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荧光素酶来源于萤火虫超

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  • BLT小课堂 | 萤火虫萤光素酶在ATP检测中的应用
    前言:生物发光是一种在生物体内由酶将化学能转化为光能的现象,在自然界中有超过30种生物发光体系,而我们所熟知的萤火虫的发光体系就是其中研究最早,应用也最广泛的一种。萤火虫的发光现象是由其体内的萤光素酶(luciferase)的催化下三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)与发光底物萤光素(lucierin)发生反应产生光。ATP被认为是一种在所有生物体生存和繁殖的细胞合成中必不可少的普遍能量来源,形象的说,它是一种通用的能量“货币”。ATP可以通过水解产生AMP和一个磷酸基团,同时释放出能量,供给细胞活动。ATP结构图发光反应的方程式:研究历史:1885年萤光素及萤光素酶第①次被Dubois提取出来;1952年Strehler和Totter首次使用萤光素酶粗制品测定ATP;1961年White等人工合成了萤光素;1985年Dewet, JR等首次克隆了P. Pyralis萤光素酶基因并在大肠杆菌中表达,从中得到具有活性的萤光素酶,从而开启了萤光素酶作为报告基因的历程。ATP的含量直接反应了细胞或微生物的含量,通过监测ATP含量的改变,可以评价多种药物、生物制剂或生物活性物质引起的细胞杀伤、细胞抑制和细胞增殖作用;另外ATP也常作为微生物污染的一个指标,检测ATP含量能直接反映出其受污染程度。测定生物体中ATP的水平及其动态变化便成为监测生物体必不可少的手段。接下来,小编将向大家具体介绍一下他在近年来的应用领域。应用领域01食品安全人类的身体健康、生命安全长期受到微生物污染的威胁,营养琼脂平板计数法是国际上针对微生物检测的现有标准方法,然而该方法要求在 37 ℃下持续培养 48 h,过于繁琐的操作无法实现快速检测。现下,国内也加大了对核酸法、电阻抗测量、免疫学方法、微菌落技术等各类微生物快速检测技术展开了研究、应用。ATP生物发光法因快速、简便且具有较高灵敏度的缘故,可用于实时监控微生物污染,与食品行业需求相符合,故而有关该技术的研究与应用十分广泛。其检测步骤通常为:①首先根据ATP发光检测试剂盒的使用说明将标准ATP按梯度稀释,与酶、底物、缓冲液按比例混合,使用发光检测设备(比如博鹭腾发光检测系列)测量对应的发光值,绘制标准曲线。②提取样品细胞中的ATP,稀释,之后按比例与酶、底物、缓冲液混合,使用发光检测设备测定发光值,代入标准曲线,即可知道样品中ATP浓度。(ATP浓度与细胞浓度关系的测定:取对数生长期的细胞,离心浓缩后用苔盼蓝染色,计活细胞数,之后在 96孔培养板上等比稀释,测定其发光值,发光值代入标准曲线获得ATP浓度,经过计算即可获得ATP浓度与细胞浓度关系。)应用案例:酒类制作过程中微生物浓度检测食品生产线卫生学检测环境保护部门水体微生物检测卫生监管部门微生物数量检测对应文献:[1]吴慧清.ATP生物发光法饮用水中细菌总数快速测定方法研究[J].中国卫生检验杂志,2009,19(9):1975-1978.[2]刘阳,牟金明.ATP生物发光法快速测定物体表面的菌落总数[J].安徽农业科学,2016,44(1):125-128.[3]易琳.微生物检测中 ATP 生物发光法的应用研究现状[J].生物化工,2019,5(1):124-126.[4]高红阁.ATP 生物荧光法在卫生监督工作中的应用进展[J].疾病监测与控制杂志,2013,7(9):548-550.[5]伍季.ATP生物发光法快速检测啤酒中的菌落总数[J].河南科学,2006,24(1):63-65.[6]李春艳,霍贵成.ATP生物发光法快速测定生乳中微生物总数的研究[J].食品工业科技,2008,29(7):233-238.[7]魏树源.三磷酸腺苷生物发光快速微生物检测法在疫苗中间品无菌试验中的应用[J].中国生物制品学杂志,2010,23(10):1120-1124.[8]丛苑,李平兰.ATP 发光法快速检测玉米中的霉菌[J].中国食品学报,2014,14(8):233-238.02药物敏感实验化疗是恶性肿瘤主要治疗手段之一,其地位已越来越重要。但因为不同类型的肿瘤以及不同个体的同类肿瘤存在异质性,以致惯用的经验式化疗效果尚不理想。临床上迫切需要有切实可靠的检测方法,在化疗实施前筛选出有效药物,进行个体化治疗,以提高疗效而减少毒副作用。ATP生物发光法是近年来发展起来的一种高度敏感的药物敏感试验。文献表明 ,将ATP生物发光法应用于临床个体肿瘤药物敏感性的预测,与临床有较好的相关性。基本思路为:①将癌细胞与药物体外混合培养一段时间。②与食品安全检测类似:绘制发光标准曲线→测定与药物混合培养细胞的发光值→代入标准曲线,最 后计算出药物对肿瘤的杀伤强度。应用案例:化疗药物筛选结核药物筛选细胞活性测定
  • BLT小课堂 经典的双报告系统:海肾+萤火虫
    01什么是双荧光素酶报告系统?双荧光素酶报告系统通常是指萤火虫荧光素酶(Firefly Luciferase,F-Luc)和海肾荧光素酶(Renilla Luciferase,R-Luc)组合而成的双报告系统。其中,F-Luc是从萤火虫Photinus pyralis中分离出来的;R-Luc则是从海肾Renilla reniformis中分离出来的。萤火虫海肾这两种酶都能催化底物发光,但它们在进化上的起源不同。因此,他们具有不同的酶学结构和底物要求:F-Luc需要荧光素、氧气、ATP和镁离子同时存在才能发光;R-Luc仅需要腔肠素和氧气。此外,他们发光的颜色不同:F-Luc的光波长为550-580nm;R-Luc的光波长为470-490nm。正是由于这两种酶的底物和发光波长不同,互不干扰,所以在双报告系统中得到广泛应用。发光反应方程式02双荧光素酶报告系统有什么优势?单荧光素酶实验的结果往往会受到各种实验条件(比如,培养细胞的数目和活力的差别,细胞转染和裂解的效率等)的影响,而双荧光素酶实验中,通常以海肾荧光素酶为内参,对萤火虫荧光素酶的检测结果做均一化处理,使得最终的数据更为准确。03双荧光素酶报告系统的应用?一、miRNA与靶标基因相互作用1. 验证microRNA同mRNA靶向互作。将待测mRNA的3’UTR序列插入报告基因载体,再共转入该microRNA,如果荧光素酶活性下降,则提示为其靶序列。2. 验证microRNA同lncRNA靶向互作。将候选的lncRNA序列插入报告基因载体中的3’UTR区域,再共转入该microRNA,检测荧光素酶活性。二、启动子分析1. 启动子结构分析。将启动子区域序列进行分段截短或对特定位点进行突变,再分别连接到报告载体,荧光素酶活性变化可以指示启动子功能变化。2. 启动子SNP分析。一些基因的启动子区域存在单核苷酸多态性,可运用荧光素酶报告系统分析其相对活性。3. 验证特定转录因子同其调控序列的作用。将该序列(通常为启动子区域)插入报告基因载体,同时在实验细胞中过表达该转录因子,可分析转录因子过表达是否提高荧光素酶活性。三、信号通路分析将该信号通路的下游响应原件序列构建入报告基因载体,在不同上游信号条件下,荧光素酶活性代表了通路的下游响应。04常用的双荧光素酶载体是什么?载体的选择有两种策略:第一种方案是两种荧光素酶分别位于两个载体上,。海肾荧光素酶常用载体为pRL-TK。萤火虫荧光素酶载体会根据实验需求进行不同的选择,比如启动子荧光分析相关研究可以选用Pgl3-Basic载体,miRNA与靶标基因相互作用的相关研究可以选用pMIR-REPORT载体。pRL-TKPgl3-BasicpMIR-
  • BLT小课堂|水母发光蛋白检测法在细胞钙离子含量测定中的应用
    Ca2+作为普遍的第二信使在细胞信号转导过程中起着非常重要的作用,是单个细胞生存和死亡的信号。它参与了神经传导、血液凝固、肌肉收缩、心脏收缩、大脑功能、酶功能以及内分泌腺的激素分泌等各种生理机能。而人们对Ca2+在信号转导中作用的认识,则很大程度上取决于Ca2+测定技术。目前常用的Ca2+检测方法主要有:Ca2+选择性微电极测定法、同位素示踪法、核磁共振法和水母发光蛋白检测法等。01Ca2+选择性微电极测定法:Ca2+选择性微电极一种电化学敏感器。利用内充液和组织或细胞之间产生电位差,理想情况下,该电位差是Ca2+对数的线性函数,遵循Nernst方程。优点:直接、敏感地测定组织或细胞内的Ca2+,不需使用指示剂,不影响结合钙和游离钙的平衡。缺点:反应速度慢而无法测定Ca2+的快速变化,而且穿刺损伤细胞可引起渗漏,且不适用于太小的细胞。02同位素示踪法:用放射性核素45Ca2+对Ca2+进行示踪,可测量出通过细胞膜转运到细胞内Ca2+增加的速度及浓度的大小,揭示Ca2+泵的作用,目前主要用于测定跨膜Ca2+的流动。优点:测量方法简单易行,比普通化学分析法的灵敏度高。确定放射性示踪剂在组织器官内的定量分布,可以达到细胞、亚细胞乃至分子水平。缺点:静态效果差,需要特定的同位素测定仪,并且要注意示踪剂的同位素效应和放射效应问题。03核磁共振法:是一种新的、非光学技术的Ca2+检测方法。由于正常生物体内氟含量很少,为了得到足够的响应,在检测时需要使用含氟指示剂。该指示剂经过化学修饰后进入细胞,进而被水解成游离状态,然后与Ca2+结合,根据获得的波谱图计算出Ca2+的浓度。优点:具有非破坏性和无损伤性,能够在接近生物样本生理状态下连续动态地进行检测,准确反应Ca2+浓度。缺点:需要核磁共振仪,成本较高。04荧光探针法:目前常用的Ca2+荧光探针有Fluo-3、Fluo-4、Fluo-8等。这类探针本身无法进入细胞,但它的亲脂性衍生物却可以透过细胞膜进入细胞。一旦进入细胞,这类亲脂性衍生物的亲脂性封闭基团在细胞非特异性酯酶的作用下被分裂除去,在细胞内便会形成一种带负电荷的荧光染料。与胞内Ca2+结合时,其荧光强度显著增加。优点:指示剂易导入细胞,空间分辨率高,反应速度快,而且可同时检测多重离子。缺点:需要有荧光显微镜或激光共聚焦显微镜,成本较高。05水母发光蛋白检测法:最近十几年来,水母发光蛋白(Aequorin)很受人们的关注。水母发光蛋白由189个氨基酸组成,具有3个Ca2+结合的EFhand结构,所以水母发光蛋白可作为检测Ca2+的新型探针。优点:Ca2+/水母蛋白复合物能检测~0.1μm到>100μm范围内的钙离子浓度,且复合物不会从细胞内泄露出来,可检测几小时至数十天内Ca2+浓度的变化。比荧光探针法的背景低,样本本身不会发生自荧光。腔肠素的性质腔肠素(Coelenterazine)作为海洋动物体内贮存光能的分子,它广泛存在于海洋生物体内,比如海肾、海蜇、水螅等。腔肠素是天然荧光素中最普遍的,它可作为很多荧光素酶的底物。目前研究得最透彻的以腔肠素为底物的荧光素酶来源于海肾(Renilla),即海肾荧光素酶(Renilla reniformis,简称Rluc)。腔肠素的工作原理腔肠荧光素是一个分子量约400 Da 的疏水基团,它可以自由穿越细胞膜。在一个以荧光素/荧光素酶为基础的系统中,腔肠素作为以水母发光蛋白为代表的海洋发光蛋白的辅助因子,与水母发光蛋白进行稳定的结合,引起脱辅基水母发光蛋白和腔肠荧光素之间的共价键破裂,腔肠荧光素(Coelenterazine)被氧化脱羧,形成腔肠酰胺(Coelenteramide),释放出CO2,同时发出波长为469nm的蓝色生物荧光,该荧光可用博鹭腾高灵敏度管式/板式发光检测仪进行测定。图1.腔肠素/水母发光蛋白检测Ca2+机制水母发光蛋白一旦和Ca2+反应即丧失发光功能,因此当一部分水母发光蛋白与Ca2+反应时,被消耗水母发光蛋白的发光强度能反映出Ca2+浓度变化,而且被消耗的水母发光蛋白的发光强度与Ca2+浓度之间存在线形关系。如同萤火虫荧光素酶,海肾荧光素酶的活性也不需要翻译后修饰,一旦翻译完成即可行使遗传报告基因的功能。但是与萤火虫荧光素酶又有差异,即腔肠素/荧光素酶系统不需要三磷酸腺苷(ATP),因此更利于生物荧光的研究。技术小结由于Ca2+在生命活动的各种生理生化反应、疾病的发生和发展中都扮演着极其重要的角色,而游离的Ca2+浓度变化又与细胞的功能、信号转导乃至细胞的凋亡有密不可分的联系,因此,研究如何检测细胞内游离Ca2+浓度显得尤为重要。Ca2+选择性微电极测定法不需要使用指示剂,但是穿刺过程会损伤细胞,进而引起渗漏。同位素示踪法简单,但是静态效果差,还需要注意同位素效应和放射效应问题。核磁共振法和荧光探针法都需要特定的仪器,成本较高。水母发光蛋白检测法不需要激发光源,因而消除了细胞自发荧光的干扰,背景荧光远低于使用钙离子指示剂的荧光。另外腔肠素具有疏水性,易于通过细胞膜,适于全细胞的研究。 腔肠素/水母发光蛋白的生物荧光反应对Ca2+浓度的变化非常敏感,但是这种发光相对较弱,因此需要使用高灵敏度的发光检测仪进行检测。
  • 科普作家瘦驼:“荧光蘑菇”实验够科学吗?
