生物识别

在2009年年头的时候，有许多行业人士担心在经济衰退的时候生物识别行业如何继续走下去。正如所料，确实有少数与生物识别相关的工程被推迟甚至是取消，这里面最大的原因就是原有的预算都因为金融危机的影响而遭到削减。 　　根据国际知名调研机构Frost & Sullivan的亚太区高级分析师对智能卡和自动识别行业的分析，指出在2009年的上半年，许多小型厂商的收入大幅度减少了。"尽管如此，生物识别行业仍然在健康地发展，特别是在政府部门主导的工程下，生物识别行业的发展依然一枝独秀。" 　　语音生物识别技术，在2009年里随着亚洲和欧洲的银行开始测试语音识别银行的运营情况，才开始崭露头角。语音生物识别技术还有着相当大的改进空间，从而使得这项技术更加完美，生物识别行业的众多从业人员对此表示乐观。 　　指纹识别生物技术则是目前使用得最为广泛的一种生物识别技术，生物识别行业在亚太地区70%的收入都是来自于指纹识别。"我们可以看到，在未来数年随着诸如手掌静脉和掌型识别逐渐变得更加可行和普遍,指纹识别在未来的几年内将会降低其应用范围。由于许多人没有接触过这项技术，因此这项非接触手掌静脉识别技术会集中在亚太地区进行推广。"Rajendra如此表示，"通过引入非接触手掌扫描仪，生物识别技术就会像日本和韩国那样被广泛地接受。比这更多的是，由于静脉识别技术的先进性在于需要非接触手掌扫描仪，因此其他想使用该项技术的地区就必须使用这种非接触媒介。由于这种设备允许个人拥有自己的手掌扫描，而且无需任何身体接触，因此在美国的医院也开始使用非接触手掌静脉扫描仪。" 　　在行业趋势方面，Rajendra先生表示，在过去的几年里，各种生物识别技术讲逐步融合在1个单元里，提供更准确的验证功能。"在亚太地区，许多系统集成商都在专注于提供多模态生物识别技术，从而能够提供一个更高级别的安全技术。除此之外，系统集成商开始为生物识别智能卡集成了更多的应用，"他说，"随着生物识别技术和智能卡的整合，生物特征验证就可以在离线的状态下实时进行，降低成本。现在，有许多集成了生物识别技术的ID卡开始广泛地在政府身份证、边境管制、银行和农村金融得到应用。" 　　Rajendra先生编写了一个适用于银行等金融机构在扩张农村市场的时候所需要的应用程序，在过去的3年里反映非常良好，"生物识别技术已经让众多的金融机构进入农村市场，以往这是被认为是永远不可能发生的事情，因为那里没有适用于身份验证的通信线路。"在不久的将来，Rajendra先生认为生物识别系统不但不会显著减少，而是会出现在同样价格的基础上提供更好的产品。 　　"随着扫描速度的改进和新的分析软件出现在市场上，生物识别技术不再单纯地以安全为目的，而是作为工具来收集和消化信息，这样将有助于一个组织的管理。由于不同类型的安全技术越发的集中在一幢建筑里，系统集成商也开始实现生物识别系统与其他安全系统互通，实现无缝的操作。"

我国规划制定20余项生物特征识别标准 　　近日，“全国信息技术标准化技术委员会(简称国标委)生物特征识别标准工作组”在北京成立，工作组组长由工业和信息化部电子信息司副司长赵波担任。 　　据IBG(国际生物识别集团)发布的《2007至2012年度全球生物识别市场报告》预测，到2012年全球生物识别市场将超过74亿美元。如今各种基于生物特征识别技术的软硬件产品，以及行业应用的解决方案，已在金融、电信信息安全、电子商务、电子政务、军事等领域得到广泛的应用。 　　赵波表示，作为信息产业的主管部门，工业和信息化部一直高度关注和重视生物特征识别技术产业的发展。在标准方面，从2004年就开始了该领域的标准研究工作，并于2005年申请成为国际标准化组织生物特征识别分技术委员会的正式国家成员体。目前，工信部在积极参与国际标准制定及跟踪研究的同时，还申报了20余项国家标准的制定。 　　国标委工业二部副主任戴红对于生物特征识别标准工作组的成立寄予厚望。据她介绍，为了促进我国生物特征识别技术研究和产业化的迅速发展，加快开展标准化工作，国标委已正式下达了20余项生物特征识别领域的标准制定计划，涵盖了生物特征识别的术语、数据交换格式、公用数据框架、产品互操作、测试、评价等各个方面，希望通过工作组的建立，充分凝聚我国生物特征识别相关的产学研用各界力量。

新华网北京1月18日电 全国信息技术标准化技术委员会(简称“全国信标委”)生物特征识别标准工作组将于1月26日正式成立，这标志着我国国家标准工作在生物特征识别领域的新突破。 　　生物特征识别(Biometrics)技术是当前信息技术热门领域之一。随着网络的普及和人们对电脑依赖性的增强，信息的安全问题越来越突出。在经历了十多年概念和技术发展之后，生物特征识别技术目前进入稳健发展与应用阶段，并成为消费类电子产品开发和各行业信息系统建设的重要组成部分。 　　目前，众多国际国内电子产品厂商、应用软件开发商及系统集成商纷纷推出基于生物特征识别技术的软硬件产品及行业解决方案，相关工程项目与应用方案也在金融、电信、信息安全、生产制造、医疗卫生、电子政务、电子商务、军事等行业或领域得到广泛应用。生物特征识别技术已成为解决当前各行业信息化建设中普遍面临的信息资源安全保障、电子信息交易认证、IT系统身份验证等难题的有效途径。 　　据全国信标委有关负责人介绍，我国近几年也将在信息技术、信息安全、金融交易、社会安全等领域推动生物特征识别标准化工作。生物特征识别标准工作组将充分凝聚我国生物特征识别相关产学研用各界力量，根据我国生物特征识别产业发展需求，制定和完善我国生物特征识别领域的标准体系、制定我国生物特征识别相关国家标准并对口支撑和推动ISO/IECJTC1(国际标准化组织/国际电工委员会第一联合技术委员会)内的生物特征识别标准工作。 　　据了解，中国电子标准化研究所作为全国信标委生物特征识别标准工作组秘书处单位，正在全国范围内征集工作组首批成员。截至2010年1月15日，已有29家研究机构、行业协会、国内知名高校、国内外企业等表达了参加工作组的意向。

热烈祝贺雷萌生物科技（上海）有限公司取得美国UID全线产品中国区总代理！ unified information devicesUID 实验动物识别方案 RFID无线电射频技术 是UID实验动物识别和宠物生产线的核心技术。动物，管子，笼子，或者其他东西的标记通过使用UID的标记方案变得更加简单。UID提供无线射频识别的可植入转发器，微芯片，读卡器，标签和针对研究环境所开发设计的定制化软件。UID通过使用『个性化设计的硬件和软件来满足个人应用，从而帮助研究人员解决了『如何使用我的数据』这一难题。UID是由科学家和无线电射频专家共同努力找到的满足一系列识别需求一个完美解决方法。多年来，无线电射频技术为识别动物和其他东西提供了一种安全的方法。UID为任何一个工业可提供可植入转发器，外置转发器，读卡器，多种可编程标签以及个性化软件。软件系统： 专门针对研究人员所设计的实验室识别和数据手机软件读卡器：低成本，耐用，强大的转发器读卡器转发器：动物研究，宠物识别，或者应用于野生动物的可编程的转发器。

