鼠李吡喃糖甙鸢尾

臭味往往来自挥发性成分，粪臭素便是典型的一种。当稀释到极低的浓度时，它会变成淡淡的茉莉花香，不但能配制香水，还可用作食物香精。华质君不禁发出灵魂拷问：难道香的极致为… … 臭？！在食品化学中“风味”一词，涵盖了所有。感官评价（茶叶分级、香水还原、酒酿勾兑）常仰赖世传专家完成，主观因素高企，客观指标短缺。常规气味表征法大多依赖标准品建模，常仅限于少数已知小分子，对整体风味的表征描述功用有限。10种威士忌经不同前处理流程的pca主成分分析图；人为前处理越多，威士忌差异越小。前处理因其不（广）为人知的某些选择性，部分化学信息丢失。在线软电离质谱鼻，sicrit-ms，无需前处理，以样品原形嗅闻，最大限度保留原始化学信息。此方案可兼容呼吸袋、抽烟机、高通量液体自动进样器、热脱附装置、气相色谱、裂解色谱、和呼吸管，具极强的广谱电离能力，从非极性到极性（从如pahs多环芳烃或烷烃，到酸类）。在线软电离质谱鼻，sicrit-ms直接嗅闻演示01香气1秒鉴定待测样品（咖啡豆、红酒、香水等）直接置放在质谱鼻前端，秒间获得上千种香味物质信息（表1.咖啡豆香气物质鉴定）咖啡香气组成复杂，业已证明超千种化学成分与咖啡风味相关，这些成分包括羰基、硫脂环族、芳环和杂环化合物。软电离质谱鼻sicrit-ms可直接在线监测各种挥发性有机物，超敏分析香型、烘焙实时监测、产品兑制、产地溯源、储运包材选择等。下一波热门应用领域将为烟酒糖茶、葱姜蒜酱、撸串涮肉、酸甜苦辣、名优特产和舌尖上的烹饪，以及肠道菌群、口香（臭）与健康疾病诊疗大数据流调。02闻气辩真伪/名优地产鉴定在线软电离质谱鼻sicrit-ms分析气体性能优异，无歧视、快速广谱、软电离。无需任何前处理，直接嗅闻快速辨别两种奶酪，构建香气模型。农科院近期发表了基于sicrit-hrms高分辨质谱鼻果汁分析报告，快速累积大数据，实时助力和聚焦生产工艺和农产品质。绿线为非加热橙汁模型，红点为巴氏灭菌橙汁。03发酵、烘焙及炮制程的连续无间歇监控在线软电离质谱鼻sicrit-ms无需流动相或载气，全天候连续自动化嗅闻或采样，数据采集时间短速度快（秒级），不再担心样品发酵或分解、或常规色质联用因断续采样（十几或几十分钟以上）频次不够而错失关键数据的问题。通过连续监测特征气味分子与温度、时间、搅拌等因素的关系，能掌握定向发酵的秘密。比如坚果香分子在100℃条件下烘焙2小时后的浓度最高，依此调控烘焙条件，将咖啡豆烘焙出绵厚的坚果香味。香味物质与生产条件（温度、时间、搅拌等）关联性，定向制取香型风味。类似研究：中药炮制、白酒发酵、生物合成、反应监测等04呼气医学诊断/口腔气味分型在线软电离质谱鼻sicrit-ms呼气监测呼气分析关注挥发性有机（voc）标志物的识别和量化，用于无创性医学诊断、疾病标志物和药物代谢研究，应用于哮喘、慢肺阻（copd）、肺癌等疾病诊疗。病患口气味道特殊，如糖尿病患者的呼气似有烂苹果的味道；非呼吸道或消化道疾病患者与健康人的呼气有明显差异。chemicalreview杂志最近的述评认为，在线软电离质谱鼻sicrit-ms作为呼气分析的新型高科技装备，聚焦呼气疾病筛查，将成主流。（zenobi,etal.chem.rev.2020）一些药物尤其是麻醉剂代谢物也可在呼吸气中监测到，且与血药浓度存有一定相关性。呼气中voc的检测不仅限于医学诊断，还可以辅助食品关键信息获取。食物加工的最后一步发生在我们的口腔中。口腔湿润的微生物环境很难在体外模拟，因此，“余味”、“回甘”仍是秘密。通过呼气的连续监测，我们就可边咀嚼火腿、面包口香糖，边在线软电离“口气”次生分子，原位分析实时监控口腔发酵和生物合成反应。原位高分辨质谱鼻sicrit-hrms对呼气进行实时监测：宽极性覆盖软电离分子离子无加合物在线高敏达ppt级高分辨率高质量准度即插即用，分秒启停在线软电离质谱鼻sicrit-ms谱图中丙酮、尿素、吡啶、氨基酸等潜在标志物上图显示一次呼气的指纹谱，重现性优异。丙酮是呼气中被引用最多的生物标志物之一，它是引起口臭的常见分子，也是糖尿病酮症酸中毒的主要指标。另一些极具代表性的醛类及氨基酸，与多种疾病代谢诊断正相关。质谱鼻为非侵入性技术，对疾病生物标志物发现和验证潜力巨大。相关研究：口腔气味、疾病筛查、药物代谢、临床监测05战场“军犬鼻”化学战剂（cwa）的非法使用威胁巨大，如在叙利亚冲突中化学武器的使用造成了巨大的生命伤亡。各级实验室有必要通过质谱鼻（织谱鼻® ）组建累积大数据模型以应对未来日趋严峻的化学和生化威胁。在线软电离质谱鼻sicrit-ms在1s内直接检测化武气体分子，高敏全天候应对威胁。更灵敏（检出限低至ng/m3）二级谱或高分辨高质量准度软电离、无加合、易识别绿色无耗、无须溶剂载气广谱全极性范围无歧视监控爆炸物探测在国土安全和反恐防护至关重要。常见的炸药分子或低温和环氧炸药等难检炸药分子都能被sicrit-ms质谱鼻离子化。该技术将广泛用于机场、车站、场馆、集会等安检。06大气污染实时（走航）监测大气污染颗粒物来源广泛，成分复杂，所形成的气溶胶中含许多有害物质，能黏附病原微生物传播疾病。过往，适于在线表征气溶胶的质谱仪繁杂笨拙成本高企。德国慕尼黑工业大学christophhaisch教授提出一种新型、简单且成本低廉的气溶胶分析系统helios/sicrit-ms法，用于在线高敏表征颗粒挥发物及其化学组成。helios/sicrit-ms系统经济、高效、高敏、准确，可用于实时在线监测汽车及摩托车尾气中的烷烃、烯烃、苯等有害产物，对车企和环保部门进行空气质量监测具高度实用价值。07高配版“软气质”联用传统气质gc-ms为电子轰击ei源，分子离子的碎裂过度，且易发生非特异性裂解，既看不到分子离子，定性困难，定量灵敏度也低。偶联气相的软电离质谱鼻，gc-sicrit-ms，分子离子完整保存，定量定性的灵敏度更高、准确度更优。如对几种对称性分子农药（液质和气质难以电离）和滥用药物分析检测限（lod）低至10pg/ml（10ppt）。几种对称分子农残（传统液质和气质难以电离）定量标准曲线和线性范围30-30,000pg/ml(ppt)，r2≥0.99，rsd%≤5%。文章来源：华质泰科生物技术微信公众号

第一作者：曹天赐，许荣，程晓鹏通讯作者：程晓鹏*，刘显强*，张跃飞*论文完成单位：北京工业大学，西安交通大学，浙江大学【研究背景】 固态锂金属电池充放电过程中锂枝晶的形成，是目前电池安全性关注的重点，然而目前关于锂在实际电池运行状态下是如何在固态电解质中形核，以及对体相内部锂枝晶的具体生长行为的认知仍然不清晰，影响到针对性改进措施的实施。因此有必要发展一种新的基于工况条件的原位方法来分析固态电池运行过程中内部锂的动态生长机制。【成果简介】近日，北工大程晓鹏等科研人员采用原位电化学扫描电镜，实现在工况条件下实时观察固态电池电解质内锂枝晶的生长与扩展，并一步建立了无机固态电解质中锂离子输运的电化学-机械应力耦合模型，相关研究成果以《Chemomechanical Origins of the Dynamic Evolution of Isolated Li Filaments in Inorganic Solid-State Electrolytes》为题，在国际权威期刊《Nano Letters》在线发表，此项关于锂枝晶生长机理的基础研究，对合理设计和安全生产固态电池提供了重要的理论指导。北京工业大学为论文第一完成单位，北京工业大学博士生曹天赐、西安交通大学许荣教授和北京工业大学助理研究员程晓鹏为论文共同第一作者，北京工业大学程晓鹏、刘显强，浙江大学教授张跃飞为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金和北京市教委科技计划等项目资助。【图文导读】图1 (a) 原位观测SSE内锂枝晶生长的实验装置，（b-c) 电化学曲线中电流-电压变化和所对应的原位SEM中观测到的无机固态电解质锂镧锆钽氧（LLZTO）截面形貌演变过程。(d) 原位实验过程中SSE内部锂“细丝”演化具体过程的示意图。图2 (a-b) 分别经历了0.05mA cm-2和0.01 mA cm-2电沉积过程后，LLZTO中的锂“细丝”分布状态变化和LLZTO深度方向内部微结构的形貌变化。(c) 0.05 mA cm-2电沉积过程后锂“细丝”生长导致的电解质撕裂以及0.01 mA cm-2电沉积过程后锂“细丝”溶解导致的电解质内部裂纹闭合。(d) LLZTO内部缺陷，裂纹和锂“细丝”演变的对应关系。图3 (a-b) 在迭代放电电流下，电池的电流-电压响应的演变和相应的LLZTO截面形貌的SEM图像变化过程。(c) 原位SEM实验过程中SSE中内部锂“细丝”生长和溶解演变具体过程示意图。【总结和展望】锂枝晶问题仍然是影响固态电池性能安全运行的关键因素，本文利用原位电化学扫描电镜，构建了Li|LLZTO|Au“面对面”型电池结构，对锂枝晶生长行为在真实循环条件下进行了实时观察分析。实验发现锂在LLZTO中的生长呈现出一种动态特征，该特征受到电化学和机械应力之间相互作用的调控。基于实验数据分析，我们建立了电化学-力学耦合模型以理解在锂“细丝”的动态演化过程中机械应力和电化学循环之间的复杂相互作用，定量的数值结果可以为高性能锂金属固态电池的合理设计提供指导。本文所提供的方法为在工况条件下原位表征不同体系固态电解质界面演化行为提供了新思路，助力固态电池的商业化应用进程。论文链接：Tianci Cao†, Rong Xu†, Xiaopeng Cheng*†, Mingming Wang, Tao Sun, Junxia Lu, Xianqiang Liu*, Yuefei Zhang*, Ze Zhang，Chemomechanical Origins of the Dynamic Evolution of Isolated Li Filaments in Inorganic Solid-State Electrolytes, Nano Lett. 2024, 24, 6, 1843–1850. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c03321 本文研究团队采用的是浙江祺跃科技有限公司研制的原位电化学扫描电子显微镜测试系统。祺跃科技有限公司，面向市场推出了一系列原位扫描电镜科学仪器，为广大科研人员提供了力、热、电、电化学以及多场耦合环境下材料结构演化过程纳米尺度原位观测手段。

喷雾干燥技术微囊化鼠李糖乳杆菌ATCC 7469益生菌是一种活的微生物，当摄入足够的量时会对健康有益，只有在生存能力（107-1010 CUF m/L）得到保护的情况下才能发挥其作用。益生菌通常是乳杆菌和双岐杆菌，它们常与胃肠道有关；它们通常以冻干培养物的形式供应，或者被雾化并直接添加到食物中。益生菌功能食品在市场上需求量很大，酸奶和发酵乳制品通常被用作这类生物活性微生物的载体；然而，人们对在其他类型的非乳制品基质中掺入益生菌菌株越来越感兴趣，尤其是对于患有乳糖不耐受症、对酪蛋白过敏或与乳制品有关的其它问题的消费者。一些研究报告了微胶囊益生菌的应用。例如，将益生菌菌株掺入奶酪、巧克力涂层和巧克力中，以及掺入果汁、蛋黄酱、黄油、肉类和烘焙产品等非乳制品中。益生菌菌株对胃肠道健康很重要，因为它们可以预防肠道炎症，为上皮细胞提供保护，并调节抗体。它们可以产生细胞因子或趋化因子，改善乳糖不耐受，增加对结直肠癌的保护，抑制幽门螺杆菌活性，并用于治疗食物过敏和预防急性腹泻。然而，这些微生物有不幸的缺陷，特别是在菌株存活方面。喷雾干燥是微胶囊化最广泛使用的方法之一，因为其成本低，在最佳干燥条件下具有高存活率，并且在配方中加入了保护剂。近年来，乳清蛋白作为益生菌保护剂的使用获得了越来越多的兴趣，因为这些蛋白是提高益生菌活性的天然载体，并且由于结构和理化特征，可以作为胃肠道中的递送系统。蛋白质可以在干燥过程中增加益生菌的存活率，因为它们能够形成降低热应力的保护膜。糖的添加也会影响干燥的益生菌制剂的存活。研究人员肯定了糖（如肌醇、山梨醇、果糖、乳糖、葡萄糖和海藻糖）对脱水细菌细胞的保护作用。研究发现，海藻糖等糖是一种能够通过氢键与蛋白质分子相互作用的二糖；它可以在脱水和再水化过程中替代蛋白质周围的水分子，形成一种玻璃状基质，稳定生物大分子。科学家研究了使用奶酪乳清与淀粉、阿拉伯胶、麦芽糖糊精和乳清蛋白浓缩物联合干燥鼠李糖乳杆菌 64 的载体剂选择。另一方面，干燥温度是影响存活率的因素。例如，喷雾干燥的植物乳杆菌 WCFS1 再低干燥温度下表现出较高的存活率。在此背景下，本研究以 WPC、麦芽糊精和海藻糖为原料，采用喷雾干燥的方法对鼠李糖乳杆菌 ATCC 7469 进行微囊化，并评估微囊化对细胞活力和干粉性能的影响。以喷雾干燥条件（包括进口温度、空气流量和进料泵）为自变量，益生菌存活率、水分含量、水分活性和有效产量为因变量。采用响应面法对喷雾干燥包裹的鼠李糖乳杆菌的存活率进行了优化，并对粉末的稳定性进行了评估。1样品制备按最佳稳定性配方乳清浓缩蛋白：麦芽糊精：海藻糖（75：10：15）的比例采用超滤的方法制备乳制品悬浮液。将冻干的鼠李糖乳杆菌 ATCC 7469 菌株悬浮于 2ml 培养基中，在 MRS 肉汤（蛋白胨：10.0g，牛肉浸粉：10.0g，酵母浸粉：5.0g，葡萄糖：20.0g，吐温80：1.0g，磷酸氢二钾：2.0g，醋酸钠：5.0g，柠檬酸铵：2.0g，硫酸镁：0.1g，硫酸锰：0.05g，pH6.2±0.2，25℃）中重新激活制备细菌悬浮液。2实验过程在磁力搅拌下将鼠李糖乳杆菌 ATCC 7469 菌株悬浮液添加到每个乳悬浮液中，在微囊化过程期间使所述分散液保持在恒定的搅拌状态。喷雾干燥仪选用瑞士步琦 B-290，通过改变进口温度（120℃-180℃）、干燥空气流量（70%-90%，即：28-35m3/h）和进料量（10%-55%，即 3-17mL/min）来进行工艺摸索。▲S-300工艺探索采用响应面法和二次复合中心设计对益生菌微囊化进行了优化，其自变量有进口温度、空气流速和进料流量。在最优理论条件下进行了三次实验验证。图1 考察了菌株存活率的响应面变化。由图可知存活率与出口温度呈反比，低温时存活率在 69%、高温时存活率在 23%。其他科学家在使用含益生元的脱脂乳制备鼠李糖乳杆菌 GG（ATCC 53，103），70℃ 时的存活率为 76%。也跟我们的研究结果相吻合。图2 考察了水分含量的响应面变化。从图可得到进口温度与水分含量之间呈反比关系，当进口温度与进料量较高时，粉末的水分含量较低，结合存活率考虑，水分含量在 3.0%-5.8% 之间，与其他报道的数值相接近。图3 考察了水活度的响应面变化。在较高的进口温度下，进料量和气体流量得到了较低的水活度值，因素与结果之间呈反比关系。其他使用麦芽糊精、乳清蛋白浓缩物和葡萄糖的相关研究中，水活度的值与本研究中活性最高的粉末报告结果一致。3实验结果确定益生菌的包封中壁材的最佳比例对于提高微生物对抗整个胃肠道条件的稳定性很重要。在干燥过程中指定最佳条件以最大限度地提高作为壁材的蛋白质-海藻糖-麦芽糊精混合物的保护能力并因此提高鼠李糖的存活值也是重要的。因此，使用响应面方法确定干燥过程的最佳条件。表2显示了鼠李糖乳杆菌微囊化的最佳操作参数，结果表明，理论模型可以很好地近似实验值（差异＜10%）。得到的最佳喷雾干燥条件是进口温度、空气流量和进料泵流量分别为169℃、33m3/h和16ml/min，存活率为70%，吸气率为84%，出口温度为52℃，总体满意度为0.96。物理性质评价如图4所示，得到的粉末水活性动力学显示了较高的吸水能力，这可能是海藻糖作为低分子量碳水化合物，表现出的分子运动和扩散效应，与用于包封基质的典型吸水行为一致。吸湿性随着储存时间的延长有增加的趋势，直到达到某种程度的平衡。因此加入了 WPC 来降低吸湿性，因为它的表面活性和形成具有较高 Tg 膜的能力。粒径和形态结果如图5显示。（a）在最佳工艺参数上制备的粉体，其微胶囊紧凑，类球形形状，具有不同的大小和不规则的表面与压痕，外表面显示无裂缝或破坏的墙壁，这是确保更高的保护和更低的气体渗透性的基础。4结论结果表明，蛋白质-海藻糖-麦芽糊精混合物是包裹鼠李糖乳杆菌的良好壁材，在干燥过程中表现出重要的热保护作用，并提高了其存活率；通过响应面方法优化的喷雾干燥工艺条件生产的微胶囊具有可接受的理化性质——水分、水活性、吸湿性和粒径等，为益生菌的微囊化提供了思路。5文献来源Microencapsulation of Lactobacillus rhamnosus ATCC 7469 by spray drying using maltodextrin, whey protein concentrate and trehalose.