    近日一则小学生的调查发现市面上大多数蘑菇被荧光增白剂污染的消息引发了公众对食品安全的再一次关注。荧光蘑菇确有其事?用检测荧光有无的方法认定蘑菇是否受到荧光增白剂污染是否可行?拿到了张皓同学的这篇名为《荧光增白剂在食用菌中存在情况的调查与研究》的论文后,我试着以“学长”的身份对其进行一下解读。   其实,早在奸商出现之前,“荧光”蘑菇已经在这个星球的阴暗角落生长了。目前已知的“荧光”蘑菇有近70种。它们像萤火虫一样能在夏夜发出幽幽的绿光。别以为这些“荧光”蘑菇都特别稀奇,蜜环菌就能发光——它有个更知名的俗称“榛蘑”。如果说蜜环菌只是幽暗的小烛火,那么另一种广泛分布的蘑菇简直就是灯塔。鳞皮扇菇是北半球森林里常见的菌类,在条件合适的情况下它发出的光非常之亮。这些“荧光”蘑菇跟萤火虫一样,是拥有生物发光能力的物种。好好的蘑菇为什么要发光?科学家推测,可能是为了吸引昆虫前来帮助它们扩散孢子,也有可能是为了吸引那些夜间活动的蘑菇害虫天敌,招来敌人的敌人。   张皓论文中提及的荧光是一种物理现象,一些物质在受到光(入射光)的照射后,迅速发出通常比入射光波长更长的光(出射光)。这个过程不涉及分子层面的变化,一旦入射光消失,出射光马上也就消失了。   “荧光增白剂”就是印染和造纸行业普遍使用的一种荧光物质,它在紫外线的照射下能发射出蓝色的光,让纸或者织物看上去更鲜亮。自然界里,荧光物质比比皆是。叶绿素就能吸收蓝光产生红色的荧光 人的乳汁、鼻涕、尿液甚至精液,在紫外线照射下会产生银白色的荧光,《CSI》爱好者对此应该不陌生。   那么蘑菇中是否会含有荧光物质呢?答案是肯定的。蘑菇内部普遍存在的木质素就是荧光物质。在紫外线的激发下,它会产生蓝绿色荧光。所以,从理论上说,仅用紫外线照射蘑菇,还不足以判断蘑菇是否被荧光增白剂污染的。从科学实验的角度来说,这篇论文的最大问题就在于缺乏“阴性对照”,也就是用同样的实验方法检验确实未受荧光增白剂污染的蘑菇,以作为实验数据的标杆。   这么说来,那些蘑菇就不存在被进行荧光增白剂处理的可能了吗?其实,这种可能性仍旧不能排除。蘑菇富含包括木质素在内的多酚类物质,同时蘑菇内部又存在多酚氧化酶,因此这些多酚类物质很容易在多酚氧化酶的催化下被氧化,产生一种褐色的物质,影响卖相。在食品工业中对付蘑菇酶促褐变的常见方法是用亚硫酸盐或者半胱氨酸溶液浸泡,而这些方法都不能长时间让鲜蘑保持白嫩。用荧光增白剂的确可以让蘑菇保持鲜亮的时间更长。数年来,类似的报道确实屡见于媒体。   最后,我想引用食品专栏作家云无心在自己的微博上对此事的一段评论:“从食品管理的角度来说,用不着从技术上追究荧光增白剂是否有害。只需要知道国家标准是否有把荧光增白用于蘑菇的规定就可以了。如果没有,那就是不可以的。另一方面,即使某种东西被允许用于食品中,也必须是专为食品生产的而且用法用量符合规定。”
  • 售价1万的手持式ATP荧光检测仪面世
    根据监测点的不同,ATP数值上下限也不同   下馆子,最怕碗筷、骨碟不干净,可肉眼又看不出&ldquo 猫腻&rdquo 。昨天,一款专门针对物体表面洁净度的快速检测仪在园区亮相。据介绍,只需用检测拭纸在餐具等物品表面轻轻擦拭,15秒后,就能检测出物品表面残留的细菌数量是否超标。   这款名叫手持式ATP荧光检测仪的高科技产品,由苏州工业园区纳米城的天隆生物科技公司自行研发生产,迄今已是第三代。该公司技术服务部经理黄发平告诉记者,所谓ATP指的是三磷酸腺苷,它是一切生命体能量的直接来源,存在于所有活的动植物细胞、细菌和食物残留中。ATP荧光检测法是根据萤火虫发光原理开发的快速检测技术。有氧条件下,虫荧光素酶催化虫荧光素和ATP之间发生氧化反应形成氧化荧光素并发出荧光,其强度与微生物数量呈比例关系。通过测试荧光信号的强度可得知待测目标被细菌、食物残留等污染的程度,因此检测ATP可以作为判断洁净的指标。   他表示,以往卫监部门抽查餐馆卫生状况是否达标,把样本带回实验室,经过细菌培养等复杂处理,少则48小时,多则一周才能出具检测结果。而他们生产的手持式ATP荧光检测仪只需要在物体表面轻轻一擦,15秒就能检测细菌数量是否超标,连接移动式手持打印机,实时出具结果。&ldquo 我们行业内有一个统一的ATP标准值,用来衡量细菌数量是否超标。&rdquo 他说,台面、菜刀、砧板等监测点不同,ATP上下限数值也是不一样的。   据悉,目前这台手持式ATP荧光检测仪市场售价在1万元左右,在西安、上海等地,该产品已被运用于各类医疗卫生机构卫生监督、食品安全现场快速抽检工作中。   天隆科技是一家针对医学诊断、食品安全、病原体检测和生物学医学科研等市场需求,进行分子诊断、核酸检测、POCT等检验仪器、医疗器械及体外诊断试剂的研发、生产和销售的高科技企业。公司和研发基地分布西安和苏州两地。昨天,天隆科技在园区独墅湖世尊酒店举办新产品发布会,除了手持式ATP荧光检测仪之外,现场还展示了新一代磁珠法核酸提取仪、基因扩增热循环仪器及四通道实时荧光定量PCR仪、多款PCR检测试剂等高科技产品。   据悉,未来2年,天隆科技还将建成医学诊断仪器与试剂的综合性生产基地,仪器产品种类将扩展到8大类20余项产品,覆盖从大型自动化监测工作站到小型便携式快速诊断仪器,配套试剂品种将达到百种以上,形成完整、成熟的分子诊断类产品线。2015年项目达产后将达到3亿元的年产值。
  • 一起涨“姿势”——那些年在我们身体里的基因表达-Molecular Devices
    一起涨“姿势”——那些年在我们身体里的基因表达近年来,阻碍人类健康长寿的第一大杀手就是疾病,例如癌症,是目前最难攻克的疾病之一。疾病研究和药物开发也一直是生命科学领域的专家学者不断攻克的领域。而目前的研究显示,人类的大多数疾病都会与细胞因子表达异常引起信号通路异常有关。报告基因对于基因表达的研究来说是非常有用的工具,它可以代替要研究的目的基因,从而帮助我们了解目的基因的信号通路和相关的疾病。荧光素酶是最常用的报告基因,使用光度计和化学发光功能的微孔板读板机我们可以很容易的检测到荧光素酶,另一方面,由于在细胞实验中其背景较低,因此具有很高的灵敏度。我们通常用萤火虫荧光素酶表达水平高低反映出我们感兴趣的基因在系统中的地位。而海肾来源的荧光素酶则更常在多荧光实验中作为第二种报告基因,来规范化多种在不同样本中变化较大的指标如转染效率,细胞活力等。NF- κB是参与细胞进程中许多基因表达的“主要调节者”,如炎症,免疫,分化,增殖和凋亡。肿瘤坏死因子α (TNF- α)可以激活细胞信号通路来降解NF- κB的抑制剂,从而促使其释放并进入核内,调节数百目的基因的表达。NF- κB通路的紊乱可以诱发多种疾病,如多发性硬化病,糖尿病,阿尔兹海默病等,因此利用合适的工具加深我们对NF- κB通路的理解是十分必要的。图1 NF-κB信号通路。TNF-α激活信号层级反应使NF-κB抑制剂IKB降解,并释放NF-κB转录因子。(了解更多资料请咨询美谷)SpectraMax® DuoLuc™ Reporter 试剂盒可以对哺乳动物细胞中的萤火虫和海肾荧光素酶进行高灵敏度的定量。依次向微板孔中加入两种适量的反应试剂即可检测荧光。这种双荧光信号检测系统可以在归一化检测荧光信号(萤火虫荧光)的同时提供持续表达的对照荧光信号(海肾荧光)。运用SpectraMax® iD5 多功能微孔板读板机、注射器系统和 SmartInject™ 技术可以将实验条件最优化。在这里我们将展示如何在哺乳动物细胞模型中, 通过双荧光报告检测系统和SpectraMax iD5 微孔板读板机来检测核转录因子κB (NF- κB)的活性。
  • BLT小课堂|细菌发光原理及其在动物活体成像中的应用
    夏季的夜晚,走到山间草丛,可以看到一种昆虫提着一盏灯在飞行,这就是萤火虫在发光。萤火虫体内的荧光素酶催化底物荧光素,发生化学反应,产生光子。这也是大家比较熟悉的,在动物活体生物发光成像当中运用到的反应原理。通过利用该原理,配合上转基因技术及动物活体成像系统,我们可以非侵入性和纵向研究小动物的基因表达、蛋白质-蛋白质相互作用、肿瘤学机制和抗肿瘤药物药效及动力学和疾病机制等;相比于传统研究手段,这种方法通过在动物整体水平上进行研究,能提供更多有用的信息,同时大幅减少实验研究所需的动物数量和降低个体间的差异。萤火虫荧光素酶反应的示意图(a)、荧光素酶以报告基因的形式进入细胞核,并翻译成功能性酶。该酶将底物荧光素、氧(O2)和三磷酸腺苷(ATP)转化为氧荧光素、二氧化碳(CO2)和二磷酸腺苷(ADP),同时发光。(b)、萤火虫底物D-荧光素及其产物氧合荧光素的化学结构。 那么问题来了,自然界会发光的生物除了有萤火虫,还有鱼类、藻类、植物和细菌等,这些生物的发光原理是否也和萤火虫一样呢?这些发光原理能否运用到动物活体成像研究中呢?今天,小编就为大家介绍另外一种生物发光原理—细菌发光及其在动物活体成像中的应用。细菌荧光素酶对于细菌的生物发光现象,早在1875年就被发现了,研究人员Boyle首先揭示了细菌发光对氧气的依赖。而随着研究的深入,研究人员发现细菌发光涉及到的酶有荧光素酶、脂肪酸还原酶和黄素还原酶,以及底物还原性黄素单核苷酸和长链脂肪醛。在发光细菌中发现的一种操纵子,基因顺序为luxCDABEG,其中luxA和luxB基因分别编码细菌荧光素酶α和β亚基,luxC、luxD和luxE基因分别编码合成和回收荧光素酶醛底物的脂肪酸还原酶复合物的r、s和t多肽,luxG编码黄素还原酶。到目前为止所知的所有发光细菌,都是基于细菌荧光素酶介导的酶反应来产生光。这是一种大约80kDa的异二聚体蛋白,与长链烷烃单加氧酶具有同源性。该酶通过以下反应介导O2氧化还原的黄素单核苷酸(FMNH2)和长链脂肪族(脂肪)醛(RCHO),以产生蓝绿光。细菌荧光素酶介导的酶反应1细菌发光明场图2细菌发光发光图细菌发光反应过程在发光反应中,FMNH2与酶结合,然后与O2相互作用,形成黄素-4A-过氧化氢。这种复合物与醛结合形成一种高度稳定的中间体,其缓慢的衰变导致FMNH2和醛底物的氧化和发光,反应的量子产率估计为0.1-0.2个光子。该反应对FMNH2具有高度特异性,体内的醛底物可能是十四醛。FMNH2是由NADH:FMN氧化还原酶(黄素还原酶)提供,该酶从细胞代谢(如糖酵解和柠檬酸循环)中产生的NADH中提取还原剂,还原剂通过自由扩散从FMNH2向荧光素酶的转移。长链醛的合成是由脂肪酸还原酶复合物催化。与细菌荧光素酶一样,底物FMNH2和长链脂肪醛也是细菌发光反应的特异性底物;真核生物生物发光使用不同的化学物质和荧光素酶,它们在蛋白质或基因序列水平上与细菌荧光素酶不同。细菌中的荧光素酶反应过程细菌发光原理在动物活体成像中的应用目前,细菌发光原理在动物活体成像研究中的应用有:传染病研究、菌种抗药性测试及细菌介导的肿瘤治疗等。通过将luxCDABE操纵子稳定地整合到不同的细菌基因结构中,不需要任何其他外源底物(除了氧)来产生生物发光,再通过一套超灵敏的动物活体成像系统(AniView 100),为监测细菌物种感染负担、致病机理研究和肿瘤药物靶向治疗等提供了一种快速便捷的研究检测方法。AniView 100检测减毒鼠伤寒沙门氏菌体内靶向性肿瘤情况(箭头指向为肿瘤)应用说明如以细菌介导的肿瘤治疗为例,传统的癌症治疗方法是手术切除,治疗转移性癌症还需要与其他疗法(如放疗或化疗)相结合。这些疗法存在局限性,如放疗的疗效主要取决于组织氧水平,肿瘤内坏死区和缺氧区低氧浓度是治疗失败的常见原因;而化疗的疗效主要取决于药物的分布,肿瘤内坏死区和缺氧区的血管不规则会影响药物的输送,限制药物的疗效。与传统方法相比,使用细菌进行癌症治疗有以下优势:首先,细菌会在肿瘤中选择性积累,肿瘤中的细菌聚集量大约是正常器官的1000倍,肿瘤特有的坏死区和缺氧区一般不会在大多数器官中形成。其次,细菌的增殖能力使得它们可以进行持续治疗;最后,许多细菌的全基因组测序已经完成,能够通过基因组操作提高它们在人类使用中的安全性,并增强其杀瘤效果。目前,细菌介导的肿瘤治疗广泛应用于DNA或siRNA的传递、运送经工程改造的毒素或前药物和触发机体免疫反应,进而达到抑制或杀灭肿瘤细胞、起到抗击肿瘤的作用。应用案例 静脉注射3天后,表达lux的鼠伤寒沙门氏菌在各种肿瘤中积聚。CT26:小鼠结肠癌,4T1:小鼠乳腺癌,MC38:小鼠结直肠腺癌,TC-1:小鼠肺癌,Hep3B:人肝细胞癌,ARO:人甲状腺癌,ASPC1:人胰腺癌应用案例 携带受L-阿拉伯糖诱导启动子pBAD表达系统控制的细胞毒蛋白(溶细胞素A)、表达lux报告基因的减毒鼠伤寒沙门氏菌,用于肿瘤治疗。总结利用生物发光原理进行动物活体成像,目前主要有两种方式。一种是使用萤火虫荧光素酶,最适合在哺乳动物细胞中表达;另外一种是细菌荧光素酶,广泛应用于原核生物。细菌Lux操纵子由于编码生物发光所需的所有蛋白质,包括荧光素酶、底物和底物生成酶,不需要外源底物,成像更加的方便,不需要像萤火虫荧光素酶一样,考虑ATP的可用性、底物分子的渗透、药代动力学和生物分布等对成像的影响。但是,细菌荧光素酶的发射波长较短(490nm),组织吸收较大,这会影响成像数据的量化;而且,对于某些真核微生物(包括真菌和寄生虫)和真核细胞,仍然需要使用萤火虫荧光素酶标记,原因在于lux报告基因没有得到足够的优化,还不能在真核细胞中稳定表达。不过由于细菌荧光素酶和萤火虫荧光素酶的发射波长不同,从而可以进行多光谱成像,用于同时定量评估小动物的不同生物过程,进一步扩展生物发光原理在动物活体成像中的应用。TipsAniView 100多模式动物活体成像系统 AniView 100多模式动物活体成像系统作为广州博鹭腾生物科技有限公司推出的高灵敏度动物活体成像系统,其采用全密闭抗干扰暗箱,避免外界光源及宇宙射线对拍照影响的同时,配合零缺陷、科研级高灵敏背部薄化、背部感应型冷CCD相机,极大地提高成像的灵敏度。AniView 100可以检测到100个luciferase标记细胞,对于动物活体细菌荧光素酶的生物发光信号,无论是在皮下或器官,均可以轻易检测到。快来关注我们,申请免费试用!
