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氰化纳相关的资讯

  • 飞纳台式扫描电镜落户清华大学
    2016 年 3 月 1 日,飞纳台式扫描电镜高分辨率专业版 Phenom Pro 在清华大学通过验收。清华大学用户主要研究信息光电子技术发展领域,包括光电子器件、集成光子器件、光纤通信与光网络、光显示、光纤传感等。飞纳台式扫描电镜高分辨率专业版 Phenom Pro 可以满足该用户课题组所有待观测样品的测试需求。高单色性的 CeB6 灯丝为飞纳台式扫描电镜带来高分辨率的同时,也减少了用户频繁更换灯丝的烦恼,单根CeB6 灯丝的寿命可达 1500 小时,平均 2-3 年更换一次,远远超过钨灯丝平均 100 小时的寿命。以下是用户课题组样品的采用飞纳台式扫描电镜拍摄的 SEM 图片以及用户学习电镜操作和通过培训的照片:硅片上刻蚀光器件光刻光栅阵列用户认真学习飞纳电镜的照片顺利拿到培训合格证书在用户认真学习飞纳台式扫描电镜后,顺利地拿到了培训合格证书。飞纳台式扫描电镜体积小巧,完全防震,对放置环境没有特殊要求,放在普通实验室即可。对用户来说,很有价值的一点是飞纳台式扫描电镜操作简单,15 秒抽真空,结合光学导航和全自动马达样品台,可以快速检测样品,提高课题组的科研效率。注明:此新闻素材清华大学仅授权复纳科学仪器(上海)有限公司使用,如需转载,请注明出处。
  • 天津爆炸现场下午将降雨 700吨氰化纳遇水将生剧毒
    p style=" TEXT-ALIGN: center" img style=" WIDTH: 500px HEIGHT: 303px" title=" r_20195975_201508141439039628300.jpg" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201508/uepic/f9b0bf81-e0ca-43a7-951c-51eb7e62ada0.jpg" width=" 500" height=" 303" / /p p   8月12日23时30分左右,天津滨海新区第五大街与跃进路交叉口一处集装箱码头发生爆炸,爆炸物品是集装箱内的易燃易爆物品。现场火光冲天,附近居民听到巨大爆炸声,有强烈震感。 /p p & nbsp /p p   据长江日报记者现场获悉,涉事公司将现场作为中转仓库,并且已封闭事故区域排水入海口。今天下午预报事故地区会下雨,现场700吨氰化纳遇水会产生剧毒,相关部门正在研究并采取措施。此外,今天下午三点将安排一次抢救伤员医院集体采访。 /p p & nbsp /p
  • 【清华大学精仪系90周年专访】张书练:纳米距离成就荣“光”
    九十春秋谱华章,砥砺前行铸辉煌。近日,清华大学精密仪器系迎来90周年华诞,开展了“优秀系友专访”等一系列庆祝活动。本期的采访对象是1964级校友张书练教授。▲清华大学精仪系 张书练教授两地清华园,两时清华缘从60年代开始,张书练教授就与清华结下了渊源,并一直在清华学习与工作。绵阳分校于1965年1月开始建设,即“651工程”,都是与电子有关的,包括物理、无线电、计算机系等院系。张教授入学的时候是机械系(今精仪系)。张教授在清华本部和清华绵阳分校度过了自己的学生时代,随后留在绵阳分校工作,连同学习与工作在绵阳共度过了九年的时光。提到自己的大学生活,张教授认为这一段时间生活在“文革”的酝酿期和持续期间,不知形势会把我们带到哪里。现在回头看,却也感到经历了很多,丰富多彩。大学一年级,和其他系同学一样,张教授也抢座位上课,在班级专用教室或图书馆找座位自习。大学二年级开始清华机械系零字班(今精仪系)试点,张教授就与全年级同学一起,半工半读,一周上课一周在机械系(今精仪系)工厂劳动、学习,轮流做机修工,车工、锻工、铸工、检测工等等。每个月学校发六块钱的补贴,在那个学生年代还是挺管用的。1969年,清华大学重启绵阳分校建设,随火车专列,光学专业的部分老师和大部分学生都到了绵阳,参加三线,建设清华大学分校。张书练教授回忆到,虽然当时到哪去进行建设都是组织上决定的,但是当真正的投入其中干上去后,就会有一种干劲,把人的意志调动起来。张教授去河坝里面搬运卵石和沙子,去火车站搬运水泥和砖头,当年师生们用卵石盖的楼是分校的也是今天西南理工大学的办公楼。张教授说,绵阳一年四季都可以看到绿色,气候温和宜人,晚上听涪江水波拍岸就会忘记疲劳,怀念至今。在文革之初的三年内,张教授一有逍遥时间,就抓紧读书,包括若干名著,背过唐诗宋词,读过《红楼梦》《三国演义》。张教授说,他反复的读过毛泽东四卷的每一篇文章,毛泽东四卷讲的多是政治、军事,但对他的的学术研究的思维影响很大。比如“不计较一时一地之得失”、“伤其十指不如断其一支”,在科技领域就是:长期坚持,不计一时成败,登上科技高峰,张教授非常建议大家读毛泽东的书。1978年,当得知国家恢复研究生招生的消息后,张书练第一时间报了名,选择回到清华仪器系。然而,本来学习了多年俄语的张教授,面对研究生考试中的英语,感到确实难于应对。他并没有选择放弃,在当时绵阳、成都买不到英语书的时候,张教授跑到了重庆去买了一本英语科技书,两百页的书硬是自己拿着字典翻译了一百四五十页,最终通过了考试,回到北京攻读硕士研究生。不创新我何用,不应用我何为几十年来,在科研中,张教授不愿做跟随式的研究,一直坚持创新,开辟出新方向。他认为这更多的是一种习惯和思维方式,亦或是一种兴趣,而不是刻意的。张教授说,在学生时代和留校开始的时候,就在讨论什么叫科研,专业又怎么办?那时他就在思考科学研究的目的,最终他认为科学研究的目的就是要找出规律。当时不少人认为,科研应当是为了做出实用的东西,而批评他这种看法仅仅是为了提升自我。但张教授认为,研究、生产仪器的过程也是要找规律,掌握了规律,有了第一台,还能有第二台,第三台。当时不讲究发表论文和不讲专利,但可以提供其他单位无偿使用。▲张书练教授2010年荣获国家科学技术发明二等奖(人大会堂摄)研究生毕业之后张教授留在了精仪系,在当时,课题都是按照翻译过来的国外文献来做,国外做什么国内就跟着做什么,后来把这样的研究叫“跟踪”。他感觉到这种氛围是不合适清华大学地位的,无法解决国家发展中在科技领域的诸多问题。于是,张老师给当时的校长和书记写信,表示清华大学应该做“创新”研究,不要总是跟着别人走,领导们也十分赞成他的想法,做了批示,并让张老师在新清华的教师版上刊登文章“要重视和鼓励开创性的科研工作”(新清华教师版,1984,4,4)。对于创新,张书练教授自己是一位践行者,别人做的他就不做,他总在寻找学术和现实中没有解决的问题,提出创新的切入点并启动研究的进程,这种思维方式也体现在对现实问题的关注。张教授喜欢关注能解决现实问题的事情,除了自己的科研之外,也与其他老师一起做出一些和生活相关的装置,例如1983年做了用于煤气灶上的定时器、在卫生间的节水器。这种思维方式引导他做别人没做过的研究。他研究激光陀螺的过程中,注意到有一个元件对磁场敏感,于是联想到这一效应也许能够用于弱磁场的测量。这个仪器的研究成果虽然没有成为产品,但是在后来的研究中,提出了双折射双频激光器的概念,这一激光器已经成为今天国内唯一自主可控、不可或缺的纳米测量的双频激光器的光源。▲张书练教授在MIT参观实验室21世纪初的非典期间,北京的疫情尤为严重,张教授没有浪费这段时间,利用这难得的空闲写了《正交偏振激光原理》这本书,包含了他自己和别人的关于正交偏振激光的工作。在这几年新冠疫情期间,张书练教授又将自己三四十年对激光的理解总结起来,出版了《激光器和激光束》。近两年,张书练教授又写出了一本书,这本书里面包含的全是张教授课题组自己所做出的具有创新的工作与成果,而所有的外文资料和外国人的工作都没有写入。打开书,从第一段开始一直到文末看到的是他几十年的工作与科研之路。张教授写完后在思考标题如何命名的过程中,很想将其打造成一个既有学术内容,又能够和读者有心灵交流的作品,最终为书其名为《不创新我何用,不应用我何为——你所没有见过的激光精密测量仪器》。▲张书练教授和来访的德国卡塞尔大学W.Holzapfei教授讨论学术研究光与仪成果璀璨,中国创代代相传张书练教授培养、联合培养了80余名博士和硕士。他认为,无论是博士还是硕士,最重要的都是在研究中,在逐步的进展中建立自信。通过认真的推进课题和项目,通过写好每一篇文章,做好每一次报告(以及汇报)来建立一种自信。这样具有了自信之后,就不怕做新课题研究,不怕开辟新的事业。另外,张教授认为除了自信,作为一名合格的研究生,创新是必不可少的素质。研究生与导师交流的过程中,导师有些时候会给出一个或几个切入点,切入点和对结果的预估仅是期望,但学生要有自己的思考,在研究中观察,发现问题,提出解决问题的思路,走向创新之路。张教授在他的专著中这样写他和研究生的关系:老师给他们提供的仅是方向和或错或对的建议,鼓励创新的环境。而他们取得的数据成为老师思考的基础,取舍的航标。动手、写作和交流,也是张教授认为的研究生所必须培养的能力。除了课题组内以及专业内的会议,还应该与其他专业的老师同学进行交流,这样能够大大扩展同学们的知识面,结合自己的专业和课题,在学科交叉中形成创新点。他认为很多创新的方向来源于多个方面的知识的结合,而不是拍脑袋就能想到的。张教授讲到一个故事:一个桥梁工程师苦恼于桥梁建设时需要截流河道,工作量很大;后来他在和钻井工程师的交流中受到启发,把打桥墩改为像打油井一样钻孔,极大的节省工程量,这就是跨领域技术交叉的创新。因此同学们不仅要多学习,还要多交流,多观察,或许就能受到启发。▲张书练教授课题组博士后博士生合影(2009年)最后张教授说到,老师把研究生带入一个领域,研究生先要深入了解前人的工作,但目的是找到前人没做什么,有什么问题没有解决,找到突破口开辟出一条胡同,还要和老师一起去把这个胡同拓宽。想要拓宽就要多听、多问也要多讨论,广泛的阅读文献、听报告和会议,虽然可能很多内容与自己没有直接关系,但却能够受到启发产生创新思想。有时候导师能把学生托举起来,同时学生的工作也可以托举老师。▲别致的生日礼物——学生们把张书练教授的诗做成画轴送给导师(墨夜染星哪是天,孤浆断水难行船。忽闪一颗明珠见,月皎途清是明天。)专访寄语同学们在求学阶段以及毕业之后的一段时间,对于未来是惶恐的,这是正常的。最重要的是规划自己的事业,而不是只看帽子和收入。有四点非常重要,一是志向高远,二是脚踏实地,三是要找到自己感兴趣的方向,再就是找到通向成功的抓手。个人简介张书练:教授,博士生导师,清华大学本科,硕士,激光纳米测量专家,国内偏振正交激光器纳米测量技术的创建人和国际主要创建人之一。中国仪器仪表学会会士,美国光学学会(OSA)会士。布鲁塞尔自由大学访问学者(15个月),德国卡塞尔大学客座教授(3个月),韩国科学技术研究院高级访问学者(6个月),法国图伦兹大学访问教授(1个月)。作为第一完成人,获得的科技奖励有:国家技术发明二等奖两项(2007和2010),教育部自然科学一等奖两项,电子学会发明一等奖一项等奖项。在ISMTII-2017国际学术会议上被授终身贡献奖。作为第一作者出版专著四部,主编国际会议(SPIE)专题文集2部,计测技术“教授论精密测量”一期。培养博士后,博士,硕士80余名。发表论文360余篇,发明专利权90余项。作为中方负责人,组织中德,中英学术交流会5次。
  • 冷冻电镜+清华大学=7篇Cell、Nature、Science
    每天关注Cell、Nature、Science(合称CNS)等顶级期刊是小编的日常工作之一。近两年,小编发现,除了“魔剪”CRISPR,冷冻电镜也是这些期刊的“常客”。中国科学家在这一领域取得的成果是有目共睹的,而清华大学无疑是这一领域的“领军者”之一。“冷冻电镜+清华大学=CNS”这个公式虽有点夸张,但也不是毫无根据。  施一公  该校的施一公院士、颜宁教授是这一领域的知名科学家。最近,两位学者都有新成果发表在CNS上。7月22日,施一公教授研究组在Science杂志就剪接体的结构与机理研究发表两篇长文,题目分别为“Structure of a Yeast Activated Spliceosome at 3.5 A Resolution”和“Structure of a Yeast Catalytic Step I Spliceosome at 3.4 A Resolution”。研究报道了酿酒酵母剪接体激活和剪接反应催化过程中两个重要状态的剪接体复合物近原子分辨率的三维结构,阐明了剪接体的激活和催化机制,从而进一步揭示了前体信使RNA剪接反应的分子机理。  颜宁  颜宁教授在5月、8月和9月相继在Cell、Nature和Science杂志上发表了3篇论文。发表于Cell杂志上的论文(题目:Structural insights into the Niemann-Pick C1 (NPC1)-mediated cholesterol transfer and Ebola infection)中,颜宁研究组与中国疾控中心、中科院微生物所高福院士研究组合作,首次报道了人源胆固醇转运蛋白NPC1的4.4埃分辨率冷冻电镜结构,并探讨了NPC1和NPC2介导细胞内胆固醇转运的分子机制 同时还报道了NPC1与埃博拉病毒GPcl蛋白复合体6.6埃分辨率的冷冻电镜结构,为理解NPC1介导埃博拉病毒入侵的分子机制提供了分子基础。  8月31日,在线发表于Nature杂志上的研究(题目:Structure of the voltage-gated calcium channel Cav1.1 at 3.6 A resolution)中,颜宁研究组报道了首个真核电压门控钙离子通道的近原子分辨率三维结构,为理解具有重要生理和病理功能的电压门控钙离子和钠离子通道的工作机理奠定了基础。  9月22日,颜宁研究组与加拿大卡尔加里大学陈穗荣研究组合作在Science杂志上在线发表标题为 “Structural basis for the gating mechanism of the type 2 ryanodinereceptor RyR2”的研究长文,揭示了目前已知分子量最大的离子通道Ryanodine受体RyR2亚型处于关闭和开放两种状态的三维电镜结构,探讨了RyR2的门控机制。关闭及开放构象的RyR2(图片来源:清华大学医学院)  高宁& 杨茂君  除了上述成果外,清华大学近期还发表了另外两篇基于冷冻电镜的Nature论文。5月25日,该校高宁研究组与合作者在Nature杂志在线发表了题为“Diverse roles of assembly factors revealed by structures of late nuclear pre-60S particles”的研究论文。文章报道了位于酵母细胞核内的一系列组成上和结构上不同的核糖体60S亚基前体复合物的冷冻电镜结构,确定了近20种装配因子在核糖体上的结合位置及其原子结构。该校生命科学学院高宁研究员和美国卡内基梅隆大学John L. Woolford Jr教授是这一研究的共同通讯作者。  9月21日,清华大学研究小组在Nature杂志上发表了最新论文,首次报道了迄今为止分辨率最高的线粒体呼吸链超级复合物—呼吸体的冷冻电镜三维结构。清华大学杨茂君教授和高宁研究员是该研究的共同通讯作者。图注:a,不同侧面呼吸体结构模型及密度。b,复合物I结构模型及密度。(引用自清华大学生命科学学院)  据清华大学生命科学学院报道,呼吸体蛋白分布于线粒体内膜上,是执行呼吸作用的超大分子机器。哺乳动物呼吸体I1III2IV1是由81个蛋白亚基(70种不同蛋白分子)所构成的分子量高达1.7兆道尔顿的膜蛋白超级复合物。该研究中,科学家小组拿到了结构稳定、均一性好的呼吸体超级复合物,同时验证了一系列小分子化合物对呼吸体超级复合物的特异调节作用,为进一步的药物开发奠定了良好的基础。  借助冷冻电镜技术,并利用单颗粒三维重构的方法,研究小组最终获得了整体5.4埃的近原子分辨率结构,其中复合物I和复合物III的分辨率达到3.97埃(图a)。这一目前为止世界上所解析的最大也是最复杂的膜蛋白超级复合物结构为深入理解哺乳动物呼吸链复合物的组织形式、分子机理以及治疗细胞呼吸相关的疾病提供了重要的结构基础。  小编还注意到,在一年前的同一天(2015年9月21日),杨茂君教授、高宁研究员和该校医学院肖百龙研究员研究组合作在Nature杂志上发表了题为“Architecture of the Mammalian Mechanosensitive Piezo1 Channel”的研究论文,首次报道了哺乳动物机械力敏感离子通道Piezo蛋白的高分辨率冷冻电镜结构。  中国内地科学家近年冷冻电镜成果一览  那么,除了清华大学,冷冻电镜在中国其它机构的应用状况如何?它在中国的发展历史是怎样的?有哪些其他科学家发表了代表性的论文?这些问题的答案可以从施一公院士近期发表的题为《Biological cryo-electron microscopy in China》的综述中找到。清华大学王宏伟(Hong-Wei Wang)教授(现任生命科学学院院长)、雷建林(Jianlin Lei)研究员(冷冻电镜平台主管)以及施一公院士是这一综述的共同通讯作者。  点击以下链接可以查看完整综述:  http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1002/pro.3018/full  文章表示,冷冻电子显微镜(cryo-EM)在结构生物学的发展中越来越重要。目前,中国的生物学冷冻电镜(biological cryo-EM)已进入快速发展阶段。这一综述具体回顾了生物学冷冻电镜在中国的发展历史,汇总了目前的使用情况,讨论了这一技术对生物学研究的影响,并展望了它未来的前景。  该综述列举了近年来(2008-2016)中国内地科研人员发表的多项代表性成果,共计53篇(如下图),解析了冷冻电镜在染色质组织、免疫反应、离子通道、光合作用、核糖体生物起源、RNA代谢和病毒结构等研究中的应用。在结论部分,作者们表示,尽管冷冻电镜在其它国家也在快速、健康的发展,但是中国的增长速度远超过世界平均水平 并且,这一趋势预计会再持续5-10年。  特别备注:本文研究成果具体介绍参考自清华大学生命科学学院、医学院官网多篇报道,综述内容编译自原文。  参考资料:  施一公研究组在《科学》发表背靠背两篇论文 捕获酵母剪接体两个关键工作状态高分辨率电镜结构  清华大学颜宁研究组在《细胞》发表论文报道人源NPC1蛋白结构, 并揭示其介导胆固醇转运和埃博拉病毒入侵的分子机制  高宁研究组《自然》在线发表论文报道酵母核糖体组装前体的高分辨冷冻电镜结构  杨茂君研究组在《自然》发表论文首次报道了线粒体呼吸链超级复合物结构  清华大学医学院颜宁研究组等在《科学》发文揭示心肌钙离子通道RyR2长程门控机制的结构基础  PROTEIN SCIENCE:A family tree of the Chinese electron microscopists  原始出处:  Wei Peng1,2,*, Huaizong Shen1,2,3,*, Jianping Wu1,2,3,*, Wenting Guo4, Xiaojing Pan1,2, Ruiwu Wang4, S. R. Wayne Chen4,?, Nieng Yan1,2,3,Structural basis for the gating mechanism of the type 2 ryanodine receptor RyR2.Science 22 Sep 2016  Jinke Gu,Meng Wu,Runyu Guo,Kaige Yan,Jianlin Lei,Ning Gao & Maojun Yang The architecture of the mammalian respirasome.21 September 2016
