金属组学

p 　　2015年9月9日晚，第五届金属组学国际研讨会在北京西郊宾馆召开。该会议由中国科学院高能物理研究所、清华大学共同主办，来自世界各地的近200位金属组学领域的专家学者参加了此次会议。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201509/insimg/10299b51-7aa0-4ce4-b09a-2eb5f0d29a26.jpg" title=" 现场.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 会议现场 /strong /p p 　　2002 年10 月在日本举行的国际生物痕量元素研讨会上，日本名古屋大学Hiroki Haraguchi教授提出了系统研究细胞、器官或生物组织中金属或类金属元素的新的研究方向——“金属组学(metallomics)”，这是综合研究生命体内，特别是一种细胞内，自由或络合的全部金属原子的分布、含量、化学种态及其功能的综合学科。 /p p 　　金属组学是继基因组学，蛋白质组学之后，综合研究生命体内全部金属元素的分布、属性、化学种态、含量及其功能的一门新兴综合学科。开展金属组学研究是认识微量元素生物效应及其机理、与微量元素相关疾病的发生机制的基础，也是金属药物设计的依据。金属组学中的金属元素，不仅包括与蛋白质和酶结合的生物金属，还包含金属-核酸、金属-小分子配体(有机酸、氮基酸等)、金属-多糖等、自由离子以及不同价态等所有存在形式，金属组学研究对于全面阐述金属元素在生物体内的富集和代谢机制及其生物功能，对于理解各种重要的生物学现象有重要意义。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201509/insimg/f0681c8e-4b64-491a-a650-8f23264426f7.jpg" title=" 柴.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 中科院高能物理研究所柴之芳院士致开幕词 /strong /p p 　　日本名古屋大学名誉教授Hiroki Haraguchi、中科院生态环境研究中心江桂斌院士、法国国家科学研究中心的Ryszard Lobinski都带来了精彩的大会报告。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201509/insimg/1cee7248-0edf-443a-b0fe-614f3d109864.jpg" title=" 日.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 日本名古屋大学名誉教授 Hiroki Haraguchi /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目:Metallomics: Current status and perspectives /strong /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201509/insimg/788b68ae-ea68-4ff4-ba93-39c298f9fbe3.jpg" title=" 江.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 中科院生态环境研究中心 江桂斌院士 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目:Metallomics in Environmental Research /strong /p p style=" text-align: center " strong & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp Mercury:from speciation to global issue /strong br/ /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201509/insimg/d0e10efc-f517-4142-bdca-38659e1f2da6.jpg" title=" 法.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 法国国家科学研究中心 Ryszard Lobinski /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目:The metallomics toolbox: Recent advances and trends in analytical chemisitry /strong /p p 　　金属组学国际研讨会是金属组学研究领域最有影响力的学术会议。自从2007年第一届金属组学国际研讨会开始，已经连续举办了四届，分别在日本、美国、德 国、西班牙等国召开。会议每两年一次，汇集了世界上该领域的顶尖科学工作者。2015年9月9日-12日召开的第五届金属组学国际研讨会，是金属组学研讨会首次在我国举办。 /p

大家好，本周为大家介绍的是一篇发表在Nature Chemistry上的文章Native mass spectrometry-based metabolomics identifies metal-binding compounds1，文章通讯作者是来自美国加州大学斯卡格斯药学和药物科学学院的Pieter C. Dorrestein教授。生命活动的正常运行离不开金属的帮助，微生物获取金属的一种常见策略是通过生产小分子电离团来结合金属并形成非共价复合物。尽管结合金属的小分子具有各种生理功能和潜在的药学应用，在复杂生物成分（如微生物培养提取物）中找到金属结合化合物仍具有挑战。由于小分子-金属结合位点是多样的，金属结合情况必须通过实验来确定，常用的实验方法有电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、原子吸收光谱（AAS）、X射线荧光光谱（XRF）、紫外-可见吸收光谱和核磁共振（NMR）等方法，这些方法通常通量较低，且在小分子成分不确定和金属种类复杂的情况下无法判断小分子-金属结合情况。为了发现新的小分子-金属复合物，本文开发了一种非靶向LC-MS/MS方法，结合非变性质谱（native MS）和一种新的计算工具离子识别分子网络，通过相关性分析、用户定义的质量差异和MS/MS相似性匹配相关化合物。该方法能够在复杂的生物样品中筛选金属结合化合物，作者把这个方法称为非变性质谱代谢组学。一、非变性代谢组学概念小分子非靶向分析采用的萃取、样品制备和LC-MS/MS方法通常在低pH值、高比例有机相和低金属浓度的条件下，这些条件不利于金属络合。因此作者采用了非变性质谱的实验思路，考察了在较高的pH值下，小分子与金属的结合比例较高，并开发了一个两步非变性ESI-LC-MS/MS工作流程，该流程具备在线柱后pH调节和金属引入的能力（图1），在金属引入后有足够的时间形成小分子-金属复合物。使用MZmine和GNPS中的计算离子身份分子网络（IIMN）来分析数据。该实验流程是作者开发的第二代方法，此前的第一代方法使用的是双管注射泵（double-barrel syringe pump）注射氢氧化铵溶液，随后注射一种或多种金属盐。二代方法与一代的区别在于使用了HPLC二元泵进行乙酸铵溶液的补液过程，使溶剂组成和梯度更稳定。图1. 基于非变性质谱的代谢组学实验流程。二、方法考察作者首先制备了市售的铁载体标准混合物，即耶尔森菌杆菌素（1）、弧菌杆菌素（2）、肠杆菌素（3）、高铁环六肽（7）和红酵母酸（6），编号与图2相对应。标准品通过HPLC分离，然后通过第一代装置进行液相色谱后pH调节和过量（毫摩尔）氯化铁注入，仅在铁注入后观察到每种铁载体的三价铁加合物（图2a）。随后，作者进行了以下的考察：①考察了加和物峰面积呈现铁的浓度依赖性，但不完全与铁载体本身对铁的亲和力相对应，这可能由于每种载体的电喷雾效率不同以及流动相溶液组成的变化，因此作者开发了带有补流泵的第二代装置，可减少由梯度导致的溶剂组成的变化，并将有机溶剂浓度降低约50%。②考察了铁载体与铁的加和是否是非特异性加和，将能与铁结合的高铁色素分子与一系列不能结合铁的其他分子混合，同样实验流程下发现只有高铁色素结合了铁，证明加和物的形成是特异性结合（图2b）。③考察了载体的金属选择性，向载体加入生理水平（微摩尔）的金属混合物，包括铁、铜、钴、镍、锌和锰盐，发现载体对金属的选择性与文献报道一致，例如两种铁载体对铁的选择性都高于其他金属；两个相似的物质的区分，去铁胺B（DFB）可与铜结合，而去铁胺E（DFE）不能。图2. 液相后注入金属法在标准铁载体样品中的测试。接着，作者将此方法应用于谷氨酰杆菌JB182的培养提取物。该微生物是从液体奶酪培养基中分离出来的，而奶酪是一个缺铁的环境。作者利用非变性代谢组学工作流程，从培养提取物中观察到未结合铁的去铁胺E和结合了三价铁的铁胺E。去铁胺E是使用IIMN观察到的唯一结合铁的分子（图3），检测到的其他分子都不是铁结合的。图3. 谷氨酰杆菌JB182培养提取物的非变性代谢组学测试。a. 去铁胺E是使用IIMN观察到的唯一结合铁的分子；b. 标准液相方法鉴定到的去铁胺E大多没有结合金属，其3.03分钟处的MS1为图d；c. 液相后注入铁鉴定到的去铁胺E结合了金属，其3.05分钟处的MS1为图e。作者用同样的方法测试了大肠杆菌Nissle 1917提取物，并在液相后将pH调整为7（模仿大肠杆菌胞质pH），发现了一些结合铁的载体分子（图4a）及其相应的铁复合物（图4b-d），除图4标注的三种，还存在一些yersiniabactin和aerobactin的衍生物也能结合铁，共发现了至少15种额外的铁载体。衍生物的发现也说明了IIMN识别结构相似性的能力，且修饰也通常与生物合成或代谢有关。除了研究生理条件下的铁结合外，作者也尝试鉴定了锌结合分子，因为大肠杆菌Nissle的锌获取机制尚未完全阐明。使用本文的方法，作者发现了yersiniabactin及其许多衍生物也与锌结合，包括HPTzTn-COOH，这种结合也通过NMR进行了辅助验证。由此可推断yersiniabactin通过获取锌来逃避抗菌蛋白对锌的螯合，增强大肠杆菌Nissle在发炎的肠道中繁殖的能力。此外，作者还测试了比大肠杆菌Nissle基因组大十倍的酒用真菌Eutypa lata，也发现了结合铁的分子衍生物（图4e-f）图4. 非变性代谢组学方法用于鉴定细菌和真菌培养提取物。最后，作者将本方法应用到环境样品中，测试该方法是否可以在超复杂样品中识别金属结合化合物。作者分析了2017年6月浮游植物爆发期间在加州海流生态系统中收集的固相萃取的表层海洋样本。表层海水中的溶解有机质（dissolved organic matter，DOM）是十分复杂的样本，在液相后调节pH至8后，鉴定到了软骨藻酸为铜结合分子，与文献报道的一致。IIMN还分析到软骨藻酸以二聚体的形式与铜离子结合（图5），可能以类似于EDTA的构型与铜配位。图5. 非变性代谢组学方法用于鉴定表层海水中的溶解有机质。总结：本文开发的非变性代谢组学方法通过液相后补充金属或调节pH，可以从复杂的样本中识别已知的和新的金属离子载体。1. Aron, A. T. Petras, D. Schmid, R. Gauglitz, J. M. Büttel, I. Antelo, L. Zhi, H. Nuccio, S.-P. Saak, C. C. Malarney, K. P. Thines, E. Dutton, R. J. Aluwihare, L. I. Raffatellu, M. Dorrestein, P. C., Native mass spectrometry-based metabolomics identifies metal-binding compounds. Nature Chemistry 2022, 14 (1), 100-109.

金属组学是系统研究生命体内自由或络合的金属/类金属的分布、含量、化学种态及功能的一门新兴学科。大科学装置可为金属组学研究提供卓越平台，发展新的金属组学研究框架。近日，中国科学院高能物理研究所与东北大学等合作，以硒超富集植物-堇叶碎米荠（Cardamine violifolia）单粒种子为研究对象，借助北京同步辐射装置X射线荧光微分析实验站硬件和软件功能升级契机，发展了基于同步辐射X射线荧光二维/三维成像技术、同步辐射X射线吸收谱技术、二维质谱成像技术以及微区计算机断层扫描（micro-CT）技术的空间金属组学（spatial metallomics）研究框架，实现了堇叶碎米荠单粒种子中有机硒和无机硒的原位二维/三维成像（图1），首次发现堇叶碎米荠种皮中存在甲基硒代化合物，加深了对堇叶碎米荠富硒机制的认知。相关研究成果以Spatial metallomics reveals preferable accumulation of methylated selenium in a single seed of the hyperaccumulator Cardamine violifolia为题，发表在Journal of Agricultural and Food Chemistry上。这是北京同步辐射装置X射线荧光实验站首次利用飞扫技术结合连续切片技术实现样品中元素三维成像（图2）。研究工作得到国家自然科学基金的资助，并获得北京同步辐射装置、高能同步辐射光源相关线站的支持。图1.堇叶碎米荠单粒种子的空间金属组学研究框架图2.同步辐射X射线荧光谱飞扫技术结合连续切片技术实现样品中元素三维成像

金属组（metallome）的概念由英国学者Williams于2001年提出，特指细胞、器官及生物体中金属/类金属蛋白、酶、其他含金属的生物分子及游离金属/类金属离子的集合。2002年，日本学者Haraguchi提出金属组学（metallomics），特指系统研究生命体内，特别是细胞内自由或络合的全部金属/类金属元素的含量、分布、化学种态及其功能的一门新兴学科（金属组学1.0）。 金属组学这一概念提出后，得到了国内外学者的高度关注。自2007年开始，每两年举办一次国际金属组学研讨会，交流金属组学领域研究进展。我国于2015年承办了第5届国际金属组学研讨会并举办了2008金属组学与金属蛋白质组学研讨会、2019及2020金属组学研讨会等。我国学者于2020年成立了北京金属组学平台（BMF，Beijing Metallomics Facility），以实现北京地区金属组学相关科研仪器的交流共享。目前国际上已发行金属组学专门杂志Metallomics，国内外学者也出版了多部金属组学专著，如Nuclear Analytical Techniques for Metallomics and Metalloproteomics、Metallomics and the Cell、Metallomics: A Primer of Integrated Biometal Science、Metallomics: Recent Analytical Techniques and Applications、Metallomics: The Science of Biometals以及《金属组学》等（图1）。 图1 我国学者出版的部分金属组学专著 金属组学迈入多学科交叉新时代 近年来，金属组学与纳米科学、环境科学、农业科学、食品科学、医学、计量科学、材料科学、考古学、古生物学、地球科学及天体科学等学科交叉，衍生了一系列金属组学分支学科，标志着金属组学进入了2.0时代（金属组学2.0）。 纳米金属组学（nanometallomics）是金属组学分支方向，由中国科学院高能物理研究所柴之芳、高愈希、李玉锋及国家纳米科学中心陈春英等人于2010年提出，旨在系统研究纳米材料特别是金属相关纳米材料的生物效应。意大利学者Benetti、Sabbioni等人于2014年还进一步提出利用纳米金属组学研究纳米材料暴露对机体内元素稳态平衡的影响。纳米金属组学相关研究手段已成功用于纳米安全性评价研究，同时也是纳米毒理学研究的重要工具。 2016年，中国科学院生态环境研究中心江桂斌、胡立刚、何滨等人提出了环境金属组学（environmetallomics）概念，旨在研究环境浓度下引起毒性的全部金属及类金属元素，特别是能够直接或间接引起生物体内元素稳态失衡的全部金属及类金属元素。环境金属组学也有望作为研究微塑料等新兴环境污染物健康效应的新工具。 最近，中国农业科学院毛雪飞、李雪等人将金属组学与农业科学相结合，提出了农业金属组学（agrometallomics）概念，用于农产品产地溯源、重金属现场快速检测，研究农业领域元素相关的生命活动、存在演化、富集迁移规律，对于农业领域农产品质量安全监测、风险检测与评估以及农产品的质量安全控制具有重要意义。 在本期“金属组学研究中的原子光谱方法学进展”专辑中，我们很高兴的看到更多学者将金属组学与其他学科结合，提出了新的金属组学分支方向。比如，中国计量科学研究院冯流星等人提出了计量金属组学（metrometallomics）、北京朝阳医院李慧玲等人提出了临床金属组学（clinimetallomics）、中国科学院高能物理研究所赵甲亭等人提出了放射金属组学（radiometallomics）、中国科学院上海硅酸盐研究所汪正等人提出了材料金属组学（matermetallomics）、中国科学院高能物理研究所冯向前等人提出了考古金属组学（archaeometallomics）等（图2）。 图2 金属组学部分分支学科及相关分析技术 值得一提的是，在材料科学领域，材料基因组学已成功用于新材料的研发，而汪正等人提出的材料金属组学将系统研究金属/类金属元素在材料中的重要作用，同时也首次将金属组学从生命科学领域引入了非生命科学领域。此外，冯向前等人利用考古金属组学方法研究古陶瓷的产地、年代、着色机理以及烧制技术等，也是金属组学在非生命科学领域的重要应用之一。当然，金属组学也有望用于系统研究金属/类金属在生命起源与演化中重要作用，这可称作地学金属组学（geometallomics）。进一步而言，当我们利用金属组学方法探究地外生命时，可称作天体金属组学（astrometallomics）。 金属组学研究中的原子光谱技术进展 金属组学是从原子层面研究相关科学问题，而高通量原子光谱技术正是金属组学研究的重要工具。原子光谱和金属组学已经列入了国家自然科学基金委员会《化学测量学“十四五”及中长期发展规划》的优先研究领域。 近年来，同位素分析特别是非常规同位素分析方法在金属组学研究中获得了广泛应用。在本专辑中，Yuan等人报道了利用LA-MC-ICP-MS建立了矿物中铁同位素的精确分析方法，而Beauchemin等人则利用ICP-MS开展了食物中生物可利用性铅的溯源研究。 除商用科学仪器外，基于大科学装置的分析方法也是金属组学研究有力工具。在本专辑中，赵甲亭等人介绍了同步辐射技术在放射金属组学研究中的应用，冯向前等人介绍了利用同步辐射技术开展考古金属组学相关工作。另外，基于中子源的缪子X-射线技术也已用于元素含量和成像分析，该技术具有无损、对轻元素敏感及深度分析等优势（图2）。 金属组学中常用的方法是开展比较金属组学研究，即比较不同外部刺激所造成的机体金属组差异。针对目前的新冠肺炎大流行，在本专辑中，李玉锋、孙红哲等人提出了利用比较金属组学方法筛查新冠肺炎及研发药物的思路。孙红哲等人还发现一种临床常用的抗溃疡药物-枸橼酸铋雷尼替丁可望用于治疗新冠肺炎，这可以看作是医学与金属组学的交叉，即医学金属组学（medimetallomics）。 本文以封面文章和Editorial形式发表在国际老牌光谱期刊《Atomic Spectroscopy》上（2021, 42(5), 227-230 https://doi.org/10.46770/AS.2021.108），中国科学院高能物理研究所李玉锋副研究员、香港大学孙红哲教授为论文共同作者。 [主要参考文献]1. H. Haraguchi, J. Anal. At. Spectrom., 2004, 19, 5-14.2. S. Mounicou, J. Szpunar and R. Lobinski, Chem. Soc. Rev., 2009, 38, 1119-11383. 李玉锋, 孙红哲, 陈春英, 柴之芳, 金属组学, 科学出版社, 北京. 2016.4. C. Chen, Z. Chai and Y. Gao, Nuclear Analytical Techniques for Metallomics and Metalloproteomics, RSC publishing, Cambridge. 2010.5. S. Yuan, R. Wang, J. F. W. Chan, A. J. Zhang, T. Cheng, K. K. H. Chik, Z. W. Ye, S. Wang, A. C. Y. Lee, L. Jin, H. Li, D.-Y. Jin, K. Y. Yuen, and H. Sun, Nat. Microbiol., 2020, 5, 1439-1448. [原文]Yu-Feng Li* and Hongzhe Sun, Metallomics in Multidisciplinary Research and the Analytical Advances, At. Spectrosc., 2021, 42(5), 227-230. http://doi.org/10.46770/AS.2021.108

“海上丝绸之路的起点”福建泉州，于2018年9月20-23日举办了一场学术盛宴--第五届全国原子光谱及相关技术学术会议，吸引了300多位专家参与。迄今为止该会议已连续成功举办四届。珀金埃尔默作为重要的合作伙伴以及科学仪器及解决方案供应商，今年携高分辨单颗粒单细胞ICPMS技术及覆盖生命科学技术解决方案，盛装参与了此次会议。 本次会议特别邀请了原子光谱领域的知名专家做大会报告，珀金埃尔默的市场部开发经理张薇受邀做了题为“单细胞水平探寻金属元素的药理毒理学意义”的专题报告，她介绍了目前前沿的科研热点—基于单细胞水平进行组学研究，包括单细胞基因组学、单细胞转录组学、单细胞蛋白组学及单细胞代谢组学等。金属组学是继基因组学、蛋白质组学、代谢组学之后，于2002年逐渐发展起来的一门研究生命体内金属元素的化学性质及生物功能的综合学科，横跨分析化学、生物无机化学、环境生态学、药物化学、药理学及毒理学等等各个领域。PerkinElmer结合目前先进的技术，从单细胞水平金属元素分析及分子/细胞影像，为您提供单细胞水平金属组学解决方案。 报告课件下载：https://www.instrument.com.cn/netshow/sh100168/down_896030.htm“单细胞水平探寻金属元素的药理毒理学意义”报告部分截图21号上午大会报告结束后，为与参会代表进行深入交流，珀金埃尔默举办了午餐会研讨会，我们一起边吃边聊。分别由珀金埃尔默亚太区无机产品经理朱敏带来的题为“高分辨单细胞ICP-MS技术应用”的报告，他介绍了PerkinElmer 公司极力倡导的单颗粒、单细胞ICP-MS(single particle-ICPMS)技术被公认为一种定性和定量测定含有特定元素的低浓度的单颗粒最有前途的方法。相对传统的元素监测方法，SP-ICP-MS技术可快速有效并提供更多的信息：它能够测定颗粒尺寸分布、颗粒个数，颗粒内部元素的浓度、颗粒外部溶解出来的元素浓度等，而且能够区分含有不同元素的特定粒子。本次报告重点介绍了单颗粒、单细胞ICP-MS技术的工作原理及典型应用，引起与会代表的广泛兴趣。 报告课件下载：https://www.instrument.com.cn/netshow/sh100168/down_896033.htm“高分辨单细胞ICP-MS技术应用”报告部分截图珀金埃尔默的高级产品专家高光晔老师带来了题为“高性能ICP-OES及其应用” 的报告，他介绍了与普通光谱仪完全不同的高性能电感耦合等离子体发射光谱仪（HP-ICP-OES）仪器类型及其测试方法，可实现相对扩展不确定度优于0.1% 。高性能电感耦合等离子体发射光谱法（HP-ICP-OES），其中一个关键点在于如何校正 ICP-OES仪器测量的漂移，从而降低测量的不确定度，另一个关键点是高性能 ICP-OES 的仪器硬件要求。HP-ICP-OES 可以与传统分析（重量和滴定法）一样进行主量测定和微量测定，通常直接引入到仪器的浓度为10mg/kg，并且干扰元素浓度不足以形成干扰，所以也没有误差。相对传统分析，HP-ICP-OES 的自动化使得增加样品中的分析元素成本几乎不会增加。午餐会结束后，众多参会代表纷纷留下来就报告内容与我们的专家进行了面对面的交流与探讨。 报告课件下载：https://www.instrument.com.cn/netshow/sh100168/down_896031.htm“高性能ICP-OES及其应用” 报告部分截图21号晚上，在珀金埃尔默的晚宴上，珀金埃尔默东区产品经理朱敏为大会祝词，首先感谢了组委会给我们机会参与此次会议，我们也聆听了各专家的的报告，受益匪浅。与客户的亲密接触，倾听了客户的声音，使我们有信心能更好的服务于广大客户，提供满足客户需求的解决方案。他在致辞中还谈到，今年是改革开放40周年，也是珀金埃尔默为中国服务第40周年，PerkinElmer很荣幸成为中国奋勇崛起的见证者和亲历者。今年也是生命科学和分析仪器市场部合并的首年，为生命科学和分析仪器提供了一体化的解决方案，单细胞水平金属组学解决方案就其合并后的成果之一。珀金埃尔默作为一系列新技术和新产品的发明者，感谢客户一直以来对我们的支持，我们将继续发力，帮客户解决越来越多的问题。珀金埃尔默晚宴会议期间，珀金埃尔默展台聚满了前来参观的用户，本次会议携NexION 2000 ICP-MS仪器参展，并展示了高分辨单颗粒单细胞ICPMS技术及覆盖生命科学技术解决方案，同时还有拼手气抽奖活动，珀金埃尔默产品专家与前来咨询的客户进行了很好的交流，就相关问题给予了耐心解答，客户纷纷称赞我们的单细胞水平金属组学解决方案，为他们指明了研究方向。珀金埃尔默展台交流

