水光谱组学

2021年3月20-22日，第四届水光谱组学会议在日本神户大学召开，本次会议主题依然延用“Exploring water molecular systems in nature(探索自然界的水分子体系)”，吸引了来自世界各地100余位代表参加，其中参会的中国学者有20余位。由于疫情的原因，本次会议采用线上和线下结合的形式召开，国际代表通过网络会议形式参加了会议。　　本次会议的主要内容是水光谱组学及相关领域的研究与应用。为了更好的普及水光谱组学的基础知识，便于初学者的理解与应用，会前进行了学习培训。来自意大利罗马萨皮恩扎大学的Marini教授和日本神户大学的Muncan助理教授呈现了题为“A closer look at preprocessing with focus on aquaphotomics”和“Aquaphotomics tutorial-from experiment to interpretetation”的报告，分别介绍了光谱预处理方法以及水光谱组学的研究进展。水光谱组学概念的提出者，日本神户大学Tsenkova教授以公开讲座(open lecture)的形式进行了题为“From non-invasive disease diagnostics to aquaphotomics”的报告，其从不同角度介绍了水光谱组学的由来、发展、优势和应用。另外，会议还安排了科学前沿讲座，介绍了近红外光谱技术及水光谱研究的研究前沿，比如Ozaki教授介绍了不同分子光谱技术用于水结构的研究进展，对于水结构复杂性的认识具有重要帮助。　　本次会议报告的参会论文共有63篇，其中大会报告43篇，墙报(poster)20篇。报告分为13个会议单元，主题分别是水光谱组学的应用(2个单元)、生物分子的水合作用与界面水的研究(4个单元)、生命中水的作用(2个单元)、基础研究与新视野(3个单元)、化学计量学(1个单元)以及量子脑动力学(1个单元)。水光谱组学的应用是本次会议的重要内容，会议安排了两场主题报告和七个口头报告，主题报告的题目分别是“From water structure and spectral patterns to diagnostics”和“Aquaphotomics for food quality control”。前者主要内容是基于水光谱组学利用水的光谱信息进行疾病诊断，后者主要包括近红外水光谱组学在食品监控方面的应用内容，包括农作物、奶制品以及水果等。　　21日的大会由南开大学邵学广教授开始，进行了题为“Analyzing the water in chemical changes by temperature-dependent near-infrared spectroscopy”的报告。邵学广教授介绍了利用温控近红外光谱技术结合化学计量学方法，通过提取随温度变化的水光谱信息，可以了解水的结构和性质，以及将水作为探针可以探测溶液或生物体系中分子的定量信息和结构变化。温控近红外光谱技术与水光谱组学的原理不谋而合，都是通过获取水对扰动的变化信息来反映分析物的变化。邵学广教授利用随温度变化的水光谱信息，对化学结构及其变化过程中水的作用及作用机理进行了分析，包括蛋白质变性、温敏性聚合物的LCST行为以及与小分子相互作用过程等。同时，还利用分子动力学模拟，提出了水的九种不同氢键结构，为未来开展水结构研究奠定了基础。　　本次会议的重点内容还包括生命过程中的水、生物分子的水合作用及界面水研究，还包括大量关于生物分子和脂质膜与水相互作用的研究内容。Yusui教授进行了题为“Water biology and medicine-roles of aquaporins in biological system”的报告，为了理解水通道蛋白(AQP)在生命过程中的作用，利用拉曼散射(CARS)成像技术直接定量通过细胞膜的水，结合水光谱组学的知识辅助理解细胞中水的动力学性质以及AQP的功能。在都柏林大学从事博士后研究的徐君丽介绍了不同细胞表面与水的相互作用，利用水的光谱建立偏最小二乘回归模型用于细胞响应值的预测，比如细胞活性、形态特征等。来自山东大学的臧恒昌教授介绍了利用近红外水光谱组学研究透明质酸与水的相互作用，研究表明透明质酸在溶液中起着结构制造者的作用，使水结构更加有序，并且在不同浓度下促进不同氢键的水结构的形成，对理解水在生物系统中功能的理解提供了参考。从会议报告内容来看，已经有很多研究人员将近红外光谱技术结合水光谱组学应用于实际细胞或者生物分子的研究，但是由于实际生物体系过于复杂，真正理解水在生物过程中的作用还需要漫长的研究。　　化学计量学一直是水光谱组学研究的重要手段，来自法国的Roger博士以“New trends in the pre-processing of near-infrared spectra”为题讲述了预处理方法的原理和作用，指出预处理的选择应该从其原理和作用出发，而不是通过枚举法来选择。同时，强调了预处理方法作为建立稳健模型的重要策略，在近红外光谱分析中起到重要作用。目前，如何选择最佳的预处理方法组合仍然是一个值得深入研究的课题，原理的理解和经验的积累对预处理方法的选择有很大帮助。来自奥地利因斯布鲁克大学的Bec研究员将非线性高斯过程回归(GPR)和人工神经网络等化学计量学方法应用于天然药物的水分测定，这些方法也帮助微小型仪器达到与实验室台式仪器相似的预测性能。　　此外，还有一些有趣的研究内容令大家印象深刻。比如来自奥地利因斯布鲁克大学的Tonauer教授进行了题目为“Extending the spectrum: NIR spectroscopy of crystalline H2O-ices”的报告，介绍了利用NIR光谱技术研究不同冰型的高压冰的结构，在不同温度和压力下观察到了不同类型冰结构之间的转变，通过实验证明OH基团的一级倍频波段是区分不同含氧亚晶格的冰以及区分晶体冰和不同非晶体冰的极好标志。这一开创性的工作填补了高压冰在近红外光谱领域的空白，对于利用近红外光谱研究天体冰幔提供了技术手段和研究基础。另外，来自日本大阪府大学Takeuchi副教授进行了题为“Investigation on the reaction mechanism of Mg(OH)2 dehydration and MgO hydration by NIR spectroscopy”的报告，介绍了自热小火锅中放置的发热包吸水发热的反应机理，通过研究Mg(OH)2脱水过程与MgO水合过程中水与MgO的相互作用，揭示了水的OH基团与MgO之间的氢键在反应中具有重要的作用。　　虽然由于疫情的影响，国际代表只能通过网络会议的形式与大家见面，但是大家的热情丝毫不减，会议期间的讨论非常热烈。在会议中场休息期间，还为Tsenkova教授举行了退休仪式，来自世界各地的友人送上了视频祝福。Tsenkova教授最突出的贡献是推动了近红外水光谱组学的发展，通过广泛的国际合作加强了世界各地水光谱研究工作者的交流，拓宽了近红外光谱技术的应用。与之前的水光谱会议相比，本次会议的学术性和科研水平明显提升。通过本次会议可以看出，水光谱组学的研究已经取得一些阶段性的进展，但是对于水在生命体系中的作用与功能仍然停留在探索阶段。随着科研工作的不断深入，研究技术与手段将不断进步，越来越多的水光谱特征将得到挖掘，成为探索和理解水在化学和生物过程中作用与功能的重要信息来源。(孙岩，段潮舒，王冕，邵学广 南开大学化学学院)

p style=" text-align: left " 　　近红外(NIR)光谱是一种分子光谱，不仅体现了分子的结构和官能团等分子本身的特征，还体现了包括氢键在内的分子间或分子内相互作用。水分子在100 nm到100 μm的光谱区间都有吸收，在大部分光谱区域有很强的吸收，导致很多光谱技术难以用于水溶液体系或含水量较多的分析体系。但是在近红外光谱区间，水的吸收相对较弱。因此，近红外光谱技术可以测量水溶液体系或含水量较多的样品。同时由于水在化学结构上的特点，其近红外光谱极易受到扰动因素的影响，比如温度、压力或者溶质。当水分子周围环境改变时，近红外光谱也会随之发生变化，从变化的光谱中我们可以获取结构及相互作用的信息。所以近红外光谱为水及含水体系的研究提供了一种新的分析手段，通过水的光谱信息随扰动条件的变动可以建立新的分析方法。 br/ /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/29dd919c-5601-470f-91ed-83048cbc6358.jpg" title=" 579ba6a9-02f4-4ced-878f-9f5948cd9b8f.jpg" alt=" 579ba6a9-02f4-4ced-878f-9f5948cd9b8f.jpg" width=" 450" height=" 300" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 南开大学化学学院 邵学广教授 /strong /p p 　　早在1925年，Collins sup [1] /sup 和Waggener sup [2] /sup 等分别研究了液态水的吸收光谱与温度的相关性，发现温度的改变会对水的吸收光谱产生明显的影响。随着温度的升高，水的吸收峰向高波数移动并且强度逐渐增强，说明液态水是由不同氢键结构的水分子组成的混合物。Inoue等 sup [3] /sup 研究了水的结构随压力的变化，发现当压力升高时，水的近红外吸收峰向低波数移动，说明水的氢键结构增强，结构化程度升高。除了外界环境对水结构的影响，溶质的加入也会使水的结构发生变化。Gowen等 sup [4] /sup 研究了不同温度下无机盐(NaCl、KCl、MgCl2和AlCl3)水溶液的近红外光谱，通过提取与水结构相关的特征光谱信息，分析了特征光谱随温度和离子浓度的变化。结果表明KCl和NaCl倾向于破坏水氢键网络结构中的氢键，而MgCl2和AlCl3倾向于促进水分子之间的氢键形成。Czarnecki sup [5] /sup 采用二维相关谱技术研究了N-甲基乙酰胺与水的相互作用，通过对水溶液的近红外光谱的分析，发现了水分子和两个N-甲基乙酰胺分子相互作用形成氢键的光谱特征。这些研究都表明当加入扰动条件(如温度，压力，溶质等)时，水的近红外光谱会发生明显变化，通过变化的水光谱，可以反映出结构的改变或水与溶质之间的相互作用。 /p p 　　2006年，Tsenkova sup [6] /sup 在研究了不同质量牛奶制品的近红外光谱特征的基础上首次提出了“水光谱组学(Aquaphotomics)”并开展了一系列研究工作。水光谱组学通过研究体系中水的光谱信息在温度和溶质(种类和含量)等扰动下产生的变化，了解不同物质及含量对水结构产生的影响，再通过水的结构推断溶质的结构与功能。研究结果表明，利用水的近红外光谱随扰动条件的变动不仅可以对疾病或异常状态进行无损诊断，而且还可以作为“镜子”反映溶质的动力学过程以及外部条件对溶液产生的影响。比如，利用水化层中水结构的信息实现了对大豆花叶病潜伏期的诊断 sup [7] /sup 、通过检测大熊猫尿液中的水的光谱判断了大熊猫是否处于发情期 sup [8] /sup ，另外，也发现了细菌的代谢物也对水的光谱有影响从而实现了对溶液中细菌含量的定量分析 sup [9] /sup 。 /p p 　　在我们的研究工作中，将水作为探针，利用水的结构对温度敏感的特点，利用温控近红外光谱技术，通过提取随温度变化的水光谱信息对溶质进行了结构和定量分析。在结构分析方面，首先研究了小分子溶质(如葡萄糖、寡肽、醇等)对水结构的影响。通过水在一级倍频区吸收带的变化，发现葡萄糖使水的有序结构增强，为解释糖类化合物在生物体系中的“保护作用”提供了新的依据 sup [10] /sup 。利用温度效应，研究了寡肽(五聚赖氨酸水、五聚天冬氨酸)水溶液的近红外光谱，利用独立成分分析提取了水的特征光谱信息，观察到寡肽与水的相互作用，发现寡肽的加入会使水的热稳定性增强，五聚赖氨酸水溶液中疏水水合占主导地位，水分子在氨基酸残基的烷基侧链周围形成“水笼” 而在五聚天冬氨酸水溶液中亲水水合为主要作用，水分子通过一个氢键与寡肽分子相结合。进一步说明水可以作为探针来研究分子间的相互作用 sup [11] /sup 。 /p p 　　除了小分子之外，大分子(比如蛋白质、高分子聚合物)与水的相互作用也一直是大家关心的问题。采用连续小波变换(CWT)提高近红外光谱的分辨率，通过分析人血清白蛋白(HSA)和水的光谱信息随温度的变化，研究了HSA二级结构的热变性过程，发现水结构变化可以反映HSA的展开过程 sup [12] /sup 。进一步将该方法应用于血清分析，结合蒙特卡罗-无信息变量消除法(MC-UVE)筛选出与蛋白质特征吸收相关的变量研究了不同水结构在蛋白质的热变性过程中的作用 sup [13] /sup 。应用二维相关光谱分析了不同温度下卵清蛋白水溶液的近红外光谱，研究了卵清蛋白受热形成凝胶的过程水的作用，结果表明，含有两个氢键的水结构变化能够很好的反映蛋白质的结构转变，并且在蛋白形成凝胶的过程中促进了凝胶结构的形成 sup [14] /sup 。采用高维算法NPCA研究了具有LCST行为的高分子聚合物聚(甲基丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯)(PDMAEMA)随温度升高聚集过程中水的作用，通过对水光谱的分析，得到了与聚合物链形成两个氢键的水分子(S2)在聚集过程中起到重要的桥联作用，当温度升高，桥联的S2氢键结构遭到破坏，高分子链发生聚集形成胶束，研究结果说明水可以作为研究聚合物聚集过程的探针 sup [15] /sup 。通过对水的温控近红外光谱进行分析，得到了水的光谱中容易受到温度影响的光谱变量，并发现所选变量可用于不同溶液的识别 sup [16] /sup 。同时，将水作为探针，采用PCA和二维相关光谱分析的方法分析了血清样品的近红外光谱，得到了与血清样品差异相关的水结构的特征光谱，并发现这种特征光谱与疾病之间的相关关系 sup [17] /sup 。 /p p 　　借助化学计量学方法提取水结构信息，对水溶液体系的定量分析开展了研究工作。在水-乙醇-丙醇体系中，温度和浓度的变动均会引起水光谱的变化，利用多级同时成分分析(MSCA)建立了两级模型，分别描述光谱与温度之间的定量关系(QSTR)和光谱与浓度之间的定量关系(QSCR)，实现了温度效应的定量描述和浓度的定量计算 sup [18,19] /sup 。提出并建立了互因子分析(MFA)方法，通过提取不同温度或不同浓度下水的吸收光谱中包含的“共同”光谱特征实现了温度或浓度的定量分析，成功应用于水溶液以及实际血清样品中葡萄糖的定量检测 sup [20] /sup 。这些研究成果都表明当施加一定的扰动因素时，水可以作为敏感的探针进行定量分析。 /p p 　　近红外水光谱组学为近红外光谱在生物和生命体系分析中应用开辟了新的领域，温控近红外光谱技术为近红外光谱的应用提供了新的思路，化学计量学为近红外光谱技术在实际复杂体系分析中的应用提供了技术手段。随着研究工作的不断深入，越来越多的水的近红外光谱特征将得到深度挖掘，成为探索和理解水在化学和生物过程中作用与功能的重要信息来源。 /p p 　 strong 　参考文献： /strong /p p span style=" font-family: " times=" " new=" " 　　[1] J.R. Collins. Change in the infra-red absorption spectrum of water with temperature. Phys. Rev. 192. 26, 771-779. /span /p p span style=" font-family: " times=" " new=" " 　　[2] W.C. Waggener. Absorbance of liquid water and deuterium oxide between 0.6 and 1.8 microns. Anal. Chem. 1958, 30, 1569-1570. /span /p p span style=" font-family: " times=" " new=" " 　　[3] A. Inoue, K. Kojima, Y. Taniguchi, K. Suzuki. Near-infrared spectra of water and aqueous electrolyte solutions at high pressures. Solution Chem. 1984, 13, 811-823. /span /p p span style=" font-family: " times=" " new=" " 　　[4] A.A. Gowen, J.M. Amigo, R. Tsenkova. Characterisation of hydrogen bond perturbations in aqueous systems using aquaphotomics and multivariate curve resolution-alternating least squares. Anal. Chim. Acta 2013, 759, 8-20. /span /p p span style=" font-family: " times=" " new=" " 　　[5] M.A. Czarnecki, K.Z. Haufa. Effect of temperature and concentration on the structure of n-methylacetamide-water complexes: Near-infrared spectroscopic study. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 1015-1021. /span /p p span style=" font-family: " times=" " new=" " 　　[6] R. Tsenkova. Aquaphotomics and chambersburg. NIR news 2006, 17, 12-14. /span /p p span style=" font-family: " times=" " new=" " 　　[7] B. Jinendra, K. Tamaki, S. Kuroki, M. Vassileva, S.Yoshida, R. Tsenkova. Near infrared spectroscopy and aquaphotomics: Novel approach for rapid in vivo diagnosis of virus infected soybean. Biochem Biophys Res Commun. 2010, 397, 685-690. /span /p p span style=" font-family: " times=" " new=" " 　　[8] K. Kinoshita, M. Miyazaki, H. Morita, M. Vassileva, C.X. Tang, D.S. Li, O. Ishikawa, H. Kusunoki1, R. Tsenkova. Spectral pattern of urinary water as a biomarker of estrus in the giant panda. Sci. Rep. 2012, 2, 856. /span /p p span style=" font-family: " times=" " new=" " 　　[9] Y. Nakakimura, M. Vassileva, T. Stoyanchev, K. Nakai, R. Osawa, J. Kawanod, R. Tsenkova. Extracellular metabolites play a dominant role in near-infrared spectroscopic quantification of bacteria at food-safety level concentrations. Anal. Methods 2012, 4, 1389-1394. /span /p p span style=" font-family: " times=" " new=" " 　　[10] X.Y. Cui, X.W. Liu, X.M. Yu, W.S. Cai, X.G. Shao. Water can be a probe for sensing glucose in aqueous solutions by temperature dependent near infrared spectra. Anal. Chim. Acta. 2017, 957, 47-54. /span /p p span style=" font-family: " times=" " new=" " 　　[11] D. Cheng, W.S. Cai, X.G. Shao. Understanding the interaction between oligopeptide and water in aqueous solution using temperature-dependent near-infrared spectroscopy. Appl. Spectrosc. 2018, 72, 1354-1361. /span /p p span style=" font-family: " times=" " new=" " 　　[12] M.L. Fan, W.S. Cai, X.G. Shao. Investigating the structural change in protein aqueous solution using temperature-dependent near-infrared spectroscopy and continuous wavelet transform. Appl. Spectrosc. 2017, 71, 472-479. /span /p p span style=" font-family: " times=" " new=" " 　　[13] X.W. Liu, X.Y. Cui, X.M. Yu, W.S. Cai, X.G. Shao. Understanding the thermal stability of human serum proteins with the related near-infrared spectral variables selected by Monte Carlo-uninformative variable elimination. Chin. Chem. Lett. 2017, 28, 1447-1452. /span /p p span style=" font-family: " times=" " new=" " 　　[14] L. Ma, X.Y. Cui, W.S. Cai, X.G. Shao. Understanding the function of water during the gelation of globular proteins by temperature-dependent near infrared spectroscopy. Phys. Chem. Chem. Phys. 2018, 20, 20132-20140. /span /p p span style=" font-family: " times=" " new=" " 　　[15] L. Wang, X.W. Zhu, W.S. Cai, X.G. Shao. Understanding the role of water in the aggregation of poly (n, n-dimethylaminoethyl methacrylate) in aqueous solution using temperature -dependent near-infrared spectroscopy. Phys. Chem. Chem. Phys. 2019, 21, 5780-5789. /span /p p span style=" font-family: " times=" " new=" " 　　[16] X.Y. Cui, J. Zhang, W.S. Cai, X.G. Shao. Selecting temperature-dependent variables in near-infrared spectra for aquaphotomics. Chemom. Intell. Lab. Syst. 2018, 183, 23-28. /span /p p span style=" font-family: " times=" " new=" " 　　[17] X.Y. Cui, Y.M. Yu, W.S. Cai, X.G. Shao. Water as a probe for serum-based diagnosis by temperature-dependent near-infrared spectroscopy. Talanta 2019, 204, 359-366. /span /p p span style=" font-family: " times=" " new=" " 　　[18] X.G. Shao, J. Kang, W.S. Cai. Quantitative determination by temperature dependent near-infrared spectra. Talanta 2010, 82, 1017-1021. /span /p p span style=" font-family: " times=" " new=" " 　　[19] J. Kang, W.S. Cai, X.G. Shao. Quantitative determination by temperature dependent near-infrared spectra: A further study. Talanta 2011, 85, 420-424. /span /p p span style=" font-family: " times=" " new=" " 　　[20] X.G. Shao, Y.M. Yu, X.Y. Cui, W.S. Cai. Mutual factor analysis for quantitative analysis by temperature dependent near infrared spectra. Talanta 2018, 183, 142-148. /span /p p style=" text-align: right " strong span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " （南开大学化学学院 邵学广、孙岩、崔晓宇） /span /strong /p

