微型仪器课题组

为广泛征求用户的意见和需求，了解中国科学仪器市场的实际情况和仪器应用情况，仪器信息网自2008年6月1日开始，将用一年半的时间对不同行业有代表性的“100个实验室”进行走访参观。2008年6月25日，仪器信息网工作人员参观访问了本次活动的第四站：中国科学院大连化学物理研究所微型仪器课题组（105组）实验室、微流控芯片课题组实验室。 中国科学院大连化学物理研究所 中国科学院大连化学物理研究所，创建于1949年3月19日，原名为“大连大学科学研究所”，是一个应用研究与基础研究并重、具有较强技术开发实力、以承担国家和企业重大项目为主的化学化工研究所；其在中科院38个高技术研究所中名列前茅，先后有14位科学家当选为中国科学院和中国工程院院士，与三十多个国家建立了广泛的科技合作和交流关系。相关情况请见附件。 微型仪器课题组（105组）实验室 微型仪器课题组（105组）实验室一角 6月25日下午，大连化物所微型仪器课题组成员王华博士热情接待了仪器信息网到访人员；王华博士首先介绍了微型仪器课题组的基本情况：微型仪器课题组，又称105组，成立于1963年，上世纪九十年代以来，取得了科学院科技发明二等奖、自然科学二等奖、辽宁省科技发明一等奖等众多奖项，先后研制出有自主知识产权的高纯氩气、高纯氧气等高纯气体分析仪并且实现了产业化，研制出有自主知识产权的微型气相色谱仪、4种类型样品预处理技术和装置，研制出性能指标达到国际先进水平的激光诱导荧光检测器以及毛细管液相色谱-高温气相色谱联用仪等。 目前，微型仪器课题组（105组）的主要研究课题包括：微型液相色谱、泵系统和检测器，特种传感器，毛细管液相色谱-气相色谱联用技术，工业在线分析仪器，水中有机物样品预处理技术，环境和食品中农药残留样品预处理技术，化学传感器，色谱柱制备技术，毛细管液相色谱/电色谱整体柱制备技术等。 王华博士为仪器信息网到访人员介绍实验室仪器 王华博士称，目前大连化物所现设十大研究室，其中，基础研究类2个，重大项目类3个，应用研究类5个；微型仪器课题组（105组）是应用研究类仪器分析化学研究室下属的一个课题组，其课题组组长是由仪器分析化学研究室主任、博士生导师关亚风研究员兼任；微型仪器课题组实验室目前有毛细管液相-质谱联用仪、气相色谱-质谱联用仪、气相色谱仪、毛细管液相色谱仪、毛细管二维液相色谱、液相色谱仪、等离子体原子发射光谱仪、原子吸收光谱仪等多台高精度的分析检测仪器，以及大量的实验室辅助设备；总资产在1100多万元，实验室面积280多平方米。 Agilent 7890A/5975C 气-质联用仪 岛津 GCMS-QP2010气相色谱质谱联用仪 Finnigan Polaris Q 气相色谱-质谱联用仪 Waters 的CapLC-ESI-Q-Tof Micro™ 毛细管液相-串级质谱联用仪 IRIS Advantage ICP-AES等离子体原子发射光谱仪 Micro-Tech Scientific毛细管二维液相色谱仪 PE-AutoSystem气相色谱仪 Varian 3800气相色谱仪 Agilent 6890N气相色谱仪 当问及科研项目产业化以及“科分”品牌相关情况时，王华博士表示，课题组相关科研项目产业化主要体现在“科分”品牌系列产品研制开发上，凭借着大连化物所雄厚的科研力量和坚实的技术积累，课题组几十年一直致力于色谱、分析领域的研究和开发，尤其是在国家科委和中科院的九五科技攻关课题支持下，研制开发出的“微型气相色谱仪”并开始商品化就是其中一个典型。 据了解，目前“科分”品牌系列产品有高性能气相毛细管柱、气相色谱填充柱、毛细管液相色谱柱、零点空气发生器、微型气相色谱、氢气含量分析仪、工业在线总烃分析仪、高效填充毛细管液相—高温气相色谱联用仪、高可靠工业小型专用色谱等。 从已有的相关资料信息以及在微型仪器课题组（105组）实验室的所见所闻，尤其是王华博士的精彩讲解，仪器信息网到访人员深有体会：微型仪器课题组（105组）的确是大连化物所中最具综合实力的课题组之一。 微流控芯片课题组实验室 在参观微型仪器课题组（105组）实验室之后，仪器信息网工作人员一行又拜访了微流控芯片课题组林炳承研究员，林老师热情接待了仪器信息网到访人员。 