p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 本期推荐的是发表在《Journal of Analysis and Testing》2020年第3期的 strong 上海交通大学系统生物医学研究院吕海涛研究员课题组 /strong 原创论文 strong “基于靶向代谢组学方法表征金属离子锰调控生物膜特征代谢” /strong 。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/6a08beaa-f9b4-45f6-9d6c-a71acc5cbd57.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em " 　　基于靶向代谢组学方法表征金属离子锰调控生物膜特征代谢 /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em " 　　郭睿，吕海涛* /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　近日，国内第一本国际性的英文分析化学期刊Journal of Analysis and Testing (JOAT) 特邀请中国科学院大连化学物理研究所许国旺研究员作为客座编辑，主持“Metabolomics: state of art in methoddevelopment and applications”专题。上海交大系统生物医学研究院吕海涛课题组受邀发表基于靶向代谢组学方法表征金属离子锰调控生物膜特征代谢的最新研究成果。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/80edb75a-ab8d-4946-845d-843615694741.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" / /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　生物膜是由多种微生物在外界压力环境下产生，表面被胞外聚合物(EPS)包裹的微生物群落，EPS的存在使细胞对杀虫剂，抗生素以及其他入侵力的抵抗力都明显高于其悬浮细胞。生物膜的形成对各个领域都产生了影响，包括临床感染，环境污染，农业生产，食品工程和工业污染等。然而，生物膜的形成机制尚未完全阐明，并且目前我们还缺乏解决这些问题以及破坏生物膜形成的有效手段。在本研究中，我们试图探寻金属锰离子通过调节生物膜形成过程的关键功能代谢产物进而认知其调控生物形成的代谢模式与特征表型，以为后续生物膜形成机制研究奠定靶向调控物质基础。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/388cbcf4-2dfb-43a5-9b92-a42f7ac258e2.jpg" title=" 3.jpg" alt=" 3.jpg" / /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　本研究初步发现，金属锰离子能够调控大肠杆菌生物模的形成，与作用剂量具有一定的依存关系，且对其微观内质结构具有明显的修饰作用，进而影响稳态生物膜的形成与解离。 /p p style=" text-align: center" img style=" " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/d74c56a0-1141-4ad9-9e1d-dbbc853c3ce4.jpg" title=" 4.jpg" / /p p style=" text-align: center" img style=" " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/43fa82ea-6ee5-4c86-8297-1e88465fb16b.jpg" title=" 5.jpg" / /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　进一步，经过精准靶向代谢组学分析，我们初步确证锰离子具有调控生物膜形成过程中特征分子代谢的潜力，而这些代谢直接关联生物膜的形成。由此，我们认为，锰离子或许能够成为抑制和调控生物膜形成的一种生物基质选择，而其靶向调控的功能代谢物，也具备调控生物膜形成的分子特征。未来可考虑从锰离子靶向调控功能代谢物角度，设计全新策略，清除生物膜的形成，彻底解决上述不同生命科学领域与生物膜相关的有害挑战。 /p p style=" text-align: center" img style=" " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/f1b30c68-5ce7-44a0-9bf3-b24f437699f4.jpg" title=" 6.jpg" / /p p style=" text-align: center" img style=" " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/89426807-d3b6-47a6-988c-5dd2a5467724.jpg" title=" 8.jpg" / /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　课题组正在基于上述代谢表型结果，聚焦具体有价值功能代谢物，结合生物合成调控修饰策略，开展相关机理研究，核心目标是从金属调控代谢维度阐明生物膜形成与解离的分子机理，为生物膜相关挑战性科学与转化应用问题的解决提供共性策略和方法参考。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　课题研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和上海交通大学高层次人才启动基金等支持。 /p p style=" text-align: right line-height: 1.75em " 　　(感谢吕海涛研究员团队提供论文主要内容翻译) /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　下载本文： Guo, R., Lu, H. Targeted Metabolomics Revealed the Regulatory Role of Manganese on Small-Molecule Metabolism of Biofilm Formation in Escherichia coli. J. Anal. Test. (2020). a href=" https://doi.org/10.1007/s41664-020-00139-8" _src=" https://doi.org/10.1007/s41664-020-00139-8" https://doi.org/10.1007/s41664-020-00139-8 /a /p p style=" line-height: 16px text-indent: 2em " img style=" vertical-align: middle margin-right: 2px " src=" /admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif" / a style=" font-size:12px color:#0066cc " href=" https://img1.17img.cn/17img/files/202007/attachment/73e7f637-5326-4057-aefe-d245e15b3247.pdf" title=" 10.1007@s41664-020-00139-8.pdf" 10.1007@s41664-020-00139-8.pdf /a /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em " 　　上海交通大学吕海涛研究员简介 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/ac915f0a-4375-4c52-9eaa-b84c216234d0.jpg" title=" 微信图片_20200727115812.jpg" alt=" 微信图片_20200727115812.jpg" / /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　吕海涛博士，，上海交通大学研究员(教授)/课题组长/博士生导师，国家重点研究发计划课题负责人，权威的QUT Vice Chancellor’ s Research Fellowship校长特聘教授席国际人才基金获得者，交通大学绿色通道引进高层次人才和功能代谢组学科学实验室主任。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　2009年于黑龙江中医药大学获得生药学博士学位，师从王喜军教授。2009-2013年先后在美国爱因斯坦医学院，华盛顿大学医学院和麻省理工学院完成博士后训练，研究方向为代谢组学、化学生物学和RNA Modifications, 合作导师为Irwin J. Kurland 教授， Jeffrey P. Henderson 教授和Peter C. Dedon 教授。2012年9月-2015年12月，任重庆大学创新药物研究中心(药学院)“百人计划”研究员，博士生导师，主任(院长)助理，功能组学与创新中药研究实验室负责人。2015年12月，加盟上海交通大学系统生物医学研究院，任课题组长，研究员，博士生导师，领衔功能代谢组科学实验室建设与发展。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　先后在Mass SpectrometryReviews, Journal of Proteome Research, Molecular Cellar Proteomics，Pharmacological Research, 和Liver International 等权威杂志发表SCI检索论文46篇，被Nature Chemical Biology, Chemical Reviews和Mass Spectrometry Reviews 等著名杂志引用1000余次，并发表会议论文30余篇，国内外学术会议和科研机构特邀学术报告40余次，担任分会主席主持会议5次。目前担任自2013年7月起，兼任澳大利亚昆士兰科技大学校长特聘教授/博士生导师。中国生物物理学会代谢组学分会副秘书长，世中联网络药理学专委会常务理事，中国药理学会网络药理学专委会理事，中国药理学学会分析药理学专委会创会理事，美国科学促进会(AAAS)荣誉会员和国际代谢组学学会会员。同时担任著名SCI检索杂志Phytomedicine (JCR 1区,IF 4.2)副主编，Frontiers inMicrobiology(IF 4.1)副主编，以及Pharmacological Research (IF 5.57)顾问主编，Scientific Reports (IF 4.1)和Proteomics-Clinical Applications (IF 3.5)编委，以及SCI检索杂志Acta PharmaceuticaSinica B (IF 5.7)和Chinese Journal of Natural Medicines (IF 1.9)青年编委。并受邀为Mass SpectrometryReviews, NPJ Systems Biology and Applications, Journal of Proteome Research,Biomacromolecules 等20余本SCI检索杂志审稿，国家自然科学基金委和澳大利亚NHMRC基金评审专家。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　近五年，吕海涛博士先后主持国家重点研发计划课题1项，国家自然科学基金面上项目2项，中央高校基本科研业务费重大项2项，重庆自然科学基金面上项目1项，QUT Vice Chancellor’s Research Fellowships 1项(校长特聘教授席国际人才基金项目), 上海交通大学特别研究员计划项目1项(绿色通道引进高层次人才项目),重庆大学百人计划项目1项(引进海外高层次人才项目)。获教育部科技成果一等奖1项，获批合作发明专利1项。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　联系 Email: haitao.lu@sjtu.edu.cn /p p br/ /p

在科幻大片《终结者》系列中，常常出现这样的场面：阿诺德施瓦辛格掏出霰弹枪朝液体机器人射击，巨响过后，身体和脑袋被打穿了数个大窟窿的液体机器人又慢慢恢复了原形。真是打不死的&ldquo 小强&rdquo ! 《终结者》的&ldquo 小强&rdquo 被打了几个大窟窿，就是不死 　　这真的是遥远的明日科技吗?还是就在我们身边发生的事实? 　　东南大学电子科学与工程学院孙立涛教授团队，与浙江大学电子显微镜中心张泽院士、麻省理工学院李巨教授和匹兹堡大学毛星源教授的团队通力合作后发现，在极小的纳米尺度下(小于10纳米)，普通的固态金属在常温下受到挤压、拉伸等外力作用后，会像揉面团那样柔软，甚至像液态那样任意变形 更为奇特的是，外力撤除后，还可以恢复原形。10月12日，这项研究的论文以&ldquo Liquid-like pseudoelasticity of sub-10-nm crystalline silver particles&rdquo 为题，发表在国际著名期刊《自然材料》上，并被评为封面文章。 　　据查询，目前《自然材料》官网上公布的封面只到10月份，尚不含上文的研究成果。但是，在浙江大学材料科学与工程学院主页上可以发现，中国科学家这一新技能被安排在了11月号的杂志封面上 (着急想看的可以直接拖到页末)。 从外面看，金属银颗粒像液体水滴，会摇晃并随时改变形状，而它们内部则是超级稳定的晶体结构 　　且慢，真的是普通的金属就可以吗?这不合乎直觉。 　　对，你没有看错，普通金属在室温下，就可能有这种神奇的特性，但是前提是要在纳米尺度下。 　　38岁的孙立涛教授带领团队发展了一种原位电子显微学技术，并基于此在国际上首次观察到10纳米以下固态金属银颗粒在室温下的类液态行为。据凤凰科技报道，这些纯银粒子的直径不超过10纳米&mdash &mdash 宽度不超过人类头发的1/1000。 　　科研人员告诉科技日报记者，宏观的金属材料的变形机制通常遵从经典的位错滑移和孪晶变形理论。然而，到了极小的纳米尺度，金属表面原子所占的比重越来越大，其变形机制越来越受表层原子的运动影响。我们都知道，表层原子是很活跃的，纳米金属就仿佛穿了一层水膜一样的外衣，一旦受到任何外力，&ldquo 水膜&rdquo 一样的外层原子就会呼啦啦先运动起来。这时候，纳米金属就兼具了固体和液体的特性，在挤压后，表层原子迅速移动，形成了新的表面层。 　　这种变形机制会带来一个特别的后果，那就是当撤除挤压时，这层活跃的&ldquo 水膜&rdquo 分子又会呼啦啦往上跑，以降低表面能，直到把金属颗粒恢复原形。这样，就出现了实验中观察到的那神奇一幕，不论怎么挤压，金属颗粒最终都会恢复原形。 　　科研人员把这种可以恢复原形的塑性行为，叫做赝弹性。 　　浙江大学材料科学与工程学院主页的图片显示，室温下，银纳米颗粒受挤压时表现出了液态行为 　　这种奇特的纳米颗粒塑性形变，超越了传统的金属物理中位错等缺陷导致的塑性形变理论，在变形的整个过程中颗粒内部始终保持着完好的晶态结构。这一发现暗示，随着金属颗粒尺寸减小，经典的Hall-Petch规律中&ldquo 越小越强&rdquo 不再适用，会逐渐过渡到&ldquo 越小越弱&rdquo (观察者网注：目前对大部分材料的关系的理解已经很成熟，即材料的机械强度会随着体积的减少而增加。)。 　　这种神奇的赝弹性，会给我们带来一系列神奇的结果。例如，可以制造出无论怎么变形都可以复原的金属关节，具有记忆功能的存储器件，打不穿的金属防弹衣，甚至还包括我们前面提到的《终结者》液体金属机器人。 　　同时，这项工作对于如何维持下一代纳米电子器件中的互连线和电极的稳定性，以及如何实现超小尺寸的纳米加工工艺，有着重要的指导意义。因为随着现代半导体技术的发展，集成电路中金属互连线以及电极的特征尺寸正在向10纳米逼近。在这样小的尺度下，作为基础框架的金属形态是否还能像块体材料那样稳定，科学家以前并不清楚。现在新的问题是，证实了纳米金属颗粒塑性形变的现象后，如何保障在如此小尺度下电子器件物理性能的稳定性?这一问题向现代集成电路产业提出了新理论和技术的挑战。 　　据悉，这项工作是东南大学传统电子学科与新兴纳米领域的交叉与融合的结果，得益于学校长期对基础研究和国际学术交流合作的支持与重视。孙立涛教授课题组近年来依托原位透射电子显微学技术，已经在微纳米器件、新型二维材料、纳米金属变形机制等领域取得了一系列研究成果。 　　观察者网综合科技日报、浙江大学网站、中新网消息。 　　浙江大学材料科学与工程学院主页展示的《自然材料》11月封面

p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong 仪器信息网讯 /strong & nbsp Journal of Analysis and Testing (JOAT) 是由中国有色金属学会、北京有色金属研究总院于2017年正式出版的英文国际期刊，每年出版四期，合作出版机构是德国Springer Nature。Journal of Analysis and Testing (JOAT)以快速发表最新重要研究成果为办刊宗旨，为分析化学及相关学科的科研人员提供一个及时交流科研成果与思想的新平台； 致力于发表分析化学科学和技术研究的前沿性论文，快速报道分析化学科学的基础研究和应用进展。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong JOAT专刊“代谢组学：方法的开发及应用” /strong 由 strong 中科院大连化学物理研究所许国旺研究员 /strong 担任客座主编。 span style=" text-indent: 2em " 专刊重点总结了 strong 代谢组学相关领域的最新进展 /strong ，报道了对详细结构表征和对特定代谢物进行精准的测定。包括5篇综述和4篇原创论文。希望本期专刊的这一系列文章对读者了解代谢组学的研究进展有益。 /span span style=" text-indent: 2em " & nbsp 本网与JOAT联合将对专刊发表的论文逐篇进行详细介绍，以飨读者！ /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" text-indent: 2em " /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 749px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/aa59fe8e-3cda-43f9-a637-21e5898cbb4d.jpg" title=" 1111111111.png" alt=" 1111111111.png" width=" 600" height=" 749" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong style=" text-align: center text-indent: 2em " 代谢组学：方法的开发及应用 /strong /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong 许国旺（中科院大连化学物理研究所） /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 受JOAT邀请，我担任客座主编，组织了本期专刊：代谢组学：方法的开发及应用。专刊包括5篇综述和4篇研究论文。代谢组学是一门研究生物体内代谢物的科学，已被用于寻找疾病诊断和分型中新的生物标记物、助力药物研究开发，同时在植物和微生物领域也发挥重要作用。为完成代谢组学研究，分析方法相当重要。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 本专刊关注亲水代谢组学分析中LC-MS面临的挑战，新加坡南洋理工大学王玉兰教授和复旦大学人类表型组研究院唐惠儒教授等综述了非衍生和衍生策略，可为亲水性代谢组学分析提供多样性选择。中科院上海有机化学研究所朱正江研究员等综述了离子色谱-质谱在非靶向代谢组学中从分离到鉴别过程中的应用，讨论了这一技术在提高非靶向代谢组学分析能力方面未来的发展。中国药科大学许风国教授等综述了化学选择性探针的工作流程、设计及在天然产物富集和代谢物衍生中的应用。脂质组学是代谢组学中关注脂质的细分领域。韩国首尔大学Kown教授等主要讨论了非靶向LC-MS基脂质组学的最新进展，强调了在代谢表型研究中数据处理的重要性。单细胞水平的代谢组学研究越来越引起关注。中科院大连化学物理研究所石先哲研究员等综述了基于微流控和质谱的单细胞代谢组学研究的最新进展。这些综述都总结了代谢组学相关领域的最新进展。 br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 除了综述，研究论文也报道了全新成果。清华大学瑕瑜教授等的论文采用基于Paternò -Bü chi（PB）光化学衍生的在线LC-PB-MS方法，开展了人血小板中磷脂异构体的全面解析研究，可以实现对磷脂质的多级结构鉴定，包括头部集团，链组成，脂肪酰基/烷基链中C=C位置。中国医学科学院张金兰研究员等基于实验室已建立的酸性鞘糖脂分析方法，提出脑胶质瘤大鼠中酸性鞘糖脂代谢紊乱和替莫唑胺抗脑胶质作用的UHPLC-Q-TOF-MS分析结果。上海交通大学系统生物医学研究院吕海涛研究员等发表了基于靶向代谢组学方法表征金属离子锰调控生物膜特征代谢的最新研究成果。为了增强大豆中总蛋白结合的色氨酸的定量分析的准确性，美国密苏里大学雷振天博士等比较了四种通用蛋白质沉淀方法，并选用最优方法从糖类中分离大豆蛋白质。这些论文反映了对详细结构表征和对特定代谢物进行精准测定的要求。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 我对所有积极响应并为提交论文付出努力的的作者和编辑部的支持表示感谢。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong 点击附件查看文章： /strong /p p style=" line-height: 16px text-indent: 2em " img style=" vertical-align: middle margin-right: 2px " src=" /admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif" / a style=" font-size:12px color:#0066cc " href=" https://img1.17img.cn/17img/files/202007/attachment/47fed32a-ec72-4a4f-95ac-11f3a376106d.pdf" title=" Xu2020_Article_Editorial.pdf" Xu2020_Article_Editorial.pdf /a /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " 许国旺研究员简介 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 399px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/d449e087-e105-4390-9f06-44790cee8e81.jpg" title=" 微信图片_20200727112400.jpg" alt=" 微信图片_20200727112400.jpg" width=" 600" height=" 399" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 1991年在中国科学院大连化物所获理学博士学位。1995.10-1997.9获得马普(Max-Planck-Institut)研究基金在德国Tuebingen大学医学院工作。1997年11月任中科院大连化物所研究员。1999年5月被聘为博士生导师。2004年获国家自然科学基金委杰出青年基金资助，2005年起担任代谢组学研究中心主任，2008年、2017年起分别担任中国科学院分离分析化学重点实验室副主任和主任，2016年起担任大连化物所生物技术部常务副主任。现为中国化学会色谱专业委员会主任、中国抗癌协会肿瘤代谢委员会副主任、中国化学会理事、中国质谱学会常务理事。2007-2014年曾任J. Chromatogr. B的editor,& nbsp 现正在担任TrAC的特约编辑和Anal. Chim. Acta, Metabolomics, Anal. Bioanal. Chem.，Metabolites, J. Pharm. Biomed. Anal.，J. Chromatogr. B，和J. Sep. Sci.等10多个国内外杂志编委。国际高效液相色谱会议（HPLC）科学委员会常委，第30届国际毛细管色谱会议和第33、37届国际高效液相色谱会议副主席。他也是多届国际毛细管色谱会议（ISCC）的科学委员会委员和国际代谢组学会议的组织者和科学委员会成员。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 至今为止，已发表SCI文章420多篇，包括PNAS, Nature Protocols, Hepatology, Clin. Chem., Cancer Res., Diabetes Care, Advanced science, Anal. Chem., TrAC, J. Chromatogr. A, J. Proteome Res.等国际著名杂志。H-指数: 59（Web of Science）、74 (Google)。申请发明专利超百件（其中50多项已授权）。一项成果获国家科技进步二等奖（第五名），一项获辽宁省科技发明二等奖（第一名），两项成果获中国分析测试协会科学技术成果一等奖。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 许国旺研究员一直从事色谱及其联用技术的基础理论及应用研究。根据样品对象的复杂性，在方法学上，走过了从经典一维色谱到中心切割多维色谱、再到全二维色谱的研究过程，逐渐形成了以“多维色谱+联用技术+化学信息学”的科研特色；在研究对象上，从石化、环保领域逐渐实现了向生命科学（药物、代谢组学、生物催化）领域的转化。从1996年开始开展“健康和代谢的关系”研究，并逐步进入代谢组学领域，将研究方向集中到代谢组学的技术平台和其在重大疾病的生物标志物发现、中药疗效毒性和作用机理研究等。许国旺是我国最早进行代谢组学研究的学者之一。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 主要研究方向：复杂样品分离分析方法的创新性研究；代谢组学分析技术平台及其在疾病、中药、植物表型、食品安全等方面应用的研究。 br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 许国旺研究员课题组主页： a href=" http://www.402.dicp.ac.cn/" target=" _blank" strong http://www.402.dicp.ac.cn/ /strong /a /p p br/ /p

