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陈良怡

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  • 从“异想天开”到突破性成果 陈良怡教授自述背后的挑战与坚持
    11月16日,哈尔滨工业大学仪器学院李浩宇副教授团队与北京大学未来技术学院陈良怡教授团队合作发明的计算超分辨图像重建算法成果在Nature Biotechnology(2020年影响因子为54.9)上发表,论文题目为Sparse deconvolution improves the resolution of live-cell super-resolution fluorescence microscopy(《稀疏解卷积增强活细胞超分辨荧光显微镜的分辨率》)。这是光学超分辨显微镜成像技术领域的突破性进展。该项工作在物理和化学方法基础上,首次从计算的角度提出了突破光学衍射极限的通用模型,结合自主研发的超分辨率结构光(SIM)系统,实现目前活细胞光学成像中最高空间分辨率(60nm)下,速度最快(564Hz)、成像时间最长(1小时以上)的超分辨成像。结合商业转盘共聚焦结构光显微镜,实现四色、三维、长时间的活细胞超分辨成像。该技术框架也被证明适用于目前多数荧光显微镜成像系统模态,均可实现近两倍的稳定空间分辨率提升,为精准医疗和新药研发提供了新一代生物医学超分辨影像仪器,使未来大幅度加速疾病模型的高精度表征成为可能。(成果详情点击查看:《专家点评NBT| 陈良怡/李浩宇合作团队发明计算超分辨图像重建算法,稳定提升荧光显微镜2倍分辨率》)该成果的发表之路几经波折,文章被收录之前,没有人知道是否会成功。成果发表后,迅速受到广泛关注和由衷的祝贺。这项成果究竟意味着什么?有人说是从“0”到“1”的原理创新,有人说是提供了一个重要的生命科学研究工具。笔者认为,除了技术本身的突破,这项成果还充分体现了科学家敢于打破人们的固有认知,勇于尝试、敢于挑战,越挫越勇的科研精神。成果发表后,通讯作者之一北京大学陈良怡教授也袒露了从准备撰稿到成果发表这两年来的心路历程。写在成果发表后:终于看到我们的稀疏解卷积工作上线,百般感慨不知道从何说起。仍记得两年前一起商量如何撰写文章时,浩宇和我讨论是不是应该光明正大的提出用计算的方法来提高显微镜的物理分辨率这件事情。和周围物理专业的同事商量,他们纷纷给出同样的反馈——这是一个“loonshot”。如果不是骗人或者神奇的魔术,真的是不可能的。没想到,这竟是两年投稿中审稿人的基调。(too young, too naive. )尽管小心修改过的投稿文章聚焦在稀疏解卷积算法与2D-SIM结合后的独特性能,以及与商业转盘式共聚焦超分辨率显微镜结合后如何提升它们和其他荧光显微镜的性能上,投稿期刊也从Nature 到Nature Biotechnology,我们仍然被连续拒绝了四次,每次都附上大约10页纸的问题和意见。我们被审稿人一遍遍的拷问类似的问题:这个方法和以前的去卷积方法,特别是以前你们的Hessian去卷积有什么不同?这是分辨率的实际提高还是只是数据过度锐化或背景过度剪辑的结果?你们的图像或者视频这里或者那里像是过锐化后的结果,你们如何证明不是伪像?这个方法提升分辨率的结果是真的吗?稀疏去卷积的结果需要与已知结构或其他SR成像方式获得的结果进行比较验证才可信。如果没有已知的结构或者其他实验证明,你们如何调整软件中的连续性和稀疏性参数以获得理想的结果?一套参数能否适合不同大小和形状的结构?根据什么先验知识来选择理想的参数集?... ...故事最终能有一个幸福的结局,是因为我们有一个顽强的队伍,坚持到了最后。如何区分固执和顽强?顽强就是对别人的批评抱着开放的心态,反省自己为什么没有让大家信服。然后针对所有的问题一遍遍的做新的实验、新的分析,努力每一次用数据分析而不是偏见来说服评委。从163页、到192页、到167页到最后148页纸的rebuttal,我们必须感谢这些苛刻但是公正的评委,他们不断的磨砺才让我们真正提炼出完整的思想和有说服力的证明。行过这些路,我们才真正理解了Endo的故事以及这两句话的含义。“It' s not a good drug unless it' s been killed at least three times."You can tell a leader by counting the number of arrows in his ass." 我们其实永远也不知道下一步会是怎么样,只要遵循基本原则和小心求证,也许偶尔会遇到无法想象的惊喜,这也是科学的最大魅力吧。To 浩宇、唯淞、士群、柳菊致这个世界的局外人致某一刻觉得自己是异类的人致自始至终决定对自我忠诚的人致对每一朵花每一片云保有欣赏和热爱的人致心中总有一个理想,无论如何都无法放弃的人——陈良怡
  • 著名材料科学家陈国良院士逝世
    陈国良是我国高温合金领域先驱,创建了我国第一个高温合金专业   中国共产党的优秀党员,著名材料科学家、教育家,中国工程院院士,美国金属学会会士,北京科技大学教授陈国良先生,因病医治无效,于2011年5月25日上午10时18分在北京逝世,享年77岁。   陈国良,1934年3月出生,江苏宜兴人。1955年毕业于北京钢铁工业学院(现北京科技大学),曾在美国哥伦比亚大学、田纳西大学和德国马普所学习和研究,历任北京科技大学材料系主任,新金属材料国家重点实验室主任,学术委员会主任。 1980年作为第一作者获得第四届高温合金国际会议唯一最佳论文奖,1999年当选中国工程院院士,2005年获美国金属学会会士,2009年获“何梁何利基金奖”,曾多次获得国家科技进步奖、国家发明奖。   陈国良是我国高温合金领域的先驱,创建了我国第一个高温合金专业。七十年代初他用新的合金解决了我国主要歼击机歼—6飞机发动机涡轮盘严重故障问题;研制成功了“石油催化裂化能量回收烟气轮机”铁基和镍基二代高温合金轮盘等关键部件;研发了具有我国特色的含镁镍基合金,填补了国内空白 突破了国外发展高温高性能金属间化合物合金的思路,创造性地发展出含高铌钛铝合金,被国际上誉为是钛铝合金领域的“里程碑”;他在大块金属玻璃多元短程序合金设计理论方面取得突破性进展,其研究成果得到了国内外同行的高度评价;他较早地强化了针对核电和新火电技术的“能源新材料及其寿命评估基础研究”学术方向,领导开展能源新材料及寿命评估新方法的基础研究;在冷轧高硅硅钢片等研究方面取得了突破性的成果。   陈国良遗体告别仪式定于2011年5月31日上午9时在八宝山殡仪馆东礼堂举行。
  • 陈良惠院士:实现光电子产业的率先突破关键在于抓基础
    为促进光电测量测试技术及产业发展,由中国光学工程学会、辽宁省科学技术协会主办的全国光电测量测试技术及产业发展大会暨辽宁省第十七届学术年会于2023年3月27-29日在大连召开。仪器信息网作为大会独家合作媒体参与了本次会议,并有幸采访了陈良惠院士,探讨我国光电子产业发展现状与方向。在采访中,陈良惠院士谈到:“实际上我国在光电子方面,最初与国外的差距不大。当年国际上开发出第一个半导体激光器时,中国与之仅有一年左右的差距。但由于十年文化大革命,中国光电子产业发展开始明显落后于世界水平。”习近平总书记在视察武汉光谷时指出,光电子信息产业是应用广泛的战略高技术产业,也是我国有条件率先实现突破的高技术产业。陈良惠院士表示,“纵观光电产业,我国仍存在卡脖子问题。在中低端光电子器件方面,中国已达到世界水平,基本能够满足国家发展需求,在高端光电子器件方面,我国仍与国外有明显差距,但这一差距有可能在很短时间内突破和改善,并满足国家的战略需求和全球竞争需求。”如何实现光电子产业的率先突破?陈良惠院士认为要抓好基础,“半导体产业包括微电子和光电子都要抓基础。半导体产业的基础,除了基本的学术理论基础外,还有材料基础和工艺技术基础,在工艺技术研发中,制造设备至关重要。另外,基础还包括人才基础,在培养微电子和光电子人才方面,我国也有很大欠缺,如果能够打好这些基础,光电子技术很短时间内应该能达到中央对我们赶上甚至超过世界水平的要求。”本届大会的一大亮点便是“金燧奖”的设立,对此,陈良惠院士欣慰的说:“金燧奖的设立对为我国光电测量技术的发展起了很好的推动作用。燧是古代取火的一种器具,金燧表示光电测量技术和设备如同钻木取火的工具一样重要。今天我们选出了金奖、银奖跟铜奖,说明还是有基础的,但是我们要继续鼓励我们的大学、研究所和产业部门重视仪器的研究开发和生产,并成为国家制造业的重要基础。尽管我国是制造大国,但当前制造业的利润率还很低,高端的制造设备是现在需要特别强调要发展的。”
  • 突破!国产自研超分辨显微镜完成商品化——访北京大学未来技术学院陈良怡教授
    1873年,德国物理学家恩斯特阿贝(Ernst Abbe)提出,光学显微镜受限于光的衍射效应和光学系统的有限孔径,存在分辨率极限,其数值约为200 nm。超分辨显微成像技术的诞生,却打破了这一极限。2014年的诺贝尔化学奖,就授予了三位在超分辨荧光成像技术领域做出突出贡献的科学家,可见该技术之重要性。那么,我国的超分辨显微成像技术发展到什么阶段?主要用于科学研究的超分辨显微成像技术对于人民大众究竟有何意义?带着这些问题,仪器信息网编辑走进北京协同创新研究院超分辨精准诊疗实验室寻求答案。北京协同创新研究院我们本次访谈的对象是北京大学未来技术学院(原北京大学分子医学研究所)陈良怡教授,他带领团队自主研发的HiS-SIM智能超灵敏活细胞超分辨显微镜(以下简称“HiS-SIM显微镜”)曾被评为“2018年中国光学十大进展”。2019年初,陈良怡和同为北京大学教师的毛珩共同成立广州超视计生物科技有限公司(以下简称“广州超视计”),将HiS-SIM显微镜商品化。毛珩作为广州超视计首席执行官一同接受了采访。陈良怡教授 北京大学未来技术学院SIM活细胞超分辨成像的意义我们的谈话,是从一种叫佩梅病的罕见病开始,患有佩梅病的人通常寿命较短,甚至出生后即死亡。长期以来,佩梅病的不同分型间的发病机制和有效治疗药物筛选是医学研究未解的难题。2018年的一场学术会议上,专注于佩梅病研究的北京大学第一医院儿科教授王静敏听到陈良怡关于自研超分辨率显微镜的报告,似乎看到了新的希望,两个团队随后开展合作,成功通过海森结构光超分辨成像手段揭示了不同临床分型的佩梅病患者的发病机制并筛选出细胞水平上可缓解最严重的细胞表型的化合物胆固醇和姜黄素。“在临床研究中对显微镜的应用很多,但医院病理科用的显微镜分辨率通常太低,看得不够清楚。在活细胞层面看清楚疾病发生的过程和原因,找到治疗疾病的药物和方法,这就是超分辨显微镜的意义。”陈良怡如是说。超分辨显微技术有多种,如光激活定位显微(PALM)、随机光学重构显微(STORM)、受激发射损耗(STED)和结构光照明(SIM)等,不同的成像技术其优劣势各不相同。在陈良怡看来,实现超分辨活细胞成像对生命科学研究至关重要,在众多超分辨显微技术中,SIM做活细胞成像是最合适的。“单纯从分辨率的角度看,PALM/STORM技术或者电镜早就可以实现更高分辨率的成像,但却不能很好地实现活细胞成像。”陈良怡继续解释道:“北京大学的保安进门会问三个终极哲学问题:你是谁?你从哪里来?你到哪里去?超分辨活细胞成像就是解决这个问题。通过高分辨显微技术对活细胞进行观察,研究人员可以看到蛋白从哪里来、到哪里去、跟谁见了面、它的partner是谁……,根据这些过程可以确定它在何时具有何种功能,而只有在活细胞里观察,才能获取到最大限度的动态信息。”商业化产品已实现销售 一年内实现用户认可走进实验室,我们看到左边工作台上摆放着一套设计简洁、以黄灰为主色调的HiS-SIM智能超灵敏活细胞超分辨显微镜(以下简称“HiS-SIM显微镜”),旁边的产品手册上这样介绍这台仪器:“HiS-SIM历时2年完成由实验室系统到工程样机再到预售产品的全通路研发,是现有成像灵敏度和分辨率最高的商用超分辨率显微镜。”下面是主要技术参数:分辨率:60纳米,可辨识线粒体内嵴及其动态过程;灵敏度:光强相比其他结构光超分辨率显微镜:1/10,比PALM/STORM超分辨显微镜:1/1000,比STED超分辨显微镜:1/400000;成像速度:最快564Hz,可观察到囊泡分泌孔道和新中间态;超低毒性:连续1小时1Hz成像无漂白,远优于其余超分辨显微镜。HiS-SIM智能超灵敏活细胞超分辨显微镜据毛珩介绍,HiS-SIM超灵敏活细胞超分辨显微镜硬件已经完成升级,而软件在经历了1500多个版本升级后也基本完成。“因为第一阶段的定位是面向全国最重要的成像平台,所以仪器要有足够的功能模块和容差性。过去一年,仪器不断有新的功能加进去,经过疯狂的内测,形成测试用例。追求稳定性,是产品推出一年后才正式启动销售的原因。”事实上,一年的时间把这样一台高端仪器做到稳定性良好,并非易事。陈良怡回答:“这跟人和钱有关。其一,我们团队的几十个人长时间在全负荷工作;其二,这个过程中我们投入了大量的钱。所谓一分钱一分货,我们所付出的巨大代价,才最终转化成现在这个‘真金白银’的稳定系统。”“我们从研发到测试的人员,可以说是‘国家队’了,他们唯一欠缺的是产业化经验,所以我们又高薪聘请了一些有大厂工作经验的人来补足核心团队所欠缺的部分。”毛珩补充道。目前超视计的商业化超分辨显微镜已经实现了多台销售,也有多家高校和科研院所在联系试用,有些研究人员利用这项技术已经做出了不错的成果,发表了数十篇文章。对于他们而言,产业化的道路已经迈出了很大一步。在回答国产超分辨显微镜何时能够实现国产替代这个问题时,陈良怡十分自信地说:“我们认为我们的技术已经比国外更好了,但需要练好内功,保持产品稳定性,最终让所有人认可,我们希望在一年内实现。”HiS-SIM智能超灵敏活细胞超分辨显微镜成像高端显微镜国产化:趋势很好 困难重重 目前,国内做高端光学显微镜的团队有很多,如中科院生物物理所、中科院苏州医工所、西安交大等许多科研单位都在进行高端显微镜的研究以及转化工作,广州和深圳等地还有很多光学仪器的初创企业。陈良怡认为:“国内高端显微镜的发展趋势很好,这也是国家所需,国家需要把科研成果写在祖国的大地上。但是无论国内有多少人在做,只有做出的产品用户使用后觉得好,愿意花钱去买,才算国产高端显微镜取得成功。就超分辨显微镜而言,这个市场像是一个“竞技场”,国产厂商竞争的舞台不应该只设定在国内,而是要去对标‘四大家’(蔡司、徕卡、奥林巴斯和尼康)。”同时,陈良怡也讲述了目前国产化的困境。他讲到:“国产高端显微技术发展势头虽好,但也面临重重困难,发展国产高端仪器不仅仅是技术本身的问题,还有用户认知的问题和进口品牌对国产先进技术密切跟进的问题等,可谓‘前有悬崖,后有追兵’。国产高端显微镜企业从初创到有一定规模,这个过程不会一帆风顺。但在当前国家所面临的形势下,即使困难,我们还是要做产业化这件事,国家出台的国产替代政策对我们会有一定的帮助,但是最终是否可以持续发展壮大还是要靠自己。”技术已不输国外 核心零部件逐步实现国产替代陈良怡认为,超分辨显微成像的技术水平,国内已不比国外差。目前国产超分辨显微镜与国外的差距主要体现在两个方面:一是核心器件,国外产品更具有稳定性优势,目前不可替代;二是在整体构架和理念,即成熟的人员构架和“做到最好”的理念。 超分辨显微镜的核心零部件主要有激光器、高灵敏的科学级相机、空间光调制器、显微镜主机、控制器等。这些零部件国内都有可替代的产品,但在实际生产过程中,它们占比仅不到五成。两位受访人解释了其中的原因和广州超视计在这个环节的布局。毛珩介绍了目前国产核心零部件生产制造商存在的问题。他讲到:“国内零部件的生产制造商常年为国外的仪器公司做代工,所以他们有能力做这件事情,但只是有能力,想要替代进口他们还缺‘两头’:上头设计和下头检测。而这两头恰好是我们能做的,接下来我们将深入参与核心零部件的制造,负责设计和检测,再按照难易程度逐年增加国产零部件的占比。” “国内厂商很愿意这样做,原因是他们目前或正在为国外企业代工,或大批量生产精度不高的产品,价格都很低。如果来生产生物医学成像高端仪器的零部件,虽然量不大,但利润很高,对他们来说是很好的选择。目前我们跟国产厂商还处于一起慢慢磨合的状态,长线上我们希望国内厂家能够做起来。”陈良怡补充道。陈良怡认为,仪器是核心,如果国产超分辨显微镜能够做好,就能够牵引核心零部件的发展,逐渐建设产业链,最后形成超分辨显微镜的制造生态。陈良怡和毛珩(右)合影政策支持很关键 国家意志可带动市场投入近些年来,国家出台多项对高新技术的支持政策,“十四五”规划中也强调了科技创新的战略意义。在陈良怡看来,国家的支持政策给像超分辨显微镜这样的国产高端仪器带来了机遇。主要体现在两个方面:第一是国家有系统的机制支持这样的项目,还会有一定的资金支持;第二,会促进更多国家或地方政府主导牵头的相关产业基金支持。“因为这个市场还太小,目前投资人不愿意进来,如果完全依靠市场机制,我们这样的初创型高新技术企业很难存活,所以国家政策支持对于高新技术企业来说至关重要。”陈良怡坦言。陈良怡举了两个例子,北京的京津冀国家技术创新中心和广州的粤港澳大湾区协同创新研究院,对于高新技术企业的支持基金,一部分来自国家或地方政府,一部分来自市场。