  • MIT正在开发超简单的基因修复方法:吸入RNA就行了
    p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 你的基因组有点像一个图书馆,每个基因都有一份制造蛋白质的说明书。坏消息是,你的“出厂设置”决定你无法拒绝一本书并拿到一个梦寐以求的新版本。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 基因疗法技术可以帮助你修改图书馆,这么说吧,它能赋予你能力和潜力制造新的和不同的蛋白质。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 现在,科学家们正在尝试一种全新的方法——通过吸入“基因”变异修改文本。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 研究人员让小鼠吸入一种被称为信使核糖核酸(mRNA)的遗传物质来测试这个概念。在测试中,mRNA包括制造荧光素酶的指令,该物质可以让萤火虫发光。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 他们用一种可降解的聚合物包装mRNA,以诱骗小鼠的肺细胞接受,一旦细胞吞噬了它,细胞们就开始发光,证明吸入mRNA是一种有效的方式来启动新蛋白质生产,例如来自萤火虫的酶。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 科学家们还在基因工程小鼠身上重复了这项实验。这种小鼠自带一个“计数系统”——当它们接收一个拷贝的mRNA,它们就会永久地变成红色。这可以计算出受一个剂量影响的细胞比例。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 该概念性研究发表在Advanced Materials杂志,作者包括Asha Kumari Patel等人。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/c50aa0af-a30f-48af-9798-b4f5ad3a2e0e.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 当然,研究的目的不止在于让小鼠发光。研究人员的想法是,使用这种技术帮助囊性纤维化(cystic fibrosis,CF)患者。CF患者携带一个基因突变,导致肺部粘液积聚,该研究的几位作者与一家名为Translate Bio的上市生物技术公司合作,正在进行I期和II期临床试验,以确定吸入mRNA是否可以为囊性纤维化患者提供基因修复。荧光素酶的例子表明“吸入基因疗法”可能是一种启发。 /p
  • CAR-T研究前沿应用|珀金埃尔默与您相约第十九届中国生物制品年会(CBioPC2019)
    背景介绍: CAR-T疗法风潮基于Chimeric antigen receptor T cells (CAR-T)技术的细胞治疗可谓是当下最火热的肿瘤治疗方法之一。与早期的基于T细胞的Adoptive cell transfer(ACT)不同,CAR-T技术融入B细胞,也就是抗体的识别能力。因此CAR-T能靶向MHC异常表达或不表达的肿瘤细胞,并能作用于多数传统ACT无法靶向的细胞膜表面靶点[1]。CAR-T原理图,来源于参考资料[1]随着在B细胞血液肿瘤领域的巨大成功,CAR-T疗法的临床前研究和临床试验发展迅速。目前,就临床数目而言,CAR-T疗法在肿瘤免疫领域仅次于基于免疫检查点抑制剂的疗法。中国和美国则是推动CAR-T疗法临床转化的主力军[2]。相较于美国,接近八成的国内研究已处于临床阶段。同时,对比2018年,我们可以看到国内制药企业对于CAR-T疗法的布局和推动[2]。CAR-T治疗临床研究数目,来源于参考资料[2]当下,如何将CAR-T疗法的成功复制至非B细胞血液肿瘤和实体瘤是该领域研究的关键点和重点。在实体瘤研究方向,体内研究和临床试验证明Therapeutic window的存在,并发现CAR-T细胞能清除靶点阴性的肿瘤细胞,为攻克实体瘤提供一丝曙光[2]。除了肿瘤领域,CAR-T研究已衍生至心脏损伤[3],HIV[4]和自身免疫[5]等多个疾病领域,成为了非常有潜力的新兴治疗技术。在此,结合一线的研究进展,我们向大家介绍珀金埃尔默生命科学产品线针对CAR-T研究的应用切入点,助力下一代CAR-T疗法研发。体外研究应用:针对CAR-T研究,珀金埃尔默主要围绕体外和体内两个方向提供完善的解决方案。其中,针对体外研究,我们关注体外CAR-T细胞的活化、活力检测和分析。与Cytotoxic T细胞活化类似,CAR-T细胞的活化通常伴随着细胞因子的分泌、CAR-T细胞的增殖和最后特异性靶向肿瘤细胞的杀伤 [6]。针对这三个过程,我们均提供对应的基于放射/非放射平台的金标准解决方案。在此,我们关注CAR-T细胞核心功能指标:细胞杀伤的检测。1. 灵活应用细胞杀伤解决方案与传统的基于化合物和抗体的直接细胞杀伤不同,基于CAR-T细胞的肿瘤杀伤是细胞-细胞相互作用的结果。因此,在分析杀伤中,检测方法必须能够特异区别靶细胞(肿瘤细胞)和效应细胞(CAR-T细胞)。常见的细胞活力检测法,如MTT、CCK-8和ATP法等,则不适于直接用于CAR-T介导的特异细胞杀伤检测。针对区分的需求,我们提供两大金标准检测法:基于放射的51Cr释放法和基于非放射的DELFIA® EuTDA细胞毒法[7]。两种方法都基于利用探针高效、特异的标记靶细胞。经效应细胞杀伤后,靶细胞出现裂解,并释放探针到上清中用于定量杀伤效果。51Cr释放法检测原理图,图片来源于参考资料[8]除了支持特异检测细胞杀伤外,51Cr释放法和 DELFIA® EuTDA细胞毒法的另外一大优势就是灵活性,支持多种细胞系和原代细胞作为靶细胞或效应细胞。例如,在近期的靶向CD19的CAR-T临床研究中,科研人员通过标记肿瘤细胞,利用51Cr释放法证明低亲和力的CAR-T 具有更强的细胞杀伤能力。而在后续的CAR-T无效的病人样本研究中,基于同样的检测方法,科研人员通过标记CAR-T细胞作为靶细胞,检测病人针对CAR-T细胞是否具有免疫反应(Anti-CAR反应)[9]。 体外杀伤检测结果。CAT为低亲和力CAR-T,FMC83为常用CAR-T 基于病人临床样本的Anti-CAR检测结果。图片来源于参考资料[9]通过改变靶细胞,我们提供的方法学还支持CAR-T疗法的安全性分析,例如检测On target, off tumor脱靶效应带来的细胞毒性[10]。此外,同种异体反应也逐渐成为CAR-T疗法安全性评价的一个重要考虑因素。针对此,我们提供DELFIA® BrdU 细胞增殖方法,通过混合淋巴细胞反应衡量CAR-T细胞的同种异体反应[11]。利用51Cr释放法检测脱靶效应的细胞毒性,图片来源于参考资料[10];基于DELFIA® BrdU 细胞增殖方法检测CAR-T细胞的同种异体反应,图片来源于参考资料[11]2. 深入成像技术应用相较于分子检测,成像技术能提供二维到三维的静止或动态空间信息。因此基于成像的高通量筛选更具有选择性,适合差异化筛选。例如,在2017年的临床研究中,科研人员利用Opera Phenix高内涵平台,结合肿瘤细胞/正常细胞混合样本进行差异化筛选。利用成像技术的优势,研究能精确发现只作用于肿瘤细胞、不影响正常细胞活力的药物,提升了临床用药的安全性[12]。除了提升选择性外,成像筛选还能支持几小时到几天的长程筛选,因此可用于检测免疫细胞的多轮杀伤能力[13]。基于Opera Phenix 的高通量差异筛选流程图,图片来源于参考资料[12]毫无疑问,凭借其生理相关性和支持高通量筛选的优势,3D类器官和微组织球研究是当下多个科研和制药领域的热门主题和方向,也是我们成像应用的重要关注点。针对多种肿瘤,基于小分子药物的研究已证实3D肿瘤组织样本能有效预测药物敏感度[14]。在CAR-T和细胞治疗研究方向,3D水平研究也逐渐崭露头角。在近期的研究中,Opera Phenix高内涵平台被用于衡量、对比靶向Mesothelin的CAR-T细胞的杀伤能力 [15] 。除了3D水平研究外,活细胞动态监测也会成为我们针对CAR-T研究的主要开拓点。与干细胞类似,CAR-T细胞和免疫细胞在活化和行使功能过程中是代谢水平高度动态的,并持续存在和癌细胞及其他免疫细胞的相互作用 [16]。因此,基于成像的动态分析非常适合在体外深入解析CAR-T细胞的功能潜能。利用Opera Phenix 检测CAR-T细胞针对3D肿瘤样本的杀伤能力,图片来源于参考资料[15]体内研究应用:针对体内研究,珀金埃尔默主要提供完善的活体成像解决方案,包括性能卓越的IVIS系列和对应的细胞株和荧光染料。作为主流的活体成像平台,IVIS系列被广泛用于临床前CAR-T研究和突破实体瘤治疗的多种瓶颈[1]。在此,我们主要介绍助力下一代CAR-T研发的两大利器:肿瘤成像和免疫细胞成像。1. 肿瘤活体成像:协助建立复杂的肿瘤模型围绕CAR-T临床前研发,IVIS系列能协助建立多种常见的实体瘤和血液瘤模型,灵敏追踪肿瘤的进展和动态评估CAR-T细胞的抗癌作用。在此基础上,IVIS系列还可以和多种新兴的技术联用,协助建立复杂的肿瘤表型。例如,在靶向多发性骨髓瘤的CAR-T临床治疗中,一个常见的挑战就是BCMA阴性肿瘤细胞的存在和出现。对此,研究结合Crispr技术,建立融合萤火虫报告基因的BCMA阴性肿瘤细胞,并将其混合BCMA阳性肿瘤细胞建立肿瘤模型。活体成像数据可以看出,BCMA CAR-T细胞无法作用于BCMA阴性肿瘤细胞,而靶向GPRC5D的CAR-T细胞能有效根除BCMA阴性肿瘤细胞[17]。结合Crispr技术的肿瘤模型建立和活体成像检测,图片来源于参考资料[17]同样基于Crispr技术,近期的研究利用活体成像平台开展和验证靶向CD8 T细胞的活体Crispr筛选,为靶向胶质母细胞瘤的免疫治疗提供了新的靶点[18]。通过改变接种的流程和治疗策略,IVIS系列还可以协助建立肿瘤复发、晚期肿瘤和病人来源移植肿瘤模型。基于Crispr技术的体内筛选验证流程,图片来源于参考资料[18]2. 免疫细胞活体成像:直观展示体内免疫细胞-肿瘤细胞相互作用 除了肿瘤细胞成像,我们还能通过标记CAR-T细胞或其他免疫细胞进行活体成像[17]。该应用对于CAR-T和其他免疫疗法的研究尤为重要。因为通过活体成像,我们能直观的监测、分析免疫细胞的体内动态分布和迁移等关键的信息。鉴于CAR-T细胞体内的扩增、迁移和肿瘤部位的杀伤功能是当下CAR-T临床应用的主要限制因素[1]。这些信息的获得对于新一代CAR-T研发至关重要。在近期的一份研究中,科研人员展示了CAR-T细胞迁移能力对于杀伤效果的重要性[19]。利用肿瘤细胞,尤其是在辐射处理后,会过表达IL-18的特点,研究人员改造CAR-T细胞,使其过表达IL-18受体 CXCR-1或CXCR-2来提升体内的迁移能力。结合带有报告基因的CAR-T细胞和过表达远红外蛋白iRFP720的肿瘤细胞,研究就能直观追踪和对比免疫细胞的分布变化和肿瘤的进展情况,做到体内水平的细胞细胞相互作用研究。相较于对照细胞,改造的CAR-T细胞具有更强的迁移能力和杀伤肿瘤能力。同时,在晚期肿瘤模型上,研究证实未改造CAR-T细胞主要分布于外周,不能有效靶向肿瘤部位[19]。CAR-T体内模型的CAR-T细胞成像(左,化学发光)和肿瘤细胞成像(中,荧光);右图为对应统计数据,图片基于参考资料[19]进一步结合免疫荧光技术,研究证实了由IVIS采集的化学发光信号能有效反映治疗早期的CAR-T细胞浸润情况,是肿瘤微环境免疫细胞活体追踪的有力手段。同时,治疗早期的化学发光信号也能有效预测小鼠的生存时间,为CAR-T疗效预测提供了新的切入点。最后,同时结合肿瘤和CAR-T细胞活体成像,我们还能做到靶向CAR-T细胞功能水平的持续监测。在首次肿瘤消退后,我们再次植入肿瘤细胞,建立Re-challenge模型,通过活体成像直观评价CAR-T细胞的长期分布和功能[19]。利用免疫荧光和活体成像技术追踪治疗早期CAR-T细胞的侵润情况;CD45指示CAR-T细胞,图片来源于参考资料[19]参考资料:1. Robbie G. Majzner and Crystal L. Mackall?.Clinical lessons learned from the first leg of the CAR T cell journey. Nat Med. 2019 Sep 25(9):1341-1355.2. Jia Xin Yu, et al. The global pipeline of cell therapies for cancer Nat Rev Drug Discov. 2019 Oct 18(11):821-822.3. Haig Aghajanian, et al. Targeting cardiac fibrosis with engineered T cells. Nature. 2019 Sep 573(7774):430-433.4. Herzig E, et al. Attacking Latent HIV with convertibleCAR-T Cells, a Highly Adaptable Killing Platform. Cell. 2019 Oct 31 179(4):880-894.e10.5. Taking CAR-TCells Beyond Cancer: A New Therapy for Autoimmune Disease https://www.labiotech.eu/interviews/car-t-cells-txcell-treg-cells/6. Restifo NP , et al. Adoptive immunotherapy for cancer: harnessing the T cell response. Nat Rev Immunol. 2012 Mar 22 12(4):269-81. 7. 细胞治疗干货 | 免疫细胞杀伤经典案例https://mp.weixin.qq.com/s/47krDPy-vsxS5AP91T1GDw8. van der Haar àvila I , et al. Evaluating Antibody-Dependent Cell-Mediated Cytotoxicity by Chromium Release Assay. Methods Mol Biol. 2019 1913:167-179.9. GhorashianS , et al. Enhanced CAR T cell expansion and prolonged persistence in pediatric patients with ALL treatedwith a low-affinity CD19 CAR. Nat Med. 2019 Sep 25(9):1408-141410. Fisher J , et al. Engineering γδT cells limits tonic signaling associated with chimeric antigen receptors. Sci Signal. 2019 Sep 10 12(598).11. Chan WK, et al. Chimeric antigen receptor-redirected CD45RA-negative T cells have potent antileukemia and pathogen memory response without graft-versus-host activity. Leukemia. 2015 Feb 29(2):387-95.12. Snijder B, et al. Image-based ex-vivo drug screening for patients with aggressive haematological malignancies: interim results from a single-arm, open-label, pilot study. Lancet Haematol. 2017 Dec 4(12):e595-e606.13. Hernandez-Hoyos G, et al. MOR209/ES414, a Novel Bispecific Antibody Targeting PSMA for the Treatment of MetastaticCastration-Resistant Prostate Cancer. Mol Cancer Ther. 2016 Sep 15(9):2155-65.14. Lee JK, et al. Pharmacogenomic landscape of patient-derived tumor cells informs precision oncology therapy;Nat Genet. 2018 Oct 50(10):1399-1411.15. Zhang Z, et al.Modified CAR T cells targeting membrane-proximal epitope of mesothelin enhances the antitumor function against large solid tumor. Cell Death Dis. 2019 Jun 17 10(7):476.16. Sukumar M, et al.Metabolic reprograming of anti-tumor immunity. Curr Opin Immunol. 2017 Jun 46:14-22.17. Smith EL, et al.GPRC5D is a target for the immunotherapy of multiple myeloma with rationally designed CAR T cells. Sci Transl Med. 2019 Mar 27 11(485).18. Ye L, et al.Invivo CRISPR screening in CD8 T cells with AAV-Sleeping Beauty hybrid vectors identifies membrane targets for improving immunotherapy for glioblastoma. Nat Biotechnol. 2019 Nov 37(11):1302-1313.19. Jin L, et al.CXCR1- or CXCR2-modified CAR T cells co-opt IL-8 for maximal antitumor efficacy in solid tumors. Nat Commun. 2019 Sep 5 10(1):4016.更多最新资讯及用户交流敬请关注CBioPC2019盛会第十九届中国生物制品年会(CBioPC2019)将在北京国际会议中心举行。本届年会适逢建国七十周年大庆和中国生物百年华诞,特以“展示新中国生物制品七十年成就、回顾中国生物制品百年历史传承”为主题,开展隆重、热烈和丰富多彩的学术交流,产业交流和行业交流。珀金埃尔默公司作为生物制药行业的仪器&试剂供应商,一直致力于为生物药物研发的科学家们提供全方位的应用方案、优质的服务和开放的交流平台,会议期间珀金埃尔默将带来精彩报告,报告内容皆干货,展台活动亦精彩,期待在D07展位与您见面。报告题目:从基因到表型组学的药物研发一体化智能平台报告人:珀金埃尔默市场开发主管 徐雍羽博士报告时间:11月30日9:20-9:45报告地点:细胞治疗与基因治疗分会场长按识别二维码进行注册,并参与抽奖
  • 镉大米再现!镉,你到底来源于哪?