近日，北京大学化学与分子工程学院、北大-清华生命联合中心、北京大学合成与功能生物分子中心王初课题组在RSC Chemical Biology杂志上发表了题为“ Discovery of Cisplatin-binding Proteins by Competitive Cysteinome Profiling”的研究文章。在这项工作中，作者应用基于竞争的定量化学蛋白质组学策略rdTOP-ABPP，在MCF-7活细胞体系中全局性地鉴定了顺铂(cisplatin)结合蛋白与其结合顺铂的位点,发现并证明了顺铂可以结合谷氧还蛋白1(GLRX1)与具有硫氧还蛋白结构域的蛋白17(TXNDC17)的活性位点。除此之外也发现了一个全新的顺铂结合蛋白甲硫氨酸氨肽酶1(MetAP1)，并发现其对顺铂的细胞毒性有一定的保护作用。顺铂是1965年被发现的化疗药物，其在如睾丸癌，卵巢癌等癌症的治疗过程中被广泛应用。其在进入细胞后生成的活性的二价铂离子会进攻DNA上的腺嘌呤或鸟嘌呤，从而引起DNA损伤，最终杀死癌细胞，这个过程被认为是顺铂细胞毒性的主要原因。而近年来很多研究也发现活性二价铂离子除了结合DNA之外，其也会与细胞质中大量亲核性物质反应，比如GSH，RNA以及金属硫蛋白等进行结合，据统计，仅有1%左右的铂是结合到DNA上。大量游离的活性二价铂离子会与细胞中多种有功能的蛋白质结合，从而影响其正常的功能，因此对顺铂结合蛋白的研究有助于我们更完整的理解顺铂细胞毒性的机理以及帮助我们避免顺铂耐药性。目前已经有很多组学上鉴定顺铂结合蛋白的方法，例如利用Pt的特征同位素分布的特点，在一级质谱层面筛选那些潜在的顺铂结合蛋白 或者将ICP-MS与二维凝胶电泳结合，从而在组学层面鉴定潜在的顺铂结合蛋白等，但这些方法受限于较低的灵敏度和通量。对顺铂进行生物正交基团改造，从而通过生物素-亲和素富集来鉴定顺铂结合蛋白的方法也被开发，并成功在酵母细胞中鉴定到数百种潜在的顺铂结合蛋白。但由于顺铂的分子较小，并且其作为无机药物，在其上进行官能团化修饰可能会一定程度上改变顺铂本身的性质，并影响最终的鉴定结果。鉴于活性二价铂离子易与半胱氨酸残基反应并结合，因此作者考虑使用基于竞争的定量化学蛋白质组学策略rdTOP-ABPP来鉴定顺铂结合蛋白。首先作者在活细胞水平上证明了顺铂可以与半胱氨酸特异性反应的探针IAyne竞争结合蛋白质的半胱氨酸残基。在优化了质谱条件后，作者在三次重复的质谱实验中共鉴定并定量到1947个肽段，对其进行条件筛选，定义顺铂处理后肽段的色谱强度与对照组中相同肽段色谱强度比值为Ratio，作者认为三次重复的Ratio平均值与对应的p value满足-log10(p value) x log2(ratio) 1.5的是潜在的顺铂结合位点，共筛选到125个肽段归属于107种蛋白。这些蛋白显著富集于核质交换通路以及氧化还原相关通路，这与之前报道的顺铂会引起DNA损伤以及顺铂会引发细胞产生氧化应激相对应。　　随后作者在筛选的107种蛋白中，选择了归属于氧化应激通路的已知的与顺铂有关的靶点蛋白GLRX1以及TXNDC17进行验证，纯蛋白层面的竞争标记与ICP-MS结果均表明这两种蛋白为顺铂结合蛋白，并且其顺铂结合位点均是质谱鉴定到的位点，且均是两个蛋白的活性中心位点，暗示了顺铂结合可能会影响两种氧化还原相关的酶的活性，进而引起氧化应激。纯蛋白质谱实验中，二级谱也表明两个蛋白与顺铂的结合均是桥连结合，这与文献中报道过的其中一种顺铂与蛋白结合的模式是相对应的。　　之后作者选择了另一种尚未明确是否与顺铂有相互作用的蛋白MetAP1进行了后续的生化验证。纯蛋白层面的竞争标记实验与ICP-MS的实验结果证明MetAP1是顺铂结合蛋白，且其顺铂结合位点为我们鉴定到的C14位。随后我们测量了顺铂对MetAP1活性的影响，发现顺铂不会明显影响MetAP1纯蛋白的活性，但可以抑制MetAP1在体内的活性，表明顺铂会在活细胞中影响新生成蛋白的N端甲硫氨酸切割，最后通过比较MetAP1的敲除细胞系和野生型的细胞系对顺铂的MTT曲线，作者发现MetAP1在顺铂引起的细胞毒性中起到了一定程度的保护作用。　　总之，作者应用竞争性ABPP策略，在MCF-7活细胞中鉴定到了107种潜在的顺铂结合蛋白，并对其中的三个靶标进行了验证。作者发现顺铂可以结合与氧化还原相关的酶GLRX1与TXNDC17的关键酶活中心，暗示了顺铂结合可能会影响两种氧化还原相关的酶的活性，进而可能影响细胞的ROS水平。也证明了顺铂通过结合来影响MetAP1的活性从而影响新生成蛋白的N端甲硫氨酸的加工，并表明MetAP1可以作为提高顺铂细胞毒性以避免肿瘤耐药性的潜在靶点。本文的通讯作者为北京大学化学与分子工程学院、北大-清华生命联合中心、北京大学合成与功能生物分子中心的王初教授。其指导的化学与分子工程学院2019级博士研究生王相贺为本文的第一作者。该工作得到了国家自然科学基金委、国家重点研发计划的经费支持。　　本文作者：WXH　　责任编辑：JGG　　原文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2023/cb/d3cb00042g　　文章引用：DOI: 10.1039/D3CB00042G

仪器信息网讯 2016年1月12日，“2015年北京光谱年会”在天文馆召开。北京光谱年会由北京理化分析测试技术学会光谱分会主办，100余名来自科研院所、质检机构、知名仪器公司等单位的代表参加了此次会议。会议现场　　刚刚过去的2015年成功举办了BCEIA展会，也是BCEIA举办的第30年，郑国经教授多次主持BCEIA光谱仪器评议活动，他结合近30年来光谱仪器的发展，向大家介绍了光谱仪器的趋势。在技术层面，随着新技术、高集成元器件的不断推出，推动着光谱仪器向高性能、高分辨率、高通量分析方向发展 另外，小型便携、掌上型、原位、在线、专用化、一体化也是光谱仪器的发展方向。在应用层面，光谱分析主要集中在无机材料、有机物质、生物制品等样品方面，应用领域主要集中在生命科学、食品安全、环境监测等。在仪器层面，节能降耗成为新型光谱仪器的设计理念及发展趋势。北京光谱学会理事长 郑国经教授　　基因组学、蛋白组学、代谢组学、转录组学、脂类组学、金属组学等“组学”几乎已经到了无处不在的地步，其应用前景似乎是辉煌灿烂的。而各种组学研究，其所采取的分析测试手段也将带给光谱仪器发展机会。如金属组学就被称为是原子光谱的第二个春天。为此本届光谱年会首次组织“组学”专题报告，邀请了多位专家作相关专题演讲。中国科学院生态环境研究中心 江桂斌院士《多种组学方法技术的现状与发展》　　江桂斌院士在报告中介绍了多种组学方法技术的概念、研究方法的现状及其发展前景。不过，江桂斌院士也提出了组学研究中方法学开发的一些需要思考的问题， 如方法的兼容性、通量、数据挖掘、多维组学协同研究等。　　而且，江桂斌院士还指出，“组学”的过度发展也需要引起我们的反思。自基因组和基因组学两个名词诞生以来，现在已有成千上万的组和组学出现，它们中的一部分已经牢固地确立为一个重要的知识体系和研究领域。但有些并非如此，并且招来了各种各样的谴责，被认为是多余的、琐碎的、不实的、不合语法的甚至更糟。通过比较近年来多种组学相关期刊的影响因子的发展情况，可以发现，普遍呈现缓慢下降的态势。希望未来的组学研究能够回归到科学的本质。清华大学 孙素琴教授《宏观组学方法技术的现状和发展》　　在三十多年分子振动光谱分析研究的基础上，孙素琴教授所在课题组借助于化学计量学创建了复杂体系的“多级红外光谱宏观指纹鉴定法”。并且基于数十万张食品、保健品和中药的红外和拉曼光谱，在单分子振动理论的基础上拓展了“多分子振动理论”，为“多级红外光谱宏观指纹鉴定法”奠定了理论基础，发表相关SCI论文超过200篇，出版了3本中文专著和1本英文专著，并申请了3项国家发明专利。　　据介绍，在基因组学、蛋白组学、代谢组学和金属组学等组学方法的基础上，近期孙素琴教授课题组在国际上首次提出了“宏观组学”的基本概念，并结合“多级红外光谱宏观指纹鉴定法”，遵循“不分离即分析、边分离边分析和边组合边分析”的三条技术路线，在分子光谱水平上揭示了动植物的生长和代谢规律，诠释了人体病因、病机、养生和防治内在物质相互转变的机制。清华大学 张四纯教授《元素标记生物大分子分析》　　张四纯教授报告中首先介绍了从荧光标记到放射性元素标记、以及到现在的稳定同位素标记分析生物大分子的发展历程。张四纯教授还着重介绍了近年来其课题组在元素标记结合多组分同时分析的ICP-MS技术进行生物大分子分析的研究进展，该研究为原子光谱分析在生命科学中的应用开拓了一条新路。北京大学 刘小云教授《Salmonella Proteomics Within Infected Host Cells》　　北京大学刘小云研究员在蛋白组学方面的研究已经有十多年的时间了，在本次报告中刘小云首先给大家普及了蛋白质组学的背景、细菌感染生物学的相关概念等方面的知识，并详细介绍了如何利用蛋白质组学的手段来研究感染中的沙门氏菌，其中采用了串联质谱等多种手段。　　光谱现场快速检测技术以及过程分析技术的发展也是这次光谱年会交流的主要内容。　北京化工大学 袁洪福教授《过程光谱的现状和发展》　　所谓现代过程分析技术是利用紫外、红外、荧光、色谱、质谱等多种谱类信息并结合多元分析方法实现过程中复杂体系的组成及品质的快速分析的技术，具有快速、无损、同时分析多性质的优点。袁洪福教授介绍到，随着社会和信息化技术的发展，“过程分析”定义已经悄然在发生变化，其过程内涵由具体的生产过程扩展到包括从原料、加工、物流到消费的全过程。同时，过程分析技术也随之发生改变，不仅包括在线分析技术，也包括专用、便携、手持以及手机功能等。　　据介绍，过程分析产生了海量数据，通过互联网使全社会共享，从而产生巨大的社会效应和经济效益，尤其是超微型光谱仪与手机互融，使得过程分析发展具有光明的发展前景。但是，虽然超微型光谱仪与手机互融的概念获得了社会高度关注和市场青睐，技术研究也异常活跃，但是技术还不够成熟，信噪比、稳定性和与互联网的接口技术仍需攻坚时日。中国农业大学 韩东海教授《近红外光谱在食品分析中的发展动态》　　近红外光谱分析技术起源于食品、活跃于食品、扎根于食品。在近红外2015国际大会上，参会论文与食品有关的占29% 在2015的日本近红外大会上，农业与食品的口头演讲占33% 在2014年中国近红外大会上，食品相关论文占29%。这些数据足以说明近红外在食品分析中的地位。　　纵观近红外光谱技术的发展史，可以从5个脉络观察：仪器：通用→专用，台式→便携→手持，在线 光谱采集模式：漫反射、透射、漫透射、透反射 应用形式：光谱、成像 应用场所：实验室、生产现场、田间地头 应用领域：原料成分快检、食品品质评价、水果分级分选、食材真伪鉴别、生产过程监控、食品安全把关。韩东海教授也举例介绍了各领域的应用实例。　　相关光谱仪器公司也分别介绍近两年来公司推出的光谱新技术及新应用。伯乐生命医学产品(上海)有限公司 袁有荣《光谱解析的最新进展》　　红外/拉曼光谱自从商业化以来，图谱的识别分析一直成为分析的瓶颈，尤其是近年来越来越多的人将红外/拉曼光谱应用于混合物的测试分析，得到的图谱更是需要花费大量的时间和精力去进行分析。为此，Bio-Rad 于2015年底推出了一项突破性的专利优化修正技术，这项校正技术将会自动化的对待检索的图谱，进行一系列的计算从而使得与相关标准图谱的匹配率大大提高。安捷伦科技(中国)有限公司 欧阳昆《5100 ICP-OES同步双向观测在材料行业的技术特点及应用》　　欧阳昆介绍了安捷伦公司2014年推出的5100 ICP-OES的技术特点和典型应用。5100 ICP-OES采用专利技术的光谱波段组合技术，实现了同步的垂直双向观测分析。采用垂直火炬设计，提高炬管的使用寿命和耐盐性，提升信号的灵敏度。通过气路模块控制，保证仪器的长期稳定性。针对钢铁样品的分析检测，具有快速、准确、可靠的特点，检测结果远离光谱干扰及基体困扰。岛津企业管理(中国)有限公司 刘舟《发射光谱的全新展现—岛津新品ICPE-9800系列》　　刘舟报告中展示了岛津全新的ICPE-9800系列和便携式拉曼光谱仪RM-3000系列的技术特点和典型应用。2015年最新发布的ICP-OES新品ICPE-9800创新设计了Eco运行模式，在分析间的待机状态，自动转换为Eco模式，氩气流量仅为5L/min，RF功率0.5Kw，从Eco模式转换回常规分析模式仅需1秒。ICPE-9800系列采用了岛津已经应用多年的Mini炬管系统，相比传统炬管节省40%氩气流量 真空光室系统避免了分析前和分析中的大量氮气或氩气的长时间吹 以及99.95%纯度氩气稳定运行技术，仅此一项降低气体成本消耗50% 四项技术联合使用可节约70%氩气成本。天美(中国)科学仪器有限公司 覃冰《爱丁堡稳态瞬态光谱仪最新技术及应用》　　覃冰在报告中介绍了爱丁堡稳态瞬态荧光产品FLS980、FS5、LifeSpec Ⅱ、Mini-Tau，着重介绍了FLS980强大的兼容性。此外，还介绍了LP980激光闪光光解仪的特点及其在生物反应和机理研究、光催化氧化还原过程及燃料敏化太阳能电池等领域的应用。德国耶拿分析仪器股份公司 高尔乐《高灵敏度ICP-MS在元素分析中的应用》　　2015年德国耶拿公司推出的ICP-MS新品Plasma Quant MS汇集了六项专利技术，离子光学系统灵敏度提高5倍以上 低能耗的等离子体可节约50%的氩气，氩气流量为9L/min 碰撞反应池有效的去除多原子分子的干扰 高解析四极杆的扫描速度达到3MHz，能够获得更好的质量分离 全数字式模式的检测系统，无须进行数字、模拟讯号交叉校正，线性范围达到10个数量级 同时检测器的寿命更长 采用两个分子涡轮泵的仪器，真空度高、负载小、寿命长。布鲁克(北京)科技有限公司 李得勇《显微红外成像技术开创材料光谱表征的新纪元》　　什么是超材料?超材料具有哪些特性?李得勇从最基本的概念讲起，介绍了研究超材料的有力工具——红外显微成像技术。据介绍，布鲁克的Hyperion3000傅立叶变换红外显微镜配备了双探测器系统，既可以利用单点探测器进行平面扫描，实现平面的显微红外成像，也可以利用焦平面阵列探测器(FPA)时，实现平面的一次性红外显微成像。在采用FPA时，单幅红外光谱图像的采集在几秒内就可以完成。　　光谱年会同期举办了小型展览会，岛津企业管理(中国)有限公司、北京海光仪器公司、钢研纳克检测技术有限公司、珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司、北京东西分析仪器有限公司、奥普乐仪器有限公司、深圳中达瑞和科技有限公司等公司现场展示相关仪器和资料。小型展览会现场

2008年8月18日，服务科技，世界领先的赛默飞世尔科技在2008年人类蛋白质组大会(HUPO 2008)上推出新的蛋白质组学工作流程解决方案，以及两个Thermo Scientific软件升级包。不久前推出的Proteome Discoverer 软件平台是一个综合性的、可拓展软件平台，可以对蛋白质组的数据进行定性和定量分析，作为Proteome Discoverer 的补充，新加入的部分将进一步升级Thermo Scientific Proteome Dynamics。 　　Proteome Dynamics是一套完整的蛋白质组解决方案，包括试剂，样品制备试剂盒和操作流程，质谱仪和具有特定功能的生物软件，以方便识别，定量和定性鉴定蛋白质。推出新品包括以下几个方面 　　• 自动化的磷酸化肽段工作流程—一套完整可自动化分析磷酸化肽段的操作流程 　　• SIEVE™ 1.2---主要对软件中无标记差异分析部分进行升级。基于液相色谱质谱数据比较对蛋白和肽段的变化进行衡量和鉴定 　　• ProSightPC™ 2.0—拓展了业界领先的自上而下的鉴定能力，支持所有高质量准确度的串联质谱实验的蛋白鉴定和表征 　　在过去的十年里，蛋白质组学领域大步发展，它对生物和医药领域的尖端科技产生了深远的影响。Thermo Fisher一直致力于蛋白质组科学的发展，打破了传统定性蛋白质组分析，转向更高级的定量蛋白质组，因而创造了蛋白质组动态研究蓝图。 　　新型自动化磷酸化肽段分析流程将Thermo Scientific技术与Pierce® 磷酸化肽段富集试剂盒、Kingfisher® Flex 磁珠纯化系统和LTQ Orbitrap™ XL ETD 杂交质谱仪结合起来，可以完全实现对磷酸化肽段进行分析。致力于构建信号途径的科学家会发现固定化金属和金属氧化物的亲和色谱能够富集磷酸化肽段，然后用质谱对其分析是一个功能强大的技术。然而，样品的复杂度和低通量制备步骤成为一个主要的障碍。新型Thermo Scientific的整合操作流程对这类难题提供了一个简单、有效的解决方案。“样品制备和分析过程的每一部都是经过优化的。”Thermo Fisher Scientific 蛋白质学市场总监Andreas Huhmer说，“该工作流程可以使科学家实现整个过程无缝连接。 　　在2008年的人类蛋白质组大会上发布的另一款软件是Thermo Scientific 的SIEVE 1.2。通过比较“健康”或对照组和“疾病”或处理不需要同位素标记的样品的液相色谱质谱数据组，SIEVE可自动对无标记的蛋白和肽段进行差异分析。之前，研究者只能比较成对的数据。然而，在生物标志物发现的研究领域内，观察数据趋势是必须的，SIEVE 1.2 可以实现在单个趋势分析中观察多时间点和剂量点。 　　“SIEVE第一次发布后，我们从客户收到反馈的主要问题是SIEVE如何根据时间不同监控蛋白变化，如何更方便的在肽段和蛋白水平上解释其统计结果。”Thermo Fisher Scientific 蛋白质学市场程序经理Amy Zumwalt说，“为了满足这一需求，我们在这个版本中加入了趋势分析功能，并且完全重新构建了用户界面。新的向导界面将使差异实验结果和解释统计结果变得更容易。” 　　同样首次发布的软件还有Thermo Scientific 的ProSightPC 2.0，它最初是设计来方便“自上而下”(top-down)蛋白质定性鉴定。而现在可以支持所有高质量精度、高分辨率的串联质谱蛋白实验。ProSightPC 2.0可以实现对高质量精度的二级质谱数据进行高通量分析，无论其来自是“自上而下”(top-down)，“自中而下”(middle-down)，还是“自下而上”(bottom-up)的实验，而且可表征已知的翻译后修饰蛋白(PTM)。“Thermo Scientific 的ProSightPC 2.0是专门面向杂交质谱技术的，现在也可以支持新型LTQ Orbitrap XL ETD质谱的数据。”Andreas Huhmer说，“这给研究人员提供了独一无二的工具，可以对蛋白异构体和变异体的错综复杂的差异进行分析. 　　SIEVE采用一种新型图形界面，更易使用，而且重要的是它现在可以对液相色谱质谱的数据文件自动进行分析。而以前在处理数据之前必须手动挑选峰。而现在选择整个色谱图就可以对所有的峰进行自动分析了。 　　如需对Proteome Dynamics了解更多信息，请于2008年8月16日至20日访问阿姆斯特丹的HUPO #34展台，或致电800-810-5118或400-650-5118，电邮sales.china@thermofisher.com 或者访问www.thermo.com/orbitrap。 　　Thermo Scientific是Thermo Fisher Scientific的一部分，是全球科学服务领域的领导者 　　关于赛默飞世尔科技(Thermo Fisher Scientific) 　　Thermo Fisher Scientific(赛默飞世尔科技)(纽约证交所代码：TMO)是全球科学服务领域的领导者，致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年销售额超过100亿美元，拥有员工约33,000人，在全球范围内服务超过350,000家客户。主要客户类型包括：医药和生物公司，医院和临床诊断实验室，大学、科研院所和政府机构，以及环境与工业过程控制装备制造商等。公司借助于Thermo Scientific和Fisher Scientific这两个主要的品牌，帮助客户解决在分析化学领域从常规的测试到复杂的研发项目中所遇到的各种挑战。Thermo Scientific能够为客户提供一整套包括高端分析仪器、实验室装备、软件、服务、耗材和试剂在内的实验室综合解决方案。Fisher Scientific为卫生保健，科学研究，以及安全和教育领域的客户提供一系列的实验室装备、化学药品以及其他用品和服务。赛默飞世尔科技将努力为客户提供最为便捷的采购方案，为科研的飞速发展不断地改进工艺技术，提升客户价值，帮助股东提高收益，为员工创造良好的发展空间。欲了解更多信息，请登陆：www.thermofisher.com

大家好，本周为大家分享一篇发表在Accounts of Chemical Research上的综述，Native Mass Spectrometry at the Convergence of Structural Biology and Compositional Proteomics [1]，文章的通讯作者是美国西北大学的Neil L. Kelleher教授。生命活动由一系列生物大分子相互作用驱动，这些相互作用距今已进化了数十亿年。正如乙酰化和磷酸化等共价修饰可以改变蛋白质的功能一样，与金属、小分子和其他蛋白质的非共价相互作用也可以改变蛋白质的功能。然而，传统的蛋白质组学方法会分离非共价相互作用并使蛋白质变性，导致许多蛋白质水平的生物学信息尚未被发现或仅靠推断获取。就在过去的几年中，质谱(MS)技术不断发展，目前已具备维持内源性蛋白复合物完整组成并表征其特征的能力。采用非变性质谱(Native Top-Down MS, nTDMS)激活蛋白复合体，可以释放部分或全部亚基，通过与中性气体或固体表面碰撞，在进一步表征之前分离。亚单位质量、母离子质量和活化亚单位的碎片离子可以拼凑出复合物的精确分子组成，包括蛋白质修饰在内的相互作用也能被阐明，并与人类疾病状态下的功能障碍联系起来。在本综述中，作者详述了nTDMS技术目前的发展和未来在表征更大的生物复合体方面所面临的挑战。目前，nTDMS可以靶向内源性核小体复合物，而病毒颗粒、外泌体和高密度脂蛋白颗粒表征或将在未来几年内得到深度解析。为充分解决这类大小为兆到千兆道尔顿级别的复合物的表征，未来的工作将主要集中于非变性分离、单离子质谱(Single ion mass spectrometry)和新的数据类型。为了实现这一目标，Kelleher教授课题组近年来发展了一系列策略，概括为以下几个方面（1）靶向非变性质谱表征整个核小体（图1）；（2）非靶向蛋白质组学深度解析内源性蛋白质复合物；（3）单分子质谱(Single molecule MS)。其中提到，阻止对非变性蛋白质进行整体表征最大的障碍之一可能是分子量分布于100 kDa到1 MDa的复合物的分辨率较差。而电荷检测MS通过直接测量离子电荷提供大型复合物的分子分布。此外有研究表明，通过对单分辨离子进行centroiding和rebinning，Orbitrap仪器的有效分辨率可以在电荷检测工作流程之上大大提高。在这种被称为“单离子质谱法(Individual Ion Mass Spectrometry, I2MS)”的技术中，可以同时检测数千个单离子，并允许在复杂混合物中分配约500种proteoforms的质量（前提是它们先前已被表征并且在数据库中可查找）。I2MS可用于分析病毒样颗粒和AAVs（图2）。图1. 核小体表征图2. 病毒颗粒检测未来随着技术的发展和创新，nTDMS都将扩展到研究极其稀缺和高度异质的生物复合物，了解蛋白质间的相互作用以及它们是如何出错的（例如错误折叠，在功能失调的化学计量和组成中形成复合物）。这些将不仅为疾病治疗的发展提供信息，还将深化我们在分子水平上对生命的理解。撰稿：张颖编辑：李惠琳原文：Native Mass Spectrometry at the Convergence of Structural Biology and Compositional Proteomics