北京时间11月10日，中国科学院深圳先进技术研究院集成所光电工程技术中心李剑平博士团队在海洋数据机器学习算法研究中取得新成果，提出了一种基于对比学习的浮游生物图像识别检索框架，在解决实际海洋数据中的不均衡分布、数据漂移、开集识别问题中展现出了优异性能。论文以Contrastive Learning-based Image Retrieval for Automatic Recognition of in situ Marine Plankton Images为题，发表在国际海洋考察理事会海洋科学期刊ICES Journal of Marine Science上。中国科学院大学硕士杨振宇为第一作者，李剑平博士为论文通信作者，深圳先进院为第一单位。来自厦门大学、哈尔滨工业大学（深圳）的数据科学家参与本课题的合作研究。文章上线截图经过了30多年来的发展，海洋水下成像仪器为海洋浮游生物原位观测带来了海量图像数据，刺激了计算机图像自动识别技术的长足发展。然而，训练机器对来自实际中复杂海洋环境下的图像数据进行准确识别始终是一项极具挑战的任务。现有浮游生物图像机器学习分类算法虽然在某些闭合数据集上取得了良好表现，但是当应用于来自不同时空的实际数据时，往往会出现性能不稳定甚至骤降的问题，不能满足海洋观测的实时准确要求。通过深入调研，李剑平团队发现现有算法几乎全部将浮游生物识别问题处理成了一个对“N+1类”目标图像的分类问题（即N类感兴趣目标和1类所有不感兴趣目标）。然而，与其他领域中图像识别任务不同的是，在真实海洋环境中采集的数据必将面临成像质量恶化、数据分布不均、数据分布漂移和分布外样本出现等问题的挑战。因此，在闭合数据集上训练优化的机器学习算法在应用时，由于待识别数据集不满足与训练数据集的独立同分布条件，导致识别性能极易下降，只能通过费时费力的数据重新标注和模型重新训练来恢复其性能，显然这样就造成了机器学习算法的高昂的部署成本，难以在实际中应用。 李剑平团队提出的浮游生物原位图像检索识别框架IsPlanktonIR示意针对这一瓶颈，李剑平团队设计并训练了一种基于对比学习的浮游生物图像检索框架IsPlanktonIR，以图像相似度比对的方式，通过图像检索灵活地解决浮游生物的原位图像识别问题，实现浮游生物图像的自动识别。在该框架里，研究团队首先选取SEResNext作为浮游生物图像特征提取器，利用有监督的对比学习对其训练，使其获得较强的特征提取能力。识别图像时，通过比较待识别图像和一个检索库中图像特征的相似性，实现对其具体类别判定或对分布外样本的发现与拒识。此外，IsPlanktonIR框架还提供了人机交互接口，以供使用者方便地检查校验识别结果，扩充检索库，不断完善增强识别性能。 训练浮游生物图像检索框架中特征提取器的代表图像数据为了实现该识别框架的算法训练和效果验证，团队利用独立研发的海洋浮游生物原位光学成像仪在深圳大亚湾和海南昌江海域采集的图像构建了一个实验数据集。利用该数据集，团队使用部分类别图像对模型进行了训练，构造了多种不同组合的检测数据集，以检验该框架在真实海洋环境中应对必将发生的数据不均衡、数据分布漂移、分布外样本出现情况下的性能表现。实验结果表明，IsPlanktonIR算法框架在应对同时存在上述问题的测试集上均表现出了优异的性能。尤其是当测试中遇到新类别图像出现时，只需向检索库中添加部分新的人工标注样本，即可使框架实时拥有对新类别图像的正确识别能力。此外，团队还对该框架与经典的浮游生物图像分类算法和最新的异常值检测算法的性能在相同的测试集上进行了比较。结果表明，IsPlanktonIR不仅在二者不可处理的开集识别问题上取得了很好的效果，在这两类算法擅长处理的闭集分类问题上也取得了可比拟、甚至部分超越的性能指标。IsPlanktonIR的识别结果稳健性也大大增强，展示出了在实际海洋观测应用中的可靠性和灵活性。 在不同条件下的测试实验中IsPlanktonIR识别框架和对照算法的性能表现对比此外，为了提高框架的图像检索效率，减小存储和计算开销，李剑平团队还提出了一种压缩精简的算法，将浮游生物图像检索库进一步稀疏化，在几乎不降低识别准确率的前提下将检索库的大小缩小了一半，保障了基于图像检索的图像识别框架在大规模数据下的检索速度，以满足海洋观测的高实时性要求。IsPlanktonIR框架的发展为真实海水环境下的浮游生物原位长期观测提供了一套更加有效、稳健、灵活、便捷的算法方案，更加贴近海洋观测的实际需求，将有助于促进人工智能在海洋生物观测识别任务的落地应用。该论文研究得到了中国科学院国际合作重点项目和深圳市科技创新计划基础研究重点项目的支持。

肿瘤坏死因子超家族（tumor necrosis factor superfamily，TNF superfamily）相关分子是天然/获得性免疫调节和功能发挥的关键，该家族许多成员都是肿瘤免疫治疗和抗炎症药物研发的药物靶标。近年来，4-1BB和GITR等激活型免疫检查点分子是备受关注的TNF受体（TNFR）超家族成员，有多款抗体药物处在临床验证阶段，其配体结合机制和抗体药物作用机制研究对于新型免疫治疗策略的开发具有重要参考价值。前期研究中，中国科学院微生物研究所研究员高福团队阐明了4-1BB与其配体和激活型抗体作用的分子基础，对于理解4-1BB活化的分子基础及抗体药物开发具有重要意义（Li Y., et al., 2018. Cell Reports）。近日，该团队报道了共刺激受体糖皮质激素诱导的肿瘤坏死因子受体家族相关蛋白（GITR）与其配体GITRL的“非典型”相互作用机制，相关研究成果发表在Cell Reports上。　　GITR是参与T细胞应答调节的免疫检查点分子，靶向GITR的激活型单克隆抗体在临床研究中显示出良好的药物耐受性和显著的肿瘤抑制活性。GITR及其配体GITRL是TNF/TNFR超家族的重要成员。前期研究显示，TNF/TNFR超家族中受体-配体结合模式高度保守，受体分子与三聚体配体按照1:1的比例结合形成“3+3”的复合物，TNFR分子一般与由两个相邻TNF分子形成的侧裂区域结合，三聚体配体介导的受体交联被认为是受体信号激活的基本模式。鼠源GITR/GITRL复合物晶体结构解析与一系列细胞/蛋白水平实验验证显示，两个单体GITR分子与二体GITRL形成“2+2”复合物，GITR通过其CRD2结构域结合GITRL，二者之间的结合面与经典的TNF/TNFR超家族分子不同，位于GITRL的N149和位于GITR的D93-I94-V95决定受体/配体间主要的相互作用，表明GITR/GITRL不同于经典TNF/TNFR超家族的“非典型”相互作用模式。GITR单个结构域介导其与配体的结合现象提示，这种独特的作用模式或是TNF/TNFR超家族进化过程中的较为古老的结合模式，而其他TNFR超家族成员分子与配体结合往往已进化为由两个不同结构域介导结合的特异性与高亲和力。研究发现，小鼠GITR中的D93-I94-V95（DIV）与人GITR中相应的K105-F106-S107（KFS）区域决定受体与其配体结合的种属特异性。尽管鼠源与人源GITR/GITRL不能交叉识别，小鼠GITR配体结合关键位点“DIV”至“KFS”突变导致其与人GITRL交叉识别，并在NFAT-Luc-Jurkat T细胞信号模型中诱导T细胞激活信号。　　该研究发现的GITR/GITRL不同于经典TNF/TNFR超家族的“非典型”相互作用模式，拓展了关于TNF/TNFR超家族分子相互作用模式的认知，并为基于GITR/GITRL相互作用的药物设计提供了理论基础。研究工作得到中科院战略性先导科技专项、国家重大科技专项的支持。　　近年来，该团队在免疫检查点受体分子的配体识别机制及抗体药物作用机制研究方面开展了系列工作，相关成果发表在Cell Research、PNAS、Nature Communications、Cell Reports、EMBO Reports等上，这为理解T细胞免疫调节机制以及免疫检查点分子为基础的药物开发提供了重要的理论依据。