他认为,两者合在一起,既体现出来国家的意志和需求,又有一些长期的投资者关注,如果这种机制能够顺利实施下去,对国产仪器发展将是利好。大家需对“国产”转变观念陈良怡所在的北京大学分子医学研究所,刚刚更名为北京大学未来技术学院,学院的理念是希望大家研究成果最后是能够被用上的,这样的环境促使院里的老师们去思考研究成果转化的事情。“做PI其实挺好,有很多人来寻求合作,发文章也利于评职称,但这意义不大。”陈良怡讲到,“为什么要做产业化?因为我们做的技术真的非常好,希望更多的人来用,产业化才是最高效的路径。”从科学家到企业家,陈良怡对于身份的转变也有颇多感受。他坦言:“原来做科研,是买仪器的,现在变成卖仪器的,角色转换后理解了很多东西。拉投资、招人、员工激励、成本……,这些都是运营一个公司要考虑的事情。推广产品时,还会有更多新的问题要面对。”首先面临的问题是绝大多数用户对国产仪器的固有认知:“国产的,能不能卖便宜点?”陈良怡说:“你要看要的是什么样的东西。”在陈良怡看来,要解决这个问题,让国产高新技术企业更好的发展,需要三个层面的努力。第一个层面是国家的支持,包括政策和资金。第二个层面是企业的自我的高要求,企业要对国家和投资人的钱负责,做国产高端仪器,不能只要求填补国内空白,而是要做到可与国际顶尖产品竞争的水平,要付出足够的成本和代价把每一个环节做好。第三个层面是用户的体谅,因为高端仪器并非走量的产品,不可能便宜50万就可以多卖10台,如果用户一开始期望国产仪器是便宜货,仪器企业为了价格优势用较差的器件,结果器件出了问题了,用户认为国产的果然不好而不再购买,陷入这样的负循环,国产仪器永远也做不好。“大家观念上的改变才是最主要的,需要企业和用户双方共同努力去打破这个怪圈。企业不能‘用爱发电’,不能只依赖国家政策,而是要有底气做出比国际顶尖更好的产品,才有资格让用户体谅并真正因为支持国货而感觉光荣。”陈良怡讲到。陈良怡团队合影后记:陈良怡戏言,超分辨显微镜研究和产业化是一个“大坑”,然而“入坑”后的他,却踏踏实实走过每一步。技术研发,他追求先进性和现实意义;转化产品,他追求稳定性和用户友好。采访结束时,陈良怡显露出些许疲态,或许是大学教授和创业者的双重身份占据了他太多精力,从决定产业化的那一刻起,就开始不停地奔波。可即便如此,我们依然能从到他满怀激情的介绍中感受到他对自己正在做的事业有着无限的热情和信心。实验室右边工作台上摆放着超视计与商业伙伴战略合作的联用超分辨显微成像系统,陈良怡指着它说:“这台仪器可以满足生命科学95%的成像需求。”我想,中国科研人员需要有这样对“自主研发”的自信,国产仪器厂商也应该有制造“国际领先产品”的信念,而这些都源于踏实的付出和确有的实力。
  • “中国创造”的典范:多光栅折叠光谱——访复旦大学陈良尧教授
    2006年,国际两家光电子杂志Laser Focus World和Photonics Spectra的编辑曾分别主动在世界技术新闻专栏中特别介绍了复旦大学陈良尧教授课题组研发的多光栅二维折叠光谱技术,认为该技术的创新原理和方法将能够被拓广并应用于更具挑战性的高效率光谱获取和分析领域,以及推广到中远红外光谱分析领域。   上海市计量测试技术研究院的资深光学科学家袁海林教授也曾评论到,&ldquo 采用多光栅结构对成像光谱进行高密度折叠,在很宽的光谱区内实现高分辨率、快速和长时间可靠测量,将会成为现代光谱仪设计中一个主流技术和发展趋势&rdquo 。   究竟是怎样的技术让国内外一片赞誉之声?为了寻求答案,近日仪器信息网编辑采访了多光栅折叠光谱仪技术的研究者&mdash &mdash 复旦大学陈良尧教授。 复旦大学 陈良尧教授   &ldquo 原理性创新&rdquo   光谱分析仪器在科学研究和工业领域有着广泛的应用,为满足应用需求,国际上已经发展了各种类型的光谱分析原理和方法,其中最主要的是采用棱镜和光栅等光学色散元件,结合高灵敏度探测器对各种光谱(如反射、透射、吸收、散射、椭圆、荧光、拉曼等光谱)进行测量和分析。但受到光电探测器光谱响应、光栅色散和机械扫描等因素的制约,只能被迫在光谱工作区宽度、分辨率和速度等参数之间做出妥协,从而严重影响和限制了其在许多重要领域的应用。这是国际学术和产业界长期未能解决的瓶颈和难题。   &ldquo 传统的光栅光谱仪需要使用机械装置对色散元件进行位移和旋转,这将限制测量速度的提高,而且机械转动部件的定位精度低,可靠性差,容易在操作过程中发生故障 另外,由于国内机械加工水平所限,使得国产光栅光谱仪的机械部件精度和可靠性不高,从而影响了光谱仪的整体性能水平,&rdquo 陈良尧说,&ldquo 另外,一块光栅难以覆盖全光谱范围,衍射效率为非均匀性分布,在其光谱衍射工作区的两端效率较低,影响了仪器的信噪比质量。&rdquo   在长期的光谱分析研究中,为克服传统仪器的这两方面局限性困难是陈良尧当初决定研发&ldquo 多光栅折叠光谱分析仪&rdquo 的原因,他希望能够研制出一种没有任何移动部件、光谱工作区宽、测量速度快的光谱仪。基于这一想法,陈良尧于90年代末开始&ldquo 多光栅折叠光谱分析仪&rdquo 的研制。&ldquo 这是原理和方法的创新,并非是&lsquo 阳春白雪&rsquo ,它的物理概念清楚,技术可靠,易于普及推广,只不过很多人没朝这方面去想。&rdquo   但是,当前光谱仪技术可以说是非常成熟了,再要尝试原理性创新,可能并不像陈良尧说的那么容易。在10多年时间的持续研究努力中,陈良尧教授经历了很多,如最初虽有设想,但缺少研究经费支持,在市场上也买不到现成的关键元器件,业内对这类极具应用前景的新原理和新技术的认识也不统一等等。不过,&ldquo 梅花香自苦寒来&rdquo ,2012年,最终实现的研究成果被选为国家自然科学基金&ldquo 十一五&rdquo 优秀成果。至今已经推出了多种可供实用的样机,集成组合的光栅数也由最初的3块增加到了10块。日前,陈良尧教授的&ldquo 极高密度二维折叠光谱成像装置&rdquo 课题入选了2014年高校自然基金国家重大科研仪器研制项目。 已研制完成的二维折叠光谱分析仪的整体外形图,250mm焦距,优于0.1nm光谱分辨率,全谱测量时间小于0.1s,重约8.9公斤。   多光栅折叠光谱仪采用了时间并联模式的快速光谱信号获取的新原理和方法,利用二维面阵探测器的优点,在一台光谱仪中,同时满足宽光谱区、高分辨率和快速测量的三项关键功能要求。在10光栅二维折叠光谱分析仪中,是将具有不同闪耀角和色散特性的10块子构成一个光栅阵列,克服了面阵CCD信号接受面的张角限制,在200-1000nm光谱区将一维约276mm光谱探测区的近2万个光谱数据点进行二维10重折叠,快速成像在二维面阵探测器的焦平面上。由于无任何机械位移部件,使得最小的光谱获取时间仅受限制于将光谱从CCD传输到数据存储器件所需要的时间,实现了全光谱高精度快速测量和分析。   &ldquo 所有用到光谱测量分析的地方都可以用&rdquo   &ldquo 多光栅光谱是通用型光谱仪,所有用到光谱测量分析的地方都可以用,如可以应用于食品环境等领域的科研与日常检测,而且未来完全可能替代常见的紫外、红外等光谱分析仪器。&rdquo 陈良尧对多光栅光谱仪的应用前景非常乐观,&ldquo 随着高性能低成本面阵光电探测器的普及,二维折叠光谱将成为主流光谱分析技术在更多领域实现推广应用。&rdquo   &ldquo 而且,由于改进了传统光谱仪的一些不足,使得该仪器可以用于一些极端条件检测。&rdquo 例如:由于无任何机械转动部件,多光栅光谱仪的全谱扫描速度最快能达几毫秒至数十毫秒,所以在清华大学等离子体实验室中,能利用它在真空条件下对等离子体原子谱线进行原位全谱检测分析,在相同的实验条件下,对各种原子态谱线进行比较分析,获得较为可靠的实验数据和结果。&ldquo 并且,等离子体实验室还希望通过合作,研究该技术在真空紫外条件下的应用。&rdquo   多光栅光谱仪既可以作为一种标准配置的光谱仪独立使用,也可以成为一个载体&mdash &mdash 作为光谱分析仪器的核心部件,可以极大简化分析仪器的结构。&ldquo 光谱仪是光谱分析仪器的&lsquo 心脏&rsquo ,目前很多国产光学分析仪器采用的还都是传统扫描型光谱仪,如果多光栅光谱仪能够得到普及,将会显著促进国产光谱仪器的更新换代。&rdquo   &ldquo 探测器技术与成本亟待突破&rdquo   &ldquo 目前在10光栅集成的仪器中,使用的是美国PI公司的CCD面阵探测器,单价在7万美元左右。高性能光电探测器依然是限制我国先进光谱分析技术发展的瓶颈,也是成本无法降下来、难于大规模普及的主要原因。&rdquo 不过,陈良尧也高兴地说到,已有国内企业正从海外引进新一代CMOS光电传感器技术,&ldquo 我们将会成为他们产品的第一批实验室用户。&rdquo   另一个关键元件&mdash &mdash 光栅则可以根据具体需求,既可以购买进口产品,也可以选择国内生产的。&ldquo 我们已经在国内找到一家企业,可以研制和生产出我们所需的光栅和其他光学器件。&rdquo   对于下一步研发方向,陈良尧介绍到,&ldquo 当前最重要的是把研究项目做好,并努力将这一技术应用到不同领域 另外,组合的多光栅模块本身也可以成为一个产品,现在的组合光栅的方位角还需要人工调试,未来希望能够采用自动化激光准直技术,研制出已被封装好、不需要调节的光栅组,用户拿到手里可以直接使用。组合的光栅数也有可能进一步增大,由现在的3-10光栅增至40-50块光栅的组合,满足更高精度的光谱分析需求。&rdquo   经过持续的研究努力,多光栅光谱仪已能够被实际应用。据介绍,除了面阵探测器国内目前还做不出来,其它重要部件都实现了在自己的实验室或在国内找到企业进行加工生产。说到这里,显现出了陈良尧教授比较独特的研究态度和模式,陈良尧将项目研究经费的很大一部分用于改造实验室环境,如在高性能光学仪器研究中,将购买高精度数控机床,用于仪器核心零部件的高品质研制和加工,保证质量,这在目前中国大学的实验室还比较少,对此,陈良尧说,&ldquo 这么做一方面是希望提高科学仪器的研究水平和效率,掌握核心技术,另一方面也十分需要培养研究生们的实际动手能力,不仅进行原理和方法创新,还需要采用先进制造技术,在学生时期就有能力亲手把这些仪器做出来,可靠实现创新科学仪器的各种新功能,在这方面与发达工业化国家相比,我国在培养学生具有硬科学技术研究能力方面的差距还比较大。&rdquo   &ldquo 由于高性能探测器价格一直居高不下,不利于大范围普及,目前仅根据一些用户需求进行定制,需要不断解决问题,让用户满意,建立良好的声誉,&rdquo 陈良尧说到。   后记   据了解,在陈良尧教授的研究成果2003年正式发表后,2007年在美国Light Smyth公司的广告中也出现了采用4种不同光栅结构参数组合的二维折叠光谱分析技术。而关于这一中国自主创新原理和技术的产业化途径,陈良尧无奈的说到,&ldquo 产业化的路还会比较长。&rdquo 究其原因,一是关键部件技术的局限,另外国家的支持政策等也是重要原因。就像采访最后陈良尧所说的,&ldquo 希望能够获得国家较高强度的产业化应用研究项目的支持,并与工业界的合作伙伴一起,使得这项技术被产业化,促进我国高性能光谱分析仪器的进步和发展,将会在国际上有自己的地位,产生出中国乃至世界上最好的光谱仪。&rdquo   编辑:刘丰秋
  • 岛津成功举办“不同储藏年份粮食(新陈粮)鉴别WORKSHOP”
    不同储藏年份粮食 (新陈粮) 鉴别一直是粮食行业公认的技术难题,避免不法商家将新陈粮进行掺杂并从中牟取利益,确保优质新粮入库,对于维护国家粮食安全和节粮减损至关重要。2024年1月31日“不同储藏年份粮食(新陈粮)鉴别WORKSHOP”在北京成功举办,岛津企业管理(中国)有限公司(以下简称“岛津”)开发了基于挥发性成分分析的粮食储藏年份鉴别方法,并通过此次WORKSHOP向大家展示了分析过程和结果。活动现场会议当天,首先由岛津创新中心李晓东部长致辞;致辞中,李晓东部长感谢各位专家莅临本次会议并介绍了创建创新中心的历史与初衷,最后预祝本次WORKSHOP圆满举办。会议由岛津分析计测事业部营业部金慧玥主持。岛津中国创新中心李晓东部长致辞岛津分析计测事业部业务部 金慧玥在报告环节中,岛津分析计测事业部市场部张圆圆女士发表了题为《岛津粮油检测整体解决方案》的报告。岛津分析计测事业部市场部张圆圆女士张圆圆女士介绍粮油相关的检测标准,梳理了粮油涉及的检测项目,从粮油安全和营养品质方面介绍岛津在粮油检测方面的整体解决方案,安全方面介绍了真菌毒素、农药残留、重金属、多环芳烃、氯丙醇酯和缩水甘油酯、矿物油等粮油风险物质岛津解决方案,营养品质方面主要介绍了维生素、氨基酸解决方案以及质构仪、微芯片电泳仪在食品检测中应用。岛津创新中心张晓莉博士发表了题为《基于岛津GCMS的粮食储藏年份鉴别方法研究》的报告。岛津创新中心张晓莉博士张晓莉博士主要介绍基于岛津GCMS气味分析系统在新陈粮食鉴别中的特色应用方案,方案通过对不同储藏年份的粮食中挥发性风味物质的差异分析,构建了新陈粮食区分的鉴别模型,可应用于新陈粮食的准确鉴别。参观创新中心本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 微流控+荧光显微成像助力,陈良怡/汤超合作团队发现胰岛细胞的集体探戈舞
    胰岛是最重要的血糖调控微器官,结构上主要由α和β两类细胞组成。机体内胰岛散落分布于胰腺器官内(每只小鼠大约有1000个胰岛,每个人大约有1000000个胰岛)。胰岛之间存在较大异质性(如胰岛大小,细胞类型组成比例等),胰岛的异质性为其功能多样性提供了基础。功能上,高糖刺激下胰岛呈现有规律的钙震荡,导致胰岛素的分泌。有趣的是,胰岛呈现出不同等震荡模式,大致分为快速震荡 (100秒),及快慢复合的震荡。钙震荡信号紊乱与糖尿病进程高度相关,因此其调控机制一直被广泛研究。2022年6月29日,来自北京大学定量生物学中心的汤超团队和北京大学未来技术学院的陈良怡团队在Nature Communications杂志发表了一篇题为 Pancreatic α and β cells are globally phase-locked 的文章。该工作发现在高糖刺激下小鼠胰岛内与细胞呈现集体锁相的钙震荡规律,并结合生物实验与数学模型研究了胰岛内α与β细胞旁分泌调控钙震荡与锁相的机理。该研究通过结合微流控芯片与钙离子荧光显微镜成像,发现在同一胰岛中,空间上细胞激活顺序高度保守,时间上震荡周期高度可重复(图1)——说明震荡模式是胰岛稳定的内在性质。图1:微流控芯片实验示意图及胰岛的快速,慢速,及复合钙震荡模式。他们进一步通过构建α和β细胞双色钙荧光蛋白标记转基因小鼠(图2),发现在胰岛震荡中α和β细胞呈现集体锁相,两类细胞交替激活,每类细胞之间高度同步。通过定量分震荡模式发现α细胞与β细胞的震荡相位呈现出高度的规律性:α细胞的相位落后于β细胞约20秒,而α细胞的相位落后于β细胞的时间是可变的,并决定了胰岛的震荡模式。图2:α与β细胞双色钙荧光蛋白标记转基因小鼠(左)及快速,慢速,及复合钙震荡模式胰岛中与细胞平均钙活动(右)。为了理解胰岛内α与β细胞相互作用与震荡模式的关系,文章构建了胰岛细胞震荡子数学模型。模型发现胰岛内α与β细胞间不同的耦合强度可以导致快速,慢速及复合震荡多种活动模式,使胰岛系统兼具鲁棒性及灵活性。模型还预测了胰岛震荡模式与细胞相互作用之间的关系:慢速震荡时,α对β细胞促进作用较弱;复合震荡时,α细胞对β细胞促进作用较强,而β细胞对α细胞的抑制作用较弱;快速震荡时两者的互相作用都强。数学模型提示胰岛钙震荡周期受旁分泌调节,研究进一步验证发现胰岛震荡周期与胰岛内细胞数量高度相关(图3),细胞数量越多震荡周期越快。图3:胰岛震荡周期与胰岛内细胞数量高度相关以往近40年的研究工作主要将胰岛不同的震荡模式简化为β细胞的内在差异。然而分离的β细胞只呈现慢速震荡,因此这一传统假设受到挑战。该研究观察到胰岛内α和β细胞钙活动呈现集体锁相,并发现α细胞对胰岛快速钙震荡的产生至关重要。并通过结合数学模型说明胰岛不同震荡模式受胰岛内旁分泌的调控。北京大学的博士后任惠霞,黎彦君,韩成盛为论文共同第一作者。汤超和陈良怡均为北大清华生命科学联合中心PI。原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-31373-6
  • 借助双光子显微成像技术 北京大学陈良怡团队合作揭示小鼠社交行为神经编码机制
