单分子检测

单分子检测是一种考察物质间相互作用的精妙方法，能够在单分子水平上提供分子结构与功能之间的丰富信息，揭示生命现象的重要过程，在临床诊断等领域具有深远的应用价值。北京大学化学与分子工程学院郭雪峰课题组和环境科学与工程学院要茂盛课题组以硅纳米线作为探针提出了侧壁点修饰的策略，发展了构筑单分子检测器件的新途径，进一步与生物体系结合，首次在单分子水平上实现了对抗原抗体之间相互作用的免标记、实时无损检测。这是一种快速无损的单分子电学检测的新技术，为开展生物体内的单个分子相互作用事件的动力学研究提供了一个可靠的器件平台。 　　在前期的合作研究中，他们已利用硅纳米线场效应晶体管实现了对环境中及呼出气中存在的痕量流感病毒的快速实时、无需标记的直接电学检测(ES&T， 2011, 45, 7473, Highlighted by ChemistryViews Nano Lett., 2012, 12, 3722，Highlighted by C&EN Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52, 3369)。然而，如何实现单分子灵敏度的极限检测一直是富有挑战性的前沿领域。最近，该合作团队利用在碳基单分子检测方面的研究积累(详见邀请综述：Chem. Soc. Rev., 2013, 42, 5642 Adv. Mater., 2013, 25, 3397)，利用精确的微纳加工技术和巧妙的界面化学修饰完成了硅纳米线侧壁H1N1抗体的单分子修饰，最后结合微流道技术和先进的测量手段，实现了在单分子水平下利用硅纳米线器件对H1N1抗原与抗体之间的相互作用的单个事件的可逆电学检测。与传统的光学检测方法相比较，电学检测方法是无损的，有它本身的优势，如不需要荧光标记、没有光漂白问题及无需配套的昂贵检测设备，是光学检测手段的一种非常重要的补充。该单分子检测策略为接下来深入开展生物体内的单个相互作用事件的动力学研究提供了一个可靠的器件平台。此外，这种方法和现有半导体工业是兼容的，为未来廉价的临床诊断奠定了基础。研究成果发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53, 5038. Highlighted as a Frontispiece)，被评审人称赞为一项 &ldquo Pioneering&rdquo 工作。 　　 　　该工作得到了国家自然科学基金委、科技部和教育部基金的资助。特别感谢北京科技大学李立东教授的合作。

SMCTM单分子免疫检测技术(Single Molecule Counting)是蛋白生物标志物检测领域的突破性新技术。利用激光聚焦于爱里斑中单个荧光标记分子，人类首次实现了在单分子水平对蛋白进行计量，并造就了1000倍于ELISA技术的超高检测灵敏度。SMCTM单分子免疫检测技术具备宽至4个log的大动态检测范围， 可根据靶标丰度和成本灵活选择实验方案，便于自行开发检测试剂盒，接近于ELISA的易用性等特征。该技术已被广泛应用于多种疾病生物标志物的检测，包括心血管疾病，炎症，糖尿病，神经疾病，癌症等等，使研究者对生物标志物的应用和认识达到了全新的高度。更重要的是，针对创新性生物标志物的研究，Erenna免疫检测系统提供工具，帮助研究者便捷地自行开发和优化检测试剂盒，实现全新生物标志物的高效率检测。讲座主题：“见微知著”，Erenna SMCTM技术创领生物标志物全新发现演讲者：默克生命科学 应用科学家 秦昶博士讲座语言：中文讲座时间：26分钟精彩内容预告:下载讲座PPT查看Erenna单分子免疫检测平台默克生命科学Tel: 400-889-1988转2Email: china.marketing.online@merckgroup.com

单分子检测技术是一种在单分子层次上揭示组装基元/生物分子间相互作用的精妙方法，能够提供隐藏在系综实验中的分子结构与功能之间的丰富信息，因而被广泛应用于单个相互作用事件的动力学研究。针对传统的单分子荧光检测手段可能遇到的问题，如需要荧光标记、具有光漂白以及时间分辨率不足的问题，最近北京大学化学与分子工程学院郭雪峰课题组结合电学检测具有无损、无标记和实时检测的优点，分别从硅纳米线生物传感器和石墨烯基分子器件出发，发展了单分子动力学研究的电学新手段。相关成果分别发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 9035)和Science子刊Science Advances上(Sci. Adv. 2016, 2, e1601113)。　　在基于硅纳米线器件的单分子检测研究方向，他们已在前期工作中通过结合微纳加工技术和界面化学修饰成功地构建了单分子生物传感器(Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 5038)，并希望能将该单分子检测技术延伸到单个生物分子间相互作用的研究中。为此目的，他们结合具有超快采样率和超高信噪比的锁相放大器，搭建出时间分辨率达到亚微秒级别的单分子电学测试平台。利用该平台进行测试，他们捕获到了用单个发卡状DNA分子修饰的硅纳米线生物传感器在PBS溶液中呈现出的双稳态震荡信号。通过一系列的温度梯度电学测试获得了单个DNA分子折叠与展开过程的热力学和动力学详细信息，这些信息与传统的光学手段测得的结果完全吻合，验证了该单分子电学检测平台的可靠性。更重要的是，依赖于该测试平台的高灵敏度和高时间分辨率，他们从实验上直接观察到了具有单个碱基对分辨率的杂交动力学过程，并提出动态拉链式模型来解释单碱基对逐一的杂交过程。该工作已发表在《德国应用化学》上(Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 9035)，被审稿人称为是“Pioneering”的研究工作。　　在基于碳基分子器件的单分子检测研究方向，郭雪峰课题组长期致力于碳基单分子器件的制备方法学研究，已解决了单分子器件制备难、稳定性差的挑战性问题。在此基础上，课题组在前期工作中已将石墨烯电极成功地应用于构建单分子光电子器件(Science 2016, 352, 1443 Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 8666)和生物传感器(Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 12228 Chem. Sci. 2015, 6, 2469 J. Mater. Chem. B 2015, 3, 5150)。最近，他们与美国西北大学J. Fraser Stoddart(2016年诺贝尔化学奖获得者)课题组合作，以石墨烯基分子器件为测试平台，将“分子机器”中最常见的轮烷分子连接在石墨烯电极之间，研究了轮烷与甲基紫精的主客体分子间的反应动力学。相比传统的研究主客体分子相互作用的研究手段如质谱和核磁技术等，石墨烯基分子器件具有无标记、实时监测的优点且不依赖大型测试仪器，该方法开启了单分子器件在分子反应动力学研究的新篇章，未来在探究反应动力学和揭示有机反应机理上具有潜在的应用。该工作于11月25日发表在Science子刊Science Advances上(Sci. Adv. 2016, 2, e1601113)。　　该工作得到了国家自然科学基金委、科技部和教育部基金的资助，特别感谢西北大学J. Fraser Stoddart教授，北京师范大学齐传民教授和天津大学苏纪豪教授。

据德国卡塞尔大学网站报道，近日，该校科学家研制的一种带磁场的微型传感器获得突破，样机在年内即能完成。该传感器通过遥控牵引磁化纳米生物分子，可将检测液中极少量的蛋白质分子检测出来。该技术有望革新医疗诊断方式，其中利用磁性纳米粒子运送生物分子的方法已申请了专利。 　　一般情况下，病人体内某些蛋白质组分会“泄露”病情，因此，医生有时可以通过检测体液中的某些蛋白质来及时确诊疾病。不过，由于有的疾病，例如阿尔茨海默氏症(老年痴呆症)，其在血液中只含有少量这种蛋白，进行血液检查时蛋白质不一定能够到达传感器表面，所以往往需要用含较多这种蛋白的脊髓液来检查。而穿刺抽取脊髓液不仅需要麻醉，还给患者带来了手术的风险。 　　现在，德国卡塞尔大学物理研究所和多学科纳米结构科学与技术研究中心(CINSaT)阿诺埃雷斯曼博士领导的科研小组提出一个新的传感器概念，通过遥控牵引磁化纳米生物分子，可将血液中极少量的特定蛋白质分子检测出来，从而通过正常的血液分析取代脊髓液检查。 　　科学家们首先在表面覆盖受体分子的磁性纳米粒子的帮助下，从检测液体中捕捉特定的蛋白质分子。为此，磁性纳米粒子在回旋磁力场作用下穿过检测液体，并因此产生一个分子漩涡，这在一定程度上起了“搅拌器”的作用。随后，捕获了生物分子的纳米粒子会被磁力场牵引至可识别磁性粒子的传感器上。这个回旋磁力场通过部分磁化材料制成的水平堆积纳米层来产生。科学家们还克服了结构上的障碍，找到了避免纳米粒子通常在检测液体中会相互吸引而产生凝聚的方法。 　　研究人员认为，除了在医学诊断上的作用，该新型粒子运输概念还可在化学工业中得到应用，可能会迅速给医疗诊断和生物技术带来革命性影响。

中国科学技术大学研究人员领衔的一个团队最近利用钻石中的一种特殊结构做探针，首次在室内温度空气条件下获得单个蛋白质分子的磁共振谱。该成果使利用基于钻石的高分辨率纳米磁共振成像诊断成为可能。 　　这一发现5日发表在新一期美国《科学》杂志上。负责该研究的中国科学技术大学教授杜江峰说，通用的磁共振技术已被广泛用于基础研究和医学应用等多个领域，但其研究对象通常为数十亿个分子，单个分子独特的信息无法观测。基于钻石的新型磁共振技术在继承传统磁共振优势的同时，将研究对象推进到单个分子，成像分辨率由毫米级提升至纳米级，但其主要难点是源自单分子的信号太弱。 　　为此，杜江峰的团队利用碳-12富集的钻石为载体，注入氮离子使其产生一种名为&ldquo 氮-空位点缺陷&rdquo 的结构，并使该结构发挥探针作用，在纳米尺度上靠近被探测的蛋白质。此外，他们利用一种名为&ldquo 多聚赖氨酸&rdquo 的物质保护蛋白质，确保其在研究过程中的稳定性。 　　研究人员选取了细胞分裂中的一种重要蛋白质MAD2为研究对象。经过两年多的努力和逾百次尝试，最终他们成功在室内温度及空气条件下首次获取了单个蛋白质分子的磁共振谱，并通过谱形分析，获取了其动力学性质。 　　关于这项技术的用途，杜江峰表示，最直接的用途是在不影响蛋白质性质的前提下检测其结构和动力学性质，直接在细胞膜上或细胞内研究蛋白质分子，&ldquo 这对生命科学研究来说有极大吸引力&rdquo 。 　　总之，该技术拓宽了单个分子领域的研究范围，在分析化学、结构生物学、高分子、磁性材料等领域具有重要应用前景和实用价值。以此为基础，结合扫描探针、高梯度磁场等技术，未来可将该探测技术用于生命及材料领域的单个分子成像、结构解析、动力学监测，甚至直接深入细胞内部进行微观磁共振研究，为获得科学新发现孕育可能。 　　《科学》杂志的审稿人评价该工作是&ldquo 单个蛋白质分子检测的突破性成果&rdquo ，开启了利用&ldquo 氮-空位点缺陷&rdquo 进一步研究&ldquo 自旋标记&rdquo 蛋白质的可能，有重要应用前景。参与这项研究的还有来自中国科学院强磁场科学中心和德国斯图加特大学的研究人员。 　　原文检索：Single-protein spin resonance spectroscopy under ambient conditions

