮手。通过给动力电池行业提供更专业优化的粒度检测方案,欧美克激光粒度仪的行业销售也在持续高速增长。欧美克必将一如既往不断探索,与中国动力电池行业并行快速发展,携手创造中国奇迹,助力新能源引领世界美好未来!参考资料:1. 沈兴志,珠海欧美克仪器有限公司,《高性能激光粒度分析仪在电池材料测试中的应用》2. 经济日报,《第七届中国电动汽车百人会论坛举办》3. 腾讯网,《磷酸铁锂厂家齐涨价,2021年将回潮迎来“第二春”?》4. 中国证券报,《磷酸铁锂电池迎来发展“第二春” 2020年累计销售同比增长近
  • 张玉奎院士、张丽华研究员团队蛋白质组学最新成果:N-磷酸化蛋白质组的深度覆盖分析新方法
    仪器信息网讯 近日,中国科学院大连物理研究所生物分子高效分离与表征研究组(1810组)张丽华研究员和张玉奎院士团队,蛋白组组学分析最新成果发表于《自然-通讯》(Nature Communications)上。团队发展了N-磷酸化肽段高选择性富集新方法,并结合肽段的高效分离和高灵敏度鉴定,实现了N-磷酸化蛋白质组的深度覆盖分析。  与研究相对深入的发生在丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸侧链氨基上的蛋白质O-磷酸化修饰相比,发生在蛋白质组氨酸、精氨酸和赖氨酸上的N-磷酸化修饰,由于P-N酰胺键具有较高的吉布斯自由能,且易发生水解,目前仍缺乏有效的N-磷酸化蛋白质组分析方法,制约了人们对其生物学功能的认识。  团队研制了具有核壳结构的亚二微米硅球,并通过在硅球表面键合双二甲基吡啶胺双锌分子,在中性条件下实现了N-磷酸化肽段的高效、高选择性、快速富集 通过基于该材料的on-tip富集方法和液质联用分离鉴定的结合,不仅从HeLa细胞中鉴定到3384个N-磷酸化位点(目前最大的哺乳动物N-磷酸化数据集),而且还发现N-磷酸化位点附近亮氨酸高度表达 建立的N-磷酸化蛋白质组分析新方法不仅为深入研究其生物学功能提供了基础数据,而且也为推动精准医学、合成生物学等领域的发展提供了技术支撑。  上述工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中科院大连化物所创新基金等项目的资助。文章链接:《自然-通讯》(Nature Communications)。
  • 全球“双碳”步伐进一步加快,四川挺进绿色贸易新蓝海
    3月8日,位于成都经济技术开发区的神龙汽车有限公司成都工厂总装车间内,随着数条全自动智能生产线匀速转动前进,雪铁龙、标致、东风富康等品牌的新能源汽车纷纷下线,其中不少将直接出口欧洲。距离神龙汽车工厂25公里外的中创新航科技(成都)有限公司,生产的锂电池源源不断向成都经开区汽车整车制造企业供货。两家企业都在成都经开区,正以产业链形式将园区串联起来,与上下游企业共同组建出一个超大的“汽车制造城”,规模化、集约集群化做大产能,发展进出口业务。成都经开区也因此成为首批省级绿色外贸循环经济产业园之一。当前,随着“双碳”步伐加快,四川积极争创“国家绿色外贸示范区”,并推动能源装备、晶硅光伏、动力电池、新能源汽车、钒钛等一大批四川造低碳产品进军国际市场,向绿色贸易新蓝海挺进。1 一个巨大空间能源体系变革加速,绿色贸易增幅明显今年10月1日起,欧洲碳边界调整机制(CBAM,又称碳关税)协议将正式生效,这意味着在严格实施碳减排政策的国家或地区,其进口(出口)高碳产品时将缴纳(返还)相应的税费或碳配额,第一批名单涵盖了钢铁、水泥、铝、化肥、电力等领域。此外,欧盟还作出一项决定:从2035年起禁止生产新的燃油车。“‘双碳’目标下的实质性举措越来越强,加快构建绿色贸易以应对国际贸易壁垒的迫切性也愈发强烈。”在四川省决策咨询委员会委员、省发展与改革研究所高级经济师鲁荣东看来,四川作为制造业大省和外贸大省,应积极发展绿色低碳优势产业,提升绿色贸易的空间与质效。最近,成都经开区有新动作:神龙汽车加速改造新能源汽车生产线,未来包括成都工厂在内将密集推出8款新能源车型。“新能源汽车出口正处于放量阶段,国内外市场需求不断增大,加快新能源汽车转型是市场需求所在,更是紧迫的发展形势所趋。”神龙汽车有限公司成都工厂生产部主任徐长禹拿出一组数据:去年全年,成都工厂出口欧洲的新能源汽车总量为1.8万辆,今年截至目前,该厂已收到出口订单量1.2万辆,增幅明显。作为新能源汽车制造上游的中创新航科技(成都)有限公司,自去年10月一期项目首栋10GWh厂房实现产品下线后,这家以生产动力和储能电池为核心业务的锂电制造商,又马不停蹄进入扩能建厂新阶段。本月底,一期二号10GWh厂房也将完成产品下线,形成年产20GWh的先进电池生产线,预计2023年产值将突破50亿元。“园区内上下游企业在相互配套的同时,还与园区外的省内企业协作生产,共同做大做强新能源汽车全产业链,有力带动了出口。”成都经开区相关负责人介绍,作为成都市确立的绿色智能汽车产业功能区,成都经开区已初步形成以整车为龙头引领,电机、电控、电池系统为关键配套的产业链体系。2022年,基地实现新能源汽车整车产量4万辆,同比增长36%;当年完成进出口总额256亿元,新能源车(混动)出口超2万台,排名全省第一位。同样站在绿色低碳产业赛道上,四川射洪经开区则瞄准打造“锂电之都”核心区的目标,引入天齐锂业等上市公司10家,拥有锂电相关产业企业35家、产业项目50个,形成了锂电产业集聚集群发展态势。2022年,射洪市锂电产业实现产值320.62亿元,同比增长309.7%;射洪经开区锂电企业累计对外进出口额为6.64亿元,较上年增长457.98%。据不完全统计,2022年全省能源装备、晶硅光伏、动力电池、新能源汽车、钒钛产业外贸进出口额达746亿元,同比增长148.5%,其中锂电材料进出口同比增长577%。“产业是外贸的源头活水。”商务厅相关负责人表示,随着能源体系变革的加速推进,四川绿色贸易将有巨大的增量空间。2 一个“绿色闭环”从生产、产品到产业,全方位推动工艺低碳化2022年底,四川出台绿色外贸循环经济产业园评定办法,并首次评选出成都经开区、宜宾临港经开区2个省级绿色外贸循环经济产业园。在龙泉驿区商务局对外经济服务科负责人看来,这无疑是对成都经开区内汽车产业生态的一次升级再造。一份清单,梳理出了成都经开区汽车产业链上的绿色“足迹”:国家绿色产品认证名单、低碳产品认证名单、国家级及省级低碳优势产业研发机构名单、省级以上绿色工厂认证企业名单……这些名单不仅覆盖了园区内的各个企业,甚至细化到了各企业内的绿色产品使用情况。从生产、产品到产业,共同形成了一个“绿色闭环”。“绿色贸易不单单要求产品原料和应用领域是低碳绿色的,生产工艺、生产过程也应当是清洁的。”徐长禹说,神龙汽车成都工厂也是被认证的绿色工厂,在冲压、焊装、涂装、总装等汽车四大工艺车间,防尘、降噪、节电、废气零排放等生产技术贯穿生产全过程。比如在冲压车间,高速自动冲压线噪音能够被控制在83分贝以下;在涂装车间,高污染类的传统涂料早已被替换为绿色环保涂料,同时通过技术革新来降低烘烤次数,节省天然气使用量等。“采用新工艺后,一辆车的涂装过程可以减少使用两台烘干炉,这相当于每个小时可节约用电1千瓦。”徐长禹介绍。不仅如此,为提高生产效率,降低物流带来的资源损耗,神龙工厂在建厂时就把汽车前后保险杠、汽车尾门等配套供应商的生产车间建在工厂旁,通过全自动化的悬链运输方式就能把配件运送到神龙工厂车间,大大节省了用车辆转运的油电消耗。锂电行业同样如此。天齐锂业射洪生产基地全面启动了碳盘查和产品碳足迹核查工作,加快清洁能源使用,全面淘汰原煤、精煤,采用水电等绿色电力生产方式。该基地代理总经理范永澜介绍,特别是射洪基地开展的锂渣固废综合利用项目,推动下游企业逐步使用固废资源化产品替代原生矿产,有效带动了产业链上下游协同开展“碳管理”,加大锂矿、锂渣资源的综合回收利用。射洪经开区内,天齐锂业下游的锂电正极材料生产企业四川富临新能源科技有限公司,通过自创的双层六列窑炉技术,将生产磷酸铁锂的单吨用电能耗从6000—8000度降低到3000—5000度。同时,这项技术还广泛应用到了射洪经开区的其他锂电生产企业中。“园区正着力打造绿色低碳产业,推动企业生产工艺绿色化、低碳化的同时,通过搭建绿色供应链信息管理平台等,带动上下游企业实行绿色伙伴式供应商管理,进一步加快推动绿色产业外贸集群发展。”射洪经开区党工委副书记何凯说。3 一条发展路径集成化建设,打造外贸新动能大力推动绿色贸易,四川已从“有什么”进入到“怎么干”的新阶段。“全国每100度水电就有28度出自四川,天然气(页岩气)年产量居全国第1位,凉山‘大风车’一年就能转出117亿度绿电……依靠这些,四川已是全国人均碳排放量最少的省份之一。”商务厅相关负责人表示。按照专业方式进行换算,同样的产品在四川生产,如果卖到欧洲,每万元产值可比在国内其他地方生产节省约292元碳成本。国际能源署预计,到2050年发达国家碳价将达到1500元以上,这意味着“四川造”每万元GDP可比国内其他地方节省600多元。优势,意味着更大的机遇。“过去,四川大力培育电子信息产业,支撑四川外贸顺利迈上万亿台阶。面向未来,四川明确提出依靠绿色低碳优势产业来塑造发展新优势,绿色低碳无疑是四川外贸新动能的关键,也最有希望与电子信息产业‘双核驱动’,共同支撑四川外贸再上新台阶。”上述负责人透露,这正是四川提出争创全国绿色贸易示范区的原因。去年,四川密集推出一系列举措:一方面,出台《2022年绿色低碳贸易工作方案》,围绕培育绿色外贸企业、建立绿色标准体系、深化国际合作等重点方面提出10条具体举措,进行系统性规划布局;另一方面,制定出台《四川省绿色外贸循环经济产业园评定办法》,鼓励各地以自贸试验区、国家级经开区、外贸转型基地等平台先行先试,综合利用节能、减排、固碳、碳汇等多种手段,实现平台内项目间、企业间、产业间的绿色闭环,打造出一批外贸低碳明星平台和主体。此外,在构建绿色贸易支持政策体系方面,我省还先后推动四川锂电材料产业纳入国家外贸提质增效示范项目,获得了专项支持;安排省级绿色低碳贸易资金,对绿色低碳优势产业外贸企业,在开展“碳足迹”国际认证、市场拓展、国际物流、外贸综合服务等方面给予专项支持等。“当下,我省正依托‘绿色低碳企业进出口联盟’,加快推进碳足迹全生命追踪体系等项目,通过对外贸产品碳足迹量化核算、供应链追溯、审核认证以及企业全供应链碳管理等,进一步提高四川外贸产品附加值和核心竞争力。”承担上述项目的成都海关技术中心相关负责人介绍。
  • 深圳先进院开发出新型高性能基因编码的环磷酸腺苷荧光探针
    近日,中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所生物医学光学与分子影像研究中心研究员储军课题组在《自然-通讯》(Nature Communications)上,发表了题为A high-performance genetically encoded fluorescent indicator for in vivo cAMP imaging的研究论文,报道了高性能基因编码的环磷酸腺苷(cAMP)荧光探针及其应用。cAMP是细胞内关键第二信使,可整合来自多种G蛋白偶联受体(GPCR)的信号,在学习与记忆、药物成瘾、运动控制、免疫、肿瘤、代谢等过程中发挥重要作用。活细胞和活体水平的cAMP分子浓度变化的高时空分辨率荧光成像是解析cAMP信号通路及其生物学功能的重要基础。因此,开发高灵敏的cAMP荧光探针成为研究复杂生物过程的关键。与非基因编码探针(染料和材料类)相比,基因编码探针具有低毒性、低背景、可遗传、可定位特定细胞亚结构或特定细胞等优点,在生命科学基础研究中具有优势。然而,现有的50多个基因编码的cAMP荧光探针或灵敏度低(荧光变化最大只有1.5倍),或荧光亮度较暗,较难监测活体中微弱的内源性cAMP变化,限制了生理和病理状态下cAMP分子调控机理和功能的研究。为了开发适用于活体检测的高灵敏度探针,研究人员将环化重排绿色荧光蛋白(cpGFP)插入细菌MlotiK1通道的cAMP结合结构域(mlCNBD)中。经过插入位点筛选、连接肽优化、荧光蛋白及感应模块优化,研究得到了具有高亮度、高灵敏度、合适亲和力和快响应速度等特征的高性能基因编码cAMP绿色荧光探针(G-Flamp1)。晶体结构显示G-Flamp1探针的连接肽具有独一无二的结构:其中一个连接肽是一个非常刚性的 β-strand 结构,这在其他晶体结构已知的环化重排荧光蛋白探针中是不存在的,为开发其他高性能探针提供了新思路和新方法。在体外实验中,结合/未结合cAMP的G-Flamp1有不同发色团环境。G-Flamp1在450 nm(单光子)或者900-920 nm(双光子)激发下,动态范围达最大,即ΔF/F0约为13。G-Flamp1与cAMP亲和力适中,其解离常数Kd值为2.17 μM。G-Flamp1可在亚秒时间分辨率上检测cAMP动态变化。在培养细胞中,该探针均匀分布在细胞质和细胞核中,本底荧光亮度介于同类探针cAMPr和Flamindo2之间。G-Flamp1探针在活细胞中的动态范围达到了12倍,是目前少数几个动态范围在10倍以上的荧光蛋白探针之一。同时,该探针具有良好的特异性和可逆性(图1)。研究人员将G-Flamp1探针应用在果蝇这一模式生物中。果蝇脑部蘑菇体(mushroom body)的Kenyon细胞中cAMP信号通路在气味相关的记忆中发挥关键作用。研究首先获取了Kenyon细胞中表达G-Flamp1探针的转基因果蝇,而后利用双光子成像发现,果蝇受到气味或电击刺激时,蘑菇体不同子区域呈现不一样的cAMP信号时空变化(图2),暗示不同子区域可能在联想性学习中起着相对独立的作用。为验证G-Flamp1探针在活体动物中检测cAMP 动态变化的实用性,研究人员利用腺相关病毒在小鼠运动皮层中共表达绿色G-Flamp1探针和红色jRGECO1a钙探针。活体双光子成像揭示了跑步运动中细胞特异性的cAMP信号,并与钙信号无明显相关性(图3)。这反映了小鼠运动时大脑皮层M1神经元反应的异质性。研究人员在小鼠大脑深部的伏隔核(NAc)脑区中表达G-Flamp1探针,并利用光纤记录听觉巴甫洛夫条件反射任务中该脑区cAMP信号的变化。结果表明随着训练的熟练,小鼠得到奖赏时cAMP信号幅度在降低,而听到相应声频信号时cAMP信号幅度在升高(图4);该特性与多巴胺信号类似,暗示多巴胺释放引起了cAMP信号。综上,G-Flamp1探针的高信噪比和高时间分辨率能够高灵敏检测到活体小鼠中内源性cAMP信号的动态变化。图1.G-Flamp1探针在体外和培养细胞内的表征图2.不同刺激下果蝇Kenyon细胞中cAMP信号的变化图3.运动过程中小鼠皮质神经元内cAMP信号的变化图4.巴甫洛夫条件反射任务中小鼠NAc脑区cAMP信号的变化该研究开发了一种适用于活体检测的cAMP荧光探针,并初步揭示了果蝇和小鼠等模式生物在特定行为过程中特定神经元的cAMP信号变化的规律,为进一步阐释cAMP信号的调控和功能奠定了基础。结合高内涵药物筛选平台,该探针将尝试应用于针对GPCR受体的药物筛选,以期发现更多的具有临床价值的GPCR药物。 研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助,并获得北京大学、中科院神经科学研究所、中山大学附属第五医院、美国堪萨斯州立大学、华中科技大学等的支持。