    陈良怡团队合作揭示小鼠偏好“喜新厌旧”的神经元集合和孤独症小鼠的缺陷社交行为是个人和人类社会生存和发展的基础。有关大脑通过何种方式编码社交行为信息这一科学问题,目前尚无确切答案。此外,孤独症、抑郁症、精神分裂症、社交恐惧症或创伤后应激障碍(PTSD)等患者,均存在显著社交识别或互动障碍,给家庭、社会和国家带来诸多问题和负担,当前仍缺乏行之有效的干预手段或治疗方法,原因之一在于对大脑处理和编码社交行为信息的神经机制知之甚少。既往研究表明,大脑内侧前额叶皮层(mPFC)在社交探索、社交恐惧和社会竞争等方面均发挥重要调控功能[1-4]。当小鼠进行社交探索行为时,mPFC脑区前边缘皮质(PrL)内部分兴奋性锥体神经元活动会显著增强[5, 6],mPFC神经元集群在处理不同社交对象信息时,其活动表现出较强的异质性[7, 8],而且mPFC脑区内抑制性GABA能中间神经元也同社交行为密切相关[1, 4, 9],然而,由于缺乏在体单细胞分辨率水平、实时动态可视化的神经编码研究方法,这些不同亚型神经元集群是如何编码特定社交对象信息的尚不明了。北京大学未来技术学院分子医学研究所、IDG麦戈文脑科学研究所、北大-清华生命科学联合中心、生物膜国家重点实验室陈良怡实验室,联合军事医学研究院吴海涛实验室以及北京大学工学院张珏实验室,在Science Advances杂志发表了题为“Encoding of social novelty by sparse GABAergic neural ensembles in the prelimbic cortex”的研究论文,解析了孤独症小鼠“喜新不厌旧”社交缺陷下的神经编码机制。在陈良怡实验室和程和平院士团队联合开发两代高时空分辨率的微型化双光子显微成像系统基础上[10, 11],通过建立改进型小鼠两箱社交行为学研究范式,利用MeCP2转基因孤独症小鼠模型和细胞亚型特异性Cre小鼠,借助微型化双光子显微镜钙成像技术,结合基于Tet-off系统的细胞特异性化学遗传学操控技术、CRISPR-Cas9介导的基因编辑和功能挽救等前沿技术,系统探讨了正常和孤独症小鼠模型不同社交行为过程中,PrL脑区内不同亚型神经元集群编码特定社交信息的模式差异。首先,借助微型化双光子钙成像技术,研究人员发现在小鼠自由社交活动过程中,PrL脑区内抑制性中间神经元较之于兴奋性锥体神经元具有更强的相关性。数学分析揭示其中存在稀疏分布的“社交特异”神经元,与之前研究的“社交相关”神经元不同,它们特异性地参与了同“陌生”或“熟悉”老鼠的社交行为。通过化学遗传学技术,特异性抑制社交行为过程中被激活的这些抑制性中间神经元亚群,能够显著破坏小鼠社交偏好及社交新颖性行为。提示PrL脑区内这群稀疏分布的中间神经元集群在调控小鼠社交偏好性以及“喜新厌旧”行为模式中,扮演着极为关键的角色。进一步,研究人员在进行小鼠两箱社交行为学观察时发现,MeCP2转基因孤独症小鼠社交偏好性并无显著缺陷,但会丧失典型的“喜新厌旧”样社交新颖性行为。利用CRISPR-Cas9基因编辑技术,在MeCP2转基因孤独症小鼠PrL脑区中间神经元内特异性剔除外源性MeCP2转基因后,可显著挽救孤独症小鼠“喜新厌旧”样社交缺陷表型。表明PrL脑区抑制性中间神经元内过表达MeCP2转基因可能是诱发孤独症小鼠产生社交新颖性行为缺陷的罪魁祸首。最后,通过系统分析野生型和MeCP2转基因孤独症小鼠模型PrL皮层内编码“陌生”和“熟悉”社交对象信息、且稀疏分布的抑制性中间神经元钙信号动力学特征,研究人员发现,当野生型小鼠分别与“陌生”或“熟悉“小鼠发生社交时,其PrL皮层中编码相关社交对象特异性神经元的发放概率、钙信号变化幅度以及达峰时间均存在显著差别。这两群细胞通过“跷跷板”式的协同增强效应,帮助小鼠确定面对不同类型对象采取不同的社交策略。而孤独症小鼠PrL脑区内相关神经元集群均明显异常,总体表现为“陌生”或“熟悉”社交对象引起社交特异神经元间反应差异消失,从而无法区分“陌生”和“熟悉”不同社交对象之间的差别,最终导致社交新颖性行为缺陷。综上,该研究工作发现在小鼠前额叶皮层内存在一群稀疏分布的中间神经元集群,分别负责编码社交行为中的“熟悉”和“陌生”社交对象信息,这些稀疏分布的神经集群在调控小鼠社交行为,尤其是社交新颖性行为中发挥着重要作用,揭示了个体在面对不同类型对象进行社交行为时的神经编码机制。该研究为深入理解孤独症等神经精神疾病患者社交行为缺陷的神经机制,探索精准靶向诊疗新策略提供了新的证据和线索。PI简历陈良怡北京大学未来技术学院学院教授北大-清华生命科学联合中心PI邮箱:lychen@pku.edu.cn实验室主页:http://www.cls.edu.cn/PrincipalInvestigator/pi/index5489.shtml研究领域:我们发展自驱动的活细胞智能超分辨率成像技术,并应用这些技术来研究生物医学重要问题。目前一方面的工作主要集中在引入物理光学中新成像原理、数学和信息学科中的图像重建新方法等,致力于发展可以在活细胞中实现两种以上模态光学信号探测的三维超分辨率成像的通用工具,实现同一活细胞样本上长时间、超分辨率、三维成像特定生物分子(荧光)和主要细胞器(无标记)。建立基于深度学习等手段Petabyte级的图像数据的高速处理以及分割手段,自动化、定量化描述活细胞内不同蛋白等分子以及细胞器的形状、位置以及相互作用等参数,找到新的细胞器并定义它们生化特性,最终目标是建立单细胞细胞器互作组学以及活细胞超分辨率病理学的概念,利用成像来揭示细胞内的异质性动态变化以及如代谢类疾病的发生发展机制。另一方面,我们也应用发展的高时空分辨率生物医学成像的可视化手段,系统研究血糖调控紊乱激素分泌在活体组织、细胞水平以及分子代谢水平的关系。参考文献:1.Xu, H., et al., A Disinhibitory Microcircuit Mediates Conditioned Social Fear in the Prefrontal Cortex. Neuron, 2019. 102(3): p. 668-682 e5.2.Kingsbury, L., et al., Cortical Representations of Conspecific Sex Shape Social Behavior. Neuron, 2020.3.Báez-Mendoza, R., et al., Social agent identity cells in the prefrontal cortex of interacting groups of primates. Science, 2021. 374(6566): p. eabb4149.4.Zhang, C., et al., Dynamics of a disinhibitory prefrontal microcircuit in controlling social competition. Neuron, 2021.5.Murugan, M., et al., Combined Social and Spatial Coding in a Descending Projection from the Prefrontal Cortex. Cell, 2017. 171(7): p. 1663-1677 e16.6.Liang, B., et al., Distinct and Dynamic ON and OFF Neural Ensembles in the Prefrontal Cortex Code Social Exploration. Neuron, 2018. 100(3): p. 700-714 e9.7.Pinto, L. and Y. Dan, Cell-Type-Specific Activity in Prefrontal Cortex during Goal-Directed Behavior. Neuron, 2015. 87(2): p. 437-50.8.Rigotti, M., et al., The importance of mixed selectivity in complex cognitive tasks. Nature, 2013. 497(7451): p. 585-90.9.Cao, W., et al., Gamma Oscillation Dysfunction in mPFC Leads to Social Deficits in Neuroligin 3 R451C Knockin Mice. Neuron, 2018. 97(6): p. 1253-1260.e7.10.Zong, W., et al., Miniature two-photon microscopy for enlarged field-of-view, multi-plane and long-term brain imaging. Nat Methods, 2021. 18(1): p. 46-49.11.Zong, W., et al., Fast high-resolution miniature two-photon microscopy for brain imaging in freely behaving mice. Nat Methods, 2017. 14(7): p. 713-719.
  • 陈良怡/李浩宇合作团队发明:稳定提升荧光显微镜2倍分辨率
    2014年诺贝尔化学奖授予了荧光超分辨显微技术,利用荧光分子的化学开关特性(PALM/FPALM/STORM)或者物理的直接受激辐射现象(STED),实现超越衍射极限的超分辨成像。尽管如此,活细胞中的超分辨率成像仍然存在两个主要瓶颈:(1)超分辨率的光毒性限制了观察活细胞中精细生理过程;(2)受限于荧光分子单位时间内发出的光子数,时间和空间分辨率不可兼得。受限于这个瓶颈,为了在活细胞上达到60 nm空间分辨率极限,现有超分辨率成像手段需要强照明功率(kW~MW/mm2)、特殊荧光探针和长曝光时间( 2 s)。强照明功率引起的强漂白会破坏真实荧光结构的完整性,长曝光时间在图像重构时导致运动伪影,降低有效分辨率。迄今为止,基于光学硬件或者荧光探针的改进无法进一步提升活细胞超分辨率的时空分辨率,实现毫秒尺度60 nm的时空分辨率成像。2021年11月16日,哈尔滨工业大学李浩宇教授团队与北京大学陈良怡教授团队合作在Nature Biotechnology上发表论文Sparse deconvolution improves the resolution of live-cell super-resolution fluorescence microscopy【1】。他们另辟蹊径,发明基于新计算原理的荧光超分辨率显微成像,进一步拓展荧光显微镜的分辨率极限。通过提出“荧光图像的分辨率提高等价于图像的相对稀疏性增加”这个通用先验知识,结合之前提出的信号空时连续性先验知识【2】,他们发明了两步迭代解卷积算法,即稀疏解卷积(Sparse deconvolution)方法,突破现有荧光显微系统的光学硬件限制,首次实现通用计算荧光超分辨率成像。结合自主研发的超分辨率结构光(SIM)系统,实现目前活细胞光学成像中最高空间分辨率(60nm)下,速度最快(564Hz)、成像时间最长(1小时以上)的超分辨成像。结合商业的转盘共聚焦结构光显微镜,实现四色、三维、长时间的活细胞超分辨成像。1、应用举例:DNA折纸标准样本验证为了在已知结构样本中验证分辨率的提升,研究者设计并合成了两个荧光标记位点的DNA折纸样本,每个位点用4~5个Cy5标记。当这些分子间距为60 nm、80 nm和100 nm时,它们在TIRF-SIM下几乎无法区分,但在经过稀疏解卷积重建后(Sparse-SIM,图1)可以很好地区分它们中间的距离。整体结果可以用单分子定位显微镜ROSE【3】交叉验证,与Sparse-SIM得到的DNA折纸的荧光对间距以及不同间距荧光对在玻片上的分布一致。图1:Sparse-SIM解析不同距离DNA折纸样本。(a)在相同视场下,用配对Cy5标记不同距离(60 nm, 80 nm, 100 nm, 120 nm)的DNA折纸样品,用TIRF(左)、TIRF-SIM(中)和Sparse-SIM(右)成像。(b)在TIRF、TIRF-SIM和Sparse-SIM下,黄色(60 nm)、蓝色(80 nm)(80 nm)、绿色(100 nm)和红色(120 nm)框包围的放大区域。比例尺:(a)2 μm;(b)100 nm。2、应用举例:Sparse-SIM超快活细胞成像揭示核孔结构和胰岛素囊泡早期融合孔道在活细胞成像中,稀疏结构光显微镜(Sparse-SIM)可以解析标记不同核孔蛋白(Nup35, Nup93, Nup98,或Nup107)的环状核孔结构,而它们在传统结构光显微镜(2D-SIM)下形状大小与100 nm荧光珠类似(图2c, 2d)。由于相机像素尺寸与孔径直径类似,测量的核孔拟合直径与Sparse-SIM的分辨率相当。校正后Nup35和Nup107孔的直径分别为~66 ± 3 nm和~97 ± 5 nm,而Nup98和Nup93直径大小处于这个范围中(图2e, 2f),结果与以前用其他超分辨成像方法在固定细胞中获得的直径相符【4】。有趣的是,12分钟超分辨成像可以显示活细胞中核孔形状变化,这可能反映了核膜上的单个核孔复合物动态重新定向到焦平面或远离焦平面(图2g),这是其他超分辨方法难以观察到的。图2:Sparse-SIM解析核孔蛋白动态过程。(c)用Sparse-SIM观察活COS-7细胞中以Nup98-GFP标记的动态环状核孔的典型例子,持续时间超过10分钟。上下区域分别显示2D-SIM和Sparse-SIM下的图像。(d)比较(c)中青色框中的核孔结构快照与100 nm荧光珠在不同重建方法(2D-SIM、20次RL解卷积后、50次RL解卷积后、Sparse-SIM)下的结果。(e)由于核孔的大小与Sparse-SIM的分辨率和像素大小相当,按照Supplementary Note 9.1的协议(详情请见文章),分别推导出Nup35-GFP(红色)、Nup98-GFP(黄色)、Nup93-GFP(绿色)和Nup107-GFP(青色)标记的核孔结构的实际直径。(f)Nup35(66 ± 3 nm, n=30)、Nup98(75 ± 6 nm, n=40)、Nup93(79 ± 4 nm, n = 40)、Nup107(97 ± 5nm ,n = 40)的平均直径环。左右两幅蒙太奇分别为传统Wiener重构或稀疏解卷积后的结果。(g)在6个时间点对 (c)中的品红色方框放大并显示。比例尺:(c)500 nm;(d, g, f)100 nm。通过滚动重建,Sparse-SIM的时间分辨率可达564 Hz,识别出来INS-1细胞中VAMP2-pHluorin标记的、更小的胰岛素囊泡融合孔道(如~61 nm孔径)。它们在囊泡融合的早期出现,孔径小(平均直径~87 nm),持续时间短(9.5 ms),不能被之前传统的TIRF-SIM所识别【2】。另一方面,鉴别出来的稳定融合孔在囊泡融合的后期出现,孔径大(平均直径~116 nm),持续时间长(47 ms),是之前看到的结构【2】。值得一提的是,虽然这里发现的囊泡早期融合孔状态很难被其他的超分辨率成像手段所直接验证,但是它们的发生频率与30多年前用快速冷冻蚀刻电子显微镜所观察到的“小的融合孔发生概率远低于大的融合孔”现象相吻合【6】。3、应用举例:稀疏解卷积是提升荧光显微镜分辨率的通用方法与当下热门的深度学习超分辨率显微重建不同,信号的空时连续性、高空间分辨率导致的荧光图像相对稀疏性这两个先验知识,是荧光显微成像的通用先验知识,不依赖于样本的形态以及特定的荧光显微镜种类。因此,稀疏解卷积是通用荧光显微计算超分辨率成像算法,可被广泛应用于提升其他荧光显微模态分辨率,观察不同种类细胞器的精细结构及动态(图3)。图3 | 稀疏解卷积广泛应用于提升不同显微成像模态空间分辨率,揭示各类细胞器精细结构动态。比如稀疏解卷积增强的商业超分辨转盘共焦结构光显微镜(SD-SIM)【7】,可以实现XY方向90纳米,Z方向250 纳米的空间分辨率,清晰记录分裂期7 μm深度内的全细胞内所有线粒体外膜网络(图4)。同样,若稀疏解卷积增强与商业SD-SIM结合,可以很容易实现活细胞上的三维、四色超分辨率成像。稀疏解卷积可以与膨胀显微镜(ExM)【8】结合,解析细胞膨胀后的复杂结构;也可以与宽场、点扫描的共聚焦、受激辐射损耗显微镜(STED)【9】以及微型化双光子显微镜(FHIRM-TPM 2.0)【10】结合,实现近两倍的空间分辨率提升。因此,稀疏解卷积的提出,将帮助使用各种各样荧光显微镜的生物医学研究者更好地分辨细胞中的精细动态结构。图4 | Sparse SD-SIM解析活细胞三维线粒体外膜网络。(k)活体COS-7细胞的线粒体外膜(Tom20-mCherry标记)的三维分布,颜色表征深度。(l)SD-SIM原始数据与Sparse SD-SIM的水平(左)和垂直(右)的白色框区域放大展示。比例尺:(k)5 μm;(l)1 μm。总之,通过稀疏解卷积算法(Sparse deconvolution)来实现计算荧光超分辨率成像,与目前基于特定物理原理或者特殊荧光探针的超分辨率方法都不相同。与超快结构光超分辨显微镜结合形成的Sparse-SIM是目前活细胞光学成像中,分辨率最高(60纳米)、速度最快(564帧/秒)、成像时间最长(1小时以上)的超分辨光学显微成像手段。它也可以与现有的多数商业荧光显微镜结合,有效提升它们的空间分辨率,看到更清楚的精细结构动态。