林炳承研究员与仪器信息网到访人员交谈 在微流控芯片课题组成员解华博士的带领下，仪器信息网到访人员参观了课题组实验室，解华博士介绍道：课题组是90年代初起开始从事生命科学中的毛细管电泳研究，在90年代后期才转向微流控芯片研究，根据生物医学领域需求，以微流控芯片为主要平台，在细胞和分子层面，开展以不同单元技术灵活组合和规模集成为特征的疾病诊断和药物筛选等方面的工作。 微流控芯片课题组实验室一角 微流控芯片紫外检测仪 解华博士进一步表示，微流控芯片课题组实验室，可能与很多实验室有所不同，通用性仪器不多，基本上都是自己搭建、直接定制或二次研制的仪器；目前，课题组已具备了自行设计、制造多种不同材料的芯片和不同检测器的芯片工作站的能力，掌握了化学和生物实验室主要单元操作的芯片化及其集成技术，建立了具有自主知识产权，兼有生物医学特色的微流控芯片体系，并用于分子和细胞层次的实际样品，实现了微流控芯片的初级功能化。 解华博士为仪器信息网到访人员讲解微流控芯片分析技术 微流控芯片分析技术荣获“2007年度辽宁省技术发明一等奖” 通过解华博士的详细讲解，不难理解课题组的微流控芯片分析技术相对成熟，但实现其产品产业化进展又如何呢。针对这一点，解华博士谈到，之前课题组也与相关公司谈过微流控芯片项目相关合作，但不是很成功，目前课题组准备依托中科院的支持而自己做，其产品产业化基地就在“中科院大连科技创新园”建设计划之一的河口“研发孵化园”。 据了解，“中科院大连科技创新园”是中国科学院与大连市政府开展全面科技合作的一个重要载体，以科技创新、中试孵化和成果转移为主要内容；其中，100亩“研发孵化园”建在大连河口，主要内容为中科院所属院所的研发、中试、孵化项目及国家工程中心建设等；300亩“产业化园”建在旅顺，重点建设中科院所属院所成熟技术转化和产业化项目；500亩“海洋生态园”由长海县提供，重点开展海洋生态、海洋资源与能源、海产养殖等研发示范项目。 附: 大连化物所简介PPT http://www.instrument.com.cn/news/doc/dalianshenghuasuo.rar

微型分析仪器研究组（105组）博士后招聘启事一、研究组简介中国科学院大连化学物理研究所微型分析仪器研究组（105组）主要从事微型色谱仪器、光学检测器的研制与开发，以及复杂样品的前处理技术和分离联用技术的研究。实验室拥有多种先进的仪器设备，为课题组的科学研究提供了良好的技术保障。在国家科技部、国家自然科学基金委、中国科学院和辽宁省科委的支持下，我组一直承担着国家和地方重大项目中的应用基础理论和应用技术的研究。先后研制出有自主知识产权的高纯氩气、高纯氧气等高纯气体分析仪；自主知识产权的微型特种气相色谱仪（已随天和核心舱和问天实验舱发射升空，至今稳定运行）；自主知识产权的微光探测器（已出口美国，替代光电倍增管）和高灵敏荧光检测器；样品前处理材料及装置等，多项产品已经实现产业化。目前，我组申报的“辽宁省深海组分探测技术重点实验室”和“大连市深海探测仪器技术创新中心”获批挂牌，面向国家海洋战略重大需求，开展深海原位探测仪器研制开发工作，已研制出我国首套4500 m级深海原位气相色谱仪和系列深海原位荧光传感器并海试成功。研究组主页：www.105.dicp.ac.cn二、招聘岗位及人数招聘岗位：博士后招聘人数：3人三、研究方向及招聘条件研究方向：色谱仪器关键部件研制、特种环境气体传感器、样品前处理技术和装置招聘条件：化学、环境、仪器仪表、化工、材料、物理等专业。四、待遇保障1、研究所为在站博士后（统招统分）缴纳社会保险（五险），建立住房公积金。2、博士后薪资：年收入（非在职中国籍）28万起（包括五险一金、生活补助和地方补助，生活补助和地方补助发放期2年，全口径人员成本）；在站博士后平均年收入（税前）33.4万左右。※年收入中包括五险一金、地方补助等，地方支持政策以最新文件为准。3、优秀博士后支持计划：每年组织2-3次遴选，资助等次：10万/年、20万/年、30万/年（资助期2年）4、外部支持：（1）出站博士后留辽工作奖励：30万（博士毕业学校全球排名前200）；（2）国家博新计划：20万/年（国内博士）；（3）国际博士后交流计划引进项目：20万/年（外籍、海外博士）；（4）中科院PIFI项目（外籍博士）：25万/年。