编者注：傅若农教授生于1930年，1953年毕业于北京大学化学系，而后一直在北京理工大学(原北京工业学院)从事教学与科研工作。1958年，傅若农教授开始带领学生初步进入吸附柱色谱和气相色谱的探索 1966到1976年文化大革命的后期，傅若农教授在干校劳动的间隙，系统地阅读并翻译了两本气相色谱启蒙书，从此进入其后半生一直从事的事业&mdash &mdash 色谱研究。傅若农教授是我国老一辈色谱研究专家，见证了我国气相色谱研究的发展，为我国培养了众多色谱研究人才。 第一讲：傅若农讲述气相色谱技术发展历史及趋势 第二讲：傅若农：从三家公司GC产品更迭看气相技术发展 第三讲：傅若农：从国产气相产品看国内气相发展脉络及现状 第四讲：傅若农：气相色谱固定液的前世今生 第五讲：傅若农：气-固色谱的魅力 第六讲：傅若农：PLOT气相色谱柱的诱惑力 第七讲：傅若农：酒驾判官&mdash &mdash 顶空气相色谱的前世今生 第八讲：傅若农：一扫而光&mdash &mdash 吹扫捕集-气相色谱的发展 第九讲：傅若农：凌空一瞥洞察一切&mdash &mdash 神通广大的固相微萃取（SPME） 第十讲：傅若农：悬&ldquo 珠&rdquo 济世&mdash &mdash 单液滴微萃取(SDME)的妙用 第十一讲：傅若农：扭转乾坤&mdash &mdash 神奇的反应顶空气相色谱分析 前言 　　脂质是一类自然界存在的疏水或两性、难溶于水而易溶于非极性溶剂的有机物小分子，存在于大多数生物体系中。脂质是细胞膜的骨架物质和第二能量来源，还参与细胞的许多重要功能，人类许多重大疾病都与脂质代谢紊乱有关，如糖尿病、肥胖病、癌症、阿兹海默症、以及一些传染病等， 　　作为代谢组学的重要分支之一，脂质组学(Lipidomics)的研究对象是生物体的所有脂质分子，并以此为依据推测其它与脂质作用的生物分子的变化，进而揭示脂质在各种生命活动中的重要作用机制。脂质组学是总体研究和这些疾病有关的脂质化合物，找到昭示这些疾病的生物标记物。 　　2005年国际上把组织、细胞中的脂质分子分为8大类(J Lipid Res 2009,50(Supp) 9-14)，有明确结构的脂质化合物已经有38000个(BMC Bioinformatics 2014, 15(Suppl 7):S9)，这8类脂质分子见表1。 表 1 8大类脂质分子 类别 缩写 数据库中的结构数量 脂肪酰类(Fatty acyls) FA 2678 甘油脂类(glycerolipids ) GL3009 甘油磷酸脂类(glycerophospholipids) GP 1970 鞘脂类(sphingolipids ) SP 620 固醇脂类(sterol lipids ) ST 1744 异戊烯醇脂类(prenol lipids () PR 610 糖脂类(saccharolipids ) SL 11 多聚乙烯类(polyketides ) PK 132 　　在过去，由于技术限制人们难以分析数量巨大的脂质分析，因为多种脂质代谢产物的物理性质需要大批纯化系统、分离的复杂技术操作。2003年韩贤林等继基因组学、蛋白质组学等之后提出脂质组学(lipidomics)(Han X et a1.J Lipid Res，2003，44：1071)，脂质组学的发展推动了新分析平台的研发，特别是在质谱法领域，该方法已使这些操作合理化，并且已允许更多的脂质分子得到非常详细的分析。 　　脂质存在于细胞、细胞器和细胞外的体液如血浆、胆汁、乳、肠液、尿液中。若要研究某一特定部位的脂质，首先要将这部分组织或细胞分离出来。由于脂质不溶于水，通常采用有机溶剂进行萃取。传统的萃取剂是氯仿、甲醇和水的混合液。所需的样品在这种混合液中提取所有脂质，向提取液中加入过量的水使之分成2个相，上面是甲醇和水，下面是氯仿。脂质就留在氯仿相，蒸发浓缩后，使之干燥就得到所需的脂质。这种脂质提取方法，能够提出组织样品中的总脂。这种方法降低了脂质的损失率，操作简便，而且提取效果较好。对于只检测总脂中的部分脂质，固相萃取(SPE)是一种较好的方法，利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附，与样品的基体和干扰物分离，然后再用洗脱液洗脱或加热解吸附，达到分离和富集目标化合物的目的。固相萃取技术设备要求低，操作简单，能快速分离组分复杂及含量低的样品。当然由于化学分析样品前处理技术的发展，有许多其他可用的样品前处理方法。 　　总体上对脂质组学的研究Chin Chye Teo等归纳为如下的工作流程，第一步就是对样品的处理。 1、脂质组学研究的工作流程　　根据Chin Chye Teo的综述报告(Chin Chye Teo et al,TrAC,2015,65:1-18)，脂质组学研究的工作流程如下表1. 表1 脂质组学研究的工作流程 从患者得到脂质组学研究的样品 液体 固体 体液，泪水，血清，血浆，尿液 （低温保存样品） 细胞，组织，器官 对上述样品进行萃取方法 对极性化合物，单独的有机化合物进行： 液-液萃取，固相萃取 对能源性物质进行：加压液相萃取，微波辅助萃取，超声辅助萃取 萃取得到的脂质化合物 使用色谱方法分离：气相色谱，液相色谱，电泳 不使用色谱方法分离：直接进样，成像 上述分离或未分离样品进行质谱分析 质谱分析的接口 质量分析器 电子轰击电离（EI），电喷雾电离（ESI），化学电离（CI），大气压（APCI）化学与电离,基质辅助激光解析电离（MALDI） 四级杆飞行时间质谱（qTOF）,三重四级杆质谱（ qqq）,轨道阱质谱（Orbitrap） 质谱原始数据语预处理 （利用商品或自制软件） 分类和脂质鉴定（使用各种资源如LIPID maps,Lipid Bank,Lipid Blast） 判定在疾病中的机制/在疾病演化中的作用 为进一步诊断找出生物标记物（预防），提供药物治疗的指导 2、脂质组学的样品制备 　　本文只讲脂质组学的样品制备，Chin Chye Teo等总结了近年在脂质组学研究中使用的样品处理方法，见表2. 表2 脂质组学研究中的样品处理方法比较(Chin Chye Teo et al,TrAC,2015,65:1-18) 萃取方法 临床样品类型 （生物液体或固体） 优点 缺点 原文文献编号 单一有机溶剂萃取（SOSE） 血清（生物液体） 皮肤（固体） 容易完成萃取时间短 成本低 低温适于热敏感化合物 无需外部能量 使用有毒有机溶剂 分析时难以摆脱使用有机溶剂 1.2 3 液-液萃取（LLE） 眼泪（生物液体） 血清（生物液体） 血浆（生物液体） 尿液（生物液体） 滑液（生物液体） 动脉粥样硬化血小板（生物液体） 皮肤（固体） 组织（固体） 易于建立的方法 容易完成 设备便宜 萃取时间短 使用廉价溶剂（如甲醇，水） 低温适于热敏感化合物 无需外部能量 萃取时间短 使用大量有毒有机溶剂 常使用超过一种类型的溶剂 需要排除溶剂以免影响分析 2 4,9-13 5,14-22 8,23 7 24 25-27 28,29 固相萃取（SPE） 血清（生物液体） 血清（生物液体） 血浆（生物液体） 眼（固体） 皮肤（固体） 容易完成 清除干扰基体 EPE的选择 低温适于热敏感化合物 萃取时间短 SPE萃取小柱比较贵 需要洗掉有机溶剂以免影响分析 使用有毒有机溶剂 分析时难以摆脱使用有机溶剂 1,12 2 30 26 3,27 固相微萃取（SPME） 肺（固体） 头发（固体） 容易完成 可与GC和GC xGC 联用 对挥发性化合物可以进行顶空气相色谱 有毒溶剂消耗量少 低温适于热敏感化合物 无需外部能量 萃取时间短 萃取头比较贵 需要洗掉有机溶剂以免影响分析 分析时难以摆脱使用有机溶剂 31 32 超临界流体萃取（SFE） 血浆（生物液体） 容易完成 萃取时间短 对非极性化合物萃取效率高 CO2可循环使用 温度压力可控 可加改性剂提高萃取液极性和效率 要精心操作 设备昂贵 33 微波辅助萃取（MAE） 血浆（生物液体） 皮肤（固体） 容易完成 萃取时间短 萃取效率高 萃取溶剂消耗量少 温度压力可控 需要冷却防止溶剂逃逸 购买设备费用高 34 35 超声辅助萃取（UAE） 血（生物液体） 容易完成 萃取时间短 萃取溶剂消耗量少 温度压力可控 听力会受损 要使用有毒有机溶剂 会吸入有害溶剂 需要外部能源 购买设备费用高 提高温度会使化合物降解 36,37 3、脂质组学的溶剂萃取 　　液-液萃取是脂质组学研究中使用最为普遍的方法，这一方法是使用两种互不混溶的有机溶剂&mdash &mdash 使用最多的是氯仿、甲醇和水&mdash &mdash 为了对关键脂质类得到最大的萃取效率，从磷脂类和糖脂类到脂肪酸，三酰基甘油类(TAGs)、二酰基甘油类(DAGs)。最初使用的是Folch 脂质萃取法(氯仿/甲醇/水为 8:4:3 v/v/v)，之后有Bligh 和 Dyer脂质萃取法(氯仿/甲醇/水为 1:2:0.8 v/v/v)。 　　(1)Folch 脂质萃取法(Folch et al., J Biol Chem 1957, 226： 497) 　　把样品组织用2:1氯仿/甲醇均一化，最后的溶剂体积是组织的20倍(20mL 溶剂里有1g样品)，分散均匀后于室温下把混合物在轨道振荡器上震动15-20min。均匀混合物经漏斗中折叠滤纸过滤，或进行离心处理，回收液相。 　　液相溶剂用0.2体积的水(20 mL液相使用4 mL水)，最好使用0.9%的NaCl溶液洗涤，涡旋几秒后在低速离心机(2000 rpm)上离心混合物，用虹吸方法弃去上层液相，用以分析神经节糖苷或小分子有机极性化合物，如需要(需移去标记分子)，用1:1甲醇/水洗涤交界处的有机相两次，无需混合全部制备物。 　　经离心分离后虹吸掉上面的液相，下面含有脂质的氯仿在旋转蒸发器中真空蒸发，或用氮气吹拂到2-3 mL体积。 　　(2)Bligh 和 Dyer脂质萃取法(Can J Biochem Physiol 37:911-917) 　　a. 每1 mL 样品加入3.75mL 1:2(v/v) CHCl3:CH3OH 很好涡旋，如果要进行GC 分析，溶剂中要含有内标(如0.5&mu g谷甾醇) 　　b. 然后加入1.5mL CHCl3很好涡旋 　　c. 最后加入1.25mL蒸馏水很好涡旋 　　d. 在1000rpm离心机中室温下离心5min，得到一个两相分离(上层为水相，下层为有机相)的液体 　　e. 回收有机相：用一个巴斯德吸管(Pastuer pipette)通过上层水相，轻微施加正压避免上层水相浸入吸管，吸管口到达离心管底部，吸取下层有机相溶液的90%到吸管中。 下表列出不同样品容积需要加入的试剂量 　　如果你要得到干净的底部的有机相溶液，就要用上层&ldquo 真正&rdquo 的上层液相洗涤有机相溶液，方法如下： 　　a 制备&ldquo 真正&rdquo 的上层液相：取一个大的玻璃管，或者几个常规玻璃管，以水代替样品胺上述方法进行萃取操作，把几个管子中的上层水相合并在一起备用。 　　b 把上述第5步得到的底层溶液倒入一个玻璃管中，然后加入适量(样品+蒸馏水的体积)&ldquo 真正&rdquo 的上层液相。比如你是1 mL样品就加入2.25mL&ldquo 真正&rdquo 的上层液相。 　　c 好好地涡旋，离心，收集下层相。 　　Cui等的改进Bligh 和 Dyer脂质萃取法(Cui L，e al, PLoS Negl Trop Dis，2013，7：e2373)： 　　900µ L氯仿-甲醇(1:2)加入到100 µ L样品中，进行涡旋，在4° C下保温，然后加入300µ L氯仿和300µ L双重蒸馏水，以9000 rpm离心2 min，脂质物在离心管底部的有机相中，然后加入500 µ L氯仿在4° C下进行涡旋20 min。从有机相中回收脂质物并与前次得到的脂质物合并，脂质萃取物经真空干燥后于&minus 80° C下存放备用。 　　多少年来人们使用类似于上述方法进行脂质的萃取，例如：李国琛等在脂质组学研究中也采用Bligh 和 Oyer法萃取磷脂，并作适当改进.他们的方法是： 　　称取100 mg鱼肉样品，加入400 p,L甲醇/氯仿(体积比2：1)，涡旋混匀后，于一30℃放置过夜.取出后于4℃以10000 转速离心5 min.将上清液转出，在残渣中加入200 mL甲醇/氯仿(体积比2：1)再次提取，将2次所得上清液合并.在上清液中先后加入100 mL氯仿及100mL水，离心后，将磷脂所在的氯仿相与水相分离.采用真空离心蒸发浓缩器干燥氯仿相(温度不超过45℃，下同)，将干燥后的样品于一30℃保存备用.(高等学校化学学报，2010,31(2)：269-273) 　　人们为了提高某些脂质种类的萃取效率，改变氯仿/甲醇/水的比例，并加入一些其他添加剂，如乙酸、盐酸等，探索改进萃取各类脂质化合物的得率，如酸性磷脂和脂肪酸。(Jensen S K, Lipid Technol，2008， 20： 280&ndash 281)。 HCl-Bligh萃取法步骤： 　　为了更好地萃取生物样品中的脂肪酸，使用加盐酸的HCl-Bligh萃取法：取0.6 g均匀好的样品装入10-ml 带盖的培养试管中，加如1 ml 3M HCl，在80℃水浴上加热1 h，之后加入1.50 ml甲醇和1.00 ml氯仿，以及17:0脂肪酸内标，把混合物摇震1 min，然后加入ELGA-纯水系统制备的纯水1.00 ml 和2.00 ml氯仿，把试管振荡1 min，然后在3000 rpm离心机上进行离心处理5 min。把1 ml氯仿相进行甲基化，用氮气把氯仿蒸发掉，加入0.8 ml NaOH/甲醇溶液，把试管充满氮气，密封在100 ℃下烘箱中15 min，冷却后加入1 ml BF3溶液，密封在100 ℃下烘箱中45 min。在冷却后加入2 ml辛烷和4 ml饱和NaCl溶液，把混合物进行涡旋，在3000 rpm离心机上进行离心处理10 min。用1&mu L 样品进行气相色谱分析。 　　根据Jensen的研究，认为此方法可以对脂肪酸的萃取率提高15%，对多不饱和脂肪酸的萃取率可提高30-50%。 　　由于氯仿的毒性大人们就用二氯甲烷来代替氯仿(J Agr Food Chem,2008,56:4297-4303)，之后就有许多研究者效仿用以萃取临床样品，包括生物液体，如血清/血浆，尿液和固体样品，如皮肤和动脉粥样硬化血小板(表中文献4,5,8,9,10,14-17,23-25,28). 　　近几年也用甲基特丁基醚(MTBM )做萃取溶剂代替氯仿(Matyash et al. J Lipid Res. 2008，49 (5) ：1137&ndash 1146.)。Matyash 认为MTBM进行萃取快速而且可以得到干净的脂质，可以适合于自动进行鸟枪法得到脂质轮廓。因为MTBM的密度低，水相和有机相分开时，有机相在上层，这样简化了手机有机相的手续，减少了吸取的损失，不可萃取的基质小球处于离心管的底部，易于去除。严格的测试证明MTBM进行萃取对绝大多数脂质种类和&ldquo 黄金标准&rdquo Folch 或 Bligh and Dyer萃取方法类似或更好。2013年中科院大连化学物理研究所许国旺和德国图宾根大学医学院的R Lehmannb使用MTBM进行萃取开创了一个从一小片肝脏或肌肉组织同时进行道谢组学和脂质组学的研究(J Chromatog A, 2013， 1298：9&ndash 16) 　　人们的思路总是由简单到复杂，又由复杂回归到简单，所以脂质组学中的萃取方法，近来也有多种溶剂向单一溶剂发展， Stü biger G (表中文献1)就使用 Zhao Z等提出的单一溶剂萃取(SOSE)磷脂类脂质(J Lipid Res 2010 51:652)方法如下： 　　把500 mL甲醇加入到20 mL人血浆中，其中已经含有0.01% BHT(2,6-二叔丁基对甲酚)和0.5 mmol EDTA (用作抗氧化剂)和3mmol Pefablock(4-(2 aminoethyl) benzenesulfonylfluoride hydrochloride)用作磷脂酶的抑制剂，加入内标物，把样品激烈震荡1min，在冰浴中放置30 min，进行脂质的萃取，之后在10,000 rpm离心机上，离心5 min(4℃)，最后把离心管上面的液体小心滴转移到2 mL玻璃样品瓶中，在零下70℃保存备用。 4、固相萃取(SPE) 　　SPE 是十分成熟的样品预处理技术，使用装有固定相的小柱子和各种流动相选择性地保留与固定相有特定作用力的特殊种类分子。SPE的典型应用是和 SOSE 和 LLE相结合，作为一种附加的净化步骤或从生物液体或固体住址样品中富集某种特定种类的目标脂质(表中文献1,3,12,26,27)，市场有各种各样的萃取小柱供选择。供脂质萃取的SPE小柱有正相硅胶柱和反相柱(C8 和 C18)，以及离子交换柱(氨丙基柱)，硅胶柱和氨丙基柱多用于分离中性和极性脂质，利用改变洗脱溶剂以达到分离的目的。而C8 和 C18柱用于从水基样品中分离卵磷脂(PC)、脑苷脂、神经节糖苷和脂肪酸。 　　针对不同的脂质使用不同的SPE，如 Stü biger(表2文献1)在进行导致动脉粥样硬化的磷脂的研究中，使用C18 净化柱从血浆脂质萃取和富集体液氧化磷脂(OxPLs)，其步骤如下： 　　把脂质萃取液倒入微量制备高效固相萃取柱(mHP-SPE)C18 spin-columns (PepClean, Pierce)中，小柱事先用500mL MeOH：0.2%甲酸(70:30 重量比)洗涤，然后用700 mL MeOH:0.2%甲酸(82:18 重量比)洗脱一次，再用800 mL MeOH:0.2%甲酸(92:2 重量比)洗脱一次，最后小柱用500 mL 2-丙醇再生，以便从小柱中彻底清除脂质(即中性脂质)，净化后的纯度用薄层色谱检查，得到的氧化脂质用LC-ESI-MS/MS进行分析。 　　而Ruben t&rsquo Kindt进行皮肤神经酰胺的脂质组学研究中，则使用氨丙基硅胶小柱对脂质萃取液进行净化(表2文献3)，方法如下： 　　使用氨丙基硅胶小柱(100 mg, 3.0 mL)先用2 mL己烷洗涤，把已经干燥的脂质溶于300 &mu L 11:1 的己烷：异丙醇(v/v)中，用2 mL己烷/甲醇/氯仿(80/10/10 (v/v))洗脱神经酰胺，用氮气吹扫干燥，溶于300 &mu L异丙醇/氯仿(50/50)(v/v)中，进行HPLC/MS分析。 5、固相微萃取(SPME) 　　Pawliszyn 研究组在1991年发明了SPME，1993年出现了SPME的商品化产品，使之成为广泛使用的样品前处理技术。这一方法是集萃取、浓缩、解吸、进样于一体，它以固相萃取(SPE)为基础，保留了SPE的全部优点，排除了需要柱填充物和使用有机溶剂进行解吸的缺点。SPME是以涂渍在石英玻璃纤维上的固定相(高分子涂层或吸着剂)作为吸收(吸附)介质，对目标分析物进行萃取和浓缩，并在气相色谱进样口中直接热解吸(或用HPLC流动相冲洗到液相色谱柱中，甚至可以直接进行质谱分析)，这一技术适合于挥发性和半挥发性有机物的样品处理和分析。SPME有8大优点：1 操作简单，2 功能多样，3 设备低廉，4 萃取快捷，5 无需溶剂，6 可在线、活体取样，7 可自动化， 8 可在分析系统直接脱附。SPME可以对环境中的污染物进行检测，如：农药残留、酚类、多氯联苯、多环芳烃、脂肪酸、胺类、醛类、苯系物、非离子表面活性剂以及有机金属化合物、无机金属离子等，也可以用有类似特点的领域，如食品、医药、临床、后用不同的的溶液洗脱柱子，将各种待测物洗脱下来。其依据是采用脂溶性材料(C18)破坏细胞膜并将组织分散，C18充当分散剂。在硅胶固相萃取材料表面键合有机相，与传统方法使用砂子做吸附剂类似，在样品与固体材料搅拌的过程中，利用剪切力作用将组织分散。键合的有机相就像溶剂或洗涤剂一样，将样品组分溶解和分散在支持物表面。这大大增加了萃取样品的表面积，样品按各自极性分布在有机相中，如非极性组分分散在非极性有机相中，极性小分子与硅胶上的硅烷醇结合，大的弱极性分子则分散在多相物质表面。(乌日娜等，食品科学，2006,26(6)：266-268)。香港城市大学的Qing Shen等利用二氧化钛纳米颗粒作萃取剂，以基质固相分散萃取方法进行橄榄果的脂质组学研究，研究证明这一方法可以把磷脂从非磷脂中完全选择性地分离出来。(Food Research Int，2013， 54：2054&ndash 2061)。 表2中的文献 1 Stubiger G, et al, Atherosclerosis, 2012,224:177&ndash 186. 2 Zhao Z, et al, J Lipid Res, 2010, 51:652&ndash 659 3 t&rsquo Kindt R, et al, Anal Chem, 2012,84:403&ndash 411 4 Cui L, et al, PLoS Negl Trop Dis，2013，7：e2373 5 Sandra K,et al, J Chromatogr A，2010，1217：4087&ndash 4099. 6 Lam S M, et al, J Lipid Res, 2014,55: 289&ndash 298 7 Giera M, et al, Biochim Biophys Acta, 2012, 1821:415&ndash 424 8 Min H K, Anal Bioanal Chem, 2011, 399:823&ndash 830. 9 Heilbronn L K, et al, Obesity，2013， 21：E649&ndash E659 10 Hilvo M, et al, Int J Cancer 134 (2014) 1725&ndash 1733 11 Montoliu I, et al, Aging (Albany NY)，2014，6：9&ndash 25 12 Chen Y , et al, Clin. Chim. Acta， 2013，428： 20&ndash 25. 13 Zivkovic A M, et al, Metabolomics，2009，5：507&ndash 516 14 Chen F,et al, Biomarkers, 2011, 16:321&ndash 333 15 M. Ollero, et al, J. Lipid Res, 2011, 52:1011&ndash 1022 16ras Hematol Hemoter，2010，32：439&ndash 443. 35 Gonzalez-Illan F，et al,J Anal Toxicol，2011，35：232&ndash 237. 36 Pizarro C, et al, Anal Chem，2013，8：12085&ndash 12092. 37 Pang L Q, et al, J Chromatogr B，2008，869: 118&ndash 125