p style=" text-align: left " 　　第三届水光谱组学国际会议于2018年12月2-6日在日本兵库县淡路市梦舞台国际会议中心召开，本次会议主题为“Exploring Water Molecular Systems in Nature(探索自然界的水分子体系)”。来自22个国家的130余位代表参加了此次会议，中国有9位代表参加了会议，其中南开大学邵学广教授团队3人、山东大学臧恒昌教授团队3人、北京大学医学部韩晶岩教授1人和华为技术有限公司2012实验室的2位技术人员。 br/ /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/f4a9b752-bfdb-4806-ad38-4dfce88ab096.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" / /p p 　　本次会议着重阐述了水光谱组学的重要性和应用，“水光谱组学(aquaphotomics)”是指以生命体系中的水作为研究对象，利用光谱技术探测水分子在不同环境下的结构变化，在分子水平上反映生命体系中水分子与其他分子的相互作用或水在生命体系中的功能。为了更好普及水光谱组学的基本知识，提高参与者的应用技能，正式会议前进行了6个小时的学习培训。来自日本神户大学的水光谱组学概念的提出者Roumiana Tsenkova教授在学习培训班和大会开幕式时分别呈现了题目是Open for public lecture: Aquaphotomics introductory course (公开讲座：水光谱组学介绍)和Why Aquaphotomics? (为什么进行水光谱组学研究)的报告。报告从不同角度介绍了水光谱组学的前世今生，以及水光谱组学的优势和应用，尤其强调了在近红外光谱技术方面的应用。 /p p 　　本次会议参会论文68篇，其中主题报告(keynote lecture)14篇，邀请报告(invited lecture)26篇，墙报(poster)28篇。报告分为11个会议单元(session)，主题分别是水光谱组学的应用(2个单元)、x射线/紫外/太赫兹/电磁波光谱(4个单元)、化学计量学(1个单元)、基础研究与新视野(2个单元)、生命中水的作用(2个单元)。 /p p 　　水光谱组学的应用作为会议的第一大主题，会议安排了两场主题报告，题目分别是Recent trend in NIR spectroscopy including quantum chemistry and 2D-COS and its future potential for aquaphotomics(近红外光谱技术在量子化学和2D-COS方向的最新发展趋势及其在水光谱组学中的应用前景)和Applications of aquaphotomics in biodiagnostics, biomeasurements and biomonitoring(水光谱组学在生物诊断、生物测量和生物监测中的应用)。前者强调了量子化学和2D-COS在水光谱组学分析过程中的重要作用，后者介绍了水光谱组学实时在线分析的优势。在本研究方向有14场口头报告，分别介绍了如何利用水光谱组学对近红外光谱数据进行分析，并应用于农作物、食品、饮用水以及相关产品分析中。在这些研究工作中，“实用性”是最突出的特点，但是很多研究工作不仅仅是使用商用仪器开展研究工作，而是针对自己的研究对象开展了深入的研究工作，例如在线测量农产品中营养物质含量，实时监测温泉中心的水质和在位监测地下水浇灌的大棚蔬菜生长情况的装置设计。 /p p 　　基于其他光谱技术的水光谱组学方面的研究也是本次会议的重点，此次会议中有十几篇与x射线/紫外/太赫兹/电磁波光谱技术相关的论文，分别介绍了利用各种不同的光谱技术研究表界面水、水化层、水团簇以及大体积水(bulk water)中水的结构及性质。通过增加各种扰动，如温度、光照、压力、溶质等，观察水光谱的变化，将水作为“物质和能量的镜子”，反映不同体系中物质和能量的变化。此主题很大程度上拓宽了水光谱组学的研究范围，使其不在局限于近红外光谱领域的研究。更多实验手段的加入，使科研工作者可以从不同角度，不同层面认识水的性质、结构和功能。 /p p 　　化学计量学在水光谱组学的研究分析中起到重要作用，但一直是“非常困难”的主题。本次会议邀请了南开大学邵学广教授作报告，题目是Extracting quantitative information from temperature dependent near infrared spectra (提取温控近红外光谱数据中的定量信息)。报告强调了温控近红外光谱分析中化学计量学的作用，并提出了今后的问题与机遇。重点讲述了温度改变引发光谱变化的深层次原因，即溶液中水结构变化引发的光谱变化，该变化和温度高度相关，因此可以建立模型进行定量分析。同时，从数据结构出发介绍了从二维到高维的化学计量学方法对温控近红外光谱数据进行定量信息的提取。会议还有十余篇化学计量学方面的论文，研究内容涉及了大数据平台构建、实验设计、变量选择方法以及各种定量模型的建模方法。这些方法无疑对拓展水光谱组学的应用范围和改善近红外光谱的模型具有非常重要的作用，因此，化学计量学的培训和普及仍是近红外光谱水光谱组学研究和应用领域中的重要任务之一。 /p p 　　基础研究与新视野是本次会议的重要主题，本次会议安排了两场大会邀请报告，题目分别是“Nano-ice” forms in cold water and causes the density maximum anomaly (在冷水中形成的“纳米冰”是导致水密度异常的主要原因)和A brief story of the theory of torsion field and technology, resulting from it-an attempt to explain some of water anomalies (简要介绍扭转场理论及由此产生的技术-试图解释一些水的异常现象)。前者强调了在温度降低的过程中水结构的变化会导致类似于冰结构的小团簇形成，并将这种结构形式称为“纳米冰”，重点讲述了“纳米冰”的形成可能是导致水在降温过程中密度发生异常变化的主要原因。后者从扭转场理论出发讨论了水密度、溶解度和粘度的异常现象。本专题还有十几篇论文，通过不同手段研究了从溶液到凝胶，从大体积水到限域水的性质，探索水的神奇特性。 /p p 　　生命体系中水的作用是本次会议中独具特色的主题。华盛顿大学的Gerald Pollack教授作为特别邀请嘉宾，对水的“第四相”进行了一个半小时的专题报告(The fourth phase of water: a central role in health)。Pollack教授通过简单而严谨的实验，揭示了水分子的排布结构以及性质。他通过对话的方式建立了一个简洁的框架，展示了水的结构是如何影响我们的世界的。区别于传统的固相、液相和气相，Pollack提出的“第四相”水即EZ water(Exclusion zone water)是发生在亲水表面附近。这种广泛存在的水的性能与大量水的性质明显不同，基于此，提出了未来可能的能源转换模式，为生命的起源、运输和渗透等自然现象提供了基础。在此主题的报告中，有论文对病变部位周围的水结构进行了分析，也有论文对冠心病病理学过程中水起到的作用进行了研究。 /p p 　　此次会议还有一项重要内容是成立了第一届国际水光谱组学协会，旨在促进水光谱组学和相关学术领域的研究与应用，并利用这些研究成果促进社会的发展。日本神户大学的Roumiana Tsenkova教授当选为第一届理事长，日本庆应义塾大学医学院Masato Yasui教授和奥地利因斯布鲁克大学Christian Huck教授当选为副理事长，德国水科学研究室Everine van de Kraats教授当选为秘书，同时还有来自8个不同国家和地区的14位科研工作者当选为理事，其中南开大学邵学广教授被推荐为理事，主要负责化学计量学方法的研究开发工作。因本次会议的成功召开，当场吸纳会员50余名，可以看出科研工作者对水光谱组学研究抱有极大的热情。希望国内正在进行与水科学相关工作的科研人员积极加入国际水光谱组学协会，共同推进水光谱组学及相关学科的发展。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/851e38be-0347-4a94-8802-c092e1651214.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" / /p p 　　本次会议得到了参会各方的积极响应，秉承紧张、有序、充实、有效的特点，会后交流非常活跃，开诚布公，干货满满。总体来看，经历了多年的发展，对水光谱组学的研究已取得一些阶段性成果，并将一些研究成果成功转化到实际生产应用中。但是，很多成果只是表面现象的观察和总结，对水在生命体系中重要作用的研究尚未上升到科学理论高度。因此，需要各个学科的科研工作者的团结协作共同努力，探索研究作为生命体系中不可或缺的组成部分的水的性质、结构与功能。相信这次会议的顺利召开，将吸引更多的研究者加入到水光谱组学的研究工作中，建立水分子基质的科学网络，并将其转化应用到人们的实际生产生活中，推动社会的进步。 /p p style=" text-align: right " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " strong （崔晓宇 sup 1 /sup ，董芹 sup 2 /sup ，李丹阳 sup 2 /sup /strong /span /p p style=" text-align: right " sup span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " strong 1 /strong /span /sup span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " strong 南开大学化学学院， sup 2 /sup 山东大学药学院） /strong /span /p p br/ /p

p style=" text-align: left " 　　2019年7月21-23日，全国第一届水光谱组学学术研讨会在山东济南成功召开。本次研讨会在山东大学臧恒昌教授、南开大学邵学广教授的精心组织下，由中国仪器仪表学会近红外光谱分会主办，山东大学药学院、华熙生物科技股份有限公司共同承办。来自22所高校、研究院所的100余位代表参加了此次研讨会。 br/ /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/fcb5f966-d080-41f3-b31e-8a70524f9b70.jpg" title=" 01 (1).jpg" alt=" 01 (1).jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 合影 /strong /p p 　　“水光谱组学(aquaphotomics)”是指以生命体系中的水作为研究对象，利用光谱技术探测水分子在不同环境下的结构变化，在分子水平上反映生命体系中水分子与其他分子的相互作用或水在生命体系中的功能。近年来，国内外研究者以水为研究对象，基于水光谱组学和多种光谱技术为生物世界的研究打开了新的视野。 /p p 　　本次会议着重阐述了水光谱组学的重要性和应用，邀请了国内外有丰富经验的水光谱组学分析专家、学者以及从事光谱技术研究与应用的一大批专业人士参会。作为邀请嘉宾，日本神户大学Roumiana Tsenkova教授、韩国汉阳大学Hoeil Chung教授、华东理工大学杜一平教授、山东大学臧恒昌教授、南开大学邵学广教授、北京大学韩晶岩教授、南京大学夏兴华教授、长春应用化学研究所姜秀娥研究员、天津大学徐可欣教授，以及华熙生物科技股份有限公司郭学平研究员分别进行了专题报告。与会人员对本次论坛给予了极大的关注，会议期间整个报告厅座无虚席，气氛十分热烈。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/8466360f-64d5-45b1-9f08-36cde26d26f5.jpg" title=" 02 (1).jpg" alt=" 02 (1).jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 会议现场 /strong /p p 　　本次会议主题分为水光谱组学方法与应用研究、谱学技术在水相关研究中的应用研究、水在生命及化学等过程中作用与功能研究、化学计量学方法与应用研究等四个方面。作为水光谱组学的提出者Tsenkova教授首先进行了报告“Aquaphotomics: New Integrative Platform in Science”，详细介绍了水光谱组学的前世今生以及水光谱组学的优势，并强调了近红外光谱技术的重要作用；针对水光谱组学方法研究，Chung教授详细阐述了如何利用水的扰动信息定量溶质浓度；关于水在生命体系中的重要作用，韩晶岩教授从中医的角度讲解了水如何影响生命生理活动，对于理解水在生命活动中的重要性有了更加清楚的了解，并提出建立水分子状态检测技术平台，通过检测水的状态，可以为疾病诊断提供更多新的信息。 /p p 　　化学计量学在水光谱组学的研究分析中起到重要作用，邵学广教授的报告强调了温控近红外光谱分析中化学计量学的作用，并提出了今后的问题与机遇。而且提出了“扰动光谱学”这一概念，重点讲述了温度改变引发光谱变化的深层次原因，即溶液中水结构变化引发的光谱变化，该变化和温度高度相关，因此可以建立模型进行定量分析；对于利用近红外光谱和水光谱组学的定性定量分析，臧恒昌教授基于生物药物生产纯化过程中常用的水醇体系，提出了一种利用水光谱信息的变化定量发酵过程中低含量甲醇的方法。 /p p 　　水作为探针反映分析目标物的信息也是水光谱组学的中心思想，夏兴华教授和姜秀娥研究员讲述了水分子作为红外探针在界面分析中的应用，将界面水在中红外的强干扰转变成探测界面相互作用机制的新探针，得到了更多有用的信息。这两场报告拓宽了水光谱组学的研究范围，使其不再局限于近红外光谱领域的研究。更多技术手段的加入，使科研工作者可以从不同角度，不同层面认识水的性质、结构和功能。 /p p 　　本次会议得到了参会各方的热烈响应，秉持“充实、轻松、有效”的特点，学术报告严谨认真，会后交流轻松愉悦，大家收获满满。总体来看，经过近几年的发展，水光谱组学的研究已取得一些阶段性成果，并将部分研究成果成功转化到实际应用中。然而一些成果仅是基于表面现象的观察和总结，对水在生命体系中重要作用的研究尚未上升到科学理论高度。因此，需要各个学科科研工作者的团结协作和共同努力，进一步理解作为生命体系中的重要组成部分—水的性质、结构与功能。 /p p 　　会后，与会专家与华熙生物进行了深入的座谈交流，进一步探讨水光谱的应用领域和发展前景，并提出成立水光谱组学协会的设想，以促进学科进一步发展。相信这次会议的顺利召开，将会吸引更多的研究者加入到水光谱组学的研究工作中，建立水光谱研究方法，并将其转化应用到实际生产和生活中，推动社会的进步。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/282cf6fd-b3cb-4b18-a3c1-6ab842fd6d40.jpg" title=" 03.png" alt=" 03.png" / /p p style=" text-align: center " strong 会后讨论 /strong /p p style=" text-align: right " strong style=" text-align: right " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " （孙岩 sup 1 /sup ，董芹 sup 2& nbsp /sup & nbsp /span /strong /p p style=" text-align: right " strong span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " sup 1 /sup 南开大学化学学院， sup 2 /sup 山东大学药学院） /span /strong /p

各有关单位：　　根据北京市市场监督管理局《2023年北京市地方标准制修订项目计划》，我局组织起草了北京市地方标准《地表水光谱法水质自动监测技术规范（征求意见稿）》。按照《北京市地方标准管理办法》要求，现公开征求意见，欢迎机关、科研单位、企业、社会组织等机构和个人提出意见。　　请将意见填入意见反馈表（见附件4），于2023年11月26日前，以电子邮件和书面方式反馈我局。涉及修改重要技术指标时，应附上必要的技术数据。书面征求意见单位，如无意见也请复函说明，逾期未复函的视为无意见。　　专此函达。　　附件：1.书面征求意见单位名单　　2.《地表水光谱法水质自动监测技术规范（征求意见稿）》　　3.《地表水光谱法水质自动监测技术规范（征求意见稿）》编制说明　　4.北京市地方标准意见反馈表　　北京市生态环境局 　　2023年10月26日 　　[联系人：程念亮、高喜超；联系电话：010-88420547、010-68481537（工作日：9:00-11:30；13:30-18:00）；传真：010-68471038、010-88423743；E-mail：jiancechu@sthjj.beijing.gov.cn,kjchu@sthjj.beijing.gov.cn]

p 　　从化学计量学走到近红外，南开大学邵学广教授在近红外领域的研究已经有二十多年了，其提出的温控近红外光谱技术，与日本教授提出的水光谱组学不谋而合。据其介绍，水光谱组学是根据水的光谱在扰动条件下的变动从而得到体系的相关信息，这是一个新概念，最近几年已经成为近红外光谱领域的一个研究热点，值得大家去研究。不过，这方面的应用研究才刚刚开始，还需要做更多的工作才能在实际工作中发挥更多的作用。 /p p 　　对于目前国内外近红外光谱的发展态势，邵学广介绍了三个方面的看法：在化学计量学方法方面，虽然近红外光谱的建模及信号处理方法已经比较成熟，但是在变量选择、模型转移方面还有很多事情要做；在仪器方面，最近出现了很多基于新原理的仪器，特别是小型、专用仪器这几年发展比较好，但是国内在这方面的发展还相对落后一些，今后还要继续努力；在基础研究方面，这几年业内主要在解决近红外光谱检测灵敏度、新方法开发等问题。 /p p 　　谈到国产近红外光谱仪的未来发展，邵学广说，“一方面，我希望中国在科研型近红外光谱仪方面能有突破，做出领先的、从原理上创新的分析仪器；另一方面，从实际应用的角度出发，在线分析需要大量的仪器，因此我们要把重点放在价格便宜、小型的分析仪器上，特别是专用仪器。”邵学广强调说，“这些小型、专用仪器在功能上不需要特别全面，但对仪器的稳定性以及台间的一致性要求比较高，所以希望生产厂家能在工艺上多下功夫；另外，为了配合大数据平台的使用，数据传输的灵活性上也要加强。” /p p 　　详细内容请查看如下视频： /p script src=" https://p.bokecc.com/player?vid=260658C8A502D07A9C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=600& height=490& playerid=5B1BAFA93D12E3DE& playertype=2" type=" text/javascript" /script p br/ /p