    云南销毁15万斤大米,镉大米再次引起大众关注!大米是中国大部分地区人民的主要食品,镉是一种环境污染物,通过ICPMS可快速的检测食品、环境等样品中的镉含量,借助高灵敏度的仪器希望通过溯源可以找到污染的源头,确保大米的质量安全。 近日,云南发现米线重金属超标,溯源发现镉大米并销毁15万斤。 大米含有稻米中近64%的营养物质和90%以上的人体所需的营养元素, 镉并不是人体必需元素,而且是一种环境污染物。 急性镉中毒症状主要表现为恶心、流涎、呕吐、腹痛、腹泻,继而引起中枢神经中毒症状,严重者可因虚脱而死亡 。 长期摄入含镉食品,镉可在生物体内富集,其生物半衰期为10~30年,且生物富集作用显著,即使停止接触,大部分以往蓄积的镉仍会继续停留在人体内,从而引起慢性中毒,使肾脏发生慢性中毒及软骨病。世界卫生组织将镉列为重点研究的食品污染物;国际癌症研究机构(IARC)将镉归类为人类致癌物,会对人类造成严重的健康损害;美国毒物和疾病登记署(ATSDR)将镉列为第7位危害人体健康的物质;我国也是将镉列为重点监控指标之一。 根据《GB 2762-2017 食品安全国家标准 食品中污染物限量》,谷物及其制品镉限量如下:根据《GB 5009.15-2014食品中镉的测定》及《GB 5009.268-2016食品中多元素的测定》,镉的测定可以采用原子吸收石墨炉法和电感耦合等离子体质谱法。 不管是大米检测还是其可能的来源土壤、大气等,岛津均可提供完备的解决方案。岛津ICPMS-2030系列 ICPMS-2030测定大米中多元素的含量 样品前处理方法称取0.4g(精确至0.0001g)试样于聚四氟乙烯微波消解罐中,加入4 mL HNO3,盖上消解罐盖,放入微波消解仪消解。消解结束后冷却至室温,打开密闭消解罐,将消解液转移至 50 mL容量瓶中,用超纯水定容至刻线,摇匀,待测。 仪器测定条件实验结果ICPMS-2030测定土壤中多种金属元素的含量 样品前处理方法称取0.1g(精确至0.0001g)试样于聚四氟乙烯微波消解罐中,加入6 mL王水,盖上消解罐盖,放入微波消解仪中按照下表程序消解。消解结束后冷却至室温,打开密闭消解罐,用慢速定量滤纸将提取液过滤至50 mL容量瓶中,待提取液滤尽后,用0.5 mol/L的硝酸清洗消解罐内壁至少3次,清洗液一并过滤至容量瓶中,用超纯水定容至刻线,摇匀,待测。实验结果
  • 来因科技|ATP荧光检测仪保障食品安全
    提到食品安全问题,不少人都会闻之色变。食品作为我们维持生命体中所不可缺少的关键物质,其品质的好坏可以说直接决定着我们的生命健康安全。然而,当下食品污染的现象却屡见不鲜,给我们造成了不小的麻烦。 【来因科技】ATP荧光检测仪报价参数详情→https://www.instrument.com.cn/show/C483853.html食品污染的主要源头的微生物污染。像是志贺氏菌,它普遍存在于肉产品中。当它附着在食品上并随之进入人体后,会促使肠粘膜组织释放毒素,从而造成人的腹泻、发热、痉挛甚至休克等。不仅如此,常见于腌制食品中的肉毒杆菌也是人们会在生活中常常接触到,这种微生物细菌会分泌剧毒的肉毒毒素,引起人体的神经中毒,无论是致残还是致死率都比较高。由此可见,食品的微生物污染真的不容小觑。那我们只能任为鱼肉刀俎吗? 其实不尽然,我们可以使用ATP荧光检测仪来对食品的微生物细菌含量做出测定。它的操作采用了生物化学反应方法来检测ATP含量。ATP荧光检测仪是基于萤火虫发光原理,利用“荧光素酶—荧光素体系”来检测三磷酸腺苷的。由于生物活细胞中含有恒量的ATP,所以ATP含量可以清晰地表明样品中微生物与其他生物残余的多少,很适用于判断卫生状况。该ATP荧光检测仪器的使用可以帮助人们及时了解到要吃进嘴食物的实际含菌量,避免了微生物污染对人体造成的伤害。不仅如此,像是食品加工厂、餐馆等地如果也能使用ATP荧光检测仪来对食品的安全情况加以把控的话,就能从源头上遏制食品安全问题,保障了人们的生命健康安全。
  • atp手持式荧光检测仪-风途产品上新-ATP生物荧光检测仪
    FT-ATPatp手持式荧光检测仪-风途产品上新-ATP生物荧光检测仪FT-ATPatp手持式荧光检测仪-风途产品上新-ATP生物荧光检测仪:该设备为全新升级产品,大屏幕触摸显示屏,代替传统按键。操作采用生物化学反应方法检测ATP含量,ATP荧光检测仪基于萤火虫发光原理,利用“荧光素酶—荧光素体系”快速检测三磷酸腺苷(ATP)。ATP拭子含有可以裂解细胞膜的试剂,能将细胞内ATP释放出来,与试剂中含有的特异性酶发生反应,产生光,再用荧光照度计检测发光值,微生物的数量与发光值成正比,由于所有生物活细胞中含有恒量的ATP,所以ATP含量可以清晰地表明样品中微生物与其他生物残余的多少,用于判断卫生状况。  仪器特性:  实用性 —— 可根据环境检测需求设定上下限值,做到数据快速评估预警,表面洁净度快速筛查。  灵敏度高 —— 10-15~10-18 mol  速度快 —— 常规培养法18-24h以上,而ATP只需要十几秒钟 .  可行性 —— 微生物数量与微生物体内所含ATP有明确的相关性。 通过检测ATP含量,可间接得出反应中微生物数量  可操作性 —— 传统培养方法需要在实验室由经过培训的技术人员进行操作;而ATP快速洁净度检测操作非常简便,只需简单的培训即可由一般工作人员进行现场操作。  体验更好 —— 试子套管采用插拔式灵活设计,可定期清洗长期使用,延长仪器寿命。  主要参数:  1、显示屏:3.5英寸高精度图形触摸屏  2、处理器:32位高速数据处理芯片  3、检测精度:1×10-18mol  4、检测范围:0 to 9999 RLUs  5、检测时间:15秒  6、检测干扰:±5﹪或±5 RLUs  7、操作温度范围:5℃到40℃  8、操作湿度范围:20—85﹪  9、ATP回收率:90-110%  10、检出模式:RLU、大肠菌群筛查  11、50个用户ID 设定  12、可设定的结果限值个数:251个  13、自动判断合格与不合格  14、自动统计合格率  15、内置自校光源  16、开机30秒自检  17、配有miniUSB接口,可将结果上传至PC  18、配备 软件驱动U盘代替传统光盘  19、仪器尺寸(W×H×D):188 mm×77mm×37mm  20、使用可充电锂电池免电池更换  21、备用状态(20℃):6个月  22、中文操作手册  23、稳定的液体荧光素酶  24、润湿的一体化采集拭子  风途ATP荧光检测仪用途广泛,可用于: 食品、医药卫生、医药、日化、造纸、工业水处理、国防以及环保、水政、海关出入境检疫及其他执法部门等多种行业 。  随机配置:ATP荧光检测仪(手持)主机、铝合金手提箱、驱动U盘、PC数据线、数据分析软件、中文操作手册
  • 云唐ATP荧光检测仪用于食品微生物细菌检测
    云唐ATP荧光检测仪用于食品微生物细菌检测   该仪器可快速检测各种水质中微生物、细菌含量。设备为全新升级产品,大屏幕触摸显示屏,代替传统按键。操作采用生物化学反应方法检测ATP含量,ATP荧光检测仪基于萤火虫发光原理,利用“荧光素酶—荧光素体系”快速检测三磷酸腺苷(ATP)。ATP拭子含有可以裂解细胞膜的试剂,能将细胞内ATP释放出来,与试剂中含有的特异性酶发生反应,产生光,再用荧光照度计检测发光值,微生物的数量与发光值成正比,由于所有生物活细胞中含有恒量的ATP,所以ATP含量可以清晰地表明样品中微生物与其他生物残余的多少,用于判断卫生状况。 ATP荧光检测仪产品链接https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104655/C536336.htm ATP荧光检测仪创新点和产品特性:  仪器特性:  实用性 —— 可根据环境检测需求设定上下限值,做到数据快速评估预警,表面洁净度快速筛查。  灵敏度高 —— 10-15~10-18 mol  速度快 —— 常规培养法18-24h以上,而ATP只需要十几秒钟 .  可行性 —— 微生物数量与微生物体内所含ATP有明确的相关性。 通过检测ATP含量,可间接得出反应中微生物数量  可操作性 —— 传统培养方法需要在实验室由经过培训的技术人员进行操作 而ATP快速洁净度检测操作非常简便,只需简单的培训即可由一般工作人员进行现场操作。  体验更好 —— 试子套管采用插拔式灵活设计,可定期清洗长期使用,延长仪器寿命。  主要参数:  1、显示屏:3.5英寸高精度图形触摸屏  2、处理器:32位高速数据处理芯片  3、检测精度:1×10-18mol  4、大肠菌群:1-106cfu  5、检测范围:0 to 999999 RLUs  6、检测时间:15秒  7、检测干扰:±5﹪或±5 RLUs  8、操作温度范围:5℃到40℃  9、操作湿度范围:20—85﹪  10、ATP回收率:90-110%  11、检出模式:RLU、大肠菌群筛查  12、50个用户ID 设定  13、可任意设定上限值,下限值  14、自动判断合格与不合格  15、自动统计合格率  16、内置自校光源  17、开机30秒自检  18、配有miniUSB接口,可将结果上传至PC  19、配备专用软件驱动U盘代替传统光盘  20、仪器尺寸(W×H×D):188 mm×77mm×37mm  21、使用可充电锂电池免电池更换  22、备用状态(20℃):6个月  23、中文操作手册  24、稳定的液体荧光素酶  25、润湿的一体化采集拭子  云唐ATP荧光检测仪用途广泛,可用于: 食品、医药卫生、医药、日化、造纸、工业水处理、国防以及环保、水政、海关出入境检疫及其他执法部门等多种行业 。  随机配置:ATP荧光检测仪(手持)主机、仪器包、挂绳、PC数据线、数据分析软件、中文操作手册
  • atp荧光检测仪是检测什么的
    新款ATP荧光检测仪配备USB接口wifi等功能深圳市芬析仪器制造有限公司生产的ATP荧光检测仪是基于萤火虫发光原理,利用“荧光素酶—荧光素体系”研制而成;由于所有生物活细胞中含有恒量的ATP,所以ATP含量可以清晰地表明样品中微生物与其他生物残余的多少,ATP荧光检测仪适用于食品、饮用水中微生物快速检测,餐具洁净度快速检测,食品加工器具、工作台面、餐饮器具等消毒结果快速检测,医疗环境工作平台即时评估。该设备采用生物化学反应方法检测ATP含量。 仪器特点1、小巧轻便2、3.5英寸高清真彩触摸屏3、高灵敏度光度计4、内置自校光源5、可储存20000个检测结果6、配有USB接口7、内置锂电池,可持续工作5小时8、可更换检测舱9、检测方法简便,不需要复杂的前处理 仪器参数1、显示屏:3.5英寸触摸屏2、检测精度:1*10-16mole atp3、检测范围:1-9999RLUs4、重复性:≤±5%5、采样点设定:不低于2000个6、存储功能:不低于20000个检测结果7、结果表述:可根据RLU值采用预置公式计算后显示级别。8、通用国内外一体化采集拭子及分离拭子。 使用步骤说明1、拭子解冻:把拭子从冰箱中取出,放置10-20分钟左右,使其恢复到室温状态;2、棉签取样:拧下拭子下部反应管,用棉签在检测区取样,将棉签与待测表明呈15-30o夹角、“Z”字形涂抹(涂抹区域约为10cm×10cm),涂抹过程中请旋转棉签,以便使棉头与检测样本充分接触,确保更*准的检测结果;3、安装反应管:将步骤2中取下的反应管恢复装配,安装到拭子正确位置(反应管口部端面与蓝色连接件下端面相平);4、注入试剂:将拭子竖直握于手中,用力往下折,使试剂全部注入反应管内;5、混合摇匀:手握拭子上部,左右30o摇匀(5秒钟),使试剂与样本完全反应。6、样本检测:将拭子插入处于待检测界面的ATP仪器实验仓内,闭合仪器上盖,开始检测。新款ATP荧光检测仪配备USB接口wifi等功能
  • 云唐升级|ATP荧光检测仪可对表面洁净度快速筛查
    云唐升级|ATP荧光检测仪可对表面洁净度快速筛查  该设备为全新升级产品,大屏幕触摸显示屏,代替传统按键。操作采用生物化学反应方法检测ATP含量,ATP荧光检测仪基于萤火虫发光原理,利用“荧光素酶—荧光素体系”快速检测三磷酸腺苷(ATP)。ATP拭子含有可以裂解细胞膜的试剂,能将细胞内ATP释放出来,与试剂中含有的特异性酶发生反应,产生光,再用荧光照度计检测发光值,微生物的数量与发光值成正比,由于所有生物活细胞中含有恒量的ATP,所以ATP含量可以清晰地表明样品中微生物与其他生物残余的多少,用于判断卫生状况。ATP荧光检测仪产品链接https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104655/C467598.htm ATP荧光检测仪创新点和产品特性:  云唐ATP荧光检测仪广泛应用于:细菌微生物检测、医药卫生、食品安全、市场执法、表面洁净度检测、医疗防疫、水质水政、生产线卫生、工业水处理、环保检测、海关出入境检疫及其他执法部门等多种行业。  仪器特性:  实用性 —— 可根据环境检测需求设定上下限值,做到数据快速评估预警,表面洁净度快速筛查。  灵敏度高 —— 10-15~10-18 mol  速度快 —— 常规培养法18-24h以上,而ATP只需要十几秒钟 .  可行性 —— 微生物数量与微生物体内所含ATP有明确的相关性。 通过检测ATP含量,可间接得出反应中微生物数量  可操作性 —— 传统培养方法需要在实验室由经过培训的技术人员进行操作 而ATP快速洁净度检测操作非常简便,只需简单的培训即可由一般工作人员进行现场操作。  体验更好 —— 试子套管采用插拔式灵活设计,可定期清洗长期使用,延长仪器寿命。  主要参数:  1、显示屏:3.5英寸高精度图形触摸屏  2、处理器:32位高速数据处理芯片  3、检测精度:1×10-18mol  4、大肠菌群:1-106cfu  5、检测范围:0 to 999999 RLUs  6、检测时间:15秒  7、检测干扰:±5﹪或±5 RLUs  8、操作温度范围:5℃到40℃  9、操作湿度范围:20—85﹪  10、ATP回收率:90-110%  11、检出模式:RLU、大肠菌群筛查  12、可任意设定上限值,下限值  13、自动判断合格与不合格  14、自动统计合格率  15、内置自校光源  16、开机30秒自检  17、配有miniUSB接口,可将结果上传至PC  18、配备专用软件驱动U盘代替传统光盘  19、仪器尺寸(W×H×D):188 mm×77mm×37mm  20、使用可充电锂电池免电池更换  21、备用状态(20℃):6个月  22、中文操作手册  23、稳定的液体荧光素酶  24、润湿的一体化采集拭子  随机配置:ATP荧光检测仪(手持)主机、铝合金手提箱、驱动U盘、仪器包、挂绳、PC数据线、数据分析软件、中文操作手册
  • 疫情常态化,冷链食品生产卫生要求越来越高,如何解决?推荐使用ATP荧光检测仪
    申贝科学仪器去年入冬以来,我国多地在进口冷链食品外包装检出新冠病毒核酸阳性,有关专家提出,尽管阳性率很低且主要集中在产品外包装,但在疫情防控常态化下,全产业链对食品安全提出了更高的卫生要求,食品企业应该采取更严格的卫生管控措施。做好定期的清洁消毒工作,保证接触面、人员等卫生以避免出现交叉污染是很关键的。清洁消毒效果如何验证?国内外多项标准推荐使用ATP来验证洁净度!为什么ATP可作为洁净度指标?ATP与荧光素的反应发出的荧光强度(RLU),与活细胞数量基本呈正比例关系。荧光值越高,表明ATP的量越多,也就意味着表面的残留物越多,清洁状态较差。因此,ATP检测法就被用来快速检验物品表面是否洁净。什么是ATP荧光检测仪?申贝科学仪器推荐相关产品:ATP荧光检测仪systemsure plus仪器原理:ATP 荧光检测法是根据大自然中萤火虫发光原理,进行一系列数据对比,而研发的快速检测ATP技术。也就说在普通的环境里检测液中的虫荧光素酶催化虫荧光素和 ATP 之间发生氧化反应形成氧化荧光素并发出荧光,其光的强度与微生物数量呈比例关系,这就是ATP荧光检测仪原理。应用于:  1.食品加工器具、工作台面、餐饮器具等消毒结果快速检测  2.饮用水中微生物快速检测  3.检测有机物残留,阻断微生物生长环境  4.迅速检测出卫生环境是否清洁,可及时二次清洁处理  5.医疗环境工作平台(器械表面、内窥镜、空气)即时评估  6.可检测多种项目:表面、液体(总数ATP和游离ATP)、管道;也可检测水和食品中的大肠菌群、大肠杆菌、菌落总数、碱性磷酯酶、蛋白酶等技术参数:  1、轻便小巧,单手可持(重260g,72*191*32mm)大屏幕清晰液晶显示器(48*18mm)  2、检测限:2*10 -16 mol/ATP(检测下限为0.1 fetomole ATP),  3、检测范围:0- 9999 RLUs,  检测精度:精确至1个RLU,等于1*10 -16 mol/ATP  ATP回收率:90-110%  4、检测时间:15秒  5、阴性对照或空白本底值:0-1个RLU  6、相对标准偏差小于10%  7、结果可储存5000个记录  8、内置功能菜单(配合电脑可设定:200个用户ID、100个检测方案、251检测程序组、临界值、快速查看统计结果等),可设定省电模式自动关机时间,可设定不保存数据的快速检测  9、开机15秒自动校准;检测舱可移动、可清洗、可更换  *10、可检测多种项目:表面、液体(总ATP和游离 ATP)、管道;也可检测食品中大肠菌群、大肠杆菌、碱性磷酸酶,蛋白酶、过敏源等。  11、配套一体化液态稳定检测拭子,采样头和球阀型拭子头一体化设计,兼具取样检测和巴斯德吸管的三重功能,方便检测后做进一步检测时精确移液。  12、一体化液态稳定检测拭子出厂保质期长达12个月,可室温保存6周  13、有可选配的标准品(校准棒,阳性控制试剂)。  14、使用2节5AA碱性电池或可充电锂电池  15、ATP荧光检测仪具备中国科学研究院出具的测试证书。  16、可选配的标准品(校准棒、阳性控制试剂)。  17、配套SureTrend独立数据处理软件,连续数据库系统防止意外或欺诈性数据,提供多种数据趋势分析模式,数据可导出至Excel表格。  试剂:  ATP表面检测试剂棒Ultrasnap和ATP水质检测试剂棒Aquasnap使用简单方便,非专业人士无需培训一看即可上手操作,预先湿润的采集拭子,大程度上减少了操作环节的污染。  优点表现在:  ①免除了干燥拭子在使用前需前润湿的程序,避免了润湿过度中的污染。  ②减少试测时其它污染。  ③高科技产品的体现,预制好的一体化试剂无需现场配制,大大提高工作效率.采用速流阀技术,大大简化了现场工作程序,长达一年的试剂保质期(25℃以下为6周 2℃—8℃为一年)。最简单的储存方式。 2℃—8℃ 无需冷冻,具有ISO 9001/9002国际认证。
