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重要突破

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重要突破相关的资讯

  • 东华理工同位素技术应用取得重要突破
    生命起源与热水有关吗?地震预报中同位素技术会有新招?江西温泉有什么特点?南昌市酸雨有何规律?这些涉及人类起源和江西发展前沿的科学问题,东华理工大学孙占学教授课题组给出了答案。因取得重要突破和应用创新,该校"同位素技术在资源与环境研究中的应用"研究成果,荣获"江西省自然科学二等奖"(排名第一),受到2009年江西省科技奖励大会的表彰和国内外专家的高度评价。   探索生命起源与自然之谜   所谓同位素,是指质子数相同而中子数不同,在元素周期表中占有同一位置的各核素称为该元素的同位素。同位素技术在地球与环境科学研究领域中广泛应用,是探索生命起源与自然之谜的重要手段。   "我们研究发现,寒武纪生命大爆发的起因与大气氧浓度增高及海平面上升有关,并证实生命起源和演化与热水作用密切相关。"孙占学教授说:"该成果对研究生物的起源与演化,具有重要的理论意义。"   通过对江西省及其邻区地热系统的稀有气体研究,课题组不仅发表了该省第一批9个稀有气体同位素数据,填补了该区研究的空白,而且得到了稀有气体同位素可作为构造(地震)活动的指示剂的新认识。孙占学教授解释:"地震爆发前,一般岩层会变形、产生裂缝,断裂构造会趋于活跃,这有利于地球深部气体的逸出,通过同位素示踪技术,我们可以查明气体组份的起源,并有望为预测地震提供辅助判据。"   发现江西地热和酸雨的奥秘   通过同位素技术,课题组对古环境与古气候、现代生态环境、矿床成因、资源勘查与地热等五个方面开展的深入研究,取得了系列创新性成果。   以江西地热资源为例,课题组对江西赣北庐山温泉、赣中马鞍坪温泉、赣南横迳温泉等温泉的起源进行了研究,发表了江西省首批45个天然水的H、O同位素基础数据。他们还发现江西地下热水属大气降水深循环补给,年龄为数十至数百年,深部温度为70-120℃的中低温热水资源,具有良好的医疗价值,适合作为医疗保健、疗养、休闲、娱乐等方面的开发利用。   此外,南昌市为我国重要的酸雨地区之一,硫是酸雨形成主要因素。经过对南昌地区大气降水的硫同位素研究,课题组发现,大气降水中硫同位素的季节变化规律:南昌地区酸雨中硫既有人为成因硫(主要是燃煤产生),又有生物成因硫。在夏秋季节以生物成因硫为主,而冬春季节以人为成因硫为主。该研究为南昌的大气治理提供又一重要的科学依据。   研究成果受国内外广泛关注   创建于1956年的东华理工大学具有鲜明的核特色和地学优势,现设有"核资源与环境"教育部重点实验室、国际原子能机构铀矿地质和同位素水文学高级培训中心。2001年,该校孙占学、潘家永、杨亚新、王光辉等10多位教授组成的课题组,依托教育部重点实验室先进的同位素质谱仪等设备,在"江西省碳酸温泉气体的演化及其水文地质意义"等4项国家自然科学基金项目资助下,在同位素研究领域进行了长达八年的系统研究和协同攻关。   近年来,孙占学教授课题组共发表论文110篇,其中SCI、EI、ISTP论文57篇,这些论文中有66篇次被国内外重要SCI刊物上的论文所引用,并有3篇论文被刊登在国际最著名的刊物《Nature》上的论文应用,160多篇次被国内刊物上的有关论文所引用。   中科院院士汪集旸研究员、中国工程院院士钱七虎教授等对此高度评价:"孙占学教授课题组进行同位素技术应用的开拓研究,取得重要突破,在许多方面的研究填补了国内空白。"
  • 《科学》预测2015年重要突破
    科学是一个移动的标靶。在这个岁末,除了回顾这一年的成就,美国《科学》杂志的编辑们还“冒险”赌了一把在未来几个月可能会成为新闻的科学进展。北极海冰随着全球变暖,研究北极海冰萎缩对全球气候带来的深远影响变得越来越重要。由于辽阔的海洋能够从太阳那里吸收更多的热量,海冰的减少已知能够扩大该地区的受热面积。但是北极变暖对于低纬度地区的气候将造成什么样的影响——及其是否对过去10年中的一些极端气候现象(从亚洲的季风到欧洲的寒冬)负有责任—— 一直是人们热议的一个话题。确定大气环流复杂动力学中的长距离关联绝对不是一件轻松的任务。2014年,科学家提出了几个观测模式,包括大型的罗斯贝波和极地急流。2015年,科学家希望能够努力确定北极变暖如何对几千公里以南地区的天气产生影响。太阳系中的相遇2014年是一个彗星年。但2015年则很有可能是一个矮行星年。明年3月,美国宇航局(NASA)的“黎明”号探测器将飞抵谷神星,后者是小行星带中最大的天体,同时蕴藏着惊人数量的冰。而在4个月后,NASA的“新视野”号探测器将于7月快速掠过冥王星,两者将进行一次短暂而意义非凡的相遇。这两颗冰冻的天体是同一类行星的“双胞胎”。在2006年,国际天文联合会将谷神星从一颗小行星升级为一颗矮行星;而把冥王星从一颗行星降级为一颗矮行星。一些科学家之前曾提出,这两颗天体都是在冰冷的彗星物质于太阳系外围空间碰撞集结的过程中形成的,并且随后被安置在不同的地方,这或许是由于木星的引力“恶作剧”牵引所致。而NASA的这两项空间任务对于梳理此类天体的起源将大有帮助。LHC重启明年春季,位于瑞士日内瓦附近的欧洲粒子物理学实验室中的欧洲核子研究委员会(CERN)的大型强子对撞机(LHC)将在为期两年的整修后重新启动。2012年7月,LHC迸发出希格斯玻色子,后者是物理学家关于已知粒子标准模型的最后一块拼图。但是一些研究人员认为,如果基于加速器的粒子物理学是有希望的,则巨大的机器将能够发现一些超越可靠的标准模型的东西。如今,LHC将进行另一项尝试,即把运行能量调整到首次运行的两倍。接下来,人们将看到LHC最终能否达到其设计运行能量,同时在未来的几年中,这台加速器能否发现新的未知粒子。联合免疫疗法随着临床研究人员积累的证据越来越多,作为《科学》杂志评出的2013年重要突破之一,癌症免疫疗法正在表现出对抗肿瘤的巨大潜力。目前的一个最大焦点便是将多种疗法混合搭配:例如,整合两种新的免疫疗法,或是将一种免疫疗法与一种靶向药物、放射疗法或化学疗法相结合。几十种临床试验正在进行当中——从最近批准的免疫疗法药物依普利姆玛与另一种减缓血管生长的疗法相结合治疗黑色素瘤的一期研究,到测试依普利姆玛与化学疗法相结合是否优于单独依靠化学疗法治疗肺癌的三期临床试验。这些研究结果将使肿瘤学家更容易找到与癌症病人相匹配的治疗方法。但新疗法的潜在毒性依然是一个值得关注的问题。hz-2913R EIF5 真核翻译起始因子5抗体hz-3839R 4EBP2 eIF4E结合蛋白2抗体hz-1440R Cytokeratin 5/CK5 细胞角蛋白5抗体hz-1126R 5-HT 5-羟色胺抗体hz-1597R HRPT2/CDC73/Parafibromin 甲状旁腺功能亢进蛋白2抗体(细胞分裂周期73)hz-1124R 5-HTR1A 5-羟色胺受体1A抗体hz-1663R THOC2 转录因子THOC2抗体hz-1665R VEGF 血管内皮生长因子抗体hz-1677R DNA Ligase IV/LIG4 DNA连接酶4抗体hz-1125R 5-HTR1B 5-羟色胺受体1B抗体hz-1892R 5-HTR2B 5-羟色胺受体2B抗体hz-1056R 5-HTR2A 5-羟色胺受体2A抗体hz-1893R 5-HTT 5-羟色胺转运蛋白抗体hz-2126R 5-HTR3 5-羟色胺受体3抗体hz-2127R 5-HTR4 5-羟色胺受体4抗体hz-0526R 5 lipoxygenase/ALOX5 5-脂氧合酶抗体hz-3251R Phospho-5-Lipoxygenase(Ser271) 磷酸化5-脂氧合酶抗体hz-3252R Phospho-5-Lipoxygenase(Ser663) 磷酸化5-脂氧合酶抗体hz-3874R ALOX12/12 Lipoxygenase 12脂氧合酶抗体hz-2036R Penicillin G 青霉素G抗体hz-1278R 8-OHdG 8-羟基脱氧鸟苷抗体hz-2053R RYBP/APAP1/CD337 凋亡相关蛋白1抗体hz-2054R Nkx2.5/Cardiac-specific homeobox 1 心脏特异性同源盒转录因子NKX2.5抗体hz-4235R ADORA1 腺苷A1A受体抗体hz-2077R AMP deaminase 1 腺苷单磷酸脱氨酶1抗体hz-1456R A2AR/Adenosine A2a receptor 腺苷A2A受体抗体hz-0094R AACT-Alpha1/A1ACT α-1抗胰糜蛋白酶抗体hz-1507R AAK1 AP2关联激酶1抗体hz-2123R Cyp2-j3 细胞色素P450Ⅱj3抗体hz-2128R OST-beta 有机溶质转运蛋白OSTβ抗体hz-3914R AANAT 芳香胺N-乙酰化转移酶抗体hz-2133R AT2R2 血管紧张素Ⅱ受体2抗体hz-2137R Influenza A virus (Duck) 鸭流感病毒抗体hz-2150R TNF-alpha 肿瘤坏死因子-α抗体hz-1603R AARS2 丙氨酰tRNA合成酶2抗体hz-2185R TDRD9/HIG1 缺氧诱导蛋白HIG1抗体hz-2257R SIRT1/sirtuin 1 沉默调节蛋白1抗体hz-2321R Spindly/CCDC99 亚砷盐相关蛋白抗体hz-2354R TBX-5 转录因子Tbx5抗体hz-0096R AAT/Tryptase α-1抗胰蛋白酶抗体hz-1510R AATK AATK细胞凋亡关联酪氨酸激酶抗体hz-2451R NMP-22 核基质蛋白22hz-1229R AATF 拮抗凋亡转录因子抗体hz-1627R ABCA1/ABC1 腺苷三磷酸结合盒转运体A1抗体hz-1761R ABCD1/CCL22 嗜酸粒细胞趋化蛋白22抗体
  • 黄岩谊小组DNA测序方法研究获重要突破
