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晶型研究

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晶型研究相关的资讯

  • 盛斐博士:药物晶型研究新思路
    多晶型是药物生产中普遍存在的现象,指分子以一种以上的晶体结构(包括原子的不同排序)存在。  不同晶型在热力学、动力学和物理性质等方面有较大差异,可能对原料药及制剂的稳定性、制剂的生产工艺、溶出度及生物利用度等产生影响,进而可能影响药物的安全性、有效性和质量可控性。所以药物的多晶型研究一直是制药行业关注的焦点。  如何进行多晶型的筛选与分析?如何利用晶型限制仿制药企的跟进… …   为什么要进行多晶型研究?  一方面,晶型研究对于药物的安全性、有效性和质量可控性具有重要意义。不同晶型药物的化学组分是相同的,但其溶解度、溶解速率和稳定性等可能不同,从而导致生物利用度的差异。当晶型发生改变时,良药可能变成无效药,甚至变为毒药。  另一方面,晶型专利是药品专利保护护城河的重要一环。药物晶型可以申请专利保护,而且新申请的晶型专利可延长原有药物专利的保护期限,所以很多创新药企都在积极参与药物多晶型的研究。而仿制药企,可以通过晶型筛选突破原研专利保护,在众多竞争对手中实现“首仿”。  基于此,药企越来越重视对晶型的研究。创新药企如何利用晶型限制仿制药的跟进?仿制药又该如何利用晶型突破创新药企的封锁?  博腾上海药物结晶中心总监盛斐博士认为,创新药企如果想要对晶型进行专利保护,应开展多维度的晶型筛选实验,尽可能的预研所有晶型、共晶等,预判商业化潜力大的晶型,积极进行专利布局。  仿制药企也是一样,因为突破的基础仍然是晶型筛选。但想要突破,不仅是要找到新晶型,还要能稳定生产并保存。由于原研药物已经做过晶型研究,稳定的、容易实现大批量生产的晶型可能已被原研药企进行保护,所以仿制药企想要做出突破性晶型,往往要求难度更大的生产工艺,风险也更高。  “但不管是原研还是仿制,最重要的还是时间点。”盛斐博士说,“仿制药企首先是去找那些化合物专利已到期的产品,再看晶型专利是否被完整保护,然后寻找突破点来进行仿制。这其中,时间点是最重要的。”  如何进行多晶型的筛选?  一般来说,在药物开发的早期阶段,应进行彻底、可靠的晶型筛选。结合化合物的特性,采用合适的晶型筛查技术方法(化学的重结晶法,快速溶剂去除法,物理的晶格破坏法等),尽可能地找到更多的晶型,并确定适合、稳定的晶型进行研究。  然而,无论进行多么彻底的筛选,仍然存在一个不可避免的问题:是否真的找到了最稳定的形式?而且公司不可能无限地投入时间和资金到这种临床前研究领域,晶型筛选需要做到什么程度?  盛斐博士认为,应根据具体项目的需求进行晶型筛选,筛选目的不同,筛选的程度自然不同。通常来讲,要通过多种方法做100种左右条件下的筛分,尽可能地确保晶型筛选的完整性。  在原料药的晶型得到充分认识及进行了必要的控制后,还应考虑其在制剂加工过程中可能因制剂工艺及辅料而发生晶型改变的问题。因为,在制剂工艺过程中遇到的多种情况都可能引发药品晶型转晶的发生,最终导致药品质量的变化,比如温度(干燥阶段)、压力(研磨、压缩)或者水和溶剂(如湿法造粒)影响。  “药品生产工艺和晶型相互影响,我们首先要确定哪个晶型在哪些条件下是比较稳定的,然后再根据这个条件来设计合适的工艺,以保证晶型的稳定性以及药品的安全有效性。”盛斐博士说。  如何对晶型进行分析?  得到的多晶型需要通过多种固态分析表征晶型的物理化学性质以及综合手段来评估优势晶型的性能,最终筛选出“优势药物晶型”,即得到稳定性、临床效果和安全性综合效果最佳的药物晶型。  对于不同药物的不同晶型,其检查方法的专属性是不同的。进行晶型质量研究时,应根据化合物的自身特点,选择适宜的、具有专属性的晶型检查方法。  目前常用的晶型定性和/定量分析方法包括单晶X射线衍射法、粉末X射线衍射法、差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)、红外光谱法(IR)、拉曼光谱(Raman)、固体核磁共振波谱法(ssNMR)等。     盛斐博士表示,“这些表征方法多数仅能反映不同晶型某一方面的物理性质,所以我们可以选用多种检测手段来进行综合分析。”  “面对复杂的情况,例如含有较多辅料的处方中,可能需要选用更高灵敏度、分辨率的仪器来进行检测分析。另外,过程分析技术(processanalyticaltechnology,PAT)也已开始在药物结晶领域得到广泛应用,用于实时监测反应或结晶过程的系统变化情况。”  据悉,PAT是通过对原料和反应过程中间产物的关键质量和行为随时间的变化进行分析、设计和控制,从而得到高品质的产品。PAT可以原位观察实验现象,捕捉到肉眼看不见的多晶型产生的初始阶段。而且PAT不仅包括在线表征设备还包括相关的过程控制方法和反馈手段等。利用PAT可及时观测体系的变化情况并将其及时反馈给系统,可用于质量调整或预警等 此外还能得到更多连续化过程的信息。     CfPC自动结晶器和PAT  “当然,如何解释收集到的信息,最重要的还是要有足够经验的人来进行分析,这样才能更好地判断晶型可能存在的影响。”  结语  在药物开发中,晶型筛选是重要的一环,但如果单纯地通过传统实验进行晶型筛选往往需要投入大量的人力、时间成本。  随着AI、自动化等技术的出现,通过计算机模拟来辅助或进行药物晶型筛选得到广泛应用。计算机晶型预测,不仅可以缩短实验周期,还可以给出晶型研究是否完备的理论预估。  但是,盛斐博士也提到,目前阶段人才是最重要的。通过AI进行晶型筛选,它更多的是一个方向上的指引,它可以给我们的实验设计做一个辅助,但这个晶型能不能得到还需要实验去验证。  关于博腾/J-STAR药物结晶中心(CfPC)  博腾/J-STAR的药物结晶中心(简称CfPC)分为中国上海和美国新泽西两个基地,为全球客户提供综合研发服务,不仅通过晶型研究和结晶工艺研发保证原料药的所需性质或质量,而且旨在同步预测、监控和解决药物开发中各个阶段出现的结晶问题,以满足当今制药行业的不同药物开发阶段的需求。
  • 中国医科院药物晶型研究中心成立
    中国医学科学院药物研究所药物晶型研究中心于日前成立。该所是我国最早从事药物晶型研究的单位,承担了我国药物研究机构和制药企业70%的晶型药物品种与专业技术服务。   据介绍,药物多晶型通常是指化学药物分子的不同排列方式,一般表现为药物原料在固体状态下的存在形式。一种药物可以多种晶型物质状态存在,同一种药物的不同晶型,在体内的溶解和吸收可能不同,从而会对制剂的溶出和释放产生影响。对药物多晶型的研究,可发现有利于发挥药物作用的药物优势晶型,同时根据晶型的特点确定制剂工艺,有效保证生产的批间药物等效性等。据悉,药物晶型研究已经被列入我国“十一五重大新药创制”关键技术重点研究内容。
  • 曹相林:晶型研究在仿制药产品开发中的意义
    p   药物分子通常具有多种排列方式,不同的排列方式构成了不同的晶型,即药物的多晶型现象,一种药物可以有多种晶型,同一种药物的不同晶型,在体内的溶解和吸收可能不同,自然会影响其制剂的溶出和释放,进而影响临床疗效和安全性。 /p p   因此,药物晶型问题会直接关系到药物的质量和疗效,研究药物的多晶型及其性质,具有多方面的意义和价值。当前,药物晶型问题已经成为了创新药、仿制药在研发过程中必不可少,甚至是至关重要的环节之一,倘若晶型这关过不了,那么创新药的成药性就会遭到质疑,仿制药的注册申报也会危险重重。 /p p   2017年10月20日,仪器信息网将组织举办 a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/Crystal/" target=" _self" “药物晶型控制分析”网络主题研讨会 /a ,会议特别邀请了北京海晶生物医药科技有限公司的创始人和首席执行官曹相林老师带来关于《晶型研究在仿制药产品开发中的意义》的报告。 /p p    strong 报告摘要: /strong /p p   展开合适充分的药物晶型研究是开发出高质量创新药和仿制药的关键之一。每个药物分子可能存在几种或者几十种不同的晶体结构,而不同的晶型有可能直接影响药物的疗效,稳定性和安全性。美国药监局(FDA)和中国药监局(CFDA)都提出了明确规定,要求新药或者仿制药申报企业展开充分的晶型研究,并对选择哪种晶型进行开发提供充分依据。了解晶型对药物的成药性,稳定性,溶出率以及生物等效性等的影响从而制定合适的开发策略,将会直接影响到创新药和仿制药开发的速度和成功率。此分享将与大家共同探讨仿制药产品开发中的晶型问题及实际案例。 /p p style=" text-align: center " strong br/ img title=" 曹相林-小.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/ade15daf-4eac-4829-88df-0d80ee3ace51.jpg" / /strong /p p style=" text-align: center " strong 北京海晶生物医药科技有限公司的创始人和首席执行官曹相林 /strong /p p strong   报告人简介: /strong /p p   曹相林,教授级高工,毕业于北京大学医学部,药物化学和药剂学硕士,北京海晶生物医药科技有限公司的创始人和首席执行官。担任北京药学会委员,是市科委中小企业创新基金和自然科学基金评审专家和知识产权司法鉴定专家。曹相林历任国内多家知名药企的研发负责人和研究院院长,擅长新产品研发策略制定与管理,产品研发注册及产业化经验丰富,多次成功的团队打造和研发平台建设经验,完成项目申请发明专利30多项。 2012年在北京大学医学部百年校庆时被评为优秀校友, 2016年荣获“首都劳动奖章”。北京海晶成立于2016年,致力于通过有知识产权保护的晶型、工艺及制剂技术实现高端仿制药的开发和产业化。 /p p style=" text-align: center " a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/Crystal/" target=" _self" img title=" 马上报名.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/noimg/06b460f0-036b-4bdc-a5d9-9c6c715703e6.jpg" / /a /p p style=" text-align: center " strong “药物晶型控制分析”网络主题研讨会 (10月20日)详细日程 /strong /p p   09:30-10:20 热分析方法在药物晶型研究中的应用& nbsp 陈敏华(苏州晶云药物科技有限公司) /p p   10:20-11:00 药物结晶及纯度检测的热分析方法& nbsp 范玲婷(梅特勒-托利多) /p p   14:00-14:50 晶型研究在仿制药产品开发中的意义& nbsp 曹相林(北京海晶生物医药科技有限公司) /p p   14:50-15:30 药物晶型转变的测量和热力学研究& nbsp 曾智强(德国耐驰) /p p   15:30-16:20 晶型的质量控制& nbsp 周立春(北京药检所) /p p & nbsp /p
  • 耐驰:药物晶型转变的测量和热力学研究
    p   仪器信息网讯 2017年10月20日,仪器信息网将组织举办 a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/Crystal/" target=" _self" “药物晶型控制分析”网络主题研讨会 /a 。在本次会议中,德国耐驰仪器制造有限公司市场应用总监曾智强博士将带来《药物晶型转变的测量和热力学研究》主题报告。 /p p style=" text-align: center " img width=" 200" height=" 250" title=" 曾智强.jpg" style=" width: 200px height: 250px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/7f3922e8-3193-42a1-83ff-f994435195b8.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 德国耐驰仪器制造有限公司市场应用总监曾智强博士 /strong /p p   曾智强博士1998年毕业于清华大学材料科学与工程专业,并取得博士学位。而后4年间,于新加坡南洋理工大学从事研究员工作,潜心于陶瓷/聚合物薄膜的表面表征工作。2002-2003年,在英国萨里大学从事水净化用高效混凝剂研究。2003年曾智强博士加入德国耐驰,将目光专注于热分析与热物性技术领域。现任德国耐驰仪器制造有限公司市场应用总监。在他材料研究的职业生涯中,共发表论文20余篇,并在材料制备和表征领域荣获3项专利。 /p p strong   报告摘要: /strong /p p   采用差示扫描量热法(DSC) 可以测量药物多晶型之间的转变。DSC 数据可用于建立简化的热力学函数(吉布斯自由能)方程,从而对多晶型的转变温度、多晶型的稳定性进行计算和预测。这对于药物的加工、储存等工艺具有重要的指导作用。 /p p style=" text-align: center " a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/Crystal/" target=" _self" img title=" 马上报名.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/10a54169-0129-4026-95bb-ab00b9e697e9.jpg" / /a /p p style=" text-align: center " strong “药物晶型控制分析”网络主题研讨会 (10月20日)详细日程 /strong /p p   09:30-10:20& nbsp 热分析方法在药物晶型研究中的应用& nbsp 陈敏华(苏州晶云药物科技有限公司) /p p   10:20-11:00& nbsp 药物结晶及纯度检测的热分析方法& nbsp 范玲婷(梅特勒-托利多) /p p   14:00-14:50& nbsp 晶型研究在仿制药产品开发中的意义& nbsp 曹相林(北京海晶生物医药科技有限公司) /p p   14:50-15:30& nbsp 药物晶型转变的测量和热力学研究& nbsp 曾智强(德国耐驰) /p p   15:30-16:20& nbsp 晶型的质量控制& nbsp 周立春(北京药检所) /p p & nbsp /p
  • 第二届药物晶型研究专题技术培训
    为增强国内医药研发人员对药物晶型和药物固态研究认识和理解,提高国内制药行业整体水平,力扬企业有限公司积极赞助苏州晶云药物科技有限公司举办第二届药物晶型研究专题技术培训,并在培训上展示用于药物晶型研究的 Avantium Crystal16 平行结晶仪。 Avantium 公司有十多年的药物开发经验,是先进高通量 R&D 的领导者,其 Crystal16 平行结晶仪产品,可用于溶解度曲线测定、介稳区宽度测定、多晶型筛选、共结晶筛选、溶剂和反溶剂筛选等,为药物开发周期中的各研发阶段提供有力的帮助。Crystal16 仪器设计小巧,配有 4 个独立控温模块,每个模块上可加载 4 个平行反应,共可平行进行 16 组反应,集成在线浊度测定和数据分析软件,可大大提高结晶研究的效率。 第二届药物晶型研究专题技术培训活动将于 2011 年 9 月 15 日 - 9 月 16 日在上海张江药谷信安左城酒店盛大举行。此次培训将由晶云药物首席执行官陈敏华博士、技术总裁张炎锋博士、商务发展副总裁 Robert Wenslow 博士、中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张海禄博士、以及上海市食品药品检验所副所长陈桂良博士等担任主讲。此外,培训还会有来自国家药检所、国内外制药行业著名研究机构和企业的专家一起参与讨论,以帮助学员解决相关领域的实际问题。 此次培训课程是专为仿制药和新药研发企业量身设计,围绕药物晶型研究设置各个课程,针对药物研发生产进行案例分析,通过主题讲座、现场互动、案例分析等形式使参训学员以各自特定的需求为出发点,结合药物晶型研究理念的探讨,提高各制药企业对药物晶型研究的认识,以应对当前药物研发过程中出现的困难和问题,共同推进国内制药行业整体水平的提高。同时,希望藉此为促进行业内深入广泛的交流提供一个和谐与开放式的交流平台。 了解更多培训详情,请登入:www.polymorph.com.cn 关于力扬 力扬企业有限公司 (Nikyang Enterprise Limited) 凭借多年在仪器界的经验,为客户提供自动化的实验室仪器方案,其产品深受客户欢迎,并且在业界享负盛名,尤其是医药、石化行业的一些企业、大学、研究所和政府部门。 随著市场的变化,力扬除了积极发展检测仪器,在药物研发及开发也不遗馀力,并希望将能整套自动化概念带到客户心中,有效执行实验室方案,从而提升效率及质素。此外,实力雄厚的销售及技术团队,不但拥有丰富的产品经验,更能针对客户的需要而提出对策,是客户的最佳伙伴。 随着市场的发展,力扬已经不仅限于为客户提供药物研究及开发过程中需要的检测仪器,还致力于为客户提供全套的自动化解决方案,有效地提高客户的研发效率。力扬拥有一支实力雄厚的销售及技术团队,不但拥有丰富的产品经验,更能为客户提供针对性的解决方案,是客户的最佳合作伙伴。 关于晶云药物 晶云药物科技有限公司 (Crystal Pharmatech) 总部设立在苏州工业园区内的生物纳米科技园,在美国新泽西州建有分部。核心团队由中美科学家及管理人员共同组成,拥有在全球顶级制药公司几十年的丰富研发和生产经验,用国际化的先进理念领导和管理公司。 团队利用掌握的核心技术开发出中国在药物晶型研究及提供药物固态信息研发方案的首个高新技术平台,并通过该平台为全球制药公司提供该领域的高级技术研发服务。公司拥有的享有自主知识产权的高新技术和高新仪器,结合团队目前已经完全掌握的该专业领域的核心技术,保证技术平台不仅填补了国内在该领域的空白,而且使技术平台处于国际领先地位。 公司的业务集中在以药物的固态信息为中心的专业领域,主要包括原料药及其中间体的成盐,共晶和多晶的筛选,原料药和制剂的表征和评估,晶型药物结晶工艺流程的优化和放大,临床前药物制剂的研发,以及上述相关领域内自主知识产权技术和产品的开发,高级技术咨询及其培训等。