（5）博士后同事业编制职工同等享受子女入托待遇，子女可进入中国科学院幼儿园，出站入职后子女可进入大连理工大学附属小学（综合排名全市前十）和大连理工大学附属中学（综合排名全市前十）就读。（6）设施完备的博士后公寓，可以拎包入住。星海园区和能源学院园区（提供免费班车，单程40-50分钟）设有博士后公寓（房间户型以入住时实际情况为准）。（7）同事业编制职工同等享受用餐补助和免费健康体检。※地方支持政策以最新文件为准五、未来发展中科院大连化物所出站博士后可以优先留所工作，并为其提供具有竞争力的薪酬待遇和发展空间：博士后即为特别研究助理，出站后留所工作不受招聘竞争性比例限制，通过考核后择优入事业编制。1、中科院大连化物所出站博士后留所工作，具有事业编制身份，缴纳五险二金【职业年金、公积金】。2、符合申领条件者，研究所给予20万元购房补贴；对于具有国内外知名大学授予的理工科博士学位或博士后出站人员，经大连市人才认定，给予30万元安家费。3、中科院大连化物所出站博士后留所工作（博士毕业学校全球排名TOP200），可享受辽宁省优秀博士后来辽工作奖励30万。4、中科院大连化物所博士后出站时，可申请“大连化物所优秀青年博士人才计划”，择优评选，可直接聘为副研究员，研究所给予100万元科研启动经费，并提供50万元个人租（购）房补贴。5、中科院大连化物所博士后出站时，可申请“中科院大连化物所国际英才计划”，择优评选，由研究所提供资助，公派前往国际知名大学、科研机构学习交流。资助金额20万—40万/年，资助期1—3年。※地方支持政策以最新文件为准六、研究组组长简介耿旭辉，中科院大连化学物理研究所研究员、微型分析仪器研究组组长，辽宁省深海组分探测技术重点实验室主任。长期从事高灵敏小型荧光检测器及应用研究，在Analytical Chemistry等期刊上发表论文25篇，授权发明专利35项。主持国家重点研发计划课题、国家重大科学仪器设备开发专项课题、中科院科研仪器设备研制项目。带领团队，研制出系列我国首套4500 m级深海原位荧光传感器，在印度洋和南海海试成功，灵敏度比国外同类产品高数倍；研制出我国首套黄曲霉毒素荧光检测器，灵敏度比国外同类产品高数倍；研制出高灵敏小型荧光检测模块，在非洲猪瘟检测和新冠病毒抗体检测中应用。系列荧光检测装备经成果鉴定为国际领先水平。入选国家万人计划青年拔尖人才、中国科协青年人才托举工程、中科院特聘核心研究岗位、辽宁省“兴辽英才计划”青年拔尖人才；获中国仪器仪表学会青年科技人才奖、天津市科技进步一等奖、大连市技术发明一等奖；任中国仪器仪表学会青工委副主任委员、分析仪器分会副秘书长、中科院青年创新促进会工程与装备分会秘书长；The innovation和Journal of Analysis and Testing青年编委。七、招聘方式有意向的申请人请将申请材料（个人简历，代表性论文）发送至耿旭辉老师。联系人：耿老师联系方式：0411-84379590，15042442584，xhgeng@dicp.ac.cn通讯地址：中国辽宁省大连市沙河口区中山路457号大连化物所生物楼

【科学背景】随着材料科学和超导体研究的不断推进，笼目晶格材料因其独特的电子结构而引起了广泛关注。笼目晶格是一种由角共享三角形构成的周期性结构，天然地承载了Dirac费米子、平带和Van Hove奇点等重要电子特性。这些特性不仅提供了拓扑物质研究的新视角，还为研究电子相关现象和长程多体有序提供了有力平台。近年来，笼目超导体AV3Sb5（A = K, Rb, Cs）中的非常规电荷序现象，特别是体积2 × 2排序向量下的电荷密度波和奇性超导性，引发了科学界的广泛关注。然而，这些超导体中电荷序与超导性的相互作用，特别是它们在基态下的具体表现和机制，仍然是实验和理论中未解的难题。有限动量配对不仅能够导致空间间隙和配对密度的调制，还可能出现Bogoliubov费米态等复杂现象。然而，实验上实现这些复杂现象的相互关联一直面临挑战。针对这一问题，南方科技大学物理系殷嘉鑫副教授课题组带领一支由中国（国科学院物理研究所石友国课题组和北京理工大学王秩伟课题组）、瑞士、德国和新加坡学者组成的国际团队利用高分辨率和系统的隧道数据，采用稀释制冷机下的常规和Josephson扫描隧道显微镜，对KV3Sb5和CsV3Sb5中的奇性笼目超导调制进行了深入研究。