    p   北京大学生物动态光学成像中心/北京未来基因诊断高精尖创新中心/生命科学联合中心/工学院黄岩谊教授课题组日前在DNA测序方法的研究上取得重要突破。该团队在此前谢晓亮教授首创的荧光发生测序技术基础上发展了一种全新概念的测序方法——纠错编码(简称ECC)测序法。ECC测序法采取一种独特的边合成边测序(SBS)策略,利用多轮测序过程中产生的简并序列间的信息冗余,大幅度增加了测序精度。该进展于2017年11月6日以“Highly accurate fluorogenic DNA sequencing with information theory-based error correction”为题在线发表于《自然 生物技术》(Nature Biotechnology)期刊上。 /p p   ECC测序法的化学反应采用了荧光发生测序技术,该技术由谢晓亮课题组于2011年首次报道(Nature Methods (2011) 8, 575.),原理巧妙之处在于在DNA互补链合成时可以释放同所延伸核苷酸数目相等的荧光分子,利用这一反应可以实现低错误率的SBS。黄岩谊课题组在此基础上,过去几年对该方法进行了拓展(ChemBioChem (2015) 16, 1153.),为本次技术突破奠定了基础。该团队首先从化学原理上对荧光发生测序技术中的荧光标记分子进行了结构优化,设计合成了具有不同波长、更优性能的测序底物分子,并对聚合酶参与的各阶段反应动力学进行了细致的测量和建模 在深入理解荧光发生测序化学反应速度、完成度、副反应等关键技术细节的基础上,完善了ECC测序原理样机的搭建,不断迭代优化测序反应条件和信号采集流程 从数据入手,构建了精确的测序信号失相模型并提出了次级延伸理论,并据此开发出算法软件对测序反应失相过程做出了合理简化使其具备了实用性。 /p p   在ECC测序法中,序列信息的冗余来自黄岩谊课题组新发展的“对偶碱基荧光发生”SBS测序流程,该流程通过对测序试剂按对偶碱基分为两两匹配的三组,并对待测DNA序列进行三轮独立测序,继而产生三条互相正交的简并序列编码。这三条编码可互为校验,后续不但能够通过解码推导出真实碱基序列信息,而且具备对单轮测序错误位点的校正能力。ECC编码和解码策略已被广泛应用在信息通讯和存储等其它领域中,并被证实可以有效检测和纠正数据传输或存储时发生的错误。此次黄岩谊团队在测序技术中首次引入冗余编码概念,通过和低错误率的荧光发生测序技术巧妙结合,在实验室搭建的原理样机上获得了单端测序超过200碱基读长无错误的实验结果。 /p p   该论文作者包括北京大学博士后陈子天,博士研究生周文雄、乔朔、康力,段海峰副研究员,谢晓亮教授和黄岩谊教授 黄岩谊是这篇文章的通讯作者。该工作先后得到了北京市科委、国家科技部863计划、国家自然科学基金、北大-清华生命科学联合中心以及北京未来基因诊断高精尖创新中心的资助。 /p
  • 我国遥感成像探测技术获重要突破
    记者近日从中科院上海技术物理研究所获悉,由该所研究员王建宇领衔完成的“多维精细超光谱遥感成像探测技术”将应用在探月工程嫦娥三号月球车上,这表明我国遥感成像探测技术获重要突破。   据介绍,该成果已先后应用在载人航天目标飞行器、“高分辨率对地观测”重大专项和国家重大科学工程的基础建设中,引领了我国航空遥感系统多传感器集成技术的发展。   光学遥感成像是当前航空航天遥感和测绘领域最主要的技术手段,超光谱成像和三维成像技术是其重要组成部分。王建宇团队在国际上率先提出多维精细超光谱遥感成像探测技术及系列解决方法,发明了以“主被动同步采集+多维度信息融合+时空维信号增强+多手段精细分光”为特色的多维精细超光谱遥感成像探测技术,在各项指标均达国际先进水平的前提下,解决了高空间分辨率、高光谱分辨率、高辐射灵敏度和宽视场遥感信息同时获取的世界难题 将高分辨率超光谱遥感成像和三维激光测高有机结合,实现被测目标光谱和三维空间信息准确匹配,同时获取空间三维、光谱及灰度五维信息。   目前,多维遥感集成系统已先后在遥感制图、铁路勘探、考古探测以及海洋、核电站排水、农业、城市安全监测等领域得到应用,并出口马来西亚,经济效益达5.59亿元。
  • 我国科研团队在光学超分辨显微成像技术领域取得重要突破
    16日,记者从哈尔滨工业大学获悉,该校仪器学院现代显微仪器研究所在光学超分辨显微成像技术领域取得突破性进展。研究团队在低光毒性条件下,把结构光显微镜的分辨率从110纳米提高到60纳米,实现了长时程、超快速、活细胞超分辨成像。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。  显微仪器的分辨能力代表人类对科学探索的边界,2014年诺贝尔化学奖就授予了3位在超分辨率荧光显微技术领域取得重要成就的学者。哈工大现代显微仪器研究所团队提出了一种可突破光学衍射极限的计算显微成像算法,利用荧光成像的前向物理模型与压缩感知理论,并结合稀疏性与时空连续性的双约束条件,建立起一个通用的解算框架——稀疏解卷积技术,突破了现有光学超分辨显微系统的硬件限制,扩展了时空分辨率和频谱。  在此基础上,研究团队研发了超快结构光超分辨荧光显微镜系统(Sparse-SIM),该系统具有超分辨、高通量、非侵入、低毒性等特点,在高速成像条件下,具备优于60纳米的分辨率和超过1小时的超长时间活细胞动态成像性能。团队首次观察到了胰岛分泌过程中具有的两种特征的融合孔道,第一次利用线性结构光显微镜观察到只有在非线性条件下才能分辨的环状的不同蛋白标记的核孔复合体与小窝蛋白。此外,研究人员还展示了利用该影像技术解析肌动蛋白动态网络、细胞深处溶酶体和脂滴的快速行为,并记录了双色线粒体内外膜之间的精细相对运动。  据悉,该项研究成果主要由哈工大仪器学院和北京大学未来技术学院合作完成。11月16日,研究成果以《稀疏解卷积增强活细胞超分辨荧光显微镜的分辨率》为题,以长文形式在线发表于国际权威杂志《自然-生物技术》。
  • 北科大在超细晶高强钢研究取得重要突破!
    近日,北京科技大学新金属材料国家重点实验室吕昭平教授团队与英国谢菲尔德大学、美国国家标准与技术研究院及泰斯研究公司、郑州大学等国内外科研机构合作,首次通过调控共格无序析出适时且持续的钉扎再结晶晶界迁移,获得了具有高热稳定性的超细晶TWIP钢,强度及加工硬化同时提升,据此研发出一种仅通过简单轧制和退火工艺即可获得高性能超细晶钢的工业化晶粒细化技术。该项超细晶高强钢研究的重要突破于2021年2月10日以“Facile route to bulk ultrafine-grain steels for high strength and ductility”为题在国际学术刊物Nature上发布。开发性能优异并适合大规模生产的新型高强钢可以实现交通装备的轻型化,具有巨大的市场需求。而孪晶钢因其具有优异的成形性能、抗拉强度(800-1000MPa)和均匀延展性(≥50%)从而成为汽车轻型化设计的首选材料,但低的屈服强度严重制约工程应用。如何在保证其高加工硬化率、高塑韧性的同时大幅提升材料强度是交通装备制造等国民经济领域面临的关键问题。细晶强化是同步提升材料韧性和强度的重要手段。然而,由于孪晶钢在冷却过程中不具备固态相变,无法像低合金高强钢一样通过轧制和快速冷却等工艺达到超细晶粒的目的,因此不得不采用等通道转角挤压、高压扭转等大塑性变形方法获得超细晶。这些方法生产成本高、样品尺寸小,而且细晶材料中通常含有高密度位错、空位等晶体缺陷,大大降低其均匀延展性,很难实现规模化生产。为解决超细晶奥氏体钢的规模化制备的技术问题,北京科技大学新金属材料国家重点实验室吕昭平教授团队与来自英国谢菲尔德大学、美国国家标准与技术研究院及泰斯研究公司、郑州大学等国内外科研机构的材料学家们研发了一种新型晶粒细化技术:即通过微量Cu合金化,在再结晶过程中实现超细再结晶晶粒内部快速、大量共格无序析出,通过强烈而持续的Zener钉扎抑制超细再结晶晶粒长大,从而实现工业化条件下获得超细晶TWIP。该技术通过影响局部层错能细化了超细晶TWIP钢的机械孪晶,而晶内无序析出几乎不钉扎位错移动,从而在细化晶粒的同时进一步提升了TWIP钢加工硬化能力。通过这一技术所得到的超细晶钢屈服强度达到710MPa,抗拉强度高达2000MPa,同时均匀真应变超过了45%。该项技术具有一定的普适性,对其他合金体系的晶粒细化具有一定指导意义。该项研究得到国家自然科学基金委员会创新群体项目和面上项目(51531001, 51921001, 51671018, 51971018和11790293)、教育部引智计划项目(B07003)、教育部创新群体项目(IRT_14R05)、中央高校科研业务费项目(FRF-TP-18-093A1)、博新计划项目(BX20180035)、北京科技大学新金属材料国家重点实验室自主项目(2018Z-01,2018Z-19和2019Z-01)联合资助。论文的第一作者是来自英国谢菲尔德大学的中国学者高军恒博士后,通讯作者分别是北京科技大学新金属材料国家重点实验室的蒋虽合研究员和吕昭平教授、美国国家标准与技术研究院及泰斯研究公司的Huairuo Zhang和英国谢菲尔德大学的Rainforth。
  • 重磅/中药材重金属检测的突破
    随着我国经济的快速发展和生活水平的提高,人们对食品和中药材安全有了更高的要求同时,由于我国在市场经济建设过程中由于制度建设和监管水平等多种原因导致我国食品和中药材安全问题日益严重。引起食品和中药材安全问题的原因很多,重金属超标问题是重要因素之一。重金属原义是指比重大于5的金属。在环境污染方面所说的重金属主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重元素。重金属不能被生物降解,相反却能在食物链的生物放大作用下,成千百倍地富集,最后进入人体。重金属在人体内能和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用,使它们失去活性,在人体的某些器官中累积,造成慢性中毒。主要毒性效应是贫血症、神经机能失调、肾损伤、骨骼严重软化寸断、消化系统症状和皮肤病变等。受害的人群有儿童、老人、免疫力低下人群。重金属主要来源于各种油漆、蓄电池、电镀、化妆品、染发剂、餐具、燃煤、水果蔬菜、食品、中药材、自来水管等。一、中药材重金属检测仪的实验前探讨本月我司与成都中医药大学进行了线下实验的沟通, 通过实验对比,了解到现在市场检测需求, 在当前众多应用于重金属离子检测的分析技术中,常用方法有原子吸收光谱法、原子荧光光度法(AFS)、电感藕合等离子体质谱法(ICP-MS)。这些方法有较高的灵敏度,但仪器和检测成本较高,需要较大的样本容量且耗时较长。因此,不能满足当前大批量样品、现场检测的需求。我司的中药材重金属检测相关的仪器针对现阶段重金属快速检测的缺陷,我司利用胶体金侧向免疫层析技术正在开发及生产新型重金属快速定量检测卡,产品具有设备便宜,操作简单,可以多样本同时检测,特异性强,灵敏度高,可以定性或定量检测等特点。方便重金属一般性检验落实到生产单位、流通环节、以及消费终端,有利于对农产品安全质量的全方位监督,提高农产品的质量安全水平,进一步保障消费者食品安全。实验前探讨二、 中药材重金属检测仪的功能介绍1.仪器能同时检测中药材中重金属镉、铅、铜等指标。2.检测数据和位置信息可发送至网络或数据平台,能够与各类监测信息系统实现无缝对接。3.彩色电阻触摸显示屏,内置微型打印机可现场打印数据。4.重金属检测产品具有权威检测机构产品评价报告。三、 中药材重金属检测仪检测项目检测项目适用范围检测范围准确性重金属镉植物类药材及饮片、动物类药材等0.1-5mg/kg≥80%重金属铅植物类药材及饮片、动物类药材等0.2-10mg/kg≥80%重金属铜植物类药材及饮片、动物类药材等2-50mg/kg≥75%四、 中药材重金属检测仪的检测步骤五、中药材重金属检测的突破同时我司与成都中医药大学合作研制的中药材安全快速定量检测系统,结合最新版《中国药典》对药材和饮片的重金属、农药残留、黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮等有害物要求的严格限量检测要求,开发出定量化、集成化的创新型快速定量检测设备以及配套试剂。设备特有的重金属检测技术,不仅具有检测项目多(可检测铅、镉、铜),而且具有适用性广、便携、检测精准、快速等突出优点,在国内首次实现了中药材重金属快速定量检测技术重大突破,该产品的应用极大方便中药材在种植、加工、收购等环节质量控制,实现中药材安全问题全方位保障。如果您对ANPRO中药材重金属检测仪 感兴趣,可以通过仪器信息网https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104139/C474504.htm 直接联系我们!欢迎您的来电!
