大鼠脑钠素肽

由华中科技大学武汉光电国家实验室(筹)骆清铭教授、龚辉教授研究团队获取的一套大鼠全脑高分辨数据集，近期发布在欧盟人脑计划(Human Brain Project, HBP)的神经信息平台(Neuroinformatics Platform, NIP)上。这标志着该团队建立的“鼠脑最精细脑图谱基础数据库”为欧盟人脑计划正式采用。　　此次发布在HBP-NIP上的数据集由该研究团队独立完成，样本为Golgi-Cox法染色的Sprague Dawley大鼠全脑，用显微光学切片断层成像(MOST)系统获取了全脑图像，成像分辨率为 0.35μ m×0.35μ m×1μ m，共包含16216层矢状原始切面。该数据集也同时在全脑网络可视化(Visible Brain-wide Networks, VBN)网站进行了共享，访问地址为 https://vbn.org.cn/2D/id3.html。　　HBP是2013年经欧盟委员会批准发起的旗舰级拨款项目，汇集了欧洲神经科学领域的众多科研团队与神经科学前沿研究课题，有超过120个参与机构和10亿欧元的项目资金。神经信息平台是HBP的重要组成部分，用于神经科学数据的发布与检索，近期发布的是神经信息平台的第一个公开版本，可直接通过 https://nip.humanbrainproject.eu 访问。HBP还同时发布了脑模拟平台、高性能计算平台、医学信息平台、神经形态计算平台和神经机器人平台，可通过 https://collab.humanbrainproject.eu 注册、登录和使用。

2021年4月，中国医学科学院药物研究所天然药物活性物质与功能国家重点实验室再帕尔阿不力孜、贺玖明团队在分析化学一区《Analytical Chemistry》期刊发表封面文章，题为“Mapping metabolic networks in the brain by using ambient mass spectrometry imaging and metabolomics”的研究成果，采用自主研发的质谱成像空间代谢组学技术，全面绘制了大鼠脑代谢网络，深入解析了东莨菪碱致大鼠记忆功能障碍模型脑的代谢变化。　　封面文章　　研究背景　　大脑是结构最复杂的器官之一，主要功能与其微区的分子相互作用密切相关。大脑的小分子调节机制对理解中枢神经功能、精神疾病机理和药物研发有很大的帮助。动物的认知过程和行为控制均依赖于脑部强大的中枢神经网络——神经连接体。科学家进行了很多研究，但是对脑部小分子网络的研究仍有不足。　　分子成像技术是研究大脑中DNA、RNA、蛋白质和代谢产物的强大工具。质谱成像技术(MSI)是一种检测大脑中蛋白质、代谢物和脂质物质的高灵敏度和高通量分子成像技术，在肿瘤边缘诊断、肿瘤生物标志物发现、药物分布和机理阐述等领域有广泛的应用。　　本文作者开发了一种基于敞开式空气动力辅助解吸电喷雾离子化质谱成像(AFADESI-MSI)技术的代谢网络映射方法，对大鼠脑不同极性的小分子代谢物(m/z 50-500 Da)进行微区分布研究，不仅鉴定出脑部几乎所有重要的代谢物，还绘制了包含神经递质、嘌呤，有机酸，多胺，胆碱、碳水化合物和脂类等20条通路的代谢网络，并使用这种代谢网络映射质谱成像方法解析了东莨菪碱致大鼠记忆功能障碍模型脑的代谢变化，为中枢神经系统疾病的治疗提供新的信息和见解。研究思路　　研究方法　　1.样本准备　　Sprague-Dawley大鼠模型腹腔注射东莨菪碱后被杀死(处理组，3只)，对照组大鼠(3只)也用同样方法杀死。获取大鼠整个大脑，在低温下将大脑切成连续的矢状切片(暴露出海马和纹状体)，用于Nissl 染色、H&E染色和质谱成像检测。　　2.空间代谢组实验　　使用AFADESI-MSI分析，代谢物质量数范围50-500 Da，质谱分辨率70,000。　　3.数据处理和代谢网络分析　　原始数据经过转化，再使用自建MassImager软件获取成像结果 在获取差异代谢物的高分辨率质谱信息后，使用Metaboanalys在线数据挖掘软件以褐家鼠(rattus norvegicus)为参考完成代谢物高通量定性，并输出代谢网络信息。大脑中复杂网络可视化使用Cyctoscope软件完成。　　4.统计分析　　两组大脑样本选择相同的微区，并将组织学和特征离子图像叠加进行确认。数据处理结果使用t检验(n = 3)进一步验证。大脑微区包括松果体、中脑导水管、脑桥、梨状皮质、延髓、丘脑、纹状体、海马、胼胝体、嗅球、大脑皮层、小脑皮层、穹窿、小脑延髓和丘脑。　　研究结果　　1.AFADESI-MSI用于大脑中极性代谢物的定位　　如图1所示，将大鼠大脑连续矢状切面通过ESI探针对逐个像素进行扫描，并将解吸的代谢物离子传输到高分辨率质量分析仪进行分析。图1E是大鼠脑部某个像素点的一个代表性质谱图，在该图中可以观察到数千个代谢物的峰。AFADESI-MSI图像还表明脑部不同功能性区域中代谢物浓度的变化。图1A-D显示了代表性代谢产物图像，在松果体、纹状体、海马、胼胝体和嗅球等亚区域具有特定分布。这些异质代谢分布与大鼠脑的功能和结构复杂性高度一致。　　实验结果表明，AFADESI-MSI的空间分辨率小于100μm，代谢物质量最大差异为0.001Da，同一物质的检测动态范围高达1000倍。如图1所示，通过AFADESI-MSI可在大鼠脑部检测到一些呈特征性分布有代表性的极性代谢物，其强度范围从0到104甚至到106。　　图1 (A-E)使用AFADESI-MSI获得的用于构建大鼠大脑代谢网络图的代表性极性内源性代谢物 　　(F)AFADESI-MSI数据采集过程 　　2.在大鼠脑绘制特定区域分布的极性代谢物图谱　　使用AFADESI-MSI在正离子和负离子模式下分别获得298个和372个微区轮廓清晰的代谢物离子图像。使用精确分子量并结合同位素丰度，通过人类代谢组数据库(HMDB)对离子图像进行识别，鉴定出多种内源极性代谢物，包括氨基酸、核苷酸或核苷、碳水化合物、脂肪酸和神经递质等。　　中枢神经系统(CNS)的特定功能和特定解剖区域相关。例如，乙酰胆碱在大脑皮层中高度表达 γ-氨基丁酸是一种抑制性神经递质，其在大脑皮层的信号强度较低，在中脑、嗅球和下丘脑中的浓度较高 多巴胺在纹状体含量较高 组胺(一种兴奋性神经递质)主要分布于丘脑和下丘脑。松果体在睡眠和光周期调节中起着重要的作用，并且由于其体积小容易被忽视。在松果体区域中，作者检测到106种极性代谢物，例如吲哚乙醛、吲哚、5' -甲硫基腺苷和褪黑激素，它们在该微结构的表达最高。褪黑激素由松果体分泌，起到调节昼夜节律的作用。质谱成像结果表明褪黑激素只能在松果体检测到。褪黑激素的上游代谢物血清素(5-HT)在松果体中也有特定的分布。此外一些未知的代谢物也仅在大鼠大脑的某个很小但特定的区域中。以上结果表明，AFADESI-MSI方法可以直接检测极性代谢产物，并具有高特异性，能呈现其在大脑微区分布的图像。　　3.在大鼠脑中绘制微区代谢网络图　　要了解大脑的结构区域发生的复杂代谢过程，不仅应准确表征代谢物，还要研究其相关性。从大鼠脑微区中提取代谢谱进行代谢网络重建。从15个微区提取的MSI数据进行峰挑选和峰对齐(图1F)，包括松果体、中脑导水管、脑桥、梨状皮质、延髓、丘脑、纹状体、海马、胼胝体、嗅球、大脑皮层、小脑皮层、穹窿、小脑延髓和丘脑，然后使用基于KEGG数据库的Metaboanalyst软件进行代谢网络分析。共找到20条KEGG代谢通路，包含126个具有微区信息的代谢物，图2显示了涉及丙氨酸-天冬氨酸和谷氨酸代谢、花生四烯酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、肌酸途径、GABA能突触、葡萄糖代谢、谷胱甘肽代谢、甘油磷脂代谢、甘氨酸-丝氨酸和苏氨酸的代谢、组氨酸代谢、赖氨酸代谢、苯丙氨酸代谢、多胺代谢途径、嘌呤代谢、嘧啶代谢和TCA循环、色氨酸代谢、酪氨酸代谢、缬氨酸-亮氨酸和异亮氨酸代谢和类固醇激素合成途径。质谱成像方法提供了一种直接获取代谢网络信息的途径，以系统地深入了解大脑的代谢活动。　　图2 通过AFADESI-MSI和Metaboanalyst获得的大鼠脑中的代谢网络　　图3A展示了嘌呤代谢的分布和代谢途径，共包含17个核苷酸及相关代谢产物，饼图代表了某种代谢物在不同大脑微区的相对含量和分布，图3A中显示出不同代谢物的不同局部特征。例如腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)和鸟苷酸(GMP)在大脑皮层和松果体中高表达，但在胼胝体和穹窿中含量较低。图3B显示了大脑不同区域的AMP分布，AMP在大脑皮层和松果体中含量很高，而在胼胝体和穹窿中含量较低。这些结果表明，大脑中代谢物分布呈现出功能性区域的差异性。这些空间和代谢途径的上游-下游转换过程为大脑局部代谢活动提供丰富信息。也证明质谱成像方法能够提供直接获取代谢网络信息的方法。　　图3 (A)通过AFADESI-MSI获得的大鼠脑中嘌呤代谢途径和相关代谢产物分布 　　(B)腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)在大鼠脑不同区域的分布 　　4.神经递质的代谢网络解析　　神经递质在大脑不同区域具有极为复杂的代谢调节网络，使这些区域的中枢神经能够从事复杂的活动。作者分析了关键神经递质的代谢调控网络，分别为多巴胺、γ-氨基丁酸、腺苷、组胺、乙酰胆碱、5-羟色胺、谷氨酸和谷氨酰胺。图4A显示了神经递质以及相关代谢产物在大鼠脑的分布特征，它们联系非常紧密(图4B)，这些神经元彼此相互作用并形成复杂的调节网络。　　图4 |(A)大鼠脑中神经递质及其相关代谢产物的分布 　　(B)神经递质调节和代谢网络 　　5.从大鼠脑的代谢网络映射中发掘空间变化　　东莨菪碱治疗的大鼠是一种学习和记忆障碍模型，通常用于研究抗遗忘药疗效。本文作者使用AFADESI-MSI分析了对照组和东莨菪碱治疗的大鼠矢状脑切片，将发现的代谢物全面映射代谢网络，并通过代谢组学分析发现空间代谢变化。不仅可以对药物准确定量，还可以检测代谢网络相关的数百种内源性代谢物在大脑特定区域的分布。图5显示了代谢网络中检测到的各种代谢物，以及在不同大脑微区代谢物的明显改变。如图5A所示，找到三种代谢物(N-甲酰基尿氨酸、L-色氨酸和5-羟色氨酸)，属于色氨酸代谢途径，意味着东莨菪碱会干扰色氨酸的代谢过程。作者分析了东莨菪碱治疗组大鼠脑的十个微区，发现脑桥中有16种表达异常的代谢产物，而在大脑皮层中发现了7种。表明在东莨菪碱治疗下，脑桥和大脑皮层可能是受影响最严重的区域。　　图5 东莨菪碱模型大脑中极性代谢网络的变化　　图6显示了其中几种异常表达的代谢产物的分布，例如腺嘌呤在小脑皮层被下调 组胺在中脑导水管中下调 桥脑中的磷酸乙醇胺、大脑皮层中的2-氧戊二酸、纹状体中的多巴胺、胼胝体中的抗坏血酸、下丘脑中的谷胱甘肽、小脑皮层中的L-天冬氨酸和L-天冬氨酸也有所变化，这些代谢物的质谱成像结果(图6A-H)和相对定量结果(图6I1-18)进一步表明，大脑中药物作用后代谢物的多样性和区域特异性。这些代谢物不分区分析、含量进行全脑平均后，代谢物的微区含量差异很容易被削减。在空间上的代谢变化表明，在东莨菪碱治疗后，大鼠脑微区的代谢网络发生紊乱。但是代谢物和代谢酶是代谢网络的关键因素，基于空间分辨的代谢组学信息为发现酶或基因异常提供了线索，但若要完成完整的代谢网络分析必须进一步验证蛋白质和基因表达水平。　　图6 在东莨菪碱治疗后大鼠模型的脑部质谱成像结果和代谢产物的统计结果　　研究结论　　本文作者开发了一种空间分辨代谢网络作图方法，通过无需衍生化、特定标记或复杂样品预处理的高通量AFADESI-MSI方法和代谢组学策略，在具有复杂结构化脑组织中发现代谢分子变化。能检测出多种极性内源性代谢物，并绘制相关代谢网络，提供组织微区分布的图谱。还将多种功能性小分子(例如核苷酸、多胺、肌酸、神经酰胺代谢物)含量分布可视化。这些代谢物构成大鼠脑关键代谢网络，为理解大鼠脑的作用机制和功能探索提供新的见解。在本文中，该方法被用于东莨菪碱处理的大鼠模型脑部的代谢研究。结合微区统计数据，该方法可以绘制代谢网络图、发现某些途径代谢产物的明显失调，而且还能描绘与神经疾病直接相关微区中发生的代谢变化。

-大鼠气管狭窄对能量代谢和呼吸的影响-关键词：塔望科技，动物能量代谢监测系统，全身体积描记系统，阻塞性睡眠呼吸暂停，气道阻塞，导致内分泌类疾病，肥胖症，糖尿病，代谢类疾病，大小鼠能量代谢监测系统...论文摘要阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)病人，经过治疗后，代谢生理健康还是不能恢复。在成功移除大鼠气管阻塞物（OR）后，维持呼吸稳态的同时，伴随有体温调节和能量代谢的异常。本研究比较了气道阻塞（AO）和轻度气道阻塞（mAO）移除后的呼吸稳态与能量代谢。结果显示，移除气管堵塞物后大鼠进食量永久性增加。同时，血清胃饥饿素、下丘脑促生长素受体1a（GHSR1a)）和磷酸化Akt比率升高。 其中PI3K/Akt 通路与正常代谢密切相关，该通路异常会导致过度肥胖、胰岛素耐受和II型糖尿病。研究表明，为达到代谢健康状态，阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）患者需要终生注重饮食和内分泌健康。实验计划实验结果图A和B气管直径，对照组C：1.81±0.1mm，气道阻塞组AO：1.04±0.1mm，轻度气道阻塞组mAO：1.19±0.12mm，阻塞物移除组OR：1.87±0.11mm图C气道阻力，AO和mAO组气道阻力分别增加71%和35%。图D呼吸频率。图E潮气量。图F分钟通气量，在室内空气呼吸，AO和mAO组分钟通气量分别增加294%和64%，而OR组与对照组没有明显差别。图G二氧化碳敏感性，AO和mAO组二氧化碳敏感性分别增加59%和25.5%，而OR组与对照组没有明显差别。图A，相对对照组，AO、mAO和OR组的进食量分别增加50.9%、20%和10.7%图B，AO和mAO组白天和黑夜进食量均增加，OR只是在黑夜进食量增加。图C图D图E图F，只有AO组每次进食量增加，进食次数差异均不明显。进食量增加主要是由于每次进食时间延长，再加上夜间“微进餐”（micro meals）图G和图H，AO、mAO和OR组的血清胃饥饿素和GHSR-1a明显增加图I：AO、mAO和OR组的p-AKT/AKT比率分别上升25%、16%和15%图A和D，AO组和mAO组的能量消耗分别增加26.5%和10.2%。图B和C，能量消耗增加与氧气消耗量和二氧化碳产生量增加有关。图E图F和图G，AO组的活动量和体温明显降低。参考文献Yael Segev , Haiat Nujedat1, EdenArazi , Mohammad H.Assadi & ArielTarasiuk.”Changes in energy metabolism and respiration in diferent tracheal narrowing in rats” [J].Scientifc Reports. (2021) 11:19166塔望科技提供的相关仪器方案 大鼠全身体积描记系统可对清醒自由活动动物呼吸参数进行测量，如呼吸频率，潮气量，气道高反应性测试（Airway hyperresponsiveness，AHR）等。测试过程中，动物可以处于清醒自由状态，避免了创伤性气管切开及麻醉的影响，使实验过程更加简便，用于呼吸系统模型动物对药物等反应性研究，呼吸性药物的药理和毒理学研究，特别适合于大批量动物快速初筛试验，适合长期跟踪研究和重复性筛查。动物能量代谢监测系统主要用于实时监测和记录小动物代谢运动相关指标，定性定量测量分析动物行为活动及其与呼吸代谢的相互关系，广泛应用于营养、肥胖、糖尿病、心血管等代谢相关性疾病研究。可选择参数包括能量消耗，食物和水分摄取，取食和饮水模式，空间位置，总的活动量和转轮次数，体重，心率，体温及自动化的行为分析等，所有数据都可同步化储存到计算机内小动物麻醉机吸入式动物气体麻醉机，将挥发性麻醉剂或具有麻醉性的气体，途经动物的呼吸道进入体内产生麻醉效果。其麻醉起效快并且复苏快、深度易控制、动物的发病和死亡率低、已被全球科研工作者和宠物临床医师广泛认可和应用。END

研究背景 颅骨除了容纳、支持和保护脑组织，在头面部外形的塑造方面也承担了一定的责任。在严重的颅脑外伤、脑出血、颅内占位等情况下，需要紧急开颅手术缓解颅内高压，术后则会遗留颅骨缺损的问题，给患者的身心造成了严重的影响。颅骨成形术对颅骨缺损的修复和脑神经功能的恢复都有重要的意义。但用于颅骨成形术的传统生物材料都有着各自的优缺点，至今没有一个理想的解决方案，特别是传统生物材料都不能降解的致命缺陷对于儿童颅骨缺损的修复尤其不利，因此设计制备一种具有成骨活性的生物可降解颅骨修复材料非常迫切。 颅骨修复与其它长骨修复有较大的差异，主要表现在以下三个方面。 首先，颅骨修复除了需要快速成骨，还需要足够的力学支撑发挥保护作用，这就使得材料的孔隙率、孔径和力学强度之间产生了很难平衡的矛盾。 其次，颅骨的发育是膜内成骨作用的过程。在膜内成骨的过程中，骨髓间充质细胞在不形成软骨的情况下就直接分化为成骨细胞，紧接着形成包括额骨、顶骨以及部分枕骨的一系列扁平骨。这样一个相对复杂的成骨方式也决定了颅骨修复较其它长骨的修复更为困难。并且在颅脑外伤、肿瘤等原因造成的颅骨缺损中，硬脑膜常被损坏而缺损，对骨修复的过程更增加了困难。 再者，颅骨除了本身容纳、保护脑组织的作用外，还兼具塑形美容的作用，且颅骨的形状较复杂，个性化要求高，而传统的的人工骨材料规格单一、不可定制。因此，研发一种新的人工骨材料满足颅骨修复的特殊要求势在必行。 方法与结果 该研究采用复合支架的形式，将仿生矿化胶原与可降解生物相容性高分子材料——聚己内酯结合起来，采用溶剂造孔的方式，制备了一系列具有不同孔径分布及孔隙率特征的可植入骨修复支架材料。采用大鼠颅骨临界骨缺损动物模型对各组材料在体内的生物相容性及成骨性能进行评价，筛选出成骨性能最佳且力学强度可以接受的材料。 图1 不同孔结构特征支架SEM形貌及孔径统计分布 其中，最为重要的评价环节为影像学评价，已确定各个实验组之间在不同时间点的成骨情况差异。该研究中采取了Micro-CT（inspeXio SMX-90CT Plus, Shimadzu，日本岛津无损检测）透视并扫描4%多聚甲醛固定24h后的样本，扫描后经三维等值画图软件重建并进行成骨体积分析测定。通过X线透视及CT扫描影像评估样品植入前后的形状、骨密度，并通过成骨体积的测量进行定量分析。 图2 岛津Micro-CT三维重构结果 图3 根据Micro-CT结构计算的相对成骨体积 术后各组大鼠典型的Micro-CT扫描三维重建结果如图2所示。术后4周，模型组大鼠仅有少量针状骨结构位于缺损区，G1、G2、G4组大鼠骨桥位于缺损边缘，G3组大鼠骨桥部分通过缺损。术后8周，空白对照组大鼠缺损区中心有较多针状骨结构，边缘存在骨桥结构。G1、G2、G4组大鼠骨桥部分通过缺损，G3组大鼠骨桥通过缺损最长点。术后12周，模型组大鼠骨桥部分通过缺损，而G1、G2、G3、G4各组大鼠骨桥均通过了缺损最长点，而G3、G4组密度更接近于周围的骨组织，尤其是G3组，95%以上区域已成骨，部分缺损边界已显示不清。 定量分析通过三维重建软件测算出各组大鼠缺损部位的成骨体积，如图3所示。各组大鼠成骨体积在4周，8周，12周时都与空白对照组有显著性差异（P0.05），并且在各个时间点，G3组（pMC 1:10）矿化胶原基颅骨修复材料较G1、G2、G4组成骨体积更多，差异有统计学意义（P0.05）。 图4 Micro-CT重构的矢状位结果 术后各组大鼠Micro-CT正中矢状位影像如图4所示。术后4周，空白对照组缺损区边缘极少量点状高密度影，各实验组缺损区密度均匀增高，颅骨内面靠近硬膜一侧密度较对侧增高更明显。术后8周，空白对照组缺损区可见少量片状密度增高影，各实验组缺损区出现较大面积条状或片状密度增高影，且密度与周围骨质相近。术后12周，空白对照组可见条状密度增高影，各实验组缺损区域密度升高影面积较前明显增加，尤其是G3、G4组，缺损区大部分已被高密度影所占据，且密度和周围正常骨质非常相似。 图5 缺损区组织HE染色 图5所示为术后各组大鼠颅骨正中矢状位石蜡切片HE染色结果，新生成骨被染成密度均匀的粉红色。可以看到4周时，缺损区仅少量点状成骨，各实验组缺损区材料内部可见较密集的斑片状新生成骨。术后8周，对照组新生成骨较少，各实验组新生成骨由斑片状连接成长条状，部分跨越缺损区，新生成骨位于颅骨内侧面硬膜外层。术后12周，对照组缺损区可见部分条状新生成骨，各实验组材料内部和边缘皆有新骨形成，可观察到明显的骨小梁结构，尤其是G3组材料几乎完全降解，大部分被新生的自体骨结构所替代，尤其是靠近硬膜一侧，新生骨结构已与周围正常骨的结构相同。 总结与讨论 本部分研究采用大鼠颅骨临界骨缺损动物模型评价了不同溶剂配比的矿化胶原颅骨修复材料在体内的成骨性能。从影像学、组织学不同角度观察了材料诱导骨长入的过程，并进行了定量分析，筛选出成骨性能和力学强度达到最佳平衡的骨材料溶剂配比，既可以保证一定的力学强度，并且诱导成骨作用最好，为进一步颅骨修复材料的研发奠定了基础。 文献题目：《Tuning pore features of mineralized collagen/PCL scaffolds for cranial bone regeneration in a rat model》使用仪器：岛津5SMX-90CTPlus-1909第一作者：王硕原文链接：https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.110186 声明 1、文章来源：Materials Science & Engineering C2、因篇幅有限，仅显示第一作者。3、本文不提供文献原文，如有需要请自行前往原文链接查看。4、所引用文献仅供读者研究和学习参考，不得用于其他营利性活动。