  • 让我们来谈谈体外诊断的“光学法”
    体外诊断(In Vitro Diagnosis,IVD)是指将血液、体液、组织样本从人体中取出后进行检测而进行的诊断。IVD 在现代社会中扮演着越来越重要的角色,目前临床上80%以上的疾病诊断都依靠它。其在疾病预防、诊断、监测以及指导治疗的全过程中,发挥着极其重要的作用,是现代疾病与健康管理不可或缺的工具,也被人誉为了医生的“眼睛”。[1]而让这双“大眼睛”真正具备发现和诊断能力的,则是它心中那道“光”,也就是体外诊断中所用的“光学法”。在传统的实验室中,我们可以通过光谱的发射、吸收等特性来分析物质的种类、多少;用颗粒物对光的散射特性来分析颗粒物的大小、多少。现在人们把传统分析仪器的方法和血液学、免疫学、生物化学、标记技术结合起来,就形成了目前的临床检验的方法。光学法是一种安全、可靠、非接触的检测方法,测试荧光、分析光谱、读取颜色等都是目前检验医学中对光学法的典型应用。典型使用光学法的检验医学设备就像在传统分析仪器行业一样,光电探测器和光源在体外诊断的仪器中也有着重要的地位,别看我们的探测器在一个设备中可能仅仅是小小的一块,但却是方法学的核心,探测器的性能对于设备功能的实现、性能的好坏会起到非常关键的作用。检验医学设备一般会对传感器探测下限、信噪比、动态范围、抗干扰性能方面有着很高的要求。那么,体外诊断中&ldquo 光学法&rdquo 的种类有哪些?光电探测器、光源等如何对应相关应用?接下来,就让我们进一步走近&ldquo 光视角&rdquo 下的体外诊断技术,揭开这些问题的答案吧!一、发光法目前在体外诊断中主要的发光种类有以下几种:1、化学发光,(chemiluminescence)指伴随化学反应过程所产生的光的发射现象。某些物质(发光剂)在化学反应时,吸收了反应过程中所产生的化学能,使反应的产物分子或反应的中间态分子中的电子跃迁到激发态,当电子从激发态回复到基态时,以发射光子的形式释放出能量,这一现象称为化学发光。其中有酶促反应、电化学发光等,像化学发光免疫分析仪、电化学发光免疫分析仪都是利用的这种方法。2、生物发光(bioluminescence)是指发生在生物体内的发光现象,如萤火虫的发光,反应底物为萤火虫荧光素,在荧光素酶的催化下,利用ATP能,生成激发态氧化型荧光素,它在回复基态时多余的能量以光子的形式释放出来。我们可以利用这种方法对一些病毒、细菌进行检测。萤火虫的光芒属于生物发光3、光致发光(photoluminescence),也就是我们常说的荧光,是指发光剂(荧光素)经短波长的入射光照射后,电子吸收能量跃迁到激发态,在其回复至基态时,发射出较长波长的可见光(荧光)。像经常听到的实时荧光PCR、流式细胞分析仪、时间分辨免疫荧光、生物芯片扫描仪就用到这种方法。利用免疫学、基因学的方法,我们将特定的标记物加入到要检测的血液、体液、组织等样本上,而这些标记物会在发生化学反应、酶催化作用、电流作用或者光照下发出特定的光,我们通过检测光的强度就可以得到标记物的多少,从而确定样本中含有某种物质的多少,这种方法目前被使用在化学发光免疫分析仪、电化学发光分析仪、流式细胞分析仪、荧光PCR等仪器中。探测器和光源:光电倍增管模块和光子计数探头作为极微弱光检测器件,正在发挥着不可替代的作用,而闪烁氙灯作为大功率紫外光源也越来越受到仪器厂商的青睐。二、 比色法比色法,同样的是标记物与特定的试剂反应以后会有显色反应,就像我们所熟悉的PH试纸一样,在不同酸碱度下会呈现不同的颜色。体外诊断中也是如此,例如金标仪、尿液分析仪就是一种典型的显色,不同的物质、不同物质含量会让试纸或者试剂显示不同的颜色。对于传统的方法我们可以通过我们的眼睛去判断颜色,不过不同的人、不同的光线条件下人眼对于颜色的分辨就会有偏差,存在一定的主观性,另外也会消耗大量的人力,现在人们用光学法,利用不同颜色对于光的反射不一样。探测器和光源:我们通过颜色传感器或者光电二极管测试光的反射量,就可以得到颜色的信息,有效的提高的检验的准确性。色彩传感器三、光谱吸收法光谱吸收法是进行物质种类、多少进行分析的典型方法,广泛应用在实验室设备中,有原子光谱、分子光谱、吸收光谱、发射光谱等,在体外诊断中的生化分析仪就是使用这种经典的分析方法,对血清、尿液、脑脊液等的不同物质的含量进行分析。生化分析仪可以看成是特殊应用的分光光度计。探测器和光源:既然是分光光度计,那么许多光电元器件都可以应用于其中,如光源、光电倍增管、CCD芯片、微型光谱仪等等。不过生化分析仪是对一些特定的物质进行分析,一般只有10-16个通道,在这探测器就可以使用光电二极管或者光电二极管阵列,对于测试速度较慢的设备单点的光电二极管是比较合适的。而对于高端、测试速度要求较高的设备,就需要根据所需的光谱位置进行定制化的光电二极管阵列了。生化分析仪用定制光电二极管阵列四、散射法散射法是通常被用在判断颗粒物的多少和大小中,同样方法也可以用在分析细胞的大小和结构信息上面,例如五分类血球仪、尿沉渣分析仪都用到了这种传统的方法。当然,在像五分类血球、尿沉渣等设备中,为了得到更多的关于细胞及其它有形成分的特性,也用到了我们提到的发光法中的方法。探测器和光源:在这种方法中,光电二极管、光电倍增管模块、流通池就将发挥着非常重要的作用。近年来,由于临床医学中诊断、治疗、监测和医学研究的诸多需要,医学检验方法的发展十分迅速。血液学、免疫学、生物化学、微生物学、光学、计算机科学的任何新理论、新技术,凡是能够用于诊断疾病的,迟早会发展成为一种检验方法学,并应用于临床或者实验室。其他体外诊断中的光学应用而新的发展带来了新的需求,目前总体来说体外诊断设备是朝着两个方向发展的,大型化、快速化、功能全面化,与之对应的便携化、简单化,特异化。滨松小型化、集成化、低功耗的光电探测器方案不论是哪一个发展方向,或者说不论是哪一个体外诊断的应用,作为核心光电探测器的供应者来说,除了需要保障最基本的供货的稳定和产品的性能,以及为客户提供合理的产品解决方案、特色化的定制服务以外,分享更广阔的行业发展视野也是十分重要,而且是必须做到的。 滨松“光视角”的检验医学以上所涉及产品,均为滨松公司的光电元器件产品。注:[1] 引自“风口上的体外诊断”
  • 基因技术让树木发光 阿凡达中发光树或成真
    科学家们希望未来用树木作为街灯照明   科学家们正在试图通过改造树木基因令其能够发出光亮,如果能够成功,这些树木就能作为不需要电源的自然街灯。   据国外媒体报道,一组研究人员希望借助基因的研究,将诸如萤火虫发出的生物荧光(Bioluminescence)移植到各种不同的生物中去,以使得这些生物能够产生光亮。生物发光植物将有助于作为传统街灯取代品,即便需要更多的光亮,也可以通过这些植物的生长而实现。   剑桥大学的科学家尝试将萤火虫基因与一种发光海洋细菌创造出一个“生物积木(Biobricks 也称生物砖块、生物零件)”来插入至目标的基因组,从而产生名为氧化荧光素(oxyluciferin)的物质,产生发光效果。届时,科学家们可以通过插入改良后的基因来控制诸如发光的颜色等特征。   “生物积木”的概念最早由美国麻省理工学院人工智能实验室汤姆奈特教授提出。据科学网(kexue.com)了解,所谓的“标准生物积木”,是一些简单拼装好了的,具有特定功能的DNA小片段——也可以看成具备某种性状的积木单元。   研究队伍成员之一的遗传学家西奥-桑德森(Theo Sanderson)表示,这是个绝妙的设想,目前并没有做出最终的“发光树”,但会做出一套“零件”,来让未来研究者更方便的进行研发。研究团队表示这个项目未来有着巨大的商业潜力,可以用于取代目前传统的街道照明系统,并且这种方式不需用电,非常环保。   之前有科学家们尝试过利用人类的废弃物来作为燃料,此外还有研究团队发现,利用金纳米粒子可以诱导植物叶子发光,使树叶发出红色的光芒。也许就在不远的将来,电影《阿凡达》中那些给人留下印象深刻的发光树木,即将在人们的生活中实现。
  • 那些神奇脑洞,再次惊艳了我们!—— “微世界之光”全国大学生微结构摄影大赛
    微结构大赛艺术创新组作品着重于对所拍摄图片的学术背景、艺术美化效果和寓意等的重点考察,虽然已经见识过不少历届优秀作品,但是看到本届获奖作品后,还是令人直呼脑洞大开,确确实实再一次被惊艳到了。2018年6月至10月,历时四个多月,第四届“微世界之光—新时代与新材料”全国大学生微结构摄影大赛终于落下帷幕,本届大赛共收到了来自28所高校、研究院所的230余幅作品,经过一轮轮严格的资格审查、专家遴选以及激烈的网络投票,最终角逐出20幅艺术创新组作品和8幅技术创新组作品进入决赛环节。10月21日,第四届全国大学生微结构摄影大赛决赛暨“材料显微结构表征技术”学术论坛在南昌大学举办,最终进入大赛决赛的28位参赛选手对各自参赛作品进行了7分钟的介绍,经过四个多小时的答辩评审,本次大赛最终决出艺术创新组特等奖1名、二等奖5名、三等奖14名,技术创新组一等奖4名、二等奖4名,大赛主办方为获奖选手现场颁发了丰厚的现金奖励! 第四届全国大学生微结构摄影大赛决赛现场本次微结构摄影大赛也受到了TESCAN公司的大力支持,作为电子显微领域联用创新技术及“微分析综合解决方案”引领者,TESCAN作为冠名赞助商之一倾情赞助了本次微结构大赛。更令人惊喜的是,本次大赛艺术创新组特等奖作品“石墙上的舞者”及二等奖作品“腐草为萤”、“地月之吻”等均采用TESCAN扫描电子显微镜拍摄。大赛艺术创新组作品着重于对所拍摄图片的学术背景、艺术美化效果和寓意等的重点考察,虽然已经见识过不少历届优秀作品,但是看到本届获奖作品后,还是令人直呼脑洞大开,确确实实再一次被惊艳到了。那么本次大赛中到底有哪些采用TESCAN扫描电子显微镜拍摄的令人惊奇的脑洞作品呢?一起来看看吧~作品《石墙上的舞者》作者:张建飞 导师:王波 西安交通大学 一缕轻柔的阳光顺着石墙洒落在这女子身上,她鸭蛋脸面,俊眼修眉,粉面上一点朱唇,神色间意气风发,一袭墨黑淡雅长裙,红发侧披如瀑,素颜清雅面庞淡然笑;她张开双臂,纤足轻点,衣决飘飘,宛若仙子一般,在阳光下旋转、跳跃。此刻,她是自由的,她冲破这象征着世俗与偏见的石墙,拥抱阳光,翩翩起舞。生命中有许许多多有形无形的石墙,它很坚硬,因为它代表着名利、世俗和心底的恐惧,打破它吧,寻找真正的自我。( 在盯着右侧这张原始电镜图片长达几个小时之后,我还是没有看出来有丝毫“在石墙上翩翩起舞的女郎”的影子...不就是不同灰度的成分衬度么......求留言区真相,难道我是一个人。。。) 原图材料:碳化硅-环氧树脂复合材料样品在常温、高真空的环境中,借助钨灯丝扫描电子显微镜使用背散射电子对碳化硅-环氧树脂复合材料断口进行拍摄。如图所示,穿插于图中的亮白色网格线为β-SiC相,经过原位碳热还原反应得到的多孔SiC完整保留了松木的多孔结构,在复合材料中形成连续的导热网络和承载骨架;填充在SiC之间的暗灰色部分为环氧树脂,碳化硅和环氧树脂界面结合紧密,结构完整有序。环氧树脂的内部有一些不规则的阴影和亮线,这是由于环氧树脂断裂所致。作品《腐草为萤》作者:张念、邵杭婷 导师:李明 上海交通大学 《礼记月令》:“季夏之月.腐草为萤.”在古代人们认为是草腐烂后化为了萤火虫,在盈盈的黑夜里发光,从春日里的盎然生机,到黑暗中的星星之火,这也许就是一场重生吧。“作品名字”从一片绿意盎然的颜色,经过岁月热情的炙烤,逐渐融化,重生,像黑夜里的萤火虫,渺小而温暖,又像石岩上青苔里窜出的小花,倔强又美好。这或许就是生命的过程吧。初如一片稚嫩的绿荫,在慵懒的暖风里成长,随着时间的车轮碾过,伤痕累累,却终究不会臣服于苦难,化为夜里的萤火,化作峭壁的野花,经过沉淀,换了一种新的姿态,更好的存在。 (...夜里的萤火?峭壁的野花?......为什么我只看到了“某种材料”的边缘形貌。。。) 原图材料:Ni的石墨片此图为扫描电镜下观察到的镀覆Ni的石墨片的边缘形貌。通过此图可以看出,石墨片的镀层较均匀,未出现明显包覆不周的现象。 作品《地月之吻》作者:何丹阳 导师:曹丽云 陕西科技大学 宇宙浩瀚,星汉灿烂。从陆地到太空,这是探索,更是长征。在寥廓而深邃的宇宙中,温文尔雅的“地才子”和聘聘婷婷的“月佳人”时而窃窃私语,时而深情对望,上演了一段浪漫且饱含中国韵味的“地月童话”。 作品描述:仰望星空,北斗环绕,嫦娥伴月,神州起航,天舟穿梭。让“地月”擦出爱的火花,为持续的改变点赞,向未知的寰宇继续进发!( 看到这里,就突然明白了为什么我只能做一只“技术汪”了。。。)原图材料:MoSi2-ZrB2复合粉末图中的近似球形粉末呈现出明暗相间的纹理脉络,白灰两相分别为ZrB2相(白)与MoSi2相(灰),且白色相犹如粒粒白珍珠镶嵌在灰色相中,错落有致,呈现出材料之美。(更多作品请详见全国大学生微结构摄影大赛官网或大赛微信网络投票通道。)更多详情内容,请关注“TESCAN公司”微信公众号。
  • 超强基因"探照灯"CRISPR FISHer技术|西湖大学宋春青团队与申恩志团队最新成果《Cell Reserrch》
    让我们乘坐时光机,前往东晋的夏日夜晚。有一位名为车胤的少年,由于家境贫寒,会在黑暗的夜晚出门捕捉萤火虫。他把它们装在白色丝袋中,照亮书本。聚集在袋子里的萤火虫们不会知道,它们的光亮,点亮了车胤官至吏部尚书的平步青云之路,也促成了比喻学习勤奋的成语“囊萤夜读”。现在,我们返回1700年后的当下。与车胤的故事相似,西湖大学生命科学学院PI宋春青、申恩志的团队合作,在细胞微观维度上聚拢了“萤火虫”,研发出能够更自如、更灵活地照亮DNA这本浩瀚之书的基因“探照灯”——CRISPR FISHer技术。近日,他们的研究论文“CRISPR FISHer enables high-sensitivity imaging of nonrepetitive DNA in living cells through phase separation-mediated signal amplification”在Cell Research杂志在线发表、并被选为封面文章。CRISPR FISHer,即实现了活细胞单拷贝基因成像的标记系统(或称,基于相分离信号放大的高敏活细胞DNA元件示踪方法),是基于CRISPR技术而来。它具有追踪任何特定细胞固有或外源DNA序列的潜力,极大地拓宽了活细胞成像的应用范围,为生物学过程研究和生物医学诊断的进一步发展奠定了基础。原文链接:https://www.nature.com/articles/s41422-022-00712-z“基因剪刀”CRISPR:我可以照亮基因之书我们都知道,你之所以是你,我之所以是我,是由于我们每个人拥有着独一无二的基因组(指生物体所有遗传物质的总和)。基因组就像是一本特别的书,以基因片段为“字词”,记载着我们的个人信息,也将在我们的一生中发挥重要作用。CRISPR技术,是基因编辑技术的一种,常被比拟为“基因剪刀”。它能够针对性地对基因组之书的错误靶点进行剪切,在提供模板的情况下可以进行错误“纠正”——简要理解,就是找到错误的地方,“剪”掉错误的内容,然后“替换”成正确的字词。这得益于它的核心组成部分,gRNA和Cas9 蛋白。gRNA(也叫guide RNA,即向导RNA),是这把“剪刀”的导航,能够在基因组的“字词”海洋里找到出错的地方、规划抵达的路线;Cas9核酸内切酶,则是“剪刀”的刀锋,能沿着路线抵达指定位置,并一刀切下去。当然,以上是CRISPR技术最基础的应用方式,随着CRISPR基因编辑技术的发展,2013年,科学家们发现了CRISPR的另一种作用——“剪刀”丧失剪切功能(dCas9,即核酸酶失活形式的Cas9),但却带着“灯”(EGFP,增强绿色荧光蛋白)锁定并照亮基因组的“段落”;自此,CRISPR成像技术在基因成像领域崭露头角。这种带“灯”的CRISPR有什么用?比如,我们可以去观察基因本身,去看一个染色体的状态、记录染色体的运动,也就是当下“流行”的4D染色体研究;又比如,我们可以观察病毒DNA入侵细胞的过程;再比如,可以帮助我们研究癌症的原理,研究诸如染色体易位这样的异常染色体状态与癌症发生的关系;还有,我们可以观察携带基因的载体是否将DNA带到“目的地”,例如,实时动态追踪用于治疗遗传性视网膜疾病和脊髓性肌萎缩症的AAV载体是否承载了疗效基因……看到了这盏“灯”的强大作用后,很多科学家开始聚焦于基于CRISPR技术的活细胞成像研究。最初科学家通过增加向导RNA(即gRNA,“导航”)的量来招募更多的荧光蛋白(即“灯”)照亮局部位点,但是多个“导航”很难同时进入同一个细胞;与此同时,在细胞中游离的“灯”会产生很强的背景光亮,这就使得目标位点的光照分辨率变的很低。2016年,CRISPRainbow活细胞成像系统面世,它像一串彩虹色“霓虹灯”,能实现基因组不同位点的标记;2018年,又诞生了CRISPR-Sirius系统,一个“导航”能够携带更多个数的“灯泡”,从而实现更高分辨率的成像……CRISPR FISHer: 强大的“基因探照灯”,来了!