2009年，中国重金属污染事件频发。8月份，陕西凤翔爆发儿童血铅超标事件，当地政府部门组织检测的1016名儿童中，共查出851名儿童血铅超标。随后，湖南武冈（1958名儿童中超标人数为1354人）、福建上杭（287名儿童中有121人血铅含量超标）的事件也浮出水面。12月下旬，广东清远市出现数十名儿童被集体查出铅中毒。9月2日，环保部召开全国重金属污染防治工作会议，国家环保、发改、工信、财政、国土、农业、卫生和中宣部等八部门，正在抓紧制定《重金属污染综合整治实施方案》，中国将强力推进重金属污染防治工作。据悉，该方案将对开展重金属污染防治执法大检查活动有详细规定，特别是对汞、铬、镉、铅和类金属砷等污染进行整治。为重点防范饮用水污染、重金属污染等突发环境事件发生，首个国家环境应急专家组于2009年12月29日成立。 　　事件回顾： 陕西百余孩子血铅异常 冶炼厂被令停产 陕西凤翔事件最新结果公布：851儿童血铅超标 广东清远49名儿童血铅超标 4人重度中毒 河南济源免费救治血铅超标儿童 32家企业停产 污染企业超规模生产 清远血铅儿童超44人(图) 江苏大丰51名儿童血铅中毒 污染源确定 　　相关新闻： 我国重金属污染治理方案已经初步完成 　　节能减排有成就 惩治重金属污染正在制定方案 　　中广网北京9月27日消息 据中国之声《央广新闻》报道，国庆新闻中心9月27日上午举行主题为“中国节能减排和应对气候变化”的新闻发布会。 　　今天出席发布会的是国家发展改革委的副主任谢振华，以及国家环境保护部的副部长张力军。介绍节能减排、环境保护和应对气候变化工作方面，与会嘉宾介绍到，在十一五以来，我们国家的污染减排工作应该说取得了突破性的进展。比如说看一些指标，113个环保重点城市的空气优良天数比例已经是达到了91.3%，这个数字比05年同期提高了8.2个百分点，二氧化硫的平均浓度比05年同期下降了1/3。 　　这些污染减排成绩取得主要是得益于，一是加强了制度建设，强化了责任追究。二是制定一批污染减排的经济政策，对于很多减排措施都是超计划的完成了，比如我国累计关停小火电机组已经是5407万千瓦，已经提前一年半完成了关闭5千万千瓦的任务，淘汰落后造纸的产能500多万吨，全国燃煤脱硫机组，综合脱硫效率由05年的50%提高到08年80%。 　　当前节能减排、环境保护的形势还是不容乐观的，结构性的矛盾仍旧突出，例如第二产业占国民经济的比重不降反升，两高行业增长比较快。有《光明日报》记者问到，今年以来，发生几起重金属的污染事件，为了从根本上解决对人体健康的影响，应该做哪些工作? 　　环境保护部的副部长张力军说，主要做两方面的工作，第一是在全国范围内开展对重金属污染物的排放企业的专项检查，把它们列入到今年国务院九个部委开展的打击违法排污企业保障群众健康的专项行动中，通过专项行动对符合产业政策、排放超标的、有环境污染隐患的企业停产或者限期治理。 　　第二是会同国务院八个部门正在制定全国重金属污染防治的综合整治方案，方案的主要内容就是加大产业结构调整力度，提高环境准入门槛，加大责任追究的力度，尽快建立起排放重金属污染的长效管理机制和全防全控的监控体系。 　　我国重金属污染治理方案呼之欲出　　在“中国节能减排和应对气候变化”的新闻发布会上，环保部副部长张力军透露，我国重金属污染治理方案呼之欲出。 　　如何从根本上解决重金属污染对环境和人体健康的影响，是社会各界最为关注的焦点。张力军介绍，环保部已经会同发改委、工业和信息化部、卫生部等部门，制定了《重金属污染综合整治实施方案》，该方案将对开展重金属污染防治执法大检查活动有详细规定，特别是对汞、铬、镉、铅和类金属砷等污染进行整治。据介绍，该方案已经初步完成，其主要内容是要加大产业结构的调整力度，进一步提高环境的准入门槛，加强企业污染的治理，落实治污责任，并加大责任追究力度。 　　近期我国陕西、湖南等地陆续发生重大重金属污染事件，给当地的环境和人民群众的身体健康都造成了较大的影响，引起了社会各界的关注。张力军透露，这几起重金属污染事件均已经得到妥善处置，目前正在进行责任追究。 首个国家环境应急专家组成立(附名单) 　　首个国家环境应急专家组12月29日成立。环保部副部长张力军表示，今后环保部门将推广环保、消防部门联合对应突发事件的做法，重点防范饮用水污染、重金属污染等突发环境事件，确保上海世博会、广州亚运会成功举办。关于组建环境保护部环境应急专家组的通知如下： 各有关单位： 　　根据《国家突发环境事件应急预案》的要求，为增强环境应急决策咨询工作的规范性、科学性、公正性、可行性，经有关单位推荐，我部决定组建第一届环境应急专家组，并聘任马放等26名同志为第一届环境应急专家组成员，任期5年(名单详见附件)。 　　我部对专家组实行动态管理。实际工作中，将根据需要和专家的专业和研究方向，邀请相关专家参与环境应急决策咨询工作。专家的咨询工作、水平和保密情况将记录于专家信息库。 　　希望各位专家在任期内，本着科学严谨的态度，认真履行职责，为加强环境应急管理工作做出贡献。 　　附件：第一届环境应急专家组成员名单 　　二○○九年十二月十日 　　附件： 　　第一届环境应急专家组成员名单(按姓氏笔画顺序排列) 　　马 放 哈尔滨工业大学 教授 　　王 琪 中国环境科学研究院 教授 　　王金生 北京师范大学 教授 　　王树义 武汉大学 教授 　　田廷山 中国地质环境监测院 研究员 　　冯宗炜 中国科学院生态环境研究中心 研究员、院士 　　刘凤枝 农业部环境监测总站 研究员 　　刘永定 中国科学院水生生物研究所 研究员 　　齐文启 中国环境监测总站 研究员 　　齐玉娥 中国纯碱工业协会 高级工程师 　　孙承业 中国疾病预防控制中心 研究员 　　张 荣 华东工程科技股份有限公司 教授级高工 　　张晓健 清华大学 教授 　　李政禹 中国石化北京化工研究院环保所 教授级高工 　　李战国 防化研究院防化研究所 教授级高工 　　陈家强 公安部消防局 少将、教授 　　杨文彪 中国炼焦协会 教授级高工 　　林玉锁 环境保护部南京环境科学研究所 研究员 　　范维澄 清华大学 教授、院士 　　郝吉明 清华大学 教授、院士 　　钟玉征 总参兵种部防化局 少将、教授 　　陶遵华 中国有色金属工业协会 教授级高工 　　曹承宇 中国农药工业协会 教授级高工 　　高映新 环境保护部化学品登记中心 研究员 　　蔡道基 环境保护部南京环境科学研究所 研究员、院士 　　樊晶光 中国安全生产协会、中国化学品安全协会 教授级高工

仪器信息网讯 生物膜（Biofilms）是由微生物形成的一种被膜组织，其是微生物为抵抗外界胁迫条件而维持生存的特殊膜组织。生物膜的形成直接造成临床上90%以上抗生素耐药的发生，也关联肿瘤、糖尿病和神经系统疾病等耐药的发生（病灶处由于细菌感染形成生物膜）。此外，生物膜的形成对多个行业都产生巨大的危害，如金属精密仪器腐蚀，水环境污染，食品污染等。总之，微生物生物膜的形成，具有巨大的危害。尽管科学界进行半个世纪的研究探索，鉴于其形成的分子机理非常复杂，目前仍尚未系统解析，因而缺乏有效的策略清除不同领域生物膜的形成，抑制其毒副作用和危害的产生。上海交通大学吕海涛课题组整合运用精准靶向代谢组学和遗传学整合策略(Precision-Targeted Metabolomics combined with genetic method)、结合电镜表型分析（Imaging visulization），从小分子代谢角度，在大肠杆菌生物膜体系当中精准发现和验证若干具有调控生物膜形成的功能代谢产物；并初步阐明铁载体生物合成介导的铁离子调控功能代谢物表达，进而影响生物膜形成的代谢机理。深层次机理研究，和基于功能代谢产物生物合成调控解离微生物生物膜形成的转化应用研究，正在进行中。基于上述创新发现，该课题组起草的研究论文“Mass spectrometry based targeted metabolomics precisely characterized new functional metabolites that regulate biofilm formation in Escherichia coli”已经被爱思唯尔出版集团旗下著名分析化学杂志Analytica Chimica Acta正式接收，出版中。上海交大2017级硕士生郭睿同学（已毕业）为论文第一作者，2017级博士生罗夏琳同学和2020级博士生刘京净同学（硕转博）参与部分研究工作和论文发表，上海交大吕海涛研究员为论文通讯作者。点击下方链接：了解论文原文

2012年5月8日，华粤行生命科学部材料组学市场经理王翔，赶赴北京参加5月9日-12日在中国国际展览中心新馆举行的 Metal + Metallurgy China 2012展览会。 Metal + Metallurgy China 2012有五个题目组成：第十二届中国国际冶金工业展览会、第九届中国国际耐火材料及工业陶瓷展览会、第十一届中国国际铸造博览会、第五届中国铸造零部件展览会、第十一届中国国际工业炉展览会。 此展会是由行业权威机构中国钢铁工业协会、中国铸造协会、中国贸促会冶金行业分会、中国机械工程学会工业炉分会、中国耐火材料行业协会、中国金属学会及富有丰富展览经验的中展集团北京华港展览有限公司联合主办。同时，还获得了众多海外相关行业协会的大力支持，欧洲铸造设备及材料制造商协会（CEMAFON）、欧洲工业炉及热处理设备制造商协会（CECOF）、欧洲冶金设备协会（E-United Metallurgy）、美国铸造工业供应协会（CISA）、意大利对外贸易协会(ICE)、德国机械设备制造业联合会(VDMA)、意大利铸造机械制造商协会(AMAFOND)、西班牙钢铁出口商协会(SIDEREX)、西班牙铸造出口商协会(FUNDIGEX)、日本素形材中心(SOKEIZAI)等。Metal + Metallurgy China 现已经发展成为排名亚洲第一，世界第二的成熟的品牌展览会. Metal + Metallurgy China 2012 将金属加工、工业炉、铸造、耐火材料、铸件生产等各个领域资源整合起来，从冶炼到加工再到成品，涵盖了整个行业，囊括了上中下游全部厂家与客户，还吸引了汽车、船舶、航空等整个制造业客户，在国内外具有极高的影响力，吸引了众多国内外知名企业及国家和地区展团参展。同期举办的高水平研讨会为铸造冶金行业提供了更广阔的商业对话与学术交流的有效平台。同时，展览会已成为全球买家观众了解行业发展、购买产品与技术、寻求解决方案的重要平台。 我们坚信，通过此次展会的参与，带给我们更多更广的客户资源与信息。

生命科学研究领域众多，包括基因组学、蛋白质组学、代谢组学等。“‘生命元素组学’是其中一个重要的组成部分，”王京宇说，“目前金属组学是大家比较熟悉的提法，但作为医学院校的科研工作者我更喜欢称之为生命元素组学。”至于为何叫生命元素组学，王京宇教授介绍，生命科学所研究的元素不只局限于金属元素，还包含了非金属元素、类金属元素 另外，元素是构成生命组成细胞、蛋白质、小分子的基本单元，它的规律性一定是存在的，是值得研究的。　　自然界中已发现元素115种，天然存在元素92种，人体中检出81种 人体必须元素研究从1950年的13种、1970年的17种，到2000年时已经有29种......“所以，我认为随着测试技术和分析方法的迅猛发展，人体必须元素的数量也将会进一步增加。在研究生命现象时应该借鉴中医理论体系‘整体论’的观点 尽可能开展多元素分析，探讨元素之间的互作关系，克服以往元素研究‘以偏概全，前后矛盾’的弊端。”北京大学公共卫生学院教授、医药卫生分析中心主任 王京宇教授　　2001年“因地制宜”踏上生命元素组学之路　　【生命元素组学】生命元素组——生命体中具有生物学意义的、以各种形态存在的所有无机元素的集合。元素形态——元素在生命体(物种、器官、组织、细胞… )中的存在形式：生物大分子(诸如金属蛋白、金属酶… )、有机小分子(例如金属化合物、络合物… )、游离离子及其价态 研究范畴——生命体中无机元素的种类、浓度、分布、比例、价态、形态及相应的生物学功能，元素组与其他组(例如：基因、蛋白、代谢组)之间的关系。　　王京宇教授2001年提出生命元素总谱概念，已经包括了元素形态这些内容，但没有上升到“组学”的“高度”。2002年前后，诺贝尔奖获得者提出了金属组学的概念，顺理成章的，王京宇教授将组学的概念借鉴过来，正式提出了“生命元素组学”。　　再回头看看王京宇教授为何会提出、开始从事生命元素组学研究工作的呢?　　2001年，王京宇教授结束海外留学工作回到国内、就任北医教授时，需要确定今后的研究工作方向。在国外做的东西肯定不能全部照搬，需要根据实验室条件“因地制宜”。当时所在实验室的设备在无机方面最强，拥有ICP-MS、AAS、AFS等仪器 而且从软实力来说，王京宇教授出国前的1982年到1986年间一直在做微量元素分析，所以有20多年的经验传承，在样品预处理等方面有着一定的基础。　　“所以，尽管我在国外做的更多的是有机、生物化学方面的研究，但是，我觉得在实验室条件不具备时就必须因地制宜，所以，我决定研究元素与生命，”王京宇说。　　方向确定了下来，王京宇教授马上投入到了查阅文献、撰写回国启动基金申请报告之中。期间，王京宇教授感觉到，在元素分析领域，有很多实验不同课题组做出来的结论是相互矛盾的 例如，与肺癌相关的某一种元素，不同的课题组会得出其含量会随着癌症的发生而升高、降低、不变的三种截然不同的结论。为什么出现这个现象?王京宇教授经过思索认为，当时绝大部分团队只关注2-3种元素，最多10多种元素，然后就得出了结论。但是，人是一个整体，体内的81种元素彼此间不是孤立的、而是相互作用的 如果我们处于一个特定的生活环境，某些元素摄入量的升高很可能会导致另外一些元素的升高或降低，所以，在研究过程中不应该把某一个元素或者一组元素与其他元素割裂开来。　　在这样的认识基础上，王京宇教授在所写的申请报告中提出了“生命元素总谱”的概念，认为一个正常的人会有正常的生命元素谱，有疾病的人有异常的生命元素谱；那么，比对正常谱和异常谱，发现之间存在的差异，就有可能确定疾病和这些元素之间的关系。　　虽然获批的归国启动基金只有区区4万元，但王京宇教授还是毫不犹豫地将之用于从一个老教授那里买下一批珍贵的肺癌组织和癌旁组织样品。研究“肺癌组织和癌旁组织中元素之间的关系”也成为了王京宇教授回国后开展的一项重要工作，该项目历时两年，共研究了55种元素，发现20种元素差异具有显著性，其中有14种元素未见相关文献报道，分别发现了生命元素的组织选择性、生命元素对的组织特异性、生命元素在特定组织内的有序性、生命元素相关类型的多样性，为随后生命元素组学的探索奠定了坚实的基础。　　15年持之以恒的“酸甜苦辣”　　一直以来，王京宇教授的想法不完全为大多数人接受，有院士曾经语重心长的劝他“要把一个或两个元素研究透”。“我能够理解并感谢老前辈的建议，但是我想世界上不缺我一个按照这种思路去研究的人，我还是要坚持自己的想法，”王京宇说到。　　“做科研不容易，‘获认可’是一件更不容易的事情。”　　提到2004年发表的第一篇文章“若干中草药中25种元素在不同提取液中的分布”，王京宇教授介绍到，文章发表后，国外很多科学家写信希望将其翻译成英文，让他非常欣慰。但是这篇文章同时也让他感到特别的遗憾，因为工作开始时是计划做50种元素，不过由于有些同事不理解，导致最后只做了25种元素。　　不过在王京宇教授的坚持下，2006年“肺癌组织和癌旁组织中元素之间的关系的研究”就已经做了55种元素。2008年，与公安部门合作进行了“毒品产地鉴别”的研究项目，为了检验所建方法的可靠性，王京宇教授接受了20份盲样的考核，获得了100%准确的结果；王京宇说到，“这对于我来说是非常重要的一件事，因为‘毒品产地鉴别’很好的验证了多元素组学、特征元素对等生命元素组学的基本假设，更加坚定了我一定要往下做的信心 同时还得到了同事们的认可，与我并肩战斗至今。”　　在2009年的某一次学术会议上，韩济生院士对王京宇教授说，“王老师，你这个想法很有意义，可以尝试用到儿童孤独症的研究中。”后来王京宇教授推荐了一名博士生跟随韩济生院士做博士后，并且多元素组学在儿童孤独症领域中得到了很好的结论。　　这些年王京宇教授一直不遗余力地推销“多元素组学”的想法，抓住每个机会去做报告。“每次报告之后都会有互动，会有很多人围着我继续问问题。随着时间的推移，对生命元素组学感兴趣的人越来越多。”王京宇说，“而且，‘整体论’已经在其他领域得到了应用，有很多人利用同样的想法进行各自领域的研究。记得在某次做过报告之后，一位从事石油勘探研究的人员与我交流，说这种理论在石油勘探领域将会非常有用，后来我也发现确实有相关的论文出现。”　　“这么多年来，总是有新的东西、新的发现，让我觉得很有意思、难以舍弃，让我觉得我们的工作确实不是简单的重复。”　　“未来生命元素组学一定会用于医学临床诊断”　　“多年来，我得到过科技部、国自然、市自然基金的资助，”王京宇说，“但就多元素组学而言则仅获得过一个北京市自然科学基金的支持，更多的是自己凭着兴趣、利用少量横向经费和自有经费在做，所以进展速度相对来说比较慢。另外，所做实验需要得到医院等各方面的配合，难度非常大，做到如今的程度已经非常难能可贵了。”　　王京宇教授在研究中发现正常人和癌症病人的生物无机指纹图谱是不一样的，同时发现正常人和精神分裂症病人的指纹也不一样；进一步的统计学分析表明，癌症病人、精神分裂症病人的指纹也有显著性差异。“通过生命元素组学研究，不但有可能区分正常人和病人，还完全有可能区分是何种病人。所以，该技术可以作为一种很重要的辅助诊断手段。”王京宇说，“目前，该技术正在申请专利，已经有投资人对此感兴趣，相约细谈。”　　“一种技术手段想要用于医学临床诊断，需要有足够的信息量。”王京宇教授正在做的一个试验可以拿到100万个信息量，很有希望满足临床诊断所需 将其用于正常人群和某一特定疾病人群，初步结果显示此项技术对于该疾病诊断的准确率为100%。王京宇教授计划在下一步的研究内容中要增加不同的疾病人群，以期进一步拓宽该技术临床诊断的适用范围。　　“一种技术手段想要用于医学临床诊断，成本也是必须要考虑的事情。”据王京宇教授介绍，元素组学实验相对简单、成本相对较低，完全有可能用于大规模筛查 而不像基因检测等动辄需要数千元钱。　　王京宇教授下一步工作中有一项是研究元素组学和其他组学如蛋白质、代谢、基因组学的相关性，尝试从元素到小分子、蛋白质大分子、细胞建成一种立体体系。未来可以预期，元素组学作为一种相对简单、容易定量的技术可以替代一些复杂、难以定量的实验。　　“不管有钱没钱，我都会继续做下去，一定要做下去”　　“可以说，我为生命科学研究做了一些非常基础的工作，首先我发现了有区别、有差异，下一步大家可以研究为什么有区别，探究所发现的差异是原因还是结果。”　　元素组学有很多研究分支，王京宇教授主要做的是人体样品中元素的分布与形态及其与疾病之间的关系。不过，多元素组学的局限性是暂时还无法区分“因”和“果”的关系，王京宇教授正在设计专门的实验以期寻找到“因和果”。另外，为了应对“人体样品中元素的含量会受环境条件的影响”的质疑，王京宇教授设计了若干个专门实验。结果显示，环境因素对生命体某些组织元素含量的影响是有限的，故而，多元素分析完全有可能用于疾病或者物种的鉴别。　　“我们目前正在尝试将生物样本中的遗传相关和环境相关因素能够分别检测出来，换个说法是分清‘内源’和‘外源’，我个人认为意义非常重大。”王京宇说，“为了疾病我必须要把它分开，为了研究环境我也必须把它分开，还可以研究环境与疾病之间的交互作用，是一举多得的事情。”　　王京宇教授将他自己的工作形象的比喻为“撒网”，网撒出去后会捞上来大量的、各种类型的鱼。而如果只研究一种元素，就相当于在钓鱼，一次只能钩钓上来一种类型的鱼。或许有人认为王京宇教授撒网捞上来的鱼比较杂、不那么专；对此，王京宇则认为，“其实我是在为所有研究鱼的人打基础，我把网上来的鱼分给包括我自己在内各位科学家，大家根据自己的需要去解剖、分析、研究选定的鱼，每个人可以根据自己的口味去烹调，各自做不同层面上的工作。”　　预祝王京宇教授驾驶着元素的拖网渔船，在生命之海上前行，永远朝向绚丽多彩的彼岸。　　采访编辑：刘丰秋　　附录1：王京宇教授简历　　王京宇(Ph.D),1982年至2001年先后在原北京医科大学公共卫生学院、加拿大拉瓦尔大学医学研究中心、日本国家研究院(大阪)从事分析化学及生物化学方面的研究。2001年9月被聘为北京大学公共卫生学院中心实验室主任兼教授(博士生导师)。　　主要社会和学术兼职：北京大学医学部工程系列专业技术职称评审委员会主任，加拿大拉瓦尔大学医学院客座教授，中国医学装备协会实验室与技术分会常务理事，中国稀土学会理化检验专业委员会副主任委员，中华预防医学会卫生检验专业委员会委员。曾任北京大学医药卫生分析中心主任 设备与实验室管理处处长。主要研究方向：(1)生命元素组学 (2)预防医学检验与健康及疾病研究。　　附录2：王京宇教授“网络专家讲座”　　王京宇教授在仪器信息网“网络专家讲座”栏目开堂授课，主讲“ICP-MS/OES与生命及环境科学研究”。目前已经于2015年9月8日讲授了第一堂课——ICP-MS/OES与生命及环境科学研究概论，授课视频见以下链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/video_102806.html