本文由中国药科大学药物代谢与药代动力学重点实验室天然药物国家重点实验室所作，发表于DRUG METABOLISM AND DISPOSITION （2018）46:53–65。 胃肠道和中枢神经系统之间的双向沟通途径，称为“肠-脑轴”，其与脑损伤的治疗越来越相关。尽管血浆和大脑暴露浓度水平极低，三七总皂苷提取物(PNE)仍是预防和治疗心脑血管缺血性疾病的常用药物。迄今为止，PNE神经保护作用的潜在机制在很大程度上仍然未知。本文通过研究PNE对胃肠微生物群落和γ-氨基丁酸(GABA)受体的调节，系统地探明了PNE的神经保护作用。 结果表明，PNE预处理对大鼠局灶性脑缺血/再灌注(I/R)损伤有显著的神经保护作用，但对无菌大鼠的保护作用减弱。PNE预处理可显著防止I/R手术引起的长双歧杆菌(Bifidobacterium longum, B.L.)下调，B.L.定植也可发挥神经保护作用。更重要的是，PNE和B.L.均可上调I/R大鼠海马GABA受体的表达，同时给予GABA-B受体拮抗剂可显著减弱PNE和B.L.的神经保护作用。上述研究表明，PNE的神经保护作用可能主要归因于其对肠道菌群的调节，口服PNE也可通过上调GABA-B受体用于I/R损伤的治疗。使用仪器：岛津LCMS-8050 图1 正常、I/R模型和I/R + PNE大鼠(n = 6/组)的TTC染色脑冠状切片(A)、梗死体积(B)和神经功能缺损评分(C)。PGF、PGF + I/R模型和PGF + I/R + PNE大鼠(n = 6/组)的TTC染色脑冠状切片(D)、梗死体积(E)和神经功能缺损评分(F)。大鼠海马中IL-1b水平(*P，0.05，**P，0.01 vs对照组，#P，0.05 vs I/R组，# P，0.01 vs I/R组) (G)，大鼠海马中IL-6水平(**P，0.01 vs对照组，#P，0.05 vs PGF+I/R组，# P，0.01 vs I/R组) (H)和大鼠海马中BDNF水平(*P，0.05 vs对照组，# P，0.05 vs I/R组) (I) (n = 6/组) 图2 B.L.的神经保护作用(n = 6/组)。(A) TTC染色的脑冠状切片、(B)梗死体积、(C) 神经功能缺损评分、(D) IL-1b、(E) IL-6、 (F) TNF-a、 (G) BDNF (*P，与对照组比较0.05，# P，与I/R组比较0.05) 图3 Western blotting检测PNE和B.L对GABA-B受体(R1、R2)表达的影响(n = 6/组)。(A) GABA-B R1、GABA-B R2、GAPDH对应的蛋白带 (B) GABA-B R1蛋白表达的灰度分析 (C) GABA-B R2蛋白表达的灰度分析。(*P, 0.05 vs对照组，#P, 0.05 vs I/R组，##P, 0.01 vs I/R组) 图4 GABA-B受体拮抗剂对PNE疗效的影响(n = 6/组)。(A) TTC染色的大脑冠状面、(B)大鼠大脑梗死体积、(C)大鼠神经功能缺损评分、(D) IL-1b水平、(E) IL-6水平、(F) TNF-α水平(* P, 0.05) 因此，本研究结果表明，I/R手术改变了肠道菌群，下调了B.L的数量，B.L水平的下降导致GABA受体表达的下调。PNE预处理后可在一定程度上预防肠道菌群I/R相关的变化，显著提高B.L的相对丰度。B.L水平的升高可上调大鼠海马GABA-A和GABA-B受体的表达，而GABA-B受体的上调在缺血性脑损伤中起保护作用。据我们所知，这是首篇阐明PNE涉及肠道微生物群的大脑保护作用的报告。值得注意的是，B.L在PNE通过上调GABA-B受体治疗脑I/R中起着关键作用。 文献题目《Low Cerebral Exposure Cannot Hinder the Neuroprotective Effects of Panax Notoginsenosides》 使用仪器岛津LCMS-8050 作者Haofeng Li, Jingcheng Xiao, Xinuo Li, Huimin Chen, Dian Kang, Yuhao Shao, Boyu Shen,Zhangpei Zhu, Xiaoxi Yin, Lin Xie, Guangji Wang, and Yan Liang Key Laboratory of Drug Metabolism and Pharmacokinetics, tate Key Laboratory of Natural Medicines, China Pharmaceutical University, Nanjing, China

日前，来自梅奥诊所（Mayo Clinic）等机构的研究人员在美国神经科学学会年会（Society for Neuroscience' s annual meeting）上报告称，他们研制出了一台名为 Harmoni 的深部脑刺激（DBS）植入设备，首次能够在进行电刺激的同时，监测大脑内部的电反应和化学反应。该设备已经在大鼠和猪等实验动物身上进行了测试。 深部脑刺激技术长期以来被用于治疗运动障碍，但现在已迅速发展为针对包括抑郁症、抽动秽语综合征、强迫症甚至老年痴呆症等神经疾病的一种实验性疗法。尽管相关治疗取得了一些令人鼓舞的成果，但关于植入大脑深部的刺激设备所传递的电脉冲是如何影响神经回路和改变患者行为的，科学家所知并不多。现在，这个深部脑刺激设备原型或许能够提供一些答案。未参与这项研究的凯斯西储大学生物医学工程师 Cameron McIntyre 表示：“这是我们此前在人类身上无法真正获取的新数据。”该团队希望，这个设备能够确定大脑中哪些电信号和化学信号与一些症状的存在和严重性实时相关，比如帕金森氏症患者所经历的震颤。这些信息有助于揭示脑深部刺激在何处和如何发挥其对大脑的治疗性影响，以及为什么有时候会失败。 Harmoni 是基于现有深部脑刺激技术的电子记录能力研发而成的，其增添了应用于动物研究的化学传感技术。该设备采用一种被称为快速扫描循环伏安的方法，在大脑内施加一个局部电压变化，将电子短暂拉离特定的神经递质，从而产生可以测量的电流。神经递质是大脑中激活或抑制神经元的化学物质，每个神经递质分子生成的电化学签名不同，每隔 10 毫秒，就可以根据签名来识别神经递质并估测它的浓度。研究团队已经利用大鼠和猪对 Harmoni 系统的一部分进行了测试。手术中，他们先通过功能性磁共振成像技术找到对植入部位的电脉冲作出响应的大脑区域，然后在此插入化学和电子传感器，就能够合成一幅显示神经元如何受激并释放出何种神经递质作为响应的图像。动物实验的初步结果表明，通过刺激底丘脑核， Harmoni 能够测量出大脑尾状核中神经递质多巴胺水平的上升。而这正是建议用深部脑刺激法治疗帕金森氏病采用的机制之一。该设备的人体试验也在逐步推进中。但研究项目负责人、梅奥诊所的神经外科医生 Kendall Lee 表示，这项研究还处于早期阶段，他们正设法让记录电极更耐用，同时让设备更加小型化，以便能够植入患者体内。研究的合作者、孟菲斯大学神经科学家 Charles Blaha 强调，还需要深入了解大脑的健康和紊乱状态分别用何种电化学签名来描述，以及如何刺激大脑才能使其保持健康模式。

本文由中国药科大学药物代谢与药代动力学重点实验室所作，发表于DRUG METABOLISM AND DISPOSITION 38:1747–1759, 2010。 中药通常被定义为一种治疗方案，它不是由单一化合物与单一靶点相互作用组成的，而是几种化合物与多个靶点相互作用的协同药理干预。由于天然产物具有多种多样的生物活性和药用潜力，几乎每个文明都积累了使用它们的经验和知识。 最近，西方制药公司开始更喜欢用纯净的天然产品，而不是粗提取物作为药物原料。然而，在识别通过联合用药来有效对抗疾病的天然化合物或受自然启发化合物方面存在巨大的挑战。此外，体内可能存在的大量代谢物、有害药物相互作用的固有风险以及多组分制剂不可预测的药代动力学特性仍需解决。因此，中药代谢研究不仅是中药现代化的关键，而且对新药的开发具有重要意义。 中药代谢研究是一项艰巨的任务，由于中药成分复杂，代谢途径复杂，缺乏标准品，目前尚处于起步阶段。本研究基于液相色谱-离子阱-飞行时间质谱技术，建立了快速鉴定和分类中药成分代谢物的技术平台。 以五味子木脂素提取物为例，完成了体外和体内代谢研究。在体外研究中，对五种典型五味子的代谢产物进行了鉴定和结构表征。主要的代谢途径有去甲基化、羟基化及去甲基-羟基化。在体内研究中，在大鼠尿液中检测到44种代谢物。根据体外代谢规律，对这些代谢产物进行了快速鉴定和分类，并证实羟基化是木脂素在大鼠尿液中的主要代谢途径。 此外，根据在0 - 12、12 - 24和24 - 36小时采集的尿液样本的相对强度，计算雌性和雄性大鼠代谢产物的“相对累积排泄”(RCE)。结果发现，RCE存在很大的性别差异。对于大多数代谢物，雌性大鼠的RCE显著低于雄性大鼠。综上，目前开发的木脂素五味子代谢研究方法和途径将在中药代谢研究中得到广泛应用。 图1 基于液相色谱-质谱联用技术开发的中药代谢平台和工作流程图2 用LC-IT-TOF/MS测定NADPH存在时，五味子木脂素A及其代谢物在雌性(A)和雄性(B)大鼠肝脏S9中的EICs，以及五味子木脂素A可能代谢物的裂解途径(C-F)。虚线方块:潜在的去甲基化位点 虚线圆圈:潜在的羟基化位点。 综上所述，本研究基于LC-IT-TOF/MS单一平台，为解决中药代谢领域的关键问题——包括代谢产物的鉴定和分类，开发了一套系统方法论(图1)。在此基础上，利用LC-IT-TOF/MS平台对五味子木脂素的代谢产物进行了系统鉴别和分类。 首先，利用基于诊断片段离子的扩展策略对五味子木质素提取物中的五味子木脂素进行快速鉴定，并在此过程中对31种五味子木脂素进行了结构特征鉴定。 其次，基于LC-IT-TOF/MS，对5种五味子木脂素成分的标准品在肝脏和肠道S9系统中的代谢命运进行逐一研究，其主要生物转化方式包括去甲基化(－CH3)、羟基化(＋OH)和去甲基化-羟基化(－CH3＋OH)。 文献题目《Development of a Systematic Approach to Identify Metabolites for Herbal Homologs Based on Liquid Chromatography Hybrid Ion Trap Time-of-Flight Mass Spectrometry: Gender-Related Difference in Metabolism of Schisandra Lignans in Rats》 使用仪器岛津LC–IT-TOF/MS 作者Yan Liang, Haiping Hao, Lin Xie, An Kang, Tong Xie, Xiao Zheng, Chen Dai, Kun Hao, Longsheng Sheng, and Guangji Wang Key Laboratory of Drug Metabolism and Pharmacokinetics, China Pharmaceutical University, Nanjing, People’s Republic of China

这将使科学家借助动物模型更方便地对人类顽疾进行研究　　美国南加州大学一个科研小组12月24日宣布，他们首次成功地从大鼠胚胎中提取干细胞，这将使科学家借助动物模型更方便地对诸多人类顽疾进行研究。　　英国科学家马丁埃文斯早在1981年就成功地从小鼠胚胎中提取出第一个小鼠胚胎干细胞。但大鼠胚胎干细胞的提取尚属首次。　　研究负责人、华人科学家应其龙在新闻公报中说，这是干细胞研究领域的一项重大进展，“因为我们知道，与小鼠相比，大鼠在生物学的许多方面与人类更为相近”。应其龙认为，提取大鼠胚胎干细胞研究被证实可行之后，世界许多干细胞实验室的研究方向都将因此而改变。　　此前，科研人员尝试提取大鼠胚胎干细胞都因为技术障碍宣告失败。此次，应其龙的科研小组采取了一种特殊的“信号阻断”方法，他们利用特殊的分子抑制大鼠胚胎中3个特定基因发出信号。正常情况下，这3个基因发出的信号是胚胎干细胞分化的“命令”。信号被阻断后，大鼠胚胎干细胞就能够“停下分化的脚步”，保持在原始胚胎阶段。　　科研小组认为，能够提取大鼠胚胎干细胞，朝着今后科学家通过基因敲除技术人为地给大鼠胚胎剔除一个或多个基因、培养“定制”大鼠进行疾病研究又向前迈进了一步。　　这一成果将发表在定于12月26日出版的《细胞》杂志上。

前言骆清铭院士和龚辉教授带领MOST团队发明的显微光学切片断层成像系列技术（MOST/fMOST）作为介观尺度最精准的三维完整器官成像技术，已在神经机制、脑疾病、心脑血管疾病以及药理毒理等科学前沿领域研究中发挥重要作用，并带动了相关标记技术和大数据处理和解析技术的发展。 文章题目：Single-neuron projectomes of mouse paraventricular hypothalamic nucleus oxytocin neurons reveal mutually exclusive projection patterns发表时间：2024年1月29日发表期刊： Neuron研究团队：北京大学生命科学学院黎胡明珠、华中科技大学苏州脑空间信息研究院江涛是论文的共同第一作者；北京大学于翔教授、华中科技大学李安安教授、西湖实验室边文杰研究员为论文的共同通讯作者 催产素是九个氨基酸组成的环状神经肽，由大脑中的神经细胞合成、分泌。其最早被报道的作用是促进分娩和泌乳，主要由垂体分泌至外周循环的催产素完成。进一步研究发现催产素还参与维持机体代谢平衡和内稳态，并调控社交行为、学习与记忆、奖赏等复杂行为。关于催产素的研究已经持续百年，但其多样功能的结构基础仍不清楚。一个关键问题是，催产素神经元如何将催产素分泌至各个脑区及外周组织，从而实现特定功能的调控。前人研究表明大脑中产生催产素的神经元主要分布在14个脑区中，其中下丘脑室旁核（paraventricular hypothalamic nucleus, PVH）拥有数量最多且投射最为复杂的催产素神经元。因此，对于室旁核催产素神经元投射的形态解析对理解其功能多样性至关重要。室旁核包含两类传统方法定义的催产素神经元类群：大细胞催产素神经元被认为拥有复杂的轴突结构并参与中枢和外周的调控，小细胞催产素神经元主要参与中枢自主神经调控（图1）。然而群体示踪的方法无法精细区分两类神经元的投射图谱，也无法揭示每一类群中是否存在进一步的功能与形态异质性。系统性重构单神经元形态为解答这一问题提供了可能。 2024年1月29日北京大学于翔团队与合作者在 Neuron 期刊发表了题为“Single-neuron projectomes of mouse paraventricular hypothalamic nucleus oxytocin neurons reveal mutually exclusive projection patterns”的研究论文，在单细胞水平揭示了下丘脑室旁核催产素神经元的完整形态。中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心与上海科技大学联合培养，目前就职于北京大学生科院的黎胡明珠博士为第一作者。 图1：（左）根据传统分类与群体示踪的大细胞催产素神经元（magnocellular）与小细胞催产素神经元（parvocellular）分类。（右）基于系统性重构单神经元形态提出的室旁核催产素神经元C1与C2分类 该研究首先构建了病毒载体rAAV-EF1α-DIO-YPet-p2A-mGFP，在Oxytocin-ires-Cre小鼠中实现了室旁核催产素神经元的稀疏高亮标记。通过荧光显微光学切片断层成像（fluorescence micro-optical sectioning tomography, fMOST）对稀疏标记样本进行全脑成像，用Fast Neurite Tracer进行形态追踪，重构了264个室旁核催产素神经元的完整三维形态，从而绘制了亚微米分辨率下的单神经元全脑投射图谱。进一步通过层级聚类和投射靶点相关性分析，揭示室旁核催产素神经元包含两类投射模式互斥的类群。其中，C1类包括177个神经元，轴突较短且终止于正中隆起（连接下丘脑与垂体的脑区），仅有少量分支分布于下丘脑区域，且对其他脑区几乎没有投射（图2，红色）；C2类包括87个神经元，其轴突广泛投射至除正中隆起之外的两百余个脑区，涵盖新皮质、嗅区、海马结构、皮质板下层、纹状体、苍白球、丘脑、下丘脑、中脑、脑干、脑桥、延髓、小脑和纤维束（图2，绿色）。每一类群又可进一步分为投射模式不同的三个亚类。此外，还发现室旁核催产素神经元，特别是C2类神经元的树突形态复杂并可延伸至室旁核以外，而C1类神经元的树突则较简单且分布在胞体附近，两类神经元胞体位置有一定偏好，并具有独特的转录特征与分子标志。 图2：小鼠下丘脑室旁核催产素神经元根据单神经元投射图谱可分为C1类（红色）和C2类（绿色）。 C1类和C2类神经元及其亚类在投射模式上的高度异质性，表明各亚类神经元可能分别执行了催产素的不同生理功能：（1）正中隆起—垂体后叶是催产素向外周分泌的重要途径，因此C1类神经元应主要负责通过神经内分泌调控外周生理活动，同时其在下丘脑的投射分支可能参与中枢自主神经调控；（2）C2类1亚型（C2-1）神经元投射至脑干多个区域，可能参与自主神经调控、介导躯体感觉以及伤痛感觉的调控；（3）C2-2 和 C2-3亚型神经元拥有复杂且精细轴突分支，全脑广泛投射，除了涵盖C2-1亚型神经元的功能之外，很可能介导社会识别、亲社会行为、学习与记忆、奖赏行为及厌恶行为等高级脑功能；（4）脑室周围存在C2类神经元轴突分布，提示其分泌的催产素可能是脑脊液中催产素的重要来源之一；（5）对催产素神经元树突的重构发现其分支延伸至室旁核周围核团中，可能具有整合信号输入及通过催产素的树突释放调控周围脑区的作用（图3）。 图3：(A, B) 室旁核催产素神经元各亚类的单神经元投射图谱。(C) C1类与C2类神经元具有截然不同的投射模式。(D) C2类神经元轴突投射至脑室附近区域。 综上，该研究对室旁核催产素神经元进行全方位的、单细胞精度的胞体、树突和轴突形态学分析，为进一步理解催产素神经元调控复杂生理功能提供了详实的结构基础。两类神经元分子标记物的鉴定，为后续特异性的分子、环路操作和功能探索奠定了基础。该项工作从单细胞水平，更新了人们长久以来对于室旁核催产素神经元形态结构的认知，并将为后续研究提供重要的参考。 该研究工作是多团队联合攻关的成果。中科院脑科学与智能技术卓越创新中心和上海科技大学博士毕业生，现北京大学生命科学学院研究助理黎胡明珠是该论文的第一作者。华中科技大学苏州脑空间信息研究院江涛是论文的共同第一作者。北京大学于翔教授、华中科技大学李安安教授、西湖实验室边文杰研究员为论文的共同通讯作者。华中科技大学骆清铭、龚辉与李安安团队，中科院遗传与发育研究所吴青峰课题组，中科院脑科学与智能技术卓越创新中心严军与许晓鸿课题组及全脑介观神经联接图谱平台中心对该研究做出了重要贡献。 原文链接：https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(23)01010-3