日前在美国芝加哥市举行的“2006显微镜及显微分析（M&M）会议”上，FEI公司发布了该公司最新一代Helios NanoLab 场发射扫描(FESEM)/聚焦离子束(FIB)“双束”显微镜。 Helios NanoLab是FEI公司新一代的“双束”平台，该产品将超高分辨率（亚纳米级）扫描电子系统、FEI公司广受称赞的Sidewinder聚焦离子束系统和创新的气体化学系统完美地结合在一起，从而为用户提供了一款更为出色的纳米工作平台。 详细新闻内容请参考： http://investor.fei.com/phoenix.zhtml?c=60978&p=irol-newsArticle_print&ID=889507&highlight=

p 　　糖基化是普遍存在的翻译后修饰，蛋白质的糖基化模式决定了其结构、功能以及细胞识别和信号传导等过程，与细胞生理状态的动态响应、疾病的进程和状态密切相关。因此，对活细胞表面特定蛋白糖型的原位检测有助于加深对糖基化机制和蛋白功能的理解，也可为疾病特别是癌症的诊断和治疗提供靶标。 /p p 　　南京大学生命分析化学国家重点实验室的鞠熀先教授研究组自2007年以来，针对这一挑战性课题，先后在国家自然科学基金和973项目资助下，通过设计两表面一分子竞争识别策略和聚糖电化学检测芯片，提出细胞表面糖基原位检测的奠基性工作(J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 7224 Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48, 6465等)，曾获2013年教育部自然科学一等奖。同时，他们通过组装P-糖蛋白抗体功能化仿生界面，提出电极界面上细胞检测的新方法 并引入“化学选择性聚糖识别”，提出细胞表面多种聚糖的同时定量和聚糖密度的分析策略，该工作是2016年江苏省科学技术一等奖的主要内容。2015年以来，该研究组在细胞表面特定蛋白糖型的成像方法学研究方面取得重要的进展，发展了特定蛋白质上的糖基与多种糖型原位检测的系列方法(Chem. Sci., 2015, 6, 3769 Chem. Sci., 2016, 7, 569 Anal. Chem., 2016, 88, 2923 Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 5220)。近日，他们用核酸适配体(Apt)标记半乳糖氧化酶(GO)，利用Apt识别细胞表面的特定蛋白质和GO的活性“开关”，构建了一种局域聚糖化学重构策略，实现了活细胞表面特定蛋白的糖型成像。相关工作发表在Angew. Chem. Int. Ed. 上。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/fc3bb757-60dd-4e71-aa95-f9b4658441cc.jpg" title=" 176385_201706191504311.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图1. 局域聚糖化学重构策略的原理示意图 /p p 　　该局域聚糖化学重构工作的第一作者是2014级硕士研究生惠晶晶，丁霖副教授和鞠熀先教授为通讯作者。他们以MUC1黏蛋白为研究模型，首先利用Apt与MUC1的特异性识别将亚铁氰化钾抑制的GO定位至MUC1上。然后用铁氰化钾激活GO，催化氧化细胞表面MUC1的末端半乳糖/N-乙酰半乳糖胺(Gal/GalNAc)生成醛基，通过醛基-生物素酰肼的快速反应将FITC标记在目标Gal/GalNAc上，用化学反应活性作为信号报告系统实现了活细胞表面特定蛋白糖型的原位检测。与通常的糖代谢标记技术相比，局域聚糖化学重构策略操作简单，仅对目标蛋白上的聚糖进行标记，标记过程与细胞自身功能无关，避免了“代谢效率”的异质性问题，为不同细胞系特定蛋白上糖型表达的研究提供了重要的工具和方法模型。这是该课题组在细胞功能分子原位检测方法学研究领域的又一项重要进展。 /p

在 BCEIA 盛会上，华质泰科以“原位检测”为主题，携 7 款产品亮相，并有 5 款产品获得“BCEIA2017 新品奖”。先来感受下展会盛况：展出产品现场交流BCEIA 分析测试仪器与 技术评议注重应用开发，搭建原位检测应用平台“我们引进国外先进的质谱技术，通过和国内不同市场的整合，刺激客户的需求。在与客户的不断交流中发现新的问题，从而开发具有中国特色的新部件和下一代产品，迎合一带一路的策略，走向全球各地。”—— 华质泰科总裁兼首席技术官刘博士“我们不只是担任仪器的销售代理，更希望能够从仪器的技术应用到生产制造，都发挥特殊的价值和作用。国家的发展带来了对分析仪器、分析技术的强烈需求，因此我认为新应用平台的搭建大有可为。”—— 华质泰科运营总监汤总前沿原位质谱部件，荣获五项“BCEIA2017 新产品奖”在 BCEIA 的颁奖晚会上，华质泰科有五款产品喜获“BCEIA2017 新产品奖”。这是华质泰科第二次荣获中国分析仪器行业新品奖，原位电离质谱技术能够再次得到专家和同行的肯定，令产品厂商及相关研究人员备受鼓舞。传播前沿质谱理念，共谋实时科学发展，是华质泰科一直坚持不懈的追求。我们致力于引领行业领域中先进的原位质谱技术潮流，为国内质谱行业的发展做出贡献。相关产品信息：HM4 或 Pearl 为第四代“超”高分子量 MALDI 质谱检测系统，基于独特的转换打拿极技术，扩展 MALDI 质谱检测质量上限到 250 万 Da 以上，实现 nM 浓度的超痕量、大分子抗体药物和蛋白质复合物的高灵敏度分析。在诸如蛋白质复合物测定、蛋白质相互作用、抗原抗体相互作用、蛋白质聚集分析、高分子量 MALDI 质谱成像、临床转化医学、生物制药，等领域的应用卓有成效。实时直接分析离子源（DART），兼容各主流质谱厂家的液质（LC-MS）质谱仪，用于快速、无损、原位分析固体、液体、气体、及异型样品中的极性、弱极性甚至非极性有机分子。适于食品、材料、体液、商品、农副产品、水产品、药品、理化、物证、化纤、玩具、临床、环境等等活性成分、功能组分或有毒有害化合物的快速定性、定量分析及快筛和确认。该技术不需要（像 ESI 那样）引入其他溶剂来影响离子的形成过程，真正实现直接、快速或无损、无接触分析。由于溶剂、基质（如蛋白质）、盐类对 DART 离子化过程不产生抑制效应，因而该技术对样品基质不需要进行特殊的前处理。DART 能充分实现几秒钟内的快速、高通量的样品分析，大大提高大批量样品的瞬时定量和定性分析能力。如某地商检用 6545 飞行时间质谱接 DART 源快速筛查并定量鸡蛋中氟虫腈，每个样本检测时间 6 秒(内)。而常规分析接色谱柱至少要 5 分钟才能完成每次检测，该(DART-QTOF)方法极大地提高了效率，真正意义上实现高通量。DESI (解析电喷雾电离) 为常压离子化技术，可直接原位分析固相或凝固相样品，用于药物代谢物分布、肽、脂质、和蛋白质分析，实现分子成像而不需（像 MALDI 那样）采用基质，保持样品的形态和特征无损，快捷获取器官、材料、和组织切片中的关键物质信息及分布信息。其独特的高分辨率成像功能可实现器官组织等基体中关键物质的快速分析，并能在多个质谱厂家（如 Bruker、SCIEX、Thermo、Agilent 和 Waters）的各型质谱仪上使用。flowprobe 流动微萃取探针离子源， 是一种实时的原位动态微萃取技术，是美国橡树岭国家实验室的 Gary Van Berkel 博士发明了静态液滴萃取表面分析（LESA）之后的又一创新发明。该技术基于液相微临界表面取样探针 (LMJ-SSP) 原理，其萃取效率在商品化的原位电离技术中首屈一指，适用于细胞、组织、聚合物等平面类样品的药物分布研究、癌症分析、微生物聚类分析等方面，并与主流质谱兼容（如 Thermo、Bruker 和 SCIEX 等）。多通道纳喷离子源 (TriVersa NanoMate，简称 TVNM) ，是基于芯片的多通道纳升电喷雾离子化(Chip-based nanoESI) 技术，集液相色谱 (LC)、质谱 (MS)、芯片纳升注射 (Chip-based Infusion)、馏分收集 (Fraction Collection) 和液滴萃取表面分析 (LESA) 等众多优异功能于一身的新型高端质谱产品。LESA 能够实现极小量样品的多次重复测量，准确度高，重复性好，实现生物样品如组织切片、食品、材料表面等的原位、灵敏、直接、和高通量分析，可帮助解决围绕食品中的蛋白质、脂质、抗体、代谢物、药物残留、小分子质谱成像、药物在组织中的分布等生命科学中的问题。LESAPlus 添加了第五种功能 -- 用于液滴萃取表面分析后的进一步分离，对复杂体系、抗体分析、蛋白分析等等添加了新的第四维度的分离。AP-MALDI （常压基质辅助激光解析电离源）基于独特的脉冲动态聚焦技术，采用高效的固态 Nd:YAG 激光器，离子化更加连续稳定。调谐优化简便，可质谱成像，最高成像分辨率达10 μm。与各种质谱分析器相联，适于多肽、蛋白质、核酸、唾液酸神经节苷酯、低聚木糖、表面活性剂、聚合物等大分子以及氨基酸、寡肽、中性寡糖、植物皂苷等小分子化合物的原位、直接分析。

作者：朱汉斌 来源：中国科学报华南师范大学物理与电信工程学院研究员徐小志与上海科技大学教授Zhu-Jun Wang、北京大学教授刘开辉、韩国蔚山科学技术学院教授丁峰合作，在低维材料的限域催化研究方面取得重要进展，原位发现了石墨烯在限域空间里的反常刻蚀、再生长行为。相关研究近日发表于Nano Letters。二维限域空间具有原子尺度的间隙、强的物质相互作用和独特的纳米微环境。这种限域空间里往往可以允许常规条件下不能发生的反应，因此，在材料科学和催化等领域具有巨大的潜力。为了进一步探索其在催化领域中的应用，研究和理解二维限域系统中的真实催化行为是极其必要的。然而，到目前为止，对受限催化过程的理解仍然是基于结果反馈的后期分析，缺乏原位可视化研究技术及体系。研究人员采用双层石墨烯与铜基底构成的二维限域系统作为研究模型，原位可视化地研究了其反常的刻蚀与生长行为：一是，被铜和上层石墨烯限制的下层石墨烯出现了有趣的反常刻蚀行为（比上层石墨烯的蚀刻速度快十倍以上）；二是，在较低的温度下（~530 ℃），下层被蚀刻的碳可以在受限的界面内传输，并以非常高的效率（约12%）转移到上层石墨烯晶格，实现了在无碳源供给情况下的石墨烯生长。该研究工作揭示了二维限域空间中反常催化的动态过程，为受限体系下的催化研究提供了直接证据，从而为未来高效催化剂的设计铺平了道路。Zhu-Jun Wang教授、华南师范大学硕博连读研究生梁智华、韩国基础科学研究院孔潇为该论文共同第一作者，徐小志研究员、刘开辉教授、丁峰教授为共同通讯作者，华南师范大学为第一单位。据悉，徐小志是华南师范大学物理与电信工程学院2019年引进青年拔尖人才，主要从事低维材料与表面物理研究。相关论文信息：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c00549

Aqualab研发实验室发表了最近一项研究的结果，该研究探讨了食品公司在产品配方中替代糖时必须考虑的顶级替代甜味剂的利弊。 来自消费者和政府机构的压力，要求减少食品中的糖含量，使代糖行业变成了一个价值180亿美元的市场。 “随着对更健康零食和零食的需求不断增长，创新的新型甜味剂比比皆是，”Aqualab食品研发实验室经理Mary Galloway说。“食品公司热衷于开发下一个低热量但味道仍然很好的清洁标签零食，他们发现每种代糖都面临着一系列特殊的挑战。简单地说，代替糖似乎很简单，但事实并非如此。 虽然替代甜味剂可以创造消费者爱最的旧甜味剂的无糖版本，但糖及其替代品不仅仅是味道。去除糖会影响食物的甜度、颜色、发酵、嫩度、水分、质构、冰点等。 目前，全球代糖生产公司都采用Aqualab水分活度仪测量代糖的水分活度。 由于甜叶菊、山梨糖醇和罗汉果提取物等替代品并不能美完地模仿糖的特性，食品科学家必须找到新的方法来获得满足消费者的含糖味道、质地、保质期和外观。为了实现他们的目标，配方设计师和食品公司需要确定并优先考虑他们试图模仿的糖的哪些特征，以及他们希望避免哪些特征。 研究结果确定了顶级替代甜味剂的好处和挑战，以及解释糖特独特性的科学概念。Galloway为配方设计师提供了一份路线图，证明水分活度测量是最大限度地减少与代糖相关的挑战的最效有方法，以及混合不同的代糖如何产生更好的结果。 “不幸的是，没有美完的代糖。许多（如果不是全部）替代品都有缺点——味道不好、缺乏保湿性、热量或升糖指数、无法变成褐色或其他，“Galloway补充道。寻求糖保湿能力的配方设计师应该注意，结晶状态的替代甜味剂不能很好地结合水。如果配方设计师不小心，替代甜味剂可能会在最终产品中结晶并释放水分，从而影响风味、质地、稠度和保质期。 Galloway指出，该项目的数据可以用Aqualab VSA动态水分吸附仪分析吸湿等温线。等温线可视化了设定温度下材料中水分含量和水分活度水平之间的关系。等温线可帮助配方设计师和食品科学家预测其产品的物理特性、保质期和包装需求，以及许多其他见解。

仪器信息网讯 2021年5月18日，由宏入微，顺手随心——岛津SPM-Nanoa原子力显微镜发布会携手仪器信息网线上举行，会上全国微束分析标准化技术委员会主任委员赵江、岛津企业管理（中国）有限公司分析计测事业部市场部部长胡家祥共同为新品SPM-Nanoa揭幕，约500位关注者云端出席了本次线上新品发布会。据介绍，岛津从1991年3月推出首款SPM产品——AIS-900超高真空扫描隧道显微镜以来，平均每两年就会推出或更新一款新的SPM型号产品，从单一扫描隧道显微镜到原子力显微镜，到各种形貌表征、力学界性能表征、电磁学表征，再到原位实验环境的支持等。在岛津SPM技术产品30周年之际，岛津本次正式推出新一代原子力显微镜SPM-Nanoa。岛津新一代原子力显微镜SPM-NanoaSPM-Nanoa设计宗旨：让更多的人轻松使用SPM岛津的设计理念是让更多的人轻松使用SPM，本次发布的新一代原子显微镜SPM-Nanoa主要有以下三大特点：1）操作更简便，自动观察自动观察功能使得任何人均可自如操作获得高分辨图像：智能模式“Automatic observation”、自动光轴调整“Link On”、自动参数调整“NanoAssist”2）图像更清晰，功能先进比肩高端型号的高信噪比检测系统：高信噪比检测系统、最高8K点阵成像；光学图像和SPM图像的无缝衔接：先进光学显微系统3）扫描更快速，省时高效数据获取时间减少到1/6甚至更少：探针更换夹具、高速扫描器、Nano 3D Mapping Fast性能和可操作性的兼容：拜托人为因素，让自动观察成为可能基于SPM市场需求，实现5方面功能增强以往市场对于SPM的需求主要包括两方面，一是性能方面对成图质量、分辨率的需求；一方面是操作性方面，探针安装及光轴调整、扫描图像时的参数调整、寻找观察区域等环节可操作性的需求。基于市场需求，岛津SPM-Nanoa主要在5方面实现功能增强，以实现性能和可操作性的兼容。5方面功能增强包括：检测灵活度（硬件）、光轴自动调整（软、硬件）、参数自动设定（软件）、数据获取速度（软、 硬件）、光学辅助系统性能（硬件）等。2分钟操作演示视频，SPM-Nanoa让原子力显微镜操作更轻松：应用案例分享TiO2单层原子阶差——数据获取时间（从探针安装完成算起）：传统SPM，约30分钟；SPM-Nanoa，约5分钟高密度聚乙烯弹性模量分布测试——数据获取时间（从探针安装完成算起）：传统SPM，约4小时或更久； SPM-Nanoa，约20分钟

从中国科学院海洋研究所获悉，该所科研团队成功研制了国际上首套深海多通道拉曼光谱探测系统(Multi-channel Raman insertion probes system, Multi-RiPs)，并在我国南海冷泉区域成功构建了深海原位光谱实验室。中国科学院海洋研究所科研团队经过多年研发试验，研制出国际上首套深海多通道拉曼光谱探测系统，该系统通过激光产生的光谱，可以探测深海极端环境中物质的主要化学成分，例如探测可燃冰的结构与组成，并捕捉其相关动态规律和潜在联系。在此基础上，该科研团队在我国南海海域成功构建了首套深海原位光谱实验室，该实验室是一个无人实验室，相当于把地面实验室挪到了海底，并可在深海冷泉、热液等区域进行常态化运行，开展长期、连续、多点位的海底观测、数据采集和可控实验。用于研究深海热液、冷泉等对于海洋生态与全球气候变化的影响，并可用于探究生命是否起源于海洋等科学假说。据中国科学院海洋研究所研究员张鑫介绍，该无人实验室系统最大可以耐受4500米的海底压力，囊括中国南海的大部分海域，未来可以布局在深海的热液区，研究深海的硫化物、矿物。这些资源可能是以后的战略金属资源，这套系统可以对这些物质的形成演化过程和机制进行相关的原位试验与研究。　　多通道拉曼光谱探测系统关键光学器件布局图Mulit-RiPs搭载LOOP在热液区域进行原位实验与多目标物长期连续探测示意图Mulit-RiPs搭载LOOP在冷泉区域进行原位实验与多目标物长期连续探测示意图Mulit-RiPs搭载LOOP连续三年(a：2020年；b：2021年；c：2022年)布放于我国南海北部冷泉区域开展深海原位长期观测与现场实验

记者21日从中科院海洋研究所获悉，该所研究员张鑫课题组和孙超岷课题组共同合作，基于共聚焦显微拉曼技术，通过三维定量成像实现了长期、近实时、非破坏性的微生物监测，对微生物生长和代谢情况进行可视化及定量分析，为未来分析微生物原位生物过程提供了新思路。研究成果近日发表于《微生物学谱》上。固体培养基培养的菌落的三维定量成像示意图 课题组供图记者了解到，张鑫课题组在之前的工作中，观测到我国南海冷泉环境中单质硫含量丰富。随后，孙超岷课题组发现了冷泉细菌Erythrobacter flavus 21-3可以高效氧化硫代硫酸钠生成单质硫，张鑫课题组通过拉曼光谱鉴定后发现单质硫结构为环状S8，研究成果发表在生物学领域权威期刊《国际微生物生态学会杂志》。后续两个课题组合作将E. flavus 21-3及其突变株布放到深海冷泉喷口附近进行原位培养，证实该菌株在深海原位环境中也能形成硫单质，相关成果发表在国际生物学期刊《微生物学》，为解释我国南海冷泉喷口广泛分布硫单质的成因提供了重要理论依据。E. flavus 21-3在高氧条件下的三维拉曼成像分析 课题组供图由此可见，微生物是深海硫形成和循环的重要贡献者，其介导的硫代谢的研究对于了解深海硫循环至关重要。然而，由于深海环境极端复杂，采样困难、微生物难于分离培养等因素，以及缺少对硫元素的形成的近实时无损的监测方法，深海微生物的原位探测面临巨大挑战。目前，主要通过经典的生物和化学方法研究硫元素的生成过程，例如X射线吸收近边结构、高效液相色谱、透射电子显微镜、离子色谱法或化学计量法等。但是，这些方法主要通过取样来获知特定时间点的微生物代谢情况，不能在不破坏样品的前提下连续监测其在时间尺度上的代谢过程；并且，其中一些方法样品制备复杂，会破坏细胞的原位真实性；也可能会出现取样不均匀及污染的情况，导致难以实现连续的原位观察。因此，亟需新的方法突破此瓶颈。低氧条件下E. flavus 21-3的三维拉曼成像分析 课题组供图共聚焦显微拉曼三维成像技术拥有低成本、快速、无标签和无破坏性的优势，具有将定性、定量和可视化完美结合的潜力，为我们解决相关问题提供了新的思路。因此，为证明此技术的潜力，研究团队构建了一套固态基底上微生物群落拉曼三维定量原位分析方法，将光学可视化与拉曼定量分析相结合，可在时间和空间两个维度上无损定量表征微生物群落代谢过程。该技术已成功应用到深海冷泉细菌E. flavus 21-3硫代谢过程的原位监测。据介绍，基于拉曼三维成像进行体积计算和比率分析，课题组对不同环境下的菌落生长和代谢进行了量化，发现了生长和代谢方面不为人知的细节，为厘清深海冷泉生物群落中广泛分布的硫单质成因提供了重要技术支持。“据我们所知，这是首次尝试长期监测菌落在固体培养基中生长的原位无损技术。我们能够快速确定代谢产物，推断反应发生的途径，并快速筛选产硫细菌。由于这一成功的应用，不仅证明了该方法在未来对微生物原位过程的可视化及定量分析的潜力，也为研究深海中附着在岩石沉积物等固体表面上的微生物提供了新的思路。”张鑫对《中国科学报》表示。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院A类战略性先导专项、中国科学院海洋大科学研究中心重点部署项目、泰山青年学者计划等项目联合资助。