黑碳是PM2.5的主要组成成分，由于其常具有纳米级别的尺寸，因此有可能通过呼吸系统侵入人体，并在人体器官内积累。大量的研究表明，长期暴露在黑碳颗粒环境中可能引起包括呼吸系统疾病、心血管疾病以及神经发育改变等一系列健康问题。因此对于黑碳的毒理学研究和健康风险评估是十分重要的，这就迫切需要建立可靠的黑碳识别和定量分析技术。　　但遗憾的是，目前用于黑碳研究的方法相当缺乏。当前可用的方法包括透射电子显微镜、热光法和光学方法难以提供有效的化学信息用于黑碳鉴定。而质谱技术提供了一个强大的技术平台来克服这一问题。近期，中科院生态环境研究中心刘倩团队与福州大学林振宇团队合作报道了一种基于激光解吸电离质谱(LDI-MS)指纹识别技术实现了复杂介质中黑碳颗粒的免标记识别、量化和成像的新方法，以“Identification,Quantification, and Imaging of the Biodistribution of Soot Particles by Mass Spectral Fingerprinting”为题发表在国际分析化学领域著名期刊Analytical Chemistry上(DOI:10.1021/acs.analchem.0c05180)。　研究内容示意图　　该研究发现不同来源和形态的黑碳颗粒显示出高度一致的质谱指纹图谱，该质谱信号来自黑碳颗粒电离产生的小分子区域的碳簇阴离子(C2--C10-)。利用这些特征峰，可以对PM2.5样本中的黑碳颗粒进行鉴定及准确的定量，并且与传统热光法相比具有一致的结果。通过该方法，进一步成功示踪并成像了暴露PM2.5后小鼠体内黑碳颗粒在组织器官中的分布。结果表明，对于短期暴露PM2.5的小鼠，肺是黑碳颗粒积累的主要靶器官，并且在短期(7天)内几乎不会转移到其他组织器官中。　　图1 复杂样品中黑碳颗粒的LDI-MS指纹图谱。(A) 环境样品中黑碳颗粒的分离和鉴定。(B) 黑碳颗粒在PM2.5暴露的小鼠体内的免标记生物分布成像。　　小结　　该研究发现了黑碳颗粒的通用质谱指纹，并成功用于复杂介质中黑碳颗粒的鉴定、定量和成像研究。该方法的可靠性通过PM2.5样本中黑碳的准确定量和小鼠体内黑碳颗粒生物分布的免标记成像得以验证。考虑到黑碳颗粒在不同领域(如气候变化、空气污染以及疾病健康)中的重要性以及现有的研究技术瓶颈，该技术为黑碳毒性效应及机制研究提供了有效的方法学支撑，从而有助于更加深入全面地理解黑碳的健康风险。　　论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.0c05180

p 　　纳米尺度上的化学识别对于微观结构的设计与功能调控至关重要，而实现相邻不同分子的化学识别则代表着识别技术的一种极限挑战。中国科技大学微尺度物质科学国家实验室单分子科学团队董振超研究组，在国际上首次实现紧邻的不同分子的 a href=" http://www.instrument.com.cn/zc/34.html" target=" _self" title=" " 拉曼光谱 /a 识别。该成果7月27日在线发表在《自然· 纳米技术》上。 /p p 　　董振超介绍说，由于拉曼散射光中包含了丰富的分子振动结构的信息，不同分子具有不同“指纹”特征的拉曼光谱，因此拉曼光谱技术已成为物理、化学、材料、生物等领域研究物质组成和结构的重要手段。但常规拉曼技术无法在分子水平上识别微观物质的组成与结构，而新兴的针尖增强拉曼(TERS)技术则结合了拉曼光谱技术高化学灵敏度和扫描探针显微术高空间分辨的双重优势。此前，董振超小组将非线性过程融入到TERS中，在单个分子体系实现了亚纳米分辨的化学识别。 /p p 　　实际的微观体系常由不同分子组成，识别相邻的不同分子具有更为重要的实际应用价值。董振超小组选取了两种结构相似的卟啉衍生物分子，研究结果表明，既便二者同属卟啉分子家族，利用超高分辨的非线性TERS技术，仍然可以对距离在约0.3纳米的不同卟啉分子进行清晰的化学识别，所测得的拉曼光谱具有各自特征的振动“指纹”，能够明显区分分子的“身份”和结构。 /p p 　　董振超表示，该成果对于任何需要在分子尺度上对材料的成分和结构进行识别的领域，都具有重要的科学意义和实用价值，有望在未来的表面反应、催化、分子器件、甚至包括蛋白质测序在内的生物分子高分辨识别等研究中得到广泛应用。 /p p br/ /p

生物识别技术（BiometricAuthenticationTechnology）是指通过人体的相关特征来进行身份认证或权限控制的一种技术。常见的生物识别技术中面部识别技术自从2016年首次在手机上使用后吸引了广泛的关注，我们亦称呼为FaceID。手机面部识别人脸识别技术其原理是通过在手机前置摄像头区域附近的红外激光点阵投影器发射出一定发散角的红外激光照射到人脸上建模后，利用红外传感器识别已经建模的人脸来实现识别的功能。手机面部识别FaceID一般分为结构光和ToF。两种方式有一定的区别。结构光技术中，红外激光点阵投影器用来发射将近3万个红外激光光点，并将其透射到人脸上，红外传感器通过探测3万个激光点阵的位置和强度，来获得人脸的3D特征情况，并将其和手机数据库中的用户人脸3D模型进行匹配，来实现身份认证，这种方法通常称为结构光(structurelight)原理。激光发射器(VCSEL)在面部识别系统中，无疑红外激光点阵投影器是其中的核心器件之一。其主要原理是利用垂直腔面激光发射器(VCSEL)发出红外激光，通过成像光学系统以及衍射光学元件（DOE）后，投射出相应的光斑。然而，由于整个光学系统设计及加工的误差，会导致激光点阵的能量，位置发生偏差，从而对光点探测，以及进一步的面部识别算法产生影响。因此，探测红外激光点阵的光斑分布对于面部识别系统十分重要。蓝菲光学激光积分球此外，由于结构光原理的物理特性，即面部识别精度随着距离的增加而降低，使得手机用户需要在近距离（小于几十厘米）情况下才能触发面部识别模块的开启。在此距离下，激光对人眼产生的影响就需要慎重考虑。尤其是如今人们对手机的使用率相当高，在频繁的使用手机过程中，红外激光的能量对人眼的影响更加重要.解决方案考虑到上述两方面的问题，蓝菲光学基于40年的光学系统开发经验，研制开发了手机面部识别检测系统。该系统能够实现对手机红外激光点阵投影器的总能量，单个光点能量和分布，以及能够进入人眼的能量进行高精度的测量。手机面部识别检测系统该系统将Vcsel激光发射到漫透射板上，并利用校准过的相机进行拍照，用于计算人眼安全。同时亦利用角度的关系来计算发散角等功能。手机面部识别检测系统内部结构图此外，通过采用蓝菲光学完美朗伯特性，高均匀性的透射膜材料Spectralon制成标准漫透射靶材，可以消除不同角度激光光点产生的空间非均匀性，从原理上保证测量系统精度。高均匀性的透射膜材料Spectralon最后，通过专门针对激光点阵开发的软件系统，实现对探测器进行矫正，能够高精度的探测每个激光光点的能量和位置，并能够对激光对人眼安全影响进行分析，结果可以保存输出。产品特点测试激光Spectralon透射材料，完美朗伯体，超高空间均匀度高精度识别算法精确快速的数据采集可视化界面，动态显示测量结果可提供软件开发接口规格参数Spectralon透射膜透射率：25%或者50%Spectralon透射膜尺寸：30cm*50cm或者定制Spectralon光谱平坦度：+／-1.5%人眼安全：7mmc测试方式DUT与漫反射板距离：5cm～30cm波长范围：400nm～1000nmDUT发散角：80°可定制120°软件设置光斑分析：光斑位置/强度分析/最大光强分析数据输出格式：.txt/.csv