  • 水质分析仪器--在线磷酸根分析仪器 新品上市
    水是人类生存之源:工厂停水,生产不能进行;家庭缺少水源,生活处处受到限制;土地干旱,更体现了水的重要性。总之,离开了水,人类的生活会受到限制,但是随着工业水平提高,工厂废水以及日常生活污水等等不同程度的排放,使我国的江,河,湖,海等受到不同程度的污染,要想进行水质的治理,必须要掌握水中各参数的情况。水质监测是指对水中的化学物质,悬浮物,底泥和水生态系统进行统一的定时或不定时的检测工作。水质检测在维护水环境健康方面具有重要作用。古语有句话叫:工欲善其事,必先利其器。同理我们想治理好水质,就必须先检测出水中各参数的含量,如果想达到更好的效果,还需在线实时检测,这样才能保障治理出来的水质达标。我们得利特打造精品工程,专注水质检测技术。最近技术部最近研发了在线磷酸根分析仪。B2050在线磷酸根分析仪是在消化吸收国外技术、总结多年国内实践经验的基础上推出的新一代在线磷表,是的电子技术和可靠磷酸盐分析方法的完美结合。可以广泛地应用于火力发电厂、化工等部门,及时、准确地对水中的磷酸盐含量进行监测,保证机组安全、经济运行,尤其适合国内现场环境。下面是产品的具体介绍:技术参数测量范围: (0~5)mg/L或(0~20)mg/L或(0~50)mg/L(根据定货时的指定)仪器示值误差: ±2%F.S重 复 性:不大于1%测量周期:可编程设置1-99分钟,最短5分钟稳 定 性: 基线漂移:使用空白校准,空白漂移无影响。化学漂移:±1%F.S/24h(视试剂稳定性而异)样品条件: 流量:(150~300)mL/min温度:(5~50)℃压力:14 KPa水样允许固体成分:不大于5微米(不允许有胶状物出现)环境温度: (5~45)℃环境湿度: 不大于90%RH(无冷凝)试剂种类:1种试剂消耗:最多9升/30天(5分钟采样一次),测量周期越长试剂消耗越少。显 示:320×240点阵液晶,中文菜单隔离输出:(4~20)mA(隔离输出,每个通道一个)电 源:交流(85~265)V、频率(45~65)Hz功 率:60W外形尺寸:690×450×300(mm)高×长×深开孔尺寸:645mm×410mm重 量:22kg报 警:断样报警、上限报警、下限报警(各通道独立输出)报 警:断样报警、上限报警产品升级特点:1、先进的嵌入式单片机技术2、精巧结构、盘式安装、全铝框箱体,美观坚固、抗干扰能力强3、大屏幕点阵液晶,显示内容直观、丰富;4、可编程实现1~6通道切换5、可编程修改通道测量周期,有效节省试剂;6、抛弃蠕动泵和精密计量泵,采用恒压式加药原理,结构简单、计量精度高、免维护7、具有温度测量功能,可以根据温度进行测量数据补偿8、采用**光源和光电池,寿命长、漂移小、稳定、可靠9、具体黑匣子功能,可查询历史数据、运行记录、校准记录10、宽电压(85~265VAC)、宽频率(45~65 Hz),能够适应多条件需求
  • 赛恩思碳硫仪牵手磷酸铁锂企业七星光电
    近年来新能源产业发展迅猛,四川赛恩思仪器已与多家新能源企业开展合作。近日,又一台HCS-801型碳硫仪在一家磷酸铁锂厂家---攀枝花七星光电科技正式投入使用。我公司HCS-878和HCS-801两代产品服务于同一公司。攀枝花七星光电科技有限公司现已建成并投产5000吨/年磷酸铁锂生产线,为国内规模前列的磷酸铁锂生产线,占全国40%的市场份额,可向全球客户提供多规格碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂、金属锂、锂辉石及相关衍生产品。赛恩思HCS-801高频红外碳硫仪可检测产品的原料及成品的碳、硫含量,协助客户把关其产品质量。 碳、硫含量的差异会对磷酸铁锂材料本身的性能造成巨大的影响。利用高频红外碳硫仪对其进行碳、硫含量的测定是一种高效、便捷的方法。四川赛恩思HCS-801型高频红外碳硫仪测试数据准确,操作便捷,每小时可测量60个以上样品。四川赛恩思仪器有限公司诚邀全国各地经销商和使用方来函、洽谈咨询;欢迎有识之士加入四川赛恩思仪器有限公司。
  • EZ7300 ATP(三磷酸腺苷)在线分析仪在发电厂对优化杀菌剂加药方案的应用
    EZ7300 ATP(三磷酸腺苷)在线分析仪在发电厂对优化杀菌剂加药方案的应用哈希公司哈希EZ7300 ATP(三磷酸腺苷)在线分析仪是一个全自动化的微生物检测系统,符合国际认可的ASTM D4012-81标准方法。传统的用于评估饮用水和工业用水中的细菌安全的方法由于采样频率、菌种筛选和操作不当、污染等限制,通常需要较长的反应时间。等到分析结果出来了,水已经被使用了。哈希为现有的检测方法提供了一个替代方案。哈希EZ7300 ATP(三磷酸腺苷)在线分析仪使用生物荧光法来测量ATP的含量,从而获得快速且准确的结果。该在线分析仪可以自动进行采样、分析和数据处理,可在0-250 ng/mL ATP (或者 0-500 pM ATP)的范围内快速对水中微生物负荷进行反馈。影响电厂冷却塔杀菌剂投加方案的主要因素有两个。首先,是排放许可证的要求,会对投加药剂的速度或时间有要求,第二,需要根据水中的微生物负荷来制定投加药剂的方案,且该方案会根据水的来源和是否需要循环利用而不同。印第安纳州一个发电厂的操作员需要实时信息来优化杀菌剂加药方案。操作员需要这些数据来确定否间歇加药或连续加药(氯胺浓度较低)哪种加药方式更有效且更具成本效益。减少冷却水回路和冷却塔中的总微生物负荷,减少生物膜的形成以及大型冷却塔军团杆菌爆发的相关风险也是必要的。发电厂对哈希EZ7300 ATP(三磷酸腺苷)在线分析仪进行为期2个月的试验,清楚地证明了连续监测的优势,间歇使用杀菌剂的数据显示与不使用杀菌剂相比,间歇使用杀菌剂对ATP水平和微生物负荷有显著影响。在试验之后,工厂订购了一台仪表并对两路水流进行连续监测,从而优化杀菌剂的剂量并降低潜在风险。其姊妹电厂也订购了一台EZ7300用于监测供水系统的微生物负荷。END
  • 赛恩思碳硫仪助力紫金锂元磷酸铁锂项目
    近日,赛恩思HCS-808型高频红外碳硫仪在紫金锂元磷酸铁锂项目投入使用。紫金锂元是紫金矿业投产的磷酸铁锂生产线,项目一期规划产能为2万吨/年,建成后产品将主要用于新能源汽车和储能利电子电池的正极材料。磷酸铁锂中碳、硫含量的差异会对材料本身的性能造成巨大的影响。例如,当磷酸铁锂材料中碳含量低时,材料中Fe2+被氧化的比例大,会造成样品纯度降低,而且电子导电率低导致充电电阻过大;但当磷酸铁锂材料中碳含量太高时,影响材料的振实密度,致使材料的克容量低;当硫含量达到一定程度时,对磷酸铁锂的颗粒形貌、放电容量和循环性能的影响逐渐明显。因此磷酸铁锂中的碳、硫含量的测试是必须进行的。当前对磷酸铁锂材料碳硫含量测试的主要的方法就是采用碳硫分析仪。四川赛恩思高频红外碳硫分析仪能够准确、快速、简便地检测出磷酸铁锂材料中的碳、硫含量。公司设备在多家锂电材料企业服役,产品获得客户的好评。
  • 安徽客户实地参观得利特实验室台式磷酸根分析仪
    安徽几位客人来我公司主要是参观油品检测仪器的生产厂家。在参观完我们公司的生产车间和办公楼以后,给我们公司很高的评价,很希望能与我公司进行深一步的合作。通过我们面对面的交流,我公司发现安徽市场是比较成熟的市场,油品分析仪器目前在该地区应用的比较广泛,竞争也比较激烈。只有扎实的产品质里和良好的售后服务,才能在在上海市场取得—席之地。公司总经理为客户专业介绍了开口闪点测定仪和运动粘度测定仪。在友好的气氛中,会谈取得了很好的结果,我们双方都对将来的市场前景充满展望。 得利特公司整合石化科学研究院,中国计量科学研究院,北京铁道科学研究院,计量总站等油品方面、仪器方面、设备方的专家为技术班底,集思广益,推出系列精品润滑油分析检测仪器、燃料油分析检测仪器、润滑脂分析检测仪器等产品,得到用户的广泛赞誉。公司以雄厚的技术实力和客户就是上帝的宗旨为用户提供专业贴心的咨询培训服务,包括设备润滑咨询服务,设备润滑知识培训,润滑系统方案设计、实验室建设方案,第三方油品检测。确保客户解决设备润滑的相关问题!B1050磷酸根分析仪是一款智能型仪器,该仪器采用人性化设计,图形菜单,操作直观易懂,具有中英文可选,光源采用单色冷光源,测量准确可靠,可用于电厂、化工、冶金、环保、制药、生化、食品和自来水等溶液在实验室的测量与存储。仪器特点1、5.0寸彩色触摸屏,显示美观,控制简单2、图形化菜单简单易懂3、中英文语言可选,适应不同用户4、仪器可带自检功能,方便检测故障5、仪器有打印功能,可实时打印数据或打印存储数据6、仪器具备通讯功能,可将数据上传7、温度偏差提示功能,方便用户及时校准技术参数显 示: 480X272 彩色触摸屏;测量范围:0—20mg/L (大量程可选0-50)示值误差: ±2%F.S;分 辨 率: 0. 01 mg/L;重 复 性: ≤1%;水样温度:(5~60)℃;环境温度:(5~45)℃; 供电电源: AC220V 50Hz;功 率: <15W;外型尺寸:420×390mm×230mm;(主机)重 量:5kg;
  • 磷酸化蛋白,液体活检全新维度——访北美华人质谱学会主席陶纬国教授
    p    span style=" font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai " 回顾2017年,基于质谱的临床研究有一项突破性发现。普渡大学陶纬国教授团队在2017年3月20日的《美国国家科学院院刊》(PNAS)杂志上发表文章称,他们从人体血液中发现2400多种磷酸化蛋白。该发现首次证明了磷酸化蛋白可以作为基于液体活检的疾病标志物,能用于对癌症等重大疾病更早、更精准的非侵入性诊断,为 “液体活检”提供了全新的检测维度。近日,仪器信息网专访了陶纬国。 /span /p p style=" text-align: center " img title=" 1.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/a21a903c-0479-4776-9e2a-5b5c719f76fc.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 普渡大学 陶纬国教授 /strong /p p    span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 磷酸化蛋白突破性发现 /strong /span /p p   通过液体活检来诊断肿瘤和癌症等疾病一直是临床科学家关注的焦点,研究对象多集中在循环肿瘤细胞(CTC)和循环肿瘤DNA(ctDNA),但是二者都有局限性:由于CTC在血清中的浓度非常低,取少量血液对其检测难度很大 癌症有很多基因突变,而这些突变不一定会显现出来,因此基于ctDNA进行的液体活检的诊断结果只能预测患病的概率,并不能确诊。 /p p   蛋白质磷酸化是调节和控制蛋白质活力和功能的最基本,最普遍,也是最重要的机制,同时,与许多疾病的发生密切相关。在众多肿瘤致病机理中,当前学术界对蛋白质磷酸化机理的研究最为清楚,80%-90%的癌症都跟蛋白质磷酸化有关。因此,许多抗肿瘤药物的研制都着眼于磷酸化蛋白。理论上,磷酸化蛋白作为相关基因突变的表达,在临床上能够帮助医生做出更明确的诊断。但是,有关基于液体活检的磷酸化蛋白研究还很少。此前,有个别报道在血液中发现几十种磷酸化蛋白,均是高丰度蛋白,生物学意义不大。“原因就是磷酸化蛋白一旦从细胞进入血液中就被肝脏分泌的磷酸酶水解了。”陶纬国解释说,“所以虽然磷酸化蛋白跟癌症关系非常密切,但人们无法对其进行检测。” /p p   陶纬国团队是如何从人体血液中检测到大量磷酸化蛋白的呢?