2018国内首秀—Quanterix 单分子蛋白检测技术-simoa 2018年3月9—10日，由生物谷举办的以“创新变革与机遇”为主题的2018年先进体外诊断高峰论坛暨三大平行会议“第三方检验实验室（LDTs），液体活检论坛、Biomarker研讨会”在上海盛大召开。其中“Biomarker—新型生物标志物发现与应用研讨会”平行会聚焦了体外诊断领域的新技术产业：微流控芯片，高通量技术，单细胞测序，CTC循环肿瘤细胞，纳米医学，ddPCR技术，单分子免疫阵列技术(Simoa)，ctDNA，质谱检测，大数据，人工智能等等最新技术成果与应用案例纷纷亮相。 大会现场 美国Quanterix公司携手杭州纽蓝科技有限公司做为金牌赞助商参加本次会议，并于“Biomarker——新型生物标志物发现与应用研讨会”上做了“Monitoring health and disease progression with ultrasensitive biomarker analysis on the Simoa Platform”的主题演讲。分享了目前最灵敏的蛋白分子检测技术-simoa，可以检测到单个蛋白分子，达到飞克级别。同时赵明炜博士也介绍了simoa技术在肿瘤、神经、感染、心血管、免疫炎症等领域的应用。各科研、医疗、生物参会代表对此产生了浓厚的兴趣，纷纷前来展台咨询。Quanterix与杭州纽蓝尽心解答，得到了大家的广泛认可与支持。 展台现场 随着各类新型生物标志物相继被发现和利用，使得很多疾病有了更快速、更准确的诊断，因此生物标志物成了当下研究的热点。Quanterix核心技术是 SIMOA (SIngle MOlecular Array)，单分子蛋白阵列检测技术。通过此次会议，Quanterix希望从应用、从实际出发，真正意义上地让标志物助力精准诊断，推动精准医疗发展。Quanterix首席科学家 赵明炜博士精彩演讲 Quanterix致力于数字化的蛋白标志物研究，携手纽蓝科技把世界最新的数字化单分子免疫技术带给中国的客户。 左三：纽蓝CEO / 右三：Quanterix Vice President

p 　　 strong 仪器信息网 /strong 2016年4月12日，默克在北京举办生命科学新产品发布会，来自各科研院所、高校等的100余位代表出席会议。 /p p style=" text-align: center " img title=" IMG_14321.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/6aa4a5bb-e0b7-4ea0-a1f2-39382acc0e42.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 光影开场秀 /strong /p p 　　“见微 至臻 致远”，本次新品发布会继续传承默克生命科学的创新风格，以一段创意无限的光影开场秀拉开序幕。在光与影的殿堂里，默克将科学与艺术完美融合，诠释了以“匠人”之心打造的两款生命科学研究工具：Erenna单分子免疫检测平台和CellASIC ONIX2 微流控活细胞实时分析系统。 /p p style=" text-align: center " img title=" IMG_14541.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/6808f359-8e28-4449-8732-1a08c11f4840.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 默克生命科学市场部总监郭鸣霏先生致开幕辞 /strong /p p 　　默克生命科学市场部总监郭鸣霏先生在致辞中介绍到，Erenna，原是深海中的一种水母，在几千米的海底发出荧光，照亮深海海底未知的世界。本次默克发布的单分子免疫检测平台的名字也叫Erenna，Erenna(水母)潜在的含义与默克相关产品在蛋白质组学领域的探索潜能不谋而合。 /p p 　　从上世纪40年代开始，随着免疫组化等经典蛋白检测技术的发展，蛋白作为生物标志物的价值逐渐被人们所重视。尽管免疫组化、ELISA、Luminex等蛋白检测技术已经实现了数以千计的蛋白生物标志物的检测，但蛋白生物标志物的开发速度仍显缓慢：年均仅有1-2个新的生物标志物进入实际的临床应用。据统计，在400000多种已知的人类蛋白中，约有300000种因为表达丰度过低而无法实现传统方法的检测。在现有技术可以检测的约100000种蛋白中，大多数又无法在健康个体的样本检测到，而仅仅出现在特定的疾病时期。大量蛋白生物标志物的重要功能，如同海平面下的冰山，无法被现有技术准确界定。不论临床还是基础研究，蛋白生物标志物的应用都拥有可观的发展前景，但现有技术的瓶颈极大限制了蛋白生物标志物的发展。 /p p style=" text-align: center " img title=" IMG_14741.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/5b125750-dbfb-46c2-a10f-e28972e8fbeb.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 默克高级科学家、Erenna单分子免疫检测平台资深专家Ali Vahedi先生 /strong /p p 　　2015年，默克密理博收购 a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/news/20160413/188581.shtml" target=" _self" strong 单分子检测技术(SMC sup TM /sup ) /strong /a 。而今天发布的Erenna单分子免疫检测平台也是收购之后发布的首款具有里程碑意义的产品。 /p p 　　据默克高级科学家、Erenna单分子免疫检测平台资深专家Ali Vahedi介绍，Erenna采用专利的“爱里斑”单分子检测技术(Single Molecular Counting ，SMC sup TM /sup )，突破了蛋白检测的极限，将生物标志物检测提升到飞摩尔级别。相较于传统免疫检测技术，SMC sup TM /sup 技术的信噪比有了很显著的改善，使得在一个系统里可以同时检测低表达和高表达的蛋白靶标，可以用于揭示疾病相关生物标志物的微小变化，并可创领生物标志的新发现。 /p p 　　检测事件（DE），事件光子含量（EP），以及总光子含量（TP），三套检测数据得到三条标准曲线，外加专有的算法，Erenna可以实现高灵敏度、大动态范围的检测。此外，Erenna单分子免疫检测平台还可以根据不同的实验条件灵活选择孵育形式。据介绍，由于Erenna平台卓越的单分子检测能力以及磁珠的低背景，基于磁珠的孵育形式比使用同样抗体的ELISA灵敏度提高大约1000倍。而基于96孔板板底的孵育形式大约比同等抗体条件的ELISA灵敏度也能提高50-100倍，同时试剂成本低于ELISA。 /p p style=" text-align: center " img title=" IMG_15351.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/ab2ad927-41e4-47d2-a2d0-bb13d622c373.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 默克全球产品经理Victor Koong先生 /strong /p p 　　本次发布会中，默克还介绍了另一款新产品：CellASIC ONIX2 微流控活细胞实时分析系统，这是CellASIC ONIX的升级产品。 /p p 　　据默克全球产品经理Victor Koong介绍，目前，细胞培养技术的发展还存在一些问题，如传统培养体系体积较大，快速更换培养基比较困难；静态培养与在体培养差异较大；成像状态下很难控制细胞的生长环境等。而CellASIC ONIX2 微流控活细胞实时分析系统可以实现活细胞成像时的细胞生长环境精细调控，包括气体、温度、培养基和试剂的快速切换，长时程、免操作实验条件的程序化控制等，从而使细胞保持良好的生长状态。 /p p 　　采用芯片培养板上的微流控设计，CellASIC ONIX2具备高精度活细胞成像与多功能分析的系统特征，可同时进行四个独立的加药实验，适用于所有倒置显微镜。 /p p 　　据介绍，CellASIC ONIX2在控制演进过程的自噬、活细胞成像过程中的自动化免疫染色等研究中具有很好的应用前景。目前，顶级科研机构的超过60篇顶尖文献已经使用了该系统。 /p p style=" text-align: center " img title=" IMG_14431.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/4756031b-b60f-4bed-98d5-28f829bfc6e1.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 发布会现场 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" IMG_15261.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/c61746a7-bde2-490e-919a-c11a2f59459c.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 瑞士巴塞尔大学医学院医学博士& amp 公共健康硕士 David Conen先生 /strong /p p 　　在新品发布会的过程中，瑞士巴塞尔大学医学院医学博士& amp 公共健康硕士David & nbsp Conen先生还专门分享了心血管疾病生物标志物研究的新进展。 br/ /p p 　　此外，新品发布会之后，默克还组织了成像流式高峰论坛，与行业专家共同探讨最新的研究进展。 br/ /p

p style=" LINE-HEIGHT: 1.75em" & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp DNA测序能够从血液或唾液中分析测定基因全序列，预测罹患多种疾病的可能性，同时可以帮助患者精准治疗。但目前的DNA测序技术，昂贵的价格让普通大众望其项背。寻找低成本、快速的DNA测序技术，成为科学家们研究的热点，生物纳米孔单分子分析技术因其低成本、快速和无需荧光标记等优点被视为最具前景的DNA测序技术之一。 /p p style=" LINE-HEIGHT: 1.75em" 　　近期，华东理工大学化学与分子工程学院的龙亿涛科研团队在生物纳米孔超灵敏单核苷酸分辨领域取得独创性突破，该研究成果以华东理工大学作为独立研究单位，于4月25日在《Nature Nanotechnology》(自然-纳米技术)发表了题为“Discrimination of oligonucleotides of different lengths with a wild-type aerolysin nanopore”的研究论文。 /p p style=" LINE-HEIGHT: 1.75em" 　　生物纳米孔单分子分析技术的原理是通过电场力驱动单链DNA穿过纳米尺寸的孔道，由于不同的脱氧核苷酸通过纳米孔道时产生了不同阻断程度和阻断时间的电流信号，由此可根据电流信号读出每条DNA序列上的碱基信息。但在实际实验过程中，单链DNA穿过纳米孔的速度极快(约1微秒/碱基)，造成了的电流阻断信号极小(皮安级)，阻碍了纳米孔测序技术发展。 /p p style=" LINE-HEIGHT: 1.75em" 　　基于自主研制的超低电流检测装置，龙亿涛课题组首次使用野生型且无任何修饰的Aerolysin(气单胞菌溶素)生物孔，将单链DNA的过孔速度降低了三个数量级(2.0毫秒/碱基)，从而极大地提高了电流检测的灵敏度，完成了对仅有单个碱基差异DNA分子的超灵敏识别，并实现了混合复杂体系的超灵敏检测和核酸外切酶“分步降解”单链DNA过程的实时观测。此外，该研究还通过改变检测体系的酸碱度，调节了气单胞菌溶素孔道内腔的电荷分布，同时结合单链DNA在孔内有效电荷数的计算，获得了纳米孔表/界面上电荷的分布信息，促进了对DNA与气单胞菌溶素孔道内腔表面氨基酸残基相互作用的深入理解。 /p p style=" LINE-HEIGHT: 1.75em" 　　据介绍，气单胞菌溶素来源于嗜水气单胞菌，主要存在于水生环境包括海水、湖泊、蓄水池和供水系统中，是一种天然的纳米蛋白孔，具有成本低、简单易得的特点。早在2006年，龙亿涛教授就发现气单胞菌溶素能够作为一种纳米蛋白孔，并具有实现高灵敏单分子检测的潜力。该论文的第一作者曹婵，于2011年进入龙亿涛课题组以来一直从事生物纳米孔的相关研究，通过大量的实验尝试和经验积累，实现了气单胞菌溶素纳米通道的成功制备和单分子信号的获取。 /p p style=" LINE-HEIGHT: 1.75em" 　　“这一独创性研究成果不仅进一步降低纳米孔单碱基分辨的成本，同时也将大大提高纳米孔DNA测序的精确度。”据龙亿涛介绍，未来，结合高带宽低噪音的电流检测仪器，气单胞菌溶素纳米孔有望实现单碱基直接分辨以及对DNA损伤的检测，这将大大推动DNA测序技术以及个性化医疗的发展。 /p p br/ /p

12月9日，中国科学院计划财务局组织专家对生态环境研究中心汪海林研究员承担的“DNA损伤单分子偏振成像检测装置研制”项目进行现场验收。验收组专家听取了项目组的工作报告、使用报告、财务报告、测试组的测试报告，现场检查了实验装置的运行情况，审核了相关档案材料，经提问和讨论，验收专家组认为，该项目完成了任务书规定的各项任务，一致同意通过验收。 　　研制完成的“DNA损伤单分子偏振成像检测装置”，将高效快速分离和激光诱导荧光检测技术集成为一体，可高灵敏地检测DNA损伤产物 融入荧光偏振成像技术，可提供污染物引起DNA损伤的分子转动和构象等动态信息。 　　该装置为阐明环境暴露引起的DNA损伤的分子识别、修复及突变机制等环境健康风险评估研究提供了新颖的分析平台，在提高人们的健康卫生水平方面也具有潜在的应用价值。

