苄基叠氮脱氧吡喃

脱氧剂主要应用于食品、饮料和药品等行业，它帮助提高包装的性能及提供所需的保质期。脱氧剂吸收包装中的氧气，使包装内呈无氧状态，因此产品得以保持保鲜。另外脱氧剂可以有效地抑制霉菌和需氧菌的生长，延长产品货架期。作为产品保鲜的材料，脱氧剂与产品装在同一包装中，测试这种状态下的包装材料的透氧性会非常耗时，必须在常规消耗脱氧剂和无脱氧剂两种状态下测量氧气传输率 (OTR)，以全面了解产品在整个生命周期内的包装性能。含脱氧剂包装材料检测确保包装性能符合预期的货架期在实践中，脱氧剂可以以多孔小袋、包装内涂层的形式出现，也可以内置于聚合物中，如瓶壁或瓶盖衬里。无论是哪种形式，都必须在消耗脱氧剂之前和之后测试氧气透过率，以确定与没有脱氧剂的原始包装相比的有效脱氧能力。这种类型的渗透测试需要更长的时间来完成，因为他们必须等待脱氧剂完全的被耗尽。这通常会在实验室中造成瓶颈。有三种方法可以帮助缓解这类包装测试的瓶颈。 01.更高的温度下测试高温加速氧气和脱氧剂之间的化学反应。通常温度每升高10°C，估计的OTR就增加一倍，从而减少脱氧剂耗尽所有氧气的总时间。 02.较高的氧气浓度下测试扁平样品如果使用100%的氧气代替室内空气 (20.9% 氧气) 进行测试，则可以消耗更多的氧气分子。与使用室内空气测试所需的时间相比，这将导致测试时间缩短约20%。 03.离线预处理系统以上两种方法都可以“加速”脱氧剂的消耗以减少整体测试时间，在比较不同的涂层、涂层方法或脱氧剂材料层时，它们可以提供有用的数据。但是对于实际产品来说，这两种方法都有实施的限制性。MOCON离线预处理系统提供真实的测试条件，可与仪器同步运行。仪器用于测试，而消耗脱氧剂所需的时间可以离线完成，这提高了实验室的测试效率。MOCON提供可离线预处理的包装测试解决方案离线预处理系统提供了最真实的测试条件，同时缓解了仪器测试瓶颈。可按照下列步骤操作：• 测试完全相同的不含脱氧剂的包装作为参考样品，这将提供基本的OTR水平和测试时间• 对使用脱氧剂的包装进行初始OTR评估。由于包装内含脱氧剂，测试数据可能低于检测限• 当到达参考样品的测试时间时停止测试• 相同条件下开始离线预处理• 定期将包装重新连接到仪器并检查OTR水平• 直到OTR与参考样品测试结果相同或接近（向上滑动可查看）延迟渗透曲线显示脱氧剂的效果注：了解脱氧剂的吸收能力有助于估计离线预处理的时间。另外，许多脱氧剂会被水分激活，在指定的RH条件下进行OTR测试至关重要。 方案优势：• 在没有加速条件的情况下，离线预处理进行真实的脱氧剂包装样品测试• 当样品离线预处理时，仪器可以测试其他样品，提高实验室效率• MOCON OX-TRAN 2/40包装件测试分析仪带有可选的预处理架或PackRack夹具，满足不同形状的包装的离线预处理MOCON OX-TRAN 2/40包装件OTR分析仪带预处理架选项对带有脱氧剂的包装进行渗透测试整个过程需要很长的测试时间。MOCON提供离线预处理的包装测试解决方案：不仅提升仪器测试效率，还满足提供准确和一致的测试结果，提高了实验室的经济效率。

恒创立达产品介绍： 急速脱氧在线随时膜脱气仪和排液，没有容量限制，最小250ml，主要对纯水、蒸馏水进行脱气。主要特点：1.设计简便界面：高分辨率液晶屏显示和触控操作，交互界面简单直观。单人即可独立完成溶出介质脱气和加注工作。2.在线加热功能：溶出介质在进行脱气前进行预加热（极限可达45℃ ) ，提高了脱气效率。同时节约了溶出介质在溶出仪中的加热等待时间。3.高精度供液系统：溶出介质加注体积精度为设定体积的±3%4.可处理多种溶出介质：溶出实验常用的纯水、蒸馏水。6.可变温度设定功能：温度调节范围为室温到45℃7.易于维护和保养，机内所有配件可快速更换及维护。 技术指标：定量分配体积容量：无容积限制，设定精度0.1L体积分配精度值：±3%加热功率：1500W可大加热能力：极限可达45°C的供液温度（视初始温度而定）温度精确度值：±1°C极大真空度：-96.0KPa脱气效果：目标含氧量≤2.8mg/l过滤器：前置40um/25um/20um金属丝网过滤器可选外型尺寸：主机500*340*295( mm）创新点：1.设计简便：高分辨率液晶屏显示和触控操作，交互界面简单直观。单人即可独立完成溶出介质脱气和加注工作。 2.在线加热：溶出介质在进行脱气前进行预加热（最高可达45℃ ) ，提高了脱气效率。同时节约了溶出介质在溶出仪中的加热等待时间。 3.高精度供液：溶出介质加注体积精度为设定体积的± 3% 急速脱氧在线随时膜脱气仪

欢迎您关注“康宁反应器技术”微信公众号，点击图片报名一、早期药物发现一个自身免疫性疾病的治疗药物发现项目中，2H-吲唑类化合物被鉴定为高效的选择性TLR 7/8拮抗剂。在先导化合物发现阶段，化合物12被确定可进一步进行体内药效实验研究。图1. 微克级样品的合成路线药物的早期发现使得化合物12和作为关键中间体的化合物5（2H-吲唑）的需求迅速增加。项目团队认识到，该微克级的合成路线可能会在进一步批量放大中产生问题。分离不稳定、潜在危险的叠氮化物中间体4及其在热环化为2H-吲唑5的工艺过程中有安全性的隐患。【考虑到连续工艺在处理高活性、不稳定化合物方面具有的优势，从间歇反应切换到连续流工艺的多个驱动因素中，安全性是最重要的一个因素。在需要快速合成化合物的早期临床前阶段，流动化学作为一种新技术可以大大加快开发过程。】二、连续流工艺探讨针对100克及以上规模的合成，团队启动了流动化学的工艺研究，其主要目标是保持反应体积尽可能小，精确控制反应条件，并避免在任何时间内反应混合物中危险且不稳定中间体的积累。1. 间歇式工艺的连续流技术评估图2. 2H-吲唑类化合物5a的三步合成将氨基醛2a转化为叠氮化物4a，间歇式工艺采用了在酸性条件下使用亚硝酸钠的重氮化方案，然后在0°C下添加叠氮化钠。该反应通常在三氟乙酸（TFA）作为酸性介质和溶剂的存在下进行，可以获得高收率的结果，并常规用于小规模合成。【但含有叠氮化物4a的反应混合物形成的悬浊液明显不适合流动化学筛选。而当该反应在水和盐酸的混合物中进行时，观察到明显较低的产率和大量副产物的形成。考虑到下一步反应，叠氮化合物4与氨基哌啶化合物6在Cu(I)催化的热环化反应仍然面临不适合连续流工艺的固体溶解问题。】研究团队首先需要找到合适的反应溶剂和试剂，对这两步反应来说，合适的溶剂既要溶解所有的物料，又要保持高的转化率。其次，作为另一个重点考虑的事项，需要避免叠氮化合物中间体4的分离。2. 叠氮化合物4a生成的连续流工艺开发 1）溶剂的选择研究者首先用亚硝酸叔丁酯和三甲基叠氮硅烷来代替无机物亚硝酸钠和叠氮化钠，但仅得到了20%的转化率。接着，研究者发现利用二氯乙烷和水的两相混合溶剂与三氟乙酸组合，可以将反应体系中的物质完全溶解，并得到了很高的转化率。而其它酸的应用，如乙酸、盐酸、硫酸和四氟硼酸等，仍会造成沉淀的生成或者反应的转化率降低。2）工艺条件筛选对该反应仔细的研究揭示，需当亚硝酸钠完全消耗后再向反应混合物中添加叠氮化钠，如果过早加入叠氮化钠，它将立即被第一反应步骤中剩余的未反应的亚硝酸钠所消耗。图3. 叠氮化合物4a的连续流工艺流程【Entry 3的实验条件连续稳定运行60分钟，可产中间体16g/h，完全满足下游实验的需要。】3. 2H-吲唑5a连续流工艺开发在完成重氮化及叠氮取代的连续流工艺开发之后，研究团队继续研究铜催化环化的连续流工艺。1）间歇式工艺缺陷间歇式反应中，10% mol的氧化亚铜在体系中悬浮性差，不适合用于连续流工艺。对于流动反应而言，80°C下反应90分钟的时间太长，会导致不可接受的低生产率。这种环化反应的收率通常合理的范围在70−80%，研究团队使用LC-MS鉴定了两种主要副产物氨基亚胺8a和氨基醛2a。图4. 2H-吲唑 5a反应路径及副产物确认2）对铜催化剂和配体的筛选研究者发现，在1当量TMEDA存在下，0.1当量的碘化铜可溶于二氯乙烷中。经反应筛选后，研究者确定了流动条件下环化的合适参数。含有0.1当量碘化铜（I）和1当量TMEDA的0.45M 4a 二氯乙烷溶液，在120°C下，在20分钟的停留时间内，完全转化为吲唑5a。使用LC-MS分析反应混合物表明，叠氮化物4a被完全消耗，得到产物5a、氨基醛2a和亚胺8a，其比例分别为91.5%、3.4%和5.1%，与之前使用的间歇式工艺相比，有了显著的改进。3）停留时间及铜盘管催化为了缩短停留时间和提高生产率，研究者在寻求用更具反应性的催化剂代替碘化铜（I）和TMEDA过程中发现，内径为1mm的铜线圈也有效地催化了该环化反应。推断在铜线圈的内表面上形成了少量的氧化铜（I），起到有效催化该反应的作用。图5. 铜盘管反应器催化反应作为概念证明，制备了0.32M的4a溶液，该溶液已与1.2当量的胺6在甲苯中混合，并在120°C下泵送通过铜盘管，停留时间为20分钟。使用色谱法进行处理和纯化后，分离出5.6g吲唑5a，产率为85%，纯度为98%（图5）。4. 重氮-叠氮-环合三步全连续合成2H-吲唑类化合物图6. 2H-吲唑 5b的连续流工艺结果利用上述研究结果，研究者同样进行了类似物5b的连续流工艺开发。与最初使用的间歇合成相比，新的替代连续工艺不仅避免了危险叠氮化物4a和4b的分离，而且为叠氮化物形成和热环化这两个关键步骤提供了更高的纯度和产率。总结报道了三步反应的连续工艺开发，在100克的规模上制备了两个关键的药物中间体2H-吲唑化合物5a和5b。与最初使用的间歇合成相比，新的替代连续工艺不仅避免了危险叠氮化物4a和4b的分离，而且为叠氮化物形成和热环化这两个关键步骤提供了更高的纯度和产率。通过减小反应器的持液体积，避免固体叠氮化合物的分离，并确保精确控制反应参数，特别是反应温度和试剂的比例，改进了工艺的安全性。将两个连续流步骤整合到化合物12的多步合成中导致更安全地制备和处理叠氮化物中间体，并显著促进了高效和选择性TLR 7/8拮抗剂项目的加速开发。随后，连续流工艺从研究部门转移到化学开发部门，仅对工艺进行了少量的修改，便用于制备千克规模的5b。参考文献：Org.Process Res. Dev. 2022,26, 1308−1317

导读2021年欧洲药品质量管理局（EDQM）发布：四氮唑环的沙坦活性物质中存在致突变性叠氮杂质的风险，并根据ICH M7的要求对数据进行审核，确保叠氮杂质的水平低于毒理学关注阈值（TTC）。其后某国际医药公司因叠氮杂质而被召回多批厄贝沙坦药物。沙坦中叠氮类杂质，是继亚硝胺类杂质后又一类需重点关注的基因毒性杂质。 叠氮杂质的由来叠氮化合物是医药行业中常见的化工原料，通常作为起始物料、反应试剂或中间体存在于药物合成过程中，在厄贝沙坦的合成中，通常需要使用三丁基叠氮化锡或叠氮化钠以形成药物结构中的四唑环，如厄贝沙坦原料药中的4’-(叠氮甲基)[1,1-联苯]-2-氰基（AZBC）、5-[4’-(叠氮甲基)[1,1-联苯]-2-基]-2H-四氮唑（MB-X），见下图。 分析方案l 两种叠氮化合物分析采用岛津超高速LC-MS/MS技术，可分别建立快速、稳定、高灵敏度的叠氮化合物AZBC、MB-X的分析方法。 超高效液相色谱-质谱联用仪 AZBC和MB-X的线性范围分别为0.25ng/mL-25 ng/mL和1 ng/mL-75 ng/mL，且线性回归系数R20.999，各标准点校准误差均在±5%以内。 空白厄贝沙坦样品分别加入低、中、高三种不同浓度的标准溶液，AZBC的回收率在95.97%~100.55%之间，MB-X的回收率在103.53%~111.82%之间。 AZBC和MB-X加标回收率 l 岛津遗传毒性杂质解决方案近年来，随着药物杂质分析研究的不断深入，新遗传毒性杂质不断发现，已上市药品中因痕量遗传毒性杂质残留而发生大范围的召回事故，如N-亚硝胺类、磺酸酯类等基因毒性杂质给制药企业带来巨大经济损失。岛津紧跟法规动态，在相关遗传毒性杂质分析检测方面积累了丰富的经验，目前已发布多份关于遗传毒性杂质的解决方案，具体内容可关注“岛津应用云”—方案下载—应用文集，敬请下载。 结语在化学药物研发和生产过程中，杂质分析一直是重要而关键的检测领域，岛津一直积极响应和应对行业最新动态，积极参与新化合物、新药物杂质、新法规指南等分析方法的开发和研究，及时为客户提供完整、准确的应对解决方案，助力客户掌握行业最新的检测技术。 撰稿人：孟海涛 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

基因编辑技术是面向未来的技术，以CRISPR为代表的基因编辑技术，基本实现了对基因的“单个修改”——单碱基和短序列尺度的精准编辑。那么，能不能发明一种新的基因编辑技术，实现一次修改全面覆盖？中国科学院动物研究所/北京干细胞与再生医学研究院的生物学家们开发了一种具有自主知识产权的基因编辑新技术，成功实现了以核糖核酸（RNA）为媒介的基因精准写入，为新一代创新基因疗法的发展提供了基础。这项成果由中国科学院动物研究所/北京干细胞与再生医学研究院李伟研究员与周琪研究员团队合作完成，相关论文发表在7月8日晚出版的国际学术期刊《细胞》上。李伟介绍，基因组脱氧核糖核酸（DNA）是生命的蓝图，对基因组DNA实现任意尺度的精准操作代表对生命蓝图进行修改绘制的底层能力，是基因工程技术发展的核心。目前，实现大片段基因尺度的DNA在基因组的高效精准整合，是整个基因工程领域急需突破的难题。针对这一重大技术挑战，多种基因写入技术已被开发，但是这些技术大多依赖于DNA模板作为基因写入的供体。在实际医学应用中，DNA供体面临免疫原性高、在体递送困难、在基因组中具有随机整合风险等诸多挑战。研究人员将视线转向RNA供体。RNA供体具有更低的免疫原性、可被非病毒载体有效递送、在细胞内迅速降解、无随机整合风险等特点，以RNA为供体的大片段精准写入技术，在安全性、可递送性方面都具有显著的优势。在多次尝试后，研究团队选定R2逆转座子进行攻关。李伟介绍：“结合基因组数据挖掘和大分子工程改造等手段，我们开发了使用RNA供体进行大片段基因精准写入的R2逆转座子工具，能够在多种哺乳动物细胞系、原代细胞中实现大片段基因高效精准的整合，最高效率超过60%。”这一技术的突破，意味着可以通过外源功能基因的精准写入，来干预涵盖不同位点多种突变谱的基因所导致的遗传缺陷等疾病，能够开发更为通用的基因与细胞疗法，具有广泛的应用前景。李伟说：“这一技术目前尚无法实现在不同基因组位点的可编程写入，且在人原代细胞中的基因写入效率较低，因此未来需要进一步发展和优化。这也是我们下一步工作的重点。”