他们在30毫开尔文的极低温条件下，分辨出微电子伏特级别的电子能量差异，并观察到U形超导间隙和具有平坦残余间隙态的特征。本研究解决了奇性PDW（配对密度波）在笼目超导体中的具体表现及其与电荷序的关系。通过检测到的2 × 2空间调制和磁场可调的奇性，研究揭示了具有时间反演对称性破缺的奇性PDW有序性，并在准粒子干涉成像中发现了作为Bogoliubov费米态候选的残余费米弧。此外，通过与杂质诱导的间隙调制进行区分，研究表明这些奇性PDW具有轨道选择性，并建立了有限动量配对的空间-动量对应关系。这些发现不仅加深了对笼目超导体中奇性PDW有序性的理解，还为低于1 K的超导体中相互交织的有序性研究提供了新的方法和理论依据。【科学亮点】（1）实验首次探测到笼目超导体KV3Sb5和CsV3Sb5中的奇性2 × 2配对密度波（PDW）有序性及其残余费米弧，并通过常规和Josephson扫描隧道显微镜在30毫开尔文下获取了微电子伏特级别的电子能量分辨数据。作者观察到U形超导间隙中存在平坦的残余间隙态，并揭示了具有磁场可调奇性的2 × 2空间调制。（2）实验通过系统的隧道显微镜技术揭示了以下结果：&bull 在笼目晶格的体积电荷序矢量处，检测到配对间隙和配对密度的2 × 2调制，表现出磁场可切换的奇性，突显出具有破坏时间反演对称性的奇性PDW有序性（图5a、5b）。&bull 通过准粒子干涉成像（QPI）数据，检测到V d轨道态的残余费米弧，这些弧线被认为是Bogoliubov费米态的候选（图5c）。&bull 奇性PDW被确定为p-d间轨道通道的有限动量配对，有助于理解其空间-动量对应关系。&bull 此外，作者的研究还区分了奇性PDW有序性与杂质诱导的间隙调制，CsV3Sb5展示了与（表面）条纹相关的额外配对调制通道。作者的系统光谱方法在极端条件下的应用，为进一步探究TC低于1 K的超导体中相互交织的有序性提供了新路径。【科学图文】图1：电荷有序的笼目超导性。图2：配对间隙和配对密度调制。图3：奇性2 × 2配对间隙和配对密度调制。图 4: 在轨道选择性PDW下的残余费米弧。图 5: 有限动量配对超导性的证据链。【科学启迪】本文揭示了笼目超导体中奇性配对密度波（PDW）的复杂行为及其与费米弧的关系。通过高分辨率和系统的隧道数据，作者能够探测到KV3Sb5和CsV3Sb5中的奇性2 × 2 PDW有序性及其残余费米弧，这些结果展示了超导性与电荷序的深刻联系。具体而言，文章建立了有限动量配对的空间-动量对应关系，区分了PDW有序性与杂质诱导的配对调制。研究表明，奇性PDW不仅破坏了时间反演对称性，还在p-d间轨道通道中展现了独特的配对特性。此外，通过对零能态的准粒子干涉成像，发现了分段费米弧，这为Bogoliubov费米态的候选提供了证据。这些发现不仅深化了作者对笼目超导体中奇性PDW的理解，还推动了在极端条件下揭示超导体中相互交织有序性的研究，为未来探索其他低温超导材料中的类似现象提供了新的思路和方法。参考文献：Deng, H., Qin, H., Liu, G. et al. Chiral 笼目 superconductivity modulations with residual Fermi arcs. Nature 632, 775–781(2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07798-y

近期，厦门大学杭纬教授在JACS上发表了题为“Nanoscale three-dimensional imaging of drug distributions in single cells via laser desorption post-ionization mass spectrometry”的高水平论文，中央民族大学再帕尔阿不力孜教授对该课题组近些年的工作进行了评述。中央民族大学 再帕尔阿不力孜教授再帕尔• 阿不力孜：中央民族大学原副校长，现任药学院院长、中央民族大学生物成像与系统生物学研究中心负责人、“质谱成像与代谢组学”国家民委重点实验室主任，二级教授。