  • 热分析仪器---2020年新版药典中关于药品晶型研究
    热分析仪器2020年新版药典中关于药品晶形研究药典相关2020版《中国药典》已于7月2日正式颁布,并于今年12月30日起正式实施。2020版《中国药典》对结晶性检查法、药品晶型研究及晶型质量控制指导原则做进一步的修订,热分析法是研究药物晶型的主要手段,今天我们就来聊聊新修订的热分析法如何对药品的晶型进行研究和控制的!!!1CONCEPT药品晶型研究的重要性 大家都知道我们生活中的许多药物都不是单独存在的,或是于其它药物、赋形剂或溶剂结合都会以一种或多种晶型存在,固体药物晶型的改变能产生不同的物理性质,如熔点、溶解度、溶出度、化学稳定性的改变等,而性质的改变会影响药物的行为,如药品的有效性、安全性或质量,甚至会影响药物的生物利用度,最终影响药物的治疗效果。通常稳定晶型的熔点较高,化学稳定性较好,生物利用度较低,药学上十分重视亚稳定晶型转变到稳定晶型对生物利用的影响。 您知道为什么有些国产仿制药和国外原研药的药效差异如此巨大吗? 答案之一可能就是晶型不同!2CONCEPT常见研究药品晶型方法和仪器A  X-射线衍射法(XRD):用于区别晶态和非晶态;B 红外吸收光谱法 (FTIR):利用不同晶型药物分子中的某些化学键键长、键角会有所不同来区分晶型;C 熔点法和热台显微镜法:利用不同药物晶型不同,熔点可能会有差异来区分晶型;D 热分析法:利用不同晶型,升温或冷却过程中的吸、放热差异来区分晶型。 上述方法中,热分析法所需样品量少,方法简便,灵敏度高,重现性好,在药物多晶型分析中较为常用。热分析法主要包括差示扫描量热法、差热分析法和热重分析法。3CONCEPT热分析法研究药品晶型质量01 差示扫描量热仪DSC DSC既可以定性进行晶型种类鉴别,也可以定量进行晶型含量分析,单一晶型仅有一个熔融吸热峰,而多晶型药品有一个以上的熔融吸热峰。对于单一晶型和混晶原料建立标准曲线,就可以快速获得晶型含量的信息。当然DSC也可用于结晶性检查,晶态物质在升温过程中会有尖锐状吸热峰,而非晶态物质没有吸热峰。 下图中氯磺丙脲DSC升温测试曲线,根据文献氯磺丙脲存在5种不同的晶型,每一种晶型的溶解性不同,这导致在人体中的释放速率不同。通过DSC曲线的熔融温度可以帮助我们快速判断晶体的类型,其中熔点128 ℃和123℃分别是晶型Ⅱ和晶型Ⅲ,也能清晰地看到药物转晶的过程。02 热重分析仪TG 热重分析仪可用于假多晶型判定、吸附水和结晶水区别及定量、某些药物的干燥失重或水分测定,同时热重分析仪与质谱仪联用可用于样品中结晶溶剂(含水)或其他可挥发性成分的定性、定量分析等。 通过TGA或者TGA/DSC可以快速地测定药物中结晶水的含量和判定假多晶型。 下图是一个收录在化学药品对照品图谱集的药物结晶水测试的案例。吸附水的失去是一个渐进过程,而结晶水的失去则发生在特定的温度或温度范围(与升温速率有关),在此温度由于失重率发生了突跃而呈台阶状。结晶水的失去在热重曲线上有失重台阶,而晶型熔融则没有。结合热重和热流曲线,我们准确地判定热重曲线di一个失重台阶是结晶水,含量大概为4.9%,而热流曲线di一个吸热峰不是药品中的某个晶型的熔融,而是结晶水或者说是假多晶型。结语随着中国药典对药品晶型研究及晶型质量控制的标准日益提高,热分析技术在制药行业必将发挥越来越重要的作用。—END— 天美集团热分析产品线(原上海精科热分析产品线)是国内di一家热分析生产厂家,拥有悠久历史和技术底蕴,其生产的热分析产品主要包括差示扫描量热(DSC),热重分析(TG),差热分析,同步综合热分析以及静态热机械等。 如需了解更多详情可电话咨询:020-35610582。
  • 综述:粉末X射线衍射法在药物多晶型研究中的应用
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 目前,研究药物多晶型的方法有单晶X射线衍射法(SXRD)、粉末X射线衍射法(PXRD)、红外光谱法(IR)、拉曼光谱法(RM)、差示扫描量热法(DSC)、热重法(TG)、毛细管熔点法(MP)、光学显微法(LM)、偏光显微法(PM)、固态核磁共振(SS-NMR)等。其中,粉末X射线衍射法比其他方法更具有优势,即其是非破坏性的,药物暴露于高温、低温或高湿的环境下也可以进行研究。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/6924c99a-db14-45ce-9a74-0a6982682580.jpg" title=" 摄图网_500655146_医疗药片(企业商用)_副本.jpg" alt=" 摄图网_500655146_医疗药片(企业商用)_副本.jpg" width=" 450" height=" 300" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " PXRD的基本原理是一束单色X射线穿过晶体被原子的电子云散射并以不同角度弯曲的过程。每一种药物晶体结构与其粉末X射线衍射图谱一一对应,即使对于含有多成分的固体制剂而言,其中原料药与辅料各自对应的粉末X射线衍射图谱不会发生变化,可作为药物晶型定性判断的依据。定量方面,除了《中华人民共和国药典》(ChP)2015年版四部通则中提及的标准曲线法外,多变量拟合法(又称为全谱拟合法)的应用也越来越广泛,其优势在于只需要提供药物结构信息,无需标样,操作过程简单,测定结果准确等。本文查阅相关文献归纳总结 PXRD 在药物多晶型定性与定量分析等方面的研究应用。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 1 粉末X射线衍射法在药物多晶型定性分析的应用 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " PXRD在药物多晶型定性应用上体现在2个方面:①对原料药多晶型的鉴定。②对固体制剂中原料药的鉴定。对于原料药的鉴定,PXRD直接表征或者其他方法辅助PXRD对原料药进行鉴定;对于固体制剂而言,则需重点考虑赋型剂(辅料)的影响。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/75432a3f-a80f-45ea-bdfa-93fddbf868a6.jpg" title=" 摄图网_400063188_线条科技背景(企业商用)_副本.jpg" alt=" 摄图网_400063188_线条科技背景(企业商用)_副本.jpg" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1.1 原料药 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1.1.1 PXRD表征并鉴定原料药多晶型PXRD鉴定原料药多晶型是从已有数据库中查到原料药的晶体结构数据并产生相应的模拟图谱,与实测图谱比对,能快速判定该药物的多晶型物是什么。多晶型物相互之间的区分,通过比对实测图谱中衍射峰位置、强度及d值来进行。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1.1.2 PXRD联合其他方法在药物多晶型上的应用 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " PXRD鉴定结构相似的多晶型物,所得到的粉末衍射图谱差异较小,难以判定,需结合其他方法鉴定多晶型物。有研究者用同步加速器X射线粉末衍射和透射电镜(TEM)联用的方法证实并区分了罗昔非班(roxifiban)2种多晶型物Ⅰ和Ⅱ。关键在于电子衍射技术的使用,克服了粉末衍射数据在低对称晶体系统中确定宽视差单晶格困难的缺点。有些多晶型物是经过一定处理产生如熔融重结晶,DSC只能对其进行单向测定,不能很好地解释在DSC测定过程中的晶型变化,需借助PXRD对此过程发生的现象进行表征。有研究者用DSC测定灰黄霉素(griseofulvin)多晶型Ⅰ在熔融过程中的变化,PXRD表征此变化中观察到的晶型,最终鉴定出2种新多晶型物Ⅱ和Ⅲ。此外,人工神经网络(ANNs)分析方法的提出为传统分析技术提供了选择,已经应用于各种图谱分析。相关研究者将漫反射傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)与PXRD结合并得到相应图谱数据,通过ANNs分析盐酸雷尼替丁晶体(ranitidine-HCl)确定2种多晶型Ⅰ和Ⅱ的纯度。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/665761df-de31-479c-9094-c5452fafd8a2.jpg" title=" 摄图网_401491749_医疗实验(企业商用)_副本.jpg" alt=" 摄图网_401491749_医疗实验(企业商用)_副本.jpg" width=" 450" height=" 300" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1.2 固体制剂 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " PXRD对固体制剂中原料药多晶型的研究主要考察赋形剂或小分子添加剂对其的影响。这些辅料的晶型多数是无定型的。不同的赋形剂或小分子添加剂影响着固体制剂中原料药的晶型或导致原料药非晶化。原料药与赋形剂或小分子添加剂形成的固体制剂的研磨方式也会使原料药的晶型改变,如低温或室温研磨。但在粉末图谱中原料药衍射峰并未受到赋形剂或小分子添加剂衍射峰的干扰。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 2 粉末X射线衍射法在药物多晶型定量分析的应用 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2.1 多变量拟合法 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 多变量拟合法是通过峰型函数将理论数据与实测数据拟合,改变峰型参数和结构参数使得理论谱与实测谱不断接近,得到完整的理论衍射谱。多变量拟合法提供较多的物相信息,分析更加完整,故多变量拟合法在药物晶型定量分析上应用更为广泛。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2.1.1 图谱模式拟合法 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " X射线粉末衍射图的模式拟合程序是分析定量固体制剂中具有单斜晶体或斜方晶体的药物的潜在有力手段。将X射线粉末衍射数据拟合成解析表达式,通过最小二乘法进行优化, 从而确定体系中每个组分的质量分数。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2.1.2 化学计量法 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 基于化学计量学的PXRD利用全谱图方法,结合布拉格衍射和漫散射分析,从而提高信噪比、灵敏度和选择性。有研究者利用3种化学计量算法(经典最小二乘回归CLS、主成分回归PCR、偏最小二乘回归PLS)预测由2种结晶材料和2种无序材料组成的整合4组分系统中个别组分浓度所建立的校准与传统的衍射-吸收单变量校准进行统计学比较,发现多变量校准增强了线性关系,降低了预测误差,而传统的单变量校准受到峰值失真,变量选择等的影响,其中PLS建模为组分浓度的量化提供了最好的统计结果。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2.1.3 Rietveld法 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " Rietveld法是采用步进扫描获取X射线粉末衍射数据的方法,与计算机软件技术相结合, 使衍射数据处理过程简化。经过不断地发展提高了各种传统数据的质量,在其内容上越来越丰富,应用也越来越广泛。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2.2 标准曲线法 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 《中华人民共和国药典》(ChP)2015年版四部通则9015规定通过配制2种或多种晶型比例的混合物,建立混合物中的各种晶型含量与特征峰衍射强度关系的标准曲线,可以实现对原料药的晶型种类和比例的含量测定。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 3 小结 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 药物多晶型的研究在制药行业中已是关注焦点,本文主要归纳了PXRD对药物多晶型定性和定量方面的应用。PXRD对原料药晶型的表征普遍为粉末图谱对比,这种方法简单、快速,但是结构相似的多晶型物的粉末图谱差异较小,难以区分,需联合其他方法来解决这类问题,并且PXRD也能有效地说明其他方法对多晶型物的测定。所以,联合技术的应用将会成为药物多晶型研究领域的一种发展趋势。不同的赋形剂和小分子添加剂(辅料)或研磨方法均会对固体制剂中的原料药多晶型产生不同的影响,PXRD对原料药多晶型的变化能够直接地通过粉末图谱表达出来,作为判定辅料和原料药的有力手段。多变量拟合法相比标准曲线法能提供更多的物相信息,与计算机软件的结合,使处理数据更加简单化,分析更加完整,逐渐成为药物多晶型定量研究的潜力手段。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " i 文章摘自:夏婉莹,郝英魁,唐辉,傅琳,蒋庆峰.粉末X射线衍射法在药物多晶型研究中的应用[J].