高灵敏检测

近日，中科院长春应用化学研究所徐国宝等科研人员的一项发明专利“环境友好的高灵敏电化学发光检测方法”获得了国家知识产权局的授权(专利号：200510016848.4)。 　　联吡啶钌电化学发光标记分析是继放射分析、酶联分析、荧光分析和化学发光分析之后的新一代标记分析技术。它是基于高浓度的三丙胺与低浓度的联吡啶钌标记物发生电化学发光反应来进行生物分析，该技术由于具有灵敏度高、线性范围宽、抗干扰能力强、试剂稳定、重现性好等优点，被广泛应用于临床分析和科学研究。但联吡啶钌/三丙胺体系需要很高浓度的三丙胺才能实现高灵敏检测 且在不同工作电极上发光强度差别较大，铂电极上的发光强度仅约为金电极上的十分之一。因此十几年来人们一直在寻找替代三丙胺的新型共反应物，但一直没有找到发光效率高于三丙胺的共反应物。 　　该研究小组针对标记分析的特定条件，调研了一系列含有不同链长和基团如羟基、羧基和氨基等的共反应物的发光情况，找到一种高效的新型共反应物二丁基乙醇胺。在浓度为20 mM时，它在金电极和铂电极上的发光强度分别约是目前效率最好的三丙胺的十倍和一百倍。与一般采用外加增敏剂提高发光效率不同，二丁基乙醇胺是通过自身的羟乙基的催化来显著提高发光效率。由于羟乙基是一个吸电子基，因此该研究表明不是所有吸电子基团都是抑制电化学发光的，为寻找更加优良的试剂提供了新途径。二丁基乙醇胺具有优良的分析性能，在浓度只有三丙胺的五分之一时检测联吡啶钌比三丙胺的检测限好一个数量级。该研究对联吡啶钌电化学发光标记分析具有重要意义。

据物理学家组织网11月20日报道，美国加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)研究人员研制的一种便携、准确、高灵敏设备，可嗅探出从炸药和其他物质发出的蒸汽。 　　研究人员使用微流体纳米技术设计的该探测器，能模拟隐藏在犬类嗅觉受体后的生物机制。该设备既对追踪特定蒸汽分子高度灵敏，又能明确将某一特定物质与相似分子区别开来。 　　研究人员表示，狗仍然是利用气味检测爆炸物的黄金标准。但就像人一样，狗也有状况好或坏的一天，也有疲累或烦躁的时候。新研制的设备有着与狗鼻相同或更高的灵敏度，反馈回计算机的数据可显示其检测到了何种类型的分子。 　　此项技术的关键在于融合了机械工程学和化学的原理。发表在本月《分析化学》上的该研究成果表明，该设备可检测一种化学名为2,4-二硝基甲苯的空气分子，这是TNT炸药散发出蒸汽的主要成分。人鼻无法探测到微量的这种物质，一直以来主要依靠嗅探犬跟踪此类分子。该技术的灵感就来自于生物学设计乃至犬类嗅觉黏液层的微尺度。 　　该设备能实时检测和识别浓度在1ppb(十亿分之一)或以下的某类分子，其特异性和灵敏度是无与伦比的。包装在一个指纹大小硅微芯片中的该设备，其底层技术结合了自由表面微流体学和表面增强拉曼光谱学，用以增强捕获和识别分子的能力。 　　一个微尺度流体通道最多能吸收和汇聚6个数量级的分子。蒸汽分子一旦被吸收进微通道，在激光激励下就与能放大其光谱特征的纳米粒子相互作用，装有光谱特征数据库的计算机就能识别捕获到的分子类型。研究人员表示，该项技术也能扩展到某些疾病的诊断或毒品检测等。

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近日，中国科学院苏州生物医学工程技术研究所的宋一之团队与尹焕才团队在高灵敏增强拉曼气体传感方面取得进展。研究团队开发了一种具有超高灵敏性的柔性多孔三维玫瑰花枝状纳米增强基底，可实现气相与液相中有机小分子的高灵敏检测。研究成果发表在Analytical Chemistry上。高灵敏微量气体传感在环境污染研究、人体挥发性有机物（VOCs）检测中具有重要现实意义。迄今为止，已有多种分析技术被用于气体检测，但大多存在成本高、操作复杂、分析过程耗时等缺点。表面增强拉曼散射（SERS）作为一种有力的痕量分子检测工具，可利用基底的表面等离子体共振耦合和电荷转移效应大幅增强目标分子的拉曼散射信号，具有高灵敏、简单、快捷、无损和特异指纹识别的特点，在气体传感领域具有突出的优势。对此，该研究通过化学生长与微纳加工相结合的方式在柔性多孔滤膜上制备了纳米氧化锌金属三维异质结构（图1），并利用酰胺反应选择性地捕获腐胺和尸胺分子，实现了低浓度气体分子的高灵敏定量检测（腐胺检测限：1.26×10-9 M，尸胺检测限：2.5×10-9 M），比同类研究报道的检出限高出2~3个数量级（图2）；另外，还实现了在液相中的超高灵敏度定量检测（腐胺检测限：3.2×10-16 M，尸胺检测限：1.6×10-13 M），比同类研究报道的检出限高出6~9个数量级，充分证明了该SERS传感器在液相与气相有机小分子检测的巨大潜力。鉴于该三维柔性SERS基底的多孔特性和优异的增强性能，将其与微流体装置和便携式拉曼光谱仪集成，搭建SERS快速检测系统，有望实现气溶胶中细菌、病毒和污染物的高效捕获与富集，充分发挥该三维基底在气溶胶的高灵敏检测领域的技术优势。研究工作得到国家自然科学基金委、江苏省重点研发产业前瞻项目、中科院科研仪器装备研制项目等项目的经费支持。 　　论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.1c05013图1 基于三维玫瑰花枝状SERS传感基底构筑方法及有机气体分子检测策略图2.液相中（a-f）与气相中（g-l）不同浓度腐胺与尸胺的SERS光谱

仪器信息网讯 黄曲霉毒素是广泛污染农产品的一类强致癌、剧毒性真菌毒素，黄曲霉毒素又分多种。目前常用黄曲霉毒素快速检测方法常见以酶联免疫为基础的免疫分析法、免疫亲和分析法等。但是这类方法通常有抗原抗体特异性差，检测灵敏度低等缺点。 　　在2014年10月16日，第一届快速检测技术及仪器学术研讨会上，来自中国农业科学院油料作物所的李培武研究员作了&ldquo 农产品黄曲霉毒素靶向抗体创制与高灵敏检测技术&rdquo 的报告，向大家分享了他在黄曲霉素毒素抗原抗体特异性结合方面的研究，提出了黄曲霉毒素抗体亲和靶向诱导效应学说，创建了黄曲霉毒素抗原抗体特异性结合、高灵敏检测技术和标准体系。 中国农业科学院油料作物所 李培武研究员 　　报告中，李培武研究员说，经过多年反复试验，不仅探明了黄曲霉毒素抗原抗体互作分子机制并发现了其免疫活性位点即黄曲霉毒素抗原苯基与呋喃环氧基，通过验证试验发现黄曲霉毒素抗原抗体亲和力常数得到显著提高，实现了抗原抗体高灵敏特异性识别。不仅如此基于活性位点对抗体亲和力产生的诱导效应，将这种诱导效应顺利的从免疫动物到体外杂交瘤进行高效传递，突破了传统的筛选方法，从而建立了快速培养梯度筛选法。通过这种筛选法把杂交瘤的融合和筛选，实现了一步化的选育，大大提高了筛选的效应，建立了从实验动物到杂交瘤的高效选育通路。基于此项研究成果，李培武研究员创制出黄曲霉毒素总量与M1、B1、G1分量系列单克隆抗体、基因重组抗体和纳米抗体，并创造了灵敏度最高、特异性最强的世界纪录。 　　不仅如此，李培武研究员将此项研究进行成果转化，创建了铕标记侧向流时间分辨荧光检测、纳米金同步检测、荧光增强免疫亲和检测技术，研制出黄曲霉毒素时间分辨荧光试剂盒、纳米金试剂盒、多毒素同步检测试剂盒系列产品，获得多项发明专利。构建了黄曲霉毒素高灵敏检测技术标准体系，并入选了农业部行业标准。