光谱是超越人眼限制，让大家感受更高维度世界的一种重要方式。光谱技术的新发展改变大家对传统技术认知的同时，也在改变着大家的生活。特别值得一提的是，随着信息技术的迅速发展，科技进入了数据爆发的阶段，光谱数据也日益呈现出大数据的特点，传统的数据处理方法已经难以满足人们对光谱数据的处理和分析需求。近年来，人工智能和机器学习技术的快速发展为光谱大数据的挖掘和分析提供了新的解决方案，人工智能赋能的光谱仪器新产业迎来了新的时代，同时也为行业带来更多的发展机遇。当光谱技术插上人工智能的翅膀，能给产业带来什么样的机遇和挑战？日前，仪器信息网特别采访了南开大学邵学广教授，请他从专业的角度谈一谈人工智能赋能光谱产业将带来怎样的变革。以下为视频采访详情：人工智能或催生新型光谱仪仪器信息网：您预期人工智能将给科学仪器行业，特别是光谱产业带来哪些影响或者变革？邵学广教授：目前，人工智能的话题特别火热，对众多行业和产业也产生了较深远的影响。对于科学仪器，尤其是光谱仪器行业，人工智能既带来了机遇也提出了挑战。我本人也还在学习人工智能技术和方法的过程中，对其有深入和全面理解尚需时日。但是，我认为人工智能将对科学仪器行业产生多方面的影响，也会带来很多变革。在仪器设计方面，今后可能会出现更多基于新型原理的光谱仪器；在生产过程中，人工智能技术更有利于生产的智能化；更为重要的是，人工智能在信号处理，特别是数据分析方面的影响会更大。传统的基于单变量、单波长进行峰位置和形状分析的方法或许已不再适应时代需求了，取而代之的是基于多元数据的多维度分析方法，特别是以深度学习模型为基础的人工智能分析方法，这无疑将对我们的仪器设计、生产以及后续应用带来巨大变革。仪器信息网：现阶段，光谱和人工智能如何更好地结合才能赋能产业的发展？在这样的思路下，有哪些新型的光谱仪器值得期待？邵学广教授：我认为人工智能与仪器的结合主要体现在三个层面：仪器的结构与设计、生产以及应用。前面我所提到的数据处理方法的革新，对仪器的要求也会随之改变。传统而言，仪器设计侧重于单变量和单波长，以确保光谱波长的准确性和测量的高精度。然而，基于多元校正和人工智能的新型分析方法，可能会对波长准确性的要求有所降低，但却对仪器的稳定性和不同波长间的差异性提出更高要求。因此，新型仪器在结构上可以进行创新，不必过分强调波长的准确性，而应强调稳定性。基于这一原理，已经有新型的仪器设计问世，例如多元光谱仪，它已经打破了传统光谱仪的结构，无需分光，可以直接对混合光进行检测从而获得结果。未来，基于深度学习模型的分析方法也可能会对仪器提出新的要求。目前，这种设计可能还尚未出现，但随着技术的发展，相信在不久的将来会看到这样的创新仪器。“人工智能可解决传统化学计量学的难题”仪器信息网：您如何评价当前我国近红外光谱技术的应用现状？邵学广教授：近红外光谱技术在我国的发展已经非常出色，无论是在科研还是应用方面，都已经取得了非常好的成果。虽然我们已经谈论了很多，但未来的前景仍然非常广阔。尽管我们已经在很多领域中使用了这项技术，但深入到各个行业中仍有很大的发展空间，特别是对于那些我们不太熟悉的行业。最近，我听说近红外光谱技术在农业领域中得到了广泛应用，同时在化工行业和其他特殊环境下的应用也具有很大的潜力。现在比较强调将在线光谱仪应用于实际场景中，这对我们的仪器制造行业提出了更高的要求。仪器信息网：贵课题组在相关层面具体开展了哪些工作？在仪器、技术、算法及应用等方面有什么样的突出成果？未来有什么样的科研计划？邵学广教授：其实对于化学计量学来讲，人工智能是对其提供了新的技术和方法，因此我们可以通过人工智能技术解决传统化学计量学难以处理的问题。我们课题组的主要工作集中在三个方向。首先，近年来我们致力于近红外光谱建模及相关数据处理、变量选择、模型转移等方法的研究，这些方法已日趋成熟。因此，我近期的工作重点是制定一些应用流程的相关标准和基本步骤，希望可以帮助大家按照这些流程操作做出优秀的模型。其次，我们利用化学计量学和人工智能技术在光谱分辨率方面开展了一系列工作。特别是我们成功解析了水的光谱高分辨结构，从而可以用水作为探针来探究化学体系和生物体系中的结构变化和相互作用，我们称之为“水光谱探针”。下一步，我们计划将水光谱探针技术应用于成像分析，并且希望建立无需外源探针的方法，直接利用体系中无处不在的水分子作为探针进行成像。这项工作可能在未来的几年中有些许突破。最后，在仪器方面，我们基于多元分析的多元校正原理设计了多元光谱仪。尽管基本的思路和框架已经设计出来，但由于知识方面的欠缺，我们希望能够与电气和光学领域的伙伴合作，希望在未来的1-2年内能有所突破。拥抱人工智能，这些问题亟待解决仪器信息网：在人工智能赋能光谱产业过程中，技术、应用、人才以及产业模式等层面还面临哪些问题？邵学广教授：确实，我们面临着一些挑战，当前主要体现在人才培养方面。仪器行业是一个交叉学科，融合了光学、电子学、机械制造以及计算机科学、数学等多个学科的相关知识，然而在教育方面，特别是大学教育仍然按照数学、物理、化学等传统的学科体系进行布局。以分析化学学科为例，虽然该学科在化学技术方面有了深入的研究，但在仪器学、数学、计算机科学，特别是人工智能等领域的教学上还相对缺乏。这也导致了相关人才供应的短缺，有些知识许多本科生在本科阶段基本没有接触过，等到研究生阶段才有少数研究生学习过。这就使得我们在实际工作中不得不现学现用，从而对技术推广造成了一定的阻碍。为此，我认为我们可以通过学会、协会，多做一些基础知识推广的工作，以便更好地培养出符合行业需求的人才。仪器信息网：您对仪器研发及应用的同行们有什么样的建议？邵学广教授：我希望我国的仪器制造行业或厂家未来能够做好三个方面的工作。第一，提高现有仪器的质量稳定性，如果未来分析方法发生变化，那么对仪器的性能要求也会有所不同，希望厂家能够做好准备；第二，根据应用场景的需求对仪器进行改进调整，紧跟形势以适应不同的场景分析或工况分析；第三，希望厂商能多关注新型原理的研究，特别是多元光学和基于多元多变量的光学仪器。目前，这方面的研究还比较薄弱，希望厂家能够多给予关注和支持，共同推动这项技术的发展。

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+

2023年8月20-24日，第21届国际近红外光谱学术会议（NIR2023）在奥地利因斯布鲁克顺利召开，来自世界各地的380多位参会代表参加了此次大会，其中20多位来着中国，包括山东大学臧恒昌教授团队6位代表。大会现场照片本次会议共安排了3场获奖报告（Award），8场邀请报告（Plenary），14场主题报告（Keynote），80场口头报告（Oral），26场快速讲演（Flash talk）以及175个墙报（Poster）。报告分AB单元（Session）进行，包括“水、土资源与环境”、“未来趋势”、“化学计量学”、“农业、乳制品与食品”、“基础理论与仪器”、“PAT与工业” 、“高光谱成像”、 “制药、诊断与生物技术”等主题。从会议安排和报告情况来看，近红外的研究主流在化学计量学、高光谱成像技术，尤其是在农业、乳制品与食品领域的应用。中国参会代表合影山东大学参会代表合影我的博士研究课题是水光谱组学在中药领域的应用探索，水光谱组学是我参加此次会议最感兴趣的部分，其次是制药和PAT技术，但是此次会议水光谱组学的内容并不多，只有1场主题报告和5场口头报告。尽管报告数量不多，通过深入思考，与其他报告跨学科的融合碰撞，以及学术沟通交流，对我博士研究有了新的启发。希望在之后的研究中，对中医药进行更深入的解析，结合现代技术，用科学解读中医药学原理，将中医药推向世界。下面是水光谱组学在此次会议中的情况：Aquaphotomics是日本神户大学Roumiana Tsenkova教授，在2005年新西兰举行的近红外光谱国际会议上首次提出的一个新的综合科学技术平台。在此次大会中Roumiana Tsenkova教授带来了“NIRS - Aquaphotomics: New Integrative Science and Technology Platform”的主题报告，该报告从水光谱的词汇、仪器、应用以及体内监测四个方面进行了介绍。由于近红外区域的水光谱模式可进行非侵入式测量和监测，这为用作生物测量、生物监测和生物诊断以及研究任何水系统的多维生物标志物提供了巨大的机会 日本神户大学的Jelena Muncan教授带来了“Recent Developments in Aquaphotomics: Insights into Water Structure and Functionality”为题的报告，该报告介绍了水光谱在水稻胚芽贮藏监测、水泥搅拌和干燥、电场影响下的草莓贮藏、不同频率声音扰动等方面的最新研究案例，指出了水光谱组学的最新研究侧重于更深入地研究某些水体结构与所研究系统的特性和功能之间的联系。另外，该报告提出，水的第一倍频区域有至少19个WAMACs(之前认为12个WAMACs)；日本水光谱组学实验室的Aleksandar Stoilov带来了题为“Water and its molecular conformations as qualifiers of aqueous systems”的报告，该报告利用水光谱组学对农田土壤、花园土壤和森林土壤三种不同类型土壤进行了区分。由于不同水分子物种吸光度的变化，每种土壤都有其独特的水光谱模式。研究发现，人类加工过的土壤较为均匀，其特征是与自由水分子有关的吸收。有机质含量较高的森林土壤由于疏水作用，水分子之间的氢键较多。山东大学参会代表与Tsenkova教授合影（从左到右依次为：张梦琪、Tsenkova、高乐乐、田梦茵、钟亮）西班牙胡安卡洛斯国王大学的Myriam Catala带来题为“Metabolomic analysis of the global molecular fingerprint and aquaphotom-ic analysis of the dehydration-rehydration cycle of the symbiotic aeroterres-trial microalga Asterochloris erici”的报告，该报告利用水光谱组学对陆生藻类脱水过程中水的分子结构进行研究，研究发现，脱水藻类S0在 100min 时急剧下降，而S1和S4增加。另外，多元醇、饱和脂质和蛋白质等对维持细胞结构的稳定性非常重要物质，吸光度值在脱水 24 h增加，在48h内维持不变，这与新鲜藻类的光谱几乎没有差别；美国密西西比州立大学的Carrie Vance带来了题为“Developing NIR-Aquaphotomics for rapid screening of respiratory disease in livestock”的报告，该报告利用水光谱组学对急性病毒（BRSV）或细菌（MH）感染的牛呼吸道疾病进行快速诊断，研究发现，与非感染对照组相比， BRSV 和 MH 感染动物的血清和血浆中WAMACs条形码的C3和C1发生了强烈偏移，而鼻分泌物、呼吸冷凝液和唾液中C1、C4 和 C5发生偏移。从MH 感染的动物（而非BRSV感染的动物）采集的样本中观察到了C8的独特偏移。此外，利用主成分分析-线性判别分析（PCA-LDA）对BRSV、MH感染和对照组的每种生物流体建立识别模型，准确率均高于70%；中国南开大学的邵学广教授带来题为“Water as a near-infrared spectral probe for chemical processes”的报告，该报告提出了一个通过氧（质子受体）和氢（质子供体）上的氢键数量来描述复杂水结构的模型。邵学广教授利用化学计量学方法（如连续小波变换CWT、离散小波变换DWT、小波分组变换WPT）提高光谱的分辨率，或提取（高斯拟合）光谱中的高分辨信息，研究聚脯氨酸通过界面水与冰结合等化学过程。此次会议墙报方面，Jelena带来的报告题目是：“Assessment of X-Irradiation Dose Exposure in Mice Using Near Infrared (NIR) Spectroscopy and Aquaphotomics”，其利用水光谱组学准确和快速评估了辐射照射剂量；本团队李连副教授带来了题为“Understanding the Process of Cold Atmospheric Plasma to Water with Aquaphotomics” 的墙报，利用水光谱组学研究在低温等离子体（CAP）的辅助下活化水的过程；我也带来了中药水光谱组学的两个墙报（①“A new perspective in understanding the processing mechanisms of traditional Chinese medicine by near-infrared spectroscopy with Aquaphotomics”，利用水光谱组学理解中药炮制机理；②“Rapid end-point determination of the extraction processes by near-infrared spectroscopy”，利用水光谱快速判断提取终点）和一个快速演讲。高乐乐博士参与墙报和快速演讲情况此次会议，数位中国代表都带来了精彩的报告，包括PAT、高光谱成像、制药等，下一届国际近红外光谱学术会议将于2025年6月8-12日在意大利罗马举行，期待更多国内学者的精彩报告，继续扩大中国在国际会议的影响力。（山东大学药物智能制造技术研究臧恒昌教授团队 高乐乐博士供稿）

p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　 /span strong span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 仪器信息网讯 /span /strong span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 2015年11月19日，仪器信息网网络讲堂与中国化学会质谱分析专业委员会合作举办的& quot 第六届质谱网络会议(iConference on Mass Spectrometry，iCMS2015)继续进行。在本次会议前两日的 a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/news/20151117/177728.shtml" target=" _self" strong 质谱新技术专场 /strong /a 和 a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/news/20151118/177846.shtml" target=" _self" strong 质谱在药典中的解读及相关应用 /strong /a 之后，今日的报告主题为“质谱在临床医学的应用”和“质谱在蛋白质组学/代谢组学的应用”。本届质谱网络会议自11月17日开幕，为期四天，开设了质谱新技术、质谱在新版药典中的解读及相关应用、质谱在临床医学的应用、质谱在蛋白质组学/代谢组学的应用、质谱在环境检测中的应用及质谱在食品检测中的应用共六个专场，共邀请了30位质谱研发和应用专家做出报告并与参会者进行现场和在线沟通。来自高校、科研院所、医院、质检机构、企业分析测试中心、质谱仪器厂商等单位的专家和 /span span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 一线用户参加了本次网络会议。 /span /p p style=" TEXT-ALIGN: left" span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　 span style=" FONT-FAMILY: times new roman COLOR: #7030a0" strong 质谱在临床医学的应用专场 /strong /span /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　共有3位质谱应用和临床医学专家围绕“质谱在临床医学的应用”展开了各自的报告。180余位参会者进入本会场听讲。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　中科院化学所活体分析化学重点实验室研究员聂宗秀远程分享了他在“活体质谱与成像”方面所做的研究工作。聂宗秀汇总了MALDI质谱进行小分子分析的几种新基质如多孔硅/微纳结构、纳米金、石墨烯等，并介绍了其研究团队将研究发现的几种耐盐小分子新基质用于人体代谢产物的分析。讲者又重点讲解了几种体内组织成像模型和用质谱成像法研究碳纳米材料在组织中的分布。碳纳米材料在生物医学中应用广泛，此研究可评价其在生物医学中的安全性，也有望成为药物代谢研究的良好途径。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　军事医学科学院疾病预防控制所研究员袁静远程为参会者带来了“蛋白质组-质谱技术在肠道微生物研究中的应用”。肠道菌群与人体健康息息相关。袁静从双歧杆菌的体内适应性、肠道重要致病菌的效应子作用及体内调控机制、肠道菌耐药性与致病机理、肠道菌群的宏基因组学四个方面阐述了肠道微生物菌群与健康的关系。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　首都医科大学附属北京同仁医院主任医师鲁辛辛远程分享了“MALDI-TOF在微生物鉴定中的应用”。鲁辛辛介绍了MALDI-TOF微生物鉴定原理和在微生物鉴定中的各类应用，如血培养报警直接鉴定、耐药性分析以及微生物同源分析等。重点讲解了MALDI-TOF在细菌鉴定中的方法步骤，直接靶点比有前处理的传统提取匹配效果更好。除此之外，讲者简述了弯曲菌、丝状真菌等微生物的MALDI鉴定方法。 /span /p p style=" TEXT-ALIGN: left" span style=" COLOR: #7030a0" strong span style=" FONT-FAMILY: times new roman COLOR: #7030a0" & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 质谱在蛋白质组学/代谢组学的应用专场 /span /strong /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　共有4位质谱应用和临床医学专家围绕“质谱在蛋白质组学/代谢组学的应用”展开了各自的报告。近200位参会者进入本会场听讲。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　中科院上海生命科学院生化与细胞所研究员黄超兰远程为参会者带来了“质谱-蛋白组学技术在人体疾病研究中的应用”。全球有1亿7千万慢性丙肝(HCV)感染者，而不被诊断的HCV病人逐渐增多。从组学研究角度，通过蛋白质鉴定可以发现，在HCV感染的情况下PKM2 K455乙酰化水平将下降。另外，讲者还讲授了与上海中山医院的合作项目：从综合蛋白组学研究探讨疏风解毒胶囊在急性肺损伤中的作用机制。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　布鲁克· 道尔顿应用工程师刘东静在现场介绍了“布鲁克质谱技术在代谢组学中的特点及应用”。代谢组学的靶向代谢组学在对已发现的生物标记物定量分析中具有良好应用，如分析特定生化途径的代谢物 代谢组学的非靶向代谢组学对已知和未知化合物进行轮廓分析，对未知物的鉴定是代谢组学研究的瓶颈。布鲁克在代谢组学方面从非靶向到靶向有完备的产品线，向如NMR、LC-qTOF、GC-APCI、FT-MS、LC-TRAP、LC-TQ、GC-MS/MS等，其中QTOF产品具有强大的三维定性能力。 /span /p p style=" TEXT-ALIGN: center" span style=" FONT-FAMILY: times new roman" span style=" FONT-FAMILY: times new roman COLOR: #0070c0 FONT-SIZE: 14px" strong img title=" IMG_7991_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201511/insimg/ad06fe50-649f-42f4-adb7-21c74f65406c.jpg" / /strong /span /span /p p style=" TEXT-ALIGN: center" span style=" FONT-FAMILY: times new roman" span style=" FONT-FAMILY: times new roman COLOR: #0070c0 FONT-SIZE: 14px" strong 布鲁克· 道尔顿应用工程师刘东静 /strong /span /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　北京依莎八方科技发展有限公司工程师夏小燕在现场介绍了“ROXY EC与质谱联用在代谢组学和蛋白组学中的应用”。连接在质谱前端的电化学反应系统ROXY EC在代谢组学研究中能实现快速分析，且能得到比原有方法更大的信息量，包括不稳定中间代谢产物信息。电化学合成法在药物代谢产物制备中具有简单、快速、廉价和环保的优势。在介绍EC/MS在蛋白组学中的应用时，讲者主要通过二硫键还原的例子说明此方法的快速、高效和可控的优势。 /span /p p style=" TEXT-ALIGN: center" span style=" FONT-FAMILY: times new roman" img title=" IMG_7996_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201511/insimg/8bb6df57-5636-4971-9a33-bd3a419ad38e.jpg" / /span /p p style=" TEXT-ALIGN: center" span style=" FONT-FAMILY: times new roman" span style=" FONT-FAMILY: times new roman COLOR: #0070c0 FONT-SIZE: 14px" strong 北京依莎八方科技发展有限公司工程师夏小燕 /strong /span /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　中科院上海有机化学所研究员朱正江远程讲解了“基于LC-MS的代谢组学技术及其在临床诊断中的应用”。代谢组学具有发现疾病代谢途径、关联代谢途径与生物功能的作用。朱正江重点介绍了代谢组学在生物标志物临床研究中的应用。全自动样品处理系统和高灵敏度数据采集LCMS作为高效生物标志物研发平台对于代谢组学临床研究非常重要。朱正江用食管癌筛查实例说明代谢组学生物标志物研究能提高疾病筛查阳性率和揭示病程。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　SCIEX、力可、岛津、东西分析、布鲁克、赛默飞、安捷伦 、天瑞、依莎八方等质谱仪器公司给予本次网络会议大力支持。 /span /p p style=" TEXT-ALIGN: right" span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　撰稿：郭浩楠 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp span style=" FONT-FAMILY: times new roman COLOR: #0070c0" strong 关于质谱网络会议iCMS /strong /span /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　质谱网络会议(iConference on Mass Spectrometry，iCMS)是仪器信息网组织的质谱领域年度综合性网络会议，旨在向众多质谱从业人士提供一种便捷、有效的技术交流平台，足不出户即可听到高水平的质谱专业报告。自2010年至今，iCMS已成功举办五届，总计逾万人报名参会，先后邀请了国内外百余位质谱专家为大家呈现上百场高水平专业报告，并得到业内知名质谱公司参与支持。质谱网络会议(iCMS)自2014年起，在原来网上报名方式的基础上增加了微信报名方式，为广大网友参与会议提供了更加便捷的渠道。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　 strong 其他专场报告： /strong /span /p p style=" TEXT-ALIGN: center" span style=" FONT-FAMILY: times new roman" a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/news/20151117/177728.shtml" target=" _self" 质谱新技术专场报告 /a /span /p p style=" TEXT-ALIGN: center" a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/news/20151118/177846.shtml" target=" _self" span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 质谱在新版药典中的解读及相关应用 /span /a /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　 strong 其他专场报名入口： /strong /span /p p style=" TEXT-ALIGN: center" span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　 a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/webinar/meeting/meetingInsidePage/1297" target=" _self" iCMS2015-质谱在环境检测中的应用 /a /span /p p style=" TEXT-ALIGN: center" span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　 a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/news/20151117/177728.shtml" target=" _self" iCMS2015-质谱在食品检测中的应用 /a /span /p p & nbsp /p