近日，“十二五”863计划“现代食品工程化技术与装备”主题项目的第七课题“食品表征属性与品质识别新技术及设备研究”启动会在北京召开。科技部农村司、农村中心、国家质检总局科技司、中国检科院有关领导和管理人员，以及项目首席专家和课题组成员参加了启动会。 　　“食品表征属性与品质识别新技术及设备研究”课题根据当前面临的食品安全问题，采用可视芯片、基因条码、电子鼻、生物质谱等现代分析技术，开展食品真实表征属性生物识别新技术研究、食品感官品质仿生识别技术研究与设备开发、食品安全品质属性生物与仿生识别技术装备研究三个方面的技术研发与应用，构建我国农产品加工品和食品的表征属性与感官品质现代化分析技术体系，改变目前加工农产品和食品真伪鉴别、品种鉴定、产地鉴别、品质评价标准缺乏和指标混乱的局面，为促进我国农产品加工和食品产业又好又快发展发挥技术支撑作用。全国近10家优势科研单位参加了该课题，承担了主要研发和推广示范服务的任务。 　　启动会上，课题负责人就课题的总体情况作了汇报，课题的研究团队对实施方案进行了认真讨论与交流，到会的领导和专家提出了许多有益的建议。 　　此次课题启动会的召开，使课题各研究团队对各自的研究目标和研究任务更加明确，为课题的顺利实施和高质量完成奠定了良好基础。

近期，中科院合肥研究院智能所黄青研究员课题组利用红外和拉曼光谱识别赖氨酸乙酰化特征，为生物系统中蛋白质乙酰化结构分析提供了理论和实验基础。相关研究成果发表在国际光谱专业期刊Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy上。 乙酰化是生物学中常见且极其重要的蛋白质修饰，在细胞代谢中都起着关键性的调节作用。蛋白质乙酰化有两种方式，一是赖氨酸残基特有的乙酰化，二是多种氨基酸残基都可发生的N-末端乙酰化。目前一般用N-末端乙酰转移酶来标记判断赖氨酸残基是否发生乙酰化，但该方法的准确性仍存在争议。在分子水平识别蛋白质乙酰化是目前研究挑战之一，其关键是对赖氨酸的乙酰化进行准确定位表征，由此获得清晰和系统的认识。 针对这种情况，研究团队通过红外和拉曼光谱实验以及密度函数理论(DFT)计算，系统地研究L-赖氨酸三种乙酰化类型(、和)的结构变化及相应的振动光谱特征，发现酰胺基、羧基等基团的红外和拉曼特征谱带能用于有效识别不同的乙酰化类型。换言之，从红外和拉曼光谱特征即可判断赖氨酸是否乙酰化，也可判断赖氨酸发生了 乙酰化，还是 乙酰化，或者同时乙酰化。同时，研究团队对乙酰化的振动光谱识别策略在多肽模型中也得到验证。基于此，该项研究工作提供乙酰化赖氨酸的振动模式解析，并提出赖氨酸乙酰化的光谱识别和新的表征方法，为生物系统中蛋白质乙酰化结构分析提供了理论和实验基础。 　　该研究工作得到了国家自然科学基金和安徽省自然科学基金的资助。赖氨酸和三种乙酰化赖氨酸的分子结构Lys-G4多肽及其赖氨酸残基乙酰化的理论计算红外光谱(红色为乙酰基，蓝色为乙酰基)

近日，由上海交通大学朱卫仁教授与重庆西南医院神经外科冯华教授/陈图南副教授团队、爱德万测试（中国）管理有限公司三方合作在国际高水平期刊《Biosensors and Bioelectronics》上发表题为“Highly sensitive detection of malignant glioma cells using metamaterial-inspired THz biosensor based on electromagnetically induced transparency”的研究结果，首次展示了一种针对不同胶质瘤分子分型细胞进行无标记识别的太赫兹超材料检测方法，该研究也得到了天津大学姚建铨院士团队的指导和支持。胶质瘤是颅内最常见的、造成最多死残病例的中枢神经系统肿瘤，目前临床主张进行整合诊断，将胶质瘤分为多个特定的分子亚类，其中IDH是与肿瘤进展、治疗反应和预后密切相关的经典分子分型标记。快速早期无标记区分IDH1野生/突变两种胶质瘤对于术中和术后早期精准诊疗具有重要价值。研究团队提出了一种无标记的脑胶质瘤细胞“分子分型（IDH1野生/突变）”生物传感超材料，通过在生物传感器表面加载人原代胶质瘤细胞进行太赫兹波谱探测，其频率偏移和峰幅变化与不同类型细胞及其浓度呈现相关性；通过观察超材料传感器共振频率的变化，可以区分不同分子分型的胶质瘤细胞，这种识别是在没有引入抗体等生化标记方法的情况下，在多个不同细胞浓度下实现的。基于该项研究结果，太赫兹超材料生物传感器在识别胶质瘤细胞类型中显示出了巨大的潜力，基于肿瘤分子分型的太赫兹波谱识别策略也拓展了新的太赫兹波生物传感技术发展方向。太赫兹技术在生命科学领域有广阔的应用前景，第十届光谱网络会议（iCS2021）邀请了四位来自国内外高校的专家学者们，届时，专家将介绍太赫兹技术的更多应用，点击下方链接立即报名哦。5月25-28日 光谱网络会议相约十年（iCS2021）专家报告推荐之光谱在生命科学领域的应用1、《太赫兹生物医学与生物物理发展概况》(中国生物物理学会-太赫兹生物物理分会 何明霞副会长/秘书长)2、《纳米-生物界面作用的定量分析》（中国科学院高能物理研究所 王黎明研究员）3、《面向生物医学检测的LIBS/Raman联用装置与方法研发》（四川大学 林庆宇副教授）4、《新型冠状病毒核酸检测技术研究进展》（阿尔伯塔大学 庞博博士）立即报名（免费哦）：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCS2021/

近日，中国科学院西安光学精密机械研究所博士张周锋带领的研究团队，在光谱医学诊断领域取得新进展，将高光谱显微成像技术与深度学习理论相结合，实现了临床多类病原菌的快速识别。相关研究成果以A deep-learning based system for rapid genus identification of pathogens under hyperspectral microscopic images为题，发表在Cells Topical Collection Computational Imaging for Biophotonics and Biomedicine上。本研究与多家医疗单位合作，利用自研高光谱病原菌快速分析系统，捕获到单细菌尺度的高分辨高光谱图谱数据；利用深度学习网络对临床上万例样本数据进行分析，最终实现了多类临床病原菌类别的高效、准确识别。该成果可使临床医生在较短时间内掌握患者的病原菌感染信息，对于诊疗方案的快速制定具有重要的临床指导意义。该工作为光谱成像技术研究室、西安市生物医学光谱学重点实验室在医工交叉领域的研究开辟了新方向，同时，将推进癌变组织快速诊断、数字病理、手术引导等研究的发展。

随着科技的发展，越来越多的生物学技术被应用于我们的日常领域。如手机的指纹解锁或指纹识别，马云在汉诺威CeBIT展会上演示的蚂蚁金服Smile to Pay扫脸技术，以及日前雅虎研究实验室公布的&ldquo Bodyprint&rdquo 的技术。如今，生物学技术被再次应用到科技领域。近日，英国苏黎世大学最新研究成果表明，一种全新的非侵入式检测方式：指纹识别检测技术可探查体内是否含有可卡因。 新非侵入式检测方式 指纹识别能检测可卡因 　　可卡因在人体代谢后有两种常见产物benzoylecgonine(苯甲酰)和methylecgonine(甲基爱康宁)，可在血液、尿液和汗液中，可通过电喷雾解吸电离(DESI)技术检测到。 　　由于代谢产物在汗液中的挥发速度要快于血液和尿液，因此将来有一天，我们可以通过法律手段检测到被检测人是当天摄入可卡因，还是几天前摄入可卡因。 　　Melanie Bailey该项目的研发主管说：&ldquo 我们可以区分开被检测人是接触过还是摄入过可卡因。因为可卡因的代谢产物，短时间内是不可能从身体中消除的，将来可以利用指纹和汗液来检测。&rdquo 　　该研究尚处于开始阶段，整个项目组正在搜集相关数据，以便将来可以展开有效测试。该项目成员对这项技术的成功非常有信心，预计此项技术将在20年内被获批使用。