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北京瑞利分析仪器公司开发出三种含砷兽药的高灵敏检测技术! 　　北京瑞利分析仪器公司是国内色谱-原子荧光联用技术的开拓者和最前沿技术的拥有者。自1998年以来，在一直致力于色谱-原子荧光联用技术仪器硬件研发的同时，也坚持自主开发各种元素形态的分析方法。在开发出AF-610D系列具有国际领先水平的色谱-原子荧光联用仪器的同时，砷元素分析方法也取得了突破性进展。 　　近期，我公司利用液相色谱-原子荧光联用技术，依靠国内唯一能满足GB11606分析仪器环境试验方法的全封闭一体化且恒温控制的高稳定紫外消解系统，成功开发出三种含砷兽药高灵敏检测方法。采用普通的C18柱和极为简单的分离条件，成功地实现了PASA, NPAA, NHPAA三种含砷兽药高灵敏检测。上述三种砷形态的最小检出浓度均小于0.5ng/mL，高效能紫外消解系统所能消解的最大浓度为10000 ng/mL，线性范围可高达4个数量级，重复精度均小于2%。 表1： 三种含砷药物的名称及结构式 图1： 三种含砷兽药的分离谱图 图2：瑞利公司色谱-原子荧光联用仪AF-610D型 图3：瑞利公司色谱-原子荧光联用仪AF-610D2型

p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201605/noimg/80dfc663-4347-4350-99e0-bc5505ecc7f2.jpg" title=" 1.jpg" / /p p 　　4月30日 中科院大连化物所快速分离与检测李海洋研究团队成功研制了一种光致二溴甲烷阳离子化学电离源，该电离源与质谱技术相结合，显著提高了恶臭含硫化合物的检测灵敏度，该成果已发表在美国化学会Analytical Chemistry上。 br/ /p p 　　《国家恶臭污染控制标准》规定的八大恶臭气体(硫化氢、甲硫醇、二甲基硫醚、二硫化碳、三甲胺等)绝大部分都为挥发性含硫化合物(VSCs)，这些恶臭化合物与人类日常生活环境息息相关，并且具有较高的毒性，ppbv量级就能对人的健康造成伤害。此外，VSCs还是人体呼出气中重要的生物标志物，如硫化氢和二甲基硫为肝硬化和肝昏迷等肝脏疾病相关的标志物。由于VSCs具有较高活性及易吸附等特点，急需一种既快速又灵敏的分析检测技术。 /p p 　　该研究团队利用真空紫外灯(VUV)电离高浓度二溴甲烷试剂气体获得足够多且强度稳定的CH2Br2+试剂离子，CH2Br2+试剂离子进一步与VSCs样品发生高效的电荷转移及离子加和反应，实现VSCs的高灵敏检测。实验结果表明：该离子化源对硫化氢、甲硫醇、二甲基硫等5种常见VSCs的检测限均达到pptv量级，检测时间小于1分钟，此外特异性加和离子[M+CH2Br2]+的存在，增强了物质识别。 /p p 　　该新型检测技术现已成功应用于人体呼出气和下水道气体中痕量VSCs的测量，因其快速高灵敏的检测性能，在医疗诊断和环境化学领域具有广阔的应用前景。 /p p br/ /p

细胞是生物结构、功能单元及生命活动的基本单位，对其深入研究有助于进一步认识生命规律。临床样本量通常较少，单细胞多指标分析对疾病早期诊断及预后、药物开发等具有重要意义。为了满足对单细胞多参数分析日益增长的需求，Tanner等提出了质谱流式细胞仪的概念。与传统的荧光流式相比，该仪器基于非光学物理检测原理与金属标签抗体识别细胞，检测通道理论上可达上百种，同时，检测通道之间相互无干扰，具有高灵敏度、高稳定性及低变异系数的优点。 目前常见的质谱流式金属标签是基于1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸等配位基团的聚合物金属标签（MCP），每条聚合物链上仅连有20-50个金属原子，相当于每个抗体上连有150-200个金属原子，无法实现低丰度标志物的检测。此外，MCP聚合物标签只可与稀土金属和铋等的三价离子配位（对应约40个检测通道），超过60%的同位素通道并没有实际使用，制约了质谱流式在实际应用中的多指标检测能力。由此可见，提高质谱流式金属标签的灵敏度，实现低丰度细胞标志物的检测以及开发新的质谱流式同位素通道，提高质谱流式多指标检测能力是当前质谱流式技术亟需解决的问题。因此，需要开发设计新型的金属同位素载体提高单个金属标签上金属原子个数及负载稀土之外金属元素。 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所研究员白鹏利课题组是国内最早进行质谱流式检测试剂研究团队之一，经过多年的积累，已掌握金属标签的合成、筛选及抗体标记等技术，积累了深厚的学术与技术基础。近期，白鹏利课题组首次提出了一种基于便捷的金属元素掺杂聚苯乙烯纳米球的质谱流式金属标签合成策略，将稀土、锆和铪等金属元素通过溶胀的方法掺杂到聚苯乙烯纳米颗粒中，并进行抗体偶联，制备了一系列质谱流式金属标签，实现了对单核细胞（MNCs）的单细胞高灵敏多指标检测。 纳米颗粒通常会与细胞产生强烈的非特异性吸附，可能导致假阳性结果，影响检测结果的准确性，因此降低材料的非特异性吸附水平对质谱流式检测试剂颇为重要。科研人员通常对纳米颗粒进行复杂的表面修饰来降低材料的非特异性吸附水平，操作繁琐困难。本研究发现改变染色缓冲液成分可有效降低聚苯乙烯纳米材料对细胞的非特异性吸附，例如，使用含10%FBS的PBS缓冲液时聚苯乙烯纳米颗粒与细胞的非特异性吸附水平下降至使用商品化缓冲液的5%，这为改善纳米颗粒类质谱流式金属标签非特异性吸附性能提供了新的发展方向。 该团队将Eu金属掺杂到200nm聚苯乙烯球中后与抗CD8抗体偶联制备的金属标签，可实现对MNCs中CD8+T细胞的有效分群，分群效果与商品化的MCP标签一致，当标签用量为4000NPs/Cell时，检测灵敏度可达到商品化标签的5倍，且该标签对商品化标签表现出颇高的兼容性，证明其具备在实际质谱流式检测中具备应用潜力。 该工作将La、Zr和Hf等金属掺杂到聚苯乙烯纳米颗粒中，与抗CD45抗体偶联制备相应的金属标签，均能够实现对MNCs细胞的分群，并首次实现了177Hf、178Hf、179Hf和180Hf四个元素通道在质谱流式检测中的应用，拓宽了质谱流式检测通道。未来，将其他金属同位素掺杂到聚苯乙烯纳米颗粒中制备金属标签将会开拓更多的元素通道。该工作为质谱流式检测通道拓展提供了一种通用易行的策略。 相关研究成果以A Universal Mass Tag Based on Polystyrene Nanoparticles for Single-Cell Multiplexing with Mass Cytometry为题，发表在Journal of Colloid and Interface Science上（2023, 639, 434-443.）。研究工作得到国家重点研发计划、江苏省自然科学基金、中科院仪器装备项目和中科院青年创新促进会等的支持。 图1.基于金属掺杂聚苯乙烯纳米颗粒的质谱流式金属标签制备策略及单细胞多指标检测示意图 图2.Eu-PS-NPs标签在不同细胞染色缓冲液中对MNCs细胞染色后质谱流式散点图。（a）Fluidigm CSM，（b）PBS，（c-f）5-20% of FBS in PBS，相应信号强度柱状图（g）和热图（h）。 图3.商品化标签及Eu-PS-NPs标签染色后质谱流式散点图对比。（a）141Pr-MCP_CD45、152Sm-MCP_CD3、151Eu-MCP_CD8、159Tb-MCP_CD4，（b）141Pr-MCP_CD45、152Sm-MCP_CD3、151Eu-PS-NPs_CD8、159Tb-MCP_CD4。 图4.Eu、Zr、Hf、La掺杂聚苯乙烯纳米球标签制备及对MNC细胞分群结果