中国新药杂志,2019,28(01):40-43. /i /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " strong 【近期会议推荐】 /strong /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/ad9574be-e083-43ad-a522-22d4dbb606cc.jpg" title=" 1125-480.jpg" alt=" 1125-480.jpg" / /p p br/ /p table border=" 0" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" style=" border-collapse:collapse" align=" center" tbody tr class=" firstRow" td width=" 595" colspan=" 4" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" valign=" middle" p span style=" color: rgb(227, 108, 9) " strong “X射线衍射技术及应用进展”主题网络研讨会(07月23日) /strong /span /p /td /tr tr td width=" 90" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p 13:30-14:00 /p /td td width=" 195" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p 原位X射线衍射技术在材料研究中的应用 /p /td td width=" 65" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p 程国峰 /p /td td width=" 178" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all " p 中国科学院上海硅酸盐研究所研究员 /p /td /tr tr td width=" 95" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p 14:00-14:30 /p /td td width=" 198" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p 赛默飞实时XRD系统及其特色应用 /p /td td width=" 65" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p 居威材 /p /td td width=" 178" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p 赛默飞世尔科技(中国)有限公司应用工程师 /p /td /tr tr td width=" 95" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p 14:30-15:00 /p /td td width=" 198" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p 高分子材料的X射线衍射表征 /p /td td width=" 65" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p 张吉东 /p /td td width=" 178" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p 中国科学院长春应用化学研究所研究员 /p /td /tr tr td width=" 95" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p 15:00-15:30 /p /td td width=" 198" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p 单晶X射线衍射技术及其在药物研究中的应用 /p /td td width=" 65" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p 钟家亮 /p /td td width=" 178" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p 中国医药工业研究总院副研究员 /p /td /tr tr td width=" 95" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p 15:30-16:00 /p /td td width=" 198" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p X射线衍射技术在药物晶型研究方面的应用 /p /td td width=" 65" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p 周丽娜 /p /td td width=" 178" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p 天津大学工程师 /p /td /tr /tbody /table p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(227, 108, 9) " strong 点击链接或扫描下方二维码,即可进入报名页面,获得与专家及时交流的机会! /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1、报名链接: /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/X0723/" target=" _self" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/X0723/ /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2、参会报名二维码 /p p style=" margin-top: 0em margin-bottom: 1em padding: 0px color: rgb(68, 68, 68) text-align: justify text-indent: 2em " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/pic/15f59e8e-4a82-4c71-865f-8173a9fe0267.jpg" width=" 250" height=" 250" border=" 0" vspace=" 0" title=" " alt=" " style=" margin: 0px padding: 0px border: 0px max-width: 100% max-height: 100% width: 250px height: 250px " / /p p br/ /p
  • 尖晶石型电催化纳米材料研究成果登上《自然-化学》
    近日,南开大学化学学院教授陈军带领的课题组在尖晶石型电催化纳米材料研究方面取得了重要进展,研究成果以论文形式发表于《自然》(Nature)系列期刊的《自然-化学》杂志(Nature Chemistry)。该研究得到了科技部、教育部、国家自然科学基金委员会、天津市科委和中央高校科研基金的支持。   尖晶石类化合物广泛应用于电、磁、催化、能量储存与转化等不同领域,传统方法制备需要较高的加热温度和较长的反应时间,合成步骤复杂,并且产物粒径大、比表面积小、电化学活性低。南开大学的这项研究将理论与实验有机结合,发展了一种可控的基于还原-转晶新合成方法,在室温和常压条件下实现了锰系尖晶石纳米材料的快速制备。新合成方法步骤简单,有利于节能减排,对氧还原/氧析出反应展现出良好的电化学催化性能,在新能源的金属-空气电池、燃料电池等方面有很好的应用前景。
  • 专家谈机器视觉检测技术【1】:研究背景+典型系统组成
    《产品外观缺陷机器视觉在线检测技术及设备开发》一文由合肥工业大学仪器科学与光电工程学院卢荣胜教授投稿分享,包括自序、研究背景、典型系统组成、成像技术及实现策略、关键核心单元部件、缺陷识别与分类、结束语、致谢几个部分。由于篇幅较长分为四篇发布,以下为第一部分:自序、研究背景、典型系统组成。1.自序本人1985年大学毕业后在量仪厂从事量具、刃具、工装、专机与机加工工艺开发等技术工作,于1992年从师费业泰教授攻读硕士与博士学位,从事精密机械热变形误差、精密仪器精度理论方面研究, 1998年末博士毕业后又拜师天津大学叶声华教授,从事机器视觉在线检测方面的博士后研究,研究方向随之聚焦于机器视觉与光学精密测量领域。之后在香港城市大学、英国帝国理工学院和哈德斯菲尔德大学进行了为期6年的三维机器视觉、自动光学检测和光学测量技术研发工作,于2006年5月返回母校合肥工业大学任教。回国后继续从事机器视觉与光学测量方面的研究,坚持面向平板显示、新能源、软性电路板、半导体等先进制造产业,注重技术的应用开发。先后主持了国家自然科学基金项目3项、863专项1项、国家科技支撑项目1项、国家重大科学仪器设备开发专项1项、国家重点研发课题1项、以及其它省部级项目和产学研合作项目10余项,在机器视觉与光学测量领域已培养硕士和博士研究生100余人。鉴于在机器视觉技术研究及应用开发方面20余年的研究积累,2021年无锡市锡山区政府与我们科研团队合作,联合创立了一个新型科技研发机构——无锡维度机器视觉产业技术研究院,采用实体化运营模式,面向先进制造产业链,从事机器视觉与光学精密测量方面产业共性关键技术研究与产业化开发。研究内容与产业化业务范围涉及机器视觉缺陷在线检测、三维机器视觉精密测量、机器人视觉引导、半导体检测、机器视觉关键零部件开发等。开发的视觉系统与仪器已经在平板显示、光伏、锂电池、软性电路板、半导体等行业得到成功应用。鉴于篇幅问题,本文重点聚焦于产品外观缺陷视觉在线检测技术,归纳了我20多年来在这些方面的科学研究与产业化开发的进展情况与心得体会。2.研究背景在产品制造过程中,由于生产环境不理想、制造工艺不规范等各种原因,零部件和产品外观难免会含有多种缺陷,如印制电路板上出现孔位、划伤、断路、短路和污染,液晶面板的基板玻璃和滤光片表面含有针孔、划痕、颗粒,带钢表面产生裂纹、辊印、孔洞和麻点,铁路钢轨出现凹坑、鼓包、划痕、擦伤、色斑和锈蚀,等等。这些缺陷不仅影响产品外观,更重要的是影响产品性能,严重时甚至危害生命安全,对用户造成巨大经济损失,因此,现代制造业对产品的表面质量控制非常重视。产品外观缺陷在线检测最传统的方法就是采用人工目视检测法,目前高端制造工厂大部分都采用自动化生产,但人工目视检测岗位仍占据工厂整体人员的15%-30%。鉴于人工目视检测存在对人眼伤害大、主观性强、准确率低、不确定性大、易产生歧义和效率低下等缺点,已很难满足现代工业对产品质量及外观越来越高的严格要求。随着电子技术、图像传感技术和计算机技术的快速发展,利用基于图像传感技术的视觉在线检测方法已逐渐成为外观缺陷检测的重要手段,因为这种方法具有自动化、非接触、速度快、准确度高等优点。目前,外观缺陷视觉在线检测技术已经广泛应用于工业、农业、生物医疗等行业,尤其在现代制造业,如平板显示、光伏、锂电池、半导体、汽车、3C电子(计算机、通讯和消费电子产品)等领域,对能够实现机器换人的外观缺陷视觉检测技术需求越来越旺盛。3.典型系统组成产品外观缺陷机器视觉检测是基于人眼视觉成像与人脑智能判断的原理,采用图像传感技术获取被测对象的信息,通过数字图像处理增强缺陷目标特征,再通过Blob(Binary large object)分析、模板匹配或深度学习等算法从背景图像中提取缺陷特征信息,并进行分类与表征。在工业应用领域,外观缺陷视觉检测系统实际上是一种智能化的数字成像与处理系统,即采用各种成像技术(如光学成像)模拟人眼的视觉成像功能,用计算机处理系统代替人脑执行实时图像处理、特征识别与分类等任务,最后把结果反馈给执行机构,代替人手进行操作,执行产品的分类、分组或分选、生产过程中的质量控制等任务。(左)6代线液晶阵列和彩色滤光片缺陷检测仪 (中)8.5代线玻璃基板缺陷检测仪 (右)ITO导电膜表面缺陷检测仪图 1 高世代液晶面板关键工艺节点缺陷视觉在线检测系统图 2 表面缺陷视觉在线检测系统组成原理图图1为我们在国家重大科学仪器设备开发专项的资助下,针对6代线和8.5代线液晶面板显示器制程中关键工艺节点,开发的三种缺陷视觉在线检测系统。该系统能很好地揭示一个视觉在线检测系统的各个组成部分、关键技术难点,以及所需的关键零部件。主要技术参数为:待测幅面大小≤1800x2200mm, 快速发现缺陷分辨率10μm, 复检显微分辨率0.5μm, 并行图像处理与缺陷识别系统采用CPU+FPA+GPU 主从分布式异构并行处理架构,检测时间节拍20s。系统组成与关键零部件单元可用图2示意图来清晰地描述,它由精密传输机构、光源、相机阵列、显微复检、并行处理、控制、主控计算机、服务器等单元模块,以及与工厂数据中心互联的工业局域网组成。图 3 展示了我们开发的手机液晶显示屏背光源模组缺陷转盘式多工位视觉在线检测系统的结构组成,该检测系统包括自动上料、编码、对准、检测、分选、返修识别等几个部分。图 3 背光源模组在线自动光学检测系统3.1 自动上料机构自动上料机构包括装配线上传输来的背光源模组位姿探测、电动与气动机构抓取、位置校正、送料等部分组成。工作原理如下:1. 在装配线传输带工位(1)的上方放入一个监视相机,当前道工序组装系统装配好背光源模组传输到工位(1)后,监视相机拾取到有待测模组时,计算模组在工位(1)处的位置与模组姿态信息,并发出工作同步指令给后续上料与检测系统。2. 监视相机发出工作同步指令后,气动与电动缸组成的送料系统把工位(1)处的背光源模组从传输带上吸起来,然后在气动滑台的带动下,把工位(1)处的背光源模组搬运到工位(2)处。在放到工位(2)上之前,计算机根据工位(1)上方的相机拍摄到的模组位置与姿态,发出指令给真空抓取吸盘角度校正电缸,初步校正背光源模组在空间的角度。当背光源模组运送到工位(2)后,模组在工位(2)处由4个气动滑缸从四边向中间对中,校正模组的位置,然后背光源模组下方的相机,对模组成像,识别待检背光源模组喷码序列号,作为有缺陷模组在返修过程中,从缺陷数据库中自动调出缺陷信息,指导返修任务。3. 在工位(1)处吸盘抓取背光源模组的同时,右边的吸盘在工位(2)处把已经校正好的模组吸起来,然后在气动滑台的带动下,把校正后的模组输送检测转盘工位(3)处。至此,一个上料循环完成。3.2 检测机构检测机构由间隙转动工位转盘、上料位置对准探测、异常检测、画面检测和外观检测工位组成。工作原理如下:1. 背光源模组被自动送料机构传输到工位(3)后,转盘在控制系统的控制下,转到工位(4)。在工位(4)的上方安装一个相机,检测背光源模组定位是否正常,模组LED灯工作是否正常,并把信息传给主控计算机。如果一切正常,则后续检测工位按预定的方案进行检测;如果不正常,后续检测对该模组不检测,然后传送到工位(9),由分选机构抓取,传送到不良品传输带上。2. 当模组转到工位(5)~(8)处后,缺陷扫描成像系统对画面缺陷进行扫描检测,缺陷扫描成像系统由高速扫描相机、一维滑动台、光栅、伺服系统、调整机构组成。由于外观检测项目较多,一个工位难以不够,故把工位(7)和(8)两个工位作为外观检测机构。3.3 分选机构分选机构由良品与不良品气动抓取机构、间隙运动传输带组成。结构布局参看图 3 所示,其工作原理如下:1. 如图 3 所示,画面(外观、异常等)缺陷检测完毕后,模组继续向下道工位转动,当模组运动到工位(9)后:分选机构左边的气动吸盘抓取工位(9)上的模组,传输到工位(11)处。2. 如果该模组是不良品,在分选机构向工位(9)移动的过程中,不良品传输带向前移动一个工位,把工位(11)清空,等待放置下个模组。3. 如果是良品,在下一个时刻分选机构抓取工位(9)上的模组时,右边的吸盘同时抓取工位(11)上的模组,在分选机构左吸盘把模组放到工位(11)处时,右吸盘把良品模组放置到良品传输带上工位(12)处,然后良品传输带向前移动一个工位,清空工位(12)等待放置下个模组。传输带之所以作间隙运动,一方面可以节省空间,另一方面考虑到不良品只是少数,这样可以让不良品按顺序一个一个经凑地排列在传输带上,不需要有人监视,返修人员只要传输带上放满了不良品后取走返修。3.4 复检与不良品返修对于检测到的不良品,再采用人工目视复检,并对不良品进行返修。在返修工作台上放置一个电脑,并安装一台成像系统,拾取不良品背面的编码。返修显示电脑通过工业以太网与缺陷数据库服务器相连,相机在电脑的控制下,获得带返修的不良品编码后,根据编码从服务器中调用缺陷信息,显示在屏幕上,导引返修人员对不良品进行合理的返修。
  • 华嘉公司将与晶云药物合作举办药物晶型研究与药物固态表征专题技术培训
    瑞士华嘉公司与晶云药物科技有限公司于3月24-25日在苏州联合举办的&ldquo 药物晶型研究与药物固态表征专题培训&rdquo 。 药物晶型研究和药物固态表征在制药业具有举足轻重的意义。一方面,不同晶型的同一药物,在稳定性,溶解度,和生物利用度等生物化学性质方面可能会有显著差异,从而影响药物的疗效。如果没有很好的评估选择最佳的药物晶型进行研发,可能会在临床后期产生晶型的变化,从而导致药物上市的延期而产生巨大的经济损失。由于药物晶型研究的重要性,美国药监局(FDA)对该领域的研发提出了明确要求,在IND和NDA中都要求对药物多晶型现象提供相应的研究数据。对于仿制药公司来说,如何研发出药物的新晶型从而能够打破原创药公司对晶型的专利保护,提早将仿制药推向市场,是近年来一个至关重要的问题,将直接影响到仿制药和原料药公司的市场和国际竞争力。另一方面,能否对药物进行正确的固态表征从而理解药物的固态性质(包括晶型稳定型,晶体表象,粒径分布,比表面积,无定形药物分散剂的稳定型,制剂溶出曲线,原料药和辅料的相容性,手性化合物的纯度等),将直接影响到原料药和制剂的研发和生产工艺,从而影响到药品的质量和销售价格。 药物晶型研究与药物的固态表征在欧美制药界已经是比较成熟并深受重视的领域,但在国内制药界尚属起步阶段。 晶云药物核心技术团队在药物晶型研究和药物固态表征领域拥有数十年的丰富经验,曾被邀请为许多全球和国内的制药公司提供该领域的专业技术咨询和培训。为了满足更多药物公司在该领域的技术需求,让更多的研发人员理解药物晶型研究和药物固态表征的原理和应用,并和同行沟通,更好的了解该领域的研发进展和发展趋势,晶云药物特决定在苏州举办此次为期2天的技术培训。培训的所有费用由晶云承担(除交通住宿外)。 培训课程: l 课程一 题目: 多晶型的控制和认知在原料药的工艺研发中的作用(3小时) 内容:  Ø 多晶型的控制和认知的重要性 Ø 无水多晶型体 i. 构建相图和解析相图 ii. 如何寻找最佳晶型(稳定和亚稳态晶型) iii. 如何有效的确定多晶型混合物中各种晶型的含量或比例 iv. 亚稳态晶型在制药业中的应用条件 v. 多晶型体在原料药上应用 Ø 水合物和溶剂合物 i. 识别和表征水合物及溶剂合物 ii. 水合物和溶剂合物在原料药中的应用及如何保存 iii. 针对水合物和溶剂合物的干燥工艺 Ø 药物多晶型的基本筛选流程 Ø 药物多晶型的稳定性及其热动力学研究 Ø 怎样生产并保持你所需要的晶型 Ø 实例分析 i. 混合晶型系统 ii. 在药品保存中形成了新的水合物/溶剂合物 iii. 如何放大不稳定的晶型的生产工艺 iv. 