p style=" text-align: center " 　 img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/22506cf5-5909-4022-83a3-3fd7e13aec9a.jpg" title=" 00.jpg" alt=" 00.jpg" style=" text-align: center " / /p p style=" text-align: center " 研究人员在观察胚胎培养情况。中科院神经科学研究所供图 br/ /p p 　　“渐冻人”(运动神经元症)、“玻璃娃娃”(成骨不全症 )、“月亮孩子”(白化病)、地中海贫血……各种各样的罕见病一直因发病率低而缺乏有效的治疗方案，给患者和家庭带来无限的痛苦。 /p p 　　据统计，全球有7000多种罕见病，其中80%的罕见病是单基因遗传病。近年来，随着基因编辑技术的逐渐成熟，基因治疗被人们寄予厚望。 /p p 　　然而，基因治疗的风险不可低估，其中“脱靶效应”是基因编辑技术最大的风险来源。 /p p 　　近日，中科院神经科学研究所、脑科学与智能技术卓越创新中心杨辉研究组与中科院马普计算生物学研究所、中国农科院深圳农业基因组研究所及美国斯坦福大学团队合作，开发出一种名为GOTI的全新的检测基因编辑工具脱靶技术。该技术可精准客观地评估基因编辑工具的脱靶率。该研究于3月1日在线发表于《科学》。 /p p 　 strong 　难题： /strong /p p strong 　　如何有效检测基因编辑工具的安全性 /strong /p p 　　CRISPR/Cas9是广受关注的新一代基因编辑工具。学术界普遍认为，基于CRISPR/Cas9及其衍生工具的临床技术将为人类的健康作出巨大贡献。然而，基因编辑工具“脱靶”风险也一直备受关注。若将其应用于临床，“脱靶效应”可能会引起包括癌症在内的很多种副作用。 /p p 　　中科院神经科学研究所研究员杨辉在接受《中国科学报》采访时表示，临床技术对于潜在风险和副作用的容忍度极低，因此一种能突破之前限制的脱靶检测技术，将成为CRISPR/Cas9及其衍生工具能否最终走上临床的关键。 /p p 　　“其实，过去人们推出过多种检测脱靶的方案，但这些方法都存在局限性。传统上，对脱靶的检测依赖于算法预测，靠不靠谱无人得知 或依赖于体外扩增，但这个会引入大量的噪音，会导致检测的精确度大打折扣。”杨辉说。 /p p 　　由于不能高灵敏度地检测到脱靶突变，尤其是单核苷酸突变，因此关于CRISPR/Cas9及其衍生工具的真实脱靶率一直存在争议。 /p p 　　然而，任何科学技术归根结底都需要服务于全人类，尤其像基因编辑这样的神奇技术。想要有效地操纵这把“上帝的手术刀”，还得给它做个全方面的体检。 /p p 　　 strong 突破： /strong /p p strong 　　GOTI技术精准捕捉“脱靶”逃兵 /strong /p p 　　要提升检测脱靶效应的精度，就必须彻底颠覆原有的脱靶检测手段。 /p p 　　为实现这一目标，实验人员建立了一种名叫GOTI的脱靶检测技术。“我们在小鼠受精卵分裂到二细胞期时，编辑一个卵裂球，并使用红色荧光蛋白标记。小鼠胚胎发育到14.5天时，将整个小鼠胚胎消化成为单细胞，利用流式细胞分选技术并基于红色荧光蛋白，分选出基因编辑细胞和没有基因编辑的细胞，然后通过全基因组测序比较两组差异。这样就避免了单细胞体外扩增带来的噪音问题。”中国农科院深圳农业基因组研究所研究员左二伟告诉《中国科学报》。 /p p 　　同时，由于实验组和对照组来自同一枚受精卵，理论上基因背景完全一致，因此直接比对两组细胞的基因组，其中的差异基本就可以认为是基因编辑工具造成的。这样便能发现此前脱靶检测手段无法发现的完全随机的脱靶位点。 /p p 　　随后，该团队将成功建立的GOTI投入基因编辑技术脱靶检测。 /p p 　　实验人员先是检测了最经典的CRISPR/Cas9系统。结果发现，设计良好的CRISPR/Cas9并没有明显的脱靶效应。但是，同样被寄予厚望的CRISPR/Cas9衍生技术BE3则存在非常严重的脱靶，而且这些脱靶大多出现在传统脱靶预测认为不太可能出现脱靶的位点。 /p p 　　杨辉建议，人们应冷静地分析一些新兴技术的安全性。这些脱靶位点有部分出现在抑癌基因上，因此经典版本的BE3有着很大的隐患，目前不适合作为临床技术。 /p p 　　 strong 未来： /strong /p p strong 　　完善基因编辑治疗手段、建立行业标准 /strong /p p 　　杨辉告诉记者，团队接下来将进一步检测BE3除导致异常基因突变外还可能存在的其他问题，并在此基础上，设法改进这个系统，从而建立一种不会脱靶，也没有其他风险的单碱基突变技术。 /p p 　　中科院马普计算生物学研究所研究员李亦学表示，最新工作建立了一种在精度、广度和准确性上远超之前的基因编辑脱靶检测技术，显著提高了基因编辑技术的脱靶检测敏感性，有望借此开发出精度更高、安全性更好的新一代基因编辑工具。 /p p 　　“我们希望未来可基于这项新技术，制定一些行业标准。凡是进入临床的基因编辑技术，必须经过这套系统的检验才能证明其安全性，以便让这个领域有序、健康地发展下去。”他说。 /p p 　　中科院院士、中科院神经科学研究所所长蒲慕明认为，该技术针对基因编辑的安全性问题，“有了它，便可以更加客观、可靠地评估基因编辑工具的脱靶率”。 /p p 　　针对该技术在单碱基编辑工具BE3中发现的重大“安全隐患”，蒲慕明表示：“这能让我们重新审视基因编辑技术的安全性，但不是说这项技术不能再开展基因治疗了。正是因为已经建立新的检测技术，我们才知道如何去修正、改善BE3，从而开发安全性更高的新一代基因编辑工具，造福患者。” /p

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中国科协第114期新观点新学说学术沙龙专家称我国基因组编辑技术须破壁前行　　本报讯(实习生曾云 本报记者潘希)近日，中国科协第114期新观点新学说学术沙龙以“基因组编辑新技术的兴起将带来的冲击”为主题，邀请相关专家讨论了基因组编辑技术在国内外的现状与发展。　　近几年，由于CRISPR(规律成簇间隔短回文重复)等工具的不断问世，基因组编辑技术迎来了新的浪潮。“CRISPR能完成90%的工作，但核心的专利仍掌握在西方人手中。”中科院动物所研究员王皓毅直言，一定要开发新的工具，寻找比CRISPR效率更高的酶。　　“国内科学家要协调合作，思考如何在坚持国际合作的同时，又保持国内优势。”中科院院士、华大基因研究院理事长杨焕明表示，同时应该加强科普避免重蹈转基因的覆辙，也不要在基因组编辑研究中一哄而上。　　在杨焕明看来，现在可以考虑借CRISPR的东风讨论生命科学的服务问题。　　目前，我国也处在CRISPR研究的前沿。例如在植物研究领域，中科院遗传与发育所运用TALEN和CRISPR技术在六倍体小麦中实现了3个同源等位基因的编辑，解决了小麦白粉病广谱持久抗性世界性难题，得到国际上的高度评价。　　不过，专家也列出了目前基因组编辑技术面临的一些技术难题，例如如何提高敲除效率、减少脱靶效应、提高同源重组效率、实现基因定点替换或插入等。　　华南农业大学教授刘耀光认为，对基因的定点替换以及插入等基因靶向修饰来说，技术上还有瓶颈，现在能够做到替换的例子很少。对植物来说，仍然需要提高效率达到实用性。“希望在不久的将来有实用突破”。　　在讨论中，知识产权等问题也成为专家对国内基因组编辑发展的担忧。中科院遗传发育所研究员高彩霞表示，技术的推广需要强大的知识产权支撑，应分析哪些能做哪些不能做，利用自身优势加快推广速度。　　“可以通过合作把专利的渠道拓宽。” 大北农生物科技有限公司专家杨进孝认为，企业要通过服务的方式参与进来，加强研究机构与企业的合作，促进产品落地。　　杨焕明表示，基因组编辑应用的大门已经打开，国内要创造成熟的条件来推动我国基因组编辑技术的研究与推广。

p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 基因编辑的“子弹”如果没有命中目标，就会产生脱靶效应，可能会导致诸如癌症等不良的基因变异。这种风险让人们对这种新的技术手段望而却步。近日，中国科学院神经科学研究所与国内外研究机构的研究者们合作开发了一种被命名为GOTI的技术，能够准确、灵敏地检测到基因编辑方法是否会产生脱靶效应，使基因编辑技术向安全地带迈进了一步。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 此前，人们推出过多种检测脱靶的方案。但小鼠或者人类个体间基因存在很大差异，基因编辑所产生的脱靶效应会被淹没在这些差异之中。以往的检测方法很难从这些差异中分辨出哪些是基因编辑所造成的脱靶，哪些是个体本身的差异，因此无法有效判别基因编辑工具的安全性。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " GOTI颠覆了原有的脱靶检测手段。实验的精妙之处是利用小鼠胚胎做实验。在受精卵分裂成两个时，基因编辑其中的一个，并用红色荧光蛋白进行标记。编辑之后，让两个细胞继续分裂，等小鼠胚胎发育到14.5天时，基于红色荧光蛋白筛选出基因编辑细胞和没有基因编辑的对照细胞。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 由于这两组细胞基因背景完全一致，且无需基因组体外扩增，避免了遗传背景的干扰，同时还可以清楚地展现单个碱基的突变，GOTI因此展现出强大的灵敏性，对数量极少的基因编辑脱靶也可感知。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 此外，研究人员使用GOTI技术发现BE3单碱基编辑会产生大量脱靶突变。这一发现使人们重新审视原本认为“特别安全、几乎不会有脱靶”的单碱基突变技术，并为基因编辑工具的安全性评估带来了突破性的新技术，有望成为新的行业检测标准。相关研究结果于3月1日发表在《科学》上。 /p p br style=" text-indent: 2em text-align: left " / /p

催化氢化反应是指还原剂或氢分子等在催化剂的作用下对不饱和化合物的加成反应。它是有机化合物还原方法中最方便、最常用、最重要的方法之一。多相催化氢化反应主要包括碳碳、碳氧、碳氮键等不饱和重键的加氢反应和某些单键发生的裂解反应。被还原的底物和氢一般吸附在催化剂表面，活化后进行反应。多相催化氢化主要有如下优点。①还原范围广、反应活性高、选择性好、速度快：有些反应（如碳碳不饱和键的加氢）应用其他方法比较复杂和困难，而应用催化氢化比较方便；②经济适用：氢气本身价格低廉，成本低，操作方便，对醛酮、硝基及亚硝基化合物都能起还原作用，不需其他任何还原剂和特殊溶剂；③后处理方便、反应条件温和、操作方便：反应完毕后，只需滤去催化剂，蒸发掉溶剂即可得到所需产物，产品纯度、收率都比较高，且干净无污染。因此，多相催化氢化在药物合成中有广泛的应用。01碳碳不饱和键的多相催化氢化1） 烯、炔的多相催化氢化：烯键和炔键均为易于氢化还原的官能团。通常用钯、铂和Raney镍作催化剂，在温和条件下即可反应。除酰胺卤和芳硝基外，分子中存在其他可还原官能团时，均可用氢化法选择性还原炔键和烯键。例如：抗精神病药物匹莫齐特（pimozide）中间体的合成。心血管系统药物艾司洛尔（Esmolol）中间体的合成。肺心病治疗药物樟磺咪芬（Trimetaphan）中间体的合成。一般规律：炔键活性大于烯键，位阻较小的不饱和键活性大于位阻较大的不饱和键，三取代或四取代烯需在较高的温度和压力下方能顺利进行反应。p-2型硼化镍能选择性地还原炔键和末端烯键，而不影响分子中存在的非末端双键，效果较Lindlar催化剂好。p-2型硼化镍在还原多烯类化合物时，不导致烯键异构化，也不导致苄基或烯丙基的氢解。在多相氢化反应中，炔烃、烯烃和芳烃的加氢常得到不同比例的几何异构体。一般认为，吸附在催化剂表面的是作用物分子不饱和结构空间位阻较小的一面，已吸附在催化剂表面的氢分步转移到作用物分子上进行同向加成（syn-addition）。因此，氢化产物的空间构型主要由作用物的空间因素和催化剂的性质两个方面决定。在炔类和环烯烃的加氢产物中，由于同向加成，产物以顺式体为主，但由于向反式体转化更稳定等因素，所以仍有一定量的反式体。雌性激素药雌酮（Estrone）中间体的合成。2）芳香环的多相催化氢化：苯为难于氢化的芳烃，芳稠环（如萘、蒽、菲）的氢化活性大于苯环。取代苯（如苯酚、苯胺）的活性也大于苯，在乙酸中用铂作催化剂时，取代基的活性为ArOhArNh2ArCOOhArCh3。不同的催化剂有不同的活性顺序，用铂、钌催化剂可在较低的温度和压力下氢化，而钯则需较高的温度和压力。如苯甲酸可用铂催化剂在较温和的条件下还原为环己基甲酸。激素药炔诺孕酮（Norgestrel）中间体的合成。某些取代苯选用铑作催化剂，可在较温和的条件下氢化，得到较好的收率。02醛酮的多相催化氢化目前，催化氢化还原是应用最广泛的将羰基还原为羟基的两种还原方法之一。醛和酮的氢化活性通常大于芳环而小于不饱和键，醛比酮更容易氢化。脂肪族醛、酮的氢化活性较芳香醛酮低，通常以Raney镍和铂为催化剂，而钯催化剂的效果较差，且一般需要在较高的温度和压力下还原。例如，由葡萄糖氢化的山梨醇（Sorbiol）。治疗帕金森病的药物左旋多巴（Levodopa）中间体的合成。与脂肪族醛、酮氢化不同，钯是芳香族醛、酮氢化十分有效的催化剂。在加压或酸性条件下，芳香族醛、酮氢化所生成的醇羟基能进一步被氢解，最终得到甲基或亚甲基。氢化法是还原芳酮为烃的有效方法之一。在温和条件下，选用适当活性的Raney镍作为还原剂，可得到醇。03羧酸衍生物的多相催化氢化1）酰卤的多相催化氢化：酰卤与加有活性抑制剂（如硫脲）的钯催化剂或以硫酸钡为载体的钯催化剂，于甲苯或二甲苯中，控制通入氢量略高于理论量，即可使反应停止在醛的阶段，得到收率良好的醛。在此条件下，分子中存在的双键、硝基、卤素、酯基等不受影响，如重要制药中间体三甲氧基苯甲醛的合成。2，6-二甲基吡啶的四氢呋喃可作为钯催化剂的抑制剂。在钯催化下，将氢 通入等当量的酰氯及2，6-二甲基吡啶的四氢呋喃溶液中，在室温下反应，即可以良好的产率得到醛。本法条件温和，特别适用于对热敏感的酰氯的还原。如8-壬酮酰氯用本法还原时，羰基不受影响。2）腈的多相催化氢化：催化氢化法是腈类化合物还原的主要方法。催化氢化还原可在常温下以钯或铂为催化剂，或在加压下以活性镍为还原剂，通常其还原产物中除伯胺外，还有较大量的仲胺，这是所生成的伯胺与反应中间物（亚胺）发生副反应的结果。为了避免生成仲胺的副反应，可以钯、铂或铑为催化剂，并在酸性溶剂中还原，使产物伯胺成为铵盐，从而阻止加成副反应的进行；或以镍为催化剂，在溶剂中加入过量的氨，使不易发生进一步脱氨，从而减少副产物的产生。例如，在抗皮炎药物维生素B6（Vitamin B6）中间体的合成中，一步催化氢化实现了硝基成氨基、氰基成氨甲基、氯被氢解掉等三个基团的转化。04含氮化合物的多相催化氢化1）硝基化合物的多相催化氢化：催化氢化法也是还原硝基化合物的常用方法，其具有价廉、后处理手续简便且无"三废"污染等优点。活性镍、钯、铂等均是最常用的催化剂。通常，使用活性镍时，氢压和温度要求较高，而钯和铂可在较温和的条件下进行。例如抗生素奥沙拉秦（Olsalazine）中间体的合成。由于催化氢化还原活性与催化剂及反应条件有关，因而可根据不同的需要，调节或控制反应活性。例如硝基苯还原，可选择合适的氢化条件，使反应停留在生成苯胲阶段，然后在酸性条件转位得对氨基酚。这是生产制药中间体对氨基酚的最简捷路线。硝基化合物尚可采用转移氢化法还原，常用的供氢体为肼、环己烯、异丙醇等。其中，应用最普遍的是肼。其反应设备及操作均十分简便，只需将硝基化合物与过量的水合肼溶于醇中，然后加入镍、钯等氢化催化剂，在十分温和的条件下，即可完成反应。分子中存在的羧基、氰基、非活化的烯键均可不受影响。2）肟和亚甲胺的多相催化氢化：催化氢化法亦是将肟和亚甲胺还原成伯胺或仲胺的有效方法，在制药工业中已广泛采用，常用的催化剂是镍和钯。抗心律失常药美西律（Mexiletine）中间体的合成。3）叠氮化合物的多相催化氢化：叠氮化合物可被多种还原剂还原生成伯胺。其最常用的方法是催化氢化和用金属氢化物。而在催化氢化法中常用的催化剂是活性镍和钯。例如降压药贝那普利（5）芳杂环类的多相催化氢化某些芳杂环类化合物也可发生多相催化氢化反应。其催化还原活性较苯类芳环大，但比醛酮类化合物小。参考：药物合成反应总结氢化反应在医药、精细化工和其他有机合成中具有非常重要的地位。氢化反应原子利用率很高，同时可以减少后续的分离和纯化过程。但氢气参与的反应在实验室和工业化生产中危险系数极大，难于控制，易造成安全事故，国家安监局把氢化反应纳入18类重点监管危险反应中。现阶段随着连续氢化技术的发展，使用连续氢化反应仪或设备将间歇式氢化反应转化成连续氢化反应，可极大的降低反应风险提高设备及操作的安全性。目前欧世盛连续氢化设备能成功实现双键还原，硝基还原，脱苄基，芳香环还原，氰基还原，氢化脱卤等反应。欧世盛研发出全自动加氢反应仪1：可配高压氢气发生器2：压力温度范围宽，满足绝大多数反应需求0-10Mpa，室温-200oC3：智能化程度高 可视智能控制界面，全自动气液分离4：工艺条件可放大至千吨级

p 　　受热捧的基因编辑技术CRISPR-Cas9并非完美，它犹如一辆没有刹车装置的汽车，可能失控伤及无辜，即产生脱靶效应——编辑了不该编辑的基因片段。从去年12月开始，科学家们争先恐后地开启为CRISPR安上“刹车”的研究，他们试图从自然界，找出这个“刹车”。 /p p 　　美国生物学家、最先提出CRISPR-Cas9可以进行基因编辑的詹妮弗· 杜德纳(Jennifer Doudna)也是其中的一员。当地时间8月24日，她与同事的相关论文发表在顶级期刊《细胞》(Cell)杂志，揭示了两个可以为CRISPR的基因编辑画上停止键的蛋白质是如何发挥作用的。此外，这两个抑制蛋白具有广谱性，也就是说可以适用不同的CRISPR系统。 /p p 　　CRISPR系统应用于基因编辑，是科学家从细菌身上取得的“经”。为了对付“杀手”噬菌体，细菌的免疫系统经过漫长的时间，进化出CRISPR系统。一旦有噬菌体入侵细菌，细菌的免疫系统会抓取一段噬菌体的DNA作为备份。等到下一次噬菌体再次来袭，细菌就可以根据备份，做出识别。识别成功时，细菌的Cas9蛋白会切断噬菌体的DNA。这套系统为人类所用时，可以高效地对目标基因进行切割、添入等编辑。由于其高效，在业界有“基因魔剪”之称。 /p p 　　尽管CRISPR系统被广泛验证其有效性，成为全球各大生物实验室的宠儿，也有一些人体临床试验已经开展。但CRISPR的脱靶性问题尚未得到完全解决。一旦CRISPR系统进入工作模式，科学家们此前一直没有办法干预其过程，只能任其操作至自然结束，其中可能会发生错误编辑非目标基因的情况，带来安全性隐患。 /p p 　　可喜的是，科学家们发现，求生的本能同样让噬菌体想出对策，进化出了针对细菌CRISPR系统的抑制蛋白，用来逃避细菌免疫系统的攻击。这些抑制蛋白被称为ACR蛋白。 /p p 　　杜德纳与同事此次研究的AcrIIC1 和AcrIIC3便是其中两种。 /p p 　　AcrIIC1 和AcrIIC3是通过什么方式来对付难缠的CRISPR系统呢?杜德纳和同事发现，当AcrIIC1和Cas9蛋白相遇时，AcrIIC1会紧紧结合Cas9用来抓取DNA的位置，从而使得Cas9无法捣乱。打个比方，这相当于给Cas9这把锋利的剪刀套上了外壳，无法再做出“剪”的行为。 /p p 　　不仅如此，AcrIIC1可以抑制多种Cas9蛋白，具有广谱性。 /p p 　　相比之下，AcrIIC3能发挥作用的范围要小，只能抑制一种Cas9蛋白。而且，和AcrIIC1不同，AcrIIC3不结合Cas9蛋白，而是将两个Cas9蛋白拉拢在一起，改变它们的结构，从而使得Cas9对DNA无计可施。 /p p 　　值得一提的是，杜德纳并不是第一个发现 CRISPR系统“关闭开关”的人。 /p p 　　在2016年12月，来自加拿大多伦多大学和美国马萨诸塞大学的科学家们首次发现了自然界隐藏的这类“关闭开关”。但当时，科学家们还不清楚，这些抑制蛋白是如何发挥“关闭开关”作用的。 /p p 　　数个月后，来自不同国家的两个科研小组先后通过解析蛋白结构是什么样的，来揭示抑制蛋白防守CRISPR系统的机制。其中就包括哈尔滨工业大学教授黄志伟的课题组。但他们所解析的和杜德纳此次解析的都为不同种类的抑制蛋白。 /p p 　　不久的将来，科学家或许就能找到最合适的“关闭开关”，不由CRISPR系统任性，为其安全性“保驾护航”。 /p p /p