p style="text-align: justify "　　今天20%-40%的非小细胞肺癌(NSCLC)患者常在疾病确诊2年内出现脑转移，这些患者预后极差，目前全身性的用药方案非常有限。PD1/PDL1虽然火热于肺癌治疗中，但免疫单药用于脑转移的理想数据却非常少，在既往CheckMate 063，017及057的数据中，nivolumab(O药，纳武单抗)与传统化疗相比都未体现出优势。聊到这话题，小编就给大家分享Lung Cancer上新发布的OAK研究亚组分析，探讨atezolizumab(Tecentriq，阿特珠单抗)这款PDL1单抗对脑转移的疗效。/pp style="text-align: justify "　　strongOAK研究简介/strong/pp style="text-align: justify "　　该试验为国际多中心、随机III期研究，纳入既往治疗线数≥1(1-2线)的NSCLC患者，不排除脑转移及EGFR/ALK突变。患者分别静脉给予阿特珠单抗1200mg/3周或多西他赛75mg/m2/3周治疗。之前报道的首次分析中，阿特珠组的中位OS(总体生存期)较化疗延长了4.2个月，安全性也更佳，免疫后线疗效获得认可。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/f6159a70-c6ef-4c9d-aed4-bcd33aabe82a.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg"//pp style="text-align: justify "　　本篇文章针对OAK试验中的经治无症状脑转移患者进行了亚组分析，脑转纳入标准包括：颅外必须有可测量病灶，仅限小脑幕上转移(排除幕下、脊髓或软脑膜转移 新发的无症状脑转患者必须接受过放疗/手术)，无脑出血，无需激素治疗，入组前7天未做立体定向放疗及前14天未做全脑放疗。另外，试验中“基线脑转移”的定义包括既往做过脑部放疗的患者，因为这类人群强烈提示以往有无症状脑转移史。/pp style="text-align: justify "　　strong研究结果/strong/pp style="text-align: justify "　　span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong1. 基线情况/strong/span/pp style="text-align: justify "　　在数据截取时，共分析了850例患者，其中14%为经治无症状脑转患者(阿特珠组为61例，化疗组为62例，两组基线可比。首次入组给药距离既往脑部放疗的中位间隔时间为阿特珠组3个月，化疗组5.1个月 两组中既往接受过脑部放疗的患者分别占90.2%(阿特珠)及82.3%(化疗)。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/795c483e-f082-4300-9d11-a937709a9a52.jpg" title="2.jpg" alt="2.jpg"//pp style="text-align: justify "　　span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong2. OS(总生存期)：免疫治疗提高脑转患者各时间段OS率，展现OS延长趋势。/strong/span/pp style="text-align: justify "　　在经治无症状脑转患者中，阿特珠组的OS比多西他赛组延长了4.1个月，但无统计学差异(P=0.16)。免疫组OS有获益趋势，可能因随访时间不够而无法提现明显优势。对于无脑转患者中，阿特珠的OS较化疗延长了3.9个月，差异非常显著(P 0.01)。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/0286247d-a360-4c5a-8157-133f92f56a1b.jpg" style="" title="3.jpg"//pp style="text-align: center "图A 两组脑转移患者的总生存期对比/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/ce3346a5-aaea-44eb-9e93-262be904e73c.jpg" style="" title="4.jpg"//pp style="text-align: justify "br//pp style="text-align: center "图B 两组无脑转移患者的生存期对比/pp style="text-align: justify "　　无论是有无脑转移史，阿特珠组的6、12、18及24个月OS率都高于多西他赛组。有脑转移史患者的OS率为6个月(阿特珠77.9% vs 化疗71.4%)，12个月(58.4% vs 48.5%)，18个月(42.5% vs 27.9%)及24个月(26.6% vs 19.3%)。具体见下表。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/7c8545ee-87c5-4a1b-a8b8-12e5b383931e.jpg" title="5.png" alt="5.png"//pp style="text-align: justify "　　span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong3. 新发病灶：阿特珠提高无新发脑病灶的患者比例，体现一定的预防作用/strong/span/pp style="text-align: justify "　　在脑转患者中，阿特珠组出现有症状的影像确诊新发脑转移灶的中位时间尚未达到，明显优于多西他赛组的9.5个月(P=0.02)，阿特珠单抗有更好的防治新发脑病灶能力(见下图)。对于无脑转的患者，两组新发病灶中为时间都尚未达到。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/eca707d0-a6b4-49b4-998f-d76b1233ac8e.jpg" title="6.jpg" alt="6.jpg"//pp style="text-align: center "上图为脑转移患者出现新发脑病灶的两组中位时间对比/pp style="text-align: justify "　　在有脑转移史的患者中，阿特珠组在各个时间点(6、12、18及24个月)不出现新发脑病灶的发生率都高于多西他赛组，分别为85.1% vs 64.1%，76.6% vs 42.8%，76.6% vs 42.8%及76.6% vs 0%。在无脑转移史患者中，阿特珠组从第18个月后开始出现获益。两个亚组(有无脑转移史)分析结果提示阿特珠单抗预防新发脑转的能力优于化疗组，且时间越长获益越多。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/78c43524-f036-4a49-b5e0-264b7d27f7b5.jpg" title="7.png" alt="7.png"//pp style="text-align: justify "　　span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong4. 安全性/strong/span/pp style="text-align: justify "　　无论是否有脑转移史，阿特珠组的治疗相关AEs(不良反应)，严重AEs及治疗相关神经性AEs发生比例都比化疗组更少。阿特珠的最常见治疗相关神经性AEs为头痛。两组均无4-5级神经性AEs的发生。两组总体安全性良好。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/1d1a0124-5471-4a1c-ac59-22f15f29af16.jpg" title="8.jpg" alt="8.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 0, 0) "strong总结/strong/span/pp style="text-align: justify "　　本文章为首个免疫治疗脑转移的III期研究分析，且为免疫单药治疗，具有一定的临床指导意义。/pp style="text-align: justify "　　虽然阿特珠单抗组的脑转移中位OS并无明显延长(P 0.05)，但较化疗组仍有获益趋势，随着日后随访时间的加长可能会发现优势。无论有无脑转移，阿特珠组各时间点的OS率都更佳，再次印证了免疫的长期疗效更有优势的特点。/pp style="text-align: justify "　　阿特珠组无新发脑转移灶的患者比例更多，无论基线有无脑转，免疫治疗都能起到很好的防治作用，且时间越久获益更明显。/pp style="text-align: justify "　　免疫治疗总体耐受性良好，安全性优于化疗。/pp style="text-align: justify "　　本研究不足之处：两组患者的基线化疗及突变有差异，造成可能夸大免疫疗效 另在新发脑转病灶的分析中，影像检查只在患者出现相关症状后才做，可能对结果判定有影响。/pp style="text-align: justify "　　span style="color: rgb(127, 127, 127) font-size: 14px "参考文献：/span/pp style="text-align: justify "span style="color: rgb(127, 127, 127) font-size: 14px "　　Shirish M. Gadge et al. Atezolizumab in patients with advanced non-small cell lung cancer and/span/pp style="text-align: justify "span style="color: rgb(127, 127, 127) font-size: 14px "　　history of asymptomatic, treated brain metastases: Exploratory analyses of/span/pp style="text-align: justify "span style="color: rgb(127, 127, 127) font-size: 14px "　　the phase III OAK study，Lung Cancer 128(2019)105-112./span/p

大鼠甲状腺滤泡上皮细胞的培养操作与应用！ 一、背景 大鼠甲状腺滤泡上皮细胞分离自甲状腺组织；甲状腺是脊椎动物非常重要的腺体，属于内分泌器官。在哺乳动物身体中，它位于颈部甲状软骨下方，气管两旁。甲状腺表面有结缔组织被膜，表面结缔组织深入到腺实质，将实质分为许多不明显的小叶，小叶内有很多甲状腺滤泡和滤泡旁细胞。甲状腺控制使用能量的速度、制造蛋白质、调节机体对其他贺尔蒙的敏感性。 甲状腺依靠制造甲状腺素来调整这些反应，有T3和T4。这两者调控代谢、生长速率还有调解其他的身体系统。T3和T4由碘和酪胺酸合成。甲状腺也生产降钙素，调节体内钙的平衡。其中，甲状腺滤泡上皮细胞（也称为滤泡细胞或主要细胞）是在甲状腺细胞是负责生产和分泌甲状腺激素，甲状腺素（T4）和三碘甲状腺原氨酸（T3）。 二、培养操作 1）复苏细胞：将含有1mL细胞悬液的冻存管在37℃水浴中迅速摇晃解冻，加入4mL培养基混合均匀。在1000RPM条件下离心4分钟，弃去上清液，补加1-2mL培养基后吹匀。然后将所有细胞悬液加入培养瓶中培养过夜（或将细胞悬液加入10cm皿中，加入约8ml培养基，培养过夜）。第二天换液并检查细胞密度。 2）细胞传代：如果细胞密度达80%-90%，即可进行传代培养。 1.弃去培养上清，用不含钙、镁离子的PBS润洗细胞1-2次。 2.加1ml消化液（0.25%Trypsin-0.53mM EDTA）于培养瓶中，置于37℃培养箱中消化1-2分钟，然后在显微镜下观察细胞消化情况，若细胞大部分变圆并脱落，迅速拿回操作台，轻敲几下培养瓶后加少量培养基终止消化。 3.按6-8ml/瓶补加培养基，轻轻打匀后吸出，在1000RPM条件下离心4分钟，弃去上清液，补加1-2mL培养液后吹匀。 4.将细胞悬液按1：2比例分到新的含8ml培养基的新皿中或者瓶中。 3）细胞冻存：待细胞生长状态良好时，可进行细胞冻存。下面T25瓶为类； 1.细胞冻存时，弃去培养基后，PBS清洗一遍后加入1ml胰酶，细胞变圆脱落后，加入1ml含血清的培养基终止消化，可使用血球计数板计数。 2.4 min 1000rpm离心去掉上清。加1ml血清重悬细胞，根据细胞数量加入血清和DMSO，轻轻混匀，DMSO终浓度为10%，细胞密度不低于1x106/ml，每支冻存管冻存1ml细胞悬液，注意冻存管做好标识。 3.将冻存管置于程序降温盒中，放入-80度冰箱，2个小时以后转入液氮灌储存。记录冻存管位置以便下次拿取。 三、应用 用于RCCS模拟微重力影响大鼠甲状腺滤泡上皮细胞生长特性和分泌功能的研究： 釆用微重力细胞培养系统（the rotary cell culture system,RCCS）,研究模拟微重力对大鼠甲状腺滤泡上皮细胞生长特性和相关分泌功能的影响,为航天员在失重环境中甲状腺应激和病理性改变的防治提供理论依据。 研究方法应用RCCS技术构建FRTL-5细胞模拟微重力培养系统。将大鼠甲状腺滤泡上皮细胞FRTL-5细胞株随机分为模拟微重力组（simulated microgravity group,SMG）和正常重力对照组（normal gravity group,NG）,分别于培养第6h、12 h、24 h、36 h取细胞及上清液,MTT检测细胞增殖,流式细胞仪检测细胞周期,化学发光免疫分析法检测T3、T4、FT3、FT4,ELISA检测上清液中Tg和TPO水平 应用倒置相差显微镜观察培养第6 h、12 h、24 h、36 h后细胞表面形态 透射电镜观察培养12 h和36 h的细胞超微结构 激光共聚焦显微镜观察培养36 h的细胞微丝骨架荧光强度变化。 结果：（1）MTT结果显示,SMG组FRTL-5细胞经6 h、12 h、24 h、36 h培养后,各时相细胞增殖均较NG组受到明显抑制（P0.05）,其中24 h最为明显（P0.01） 36 h表现为两种情况,一是SMG组的细胞增殖恢复,二是NG组的细胞增殖速度快速提升。 （2）流式细胞仪测细胞周期显示,与NG相比,FRTL-5细胞微重力培养6 h、12 h、24 h、36 h后G1期细胞比例显著增高 除6 h外,S期细胞比例明显降低 而各时相的G2/M期细胞比例表现为模拟失重早期（6-12 h）降低,其中12 h出现低谷值,24 h一过性显著增高,36 h回落。研究结果提示,SMG组FRTL-5细胞培养6-12 h阶段DNA合成下降,24 h的DNA合成趋活跃,而36 h的DNA合成后期比例又呈现下降趋势并向NG组的比例靠近。 （3）化学发光免疫分析法检测结果显示,RCCS培养6 h组FRTL-5细胞上清液中FT3、T4和FT4水平显著降低（P0.05）,其余各时相的T3、T4、FT3、FT4则未受明显影响。 （4）ELISA测细胞上清液结果显示,与NG相比,SMG组FRTL-5细胞Tg和TPO分泌均明显升高（P0.01）,表现为6 h即显著升高,随后呈下降趋势,24-36 h阶段又趋上升,其中SMG组的6 h与24 h以及24 h与36 h之间有显著差异（P0.01）。 （5）倒置相差显微镜观察结果显示,模拟失重环境下FRTL-5细胞形态发生显著变化,实验早期细胞逐渐趋于死亡状态,24 h后细胞数量又有所增长。 （6）透射电镜结果显示,模拟失重第12 h,36 h的FRTL-5细胞超微结构发生显著变化。 （7）模拟微重力培养36 h后,激光共聚焦显微镜观察荧光素FITC标记的FRTL-5细胞,发现细胞微丝骨架局部解聚,张力纤维减少,结构和排列紊乱,细胞伪足少见,细胞形状呈不规则。 微生物菌种查询网自设细胞系板块，是细胞株提供中心,专业提供代次低、周期短、活性好的细胞株。与国内外多家研制单位，生物医药，第三方检测机构，科研院所有着良好稳定的长期合作关系！欢迎广大客户来询！

2018年5月29日，“全国真菌毒素大数据应用平台启动研讨会”在北京培黎职业学院顺利召开。本次会议由北京智云达科技股份有限公司主办，国家食品安全风险评估中心主任严卫星、国家粮食与物质储备局标准质量中心主任唐瑞明、国家粮食科学研究院谢刚研究员、中国农业科学院饲料研究所李俊研究员、北京农林科学研究院王蒙副研究员等领导和专家应邀出席。食品安全是关系人民群众身体健康与生命安全、社会发展与稳定的重大问题，而真菌毒素污染是目前影响我国食品安全的主要问题之一。国家有全面的监测计划、高尖端的分析手段，但真菌毒素在饲料、粮食、农产品中污染居高不下，如何利用检测背后的数据来指导生产、加工、储运、消费，是时下急需解决的问题？会议伊始，智云达桑黎川总经理首先代表公司感谢大家的到来，他说：“当前真菌毒素快检、防控技术及产品种类繁多，为整合真菌毒素快检与防控相关资源，更好地服务相关行业，北京智云达联合农科院、粮科院、北京农林科学院等科研院所、国内外知名真菌毒素快检和第三方检测、真菌毒素防控技术公司，共同发起成立全国真菌毒素快检技术联盟，并构建全国真菌毒素大数据应用平台，告诉饲料企业去哪选择合格的原料、告诉消费者哪里可以提供安全的粮食。”中国农业科学院饲料所的李俊研究员在发言中提到，作为农业部饲料工作办的牵头单位，早在三年前就在准备做这件事了，但由于各方面的原因没有办成，如今不缺数据，不缺技术，缺的是平台，从哪里可以发布，真正起到预警的作用。高兴的是智云达桑总也有共同的想法，我们共同搭建的平台要最终实现信息化、平台化、智慧化和产业化。随后，中国农科院饲料所闫海洁博士、国家粮科院谢刚研究员及北京农林科学研究院王蒙副研究员、北京智云达张东升副研究员分別就大数据平台以及粮食、农业和饲料中真菌毒素情况进行专题汇报。研讨会上，国家食品安全风险评估中心严卫星主任就平台建设和发展进行很好的建议，希望平台从开始就设计好，实现共建共享、互利共赢。国家粮食局粮食标准质量中心唐瑞明主任对粮食安全与真菌毒素污染进行了高屋建瓴的总结，建议突出大数据的“大”，实现平台的可持续性，利用跨行业大数据引导我国粮食生产、流通和服务消费。

8月15日，卫生部举行的专题新闻发布会公布了“圣元乳粉疑致儿童性早熟”调查结果：患儿乳房早发育与所食用奶粉没有关联，目前市场上抽检的圣元奶粉和其他婴幼儿奶粉激素含量没有异常。不过，此事件暴露出食品检测和管理中的问题。武汉三名食用同一品牌的女婴出现性早熟，怀疑奶粉含有激素的家长想弄个明白，却送检无门。“所有的检测机构都不愿意接手。”一位不愿意透露姓名的检测专家对《科学新闻》说。　　消费者遭遇“送检无门”，本能的知情权被无情地阻挡，对于怀疑有问题的食品，消费者究竟从何得到权威和专业的答复?　　检测无门　　根据《食品安全法》的相关规定，协会组织、消费者可以委托法律规定的有资质的食品检验机构对疑有问题的食品进行检验。“由于种种原因，现实中的确存在检验机构不接受个人送检的情况。比如有些检验机构不具备送检项目的检测资质或能力。一些机构担心样品的来源，担心有目的不纯的送检，还有一些机构怕承担法律责任，不想介入纠纷等。消费者如果怀疑食品有问题，可以向卫生部门举报，卫生部门接到举报应组织进行检验。”卫生部有关负责人说。　　8月10日，卫生部责成湖北省食品安全监管领导小组办公室调查并及时公布结果，两天后，卫生部直接介入事件调查，称接受举报。随后，卫生部组织由疾控中心牵头，内分泌、儿科、妇幼、食品安全等领域专家组成的专家组对事件进行调查。　　卫生部的迅速介入，表明了政府对此事件的高度重视。某个侧面，也许正是为了解答消费者所遭遇的送检无门的窘境。　　对于送检无门，中国兽医药品监察所研究员王树槐告诉《科学新闻》：“对样品来源不清楚，谁都不愿意负责。此外样品量少，成本就高，如果要价高，别人还以为是敲诈，所以估计谁都不愿意接。”目前，中国的实验室管理很严格，国家认监委认证、认可之后，每3年要对实验室硬件、人员等各方面进行考核，并且实验室能做的检测也只有几项，如三聚氰胺、重金属、激素等专项都要专家现场考核认证，超出实验室检测范围的项目要申请。而这一程序申请非常繁琐，且成本高昂。　　不仅如此，中国目前还将检测的技术方法也当标准限定。“这是阻碍科学进步的，是滞后的。以前美国和欧盟也是这样，但上世纪90年代之后，就取消了，取而代之的是出台相关技术指南，实验室按照标准操作流程操作，只要在最后的文书上签字画押负责就行。这样反而能够快速对应急事件做出反应。”前述专家这样认为。　　北京市疾病预防控制中心、中国检验检疫科学院等检测机构负责此次检验，采用国际通行的检测方法(《动物源食品中激素多残留检测方法液相色谱-质谱-质谱法》GB/T21981-2008)，主要对乳粉中雌激素和孕激素含量进行检测。　　“这项检测技术是国际上最为先进的，可以肯定。”王树槐说。　　卫生部专家组成员之一、食品安全国家审评委员会检验方法委员会专家委员、北京市疾病预防控制中心研究员邵兵介绍，目前能开展类似检测的机构有国家质检总局、卫生部、农业部的一些实验室，以及北京市的质量监控中心。这些机构都可以接受个人送检。　　但无疑具有资质的检测机构在中国可谓寥寥。同时，检测费用往往受到仪器设备、试剂成本的影响。只有同批检测样本多，成本才会有所下降。　　“内外有别”　　今年6月以来，中国乳业“新国标”正式实施，涉及生乳、巴氏杀菌乳、灭菌乳、发酵乳、调制乳等所有乳类和乳制品的食品安全国家标准。这是自“三聚氰胺事件”发生后，卫生部对这些标准进行的重新修订。　　其中，《食品安全国家标准乳粉(GB19644-2010)》中，关于乳粉的要求包括原料要求、感官要求、理化指标、污染物限量、真菌毒素限量、微生物限量、食品添加剂与营养强化剂等7项要求，但并没有提及关于雌激素的检测项目。　　卫生部在发布会上公布，在抽调的奶粉样品中，未检出己烯雌酚和醋酸甲孕酮等禁用的外源性性激素，内源性雌激素(17β-雌二醇和雌酮)和内源性孕激素(孕酮和17α-羟孕酮)的检出值分别为0.2~2.3μg/kg和13~72μg/kg，其中患儿家中存留样品雌激素和孕激素检出值分别为0.5μg/kg和33μg/kg。　　其结论是：“检测结果符合国内外文献报道的含量范围。”文献资料显示，美国、韩国、荷兰等原料奶和市售牛乳中雌激素含量在0.16~4.4μg/kg，孕酮最高数值是98.0μg/kg(将液态奶按8:1换算为乳粉的含量)。　　一位长期从事牛奶激素研究、小儿性早熟的临床专家告诉《科学新闻》：“卫生部给出的国内外文献标准是比较权威的，可信的。”　　不过，奶粉中到底能不能含有雌激素?对此，卫生部新闻发言人、卫生部办公厅副主任邓海华给出的解释是：奶粉里不允许检出使用兽药残留的外源性性激素，世界上也不允许。　　王树槐说：“对于个体来讲，其本身还有内源性雌激素。如奶牛体内天然产生的激素，这些激素人体内也含有。奶液中完全没有雌激素是不可能的。”　　目前，国际上内源性激素的含量研究仍处于循证阶段，牛奶中激素的含量达到多少，就会对人体有影响?没有一个统一的标准和说法，还需要长期研究。也许正因为如此，所以才有了卫生部发言人邓海华的结论：“国内外都没有制定牛乳中内源性性激素限量的标准，一般情况下不作为常规的检测指标。但是在特殊情况下，比如北京奥运会期间，有关机构对于动物源性的食品中所含的激素进行检测，是为了避免运动员兴奋剂的问题。”　　含量激增　　2005年，日本山梨大学环境健康系医学博士Davaasambuu Ganmaa在《医学假说》(Medical Hypotheses)杂志发表文章指出，现在消费的牛奶中雌性激素含量较100年前明显增加。其原因除饲养方法和奶牛品种不同外，主要与妊娠奶牛奶有关。　　因为，“现代奶牛生产中，奶牛在生产后三个月即可进行人工受精，替代了自然交配，几乎在整个怀孕期间持续泌乳，尤其是妊娠后期，其血清中雌激素水平显著提高，牛奶中的雌激素也随之增加。”Ganmaa指出，据估计大约75%的市售牛奶来源于妊娠奶牛奶。　　商业化牛奶是经均一化作用和巴氏灭菌法作用后的产物，而销售前牛奶的巴氏灭菌过程不能彻底灭活这些激素，西方饮食中动物源性雌激素主要来源于牛奶和乳制品，占雌激素消费的60%~70%。因此对商业化牛奶中雌激素的评估更有价值。　　同样来自日本山梨大学环境健康系的Li-Qiang Qin及其研究团队在检测两种商业化奶牛(Holstein和Jersey)所产牛奶中的雌激素浓度时发现，它们的浓度已显著高于20年前报道的浓度，提示近期乳制品的激素水平随着现代乳品工业的发展而快速增加。　　而中国奶牛的饲养主要以小规模、分散型的农户饲养为主，奶源质量控制难度较大，尤其在激素使用方面，如规范使用兽药和严格执行休药期规定等监控较难，有可能造成牛奶中激素含量增加。　　2005年9月~2006年3月期间，苏州大学附属第四医院教授徐庄剑及其同事曾对无锡市销售的部分本地和外地生产的全脂纯牛奶中的雌性激素进行检测，发现市售全脂纯牛奶中含有一定数量的雌性激素，不同品牌全脂纯牛奶中雌性激素水平有差异，同一品牌不同批号中雌性激素水平也有波动。　　今年，徐庄剑发表在《食品科学》上的文章认为，现代市售纯牛奶与人类健康的研究仅见流行病学方面的文献，有关动物研究也较少，且有分歧。徐庄剑的课题组前期系列实验研究显示：喂食妊娠奶牛奶或以妊娠奶牛奶为主的市售纯牛奶可使雌性幼鼠24小时尿雌三醇和P4孕酮排泄增多 对雄性幼鼠睾丸生精上皮和精囊腺的发育可能有一定的影响，并可能波及血清睾酮水平 还可能降低雄性幼鼠血清总胆固醇作用和升高雌性幼鼠血清高密度脂蛋白胆固醇水平。　　徐庄剑给出结论：妊娠奶牛奶成分复杂，除含有雌性激素外，还可能含有类雌性激素样物质和促进雌性激素分泌的物质，当然也可能含有拮抗雌性激素或抑制其分泌的物质。现代市售纯牛奶中的雌性激素对人类有无影响及如何影响，尚待进一步相关临床和动物实验研究。　　健康隐患　　Ganmaa分析了40个国家饮食与女性乳腺癌、卵巢癌及子宫内膜癌发病率和死亡率的相关性，其相关系数分别为0.817、0.779和0.814，最后推测，牛奶和乳制品中雌激素与乳腺癌、卵巢癌和子宫内膜癌的发生有关。也有学者指出牛奶及乳制品中的雌激素可能为前列腺癌发生的诱因之一。　　虽然牛奶中的雌激素是否会影响儿童的生长发育和生殖系统发育等，目前研究资料甚少，但是，来自丹麦哥本哈根大学医学院教授Anna-Maria Andersson研究发现，青春期前儿童体内产生雌激素少，对于外源性激素敏感性较高，暴露于外源性性激素是极其危险的，可能使其生长加速或出现乳房发育等。　　来自意大利和比利时的科学家研究发现，生活方式的改变和环境因素可能是性早熟的重要病因之一。虽然目前没有直接证据表明牛奶中的雌性激素可能引起上述疾病，但上海瑞金医院儿内科主任医师倪继红研究发现，人参蜂皇浆就含有相当量的雌激素，可引起儿童性早熟。　　Ganmaa等的动物实验研究也表明，虽然并未发现现代牛奶对大鼠亲代和子代生殖功能有明显影响，但子代中有1 例出生时即死亡，3 例有骨骼异常。　　2007年，徐庄剑发表在《国际内科学杂志》的文章指出，目前尚无直接证据证实牛奶中的雌性激素对人体有害。现代牛奶中的雌激素对人类健康是否有影响及影响有多大，是现代食品激素安全所面临的新课题。　　目前，国际食品法典委员会(CAC)、欧盟(EC)、美国FDA等对牛奶生产的认证、包装、标识及检测试验方法等都逐一进行了规定，而对于牛奶中雌激素标准尚无明确规定。而中国目前对于牛奶的安全性管理和相关研究大多集中在食品的微生物指标、重金属指标、农药及抗生素残留指标等方面，对牛奶中激素的安全性研究甚少。　　监管难题　　无论是外源性激素还是内源性激素，国内外似乎都并没有一个统一的标准，有的只是零星的文献报道。而没有参考系，如何确保检测的科学性和公正性?　　邵兵认为，此次采用的检测方法是经过北京市疾病预防控制中心、中国疾病预防控制中心和中国检验检疫科学研究院联合攻关的实验成果。相关研究成果，通过国际专家的匿名评审，已经发表在国际专业期刊上。　　“我们采用的是同位素稀释之后的方法，这是对国际上痕量或超痕量化合物检测的通行方法。”他说。“这次承担检测的几个单位，在奥运会期间都承担了奥运会运动员食品的检测，每个单位都检测过超过一千份样品。”　　而针对目前奶粉激素不在检测范围之内，有专家则建议，可以将雌激素列入抽检项目。“从技术上说，我们可以把这个项目纳入到日常检测的范围。这种检测复杂，也需要检测成本，检测方法要求使用同位素，而同位素是比较昂贵的。我们可能将来会在食品安全风险监测里纳入相关的监测内容。”邵兵说。　　王树槐透露，中国关于奶粉中激素的检测方法和标准已制定，“目前正在走相关程序，经过相关机构审核批准后，预计能够尽快颁布该项技术标准”。　　王树槐说，美国目前也没有什么标准。1996年之后因为超标激素的检出率很低，美国国会认为，这部分投资不应该再投入了，就把残留监控计划给取消了。尽管这几年恢复了，但是也没有那么大的样本量，只要出事，企业基本破产。这一点在中国很难做到，这也是中国监管的问题之一。　　因此，“即使出台标准，我觉得也没什么太大的作用，只会增加成本。单单靠检测、靠标准，今天解决了一个，明天还会出来其他的，永远闹不清楚。”王树槐指出，要想不出问题，“关键责任应该落实到企业上，要做良心产品。靠监管，这么大国家，总会有漏洞的。而且目前中国的终端监管也不是办法。体制上要进行改革，只有对过程进行监管方能见效。同时要对违法的企业狠狠地处理，给予严厉打击。”