如何应对临床后期出现的晶型转化 主讲人: 陈敏华博士 l 课程二 题目: 药物多晶型的知识产权和法规(1小时) 内容: Ø 何时和为何要保护多晶型的知识产权 Ø 多晶型体的新药申批(NDA)需要什么信息及怎样填写新药申批 Ø 食品和药物管理局(以美国为例)对多晶型的要求及标准 Ø 如何开发仿制药的多晶型 主讲人:陈敏华博士 l 课程三 题目: 盐类药物的研究(45分钟) 内容:  Ø 什么是盐类药物 Ø 为什么要开发盐类药物 Ø 如何形成盐类药物 主讲人: 张炎锋博士 l 课程四 题目: 药物共晶体(45分钟) 内容: Ø 什么是共晶体 Ø 共晶体药物在制药中的基本应用 Ø 共晶体的稳定性 Ø 如何筛选药物共晶体及其放大工艺 Ø 在制药产业中形成共晶体的现象及其产生的影响 主讲人: 张炎锋博士 l 课程五 题目: 原料药的主要表征手段及对药物研发的重要性(2.5小时) 内容:  Ø 粉末衍射(XRPD) Ø 拉曼光谱 Ø 动态气相吸附(DVS) Ø 比表面积分析 (SA) Ø 表观密度 Ø pKa值的确定 Ø 测量LogD/LogP Ø 差示扫描量热仪及调制差示扫描量热仪 (DSC and MDSC) Ø 热重量分析仪(TGA) Ø 单晶衍射仪(SCXRD) Ø 偏振光显微镜 Ø 固态核磁共振(SSNMR) 主讲人: 陈敏华博士,张炎锋博士和张海禄博士 l 课程六题目: 手性药物的结晶拆分(1小时) 内容: Ø 手性药物结晶拆分的原理及工艺研发的流程和策略 Ø 手性药物结晶拆分在原料药生长中的重要性 Ø 实例分析: 对于不同种类的对映异构体系统(Conglomerate, Racemic compound, Solid solution)和非对映异构体(Diastereomer)进行手性拆分的不同策略的成功应用 Ø 手性分子结晶拆分的发展近况 主讲人: 陈敏华博士 培训安排: 时间:2011年3月24日-25日 地点:苏州工业园区仁爱路158号中国人民大学国际学院(苏州研究院)敬斋 注册报到地点:中国人民大学国际学院(苏州研究院)敬斋 学员人数:20-50人 日程安排: 日 期 时 间 活动内容 3月24号上午 8:00-9:00 注册报到 (含早餐) 9:00-9:20 欢迎致词 9:20-11:00 课程一 11:00-11:15 茶点休息 11:15-12:30 继续课程一 12:30-13:30 午餐 3月24号下午 13:30-15:00 课程二+课程三 15:00-15:20 茶点休息 15:20-16:20 课程三+课程四 16:20-17:30 讨论 17:30---- 自由社交和招待宴会3月25号上午 8:30-10:00 课程五 10:00-10:20 茶点休息 10:20-11:20 继续课程五 11:20-12:20 课程六 12:20-12:30 合影 12:30-13:30 午餐及自由活动 3月25号下午 13:30-17:30 参观晶云技术平台,了解各种仪器的实际操作和应用-理论结合实际 天气:苏州3月底天气凉爽,气候宜人,是一年中旅游的最佳时节,平均最低气温 12.2 ℃,平均最高气温 21.0 ℃。 华嘉客户报名方式(附回执): 电话:4008210778 传真:021-33678466 邮件:helen.jiang@dksh.com 回执单 姓名 性别 人数 单位名称 详细地址 邮政编码 电话 传真 E-mail 留言: 备注:请尽快E-mail 或传真(021-33678466)确认 联系人: 姜丹 公司地址:上海市虹梅路1801号A区凯科国际大厦2208室 邮政编码:200233 电话:4008210778 ;传真:021-33678466 电子邮箱:helen.jiang@dksh.com
  • 中日在京共建前瞻性分析测试研究中心
    4月10日,由北京市科学技术研究院(下称北京市科研院)和日本堀场制作所联合共建的北科理化堀场分析测试研究中心在京成立。双方将围绕当前社会发展中的城市公共安全、食品安全与健康、环境保护和汽车废气处理、新材料等分析测试技术方面的热点和难点问题展开研究。   前瞻性、预研性、探索性是当前分析测试研究工作面临的新挑战。对此,北京市科研院院长丁辉表示,该测试研究中心将探讨未来中国市场对分析测试技术及其仪器的需求、前沿与前瞻性分析测试和科学仪器开发方法学的前景,以及策划应对重大突发事件时,应急分析所需的分析测试新技术、新方法和新仪器研究。   据悉,日本堀场制作所是国际著名的科学仪器制造厂商。北京市科研院是我国最大的地方科研院所,其下属的北京市理化分析测试中心、北京市劳动保护科学研究所、轻工业环境保护研究所等单位的相关研究领域与科学仪器都有着密切联系。
  • 大昌华嘉携手苏州晶云药物举办的第二届药物晶型研究专题技术培训
    大昌华嘉携手苏州晶云药物举办的第二届药物晶型研究专题技术培训。本次培训将于2011年9月15日-9月16日在上海张江药谷信安左城酒店举办。 晶云药物第一届专题培训已经于2011年3月24日-25日在苏州成功举办,来自全国各地超过70家制药企业的130 多位科研和管理人员参加了培训,包括许多国际制药巨头公司在中国的研发中心如罗氏、诺华、葛兰素史克和江苏恒瑞、扬子江药业、上海医药集团等国内著名制药企业的研发部门。 本次培训目的是为国内仿制药和新药研发企业搭建一个强有力的沟通桥梁,借助晶云培训平台挖掘并解决目前企业面临的晶型研发领域的许多实际问题。预计将有来自全国各地100多家制药企业,高等院校,和全国各地药监所的200余名研发专家和学者参加会议。 大昌华嘉商业(中国)有限公司(DKSH China)是一家著名的国际贸易集团,总部位于瑞士的苏黎世。公司自1900年以来便与中国进行友好贸易往来,业务范围涉及机器、仪器、消费品、纺织品、化工原料等诸多领域。 大昌华嘉仪器部专业提供分析仪器及设备,独家代理众多欧美先进仪器,产品范围包括:颗粒,物理,化学,生化,通用实验室的各类分析仪器以及流程仪表设备,在中国的石化,化工,制药,食品,饮料,农业科技等诸多领域拥有大量用户,具有良好的市场声誉。我们的业务逐年增加,市场不断扩大。华嘉公司在中国设有多个销售,服务网点,旨在为客户提供全方位的产品和服务。 密度计/旋光仪/折光仪/糖度仪-美国鲁道夫(Rudolph)公司 激光粒度分析仪-美国麦奇克(MICROTRAC)公司 视频光学接触角测量仪、表面/界面张力仪-德国克吕士(Kruss)公司 比表面/孔隙度分析仪&mdash 日本拜尔BEL公司 全自动氨基酸分析仪-英国Biochrom公司 元素分析仪、TOC总有机碳含量分析仪、稳定同位素质谱仪-德国elementar公司 薄层扫描仪、点样仪-德国迪赛克(DESAGA)公司 近红外分析仪-德国优泰科(ZEUTEC)公司 水份活度仪-瑞士novasina公司 凯氏定氮仪-德国贝尔(behr)公司 高压反应釜-瑞士premex公司 全自动反应量热仪-瑞士Systag公司 LB膜分析系统&mdash 芬兰Kibron公司 颗粒图像分析系统&mdash 挪威AnaTec公司 粉末流动性分析仪&mdash 英国康普利COPLEY公司
  • 基于TICT零背景荧光的通用型荧光点亮传感设计策略研究获进展
    荧光传感作为一种快速可视化、高特异性、简单便携和高性价比的检测技术,经历了从以实验方法为导向到以分子设计为导向的发展历程。科研人员在构象依赖型暗态发射荧光探针分子设计策略方面投入了大量的努力。其中,通过精确调控分子结构扭转,构建荧光发射禁阻跃迁的扭转分子内电荷转移(TICT),对于消除背景荧光、提升荧光点亮传感性能具有重要意义。然而,如何通过简单外界环境变化以调控荧光探针扭转能力的设计鲜有报道,这严重限制了TICT原理的拓展应用。针对于此,中国科学院新疆理化技术研究所痕量化学物质感知团队创新性地提出了一种背景荧光信号完全消除的新策略:通过化学酸化控制氨基质子化,进而引入激发态分子内质子转移(ESIPT)、空间位阻效应和共轭效应,从热力学与动力学层面极大促进了TICT过程的旋转效率。   为了验证该策略的可行性和通用性,研究人员采用密度泛函理论(DFT)以及含时密度泛函理论(TDDFT),对(2-(2-氨基-4-羧基苯基)-苯并噻唑(邻苯噻唑),o-BT)探针分子及其他9种结构类似分子进行了势能面扫描过渡态计算、电子空穴激发分析以及从头算分子动力学(AIMD)等理论模拟分析。结果表明,质子化o-BT探针激发态质子转移过程的反应势垒在热力学/动力学上具有明显优势;其次,结合激发态分子内氢键增强过程,o-BT探针的ESIPT光异构化过程被显著促进;再次,质子转移发生后质子给体氨基释放出的孤对电子在激发态条件下与苯环发生共轭;最后,质子给体氨基与转移后的H原子之间得以产生较强的空间位阻效应。以上三个效应耦合大大降低了系统能量,增加了电子和空穴在空间上完全分离的TICT构象形成概率,实现了背景荧光的完全消除。借助该策略,实现了直径最小为0.44 μm(~1 pg)的亚硝酸盐颗粒的超灵敏荧光点亮检测。   该研究成果有望为设计开发超灵敏、实时、精准响应的高性能荧光探针提供理论思路和依据。相关成果以“A General Twisted Intramolecular Charge Transfer Triggering Strategy by Protonation for Zero-Background Fluorescent Turn-On Sensing”为题发表在《物理化学通讯》(The Journal of Physical Chemistry Letters)杂志上,博士研究生李继广为第一作者,窦新存研究员和雷达博士为通讯作者,中科院新疆理化所为唯一完成单位。同时,基于该工作的创新性,被杂志选为Supplementary Cover封面论文。该研究工作得到了自治区重点实验室开放课题、国家自然科学基金面上项目、中科院从0到1原始创新项目、新疆维吾尔自治区杰出青年基金等项目的资助。质子化-激发态分子内质子转移(ESIPT)-扭转分子内电荷转移(TICT)策略实现皮克级亚硝酸盐荧光点亮检测示意图
  • 晶泰科技联手北大舒绍坤课题组,CRISPR+细胞表型+深度学习驱动肿瘤研究
    近日,晶泰创新中心与北京大学国际癌症研究院舒绍坤课题组宣布建立合作,双方将基于舒老师课题组的高通量 CRISPR 技术,整合晶泰科技的细胞高内涵 Cell Painting 成像技术与深度学习方法,通过多模态数据融合,共同开展疾病机理及药物作用机制研究。药物发现是理性设计与实验探索相结合的工作,其成功极大依赖于科学家对于疾病机理的深刻理解。随着人工智能和大数据技术的快速发展,已有多家研究机构和公司利用多种维度的生物大数据与机器学习结合,实现多模态数据融合(Multimodal data fusion),并取得长足的发展。该技术能从多个维度对疾病及药物在复杂生物体系内的作用机理进行深入的研究,特别是在靶点发现、苗头化合物发现、药物重定向、活性与毒性评估等领域,拥有巨大的应用前景。然而生物大数据维度与复杂度的提高,使得其对模型的数据处理能力要求也更高。数据采集和处理中的噪音问题,限制了数据利用效率和模型表现,为多模态数据融合的应用带来挑战。本次合作中,北大舒绍坤课题组与晶泰科技将利用各自的技术优势,将多模态数据融合与深度学习算法高效结合。舒绍坤老师及其带领的课题组在肿瘤药物机制研究领域有丰富的经验与独到的见解,可通过高通量的 CRISPR 技术对细胞形成大规模的基因编辑扰动;而晶泰科技自主建立的细胞研发平台 X-Map,能够大规模收集细胞扰动后的高内涵图像数据和转录组数据。两者结合,能基于真实世界的多维度数据获得细胞水平的精确观测,从而建立起不同生理学变化与基因、药物调控之间的对应相关性。这一研究方法相较于动物模型,通量更高、成本更低,可以针对特定的研究体系,快速获得包含更大信息量的高质量研究数据,进一步提高药物研发的效率和成功率。算法方面,晶泰科技在深度学习算法与流程开发、图像分析领域具备独到的优势。配合其全新建立的细胞表型平台,晶泰创新中心自主研发了一套基于 Transformer 架构的 X-Profiler 算法,能针对特定的下游任务进行有效信息的提取,良好应对例如高内涵成像中因为孔板边缘高度变化导致的失焦模糊等问题,剔除数据噪音对模型的影响,提高信噪比(signal-to-noise ratio, SNR),并根据任务自适应调节数据质量控制策略,从而显著提高模型性能。X-Profiler在药物机理研究、毒性评估等多项下游任务中取得突破性结果,相关研究成果的预印版已发表在 BioRxiv 上。双方合作的第一阶段将聚焦于肿瘤治疗新靶点及肿瘤耐药机制的研究,目前已经取得了初步的进展。下一步,相关成果将应用于抗肿瘤耐药性药物的研发,以期为癌症患者带来更加有效的治疗选择。晶泰创新中心聚焦前瞻性核心技术的开发与应用落地,目前已建立 X-Map 细胞研发平台,整合了包括 Cell Painting 在内的细胞影像、转录组建库、自主研发的 X-Profiler 深度学习建模算法等技术。晶泰创新中心将基于 X-Map 细胞研发平台,持续在机理研究、药物筛选、临床前药物评价等领域与药企、科研机构合作,共同开展课题研究与研发合作。晶泰科技联合创始人、首席创新官赖力鹏博士表示,“高质量数据与人工智能技术的结合将成为驱动药物创新的主要力量之一。舒绍坤老师课题组在基于 CRISPR 高通量基因编辑和多组学实验技术的肿瘤机理研究方面有丰富的经验。这些技术和经验将为合作提供宝贵的知识及数据。结合晶泰自身的 X-Map 细胞表型研发平台,我们期待基因编辑、细胞高内涵技术、深度学习方法能在本次合作中展现出突破性价值,带来更好的创新肿瘤治疗方案。”北京大学国际癌症研究院研究员、博士生导师舒绍坤博士表示,“通过高通量CRISPR技术、细胞表型 Cell Painting 平台技术、多组学技术和深度学习多模态融合技术相结合,解析药物靶点功能和机制,能够充分发挥生物大数据和深度学习大模型的优势,是我们课题组和晶泰创新中心十分看好的方向。晶泰创新中心具有开放的合作模式与明确的算法技术优势,深刻理解现有表型技术的优点和瓶颈,为项目提供了高质量的细胞 Cell Painting 图像数据与建模解决方案,为项目推进提供了重要保障。期待两支团队能够在肿瘤药物作用机理的研究合作中获得更多有价值的成果。”● 关于晶泰科技创新中心 ●晶泰创新中心(XtalPi Innovatioin Center) 依托晶泰科技在人工智能、科学计算、自动化方面的技术积累,致力于通过前沿计算与实验技术的融合,推动更多从0到1的行业革新,持续发展AI和自动化实验技术在生命科学、生物材料、农业、能源等相关领域的应用。同时,晶泰创新中心将坚持推动底层科学探索和应用技术突破,加速产学研联合下的商业转化,不断为行业与社会创造价值。
  • Science|张泽院士团队/韩晓东教授等在晶界塑性原子机制研究上取得突破
    近日,浙江大学张泽院士团队与北京工业大学固体所韩晓东教授课题组和美国佐治亚理工学院朱廷教授团队等合作在《Science》发表题为“Tracking the sliding of grain boundaries at the atomic scale”的研究成果。他们利用原创的原子分辨原位力学实验研究装置(实现专利转化百实创Bestron INSTEM),首次实现了晶界滑移过程的原子层次动态观察,揭示了常温下晶界滑移的原子机制。《Science》期刊用5页详细报道了该突破性发现。北京工业大学为第一单位,北京工业大学王立华与佐治亚理工学院张寅为共同第一作者;通讯作者为北京工业大学韩晓东教授,美国佐治亚理工学院朱廷教授以及浙江大学张泽院士。该成果获北京高校卓越青年科学家计划、国家自然金委基础科学中心、北京市基金重点研究专题等项目支持。多晶材料是应用最广泛的材料体系,它由无数结构相同而取向不同的晶粒组成。 这些结构相同而取向不同的晶粒与晶粒之间的接触界面叫做晶界。晶界是多晶材料中最重要的基本结构单元之一。晶界滑动塑性是多晶材料中基础的变形机制,直接影响着多晶材料的强度、韧性等关键力学性能。正因为晶界滑移的重要性,几十年来,研究者为揭示晶界的变形机制付出了巨大的努力。然而,人们对于晶界滑移的原子尺度机制仍然知之甚少,主要是由于缺乏有效的实验方法和科学仪器,使得跟踪变形过程中晶界处的原子运动极其困难。理论模型和模拟针对一些特殊的重合位置点阵晶界(高对称晶界)进行研究,为理解晶界塑性变形的原子机制提供了重要参考。研究者普遍认为晶界塑性变形总是通过阶错(Disconnection)主导的晶界迁移,这个过程中没有扩散,晶界的结构不会发生变化,然而实际的实验中是否如此尚无直接实验证据。由于缺乏直接的实验方法和实验证据,晶界滑动塑性的原子机制存在很多不确定性,甚至矛盾之处。晶界滑动的原子机制是长期困扰该领域的重要科学难题。团队利用原创自制实验装置实现了晶界滑移过程的原子层次动态观察,揭示出常温下晶界滑移是通过晶界处的原子之间的直接滑动与原子短程扩散相互协调实现。这种原子之间的直接滑动提供滑移方向上的位移,而原子短程扩散协调滑动导致的应力集中。发现晶界滑移过程中,晶界原子阵列合并消失、分裂出新原子阵列、原子迁移并插入晶体内部等多种新型的扩散机制,这些机制在之前的理论中尚未被预测。该突破发现展示了原子分辨的原位TEM技术研究晶界变形原子机制的巨大潜力,并为实验和理论模型提供了新的机遇。图1 A-H.系列Cs-TEM图像展示了非对称倾斜晶界的滑动,左侧和右侧颗粒分别标记为GL和GR;I, J. 图 (A)中绿色方框区域的放大像,可看出晶界的一侧是{111}面(红色虚线标记),另一侧由一系列原子级台阶组成(绿色虚线标记)。这些晶界处有一些五边形的特征结构。图2 展示了不对称的倾斜晶界滑动过程中,分别在0、2.5、6.0和9.0秒时拍摄的Cs-TEM图像,显示沿晶界原子直接滑动与扩散耦合导致原子柱扩散穿过晶界平面。晶粒GL面上的原子列用绿色小写字母标记,晶粒GR面上的原子列用红色大写字母标记。