  • 中国石化在四川盆地深层页岩气勘探取得重要突破
    近日,中国石化在四川盆地深层页岩气勘探取得重要突破,部署在资阳市的资阳2井完钻井深6666米,测试获日产125.7万立方米高产工业气流,日无阻流量306万立方米;部署在乐山市的金页3井完钻井深5850米,测试获日产82.6万立方米高产工业气流,此前,金石103HF井也取得重大突破。上述探井目标储层均为寒武系,多井、多地获得高产页岩气证实了深层、超深层寒武系页岩具备规模增储潜力,有望成为页岩气新的接替层系,对推动我国页岩气勘探开发和保障国家能源安全具有十分重要的意义。此次实现突破的寒武系页岩时代老,埋藏更深,页岩厚度薄、规模改造难度大,至今未能实现商业突破。西南油气分公司不断进行实践探索和理论创新,形成了新的页岩成藏模式,在乐山市部署的金石103HF井于2022年10月首次实现寒武系页岩气勘探重大突破。其后,在乐山、资阳地区部署的金页3井、资阳2井等多井接连获得高产工业气流。
  • 中药安全性关键技术研究取得突破
    记者日前从军事医学科学院获悉,该院高月团队运用系统生物学、生物信息学、分析化学等技术,近期在中药安全性关键技术领域取得突破性进展。   据了解,研究人员建立了基于药物代谢酶和受体通路的中药相互作用减毒增效评价方法,建立了适合于中药量毒关系研究的评价方法,为配伍禁忌研究提供了新手段。同时,创建了包括中药早期毒性预测、毒性物质分析和配伍禁忌评价等3类技术和8种方法的综合技术平台,并利用该平台对临床易发生不良反应的7大类中药的安全性进行了系统研究。研究人员还阐明了中药配伍理论的现代生物学机制,实证了&ldquo 十八反&rdquo 、寒热配伍、甘草&ldquo 调和诸药&rdquo 等中医经典理论。
  • 突破瓶颈,沃特世开启中药HD高清全新时代
    沃特世公司于10月16日至18日出席了在上海举办的第十二届上海中医药与天然药物国际大会。作为中药及天然产物分析领域的行业领导者,沃特世公司以“突破瓶颈,开启中药HD高清全新时代”为主题亮相会议,并为与会嘉宾带来了精彩的主题报告。本届上海中医药与天然药物国际大会由上海市现代生物与医药产业办公室主办。作为中医药与天然药物领域内具有国际影响力的高端专业盛会,会议旨在促进中医药与天然药物领域的现代化与国际化交流合作,为中医药科技界、企业界代表提供有价值的前沿信息,助推中医药产业继续保持优质、高速、创新发展。大会现场上海市科学技术委员会副主任朱启高先生在大会开幕辞中表示:“上海中医药与天然药物国际大会历经十二年,是一个重要的中医药交流平台。希望大家通过思想碰撞、信息交流,共同分享中医药传承与创新的经验与智慧,携手为中医药创新与人类健康做出更大的贡献。”作为此次参会的重头戏,沃特世于大会上发布了高清离子淌度从“定性”、“定量”到“成像”的全新解决方案。这一系列创新多样的离子淌度技术,可以帮助科学家突破研究瓶颈,多维度解决中药分析工作的各种难题。沃特世拥有完整的离子淌度高分辨质谱产品线、灵活多样的HD高清采集模式此次发布的解决方案包括:1)多重IM高清分离及IMSn沃特世独有的全新环形离子淌度技术,可以突破传统高分辨质谱分辨率的限制,获得中药样品更全面的高清信息。灵活多样的离子淌度多级工作模式,也使得对中药成分的结构分析上升到了前所未有的新高度。2)TAP(Time Aligned Parallel)TAP碎裂功能是基于DIA的多级功能,较常规离子阱技术,可以在有限的时间内获得更丰富的碎片离子信息,从而获得更可靠的成分鉴定结果。3)HD-DDA在分析复杂的中药样品时,常规DDA技术由于四极杆选择性的限制,经常会出现二级质谱存在干扰的难题。HD-DDA技术,可以有效解决二级质谱干扰,提高鉴定准确性,助力更多科学发现。4)HD-MRMHD-MRM是基于离子淌度的高分辨定量技术,能够突破三重四极杆及常规高分辨质谱定量限制,获得更佳灵敏度。5)HD高清质谱成像结合离子淌度的成像技术,解决质谱成像成分干扰难题,获得更加高清空间信息。在10月18日举行的“中药与天然药物领域新技术与新进展”分会中,沃特世公司中药/天然产物市场开发经理李晨博士以题为《洞悉无遗——全新高清离子淌度技术突破中药研究瓶颈》的主题报告开启了整场分会。报告介绍了沃特世灵活多样的全新HD高清离子淌度技术,及如何多维度解决中药“定性”、“定量”到“成像”的一系列难题。沃特世公司中药与天然产物市场开发经理李晨博士发表演讲大会期间,沃特世还在现场展示了此次发布的全新技术解决方案与相关产品,以及该解决方案在中药领域中不同场景的创新应用案例,吸引了与会嘉宾的高度关注。沃特世展位关于沃特世公司沃特世公司(纽约证券交易所代码:WAT)是全球领先的专业测量仪器公司,作为色谱、质谱和热分析创新技术的先驱,沃特世服务生命科学、材料科学和食品科学等领域已有逾60年历史。公司在全球27个国家和地区直接运营,下设11个生产基地,拥有约7,000名员工,旗下产品销往100多个国家和地区。关于沃特世中国自上世纪80年代进入中国以来,沃特世的规模与实力与日俱增,在大陆及香港、台湾均设有运营中心,拥有六百多名本地员工,并在上海、北京、广州、成都设立实验中心和培训中心。自2003年成立沃特世科技(上海)有限公司以来,今天的中国已成为沃特世全球营收仅次于美国的第二大市场。作为分析科学家的合作伙伴,沃特世始终坚持提高本地技术能力、支持本地技术人才培育,并推动制药、食品安全、健康科学、环境保护等相关行业标准和法规的建立和完善。凭借出众的人才与全球布局,沃特世已经为其商业合作伙伴创造了显著的价值,并致力于满足广大中国消费者对更美好生活的需求。
  • 北大在生物气溶胶实时监测研究上取得重要突破
    近日,北京大学环境科学与工程学院要茂盛研究员、朱彤教授和化学与分子工程学院郭雪峰研究员在生物气溶胶实时监测上的合作研究取得突破,成果以论文“Integrating Silicon Nanowire Field Effect Transistor, Microfluidics and Air Sampling Techniques for Real-time Monitoring Biological Aerosols”在线发表在环境科学与技术(ES&T)刊物上 (http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/es1043547)。   生物气溶胶包括空气中的病毒、细菌等的暴露造成了严重的健康问题,包括2003的SARS、2009年的H1N1流感等。此外, 国际上局部区域动荡不安,高致病微生物作为大规模杀伤性武器的可能性日益升高。科学界长期致力于开发空气中致病原的在线监测技术,但在检测时间和甄别生物物种上存在着挑战。   北大研究人员通过集成高效的空气采样、微流控样品输送和硅纳米线生物传感器等技术实现了空气中流感病毒(H3N2亚型)的在线检测。研究指出当空气中出现流感病毒时,该系统能够在短时间内(1-2分钟)报警, 并可以通过无线网络传输系统将检测信号发送到远程接收平台如手机和电脑 而当干净空气通入时没有明显检测信号。系统的选择性也通过流感病毒亚型H1N1和过敏原等得到了验证。   该研究采用了高效的气溶胶转化为水溶胶的采集方法,病毒抗体修饰的硅纳米线生物传感技术及检测信号放大和传输等跨学科先进技术和方法。论文还指出通过对样品的基因扩增(常常达几个小时)也发现含较高浓度的病毒对应着较强的检测信号。   该项研究巧妙地将空气中的生物危害转化为可视的电信号,在检测时间和物种的甄别上迈出了重要的一步,为生物气溶胶的实时检测开辟了崭新的科研手段和研究思路。   论文也指出,对集成单元的进一步改进可使得该系统有望在实际环境中如在军事反恐、医疗卫生机构、机场等公共场所等得到应用。这是北大环境与健康研究团队在2011年的又一项重要研究成果。做为共同通讯作者,要茂盛、郭雪峰研究员是北京大学“百人计划”项目引进的青年人才,朱彤教授是长江特聘教授、北大环境与健康研究中心主任。论文的共同第一作者包括研究生申芳霞、博士后谭苗苗、王振兴, 其他合作作者还包括研究生王金东、武艳、徐振强。
  • 华夏科创黄曲霉毒素速测技术获重要突破
    近日,由北京华夏科创仪器技术有限公司(以下简称:华夏科创)与中国农科院油料所在武汉举办的“黄曲霉毒素高灵敏检测技术与速测仪成果验收会”圆满结束。经国内相关权威专家鉴定黄曲霉毒素高灵敏检测技术获得重要突破,并跃居国际领先水平。   由华夏科创研制的NYART-Ⅱ型黄曲霉毒素速测仪,正是基于现场高灵敏准确定量检测技术的产品,它是通过1C11、2C9、3G1等高亲和力抗体,探明黄曲霉毒素高灵敏识别的分子机制,这是目前国内外报道的灵敏度最高、特异性最强的黄曲霉毒素通用抗体和分量抗体,破解了黄曲霉毒素高灵敏快速准确定量检测技术难题,该项技术已获得国家发明专利。   NYART-Ⅱ型黄曲霉毒素速测仪不仅能够检测黄曲霉总量、B1、M1等多种项目,由于仪器采用了高灵敏度检测器,从而大大提升了检测灵敏度,其总量、B1项目的测试精度可达±0.1ug/KG,M1的测试精度可达±0.01ug/KG 该款仪器操作简单、测定快速且性能稳定,完全可以满足实验室和现场检测的需求。   目前该产品已广泛应用于农产品(花生、玉米、稻米等)、食用油(花生油、玉米油等)、调味品(花生酱、酱油、醋等)、乳制品(鲜牛奶、奶粉等)和饲料(饼粕等)等五大类65种农产品和食品检测中,并被德国慕尼黑理工大学等国内外一些权威科研机构应用,为农产品和食品黄曲霉毒素检测、监管、评估与防控提供了有力的技术支撑,取得了显著社会经济效益。   在成果验收会上,来自国内的顶级权威专家一致认为,黄曲霉毒素高灵敏检测技术及速测仪打破了发达国家对我国黄曲霉毒素高灵敏检测技术产品的垄断和制约,显著提升了我国农产品与食品检测仪器设备的自主装备能力,研究水平和成果居国际领先地位。   华夏科创将始终致力于专业分析仪器的研发、制造、销售和服务及技术咨询,致力于为客户提供“水质监测分析仪器(环保)、食品安全速测仪器(安全)、油料化验分析仪器(安全)、工业过程分析仪器(节能)”的整体解决方案。
  • 一天2篇Nature!南京大学在二维材料领域取得重要突破!