这要从三年前的一篇文献报道说起,当时陶纬国从这篇文章中了解到外泌体和微囊的结构,“当我看到类似于纳米微粒的外泌体、微囊结构时,我认为可能会有磷酸化蛋白被包裹在外泌体中,然后进入血液。如果真是这样,被外泌体包裹的磷酸化蛋白可能会避免被血液中的磷酸酶水解。”于是陶纬国团队对血液中的外泌体、微囊进行了超速离心分离、提取,然后用质谱进行检测。一周以后,实验结果让所有人都惊呆了,他们从中发现了几千个磷酸化蛋白。这个突破性的发现使得临床科学家们今后可以在1毫升血浆里找到几千个磷酸化的位点,并从中筛选出不同疾病的生物标志物。之后,陶纬国团队对乳腺癌病人血清中的磷酸化蛋白做了研究,发现乳腺癌病人体内的磷酸化蛋白与其病症密切相关。 /p p   那么,磷酸化蛋白液体活检何时能够应用临床呢?陶纬国回答说:“虽然现在还不好断言,但我认为3-5年内都有可能。”他进一步解释,随着质谱技术的显著提升,一些原来检测不到的生物标志物现在能够检测了,后面的工作主要是考察重复性有多好,假阳性有多低。 /p p   谈及未来的工作,陶纬国表示,一方面会继续做乳腺癌的磷酸化蛋白生物标志物确认的工作 另一方面也会做其他疾病磷酸化蛋白生物标志物找筛的工作,“还有很多其它疾病,比如阿尔茨海默病、帕金森综合征等,也都是蛋白磷酸化有关。” /p p    span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 质谱用于生物大分子检测的思考 /strong /span /p p   陶纬国教授做蛋白组学研究至今已有十几年,用到的研究工具主要是质谱。在攻读博士期间,陶纬国师从普渡大学著名质谱专家Graham Cooks教授。博士毕业后,陶纬国加入了西雅图系统生物研究所,在Leroy Hood教授(自动DNA测序仪发明人)和Ruedi Aebersold教授(著名蛋白质组学专家)课题组继续博士后研究。从那时起,陶纬国就开始了他的磷酸化蛋白质组学检测的研究,“重回普渡教书以后,我的工作基本上是围绕着怎么去提高磷酸化蛋白分析手段来开展的。质谱在我的工作扮演着中心角色,包括方法开发,蛋白生物标志物早筛,全靠质谱来做。”首先是早筛,用质谱(Orbitrap)筛选出相关的生物标志物(磷酸化蛋白) 然后对病人的样本进行检测,用统计学的方法对检测结果进行分类 最后,分析统计学上有意义的、跟病人相关的磷酸化蛋白。 /p p   在过去二三十年里,质谱在生物大分子检测方面有几个重要的技术突破。首先,80年代末90年代初, ESI和MALDI的出现,使质谱能够用于分析生物样品 第二,近十几年来,高分辨质谱的飞跃发展,大大提升生物大分子的分析效率。“我读博士后时(2002年),很多仪器还是低分辨的,生物样品还是挺难做的,做完一个磷酸化的蛋白,单是数据库检索就要三天,而且,相对来说,得到的数据假阳性高。现在的高分辨质谱解谱很容易,差不多半个小时就够了,假阳性也降低很多。”此外,陶纬国还说到,“UPLC与质谱的结合在技术上是很大的进步,使色谱的分离效率赶上了质谱的速度,现在一个小时能检测到几千个蛋白,非常快。” /p p   同时,陶纬国也指出了目前利用质谱来检测生物大分子的难点。第一,生物样品基体复杂。“像我们实验室做磷酸化蛋白,它本身丰度就很低,假如样本不经过任何分离的话,谱图上将会只能看到高丰度蛋白。”第二,质谱检测假阳性比较高。“其实还是需要统计学算法方面的开发,来解决假阳性率高的问题,这也是现在很多质谱开发者在做的工作。” /p p   现如今质谱产品更新迭代非常快,对于质谱工作者来说,是好,也是坏。“新产品的确扫描速度更快了,精度更高。但是,也给质谱工作者带来了不小的压力。特别是像我们这种使用高分辨大仪器的,没有那么多钱换来换去。可是如果你想要紧跟前沿,这些新仪器又十分必要。”陶纬国说,这是目前质谱工作者普遍面临的两难境地。 /p p    span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 整合临床大数据 /strong /span /p p   2017年,陶纬国作为海外高层次人才被东南大学引进回国。谈及回国的初衷,陶纬国表示,国内拥有更多、更丰富的病人样本,这是他选择回国的原因之一。此外,国内对于高分辨质谱等大型仪器的投入力度也更大,有助于前沿研究的开展。谈到选择东南大学的原因,陶纬国说到:“东南大学的生物医学工程学院有转化医学,有生物,然后又有工程,包括产业化,比较适合我。” /p p   现在国内,整合医学大数据来服务大健康的概念很热,“在全国,包括南京,都已经有相关工作在开展”。从临床检测这个角度来说,陶纬国希望找到办法来整合DNA检测,microRNA检测,磷酸化蛋白检测几个维度的数据,从而获得更为精准的临床诊断结果。“比如检测一个肿瘤,通过对DNA、mRNA、磷酸化蛋白、糖基检测多维度数据的不断积累,数据会越来越多,结合人工智能、计算机算法,检测结果会越来越精准。 我回来能赶上这个机会也是不容易。”陶纬国如是说到。 /p p   目前,医学大数据的采集方式主要为第二代、第三代测序。“但是,质谱也是很重要的一块儿。”陶纬国指出,“比如乳腺癌,基因突变仅仅代表一种患病的可能性,但是到底有没有癌症还是要通过蛋白检测来确定,所以用质谱来检测蛋白的存在、活性、功能,比基因层面更可靠。所以,质谱检测肯定会慢慢跟上来。” /p p   陶纬国在东南大学生物医学工程学院的新实验室是电子生物国家重点实验室。对于自己的工作重心,陶纬国表示,现在是过渡时期,未来会逐步将重心转至国内。“国内实验室刚刚开始,看起来前途光明。” /p p   span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong  热衷学界公益事务 出任CASMS主席 /strong /span /p p   作为质谱生物大分子检测方面的专家,陶纬国于2017年6月份当选北美华人质谱学会(CASMS)主席。该学会汇聚了众多顶尖的华人质谱学者,已经成为质谱学界重要的华人力量。在一年一度的“美国质谱年会(ASMS)”期间举行“北美华人质谱学术会议”已经成为CASMS的传统。据陶纬国介绍,CASMS已有二三十年的历史,目前注册人数在800人左右,覆盖了北美地区绝大部分优秀的华人质谱学者。ASMS每年参会人数6000-7000人,相当一部分是华人,中国面孔越来越多。“在美国,有很多华人学者做了非常出色的工作,但他们并没有获得相匹配的影响力和威望。” 陶纬国说,“我们学会的宗旨就是提升华人质谱学者在世界质谱领域的影响力。当然, 中国本身的国际地位的重要性是显而易见的。” /p p   CASMS的另一个宗旨是促进世界华人质谱界的互相交流。每两年召开一次的“世界华人质谱学术研讨会”是全世界华人的质谱盛会,汇聚了中国内地、台湾、香港、新加坡和北美地区的质谱学者,CASMS是该会议4个主办方之一。2016年,CASMS主办了第六届“世界华人质谱学术研讨会”,这是该会议首次在美国召开,恰逢该会议召开十周年。“我认为非常有意义,促进了两岸三地华人质谱学者的交流合作。我的亲身体会是通过这个会议结识了很多优秀学者,而在此前很多同仁相互间是不认识的。” /p p   未来,除了重要的线下会议组织工作,陶纬国希望通过加强线上日常交流,来使学会内部联系更为紧密。 /p p    span style=" font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai " strong 后记: /strong 临床质谱技术被认为是医学诊断的下一个“基因测序”,应用前景被普遍看好。质谱用于临床检验具有灵敏度高、特异性高、重现性好的优点,可在临床多个领域对传统诊断方法学进行替代。陶纬国教授团队的磷酸化蛋白研究进一步提升了临床质谱应用的含金量。基于该研究,临床科学家们将会找到更多可靠的疾病标志物,从而实现癌症等重大疾病的早期发现和精准诊断。 /span /p p style=" text-align: right " 采访编辑:李博 /p
  • 成果|利用氢氘交换质谱分析糖原磷酸化酶的瞬时态的结构动力学
    大家好,本周为大家介绍一篇发表在J. Am. Chem. Soc.上的文章,Transient Structural Dynamics of Glycogen Phosphorylase from Nonequilibrium Hydrogen/Deuterium-Exchange Mass Spectrometry,文章作者是英国埃克塞特大学的Jonathan J. Phillips。  变构调节指在蛋白质的正构位点上的变化通过蛋白质内部传递,最终影响到变构位点的结构,从而调整白质功能。理解蛋白质功能转换背后的特定结构动态变化对于分子生物学和药物发现领域至关重要。尽管变构现象自从提出以来已有广泛的研究,但是关于信号如何在蛋白质内部长距离传递的具体机制仍然不甚清楚。很大程度上是由于缺乏能够在时间和空间上高分辨率测量这些信号的生物物理方法。糖原磷酸化酶(glycogen phosphorylase,GlyP)是研究变构调节常用的标准蛋白,GlyP与II型糖尿病和转移性癌症的治疗密切相关。GlyP作为一种典型的变构酶,其活性受磷酸化修饰、多种天然配体和药物的调控。本文旨在通过开发和应用非平衡毫秒级氢/氘交换质谱(neHDX-MS)技术,来精确定位GlyP在变构激活和抑制期间的动态结构变化。这项技术能够提供蛋白质在毫秒时间尺度上的局部结构动态信息,有助于揭示变构调节过程中的瞬态结构特征,从而为理解蛋白质的动态行为和设计变构调节剂提供重要的结构信息。  作者首先确定了能够完全激活或抑制GlyP的条件。25 mM 的AMP能实现GlyPb的最大激活(图1A)。32 mM咖啡因足以完全抑制GlyPa(图1B)。并且观察到50ms内AMP和咖啡因能够达到最佳激活/抑制状态(图1C和1D)。  图1.糖原磷酸化酶b的变构激活和糖原磷酸化酶a的抑制。  随后作者通过neHDX-MS捕捉由AMP引起的GlyPb变构激活过程中的局部结构扰动。通过激活过渡态与未激活和激活状态之间的HDX差异,作者将这些肽段分成了七个类群。其中重点值得关注的类群是c、d(其他类群对应区域及趋势不在此详细介绍),因为他们的HDX行为与未激活和激活时的稳定态都有明显差异,这些局部区域的结构变化是过渡态的独特体现(图2A)。其中,c类群主要涵盖了tower helix区(图2B),说明该区域在从未激活到激活状态的过渡态中,表现出相较于前后二者皆较高的动态性。d类群涵盖活性位点,说明活性稳点结构在因结合发生了结构稳定化现象。为了从原子水平理解这些瞬态结构变化,研究人员使用了一种基于Energy Calculation and Dynamics(ENCAD)的方法,Climber,来模拟从非活性状态到活性状态转变过程中的过渡态内部作用变化。结果显示,tower helix在激活过程中经历了氢键先断裂后形成的变化,这与观察到的HDX增加相一致(图4A)。  图2.GlyPB中表现不同结构动力学行为的类群。  图3.局部区域HDX动力学。  图4.GlyP在活性和非活性状态之间的结构插值。  随后作者探讨了咖啡因如何通过变构抑制影响GlyPa的结构动态。同样作者也比较了抑制过渡态与未抑制和抑制状态之间的HDX差异,分成了七个类群。在这几组类群中,仅有m表现出较未抑制和抑制状态都较明显的氘代上升趋势(图2C、图3C&D)。m区域涵盖了tower helix区(图2D),说明该区域在未抑制状态到完全抑制状态的过渡阶段内,发生了局部去结构化现象。此外,在280s loop和250′ loop区域也表现出类似的瞬时去稳定化现象。结合AMP激活实验中的现象表明,尽管咖啡因和AMP作用于GlyP的不同位点,但它们都可能通过类似的变构路径(即tower helix的去稳定化)来引起GlyP的变构调节,从而实现对该蛋白功能的调控。同样在Climber分析中,可以观察到对应区域发生了氢键重排,与neHDX-MS结果呼应(图4B)。  本文讨论了GlyP的变构调节中间态涉及的局部结构动态变化,并通过毫秒级neHDX-MS揭示了这些变化。结果表明激活和抑制过渡态都涉及到tower helix的氢键断裂和局部结构重排,这是两个途径的共同特点。本研究的亮点在于开发了一种新的neHDX-MS方法,能够在毫秒时间尺度上观察蛋白质的变构结构动态。这种方法不仅对理解GlyP的变构机制具有重要意义,而且可以广泛应用于不同蛋白质的变构研究,为理解蛋白质的变构调节提供了新的视角和工具。  撰稿:罗宇翔  编辑:李惠琳  文章引用:Transient Structural Dynamics of Glycogen Phosphorylase from Nonequilibrium Hydrogen/Deuterium-Exchange Mass Spectrometry  参考文献  Kish, M. Ivory, D. P. Phillips, J. J., Transient Structural Dynamics of Glycogen Phosphorylase from Nonequilibrium Hydrogen/Deuterium-Exchange Mass Spectrometry. J. Am. Chem. Soc. 2023, 146 (1), 298-307.