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。

第二十届全国色谱学术会议于4月19日在西安曲江国际学术会议中心顺利召开，来自于国内外上千名的专家学者汇聚于此分享着在色谱领域中最新的研究成果和进展。在此次会议上，来自于中国科学院大连化学物理研究所的张玉奎院士向到场的嘉宾和观众介绍了色谱技术近年来的发展状况以及在代谢组学中的应用，并与现场嘉宾和观众进行了交流。 张玉奎谈到，我国作为目前世界经济和增长速度最快的国家之一，面临着资源、环境、人口与健康、社会可持续发展等诸多挑战，色谱科学和技术在解决这些重大问题中正在发挥越来越重要的作用。近两年来，我国色谱学科在色谱理论研究、多维色谱仪器、新型色谱填料和色谱柱、样品前处理方法、应用领域等方面得到了突飞猛进的发展。新型亲水色谱柱、整体材料色谱柱、手性分离色谱柱等层出不穷。开发了包括搅拌棒吸附萃取技术在内的微型化处理技术、亲和色谱在内的选择性预处理技术、在线连用的柱上堆积富集技术等。针对复杂样品的分离分析构建了全二维气相色谱、多维液相色谱、多维毛细管电泳等多维分离系统。色谱的应用领域也在不断扩大，尤其是在与生命科学和环境科学密切相关的代谢组学、蛋白质组学、中药分离分析、环境分析等领域发挥越来越重要的作用。 中国科学院大连化学物理研究所 张玉奎院士 　　接下来，张玉奎就人类蛋白组学2014年的研究进展做了介绍。2014年，来自约翰霍普金斯大学的蛋白质组研究员Akhilesh Pandey，与来自印度生物信息学研究所等处的研究人员合作，分析了30种不同的组织类型，编撰了由84%所有预期编码蛋白的人体基因翻译得到的蛋白。这项研究识别出17, 294个蛋白编码基因，并通过表达分析证明了组织和细胞特异性蛋白的存在，并且研究人员还通过从注解的假基因、非编码RNA和未翻译的区域识别翻译的蛋白，表明了&ldquo 蛋白基因组&rdquo 分析的重要性。同时，来自德国研究人员慕尼黑工业大学的Bernhard Kü ster等人创新性的推出了一个搜索性公共数据库：ProteomicsDB，这一数据库公布了18, 097个基因获得的蛋白，占目前预计人类蛋白总数(19, 629)的92%。这种数据能用于识别数百个翻译的lincRNAs，对药物敏感的标记，以及用于发现mRNA和组织中的蛋白水平之间的定量关系等。这两个研究组都利用了质谱方法分析人类组织，Pandey研究组分析的是全新的数据，针对了多种不同健康人体组织的数据，其中包括七种胎儿组织和六种血细胞类型。而Kü ster研究组则采用了稍微有些不同的方法，他们汇集了已有质谱分析数据，以及同事的一些成功，这些大约占据ProteomicsDB数据的60%。为了填补这些数据间的空白区域，Kü ster实验室构建了自己的质谱数据，分析了60个人类组织体液，13个体液，以及147个的癌细胞系。接着，张玉奎介绍了中科院大连化学物理研究所，近年来在蛋白组学研究上的一些进展，如由邹汉法主持的国家重大科学研究计划《修饰蛋白质规模化分离鉴定新技术新方法》(S973)，张丽华主持的国家重大科学研究计划《蛋白质定量新方法及相关技术研究》(S973)，梁鑫淼主持的863《蛋白质组技术与分子标志物研发》项目课题三《糖蛋白与糖链结构的基础与应用研究》，许国旺主持的国家科技重大专项病毒性肝炎相关肝癌发生发展的代谢特征和个性化用药研究》等。 　　最后，张玉奎讲到，在蛋白质组学研究中，蛋白质的分离和鉴定依然是目前最基本的任务和目标。随着蛋白质组学研究的不断深入，蛋白质分离鉴定技术将得到更加广泛的关注。新型的高通量、高灵敏多维分离鉴定技术的发展，例如集成化蛋白分析平台，芯片多维液相色谱等，将为蛋白组研究带来新的革命。

南开大学化学学院 段潮舒 韩丽 刘煦阳 王冕 （导师：邵学广）2022年10月20-22日，中国仪器仪表学会近红外光谱分会举办了全国第九届近红外光谱学术会议。来自多所高校、研究院所的老师和同学们、各厂商代表们以网络会议的形式参加了此次大会。中国仪器仪表学会近红外光谱分会理事长袁洪福教授进行了开幕致辞。本次大会有80余场口头报告，涉及化学计量学方法、仪器、光谱成像、农林业、药物与过程分析等多个方面。以下研究方向吸引了我们的关注：1、化学计量学方法与应用研究化学计量学方法与应用研究在本次会议的报告中占比较高。化学计量学方法种类较多，使用者应该从原理入手学习，分析每种方法的优点和缺点，清楚每种方法的适用条件。此外，还应该加强对每类方法原理的理解和学习，更有利于新方法的开发和已有方法的推广应用。来自南开大学的邵学广教授进行了题为“近红外光谱分析中的化学计量学方法”的报告。介绍了建模流程及相关问题，强调了数据质量、模型评价与验证、模型监控的重要性。着重讲述了建模流程中数据集及质量考察，涉及参考值、光谱、建模样本数量、奇异样本、验证集等五个方面，同时也对近两年的建模竞赛提出了建议；来自华东理工大学的杜一平教授带来了“相关性组分对近红外光谱分析模型的影响”的报告，从样品中浓度相关性的角度讨论近红外模型，当样品中存在与被测组分浓度具有相关性的组分时，模型可以凭借这种相关性提高模型的预测能力；来自温州大学的陈孝敬教授带来了“偏最小二乘的几种改进研究”的报告，提出了偏最小二乘模型泛化算法、结合最小截断二乘思想的偏最小二乘、基于最小无穷范数的偏最小二乘、基于影响函数的偏最小二乘模型等多种改进方法；来自天津工业大学的卞希慧副教授带来了多种群体智能优化算法，并将其应用于各类样品光谱的变量选择；此外，还有多场化学计量学方面的报告，研究内容涉及了预处理方法、变量选择、模型转移和各种定性定量模型的建模方法，对扩展近红外光谱的应用范围和改善模型具有重要作用。2、集成学习策略集成学习策略是本次会议报告内容的亮点之一。来自暨南大学的潘涛教授带来了“近红外光谱模式识别的模型补偿融合方法”的报告，从博弈论思想出发，提出了一种光谱模式识别的模型补偿投票策略，取得明显优于单个模型的判别效果，潘涛教授还分享了应用于血清乳腺癌与正常对照的二分类和饮用水三分类的实例；来自海南大学的云永欢副教授系统地从近红外光谱的基础理论、方法开发到应用研究做了介绍，着重讲述了基于集群分析发展的多种变量选择方法，如区间随机青蛙、迭代保留信息变量、变量组合集群分析等，并开展了对农产品快速分析、罗非鱼新鲜度高光谱成像分析、短视频传感器用于食品检测等应用研究；此外，本次会议也邀请了“创和亿杯光谱建模竞赛”优胜者进行报告，三位报告人分享了各自的建模过程和建模经验，在报告中都不约而同地提到了多模型投票机制在建模中的应用。对于种类之间差异较小的样本，多模型投票机制策略有利于提升模型的预测性能。3、深度学习深度学习是化学计量学领域发展的前沿方向之一。当前，深度学习已广泛用于光谱定量及判别分析的研究中，加深对数据本身的理解更有利于研究者对神经网络进行合理调控。本次会议中有很多与深度学习相关的创新研究。来自温州大学的黄光造老师介绍了自编码器结合近红外光谱检测奶粉掺假的策略，利用单类样本对自编码器建模，并由样品输入自编码器后的重建误差进行聚类，实现了对掺假奶粉的高精度鉴别；桂林理工大学的陈华舟教授带来了“基于Levy飞行的神经网络优化模型应用于鱼粉NIR定量分析”的报告，利用Levy参数对神经网络进行有向调控，以提高定量模型预测精度，并应用于鱼粉饲料的蛋白质含量预测，取得明显优于常规神经网络的定量结果；来自燕山大学的研究生受深度迁移学习启发，发展了基于LSTM及迁移学习的近红外模型转移方法，并将其用于不同批次聚谷氨酸定量模型的转移，证明了迁移学习用于模型转移的有效性。4、水光谱组学水光谱组学是近红外光谱研究领域的新方向，从温控近红外光谱技术的发展到水光谱探针的提出，提升了近红外光谱的研究水平，扩展了近红外光谱的研究范围。近年来，国内越来越多的研究者开始关注水光谱的研究工作。潘涛教授在三分类问题中，构建了多模态测量方法，巧妙地将水光谱组学知识和判别方法联系起来，形成优势互补；来自山东大学和南开大学的两位博士生分别进行了报告：前者介绍了基于近红外水光谱组学的知识，利用支持向量机、遗传算法等分类方法区分了酸降解和酶消化获得的低分子量透明质酸，并分析了核磁共振、二维相关光谱、分子动力学模拟等结果，在原子和分子水平上揭示了两种来源的低分子量透明质酸水化行为差异的机制；后者介绍了利用近红外光谱中的OH伸缩振动一级倍频和HOH弯曲和伸缩振动组合频波段对水进行结构分析，通过小波包变换和连续小波变换增强光谱分辨率，观察到了对应不同氢键结构水的吸收峰。期待在下次会议中看到更多水光谱探针的研究工作。5、近红外仪器及应用本次会议还邀请了四位国际知名学者进行报告。来自韩国汉阳大学的Hoeil Chung教授通过对胆汁的近红外光谱分析来判别胆囊癌，并对测试仪器进行了创新设计，巧妙地对胆汁样本以单液滴形式处理，也实现了全氟化碳捕获的微塑料物质进行定量检测；来自日本名古屋大学的Satoru Tsuchikawa教授介绍了近红外成像在农业和林业的应用，使用CARS进行波长选择从而实现对水果含糖量分布的准确预测，利用PLS模型对菠菜叶子的亚硝酸盐分布进行无损评估，通过成像技术将木材的湿度可视化，并区分了强氢键键合水、弱氢键键合水和自由水；来自因斯布鲁克大学的Christian Wolfgang Huck教授介绍了微小型近红外光谱仪的现状和未来，微型便携式仪器在植物分析、秋收时间的优化、黑松露的质量检测等方面起到重要作用；来自西班牙科尔多瓦大学的Dolores Pérez-Marín教授介绍了近红外光谱技术在农产品过程控制方面的应用，实现了农产品的现场分析、家禽类的活体分析等。近红外光谱分析技术在农林业、食品、药物生产及分析等领域具有重要的应用。王家俊高工带来了“近红外光谱分析技术应用研究与实践20年”的报告，对烟草近红外光谱分析技术应用进行了回顾，介绍了目前的行业标准与应用规范、近红外网络化与数据挖掘应用，并对应用场景与仪器选型、天然样品高质量光谱测量等基本问题给出了建议；来自山东大学的李连副研究员将近红外光谱技术用于制药领域，主要介绍了光谱稳定获取、光谱-物料实时对应、光谱模型建立复杂等难点问题的攻破，使药物在审评认证、药品监管、生产过程质量得到保证。近红外光谱应用方向还有多场报告，分别介绍了近红外光谱在土壤、木材、农作物、食品、中草药以及相关产品分析中的应用，例如柑橘类水果无损鉴别、奶粉掺假检测、鱼产品新鲜度等。理论指导实践，实际应用也将当下的需求反馈于理论方法的研究，研究工作者从需求入手，深入分析了解研究对象的特性，针对这些特性设计了更适用的仪器或测量方法，更好地满足实际的生活生产需要。不仅如此，会议中还有多篇与高光谱成像技术相关的报告，分别介绍了拉曼高光谱用于玉米种子霉变筛查、近红外高光谱用于花生冻伤检测等研究工作。高光谱技术是获取综合信息的高效手段，但高光谱的测量及数据处理技术仍需要进一步发展。除了精彩纷呈的报告，本次会议还颁发了第四届“陆婉珍近红外光谱奖”，徐可欣教授和杨辉华教授获得陆婉珍近红外光谱贡献奖，王家俊教授级高工获得陆婉珍近红外光谱科技奖，兰树明总监、李连博士、李江波博士、云永欢博士和杨敏博士获得陆婉珍近红外光谱青年奖。此外，会议还评选了12位优秀青年报告奖。获奖者的研究工作令我们受益匪浅，值得学习和借鉴。本次会议利用网络平台进行在线直播，整个会议日程安排紧凑有序，为大家带来了别样的享受。参会人员积极性很高，在问答区积极提问，报告人都及时做出回答，并分享了文献、代码及相关资料等，方便大家学习。新方法驱动发展，新应用开启未来！全国第九届近红外光谱学术会议圆满落幕，让我们共同期待下一届近红外光谱会议大家能面对面地交流与学习！