    近日,南京大学电子科学与工程学院王欣然教授、王肖沐教授和施毅教授团队在二维材料领域取得重要进展,相关成果分别以“Uniform nucleation and epitaxy of bilayer molybdenum disulfide on sapphire”和“Observation of Chiral and Slow Plasmons in Twisted Bilayer Graphene”为题,5月4日同期在线发表于《自然》。一、发现扭角石墨烯中等离激元新物态表面等离激元,对光场具有亚波长尺度的局域能力,在微纳光子学和集成光电器件、超分辨成像等领域有广阔的应用前景。传统等离激元金属和环境介质的光学性质密切相关,容易受到金属欧姆损耗和环境因素影响。拓扑特性中的边缘态可以对等离激元实现保护,抑制损耗,探索这类等离激元新模式有望帮助解决等离激元纳米光子器件损耗高的关键问题。王肖沐教授和施毅教授研究团队,在扭角石墨烯材料中提出并实现了一类全新的等离激元模式:手性贝利等离激元。研究团队根据扭角石墨烯的结构手性,揭示了强关联能态的拓扑特性,预言了非零贝利曲率在中红外频段可以引入反常霍尔电导。在此基础上,团队制备了具有长程高度有序摩尔超晶格的扭角石墨烯材料,并系统地研究了红外表面等离激元响应。观测到了具有手性特征的贝利等离激元边缘态,并验证了通过电场调控实现的开关操作。研究成果通过拓扑边缘态保护等离激元,有效降低了损耗,在中远红外光电器件、量子计算和纳米光学等方面具有巨大应用潜力。图1 扭角石墨烯示意图(a)及光学显微镜图像(b)(c)扭角石墨烯纳米条带中的红外等离激元响应。在15微米(650cm-1)长波红外范围内,手性纳米条带中出现新的具有拓扑特性的贝利等离激元新模式。扭角石墨烯是一类具有丰富多体相互作用的强关联电子材料。通过改变层间扭转角度,掺杂等条件,可以对电子的能态进行灵活地调控,实现超导、拓扑等奇异物态。研究团队指出,由于扭角石墨烯自身的非中心对称结构,在打破时间反演对称性的条件下,会产生非零的贝利曲率,进而在材料中引入非零的横向光电导(即反常霍尔电导)。将这种拓扑能态与等离激元结合,可以有效降低其散射损耗。研究团队依据这样的思路,制备了大面积的“魔角”(1.08°扭角的双层石墨烯),并在其上构筑了具有手性结构的纳米条带。图2 光照强度(a)和静电掺杂(b)对手性贝利等离激元边缘模式共振能级劈裂的调控作用。在这种同时打破空间和时间反演对称性的条件下,非零贝利曲率在纳米条带中通过拓扑边缘态形成了手性贝利等离激元新模式。实验上,手性等离激元以共振峰位的劈裂为标志。而通过光强和掺杂,可以调控贝利曲率的大小,进而调制能级劈裂的开关。手性等离激元存在的另一个证据是零磁场法拉第效应,即光通过材料时其偏振方向会发生偏转。实验中实现了高达15°的极化旋转。这些非磁场下的奇异光学效应,在制作偏振片等重要光学应用上有着广泛的前景。南京大学王肖沐/施毅教授团队,专注于于高性能红外光电器件的研究工作。近年来,获得了以弹道雪崩光电探测器(Nature Nanotechnology,14,217(2019))和能谷光电子器件(Nature Nanotechnology,15,743(2020))为标志的系列创新成果。本次的研究工作,是该团队在广泛国际合作支持下,通过体系强相互作用和谷电子特性对光子进行有效调控实现的一个突破性进展。南京大学电子科学与工程学院硕士生黄天烨为第一作者,电子科技大学李雪松教授课题组完成了单晶石墨烯的生长工作,明尼苏达大学 Tony Low教授课题组完成了主要计算工作,中科院沈阳金属所杨腾研究员、北京计算所邵磊副研究员的课题组协助完成了部分计算工作。南京大学微制造与集成工艺中心在微加工方面给予了重要的支持。该工作得到国家科技部重点研发计划、自然科学基金重点项目、江苏省双创团队和中科院先导计划等项目资助。二、突破双层二维半导体外延生长核心技术集成电路摩尔定律是推动人类信息社会发展的源动力。当前,集成电路已经发展到5nm技术节点,继续维持晶体管尺寸微缩需要寻求材料的创新。近年来,以MoS2为代表的二维半导体在电子器件和集成电路等领域获得了迅速的发展,王欣然教授课题组在该领域长期积累,2021年在《Nature Nanotechnology》连续报道了大面积MoS2单晶制备以及MoS2驱动的超高分辨Micro-LED显示技术两个成果。尽管学术界和工业界在单层二维半导体生长方面已经取得了很大的进展,但是单层材料在面向高性能计算应用时依然受限。相比于单层MoS2,双层MoS2具有更窄的带隙和更高的电子态密度,理论上可以提升驱动电流,更适合应用于高性能计算。然而,由于材料生长热力学的限制,“1+1=2”的逐层生长方法难以给出均匀的双层,因此层数可控的二维半导体外延制备一直是尚未解决的难题。图3 双层MoS2生长机制针对该问题,王欣然教授与东南大学合作,另辟蹊径,提出了衬底诱导的双层成核以及“齐头并进”的全新生长机制,在国际上首次报道了大面积均匀的双层MoS2薄膜外延生长。研究团队首先进行了理论计算,发现虽然单层生长在热力学上是最稳定的,但是通过在蓝宝石表面构建更高的“原子梯田”,可以实现边缘对齐的双层成核,从而打破了“1+1=2”的逐层生长传统模式局限(图3)。研究团队利用高温退火工艺,在蓝宝石表面上获得了均匀分布的高原子台阶,成功获得了超过99%的双层形核,并实现了厘米级的双层连续薄膜。原子力显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱和荧光光谱等多种表征手段均证明了双层薄膜的均匀性。进一步,团队证明了双层MoS2与蓝宝石衬底具有特定的外延关系,以及双层MoS2的层间具有2H和3R两种堆垛模式,并在理论上给出了解释。图4 双层MoS2的晶体管器件性能研究团队进一步制造了双层MoS2沟道的场效应晶体管(FET)器件阵列,并系统评估了其电学性能(图4)。相比单层材料,双层MoS2晶体管的迁移率提升了37.9%,达到~122.6cm2V-1S-1,同时器件均一性得到了大幅度提升。进一步,团队报道了开态电流高达1.27 mA/μm的FET,刷新了二维半导体器件的最高纪录,并超过了国际器件与系统路线图所规划的2028年目标。该工作突破了层数可控的二维半导体外延生长技术,并且实现了最高性能的晶体管器件。南京大学电子科学与工程学院博士生刘蕾为第一作者,王欣然教授、李涛涛副研究员和东南大学王金兰教授、马亮教授为论文共同通讯作者,南京大学施毅教授、聂越峰教授、王鹏教授以及微制造与集成工艺中心对该工作进行了指导和支持。该研究得到了江苏省前沿引领技术基础研究、国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。
  • 让“福岛悲剧”不在中国上演 我国核电仪表国产化实现重要突破
    据中国核电工程有限公司消息,由成都中核鑫星应用技术研究所自主研发的乏燃料水池液位温度测量装置顺利通过验收,实现了我国核电仪表国产化的重要突破。   经批准在福清34号机组中采用中核鑫星自主研发的乏燃料水池液位温度测量装置于近期顺利完成了各项出厂试验,通过了由中国核电工程有限公司采购部、电仪所一同组织的验收工作。   乏燃料水池液位温度测量装置是针对乏燃料池的实时液位和温度状态测量的设备,是在日本福岛事故后,国家核安全局将乏燃料水池监测能力改进作为专项计划要求的落实项,该仪表不仅有着较高的参数要求,同时其测量数据对运行/退役/事故状态下的核电厂都有着相当重要的参考意义。   在方家山、福海12、海南项目中,均采购的是美国FCI公司品牌的液位温度测量装置,其装置特点为基于热扩散原理测量,测量结果为连续值,但响应时间慢,需要外部电源,且单台设备费用较高。   为了进一步提高仪表设备的国产化率以及降低采购成本,中核工程采购部对各个现有仪表类制造商进行了认真调研,了解到成都中核鑫星应用技术研究所自主研发了一套电路导通原理的测量装置,可以在苛刻环境下监测水池液位温度装置。采购部组织电仪所与中核鑫星进行多次技术交流,发现该设备具有多点测量,响应时间快,且在失去外部电源的极端情况下可以持续工作的特点。   中核工程电仪所根据中核鑫星提交的设计方案并结合核电站实际环境情况,对方案进行认真分析论证,对安装支架、辐照试验、抗震要求等提出了改进意见,中核鑫星一项项进行了理论分析并进行试验鉴定验证,改进后其设备各项技术参数均能满足技术要求。   该套乏燃料水池液位温度测量装置,工作原理上另辟蹊径,是自主研发,具有完全的自主知识产权的产品。且经过中核工程设计和厂家的共同设计改进,不仅能满足福清34号机组的设计要求,且其响应时间快、单点测量精度高、失去电源可靠运行、采购费用低等特点均优于国外设备,实现了我国核电仪表国产化的重要突破!
  • 我国科学家在光学超分辨显微成像技术领域取得重要突破
    近日,哈尔滨工业大学仪器学院现代显微仪器研究所在光学超分辨显微成像技术领域取得突破性进展。研究团队在低光毒性条件下,把结构光显微镜的分辨率从110纳米提高到60纳米,实现了长时程、超快速、活细胞超分辨成像。11月16日,研究成果以《稀疏解卷积增强活细胞超分辨荧光显微镜的分辨率》(Sparse deconvolution improves the resolution of live-cell super-resolution fluorescence microscopy)为题,以长文形式在线发表于国际权威杂志《自然-生物技术》(Nature Biotechnology)。显微仪器的分辨能力代表人类对科学探索的边界,2014年诺贝尔化学奖就授予了3位在超分辨率荧光显微技术领域取得重要成就的学者。哈工大现代显微仪器研究所团队提出了一种可突破光学衍射极限的计算显微成像算法,利用荧光成像的前向物理模型与压缩感知理论,并结合稀疏性与时空连续性的双约束条件,建立起一个通用的解算框架——稀疏解卷积技术,突破了现有光学超分辨显微系统的硬件限制,扩展了时空分辨率和频谱。在此基础上,研究团队研发了超快结构光超分辨荧光显微镜系统(Sparse-SIM),该系统具有超分辨、高通量、非侵入、低毒性等特点,在高速成像条件下,具备优于60纳米的分辨率和超过1小时的超长时间活细胞动态成像性能。团队首次观察到了胰岛分泌过程中具有的两种特征的融合孔道,第一次利用线性结构光显微镜观察到只有在非线性条件下才能分辨的环状的不同蛋白标记的核孔复合体与小窝蛋白。此外,研究人员还展示了利用该影像技术解析肌动蛋白动态网络、细胞深处溶酶体和脂滴的快速行为,并记录了双色线粒体内外膜之间的精细相对运动。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,实现了从0到1的原理创新,是目前活细胞光学显微成像中分辨率最高(60纳米)、速度最快(564帧/秒)、成像时间最长(1小时以上)的超分辨显微仪器。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。该项研究成果主要由哈工大仪器学院和北京大学未来技术学院合作完成。哈工大为论文第一单位,哈工大博士生赵唯淞、北大博士后赵士群和李柳菊为论文共同第一作者,哈工大李浩宇副教授和北大陈良怡教授为论文共同通讯作者,哈工大刘俭教授和谭久彬院士均为论文共同作者和哈工大科研团队负责人。合作单位还包括中科院国家纳米中心、中科院生物物理所、武汉大学等。
  • 中科院金属研究所二维半导体器件研究获得重要突破
    经过数十年发展,半导体工艺制程不断逼近亚纳米物理极限,传统硅基集成电路难以依靠进一步缩小晶体管面内尺寸来延续摩尔定律。发展垂直架构的多层互连CMOS逻辑电路,从而获得三维集成技术的突破,是国际半导体领域积极探寻的新路径之一,多家半导体公司争相发布相关研究计划。由于硅基晶体管制备工艺采用单晶硅表面离子注入的方式,很难实现在一层离子注入的单晶硅上方再次生长或转移单晶硅。虽然可以通过三维空间连接电极、芯粒等方式提高集成度,但是关键的晶体管始终分布在最底层,无法获得z方向的自由度。新材料、或颠覆性原理因此成为备受关注的重要突破点。近日,在山西大学韩拯教授领衔下,中国科学院金属研究所李秀艳研究员、辽宁材料实验室王汉文副研究员、中山大学侯仰龙教授、中国科学院大学周武教授等参与合作,提出了一种全新的基于界面耦合(理论表明量子效应在其中起到关键作用)的p-掺杂二维半导体方法。该方法采用界面效应的颠覆性路线,工艺简单、效果稳定、并且可以有效保持二维半导体本征的优异性能。进一步,利用垂直堆叠的方式,制备了由14层范德华材料组成、包含4个晶体管的互补型逻辑门NAND以及SRAM等器件。这一创新方法打破了硅基逻辑电路的底层“封印”,基于量子效应获得了三维(3D)垂直集成多层互补型晶体管电路,为后摩尔时代未来二维半导体器件的发展提供了思路。该研究成果以“Van der Waals polarity-engineered 3D integration of 2D complementary logic”为题于2024年5月29日在Nature杂志在线发表。图片来源:中科院金属所
  • 淀粉真假鉴别技术获得重要突破