  • 蜂蜜中链霉素和双氢链霉素的测定液相色谱-串联质谱法(BJS202103)解读
    链霉素和双氢链霉素(DHSTR)属于氨基糖苷类抗生素,对革兰氏阴性菌有明显的抗菌活性效果,可以预防和治疗多种动物疾病。由于链霉素和双氢链霉素能够有效地治疗蜜蜂的幼虫病,在养蜂行业应用普遍,但由于管理和使用的不科学,会造成蜂产品中该类物质的残留。长期食用链霉素和双氢链霉素超标的蜂产品,会对健康产生一定的危害,尤其是听觉神经。因此,国内和国际对蜂产品中链霉素、双氢链霉素的限量均有相关的规定。我国《绿色食品蜂产品》(NY/T 752-2012)中规定了蜂蜜中链霉素的最大残留限量为20μg/kg;英国食品标准署规定蜂蜜中链霉素的限量为50μg/kg;德国规定蜂蜜中链霉素的限量为20μg/kg。在山东省食品药品检验研究院组织的蜂蜜风险监测中,链霉素检出率较高。因此,建立蜂蜜中链霉素、双氢链霉素残留量的先进、高效、准确的检测方法,对保障公众的饮食健康具有重要意义。研制背景  原有蜂蜜中链霉素和双氢链霉素的检验标准有三项,这三个标准存在如下问题:(1)在流动相或提取剂中使用离子对试剂,离子对试剂的使用会污染色谱柱,且与质谱检测器不兼容,易造成离子源污染和信号抑制,甚至造成其他目标物无法检测;(2)净化方式均采用双柱串联,检测成本较高,步骤繁琐、耗时、检测效率低;(3)对花粉含量较高的蜂蜜,净化时易造成固相萃取柱的阻塞;(4)采用液相色谱法测定链霉素,需衍生化,重现性差,对同时含有链霉素和双氢链霉素的样品无法准确定量。因此,各检验机构无法利用原有方法进行蜂蜜中链霉素和双氢链霉素的检测。检验方法的不完善造成2018年-2021年,蜂产品的国家风险监测方案将链霉素和双氢链霉素两项目取消。方法简介  本方法适用于蜂蜜中链霉素和双氢链霉素的测定。方法采用含三氯乙酸的磷酸盐缓冲溶液提取试样中的链霉素和双氢链霉素,经离心和过滤后,HLB固相萃取柱净化,混合型两性离子键合的SIELC Obelisc R色谱柱分离,液相色谱-串联质谱仪进行检测,外标法定量。  本标准与原有检测标准相比,具有以下优势:(1)摒弃了离子对试剂,与质谱检测器更好地兼容;(2)突破常规的双柱串联固相萃取方式,采用单柱净化模式,提高了检测效率,节约了检验成本。技术要点  蜂蜜含有大量的果糖和葡萄糖,为了达到去除杂质的目的,需要在前处理过程中对目标物进行净化、富集。固相萃取因简单、快速、高效等特点被广泛应用于蜂蜜中链霉素和双氢链霉素的净化。HLB固相萃取柱在去除糖类、蛋白等杂质上有一定的优势,虽不能直接保留目标物,但是借助一定的提取溶剂,两种化合物均能得到很好地保留。  链霉素和双氢链霉素属于碱性化合物,易溶于水,难溶于甲醇、乙腈等有机溶剂,因此可采用缓冲液进行提取。链霉素和双氢链霉素极性大,文献多采用提取溶液中添加离子对试剂或三氯乙酸的方法,以增加两种目标物在固相萃取柱上的保留。若前处理过程中离子对试剂去除不彻底,对色谱柱和质谱检测器将会有一定程度的污染,因此,本标准选择添加三氯乙酸的方法。研究发现,含20 g/L三氯乙酸的缓冲液pH在6~7之间时,回收率较高且比较稳定,之后再增加溶液的pH,回收率逐渐下降。  在实际样品测定中,用2%TCA(pH 6.8)提取后,不同蜂蜜样品之间回收率差别较大,且回收率偏低。对提取后的样品处理液进行pH值测定,发现pH在3.5~6.2之间,这是引起回收率偏低的重要原因。蜂蜜样品含有多种有机酸,而提取液无缓冲能力,经提取后样品处理液的pH值会发生变化。为解决此问题,研究人员在提取液中加入10 mmol/L~50 mmol/L磷酸盐。研究结果表明,50mmol/L磷酸盐缓冲效果较好,样品处理液的pH值稳定在6.2~ 6.7。综合以上因素,50 mmol/L磷酸盐缓冲液(含20 g/L三氯乙酸,pH 6.8)作为最终的提取溶剂。  研究人员进一步对洗脱溶剂中甲酸的浓度和洗脱体积对链霉素和双氢链霉素回收率的影响进行了考察,甲酸-乙腈-水(2: 5:93,v/v/v)溶液1.0 mL为最佳洗脱条件。操作注意事项  蜂蜜在存放过程中很容易析出结晶,为保证分析结果的准确性和代表性,对无结晶的实验室样品,直接将其搅拌均匀;对有结晶的样品,检验前,在密闭情况下,置于不超过60℃的水浴中温热,振荡,待样品全部融化后搅匀,分出0.5 kg作为待测试样用于检验。  在标准溶液配制过程中还需注意,若采用非本标准中形式的标准物质,需进行分子量折算后再进行标准品称量;若经常使用,建议将标准储备液分装成小包装,每次将小包装解冻使用。此外,氨基糖苷类药物易与玻璃器皿发生吸附,实验过程中尽量使用塑料器皿;提取溶液的pH值将影响目标物在固相萃取柱上的保留效果,因此需采用pH计准确调节pH值至指定范围。  SIELC Obelisc R色谱柱是在硅胶表面修饰了羧酸类的官能团,醇类会酯化硅胶表面键合的羧酸,影响物质的保留时间与重现性,因此色谱柱使用过程不能接触甲醇。建议严格按照色谱柱使用说明进行色谱柱的活化与维护。方法应用  BJS 202103《蜂蜜中链霉素和双氢链霉素的测定液相色谱-串联质谱法》已于2021年1月发布实施,已列入2022年全国食品安全风险监测计划中,在全国范围内得到广泛应用。本方法的发布实施可以为企业和监管部门提供技术支持,对市场监管具有重要意义。□山东省食品药品检验研究院 薛 霞
  • “双碳”目标下,四川发文推进先进绿色低碳技术创新策源地建设
    近日,四川省科技厅印发《四川省建设先进绿色低碳技术创新策源地实施方案(2022-2025年)》(下称《方案》),以加强先进绿色低碳技术研发应用,强化“双碳”目标科技支撑。《方案》提出,到2025年,在清洁能源、晶硅光伏、动力电池、钒钛和存储等绿色低碳优势产业领域,突破重大关键技术200项以上,培育重点产品100项以上;创新平台体系不断完善,天府永兴实验室建设取得实质性进展,绿色低碳领域重点实验室、技术创新中心、产业创新中心、制造业创新中心、工程(技术)研究中心、企业技术中心等创新平台达到200家以上;创新型领军企业群体不断壮大,培育认定绿色低碳领域科技型中小企业1000家以上、高新技术企业500家以上。《方案》从技术攻关、平台建设、主体培育、成果转化、人才培育、金融支持、交流合作等方面提出了工作任务和政策措施:一是突破绿色低碳优势产业重大关键技术;二是建设高能级绿色低碳技术创新平台;三是培育壮大绿色低碳技术创新企业主体;四是促进绿色低碳技术成果转化与产业化;五是建强绿色低碳科技人才队伍;六是强化绿色低碳技术创新金融支持;七是扩大绿色低碳技术交流与合作。此外,《方案》从加强统筹协调、强化政策协同、强化监测评估、营造良好氛围4个方面明确了保障措施。《方案》全文如下:四川省建设先进绿色低碳技术创新策源地实施方案(2022-2025年)为深入贯彻习近平总书记关于绿色发展的重要论述精神,完整、准确、全面贯彻新发展理念,更好服务国家碳达峰、碳中和战略全局,充分发挥科技创新的支撑和引领作用,结合四川绿色低碳产业基础优势,加快把四川建设成为全国重要的先进绿色低碳技术创新策源地,特制定本实施方案。一、总体要求(一)指导思想。以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的二十大精神,认真落实省第十二次党代会精神,省委十一届八次、九次、十次全会决策部署,立足新发展阶段、贯彻新发展理念、融入新发展格局、推动高质量发展,聚焦清洁能源、晶硅光伏、动力电池、钒钛和存储等优势产业,以实施创新驱动发展战略、构建绿色低碳发展技术创新体系为主线,着力强化绿色低碳关键技术供给,完善创新平台体系,壮大创新型企业群体,增强绿色低碳优势产业发展新动能,为实现碳达峰、碳中和目标和绿色低碳发展提供有力的科技支撑。(二)基本原则。——服务国家战略,发挥四川优势。切实增强全国一盘棋意识,立足四川资源优势和产业基础,抢抓绿色低碳发展新机遇,实事求是、错位发展、循序渐进。——聚焦重点领域,推动创新引领。围绕绿色低碳优势产业链部署创新链,着力突破一批关键共性和前沿引领技术,强化关键核心技术供给和成果转化应用,支撑引领绿色低碳优势产业发展。——突出市场导向,集聚优势资源。充分发挥市场主体积极性,引导技术、平台、人才、资本等各类创新要素向绿色低碳领域集聚,加快构建市场导向的绿色低碳技术创新体系。——面向国际前沿,深化开放合作。大力提高区域合作和对外开放水平,加强与先进国家和地区政策沟通、技术交流、项目合作和人才培养,鼓励引进吸收再创新,提升四川绿色低碳优势产业影响力和竞争力。(三)主要目标。到2025年,在清洁能源、晶硅光伏、动力电池、钒钛和存储等绿色低碳优势产业领域,突破重大关键技术200项以上,培育重点产品100项以上;创新平台体系不断完善,天府永兴实验室建设取得实质性进展,绿色低碳领域重点实验室、技术创新中心、产业创新中心、制造业创新中心、工程(技术)研究中心、企业技术中心等创新平台达到200家以上;创新型领军企业群体不断壮大,培育认定绿色低碳领域科技型中小企业1000家以上、高新技术企业500家以上;全省绿色低碳技术创新能力不断增强,形成持续稳定的科技供给,基本建成市场导向的绿色低碳技术创新体系,绿色低碳技术创新策源地建设初见成效。二、突破绿色低碳优势产业重大关键技术聚焦绿色低碳优势产业发展新需求,加强钒钛、稀土、锂电、晶硅等新材料基础研究和应用基础研究。制定清洁能源、晶硅光伏、动力电池、钒钛和存储5个绿色低碳优势产业技术攻关路线图,实施省级重大科技专项和重点研发计划项目,突破一批“卡脖子”技术和关键共性技术,促进集成创新和引进消化吸收再创新。加强水风核电、天然气领域前沿技术研究,引领清洁能源装备产业发展方向。加强氢能、地热、生物质、储能、智能电网与综合能源系统领域关键技术攻关,塑造产业技术竞争新优势。加强硅料加工工艺、电池组件及材料、光电转化效率等晶硅光伏领域技术攻关,支撑打造完备领先的晶硅光伏产业链。加强锂矿资源勘探、关键材料开发、安全监测及回收利用等技术攻关,支撑构筑动力电池产业链集群发展。加强选冶分离、高端材料、特种钢材等钒钛领域技术攻关,支撑我省建成世界级钒钛产业基地。加强低功耗存储设备和软件开发、数据中心绿色运营技术等存储领域技术攻关,支撑打造具有全球影响力的“存储谷”。推动新兴技术与绿色低碳产业深度融合,开展人工智能、大数据、能源互联网、工业互联网、超算中心等关键核心技术攻关与应用示范,支撑产业数字赋能。(责任单位:科技厅,省发展改革委、经济和信息化厅、自然资源厅、生态环境厅、农业农村厅、省市场监管局。列在首位的为牵头单位,下同)专栏1 重大关键技术攻关水电领域。重点突破支撑新型电力系统的流域梯级水电站调度决策与综合管理、大型发电装备的数字化制造与绿色制造、高水头大型冲击式水轮机、水电工程智慧建造和管理等关键核心技术。风电领域。重点突破风电机组多灾耦合效应分析、大功率海上/陆上风机整机自主化设计制造、大兆瓦机组超长柔性叶片轻量化设计与绿色回收、低风速陆上及深远海大型风电机研发、风电塔支撑结构与风电机组整机仿真、风电场智慧运维等关键核心技术。核能领域。重点突破先进反应堆堆芯设计、铅铋堆关键设备设计制造、仪控关键系统自主化研制、小型化移动核电用高效紧凑型微通道换热器研制、三代核电性能提升、新一代燃料组件研制等关键核心技术。天然气领域。重点突破复杂构造区非常规天然气富集高产区选址勘探、复杂地质条件下致密储层工程地质环境监测、中浅层致密气和深层页岩气地质工程一体化开发、天然气智能安全高效钻井、天然气开采污染物处理、天然气压力能综合利用等关键核心技术。氢能领域。重点突破阴离子交换膜电解水与高矿化度盐水电解制氢、高温固体氧化物燃料电池发电及其非道路车辆应用、常温常压有机液态载体储氢、大功率氢燃料内燃机与氢燃料电池推进系统研制等关键核心技术。地热领域。重点突破高原地区高温地热资源勘探、盆地油气与中低温地热资源一体化勘探、深部高温地热资源评价、井下高效换热、油气废井地热综合利用、中低温发电机组、地源高温热泵机组能量高效管理等关键核心技术。生物质领域。重点突破生物燃气高效生产及高值化利用、生物质定向转化高效生产液态生物燃料、生物质固态燃料供热与发电、秸秆基固-液-气生物质能多联产、乡村清洁能源多能互补利用等关键核心技术。储能领域。重点突破低成本铅炭电池制备、高安全低成本长寿命锂离子电池制备、全寿命周期储能电池安全管理、大容量长时储能器件系统集成与高效能量管理、抽蓄电站/机组示范、高原规模化光储示范、光储电站智能运维等关键核心技术。智能电网与综合能源系统领域。重点突破能源互联网、新型大容量柔性输电及其装备、新型电力系统运行与协同控制、多能源主体供需互动、分布式能源低压柔性并网、电力市场需求响应与虚拟电厂、碳监测/追溯和绿电认证、电力防灾减灾智能化成套装置设计制造、交通与电力融合等关键核心技术。晶硅光伏领域。重点突破高纯N型单晶硅料和硅棒制备、低能耗多晶硅生产工艺、超高纯原料氢气制备、多晶硅生产系统氯资源回收利用、大尺寸超薄硅片切割装备、金刚线及切割工艺、高效N型硅异质结太阳电池产业化、高效N型硅钝化太阳电池、高效N型电池的组件封装、光伏产业辅助材料国产化等关键核心技术。动力电池领域。重点突破锂资源高效利用、矿石和卤水提锂、高性能磷酸铁锂制备、高镍三元正极材料制备、长寿命硬碳负极材料制备、高比能量硅基负极材料研发、新型动力电池制备、固态及全固态电解质材料研发、动力电池全生命周期智能监管、退役电池安全高效处理、有价元素和电解液低成本高效回收等关键核心技术。钒钛领域。重点突破高钛型高炉渣综合利用、钒钛磁铁矿低碳冶炼、高纯金属钒制备、核聚变用钒基合金材料制备、钒氧化物电极材料制备、高性能钒电解液储能介质研制、航空级海绵钛制备、航空及舰船用钛合金材料制备、高端航空轴承钢、钒钛功能材料、新一代超高强钢、高性能钛合金粉末制备等关键核心技术。存储领域。重点突破自主可控储存介质及芯片、数据安全与保障、储存系统能源循环、高速低功耗存储介质、磁储存介质、存储介质生命周期预测、高性能光储存、储存网络数据安全、存算智测一体化、网存融合加速、全域数据流动调度、存储访问控制及多级鉴权、数据中心绿色运营等关键核心技术。三、建设高能级绿色低碳技术创新平台依托成渝综合性科学中心、西部(成都)科学城、中国(绵阳)科技城高端创新资源,坚持聚焦关键、分类指导、开放共享、协同创新的原则,着力建设一批引领型创新平台。推动天府永兴实验室高水平实体化运行。完善协同创新体系,推动相关重点实验室、技术创新中心、产业创新中心、制造业创新中心、工程(技术)研究中心、企业技术中心等协同攻关。围绕天然气(页岩气)、光伏、清洁能源装备、氢能等领域,高水平建设一批新型产业技术研发机构,打通“研发—工程化—产业化”创新链条。强化与省内外领军企业的技术创新协作,支持领军企业联合行业创新资源牵头组建绿色低碳技术创新联合体和绿色低碳优势产业联盟,协同开展关键核心技术攻关。支持国省级高新区探索跨区域合作发展利益分享机制,支持共建以绿色低碳优势产业为特色的“飞地园区”。(责任单位:科技厅,省发展改革委、经济和信息化厅)专栏2 科技创新平台建设加快建设天府永兴实验室。