  • 陈十一、谢晓亮获2017年度“求是奖杰出科学家”
    p   9月16日晚,杨振宁、孙家栋、韩启德、施一公等知名科学家云集在复旦大学举办的“2017年度求是奖颁奖典礼”。研究湍流的流体力学家陈十一和应用单细胞基因组测序技术使几百名新生儿免除遗传疾病困扰的生物物理化学家谢晓亮,获得“求是杰出科学家奖”。 /p p   “2017年度求是奖颁奖典礼”由香港求是科技基金会主办、复旦大学承办。求是基金会主席查懋声先生以及顾问杨振宁、孙家栋、韩启德、施一公,复旦大学校领导、求是奖评委、往届求是奖获得者以及复旦大学师生代表等约400人参加了典礼。颁奖典礼由复旦大学校长许宁生教授和查懋声主席致辞开始,至基金会顾问杨振宁先生演讲落幕,揭晓2017年度“求是杰出科学家奖”、“求是科技成就集体奖”和“求是杰出青年学者奖”花落谁家。 /p p   2017年度“求是杰出科学家奖”授予南方科技大学陈十一教授和哈佛大学及北京大学谢晓亮教授,分别由孙家栋教授、施一公教授上台颁奖,并介绍两位获奖人在其研究领域中取得的杰出贡献。 /p p   南方科技大学陈十一教授作为流体力学家,在湍流研究上做出了一系列贡献。90年代初打破了直接数值模拟中雷诺数的世界记录,相关研究成果被国际湍流界广泛引用 首次精确计算出湍流的标度指数和对流扩散过程的标度指数 提出了湍流中的映射封闭理论,成为燃烧和湍流扩散的重要理论与数值计算基础 提出了自然界中大尺度旋涡形成机理,解释了能量反积蓄 提出了湍流中的约束大涡模拟模型,得到了阻力和分离流的精准计算结果。陈十一教授亦是国际格子Boltzmann数值方法的创始人之一,他和其合作者在1992发表的文章奠定了本领域的基础,此方法已被广泛应用于各类工程问题中,包括能源与环境工程,传热传质,燃烧与多相流动,地下渗流与电磁场模拟等。陈十一教授和他的团队利用多尺度混合算法精确计算了有奇异性的流动现象,此项研究在微纳米流体流动、燃料电池、生物流动系统等方面得到了广泛应用。 /p p   另一位获奖人谢晓亮教授作为生物物理化学家,单分子生物物理化学、相干拉曼散射显微成像技术、单细胞基因组学的开拓者,在相关新兴交叉学科做出了创造性贡献。他不仅是生物物理化学基础科学研究的国际领军人物,近年来亦大力推动了无标记光学成像技术和新兴单细胞基因组测序技术在医学中的应用。特别是在中国,谢晓亮团队的工作已使得几百个新生儿成功地避免了他们父母的单基因遗传疾病,其课题组目前在研究方向包含理论科学研究领域、技术研究领域、医学研究领域三个领域。 /p p   2017年度“求是科技成就集体奖”则授予水稻分子遗传学团队,由韩启德教授为其颁奖。水稻分子遗传学团队由中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋课题组、中国科学院上海生命科学研究院韩斌课题组和中国农业科学院中国水稻研究所钱前课题组在上世纪九十年代组建,面向国家粮食安全重大需求,其团队始终瞄准水稻生物学最前沿的重大科学问题,经过近二十年的密切合作,综合运用遗传学、基因组学、分子生物学、生物化学、细胞生物学、作物育种学等方法对水稻产量与品质相关的重要农艺性状的调控机理进行了系统深入的研究,在水稻资源发掘利用、重要农艺性状的全基因组关联分析以及作物分子育种等方面形成了比较完善的理论体系,引领我国水稻功能基因研究实现了对世界先进水平从跟踪到赶超的跨越式发展,完成了多项世界领先的开创性研究成果。该研究集体还十分注重基础理论研究与实际应用相结合,率先提出并实践“作物分子设计育种”理念,切实将理论研究成果应用于水稻育种实践中,开拓性地建立了水稻分子设计育种技术体系,示范性育成一系列高产优质的水稻新品种。 /p p   2017年度“求是杰出青年学者奖”分别授予北京大学刘毅、林一瀚、杨玉超,清华大学单芃,复旦大学王熠华、包文中,中国科学技术大学孙林峰、赵纯,华中科技大学甘泉,中国医学科学院李平平等十位青年学者。 /p p   1995至2001年间,基金会设立了“求是杰出青年学者奖”,为一批优秀青年学者安心科研、迅速成长发挥了雪中送炭的作用。为支持国内高校与海外机构竞争吸引最顶尖的人才,以及扶持刚开展独立科研事业之优秀青年学者,求是科技基金会于2013年启动新的“求是杰出青年学者奖”项目,致力为中国未来20年的科技事业发展培养领袖之才。新的“求是杰出青年学者奖”聚焦于自然科学或工程技术领域展现巨大潜力的青年学者,结合学校为引进人才提供的配套支持条件。在评奖机制上,新的“求是杰出青年学者奖”也引进了与国际水平一致的做法。 /p p   自2013年开始,一年一度的求是颁奖典礼不仅是一场科学的盛会,同时也是求是之家成员聚会的重要时刻。基金会希望一是通过对杰出科学家的颁奖,向社会特别是青年学生倡导科学精神 二是通过颁奖活动加强学者之间的思想交流,并有效地将这种思想交流传播到社会。 /p p   香港求是科技基金会1994年由著名实业家査济民先生创立,秉持“雪中送炭”的宗旨,积极坚持和倡导“科学精神,人文情怀”的核心理念。1994至2017年,共有310位在数学、物理、化学、生物医学及工程信息等科技领域中有杰出成就的中国科学家获得基金会奖励。其中“求是终身成就奖”1位,“杰出科学家奖”28位、“杰出青年学者奖”169位、以及 “杰出科技成就集体奖” 112位(涉及13个重大科研项目,如青蒿素、人工合成牛胰岛素、塔里木盆地沙漠治理、铁基超导等)。 /p
  • 德国Heubach公司首台灰尘含量测定仪在山东顺利安装
    德国Heubach公司首台灰尘含量测定仪在山东顺利安装 首台灰尘含量测定仪Dustmeter于2015年7月在山东顺利安装,并调试成功;该台设备由德国Heubach公司生产, 且是第一次出口到中国,应用于农业种子的灰尘含量测定。德国Heubach公司是世界上唯一生产灰尘测定仪的厂家,并建立了其DIN55992标准方法,嘉盛(香港)科技有限公司作为德国Heubach公司在中国的总代理商,在国内设有多个办事处,负责其产品在中国的销售和售后服务010-66155031/32/33;嘉盛(香港)科技有限公司于2015年5月应德国Heubach公司的邀请,在其德国工厂参加了灰尘含量测定仪Dustmeter的系统培训,Dustmeter的销售经理从其产品原理、结构、操作、应用和维护等方面进行了详细讲解,同时对中国市场给予厚望。
  • 袁洪福:沉痛悼念梁逸曾教授
    p   惊悉梁逸曾教授仙逝,是国际化学计量学科的重大损失!是我们近红外光谱分会的重大损失! /p p   梁教授生前为我国近红外光谱学科发展作出了重大贡献,梁老师于南非在国际近红外大会上代表我囯申办的精彩讲演,所展示的国际学术大家的风范,至今还沥沥在目。 /p p   梁老师为全国第二届近红外光谱学术报告会做出卓越的组织工作,他是我们学会的一个主要学术带头人。梁老师辉皇的学术成就,严谨的治学态度,给我们留下深刻印象,我们永远怀念梁老师! /p p   我谨代表中国仪器仪表学会近红外光谱分会全体同仁,委托您代表我们学会敬献花圈,沉痛悼念梁逸曾教授! /p
  • 托普云农董事长陈渝阳参加杭州市拱墅区“两会”
    2017年2月7日至12日,中国人民政治协商会议第五届杭州市拱墅区委员会第一次会议、杭州市拱墅区第七届人民代表大会第一次会议顺利召开。浙江托普云农科技股份有限公司董事长陈渝阳先生出席了会议,并当选为中国人民政治协商会议第五届杭州市拱墅区委员会第一次会议提案审查委员会委员,任期为五年。 会议现场 “两会”期间,陈渝阳董事长积极参与小组讨论,为促进拱墅科技事业全面发展建言献策。陈渝阳董事长表示,当选政协委员,责任重大,使命光荣,未来将继续为农业现代化建设献计献力!陈渝阳董事长作为政协委员出席此次会议 对于本次出席拱墅区政协五届一次会议,并当选区政协委员,陈渝阳董事长表示,这是对托普云农推动现代农业产业发展的高度认可,既肯定了公司在现代农业领域的贡献,也是公司在守法经营、重视公益方面的荣誉。今后将认真履行政治协商、民主监督、参政议政三大职责,进一步加强学习、创新管理,充分发挥协调关系、汇俱力量、建言献策、服务大局的作用,为中小企业发声,为推进区政协事业发展做出贡献! 新一届政协领导班子亮相 闭幕会前,区政协五届一次会议按照《政协章程》和大会《选举办法》的规定,全体委员以无记名投票和等额选举的办法,选举产生了政协第五届杭州市拱墅区委员会主席、副主席、秘书长、常务委员名单。中国人民政治协商会议第五届杭州市拱墅区委员会委员名单(2017年1月9日政协第四届杭州市拱墅区委员会常务委员会第29次会议通过)(以姓氏笔画为序)   更多详情: http://www.tpyn.net/
  • 会议邀请 I 瀚辰光翼邀您参加2023作物基因组与遗传改良前沿论坛
    为促进作物基因组与遗传改良领域科学家交流最新研究进展,推动相关研究发展,新疆农业科学院联合《园艺研究》(Horticulture Research)、《植物生物技术》(Plant Biotechnology Journal)期刊发起“2023作物基因组与遗传改良前沿论坛”,诚挚邀请作物基因组与遗传改良领域广大学者、青年英才参加本次论坛。瀚辰光翼参加此次大会并设立展位,诚邀各位专家学者莅临交流指导!会议信息大会时间 ▼报到 9月18日会议 9月19日-20日上午离会 9月20日下午主办单位▼新疆农业科学院;《园艺研究(英文)》编辑部承办单位▼新疆农学会;省部共建干旱荒漠区作物抗逆遗传改良与种质创新国家重点实验室大会地点▼乌鲁木齐独山子大酒店大会日程
  • 专家点评NBT| 陈良怡/李浩宇合作团队发明计算超分辨图像重建算法,稳定提升荧光显微镜2倍分辨率
    2014年诺贝尔化学奖授予了荧光超分辨显微技术,利用荧光分子的化学开关特性(PALM/FPALM/STORM)或者物理的直接受激辐射现象(STED),实现超越衍射极限的超分辨成像。尽管如此,活细胞中的超分辨率成像仍然存在两个主要瓶颈:(1)超分辨率的光毒性限制了观察活细胞中精细生理过程;(2)受限于荧光分子单位时间内发出的光子数,时间和空间分辨率不可兼得。受限于这个瓶颈,为了在活细胞上达到60 nm空间分辨率极限,现有超分辨率成像手段需要强照明功率(kW~MW/mm2)、特殊荧光探针和长曝光时间( 2 s)。强照明功率引起的强漂白会破坏真实荧光结构的完整性,长曝光时间在图像重构时导致运动伪影,降低有效分辨率。迄今为止,基于光学硬件或者荧光探针的改进无法进一步提升活细胞超分辨率的时空分辨率,实现毫秒尺度60 nm的时空分辨率成像。2021年11月16日,哈尔滨工业大学李浩宇教授团队与北京大学陈良怡教授团队合作在Nature Biotechnology上发表论文Sparse deconvolution improves the resolution of live-cell super-resolution fluorescence microscopy【1】。他们另辟蹊径,发明基于新计算原理的荧光超分辨率显微成像,进一步拓展荧光显微镜的分辨率极限。通过提出“荧光图像的分辨率提高等价于图像的相对稀疏性增加”这个通用先验知识,结合之前提出的信号空时连续性先验知识【2】,他们发明了两步迭代解卷积算法,即稀疏解卷积(Sparse deconvolution)方法,突破现有荧光显微系统的光学硬件限制,首次实现通用计算荧光超分辨率成像。结合自主研发的超分辨率结构光(SIM)系统,实现目前活细胞光学成像中最高空间分辨率(60nm)下,速度最快(564Hz)、成像时间最长(1小时以上)的超分辨成像。结合商业的转盘共聚焦结构光显微镜,实现四色、三维、长时间的活细胞超分辨成像。1、应用举例:DNA折纸标准样本验证为了在已知结构样本中验证分辨率的提升,研究者设计并合成了两个荧光标记位点的DNA折纸样本,每个位点用4~5个Cy5标记。当这些分子间距为60 nm、80 nm和100 nm时,它们在TIRF-SIM下几乎无法区分,但在经过稀疏解卷积重建后(Sparse-SIM,图1)可以很好地区分它们中间的距离。整体结果可以用单分子定位显微镜ROSE【3】交叉验证,与Sparse-SIM得到的DNA折纸的荧光对间距以及不同间距荧光对在玻片上的分布一致。图1:Sparse-SIM解析不同距离DNA折纸样本。(a)在相同视场下,用配对Cy5标记不同距离(60 nm, 80 nm, 100 nm, 120 nm)的DNA折纸样品,用TIRF(左)、TIRF-SIM(中)和Sparse-SIM(右)成像。(b)在TIRF、TIRF-SIM和Sparse-SIM下,黄色(60 nm)、蓝色(80 nm)(80 nm)、绿色(100 nm)和红色(120 nm)框包围的放大区域。比例尺:(a)2 μm;(b)100 nm。2、应用举例:Sparse-SIM超快活细胞成像揭示核孔结构和胰岛素囊泡早期融合孔道在活细胞成像中,稀疏结构光显微镜(Sparse-SIM)可以解析标记不同核孔蛋白(Nup35, Nup93, Nup98,或Nup107)的环状核孔结构,而它们在传统结构光显微镜(2D-SIM)下形状大小与100 nm荧光珠类似(图2c, 2d)。由于相机像素尺寸与孔径直径类似,测量的核孔拟合直径与Sparse-SIM的分辨率相当。校正后Nup35和Nup107孔的直径分别为~66 ± 3 nm和~97 ± 5 nm,而Nup98和Nup93直径大小处于这个范围中(图2e, 2f),结果与以前用其他超分辨成像方法在固定细胞中获得的直径相符【4】。有趣的是,12分钟超分辨成像可以显示活细胞中核孔形状变化,这可能反映了核膜上的单个核孔复合物动态重新定向到焦平面或远离焦平面(图2g),这是其他超分辨方法难以观察到的。图2:Sparse-SIM解析核孔蛋白动态过程。(c)用Sparse-SIM观察活COS-7细胞中以Nup98-GFP标记的动态环状核孔的典型例子,持续时间超过10分钟。上下区域分别显示2D-SIM和Sparse-SIM下的图像。(d)比较(c)中青色框中的核孔结构快照与100 nm荧光珠在不同重建方法(2D-SIM、20次RL解卷积后、50次RL解卷积后、Sparse-SIM)下的结果。(e)由于核孔的大小与Sparse-SIM的分辨率和像素大小相当,按照Supplementary Note 9.1的协议(详情请见文章),分别推导出Nup35-GFP(红色)、Nup98-GFP(黄色)、Nup93-GFP(绿色)和Nup107-GFP(青色)标记的核孔结构的实际直径。(f)Nup35(66 ± 3 nm, n=30)、Nup98(75 ± 6 nm, n=40)、Nup93(79 ± 4 nm, n = 40)、Nup107(97 ± 5nm ,n = 40)的平均直径环。左右两幅蒙太奇分别为传统Wiener重构或稀疏解卷积后的结果。(g)在6个时间点对 (c)中的品红色方框放大并显示。比例尺:(c)500 nm;(d, g, f)100 nm。通过滚动重建,Sparse-SIM的时间分辨率可达564 Hz,识别出来INS-1细胞中VAMP2-pHluorin标记的、更小的胰岛素囊泡融合孔道(如~61 nm孔径)。它们在囊泡融合的早期出现,孔径小(平均直径~87 nm),持续时间短(9.5 ms),不能被之前传统的TIRF-SIM所识别【2】。另一方面,鉴别出来的稳定融合孔在囊泡融合的后期出现,孔径大(平均直径~116 nm),持续时间长(47 ms),是之前看到的结构【2】。值得一提的是,虽然这里发现的囊泡早期融合孔状态很难被其他的超分辨率成像手段所直接验证,但是它们的发生频率与30多年前用快速冷冻蚀刻电子显微镜所观察到的“小的融合孔发生概率远低于大的融合孔”现象相吻合【6】。3、应用举例:稀疏解卷积是提升荧光显微镜分辨率的通用方法与当下热门的深度学习超分辨率显微重建不同,信号的空时连续性、高空间分辨率导致的荧光图像相对稀疏性这两个先验知识,是荧光显微成像的通用先验知识,不依赖于样本的形态以及特定的荧光显微镜种类。因此,稀疏解卷积是通用荧光显微计算超分辨率成像算法,可被广泛应用于提升其他荧光显微模态分辨率,观察不同种类细胞器的精细结构及动态(图3)。图3 | 稀疏解卷积广泛应用于提升不同显微成像模态空间分辨率,揭示各类细胞器精细结构动态。比如稀疏解卷积增强的商业超分辨转盘共焦结构光显微镜(SD-SIM)【7】,可以实现XY方向90纳米,Z方向250 纳米的空间分辨率,清晰记录分裂期7 μm深度内的全细胞内所有线粒体外膜网络(图4)。同样,若稀疏解卷积增强与商业SD-SIM结合,可以很容易实现活细胞上的三维、四色超分辨率成像。稀疏解卷积可以与膨胀显微镜(ExM)【8】结合,解析细胞膨胀后的复杂结构;也可以与宽场、点扫描的共聚焦、受激辐射损耗显微镜(STED)【9】以及微型化双光子显微镜(FHIRM-TPM 2.0)【10】结合,实现近两倍的空间分辨率提升。因此,稀疏解卷积的提出,将帮助使用各种各样荧光显微镜的生物医学研究者更好地分辨细胞中的精细动态结构。图4 | Sparse SD-SIM解析活细胞三维线粒体外膜网络。