鉴定和定量蛋白质生物标志物是精准医疗的迫切需求。功能蛋白质组学的最新进展表明，仍有许多未开发的蛋白质对病理状况的进展具有潜在的影响。一般来说，蛋白质生物标志物在致癌条件下上调。这些生物标记物的临床检查对预后、诊断和治疗都有帮助。因此，利用对各种生化刺激的快速信号反应，研发高度特异性和敏感性的蛋白质传感方法至关重要。3月20日，《Nature Communications》发表题为《A generalizable nanopore sensor for highly specific protein detection at single-molecule precision》的论文。在文章中，他们介绍了自己设计出的一种微小的纳米传感器。这种传感器被戏称为“鱼钩和鱼饵”，能够以单分子精度检测样品中的蛋白质标志物。研究者们制定的一类传感元件：一个可编程的抗体模拟粘合剂融合到一个单体蛋白质纳米孔。这些传感器将有一种模拟抗体的蛋白质粘合剂，通过一根像鱼钩一样的柔性系绳，在tFhuA纳米孔(一种单体β桶状支架)上进行工程设计。蛋白质识别元件，而不会破坏其膜嵌入结构和成孔特性，从而实现“精准垂钓”。设计原理在针对不同抗体的时候仅需要改变粘合剂的一小部分即可，通过这种方式，极大地扩展了纳米孔传感器对许多蛋白质的效用，同时保留了它们的结构、特异性和灵敏度。研究者们通过开发和试验证明了这些传感器可用于在大小、电荷和结构复杂性方面发生巨大变化的蛋白质分析物。这些分析物产生的独特的电特征取决于它们的身份和数量以及纳米孔尖端的粘合剂-分析物组装。虽然该研究还只是一个概念原型，但在未来在诊断癌症时，这些纳米传感器将在一定程度上替代成像和活组织检查，并为预后、诊断、治疗提供具有参考价值的信息。这项工作的结果可以通过为生物流体中的生物标志物检测提供基础，影响生物医学诊断。

美国威斯康星大学麦迪逊分校研究团队开发出迄今最灵敏的单分子检测和分析方法。利用他们开发的光学微谐振器（微腔）装置，科学家不用借助荧光标签即可观察单个分子，有助更好地了解物质组成部分如何相互作用，从而促进药物发现和先进材料开发。相关论文发表于新一期《自然》杂志。　　研究负责人兰德尔戈德史密斯表示，虽然科学家可从更大范围的材料和生物系统研究中收集有用信息，但观察单个分子的行为和相互作用是一种更精确地理解复杂系统的方式，并可能带来新发现。　　研究团队开发的光学微谐振器（微腔）有一个极其微小的空间，光可以被困于其中，在几纳秒内与分子相互作用。微腔由位于光纤电缆顶部的小镜子制成，这些光纤镜使光能在微腔内非常快速地来回多次反射。分子被引入微腔后，当光穿过微腔时，不仅能检测分子的存在，还能获取有关分子的信息。这些信息可用于确定分子形状，从而揭示分子之间的相互作用。　　戈德史密斯指出，虽然存在其他可以实现类似目的的方法，但它们往往需要大量样本材料且耗时较长，而新微腔技术几十秒内就可以给出答案。此外，虽然荧光标签广泛应用于很多领域，但它们可能会改变分子行为，从而掩盖分子之间自然的相互作用。而新的无标签方法则规避了这一点，并提高了分子检测效率。　　研究团队计划进一步优化该技术的性能，并期望在此基础上更好地揭示分子的秘密。

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，彩科生物有限公司（以下简称：彩科生物）的“人β淀粉样蛋白1-42（Aβ1-42）检测试剂盒（数字酶联免疫法）”和“人磷酸化Tau-181蛋白（pTau-181）检测试剂盒（数字酶联免疫法）”正式获得NMPA批准上市。这也是基于数字酶联免疫方法学（单分子免疫）检测AD标志物的国内首张注册证。AB1-42检测试剂盒湘械注准20232400418pTau-181检测试剂盒湘械注准20232400417Aβ1-42 & pTau-181检测试剂盒《中国阿尔茨海默病痴呆诊疗指南(2020年版)》中指出：“ 血浆P-tau181浓度升高区分Aβ-PET阳性与阴性或 Tau-PET阳性与阴性的性能较高，鉴别AD痴呆与非AD痴呆的准确性较高”，此外，诸多文献和数据也表明，人磷酸化Tau-181蛋白在AD患者的诊断上优于其他标志物，Aβ1-42可以作为辅助性诊断AD的生物标志物之一，但是由于受到血脑屏障的限制，外周血中脑源性蛋白的浓度较低，且易受到血浆基质蛋白的干扰，应用传统的ELISA方法或化学发光方法不能获得理想的检测效果。彩科生物人磷酸化Tau181蛋白(pTau-181)检测试剂盒与人β淀粉样蛋自1-42(Aβ1-42)检测试剂盒，在彩科生物AXL/SXL单分子阵列免疫分析仪上可以定量检测血浆中pTau181/Aβ1-42的蛋白浓度，适用于痴呆的辅助判断。

国家标准化管理委员会批准国家标准《农作物种子检验规程真实性和品种纯度鉴定》(GB/T3543.5-1995)第1号修改单，其中规定品种真实性或身份鉴定允许采用DNA分子检测方法，这位为快速准确打击品种假冒侵权违法行为提供了有力依据，该修改自今年7月1日起实施。 　　修改单中增加6.2.4DNA分子检测方法，具体内容如下：品种真实性验证或身份鉴定，允许采用简单重复序列(简称SSR)和单核苷酸多态性(简称SNP)分子标记方法。检测采用抽取有代表性的检测样品与标准样品、DNA指纹数据库比较的方式。同时，修改单还将6.4条中&ldquo 田间小区种植是鉴定品种真实性和测定品种纯度的最为可靠、准确的方法&rdquo 修改为&ldquo 田间小区种植是鉴定品种真实性和测定品种纯度的可靠方法之一。&rdquo

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。

台湾科研团队近日在国际期刊《自然》旗下的《科学导报》上刊登一项新近研究成果：以分子光谱研发自动检测口腔癌组织分析方法，通过光谱分辨正常和病变组织协助诊断病情，此项研究可有效应对台湾逐年增加的口腔癌患者。　　有调查表明：口腔癌高居台湾男性肿瘤死亡原因第4名，近10年患者增加2倍，每年确诊5400多人，且出现年轻化趋势。　　台湾交通大学应用化学系暨分子与科学研究所讲座教授滨口宏夫和阳明大学生医光电研究所教授邱尔德，指导阳明大学生医光电所博士生陈柏熊，并与研究室团队成员及台中荣民总医院合作组成科研团队。　　研究团队表示，分子的“拉曼光谱”可视为每个分子独有的分子指纹，如同每个人都有自己专属的指纹。团队利用拉曼光谱技术，结合多变数分析法，进一步定量、比较角蛋白分子组成成分在正常组织与病变组织的纯度，结果显示癌化口腔组织中的角蛋白分子成分纯度较高。　　研究团队指出，未来病理师若使用携带型拉曼仪器检测组织，搭配软体分析，只需按下检测按钮，即可分辨正常组织与病变组织，操作方法简易又准确。未来在人体试验与临床应用上，可用于协助临床医师诊断病情，提升手术精准度。

）4月17日，国际顶级期刊Nature（《自然》）在线发表了题为“Digital colloid-enhanced Raman spectroscopy by single-molecule counting”（通过单分子计数进行数字胶体增强拉曼光谱定量检测）的研究论文。该研究针对表面增强拉曼光谱领域内定量的挑战，系统阐述了基于数字胶体增强拉曼光谱（digital colloid-enhanced Raman spectroscopy, dCERS）的定量技术。基于单分子计数，dCERS成功实现了超低浓度目标分子的可靠定量检测，为表面增强拉曼光谱技术的普遍应用奠定了重要基础。本文的第一作者为上海交通大学生物医学工程学院致远荣誉计划博士研究生毕心缘，通讯作者为叶坚教授。作为资深作者，邵志峰教授在基本概念、数据解析以及文章的凝练、修改等方面做出了关键贡献。Daniel M. Czajkowsky教授也对数据的物理原理与文章修改做出了重要贡献。上海交通大学是论文的唯一完成单位和通讯单位。图为论文发表截图。本文图片均由受访团队提供拉曼散射（Raman scattering）是Chandrasekhara Venkata Raman于1928年发现的一种指纹式的、具有分子结构特异性的非弹性散射光谱，并获得了1930年颁发的诺贝尔物理学奖。通过拉曼谱峰可以直接判断对应的分子结构，进而识别具体的分子的类型。该技术具有无需标记的优势，使其在物理、化学、生物、地质、医学、国防和公共安全等各个领域均具有重要的应用价值。拉曼信号通常比较弱，因此增强其信号就变得非常有必要。表面增强拉曼光谱（surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS）源于1974年英国南安普敦大学化学系Martin Fleischmann等人的一个重要实验。1997年SERS迎来了里程碑的事件——单分子SERS检测的实现。自此，SERS技术被认为有希望使得拉曼光谱第二次获得诺贝尔奖。屏幕截图 2024-04-18 112443但是，随着SERS研究的不断深入，人们发现在低浓度检测时，拉曼信号强度存在极大的不可重复性。因此，具有单分子检测的灵敏度并不意味着超灵敏定量的实现。换言之，获得更高的增强因子只是实现SERS高灵敏定量检测的必要条件，而只有实现了具有可重复性的测量，SERS技术才具有实际应用与大规模推广的能力。这一困扰拉曼领域几十年的难题，难以在现有的技术框架中得到圆满解决。上海交通大学生物医学工程学院叶坚教授和邵志峰教授团队发明了数字胶体增强拉曼光谱（dCERS），利用胶体纳米颗粒，可以实现较高效率的单分子检测。通过该单分子计数的方式可以实现对多种分子（如染料分子、代谢小分子、核酸、蛋白）的定量检测。其中，dCERS技术所采用的胶体颗粒的合成步骤简单，易于放大生产，在应用中，可以方便地取出每个批次的少量颗粒来针对具体的目标分子预先建立标准曲线，从而可以可靠地用于后续未知浓度样本的定量。为了确立dCERS在实际测量中的潜力，该团队选取了百草枯和福美双作为展示实例。百草枯是一种高效、剧毒的除草剂，可以诱导帕金森氏病的发生，目前已有32个国家严格禁止其使用。福美双是一种含硫剧毒杀真菌剂，被欧盟归为二类致癌物。因此，超高灵敏度的、准确可靠的定量检测技术对于这些分子的检测非常重要，尤其是致癌物，原则上不存在安全剂量。选取普通的湖水作为背景并混入微量的百草枯，该团队成功实现了低于欧盟最大残留量规定三个数量级的检测灵敏度。对于福美双，该团队选取了实验室培养的豆芽提取液，达到了优于质谱五个数量级的检测灵敏度。他们证明了，通过系列稀释的方法，检测中的背景干扰可以得到完美的抑制，从而实现准确的靶分子浓度的测量。而dCERS的超高灵敏度和可靠的统计分布是实现这些定量测量的关键基础。图为研究团队成员。这项研究展示了dCERS技术基于单分子计数实现了超低浓度目标分子在未知复杂背景中的可重复性定量，无需使用任何目标分子的特定标记。由于不同的目标分子大多具有独特的SERS光谱，dCERS可以实现多种不同分子的同时定量检测，因此具有很好的应用前景。另外，本工作使用的胶体纳米颗粒可以方便地进行大规模生产和制备，而检测方法相对简单，因此，dCERS有望进一步推动高灵敏检测技术的变革和进步。今年刚好是发现SERS技术的50周年，随着dCERS技术的进一步成熟，dCERS在生命科学、临床医学、环境保护、食品检测、国防与公共安全以及基础研究等领域有望得到广泛应用。