以“碳中和+”为核心,聚焦解决碳中和领域“卡脖子”问题,围绕零碳能源、资源碳中和、地热及碳汇3大研究方向,布局零碳能源系统、高分子低碳循环、地热资源开发等8个前沿研究中心,组织开展重大科学问题研究和关键核心技术攻关。加快建设碳中和技术创新中心。瞄准四川省新兴产业培育与传统产业转型升级的重大需求,突破“碳减排”“碳零排”“碳负排”关键核心技术瓶颈,为全国实现碳中和目标提供技术支撑。加快建设一批新型产业技术研发机构。围绕天然气(页岩气)、光伏、清洁能源装备、动力电池、氢能等领域高水平建设一批新型产业技术研发机构。到2025年,新增10个新型产业技术研发机构。组建一批创新联合体。聚焦氢能、动力电池、清洁能源装备、钒钛等绿色低碳优势产业领域,支持领军企业联合行业创新资源牵头组建绿色低碳技术创新联合体,协同开展关键技术攻关。四、培育壮大绿色低碳技术创新企业主体推进绿色低碳企业加大研发投入,享受研发投入后补助、研发费用加计扣除等政策,激发创新活力,不断提升自主创新能力。培育壮大绿色低碳企业群体,制定出台《创新型企业主体培育行动计划》,实施创新型龙头企业“顶天立地”计划、高新技术企业“扩容倍增”计划、科技型中小企业“铺天盖地”计划,壮大具有核心竞争力的绿色低碳产业链领航企业,培育制造业单项冠军企业和专精特新“小巨人”企业,支持培育绿色低碳优势产业领域省属国有龙头企业,构建绿色低碳创新企业梯度培育体系。鼓励科技企业孵化器、众创空间及大学科技园等孵化载体加大孵化和引入绿色低碳科技企业力度,不断扩大绿色低碳企业群体。研究制定绿色技术创新企业认定标准规范,开展绿色技术创新企业认定。支持绿色技术创新企业牵头承担国省重大科技任务,加强绿色低碳产业技术攻关,带动高新技术企业、科技型中小企业等群体协同创新发展,推动绿色低碳优势产业的科技企业成链集聚,加快形成企业主导研发创新的发展格局。(责任单位:科技厅,省发展改革委、经济和信息化厅、省国资委、四川省税务局)专栏3 创新型企业培育实施创新型龙头企业顶天立地计划。以国家高新技术企业为重点,在绿色低碳领域遴选10家左右核心竞争力强、行业带动性大、综合实力和创新能力在全国知名、全省有影响力的创新型龙头企业。实施高新技术企业扩容倍增计划。落实研发投入后补助等政策,制定《四川省绿色低碳优势产业高新技术企业奖励实施细则》,对绿色低碳优势产业领域新认定的国家高新技术企业给予支持。到2025年,绿色低碳领域高新技术企业达到500家以上。实施科技型中小企业铺天盖地计划。支持企业参加双创活动周、创新创业大赛、创新挑战赛等活动,挖掘一批绿色低碳优势企业。到2025年,绿色低碳领域科技型中小企业达到1000家以上。推进孵化载体建设。加强科技型企业孵化培育,鼓励科技企业孵化器、众创空间及大学科技园等孵化载体孵化或引入绿色低碳领域科技企业,以此作为年度绩效评价加分项。五、促进绿色低碳技术成果转化与产业化加强科技供需对接,完善绿色低碳技术转移服务体系。加大对绿色低碳领域重大科技成果转化示范项目支持力度,实施绿色低碳技术创新成果转移转化示范项目。深化职务科技成果权属改革,开展职务科技成果转化前非资产化管理改革试点。发挥跨高校院所新型中试研发平台作用,按照“先中试、后孵化”模式支持绿色低碳领域科技成果中试熟化。加大绿色低碳创新产品推广力度,对重大、重点创新产品分别给予不超过100万元、50万元后补助支持。制定发布省级绿色低碳技术推广目录,积极利用首台(套)重大技术装备政策支持绿色低碳技术应用。在国家技术转移西南中心设立绿色低碳专栏,完善覆盖产权界定、评价评估、流转交易的全链条技术市场服务体系,推进绿色低碳技术市场规范有序发展。(责任单位:科技厅,省发展改革委、经济和信息化厅、教育厅、财政厅、省市场监管局)六、建强绿色低碳科技人才队伍坚持把人才作为战略资源,深入对接国家和省级重大人才计划,在“天府峨眉计划”“天府青城计划”增设绿色低碳产业人才专项。优化四川科技英才培养计划、四川高端引智计划实施机制,大力培养引进绿色低碳领域科技领军人才、青年科技人才和高水平创新团队。编制发布四川省绿色低碳优势产业急需紧缺人才目录。鼓励在川高校院所围绕绿色低碳产业高质量发展需要,设立绿色低碳产业、碳中和相关学科和专业,建设碳中和未来技术学院和示范性能源学院,培养一批高层次研究型人才和复合型应用型青年人才。鼓励和引导企业根据发展需要制定人才计划,通过市场化手段引进绿色低碳领域科技人才和高技能人才,提高企业高层次科技人才的比重。(责任单位:省委组织部,省发展改革委、经济和信息化厅、教育厅、科技厅、人力资源社会保障厅)七、强化绿色低碳技术创新金融支持加强金融赋能科技创新,整合金融资源,强化财政金融互动,进一步打通科技金融融合通道,支持绿色低碳企业技术创新和项目融资。大力发展绿色信贷、绿色债券、绿色保险、绿色基金。引导银行等金融机构合理确定绿色低碳企业贷款门槛,为绿色低碳产业项目提供长期限、低成本资金。支持符合条件的绿色低碳优势产业上市融资、发行债券。探索发展绿色保险,发挥保险费率调节机制作用,鼓励保险公司开发支持绿色技术创新和绿色产品应用的保险产品。设立绿色低碳产业发展引导基金,引导撬动社会资本加大对绿色低碳优势产业投入。大力实施“天府科创贷”,做大放贷规模,强化对绿色低碳科技型企业的支持。引导创新创业基金、成果转化基金、院士基金倾斜支持绿色低碳领域的科技企业,围绕绿色低碳领域投资一批重大技术研发和创新产品研制项目。鼓励有条件的园区、平台、企业与政府共同设立科技计划,支持绿色低碳优势产业技术攻关。(责任单位:省地方金融监管局,科技厅、财政厅、省市场监管局、四川省税务局、人行成都分行、四川银保监局、四川证监局)八、扩大绿色低碳技术交流与合作主动融入全球创新网络,在绿色低碳领域更高层次参与国内、国际创新合作,构建更加灵活的开放合作模式。积极参与绿色“一带一路”建设,深化国际产能合作,大力推动我省清洁能源装备、技术、服务“走出去”,持续提高我省绿色低碳优势产业的影响力和竞争力。依托西部陆海新通道和中欧班列,深化绿色技术、绿色装备、绿色服务、绿色基础设施等方面交流合作,推动建设国家绿色外贸示范区,加快建设国际产能合作示范省。以成渝地区双城经济圈建设为引领,全面加强与重庆市在清洁能源装备、页岩气勘探开发等领域的创新合作,推动绿色低碳产业协同发展。加强与京津冀、长三角、粤港澳大湾区等区域绿色低碳优势产业创新合作,引进吸收消化再创新绿色低碳先进技术成果,推动相关成果在川落地转化。(责任单位:省经济合作局,省委外办、省发展改革委、经济和信息化厅、科技厅)九、保障措施(一)加强统筹协调。科技厅、省发展改革委、经济和信息化厅等部门加强协同配合,形成工作合力,强化统筹协调和督促指导。各市(州)、各部门要结合工作实际,加强组织领导,完善工作机制,持续加大对绿色低碳优势产业技术创新的支持力度。(责任单位:科技厅,省发展改革委、经济和信息化厅)(二)强化政策协同。加强绿色低碳政策解读,落实绿色低碳优势产业各项支持措施。及时修订或废止有违创新规律、阻碍新产业和新业态发展的政策条款。强化政策协同,形成目标一致、协作配合的政策合力,最大限度发挥各种支持政策的叠加效应。(责任单位:科技厅,省发展改革委、经济和信息化厅)(三)强化监测评估。完善绿色低碳优势产业统计监测长效机制,健全科学规范、具有可操作性的统计监测制度和指标体系,加强动态监测,及时掌握全省绿色低碳优势产业发展情况,助力省委、省政府准确研判和科学决策,支撑绿色低碳优势产业持续健康发展。(责任单位:省统计局,科技厅、省发展改革委、经济和信息化厅)(四)营造良好氛围。加大宣传力度,强化舆论引导和阵地建设,及时总结绿色低碳产业创新的先进经验和典型做法,积极宣扬并适时复制推广。遵循科技创新客观规律,营造包容创新的良好环境,鼓励探索绿色低碳新技术,支持前瞻布局绿色低碳技术创新资源。(责任单位:科技厅,省委宣传部、省发展改革委、经济和信息化厅)
  • 宗伟健:新一代微型双光子荧光显微镜(多图)
    p   从石器时代原始部落的祭师对灵魂的崇拜,到中世纪后期哲人对大脑意识的产生溯源,到近代解刨学家发现井然有序的大脑功能分区,再到20世纪初Santiago Cajal得到了人类第一张清晰的大脑皮层神经元的照片,直至现在神经学家通过电生理,电子显微镜,光学显微镜等手段,在亚细胞,分子,基因水平对大脑的结构和功能进行研究,神经科学(neurosciences)这一门古老的学科,直至今日,仍然是全世界投入最大,最活跃的科学研究领域之一。 /p p   限制科学家去理解和探索大脑的最主要因素是技术。每一次神经领域的重大突破,都是以技术的一次次革命与飞跃作为基础随之而来。19世纪末高尔基染色和尼斯染色技术的发明,使得单个神经元的结构得意完整清晰的呈现,并由现代神经学之父圣地亚哥· 拉蒙· 卡哈尔(Santiago Ramon y Cajal,1852-1934)总结并开创了神经元理论,至今仍是现代神经科学的基础。计算机体层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)、经颅多普勒(TCD)、单光子发射计算机断层(SPECT)、正电子发射断层扫描(PET)等无创性影像学技术的发展,使得人类对大脑整体水平结构和功能的认识不断提高,并且对于大脑创伤和疾病的治疗提供了有利的参考工具。在实验神经科学领域,以模式动物作为研究对象,避免了把人作为研究对象在有创,改造等伦理方面的限制,使得更多的技术手段得以大显身手。其中包括电生理学方面,脑电图(EEG),多电极记录(MER),膜片钳技术(patch clamp)等技术的发明和有效使用,得以使科学家在亚微米空间尺度(单个神经突触连接),亚毫秒时间尺度(单次神经冲动电位)对神经元的功能进行研究。而最令人激动人心的是,近几年来蓬勃发展的光学显微成像技术,给实验神经科学带来了很多前所未有的思路和成果。2008年钱永健等人由于荧光蛋白(GFP,绿色荧光蛋白)的发现和使用,获得了诺贝尔化学奖,是对荧光成像技术的一次巨大肯定和推动。光学成像本身具有高分辨率、高通量(高速)、非侵入、非毒性等特点,再与荧光蛋白以及荧光染料等标记物在细胞中的定位与表达技术相结合,使得科学家可以特异性的分辨生物体乃至细胞内部不同结构与成分,并且能够在生命体和细胞仍具有活性的状态下(活体状态)对其功能进行动态观察。这就使得荧光成像技术成为了无可替代的,生物学家现今最为重要的技术手段之一。而随着近些年来各种新型的显微技术的出现,共聚焦显微镜(confocal microscopy),相干拉曼成像(CARS),超分辨率显微技术(super-resolution microscopy),光片显微技术(lightsheet microscopy)等使得荧光显微镜的分辨率,速度,成像深度等进一步提高。 /p p   对于荧光成像技术在神经科学中应用,离不开双光子荧光显微镜(Two-photon Microscopy,简称TPM)1。目前,大多数细胞生物学,生理学研究主要还是在离体培养的细胞体系中研究。然而与细胞生物学研究有所不同的是,大脑的功能研究的整体性和原位性显得更加关键:仅研究分离的神经元无法解释神经系统的功能和规律。换句话说,必须要求神经元处在其正常生存的大脑环境中才能使其正常运转。然而,大脑是一个高度复杂的器官。即使是小鼠的大脑皮层也有将近1mm的厚度,海马,丘脑等深脑区核团更是深达3-5mm2,而且并不透明,充满了数以亿计的神经元胞体和突触,此外还有丰富的血管,粘膜(脑膜),最外层还有厚厚的颅骨和头皮包裹。使用包括共聚焦显微镜在内的传统的荧光显微镜,由于被观测的信号会受到样本组织的散射和吸收,根本无法穿透如此深的组织进行成像。而双光子显微镜的发明,则为此类研究带来了希望。双光子显微镜特有的非线性光学特性,再加上其工作波长处在红外区域等特点,令其在生物体组织内的穿透深度大大提高3,使得双光子显微镜成为神经科学家进行活体神经成像最理想的工具。神经动作电位(action potential)本身很难被光学信号捕获,但是动作电位产生的去极化会引起神经元Ca2+浓度的变化(钙内流现象)。科学家已经开发出多种Ca离子浓度的荧光探针,进而通过这种钙离子浓度的变化引起的荧光信号的变化来反映出神经活动。于是,双光子显微镜与在体的神经元Ca离子浓度指示剂标记技术相结合,碰撞出了耀眼的火花: 使得人们可以研究处于生理状态时的动物大脑内的神经元活动4。 /p p   大脑的最重要功能是对生物体的行为活动进行调控,而反过来,最能反应大脑工作状态的同样是生物体的行为活动。所以说,为了了解大脑,研究者不仅要求在体状态下对神经元进行高分辨率观测,而且也希望生物体在被观测的阶段里,能够进行正常的行为活动。所以,在成像技术不断地提高分辨率和速度等性能的同时,科学家们也在积极开改进和革这些成像技术手段,使其进行成像时尽可能小的限制被观测对象的行为活动,以求得到最接近生理状态下的数据。但是这一目标始终存在诸多的技术瓶颈: 以啮齿类动物(大鼠或小鼠)神经元的双光子钙成像为例。早些年由于动物身体运动产生的晃动剧烈,而当时双光子显微镜成像速度又很低,所以科学家只能在麻醉状态下对头部固定的动物进行成像。后来随着成像速度的提高,并且对开颅手术技术的很大改进,使得科学家可以在清醒状态下对动物的神经活动进行观察(仍然需要头部固定)。近些年来,随着基因改造技术的突飞猛进,通过病毒转染和转基因技术,在神经元内源性表达“基因编码类钙指示剂(genetically encoded calcium indicator, 简称GECI)”成为神经元钙成像的大趋势4。这种由神经元自身产生钙指示剂的方法与之前的钙染料技术相比有着巨大的优势: 信噪比提升了一个数量级 对神经元特异性好,可以区分不同的神经元类型 并且可以在大脑神经元内持续表达数月(病毒转染)甚至整个生命历程(转基因动物)。于是,大概10年前开始,科学家就开始利用双光子成像结合GECI技术对神经元的活动和结构变化进行长期的观测和追踪,从而对记忆的形成,神经元病变等问题有了更深入的认识。其中,现在性能最好,使用最为广泛的GECI为绿色荧光钙调蛋白Gcamp家族4。目前已经改进到第六代,Gcamp6f,Gcamp6f已经成为神经成像里最受欢迎的指示剂之一。目前科学家最流行的对小动物行为过程中大脑活动进行成像的方法,是将虚拟现实与双光子成像相结合,在动物头部被固定的情况下,在其眼前制造影像,让动物认为自己处在”真实“的环境之中5。通过小鼠四肢在类似跑步机或者鼠标滚球上的运动来模拟其真实活动。以求达到研究神经元在动物行为中所起到的作用(如图1)。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/e167bfbc-be4e-4b26-aa38-6f15b1fdca08.jpg" title=" 1.png" width=" 600" height=" 429" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 429px " / /p p style=" text-align: center " 图1 双光子成像结合虚拟现实场景,对头部固定,身体活动的动物进行研究。