(k)活体COS-7细胞的线粒体外膜(Tom20-mCherry标记)的三维分布,颜色表征深度。(l)SD-SIM原始数据与Sparse SD-SIM的水平(左)和垂直(右)的白色框区域放大展示。比例尺:(k)5 μm;(l)1 μm。总之,通过稀疏解卷积算法(Sparse deconvolution)来实现计算荧光超分辨率成像,与目前基于特定物理原理或者特殊荧光探针的超分辨率方法都不相同。与超快结构光超分辨显微镜结合形成的Sparse-SIM是目前活细胞光学成像中,分辨率最高(60纳米)、速度最快(564帧/秒)、成像时间最长(1小时以上)的超分辨光学显微成像手段。它也可以与现有的多数商业荧光显微镜结合,有效提升它们的空间分辨率,看到更清楚的精细结构动态。哈尔滨工业大学博士生赵唯淞、北京大学博士后赵士群、李柳菊为共同第一作者,哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院李浩宇教授和北京大学未来技术学院陈良怡教授为论文共同通讯作者,共同作者还包括哈尔滨工业大学谭久彬院士、刘俭教授,北京大学毛珩博士,生科院成像平台单春燕博士和华南师范大学刘彦梅教授。参与合作的实验室包括武汉大学宋保亮教授、北京大学陈兴教授、中科院国家纳米科学中心丁宝全教授和生物物理所纪伟教授等。该项工作得到北京大学膜生物学重点实验室、麦戈文脑研究所、北大-清华生命科学联合中心、北京智源人工智能研究院的支持,也是多模态跨尺度国家生物医学成像设施建设过程中的重要成果。专家点评徐平勇(中科院生物物理所)自2014年诺贝尔化学奖授予了超分辨显微技术以来,超分辨成像技术取得了巨大的进步,成像的分辨率得到了进一步的提高。在固定细胞中,以MINFLUX、SIMFLUX以及ROSE等为代表的超分辨成像技术利用调制光照射单分子定位的方法实现了小于10纳米的空间分辨率。然而,在活细胞中进一步提高成像的空间分辨率仍然面临挑战。一个主要原因是活细胞成像的时空分辨率是互相关联的,为了减少活细胞里的运动伪影,需要通过提高采样频率来提高时间分辨率,但是采样频率或者时间分辨率的提高会减少记录的光子数,使得空间分辨率下降。在现有超分辨成像技术中,结构光照明成像SIM技术具有最高的时间分辨率,但是受限于成像原理本身和所采用的维纳反卷积等算法,空间分辨率进一步提高遇到了挑战。陈良怡和李浩宇团队合作发展的稀疏结构光超分辨显微成像技术(Sparse-SIM),保留了陈良怡团队前期发展的海森-SIM的高时间分辨率的优点,并进一步将SIM的空间分辨率提高到60纳米。该技术属于计算超分辨率成像方法,主要包括两步迭代解卷积求解算法。其核心是将Richardson–Lucy反卷积算法应用到SIM成像中,通过前期发展的基于信号的时空连续性的先验知识重建图像的方法减少或者消除Richardson–Lucy反卷积应用中的噪声问题;并利用提出的“荧光图像的分辨率提高等价于图像的相对稀疏性增加”这个先验知识作为约束条件,建立通用的计算框架——稀疏解卷积技术。该工作有几个方面的突破和创新:1)解决了Richardson–Lucy反卷积应用到生物成像中的噪声和先验知识问题,拓展了它在生物成像中的实际应用;2)利用稀疏结构光超分辨成像在活细胞中实现了同时高时空分辨率长时程成像;3)方法具有普适性,可以广泛用于宽场成像和其它超分辨成像技术,提高这些成像方法的分辨率。目前发展的Sparse-SIM主要是基于二维结构光 (2D-SIM) 系统,实现了活细胞中空间分辨率60nm、时间分辨率564Hz、成像时间1小时以上的超分辨成像。这是目前活细胞成像中同时具有的最高时空分辨率。其空间分辨率可与非线性SIM相媲美,但是时间分辨率更高,成像设备上的复杂程度也相对要低一些。将来Sparse-SIM技术也有望能用于三维结构光成像,尽管受限于3D-SIM成像方法本身成像的时间分辨率会有所下降。总之,Sparse-SIM技术同时具有高的时间和空间分辨率,其在活细胞成像中的应用有望带来诸多生物学中的重要发现。尤其重要的是,稀疏解卷积技术框架适用于目前多数荧光显微镜成像方法,并将这些成像的空间分辨率提升了近两倍,将大大促进这些荧光成像方法的发展和它们在生物学中的广泛应用。刘兴国(中科院广州生物医药与健康研究院)以SIM、STORM/PALM、STED为代表的的超分辨成像技术,成功突破了光学衍射极限,极大推动了亚细胞结构和细胞器互作动态等微观结构研究,获得了2014年诺贝尔化学奖。然而超分辨成像技术在时间分辨率和空间分辨率上难于获得同等提高——在超分辨成像技术中,SIM技术具有最好的时间分辨率,然而空间分辨率也是3种主流技术中最低的,缺乏对100nm以下尺度的亚细胞器结构的解析力。在充分利用SIM技术的时间分辨率的基础上,如何提高空间分辨率是一个重要的研究方向。北京大学陈良怡团队与哈尔滨工业大学李浩宇教授在Nature Biotechnology 杂志报道最新开发的Sparse deconvolution算法,并成功结合SIM技术开发出Sparse-SIM,在时空分辨率上成功将SIM技术的空间分辨率从110nm提高到60nm,同时保持毫秒级的时间分辨率。同时,陈良仪团队研究显示,本技术同样可以提高SD-SIM、STED等超分辨技术的轴向分辨率,甚至可以使普通宽场显微镜获得更好的信噪比。这一精彩的工作不但是领域的重要技术进展,而且具有广阔的应用空间。 陈良怡团队之前的工作,在硬件和软件水平挖掘SIM技术的时空分辨率,成功开发了高时空分辨率的Hessian SIM技术;本次研究再次在软件算法上取得突破,进一步推动了SIM技术在活细胞超分辨成像在时空分辨率的极限。应用Sparse-SIM技术,同时检测了核孔复合物结构、网格蛋白(clathrin)动态、溶酶体和内质网相互作用、内质网对线粒体内嵴动态的调控等重要过程,显现出Sparse-SIM强大的应用能力和应用前景。如何易于操作的提高超分辨成像技术的时空分辨率是亚细胞器结构和动态研究方面的一个重要方向,Sparse deconvolution算法或者Sparse-SIM提供了一个重要的生命科学研究工具,去探索更微观的生命科学过程。参考文献[1] Weisong Z, Shiqun Z, Liuju L, et al. Sparse deconvolution improves the resolution of live-cell super-resolution fluorescence microscopy [J]. Nature biotechnology, 2021: DOI: https://doi.org/10.1038/s41587-021-01092-2.[2] Huang X, Fan J, Li L, et al. Fast, long-term, super-resolution imaging with Hessian structured illumination microscopy [J]. Nature biotechnology, 2018, 36(5): 451-459.[3] Gu L, Li Y, Zhang S, et al. Molecular resolution imaging by repetitive optical selective exposure [J]. Nature Methods, 2019, 16(11): 1114-1118.[4] Szymborska A, Marco A d, Daigle N, et al. Nuclear pore scaffold structure analyzed by super-resolution microscopy and particle averaging [J]. Science, 2013, 341(6146): 655-658.[6] Ornberg R L, Reese T S. Beginning of exocytosis captured by rapid-freezing of Limulus amebocytes [J]. The Journal of Cell Biology, 1981, 90: 40 - 54.[7] Schulz O, Pieper C, Clever M, et al. Resolution doubling in fluorescence microscopy with confocal spinning-disk image scanning microscopy [J]. PNAS, 2013, 110(52): 21000-21005.[8] Sun D-E, Fan X, Shi Y, et al. Click-ExM enables expansion microscopy for all biomolecules [J]. Nature Methods, 2021, 18: 107–113.[9] Hell S W, Wichmann J. Breaking the diffraction resolution limit by stimulated emission: stimulated-emission-depletion fluorescence microscopy [J]. Optics Letters, 1994, 19(11): 780-782.[10] Zong W, Wu R, Chen S, et al. Miniature two-photon microscopy for enlarged field-of-view, multi-plane and long-term brain imaging [J]. Nature Methods, 2021, 18(1): 46-49.
  • 海底沉积微塑料廿年增两倍
    在过去20年中,沉积在海底的微塑料总量增加了两倍,其数量与塑料产品的消费类型和数量相对应。这是西班牙巴塞罗那大学环境科学与技术研究所和丹麦奥尔堡大学建筑环境系开展的一项研究的主要结论,该研究首次高分辨率重建了地中海西北部沉积物造成的微塑料污染。尽管海底被认为是漂浮在海面上的微塑料的最终沉淀池,但这种污染源在海底的历史演变,特别是较小的微塑料在海底的封存和埋藏率,尚不清楚。近日发表在《环境科学与技术》杂志上的这项新研究表明,微塑料在海洋沉积物中保持不变,这些微塑料的质量模拟了1965年至2016年的全球塑料产量。研究人员应用了最先进的成像技术来量化尺寸为11微米的颗粒,调查了被埋藏颗粒的降解状态。他们发现,一旦微塑料被困在海底,它们就不再降解。研究表明,自2000年以来,沉积在海底的塑料颗粒数量增加了两倍,而且随着这些材料的生产和全球使用,累积的塑料颗粒数量一直在增长。研究人员解释说,过去20年里,包装、瓶子和食品薄膜中聚乙烯和聚丙烯颗粒的积累,以及服装面料中合成纤维中的聚酯颗粒的积累不断增加。采集的每公斤沉积物中,这3种颗粒的含量均达到1.5毫克,其中聚丙烯含量最高,其次是聚乙烯和聚酯。
  • 展会掠影 | 力辰亮相CISILE 2024
    5月29日,第二十一届中国国际科学仪器及实验室装备展览会(CISILE 2024)盛大启幕,为展商和观众提供了一个集展示、交流、采购于一体的一站式商贸综合平台,1000+参展企业集聚一堂,力辰科技携多元化产品亮相W151展位。CISILE作为观察科学仪器行业发展的风向标,曾获得“中国十佳品牌会展项目”殊荣,并多次入选商务部引导支持展会。本届展会现场集中展示了各领域最新技术成果,特邀请两院院士、国内外知名专家及企业代表作报告分享,吸引了50000+海内外用户、经销商、代理商前来参观。本次展会上,力辰带来了20余件颜值与实力并存的展品,涵盖搅拌混匀、恒温加热、分离萃取、真空泵等多条产品线的实验仪器设备。往来客户涌进力辰展位里,近距离了解心仪的实验仪器,开展首日力辰成了现场的“人气王”,当天上午就有近20组客户前来咨询、洽谈合作。现场,OES系列电动搅拌器、LCE系列低速离心机成为最受客户青睐的“热门单品”,本月刚上市的VPD系列无油隔膜真空泵首次亮相展会,也收获了极高的关注度。一直以来,力辰坚持用心做好仪器,精心打磨每一款产品,以高标准、严要求把好每道质量关,致力为新一代实验室用户提供更专业化、多样化、年轻化的实验室通用仪器设备,解锁全新高效体验。CISILE是力辰5月参加的第4次展会,从江苏、福建、安徽到这次的北京,我们从5月奔跑而过,很高兴能与大家相见在不同城市的不同展会上。之前错过了的也没关系,本届CISILE 2024将持续至5月31日,力辰欢迎更多新老伙伴来到展会现场,我们在北京等你来~
  • 将国产单细胞分析仪器推向临床——访“朱良漪奖”获得者南京大学江德臣
    朱良漪,原机械部国家仪表总局副局长、中国仪器仪表学会分析仪器分会名誉理事长,是仪器仪表和自动化控制领域最早的开拓者,影响中国仪器仪表和自动化控制行业发展的奠基人。为纪念朱良漪先生矢志不渝推动我国分析仪器事业发展的精神,以及激发企业及广大科技工作者积极投身于分析仪器的创新工作中,由中国仪器仪表学会设置、中国仪器仪表学会分析仪器分会承办执行“朱良漪分析仪器创新奖”,共分为“创新成果奖”和“青年创新奖”两个奖项。  “朱良漪分析仪器创新奖”的设立不只是对朱老的怀念与敬意,更是对分析仪器创新精神的坚守与传承。自2017年举办至今,“朱良漪分析仪器创新奖”已成功颁发四届,先后有12项分析仪器创新成果、14位青年创新科学家获奖。  2021年度朱良漪分析仪器创新奖已经完成评审,最终获奖结果即将揭晓公布。在此之前,中国仪器仪表学会分析仪器分会与仪器信息网将联合走访 “朱良漪分析仪器创新奖” 往届获得者,倾听了解他们在获奖之后的新成就与新感受。南京大学 江德臣教授  南京大学江德臣教授于2018年荣获“朱良漪分析仪器创新奖”之“青年创新奖”。评审组认为:江德臣瞄准单细胞分析存在的需个体化设计识别探针,难以提供胞内生物分子化学信息的技术挑战,系统设计了“单细胞试剂盒”和“单细胞器试剂盒”,并研制成装置,建立了通用性强、可测量生物分子活性/结构等化学信息的新型单细胞分析方法,成功用于动脉硬化类疾病的研究,揭示了细胞的个体差异性和细胞器的均一性等特征,成果突出。  一直以来,江德臣教授课题组始终围绕“单细胞中生物分子定量分析”这一科学问题建立分析方法并构建原创仪器。早期,课题组通过电化学泵实现检测试剂向单细胞中的精准输运,构建了“单细胞活性分析仪”,完成对单个细胞内酶分子活性的定量检测。为了实现对单细胞内多种酶分子同时检测这一目标,更好地研究单个细胞的生理过程,目前课题组着力构建基于质谱分析的第二代单细胞活性分析仪。该仪器利用试剂与酶分子反应前后底物和产物的分子量差异进行分析,突破了第一代仪器依赖“过氧化氢”作为中间产物加以测量的限制,可同时对单个活细胞内多个生物分子的活性加以测定,有望在单细胞生物分析及临床应用上发挥更大的作用。  2018年后,江德臣教授本人获得基金委杰出青年基金资助,“单细胞活性分析仪”还获得了2021年度日内瓦发明金奖。当前,课题组正在开发“单细胞多元生物分子分析仪”,有望申报新一轮的“朱良漪分析仪器创新奖”。据了解,该仪器可以同时对单个细胞内多种生物分子的活性及含量进行测量,完整地研究细胞内整条信号通路中的分子水平波动,有助于更好的理解该过程的化学机制。  “十四五”开局,对于科研工作者的科研创新提出了哪些新的机遇与挑战?江德臣教授感受到目前国家高度重视原创仪器研究工作。科技部和基金委都在“十四五”期间加大了对于该领域的投入,这对从事原创仪器开发的科研工作者来说,是个绝佳的发展机遇。但是,当下国际环境使得仪器工作者需要更多地从源头开发所有的仪器零配件,这也加大了仪器开发的难度,延长了仪器开发时间。需要科研工作者去思考:如何构建具有完全自主知识产权的仪器 如何构建100%零配件国产化的高端原创仪器?这既是挑战,更是机遇。“因为这会促使我们从更高的角度来审视整个仪器的开发,构建出更高原创性和国产化的科学仪器。”  荣获“朱良漪创新奖”对江德臣教授这样的科研工作者而言是一种激励。下一步将如何发挥奖项精神,更好地开展科研工作,江德臣教授表示:“朱良漪先生作为老一代科学家和仪器开发工作者,在一穷二白的情况下,独立建立成一系列的原创仪器,促进了国民经济发展。这种精神将成为我们后辈人奋斗的动力。下一步,我希望能够深入地思考‘单细胞分析’领域中的难点。针对这些科学挑战,构建新型的单细胞分析仪器 通过积极和临床大夫进行合作,更快地将我们的仪器应用于临床分析,提升仪器的应用价值,更好地服务于人民健康。”  同时,江德臣教授建议:“如有可能,可以开展一些年轻科研工作者的交流活动。邀请一些学界和产业界的前辈,向年轻人更多地传经送宝,减少年轻人摸索的进程 也便于产业界更好的了解年轻人开发出仪器的性能,提出宝贵意见,促进后期开发。”  江德臣教授还表达了对行业的祝福:“衷心祝愿中国的科学仪器行业能够发展得越来越好,研发出更多的具有完全自主知识产权和‘中国芯’的高端科研仪器,在国际市场上成为旗舰产品,在各种高端学术成果中能够看到中国仪器所发挥的关键作用。也祝福我的同行,能够每天开心地工作,身体健康,万事如意!”