电影《侏罗纪公园》中有一处情节：一只活在侏罗纪的蚊子吸食了恐龙的血，机缘巧合下它被封在了树脂形成的琥珀里，避开了亿万年的沧桑。到了人类文明的20世纪，它再次出土，科学家从它体内提取到了侏罗纪恐龙的DNA，进行扩增复制，使恐龙得以&ldquo 复活&rdquo ，并建立了&ldquo 侏罗纪公园&rdquo 。虽然是电影，该桥段却点出了核酸扩增的中心概念，即通过极微量的DNA，可以以几何倍数复制到可观的数量，从而对事物原本的样貌进行还原。 　　基因技术的不断进步正在缩短现实与幻想的距离。在现实中，美国生物化学家穆里斯1985年发明的聚合酶链式反应（下称PCR，即Polymerase Chain Reaction））技术便是突破的一步。其原理是通过高温打开DNA双螺旋结构，使双股DNA链分离成单股，再用聚合酶让其复制，待温度降低后，互补的单股又可自行配对，重新形成双股。这一过程重复若干次之后，可将原核酸数量扩增几百万倍。 　　该技术的发明者穆里斯因此获得了1993年诺贝尔化学奖。到2013年，PCR已发展到了第三代技术。但是，PCR流程的特点，也决定了它的局限性。 　　其一，由于复制过程对温度控制的要求极其严苛，需要在极短时间内达到精准温度，必须通过大型仪器设备来完成，这使PCR技术很难&ldquo 走出&rdquo 实验室。其二，基于PCR对仪器设备的依赖，为求结果精准，对实验室及设备的管理和维护也造成很大负担，如果发生样本交叉污染，错误的检测结果也会被放大呈现。 　　在1995年的美国&ldquo 辛普森杀妻案&rdquo 中，PCR技术的这些弊端就使得在案件现场发现的辛普森DNA样本无法成为给其定罪的有效证据。法庭上，辩方律师提出不该使用PCR法进行DNA血液检验，理由是从被告辛普森身上抽取作为参照的60毫升血液样本在操作流程中被发现缺少了10毫升-12毫升，该部分很有可能对从现场采集的PCR检测样本造成了污染，进而影响检测结果。 　　现在，一家名为优思达的公司所做的努力是设法让PCR走出实验室，摆脱对昂贵大机器的依赖，甚至可以在几分钟内看到结果。曾经因为对机器和实验室的高精度要求而无法在辛普森案中发挥作用的PCR技术现在有了更广阔的应用空间。它使得通过核酸扩增分子诊断进行的疾病筛查，在基层医院、现场环境下都可以应用。 　　8月18日下午，杭州优思达生物技术有限公司（以下简称&ldquo 优思达&rdquo ）与比尔及梅林达· 盖茨基金会（以下简称&ldquo 盖茨基金会&rdquo ）在杭州正式签署资助协议。此次盖茨基金会将为优思达提供为期3年共计1127万美元（约合人民币7000万元）的注资，支持其&ldquo 艾滋病病毒载量床边诊断技术&rdquo 和&ldquo 结核病分子检测技术&rdquo 的研发，并为其产品的生产和注册提供技术支持。这笔注资中的527万美元为无偿资助，另600万美元为财务投资，这也使优思达成为盖茨基金会在中国进行直接财务投资的第一家公司。 　　如同大型机和笔机本的区别 　　对于基因检测，优思达改变的是什么呢？ 　　首先，交叉引物恒温核酸扩增技术，其反应体系可在恒温条件下运行。扩增的理想反应温度在58摄氏度左右，且上下几度的温度浮动并不会影响结果，整个反应甚至在一个保温杯里就可以完成。 　　其次，其反应容器是一个只有烟盒般大小的塑料检测盒，再加上一个浴锅、注射器、振荡器、计时器，就可满足整个检测的器材要求。便于携带，加上无须冷链可常温运输的玻璃化反应试剂，使得基于DNA扩增的分子检测技术，得以走出实验室。值得注意的是，该检测盒是一种一次性装置，如此就规避了交叉污染的风险。 　　更重要的是，由于器材便于携带，检测可在现场完成，受验人当场就能知道结果。检验结果最快能在1-2分钟内呈现，最慢不超过2小时。而传统的PCR办法，需要将采集到的样本集中，再送至实验室批量处理，等受验者拿到结果，往往已是几天后了。如果受验者患有传染病，很可能导致错过最佳隔离时期。 　　真正让核酸扩增分子检测能够&ldquo 到基层去&rdquo 的，是它的成本。优思达的投资方之一&mdash &mdash 君联资本的合伙人蔡大庆告诉记者：&ldquo 优思达的试剂和检测盒成本只要几十块钱，浴锅也是几十块，一台振荡仪最多1000块。1000多块钱，就可以配齐全部设备。而传统的PCR监测机器，价格却要上万元。&rdquo 　　这些特点，使优思达的检测手段相较于传统PCR技术，更适合在位置偏远、经济医疗条件落后的基层区域使用。目前，优思达的第一代产品已经在印尼、菲律宾等地销售。而且，正如公司创始人尤其敏所言：&ldquo 我们真正在做的，不是制造一个检测盒或发明一种试剂，也不是针对某种疾病检测的研究。我们的核心竞争力是在经过大量试验后设计出的核酸反应体系，该体系成为一种平台，在此平台上我们能做进一步研发，检测出更多疾病。&rdquo 盖茨基金会也正是看中了优思达技术在解决&ldquo 第三世界&rdquo 传染病检测问题的前景，才对优思达第二代产品进行投资。 　　不过，优思达产品的这些优势，并不能让其完全取代传统的PCR技术。目前的优思达平台仍局限于结核病、艾滋病、性病等少数传染病的检测。且得到中国国家食品药品监督管理总局（CFDA）批文可投入量产的仅有结核病一项。相比较PCR技术的多用途、大批量，优思达还有很长的路要走。 　　用蔡大庆的话来形容：&ldquo 并不是说谁能替代谁，如果传统PCR技术是IBM大型机，那么优思达的核酸扩增就是笔记本电脑，两种东西都有需求。&rdquo 凑出来的1000万启动资金 　　优思达总部和生产基地均位于杭州滨江高新区，公司已经建立了多个快速分子检测技术平台，其中包括SNP/基因突变检测技术平台和临床鉴别诊断检测技术平台，基于这些平台，优思达开发了多种新型快速分子诊断试剂盒。 　　公司创始人尤其敏生于1954年的温州。同那个时代的大多数人一样，经历了上山下乡。16岁那年，尤其敏来到大兴安岭，加入铁道民兵部队一起修 铁路。高考恢复那年，小学没毕业的尤其敏考上了佳木斯医学院。毕业后曾在大庆油田卫校教过书。后来，尤其敏拿到加拿大维多利亚大学全额奖学金攻读博士，后 又到美国宾夕法尼亚大学攻读博士后。 　　自1995年以来，尤其敏先后在BD公司（Becton Dickinson & Co.），摩托罗拉公司（Motorola）生物芯片部和优创公司（Xeotron Corporation）工作，他是11项已批准的美国专利和33项世界专利的发明人。 　　2003年，尤其敏回到中国，加入以基因测序技术著称的华大基因公司，怀揣着从DB公司就已萌生的将核酸恒温扩增技术做成普及型产品的想法，尤 其敏带领一个小团队开始研发工作。但由于其研发项目与华大基因主营的基因测序业务方向不一致，尤其敏不久后就带领其团队从华大基因独立了出来。离开时，华 大基因还给了尤其敏100万元的经费。 　　但就在尤其敏准备注册公司的时候，这100万元的启动资金也用完了。无奈之下的尤其敏来到了他的老家温州，找到了当年一起在大兴安岭的同伴。这 群昔日的小伙伴大部分都已回到温州工作，虽然不是富翁，也有一点积蓄。他们听了尤其敏的情况后，对他说：&ldquo 我们下乡的180人，就你一个海归博士，不能让 你轻易回美国。我们凑一笔钱给你创业，如果失败了你尽管回美国，钱不用还。&rdquo 　　就这样，尤其敏带着伙伴们的信任和凑到的1070万元，于2005年1月跟他的搭档胡林在杭州注册成立了优思达。之后的五年时间里，尤其敏带着团队花光了几乎所有的钱，在2010年完成了技术平台的开发。 　　尤其敏的夫人回忆当时的情况：&ldquo 当时账户里就剩十几万了，眼看着工资都发不下去，我每天担心得睡不着觉，但他（尤其敏）还跟没事儿一样照吃照睡。&rdquo 　　然后优思达迎来了它的A轮&mdash &mdash 来自浙江瓯信基金的2200万元的投资。之后，君联资本、软银赛富等更大的投资机构相继加入。2011年，优思达 在盖茨基金会与加拿大相关机构合作的&ldquo 大挑战&rdquo 评比中，从全球250多个项目里脱引而出，获得无仪器样本处理方法和交叉引物恒温扩增技术二项创新诊断技术 的研发资助。之后，才有了盖茨基金会的进入。 　　尤其敏告诉记者，随着投资的不断增加，公司暂时不会考虑营利，资金将被进一步投入到产品研发中。&ldquo 我们计划的下一步，就是从此次资助里拿出2000万元，为二代产品建造厂房。&rdquo 尤其敏说。

据物理学家组织网1月14日(北京时间)报道，一个由英国曼彻斯特大学和法国艾克斯—马赛大学人员组成的研究小组，开发出一种新型的等离子超介质探测设备，利用了奇点光学中超常相位拓扑的性质，能通过简单的光学系统就看到单个分子，并在几分钟内分析出它的成分，药物检测精确度提高了3个数量级，可用于人体药检、机场安检、爆炸物探测等。相关论文发表在最近出版的《自然材料》上。 　　“该设备的总体设想是要通过一种简单的光学系统，如显微镜，来看到单个分子，真实地看到它们。”领导该研究的萨沙格里乔科说。他提出了一种新的传感设备：一种具有黑暗拓扑性的人造材料。这种设备极其灵敏，而其灵敏性是来自它的光相位拓扑性能，即使附着一个小分子也能引起反应。 　　奇点相位的超常性质是研究许多重要物理现象的关键，通过控制光相位，人们能造出“扭曲的”光子流，如光涡流结 打断相位使之分离，就会产生奇点光场。而等离子超介质经过恰当设计就会显出一种拓扑性，从而在其附近产生突然的相位改变。利用这一性质能造出一种等离子共振传感器，从根本上提高探测的灵敏度。 　　为了测试该设备，研究人员给一种等离子超介质涂了一层石墨烯，然后将氢气导入石墨烯上面，利用可逆的石墨烯氢化反应来测试其灵敏度。“石墨烯是用于检测分子灵敏性的最佳材料之一，可以很容易地把氢分子以可控的方式附着在上面。”格里乔科说，他们证明了该设备能探测到单个生物分子水平。通过验血可以检测人体内的毒素或药物，几分钟就能出结果，精确度比现有设备高出3个数量级。 　　研究人员指出，这一概念性论证结果提供了一种更简单的、可升级的单分子免标记生物感测技术，使药物检测更加快捷精确，可用于检查运动员是否服用了违禁药物以及机场或机密要地的安检，预防恐怖分子藏匿爆炸物、不法商贩走私药物等，还可能探测人们感染了哪种病毒。 　　格里乔科说，奇点光学是一门新兴学科，研究的是光在超常相位的性质，他们的成果显示了这一学科在实际应用方面的巨大价值。这只是个开始，它可能对药物与病毒探测、安全检查等产生深远影响。 　　总编辑圈点： 　　童话《豌豆公主》里，隔着十二张床垫和二十张鸭绒被，公主仍然能感觉出一颗豌豆的凹凸。英、法科学家开发的新技术，让仪器也具备了这样的灵敏度——增加一个分子，仪器就能察觉出“凹凸”。超级材料石墨烯，相当于一张平滑的床垫，为检测提供了纯净的光学背景，使微小形状的干扰也变得很显著。依靠新开发的这种精密探测手段，今后的医学检测可能不必借助生化试剂，直接“看”到病毒的模样，这将大大方便医生的快速诊断。