图片来自 sup 5 /sup /p p   然而,这种虚拟现实加头部固定成像的方法,已经遭到许多科学家的质疑。人们认为,头部固定的动物在实验期间一直处在物理约束和情绪压力下,因此无法证明神经元对外界的响应在虚拟现实和自由探索下是等价的。更重要的是,许多社会行为,比如亲子护理,交配和战斗,都不能用头部固定的实验来研究。如何在动物自由活动的时候,直接对其神经元进行成像,是神经科学家还未能得到解决终极的诉求。 /p p   一个理想的解决方案是开发微型荧光显微镜直接固定在自由活动的动物身上,让动物“带着显微镜跑”6。这种尝试大概从20年前开始。起初,科学家只是将一根或几根光纤插到小鼠头上,用以激光导入和荧光信号采集。然而,这种方式而只是记录某个区域内信号的总和,不具有空间分辨率,算不上真正意义上的成像。在最近的十几年里,由于光学,电子,材料技术的发展,人们开始尝试研制真正意义上的微型显微镜。其中,微型单光子宽场显微镜(miniature wide-field microscope),由于其原理与结构相对简单,是目前人们主要尝试研制的微型显微镜技术。例如由Ghosh及其同事开发的显微镜,通过将小型LED光源,微型CCD和自聚焦透镜整合到一个小于25px3的框架之中,研制出了一个重量为1.9g的微型宽场显微镜。该技术被用于研究大脑海马区place cell等与记忆和本能相关的实验当中7。然而,宽场成像方式由于不能很好的对离焦区域的背景信号进行过滤,并且对光的散射敏感,所以其无法达到细胞分辨率。更难以对更精细的诸如树突,轴突,树突棘等结构进行观察。所以一直难以达到神经科学家满意。 /p p   于是,从大概15年前开始,世界上一些研究和开发双光子成像技术的研究组开始尝试将双光子显微镜这种在神经成像领域已经获得广泛应用的技术进行微型。然而,目前只有为数不多的几个课题组报道了他们在微型双光子显微镜研制方面的进展: 在2001年,Denk等的工作被认为是研制微型双光子显微镜的第一步8。然而,它仍然太过“巨大”(长7.5厘米,重25克),而且成像速度很慢(2 Hz 128x128的尺寸下速度为2 Hz, 512x512的尺寸下为0.5 Hz,如图2a)。之后,其他一些课题组相继报道了不同的微型双光子系统。 Helmchen课题组在2008年报道了他们的微型双光子系统,仅重0.9克9。它实现了512X512幅面下的8 fps的成像速度速度,并展示了利用该系统实现的大鼠在体钙成像信号。然而,从展示的效果来看,其空间分辨率极低,而且并没有实现真正的自由运动下的成像(如图2b)。Mark Schnitzler课题组在2009年也发表了他们的微型双光子系统10。他们的系统首次使用了微机电扫描镜(MEMS)来进行扫描,并将Z聚焦模块集成在了探头之中(如图2c)。但是扫描频率仍然很低(400x135约为4Hz) 空间分辨率也远远达不到要求(横向1.29 μm,轴向10.3 μm)。这些方面限制了其在神经元细胞核亚细胞水平成像中的应用。 Kerr课题组在2009年展示了它们的系统11,跟之前的微型双光子显微镜相比较,由于应用了微型透镜组构成的微型物镜(NA达到了0.9),这套系统的空间分辨率更高。然而,这套探头的重量也随之提高(5.5g)。此外,由于其仍然使用振动光纤的方式来进行扫描,所以其成像速度仍然比较慢。(对于64x64为10.9Hz,对于理论上的512x512为1.25Hz)(如图2d)。此外,还有一个之前所有的微型双光子系统都没有解决的问题。由于微型双光子显微镜一般需要利用光纤将飞秒激光导入到探头之中,而光纤由于存在诸如色散、截至模式、导通带宽等一系列限制,所以某一款光纤一般只允许一定带宽(一般为几十纳米)和特定中心波长的光传播。那就需要在制作微型显微镜的时候,结合使用的荧光指示剂所需要的激光波长对光纤进行选择。但是,目前商业化的,可以用来进行飞秒光传输的空心光子晶体光纤(hollow-core Photonic Crystal Fiber, HC-PCF)种类非常有限。例如,全球最大的光子晶体光纤生产商NKT公司仅提供中心波长为800nm,1030nm,1300nm和1550nm的HC-PCF。所有现有的微型双光子显微成像系统都是基于这几款光纤所限定的中心波长进行开发的。但是很遗憾的是,本文上述所提到的目前最广泛使用的GcamP指示剂需要920 nm的激光进行激发。所以先前的所有微型双光子都不能对Gcamp进行有效的成像。这限制了微型双光子显微镜的发展。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/4c1d7c1d-53eb-4a41-96d0-98ecb5ebda8d.jpg" title=" 2.png" / /p p style=" text-align: center " 图2 微型双光子发展史上的几个典型工作。a、b、c、d分别选自参考文献 sup 8、9、10 /sup 和 sup 11 /sup /p p   之所以这些早期的微型化双光子显微镜都无法得到真正的使用和推广,其原因在于,若要制造出具有实用价值的微型双光子显微镜,比研制单光子微型显微镜复杂和困难的多得多。微型双光子显微镜需要需要解决如下几个关键技术难题: /p p   1 如何将飞秒激光有效的导入微型显微镜 /p p   2 如何在微型显微镜内进行扫描/图像重建 /p p   3 如何在微型显微镜中进行高质量的激光汇聚,高效激发双光子信号。 /p p   4 如何有效的对荧光信号进行收集 /p p   5 如何使整个系统在动物剧烈运动时仍保持稳定 /p p   6 在满足前5项条件下,重量是否足够轻,以致尽量小地对动物的活动造成影响 /p p   本文作者所在的课题组,是由北京大学分子医学研究所、信息科学技术学院、动态成像中心、生命科学学院、工学院联合中国人民解放军军事医学科学院组成跨学科团队。我们在程和平院士的带领下,在国家自然科学基金委国家重大科研仪器研制专项《超高时空分辨微型化双光子在体显微成像系统》的支持下,历经三年多的协同奋战,成功研制了新一代高速高分辨微型双光子荧光显微镜,并将其取名为FHIRM-TPM。原始论文于5月29日在线发表于自然杂志子刊Nature Methods (IF 25.3)12。在这项成果中,我们解决了上文所提及的早先微型化双光子显微镜研制中存在的问题,获取了小鼠在自由行为过程中大脑神经元和神经突触活动清晰、稳定的图像。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/0418a0a6-f357-4e18-91b0-ef1c23d670bd.jpg" title=" 3.png" width=" 600" height=" 470" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 470px " / /p p style=" text-align: center " 图3 FIRM-TPM示意图,来自 sup 12 /sup /p p   新一代微型双光子荧光显微镜体积小,重仅2.2克,适于佩戴在小型动物头部,通过颅窗实时记录数十个神经元、上千个神经突触的动态信号。在大型动物上,还可望实现多探头佩戴、多颅窗不同脑区的长时程观测。相比单光子激发,双光子激发具有良好的光学断层、更深的生物组织穿透等优势,所以成像质量远优于目前领域内主导的、美国脑科学计划核心团队所研发的微型化宽场显微镜。其横向分辨率达到0.65μm,与商品化大型台式双光子荧光显微镜可相媲美 采用双轴对称高速微机电系统转镜扫描技术,成像帧频已达40Hz(256*256像素),同时具备多区域随机扫描和每秒1万线的线扫描能力。最为重要的是,FHIRM-TPM克服了先前限微型双光子显微镜应用的两个障碍。首先,我们定制设计的HC-PCF为 920纳米飞秒激光脉冲提供了无畸变传输,这种改进让有效的激发例如Thy1-GFP和GCaMP-6f等常用荧光指示剂成为可能。第二,由于双光子点扫描显微镜的高空间分辨率和层切能力,安装到动物头上的微型双光子显微镜非常容易受到运动伪影的影响。为了解决这个问题,我们对整个系统进行了充分的优化:(a)使用柔软的新型光纤束SFB来使得动物运动引起的扭矩和拉拽力最小化,并不降低光子收集效率 (b)采用独立的可旋转连接器来连接光学探头上的光纤和电线,以使动物在自由探索期间线的扭曲和缠绕最小化 (c)使用高速成像以减少运动引起的帧内模糊。此外,我们在实验之前预先训练动物适应安装在其头骨上的微型显微镜,并滴加1.5%低熔点琼脂糖使其充满物镜和脑组织之间,这些措施都显著降低了探头与大脑之间的相对运动,进而改善了实验短期和长期的稳定性,于是实现了在动物进行包含大量身体和头部运动的行为学试验中中进行高分辨率成像。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/0d8849db-62d7-4fdd-b7e0-4e572b3a1b03.jpg" title=" 4.png" width=" 600" height=" 437" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 437px " / /p p style=" text-align: center " 图4 FIRM-TPM实物图,来自 sup 12 /sup /p p   树突棘活动是神经元信息处理的基本事件,利用台式双光子显微镜在头固定的动物上的研究表明单个神经细胞的不同树突棘可以被不同朝向的视觉刺激或不同强度频率的声音刺激所激活。FHIRM-TPM实现了与传统的大型的台式双光子显微镜相同的分辨率和光学层切能力。与微型宽场显微镜相比,FIRM-TPM的高空间分辨率,固有的光学切片能力和组织穿透能力以及相当的机械稳定性都是极有优势的。所以虽然通过微型宽场显微镜可以获得数百个神经元在细胞水平上的活动,但是我们的 FHIRM-TPM无疑提供了一个更加强大的工具,即在自由活动的动物中对更加基本的神经编码单位——树突棘的时空特性进行观测。它能够在对小鼠依次进行的行为学试验(例如悬尾,跳台,以及社交行为)的过程中长时间观察位大脑中的神经元胞体、树突和树突棘的活动。这些功能的展示充分证明了FHIRM-TPM具有良好的性能和稳定性。未来,与光遗传学技术的结合,可望在结构与功能成像的同时,精准地操控神经元和大脑神经回路的活动。微型双光子荧光显微镜整机性能十分稳定,可用于在动物觅食、跳台、打斗、嬉戏、睡眠等自然行为条件下,或者在学习前、学习中和学习后,长时程观察神经突触、神经元、神经网络、远程连接的脑区等多尺度、多层次动态变化。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/90a13003-d9fd-404d-8df3-64926f598012.jpg" title=" 5.png" width=" 600" height=" 283" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 283px " / /p p style=" text-align: center " 图5 三种模式在结构学成像中的成像质量对比,来自 sup 12 /sup /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/44bc19d8-0a51-4583-8784-2f9240ac1cdd.jpg" title=" 6.png" / /p p style=" text-align: center " 图6 FHIRM-TPM在三种不同的行为学范例对小鼠大脑皮层神经元活动进行成像,来自 sup 12 /sup /p p   从2001年Denk发表第一篇微型双光子显微镜的原型机以来,微型双光子显微镜的发展已经走过了15年的时间。15年的发展历程,微型双光子显微镜从最开始的25克笨重的身躯,只能在分离的组织中进行验证性的实验8到如今重量仅两点几克重,可以对自由活动的小鼠神经元进行树突棘级别的成像,可以说取得了一定的进步。然而,在看到这个领域取得的成就的同时,也应看到,至今为止,微型双光子显微镜还未像共聚焦显微镜或者是荧光光片显微镜一样被生物学家广泛认可和应用。而后者(光片显微镜)的发展时间更短(2008年Science的一篇文献一般被认为是现代荧光光片显微镜镜的开端13)。究其原因,除了技术本身的限制以外,整个研究领域的气氛和投入,也是重要的影响因素之一。 /p p   纵观这15年来微型双光子显微镜的发展道路,开疆拓土者有之 改革创新者有之 另辟蹊径者有之 浑水摸鱼、指鹿为马者亦有之。然而遗憾的是,愿意心无旁骛、全情投入者鲜有之 有意愿和能力建立为这个研究的领域建立范式者亦鲜有之。而中国,在不久前在这个领域基本上属于完全的空白。更不要说什么领先世界。 /p p   然而令人十分兴奋的是,中国国家基金委国家重大科研仪器设备研制专项在2014年正式将“超高时空分辨微型双光子在体显微成像系统”立项。以5年七千两百万人民币的研究经费对这一项“世界上做的还并不怎么好,中国基本没人做过”的技术进行攻关研发。这样的大力投入无疑为这一领域注入了新鲜血液和十足动力。而我也有幸在博士五年期间全程参与了这个项目的工作。从2012年来到该项目首席负责人程和平院士和陈良怡研究员的联合课题组至今,我见证了这个项目从无到有,团队从幼小稚嫩到壮大成熟的整个过程。如今,我们有了初步的成果,不仅让我们这样一支完全由中国本国科研工作者建立的团队在世界上处在了较为领先的位置,同时也把这个领域向前推动了一些,我感到无比激动和自豪。 /p p   该成果在2016年底美国神经科学年会、2017年5月冷泉港亚洲脑科学专题会议上报告后,得到包括多位诺贝尔奖获得者在内的国内外神经科学家的高度赞誉。冷泉港亚洲脑科学专题会议主席、美国著名神经科学家加州大学洛杉矶分校的Alcino J Silva教授在评述中写道,“从任何一个标准来看,这款显微镜都代表了一项重大技术发明,必将改变我们在自由活动动物中观察细胞和亚细胞结构的方式。它所开启的大门,甚至超越了神经元和树突成像。系统神经生物学正在进入一个新的时代,即通过对细胞群体中可辨识的细胞和亚细胞结构的复杂生物学事件进行成像观测,从而更加深刻地理解进化所造就的大脑环路实现复杂行为的核心工程学原理。