根据目击者讲述来绘制肖像是警方寻找犯罪嫌疑人的常见方法，然而随着基因研究的发展，这种方法也许很快会落伍。据英国媒体18日报道称，利用最新的DNA识别技术，警方凭借犯罪现场的一点血迹就能确定嫌疑人的体貌特征，这对缩小犯罪嫌疑人的范围意义巨大。 　　成功率超过85% 　　据报道，英国伦敦大学国王学院法医遗传学专家丹妮诗· 辛德康比· 考特表示，利用新技术，即使犯罪现场没有目击者，警方也能从现场获取的DNA信息中判断出嫌疑人的特征，例如黑人还是白人、其眼睛和头发的颜色等。 　　过去，基因科技在刑侦方面的实际运用较为有限，警方只能将犯罪现场取得的DNA样本同现有数据库内的罪犯资料进行比对，但如今技术的革新使得&ldquo DNA拼图&rdquo 成为可能。过去一年里，国王学院与伦敦警方已经在一些刑事案件中展开合作，通过DNA样本识别嫌疑人的一些生物学特征，成功率超过85%。据悉，进行这样一次&ldquo DNA拼图&rdquo 需花费大约700英镑(约合人民币6600元)，十天左右能得出结果。 　　恐暴露个人隐私 　　目前，研究人员们正在加紧步伐，希望在未来两年里将这方面的基因技术更加完善，使得判断准确率更高，费用更加便宜。然而，新技术导致个人隐私信息的暴露可能引发道德上的争议。研究人员也表示，他们只会研究可见的一些身体特征，而不会涉及个人隐私信息，例如患某种疾病、将来得老年痴呆的可能性等。 　　据悉，上世纪90年代，美国、英国、法国、德国、日本和中国科学家共同启动&ldquo 人类基因组计划&rdquo ，期望把人体内基因密码全部解开，并绘制出人类基因图谱。经历数十年的苦心研究，基因研究正在不断取得新突破。

他发明的“地沟油识别检测法”向11部委推广使用　　1月19日，从太原市公安局召开的新闻发布会上获悉，该局刑侦支队技术大队“80后”民警任飞发明的“地沟油识别检测法”从全国公安机关改革创新大赛8000个参赛项目中脱颖而出，捧获金奖，这也是我省在此次大赛中获得的唯一金奖。　　多环芳烃、黄曲霉素、丙二醛̷̷地沟油所含有害物质轻则引起食物中毒，重则致癌。有着九年毒物分析经历的任飞一次在火锅店聚餐时，看着满锅翻滚的红油，脑洞大开：从食用油里检出调味品成分，不就能确定它是地沟油吗?此后，经过上千次试验，他终于攻克了地沟油检测这一国际性难题。　　“地沟油识别检测法”是以辣椒碱作为特征目标分析物和目标检测物，应用液质联用仪进行检测。由于其具有灵敏度高、操作简单、易于推广的优点，不需定量，半个小时即可出结果，目前已在多起部督地沟油专案中大显身手。在国家地沟油盲测考核中，误检率为零，从281个科研院所提供的315种检测方法中脱颖而出，成为国家卫计委向公安、质检总局等11部委推广使用的地沟油检测方法，并通过了验证。科研成果也在国家专业权威期刊《色谱》杂志上发表。　　现在，任飞正在尝试使用小巧轻便仪器建立地沟油现场快速筛查方法。他的研究进展也引起了多家生物技术研发企业关注，现已达成初步合作意向。

目前，在国家食品药品监督管理局的支持下，中国药品生物制品检定所已经启动了近红外假药识别系统的科研项目。拟建立的假药识别系统包括定性分析和定量分析两部分，该系统可先确定药品与其标签标识名称是否一致，再调用适当模型快速检验药品的质量或判别药品是否为特定企业的产品。　 片剂 　　在片剂生产中采用透射NIRS技术进行质量监控已有应用。目前，美国的一些制药企业已经采用这种分析方法作为产品质量控制的标准方法，产品的活性成份可以在无损的条件下，40秒钟内检测完毕。这种在线的检测方法不仅保证了产品质量，而且可以使得大量的分析工作在短时间内完成。例如，国外有人将反射NIRS技术应用于对乙酰氨基酚包衣片的质量控制，实现了不破坏衣膜即可有效测定片剂中对乙酰氨基酚的含量。在另一项研究中，研究人员比较了反射NIRS和透射NIRS技术测定片剂中药物含量的效果。结果显示，透射NIRS技术更能获得片剂的完整信息，有助于提高测定结果的准确度，更适用于片剂的含量测定。还有研究人员成功地将NIRS技术应用于临床试验中外观完全相同的供试品和安慰剂的鉴别，有助于确保临床试验结果的客观公正性。 　　胶囊 　　通常，胶囊壳水分含量低于10%时，则太干、易碎 若含量高于18%，则囊壳易软化、发黏。国外研究人员采用多元线性回归(MLR)和PLS回归等多元校正方法，利用NIRS技术对胶囊在不同湿度和温度下的吸湿性进行旁线分析。该方法样品无需预处理，耗时1~2分钟，预测结果准确。另有研究人员通过透射NIRS方法采集光谱、PLS建模，成功分析了胶囊的活性药物含量和均匀度，并与高效液相色谱(HPLC)法进行了相比，显示出更高精密度、回收率及重复性。国外研究人员还采用NIRS技术分析活性药物白消安与辅料混合均匀性及胶囊的含量均匀度，结果显示，在白消安含量范围为5~35毫克/粒胶囊时，NIRS技术能够获得较好的线性、准确性和精密度。 　　冻干品 　　冻干技术往往可将溶液中不稳定的药物制成速溶型制剂。NIRS技术主要用于冻干品的孔隙率和残留水分的测定。研究人员采用MLR建模，成功地测定了冻干样品的残留水分，和KarlFischer滴定法测得的结果相关系数达0.98，预测偏差为0.02毫克/瓶。还有研究人员将NIRS模型应用于监测储存过程中空气湿度对冻干产品吸湿性的影响。与KarlFischer法相比，NIRS技术更少依赖于测定环境，是一种更有效的水分测定工具。国外有研究者也采用NIRS技术成功地测得了密封玻璃瓶中冻干样品的水分含量。通过扫描密封玻璃瓶底部来采集光谱，调出已建模型，即可测得瓶中冻干样品水分含量。与传统方法相比，NIRS方法更方便且效率更高，尤其对于昂贵的抗肿瘤药物，能够更加有效地降低检测成本。 　　生物降解型植入剂和微球 　　生物降解型缓释植入剂或微球的传统含量测定方法需要先将骨架材料溶解后，再提取活性物质进行检测，往往费时且成本很高。国外的研究人员通过PLS回归建立校正方程，测得了植入剂中牛血清白蛋白和干扰素α-2a含量。该技术无需蛋白提取过程，可准确检测到低于70微克的蛋白质。另有研究人员分别采用透射NIRS和反射NIRS法采集光谱，通过波段选择、光谱预处理和PLS建模后，测定了聚乳酸/乙醇酸共聚物(PLGA)作为囊材的微球中茶碱的含量 采用反射NIRS法测定了微球中盐酸洛美沙星的含量。结果显示，PLS建模的NIRS技术测得结果与紫外(UV)法测得的结果具有良好的相关性。 　　现阶段，NIRS技术在制药工业中的应用还基本处于探索、开发和评估阶段，国外只有少数制药企业开始将NIRS技术应用于特殊药物部分生产环节的监控。但是，该技术已逐渐得到更多的重视，目前已成为美国官方分析化学师协会(AOAC)一种标准分析方法应用于药品检测，《美国药典》第25版也已在附录中增补了NIRS分析方法。由此可见，随着近红外技术、计算机技术、光学技术等不断发展，该领域研究的不断深入，NIRS技术将在制剂研究和生产领域中发挥出更大作用。