近日，大连化物所仪器分析化学研究室质谱与快速检测研究中心（102组）李海洋研究员团队与大连医科大学附属第二医院冷松教授团队合作，基于我所自主研发的高分辨离子迁移谱技术，发展了一种面向床旁诊断的呼出气氨实时监测仪和新方法，实现了对周期性呼吸过程中呼出气氨的高灵敏和高特异性的实时监测。该方法可以有效减轻呼出气中高湿度、复杂背景，以及小分子氨的高吸附性残留对检测结果的干扰，为人体重要生物代谢标志物氨的检测提供了一种无创、实时、精准的新仪器和新方法。呼出气氨与体内氨基酸合成—代谢、尿素—氮动态平衡、血液酸碱平衡缓冲对等多种重要生理过程密切相关。呼出气中氨浓度为肝肾功能、雷氏综合征、尿素循环障碍、有机酸中毒和幽门螺杆菌感染等疾病的诊断提供了重要参考。因此，呼出气氨的快速、非侵入、准确定量监测具有重要的临床意义。在前期相关研究的基础上，本工作通过在漂气中加入改性剂丙酮来调控离子—分子反应，显著地提升了氨和试剂分子的峰—峰分离度，在上千种呼出气组分中实现痕量氨气的高特异性检测；发展了在线稀释和吹扫采样技术，解决了氨分子的吸附残留难题，实现了100%RH下呼出气氨的高灵敏检测；在宽的浓度范围（100至2400ppb）可以实现呼出气氨的准确定量检测，单次分析时间仅40ms。与目前血氨浓度检测方法相比，呼出气氨离子迁移谱检测仪具有无创检测、实时性强、选择性好、灵敏度高等优点，特别适用于透析疗效的实时监测和肝性脑病的早期识别，展示出床旁诊断的重要应用价值。目前，该仪器已在大连医科大学附属第二医院健康管理医学中心开展健康检测和评估。相关研究以“Breath-by-breath measurement of exhaled ammonia by acetone-modifier positive photoionization ion mobility spectrometry via online dilution and purging sampling”为题，发表在《药物分析学报》（The Journal of Pharmaceutical Analysis）上。该工作的第一作者是大连化物所与大连医科大学联合培养硕士研究生王露和102组蒋丹丹副研究员。该工作得到了国家自然科学基金、中科院科研仪器设备研制项目、大连化物所创新基金等项目的资助。

近日，中国科学院新疆理化技术研究所爆炸物传感检测团队在高灵敏快速比色-荧光双模检测典型氧化剂的研究获得进展，相关研究成果发表在Analytical Chemistry上。 　　高锰酸钾(KMnO4)、次氯酸钠(NaClO)等典型氧化剂是代表性非制式爆炸物原料，而过量排放会造成环境污染。因此，开展氧化剂的高灵敏、高选择性、现场快速检测和分析对维护国家公共安全与环境保护具有重要意义。 　　有机光学探针因具有结构可调、官能团多样、发光效率高、反应快、识别位点特异等优点，被广泛应用于典型氧化剂检测。目前，相关研究集中在调控探针结构增强单个目标物检测性能方面，如何通过探针设计实现对不同氧化剂的同时区分检测颇具挑战。 　　中国科学院新疆理化技术研究所爆炸物传感检测团队基于KMnO4和NaClO皆可氧化双键，以及氧化能力和反应机制不同的特征，提出了基于D-π-A(电子给体-π共轭桥-电子受体)结构的“一箭双雕”探针分子设计策略，实现了对KMnO4和NaClO的比色-荧光双模区分识别。 　　研究基于多氰基呋喃(TCF)中甲基易与醛基进行羟醛缩合反应生成双键的特点，以自身含有碳碳双键的TCF为拉电子基，以对二甲氨基苯甲醛为推电子基，设计制备了TCF基D-π-A型比色-荧光探针分子(DMA-CN)。由于KMnO4可以同时打断TCF和π共轭桥中的碳碳双键，而NaClO仅可以打断π共轭桥中的碳碳双键，进而生成具有不同光学性质的产物，从而产生不同的比色和荧光信号。 　　研究发现，DMA-CN对KMnO4的荧光-比色检测限分别达60 nM和 91 nM，而对NaClO的荧光-比色检测限达13 nM和214 nM，响应时间均　　研究工作得到国家自然科学基金、中科院青年创新促进会、中科院基础前沿科学研究计划从0到1原始创新项目、中科院“西部之光”人才培养计划和新疆维吾尔自治区等的支持。新疆大学科研人员参与研究。

项目研制的毒品爆炸物检测仪样机 　　近日，由中科院合肥物质科学研究院智能所承担的863计划新材料技术领域项目“基于一维纳米材料的电容-电导式高灵敏传感器研究及毒品/爆炸物快速检测”通过了国家科技部专家组的验收。 　　该项目以一维纳米材料的边缘场效应为理论依据，研究了单壁碳纳米管等一维纳米材料的可控生长及其对气体分子的吸附、极化特性等敏感作用机理，制备出了可用于毒品和爆炸物检测的高性能纳米传感器，并结合传感器阵列和智能识别技术研制出毒品/爆炸物检测仪原理样机。 　　项目共申请国家发明专利4项，发表SCI论文19篇，完成并部分超过了合同规定的各项指标，获得了验收专家的一致好评。

中国科学院沈阳自动化研究所（以下简称沈阳自动化所）太赫兹团队近日在红外探测领域取得了关键技术突破，实现了基于硒镓钡晶体的3~8微米中红外高灵敏探测，对纳秒脉冲的探测灵敏度指标达到国际先进水平，且实现系统的国产化。相关成果发表于《光学》。　　当前，中红外探测主要采用热探测和光电探测两种直接探测手段，现有性能已难以满足科学家对微量物质精准检测的需求，探测灵敏度已成为中红外系统的瓶颈问题。为此，太赫兹团队提出基于激光频率变换技术的解决方案，设计并搭建了实验系统。其工作原理是将弱中红外信号高效率地转换为近红外信号，该近红外光携带了中红外光的信息且易于探测，通过这种间接探测的方式大幅提高中红外信号的探测灵敏度。　　经过深入分析研究多种晶体的光学特性，太赫兹团队将目标锁定在硒镓钡晶体。该晶体由论文作者之一、中国科学院理化技术研究所研究员姚吉勇带领团队研制。“硒镓钡晶体通常是作为波源使用，我们大胆尝试，将它作为探测系统的一部分，在掌握其光学特性的基础上设计了高性能光参量振荡器，优化了相位匹配条件，解决了弱信号环境下的强背景噪声抑制等问题，实现了收发一体的中红外系统。”太赫兹团队负责人、沈阳自动化所研究员祁峰说。　　团队通过对纳秒级脉冲的实验测试表明，该系统目前可达到的探测灵敏度优于碲镉汞探测器100倍，实现了飞焦级纳秒脉冲的有效探测；系统的动态范围超过110 分贝，在宽频范围内的均匀响应可达到1.4个倍频程。上述两指标均优于传统的直接探测系统。　　太赫兹团队来自中国科学院光电信息处理重点实验室。该实验室主任、沈阳自动化所所长史泽林表示，“实验室始终面向实际需求开展光电探测研究，探索新机理和新方法，该研究就比较典型。如果灵敏度取得数量级的提升，可能给生物、医疗和化工等领域带来新的科学研究手段，让原来办不到的事情变得可能。”　　相关论文信息：https://doi.org/10.1364/OPTICA.442772