图3 A-C.利用原子追踪技术,原位观察揭示出原子柱h从晶粒GL的表面转移到晶粒GR的密排面,并伴随着产生新原子柱h′;D.从原子追踪软件中分析出原子柱的位移图;E.平面应变分布图。图4 原位观察到五元环的产生,消失,晶界原子扩散最容易在五元环附近发生。A-C. 滑移过程中,形成空位、扩散、晶界位错攀移导致五元环产生、消失、运动;D,E. 从应变分布可以看出在压应变区域,原子密度大,容易通过原子扩散导致原子消失。作者介绍:通讯作者:张泽教授,中国科学院院士张泽,中国科学院院士。张泽院士长期从事先进材料的电子显微结构研究,曾获中国青年科学家奖、求是杰出青年奖、何梁何利奖等10余项奖项,获1986年国家自然科学一等奖。 近20年,针对国家重大需求的结构材料,引领团队系统并原创发展了电子显微学原位实验力学技术,跨亚埃(原子分辨)至宏观(厘米以上尺寸)尺度,跨温区(室温)至1250度,部分性能指标居国际领先水平,引领相关领域发展;进一步创新发展原子分辨环境电子显微学技术;发展高空间分辨螺旋电子束显微学技术。在材料的原位结构演变和使役性能关联的领域取得了系列重要创新性成果,率领团队获国家自然科学二等奖(2021)。通讯作者:韩晓东教授,博士研究生导师韩晓东,国家杰出青年科学基金获得者,长江学者特聘教授。韩晓东长期从事材料力学行为及原子层次机理等本领域的基础科学问题研究及相关方法学和实验技术攻关。团队原创发展了系列材料力学行为的原子层次原位动态表征方法,系统地将材料力学行为表征技术的空间分辨率由纳米提高至皮米尺度。团队开发了具有自主知识产权和国际领先的力热(电)耦合MEMS芯片、透射电子显微镜力学实验仪、多通道电学信号传输电路板等核心部件及配套应用分析软件。团队取得系列重要研究成果,关键技术获国内外授权专利33项,其中美国专利3项,国际PCT专利1项,中国发明专利27项。团队获国家自然科学二等奖(2021),2016年北京市科学技术奖一等奖,北京市创新创业特别贡献奖等。发表论文Science,Nature Mater.,Nature Comm.,Nano Lett,Phys Rev Lett,Acta Mater等高水平论文230余篇;承担国家重点研发计划项目,国家重大科研仪器设备研制专项课题、国家自然科学基金委航空发动机重大研究计划重点项目、科学仪器基础研究专项等。培养2名全国百篇优秀博士学位论文奖及提名奖,北京市优秀博士学位论文奖4项。第一作者:王立华研究员,博士研究生导师王立华,国家优秀青年科学基金获得者。2012年获得北京工业大学博士学位。2015−2017年,获得澳大利亚政府资助(Discovery Early Career Researcher Award),在昆士兰大学(全球排名前50)从事博士后研究工作。入选北京市卓越青年科学家计划、北京市科技新星、霍英东青年教师基金等人才计划。长期从事“原子尺度下材料力学行为的原位实验研究”,在该领域突破多项实验瓶颈,形成特色。发表论文70余篇,包括Science 1篇,Nat. Commun. 5篇,Phys. Rev. Lett. 2篇,Nano Lett. 4篇,Acta Mater. 4篇,ACS Nano 4篇,Scripta Mater. 6篇等,获批专利4项。获2020年度国家自然科学二等奖(排名第三),2016年北京市科学技术奖一等奖(排名第五),北京市卓越青年科学家计划,郭可信优秀青年学子奖等。承担国家重点研发计划子课题、国家自然科学基金优秀青年基金、国家自然科学基金面上等10多项国家及省部级项目。
  • 国产电镜|香港城市大学深圳研究院成功研发桌面型电镜 团队已超百人
    仪器信息网讯 近年来,国家在粤港澳三地进行了诸多重大战略布局,并悉数落地实施。“深港河套”的开发建设就是诸多国家战略布局之一。深港河套规划图(图自福田区委宣传部)深港河套区域从“各治”到“港深紧密互动圈”,布局了5年。其中 ,中央赋予深港河套两大功能:大湾区唯一的“科技创新”主题平台和“中国特色社会主义先行示范区”实践平台。据了解,深圳园区高端科创资源快速形成从“零的突破”到“集聚发展”的良好局面,截至目前实质推进和落地高端科研项目140余个,“量子谷”、“湾区芯谷”、能源科技、大数据及人工智能、生物医药、香港高校项目实现集群发展。构建“基础研究+技术攻关+成果产业化+科技金融+人才支撑”全过程创新生态链。其中,香港城市大学“高时空分辨率电子显微镜关键部件研究项目”就是其中一项。香港城市大学深圳福田研究院据报道,“香港城市大学经过实地考察,决定在深圳园区建立深圳福田研究院,专注电子显微镜领域的攻坚。从设立之初几个人的“小团队”,一年内迅速发展为现在超过100人的“大团队”,成功研发了拥有完全自主知识产权的桌面型电子显微镜,打破了国外技术壁垒。”2021年底第二十三届中国国际高新技术成果交易会上,香港城市大学展出的高时空分辨率电子显微镜关键部件研究项目。其核心技术应用于高端透射电子显微镜与扫描子显微镜,实现了桌上型电镜应用、液态扫描电镜应用等。高时空分辨率电子显微镜关键部件研究项目依托于香港城市大学的时间分辨像差校正电子显微镜中心,开展高时空分辨率电子显微镜关键技术及零部件攻关研究,在已有的低电压电子显微镜系统上,开展关键部件及其核心技术的研发。电子显微镜是应用于基础物理学、纳米材料、化学、生物、医学、半导体检测及纳米加工等领域的高端科学仪器。项目通过利用香港城市大学国际人才、知识与技术创新交汇的地缘优势,结合深圳的产业基础与应用创新优势,大力推动高时空分辨率电子显微镜产业国产化,建设全球电子显微学创新高地和高端精密仪器装备制造产业基地,支撑电子信息、半导体、生物医药等相关产业高速发展。该项目团队包括香港城市大学郭位院士、陈福荣教授(电镜中心主任),以及电镜、材料领域的6位院士和多位专家。资料显示,香港城市大学深圳福田研究院由香港城市大学与深圳市福田区人民政府合作共建,为在于2020年4月在深港科技创新合作区内注册举办的事业单位法人研究机构,科研团队及管理运营体系由香港城市大学负责,依托香港城市大学国际化人才团队及前沿基础研究优势,采用一院(福田研究院)两区(香港和福田)的模式,共享深港两地创新资源,对标材料科学世界前沿领域。
  • “加强分析测试基础性研究战略研讨会”在京召开
    由中国分析测试协会主办,清华大学和厦门大学承办的“加强分析测试基础性研究战略研讨会”于2008年6月17日在北京西郊宾馆召开。此次会议就分析测试中心开展基础性研究面临的机遇与挑战、分析测试中心如何发挥大型仪器平台的优势和人才优势,适应建设创新性国家的需要,为国家科技发展做出更大贡献等方面的议题进行了研讨。   陈洪渊(院士,中国分析测试协会副理事长,南京大学)、吴波尔(中国分析测试协会副理事长,科技部条财司巡视员)、张渝英(中国分析测试协会秘书长,科技部平台中心副主任)、庄乾坤(中国分析测试协会副秘书长,国家自然科学基金委化学部分析化学学科主任)、方向(中国分析测试协会常务理事,国家标准委员会总工程师)以及来自全国二十几所高校、科研院所的分析测试中心主任和活跃在分析化学学科的各单位主要学术带头人共60余人参加了本次研讨会。研讨会由中国分析测试协会学术交流部主任邓玉林教授(北京理工大学)主持。   在上午的报告中,陈洪渊院士就科学仪器研究的重要性以及其在基础性研究中的作用作了重要报告。陈院士强调了科学仪器在科学研究中的重要作用,结合国内外科学研究的发展现状和面临的挑战,明确指出了分析仪器和装置的研究是分析测试基础研究的重要方面,是今后应该大力推进的研究重点。张渝英副主任作了关于“与时俱进,推动中国分析测试事业发展”的报告。报告结合国内外科技发展动向,以及在汶川大地震中科技基础条件平台发挥的作用、国家级分析测试中心临危受命在10天内就完成了生物胺检测国家标准方法的制定等成就,强调了分析测试基础性工作的重要性和发展思路,展望了分析测试发展的前景。吴波尔巡视员结合汶川大地中的经验,重点强调了在国家重大事件中,要充分重视科学家和分析测试技术储备的重要作用。方向总工介绍了标准化的概念和我国标准化工作的现状,同时,强调了标准化与科学仪器的结合开展分析测试工作。庄乾坤教授介绍了国际分析测试技术的发展趋势以及科学家在重大科学发展和应急事件中所发挥的作用,分析了80年代全国分析测试中心建立之初分析化学专家所发挥的作用,以及分析测试中心的发展历程。   在下午的自由发言和讨论中,与会代表就加强分析测试基础性研究工作的必要性和紧迫性,以及分析测试中心如何加强分析测试基础性研究的问题展开了激烈的讨论。经过认真分析和讨论,与会专家对于加强分析测试基础性研究的必要性以及新时期分析测试中心的发展战略达成如下共识:   1、 分析测试中心的发展离不开科学的发展,学科的发展将会带动分析测试水平的提高   2、 分析测试中心不能仅满足于提供测试服务,一定要加强分析测试基础性研究工作   3、 加强科学仪器和装置的基础性研究是分析测试基础性研究的重要战略内容。   此次会议是我国分析测试行业的一次高层次会议,是对分析测试中心发展的一次科学总结、讨论与展望,将对分析测试行业的未来发展产生深远的影响。
  • 第二届“国产好仪器”考察团走访典型用户——北京矿冶研究总院测试研究所
    作为“国产仪器腾飞行动”主要活动之一,由中国仪器仪表行业协会指导、仪器信息网主办的第二届“国产好仪器”评选活动正在如火如荼地进行中,当前正处于“用户调研“环节。  根据第二届“国产好仪器”入围、入选办法,由腾飞行动指导单位、主办单位、支持单位等组成的“国产好仪器”考察团将深入国产科学仪器实际使用单位,现场收集、调研入围仪器的真实使用状况,如第三方检测单位、企业、高校、科研院所等。  2016年9月26日,由北京科学仪器装备协作服务中心发展部主管工程师苏立清、北京科学仪器装备协助服务中心张桓毓、我要测经理张小师、我要测徐宇嘉、仪器信息网编辑陈星羽组成的第二届“国产好仪器”考察团走访了北京矿冶研究总院测试研究所。所长李华昌携市场部主任姜求韬热情接待了考察团的到访。第二届“国产好仪器”考察团走访北京矿冶研究总院测试研究所  北京矿冶研究总院测试研究所(以下简称为:测试所)成立于1956年,前身为北京矿冶研究总院分析研究室,是专注于矿石、矿产石、冶炼产品、环境样品及材料检测的研发与服务的国家级实验室。同时也是国家重有色金属质量监督检验中心、国家进出口商品检验有色金属认可实验室、中国有色金属工业重金属质检中心、科技成果检测鉴定国家级检测机构,在国内有色金属分析领域具有权威地位,在国际上享有一定声誉。 测试所实验室具有CNAS、CMA、CAL、MOLAR等多重资质,并严格遵循ISO/IEC 17025标准,可提供委托检验、仲裁检验、质量评价与认证、实验室设计、人员培训等服务。目前的主要业务涵盖矿石及矿产品分析、冶炼产品分析、环境样品分析、再生资源分析、先进材料成分及性能测试、选冶药剂分析、资源评价与物理检测、测试技术研发及标准化、测试技术推广等领域。考察团成员参观实验室  作为国内领先的矿产品、冶炼产品检验检测机构,测试所不仅具有一支经验丰富的高水平专业技术人才队伍,同时配备与国际接轨的现代化实验室和先进的仪器设备。目前,测试所的实验室和办公面积将近4000平米,设有专门的高温熔样室、碳硫分析室、物理检测实验室、有机分析实验室、环境分析实验室、ICP-MS实验室、原子吸收实验室等几十个分类实验室,拥有150多套在用仪器设备,包括多套 ICP-MS、ICP、AAS,气相色谱、紫外可见光谱仪、TOC、碳硫分析仪、精密天平等仪器。其中,国产仪器设备约占20%,包括测试仪器和实验室常用设备。测试所实验室之国产前处理设备“掠影”  在本次走访中,李华昌向考察团成员充分表达了作为科学仪器的典型用户单位,对于使用国产仪器的真实感受,并对国产仪器的未来发展提出了相应的期望。  国产好仪器”考察团还将继续深入到各个典型的用户单位中去,现场收集、调研用户对于入围仪器的真实使用情况,欢迎继续关注。  国产科学仪器腾飞行动介绍  “国产科学仪器腾飞行动”由中国仪器仪表行业协会为指导,仪器信息网主办,我要测网协办,中国仪器仪表学会、北京科学仪器装备协作服务中心、全国实验室仪器及设备标准化技术委员会单位支持。腾飞行动旨在扭转用户对国产科学仪器的偏见,筛选和扶持一批优秀的科学仪器产品和企业,解决用户对国产科学仪器选购难的问题 组织优秀的国产科学仪器产品进行大规模的国内外用户推广及海外拓展,在用户中,树立优秀的科学仪器企业品牌形象 与政府采购单位及高端实验室等开展多方合作,促进国产科学仪器与用户单位深入合作,向政府建言献策等,从而帮助国产厂商找到和解决问题所在,提升市场占有率。  第二届国产好仪器项目介绍  第二届国产好仪器项目作为腾飞行动的核心子项目,坚持“自愿”、“免费”的方式,征集企业参与国产好仪器筛选全流程 并增添“用户推荐”的新渠道,最广泛地征集潜在优秀的国产样品前处理设备代表。国产好仪器坚持以“用户说好才是真的好”为宗旨,收集大量用户对每一台仪器长时间使用后的真实体验,用户从5个维度“需求满足度、质量满意度、推荐意愿度、仪器性价比、售后服务满意度”对其所使用的仪器进行综合评价,从而筛选出优秀的国产样品前处理设备代表。
  • 上海华谊集团技术研究院领导一行考察上海精科
    优势互补 友诚合作 共同发展   7月23日,上海华谊集团技术研究院张春雷副院长带领该院相关部室专家来我上海精科考察,公司总经理樊志强亲自迎接各位专家到来,陪同客人们先后参观了公司产品展示厅、应用实验室、分析仪器研究室,向客人介绍了公司贯彻落实上海仪电发展新战略和精科发展战略进行新的定位、新的构思。我上海精科发挥整体优势、有效地进行资源整合与形成产品市场融合的机制、加大科技投入和积极研发具有自主知识产权的高科技产品的发展思路,受到了上海华谊集团技术研究院领导的高度关注,双方期望进一步加强合作,携手共同发展。   上海精科实验室产品系列品种齐、应用范围广,集中公司整体优势服务于用户,可以通过仪器成套供应与一站式服务,简化客户采购程序,帮助客户解决应用过程带来的挑战。今年6月,我公司与华谊集团就仪器设备供应与服务进行多次交流,华谊集团技术研究院对上海精科产品寄予厚望。上海精科自主研发的气相色谱、粘度计、熔点仪、颗粒仪(悬浮物、分子颗粒)、电子天平(十万分之一等)、粘度计、热分析仪(表面)、酸度计、滴定仪、电导仪、离子计、多参数仪等系列产品给上海华谊集团技术研究院专家们留下深刻印象,双方达成共识:建立一个上海精科实验室仪器使用示范室, 对试剂站、环境监测站采购仪器设备提供可行性方法,优势互补。现在,双方正进行技术层面接触。   随后,专家们专程赶往电化学事业部考察。公司常务副总经理、电化学事业部总经理汤志东向客人们详细介绍了事业部电化学实验室仪器和在线环保仪器系列产品特点。我电化学事业部作为国内老字号电化学研发生产企业,近年来进一步加强科学管理,推动了经营年年发展。如今,实验室电化学仪器不断推陈出新,不断满足行业用户日益增长的分析要求,如708多参数分析仪,其集成了三种电化学基本分析方法,其中关键技术达到国际同类仪器先进水平 近年来,事业部借国家高度重视环境保护政策与营造低碳环保氛围的东风,创新发展各种大型的在线环保仪器,并使环保仪器产销两旺,如新近开发的COD582型在线化学需氧量(COD)测定仪,其采用重铬酸钾氧化,密封高温快速消解,用硫酸亚铁铵滴定的方法,测定水中COD值 这些产品的关键技术在国内处于领先地位。专家们对我公司电化学事业部取得的成就表示赞赏,希望能加强合作,一起为我国的环保产业发展贡献力量。   上海华谊集团技术研究院设有工业催化、精细化工、高分子材料、化工过程与装备四个研究室,一个中试示范基地,一个分析测试中心等业务平台,并集聚了一批专家、教授,包括国家有突出贡献中青年专家,国务院政府特殊津贴获得者,教授级高级工程师,高级工程师,研究生导师,该院具有国内一流的研究开发环境及软硬件设施,是上海华谊集团公司战略性中长远产业化技术及项目的开发机构。   上海精科总经理樊志强和上海华谊集团技术研究院张春雷副院长(左一)在一起
  • “药物晶型研究与药物固态表征专题技术培训会”前期客户邀请工作顺利完成
    晶云药物科技有限公司(简称晶云)已与华嘉(香港)有限公司—隶属大昌华嘉 (简称华嘉)签订合作协议,将会为华嘉在中国的广大制药界客户,提供药物固态表征领域的一系列高端讲座和培训,以共同推进中国制药界对固态表征仪器在制药界应用和其在药物研发过程中的重要性的了解。 目前, 将于3月24-25日在苏州中国人民大学举办的第一期“药物晶型研究与药物固态表征专题培训”已经顺利完成了前期的准备工作,达到了预期目标,在业内引起广泛关注。 为了使本次培训取得最佳效果,学员人数限定为50人,现已全部申请结束。对于本次未能申请成功的学员,或是因时间原因无法参与的学员,我司不日将举办2期培训,敬请期待。 如欲了解详细信息,或预申请参加第二期培训,请致电:4008210778
  • 兴东达泰与北京大学建立VOC组份合作研究
    北京兴东达泰公司日前与北京大学城市环境学院签署在线VOC组份分析仪供货协议,高压聚焦VOC组份分析仪属于空气质量研究的国际级前沿技术产品,可以用于空气中臭氧前驱体的连续在线监测和检测研究工作和多种VOC组份的同时研究,监测。研究表明,此仪器的采样中组份损失,低于EPA的SUMMA罐采样法损失。这台产品将用于研究北京的空气VOC组份研究和城市污染特征研究。
  • 磁性随机存储器(MRAM)和斯格明子研究的最新利器!可精确调控磁性薄膜或晶圆磁性的离子辐照磁性精细调控系统Helium-S®