    日前,国家食品质量安全监督检验中心主持研究的国家质检总局科技计划项目“我国食用淀粉种类的鉴别技术研究”,在北京通过了科技成果鉴定会,被评价为“淀粉鉴别技术获得突破,达到国际先进水平”。 据悉,淀粉作为人类的主要能量来源,广泛存在于植物性食物的果实、根、茎、叶中。随着食用淀粉在现代食品加工业中的广泛应用,淀粉生产和加工贸易取得了较大的发展。我国食用淀粉包括谷物淀粉、薯类淀粉、豆类淀粉等不同种类。不同种类的淀粉价格差别较大,有的相差高达10倍以上,但是不同种类淀粉颗粒的宏观外观和普通物化指标差别不明显,无法辨认。由于缺乏相应的食用淀粉鉴别检验技术标准,国内淀粉市场严格监管很难执行。 国家食品质量安全监督检验中心开展的“我国食用淀粉种类的鉴别技术研究”科研项目,采用经典方法,提取了24种不同植物来源的食用淀粉颗粒,运用扫描电镜技术,对不同种类食用淀粉颗粒的超微形貌特征进行了分析,建立了不同种类食用淀粉的定性分析方法。同时,根据C3植物淀粉与C4植物淀粉之间存在的稳定碳同位素比自然差异,在国际上首次运用稳定碳同位素比质谱技术,建立了马铃薯淀粉(C3植物)中玉米淀粉(C4植物)含量的定量分析方法。 项目负责人王绍清博士表示,技术难关攻破后,下一步将加快科研成果转化,为政府监管部门打击淀粉掺杂使假行为提供技术支持。
  • 沃特世UNIFI天然产物解决方案 突破中药研究瓶颈
    2014年10月20日-上海-第六届“上海中医药与天然药物国际大会”上周圆满落幕。作为中医药与天然产物领域内具有国际影响力的高端专业盛会,本次会议汇集了国内外中医药与天然药物领域的中外院士、著名学者专家、知名中药课题组专家,共同探讨技术的创新与中药产业的发展。沃特世(Waters)作为本次大会的主要参与者,与主办机构一同举办了“天然产物最新解决方案”专场研讨会,研讨会由上海药物研究所研究员果德安与沃特世公司市场发展总监舒放先生共同主持会议,与参会的百余名领域专家、业界精英一同分享了最新的技术与天然药物研究经验。果德安研究员主持沃特世专题研讨会 如何提高国际社会对中医药的认知和认同,使中医药向现代化、标准化的目标迈进,是中医药行业的关注焦点。作为现行药典中药材饮片专业委员会主任委员之一,北京大学药学院的屠鹏飞教授提出了中药材和饮片质量标准的构建思路,为与会者提供了新的思考方向,并为沃特世在中药研发与质量控制解决方案研发提供了参考。屠鹏飞教授“中药质量评价体系的构建”演讲中医药复方中药物质基础分析、中药的作用机理是当前中药分析领域的两大热点,此次专题研讨会从中药质量控制标准、新化合物的挖掘、中药复杂组分分析几大话题展开实例讨论。暨南大学药学院戴毅教授通过“如何快速的挖掘天然产物中的新化合物案例分享”的报告实例说明了UNIFI天然产物整体解决方案在鉴定复杂的中药复方成分时的出色表现。并以酸枣仁中已知成分和未知化合物的鉴定为例,充分证明了UNIFI软件能够提供更高的工作效率以及多种使用工具的集成,引发了与会者极大的兴趣。 戴毅教授案例分享中药成分尤其是中药复方中成分非常复杂,而绝大多数入药的是中药复方。然而传统复方中药的质控存在很大的局限性。来自中科院上海药物所研究员吴婉莹研究员在 “中药复方研究的新策略——牛黄上清丸的物质基础研究”的实例中分别使用传统化合物鉴定方法与沃特世UPLC、UNIFI天然产物解决方案对于含有19中药材的牛黄上清丸的主要成分进行鉴定,结果显示UNIFI数据软件平台方案是基于数据库自动化筛选匹配,自动批量处理,快速高效,即使不同的人也会得到一致的结果。这无疑为中药复方的研究提供了新的思路。吴婉莹研究员解析 “中药复方研究的新策略——牛黄上清丸的物质基础研究”沃特世与行业专家在会上着重介绍的UNIFI天然产物整体解决方案及其实际案例的分享,都无疑证明了UNIFI天然产物解决方案以其庞大的中药数据库和完整的工作流程以及其二元比较功能等优势突破原有瓶颈,给中药分析工作者以崭新的视角。其主要应用领域包括中药原料、中间品、最终产品的指纹图谱(QA/QC)、中药饮片的质量控制、中药成份定性研究、中药提取物的微量组分的定量分析、中药打假、中药代谢研究、中药中非法添加西药、中药中的农药残留。此外,据介绍,沃特世公司用于中药及天然产物分析的产品,还包括样品前处理系统、色谱、质谱系统、分离纯化系统以及相应数据分析软件,如超高效合相色谱(UPC2)在天然产物中的应用、组学研究平台软件Progenesis QI在小分子代谢组学及蛋白组学数据处理方面的优势,以及基于Oracle数据库建立的UNIFI科学信息系统的优势特点。本次会议为中药复杂组分分析、新化合物的挖掘,尤其是复杂中药复方制剂的研究提供了新的思路。无论是对于企业还是科研人员,UNIFI天然产物整体解决方案都能够提供一个很好的平台。沃特世一如继往地持续关注中药领域并长期投入,在加强对创新技术和解决方案的研发的同时,还继续加强与中药领域的国内外机构的互动与合作,为中医药及天然产物产业的发展做出积极贡献。 相关参考链接:UNIFI天然产物整体解决方案http://www.waters.com/waters/zh_CN/Natural-Products-Application-Solution-with-UNIFI/nav.htm?locale=zh_CN&cid=134777097 天然产物 & 中药http://www.waters.com/waters/zh_CN/Traditional-Medicine%2C-Traditional-Chinese-Medicines%2C-Natural-Products/nav.htm?cid=134752653&locale=zh_CN 沃特世色谱柱在中药指纹图谱研究中的应用 http://www.waters.com/waters/library.htm?cid=511436&lid=134724456&icid=i6713超高效合相色谱(UPC2)http://www.waters.com/waters/zh_CN/ACQUITY-UPC2-System/nav.htm?cid=134658367 Progenesis QIhttp://www.nonlinear.com/progenesis/qi/ 关于沃特世公司(www.waters.com)50多年来,沃特世公司(纽约证券交易所代码:WAT)通过提供实用、可持续的创新,使医疗服务、环境管理、食品安全和全球水质监测领域有了显著进步,从而为实验室相关机构创造了业务优势。作为一系列分离科学、实验室信息管理、质谱分析和热分析技术的开创者,沃特世技术的重大突破和实验室解决方案为客户的成功创造了持久的平台。2013年沃特世拥有19亿美元的收入,它将继续带领全世界的客户探索分析科学并取得卓越成就。
  • 低碳发展重要突破!东明石化发布两项新产品、新技术
    3月19日,山东东明石化集团“原油催化裂解制烯烃(UPC)技术、鲁昌2.0高效燃油”新闻发布会在京举行。专家指出,这两项新产品、新技术具备产业化条件,将成为炼化、炼油产业实现绿色低碳发展的重要突破口。鲁昌2.0高效燃油是东明石化在符合国家标准国VIB(GB17930-2016)基础上,与德国巴斯夫共同研发的具有清洁、低碳、耐烧特点的高效燃油产品,并获得中国质量检验协会颁发“全国质量信得过产品”“全国石油化工行业质量领先品牌”“全国质量检验稳定合格产品”称号,获油品类“中国驰名商标”认定保护。经中国汽车技术研究中心下属合资试验机构权威数据显示,该燃油较传统国标燃油每升可多跑1.6公里以上,按照北京市2023年汽油表观消费量(约477万吨)计算,全年可减少碳排放约135万吨,相当于约240万亩造林绿化工程产生的减碳量;按照2023年全国汽油表观消费量约1.49亿吨计算,减碳量约为4200万吨,相当于7350万亩造林绿化工程产生的减碳量 。UPC技术由东明石化与中国石油大学联合开发,具有自主知识产权。中国石油和化学工业联合会组织院士团队对“5万吨级工业化装置实验”进行了专业技术鉴定,3名院士一致认为:该技术具有自主知识产权,所开发催化剂属世界首创、技术总体水平国际领先。UPC技术其先进性可以用“四高四少”来概括,即技术水平高、催化活性高、化学品收率高、经济效益高,工艺流程短、投资成本少、能源消耗低、碳排放量少。有关专家指出,该技术的成功研发,是石化领域的重大突破,对像中国这样的能源进口大国,成品油过剩、化工品严重不足的国家来说尤为重要,也标志着我国原油直接超级催化裂解制烯烃技术向产业化迈出了关键一步,抢占了原油直接生产烯烃等化学品的技术制高点。中国工程院院士杨启业指出,UPC技术能够大幅减少原油和能源消耗,鲁昌2.0高效燃油能够有效提高汽车能源利用效率,将成为促进我国碳减排的重要助力。中国石油和化学工业联合会党委常委、副会长孙伟善表示,目前石化行业中,炼油、乙烯、芳烃等行业的碳排放量占到炼化板块碳排放总量的近50%,这就要求石化行业围绕“双碳”目标,大力实施创新驱动发展战略,加快产业优化升级及工业绿色现代化转型,推动炼化项目向更高水平的炼化一体化转型。“本次发布的UPC技术将为我国炼化行业实现‘双碳’目标、绿色低碳发展和高质量发展提供新的技术支撑。鲁昌2.0高效燃油则使原油效率明显提升,更好地满足绿色低碳发展要求,将对炼油行业技术进步起到巨大的推动作用。”孙伟善说。菏泽市委常委、常务副市长臧伟表示,多年来,东明石化毫不动摇实施“三步走”战略,坚定不移推动高端化工转型,行业地位不断跃升,综合实力不断增强,为菏泽市经济社会发展作出了卓越的贡献。面对机遇与挑战,希望东明石化坚定不移走高端绿色低碳差异化发展之路,加快实施炼化一体化项目和基础设施建设,持续当好区域经济绿色低碳高质量发展的“领头雁”“火车头”。菏泽市委、市政府将一如既往地全力支持东明石化的发展,用心用情做好涉企服务,用力用功营造更加优质的发展环境,全力助推东明石化早日实现进军“世界500强”的宏伟“强企梦”。中国民间商会副会长、山东东明石化集团党委书记、董事局主席李湘平指出,未来5年,东明石化将加快项目投资建设、实施高端化工转型、全力推动高质量发展,计划建设世界首套EPOE工业化装置以及超高分子量聚乙烯等高端聚烯烃装置。届时,将形成上、中、下游相互衔接,产、学、研、用互为促进的新型“工业生态链”,2000万吨绿色高端化工新材料基地,实现销售收入过5000亿元、利税过600亿元、地方财政收入百亿元、社会贡献过千亿元的目标,为促进区域经济和带动关联配套产业集群发展打下坚实、牢固的资源基础。
  • 人民日报:实现“双碳”要以重要领域和关键环节突破带动全局工作
    力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,是以习近平同志为核心的党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策,是我们对国际社会的庄严承诺,也是推动高质量发展的内在要求。中央宣传部、生态环境部组织编写的《习近平生态文明思想学习纲要》(以下简称《纲要》),全面反映了习近平新时代中国特色社会主义思想在生态文明领域的原创性贡献,系统阐释了习近平生态文明思想的基本精神、基本内容、基本要求。《纲要》相关章节全面系统阐释了习近平总书记关于碳达峰碳中和工作的重要论述,对于我们准确认识和把握“双碳”工作,坚定不移推进碳达峰碳中和具有重要理论和现实意义。习近平总书记指出:“党的百年奋斗历程告诉我们,党和人民事业能不能沿着正确方向前进,取决于我们能否准确认识和把握社会主要矛盾、确定中心任务。”抓住主要矛盾和中心任务带动全局工作,是我们党长期奋斗积累的重要经验,也是坚持系统观念推进碳达峰碳中和必须掌握的思想方法和工作方法。中国特色社会主义进入新时代,我国社会主要矛盾转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾,人民群众对优美生态环境的需要已经成为这一矛盾的重要方面。进入新发展阶段,推进“双碳”工作是破解资源环境约束突出问题、实现可持续发展的迫切需要,是顺应技术进步趋势、推动经济结构转型升级的迫切需要,是满足人民群众日益增长的优美生态环境需求、促进人与自然和谐共生的迫切需要,是主动担当大国责任、推动构建人类命运共同体的迫切需要。坚持系统观念推进碳达峰碳中和,必须牢牢抓住主要矛盾和中心任务,进一步健全碳达峰碳中和“1+N”政策体系,以重要领域和关键环节突破带动全局工作。一是不断健全党委领导、政府主导、企业主体、社会组织和公众共同参与的现代环境治理体系。坚持党中央集中统一领导,推动多主体共同参与、协同治理,构建一体谋划、一体部署、一体推进、一体考核的制度机制,理顺政府和市场的关系,推动有为政府和有效市场更好结合,确保党中央关于生态文明建设各项决策部署落地见效。同时,大力倡导简约适度、绿色低碳、文明健康的生活方式,增强全民节约意识、生态环保意识,凝聚全社会共识,加快形成全民参与的良好格局,汇聚起推进碳达峰碳中和的强大合力。二是大力促进经济社会发展全面绿色转型,着力调整能源结构,加快发展非化石能源,建设一批多能互补的清洁能源基地,大力推进煤炭清洁高效利用,实施可再生能源替代行动,着力提高利用效能。三是进一步加大重点区域、重点行业结构调整和污染治理力度,认真贯彻落实《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》《2030年前碳达峰行动方案》等重要文件精神,充分考虑区域资源分布和产业分工的客观现实,研究确定各地产业结构调整方向和“双碳”行动方案,因地制宜明确碳达峰时间表、路线图、施工图。四是狠抓绿色低碳技术攻关,集中资源攻克关键核心技术,加快先进适用技术研发和推广应用,集中力量开展近零能耗建筑、近零碳排放、碳捕集利用与封存等技术研究和成果转化运用,打好关键核心技术攻坚战,不断提高创新链整体效能。“十四五”时期,我国生态文明建设进入了以降碳为重点战略方向、推动减污降碳协同增效、促进经济社会发展全面绿色转型、实现生态环境质量改善由量变到质变的关键时期。我们要深刻把握坚持绿色发展是发展观的深刻革命,加快推动生产方式、生活方式、思维方式和价值观念的全方位、革命性变革,着力推动产业结构、能源结构、交通运输结构等的调整和优化,大力推动生态产品价值实现,把碳达峰碳中和纳入生态文明建设整体布局和经济社会发展全局,让绿色成为普遍形态,以高水平保护促进高质量发展、创造高品质生活。