毫无疑问,这项非凡的发明让我们向着这一目标迈进了一步。” /p p   1. Denk, W., Strickler, J. & amp Webb, W.Two-photon laser scanning fluorescence microscopy. Science248, 73-76(1990). /p p   2. Gewin, V. A goldenage of brain exploration. PLoS Biol3, e24 (2005). /p p   3. Zipfel, W.R.,Williams, R.M. & amp Webb, W.W. Nonlinear magic: multiphoton microscopy in thebiosciences.Nat Biotechnol21, 1369-1377 (2003). /p p   4. Chen, T.W. et al.Ultrasensitive fluorescent proteins for imaging neuronal activity. Nature499, 295-300 (2013). /p p   5. Minderer, M.,Harvey, C.D., Donato, F. & amp Moser, E.I. Neuroscience: Virtual realityexplored. Nature533, 324-325 (2016). /p p   6. Hamel, E.J., Grewe,B.F., Parker, J.G. & amp Schnitzer, M.J. Cellular level brain imaging inbehaving mammals: an engineering approach. Neuron86, 140-159 (2015). /p p   7. Ghosh, K.K. et al.Miniaturized integration of a fluorescence microscope. Nat Methods8, 871-878(2011). /p p   8. Helmchen, F., Fee,M.S., Tank, D.W. & amp Denk, W. A Miniature Head-Mounted Two-Photon Microscope.Neuron31, 903-912 (2001). /p p   9. Engelbrecht, C.J.,Johnston, R.S., Seibel, E.J. & amp Helmchen, F. Ultra-compact fiber-optictwo-photon microscope for functional fluorescence imaging in vivo. Optics Express16, 5556 (2008). /p p   10. Piyawattanametha, W.et al. In vivo brain imaging using a portable 2.9 g two-photon microscope basedon a microelectromechanical systems scanning mirror. Optics Letters34, 2309(2009). /p p   11. Sawinski, J. et al.Visually evoked activity in cortical cells imaged in freely moving animals. Proceedings of the National Academy ofSciences106, 19557-19562(2009). /p p   12. Zong, W. et al. Fasthigh-resolution miniature two-photon microscopy for brain imaging in freelybehaving mice. Nat Methods (2017). /p p   13. Keller, P.J.,Schmidt, A.D., Wittbrodt, J. & amp Stelzer, E.H. Reconstruction of zebrafishearly embryonic development by scanned light sheet microscopy. Science322, 1065-1069 (2008). /p
  • FEI发布最新一代Helios NanoLab“双束”系统
    日前在美国芝加哥市举行的“2006显微镜及显微分析(M&M)会议”上,FEI公司发布了该公司最新一代Helios NanoLab 场发射扫描(FESEM)/聚焦离子束(FIB)“双束”显微镜。 Helios NanoLab是FEI公司新一代的“双束”平台,该产品将超高分辨率(亚纳米级)扫描电子系统、FEI公司广受称赞的Sidewinder聚焦离子束系统和创新的气体化学系统完美地结合在一起,从而为用户提供了一款更为出色的纳米工作平台。 详细新闻内容请参考: http://investor.fei.com/phoenix.zhtml?c=60978&p=irol-newsArticle_print&ID=889507&highlight=
  • FJA-2型自动滴定仪测定食品添加剂磷酸氢二钠
    FJA-2型微机控制自动滴定系统测定食品添加剂磷酸氢二钠 方建安 张振兴 (南京传滴仪器设备有限公司、徐州天嘉食用化工有限公司) 徐州天嘉食用化工有限公司携带样品与有关分析试剂前来我公司,利用FJA-2 型微机控制自动滴定系统对磷酸氢二钠含量的测定,对多个样品的测试结果表明,电位滴定法测定磷酸氢二钠含量,具有较高的灵敏度与好的测定精度,滴定图谱清晰。现将测试结果报告如下,供能考。 (一)磷酸氢二钠测定方法与结果 用天平称取样品溶液零点几克,精确到0.001g(视样品含量不同而不同)于100ml烧杯中,加c1mol/L盐酸10ml,加50 ml蒸馏水,待样品溶解后,以PH复合电极为指示电极,用NaOH[C(NaOH)=0.9795mol/L]为滴定剂,在FJA-2微机控制自动滴定系统上进行自动滴定,叁个样品测量结果如下表。滴定曲线如图所示。 测量次数 样品号 样重(克) 滴定剂体积 终点1 (ml) 滴定剂体积 终点2(ml) 磷酸氢二钠含量 (%) NaN2 0.516 6.265 9.894 97.82 NaN2 0.526 6.047 9.750 97.92 NaN2 0.652 5.405 9.987 97.75 计算 磷酸氢二钠%=[C (V2-V1) 0.1420 100]/m 式中: C&mdash &mdash NaOH滴定剂的摩尔浓度; V&mdash &mdash 滴定剂NaOH的耗用量(ml); m&mdash &mdash 试样重量; 0.1420&mdash &mdash 为磷酸氢二钠的毫摩尔质量。 (二)讨论 1、上述是连续3次测定结果,可以看出,几次测定结果的最大值减最小值的绝对差值都在于0.2% 以内。最后一个图谱为体积对pH滴定曲线。 2、为了保证测定的精度要注意下面几个重要环节: (1)、正确配置NaOH溶液也是控制滴定的精度的一个重要因素。要点是要用饱和NaOH溶液来配制滴定剂,不要固体称重来配制;要用新的去离子水(电导值小于5µ S)来配制滴定剂;滴定剂瓶上要装吸收二氧化碳的过滤器等。 (2)、pH复合电极要靠滴定池边,磁力搅拌要平稳,不要太剧烈,以防样液的损失。 参考文献 【1】 斯维拉。G著,高立译。自动电位滴定。北京。原子能出版社。1985 【2】 方建安,夏 权编著。电化学分析仪器。南京,东南大学出版社,1992 【3】 方建安,影响电位滴定精度的几个问题,分析仪器,(4),1993 【4】 方建安,方 晖等,一种微机控制的自动光度滴定系统,分析化学,(10)24,1233,1996
  • 赛恩思与国轩系携手,共筑磷酸铁锂高品质未来
    随着新能源领域的持续繁荣,磷酸铁锂——这一核心产品的质量监测变得尤为重要。近日,赛恩思工程师在国轩新能源(庐江)有限公司成功完成了高频红外碳硫仪的安装与调试工作,值得注意的是,这已是继宜春国轩电池有限公司之后,赛恩思为国轩系新能源公司提供的第二台碳硫仪。国轩新能源(庐江)有限公司为合肥国轩高科动力能源有限公司全资子公司,主营产品为磷酸铁锂、镍钴锰三元正极材料,位于新能源汽车产业基地(集群)产业链的上游(为新能源汽车关键零部件-动力电池的关键组成部分),是国家级高新技术企业。赛恩思与国轩系能源的再次合作,不仅仅是一次技术与产业的结合,更是对新能源未来的共同追求与期许。两者携手,一方面彰显了赛恩思在碳硫检测领域的技术实力,另一方面也展示了国轩系能源对于产品质量的坚持与不懈追求。期待这次合作能够为新能源产业质量把关,共同打造一个绿色、高效、可持续的未来。
  • 三代测序技术相关仪器工艺创新概述
    DNA 测序是一种确定 DNA 分子中碱基(A、T、C 和 G)顺序的技术,在生物学、医学、法医学和其他领域有着广泛的应用,例如基因组学、遗传学、分子生物学、疾病诊断和个性化医疗。 DNA 测序技术自 1970 年代以来经历了多次革命性的发展,从第一代测序到第二代测序,再到第三代测序。这些测序技术在原理、方法、优势和局限性方面有着显著的差异。本文将对基于这三代测序技术的相关仪器工艺创新进行概述,并比较其特点和应用。  一、第一代测序仪  基于桑格测序方法,该方法使用链终止双脱氧核苷酸(ddNTP)生成不同长度的DNA片段,通过电泳分离并通过荧光检测。 代表性仪器是 Applied Biosystems 及其 3730xl DNA 分析仪。 工艺创新主要有自动毛细管电泳、荧光标记和碱基识别算法的开发 。  a. 自动毛细管电泳:通过向填充有凝胶或聚合物基质的细毛细管施加电场来分离不同长度的 DNA 片段的过程。 DNA 片段根据其大小和电荷在毛细管中迁移,较小的片段比较大的片段移动得更快。 毛细管电泳系统可以自动并行加载、进样、分离和检测多个样品,从而提高 DNA 测序的通量和效率 。  b. 荧光标记:将荧光染料附着到链终止核苷酸 (ddNTP) 上的过程,用于在测序反应中生成 DNA 片段。 荧光染料根据 ddNTP 的碱基类型(A、T、C 或 G)发出不同颜色或波长的光。 荧光信号由毛细管电泳末端的激光和相机或扫描仪检测 。  c. 碱基识别算法:分析毛细管电泳产生的荧光信号并确定 DNA 片段中碱基序列的过程。 碱基检出算法使用各种方法来校正信号中的噪声、伪影和错误,例如峰检测、峰对齐、峰归一化、峰反卷积和质量评分。 碱基检出算法以各种格式输出序列数据,例如色谱图、跟踪文件或 FASTA 文件 。  二、第二代测序仪  基于大规模并行边合成边测序 (SBS),它使用修饰的核苷酸或探针,在每个循环后终止 DNA 合成(或允许可逆终止终止子、可切割探针)。 DNA 分子通过聚合酶链式反应 (PCR) 或桥式 PCR 在固体表面或乳液液滴中进行扩增,并通过光学或化学检测进行测序。 代表性仪器主要有Illumina的基因组分析仪、HiSeq和MiSeq平台 罗氏及其 454 平台 以及 Ion Torrent 及其个人基因组机器和 Proton 平台。 工艺创新主要有测序反应的小型化、光学/化学检测方法和核苷酸化学方法。  a. 测序反应小型化:减少第二代测序仪中 DNA 样本和测序反应的大小和体积的过程,涉及使用微流体装置或显微孔阵列来限制 DNA 分子,并通过聚合酶链式反应 (PCR) 或桥式 PCR 对其进行扩增,减少了所需的 DNA 量并增加了测序反应的密度。  b. 光学/化学检测方法:测量第二代测序仪中 DNA 合成过程中碱基掺入所产生的光或化学信号的过程,涉及使用荧光标记的核苷酸或探针,根据碱基类型发出不同的颜色或强度。 光学/化学检测方法根据测序平台和化学成分而有所不同,通常遵循以下步骤:  i. 在测序反应中,DNA 模板与引物和 DNA 聚合酶杂交。  ii. 测序反应提供标记的核苷酸或探针,它们在每个循环后终止 DNA 合成或允许可逆终止(例如可逆终止子、可切割探针)。  iii. 根据碱基配对规则将标记的核苷酸或探针添加到DNA模板的互补链上。  iv. 荧光信号或化学信号(例如 pH 值变化)由高分辨率相机或扫描仪捕获并转换为数字数据。  v. 通过计算分析信号以确定碱基身份和序列。  c. 核苷酸化学方法:涉及使用修饰核苷酸或探针影响第二代测序仪中 DNA 合成的过程。 它基于互补碱基配对的原理,其中A与T配对,C与DNA中的G配对。 核苷酸化学方法根据测序平台和化学方法的不同而有所不同,通常遵循以下步骤:  i. 在测序反应中,DNA 模板与引物和 DNA 聚合酶杂交。  ii. 测序反应提供经过修饰的核苷酸或探针,它们在每个循环后终止 DNA 合成或允许可逆终止(例如可逆终止子或可裂解探针)。  iii. 根据碱基配对规则将修饰的核苷酸或探针添加到DNA模板的互补链上。  通过光学/化学方法检测修饰的核苷酸或探针,然后通过化学或酶促步骤去除或灭活,从而允许下一个循环进行。  三、第三代测序仪  基于单分子实时(SMRT)测序,不需要扩增或终止DNA分子。 通过监测将荧光标记的核苷酸或探针掺入互补链的 DNA 聚合酶的活性,对 DNA 分子进行测序。 代表性仪器主要有 Pacific Biosciences 及其 PacBio RS II 和 Sequel 平台 Oxford Nanopore Technologies 及其 MinION、GridION 和 PromethION 平台 以及 Ultima Genomics 及其 Ultima 平台。 工艺创新主要有使用零模波导(ZMW)、纳米孔或纳米通道来限制和观察单个 DNA 分子 使用磷酸化核苷酸或纳米孔接头来实现连续测序 以及使用人工智能来提高碱基识别准确性。  a. 零模波导 (ZMW)、纳米孔和纳米通道是三种类型的纳米结构,可以限制和观察单个 DNA 分子以进行第三代测序。  i. ZMW 是金属薄膜中的纳米级孔径,可产生高度受限的光学观察空间。 当激光照射在金属薄膜上时,只有少量的光可以进入ZMW并激发内部的荧光分子。 这样可以检测通过 DNA 聚合酶掺入 DNA 链的单个荧光标记核苷酸或探针。 Pacific Biosciences 在其 SMRT 测序技术中使用 ZMW。  ii. 纳米孔是膜上的纳米级孔,可在膜上产生电势差。 当 DNA 分子穿过纳米孔时,它会破坏离子电流并产生反映 DNA 碱基序列的特征信号。 纳米孔可以是生物的(例如蛋白质孔)或合成的(例如固态孔)。 Oxford Nanopore Technologies 在其 MinION、GridION 和 PromethION 测序平台中使用了纳米孔 。  iii. 纳米通道是表面上的纳米级凹槽,为 DNA 分子拉伸和排列创造了一个有限的空间。 当荧光染料应用于 DNA 分子时,可以通过显微镜对它们进行成像,并且可以通过将荧光图案映射到参考基因组来确定它们的序列。 纳米通道可以通过多种方法制造,例如蚀刻、光刻或模制。 Ultima Genomics 在其 Ultima 测序平台中使用了纳米通道。  b. 磷酸化核苷酸和纳米孔接头是两种类型的修饰核苷酸或探针,可对单个 DNA 分子进行连续测序。  i. 磷酸化核苷酸是荧光标记的核苷酸,其磷酸基团上连接有可移除的接头。 连接体可防止焦磷酸盐的释放,否则会终止 DNA 合成。 连接子还允许在每个掺入循环后裂解荧光染料,从而可以在多个循环中重复使用相同的 ZMW。 