安捷伦科技公司发布适用于人、小鼠和大鼠模型的新型基因表达微阵列芯片 安捷伦公司与根特大学合作在芯片中整合入了 LNCipedia 内容2015 年 6月 10 日，北京 — 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）近日宣布更新其新型 SurePrint 基因表达微阵列芯片用于人、小鼠和大鼠模型的信使 RNA 分析应用。此次更新改进了编码和非编码内容，为研究人员提供在常用平台上研究表达模式的最新工具。安捷伦公司与根特大学合作开发了最新款旗舰版 SurePrint G3 人基因表达 v3 微阵列芯片，其中完整包含的 LNCipedia 2.1 数据库能够对长链非编码 RNA (lncRNA) 转录物进行可靠分析。LncRNA（长度大于 200 个核苷酸的非编码 RNA）能够通过直接作用于 DNA、RNA 和蛋白质而改变基因调控，从而实现靶标特异性或系统范围内的调控。 通过 lncRNA 与癌症、心血管疾病和神经退行性疾病的关联不难看出其广范却至关重要的作用。经重新设计的安捷伦基因表达微阵列芯片是高质量的特征捕获工具，可实现目标基因或通路的有效分析，涉及从协助疾病危险分层到阐明药物作用机制的各种应用。根特大学的 Jo Vandesompele 教授说：“我们与安捷伦密切合作设计了一流的 mRNA 和 lncRNA 表达分析方法。在单次分析中对这两种类型的RNA进行的同时测定有助于从相对基因表达水平深入探究mRNA与lncRNA之间的生物学联系。 其中的关键在于实现编码和长链非编码特征的良好平衡，而LNCipedia 2.1 则是与安捷伦基因表达内容配对的最佳数据源。微阵列芯片的最终设计经优化后可快速给出大量有价值的信息。”最新的微阵列芯片采用能够实现寡核苷酸精确合成的 SurePrint 技术制造。 SurePrint 微阵列芯片的灵敏度处于业内领先水平，具有5 个数量级以上的动态范围以及 5% 的阵列间变异系数中值，且在 R20.95 时与外部 RNA 对照联盟 (External RNA Controls Consortium) 的加标 RNA 对照品相比具有出色的定量一致性。“我们的 SurePrint 基因表达微阵列芯片不仅包含 LNCipedia 的 lncRNA 等严谨的专业内容，还能够为专家级用户提供灵活的定制服务。”安捷伦基因组学高级总监 Alessandro Borsatti 博士谈道， “凭借基因表达微阵列芯片的出色性能和定量一致性以及 RNA 测序和靶向序列捕获产品，我们能够使研究人员在微阵列芯片的筛查应用与更深度的二代测序的发现性应用之间实现完美转换。”SurePrint 基因表达微阵列芯片属于 SurePrint 产品系列，该系列包括 microRNA 与比较基因组杂交微阵列芯片。 安捷伦基因组学工作流程包括用于质量控制的 2100 生物分析仪和 2200 Tapestation、用于数据采集的SureScan 扫描仪、用于数据分析的 GeneSpring 软件，以及用于进行实时聚合酶链反应的 AriaMX 系统。如需了解有关 SurePrint 基因表达微阵列芯片的更多信息，请访问 www.agilent.com/genomics/v3。关于安捷伦科技公司安捷伦科技公司（纽约证交所：A）是生命科学、诊断和应用化学市场领域的全球领导者，是致力打造美好世界的顶级实验室合作伙伴。安捷伦与全球 100 多个国家的客户进行合作，提供仪器、软件、服务和消耗品，产品可覆盖到整个实验室工作流程。在 2014 财年，安捷伦的净收入为 40 亿美元。全球员工数约为 12000 人。今年是安捷伦进军分析仪器领域的 50 周年纪念。如需了解安捷伦科技公司的详细信息，请访问 www.agilent.com.cn。编者注：更多有关安捷伦科技公司的技术、企业社会责任和行政新闻，请访问安捷伦新闻网站：www.agilent.com.cn/go/news。

一个由工程师、外科医生和医学研究人员组成的团队发布了来自人类和大鼠的数据，证明一种新的大脑传感器阵列可直接从人脑表面记录电信号，并实现破纪录的细节处理。该大脑传感器具有密集网格，由1024或2048个嵌入式皮质电图（ECoG）传感器组成。如果获准用于临床，传感器将直接从大脑皮层表面为外科医生提供大脑信号信息，且分辨率比目前可用的高100倍。该论文于19日发表在《科学转化医学》杂志上。　　人的大脑总是在运动，例如，随着每一次心跳，大脑会随着流过它脉动的血液而发生活动。从直接放置在大脑表面的传感器网格记录大脑活动，已经被外科医生普遍用作一种工具，用来切除脑肿瘤和治疗对药物或其他药物无反应的癫痫症。　　此次新研究提供了广泛的同行评审数据，证明具有1024或2048个传感器的网格可用于可靠地记录和处理直接来自人类和大鼠大脑表面的电信号。相比之下，当今手术中最常用的ECoG网格通常具有16到64个传感器。　　能够以如此高分辨率记录脑信号，可提高外科医生尽可能多地切除脑肿瘤的能力，同时最大限度地减少对健康脑组织的损害。对于癫痫，更高分辨率的脑信号记录能力可提高外科医生精确识别癫痫发作起源的大脑区域的能力，这样就可在不接触附近未参与癫痫发作的大脑区域的情况下移除这些区域。通过这种方式，这些高分辨率网格可以增强正常功能脑组织的保存。　　研究团队表示，此次能以更高的分辨率记录大脑信号，归因于他们能够将单个传感器放置得更靠近彼此，而不会在附近的传感器之间产生干扰。例如，该团队的3厘米×3厘米网格和1024个传感器直接记录了19名志愿者的脑组织信号。在这种网格配置中，传感器彼此相距一毫米。相比之下，已经批准用于临床的ECoG网格通常具有相距1厘米的传感器。这为新网格提供了每单位面积100个传感器，而临床使用的网格每单位面积1个传感器。　　该项目由加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院领导，团队其他成员来自马萨诸塞州总医院和俄勒冈健康与科学大学。该团队正在研究这些高分辨率ECoG网格的无线版本，可用于对顽固性癫痫患者进行长达30天的大脑监测。

随着数字化、网络化、智能化为核心的新时代来临，脑机接口技术已跃升为全球主要经济体竞相布局的关键领域，旨在催生经济发展的新引擎，并构筑起国际竞争的新高地。与传统制造方法相比，3D打印可以显著降低脑机接口技术的生产成本，快速推动原型制作和测试迭代，加速脑机接口技术的创新和改进，为其在人工智能、生物医疗、疾病康复、增强现实和虚拟现实等领域的应用提供了新的可能性。现状与趋势-技术引领发展 创新赋能未来脑机接口技术是指通过在人脑神经与电子或者机械设备间建立直接连接通路，来实现神经系统和外部设备间信息交互与功能整合的技术。典型的脑机接口系统一般分为四部分，即脑电信号的采集，脑电信号的分析，依据脑电信号控制实施的行为，以及外界的反馈。其中的关键核心技术包括采集脑电信号的电极、神经接口芯片、信号解码等一系列前沿科技。根据Grand View Research数据表明，2023年全球脑机接口的市场规模已达到20亿美元，并预计从2024年至2030年将以17.8%的年复合增长率快速增长。随着神经假体设备的疾病流行率的增加、全球老年人口基数的上升，庞大的患者群体基数带动需求扩张，政策上大力支持脑科学与类脑研究的发展，技术上“产学研医”紧密协同，脑机接口行业在多因素促进下有望迈入发展快车道。在传统制造技术面临挑战的背景下，3D打印不仅能够实现复杂电极的精确制造，显著降低生产成本，快速原型制作和设计迭代，为研究人员提供了一个高效的平台，使他们能够迅速地进行设计测试和优化，从而加速脑机接口技术的创新与改进。这种灵活性和快速响应能力，对于不断发展的脑机接口领域来说，无疑是推动其技术进步的关键因素。Exaddon AG，作为一家专注于微纳金属增材制造（µ AM）技术创新性解决方案提供商，其CERES 3D打印系统可实现在室温条件下直接生产和修复微纳金属物体，且整个过程无需任何后处理步骤。该技术的应用之一，便是制造用于脑机接口的微型电极，这些电极旨在植入大脑，实现外部计算能力与大脑的直接连接。这一突破性的应用为帕金森病或阿尔茨海默症等严重神经退行性疾病患者的生活质量改善提供了可能性，通过精准的神经信号读取和调控，助力于恢复或增强他们的认知与运动功能。Exaddon AG的CERES系统凭借其基于电化学沉积的金属增材制造技术（μAM），不仅确保了金属电极的高导电性和优异的生物相容性，为植入设备提供了关键保障，而且赋予了电极微观结构设计超高灵活性，使得研究人员能够根据需求定制电极，以优化提高与生物组织的互动及信号采集效率。高纵横比：直接在预图案化轨迹或接触垫上以微米级精度打印高宽比（100:1）的结构。铜或金微柱：在室温下通过局部电沉积打印高导电性纯金属针和柱，打印后可对柱进行涂覆。挑战与未来-原创技术赋能 突破研发壁垒当然，脑机接口技术并非简单的即插即用，涉及到可植入技术，通常称为皮层电图（ECoG），直接贴合大脑表面，提供比外部电极更为精确的信息。然而，其安装过程相对复杂，需要能够从大脑传导电信号的生物相容微型电极，这些电极必须足够精密微小，以便能够长期稳定地植入体内。其中“μECoG”技术（微型电极），是近期的一项重大创新，正以迅猛的速度逐步成为领域内的关注焦点。现有可植入技术的关键局限性之一是“传统硬质电子材料与人体动态、柔软且弯曲的特性之间的机械不匹配”。这种不匹配引发了使用者在长期使用设备时对舒适度和耐久性的担忧。同时，为了实现高保真信号传导，所用材料必须具备优异的导电性，这在非金属材料中尤其具有挑战性。目前的技术方案主要依赖于金或铂电极，而基底材料的选择涵盖了铱、铂、聚酰亚胺、金等。为了解决这一问题，研究人员研发了一种具有微柱阵列的柔性基底。Malliaras等研究者利用Exaddon独特的μAM技术开发了一种PEDOT:PSS微针阵列，其电极覆盖区域为10 × 10 µ m² ，电极间的中心距离为60 µ m。这些创新的研究成果不仅为神经科学和生物医学工程领域提供了新的思路，而且有望在未来为脑机接口技术的进一步发展奠定坚实的基础。精细间距阵列：间距可以根据需要定制。图像：40 x 40阵列，由直径1.6 μm的铜柱组成，以25 μm的间距打印，总共1600根微柱。瑞士Exaddon AG已与摩方精密建立长期战略合作伙伴关系。根据协议，摩方精密作为Exaddon AG中国市场的官方服务提供商及主要推广合作伙伴，专注于推广微纳金属3D打印技术，提供设备支持并拓展市场。双方共同致力于将微纳3D打印技术广泛应用于人工智能、脑机接口、生物医药、半导体封装与测试等多个领域，共同推动技术革新与产业进步。

基本信息 关键内容： 脑立体定位仪 开标时间： 2022-03-15 09:00 采购金额： 315.10万元 采购单位： 广西大学 采购联系人： 张文华 采购联系方式： 立即查看 招标代理机构： 广西科文招标有限公司 代理联系人： 梁伟贞 代理联系方式： 立即查看 详细信息 广西科文招标有限公司关于科研设备采购（GXZC2022-G1-000169-KWZB）的公开招标公告 广西壮族自治区-南宁市-西乡塘区 状态：公告 更新时间： 2022-02-21 项目概况 科研设备采购招标项目的潜在投标人应在政采云平台获取招标文件，并于 2022年03月15日 09:00（北京时间）前递交投标文件。 一、项目基本情况 项目编号：GXZC2022-G1-000169-KWZB 项目名称：科研设备采购 预算总金额（元）：3151000 采购需求： 标项名称:广西大学脑立体定位仪系统数量:12预算金额（元）:3151000简要规格描述或项目基本概况介绍、用途：序号 标的的名称 单项预算（万元） 数量 单位 简要技术需求或者服务要求1 小动物呼吸麻醉系统 9 1 套 流量可控范围0.1--4L/min,5个分支独立控制2 小动物微量给药系统 9.8 1 套 夹持注射器量程范围0.5-1000ul，线性推力： 11lbs/min 3 脑立体定位仪系统 18 1 套 操作臂上下、左右、前后移动范围80mm，搭配高精度丝杆，运行精度1μm4 机械痛测定仪 13.7 1 台 使用高精确度和高灵敏度压力传感器，可施加的压力范围0-450g，分辨率0.1g。5 红外热痛测试仪 9.7 1 台 允许支架容纳6只大鼠或12只小鼠进行测试。6 冷热盘测痛仪 9.6 1 台 温度可在 0-65℃范围内进行调节，调节精度为 0.1℃7 甩尾测痛仪 8.8 1 台 数字控制程序 用户可自定义“cut-off”时间。8 大、小鼠条件性位置偏爱系统 38 1 套 尺寸约总长60cm*中间长12cm*总宽31cm*中间宽10cm*高 31cm。9 小动物行为视频分析系统 98 1 套 采用模块化设计，可以处理并分析实时影像，也可以处理已经录制好的影像，影像视频格式必须支持常见的MPG、MPEG、AVI、DIVX、VOB等格式。10 大、小鼠转棒仪 18.5 1 台 加速设定范围5-70rpm可调16cm降落高度。11 步态记录分析系统 68 1 套 动物跑道前后墙壁长度范围7.6cm-61cm可调，以及130cm x 68cm固定跑道。12 大、小鼠跑步机 14 1 台 跑带速度3-80m/min可调，步进量1m/min。 最高限价（如有）：/ 合同履约期限：详见采购文件 本标项（否）接受联合体投标备注： 二、申请人的资格要求： 1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定； 2.落实政府采购政策需满足的资格要求：无 3.本项目的特定资格要求：无 三、获取招标文件 时间：2022年02月21日至2022年03月15日 ，每天上午00:00至12:00 ，下午12:00至23:59（北京时间，法定节假日除外） 地点（网址）：政采云平台 方式：供应商登录政采云平台https://www.zcygov.cn/在线申请获取采购文件（进入“项目采购”应用，在获取采购文件菜单中选择项目，申请获取采购文件） 售价（元）：0 四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点 提交投标文件截止时间：2022年03月15日 09:00（北京时间） 投标地点（网址）：“政采云”平台 开标时间：2022年03月15日 09:00 开标地点：“政采云”平台 五、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日。 六、其他补充事宜 1、投标保证金（人民币）：30000元。保证金专用银行账号：开户名称：广西科文招标有限公司开户银行：广西北部湾银行南宁分行营业部银行账号：01010120906156892、单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同供应商，不得参加同一合同项下的政府采购活动。为本项目提供过整体设计、规范编制或者项目管理、监理、检测等服务的供应商，不得再参加本项目上述服务以外的其他采购活动。3、根据财政部《关于在政府采购活动中查询及使用信用记录有关问题的通知》（财库〔2016〕125号）的规定，对在“信用中国”网站(www.creditchina.gov.cn) 、中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)被列入失信被执行人、重大税收违法案件当事人名单、政府采购严重违法失信行为记录名单及其他不符合《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定条件的供应商，不得参与政府采购活动。4、网上查询地址：中国政府采购网（www.ccgp.gov.cn）、广西政府采购网（zfcg.gxzf.gov.cn）。5、本项目需要落实的政府采购政策：（1）政府采购促进中小企业发展。（2）政府采购支持采用本国产品的政策。（3）强制采购节能产品；优先采购节能产品、环境标志产品。（4）政府采购促进残疾人就业政策。（5）政府采购支持监狱企业发展。（6）扶持不发达地区和少数民族地区政策6、投标注意事项：（1）投标文件提交方式：本项目为全流程电子化政府采购项目，通过“政采云”平台（http：//www.zcygov.cn）实行在线电子投标，供应商应先安装“政采云电子交易客户端”（请自行前往“政采云”平台进行下载），并按照本项目招标文件和“政采云”平台的要求编制、加密后在投标截止时间前通过网络上传至“政采云”平台，供应商在“政采云”平台提交电子版投标文件时，请填写参加远程开标活动经办人联系方式。（2）供应商应及时熟悉掌握电子标系统操作指南（见政采云电子卖场首页右上角—服务中心—帮助文档—项目采购）：https://service.zcygov.cn/#/knowledges/tree?tag=AG1DtGwBFdiHxlNdhY0r；及时完成CA申领和绑定（见广西壮族自治区政府采购网—办事服务—下载专区-政采云CA证书办理操作指南）。（3）未进行网上注册并办理数字证书（CA认证）的供应商将无法参与本项目政府采购活动，潜在供应商应当在投标截止时间前，完成电子交易平台上的CA数字证书办理及投标文件的提交。完成CA数字证书办理预计7日左右，投标人只需办理其中一家CA数字证书及签章，建议各投标人抓紧时间办理。（4）为确保网上操作合法、有效和安全，请投标人确保在电子投标过程中能够对相关数据电文进行加密和使用电子签章，妥善保管CA数字证书并使用有效的CA数字证书参与整个采购活动。注：投标人应当在投标截止时间前完成电子投标文件的上传、递交，投标截止时间前可以补充、修改或者撤回投标文件。补充或者修改投标文件的，应当先行撤回原文件，补充、修改后重新上传、递交。投标截止时间前未完成上传、递交的，视为撤回投标文件。投标截止时间以后上传递交的投标文件，“政采云”平台将予以拒收。7、CA证书在线解密：供应商投标时，需携带制作投标文件时用来加密的有效数字证书（CA认证）登录“政采云”平台电子开标大厅现场按规定时间对加密的投标文件进行解密，否则后果自负。8、若对项目采购电子交易系统操作有疑问，可登录“政采云”平台（https://www.zcygov.cn/），点击右侧咨询小采，获取采小蜜智能服务管家帮助，或拨打政采云服务热线400-881-7190获取热线服务帮助。 七、对本次采购提出询问，请按以下方式联系 1.采购人信息 名 称：广西大学 地 址：广西南宁市西乡塘区大学东路100号广西大学 项目联系人：张文华 项目联系方式：0771-3274121 2.采购代理机构信息 名 称：广西科文招标有限公司 地 址：广西南宁市民族大道141号中鼎万象东方D区五层 项目联系人：梁伟贞 项目联系方式：0771-2023650 附件信息： 569.0K × 扫码打开掌上仪信通App 查看联系方式 基本信息 关键内容：脑立体定位仪 开标时间：2022-03-15 09:00 预算金额：315.10万元 采购单位：广西大学 采购联系人：点击查看 采购联系方式：点击查看 招标代理机构：广西科文招标有限公司 代理联系人：点击查看 代理联系方式：点击查看 详细信息 广西科文招标有限公司关于科研设备采购（GXZC2022-G1-000169-KWZB）的公开招标公告 广西壮族自治区-南宁市-西乡塘区 状态：公告 更新时间： 2022-02-21 项目概况 科研设备采购招标项目的潜在投标人应在政采云平台获取招标文件，并于 2022年03月15日 09:00（北京时间）前递交投标文件。 一、项目基本情况 项目编号：GXZC2022-G1-000169-KWZB 项目名称：科研设备采购 预算总金额（元）：3151000 采购需求： 标项名称:广西大学脑立体定位仪系统数量:12预算金额（元）:3151000简要规格描述或项目基本概况介绍、用途：序号 标的的名称 单项预算（万元） 数量 单位 简要技术需求或者服务要求1 小动物呼吸麻醉系统 9 1 套 流量可控范围0.1--4L/min,5个分支独立控制2 小动物微量给药系统 9.8 1 套 夹持注射器量程范围0.5-1000ul，线性推力： 11lbs/min 3 脑立体定位仪系统 18 1 套 操作臂上下、左右、前后移动范围80mm，搭配高精度丝杆，运行精度1μm4 机械痛测定仪 13.7 1 台 使用高精确度和高灵敏度压力传感器，可施加的压力范围0-450g，分辨率0.1g。5 红外热痛测试仪 9.7 1 台 允许支架容纳6只大鼠或12只小鼠进行测试。6 冷热盘测痛仪 9.6 1 台 温度可在 0-65℃范围内进行调节，调节精度为 0.1℃7 甩尾测痛仪 8.8 1 台 数字控制程序 用户可自定义“cut-off”时间。8 大、小鼠条件性位置偏爱系统 38 1 套 尺寸约总长60cm*中间长12cm*总宽31cm*中间宽10cm*高 31cm。9 小动物行为视频分析系统 98 1 套 采用模块化设计，可以处理并分析实时影像，也可以处理已经录制好的影像，影像视频格式必须支持常见的MPG、MPEG、AVI、DIVX、VOB等格式。10 大、小鼠转棒仪 18.5 1 台 加速设定范围5-70rpm可调16cm降落高度。11 步态记录分析系统 68 1 套 动物跑道前后墙壁长度范围7.6cm-61cm可调，以及130cm x 68cm固定跑道。12 大、小鼠跑步机 14 1 台 跑带速度3-80m/min可调，步进量1m/min。 最高限价（如有）：/ 合同履约期限：详见采购文件 本标项（否）接受联合体投标备注： 二、申请人的资格要求： 1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定； 2.落实政府采购政策需满足的资格要求：无 3.本项目的特定资格要求：无 三、获取招标文件 时间：2022年02月21日至2022年03月15日 ，每天上午00:00至12:00 ，下午12:00至23:59（北京时间，法定节假日除外） 地点（网址）：政采云平台 方式：供应商登录政采云平台https://www.zcygov.cn/在线申请获取采购文件（进入“项目采购”应用，在获取采购文件菜单中选择项目，申请获取采购文件） 售价（元）：0 四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点 提交投标文件截止时间：2022年03月15日 09:00（北京时间） 投标地点（网址）：“政采云”平台 开标时间：2022年03月15日 09:00 开标地点：“政采云”平台 五、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日。 六、其他补充事宜 1、投标保证金（人民币）：30000元。保证金专用银行账号：开户名称：广西科文招标有限公司开户银行：广西北部湾银行南宁分行营业部银行账号：01010120906156892、单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同供应商，不得参加同一合同项下的政府采购活动。为本项目提供过整体设计、规范编制或者项目管理、监理、检测等服务的供应商，不得再参加本项目上述服务以外的其他采购活动。3、根据财政部《关于在政府采购活动中查询及使用信用记录有关问题的通知》（财库〔2016〕125号）的规定，对在“信用中国”网站(www.creditchina.gov.cn) 、中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)被列入失信被执行人、重大税收违法案件当事人名单、政府采购严重违法失信行为记录名单及其他不符合《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定条件的供应商，不得参与政府采购活动。4、网上查询地址：中国政府采购网（www.ccgp.gov.cn）、广西政府采购网（zfcg.gxzf.gov.cn）。5、本项目需要落实的政府采购政策：（1）政府采购促进中小企业发展。（2）政府采购支持采用本国产品的政策。（3）强制采购节能产品；优先采购节能产品、环境标志产品。（4）政府采购促进残疾人就业政策。（5）政府采购支持监狱企业发展。（6）扶持不发达地区和少数民族地区政策6、投标注意事项：（1）投标文件提交方式：本项目为全流程电子化政府采购项目，通过“政采云”平台（http：//www.zcygov.cn）实行在线电子投标，供应商应先安装“政采云电子交易客户端”（请自行前往“政采云”平台进行下载），并按照本项目招标文件和“政采云”平台的要求编制、加密后在投标截止时间前通过网络上传至“政采云”平台，供应商在“政采云”平台提交电子版投标文件时，请填写参加远程开标活动经办人联系方式。（2）供应商应及时熟悉掌握电子标系统操作指南（见政采云电子卖场首页右上角—服务中心—帮助文档—项目采购）：https://service.zcygov.cn/#/knowledges/tree?tag=AG1DtGwBFdiHxlNdhY0r；及时完成CA申领和绑定（见广西壮族自治区政府采购网—办事服务—下载专区-政采云CA证书办理操作指南）。（3）未进行网上注册并办理数字证书（CA认证）的供应商将无法参与本项目政府采购活动，潜在供应商应当在投标截止时间前，完成电子交易平台上的CA数字证书办理及投标文件的提交。完成CA数字证书办理预计7日左右，投标人只需办理其中一家CA数字证书及签章，建议各投标人抓紧时间办理。（4）为确保网上操作合法、有效和安全，请投标人确保在电子投标过程中能够对相关数据电文进行加密和使用电子签章，妥善保管CA数字证书并使用有效的CA数字证书参与整个采购活动。注：投标人应当在投标截止时间前完成电子投标文件的上传、递交，投标截止时间前可以补充、修改或者撤回投标文件。补充或者修改投标文件的，应当先行撤回原文件，补充、修改后重新上传、递交。投标截止时间前未完成上传、递交的，视为撤回投标文件。投标截止时间以后上传递交的投标文件，“政采云”平台将予以拒收。7、CA证书在线解密：供应商投标时，需携带制作投标文件时用来加密的有效数字证书（CA认证）登录“政采云”平台电子开标大厅现场按规定时间对加密的投标文件进行解密，否则后果自负。8、若对项目采购电子交易系统操作有疑问，可登录“政采云”平台（https://www.zcygov.cn/），点击右侧咨询小采，获取采小蜜智能服务管家帮助，或拨打政采云服务热线400-881-7190获取热线服务帮助。 七、对本次采购提出询问，请按以下方式联系 1.采购人信息 名 称：广西大学 地 址：广西南宁市西乡塘区大学东路100号广西大学 项目联系人：张文华 项目联系方式：0771-3274121 2.采购代理机构信息 名 称：广西科文招标有限公司 地 址：广西南宁市民族大道141号中鼎万象东方D区五层 项目联系人：梁伟贞 项目联系方式：0771-2023650 附件信息： 569.0K