  • TIME:2014年生命科学领域四大重要发明突破
    时代周刊(Time)在11月21日发布了2014年各领域的重大发明突破,其中生命科学领域包括4项。这些技术除了趣味性强,且通过创新的方法向我们展示如何改善我们的健康和生活。   Pillpack线上药房     PillPack的初创药房公司核心是一个能将你的药品全部有序放进叫做&ldquo 药剂包&rdquo 的蓝色小盒子,它是一个带着时间日期的塑料包装。从此琥珀药瓶会被一张由药物组成的待办清单取代。   3D打印人体器官   3D打印技术可以颠覆很多传统制造业技术的行业面貌。2014年,3D打印技术取得了一个重大的进展,即可以打印人体器官,为器官移植提供了一个全新的疗法。而最近,生物探索网站也有报道:美国生物科技公司Organovo宣布公布了3D打印的肝脏 exVive3D&trade 上市前的临床试验结果,并将于本月底向医药公司出售3D打印肝脏。   超级香蕉(Superbanana)     在撒哈拉以南的非洲,30%的5岁以下的孩子因为维生素A缺乏面临失明的危险,而香蕉是该地区人们的主食。澳大利亚生物学家James Dale在比尔和梅林达&bull 盖茨基金会的资助下开发富含维生素A的&ldquo 超级香蕉&rdquo (黄金香蕉)。   转基因技术能够增加东非地区某种煮食香蕉中的&beta -胡萝卜素(进入人体后可转变成维生素A,因此也被称作前维生素A)。研究人员希望到2020年之前,这种作物将在乌干达进行商业化生产。   病毒透析机&mdash &mdash Hemopurifier    被称为病毒透析机的&ldquo Hemopurifier&rdquo 由美国Aethlon Medical公司发明,这项研究在今年尤为重要。今年在德国,埃博拉患者通过连接透析机器盒,凝集素过滤埃博拉病毒,保留了健康血液。尽管它只被使用一次的病人,但据了解这种技术在未来甚至可以用于清除肝炎等病毒。
  • 华东师范大学武愕教授团队在中红外单光子光谱学研究中取得重要突破
    近期,华东师范大学重庆研究院武愕教授科研团队在中红外单光子光谱学研究中取得重要突破,利用基于量子关联的波长-时间映射方案实现具有单光子探测灵敏度的中红外光谱学测量,无需依赖于光谱仪、干涉仪或阵列型探测器,有效降低了噪声对单光子光谱测量的影响,为样品的非破坏性检测提供了新方法。研究成果以“Mid-infrared single-photon upconversion spectroscopy enabled by nonlocal wavelength-to-time mapping”为题,于2024年4月19日在线发表于Science Advances。博士研究生蔡羽洁为论文第一作者,陈昱副研究员、Konstantin Dorfman教授和武愕教授为论文通讯作者。该项工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委等项目资助。中红外光谱能够揭示多种分子的基础吸收带和复杂化合物独特的光谱特征,是研究物质结构的重要工具。傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪作为中红外光谱的常规测量仪器,主要构成部件为干涉仪系统,除结构复杂、体积庞大外,商售中红外探测器效率低、噪声大等问题严重影响了中红外光谱的研究。中红外频率上转换通过非线性和频过程,将中红外光子与强泵浦耦合并利用硅基单光子探测器实现有效探测。其优势是消除了对中红外探测器和干涉仪的需求,从而实现稳定且紧凑的结构。目前,使用高功率泵浦激光结合高亮度中红外照明是提取高信噪比光谱的直接方法。但在超灵敏中红外频率上转换的相关应用场景中,需要在复杂环境中有效地提取微弱信号,此时强泵浦在非线性晶体中产生的参量噪声难以滤除,影响了探测灵敏度。由于光敏样品和量子相干现象对光学探针的强度存在限制,在中红外上转换光谱中使用的明亮中红外照明并不适合此类应用场景。此外,红外光谱学研究均需要使用光谱仪、干涉仪或昂贵的多像素探测器才可实现中红外光谱采集。面对弱光照下进行样品高灵敏光谱分析的需求,提升探测灵敏度,降低噪声对光谱测量影响并避免机械扫描结构,是亟待解决的关键难点。通过自发参量下转换过程产生宽带关联光子对,分别为波长位于中红外波段的信号光子和近红外波段的预报光子。信号光子通过频率上转换到近红外波段,利用硅基单光子探测器探测。关联的近红外预报光子通过一根10公里的单模光纤,群速度色散允许波长到时间映射的实现。光纤介质内不同频率的光具有不同的速度,将在不同的时刻到达探测器,导致通过色散介质后的脉冲包络会在时域上展宽,从而可以反映出光脉冲的频谱信息。由于上转换光子继承了中红外信号光子的量子相关性,通过对上转换光子和近红外预报光子之间的量子相关性进行符合测量,可以非局域地将中红外信号光子所携带的光谱信息映射到相关测量的时间域中。得益于量子相关性,在每脉冲0.21个光子的中红外光强条件下,30分钟曝光时间的光谱平均信噪比达到了54.6,可以实现嘈杂环境中的弱中红外信号的检测。研究团队在无需光谱仪、单色仪或干涉仪,以及阵列型探测器的情况下,实现了1.18微米宽带中红外单光子上转换光谱探测。
  • 看!我国科学家实现生物3D打印技术重要突破
    生物3D打印是利用3D打印机,将含有细胞、生长因子和生物材料的生物墨水打印出仿生组织结构的新兴技术,但目前仍无法制备具有生理功能并且可以长期存活的复杂组织。中国科学院遗传与发育生物学研究所和清华大学的研究团队突破了相关技术瓶颈,研究成果在《Bioactive Materials》发表,题为:A multi-axis robot-based bioprinting system supporting natural cell function preservation and cardiac tissue fabrication。 研究团队将六轴机器人的设计原理融入到生物3D打印技术中,因为六轴机器人具有六个可以360°自由转动的关节,所以改进后的3D打印机可以在空间内以任意角度进行细胞打印,解决了传统技术逐层累加地打印细胞导致细胞和血管网络无法有机融合的问题。研究人员设计了循环式“打印-培养”的实验方案,在血管支架上打印出若干层细胞后,将其进行一段时间的共培养以诱导打印细胞之间形成具有生理功能的胞间连接和新生毛细血管网,然后再进行新一轮细胞打印,这种方法可以保证打印组织的长期存活。该项目最终研发出具有毛细血管网络、能够在体外存活并且起搏超过6个月的心肌组织。 该研究不仅突破了已有技术的发展瓶颈,也为生物3D打印技术相关研究提供了新启示。 注:此研究成果摘自《Bioactive Materials》,文章内容不代表本网站观点和立场。 论文链接,点击查看:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452199X22000743 6月20日,我们也有幸邀请到此项目的主要负责人之一——中科院遗传发育所王秀杰研究员,为我们在线分享,现场答疑!快来报名吧!点击参会!
  • 质谱电离技术重要突破!超导纳米线检测单个蛋白质离子
    Fig. 1: View of the SuperMaMa laboratory at the University of Vienna. The hanging gold-plated insert is the radiation shield behind which the superconducting nanowire detectors are installed. C: Quantennanophysik @ Universität Wien  Fig. 2: Counting single proteins with a superconducting nanowire. The background and nanowire are altered in Photoshop with the Generative Fill AI. (Human Insulin PDB:3I40). C: CC BY-ND 4.0 Quantum Nanophysics University of Vienna.  据奥地利维也纳大学(University of Vienna, Boltzmanngasse, Vienna, Austria.)2023年12月4日提供的消息,由维也纳大学量子物理学家马库斯阿恩特(Markus Arndt)领导的国际研究团队在蛋白质离子检测方面取得突破:超导纳米线探测器凭借其高能量灵敏度,实现了蛋白质离子检测的突破(Quantum physics: Superconducting Nanowires Detect Single Protein Ions)。几乎100%的量子效率,比传统离子探测器在低能量下的探测效率高出1000倍。与传统探测器相比,它们还可以通过冲击能量来区分大分子。这允许更灵敏地检测蛋白质,并提供质谱分析中的附加信息。这项研究的结果于2023年12月1日已经在在《科学进展》(Science Advances)杂志网站发表——Marcel Straus, Armin Shayeghi, Martin F. X. Mauser, Philipp Geyer, Tim Kostersitz, Julia Salapa, Olexandr Dobrovolskiy, Steven Daly, Jan Commandeur, Yong Hua, Valentin Köhler, Marcel Mayor, Jad Benserhir, Claudio Bruschini, Edoardo Charbon, Mario Castaneda, Monique Gevers, Ronan Gourgues, Nima Kalhor, Andreas Fognini, Markus Arndt. Highly sensitive single molecule detection of macromolecule ion beams. Science Advances, 1 Dec 2023, Vol 9, Issue 48. DOI: 10.1126/sciadv.adj2801. https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj2801  参与此项研究的除了来自维也纳大学的研究人员之外,还有来自奥地利科学院(Austrian Academy of Sciences, Boltzmanngasse, Vienna, Austria)、荷兰MSVision(MSVision, Televisieweg 40, 1322 AM Almere, The Netherlands)、荷兰单量子(Single Quantum, Rotterdamseweg 394, 2629 HH, Delft, The Netherlands) 瑞士巴塞尔大学(University of Basel, St. Johannsring 19, CH-4056 Basel, Switzerland)以及瑞士洛桑联邦理工学院(école Polytechnique Fédérale de Lausanne简称EPFL, Rue de la Maladière 71b, CH-2002 Neuchatel, Switzerland)的研究人员。  大分子的检测、识别和分析在生命科学的许多领域都很有趣,包括蛋白质研究、诊断和分析。质谱法通常用作检测系统即一种通常根据带电粒子(离子)的质荷比分离带电粒子(离子)并测量检测器生成的信号强度的方法。这提供了有关不同类型离子的相对丰度的信息,从而提供了样品组成的信息。然而,传统探测器只能对具有高冲击能量的粒子实现高探测效率和空间分辨率——这一限制现已被使用超导纳米线探测器的国际研究团队克服。  低能粒子的合力(Joined forces for low energy particles)  在当前的研究中,由维也纳大学与代尔夫特的单量子、EPFL、MSVision和巴塞尔大学的合作伙伴协调的欧洲联盟首次展示了超导纳米线的使用所谓的四极杆质谱(quadrupole mass spectrometry)中蛋白质束的优秀检测器。