质谱组学云课堂 | 代谢组学、蛋白质组学双重盛宴来袭 蛋白质作为生命活动的功能执行者，使得质谱表征的蛋白质组学能够为生命活动提供更加贴近表型的解释，它为疾病致病机理发现、癌症的早期诊断及新型标志物研发、预后预测、精准分型、指导用药、临床样本数字化等均提供了准确全面的信息，是人类对抗疾病的一大利器。 代谢组学作为蛋白质组学的下游组学，同时也是环境暴露、治疗干预、生活习惯以及上游组学这一系列事件在人体的最终直观放大反应，也是更能直观反应生物体系的状态的组学，因此代谢组学的研究是精准医疗的重要一环。近几年，在学术前沿领域有众多的学者意识到代谢组学的重要性。赛默飞 × 华大基因赛默飞携手华大基因紧跟学术前沿，结合组学研究需求，推出基于Orbitrap在组学中的研究方案，助力组学技术的进展，紧跟热点，分享单细胞/微量样品、精准医学等相关应用。 代谢组学系列讲座 基于Orbitrap平台的代谢组学和脂质组学方案时间: 10月28日 15:00~16:30内容简介： 1. Orbitrap仪器原理、用于小分子组学的硬件优势 2. 用于小分子组学的主要软件Compound Discoverer和Lipidsearch介绍 3. 相关应用案例介绍吴珊湖，赛默飞世尔科技（中国）有限公司液质联用小分子领域应用工程师，主要支持LC-MS、LC-MSMS系列平台的应用开发，在小分子组学、杂质分析、中药定性等方面具有丰富的经验。肠道菌群与代谢组学关联分析时间: 10月28日 16:30~17:30内容简介： 1. 宏基因组/16S与代谢组关联分析方法 2. 宏基因组/16S与代谢组关联分析案例梅占龙，哥本哈根大学生物信息学博士，任华大基因质谱平台信息分析负责人。擅长代谢组学技术研究及生物信息分析，参与开发多款华大基因代谢组学分析流程。在代谢组学的应用上有丰富经验，与客户合作发表文章多篇。 扫码报名 医学蛋白质组学系列讲座 蛋白质组学在精准医学研究中的应用时间: 11月5日 15:00~16:00内容简介： 1. Orbitrap超高分辨质谱的发展及其在蛋白质组学领域的全面解决方案 2. 蛋白质组学技术在精准医疗领域的应用及进展齐英姿，赛默飞世尔科技大分子方向应用工程师，毕业于军事医学科学院国家蛋白质科学中心北京，一直从事蛋白质组学相关技术支持工作；2021年加入赛默飞世尔科技，具有丰富的蛋白质组学研究以及质谱数据分析相关经验。单细胞/微量样本的蛋白质组学技术时间: 11月5日 16:00~17:00内容简介： 1. 单细胞蛋白质组学技术的发展和现状 2. 单细胞和微量蛋白质组学技术的应用案例李思奇，哥本哈根大学生物化学博士，深圳华大基因质谱平台资深研发工程师。擅长蛋白质组学和质谱技术的开发与应用，负责多项实验技术的设计、搭建和优化，参与发表多篇SCI文章。 扫码报名扫描下方二维码即可获取赛默飞全行业解决方案，或关注“赛默飞色谱与质谱中国”公众号，了解更多资讯+

在刚结束的2024 ASMS上，沃特世发布了代谢组学和脂质组学全新软件MARS和Lipostar 2。MARS和Lipostar 2具有完备的组学工作流程，丰富了使用者分析组学数据的体验，提高了组学数据处理的工作效率。 图1.工作流程。 关键特性 可处理大部分主流品牌仪器采集的数据 LCHRMS非靶向、半靶向、靶向代谢/脂质组学以及空间代谢/脂质组学数据处理 正离子数据、负离子数据同时导入合并处理，合并共有特征 多种归一化方法，包括LOESS方法 数据库管理模块，通过基于规则或导入MS/MS实验数据，生成MS/MS数据库，包括HMDB，MassBank(北美)，Lipidmap等开源数据库；植物组学数据库(29,000化合物)，暴露组学数据库(28,000化合物） 灵活的特征注释方法，包括：▷ 谱图匹配注释方法 ▷ 基于脂质类别特定碎片识别的高通量自底向上的注释方法 ▷ 氧化物脂质的高通量注释 使用减少缺失值的空白填充算法 各种图形可视化和细化鉴定结果 各种多元统计分析工具 代谢物通路映射富集分析工具 处理离子淌度数据并使用CCS值注释特征 按照化合物类别选择并浏览数据 药物/外源物质代谢产物鉴定功能软件界面浏览 图2.正负离子数据合并处理。 图3.多维度，按化合物类别浏览化合物在样本中的分布。图4.按照疾病模型进行通路富集。 如需软件试用，请发送您的“单位名称、姓名、手机号、邮箱、地址”信息到xu_bai@waters.com，我们将尽快与您联系！ 6月26日，沃特世将于北京举行 “逐极而质|沃特世代谢组学与脂质组学研讨会 — 暨Xevo MRT新产品发布会”，并同时开启线上直播。扫描下方二维码即可报名参加，届时可近距离深度了解这款集高分辨率、高灵敏度和快速的数据采集速率于一体的新品高分辨质谱，期待与您在云端相见！ △扫码立即报名

纳米孪晶金属以其优异的力学性能和良好的导电性受到广泛关注，该材料的变形行为是材料学家长期关注的问题之一。作为一类大角度晶界，共格孪晶界能够强烈地阻碍位错的运动，提高材料的强度，一般来说孪晶片层厚度越小，纳米孪晶材料的强度也应该越高。然而，实验发现，当孪晶片层厚度减小到一个临界尺寸(约为15 nm)以下时，纳米孪晶材料反而出现软化现象。研究者利用分子动力学计算发现，这种软化现象是由于软化模式位错的开动所致，不过到目前为止还未定量地确定纳米孪晶金属的这一宏观力学特性与微观变形机制之间的关系。　　最近，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室固体原子像研究部杜奎研究组与材料疲劳与断裂研究部卢磊研究组合作，通过原位透射电镜观察和定量应变分析，发现孪晶片层厚度对不同类型位错形核处的局部应力集中有明显影响，因此位错的主导形核机制在某一临界片层厚度(18 nm)会发生转变。这一研究揭示了块体纳米孪晶材料的微观变形机制与宏观力学性能之间的直接联系。　　研究结果表明，在等轴晶纳米孪晶铜的屈服阶段，位错活动的类型主要有两种：I型(Hard mode I)位错在孪晶界上的台阶处形核并在倾斜于孪晶界的滑移面上滑移 III型 (Soft mode)位错在孪晶界/晶界交界处形核并在孪晶界上滑移。当孪晶片层厚度下降到12-37 nm时，主导位错机制从I型位错的形核和滑移为主转变为以III型位错的形核和滑移为主。由于位错形核和局部应力集中有关，所以纳米孪晶铜变形的主导位错形核机制主要取决于孪晶界台阶处和孪晶界/晶界交界处的局部应力集中程度。而局部应力集中受孪晶片层厚度的影响，在孪晶界台阶处的局部应力集中随着孪晶片层厚度的减小而缓慢减小，而孪晶界/晶界交界处的应力集中随着片层厚度的减小而显著增加。两者应力集中程度相等时对应的临界孪晶片层厚度为18nm。这一原子尺度定量应变分析的结果与宏观力学性能测试得到的临界孪晶片层厚度(15nm) 相符，这为预测进而优化具有纳米片层结构的金属材料的力学性能提供了一条新途径。　　该研究得到了国家自然科学基金、科技部“973”计划项目的资助。　　相关论文已于7月16日在线发表于《自然通讯》上(Nature Communications 6:7648 (2015), DOI: 10.1038/ncomms8648)。　　全文链接　　图1 (a-d) I型位错在孪晶界上形核并滑移穿越孪晶界的动态过程。(e-h) III型位错在孪晶界/晶界交界处形核并且在孪晶界上滑移的原位动态过程和相应的示意图。　　图2 具有不同孪晶片层厚度l的纳米孪晶铜在原位形变过程中的两类位错的比例。　　图3 (a) 孪晶界发射I型位错的动态过程。(b) I型位错发射前的剪切应变分布。(c) 图(b)中黑框区域内的定量分析。(d) 孪晶界/晶界交界处发射III型位错的动态过程。(e) III型位错发射前的剪切应变分布。(f) 图(e)中黑框区域内的定量分析。　　图4 纳米孪晶铜中对应于不同孪晶片层厚度l的孪晶界上台阶处和孪晶界/晶界交界处的应力集中因子K。

麦肯锡发布了一项报告，里面研究了技术对未来经济影响程度。研究的对象是一些正在取得飞速发展、具有宽泛影响，且对经济影响显著的技术。相反，那些过于遥远的，仅能影响1、2个行业的，以及2025年之前不大可能实用化的技术(如混合动力)，或者是虽然即将成熟但不够大众化的技术(如私人太空飞行)等则不在考虑范围内。 　　以下就是麦肯锡列举的颠覆性技术及其潜在的经济影响程度(含消费者盈余在内，即消费者并未支付的因创新而获得的价值)，当然，这种影响评估只是粗略的，不会像GDP数字那么具体。 　　如上表所示，麦肯锡认为，未来10多年最具经济影响性的技术应该是那些已经取得良好进展的技术&mdash 如已经在发达国家普及并在新兴国家蓬勃发展的移动互联网 知识工作的自动化，比方说用计算机语音来处理大部分的客户电话 物联网，比方说将传感器嵌入物理实体中用来监控产品在工厂的流动 以及云计算。按照麦肯锡的估算，到2025年，这些技术每一个对全球经济的价值贡献均超过1万亿美元(即便是预测的下限)。 　　不过麦肯锡的报告中令人感兴趣的预测是，一些比较性感的新潮技术，如无人驾驶汽车、3D打印、可再生能源等的经济影响相对较低。 　　这种炒作热度(关于技术炒作可参见Garnter的技术炒作周期)与潜在经济影响力的失联可以从下图(纵向坐标为炒作指数，以过去1年发表的效果技术文章数衡量 横向坐标为潜在经济影响)看出。经济影响力最大的技术并非炒作最厉害的。在图中，只有右上角的技术&mdash 移动互联网是名符其实的，即炒作与经济影响力相当。而相对而言，知识工作自动化、物联网、云计算以及先进机器人技术就要低调许多。 　　以下就是这12项技术的关键摘要： 　　1、移动互联网 　　价格不断下降能力不断增强的移动计算设备和互联网连接 　　到2025年的影响力： 　　经济：3.7&mdash 10.8万亿美元 　　生活：远程健康监视可令治疗成本下降20% 　　主要技术包括： 　　无线技术 　　小型、低成本计算及存储设备 　　先进显示技术 　　自然人机接口 　　先进、廉价的电池 　　关键应用包括： 　　服务交付 　　员工生产力提升 　　移动互联网设备使用带来的额外消费者盈余 　　2、知识工作自动化 　　可执行知识工作任务的智能软件系统 　　到2025年的影响力： 　　经济：5.2&mdash 6.7万亿美元 　　生活：相当于增加1.1&mdash 1.4亿全职劳动力 　　主要技术包括： 　　人工智能、机器学习 　　自然人机接口 大数据 　　关键应用包括： 　　教育行业的智能学习 　　医疗保健的诊断与药物发现 　　法律领域的合同/专利查找发现 　　金融领域的投资与会计 　　3、物联网 　　用于数据采集、监控、决策制定及流程优化的廉价传感器网络 　　到2025年的影响力： 　　经济：2.7&mdash 6.2万亿美元，对制造、医保、采矿运营成本的节省最高可达36万亿美元 　　主要技术包括： 　　先进、低价的传感器 　　无线及近场通讯设备(如RFID) 　　先进显示技术 　　自然人机接口 　　先进、廉价的电池 　　关键应用包括： 　　流程优化(尤其在制造业与物流业) 　　自然资源的有效利用(智能水表、智能电表) 　　远程医疗服务、传感器增强型商业模式 　　4、云 　　利用计算机软硬件资源通过互联网或网络提供服务 　　到2025年的影响力： 　　经济：1.7&mdash 6.2万亿美元 ，可令生产力提高15-20% 　　主要技术包括： 　　云管理软件(如虚拟化、计量装置) 　　数据中心硬件 　　高速网络 　　软件/平台即服务(SaaS、PaaS) 　　关键应用包括： 　　基于云的互联网应用及服务交付 　　企业IT生产力 　　5、先进机器人 　　具备增强传感器、机敏性与智能的机器人 用于自动执行任务 　　到2025年的影响力： 　　经济：1.7&mdash 4.5万亿美元 　　生活：可改善5000万截肢及行动不便者的生活 　　主要技术包括： 　　无线技术 　　人工智能/计算机视觉 　　先进机器人机敏性、传感器 　　分布式机器人 　　机器人式外骨骼 　　关键应用包括： 　　产业/制造机器人 　　服务性机器人&mdash 食物准备、清洁、维护 　　机器人调查 　　人类机能增进(如钢铁侠) 　　个人及家庭机器人&mdash 清洁、草坪护理 　　6、自动汽车 　　在许多情况下可自动或半自动导航及行驶的汽车 　　到2025年的影响力： 　　经济：0.2&mdash 1.9万亿美元 　　生活：每年可挽回3-15万个生命 　　主要技术包括： 　　人工智能、计算机视觉 　　先进传感器，如雷达、激光雷达、GPS 　　机器对机器的通信 　　关键应用包括： 　　自动汽车及货车 　　7、下一代基因组 　　快速低成本的基因组排序，先进的分析，合成生物学(如&ldquo 写&rdquo DNA) 　　到2025年的影响力： 　　经济：0.7&mdash 1.6万亿美元 　　生活：通过快速疾病诊断、新药物等延长及改善75%的生命 　　主要技术包括： 　　先进DNA序列技术 　　DNA综合技术 　　大数据及先进分析 　　关键应用包括： 　　疾病治疗 　　农业 　　高价值物质的生产 　　8、储能技术 　　存储能量供今后使用的设备或物理系统 　　到2025年的影响力： 　　经济：0.1&mdash 0.6万亿美元 ，到2025年40%-100%的新汽车是电动或混合动力的 　　主要技术包括： 　　电池技术&mdash 锂电、燃料电池 　　机械技术&mdash 液压泵、燃气增压 　　先进材料、纳米材料 　　关键应用包括： 　　电动车、混合动力车 　　分布式能源 　　公用规模级蓄电 　　9、3D打印 　　利用数字化模型将材料一层层打印出来创建物体的累积制造技术 　　到2025年的影响力： 　　经济：0.2&mdash 0.6万亿美元 　　生活：打印的产品可节省成本35-60%，同时可实现高度的定制化 　　主要技术包括： 　　选择性激光烧结 　　熔融沉积造型 　　立体平版印刷 　　直接金属激光烧结 　　关键应用包括： 　　消费者使用的3D打印机 　　直接产品制造 　　工具及模具制造 　　组织器官的生物打印 　　10、先进材料 　　具备强度高、导电好等出众特性或记忆、自愈等增强功能的材料 　　到2025年的影响力： 　　经济：0.2&mdash 0.5万亿美元 　　生活：纳米医学可为2025年新增的2000万癌症病例提供靶向药物 　　主要技术包括： 　　石墨烯 　　碳纳米管 　　纳米颗粒&mdash 如纳米级的金或银 　　其他先进或智能材料&mdash 如压电材料、记忆金属、自愈材料 　　关键应用包括： 　　纳米电子、显示器 　　纳米医学、传感器、催化剂、先进复合物 　　储能、太阳能电池 　　增强化学物和催化剂 　　11、先进油气勘探开采 　　勘探与开采技术的进展可实现经济性 　　到2025年的影响力： 　　经济：0.1&mdash 0.5万亿美元，2025年每年可额外增加32&mdash 62亿桶原油 　　主要技术包括： 　　水平钻探 　　水力压裂法 　　微观监测 　　关键应用包括： 　　燃料提取能源，包括页岩气、不透光油、燃煤甲烷 　　煤层气、甲烷水汽包合物(可燃冰) 　　12、可再生能源&mdash 太阳能与风能 　　用清洁环保可再生的能源发电 　　到2025年的影响力： 　　经济：0.2&mdash 0.3万亿美元，到2025年每年可减少碳排放10-12亿吨 　　主要技术包括： 　　光伏电池 　　风力涡轮机 　　聚光太阳能发电 　　水力发电、海浪能 　　关键应用包括： 　　发电 　　降低碳排放 　　分布式发电

安捷伦科技成功举办2013年系列脂质组学及代谢组学研讨会 生物学的复杂性一直是研究人员通过组学方法寻找答案的强大阻力，虽然基因组学、转录组学、蛋白组学、代谢组学在工业界和学术界中应用广泛，但由于组学实验中通常产生高水平噪音，所以这些单独进行的实验往往缺乏统计学意义，难以揭示出有价值的相关性结果。 安捷伦公司凭借其横跨四大组学（基因组学、转录组学、蛋白组学和代谢组学）领域的全面分析产品，能够提供完整的多组学分析解决方案，在众多生命科学公司中独树一帜。 2013年6月初，安捷伦公司分别在上海和北京成功举办脂质组学及代谢组学研讨会，基于多组学平台的系统生物学解决方案研讨会，侧重分享安捷伦在脂质组学和代谢组学等领域的最新技术和应用进展。特邀全球脂质组学领域的领军科学家新加坡国立大学的Prof. Markus R. Wenk以及来自安捷伦公司的首席科学家Prof. Rudolf Grimm、应用支持部资深工程师冉小蓉博士、资深工程师余翀天博士、应用支持部曹喆经理、自动化解决方案业务经理梁冬博士与参会专家交流先进思想和技术，分享成功案例，展示领先的研究者们如何应用安捷伦系统生物学解决方案来回答多组学方法等领域的问题。本次研讨会吸引了来自中科院、知名医院、高校及研究机构的专家前来参会，并与演讲嘉宾进行积极热烈的讨论。 （图为：Prof. Markus R. Wenk演讲现场） （图为：Prof. Rudolf Grimm演讲现场） 作为世界领先的脂质组学/代谢组学解决方案的供应商，安捷伦公司积极参与了6月3日-4日由中国科学院上海生命科学研究院主办的2013多不饱和脂肪酸与代谢国际研讨会，与国内及国际相关领域专家学者汇报了&ldquo 安捷伦最新生物信息学软件及其在代谢组学的应用&rdquo 的演讲以及展示了相关产品，技术和应用。新加坡国立大学的Prof. Markus R. Wenk也作为特邀国际学者嘉宾做了精彩的大会演讲报告。 （图为：Prof. Markus R. Wenk在2013年多不饱和脂肪酸会议演讲现场） 关于安捷伦科技 安捷伦科技公司（NYSE：A）是全球领先的测试测量公司，同时也是化学分析、生命科学、诊断、电子和通信领域的技术领导者。公司拥有 20,500 名员工，遍及全球 100 多个国家，为客户提供卓越服务。在 2012财年，安捷伦的净收入达到 69亿美元。如欲了解关于安捷伦的详细信息，请访问www.agilent.com。 有关安捷伦代谢组学解决方案，请登录： http://www.chem.agilent.com/zh-cn/solutions/metabolomics/pages/default.aspx 有关安捷伦蛋白质组学解决方案，请登录： http://www.chem.agilent.com/zh-cn/solutions/proteomics/pages/default.aspx 有关安捷伦基因解决方案，请登录： https://www.chem.agilent.com/store/Login.aspx?ReturnUrl=%2fzh-cn%2fsolutions%2fgenomics%2fpages%2fdefault.aspx 有关安捷伦自动化解决方案，请登录： http://www.chem.agilent.com/zh-cn/Products/Instruments/automation/Pages/default.aspx 订阅Access Agilent电子刊物，请登录: www.agilent.com/chem/accessagilent:cn