  • 屈臣氏两度菌落超标上“黑榜”
    宣称"至清至纯"的屈臣氏旗下饮用水近日被曝"菌落总数"超标。日前,广州市质监局在网站公布"2013年广州市生产领域食品质量监督抽查第九批公告",其中饮料类不合格产品多达18批次,屈臣氏18.9L/桶的蒸馏水菌落总数超标80倍登上"黑榜".   无独有偶,9月份,屈臣氏一个批次的饮用矿物质水(18.9L/桶,生产日期20130424C)也因菌落总数"上榜".专家表示,菌落总数超标的水或饮料可能引起呕吐、腹泻、头晕、恶心等症状,但从口感上一般比较难分辨。昨日,屈臣氏相关人士向本报表示,公司正在进一步了解和跟进此事,尚没有确切调查结果。   饮料类产品成为此次抽检的"重灾区".其中,由广州真和药业有限公司太平分公司于2013年6月20日生产的"邓老凉茶"冲剂被检出霉菌数量超过标准值10倍有余。此外,在广州市白云硒珍矿泉水厂于2013年7月3日生产的"西珍"牌饮用天然矿泉水(18.9升/桶)中,条件致病菌"铜绿假单胞菌"被检测出。记者查阅相关资料发现,该类致病菌可引发败血症、呼吸道感染以及心内膜炎等临床问题。与此同时,屈臣氏的桶装蒸馏水也上榜,而绿源山泉、高山月、水分子、茶之泉、青水居、农峡山泉、怡翠山泉、凤凰山等饮用水均被检测出菌落超标或酵母超标。   "菌落总数是衡量饮用水质量状况的重要指标,总数含量的高低,表明饮用水受微生物污染的程度大小。"龙腾资本董事总经理周璐在接受《国际金融报》记者采访时表示,根据规定,蒸馏水是按照GB 19298-2003《瓶(桶)装饮用水卫生标准》进行检测的,其中规定菌落总数的限值不能超过20.企业再生产过程中由于桶和桶盖消毒不完全、生产设备清洗不完全,或是车间清洁程度不够等都会导致超标。此次质监部门是从生产环节上抽查的,仍检出菌落总数有问题,屈臣氏需要认真调查是什么原因。不过,据了解,虽然目前水的国标中微生物指标有"菌落总数"一项,但是包括食品法典委员会等机构并无这一要求。
  • 瀚辰光翼亮相天府国际种业博览会​,助力“藏粮于技”战略,为打造新时代更高水平“天府粮仓”贡献力量
    天府之国稻花香,金秋蓉城谷满仓。9月9-10日,第二届天府国际种业博览会在四川省成都市邛崃天府现代种业园召开,院士大咖齐聚,为种业界奉上一场思想盛宴。大会以“推进种业振兴,建设天府粮仓”为主题,中国工程院院士荣廷昭、孙宝国、陈学庚、李培武,中国科学院院士桂建芳出席,来自中央和省级业务主管部门有关负责人以及行业专家、企业代表和行业协会负责人等上千人莅临现场,共谋全面推进种业振兴,见证举行系列重磅活动。 开幕式两大挑战中国种业如何持续突围? 种业是保障国家粮食安全的基石。目前我国已育成30000余个主要农作物新品种,实现5~6次更新换代。水稻、小麦、大豆、油菜、玉米等生产用种均实现自主选育,良种覆盖率达97%,品种对单产的贡献率达45%。 “但目前还面临两大挑战,一是依旧缺乏重大原创性新品种,二是科技创新平台与支撑服务能力尚需完善。”中国工程院院士李培武指出,生物技术是推动种业发展新引擎,是提升种业竞争力战略利器,要依靠生物技术创新驱动,培育和推动现代种业发展。开幕式上,中国工程院院士李培武作《夯实种业根基,藏粮于技、藏粮于地,建设新时代更高水平天府粮仓》主旨报告,为建设更高水平“天府粮仓”建言献策。 李培武建议,未来种业发展要在强基础、补短板、挖潜力、增优势上实施五大发展战路。在创新引领战略上,保持水稻等育种国际领先优势;在抢占制高点战略上,强化基础研究的原始创新,突破基因编辑,合成生物等前沿关键技术;在品种提升战略上,加强优质绿色超级稻,优质节水小麦等重大品种选育,大幅度提升自主品种的市场占有率;在国家品牌战略上,培育拥有核心品牌产品、具有国际竞争力的跨国种业集团农作物种业的重大科研基础设施,在种业支撑战略上,强化基地平台建设,培养引领未来种业发展的青年科技人才。种子企业是市场主体。经数十年发展,我国部分农作物种企已形成优势集群,目前我国拥有先正达、隆平高科两个世界十强种业企业。2012~2021年,我国农作物种子企业净资产超1亿元的企业数量由106家增加到282家。 但目前种业市值已进入徘徊调整期。2016年至2021年,我国农作物种子市值徘徊在1200亿元左右,但企业数量呈上升趋势。“市值不变,企业数量增加,竞争更加激烈,突破瓶颈必须拓展发展空间。”张延秋指出,一是提升种子价值空间。转基因、基因编辑技术的应用,将提高种子科技含量,增加品种功能,提高种子价值。二是全产业链发展空间。以种子为抓手,为种植者提供产前产中产后服务。生物技术应用也要求种企向生产服务延伸。三是种业“走出去”开拓国际空间。利用我国育种优势、资源、技术优势,发展出口,到国外建立科研生产基地。开幕式上,中国种子协会会长张延秋作全国种业行业发展情况分析,全面剖析种业行业现状。 张延秋指出,未来种业企业发展将呈现三个特征,一是强者更强,二是优者更优,三是资源优配。“种业企业将从抢品种、抢人才全面转向抢技术、抢资源,经过新一轮资源优配后,种业优势资源配置将基本完成。不久的将来,科企合作将由目前的新品种选育合作,转移到新技术、种质资源的合作。”五大聚焦夯实“天府粮仓”种业根基 天府粮仓,种业为本。今年7月,习近平总书记再次来川视察,强调要抓住种子和耕地两个要害,打造新时代更高水平的“天府粮仓”。 四川省农业农村厅党组书记、厅长徐芝文表示,四川将牢记嘱托,树牢产业化思维,提升标准化生产,健全社会化服务,夯实科技化支撑,聚焦聚力种质资源保护利用,大力构建“一库多圃”保护体系,发掘培育本地优良品种,持续筑牢川种振兴的种源基础;聚焦聚力种业科技创新攻关,加快组建天府种业实验室,提升建设南繁科研育种基地,开展“当家品种”育繁推一体化示范,努力缩小大田生产水平和品种试验产量的差距;聚焦聚力种业基地提档升级,实施制种基地大提升三年攻坚行动,全力建设国省种业园区和集群,不断提升供种保障能力;聚焦聚力种业市场主体培育,积极扶持国家种业阵型企业,加快提升四川种业集团整合资源和创新创造能力,切实发挥好龙头企业‘主板’集成作用;聚焦聚力政策保障体系建设,实施突破品种后补助和重大推广品种奖励,强化种业执法监管,着力为川种振兴营造良好的市场环境。四川省种质资源中心库,成都种业集团正式揭牌成立四川省种质资源中心库在大会上正式揭牌成都种业集团正式成立瀚辰光翼亮相天府国际种业博览会助力“藏粮于技”战略,为打造新时代更高水平“天府粮仓”贡献力量瀚辰光翼携旗下重磅产品亮相天府种业博览会种业是粮食产业的源头,是扛稳国家粮食安全重任的基础产业。党中央、国务院高度重视种业发展,总书记多次强调,要下决心把民族种业搞上去,打好种业翻身仗。中央深改委会议审议通过《种业振兴行动方案》,一系列举措彰显中央推进种业振兴的坚定决心。瀚辰光翼自成立以来即致力于生物育种设备研发,成功打破进口设备垄断,推出了基于PCR技术和测序技术等主流分子检测技术的全自主知识产权全栈设备和解决方案,包括业内领先的高通量基因分型系统、全自动多功能基因检测系统及全自动核酸浓度检测和均一化工作站等,并成功交付了多个无人值守智慧实验室产线,为强化科研力量,提高种业创新水平提供牢固的技术支撑。文章部分来源于:农财网种业宝典
  • 文章推荐 | 使用梯度法、涡动相关法和两种新型开路仪器的氨沉降测量
    荷兰应用科学院(TNO, the Netherlands Organisation for Applied Scientific Research)和荷兰国家公共卫生与环境研究所(RIVM, National Institute for Public Health and the Environment)的联合研究团队发表了一篇题为“ Field comparison of two novel open-path instruments that measure dry deposition and emission of ammonia using flux-gradient and eddy covariance methods "的研究论文,已发表于《Atmospheric Measurement Techniques》。实验项目:使用梯度法、涡动相关法和两种新型开路仪器的氨沉降测量项目地点:荷兰 Ruisdael 观测站合作伙伴:荷兰应用科学院和荷兰国家公共卫生与环境研究所的联合研究团队部署仪器:HT8700大气氨激光开路分析仪项目简介:氨的干燥沉积(NH3)是荷兰大气向土壤和植被的氮沉积的最大因素,导致富营养化和生物多样性的损失。然而,学术界对于氨通量测量的数据十分有限,而且通常最多只有月度分辨率。造成这种情况的一个重要原因是在干燥条件下测量氨通量非常困难。过去,没有一种技术可以被认为是氨通量测量的黄金标准,这使得新技术的测试和判断其质量变得复杂。 这项研究展示了两种新型测量装置的相互比较结果,旨在以半小时分辨率测量氨的干沉降。在为期五周的比较期内,研究人员在荷兰 Cabauw 的 Ruisdael 观测站并排运行了两种光学开路的通量观测技术:其一是使用梯度法通量技术新型 RIVM-miniDOAS 2.2D 仪器,其二是宁波海尔欣光电科技有限公司推出的使用涡度协方差技术的HT8700大气氨激光开路分析仪。HT8700大气氨激光开路分析仪部署于荷兰的观测站RIVM-miniDOAS 2.2D和HT8700大气氨激光开路分析仪均为开路式光学仪器,在测量过程中直接测量氨在大气中的含量。除此之外,它们在测量原理和从测量浓度得出沉积值的方法上存在很大差异。在迎风地形均匀又没有附近障碍物时,两种不同的技术显示出非常相似的结果(r = 0.87)。观察到的通量从约80 ng NH3 m-2 s-1 的沉降到约140 ng NH3 m-2 s-1 的排放不等。无论是在绝对通量值还是实时的通量和浓度变化,两种截然不同的技术中获得了相似的结果,这证实了两种仪器都能够在至少几周的连续时间内以高时间分辨率测量氨通量。不过这个相关性也会受到其他因素影响,例如当风向受到附近障碍物干扰时。HT8700与定制化RIVM-miniDOAS 2.2D 仪器所测量的氨通量变化显示高度的一致性此外,论文中还讨论了两个系统的技术性能(例如,正常运行时间、精度)和实际局限性。miniDOAS 系统的正常运行时间达到了 100%,但在这次活动中对两台仪器进行了定期校准(占7周正常运行时间的35%)。而HT8700在下雨期间和下雨后不久数据有效性较低,并且其早期产品使用的光学镜面涂层可能会退化,导致约21%的数据缺失(针对此问题的升级版光学镜面已经交付客户使用)。虽然HT8700在恶劣天气条件下的独立运行时间有限,在适当的情况下,该系统仍然可以提供良好的结果,为未来的升级迭代版本打开了良好的前景,将能适用于业务化的实时氨通量监控应用。这些仪器所提供的崭新的高时间分辨率数据将促进对氨干沉降过程的研究,从而更好地理解氨沉降过程,并更好地对化学传输模型进行参数化。HT8700大气氨激光开路分析仪产品升级自动清洁自动清洁系统使用清洗和喷气功能来清除下镜面的灰尘,免除常规的手动清理。并采用了一种全新的镜面涂层技术,增强耐腐蚀性,以保证实地的长期观测。降雨传感如遇降雨天气,系统收集的数据为无效数据。增设降雨识别芯片,通过传感装置实时反馈至系统。并将降雨期间收集的数据特殊标注,便于使用者筛选有效数据。镜片加热在野外工作过程中会遇到低温条件,普通镜片易积水雾,影响镜片反射效率。开发加热系统,增设加热组件,可将镜片温度提至高于环境温度。确保反射能力不受低温、冷凝、降雨影响,使仪器分析结果更精准、更可靠。HT8700搭载升级版光学镜面,进行全新一轮野外测试通过这次研究,我们可以看到,RIVM-miniDOAS 2.2D和HT8700大气氨激光开路分析仪在测量氨沉降方面具有很高的潜力和应用价值。尽管这两种仪器在测量原理和数据处理方法上存在差异,但在一定条件下,它们都能提供准确可靠的测量结果。此外,通过不断的技术升级和改进,HT8700大气氨激光开路分析仪的性能和稳定性得到了进一步提高,为未来的氨沉降测量提供了更好的工具和手段。总之,这项研究提供了有关氨沉降测量的新思路和新方法,为未来的环境保护和生态学研究提供了新的工具和手段。我们相信,随着技术的不断进步和研究的深入,我们将能够更好地了解氨沉降过程,为保护环境、维护生态平衡和促进可持续发展做出更大的贡献。
  • 葡萄酒也是越陈越好吗?——葡萄酒中5-羟甲基糠醛含量测定