全脑显微光学成像：介观水平绘制全脑精细结构地图的有力工具Whole-brain Optical Imaging: A Powerful Tool for Precise Brain Mapping at the Mesoscopic Level江涛1 &bull 龚辉1,2 &bull 袁菁1,21华中科技大学苏州脑空间信息研究院，苏州215000，中国2华中科技大学武汉光电国家研究中心，武汉430074，中国第一作者：江涛通讯作者：袁菁 大脑是生命进化的顶峰，破译大脑工作机理是人类的终极梦想，但迄今为止，科学家们还未能揭示出记忆、思维和意识这些大脑功能的基本机制。由于对大脑结构和功能的了解有限，也导致治疗如阿尔茨海默病和帕金森病等脑疾病的有效药物和方法的缺乏。哺乳动物的大脑是一个高度复杂的网络，由数百万到数十亿个密集的相互连接的神经元组成，同时神经元的胞体、小动脉和小静脉的直径仅为几十微米，毛细血管的直径仅为几微米，而树突和轴突纤维的直径则在1微米及以下。在介观尺度绘制全脑范围神经环路、血管网络的三维精细结构可以为理解大脑提供重要的结构信息，是阐明脑功能运行机理的一个重要前提。 近年来，在介观尺度绘制脑联接图谱，定义细胞种类及其排布规律，以理解脑功能的结构基础，助力人工智能、组织再生工程等新兴学科的发展，已成为生命科学的重要前沿方向之一。绘制脑图谱涉及在介观尺度进行特异性标记、全脑显微光学成像、大数据处理及生物学解读，其中全脑显微光学成像扮演了不可或缺的重要角色，负责以亚细胞分辨率获取全脑三维精细结构，为绘制脑图谱提供数据基础，所采集图像的质量与完整度，直接影响到后续相关数据挖掘的难易程度。显微光学成像方法具有亚微米的横向分辨率及"光学切片"的层析成像能力，在介观水平观察神经环路结构具有天然优势。通过结合组织光透明技术或组织切片技术（图1）来克服组织散射和吸收对于光学成像深度的限制，可以实现细胞分辨的全脑显微光学成像。各类全脑显微光学成像技术的快速发展带来了前所未有的大规模精细数据，在全脑细胞、神经环路和血管的定量分析方面显示出巨大的应用潜力，推动了神经解剖学的复兴。 图1 全脑显微光学成像的技术路径。A 光片照明显微成像与组织光透明处理结合实现全脑成像。B 各类块表面层析成像与组织切片结合实现全脑成像 图2 全脑显微光学成像结果展示。A MOsPlxnD1+单级输入神经元的小鼠全脑三维水平面渲染图。B、C 6个AAV-GFP标记（prelimbic area）神经元形态重建结果的水平面和矢状面展示图。D 100μm厚小鼠血管冠状面图像的最小值投影图。D、E 海马局部血管的三维可视化结果。 全文总结目前，各类特异性标记、全脑显微光学成像和信息学工具的无缝整合已经开始产生统计学上的有力结论，改变人类对脑神经联接关系的认识和理解。全脑显微光学成像方法的持续发展将为破译结构-功能关系、理解复杂的大脑功能和人类大脑疾病提供关键信息。文章链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s12264-023-01112-y

脑功能成像探索生命领域的奥秘 联合研究合作方美国耶鲁大学医学院Joy Hirsch教授 我想通过fNIRS这一新技术对人与人的互动进行成像，以了解我们的脑如何适应实际生活和社会活动。比如，使用fNIRS，研究人与人之间的目光接触在交流中起到什么样的作用。我们与岛津制作所具有共同的价值观，希望能够作为伙伴长期一起合作。我不打算满足现状，岛津也是如此。正因为如此，我们才是伙伴。 在不断发展的脑科学研究中，可实现脑功能可视化的功能性近红外脑成像技术（fNIRS:functional Near-Infrared Spectroscopy），作为一种在日常环境中测量大脑活动的新方法而受到关注。 功能性近红外脑成像技术能够在安全、自然的状态下进行检测，对动静的限制较少，已被广泛应用于康复研究、药物开发、医学研究、精神和神经科学等研究领域。 功能性近红外光脑成像系统LABNIRS fNIRS的检测原理 脑内产生神经活动，周边区域的血红蛋白量即发生局部变化。fNIRS能够通过照射高生物透射性的近红外光，来检测吸收波长不同的含氧血红蛋白(Oxy-Hb)和脱氧血红蛋白（Deoxy-Hb），实时动画显示由脑活动引起的相对变化。 根据每个通道的时间序列数据的二维成像，安静时（左）与手指轻触时（右）的比较（Oxy-Hb） 功能性近红外光脑成像(fNIRS)的方案伦敦大学学院(UCL)的认知神经科学研究所，使用fNIRS，检测在莎士比亚剧中演员的脑活动模型。它用于研究人类社会认知和自闭症患者之间的社会交往差异。详情请扫描下方二维访问： PC端网址：https://www.shimadzu.com/about/momentum/feature/vol10.html 参考文献: Noah, J. A., Zhang, X., Dravida, S., Ono, Y., Naples, J. A., McPartland, J. C., & Hirsch, J. (2020). Real-time eye-to-eye contact is associated with cross-brain neural coupling in angular gyrus. Frontiers in Human Neuroscience 14(19), 1-10. doi: 10.3389/fnhum.2020.00019 Zhang, X., Noah, J. A., Dravida, S., & Hirsch, J. (2020). Optimization of wavelet coherence analysis as a measure of neural synchrony during hyperscanning using functional near-infrared spectroscopy.　Neurophotonics, In Press.

p【引言】/pp　　日益增加的环境污染与化石燃料消耗对清洁能源的开发和存储提出了越来越高的要求。Na-Osub2/sub二次电池因具有理论能量密度高(1100 Wh/kg)和储量丰富等特点，有潜力成为下一代绿色大规模能源存储器件。然而，Na-Osub2/sub电池研究仍处于初级阶段，复杂的反应机理及低循环稳定性是Na-Osub2/sub电池面临的主要挑战。目前，研究者们通过改善电解液、电极结构等途径来提升钠氧电池的性能，但是针对其反应机理及失效机制的研究比较少，尤其是原位监测电池的充放电过程。反应机理与失效机制的研究对于钠氧电池的进一步研发起着至关重要的作用。原位透射电镜技术的发展为此研究的深入开展创造了新的契机。/pp【成果简介】/pp　　近日，法兰西公学院Alexis Grimaud研究助理(通讯作者)、Arnaud Demortie?re助研(共同通讯)和Jean-Marie Tarascon教授等研究人员应用原位透射电镜液体样品杆技术(Protochips公司)及快速成像技术，首次报道了Na-Osub2/sub电池充放电过程中NaOsub2/sub立方体生长演变过程的原位观测，并提出了其生长过程受限于NaOsub2/sub(溶剂)?NaOsub2/sub(固体)之间的平衡和可溶性产物的质量传输。同时，通过对电池充电过程的原位监测，阐明了溶剂化-去溶剂化平衡导致过氧化钠溶解的机理。最后，他们发现，随着钠氧电池充放电的进行，过氧化钠立方体表面逐渐形成一层壳层，钝化电极表面，阻止了氧气参与氧化还原反应以及过氧化钠的进一步形核，进而降低了电池的充电效率及循环稳定性。该研究揭示了Na-Osub2/sub电池中过氧化钠的生长-溶解机理以及电池失效的机制，对于Na-Osub2/sub电池的进一步研发提供了一定的理论基础。相关成果以“Operando Monitoring of the Solution-Mediated Discharge and Charge Processes in a Na?Osub2/sub Battery Using Liquid-Electrochemical Transmission Electron Microscopy”为题发表在Nano Letters上。法兰西公学院博士研究生Lukas Lutz为论文第一作者。/pp【实验方法】/pp　　电解液：分子筛处理乙二醇二甲醚(DME, 99.9%)溶剂5天以去除多余的水分 NaPFsub6/sub(99.9%)置于真空烘箱，80度保温24 h。氩气环境的手套箱(Osub2/sub, 0.1 ppm Hsub2/subO, 0.1 ppm)中制取0.5 M电解液。在原位电镜测试前将电解液溶解饱和的超纯Osub2/sub。/pp　　原位电化学透射电镜测试：电镜型号，FEI-TECNAI G2 (S)TEM，200 kV。1. 首先利用空白溶剂排除电子束对于结果的影响：固定电子束剂量(10 e?/nmsup2/sup)照射空白溶剂360 s，观察溶剂的变化，防止电解液发生分解 确定该剂量，该照射时间，电解液未发生变化，即认为电子束照射对于实验结果没有影响。2. 微电池是两个由氟橡胶O-型垫密封的硅芯片构成，上芯片包括两个Pt电极，一个玻碳电极，500 nm厚的SU-8聚合物绝缘层，50 nm厚的Sisub3/subNsub4/sub窗口 下芯片包括500 nm绝缘层，50 nm Sisub3/subNsub4/sub窗口。3. 用带螺丝的不锈钢片将装好的芯片压在O-型垫上以维持密封效果。4. 将此微反应器固定在样品杆顶端，采用蠕动泵通入流速为0.5-5 μL/min的电解液 在通入电解液之前一定要用超纯氩气冲洗微电池及管路。/pp【图文导读】/pp style="text-align: center "strong图1 Protochips液体样品杆及NaOsub2/sub生长-氧化机理示意图br/img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/2623ba3e-18dd-4077-9804-be4e0686c5a1.jpg" title="图1 Protochips液体样品杆及NaO2生长-氧化机理示意图.png" alt="图1 Protochips液体样品杆及NaO2生长-氧化机理示意图.png"//strong/pp style="text-align: center "strong(a) 用于原位电化学测试的(Protochips公司)顶端示意图 (b-c) 芯片展示图 (d) 芯片的剖面图 (e)充放电过程中NaOsub2/sub生长-氧化机理图。/strong/pp　　要点：利用Protochips公司产的Poseidon 510透射液体原位样品杆揭示了Na-Osub2/sub电池中NaOsub2/sub生长-氧化机理。/pp style="text-align: center "strong图2 NaOsub2/sub显微结构图br/img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/81e4f4cc-9254-4622-8fbe-f3071d682258.jpg" title="图2 NaO2显微结构图.png" alt="图2 NaO2显微结构图.png"//strong/pp style="text-align: center "strong(a-b) Swagelok电池得到的NaOsub2/sub SEM图 (c-d) TEM微电池得到的NaOsub2/sub TEM图 (e-f) TEM微电池得到的NaOsub2/sub HAADF-STEM图。/strong/pp　　要点：Swagelok电池(a-b)与TEM原位微电池(c-f)得到NaOsub2/sub产物结构比较。结果显示，两种方法得到的NaOsub2/sub产物结构类似，证明Poseidon 510透射液体原位样品杆能为电池提供工作的真实环境。/pp style="text-align: center "strong图3 电池放电过程中NaOsub2/sub结构演变图br/img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/4aa90ca5-389d-437b-a120-cd45cec9d5bb.jpg" title="图3 电池放电过程中NaO2结构演变图.png" alt="图3 电池放电过程中NaO2结构演变图.png"//strong/pp style="text-align: center "strong(a, e) 电池放电过程中NaOsub2/sub 结构演变的TEM图 (b) NaOsub2/sub颗粒的TEM图 (c) NaOsub2/sub 颗粒生长时间曲线图 (f) 电池放电结束形成的NaOsub2/sub颗粒TEM图。/strong/pp　　要点：电池放电时，溶液相沉淀析出导致NaOsub2/sub纳米立方体的产生，生长速率受限于其质量传输效率。/pp style="text-align: center "strong图4 核壳结构的演变过程图br/img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/82ecd2fa-bc23-4762-bce7-d2f160a84dec.jpg" title="图4 核壳结构的演变过程图.png" alt="图4 核壳结构的演变过程图.png"//strong/pp style="text-align: center "strong(a) 核壳结构演变的TEM图 (b) 外层生长的时间曲线图 (c) 核壳结构的TEM图。/strong/pp　　要点：揭示了电池放电过程中核壳结构的演变规律：放电90 s时，壳层厚约200 nm。/pp style="text-align: center "strong图5核壳结构的成分分析图br/img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/ef8ee95c-9bc1-4f4f-a4cd-d2cc1c46ff2f.jpg" title="图5核壳结构的成分分析图.png" alt="图5核壳结构的成分分析图.png"//strong/pp style="text-align: center "strong(a, e) 电池放电结束后NaOsub2/sub的HAADF-STEM图 (b) 核壳结构的TEM图 (c-d) 核壳结构的EDX图 (f) 核壳结构的SAED图。/strong/pp　　要点：核壳成分确认：NaOsub2/sub/NaOx/organic carbonates( Poseidon 兼容于TEM内的多种探测器，其中包括高角度的EDS探测器)。/pp style="text-align: center "strong图6电池放电过程中COsub2/sub释放量的监测图br/img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/e52b1e18-e358-41ba-b03c-2bd4954b059b.jpg" title="图6电池放电过程中CO2释放量的监测图.png" alt="图6电池放电过程中CO2释放量的监测图.png"//strong/pp style="text-align: center "strong(a) 电池放电曲线图 (b) 电池充放电过程中COsub2/sub的释放曲线图 (c) 放电过程中12COsub2/sub及13COsub2/sub释放曲线图。/strong/pp　　要点：同位素标记法验证了有机壳层组分(b)及来源(c)：大部分来自于电解液的分解 随着电流密度的增加，电极表面的分解加剧。/pp style="text-align: center "strong图7电池充电过程中NaOsub2/sub氧化过程的监测图br/img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/f802d45c-bed8-46a7-a1bb-bb42960bd2de.jpg" title="图7电池充电过程中NaO2氧化过程的监测图.png" alt="图7电池充电过程中NaO2氧化过程的监测图.png"//strong/pp style="text-align: center "strong(a-d) 电池充电过程中NaOsub2/sub结构演变的HAADF-STEM图 (e-h) 单个NaOsub2/sub立方体在充电过程中高度曲线图图 (i) 电池放电结束后NaOsub2/sub颗粒的HAADF-STEM图。/strong/pp　　要点：电池充电时，NaOsub2/sub结构演变原位监测(a-d)：其氧化过程是由外至内逐步进行的，放电过程形成的壳层结构得以保留(i)。/pp【小结】/pp　　该文章采用原位透射电镜技术原位监测了Na-Osub2/sub电池的充放电过程，首次报道了Na-Osub2/sub电池中NaOsub2/sub的形核-生长机理 证实了电池充电过程中过氧化钠的溶解机理 并原位观测到了过氧化钠表面壳层的形成过程，阐明了电池低充电效率及循环稳定性的机制，为高性能钠氧电池的设计指明了方向，提供了新的思路，同时推动了原位电化学透射电镜技术的发展。/p