当地时间10月5日，瑞典皇家科学院宣布，美国科学家卡罗琳贝尔托西、丹麦科学家摩顿P梅尔达尔、美国科学家卡尔巴里夏普利斯荣膺2022年诺贝尔化学奖，以表彰他们在点击化学和生物正交化学领域作出的贡献。诺贝尔奖委员会解释称，今年的诺贝尔化学奖授予了一种简化困难的过程！夏普利斯和梅尔达尔为化学的功能形式——点击化学奠定了基础。利用点击化学方法，构建分子的模块可以像搭扣一样“click”（咔嗒）一声，快速有效地耦合在一起。贝尔托西则将点击化学带入了一个新的维度，并开始将其应用于生物体。长期以来，化学家们一直渴望构建出越来越复杂的分子。在药学研究领域，这通常涉及到对具有药用性质的天然分子进行人工再造。科学家们殚精竭虑的研究催生出了很多令人惊叹的分子结构，但构建过程耗时长，而且生产成本很高。诺贝尔化学奖委员会主席约翰克维斯特说：“今年的化学奖授予了简化困难的过程——即使采取简单的方法也可以构建出功能分子。”夏普利斯开创了这一局面。大约在2000年，他提出了点击化学的概念，这是一种简单可靠的化学形式，反应迅速，而且避免了不必要的副产品。不久之后，梅尔达尔和夏普利斯分别介绍了现在点击化学领域“王冠上的宝石”：铜催化末端炔烃与叠氮化物的环加成反应。这是一种优雅而高效的化学反应，目前已被广泛应用于多个领域：药物开发、绘制DNA图谱以及创建用途更广的新材料。贝尔托西则将点击化学提升到新的水平。为了在细胞表面绘制重要但难以捉摸的生物分子——聚糖，她开发了在生物体内起作用的点击反应，这一生物正交反应不会破坏细胞的正常化学反应。这些反应现在被全球各地的科学家们用于探索细胞和跟踪生物过程。比如，利用生物正交反应，研究人员改进了癌症药物的靶向性，目前正在临床试验中开展相关测试。点击化学和生物正交反应将化学带入了功能主义时代，这给人类带来了巨大的利益和福祉。值得一提的是，这也是夏普利斯在2001年因手性催化氧化反应获诺贝尔化学奖以来，第二次摘得诺贝尔化学奖的桂冠。