近日，华中农业大学教授曹罡、副研究员戴金霞团队在《自然—通讯》发表新一代效率高、特异性强、信号强和背景噪音低的荧光原位杂交方法—p-FISH rainbow，突破了现有的技术壁垒，克服了目前荧光原位杂交技术领域的缺陷和不足，可广泛应用于动物、植物和病原微生物中多种生物分子的高效检测、细胞亚群和空间图谱的原位注释、染色体变异原位验证、多重蛋白共同检测和短核酸序列的检测，为生命科学研究和临床诊断提供了有力的工具。生命体的细胞功能多样性源于细胞的异质性和组织环境的复杂性，确定组织环境中细胞类型和分子特性对于解析细胞—细胞相互作用和组织的功能机制尤为重要。近年来，尽管单细胞RNA测序（scRNA-seq）促进了细胞异质性的解析，却伴随着组织微环境和细胞空间信息的缺失，限制了对生命信息的深度解读。荧光原位杂交技术（FISH，fluorescence in situ hybridization）通过特异性杂交解析生物分子的表达水平和空间位置，极大地促进了细胞中基因空间表达信息的探究，加速了我们对组织微环境和功能机制的深入理解。尽管目前荧光原位杂交技术经过不断地改进已经取得了巨大的进步，但仍存在一些挑战：当前方法通常需要大约1kb或更长的核酸序列用于多个靶标探针的杂交，才能产生足够的信号强度，限制了对短核酸序的检测；只能单独检测DNA、RNA和蛋白质，或共同检测RNA和蛋白质，还没有有效方法同时检测DNA、RNA和蛋白质；如何在实现高杂交效率和高信号强度的同时，保证低背景噪音仍然是原位杂交技术的一个关键挑战。针对当前荧光原位杂交技术面临的挑战，该团队开发了杂交效率高、信号放大能力强、背景噪音低、特异性好、检测通量高、应用范围广的新型荧光原位杂交方法—π-FISH rainbow。该方法具备高度创新性和优越性。新型π型靶探针(含2-4个互补碱基对)和U形放大探针的设计使该方法比目前主流的FISH方法，如smFISH和HCR等，杂交效率更高、背景噪音更低和信号放大能力更强。该方法可以实现DNA、RNA和蛋白质多重分子的共同检测，这一突破对破译生物大分子复合物参与生命活动调控机制的研究具有十分重要的意义。目前的荧光原位杂交技术方法还无法克服短序列的限制，难以实现对短序列RNA（如microRNA）、短序列DNA（如DNA突变、倒位、异位）以及可变剪接等分子的检测。π-FISH rainbow方法可以高效检测上述短核酸序列分子的空间信息。该方法应用范围非常广泛，可用于动物、植物和微生物（细菌，病毒和寄生虫等）样品的检测，并且不拘泥于样本制备的限制，可适用于冰冻样本、石蜡样本和整体胚胎样本的检测。该研究利用π-FISH rainbow方法探究了重要的生物学问题并获得了新的发现。他们成功鉴定了前列腺癌患者循环肿瘤细胞中雄激素治疗抵抗标志物雄激素受体剪接变体7 (ARV7)，解决了前列腺癌治疗中缺乏精准诊断的难题，为前列腺癌患者雄激素耐药性治疗提供了重要的临床指导。该方法通过4个荧光通道组合编码，每轮可同时实现15个基因的检测，从而在同一张小鼠初级感觉皮层（S1）组织切片上通过两轮杂交检测了21个神经元的标记基因，不仅再现了小鼠S1皮层不同亚层神经元的空间分布，而且绘制了小鼠S1皮层中13个抑制性神经元亚群的空间图谱由于π-FISH rainbow的高灵敏度，该研究首次发现肿瘤细胞周期关键调控因子lncRNA MALAT1具有三种不同的亚细胞定位模式。其中，MALAT1的核聚集模式显示与miR145-5p的高度共定位。这些研究展现了π-FISH rainbow技术在基础科学研究和临床诊断中的巨大应用潜力。曹罡、戴金霞为共同通讯作者，博士研究生陶影峰和周小六为共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、广东省重点研发计划、中央高校基本科研业务费专项资金项目的资助。

微区分析是目前各研究领域常用的研究方式，岛津可提供多维度的解决方案，部分解决方案如下：❖岛津扫描探针显微镜SPM-Nanoa★自动观察★功能先进★省时高效 ❖岛津场发射电子探针EPMA-8050G★优越的空间分辨率：二次电子图像分辨率3nm★大束流更高灵敏度分析：加速电压30kV时可达3μA，特有的52.5°高X射线取出角设计，大幅提高测试灵敏度★高分辨率分析：Johanson型全聚焦晶体，无像差 ❖岛津Kratos全自动、多技术成像型X射线光电子能谱仪（XPS）Axis Supra+★优秀的元素化学状态分析能力★卓越的元素化学状态成像空间分辨率-1um★自动化技术 ❖岛津多功能X射线衍射仪XRD-7000★高精度垂直测角仪★高稳定性X射线发生器★X射线防护本质安全★丰富的配 ❖激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱联用仪（LA-ICP-MS）★原位元素成像分析 ★高灵敏度★ICP-MS软件直控LA产品 以下内容转载自公众号：Atomic Spectroscopy 2020年12月17日凌晨，中国嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗着陆，这是继美国阿波罗(Apollo)和前苏联月球号(Lunar)计划后，时隔44年人类再次从月球带回珍贵样品，举国欢腾，举世瞩目！ 2021年7月12日，首批嫦娥五号月壤样品正式发放，拉开返回样品精细研究的序幕！截至目前，月壤样品已发放了三个批次，国内30多家科研单位共计获得44.8577克样品，正相继开展科学研究工作。 2021年10月8日，中国地质科学院在国际学术期刊《Science》上发布首个嫦娥五号月球样品研究成果。2021年10月19日，中国科学院发布首批嫦娥五号月球样品研究系列成果，3篇《Nature》论文当天同期上线！ 科学引领，技术先行！嫦娥五号月壤研究成果的快速产出，既依赖于中国科学家对月球演化等前沿科学问题的精准把控，也得益于多种微区微束分析方法的精妙组合和应用。为助推中国嫦娥五号月壤研究，在《Atomic Spectroscopy》主编李献华院士提议和指导下，由杨蔚研究员、李金华研究员、李雄耀研究员和何永胜教授共同担任Guest Editors，以“Microanalytical Techniques for Extraterrestrial Samples”(地外样品微区微束分析技术)为主题，在AS上连续组织两期相关专辑(2022, Issue 43, No.1 和 No. 2)，详细地论述这些先进的微区分析技术，并通过实例展示其在嫦娥五号月壤和陨石等珍贵地外样品研究中的潜力。 2022年2月25日正式出版的第一期“Microanalytical Techniques for Extraterrestrial Samples (Part I)” (www.at-spectrosc.com)，包含 9篇Articles和1篇Review。 AS 封面：月壤及地外样品微区分析专辑(Part I) 01光学成像方法具有非接触、快速、高精度等优点，一直是生物标本和矿物材料测试的主要工具之一。西安交通大学雷铭团队自2015年首次提出了高分辨全彩色三维光切片结构光照明显微系统，其凭借空间分辨率高、成像速度快、光毒性小、三维成像能力强等优点，迅速成为活体生物组织超分辨动态成像和结构观察中真彩色三维快速成像的有力工具，受到了国内外众多科研机构的广泛关注。在《Reconstructing the Color 3D Tomography of Lunar Samples(月球样品的彩色三维光学切片重建)》一文中，雷铭教授及其团队成员改进了高分辨彩色三维显微系统(专利号ZL202010061033.2)，实现了对具有复杂突变结构样品的高动态彩色三维成像。利用系统特有的宽动态范围、低热损伤效应和高速三维成像能力，首次对模拟月壤和月球陨石NWA 11474标本进行了大视场彩色三维成像，获得了样品表面的高分辨彩色三维形貌(图1)。该技术为无损分析嫦娥五号月壤提供了一种新思路，有望成为进一步探究月球地质演化过程的新工具。 全文下载https://doi.org/10.46770/AS.2022.009 图1. 月球陨石NWA 11474的彩色光切片三维成像结果。(a)-(c）上视图、左视图和正视图 (d）三维形貌分布和沿直线处的高度曲线 (e）-(n）局部放大图及其三维形貌分布。 02原子力显微镜（AFM）是一种观察微观表面形态的有力工具，还用于探测电、磁、范德华、粘附和化学相互作用。AFM是少数能够在微观尺度上测量颗粒粘附力的方法之一：通过将颗粒修饰至AFM探针针尖，可测量颗粒与界面接触时二者间的相互作用力，已广泛应用于微纳尺度颗粒与界面粘附特性研究中。受限于大气环境中气体吸附的干扰，传统AFM粘附力测量实际上得到的是颗粒-吸附气体-界面三者之间的粘附力，极大地限制了其在行星科学领域的应用，也阻碍我们正确认识无大气行星或小行星表面细粒风化物的粘附特性。在《An Improved Method of Adhesion Force Measurement by Atomic Force Microscopy (AFM) (一种改进的AFM测量粘附力的方法)》文章中，中国科学院地球化学研究所李雄耀团队提出了一种基于高真空AFM设备排除颗粒表面气体吸附物对其粘附特性影响的新技术(图2)。在保持颗粒物性不变的前提下，详细地探讨了环境压力与温度对颗粒表面吸附物的影响，在优化的温压条件(排除气体吸附物所需)下，模拟样品测量结果与理论模型预测值具有高度的一致性，表明该技术可准确测定无大气星体表面颗粒粘附力。该方法可应用于嫦娥五号月尘的粘附特性研究，为进一步认识月球表面尘埃环境提供关键数据支撑。 全文下载https://doi.org/10.46770/AS.2022.011 图2 排除吸附气体干扰后，在控温控压条件下使用AFM测量颗粒粘附力 03原位微区X射线衍射技术(In-situ Micro-XRD)具有无损、准确、制样灵活和空间分辨率高等优点，非常适合珍贵地外样品(如月壤)的分析研究。现有对于月球陨石、阿波罗样品的研究和月球模拟场计算均表明，非晶态物质是月球表层土壤的重要组成部分。月壤中玻璃组分的成因及分布，对深入了解和认识月球的起源和演化、月表太阳风和微陨石轰击等作用具有重要意义。但其粒径细小、来源多样以及共生关系复杂等特点，目前仍没有很好的手段和方法可对其进行系统地研究。在《In-situ Micro-XRD Methods for Identifying Glass and Minerals in Extraterrestrial Samples(原位微区XRD鉴定地外样品中玻璃和矿物)》一文中，中国科学院广州地球化学研究所马灵涯团队基于Rigaku D/MAX RAPID-V微区衍射技术对包括月壤样品集合体、似单晶颗粒及制靶样品在内的多种形态的月壤样品(No. CE5C0000YJYX023 和 No. CE5C0000YJYX125)进行了原位分析，探究不同类型样品最佳的制样和测试方法(图3)，并对大量测试结果进行归类分析和总结。发现在嫦娥五号月壤中非晶物质与辉石、长石等矿物广泛共生，且玻璃质以覆层或基质的形式充填于矿物碎屑之间。作者认为月壤样品中的玻璃可能是在月球经历的频繁和强烈的撞击事件中，由冲击变质熔融或蒸发沉积等过程产生。上述研究表明样品颗粒不同的有序度和玻璃含量，可作为推断撞击中心或火山喷发中心的证据之一。 全文下载 https://doi.org/10.46770/AS.2022.016图3 两种微区衍射放样方法及其2D-1D衍射结果 04电子探针显微分析（EPMA）可用于微小固体物质的原位化学组分分析，具有高空间分辨率（~1 μm）、快速、无损和基体效应小等优点。经过70年软硬件的蓬勃发展，EPMA已成为研究地球与行星物质组成最有效的微束分析技术之一。微量元素和铁价态分析是当前EPMA显微分析的两类国际前沿技术。在文章《High-Precision Measurement Of Trace Level Na, K, P, S, Cr, And Ni In Lunar Glass Using Electron Probe Microanalysis(电子探针高精度测试月球玻璃珠中微量Na、K、P、S、Cr和Ni)》中，中国科学院地质与地球物理研究所电子探针与扫描电镜实验室的陈意团队建立了EPMA测试月球玻璃珠微量Na、K、P、S、Cr和Ni的分析方法(图4)。在最佳测试条件下(加速电压20 kV、束流100 nA、束斑直径10 μm、线性背底模式、大晶体和多谱仪计数方式、总分析时间10 分钟等)，获得了优异的分析性能：检测限降低至17-96 ppm (3σ)、分析精度优于10% (2σ)。该无损高分辨技术可同时获得月球玻璃珠样品中主量和部分微量元素含量，为嫦娥五号月球及地外样品的地球化学组成和演化研究提供高质量基础数据。 全文下载 https://doi.org/10.46770/AS.2022.001 图4 电子探针高精度测试月球玻璃珠成分的方法示意图 05Fe3+/∑Fe分析是电子探针显微分析(EPMA)的另一项前沿技术，该技术与微量元素分析技术相对独立，需对同一矿物进行多次分析分别获得微量和价态信息。在中国科学院地质与地球物理研究所陈意团发表另一篇电子探针分析技术文章《Simultaneous In-Situ Determination Of Major, Trace Elements And Fe3+/∑Fe In Spinel Using EPMA(电子探针同步分析尖晶石主量、微量元素和Fe3+/∑Fe)》中，作者全面评估了七件尖晶石的成分均一性，并利用不同测试方法(EPMA、LA-ICP-MS、XRF和穆斯堡尔谱)对该套尖晶石标样进行主量、微量元素和Fe3+/ΣFe进行定值(图5)。在此基础上，研发了尖晶石微量元素(Zn、Co、Ni、Mn、V、Ti)高精度EPMA方法，该方法合理地提高加速电压和束流，延长测试时间，并对分光晶体的分配、峰值背景值的设定、峰位干扰校正以及标准物质的选用等方面进行了系统优化，将微量元素的检出限进一步降低至16-55 ppm (3σ)，微量元素分析精度优于6% (1σ)。同时依据该套尖晶石标样的铁价态信息(Fe3+/ΣFe介于 0.073~0.271)，利用二次标样校正法获得了未知尖晶石样品的Fe3+/ΣFe比值，其精度(±0.04，2σ)明显优于已有的文献报道。该方法可为月球、火星和小行星等地外样品和地球样品中的尖晶石提供高精度的化学成分信息(主量、部分微量和Fe3+/ΣFe比值)，用于研究行星氧逸度、物质源区和岩浆演化等关键科学问题。 全文下载https://doi.org/10.46770/AS.2022.002 图 5 电子探针同步分析尖晶石主量、微量元素和Fe3+/∑Fe。a. 月壤颗粒的聚焦离子束(FIB)制样位置；b. np-Fe0的俄歇电子能谱图；c. FIB超薄片的扫描透射明场电子图像 ；d. 月壤颗粒中不同含铁相的电子能量损失谱图。 06纳米级单质金属铁(nanophase iron particles, np-Fe0) 是太空风化作用的特征产物，对月球的反射光谱遥感探测具有重要影响。然而，对于np-Fe0的形成原因，当前的研究结果主要基于Apollo样品与少量月球角砾岩陨石，并归结于陨石、微陨石撞击引起的蒸发沉积作用以及可能的太阳风粒子辐射引起的溅射离子沉积作用。在中国科学院地球化学研究所李阳团队的一篇文章《In Situ Investigation Of The Valence States Of Iron-Bearing Phases In Chang’E-5 Lunar Soil Using FIB, AES, And TEM-EELS Techniques (应用FIB、AES和TEM-EELS联合技术原位测定嫦娥五号月球土壤中含铁相的价态)》中，作者分析和排除了地球环境对嫦娥五号月壤(No. CE5C0400YJFM00505)中含铁相的污染和氧化，并利用透射电子显微镜-电子能量损失谱仪对np-Fe0及其周围铁镁硅酸盐矿物与玻璃基质中Fe2+与Fe3+的纳米级尺度分布与赋存特征开展了深入分析，获得了np-Fe0歧化反应成因的初步证据(图6)。该技术对np-Fe0成因机制，铁元素的微区地球化学行为以及氧化还原环境演变过程的研究具有重要意义，可广泛应用于月壤等地外样品以及传统地球样品的分析和研究中。 全文下载 https://doi.org/10.46770/AS.2022.014 图6. 应用FIB、AES和TEM-EELS联合技术原位测定嫦娥五号月球土壤中含铁相的价态。a. 月壤颗粒的聚焦离子束(FIB)制样位置；b. np-Fe0的俄歇电子能谱图；c. FIB超薄片的扫描透射明场电子图像 ；d. 月壤颗粒中不同含铁相的电子能量损失谱图 07月球样品形成年龄（包括月球陨石和太空任务期间收集的月球样本）对确定地月系统的演化历史至关重要。采用微区分析技术测定富U矿物相（如斜锆石或磷灰石等）的U-Pb年龄是目前获得月球或其他地外样品年龄的主要手段，但大多数陨石样品是超镁铁质或镁铁质成分，富U矿物相在样品中稀少且微小。而地外样品中主要矿物相，如斜长石、辉石、钛铁矿或玻璃质等则可以考虑利用Rb-Sr放射性衰变体系获取其Rb-Sr等时线年龄。在In Situ Rb-Sr Dating Of Lunar Meteorites Using Laser Ablation MC-ICP-MS（激光剥蚀MC-ICP-MS原位Rb-Sr定年分析月球陨石样品）》一文中，中国地质大学（武汉）张文和胡兆初团队系统地研究了LA-MC-ICP-MS微区原位Rb-Sr测年技术用于月球陨石定年的可行性（图7）。实验结果表明斜长石、辉石、钛铁矿或玻璃质等主要矿物具有含量低且变化大的87Rb/86Sr比值，在古老陨石样品中（1Ga）可以积累一定的放射性成因87Sr。所开发的LA-MC-ICP-MS技术可准确地识别出由87Rb衰变引起的87Sr/86Sr变化，并结合本课题组开发的数据处理技术（Iso-Compass）建立了样品剥蚀区域内87Rb/86Sr与87Sr/86Sr的线性关系，实现了低Rb/Sr样品的微区原位Rb-Sr等时线年龄测定。该方法应用于两块不同岩性的月球陨石（玄武质陨石NWA 10597和橄榄辉长岩NWA 6950）中的斜长石、辉石、钛铁矿和玻璃等矿物相年龄测定，所获得Rb-Sr等时线年龄（2984 ± 43 Ma for NWA 10597 和3149 ± 20 Ma for NWA 6950）与文献报道采用SIMS使用其他放射性测年体系的结果（2990-3032 Ma for NWA 10597 and 3210-3187 Ma for NWA 6950）相一致。该技术可为未来开展地外天体样品年代学研究提供新的技术手段。 全文下载 https://doi.org/10.46770/AS.2022.007 图7 激光剥蚀MC-ICP-MS原位Rb-Sr定年分析月球陨石样品 08大型二次离子质谱(LG-SIMS)具有微米级高空间分辨率(~1 μm)、近无损剥蚀和高的质量分辨率(可达4万)等优越性能，被誉为微区地球化学分析界的“核武器”。二十年来中国的LG-SIMS分析技术发展迅速，在含U-Th矿物定年、稳定同位素及低含量挥发份等方面均达到了世界同类实验室的先进水平。在《SIMS Zircon Hydrogen Isotope And HO Content Analyses And Reference Material Development(二次离子质谱测定锆石氢同位素组成和水含量及标准物质开发)》一文中，中国科学院广州地球化学研究所夏小平团队报道了新开发的SIMS超低背景下锆石氢同位素和水含量同时测定技术，并新研制成功的国际上第一套锆石氢同位素参考物质(D15395和D15814)(图8）。该技术为研究地外样品的挥发份，尤其是水的含量和来源提供了新的研究手段。 全文下载 https://doi.org/10.46770/AS.2022.006 图8 锆石Temora 2的H2O含量与δD值的LG-SIMS测量结果。不确定度为±1SE(标准误差) 09纳米离子探针(NanoSIMS)是具有极高空间分辨率的二次离子质谱仪，在橄榄石等样品的水含量分析中具有不可替代的优势。橄榄石是上地幔的主要组成矿物，对橄榄石中水含量的研究有助于理解行星演化的动力学过程。它属于名义无水矿物(水含量为ppm级)，并且多发育成分环带(典型宽度为5~20μm)，对橄榄石中水含量的研究有助于理解行星演化的动力学过程。因此，精准测定橄榄石中的水含量需要具有低本底和高空间分辨特征的原位分析方法。对于二次离子质谱而言，所采用的一次束流能量越低，得到的束斑尺寸越小，仪器的空间分辨率就越高；但是，获得的测试本底也越高。可想而知，同时保有低本底和高空间分辨具有极大的挑战性。以往的NanoSIMS研究可以满足低本底(10 ppm)条件下10~30 μm的空间分辨。在《High-Spatial-Resolution Measurement of Water Content in Olivine Using NanoSIMS 50L(利用NanoSIMS 50L建立高空间分辨的橄榄石水含量分析方法)》一文中，中国科学院地质与地球物理研究所的郝佳龙和杨蔚团队利用CAMECA NanoSIMS 50L，将橄榄石水含量分析方法的空间分辨提高至6 μm(提高了~2倍)。该方法通过优化纳米离子探针的一次离子束参数和分析条件，测试了水含量为11.2~70.6 ppm的橄榄石标准样品(KLB-1、ICH-30和Mongok)，并将San Carlos橄榄石作为本底监测标样，获得了~6 μm的空间分辨率和6±2 ppm的水含量本底(图9)。该方法是当前低本底(10 ppm)水含量原位分析方法中的空间分辨率最优者，已应用于嫦娥五号月壤样品中橄榄石微细区域的水含量分析，并可借鉴于其他名义无水矿物的水含量分析中。 全文下载 https://doi.org/10.46770/AS.2022.004 图9 高空间分辨率低本底的橄榄石水含量NanoSIMS分析技术 10同步辐射光具有超高亮度、高准直性和宽频谱等特性，被誉为认识微观世界的“人类神光”。经过60多年发展，同步辐射装置已历经三代，成为材料、信息、生命和地球科学等领域前沿科学研究强有力工具。在众多同步辐射X-射线技术中，扫描透射X-射线显微学(STXM)技术，因其高空间分辨率(10-30 nm)、高能量分辨率(0.05 eV)和低辐射损伤等特点，可在常温、常压、冷冻或液态等多种测试条件下，对样品在纳米分辨率下开展二维和三维的形貌结构、化学成分(包括元素种类及价态鉴定)和磁学性质等分析，成为最具代表性的同步辐射线站技术，也是极富发展潜力的显微谱学分析技术。在《Scanning Transmission X-Ray Microscopy at the Canadian Light Source: Progress and Selected Applications in Geosciences(同步辐射扫描透射X-射线显微学最新进展及应用)》的综述文章中，加拿大国家光源(CLS)的王建博士和中国科学院地质与地球物理研究所李金华教授，以世界领先的第三代同步辐射光源CLS的STXM线站(加拿大)为例，首先给出了同步辐射STXM技术的工作原理和仪器配置(图10)，重点介绍了该线站最新的冷冻STXM和扫描相干衍衬成像STXM技术，详细地综述了多种同步辐射STXM技术在复杂的地质微生物样品(趋磁细菌生物矿化和磁学)和地质样品(土壤微团聚体)研究中的应用实例和成果。两位作者还总结和讨论了第四代光源同步辐射STXM的技术发展趋势，并提出将同步辐射STXM技术用于嫦娥五号月壤样品精细化研究的预案。 全文下载 https://doi.org/10.46770/AS.2022.008 图10 同步辐射扫描透射X-射线显微镜工作原理及应用领域 嫦娥五号圆满完成了我国探月工程“绕、落、回”三步走战略的最后一步，使中国科学家第一次拥有属于自己的1731克地外天体返回样品，在行星科学发展史上具有里程碑意义的重大事件。月壤样品极其珍贵，多数为亚毫米和微米大小的颗粒。如何利用有限的珍贵样品获得尽可能多的基础数据，同时开展高效高质量的科学研究，对我国科研人员提出了巨大挑战，这也是获取重大原创成果的前提。 在未来十年，中国已经布局了嫦娥六号月球南极采样、小行星采样和火星采样等一系列重大任务。毫无疑问，随着嫦娥五号月壤样品研究的持续深入以及更多类型的地外天体样品被陆续带回，中国的行星科学将迎来新的时代。制定合理的科学目标，建立高效的工作流程，按照“先无损，后微损”、“先单颗粒，后微纳米尺度，最后原子水平”、“先侧重表面，后开展内部结构”的分析思路，将现有的多种显微学和显微谱学技术，在分析的时间节点上进行了排列组合，可对同一个样品获得不同尺度下多种信息，是开展珍贵地外天体样品研究的客观需求，也是未来行星科学发展的大趋势。 [主要参考文献]1. Jin-Hua Li*, Wei Yang*, Xiong-Yao Li*, and Yong-Sheng He*, The Chang’e-5 Lunar Samples Stimulate the Development of Microanalysis Techniques, At. Spectrosc., 2022, 43, 1–5. https://doi.org/10.46770/AS.2022.0102. X. C. Che, A. Nemchin*, D. Y. Liu*, T. Long, C. Wang, M. D. Norman, K. H. Joy, R. Tartese, J. Head, B. Jolliff, J. F. Snape, C. R. Neal, M. J. Whitehouse, C. Crow, G. Benedix, F. Jourdan, Z. Q. Yang, C. Yang, J. H. Liu, S. W. Xie, Z. M. Bao, R. L. Fan, D. Peng Li, Z. S. Li, and S. G. Webb, Science, 2021, 374, 887–890. https://doi.org/10.1126/science.abl79573. S. Hu*, H. C. He, J. L. Ji, Y. T. Lin*, H. J. Hui, M. Anand, R. Tartèse, Y. H. Yan, J. L. Hao, R. Y. Li, L. X. Gu, Q. Guo, H. Y. He, and Z. Y. Ouyang, Nature, 2021, 600, 49–53. https://doi.org/10.1038/s41586-021-04107-94. Q.-L. Li, Q. Zhou, Y. Liu, Z. Y. Xiao, Y. T. Lin, J.-H. Li, H.-X. Ma, G.-Q. Tang, S. Guo, X. Tang, J.-Y. Yuan, J. Li, F.-Y. Wu, Z. Y. Ouyang, C. L. Li*, and X.-H. Li*, Nature, 2021, 600, 54–58. https://doi.org/10.1038/s41586-021-04100-25. H.-C. Tian, H. Wang, Y. Chen, W. Yang*, Q. Zhou, C. Zhang, H.-L. Lin, C. Huang, S.-T. Wu, L.-H. Jia, L. Xu, D. Zhang, X.-G. Li, R. Chang, Y.-H. Yang, L.-W. Xie, D.-P. Zhang, G.-L. Zhang, S.-H. Yang, and F.-Y. Wu, Nature, 2021, 600, 59–63. https://doi.org/10.1038/s41586-021-04119-56. J.-H. Li*, Q.-L. Li, L. Zhao, J.-H. Zhang, X. Tang, L.-X. Gu, Q. Guo, H.-X. Ma, Q. Zhou, Y. Liu, P.-Y. Liu, H. Qiu, G. Li, L. Gu, S. Guo, C.-L. Li, X.-H. Li, F.-Y. Wu, and Y.-X. Pan, Geosci. Front., 2022, 13, 101367. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2022.101367 [本期原文]Special Issue: Microanalytical Techniques for Extraterrestrial Samples (Part I)Atomic Spectroscopy, 2022, 43(1), 1-98.www.at-spectrosc.com Guest EditorsWei Yang is a Professor at the Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences (IGGCAS), operating a NanoSIMS laboratory. He received his B.S. (2001) and Ph.D. (2007) degrees in geochemistry from the University of Science and Technology of China. After completing his Ph.D., he came to IGGCAS for post-doctoral research and joined the comparative planetary science group as an Associate Professor in 2011. His main interest in the past decade was Mg isotope geochemistry and its application in tracing the deep carbon cycle. He is currently working on instrumentation developments on secondary ion mass spectrometry and its application in Earth and planetary sciences, the formation and evolution of the Moon based on the exploration data and returned samples of the Chinese Lunar Exploration Program. He has published over 70 peer-reviewed scientific papers in ISI-indexed journals. Jin-Hua Li is a full professor of Biogeomagnetism and Geobiology at the Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences (IGG-CAS). He received his B.S. degree in Biology from Northwest University (NWU, Xi’an city) in 2001, M.S. degree in Microbiology from Shandong University (SDU, Jinan city) in 2006, and completed Ph.D. in Solid Earth Geophysics from the IGG-CAS in 2010. He worked as postdoctoral research fellow at the IGG-CAS (2010-12) and the Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux, et de Cosmochimie (Paris, France) (2012-14), associate professor from 2013 to 2016 and full professor after 2017 at the IGG-CAS. From 2019, he started to work as director of Electron Microscopy Lab at the IGG-CAS. His research focused on biomineralization and magnetism of magnetotactic bacteria, microbial biomineralization, experimental fossilization of microorganisms and biominerals, and the identification of microfossils (nano fossils) and fossil biominerals in ancient rocks, and the applications of microbes in bioremediation and biomimetics. He has extensive experience with high-resolution Micro X-ray Fluorescence (μXRF), electron-microscopy (SEM, TEM, FIB), Scanning Transmission X-ray Microscopy (STXM) at international light sources, and rock magnetism and microbiology. He published over 90 papers. Xiong-Yao Li is a research professor of planetary science at the Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences (IGCAS) in Guiyang, China. He is the director of the Center for Lunar and Planetary Sciences, IGCAS. He completed his Ph.D. in cosmochemistry from the University of Chinese Academy of Sciences in 2006. His research focused on lunar surface environment, lunar soil properties and space weathering. He published over 100 papers in SCI journals. Yong-Sheng He is a Professor at the Institute of Earth Sciences, China University of Geosciences, Beijing (CUGB), leading a group focusing on Fe, Ca and Mg isotope geochemistry. He received his B.S. (2005) and Ph.D. (2011) degrees in geochemistry from the University of Science and Technology of China. After completing his Ph.D., he came to CUGB for post-doctoral research and joined the Isotope Geochemistry Lab as a faculty in 2013. His main interest was petrogenesis of adakitic rocks and their implication on evolution of orogenic crust. He currently focuses on methodology developments on metal stable isotope geochemistry and its application in tracing key geological and planetary processes, e.g., deep carbon and oxygen cycles, changes in paleo-environment, and the formation and evolution of the Moon. He has published over 50 peer-reviewed scientific papers in ISI-indexed journals. 国际SCI期刊Atomic Spectroscopy (AS) 由Dr. Walter Slavin于1962年创办，2020年1月转至中国团队全权负责，由Atomic Spectroscopy Press Limited, Hongkong, P.R. China出版发行，2020年影响因子为2.04。AS密切关注原子光谱(AAS, AFS, ICP-OES, ICP-MS, GD-MS, TIMS, SIMS, AMS, LIBS, XRF, SEM-EDS, EPMA,NAA, SR-based techniques等）新方法及其在各学科领域中新应用、仪器/部件研发、元素同位素样品前处理技术、标准物质开发等。AS编委会由来自10多个国家的60余位知名学者组成，中国科学院地质地球所李献华院士担任主编，中国地质大学（武汉）郭伟教授任执行主编，厦门大学杭纬教授、中国地质大学（武汉）胡兆初教授、德国Justus Liebig University Giessen大学Michael Dürr教授任副主编。AS期刊主页: www.at-spectrosc.com。 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201606/insimg/4afc0317-e9f0-488f-acc8-55f85320fe4d.jpg" title=" Kydt_Wyc_20130514.jpg" width=" 600" height=" 400" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 400px " / 　　 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 随着对纳米尺度的理解，中国研究者团队研发了一种可视化的基于原位透射电镜技术，该技术直接将原子尺度的结构和物化性能联系起来，可提供新颖而强大的功能。 /p p 　　在纳米世界里的生活是很快的，就致力于纳米尺度的基本机制研究而言，其发展更加迅速，这个世界，便是尺寸只有十亿分之一米的原子和离子之类的颗粒的舞蹈。 /p p 　　随着对纳米尺度的理解，中国研究者团队研发了一种可视化的基于原位透射电镜技术，该技术可以提供新颖而强大的功能，它能够直接将原子尺度的结构和物化性能联系起来。 /p p 　　在这周AIP出版的Applied Physics Letters期刊里，研究者们说明了他们的发现对新一代科技设备的设计和制造的重要性。这项研究具有广泛的应用潜力，从基于电致色变科技的智能窗到管理能源、信息和环境的新型器件。 /p p 　　团队负责人、中科院物理所白雪冬研究员介绍道， span style=" color: rgb(0, 0, 0) " “目前，应用于能源、信息和环境方面的新设备的原子机制是一个重要的议题。物化现象中原子过程的实时成像是原位透射电镜技术的任务。我们研究的目标之一是理解从原子尺度可获得的设备的基本原理，另一个目标是探索基于原子过程中原位透射电镜成像的革新的设备。” /span /p p 　　在诺贝尔奖透射电镜科技中，电子束取代了用于传统电镜中的光束，通过一个金属试样传输。与光学显微镜相比，由于电子具有更短的波长，透射电子显微镜提供给研究者更高的分辨率，以至于他们可以观察到更多的信息。 /p p 　　白强调了结构和性能之间的关系是材料科学一个根本的关注。然而，研究这种关系的约束之一是使用传统的方法，结构表征和性能测定通常是分开的，对于纳米材料来说尤其如此。他们的创新之处在于将这些步骤结合起来。 /p p 　　白还说道，“过去的十五年来，我们的研究工作集中于原位透射电镜技术的构造和应用，所以在不同的物理因素(包括电的和光的)下原子尺度的性能都通过透射电镜进行了研究。” /p p 　　该团队尤其对于应用最广泛的电化学材料之一—氧化钨和其产物的一个关键相转变进行了研究。通过使用他们简化了的内含电化学电池的透射电镜技术，他们的微观的、动态的观察显示了实时的详细机理，涉及了电化学氧化钨纳米线的形成和演变，并且在工业上有很多应用。 /p p 　　他们的研究最有趣的方面之一是探究离子电迁移过程和其诱导的动态结构转变。他们发现这些与电化学性能密切相关，加深了原位透射电镜成像研究的广泛应用潜力。 /p p 　　白说道，“新特性和重要的科学问题可以通过原位透射电镜成像来显示，例如，电驱动的氧化还原反应过程，锂离子电池中锂原子的占据位点和电机学反应电池中的物质转移都能从原位透射电镜成像中观察到。” /p p 　　接下来，研究者们将扩展原位透射电镜原子尺度成像技术，使之与超快光谱结合起来。通过这个扩展，高分辨成像在空间和时间上都将成为可能。 /p p 　　论文地址： span style=" color: rgb(0, 112, 192) " a href=" https://www.sciencedaily.com/releases/2016/06/160607113110.htm" target=" _blank" title=" " In-situ transmission electron microscopy imaging of formation and evolution of LixWO3 during lithiation of WO3 nanowires /a /span /p p br/ /p