    今年1月,三星电子在学术期刊 Nature 上发表了全球基于 MRAM(磁性随机存储器)的存内计算研究。存内计算由于毋需数据在存储器和处理器间移动,大大降低了 AI 计算的功耗,被视作边缘 AI 计算的一项前沿研究。三星电子的研究团队通过构建新的 MRAM 阵列结构,用基于 28 nm CMOS 工艺的 MRAM 阵列芯片运行了手写数字识别和人脸检测等 AI 算法,准确率分别为 98% 和 93%。研究人员表示,MRAM 芯片应用于 in-memory computing(内存内计算)电脑,十分适合进行神经网络运算等,因为这种计算架构与大脑神经元网络较为相似。 MRAM 器件在操作速度、耐用性和量产等方面具有优势,但其较低的电阻使 MRAM 存储器在传统的存内计算架构中无法达到低功耗要求。在本篇论文中,三星电子的研究人员构建了一种基于 MRAM 的新存内计算架构,了这一空白,这是MRAM研究的又一新突破。 近期,国内的众多课题组也在MRAM研究上取得了许多重量的工作。例如北航的赵巍胜课题组在2020年发表在APL上的——具有垂直各向异性的氦离子辐照W-CoFeB-MgO Hall bars中的自旋轨道矩(SOT)驱动的多层转换一文中,运用了特的氦离子辐照技术对W(4 nm)/CoFeB (0.6 nm)/MgO (2 nm)/Ta (3 nm)多层膜进行了结构的调控,通过对调控前后以及过程中磁学和电学性质变化的研究,表明这种使用离子辐照调控多层电阻的方法在实现神经形态和记忆电阻器件领域显示出巨大的潜力。图中Kerr 图像显示了 SOT 诱导的磁化转换过程中Hall bars电流的增加,白色虚线表示纵向电流线和横向电压线。红色方框对应于氦离子辐照区域。(ii) 和 (iv) 中的黄色箭头代表畴壁运动的方向。 离子辐照除了在MRAM研究领域小试牛刀外,在斯格明子的研究中也令人眼前一亮。 法国自旋电子中心(SPINTEC) 和法国Spin-Ion公司合作发表在NanoLetters上的一篇文章,题目为:氦离子辐照让磁性斯格明子“走上正轨”。文中指出,氦离子辐照可被用于在“赛道上”“创造”和“引导”斯格明子,文章证明了氦离子辐照带来的垂直磁各向异性和DMI的变小,可导致稳定的孤立斯格明子的形成。图中红色轨道尺寸为6000×150 nm2,间距为300 nm,用氦离子辐照的区域。图中显示了氦离子辐照的红色轨道区域不同磁场下的MFM图像。 以上两篇文章采用的离子辐照设备来自法国Spin-Ion公司。法国Spin-Ion公司于2017年成立,源自法国研究中心/巴黎-萨克雷大学的知名课题组。Spin-Ion公司采用Ravelosona博士的创新技术,在磁性材料的离子束工艺方面有20年的经验,拥有4项和40多篇发表文章。Spin-Ion公司推出的产品——可用于多种磁性研究的离子辐照磁性精细调控系统Helium-S® ,可通过紧凑和快速的氦离子束设备控制原子间的位移。该设备使用特有的离子束技术在原子尺度上加工材料,可通过离子束工艺来调控薄膜和异质结构。目前全球已有20多家科研和工业的用户以及合作伙伴使用该技术。2020年Spin-Ion公司在中国也已安装了套系统,Helium-S® 有的技术能力正吸引来自相关科研圈和工业领域越来越多的关注。 产品主要应用领域:磁性随机存储器(MRAM):自旋转移矩磁性随机存储(STT-MRAM), 自旋轨道矩磁性随机存储(SOT-MRAM), 磁畴壁磁性随机存储(DW-MRAM)等自旋电子学:斯格明子,磁性隧道结,磁传感器等磁学相关:磁性氧化物,多铁性材料等其他:薄膜改性,芯片加工,仿神经器件,逻辑器件等 产品特点:● 可通过紧凑和快速的氦离子束设备控制原子间的位移,通过氦离子辐照可调控磁性薄膜或晶圆的磁学性质。● 可提供能量范围为1-30 keV的He+离子束● 采用创新的电子回旋共振(ECR)离子源● 可对25毫米的试样进行快速的均匀辐照(如几分钟)● 超紧凑的设计,节省实验空间● 也与现有的超高真空设备互联 测试数据:调控界面各向异性性质和DMI 低电流诱发的SOT转换获取 控制斯格明子和磁畴壁的动态变化 用户单位 已经购买该设备的国内外用户单位:University of California San Diego (USA)University of California Davis (USA)New York University (USA)Georgetown University (USA)Northwestern University (USA)University of Lorraine (France)SPINTEC Grenoble (France)University of Cambridge (UK)University of Manchester (UK)Beihang University (China)Nanyang Technological University and A*STAR (Singapore)University of Gothenburg (Sweden)Western Digital (USA)IBM (USA)Singulus Technologies (Germany) 文章列表:[1]. Tailoring magnetism by light-ion irradiation, J Fassbender, D Ravelosona, Y Samson, Journal of Physics D: Applied Physics 37 (2004)[2]. Ordering intermetallic alloys by ion irradiation: A way to tailor magnetic media, H Bernas & D Ravelosona, Physical review letters 91, 077203 (2003)[3]. Influence of ion irradiation on switching field and switching field distribution in arrays of Co/Pd-based bit pattern media, T Hauet & D Ravelosona, Applied Physics Letters 98, 172506 (2011)[4]. Ferromagnetic resonance study of Co/Pd/Co/Ni multilayers with perpendicular anisotropy irradiated with helium ions, J-M.Beaujour & A.D. Kent & D.Ravelosona &E.Fullerton, Journal of Applied Physics 109, 033917 (2011)[5]. Irradiation-induced tailoring of the magnetism of CoFeB/MgO ultrathin films, T Devolder & D Ravelosona, Journal of Applied Physics 113, 203912 (2013)[6]. Controlling magnetic domain wall motion in the creep regime in He-irradiated CoFeB/MgO films with perpendicular anisotropy, L.Herrera Diez & D.Ravelosona, Applied Physics Letter 107, 032401 (2015)[7]. Measuring the Magnetic Moment Density in Patterned Ultrathin Ferromagnets with Submicrometer Resolution, T.Hingant & D.Ravelosona & V.Jacques, Physical Review Applied 4, 014003 (2015)[8]. Suppression of all-optical switching in He+ irradiated Co/Pt multilayers: influence of the domain-wall energy, M El Hadri & S Mangin & D Ravelosona, J. Phys. D: Appl. Phys. 51, 215004 (2018)[9]. Tuning the magnetodynamic properties of all-perpendicular spin valves using He+ irradiation, Sheng Jiang & D.Ravelosona & J.Akerman, AIP Advances 8, 065309 (2018)[10]. Enhancement of the Dzyaloshinskii-Moriya Interaction and domain wall velocity through interface intermixing in Ta/CoFeB/MgO, L Herrera Diez & D Ravelosona, Physical Review B 99, 054431 (2019)[11]. Enhancing domain wall velocity through interface intermixing in W-CoFeB-MgO films with perpendicular anisotropy, X Zhao & W.Zhao & D Ravelosona, Applied Physics Letter 115, 122404 (2019)[12]. Controlling magnetism by interface engineering, L Herrera Diez & D Ravelosona, Book Magnetic Nano- and Microwires 2nd Edition, Elsevier (2020)[13]. Reduced spin torque nano-oscillator linewidth using He+ irradiation, S Jiang & D Ravelosona & J Akerman, Appl. Phys. Lett. 116, 072403 (2020)[14]. Spin–orbit torque driven multi-level switching in He+ irradiated W–CoFeB–MgO Hall bars with perpendicular anisotropy, X.Zhao & M.Klaui & W.Zhao & D.Ravelosona, Appl. Phys. Lett 116, 242401 (2020)[15]. Magnetic fieldfrustration of the metal-insulator transition in V2O3, J.Trastoy & D.Ravelosona & Y.Schuller, Physical Review B 101, 245109 (2020)[16]. Tailoring interfacial effect in multilayers with Dzyaloshinskii–Moriya interaction by helium ion irradiation, A.Sud & D.Ravelosona &M.Cubukcu, Scientific report 11, 23626 (2021)[17]. Ion irradiation and implantation modifications of magneto-ionically induced exchange bias in Gd/NiCoO, Christopher J. Jensen & Dafiné Ravelosona, Kai Liu, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 540, 168479 (2021)[18]. Helium Ions Put Magnetic Skyrmions on the Track, R.Juge & D.Ravelosona & O.Boulle, Nano Lett. 2021 Apr 14 21(7):2989-2996 参考文献:[1]. Nature 601, 211-216(2022)[2]. Appl. Phys. Lett 116, 242401 (2020)[3]. Nano Lett. 2021 Apr 14 21(7):2989-2996
  • Science: 扫描探针显微镜控制器在二维磁性材料研究中的突破性应用进展
    导读:自2017年来,二维磁性在单层材料中的实现使得二维磁性材料受到了大的关注。范德瓦尔斯磁体让我们对二维限下的磁性有了更进一步的了解,不同磁结构的范德瓦尔斯磁体使得实验上探究二维下的磁学模型成为可能。例如,在单层CrI3中发现Ising铁磁,而XY模型的NiPS3在单层限下的磁性会被抑制。除了这些,有着变磁行为的范德瓦尔斯磁体更为有趣,比如在少层CrCl3中由于奇数层存在着未补偿磁矩,使得奇数层存在着spin-flop转变,而偶数层则没有。目前,现存的二维磁性材料非常稀少,这意味着新范德瓦尔斯磁体的发现,不仅仅有助于二维磁性的研究,更是为二维自旋电子学器件的应用提供了材料基础[1]。相比于传统的三维空间结构,二维层状磁性材料因其原子层间较弱的范德华尔斯作用力,能够人为操控其层间堆叠方式,进而有可能影响其磁耦合特性,为新型二维自旋器件的研制提供新思路。然而,堆叠方式与磁耦合间的关联机制仍不甚明晰,需要借助先进的扫描探针技术才能实现在原子层面的直接实验观测。美国RHK公司所提供的先进R9plus扫描探针显微镜控制器可以有效结合课题组自主研发的扫描探针设备,同时给予高效率的扫描控制,从而可以针对二维磁性材料应用领域展开更为深入的研究。本文重点介绍国内课题组灵活运用RHK公司扫描探针控制器,配合自主研发设计的扫描探针设备所开展的一系列国际前沿性二维材料领域的研究工作,其中各研究工作当前已在国际SCI核心学术期刊发表。科学成果的突破,离不开实验技术的不断攻坚克难。复旦大学物理学系教授高春雷、吴施伟团队通过团队自主研发搭建的扫描探针设备创造性地将原位化合物分子束外延生长技术和自旋化扫描隧道显微镜相结合,在原子层面彻底厘清了双层二维磁性半导体溴化铬(CrBr3)的层间堆叠和磁耦合间的关联,为二维磁性的调控指出了新的维度。相关研究成果以 《范德华尔斯堆叠依赖的层间磁耦合的直接观测》(“Direct observation of van der Waals stacking dependent interlayer magnetism”)为题发表于《科学》(Science)主刊,其中复旦大学物理学系博士后陈维炯为作者[2]。图中所示为陈博士与RHK技术总监进行深入的技术探讨,现场摸索优化测试信号,并详细沟通具体的测量细节,为后续高效率提取高质量大数据做准备。 课题组运用自主研制的自旋化扫描隧道显微镜测量技术,结合RHK公司先进的扫描探针显微镜控制器对自主研发实验设备实现测量调控,团队进一步在原子分辨下获取了样品磁化方向的相对变化,从而实现了实验突破,揭秘材料堆叠方式与磁耦合之间的直接关联性。团队以CrBr3双层膜作为主要研究对象和潜在突破口。双层CrBr3间较弱的范德瓦尔斯力赋予层间发生相对转动和平移的“自由”,从而使堆叠方式多样化成为可能。确实,在实验中获得的CrBr3双层膜具有两种不同的转动堆叠结构(H型和R型),分别对应迥异的结构对称性。其中,R型堆叠结构中,双层膜上下两层间同向平行排列,且沿晶体镜面方向作一定平移;H型堆叠结构中,双层膜上下两层之间旋转了180度,反向平行交错排列。这两种结构均是在相应的体材料中从未发现过的全新堆叠结构。至此,团队率先在原子尺度阐明了CrBr3堆叠结构与层间铁磁、反铁磁耦合的直接关联,为理解三卤化铬家族CrX3中不同成员的迥异磁耦合提供了指导。H型和R型堆叠的CrBr3双层膜自旋化扫描隧道显微镜测量 更多精彩案例: 《Nature》子刊:中国科大扭转双层石墨烯重要进展! 范德瓦尔斯堆叠的双层石墨烯具有一系列新奇的电学性质(例如,电场可调控的能隙、随扭转转角变化的范霍夫奇点以及一维拓扑边界态等)。当双层石墨烯的扭转转角减小到一系列特定的值(魔角)时,体系的费米面附近出现平带,电子在能量空间高度局域,电子-电子相互作用显著增强,出现莫特缘体和反常超导量子物态。另一方面,这些新奇的性质与双层石墨烯体系的扭转角度有着严格的依赖关系,体系层间相互作用随着转角减小会逐渐增强,因此探寻和研究这种层间耦合对理解扭转双层石墨烯的电子结构和物理性质至关重要。中国科学技术大学合肥微尺度物质科学研究中心国际功能材料量子设计中心(ICQD)物理系秦胜勇教授与武汉大学袁声军教授及其他国内外同行合作,利用扫描隧道显微镜和扫描隧道谱,次在双层转角石墨烯体系中发现了本征赝磁场存在的重要证据,结合大尺度理论计算指出该赝磁场来源于层间相互作用导致的非均匀晶格重构。相关研究成果以“Large-area, periodic, and tunable intrinsic pseudo-magnetic fields in low-angle twisted bilayer graphene”为题,于2020年发表于《自然通讯》(Nature Communications 2020,11,371)上[3]。图:小角度双层石墨烯中本征赝磁场的发现。对于转角为0.48度的双层石墨烯,在不加外磁场情况下,实验发现了贋朗道能(图b),理论计算进一步验证了这种贋磁场行为(图c),并估算出贋磁场值大约为6特斯拉(图e)。 