较之在基因成像领域更传统、更广泛应用的DNA原位杂交技术(需要将细胞固定,DNA变性后才能实现,不能实时记录DNA的状态),基于CRISPR技术的“灯”可以在细胞中的靶位点DNA非变性的情况下,实现DNA在活细胞内的动态成像。然而,这样的“灯”目前能照亮、使我们能读到的,仅限于基因组的“书”中那些在同一页中重复出现的内容,也就是临近位置重复出现多次的DNA序列(即成簇存在的多拷贝位点)。而在我们人类的基因组的“书”中,大多数都是非重复的内容,即单拷贝基因。于是,超过65%的人类基因组序列利用现有的成像系统很难检测得到。也就是说,现在给基因“书”用的“灯”,不管怎么打造,总是不够“亮”,很难让我们看清书中那些处于细微处且只出现一次的“字词”。是否可以做出一盏更厉害的基因灯?有了这个理想,西湖大学宋春青实验室和申恩志实验室合作,历经近两年,最终,CRISPR FISHer诞生了。东晋少年车胤之所以聚拢萤火虫,是因为单只萤火虫的光很微弱,且它们分散在大自然中,无法照亮书页;但在聚集后,微弱之光便变强了。同样的,CRISPR FISHer系统,正是在先前版本的CRISPR成像系统上,聚拢了更多的“灯”,实现了在基因维度更强大的成像功能——因而,我们无惧所需照亮的基因“字词”之细小,能够阅读DNA书本的更多细节内容了。具体来说,该系统由dCas9蛋白,包含2个PP7配体的sgRNA(sgRNA-2×PP7)和foldon-GFP-PCP蛋白组成。在成像标记的过程中,dCas9(即“钝刀”的刀锋,上文所述的不会切割的Cas9蛋白)和sgRNA-2×PP7(可理解为导航兼连接支架)会首先在目标DNA序列位点稳定结合,并充当“种子”,使得foldon-GFP-PCP(即“灯”)和其余的sgRNA-2×PP7在目标DNA位点处快速聚集,从而通过相分离的方式最大化募集GFP荧光蛋白“灯”至标记位点(可以理解为形成更庞大的串联的结构,“刀锋-支架-灯”基础上,可以继续串联更多的“支架-灯”结构,形成“刀锋-支架-灯-支架-灯-支架-灯……”),同时大大降低细胞核背景中弥散的GFP信号(如图一)。图一随后,为了验证CRISPR FISHer系统的功能是否强大,研究团队开展了一系列验证实验。他们证实,CRISPR FISHer超越了已有“基因灯”的技术。在相同的拍摄条件下,CRISPR FISHer所标记的端粒荧光强度信噪比最高可以达到246,远远高于传统的成像系统(信噪比在2左右)(图二)。这说明,在照亮基因“书”的重复内容时,因为光更强,所以我们有机会看得更清楚了。图二之后他们证实,那些在书中仅仅出现一次的内容,也就是之前人类没法“看到”的那些单拷贝基因,现在也能看清了。团队发现,相对于对照组细胞呈现出的弥散绿色荧光信号,在CRISPR FISHer所标记的PPP1R2基因的细胞中可以明显的观察到2-4个荧光信号点(如图三a和图三b),这说明CRISPR FISHer系统是具备单拷贝基因成像标记能力的,并且在单拷贝基因的成像标记过程中表现出很好的特异性,能够“看到”基因“书”中的特定的、只出现一次的“字词”内容。最让研究团队兴奋的是,他们发现——当基因“书”被某些因素影响发生改变,成了不常规的“书”,比如,基因组不稳定性或染色体结构变异可诱导 DNA损伤和修复,有时会产生染色体外的DNA;或者,一些外源入侵者,例如病毒,可以感染细胞并将其基因组传递到细胞核中,导致细胞功能障碍和疾病的发生发展——这些时候,这盏“灯”依然能带着我们看清楚最新情况。图三从利刃到钝刀,他们致力于“透视”基因层面的人类病痛不知道千百年前,终于以萤虫之光照亮夜间学海之路的车胤,是否为此激动不已。总之对于创新了CRISPR FISHer活细胞单拷贝基因成像标记系统的宋春青团队和申恩志团队来说,他们对于打造一盏世界上前所未有的“灯”,去照亮、去看见那些在“黑暗”中的基因,等待已久。研究团队从有想法到最终实现,他们整整走了近两年。事实上,两年是往短了说的。这次之所以能够实现原创的突破性的基因成像技术,与研究者们关于CRISPR更早期、更长年累月的研究密不可分。早在2015年至2019年在麻省大学医学院RNA治疗研究所进行博士后研究时,宋春青接触了CRISPR技术,并且练就了如何在“利刃”CRISPR上玩出花的本领——也就是常规意义上的“基因剪刀”的基因编辑功用。正是基于“利刃”的研究经验,熟悉了CRISPR的基本原理,做“钝刀”灯,才会势如破竹。宋春青展望未来,CRISPR FISHer由于拥有能够追踪任何特定内源或外源DNA序列的潜力,将极大地拓宽了活细胞成像技术的应用范围,为生物学过程研究和生物医学诊断的发展奠定基础。换句话说,拥有了这盏超强基因“探照灯”,我们能够看到基因的更多动态,挖掘更多关于人类身体机理和疾病的“秘密”。西湖大学生命科学学院宋春青课题组2020级博士生吕欣原,博士后邓远,2020级博士生黄晓燕,和申恩志课题组2020级博士生李珍珍为该论文的共同第一作者。西湖大学生命科学学院宋春青研究员和申恩志研究员为该论文的共同通讯作者。Ref.1. Ain, Q., et al., Extrachromosomal Circular DNA: Current Knowledge and Implications for CNS Aging and Neurodegeneration. 2020. 21(7): p. 2477.2. Foxman, E.F. and A.J.N.R.M. Iwasaki, Genome-virome interactions: examining the role of common viral infections in complex disease.2011. 9(4): p. 254-264.3. Schwarzacher, T. and J.S.J.M.i.M.B. Heslop-Harrison, Direct fluorochrome-labeled DNA probes for direct fluorescent in situ hybridization to chromosomes. 1994. 28: p. 167.4. Qi, L.S., et al., Repurposing CRISPR as an RNA-guided platform for sequence-specific control of gene expression. 2013. 152(5): p. 1173-1183.5. Chen, B., et al., Dynamic Imaging of Genomic Loci in Living Human Cells by an Optimized CRISPR/Cas System. 2013. 155(7): p. 1479-1491.6. Ma, H., et al., Multiplexed labeling of genomic loci with dCas9 and engineered sgRNAs using CRISPRainbow. 2016.7. Ma, H., et al., CRISPR-Sirius: RNA scaffolds for signal amplification in genome imaging. 2018. 15(11).8. Sawada, H. and G.F. Saunders, Transcription of Nonrepetitive DNA in Human Tissues. 1974. 34(3): p. 516-520.9. Xu, H., et al., TriTag: an integrative tool to correlate chromatin dynamics and gene expression in living cells. 2020.10. Gu, B., et al., Transcription-coupled changes in nuclear mobility of mammalian cis-regulatory elements. 2018. 359(6379): p. 1050-1055.实验室招聘宋春青研究组主要通过CRISPR技术建立小鼠模型,运用细胞生物学、分子生物学及其生物信息学等手段来解析肝癌以及组织再生和衰老的分子机制。此外实验室聚焦于CRISPR相关的技术的改进、应用和遗传性疾病的修复。实验室主页:http://songlab.web.zhanhi.com/vip_songlab.html申恩志课题组主要集中于非编码核酸(non-coding RNA,ncRNA)的研究,ncRNA是转录组的主要组成部分,广泛参与细胞的一系列生物学过程,对生物体的功能调节起着至关重要的作用。例如,小非编码核酸siRNA、miRNA和piRNA(Piwi-interacting RNA)可以靶向调节基因的表达,进而确保生物体转录组的稳定和生殖发育的正常进行。以线虫和小鼠为模式生物,集中在系统研究piRNA的生物学功能和作用机制。实验室介绍:https://sls.westlake.edu.cn/Our_Faculty/202006/t20200617_5886.shtml实验室长期招聘科研助理、博士后和助理研究员,欢迎有志之士加盟!简历投递到 songlab@westlake.edu.cn shenenzhi@westlake.edu.cn。
  • 陕科大陈庆彩团队: 三维荧光光谱法(EEM)鉴定大气颗粒物中发色团物质的种类和来源 |前沿用户报道
    大气发色团是气溶胶中可以吸收太阳光的一类有机物质,可能对全球气候产生影响。大气发色团也可能通过形成三线态进而催化产生活性氧物质,因此对大气气溶胶的老化过程也具有重要潜在贡献。充分的了解大气发色团的理化性质和来源是掌握它们对环境的影响的本质要求。三维荧光光谱法(EEM)是鉴定环境中发色团物质的重要仪器分析方法,近年来已被频频的应用到大气气溶胶研究领域中。然而,当前EEM方法应用于大气领域进入了瓶颈时期。随着EEM方法广泛应用和深入研究,研究者们开始怀疑EEM方法是否具有区别气溶胶来源和物质种类的能力,因为多数情况下发现样品的EEM谱图具有非常相似的形貌。这样就限制了EEM方法更加广泛的应用于研究大气发色团来源、形成和消去过程。可喜的是,近日陕西科技大学陈庆彩研究团队,利用三维荧光光谱(EEM)研究,对大气颗粒物化学结构和来源进行了分析。在该项工作中,陈庆彩等人演示了EEM方法是有能力分辨大气颗粒物中不同类型发色团以及来源的,并构建了大气发色团与其来源、化学种类的对应关系。这项工作突破了一定的方法瓶颈,对于EEM方法在气溶胶研究领域的应用起到了关键推动的作用,或将促进大气发色团来源和大气化学过程的研究。研究过程1. EMM助力大气颗粒物来源和组成的初步分析研究团队分别采集了城市、一次燃烧源和二次气溶胶样品,利用EMM方法和 PARAFAC模型调查了不同发色团在不同种类气溶胶样品中的含量,讨论了EEM方法在分辨发色团类型以及样品来源的能力。通过对实际大气颗粒物样品进行分析,从整体轮廓分析,确实发现实际样品具有相似的EEM光谱外貌特征。这个结果也是当前研究者们担心的事情:到底EEM方法是否可以区分不同来源和组成的大气颗粒物样品?图1(a)为大气颗粒物萃取样品WSM和MSM的平均EEM光谱图以及它们的差光谱 (b)和(c)表示样品EEM光谱之间相关系数的四分位图和频率分布图针对这个值得怀疑的问题,团队人员研究了不同来源大气颗粒物样品,包括各种燃烧源样品(生物质燃烧、煤炭燃烧、汽车排放和做饭排放样品)和二次气溶胶样品。研究发现,不同种类样品的荧光性能是不同的,其中:生物质燃烧和煤炭燃烧样品的荧光效率是大的而汽车尾气样品和二次气溶胶样品相对较小另外发现,鉴定出的不同种类发色团,在不同来源样品中的相对含量也是不同的这些结果直接解答了上述疑问,确认:EEM方法可以用来区别不同气溶胶来源。图2 依据不同发色团(C1-C8)在不同污染物上的相对载荷鉴定出发色团来源,以及不同来源发色团在WSM和MSM样品中的相对含量2. PARAFAC 模型:一种系统的来源和成份分析图谱进一步,研究人员基于改进的PARAFAC 模型对大气气溶胶中发色团的来源和化合物的种类归属进行了研究。在这一步骤,该团队开创性的将大气颗粒物化学组分融合进EEM图谱的PARAFAC分析,进而对各种大气发色团的来源进行了鉴定。结果显示有一半左右的发色团来源被鉴定出来了,并发现了几个有意思的结果,比如:发现发色团的沙尘暴一次来源和光化学形成的二次来源,分析了季节变化中沙尘暴发生、光强度变化对发色团类型和含量的影响。该工作还利用优化的PARAFAC分析方法,把几种典型的有机化合物的EEM谱图耦合进了模型解析,进而对发色团的可能化学物质属性进行了归属。结果显示了苯酚类发色团是重要的水溶性发色团,而PAHs是水不溶性发色团的重要类型。图3 EEM区域和对应的大气发色团可能化学结构和来源图中不同彩色区域表示本研究鉴定的大气发色团来源对应区域,不同彩色数字球表示本研究鉴定的大气发色团对应化合物种类区域后研究人员总结了当前人们的认知和该项工作的主要结论,形成了一个可用于发色团化学物种和来源的依据图谱(图3),这个图谱对于今后EEM方法应用与于大气气溶胶的来源和化学转化研究提供了重要参考和研究途径。小结由上述研究可知,本研究工作提供了不同种类大气发色团对应来源以及化合物类别鉴定依据。这其中重点在于演示了不同发色团在不同气溶胶样品中的含量是不同的,从而说明EEM方法是有能力分辨不同类型发色团以及样品类型的。这项研究也构建了大气发色团与其来源、化学种类的对应关系。他们鉴定出了样品中大约一半的荧光物质所对应的来源和化合物种类,结果提供了大气发色团来源以及化合物类别鉴定依据,这将大大促进了EEM方法应用于研究大气发色团来源和大气化学过程,对于EEM方法在气溶胶研究领域应用起到了推动的作用。本研究中的三维荧光光谱法和大量光谱采集采用的是HORIBA Aqualog光谱仪完成,该仪器在EEM图谱快速获取、数据校正等方面的优势,为研究的顺利进行提供了不少便利。tips: 想了解更多荧光光谱仪的解决方案,点击阅读原文提交需求,HORIBA工程师会尽快联系您~论文原文&作者该研究以 Identification of species and sources of atmospheric chromophores by fluorescence excitation-emission matrix with parallel factor analysis 为题,发表在《Science of The Total Environment》上作者:陈庆彩通讯作者:陈庆彩、杜林通讯单位:陕西科技大学环境科学与工程学院、山东大学环境研究院Doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.137322文章链接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137322 课题组介绍:陈庆彩,男,山东人,博士,副教授,博士生导师。毕业于日本名古屋大学,取得理学博士学位。陕西省“百人计划”,陕西科技大学大气污染控制团队负责人,名古屋大学特邀教员,日本大气化学学会会员。主要研究方向为气溶胶化学,包括有机气溶胶、大气棕碳(BrC)、长寿命自由基(EPFRs)等。参与和主持中国国家自然科学基金等十余项科研项目;已在ES&T等权威期刊一作/通讯发表20余篇学术论文;获得国家和软件注册权10余项。ORCID:http://orcid.org/0000-0001-7450-0073个人主页:https://hj.sust.edu.cn/info/1015/1394.htm 免责说明HORIBA Scientific公众号所发布内容(含图片)来源于文章原创作者提供或互联网转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有,HORIBA Scientific 发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享,供读者自行参考及评述。如果您认为本文存在侵权之处,请与我们取得联系,我们会及进行处理。HORIBA Scientific 力求数据严谨准确,如有任何失误失实,敬请读者不吝赐教批评指正。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。 HORIBA科学仪器事业部HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案,如:光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术,旗下Jobin Yvon光谱技术品牌创立于1819年,距今已有200年历史。如今,HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的选择,之后我们也将持续专注科研领域,致力于为全球用户提供更好的服务。
  • “夜光”蛋白能快速分析检测病毒