  • 台式扫描电镜飞纳 Phenom 在深圳清华大学研究院顺利验收
    p br/ /p p 台式扫描电镜飞纳 大样品室卓越版 Phenom XL 在深圳清华大学研究院顺利验收。在台式扫描电子显微镜产品设计和研发中,荷兰 Phenom World 一直处于行业的领先位置,2015 年,Phenom World 推出了飞纳台式扫描电镜大样品室卓越版 Phenom XL ,首次将台式扫描电镜的样品腔室尺寸提高到 100mm x 100mm,同时推出了德飞荧光电镜一体机 Delphi CLEM,首将关联电镜技术发展成为台式设计。飞纳台式扫描电镜大样品室卓越版 Phenom XL 是扫描电镜中的明星产品,超大样品仓,抽真空时间快,可以显著提高测试样品的效率。Phenom XL 成像质量依旧处于台式电镜中领先位置,其二次电子图像质量已广泛得到客户的认可,Phenom XL 的 CeB6 灯丝和真空度重新设计是确保二次电子图像令人惊叹的原因。同时,Phenom XL 延续了前几代产品操作简单,维护方便的特点。为客户创造最大价值是飞纳电镜一直追求的目标,这也将推动电子显微镜技术的不断发展。随着安装验收的顺利完成,深圳清华大学研究院采购本桌面扫描电镜之后可以部分替代场发射 SEM 的功能,减轻筛样压力。令人惊喜的是,在现场的培训过程中发现:某些样品用飞纳小电镜拍出来的效果比场发射电镜拍出来的效果更好。详情如下: /p p br/ /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 飞纳电镜1.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201511/uepic/1c44ecd8-c700-4524-9f18-99a14e64cc04.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 图1 电极材料样品25000倍未喷金照片 br/ /p p br/ /p p 图1 显示的是石墨块表面的纳米纤维结构,由于纳米纤维是高分子材料,直径只有 27nm 左右,非常脆弱,在电镜内部的高压下容易发生“烧断”的情况,观察起来要选择合适的加速电压、束流和工作距离。而采用飞纳台式扫描电子显微镜可以实现任何电压下都不会烧断,而且基本上能够实现较好的分辨率效果,可以比较清晰地看到纤维和石墨颗粒。究其原因,主要是由于飞纳电镜高亮度灯丝配合低真空,可以实现此样品不喷金直接观察,有效避免喷金过程可能对样品本身比较脆弱的纳米纤维造成伤害,再加上大仓版 Phenom XL 配备的高清二次电子探测器(SED),对电子发射率比较低的轻质碳材料依然具备较高的分辨率。 /p p br/ /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img style=" WIDTH: 600px HEIGHT: 305px" title=" 飞纳电镜4.jpg" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201511/uepic/0039e585-a210-408e-ae1c-3ce121a50dca.jpg" width=" 600" height=" 305" / & nbsp /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 图2 银纳米线分别在 10000 倍和 80000 倍未喷金照片 br/ /p p br/ /p p 图2 中,显示的是另外一个样品银纳米线的照片,可以看到在 80000 倍下飞纳扫描电镜的分辨率效果:经过测量,较细小的银纳米线是 27nm,而较粗的是 69.7nm,依然可以较清晰分辨。能够不喷金直接看到较细小的纳米线对于用户来讲,可以大大提高实验效率,在数分钟之内筛选出比较理想的试验结果,进而确定下一步工作计划。 /p p br/ /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 飞纳电镜.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201511/uepic/7f94223b-7149-45e1-b209-b3d271ff64e9.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 图3 培训结束时合影 /p p br/ /p p 深圳清华大学研究院的用户顺利地通过了培训,飞纳电镜的工程师为用户颁发了培训合格证书。衷心祝愿飞纳桌面SEM可以在深圳清华大学研究院拍出更多更清晰的照片,帮助科研工作顺利进行,发挥更大的作用! /p p br/ /p p 注明:此新闻素材深圳清华大学研究生院仅授权复纳科学仪器(上海)有限公司使用,如需转载,请注明出处 /p p br/ /p
  • Nature子刊|清华团队发现新冠病毒纳米抗体,对XBB等保持活性
    新冠疫情暴发以来,全球范围内已研发出多款针对SARS-CoV-2的中和抗体药物,通过严格的随机双盲对照临床试验,美国食品药品监督管理局已经授权多款治疗COVID-19的中和抗体药物的紧急使用。我国国家药品监督管理局也批准了由清华大学、深圳市第三人民医院和腾盛华创共同研发的Amubarvimab与Romlusevimab抗体鸡尾酒疗法,用于治疗轻型和普通型且伴有进展为重型高风险因素的成人和青少年,并在当前的临床救治过程中发挥着积极的作用。但随着COVID-19在全球范围内的大流行,新的变异株不断出现,尤其是传播性较原始株显著增强的Omicron多种突变株,对人民的健康和正常生活造成了很大影响。变异株在刺突蛋白(S)上所产生的重要突变位点导致疫苗和中和抗体活性降低或消失,对新一代疫苗和抗体药物的研发提出了更高和更迫切的要求。纳米抗体来自骆驼科等动物体内的重链抗体,是重链抗体中最小的完整功能结构。纳米抗体具有体积小、特异性强、稳定性强、易生产、穿透力强、免疫原性低等多种优势,使其更加容易识别常规抗体无法识别的抗体表位,加大了抗体的覆盖空间和结合能力,为新一代抗体药物的研发提供了更广阔和更独特的选择,具有广泛的临床应用前景。2022年12月27日,清华大学医学院张林琦教授、生命科学学院王新泉教授研究团队在《自然通讯》(Nature Communications)期刊在线发表题为“针对新冠病毒奥密克戎变异株及多种冠状病毒具有广谱中和能力和保护能力的纳米抗体”(Broadly neutralizing and protective nanobodies against SARS-CoV-2 Omicron subvariants BA.1, BA.2, and BA.4/5 and diverse sarbecoviruses)研究论文。该研究从免疫羊驼体内分离鉴定纳米抗体,对SARS-CoV-2多种变异株、SARS-CoV-1和其他主要sarbecovirus病毒具有广谱高效中和活性。其中代表性抗体3-2A2-4识别受体结合域RBD(Receptor binding domain)蛋白上高度保守的表位,保护K18-hACE2转基因小鼠免受Omicron和Delta活病毒感染,并对目前国内外出现的多种突变株BF.7,BQ.1.1和XBB等仍保持高效的中和活性,为研发新一代SARS-CoV-2纳米抗体药物提供了理想的候选。研究人员使用新冠病毒S蛋白和编码S蛋白的黑猩猩腺病毒载体疫苗等免疫羊驼,发现羊驼不仅产生了针对SARS-CoV-2病毒的中和抗体,而且产生了针对SARS-CoV-1病毒的中和抗体。通过酵母展示文库技术,研究者从免疫羊驼体内分离获得593个对SARS-CoV-2病毒具有结合能力的纳米抗体,其中124个对SARS-CoV-2病毒具中和能力,91个对SARS-CoV-1病毒具有交叉中和能力。研究人员挑选了其中32个具有高效交叉中和能力的纳米抗体开展了全面和深入的评估。通过表位竞争试验,这32个抗体被分为3组,其中第2和第3组中的大部分纳米抗体对14种SARS-CoV-2变异株(包括多种Omicron变异株)和5种sarbecovirus病毒保持了广谱中和能力。后续的初步实验结果显示,第3组的抗体对于最新出现的新冠病毒变异株BF.7、BQ.1和XBB等均保持活性。图1.鉴定获得的纳米抗体对SARS-CoV-2变异株和其他sarbecovirus具有广谱中和活性研究人员在具有较好广谱中和活性的前3组抗体中各选了一株代表性抗体,解析了与SARS-CoV-2或SARS-CoV-1RBD蛋白的高分辨率晶体结构,阐明其结合表位的分子结构和抗病毒机制。第3组的代表抗体3-2A2-4结合位点独特,位于RBD核心区的outer face和inner face交界底部,识别的表位氨基酸大多高度保守。其CDR3上F102和F103深入到了RBD N343糖链下的一个高度保守的疏水口袋中,形成了疏水相互作用,奠定了其广谱中和活性的结构基础。进一步的蛋白酶K、细胞染色实验与电镜结构解析表明该抗体结合SARS-CoV-2RBD后可将其固定在down的空间构象,影响S蛋白结合受体ACE2,从而阻碍病毒侵染细胞。图2. 3-2A2-4与SARS-CoV-2原始株RBD的结构解析为进一步研究纳米抗体3-2A2-4的体内保护效果,研究者利用K18-ACE2转基因小鼠模型进行了纳米抗体的预防保护实验。攻毒前一天通过腹腔注射10 mg/kg的3-2A2-4纳米抗体,24小时后通过鼻腔攻毒SARS-CoV-2 Omicron BA.1和Delta活病毒,对小鼠进行存活率和体重检测等。结果显示,3-2A2-4纳米抗体可以有效预防Omicron和Delta活病毒感染,防止和降低肺部组织感染,保护肺组织免于结构损伤和炎症反应,展示了优异的体内保护能力。图3.3-2A2-4在小鼠体内的预防保护综上,该研究从免疫羊驼体内分离获得上百个具有强中和能力的纳米抗体,并从中筛选出对目前所有SARS-CoV-2变异株(包括Omicron各亚株)以及5种其他sarbecovirus病毒具有强中和能力的纳米抗体。通过抗体抗原复合物晶体结构的解析,在受体结合域RBD蛋白表面发现多个高度保守的广谱中和表位,系统阐释了广谱中和能力的作用机制,确定了高度保守的抗原位点。其中,代表抗体3-2A2-4在K18-hACE2转基因小鼠模型中展示了对Omicron株和Delta株活病毒的预防保护能力,为研发下一代SARS-CoV-2纳米抗体药物提供了优秀的候选。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-35642-2
  • 清华大学采购高分辨拉曼光谱仪 需实现纳米材料的瞬态测温
    p   根据《中华人民共和国政府采购法》等有关规定,现对清华大学高分辨拉曼光谱仪采购项目进行公开招标,欢迎合格的供应商前来投标。 /p p   strong  采购需求: /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 22222222222222.JPG" alt=" 22222222222222.JPG" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/380a91c4-3cff-4ab8-90cf-748271d62c65.jpg" / /p p   设备用途介绍 :高分辨拉曼光谱仪可测量各种低维纳米材料的拉曼信号,表征材料分子结构,通过拉曼光谱的频移实现温度测量。根据国家重大科研仪器研制项目的需求,利用拉曼光谱仪实现纳米材料的瞬态测温,开发热扩散率测试仪器。 /p p strong   招标文件的发售时间及地点等: /strong /p p   预算金额:300.0 万元(人民币) /p p   时间:2018年12月25日 10:04 至 2019年01月02日 16:30(双休日及法定节假日除外) /p p   地点:清华大学实验室与设备处老环境楼(学堂路和至善路交叉口西南角)101C办公室 /p p   招标文件售价:¥300.0 元,本公告包含的招标文件售价总和 /p p   招标文件获取方式:现场现金 /p p strong    /strong 投标截止时间:2019年01月17日 09:00 /p p   开标时间:2019年01月17日 09:00 /p p    strong 采购项目需要落实的政府采购政策: /strong /p p   需要落实的政府采购政策:扶持小微企业、监狱企业、残疾人福利性企业发展,优先采购节能产品、环境标志产品等。 /p p & nbsp /p
  • 清华大学《PNAS》:基于极小曲面的微纳米点阵材料的优异力学性能
    作为一种新兴的力学超材料,三维微纳米点阵材料具有低密度、高模量、高强度、高能量吸收率和良好的可恢复性等优异的力学性能,极大地拓展了已有材料的性能空间。如何通过拓扑结构设计获得具有优异力学性能的三维微纳米点阵材料是固体力学领域的研究热点之一。微纳米点阵材料通常由具有特定结构的单胞在三维空间中周期阵列形成。根据组成单胞的基本元素的种类,可以将三维微纳米点阵材料分为基于桁架(truss)、平板(plate)和曲壳(shell)三种类型。目前,基于桁架的微纳米点阵材料已经表现出良好的力学性能,但其节点处的应力集中限制了其力学性能的进一步提升。近年来的研究表明,基于平板的微纳米点阵材料可以达到各向同性多孔材料杨氏模量的理论上限,然而其闭口的结构特点为其通过增材制造的手段进行制备带来了挑战。相比之下,具有光滑、连续、开口特点的曲壳结构则在构筑具有优异力学性能的微纳米点阵材料方面具有天然的优势。近期,清华大学李晓雁教授课题组采用面投影微立体光刻设备(microArch S240,摩方精密BMF)制备了特征尺寸在几十至几百微米量级的多种桁架、平板和曲壳微米点阵材料。所研究的结构包括Octet型和Iso型两种桁架结构、cubic+octet平板结构以及Schwarz P、I-WP和Neovius三种极小曲面结构。其中,cubic+octet平板结构是早先研究报道的能够达到各向同性多孔材料杨氏模量理论上限的平板结构。该团队通过原位压缩力学测试研究并对比了多种不同结构的微米点阵材料的变形特点和力学性能。结果表明,相对密度较大时,I-WP和Neovius曲壳微米点阵材料与cubic+octet平板点阵材料类似,在压缩过程中呈现均匀的变形特点。而Octet型和Iso型两种桁架点阵则在压缩过程中形成明显的剪切带,发生变形局域化。相应地,I-WP和Neovius两种曲壳点阵和cubic+octet平板点阵具有比桁架点阵更高的杨氏模量和屈服强度,这与有限元模拟的结果一致。有限元模拟同时揭示了曲壳和平板单胞具有优异力学性能的原因在于其在压缩过程中具有更均匀的应变能分布,而桁架单胞节点处存在明显的应力集中,其节点处及竖直承重杆件的局部应变能甚至可以达到整体结构平均应变能的四倍以上。该研究表明,基于极小曲面的点阵材料能够表现出比传统的桁架点阵材料更为优异的力学性能,同时其光滑、连续、无自相交区域的特点使得其在构筑结构功能一体化的微纳米材料方面具有重要的应用前景。图1. (A-F) 多种桁架、平板及曲壳单胞结构;(G-L)采用面投影微立体光刻技术制备的多种不同结构的聚合物微米点阵材料图2. 利用面投影微立体光刻技术制备的聚合物微米点阵材料原位压缩力学测试结果。(A-F)工程应力-应变曲线;(G-L)不同结构的点阵材料在加载过程中的典型图像(标尺为2 mm) 图3. 周期边界条件下不同单胞结构单轴压缩的有限元模拟结果。(A-B)归一化杨氏模量和屈服强度随相对密度的变化;(C-H)不同单胞结构的应变能分布
  • 186万!清华大学纳升分离系统与有机化合物分析仪采购项目
    项目编号:CMEETC-227XO143KK613(清设招第20221658号)项目名称:清华大学纳升分离系统与有机化合物分析仪购置项目采购方式:竞争性谈判预算金额:186.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):186.0000000 万元(人民币)采购需求:品目号名称数量是否允许进口产品投标01纳升分离系统1套是02有机化合物分析仪1套是设备用途介绍:主要用于蛋白组学、脂质组学中痕量化合物的检测及制药、临床研究中的有机化合物分析。简要技术指标: 整个系统不经过高浓度硝酸和磷酸等措施钝化开机直接测试,直接进样胰岛素受体10针进样峰面积RSD1%,AMPcp 6针进样峰面积 RSD1%;详见公告附件。合同履行期限:合同签订后120日内到货,到货后30日内完成安装调试,合同货物整体质量保证期为验收合格之日起24个月。本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 钢研纳克与清华大学微纳光电子学实验室就电子发射源技术展开合作
    2023年3月30日,昆山开发区管委会副主任秦珊珊、科技局局长顾利华、钢研纳克江苏检测技术研究院有限公司董事长杨植岗、副总经理袁良经一行来访清华大学微纳光电子学实验室,就新型自由电子发射源技术项目举行签约仪式。钢研纳克江苏检测技术研究院有限公司项目负责人介绍了一种用于电子显微镜中的先进光致电子发射源的技术指标及产业化前景。实验室刘仿教授介绍了光致电子发射源技术、自由电子辐射等研究现状,张巍教授介绍了开展更广泛合作的模式。未来双方将共同开展先进光致电子发射源研究工作,该电子源可以用于高时间分辨率的电镜观测,并大大减小电子能散、提升成像分辨率。该技术未来有望大大推进超快电镜的产业成熟度,用于材料原位观测、化学反应过程监控等。
  • 清华大学精密仪器系助力“天机”登上Nature封面