为帮助科研工作者了解前沿分子互作分析技术，向用户传递准确、实用的技术干货和宝贵的实验经验。本期，仪器信息网特别邀请到中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）吴萌高级工程师谈一谈分子间相互作用定量分析技术及案例分享。中科院分子细胞科学卓越创新中心 吴萌 高级工程师现就职于中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）分子生物学技术平台，负责生物分子相互作用相关检测仪器管理，主要从事分子互作技术服务、平台仪器管理、用户使用培训及相关工作。深耕生物分子互作技术领域近十年，积累了大量相关经验，为科研工作者论文发表提供高质量的技术服务支持。探究生物分子间相互作用，可以从分子水平上揭示生物体各项生理机能,为探讨疾病的治疗和预防提供理论依据，对研究生命活动的规律有重要指导意义。近年来，可用于定量检测分子间相互作用的新型技术因其无需标记、实时表征且检测快速等特点而迅速发展，应用广泛。本文选取其中比较有代表性的四种技术，分别是等温滴定微量热(Isothermal Titration Calorimetry, ITC)、微量热泳动(MicroScale Thermophoresis, MST)、表面等离子共振(Surface Plasmon Resonance, SPR)和生物膜干涉(Bio-Layer Interferometry, BLI)，围绕其技术特点进行介绍并分享几则研究案例。ITC、MST、SPR及BLI技术解析ITC技术可直接检测生物分子结合过程中的热量改变。实验时，保持仪器样品池和参比池温度相同，通过加热补偿原理检测体系热量变化，从而得到生物分子的结合信息。其最大特点在于样品在溶液内即可完成检测，且无需任何标记，单次实验即可测定亲和力常数及热力学常数。MST技术是测量溶液中分子环境的改变，如水化层、电荷等特性变化而导致的微量热改变，从而确定亲和力大小的。该技术优点在于仪器灵敏度高，分子结构或者构象上的微小改变都可以检测到，且不受样品分子量限制。MST在溶液中即可完成检测，样品不需要固定在一个表面。SPR技术则通过将一个分子固定在传感芯片表面的形式，将另一分子以溶液形式连续流过芯片，检测器可以实时检测到溶液中分子与芯片表面分子的结合、解离过程。SPR通过实时记录传感器芯片表面分子质量变化，实时监测分子间相互作用信息。BLI技术也是一种光学分析技术（原理类似SPR技术），检测的是生物传感器上固定的生物分子表面层厚度的变化。若待测分子与生物传感器尖端的固定相分子发生结合，其数量的变化可致实时测定的干涉图谱发生相应改变，进而得到分子间相互作用信息。SPR和BLI技术均可实时检测到结合过程和解离过程，因此不仅可以提供亲和力信息，还可以提供结合常数和解离常数等动力学信息。相比于免疫共沉淀、融合蛋白沉降等传统检测技术，以上四种技术具有所需样品量少、实验时间短、结果重复性好、假阳性低等特点，在生物分子相互作用检测中具有很大的优势，在蛋白质组学、细胞信号传导、疫苗和抗体药物研发、药物筛选及抗生素快速检测等多个领域应用广泛。本文分享几则不同科研领域的研究案例，希望为大家仪器应用方案拓宽思路。应用案例分享案例一：核酸适配体(Aptamer)通常是利用体外筛选技术(Systematic evolution of ligands by exponential enrichment，SELEX)从核酸分子文库中得到的寡核苷酸片段，能与相应的配体进行高亲和力和强特异性的结合。复旦大学附属眼耳鼻喉科医院的吴继红课题组[1]通过体外筛选技术筛选疾病生物标志物特异性结合的核酸适配体后，运用BLI和ITC等技术分析核酸适配体序列与靶分子之间的相互作用。优选动力学和热力学性能较好的核酸适配体序列进行优化和改造，通过BLI技术检测，获得最佳性能的核酸适配体序列，并建立了基于核酸适配体的快速检测疾病生物标志物的新方法。BLI技术进行核酸适配体的筛选及验证案例二：介孔二氧化硅纳米颗粒(Mesoporous silicana noparticles，MSNs)作为新一代纳米材料的代表，被认为是最有希望用于临床应用的药物载体。但目前大部分研究集中于MSNs的功能化设计上，其非功能化的固有生物学效应研究报道较少。上海交通大学医学院公共卫生学院王慧教授[2]等人通过对机制的研究，发现MSNs能够靶向肿瘤组织中巨噬细胞。运用MST技术检测到MSNs可直接作用于巨噬细胞表面TLR4受体。通过联合PD-1抗体，MSNs能够在治疗早期，快速地建立了T细胞炎症性的肿瘤微环境，从而克服肿瘤对PD-1抗体的耐药性。该研究为MSNs在肿瘤免疫治疗中的潜在应用提供了理论基础，为进一步开发新型纳米药物提供了科学依据。MST技术检测FITC-MSNs与TLR4蛋白的亲和力案例三：雷帕霉素靶蛋白复合物1(mTORC1)是感受营养与应激信号调节细胞生长与代谢的中心调控分子。中国科学院分子细胞科学卓越创新中心研究员丁建平研究员[3]等人研究揭示了SAMTOR作为一个S-腺苷甲硫氨酸(SAM)传感器，通过感知SAM以调控mTORC1活性的分子机制。该研究工作中，通过ITC技术测定了黑腹果蝇源SAMTOR(dSAMTOR)的MTase结构域与SAM和SAH的相互作用，进一步对激活mTORC1活性的功能开展深入研究。ITC技术检测SAM和SAH与dSAMTOR的亲和力案例四和案例五：蛋白-化合物亲和力测定蛋白和小分子化合物间的相互作用检测，经常受限于化合物的溶解性及分子量过小等因素，难以得到准确的亲和力信息。往往需要实验人员通过对测试条件，如缓冲液条件、传感器灵敏度、样品标记手段等改善和优化最终获得高质量的数据。中国科学院分子细胞科学卓越创新中心杨巍维研究员[4]等人运用SPR技术检测了重组SSRP1蛋白和糖酵解代谢物-丙酮酸(pyruvate, 分子量仅为88.06Da)的相互作用，成功得到二者之间的亲和力常数为280μMol，进而从机制上解释了丙酮酸在肿瘤DNA损伤应答(DNA damage response, DDR)中的新功能。上海交通大学医学院王宏林教授[5]等人利用生物素标记的AKBA固定到生物传感器上，通过BLI技术检测到AKBA可直接作用于甲硫氨酸腺苷转移酶IIα( MethionineAdenosyltransferase2A, MAT2A)。以上所分享的研究工作中，分子间相互作用的数据均在中科院分子细胞科学卓越创新中心的分子生物学技术平台的ITC、MST、BLI仪器和化学生物学技术平台的SPR仪器上完成的。分子生物学技术平台隶属于中国科学院分子细胞科学卓越创新中心的公共技术中心，是分子生物学国家重点实验室的主要技术平台。平台目前拥有蛋白质稳定性分析仪、差示扫描量热仪等可用于蛋白质质控、稳定性条件筛选等测试，同时拥有ITC、MST、BLI、SPR四台仪器，用于分子间相互作用的定量检测。经过近十年的发展和实验经验的积累，我们针对不同的样品体系进行归类，建立了成熟的检测方案，可以为科研及工业用户提供高质量的技术服务支撑。 参考文献：[1] Gao S., Zheng X., Teng Y, et al. Development of a fluorescently labeled aptamer structure- switching sssay for sensitive and rapid detection of gliotoxin. Analytical Chemistry. 2019,91 (2): 1610-1618[2] Sun M, Gu P, Yang Y, et al. Mesoporous silica nanoparticles inflame tumors to overcome anti-PD-1 resistance through TLR4-NFκB axis. Journal for Immuno Therapy of Cancer, 2021, 9: e002508[3] Tang X, Zhang Y, Wang G, et al. Molecular mechanism of S-adenosylmethionine sensing by SAMTOR in mTORC1 signaling. Sci Adv. 2022 Jul 8(26):eabn3868[4] Wu S, Cao R, Tao B, Wu P, et.al. Pyruvate facilitates FACT-mediated γH2AX loading to chromatin and promotes the radiation resistance of glioblastoma. Adv Sci (Weinh). 2022 Mar, 9(8): e2104055[5] Bai, J., Gao, Y., Chen, L. et al. Identification of a natural inhibitor of methionine adenosyl transferase 2A regulating one-carbon metabolism in keratinocytes. E Bio Medicine, Volume 39, 2019, Pages 575-590

p 　　“有没有一种东西，在一个事物的萌芽状态，就能检测出它的存在，从而加以预防与干预?”昨天，中国科学院苏州生物医学工程技术研究所发布信息，他们不仅研制出拥有完全自主知识产权、达到国际先进水平的“生物分子界面分析仪”，还研制出世界上最小的能产业化的便携式“生物分子界面分析仪”，体积只有“生物分子界面分析仪”的八分之一，检测灵敏度则要比现在最先进的光学检测还要提高40%。 /p p 　　“‘生物分子界面分析仪’其实是一个科技含量非常高的检测平台，花了我们四五年时间攻关。”中科院生物医学检验技术重点实验室副研究员张威博士介绍，例如，天热，湖中有蓝藻，而且突然发展很快，“生物分子界面分析仪”就可在看不到蓝藻时，通过水样微囊藻毒素检测，快速检测出其藻毒素变化，从而预先知道蓝藻发展趋势。 /p p 　　记者在实验室看到，这个便携式“生物分子界面分析仪”像一个微型小锅，只有450克。“我们采用了薄膜压电技术，利用薄膜压电晶片实现生物分子界面分析，分析的是分子与分子间的结构变化。”张威从专业角度介绍其工作原理。 /p p 　　只见实验人员将不同水质的水，引入已采过样的芯片上，电脑上很快出现不同的曲线。“通过分析频率变化，可获得吸附层相应的质量、吸附层厚度、粘弹性等信息。”实验人员向记者介绍，目前世界上这样一台先进的同类产品，售价在100万元以上。而苏州医工所研发的“生物分子界面分析仪”价格只有同类产品的一半。许多参数，甚至还要优于国外产品。 /p p 　　根据第三方检测结果，其温度测定设定在37℃，1小时内温度波动度只为± 0.04℃，而国际同类产品温度波动度要达± 0.08℃，频率1小时内测量频率最大值与最小值的差值为1.5Hz，部分指标超过了国际同类产品的先进水平。 /p p 　　张威告诉记者，针对高校和企业、个人研究人员，他们还研发了便携式“生物分子界面分析仪”，专门用于某类定向测试。“该‘迷你’产品的单项性能与‘生物分子界面分析仪”相当，但价格仅5万元，进一步拉低了检测门槛。” /p p 　　“我们开发出的这两款产品，最核心的技术还是在自主研发的芯片上，该芯片突破了国外垄断产品的技术壁垒。”中科院苏州医工所相关负责人说，目前，这两款产品已获15项发明专利授权，申请的国际PCT专利也已进入日本和美国。 /p