中国医学科学院药物研究所研究员、博士生导师，天然药物活性物质与功能国家重点实验室副主任，北京协和医学院药物分析学系主任。北京市政协常委，国务院学位委员会第七届药学学科评议组成员，教育部科技委药学与中医药学部委员；中国分析测试协会副理事长，中国化学会质谱分析专业委员会副主任委员等。首批“新世纪百千万人才工程”国家级人选，享受国务院政府特殊津贴专家，国家民委领军人才。APSB、RCM、JANPR以及《分析化学》、《药学学报》、《化学进展》、《质谱学报》、《分析测试学报》和《分析仪器》等国内外学术期刊编委。长期从事基于质谱技术的分析方法、新技术及其生物医药的应用研究。曾担任国家“863”计划项目首席专家，现任国家重点研发计划项目负责人。作为主要作者发表学术论文约120篇。获得教育部自然科学奖一等奖（第3完成人）；以第一完成人分别获得北京市科技进步二等奖1项，中国分析测试协会科学技术奖二等奖3项、一等奖1项、特等奖1项等。随着1997年R. Caprioli教授等首次将MALDI-TOF MS技术用于生物组织中多肽和蛋白质成像分析后，极大地推动了质谱成像技术（MSI）的发展。这20多年来，因不同原理及多种类型MSI技术的发展及其应用领域的拓展，使其成为质谱领域乃至分析化学、分子影像技术以及生物医药等领域的前沿与热点方向之一而备受关注。此外，单细胞水平的研究可以揭示生命活动规律、疾病发病机制、药物靶向治疗等重大科学问题，是当前生命科学中最热点的研究领域之一。目前，从分析化学与技术角度来看，荧光显微镜技术在单细胞分析领域的应用最为普遍，但该技术因需引入能发荧光的探针分子，这为单细胞内源物质、小分子药物及其代谢物的发现与表征带来了严重的限制。与之相比，质谱成像技术以其免标记、多元素/分子同时检测等优点，为单细胞分析提供了新的研究手段。其中，SIMS技术因具有高空间分辨率等优势发挥着重要作用；而应用面更广的MALDI-MSI等激光解吸电离质谱技术常常受限于空间分辨率等关键问题，遇到巨大挑战。为解决激光解吸电离质谱单细胞成像技术面临的空间分辨率等瓶颈问题，近年来，厦门大学杭纬课题组相继研发出3个新技术，并取得了一系列的创新成果。1）针尖增强解吸质谱仪的研制。创新性地将激光照射贵金属针尖所产生等离激元共振增强效应作为解吸机制，并采用自制的TOF MS质量分析器，展现了纳米尺度弹坑并采集相应质谱信号的能力和重现性，实现了多种无机盐残留物的多元素分析，获得了50 nm横向分辨率的钾盐残留物质谱成像。该方法为化学组成在纳米尺度的分析与成像提供了新的途径。2）近场解吸成像质谱仪的研制。采用有孔光纤传导激光、光纤尖端开孔仅200 nm以及尖端的瞬逝光进行解吸等手段，通过原子力自动控制光纤尖端到样品表面的距离，无需使用探针，获得空间分辨率为250 nm的多种药物在单细胞内的分布成像结果。该质谱仪将近场解吸的分子通过深紫外激光后电离，具有离子效率高、传输性好等特点，达到amol级绝对检出限；克服了样品表面起伏产生误信号的问题，精准实现形貌和化学成分清晰的共成像图。3）微透镜光纤激光解吸电离质谱仪的研制与单细胞质谱成像分析新进展。首先，该课题组研制了微透镜光纤激光解吸电离质谱仪（MLF-LDPI-TOF MS），即借助物理研磨手段，在单模光纤的一端加工得到曲率半径极小的微球面（R=4.5 μm），以此微球作为微型平凸透镜，将激光聚焦在样品表面，实现对样品的解吸与离子化，并通过自主研制的飞行时间型质量分析器进行检测。因采用极短的焦距，在样品表面获得采样弹坑直径约为350 nm的结果。通过将抗癌药物柔红霉素（DRB）负载在叶酸修饰的Fe3O4颗粒表面并与癌细胞共同培养，对不同培养时间的癌细胞进行质谱成像分析，同时获得细胞内纳米颗粒、纳米颗粒表面的叶酸修饰基团和所负载药物在细胞器水平上的分布，直观地揭示出药物随着培养时间的增加，从纳米颗粒表面释放、进入细胞核，并最终诱导癌细胞凋亡这一动态过程的结果。该课题组进一步采用MLF-LDPI-TOF MS技术，成功实现单细胞3D成像分析，在纳米尺度实现了2种抗肿瘤药物在单个细胞内三维空间分布成像，获得500 nm×500 nm×500 nm的空间分辨率。