    p br/ /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-bottom: 10px " 重磅!清华大学开发出全球首款异构融合类脑芯片,登上了最新一期 Nature 封面。这项研究由清华大学类脑计算研究中心施路平教授带队,历时7年,终于修成正果。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-bottom: 10px " 这项研究由依托精密仪器系的清华大学类脑计算研究中心施路平教授团队进行,演示了一辆由新型人工智能芯片驱动的自动驾驶自行车。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-bottom: 10px " 这种混合芯片被命名为“天机芯”(Tianjic),有多个高度可重构的功能性核,可以同时支持机器学习算法和现有类脑计算算法。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-bottom: 10px " 现阶段,发展人工通用智能的方法主要有两种:一种是以神经科学为基础,尽量模拟人类大脑;另一种是以计算机科学为导向,让计算机运行机器学习算法。二者各有优缺点,目前将两者融合被公认为最佳解决方案之一。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-bottom: 10px " 发展一个二者融合的计算平台将是推动融合的一个关键。新型芯片融合了两条技术路线,这种融合技术有望提升各个系统的能力,推动人工通用智能的研究和发展。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-bottom: 10px " 鉴于目前机器学习和神经科学的进步,施路平团队开发的“天机芯”(Tianjic芯片)就做到了这一点,可以为AGI技术提供一个混合协同的开发平台。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-bottom: 10px " “我们是从2012年就开始孕育这项研究,遇到了很多的挑战,但是我们认为,最大挑战不来自于科学、也不来自技术,而是在于学科的分布不利于我们解决这样的一个问题,所以我们认为多学科深度融合是解决这个问题的关键。所以 strong 在这项研究当中,我们组成了一个多学科融合的团队,由七个院系组成了一个类脑计算研究中心,覆盖脑科学、计算机、微电子、电子、精仪、自动化、材料等 /strong 。在这里,特别感谢清华大学校各位领导对跨学科建设的大力支持,这是本项目取得成功的关键。”施路平教授说道。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-bottom: 10px " 近几年,机器人与智能制造技术相关研究进展快速,与日常生活及工业生产生活结合紧密。未来,智能制造技术的应用对于社会发展将产生呢个重大影响。& nbsp /p
  • Nature|另辟蹊径 清华团队研制元成像芯片突破光学像差难题
    完美光学成像是人类感知世界的终极目标之一,却从根本上受制于镜面加工误差与复杂环境扰动所引起的光学像差。《科学》杂志也将“能否制造完美的光学透镜”列为21世纪125个科学前沿问题之一。近日,清华大学成像与智能技术实验室,提出了一种集成化的元成像芯片架构(Meta-imaging sensor),为解决这一百年难题开辟了一条新路径。区别于构建完美透镜,研究团队另辟蹊径,研制了一种超级传感器,记录成像过程而非图像本身,通过实现对非相干复杂光场的超精细感知与融合,即使经过不完美的光学透镜与复杂的成像环境,依然能够实现完美的三维光学成像。团队攻克了超精细光场感知与超精细光场融合两大核心技术,以分布式感知突破空间带宽积瓶颈,以自组织融合实现多维多尺度高分辨重建,借此能够用对光线的数字调制来替代传统光学系统中的物理模拟调制,并将其精度提升至光学衍射极限。这一技术解决了长期以来的光学像差瓶颈,有望成为下一代通用像感器架构,而无需改变现有的光学成像系统,带来颠覆性的变化,将应用于天文观测,生物成像,医疗诊断,移动终端,工业检测,安防监控等领域。图1 元成像芯片成像原理与大范围像差矫正效果(来源:Nature)传统光学系统主要为人眼所设计,保持着“所见即所得”的设计理念,聚焦于在光学端实现完美成像。近百年来,光学科学家与工程师不断提出新的光学设计方法,为不同成像系统定制复杂的多级镜面、非球面与自由曲面镜头,来减小像差提升成像性能。但由于加工工艺的限制与复杂环境的扰动,难以制造出完美的成像系统。例如由于大范围面形平整度的加工误差,难以制造超大口径的镜片实现超远距离高分辨率成像;地基天文望远镜,受到动态变化的大气湍流扰动,实际成像分辨率远低于光学衍射极限,限制了人类探索宇宙的能力,往往需要花费昂贵的代价发射太空望远镜绕过大气层。为了解决这一难题,自适应光学技术应运而生,人们通过波前传感器实时感知环境像差扰动,并反馈给一面可变形的反射镜阵列,动态矫正对应的光学像差,以此保持完美的成像过程,基于此人们发现了星系中心的巨大黑洞并获得了诺奖,广泛应用于天文学与生命科学领域。然而由于像差在空间分布非均一的特性,该技术仅能实现极小视场的高分辨成像,而难以实现大视场多区域的同时矫正,并且由于需要非常精细的复杂系统往往成本十分高昂。早在2021年,自动化系戴琼海院士领导的成像与智能实验技术实验室研究团队发表于《细胞》杂志上的工作,首次提出了数字自适应光学的概念,为解决空间非一致的光学像差提供了新思路。在最新的研究成果中,研究团队将所有技术集成在单个成像芯片上,使之能广泛应用于几乎所有的成像场景,而不需要对现有成像系统做额外的改造,并建立了波动光学范畴下的数字自适应光学架构。通过对复杂光场的高维超精细感知与融合,在具备极大的灵活性的同时,又能保持前所未有的成像精度。这一优势使得在数字端对复杂光场的操控能够完全媲美物理世界的模拟调制,就好像人们真正能够在数字世界搬移每一条光线一样,将感知与矫正的过程完全解耦开来,从而能够同时实现不同区域的高性能像差矫正。图2 元成像芯片——单透镜高性能成像(来源:Nature)传统相机镜头的成本和尺寸都会随着有效像素数的增加而迅速增长,这也是为什么高分辨率手机成像镜头即使使用了非常复杂的工艺也很难变薄,高端单反镜头特别昂贵的原因。因为它们通常需要多个精密设计与加工的多级镜片来校正空间不一致的光学像差,而如果想进一步推进到有效的十亿像素成像对传统光学设计来说几乎是一场灾难。元成像芯片从底层传感器端为这些问题提供了可扩展的分布式解决方案,使得我们能够使用非常简易的光学系统实现高性能成像。在普通的单透镜系统上即可通过数字自适应光学实现了十亿像素高分辨率成像,将光学系统的成本与尺寸降低了三个数量级以上。除了成像系统存在的系统像差以外,成像环境中的扰动也会导致空间折射率的非均匀分布,从而引起复杂多变的环境像差。其中最为典型的是大气湍流对地基天文望远镜的影响,从根本上限制了人类地基的光学观测分辨率,迫使人们不得不花费高昂的代价发射太空望远镜,比如价值百亿美元的韦伯望远镜。硬件自适应光学技术虽然可以缓解这一问题并已经被广泛使用,但它设计复杂,成本高昂,并且有效视野直径通常都小于40角秒。数字自适应光学技术仅仅需要将传统成像传感器替换为元成像芯片,就能为大口径地基天文望远镜提供了全视场动态像差矫正的能力。研究团队在中国国家天文台兴隆观测站上的清华-NAOC 80厘米口径望远镜上进行了测试,元成像芯片显著提升了天文成像的分辨率与信噪比,将自适应光学矫正视场直径从40角秒提升至了1000角秒。图3 清华-NAOC 80cm口径望远镜40万公里地月观测实验(来源:Nature)元成像芯片还可以同时获取深度信息,比传统光场成像方法在横向和轴向都具有更高的定位精度,为自动驾驶与工业检测提供了一种低成本的解决方案。而在未来,课题组将进一步深入研究元成像架构,充分发挥元成像在不同领域的优越性,建立新一代通用像感器架构,从而带来三维感知性能的颠覆性提升,或可广泛用于天文观测、工业检测、移动终端、安防监控、医疗诊断等领域。上述成果于2022年10月19日以“集成化成像芯片实现像差矫正的三维摄影”(An integrated imaging sensor for aberration-corrected 3D photography)为题以长文(Article)的形式发表在《自然》(Nature)杂志上。清华大学自动化系戴琼海院士、电子系方璐副教授为该论文共同通讯作者;自动化系吴嘉敏助理教授、清华-伯克利博士研究生郭钰铎、自动化系博士后邓超担任共同一作;自动化系乔晖助理教授、以及清华-伯克利生张安科、清华大学自动化系卢志、清华大学自动化系谢佳辰三位博士研究生共同参与了该工作。该工作受到了国家自然科学基金委与国家科技部的资助。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-022-05306-8
  • 登上Nature!清华大学丁胜团队首次化学定向诱导干细胞
    丁胜教授,担任清华大学首任药学院院长、拜耳特聘教授。于1999年在加州理工学院获得化学学士学位,并于2003年在斯克里普斯研究所获得化学博士学位。长期专注于干细胞领域,是开发和应用全新化学手段研究干细胞和再生医学的引领者,一直致力于发现和鉴定可以调控细胞命运和功能(例如,不同发育阶段及不同组织中干细胞的维持、激活、分化和重编程)的小分子化合物。他在数个角色之间切换:1. 参与筹建清华大学药学院并从2016年起担任创始院长之职;2. 同时任职美国加州大学旧金山分校药物化学系,格拉德斯通研究所冠名资深研究员及教授;3. 全球健康药物研发中心(Global Health Drug Discovery Institute)主任,该机构由清华大学校长邱勇与盖茨基金会联席主席比尔盖茨在瑞士达沃斯世界经济论坛期间正式签署共同建立,是国内首个由外资参与设立的民办非企业性质科研机构;4. 参与创立了Retro Biosciences、 Tenaya Therapeutics和Fate Therapeutics等 7家生物技术公司,其中Retro Biosciences于今年初获得了1.8亿美元的启动资金。最新成果登上Nature清华大学药学院丁胜教授及其团队首次以化学小分子组合体外定向诱导小鼠全能干细胞并稳定培养,相关成果以“Induction of mouse totipotent stem cells by a defined chemical cocktail”为题于北京时间2022年6月21日以加速预览(accelerated article preview)的形式在线发表于国际顶级学术期刊Nature。清华大学药学院丁胜教授、刘康助理研究员、马天骅副研究员为该论文共同通讯作者,清华大学胡妍妍、杨媛媛、谭彭丞为该论文的共同第一作者。化学定向诱导2012年,诺贝尔生理学或医学奖授予了日本科学家Shinya Yamanaka和英国发育生物学家John Gurdon,因其通过重编程将细胞恢复到胚胎期状态、重新拥有分化成各类成熟细胞潜能的研究的杰出贡献。恢复细胞多能性甚至全能性是很多科学家的追求,无需利用生殖细胞或人体胚胎细胞,而时通过其他途径诱导出全能干细胞,用于再生医学例如替换受损或病变组织,甚至是创造或者复原生命。该研究通过筛选了数千个化学小分子组合,发现并确定了其中一种组合TAW——三种小分子 TTNPB、1-Azakenpaullon 和 WS6。通过转录组相关和差异表达基因(DEGs)分析发现,这一组合可以将小鼠多能干细胞诱导成最接近小鼠2C胚胎期的细胞,即具有全能特性的干细胞,并稳定培养。图一、筛选能够诱导全能性标志物MERVL-tdTomato的小分子过程示意图。化学诱导干细胞全能性发育胚胎和胚胎外组织被认为是细胞全能性最严格的标准之一,为进一步证明化学诱导的干细胞ciTotiSCs具有真正的全能性,该研究将其注射到小鼠早期胚胎中以观察其体内的分化潜力,并分析了着床前和着床后胚胎发育不同时间点的谱系贡献。研究发现,该诱导细胞表现出双向发育潜力,在培养皿和体内都能产生胚胎和胚胎外细胞,具备普通全能干细胞的典型特征。 图二、ciTotiSCs(化学诱导的全能干细胞)对胚胎发育阶段支持小结:该研究以化学方法定向诱导并稳定培养全能干细胞,为从非生殖细胞中控制和理解全能性提供了一种新的体外定向诱导的方法,这将成为再生医学的极大助力,对于实现人体器官的体外再生以及创造或复原生命有着重大的意义。
  • 清华大学魏飞团队实现一步法制备纯度99.9999%半导体碳纳米管阵列
    本文授权转载自:清华大学头条新闻,转载请联系出处。10月2日,清华大学化学工程系魏飞教授团队在《自然通讯》(Nature Communications)上在线发表题为“超纯半导体性碳纳米管的速率选择生长”(Rate selected growth of the ultrapure semiconducting carbon nanotube arrays)的论文。该论文研究指出,碳纳米管在生长过程中的原子组装速率与其带隙相互锁定,金属管数量随长度的指数衰减速率比半导体管高出数量级,在长度达到154mm后可实现99.9999%超长半导体管阵列的一步法制备,这一方法为制备结构完美、高纯半导体管水平阵列这一世界性难题提供了一项全新的技术路线,对新一代碳基电子材料的可控制备具有重要价值。研究背景随着信息技术的高速发展,半导体芯片已成为数字经济和国家安全的重要基础。近年来,以硅基材料为核心的摩尔定律即将走到终点,在众多替代材料中,碳纳米管凭借纳米级尺寸和优异的电子空穴高迁移率成为新一代芯片电子的理想候选材料。美国国防高级研究计划局宣布投资15亿美元推进“电子复兴计划”,用于开发微型化、高性能碳纳米管芯片。斯坦福大学和麻省理工学院相继研发出碳纳米管计算机和基于1.4万个碳纳米管晶体管构筑的16位微处理器,充分展现了碳纳米管在后硅时代的发展潜力。我国在碳纳米管电子器件及材料制备的工程应用领域具有显著优势,特别是在单根碳纳米管晶体管无掺杂制备及小碳纳米管器件领域做出了众多原创性贡献。在碳纳米管宏量制备领域,也已率先实现世界高、千吨级产量聚团状和垂直阵列状碳纳米管的批量制备,并在动力电池领域规模化应用。然而,碳纳米管的结构缺陷、手性结构控制仍然是制约高性能碳基芯片应用的关键问题。研究过程基于以上问题,魏飞教授团队专注结构完美超长碳纳米管的研发10余年,发现超长碳纳米管在分米级长度上的结构一致性,率先制备出世界上长的550mm碳纳米管,并验证了碳纳米管的数量随长度呈现指数衰减的Schulz-Flory分布规律。进一步研究发现,金属和半导体管的数量也各自满足Schulz-Flory分布,但半导体管的半衰期长度是金属管的10倍以上。拉曼散射、瑞利散射光学表征及同位素标记的生长速度测试表明,金属与半导体管的半衰期长度差异源于碳纳米管自身带隙锁定的生长速度。缩小非均相催化中外扩散与毒化过程的活化能差异,从而提高碳纳米管的长度,是实现具有窄带隙分布的半导体管阵列可控制备的关键。据此,该团队设计层流方形反应器,精准控制气流场和温度场并优化恒温区结构,将催化剂失活几率降至百亿分之一,成功实现了超长水平阵列碳纳米管在7片4英寸硅晶圆表面的大面积生长,长长度650mm,单位反应位点转化数达到1.53×106 s-1。用154mm处的碳纳米管阵列作为沟道材料制作的晶体管器件,开关比为108,迁移率4000cm2/Vs以上,电流密度14A/m,展现了超长碳纳米管在阵列水平的优异电学性能。高纯度半导体性碳纳米管阵列的速率选择生长研究结果这种利用带隙锁定生长速度实现高纯半导体管可控制备的方法,为原位自发提纯半导体材料提供了一种全新路线,为发展新一代高性能碳基集成电子器件奠定了坚实的基础。该工作是魏飞教授团队继实现半米长碳纳米管可控制备及原位卷绕成大面积、单手性碳纳米管线团后的又一创新性工作,为实现碳纳米管在高端电子产品及柔性电子器件中的应用,推动国家微电子行业发展提供了可行的路线。论文直达文章通讯作者为魏飞教授,作者为清华大学化工系2015级博士生朱振兴,芬兰阿尔托大学应用物理系博士后魏楠、清华大学微电子系许军教授及2016级博士生程为军、清华大学化工系王垚副教授、张如范助理教授、博士生申博渊、孙斯磊、高俊参与了该工作。本项研究工作受到国家重点基础研究发展计划、国家自然科学基金委及北京市科学技术委员会等项目的资助。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-019-12519-5 点击查看更多往期精彩文章 严峻环境下的自救——探寻端气候下的生命存续 | 前沿应用【上篇】发现生命的轨迹——化石中的碳元素分析 | 前沿应用地底深处的生命探索——矿物中的化学反应分析 | 前沿应用【下篇】复旦巧用增强拉曼“识”雾霾 | 前沿用户报道瞪你一眼,就能“看透”你 | 用户动态青岛能源所实现毫秒级单细胞拉曼分选,"后液滴"设计功不可没|前沿用户报道表面增强共振拉曼光谱探究细胞色素c在活性界面上的电子转移新型荧光探针——细胞膜脂变化无所遁形!1+1≥3,AFM-Raman 材料表征新技术!——附新相关论文 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,以供读者阅读、自行参考及评述,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。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首选,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。点击下方“阅读原文”查看新闻。
  • 世界首次:清华大学成功制备超长碳纳米管管束
    p style=" text-indent: 2em " 在国家重点研发计划“纳米科技”重点专项的支持下,清华大学魏飞教授团队与李喜德教授团队合作研究,在超强碳纳米管纤维领域取得突破,在世界上首次报道了接近单根碳纳米管理论强度的超长碳纳米管管束的制备。 /p p style=" text-indent: 2em " 碳纳米管被认为是目前人类发现的强度最高的几种材料之一,其杨氏模量高达1 TPa以上,拉伸强度高达100 GPa以上(比强度更是高达62.5 GPa/(g/cm3)),超过T1000碳纤维强度10倍以上。理论计算表明,碳纳米管是目前唯一有可能帮助我们实现太空电梯梦想的材料。 span style=" text-indent: 2em " & nbsp /span /p p style=" text-indent: 2em " 如何将一根根碳纳米管组装后仍保持其单根的优异力学性能是制备超强纤维必须首先解决的问题。然而,目前已报道的碳纳米管纤维的强度只有0.5~8.8 GPa,远低于碳纳米管理论强度(& gt 100 GPa)。主要原因是形成纤维的碳纳米管长度较短,单元体之间以范德华力相互搭接,在拉力作用下极易发生相互滑移,无法充分利用碳纳米管固有的本征高强度。 /p p style=" text-indent: 2em " 此外,碳纳米管内的结构缺陷、杂乱的取向等都会导致纤维强度的下降。相比之下,超长碳纳米管具有厘米甚至分米以上的长度并且具有完美的结构、一致的取向和接近理论极限的力学性能,在制备超强纤维方面具有巨大的优势。 /p p style=" text-indent: 2em " 魏教授与李教授研究团队通过采用原位气流聚焦的方法,可控地制备了具有确定组成、结构完美且平行排列的厘米级连续超长碳纳米管管束,巧妙避免了上述的限制因素。通过制备含有不同数量单元的超长碳纳米管管束,定量分析其组成和结构对超长碳纳米管管束力学性能的影响,建立了确定的物理/数学模型。提出了一种“同步张弛”的策略,通过纳米操纵来释放管束中碳纳米管的初始应力,使其处于一个较窄的分布范围,进而可将碳纳米管管束的拉伸强度提高到80 GPa以上,接近单根碳纳米管的拉伸强度。所报道的超长碳纳米管管束拉伸强度优于目前发现的所有其他纤维材料。 /p p style=" text-indent: 2em " 这项工作揭示了超长碳纳米管用于制造超强纤维的光明前景,同时为发展新型超强纤维指明了方向和方法。相关成果于2018年5月14日在线发表于《自然—纳米技术》(Nature Nanotechnology)上。 /p
  • 氰化钠究竟有多危险?