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2011年12月12电 不断发生的邮件和包裹炸弹事件令人神经紧绷，因此对邮递物加强检查迫在眉睫。德国弗劳恩霍夫物理测量技术研究所12日推出一款太赫兹信件扫描仪，人们可以借助这台机器在不侵犯通信隐私的前提下，及时发现信中所含危险物品。 　　与通常使用的X射线检查仪不同，太赫兹信件扫描仪借助太赫兹波“窥探”信件“内容”。太赫兹波为一种波长介于微波与红外线之间的电磁波，可轻易穿透衣物、塑料和皮肤。与X射线相比，太赫兹波光子能量较低，一般不会对生物组织造成损害。 　　研究人员介绍说，如果在邮件递送环节推广使用这种太赫兹信件扫描仪，就可提早发现邮件或包裹炸弹，避免惨剧发生。这种太赫兹信件扫描仪几乎可以“服役”于任何地方，邮局、监狱、私人住宅……与耗资较高、辐射较大、无法识别具体爆炸物的X射线扫描仪相比，太赫兹扫描仪具有独特优势。

8月10日，武汉光电工研院孵化企业量准实业有限公司自主研发的又一批新冠检测产品运往摩洛哥，这是量准今年第五次向该国出口新冠检测产品。这批检测产品可在15分钟内，快速精准识别德尔塔变异毒株。　　今年初获多笔海外订单以来，量准公司相关产品远销摩洛哥及斯里兰卡市场，其新冠检测整体检测方案已帮助当地完成近百万人新冠病毒检测及抗体筛查。　　7月底，量准公司自主研发的高通量新冠抗原检测产品，通过国家药监局广东医疗器械检验所检验。　　检验报告显示，量准新冠抗原检测试剂盒的特异性和灵敏度均接近100%，检测下限浓度达到23.4TCID50/mL级别。15分钟内，可实现高通量德尔塔变种新冠病毒检测，并完成对无症状感染者的快速筛查。　　“我们已将Nano SPR技术成功应用在新冠检测领域，基于新一代Nano SPR芯片的检测产品，可从多个维度收集信号数据，把信号放大千倍以上，获得更高的检测灵敏度和更低的分子浓度检测下限，在科研和临床市场都取得了良好反馈。”量准公司相关负责人表示。　　据介绍，量准公司长期致力于全球领先的生物芯片微测技术研发。新冠疫情暴发以来，该公司响应国家号召开展科技抗疫攻坚，先后研发生产出多款新冠抗原/抗体检测产品，所做工作和努力得到国家科技部认可。　　今年初，量准在海外市场进行大量临床比对实验。采用Nano SPR与ELISA检测139例临床样本，通过X2检验分析，两种方法的检测结果没有差异。并运用Nano SPR可在15分钟左右完成检测，而完成传统的ELISA检测需要2个多小时。　　临床实验表明，量准Nano SPR与常规检测方法相比具有灵敏度高、特异性高、检出率高、阴/阳性符合率高的优势。　　截至今年5月，量准已有4款新冠产品取得CE认证，并进入商务部防疫物资出口白名单。该公司另一款核心产品SARS-CoV-2中和抗体检测试剂盒先后在武汉协和医院、湖北疾控中心、复旦大学实验室等国内多家医疗机构开展临床测试，结果喜人，现已远销摩洛哥等多国。　　“科技战疫，湖北马力全开，量准是代表之一。”湖北省科技厅成果与区域处处长陈自才说，孵化器是创新资源高地，也是“根技术”培育沃土，湖北拥有国家级科技企业孵化器63家、国家级众创空间61家，借助完善的全链条科技创业服务体系，一批高水平自主研发的抗疫产品不断涌现，为一线战疫提供强有力的科技支撑。　　“现阶段，正在针对国内多地新冠疫情源头——德尔塔变异毒株开展集中攻关。”量准公司相关负责人介绍，德尔塔变异毒株在抗原结构上变化并不大，因此在核酸层面进行特异性识别是区分毒株的关键。　　该负责人表示，目前，他们正在研发相关常温核酸识别扩增放大系统，借助于Nano SPR的信号放大平台，较短时间的核酸扩增即可被芯片系统放大识别。

近期， 西安光机所张周锋博士带领研究团队在光谱医学诊断领域取得新进展，将高光谱显微成像技术与深度学习理论相结合，实现了临床多类病原菌的快速识别。 　　研究成果以“A deep-learning based system for rapid genus identification of pathogens under hyperspectral microscopic images”为题发表于国际著名学术期刊《Cells》的Topical Collection 《Computational Imaging for Biophotonics and Biomedicine》，IF:7.7。该Collection在显微成像、光谱学、机器学习和AI领域具有较高的影响力。论文第一作者为中国科学院大学2020级博士研究生陶成龙，合作者为杜剑助理研究员，通讯作者为胡炳樑研究员与张周锋博士。 　高光谱病原菌数据分析流程 　　本次研究通过与多家医疗单位合作，利用自研高光谱病原菌快速分析系统成功捕获到单细菌尺度的高分辨高光谱图谱数据，利用深度学习网络对临床上万例样本数据进行分析，最终实现了多类临床病原菌类别的高效、准确识别。该研究成果可使临床医生在较短时间内掌握患者的病原菌感染信息，对于诊疗方案的快速制定具有非常重要的临床指导意义。 　　本次研究为光谱成像技术研究室、西安市生物医学光谱学重点实验室在医工交叉领域的研究开辟了新方向，预期未来将在癌变组织快速诊断、数字病理、手术引导等应用领域取得更多的研究成果。

从中国科学院大连物理研究所官网了解到，近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员王方军团队在蛋白质复合物形成和干预机制分析新方法研究方面取得进展，通过溶液状态蛋白质赖氨酸两步稳定同位素标记和定量蛋白质组学分析，实现对蛋白—蛋白识别关键位点区域的精确探测，并可评估小分子对蛋白质复合物的构象识别干预情况。蛋白质的结构和相互作用决定了其生物学功能，目前对溶液状态蛋白—蛋白识别和结构动态变化研究仍然缺乏高灵敏度的分析方法。此前，研究团队发现蛋白质上赖氨酸的原位标记反应性与其所处微观结构中的氢键、静电相互作用强度密切相关；提出以蛋白质上所有赖氨酸位点为内源性反应探针，通过定量赖氨酸在蛋白—蛋白，蛋白—小分子结合前后的标记反应性变化，精确探测蛋白质识别过程中的关键区域。为进一步提高赖氨酸反应性定量分析的通量和灵敏度，该团队进一步发展了溶液状态蛋白质“活性—变性”赖氨酸两步稳定同位素标记定量策略（TILLRP），系统研究了重组SARS-CoV-2 S1蛋白质和人体ACE2受体之间的相互作用情况；发现S1蛋白质RBD Lys386-Lys462区域的赖氨酸位点在S1-ACE2复合物形成前后标记反应性发生了显著改变；提出可以利用该区域赖氨酸的标记反应性调控水平评估小分子活性物质对S1-ACE2识别的干预情况，可能有助于相关治疗药物分子的研发。该研究结果发表在《化学科学》（Chemical Science）上。上述研究工作得到国家自然科学基金、大连化物所创新基金等项目的资助。王方军简介：中国科学院大连化学物理研究所分析化学博士，师从邹汉法研究员，博士生导师，主要研究方向为复杂生物样品高效分离表征：激光-质谱高灵敏度分析、生物分子高校标记与功能解析、翻译后修饰蛋白组学分析。担任中国蛋白质组学专业委员会理事、中国分析测试协会青年学术委员会委员。

日前，中国检验检疫科学研究院主持的&ldquo 863计划&rdquo 课题&ldquo 食品表征属性与品质识别新技术及设备研究&rdquo (2011AA100807)通过科技部中期检查。专家组由科技部&ldquo 863计划&rdquo 现代农业领域办组织，包括北京工商大学副校长、中国工程院院士孙宝国，天津科技大学校长王硕和浙江大学食品学院院长叶兴乾教授。 　　专家组听取了该课题负责人、农产品中心主任陈颖研究员的中期进展汇报，查阅了标准、论文、专著和便携式小型设备等成果。专家组认为，课题进展良好，在食品真实属性表征生物识别新技术、食品感官品质仿生识别技术研究与设备开发、食品安全品质属性生物与仿生识别技术研究等方面取得重要进展，预期可顺利完成&ldquo 十二五&rdquo 课题任务目标。此次课题中期现场检查工作，梳理了课题任务书规定内容和指标的完成情况，进一步统一了课题技术方向和技术路线，并认真设计和规划了下一步工作，为课题顺利实施和圆满完成提供了保障。