食品安全事关国计民生，食品安全检测技术是保证食品安全的重要手段。由于食品基质复杂、有害成分含量低、风险因素多变，传统的食品安全检测技术难以满足日益增长的新需求，面对新挑战，中国检验检疫科学研究院食品所张峰首席专家团队在食品安全可视化、高灵敏、实时、高效检测方向取得新突破。 　　在食品安全可视化检测方向，团队在质谱成像研究领域取得新突破。液相色谱等传统检测技术可获得食品中有害物的平均含量，却无法获得其空间分布信息，无法实现可视化。光学成像和显微成像等传统成像技术空间分辨率低、灵敏度低、干扰高，难以准确定量。团队应用显微成像-基质辅助激光解吸电离质谱成像技术获得食品组织高分辨率空间分布及原位含量信息，创建新型“暴露曲线”模型，揭示了食品内源性有害物的代谢变化规律，实现了食品外源性污染物的污染程度评价。图1 显微成像-基质辅助激光解吸电离质谱成像图及“暴露曲线”模型 在食品安全高灵敏检测方向，团队在检测新材料研发领域取得新突破。由于食品基质复杂，有害物含量低，需要高效的富集净化材料实现高灵敏检测，但传统吸附材料制备条件苛刻、吸附容量低，难以实现有效富集与净化。团队在70 ℃温和条件下研制出新型磁性多孔有机材料Fe3O4@COF （BAPTPDA-Dt）、Fe3O4@TAPB-Tp和Fe3O4@PDA@UPOPs，键合了脲类等多种官能团，赋予其丰富的疏水性及亲水性，使其吸附能力大大提升。其中，新材料Fe3O4@TAPB-Tp用于牛奶中玉米赤霉烯酮富集净化，所建立的高效液相色谱-串联质谱法的定量限可达0.012 μg/kg，与《食品安全国家标准 食品中玉米赤霉烯酮的测定》（GB 5009.209-2016）规定的方法定量限4 μg/kg相比，灵敏度提高了数百倍。这些新材料实现了制备条件温和、吸附容量高等技术突破，检测灵敏度从ppb向ppt级跨越，实现食品中多种痕量有害物的高灵敏检测。图2 Fe3O4@TAPB-Tp材料合成路线（A）和检测流程（B）图 在食品安全实时检测方向，团队在质谱关键元件研发领域取得新突破。目前对食品安全检测效率的要求日益提高，光谱技术能满足实时检测需求，但结构信息少，难以满足准确定性定量要求。传统敞开式电喷雾离子源质谱可直接进样并定量分析，满足实时检测需求，但其选择性不足、灵敏度低，难以应用于复杂食品基质的分析。团队将高选择性吸附材料与敞开式质谱离子源相结合，研发出一系列分离、电离一体化高选择性敞开式质谱离子源，明显提高了其选择性。其中将亲水性分子印迹聚合材料集成于敞开式质谱离子源，用于蜜蜂中磺胺类药物的检测，检测速度≤1分钟，方法定量限可达0.3 μg/kg，与《蜂蜜中16种磺胺残留量的测定方法 液相色谱-串联质谱法》（GB/T 18932.17-2003）制定的方法定量限2.0 μg/kg相比，灵敏度提高近10倍，检测速度由几十分钟缩短至几十秒，检测灵敏度从ppb向sub-ppb级跨越，实现了食品中磺胺类药物的实时、灵敏检测。图3 亲水性分子印迹聚合材料制备流程图图4 所研发的新型敞开式质谱离子源 在食品安全高效检测方向，团队将食品组学拓展到未知风险判定新领域。食品安全的未知风险因子判定非常困难，几乎没有成熟技术。团队将智能质谱手术刀与组学技术相结合，开发了新型全息鉴别技术，获得反复冻融肉和过度加热肉的特征标志物，检测速度由几十分钟缩短至几秒钟，实现了过度加工食品中风险因子的高效判别。图5 新型全息鉴别技术流程图综上，2021年团队在食品安全可视化、高灵敏、实时、高效检测方向取得系列突破。研发了新型富集材料3种；申请发明专利24件，其中授权6件；制订食品安全国家标准2项，行业标准2项，食品补充检验方法3项，食品快速检测方法5项；获批国家二级标准物质 2 个；在国内外期刊发表学术论文41篇，其中SCI/EI期刊收录论文24篇，包括SCI Ⅰ区TOP期刊《Analytical Chemistry》（IF = 6.986）、《Environmental Pollution》（IF = 8.071）、《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（IF = 5.279）等。

p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 日前，中国计量科学研究院（以下简称“中国计量院”）前沿中心生命科学计量团队成功研发了针对新型冠状病毒的新型检测方法和对应试剂盒——高灵敏数字PCR检测法和检测试剂盒。该方法较现行通用的RT-PCR法灵敏度显著提升，已进行验证测试，并将同步有序开展推广应用。 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 该方法和试剂盒主要基于数字PCR系统完成相应的引物、探针、阴性对照、阳性对照、内参基因设计及优化等工作，并进行了实际临床样本的检测，阳性和阴性样本与临床判断一致。与现行通用的实时荧光定量RT-PCR检测法相比,灵敏度显著提升，为解决“漏检”问题开辟了新途径。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 550px height: 422px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/b815274e-6b88-426c-895e-7abcd2551a11.jpg" title=" 7.jpg" alt=" 7.jpg" width=" 550" height=" 422" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " span style=" color: rgb(79, 129, 189) " strong 可以对样本进行绝对定量 /strong /span br/ /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 其定量结果直接为目的基因拷贝数（对应病毒个数）而非Ct值，为病程和疗效的判读提供量化的核酸水平依据。 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " span style=" color: rgb(79, 129, 189) " strong 缩小检测灰区，减少假阴性 /strong /span /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 数字PCR方法不依赖扩增曲线和Ct值的判断，更加直观，可有效避免人为错误，缩小检测灰区。在高灵敏的同时，具备核酸检测结果的高可靠性和重复性，有可能提升治愈患者符合出院标准的可信度。 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " span style=" color: rgb(79, 129, 189) " strong 可排除复杂样本对实验结果的干扰 /strong /span /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 不受PCR抑制物的影响，可避免样本复杂性导致的PCR假阴性，尤其适用于检测成分复杂的粪便样本或其他复杂样本，这一特性也可适用于检测基质成分复杂的环境样本。 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 据了解,目前该方法和试剂盒已完成针对伯乐QX200型仪器的系统优化和全程验证，并将免费提供给相关机构开展与新冠病毒相关的检测和研究工作，针对其它型号仪器的操作流程优化工作正在进行中。 /p p style=" text-align: right margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 文章来源：中国计量科学研究院 /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px line-height: 1.5em " 仪器信息网持续跟踪报道科学仪器行业科研单位、仪器厂商在疫情防控、病毒检测方面的信息，不间断更新与补充专题内容，也积极呼吁更多仪器企业加入到驰援疫情战斗的行动中。更多厂商抗击疫情信息请点击下图，进入《抗击新冠病毒& nbsp 仪器人在行动》专题查看。 /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/zt/xxgzbd" target=" _blank" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 550px height: 123px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/90465be3-a21a-4de4-bb04-c96f1a664360.jpg" title=" banner.png" alt=" banner.png" width=" 550" height=" 123" border=" 0" vspace=" 0" / /a /p

导读在新型冠状病毒感染咳嗽的诊断与治疗专家共识（2023，46）中针对咳黄脓痰或外周血白细胞增高提示可能存在细菌感染，在2021年发表的95例COVID-19患者合并细菌及真菌感染的临床分析中，结果表明，COVID-19危重型患者易合并鲍曼不动杆菌和肺炎克雷伯菌等细菌和真菌的感染，肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)属于肠杆菌科克雷伯菌属，是一类重要的医源性感染革兰氏阴性条件致病菌，对多数抗菌药物易产生耐药性，占临床分离菌的13%，成为仅次于大肠埃希菌 (19%)的院内感染第二大致病菌。上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国重实验室科学家基于naica® 微滴芯片数字PCR系统建立了肺炎克雷伯菌的数字PCR检测方法。数字PCR检测灵敏度最低检出限可达到3.37copies/μL；方法的相对标准偏差(relative standard deviation，RSD)均小于25%；本研究利用优化后的数字PCR方法共检测了28 株临床菌株，检测到14株为肺炎克雷伯菌，14株为其他种属，该方法特异性好、灵敏度高、准确度高，适合肺炎克雷伯菌的核酸检测和定量分析，也为其他临床病原菌的分子检测提供了新的技术参考。应用亮点：▶ 数字PCR (digital PCR，dPCR)作为第3代 PCR技术，具有简便快速、灵敏度高、精确度高的特点，可检出微量的细菌核酸分子。▶ 与传统的qPCR 相比，dPCR不受扩增效率的影响，无需依赖扩增曲线、无需标准曲线即可进行绝对定量，同时对低浓度的核酸定量更加准确可靠。实验结果：１、通过数字PCR的检测范围和灵敏性实验得到，cdPCR样品后续可在S5&minus S9样本检测范围内进行。▲图１.数字PCR对不同稀释度标准品灵敏度测试结果。蓝色：阳性微滴；灰色：阴性微滴；NTC：阴性对照２、数字PCR与荧光定量PCR的检出范围和灵敏性实验，得到cdPCR对低浓度样品的检测更准确。此外，cdPCR的最低检出限(3.37copies/μL)，较qPCR (194.9 copies/μL) 有更高的检测灵敏度。▲图2: pUC57-16S的数字PCR (A)和荧光定量PCR (B)的标准曲线图 2B不同稀释倍数标准品检测的Ct值：S1：9.84；S2：12.89；S3：16.21；S4：19.74；S5：22.34；S6：25.69；S7：28.11；S8：32.56；S9：35.42３、同时对3株肺炎克雷伯菌和4株其他菌株进行特异性评估验证，cdPCR方法对肺炎克雷伯菌的特异性检测有效。4、利用cdPCR对28株临床菌株进行检测，有14株菌为肺炎克雷伯菌，14株为其他菌株，说明cdPCR具有临床菌株检测应用潜力。综上所述，本研究建立了检测肺炎克雷伯菌的数字PCR方法。与qPCR技术相比，cdPCR可以精准地对核酸进行绝对定量分析，检测下限低至单拷贝，不依赖于标准曲线， 具有较好的数据重现性，在稀有样品或痕量样品的检测方面具有独特的优势。因此，该方法为提高肺炎克雷伯菌的早期核酸检测提供了新方法，也为核酸绝对定量提供了新的数据支持。同时naica® 六通道数字PCR系统为新冠病毒合并细菌感染的多重检测提供可能。naica® 六通道数字PCR系统法国Stilla Technologies公司naica® 六通道数字PCR系统，源于Crystal微滴芯片式数字PCR技术，自动化微滴生成和扩增，每个样本孔可实现6荧光通道的检测，智能化识别微滴并进行质控，3小时内即可获得至少6个靶标基因的绝对拷贝数浓度。