    文章来自果壳网;北京方程佰金转发(文/三畝)提起氰化钠,很多人都会闻之色变。甚至有媒体以“核生化部队爆炸现场测出钠元素,钠遇水易爆燃”为题进行了报道。不过实际上氰化钠中的“钠离子”不危险,危险的是这次爆炸现场可能存在的“氰化钠”这个物质中的另外一半——“氰离子”,而更危险的是不做任何调查直接把听到的东西变成新闻的不求甚解的态度。“氰”是不是彻头彻尾的坏?我们先别着急下结论。首先“氰”有一个挺美好的名字。这种离子和青色的东西有点儿关系,所以西方人管她叫做Cyanide“青色”在英文中是“Cyan”),非常有名的染料普鲁士蓝(Prussian blue)就是一种含有“氰”的物质。实际上,普鲁士蓝是一种救命的药物:对于铊中毒有很好的治疗作用。普鲁士蓝。图片来源:dailytech.com普鲁士蓝里面的“氰”之所以能够安安分分地做不产生毒性,是因为在普鲁士蓝里面还含有一些居委会大妈——“铁离子”。“铁离子”能够牢牢地把“氰”抓在自己身边不让他们出去捣乱。可是如果是“氰化钠”就不行了。这个组合里面的“钠离子”搞不定“氰”。如果这个“氰化钠”没有溶解到水里面,那么这个“氰”还算是老实,能守在“钠离子”旁边不跑。但是只要空气里面有一点点湿气,“氰”就会见缝插针地随着这点儿湿气跑出去,同时形成一个叫做“氰化氢”的剧毒气体。这种“氰化氢”略微带着一点儿苦杏仁味,所以你看动画片中的柯南经常会闻闻死者的嘴巴,然后只见一道闪电从脑海中劈过:真相只有一个,死者氰化物毒死的。《名侦探柯南》中,受害者死于氰化物中毒的情节。图片来源:b.bbi.com.tw当然要是遇到更多的水(比如南方梅雨季节里面能拧出水来的空气或者干脆就是一杯水),“氰化钠”里面的那些“氰”就会更加撒欢儿往外跑。“氰”跑出来会干嘛呢?如果在动物(包括人)体内,这些“氰”就会牢牢地抓住身体里面的“铁离子”大妈:“我可算找着您了,‘钠离子’太不给力了,还是您带着我吧,您带着我吧。”这要是在别处也就算了,“铁”大妈带着就带着。可是动物体内的“铁离子”太重要了,人家要运送比“氰”重要一千倍的东西——氧;运送氧还是次要的,还有更多的铁离子在细胞内运输重要一万倍的东西——呼吸作用所需的电子流。这是维持细胞运作最根本的动力。一旦“铁”大妈被“氰”给缠住了分不开身,它作为电子传递链的正常任务就无法执行了,细胞呼吸由此断绝,能量的供应也都断掉了;而一旦能量缺失,控制身体所有机能的中枢神经系统就会极快停止工作。接下来,呼吸和心跳就会停止,各大重要脏器(比如肝和肾)就会衰竭。很短时间内生命停摆。普鲁士蓝毒性很小,因为在普鲁士蓝里面人家“氰”已经找着组织“铁离子”了)。“氰化钠”、“氰化钾”和“氰化氢”剧毒(根据法医学经验,氰化钾的致死量在50毫克到250毫克,也就是0.05克到0.25克之间)是因为这些物质里面的“氰”都还是活动能力很强的,没被看住。到底有多毒呢?用我们经常用的LD50(lethal dose 50%,在指定时间内杀死测试动物中一半数量所需要的剂量)指标对比,砒霜是(大鼠口服)14.6毫克/千克(体重),而氰化钠是(大鼠口服)6.44毫克/千克(体重),氰化钾是(大鼠口服)5毫克-10毫克/千克(体重)。也就是说,这东西比砒霜还要厉害三分。更可怕的是这些剧毒的氰化物很容易在水里溶解的,所以起效非常快(我们的黑话叫做“动力学速度很快”),除非剂量非常小,15分钟到1个小时之内就可以置人于死地,给医生留下的抢救时间非常有限。相比较而言,砒霜可以算是慢性子了,服毒1小时后开始看到症状,几个小时甚至一天之后才会致死。见血封喉是啥意思,大概就是这个意思。顺便说一下,这两天有个谣言说小心不要淋雨,因为雨里面可能有这个东西。嗯,这么说吧,如果您要是淋到的雨里面的这东西浓度高到能够透过皮肤造成伤害的话,您也就没有机会站着淋雨了:空气里面的氰化氢的含量已经把您给撂倒了。氰化钠的工业用途既然这个“氰化钠”这么厉害,而且这东西遇到水就会变成别的东西,那么一定是有坏蛋把这匹猛虎给放出来了!这是个阴谋吗?是有人制造出大量氰化钠来害人的吗?还真不是这样。氰化物最主要的用途是在金和银的开采上。由于“氰”这个傍大款的脾气,他见到“铁”大妈的时候就牢牢地抓住“铁”大妈,见到“金”大妈和“银”大妈的时候当然就更加揪住不放了。在冶金行业中,就是利用“氰”的这个见钱眼开的脾气来把矿石中稀稀落落存在那点儿“金”和“银”给抠出来。开采金矿使用的氰化钠。图片来源:globalchemmade.com除了这个,氰化物还用来做橡胶,还在制药行业中有用处。所以不能冤枉别人,这东西只要管理好了还是挺有用处的。那到底该怎么管理呢?要想让这些家伙始终做个“安静的美男子”,就一定要把他们放在密封容器之中,搁在阴凉并且通风良好的地方。不要让他们有机会和水见面,尤其不能见到一丁点儿酸(醋都不行,不要说盐酸硫酸硝酸这样的东西)。以前我们读大学的时候,氰化钠是放在一个密封的小瓶子里面,小瓶子外面就是专门中和氰化钠毒性的“硫代硫酸钠”(另外一个居委会大妈,大概相当于朝阳群众,专灭“氰”这种捣蛋脾气)。这样就算遇到什么不可控制的情况(比如地震),氰化钠这小子跑出来了也立刻被干掉。当然,无论采取什么措施,都需要人的观念上的改变。再良好的规范,如果大家都不能够按照规范操作的话,就都白搭了。(编辑:球藻怪)本文首发自微信公众号“言安堂”,经作者授权转载。言安堂微信号:Yan_Huang_TH。
  • Nature|清华大学魏飞团队实现分子筛孔道内单分子原子级显微成像突破
    有机小分子在以分子筛为代表的多孔材料中的单分子成像与构象研究,是深入理解其相变、吸附、催化和相互作用过程的基础与关键。其中,有机小分子(吡啶,苯,噻吩等)在室温或更高温度下的原子级成像,一直是电子显微学领域的圣杯。近日,魏飞团队借助于包含酸性位点的孔道允许吡啶分子较大机率形成平躺稳定构象的原理,制备了利于观察的高硅铝比准二维片层ZSM-5(2-3个单胞厚度),利用电子显微镜技术,首次实现了在室温下ZSM-5分子筛孔道内限域的有机小分子(吡啶、噻吩)的原子级成像,实现了分子筛孔道内单分子原子级显微成像突破。2021年至今,魏飞团队利用对二甲苯和苯分子与ZSM-5孔道的匹配特性,首先在室温下,巧妙地借助了两个对位甲基与多孔骨架间的受限空间势阱的构型束缚效应,率先成功研究了客体分子与主体骨架间的范德华力相互作用;在此基础上,通过高温原位实时观测苯分子与骨架结构的相互作用,揭示了苯分子与分子筛在亚纳米尺度上的拓扑柔性行为(相关工作发表于Nature 592, 541, 2021;Science 376, 6592,2022),为此次突破打下了坚实的基础。图1 孔道内吡啶分子吸脱附过程的原位成像研究表明,在分子筛孔道中,主客体氢键相互作用和范德华力能够稳定吡啶分子在分子筛孔口处平躺时的原子构象,当吡啶六元环被充分地暴露在孔口成像投影方向上时,能够从静态图像甚至原位实验中直观地识别分子的原子排列、键长及与酸性位的相互作用。这一成像策略的核心是积分差分相位衬度扫描透射电子显微技术(iDPC-STEM)可以实现超低电子剂量下有机小分子的皮米级高分辨成像,以及高硅铝比准二维片层ZSM-5(2-3个单胞厚度)孔道内相互作用势阱能够限域单个吡啶分子,利用酸碱相互作用使吡啶单分子平躺在孔口处,实现了吡啶六元环的原子级分辨率成像。首先,采用原位成像实验研究了孔道内吡啶分子动态吸脱附过程,随着脱附过程的进行,能够在部分孔道中观察到与酸性位点相互作用的吡啶六元环结构(如图1所示),这证明了酸性位结合孔口范德华力作用使小分子环球结构原子级分辨的成像策略可行性。更进一步,如图2所示,实现了对单个吡啶分子的原子级成像,吡啶六元环上的原子清晰可辨。通过图像和计算的对比,证实了吡啶分子的成像结果,同时通过最小二乘法确定了吡啶环中N原子的位置。此外,根据吡啶环的位置和取向,能够识别出孔道内酸性位点的位置。图2 孔道内限域单个吡啶分子的原子级解析上述工作不仅提供了一种有效、通用的相互作用势阱在室温下对单个有机小分子的原子级结构成像策略,同时推动了电子显微学在有机小分子原子级成像上的进一步应用。可以预期,使用其他类型的相互作用来稳定目标分子,可以从原子和化学键的新视角,研究各种分子结构在反应条件下单分子演变和相互作用行为,例如催化反应中小分子结构演化的分子电影和生物大分子构型的转变等重要命题。更重要的是,这些分子行为可以在室温甚至更高温度下成像,这更接近它们实际应用条件下的真实状态,将有助于理解各种化学和物理过程中分子的真实行为。上述研究成果以“电子显微镜对分子筛限域单分子的原子级成像”(Atomic imaging of zeolite-confined single molecules by electron microscopy)为题,于7月13日发表在国际学术期刊《自然》(Nature)上。论文共同第一作者为清华大学化工系2020届博士毕业生申博渊(现已入职苏州大学)、2018级博士生王挥遒、2019级博士生熊昊。论文通讯作者为清华大学化学工程系魏飞教授和陈晓助理研究员。参与该项工作的研究人员还包括清华大学化工系骞伟中教授、赛默飞世尔科技的Eric G. T. Bosch和Ivan Lazić。论文链接:https://www.nature.com/articles/ s41586-022-04876-x
  • 清华施一公团队跨年「双杀」《Nature》+《Science》
    p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 2018年12月31日,清华大学施一公教授研究团队于顶级学术期刊《自然》(Nature)发表阿尔兹海默症关键蛋白作用机制的研究成果,是我国2018年的最后一篇Nature文章,也是生命科学领域的收官之作。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 今年1月10日,施一公教授团队在另一顶级学术期刊《科学》(Science)发表了该领域的又一重要研究成果,拉开了2019年我国生命科学领域研究的序幕。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 近年来,施一公教授及其所带领的团队一直将揭示阿尔兹海默症的发病机理作为重点研究方向,经过长期不懈的努力,取得一系列重要突破。研读间第一时间联系了两篇论文的共同第一作者,生命学院博士后、结构生物学高精尖创新中心卓越学者杨光辉,为我们讲述了研究过程背后鲜为人知的故事。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 「双杀」:连发两篇顶级期刊 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 2018年12月31日和2019年1月10日,清华大学施一公教授研究团队分别于顶级学术期刊《自然》(Nature)和《科学》(Science)发表两篇与阿尔兹海默症关键蛋白作用机制相关的研究成果,《人源γ-分泌酶识别底物Notch的结构机制》(Structural Basis of Notch Recognition by Human γ-secretase)和《人源γ-分泌酶底物淀粉样前体蛋白的识别》(Recognition of Amyloid Precursor Protein by Human γ-secretase)的文章,完成了跨年「双杀」。两篇文章报道了人体γ-分泌酶结合底物Notch以及和淀粉样前体蛋白(APP)的高分辨率冷冻电镜结构,从分子层面为理解γ-分泌酶特异性识别和底物切割的机制提供了重要认知基础,为研究与阿尔兹海默症以及癌症相关的发病机制、特异性药物设计提供了重要的结构信息。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 突破:提供「狙击式」潜在治疗方案 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 阿尔兹海默症(Alzheimer’s Disease, AD)是当今世界面临的最为严峻的神经退行性疾病。主要临床表现为脑组织切片中出现淀粉样斑块、神经元死亡、认知和记忆能力受损,最终脑功能严重受损直至死亡。统计结果表明,在65岁以上人群中,其发病率高达10%,在85岁以上人群中,发病率更是达到30-50%;我国目前患该病的人口高达500万,约占世界患者总数的四分之一,并且由于世界范围内预防治疗手段不足、缺乏特效药物,该疾病有发病年龄提前、发病人数增加的趋势,给病人及家属造成极大痛苦,也同时为社会带来沉重负担。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 阿尔兹海默症的发病机理尚不明确。病人脑组织中的淀粉样斑块,是由淀粉样蛋白前体蛋白(APP)被酶切割产生的短肽聚集而来。除了淀粉样蛋白,重要的信号蛋白Notch也是γ-分泌酶的底物。Notch的异常切割会导致发育的异常,与一些诸如T细胞急性淋巴细胞白血病在内的癌症发病也有重要联系。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 「如果把底物Notch或者APP比喻成一根绳子,那么γ-分泌酶的作用就是要把这根绳子剪成一段一段。如果切割产生异常,或者这些剪出来的小段缠绕在一起就有可能导致疾病。」此外,「作为与阿尔兹海默症和癌症均紧密相关的蛋白,很多药物的研发直接以γ-分泌酶作为靶点,希望通过调节其活性来治疗相关疾病。」 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 近年来,多种旨在减少淀粉样沉淀的γ-分泌酶活性抑制剂的临床实验均宣告失败,较为著名的是礼来公司临床实验的Semagacestat。这一抑制剂虽然能够减少淀粉样沉淀,但并不能改善患者的认知状况,更严重的是由于同时抑制了γ-分泌酶对Notch的切割,导致患者罹患癌症的风险大幅增加,最终该临床实验提前终止,而对γ-分泌酶结合底物机制研究的缺失是造成这一失败的原因之一。基于此,获得γ-分泌酶与底物Notch以及APP复合物的结构,对研究γ-分泌酶的底物识别酶切机理和以γ-分泌酶为靶标的特异性药物设计具有极大科学意义和潜在应用价值。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 研究团队认为,这或许为开发底物特异性的抑制剂带来启发。类似于从「霰弹枪」到「狙击枪」的过度,未来可以开发特异地抑制β淀粉样前体蛋白APP的加工而不影响Notch加工的药物,靶向治疗阿尔兹海默症且不导致副作用。与此同时,这两篇文章通过细节方法的创新,首次揭示了膜内蛋白水解酶与底物复合体这一大类的结构信息。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 科研:挑战与惊喜并存 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 研读间第一时间联系了两篇论文的共同第一作者,生命学院博士后、结构生物学高精尖创新中心卓越学者杨光辉,为我们讲述了研究过程背后鲜为人知的故事。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " Q1:在研究过程中有什么曲折的经历? /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 有的。课题难度很大,最难的点在于获得稳定的酶和底物的复合体,这一状态很难捕捉。我们前期在蛋白质设计上做了很多工作,直到最后采用了文章里描述的交联的办法。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " Q2:研究过程中有什么印象特别深刻的事吗? /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 印象深刻的事很多。施老师实验室一直在做γ分泌酶相关的工作,我自己也一直在思考如何解析γ分泌酶与底物结合的结构。很早就在思考,但是初期各种蛋白质设计的方法并不能获得酶和底物稳定在一起的状态。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 在读文献的过程中看到了酶与底物可能发生相互作用的部分位点,有了一些线索。从2017年初想到并开始尝试使用交联的方法,然而也不知道哪几个氨基酸位点能交联在一起,于是就在有限的线索下进行尝试,希望能够筛选出最优解。我们最终成功获得了这个解答,并且获得了Notch与γ分泌酶在一起的状态,这时已经快到春节了。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 我们立即收了一些数据,春节在家远程计算,大年初三早上我算出来一个初步结果,发现我们想要的底物确实存在。很兴奋!有一种迫不及待想把课题做出来的心情。于是我们很快回到实验室,准备样品,收集数据,最终把课题做了出来。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 还有一个印象深刻的事情就是课题做出来后,我们从结构里发现了一个没有想象到的二级结构β-sheet的形成。如果没有结构生物学,是很难想象或者预测出来的。这也是结构生物学巨大的魅力。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " Q3:如何在这么短的时间内连续在顶刊发表两篇论文? /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " APP和Notch对研究阿尔兹海默综合症的发病机理和治疗手段都很重要。很多药物公司投入巨资研发减少APP切割的药物,其中礼来公司的Semegacestat就是一种γ-分泌酶的抑制剂,这一款被寄予厚望的药物临床实验中确实减少了淀粉样蛋白的量,但是也增加了病人患癌的风险,原因就是药物抑制了Notch的切割。所以设计出特异性的只针对性抑制APP切割的药物非常重要,我们对这方面很感兴趣。基于此,要想更全面的解决特异性的问题,我们需要获得γ-分泌酶分别结合APP和Notch的结构。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 其实两种底物的研究过程是螺旋上升的,一直同时进行。在最初的对APP的尝试中,由于APP蛋白本身的性质,我们并没有获得很大突破。随后我们比较了Notch与APP的蛋白质序列,惊奇的发现尽管二者序列各不相同,但是二级结构相似性很大。这一规律的总结带给我们突破口。我们先获得了Notch与γ-分泌酶的稳定复合物,随后在解析结构后再次对比APP与Notch的序列,确定了针对APP的方案,真是有一种柳暗花明的感觉。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 此外,杨光辉就研究生科研也提出了一些自己的心得和建议。他认为做研究的目的是解释这个领域的重要的科学问题。同时他认为,要想更好地做研究,这个领域的文章一定要多读,重要的文章细读,从中多总结;同时要有批判性思维,对重要的线索要先验证,再与自己的课题相结合。在实验过程中一定要注意细节的把握,做好对照实验,要注重实验设计的逻辑。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 十年求索:愈加清晰的研究视野 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 施一公教授2006年在清华大学建设实验室之初,就将揭示阿尔兹海默症的发病机理作为重点研究方向。此次发表的两篇研究成果是研究团队长期以来在该领域持续发力的重要结晶。