第二十届北京分析测试学术报告会暨展览会(BCEIA 2023) 将于2023年9月6-8日在北京 中国国际展览中心(顺义馆)召开。BCEIA作为展示国际新技术、新仪器、新设备的窗口，一直以来受到国内外众多专家、学者、科技人员的关注，同时，学术报告会作为BCEIA重要组成部分，始终面向世界科技前沿。BCEIA 2023将举办大会报告、分会报告、高峰论坛、同期会议、墙报展等多场精彩学术活动，邀请国内外各行业顶尖学者及学术带头人，分享最具前瞻性的研究进展，针对学科关注度最高的技术及应用进行研讨和交流。2023年9月7-8日，BCEIA2023学术报告会——环境分析分会将在学术会议区W-103会议室举行，聚焦“环境与健康”主题，围绕新污染物分析、暴露组学与暴露分析、微纳尺度颗粒物及效应、环境健康研究中的新分析技术与装置、AI和机器学习在环境分析中的应用等主题方向，邀请到21位国内环境领域资深专家带来精彩报告。特邀报告人报告摘要　　纳米尺度物质一旦进入生命体系，将面临复杂的多重生物屏障和生理结构，缺乏跨尺度、高灵敏、原位表征的技术手段是制约其发展的瓶颈问题。我们提出了纳米蛋白冠的原位表征、多种同步辐射分析技术和代谢分析方法联合应用的研究策略，通过发展多种同步辐射分析技术(同步辐射微束X射线荧光、X射线近边吸收结构谱学、nanoCT等)，实现高灵敏、高分辨地原位解析纳米材料在靶组织、靶细胞内的分布及其化学形态。建立纳米材料与蛋白质、纳米材料与磷脂分子吸附结构的定量分析方法 发展单细胞水平的无损、三维高分辨、元素成像方法，用于观察单细胞内纳米材料空间分布和化学行为 阐明体内纳米材料的生物化学转化过程。　专家简介　　陈春英，国家纳米科学中心研究员，国家杰出青年科学基金获得者，国家重点研发计划首席科学家。长期从事纳米蛋白冠的分析方法，进而发现了纳米颗粒体内命运的隐身效应、远端效应、生物可利用效应等生物学重要现象，指导纳米佐剂与药物递送系统等应用研究。研究成果在Nature Nanotechnology、Nature Methods、Nature Communications、Science Advances、PNAS、JACS、Angew Chem等期刊发表论文300余篇。先后获得国家自然科学奖二等奖、全国五一巾帼标兵、IUPAC化学化工杰出女性奖，TWAS 化学奖、RSC Environment Prize、ACS Bioconjugate Chemistry讲座奖、中国青年女科学家奖等。目前担任ACS Nano副主编以及多个期刊的编委。报告摘要　　人类暴露于基因毒性试剂可以通过亲电分子和亲核基团间的共价反应形成DNA加合物，如果不能被及时清除或修复，就有可能发生基因突变，从而诱导各种疾病的发生。靶向DNA加合物组学是新一代组学技术的一部分，通过对多种DNA加合物进行定量分析来全面表征DNA共价修饰，从而揭示疾病的重要机制。本研究基于超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱(UPLC-QqQ-MS/MS)开发了一种快速、灵敏、覆盖范围广的靶向DNA加合物组学方法，可同时对41种DNA加合物进行绝对定量分析。经过色谱、质谱、前处理条件优化后，本方法具有较好的线性(R2≥0.992)、准确度(81.3%-117.8%)和精密度(RSD%20%)，回收率(57.1%-139.4%)也能满足DNA加合物分析的要求。将该方法应用在山西省的一项出生队列中，在2、5、10、20μg孕妇外周血白细胞DNA中，可分别检测到7、13、19、23种DNA加合物。仅需2μg孕妇外周血白细胞DNA即可精确定量5-甲基-2'-脱氧胞苷(5-MedC)、5-羟甲基-2'-脱氧胞苷(5-HmdC)、N6-甲基-2'-脱氧腺苷(N6-MedA)、8-羟基-2'-脱氧鸟苷(8-OHdG)、5-羟基-2'-脱氧胞苷(5-OHdC)、1, N6-乙烯基-2'-脱氧腺苷(1, N6-εdA)、N2-甲基-2'-脱氧鸟苷(N2-MedG)这7种DNA加合物。通过进一步分析孕期孕妇血清中41种金属/类金属浓度与外周血白细胞DNA中DNA加合物浓度的关联，研究发现了多种金属/类金属与多种DNA加合物之间存在显著关联，如孕期砷(As)、银(Ag)、锗(Ge)元素浓度与5-MedC、5-HmdC、8-OHdG、1, N6-εdA浓度显著正相关，与N6-MedA浓度显著负相关。DNA加合物与金属/类金属间的这些关联为进一步表征金属的暴露效应以及在基于效应的暴露评估中应用靶向DNA加合物组提供了新的途径。专家简介　　北京大学环境科学与工程学院研究员。主要以生物标志物的开发和测量为手段研究环境污染物暴露对人体的健康效应及生物学机制。研究成果已在环境科学与健康领域的重要国际期刊上发表SCI论文80余篇。承担“国家第二次青藏高原综合科学考察”和国家自然科学基金委面上等项目，曾获得中国环境科学学会青年科学家奖和国家青年人才项目，2021年中国生态环境部十大科技进展主要完成人。现担任中国环境科学学会环境暴露科学专委会秘书长。报告摘要　　二次电喷雾离子化技术(Secondary electrospray ionization)是一种由电喷雾技术(Electrospray ionization)衍生而来的大气压离子化技术，通过电喷雾产生的初级电喷雾云离子化醇类、醛酮类、有机酸、酯类、不饱和烃等大多数种类有机组分。本文总结了课题组应用SESI源耦合高分辨质谱(SESI-HRMS)探究呼气分析在疾病生物标志物发现、药物监测、运动代谢监测等生命健康领域的应用基础研究和转化工作，分析了SESI-HRMS呼气分析亟需解决的问题与可能的解决方案。专家简介　　李雪，暨南大学研究员、博士生导师。博士毕业于清华大学环境科学与工程专业，曾在瑞士苏黎世联邦理工学院化学和应用生命科学系开展博士后研究工作。　　研究方向：聚焦二次电喷雾离子化(SESI)技术及SESI源装置研发、SESI-MS方法开发及应用转化研究十余年，相关研究成果在Nature Protocols、Angewandte Chemie International Edition、Analytical Chemistry、Environmental Science & Technology等SCI期刊发表论文76篇，所开发的新技术、新方法获英国发明专利授权3项、中国发明专利授权7项。　　基于上述研究工作，李雪博士主持了国家自然科学基金的优秀青年科学基金项目、重大研究计划培育项目、青年基金项目，以及国家科技部重点研发计划重点专项课题、瑞士联邦政府中瑞科技合作基金项目、“广东特支计划”科技创新青年拔尖人才、广东省国际科技合作项目等国家、省部级基础研究科研项目10余项 作为核心成员参与了国家科技部“创新人才推进计划重点领域创新团队”、“广东特支计划”本土创新创业团队项目。因在大气污染代谢组的质谱方法研发与仪器研制、呼出气挥发性有机物质谱检测新方法开发等方面的贡献荣获了中国化学会青年环境化学奖(两年一次，每次10人)和中国环境科学学会室内环境与健康分会“何兴舟室内环境与健康青年学术奖”(两年一次，每次2人)，以及中国环境科学学会的“最美科技工作者”、优秀环境科技工作者奖、青年科技奖和广东省环境科学学会生态环境青年科技奖等荣誉。报告摘要　　Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR) and CRISPR-associated (Cas) protein systems are advancing genome editing, measurement sciences, and diagnostic technology. We describe here the development of integrated CRISPR-Cas and isothermal amplification techniques and their applications to biological and environmental analysis. Incorporating CRISPR-Cas systems with various nucleic acid amplification strategies enables the generation of amplified detection signals, improvements in analytical specificity and sensitivity, and development of point-of-care diagnostic assays.1,2 To enable highly sensitive and selective detection of nucleic acids, we integrated CRISPR with two isothermal amplification techniques: loop mediated amplification (LAMP) and recombinase polymerase amplification (RPA). To achieve on-site and point-of-care ability of the assays, we developed simultaneous viral inactivation and RNA preservation approaches compatible with the CRISPR-based techniques. We successfully applied these techniques and the polymerase chain reaction (PCR) assays to the determination of SARS-CoV-2 RNA in human nasal and throat swabs, gargle liquid, saliva, and wastewater/sewage.3-7 The CRISPR systems take advantage of various Cas proteins for their particular features, including RNA-guided endonuclease activity, sequence-specific recognition, and multiple turnover trans-cleavage activity of Cas12 and Cas13. The isothermal amplification and CRISPR technology can be adopted for the determination of other nucleic acid targets and for the analysis of other biological and environmental samples.专家简介　　乐晓春(X. Chris Le)是加拿大皇家科学院院士、加拿大阿尔伯塔大学(University of Alberta)杰出教授(Distinguished University Professor)、加拿大生物分析技术和环境健康领域首席科学家(Canada Research Chair)、分析与环境毒理研究室主任。1983年毕业于武汉大学化学系，1986年在中国科学院生态环境研究中心获得硕士学位，1993年在加拿大英属哥伦比亚大学(University of British Columbia)获得博士学位，1995年进入阿尔伯塔大学(University of Alberta)任教。主要从事生命分析化学、环境科学、环境毒理与人体健康、基因损伤与修复、纳米材料与新药物等研究，发表论文三百余篇。获得了加拿大自然科学与工程研究委员会的E.W.R. Steacie Fellowship，加拿大化学学院的W.A.E. McBryde Medal Award、Maxxam Award和Environment Research and Development Award，阿尔伯塔大学的最高荣誉奖杯、Martha Cook Piper研究奖和杰出导师奖等。担任Journal of Environmental Sciences期刊主编、Analytical Chemistry期刊副主编、Environmental Health Perspectives期刊副主编，以及十余本期刊的编委。报告摘要　　合成抗氧剂(合成酚抗氧剂和亚磷酸酯抗氧剂)是一类大量生产使用的化学品，可延缓材料的氧化，延长材料的使用寿命。此前，关于这类物质环境污染的研究十分匮乏。我们基于灵敏分析方法建立和多介质样品分析，系统研究该类新污染物的环境污染和人体暴露。合成酚抗氧剂在我国的污泥中广泛检出，在中国和加拿大的灰尘中也普遍存在，其中BHT是环境样品中的优势污染物。进一步研究表明，合成酚抗氧剂在人体血清中可被检出。与环境样品类似，BHT是人体血清中的优势污染物。然而，人体内的BHT很难经尿液排出，它会被转化为BHT-COOH，再经尿液排出。与合成酚抗氧剂不同，亚磷酸酯抗氧剂(如AO168)在多数环境样品中未被检出。然而，其氧化产物(AO168O)在室内灰尘和标准参考物质SRM2585(生产于1993-1994年)中的浓度极高，表明亚磷酸酯抗氧剂的氧化产物所造成的室内环境污染已有30年。该系列研究首次证实合成抗氧剂已造成普遍的环境污染与人体暴露。专家简介　　刘润增，山东大学环境科学与工程学院教授/博导，环境与健康研究所所长 2016年毕业于中国科学院生态环境研究中心，获得博士学位，2016-2022年在多伦多大学从事博士后研究 国家自然科学基金优秀青年科学基金(海外)和山东省自然科学基金杰出青年科学基金获得者 发表SCI论文40余篇，以第一/通讯作者在环境领域权威期刊发表SCI论文23篇，其中15篇发表于One Earth、Environ Sci Technol和Environ Sci Technol Lett 获得中国分析测试协会科学技术奖CAIA奖特等奖(5/10)，美国化学会James J. Morgan青年科学家荣誉奖 担任中国环境科学学会环境化学分会委员和J Environ Sci、Environ Health、《环境化学》等多本中英文期刊的青年编委/客座编辑。报告摘要　　In recent years, metabolomics has been increasingly applied in the fields such as clinical medicine, biology, and environmental health, becoming a powerful approach for studying the onset and development of diseases and the mechanisms of substance toxicity. High-performance liquid chromatography coupled with mass spectrometry (HPLC-MS) is the mainstream platform for metabolomics analysis, enabling high-throughput and accurate determination of metabolites. It can sensitively indicate the physiological and pathological state of the body, facilitating discover of metabolic differences between pollutant exposure and disease occurrence and revealing the key metabolic pathway disturbances, thus showing great significance on explaining the mechanism of toxic effects or disease characteristics, and exploration of potential biomarkers.　　Base on the above, our group has been focusing on the optimization and application of metabolomics analysis techniques. We have developed the Ref-M metabolomics batch effect elimination strategy, which was applied to the study of serum metabolism in early-stage lung adenocarcinoma. We have also investigated the toxic effects mechanisms of perfluorooctanoic acid (PFOA) and inorganic arsenic using non-targeted metabolomics and metabolic flux techniques. Moreover, by combining high-content analysis with metabolomics technology, We have elucidated the immune toxicity mechanisms of chlorinated polycyclic aromatic hydrocarbons (CIPAHs).　　Fig. 1. Application of Ref-M strategy in serum metabolism study of early lung adenocarcinoma and benign nodule报告摘要　　多卤代化合物是一类典型的有机污染物，具有生物放大性、环境持久性和毒性，对全球生态系统和人类带来健康危害。本研究针对高环境暴露的多卤代化合物，通过在液相流动相中添加四苯基氯化鏻(Ph4PCl)，能普遍显著增强多卤化合物的电离和灵敏度(1-3个数量级)，结合卤代化合物分子式的同位素指纹匹配算法，实现了少量人体血液中近700个多卤代化合物的高通量鉴定和扫描，进一步将该试剂用于生物体内该物质的质谱成像分析，并结合空间代谢组分析了典型多卤化合物的代谢干扰效应。专家简介　　万祎，教授，北京大学城市与环境学院，2007年获得北京大学博士学位。2008年赴加拿大萨省大学毒理中心从事博士后研究，2009年任毒理中心副研究员。2011年特聘为北京大学城市与环境学院“百人计划”研究员。主要从事微量有毒有害污染物的环境行为及毒理效应研究，在国外学术期刊上发表论文90余篇SCI论文，2015年获国家自然科学二等奖(排名第二)。报告摘要　　细菌是最早的生命形式之一，在地球上无处不在。虽然细菌在维持生态系统方面发挥着深远的作用，但是致病菌引起致命的传染性疾病。在这里，我将介绍我们实验室近期发展的单细胞电感耦合等离子体四极杆质谱 (SC-ICP-qMS) 对病原菌进行高度灵敏准确计数的方法。其中，炔基D-丙氨酸通过细菌内在的代谢机制组装到病原菌细胞壁中，可以利用实验室自行设计制备的叠氮-DOTA-镧系元素(Ln)标签进行点击标记。此外，使用相应的镧系元素编码的细菌抗体来识别所检测的细菌种类。另一方面，针对宿主细胞表面的不同糖基化糖单元采用非天然单糖代谢组装或酶选择性催化Ln-tag 标记策略，在SC-ICP-qMS平台上可实现细菌-细胞相互作用的追踪。以这样的策略，我们不仅可以计数与其宿主细胞相互作用的细菌，还可以通过特异性糖苷酶消除方法发现细胞表面糖基化的哪种类型或基序在介导细菌-细胞相互作用中发挥更重要的作用。专家简介　　王秋泉，厦门大学化学化工学院教授。1998年3月毕业于日本国立群马大学工学部，获得工学博士学位 在厦门大学化学博士后流动站工作两年后，留校工作至今。在国家自然科学基金重大项目课题、重点项目和面上项目以及科技部重点基础研究项目课题等的支持下，开展：1)原子光谱/质谱原子化/离子化新技术、分析方法学 2)色谱新型固定相材料的设计制备和3)持久性有毒物质的分析和致毒机制等研究工作 至今公开发表研究和综述论文百余篇、获得授权发明专利十余件，培养博士/硕士研究生百余名 受邀在国际国内会议上作大会/邀请报告百余次。　　报告摘要　　自然资源开发和利用的同时带来一系列的环境污染、生态破坏问题。环境污染物分析技术为建设生态环境安全，促进可持续发展提供理论支撑。传统大型仪器存在专业设备与操作高、时效性低、前处理繁琐、现场分析存在瓶颈等问题，难以满足环境污染物分析的需求。电化学传感器技术作为环境监测与分析的关键手段之一，不断受到关注和研究。针对环境化学与生物要素种类繁多、性质各异，分子、离子污染物含量低、危害大、赋存介质复杂的特点，亟需发展具有高效抗污染性能的新型电化学传感器，并探究其在环境分析中的应用。基于以上背景，我们提出设计具有自由取向的多级抗污染功能的防污涂层，用于复杂废水样品中抗性基因(MecA)的超灵敏、抗污染检测。所制备的防污涂层，可在传感界面形成强水合保护层阻隔其他污染物对传感界面的接触和粘附。通过调节多肽在电极界面上的空间构型，提高电极界面水合层结构的稳定性，制备了兼具抗污染性能和优异电子转移能力的抗污染微纳传感界面。进一步将捕获探针组装在抗污染电极界面上，该防污涂层不仅具有优异的抗污染性能，同时进一步稳定信号捕获探针的结构，从而确保信号放大过程。得益于独特的水合电子传递层，mecA基因可以在0.05-5000 pM的宽线性范围内进行电化学检测，检测限为16.67 fM。在未处理的废水样品中暴露15天后，DNA传感器仍保留了91.8%的初始信号。优异的长期防污能力、优异的电化学响应和令人满意的回收率(95-115%)证明所制备的传感器可实现复杂水样中mecA抗性基因直接检测。这将为复杂水环境介质中简单、快速、超痕量的ARGs检测提供有力的技术支撑。专家简介　　王颖，同济大学长聘教授、博士生导师，现任环境科学与工程学院副院长。2007年毕业于武汉大学获学士学位，2012年毕业于清华大学获博士学位。2018年入选上海市青年科技启明星计划，2019年入选国家“万人计划”青年拔尖人才，2022年入选国家“万人计划”科技创新领军人才。从事污染物分析传感、环境电化学与电分析方法等方面的研究，作为项目负责人主持国家自然科学基金项目3项(青年项目1项、面上项目2项)，科技部、环保部和上海市等省部级科技项目4项及其他重大横向课题3项。以第一/通讯作者在Nature子刊及环境化学顶级期刊如Nat. Protoc.、Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.、J. Am. Chem. Soc.、Environ. Sci. Technol.等发表论文50余篇，已发表论文SCI-E他引总计12000余次，单篇论文最高引用1740次 获授权中国发明专利21项，申请美国专利3项 以第一完成人主持制定国家标准1项，省部级标准2项 获国家自然科学二等奖(排名第2)、上海市技术发明一等奖(排名第4)、教育部“霍英东青年教师奖”和第二十届中国国际工业博览会创新银奖。主要研究成果：(1)发现了界面结构选择性特征，开展了基于选择性界面效应的环境污染物分析方法研究 (2)构建了高通量便携快速检测平台，实现了污染物快速高效检测，以第一完成人主持电化学水质检测国家标准1项和行业标准1项 (3)研发了具有高选择性、高灵敏度和快速响应的污染物电化学检测技术，实现了复杂介质中污染物快速传感与在线检测。报告摘要　　识别与健康风险相关的高毒性消毒副产物(DBPs)是保障饮用水安全的前提。我们提出氯化核酸可能是氯消毒剂和核酸反应生成的新型致突变性 DBPs。 我们建立了基于超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS/MS)的卤代核酸非靶向分析方法，鉴定出113种卤代核苷酸。 含氯核苷酸的活性位点位于核碱基的芳香杂环上，这些氯化核苷酸的形成涉及脱碳、水解、氧化和脱羧。 进一步建立了基于固相萃取(SPE)和UPLC-MS/MS的卤代核碱基和核苷高灵敏度定量方法，检测限在0.04~0.86 ng/L范围。 五种卤代核碱基被确定为饮用水中新型DBP。其中2-氯腺嘌呤显示出最高的细胞毒性(IC50 = 9.4 μM)，5-氯尿嘧啶显示出最高的遗传毒性(50% tail DNA = 411 μM)。 这项研究首次证实氯化核苷酸和核碱基为饮用水中的新型诱变DBPs。专家简介　　王玮，研究员，博士，国家优秀青年基金获得者。2016年1月于加拿大阿尔伯塔大学获博士学位，2016年2月到2017年5月在美国环境保护署担任助理研究员，2017年6月入职浙江大学环境与资源学院。她目前的研究主要集中在新型环境诱变剂的分析表征及诱变机制，包括抗生素、消毒剂以及消毒副产物。报告摘要　　贵金属纳米颗粒，如纳米银(AgNPs)和纳米金(AuNPs)，在环境健康和生命医学领域具有非常广泛的应用，包括抗菌消毒、药物递送、靶向治疗等。纳米颗粒的理化性质决定了“纳米—生物作用”过程，进而会影响其体内行为与分布。近期，我们发现贵金属纳米颗粒的形状、粒径与表面修饰等理化性质，均可显著影响其生物效应与健康风险。然而，AgNPs与AuNPs如何在亚器官水平分布，以何种形态存在于体内，都还缺乏研究。　　为实现生物组织中贵金属纳米颗粒的原位解析，我们将LA-ICP-MS与HSI-DFM成像技术相结合，探究了AgNPs与AuNPs的体内转运/转化过程与亚器官分布特征。我们的研究结果显示，AgNPs或AuNPs被细胞摄入后，都会发生复杂的体内转化过程，包括聚集和溶解。例如，细胞内形成的AuNPs聚集体，滞留时间更长，难于被细胞外排。相反，AgNPs溶解释放的离子态Ag，更容易被机体吸收，在体内发生累积。上述发现对理解贵金属纳米颗粒的体内行为与健康效应提供了借鉴。专家简介　　徐明，中国科学院生态环境研究中心研究员，博士生导师。2006和2011年于厦门大学分别获得化学学士与博士学位，2011至2013年在法国国家科学研究院(CNRS)从事博士后研究，2014年加入中国科学院生态环境研究中心，环境化学与生态毒理学国家重点实验室。主要从事重金属及人工纳米材料的健康效应与作用机理研究。2019年获国家基金委优秀青年科学基金。2018、2021年分别入选中国科学院青年创新促进会、英国皇家化学会Environmental Science: Nano期刊“Emerging Investigator”。2022年获“北京市自然科学二等奖(第五完成人)” 2021年获“北京医学科技奖二等奖(第三完成人)”。目前，担任中国科学院大学岗位教授、中国毒理学会分析毒理委员会委员、中国仪器仪表学会分析仪器分会原子光谱专业委员会委员、Journal of Environmental Sciences、Environment & Health、Reviews of Environmental Contamination and Toxicology等期刊编委或青年编委。先后主持和参与国家级科研项目8项。已在Angew Chem Int Ed, Adv Mater, Adv Funct Mater, ACS Nano, Environ Sci Technol, Anal Chem等发表论文70余篇，中英文专著章节3个。报告摘要　　机器学习(ML)通过提供增强性能和利用多样化的输入特征，彻底改变了环境建模领域。然而，为确保开发出稳健且有意义的ML模型，将专家知识融入到过程中尤为重要，特别是在特征选择和模型解释方面。本演示旨在通过两个引人注目的示例来说明这些原则。在第一个案例研究中，我们进行了广泛的文献回顾，并编制了一个包含叶绿素-a指数作为输出变量的大型数据集。通过采用河流和气象特征的新颖组合作为输入，我们构建了基于机器学习的分类和回归模型，以预测伊利湖中藻华发生的情况。在第二个示例中，我们专注于开发预测模型，用于描述不同有机化合物的非生物还原过程，这些化合物具有各种可还原官能团，以及十种最常见的无机化合物，使用不同的Fe(II)还原剂。为了验证这些模型，我们将预测结果与已知的还原机制进行比较，涵盖了不同的化学群、还原剂类型和反应条件。这种严格的评估过程使我们能够展示模型的有效性及其与既定科学原理的一致性。总体而言，我们的方法将专业知识、精心选择的特征和全面的模型解释相结合，推动了环境领域中的ML建模。专家简介　　张慧春(Judy)博士是美国凯斯西储大学土木与环境工程系的弗兰克H尼夫教授。她获得了乔治亚理工学院的博士学位，以及南京大学的学士和硕士学位。她的研究主要集中在自然和工程水环境中环境污染物的命运与转化，以及从受污染水中去除有机污染物。她近期的研究领域还包括使用传统模型和机器学习工具进行污染物反应性和吸附的预测建模。张博士在许多期刊上发表过论文，包括Chemical Reviews, Environmental Science and Technology, Water Research, 和Applied Catalysis B.等。她作为主持人已经获得了美国国家科学基金会的七项竞争性研究拨款。此外，张博士还为许多联邦和州政府机构以及工业界指导研究项目。她是《ACS ES&T Water》的副编辑。她曾获得过Nanova/CAPEES前沿研究奖、CAPEES人工智能/机器学习环境应用奖、ES&T最佳论文奖和ACS Gonter研究论文奖。报告摘要　　银纳米颗粒(AgNPs)的普遍存在以及可能产生的AgNP抗性已经引起了重要关注。然而，这种现象背后的机制仍然存在争议。在这项研究中，我们明确了致死剂量的AgNP暴露后的适应性演化中的两个不同阶段。起初，对AgNPs的抗性主要与鞭毛蛋白介导的沉淀和增强的抗氧化活性相关。然而，随着过程的进行，持续细胞形成、生物膜产生和铜(Cu)外泌泵的上调主导了AgNP的耐受性，而没有沉淀发生。在后期阶段，持续存在的细胞水平显著增加，比之前高出1000倍。因此，演化后的细胞对多药物治疗表现出了显著的耐受性。包裹层应激反应(cpx和psp)在演化转变中发挥了关键作用。与普遍观念相反，铜外泌泵和渗透应激反应的表达不能仅归因于Ag+暴露。相反，它们主要受到转向厌氧呼吸和由纳米颗粒诱导的膜变形的影响，这是普遍应激反应的一部分。从仅依赖于纳米颗粒属性的特定机制转向涉及一般应激反应的汇聚演化，突显了细菌用于抗纳米颗粒的潜在适应策略。我们的研究还强调了控制演化转变到致病性和抗生素抗性的潜在时间框架。专家简介　　张承东，博士，博士生导师，从事环境污染物的化学过程和生物效应研究。她曾获得“国家杰出青年科学基金”资助，并担任中国环境科学学会环境化学分会第五届和第六届委员。她主持多项国家和省部级重点项目，并发表了70多篇研究论文。张博士还荣获了天津市科技进步奖二等奖。报告摘要　　大气气溶胶，又称大气颗粒物，对人类健康、大气环境和全球气候都有重要影响。新粒子形成是大气气溶胶的主要来源，而其成核过程是新粒子形成的关键。因当前实时外场测量的局限性和我国大气环境的复杂性，气溶胶成核过程的详细机制尚不清楚。本报告将从以下三方面进行工作汇报：①建立了同时描述分子物理聚集和化学反应的新粒子成核模拟研究方法，并合作将该方法程序化 ②提出了SO3与酸性/碱性污染物化学反应促进成核的新机制，揭示了高SO2浓度地区新粒子生成高强度频发的成因 ③发现了新的促进成核的无机酸和有机酸类型及其成核机制，并分别得到实验室CLOUD实验与外场观测的验证，明晰了SO2减排后新粒子生成不降反升的关键原因。专家简介　　北京理工大学化学与化工学院教授，博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者。2007年北京理工大学博士毕业并获全国百篇优秀博士论文提名。近年来主要从事大气颗粒物形成机制的理论研究工作，以通讯或第一作者在J. Am. Chem. Soc.，Angew. Chem. Int. Ed.，Proc. Natl. Acad. Sci. USA等发表SCI论文60余篇。主持多项国家自然科学基金、北京市自然科学基金和教育部基金等项目，并获北京高等学校青年英才计划资助。以第三完成人获教育部自然科学二等奖和国防科工委国防科学技术二等奖。培养的1名博士生获中国颗粒物学会优秀博士论文。报告摘要　　Two typical environment particulate pollutants will be introduced, including microplastic and microdroplet. We have developed methods based on Raman spectroscopy for the detecting and imaging of microplastic and microdroplet. SERS is employed for the detecting of small size microplastic (nanoplastic). Aerosol microdroplets act as microreactors for important atmospheric reactions, with pH playing a significant role in regulating these processes. However, the spatial distribution of pH and chemical species within atmospheric microdroplets is still debated. To address this challenge, we present a non-invasive method based on stimulated Raman scattering microscopy to visualize the three-dimensional pH distribution within microdroplets of varying sizes专家简介　　2009年博士毕业于清华大学化学系，2009-2012年在德国汉诺威大学从事博士后研究(洪堡学者)，2012-2014年在剑桥大学物理系从事博士后研究(欧盟玛丽居里学者)。主要从事大气污染化学研究，包括颗粒污染物的光谱检测及成像，大气非均相化学过程，大气污染控制等研究方向。在PNAS，Angew，EST等期刊发表论文130余篇，他引总计9000余次。担任英国皇家化学会期刊《Environ Sci: Adv》副主编，英国皇家学会会刊《Proceedings of Royal Society A》(1800年创刊)编委。主持国家级青年人才项目、国家重点研发计划国际合作专项、国家自然科学基金项目、上海市“东方学者”特聘计划等。报告摘要　　鉴定大量人工化学品的持久性、迁移性、毒性(Persistent, Bioaccumulation, Toxic, PBT)或持久性、生物蓄积性、毒性与(Persistent, Mobile, Toxic, PMT)属性是当前环境领域一大挑战1, 2。目前亟需构建高通量、精准预测系统。本研究基于图神经网络GCN，构建了高准确性和低假阴性的预测系统(图1)，筛选了典型新污染物。进一步围绕有害结局路径(Adverse Outcome Pathway, AOP)，采用分子动力学模拟、转录组学、细胞实验、斑马鱼实验、老鼠实验等手段探究了典型新污染物的有害健康效应及毒理机制3-6。部分成果被联合国持久性有机污染物审查委员会引用，为我国新污染物风险管控提供技术支撑。　　专家简介　　庄树林，男，博士，浙江大学教授、博士生导师，中国毒理学会计算毒理专业委员会副主任委员、国家环境保护新型污染物环境健康影响评价重点实验室学术委员会委员，Ecotoxicology and Environmental Safety期刊编委、《环境化学》期刊编委，浙江大学学生绿之源协会指导教师。2001年本科毕业于曲阜师范大学，2007年博士毕业于浙江大学。2007至2010年在加拿大英属哥伦比亚大学从事博士后研究工作。2010年6月至今在浙江大学环境健康研究所工作，主要借助分子模拟及机器学习研究新污染物的人体健康风险。承担国家重点研发计划课题、国家自然科学基金重大研究计划培育项目、面上项目等，编著《环境数据分析》教材、在编《环境数据分析》第二版，获ES&T Excellence in Review Awards、浙江省科学技术进步奖三等奖、浙江省环境保护科学技术奖一等奖等荣誉称号。以上报告内容由BCEIA2023组委会提供欢迎扫码报名参加BCEIA2023