沃特世质谱技术研究人员Bob Bateman和John Hoyes荣获HUPO科学技术奖 沃特世公司（纽约证券交易所代码：WAT）近日于国际人类蛋白质组研究组织（HUPO）第15届国际大会上推出全新的数据采集模式SONAR™ ，该模式专为Xevo® G2-XS四极杆飞行时间（QTof）质谱仪（MS）而开发，提供全新的非数据依赖型采集（DIA）方案获取MS/MS数据。这项技术能够帮助分析科学家们提升实验室工作效率，同时让他们对生成的结果更有信心。借助SONAR数据采集模式，科学家们只需执行一次进样即可完成复杂样品中脂质、代谢物和蛋白质的定量和鉴定，免去了采用MS/MS方法分析时通常需要额外进行方法开发的麻烦。 沃特世在HUPO国际大会期间隆重介绍了这一新型MS采集模式。会议同时表彰了沃特世公司的高级质谱技术专家Bob Bateman和John Hoyes为推动质谱技术发展所作的杰出贡献。在现代蛋白质组学实验中，基于DIA的质谱技术是分析人员获取包含大量数据的样品谱图时常用的一项技术。随着蛋白质组学和脂类组学研究的不断发展，科学家们越来越追求针对性更强的实验，来定量分析特定的肽和蛋白质，这就需要进行额外的方法开发和重复分析。面对越来越复杂的样品，沃特世新推出的SONAR数据采集模式能够提供更丰富的信息，同时提升数据的清晰度。 沃特世公司的组学业务开发高级经理David Heywood表示：“如今的蛋白质组学研究已十分成熟，科学家们已经能够收集到蛋白质的大部分相关信息。现在，他们希望实现的目标是先针对某种蛋白质或特定的肽提出假设，然后采用靶向MS/MS定量方法就这种假设观点展开研究，而无需额外开发新的方法或实验。现在，借助SONAR数据采集模式，科学家们可以完成一站式分析并具有更高的选择性。这种模式可兼容高速UPLC分离，工作流程更加高效，通过一次进样即可完成更准确的定性和定量分析。” 沃特世科学家荣获HUPO国际大会表彰此次HUPO国际大会还向沃特世公司的技术研究顾问Bob Bateman和质谱技术总监兼首席科学家John Hoyes颁发了HUPO科学技术奖，以表彰他们为推动蛋白质组学研究技术发展与开发QTof质谱仪所作出的杰出贡献。 HUPO执行委员会在颁奖辞中表示：“QTof串联质谱仪在其问世初期对蛋白质组学的发展产生了巨大影响，这类质谱仪与纳升级液相色谱（LC）联用后，能够在蛋白质组分析中表现出无与伦比的性能。”Waters® （Micromass® ）Q-Tof™ 质谱仪自1996年进入市场以来不断进行技术创新，继上一次集成离子淌度分离技术之后，此次又增添了全新的SONAR MS数据采集模式。 SONAR为MS数据采集模式带来有效的性能提升SONAR在选择性方面实现的提升主要得益于质谱仪四极杆的运行方式。在SONAR模式下，四极杆并不会始终保持打开状态传输所有离子，而是扫描指定的质量范围，每次扫描可捕获200张谱图。这种四极杆运行方式让SONAR能够兼容快速的超高效液相色谱（UltraPerformance Liquid Chromatography® ，UPLC® ）分离，从而提高实验室分析通量。过去可能会发生色谱共洗脱的化合物现在可以通过四极杆实现分离并单独记录下来，数据库的搜索效率将随之得到提高。SONAR通过一次进样即可同时采集定量和定性数据。 HUPO国际大会于9月18日至22日在台北国际会议中心召开，期间将举办多场以SONAR技术为主题的研讨会。 SONAR数据可整合至Waters Progenesis® 和Symphony™ 软件分析工作流程，还可兼容Skyline等第三方软件包。由MassLynx® 软件控制的Waters Xevo G2-XS QTof质谱仪现已整合SONAR模式。 关于沃特世公司（www.waters.com）沃特世公司（纽约证券交易所代码：WAT）专注于为实验室相关机构开发和生产先进的分析和材料科学技术。50多年来，公司开发出一系列分离科学、实验室信息管理、质谱分析和热分析技术。

一曲悠扬动听的中国民歌《茉莉花》拉开了北京第20届国际近红外光谱大会（ICNIRS2021）的序幕。2021年10月18-21日，来自29个国家的约316位代表以网络会议的形式参加了此次大会。中国仪器仪表学会近红外光谱分会理事长袁洪福教授、国际近红外光谱学会主席Tom Fearn教授和中国仪器仪表学会秘书长张彤先生分别致辞，然后会议以口头报告和线上墙报的形式进行了交流。其中大会邀请报告（plenary lecture）5场，获奖报告2场，口头报告（oral presentation）66场，墙报（poster）111篇。口头报告分为7个会议单元（session），主题分别是光谱理论与化学计量学，仪器，水光谱组学，农业、食品和林业，药物与化学，生物医学、环境和fNIR，PAT与成像等。本届Karl Norris奖获得者，日本关西学院大学Yukihiro Ozaki教授，带来了题为“NIR spectroscopy - what a wonderful world!”的报告。Ozaki教授指出“近红外光谱是一份意外的惊喜（serendipity）”。回顾历史、展望未来，从Herschel最早意外发现不可见的红外辐射，然后到近红外光谱技术引入分析化学，再到化学计量学在近红外光谱中的应用，历史前进的每一步都充满意外的惊喜。Tomas Hirschfeld奖获得者，来自比利时的Vincent Baeten博士，带来了题为“The treachery of NIRS applications: authentic or not?”的报告，介绍了近红外光谱技术在掺假饲料检测中的应用，强调了近红外光谱技术在工业生产中的重要作用。在仪器相关领域，大会安排了一场题为“The ever-shrinking spectrometer: new technologies and applications”的报告，报告者介绍了小型光谱仪的发展，着重阐述了手提式仪器的类型和功能，并展望微小型光谱仪今后在医疗健康和生活中发挥重要作用，可广泛应用于头发检测、皮肤检测、运动监控手表、智能牙刷和智能马桶等。另一场报告题为“Current status and future trends in sensor miniaturization”，报告者比较了台式和微型近红外光谱仪的区别。对于微型光谱仪的改进与提升，光纤技术、检测器的发展和化学计量学（2D-COS、ANN等）的应用等进行阐述。未来微小型仪器将走向智能化设计的道路，更广泛应用于复杂样品分析。在本研究方向还有十多场口头报告，分别介绍了小型仪器和手持仪器的软硬件设计以及在混合气体分析、水果品质鉴别、肉质分析、牛奶分析等方面的应用。仪器的小型化、微型化一直是一个重要的发展方向，但目前微型仪器的稳定性、可靠性、大规模应用上都有很多挑战性难题。此外，很多研究工作仅仅是直接使用商用仪器开展工作，自主开发设计仪器的研究工作很少，基于新原理的微小型仪器也还没有出现。化学计量学一直是历届近红外光谱会议的讨论热点。会议安排了一场题为“Modeling in near-infrared spectroscopy: chemometric studies”的报告。报告介绍了化学计量学在近红光谱分析中的重要地位，并介绍了光谱信号预处理（CWT）、变量选择（MC-UVE、RT等）和建模方法，同时对稳健模型的建立提出了建议。报告着重讲述了利用温控近红外光谱技术结合化学计量学方法，可通过提取随温度变化的水光谱信息，从而理解水结构的复杂性以及将水作为探针可以探测溶液或生物体系中分子的定量信息和结构变化。还有多场化学计量学方面的报告，研究内容涉及了变量选择、模型转移和各种定性定量模型的建模方法，对扩展近红外光谱的应用范围和改善模型具有重要作用，但方法的种类较多，对使用者经验要求较高，某些方法难以被广泛推广使用。发展具有实用性的普适性化学计量学方法以及已有方法的推广应用是今后需要努力的方向之一。水光谱组学作为近红外光谱的特色应用，连续两届安排了独立的会议单元，本次会议安排了5场口头报告。来自日本神户大学的Tsenkova教授进行了题为“Aquaphotomics as an innovative science and technological platform”的报告。全面地介绍了水光谱组学的前世今生和应用优势，并强调了利用水的光谱信息可进行疾病诊断以及在活体无损光谱检测过程中的重要应用；来自美国的报告者利用近红外水光谱组学对牛鼻分泌物进行检测，介绍了该技术在牛呼吸道合胞病毒（BRSV）感染诊断中的应用；来自日本神户大学的Muncan助理教授介绍了水光谱组学作为近红外光谱生物测量技术的基础，水光谱模式（spectral pattern）是所有生物分子协同作用的表现，因此利用水光谱组学可建立一种新的简单、快速、无损的生物测量方法；来自山东大学和南开大学的两位博士生分别进行了报告。他们介绍的内容包括：基于近红外水光谱组学的知识，研究了乙醇对蛋白质结构变化的影响，发现乙醇分子对蛋白质的变性过程有促进作用。利用温控近红外光谱技术结合高斯拟合方法获取溶液中的水结构信息。提出了九种不同氢键结构的水结构，利用分子动力学模拟对结果进行了验证，并且利用高斯拟合得到了九种水结构的光谱信息，为水结构的研究提供了更多信息。过程分析技术（PAT）和成像技术是本次会议的重要主题之一，会议邀请报告的主题是“Real-time and on-site quality control by miniature near-infrared spectroscopy: science meets every-day-life”。报告介绍了微型光谱仪在实时在线的质量监控中的重要作用，例如检测香料、橄榄油等食品是否掺假、在勘探现场进行实时土壤分析等。会议中还有多篇与高光谱成像技术相关的报告，分别介绍了高光谱技术在黄油饼干、牛奶、鱼卵、植物油等分析中应用。高光谱所采集的数据是一个三维矩阵，同时包含了二维空间图像数据和光谱数据，因此发展高维数据的处理方法非常关键。高光谱技术是获取综合信息的高效手段，但高光谱的测量及数据处理技术仍需要进一步发展。作为近红外光谱技术的重要应用领域，农业、食品和林业方面安排了两场大会邀请报告，题目分别是“Advances in hyperspectral imaging technology for food quality and safety detection and control”和“NIR spectroscopy methods for nondestructive quality analysis of oilseeds and edible oils”。前者强调了高光谱成像技术在食品质量和安全检测中的重要作用，介绍了该技术在鱼产品、鸡肉、猪肉、水果、面粉等产品分析中的应用，例如柑橘类水果病害、草莓损伤检测、西红柿成熟度、鱼产品新鲜度等。后者主要介绍了近红外光谱在农业生产的重要作用，强调了近红外光谱技术在油籽和食用油的检测分析上的应用。在本研究方向有20多场口头报告，分别介绍了近红外光谱在土壤、木材、农作物、食品、饮料以及相关产品分析中的应用。在这些研究工作中，“实用性”是最突出的特点，研究工作者从需求入手，深入分析了所研究对象的特性，针对这些特性设计了更适用的仪器或测量方法。此外，还有一些有趣的研究内容令大家印象深刻。会议安排了一场题为“Near-infrared observation of Mg(OH)2 dehydration and MgO hydration”的口头报告，报告从自热小火锅中的发热包吸水发热的反应机理引入，通过研究Mg(OH)2脱水过程和MgO水合过程中水与MgO的相互作用，揭示了水的OH基团与MgO之间的氢键在反应中具有重要的作用。有关生物医学的口头报告有2场，分别利用近红外光谱技术快速检测红细胞中的疟原虫、胆囊疾病患者的胆汁检测。近红外光谱技术已经开始在医学领域发挥作用，逐步实现准确控制药物中的有效成分含量、精准医疗、个性化给药等。在21日的会议闭幕式上，宣布了ICNIR2025的举办权花落意大利。本次会议还评选了6位优秀墙报奖，值得我们学习。本次会议首次采用线上墙报的形式，参会人员采用录制视频的形式为大家展示墙报，直观的图像和图表展示主要内容，再配以简洁明了的讲解说明，让大家快速了解研究内容。此外，线上墙报不受展示时间的限制，大家可以在网上多次观看。本次国际近红外会议利用网络平台进行在线直播，由于考虑到时差问题，每天的报告时间只有3个小时，整个会议日程非常紧凑。虽然参会代表只能通过网络会议的形式与大家见面，但大家可以在问答区和聊天区进行发言和提问。通过你来我往的网上互动，线上会议成为了全世界各地参会者沟通交流的高效平台。高铁上、宾馆里、甚至是饭桌上，都可以聆听专家们的报告，进行学术交流，这是传统线下会议所达不到的效果。在中国民乐《喜洋洋》的欢快乐声中， ICNIRS2021（北京）会议宣告圆满落幕。第21届ICNIRS会议将在奥地利因斯布鲁克举办，让我们一起期待在美丽的阿尔卑斯山相聚！（南开大学化学学院 邵学广 段潮舒 孙岩）

2023年8月17日，岛津企业管理（中国）有限公司举办的“2023质谱专家沙龙-组学专题会议”在北京成功召开。会议旨在促进质谱及组学行业专业人士交流、学习与合作。来自于国内各大高校及科研院所的四十余位专家学者参加了本次会议。会议现场主持人 岛津企业管理（中国）有限公司，分析计测事业部营业部，北京教育科研行业主管宋爽岛津企业管理（中国）有限公司 分析计测事业部营业部副部长 马景辉岛津企业管理（中国）有限公司分析计测事业部营业部副部长马景辉发表致辞。马景辉副部长首先对各位来宾的莅临表示热烈欢迎，他表示：组学专题是一门新兴交叉学科，涵盖了多领域，对于人类健康和生态环境保护都具有重要的意义。本次组学专题会议旨在促进学习交流，加强合作研究，共同探讨组学领域的前沿问题和发展方向。并祝愿本次会议圆满成功。北京大学教授、中国物理学会质谱分会副理事长 刘虎威北京大学刘虎威教授作了题为“脂质组学研究展望”的报告。他介绍了其团队根据脂质组学的轮廓分析、目标分析和成像分析三种分析方法开发了软件构建数据库，实现了在肿瘤标志物筛查中的应用。刘虎威教授认为脂质组学应与仪器技术的进步和化学技术的突破相结合，进行代谢途径重建和通量分析，并开展大数据的发掘工作。中国科学院生物物理研究所 杨福全研究员中国科学院生物物理研究所杨福全研究员作了题为“基于质谱的血浆多组学研究与应用”的报告。他介绍了地贫患者血浆比较蛋白质的组学研究，人血浆/血清肽组学研究以及人血浆细胞外囊泡蛋白质组学研究。他认为现在许多蛋白质研究中都忽略了肽，而低分子量蛋白质和多肽的分界限并不明显。随后介绍了非编码RNA分子和编码多肽的发现和鉴定策略。清华大学 张文鹏助理教授清华大学张文鹏助理教授作了题为“精细结构脂质组学方法与应用”的报告。他认为脂质结构解析困难点在于结构异构体的复杂性。由于碳碳双键位置、sn-位置等存在的许多异构体难以解析，因此开发了脂质双键位置解析质谱方法、精细结构脂质组学应用等，并从生物标志物发现、分子病理分析和即时检测三个方面开展了详细的说明。岛津企业管理（中国）有限公司 张晓莉博士岛津企业管理（中国）有限公司分析计测事业部创新中心张晓莉博士作了题为“基于岛津GCMS平台的代谢物数据库开发及应用案例介绍”的报告。张博士介绍了岛津GCMS代谢物数据库的开发过程以及数据库的多反应监测（MRM）方法。她列举了GCMS代谢物数据库在医药和疾病诊断中的应用实例。同时还介绍了岛津团队合作其他专家及高校团队的研究成果。岛津企业管理（中国）有限公司 朱挺锋岛津企业管理（中国）有限公司分析计测事业部市场部朱挺锋作了题为“岛津代谢组学方案及科研合作”的报告。他首先介绍了代谢组学的多领域应用及研究现状。整体组学市场包括仪器、服务、耗材、后端维护等。从预测来看，中国及全球代谢组学市场营销额均为上升趋势。随后讨论了靶向和非靶向代谢组学解决方法，并从仪器、数据库、软件三个方面进行了方法分析及应用的说明。最后分享了岛津与合作高校团队的多项科研合作。与会者合影本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