近日，上海泌码生命科学有限公司宣布成功完成数千万天使轮融资，此轮融资由上海生物医药创新转化基金领投，元生创投、中新园创和司南园科跟投。上海泌码生命科学有限公司成立于2023年，创始团队汇集学术和产业专家。公司致力于新一代的分子检测方法的开发，结合强大的计算生物学算法，提供强大的蛋白组学分析工具，加速新型分子标志物的发现，为科研、临床和药物研发领域提供高效、精准的解决方案，助力全球科学家探索生命奥秘、推动生物医药创新发展。上海泌码生命科学拥有全球领先的基于抗体亲和的蛋白组检测平台，具备超灵敏、超多重、高通量、可重复的性能优势。其自主知识产权的邻近编码技术（Proximity Barcoding Assay，PBA）采用独特的蛋白分子标签和RCA邻近标签组合，实现单个蛋白分子计数的同时，还可以鉴定一个集群（cluster）的蛋白图谱，可以用于蛋白复合物、外泌体、细胞等层面的蛋白共定位、定性及定量分析。该技术平台有望实现在低成本下对血浆及其他样本的低丰度蛋白组进行精准分析，解决了目前蛋白组学研发中自动化程度低、通量不足、灵敏度差、价格昂贵等问题，高效赋能生命科学研究、新药研发和临床诊断。

2024年4月17日国际顶级期刊Nature（《自然》）在线发表了题为“Digital colloid-enhanced Raman spectroscopy by single-molecule counting”的研究论文。该研究针对表面增强拉曼光谱领域内定量的挑战，系统阐述了基于数字胶体增强拉曼光谱（digital colloid-enhanced Raman spectroscopy, dCERS）的定量技术。基于单分子计数，dCERS成功实现了超低浓度目标分子的可靠定量检测，为表面增强拉曼光谱技术的普遍应用奠定了重要基础。 本文的第一作者为上海交通大学生物医学工程学院致远荣誉计划博士研究生毕心缘，通讯作者为叶坚教授。作为资深作者，邵志峰教授在基本概念、数据解析以及文章的凝练、修改等方面做出了关键贡献。Daniel M. Czajkowsky教授也对数据的物理原理与文章修改做出了重要贡献。上海交通大学是论文的唯一完成单位和通讯单位。该工作得到了上海交通大学古宏晨教授、徐宏教授和沈峰教授的帮助，得到了国家自然科学基金委、国家重点研发计划、上海市科学技术委员会、上海市妇科肿瘤重点实验室、上海交通大学、王宽诚教育基金会的资助。该成果成员：（从左往右）邵志峰、叶坚、毕心缘、Daniel M. Czajkowsky拉曼散射（Raman scattering）是Chandrasekhara Venkata Raman于1928年发现的一种指纹式的、具有分子结构特异性的非弹性散射光谱，并获得了1930年颁发的诺贝尔物理学奖。通过拉曼谱峰可以直接判断对应的分子结构，进而识别具体的分子的类型。该技术具有无需标记的优势，使其在物理、化学、生物、地质、医学、国防和公共安全等各个领域均具有重要的应用价值。拉曼信号通常比较弱，因此信号增强就变得非常有必要。表面增强拉曼光谱（surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS）源于1974年英国南安普敦大学化学系Martin Fleischmann等人的一个重要实验。他们发现，在粗糙的银电极表面所附着的吡啶分子所产生的拉曼散射信号会被极大地增强，其物理原理在1977年分别由美国西北大学化学系David L. Jeanmaire和Richard P. Van Duyne以及英国肯特大学化学实验室M. Grant Albrecht和J. Alan Creighton从电磁场效应和电荷转移效应做出了解释。1997年SERS迎来了里程碑的事件——单分子SERS检测的实现。自此，SERS技术被认为有希望使得拉曼光谱第二次获得诺贝尔奖。迄今为止，研究人员开发了各种不同的纳米增强基底，如纳米星、纳米海胆、纳米花、纳米森林等，通过采用不同的湿化学合成方案与芯片制造工艺，使得基底表面具有更为丰富的尖端、缝隙结构，形成更强的热点区域为其中的分子提供更高的增强能力，实现超低浓度的分子检测。 但是，随着SERS研究的不断深入，人们发现在低浓度检测时，拉曼信号强度存在极大的不可重复性。因此，具有单分子检测的灵敏度并不意味着超灵敏定量的实现。换言之，获得更高的增强因子只是实现SERS高灵敏定量检测的必要条件，而只有实现了具有可重复性的测量，SERS技术才具有实际应用与大规模推广的能力。很显然，这一困扰拉曼领域几十年的难题，难以在现有的技术框架中得到圆满解决。本工作展示了dCERS技术基于单分子计数实现了超低浓度目标分子在未知复杂背景中的可重复性定量，无需使用任何目标分子的特定标记。由于不同的目标分子大多具有独特的SERS光谱，dCERS可以实现多种不同分子的同时定量检测，因此具有很好的应用前景。dCERS成功实现具有普适意义的1fM水平定量灵敏度。另外，本工作使用的胶体纳米颗粒可以方便地进行大规模生产和制备，而检测方法相对简单，因此，dCERS有望进一步推动高灵敏检测技术的变革和进步，验证了在环境保护、食品安全等领域的实用性。 今年刚好是发现SERS技术的50周年，可以预见，随着dCERS技术的进一步成熟，dCERS在生命科学、临床医学、环境保护、食品检测、国防与公共安全以及基础研究等领域都会得到广泛的应用。

01研究背景尿酸盐，是尿酸在人体存在的主要形式，也是血清中的强效抗氧化剂，在清除活性氧方面起着关键作用。然而，尿酸盐的过度积累（也称为高尿酸血症）是导致痛风发生的主要风险因素。在肾小管上皮细胞基底膜上，尿酸转运体GLUT9蛋白可以将尿酸从细胞转运至血液，提升血液中的尿酸含量，是一个非常有潜力的药物研发靶点。然而，由于缺乏强选择性且高效力的抑制剂，开发一种针对GLUT9有效且安全的可以用来治疗痛风的药物仍然是一个很大的挑战。这次我们带来的这篇文献，借助NanoTemper公司的专利微量热泳动（MST）技术--无标记检测方式成功揭示了GLUT9蛋白与其底物尿酸 (UA) 和天然小分子抑制剂芹菜素 (API) 结合的分子机制，为后续的相关药物设计和优化奠定了重要基础。https://doi.org/10.1038/s41467-024-49420-9IF: 14.7 Q1 IF: 14.7 Q1 02研究内容深圳转化医学研究院潘孝敬团队联合清华大学和西湖大学等单位在解析了GLUT9-UA复合物的基础上，通过MST技术分别测定GLUT9不同突变体与底物UA的结合亲和力，深入分析和验证了GLUT9与底物UA的相互作用。还通过将只转运葡萄糖的GLUT1替换 GLUT9的对应残基，使用MST测定亲和力，揭示了GLUT9的独特底物偏好性的分子基础。图1：MST实验测定GLUT9突变体与尿酸的结合亲和力。结果表明，N333A、E364A、Y327A和W336A的结合亲和力降低，可验证其为关键结合位点。图2：MST实验测定尿酸与GLUT9替代体（来自GLUT1的对应位点替换）的结合亲和力。结果表明，L332I 对尿酸盐结合的影响很小，而 W336F 和 Y327Q显著降低的结合亲和力表明其在确定底物偏好方面发挥关键作用。此外，由于GLUT9与高尿酸血症、痛风等相关疾病具有高度关联性，GLUT9蛋白的特异性小分子抑制剂也是目前研究的热点。 因此，课题组以具有一定选择性，且结合力相对高的天然小分子API为例（IC50=0.69 ±0.11 μM），使用MST微量热泳动技术验证了GLUT9蛋白与API分子的结合。GLUT9蛋白分子量为60 kDa，而API的分子量仅为270Da，分子量相差200倍，如若课题组使用仅其他基于分子量变化的互作技术进行检测，则可能会因信噪比低的问题而检测不到结合。 得益于MST检测技术不依赖于分子量的改变，并且通过无标记的检测方式就可以在溶液中直接检测蛋白与小分子的相互作用，因此有效避免了固定蛋白干扰其检测活性，成功验证了API分子在GLUT9蛋白中的结合和抑制作用效果（图3），同时也揭示了小分子对GLUT9蛋白抑制作用的分子机制，为后续的相关药物设计和优化奠定了基础。图3：MST实验测定了GLUT9突变体与API的结合亲和力。结果表明，N458A、Y327A、W336A 和 C427A 的结合亲和力显著降低，表明其为影响结合的关键位点，而I209A 和 E364A 对 API 结合无显著影响。03技术优势在这篇研究中，通过MST技术成功揭示了GLUT9蛋白与其底物尿酸 (UA) 和天然小分子抑制剂芹菜素 (API) 结合的分子机制，在检测时无需对GLUT9蛋白进行标记或固定处理，通过检测蛋白内源荧光的变化来进行分子互作亲和力的检测。Monolith系列仪器不依赖于分子量的改变，蛋白用量少，受缓冲液体系限制小，可以在溶液中表征GLUT9蛋白与小分子的亲和力，在小分子结合机制研究中有显著优势。Monolith分子互作检测仪 直接在溶液中检测亲和力，无需固定 无惧分子量的变化，轻松检测各种类型小分子 检测一个Kd仅需10min 无微流控系统，无需清洗维护

近日，宇测生物全自动单分子免疫分析仪AST-DxSMD是国内首个进入医疗器械创新产品注册申请程序的全自动单分子免疫分析仪，标志着我国单分子定量检测技术临床应用已进入国际领先水平。全自动单分子免疫分析仪AST-DxSMD国内首家，宇测生物实现单分子免疫检测技术更优解单分子免疫检测技术因其灵敏度远超传统免疫检测技术，被认为是下一代免疫检测技术。我司开发的新型单分子免疫检测技术具有完全自主知识产权，并已在多个国家申请和获得相关专利。DxSMD全自动单分子免疫分析仪具有体积小、通量高、技术路径简单、稳定性好、自动化程度高、成本可控等优势，将有希望大规模应用于临床新型生物标志物检测分析。本次全自动单分子免疫分析仪AST-DxSMD进入创新通道，不仅标志宇测生物在单分子免疫诊断领域的深耕取得阶段性成果，也预示着我国在这一领域终于获得了突破性进展。1000倍灵敏度提升，超敏生物标志物检测即将进入大航海时代“工欲善其事必先利其器”。与传统免疫检测技术相比，单分子免疫检测技术灵敏度提高100-1000倍，使超低丰度生物标志物的精准检测和临床应用成为可能。目前免疫诊断市场发展较为成熟、临床应用较为广泛的化学发光技术面对丰度低、有效体积小的生物样本，受限于检测性能，难以实现精准定量检测。单分子免疫检测技术基于数字化检测逻辑的突破性优势，通过信号输出、检测方式、创新算法等实现远超化学发光技术的检测灵敏度，有望解决上述问题的关键检测技术，在科研端与临床端都有巨大的开发潜力。以DxSMD全自动单分子免疫分析仪为首的单分子免疫检测技术在临床领域的应用将有希望推进新型生物标志物开发与临床转化应用进程。构建产品线矩阵，宇测生物全面覆盖新型生物标志物临床转化需求目前为止，我司已打造完整的全面覆盖高端科研、临床应用需求的全自动、半自动单分子免疫分析仪，实现从新型生物标志物发现到科研应用开发再到临床应用转化的完整商业闭环。在我国精准诊断、免疫学研究、创新药研发等创新技术不断提速的当下，我司的全自动单分子免疫分析仪无疑是给行业添上了一份助燃剂。我们将继续坚持“以精准检测成就人类健康，以科技创新创造无限未来”的创新理念，直面行业痛难点带来的挑战，不断推出具有研发竞争力的创新产品。