2016年11月11-12日，由中国质谱学会主办、华质泰科生物技术（北京）有限公司承办的“ 2016第四届中国原位电离质谱会议（AIMS2016）”在广州白天鹅宾馆盛大召开。本届会议涵盖原位电离质谱技术前沿基础、原位电离质谱小型化、原位电离质谱产业化和原位电离质谱技术应用新趋势四大主题，吸引了两百余位国内外专家学者、高校及科研机构的研究人员和仪器厂商等代表积极参与，热情讨论。与会嘉宾分享了原位电离质谱技术的新理念和新热点，共同推动了实时科学与质谱先进技术的整体发展！在第四届中国原位电离质谱会议开幕式上，中国广州分析测试中心、广东省测试分析研究所所长陈江韩致欢迎辞。随后的2天时间中，29位演讲人就不同的主题方向带来精彩纷呈的大会报告，其内容包括原位电离技术在食品药品、脂质组学、蛋白质组学、小分子、组织成像、能源、材料、法医物证等领域的应用。同时，大会还设置了两场专题讨论环节（Panel Discussion），分别从原位电离技术前沿基础和产业化两个方面入手，引发嘉宾与参会代表的热烈讨论。接下来，请大家一睹演讲嘉宾的华丽阵容！原位电离前沿基础（1）：进展与展望中科院长春应化所、吉林省人参科学研究院 院长 刘淑莹 教授题目：The Analysis of Ginsenosides and Oligosaccharides by Using Mass Spectrometry人参皂苷与寡糖的质谱分析人参皂苷及寡糖结构复杂，刘教授利用电喷雾多级质谱结合 PMP 标记识别鉴定皂苷和寡糖的结构，实现了异构体的分离；同时利用固相甲基化、氘代衍生及 DART-MRM 多反应离子定量检测人参中皂苷及寡糖。美国 JEOL 公司资深科学家、DART 共同发明人 Chip Cody 博士题目：DART and Ambient Ionization: Solving a Wider Range of ProblemsDART 及原位电离解决更宽广的问题DART 发展至今，已经在诸多领域有了广泛应用，如小分子，某些烷烃和醇类难题，复杂基质中的组分，以及最近频繁出现的热裂解 DART 等。对于 DART 尚不能解决的难题，可借用其他原位电离方式如“入口离子化”或“纸喷雾”来实现。国立中山大学化学系 谢建台 教授题目：Ambient Mass Spectrometry for Emergency Management and Clinical Diagnosis 原位质谱与应急管理和临床诊断热脱附电喷雾 TD-ESI-MS 探针可在30秒内鉴别唾液或粪便中的毒物或药物，无需样品制备，满足急诊或 POC 的快速检测需求。对经代谢及排泄分布于皮肤表面的药物，该技术可实现快速成像。报告同时也介绍了 TD-ESI-MS 在培养皿生物标记物鉴定中的应用。美国 Advion 公司联合创始人兼 CSO Jack Henion 博士题目：How to Couple nESI with Applications from Classical LC/MS to Novel Surface Imaging纳喷与经典 LCMS 的组合用于表面原位成像Jack Henion 博士介绍了优势明显的低流速 ESI ，尤其是100-600 nL/min的纳喷。芯片多通道纳喷机器人，结合在线 nanoLC-MS 及馏分收集和随后的长稳纳喷注射，提供信号累加和丰富的 MS/MS 实验流程，包括 LESA 液滴萃取表面成像和新近开发的 LESA Plus 升级版表面分离成像，提供优异的食品、药物、环境和医学研究工具。东华理工大学 陈焕文 教授题目：Quantification of Clenbuterol and other β-Agonists in Tissues by iEESI-MSiEESI-MS 定量检测组织内多种瘦肉精成分的研究近年来，随着质谱新技术和新方法的不断发展，大大拓宽了质谱的应用领域。在此背景下发展起来的内部萃取电喷雾电离（iEESI-MS）技术为直接检测样品内的痕量化合物提供了可行的思路。该技术分析样品时，能在样品内部进行化合物的萃取并在表面形成喷雾电离，故能在无需样品破碎、研磨等预处理的情况下快速获得样品内部的化学成分信息。目前，iEESI-MS 已成功实现多种动植物组织中生物分子的快速检测，甚至有望在手术中进行癌变组织的快速质谱鉴别。香港理工大学应用生物与化学科技系 姚钟平 教授题目：Electrospray Ionization on Solid Substrates: Mechanistic Studies and Applications固体基质下的电喷雾离子化：机理研究与应用不同于传统的溶液 ESI，固体基质的 ESI 样品可直接滴蘸到木质牙签上离子化。蛋白质也可在纤维基质上离子化的同时根据分子大小和外形实现分离。报告阐明了其机理与应用。原位电离前沿基础（2）：新技术新方法加拿大英属哥伦比亚大学、南京师范大学 David D. Y. Chen 教授题目：Capillary Electrophoresis and Capillary Isoelectric Focusing Coupled to Mass Spectrometry for Biomolecules生物分子的毛细管电泳和毛细管等电位聚焦结合质谱David D. Y. Chen 教授介绍了利用流过式微容器接口连接多种商业质谱仪，从而实现生物大、小分子的 CE-MS 分析的最新成果。他目前的研究方向为采用该技术实现 CIEF（Capillary Isoelectric Focusing）-MS 联用，分析复杂的糖基和完整蛋白质混合物。美国西伊利诺伊大学化学系 Liguo Song 博士题目：Ionization Mechanism of Positive-Ion Nitrogen Direct Analysis in Real Time正离子氮气 DART 的离子化机理宋立国博士从氮气 DART 的离子化机理出发，分析了氮气离子化的过程，并对氮气 DART 中极性化合物、非极性化合物生成的不同种类加合离子进行了分析，为 DART 应用指明了新的方向。中国核工业建设集团公司 石磊 博士题目：Instrumentation of High Resolution Hydrogen Isotope Mass Spectrometer高分辨氢同位素质谱仪研制与应用石磊博士介绍了其团队设计和研制高分辨氢同位素质谱（HR-GMS）的整个过程，并对该仪器的主要构成、背景及实验结果进行了详细阐述。高分辨氢同位素质谱仪的研制成功，对于核聚变反应、高温气冷堆产氚、环境监测等领域具有重要的作用。威斯康星大学药学院 李灵军 教授题目：MALDI Mass Spectrometric Imaging (MSI) of Endogenous Signaling Molecules in Biological Systems应用 MALDI 质谱成像技术对生物体系中内源性信号的分析徐加泉博士介绍了电化学与质谱联用的新技术，并将该技术成功应用于金属材料中铜、铁、锌、铝的快速分析。暨南大学质谱仪器与大气环境研究所 高伟 博士