2024年6月2-6日，全球质谱领域最具影响力之一的专业盛会--第72届美国质谱年会（ASMS）在美国加州阿纳海姆会议成功召开，该盛会吸引了世界各地的质谱工作者汇聚一堂，共话质谱未来。此次大会盛况空前，举办了超70个分会议，约有6,800名科学家出席，并展示超3,400篇研究摘要。大会设有短期培训课程、墙报、分会场口头报告等，通过多种不同的形式，科学家们分享他们的最新研究成果，揭示质谱学的前沿技术和应用。同时仪器厂商也争相展示着最新的产品技术，仪器信息网在众多企业发布的新品中，总结了热门技术产品。会议现场&bull 赛默飞Stellar&trade 对Astral的定量补充本届大会上赛默飞带来了他们的最新仪器——一款能够执行靶向验证的质谱仪。这反映了整个行业正朝着靶向检测与验证这一趋势迈进。传统意义上，高分辨率质谱仪能揭示众多潜在生物标志物，但如何有效验证这些成千上万的候选标志物一直是难以逾越的障碍。赛默飞此次发布的全新产品Thermo Scientific&trade Stellar&trade 质谱仪，正是针对这一痛点的突破性解决方案，也是赛默飞创新的又一重大里程碑。Stellar质谱仪结合了两个质量分析器，一个四极质量分析器用于前体离子选择，以及超高速双压线性离子阱质量分析器。离子集中路由多极（ICRM）同时在两个离子阱中操控离子包。同步离子管理以高灵敏度、宽动态范围和增加特异性高达140的MS2数据，使科学家能够在更短的时间内自信地将更多的候选生物标志物转化为验证阶段。提供大规模定量性能：一个小时内可以稳定地定量近10,000种肽，实现有偏差的系统生物学分析；样本通量数据提高：绝对定量更多靶向化合物，以提高定量研究能力，样本通量提高4倍；将靶向定量推向单细胞水平：利用增强的灵敏度扩展靶向通路分析的范围，同时减少样本的缺失值；大幅缩减背景干扰，增强特异性：采用快速、灵敏的全扫描同步前体离子选择 (SPS) MS3 采集克服具有挑战性的背景基质干扰；提升实验室生产率：使用各种靶向和非靶向数据采集方案，加快靶向方法的创建和实施。&bull 岛津RX系列三款新品全面升级LCMS-TQ RX系列包括LCMS-8060RX、LCMS-8050RX和LCMS-8045RX三个型号，继承岛津三重四极杆液质联用仪UFMS的特点，同时提供更高的灵敏度、稳定性和可操作性。LCMS-TQ RX系列采用创新离子源设计，提高了数据可靠性。利用在分析前自动检查仪器状态、自动执行校准(调谐)的功能，以及将待机功耗降至更低的生态模式，实现高效的实验室操作和降低环境负荷。通过RX系列的导入，制药、环境、食品和科研领域等相关实验室工作效率将进一步提升。&bull 沃特世Xevo&trade MRT新一代多反射飞行时间质谱技术沃特世推出新款Xevo&trade MRT台式质谱仪(MS) ，是在先前推出的Waters SELECT SERIES&trade MRT 质谱仪 的技术基础之上，将多反射飞行时间(MRT)技术和混合四极杆飞行时间(QTof)技术的特性以及分辨率、速度的优势整合到了这款灵活的台式仪器中。 Waters Xevo MRT台式质谱仪在100 Hz下可提供100K FWHM的分辨率和亚ppm级质量精度。Waters Xevo&trade MRT质谱仪采用新一代多反射四极杆飞行时间技术，在不影响分析性能的前提下，实现了高分辨率和高速度的完美结合。与其他品牌的同类产品相比，该系统在上限运行时可提升高达6倍分辨率以及2倍的质量精度，有助于科学家用更短的时间处理更多的样品，更好地开展大型队列生物医学研究和流行病学研究。Waters Xevo&trade MRT能够提供完整的代谢组学、脂质组学和代谢物鉴定工作流程，用户可以方便灵活地使用沃特世软件、色谱柱和仪器开展高通量分离，并与第三方软件应用程序共享通用数据。&bull 安捷伦推出运用前沿GC/MS和LC/Q-TOF技术的新产品在第72届ASMS质谱与相关专题会议上推出两款新产品。一款是Agilent 7010D三重四极杆气质联用系统，这款以食品和环境为主要目标市场的系统，可在气相色谱-质谱联用分析中展现出色的精度和灵敏度。另一款为适用于6545XT AdvanceBio LC/Q-TOF系统的Agilent ExD池，旨在助力生物制药市场与生命科学研究。Agilent 7010D三重四极杆气质联用系统（7010D GC/TQ）Agilent 7010D 三重四极杆气质联用系统（7010D GC/TQ）配备全新的HES 2.0离子源，灵敏度可达阿克级。该系统内置SWARM自动调谐和早期维护反馈（EMF）等智能功能，有助于简化分析工作流程和减少计划外仪器停机。连接碰撞池的Agilent ExD池（适用于6545XT AdvanceBio LC/Q-TOF）适用于6545XT AdvanceBio LC/Q-TOF的Agilent ExD池可增加电子捕获解离（ECD）功能，助力肽和蛋白质表征。ECD特别适合用于研究大分子蛋白质、易损修饰和异构体残基——仅使用传统的碰撞诱导解离（CID）方法难以明确表征这些分析物。结合 6545XT 本身就有的完整蛋白质分析能力，ExD 池还适用于对较大的和高电荷的蛋白质（如抗体）以及小一些的亚基（如肽）执行“top to middle down”表征，由此生成的丰富谱图信息可使用 ExDViewer 软件进行可靠的解析。&bull SCIEX 7500+系统迄今为止SCIEX速度最快的三重四极杆质谱仪SCIEX推出了SCIEX 7500+系统，这是SCIEX定量产品组合中的最新款质谱仪，不仅可以覆盖日益复杂的基质样本，同时能确保仪器在更长时间内保持优异的性能状态。SCIEX 7500+ 系统SCIEX 7500+系统中Mass Guard技术是一项新的技术，包含主动过滤潜在污染离子的能力。它降低了仪器污染的风险和频率，特别是在处理复杂基质时，维持仪器最高灵敏度性能的时间，与现有SCIEX技术相比可提升两倍。进样组件DJet+完全可拆卸，允许前端维护，从而能够最大化系统的运行时间。SCIEX 7500+系统每秒可进行800次多反应监测（MRM），是迄今为止SCIEX速度最快的三重四极杆质谱仪。这一提升扩展了大列队化合物的应用范围和定量能力，能覆盖更多新的化合物，从而提高了实验室的整体工作效率。&bull 布鲁克新产品持续推动单细胞蛋白质组学发展在第72届ASMS会议上布鲁克宣布推出一款革命性的MALDI-TOF/TOF质谱仪，即neofleX&trade 空间成像质谱仪。neofleX&trade Imaging Profiler配备了布鲁克专利的smartbeam 3D激光器，确保了具有真实的“方形像素点”成像采集功能；配备了增强型检测器，可实现线性模式和反射模式下、持久稳定的数据采集性能。neofleX&trade 还提供TOF/TOF配置，该配置具有进一步优化设计的二级碎裂模块，能显著提高TOF/TOF的检测灵敏度、采集速度和序列覆盖度。布鲁克还宣布了一款SCiLS&trade 系列软件的扩展产品 - SCiLS&trade Scope 1.0，为neofleX&trade 结合靶标蛋白质成像的空间多组学成像流程而设计。SCiLS &trade Scope软件可处理来自靶向成像工作流程（如MALDI HiPLEX-IHC等）的OME-TIFF数据集。离子图像通过预先选定的通道色彩编码进行空间可视化分析，借助简单工具还可以实现快速图像处理和距离测量。布鲁克推出了全新的超高灵敏度 timsTOF Ultra 2 质谱系统，该系统大大提高了对微小细胞、亚细胞细胞器进行深度分析的灵敏度，并增加了样本进样量范围的灵活性。结合新的 Spectronaut® 19 软件和全新的 PreOmics ENRICHplus 试剂盒，布鲁克正在建立从超高灵敏度到大规模深度血浆蛋白质组学的4D-蛋白质组学新标准。&bull 国内厂商莱伯泰科、清谱科技精彩亮相在ASMS展会上，也出现了更多的国产质谱企业，莱伯泰科旗下子公司CDS携带蛋白组学样品前处理自动化平台以及最新发明的相关耗材产品精彩亮相，向世界展示了其在生命科学领域的创新实力。在本次ASMS中，CDS展示了MiniLab蛋白组学样品前处理自动化平台、6通道EZ-Trace固相萃取装置，以及基于Empore膜技术的最新E系列蛋白消解和脱盐产品。在展台上重点介绍了CDS新开发的蛋白组学样品前处理离心小柱的性能，其高肽容量和出色的高pH分馏效果让现场观众耳目一新。清谱科技也携带最新产品在#433展位与行业分享。清谱科技通过3个口头报告、18个墙报，展示分享团队近一年取得的创新技术成果及产品研发应用进展。

出发前，怀着满满的期待。三年来几乎没有与国际同行面对面交流，期待与近红外光谱领域“老朋友”的见面，期待能在此次会议上听到更多的研究进展，期待国际同行能更多地了解我国的研究成果。同时，此次会议在奥地利因斯布鲁克召开，也期待看到坐落在阿尔卑斯山谷之中的美丽小城。一路顺利，8月19日晚抵达因斯布鲁克。古老的欧式建筑，散发着浓郁的文化气息。古城的街道有些狭窄，但更显热闹和繁华。因斯布鲁克皇宫（霍夫堡宫）、黄金屋顶、安娜柱，都充分显示了这座城市悠久的历史和灿烂的文化。因斯布鲁克街景第二天一早报到，看到了会议的安排与日程。会议的开幕式照例安排在下午5点。会议主席介绍了会议的筹备与参会代表情况，然后是地方政府嘉宾和主办方因斯布鲁克大学的嘉宾讲话。简短的开幕式后是两场大会报告，随后进入会议的独特环节——民族文化表演。本次会议安排了热情欢快的阿尔卑斯山区特色舞蹈——拍腿舞，优美的旋律和动感的节奏把现场的气氛推向高潮，并集体移步会议大厅进入”get together”环节，在热烈的气氛中进行了交流。本次会议有387名参会代表，来自37个国家，其中中国代表19名。会议安排了3场获奖报告，7场大会报告（plenary），14场邀请报告（keynote），80场口头报告（oral），另外还安排了160篇论文的墙报（poster），并安排了26位作者进行快速口头讲演（flash talk）。从口头报告会议日程的安排看，“农业、乳品业与食品”的报告最多，安排了4个时段；“化学计量学”、“基础理论与仪器”和“高光谱成像”分别安排了两个时段；“水、土资源与环境”、“PAT与工业应用”、“制药、诊断与生物技术”、“发展趋势”各安排了一个时段。“水光谱组学”没有安排单独的时段，而是作为“水、土资源与环境”专题的主要内容。“功能近红外光谱（fNIR）”的内容没有出现在日程之中。可见，在近红外光谱领域中，传统内容依然为主导，而新的研究内容发展相对较为缓慢。“近红外光谱分析技术需要与其他分析化学技术相结合”三场获奖报告各具特色，分别从建模方法、散射光的影响和个人的研究经历提出了新的科学问题或建议。大会报告大多是针对某一领域的应用展开历史性的回顾以及给出高屋建瓴的体会与建议，如学科交叉、绿色可持续发展等，但某些报告还是提出了鲜明的观点。例如，开幕式上的两场大会报告分别针对古今医药分析和疾病诊断标志物分析问题总结了近红外光谱的研究进展，同时明确指出近红外光谱分析技术需要与其他分析化学技术相结合，多种分析手段的结合是解决实际问题更有效的策略。尽管近红外光谱分析技术在过去的几十年里得到了快速发展，但光谱的分辨率较低、信号较弱等固有缺陷仍使其难以在结构分析、微量成分高灵敏检测等方面发挥作用。尽管在多元校正等化学计量学技术的帮助下在实际复杂样品快速分析方面崭露头角，但在科学研究方面的应用仍不如人意。因此，希望在今后的工作中进一步加强基础研究，深度剖析近红外光谱中隐藏的信息，发展更好的信息挖掘方法，拓展近红外光谱的应用。同时，在解决实际问题的过程中，不要对近红外光谱技术抱有过高的希望，结合其他分析化学手段获取更多分析体系的信息可能让我们更容易地解决问题。“Chemometrics is more than algorithms”作为一名化学计量学工作者，我更多关注了本次会议上关于化学计量学方法与应用方面的报告。虽然化学计量学主题只安排了两个时段，但其他专题的报告中几乎都使用到了化学计量学方法。这是近红外光谱的特点决定的，分辨率低、谱峰重叠等决定了只能用多元校正进行定性定量分析。但是，专注于化学计量学算法研究的报告并不是很多，部分报告仍针对偏最小二乘算法在特定数据中的正确应用问题而努力，也有一些报告针对散射矫正、噪声滤除、模型监控、变量选择等问题开展了研究工作。另外，虽然个别报告中提到或使用了深度学习模型，但本次会议上关于深度学习和人工智能（AI）的论文并不很多。在讨论环节中，有人建议应该明确机器学习、人工智能等概念的涵义以及与传统化学计量学算法的关系。我比较认同这样的建议，在国内会议上也提过类似的建议。我最认同的报告来自Tom Fearn教授（上一届国际近红外光谱理事会主席），题目是“Chemometrics is more than algorithms?” 他明确表示，尽管他用了问号作为题目，答案是肯定的。当前过分地强调了建模方法，对采样、测量、实验设计以及对所研究问题的理解和解释等的重视程度明显不足。讲演过程中他强调了数据质量的重要性，说明了过拟合模型和间接相关模型的风险以及模型验证的重要性。最后，他指出：也许有一天会出现近红外光谱建模的AI系统，但它一定不是算法的堆积，算法只是AI系统的一小部分。我在2021年北京会议上的报告总结了三条建议，即数据质量最重要、偏最小二乘方法基本够用（不要过分依赖算法解决问题）、不要过分优化模型（避免过拟合），真是不谋而合。近年来，我特别强调建模的流程和规范，并建议了模型验证的方法与技术，看来是十分必要的。此次，我提交的会议摘要是关于水光谱探针的内容，利用化学计量学方法提高光谱的分辨率或提取光谱中的高分辨信息，然后用于化学过程研究。由于没有水光谱组学的专题，报告被安排在“基础理论与仪器”专题。尽管做同类研究的同行较少，但大家对利用化学计量学方法改善光谱分辨率、利用近红外光谱研究水的结构与功能等还是比较感兴趣的。近年来，近红外漫反射光谱应用方面的方法与技术日趋成熟，开展一些理论性的基础研究也许是一种好的选择，可以为进一步拓展近红外光谱的应用领域奠定一些理论基础。会议于今天（8月24日）胜利闭幕，颁发了最佳墙报奖。四天的会议在匆忙中度过了。除会场上的交流外，会议期间见还到了多位国内外同行，同时也认识了多位在国外工作或留学的同行，期待在今后会有更多的交流与合作。下次会议将于2025年6月8-12日在意大利罗马举行，期待再次相会。中国参会代表合影南开大学 邵学广2023年8月24日星期四 于因斯布鲁克

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 2018年10月21日，第二十届全国分子光谱学学术会议暨2018年光谱年会开幕式暨40周年庆典在青岛举办。本次大会由中国光学学会、中国化学会以及中国光学学会光谱专业委员会主办，由中国科学院青岛生物能源与过程研究所承办。本次大会主题是“庆祝中国光谱40年，构建中国光谱新时代”。 /p p /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/883926de-23d8-4b4c-b847-f25df3342db4.jpg" title=" IMG_9213.jpg" alt=" IMG_9213.jpg" width=" 600" height=" 400" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 400px " / /p p style=" text-align: center " 近红外光谱专题报告会现场 /p p 　　近年来，我国近红外光谱分析技术无论在基础研究还是应用方面都取得了长足进展，在农业、石化、制药、食品、烟草等众多领域的研究十分活跃，并且形成了包括科研、应用和仪器产业的完整体系。在本次全国分子光谱学学术会议上专门设立了近红外光谱专题报告会，以交流近红外光谱分析技术的最新进展。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/f3e57b73-8399-46c2-b497-ccaca5f2e920.jpg" title=" IMG_9189.jpg" alt=" IMG_9189.jpg" / /p p style=" text-align: center " 北京化工大学 袁洪福教授 /p p style=" text-align: center " 报告题目：现代分子光谱过程分析技术及流程工业智能制造 /p p 　　针对传统产业亟待升级和转型，以及解决产能过剩、提升质量、应对“人口红利”窗口正在逝去的挑战，我国提出了国家2025智能制造发展计划。智能制造是信息化和自动化的融合，其中，信息化占主导地位，而信息化的核心是信息感知技术，包括新信息采集与处理。在流程工业智能化首先要实现被加工物料和产品关键质量参数的信息化，而信息化的核心是这些参数的实时感知信息技术。实时感知信息技术是流程工业智能化系带解决的重大课题。 /p p 　　现代分子光谱过程分析技术就是一种理想的信息感知技术。因为，近红外、红外、拉曼等分子光谱从分子水平反应了物质的组成与结构信息，技术上可以快速和无损采集气体、液体和固体物态物料的光谱信号，已从实验室快速走向过程分析领域。袁洪福在报告中，以基于近红外光谱分析技术的活体雌雄蚕蛹的无损高速分选系统等为例介绍了分子光谱过程分析技术在解决制约我国相关行业面临的技术难题。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/8a0946c6-c979-4b80-8cac-9f53dcd65d4f.jpg" title=" IMG_9206.jpg" alt=" IMG_9206.jpg" / /p p style=" text-align: center " 南开大学 邵学广教授 /p p style=" text-align: center " 报告题目：温控近红外光谱技术及应用研究 /p p 　　不可控的变动可称之为“干扰”，而可控或又规律的变动则可称为“扰动”。常见的外部扰动因素包括温度、添加物、浓度、PH值等，内部扰动因素是指外部因素固定时样品内部的自发变动，如细胞的生产等生物或生命过程中样品的组成和性质变化。邵学广利用光谱随扰动因素的变化建立了温控近红外光谱/温度相关近红外光谱的分析方法。并在2014年和2017年分别承担了“温控近红外光谱及相关的化学计量学方法研究”、“近红外水光谱组学方法与应用研究”两个温控近红外光谱相关的基金委资助项目。 /p p 　　水是生命体系的主要成分。& quot 水光谱组学(aquaphotomics)& quot 利用光谱技术通过光与水的相互作用更好地对生物字体进行了解。通过水的光谱探索生物系统的结构和功能。近红外光谱水光谱组学可利用扰动因素得到水光谱的变动，再利用这种变动对生物系统进行分析。报告中，邵学广对近红外光谱水光谱组学的概念、研究内容、研究方法与应用进行了详细介绍。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/f7d65d28-2d69-4d33-a0e0-15c4c09618ea.jpg" title=" IMG_9229.jpg" alt=" IMG_9229.jpg" / /p p style=" text-align: center " 华东理工大学 杜一平教授 /p p style=" text-align: center " 报告题目：分子光谱的快检技术解决方案 /p p 　　紫外可见、红外、近红外、拉曼等分子光谱技术因其具有速度快、无或简单的样品处理、仪器小型廉价、操作简单等特点，是天生的快速检测技术，适用于现场快速检测。光谱快速检测技术广泛应用于委托测试、企业内部检测、商场和市场乃至家庭里检测。报告中，杜一平介绍了光谱快检整体策略。对于高含量样品，无或简单处理后采用近红外光谱分析技术，结合多远校正算法 对于低含量样品，需要进行富集或分离，可采用紫外可见、红外、近红外、表面增强拉曼、荧光等分子光谱分析技术，同样可以配合相关的数据处理方法。因为分子光谱的特点，可进行简单样品处理或者固体样品直接进行光谱测量。 /p p 　　关于近红外光谱分析，杜一平讲到，未来十年或二十年，尤其是在中国，近红外光谱的应用将会越来越多。不过，他也讲到了近红外光谱分析目前还存在的一些问题，如模型评价、光谱仪一致性等。因此他指出，近红外光谱分析走向实用化，需要稳健的模型。之后的报告中杜一平介绍了实用光谱模型的建模方法等。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/7067006e-0b63-4fb4-a414-e379ad452c7f.jpg" title=" IMG_9250.jpg" alt=" IMG_9250.jpg" / /p p style=" text-align: center " 湖南大学 吴海龙教授 /p p style=" text-align: center " 报告题目：分子光谱与复杂体系直接快速精准定量分析 /p p 　　自1994年开始研究二阶校正分析方法，吴海龙教授及其课题组针对面向复杂体系开展了一系列工作，包括化学多维校正方法基础理论研究以及创新性应用等，取得了一系列研究成果。据介绍，目前多篇权威化学计量学综述引用该实验室的研究工作，并将其作为国际化学计量学领域的典型代表。 /p p 　　化学多维校正方法，通过与各类现代分子光谱学分析仪器相结合，利用“数学分离”代替或增强化学或物理分离，具有“二阶优势”：即使有未知背景及干扰共存也可对感兴趣多组分进行直接、快速、同时的精准定量分析，十分灵巧且“绿色”。因此，近十多年来，正在得到越来越广泛的应用和推广。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/4f9dc89e-7e31-4b8d-9022-15202cd0393e.jpg" title=" IMG_9278.jpg" alt=" IMG_9278.jpg" / /p p style=" text-align: center " 山东大学 臧恒昌教授 /p p style=" text-align: center " 报告题目：近红外光谱在制药领域的应用研究与探索 /p p 　　现代药物制剂极其复杂，具有缓控释、靶向性、释药形式多样性等特点 而且，药品连续生产要求有效数据的及时性 另外，仿制药一致性评价的要求等，使得我国制药工业面临着发展关键过程分析技术的挑战。过程分析技术，可以通过对原材料和处于加工中材料的关键质量品质和性能特征进行及时测量、设计、分析和控制生产加工过程，以确保最终产品质量。臧恒昌认为，为了真正做到“药品的质量应该是被设计和生产出来的，而不是被检验出来的”，需要大力发展和应用过程分析技术。 /p p 　　近红外光谱是过程分析技术中的佼佼者，在制药工业中从物质基础正确、过程控制准确、体系设计科学三方面发挥着作用。臧恒昌在报告的最后谈到，近红外光谱是看穿制药过程的“一双眼睛”，以近红外光谱为工具，让制药过程中物料行为显性化，从而实现对制药过程的理解和精准控制，达到让药物更有效的目的。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/310d662a-2b28-4062-a22e-eba2c85395ca.jpg" title=" IMG_9308_5jl.jpg" alt=" IMG_9308_5jl.jpg" / /p p style=" text-align: center " 南开大学 崔晓宇博士 /p p style=" text-align: center " 报告题目：温控近红外光谱用于血清中葡萄糖的定量分析 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/e82ab4ca-4ed1-4022-813d-51760ec363f9.jpg" title=" IMG_9319.jpg" alt=" IMG_9319.jpg" / /p p style=" text-align: center " 南开大学 张进博士 /p p style=" text-align: center " 报告题目：基于排列组合的光谱变量选择方法研究 /p p br/ /p