以DNA变异为基础的分子检测技术被广泛应用于生物分子学、基因组学、遗传学和育种等领域。在动植物遗传育种方面，DNA变异被开发为SSR和SNP等不同类型的分子标记，用于遗传图谱构建、多样性分析、标记-性状关联、图位克隆、分子育种、指纹鉴定等方面。各种高通量检测技术设备和高密度DNA芯片的开发，极大地满足了动植物遗传育种对于高通量和高密度分子检测技术的需求。但芯片开发和制作难度大，且需要匹配昂贵的检测设备。国际大型跨国种业公司通过构建高通量分子检测平台，为其全球范围、多物种的应用研发提供支撑，大大提高了分子检测效率并降低单个样本的分析成本，从而推动了分子检测技术在基础和育种研发中的大规模应用，进而加强其在国际种业市场中的竞争优势。然而，在发展中国家、中小种业公司或公共研究机构，无法建立起高效共享的检测平台，导致分子检测成本高昂而难以得到普遍应用。　　近日，中国农业科学院作物科学研究所徐云碧团队联合石家庄博瑞迪生物技术有限公司张嘉楠、佛山科学技术学院王蕴波等人，通过整合靶向测序和液相芯片技术，成功开发出一套高分辨率多聚SNP（multiple single-nucleotide-polymorphism cluster，mSNP；或multiple dispersed nucleotide polymorphism，MNP）检测体系，该体系可取代依赖昂贵仪器设备的固相芯片和其他分子检测技术，广泛应用于动、植物遗传育种等多个领域。相关研究成果于8月9日以Development of high-resolution multiple-SNP arrays for genetic analyses and molecular breeding through genotyping by target sequencing and liquid chip为题在Plant Communications在线发表。 联合研究小组基于靶向测序基因型检测（genotyping by target sequencing, GBTS）技术，建立和完善了利用单一扩增子检测多个SNP标记的mSNP技术体系，极大地提高了目标位点（扩增子）内变异的检测效率。在玉米中通过筛选和优化，开发了包括40K目标位点的一套标记集（40K mSNP），平均每个位点（扩增子）可以检测到6.6个SNP标记，而同一位点的多个SNP标记，又可构成多种单倍体形式。因此该标记集整体上包含了三类不同的标记，即40K mSNP、260K SNP/Indel和912K单倍型。由于这种mSNP位点和SNP标记检测是通过测序来实现的，通过测序所能捕获的标记位点数与测序深度成正比。因此，根据应用场景对标记密度的需求，通过控制测序深度就可以从同一标记集获得多种不同的标记密度，包括从1K 到40K mSNP任意位点（扩增子）数以及由此衍生的、不同数量的SNP标记和单倍型。 与常规的测序式基因型检测和固相芯片检测相比，基于GBTS的mSNP技术具有平台广适性，不需要借助于特定的昂贵设备，可以采用各种可供利用的测序平台。mSNP标记定制时没有起始样本量和标记数量的限制，测序与标记基因型检测可在同一管内完成；使用时没有单次检测样本量限制；可向体系中随时加入新的引物或对已有引物进行调整；根据同一套高密度标记，可以通过调整测序深度来获得不同数量的标记。所有检测试剂均实现了本地化，从而大大降低了试剂成本，同时利用现有的测序设备降低了检测设备的维护、管理和运营有关的成本。mSNP标记和基因型信息具有高度重复性和可靠性，便于将不同时间、地点和实验所获得的信息进行累加、比较和综合分析。与固相芯片、全基因组重测序和随机的简化基因组测序等技术相比，基于GBTS的mSNP液相芯片检测技术对于平台和支撑系统的要求很低，不需要借助于额外的检测技术或高度专业化的生物信息团队。　　基于GBTS的mSNP标记技术体系可广泛应用于生物进化、遗传图谱构建、基因定位克隆、标记性状关联分析、后裔鉴定、基因渐渗、基因累加、品种权保护、产品质量监测、转基因成分/基因编辑/伴生生物检测等领域。联合研究小组以玉米为例，采用288份热带/亚热带自交系、246份甜玉米自交系、333份来自中国、美国和CIMMYT的温带自交系，分别利用代表mSNP位点的标记、所有SNP标记、单倍型标记对这些材料的多样性、群体结构、连锁非平衡衰减进行了分析。同时以玉米轴色为例开展了全基因组关联分析。研究证实，利用mSNP及其单倍型替代固相芯片中的单一SNP标记能够获得额外的检测效率。基于GBTS 的mSNP液相芯片技术具有广泛的物种适应性，可以用于所有动植物和微生物的分子检测。目前已经在13种主要农作物、蔬菜以及部分动物和微生物中开发了基于GBTS的液相芯片50余套，并已在上述有关领域得到广泛应用。　　中国农业科学院作物科学研究所郭子锋和佛山科学技术学院杨泉女为论文的第一作者，中国农业科学院作物科学研究所/CIMMYT—中国徐云碧、石家庄博瑞迪生物技术有限公司张嘉楠、佛山科学技术学院王蕴波为通讯作者，国际玉米小麦改良中心、上海市农业科学院、新疆农垦科学院、河北省农林科学院为论文合作单位。

前言植物研究关系着粮食安全，关系着环境保护，更是与国家碳达峰战略息息相关。植物研究中，我们需要了解不同分子间的相互作用关系，才能进一步探究植物的调控网络，更好地为我们的科学研究做支撑。生命科学领域发展至今，有各种传统的分子互作技术被开发出来并广泛运用，比如做蛋白质间相互作用的酵母双杂，CoIP，Pull-Down，BiFC等等，还有蛋白与核酸相互作用的ChIP，EMSA，Dual-Luciferase等。随着科技发展，这些经典的互作技术都不可避免的具有一定的局限性，已经无法满足我们的日常科研需求。很多科研工作者都遇到过这些传统技术无法解释的问题：对于离子激活型或者离子抑制型蛋白或者离子通道蛋白，我们怎么去证明它和离子互作呢？多糖，脂类这种生物分子与蛋白的互作应该怎么检测呢？激素受体，我该如何去证明它和激素有相互作用呢？三个蛋白相互作用形成Complex，通过CoIP检测了两两相互作用，但是三个蛋白间发生了什么，该如何去检测呢？比较蛋白间或者蛋白与核酸的互作，减弱还是增强，实验结果反反复复，怎么办？蛋白和蛋白间的相互作用太弱，使用CoIP或者Pull-Down结果时有时无怎么办？......这些依靠传统的互作技术无法解决的难题，我们无法通过一张western胶就可以检测这些类型的相互作用，也无法通过荧光显微镜进行直观的观察，而膜片钳更是只能告诉我们这个蛋白影响了离子流而已，有很多的分子间相互作用是传统方法根本无法检测的，当大家遇到这些问题的时候，往往很是头痛且无奈。那么，到底有没有新办法可以解决这些难题呢？本周三！NanoTemper将带着大家了解检测分子互作的神器--Monolith如何完美地解决科研中这些复杂的互作难题。不仅分享精彩的CNS案例，还有相关技术的详细介绍，帮助大家更好的进行科学研究。欢迎大家关注NanoTemper微信公众号报名直播讲座哦！直播当天将随机抽取幸运听众，送出精美礼品！惊喜奖：小米音箱幸运奖：幸运小熊玩偶限定奖：星空手提杯540ml