使用序列特异性的CAS内切酶进行精确性敲除，敲入，替换等已成为一种常用的分子生物学手段。但是，为了识别所需的基因修饰，排除脱靶克隆，仍然需要筛选几百个单克隆细胞系。而大量克隆的维护和筛选是一个费力、耗时、容易出错的过程。欧洲分子生物学实验室（EMBL）研究人员Moritz Kueblbeck, Andrea Callegari等分享了一种快速验证基因编辑效果的实验方案。该方案使用naica® 微滴芯片数字PCR系统（Crystal Digital PCR™ ）实现了一次三色分析就可完成目标拷贝数的评估和脱靶事件的检测。且基于数字PCR (dPCR)的高敏感性，无需大量的样品，因此，在早期就可以完成筛选试验。Crystal Digital PCR™ 一次实验3个小时内就可完成，对于编辑错误的克隆当天就可终止培养。那么这个实验具体是怎么设计的？就让我们一起来看看吧。应用亮点：▶ naica® 微滴芯片数字PCR系统一次三色分析同时完成目标拷贝数的评估和脱靶事件的检测，是非常强大的绝对定量工具。▶ naica® 微滴芯片数字PCR系统对长插入片段(如mEGFP)拷贝数提供稳健的检测方法。▶ naica® 微滴芯片数字PCR系统只需少量生物样本，可以在早期完成检测，快速完成CRISPR筛选，节省时间。Single-step 3-color Crystal Digital PCR™ 实验设计：该实验共设计了三个探针：1.“total tag”（HEX基团标记）检测mEGFP转基因；2.“on-target tag”（FAM基团标记）检测内源NUP93编辑位点的最后一个外显子与整合的mEGFP转基因(标签)的5' 序列之间的连接；3.reference(CY5基团标记)作为内参，对“total tag”和“on-target tag”进行归一化。“total tag”归一化获得整合的mEGFP拷贝数和“on-target tag”获得靶标上整合的mEGFP拷贝数。实验使用U-2 OS细胞作为基因编辑对象，其具有3个NUP93等位基因。结果分析：如图B所示，对多个U-2 OS细胞系的基因编辑效果进行分析，naica® 微滴芯片式数字PCR系统结果显示克隆35，52和247的U-2 OS细胞mEGFP总拷贝数和靶标拷贝数都为3，这表明这三个细胞系的所有3个NUP93等位基因都成功编辑，没有脱靶，这个结果与检测金标准的Southern blot的结果一致（图C），而克隆5虽然mEGFP总拷贝数和靶标拷贝数一致，但与NUP93位点的预期数量不匹配。这表明其可能发生基因组的重排，而Southern blot结果也验证了这一现象，其出现了一个小于正常NUP93的拷贝条带。对于克隆25和246，虽然其靶标拷贝数符合预期，但是其总拷贝数大于3，这表明其可能存在脱靶整合或者不完全HDR（homology-directed repair）现象，而Southern blot结果显示其存在一个过大的整合条带，表示其可能存在基因重排。上述这些结果表明基于naica® 微滴芯片式数字PCR系统（3-color Crystal Digital PCR™ ）的基因编辑脱靶检测的三色数字PCR检测方法，是一种快速简便的一步检测方法，其结果与耗时更长的Southern blot技术完全一致，可以用来快速评估基因编辑效果，筛选适合的基因编辑细胞株系。

微生物检测培养基质量控制问答1、培养基灭菌后成份会有所蒸发减少，如何处理这个问题？答：正常情况下蒸发量较少，可忽略不计。2、培养基融化后出现浑浊是有哪些方面的原因引起的？应如何避免？答：可能的情况有:1. 培养基配置用水不符合规定；2. 灭菌过程温度升温慢或降温慢；3. 培养基储存不当；4. 融化时沸腾时间较长等。3、准备好的培养基有效期如何验证？答：定期取出培养基验证其无菌性，促生长能力等方面。4、培养基配制好灭菌后，在高压容器中保温降至50℃左右，可不可行？答：建议最-好不要，避免过度受热。5、脱水培养基对湿度是否有要求？多少适宜？答：按要求室温干燥环境储存即可。6、培养基pH值测定温度在25℃，这个温度应怎么控制？答：可水浴控制培养基温度。7、配制培养基过程中，按说明书称定量，加规定的纯化水，煮沸溶解，为了避免煮沸过程总减少水分，是否要在配制过程适当增加水?答：可适量增加，自己掌握。8、商品培养基一定要当天配当天用吗？可否在一周内用完？答：不是即配即用的培养基的话，储存的当，可以使用。9、称量培养基时，注意不要吸入粉末，这粉末是指何物？答：就是你所称量的干粉培养基 ，因为培养基的粉末对呼吸道有刺激作用，而且培养基中的某些成分，如亚硒-酸盐、叠氮-化钠、乙酰胺等，长期吸入并在体内累积到一定量会对人体健康有危害。所以培养基配制称量需做好个人防护，且最-好选择少粉尘环保型颗粒培养基。10、煮培养基，用不锈钢锅在电磁炉上煮可行？硫乙醇培养基是否要煮沸？如何煮沸？用不锈钢锅在电磁炉上煮沸可行吗？可不可以水浴煮沸呢？答：硫乙醇应煮沸，量大时，我实验室用不锈钢锅在电磁炉上煮沸。不建议水浴煮沸，因为水浴煮沸琼脂粉很难溶，导致琼脂分装不均匀，前段分装的琼脂含量少，后段分装的琼脂含量高，导致有的管或瓶中的FT凝固。11、如培养基在高压灭菌器中温度需自然下降20度才开盖吗？答：高温灭菌器有安全阀，温度下降到安全阀可打开时将培养基取出室温冷却，各型号灭菌器安全开盖温度不尽相同。12、平板涂布和平板划线培养基表面水分过多，菌落蔓延如何解决？答：对于采用表面接种形式培养的固体培养基，应先对琼脂表面进行干燥：揭开平皿盖，将平板倒扣于烘箱或培养箱中（温度设为25℃～50℃）；或放在有对流的无菌净化台中，直到培养基表面的水滴消失为止。注意不要过度干燥。商品化的平板琼脂培养基应按照厂商提供的说明使用。

近年来，CRISPR被认为是最简单高效的基因编辑方式，也成为了生物技术发展史上进展最为迅猛的新兴技术之一。2022年6月，正值CRISPR发文十周年，Nature Biotechnology 同步发表了一篇名为《Knock-in on CRISPR' s door》的Reviw，梳理了10年来科学家们对CRISPR基因编辑技术不断探索突破的成果[1]。图1. 2022年6月Nature Biotechnology 发文基于CRISPR的基因疗法如火如荼基因治疗（Gene Therapy）是指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿缺陷和异常基因引起的疾病，以达到治疗目的。基因治疗以其一次给药终生治愈遗传疾病的独特潜力让一切不可能变为有可能。截止今日，通过对clinicaltrials.gov检索，全球已有56项基于CRISPR的临床试验正在进行，中国就有21项，占到3成以上。目前大部分的基因疗法为体外疗法（ex vivo），即细胞在体外通过CRISPR编辑后再输注到体内发挥功能，常见疾病如肿瘤免疫疗法CAR-T，遗传性疾病如地中海贫血，镰刀状贫血症血红蛋白遗传病等在内的各种血液病。与之相对的即体内疗法（in vivo）则是直接将治疗基因递送到患者病患部位，从而治疗疾病，目前已在先天性黑蒙、遗传性甲状腺转淀粉样变性和遗传性血管性水肿等疾病表现出巨大潜力。图2. 全球CRISPR临床试验分布热点图图源：clinicaltrials.gov基因编辑的发展历程早期基因编辑--ZFN和TALEN基因编辑技术主要发展了三代，早期的两代基因编辑主要以ZFN和TALEN为主，这两种基因编辑技术相对简单，可以理解为“基因剪刀”——切割特定 DNA 序列的限制酶。但ZFN技术存在很明显的缺点，如容易脱靶，且可能产生一系列不可预测的基因突变，引发细胞毒性。TALEN技术的出现，在一定程度上优化了ZFN技术存在的脱靶问题，具有设计简单，特异性和活性更高的优点，因此成为基因功能研究和基因治疗研究中有力的工具。美中不足的是，由于TALEN针对不同靶点，每次都需重复构建融合蛋白，因此会造成一定的工作繁琐。第三代基因编辑--CRISPRCRISPR/Cas9是继ZFN、TALEN之后出现的第三代“基因组定点编辑技术”。CRISPR/Cas9 系统由两部分组成，分别是Cas9 蛋白和guide RNA（single-guide RNA，sgRNA）。Cas9蛋白具有解旋酶活性，可以将DNA链解旋，同时具有核酸内切酶活性，可以切割DNA链。其原理是核酸内切酶 Cas9 蛋白通过向导 RNA （guide RNA, gRNA）识别特定基因组位点，并对双链 DNA 进行切割造成 DSB后，通过HDR和NHEJ实现基因的定向敲除或插入。图3. CRISPR/Cas9 示意图[2]相比于传统的ZFN和TALEN技术，CRISPR/Cas9技术更为简单，只需要构建针对特定位点的sgRNA，而且效率也比前面几种技术更高，在疾病治疗研究中发挥越来越重要的作用。然而，CRISPR/Cas9系统仍然存在着一定的局限性，这种局限性主要体现在功能发挥时系统对DNA上PAM序列的依赖性以及切割时潜在的脱靶效应。因此科学家们在CRISPR/Cas9的基础上开发了更加高效且广谱的精准基因编辑工具—单碱基编辑技术BE（Base Editor）和精准基因编辑工具PE（Prime Editors）。单碱基编辑技术BE（Base Editor）单碱基编辑技术是一种基于脱氨酶与CRISPR/Cas9系统融合形成的技术。2016年哈佛大学David Liu实验室首次报道开发出CBE单碱基编辑工具，通过将SpCas9与胞嘧啶脱氨酶（cytidine deaminase, CyD, 如APOBEC1）融合，可以在一定的突变窗口内实现胞嘧啶（C）到胸腺嘧啶（T）的单碱基转换（图4）[3]。2017年10月底，该实验室进一步开发出ABE单碱基编辑工具，实现了从腺嘌呤（A）到鸟嘌呤（G）的精确转换（图5），为基因编辑提供了新的研究工具[4]。图4. CBE示意图[3]图5. ABE示意图[4]相比于CRISPR/Cas9技术，BE技术可以既不引入DNA双链断裂，又不需要重组修复模板，整体提高了编辑的安全性和精准性，而且其效率远远高于由发生DSB引起的HDR和NHEJ修复方式，对于许多点突变造成的遗传疾病具有很大的应用潜能。近年来，多个实验室也发表了类似的工具，并在这些工具的基础上进行了更为深入的改造与优化。邦耀生物科学家团队以不同单链DNA脱氨酶结构域与Cas9切口酶相结合为基础，开发全新一代的DNA碱基编辑工具—超高活性的HyCBEs和双碱基编辑器A&C-BEmax以及等多种碱基编辑新工具，提高了编辑活性并拓宽靶点范围，以实现更广泛、更精确的基因编辑，相关研究成果也发表在Nature Cell Biology、Nature biotechnology等国际著名期刊[5]。图6. 超高精度碱基编辑器HyCBE示意图图7. 双碱基编辑器示意图精准基因编辑工具PE（Prime Editors）2019年10月21日，哈佛大学David Liu实验室开发出了全新的精准基因编辑工具PE （Prime Editors）[6]，PE是以CRISPR/Cas9系统为基础，在两方面加以优化：1. pegRNA：pegRNA（prime editingguide RNA）是一段改造后的sgRNA，它在传统sgRNA的3' 末端增加了一段RNA序列。这个RNA序列包括一段引物结合位点（Primer-binding site, PBS），用于与被切割的目标DNA链互补；还包括一段进行逆转录的模板（RT template）的序列，它与切口下游的DNA序列同源，且在RT序列上存在有相应的编辑突变（如点突变或插入缺失突变）。图8. pegRNA的改造[4]2.融合蛋白：将nCas9（H840A）与M-MLV逆转录酶融合。图9. PE结构示意图[4]在pegRNA的引导下，融合蛋白会到达基因组上的目的序列，并对含PAM的靶DNA链进行切割（pegRNA的非互补链）。此后，PBS序列与被切割的目标DNA链互补配对，逆转录酶即从端口空缺处启示逆转录。逆转录产物（DNA）即包含我们所期待的编辑突变。这段逆转录DNA会入侵并进入基因组DNA，发生整合，并进行切口的修复。只要RT序列允许，那么就可以采用此原理完成碱基的点突变（任意转换或颠换）以及片段的插入和缺失。图10. PE原理示意图[4]相比于其它基因编辑工具（采用ZFN，TALEN，CRIPSR/Cas9等产生DSB进行HDR或NHEJ修复或通过base editing系统进行单碱基编辑），PE的优势在于可以在不依赖DSB的前提下，能够实现更精准的编辑，更广的试用范围。但同时相比CBE和ABE，PE的劣势也随之体现，编辑效率不如前者，并且产生随机Indels的可能也会随之提高。图11. PE与ABE、CBE的效率比较[6]最后，除了上述几种基因编辑工具以外，科学家们还发现了除Cas9外的Cas家族的其它一系列蛋白，如 Cas12、Cas13、CasX等。这些新的发现有望使基因疗法能够解决更广泛的遗传疾病，推动生物医学的基础研究和临床基因治疗研究。

不同位置的臭氧身份迥异臭氧是一种有鱼腥味的淡蓝色气体，通常存在于距离地面30公里左右的高层大气中，能有效阻挡紫外线，保护人类健康。“公众常常混淆大气平流层的臭氧层和对流层近地面层臭氧的区别。”长安大学水利与环境学院教授邓顺熙说，在距地面20千米至50千米高度的平流层有一个臭氧层，它能吸收太阳光中的绝大部分紫外线，使地球上的生物免受伤害。但当人类生活区周边的臭氧浓度超过一定限值，就将造成灰疆和光化学烟雾等污染，很容易引起上呼吸道炎症，出现咳嗽、头疼等症状，还会对皮肤、眼睛、鼻黏膜产生刺激。严重影响正常生产与生活。臭氧大部分集中在距地面10~30千米的平流层，仅有10%左右存在于距地面较近的对流层。从天上到地下、从低浓度到高浓度，臭氧的身份从“地球卫士”急转到“隐形反派”。一张面积约2500平方米的世界最大明信片在瑞士少女峰下亮相，旨在唤起人们对全球气候变化的关注。 新华社记者 徐金泉摄平流层中“地球保护伞”孕育生命在平流层中臭氧层的庇护下，地球生命的基础物质——脱氧核糖核酸与核糖核酸逃脱了紫外线辐射的“魔爪”，才有了人类出现和发展。可以说，亿万年以前，臭氧层就开始充当地球生物进化的“保护伞”“护航者”。与此同时，臭氧一直是人们的好帮手，在消毒杀菌、抗炎抗感染、止疼镇痛、提高机体免疫力、向缺血组织供氧等为代表的临床应用中均有大作用。甚至，它还有些清新意味——雷雨天后，那沁人心脾的青草气息，也是部分因为少许氧气在遭雷击后转变为了臭氧。这种低浓度臭氧不仅无害，还令人精神振奋。对流层中成为夏季污染的头号元凶而到了对流层，除部分从平流层到对流层“漫游”的臭氧，以及森林植被生物贡献的臭氧外，绝大部分臭氧是“人造的二次转化产物”，如氮氧化物NOx、VOCs挥发性有机物等，它们是经过复杂光化学反应产生的二次污染物。当日臭氧浓度最大8小时均值超过每立方米160微克，即成为臭氧污染。臭氧污染究竟对人体有哪些影响？可以说，从中枢神经系统到呼吸系统，从血液到骨骼，均会被它损害。夏季阳光灿烂，却在城市地区暗藏“杀机”。当你在室外闻到特殊的鱼腥味儿，可能就是臭氧超标的手笔。发生光化学反应需要强紫外辐射、高温、低湿与静稳大气环境，光照条件最好的夏季就成了臭氧污染的催化剂——日照越强，光化学反应越剧烈，反应生成的臭氧越浓。打赢臭氧攻坚战，关键在源头替代大力推进源头替代，有效减少污染前体物产生量。浙江省生态环境厅大气环境处副处长史一峰说，以工业污染源为例，溶剂型涂料的挥发性有机物重量占40%～80%，而作为绿色涂料的粉末涂料仅为不超过2%，推进源头替代是减少臭氧污染最有效的方法。为鼓励企业采用符合国家有关低挥发性有机物含量产品，生态环境部印发的《2020年挥发性有机物治理攻坚方案》提出，排放浓度稳定达标且排放速率满足相关规定的，相应生产企业可不要求建设末端治理设施。中国行动表明臭氧治理的决心2020年6月，《2020年挥发性有机物治理攻坚方案》发布，表明了我国对臭氧治理的决心；2020年7月1日，《挥发性有机物无组织排放控制标准》实施，打赢蓝天保卫战，我们在行动。在2021年7月26日生态环境部例行新闻发布会上，生态环境部新闻发言人刘友宾就氢氟碳化物(HFCs)管控回答记者提问时表示，中国将把HFCs管控纳入国内法律法规体系。刘友宾表示，HFCs是消耗臭氧层物质（ODS）的常用替代品，虽然本身不是ODS，但HFCs是温室气体。《基加利修正案》的实施，将对保护臭氧层和应对气候变化带来显著的环境效益，作为发展中的大国，我国在未来《基加利修正案》实施过程中，将付出艰辛的努力。但同时也给产业发展带来了新的契机。作为国际社会负责任一员，我们将严格履行国际承诺，与各缔约方开展务实、透明、深入的国际合作，为全球环境治理贡献力量。

溶解态硝酸盐的同位素分析是环境科学的一个重要应用，与目前的细菌反硝化法和叠氮化镉法相比，新型的三价钛还原法用于硝酸盐同位素分析大大降低了样品预处理的技术门槛。实验名称：硝酸盐氮氧同位素分析实验仪器：德国元素elementarenvirovisION样品预处理Altabet等人在2019年对三价钛还原法进行了详细的描述。简单地说，在制备硝酸盐样品前，用锌金属粉对三氯化钛进行预处理30分钟，以确保反应效果。在预处理之后，样品制备将每个小瓶中溶解的NO3-转化为N2O气体，用于顶空IRMS分析，这是通过用移液管加入样品，去离子水脱气，10%盐酸和处理过的钛试剂来完成的。然后轻轻搅动小瓶，放置12 - 24小时，以待反应完成。一步反应1. 用移液管将试剂和样品加入40毫升或20毫升的小瓶中2. 静置小瓶12-24小时反应(硝酸样品转化为N2O)3. 在EnvirovisION IRMS上运行样品一旦完成，样品可以在iso FLOW GHG和isoprime precisION或EnvirovisION系统的N2O分析模式下进行分析。分析速度显著提高与广泛使用的细菌反硝化法相比，钛(III)还原法大大缩短了样品制备时间，样品制备从7-9天减少到一天。以浓厚兴趣与责任为经，以奉献与专一为纬，120多年坚持做一件事 - 元素分析，德国元素Elementar正把他对科技的热诚汇入中国火热的经济发展大潮，为中国的未来，为中国的环境、材料、农业、食品医药等领域的研究发展，贡献自己的力量。