在此之前,施一公教授及其所带领的团队在该领域不断突破,发表了一系列重要研究成果: /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 2012年12月,施一公研究组在《自然》(Nature)报道PS1细菌同源蛋白PSH的晶体结构,并根据同源性首次构建了PS1的结构模型,揭示了PS1的结构折叠,并在结构上初步分析了在阿尔兹海默症病人中发现的PS1突变位点。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 2014年6月,施一公研究组与英国MRC分子生物学实验室白晓晨博士等合作在《自然》(Nature)报道了分辨率为4.5埃的γ-分泌酶复合物电镜结构,观察到了其跨膜区域呈马蹄形排布的结构。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 2014年9月,施一公研究组在《美国科学院院刊》(PNAS)发表文章,报道了其中一个亚基Nicastrin同源蛋白胞外结构域的高分辨率晶体结构,推测了Nicastrin在底物招募过程中可能的机制,并且根据同源性构建了人源Nicastrin 胞外结构域的结构,结合该结构与此前解析的PSH晶体结构和4.5埃分辨率电镜结构,他们在γ-分泌酶跨膜区辨认出了PS1,并进一步推测了该复合物近20个跨膜螺旋的组装模式。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 2015年3月,施一公研究组在《美国科学院院刊》(PNAS)发表论文,报道PS1的细菌同源蛋白PSH具有与γ-分泌酶类似的底物切割活性,并且其酶活也受到γ-分泌酶小分子抑制剂的抑制,并解析了该抑制剂与PSH的复合物结构,揭示了其抑制位点,从而使得PSH可以作为一个研究成本相对低廉的替代品来进行γ-分泌酶调控小分子的初步筛选。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 2015年4月,施一公研究组在《美国科学院院刊》(PNAS)发表论文,报道人源γ-分泌酶4.3埃的冷冻电镜三维结构。与一年之前的4.5埃结构相比,尽管分辨率只提高0.2埃,但是跨膜区密度质量有了极大提高。此外他们在PS1的N端连接T4-溶菌酶蛋白,从而准确定位出PS1的第一个跨膜螺旋,并在此基础上判断出四个亚基,验证了在2014年PNAS文章中推测的组装方式。此外,他们利用性质非常缓和的去污剂制备样品,证明电镜观察到的结构并未因蛋白纯化和冷冻制备而受到影响。这个结构也是清华大学电镜平台的K2电子探测相机自2014年暑期正常运转之后解析出的最小分子量的结构。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 2015年8月18日,施一公研究组在《自然》(Nature)在线发表了题为《人源γ-分泌酶的原子分辨率结构》(An Atomic Structure of Human γ-secretase)的文章,报道了分辨率高达3.4埃的人体γ-分泌酶的电镜结构,并且基于结构分析研究了γ-分泌酶致病突变体的功能,为理解γ-分泌酶的工作机制以及阿尔兹海默症的发病机理提供了重要基础。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 2017年,施一公研究组于《美国科学院院刊》(PNAS)发表两篇文章,对γ-分泌酶上疾病相关突变切割APP的性质和机理进行了研究。 /p
  • 潜心激光器纳米测量40年,冷门中做出系列“颠覆性”技术成果——访清华大学教授张书练
    没有测量就没有科学技术,没有超精密测量仪器,就不会有高端装备制造。然而多年来,中国制造业升级几乎是由国外超精密测量仪器来支撑,这是我国高端制造的短板之一。中国在超精密测量仪器领域,是否能够实现颠覆性技术突破和技术的持续跃迁,从而实现追随、并行、赶超,让“卡脖子”不再来?渐进式创新常有,颠覆性创新不常有,尤其是在历经几十年发展的激光测量技术领域。为了追求“变不能为能,使激光测量仪器具有更高精度、更小体积、更方便使用、更低造价”,清华大学教授张书练不介意是否进“冷门”坐“冷凳”,深挖激光现象不止,转化激光现象为纳米测量技术不停。从发现现象开始,到把现象推化为仪器原理,他取得了一系列颠覆性技术成果:发明了新型原理双折射(-塞曼)双频激光器,开发出十多种世界独一份的激光器纳米测量仪器。目前,多种仪器已经实现应用,部分实现规模产业化,在光刻机、机床、航空航天等领域得到广泛应用,带动了纳米测量,对科学技术做出了的重大贡献。张书练教授近日,仪器信息网有幸采访到这位非常具有创新性且多产的科学家,请他谈一谈自己这条深耕了40年的偏振正交激光器纳米测量技术的研究和应用之路。 路自创新开,果从问题来张书练生于农村,每每假期,他都下地干活,十分卖力。经历过多次旱涝,也常见春天的盐碱覆盖农田,缺苗少棵。百姓靠天吃饭,常靠政府救济。锄头的力量实在有限,既解决不好温饱更帮不了别人。他从高中课堂里,学到了蒸汽机、内燃机、电力、化肥,知道这才是“改天换地”的力量。20世纪60年代,清华大学在四川绵阳建立分校,张书练作为清华大学精仪系(原机械系)光学仪器专业学生,随校远赴绵阳,毕业后留校,被纳入分校(现在的清华电子系)激光专业任教。70年代,国家恢复研究生招考,张书练考入清华大学精仪系光学仪器专业,并回到北京。硕士论文的研究内容是激光陀螺,毕业后又在精仪系任教。激光技术的基础和精密仪器系的环境,使张书练走进了“激光”和“纳米测量”学科交叉的方向,心底的追求使他迈向“不创新我何用,不应用我何为”的道路。《不创新我何用,不应用我何为——你所没有见过的激光精密测量仪器》是张书练教授于2021年3月出版的学术书,总结了自己近40年有新意和有重要性的成果。在写作过程中,他从回顾中感悟到:失败和质疑是开辟创新之路的动力。在中国仪器界,过去长期大幅度落后于西方先进国家,这给了我国一个模仿、学习、跟进的快速成长机会。但现在或不远的未来,如何在无人引领的前沿仪器领域保持创新?张书练教授认为,“科学家应该见问题而喜,我们就是为解决问题才当教授的。有失败和质疑,就有需要解决的问题,才会有连续不断的成果并产生各种应用。”例如,张书练教授在研究环形激光器测量弱磁场和测量位移受阻,产生了双折射-塞曼双频激光器,今天显示出其突出重要性;申请“激光器纳米测尺”,被专利审查员质疑,因为形似一样实为不同,抗辩中接触了激光回馈,把他创新的正交偏振激光器引入激光回馈又开辟了一个新的方向,如今已是“枝繁叶茂”。坚韧不拔,金石可镂谈及对创新的执着,张书练教授说“坚韧不拔,金石可镂,才能攀上创新高峰,落实到应用”。他研究的双折射双频激光器,历经30余年才实现批量应用,是张书练教授攀上高峰的范例之一。近50年来,塞曼氦氖双频激光器作为光源的干涉仪——双频激光干涉仪,一直是机械制造、IT(光刻机)等行业不可替代的纳米测量仪器。而由于原理限制,这种传统塞曼双频激光器存在三大缺憾。首先,两个频率之差一般在3兆赫兹左右。这一小频率差成为双频激光干涉仪提高测量速度的瓶颈,测量速度一直不超过1米/秒,成为提高测量导轨、光刻机、机台等设备测速的障碍。第二,需要加大频率差时,激光器的功率大幅度下降,7兆赫兹频率差激光功率下降到一百多微瓦,甚至几十微瓦,测量路数受到瓶颈性限制。此外,塞曼双频激光器输出的偏振旋转的光束,需要经转化才成为偏振与光传播方向垂直的光(线偏振),这给干涉仪带来几纳米,甚至10纳米的非线性误差。中国计量院的测试表明,非线性误差不仅是塞曼双频干涉仪的缺憾,也存在于单频干涉仪和其他类型的激光干涉仪中。该如何跳出这一窠臼?从物理原理再出发!张书练教授自1985年起开始了寻找产生大频率差方法,也即偏振正交激光器的研究。通过梳理、探究激光器的原理、特性和频率稳定技术,从普通的晶体双折射现象中,他找到了解决问题的契机。基于此,通过在激光器内置晶体石英片,使激光频率分裂,一个频率分成两个偏振方向互相垂直的光频率,晶体石英片的厚度,放置角度的微小改变,即可实现频率差的大范围改变,一个全新的双频激光器产生了——双折射双频激光器,其可输出40MHz到数百MHz频率差的光。如再加上横向磁场,成为双折射-塞曼双频激光器,输出~0MHz到数百MHz频率差的光。双折射(-塞曼)双频激光器为双频激光干涉仪性能的阶跃(减小非线性误差,提高测速,增加测量路数)做好了准备。利用双折射产生双频是把石英晶体片安放于激光器内,张书练证明双折射双频激光器的可行性。进一步,找到了消除两个频率相互竞争的“死区”,解放出0~40兆赫兹频率差的方法,这其中有复杂的物理问题,又有复杂的技术问题。再进一步,就是找到能实用、最优的双折射双频激光器的结构,包括实现全内腔,真空封接方式,消除环境温度变化影响等。为此,十几位研究生(博士,硕士)和工程师长期持续攻关,难以计数的实验,否定之否定,最终发明了内应力激光腔镜,即把双折射做在激光器反射镜内。这一激光器称之为双折射-塞曼双频激光器。这一颠覆性的激光器技术站在了世界双频激光的最前列。最后的胜利要体现在双频激光干涉仪上,只有把双折射双频激光器作光源的双频激光干涉仪做出来,并在应用中纠错改进,被应用认可,推广开,才算成功。从原理设计、实验验证装置、工程样机到仪器产品的跨越,可谓“古来征战几人回”。“熬人!”张书练教授用两个字表达了自己的体会,但他的脸上却洋溢着自豪。“从提出原理,到实验验证,再到产品化,并应用到双频激光干涉仪中。一开始仪器不稳定,我们就不停做调整,做工艺改造。在这个过程中,十几年就过去了。”张书练教授说到。如今,张书练教授发明的以双折射双频激光器为核心的激光干涉仪已成功实现批量商用。该仪器可广泛应用于科学研究、光刻机、数控机床、航空航天、舰船等行业;其核心部件——双频激光器,基于双折射产生激光双频的原理,比国内外传统的塞曼双频激光器的激光功率高四倍、频率差大一倍或两三倍、最近达到13倍(40MHz),且没有两个频率之间耦合串混,分辨率达到1纳米,线性测量长度范围0到70米,非线性误差小于1纳米,测量速度超过2米/秒。这些技术指标,满足了机床检定、高端光刻机工件台定位等应用的要求。据透露,华为等经过广泛调研,选定了张书练教授的双频激光干涉仪,此外,相关机构也选定了张书练教授的双频激光器。独辟蹊径,步步生花双折射-塞曼双频激光器和干涉仪的成功是是从“冷门”里出来的,张书练教授认为,“被世界公认为那种‘红的’、‘紫的’领域,最有创新的工作往往已经完成了,再跟过去,虽然也能发表文章,也能突破,但仅仅是在人家设计好的大筐子里做。”“冷门”研究,说起来容易,做起来难。因为探索的是新原理的仪器,研究的是几乎空白的领域,张书练教授在工作展开过程中不可避免地遇到了太多的问题,他却对此保持了一个非常乐观的心态。在激光器的研究过程中,他深入揭示了其物理现象(获教育部自然科学一等奖两项),如以往不能观察的激光模分裂、模竞争、正交偏振,正交偏振回馈等,并从新发现的这些现象中思考,独辟蹊径,步步生花。在为双频激光干涉仪研究双折射(-塞曼)双频激光器的同时,张书练教授研究了双折射双频激光器的两个频率之间的耦合,也就是它们相互争夺(竞争)能量的过程,看到一个频率光强度增加伴随另一个频率的光强度减小,直至一个到最大时另一个被熄灭,周而复始。一个全过程正好是激光谐振长度变化半个光波长(316纳米),电路处理后,一个上升沿、下降沿是78纳米。这就是张书练教授发明的氦氖激光器纳米测尺等仪器,获得了国家发明二等奖(2007年)。激光的两个偏振正交的频率是因在激光器内放入了晶体石英或应力元件产生的,反过来,测出激光器的频率差就知道了激光器内的元件有多大内应力,多大内部双折射,这就发明了世界最高精度的光学波片和双折射的测量仪器,比传统仪器高一个量级。特别是测量方法可溯源到自然基准——光的波长。其至今成为唯一的国家标准的测量方法,也是世界上第一个波片相位延迟标准。客户利用这种仪器对加工过程中激光陀螺的元件进行内应力检测,找到了残余应力的成因,显著提高了精度。上海光机所用标准仪器校准了用于核聚变研究的激光玻璃内应力测量的仪器。这款仪器使他再次获国家发明二等奖(2010年)。气体HeNe激光器可以做出以上仪器,固体微片(毫米尺寸)激光器能有所作为吗?张书练教授指导博士生开始固体微片(毫米尺寸)激光双频激光干涉仪的研究,也取得了成功,研制出国内外第一台固体微片激光双频干涉仪,第一台固体微片激光回馈位移测尺。张书练教授从最基本的激光原理和光学原理出发,以解决问题为导向,一个又一个的创新思维,指导开发出这些世界独一份的纳米仪器,应用并产业化,从而创建了“偏振正交激光器纳米测量”学术体系。仪仪相连,都是“中国创”张书练教授带领团队展开的研究工作,像葡萄树一样,一直向上开花结果。行进中,来了一个又一个“中国创”的机会,横向看去,仪仪相连成片,都是颠覆性的技术。激光回馈本来是激光系统中“绝对的害群之马”,张书练教授之前看过相关的文献,却没有想到要去研究它。因“位移自传感器氦氖激光器系统及其实现方法”专利在申请的时候被专利审查员驳回,说其与美国伯克利分校的一个专利相同,张书练教授便仔细阅读了审查员提供的对比文件,发现两个专利在结构上非常雷同,核心元件一样多,摆放顺序一个样,却因一个镜片的差别,使其原理完全不同,属于两个分支。张书练教授的专利,在镜片两面都镀上了激光消反射膜,光线没有反射地通过,镜片仅仅起到密封激光器的壳内气体的作用,完全不遮挡光线,所以被称为窗口片;而伯克利的这个镜片是个高反射率镜片,激光器靠其对光束的反射形成振荡。也就是说,一个与激光振荡无关,一个是激光器振荡的必需元件,即前者是激光振荡系统,后者是激光回馈系统。张书练教授想到,如果自己的偏振正交激光原理引入回馈,又会是什么行为呢?试一试!张书练教授先安排一个研究生研究激光回馈技术,要亲自看清了激光回馈的行为,思考激光回馈技术走向何方。自然想起偏振正交激光器技术,他用偏振正交激光器改造了激光回馈,于是,观察到若干新的现象,形成了偏振正交激光器回馈纳米测量系列技术和仪器,把激光回馈技术推上了一个新的高度,也使偏振正交激光器“再添双翅”。或走入他的实验室参观,或阅读他的四部专著(《正交偏振激光原理》、《激光器和激光束》、《Orthogonal Polarization Lasers》、《不创新我何用,不应用我何为——你所没有见过的激光纳米测量仪器》)和近400篇论文,可看到,张书练教授及其团队研制出的激光回馈光学相位延迟/内应力在线测量仪、激光回馈纳米条纹干涉仪、微片激光(Nd:YAG和Nd:YVO4)共路(和准共路)移频回馈干涉仪、激光回馈远程振动和声音测量仪、激光回馈材料热膨胀系数测量仪、微片固体激光万分尺、Nd:YAG双频激光干涉仪、微片固体激光回馈共焦测量技术、微片固体激光回馈表面测量技术等十余种国内外独有的纳米测量仪器,仪仪相连,构建出了一个“正交偏振激光器回馈纳米测量仪器”体系。“步步生花”的“偏振正交激光器纳米测量仪器”和“仪仪相连”的“偏振正交激光器回馈纳米测量仪器”,构建成了一个完整的“偏振正交激光器及纳米测量”体系。“其中,激光器是核心,我们看见并解决了他人没有想到的问题,仪器的‘台阶’也就上来了。”张书练教授说他和团队的成果鲜明特征是,“激光器就是仪器,仪器就是激光器自身。”坐实创造,不让论文变“云烟”在实验室里,一个博士生来了,做完实验,毕业后离开,然后再来一个博士生,这是一种很正常的安排,却往往使经验和教训难于传承,因为论文里面记录的一般都是好的结果,不常写入失败和纠正错误的过程,传承不全面。张书练教授很早就注意到了这个问题,因此邀请了4个工程师来实验室工作,由他们和学生一起完成实验。也正是这些工程师的工作,帮助张书练教授及其团队传承了一个个技术和仪器。张书练教授很注重团队研究课题的取舍,发现论文漂亮,实际上不能应用的,或更改方案,或暂时放下;发现论文漂亮,实际应用可能性大的,就持续研究,做实验样机。一直找机会仪器化,把首创的技术和仪器推向应用。除了双折射双频激光干涉仪外,国内外首台基于激光回馈原理的纳米分辨力固体激光回馈干涉仪也已经实现产业化,在美国圣路易斯华盛顿大学、合肥工业大学(三台已应用10年)、上海理工大学、北京理工大学等处被应用,且使用情况良好。该仪器能够无接触地测量微、轻、薄、黑、烧红等目标的移动量,以及水、酒精等液面的位移和高度变化,完全不需要在被测物上加附件配合,可用于监测航天相机的支架和镜面形变等。该仪器还可用于刻划光栅的金刚车刀,光束直接射向车刀,颠覆了以往光束射向车刀支撑臂的方式,将测量误差减小到1/4。“这些仪器,我想无论如何还是要传承下去。我在这块做了几十年研究,花了国家不少钱,要回馈给社会,这是我目前所想的事儿。虽然已经有几款仪器实现了产业化,但还是希望另外几款仪器也能‘成气’,至少,有仪器公司能把它接下来,由企业来推动仪器化、产业化。”张书练教授说到。据悉,北京镭测科技有限公司正努力把仪器产业化,尤其是双频激光干涉仪已经被几个半导体企业采购,担当起半导体全产业链一个重要环节国产化替代的历史重任。此外,华为、德国Blankenhorn和福建福晶科技有限公司等国内外企业也在为张书练教授团队仪器的产业化和推广而努力。凡是新原理的东西,想要真正被社会所认可,尽管再好用,再有潜力,都是要花时间的。且由于历史和思维定式,国外多年强势,要国人接受中国自己的创造有很多事要做,要国人接受国产高档激光仪器也是一个循序渐进的过程。张书练教授对此表示:“困难怕意志,中国创、世界用的时代一定会到来!” 个人简介张书练,清华大学本科,硕士,教授,博士生导师。激光和精密测量专家,偏振正交激光器纳米测量技术的国内创建人和国际主要创建人。作为第一完成人,获国家技术发明二等奖两项,教育部自然科学一等奖两项,电子学会发明一等奖一项等十余次奖项。他在ISMTII-2017国际学术会议上被授终身贡献奖。出版专著:唯一作者3部,第一作者1部,主编国际会议专题文集2部,计测技术“教授论精密测量”一期,发表论文360余篇,发明专利权80余项。发明的双折射-双频激光器及干涉仪等纳米测量仪器已经批产。
  • 十余年攻关“免疫记忆”难题,清华大学祁海教授《Natrue Immunity》成果