    尽管针对病毒感染的高度敏感诊断测试取得了很大进展,但其仍需要复杂的技术来准备样本或解释结果,这使得它们在医疗资源稀缺地区的推广变得不切实际。发表在15日《ACS中心科学》杂志上的一种灵敏的方法,可在短短20分钟内分析病毒核酸,且可使用“夜光”蛋白质一步完成。萤火虫的闪光,琵琶鱼发光的“诱饵”,浮游植物覆盖的海滩出现幽灵般的蓝色,都是由同一种被称为生物发光的科学现象驱动的。涉及萤光素酶蛋白的化学反应会产生发光的效果。这种萤光素酶蛋白已被整合到传感器中,当它们找到目标时,这些传感器会发出易于观察的光。这种简便操作性使这些类型的传感器成为现场即时诊断测试的理想选择,但到目前为止,它们还缺乏高灵敏度,而CRISPR基因编辑技术需要许多步骤和额外的专门设备来检测复杂、噪音样本中的低信号。荷兰埃因霍温理工大学研究小组使用CRISPR系统相关的蛋白质,将它们与一种生物发光技术结合起来,这种技术的信号只需一台数码相机就能检测到。为了确保有足够的RNA或DNA样本进行分析,研究人员进行了重组酶聚合酶扩增(RPA),这是一种在大约38℃的恒温下工作的简单方法。使用发光核酸传感器(LUNAS)的新技术,两个CRISPR/Cas9 蛋白对病毒基因组的不同相邻部分具有特异性,每个蛋白都有一个独特的萤光素酶片段附着在它们上面。如果研究人员正在测试的特定病毒基因组,这两个CRISPR/Cas9蛋白将与目标核酸序列结合并相互靠近,从而使完整的萤光素酶蛋白在化学底物存在的情况下形成并发出蓝光。当对从鼻拭子收集的临床样本进行测试时,RPA-LUNAS在20分钟内成功检测到新冠病毒RNA,即使在每微升200份拷贝的浓度下也是如此。
  • 从细胞到光信号:ATP微生物检测仪的工作原理解析
    ATP微生物检测仪作为一种可靠的检测工具,以生物化学反应将微生物的存在转化为可测量的光信号为检测原理,不仅实现了对微生物数量的快速检测,也为各种应用领域提供了关键的卫生状况评估。了解更多ATP微生物检测仪产品详情→https://www.instrument.com.cn/show/C541815.htmlATP的基本概念三磷酸腺苷(ATP)是一种在所有活细胞中广泛存在的能量转移分子。它在细胞的能量代谢过程中起着核心作用,每个活细胞都包含恒定量的ATP。因此,ATP的存在可以作为生物活性的指标,反映样品中微生物的数量和活动状况。ATP的检测对于评估细菌、真菌以及其他微生物的存在和数量具有重要意义。检测过程的第一步:ATP的释放ATP微生物检测仪的工作始于样品中的ATP释放。检测过程中,首先使用ATP拭子从样品中提取ATP。ATP拭子含有特殊试剂,这些试剂能够裂解细胞膜,从而释放细胞内的ATP。这一过程是确保所有可测量的ATP都从细胞中释放出来的重要步骤,为后续的荧光检测提供了充足的ATP源。荧光反应的核心:荧光素酶—荧光素体系释放出的ATP与拭子中含有的荧光素酶和荧光素发生反应,形成荧光反应。荧光素酶是一种催化剂,它能够将ATP转化为荧光素,通过与荧光素的反应产生光信号。这一反应基于萤火虫发光的原理,其中荧光素酶催化荧光素与ATP结合,生成光信号。这一过程的核心是荧光素酶的催化作用,它使得ATP的存在能够通过发光现象被检测到。光信号的测量与结果分析产生的光信号通过荧光照度计进行测量。荧光照度计能够准确地捕捉到反应产生的光信号强度,并将其转化为数字信号。光信号的强度与样品中ATP的浓度成正比,因此,可以通过测量光信号强度来推断样品中微生物的数量。较强的光信号通常意味着较高的ATP含量,从而反映出样品中微生物的较多存在。应用与优势ATP微生物检测仪因其快速、准确的检测能力,被广泛应用于食品安全、医疗卫生、制药和环境监测等领域。其能够实时、可靠地评估样品中的卫生状况,确保环境和产品的质量。相较于传统微生物检测方法,ATP检测法提供了更为便捷和即时的结果,帮助我们迅速做出响应和决策。结论ATP微生物检测仪通过将细胞中的ATP转化为光信号,提供了一种可靠的微生物检测方法。其工作原理涵盖了从ATP的释放、荧光反应的核心到光信号测量,为微生物检测提供了科学、准确的解决方案。这一技术的应用更大地提升了卫生监测的效率,确保了各种行业的安全与质量。
  • 雀巢、喜宝等婴儿食品被指含有大量毒元素
    在土壤中发现的少量砷以及其他有毒物质,已“渗入”到一些畅销婴儿食品中,其中就包括雀巢以及喜宝(Hipp)等品牌。   英国《每日邮报》今晨报道称,尽管制造商们坚称,上述物质在婴儿食品中含量很低,不足以对健康构成威胁,但是科学家以及一些食品积极人士呼吁,要将这种有害物质从婴幼儿食品中根除。   研究人员化验的婴儿食品中不乏知名品牌,包括Organix、喜宝、雀巢和Holle等。研究指出, 让人担忧的是,这些婴儿食品中可能含有大量的有毒元素,如砷、镉、铅、铀。这些有毒元素主要来源于原材料。   报道指出,在婴儿食品中,这些有毒元素必须确保含量特别低。而对于以稻米为基础的食品,高浓度的砷就是一大担忧。早在两年前,英国食品标准局就发布官方警告称,由于存在含有砷,婴幼儿应该停止食用米糊。   研究人员称,婴儿食品中有毒元素都以微克测量,其含量远比母乳要高。喜宝的有机桃和香蕉早餐麦片含有1.7微克砷、0.13微克镉和0.33微克铅。   对此,喜宝公司表示,其婴儿产品中的砷等含量远低于官方的限制含量。而雀巢公司则表示,公司细致挑选原材料,以确保从土壤中吸取的有毒物质尽可能少。   研究测试发现,婴儿若每日进食2次米糊等食品,砷的吸入量会较单独喂母乳高50倍,镉高150倍,铅则高8倍。此前有研究显示,少量砷亦会增加患癌风险,镉则可导致神经及肾脏受损。   报道指出,农作物中含有的砷,主要跟农药有关,而重工业排放的其他金属和有毒物质也渗入了土壤和食品中。   专家指出,目前并无砷的安全标准,生产商也尽力把砷从食品中除去。   马上就访   鲜乳含砷 每千克不能超0.2毫克   今天上午,记者获悉,我国食品重金属残留限量国家标准规定,砷含量最高(粮食)为0.7毫克/千克,鲜乳为0.2毫克/千克,生活饮用水国家标准限量为0.01毫克/升。   “一般来说,砷中毒有急性接触与慢性接触,如果奶粉中含有的话,那么就属于慢性接触。”北京朝阳医院职业病与中毒科郝凤桐主任表示。   对于慢性接触,郝主任说对身体主要有三方面的危害:   一是皮肤黏膜会出现色素沉着,比如原来比较白净的皮肤会慢慢变得颜色加重,而且肤色还不均匀,会有些“花”,同时手脚掌的角质还会变厚,就像劳动之后长出了趼子,称之为过度角化。   二是周围神经炎,也就是四肢肢端会麻木或疼痛,记忆力也会有所下降。   三是会对肝脏造成一定的损伤。
  • 新!全球首个“CAR-T治疗艾滋病”发明专利来源于武汉科技大学
    p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 11月20日,武汉科技大学生命科学与健康学院张同存、顾潮江两位教授收到国家知识产权局寄来的发明专利证书,发明名称是“一种治疗HIV(艾滋病病毒)感染的嵌合抗原受体的重组基因构建及其应用”。这是全球首个“应用CAR-T免疫细胞治疗艾滋病”的发明专利。 br/ /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “该专利创造性地开发出‘能杀伤HIV病毒感染细胞的CAR-T’治疗的全新途径,有望彻底治愈在地球横行了近40年的艾滋病,为目前存活的4000多万艾滋病患者带来生机。”全球艾滋病研究专家、美国西奈山大学Volsky DJ教授评价说。 /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/a591d6a7-3d2f-4a79-84d7-8846d1e2bc13.jpg" title=" 微信图片_20181128133631.jpg" alt=" 微信图片_20181128133631.jpg" / /p p style=" text-align: center " 张同存教授(右)、顾潮江教授(左)做实验 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 艾滋病是由感染HIV病毒引起的传染病,HIV病毒攻击人体免疫系统,使人体易于感染各种疾病,病死率较高。虽然全世界众多医学研究人员付出了巨大的努力,但至今尚未研制出根治艾滋病的特效药物。 br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 张同存、顾潮江两位教授应用CAR-T免疫细胞治疗艾滋病的方法是,先采集患者的血液,分离出T细胞,在体外运用基因工程手段重新设计CAR-T细胞,并大量扩增到上十亿、上百亿个,然后输回患者体内。该CAR-T细胞在体内能特异识别并摧毁被HIV病毒感染的细胞,中和血液中HIV,与抗HIV病毒药物联合应用,将有望彻底治愈艾滋病。 /p p style=" text-indent: 2em " span style=" text-align: justify " 张同存教授是国内最早从事CAR-T研究和临床治疗的学者之一,顾潮江教授从事艾滋病机理研究十多年。3年前,两人联手,专攻“应用CAR-T免疫细胞治疗艾滋病”,成功建立了世界上第一个嵌合HIV-1感染动物模型,并利用该模型开展了药代、毒理、致瘤、分布等分析实验研究,充分验证了临床的安全性。 /span br/ /p p style=" text-indent: 2em " span style=" text-align: justify " 他们于2017年10月在国际临床实验注册中心完成CAR-T免疫细胞技术治疗艾滋病的临床注册,并在全球率先开展人体临床研究试验。目前治疗了两例HIV患者,一例治疗3个月,HIV病毒指标迅速下降;一例治疗9个月,已完全清除HIV病毒,在全球率先取得突破性进展。 /span br/ /p p style=" text-indent: 2em " span style=" text-align: justify " 目前,国内外普遍使用“鸡尾酒”疗法治疗艾滋病,即联合多种抗病毒药物治疗,患者必须终生服药抑制病毒,有严重的毒副作用,一旦治疗中断,就会直接威胁HIV感染者的生命。CAR-T免疫细胞治疗艾滋病,不仅能中和血液中的HIV病毒,而且还能杀死潜藏处于休眠状态的已感染HIV病毒细胞,更加安全、有效、彻底地治愈艾滋病。 /span br/ /p p style=" text-indent: 2em " span style=" text-align: justify " 张同存教授表示,目前正在加强与有相关医院的合作,招募携带HIV病毒的志愿者,扩大临床实验,积累临床病例,同时寻求研发资金,助推实现产业化,尽快研制出治愈艾滋病的CAR-T新药,让携带HIV病毒的全球患者受益。 /span br/ /p p style=" text-indent: 2em " span style=" text-align: justify " 同时,张同存教授团队还在积极研究针对血液肿瘤、实体肿瘤的新型CAR-T产品。目前,已完成治疗血液肿瘤临床病例350多人,取得优于国内外的临床疗效。 /span /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/144.html" target=" _blank" span style=" text-align: justify color: rgb(0, 112, 192) " strong 艾滋病的临床检测会用到流式细胞仪,用于检测受试者的外周血CD4+细胞数,点击下方进入流式细胞仪专场查看更多: /strong /span /a /p p style=" text-indent: 2em " span style=" text-align: justify color: rgb(0, 112, 192) " strong /strong /span /p p style=" text-align: center" a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/144.html" target=" _blank" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/e84084ce-2898-4e9a-94b5-0db6756f686c.jpg" title=" 流式细胞仪.png" alt=" 流式细胞仪.png" / /a /p p style=" text-indent: 2em " span style=" text-align: justify color: rgb(0, 112, 192) " strong /strong /span br/ /p
  • 阿蛋学仪器 | 百草师姐失恋了,原因竟然是......
    广州绿百草推出全新连载短篇小说【阿蛋学仪器】, 不定期的跟大家讲述关于学渣阿蛋在工作后不得不学习仪器知识的苦逼经历。夸张的剧情下都是以现实为原型,记得准时关注哦! 阿蛋学渣,毕业于某大学化学院。屌丝男一枚,无才无貌,不文艺也不爱运动,五音不全,唯一的爱好是LOL。 百草阿蛋的师姐,学霸。标准白富美,善良、有爱心。娇滴滴的外表下有着一颗女汉子的心。百草师姐失恋了,原因竟然是......时间:7月25日 5:30 pm 地点:实验室走廊安静的走廊,除了滴答滴答的手表声,就是阿蛋100/min的心跳声。 此刻的阿蛋,穿着西装白衬衣还用萝卜臣定了发型,渡步间思绪万千,不由自主变冷的双手与室外的39摄氏度的气温形成了强烈的对比。 " 噔噔噔......" 走廊传来了高跟鞋的声音。阿蛋在条件反射下秒变回了大家熟悉的脸孔,一脸懵逼地笑道 “ 机会终于来了 ”哼着小曲,满脸桃花。百草今天打扮的特别漂亮,花枝招展地向阿蛋走去。一步,一步,一步......距离越来越近,阿蛋的心跳也越来越快。 120、150、180,心要跳出来了!清风徐来,伴着甜蜜的香水味,阿蛋沉醉于现实与梦幻当中。而百草,完全没有注视到Chok爆的阿蛋,一笑而过......一脸懵逼的阿蛋,终于回过神来 “ 师姐̷ ”回眸一笑百媚生的百草向毫无存在感的阿蛋望去,春风无限的脸孔泛起了一丝丝惬意。“ 阿蛋,都怪我上次用信和的ultron es-ovm 蛋白相柱敲了你后脑,你看你五官都僵硬变形了。 ”“ 师姐,我̷我̷我向约你今晚8点半去看大树海棠...... ”百草蛾眉紧锁,“ 最近我的皮肤不好,要早点回家敷面膜美美哒,七夕和男朋友去看萤火虫。 ”七夕̷.男朋友̷.萤火虫.....百草相看莞尔后离开的瞬间,阿蛋发现她脸上有一些红点。 “ 你伤害了我还一笑而过, ” 阿蛋想死的心都有了,垂头丧气地,萦绕着他的除了男朋友一词还有就是百草脸上的红点。 时间:7月25日7:00 pm 地点:阿蛋的家阿蛋回家后为了让寂静的空间增加一些声音,便顺手打开了电视。电视响起了 中央电视台......中央电视台!!!“ 今天是7月27号,农历六月廿五,欢迎收看新闻联播节目。今天节目的主要内容有̷̷̷̷̷̷̷̷̷̷̷̷̷.在近日广东省食品药品监督管理局̷̷..面膜糖皮质激素̷̷̷出现红斑̷̷ ”“ 真相只有一个 面膜 ”阿蛋的手机突然响起了百草的专用铃声 “ 我的好人好人好人好人好人好人卡 ”“ 我的脸长了红疹̷..怎么办?他会不会和我分手̷̷ ”电视上又响起了音乐 丑八怪 能否别把灯打开 我要的爱 出没在漆黑一片的舞台......阿蛋温柔地说 “ 师姐你先别哭 。你最近是不是换了新的面膜? ”“ 我̷.在男朋友做微商的表姐那买了新的红酒面膜。”“ 师姐,那恐怕是鸦片面膜! ”“ 怎么可能!!!他说他表姐的面膜是进口最好的,超多好评,重点是打了折还是辣么贵!”“ 师姐,你相信我,我会证明给你看。我可以帮你变回美美哒~ ”“ 真的吗? ”“ 恩恩,你明天带一片面膜回来吧。 ” 时间:7月26日10:00 am 地点:实验室内第二天一早百草就到了实验室,焦急的等着阿蛋。“ 师姐师姐!你是在等我吗?真是太感动了!” 阿蛋一出现就猛奔百草面前。嘭~~!!!阿蛋的前脑突然间受到了硬物撞击!“啊~~痛死了”认真一看,百草师姐手里拿着一根Ecosil制备柱。“ 上次色谱柱敲一下你变聪明了,这次问题更大了,需要制备柱..... 另外重点是,你竟然敢迟到让我等这么久,看看你的黑眼圈,你说你昨天撸了几盘,拿了多少次五杀!!!”阿蛋委屈的摸了摸痛处,本想争辩,转身又想,善良的师姐是因为心情不好才会凶的,等我帮她解决了问题,她知道我为她付出这么多,一定会感动涕零,以身相许的!! “ 师姐冤枉啊,昨天我通宵查药典,今天一早我就去Lubex实验仪器耗材大超市买了各种实验用的耗材。看我的手臂多么的孔武有力,顶着一大箱东西So Easy!等一下我就让你知道你脸上红疹的原因。 ”“ 好了说正事了,我带来了面膜了,你要干嘛?”“ 师姐,昨天新闻说了很多商家在面膜等化妆品上违规添加了糖皮质激素,使用了含有糖皮质激素的面膜能够在短时间内达速效美白、嫩肤的作用,但是如果长期使用,人体皮肤会产生激素依赖症状,停用后反而会加重皮肤过敏,出现红斑、丘疹、毛细血管扩张等严重问题,我估计你的面膜含有违规添加的糖皮质激素,所以今天我们就来检测一下吧。 ” “ 我说了面膜是我男朋友介绍的,不可能有问题!!! ”“ 师姐,相信我,我会证明给你看的。”“ 这次我们是跟据中国药典GB/T 24800.2—2009的方法进行测定化妆品中糖皮质激素,使用薄层层析法和LC-MS法....... ”“ 师姐,根据上面的数据分析师姐你的红酒膜的确含有各种糖皮质激素,所以剩下的面膜你就不要再用了.......” 做完实验的阿蛋,自信满满的等待着百草的赞美。谁知一转身.......“ 呜呜~太过分,他竟然敢欺骗我让我毁容了!!!我要甩了他!!!”阿蛋用尽全身力气压抑住内心的亢奋,安慰百草。“ 师姐别伤心,只要停用面膜,过一段时间师姐又可以恢复美美哒的。别想渣男,好男人可是近在眼前呢。来吧,师姐,我愿意接受你的以身相许!”乐观的百草擦掉泪水,“ 师姐真的很感动!阿蛋你真是个好人!这是我送给你的七夕节礼物。 ”说完就一蹦一跳的走了。留下阿蛋在冰箱的冷风中凌乱。。。新换的中科美菱低温冰箱真的好冷!小编泥垢了!谁开的冰箱门!想知道阿蛋好不容易修好仪器后又有怎样的遭遇?记得持续关注广州绿百草微信公众号~我们会不定期推出续集哦~关注广州绿百草微信公众号,获取更多资讯!