Pacific Biosciences 在其 SMRT 测序技术中使用了磷酸化核苷酸 。  ii. 纳米孔接头是具有发夹结构和条形码序列的合成寡核苷酸。 这些接头连接到 DNA 分子的两端,形成可以多次通过纳米孔的环状 DNA 分子。 条形码序列允许对同一 DNA 分子的重复读取进行识别和比对,从而提高准确性和共识质量。 Oxford Nanopore Technologies 在其 MinION、GridION 和 PromethION 测序平台中使用 Nanopore 适配器 。  c. 人工智能是计算机科学的一个分支,它使用机器学习、深度学习、神经网络和其他方法来执行需要人类智能的任务,例如自然语言处理、图像识别、语音识别和决策。 人工智能通过以下方式提高第三代测序中的碱基检出准确性:  i. 使用来自不同测序平台和化学物质的原始信号和相应序列的大型数据集来训练神经网络。  ii. 开发可以纠正原始信号中的噪声、伪影和错误的算法,例如信号漂移、同聚物错误、插入/删除错误和碱基修饰。  iii. 实施可以利用多个来源信息的方法,例如参考基因组、共识序列、质量评分和元数据。  iv. 优化方法,适应不同的测序条件,例如读长、覆盖深度、测序速度和样品质量。  d. 用于第三代测序中碱基检出的人工智能方法的一些示例:  i. DeepNano:一种深度循环神经网络,使用原始电流信号执行碱基识别。  ii. Guppy:一种基于神经网络的软件工具,使用原始电流信号执行 Oxford Nanopore MinION 读取的碱基识别。  iii. DeepMod:一种双向循环神经网络,使用原始电流信号进行碱基识别和碱基修饰检测。  iv. NanoMod:一种卷积神经网络,使用原始电流信号进行碱基修饰检测。  v. Megalodon:一种软件工具,可使用原始电流信号读取执行碱基识别、碱基修饰检测和选择性剪接检测。  vi. DeepSimulator:一种深度卷积生成对抗网络,模拟 Oxford Nanopore MinION 从参考基因组中读取的内容。  vii. Clairvoyante:一种多任务卷积神经网络,使用原始信号强度值对 Pacific Biosciences SMRT 读取执行变体识别。  viii. IsoPhase:一种深度卷积神经网络,使用原始信号强度值读取执行单倍型感知亚型重建。  ix. DeepIso:一种深度卷积神经网络,使用原始信号强度值读取进行异构体量化。  总之,第一代、第二代和第三代测序是DNA的三种不同读取方法,在原理、方法、优势和局限性方面有着显著的差异。第一代测序是基于桑格测序方法,使用链终止双脱氧核苷酸(ddNTP)生成不同长度的 DNA 片段,并通过电泳分离和荧光检测,工艺创新主要有自动毛细管电泳、荧光标记和碱基识别算法的开发。第二代测序是基于大规模并行边合成边测序 (SBS),使用修饰的核苷酸或探针,在每个循环后终止或可逆终止 DNA 合成,并通过光学或化学检测进行测序,工艺创新主要有测序反应的小型化、光学/化学检测方法和核苷酸化学方法。第三代测序是基于单分子实时(SMRT)测序,不需要扩增或终止 DNA 分子,而是通过监测将荧光标记的核苷酸或探针掺入互补链的 DNA 聚合酶的活性进行测序,工艺创新主要有使用零模波导(ZMW)、纳米孔或纳米通道来限制和观察单个 DNA 分子;使用磷酸化核苷酸或纳米孔接头来实现连续测序;以及使用人工智能来提高碱基识别准确性。这三代测序技术各有优缺点,适用于不同的目标和场景。选择合适的测序技术需要考虑多种因素,例如读长、准确性、速度、成本和样品质量。随着科技的进步,DNA 测序技术仍在不断发展和改进,为生命科学领域带来新的机遇和挑战。
  • 遗传发育所在植物磷酸化蛋白质组学技术研发方面获进展
    蛋白质磷酸化是在激酶催化下将磷酸基团转移到底物蛋白质上的可逆过程,是能够调控蛋白质结构与功能且参与细胞内信号转导的重要翻译后修饰,在植物的生长、发育、环境适应以及作物的产量和品质调控中发挥着重要作用。深度解析磷酸化蛋白质组,是探讨磷酸化如何参与这些生物学过程以及筛选与作物重要农艺性状相关的关键磷酸化靶点的有效手段。然而,与动物相比,植物磷酸化蛋白质组的深度解析在技术上更具挑战性。这是由于植物细胞具有致密的细胞壁和大量的色素以及其他次生代谢物。前者增加了蛋白质提取的难度,而后者干扰了磷酸肽富集的效率和特异性。 中国科学院遗传与发育生物学研究所汪迎春研究组通过探索一系列的实验条件,研发出高效的植物磷酸化蛋白质组学新技术。该技术的主要特点是利用脱氧胆酸钠高效抽提植物蛋白,同时消除常规方法中导致样品损失和灵敏度降低的两个步骤,即在蛋白酶消化前的样品净化和在磷酸肽富集前的脱盐处理,在色素与其他干扰分子共存的情况下进行高特异性、高灵敏度地磷酸肽富集。 科研人员应用这一方法,在拟南芥、水稻、番茄和衣藻等绿色生物的组织中高效纯化磷酸化蛋白质组(单针质谱可鉴定约11,000个磷酸位点)。由于该技术主要面向高等植物及其他绿色生物(如衣藻),且操作简便,降低了实验所需的人力和试剂费用,因此命名为GreenPhos。GreenPhos可定量分析不同植物的磷酸化蛋白组,分析深度深、定量重复性高,有望成为植物磷酸化蛋白组学的通用技术。研究人员应用该技术,深度解析了拟南芥响应不同时长盐胁迫的差异磷酸化蛋白质组,发现了包括剪接体蛋白和一些激酶响应盐胁迫的磷酸化事件。 11月27日,相关研究成果在线发表在《分子植物》(Molecular Plant,DOI:10.1016/j.molp.2023.11.010)上。研究工作得到国家重点研发计划与中国科学院战略性先导科技专项的支持。中国科学院植物研究所的科研人员参与研究。GreenPhos工作流程及多种绿色生物磷酸化蛋白质组鉴定结果
  • TESCAN重磅发布新一代Xe FIB-SEM双束电镜S9000X!
    2018年8月5日-9日,在美国马里兰州的巴尔的摩市召开的美国电镜年会“M&M 2018”上,TESCAN重磅发布了最新一代的氙等离子源双束电镜系统 S9000X!现今,半导体器件的物理故障分析已经成为一项极其复杂的任务,需要处理越来越小的高密度和高功能器件。而随着新纳米技术和纳米材料的发展、集成电路的设计和体系结构的日益复杂,就需要更加可靠的分析平台,以匹配集成电路、光电器件等的发展。此次 TESCAN 发布的双束电镜新品 TESCAN S9000X,是一个强大的双束电镜分析应用平台,专门设计来应对这样的挑战。S9000X Xe FIB-SEM 配备超快速的氙等离子源,具有极高的精度和极高的效率。其最新一代Triglav™ 镜筒的探测器系统具有非常优异的表面灵敏度和出色的对比度;另一方面,新的 iFIB+™ 离子镜筒进一步扩大了Xe等离子FIB的应用领域,提升了大体积样本微加工和3D微量分析的能力,并且大大缩短了加工时间。 △ TESCAN 新品 Xe FIB-SEM S9000X在此次举办的电子显微学盛会M&M2018上,TESCAN总部携旗下子公司TESCAN USA, ORSAY PHYSICS, TESCAN DO BRASIL共同参展,并重磅发布了该款双束电镜新品S9000X,展览非常成功,S9000X的发布和亮相吸引了众多观众眼球;同期,TESCAN全球团队也举办了多场应用和技术讲座! △ 展会同期 TESCAN 应用技术讲座 △ TESCAN 新品 S9000X 引起广泛关注 TESCAN S9000X新一代Xe FIB-SEM系统提供了纳米尺寸结构分析所必需的高分辨率和表面灵敏度,为大体积 3D 样品特性分析提供了最佳条件;同时,它还提供优异的FIB功能,可实现精确、无损的超大面积加工,包括封装技术和光电器件的横截面加工,为大尺寸试样进行高效率制备和高分辨表征提供了最佳的解决方案。 主要特点 新一代Triglav™ UHR SEM镜筒具有极佳的分辨率,优化的镜筒内探测器系统在低束流能量下具有卓越的性能,信号检测效率提高3倍Triglav™ 还具有自适应束斑优化功能,可提高大束流下的分辨率,快速实现EDS, WDS和EBSD等分析新型iFIB +™ Xe等离子FIB镜筒具有超大视野,30 keV下最大视场范围超过1 mm,可在几个小时内实现极大面积的截面加工新一代SEM镜筒内探测器结合高溅射率FIB,可实现3D微量分析的超快数据采集。 并且,EDS和EBSD数据可以在FIB-SEM断层扫描期间同时获得专利的气体增强腐蚀和加工工艺,尤为适合封装和IC去层应用全新立体设计的Essence 软件,可实现更轻松、更快速、更流畅的操作,包括碰撞模型和可定制的面向应用流程的布局 案例展示 △ OLED显示屏1086 μm宽的横截面制备,FoV: 1.26 mm △ SiAlON-石墨烯样品的3D微分析,显示不同相分布的精确信息;分析体积:22×22.3×66.9μm3
  • DX系列比表面积仪-正极材料磷酸铁锂比表面积测试
    在动力电池界,三元锂和磷酸铁锂是最常用的两种锂离子电池。三元锂电池因为其正极材料中的镍钴铝或镍钴锰而得名“三元”,而磷酸铁锂电池的正极材料为磷酸铁锂。由于三元锂电池当中的钴元素是一种战略金属,全球的供应价格连年来一路飙升,相较之下,磷酸铁锂电池中没有钴这种价格昂贵的金属,更加便宜。因此,更多的造车企业采用磷酸铁锂电池来降低生产成本,抢占市场份额。在过去的2021年,磷酸铁锂凭借高性价比优势成为市场选择的宠儿,主流材料生产企业大多实现扭亏为盈,而下游动力方面需求的强劲支撑也使其在年末阶段面对高价的碳酸锂原料依然积极扫货。2022年1月国内磷酸铁锂产量为5.91万吨,同比增长158.9%,环比小幅提升3.3%。2021年1-12月国内动力电池装机量达到154.5Gwh,同比增长142.8%,其中磷酸铁锂电池在7月实现对三元电池产量与装机量的双重超越后,领先优势不断扩大,1-12月累计装机量达到79.8Gwh,占比51.7%,同比增幅达到227.4%,其中宁德时代、比亚迪和国轩高科分列磷酸铁锂电池装机前三甲,CR3集中度超过85%。从生产企业来看,德方纳米凭借稳定的客户渠道和产能优势,全年产量继续领跑;国轩高科在储能和自行车领域开疆拓土,自产铁锂需求稳健,紧随其后;湖南裕能、贝特瑞、湖北万润是市场供应的坚实后盾。考虑到未来全球动力电池与储能电池需求,预计2025年全球磷酸铁锂正极材料需求约为98万吨,对应市场规模约为280亿元。伴随着宁德时代年产8万吨磷酸铁锂投资项目签署,磷酸铁锂新一轮周期即将来临。大规模的量产也必将刺激比表面积分析仪的市场需求。众所周知,比表面积分析仪在锂离子电池行业有着广泛的应用需求,主要应用于正极材料、三元前驱体材料、负极材料、隔膜涂覆用氧化铝等材料的比表面积测试。比表面积过大的石墨粉在粉碎过程中更易于使其晶型结构发生改变,小颗粒石墨粉中菱形晶数量相对较多,而菱方结构的石墨具有较小的储锂容量,使电池的充放电容量有所降低。另外比表面积过大,单位重量总表面积就会很大,需要的包覆材料越多,导致电极材料的堆积密度减小而体积能量密度下降。如果能准确的对各种原材料进行比表面积测试,在一定程度上有助于研判后续产品的性能。磷酸铁锂作为动力电池的正极材料,其比表面积与电池的性能密切相关。通常情况下,磷酸铁锂的比表面积与碳含量呈线性关系。生产中有比表面积测试仪进行测试。比表面积太小,说明材料的碳包覆量不够,直接体现是电池内阻偏高、循环性能不好。比表面积过大,说明材料的碳包覆量过高,直接的体现是材料的电化学性能极好,但易团聚、极片加工困难,且涂布不均匀等。行业标准《YS/T1027-2015磷酸铁锂》明确规定了磷酸铁锂比表面积测试方法及流程。快速高效、精确规范的测试离不开性能优良的测试仪器,JW-DX系列快速比表面积测试仪,测试方法及数据符合《YS/T 1027-2015磷酸铁锂》的要求。JW-DX比表面积测试仪采用专利号为20140320453.2的吸附法专利测试,完全避免了常温下样品脱附不完全带来的测试误差,非常适合粉体生产厂家的在线快速测定。测试范围:比表面测试范围:0.0001m2/g,重复精度:±1%产品特性:1、测试速度快,5分钟测试一个样品;2、吸附峰的峰形尖锐,灵敏度大幅提高;3、独立4个分析站,实现了多样品的无干扰、无差异测试;4、外置式4站真空脱气机,避免污染测试单元。
  • 南方网评:“双碳”行动为广东全面绿色转型加力
    日前,广东印发《关于完整准确全面贯彻新发展理念 推进碳达峰碳中和工作的实施意见》(下称《实施意见》),提出坚持科学、精准、依法、安全降碳,强调做好产业和能源转型的加减法,推动经济社会发展全面绿色转型。图源:视觉中国  “双碳”工作事关应对气候变化挑战、合力保护人类共同的地球家园,彰显着大国担当。碳排放广泛存在于能源、工业、交通和社会经济生活的方方面面。实现“双碳”目标,意味着发展模式要向低能耗、低排放、低污染转型。  做好减法是首选,去高碳经济是必做题。要走好产业结构优化升级之路,淘汰落后产能,推动传统产业数字化、智能化、绿色化融合发展。办好这件事,既慢不得又急不得,只能循着“先立后破”的思路,在平衡好发展与减排的前提下循序渐进。有所为有所不为,通过产业优化升级降低能耗强度、实现能源替代、减少碳排放总量,才能如期实现“双碳”目标。  做好加法变方式,兴低碳经济是必选题。 “双碳”目标是一场大转型、大变革,蕴藏了巨大的投资、能源和技术创新机遇,为高质量发展提供了新动能。追求低碳不是“躺平”停滞,而是以新发展理念为引领,用绿色方式实现高质量发展。《实施意见》立足于“加法”,大力发展战略性产业集群,谋划布局卫星互联网、人工智能、超材料、可控核聚变等未来产业,打造绿色工厂、绿色园区,推行绿色供应链管理等一系列措施,给出了清晰的减排增绿发展施工图。  能源替代须抓牢,做好非化石是重点题。高碳排放的根源在于石化能源,限排、低排只能靠压减石化能源,这就需要做足能源替代的戏码。《实施意见》就规模化开发海上风电、积极发展光伏发电、有序发展核电、因地制宜发展生物质能提出一系列设想,符合广东的发展实际。2020年广东新能源产业营收达约4300亿元;在阳江沙扒海域,海上风电已实现从近海浅水区向近海深水区延伸;广东在核电、海上风电、太阳能发电等清洁能源领域有显著优势。广东经济发达,有能力、有基础在能源转型上实现率先突破。  涵养绿色强本底,崇尚低碳生活是加分题。推动经济社会发展全面绿色转型,需要转变大量生产、大量消耗、大量排放的生产、消费思维模式,推进经济社会绿色发展和绿色生活相协调。建立健全绿色低碳循环发展的经济体系,关涉产业结构、能源结构、交通运输结构、用地结构以及居民生活方式的调整优化。从生产到生活,人人自觉减碳,才会形成低碳的经济社会。  实现“双碳”目标,机遇大于挑战。放眼全国,广东经济发展水平比较高,在电子信息、新能源汽车等多个低排放行业处于领先地位。在推进“双碳”目标过程中,广东绿色技术优势明显,有条件有能力为打赢“双碳”硬仗作出新贡献。
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