上海国际人类表型组研究院与施普林格自然（Springer）合作新创的同行评审国际期刊Phenomics 《表型组学》近日开刊。中科院院士、上海国际人类表型组研究院院长金力发表了开刊词。首期其余3篇文章将陆续于本月上线并正式印刷出版。　　该期刊聚焦表型组学前沿研究，期望搭建全球表型组学领域专家交流的国际平台，推动该领域相关的理论创新和学科发展。　　据悉，来自全球14个国家的27位科学家共同组成国际编委团队，覆盖了表型组学、代谢组学、蛋白组学、精准医学、流行病学等多个相关研究领域。金力担任主编，美国系统生物学研究所Leroy Hood院士、澳大利亚莫道克大学Jeremy Nicholson院士、德国莱布尼兹环境医学研究所Jean Krutmann院士以及复旦大学唐惠儒教授共同担任副主编，复旦大学丁琛教授担任执行主编。　　附：《表型组学》期刊开刊词（中国科学院院士、复旦大学常务副校长、复旦大学上海医学院院长、上海国际人类表型组研究院院长金力教授撰写开刊词）　　1996年，史蒂芬加兰(Steven Garan)博士首次提出“表型组学”一词，用以描述表型测量。表型是是由基因、表观遗传学、共生微生物、饮食和环境暴露之间复杂的相互作用而产生的一系列可测量特征，包括个体和群体的物理、化学和生物特征。通过运用高通量方法，深度表型测量已在人类和模型生物的功能基因组学、药物科学、生物医学工程、系统发育和疾病基因组学研究中引起了广泛关注。　　随着表型组学研究在众多领域日益瞩目，越来越多高效一体化的综合表型测量设施和国际合作项目被投入进行系统的表型研究。这将有助于我们进一步揭示人类健康、生物技术、农业和生命科学其它领域的基本理论和功能基础。自2011年以来，与表型组学相关的文章出版数量在人类遗传学、流行病学、植物生物学等领域迅速增加。我们预测其论文数量将随着科学家不断地探索基因功能和环境反应而持续增长。然而，目前表型相关论文主要发表在相关广义的生物学相关期刊上，亟需Phenomics期刊出版平台专门服务于表型组这一科学社群。　　Phenomics期刊致力于发表表型组领域的高质量文章，传播表型组学领域的最新科学进展。表型组学具跨学科特质，贯穿生命科学的基础研究和应用研究。该期刊聚焦表型各个方面的研究，包括分子水平的蛋白质组和代谢组研究，细胞水平的细胞特征及器官水平上的各种器官研究，基因组结构和调控网络机制，以及表型关联与疾病风险和干预措施等，这为探究哺乳动物健康和疾病状况提供了重要前提。Phenomics期刊为双月刊，其论文类型包括论著、综述、评论、短篇论著、读者来信等。若您希望了解更多相关信息，可访问期刊网站https://www.springer.com/journal/43657。　　Phenomics期刊关注领域包括但不限于：高通量表型分析研究及技术创新 通过模型、算法数据等将基因和表型关联研究 表型关联探索及基因和环境互对表型影响的深度解析 表型在疾病风险、临床治疗、精准防控中的研究和应用 表型相关多组学研究及数据整合融合分析新技术 模式生物研究、跨学科多尺度研究等其他表型相关研究。Phenomics期刊已经建立了由领先科学家组成的国际编辑委员会，其专业研究涵盖期刊的各个关注领域，并努力做到公平公正地同行评审。附期刊网站地址：Phenomics

今天要讲到的代谢组学妙手来自何方？ 来自我们优秀的用户——迈理奥（Meliomics）。迈理奥的快速崛起，源自于他们对代谢组学领域的深刻理解和持续创新，而安捷伦出色的仪器和解决方案也为其提供了重要支持。日前，我们有幸采访到了迈理奥首席科学家厉良教授（加拿大皇家科学院院士）和学术总监李佳博士，深入了解了代谢组学领域及其检测环节所面临的挑战与机遇。厉良教授是享誉国际的质谱和代谢组学专家，加拿大皇家科学院院士、加拿大国家代谢组学研究创新中心联合主任、加拿大阿尔伯塔大学终身教授、人类代谢组计划联合发起人、人类代谢组学数据库 HMDB 联合创始人，积累了丰富的学术成果，获得诸多行业赞誉。图 1. 厉良教授正在接受采访 什么是代谢组学？ 随着人们生活水平的提高，健康已成为重要关注点。常规体检通过检测肌酐、尿酸、胆红素等代谢物来评估健康状态。然而，对于某些复杂的疾病，常规检测方法可能无法提供足够的信息，需要更先进的技术来辅助。以新生儿筛查为例，代谢组学技术能在几分钟内快速识别 40 多种遗传代谢病的生物标志物。那么，什么是代谢组学呢？代谢组学是通过质谱等高通量技术手段，研究和发现特定生理时期内生物体的所有低分子量的物质，并进行定性和定量分析，探索代谢物变化与生物过程之间的有机联系。简单来说，代谢组学就是研究生物体内所有小分子代谢物的科学。癌细胞为了满足自身快速增殖的能量需求，通常会加速和增加生物能量代谢途径，包括通过糖酵解提高葡萄糖摄取以及引起三羧酸循环的变化。想象一下，借助代谢组学技术，我们有望在癌症早期进行发现和干预，避免病情发展到晚期扩散才进行治疗。这种早期诊断和干预策略，能够显著提升治疗效果，改善患者的生存质量。 图 2. 葡萄糖、乳酸和三羧酸循环对抗肿瘤免疫的影响 质谱检测在代谢组学领域面临哪些挑战？如何应对？ 代谢组学领域的研究在检测环节面临很多挑战，厉良教授介绍到，代谢物常用质谱进行检测，但检测方法还有几个层面亟待提升。迈理奥正在通过颠覆性的创新技术克服常规代谢组学方法的瓶颈，从而提升检测的准确性和效率。 01 代谢物的检测覆盖率：很多代谢物电离效率不高或难以在色谱柱上保留，导致质谱不容易捕捉到这些物质。针对这一问题，迈理奥巧妙运用了化学衍生化的方法，使代谢物拥有疏水基团和叔胺结构，显著提高其色谱柱的保留性能和离子化效果，结合安捷伦高分辨质谱仪器，提升代谢物检测灵敏度 10-1000 倍，可检测8000-13000 个色谱峰对，极大地提升了代谢物的检测效率。使得更多的代谢物能够被准确、全面地检测到。 02 代谢物的定量分析：代谢物的准确定量应使用其对应的同位素内标矫正，但并不是所有代谢物均有同位素内标，或即使有，价格往往非常昂贵。针对这一难题，迈理奥采用同位素双标记的方法，为每种代谢物生成一一对应的同位素内标，进行精确的定量分析。代谢组学研究中很多时候不需要绝对定量检测，仅需要通过相对定量检测确定代谢物的变化趋势，即可为进一步研究和转化提供重要参考。 03 代谢物的鉴定：质谱灵敏度较高，因此会检测到很多离子信号，但是如何鉴定其为具体的某种代谢物，这方面能力仍然需要提升。 为了得到更准确的代谢物鉴定结果，迈理奥建立了专业的三层级代谢物鉴定数据库，实现了1400+个代谢物的精准鉴定和7000+个代谢物的可靠推定。为了进一步提高代谢物的鉴定能力，迈理奥正在构建基于 AI 的规模更大、更专业化的数据库，此举旨在提高鉴定精度，确保检测结果的准确性，从而为科学研究和临床应用提供更加可靠的支持。图 3. 迈理奥技术人员进行代谢组学实验 在代谢组学研究领域，质谱仪需要满足哪些要求？ 在代谢组学研究领域中，质谱仪发挥着非常重要的作用，因此厉良教授认为，质谱仪需要尽量满足以下要求：1灵敏度，确保能够检测出样本中浓度很低的化合物，使多种代谢物的峰强度和面积都能得到很好的体现； 2分辨率，确保能够区分并准确识别具有接近质量数的多种代谢物；3稳定性，确保从样品前处理、液相分离、到质谱检测等各个环节都保证较高的稳定性，从而确保大队列和长时间的检测项目都能保证检测输出的一致性； 4数据处理能力，确保有软件能便捷地把各种峰型的结果进行分析汇总。图 4. 安捷伦仪器安捷伦的高端质谱仪器，在灵敏度、分辨率、稳定性和数据处理方面都可以满足需求，而且在性价比方面也占有一定优势，方便将来向更多的实验室推广整套技术和解决方案。图 5. 安捷伦软件界面 代谢组学的临床转化和应用前景？ 在基因组-转录组-蛋白质组-代谢组的系统生物学框架内，代谢组学处于最下游，最接近生物表型，比其他组学更具时间敏感性，因此可以更容易直接与表型建立关系。通俗点讲，就是我们的基因可能不会经常变化，但是代谢物却在一直变化，观察整个代谢组的变化，可以评估人体的健康或疾病状态，例如最常见的就是糖检测和诊断糖尿病之间的联系。 图 6. 系统生物学与人体表型之间的联系目前，代谢组学在临床领域的应用主要有三个方面：1疾病生物标志物的发现：代谢组学可以帮助识别与特定疾病相关的生物标志物，这些标志物可用于疾病的早期诊断、疾病的分型或预后评估。这对于提高疾病的检测精度和患者管理具有重要意义。 2药物代谢与反应监测：在药物开发的临床试验阶段（包括一期、二期和三期），代谢组学通过分析代谢组的变化，帮助明确药物的作用机制。此外，它还可以用于评估不同人群对治疗的响应水平，支持精准医疗的实施。3疾病预防和健康管理：通过观察多种代谢物（如指纹图谱）的变化，代谢组学可以评估个体的整体健康状况，并预测潜在的疾病风险。这为早期干预提供了依据，有助于预防疾病的发生。 迈理奥是谁？作为开拓代谢组学新科技的先锋，迈理奥在首席科学家厉良教授的全程指导下，组建了以归国博士赵爽为核心的专业团队，创建了全球领先的 DeepMarker MT 代谢组学平台和 DeepMarker LT 脂质组学平台，专注于全方位、个性化、一站式的科研服务和创新医疗诊断技术的开发，推动生物标志物探索、健康检测等生命科学领域的创新与变革。 颠覆性的技术创新突破了常规方法的瓶颈，已应用于数百项研究，涉及疾病诊断、健康监测、药物研发、中医药研究、食品农业、环境监测等领域，助力高水平的科学研究以及高效的临床转化，成果显著，如阿尔茨海默症（加拿大脑计划）生物标志物的探索、乌帕替尼（艾伯维）的新适应症疗效评估、食品发酵过程监测等，体现了更高灵敏度、高覆盖率、高精准定量、高稳定性的全方位、多层面的领先优势。结语代谢组学作为后基因组时代发展最快、最热门、极具潜力的组学新兴学科，广泛应用于生命科学各领域，为发现生物标志物、探寻疾病机制等提供了强大的技术平台。感谢迈理奥一直走在突破代谢组学技术瓶颈、助力千亿级疾病早筛市场的道路上。安捷伦也将继续与迈理奥及各位行业合作伙伴通力协作，通过提供尖端、稳定、高性能的产品平台，以及专业的服务和支持，助力更多本土企业实现创新和发展。

大家好，本周为大家分享一篇最近发表在Journal of The American Chemical Society上的文章，A Chemical Proteomic Map of Heme−Protein Interactions1。该文章的通讯作者是美国斯克利普斯研究所的Christopher G. Parker研究员。高铁血红素（heme）是人体中许多蛋白质的辅助因子，也是血液中氧气的主要转运体。最近的研究也证实了高铁血红素可以作为一种信号分子，通过与伴侣蛋白质结合而不是通过其金属中心反应来发挥其作用。然而，目前关于血红素结合蛋白的注释还不够完整。因此，本文采用化学蛋白质组学的方法去揭示人体中与高铁血红素发生互作的蛋白质谱。化学蛋白质组学是揭示蛋白质功能和发现药物靶标的重要工具。其中，最常用的是基于活性的蛋白质分析（Activity-based protein profiling，ABPP），通过结合活性分子探针标记及串联质谱分析，实现对靶标蛋白的鉴定。如图1b，本文设计了一个“全功能”活性分子探针（HPAP），共包含3个部分：1. Hemin母核，用于与靶蛋白非共价结合；2.光活化基团-双吖丙啶，可在UV光照下生成卡宾，促使分子探针与蛋白发生共价交联；3. 炔基，可在铜催化下与含有叠氮的试剂（荧光标签，生物素）发生点击化学反应，后两者组成FF-control。具体实验流程如下图1a所示，用HPAP处理不同细胞（In Situ）或不同细胞来源的蛋白质组（In vitro），HPAP中的hemin母核可与靶蛋白发生非共价结合，经UV光照，HPAP-蛋白间形成共价交联，再利用点击化学可将HPAP-蛋白与荧光素（TAMRA）或者生物素标签相连，用于后续的荧光成像（In-gel fluorescence）或者链霉亲和素纯化、LC-MS鉴别定量（MS-based I.D. and quantitation）。 图1. (a)使用基于高铁血红素的光亲和探针(HPAP)识别血红素结合蛋白的流程示意图。(b) HPAP、hemin和FF-control的结构；(c) HEK293T裂解物中与HPAP结合的蛋白的荧光成像；(d) hemin加入对HPAP与蛋白结合的影响。作者首先使用了SDS-PAGE去评估了HPAP标记蛋白的能力。如图1c所示，随着HPAP浓度的提高，胶图上条带颜色也逐渐加深，说明HEK293T细胞裂解液中与HPAP结合的蛋白在逐渐增加。如图1d所示，在10 μM HPAP的条件下，逐渐加入hemin，可以看到胶图上条带颜色逐渐变浅，说明hemin与HPAP之间发生了竞争，HPAP模拟了hemin与蛋白的结合过程。随后，作者又使用已知的hemin结合蛋白来确认HPAP捕获目标蛋白的能力。如图2所示，这些已知蛋白被HPAP成功的标记上，但由于hemin的加入，条带的颜色在逐渐变浅（TAMRA）。Western blot的结果显示，蛋白的总量并无太大变化，但hemin的竞争结合，导致与HPAP结合的蛋白量在下降。以上实验均说明，HPAP具有较好的选择性标记能力，能够模拟hemin与靶蛋白的结合，并以共价交联的方式标记在蛋白上。 图2. 用已知的高铁血红素结合蛋白确认HPAP捕获目标蛋白的能力。验证了方法的可行性后，作者将HPAP与定量蛋白质组学结合用于绘制高铁血红素-蛋白质互作谱。考察了多种细胞系，包括：人胚胎肾细胞（HEK293T）、人慢性髓系白血病细胞（K562）以及人原代外周血单个核细胞（PBMCs）。每种细胞系设置了两种实验形式：1）特异性结合实验（Enrichment）：通过将HPAP识别出蛋白与FF-Control识别出的蛋白进行对比，排除非特异结合的干扰（图1b），如果同一蛋白通过HPAP富集到的量是FF-control富集到的量4倍以上，则认为该蛋白是HPAP特异性结合蛋白。2）竞争性结合实验(Competition)：观察HPAP富集的蛋白在hemin和HPAP同时存在时富集到的量的变化，变化大于3倍且具有显著性差异（p＜0.05)的蛋白被认为是HPAP与hemin竞争性结合的蛋白。最终确定的高铁血红素结合蛋白应满足以上两种实验的筛选标准(图3a)。如图3b-d所示，总共鉴定出378个的高铁血红素结合蛋白，其中214个来自HEK293T, 182个来自K562, 107个来自PBMC。尽管三种细胞类型之间的结合蛋白有一些重叠，但大多数靶点蛋白只存在于一种或两种细胞类型中(图3b)，这暗示血红素在不同细胞中可能发挥不同的功能。其中，19个靶点蛋白是在UniProt上已经注释为高铁血红素的结合蛋白，剩余都是未揭示的结合蛋白。这些结合蛋白按照功能可划分为：转运蛋白，转录因子，支架蛋白和酶（图3c），根据代谢通路又可进一步划分（图3d）。作者最后对几个新发现的结合蛋白进行了验证，并选择IRKA1进行进一步的作用机制研究。IRKA1在调节炎症信号通路中起着关键作用，IRAK1被IRAK4磷酸化，然后自磷酸化，产生NFkB介导的炎症反应。经实验确认（图4），hemin是IRKA1的一种变构活化配体，可增强其酶活性，促进IRAK1的自磷酸化。 图3. 基于蛋白质组学的HPAP-蛋白互作分析。 图4. Hemin对IRKA1的调节作用。总之，本文设计开发了一种基于高铁血红素的光亲和探针，它可以与化学蛋白质组工作流程结合，以识别不同蛋白质组中的高铁血红素结合蛋白。利用该方法也可拓展至其他分子配体靶标蛋白的识别。 撰稿：刘蕊洁编辑：李惠琳原文：A Chemical Proteomic Map of Heme-Protein Interactions参考文献1. Homan, R. A., Jadhav, A. M., Conway, L. P., & Parker, C. G. (2022). A Chemical Proteomic Map of Heme-Protein Interactions. Journal of the American Chemical Society, 144(33), 15013–15019.

上海 双星峰会2021年11月27-29日，第二届全国代谢组学及蛋白质组学双星峰会在上海隆重召开，此次会议汇集了近200位国内外相关领域的知名专家、学者以及临床疾病、中医药、肿瘤、植物等多个研究方向的研究人员积极参与，共同交流探讨基于质谱的蛋白组学及代谢组学在精zhun医学、创新药、植物生理、营养健康、环境和食品等转化应用，共商我国代谢组学和蛋白质组学在后疫情时代的研究与发展。为降低疫情影响，大会采取线上同步直播的方式，在线人数达到600人。在此次会议中，赛默飞质谱组学应用专家鼎力助阵，分享超高分辨质谱技术在组学研究中的应用及进展，助力组学研究发展。在本次大会主会场上，赛默飞质谱组学应用资shen工程师范自全报告了“组学前沿-超高分辨质谱技术在组学研究中的应用和进展”，引起大家高度关注。上世纪90年代初开展的人类基因组计划，在破译人类遗传信息密码的同时，为科研学者提供了大量的完整基因编码序列，从而奠定了大量、快速鉴定蛋白质序列的坚实基础。然而，蛋白质以及代谢物的数量远远超过基因组中基因数量——基因分析量在万级，而蛋白质分析量可能在十万-百万级。完整的组学分析对质谱的性能提出了非常高的技术需求。赛默飞Orbtrap超高分辨质谱技术具有超高分辨率、超高质量精度、超高的稳定性及灵敏度等性能优势，助力科学家进行高通量的蛋白质和代谢物的结构表征和定量分析。质谱技术作为蛋白质和小分子物质的主要检测手段，借助赛默飞Orbitrap高分辨率质谱凭借其高精zhun的定性、定量能力，助力蛋白质组学和代谢组学研究实现精确医疗研究。通过蛋白质组、代谢组、脂质组等多种组学的联合研究，为疾病致病机理发现、疾病的早期诊断及预后生物标志物、疾病分型以及新的治疗靶点研究提供理论依据。随着研究人员对蛋白质组学和代谢组学研究的深入，对样品中分子的空间分布情况及其相互作用的需求日益增加。质谱成像技术能够直观的检测样品中分子的空间分布信息，近年来受到了高度关注与广泛应用，成为与传统光学显微成像互为补充的新一代“分子成像显微镜”。基于Orbitrap的成像技术具有超高的质量及空间分辨率，ji致清晰的成像结果为多种应用领域提供全面丰富的多层次数据。例如在赛默飞质谱成像技术支持下，Spengler教授团队研发出低至1.4μm 空间分辨率的应用，小鼠脑组织成像结果更加清晰。这个水平的空间分辨率也使得单细胞质谱成像技术成为可能。在较大的组织甚至整体动物研究方面，国内学者采用自主研发的空气动力学气流辅助解吸电喷雾电离质谱成像技术，在大鼠脑、肾脏和人食道癌组织中观察到数千种代谢物，并且采用人工神经网络算法，突破了定量研究中的难题，为疾病研究提供了有力的分析工具。会场外赛默飞领xian的Orbitrap质谱技术在现场一众质谱厂商中尤显突出。展台上全方位展示了基于其超高分辨的静电场轨道阱（Orbitrap）质谱平台结合其功能强大的软件平台提供的蛋白质组学及代谢组学全流程的整体解决方案，助力科研超越。