你有熬过通宵吗？有研究表明，24小时不睡，会增加人们在安全危机情况下严重受伤或死亡的风险。澳大利亚莫纳什大学和英国伯明翰大学的专家开发了一种血液检测方法，可以准确检测出24小时未睡的人。相关研究近日发表于《科学进展》。研究人员使用了健康志愿者血液中发现的组合标志物。在实验室条件下，这些标志物能准确地检测出24小时没睡的志愿者。在有个体良好睡眠血液样本对照的情况下，该检测方法正确率达99.2%；在没有充分对比样本的情况下（类似于诊断性血液测试），准确率会降至89.1%，这一准确率仍然很高。据悉，全球约20%的道路交通事故是由睡眠不足引起的。研究人员希望他们的测试方法，在未来能够快速简单地识别睡眠不足的司机，甚至用于安全关键场所工作人员的检测。该测试可能也是未来法医学可选用的理想检测方法，但还需要进一步验证。论文作者Clare Anderson在莫纳什大学工作期间领导了这项研究。她现在是伯明翰大学睡眠和昼夜节律科学教授。“这对睡眠科学家来说是一个非常令人兴奋的发现，可能会对未来与睡眠不足相关的健康和安全管理产生变革性影响。”Anderson说，虽然还需要做更多的工作，但他们已经迈出了充满希望的第一步。“有强有力的证据表明，睡眠不足5小时与危险驾驶有关。如果让我们检测的24小时无睡眠情况的人驾车，相当于让饮用了澳大利亚法定饮酒量限制两倍多酒的人驾车。”Anderson说，“在错误的代价是生命的情况下，我们迫切需要有能进行客观检测的方法，以识别对自己或他人构成风险的个人。”论文第一作者Katy Jeppe表示，现在很难说该测试多久之后才能用于事故后的人员检测。他们下一步将在控制较少的环境中对该血液检测方法进行测试。而要将其检测结果作为涉事司机疲劳驾驶导致车祸的证据，可能得在法医条件下进行测试。目前，这种用于检测的生物标志物是基于24小时或更长时间无睡眠得出的，最短可以检测到18小时不睡的人。如果想要开发能检测出前一晚睡眠不足的生物标志物，还需要更多的研究。Anderson指出，酒精测试减少了车祸和相关严重伤亡，而他们开发的疲劳检测方法有望实现同样的目标。但目前还有许多工作要做。

5月22日，中国科学院生物物理研究所朱平研究组在国际学术期刊《自然-通讯》（Nature Communications）发表论文。在该论文中，研究者提出了一种在冷冻电子断层三维成像中，对目标分子原位结构特征和动态构象进行高信噪比直接观察和识别的方法，并命名为REST（REstoring the Signal in Tomograms）。冷冻电子断层成像技术可以获得细胞及组织样品中纳米级分辨率的生物大分子原位三维结构，但由于冷冻电子断层成像中的极低信噪比和不可逆信息缺失，研究者难以获得深度学习过程中所需的目标颗粒真实信息（ground truth），使得利用神经网络和深度学习技术进行电子断层成像中的目标大分子蛋白识别具有很大的挑战。为了解决上述技术瓶颈，朱平研究组新发表的研究论文提出并实现了两种训练策略。在策略一中，研究者选取来自原始数据中少量颗粒进行亚单位平均，以该平均结果作为训练的“ground truth”并和原始颗粒建立训练对。在策略二中，研究人员通过对高质量“ground truth”密度图人为添加不同程度的噪声和动态构象变化，以此模拟真实数据中低信噪比和大分子结构异质性，并将模拟获得的高噪声、动态变化的低质量颗粒密度图与高质量密度图建立映射和训练集。在建立以上训练集和深度学习策略后，研究者利用深度学习网络对训练集进行学习和训练，并将训练好的模型和习得的知识迁移到原始数据中，进行目标蛋白颗粒的信息恢复。 REST方法流程和训练策略研究发现，采用以上策略，REST方法在恢复目标蛋白清晰信号（如在嘈杂的背景中识别并提取粒子）、分割目标特征、识别目标蛋白的动态或柔性结构、获得没有缺失信息的密度作为初始模型并辅助电子断层成像中亚单位平均（STA）等冷冻电子断层成像相关的各种任务中，将具有广泛的应用价值和前景。中国科学院生物物理研究所朱平研究组博士生张浩楠、副研究员李岩为该论文的共同第一作者，朱平研究员为论文的通讯作者。该研究工作得到国家自然科学基金、科技部重点研发项目、中国科学院战略性先导科技专项（B类）等的资助。

p & nbsp & nbsp & nbsp /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/859a4489-caf9-42a5-8abc-7feca5114b48.jpg" title=" 20180720.jpg" / /p p style=" text-align: center " & nbsp & nbsp & nbsp 图 & nbsp ORC通过弯曲DNA来进一步加载DNA复制解旋酶MCM2-7的过程模式图 /p p & nbsp & nbsp 在国家自然科学基金项目(项目批准号：31761163004、31725007、31630087)等资助下，北京大学生命科学学院高宁教授课题组与香港科技大学戴碧瓘教授课题组合作，解析了酿酒酵母ORC结合DNA复制起始位点3-Å 分辨率的冷冻电镜结构。研究成果以 “Structure of the Origin Recognition Complex Bound to DNA Replication Origin”(结合有复制起点DNA的起点识别复合物结构)为题，于2018年7月4日以长文(Article)形式在Nature(《自然》)上发表。北京大学高宁教授和香港科技大学戴碧瓘教授、翟元樑博士为共同通讯作者。高宁课题组博士后李宁宁、博士生程稼萱以及戴碧瓘组博士后林伟熙、翟元樑为共同第一作者。 /p p & nbsp & nbsp DNA复制起始在真核生物细胞中受到严格而精密的调控。DNA复制启动因子(ORC，Origin Recognition Complex)首先结合到DNA复制起点，以加载DNA复制解旋酶MCM2-7复合物到DNA上，随后MCM2-7被激活，DNA双链被解螺旋，从而启动DNA复制。所有真核生物都是利用由6个亚基组成的ORC来标记DNA复制起始的位点，在维持基因组稳定性过程中的重要作用，其功能缺失突变与肿瘤的发生发展也密切相关。 /p p & nbsp & nbsp 虽然在不同的真核生物中，ORC的蛋白质序列高度保守，但是ORC对DNA复制起点序列的选择性在不同物种间差别很大。酿酒酵母的ORC可以识别特异的DNA复制起点，而人源细胞ORC结合的DNA序列却没有序列特异性，主要依赖染色体结构识别复制起点。而由于一直缺少ORC结合DNA状态的高分辨结构，ORC序列识别差异背后的分子机制长期以来难以解释。 /p p & nbsp & nbsp 高宁研究员课题组解析的3-Å 分辨率ORC-ARS305 DNA复合物结构发现，ARS305包含一段ARS高度保守序列(ARS Consensus Sequence, ACS)和一段B1元件序列，长度为72 bp。在这个结构中，ORC的六个亚基通过与磷酸骨架的非特异性以及与碱基的特异性相互作用环绕DNA，并在ACS和B1位点使DNA发生弯曲。该结构的一个关键特征是Orc1的保守碱性氨基酸区域(Orc1-BP，basic patch)深深地插入ACS的小沟中进行序列特异的碱基识别。另外，酵母特有的具有物种特异性的位于Orc4 Wing Helix结构域(WHD)中的Helix Insertion(Orc4-IH)嵌入ACS的大沟中，与相应的碱基形成疏水相互作用。更重要的是，在ACS区域形成的这些碱基特异的相互作用的碱基都非常保守。此外，在B1区域中，也有类似的来自Orc2和Orc5的碱性氨基酸区域插入到大沟和小沟中，与碱基相互作用，并使DNA弯曲。因此，酿酒酵母ORC高度序列特异性主要是通过ORC亚基的大沟、小沟插入基序与ACS保守碱基之间的特异性相互作用实现的。序列比对分析显示，所有真核生物Orc1的N端都具有类似酿酒酵母的Orc1-BP 然而Orc4-IH却只在酿酒酵母中存在。这些发现，很大程度上解释了不同物种ORC识别起始DNA特异性差异背后的原因。 /p p & nbsp & nbsp 此高分辨率结构不仅为理解酵母ORC如何识别和结合序列特异性的DNA复制起点提供了分子基础，同时也从分子机制角度阐明了ORC如何通过弯曲DNA来进一步加载DNA复制解旋酶MCM2-7的过程。 /p