近日，中国科学院深圳先进技术研究院（简称“深圳先进院”）成功研发国内首台高清晰磁共振兼容人脑PET功能成像仪器（命名为“SIAT bPET”），实现了我国在高端磁兼容脑PET成像仪器研发方面零的突破。“通常，PET成像仪器由于探测器的深度不确定效应，空间分辨率会随着偏离成像视野中心而变差，严重影响成像精度。”深圳先进院医工所劳特伯生物医学成像研究中心研究员杨永峰表示，他们团队研发了高三维分辨率双端读出探测器，使得该大口径成像系统达到14%的中心效率（350-750 keV能量窗），和整个成像视野好于1.4 mm的空间分辨率，两项性能指标都处于国际领先水平。 杨永峰介绍道，与国外商业磁兼容脑PET成像仪器相比，SIAT bPET的效率提高了近2倍（从7.2%到14%），平均体分辨率提高了30倍以上（从约64mm3到2mm3）。同时，SIAT bPET采用了创新的电子学和磁兼容设计，使得磁共振成像对PET成像的影响几乎可以忽略不计，PET成像对磁共振成像图像信噪比的影响小于5%，满足同时开展PET/MRI成像的尖端科研需求。 据了解，PET和MRI都是脑科学研究和脑疾病诊断的重要工具，PET的高灵敏度、高定量精度功能代谢成像和MRI的高空间分辨率、高软组织对比度解剖结构成像高度互补，PET和MRI还可以相互辅助，进一步提升各自的脑神经成像能力。PET分子成像通过测量大脑的血流、葡萄糖和氧的代谢、蛋白质的生成、药物的分布和神经递质的动力学等，探索不同脑区的功能，确定病变脑区的功能演变，对于脑疾病干预治疗策略和新药物探索具有重要意义。 “不过，目前市场上并没有高性能脑PET成像仪器。”杨永峰说，与美国脑计划项目正在资助研发的多个高性能脑PET成像仪器相比，SIAT bPET的空间分辨率和效率也处于先进水平。“高空间分辨率使得研究大脑的细微焦点脑功能区和小的核团成为可能，还可以通过降低部分容积效应来提高脑PET成像研究的定量精度；高效率除了通过提高脑PET图像的信噪来提高研究的定量精度，也为高精度研究神经递质活动和其他动态脑生化与功能活动奠定基础。” 2022年，团队成员邝忠华在国际核医学和分子影像年会与IEEE医学成像会议上口头报告了该研究成果，随即引起了广泛的国际关注。同时，该仪器也为开展基于PET功能成像的脑科学研究、老年性痴呆等疾病的早期定量诊断研究和新药开发提供了一台重要的新工具。 据悉，相关研究由基金委国家重大科研仪器研制、深圳市孔雀团队和中国科学院仪器研制团队等项目资助。 深圳先进院研制的SIAT bPET探测器系统和脑成像仪器照片SIAT bPET获得的Derenzo模体图、人脑FDG代谢图和兔子NaF骨扫描图SIAT bPET和联影uMR790 3T磁共振成像系统上同时获得的人脑PET/MRI图像关于PET：正电子发射断层扫描（PET）是一种核成像技术（也称为分子成像），可以显示体内代谢过程。PET成像的基础是该技术检测由正电子发射放射性核素（也称为放射性药物，放射性核素或放射性示踪剂）间接发射的γ射线对。将示踪剂注入生物活性分子的静脉中，通常是用于细胞能量的糖。PET系统灵敏的探测器捕获身体内部的伽马射线辐射，并使用软件绘制三角测量排放源，创建体内示踪剂浓度的三维计算机断层扫描图像。目前主要的PET系统制造商包括GE Healthcare，Philips Healthcare，Siemens Healthcare和Toshiba。PET/MRI系统的供应商包括GE，飞利浦和西门子。SPECT供应商包括通用电气，飞利浦，西门子和Digirad公司。

光学显微镜至今已有三百多年的历史，从观察细胞的初代显微镜发展到如今打破分辨率极限的超分辨显微镜。近年来，生命科学领域蓬勃发展，对显微成像技术不断产生新的需求，光学显微镜不断向更高分辨率、快速成像、3D成像等高端技术方向发展。我国高端光学显微镜市场长期处于被国外产品垄断的局面，许多关键核心部件依赖进口。令人欣喜的是，近五年来，市场上涌现出多种国产高端光学显微镜，包括超分辨显微镜、双光子显微镜、共聚焦显微镜、光片显微镜等，逐渐打破当前市场格局。基于此，仪器信息网特别制作“破局：国产高端光学显微镜技术‘多点开花’”专题 ，并向国产光学显微镜企业广泛征稿，以了解各企业主要高端光学显微镜产品技术特点和发展进程。本篇为武汉沃亿生物有限公司（以下简称“沃亿”）供稿。自2013年起，沃亿生物先后多次购买骆清铭院士和龚辉教授带领的MOST团队（以下简称MOST团队）技术专利，推出BioMapping1000、BioMapping3000、BioMapping5000和BioMapping9000显微光学切片断层成像（MOST)技术/荧光显微光学切片断层成像（fMOST）技术的系列仪器设备，在国内外得到广泛应用。仪器信息网: 请回顾一下贵公司光学显微镜技术的发展历程。沃亿生物的光学显微镜技术是来源于骆清铭院士和龚辉教授带领的MOST团队发明的显微光学切片断层成像系列技术（MOST /fMOST)。MOST团队从2002年开始，经过近十年的努力、自主研发了拥有自主知识产权的显微光学切片断层成像技术（MOST），通过从理论、方法到仪器的系统性研究，建立了一套完整的技术体系，解决了厘米尺度样品的三维亚微米高分辨成像难题，在此基础上获得了世界上第一套小鼠全脑高分辨率图谱，相关成果发表于2010年Science杂志。为满足不同的科研需求，MOST团队进一步发展了具有不同成像特点与系统性能的fMOST系列成像技术。2013年，MOST团队建立了荧光显微光学切片断层成像（fMOST）技术，实现了单神经元水平的荧光小鼠全脑三维连续成像，并首次实现了单神经元轴突的长程追踪。2016年，MOST团队建立了一种类似全球定位系统（GPS）的全脑定位系统（BPS），实现对荧光标记的单神经元及其共定位细胞构筑信息的双色同时成像，达到在单细胞分辨的三维精准定位下获取神经元的三维完整形态，为神经元分类问题研究提供了可靠的形态学数据，相关结果发表在Nature Communications杂志上。2021年3月，MOST团队在Nature Methods杂志发表了高清晰荧光显微光学切片断层成像（HD-fMOST）技术，利用线照明调制显微成像新原理，实现了高分辨率、高通量、高清晰度、高鲁棒性的全脑三维成像，解决了神经元胞体与突起纤维信号亮度差异极大的探测难题，做到了“在太阳旁边观察星星”。2013年，通过教育部直属高校科研成果公开挂牌交易转让的方式，沃亿生物购买了MOST系列技术的专利。专利买回来后，沃亿生物组织力量开始消化技术，不断去打磨细节、积累经验、调整方案，耗时四年，历经3个重大版本更新，成功推出BioMapping1000产品，实现从原理机到高端科研仪器的转变。该产品适用于Golgi、Nissl、HE等传统组织染色方法，实现对大尺寸生物组织样品的高分辨率三维连续成像，是获取生物组织三维精细结构信息的理想工具，可用于果蝇、斑马鱼、小鼠、大鼠、灵长类等模式动物及人体组织的神经、血管等不同结构特征的成像。BioMapping 1000显微光学切片断层成像仪此后，沃亿生物经过近十年的精细打磨，又先后推出了适用于荧光全脑成像的BioMapping3000、BioMapping5000与BioMapping9000系列产品。该系列仪器稳定性高、鲁棒性强，具有长时间不间断的三维数据采集能力，特别适用于自动获取全脑内神经环路投射路径及其细胞构筑信息。仪器信息网: 当前贵公司主推的产品和技术有哪些。贵公司在高端光学显微镜方面有哪些独具优势的技术？ 沃亿生物主要产品为基于MOST系列技术的BioMapping1000、BioMapping3000、BioMapping5000、BioMapping9000，以及配套应用于MOST/fMOST成像的技术服务，包括全脑神经投射、跨尺度血管网络、三维胞体定量分析、单细胞形态学分析、空间蛋白定位、多方位三维成像。沃亿生物的光学显微镜技术最大的亮点是完全基于由我国科研团队发明的原创技术进行成果转化。BioMapping3000设备基于数字微镜阵列的结构光照明调制显微成像方法，具有宽场大容积层析成像的高通量多通道特点，结合转基因小鼠、荧光染料、腺相关病毒(AAV)示踪等荧光标记技术，实现突起级别的三维高分辨荧光成像，适用于神经元和血管的双色成像、形态分析及神经元长程投射追踪、介观神经联接图谱分析、血管网络分析等。BioMappping5000设备采用时间延迟积分（TDI）成像方式，通过对样本的多次曝光和信号累积，在保证高速成像的同时可实现高信噪比的成像，并结合创新性的化学成像样品处理方法可获得高轴向分辨率，实现对全脑树突棘分布的精细成像。BioMapping9000是基于斜光片成像与振动切片结合实现单细胞分辨率的全脑三维快速荧光成像仪器，与前述其他产品相比，具有成像速度更快的优势，能快速获取与分析全脑荧光数据，适合对批量样本进行高效筛选。仪器信息网: 请介绍一下贵公司主推的光学显微镜当前的市场现状如何？整体技术发展趋势如何？从各国脑计划的开展过程可以看到，一系列新型显微成像技术的诞生也在不断帮助生物科学家们拓宽研究场景，进行更深层次的探究。例如，超高分辨光学显微镜突破了光学衍射的极限，在FISH原位杂交等单分子成像领域展现了实力；双光子显微镜更适用于组织深层成像，实现了小型化长时程活体成像。全脑光学成像技术是近10余年新兴的技术领域，利用光学的方法以亚细胞分辨率获得全脑的三维精细结构，在助力脑介观联接图谱的绘制方面独具应用价值。MOST系列技术以高分辨率成像质量为技术特色，在这一领域处于全球领先地位。经过与国内外知名科研院所开展的广泛合作与应用，相关技术路线逐步成熟，已形成了从样本制备、三维成像到数据处理的全链条解决方案，备受合作伙伴的好评与认可，也是目前全脑介观联接图谱绘制的主流技术。基于MOST技术的沃亿生物BioMapping系列设备，也在国内外得到广泛应用，特别是在华中科技大学苏州脑空间信息研究院落地应用，已开始“以工业化的方式大规模、标准化地产生数据并绘制脑图谱，将改变神经科学已有的研究方式”。仪器信息网: 贵公司高端光学显微镜在生命科学研究中有哪些应用？沃亿生物的BioMapping系列产品可用于生物组织样品的单细胞分辨率三维精细结构及空间定位成像，特别是大尺寸样品。可应用于多物种研究，如小鼠、大鼠、树朐、雪貂、猪、猴、人等；可应用于不同器官研究，如脑、脊髓、眼球、肝脏、心脏、肠等；可应用于不同研究模型，如正常模型、疾病模型、发育模型等。MOST/fMOST系列技术已经在神经生物学、发育生物学、肿瘤生物学等领域发挥着重要作用，相关应用成果在Science、Nature等国际知名学术期刊多次发表。通过沃亿生物的BioMapping系列产品，科学家们可以结合Golgi、Nissl、HE等传统组织染色方法和转基因小鼠、免疫染色、荧光染料、腺相关病毒(AAV)示踪等荧光标记技术，以亚细胞分辨率开展大尺寸样本的三维信息获取。依靠这些技术，可以进行全脑任一脑区单细胞形态学分析、三维胞体定量分析、长程和局部神经投射分析；建立哺乳类动物全脑介观立体定位三维脑图谱，绘制脑内不同类型神经元的空间分布图谱及输入输出神经联接图谱，建立模式动物介观脑联接图谱及其数据库。此外，还可以通过对蛋白空间定位分析，绘制具有单细胞分辨率的蛋白表达空间分布图谱，助力脑科学、类器官发育和毒理学相关研究；通过跨尺度的血管网络分析、药物空间分布评估，从脑组织到全器官，从形态学研究到病理机制研究，多方位的三维成像分析，助力血管疾病相关的发病机理和药物研发等研究。还有更多潜在的应用场景，等待我们与合作伙伴一起去开发和展示。可以说，亚细胞分辨率全器官尺度的三维光学成像技术为生物学家打开了一扇窗，可以从三维立体的角度审视相关生命现象，为回答重要的生物学问题提供新的依据。仪器信息网: 从整个行业的角度，对于目前的高端光学显微技术，您比较看好哪些？还有哪些问题亟待解决？现有的高端光学显微技术，特别是全脑光学成像技术主要还是应用在小鼠、大鼠、果蝇等小型模式动物上。我们认为科学研究的最终目标还是要解析人，其中人类大脑皮层约是小鼠的1000多倍，这对技术工具提出了极大的挑战。要实现这一终极梦想，能够对大体积样品进行高分辨成像的完整器官三维光学显微成像技术是关键领域。特别适用于大尺寸生物组织成像的MOST技术，因采用机械切削的方式打破成像深度限制，扩展到人体器官尺度的三维光学成像，相较于其他无需切削的同领域技术将更有优势。当然我们也注意到从小型模式动物的全脑成像跨越到人脑或人体组织器官的三维整体成像，还是有许多技术问题有待解决。例如样本标记技术，不同于模式动物，适用于人体组织器官的标记技术相对较少，转基因、病毒示踪标记等先进的标记技术都无法直接使用，均一、高效的大体积染色技术将值得尝试与探索。扩展到人的完整器官成像，成像范围提高了几个数量级，超大体积样本的制备、成像设备的数据采集效率优化及长时程稳定性、随之而来的PB级数据存储及处理分析等，都将是亟待解决的巨大挑战。仪器信息网: 从整个行业的角度，您如何评价目前高端光学显微镜的应用情况？应用过程中还有哪些亟待解决的问题？未来光学显微镜应用将会如何发展？目前得益于生命与健康领域的蓬勃发展，高端光学显微镜得到越来越多的关注与重视，已逐渐在各大科研院所、医疗机构等普及。全脑三维光学成像技术作为其中典型代表之一，也得到了广泛的应用空间。在推广应用的过程中，我们体会到将学术成果快速转化成商业化、实用性强的设备及解决方案，还存在很多挑战。一项新的技术诞生后，如何展示出独特的应用价值，如何向生物学家快速普及相关知识，如何提高设备的易用性使之成为具有普适性的科研工具，从而广泛应用于更多的科研领域及范围，都是值得我们深入思考并积极寻求解决方案的。我们相信，未来全脑光学成像技术在提高分辨率、成像速度、成像质量、成像范围的基础上，结合体外、体内等功能研究，将广泛应用于不同组织、器官样本的整体三维精细成像，服务于生命科学、医学、农业、材料学等不同领域。 仪器信息网：您如何看待国产光学显微镜生产商和进口品牌厂商的差距？ 目前国内在高端光学显微成像技术的研发上，与国外科研单位的实力越来越接近，甚至在部分领域占据领先地位。然而，整体来说国产光学显微镜，与国外同类产品相比还有一定差距，纯国产化之路还很漫长，尚需在与进口品牌厂商合作交流过程中不断学习并加强技术创新，在软件应用特别是数据分析软件中重点投入或许可以在短时间内实现弯道超车。我们作为高端光学显微镜的国产厂商，深感责任重大，愿意为“光学显微镜中国造”贡献自己的一份力量。仪器信息网: 您认为，未来几年高端光学显微镜的热点市场需求有哪些？未来几年高端光学显微镜的热点市场需求将集中于生物医药、疾病和神经科学等细分领域的高分辨、高通量的全脑三维成像、大尺寸生物组织完整成像（小型模式动物的外周系统或完整个体的整体成像，猴、猪、人等的组织器官成像）、多维度活细胞动态成像、细胞器超分辨成像、动物活体深层成像等。除了成像设备本身，配套的样本标记技术、样本包埋技术、成像数据采集、数据分析与管理等科研服务也有着巨大的市场需求。无论是显微光学切片断层成像技术（MOST）还是荧光显微光学切片断层成像技术（fMOST），沃亿生物作为BioMapping系列设备的生产厂商，不仅进行设备销售，还提供从样本制备、数据采集到数据分析及交付的高分辨率三维结构成像全流程技术服务，相信未来一定能为更多的客户和合作伙伴们提供高质量的产品和全方位的服务。

p　　国FDA药物安全委员会发表声明：FDA确定MRI钆对比剂脑沉积迄今未产生任何有害影响。/pp　　▲事件回顾/pp　　? 自从2017年3月欧洲药物管理局PRAC提出在欧洲市场暂停所有线形对比剂静脉内应用的建议后，美国放射学会(ACR)于2017年4月4日首次回应，表示经过广泛审查相关材料后，ACR药物与对比剂委员会不同意PRAC的建议。ACR认为目前并无有力证据表明钆对比剂(GBCAs,包括线形GBCAs)会对脑内钆沉积产生安全风险。线形对比剂具有大量证据充分的诊断价值，并且一些情况下可能具有比大环形对比剂更理想的药理学性质及更低的急性不良反应风险。/pp　　? 此次声明是基于FDA对于重复多次使用MRI钆对比剂后发生脑沉积的风险评估。FDA一直非常关注MRI钆对比剂的脑沉积相关证据，并在未来保留继续审查相关数据。/pp　　▲声明内容/pp　　[2017-5-22] 美国食品和药物管理局(FDA)审查迄今发表的研究数据，尚未发现在使用GBCA用于磁共振成像(MRI)后脑沉积的不良健康影响。所有的GBCA都可能与脑部和其他身体组织中的钆残留存在联系。然而，由于并未发现任何证据表明，在任何一种GBCA中，脑部钆残留是有害的，即使是高度的钆残留，因此目前并无必要限制GBCA的使用。我们将继续评估GBCA的安全性，并计划在未来召开公众会议来讨论这个问题。/pp　　我们对医疗专业人员和患者的建议与2015年7月的情况保持不变：我们正在调查这一潜在风险。当考虑使用任何医学显像剂时，医疗专业人员应将GBCA的使用限制在必要的情况下，并评估重复MRI检查与GBCA的必要性。患者进行MRI检查时如有任何问题或担心，应该与医疗专业人员交谈。钆残留只影响GBCA，并不适用于其他成像方式，例如基于碘或放射性同位素的显影剂。/pp　　我们评估了向FDA提交的17篇科学文献和不良事件报告。一些人类和动物研究发现，GBCA的使用周期长于一年。这些文献和报告显示，钆残留在大脑、骨骼和皮肤等器官中。然而，我们的综述并没有发现与这种脑沉积有关的不良健康影响。/pp　　迄今为止，与钆残留有关的唯一不良健康影响是一种罕见的疾病，称为肾源性全身纤维化(NSF)，发生在患有肾衰竭的一小部分患者身上。最近发表了一些报道涉及到在正常肾功能的患者中使用GBCA后发生皮肤和其他组织增厚和硬化的反应，但并未发生NSF。我们继续对这些报告进行评估，以确定这些纤维化反应是否对钆沉积有不良的健康影响。/pp　　线性GBCA OptiMARK(gadoversetamide)的制造商，更新了它的标签，包含了其在各种身体器官，如大脑、皮肤和其他器官中有钆残留的信息。我们正在检查其他GBCA的标签，以确定是否需要更改。/pp　　近期，欧洲药品局(EMA) 药物警戒风险评估委员会的一项评估也确定钆剂脑沉积没有不利的健康影响，但委员会建议暂停某些线性GBCAs的市场销售，因为相比大环的GBCAs，他们导致了更多的脑部钆沉积。委员会的建议目前正处于上诉阶段，由该委员会进一步审查，并随后由EMA人类医疗产品委员会进行审查。/pp　　我们正在继续评估GBCA的安全性。FDA的国家毒物研究中心(NCTR)正在进行一项关于对大鼠的大脑记忆能力的研究。其他研究也正在进行，关于钆是如何在体内保留的。我们将在有新信息时更新公众，并计划在未来召开公开会议讨论这个问题。/pp　　我们敦促患者和医疗专业人员向FDA的MedWatch程序报告涉及GBCA或其他药物的副作用，并在页面底部使用“联系FDA”的信息。/p

脑胶质瘤是最常见的原发恶性脑肿瘤之一，具有边界不清、毗邻功能区、放化疗不敏感等特点，手术切除困难，预后差。此前已有研究发现，2-3级胶质瘤患者中80%存在代谢酶异柠檬酸脱氢酶（Isocitrate dehydrogenase，以下简称IDH）突变，这类IDH突变胶质瘤好发于周边脑叶，年轻人常见，在最大限度肿瘤手术切除后，可显著提升生存率。因此，术中快速识别IDH突变，实现胶质瘤术中分子病理诊断对提升患者预后意义重大。2024年5月28日，复旦大学附属华山医院毛颖/花玮教授团队、清华大学精密仪器系张文鹏/欧阳证教授团队、美国普渡大学R. Graham Cooks教授团队以及梅奥诊所Alfredo Quinones-Hinojosa教授团队合作在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表了题为术中质谱法快速检测胶质瘤中IDH突变“Rapid Detection of IDH Mutations in Gliomas by Intraoperative Mass Spectrometry”的最新研究成果。此项研究中，使用清谱科技便携式质谱分析系统Cell及活检组织检测直接毛细管电喷雾（Direct Capillary Spray，DCS）试剂盒实施了脑胶质瘤术中检测与分型。清谱科技创新设计中心科学家吴俊函博士是本文的共同第一作者，清谱科技应用中心负责人王南博士参与本研究工作。该项研究由中美顶尖研究和临床机构合作近5年完成，是迄今为止已知规模最大的术中胶质瘤IDH突变检测临床试验。通过临床队列研究，确定了质谱诊断IDH突变的最佳指标和阈值。实验结果表明，通过术中质谱技术以2-HG和GLU的比值作为诊断指标，在260位胶质瘤病人的697例样品检测中实现了100%的IDH突变检测准确率。其中，183位病人的309例样品使用清谱科技Cell便携式质谱分析系统与DCS试剂盒完成检测。胶质瘤是目前发病率最高的颅内原发恶性肿瘤，具有进展快、死亡率高且预后差的特点，超过80%WHO 2-3级的胶质瘤中都存在异柠檬酸脱氢酶（Isocitrate dehydrogenase，IDH）基因突变。IDH突变的胶质瘤患者在最大限度肿瘤手术切除后，可显著提升生存率，所以实现胶质瘤术中IDH突变检测对胶质瘤患者预后提升具有重要意义。脑胶质细胞发生IDH突变后，三羧酸循环中的α-酮戊二酸（α-KG）将转变为一种特殊的肿瘤小分子代谢标志物 2-羟基戊二酸（2-HG），进而促进癌变。因此，IDH突变患者的肿瘤区域将会积累大量2-HG，通过检测2-HG可诊断IDH突变情况。图1 IDH突变型胶质瘤中的代谢变化示意图在本研究中，美方研究团队使用电喷雾解吸电离方法（DESI）和传统大型质谱仪结合的方案；中方团队则采用直接毛细管电喷雾DCS试剂盒与便携式质谱分析系统Cell结合的即时化学检测方案，实现了：1. 2-HG和内标谷氨酸的快速准确检测；2. 成功构建了完整的脑胶质瘤IDH突变术中诊断流程；3. 将术中组织采集到IDH突变检测结果反馈全流程时间压缩至1.5分钟。本研究开创了脑肿瘤术中便携式质谱即时检测的应用范式，将为临床医生在术中进行肿瘤分析提供新的技术储备，为胶质瘤患者预后提升提供重大帮助。图2 术中质谱分析流程示意图本研究在对复旦大学附属华山医院和梅奥诊所的样品检测，实现了100%的IDH突变检测准确率。在实际的术中实践中，该方法还展现了在辅助临床医生明确肿瘤类型、平衡肿瘤切除率与神经功能保全关系、术中进行肿瘤边界判断等方面的优势。这项研究不仅实现了术中分子病理快速诊断，同时为外科手术带来革命性变化和想象空间，为医生的手术策略制定提供重要的分子诊断依据，具有重要的临床价值，是未来手术个性化、精准化的发展方向。图3 临床队列情况以及检测结果图4 脑胶质瘤IDH基因突变检测试剂盒分析流程该研究首次将质谱仪搬进手术室，便携式质谱分析系统将成为外科医生的代谢之眼，为医生及时提供有效分子诊断信息，为患者带来福音。同时，清谱科技的便携式质谱分析系统已经应用于公共安全、科学研究以及临床医学领域。清谱科技将进一步推广便携质谱技术及原位电离技术在医疗行业如血药浓度检测、术中诊断、基于精细结构脂质组学的疾病诊疗研究等方面的广泛应用。