喹噁啉类药物的危害及检测目的喹噁啉类药物是一类化学合成类的抗菌促生长剂，它们的基本结构是喹噁啉-1,4-二氧化物，即喹噁啉环。主要包括喹乙醇、卡巴氧、喹喔啉、喹赛多、喹多辛、西诺喹多、德那资多（肼多司）、乙酰甲喹和喹烯酮等药物。研究表明，喹噁啉类药物对DNA致突变、致损伤，破坏细胞抗氧化作用系统，可以引起细胞自由基的产生，导致细胞DNA发生氧化性损伤，还会引起细胞周期阻滞和细胞凋亡。传统喹噁啉类药物喹乙醇和卡巴氧，由于其对人体危害最/大，世界各国和国际组织对这两种兽药制定了严格的残留限量规定。欧盟1998年发文禁止喹乙醇和卡巴氧在食品动物生产中作为促生长添加剂使用。2020年我国生效实施的GB 31650-2019《食品安全国家标准食品中兽药zui/大残留限量》中规定了猪肌肉和猪肝脏组织中喹乙醇残留标志物的zui/大残留限量。同年我国农业农村部公告第250号规定卡巴氧及其盐、酯为食品动物中禁止使用的药品。但是，这些药物在生产实践中被大量地非法使用或滥用，其残留对消费者健康造成了巨大的潜在威胁。喹乙醇和卡巴氧进入动物体内后，能够在短时间内代谢成十多种产物，研究表明，3-甲基-喹噁啉-2-羧酸（MQCA）是喹乙醇在动物体内代谢后的主要产物，喹噁啉-2-羧酸（QCA）是卡巴氧在动物体内代谢后的主要产物，且该产物在动物体内滞留时间较长，因其含量与总残留关系稳定，所以将MQCA定为喹乙醇在动物体内代谢的残留标示物，将QCA定为卡巴氧在动物体内代谢的残留标示物。本文阐述了如何将卡巴氧、喹乙醇及代谢物从样品基质中分离提取出来，并经过净化后，转化成液质联用仪可以检测的形式。以提取、净化为重点，依据国标GB/T 20746-2006，为检测人员和相关领域研究人员提供一定的参考。检测项目：卡巴氧、脱氧卡巴氧、喹噁啉-2-羧酸（QCA）、3-甲基-喹噁啉-2-羧酸（MQCA）应用范围：牛、猪肝脏和肌肉液相色谱-串联质谱法方法原理：卡巴氧：用乙腈+乙酸乙酯（1+1）溶液提取肌肉和肝脏组织中的卡巴氧，提取液经正己烷脱脂后，旋转蒸发至干，残渣用甲酸（0.1 %）+甲醇（19+1）溶液溶解。样液供液质测定，内标法定量。脱氧卡巴氧、QCA、MQCA：用甲酸溶液消化试样，使组织中天然存在的酶失活，然后加入蛋白酶水解，盐酸酸化，离心过滤后，过Oasis MAX固相萃取柱或相当者净化。先用二氯甲烷洗脱脱氧卡巴氧，再用2 %甲酸乙酸乙酯溶液洗脱QCA和MQCA，氮气吹干洗脱液，残渣用甲酸+甲醇（19+1）溶液溶解，样液供液质测定，内标法定量。 前处理仪器：固相萃取装置；氮气浓缩仪；液体混匀器；分析天平（感量0.1 mg和0.01 g）；真空泵；均质器；移液器（10 μL～100 μL和100 μL～1000 μL）；聚丙烯离心管（50 mL具塞）；pH计（测量精度±0.02 pH单位）；低温离心机（可制冷到4 ℃）；玻璃离心管（15 mL）。检测仪器：HPLC-MS/MS+ESI源试样制备与保存将牛、猪肝脏和肌肉组织样品充分搅碎，均质，分出0.5 kg作为试样，置于清洁样品容器中，密封，并做上标记。将制备好的试样于-18 ℃以下保存。前处理方法1. 卡巴氧的前处理步骤称取5 g试样（精确至0.01 g），置于50 mL聚丙烯离心管中，加入5 g中性氧化铝，加入25 mL乙腈+乙酸乙酯（1+1）溶液，于液体混匀器上充分混合5 min，以5000 r/min离心5 min，将上清液移取至另一干净的50 mL离心管，加入10 mL正己烷到管中，振荡2 min，以5000 r/min离心5 min，弃去上层正己烷，将下层清液转移至150 mL鸡心瓶中。加入25 mL乙腈+乙酸乙酯（1+1）溶液，重复提取一次，正己烷除脂后合并两次提取液于同一鸡心瓶中，加入一定量的喹噁啉-2-羧酸-d4（QCA-d4）标准溶液，使其浓度为2.0 ng/g，40 ℃水浴减压旋转蒸发至干。准确加入1.0 mL 0.1 %甲酸-甲醇（19+1）溶液溶解残渣，过0.2 μm滤膜后，供液质测定。2. 脱氧卡巴氧、喹噁啉-2-羧酸、3-甲基-喹噁啉-2-羧酸的前处理步骤称取5 g试样（精确至0.01 g），置于50 mL聚丙烯离心管中，加入10 mL 0.6 %甲酸溶液，混匀后，置于（47±3）℃振荡水浴中振摇1 h；先加入3 mL1.0 mol/LTris溶液混匀，再加入0.3 mL 0.01 g/mL蛋白酶水溶液，充分混匀后，置于（47±3）℃振荡水浴中酶解16 h～18 h。加入20 mL 0.3 mol/L盐酸溶液，振荡5 min，在10 ℃以5000 r/min离心15 min，上清液过滤。将滤液移入Oasis MAX固相萃取柱（3 mL甲醇和3 mL水活化）中，待样液全部流出后，用30 mL 0.05 mol/L乙酸钠-甲醇（19+1）溶液淋洗固相萃取柱，真空抽干15 min。在一支干净的玻璃管内加入一定量的喹噁啉-2-羧酸-d4（QCA-d4）标准溶液，使其浓度为2.0 ng/g，再用4×3 mL二氯甲烷将脱氧卡巴氧洗脱至管内，在45 ℃用氮气浓缩仪吹干。固相萃取柱再用3×3 mL甲醇、3 mL水、3×3 mL 0.1 mol/L盐酸溶液和2×3 mL甲醇-水（1+4）溶液分别淋洗，真空抽干15 min，然后用2 mL乙酸乙酯再淋洗固相萃取柱，弃去全部淋出液，最后用3 mL 2 %甲酸乙酸乙酯溶液洗脱喹噁啉-2-羧酸（QCA）和3-甲基-喹噁啉-2-羧酸（MQCA）到上述吹干的试管中，在45 ℃用氮气浓缩仪吹干。准确加入1.0 mL 0.1 %甲酸-甲醇（1.标准物质分别用甲醇配制成100 m-d4）同位素内标进行回收率的校正，也可以配合使用各个化合物相对应的同位素内标。

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海南大学南海海洋资源利用国家重点实验室王宁和袁益辉研究团队提出利用DNA结构实现超灵敏和高选择性锶离子检测的方法，可快速有效实现海洋放射性污染物监测，助力核电产业绿色可持续高质量发展。相关成果近日发表在国际学术期刊《自然可持续发展》上。　　随着核能的广泛应用，防治放射性核污染成为人们关注的话题。作为235U的裂变产物，90Sr是最常见的放射性核污染元素之一。其化学性质与钙相似，易在环境与生物体内富集，对人体的辐射可引起骨癌、白血病等疾病，此外，因其半衰期长达29年，具有长期危害性，是人类不可忽视的一大隐患。然而，由于锶离子缺乏特征能量射线，使用现有技术无法快速、全面且精准地进行锶元素检测，如何精准检测一直是个行业难题。　　鉴于此，王宁和袁益辉研究团队提出了一种以鸟嘌呤-四联体DNA(脱氧核糖核酸)结构实现超灵敏和高选择性检测Sr2+离子的方法。该团队通过利用荧光染料硫黄素T触发DNA折叠，形成鸟嘌呤-四联体DNA结构，并利用Sr2+与该DNA结构的高结合亲和力，取代结构中的荧光染料硫黄素T，从而导致荧光强度衰减。　　此项研究提供了一种快速高选择性核污染检测技术的方法，首次实现低至2.11纳摩的检测限，具有超高灵敏度、高选择性、广泛适用性和高可靠性。

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CRISPR-Cas9技术彻底改变了基础生物研究和应用生物技术的许多领域。但在临床基因治疗实施中脱靶效应的检测仍然存在难题。德国汉堡大学-艾本多夫医学中心（UKE）干细胞移植、细胞和基因治疗研究所的学者们近日在知名杂志《Molecular Therapy》上发表“LATE–a novel sensitive cell-based assay for the study of CRISPR/Cas9-related long-term adverse treatment effects”的文章，建立了称为LATE（长期不良治疗效果鉴定检测）的新型检测方法，该方法使用Stilla naica® 微滴芯片数字PCR系统检测低频的脱靶事件，且有助于分析Cas9脱靶切割效应的影响，并可在单细胞层面进行评估。为了证明LATE方法有助于检测Cas9脱靶切割后的功能影响，研究人员进行了小规模的原理验证实验：明星基因TP53基因敲除后会导致细胞表现出相对生长优势，这是主要的致瘤性标志之一，因此可以作为验证“LATE”检测脱靶能力的指示。本文选取TP53进行CRISPR靶向实验，并转染到有限稀释后的原代人类新生儿包皮成纤维NUFF细胞中，通过“LATE”方法重复检测到低频(图 1. LATE检测原理LATE检测的原理包括 (1)用编码荧光蛋白、设计的核酸酶(Cas9)和gRNA的慢病毒载体转导原代人类新生儿包皮成纤维细胞 (NUFF)，(2) 使用流式细胞术分析转导率并连续监控长达10周，(3)读取结果，随着转导细胞数量的增加，作为基因组编辑效应的细胞获得生长优势在这一过程中，“LATE”读取到的阳性结果（获得生长优势的细胞）会不会由TP53以外的基因被“脱靶敲除”引起，或者是序列存在其他的突变，例如插入诱变从而导致细胞获得生长优势呢?为了研究“LATE”检测的阳性结果与TP53插入缺失之间的联系，研究人员设计了GEF-dPCR（gene-editing frequency digital PCR）实验，即Drop-Off分析方法，该方法可以量化gRNA结合位点以及脱靶位点的插入缺失频率。图2. NUFF细胞获得的生长优势与TP53中的插入/缺失频率相关 (A)TP53外显子4片段和GEF-dPCR中使用的FAM、HEX标记探针的示意图。(B) TP53插入/缺失频率，数据由GFR-dPCR测量获得。(C) 脱靶TP53插入/缺失频率，由GEF-dPCR测量获得。对于TP53 gRNA结合位点的检测，GEF-dPCR使用两个双标记水解探针，一个HEX标记探针与远离gRNA识别序列的区域结合，易发生插入缺失的位点设计FAM标记的探针（图2A）。文中使用Stilla naica® 微滴芯片数字PCR系统进行GFR-dPCR方法检测，实验方法详见原文第12页。随后进行Stilla naica® 微滴芯片数字PCR系统检测，结果显示随着时间的推移，TP53插入缺失的频率随之增加，转导后第7天插入缺失率为1%–22%，在52天后达到44%–85%的峰值，该变化趋势和细胞获得生长优势的趋势一致。（图2B）研究人员还对TP53脱靶位点的插入缺失频率进行了检测（图2C）。上述dPCR检测结果也与NGS测序方法和RGB荧光标记方法一致，从而说明“LATE”能够检测TP53介导的gRNA的不良脱靶效应，但这些gRNA并没有被常用的在线预测工具标记为“危险信号”。随后，作者还验证了“LATE”可用于任何类型的设计核酸酶以及不同的CRISPR/Cas变体，并且可以扩展用于其他细胞类型，尤其是高度相关的原代hMSC。因此，“LATE”实验方案可用于验证特定细胞类型中特定设计核酸酶的脱靶效应的影响。图3：LATE检测可应用于hMSCs和h-TERT永生化细胞综上，“LATE”可以作为一种简单、快速和经济的技术手段，用来评估CRISPR/Cas系统带来的生理“副作用”影响，辅助临床前的安全性研究，是对基于NGS的全基因组脱靶检测方法的有效补充，特别是补充了流式和数字PCR的检测结果。原文:https://doi.org/10.1016/j.omtm.2021.07.004期刊介绍：《Molecular Therapy》是美国基因治疗学会(ASGT)的月刊，是基因转导、载体开发与设计、干细胞制造、基因、肽、蛋白、寡核苷酸的开发、细胞疗法、疫苗开发、临床前目标验证、安全性/有效性研究和临床试验等领域的领先期刊。《Molecular Therapy》致力于促进遗传学、医学和生物技术的科学发展，影响因子为6.698。

近日，河南省多部门联合下发相关通知，为进一步加强防疫人员队伍建设，扩大掌握核酸检测等技能人员规模储备力量，经研究，决定开展核酸检测相关人员项目制培训，培训计划今年年底前全省完成培训取证5万人以上。其中，核酸采样培训取证2万人以上，核酸检测培训取证1万人以上，环境与物品消毒培训取证1万人以上，公共场所卫生管理员培训取证1万人以上。核酸采样、核酸检测主要针对医疗机构医疗、护理及辅助岗位工作人员，本科院校医学类、技工院校、中高等职业学校医药卫生大类相关专业应届毕业生及离校未就业毕业生。环境与物品消毒、公共场所卫生管理员培训对象为企事业单位、社区相关工作人员、院校学生、志愿者和其他符合条件的人员。早在2020年5月份，核酸检测员这一新兴岗位在国家人力资源和社会保障部进行了公告（点击查看），主要职责如下：核酸检测员（按职业编码排序4-08-05-08）定义：使用仪器和试剂，对核酸样品进行管理、提取、检测并出具相应检测报告的人员。主要工作任务：1.负责样品的入库、存放和出库；2.提取、纯化核糖核酸或脱氧核糖核酸；3.对提取后的核酸进行实时荧光定量聚合酶链式反应检测；4.构建文库，并根据测序标准进行文库质量的检测与鉴定；5.使用高通量测序仪对核酸文库进行碱基序列的测定；6.分析高通量测序仪得出的数据并出具报告；7.对高速冷冻离心机、恒温震荡器、移液器等仪器进行日常清洁、维护和管理；8.配置、存放和管理核酸提取试剂、建库试剂和测序试剂。

衢州市科技局按照“一平台+一中心+N驿站+N专员”组织架构，构建四省边际大型仪器设备共享中心。一是探索本市大仪管理单位评价机制。依托大型仪器设备管理单位，建设N个“服务驿站”，对其制度建设、管理系统对接、设备入网共享、共享服务成效等方面开展考核。绩效评价结果作为科研仪器设备购置审核、资产管理、财政补助资金安排的重要依据。二是强化四地市协同工作机制。由衢州市科技局牵头，建立四地市联席会议机制，加强大仪共享业务对接，健全相关业务标准规范，定期研究解决工作中存在的困难和问题，推动大仪共享工作有序高效开展。二是建立即时响应机制。制作各地业务审批和技术支撑联络图，确定专职联络员，定时开展业务培训交流，提高沟通效率，落实联席会议各项工作部署。三是加快四省边际大仪共享平台建设。依托浙江省大型科研仪器开放共享平台，利用四地市大型科研仪器资源，上线“四省边际共享专区”。以大型科研仪器“闭环管理、动态监管、全流程服务”为核心，以科研人员、科技企业的创新需求为导向，强化跨地、跨部门协同，建设多跨协同场景应用，实现大型科研仪器管理“一网办”和大型科研仪器开放共享服务“一指办”。