通过采用微透镜光纤实现在细胞表面纳米尺度的采样，并引入157 nm后电离激光提高了离子化效率、检测灵敏度及电离源的信号稳定性。同时提出了一种基于嵌入式均匀圆形聚苯乙烯微球的三维定位方法，可用于准确重构还原药物在单细胞内的三维分布分析。在此基础上，通过自主设计具有三通结构的样品剥蚀池，将微透镜光纤激光采样技术与ICP-MS相结合，构建微透镜光纤激光溅射-ICP-MS的单细胞质谱成像技术平台，实现低至400 nm空间分辨率的生物组织和单细胞内多种化合物的质谱成像分析。该装置还可实现可调分辨率的成像模式，如对同一小鼠小肠剖面组织切片进行从500 nm至10 μm空间分辨率的药物成像分析，高分辨模式的成像能够更直观、更精准地描绘出小肠组织内微小细节和药物的分布，获得小肠对药物的吸收和作用机理相关的关键信息。此外，将HeLa细胞与金纳米棒、卡铂等药物同时培养后进行成像分析，结果发现金纳米棒主要位于细胞的溶酶体内；而卡铂药物被癌细胞摄取后主要分布在细胞核内，通过与核内DNA的相互作用诱导癌细胞的凋亡。杭纬课题组长期致力于激光溅射/解吸质谱技术与装置的研制，其中在基于激光解吸电离的高空间分辨质谱成像技术中，微透镜光纤激光解吸电离质谱技术尤为出色。该技术首次提出了一种经济可靠、操作简单、普适性强、具有纳米空间分辨率的激光解吸电离质谱成像手段，其空间分辨率远超目前商品化的激光采样质谱技术，并成功实现了对细胞内多种元素和分子在细胞器水平上的可视化分析与定位，有望在生命科学、医学和药学等多个领域拓展应用。doi: 10.7538/zpxb.2022.2000杭纬：厦门大学南强特聘教授，厦门大学化学化工学院教授、博士生导师。主要从事分析仪器的研究和发展，包括质谱仪器的研制、信号检测新技术的开发、离子源及其接口技术的研究、其他分析仪器与质谱分析法的联用新技术；分析仪器的应用，包括以质谱为核心的各种分析仪器在生物、医药、环境、材料、冶金、矿产、安检和商检等领域的应用。在Sci. Adv., J. Am. Soc. Chem., Angew. Chem. Int. Ed., ACS Nano, Anal. Chem.等期刊发表SCI论文170余篇。主持国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目、科学仪器基础研究专款、面上项目和国家863计划等课题以及美国能源部、国土安全部、疾病防治与预防中心资助课题。

p 　　11月14日，清华大学化学系林金明教授课题组在《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)发表文章，论文标题：In Situ Scatheless Cell Detachment Reveals Connections Between Adhesion Strength and Viability at Single-Cell Resolution，DOI: 10.1002/anie.201710273，作者：Sifeng Mao, Wanling Zhang, Qiushi Huang, Masqooh Khan, Haifang Li, Katsumi Uchiyama, Jin-Ming Lin。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/noimg/95106bd3-3868-4bcf-a4ad-1aa09d2a212d.jpg" title=" u=1459581422,4157041204& amp fm=214& amp gp=0.jpg" / /p p 　　单细胞生物学为生物学的一些最基本的过程提供了见解，并促进了对生命奥秘的理解。 随着单细胞研究技术的不断拓展，需要复杂的分析工具来了解单细胞的各种行为和成分，以及它们在贴壁组织培养中的关系。课题组基于微流体芯片的活单细胞提取器(LSCE)从标准组织培养物中提取单个贴壁细胞，揭示了细胞的异质性和细胞粘附强度与细胞活力的关系，而且为单细胞生物学提供了新的方法。 /p p 　　《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)是化学领域的顶级期刊，收录的文章以简讯类为主，简讯主要分布在有机化学、生命有机化学、材料学、高分子化学等领域，无机化学、物理化学涉及相对较少。