    当机体遭遇相同病原体感染时,有些记忆B细胞可以迅速分化为产生抗体的浆细胞来抵抗病原体的入侵,而另一些记忆B细胞则重新分化为生发中心(germinal center, GC)进行进一步的B细胞受体(BCR)高频突变和亲和成熟。由于针对流感、HIV等高度变异的病毒的广谱中和抗体往往积累了大量体细胞高频突变,记忆B细胞反复重返GC反应被认为是产生这类抗体的必要条件。然而,调控这些记忆B细胞分化命运的转录和表观遗传机制尚不清楚。近日,来自昌平实验室、清华大学医学院、清华大学基础医学院、清华大学免疫学研究所的祁海教授团队在免疫学顶级期刊《Nature Immunology》发表了题为《Epigenetic recording of stimulation history reveals BLIMP1–BACH2 balance in determining memory B cell fate upon recall challenge》的研究论文,报道发现了记忆B细胞再分化命运调控的分子机制。研究发现,记忆B细胞经历的每一次抗原刺激都被IRF4通过表观遗传印迹记录下来,并由此调控了该细胞中两个重要转录因子BLIMP1和BACH2的相对表达水平,进而决定了记忆B细胞在接受下一次刺激后分化为GC B细胞或浆细胞的可能性。BACH2和BLIMP1分别是GC B细胞和浆细胞分化所需的两个核心转录因子,它们彼此存在拮抗作用,是B细胞命运决定的基因调控网络的重要组成部分。为了在单细胞水平检测两个转录因子的表达,祁海课题组将在BACH2基因原位敲入了tdRFP的报告小鼠(BACH2tdRFP/+)与转基因报告小鼠BLIMP1-EYFP交配,获得的后代小鼠(简称为BARBE小鼠)可以用RFP监测BACH2的同时用EYFP追踪BLIMP1的表达。除此以外,作者发现在历史文献中倾向于分化成浆细胞的记忆B细胞(IgG型或者CD80+PD-L2+)表现出更低的BACH2水平和更高的BLIMP1水平,而倾向于分化成GC B细胞(如IgM型或CD80-PD-L2-)则呈现相反的趋势。这些结果说明BLIMP1和BACH2的相对水平(BLIMP-1与BACH2的比例,简写为BLIBA)与B细胞分化命运密切相关。为了探究这两个转录因子是否对记忆B细胞命运调控起决定性作用,作者构建了B细胞特异的BACH2/BLIMP1可诱导表达小鼠。他们发现,在二次应答里,如果在倾向于分化成浆细胞的记忆B细胞上时空特异地过表达BACH2,可以逆转这些细胞原有的命运,从而更多地形成GC B细胞。相反,如果在倾向于分化成GC B细胞的记忆B细胞上时空特异地过表达BLIMP1,则这些细胞很难再形成GC B细胞,反而是分化为浆细胞。这个结果说明,记忆B细胞的命运决定与它们的亚型和表面分子并无因果联系,这两个转录因子的相对表达量才是其充分且必要的条件。BLIMP-1-BACH2的相对表达量(BLIBA)随着B细胞分化和免疫反应的进程逐渐上升,但这个上升过程并非线性。为了探究其成因,作者对记忆B细胞中高表达BACH2(BACH2high)和高表达BLIMP1(BLIMP1+)的两群细胞进行了染色质开放程度高通量测序。作者发现,相比较BACH2high的细胞,BLIMP1+细胞在整体表观印迹的层面更类似浆细胞,在诸多浆细胞特异开放的位点呈现更开放的趋势,尤其是在转录因子IRF4所靶向的位点。IRF4是一个调控B细胞分化的重要转录因子,它可以直接促进BLIMP1的表达,也直接、间接地抑制BACH2表达。已知B细胞受体信号会刺激IRF4上调。作者进一步发现来自T细胞的CD40信号通路、先天刺激(如CpG信号通路)以及其他一系列的细胞因子刺激都能以一种剂量依赖的方式促进IRF4表达。高剂量刺激会导致染色质上IRF4靶向的浆细胞特异位点开放程度显著上升。作者进而利用S1PR2-CreERT2 Rosa26-Ai14小鼠模型,在免疫后第6-8天给小鼠灌胃他莫昔芬(Tamoxifen),然后在第10天和第21天分别收集同期标记上的tdTomato阳性的GC明区细胞进行ATAC-seq的分析。结果发现,第21天的细胞的染色质在IRF4靶向的、包含ISRE序列的位点开放程度更高。这一结果说明,即使是基本不转录表达 BLIMP-1的GC B细胞,仍然通过表观遗传机制在浆细胞命运决定染色质区域(包含BLIMP-1基因)记录下接受免疫刺激的历史。这些结果也解释了免疫应答后期的GC B细胞比早期GC会更多地产生浆细胞的现象。IRF4表观印迹调控B细胞分化模型祁海教授团队的这一工作,发现了记忆B细胞再分化命运调控的分子机制,首次提出了表观遗传进行性记录每一个B细胞及其后代的免疫刺激史,进而影响细胞命运决定过程的理论。这一表观遗传记录过程,贯穿每一个B细胞及其后代的生活史。这项成果暗示,对于旨在诱导针对诸如HIV等变异率高的病毒的疫苗,延迟IRF4依赖的表观印迹积累,会促进疫苗诱导出的记忆B细胞再次参与GC反应,从而提高产生广谱中和抗体的可能。相关发现进一步丰富和完善了B细胞命运决定理论,为广谱疫苗的设计开发提供了底层理论支撑。昌平实验室领衔科学家、清华大学医学院祁海教授是该研究论文的通讯作者。昌平实验室副研究员王毅峰博士和昌平实验室双聘博士后、清华大学医学院博士后邵雯博士为该论文的共同第一作者。研究项目得到了科技部国家重点研发计划(项目号:2018YFE0200300)、国家自然科学基金(项目号:31830023,81621002,31900629,32200725)、昌平实验室、清华北大生命科学联合中心、北京市科学技术委员会、北京结构生物学高精尖创新中心和新基石项目的支持。原文链接:https://www.nature.com/articles/s41590-024-01900-2
  • 高压下的奇迹!美伯克利大学Nature:利用干式低温光学恒温器揭秘氢化物超导体中的迈斯纳效应
    文章名称:Imaging the Meissner effect in hydride superconductors using quantum sensors期刊:Nature IF 64.8文章链接:https://www.nature.com/articles/s41586-024-07026-7 压力的存在能够直接改变微观相互作用,为凝聚相和地球物理现象的探索提供一个强大的调谐旋钮。兆巴(1 Mbar=100 GPa)压力区域的研究极具前沿代表,科学家们可在该压力区域研究高温超导材料的结构与相变。然而,在该高压环境中,许多传统的测量技术都失败了。针对此问题,美伯克利大学的N.Y.Yao教授团队利用干式封闭循环桌面式光学低温恒温器(attocube attoDRY800)突破性的在兆巴压力下以亚微米空间分辨率对金刚石砧单元内局部实现磁力测量的能力。相关研究内容以《Imaging the Meissner effect in hydride superconductors using quantum sensors》为题,在国际SCI期刊《Nature》上发表。该课题组将浅层氮空位色心直接植入铁砧中(见图1),选择与氮空位色心固有对称性相兼容的晶体切割,以实现在兆巴压力下的功能。文章中对最近发现的氢化物超导体CeH9进行了表征。通过同时进行磁学测量和电输运测量,观察到超导性的双重特征:迈斯纳效应的抗磁特性和电阻急剧下降到接近于零。通过局部映射抗磁响应和通量捕获,直接对超导区域的几何形状进行成像,在微米尺度上显示出明显的不均匀性(见图2d)。图1:兆巴压力下的NV色心传感测量。1a为样品加载示意图显示CeH9在两个相对的砧之间压缩。图2:CeH9的局部抗磁性。2a,2b: 同一个样品中两个不同位置处,在零场冷却到温度T 值得指出的是,该团队利用干式封闭循环桌面式光学低温恒温器(attocube attoDRY800)搭载实验所需的共聚焦荧光显微镜对NV色心进行了测量,见图3。该研究工作将量子传感带到兆巴边界,并使超氢化物材料合成的闭环优化成为可能。 图3:本实验的设备硬件与校正。3a: 用于产生磁场的设备包括一个定制的电磁铁,位于低温恒温器的电磁屏蔽外。3b:在样品S1的四个位置的不同冷却条件下的校准。3c: 样品S1的共聚焦荧光图像。3d: 在桌面式光学低温恒温器attoDRY800真空罩内部的图像显示DAC,冷指和热连接。 attoDRY800桌面式光学低温恒温器(见图4)是由德国attocube公司研发的一款干式闭循环低温恒温器,光学平台与系统冷头高度耦合,系统可提供4K到室温的变温环境。设备具有极低的震动噪音,已在国内外课题组广泛应用于量子通信、量子点发光、半导体材料、二维材料等研究领域。根据典型实验所需,该产品设计了几种标准真空罩方便用户进行拉曼、荧光等常见的测量手段对材料进行光-电-磁物理性质的变温测量。图4. attoDRY800桌面式光学低温恒温器- 可以选配低温物镜,低温位移台以及其他定制配置。 attoDRY800桌面式光学低温恒温器已经在北京大学,半导体所,国家纳米科学中心等单位顺利运行,持续助力各个课题组的科研工作。图5为常见的的低温物镜兼容真空罩,该真空罩内可配置attocube特有的低温消色差物镜以及纳米精度位移台。如果实验(例如光纤量子通信与open cavity等实验)需要更复杂的实验设计,我们可以根据用户的技术要求和偏好定制桌面上的真空罩。图5:常见配置-低温物镜兼容真空罩。 attoDRY800主要技术特点:☛ 光学平台和闭式循环低温恒温器完美地结合在一起☛ 提供无光学平台配置:全新一代独立光学低温恒温器attoDRY800xs☛ 宽温度范围(3.8 K…300 K),自动温度控制☛ 用户友好、多功能、模块化☛ 与低温消色差物镜兼容,数值孔径大于0.8☛ 可定制真空罩,标准样品空间:75mm直径。☛ 与典型光学桌的高度相同☛ 包含36根直流电线图6:全新一代独立光学低温恒温器attoDRY800xs- 冷头与光学面包板高度集成。 attoDRY800桌面式光学低温恒温器 部分发表文献:[1]. N.Y.Yao et al. Imaging the Meissner effect in hydride superconductors using quantum sensors. Nature 627, 73–79 (2024)[2]. Liying Jiao et al. 2D Air-Stable Nonlayered Ferrimagnetic FeCr2S4 Crystals Synthesized via Chemical Vapor Deposition. Advanced Materials 2024[3]. Yohannes Abate et al. Sulfur Vacancy Related Optical Transitions in Graded Alloys of MoxW1-xS2 Monolayers. Adv. Optical Mater. 2024, 2302326[4]. Pablo P. Boix et al. Perovskite Thin Single Crystal for a High Performance and Long Endurance Memristor. Adv. Electron. Mater. 2024, 2300475[5]. Mauro Valeri et al. Generation and characterization of polarization-entangled states using quantum dot single-photon sources. 2024 Quantum Sci. Technol. 9 025002[6]. Ajit Srivastava, et al Quadrupolar–dipolar excitonic transition in a tunnel-coupled van der Waals heterotrilayer. Nature Materials 22, 1478–1484 (2023)[7]. Hanlin Fang et al. Localization and interaction of interlayer excitons in MoSe2/WSe2 heterobilayers. Nature Communications 14 : 6910 (2023) [8]. S. Kolkowitz et al. Temperature-Dependent Spin-Lattice Relaxation of the Nitrogen-Vacancy Spin Triplet in Diamond, Phys. Rev. Lett. 130, 256903,2023[9]. Yunan GAO, et al. Bright and Dark Quadrupolar Excitons in the WSe2/MoSe2/WSe2 Heterotrilayer. Phys. Rev. Lett. 131, 186901,2023[10]. Tim Schrö der, et al. Optically Coherent Nitrogen-Vacancy Defect Centers in Diamond Nanostructures. Phys. Rev. X 13, 011042 , 2023 attoDRY800桌面式光学低温恒温器 部分国内用户单位:相关产品1、低震动无液氦磁体与恒温器-attoDRYhttps://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C377018.htm
  • PNAS:清华大学王新泉等人解析IL-33与受体作用的结构机制
    PNAS:清华大学王新泉等人解析IL-33与受体作用的结构机制 2013-08-27 来源:生物360 作者:koo 196 0 .collect_btn a{float:right margin:0 background:#A90C11 height:25px line-height:25px padding:0 10px color:#FFF} .collect_btn a:hover{ background:#292627 height:25px line-height:25px padding:0 10px color:#FFF} 收藏(1) 添加到书签 -- IL-33是IL-1家族的一个重要成员,在宿主防御及疾病的先天和适应性免疫反应中发挥着多效活性。IL-33通过它的配体结合主要受体 ST2 和IL-1受体辅助蛋白(IL-1RAcP)来发送信号,这两种受体均为IL-1受体家族成员。 为了阐明IL-33与它的受体之间的相互作用,来自清华大学生命科学学院等机构的研究人员确定了分辨率为 3.27 的 IL-33 与 ST2 胞外域构成复合物的晶体结构。采用结构诱变和结合分析,得到的结构分析结果确定了 ST2 特异性识别IL-33的分子机制。研究人员将之与IL-1家族中的其他配体-受体复合物进行结构比较,证实表面电荷互补至关重要地决定了IL-1主要受体的配体结合特异性。 结合晶体学和小角度X射线散射研究揭示, ST2 在 D3 结构域和 D1D 2模块之间具有柔性铰链,而 IL-1RacP 在溶液中以一种游离状态显示刚性构象。 ST2 的分子灵活性提供了关于IL-1主要受体与配体结合时结构域层次构象变化的结构认识。IL-1RacP 的刚性则解释了它为何不能直接配体的原因。小角度X射线散射分析溶液中IL-33&ndash ST2 &ndash IL-1RacP复合物的结构,结果与 IL-1&beta &ndash IL-1RII&ndash IL-1RacP 和 IL-1&beta &ndash IL-1RI&ndash IL-1RacP 的晶体结构相似。 这些研究结果阐明了IL-33结构与功能的关系,支持并扩展了IL-1家族中配体-受体组装和激活的普遍模型。 清华大学生命科学学院的王新泉(Xinquan Wang)教授和台湾国立成功大学的王淑莺(Shuying Wang)助理教授是这篇论文的共同通讯作者。王新泉教授的主要研究方向为结构生物学。利用X-射线晶体学为主要研究手段,结合冷冻电子显微镜学和其他生物化学技术,研究生物大分子的结构与功能关系。研究目标目前集中在细胞因子特异结合并激活其受体分子,以及病原体逃避宿主免疫攻击的结构机理。
  • 清华大学新成果:同时实现深亚埃分辨的原子结构成像和亚纳米分辨的晶体取向成像
    近日,清华大学材料学院于荣教授课题组与李千副教授课题组在晶体取向成像方法和位错三维结构研究中取得进展。该研究基于课题组近期发展的自适应传播因子叠层成像方法,在自支撑钛酸锶薄膜中同时实现了深亚埃分辨的原子结构成像和亚纳米分辨的晶体取向成像,并揭示了钛酸锶中位错芯在电子束方向的结构变化。晶格缺陷是材料中的重要组成部分。相对于完美基体,缺陷处的对称性、原子构型、电子结构都发生变化,在调节材料整体的力学、电学、发光和磁性行为方面发挥着关键作用。然而,缺陷处的对称破缺和原子的复杂构型也给缺陷结构的精确测量带来障碍。比如,位错附近不可避免存在局域应变和晶体取向变化,但是用高分辨电子显微学表征晶体中的原子构型又要求晶带轴平行于电子束,否则分辨率会显著降低。这个矛盾一直是位错原子结构的实验分析中难以克服的困难。研究组通过自适应传播因子多片层叠层成像技术研究了钛酸锶中位错芯的原子结构。如图1所示,研究成功地将晶体倾转从原子结构成像中分离出来,同时实现了达到深亚埃分辨率的原子结构成像和亚纳米分辨率的晶体取向成像。图1. SrTiO3中位错的结构像和取向分布。a、叠层成像的重构相位。b、图a中相位图的衍射图,黄色虚线表示0.3Å的信息极限。c、叠加相位图的晶体倾转分布,白色箭头表示[001]方向在平面内的投影,黄色箭头表示位错核的横向移动。d、晶体在[100]和[010]方向的倾转的分布。标尺长1nm在图1中,位错芯看起来范围很小,只有一两个单胞。这种衬度在位错的高分辨成像中很普遍,人们通常认为这样的位错是沿着电子束方向的直线。然而,应用多片层叠层成像的深度分辨能力,可以看出该位错并不是一根直线,而是随着样品深度发生横向位移,形成位错扭折,如图2所示。图2. 刃位错的三维可视化。a、刃位错的相位图;标尺长5Å。b、图a中用A-B标记的分裂原子柱相位强度的深度变化。c、Sr、TiO和O原子柱的相位强度的深度分布。d、深度分别为2.4nm、6.4nm和12.0nm的相位图;标尺长5Å。e、图d中标记的原子柱的相位随样品深度的变化。f、位错扭折示意图该研究还比较了叠层成像和iCOM技术(其简化版即常见的iDPC技术),结果显示叠层成像在横向和深度方向的分辨率都显著优于iCOM和iDPC,如图3所示。图3.多片层叠层成像和系列欠焦iCOM的深度切片。a、多片层叠层成像和iCOM的深度切片;从上到下,切片深度分别为1nm、4nm和11nm;标尺长5Å。b、沿着位错扭折的势函数和相位图的横截面;从左到右分别是用于生成模拟数据集的势函数、多片层叠层重构的相位和系列欠焦iCOM相位;可以看出,iCOM的模糊效应显著大于叠层成像。c、图b中所示的原子柱的相位随样品深度的变化。黑色垂直虚线表示沿原子柱的转折点的真实位置(与图b中白色虚线所示位置相同);可以看出,iCOM在深度方向的模糊效应也大于叠层成像研究总结了多个位错芯的深度依赖结构与晶体取向分布,揭示了位错移动与薄膜形变方式的相互关系。如图4所示,当薄膜绕位错的滑移面法线方向扭转时,位错滑移;当薄膜绕位错的滑移面法线方向弯曲时,位错攀移。图4. SrTiO3中多个位错的晶体倾转分布。a、包含三个位错的区域的相位图。b、对应图a中区域的晶体倾转分布,其上叠加了相位图;黄色箭头表示位错的横向移动方向。图a和b中的标尺为15Å。c、晶体倾转与位错横向位移的相互关系;晶格矢量c由于倾斜矢量t变为c’,即c’=c+t;黑色方块用于说明应变状态;左边为扭转,右边为弯曲;在两种形变模式中,薄膜上部和下部的应变都是反向的,对应位错向相反方向的横向移动。图b中左上角的位错和图2中的位错对应于扭转模式;图b的中心和右上方的位错对应于两种模式的混合研究结果以“晶体取向的亚纳米尺度分布和钛酸锶位错芯的深度依赖结构”(Sub-nanometer-scale mapping of crystal orientation and depth-dependent structure of dislocation cores in SrTiO3)为题于1月11日发表在学术期刊《自然通讯》(Nature Communications)上。清华大学材料学院2018级博士生沙浩治、2022级博士生马云鹏、物质科学实验中心工程师曹国平博士、2019级博士生崔吉哲为共同第一作者,于荣教授与李千副教授为共同通讯作者。物质科学实验中心程志英高级工程师在实验数据采集中提供了重要帮助。该研究获得国家自然科学基金基础科学中心项目的支持。
  • 听清华大学朱永法教授和国家纳米科学中心刘忍肖老师在线讲述“复合/纳米材料的形貌及粒度表征”