2016年9月15日，《Genome Biology》报道了一种基于SGN的基因编辑新技术，以结构引导的内切酶(SGN，Structure-guided nuclease)实现体内外DNA任意序列的靶向和切割。论文一作为Shu Xu，论文通信作者为南京大学医学院附属金陵医院的周国华(Guohua Zhou)研究员、南京大学模式动物研究所的赵庆顺(Qingshun Zhao)教授和朱敏生(Minsheng Zhu)教授。做为基因编辑领域的从业者，读后很有感触，应BioArt主编之邀请，以半学术的方式、以随笔的形式写出，与各位分享，不严谨之处请大家各自消毒。　　感触之一：构思巧妙，略有瑕疵，瑕不掩瑜。　　论文中，作者巧妙地融合FEN1(Flap endonuclease-1，是一种可以特异性识别flap结构的核酸内切酶，参与DNA的复制，修复和重组过程 除此之外它还具有双链DNA特异的5‘-3’的核酸外切酶活性)和已经被成功用于ZFN和TALEN的DNA剪切结构域Fok I，结合标准化的linker(GS repeats)，设计了一个chimeric protein，实现了可编程的基因编辑系统，具有以下特点：短链ssDNA导向的基因组特定位置 编辑结果是产生大片段的deletion(可以大于2.6kb) 可以在斑马鱼胚胎中成功编辑内源基因。这个构思，看得出包含ZNF以及TALEN的影子，其实这三者设计思路是一致的，其创新点在于靶向元件的选择十分巧妙，切割元件直接me too。令人惊喜的是，这种原创性工作出自我们中国科学家团队，略有遗憾的是，论文中体内靶点做的偏少，也没有以CRISPR或者TALEN为对照，导致尚不能够评估其相对低的编辑效率是来自位点特异性障碍还是来自技术本身(znf703基因编辑效率1/96≅ 1% cyp26b1基因编辑效率是3/29≅ 10%、这个位点还真不低)。另外一点，如果SGN系统编辑结果是产生大片段的deletion，那么后期的同源重组做起来要相对困难(冒昧的揣测一下：FEN-1外切酶活性是否可以dead?貌似大片段的deletion应该是5' -3' 的核酸外切酶活性引起的)。　　感触之二：表述质朴谦逊，留下很大的优化空间。　　通篇论文读下来，科学之外，还感觉到一种相对质朴的文风，措辞之间充盈着谦逊。这么讲，可能超出了学术范畴，所以称之为随笔，既然自己给自己开了这么一个后门，所以，干脆就谈出来，好在笔者与南京大学与作者没有关联，也就没有了套磁之嫌疑。例如，在基本术语上作者没有跟风：“SGN”而不是“ssDNA guided Nuclease”，“DNA editing”而不是“genome editing”，这些细节都能够体现出一种“独立性”。基因编辑技术的效率是极其重要的，目前看在这篇论文中，作者没有更多地报道相关的条件优化工作，例如效率瓶颈是存在于guide DNA与靶向区域的结合效率?还是存在于SGN的识别效率?整个生物学场景之中，目标区域的DNA melting究竟有多重要?是转录相关事件还是复制相关事件?(冒昧的揣测一下：是不是质粒编辑实验中采用可诱导启动子即可帮助判断?)当然，不应该要求一篇论文解决和回答这么多的科学或技术问题，但是可以预计，这个新工具可能还有较大优化空间，期待着他们更多的进一步报道。　　感触之三：就是要挑战CRISPR，尽管它似乎难以逾越!　　众所周知，今年5月2日《Nature Biotechnology》在线发表河北科技大学韩春雨博士“一鸣惊人”的论文，报告了一种NgAgo-gDNA基因编辑新工具，尽管因不可重复而使韩春雨“一波三折”地陷入学术诚信危机，但是，此文也算是高调地揭开了挑战CRISPR暗中竞赛的盖子。尽管CRISPR如日中天，甚至有“long live CRISPR”之类的戏言，但是，CRISPR并不完美，这种“不完美”不仅仅来自Off-target、PAM的限制性、难以实现单碱基精确编辑之类的技术瑕疵，更是来自人类对新技术的“天然贪婪”，来自根深蒂固的奥林匹克精神“更快、更高、更远”，来自我们骨子里的征服欲。正如哈佛大学医学院遗传学教授George Church所言：新技术都是脆弱的，随时可能被取代 加州大学圣迭戈分校的Prashant Mali 说的更直白“我们需要的不止这些”。所以，从技术使用者的角度看，CRISPR是大自然和几位先锋科学家送来的珍贵礼物，在欣然拥抱它的同时、当然也期待着更好的技术出现 从技术开发者的角度看，大红大紫般火热的CRISPR又是新的竞赛标杆，它令人嫉妒地、高傲地立在那里，挑逗和激发着人们超越它的冲动。　　感触之四：源自天然、超越天然，从基因编辑技术演化史看“工程化”在技术工具开发中的重要性。　　有人把基因编辑技术做了“断代工程”，给技术划代，很形象、也利于普及，但是有时候也比较困难。一般地，理论上可以在哺乳动物细胞中近乎任意位点切割并引发编辑的ZFN、TALEN以及CRISPR，它们在时间节点上依次出现、而且效率和便利性也越来越好，所以被称为第一代、第二代、第三代基因编辑技术(1G、2G、3G)。笔者愿意把他们称之为大众基因编辑工具，因为对应着的还有一些小众工具，鉴于其自身的技术局限和缺陷，并没有被大家普遍接受。今天，先聊一聊大众工具，随后加一些小花边，再聊聊那些正在被淘汰和被遗忘的小众工具，补充这些小众工具的演化史，可以更加清晰地看出技术发展脉络，或许从中获得另外的灵感和启发。　　从大众工具看，“工程化”贯穿始终。现代中文语境中，一直有一种混淆科学与技术的“语义学”困境。科学与技术相关但不相同，有人形象地这样区分科学与技术：know what，know why是科学，know how是技术。基因编辑总体上是一种技术，其相关工具的开发，起步于科学发现，但是不止步于科学发现。例如，从现有公开文献看，CRISPR最重要的科学发现节点是2011年卡彭蒂艾(Emmanuelle Charpentier)对tracrRNA的生物学功能的阐明。但是，有时候，造物主很懒，他开辟了这个世界之随后可能置之不理了。所以，大自然留给我们的礼物，有时候配不上我们征服的野心，因此，就人类目标而言，我们从来都不吝啬和迟疑于改进和再造。果然，随后的2012年，卡彭蒂艾就会同詹妮弗刀娜(Jennifer A. Doudna)联合发表了划时代论文，把tracrRNA和guide RNA合二为一，做成了工程化的“chimeric single guide”，sgRNA由此诞生。而在CRISPR-Cas工程化、模块化方面贡献最大的，应该首推华人科学家张锋教授。除CRISPRi、 CRISPRa之外，早在2013年的综述中，张锋教授就展望了包括把Cas设计为光控模式在内的各类工程化方案。而就是在本月，又推出了两项以遥控sgRNA的方式对CRISPR实施即时控制的技术方案。哈佛和神户大学的团队先后发表了利用“工程化”措施将AID与dCas9做成chimeric protein实现了不依赖于同源重组的单碱基编辑。就在本月初，MIT的团队创建了光敏感的sgRNA技术 几乎与此同时，深圳的科学家团队报告了“化学控制”的sgRNA的控制技术。　　让我们把视野再回望到ZFN和TALEN，更是工程化的杰出案例，直至今天讨论的SGN，其“动作模块”甚至“毫不动摇”地使用FokⅠ，所变换进化的是“GPS定位模块”。这堪称技术演化之中还留下了历史痕迹，好似“保守序列”一样，让人惊叹“自然进化”与“人工进化”异曲同工之奇妙。　　所以，基因编辑工具开发工程化的基本方程式是：GPS定位模块+执行模块。话分两头说。　　先聊“执行模块”。FokⅠ屡战屡胜，但是，一定还有其它选择，毕竟，造物主应该是慷慨的，地球生命演化了四十亿年，留下的自然遗产极为丰富。　　再聊聊GPS定位模块。这个模块工作效率及操作便利性如何，是基因编辑工具“好不好使”的关键。ZFN和TALEN的主要特点是：以蛋白质特定结构域来完成靶向定位，其主要缺陷是：定位模块体外准备麻烦，工作量大成本高 相比之下，CRISPR-Cas却方便的多，所以在总体竞争中胜出。但是CRISPR-Cas还是或多或少存在Off-target的弊端，为了解决这个问题、进一步强化定位精准性，已有报道以dcas9为定位器，融合上FokⅠ，实现正义链和反义链双向定位、并形成FokⅠ二聚体造成DNA双链断裂(DSB)、引发编辑。本次讨论的南京大学的这篇文章，再一次创新了GPS定位模块，首次采用FEN-1(flap endonuclease-1)来执行定位功能，将定位指令转化为方便人工编程的guide-ssDNA，做的很巧妙。　　聊到这里，下一个创新近似于呼之欲出：尽管NgAgo似乎失败了，但是它工程化改造的前景呢?pAgo做为基因组“GPS定位模块”的可能性，怎能不令工具开发者怦然心动，就连我那个简陋的实验室，都已经于几个月前就开始努力了，万一大牛们漏掉了某些创意呢?　　总之，GPS定位模块+执行模块=基因编辑工具，两个模块的重点是定位模块。设计灵感源自天然存在的自然遗产、但不止步于天然存在。自然界留给我们很多的提示和启发，例如：位点特异重组酶(site specific recombinase)如何?整合酶(integrases)如何?转座酶(transpotase)如何?其它未知的recombinase如何?这个领域的干法和湿法挖掘竞赛应该一直在进行。张锋曾说到：“通过对多种酶进行探索，我们可以得到一个更强的基因组编辑工具箱。我们必须继续探索未知。”　　最后的花边：从G0谈起，回顾一下“沦落”为小众的基因编辑工具。　　上世纪七十年代末，利用限制性内切酶实现了质粒体外重组，标志着第一代基因工程的诞生。随后，基于同源重组的体内染色体水平的基因工程成为现实，但是由于重组率极低，必须使用抗生素抗性或营养缺陷等标记加以筛选，做不到无痕编辑。之后，尽管发展了反向筛选标记、cre位点预埋及抗性回收等技术措施，但是，还是繁琐和低效。业界对无标记的无痕基因编辑技术是十分期待的，无标记无痕的关键在于编辑效率，只要效率达到百分之一以上的数量级别，就有希望。这里让我们一起回顾一下两个小众工具，作为“绿叶”来衬托一下广为人知的大众工具。　　其一，G0代的重组工程(Recombineering)。上世纪90年代末，基于λ 噬菌体的Red重组酶的重组工程(Recombineering)出现了，这个领域中，中国科学家于代冠(Daiguan Yu)跟随NIH的Donald L . Curt，做出了不少贡献，于代冠博士后来回到了中科院广州生物医药与健康研究院。基于Red系统，哈佛大学George Church于2008年在《Nature Biotechnology》上发表了改进版的MAGE，可以自动化地在数天内引发十亿计的突变 至2013年，Church又把基于ss-oligo的的重组工程从大肠杆菌扩展到酿酒酵母，这个过程还与rad51/rad54相关，被Church发展成YOGE技术，之所以特别强调Church，是因为这位伟大的科学家也是早期CRISPR的推进者之一，他采用Cas9编辑高等细胞基因组的论文，与张锋“同框”于2013年1月的Science。但是，重组工程最终没有能够再扩展到其它物种，特别是没有实现哺乳动物细胞的基因编辑。大肠杆菌的Red/ET系统，也是重组工程的重要实现工具，也是目前仍在普遍使用的分子生物学基本操作工具，这个系统源自中国科学家张友明在欧洲留学工作期间做出的开创性工作，张友明博士后来回到山东大学工作。总体上，基于寡核苷酸入侵的重组工程可扩展性不够好(局限于原核的细菌、真核最多跨到酿酒酵母)，效率相对低下(在千分之一到百分之一之间)，难以大幅度优化。　　其二，G2.5代的Targetron。这个来自原核微生物防御机制的Targetron技术，笔者更愿意把它称之为2.5代技术，不是因为它的效率，而是因为它的GPS定位模块的工作方式，其方式是结合了“个别DNA位点的蛋白质识别”和“其它位点的RNA识别”，而且识别序列是可编辑的、可以“reprogrammable”的。这个编辑工具的大本营首推德克萨斯大学奥斯汀分校，他们有对外开放的设计软件及一些技术服务，但是，它编辑复杂、使用困难、物种可扩展性不高，梭状芽孢杆菌是可以用的，中科院微生物所李寅组和上海的杨晟组都有相关工作。总之，仍然是一个小众工具。　　SGN将会如何?是小众工具还是能够发展成大众工具呢?pAgo能不能进一步W为NgAgo“正名”?能不能正名之后再发展成大众工具呢?前提是solid、可重复，并且用户友好。让我们拭目以待吧!　　源于天然而超越天然，正道也!再次祝贺南京大学科学家在基因编辑领域的这项重大突破!

近日，青岛星空智程康复中心进行了自闭症体医融合试点项目——脑科学相关研究，该项研究对自闭症儿童进行了全面的评估测试。本次研究就是由山东体育学院脑科学研究团队硕士研究生，参与儿童运动干预的研究。调查影响运动干预改善自闭症儿童问题行为因素的研究，进而快速帮助自闭症儿童改善问题行为。功能近红外光谱（functional Near-Infrared Spectroscopy,fNIRS）技术的是一项成熟的无损检测技术，可对组织血氧进行非侵入的检测，是从前额叶和运动皮层获取脑氧信号的一种常用的、有效的方法；近红外光谱设备经光源不断发出700-900nm的近红外光线进入人体组织，并通过探测器检测被氧合血红蛋白（Oxygenated Hemoglobin,HbO2）和还原血红蛋白（Deoxygenated Hemoglobin,Hb）吸收的近红外光谱，以此持续监测人脑活动。此外，便携式近红外光谱设备可以在运动状态下监测儿童的大脑功能。与其他非侵入性脑功能磁共振成像、脑电图检测技术和计算机断层成像相比，近红外光谱在儿童脑功能研究中具有以下优势：1、适中的时间和空间分辨率，这不仅可以检测大脑组织微循环中氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度变化，还能够有效避免心率及呼吸对血氧信号的干扰。2、便携方便，且测试过程中对被测试者的限制较小。3、可进行运动状态下的实时监测，更适合检测运动对脑功能的影响。目前，近红外光谱技术已广泛应用于脑功能研究和神经影像学研究当中，此外近红外光谱仪因其易于穿戴并具有良好的空间分辨率等特性，在脑机接口（brain-computer interfacing,BCI）领域也获得了长足的发展。最关键的是，该台仪器无辐射！研究团队介绍山东体育学院脑科学研究团队现有教授1人,副教授1人,在读研究生13人,其中在读博士研究生1人,在读硕士研究生12人。董贵俊，博士，教授，博士生导师，山东体育学院运动与健康学院副院长，主要研究领域为运动生理学及运动医学，研究方向为运动损伤修复分子机制。已在国内外《Food Chemistry》、《JCIT》、《体育科学》、《中国运动医学杂志》等权威杂志发表论文20余篇，其中SCI5篇，EI3篇，CSSCI检索及中文核心期刊15篇。李可峰，博士，副教授，硕士生导师，主要研究方向为科学健身与健康促进。已在国内外《Environmental Microbiology》、《微生物学通报》、《中国运动医学杂志》等权威杂志论文数篇，主持完成山东省自然科学基金山东省高等学校科技计划项目、山东省研究生教育创新计划项目等多项省部级课题。团队成员主要从事运动康复、运动人体科学、运动训练、体育教育训练学等工作，团队组成多元化，涉及到儿童脑功能测试和康复训练也有科学的理论支撑。研究团队成员通过量表调查的方式对自闭症儿童进行了表达/语言沟通、社交能力、感知/运动能力、健康/生理/行为等方面进行了科学具体的测试及评分。团队拥有三台国内先进的便携式近红外光谱仪器设备，光源为两波长LED，通道最高可达63通道，时间分辨率最高可达100Hz，该设备已在国内五十余家顶级单位形成示范应用。通过脑近红外功能成像仪器（f-NIRS）对孤独症儿童静息状态下脑功能连接以及任务状态下脑功能激活进行了测试与评估。