农家少闲月，五月人倍忙。随着大地回暖，广袤田野颜色日渐丰富，农耕由南向北陆续展开，在贵州的威宁自治县也不例外，新一轮的蔬菜种植提上日程。“现在种菜啊，可方便了，不用一天跑好几趟地，手机上点一点就能看到地里的情况，菜虫、菜苗都能看。”种植户老李说道。 产业发展，惠农兴农。一直以来，威宁坚持以农业增效、农民增收为中心，利用当地高海拔优势，大力发展高山冷凉蔬菜种植，全力以赴做强蔬菜产业，让蔬菜产业成为助农增收致富、助力乡村振兴的优势产业。近年来更是积极探索物联网、大数据等信息技术与蔬菜产业的融合发展，围绕种植、采收、加工、储存、销售等整个产业链的关键环节，健全基地生产过程档案管理，实现对关键节点的实时监管，提高基地生产效率，降低生产和管理成本，力争建成全省县级蔬菜产业大数据示范基地，为其他地区蔬菜产业发展提供可复制的模式与经验。 作为技术支撑单位，浙江托普云农科技股份有限公司为其搭建了一个蔬菜产业大数据平台，从政府监管和基地生产两端入手实现蔬菜种植科学化、产销服务精jing准化、市场管理透明高效化。 1部智能机，基地生产全掌握 在基地现有设施的基础上，托普云农应用大田智能监控系统、温室大棚监测控制系统以及基地绿色防控系统，对威宁县蔬菜产业的虫情、病情、墒情、苗情/灾情进行实时监测和控制。“你们看，现在在家里我就可以看到我那些大棚里的土壤、环境、光照这些数据，连菜长得怎么样都能看到呢，还可以自主调控大棚温湿度、遮阳、卷被… … ”老李笑着向我们展示。 通过对产地环境、投入品使用、农事生产过程控制、仓储销售、溯源查询等产销过程中的关键控制点进行管控，实现对产品追溯编码和准成确认，有力规范种植主体生产经营活动，实现农产品“来源可追溯、流向可追踪、责任可追究”。 1块数字屏，产销对接更统一 为充分发挥大数据作用，利用大数据服务农业生产，助力扶贫攻坚，促进农业供给侧结构性改革和绿色优质农产品打造。托普云农在威宁县蔬菜产业大数据平台上建立了电子化的质量检测档案，对将要上市销售的蔬菜进行质量检测，避免问题蔬菜上市销售。同时，为公众提供追溯统一查询入口，快捷实时查询农产品的追溯信息，消费者通过扫描二维码就可查询到蔬菜产地信息、生长档案、质量检测等信息。 通过对主体、生产、质检、仓储基础数据的集中管理，搭建统一的内外追溯平台，实现政府监管的智能化、可视化，提升政府科学决策和风险预警能力。 蔬菜产业大数据平台的建设，不仅丰富了消费者的“菜篮子”，还鼓起了当地群众的“钱袋子”，成为助力威宁在乡村振兴上开新局的“绿色引擎”。2021年，威宁蔬菜种植面积稳定在40万亩以上，其中以县城周围9个乡镇打造高标准的7万亩核心基地，品种以‘三白’蔬菜为主，还有西蓝花、辣椒、香葱、菜心等40余个品种，年产量在250万吨左右，年产值40亿元左右。”威宁自治县蔬菜产业发展中心主任谢洪说。转眼间，又是一年初夏农忙时节，当地蔬菜种植户们脸上洋溢着新的期盼。

中国医学科学院&北京协和医学院药物研究所“天然药物活性物质与功能”国家重点实验室再帕尔•阿不力孜研究员团队，在《药学学报》英文刊（Acta Pharmaceutica Sinica B）发表了题为“时空分辨代谢组学与同位素示踪方法揭示中枢神经系统药物靶标”的研究论文。由于大脑结构与功能的复杂性，中枢神经系统（CNS）药物的作用机制研究及其靶标的发现与解析是具有挑战性的科学问题。围绕天然来源药物多靶标解析及其CNS药物的作用机制研究，该研究团队采用自主研制的敞开式空气动力辅助离子化质谱成像（AFADESI-MSI）技术，提出将空间分辨代谢组学与同位素示踪分析方法进行整合的研究策略，采用建立的质谱成像可视化分析方法开展了镇静催眠候选新药YZG-331的药物作用机制与多靶标解析研究。研究基于高灵敏、高覆盖的AFADESI-MSI分析方法，系统考察了YZG-331干预下内源性代谢物在大鼠脑微区中的时空动态分布特征，结合原位代谢组学数据处理方法，发现与YZG-331药物作用相关的功能代谢物，并由此定位至两条代谢通路。其中，“谷氨酰胺-谷氨酸-GABA”代谢通路分析与同位素葡萄糖示踪分析二者结果同时显示，GABA/谷氨酸比值在下丘脑区明显升高，则表明给予YZG-331后下丘脑中谷氨酸脱羧酶（GAD）活性可能增强。而“组氨酸-组胺-1-甲基组胺”代谢通路分析与同位素组胺示踪分析二者结果共同表明，给药后松果体区大量增加的组胺主要来源于外周组胺的升高及其对松果体的渗透。此外，给药后1-甲基组胺在丘脑和下丘脑区显著增加。结合体外方法和模型的验证，发现YZG-331可激动GAD酶活性增加GABA含量，并通过激动有机阳离子转运体3（OCT3）和氨基酸转运体1（LAT1）在外周释放组胺，同时可能通过激动OCT3转运体以及利用大鼠脑内HNMT酶自身的高活性，加速组胺代谢为1-甲基组胺。研究手段与策略有助于阐释CNS候选新药的药效作用机制和发现潜在的多靶标，为CNS药物研发及有效性、安全性评价等提供新的视角和可视化分析手段。博士生金波和逄雪超博士为共同第一作者；贺玖明研究员和再帕尔•阿不力孜教授为该论文的共同通讯作者。研究工作得到了国家自然科学基金、中国医学科学院医学与健康科技创新工程等项目的资助。Spatiotemporally resolved metabolomics and isotope tracing reveal CNS drug targetsBo Jin, Xuechao Pang, Qingce Zang, Man Ga, Jing Xu, Zhigang Luo, Ruiping Zhang, Jiangong Shi, Jiuming He*, Zeper Abliz*Acta Pharm Sin B 2022. https://doi.org/10.1016/j.apsb.2022.11.011作者简介再帕尔阿不力孜，博士生导师，二级教授，《药学学报》英文刊编委。中国医学科学院药物研究所研究员、北京协和医学院特聘教授，“天然药物活性物质与功能国家重点实验室”副主任、药物分析学系主任、药物分析研究室主任。中央民族大学药学院教授、“质谱成像与代谢组学”国家民委重点实验室主任。新世纪百千万人才工程国家级人选，享受国务院特殊津贴专家，国家民委领军人才。国务院学位委员会第七届药学学科评议组成员，教育部第七届科学技术委员会委员和第八届科技委药学与中医药学部委员，中国分析测试协会副理事长，中国化学会质谱分析专业委员会副主任委员等。先后担任“863”计划项目首席专家、国家重点研发计划项目负责人。长期从事质谱分析新方法与技术及其应用研究，在PNAS、Adv Sci、Anal Chem、Acta Pharm Sin B等学术期刊上发表论文120余篇；这些年在代谢组学、质谱成像新技术、空间分辨代谢组学与应用等方面取得一批创新成果。贺玖明，博士生导师，药物分析专业；中国医学科学院北京协和医学院药物研究所研究员，主要研究方向：质谱成像空间分辨代谢组学新技术新方法及其生物医药应用研究。开发出空气动力辅助离子化及质谱成像新技术和空间分辨代谢组学新方法，建立了以空间分辨代谢组学技术为特色的新药代谢研究平台。国家药品监督管理局创新药物安全与评价重点实验室学委委员；担任《药学学报》、Acta Pharm Sin B、J Pharm Anal青年编委，Molecules、TMR Modern Herbal Medicine和《药学研究》编委；中国医药生物技术协会药物分析技术分会常务委员，中国质谱学会常务委员。å

p style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "在药物研发过程中，候选化合物的体内药代动力学分析是非常关键的步骤。该分析不仅可以掌握其药效药理，还可以得到和毒性评价有关的信息。通常，使用放射性自显影技术(Autoradiography: ARG)和荧光色素标记细胞的方法进行分析。但是，使用ARG的方法成本高，而且一方面这些方法无法区别原药和代谢物，另一方面标记物质的行为可能与未标记物存在差异。因此，最近成像质谱分析法，不进行标记即可对候选化合物进行检测的方法备受瞩目。质谱成像法除了能够在无标记的情况下对各种物质的分布进行分析，还能够使用同一切片同时分析原药及其代谢物，有望在今后的药物研发领域得到应用，取得新的突破。本文介绍使用成像质谱显微镜iMScope iTRIO/i对氯喹给药后大鼠视网膜进行检测的示例。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/c4265e4a-c078-4017-93d2-68a9d4eafbd5.jpg" title="1.png" alt="1.png"//pp style="text-align: center "图1 氯喹的结构式/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "strong大鼠视网膜中氯喹的高空间分辨率成像/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "在本次分析中，对给予抗疟剂药物氯喹的大鼠视网膜进行分析。图1为氯喹的结构式。使用氯喹标准品进行分析，对基质及测定模式进行优化，表1为组织切片的分析条件。使用成像质谱显微镜iMScope iTRIO/i进行高空间分辨率成像，发现在约10 μm厚的视网膜色素上皮周围有氯喹的分布(图2和图3)。在测定氯喹时，如果使用成像质谱分析法常用的MS模式，因受到生物体衍生杂质带来的离子抑制、干扰的影响，无法得到清晰的MS图像(此处数据省略)。在本次分析中，通过iMScopei TRIO/i的MS/MS模式进行测定，提高灵敏度，能够获得10 μm的高空间分辨率下的MS/MS图像。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/b1a9ec68-3837-45b5-a422-9f98ed4422b0.jpg" title="4.png" alt="4.png"//pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/8fad9a5c-304b-4f86-b070-8ec12bb1a38d.jpg" title="2.png" alt="2.png"//pp style="text-align: center "图2 组织切片上的MS/MS质谱图/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/4ba84009-2ef8-4ef5-92af-f47ac86ebdb9.jpg" title="3.png" alt="3.png"//pp style="text-align: center "图3 光学图像和MS/MS质谱图像/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "strong大鼠眼球中氯喹的高速成像/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "在药代动力学研究过程中，为了阐明药物分子在细胞及器官水平的特征分布区域，分别需要在高空间分辨率及中等空间分辨率获得药物分子的分布信息。本实验使用MS/MSspan style="text-indent: 2em "模式测定在中等分辨率(50 μm)下测定大鼠眼球整体的氯喹分布情况，分析条件如表2 所示。虽然使用了更大的激光直径，有可能带来存在噪音高、离子抑制等问题，iMScope /spani style="text-indent: 2em "TRIO /ispan style="text-indent: 2em "依然能够检测得到具有较高信噪比的氯喹特征碎片，并获得清晰的质谱图像。成像质谱实验的采集/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "速度取决于目标检测区域中所包含的点数。iMScope iTRIO/i能够独立更改激光直径及采集间隔等参数，从而能够轻松控制采集速度及图像尺寸，并且不会影响数据质量。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/12e37b19-cce0-4e12-a91f-8af4b67f0802.jpg" title="5.png" alt="5.png"//pp style="text-indent: 2em "strongspan style="text-align: justify text-indent: 2em "基质涂敷方式的比较/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "在氯喹成像质谱分析中，比较了2 种不同的MALDI 基质涂敷方式。 图5 显示了由升华法获得的成像结果(基质升华方式的示意图如图6 所示)。基质升华由iMLayer 升华仪自动完成，而喷雾方式由手动完成。喷雾方式获得成像结果如图7 所示。对比两种方式的检测结果，升华法获得了更加清晰尖锐的氯喹分布图像，而喷雾的结果则看起来会有一些扩散，如图7 所示。前处理方式的优化依然取决于组织切片的特性以及所使用的基质类型。如示例中的结果，前处理步骤对最终成像结果的图像质量有显著的影响，不仅仅是切片制备的条件，基质涂敷的过程也很重要。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/3e80c956-c24a-4b4f-b277-ff7fa0b9a5ad.jpg" title="6.png" alt="6.png"//pp style="text-align: center "图6 基质升华方式示意图/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "strong在相同切片上进行MS 和MS/MS 成像分析/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "成像质谱分析中，在同样位置只能采集一次数据。但是，使用iMScope iTRIO/i 可以调整激光直径及采集间隔，因此可以在采集点之间留下未采集区域，从而实现更多次的成像分析。图8显示了使用激光直径为5μm，采集间隔为10μm时，在同一采集区域内进行4次成像分析的方式。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/7029ec9e-44bf-483d-a071-a1651cfc8ffb.jpg" title="7.png" alt="7.png"//pp style="text-align: center "图4 组织切片上氯喹的MS/MS产物离子质谱图，激光直径50μm/pp style="text-align: center"img style="" src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/b8099d01-93e1-49aa-9926-907aeab7a6d9.jpg" title="8.png"//pp style="text-align: center "图5 升华法获得的氯喹分布质谱图像/pp style="text-align: center"img style="" src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/c8b163cf-961b-4c26-8d20-902c68beed0f.jpg" title="9.png"//pp style="text-align: center "图7 喷雾法获得的氯喹分布质谱图像/pp style="text-align: center"img style="" src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/d51c038b-8e0c-4efa-8ecf-87c964a43b83.jpg" title="10.png"//pp style="text-align: center "图8 在同一测定区域进行1次MS分析及3次MS/MS分析的数据采集设置方式示例/ppbr//p

生命科学基础研究与人类健康和社会经济发展密切相关，在科学和经济社会领域中的重要性日渐增强。Science 曾发布125 个挑战全球科学界的重要基础问题，其中涉及生命科学的问题约占 54%。生命科学研究过程离不开各类科学仪器的帮助，今年，仪器信息网特别策划话题：“生命科学技术平台经验分享”，邀请高校、科研院所公共技术平台的老师分享技术心得和经验，方便生命科学领域研究人员了解相关技术进展、学习仪器使用方法。本篇由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心电镜技术平台主管孔妤撰写，她根据多年工作经验，详细介绍了电镜技术的发展，并分享了生物电镜实验的心得体会。以下为供稿内容： 电镜技术平台是中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心公共技术中心的一个重要分支，成立之初只有一台老式透射电镜，经过多年发展，目前已具备不同配置的三台电镜和全套的电镜制样设备。平台现有专业技术人员4名，最大程度地满足中心及上海地区电镜实验方面的需求。平台大型设施的建设和功能拓展是与生物电镜技术的迅猛发展、科研方向的转变息息相关的。现就生物电镜技术及在神经科学中的实践进行分享。一、电镜简介电镜的发明起源于1927年电子光学领域先驱Hans Bush的电子束聚焦理论。1932年Knoll和Ruska创造出了世界第一台透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，TEM），把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上。1940年科学家们又发明了第一台扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM），可以看到散射的电子而不是通过样品的电子。由于高速电子的波长远小于光子，电镜的分辨率远远高于光学显微镜，用于观察光镜不能分辨的细微物质结构。经历几十年的发展，透射电镜和扫描电镜在多尺度上均能实现超高分辨率的洞察力，冷冻电镜的分辨率甚至达到2.0Å或更小的原子级理论极限值。随着生物样本保存方法和超薄切片技术的建立，电镜在细胞生物学、神经生物学、病理学、结构生物学、传染病学、药学和植物学等多领域的研究中发挥着不可替代的作用。二、透射电镜技术 透射电镜由电子光学系统、真空系统和电气控制系统三部分组成，其中电子光学系统是透射电镜的核心，包括照明系统、成像系统和图像观察系统。成像原理是：在真空条件下，高压加速的电子束穿透一层很薄（通常几十至几百纳米）的样品，形成透射电子，透射电子在电磁透镜的作用下在荧光屏或相机上成像，当电子束投射到样品时，样品的原子序数越大，荧光屏上呈现的像就越暗，所以呈现出明暗不同的灰度图像。由于生物样品的组成元素都较轻，因此用重金属元素标记膜结构可以实现生物超微结构的观察。以下为我们常用的几种生物透射电镜制样技术：1.常温包埋切片技术：早期的透射电镜主要用于病毒等极小病原体的样品形貌观察，后来发展到可以通过超薄切片观察生物样品组织和细胞内的超微结构。为保存生物样品在生活状态的超微结构特征，需要使用戊二醛、甲醛或丙烯醛等醛基固定液对样品进行化学固定，由于化学固定剂存在一定的渗透速度，生物组织需要切得尽可能的小（通常1mm3左右），以保证中心部分的细胞在发生自溶前得到固定。甲醛的分子较小，能够快速地渗透到组织内部进行固定，但甲醛只有一个醛基，固定能力较弱并且固定效果可逆，所以较难渗透的样品一般采用甲醛和戊二醛混合固定液。戊二醛具有两个醛基，可以对生物组织中的蛋白质、糖类等结构进行交联固定，具有较好的固定效果，是最常用的电镜固定液。固定后的样品再经后固定、乙醇梯度脱水、树脂渗透、包埋及聚合后即可进行超薄切片。超薄切片的制备是生物电镜技术的关键，用钻石刀获得厚度一般为50-100nm切片，收集于带膜的金属载网上，经醋酸铀和柠檬酸铅染色后在透射电镜上进行观察。2.高压冷冻-冷冻替代技术(HPF-FS)：针对于一些特殊样品，单一化学固定易发生组织收缩、细胞外空间损失和细胞降解的现象，高压冷冻固定可以避免这些问题。高压冷冻是在2100bar压力下将生物样品在30毫秒内进行冷冻固定，极大限度地保存样本自然生理状态的结构特征，为研究细胞结构与功能的关系提供充分而准确的超微结构信息,避免了因化学固定引起的各种假象，同时还可以捕捉到一些光、电刺激后细胞动力学的错综变化瞬间。冷冻固定后的样品需要转移至冷冻替代仪中进行逐步回温和替代，随着温度逐渐升高，替代液中的锇酸、醋酸铀及醛类也会渗透至组织细胞中发挥固定和染色作用。HPF-FS技术虽然有着固定速度快，样品接近自然生理状态的优点，同时也存在着固定体积小（厚度不超过200μm）、易于产生冰晶损伤、设备依赖性等问题，限制了该项技术的广泛应用。3.免疫电镜技术(IEM)：基本原理类似于免疫组织化学，将电镜技术与免疫标记技术结合，通过电镜下观察到的（高电子密度）标记物如胶体金或DAB染色来标记某种特定的物质，达到对某种物质在细胞中的超微定位和对组织进行超微结构研究的目的。该技术较为复杂，包括包埋前免疫、包埋后免疫、冷冻超薄切片等不同的技术路线。路线的选择依据在于是否最大限度地保存抗原的免疫活性和组织的超微结构。不能根据这些技术出现的先后来认为其先进性，它们各具优缺点，又各有相应的适用范围。①包埋前免疫是在树脂包埋之前完成免疫标记流程。固定后的样品，经过冻融或表面活性剂处理后，增加细胞膜的通透性，之后进行一抗和二抗的标记，二抗偶联胶体金标记，或辣根过氧化物酶，辣根过氧化物酶通过过氧化物反应，将DAB底物氧化沉淀在目标位点，沉淀的DAB反应物会和之后的锇酸反应，生成特定的黑色标记。完成标记的样品经过常规的电镜包埋切片制样流程，就可以在电镜下观察超微结构和其上的特异标记。包埋前免疫技术的标记效率较高，但由于标记过程中需要增加膜的通透性，所以膜结构通常保存较差。②包埋后免疫是将固定后的样品进行树脂包埋和超薄切片，将切片收集在带支撑膜的镍网上,对镍网上的切片进行免疫胶体金标记，胶体金的粒径通常为5-20nm,使用不同粒径的二抗来实现对不同抗原的多重标记。由于制样过程中需要尽可能的保存抗原，常采用的固定剂是4%多聚甲醛+0.1～0.5%戊二醛溶液或只使用4%多聚甲醛。树脂一般选择在较低的温度（-10℃～50℃）下进行紫外聚合的LR-white,LR-Gold或K4M,HM20等丙烯酸盐类树脂。HPF-FS技术也可用于包埋后免疫电镜的制样，能明显提高样品结构和抗原的保存效果。③冷冻超薄切片是将固定后的样品在-120℃进行冷冻超薄切片（50-100nm），捞于镍网上再进行胶体金免疫标记。标记后的样品用醋酸铀染色并用甲基纤维素封片后就可以进行电镜观察。由于不需要有机溶剂脱水和树脂包埋，冷冻超薄切片技术具有标记效率高，膜结构保存良好的特点，但是对技术人员的技能和经验要求高。4.负染色技术：负染色又称阴性反差染色，它是利用高密度的、且在透射电镜下又不显示结构的重金属盐（如磷钨酸、醋酸铀等），把生物标本包围起来、在黑暗的背景上显示出呈现阴性反差样品的微细结构。负染色所显示的电镜图像，正好与组织超薄切片正染色相反，其样品结构为透明浅色，而背底则为无结构的灰色或黑色。负染色技术无法看到样品的内部结构。这种方法操作简单，图像衬度高，广泛应用于水溶性样品中的颗粒性物质或生物大分子等样品质量和结构的快速检测分析，如外泌体、脂质体、细菌、病毒、蛋白质和纳米制剂等。样品的纯度和浓度都有要求，如果杂质太多样品中有盐类结晶会干扰染色反应。5.冷冻电镜技术（Cryo-EM）：近年来冷冻透射电镜成为最为热门的生物研究技术之一，主要包括单颗粒分析（Single particle，SPA）和冷冻电子断层扫描（tomography）两个技术分支。单颗粒分析技术通常依赖于均质的样品，通过将纯化的蛋白质瞬间冷冻在Quantifoil金网上，将载网通过冷冻样品杆或冷冻传输装置放入冷冻电镜中进行观察，在保持蛋白天然构型的前提下，解析蛋白的构象特征。单颗粒分析在电镜下观察每个蛋白质分子在某个角度的投影，获得多个不同方向和/或粒子图像，再通过数据分析和图像分类算法得到该蛋白分子的三维构象图。随着冷冻电镜的加速电压的提高（300kV）和算法的迭代更新，单颗粒分析的分辨率甚至可以达到1.2埃，实现对蛋白质结构原子级别的解析，适用于膜蛋白、蛋白质等大分子复合物的研究。冷冻电子断层扫描技术是一种无标记的冷冻成像技术，能以纳米分辨率提供细胞器和蛋白质复合物的3D数据集。以细胞为例，首先需要对细胞进行低温冷冻（玻璃化），通过聚焦离子束 (FIB) 对细胞目标区域减薄，得到减薄的细胞冷冻薄片。将冷冻薄片置于冷冻电镜下，通过样品杆的倾转，拍摄冷冻薄片在不同角度下的一系列2D图像，然后将其重建为 3D 数据集。冷冻电子断层扫描不需要对样品进行任何脱水、染色或标记，并可以与光学显微术联合使用，获得目标细胞器、蛋白质的在细胞中的位置和纳米分辨率级别的三维结构信息。相比于SPA，冷冻电子断层扫描不仅能获得单个蛋白质的结构信息，还能得到它们在细胞内的空间排布特征以及周围亚细胞结构的三维超微特征。三、扫描电子显微镜技术扫描电镜由真空系统、电子束系统和成像系统三大系统组成。不同于透射电镜，扫描电镜的成像原理是用极细的电子束在样品表面进行逐点扫描，激发样品表面放出二次电子、背散射电子等电子信号，通过不同的电子探测器接受不同来源的电子来形成样品的表面形貌像（二次电子）或衬度像（背散射电子）等，所以扫描电镜的常用功能包括二次电子成像和衬度成像。1.二次电子成像：用被入射电子轰击出的样品外层电子成像，能量低，只能表征样品表面。生物组织在高真空条件水分会快速挥发，影响并破坏样品形态。生物样品必须经过干燥才能进行扫描电镜观察。含水的特殊生物样品也可以通过低真空模式（成像质量下降）或冷冻传输的方法进行观察。干燥方式一般有冷冻真空干燥和临界点干燥两种，其中临界点干燥法是我们常用的方法，它可以消除液体表面张力对脱水过程中样品形态的影响。干燥后的样品还需要用真空镀膜仪在表面喷镀一层导电金属，镀膜厚度控制在5-10nm为宜，用来消除荷电效应，减少热损伤，并提高在扫描电镜中定位检查所需的二次电子信号。2.衬度成像：电子照射到待测样品的过程中，样品能发射一部分电子，背散射电子探头就会检测到这些电子，从而产生相应的电信号，通过放大电路 之后，在对其进行相应的转换，后在检测器 上显示相应待检测样品表面的相关信息图像。背散射电子的数量主要与样品的原子序数有关，原子序数越大，反射的背散射电子就越多，因此可以用来对重金属加强染色的生物样品进行背散射电子成像，得到类似于透射电镜成像的效果。目前我们主要依赖于场发射扫描电镜对树脂包埋的样品进行连续切片扫描后获得序列图像，由此得到第三维度的信息。场发射扫描电镜XY的分辨率已达到2nm以上，Z轴分辨率由切片的厚度决定，现有三种策略：系列块表面（SBF-SEM）、原位聚焦离子束切割（FIB-SEM）和自动化带式收集超薄切片（ATUM-SEM）。我们实验室较早采用ATUM-SEM技术开展纳米尺度上神经网络连接和脑图谱绘制的工作，该技术最大优势在于样品可一直保存和重复成像。将连续切片按顺序收集在支持条带或硅片上，放入扫描电镜中利用高通量自动化图像采集软件进行序列成像，获得样品的三维图像数据堆栈。这些海量数据的处理和分析、目标结构的分割和3D渲染等环节都具有较强的挑战性。然而，SBF-SEM技术则是将配有钻石刀的超薄切片机整合到扫描电镜中，对暴露出的样品表面进行自动连续切片和系列背散射电子成像。FIB-SEM的成像原理与SBF类似，不同之处在于聚焦离子束替代了钻石刀切割，实现了更高的Z轴分辨率，在小体积生物样品的三维重构研究中应用非常广泛。四、电镜在神经生物学中的应用与展望电镜技术作为纳米级的生物学成像技术，为神经系统超微形态学观察、疾病病理诊断和神经环路连接图谱绘制提供了二维或三维精细结构信息。神经系统具有复杂的生物结构，有比较粗大的神经纤维、神经突起（最小直径约200 nm），也有很多精细的结构如突触间隙约20 nm及其中的囊泡（直径约30 nm）。神经组织的另一个显著特点是神经元有大量的神经突起或投射到其它神经核团上产生联系，这些神经突起、相互连接可以延伸很长的距离，甚至可以达到数毫米，构成极其复杂的神经网络。全脑神经网络连接具有极精细结构和不规则投射途径促进了体电镜技术的发展，也是当前神经生物学研究的重点之一。除此之外，光电关联技术（CLEM）在神经环路连接中的应用也较多，该技术是将FM和EM技术进行优势互补，集成应用于同一个细胞对象上，可获取多重结构信息和高分辨率。由于电镜无法感知荧光信号，在电镜里找到荧光所确定的感兴趣区域，并让两种图像准确叠合成同一信息，是关联成功的关键。CLEM的工作流程以模板化组合，但不管哪种方案目标都是最大限度的保留来自光学和电子显微镜的图像信息，尽量在EM成像之前拍好FM，避免电子束和高真空对荧光信号产生漂白作用。样品制备的基本原则是在保存荧光信号和获得高衬度电镜结构之间找到平衡点。另外，图像配准时可利用内源性的标志物如血管、细胞核、髓鞘等结构以微米精度进行逐步关联。生物电镜的样品制备原理虽然大同小异，但生物类型、样品来源、实验目标的不同决定了制样方案的多样化，这就对电镜工作者提出了更高的经验要求。非标准化流程的电镜实验数量的增多，更需要依赖多元化的制样和成像方案。电镜技术平台作为一个专业性极强的团队，在现有仪器的基础上，会不断开发新的电镜方法和设备的使用功能，为科研用户提供一站式高质量技术服务，为科研项目提供了更好的技术保障。 电镜技术平台工作人员合影作者简介：孔妤，博士，正高级工程师，现任中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心电镜技术平台主管，上海市显微学学会理事。从事神经生物学电镜技术和神经组织超微结构研究多年，承担青年促进会、上海市科委等多项课题项目，发表国内外研究论文十余篇。近年来主要从事微观脑网络结构分析与重构技术、光镜电镜联用技术、免疫电镜技术等在神经环路连接研究中的应用，技术全面，经验丰富，为科研工作者论文的发表提供了高水平的技术支撑服务。点击图片了解话题详情欢迎广大网友投稿：lizk@instrument.com.cn（内容包括但不限于：生命科学科研故事、生命科学相关仪器/技术分享、市场洞察等）