    p img style=" WIDTH: 600px HEIGHT: 75px" title=" sj0213xuan01_副本.jpg" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201511/insimg/8c21f2e9-490e-4a10-b5be-359d731bbccf.jpg" width=" 600" height=" 75" / /p p strong span style=" COLOR: rgb(0,0,0)" “复合/纳米材料的形貌及粒度表征”网络主题研讨会 /span /strong /p p br/ strong span style=" COLOR: rgb(0,0,0)" 会议时间:2015年12月9日 14:00-17:00 /span /strong /p p br/ 报告日程: /p p br/ span style=" COLOR: rgb(112,48,160)" strong 报告一:纳米材料的形貌和粒度分析方法及应用 /strong /span /p p br/ 报告人:朱永法 /p p br/ 清华大学化学系教授、博导,分析化学研究所副所长,国家电子能谱中心副主任。从事半导体薄膜材料的表面物理化学、纳米材料的合成与性能、环境催化以及光催化的研究工作。 /p p br/ 报告概要: /p p br/ 主要讲述了纳米材料最常用的三种形貌分析方法的原理和应用特点以及粒度分析的方法和在纳米材料研究方面的应用实例。目前最常用的形貌分析方法是扫描电子显微镜、透射电子显微镜和原子力显微镜。扫描电镜视场广,样品制备简单,不会产生信息失真,可以观察形貌以及实现颗粒大小的分布统计。透射电镜可以观察纳米材料的形貌和颗粒大小,但视野范围小,样品制备过程容易产生大颗粒的丢失现象,但可以区分聚集态和一次粒子的信息。原子力显微镜可以观察薄膜的颗粒大小,也可以观察分散态的纳米材料的形貌及大小。此外,还可以测量颗粒的厚度以及薄膜的粗糙度分布。激光粒度仪是测量颗粒大小常用的方法,但无法观察纳米材料的形貌,是一种统计颗粒直径分布,容易失真。此外,很多纳米材料分散在溶液中,可能是水合方式存在,获得的是水合颗粒大小的分布,并不是真实的材料颗粒大小,但可以获得粒度分布的信息。此外,通过XRD和拉曼光谱还可以获得纳米材料晶粒大小的数据。 /p p br/ span style=" COLOR: rgb(112,48,160)" strong 报告二:基于PeakForce Tapping模式的纳米材料表征 /strong /span /p p br/ 报告人: 孙昊 /p p br/ 布鲁克中国北方区客户服务主管 /p p br/ 报告提纲: /p p br/ PeakForce Tapping是由Bruker公司发明的一种新的基本成像模式。与传统的Contact、Tapping模式相比,PeakForce Tapping具有探针-样品作用力小、能够自动优化反馈回路、能够进行定量力学成像等优点。基于PeakForce Tapping模式,Bruker公司发展了一系列扩展成像技术,如智能成像(ScanAsyst),它可以轻易实现绝大部分常见样品的扫描参数自动优化,使刚入门的客户也能非常容易地得到专家级的图像;定量纳米力学成像(PeakForce QNM)可以在扫描形貌的同时实时定量地分析出样品的模量与粘滞力,为纳米力学测量带来了革新;峰值力表面电势测量(PFKPFM)与峰值力导电性测量(PFTUNA)使得在软样品表面同时的电学和力学测量成为可能。在这个Webinar中,我们将介绍基于PeakForce Tapping的一系列新的成像技术在纳米表征中的应用。 /p p br/ span style=" COLOR: rgb(112,48,160)" strong 报告三:纳米材料的粒度表征 /strong /span /p p br/ 报告人:方瑛 /p p br/ HORIBA 应用工程师 /p p br/ 报告概要: /p p br/ 颗粒的尺寸会影响纳米材料的各种性能,而溶液的电位则会影响纳米乳液的稳定性。纳米颗粒分析仪可以表征纳米颗粒的粒径和电位,报告会介绍粒径和Zeta电位的测试原理,重点会介绍颗粒分析在纳米材料中的应用。 /p p br/ span style=" COLOR: rgb(112,48,160)" strong 报告四:尺度表征用纳米标准样品 /strong /span /p p br/ 报告人:刘忍肖 /p p br/ 博士,高级工程师,国家纳米科学中心/中科院纳米标准与检测重点实验室,主要工作领域为纳米技术标准化,承担了十余项纳米技术标准制修订、纳米标准物质/标准样品的研制工作;从事与纳米技术相关的标准化科研工作,参与两项国家重大科学研究计划项目和一项质检公益性行业科研专项,承担国家自然科学基金和北京市自然科学基金项目。 /p p br/ 报告提纲: /p p br/ 纳米标准样品概况;尺度表征用纳米标准样品;示例:粒度、台阶高度纳米标准样品。 /p p br/ 报名条件:仪器信息网个人用户,自助报名当天参会。 br/ br/ span style=" COLOR: rgb(255,0,0)" strong 报名方式:扫描下方二维码或点击链接。 /strong /span br/ br/ img title=" 12-9纳米材料研讨会.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201511/insimg/3c15c368-57fd-486a-a4ab-b1df6999103e.jpg" / br/ br/ 仪器信息网“复合/纳米材料的形貌及粒度表征”网络主题研讨会 /p p br/ a title=" “纳米材料的形貌及粒度表征应用技术”网络主题研讨会" href=" http://www.instrument.com.cn/webinar/Meeting/subjectInsidePage/1749" target=" _blank" http://www.instrument.com.cn/webinar/Meeting/subjectInsidePage/1749 /a /p
  • 清华大学脂质同分异构体及小型质谱研究成果登Nature子刊
    p   最新一期的Nautre Methods杂志对清华大学瑕瑜课题组和欧阳证课题组在脂类同分异构体及小型质谱技术研究中取得的进展进行了报道。长期以来,质谱小型化技术被国外研究机构所垄断,欧阳证课题组的研究为我国在质谱仪的研发与产业化领域争取到了“原创话语权”。脂类同分异构体中C=C双键位置的确定在全世界一直是难点,瑕瑜课题组利用Paternò –Bü chi反应找到了定位C=C双键的方法,为脂质组学开辟了一个全新的研究维度。 /p p style=" text-align: center " img title=" 5.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/256c243d-6a9f-40d6-a0d8-13f84fb196f5.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai " Nautre & nbsp Methods杂志是Nature子刊,影响因子25.06,主要提供生命科学领域的新方法和基础研究技术重大进展的相关报道 /span /p p    span style=" color: rgb(79, 129, 189) " strong 根据C=C做脂质组学定性、定量分析 /strong /span /p p style=" text-align: center " img title=" 1.jpg" style=" width: 230px height: 295px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/ac5de0cd-a2ab-4b34-a39f-a9f38337697c.jpg" height=" 295" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 230" / /p p style=" text-align: center " strong 清华大学教授 瑕瑜 /strong /p p   瑕瑜长期从事生物质谱为基础的气相化学自由基研究,一个偶然的机会,瑕瑜课题组的马潇潇博士(现为清华大学精密仪器系助理教授)在进行光化学自由基反应时发现受激发的丙酮与脂质C=C反应的结果并没有形成断裂加成峰,而是整个丙酮加到脂质分子上去。查阅资料之后,发现这是一个已知反应Paternò -Bü chi(PB反应)。根据PB反应的机理就能够清晰地解析离子碎裂谱图从而确定C=C位置。“这个发现对确定脂质同分异构体C=C位置,以及进行脂质定量分析非常有帮助。”瑕瑜说。 /p p style=" text-indent: 2em " 从2014年发表第一篇文章起,他们将这一理论应用在了脂质组学研究中。 PB反应在鸟枪法策略中进行脂质同分异构体的定性与定量分析的研究已经取得了成功。目前,PB反应在液质联用策略中的脂质组学分析研究工作也已经完成。瑕瑜表示:“液质联用分析脂质组学能够得到更多的分子信息,应用面会更加广泛。将PB反应用在这个技术中,能够给脂质组学的发展提供更多机会。” /p p    strong span style=" color: rgb(79, 129, 189) " 小型质谱技术简化脂质分析工作流程 /span /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 2.jpg" style=" width: 230px height: 295px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/e3ddfcc2-869d-4a4b-a052-469cdb80b27a.jpg" height=" 295" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 230" / /p p style=" text-align: center " strong 清华大学教授 欧阳证 /strong /p p   不同双键位置揭示的是不同的代谢通路,不同的发病机理,通过脂质同分异构体的定性与定量分析,可应用于临床诊断。现有的商业脂质解析数据库并不包括脂质C=C位置信息,并不能进行脂质同分异构体的定性与定量分析。目前,欧阳证与瑕瑜的研究团队正在进行基于小型质谱的包含C=C位置信息的脂质组学分析工作。“我们希望让更多做脂质组学研究的人知道这个技术,并通过建立数据库帮助到需要了解脂质C=C信息的研究。”欧阳证在谈到该数据库的建立时说,“事实上,我们将要建立的不止是一个数据库,而是包括前端液相方法、PB反应、质谱方法、数据库与软件分析在内的整体工作流程。” /p p style=" text-indent: 2em " 该工作已取得了一系列产业化成果,由欧阳证创立的清谱科技在10月份召开的BCEIA2017上推出了Mini β小型质谱仪、脂质组学双键定位系统Ω反应器以及MS Mate快速检测方案,结合了PB光化学反应的特异性、高效性以及质谱检测的特异性和灵敏度,可实现脂质中双键的快速定位、精准定量、全方位读取。此外,搭载的庞大的数据库可以实现数据检索、数据读取、报告生成一体化工作流程。 /p p style=" text-align: center " img title=" 3.jpg" style=" width: 400px height: 290px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/9b657d8e-0702-4f7b-a363-4b1a7a569ed6.jpg" height=" 290" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 400" / /p p style=" text-align: center " strong Mini & nbsp β小型质谱仪 /strong /p p   Mini β小型质谱仪与液质联用分析脂质组学的方法相比,突破了实验室环境的束缚,其简化的工作流程,大大降低了对操作人员专业性及检测环境的要求,可在现场检测,更利于质谱脂质分析走向临床、基层。 /p p   更多详细内容: /p p style=" text-align: left text-indent: 2em " a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/news/20170616/222209.shtml" target=" _blank" span style=" color: rgb(79, 129, 189) " C=C位置探索思路或将发现脂质生物标志物——访清华大学瑕瑜教授、欧阳证教授 /span /a /p p style=" text-align: left text-indent: 2em " a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/news/20171013/230960.shtml" target=" _blank" span style=" color: rgb(79, 129, 189) " 十年一剑 & nbsp 欧阳证带领清谱科技推出Mini β小型质谱分析系统 /span /a /p
  • 岛津应用:矿泉水中氰化物和氯化氰的检测
    2014年12月22日,日本颁布了牛奶和奶制品成分标准的相关指令,以及食品、添加物等规格基准的部分修订指令(日本厚生劳动省令第141号、厚生劳动省告示第482号;同日实施),还规定了有关试验方法(食安发1222第4号)。指令中规定,矿泉水中的氰标准值为0.01 mg/L(氰化物离子和氯化氰的总值),试验方法为离子色谱柱后衍生化法。 本文向您介绍按照修订后的清凉饮料水试验方法(以下称为“指令”),使用岛津氰化物分析系统对矿泉水中的氰化物离子和氯化氰进行分析的示例。 按照指令规定,使用离子排斥柱将氰化物离子和氯化氰分离,然后使用4-吡啶羧酸吡唑啉酮法进行柱后衍生化,在波长638nm处进行检测。柱后衍生化反应分两步进行,第一步利用氯胺T 溶液进行氯化,第二步利用 1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮/4-吡啶羧酸溶液进行显色。 按照指令规定的岛津氰化物系统流路图 了解详情,敬请点击《使用离子色谱柱后衍生化法分析矿泉水中的氰化物和氯化氰》 关于岛津 岛津企业管理(中国)有限公司是(株)岛津制作所于1999年100%出资,在中国设立的现地法人公司,在中国全境拥有13个分公司,事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心,并拥有覆盖全国30个省的销售代理商网络以及60多个技术服务站,已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以“为了人类和地球的健康”为经营理念,始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务,为中国社会的进步贡献力量。 更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn/an/ 。 岛津官方微博地址http://weibo.com/chinashimadzu。 岛津微信平台
  • Nat Neurosci:清华大学时松海团队揭示乳酸代谢调控大脑新皮层发育的关键机制
    2022年6月20日,清华大学时松海课题组在 Nature Neuroscience 期刊在线发表了题为:Metabolic lactate production coordinates vasculature development and progenitor behavior in the developing mouse neocortex(乳酸代谢调控小鼠大脑新皮层血管生长和神经前体细胞行为)的研究论文。该研究揭示了大脑新皮层发育过程中的早期增殖型放射状胶质前体细胞(Radial glia progenitor,RGP)具有更强的糖酵解代谢能力并大量合成和分泌乳酸,进而调节血管生长及其自身增殖分裂特性。大脑新皮层是神经系统的最高级中枢,理解大脑新皮层的发育组装及工作机制是脑科学乃至整个自然科学的终极目标之一。研究大脑新皮层的发育及其调控机制有助于更好地理解其细胞组成和结构特性,进而推动生理功能和运行工作机制的认知,同时对相关疾病的诊断治疗有着至关重要的意义。大脑新皮层是进化的末期产物,其发育是一个高度复杂且受到多种因素的共同调节的生物学过程,这也为系统性研究其内在机制带来了诸多挑战。为此该研究从细胞最为基本特征—细胞代谢的角度出发,揭示了细胞代谢方式及相关产物在调控大脑新皮层发育过程中的关键作用和机制,为更好的理解大脑皮层发育机制提供了重要的理论补充。放射状胶质前体细胞(RGP)是大脑发育最为关键的一种神经前体细胞,其分裂产生大脑皮层几乎所有的神经元和胶质细胞。在小鼠发育早期(E10.5-E11.5),大脑新皮层中几乎没有血管生长,此时 RGP 以对称分裂进行增殖。伴随着血管的生长,RGP 也随之改变其分裂方式,以不对称分裂进行神经细胞产生。基于单细胞代谢状态分析,该研究首先发现大脑新皮层发育过程中,随着 RGP 谱系发生过程的进行,RGP 及其子代细胞具有不同的代谢状态,并呈现出不同的代谢特征。在此基础上,结合基因表达分析、细胞代谢类型分析以及碳代谢流分析多方面研究,进一步发现进行对称分裂的增殖型 RGP 具有更强的糖酵解代谢能力,并大量合成和分泌乳酸,而进行不对称分裂的分化型 RGP 具有更强的氧化磷酸化代谢能力,并积累高浓度的乙酰辅酶A。图1: 单细胞代谢状态分析揭示神经细胞代谢特征为深入探讨细胞代谢方式与大脑新皮层发育的相互关系,研究团队考察了具有强糖酵解代谢能力的增殖型 RGP 对早期大脑新皮层发育的影响,发现当抑制增殖型 RGP 的乳酸合成或分泌,导致大脑新皮层中乳酸浓度降低,血管生长出现缺陷。进一步分析发现,乳酸可以通过调节趋化因子配体 CXCL1 的表达来调节血管内皮细胞的迁移和增殖。此外,研究团队发现抑制增殖型 RGP 的乳酸合成代谢会系统性改变其基因表达谱并重塑细胞代谢方式,导致 RGP 过早分化。为探讨这一内在机制,研究者发现与分化型 RGP 相比,增殖型 RGP 呈现出更长的线粒体形态,抑制或阻断乳酸合成或分泌都会导致线粒体长度大幅度缩短,进而导致 RGP 分化。该结果表明增殖型 RGP 通过加强乳酸合成来影响线粒体形态,进而保持其对称分裂增殖特性。图2: 乳酸合成代谢调控早期大脑新皮层发育清华大学生命科学学院时松海教授为本文通讯作者,清华大学生命科学学院2017级博士董晓翔为本文第一作者。清华大学生命科学学院张强强博士和马健博士、清华大学生命科学学院博士研究生于翔宇和王玎,以及美国达特茅斯学院本科生马嘉明为本文共同作者。该研究得到了清华大学实验动物中心和生物医学测试中心的大力协助和支持。该研究获得了国家自然科学基金委创新群体基金、国家科技部脑科学与类脑研究基金、北京市教育委员会卓越青年科学家计划、北京市科技委员会科技计划、北京生物结构前沿研究中心、生命科学联合中心和北京脑科学与类脑研究中心的资助。
  • 清华大学药学院胡泽平课题组揭示Zika病毒感染所致小头症的NAD+代谢重编程及潜在治疗策略