该团队系统研究了小角度下(RHK公司提供的R9plus扫描探针显微镜强有力的为国内自主研发技术提供有力保障,除了在科研领域内重点关注的二维材料发挥重要作用以外,也对国内其它相关扫描探针设备研发领域课题组提供技术支持。中国科学技术大学陆轻铀教授团队与中国科学院强磁场科学中心、新加坡国立大学等单位合作,利用扫描探针控制器实现了高精度的磁力显微镜观察表征,报告了在超薄BaTiO3/SrRuO3 (BTO/SRO)双层异质结构中发现铁电体(FE)驱动的、高度可调谐的磁性斯格明子。在BTO中,FE驱动的离子位移可以穿过异质界面,并继续为多个单元进入SRO。这种所谓的FE邻近效应已经在不同的FE/金属氧化物异质界面中得到了预测和证实。在BTO/SRO异质结构中,这种效应可以诱导相当大的DMI,从而稳定强大的磁性物质。此外,通过利用BTO覆盖层的FE化,可以实现对斯格明子性质的局部、可逆和非易失性控制。这种铁电可调的斯格明子系统为设计具有高集成性和可寻址性的基于斯格明子的功能设备提供了一个潜在的方向。相关成果以题为“Ferroelectrically tunable magnetic skyrmions in ultrathin oxide heterostructures”发表在了Nat. Mater.上[4]。B20S5样品中磁性斯格明子的磁力显微镜表征 除此之外该课题组也对二维过渡金属硫化物材料MoTe2温度依赖的表面STM图像、电子结构、晶格动力学和拓扑性质进行了研究。研究结果以Uniaxial negative thermal expansion and band renormalization in monolayer Td-MoTe2 at low temperature为题,发表在美国物理学会杂志《物理评论B》上。该工作为二维过渡金属硫化物材料MX2的低温研究、实验制备和器件开发提供了直接的理论支持,其揭示的MoTe2低温下反常物性的内在物理机制对其它具有内在MX2八面体结构畸变的二维材料同样具有参考价值[5]。学术工作之外,该课题组在仪器设备研发方面也取得了优异的成果,课题组在国际上次研制成功混合磁体端条件下原子分辨扫描隧道显微镜(STM),相关研究成果发表在显微镜领域著名期刊Ultramicroscopy和著名仪器刊物Review of Scientific Instruments上。此工作利用混合磁体搭配RHK公司扫描探针设备开展原子分辨成像研究,对于突破当前超强磁场下只能开展输运等宏观平均效果测量的瓶颈,进入到广阔的物性微观起源探索领域,具有标志性意义。同时,课题组又针对超强磁场下的生物分子高分辨成像,搭建了一套室温大气环境下的分体式STM。该系统将一段螺纹密封式胶囊腔体通过一根长弹簧悬吊于混合磁体中心,并将STM核心镜体悬吊于胶囊腔体内用以减弱声音振动干扰。经测试,该STM在27.5特斯拉超强磁场下依然保持原子分辨。由于没有真空、低温环境的保护,搭建混合磁体超强磁场、超强振动和声音环境下的室温大气STM难度更大。此前,国际上还未曾报道过水冷磁体或混合磁体中的室温大气STM[6]。混合磁体STM系统:(a)混合磁体照片;(b)混合磁体STM系统简图;(c)STM镜体;(i-iv)分别为0T、21.3T、28.3T、30.1T磁场强度下石墨的原子分辨STM图像。 参考文献:1. Peng, Y., et al., A Quaternary van der Waals Ferromagnetic Semiconductor AgVP2Se6. Advanced Functional Materials, 2020. 30(34): p. 1910036.2. Chen, W., et al., Direct observation of van der Waals stacking-dependent interlayer magnetism. Science, 2019. 366(6468): p. 983-987.3. Shi, H., et al., Large-area, periodic, and tunable intrinsic pseudo-magnetic fields in low-angle twisted bilayer graphene. Nat Commun, 2020. 11(1): p. 371.4. Wang, L., et al., Ferroelectrically tunable magnetic skyrmions in ultrathin oxide heterostructures. Nat Mater, 2018. 17(12): p. 1087-1094.5. Ge, Y., et al., Uniaxial negative thermal expansion and band renormalization in monolayer Td?MoTe2 at low temperature. Physical Review B, 2020. 101(10).6. Meng, W., et al., 30 T scanning tunnelling microscope in a hybrid magnet with essentially non-metallic design. Ultramicroscopy, 2020. 212: p. 112975.
  • 南京土壤所在土壤环境抗生素抗性基因研究方面取得新进展
    土壤是抗生素抗性基因(ARGs)的重要储库,土壤中的ARGs可通过食物链等途径威胁人类健康。相较于越来越多的关于营养物质、金属和抗生素等人为排放物质扰动抗生素抗性基因的报道,关于土壤抗生素耐药性的自然演替规律过程却知之甚少。该论文基于海伦农业生态实验站长期定位实验,在时空均质且人类活动影响较小的三种土地利用类型(耕地、草地和裸地)上,探究土壤抗生素耐药性的自然演变和分化。研究发现,土壤有机碳、氮素、土壤微生物量、生物有效态重金属含量以及抗生素耐药性 (包括多样性和丰度)均呈现出草地、农田、裸地依次递减的趋势。此外,研究发现有69种ARGs和14种可移动遗传因子(MGEs)在三种土地利用土壤中共享。多种因素(如土壤性质、重金属、细菌群落和MGEs)共同促进了抗生素耐药组的演变,其主导驱动力主要为MGEs的直接和间接作用。研究结果表明,减少土壤中ARGs的途径可能与土地退化过程相吻合,这对可持续管理环境的共同目标构成了挑战。以上研究结果作为补充封面文章发表在Environmental Science& Technology期刊,中国科学院南京土壤研究所特别研究助理付玉豪和硕士毕业生胡芳为论文共同第一作者,中国科学院南京土壤研究所研究员王芳和中国科学院东北地理与农业生态研究所韩晓增研究员为论文共同通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金等资助。基于30年土地利用变化揭示土壤抗生素抗性基因的自然演替规律
  • 青涩的学术生涯从拉曼散射研究开始——南京大学物理学院吴兴龙教授
    1990年初秋,我离开政府机关踏上了去南京大学的研究生求学之路,心中的忐忑不言而喻。南京大学是一所国内著名学府,有众多我少儿时代就已耳熟能详的著名学者,当时的物理研究更是闻名遐迩,有魏荣爵先生和冯端先生分别领衔的声学和晶体物理学研究团队承载着中国物理学的半壁江山。欣喜之余,毅然选择了光学和晶体物理学的交叉学科拉曼散射作为我研究生阶段的研究方向,由此开始了我的学术生涯。记得进校的第一年,就选修了在拉曼散射方面有深厚造诣的张明生教授给全校研究生上的拉曼光散射课程,因为是一门全校公选课,选修的同学特别多,有物理、化学、生物、地质等满满一教室学生。记得张老师的第一堂课是介绍了拉曼散射的发展历史,从瑞利散射讲到拉曼是怎样发现苯分子的振动,提出拉曼散射原理,随后张老师用简正坐标推导了晶格动力学的振动方程,导出了晶格振动的频率。一些复杂数学方程的推算,使得原本对拉曼散射颇感兴趣的同学突觉拉曼散射课程的难度,到第二节课时,听课的同学就只剩6位了,其中包括化学系的陆云和生物系的一位同学。记得第二节课张老师讲授了振动的对称性分析,涉及了一些群论知识,这次讲课的结果直接把除我们三人之外的其他同学吓得从此没有了听课的兴趣,在随后的时间里,这门课程一直只有我们三人,但张老师仍是一如既往的认真教学。通过这门课程的学习使我积累了拉曼散射基本理论和实验的许多基础知识,也增加了研究拉曼散射的兴趣。后来我惊讶地发现,我们一直坚持下来的三位同学毕业后都留校任教,三人也一直坚持做拉曼散射研究,只是研究的材料稍有不同而已。进入拉曼实验室也是在张老师课程的最后实践训练课上,这也是我第一次真真切切见到了当初为数不多的由世界银行贷款统一购买的最先进的美国SPEX 1403拉曼谱仪,它是由长度达0.64米的双光栅单色仪构成,因为长距离的光栅分光,使得这台拉曼谱仪具有高的分辨率和高的灵敏度,特别是无需使用滤波器就可抑制瑞利线到几十个波数。由于当初的拉曼研究还是以晶体材料的声子特性为主,故而样品腔没有显微装置,主要以直角散射为几何配置获取拉曼信号,在做薄膜样品时,需要自制一个样品架,把样品倾斜起来,以增加透光面积,从而增加散射的光通量。此外这台设备也没有CCD检测装置,信号收集使用低温Ge光电探测器,信号收集速度较慢,一个50-1000波数的拉曼谱测量往往需要30分钟以上,因此为获取多几个样品的拉曼谱,需彻夜留在实验室工作,因实验室温度较低(恒温18oC),不经意的瞌睡,常引起感冒,但心无旁骛,工作劲头十足。T64000激光拉曼谱仪 阿飞罗夫参观实验室博士阶段在导师冯端先生和张明生教授指导下开展拉曼散射工作,研究质子交换的LiNbO3和LiTaO3及Nd掺杂LiTaO3晶体的声子特性,揭示体和表面掺杂后引起的拉曼模变化。对一个参加工作已有6年之多的“老”学生而言,学习的努力不言而喻,再加每周差不多有两天时间的拉曼谱仪可供使用,让我获得了大量的拉曼谱数据,为随后的分析奠定了基础,也由此帮助我在博士阶段完成了5篇学术论文,后留校任教。现在回想起来读博阶段的努力是何等重要!记得那个年代只有打印出来的纸质拉曼谱图,我常常把它们满满地排列在寝室的床上,仔细、反复地比较区别,随时地对比文献,找出思想,获得结论;也深深体会到和导师的讨论总能收益匪浅。有一次请冯端先生帮助修改一篇论文,冯先生看后说,英文修改比较容易,但是物理概念的清晰更是一篇论文的基石,这句话深深地影响着我的科研直到现在。也有一次在整理一些数据时发现,有一个振动模在多种几何配置下其强度始终很大,阅读了许多文献就是不得要领,那天正好在办公室见到张老师,刚一询问就见张老师脱口而出,是样品应力造成的,此语一出茅塞顿开,让我猛然把读过的文献中不能连贯的知识瞬间地链接起来,顿然明白是应力导致的光折变效应,引入了很强的内建电场,促使了这个振动模在一些不应出现的几何组态下出现和强度增强。当初的这个情形历历在目,现在我在带学生时非常强调和学生的讨论,发现好多学生读过很多文献就是不能把知识连贯,因此很难提出一些创新的想法,老师的一个简单暗示或许就是点睛之作。毕业后来到半导体物理与材料研究实验室,开展了纳米材料的拉曼散射研究,此间有很长一段时间常幻想能拥有一套可以自由支配使用的拉曼谱仪,也常幻想能中一次彩票,去买一台世界最好的拉曼谱仪。感谢祖国的蓬勃发展,此愿望得以在千禧之年实现,那年国家开展物质科学平台建设,我有幸获得200多万研究经费的支撑,在国内率先购买了法国Jobin Yvon公司T64000由三单色仪组成的带有微区的激光拉曼谱仪,同期购置此设备的国内仅三家,北京物理所刘玉龙老师的那一台安装到位最早,做出了许多重要的工作,深圳大学也购置了一台,据说由于人员配备不足,没有进入实质性的使用。我们实验室安装成功后也一度成为教育部定点的对外开放实验室,获教育部开放基金的支持。2002年南京大学举行百年庆典,前苏联科学院约飞技术物理研究所前所长诺贝尔奖获得者阿飞罗夫被邀参加我校庆典,还专程参观了我的拉曼实验室,由我代表实验室向他介绍了我们在拉曼散射上取得的成果,此后的一些研究思想部分也得益于和他们的不断讨论。T64000拉曼谱仪的架构至今已历时了20多年而鲜有改变,其最强大的功能是能实现前两个单色仪的相加和相减模式,由此使得其有很高的灵敏度和分辨率,特别是相减模式下可把瑞利散射线压得极低,在不用高性能滤波器的情况下,低波数可以测到5cm-1左右甚至更低,此为各种声学声子、磁振子、等离激元等更多元激发的研究提供了可能。值得庆幸的是,有了这台拉曼谱仪,我做了一批纳米颗粒表面声学声子研究的工作,也较早提出了表面声学声子-极化子(polariton)的概念,随后也在低波数段,揭示了由纳米片组成的核壳结构氧化锌纳米球具有高效、室温的太赫兹发射。T64000拉曼谱仪还有一个重要的功能,它可以使用第三单色仪检测材料的荧光发射,获得高质量的光致发光谱。在对拉曼散射的研究中,也激发我对半导体纳米材料发光现象研究的兴趣,并由此在实验室前任主任鲍希茂教授带领下获得了一项国家奖。现今随着研究组的扩大和学生的增多,研究内容也扩大至纳米材料的生长动力学、磁性和光电催化等多个方面,但是对拉曼散射和荧光谱学的研究仍是我最敏感也最为擅长的研究内容,我至今引用超过千次的一篇论文,就是先研究拉曼散射后揭示荧光现象的结果。现今拉曼谱仪和拉曼散射研究获得了蓬勃发展,已经渗透到几乎所有的研究领域,展示出极大的应用潜力,我由衷地为我当初的选择感到庆幸,正是这门学科的发展造就了我的现在。作者简介: 吴兴龙教授,1995年2月博士毕业于南京大学物理系凝聚态物理专业,现为南京大学物理学院教授、博士生导师。长期从事半导体微纳结构的设计、发光和拉曼散射特性的研究,近期开展微纳结构在光电催化效应方面的探索。在包括Nat Nanotechnol、Nat Commun、Joule、Phys Rev Lett、J Am Chem Soc、Nano Lett、Adv Mater、Angew Chem、ACS Nano等高水平杂志上发表论文300余篇,论文被同行在国际杂志上他引万余次,单篇他人引用超1000余次。2002年获国家杰出青年基金资助,2007年入选教育部长江学者特聘教授。主持和参与国家科技部 “973”项目、国家自然科学基金委、教育部、江苏省自然科学基金委等重点和面上项目多项。曾获国家自然科学四等奖、江苏省科技进步一、二等奖,2017年获教育部自然科学一等奖。
  • 上海光机所合成孔径激光成像雷达技术研究取得突破性进展
    中科院上海光机所空间激光通信及检验技术重点实验室在重大项目的支持下,自2008年开始合成孔径激光成像雷达技术的研究,目前已经取得阶段性突破进展。已实现实验室尺度缩小合成孔径激光成像雷达装置的二维目标的同时距离向和方位向的成像,实现了合成孔径激光雷达的光学、光电子学和计算机处理的全过程贯通。这是世界上第三个成功的实验报道。 合成孔径激光成像雷达(也称光学SAR)是在远距离达到厘米量级成像分辨率的唯一光学手段,在空间领域有着重大应用前景。其特点包括:1. 激光主动成像,适合全天时使用,具有接近光学可见成像的高视觉性,成像速度快;2. 雷达应用范围广泛,适合于空间对地超分辨率观察,空间远程活动目标超分辨率成像等应用。 美国已于2002年取得了合成孔径激光成像雷达的核心关键技术突破,实现了实验室尺度缩小装置的合成孔径激光二维成像,并在此基础上,2006年,由雷声公司和诺格公司分别研制成功机载合成孔径激光成像雷达样机,进行了多种野外试验,目前已向应用拓展。 与美国实验采用的光纤光学结构不同,上海光机所实验系统采用了空间光学结构,虽然增加了实验难度,但将更具有实用化前景。同时,由于光学合成孔径成像雷达与微波合成孔径雷达在实施方法上的根本不同,无法直接移植微波雷达的概念和原理,这也使得光学合成孔径成像雷达的研究具有很高的挑战性。上海光机所空间激光通信及检验技术重点实验室在研究过程中,创造性地提出并解决了一系列的空间域光学科学问题,时间域光学科学问题和统计光学科学问题,也相应系统性地发展了总体设计、光学天线、接收/发射光电子系统和图像处理等关键技术,为实现实验室尺度缩小合成孔径激光成像雷达,以及未来的样机装置奠定了坚实基础。 本项目成果目前在国内起着引领作用,项目的基础研究成果特别是空间域光学问题上的研究具有高度创新性,填补了国际研究的空白,并迅速得到了国际同行的肯定。
  • 北京佳仪分析设备有限公司成功中标中科院高能物理研究所循环制备型高效液相色谱仪采购
    北京佳仪分析设备有限公司成功中标中科院高能物理研究所循环制备型高效液相色谱仪采购项目 我司于近日成功中标中科院高能物理研究所循环制备型高效液相色谱仪采购项目。 日前,我司参加了中科院高能物理研究所委托东方国际招标有限责任公司招标循环制备型高效液相色谱仪采购项目的投标并成功中标。 在评标期间,本着公平公正的原则,我司与另一投标商分别在客户处进行样品分离纯化实验,经过结果对比,再次证明我司仪器的循环功能是独一无二的。这种开创性的循环功能使液相色谱内部形成一个闭合的回路,样品可以在这个回路中反复过柱,在节省溶剂的同时达到了其他液相色谱无法达到的纯化效果。同时,由于该仪器使用绝无仅有的独特的管路设计(日本专利号2006-138699),可以有效的防止哪怕最微小的扩散回流物质对于溶剂或样品的污染,这是其他液相色谱所无法比拟的。 从我司提供给评标专家组百余篇世界各国学者使用我司仪器在其研究领域发表的文章及国内对应领域客户名单中可以看出,我司仪器有着广泛的应用性,特别是在富勒烯研究领域,更被默认为行业标准配置仪器。 我们相信,随着我国科研水平的日益提高,业界对高端仪器设备的需求会逐渐增大,我司仪器会在更多的领域做出更大的贡献。 最后,我司特向在此期间给予技术支持和分析指导的北京大学施祖进教授和中科院化学所王春儒研究员表示感谢!