近日，由上海交通大学朱卫仁教授与重庆西南医院神经外科冯华教授/陈图南副教授团队、爱德万测试（中国）管理有限公司三方合作在国际高水平期刊《Biosensors and Bioelectronics》上发表题为“Highly sensitive detection of malignant glioma cells using metamaterial-inspired THz biosensor based on electromagnetically induced transparency”的研究结果，首次展示了一种针对不同胶质瘤分子分型细胞进行无标记识别的太赫兹超材料检测方法，该研究也得到了天津大学姚建铨院士团队的指导和支持。胶质瘤是颅内最常见的、造成最多死残病例的中枢神经系统肿瘤，目前临床主张进行整合诊断，将胶质瘤分为多个特定的分子亚类，其中IDH是与肿瘤进展、治疗反应和预后密切相关的经典分子分型标记。快速早期无标记区分IDH1野生/突变两种胶质瘤对于术中和术后早期精准诊疗具有重要价值。研究团队提出了一种无标记的脑胶质瘤细胞“分子分型（IDH1野生/突变）”生物传感超材料，通过在生物传感器表面加载人原代胶质瘤细胞进行太赫兹波谱探测，其频率偏移和峰幅变化与不同类型细胞及其浓度呈现相关性；通过观察超材料传感器共振频率的变化，可以区分不同分子分型的胶质瘤细胞，这种识别是在没有引入抗体等生化标记方法的情况下，在多个不同细胞浓度下实现的。基于该项研究结果，太赫兹超材料生物传感器在识别胶质瘤细胞类型中显示出了巨大的潜力，基于肿瘤分子分型的太赫兹波谱识别策略也拓展了新的太赫兹波生物传感技术发展方向。太赫兹技术在生命科学领域有广阔的应用前景，第十届光谱网络会议（iCS2021）邀请了四位来自国内外高校的专家学者们，届时，专家将介绍太赫兹技术的更多应用，点击下方链接立即报名哦。5月25-28日 光谱网络会议相约十年（iCS2021）专家报告推荐之光谱在生命科学领域的应用1、《太赫兹生物医学与生物物理发展概况》(中国生物物理学会-太赫兹生物物理分会 何明霞副会长/秘书长)2、《纳米-生物界面作用的定量分析》（中国科学院高能物理研究所 王黎明研究员）3、《面向生物医学检测的LIBS/Raman联用装置与方法研发》（四川大学 林庆宇副教授）4、《新型冠状病毒核酸检测技术研究进展》（阿尔伯塔大学 庞博博士）立即报名（免费哦）：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCS2021/

p style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "摘 要:/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "质谱成像(IMS)需要应用到特殊的样品前处理方法，从而使目标化合物的可视化分析具有高灵敏度和高分辨率。在分析类固醇激素时，基质辅助激光解吸离子化的效率往往较低。此外，类固醇激素也不能用现有的IMS 前处理方法进行分析。本报告描述了一种组织衍生化方法，借助iMScope iTRIO/i 质谱显微镜实现皮质酮的可视化和高灵敏度、高分辨率的IMS 分析。另外，我们还介绍了一种通过离子阱三级质谱鉴定皮质酮结构异构体的技术。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "1.研究背景/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "质谱成像(IMS)包括直接对组织表面进行质谱分析以检测被成像的目标物质。IMS 是一种分子成像方法，可以显示成像目标物的位置、类型和数量，且无需进行靶向标记。现有的IMS 样品前处理方法主要是将基质溶液喷涂于组织表面，形成直接诱导电离的基质-晶体层。然而，尽管我们已经知道这种方法有助于并在组织表面大量存在的极性的磷脂的可视化分析，但是对于非磷脂分子的可视化却没什么效果。因此，一些研究者认为IMS 技术只能对磷脂进行可视化分析。然而,IMS 其实同样可用于检测与现有的高灵敏度质谱方法相同的那些目标分子，前提是采用适当的样品前处理方法。实现这种可视化的技术包括两步法基质涂敷和组织衍生化方法。我们描述了一种IMS 分析方法，使用这两种技术成功实现大鼠肾上腺组织上的皮质酮的可视化分析。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "1.1 两步法基质涂敷/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "非常精细的基质晶体可以提高基质辅助激光解吸电离(MALDI)得到的谱图的信噪比(S/N)。因此，在组织表面形成非常精细的基质晶体不仅有助于提高IMS 的S/N，同时也有助于提高成像结果的空间分辨率。然而，IMS 分析的组织样品在测试前通常不清洗，其表面包含大量的盐和污染物。在这种类型的表面上涂敷基质会导致形成的基质晶体聚集，从而在某些区域形成非常薄的基质层。晶体层的这种不均匀性影响了图像的成像质量，使所获得的成像数据十分难以解释，因为目标分子浓度的变化可能仅仅是由于晶体层的不均匀性造成的。为了改善这种情况，我们开发了两步法基质涂敷技术(以下称为两步法)(图1)。两步法的第一步是使用iMLayer 系/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "统对基质晶体进行升华，第二步是用基质溶液进行喷涂。使用iMLayer 进行升华会在组织表面产生非常精细的基质晶体。而第二步在基质溶液的喷涂过程中，组织表面的这些细小晶体可以作为基质晶体生长的核心进行外源生长。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/854041eb-dace-41db-92d1-f351db385434.jpg" title="1.png" alt="1.png"//pp style="text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em "图 1. 两步法基质涂敷的操作流程/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "用扫描电子显微镜捕获图像如图2 所示，我们比较了两步法和传统的直接喷涂法得到的基质晶体的形态。这两幅图像都以相同的放大倍数显示，两步成像法(图2a)得到的晶体比喷雾法(图2b)得到的晶体要精细得多，间距也更密。众所周知，这种非常精细和间距致密的晶体层的形成会使目标分子(包括药物和生物代谢物等化合物)的质谱峰强度增加数十倍sup[1,2]/sup。进行高分辨IMS 分析也需要这样精细的晶体层。当我们想实现高分辨分析（间距≤20μm）时，通过喷涂法会在组织表面形成非常大的基质晶体，这将导致成像结果会直接受这些基质晶体形状的影响和改变sup[3]/sup。基于上述情况，两步法被认为是获得高灵敏度、高分辨率结果的一种必不可少的前处理方法。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/e2775274-1fb4-47bd-b926-b5f288e97d45.jpg" title="2.png" alt="2.png"//pp style="text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em "图2 基质晶体的扫描电镜图/pp style="text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em "(a) 两步升华法 (b) 喷雾法/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "1.2 组织衍生化处理/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "衍生化是一种进一步提高灵敏度的前处理方法，近年来备受关注。在进行液相色谱测试时，在溶液中衍生化可提高其检测灵敏度sup[4]/sup。在组织切片制备后，将相同的衍生化试剂喷洒在样品上，也可提高IMS 的灵敏度。这种处理方法甚至可以使以前无法检测的分子被检测出来。在本报告中，我们选择一种有效的类固醇检测衍生化试剂吉拉德试剂T 作为衍生化试剂[5]，皮质酮([M+H]+: 347.22)与吉拉德试剂T 在室温下快速反应，然后形成衍生化皮质酮([M]+: 460.31)作为检测目标物(图3)。由于三甲胺基团的加入，衍生化的皮质酮表现出更高的离子化效率。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/39921082-faaa-4eae-9f8b-42a3a181427a.jpg" title="3.png" alt="3.png"//pp style="text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em "图3. 使用吉拉德试剂T 对皮质酮进行衍生/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "2.实验方法/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "衍生化试剂:吉拉德试剂T (购于Sigma-Aldrich)，浓度10mg /mL，以20%醋酸水溶液制备。样本组织:将冷冻的大鼠肾上腺切片置于ITO 载玻片上（Matsunami Glass 100Ω,span style="text-indent: 2em "无镁铝硅酸盐涂层)。基质溶液：α-氰基-4-羟基肉桂酸（α-CHCA，纯度≥98%，购于Sigma-Aldrich），浓度10mg /mL，以30%的乙腈、10%的异丙醇和0.1%的甲酸混合物作为溶剂进行配制。显微镜图像采集:在样品预处理前，用iMScope iTRIO/i 显微镜采集样品的光学图像。衍生化试剂喷涂:使用喷笔(GSICreos Procon BOY)将衍生化试剂喷涂于组织表面。喷涂量大约为60μL /组织切片。在喷涂过程中，在确认表面略有湿润的情况下，我们需要对组织表面反复干燥，当衍生化试剂喷涂完成后，样品在室温下放置90 分钟。基质涂敷：衍生化反应完成后，使用α-CHCA 在250℃条件下升华3分钟，以在组织表面形成一层基质薄膜，然后用喷笔将基质溶液喷到组织表面，喷涂量为100μL /组织切片，喷涂方法与衍生化试剂相同，但是衍生化试剂和基质需要采用独立喷笔。IMS 分析:使用iMScope iTRIO /i质谱显微镜。IMS 激光光斑直径选择d = 2 即像素大小约为25μm,d = 1 即像素大小10μm。所有IMS 采用二级质谱进行分析。对每个激光光斑直径对应的激光强度和碰撞能量进行优化，以保证产物离子质谱峰强度最大化。通过对溶液中衍生化的皮质酮标准品的分析，确定最佳实验条件。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "span style="text-indent: 2em "/span/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/f53f3658-d8f1-4846-8eb4-c69f65645f43.jpg" title="4.png" alt="4.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "span style="text-indent: 2em "/spanbr//pp style="text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em "图4 MS/MS 质谱图的比较。(a) 非衍生皮质酮(前体离子: m/z347.22) (b) 衍生后皮质酮(前体离子: m/z 460.31) 上图:标准物质 下图: 肾上腺组织上的皮质酮/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "3 实验结果/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "3.1 标准品与组织样品的皮质酮产物离子谱图/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "比较皮质酮标准品和组织样品的产物离子质谱图如图4 所示。图4a 显示了未衍生化皮质酮的产物离子谱图。标准品谱图通过测试在ITO 玻璃上滴加10 mg/mL 皮质酮标准品获得。质谱图显示了皮质酮的分子离子峰m/z 347.22，以m/z 347.22 为前体离子，其主要产物离子为m/z329.21。该产物离子是皮质酮脱水产生的。对肾上腺组织进行同样的分析，得到的谱图皮质酮信号。这一结果表明，在未进行衍生化的情况下，无法对皮质酮进行有效成像。图4b 展示了使用衍生化皮质酮进行相同分析的结果。衍生化皮质酮的质谱信号为m/z 460.31，可以将之理解为[M]+。选择m/z 460.31 作为前体离子进行二级质谱分析，得到碎片离子m/z 401.24，如图4b 所示，由三甲胺基团发生中性丢失产生。对组织样品进行分析获得高信噪比的产物离子质谱图，与标准品的谱图完全一致。这些结果表明，组织衍生化是检测皮质酮的有效方法。除了在衍生化皮质酮分析中检测到的m/z 401.24 处的质谱峰外，另一个主要峰值出现在m/z 373.25 处，为丢失-CO 基团的皮质酮。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "3.2 肾上腺组织中皮质酮的成像/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "根据上述实验条件，我们对大鼠肾上腺组织进行衍生化，获得其质谱成像数据。大鼠肾上腺组织的二级质谱成像结果（前体离子m/z 460.31，产物离子m/z 401.24）如图5 所示。肾上腺为分层结构，包括(由内而外)髓质、网状带、束状带、肾小球带和被膜。使用专为iMScope 设计的成像质谱分析软件，将二级质谱成像结果与光学图像相叠加，显示皮质酮在束状带内积累。对包含髓质、网状带和束状带的区域进行高空间分辨率检测，发现髓质中含有少量皮质酮，皮质酮主要在位于分析区域的最外层的束状带中积累。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/84c3d869-d851-4978-b790-2bed2cd4f5f3.jpg" title="5.png" alt="5.png"//pp style="text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em "图5 肾上腺组织的MS/MS 成像结果(m/z 460.31，m/z 401.24)/pp style="text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em "上图, 标尺: 400μm, 像素大小: 25μm/pp style="text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em "下图: 标尺: 100μm, 像素大小: 10μm/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "3.4 在生物组织中应用多级质谱分析/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "除使用大气压MALDI 源实现高分辨IMS 分析外，iMScope iTRIO/i 还可以被用于多级质谱分析。 双羟孕酮(图6b)是类固醇激素皮质酮的结构异构体。能否对结构异构体进行有效区分对于实现皮质酮分布的精确成像十分重要。使用目前的衍生化法，双羟孕酮的二级质谱也为丢失三甲胺产生的碎片，因此现有的方法无法区分皮质酮的不同结构异构体。但是，iMScope iTRIO/i 可以利用离子阱进行三级质谱分析，从而可以间接确定出成像结果中是否存在结构异构体产生，这也是通过对标准品和组织样品的三级质谱分析比较，所获得的结果。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "然而，常规前处理可能无法产生足够强度的质谱峰来进行组织上的三级质谱分析。在本实验中，我们将两步法基质涂敷和组织衍生化方法相结合，成功地进行了组织上的三级质谱分析，获得了足够强度的三级质谱信号。图7 是由二级碎片离子m/z 401.24 得到的三级质谱结果。虽然质谱图中相对噪音较高，但组织样品上的三级质谱图依然具有较高的信噪比，与标准品获得的主要三级碎片一致(图7 底部)。基于这些发现，图5 所示的IMS结果能够比较准确地展示皮质酮的分布。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "4 结论/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "本报告介绍了利用两步法基质涂敷和组织衍生化技术的IMS 靶向物质可视化分析技术。我们通过样品前处理方法的发展以及应用仪器的技术创新，实现了IMS 分析灵敏度的提高。我们相信，随着IMS 应用范围的扩大，对更加适合的样品前处理方法的需求也会增加，未来我们将开发多种如此文中所介绍的方法，从而更加深入地挖掘IMS 技术的巨大应用潜力。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "【参考文献】/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "[1] Shimma S, Takashima Y, Hashimoto J, Yonemori K, Tamura K, Hamada A. Alternative two-step matrix/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "application method for imaging mass spectrometry to avoid tissue shrinkage and improve ionization ef.ciency.span style="text-indent: 2em "J Mass Spectrom. 48, 1285–90, 2013./span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "[2] Shimma S. Characterizations of Two-step Matrix Application Procedures for Imaging Mass Spectrometry.span style="text-indent: 2em "Mass Spectrum. Lett. 6: 21–25, 2015./span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "[3] Taira S, Sugiura Y , Moritake S, Shimma S, Ichiyanagi Y , Setou M. Nanoparticle-assisted laser/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "desorption/ionization based mass imaging with cellular resolution. Anal. Chem. 88: 4761–6, 2008./pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "[4] Higashi T, Yamauchi A, Shimada K. 2-Hydrazino-1-methylpyridine: a highly sensitive derivatization r/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "eagent for oxoster oids in liquid chromatography–electrospray ionization-mass spectr ometry. J. Chromatogr. Bspan style="text-indent: 2em "2: 214–222, 2005./span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "[5] Cobice DF, Mackay CL, Goodwin RA, McBride A, Langridge-Smith PR, Webster SP, Walker BR, Andr ew/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "R. Mass Spectr ometry Imaging for Dissecting Steroid Intracrinology within Target Tissues. Anal. Chem., 85,span style="text-indent: 2em "11576–11584. 2013./span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "span style="text-indent: 2em "/span/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/bc3e121f-5fd4-4c49-a17c-c362290f17d2.jpg" title="6.png" alt="6.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "span style="text-indent: 2em "/spanbr//ppbr//p