    2021年8月12日,清华大学药学院胡泽平课题组与合作者在《Nature Metabolism》杂志以研究长文(Article)在线发表题为“Aberrant NAD+ metabolism underlies Zika virus-induced microcephaly” 的文章,揭示ZIKV感染导致小头症脑组织发生显著的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)代谢重编程 并发现靶向干预NAD+代谢可以在动物模型中有效改善ZIKV感染所致的小头症。  研究背景及研究意义  孕期感染寨卡病毒(Zika virus,ZIKV)会导致新生儿小头畸形[1, 2]。然而,其潜在的发生机制尚不明确,也缺乏有效的治疗策略。病毒感染宿主后,可以通过“劫持”并重编程宿主的代谢以满足其快速生长复制的物质和能量需求,并促使其发生免疫逃逸[3, 4],而靶向代谢可以有效抑制病毒复制[5-8]。因此,探究ZIKV感染对宿主代谢的重编程和影响,有助于理解小头症的发生机制,进而开发潜在的治疗策略。近年来,多组学整合研究策略在理解复杂疾病(如肿瘤[9],糖尿病[10],病毒感染等[11, 12])发生发展的分子机制中发挥着越来越重要的作用,也为发现疾病治疗的潜在靶标提供了重要工具和理论基础。  ZIKV感染脑组织中的分子变化特征  为了探究ZIKV感染所致小头症的分子机制和潜在治疗靶点,作者利用包括转录组学,蛋白质组学,磷酸化蛋白质组学,以及代谢组学在内的多组学技术,全面描绘了ZIKV感染脑组织中的分子变化特征。转录组学和蛋白组学揭示了ZIKV感染脑组织引起了显著的细胞凋亡和免疫反应。蛋白组学揭示了ZIKV感染脑组织中胆固醇代谢上调和脑神经发育障碍。进一步,通过将代谢组学与其他组学在通路水平进行多组学整合分析,作者从不同分子层面上交互验证了ZIKV感染导致小头症的发生过程中的一系列代谢重编程事件,如NAD+代谢,三羧酸循环(TCA cycle),氧化磷酸化(OXPHOS),嘌呤和嘧啶代谢等,同时也提示ZIKV感染可能导致线粒体功能发生障碍(图1)。值得注意的是,ZIKV感染脑组织中NAD+水平急剧下降,而从头合成和补救合成途径上的前体(tryptophan、kynurenine、nicotinamide riboside、nicotinamide mononucleotide)水平均发生不同程度的上调(图1)。因此推测NAD+代谢通路重编程可能是ZIKV感染所致小头症的关键节点和潜在干预靶标。此外,磷酸化蛋白质组学揭示了ZIKV感染脑组织中MAPK通路显著激活,结合NAD+代谢以及相关蛋白变化,推测ZIKV感染可能存在MAPK-NMNAT2-NAD+轴的潜在分子机制。  图1 ZIKV感染引起脑内NAD+代谢,TCA cycle以及OXPHOS代谢重编程  NAD+代谢重编程在ZIKV感染所致小头症中的功能  为了探究NAD+代谢重编程在ZIKV感染所致小头症中的功能,作者使用ZIKV感染小鼠所致小头症模型进行体内实验,观察回补NAD+及相关前体是否可以改善ZIKV感染所致的小头症。研究结果表明,脑注射NAD+可以显著抑制ZIKV感染所致的细胞凋亡,增加大脑皮层厚度。而腹腔注射NAD+的重要前体nicotinamide riboside(NR)不仅可以显著抑制ZIKV感染所致的细胞凋亡,增加大脑皮层厚度,还可以增加感染小鼠的体重和脑重,延长其生存期(图2)。图2 NR可以显著改善ZIKV感染导致的小头症  综上,该研究通过对ZIKV感染所致小头症的多组学分析,揭示了ZIKV感染导致显著的NAD+代谢重编程,并证明干预NAD+代谢能够从分子和整体层面上显著改善ZIKV感染所致的小头症。该研究不仅提供了ZIKV感染后不同分子层面重塑的组学大数据信息,也为理解ZIKV感染所致小头症的分子机制提供了新见解,并提示干预NAD+代谢或可作为治疗ZIKV感染所致小头症的潜在新策略。  清华大学药学院博士后庞欢欢、聂萌、博士生李杰,中国科学院遗传与发育生物学研究所博士生姜义圣,清华大学生命科学学院博士生王钰珅为该论文的共同第一作者。清华大学药学院胡泽平研究员、中国科学院遗传与发育生物学研究所许执恒研究员、清华大学医学院蓝勋研究员、国家蛋白质中心宋雷博士为该论文的共同通讯作者。清华大学李蓬教授和李梢教授参与合作并给予指导和协助。清华大学施一公教授、曾文文教授、王戈林教授等对该研究提供了大力支持和帮助。该研究工作得到了科技部“发育编程及其代谢调节”重点专项、国家自然科学基金委“糖脂代谢的时空网络调控”重大计划的重点项目、国家自然科学基金委面上项目、清华-北大生命联合中心,以及中国科学院等项目支持。  参考文献:  1.Rostaing, L.P. and P. Malvezzi, Zika Virus and Microcephaly. N Engl J Med, 2016. 374(10): p. 982-4.  2.Lessler, J., et al., Assessing the global threat from Zika virus. Science, 2016. 353(6300): p. aaf8160.  3.Olive, A.J. and C.M. Sassetti, Metabolic crosstalk between host and pathogen: sensing, adapting and competing. Nat Rev Microbiol, 2016. 14(4): p. 221-34.  4.Wang, A., H.H. Luan, and R. Medzhitov, An evolutionary perspective on immunometabolism. Science, 2019. 363(6423).  5.Kilbourne, E.D., Inhibition of influenza virus multiplication with a glucose antimetabolite (2-deoxy-D-glucose). Nature, 1959. 183(4656): p. 271-2.  6.Bojkova, D., et al., Proteomics of SARS-CoV-2-infected host cells reveals therapy targets. Nature, 2020.  7.Xiao, N., et al., Integrated cytokine and metabolite analysis reveals immunometabolic reprogramming in COVID-19 patients with therapeutic implications. Nature communications, 2021. 12(1): p.1618.  8.Li, X.K., et al., Arginine deficiency is involved in thrombocytopenia and immunosuppression in severe fever with thrombocytopenia syndrome. Sci Transl Med, 2018. 10(459).  9.Gao, Q., et al., Integrated Proteogenomic Characterization of HBV-Related Hepatocellular Carcinoma. Cell, 2019. 179(2): p. 561-577 e22.  10.Zhou, W., et al., Longitudinal multi-omics of host-microbe dynamics in prediabetes. Nature, 2019. 569(7758): p. 663-671.  11.Eisfeld, A.J., et al., Multi-platform ' Omics Analysis of Human Ebola Virus Disease Pathogenesis. Cell Host Microbe, 2017. 22(6): p. 817-829 e8.  12.Shen, B., et al., Proteomic and Metabolomic Characterization of COVID-19 Patient Sera. Cell, 2020.人物简介:  胡泽平,研究员、博士生导师。胡泽平分别于山东大学齐鲁医学院、中国食品药品检定研究院和新加坡国立大学(National University of Singapore)获医学学士、药理学硕士和Ph.D.学位。后于美国西北太平洋国家实验室(Pacific Northwest National Laboratory)Richard D. Smith组从事生物质谱和代谢组学的博士后研究。2012年受聘于美国德克萨斯大学西南医学中心(University of Texas Southwestern Medical Center)任研究助理教授、儿童研究所代谢组学平台技术主任。2016年12月起任清华大学药学院准聘系列PI。课题组主要研究方向为:基于质谱的超灵敏、高精准、单细胞代谢组学和代谢流分析技术,及多组学大数据整合分析策略的研发 生理和疾病的代谢重塑功能与调控机制、药物新靶标和生物标志物发现、精准医学等应用研究。回国近5年来以通讯(含共同)作者在Nature Metabolism (2021a, 2021b, in press), Cell Metabolism (2018), Science Translational Medicine (2018), Nature Communications (2021), Analytical Chemistry (2021), FASEB Journal (2019), Pharmacology & Therapeutics (2021), Clinical Pharmacology & Therapeutics (2019) 等期刊发表学术论文。此外,一系列重要的合作研究发表于Nature (4篇), Nature Genetics, Nature Cell Biology, Cell Metabolism, Cell Host & Microbe, Circulation Research, Journal of Clinical Investigation等期刊。总共发表论文50余篇,论文SCI总他引2,400余次,H-index = 31。获邀担任Cell Research, Nature Communications, Trends in Analytical Chemistry, EMBO Molecular Medicine等20余个期刊审稿人。现(曾)主持国家基金委重大研究计划重点项目、国家基金委面上项目、科技部国家科技重大专项、科技部重点研发专项等科研项目。  博士后招聘  课题组现处于快速发展阶段,现招聘博士后多名,详情请见:http://www.sps.tsinghua.edu.cn/cn/recruit/doctorate/2021/0718/763.html.  有兴趣者请将个人简历、研究工作经历、及可证明科研能力的其他相关电子文件,发送至zeping_hu@tsinghua.edu.cn。请在邮件主题中注明“博士后+姓名+研究方向”。
  • 钟灵水木地,毓秀清华园—蚂蚁科仪助力清华大学金相比赛
    朱自清的《荷塘月色》因清华大学而历久弥新,清华大学因《荷塘月色》而更加源远流长,相互成就了彼此!2019年5月17-19日,蚂蚁源科学仪器(北京)有限公司来到了这钟灵毓秀的清华园,这一次蚂蚁科仪是为学术加油、助力。2019年5月18至19日,清华大学第六届金相实验技能大赛于材料学院先进材料国家级实验教学示范中心举行。金相实验技能大赛是大学生专业技能大比赛,要求选手在40分钟内完成金属试样(45钢退火态,GCr15钢球化退火态)的磨光—抛光—腐蚀—金相观察过程。评委分别从图像质量、样品清洁程度、样品平整度和操作习惯四个方面对选手的金相实验技能进行评比考察。 蚂蚁科仪是专业致力于样品前处理研磨粉碎的生产厂家,这次走进清华也带来了材料行业的样品制备方案。说起材料行业,应用最多的非行星式球磨仪莫属。蚂蚁科仪的行星式球磨仪有单罐、双罐、四罐可选。高效率纳米级的细度、均匀的做样效果、极佳的样品温度和状态控制、特殊的惰性气体保护装置等一系列优势从而制备得到电化学性能很好的材料。目前材料行业比较热门的是电池材料的制备,特别是磷酸铁锂和石墨烯的复合材料制备。笔者认为制备过程中得做到以下要求:1、样品要达到纳米级别的细度2、均匀性要好3、解决样品团聚的问题4、制备的复合材料纯度要高蚂蚁科仪的行星式球磨仪能完美的实现以上要求。除了行星式球磨仪AM410、AM420、AM400外,蚂蚁科仪还有高通振动球磨仪AM100S、臼式研磨仪AM200S等现场展示,这两款主要是针对样品细度要求不高的微米级制备。另外,蚂蚁科仪产品还在农业、生物、环境、食品、地矿、化工等领域有广泛的应用。欢迎来电垂询!
  • 重磅!清华大学成立集成电路学院
    4月22日,清华大学集成电路学院成立仪式在主楼接待厅举行。工业和信息化部副部长王志军,北京市委常委、教工委书记夏林茂,清华大学党委书记陈旭,校长邱勇,副校长杨斌、尤政共同为清华大学集成电路学院揭牌。中科院副院长、国科大校长李树深院士,国家自然科学基金委员会副主任陆建华院士,国家自然科学基金委员会信息学部主任郝跃院士,军委科技委常任委员廖湘科院士,复旦大学、中科院微电子研究所刘明院士,武汉大学徐红星院士,清华大学南策文院士、戴琼海院士、吴建平院士,工信部电子信息司司长乔跃山,科技部重大专项司副司长邱钢,国家发改委高技术司二级巡视员肖晶出席仪式。新成立的集成电路学院将瞄准集成电路“卡脖子”难题,聚焦集成电路学科前沿,打破学科壁垒,强化交叉融合,突破关键核心技术,培养国家急需人才,实现集成电路学科国际领跑,支撑我国集成电路事业的自主创新发展。由此,清华大学学科布局将进一步完善。与会嘉宾为学院揭牌仪式上,王志军、夏林茂、陈旭、邱勇、杨斌、尤政共同为清华大学集成电路学院揭牌。陈旭宣布成立决定并致辞陈旭宣布成立决定并表示,4月19日,习近平总书记来到清华大学考察并发表重要讲话,高度肯定了学校110年来的办学成果,对学校一流大学建设,广大教师和青年学生提出了明确要求和殷切期望,为学校未来发展指明了前进方向,提供了根本遵循。今天学校正式成立集成电路学院,是贯彻落实总书记重要讲话精神、服务国家战略的坚决行动,也是加强集成电路学科建设,奋力迈向世界一流大学前列的关键部署。陈旭强调,国家的需要就是清华的行动,能够与祖国共进,与时代同行,这是清华的使命,更是清华的光荣。希望集成电路学院坚持正确办学方向,坚守立德树人初心,牢记报国强国使命,努力为党培育时代新人,为国培养栋梁之才,着力提升创新能力,勇于攻克“卡脖子”关键核心技术,加强产学研深度融合,建设国际一流的集成电路学科。希望各高校、科研院所、创新企业和研发单位携手共建共促,为推动我国集成电路事业发展、实现科技自立自强,为中华民族伟大复兴的中国梦作出应有的贡献。王志军致辞王志军代表工业和信息化部对清华大学集成电路学院的成立表示祝贺。他表示,党的十八大以来,我国集成电路产业迎来重要战略机遇期和攻坚期,当今集成电路技术和产业已成为大国战略竞争和博弈的焦点,希望清华大学集成电路学院着力办好集成电路科学与工程一级学科,着力加强基础研究和原始创新,努力在关键共性技术、前沿引领技术颠覆性技术上取得更大突破,加快科技成果转化应用,助力集成电路产业创新发展。郝跃致辞郝跃表示,清华大学在全国率先成立集成电路学院,充分展示了清华的担当和责任,创新和魄力。希望未来集成电路学院在加速科技创新、推动学科交叉、攻克科研难题、深化产教融合、培养一流人才等方面做出更大成绩,为我国集成电路事业发展作出新的贡献。刘明致辞刘明表示,清华大学在集成电路领域积累了丰富的人才培养经验,希望清华大学集成电路学院在学科交叉融合的规划下,进一步加强前瞻性基础研究,产出重大原始创新成果,拓展全新发展空间,为我国集成电路事业发展赢得主动权。蔡一茂致辞北京大学微纳电子学系主任蔡一茂表示,北京大学微纳电子学系与清华微纳电子学系有着长久深入的合作基础,希望未来能与清华大学集成电路学院持续深入合作交流,为中国集成电路人才培养与核心科技攻关作出更大贡献,为实现科技强国的民族伟大复兴大业共同努力。张昕致辞中芯国际资深副总裁、中芯北方总经理、清华无线电系82级校友张昕表示,集成电路领域的发展需要人才培养和产学研用的深度结合,中国集成电路产业正面临前所未有的磨难和考验,也有着前所未有的前景和光明,希望清华集成电路学院勇担使命、创造辉煌。吴华强发言清华大学集成电路学院院长吴华强回顾了清华大学面向国家战略需求,建设一流学科、培养一流人才的历史传承,并表示,清华大学成立集成电路学院,符合当下技术发展、产业变革的大趋势,与党和国家重大战略丝丝相扣。集成电路学院将以更创新、更开放、更坚定的步伐迈向新征程,肩负时代使命,贯彻“三位一体”教育理念,为党育人、为国育才,勇于攻克强国关键核心技术,为清华大学“双一流”建设,为我国集成电路事业发展,为人类社会进步作出更大贡献。邱勇致辞邱勇在总结中表示,4月19日,习近平总书记来校考察并发表重要讲话,全校师生深受鼓舞。总书记强调,要把服务国家作为最高追求,把学科建设作为发展根基。要想国家之所想、急国家之所急、应国家之所需。要勇于攻克“卡脖子”的关键核心技术,加强产学研深度融合。总书记的重要讲话为我国高等教育实现高质量发展指明了前进方向,为在新发展阶段建设中国特色世界一流大学提供了重要遵循,对清华大学的办学发展具有深刻而长远的指导意义。邱勇强调,大学是国家的大学,服务国家是大学最崇高的使命。要自强、要奋斗,要让国家强大起来,这是清华人最朴素的信念、最执着的追求。对于大学来说,心怀“国之大者”,就是要树立主动请缨、铸就大国重器的雄心壮志,就是要增强追求卓越、打造强国之“芯”的使命担当。清华大学成立集成电路学院,就是要集中精锐力量投向关键核心技术主战场,加快培养国家急需的高层次创新人才,为实现集成电路学科国际领跑、支撑我国集成电路事业自主创新发展作出关键贡献,努力建设又一个新时代的“200号”。邱勇指出,“乘骐骥以驰骋兮,来吾道夫先路。”清华要在更高的起点上建设集成电路一流学科,必须坚持服务国家重大战略需求的价值导向,通过深化改革激发学科建设活力。要以更大的力度推进学科深度交叉融合,以更大的力度深化人才培养改革,以更大的力度推进产教融合,以更大的力度推动与兄弟单位的合作。邱勇强调,集成电路学院要不辱使命,打造自强之“芯”,培养具有原始创新能力的高端人才,引领产业跃升的关键技术,探索出一条实现中国集成电路科学原创突破的自主路径,为国家实现科技自立自强提供战略支撑。要培养具有原始创新能力的高端人才,要引领产业跃升的关键技术。打造自强之“芯”就是以自强的心打造强国的“芯”,永葆清华人自强不息的精神底色,矢志不渝地坚持自主创新,培养可堪大任的高层次创新人才,为社会主义现代化强国建设奠定坚实可靠的科技根基。邱勇指出,清华大学110周年校庆主题是“自强成就卓越,创新塑造未来”。创新精神是自强精神在新时代的最好体现。今天的清华人已经征服了一座又一座科学高峰,未来仍将以矢志不渝的创新精神、以永不懈怠的拼搏精神,向着一座又一座新的科学高峰继续进发。成立仪式上,集成电路产业界校友通过视频对清华大学集成电路学院的成立纷纷送上祝福。来自兄弟高校集成电路和微电子学院的代表、集成电路产业代表、集成电路学院和校内各院系、部处代表参加仪式。仪式现场集成电路是电子信息系统的核心,深刻影响着经济发展、社会进步和国家安全,是大国竞争的战略必争之地。发展集成电路已上升为国家重大战略,习近平总书记近年来多次对发展集成电路作出重要指示、发表重要讲话。2020年,清华大学按照学位授权自主审核的办法与程序,同意自主审核增设集成电路科学与工程一级学科博士硕士学位授权点。清华大学此次成立集成电路学院,是新形势下积极响应国家战略需求、敢于责任担当的重要举措,是创新探索交叉学科建设、勇于改革进取的核心载体,努力成为服务国家科技自立自强、甘于为国奉献的战略力量。借鉴世界一流大学经验,结合中国学科特色,清华大学集成电路学院在国内首次提出1+N联合机制,致力于成为清华做实学科交叉、创新引领发展的一面旗帜;贯彻“三位一体”教育理念,坚持为党育人、为国育才,致力于培养一批能够承担起我国集成电路科技和产业发展重任的卓越创新人才;聚焦集成电路全产业链,布局纳电子科学、集成电路设计方法学与EDA、集成电路设计与应用、集成电路器件与制造工艺、MEMS与微系统、封装与系统集成、集成电路专用装备、集成电路专用材料等研究方向,致力于在破解当前“卡脖子”难题的同时让未来不再被“卡脖子”。
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