小分子作为分子量小于 1000 道尔顿的化合物，在生命活动中发挥着重要的作用。对小分子进行检测和分析，无论是在生物医学领域，还是在疾病的早期诊断中，都是非常必要的。目前，市场上已出现不少小分子检测方法，包括光谱学、电化学等技术，但它们也同时存在着各种缺点，比如操作复杂、通量小、设备昂贵等。与上述传统的检测技术相比，场效应晶体管（field-effect transistors，FET）这种传感器平台则具有诸多优点，如灵敏度高、响应速度快、即时检测等。在该平台中，石墨烯作为导电通道，当其与小分子相互作用时，和电荷转移相关的化学掺杂效应会改变它的电势，导致石墨烯 FET 通道的电导发生实时变化。其中，必须说明的是，小分子的电荷量或分析物的氧化还原性，对化学门控调制起着决定性作用。也就是说，这种晶体管传感器，更适用于检测那些带电量较多的分子，而无法很好地检测那些电荷很少、且氧化还原性能较弱的小分子。复旦大学魏大程研究员带领的课题组，以新型场效应晶体管材料的研发为研究重点（课题组主页：www.weigroupfudan.com）。近期，该课题组发现了一种光化学门控效应，可以通过引入额外的光门控调制，来提高小分子的检测灵敏度。基于此，他们在石墨烯 FET 通道上，生长了具有良好光敏性的共价有机框架材料，能够吸收大量的光能量，并产生丰富的光电子，进而放大对化学信号的电流响应。图丨团队合照（来源：魏大程）接着，该团队采用光门控和化学门控协同的策略，开发了一款光增强化学晶体管传感器，实现对不同小分子，包括中性分子在内的高灵敏检测。利用该器件，他们成功检测到由细胞产生的、浓度低于 10−19M 的二羰基代谢物甲基乙二醛（methylglyoxal，MGO），至少比现有的技术低 5 个数量级。需要说明的是，MGO 是糖尿病、心血管病等疾病的重要参与分子，此前传统的小分子检测方法，很少能够实现对浓度低于 10−9M 的 MGO 的检测。在检测 MGO 的基础上，该器件还可以通过在共价有机框架材料上设计活性位点的方式，实现对其他具有不同电荷性质的小分子的检测。并且，对共价有机框架材料的分子结构进行调整，还能满足对其他疾病标志物的检测，比如蛋白质、离子、核酸等。图丨光增强化学晶体管（来源：Journal of the American Chemical Society）据魏大程介绍，该研究开始于 2018 年左右，整个过程持续了两到三年时间。“我们先是发现了一些光增强的电学响应信号现象，但并不清楚其中的机理，后来做了很多对比实验，同时也进行反复的讨论分析，才明白其实际上是光栅效应和化学效应的协同作用导致的。”他说。同时，他也表示：“我们利用光增强技术的好处是，能够对信号放大，使晶体管传感器发展成一个通用平台，既可以检测带电量较高的小分子，也可以检测带电量较低的小分子。”图丨光增强化学晶体管（来源：Journal of the American Chemical Society）2023 年 4 月 25 日，相关论文以《用于小分子超灵敏检测的光增强化学晶体管平台》（Photo-Enhanced Chemo-Transistor Platform for Ultrasensitive Assay of Small Molecules）为题在 Journal of the American Chemical Society 上发表[1]。图丨相关论文（来源：Journal of the American Chemical Society）复旦大学硕士研究生王乾坤、艾昭琳为该论文的共同第一作者，复旦大学魏大程研究员为论文的通讯作者。整体来看，该研究拓宽了晶体传感器平台的应用范围，具有快速、易于操作、高灵敏等优点的传感器件，有望在生物医学研究、健康监测和疾病诊断中实现应用。魏大程表示：“我们实验室主要想将晶体管传感器与医疗相结合，开展一些生化检测方面的研究。不过，实现小分子检测只是研究的一部分，这里面还有许多科学问题和技术问题有待解决。比如，我们想实现对癌症的检测。虽然这方面也已经有了很多相关技术，但在进一步提高检测的准确性上还有研究的空间，所以接下来我们也计划朝着这个方向进行探索。”此外，生化传感领域，尤其是晶体管传感技术，目前尚处于实验室阶段，现在，临床上还没有在大规模使用的产品。该团队也正在和相关企业进行交流，希望能够基于所开发的技术，打造一些具有较强实用性的产品，推动产业领域的应用。

汞污染，国际社会广泛关注 汞是一种有毒性的重金属元素，会对人类和生态系统健康造成严重危害，目前已成为国际社会广泛关注的环境污染物之一。人类在食用含有超标汞的产品后，可引起心血管系统、免疫系统、神经系统等受损，历史上严重的汞中毒事件包括1956年的日本熊本县水俣病事件、1971年伊拉克全国性汞中毒事件等。汞通常以不同的形态（无机汞和有机汞）存在。其中，无机汞可通过生物体内代谢的方式排出体外，而有机汞（主要为甲基汞，水俣病的罪魁祸首）则易于与有机配位体基团结合，导致其在生物体内分解速度缓慢，毒性更强。 图1汞形态的转化及通过食物链的摄入（Poulain, A.J. et al, Science, 2013） 在生态系统中，有机汞具有生物富集性，例如，鱼肉中汞的含量可达10 mg/kg以上。为了人类健康和生态系统可持续发展，有必要对环境中的汞形态进行监测。 岛津应对策略及解决方案 环境中汞的含量通常比较低，如环境水样中总汞浓度在pg/L-ng/L，汞的形态分析需要借助高灵敏探测方法（如冷原子荧光光谱法和电感耦合等离子体质谱法）来实现。为了应对环境水样品中痕量汞形态分析的挑战，岛津中国创新中心与中科院生态环境中心合作开发了一套在线SPE-LC-ICPMS分析系统，用于测定环境水样品中的痕量汞形态。 图2 在中科院生态环境中心进行SPE-LC-ICPMS实验 该系统通过第一维液相上的SPE柱对水样品中不同形态的汞进行富集；然后通过六通阀切换，在第二维分析柱上完成不同形态汞的分离，并借助高灵敏ICPMS，实现了皮克量级汞形态的快速、灵敏检测。岛津中国创新中心通过对分析参数进一步优化，使SPE-LC-ICPMS分析系统对甲基汞的检出限达到0.25 pg（进样量5 mL），优于环保标准《水质 烷基汞的测定 吹扫捕集/冷原子荧光光谱法》中所用分析方法的检测能力（检出限0.90 pg，样品量45 mL）。 图3. 甲基汞、二价汞和乙基汞的标曲曲线（0.05 – 0.8ppt） 海水样品中甲基汞的测定 利用建立的SPE-LC-ICPMS联用系统，对3个海水样品（采样位置如图4所示）中的汞形态进行了分析。3个海水样品中甲基汞的含量分别为0.096 ng/L、0.061 ng/L和0.058 ng/L，与文献报道的加拿大附近海水中甲基汞浓度值（0.057-0.095 ng/L）【1】、意大利附近海水中甲基汞浓度值（0.06-0.13 ng/L）【2】基本一致，表明本方法准确、可靠，可应用于海水样品中汞形态的分析。图4 海水样品采样位置 表1 本方法（SPE-LC-ICPMS）与标准分析方法分析性能比较 方法特点分析全自动化操作：环境水样，在线SPE富集、分离、质谱检测简单、快速分析：前处理简单过滤，全部分析可在15 min内完成高灵敏分析：烷基汞、二价汞同时检测，甲基汞检出限0.25 pg高盐度海水样品分析：可直接进样分析盐度为35‰的海水样品 小结 岛津中国创新中心与中科院生态环境中心合作开发了在线SPE-LC-ICPMS联用系统，实现了环境水样中超痕量汞形态的准确、快速分析。分析方法对甲基汞的检出限为0.25 pg，优于国家标准中推荐方法的检出限，达到国际领先水平。简单、快速、灵敏的汞形态分析能力，使本方法在常规检测及应急响应场景下具有广阔的应用前景，在环境水样（生活饮用水、地表水、海水等）检测和食品安全及检测中将发挥重要作用。参考文献：1. Vincent L. ST. Louis，Holger Hintelmann, Jennifer A. Graydon, Jane L. Kirk, Joel Barker, Brian Dimock, Martin J. Sharp, Igor Lehnherr, Environ. Sci. Technol. 2007, 41, 6433-6441.2. W.R.L. Cairns, M. Ranaldo, R. Hennebelle, C. Turetta, G. Capodaglio, C.F. Ferrari, A. Dommergue, P. Cescon, C. Barbante, Analytica. Chimica. Acta, 2008, 622, 62-69. 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