  • 南开大学团队:研制出世界首套超快扫描电子显微镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统
    近日,南开大学物理科学学院超快电子显微镜实验室付学文教授团队成功研制并报道了国际首套超快扫描电子显微镜(SUEM)与超快阴极荧光(TRCL)多模态载流子动力学探测系统。该系统在飞秒超快电子模式下实现了空间分辨率优于10 nm,SUEM成像和TRCL探测的时间分辨率分别优于500 fs和4.5 ps,各项技术性能和参数指标达到国际领先水平。该团队利用该多模态载流子动力学探测系统在飞秒与纳米时空分辨尺度直接追踪了n型掺杂砷化镓(n-GaAs)半导体中的光生载流子的复杂动力学过程,结合SUEM成像和TRCL测量成功区分了其表面载流子和体相载流子的动力学行为,全面直观地给出了其光生载流子动力学的物理图像。该仪器系统的成功研制填补了我国在该技术领域的空白,为研究和解耦半导体中复杂的光生载流子动力学过程提供了一个强有力的高时空分辨测量平台,将为新型半导体材料与高性能光电功能器件的开发提供重要支撑。该研究近日以“A femtosecond electron-based versatile microscopy for visualizing carrier dynamics in semiconductors across spatiotemporal and energetic domains”(一种基于飞秒电子的可用于跨时空和能量维度可视化半导体载流子动力学的多功能显微镜)为题,发表于重要国际学术期刊《Advanced Science》。半导体光电材料与器件的功能和性能主要取决于其材料表/界面的载流子动力学过程,例如光伏与光电探测器件需要增强其界面光生载流子的分离与传输,抑制载流子的复合,而发光器件则要增强其界面载流子的辐射复合,抑制非辐射复合。这些载流子的动力学过程多发生在表/界面处,且动力学过程快至皮秒乃至飞秒量级,因此以超高的时间、空间以及能量分辨率测量半导体材料表/界面载流子不同类型的动力学过程对于现代半导体器件的研发及应用起着至关重要的作用,尤其是对于一些低维、高速、超灵敏的半导体光电器件。当前,研究半导体光生载流子动力学的时间分辨探测技术主要有瞬态吸收显微镜(TAM)及光谱、时间分辨近场扫描光学显微镜(NOSM)、时间分辨阴极荧光(TRPL)、时间分辨光发射电子显微镜(TR-PEEM)等。然而,光学衍射极限限制了这些技术的空间分辨率,并且激光较大的作用深度使得测得的动力学信号主要来自材料内部的平均载流子动力学信息,很大程度上掩盖了来自表面或界面载流子的贡献,且单一的探测手段难以同时给出载流子不同类型的动力学信息。因此,为了全面表征半导体材料的载流子动力学,特别是表/界面载流子的动力学,亟需发展一种在时空间和能量维度上同时具有超高分辨率并且兼具高表面敏感特性的超快探测手段。图1. 仪器系统的示意图和时空分辨性能表征。(a)超快扫描电镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统的示意图。其中包含飞秒光学系统、扫描电镜系统、阴极荧光收集系统、条纹相机以及液氦低温台。图中左上角分别为金刚石微晶的扫描电镜图、阴极荧光强度分布图像、阴极荧光光谱以及n型GaAs在77 K下的条纹相机图像 (b)传统模式下锡球标样的SEM图 (c)和(d)不同放大倍数下锡球标样的飞秒脉冲电子图像,表明飞秒脉冲电子模式下良好的成像质量,其空间分辨率优于10 nm。(e)初始红外飞秒激光脉冲的脉宽;(f)超快扫描电子成像的时间分辨率测试,其仪器相应函数(IRF)大约为500 fs;(g)超快阴极荧光探测的时间分辨率测试,其IRF约为4.5 ps。随着超快电子显微镜技术的蓬勃发展,超快扫描电子显微镜(SUEM)和超快阴极荧光(TRCL)技术也迅速兴起,两者都同时兼具超短脉冲激光的超快时间分辨率和电子显微镜的超高空间分辨率。其中SUEM技术是基于泵浦-探测原理,用一束可见波段飞秒激光激发样品表面产生光生载流子,另一束同步的紫外飞秒激光激发扫描电子显微镜的光阴极产生飞秒脉冲电子进行扫描成像。由于扫描电子显微镜主要收集来自距离样品表面几个纳米范围内的二次电子信号,使得超快扫描电子显微镜技术具有表面敏感特性,能够直接对半导体材料表面或界面光生载流子(电子和空穴)的时空演化动力学进行成像。然而,该技术无法直接区分辐射复合与非辐射复合动力学过程。TRCL技术是用聚焦的飞秒脉冲电子束激发样品产生瞬态荧光,用条纹相机或时间相关单光子计数器对瞬态荧光进行测量,具有能量敏感特性,且信号绝大部分来源于材料体内,可直接反映载流子的辐射复合行为。因此,SUEM和TRCL在功能上形成良好的互补,将两者有机结合有望实现在超高的时空和能量分辨下全面解析半导体材料表/界面和体相载流子的动力学信息。鉴于此,付学文教授团队将飞秒激光、场发射扫描电子显微镜和瞬态荧光探测模块相结合,研制出了国际首套超快扫描电子显微镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统(如图1示意图和图2实物图所示),实现了对半导体材料表/界面和体相载流子动力学过程的高时空分辨探测和解析。图2. 超快扫描电子显微镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统实物照片。图3. 利用该系统对n型GaAs单晶表面的SUEM成像和TRCL测量结果。(a)n型砷化镓表面测量得到的随时间演化的SUEM图像;(b)从图(a)中光激发区域提取的二次电子强度演化及相应的载流子演化时间常数;(c)表面载流子的空间分布随时间的演化;(d)从297 K到77 K的变温时间积分CL光谱;(e)和(g)在图(a)的SUEM测试区域中分别探测得到的297 K和77 K下的条纹相机图像;(f)和(h)分别从(e)和(g)中提取的带边发射的衰减曲线及相应的荧光寿命。为展示SUEM成像与TRCL探测在超高时空和能量分辨率下直接可视化并解耦半导体中复杂激发态载流子动力学过程上的独特优势,该团队利用该自主研发的多模态实验装置研究了n型GaAs中的载流子动力学。如图3所示,SUEM图像表明由于表面能带弯曲效应,飞秒激光作用后表面光生载流子发生快速分离使空穴向表面富集。通过分析随时间变化的SUEM图像,提取出了光生载流子不同阶段的衰减时间常数;同时通过计算表面空穴分布的均方根位移,揭示了对应不同阶段表面空穴随时间的超扩散、局域化和亚扩散过程。通过进一步分析室温和液氦温度下测量的条纹相机图像中相应的非平衡载流子复合动力学过程和寿命,不但区分出了体相和表面载流子动力学过程的差异,还揭示了上述表面载流子的空间演变过程分别对应于能量空间热载流子冷却、缺陷捕获和带间/缺陷辅助辐射复合过程。该工作阐明了表面态和缺陷态对半导体表/界面载流子动力学的重要影响,展示了超快扫描电子显微镜和超快阴极荧光多模态动力学探测系统在超高时空尺度解耦半导体表/界面和体相载流子动力学中的独特优势。南开大学为该项工作的第一完成单位及通讯单位。南开大学物理科学学院博士生张亚卿和博士后陈祥为该论文共同第一作者,南开大学付学文教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委、国家科技部、天津市科技局、中央高校基础研究经费等的大力支持。文章链接:https://doi.org/10.1002/advs.202400633
  • 智云达诚邀您参加CCFA2017食品安全双年!
    不要问我今夏食品安全关注哪里最“热”,我猜一定是北京中国国际展览中心。因为2017全国食品安全宣传周活动将于明日2017年6月29日在中国国际展览中心(老国展)举行。北京智云达助力双安双创展(社会共治协会助力)&中国连锁经营协会第十一届食品安全年会将于6.29-7.3举办,并邀请您参展。 6月29日 上午 领导日6月29日 下午 至7月3日 公众开放日6月30日重点活动:食品安全社会共治高峰论坛。是“全国食品安全宣传周”中央层面重点活动之一,届时将有国家食药监局、地方食药监局、协会、高研院等多位领导参加,规模及重视程度堪比往期。 “双安双创”成果展会议以“社会共治铸造食品安全共同体”为主题,展示政府、行业协会、企业、第三方机构等参与社会共治取得的成果。国务院食安办、食品药品监督管理总局,以及各地参加“双安双创”展的食药监管部门领导、零售、餐饮企业和媒体代表等。 “萤火虫”食品安全公益科普行动是在国家食品药品监管部门的指导下成立的项目,未来几年建立 500 个行业统一规范的科普宣传站,并且成立食品安全科普体验站——CEC食品安全检测消费者体验中心,在普及食品安全知识的同时,支持和参与面向儿童、青少年开展的食品安全科普教育活动。 北京智云达CEC体验中心自主开发的《小学生食品营养与安全科普读本——趣味科学小实验》和《儿童食品安全趣味实验套装》益智版、探索版,以及制作的食安科普视频将亮相会展中心,邀请大家前来参展。 7月1日重点活动:CEC食安体验中心开展萤火虫食品安全科普讲座。北京智云达CEC食安全体验中心作为共建单位之一,不仅在“双安双创”成果展“萤火虫”食品安全公益科普行动中科普食品安全知识,并于7月1日在家乐福四元桥店开展萤火虫食品安全科普讲座。届时CEC将以食安课堂的形式,为学生、家长以及其他消费者开展免费知识讲座并开展互动体验活动,传播食品安全知识弘扬萤火虫精神。 食品安全社会共治需要社会各界的相互协调与配合,需要消费者的支持和帮助,也需要企业的自律与努力。助力食品安全,我们一直在您身边……
  • 创新来源于客户反馈——访布鲁克德国高端红外应用专家吴瑕博士
    p    strong 仪器信息网讯 /strong 2018年4月10-13日,国际分析、生化技术、诊断和实验室技术领域两年一次的盛会——德国analytica 2018在慕尼黑举办,仪器信息网亲赴现场为大家带来第一手的信息。analytica 2018上,布鲁克推出了科研型傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)INVENIO 等新产品。为了了解INVENIO的主要创新,以及红外光谱未来发展趋势等,仪器信息网采访了布鲁克德国高端红外应用专家吴瑕博士。 br/ /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/8bd34d70-2717-42bf-b7a5-6a4bb9303a8c.jpg" title=" xianc.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 布鲁克德国高端红外应用专家 吴瑕博士 /strong /p p    span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 新品INVENIO:最多的检测器 /strong /span /p p   此次analytica 2018,布鲁克光谱参展的仪器有11台之多,不过只有唯一的一台是新推出的新品,那就是INVENIO。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/984b9460-8c0a-4348-8606-d0c07c16109d.jpg" title=" INVENIO.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 科研型傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)INVENIO /strong /p p   INVENIO是一款偏向用于科研的光谱仪,不过与传统印象中体积笨重、外观沉闷的科研仪器不同,INVENIO的外形比较“靓丽”。如,仪器状态显示由原来的单个LED指示灯改进为一个色带,不同颜色代表着仪器处于正常运行或故障等状态,更加明显、直观。并且据吴瑕博士介绍,INVENIO使用感受也非常的简便。INVENIO可以连接到互联网,通过电脑、集成触控屏、其他pad三种方式进行操作,更加方便。而且,INVENIO还设计有适合制药企业用户的验证程序,内里包含完全符合FDA监管规则的现代化数据库,方便跟踪、监督整个实验过程和数据处理,确保数据完整性。 /p p   INVENIO采用了创新的MultiTect检测器技术,其允许控制多达5个检测器,如MIR或FIR DTGS、InGaAs、硅二极管、GaP,可覆盖从远红外到紫外可见的整个光谱范围(波长范围28000~15cm-1)。而且,INVENIO还设计了一个额外的DigiTect检测器位置,用户可使用一些其他特殊探测器(如MCT)。针对有的客户可能会偶尔进行一些简单的样品分析工作,而又不想麻烦地移除主样品仓的配件,INVENIO设计了第二个样品仓即Transit通道,而且该样品仓自带检测器。吴瑕博士总结到,“MultiTect、DigiTect、Transit总计下来,INVENIO可配备多达7个检测器,几乎是常规FT-IR的2倍。而且,7个检测器间可自动切换,简便了用户的操作。” /p p   “虽然INVENIO是面向全球用户的,但是由于中国市场的不容忽视,而且来自中国客户的反馈也非常多,INVENIO中一些创新技术都是针对中国客户需求而设计的。如7个检测器间可自动切换、第二个样品仓、五档全自动衰减器、发射实验直通光路等设计就是基于中国客户的反馈。”吴瑕博士说到,“接下来我们将在中国展开大规模的新品推广活动。” /p p    span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong FT-IR技术与应用发展:新技术引入与多技术联用 /strong /span /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) "    /span 最后,编辑问到对于FT-IR技术与应用发展的看法,吴瑕博士表示,“FT-IR技术已经比较成熟,全面创新较难,不过其技术上升空间仍然很大。FT-IR核心的光源、干涉仪、检测器三个方面的巨大进步就会带来FT-IR仪器性能的革命性进展。例如光源的革命性创新就在未来不远处等着我们呢。”说到这里,吴瑕博士着重介绍了量子级联激光器(Quantum Cascade Lasers, QCL)技术。近年来QCL飞速发展,它的光能强、信号强,进而使光谱的信噪比高,相信其很快就可以普遍用于FT-IR。另外,由于电子元器件技术的快速发展,FT-IR的新型检测器不断涌现,而且检测器的体积在不断减小。 /p p   谈到FT-IR的应用发展方向,吴瑕博士认为,一些新技术的引入,如成熟的QCL用于FT-IR,将会使FT-IR的性能大幅提升,原来很多需要同步辐射光源技术的研究工作,现在可以用FT-IR来进行了。另外,联用技术仍然有很大的应用前景。除了常见的与热重分析等联用外,FT-IR还可与表面纳米分析相关技术联用进行薄膜分析 FT-IR与测试橡胶等样品拉伸性能的仪器联用,使得其物理性质的变化有了谱图作为依据 另外,FT-IR与椭偏仪的联用将可能同时提供样品的吸收率和折射率,为全面了解样品性质提供可靠依据。 /p p    strong 后记 /strong /p p   采访中让编辑记忆深刻的是,吴瑕博士在布鲁克负责科研型光谱仪的应用、市场、研发,乃至销售的整个流程。这与大多数仪器公司的情况有所不同,一般来说,公司内一个人的工作范畴很少涉及这么多不同的环节。对此吴瑕博士说到,很多科研型客户通常需要的是特殊的、非常规的解决方案,所以,了解客户的需求要从应用谈起、从研发做起,做到全方位的跟踪。 /p p   吴瑕博士介绍,“我们的研发创新时时刻刻都在进行,有小的改进、也有大的技术创新。而我们创新的‘源泉’是客户的反馈。我们通常通过对市场走向等进行观察、直接与客户交流等方式获得反馈,因为市场份额变动等也是客户的间接反馈。” /p p br/ /p
  • 动力学指纹识别
    生物化学领域大约有100多年的历史。长久以来,我们的研究重点是蛋白质。这几乎就像是我们在研究错误的东西。RNA对于理解和操纵哺乳动物和人的生命,是极其重要的,但它可以说是哺乳动物细胞中最少被研究的遗传物质。我们还没有发现它的大多数功能。”ELISA试剂盒例如,MicroRNA分子,是可以结合信使RNA的短链,可拦截调度和防止遗传密码付诸行动。在我们的身体存在有1000多种。ELISA试剂盒研究人员说,它们直接或间接控制着几乎所有重要的生命过程。一个特定的microRNA过多或过少,都会推动肿瘤的生长。当一个癌细胞死亡和分解时,它们可能被释放。细胞,包括癌细胞,可能通过它们送入血液中的microRNA作为激素,而彼此相互沟通。来自两种机制的血源性microRNAs将是癌症信号,这种新技术能够有效地在患者血液中检测到它们。这种方法的独特之处在于,DNA和RNA结合太弱,因此它们不能停留。DNA链以特别的节奏,粘附和从RNA上分离。当研究人员通过超级敏感荧光显微镜观察到这一现象时,它看起来像一个萤火虫在闪烁。ELISA试剂盒
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