2015年5月26-27日，在第一届材料微结构及性能国际会议暨第八届郭可信电子显微学暑期讲习班开幕前夕，由浙江大学电子显微镜中心联合荷兰得视公司(DENSsolutions)举办的原位透射电镜workshop顺利举行。本次workshop邀请了多名国内外杰出的原位TEM专家，共同交流探讨了国际最前沿的原位电镜技术，旨在促进全球范围内高新技术与先进科学的密切合作，推动原位电镜在中国的快速发展。 　　27日上午8时，会议主席、浙江大学电镜中心主任张泽院士致辞开幕，他寄语从事电镜的年轻人要不畏艰险，勇于承担国家战略相关，具有挑战性的课题。随后，会议执行主席、中心常务副主任李吉学教授致辞欢迎海内外各位专家来杭州参加这次盛会。会议秘书王勇教授主持开幕并对电镜中心的发展情况及前沿原位TEM工作做了简要介绍。接下来，由电镜中心的田鹤教授主持，多名国际电镜专家带来了精彩纷呈的学术报告。美国IBM华盛顿研究中心Frances M. Ross教授题为的"The opportunities and challenges of in situ electron microscopy for liquid and vapour phase processes"介绍了TEM材料原位生长的研究 荷兰代尔夫特理工大学Henny W. Zandbergen的报告题为"In-situ biasing experiments of metal and semiconductor nanowires and nanobridges"，为我们带来了TEM原位电学实验的最新进展 来自日本大阪大学的Seiji Takeda教授分享了"Basis of high resolution in-situ TEM in materials science"，介绍了其在原位环境高分辨实验上的最新进展 美国匹兹堡大学的Scott X. Mao教授带来了原位力学实验的精彩讲解，报告题为"In-situ high resolution TEM on deformation process in angstrom scaled twins"。各位报告嘉宾从不同的研究领域出发，从原位TEM的热学、电学、气体、力学等多角度介绍了最前沿的研究成果，围绕原位领域的科学与技术、机遇与挑战同所有参会嘉宾展开了热烈的交流讨论，深入探讨学术问题，积极寻找合作机会。 　　电镜专家学术报告现场 　　经过一上午学术报告的飨宴，下午在浙江大学电镜中心举行的原位TEM的Demo实验更是为大家留下了深刻印象。Demo开始前，与会成员共同见证了浙江大学-得视原位电子显微学联合研究中心(ZJU-DENSsolutions Global Center of In-Situ Research and Excellence)的揭牌仪式。李吉学教授与得视公司技术核心Henny W. Zandbergen教授发表讲话并揭牌，祝贺联合研究中心的成立，希望以此推动原位TEM技术在中国的发展，促进产学合作，为原位电镜科学研究做出更多贡献。　　浙江大学-得视原位电子显微学联合研究中心揭牌仪式 　　简单而隆重的揭牌仪式之后，Demo正式开始，由DENS的徐强博士主持，演示实验使用了浙江大学电镜中心的Tecnai F20、球差校正Titan以及环境TEM H9500透射电镜，分别展示了DENSsolution的最新原位样品杆系统：Wildfire S5原位单倾加热系统、Wildfire D6原位双倾加热系统、Climate S5原位单倾气体加热系统，以及Direct Electron 公司DE12-DDD原位相机。有趣的实验现象、先进的设备与技术令所有参观的嘉宾学者感到惊叹，每位与会人员都受益匪浅。实验演示时间虽短，但带来的效益却是不容忽视的，参观学习促进了更多的交流合作，原位技术的推广拓展了电镜领域的研究深度与广度，这也正是本次workshop举办的初衷，希望原位TEM在中国、在全世界将会有更快更好地发展。 　　原位TEM Demo实验

p 　　近年来，关于锂离子电池爆炸的新闻已经成为一个热点话题。锂枝晶(Dendrite)生长是影响锂离子电池安全性和循环稳定性的根本问题之一。锂枝晶的生长会破坏电极和电解液间已形成的具有保护功能的固体电解质界面膜(SEI)，导致电解液不断消耗及金属锂的不可逆损失，造成电池库伦效率下降 严重时，锂枝晶还会刺穿隔膜导致锂离子电池内部短路，造成电池的热失控并引发爆炸。 /p p 　　 /p center img alt=" " src=" http://scschina.sic.cas.cn/xjsbd/201803/W020180320671863220742.jpg" height=" 193" align=" bottom" width=" 316" / /center p 　　关于锂枝晶的生长机理目前在学术界还存在争议。由于锂离子电池怕水怕氧，可用来表征SEI的技术手段非常有限。近年来发展起来的各种电镜技术都在努力尝试在微纳尺度甚至原子级别上理解锂枝晶生长的演变过程。遗憾的是，常规的透射电镜由于高能粒子的照射，容易引起SEI膜及金属锂的破坏 虽然低温冷冻电镜能够缓解这一问题，但是由于使用条件的限制，在实验中无法原位使用常温电解液进行实时观察。此外，其昂贵的设备也制约了其推广。 /p p 　　中科院宁波材料所沈彩副研究员在前期利用原位电化学原子力显微镜(EC-AFM)对多种锂离子电池负极材料SEI膜成膜机理进行深入研究的基础上，利用SEI膜成膜电位比金属锂沉积电位更正的特点，设计了两步法研究锂枝晶的实时原位实验。研究者通过EC-AFM实时研究了以碳酸乙烯酯(EC)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)为基础电解液的SEI膜的生长过程，并在此基础上进行原位锂枝晶的微观生长观察，通过对这两种电解液所形成的SEI膜的杨氏模量、CV图谱及EIS阻抗谱分析，结合XPS光谱分析，研究者发现FEC电解液所形成的SEI膜中含有较多的LiF无机盐，由于LiF具有较好的硬度和稳定性，使得其整体SEI膜具有较好性能，能够有效抑制锂枝晶生长。 /p p 　　以上研究工作为SEI膜特性及锂枝晶生长研究提供了新思路。电化学原子力显微镜结合光谱技术，有望成为锂枝晶生长机制研究的有力表征手段，通过对各种电解液和添加剂的优化筛选、形成对金属锂负极有效保护的SEI膜或涂层修饰结构，提升金属锂负极的循环稳定性。 /p

最近几年，随着基于贵金属(如Pt、Pd、Au等)的纳米催化剂被深入研究，人们开始把注意力转移到非贵金属催化剂(Fe、Co、Ni、Cu等)的可控合成和催化性质研究上。如果能够开发出替代贵金属的非贵金属催化剂，无论是从基础研究还是工业应用上来说都是非常有价值的。不过，从物理和化学性质来说，贵金属和非贵金属的区别还是非常大的。　　考虑到金属催化材料一般是用来催化氧化还原反应，因此我们这里做一些简单的对比。对于贵金属来说，它们的纳米粒子一般来说性质比较稳定，经过还原后不太容易被氧化。即使在催化反应过程中，虽然位于表面的原子会发生价态的变化，但是对于纳米粒子的整体来说，这种价态的变化并不是那么的显著。相比之下，非贵金属的性质就更加难以控制和琢磨。对于Fe和Co来说，被还原后的金属纳米粒子非常不稳定，一旦接触空气就会被氧化。如果没有一些保护的配体或者载体，那么完全变成氧化物可能就是几秒钟的事。相对来说，Ni和Cu的金属态纳米粒子相对来说稳定一些。但是如果尺寸比较小(小于5 nm)，也非常容易被空气氧化。在绝大部分加氢反应中，非贵金属的催化剂都需要经过一个预先的还原过程来进行活化。而我们在对催化剂进行表征的过程中，很多时候催化剂已经接触了空气，和实际反应条件下的样品有区别了。这种差异在非贵金属催化剂上体现的特别明显。图1. 通过Kirkendall效应，实心的Co纳米粒子被氧化形成空心的CoO结构。图片来源：Science　　在氧化和还原的过程中，不仅仅是发生化学价态的变化，很多时候还会伴随着纳米粒子形貌的变化。十多年前，材料科学家们在制备Fe、Co纳米粒子的时候就发现这些实心的纳米粒子暴露空气后会逐渐被氧化，然后形成空心结构的CoO(Science, 2004, 304, 711)。这种现象可以用Kirkendall效应来解释。同时这也说明在化学态变化的同时，物质也在纳米尺度发生迁移。上述现象目前在非贵金属体系中比较普遍 而在贵金属体系则比较少见。考虑到在催化反应中，不光是催化剂的表面性质对反应性能影响很大，催化剂活性组分的几何结构也有至关重要的影响。因此，对于在氧化-还原过程中形貌会有显著变化的非贵金属催化剂，借助一些原位表征手段研究纳米粒子在氧化-还原过程中的结构演变就是很有意义的课题。　　在2012年，来自美国Brookhaven国家实验室和Lawrence-Berkeley国家实验室的电镜科学家就借助环境透射电镜研究了CoOx纳米粒子被H2还原到金属Co纳米粒子的过程(ACS Nano, 2012, 6, 4241)。如图2所示，小颗粒的CoOx粒子在逐步还原的过程中会发生团聚，然后得到大颗粒的金属Co纳米粒子。图2. 通过原位电镜来观察CoOx还原到金属Co的过程。图片来源：ACS Nano　　对于单组份的Co纳米粒子，情况可能还相对简单一些。对于双金属甚至更多组分的非贵金属纳米粒子，在氧化-还原条件下他们的结构演变就会变得更加复杂和有趣。最近，在2012年工作基础上，美国Brookhaven国家实验室的Huolin L. Xin博士和天津大学的杜希文教授等科学家用原位透射电镜研究了CoNi双金属纳米粒子在氧化的过程中形貌的变化(Nat. Commun., 2016, 7, 13335)。图3. CoNi合金纳米粒子逐渐被氧化为多孔的CoOx-NiOx结构。图片来源：Nat. Commun.　　首先，作者考察了单个的CoNi合金纳米粒子在400 ℃下被氧化的过程。如图3a所示，实心的具有规则几何外形的纳米粒子是初始的材料。经过61秒后，在这个纳米粒子的棱角处可以观察到形貌的变化。随着时间的延长，可以明显的观察到表面形成了一层衬度较低一些的氧化层。经过了大概十分钟后，整个纳米粒子的形貌已经发生了显著的变化，说明Co和Ni在氧化的过程中不是静止的，而是在运动。再经过一段时间，实心的纳米粒子就会呈现一种核壳结构出现了氧化层和金属内核之间的明显界限。如果延长粒子在氧气气氛中的时间，金属态的内核会进一步的被氧化，直到变成一个具有多孔性质的氧化物结构(如图3b和图3c所示)。为了考察在氧化过程中Co和Ni两种元素的分布情况，作者对中间形成的结构进行了EELS elemental mapping。如图3所示，本来是充分混合的CoNi合金粒子经过氧化后，发生了部分的分离。在氧化后的粒子上，可以看到在表面形成了一个富含Co的薄层。在原文中，作者对这个氧化过程进行了三维的元素分析，确认了Co和Ni发生了空间上的部分分离。　　为了解释在原位电镜实验中观察到的现象，作者对这个氧化过程进行了理论上的计算和分析。通过经典的固体物理和物理化学的理论，作者比较了Co和Ni的氧化趋势的强弱，发现Co更容易被氧化。同时，作者还考察了Co和Ni在氧化过程中的速率，发现Co具有更前的结合O的能力，也更容易在氧化的过程中发生迁移。这样结合起来就解释了在原位电镜实验中观察到了Co和Ni发生部分的分离的现象。　　总的来说，这项工作发现了非贵金属纳米粒子中一些有趣的现象。而这些现象其实和催化过程都是有紧密的关系，可以帮助我们更好的理解非贵金属催化剂在氧化-还原条件下的一些行为。

2019年11月14日-17日，第六届中国原位质谱会议（AIMS2019）在南京香格里拉酒店隆重举办。AIMS2019 会议由华质泰科生物技术（北京）有限公司主办，长春中医药大学、南京工业大学、中国广州分析测试中心、北京大学分析测试中心、西安交通大学分析测试中心共同协办。聚焦 AIMS 前沿基础、AIMS 组学及成像、AIMS 精准检测标准化和 AIMS 技术小型化便携化四大主题，吸引了300余位国内外专家学者、高校及科研机构的研究人员、仪器厂商、资本等代表的积极参与和热烈讨论。 原位质谱（AIMS）自15年前技术概念出现以来始终引领行业大潮，盘踞头条，加速在临床检验和分析测试行业尤其在快筛快检领域渗透，深度影响着分析检测技术的优汰应用和迭代开发。 是次会议一如既往地关注原位电离基础理论研究和产业化，响应绿色、快速、便捷、和原位检测刚需，覆盖已成燎原之势的精准医疗和四大组学 (代谢、脂质、微生物、蛋白质) 应用；并集中展示原位概念在新材料剖析、生物体组织成像、农牧渔深加工质控、小型化及车载便携化等领域的最新研究。与会嘉宾代表，汇聚一堂，共享新成果、启迪新思想、交流新热点、探索新市场，共同推动实时科学与先进分析检测技术的迅猛发展！中科院院士、南京大学 陈洪渊 教授 中科院院士、南京大学陈洪渊教授致开幕辞。陈洪渊院士首先对大家的到来表示欢迎。原位质谱作为质谱领域的重要分支技术，已经成为广大质谱工作者的研究焦点。相关仪器设备产品迭代升级明显加快，种类丰富，明星产品争奇斗艳。先进的仪器，大大激发带动了细分行业领域的前沿应用，可谓硕果累累。从第一届厦门会议至今，既有原位质谱“老玩家”的鼎力支持，又离不开新秀们的砥砺前行，耕耘原位质谱的专家队伍不断壮大。希望大家借助 AIMS 平台，与国际同行展开更加广泛深入地交流，创造出更加多样领先的产品技术。预祝 AIMS 2019 圆满成功。第一部分：原位电离前沿基础 (1)：进展与展望吉林省人参科学研究院，中科院长春应化所 刘淑莹 教授On the Mechanism of DART-MS and Its Applications to Traditional Chinese Medicine StudiesDART实时直接质谱分析的基础研究和在中药等领域的应用 近20年来，原位质谱技术因其绿色性,操作方便,快捷等优异性能得到快速发展。报告介绍了应用 DART-MS 技术进行中药定量分析的相关研究，分别对延胡索、黄芩和人参中的生物碱、黄酮以及人参皂苷化学成分进行了定量分析。参皂苷不易于在 DART 离子源中产生信号,固相甲基化的方法很好的解决了 DART 分析人参皂苷的限制。通过此改进，在 PRM 模式下建立了人参皂苷的定量分析方法,为 DART 离子源定量分析更多中药化学成分提供新的方法。希望后续原位质谱与小型质谱仪相结合，能够应用在中药生产的田间地头、成品药生产线、中药诊断等方面。美国 JEOL 资深科学家、DART 共同发明人 Robert (Chip) Cody 博士Ambient Ionization: From Revolution to Evolution原位电离：从革命到进化 DART 和 DESI 是目前最广泛使用的原位电离技术。近来，PaperSpray 纸喷雾和LTP低温等离子体等方法也受到关注。DART 技术已经从最初涉及的原位电离发展到包括引进新的原位采样方法及和电离方法。报告介绍了一种简单的固相微萃取法来检测土壤和水中的 pb 级的全氟烷基物质。该方法是将富集介质涂覆在金属叶片上，形成涂层叶片 (CBS)。CBS 可选择性吸附富集分析物，后以溶剂和高压来解离和电离检测。CBS 已用于尿液、肉类、鱼类和啤酒中的药物分析与检测。 DART 实时直接分析离子化技术，早在2003年由 Chip Cody 博士和 Jim Laramee 博士 (JEOL 公司) 共同发明，并于2005年由 JEOL 和 IonSense 联合商品化。自 2002 年 Cooks 教授提出原位电离类别技术以来，DART 是迄今为止公认的、商业化最成功的原位电离技术之一。国立中山大学 谢建台 教授Ambient Mass Spectrometry: from Food Safety, Drug Analysis to Emergency Medicine 原位质谱：从食安、药分到急诊医学 谢建台教授介绍了一种不需样品制备和色谱分离，快速筛选果蔬多种残留农药的原位电离串联质谱法，监控308种农药，并成功鉴定了含有15种农药的混标，证明了该法对痕量多农残的筛选能力。该方法还可用于快速鉴别过量使用滥用药的病人、自杀患者摄入毒素以及急诊室中中毒患者的草药毒性成分，在及时提供患者的毒理学信息方面非常具有前景。英国斯旺西大学William (Bill) Griffith 教授Imaging Sterols and Oxysterols in Mouse Brain by On-Tissue Derivatisation – Liquid-Extraction Surface Analysis – Liquid Chromatography Mass Spectrometry组织表面衍生化 - LESA Plus - 质谱成像小鼠大脑中的甾醇和氧化甾醇 为分析具有很多同分异构体的氧化甾醇，Griffith课题组研发了不在溶液中，而是在组织表面通过基质喷涂仪均匀喷涂吉拉德P试剂，对氧化甾醇进行衍生化，进而以LESA Plus对脑组织进行表面分析和成像。南京师范大学，加拿大不列颠哥伦比亚大学 David D.Y. Chen 教授A Systematic Approach to Improving the Performance of DART-MS 一种改进 DART-MS 性能的系统方法 DART-MS 具有快速和高通量的分析能力，且可在许多应用中定性和定量。David D.Y. Chen 教授介绍了一种化学萃取（MCE）方法，从原样中快速提取生物碱、黄酮、儿茶素和丹参酮类化合物。将 MCE 与 DART 相结合，以青蒿素化合物为例，建立了一种高通量的分析方法。利用分散性固相萃取技术来寻找感兴趣的分析物，并将富集磁萃取材料直接以 DART 分析，大大简化了高选择性、高灵敏度的原位质谱检测流程。清华大学 欧阳证 教授On-site Detecting Technology and Clinical Application with Mass Spectrometry质谱现场检测技术与临床应用 小型质谱为现场即时分析提供了一些优势，但复杂样本具有的高特异性是其面临的挑战。因此原位电离和小型离子阱质谱的联用成为一种具有独特性能优势的分析技术，有利于实现高可靠度的分析物鉴定和分析过程中的高灵敏度。清谱公司推出的小型质谱在新型毒品等现场分析中得以应用。第二部分：原位质谱与组学及成像复旦大学生命科学院 唐惠儒 教授Quantitative Metabolomic Phenotyping and Challenges 定量代谢表型与挑战 定量代谢分析对于理解哺乳动物生理学和各种疾病的病理生理学分子方面非常重要，也对相关的分析技术提出更高的要求。唐惠儒教授在报告中讨论了代谢组学分析面临的主要挑战和策略，以及课题组对 NMR 和 UHPLC-MS 技术方面进行的方法学改进等内容。美国北卡罗来纳大学 陈先 教授Mass Spectrometry-Based Multi-Omics Discovery of New-Generation Cancer Markers for Predicting Personalized Prognosis质谱多组学技术发现可预测个性化预后的新一代癌症标志物 陈先教授提出了一种功能性的多组学整合方法，即相互关联的多组学畸变模式(iC-MAP)，该方法可以分析肿瘤内部的异质性，并在原位识别多组学畸变的致癌后果，从而驱动预后不良个体的增殖和侵袭性肿瘤。iC-MAP 研究结果代表了新的诊断/预后标记，以识别具有不可治愈的转移性疾病的患者亚群，以及立即可用药的靶点，以创建精确的、个性化的治疗策略。美国德州农工大学Klaudia Kocurek博士Liquid Extraction Surface Analysis Mass Spectrometry for Top-Down Analysis of Proteins in Living Microbial Colonies液体萃取表面分析 LESA 质谱法：自上而下分析活体微生物菌群中的蛋白质 液体萃取表面分析质谱法（LESA-MS）已被认为是各种生物基质（包括干血斑和薄组织部分）中蛋白质质谱表征的可靠工具。Klaudia 博士介绍了将此技术应用于自上而下直接分析培养皿上微生物菌落的蛋白质。包括一些临床相关菌株，从大肠杆菌开始，并着手分离金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌和在临床上起重要意义的 ESKAPE 病原体群的其他成分，以及多种链球菌。LESA-MS 这种快速、直接的分析和鉴定病原体的方法可以作为 MALDI-TOF-MS 法的补充。还可以获得有关病原体与宿主相互作用、它们对环境或化学刺激的反应以及与抗生素耐药性相关蛋白质变异的重要信息。中国科学技术大学 潘洋 教授Imaging of Polar and Nonpolar Species using Compact Desorption Electrospray Ionization/Post-Photoionization MassSpectrometry使用紧凑型解吸电喷雾电离/光电离后质谱对极性和非极性物质进行成像 DESI-MSI 可以记录大气压条件下组织切片中极性生物分子的二维分布。然而，DESI-MSI 对非极性化合物的敏感性受到低电离效率和强离子抑制的限制。潘洋教授介绍了一种与 DESI 相结合的紧凑型后光离子化方法（DESI/PI），并通过调节便携式氪灯对极性和非极性分子进行成像。该方法可检测到更高的非极性化合物信号强度，这对于在环境条件下空间分辨率适中的生物组织中生物分子的综合成像具有重要意义。复旦大学 宋肖炜 博士Ambient Mass Spectrometry-based Metabolomic Profiling for Early Diagnosis of Oral Cancer and Precise Assessment of its Surgical Margin基于原位质谱的代谢组学分析用于口腔癌的早期诊断和外科手术切缘的精准评估 宋肖炜博士介绍了一种导电聚合物喷雾电离质谱分析方法（Conductive polymer spray ionization，CPSI-MS），可用于超微量生物体液样本中的外源性药物、蛋白、至少600种以上内源性小分子代谢物与脂质成分的直接质谱分析。基于 CPSI-MS 方法，对190例唾液样本，进行了非靶向代谢组学分析，发现了一批可以显著区分健康、癌前病变与口腔癌唾液代谢表型的差异代谢物群。卢森堡科学技术学院 Gilles Frache 博士Switching from LC/Orbitrap to AP/MALDI High Resolution Imaging. Principle and Applications从 LC/Orbitrap 切换到 AP/MALDI 高分辨率成像的原理与应用 质谱成像（MSI）的兴起与发展对有机新材料的开发以及制药、化妆品等领域产生了重大影响。可利用串联质谱和/或高分辨质谱的精准测量来满足生物组织 MALDI 成像的高选择性要求。MassTech 公司的 AP/MALDI（UHR） 离子源可与高分辨率或具有 MSn 功能的质谱联用（如 LTQ/Orbitrap），可提供远超分子量成像的结构分子（碎片特征离子）成像。本次研究主要利用 AP/MALDI Orbitrap 分析不同类型和大小不一的样品，进行靶向和非靶向分子的检测。这种高度灵活性的仪器可用于添加了不同复杂聚合物的混合物的快速表征，也可用于各种类型的生物组织中内源性或外源性分子的定位。美国 Prosolia 公司 Mariam ElNaggar 博士Ambient Ionization Mass Spectrometry: Technologies, Applications, and Horizons原位电离质谱技术演变：原理、应用及前景 近些年，直接采样和原位电离法得到了很大的发展，这些方法很少或根本不进行样品前处理。通过这样的采样方式可获取生物表面的化学图像，应用于干血斑、SPE 板、薄层色谱板、薄组织切片和人体受试者的分析。Mariam 博士讨论了流动微萃取探针离子源flowprobe，与传统的液体微结探针相比，通过激光解吸对表面进行采样提高了空间分辨率，并提供了从生物分子中形成带电离子信号倍增的能力，保护了像葡糖苷酸这样易断裂的分子。中国药科大学 叶慧 副教授From Native MS to Quantitative Proteomics: Multi-faceted Strategies to Probe Ligand-protein Interactions从非变性质谱到定量蛋白质组学：探测配体蛋白质相互作用的多方策略 报告介绍了一种探测功能小分子目标蛋白的方法，即结合原生变性交换质谱法、亚残基印迹和化学蛋白质组学方法。课题组发现，丁酸盐通过直接激活 PKM2 可以阻断大肠癌细胞的代谢，从而抑制细胞的增殖。同时，正在应用多层面的方法来绘制更多内源性代谢物和其靶蛋白之间的相互作用，以用于未来抗癌药物的发现和开发。沃特世科技 石延超 高级应用工程师Ambient Ionization Coupled with Ion Mobility Spectrometry当原位电离遇上离子淌度原位电离技术是近年来发展迅速的一种质谱离子化技术，因其无需复杂的样品前处理且可实时对样品进行分析的优点而被广泛应用。Waters 独有的解吸电喷雾电离（DESI）、快速蒸发电离离子源（REIMS）和大气压固体分析探头离子源（ASAP）是三类非常方便、实用的原位电离源。当这些原位电离技术与 Waters 离子淌度质谱结合，可以获得更多维度的信息，不仅可以提高定性鉴定的准确性，而且还能够分离同分异构体、改善检测灵敏度、信噪比及专属性等。北京大学 周江 教授Exploration of Formation and Structure Characteristics of microRNA G-quadruplexes by ESI-MS and CD质谱结合 CD 法对 microRNA G-四联体形成和结构特征的探讨 G-四联体广泛存在于人类基因组 DNA 和 RNA 中，对基因表达和基因组稳定性起着重要的调控作用。MicroRNA 是一种高度保守的非编码小 RNA，其在人类疾病生理过程中的调控作用已被广泛关注。然而，关于RNA g四丛的报道相对较少，高阶RNA结构仍有待研究。本研究利用 ESI-MS 和 CD 法结合研究了 miR-1587、miR-5196 和 miR-92a 形成的 microRNA G-四联体的形成和结构特征。中国药科大学 李彬 教授Mapping the Spatial Distribution of Metabolites in Various Biological Tissues with Mass Spectrometry Imaging基于质谱成像技术的代谢物组织分布研究 李彬教授介绍了一种分析代谢物组织的质谱成像技术，该方法可在不预先标记组织中化合物的情况下实现多个成分的非靶向/靶向空间分布分析，可为阐明代谢物的合成途径、转运过程以及累积部位提供判断依据。第三部分：原位质谱前沿基础 (2): 新技术新方法广东工业大学 邓洁薇 副教授In Vivo, in situ, and Microscale Lipidomics Investigation of Complex Biological Samples using Surface-Coated Probe nano-Electrospray ionization mass spectrometry表面涂层探针纳电喷质谱对复杂生物样品进行体内、原位和微尺度脂质组学研究 虽然近年来许多基于质谱（MS）的脂质组学研究取得了显著的成果，但针对小型生物有机体和细胞的体内、原位、微尺度脂质组学研究尚未取得进展。报告介绍了栾天罡课题组开发的一系列基于表面涂层探针纳电喷雾 (SCP-nanoESI)-MS 的脂组学方法，用于复杂生物样品的体内、原位和微尺度分析。这种方法具有简单、可靠等优点，在微尺度脂质体研究中具有广阔的应用前景。香港理工大学 姚钟平 教授Rapid Determination of Drugs-of-Abuse in Body Fluids by Solid-Substrate ESI-MS 固体基质 ESI-MS 快速测定体液中的滥用药物 姚钟平教授课题组开发了几种药物分析的方法，以满足滥用药物在体液中的快速检测和定量的分析需求。在原始尿液和口服液体中，几个常见的毒品滥用（如氯胺酮，甲基苯丙胺）及其代谢物，只需很少的样品制备，无色谱分离，就可以通过木尖电喷 ESI-MS 轻松检测和量化。使用 C18 移液管尖端、表面修饰的木质尖端或固相微萃取 (SPME) 纤维从尿液和口体液中快速提取和富集分析药物，然后直接耦合进行 ESI-MS 分析，可以实现增强信号响应及定量。中科院长春应化所 刘志强 教授A Strategy for Discovery of Quality Markers of Traditional Chinese Medicine Based on Multidimensional Chemicals Group Association Network基于多维化学组关联网络的中药质量标志物发现策略 为快速、准确地识别与中药疗效相关的质量标识物（Q标记），刘志强教授介绍了 “体外体内”多维化学组渐进相关性的分析策略，用建立的方法系统地阐明了人参治疗阿尔茨海默病的体内药效学和质量控制的 Q 标记物。并利用该方法阐明了茯苓、定芝消腹化合物的体内外多维化学基团及关联网络，为其质量标记的发现奠定了基础。南京工业大学 熊晓辉 教授Rapid Screening of Pesticide Residues in Fruits and Vegetables by LTP-TOF Mass SpectrometryLTP-TOF 快速筛查果蔬中的农药残留 熊晓辉教授介绍了一种利用低温等离子体-飞行时间质谱分析方法对果蔬中的农药残留进行快速检测。该技术目前可以同时对77种农残进行检测，预计之后会增加至200种以上；检测结果准确；灵敏度高，满足检测农残国家限量的要求，前处理简单。安捷伦科技 孙秀红 质谱产品工程师Application of Ultivo Miniaturized Mass Spectrometry in Rapid Screening and Mobile Detection Ultivo 小型三级四极杆串联质谱在快筛和移动检测中的应用 Ultivo 的设计是为了解决环境和食品安全分析实验室面临的许多挑战。其内部的创新技术使我们能够减少总体占用，同时保持许多大型多级MS 系统的性能。TD-ESI、DART、AP/MALDI等原位源与Ultivo 小型三级四极杆串联质谱及QTOF高分辨多级质谱耦合可以快速筛查液体和固体中的农药残留及实现多肽、脂质和药物成像。由于分析时间短，该技术可用于食品和环境安全的高通量分析。德国Plasmion公司首席执行官Jan-Christoph Wolf博士SICRIT – New Flexibility in Ambient Mass SpectrometrySICRIT -原位质谱新俊 Jan-Christoph Wolf 博士介绍了一种新的新型原位电离技术-SICRIT