SCI收录期刊，2016-2017最新影响因子为11.994。 /p p 　　值得一提的是，多通道微流控芯片-质谱联用(Chip-MS)系统是清华大学林金明教授长期攻克的研究课题。2016年已与岛津公司合作，结合岛津现有的高性能质谱，成功地研制了具有多通道芯片细胞培养、显微观察、细胞代谢富集与分离、高灵敏质谱检测等多种功能的分析仪器。虽然还没有正式对外发售，但今年9月清华大学已与岛津中国联合举办的首期微流控芯片质谱联用细胞分析讲习会。 /p p 　　林金明教授介绍，第二期微流控芯片质谱联用细胞分析讲习会初步确定12月25日在上海举办。 /p

人们经常向往能够拥有魔法，以实现各种神奇的操作比如隔空操控、隔空取物，即在不主动触碰某个物体的情况下，用类似意念的超能力操控物体移动，多用于神话科幻电影或小说。正所谓，科技来源于想象，想象力是推动人类走向物种最顶端的原动力。而当科技发展到一定程度时，这种对于超能力的向往、对神奇操作的想象有时也会成为现实。2022年8月26日，国际顶级期刊《自然通讯》（Nature Communications）报道了北京航空航天大学机械工程及自动化学院仿生机器人研究团队文力课题组在软体机器人交互控制领域取得的最新进展。 操作人员通过裸手不仅能够实现对具有大量自由度的软体机器人的非接触控制，而且可以完成各类复杂的操作。能够将复杂的软体机器人的运动控制变得大众可及，得益于北京航空航天大学研究团队最新提出的基于双模态智能传感界面的软体机器人非接触交互示教方法。在该研究中，基于研究团队所研发多模态柔性传感界面，示教者在不接触软体机器人、无任何穿戴设备的情况下利用裸手交互地示教软体机器人（如连续体软体臂），使其实现复杂三维运动。其主要原理是，利用“隔空”条件下交互界面与人手表面电荷产生的静电感应，将人手和软体机器人之间的距离信号转换为传感信号，进而“诱导”机器人的运动。这类基于多模态柔性感知的非接触的示教方法可以显著拓展人类与软体机器人的交互方式。该论文第一作者为北京航空航天大学机械工程及自动化学院博士研究生刘文博，朵有宁、刘嘉琦、袁菲阳为共同第一作者，文力教授为论文通讯作者。中国科学院北京纳米能源与系统研究所与清华大学计算机系为本研究的合作单位。瞄准领域痛点问题软体机器人是一种新型柔软机器人，能够适应各种非结构化环境。由于软体材料的自由度可以根据需求自由变化，因此软体机器人有着极高的灵活性，并且软体机器人与生俱来的高度适应性，使其在与人类互动方面同传统的刚性机器人相比更具安全优势，在生物工程、救灾救援、医疗领域有着很大的应用前景，受到越来越多的关注。然而，由于目前软件机器人在建模和编程方面存在一定挑战，使得非专业人员在使用软件机器人实现特定动作及执行特定任务时常常面临一些不容忽视的困难。交互式示教方法能够高效、灵活地引导软机器人实现对应的运动，这将有助于软体机器人在室内、生产线和其它非结构化环境中的应用。攻克两大研究挑战在传统刚性机器人上常用到的拖拽示教的方式，并不能很好地应用于软体机器人，其主要是由于软体机器人顺应性高、具有无限自由度的自身特性。因此，直接进行“拖拽”会使软体机器人产生很大的被动变形。如果想检测这些被动变形，则需要在软体机器人上布置大量传感器。在解决软体机器人示教交互问题上，目前面临着两大挑战。（1）一种柔性多模态智能传感器-能够在适应软体机器人大变形的前提下，对多种环境信息（距离、压力以及材质等）做出响应。（2）一种友好的无需编程的软体机器人示教系统-能够简单高效地将人的指令传递给软体机器人。挑战一：多模态柔性传感器由于操作人员在与软体机器人交互过程中可能产生多种信号，且传感器需适应软体机器人自身柔软的特性，因此用于人机交互的传感器应具有检测多模态信号、柔软可变形等特点。课题组基于摩擦纳米发电机原理和液态金属的压阻效应提出了一种能够对非接触信号和接触信号进行实时感知和解耦的柔性双模态智能传感器（flexible bimodal smart skin, FBSS）。该传感器结构上主要包括柔性介电层、柔性电极层、激励层、液态金属图案和封装层组成。