    葡萄酒,味香色美,很多人的最爱!那葡萄酒是不是越陈越好呢?理论上,葡萄酒是一种有生命的东西,装瓶后仍然会继续成熟和变化。在良好的储藏条件下,葡萄酒会在岁月的历练中使得单宁酸逐渐柔顺圆润,酒香更加富有深度,口感也更为均衡协调。 事实上,大部分(99%)葡萄酒不具有陈年能力,最佳饮用期一般在2—10年之间。只有少部分特别好的葡萄酒才具有陈年能力。不具陈年能力的葡萄酒在不适宜的环境中长期存储不仅口感不会变好,而且还有可能产生5-羟甲基糠醛(5-HMF)。 5-羟甲基糠醛是一种黑色的具有难闻气温的有毒物质,对人体横纹肌及内脏有损害,且具有神经毒性,能与人体蛋白质结合产生蓄积中毒。葡萄酒在生产及不合适的储存条件下不可避免会发生热降解反应,从而导致5-羟甲基糠醛的产生或含量增加。2017年7月1日SN/T 4675.8-2016《出口葡萄酒中5-羟甲基糠醛的测定 液相色谱法》开始实施,葡萄酒中5-羟甲基糠醛的含量成为国际贸易中判断葡萄酒优劣的重要指标。 大连依利特分析仪器有限公司,参考SN/T 4675.8-2016《出口葡萄酒中5-羟甲基糠醛的测定 液相色谱法》,对5-羟甲基糠醛进行了检测。仪器配置色谱条件流动相:甲醇:水=10:90色谱柱:依利特C18色谱柱流量:1.0mL/min检测波长:285nm进样体积:10μL柱温:30℃实验结果
  • 陈良怡、汤富酬等46位第二期“新基石研究员”获资助
    来自13个城市28家机构的46位杰出科学家,成为新一期“新基石研究员”,在他们当中,有10位“80后”,最年轻的仅有38岁。作为目前国内社会力量资助基础研究力度最大的公益项目之一,“新基石研究员项目”今日(10月30日)揭晓第二期获资助名单,支持最有潜力、最有胆量、最有抱负的科学家“从0到1”,探索人类未达之境。“新基石研究员项目”是一项聚焦原始创新、鼓励自由探索、公益属性的新型基础研究资助项目。2022年,腾讯公司宣布10年内出资100亿元人民币,长期稳定地支持一批杰出科学家潜心基础研究、实现“从0到1”的原始创新。项目设置数学与物质科学、生物与医学科学两大领域,并鼓励学科交叉研究。“新基石研究员”资助类别分为两类:实验类每人5年资助2500万元,理论类每人5年资助1500万元。2023年1月,58位杰出科学家成为首期“新基石研究员”。“原始创新不可预估、很难计划,基础研究中的‘冷门’和‘热门’也是动态变化的。真正的原始创新肯定是最聪明、最大胆、最有原创性的人做出来的。因此我们最大的特色就是‘选人不选项目’。”中国科学院院士、西湖大学校长、“新基石研究员项目”科学委员会主席施一公表示:“两期104位研究员的自由探索,一定能在基础研究的最前沿不断突破,为中国科学的长远发展奠定新的基石。”“选人不选项目”不拘一格选人才坚持“宁缺毋滥”的原则,第二期“新基石研究员”计划资助不超过50人,实际入选46名,其中数学与物质科学领域21位,生物与医学科学25位。46位研究员平均年龄47岁,远低于55岁的申报门槛,其中包括10位“80后”,最年轻的年仅38岁(薛金鑫,清华大学)。还有5位女性科学家获得了资助。他们来自13个城市(含中国香港地区)的28家机构,从地域分布来看,天津,济南、武汉,广州等城市首次上榜;从机构来看,研究员的分布也更为广泛,良渚实验室等新型研究机构、四川农业大学、云南大学、香港科技大学等高校第一次有了“新基石研究员”。新一期研究员,印证着中国基础研究快速发展中蕴含的生机与活力。此外,徐文东医生(复旦大学附属华山医院)、苏士成医生(中山大学孙逸仙纪念医院)和黄秀娟医生(香港中文大学医学院)成为今年入选的“医师科学家”。“医师科学家”,是指独立开展医学科学研究的临床医生。他们从临床实践中凝练重要科学问题,通过科学研究取得重要突破。从声波和引力波的数学关联到量子增强光学望远镜,从仿生加氢催化到多年生水稻,从一侧大脑管双手到高效清理细胞垃圾……新一期“新基石研究员”们的未来研究计划,瞄准最重要的科学问题,是一个个充满壮志雄心的探索之梦。让科学家们放胆追梦的,正是“新基石研究员项目”最鲜明的特色:“选人不选项目”。这意味着不对研究员设置明确的研究任务,不做项目进度考核。长久、稳定地支持研究员们去做富有挑战性、创新性工作。百亿资金十年支持数百位科学家今年“新基石研究员项目”终审现场,绝大多数答辩人的PPT里只有一页个人简介和以往荣誉,他们更多地是展示自己对科学问题的设想与思考。也有答辩人略带羞涩地表示:“我参加别的项目答辩,应该不会说这个想法,有点像吹牛。但这个问题我已经思考了十来年。”评价他们的是近千位具有国际视野、在国内外经历过大型科学项目评审的一流科学家,他们按照‘原创性’、‘重要性’、‘突破性’三个标准,对申报人进行评审。“新基石研究员项目”采取严格的回避制度,同时对任何形式影响评审工作的不当行为“零容忍”。中国科学院院士、中国科学院生物物理研究所研究员、“新基石研究员项目”监督委员会主席王志珍表示:“科学委员会和评审委员会在6个多月的时间里,进行了严谨细致的工作,评审专家认真遵循遴选标准开展学术评价,严格执行回避制度。监督委员会认为,第二期‘新基石研究员项目’评审工作客观公正,符合项目章程的各项要求。”作为年轻的科研资助项目,“新基石研究员项目”也在持续优化。在评审机制上,今年的初审阶段进行了100%的海外同行评审。中国科学院院士、中国科学技术大学常务副校长、“新基石研究员项目”科学委员会委员潘建伟介绍说:“项目评审分初筛、初审和终审,我们实行了‘断开式评审’,避免同一批专家‘一评到底’。所以在项目的初筛和终审阶段,以国内专家为主进行,初审阶段则由海外专家进行,希望以这样的方式,最大程度地体现多样化的科学品味,同时避免人情利益等关系的影响。同样的优化也体现在项目开放周期的调整。施一公介绍说,在2022年、2023年连续两年开放“新基石研究员项目”,第三期“新基石研究员项目”将于2025年开放申请。“经过过去多年努力,我国基础研究领域积累了一批自由探索的优秀科学家,因此,新基石研究员项目在设立之初的2022和2023年连续开放,回应了科学界期盼。经过两次遴选,104人入选。经过科学委员会认真讨论和总结经验,尊重科学人才成长的规律,坚持入选研究员的高标准,新基石研究员项目计划在2025年再向科学界开放申请,并形成每两年开放一次的长期制度。我们认为,这样的安排更加符合‘新基石研究员项目’支持的初衷和初心。”据介绍,截至2023年10月,腾讯已将100亿元人民币现金全部捐赠至新基石科学基金会,十年内,将通过“新基石研究员项目”支持200到300位杰出科学家。”充分发挥社会资金灵活性优势有人购买了渴望的科学设备,有人招募到优秀的研究助理,有人组织起顶尖国际学术交流……在项目的资助下,研究员们正在全力开展工作。社会资金的灵活性,不仅体现在申报时鼓励科学家提出梦想,也体现在实施时资助强度大、自由支配度高,给予研究员们完全的科研资源支配权和研究路线选择权,一切都从科研工作实际需要和基础研究客观规律出发。“新基石研究员项目”充分发挥社会资金灵活性的优势,探索成为国家支持基础研究的有益补充,为研究员 “十年磨一剑”创造安稳的科研环境。在经费支持之外,“新基石研究员项目”也为研究员们提供着跨学科、跨地域科学交流与合作的全新机会。2023年9月,首届“新基石科学会议”举行,这是以“新基石研究员”为核心的非公开的学术活动,研究员们在会议上分享自己科研想法甚至未发表的工作。参加会议的首期“新基石研究员”胡海岚表示,项目不仅仅是经费支持,更重要地是创造了一个自由、开放和合作的科研环境。“未来的10-20年,是中国科技发展的关键时期。要从量的积累,迈向质的飞跃,离不开基础研究‘从0到1’的突破。”腾讯公司董事会主席兼首席执行官马化腾表示,“因此,我们通过‘新基石研究员项目’支持一批杰出科学家潜心基础研究、聚焦原始创新,呼应国家发展需要, 最终助益人类福祉的提升。”
  • 实现烟气超低排放,干湿除尘技术要两手抓!
    随着环境污染的越发严重,国家对锅炉烟气排放提出了更加严格的标准。面对这一发展形势,相关企业要加强锅炉烟气除尘技术的运用,并且结合实际生产情况做好除尘设备的选择,以便在响应国家政策号召的同时,给企业生产带来一定的效益。既促进了工业的可持续发展,同时为人们创造一个安全、舒适的生存环境。 下面小编针对干式与湿式两种较为实用高效的除尘技术进行简要介绍,希望对您有所帮助。 一、干式除尘技术 干式除尘技术主要包括静电除尘、袋式除尘和电袋复合除尘技术。其中静电除尘技术具有处理烟气量大、除尘效率高、设备阻力低、适应烟温范围宽、使用简单可靠等优点,已经应用在我国80%以上的燃煤机组。针对静电除尘的增效技术包括:低低温电除尘、旋转电极式电除尘、微颗粒捕集增效、新型高压电源技术等。通过增效的干式除尘技术,辅以湿法脱硫的协同除尘,在适宜煤质条件下,能实现烟囱出口烟尘排放浓度低于10mg/m3。 这里重点对低低温电除尘技术及其应用进行介绍: 低低温电除尘技术通过低温省煤器或气气换热器使电除尘器入口烟气温度降到90~100℃低低温状态,除尘器工作温度在酸露点之下。 具有以下优点: ①烟气温度降低,烟尘比电阻降低,能够提高除尘效率; ②烟气温度降低,烟气量下降,风速降低,有利于细微颗粒物的捕集; ③烟气余热利用,降低煤耗; ④烟气中SO3冷凝并粘附到粉尘表面,被协同脱除; ⑤对于后续湿法脱硫系统,由于烟温降低,脱硫效率提高,工艺降温耗水量降低。 在国际上,日本低低温电除尘技术应用较为广泛,为应对日本排放标准的不断提高并解决SO3引起的酸腐蚀问题,三菱公司1997年开始研究日本基于烟气换热器装置的低低温高效烟气治理技术,现今在日本已得到大面积的推广应用,三菱、日立等低低温电除尘器配套机组容量累计已超13GW。日本橘湾电厂1050MW机组应用数据显示低低温烟气处理技术可实现烟囱出口粉尘排放浓度在5mg/m3以下,出口SO3排放浓度低于2.86 mg/m3。我国首台低低温电除尘器应用是在2010年12月广东梅县粤嘉电厂6号炉135MW机组。 2012年6月,我国首台600MW低低温电除尘在大唐宁德电厂4号炉成功投运,经第三方测试除尘器出口粉尘排放低于20mg/m3,同时具有较强的SO3、PM2.5、汞等污染物协同脱除能力。 2014年浙江嘉华电厂1000MW机组采用低低温电除尘后除尘器出口粉尘浓度降至15 mg/m3。相关的工程应用实践表明,低低温电除尘技术集成了烟气降温、高效收尘与减排节能控制等多种技术于一体。综合考虑当前我国极其严峻的“雾霾”大气污染和煤电为主的能源资源状况,低低温电除尘技术具有粉尘减排、节煤、节电、节水以及SO3减排多重效果,是我国除尘行业最急需支持应用推广的技术之一。 二、湿式静电除尘技术 湿式静电除尘技术通常用于燃煤电厂湿法脱硫后饱和湿烟气中颗粒物的脱除。要实现烟尘浓度低于5 mg/m3的超低排放,一般情况下需要配套湿式静电除尘技术。 湿式静电除尘工作原理是:烟气被金属放电线的直流高电压作用电离,荷电后的粉尘被电场力驱动到集尘极,被集尘极的冲洗水除去。与电除尘器的振打清灰相比,湿式静电除尘器是通过集尘极上形成连续的水膜高效清灰,不受粉尘比电阻影响,无反电晕及二次扬尘问题;且放电极在高湿环境中使得电场中存在大量带电雾滴,大大增加亚微米粒子碰撞带电的机率,具有较高的除尘效率。湿式静电除尘技术突破了传统干式除尘器技术局限,对酸雾、细微颗粒物、超细雾滴、汞等重金属均具有良好的脱除效果。 全世界第1台除尘器为湿式静电除尘器,1907年投入运行,主要用来去除硫酸雾,后来被拓展用于电厂细微颗粒捕集。美国在用于多污染物控制的湿式静电除尘器研究及应用方面处于领先地位。国内,湿式静电除尘器在冶金行业、硫酸工业已有多年成功的运行经验,是一项非常成熟的技术,并且针对微细雾滴制定出台了环保部标准HJ/T 323—2006《电除雾器》。 主要技术特点:单体处理烟气量较小,一般不超过50000m3/h,设计烟气流速较低,一般为1m/s左右,电极多采用PV或FRP材质。随着湿式静电技术的进一步发展,其应用领域和功能也不断拓展,加之在传统脱硝、脱硫、除尘技术均已达到一定水平,湿式静电在细颗粒物、超细雾滴、SO2、NOx、Hg等雾霾前体污染物进一步协同控制和深度净化上被寄予更多预期,这也是今后发展的趋势。 三、烟气超低排放技术路线 为了减少烟气中的烟尘,实现低于5mg/m3的超低排放,除采用以上增效干式除尘技术——低低温电除尘和湿式静电除尘器之外,也可配套使用必要的过程监测仪器,如烟气分析仪(低量程在线型)Gasboard-3000Plus,对整个烟气除尘工艺流程进行过程调控优化,以最大限度的提高除尘效率,实现烟气排放符合超低排放标准。 烟气分析仪(低量程在线型)Gasboard-3000Plus结合领先的微流红外技术,创造性采用隔半气室设计,可实现200ppm内的低量程测量,在满足行业标准应用的同时,还可根据用户需求定制量程,实用性大大提高。 烟气通过低低温电除尘脱除大部分粉尘、部分SO3和颗粒汞,同时通过烟气余热的回收利用,节约电煤消耗,降低烟温和烟气量,使后续湿法脱硫节水、提效,缓解“石膏雨”现象;然后通过湿式静电除尘,使得烟气含尘量达到超低排放要求,另一方面对SO3、重金属、NH3等多污染物协同净化,并有效减少“石膏雨”;此外,烟气成分分析仪作为整个工艺流程的过程监测单元,可指导现场操作人员对SO2或NOx进行过程调控,如在系统最后治理单元——湿式深度净化装置中,可根据需要适量添加脱硫液或脱硝液,实现对烟气成分的深度净化。来源:微信公众号@工业过程气体监测技术,转载请务必注明来源!