记者从中国科学院沈阳自动化研究所（以下简称沈阳自动化所）获悉，该所太赫兹研究团队在红外探测领域取得关键技术突破，实现了基于硒镓钡晶体的3—8微米中红外高灵敏探测，对纳秒脉冲的探测灵敏度指标达到国际先进水平。这项技术将为我国在生物、医疗、化工等领域开展前沿科学研究提供强有力的探测工具。相关成果于1月20日刊发在《光学》上。　　相对于传统的可见光近红外波段，中红外光与分子之间的共振现象可大幅度提高光谱测量的信噪比，进而实现对物质成分的有效识别。中红外探测技术对于推动生命科学、物性分析等科学探索，以及环保、化工行业、医学诊断等实际应用具有重要意义。当前的中红外探测主要采用热探测和光电探测两种直接探测手段，难以满足科学家们对微量物质的精准检测的需求，探测灵敏度已成为中红外系统的瓶颈问题。　　针对当前中红外探测的瓶颈问题，研究团队提出了基于激光频率变换技术的解决方案，设计并搭建了实验系统。研究团队负责人、沈阳自动化所研究员祁峰介绍，该方案的工作原理是将弱中红外信号高效率地转换为近红外信号，近红外光携带了中红外光的信息且易于探测，通过这种间接探测的方式可大幅度提高中红外信号的探测灵敏度。　　经过深入分析研究多种晶体的光学特性，科研团队将目标锁定在硒镓钡晶体，该晶体由中国科学院理化技术研究所姚吉勇团队研制。祁峰介绍，硒镓钡晶体通常是作为波源使用，研究人员大胆尝试，将它作为探测系统的一部分，在掌握其光学特性的基础上设计了高性能光参量振荡器，优化了相位匹配条件，解决了弱信号环境下的强背景噪声抑制等问题，从而实现了收发一体的中红外系统。

p 　　发展适合于现场快速检测海洋生物大分子及海洋细菌的生物传感器技术，对于及时快速地开展海洋环境监测和评价具有重要意义。目前，对生物大分子的检测，一般采用酶联免疫法、生物化学测试法、聚合酶链式反应法等技术 对全细胞的检测，则通常需要通过细胞培养实验来完成。然而，上述方法存在仪器复杂、设备昂贵、检测耗时长等缺点，仅适用于实验室分析。 /p p 　　在海洋环境中，贻贝可通过其足丝分泌贻贝粘蛋白，该蛋白具有优越的粘滞性和良好的生物相容性。近期，中国科学院烟台海岸带研究所研究员秦伟课题组利用聚多巴胺类仿贻贝粘蛋白材料，成功构建了表面分子印迹聚合物电位型传感器，实现了对蛋白质分子及细胞体的高灵敏、高选择、快速电化学检测。他们采用基于仿贻贝粘蛋白的表面分子印迹技术，在电位型传感器表面原位构建了生物分子选择性识别印迹层 利用表面分子印迹层与待测生物分子之间的高选择性识别作用，实现了样品中生物分子在传感器表面的高选择性分离与富集 利用聚离子作为指示离子，指示富集前后传感器膜界面的电位变化，从而实现了对蛋白质分子及细胞体的免标记电化学检测(如下图)。该方法有效解决了电化学生物传感器难以实现免标记分析的难题，有望应用于海洋病毒及海洋致病菌的现场快速检测中。 /p p 　　相关研究成果已于近日发表在化学期刊《德国应用化学》(Rongning Liang, Jiawang Ding, Shengshuai Gao, Wei Qin*. Mussel-Inspired Surface-Imprinted Sensors for Potentiometric Label-Free Detection of Biological Species. Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, doi: 10.1002/anie.201701892)。此外，秦伟课题组也于近期在该期刊发表了关于电化学生物传感研究的其它成果(Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 13033–13037)。 /p p style=" text-align: center " img width=" 600" height=" 495" title=" W020170526571669789953.jpg" style=" width: 600px height: 495px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/dfa6e65f-ceeb-4ed3-8f15-be9f33a61853.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / & nbsp p /p p & nbsp 基于海洋贻贝粘蛋白的仿生电化学生物传感器检测原理 /p p /p p /p /p

近日，中科院上海应用物理研究所、苏州纳米技术与纳米仿生研究所、复旦大学中山医院、上海计量测试技术研究院合作开发了一种基于DNA纳米结构修饰界面的电化学生物传感器，用于microRNA肿瘤靶标的超灵敏检测，相关工作已于日前发表于Nature杂志社新出版的综合性期刊Scientific Reports。 　　微小RNA(microRNA)是一种内源性的非编码单链RNA，在细胞的一系列生理发育过程中起着重要的调控作用。研究者发现microRNA的异常表达与很多肿瘤的发生发展直接相关，特别是发现它可以稳定地在血清中存在，是一类非常有前景的肿瘤标记物。 　　与传统的PCR等均相检测方法相比，基于表面反应的电化学生物传感器对疾病相关的microRNAs检测具有更加廉价、更容易实现现场检测的优点。然而，电化学生物传感器的灵敏度常常受到界面传质过程和拥挤效应的限制。 　　为了解决这些问题，中科院上海应用物理研究所研究员樊春海及其团队之前已发展了利用三维DNA纳米结构修饰金电极表面的新方法，可以显著增强表面分子的结合能力和提高检测灵敏度。 　　在樊春海指导下，闻艳丽等科研人员将这种DNA纳米结构修饰表面用于microRNA的传感检测。研究表明，这种新型的生物传感器可以检测到aM(10-18 mol/L)水平(1000个分子)的microRNAs，具有良好的单碱基区分能力，且能与前体RNA很好地区分。利用这种新型生物传感器灵敏度高、重复性好、无须标记和无须PCR扩增的优点，研究者对于一系列食管鳞状细胞癌病人样本中的microRNAs表达水平进行了分析，并实现了对癌组织和癌旁组织的良好区分。

灵敏度92.6％！肝癌检测有了新手段，比传统检测方法灵敏度高了近30%。 日前，由武汉企业自主研发的肝癌基因甲基化检测产品（艾馨甘）完成第三方多中心双盲临床试验，正式进入注册审批阶段。据了解，该产品为全球首个肝癌基因甲基化荧光PCR检测产品，核心检测靶点已申请全球专利。 目前全球有多个已知的肿瘤标志物检测靶点，多数企业倾向于在前人经验的基础上做加法，针对已发现的靶点研发产品，很少有人愿意从零开始，真正去实现标志物的源头性发现。武汉艾米森生命科技有限公司董事长张良禄介绍，此项工作投入产出比很低，甚至有可能空手而归，但总要有人沉下心去做基础研究，不惧啃“硬骨头”，才能向“新”而行。 ■ 肝癌检测新产品 最快今年七八月份上市 我国是肝癌高负担国家。根据2020年全球肿瘤流行病统计数据，中国肝癌发病率在所有恶性肿瘤中排名第四，死亡率排名第二。与此同时，中国肝癌患者五年生存率仅12.1%，显著低于所有恶性肿瘤合计五年相对生存率40.5%。 “早发现对提高患者生存率至关重要，然而现有筛查手段检测效率和准确性不高。”张良禄介绍，目前广泛采用的肝癌筛查方法是超声检查联合甲胎蛋白检测，甲胎蛋白是肿瘤标志物的一种，可检出约60%的肝癌患者，而超声对早期肝癌诊断灵敏度仅47%，即使两种检测手段联合应用，也只能识别63%的早期肝癌。 “从2018年起，我们开始全力研发一款可以与现有技术手段有效互补，甚至能够替代现有筛查手段的检测产品。”张良禄透露，目前，由该公司自主研发的肝癌基因甲基化检测产品（艾馨甘）已完成临床试验，进入注册审批阶段，最快今年7月、8月份即可上市。 他介绍，这款检测试剂可通过分析血液中循环肿瘤DNA的特异性基因甲基化改变，更早、更灵敏、更准确地识别肝癌，在上千例样本中进行的注册临床试验证实，其对肝癌检测灵敏度为92.6%、特异度为95.5%，意味着该产品能够有效地检测出早期肝癌患者，同时减少误报的可能性。 作为临床医生出身的创业者，张良禄坚持“医者情怀可以帮助我们深入了解患者的痛点，从患者角度出发，提供更贴心、更实用的产品和服务”。 ■ 45万条探针“投石问路” 精化出两个优秀“靶点” 肿瘤标志物，是肿瘤产生的有别于正常细胞的物质，存在于患者血液、尿液、组织或其他体液中。从海量数据中筛选出具备高灵敏度和特异性的标志物，是确保肝癌早期检测准确性的关键。 张良禄介绍，人的基因组由大约30亿个碱基对组成，但只有2万多个能被有效识别。艾米森采用甲基化芯片技术，利用45万条探针来覆盖整个人类基因组上与癌症相关的甲基化位点，通过比较肿瘤与正常组织间的差异，初步筛选出数百个“种子选手”。接着，团队对这些“种子选手”进行临床验证，将入围对象从几百个缩小到几十个，再从几十个缩小到几个，最终锁定为两个！ 找到了最理想的两个“靶点”，接下来的难题是如何有效检出它。张良禄介绍，成年人血液总量约为3500—5000毫升，体检只能抽取约10毫升血样，循环肿瘤DNA在其中的含量极低，“好比一撮盐撒进了一缸水，我们要通过取一勺水识别出盐的存在”。 “我们尝试了很多技术革新，通过扩增放大循环肿瘤DNA信号，同时提高提取回收率。有了这些技术铺垫，才能将优秀的靶点转化为优秀的产品。”张良禄说，公司成功研发出循环肿瘤DNA高效提取转化一体化试剂盒，并配套全自动化的设备，不仅确保了检测的稳定，同时大幅度降低了试剂成本和检测成本。 谈及研发初衷，张良禄坦言，当前我国生物医药领域已建立起较完善的产业链，但研发源头创新仍存在短板，制约着医药行业的高质量发展。只有不断加强在生物医学、生物信息学、人工智能和大数据等领域的基础与应用研究，才能为产业发展提供源源不断的原动力，以新质生产力为人民健康与经济社会的可持续发展提供有力支撑。