6月美国质谱学会年会(ASMS)上发布的最新数据表明，新的仪器和工作流程极大地提高了基于质谱的血浆蛋白组学实验的覆盖深度和通量。这些进步可使质谱成为各应用领域中更有用的工具，包括血浆蛋白生物标志物的开发以及迄今由Olink和SomaLogic等亲和性平台主导的大规模人群研究。　　血浆是一种易于获取和常用的样本来源，尤其是在临床工作和人群研究中。然而，由于血浆含有大量丰度较高的蛋白质和较宽的动态范围，传统的质谱蛋白质组学分析能力不足。对于细胞裂解物的分析，质谱工作流程可测量8000到12000个蛋白质，但对血浆，类似的工作流程只能测量500到1000个蛋白质。虽然可通过去除丰度较高的蛋白质或进行粗分离来改善这一情况，但这也会牺牲通量。　　去年，瑞士蛋白质组学公司Biognosys在Journal of Proteome Research杂志上发表了一项研究，他们使用赛默飞的Orbitrap Exploris 480质谱仪，通过两小时的液相色谱梯度测量了180个去除了高丰度蛋白的血浆样品中的2732个蛋白质，这是未进行血浆分离处理情况下最高深度的血浆蛋白质组分析。　　最近，蛋白质组学公司Seer推出了一种新的血浆蛋白组学解决方案。该公司的Proteograph系统使用一组纳米颗粒来富集血浆蛋白质，然后可以使用质谱等技术对其进行鉴定和定量分析。与传统的血浆蛋白组学方法相比，Seer系统在覆盖深度和通量上都有所提升。在一份发表于四月BioRxiv 预印本的研究中，威尔康奈尔医学院-卡塔尔团队使用该系统分析了345个血浆样本，测量了大约3000种蛋白质，在其液相色谱-质谱法的运行时间下每天可分析大约10个样本。　　根据以上数据，Biognosys分析和Seer系统的覆盖深度都接近于Olink的Explore平台，后者可以在血浆中测量大约3000种蛋白质，但它们仍远远落后于SomaLogic的SomaScan平台，后者可以在血浆中测量大约7000种蛋白质。在每周约70个样本的处理量上，Biognosys和Seer系统的通量仍然落后于Olink和SomaLogic平台，后者每周分别可以处理多达1000个和340个样本。　　ASMS年会上，赛默飞展示了使用Seer最新发布的Proteograph XT试剂盒在其新的Orbitrap Astral仪器上测量大约6000种蛋白质的数据，每天处理大约30个血浆样本。这些数据标志着血浆蛋白组学工作流程的重大进展，并表明在大规模血浆研究方面，结合Seer Proteograph等血浆富集技术的质谱法与基于亲和性的平台现在可能成为竞争对手。　　剑桥大学临床医学院MRC流行病学单位的生物信息学家Maik Pietzner表示：“坦白说，我们没有预见到这么大的飞跃。”他和他的同事在大规模蛋白质基因组学研究中使用了SomaLogic的SomaScan和Olink的Explore。他指出，根据ASMS展示的数据，“看起来现在似乎变得可行了”，因为他们的研究需要1000个或更大的样本队列。　　华盛顿大学基因科学教授Michael MacCoss还表示，质谱技术具备的覆盖深度和通量使其成为大规模人群研究的有用工具。他说：“像英国生物库(UK Biobank)或弗雷明汉心脏研究(Framingham Heart Study)这样的大型队列……这些样本的价值是巨大的，研究人员希望能够以最少的资源获取最多的信息，很多实验都使用了Olink或SomaLogic。”　　如果质谱技术能够可靠地提供ASMS演示中展示的覆盖深度和通量，它可能成为亲和性平台的有力补充和竞争对手。许多蛋白质存在多种形式，或称为蛋白质变体，其变异包括氨基酸变异、截断或翻译后修饰等，这些变化会影响它们的功能，在亲和性平台上往往不清楚或不确定测量的是蛋白质的哪种变体。质谱方法更适合分析这些不同的蛋白质变体。　　Olink总裁Carl Raimond表示，他认为质谱和亲和性平台是“绝对互补的”，并补充说“看到蛋白质分析领域有创新是非常好的”。然而，他表示在Olink占据领先地位的大规模人群研究中质谱技术近期可能无法成为竞争对手，他同时也质疑ASMS展示的令人印象深刻的数据在广泛应用时是否能够经受考验。他说：“细节决定成败。提出要求很容易，但真正能够实现或提出关于这一要求背后的问题则是完全不同的事情。”Raimond补充说，虽然质谱技术不断改进，但亲和性平台也将不断进步。Olink正在将其Explore平台扩展到约5,000种蛋白质靶点，而SomaLogic计划在今年年底前将SomaScan平台扩展到覆盖约10,000种蛋白质。Pietzner同样表示，虽然在ASMS上发布的数据令人兴奋，但他和他的同事们期待看到更广泛的数据，包括总体的蛋白质覆盖范围，不同蛋白质和肽段在样本中检出的一致性和重复性。他说，“亲和性方法已经应用于规模大于50,000的人群队列中，并带来了惊人的发现。我们需要进行头对头的比较以评估这些新的质谱技术是否能够实现类似的扩展。”　　MacCoss表示，使用质谱进行此类研究的公司或研究人员需要提供数据，证明他们能够在每个样本中一致且可重复地测量一组核心蛋白。他说：“当人们使用Olink时会有一个清单，上面列出了每次都会测到的蛋白质。我们仍然需要这样做。我们仍然需要说，这是每次实验都会返回定量值的蛋白质列表……以及测量中获得高质量分析数值的蛋白。”　　Pietzner表示，他和他的同事目前正在努力扩展他们的蛋白质基因组学研究以包括质谱技术。强生和强生制药公司的神经科学数据科学主管，以及英国生物库药物蛋白质组学项目(PPP)主席Christopher Whelan表示，目前一个规模最大的蛋白质基因组学人群研究项目正在实施基于质谱的蛋白质组学。　　Seer本月宣布推出Seer技术访问中心，该中心将组合其XT试剂盒与Orbitrap Astral质谱仪，为没有质谱仪的用户提供蛋白质组学服务。　　尽管到目前为止很难全面评估赛默飞的Orbitrap Astral和Seer的Proteograph XT的性能，但一些早期用户表示其产生的结果很出色。　　Cedars-Sinai精准生物标志物实验室主任Jennifer Van Eyk一直在使用Orbitrap Astral进行血浆蛋白质分析，在这方面它比先前的仪器有更强的能力。Van Eyk表示，在每天运行60个样本时，新仪器可测得的蛋白质数量是相同工作流程下使用Thermo Fisher的Exploris 480仪器的2到2.5倍。　　她说：“我们不仅可以检测到更多蛋白质，而且可以定量更多蛋白质，并且这些蛋白质是可重复的，也就是说，如果我们运行一个样本五次，我们确实会五次都观察到同样的蛋白。这是一个很大的飞跃。”这台仪器最出色的或许是其高通量，Van Eyk表示，她和她的同事们每天可以运行多达180个的未去除高丰度蛋白的血浆样本并获得良好的数据和深度的覆盖。她说，“在每天运行180个样本的情况下，突然间你可以开始讨论运行10,000个样本，然后它就成为一个人群研究了。”Van Eyk和她的同事目前正在试验Seer Proteograph系统，以“充分测试”其性能，并评估是否要将其作为血浆蛋白质组学工作流程的一部分。　　威斯康星大学麦迪逊分校的生物分子化学和化学教授Joshua Coon指出，他的实验室能够使用50分钟的液相色谱梯度在未处理的血浆中测量大约1,500种蛋白质，并且已经在该仪器上开发出了一种一分钟的直接注射方法，能够在每个样本中测量约200种蛋白质。　　Coon还是SeerProteograph平台的用户，尽管他尚未将其与Orbitrap Astral结合使用。他的实验室一直在使用Seer XT试剂盒分析阿尔茨海默病患者的血浆样本以及长期新冠肺炎(long COVID)个体的样本。他说，尽管他的团队尚未开始处理大批量样本，但在初步工作中，实验室每个样本一致地测量到约3,000种蛋白质，这是不使用Seer系统时的五倍左右。他认为，当研究人员将工作流程应用于Orbitrap Astral系统时，这些数字还会进一步提高。　　除了覆盖深度外，Coon表示，Proteograph对简化质谱样品制备非常有用。他说：“我没有完全认识到到它的自动化程度，它非常方便。现在主要的用户是一个一年级和二年级的研究生……所以他们必须快速学习。他们在处理样本、获得消化产物和肽段方面取得了很大的成功。当你有新人或者长时间不做该工作的人时，进行大规模蛋白质组学研究的样品制备将耗费整个实验一半以上的精力，只需使用该平台然后熟练掌握。”　　尽管Seer Proteograph平台提供的覆盖深度使质谱血浆蛋白质组学在某些应用中与Olink和SomaLogic等亲和力平台更具竞争力，但Seer本身在血浆富集领域面临新的竞争。　　在ASMS会议上，蛋白质组学样品制备公司PreOmics推出了其ENRICH-ist富集血浆和血清蛋白质的试剂盒。该试剂盒使用非功能化顺磁性微珠来富集低丰度蛋白质，据该公司称，与未去除高丰度以及未富集的血浆相比，用该试剂盒处理血浆可将蛋白质检出率从50%提升至100%。PreOmics首席执行官Garwin Pichler表示，微珠与缓冲液的结合可在去除高丰度蛋白的同时富集低丰度蛋白以提高覆盖深度。Biognosys推出了一种新的基于微珠的血浆蛋白质组富集试剂盒，作为其TrueDiscovery服务平台的一部分。据该公司称，这种试剂盒可以高通量定量人类血浆中约4,000种蛋白质。　　此外，在本月，华盛顿大学研究人员领导的团队在BioRxiv预印本上发表了一篇论文，描述了一种使用ReSyn Biosciences的磁性微粒富集血浆蛋白质的方法，其通过结合血浆中的膜结合囊泡并分析相关蛋白质来提高覆盖深度。华大的MacCoss是这篇预印本的通讯作者，该预印本的第一作者Christine Wu也是该富集方法的主要开发者。他们能够在Orbitrap Astral上使用30分钟的液相色谱梯度稳定地定量约4,800种血浆蛋白质，每天可处理约40个样本。在使用一小时的液相色谱梯度时，他们能够测量5,000到6,000种蛋白质。MacCoss他们迄今没有过度挑战该方法的能力，所以这些数字是相对保守的。MacCoss表示，由于Seer公司的技术成本较高，研究人员对于血浆蛋白质组学富集的替代方法很感兴趣。他说：“Seer在制造这些产品方面做得很好，但成本是一个高门槛。”　　维也纳分子病理研究所的蛋白质组学负责人Karl Mechtler表示，他与Seer的讨论中，每个样品的报价大约是600美元。他说：“如果我有100个样品，对于一个蛋白质组学实验室来说，这是一笔巨款。”他指出，对于一个典型的蛋白质组学实验室，一个合适的价格范围应该在每个样品25到50美元左右。Wu表示，使用华大的富集方法进行实验的每个样品成本低于5美元。PreOmics将ENRICH-ist试剂盒作为完整蛋白质组学样品准备工作流程的一部分销售，每个样品总共80美元。　　在回答成本问题时，Seer公司董事长兼首席执行官Omid Farokhzad表示，他认为价格是“价值交换的问题”。他说：“并非所有内容都是等价的。问题在于，从Seer所提供的与其替代方案所提供的内容来说，价值交换是什么?”在血浆蛋白质组学领域最新的发展中，这个问题的答案似乎是一个不断变化的目标。　　参考文献：[1] Tognetti Marco,Sklodowski Kamil,Müller Sebastian et al. Biomarker Candidates for Tumors Identified from Deep-Profiled Plasma Stem Predominantly from the Low Abundant Area.[J] .J Proteome Res, 2022, 21: 1718-1735.[2] bioRxiv - Genomics Pub Date : 2023-04-21 , DOI：10.1101/2023.04.20.537640Karsten Suhre, Guhan Ram Venkataraman, Harendra Guturu, Anna Halama, Nisha Stephan,Gaurav Thareja, Hina Sarwath, Khatereh Motamedchaboki, Margaret Donovan, Asim Siddiqui, Serafim Batzoglou, Frank Schmidt

仪器信息网讯，2009年11月7日，由中国质谱学会有机质谱专业委员会与中国分析测试协会联合举办的“2009年中国有机质谱年会”在北京成功召开，会议为期三天，出席会议人数达300人。仪器信息网作为特邀媒体也应邀参加。 　　此次质谱年会为与会代表准备了丰富的报告内容，内容涉及生命科学、医学、药学、环境科学、食品安全、毒物分析中的质谱应用研究以及质谱仪器研发的新技术、新进展等。仪器信息网将进行系列报道。 　　中国科学院大连化学物理研究所许国旺研究员的研究关注的是内源性代谢，代谢组学研究就是用一系列分析化学手段，如色谱、质谱、核磁共振、光谱等，将代谢产物进行分离，然后用数据分析方法把有用的信息进行提取，最后对信息进行生物学解析。与基因组学、蛋白质组学相比，代谢组学研究的是已经发生的改变，而前两者研究的是可能发生的改变，因此在这个意义上说，代谢组学更接近于临床。 中国科学院大连化学物理研究所许国旺研究员 　　但是，目前代谢组学研究面临以下挑战：其一，到目前为止，任何一种分析工具都只能分析代谢组中15%的代谢物 其二，代谢物的结构鉴定一直是一个没有解决的问题。许国旺研究员认为，代谢组学研究要取得进展，分析测试平台首先要取得突破，而其中色谱和质谱是最有前途的技术。 　　依据此思路，许国旺研究员在代谢组学分析手段方面进行了大量的研究，课题组搭建二维色谱-质谱联用仪器，使得代谢产物中亲水化合物与疏水化合物同时分离，并且提高了分辨率，使得以高分辨质谱为核心的集成方法解决代谢组学中未知化合物的定性问题。

靶向代谢组学中，通常需要同时检测多个目标组分，这对质谱数据的采集速度提出了很高的要求。 岛津超快速质谱（UFMS）拥有业内首屈一指采集速度。以LCMS-8050为例，其驻留时间（Dwell time≥0.8 ms）、切换时间（Pause time≥1 ms）、扫描速度（Scan speed≤30000 u/sec）、正负极切换速度（Polarity switching time=5 ms）；并且具有触发子离子扫描功能，可以实现MRM定量的同时对目标组分进行子离子扫描定性分析。 以下图为例，假设一个峰宽6秒的UHPLC色谱峰用于定量分析，必须有20个采集点左右，峰型才足够平滑，峰面积和出峰时间的重复性才能达标。如此算来，每个采集点的循环时间（loop time）只有300 ms。在300ms的时间段内，需要进行所有目标组分的采集，如下AB正离子，CD负离子： 1.采集循环开始，切换时间内对质谱通道电压进行调整（为A离子对“铺路”）；2.A母离子通过四级杆Q1、碰撞池内进行碰撞、四级杆Q3筛选子离子、最终到达检测器进行离子计数，这段时间总和即为驻留时间；3.为B离子重复以上过程，到此正离子采集完成；4.接着切换从离子源到质谱通道到检测器的电压为负，此为正负极切换时间；5.进入到C、D的采集过程，过程与AB一样；6.最后将电压切换为正，到此结束整个循环时间，开始下个采集点的循环时间。 这只是两个正离子和两个负离子的采集例子，如果采集目标组分数量急剧增加，在峰宽不变的情况下（即循环时间loop time不变），分到每个离子的驻留时间和切换时间将急剧减少，因此最小驻留时间和切换时间，直接决定了该质谱在所能同时采集的离子对数量，这对于靶向代谢组学或其他需要进行多目标物同时筛查的项目，至关重要！ 图2. 质谱采集信号的过程，以及频率和点数的关系最后，举例说明岛津UFMS在靶向代谢组学中的一个应用实例：脂质组学属于代谢组学的一个分支。为进行靶向脂质组学研究，岛津公司利用超快速质谱适于多化合物同时检测的特性，推出了第三版脂质介质方法包：包含了主要脂类化合物如类花生酸、二十二碳六烯酸（DHA）和二十碳五烯酸（EPA）等多价不饱和脂肪酸代谢物，花生四烯酸乙醇胺（AEA）、血小板活化因子（PAF）等196种主要脂质介质及其相关物质的色谱、质谱条件（MRM通道）。 该方法只需20分钟的色谱分析便能获得这196种化合物的脂质介质的分析结果。此外，方法包中还根据出峰时间和结构特性，准备了18种氘代内标化合物的MRM通道。另外，该方法包可进行保留时间校正，可使用内标法进行半定量，所以可用于检索多变量解析时的标记物。下图显示了超快速质谱MRM模式中，196种脂质和18种内标同时分离所采集得到的色谱图。 图3. 脂质介质方法包用于196种脂质，18种内标的分离 撰稿人：钟启升

“色谱技术中德论坛”作为慕尼黑上海分析生化展同期活动之一，于2012年10月16日隆重召开。论坛由“复杂样品分离分析”联合研究中心主办，作为中德科学和技术交流的良好纽带，“色谱技术中德论坛”轮流在德国慕尼黑和中国上海两地举办，色谱领域的优秀中德科学家在此次论坛中就最新科研进展和热点问题进行了深入探讨。 　　在本次论坛上，中科院大连化学物理研究所许国旺研究员做了题为“基于代谢组学的新高效液相色谱质谱法”的精彩报告。 中科院大连化学物理研究所许国旺研究员 　　许国旺研究员从事液相色谱/毛细管电泳方法在生命科学中的应用研究。现为大连化物所生物技术部生物分子高分辨分离分析题目组组长、代谢组学研究中心主任、中国色谱学会副理事长兼秘书长、中国化学会理事、国家烟草局科学技术委员会成员。2003年起被聘为国家科学技术奖(轻工组)评委。 　　代谢组学的目标是分析生物体中尽可能多的代谢产物，对于寻找新的代谢标记物，代谢组学是一个有用的工具，通常使用的方法包括NMR和MS法，但至今为止，由于代谢组的复杂性和各种方法本身的缺陷，每种分析方法只能获得整个代谢组的10%-15%的数据，对于基于MS方法，尽管峰容量可以提高，但由于共存的痕量代谢物，较低的电离效率等影响，仍然影响到代谢物的检测。由于高浓度的代谢物很容易检测到，而研究发现，不同的疾病所产生的不同的代谢产物是很相似的，这些现象严重的干扰了新的代谢标记物的发现。 　　为解决这些问题，许国旺课题组研究出一种新策略，包括两个关键点：第一，通过方法降低代谢产物极性，使得MS敏感性提高。第二，通过利用基于数据库MRM检测方法，进行靶向代谢组分析。通过这一策略，可以使代谢物分析的敏感性和稳定性大大提高。

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.