待分析样品中的离子被送入四极杆质谱仪并进行过滤。“如果我们现在使用超导纳米线而不是传统探测器,我们甚至可以识别以低动能撞击探测器的粒子,”维也纳大学物理学院量子纳米物理小组(Quantum Nanophysics Group at the Faculty of Physics at the University of Vienna)的项目负责人马库斯阿恩特 (Markus Arndt) 解释道。这是通过纳米线探测器的特殊材料特性(超导性)实现的。  借助超导技术实现这一目标(Getting there with superconductivity)  这种检测方法的关键是纳米线在非常低的温度下进入超导状态,在这种状态下它们失去电阻并允许无损电流流动。进入离子对超导纳米线的激发导致返回到正常导电状态(量子跃迁)。在此转变期间纳米线电特性的变化被解释为检测信号。“通过我们使用的纳米线探测器,”第一作者马塞尔 施特劳斯(Marcel Strauß / Marcel Straus)说,“我们利用了从超导到正常导电状态的量子跃迁,因此可以比传统离子探测器性能高出三个数量级。” 事实上,纳米线探测器在极低的冲击能量下具有显著的量子产率-并重新定义了传统探测器的可能性:“此外,配备这种量子传感器的质谱仪不仅可以根据分子的质量到电荷状态来区分分子,还可以根据分子的动能对它们进行分类。这改善了检测并提供了更好的空间分辨率的可能性,”马塞尔施特劳斯说道。纳米线探测器可以在质谱、分子光谱、分子偏转或分子量子干涉测量中找到新的应用,这些领域需要高效率和良好的分辨率,特别是在低冲击能量下。图 2(Fig. 2)是用超导纳米线计数单个蛋白质。  团队和资金(Team & Funding)  单量子(Single Quantum)领导超导纳米线探测器的研究,洛桑联邦理工学院的专家提供超冷电子学,MSVISION 是质谱专家,巴塞尔大学的专家负责化学合成和蛋白质功能化。维也纳大学将所有组件与其在量子光学、分子束和超导性方面的专业知识结合在一起。  本研究得到了戈登和贝蒂摩尔基金会 (Gordon and Betty Moore Foundation: 10771)、欧盟地平线2020框架计划(European Union’s Horizon 2020 Framework Programme: 860713 and 777222)的资助。  上述介绍,仅供参考。欲了解更多信息,敬请注意浏览原文或者相关报道。  Abstract  The analysis of proteins in the gas phase benefits from detectors that exhibit high efficiency and precise spatial resolution. Although modern secondary electron multipliers already address numerous analytical requirements, additional methods are desired for macromolecules at energies lower than currently used in post-acceleration detection. Previous studies have proven the sensitivity of superconducting detectors to high-energy particles in time-of-flight mass spectrometry. Here, we demonstrate that superconducting nanowire detectors are exceptionally well suited for quadrupole mass spectrometry and exhibit an outstanding quantum yield at low-impact energies. At energies as low as 100 eV, the sensitivity of these detectors surpasses conventional ion detectors by three orders of magnitude, and they offer the possibility to discriminate molecules by their impact energy and charge. We demonstrate three developments with these compact and sensitive devices, the recording of 2D ion beam profiles, photochemistry experiments in thegas phase, and advanced cryogenic electronics to pave the way toward highly integrated detectors.文章来源:科学网 诸平
  • 深圳检验检疫局承担的“十二五”国家科技支撑计划课题取得重要突破性进展
    近日,由深圳检验检疫局承担的&ldquo 十二五&rdquo 国家科技支撑计划课题《供港食品有害物质全程溯源与实时监控关键技术研究及其应用》(编号:2012BAK17B08)推进工作会在课题应用示范基地&mdash &mdash 广东省丰多采农产品有限公司顺利召开,来自深圳检验检疫局、中山大学、哈尔滨工业大学、华南农业大学、北京蓝实通数码科技有限公司等课题参与单位参加了会议。 各课题参与单位分别通报了考核指标、研究进展及经费执行情况,对存在的困难和下一步工作部署做了深入的探讨与交流,并制定出具有高度可行性的企业示范应用解决方案。目前,课题组已申请国家发明专利3项,研发成功与其相配套的电化学发光检测试剂盒和胶体金检测卡12种,登记软件著作权4项,制定行业标准和地方标准7项,发表学术论文9篇(SCI收录6篇)。 该工作会的召开,标志着本课题承担单位已全面落实所有企业应用示范基地,科研成果落地应用取得重要突破性进展。会后,课题组分别与各企业应用示范基地签订了合作协议,并进行示范基地挂牌,包括东莞高超农副产品有限公司、华润五丰(深圳)农产品有限公司、深圳市腾邦物流股份有限公司、广东丰多采农业发展有限公司等,同步开始搭建供港食品有害物质全程溯源与实时监控平台,并将于下半年开始示范。此举将建立供港乳制品、果蔬、红酒和冷冻食品供应链中主要有害物质全程溯源的质量安全控制模式和体系,产生实现现场快查、移动检测和信息实时在线的一系列科研成果,为提升供港食品质量安全提供技术保障。
  • “产学研结合障碍须立法突破”
    今年两会上,全国人大代表、上海交通大学党委书记马德秀提交了一份制定《产学研合作促进法》的议案,这是我国首份制定关于产学研立法的建议。《科学时报》记者为此采访了马德秀。   马德秀说:“从1992年起,国家经贸委、国家科委、国家教委和中国科学院等部门开始组织实施产学研联合开发工程。近年来,产学研合作活动日益活跃,合作模式不断创新,取得了长足进步。但是,从产学研的合作模式到运行机制,从利益分配原则、风险分配机制到知识产权保护,还存在着许多亟待解决的问题。尽管产学研合作的政策法律环境逐步改善,但尚未形成优化和完善的制度环境。”   马德秀建议,有必要将《产学研合作促进法》的制定列入全国人大常委会立法的重要议程,为建立企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系提供强大的法律保障。   立法时机成熟   马德秀说,产学研合作不仅是围绕技术创新而展开的一系列经济行为的总和,也是一系列法律行为的综合,涉及到多种新的法律关系。这些法律关系或单独、依次呈现,或交叉错综呈现,往往不能通过市场行为自发解决,需要通过一系列法律制度的安排,确立必要的准则,规范和约束产学研合作行为,促进和推动产学研合作的健康、可持续发展。   “当前,我国已具备制定《产学研合作促进法》的条件。”马德秀认为。   马德秀举例说,我国修订后的《科学技术进步法》第三十条就明确规定:“国家建立以企业为主体,以市场为导向,企业同科学技术研究开发机构、高等学校相结合的技术创新体系,引导和扶持企业技术创新活动,发挥企业在技术创新中的主体作用。”构建和完善促进产学研合作的法律平台已列入新时期大政方针。因此,对于技术转移与科技成果转化最为有效的产学研结合创新进行法律规范十分必要。   经过多年的探索和实践,我国产学研合作取得了长足进步,呈现出强劲发展势头,这为促进产学研合作立法创造了良好条件。   立法突破产学研三大障碍   “产学研结合虽是老话题,但在后危机时代的今天,应赋予更为重要的历史使命和科学内涵。”马德秀认为,制定《产学研合作促进法》就是要从立法上突破产学研的三大障碍。   障碍一是体制机制。   当前,我国科技成果转化率不到20%,产业化不到5%,而发达国家技术转移高达40%~50%。我国科技成果转化的最大障碍是体制机制。   首先是产学研利益保障机制不健全。由于各类创新主体的职责和权益界定不清,对共同投入、成果分享,技术、市场、管理等风险分担的机制不健全,缺乏法律约束,导致产学研结合难以持续。   其次是政府发挥引导与协调作用不够。产学研结合没有专门的促进政策,信息和中介服务体系不完善。政府在产学研结合的资源配置上缺乏明确导向,特别是在对多项技术集成创新和产业技术创新链的资源配置上,“贴牌”现象较多。   再次是引导产学研结合的评价激励机制有待完善。长期以来,学术至上“一刀切”的评价标准,造成了业绩考核中轻视企业服务、项目管理中轻视横向科研的“两个不平等” 同时,企业也缺乏合作创新意识,从而制约了产学研结合的积极性。   马德秀建议,应适时制定我国《产学研合作促进法》,确立必要的准则,以促进产学研结合的健康、可持续发展。   障碍二是合作模式。   离子膜是我国氯碱工业和新能源汽车的核心材料,国家曾组织攻关10年都没有获得突破。几十家单位松散地合作,都怕投入过多而吃亏,造成研发工作始终在实验室兜圈子。上海交大教授张永明在学校支持下,与民营企业东岳集团组成强大的产学研联盟,以市场为导向,完成了从实验室研究到工程化技术的重大突破,打破了美国杜邦公司的长期垄断。2005年作为山东省一号工程,迈出了官产学研用的重要一步,现已实现产业化并荣获省科技发明一等奖。   “令人担忧的是,这样成功的例子还不多。从这个实例中我们深切感受到:产业技术创新投入高、风险大、系统性和复杂性强,要求参与单位之间形成持续稳定的合作关系。而目前‘年度性’和‘单个项目制’的产学研结合难以适应这一要求。”马德秀说。   马德秀建议,应从三个着力点实现产学研合作模式的突破:一要聚焦产业高端,建立共性关键技术重大平台。紧紧围绕国家重大战略需求,成立官产学研用战略联盟,集中力量加强攻关,实现“抱团创新”,提升行业整体创新水平。   二要着眼于抢占未来科技创新制高点,瞄准企业明天甚至后天的技术难题,政府给予政策或资金支持,建立企业与高校的联合研发实体。比如,在上海市的积极支持下,上海交大以全新的体制机制,以潜在的市场需求为导向,与国家电网、上海电气、新奥集团、华锐风电等,有效整合人才、技术、资本等创新要素,与闵行区共同成立上海紫竹新兴产业技术研究院。通过加强前瞻性技术研发,引领新能源等新兴产业的发展。   三要积极扶持中小企业创新。民营科技型中小企业具有很强的市场适应性,且富有创新的激情和活力。国家要加大对科技型中小企业的政策扶持力度,完善银行信贷、担保和服务体系,以确保中小企业能够成为推进产学研合作新的生力军。   障碍三是人才培养。   近年来,我国科研人员数量增长较快,2007年全国研发人员达到173.6万人,仅次于美国。但适应科学前沿和产业高端创新要求的高素质人才,尤其是拔尖人才,缺口依然很大。根据国家中长期人才发展规划,到2015年,我国仅在装备制造、信息、生物技术、新材料、新能源、航空航天、海洋、环保等八大领域的急需紧缺人才,就需新增100多万人。   “创新型科技人才,仅靠高校关起门来培养肯定不行,必须走产学研合作的道路。”马德秀认为,首先应开放办学,在教育发展的体制机制上进一步适应生产力发展、变革的新要求,加大学科链与产业链的对接。   其次,政府要支持高校在企业建立实习训练基地,让学生在与企业的合作中开阔眼界,在实践中锻炼和提高他们发现问题、凝练问题、解决问题的能力。比如,围绕中央领导高度重视并多次批示的大型锻件技术难题,上海交大在上海电气重工设立了3个院士工作站,经过两年多的产学研合作,不仅解决了大型锻件的有无问题,突破了国外技术封锁,还培养出一批优秀的研究生。
  • 华大基因FFPE测序技术获新突破