1月25日，记者从中国科学院沈阳自动化研究所获悉，该所太赫兹团队在红外探测领域取得关键技术突破，实现了基于硒镓钡晶体的3-8微米中红外高灵敏探测，对纳秒脉冲的探测灵敏度指标达到国际先进水平。该技术将为我国在生物、医疗、化工等领域开展前沿科学研究提供强有力的探测工具，相关成果日前在国际学术期刊《光学》发表。相对于传统的可见光近红外波段，中红外光与分子之间的共振现象可大幅度提高光谱测量的信噪比，进而实现对物质成分的有效识别。中红外探测技术对于推动生命科学、物性分析等科学探索，以及环保、化工行业、医学诊断等实际应用具有重要意义。当前的中红外探测主要采用热探测和光电探测两种直接探测手段，现有性能已难以满足科学家们对微量物质的精准检测的需求，探测灵敏度已成为中红外系统的瓶颈问题。团队负责人、沈阳自动化所祁峰研究员介绍称，针对当前中红外探测的瓶颈问题，我们提出了基于激光频率变换技术的解决方案，设计并搭建了实验系统。其工作原理是将弱中红外信号高效率地转换为近红外信号，该近红外光携带了中红外光的信息且易于探测，通过这种间接探测的方式大幅度提高中红外信号的探测灵敏度。

2013年环保公益性课题《超高灵敏二噁英类生物检测方法的开发与应用》顺利通过环保部答辩 　　近日，由中科院生态环境研究中心承担，分析测试中心二噁英实验室为协助单位的2013年环保公益性课题《超高灵敏二恶英类生物检测方法的开发与应用》顺利通过环保部答辩，目前课题正在上报科技部查新。 　　二噁生物检测方法中的专利费用问题，阻碍了其在中国大范围的应用。为解决国外公司对中国的技术封锁，中科院生态中心与分析测中心二噁英实验室共同申报了《超高灵敏二恶英类生物检测方法的开发与应用》这一课题。此课题将重点构建具有自己知识产权的二噁英生物检测细胞，此细胞具有高灵敏度和高适用性，达到0.01PM/assay，超过了现存的所有的生物检测方法的灵敏度，二噁英实验室将承担与之配套的前处理分析方法的研究以及100个飞灰的验证研究。此课题的完成，将大大推进二噁英生物检测分析方法的标准化过程。

从中国检验检疫科学研究院获悉，该院有害生物检测与监测技术研究首席专家张永江团队研制出针对茄科作物易感的4种重大病毒的一步法高精准检测技术，填补4种病毒同步检测的国际空白，检测灵敏度是常规方法的100倍，检测时间也大大缩短，可为马铃薯、番茄等茄科农产品的田间疫情监测和口岸检疫等提供快速高精准检测手段。该研究成果日前在国际学术期刊《农业与食品化学杂志》上发表。植物病毒是制约农作物安全生产的重要因素，由于病毒个体极其微小，肉眼看不见、摸不着，在发生初期很容易被忽视。快速、准确、灵敏、实用的检测技术，是防止病毒入侵、生产无毒种子种苗、病害监测预警和绿色防控的前提和关键。茄科作物主要包括马铃薯、茄子、番茄、辣椒、枸杞等，是许多病毒的易感寄主。其中，番茄褐色皱纹果病毒、辣椒轻斑驳病毒、番茄花叶病毒和番茄斑驳花叶病毒等4种病毒较为常见，会造成植株花序减少，果实病变甚至坏死，减产甚至绝收。针对我国茄科作物病毒病害防控对病毒检测技术的需求，张永江团队研发了一种一体化反应技术，可快速筛选并准确检测出茄科作物易感的番茄褐色皱纹果病毒、辣椒轻斑驳病毒、番茄花叶病毒和番茄斑驳花叶病毒。该技术攻克了茄科作物易感病毒症状相似、种类多、基因差异小的检测难题，检测灵敏度可达1皮克/微升，而目前的常规检测方法是100皮克/微升。此外，单个样本中四种病毒的检测时间从大约5小时，缩短至约1小时，检测成本降低40%。

4月20日，由山东惠分仪器有限公司牵头承担的国家科技部重点研发计划-基础科研条件与重大科学仪器设备研发项目启动会在山东滕州召开。本次立项研制的高灵敏脉冲电子捕获检测器（PDECD）获得与会专家领导的一致认可与肯定，国家科技部责任专家、滕州市领导、行业专家、合作伙伴及项目组人员共同出席本次启动会。启动会上，国家科技部责任专家韩立（中国科学院电工研究所副所长研究员）、吴爱华（中国仪器仪表学会分析仪分会秘书长）对项目组表达了充分的信任和期待，并对项目的实施提出了具体要求。 滕州市相关领导从行业发展角度，分析了滕州市仪器仪表行业的发展，对企业能够承担国家级项目进行充分肯定与认可。 惠分仪器相关负责人表示，公司一直以来都高度重视科技创新工作，此次能够承担国家科技部重点项目，是对公司技术创新能力和市场地位的高度认可。公司将全力以赴，组织最优秀的研发团队，调配最优质的资源，确保项目按期完成并取得预期成果。同时，企业也将积极与各方合作，共同推动项目的顺利实施。项目相关负责人也进行了项目汇报及答疑。 此次启动会的召开，为各方合作搭建了更加紧密的平台。相信在各方共同努力下，该项目将取得圆满成功，为推动我国分析仪器产业的发展注入新的动力。会后，与会专家领导还参观了惠分仪器的研发中心及产线，并对公司在科技创新领域所取得的成果表示了认可。 惠分仪器山东惠分仪器有限公司坐落于国家经济开发区：墨子科技创新园，是由北京中科惠分仪器有限公司独资建设的集研发、生产、销售为一体的分析仪器专业生产厂家。已获得国家高新技术企业、瞪羚企业、专精特新企业等证书。惠分仪器专注于气相色谱仪的研发、生产、销售，实现了色谱系列全覆盖。色谱系列：实验室常用色谱、便携色谱仪、行业色谱(VOCs、煤矿、电力、石化)、工业在线(环保、化工)、专用色谱(微量硫)、定制色谱(微反装置)。色谱配套系列：色谱工作站系列、色谱柱系列、气源系列、顶空进样系列、热解析系列、液体自动进样器、气体自动进样系列等。惠分仪器一贯秉承科技创新理念，致力于国内科研院校、行业技术人员、优质供应商的合作，依托公司技术研发中心，不断研发新产品，提供仪器技术，质量。紧随国际前沿技术，整体提高色谱的技术水平。公司有仪器分析应用实验室及分布于科研院校、企业的应用实验室，配有专业的团队，解决用户的配置方案、仪器选型、分析标准等售前服务。