  • 建立单细胞分析新方法——访朱良漪分析仪器青年创新奖获得者江德臣
    p   2018年8月8日,由中国仪器仪表学会分析仪器分会、长三角科学仪器产业技术创新战略联盟主办的“第五届中国分析仪器学术年会”(ACAIC 2018)在苏州召开。主办方于当晚颁发2018年“朱良漪分析仪器创新奖”,南京大学江德臣教授荣获“青年创新奖”。仪器信息网于次日采访了江德臣,介绍团队在单细胞仪器研制方面的创新成果。 /p p   “朱良漪分析仪器青年创新奖”评审组认为:江德臣瞄准单细胞分析存在的需个体化设计识别探针,难以提供胞内生物分子化学信息的技术挑战,系统设计了“单细胞试剂盒”和“单细胞器试剂盒”,并研制成装置,建立了通用性强、可测量生物分子活性/结构等化学信息的新型单细胞分析方法,成功用于动脉硬化类疾病的研究,揭示了细胞的个体差异性和细胞器的均一性等特征,成果突出。 /p p   近年来,单细胞的研究格外火热,多篇 Nature、Cell 的高分文章都是通过单细胞水平研究获得的。单细胞的分析能够揭示细胞的个体特征,帮助理解细胞自身的复杂性及彼此之间存在的种种差异,具有十分重要的生物学价值。过去几年南京大学化工学院生命分析化学国家重点实验室研制了基于电驱动模式的单细胞分析仪,以及基于电质化学发光的单细胞高通量分析装置,并与部分医院建立合作,突破了单细胞内生物分子活性测量难的技术瓶颈。团队已与江苏瑞明生物等企业开展合作,推动单细胞分析仪装置的产业化。 /p p   更多详情,点击视频查看: /p script src=" https://p.bokecc.com/player?vid=A0AADB1947658C1E9C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=600& height=490& playerid=2BE2CA2D6C183770& playertype=1" type=" text/javascript" /script p br/ /p
  • 陈宜瑜:没有科研仪器创新 难有重大原创成果
    中国许多科研成果都是诞生在进口的仪器设备上。陈宜瑜代表认为——   没有科研仪器创新,难有重大原创成果   ——聚焦科研仪器创新(上)   两会特别关注   我国论文数量世界第一,被SCI数据库收录的论文数世界第二,但不得不承认的是,我国原创性成果还是太少。“没有自己创新出来的仪器设备,很难获得世界一流的突破性、变革性的成果。”全国人大常委、国家自然科学基金委员会主任陈宜瑜说。   科研仪器是用来求索未知的工具。据不完全统计,20世纪以来,诺贝尔自然科学奖颁给与分析仪器发明发展直接相关的实验项目达27项之多,约有60%的诺奖获得者是用自己设计的工具发现了别人没发现的东西。而我国许多科学家在进口来的成型仪器中,只能看到那些被揭示过的现象。 国家自然科学基金委员会主任   仪器核心技术受制于人严重制约我国科技创新   天文望远镜的诞生开辟了天文学研究的新纪元,透射电镜和扫描电镜促进了生命科学和材料科学研究的快速发展,扫描隧道显微镜的发明推动了纳米科技的发展……陈宜瑜说,科学发展的历史表明,一种新的科研仪器或工具,往往成为开辟新研究领域的金钥匙。   中科院生物物理所所长徐涛对此深有体会。他曾工作过的德国马普生物物理化学研究所的欧文内尔教授,因开拓细胞离子通道研究获得1991年诺贝尔生理学医学奖。“这项研究就始于仪器创新,他开发了一种可检测到非常微弱电流的仪器,从而开辟了新的研究领域。”   另一个例子同样说明研发仪器的必要性:人类基因组计划开始的时候,科学家估计需30年测序完成。而研发出96道毛细管电泳测序仪后,测序任务3年就完成了。   “正因此,加速科学仪器创新与发展已成为世界各国科技投入的重点之一。”陈宜瑜说。   遗憾的是,此前很长一段时间内,我国对仪器创新的重要性认识不足,投入的力量也不够。数据显示,我国每年上万亿元的科研固定资产投资中,有60%用于进口设备,部分领域的高端仪器100%依赖进口。   全国两会前夕,科技部发布的《科研条件发展“十二五”专项规划》指出,高端科学仪器设备大量依赖进口、关键核心技术和设备受制于人,已成为制约我国自主创新能力提升的关键因素之一。   支持科研仪器创新的布局在国家层面展开   近两年,随着我国科研走向高端,人们逐渐意识到科研仪器、尤其是科研目标导向下的仪器创新之于占领科技制高点的重要性。一个支持科研仪器创新的布局在国家层面展开。   2011年,为贯彻落实《国家中长期科学与技术发展规划纲要(2006—2020年)》,推动我国重大科研仪器设备自主研制工作,中央财政拨专款设立国家重大科研仪器设备研制和开发专项。其中,国家自然科学基金委负责管理重大科研仪器设备研制专项,着力支持原创性重大科研仪器设备研制工作 科技部管理重大科学仪器开发设备专项,主要资助重大科学仪器设备的开发。   “重大科研仪器设备研制专项突出科学目标引导,鼓励和培育具有原创性学术思想的探索性科研仪器设备研制,为科学研究提供新颖手段和工具,带动学科发展,开拓研究领域,提升我国科学研究原始创新能力。”陈宜瑜说。   徐涛主持的“光电融合超分辨生物显微成像系统”是重大科研仪器设备研制专项首批获批的9个项目之一。该成像系统是一个可记录细胞内蛋白质位置和结构信息的高级“摄像机”。“我们希望最终能形成一个精细描述细胞内部构造的三维‘地图’。”   其他几个获资助的项目,涉及超强超短激光、拓扑量子计算等多个领域。“中科院大连化学物理所承担的‘基于可调极紫外相干光源的综合实验研究装置’一旦建成,能实现大气环境的全空间实时监测,获得的数据就是我们独家的。”陈宜瑜说,“而且我们强调的‘重大’,重点不是指规模和金额,而是科学意义。我们也不要求一定形成批量生产,允许失败。”   “我们现在做这个项目,可谓是‘天时、地利、人和’”。对于项目本身,由于尚未完成,徐涛不愿多说,但他肯定了重大科研仪器设备研制专项对于其工作的巨大推动作用。“加快了我们所电子显微镜和光学显微镜两大方向的融合,让我们全力以赴地抓紧做这件事情。”他坦言,“即使没有专项支持我们可能也会做这件事,但进度不会这么快,而稍微慢一点,就可能在激烈的国际竞争中被别人超越。”   他说,他们的目标是针对生物样本发展纳米尺度分辨的融合成像系统。“这一技术手段可极大推进新兴的细胞结构生物学的发展,国际上都在争夺发展先机。”他还透露,尽管项目并没有产业化要求,他们也一直很低调。但是,一些国外的顶尖厂商听说他们的研究内容,已经提出了合作的意向。   记者注意到,按照《科研条件发展“十二五”专项规划》的目标,到2015年,我国科研条件自主研发能力将显著增强。攻克一批科学仪器新原理新方法,突破一批核心技术和关键部件,研发形成20种以上具有原创性的科学仪器设备,200种以上具有自主知识产权和产业核心竞争力的重大科学仪器设备 科研用试剂、实验动物资源、国家计量标准研发能力进一步提升,创新方法的研究与推广应用进一步深化。   营造利于仪器创新的氛围 培养一支队伍   有了经费和项目,仪器创新仍是一个漫长历程。包括徐涛在内的许多科研人员认为,要营造有利于仪器创新的氛围,应首先完善科技评价体系,而这也是此前制约我国科研仪器发展的一个重要原因。   “目前我们的评价体系过于单一,偏重发表文章的数量和质量。既然买现成仪器做实验,也能很快发文章,何必花那么多力气来搞仪器?”徐涛说。   相比之下,“英国剑桥MRC分子生物学实验室(LMB)则将发展新手段新方法列为科研人员的考核指标之一。他们不仅看重你在科学上是否有重大突破,更看重你是否发展了新技术新方法,这些新技术新方法有没有推动所在领域的进步”。徐涛说,LMB是DNA双螺旋模型的诞生地,也是诞生了12个诺奖得主的国际著名研究机构。   与评价体系直接相关的,是如何建立一支稳定的仪器研发制造技术人才队伍及相应的配套服务。   徐涛至今仍对马普研究所一层的仪器加工中心记忆犹新。“中心有精密机械、精密光学、微电子等各个加工车间。如果有个新想法,画出一个简单的示意图,那里的师傅一两天就能做好。”   同样的活儿,国内可能得两三周才能完成。“因为加工量小,外面的企业往往不愿接仪器的单个零部件加工,好不容易求到人了,也会拖很长时间。我们耗不起啊。”徐涛说。正因为这样的无奈,2009年,中科院生物物理所生命科学仪器加工技术中心成立,中心下设的精密加工中心也于去年挂牌成立。曾从事过科研及仪器加工的孟涛,成为该中心的负责人。   像孟涛这样的人才可是香饽饽。“熟练掌握仪器操作和开发的人,很快就会被大仪器生产厂家挖走。前不久我刚挽留了一个。”徐涛说,所里正采取措施稳定这支队伍,比如对他们实行单独考核。但更多时候,只能给他们画个“等到成功那一天”的饼,因为给不了大公司的优厚待遇,只能以事业留人。   “仪器创新涉及到多学科的交叉,科研人员不懂机械,搞机械的人不懂科研,我们也希望这个项目能培养一批仪器加工人才。”这也是陈宜瑜重点考虑的问题
  • 两项团体标准发布使得海南沉香相关产品检测有据可依
    近日,由省林业科学研究院牵头,中国医学科学院药用植物研究所海南分所、中国热带农业科学院热带生物技术研究所共同起草的《地理标志证明商标 海南沉香(香木、香粉、香)》和《地理标志证明商标 海南沉香(药用沉香)》两项团体标准已完成制定和评审,在全国团体标准信息平台发布并开始实施。《地理标志证明商标 海南沉香(香木、香粉、香)》标准规定了地理标志证明商标 海南沉香(香木、香粉、香)的术语与定义、保护范围、基原植物、白木香种苗繁育、白木香栽培管理、白木香病虫害防治、造香、采收、剖香、加工、检验检测、标志、标签、包装、运输及贮存、档案管理等技术要点和要求。《地理标志证明商标 海南沉香(药用沉香)》标准规定了地理标志证明商标 海南沉香(药用沉香)的术语与定义、保护范围、基原植物、白木香种苗繁育、白木香栽培管理、白木香病虫害防治、造香、采收及加工、检验检测、标志、标签、包装、运输及贮存、档案管理等技术要点和要求。两项团体标准的发布,使海南沉香相关产品检测有了依据,对保障海南沉香产品质量、规范海南沉香地理标志证明商标的使用和管理具有重要意义。由于种植沉香时间较长,存在多种不确定性因素,降低了种植意愿,导致沉香种植没有大规模增加。另外,市场上缺乏统一的鉴香机制,消费者难以辨别沉香的优劣,存在较大的交易壁垒。同时,由于制假售假现象,打击了消费信心,抑制了真正的消费需求,影响行业发展速度和规模。这些乱象影响了海南沉香产业的健康发展,需要通过政策引导、产业扶持、科研创新、市场监管等多方面的努力来解决。两项团体标准的发布有助于乱象的解决。
  • 王振义和陈竺领取圣捷尔吉奖 分享2.5万美元
    由于在急性早幼粒细胞白血病研究中取得原创性成果及开发全新疗法,中国工程院院士王振义和中国科学院院士陈竺3月6日在美国领取了由全美癌症研究基金会颁发的第七届圣捷尔吉癌症研究创新成就奖。   两位科学家将三氧化二砷(俗称砒霜)与西药结合起来用于治疗白血病,使急性早幼粒细胞白血病患者的“五年无病生存率”从约25%跃升至约95%。这种联合疗法目前是全世界急性早幼粒细胞白血病的标准疗法。   “圣捷尔吉奖奖励的是癌症研究方面的突破,这种突破是使新的癌症疗法成为可能的突破 是给千百万人带来癌症可以治愈的希望的突破,”全美癌症研究基金会主席富兰克林萧伯瑞在颁奖仪式上说,“两位科学家取得的正是这样的突破。”   陈竺表示,癌症预防、控制和治疗是一个充满挑战、急需研究前沿取得突破的领域,攻克白血病一直是他的梦想,获奖是团队合作以及几代人不断努力的结果。   白血病俗称“血癌”,急性早幼粒细胞白血病则是最凶险、病程发展最迅速的“血癌”之一。上世纪80年代,在上海瑞金医院从事临床工作的王振义首次成功将全反式维甲酸应用于急性早幼粒细胞白血病患者的治疗,使他们的生存率明显提高。随后,王振义的学生陈竺进一步开展临床试验,验证了作为传统中药的砒霜确实对治疗急性早幼粒细胞白血病患者有效。从上世纪90年代起,两位科学家就对联合使用全反式维甲酸和砒霜治疗白血病患者进行了临床试验,效果显著。   王振义和陈竺将分享2.5万美元奖金。   王振义现为上海交通大学医学院终身教授、上海血液研究所荣誉所长、法国科学院外籍院士。他曾担任陈竺的硕士研究生导师。陈竺现任中国卫生部部长,也是第三世界科学院院士以及欧洲科学院、美国科学院、法国科学院和美国医学科学院的外籍院士。   全美癌症研究基金会成立于1973年,是美国最大的癌症研究公益机构,其设立的圣捷尔吉癌症研究创新成就奖旨在奖励对癌症研究有非凡贡献的开创型科学家。
  • 开放谋创新,共享促发展,瀚辰光翼亮相“2023国产科学仪器进高校(四川大学站 )”
    四川省分析测试学会于 2023年12月1日举办“2023国产科学仪器进高校(四川大学站 )”。我国高端科学仪器长期依赖进口,高端科学仪器的发展既需要有国家各级部门政策引导及支持,企业研发投入与坚持,更需要有大量的客户不断使用,在用户的支持和企业的研发投入与持续改进中,仪器才可能得到打磨和提升。此次大会邀请国内优秀的国产科学仪器生产企业展示最新产品和技术,与高校专业技术人员开展分析测试技术、方法以及最新成果等具有前沿性、先导性的讲座,为国产科学仪器生产企业与科研人员搭建交流与合作对接的平台。瀚辰光翼受邀亮相此次盛会,一同见证国产科学仪器的崭新篇章。展会现场,瀚辰光翼为大家介绍了旗下推出的生命科技领域自动化智能化设备以及最新、最全的科研成果及应用。讲解过程中,大家纷纷表示被这些创新成果所震撼,也对瀚辰光翼有了更加深入的了解。瀚辰光翼作题为《智能自动化技术助力实验室分子检测》的报告,介绍了瀚辰光翼全自主知识产权全栈设备和解决方案,向大家展示了瀚辰光翼的业务发展模式以及产业化创新成果。“立足国家重大战略需求,解决‘卡脖子’问题,做人民真正需要的科研。”瀚辰光翼深耕生命科技领域,拥有着扎实的技术实力与行业认可度,凭借着清晰的发展战略和明确的使命担当,致力于成为全球生命科技客户最信赖的伙伴。未来,瀚辰光翼期待与更多高校组成产、学、研阵容在人才培养、院企合作等方面共同发展,为国家和社会发展贡献出更大的力量!
  • 陈宜瑜院士评韩春雨实验:科学需要重复实验 耐心等待结果
    p style=" text-align: left " strong   中科院院士陈宜瑜:科学需要重复实验 耐心等待时间给出结果 /strong /p p   中国科学院院士、原国家自然科学基金委员会主任陈宜瑜对南都记者表示,韩春雨的实验结果给了科学界一个很大的鼓舞,目前不能重复有多种原因,& quot 有可能是韩教授这边的原因,也有可能是重复实验者方面的原因,双方都可能存在偶然性。& quot /p p   陈宜瑜表示,媒体上对于《自然-生物技术》介入调查,并公开韩春雨实验中的所有原始数据和实验条件的呼吁,其实并不必要。& quot 期刊在发刊前,并不会要求作者提供所有的实验数据,更不会重新做一遍实验进行检验,那样太耗费时间了& quot ,陈宜瑜告诉南都记者,一般来说,期刊会请行内的专家对实验过程的合理性进行评估,只要实验的步骤流程是合理的,并不会对得出的数据进行检验。 /p p   & quot 同样,除非有足够的证据证明学术不端,否则杂志社也不会介入调查或者删稿& quot ,陈宜瑜说,一项新的实验结果出来了,会有人去重复验证,对结果进行讨论,这都是非常正常的,& quot 不用多久,时间就会给出结果。& quot /p p   & quot 我相信韩教授本身也会努力,去找出为什么其它人无法重复他的实验的原因。科学就是这样,不断地发现问题、改善& quot ,陈宜瑜认为,现在公众不需要过于关心韩春雨的实验结果,匆匆忙忙地去下结论,& quot 科学不是一是一、二是二那么简单,需要重复的实验和足够的时间验证& quot 。 /p p ------------- /p p style=" text-align: center " img title=" QQ截图20160803084003.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201608/insimg/2edaef4a-4d17-4719-93bc-1933ed3a58c6.jpg" / /p p   5月2日,河北科技大学副教授韩春雨领导的课题小组发明新的基因编辑技术NgAgo-gDNA,被国内媒体誉为做出& quot 诺奖级& quot 实验成果的& quot 三无& quot 副教授。然而,论文发表两个月后,全球仍没有一家实验室对外宣布能够完全成功重复韩春雨的实验,该新基因编辑技术引起质疑,多国科学家要求《自然-生物技术》介入调查并公开韩春雨实验中的所有原始数据和实验条件。 /p p   strong  多国科学家对韩春雨论文表示质疑 /strong /p p   在两个月前,河北科技大学副教授韩春雨所领导的课题小组在英国《自然-生物技术》(Nature Biotechnology)上刊发的论文《DNA-guided genome editing using the Natronobacterium gregoryi Argonaute》获得国内外的的一致赞誉,韩春雨本人被誉为做出& quot 诺奖级& quot 实验成果的& quot 三无& quot 副教授:无名校身份、无名气、无职位。 /p p   韩春雨小组得出的结果,是以DNA来介导NgAgo(一种核酸内切酶)对靶向基因的识别从而进行基因编辑,被认为是基因编辑领域的一向重大突破,许多科学家与实验室纷纷重复韩春雨的实验。 /p p   然而,在论文发表后的两个多月后,没有一家科研团队宣布成功重复出韩春雨的实验结果,使得这项新基因编辑技术受到极大的质疑。7月29日,澳大利亚国立大学医学基因编辑课题组负责人GaetanBurgio在博客中表示,经过多次尝试后,国际上重复实验的结果无一例外都是失败的,& quot NgAgo的未来并不明朗& quot ,他建议《自然-生物技术》期刊要求韩春雨公开所有的原始数据和实验条件。 /p p   西班牙高等科学委员会(CSIC)下设的国立生物技术中心的科学家LluisMontoliu转发了GaetanBurgio的博文。7月30日,LluisMontoliu更新博文称,他已经停止了所有关于NgAgo的项目,同时& quot 建议所有想做这件事人不要再浪费资源& quot 。在国内,方舟子等也对其实验的重复性问题提出了质疑。 /p p   面对NgAgo的质疑声,韩春雨本人自6月下旬开始在百度贴吧上做出过一些回应。7月2日,在贴有方舟子质疑原文的帖子中,韩春雨进行了较为详细的回应,& quot 细胞做好检测,不要有寄生菌污染,不要有支原体污染& amp #823& amp #823我非常确定在没有污染的情况下,单转guid不会影响GFP表达& amp #823& amp #823转染用的质粒质量要好,guide磷酸化完全& amp #823& amp #823& quot /p p   7月31日,韩春雨接受记者采访时表示,并不会再回复这些质疑,并认为质疑& quot 不科学& quot ,实验结果的讨论还得回归科学本身。 /p p    strong 韩春雨被誉& quot 诺奖级& quot 的& quot 三无副教授& quot /strong /p p   昨日,河北科技大学官网首页还挂着& quot 我校教师韩春雨在国际顶级期刊《自然-生物技术》上发表高水平论文& quot 的通知。文章表示,青年教师韩春雨作为通讯作者的研究论文在国际顶级期刊《自然-生物技术》杂志上发表,该杂志影响因子为41.5,& quot 该成果核心为一项替代目前通用的Cas9的基因组编辑新技术,这一成果打破了国际基因编辑技术的垄断,实现了中国高端生物技术原创零的突破。& quot /p p   2016年5月2日,英国《自然-生物技术》杂志刊发韩春雨团队发明的一种新基因编辑技术,被认为具有独特优势,未来极具潜力。简单而言,这项技术有望治疗由基因突变造成的疾病、改良作物性状等,可用于微生物、植物和动物的精准基因改造,以及乙肝、艾滋病或者一些遗传性疾病的& quot 基因治疗& quot 。 /p p   据了解,韩春雨这项& quot 中国创造& quot 尖端基因编辑技术NgAgo-gDNA研究始于2013年,该技术被誉为第四代基因编辑技术,打破了国外基因编辑技术的专利垄断,被认为达到国际一流水平。 /p p   韩春雨今年42岁,任教于河北科技大学,是名副其实的& quot 三无& quot 副教授--无名校身份、无名气、无职位。他的实验室十分简陋,但却做出一项& quot 诺奖级& quot 的研究成果,媒体美誉其成果& quot 不亚于世界一流的麻省理工、哈佛、斯坦福& quot 。 /p p   5月24日上午,中央统战部副部长陈喜庆率全国无党派人士考察团在石家庄调研期间,还与韩春雨约谈聊了两个小时,并赞其不急功近利,这名& quot 三无& quot 副教授迅速在媒体上走红。 /p
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