2024年6月25-28日，仪器信息网(www.instrument.com.cn) 与中国电子显微镜学会（对外）（www.china-em.cn）将联合主办“第十届电子显微学网络会议(iCEM 2024)”。会议结合目前电子显微学主要仪器技术及应用热点，邀请业界知名电子显微学专家、电子显微学仪器技术专家、电子显微学应用专家等，重点邀请近来有重要工作成果进展的优秀青年学者代表线上分享精彩报告。iCEM 2024恰逢电子显微学网络会议创立十周年，会议专场将增设“十周年”主题内容，围绕过去十年我国电子显微学重要进展、未来展望等进行分享。第十届电子显微学网络会议(iCEM 2024)将设置八个分会场：1) 原位/环境电子显微学与应用；2）先进电子显微学与应用；3）扫描电镜/聚焦离子束显微镜技术与应用；4）电子能量损失谱/电镜光谱分析技术；5）低温电子显微学与应用；6）生物医学电镜技术与应用；7）电镜实验操作技术及经验分享；8）电镜开放共享平台及自主保障体系建设。诚邀业界人士线上报名参会。主办单位：仪器信息网，中国电子显微镜学会（对外）参会方式：本次会议免费参会，参会报名请点击会议官网：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCEM2024/或扫描二维码报名“原位/环境电子显微学与应用”专场预告（注：最终日程以会议官网为准）专场一：原位/环境电子显微学与应用（6月25日上午）专场主持暨召集人：尹奎波 东南大学MEMS教育部重点实验室副主任/副教授报告时间报告题目演讲嘉宾09:00-09:30【十周年主题报告】：小尺寸金属Ag变形机制的原位原子尺度研究王立华（北京工业大学 教授）09:30-10:00Protochips基于机器学习全流程原位解决方案赵颉（上海微纳国际贸易有限公司 产品经理）10:00-10:30扫描透射电子显微技术（STEM）在低维量子材料的应用与研究进展林君浩（南方科技大学 教授）10:30-11:00日立聚光镜球差电镜HF5000的原位功能介绍郭晓杰（日立科学仪器（北京）有限公司 电镜应用工程师）11:00-11:30原位观测表面-亚表面动态耦合孙宪虎（中国科学院大学 副教授）11:30-12:00液相环境金属纳米晶体结构演变机制研究王文（郑州大学 副教授）嘉宾简介及报告摘要（按分享顺序）专场主持暨召集人：尹奎波 东南大学MEMS教育部重点实验室副主任/副教授【个人简介】长期从事低维半导体材料的原位制备和性能调控工作，聚焦于新材料体系的可视化原子制造过程和新功能器件的开发，以期为下一代半导体材料和器件发展提供思路。在Nature、Nature Commun.、Adv. Mater.、IEEE Sens. J.等国际期刊发表SCI论文130余篇，总被引频次超过7000次，H因子40；获授权中国发明专利20余项；获江苏省科学技术奖一等奖和中国发明协会发明创新奖一等奖等。任中国电镜学会原位电子显微学方法专业委员会副主任，东南大学MEMS教育部重点实验室副主任，Micromachines 编委等。王立华 北京工业大学 教授【个人简介】王立华，北京工业大学材料与工程学院教授、博士生导师。入选国家WR领军人才、国家优青、北京市卓越青年科学家计划，北京市青年拔尖团队等。获国家自然科学二等奖，北京市科学技术奖一等奖。获得澳大利亚优秀青年基金（Discovery Early Career Researcher Award），在昆士兰大学从事博士后研究工作。现主要从事材料透射电子显微镜表征、原子尺度下材料力学行为的原位实验研究。发表论文100余篇，包括Science 1篇，Nat. Energy 1篇，Nat. Commun. 8篇，Phys. Rev. Lett. 2篇，Adv. Mater. 2篇，Nano Lett. 4篇，Acta Mater. 4篇，ACS Nano 4篇等。成果被Science，Nature, Nature Materials, Nature Communications等引用6000余次。承担国家重点研发计划课题、JKW项目、霍英东基金、国家自然科学基等10余项国家/省部级项目，总经费4000余万。Science, Phys. Rev. Lett., Nat. Commun.，Adv. Mater., Nano Lett.，Acta Mater., ACS Nano等20余种期刊审稿人。报告题目：小尺寸金属Ag变形机制的原位原子尺度研究【摘要】材料力学性能与其变形过程中微观结构演化的原子机理直接相关。在原子层次认知材料弹塑性变形过程的原子机理，是其力学性能优化的基础。透射电镜具有原子分辨率，然而常规的原位力学实验技术空间分辨率往往只有纳米尺度。本报告介绍团队原创的原子分辨的材料弹塑性力学行为研究方法。并介绍利用该方法研究尺寸对金属弹性极限及塑性变形机制的影响。在原子层次研究尺寸对多晶金属材料塑性变形机制以及弹塑性能的影响。最后介绍原子分辨的原位观测技术对解决一些经典科学问题的优势。赵颉 上海微纳国际贸易有限公司 产品经理【个人简介】理学博士，毕业于北京工业大学固体微结构与性能研究所，主要研究方向是金属材料塑性变形中的电子显微结构及其变形机理。在电子显微学领域具有超过十年的应用经验，了解多种电子显微学分析方法及制样技术。目前任职于上海微纳国际贸易有限公司，负责电镜制样相关及原位分析设备的推广与销售。报告题目：Protochips基于机器学习全流程原位解决方案【摘要】透射电镜已经成为现代材料研究的重要手段之一，由于传统的透射电子显微镜只能局限在真空条件下对样品进行结构已经形貌的观察。针对温度、气氛、液体等环境下样品的动态变化过程难以进行直接的观察。使用原位透射电镜样品杆可以加入不同外场环境对样品进行原位动态的观察，获取最直接的动态结果，尤其是在研究纳米材料、热电材料、能源材料以及催化反应等领域具有十分强大的优势。Protocolchips基于机器学习采用热、电、气体以及液体原位样品杆，为用户带来了硬件以及软件的整合，提供了全新的原位实验解决方案。林君浩 南方科技大学 教授【个人简介】林君浩，南方科技大学物理系副系主任，教授，国家青年特聘专家，博士生导师。博士毕业于美国范德比尔特大学（Vanderbilt University）物理系，后赴日本任JSPS特聘研究员，2018年加入南方科技大学物理系任准聘副教授，2024年5月破格晋升为长聘正教授。主要研究兴趣为透射电子显微学新技术与新方法的发展，以及新型低维量子材料的微观量子物态的精确测量及缺陷对宏观量子物性的影响。近5年来，在Nature，Science，Nature Materials/Electronics/Synthesis, Nature Communications, Advanced Materials，ACS Nano等高影响期刊发表130余篇文章，总引用次数超过14500多次，H因子52。多次在国际学术会议及高校论坛做邀请报告，担任Nature, Nature Communications等期刊审稿人，承担多项国家与省市级科研攻关项目。入选《麻省理工科技评论》“35 岁以下科技创新 35 人”2021中国区榜单，2022年获广东省青年五四奖章提名奖，2024年入选爱思唯尔中国高被引学者（物理）。报告题目：扫描透射电子显微技术（STEM）在低维量子材料的应用与研究进展【摘要】我将报道定量衬度分析技术在二维材料缺陷表征中的应用与方法学发展，以及我们课题组在克服二维材料水氧敏感性的一些设备创新尝试。我们搭建了一套具有完全知识产权的大型氛围控制互联系统，将水氧敏感二维材料的生长-表征-转移-高精度结构解析-器件制作与测量整个实验过程都保护在惰性氛围下。我们利用该系统在直接观测二维敏感单层材料晶格原子结构与缺陷中取得的一些初步成果，包括单层敏感WTe2的大范围无损本征褶皱结构，MoTe2/WTe2本征缺陷的统计分布，少层卤族铁磁反铁磁材料的直接CVD制备与无损表征，单层CrI3的缺陷磁性调控，层状拓扑反铁磁绝缘体MnBi2Te4的自发表面重构现象等。最后，我将讨论透射电子显微技术发展的新机遇与新挑战，包括低温冷冻电镜技术在二维材料中的应用和透镜消磁技术研究二维磁性与超导相变等。郭晓杰 日立科学仪器（北京）有限公司 电镜应用工程师【个人简介】 郭晓杰博士毕业于中国科学院大学上海硅酸盐研究所，主修材料物理与化学专业，现任日立科学仪器（北京）有限公司电镜应用部电镜应用工程师，主要负责日立聚光镜球差电镜HF5000的相关应用支持。报告题目：日立聚光镜球差电镜HF5000的原位功能介绍【摘要】日立聚光镜球差电镜HF5000是具有原子级分辨率的环透电镜，并且配备了二次电子探测器，能够在进行原位通气实验时为材料提供原子级晶体结构及表面形貌信息。另外，它可以配备各种热、电及液相样品杆。本报告将介绍HF5000原位测试实例及各种样品杆的应用情况。孙宪虎 中国科学院大学 副教授【个人简介】孙宪虎，中国科学院大学化学科学学院副教授，海外优青，中科院百人计划入选者，环境电镜课题组组长。美国纽约州立大学宾汉姆顿分校博士，师从Guangwen Zhou教授，进行原位气-固界面研究。美国劳伦斯伯克利国家实验室材料科学系和美国国家电镜中心博士后，师从Haimei Zheng 教授，进行原位液-固界面研究。博士期间先后在布鲁克海文国家实验室苏东研究员课题组，美国标准与技术研究所Renu Sharma 教授课题组，匹兹堡大学Judith C. Yang 教授课题组访问与学习。发表论文20余篇，以第一或共一作者发表12篇，包括Nature 2篇, Nature Communications, Advanced Functional Materials, Small 等。授权原位液相电镜技术美国专利一项。荣获海外优秀自费留学生奖学金和纽约州立大学博士生优秀科研奖等。报告题目：原位观测表面-亚表面动态耦合【摘要】异相催化反应中，尽管亚表面未直接暴露于电解质或气体，但可以通过电子效应、几何效应、传质等影响表面上的催化反应。但是，亚表面具体如何影响表面重构进而影响反应动力学仍不明朗。因此，以铜基氧化物还原反应为例，深入探究表面和亚表面结构演变行为，以及通过氧传质所构建起来的表面-亚表面动态耦合关系。王文 郑州大学 副教授【个人简介】王文，郑州大学物理学院副教授，东南大学博士，师从孙立涛教授，美国劳伦斯伯克利国家实验室联合培养博士，师从Haimei Zheng教授。主要研究方向为利用原位液相透射电镜探究研究原子/分子尺度纳米晶体结构演变机制。近年来在Nature Materials, Research等期刊发表SCI论文多篇。报告题目：液相环境金属纳米晶体结构演变机制研究【摘要】纳米材料的性质与其尺寸、形貌、晶体结构密切相关。如何可控合成纳米材料是材料、化学等领域研究者关注的重点。但目前对纳米材料成核、生长和结构调控的机理理解存在很多未知。借助原位液相透射电镜，从原子/分子尺度上观察溶液中纳米晶体的结构演变过程，提出纳米晶体结构演变的新机制。会议联系1. 会议内容仪器信息网杨编辑：15311451191，yanglz@instrument.com.cn中国电子显微镜学会（对外）汪老师：13637966635，cems_djw @163.com2. 会议赞助刘经理，15718850776，liuyw@instrument.com.cn