仪器信息网讯 2021年6月11日，由中国科学院大连化学物理研究所主办的“代谢组学与暴露组学高端论坛”在美丽的滨城大连成功举办。会议主题为代谢组学和暴露组学新技术及其在健康研究中的应用，会议为期2.5天，共吸引参会嘉宾超过300位。仪器信息网作为本届会议的支持媒体全程报道本次盛会。会议现场会议开幕式上，中国科学院大连化学物理研究所李先锋研究员和大会主席中国科学院大连化学物理研究所许国旺研究员分别致辞。中国科学院大连化学物理研究所副所长 李先锋研究员致辞中国科学院大连化学物理研究所许国旺研究员致辞在致辞中，许国旺研究员对各位专家学者的到来表示欢迎，向大家介绍了本次会议的举办背景。他介绍到，代谢组学是生命体中内源性代谢物的总称，而暴露组是指一个人从出生至生命结束全过程各种暴露的总和。人类的健康或疾病状态是由环境和遗传因素共同作用决定的，环境中的有毒有害物质的接触暴露直接影响人类的身心健康和生活质量。可以说代谢组学主要研究内源性代谢物，而内源性代谢物同时也受遗传、环境的影响，因此暴露组学可以促进以组学为手段的暴露/疾病标志物的研究。基于此，本次会议围绕代谢组学与暴露组学研究过程中的关键科学问题，邀请到分析化学、生物、医学以及生物信息学等多领域的专家学者分享最新的研究进展，共同探讨代谢组学与暴露组学研究的新技术、新应用的发展。报告题目：数字健康报告人：中国科学院大连化学物理研究所 杨胜利院士2017年美国FDA明确提出数字健康概念，2018年《自然杂志》专门在创刊号里阐述数字化医学和数字健康。数字化医学即用数字工具提升医疗实践，以高度精准和集成的个性化为目标。数字健康指利用人体传感器和数字模型追踪复杂的生命系统，并以此为基础，将大数据、云计算和人工智能整合到数字医学范围里。杨院士在报告中还提到，生物医学大数据主要由生命组学、医学大数据、移动传感器三部分组成。此外，生物医学信息还包括环境信息和交通运输信息，高度异质性的大数据库。报告题目：基于离子液体的蛋白质组学分析进展报告人：中国科学院大连化学物理研究所 张玉奎院士蛋白质组学的深入研究有助于加深对蛋白质功能的认识，但是蛋白质在非水相中的溶解性及稳定性是蛋白质化学研究的难题之一。离子液体以其独特的可修饰、调变的阴阳离子结构以及优良的物理化学性质被应用于蛋白质的溶解及稳定研究中。报告中，张玉奎还表示，随着完成蛋白质组调查的进度放缓，蛋白质组学领域已从蛋白质的鉴定和分类转移到探索其生物学功能和疾病相关性的研究。随后，张玉奎详细介绍了其团队基于离子液体的单一蛋白质分析、蛋白质组分析以及离子液体在透析病研究中的应用进展。报告题目：肠道菌群与代谢调节报告人：上海交通大学附属瑞金医院 王卫庆教授肠道菌群参与营养感知、吸收，调节宿主代谢免疫等，维持宿主能力代谢稳态。目前的研究表明，肠道菌群通过其产生的代谢物调节宿主摄食行为、能量吸收、消耗等各个过程。报告介绍到目前的一些干预手段，包括二甲双胍、阿卡波糖等药物以及代谢手术均可改变肠道菌群结构和相关代谢物组分，起到代谢改善作用。随着对微生物功能和生理作用越来越深入的认识，靶向肠道菌群的干预手段将为肥胖、代谢性疾病治疗提供新的思路。报告题目：成组毒理学与暴露组学报告人：中国科学院生态环境研究中心 江桂斌院士成组毒理学是以生物效应为导向，自上而下筛选和鉴别真实环境中具有环境和健康风险的化学物质。其整合了毒理学、分子生物学、分析化学和机器学习等领域的研究思路和方法。而暴露组学的目标是找到相关健康结局的生物标志物，并得到其与暴露因素之间的相关性，进而确定暴露源。报告介绍了成组毒理学与暴露组学相结合的研究最新进展，发现成组毒理学对潜在健康风险的发掘可能为暴露组学病例组中其他健康结局的早期标志物提供方向。报告题目：多靶标解析助力精准诊疗：从“硅基运算”到“分子运算”报告人：中国科学院肿瘤与基础医学研究所、湖南大学、上海交通大学分子医学研究院 谭蔚泓院士生命科学由点及面，有海量的数据，同时人类的疾病复杂性、多样性，要实现高效疾病诊疗，必须基于海量数据和多参数的表征。谭蔚泓院士提出，要利用高通量测量技术，结合多个识别疾病标志物的分子探针，对病人样本进行疾病标志物分子特征的甄别和定量测定。此外还需利用人工智能和大数据科学进行解析，从而为疾病诊断提供精准图谱，判断各种亚型特征。报告以核酸适体为例，其被称为“科学家的抗体”，由15-60个碱基组成，能识别靶标的单链DNA/RNA、具有高亲和力，高特异性、靶标范围广等特点，是精准药物治疗和临床诊断的新工具。基于此，谭院士团队开展了主要使用以活细胞为筛选靶标的核酸适体细胞筛选新方法（Cell-SELEX），这种方法可在标志物未知条件下为靶细胞的分子识别提供全新的化学途径。报告题目：从小分子看健康：代谢组学和暴露组学为人民健康保驾护航报告人：中国科学院大连化学物理研究所许国旺研究员代谢组学是测量所有分子量小于1500的内源性代谢物，通过数据采集和数据分析进行生物解释。而2005年暴露组学的概念被首次提出，其关注个体一生中所有暴露的测量及这些暴露如何与疾病建立联系。当前研究多采用高分辨质谱技术与分析组织或体液中有害物质（暴露组）的含量及代谢组的改变，揭示这些物质与疾病发生发展的关系。许国旺介绍到，代谢组学和暴露组学中涉及的内源性和外源性化合物至少50万种，其化学性质各异，浓度差别也巨大。在体外，外源性化合物比内源性代谢物的浓度要低1-2个数量级，因此，暴露组学研究的关键是在更大的浓度范围内实现“全”覆盖检测。不仅如此，未知化学物质结构鉴定、分析仪器和方法的灵敏度、重复性等都对研究提出了挑战。基于此，报告进一步介绍了许国旺团队开发了从单细胞、动物到大规模人群样品中小分子研究的一系列新方法。其团队先后建立了基于多维色谱-质谱联用的新方法，实现代谢组和暴露组的高覆盖检出等。报告还介绍了其团队将建立的方法用于肝癌、糖尿病、高尿酸血症等重大慢病研究，试图揭示与疾病相关的风险因子、预警标志物几代谢水平上的分子机制的相关研究进展。现场情况墙报展示报告题目：基于微纳探针的单细胞测量与分析策略报告人：南京大学 徐静娟教授报告题目：质谱成像技术在环境毒理学研究领域的应用进展报告人：香港浸会大学 蔡宗苇教授报告题目：A Pharmaco-genomic Landscape in Human Liver Cancers-From cell lines to patients报告人：中国科学院上海生命科学研究院生物信息中心 李亦学研究员报告题目：代谢组学研究中痕量代谢物发现及精细结构鉴定新技术报告人：SCIEX中国 郭立海博士报告题目：Lipidome in non-alcoholic fatty liver disease:impacts of environmental exposures,pathways,and biomarkers报告人：图尔库大学 Matej Oresic教授报告题目：农药污染与生物分析报告人：江南大学 吴晓玲教授报告题目：血中化学残留物与慢病的关联研究报告人：中国科学院大连化学物理研究所 刘心昱副研究员报告题目：人体内暴露组学中的分析方法新挑战报告人：中国科学院生态环境研究中心 刘倩研究员大会第二天，13位来自分析化学以及生物和医学领域的专家带来代谢组学与暴露组学相关研究的精彩报告分享。报告题目：单细胞代谢物的高通量质谱分析报告人：清华大学 张新荣教授报告题目：纳米材料辅助亚细胞代谢组学研究报告人：中国科学院大连化学物理研究所 石先哲副研究员报告题目：Analysis of chromatography-mass spectrometry data based on achine learning 报告人：中南大学 卢红梅教授报告题目：基于代谢网络分析的标志物确定算法及应用报告人：大连理工大学 林晓惠教授报告题目：从30天到30分钟：代谢组学数据的实时、融合、智能分析研究与应用报告人：大连大学 曾仲大教授报告题目：多维度有机质谱流式细胞分析——单细胞中蛋白质和代谢物的同时分析报告人：北京大学 白玉副教授报告题目：质谱成像空间代谢组学方法及其应用研究进展报告人：中国医学科学院北京协和医学院药物研究所 贺玖明研究员报告题目：基于离子淌度质谱的多维代谢组学技术报告人：中国科学院生物与化学交叉研究中心 朱正江研究员报告题目：基于高分辨质谱的代谢组规模化定性新技术研究报告人：中国科学院大连化学物理研究所 路鑫研究员报告题目：情绪、代谢，与肿瘤——当情绪遇到了身体报告人：大连医科大学 刘强教授报告题目：从肝炎到肝癌的暴露组学研究与对肿瘤精准治疗的思考报告人：重庆医科大学 廖勇教授报告题目：食品污染物暴露组解析和总膳食研究 报告人：国家食品安全风险评估中心 吴永宁研究员报告题目：环境小分子调控表观遗传与毒理效应报告人：中国科学院生态环境研究中心 汪海林研究员优秀墙报获得者合影本次会议还得到了上海爱博才思分析仪器贸易有限公司（SCIEX公司）、艾杰尔飞诺美、赛默飞世尔科技(中国)有限公司、大连达硕信息技术有限公司、上海析维医疗科技有限公司、沈阳汇佰生物科技有限公司、大连绿竹科技有限公司等企业的倾情支持。与会代表合影会务组合影

农业部办公厅关于成立农产品产地土壤重金属污染防治专家组的通知 　　根据国务院批复的《重金属污染综合防治“十二五”规划》的精神，农业部、财政部印发了《农产品产地重金属污染防治实施方案》(以下简称《方案》)。为加强《方案》实施的技术支撑，切实加强农产品产地重金属污染防治工作，提升农产品安全保障水平，经研究，决定成立农产品产地土壤重金属污染防治专家组。现就有关事宜通知如下： 　　一、专家组成 　　农产品产地土壤重金属污染防治专家组成员要熟悉和掌握土壤重金属污染监测、污染修复治理及农产品产地分级管理技术及理论等，能独立承担和完成相关咨询和技术指导任务。专家组具体按照工作任务分普查及监测预警组、治理修复组和禁产区划分组(人员组成详见附件)。 　　二、主要职责 　　(一)对全国性工作方案、技术方案、工作总结报告等提出咨询意见 　　(二)为各省农产品产地土壤重金属污染防治工作提供技术指导 　　(三)参加全国农产品产地土壤重金属污染防治工作的监督检查和评估工作 　　(四)对土壤重金属污染防治工作提出政策建议 　　(五)承担农业部委托交办的其他相关工作。 　　三、工作机制 　　农业部与专家组建立沟通交流机制，及时交流和研讨农产品产地土壤重金属污染防治工作，广泛听取专家对农产品产地土壤重金属污染防治工作的意见和建议，依托专家组跟踪和研究土壤重金属污染防治相关问题。 　　四、日常联络 　　专家组由农业部科技教育司管理，日常联络服务工作由农业部环境监测总站具体承办。专家组设总联系人，普查及监测预警组、治理修复组和禁产区划分组均设联系人。 　　各省(自治区、直辖市)农业行政主管部门应根据本地区农产品产地土壤重金属污染防治工作需要，抓紧组建本地区的农产品产地土壤重金属污染防治专家队伍，加强本地区农产品产地土壤重金属污染防治相关问题研究、技术咨询等工作。 　　二〇一二年三月十六日 　　附件：农产品产地土壤重金属污染防治专家组组成名单 　　一、普查及监测预警组 　　组长：刘凤枝农业部环境监测总站研究员 　　成员：马锦秋南开大学教授 　　马义兵中国农科院资源区划研究所研究员 　　李花粉中国农业大学教授 　　陈怀满中国科学院南京土壤研究所研究员 　　林玉锁环保部南京环境科学研究所研究员 　　罗明国土资源部土地整理中心研究员 　　二、治理修复组 　　组长：徐应明农业部环境保护科研监测所研究员 　　成员：陈世宝中国农科院资源区划研究所研究员 　　仇荣亮中山大学教授 　　黄巧云华中农业大学教授 　　雷梅中科院地理科学与资源研究所研究员 　　周东美中国科学院南京土壤研究所研究员 　　梁成华沈阳农业大学教授 　　马友华安徽农业大学教授 　　苏德纯中国农业大学教授 　　三、禁产区划分组 　　组长：李玉浸农业部环境保护科研监测所研究员 　　成员：任天志中国农科院资源区划研究所研究员 　　陈焕伟中国农业大学教授 　　王纪华北京市农林科学院研究员 　　许皞河北农业大学教授 　　林匡飞华东理工大学教授 　　封克扬州大学教授 　　朱建国中国农科院资源区划研究所研究员 　　专家组总联系人： 　　郑向群农业部环境监测总站副研究员 　　联系电话：022-23610069，手机：13920165757 　　地址：天津市南开区复康路31号(邮编300191)

p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong span style=" text-indent: 2em " 仪器信息网讯 /span /strong span style=" text-indent: 2em " 代谢组学是继基因组学、转录组学及蛋白质组学之后发展起来的一门新兴组学，是整合包括色谱联用质谱和核磁共振等现代分析技术、生物化学以及生物信息学等学科的一门交叉学科技术，用于研究生命活动链条下游的代谢物内稳态情况。相比于其他组学，代谢组学反映生命体已经发生的生物学事件，因此能够更准确直接地反映生命体终端和表型信息。目前，广泛应用于代谢组学数据采集的技术平台有氢/碳核磁共振技术、气相色谱－质谱技术、液相色谱－质谱技术、毛细管电泳－质谱技术以及直接进样质谱技术等。鉴于代谢物种类多样且浓度差异大，代谢组学研究需要依托高灵敏度、高分辨率的分析技术。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 基于此，仪器信息网将于 span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 2020年9月8日 /strong /span 举办 a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/#huiyirich" target=" _blank" span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong “代谢组学技术及应用新进展”网络研讨会 /strong /span /a ，聚焦代谢组学的多个细分领域，如代谢组学基础研究、微生物代谢组学、代谢组学与中医药、药物开发代谢组学、疾病诊断与代谢组学等，从技术难点、数据分析到应用进行剖析，为业内专家与相关研究学者提供更灵活的交流机会，促进合作。 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 会议日程（点击图片报名参会） /strong /span /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong /strong /span /p p style=" text-align: center" a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/" target=" _blank" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/6f5b37a6-fb5c-404f-bd85-a2685936ae49.jpg" title=" 日程0812-1320.png" alt=" 日程0812-1320.png" / /a /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em text-align: center " strong style=" text-indent: 2em color: rgb(0, 112, 192) " 专家阵容 /strong br/ /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong /strong /span /p p style=" text-align: center" a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/#huiyirich" target=" _blank" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 306px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/f1e3e61b-ba44-4f18-a3eb-624f3493ff48.jpg" title=" 厉良.jpg" alt=" 厉良.jpg" width=" 300" height=" 306" border=" 0" vspace=" 0" / /a /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/#huiyirich" target=" _blank" 报告题目：《用于深度代谢组分析的LC-MS的最新进展》 /a /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/#huiyirich" target=" _blank" 报告人：加拿大阿尔伯塔大学 厉良教授 /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 厉良教授于1983年在浙江（杭州）大学获得化学学士学位，1989年获得美国密歇根大学化学博士学位。1989年7月加入加拿大阿尔伯塔大学，任化学系教授和生物化学系兼职教授。他是加拿大代谢组学创新中心（TMIC）的联合主任。厉教授是加拿大皇家学会科学院院士。他于2005年至2019年是加拿大分析化学研究主席。2000年至2005年担任阿尔伯塔省癌症研究所蛋白质组学资源实验室主任。他于2007年至2019年担任阿尔伯塔大学分析化学部主任。他是人类代谢组数据库（HMDB）项目的联合负责人。他的实验室建立了已经被代谢组学研究社区广泛使用的内源性人类代谢物的HMDB MS/MS质谱谱库。他的实验室是开发用于生物系统定量和全面代谢组分析的高效化学同位素标记液相色谱质谱（HP-CIL & nbsp LC-MS）平台的先驱。厉教授获得过多项国内和国际奖项和荣誉。自2005年以来，他是国际分析化学期刊Analytica Chimica Acta的编辑。他还是许多科学期刊的编辑顾问委员会的成员。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 363px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/355dbdfd-aa48-4d25-8cc8-6b819432a5ed.jpg" title=" 唐惠儒.jpg" alt=" 唐惠儒.jpg" width=" 300" height=" 363" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/#huiyirich" target=" _blank" 报告题目：《脂蛋白亚类及其组成的定量分析》 /a /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/#huiyirich" target=" _blank" 报告人：复旦大学人类表型组研究院 唐惠儒教授 /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 教授，博士生导师。1986年获西北轻工业学院（现陕西科技大学）学士学位；1991年，获英国伦敦大学Royal Holloway College化学系，物理有机化学，博士学位；1992-2000年先后任英国BBSRC食品研究所Research Scientist、Senior Research Scientist。2001-2005年任英国帝国理工学院生物医学部生物化学系Senior Scientific Officer，兼代谢组学核磁共振设施总监（终身职位）。2005-2014年先后任科院武汉物理与数学所研究员、博士生导师、研究部副主任、中科院生物磁共振分析重点实验室主任。2014年11月起任复旦大学特聘教授。 英国皇家化学会Fellow （FRSC, CChem）、美国化学会会员、陕西科技大学客座教授、华中科技大学生命科学及技术学院兼职教授 J Proteome Res, Current Metabolomics, Arch Pharm Res, World J Hepatol, Chin J Anal Chem, 《波谱学杂志》、《现代科学仪器》、《基础医学与临床》等刊物编委。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 348px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/a2940969-29b5-4ade-b6b7-e02e9245f867.jpg" title=" 袁必锋.jpg" alt=" 袁必锋.jpg" width=" 300" height=" 348" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/#huiyirich" target=" _blank" span style=" text-align: center " 报告题目：《核酸修饰组学及核酸修饰代谢分析》 /span /a /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/#huiyirich" target=" _blank" 报告人：武汉大学 袁必锋教授 /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 武汉大学化学与分子科学学院教授、博士生导师，国家自然科学基金优秀青年基金获得者（2015年）。2001年和2006年于武汉大学生命科学学院分别获得学士和博士学位。2006年至2010年在新加坡国立大学和加州大学河滨分校开展博士后研究。2011年任武汉大学化学与分子科学学院教授、博士生导师。担任Chemical Research in Toxicology 顾问编委 (Editorial Advisory Board)、Scientific Reports 编委、Chinese Chemical Letters 编委、《色谱》编委、《分析测试学报》青年编委、《高等学校化学学报》青年编委、中国生物物理学会代谢组学分会理事。主要研究方向为生物分析化学、核酸化学生物学。在所从事的研究工作中，建立了DNA、RNA、蛋白质等多种生物大分子修饰（表观遗传修饰）的高灵敏分析方法，开展了生物大分子修饰和疾病的相关性研究；建立了多种代谢组学分析方法，开展了基于代谢组的临床疾病标志物分析。在PNAS、Nucleic Acids Research、Chemical Science 等学术刊物上发表了170余篇SCI论文。 /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong /strong /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 300px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/62db9fd0-83a7-49a1-bfb3-4a3a961351f1.jpg" title=" 吕海涛.jpg" alt=" 吕海涛.jpg" width=" 300" height=" 300" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/#huiyirich" target=" _blank" 报告题目：《精准靶向代谢组学及其转化研究实践》 /a /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/#huiyirich" target=" _blank" 报告人：上海交通大学 吕海涛研究员 /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 吕海涛博士，上海交通大学研究员/课题组长/博士生导师，国家重点研究发计划课题负责人，权威的QUT校长特聘教授席国际人才基金获得者，交通大学绿色通道引进高层次人才和功能代谢组科学实验室主任。2009年于黑龙江中医药大学获得生药学博士学位。2009-2013年先后华盛顿大学医学院和麻省理工学院等完成博士后训练。曾任重庆大学“百人计划”研究员/博士生导师，创新药物研究中心（药学院）主任助理。先后在Mass Spec Rev，J Proteome Res, Mol Cell Proteomics，Pharmacol Res和Liver Int等著名杂志发表SCI检索论文46篇。担任中国生物物理学会代谢组学分会副秘书长,美国科学促进会(AAAS)荣誉会员等。担任著名SCI检索杂志Phytomedicine (Q1, IF 4.2) 副主编，Frontiers in Microbiology (Q1, IF 4.1) 副主编，和Pharmacological Research (Q1, IF 5.57)顾问主编, Proteomics-Clinical Application, ACS Pharmacology and Translational Science编委等，国家自然科学基金委和澳大利亚NHMRC基金评审专家。近五年，先后主持国家重点研发计划课题1项，国家自然科学基金面上项目2项，QUT校长特聘教授国际人才基金等10余项课题研究工作。省部级科技奖2项。 /span /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 点击图片报名参会 /span /strong /span /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong span style=" text-align: justify text-indent: 2em " /span /strong /span /p p style=" text-align: center" a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/webinar2020metabolomics/" target=" _blank" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 305px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/fd8cd6dd-fe2f-44b6-94c7-bd7944e8020a.jpg" title=" 69035020200728.jpg" alt=" 69035020200728.jpg" width=" 600" height=" 305" border=" 0" vspace=" 0" / /a /p p style=" text-align: center " 扫码加入会议交流群 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 399px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/34536ad5-31f7-4a81-940d-2f9b47b6e86f.jpg" title=" 微信图片_20200902104609.jpg" alt=" 微信图片_20200902104609.jpg" width=" 300" height=" 399" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong span style=" text-align: justify text-indent: 2em " /span /strong /span br/ /p

想象一下，直径 3 毫米的金属玻璃线，即使加热到 700 多度，也可以吊起重达 2.5 吨的汽车是怎样的奇观？ 最近，中科院物理研究所柳延辉老师课题组发表在nature上的一篇文章昭示这一奇观有望实现，该文章报道了柳老师课题组新研发的一种金属玻璃：Ir–Ni–Ta–(B)，该材料在 727℃ 的高温下仍具有 3.7 千兆帕的高强度。 除了强度高，Ir–Ni–Ta–(B) 金属玻璃还具有很高的耐腐蚀性。材料的耐腐蚀性往往和抗氧化性有一定关系，因此研究人员利用飞纳电镜，对金属玻璃高温下的抗氧化性进行了测试。通过背散射图像的成分衬度和能谱测试结果可以发现，在 1000K 的高温下，氧化 60 分钟后，氧化层深度不到 0.01 毫米，并且表面光滑，无明显腐蚀坑。 飞纳电镜对金属玻璃抗氧化性形貌特征和能谱成分分析结果 Question 1：好学的小伙伴不禁要问，什么是金属玻璃？ 在介绍金属玻璃之前，要先了解固体材料原子的排列方式。 将固体材料的原子想像成一颗颗的弹珠，弹珠规则排列的材料称为晶体，不规则排列则称为非晶体。一般来说，金属材料都是晶体结构，而常见的非晶材料有玻璃、玛瑙等。 透射电子显微镜观察到微观结构 （a 为非晶体结构，b 为晶体结构） 金属玻璃又称非晶态合金，他的成分是金属元素，但原子的排列长程无序，具有非晶体的结构特征。它既有金属和玻璃的优点，又克服了它们各自的弊病。 金属玻璃的强度远高于钢，且具有一定的韧性和刚性，同时具有耐腐蚀、耐摩擦等性能。 Question 2：那么，怎样使金属变成 “玻璃” 呢？ 一般来说，金属在冷却时会结晶，原子会排列成有规则的图案，称之为晶格。但如果结晶不出现，原子随机排列，则形成金属玻璃。 方法：将金属高温熔化后，以极快的速度冷却，使金属原子来不及按常规编排结晶，原子还处于不整齐、杂乱无章的状态便被 “冻结” 了，因此，出现了类似玻璃的微观结构。 Question 3：柳老师制备的金属玻璃到底有多厉害呢？ 几乎所有的金属都可通过快速凝固的方式成为金属玻璃，但要开发一种制备简单，性能优良的金属玻璃并不容易。 金属玻璃的机械性能主要取决于其玻璃化转变温度，在接近玻璃化转变温度时，强度会显著降低。因此，老师希望金属玻璃拥有较高的玻璃化转变温度。 尽管已经有人开发出玻璃化转变温度大于 1000K (727℃) 的金属玻璃，但过冷液体区域（玻璃化转变温度和结晶温度之间）很窄，导致金属成形性较差，限制了其实际应用。 Ir–Ni–Ta–(B) 金属玻璃的玻璃化转变温度已经高达 1162 K，且过冷液体区域为 136 K，比目前大多数金属玻璃的都宽。这意味着在高温或恶劣环境下应用的小型部件可以很容易地通过热塑性成形获得。 过冷液体区域与玻璃化转变温度以及各种合金的高温强度 自1960 年以来，研究人员已开发出基于各种元素的金属玻璃。然而，非晶合金是典型的多组元合金材料，形成过程极其复杂，多个组元构成的成分空间十分庞大。 “一次实验，一个样品” 的材料研究方法不仅导致新材料探索效率低，所获得的实验数据也缺乏系统性，使得人们难以全面把握非晶合金形成的主要规律和性能调控机制。 为了鉴定感兴趣的合金，柳老师课题组根据先前报道的玻璃形成能力与电阻率之间的关联性，提出了一种简化的组合方法。 这种方法是无损的，允许随后对同一样本库中的一系列物理属性进行检测。该研究的发现与设计和方法的实用性为高强度、高温、大块的其他具有高性能的玻璃合金的研究提供了理论的可能和方法的支持。 Ir–Ni–Ta–(B) 块状金属玻璃的高通量表征 最后，秀一下柳老师与飞纳电镜的合影，期待柳老师更多科研成果。