    中新社深圳3月8日电 深圳华大基因的研究人员8日在FFPE测序技术上获得新突破,他们只需从福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)的组织标本中提取200ng DNA便可直接进行建库、测序及分析。   该技术突破可以解决分子生物学实验中缺少实验样本的难题,增加实验的可靠性及准确性,有助于研究人员更加全面地了解经多年保存后的FFPE病理标本中所包含的遗传机制和病理成因。   科研人员在进行分子生物学研究或诊断某些疾病时,需从各种不同的组织标本中提取DNA,但新鲜组织标本来源有限,FFPE方法便解决了此难题。目前,世界上至少有数百万份组织样本都是使用FFPE方法处理的,这些组织样本已经成为用于疾病诊断和科学研究的最为常见的生物学资源之一。   随着基因组学的飞速发展,研究人员可以通过基因组测序对FFPE样本进行研究,寻找与疾病相关的基因突变,这使得新一代测序技术在临床医学上被广泛应用。然而,在FFPE组织标本的制备和贮存过程中,组织经福尔马林固定、石蜡包埋后很容易引起DNA的交联和降解,科研人员很难获得足量高质量的DNA样本。   为了突破这个瓶颈,华大基因的研究人员经过反复实验,在FFPE DNA测序技术上取得了重要突破,可以对从FFPE标本中提取的低至200ng的DNA直接进行建库、测序及分析。   华大基因核酸高通量生产部门的研究人员赵洵说:&ldquo 该技术突破对通过FFPE组织标本进行分子生物学实验来解码疾病的重要遗传信息具有十分重要的意义。我们希望能与全球的研究人员共同合作开展FFPE标本DNA测序项目,深入了解FFPE病理标本的异质性和特殊性,同时也进一步规范和提高我们的技术。&rdquo   赵洵表示,本研究有助于增强医药和疾病领域研究人员的信心,尤其是在他们缺乏足量样本的情况下。希望FFPE测序技术能够开阔研究视野,更加深入地了解病理机制,造福人类健康。(完)
  • 冷冻电镜原位成像技术算法取得重要突破
    中国科学技术大学、中国科学院深圳先进技术研究院双聘教授毕国强团队,与美国加州大学洛杉矶分校周正洪教授合作,开发了一套基于深度学习的cryoET数据处理算法和软件IsoNet,有效解决了cryoET成像中的缺失锥效应和低信噪比问题,相关研究成果以Isotropic reconstruction for electron tomography with deep learning为题于2022年10月29日发表在Nature communications.研究人员搭建了一套迭代优化的自监督深度学习人工网络算法,并以旋转处理后的cryoET断层三维重构数据自身为训练集,实现了对cryoET断层三维重构数据的缺失锥矫正。同时,在IsoNet算法的流程中,加入降噪过程,使得同一个人工神经网络可以同时对断层三维重构数据进行缺失信息补全和降噪处理。图1.基于深度学习进行cryoET成像数据缺失锥矫正与降噪的基本原理与流程利用IsoNet算法对模拟缺失锥的铁蛋白(apoferritin)与核糖体(ribosome)的三维结构分别进行处理,处理后的结果能够与低分辨的原子模型相媲美。同时对真实的HIV病毒粒子(immatureHIVcapsid)、副鞭毛杆(the paraflagellar rod)以及培养神经细胞中突触(neuronalsynapse)的断层三维重构数据进行处理,均得到了非常好的效果。尤其值得关注的是,在利用IsoNet算法对神经突触这种典型包含大量蛋白、膜性细胞器与细胞骨架等复杂结构的细胞水平厚样品的断层三维重构图像进行处理后,突触中囊泡、线粒体、微管、微丝、细胞膜以及蛋白复合物的三维结构信息均得到了很好的恢复。图2.利用IsoNet算法对神经突触cryoET三维重构数据进行处理前、后的效果,以及对IsoNet算法处理后神经突触中超微结构基于真实电子密度的三维可视化渲染IsoNet算法在预印本bioRxiv公布后,引起了领域内的广泛关注与深入讨论,其中一个重点是IsoNet算法是如何实现缺失锥矫正的?一种主要推测是,人工神经网络在训练过程中,能够学习到蛋白质等生物结构在三维空间中不同角度的结构特征,并将这些信息补充到缺失锥方向,类似于单颗粒冷冻电镜三维平均。因此通过不断优化人工神经网络架构、扩大训练样本集等手段,IsoNet算法将能够实现对细胞中每个蛋白分子的高分辨三维结构信息进行恢复,从而为真正实现可视化细胞原位每个蛋白分子的高分辨三维结构与组织分布奠定了基础。正如领域内专家Dimitry Tegunov等人在推特上评价认为,IsoNet算法的思路将是cryoET技术的未来发展方向。本论文的第一作者为中国科学技术大学博士生刘云涛(现美国加州大学洛杉矶分校博士后)和2018级本科生张恒(现北京大学研究生),通讯作者为毕国强教授和周正洪教授。中科院深圳先进技术研究院副研究员陶长路博士、美国加州大学洛杉矶分校博士生王辉也参与了本文的工作。该工作得到了科技部、国家自然科学基金委、中科院先导专项的资助。
  • 2023年科学突破奖 获奖名单公布
    2022年9月23日,“2023年科学突破奖”获奖名单公布。这项堪称科学界“第一巨奖”、有着“科学界的奥斯卡”之称的重大奖项,此次揭晓了2023年生命科学突破奖、基础物理学突破奖、数学突破奖、物理学新视野奖、数学新视野奖等。“2023年科学突破奖”,主要奖励在蛋白结构预测、细胞组织机制以及量子信息领域做出开创性贡献的学者,他们将分享共计1575万美元的奖金。生命科学领域的三个突破性奖项被授予:克利福德布朗温(Clifford P. Brangwynne)和安东尼海曼(Anthony A. Hyman),以表彰他们发现了细胞组织的新机制;德米斯哈萨比斯(Demis Hassabis)和约翰乔普(John Jumper)开发AlphaFold,准确预测蛋白质的结构;以及伊曼纽尔米格诺特(Emmanuel Mignot)和柳泽正史(Masashi Yanagisawa)发现嗜睡症的原因。数学突破奖授予丹尼尔斯皮尔曼(Daniel A. Spielman),以表彰他在理论计算机科学和数学方面的多项发现。基础物理学突破奖由查尔斯贝内特(Charles H. Bennett),吉尔布拉萨德(Gilles Brassard),大卫多伊奇(David Deutsch)和彼得肖尔(Peter Shor),以表彰他们在量子信息方面的基础工作。早期职业科学家的重要贡献也得到了认可,6个物理和数学新视野奖,以及3个Maryam Mirzakhani新前沿奖,它发给了刚完成博士学位的女性数学家。“神经退行性疾病的突破、量子计算、人工智能解决蛋白质结构等等......”Google创始人谢尔盖布林表示,“这些都是令人难以置信的进步,值得庆祝”。“祝贺所有突破奖获得者,他们令人难以置信的发现将为科学发现铺平道路并刺激创新。”CZI联合创始人兼联合首席执行官Priscilla Chan和Mark Zuckerberg表示,“这些获奖者和早期职业科学家正在推动研究和科学的极限,我们很高兴能够表彰他们的成就”。如下分别介绍今年的获奖者及获奖理由:2023年生命科学突破奖普林斯顿大学、霍华德休斯医学研究所克利福德布兰格温以及来自德国马克斯普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所的安东尼海曼获奖理由:发现了由蛋白质和RNA相分离成无膜液滴介导的细胞组织基本机制。德米斯哈萨比斯(Demis Hassabis)和约翰乔普(John Jumper)获奖理由:开发了一种深度学习算法,该方法可快速准确地从其氨基酸序列中预测蛋白质的三维结构。伊曼纽尔米格诺特(Emmanuel Mignot)和柳泽正史(Masashi Yanagisawa )获奖理由:发现了嗜睡症是由一小群脑细胞的缺失引起的,这些脑细胞会释放促进觉醒物质,这为开发新的睡眠障碍治疗方法铺平了道路。2023年基础物理学突破奖2023年基础物理学突破奖获奖人为:IBM 托马斯沃森研究中心查尔斯贝内特、蒙特利尔大学吉尔布拉萨德、牛津大学大卫多伊奇以及麻省理工学院彼得肖尔获奖理由:以表彰他们在量子信息方面的基础工作。2023年数学突破奖2023年数学突破奖获奖人为:耶鲁大学丹尼尔斯皮尔曼获奖理由:对理论计算机科学和数学的突破性贡献,包括对光谱图论、Kadison-Singer问题,数值线性代数的优化和编码理论。
  • 《科学》公布2013年度十大科学突破
    癌症研究界在2013年经历了一个巨变,因为一个酝酿了数十年的策略终于确立了它的潜力。从癌症免疫疗法的临床试验出现了令人鼓舞的结果,在癌症的免疫疗法中治疗的标靶是身体的免疫系统而不是直接针对肿瘤。这种新的治疗会促使T细胞和其它免疫细胞来对抗肿瘤&mdash &mdash 而《科学》杂志的编辑们认为这些做法正在展现足够的前景而让其能登上本年度最重要的科学突破的榜首。   这一由《科学》杂志及其国际性非营利出版机构AAAS所挑选的突破性科学成就的年度名单还包括了在太阳能技术、基因组编辑技术及疫苗设计策略&mdash &mdash 仅举数例&mdash &mdash 等方面所取得的重大突破。10大突破名单登载于12月20日出版的《科学》杂志上。(详细榜单)   癌症免疫疗法夺得了该名单上的第一名位置是因为到目前为止最近的结果凸显了它的成功,尽管其对该疾病的最终影响是未知的。   《科学》杂志新闻总编辑Tim Appenzeller说:&ldquo 今年,癌症免疫疗法有着广阔的前景是没有错的。到目前为止,这一利用免疫系统来攻击肿瘤的策略只对某些癌症及若干病人有效,因此重要的一点是不要夸大其即刻的裨益。但许多癌症专家确信,他们正在目睹一种重要的癌症治疗新模式的诞生。&rdquo   当今在癌症免疫疗法中的许多进展可以追溯到1980年代末,当时法国研究人员发现了在T细胞上的一种叫做CTLA-4的受体。James Allison发现了这种受体会阻止T细胞全力攻击入侵者。到了1990年代中期,Allison证明,在小鼠中阻断CTLA-4可在小鼠中解除T细胞对肿瘤细胞进行攻击的束缚,从而使肿瘤细胞大幅萎缩。   与此同时,日本的研究人员发现了另外一个在T细胞上的被称作PD-1的&ldquo 闸门&rdquo 。涉及该受体的临床试验是在2006年开始的,在一小部分患者中得到的初步结果看来是有前景的。   另外受到关注的领域涉及改良T细胞基因而让这些细胞能以肿瘤为标靶。在2011年,这一被称作嵌合抗原疗法或CAR疗法的策略让癌症研究领域兴奋不已,它现在已经是无数临床试验,尤其是血癌临床试验的对象。   相应地,许多在几年前不考虑涉及免疫疗法的制药公司现正在对其进行大力的投资。   有关究竟有多少病人可得益于这些治疗&mdash &mdash 它们中的大多数仍处于实验状态&mdash &mdash 以及它们对哪些类型的癌症具有最好的疗效仍然还有许多不确定的地方。科学家们正在忙于尝试发现可提供答案的生物标记,并在思索让治疗变得功效更强的方法。但是,在癌症研究及治疗中的一个新的篇章已经开启,而《科学》杂志通过确认癌症免疫疗法为2013年最重大的科学突破而认可了这一事实。   《科学》杂志在过去一年中的其它9项突破性科学成就如下:   CRISPR: 这种基因编辑技术是在细菌中被发现的,但研究人员现在将其作为一种外科手术刀而指向了个体基因。其普及性在今年出现飙升,因为有超过12个研究团队用它来操控多个植物、动物及人类细胞的基因组。   钙钛矿型太阳能电池: 一种新世代的太阳能电池材料在过去的这一年中获得了大量的关注,它们比那些传统的硅电池要更便宜且更容易生产。钙钛矿电池还没有像商用太阳能电池那样有效,但它们正在快速不断地得到改善。   结构生物学指导疫苗设计: 今年,研究人员利用某种抗体的结构来设计一种儿童期病毒的免疫原&mdash &mdash 这是疫苗中的主要成分 该病毒每年会导致数百万人住院。这是第一次由结构生物学得来的如此强有力的对抗疾病的工具。   CLARITY: 这种成像技术在2013年改变了研究人员观察大脑这种复杂器官的方式,该技术使得脑组织变得透明并让神经元(以及其它的脑细胞)得到了充分地展示。  迷你器官: 研究人员今年在体外生长迷你人样&ldquo 类器官&rdquo 上取得了显著的进步。这些类器官包括肝芽、迷你肾及微型大脑。这些迷你化的人类器官或被证明是比动物要好得多的人类疾病模型。   宇宙射线可追溯到超新星的残余物: 尽管最初是在100年前被检测到的,但科学家们一直不确定来自外太空的被称作宇宙射线的高能粒子来自何方。今年,他们终于将这些射线与超新星或爆炸中的恒星所遗留的碎片云联系在了一起。   人类的克隆胚胎: 意识到咖啡因在易损的人类卵细胞中起到了稳定关键性分子的重要作用后,今年,研究人员成功地从克隆的人类胚胎中得到了干细胞。   我们为什么要睡觉: 在小鼠中的研究显示,脑子会在睡眠时通过扩展神经元之间的通道让更多的脑脊液流过从而更加有效地进行自我清理。该发现提示,恢复和修复都属于睡眠的主要目的。   我们的微生物,我们的健康: 对数万亿的以人类身体为家的细菌细胞所做的研究已经弄清了这些微生物对我们有多大的影响。&ldquo 个性化&rdquo 药物需要将这些微生物租客考虑在内才能有效。
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