仪器信息网讯 2023年9月6-8日，第二十届北京分析测试学术报告会暨展览会(BCEIA 2023) 在北京 中国国际展览中心(顺义馆)盛大召开。浓郁的学术氛围是BCEIA的一大特色，作为BCEIA的重要组成部分，学术报告会邀请来自海内外众多著名科学家，为与会者带来精彩的学术报告。学术报告会分为大会报告和分会报告，分会报告包括电子显微学与材料科学、质谱学、光谱学、色谱学、磁共振波谱学、电分析化学、生命科学中的分析技术、环境分析、化学计量与标准物质、标记免疫分析、微全分析等11个分会报告会。 会场掠影9月7日上午，电子显微学及材料学分会以“显微学启迪新希望”为主题，结合电子显微学理论研究、仪器技术进展，及最新应用前沿，围绕透射电镜方法学与应用进展、电子显微学在结构与功能材料学中的应用、电子显微学在能源与催化材料中的应用等专题方向，邀请到国内外电子显微学领域资深科学家及青年才俊，展示了各自近年来在电子显微学领域的新方法、新应用及仪器技术方面取得的突破与进展。北京工业大学/南方科技大学韩晓东教授 致辞韩晓东教授在致辞中回顾了1985年首届BCEIA举办以来，电子显微学分会与BCEIA的历史渊源和BCEIA的发展历程。接着，韩晓东总结了我国当前电子显微学的研究进展和发展水平。韩晓东表示，电子显微学在空间分辨率、能量分辨率等方面的研究取得了很大的进步，很多新技术突飞猛进，最具代表性的就是原位实验技术。在原位动态显微学发展的过程中，我国在一些方面的研究走在国际前沿。同时，国产电镜近年来取得了非常大的进步，尤其以扫描电镜、高端电镜的功能附件为主，部分功能、技术处于国际前沿。这些应用研究和仪器技术方面取得的喜人成果都有力推动着电子显微学与材料学科不断向前发展。首日开展的部分报告如下：报告人：西安交通大学解德刚教授报告题目：《用原位环境透射电镜技术研究铝和铁中氢对位错的影响》氢是理想的洁净能源，氢能是我国战略性新兴产业。氢脆和氢损伤是安全事故的罪魁祸首，是限制氢能推广的主要瓶颈之一。当长久以来，氢脆机理的研究都未成达成共识，主要是氢对单根位错、界面行为的影响规律不清楚，缺乏围观证据。解德刚教授所在团队通过多年的探索，建立了研究氢-缺陷相互作用问题的微纳尺度原位定量实验方法。原位电镜直接观察到氢促进铁的位错运动，为当前氢脆机制的争论提供了关键见解。报告人：中国科学院金属研究所陈春林研究员报告题目：《氮化铝晶格缺陷的结构与发光特性》当前半导体器件正向着高集成化、微小型化、多功能化、高功率化的方向发展，而宽禁带半导体具有耐高温、高压，高载流子饱和漂移速度以及优异的导热性等优势。氮化铝、氮化硼等宽禁带半导体材料具有重要的应用前景。针对相关材料，陈春林团队研究了AlN/Al2O3界面交互作用和AlN薄膜单根位错发光。报告人：南方科技大学林君浩副教授报告题目：《水氧敏感二维材料的原子结构表征与原位物性研究》二维材料表现出与常规三维块状晶体截然不同的优异物理化学特性。其中，表面形貌和晶格缺陷等结构特征极大地影响了材料的外在物性。然而，在单分子层厚度的影响下，大多数二维材料对空气中的氧气、水分子等非常敏感，极易氧化变质导致结构瓦解。为此，课题组搭建了一套特色的手套箱互联系统，从低维敏感样品的生长、转移、高分辨电镜表征到器件制造，该系统为整个实验过程提供了惰性氛围保护，保证了水氧敏感低维样品的晶格完整度和表面洁净度。报告人：北京大学陈清教授报告题目：《Characterizing the interlayer interaction of 2D materials by in situ SEM》利用原位电镜平台和纳米操纵装置平台，陈清课题组发展了几种研究二维材料层间、面外和与基底之间力学和力电性质的方法，并实验测量了二维材料的一些重要力学、力电参数。具体来讲，陈清团队开发了一种研究2D材料原子层间摩擦特性的通用方法，报道了2D材料单层、异质结和同质结的摩擦测试。非公度的 MoS2单层在超润滑状态下的摩擦系数为≈10-4，为MoS2单层的超润滑性提供了第一个实验证据，并为研究2D材料的摩擦特性开辟了新途径；提出了一种利用SEM对2D材料施加大面积轴应力并同时进行电测量的新方法，在0~亚GPa的较小压力范围内观察到c轴压阻率的非线性演变，利用有限元分析讨论了影响压痕的因素并定义了等效压痕半径；使用PTP(pull to peel)方法实现了纳米尺度上2D材料的弹性和黏附性的同时测量，揭示了2D材料的拉力剥离响应的弱非线性胡克关系，该关系可用于纳米级力传感器的设计或研究其他薄膜系统的力学特性；使用原位SEM研究扭转石墨烯层之间的电传输，当旋转角从0增加到30°，层间电阻率单调增加三个数量级，通过机械旋转实现了层间电阻率的大幅可调，意味着旋转石墨烯层在纳米机电系统中的潜在应用。报告人：清华大学姚文清研究员报告题目：《表面修饰增强光催化性能机制》人类的活动带来一系列生态问题，包括大气污染、水污染、土地沙漠化、人工合成物持久性污染等。环境污染控制已成为全球关注的焦点。而光催化是实现太阳能-化学能转化的重要途径，关键问题是如何提高光催化材料的光能利用效率。姚文清团队通过调控纳米结构和能带结构，提高了光生电荷分离迁移效率，增强降解污染物降解活性和提高可见光利用率。相关研究表明，晶胞内偶极增强和晶胞间隙掺杂提升内建电场，促进了光生电荷迁移，增强了降解活性。报告人：中国科学院生物物理研究所章新政研究员报告题目：《Methodology developments on in-situ 3D reconstruction of protein structure by cryo-EM》报告人：北京大学高宁教授报告题目：《Structural insights into the organization of membrane skeleton in red blood cells》报告人：中国科学院物理研究所禹日成研究员报告题目：《TEM studies on Functional Materials》报告人：北京工业大学王立华教授报告题目：《In situ atomic-scale deformation mechanism of metallic materials》报告人：清华大学于荣教授报告题目：《Atomic-resolution magnetic imaging》报告人：武汉大学王建波教授报告题目：《纳米材料微结构演变原子尺度电子显微学研究》报告人：北京工业大学王金淑教授报告题目：《难熔金属钨基功能材料结构调控及性能》报告人：西北工业大学李炫华教授报告题目：《全解水光催化材料与多功能器件》报告人：浙江大学王江伟教授报告题目：《体心立方金属的反常孪生生行为》报告人：中国科学院生物物理研究所孙飞研究员报告题目：《生物医学电镜自主研制》报告人：百实创（北京）科技有限公司蔡吉祥 报告题目：《原子尺度多场耦合透射电镜原位技术发展和应用》报告人：GATAN中国应用科学家陆畅报告题目：《原位电镜表征方案》以上仅摘取部分报告。颁发最佳POSTER奖合影留念分会首日报告结束后，会议颁发了最佳POSTER奖。之后与会嘉宾合影留念。

导读代谢组学(Metabonomics / Metabolomics)是继基因组学和蛋白质组学之后新近发展起来的一门学科，是系统生物学的重要组成部分，已经应用到了诸如动物、植物、微生物的机理研究中，着重探索、发现与疾病、医药、功能相关的生物标志物(Biomarker)。生物标志物是指“一种可客观检测和评价的特性，可作为正常生物学过程、病理过程或治疗干预药理学反应的指示因子”，寻找和发现有价值的生物标志物已经成为当前生物、医药领域的研究热点。然而，生物标志物的发现，是一场砂砾淘金、去伪存真的艰难征程，面临诸多挑战。 挑战1 生物标志物的发现，海量筛选，准入高，难度大 相比于基因组学和蛋白组学，代谢组学难度急剧增加。原因有： 1. 目标物范围更广：基因/转录组只需测4种核苷酸排列，蛋白组测20种氨基酸排列，代谢组则包含各类小分子代谢物，要进行结构鉴定可比大海捞针； 2. 需要交叉专业知识：如将代谢组学应用在生物研究中，需要分析化学背景进行分离检测，这些数据的正确解析和可视化需要有统计分析的基础；最后需要了解生物学知识以诠释数据背后的生物学意义； 3. 软硬件要求高：使用的分析体系大都属于高端仪器及其配套软件，比如色-质谱联用系统里色谱可选GC-MS，LC-MS，CE-MS，质谱根据靶向、非靶向可选QQQ，Q-TOF，IT-TOF等；海量数据采集完毕还需要专业、多功能数据分析平台解读数据，最后还要对潜在生物标志物进行结构鉴定，因此代谢组学每一步都是准入高，难度大！ 挑战2 如何去伪存真，减少无意义差异物，找到真正的生物标志物 代谢组学巨大的挑战之一，是如何减少生物样品本身，或采集、保存、前处理和分离检测过程中产生“非预期”或“噪音”代谢物，从而去伪存真，找到真正的差异生物标志物： 1. 个体情绪差异、非目标病因的生理差异（近期饮食习惯、喝水量、排尿量、运动量、生病、过敏）、其他药物的耦合作用/副作用，都会对个体代谢物产生非预期的影响； 2. 在采集样本时，如血样、组织、器官，采集者参差不齐的技术熟练度也会引入其他刺激和干扰因素； 3. 样品的保存同样会引入大量干扰物或造成样品变化。比如保存前是否存在溶血，保存温度，冷冻时间长短等，都会使样品产生不可预期的变化； 4. 不同的样品前处理手段，如液液萃取、固相萃取、蛋白沉淀等，其化学、物理选择性不同；另外，操作人员的熟练度、溶液量、溶液污染、萃取柱批间差等样本外的误差，都可能会造成样品组内和组间差异。 海量的待选小分子目标物，加上上述这些“不确定性”和“科学偏差”产生比生物标志物浓度更高、响应更强的无意义组别差异物，使得代谢组学在生物标志物发现的路上，困难重重，犹如大海捞针，沙里淘金。虽然后续的统计分析会把大多数的这类干扰物去除，却不能保证最终能得到正确的生物标志物，或使其处于最显著地位。 虽然代谢组学研究困难重重，但经过多年的研究探索，科研界都认同利用代谢组学的思路发现生物标志物是方向正确、前景广阔的，相信随着分析仪器，特别是高端质谱及其配套软件和科学家研究水平的提高，越来越多有用的生物标志物会被挖掘出来造福于人类。 岛津是全球领先的质谱研发、生产厂家：从上世纪70年代开始研发扇形质谱，成功生产了世界上第一台商品化扇形磁场型质谱GCMS LKB9000；80年代开发了基质辅助激光解析电离飞行时间质谱（MALDI-TOF）和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS），岛津科学家田中耕一先生在2002年因为MALDI离子源的研发获得了诺贝尔化学奖，因此岛津拥有深厚的质谱研发基础和实力。 目前岛津质谱的产品线齐全，有机质谱包括单四极杆质谱（SQ）、三重四极杆质谱（TQ）、高分辨质谱离子阱飞行时间质谱（IT-TOF）和四极杆飞行时间质谱（Q-TOF）；无机质谱有ICP-MS；生命科学领域有MALDI-TOF、质谱显微镜等。这些质谱仪器与分离技术联用，满足科学研究的各种需求。基于岛津高端质谱，国内高校研究所发表了多篇代谢组学用于脑卒中、癌症和动物生理相关的生物标志物发现的文章，在此系列微信中挑选出典型案例，帮助读者进一步了解疾病和生理现象。

布鲁克作为全球知名的仪器供应商，多年来一直专注于开发核磁和质谱技术在代谢组学研究中的应用，并不断取得突破性进展。此次，布鲁克核磁共振联合质谱部门将举办代谢组学行业专场网络研讨会。会中，布鲁克的技术专家们将为您带来核磁共振和质谱技术在行业的最新应用。您将了解到：核磁代谢组学方案疾病的发生必然导致机体出现病理生理异常，进而诱导体内代谢物水平发生变化。而代谢组学通过对体内复杂代谢物的动态变化进行分析，实现疾病的早期诊断和个性化治疗监控。本报告将分享Bruker Biospin最新发布的疾病诊断研究（IVDr）方案，包括一键式全自动地完成人体体液样本的NMR数据采集、谱图解析、代谢物定量以及疾病诊断分析。该报告将分享许多应用实例，敬请期待。质谱高通量代谢组学方案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，主要的研究对象是脂质，氨基酸等小分子代谢物。代谢组学的研究通常会伴随快速稳定检测大批量样本的困扰，仪器的性能和结果的稳定性是保证此类研究质量的关键，布鲁克质谱以其优越的性能在高通量的样本分析方面表现出了极大的优势，为代谢组学的分析提供了稳定优异的分析平台。时间和地点：2020年5月27日，周三，下午14:30-16:00观看方式：点击观看演讲嘉宾：任萍萍博士布鲁克核磁高级应用科学家毕业于中科院武汉磁共振中心，在NMR及分析化学领域发表SCI十余篇，参编2019年科学出版社出版的分析检测类教材一部。樊朝阳布鲁克道尔顿应用工程师负责代谢组学质谱新技术的推广，有丰富的代谢组学质谱分析经验。

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

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

2011年6月8日，苏黎世联邦理工学院及 AB SCIEX(全球领先的生命科学分析技术公司)的科学家汇聚一堂，公布一项基于质谱应用的新技术，利用此项技术，科学家有史以来首次可以获得单独蛋白质组学样品分析中每个肽段的数据。SWATH 采集模式 是一项重大技术突破，使用质谱研究蛋白质组学的用户得以获知整个蛋白质组的完整数据。在与苏黎世联邦理工学院 Ruedi Aebersold 博士进行的 MRMAtlas 合作的过程中，AB SCIEX 将开发 MS/MSALL 增强功能，使 AB SCIEX TripleTOF™ 5600 系统可以运行 SWATH 采集模式供全球科学家使用。有关 SWATH 的详情将于本周在丹佛召开的美国质谱协会 (American Society of Mass Spectrometry, ASMS) 会议上公布。 　　SWATH 采集模式是 Aebersold 博士及其在苏黎世联邦理工学院的团队共同开发，为未来的蛋白质组学研究提供的一种新的工作流程，该系统预计将产生令人震撼的蛋白质组学新发现，并克服目前的质谱平台中因数据重复而给科学家带来的困惑。本技术关键优势在于其能提供样品的完整定量与定性结果，该结果能按照提出的新假设经电脑模拟进行回溯性的挖掘。 　　这一新技术是对 MRMAtlas 的完美补充，MRMAtlas 以质谱技术为基础，向大多数人类蛋白质组提供研究平台。全球科学家利用这一图谱极大推进了生物标志物研究、蛋白药物开发、基础生物及生物医学研究。MRMAtlas 提供简单及有效分析能力，探索蛋白质组中前所未见的新领域。利用 TripleTOF 5600 系统的 SWATH 采集模式，将有更多科学家能使用 MRMAtlas。 　　现有高分辨率及轨道阱质谱系统仅能定性检测出复杂样品中的蛋白质子集，因为它们 MS/MS 获取速度相对较慢，且为探知更准确的定量结果，常常会采用其他仪器再次进样分析样品。面对这些挑战，AB SCIEX 开发出 SWATH 采集模式可以在单一进样分析中同时对所有蛋白质与肽进行定量与定性检测。 　　与 Aebersold 博士及其团队共同展开的这一活动还将继续开发软件处理方法，更好解析 MRMAtlas 的数据。SWATH 采集模式 是 AB SCIEX 的 MS/MSALL 技术的延伸，只能在 TripleTOF™ 5600 上完成，这是因为需要将极高的采集速度与定量能力、精确质量及高分辨率整合在一起方可实现。MS/MSALL 以前已成功用于脂质组学及特种结构表达。现在进一步扩展此能力，MS/MSALL 采用 SWATH 采集模式，极大提高了工作效率，因此可以结合 LC/MS， 显著提高了质谱技术。 　　瑞士联邦理工学院(苏黎世联邦理工学院)分子系统生物学学院Ruedi Aebersold 博士、教授 　　“利用 SWATH 和 MRMAtlas，我们能够重新思考研究蛋白质组学的方法。我们能够利用前所未有的方法研究样品，我们预计这将产生令人震撼的新发现。与 AB SCIEX 合作使我们达到开发此项技术所必须的速度与定量层次，我们将向全球整个科学界提供这一技术。” 　　AB SCIEX 制药与蛋白质组学业务部总经理兼副总裁 Dave Hicks 　　“AB SCIEX 再一次与世界一流科学家紧密合作，推动质谱技术发展，达到其他任何厂家均难以想象的高度。TripleTOF 5600 系统提供的能力和速度使这一革命性的 SWATH 技术成为现实。我们预计这一发展将在接下来的几年中重振蛋白质组学研究。”