  • 岛津(北京)药物研究高端论坛聚焦仿制药一致性评价
    2019年3月5日上午,首届岛津(北京)药物研究高端论坛在北京昆泰嘉华酒店成功举办。本次论坛以近期医药行业热议的药物一致性评价、药物杂质分析为主题,意在通过相关领域的研究报告,让客户了解医药行业的动态发展、政策法规和岛津分析仪器的解决方案。 论坛由岛津中国质谱中心部长李晓东博士主持,岛津市场部医药行业吕东部长致辞。表明岛津愿意以深厚的技术底蕴助力于医药行业的发展,并期待与客户进行更加深入的合作,共同成长。岛津中国质谱中心李晓东部长主持会议岛津市场部医药行业吕东部长致辞 会议邀请了中国食品药品检定研究院化学药品检定首席专家胡昌勤研究员、新领先(北京)医药科技有限公司高世静常务副总裁、科贝源(北京)生物医药科技公司CEO同写意论坛发起人程增江博士和岛津公司液相液质高级应用经理姚劲挺博士分别针对仿制药一致性评价中杂质分析中涉及的传统杂质、元素杂质、遗传毒性杂质等相关内容作了精彩报告。胡昌勤作报告:仿制药一致性评价杂质分析策略姚劲挺作报告:岛津遗传毒性杂质检测解决方案高世静作报告:注射剂一致性评价中原料药的筛选及质量控制程增江作报告:注射剂产品一致性评价需重点关注的问题 本次论坛吸引了多家来自药品生产、研发领域的企业负责人、研发总监和项目负责人,共计九十余人参会。与会者一致认为本次论坛的内容切实、观点鲜明、可操作性强,对于论坛内容给予高度评价,认为可有效解决实际工作中遇到的困惑与问题。关于岛津 岛津企业管理(中国)有限公司是(株)岛津制作所于1999年100%出资,在中国设立的现地法人公司,在中国全境拥有13个分公司,事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心,并拥有覆盖全国30个省的销售代理商网络以及60多个技术服务站,已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以“为了人类和地球的健康”为经营理念,始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务,为中国社会的进步贡献力量。
  • 国内溃疡性结肠炎(UC)治疗研究进展|流式、显微镜、NGS等助力
    仅在2024年7月份,国内就有来自中国科学院过程工程所、清华大学以及中国科学院上海药物研究所的科研团队针对溃疡性结肠炎治疗药物各自发表研究成果见刊,笔者特别整理供大家学习了解。溃疡性结肠炎(Ulcerative Colitis,UC)溃疡性结肠炎(Ulcerative Colitis,UC)是一种慢性炎症性肠道疾病,其特征是长期炎症,临床表现包括腹泻、粪便中带黏液或血,慢性患者患结直肠癌的风险增加。在全球发病率日益上升,尤其是在亚洲和非洲等许多新兴工业化地区。目前可采用手术的方法或使用皮质类固醇、氨基水杨酸和抗生素等传统药物治疗UC,但这些药物存在严重的不良反应,且成本较高,只能在短期内缓解病情,无法实现疾病治愈和长期的预防。在临床上,阿米洛利类药物用于治疗轻至中度UC患者,但30%的患者要么完全没有反应,要么随着时间的推移逐渐失去临床疗效。虽然糖皮质激素可以缓解中至重度UC患者的症状,但由于副作用的风险,它不是长期解决方案。鉴于上述不令人满意的治疗结果,15%的UC患者(诊断后20年内)不得不接受结肠切除术。因此,研究人员一直在寻求治疗UC的高效新方法。氧化应激是UC干预的关键致病因素研究发现,氧化应激是UC干预的关键致病因素。作为氧化应激的关键信号分子,过量的活性氧(ROS)可触发炎症级联反应,降低ROS水平已被证明有能力恢复氧化还原稳态并预防许多炎症性疾病的恶化。对于溃疡性结肠炎患者来说,他们的肠道微环境活性氧(ROS,Reactive Oxygen Species)较高,这会引起免疫紊乱。研究涉及技术手段流式细胞仪、共聚显微镜、PCR、NGS、小动物活体成像技术、类器官技术等 发表期刊:Cell Host & Microbe 论文题目:Engineered probiotic ameliorates ulcerative colitis by restoring gut microbiota and redox homeostasis 研究团队:中国科学院过程工程所生物药制备与递送重点实验室马光辉院士/魏炜研究员团队与北京大学第一医院崔一民教授团队合作该研究基于机器学习和临床发现,证实了溃疡性结肠炎(UC)患者乳杆菌丰度降低,氧化应激增加,这与炎症严重程度相关,在此基础上设计并创建了嵌合硒点的工程化益生菌制剂,通过协同恢复肠道菌群稳态和氧化还原稳态,安全高效地改善溃疡性结肠炎的症状。益生菌是溃疡性结肠炎 (UC) 的潜在治疗方法,但其疗效经常受到限制黏附和活动的胃肠道疾病的影响。在这里,我们使用机器学习和生物信息学来确认 UC 患者的乳酸杆菌属患病率降低,氧化应激增加,这与炎症严重程度相关。因此,团队开发了一种基于益生菌的治疗方法,可协同恢复肠道氧化还原和微生物群稳态。干酪乳杆菌 (Lac) 被诱导形成细胞周膜,为超小但高活性的硒点 (Se-Lac) 的空间受限结晶提供多糖网络。口服后,嵌入硒点的细胞周膜可有效增强乳酸细胞的胃酸抵抗力和肠黏膜粘附性。在病变部位,硒点可清除活性氧,而乳酸可调节肠道微生物群。在多种小鼠模型和非人类灵长类动物中,这种疗法可有效缓解炎症并减少结肠损伤,因此有望成为 UC 治疗药物。相关论文信息:https://www.cell.com/cell-host-microbe/abstract/S1931-3128(24)00287-7 发表期刊:Science Advances 论文题目:“Two-birds-one-stone” oral nanotherapeutic designed to target intestinal integrins and regulate redox homeostasis for UC treatment 研究团队:清华大学黄龙是第一作者,清华大学邢新会教授、张灿阳副教授和王怡助理教授担任共同通讯作者。该团队研发出一种“一石二鸟”的口服纳米药物,它能精准靶向、并能有效调控病灶免疫微环境,从而让溃疡性结肠炎得到快速、安全的治疗。本次设计的靶向递送体系分为两个核心模块——活性氧清除模块与靶向模块。这两者彼此相辅相成,能够实现体系靶向炎症部位和原位清除活性氧的双重功效。在机制研究上,他们从免疫调控和肠道环境调控两方面,揭示了治疗溃疡性结肠炎的深层机制。结合流式细胞术、Confocal、聚合酶链式反应等分子生物学手段,以及结合 16S 和代谢组学等生物信息学分析技术,课题组将两方面机制通过肠道代谢物联系起来。借此找到了调控免疫、以及修复肠屏障的关键菌群和关键代谢物,系统性地揭示了益生菌治疗溃疡性结肠炎的机理机制。从而为益生菌体系的设计、胃肠道疾病以及免疫紊乱类疾病的治疗,提供了新思路和新方法。设计高效的口服纳米治疗剂,具有针对胃肠道炎症部位的特定靶向功能,用于治疗溃疡性结肠炎 (UC) 是一项值得关注的挑战。在此,我们专注于探索一种特定的靶向口服纳米疗法,作为炎症定向定位和氧化还原稳态调节的“一石二鸟”,从而实现 UC 治疗的“一箭双雕”效果。我们设计的纳米治疗剂 OPNs@LMWH(氧化敏感的低分子量肝素 ε-聚赖氨酸纳米颗粒)同时表现出特定的主动靶向作用和治疗效果。我们的结果表明,OPNs@LMWH 具有较高的整合素 αM 介导的免疫细胞摄取效率,并优先在发炎组织中积累。我们还通过改善氧化应激和抑制炎症相关信号通路的激活,同时模拟炎症,证实了其在小鼠结肠炎治疗实验中的有效性。相关论文信息:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ado7438#tab-contributors 发表期刊:Journal of Medicinal Chemistry论文题目:The First Discovery of Marine Polyoxygenated Cembranolides as Potential Agents for the Treatment of Ulcerative Colitis研究团队:中国科学院上海药物研究所天然药物研发中心研究员郭跃伟/李序文团队联合代谢疾病研究中心研究员李佳团队该研究对海洋软珊瑚中典型西松烷二萜类分子进行了定向挖掘和系统构效关系分析,并对抗炎机制和体内抗溃疡性结肠炎(UC)药效评价做了深入研究,充分展示了海洋天然产物—西松烷内酯可作为治疗溃疡性结肠炎药物的候选分子。研究人员从中国南海软珊瑚Sinularia pedunculata中分离出31个西松烷二萜(包括21个西松烷内酯),含6个新化合物。值得关注的是,大样本量且结构多样的西松烷二萜为后续系统构效关系分析提供了坚实基础。为系统研究西松烷二萜的潜在抗炎功效,研究人员测试发现,具有α,β-不饱和内酯的西松烷二萜普遍具有显著的生物活性,而内酯片段是重要的活性来源。此外,C-11位的β取代显示出更好的活性,而在C-4至C-8的氧化对活性帮助不大,甚至可能导致活性丧失。值得注意的是,化合物8和9表现出最优的抗炎活性,可显著抑制多种促炎细胞因子的转录和分泌。研究团队研究了两者的作用机制,并在葡聚糖硫酸钠诱导的小鼠急性溃疡性肠炎模型中进行进一步探索。结果表明,化合物8和9可以有效缓解结肠炎症,显著降低疾病活动指数评分及H&E组织病理学评分,同时抑制结肠中炎症细胞因子的表达,改善肠道屏障的完整性。相关论文信息:https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.4c00950
  • “食品安全溯源控制及预警技术研究与推广示范”取得阶段性成果
    “十二五”国家科技支撑计划“食品安全溯源控制及预警技术研究与推广示范”项目启动实施以来,紧密围绕食品安全危害识别技术、食品安全溯源技术、食物安全控制技术和食品安全预警技术等四部分内容开展研究,实施进展顺利,目前已取得阶段性成果,包括:   建立了基于互联网信息的食品安全隐患信息采集系统,针对互联网信息的分布区域、存在特征等情况,采用通用信息爬取、元信息爬取及定制信息爬取等技术实现了目标地区食品安全相关信息的自动收集和处理,预警功能正在调试优化中。   开发了适用于高效液相色谱和气相色谱检测数据自动采集的传感器,同时搭建了相应的检测数据接收和展示平台。目前已经完成对高效液相的测试工作,初步实现了液相色谱相关的食品安全风险监测数据的自动采集和预警。   建立了肉类蔬菜流通追溯管理平台,具备对城市内肉类蔬菜的流通追溯信息汇总、处理与综合分析利用等功能,并支持城市间食品安全突发事件问题产品紧急召回和责任追溯,可实现全国追溯信息的集中管理和全国追溯体系日常运行的指挥调度。目前已经在北京、天津和合肥三个试点城市进行安装应用。   依托国家食品安全风险评估中心、20个省级疾病预防控制中心和出入境检验检疫机构,构建了基于Web的食源性致病菌分子分型溯源电子化网络,正在建立通过高速网络(CNGI)互联的1个中央数据库与20个地方数据库。
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