草地贪夜蛾是联合国粮农组织全球预警的跨国界迁飞性农业重大害虫，已经对全球近100个国家和地区造成了农作物危害。同时，由于在当前的防治过程中发现，草地贪夜蛾有明显的抗药性，而我国目前还没有防治该害虫的登记农药，因此草地贪夜蛾已对我国当前的农业及粮食生产安全造成了严重威胁。 为全力抓好草地贪夜蛾防控工作，严防虫害暴发成灾，避免对粮食和农业生产造成不利影响，7月1日，农业农村部发布关于印发《全国草地贪夜蛾防控方案》的通知。 《方案》明确，按照严密监测、全面扑杀、分区施策、防治结合的要求，对害虫适生区特别是玉米主产区，全面准确监测预警，及时有效防控处置，确保草地贪夜蛾不大规模迁飞危害，确保玉米不大面积连片成灾，最大限度减轻灾害损失。 根据目前掌握的草地贪夜蛾发生规律和危害特点，划分三大区域落实防控任务，包括周年繁殖区、迁飞过渡区和重点防范区。其中，重点防范区位于河南、山东、河北、山西、天津、北京、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、安徽、陕西、甘肃、宁夏、新疆、青海等省（区、市）的温带气候区。重点保护玉米生产，降低危害损失率，5月-9月份全面监测虫情发生动态，诱杀迁入成虫，主攻低龄幼虫防治，将危害损失控制在最低限度。 为了预防草地贪夜蛾的入侵，必须用测报灯做好监测。托普云农研发的智能虫情测报灯全新升级重磅上线，具有AI人工智能自我学习功能，采用草地贪夜蛾专用光源，可自动识别自动计数，真正做到严密监测，全面扑杀。在线拍照远程上传，可通过Web或APP随时随地联网管理。 对付草地贪夜蛾，最快的方法就是用化学农药进行防治。同时，杀虫灯诱杀技术、性诱剂监测与诱杀技术、生物农药选用等效果也不错。还可以通过间套作技术提高生物多样性，为天敌提供栖息场所，来减少虫源基数。有药剂可用，有技术可支撑，有力量可调配，有经验可借鉴，只要监测到位、防控及时，草地贪夜蛾是可防可控的。

“10分钟便可识别子宫内膜癌。”3月28日，在中国地质大学（武汉）生物地质与环境地质国家重点实验室，娄筱叮教授用镊子拿着4平方厘米大小的芯片告诉记者，芯片上的检测探针，可以轻松地“抓取”蛋白质，检测时间从5天缩短至10分钟，检测精度也上升3个量级。娄筱叮教授向记者展示研发的检测芯片。通讯员孟梓娟 摄“目前，检测样机已经进入组装尾声。”娄筱叮教授边介绍边演示，手持移液枪，向芯片上加入20微升的样品，肿瘤相关的蛋白质信息就会显示出来，实现10分钟快速识别子宫内膜癌，而一般情况下诊断子宫内膜癌需要血液生化检查、肿瘤标志物检查、影像学检查、子宫内膜活检和细胞学检查等一系列的处理步骤，需要5天时间来确保准确性。在娄筱叮的检测样机中，探针和芯片是主要组成部分，也是检测样机的核心技术。她创新性地提出绕开传统检测的繁琐环节，将穿膜—识别—输出一体化检测技术作为科研目标，相较于传统检测步骤大为缩短。这个清明节，娄筱叮最想把“10分钟识别癌细胞”的科研突破告诉母亲。“2017年母亲因为癌症去世，就是没有早发现。”娄筱叮告诉记者，她的丈夫是武汉三甲医院的妇产科专家。丈夫给她传递了很多信息——很多年轻女性罹患妇科癌症，没有及时发现而丧失治疗时机，而且患癌年龄越来越早。尤其是子宫内膜癌，是妇科高发的恶性肿瘤，我国每年有20万新发病例。娄筱叮用移液枪操作加样。通讯员孟梓娟 摄一直耕耘在分析化学基础研究领域的娄筱叮，2018年开始专注于妇科癌症的早期发现的研究。她了解到：过去，临床上缺乏有效的子宫内膜癌早期筛查方法。常规的病理学筛查需要利用刮匙深入脏器进行有损取样，这不仅会令受检者经历难以忍受的痛苦，还有可能在采样过程“刮不到”“取不准”。经过5年努力，去年底娄筱叮研发了一种高灵敏高特异性探针，用探针“抓取”蛋白质，让蛋白质细胞“说话”——“看得到的数字，如同能够看清人的五官”，娄筱叮通过研发的检测芯片读懂细胞“语言”，检测精度比传统检测的灵敏度高了三个数量级。“快速检测可以让更多的患者得到及时的诊断与治疗。”娄筱叮表示，传统子宫内膜癌检测方法可能在设备和操作上成本较低，但在时间和劳动力上的成本较高。而现在她开发的新型生物传感检测技术，虽然初期投资可能较高，但更适合大规模检测，每次成本不过几十元。目前，芯片和探针都是娄筱叮团队自主研发，拥有自主知识产权，争取5年后检测样机能进入临床。

&mdash 日本爱知县「知识基地爱知」重点研究项目研究成果&mdash 近日，岛津公司参与的由日本爱知县产业界、学术界、政府合作推进的共同研究项目「知识基地爱知」中的重点研究项目「食的安心・ 安全技术开发项目」获得重要成果。岛津公司与学校法人名城大学农学部・ 田村广人教授共同开发了「对应AXIMA微生物鉴定系统的高精度细菌识别软件Strain Solution」。本软件可以高精度、迅速识别从食品等中分离的细菌。 作为「知识基地爱知」项目核心事业的重点研究项目，在日本文部科学省的支持下展开活动，受爱知县的委托，由公益财团法人科学技术交流财团实施。该项目依托大学等研究机构，由产业界、学术界、政府合作推进研究开发，并谋求通过企业实现事业化・ 产品化。 岛津公司参与的「食的安心・ 安全技术开发项目」，旨在开发高精度、快速检测危险农作物及食品安全的有害化学物质、固态异物、微生物的技术，是有10所大学、6所政府研究机构、24家企业(截止2013年8月1日)参与的大型项目。 爱知县的加工食品产量位居日本第二，县内的食品相关企业超过700家，农作物出产量也非常大。为此，对于高精度・ 快速・ 廉价的安全性测试系统有很高的需求。该项目的成果可望带来良好的经济效益，帮助搞活地方产业、提高食品安全以及降低由食品异物混入事故造成的损失。 岛津公司作为综合精密仪器生产厂家，携长期培育的卓越技术参与了该项目中的Group theme1「农畜产品等中有害化学物质的高端检测装置的开发」以及Group theme3「食品等微生物的高端检测装置的开发」，积极推进研究开发。最近，在Group theme3中开发的食品等分离细菌快速・ 简便识别技术的实用化获得成功，已做为产品销售。此技术使用了岛津基质辅助激光解离离子化飞行时间型质谱仪（MALDI-TOFMS）。 关于岛津 岛津企业管理（中国）有限公司是（株）岛津制作所于1999年100%出资，在中国设立的现地法人公司，在中国全境拥有13个分公司，事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心，并拥有覆盖全国30个省的销售代理商网络以及60多个技术服务站，已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以&ldquo 为了人类和地球的健康&rdquo 为经营理念，始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务，为中国社会的进步贡献力量。 更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn/an/ 。