日前，中国科学院合肥物质科学研究院智能所陈池来研究员团队王晗等研究人员在深海探测领域取得新突破——在前期深海质谱研究基础上，将水体溶解甲烷检测灵敏度提升500多倍，达到海洋及湖泊本底溶解甲烷检测水平，实现了从溶解甲烷异常事件监测到背景甲烷长期监测的跨越。甲烷作为仅次于二氧化碳的第二大温室气体，其排放对全球气候变化具有重要影响。每年从海洋、湖泊等水生态系统中排放的甲烷约占全球总量的53%，因此，有效监测海洋甲烷向大气的排放通量至关重要。此外，甲烷还是天然气水合物的主要成分，这种新型清洁能源被视为21世纪最具潜力的能源之一。因此，海洋甲烷监测对于海洋环境感知、甲烷异常区域发现、海洋能源勘探、海洋科学研究等均具有重要价值。由于海洋中的甲烷浓度低、变化大等特点，当前对海洋溶解甲烷的检测数据仍然很少，对海洋甲烷通量的估计还存在很大不确定性。深海质谱仪是实现海洋溶解气快速检测的重要海洋装备，因其检测灵敏度有限，也只能对特定区域或异常事件进行检测。2023年，陈池来研究员团队成功研制“智微号”深海质谱仪，并在南海某海域顺利完成多次海试，获得了海洋廓线重要溶解气信息。在前期工作基础上，为进一步提高检测灵敏度，团队针对样本水气高、检测仪器空间有限等问题，研制出小体积、低功耗的在线除水系统，同时优化进样气路设计，成功将其集成安装于深海质谱仪中。这一改进在维持目标检测气体高渗透通量的同时，将质谱仪的真空度提升超过2个数量级，将甲烷的检测灵敏度提升了超500倍，达到深海及湖泊等水域甲烷本底信号检测水平，有望实现海洋溶解甲烷的无差别监测，将为进一步实现甲烷通量计算、全球气候研究、冷泉发现等提供重要技术基础。

11月15日—11月19日，第二十五届高交会在深圳会展中心和深圳国际会展中心两馆同时举行。今年的高交会以“激发创新活力，提升发展质量”为主题，持续打造专业化、国际化、便利化、高水平的科技成果交流交易平台。今年，香港中文大学（深圳）首次设独立展厅，展厅展出了人工智能与智能系统领域、大数据与计算机科学领域、新材料领域、生物医药与健康领域的前沿技术和创新成果。在生物医药与健康领域展示区，香港中文大学（深圳）医学院教授、生物医学工程学科负责人刘国珍，向深圳新闻网记者介绍了自己团队研发的高灵敏唾液尿酸检测试剂盒。她说，这款高灵敏唾液尿酸检测试剂盒是一种环境友好、无创无损、经济快速、精准舒适的POCT（即时检测）医疗器械产品，能有效用于高尿酸血症及痛风等慢性疾病的早筛预警和日常监管，也能用于健康人群的日常尿酸监测。该试剂盒是一款纸基芯片试纸条，通过手机APP读数，实现对唾液样品尿酸的实时定量检测。“目前市场上以指尖采血、静脉抽血尿酸检测为主，这两种方式耗时耗力，又会给患者留下创口，价格也比较昂贵，成为尿酸检测环节的痛点问题。我们这款试剂盒，小巧灵便，检测结果也显示得非常快，最重要的是，检测成本大大降低，检测一次，2到3块钱就可以了。”刘国珍说。在刚刚落幕的2023年第八届“创客中国”深圳市中小企业创新创业大赛暨“专精特新”企业创新创业大赛上，这款高灵敏唾液尿酸检测试剂盒获得了创客组第一名。刘国珍在生物传感器研究领域深耕近二十年，之前是澳大利亚新南威尔士大学教授，现在是香港中文大学（深圳）的教授。凭借对神经炎症精准诊疗的突出贡献, 刘国珍获得2020年度乔治娜斯威特定量生物医学女科学家奖，她是第一个荣获此奖项的华人女科学家。她说，自己非常喜欢深圳自由包容的氛围，这里的创业者们都有一股不屈不挠的精神，所以她选择离开“舒适区”，回国发展。她希望自己做一个“摆渡人”，培养更多生物医学器械方面的科研人才，运用自己多年积累的实验室技术帮助国内生物医疗器械解决“卡脖子”问题。

食品安全事关国计民生，食品安全检测技术是保证食品安全的重要手段。由于食品基质复杂、有害成分含量低、风险因素多变，传统的食品安全检测技术难以满足日益增长的新需求，面对新挑战，我院食品所张峰首席专家团队在食品安全可视化、高灵敏、实时、高效检测方向取得新突破。　　在食品安全可视化检测方向，团队在质谱成像研究领域取得新突破。液相色谱等传统检测技术可获得食品中有害物的平均含量，却无法获得其空间分布信息，无法实现可视化。光学成像和显微成像等传统成像技术空间分辨率低、灵敏度低、干扰高，难以准确定量。团队应用显微成像-基质辅助激光解吸电离质谱成像技术获得食品组织高分辨率空间分布及原位含量信息，创建新型“暴露曲线”模型，揭示了食品内源性有害物的代谢变化规律，实现了食品外源性污染物的污染程度评价。图1 显微成像-基质辅助激光解吸电离质谱成像图及“暴露曲线”模型　　在食品安全高灵敏检测方向，团队在检测新材料研发领域取得新突破。由于食品基质复杂，有害物含量低，需要高效的富集净化材料实现高灵敏检测，但传统吸附材料制备条件苛刻、吸附容量低，难以实现有效富集与净化。团队在70 ℃温和条件下研制出新型磁性多孔有机材料Fe3O4@COF(BAPTPDA-Dt),Fe3O4@TAPB-Tp和Fe3O4@PDA@UPOPs，键合了脲类等多种官能团，赋予其丰富的疏水性及亲水性，使其吸附能力大大提升。其中，新材料Fe3O4@TAPB-Tp用于牛奶中玉米赤霉烯酮富集净化，所建立的高效液相色谱-串联质谱法的定量限可达0.012µg/kg，与《食品安全国家标准食品中玉米赤霉烯酮的测定》(GB5009.209-2016)规定的方法定量限4 µg/kg相比，灵敏度提高了数百倍。这些新材料实现了制备条件温和、吸附容量高等技术突破，检测灵敏度从ppb向ppt级跨越，实现食品中多种痕量有害物的高灵敏检测。图2 Fe3O4@TAPB-Tp材料合成路线（A）和检测流程（B）图　　在食品安全实时检测方向，团队在质谱关键元件研发领域取得新突破。目前对食品安全检测效率的要求日益提高，光谱技术能满足实时检测需求，但结构信息少，难以满足准确定性定量要求。传统敞开式电喷雾离子源质谱可直接进样并定量分析，满足实时检测需求，但其选择性不足、灵敏度低，难以应用于复杂食品基质的分析。团队将高选择性吸附材料与敞开式质谱离子源相结合，研发出一系列分离、电离一体化高选择性敞开式质谱离子源，明显提高了其选择性。其中将亲水性分子印迹聚合材料集成于敞开式质谱离子源，用于蜜蜂中磺胺类药物的检测，检测速度≤1分钟，方法定量限可达0.3 µg/kg，与《蜂蜜中16种磺胺残留量的测定方法液相色谱-串联质谱法》(GB/T18932.17-2003)制定的方法定量限2.0 µg/kg相比，灵敏度提高近10倍，检测速度由几十分钟缩短至几十秒，检测灵敏度从ppb向sub-ppb级跨越，实现了食品中磺胺类药物的实时、灵敏检测。图3 亲水性分子印迹聚合材料制备流程图图4 所研发的新型敞开式质谱离子源　　在食品安全高效检测方向，团队将食品组学拓展到未知风险判定新领域。食品安全的未知风险因子判定非常困难，几乎没有成熟技术。团队将智能质谱手术刀与组学技术相结合，开发了新型全息鉴别技术，获得反复冻融肉和过度加热肉的特征标志物，检测速度由几十分钟缩短至几秒钟，实现了过度加工食品中风险因子的高效判别。图5 新型全息鉴别技术流程图　　2021年中国检科院食品所首席专家团队在食品安全可视化、高灵敏、实时、高效检测方向取得系列突破。研发了新型富集材料3种 申请发明专利24件，其中授权6件 制订食品安全国家标准2项，行业标准2项，食品补充检验方法3项，食品快速检测方法5项 获批国家二级标准物质 2 个 在国内外期刊发表学术论文41篇，其中SCI/EI期刊收录论文24篇，包括SCI Ⅰ区TOP期刊《Analytical Chemistry》(IF = 6.986)、《Environmental Pollution》(IF = 8.071)、《Journal of Agricultural andFood Chemistry》(IF = 5.279)等。