历经20多年的发展，分子诊断市场已成为全球体外诊断行业增长最快的市场，特别是在传染性疾病的快速诊断、肿瘤早期诊断、新生儿疾病筛查等方面的应用更成为各国科学家研究和关注的热点，而目前以PCR（聚合酶链锁反应）技术为基础的分子诊断是应用最为广泛的分子诊断技术，占据了分子诊断市场的主流。 　　美国Cepheid公司就是一家以PCR技术为平台，致力于临床快速分子诊断产品研究与生产的知名公司，在院内感染检测方面更是业界的领先者。值此美国Cepheid公司高层访问中国、考察中国市场之际，仪器信息网编辑就分子诊断技术现状、仪器平台、检测试剂及公司中国发展战略等采访了美国Cepheid公司首席执行官John L.Bishop先生，Cepheid公司全球业务经营执行副总裁Nicolaas Arnold先生、Cepheid公司法律事务及业务拓展高级副总裁Joseph H.Smith先生、Cepheid公司国际销售部Lifeng He博士及Cepheid公司中国代理天津仪美科技有限公司总经理畅志强先生等陪同专访。 美国Cepheid公司首席执行官John L.Bishop先生 突破传统PCR仪的设计 实现更快、更精确、更易操作 　　以PCR仪为仪器平台的分子诊断技术虽然是分子诊断技术中应用广泛并比较成熟的技术，但是还存在一些局限：(1)尽管方法简单，但是操作过程复杂，特别是样品的制备过程，对操作人员的要求很高 (2)很容易被“污染”，PCR技术具有高特异性、高灵敏度的优势，但这些优势也常常成为PCR技术的“烦恼”，环境中的病菌或操作人员的一点失误都会被几何级数的放大，造成检测结果的“假阳性”。 　　Bishop先生说到，“Cepheid公司与传统的PCR仪生产商不同，没有经历化学法到免疫标记法，再到PCR技术这样的发展阶段，而是直接从一个全新的平台上开发PCR仪，在仪器设计理念上突破传统的96孔板设计，采用了独立的反应槽 开创独特的样品制备系统，采用微珠试剂。目前，Cepheid公司开发的实时荧光定量PCR仪分为两个系列：从样品中核酸的提取到完成PCR检测完全实现自动化的GeneXpert系列和需要实现核酸提取后进行PCR检测的半自动SmartCycler系列。” Cepheid公司GeneXpert IV型PCR仪 　　独特的样品制备系统实现样品制备与测试的一体化 　　“传统的PCR实验，需要对样品进行裂解、核酸提取、纯化及浓缩等繁杂的样品制备，通常耗时2-3小时，而Cepheid公司的GeneXpert PCR仪包含微流样品管、超声装置、注射装置、旋转装置、直角光路设计的特殊定量PCR反应管等几个部分，将样品制备和实时定量PCR反应全部自动实现，从样品制备到完成测试最快仅需30分钟左右，大大缩减了样品的制备时间，消除了操作中的人为误差，提高了反应结果的准确性，并且大大减轻了操作人员的工作强度。” 　　独立的PCR反应系统使检测更加准确 　　“与传统定量PCR仪96孔板的设计不同，GeneXpert PCR仪采用独立的I-CORE模块设计，每个样品槽都集成有独立的加热/冷却系统以及光学信号激发与检测系统，每一个模块就相当于一台独立的定量PCR仪。这样设计的好处在于，其一温控更加精确，检测时光程差异可忽略，保证了检测结果的精确性 其二可以同时进行多种不同病原微生物的检测，相对于目前传统实时定量PCR仪的单一病原体检测，采用I-CORE模块设计GeneXpert 和SmartCycler PCR仪就显得非常灵活，根据用户的需求可以配备从1个模块到16个模块，32个模块，而最新推出的GeneXpert Infinity 48 PCR仪可以配备多达48个的模块。” 　　微珠试剂设计提升测试操作的简易性 　　“传统的试剂盒里包含有样品制备过程各步所需的试剂，在操作的时候需要测试人员手工一步步加入 而Cepheid公司的试剂盒则是将酶、dNTPs(三磷酸脱氧核苷)、缓冲液等全部浓缩在一个微珠(Bead)中，而基因特异性引物、荧光探针、内参则包含于另一个微珠中，检测时，只需将两个微珠加入cartridge中，GeneXpert PCR仪就可以自动完成样品测试。独特的微珠试剂设计一方面可保持样品和试剂在常温下的稳定性，以及在微流样品管中的快速溶解，另一方面也便于精确操作减少误差，使得同一反应在任何时候任何地点都可以得到高度一致的检测结果。” 　　Bishop先生总结说到，“Cepheid公司的GeneXpert PCR仪将样品制备和检测整合在一起，是目前世界上唯一全自动封闭式实时荧光定量PCR仪 它与Cepheid公司提供的相应检测试剂盒完美结合，省去所有的手动加样环节，完全实现‘Sample In，Answer Out’，从而做到了更快、更精确、更易操作。我们的技术使得临床分子诊断从高端实验室、顶尖医院步入小型实验室、诊所，降低了对环境及操作人员的要求。为分子诊断技术在临床上的应用普及提供了广阔的前景。” PCR仪器平台已很完善 未来重点在于丰富试剂盒的种类 　　“目前，Cepheid公司的PCR系统已经很完善，全自动封闭式平台，并且在通量上具有扩展性，可以从1个模块扩展至48个模块。与业内其他PCR仪生产商相比，我们的PCR仪已经领先2-3代，故今后公司将更多地关注试剂盒的研发，拓展现有试剂盒的种类。”Bishop先生谈及公司未来发展重点时说到。 　　增加院内感染相关试剂盒种类 　　“病人入院治疗以前没有感染，在入院治疗48小时后有感染症状”定义为院内感染，这是目前很多医院困扰的问题，仅美国每年就有约二百万人患院内感染，近十万人死于院内感染。 　　Bishop先生说，“Cepheid公司是院内感染诊断的领先者，特别是在多重耐药金黄色葡萄球菌(MRSA)及耐药性结核分枝杆菌(MTB)方面。2010年公司还将有6种病原体检测试剂盒获批上市，其中一种与流感相关的病原体试剂盒及一种与万古霉素(VanA)相关的试剂盒已经获批上市销售。” 　　涉足肿瘤诊断试剂盒领域 　　Bishop先生介绍说，“Cepheid公司2010年一个新的研发项目是基于MricroRNA的肺癌诊断试剂盒。研发中的关键标记物可在肺癌早期和晚期阶段的血清中检测到，我们希望基于多重标记物的分子诊断不久可以取代切片检查。此外，Cepheid公司还与与美国强生公司合作，开发乳腺癌早期诊断的相关产品。” 从仪器到试剂 进军中国临床分子诊断市场 　　Cepheid公司的产品进入中国市场已经多年，不过以前主要是以仪器为主，主要用在研究领域。Bishop先生说，“此次中国之行，Cepheid的高层将访问中国北京与上海，并与相关的医院进行商谈，我们希望一方面把先进的技术带给中国，另一方面取得优异的商业成绩。今年我们将通过代理商天津仪美科技有限公司大力拓展中国的临床分子诊断市场，除了技术领先的PCR仪产品外，相关配套试剂也是我们推出的重点。以前我们的主要市场在美国和欧洲，未来中国是我们重点开发的市场。” 　　获取国家食品药品监督管理局(SFDA)的批准 　　在中国，分子诊断技术要应用到临床必需得到SFDA的批准，相关的仪器及试剂要注册成为医疗器械。作为Cepheid在中国的代理，天津仪美科技有限公司总经理畅志强先生表示，目前Cepheid公司的GeneXpert及SmartCycler 荧光定量PCR仪，以及相关试剂都已向SFDA提交了申请，相信不用多久时间就可以获得批准。Bishop先生说，“我们的产品均获得美国FDA的批准，我们很有信心能够获得SFDA的批准。” 　　与中国的医院、科研机构开展科研项目合作 　　“院内感染问题在中国也比较突出，中国政府对此很关注，而Cepheid公司的相关产品能够帮助中国应对这方面的问题。此行考察中国，我们将在中国选取一些医院或科研机构开展这方面的研究工作。此前，我们主要是与美国及欧洲的研究院所合作。” Bishop先生说到。 　　针对中国市场采取合适的价格战略 　　“Cepheid公司的GeneXpert PCR仪是针对已知样品、已知基因的快速检测，因此，不同的样品及检测目标都需要研发人员预先研究和优化程序，专业的微珠化试剂使得成本很高。但是针对中国市场，我们会设定合适的价格。”Bishop先生补充说，“但是我们希望中国的用户可以理解，试剂价格里包含了对照组，并且比其他试剂使用更加方便，测定更加精确，性价比更高。” 　　筹划推出简单易懂的“中文名称” 　　谈及公司英文名Cepheid的含义时，Bishop先生解释到，“Cepheid在英文里是指一个光很强的星球，用其来衡量其他星球的亮度。顾名思义，我们希望Cepheid公司的技术与产品可以在行业内担当这样的角色。考虑到要在中国市场推广，公司正计划推出一个简单易懂的中文名称。” 美国Cepheid公司高层与其中国代理合影 (从左至右分别是：Lifeng He博士、Nico Arnold先生、Joseph H.Smith先生、John L.Bishop先生、畅志强先生 ) 　后记 　　采访Cepheid前夕，恰逢第一届中国分子诊断技术大会在北京召开。会议上获悉，在中国，PCR技术用于临床诊断始于上世纪90年代初，可是随着一系列“假阳(阴)性”问题的出现，1998年卫生部暂停了临床PCR检验，直至2002年卫生部颁发了“临床PCR实验室管理暂时办法”，同年深圳人民医院检验医学部分子实验室首个获批为临床PCR实验室，至此PCR技术用于临床诊断在中国才正式恢复。 　　如今，随着各类流行性疾病的频繁爆发及此技术在欧美国家的广泛应用，中国鼓励医疗机构采用有效、价廉的分子诊断新技术，为提高人民的健康水平服务。未来中国的临床分子诊断市场前景可谓一片光明。 　　当笔者问及未来分子诊断应用前景时，Bishop先生表示，其一应用的范围会越来越广，从如今的高尖端的中心实验室将普及至小型诊所，并且可以检测的疾病的种类也将更加广阔 其二可以实现床旁诊断，未来分子诊断可以不需要在实验室检测，而是在病人的床边就可以进行检测与诊断。 　　采访编辑：杨娟 　　附录：美国Cepheid公司网站 　　http://www.cepheid.com/ 　　天津仪美科技有限公司网站 　　http://www.yimeisci.com/ 　　http://yimei.instrument.com.cn

沃尔瑟姆市,麻省（2006年3月24日）－在北美最大的实验室设备和科学仪器展览会PITTCON® 2006上，作为世界领先的分析仪器研发和制造公司－热电公司(Thermo Electron Corporation，NYSE:TMO)荣获了”编辑推荐金奖”（Gold Editor’s Award）。在超过1000个参展商中，热电公司的LTQ™ Orbitrap™ 多级线性离子阱和静电场轨道阱串联组合高分辨质谱仪获得最佳新产品奖。 LTQ Orbitrap多级串联组合高分辨质谱仪凭借其更出众的质量分辨率、质量精密度和动态检测范围等性能，完全超越了现有的飞行时间（TOF）质谱系统。并广泛应用于小分子研究、蛋白质组学、代谢组学和药物开发等领域。 “在离子阱技术发明20年来，获得专利技术的LTQ Orbitrap，无疑是质谱界内最重大的技术革新。这些技术上的进步，使得LTQ Orbitrap的检测速度更快，并具有更高的精度和可靠性。”热电公司高级副总裁Marc N. Casper先生在评价LTQ Orbitrap时，表示：“事实上，与我们的客户一样， LTQ Orbitrap的出品及其在全球各个实验室，参与进行各种前沿领域研究的卓越表现都令人兴奋异常。 在过去的几年中，热电公司一直致力于研发世界上最具潜力的组合型质谱系统。早在三年前PITTCON上，FinniganTM LTQ FT，就已获得了编辑推荐银奖。 另外，在PITTCON 2006上，除了明星产品“LTQ Orbitrap“，热电公司还展示其完整的试验室解决方案：从样品制备到分析检测，又从数据解析到数据存储、管理。同时，隆重推出了最新的“实验室－生产线”解决方案――过程分析技术（PAT）和应对欧盟限制有害物质指令（RoHS）的完整方案。 在获得PITTCON编辑推荐金奖前，仪器市场展望（Instrument Business Outlook，IBO）已授予热电公司“2005年度公司”这一殊荣。该奖项确认了热电公司在分析和科学仪器市场中的领导地位；同时，也是对其强劲的财政和运营表现以及在分析仪器领域作出的杰出技术贡献的又一次肯定。登陆http://www.thermo.com获取完整的IBO报告。关于热电公司 热电公司是世界领先的分析仪器研发和制造公司。该公司为客户提供仪器解决方案使整个世界更健康、更干净、更安全。热电生命和实验室科学部分为生命科学、新药开发、临床医学、环境和工业实验室提供分析仪器、科学设备、服务和软件方案。热电测量与控制部分致力于将分析仪器应用于各种生产制造过程及安全和国防领域。欲获取更多信息，请浏览该公司网站：http://www.thermo.com。

近日，据科技部网站发布，为规范人类基因组编辑研究行为，促进人类基因组编辑研究健康发展，国家科技伦理委员会医学伦理分委员会研究编制了《人类基因组编辑研究伦理指引》，供相关科研机构和科研人员参考使用。世界卫生组织人类基因组编辑治理和监督全球标准专家咨询委员会成员、国家科技伦理委员会委员、中国医学科学院生命伦理学研究中心执行主任 翟晓梅带领她的团队编撰了这一指引。仍存巨大争议的人类基因组编辑技术人类基因组编辑技术在国际和国内都有巨大争议。一方面，受典型案例的影响，很多人一谈到对人的基因编辑就非常敏感，将其视为禁区；另一方面，有人质疑，基因编辑这样的好技术为什么不尽快应用造福人类。据相关报道，翟晓梅指出，贺建奎基因编辑技术应用行为的问题在于，从实质伦理学来看，科学上不安全，医学上不必要，在代际伦理问题上毫无意识；从程序伦理学上看，还反映出伦理审查的形式化，以及部门壁垒产生的监管上的困难和漏洞。贺建奎当时违反伦理的依据主要是2003年科技部和原卫生部联合印发的《人胚胎干细胞研究伦理指导原则》。而如今，人类基因组编辑研究有了国家级的伦理指引。基因组编辑技术快速发展，目前已广泛应用于生物医学研究，并为诊断、治疗和预防遗传性疾病提供了新的手段。人类基因组编辑研究涉及对人遗传物质的改变，风险难以预测，不仅关乎人类个体的尊严和福祉，还可能引发一系列伦理、法律和社会问题，对人类社会造成显著而深远的影响。为规范人类基因组编辑研究行为，促进人类基因组编辑研究健康发展，研究制定人类基因组编辑研究伦理指引。敲重点！基因编辑严禁用于生育对生殖细胞、受精卵或人胚进行基因组编辑研究时，严禁将编辑后的生殖细胞、受精卵或人胚用于妊娠及生育。体细胞基因组编辑临床研究的主要目的是治疗或预防疾病。体细胞临床研究应基于基础研究证据，进行必要的动物实验及临床前体外实验以获得开展临床研究所需的安全性、有效性循证。涉及人胚和胎儿体细胞的基因组编辑研究，还须审慎考虑并评估可能造成可遗传变异的风险，尤其是在人胚发育早期阶段，避免可遗传的基因组被编辑的风险。原文如下：人类基因组编辑研究伦理指引1. 目的基因组编辑技术快速发展，目前已广泛应用于生物医学研究，并为诊断、治疗和预防遗传性疾病提供了新的手段。人类基因组编辑研究涉及对人遗传物质的改变，风险难以预测，不仅关乎人类个体的尊严和福祉，还可能引发一系列伦理、法律和社会问题，对人类社会造成显著而深远的影响。为规范人类基因组编辑研究行为，促进人类基因组编辑研究健康发展，研究制定人类基因组编辑研究伦理指引。2. 术语2.1 基因组编辑（genome editing）指对细胞或生物有机体DNA进行特定改变的一种方法。2.2 体细胞（somatic cell）指身体组织中除了精子和卵子及其母细胞之外的细胞。2.3 生殖细胞（germ cell）指精子和卵子，以及在细胞谱系中可产生精子和卵子的细胞。2.4 生殖系基因组编辑（germ-line genome editing）指使生殖细胞、受精卵或胚胎的DNA产生改变的基因组编辑活动。3. 基本原则3.1 增进人类福祉增进人类福祉和促进社会繁荣是人类基因组编辑研究的原动力，也是人类基因组编辑的首要原则。该原则体现了以人为本的理念，从价值判断维度引导和促进人类基因组编辑研究沿着向善的轨道发展。3.2 尊重人开展人类基因组编辑研究活动应尊重人的尊严，保障研究参与者的知情权、隐私权和自主决定权等基本权益。使用人胚（embryo）的研究应基于科学依据并符合伦理要求。3.3 审慎负责开展人类基因组编辑研究必须审慎评估人类基因组编辑技术的使用条件，充分考虑其研究应用的科学价值与社会价值，并重点关注潜在风险，特别是临床研究时，应充分评估拟解决疾病的严重程度与潜在风险，在“行动优先”与“防范优先”两类立场之间寻求恰当的平衡。开展人类基因组编辑研究应坚持科学标准和专业规范，确保高质量的研究设计，有效的风险控制措施，全过程的风险监测，并接受恰当的监管。3.4 公平公正开展人类基因组编辑研究旨在促进科学知识的增长，满足公众尚未被满足的健康需求，促进社会公正和人群健康平等。应公平选择研究参与者，制定科学合理的纳入/排除标准，公平分配研究获益与风险。研究成果应被公平分配，能够惠及包括脆弱人群在内的相关群体。研究成果转化应优先考虑医疗领域新技术的可及性和可负担性，而不应仅由市场决定。3.5 公开透明开展人类基因组编辑研究应公开透明，建立利益相关方和社会公众的合理参与机制。在保护隐私和个人信息前提下，加强信息共享，客观准确公开研究信息和研究成果，减少重复研究，提高研究质量。4. 一般要求4.1 目的合理人类基因组编辑研究应具备重要的科学价值与社会价值。临床研究应仅限于以治疗或预防为目的的医学干预。禁止对研究参与者进行非医疗目的的基因组改变。4.2 保护研究参与者人类基因组编辑研究伴随着难以评估的、长期的甚至不可逆的风险，应确保对研究参与者的安全和基本权益的考量重于对科学知识增长及对未来人类健康获益的考量。4.3 研究资质及条件开展人类基因组编辑的研究人员应恪守科研规范，具备相应的专业能力和水平，经过专门的技能培训和伦理培训。研究团队及相关研究机构应具备满足研究要求的关键技术、研究条件和基础设施等。4.4 知情同意开展人类基因组编辑研究应获得研究参与者明确、有效的知情同意。知情同意书的内容和知情同意的获取过程应规范有效。如果研究过程中发现风险可能增加时，应再次获取研究参与者明示的知情同意。研究参与者为无民事行为能力者，应获得监护人的同意；研究参与者为限制民事行为能力者，应获得监护人的同意，并获得研究参与者的赞同。研究参与者可在任何阶段无条件退出研究。5. 特殊要求5.1 人类基因组编辑的基础研究和临床前研究对生殖细胞、受精卵或人胚进行基因组编辑研究时，严禁将编辑后的生殖细胞、受精卵或人胚用于妊娠及生育。开展涉及体细胞、生殖细胞、受精卵以及体外人胚等基因组编辑研究时，样本来源须合法合规，且应对使用这些样本的必要性和不可替代性予以充分说明，人胚体外培养等的剩余生物材料处理应遵守国际国内公认的伦理准则和技术标准。5.2 人类基因组编辑的临床研究5.2.1 体细胞基因组编辑临床研究体细胞基因组编辑临床研究的主要目的是治疗或预防疾病。体细胞临床研究应基于基础研究证据，进行必要的动物实验及临床前体外实验以获得开展临床研究所需的安全性、有效性循证。体细胞基因组编辑策略的使用，应有恰当的适应证，且必须与其他可替代治疗方法，如小分子疗法、生物制剂治疗、其他基因治疗等方法进行综合比较，对其安全性、有效性、可及性和卫生经济学等因素进行评估，充分论证体细胞基因组编辑临床研究的科学性和合理性。临床研究时，应特别关注是否有引起生殖细胞发生意外改变的证据。涉及人胚和胎儿体细胞的基因组编辑研究，还须审慎考虑并评估可能造成可遗传变异的风险，尤其是在人胚发育早期阶段，避免可遗传的基因组被编辑的风险。5.2.2 生殖系基因组编辑临床研究人类生殖系基因组编辑包括引入自然界存在的变异、产生完全新的可能有益的遗传改变等。由于这些基因改变将可能作为人类基因库的一部分传递给未来世代，因此需要更深入的伦理考量，包括但不限于:（1）编辑错误（脱靶）、编辑不完整的风险；（2）难以预测的有害影响，这些影响可能源自于目的基因组被编辑的过程中，与其他基因和环境的交互作用以及产生新的基因变异等；（3）改变的基因一旦被引入人类，将难以消除，并且不会仅仅保持在某一个社群或国家；（4）对某些群体的永久性基因“增强”，可能会有损人的尊严，加剧社会的不平等；（5）生殖系基因组编辑的临床研究，应特别考虑个体和未来世代存在携带变异基因的可能性；（6）使用生殖系基因组编辑技术对人类演化（evolution）/衍化（derivation）的影响。目前进行任何生殖系基因组编辑的临床研究是不负责任和不被允许的。只有在对获益与风险以及其他可供选择的方案进行充分理解和权衡，安全性和有效性问题得以解决，已获得广泛的社会共识，经严格审慎的评估并在严格监管下，才可考虑开展临床研究。本指引由国家科技伦理委员会医学伦理分委员会研究制定，定期评估，适时修订。 国家科技伦理委员会医学伦理分委员会2024年7月 主要参考文件[1] 《涉及人的生命科学和医学研究伦理审查办法》（2023）[2] 《科技伦理审查办法》（2023）[3] 《关于加强科技伦理治理的意见》（2022）[4] 《中华人民共和国刑法修正案（十一）》（2020）[5] 《中华人民共和国民法典》（2020）[6] 《中华人民共和国生物安全法》（2020）[7] 《中华人民共和国人类遗传资源管理条例》（2019）[8] 《医疗技术临床应用管理办法》（2018）[9] 《生物技术研究开发安全管理办法》（2017）[10] 《人类辅助生殖技术管理办法》（2001）[11] 《基因工程安全管理办法》（1993）[12] Human genome editing: a framework for governance. (WHO, 2021) https://www.who.int/publications/i/item/9789240030060[13] Human genome editing: Science, ethics, and governance. (U.S. National Academy of Sciences, National Academy of Medicine, 2017).https://doi.org/10.17226/24623