真核生物基因的表达受到基因组中顺式作用元件的复杂调控。哺乳动物基因组中存在大量的顺式作用元件，例如：启动子、增强子、沉默子、绝缘子等等，其数量远远超过蛋白编码基因。目前人类基因组中已知的顺式调控元件就有一百多万个，而蛋白编码基因只有大约两万个。遗传学研究也表明基因调控不仅仅是单个基因之间一对一的简单调控事件，而是以调控网络的形式发挥作用，不同的调控元件以及靶基因之间存在着复杂的相互作用。例如，一个基因的启动子可以整合来自多个增强子或者沉默子的调控作用，一个增强子元件也能够同时影响多个基因的表达1-3。随着三维基因组技术的发展，人们对基因表达调控相关的染色质构象已经有了一定的理解，但由于技术的限制，大部分研究都是集中在成对的相互作用（pair-wise interaction）上，而对于多个顺式调控元件同时与一个基因启动子之间的高阶相互作用（high-order interaction）的研究仍然比较有限。此外，多个基因组元件是如何通过三维基因组构象的变化同时参与基因表达调控的机制目前也尚不清楚。近年来，为了探究更精准和全面的染色质互作情况，检测高阶染色质互作的技术也相继出现。然而这些技术往往局限于基因组的特定位点，或是需要特殊的仪器设备。得益于三代测序平台（单分子测序平台）的日渐成熟，最近开发的基于牛津纳米孔技术 (Oxford Nanopore Technology, ONT) 的Pore-C方法4在检测染色质高阶相互作用方面表现出优异的性能，可以通过应用新的统计方法有效地分析全基因组中多个染色质位点之间高阶相互作用的协同性。尽管上述这些基于大量细胞的研究方法能够有效地检测染色质的高阶相互作用，但它们无法解决细胞间的异质性问题，阻碍了它们在复杂组织器官样品中的应用。而现有的单细胞Hi-C（single-cell Hi-C，scHiC）技术受限于二代测序较短的读长（通常是双端总共300bp）也难以对染色质高阶相互作用进行检测。目前除了单细胞超分辨率成像以外，2022年开发的scSPRITE5是唯一一种可以在单细胞水平检测染色质高阶相互作用的测序方法。但是该方法更适用于远距离的间接染色质高阶相互作用，而对于与基因调控更相关的直接染色质高阶相互作用的检测能力很有限。此外，scHi-C 的另一个挑战是很难平衡捕获细胞群体异质性所需的高通量（每次实验能够检测大量单细胞）与探索高分辨率 3D 基因组结构所需的高深度（每个单细胞中捕获大量染色质相互作用）之间的矛盾。因此，需要一种可扩展的 scHi-C方法来剖析高阶染色质三维结构，并在单细胞水平上研究这些染色质高阶相互作用在不同生物过程中的协同调控机制。为了应对这些挑战，2023年8月28日，北京大学生物医学前沿创新中心汤富酬课题组在Nature Methods上发表题为scNanoHi-C: a single-cell long-read concatemer sequencing method to reveal high-order chromatin structures within individual cells的文章。该研究在国际上率先使用单分子测序平台开发了一种基于邻近连接的单细胞染色质构象捕获方法，称为 scNanoHi-C。该方法实现了在单细胞水平的高阶染色质相互作用检测，并且在通量上具有很好的灵活性，能够满足不同的实验需求。在实验上，scNanoHi-C依次使用 1% 甲醛 (FA) 和 1.5 mM 戊二酸二琥珀酰亚胺酯 (DSG) 孵育进行交联，以降低连接反应的随机噪音并兼顾对短程和长程染色质相互作用的高灵敏度检测。为了尽可能完整地保留单细胞中固定连接后的染色质三维结构信息，该研究设计了一种灵活的单细胞基因组长片段扩增方法。该方法使用两端具有相同接头的低浓度Tn5转座酶以提高DNA片段扩增长度和基因组覆盖度，并通过设计24种带有不同条码标签的 Tn5 酶结合后续PCR扩增中引入的条码标签共同控制测序的通量。通过这种方式，scNanoHi-C 能够在一次 PromethION 测序中对少至几个单细胞进行低通量、高覆盖度测序或者对数千个单细胞（最高可达 24×96=2304个细胞）进行高通量、低覆盖度测序，可以根据实验需求灵活进行选择（图1）。为了评估scNanoHi-C技术的可靠性，该研究首先将scNanoHi-C应用于正常二倍体的GM12878细胞系，并分别使用低深度（~0.2Gb/cell）、中等深度（~1Gb/cell）、高深度（~4Gb/cell）三种策略进行测序，并与基于二代测序平台的大量细胞原位Hi-C标准数据集进行比较，结果显示出很高的一致性。同时每个策略检测到的串联体（含有有效染色质相互作用的测序读段）中大约一半为高阶串联体（包含三个以上不同调控元件间的相互作用）。在这些高阶串联体中，大约58%是三联体，26%是四联体，其余为五联体以上的多联体（基数从5到11不等）。图1:实验流程示意图以及高阶串联体的检测接着该研究在多个方面对scNanoHi-C的应用进行了探索：1.scNanoHi-C可以在单细胞水平上精准捕获染色质三维结构的异质性。scNanoHi-C能够在单细胞水平检测各层级染色质结构特征，包括染色体领域（整条染色体，50Mb-200Mb尺度的结构特征）、A/B区室（常染色质区域与异染色质区域，5Mb-20Mb尺度的结构特征）、以及拓扑关联结构域样结构（TAD-like，0.5Mb-5Mb尺度的结构特征）。同时，scNanoHi-C的单个染色质片段长度（单体长度，平均610 bp）相较于传统基于二代测序平台的scHi-C（测序不超过150bp）显著提高，这大大增加了其在染色质相互作用对中捕获到单核苷酸多态性（SNP）位点的机会，能够在二倍体细胞中直接判定单倍型的单体比例由原来二代测序平台的大约9%提高到了25%。因此，scNanoHi-C也可用于有效地重建单个二倍体细胞的基因组三维构象。同时，利用单细胞A/B 区室化值（single-cell A/B compartment value, scA/B value)， scNanoHi-C对GM12878、HG002 和 K562 三种人类细胞系进行了聚类分析，能够在单细胞精度准确将三种细胞分开，并识别了细胞类型间的染色质差异区室化区域。此外， scNanoHi-C也能够准确地检测每个单细胞的基因组拷贝数变异（CNV）特征。分析结果表明，scNanoHi-C准确地捕获了GM12878细胞培养过程中产生的非整倍体亚克隆以及K562细胞的拷贝数变异。同时，scNanoHi-C也可应用于结构变异的检测，如准确检测出了K562 细胞中 BCR-ABL1 和 NUP214-XKR3 的基因融合事件（染色体易位事件）。图2:scNanoHi-C串联体和单体的长度分布、单倍体分型的比例、细胞分群结果和单细胞拷贝数变异（CNV）图谱2.scNanoHi-C能够在单个细胞中准确鉴定高阶染色质相互作用。该研究在GM12878 细胞数据集中，使用scNanoHi-C得到的单细胞高阶串联体信息结合ABC模型（Activity-by-contacts model）6预测的增强子-启动子 (E-P) 相互作用关系共同鉴定了增强子-启动子高阶相互作用。通过这种方式，该研究首次在单个细胞中以20 kb的分辨率直接观察到1,097 个基因的单个启动子能够与多个增强子同时发生相互作用，表明这些基因可能同时受到多个增强子的调控。这些受到高阶调控的基因主要富集在与GM12878这种B淋巴细胞的功能相关的免疫信号通路上，并且通常表现出更高的表达水平。特别地，这些基因中还包括一些B细胞谱系特异性转录因子如EBF1以及EBV 超级增强子相关基因如MIR155HG、IKZF3和ETS1等。这些结果表明，多个增强子的协同调控可能是确保关键基因高水平稳健表达的一种潜在机制。通过类似的方法，该研究还在单个细胞中鉴定出了1,422 个能够与多个启动子同时发生相互作用的增强子。此外，该研究发现部分高阶基因调控作用能够在多个单细胞中被检测到，这可能与细胞中频繁使用的关键转录程序有关，后续可以通过发展基于富集策略的具有更高分辨率的Hi-C技术进行进一步的深入研究。图3: scNanoHi-C技术对多向基因调控网络的检测3.scNanoHi-C能够揭示不同基因组区域之间的协同调控关系以及染色体外环形DNA与线性基因组间的复杂相互作用。倾向于形成高阶相互作用的一组基因组位点称为“基因组协同调控区域”。该研究针对scNanoHi-C的数据特点对鉴定基因组协同调控区域的算法进行了优化，并将该算法运用到GM12878细胞活跃启动子和增强子的集合中，在全基因组范围内共鉴定出了917组增强子-启动子协同调控区域。其中，大约20%（187/917）的协同调控区域包含来自不同染色体的基因组位点（提示不同染色体之间的反式相互作用）。这些协同调控区域在活跃转录的基因组区域、淋巴细胞特异性转录因子和染色质环相关因子（CTCF等）的结合位点区域中高度富集。此外，在917个协同调控区域中，有167个被发现与GM12878细胞特异性的超级增强子有关。接着，该研究将scNanoHi-C运用到携带大量染色体外环形DNA（ecDNA） 的COLO320DM 人类结直肠癌细胞系中，检测到了染色体外环形DNA与线性基因组（染色体内的基因组）之间存在广泛的染色质高阶相互作用，并且首次在单个细胞中观察到四个主要的染色体外环形DNA的基因位点之间存在复杂的高阶相互作用。这些结果表明，染色体外环形DNA可能通过建立复杂的高阶染色质三维结构来驱动癌基因的过量表达。图4: scNanoHi-C技术对染色体外环形DNA（ecDNA）相关的协同作用的检测4.scNanoHi-C能够高效辅助单细胞基因组从头组装。在可用细胞数量有限的情况下，该研究表明使用scNanoHi-C辅助单细胞基因组（single-cell whole genome sequencing，scWGS）从头组装7可以大幅度提高组装质量。例如，使用20个单细胞的基因组长读长测序数据和12个单细胞的scNanoHi-C数据组装的人类基因组支架（scaffold）的NG50要优于使用30个单细胞的基因组长读长测序数据直接组装的效果（2.49 Mb vs. 1.34 Mb）总之，scNanoHi-C具有很好的可扩展性和灵活性，在一次测序中可对少至几个单细胞或多达数千个单细胞进行染色质三维结构测序，并且实验流程相对简单、易于操作，仅需要基本的PCR仪等分子生物学设备，适合于各种生物学实验室使用。scNanoHi-C还是一种强大且多功能的工具，可用于在单细胞分辨率准确区分细胞类型、对单个二倍体细胞进行高效单倍型分型、检测单个正常细胞和肿瘤细胞中的基因组拷贝数变异和各种复杂结构变异以及高效辅助单细胞基因组从头组装。更重要的是，scNanoHi-C 首次实现了在单个细胞中在全基因组水平对增强子-启动子的高阶直接相互作用的检测，在单个细胞中准确鉴定了高阶基因调控事件，同时能够对复杂的染色体外环形DNA与线性基因组间的高阶相互作用进行精准检测。scNanoHi-C显示了单细胞长读长Hi-C测序技术在分析由高阶染色质三维结构介导的不同细胞间基因调控异质性方面的潜力，为将来进一步研究发育和疾病进展过程中高阶染色质结构变化机制，揭开基因组中各种复杂调控关系中的“暗物质”奠定了坚实的基础。北京大学生物医学前沿创新中心、前沿交叉学科研究院生命科学联合中心博士生李文、生命科学学院博士生卢健森为该论文的共同第一作者，北京大学生物医学前沿创新中心汤富酬教授为该论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金基础科学中心项目、北京未来基因诊断高精尖创新中心、昌平实验室的资助，北京大学高通量测序平台以及北京大学“北极星”高性能计算平台的协助与支持，北京大学邢栋课题组为本研究提供了重要的帮助。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41592-023-01978-w参考文献：1 Hafner, A. & Boettiger, A. The spatial organization of transcriptional control. Nat Rev Genet, doi:10.1038/s41576-022-00526-0 (2022).2 Oudelaar, A. M. & Higgs, D. R. The relationship between genome structure and function. Nat Rev Genet 22, 154-168, doi:10.1038/s41576-020-00303-x (2021).3 Furlong, E. E. M. & Levine, M. Developmental enhancers and chromosome topology. Science 361, 1341-1345, doi:10.1126/science.aau0320 (2018).4 Deshpande, A. S. et al. Identifying synergistic high-order 3D chromatin conformations from genome-scale nanopore concatemer sequencing. Nat Biotechnol 40, 1488-1499, doi:10.1038/s41587-022-01289-z (2022).5 Arrastia, M. V. et al. Single-cell measurement of higher-order 3D genome organization with scSPRITE. Nature Biotechnology 40, 64-73, doi:10.1038/s41587-021-00998-1 (2021).6 Fulco, C. P. et al. Activity-by-contact model of enhancer-promoter regulation from thousands of CRISPR perturbations. Nat Genet 51, 1664-1669, doi:10.1038/s41588-019-0538-0 (2019).7 Xie, H. et al. De novo assembly of human genome at single-cell levels. Nucleic Acids Res 50, 7479-7492, doi:10.1093/nar/gkac586 (2022).汤富酬，博士，北京大学BIOPIC/ICG研究员，国家“优青”(2013)、“杰青”(2016）。1998年本科毕业于北京大学，2003年在北大获得细胞生物学博士学位，2004-2010年间在英国剑桥大学Gurdon研究所从事博士后研究， 2010年回到北京大学组建实验室，主要从事人类早期胚胎发育的单细胞功能基因组学研究。在国际上率先系统发展了单细胞功能基因组学研究体系，并利用一系列技术体系对人类早期胚胎发育进行了深入、系统的研究，揭示了人类早期胚胎DNA去甲基化过程的异质性以及其他表观遗传学关键特征，发现了人类早期胚胎中基因表达网络的重要表观遗传学调控机理，为人们提供了一个全面分析人类早期胚胎表观遗传调控网络的研究框架，加深了对人类原始生殖细胞的发育以及表观遗传重编程过程的认识。

p 　　质谱技术具有快速、高灵敏度、高通量等优点，已被广泛应用于生物医药领域中蛋白质、糖类、代谢小分子等的检测。 /p p 　　在国家自然科学基金委和中国科学院的长期支持下，中科院化学研究所活体分析化学重点实验室研究员聂宗秀课题组研究人员开发了用于糖异构体区分(Anal. Chem. 2018, 90, 1525)、细胞表面糖蛋白检测(Anal. Chem. 2018, 90, 6397)、监测蛋白二硫键重构(Anal. Chem. 2018, 90, 10670)、胰腺癌生物标志物检测(Chem. Comm. 2018, 54, 10726)等的质谱分析新方法，以及用于基质辅助激光解吸电离质谱成像的新基质和新技术(Anal. Chem. 2018, 90, 729 Chem. Comm. 2018, 54, 10905)和新型基质喷涂装置(Anal. Chem. 2018, 90, 8309)。他们还发展了一种可以快速检测小鼠体内碳纳米材料亚器官分布的通用、免标记的直接质谱成像方法(Nature Nanotech. 2015, 10, 176)。 /p p 　　最近，该实验室的研究人员联合美国约翰惠普金斯医学院的学者，发展了一种新型无标记激光解吸电离质谱成像技术(LDI MSI)，通过监测纳米载体和药物分子固有的质谱信号强度比，实现了质谱成像定量分析纳米载体在组织中的原位药物释放，相关结果发表于Science Advances，2018, 4, eaat9039。他们选择新型过渡金属二硫化物-MoS2纳米载药系统，使用LDI MSI技术，可以根据MoS2纳米片和其负载的抗癌药物阿霉素(DOX)在激光剥蚀下同时产生的质谱指纹峰来追踪纳米载体和药物在体内的分布，无需任何标签，且不受生物体内源性的分子干扰。通过原位监测纳米载体和药物的质谱指纹峰强度比值的变化得到定量测量，研究人员发现在正常和肿瘤模型小鼠中，药物在组织间和组织内的释放呈现组织依赖性。如在肿瘤中的释放量最多，肝组织中的释放量最小。 /p p 　　无标记激光解吸电离质谱成像技术(LDI MSI)克服了纳米载药研究中传统检测方法正存在空间分辨率有限、贴标过程复杂、难以同时跟踪纳米载体和药物等缺点。研究人员下一步计划将该技术应用于已进入临床的脂质体阿霉素的原位药物释放研究。 /p p style=" text-align: center " img title=" W020181112594468027136.jpg" alt=" W020181112594468027136.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/c279fa73-25d8-411a-84bd-12f0448681e3.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　纳米载体药物原位药物释放质谱成像研究 /p p & nbsp /p

巧克力一直深受女性朋友们的喜爱，随着三八妇女节的临近，巧克力再次成为了礼物榜单上的热词。据信报记者报道在淘宝网上以“人气”来排行妇女节礼物食品，发现手工巧克力可谓占据了半壁江山，做成心形、玫瑰花形、卡通形乃至恶搞形的手工巧克力，近期都获得了不少的成交记录。然而一些消费者反映，网购的手工巧克力“好看却不好吃”、“有一股代可可脂的味道”等。 在一家有着近万条成交记录的“手工巧克力”淘宝店里记者看到，一礼盒装270g巧克力，号称“100%顶级进口可可”，近期的促销特价由158元降到了69元。其配料表则显示“白砂糖、植物油、可可粉”等，且产品参数一栏并未完全展开其配料信息；下方图片中也没有相关照片，也就是说消费者无从获知其配料的准确信息。 业内人士指出，市场上有一部分手工巧克力是用代可可脂做的，本来是很低廉的商品，由于难以鉴别，所以充当真巧克力卖。据悉，巧克力又可以叫做可可脂巧克力，它的可可脂等核心原料不得小于17%，可可脂含量越高，质地越好。而代可可脂超过百分之五就不能叫巧克力。 与天然可可脂相比，代可可脂价格偏低，口感自然也相差甚远。同时代可可脂都是采用植物油经氢化工艺制成,经研究表明，氢化后的代可可脂含有反式脂肪酸，胆固醇含量高,长期高剂量食用易引起人体胆固醇升高和糖尿病的发生，所以大家在选购巧克力的时候应该谨慎注意，避免购买代可可脂含量过高的巧克力。

线上讲座：《从糖精到甜菊：甜味剂分析的进展》 2011年9月27日，星期二，美国东部时间上午8时格林威治时间15:00 网络讲堂概述： 天然或人造甜味剂，是一种用于复制糖的味道的化合物，通常包含一部分热量。特别是那些来自碳水化合物或含碳水化合物亚基的甜味剂，由于缺乏高效液相色谱紫外检测的声色团，因而灵敏度很低。此外，天然的甜味剂，如甜叶菊，包含许多结构类似的化合物，这使得分析起来很困难。而使用一根具有三种分离机理的色谱柱配合气溶胶检测器，就可以轻松的解决这个问题。甜菊苷，罗汉果皂苷V，从罗韩郭水果派生的甜味剂，都可以检测。 网络讲堂适用对象： 1. 新型甜味剂研发人员。 2. 开发新的更灵敏的检测技术，用于人工和天然甜味剂的分析人员。 3. 了解如何使用一根色谱柱分析天然甜味剂。 4. 了解提高灵敏度对于监测纯化甜菊糖甜味剂净化副产品的重要性。 5. 找到10分钟以内分析苷的方法。 Register Today! 报告人：Deepali Mohindra 赛默飞世尔科技戴安产品全球市场开发经理。 Deepali自2007年以来，一直负责戴安产品在食品，饮料和保健品行业全球业务发展。同时，她也是分析化学协会（AOAC）的成员。 Deepali具有生物科学学士学位和工商管理硕士学位。 报告人：Christopher Crafts Christopher Crafts目前赛默飞世尔科技戴安产品和应用工程师，研究重点是带电气溶胶检测技术和最新的高效液相色谱技术的方法开发。具有Merrimack College化学系的科学学士学位。毕业后的几年时间里，它主要从事监控同位素标记的化学品。他曾合作撰写论文，同时撰写APIs和反离子一书的其中一章。 报告人：Deanna Hurum Deanna Hurum是赛默飞世尔科技的一名化学家，在原戴安应用实验室从事离子色谱法和高效液相色谱法的分析工作经验超过3年。Deanna Hurum是20年的美国化学学会成员，具有罗切斯特大学获得博士学位，在来到赛默飞世尔科技之前从事环境和制药相关工作十几年。 Register Today! 赛默飞世尔科技戴安产品市场部