真核生物基因的表达受到基因组中顺式作用元件的复杂调控。哺乳动物基因组中存在大量的顺式作用元件，例如：启动子、增强子、沉默子、绝缘子等等，其数量远远超过蛋白编码基因。目前人类基因组中已知的顺式调控元件就有一百多万个，而蛋白编码基因只有大约两万个。遗传学研究也表明基因调控不仅仅是单个基因之间一对一的简单调控事件，而是以调控网络的形式发挥作用，不同的调控元件以及靶基因之间存在着复杂的相互作用。例如，一个基因的启动子可以整合来自多个增强子或者沉默子的调控作用，一个增强子元件也能够同时影响多个基因的表达1-3。随着三维基因组技术的发展，人们对基因表达调控相关的染色质构象已经有了一定的理解，但由于技术的限制，大部分研究都是集中在成对的相互作用（pair-wise interaction）上，而对于多个顺式调控元件同时与一个基因启动子之间的高阶相互作用（high-order interaction）的研究仍然比较有限。此外，多个基因组元件是如何通过三维基因组构象的变化同时参与基因表达调控的机制目前也尚不清楚。近年来，为了探究更精准和全面的染色质互作情况，检测高阶染色质互作的技术也相继出现。然而这些技术往往局限于基因组的特定位点，或是需要特殊的仪器设备。得益于三代测序平台（单分子测序平台）的日渐成熟，最近开发的基于牛津纳米孔技术 (Oxford Nanopore Technology, ONT) 的Pore-C方法4在检测染色质高阶相互作用方面表现出优异的性能，可以通过应用新的统计方法有效地分析全基因组中多个染色质位点之间高阶相互作用的协同性。尽管上述这些基于大量细胞的研究方法能够有效地检测染色质的高阶相互作用，但它们无法解决细胞间的异质性问题，阻碍了它们在复杂组织器官样品中的应用。而现有的单细胞Hi-C（single-cell Hi-C，scHiC）技术受限于二代测序较短的读长（通常是双端总共300bp）也难以对染色质高阶相互作用进行检测。目前除了单细胞超分辨率成像以外，2022年开发的scSPRITE5是唯一一种可以在单细胞水平检测染色质高阶相互作用的测序方法。但是该方法更适用于远距离的间接染色质高阶相互作用，而对于与基因调控更相关的直接染色质高阶相互作用的检测能力很有限。此外，scHi-C 的另一个挑战是很难平衡捕获细胞群体异质性所需的高通量（每次实验能够检测大量单细胞）与探索高分辨率 3D 基因组结构所需的高深度（每个单细胞中捕获大量染色质相互作用）之间的矛盾。因此，需要一种可扩展的 scHi-C方法来剖析高阶染色质三维结构，并在单细胞水平上研究这些染色质高阶相互作用在不同生物过程中的协同调控机制。为了应对这些挑战，2023年8月28日，北京大学生物医学前沿创新中心汤富酬课题组在Nature Methods上发表题为scNanoHi-C: a single-cell long-read concatemer sequencing method to reveal high-order chromatin structures within individual cells的文章。该研究在国际上率先使用单分子测序平台开发了一种基于邻近连接的单细胞染色质构象捕获方法，称为 scNanoHi-C。该方法实现了在单细胞水平的高阶染色质相互作用检测，并且在通量上具有很好的灵活性，能够满足不同的实验需求。在实验上，scNanoHi-C依次使用 1% 甲醛 (FA) 和 1.5 mM 戊二酸二琥珀酰亚胺酯 (DSG) 孵育进行交联，以降低连接反应的随机噪音并兼顾对短程和长程染色质相互作用的高灵敏度检测。为了尽可能完整地保留单细胞中固定连接后的染色质三维结构信息，该研究设计了一种灵活的单细胞基因组长片段扩增方法。该方法使用两端具有相同接头的低浓度Tn5转座酶以提高DNA片段扩增长度和基因组覆盖度，并通过设计24种带有不同条码标签的 Tn5 酶结合后续PCR扩增中引入的条码标签共同控制测序的通量。通过这种方式，scNanoHi-C 能够在一次 PromethION 测序中对少至几个单细胞进行低通量、高覆盖度测序或者对数千个单细胞（最高可达 24×96=2304个细胞）进行高通量、低覆盖度测序，可以根据实验需求灵活进行选择（图1）。为了评估scNanoHi-C技术的可靠性，该研究首先将scNanoHi-C应用于正常二倍体的GM12878细胞系，并分别使用低深度（~0.2Gb/cell）、中等深度（~1Gb/cell）、高深度（~4Gb/cell）三种策略进行测序，并与基于二代测序平台的大量细胞原位Hi-C标准数据集进行比较，结果显示出很高的一致性。同时每个策略检测到的串联体（含有有效染色质相互作用的测序读段）中大约一半为高阶串联体（包含三个以上不同调控元件间的相互作用）。在这些高阶串联体中，大约58%是三联体，26%是四联体，其余为五联体以上的多联体（基数从5到11不等）。图1:实验流程示意图以及高阶串联体的检测接着该研究在多个方面对scNanoHi-C的应用进行了探索：1.scNanoHi-C可以在单细胞水平上精准捕获染色质三维结构的异质性。scNanoHi-C能够在单细胞水平检测各层级染色质结构特征，包括染色体领域（整条染色体，50Mb-200Mb尺度的结构特征）、A/B区室（常染色质区域与异染色质区域，5Mb-20Mb尺度的结构特征）、以及拓扑关联结构域样结构（TAD-like，0.5Mb-5Mb尺度的结构特征）。同时，scNanoHi-C的单个染色质片段长度（单体长度，平均610 bp）相较于传统基于二代测序平台的scHi-C（测序不超过150bp）显著提高，这大大增加了其在染色质相互作用对中捕获到单核苷酸多态性（SNP）位点的机会，能够在二倍体细胞中直接判定单倍型的单体比例由原来二代测序平台的大约9%提高到了25%。因此，scNanoHi-C也可用于有效地重建单个二倍体细胞的基因组三维构象。同时，利用单细胞A/B 区室化值（single-cell A/B compartment value, scA/B value)， scNanoHi-C对GM12878、HG002 和 K562 三种人类细胞系进行了聚类分析，能够在单细胞精度准确将三种细胞分开，并识别了细胞类型间的染色质差异区室化区域。此外， scNanoHi-C也能够准确地检测每个单细胞的基因组拷贝数变异（CNV）特征。分析结果表明，scNanoHi-C准确地捕获了GM12878细胞培养过程中产生的非整倍体亚克隆以及K562细胞的拷贝数变异。同时，scNanoHi-C也可应用于结构变异的检测，如准确检测出了K562 细胞中 BCR-ABL1 和 NUP214-XKR3 的基因融合事件（染色体易位事件）。图2:scNanoHi-C串联体和单体的长度分布、单倍体分型的比例、细胞分群结果和单细胞拷贝数变异（CNV）图谱2.scNanoHi-C能够在单个细胞中准确鉴定高阶染色质相互作用。该研究在GM12878 细胞数据集中，使用scNanoHi-C得到的单细胞高阶串联体信息结合ABC模型（Activity-by-contacts model）6预测的增强子-启动子 (E-P) 相互作用关系共同鉴定了增强子-启动子高阶相互作用。通过这种方式，该研究首次在单个细胞中以20 kb的分辨率直接观察到1,097 个基因的单个启动子能够与多个增强子同时发生相互作用，表明这些基因可能同时受到多个增强子的调控。这些受到高阶调控的基因主要富集在与GM12878这种B淋巴细胞的功能相关的免疫信号通路上，并且通常表现出更高的表达水平。特别地，这些基因中还包括一些B细胞谱系特异性转录因子如EBF1以及EBV 超级增强子相关基因如MIR155HG、IKZF3和ETS1等。这些结果表明，多个增强子的协同调控可能是确保关键基因高水平稳健表达的一种潜在机制。通过类似的方法，该研究还在单个细胞中鉴定出了1,422 个能够与多个启动子同时发生相互作用的增强子。此外，该研究发现部分高阶基因调控作用能够在多个单细胞中被检测到，这可能与细胞中频繁使用的关键转录程序有关，后续可以通过发展基于富集策略的具有更高分辨率的Hi-C技术进行进一步的深入研究。图3: scNanoHi-C技术对多向基因调控网络的检测3.scNanoHi-C能够揭示不同基因组区域之间的协同调控关系以及染色体外环形DNA与线性基因组间的复杂相互作用。倾向于形成高阶相互作用的一组基因组位点称为“基因组协同调控区域”。该研究针对scNanoHi-C的数据特点对鉴定基因组协同调控区域的算法进行了优化，并将该算法运用到GM12878细胞活跃启动子和增强子的集合中，在全基因组范围内共鉴定出了917组增强子-启动子协同调控区域。其中，大约20%（187/917）的协同调控区域包含来自不同染色体的基因组位点（提示不同染色体之间的反式相互作用）。这些协同调控区域在活跃转录的基因组区域、淋巴细胞特异性转录因子和染色质环相关因子（CTCF等）的结合位点区域中高度富集。此外，在917个协同调控区域中，有167个被发现与GM12878细胞特异性的超级增强子有关。接着，该研究将scNanoHi-C运用到携带大量染色体外环形DNA（ecDNA） 的COLO320DM 人类结直肠癌细胞系中，检测到了染色体外环形DNA与线性基因组（染色体内的基因组）之间存在广泛的染色质高阶相互作用，并且首次在单个细胞中观察到四个主要的染色体外环形DNA的基因位点之间存在复杂的高阶相互作用。这些结果表明，染色体外环形DNA可能通过建立复杂的高阶染色质三维结构来驱动癌基因的过量表达。图4: scNanoHi-C技术对染色体外环形DNA（ecDNA）相关的协同作用的检测4.scNanoHi-C能够高效辅助单细胞基因组从头组装。在可用细胞数量有限的情况下，该研究表明使用scNanoHi-C辅助单细胞基因组（single-cell whole genome sequencing，scWGS）从头组装7可以大幅度提高组装质量。例如，使用20个单细胞的基因组长读长测序数据和12个单细胞的scNanoHi-C数据组装的人类基因组支架（scaffold）的NG50要优于使用30个单细胞的基因组长读长测序数据直接组装的效果（2.49 Mb vs. 1.34 Mb）总之，scNanoHi-C具有很好的可扩展性和灵活性，在一次测序中可对少至几个单细胞或多达数千个单细胞进行染色质三维结构测序，并且实验流程相对简单、易于操作，仅需要基本的PCR仪等分子生物学设备，适合于各种生物学实验室使用。scNanoHi-C还是一种强大且多功能的工具，可用于在单细胞分辨率准确区分细胞类型、对单个二倍体细胞进行高效单倍型分型、检测单个正常细胞和肿瘤细胞中的基因组拷贝数变异和各种复杂结构变异以及高效辅助单细胞基因组从头组装。更重要的是，scNanoHi-C 首次实现了在单个细胞中在全基因组水平对增强子-启动子的高阶直接相互作用的检测，在单个细胞中准确鉴定了高阶基因调控事件，同时能够对复杂的染色体外环形DNA与线性基因组间的高阶相互作用进行精准检测。scNanoHi-C显示了单细胞长读长Hi-C测序技术在分析由高阶染色质三维结构介导的不同细胞间基因调控异质性方面的潜力，为将来进一步研究发育和疾病进展过程中高阶染色质结构变化机制，揭开基因组中各种复杂调控关系中的“暗物质”奠定了坚实的基础。北京大学生物医学前沿创新中心、前沿交叉学科研究院生命科学联合中心博士生李文、生命科学学院博士生卢健森为该论文的共同第一作者，北京大学生物医学前沿创新中心汤富酬教授为该论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金基础科学中心项目、北京未来基因诊断高精尖创新中心、昌平实验室的资助，北京大学高通量测序平台以及北京大学“北极星”高性能计算平台的协助与支持，北京大学邢栋课题组为本研究提供了重要的帮助。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41592-023-01978-w参考文献：1 Hafner, A. & Boettiger, A. The spatial organization of transcriptional control. Nat Rev Genet, doi:10.1038/s41576-022-00526-0 (2022).2 Oudelaar, A. M. & Higgs, D. R. The relationship between genome structure and function. Nat Rev Genet 22, 154-168, doi:10.1038/s41576-020-00303-x (2021).3 Furlong, E. E. M. & Levine, M. Developmental enhancers and chromosome topology. Science 361, 1341-1345, doi:10.1126/science.aau0320 (2018).4 Deshpande, A. S. et al. Identifying synergistic high-order 3D chromatin conformations from genome-scale nanopore concatemer sequencing. Nat Biotechnol 40, 1488-1499, doi:10.1038/s41587-022-01289-z (2022).5 Arrastia, M. V. et al. Single-cell measurement of higher-order 3D genome organization with scSPRITE. Nature Biotechnology 40, 64-73, doi:10.1038/s41587-021-00998-1 (2021).6 Fulco, C. P. et al. Activity-by-contact model of enhancer-promoter regulation from thousands of CRISPR perturbations. Nat Genet 51, 1664-1669, doi:10.1038/s41588-019-0538-0 (2019).7 Xie, H. et al. De novo assembly of human genome at single-cell levels. Nucleic Acids Res 50, 7479-7492, doi:10.1093/nar/gkac586 (2022).汤富酬，博士，北京大学BIOPIC/ICG研究员，国家“优青”(2013)、“杰青”(2016）。1998年本科毕业于北京大学，2003年在北大获得细胞生物学博士学位，2004-2010年间在英国剑桥大学Gurdon研究所从事博士后研究， 2010年回到北京大学组建实验室，主要从事人类早期胚胎发育的单细胞功能基因组学研究。在国际上率先系统发展了单细胞功能基因组学研究体系，并利用一系列技术体系对人类早期胚胎发育进行了深入、系统的研究，揭示了人类早期胚胎DNA去甲基化过程的异质性以及其他表观遗传学关键特征，发现了人类早期胚胎中基因表达网络的重要表观遗传学调控机理，为人们提供了一个全面分析人类早期胚胎表观遗传调控网络的研究框架，加深了对人类原始生殖细胞的发育以及表观遗传重编程过程的认识。

2020年12月底，比利时IMEC（Interuniversity Microelectronics Centre,微电子研究中心）推出全世界最小的基于鳍式场效应晶体管（FinFET）的生物传感器（BioFET），尺寸仅为13纳米鳍宽和50纳米栅极长，并成功在其300毫米洁净室实现生产。目前该传感器可检测的极限为几十个DNA分子，最终目标是能够实现单个DNA分子的高精度检测。由于场效应晶体管（FET）的高集成度和低成本优势，其在DNA、蛋白质和病毒检测等生物传感应用中具有很大的应用潜力。该技术的基本原理是当生物分子与化学修饰的栅极电介质表面结合时，其阈值电压会发生变化，从而产生可测量的信号。此次IMEC通过先进的CMOS FET器件，即三维栅FinFET，成功提高了生物传感器灵敏度。基于实验和模拟，IMEC预测70纳米以下的FinFET可以实现信噪比（SNR）大于5的单分子检测。IMEC首席健康技术官Peter Peumans表示这项技术可能改变微观生命观测领域的游戏规则。

3月15日，BIOCHINA 2024(EBC)第九届易贸生物产业展览(EBC)大会正在苏州国际博览中心盛大举行，量准在BIOCHINA 2024(EBC)上隆重推出了WeSPR One Auto全自动生物分子相互作用仪新品。WeSPR™ One Auto全自动生物分子相互作用仪WeSPR One Auto搭载纳米超表面等离子共振（MetaSPR）生物传感器，能够实时分析多种生物分子间(比如小分子药物和蛋白、抗原和抗体之间)的相互作用，无需标记，即可提供高质量的动力学、抗体筛选、表位鉴定以及浓度测定等生物学信息，在抗体开发、药物筛选、细胞治疗及基因治疗等研究中发挥了不可或缺的作用，为全球科研工作者提供了强大的工具支撑。WeSPR One Auto采用先进的微流控技术，结合智能化的数据分析系统，可实现从样品处理、反应运行到结果分析的全流程自动化操作。无论是蛋白-蛋白、蛋白-核酸、抗原-抗体、还是小分子与生物大分子间的复杂互作关系，它都能以极高的灵敏度和更低的分子量检测下限进行深入探究和分析。三大优势：一、高精度的液路控制系统采用全新的容积泵和注射泵的流体驱动方式，克服了传统的蠕动泵带来的流动脉冲和管路磨损问题，大幅度提升了液路的稳定性，降低了数据检测的信号噪声。二、精准的进样控制方式内部集成了装有高精度定量环的进样阀及注射泵，实现了无人值守测样，保证样品体积的一致。三、稳定的恒温控制系统检测区域配置了4-40℃范围的恒温控制系统，温度控制精度达到了±0.5℃，能确保在整个实验流程中环境温度得到有效控制。