袋装冰糖葫芦咬开后，里面不见山楂果肉和果核，而是粉红色的面粉状物质。 　　日前，有读者反映在商店购买的袋装冰糖葫芦，口感如同“稍微有点山楂口味的面粉”。对此，生产厂商表示，鲜山楂容易变质，无法长时间保存，因此换用山楂粉制作袋装冰糖葫芦。 　　读者 　　糖里包的不是山楂是面粉 　　杨林川是中国社会音乐研究会常务副会长，他介绍，2月19日上午，他从北京南站乘火车回南京，上车前，在车站一家特产店里买了袋装的冰糖葫芦。途中，他打开一袋品尝，却发现“糖里面包的不是山楂，而是面粉。” 　　“这样的冰糖葫芦，完全破坏了我对老北京的美好印象。”杨林川称，他印象中北京的冰糖葫芦酸甜脆凉，口感很好，他南京的一些朋友也听说过，但从未品尝过，所以这次托他从北京买冰糖葫芦，没想到全不是印象中的味道。“幸亏我吃一个，要不然直接送人，不挨人家骂吗？” 　　杨林川说，目前他还保留着这些冰糖葫芦，准备寄给卫生、质检、工商等部门，同时委托有关部门化验，看是否完全是山楂成分。 　　厂家 　　鲜山楂存放不能超过三天 　　记者看到，杨林川所购冰糖葫芦的生产厂家为北京梅琳食品有限责任公司（简称梅琳公司）。 　　日前，梅琳公司工作人员表示，鲜山楂果的存放时间不能超过三天，否则内部会发黑、变质，因此无法做成袋装食品。他们所生产的袋装冰糖葫芦，使用的是经过特殊处理的山楂，可以保证存放数月。“之所以吃出面粉的口感，是因为山楂经过脱水处理，已经面化，但还是保留了山楂的味道。” 　　梅琳公司负责人张先生称，他们生产的袋装冰糖葫芦的配料表中，注明山楂，只是代表山楂成分，而非鲜山楂果。事实上，裹在糖里的是“山楂球”，它是将山楂高温消毒后碾成山楂酱，晾干后即变成山楂粉，再制成球形。“我不能保证比鲜山楂果的口感好，但我保证是真山楂”。 　　■ 记者调查 　　袋装冰糖葫芦多为山楂粉制成 　　日前，在南站地下一层的北京特产店里，记者找到了杨林川所买的冰糖葫芦。这种冰糖葫芦分为不同口味，每两枚包在一个小塑料袋中，袋子上写着“冰糖葫芦”、“老北京特产系列”等字样，散称每斤20元，也有包装好的成品。咬开后，里面并没有山楂果肉和果核，而是粉红色的面粉状物质，口感和味道更接近于山楂片。 　　随后，记者调查发现，生产销售这种袋装冰糖葫芦的还有“御食园”、“好亿家”、“龙驭德”、“红螺”等多个品牌。 　　在“御食园”王府井大街专卖店里，各种各样的袋装冰糖葫芦被放在最显眼处。“不可能用鲜红果做成袋装食品，放两天就要坏。”“御食园”专卖店的工作人员说。 　　其他多家生产商也都承认袋装冰糖葫芦是用山楂粉制作而成，原因则是“延长保质期”。 　　在所有袋装冰糖葫芦中，记者发现只有大兴一厂家生产的“高老太”冰糖葫芦是由鲜山楂果制成的，但其在常温下的保存时间仅有4天。 　　前门大街一位制作冰糖葫芦的商贩也证实，用鲜果所做的冰糖葫芦，存放时间最多不会超过一周。“不过袋装的冰糖葫芦，保质期虽然延长了，但口感肯定没有鲜山楂制成的好，而且很可能会加食品添加剂。” 　　■ 市民声音　　“老北京”周女士：和我小时候记忆中的糖葫芦完全不一样。即使还是山楂和糖制作的，但在意义上已经“变质”了。 　　市民李先生：在保留原味的基础上，为延长保质期合理牺牲口感，是可以接受的。如同同为老北京特色传统食品的烤鸭，袋装的肯定无法与新出炉的相比。 　　网友：我还以为是一个一个山楂呢，其实是山楂粉做成山楂的样子。失望，不过味道还可以接受。 　　■ 专家观点 　　传统食品应保留同时创新 　　老北京网创始人、文保人士张巍表示，冰糖葫芦一直在不断创新与变化中，种类从单纯的山楂果，发展到草莓、菠萝等不同的水果，但万变不离其宗，冰糖葫芦还是保留了熬糖及鲜果制作的传统。 　　张巍认为，冰糖葫芦食品之外的含意大于其作为食品本身，如其叫卖的吆喝声，而现在的袋装冰糖葫芦，已经失去了传统上的感觉。 　　张巍说，人在饮食方面的差异很大，所以对于传统食品，只需在卫生、质量等方面订立标准即可，没必要在口感、制作工艺上也规定标准。“创新是必须的，不过也不能一点传统都不要。”

工作人员为仪器设备的吊装做准备工作。　吴涛　摄中国科学院海洋研究所(简称“中科院海洋所”)7日发布消息称，经过近三年的试验验证，依托自主研发的世界首套深海多通道拉曼光谱探测系统搭载深海坐底长期观测系统，该所研究团队在南海构建了中国首个深海原位拉曼光谱实验室，并实现了对冷泉(海底天然气渗漏)喷口流体、天然气水合物(可燃冰)动力学过程、冷泉生物群落的长期原位观测与现场实验。研究团队负责人、中科院海洋所研究员张鑫表示，其团队自2008年开始使用拉曼光谱系统对深海热液、冷泉活动的理化环境进行相关研究。此次构建的深海原位光谱实验室实现了深海热液冷泉探测从“看一看”到“测一测”的跨越。科考船回收仪器设备。中科院海洋所供图张鑫介绍说，受成本限制，此前使用的基于ROV(遥控无人潜水器)等深潜器的单通道拉曼光谱探测系统，存在单点、间断探测等不足，无法适应深海热液冷泉不同喷口流体成分各异、非稳态的热液冷泉流体连续喷发等实际应用情景，因此需要一个针对深海热液冷泉活动理化环境开展坐底式的长时、连续、多点原位探测系统，实现对深海的长期原位观测与可控实验。张鑫说，作为深海原位光谱实验室的核心部件，由该团队自主研发的世界首套深海多通道拉曼光谱探测系统，创新采用光学系统分时复用技术设计，通过光路切换开关，切换4个通道的拉曼探头与激光器、光谱仪等光学器件的光学通路，实现4个通道的拉曼探头对舱内关键光学器件的分时复用，进而实现对深海热液、冷泉系统中流体、固体、气体等不同相态目标物的长期原位监测。同时，该系统具备在线调试、离线自容模式，可根据深海目标物及探测环境的实际情况决定光谱探测参数、制作模板文件，且可实现自动开关机，并按照模板文件采集光谱，完成光谱采集后自动保存光谱，适应深海长期布放。据介绍，深海原位光谱实验室的搭建是在深海ROV的辅助下完成的，深海多通道拉曼光谱探测系统上4个通道的拉曼探头会被深海ROV放置在不同的探测区域，实现对深海热液冷泉物理化学环境进行长期原位观测。探测完毕后，将再次借助深海ROV收回探头，等待科考船对其完成回收。张鑫说：“深海热液喷口流体对海洋环境的影响范围可达四千余公里。深海探测可辅助研究热液冷泉等极端环境对于海洋生态与全球气候变化的影响，并可探究生命是否起源于海洋等科学假说。”据悉，该研究得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、中国科学院战略性先导专项等项目联合资助。目前，该深海原位拉曼光谱实验室已在中国南海实现了冷泉喷口流体中主要成分、天然气水合物与深海环境的耦合变化过程、冷泉生物群落内部甲烷氧化过程的长期原位探测与现场实验，并在深海冷泉、热液等区域常态化运行。

糖肽是指糖蛋白和蛋白聚糖中,糖与氨基酸或多肽链以共价键相连而形成的区域。糖链与氨基酸之间的连接称为糖肽键。由于含有糖肽键的物质具有多种重要的生物功能，因此人们对糖肽的合成非常感兴趣,而且,合成的糖肽还可作为研究天然活性糖蛋白结构与功能关系的模型物。 由于糖键氨基酸极易卷曲，活性位点被隐藏，因此糖肽合成的主要困难在于耦合效率非常低。同时，合成时间也是从事糖肽固相合成研究人员所面临的一大考验。 CEM公司生产的Liberty研究型全自动微波多肽合成仪目前已经成为多肽合成研究领域的王牌产品，Liberty采用了CEM公司研发的环形聚焦电磁场技术，多肽链在这种环形电磁场的作用下可以充分的伸展开，因此可以非常方便的在头部氨基酸上进行去保护、缩合和切割反应，在合成时间和纯度上突破了常规方法的极限。 有关Liberty研究型全自动微波多肽合成仪在糖肽合成方面的卓越表现，详情请与我们联系。电话：010-65528800，EMAIL：sales@pynnco.com, 或浏览我们的网站：www.pynnco.com. 高效微波多肽合成系统

近日，多家媒体就三星及苹果公司正在研发的可检测血糖的智能穿戴设备进行报道，据悉，这两家公司最新款的智能手表可能将借助光学传感器，采用拉曼光谱法进行人体血糖无损检测。消息一出，引来多方关注和议论，为此我们采访了多年从事光学无损检测相关研究的清华大学物理系联合培养博士后王成铭，请其为我们答疑解惑。王成铭博士　　王成铭，物理学博士，现任北京鉴知技术有限公司光学工程师，毕业于清华大学物理系低维量子物理国家重点实验室，清华大学物理系联合培养博士后。多年从事光学相干层析成像(OCT)临床应用方向，有丰富的临床医学合作经验，就光谱方法在血糖检测中的应用做过深入研究。　　仪器信息网：采用拉曼光谱法检测血糖是否可行?　　王博士：方法原理是可行的，使用激发光照射皮肤后收集得到的拉曼光谱(经皮测量)可以反映出皮肤组织中的许多化学物质，例如真皮内的胶原蛋白，真皮下脂肪中的三油酸甘油酯，表皮角质层的胶质蛋白，皮肤血管中的血红蛋白，以及分布于组织液和血液中的葡萄糖等。在血糖无创检测的诸多光学方法之中，拉曼光谱法因其能检测葡萄糖的特征谱，是未来最有希望实现高精度测量血糖浓度的方法之一。拉曼经皮测量无创血糖检测示意图　　Pandey, Rishikesh, et al. "Noninvasive monitoring of blood glucose with raman spectroscopy." Accounts of chemical research 50.2 (2017): 264-272. 葡萄糖分子位于皮肤真皮层中的组织液与血液中，葡萄糖的浓度可从其产生的拉曼光谱信号推断。　　仪器信息网：请介绍目前拉曼光谱法检测血糖的最新研究进展?　　王博士：麻省理工学院(MIT)在使用拉曼光谱测量无创血糖已研究了20多年，他们系统研究了皮肤拉曼光谱的成分、经皮血糖探测的定量化分析和矫正算法、动物血糖测量临床实验等等。去年三星和MIT研究人员在SCIENCE ADVANCES杂志上发表了最新的无创血糖检测的研究，通过对猪的活体葡萄糖钳制实验，从猪耳的拉曼信号图中直接观测到了葡萄糖的拉曼特征峰及其随血糖浓度的变化，这终结了长久以来关于拉曼光谱测量得到的是否是真实的葡萄糖浓度信号的争论，也为这项技术的应用带来一大突破。　　除MIT外，还有一些公司曾经或正在尝试将拉曼血糖检测技术产品化，包括C8 Medisensors，Diramed, LLC和RSP Systems等。C8 Medisensors公司曾推出的可穿戴拉曼无创血糖检测设备　　仪器信息网：拉曼光谱法检测血糖在实际应用中还有哪些问题亟待解决?　　王博士：虽然利用葡萄糖的多个拉曼特征峰与皮肤组织中的其他物质信号峰的差异可做定量分析，但这一研究距离实际应用仍有一定的距离，主要有以下几个难题：　　①葡萄糖浓度低信号弱，并且有可能被其他物质的拉曼信号掩盖和干扰，如真皮层的胶原蛋白和真皮皮下脂肪的三油酸甘油酯，二者合计贡献了超过90%的皮肤拉曼光谱信号。　　②经皮测量还需要解决皮肤的荧光信号干扰，激发光功率的皮肤安全剂量限制以及皮肤表皮层黑色素对激发光和拉曼光的吸收效应等等问题，此外，不同种族之间肤色的差异，加大了这项技术的应用难度。　　③为解决以上两点问题，必然需要使用极高灵敏度的探测器，以及较长的积分时间，这给仪器尺寸及使用便利度带来挑战。　　仪器信息网：据悉，目前已经有一些厂家在进行基于拉曼光谱原理的血糖仪器的研发，您认为可行性如何?有什么新的进展?　　王博士：最近，有报道称三星和苹果将在其智能可穿戴设备上集成拉曼无创血糖检测技术。三星近几年和MIT研究组合作，从发表的公开学术文章看，已经进入临床实验阶段。曾有报道称苹果公司招募过C8 Medisensors公司的前员工，以此猜测苹果很有可能在继续发展可穿戴拉曼技术的路线，但具体进展不得而知。　　虽然基于拉曼技术的无创血糖监测仪器在原理上是可行的，并且在过去十多年内虽然有很多拉曼血糖检测的学术文章报道，检测精度在不断提高，但尚未有成功的获得医疗器械资格的仪器出现，说明相关产品研发的难度确实较大。　　仪器信息网：您对可检测血糖的智能手表这项技术的未来发展如何看待?　　王博士：如上一个问题所讲，这个技术本身存在一定的技术难度，并且在可穿戴设备上集成低功耗的小型化拉曼光谱仪在工程上的难度也较大，但随着深度学习技术的飞速发展和大数据的不断积累，未来基于卷积神经网络的算法可能会替代当前拉曼葡萄糖浓度直接量化算法或者回归量化算法，使得智能穿戴设备的高精度无创血糖测量成为可能。　　附：王成铭博士讲座回顾：《光学无创技术在临床检测中面临的挑战与未来》　　在临床医学实践中，医疗影像(MRI、超声、CT)和病理切片对疾病的诊断起着至关重要的作用，而基于光与生物组织的散射、吸收、相干、偏振效应的光学无创方法，很有希望成为沟通影像学和病理学之间的重要桥梁。本次会议报告对光学无创方法进行概述，着重探讨其在实际临床应用中面临的困难和挑战，从发展的角度探讨技术的未来发展趋势和临床应用前景。

5月28日-6月6日，“朗铎科技技术服务万里行之服务流动站”走进不锈钢名镇-戴南，为戴南地区的广大废旧金属回收用户现场提供售后技术服务。朗铎科技用行动诠释以客户为中心的服务理念。此次“技术服务万里行”为戴南地区的客户解决了诸多设备维护、应用及使用操作方面的问题。作为提升客户服务质量和客户体验的重要活动之一，朗铎人将继续以专业的姿态、精湛的技术和饱满的热情踏上接下来的技术服务之旅。以下为此次“技术服务万里行”活动中的精彩瞬间，镜头为我们记录下了朗铎人敬业、认真、专业的身影… …

仪器信息网讯 2021年7月8日，由仪器信息网与华质泰科生物技术(北京)有限公司联合举办的“2021原位质谱主题网络研讨会”在线上盛大召开。会议共邀请美国JEOL公司首席科学家/DART技术共同发明人Robert (Chip) Cody博士、马里兰大学药学院质谱中心主任Jace W. Jones、美国托莱多大学Emanuela Gionfriddo博士、美国德州大学圣安东尼奥医学研究中心韩贤林教授、美国威斯康星大学麦迪逊分校李灵军教授、国立台湾大学化学系徐丞志副教授、德国慕尼黑工业大学Christoph Haisch教授、英国剑桥大学代谢科学研究所主任Albert Koulman博士、英国斯旺西大学医学院质谱分析系主任William J. Griffiths教授、德国 Plasmion联合创始人Jan-Christoph Wolf博士等十二位原位质谱领域的资深专家，聚焦原位电离质谱技术新方法新应用，以及原位电离技术在食药安全、法证毒检、精准医疗、生命科学、检验检疫、聚类溯源、能源环境、与健康大数据管理等领域的应用发展等进行介绍和探讨。　　会议由南京师范大学/加拿大英属哥伦比亚大学陈大勇教授与华质泰科生物技术(北京)有限公司首席技术官刘春胜博士共同主持。　　美国JEOL公司首席科学家/DART技术共同发明者 Robert Chip Cody博士　　Cody博士做了题为《实时直接分析质谱在病原学和临床检验中的应用前景》的报告。Cody表示， DART技术目前还没有任何批准的临床应用，但当前也有报道了一些非常前沿的应用进展。相信在不久的将来，一些临床应用很可能会获得批准。此外，报告还回顾了一些基于DART技术开展的临床化学和微生物学的研究情况。　　　　美国马里兰大学药学院质谱中心主任 Jace W. Jones　　Jones教授做了题为《AP-MALDI 和高分辨质谱用于病毒包膜脂质结构表征》得报告。报告介绍了Jones团队使用 AP-MALDI 与高分辨率质谱结合掺锂基质系统的高通量分析平台，并将其应用于包膜病毒总脂质提取物的检测和结构表征等研究进展。美国托莱多大学Emanuela Gionfriddo博士　　Gionfriddo博士做了题为《通过原位质谱研究人源微生物与环境毒理》的报告。环境基质中人为污染物的快速定量分析对于监管检测至关重要。原位质谱(AIMS)极大地提高了样品通量，适用于现场分析。对于现场分析应用，瞬态微环境(TME)和可变背景可能干扰重现性。在这项工作中，Gionfriddo团队开发了一种有效的策略，将固相微萃取(SPME)与质谱联用，通过热解吸单元(TDU)和实时直接分析离子源(DART)来最小化这些影响。该方法适用于地表水中杀虫剂和药物的提取和分析。美国德州大学圣安东尼奥医学研究中心 韩贤林教授　　韩贤林教授做了题为《基于多维质谱的鸟枪法脂质组学最新研究进展》的报告。报告介绍了基于多维质谱的鸟枪脂质组学，并简要讨论了克服鸟枪脂质组学中存在的“离子抑制”问题的策略，以进行细胞脂质组的综合分析。美国威斯康星大学麦迪逊分校 李灵军教授　　李灵军教授做了题为《生物体原位化学反应下的空间质谱成像》的报告。质谱成像(MSI)提供了探测组织中分子信息的机会，无需目标分析物的前置知识，便可提供分析物的分布图。报告介绍了李灵军课题组在不同生物体系中多种信号分子分布成像方面的工作情况和最新进展，尤其是质谱成像在多肽组学、糖组学和脂质组学方面的挑战和重要性。国立台湾大学化学系 徐丞志副教授　　徐丞志副教授做了题为《纸基-原位质谱定量测定肠道微生物短链脂肪酸与乳腺癌诊断》的报告。报告介绍了徐丞志团队以快速质谱鉴定为核心，结合原位质谱以及高分辨质谱仪的优势，建立了新式生物医学分析法，并开发细胞尺度下的质谱成像技术，将质谱技术应用在基础生物学研究以及医疗诊断研究的进展情况。　　德国慕尼黑工业大学 Christoph Haisch教授　　Haisch教授做了题为《原位质谱用于废气测量与颗粒物分析》的报告。报告介绍了HELIOS 与 SICRIT/MS 的结合实现稳健、通用且灵敏的气溶胶表征的相关研究进展。　英国剑桥大学代谢科学研究所主任 Albert Koulman博士　　Koulman博士做了题为《高通量单细胞脂质组学的发展与应用--聚焦帕金森发病机理》的报告。单细胞基因组学和转录组学的研究表明，在组织水平上存在复杂的细胞异质性。为了解这种细胞间异质性对代谢的影响，有必要开发一种单细胞脂质质谱分析方法，测量群体中大量单细胞的脂质。这将提供细胞活动和膜结构的功能读数。利用 Triversa Nanomate 的液体萃取表面分析 (LESA) 功能，结合高分辨率 (HRMS) 质谱，成功搭建高通量非靶向单细胞脂质分析平台。这一技术进展突出了细胞异质性在个体多巴胺神经元功能代谢中的重要性，提示 A53T 突变型 α-突触核蛋白(SNCA)神经元膜功能受损。报告介绍了分析单个细胞的挑战，以及Koulman团队开发的获得单个细胞脂质质谱分析的解决方案。　　英国斯旺西大学医学院质谱分析系主任 William J. Griffiths教授　　Griffiths教授做了题为《脑内胆固醇代谢组的多重原位质谱成像与空间代谢研究》的报告。沃特世大中华区质谱产品经理 王志英　　王志英做了题为《2021沃特世全新原位电离质谱，聚焦快检与成像》的报告。报告介绍了Waters近期推出两款新型质谱，RADIAN ASAP 和ACQUITY RDa，报告介绍了其原理、特性及最新的相关应用。岛津中国创新中心应用工程师 陈振贺　　陈振贺做了题为《岛津敞开式源DPiMS的原理及应用》的报告。报告详细介绍了DPiMS技术的原理以及其在生物医学研究领域的应用进展。德国 Plasmion联合创始人Jan-Christoph Wolf 博士　　Wolf 博士做了题为《SICRIT-MS 质谱鼻与工业食品分析》的报告。报告介绍了SICRIT质谱鼻技术在工业食品领域的一些应用情况，并简要阐述了该技术的优势和未来发展趋势。