该团队利用新型微立体面投影光刻技术(nanoArch S140，摩方精密)实现了柔性介电层表面微型金字塔模具的3D打印，该传感器自身具有较强的柔性和可拉伸性。图1. 接触/非接触柔性双模态智能传感器(FBSS)的设计与传感原理。(a)传感器将不同功能层堆叠在一起。包括柔性介电层(青色)、柔性电极层(灰色)、刺激层(浅黄色)、液态金属(黑色)和封装层(橙色)。(b)柔性介电层顶部微金字塔结构的电子显微镜图像。该金字塔型微结构一方面可以有效介电层的表面积，增加表面电荷量进而提高非接触传感的灵敏度；另一方面可以减少外力作用在液态金属腔道上的面积增加压强促进液态金属腔道变形，进而提高接触传感的灵敏度。(c)印刷在硅胶材料层上的液态金属材料的光学显微镜图像。(d) FBSS可被弯曲，展示了其柔性。(e)样机可被拉伸(最大拉伸率为58.4%)。(f)样机的接触/非接触传感机制：i)柔性介电层(灰色)和外部物体(红色)在接触几次后，由于电子亲和性不同，产生了等密度的负电荷和正电荷。ii)当外部物体接近柔性介电层时，自由电子被驱动并从大地流向柔性电极。iii)外部物体开始接触FBSS，电子转移量增加，液态金属电阻增加。iv)外部物体与FBSS完全接触，转移的电子数和液态金属的电阻都达到最大值。v)随着外界压力的释放，电子从柔性电极(灰色)回流到大地，液态金属的电阻减小。vi)随着外部物体(红色)与FBSS分离，回流电子增多，液态金属的电阻恢复到初始状态。研究团队对柔性双模态智能传感器进行了系统的实验测试，研究结果表明，该传感器可以灵敏地检测外界物体与传感之间的距离以及接触压力，并且能够实时解耦这两种模态。此外该传感器利用不同材质得失电子能力的差异性，还可以对接触物体的材质进行检测。最后，实验研究表明该传感器具有一定环境抗干扰能力以及良好的稳定性和耐久性。研究团队所提出的柔性双模态智能传感器可以有效地检测外部物体的接近和接触信息，比如高速下落的网球，在整个过程传感器可以实时感知和区分网球的接近和击中传感器的逐个阶段。此外，该传感器还可以检测一个羽毛的飘落过程：随着羽毛逐渐接近，传感器输出的非接触信号逐渐增加。该柔性双模态智能传感器还能够感知人手的接近和按压信号，无需在手上增加任何外接设备：研究人员将该传感器连接进入LED灯控制电路，利用人手的接近信号控制控制红色LED灯亮度，接触信号控制蓝色LED灯亮度。图2. FBSS接触和非接触传感特性的表征结果。(a, b)网球从FBSS上方落下(下落距离200mm)的高速相机图像和接触、非接触输出信号。(c, d)人手指按压FBSS时的场景和接触、非接触输出信号。当检测到的非接触信号超过一个阈值时，红色发光二极管点亮；当手指按压FBSS时，蓝色LED点亮。在此基础上，课题组人员尝试将多模态柔性传感器与一些简单的软体机器人结合，实现了软体机器人与环境、与人的初步交互。将柔性多模态智能传感器放置在一段软体驱动器末端，通过人手能够实现非接触地直接控制驱动器的弯曲和收缩。这给人一种魔法般的体验；将柔性多模态传感器与气动折纸结构软体手结合，即使软体手完全埋进沙子依旧能够感知附近玩具昆虫的接近信息，并对其进行精准地抓取；柔性多模态智能传感器与气动驱动软体手爪结合，亦可实现运动路径上目标物体的搜寻与抓取：随着软体手爪逐渐靠近目标物，传感器输出的非接触信号逐渐增加，当超过一定阈值时系统判定为软体抓手找到了目标物并进行抓取，抓取过程中传感器输出的接近信号开始逐渐增加，最终实现了对目标物体的成功抓捕。图3. 自驱动软体机器人被人和环境的非接触信号触发。气动三自由度软体机械臂被人手的接近信号触发实现(a)弯曲和(b)缩短。(c)装有FBSS的气动软体折纸机器人成功检测并抓住玩具昆虫。(d)一个装备有FBSS的软体抓手自主搜索、检测和抓取塑料圆柱体物体，(e)在这个过程中接触和非接触信号随时间变化的结果。挑战二：针对软体机器人的示教交互方式基于多模态柔性传感器，课题组针对10自由度（软体臂主体由9根波纹管式气动驱动器组成，末端有一气动软体手）气动软体机械臂提出了一种非接触示教交互方式：利用人手的接近信号进行非接触控制，软体机械臂运动的步长大小对应非接触信号的大小，人手的按压信号用于控制末端软体手的开合。无需额外的穿戴设备，操作人员通过裸手即可与软体机械臂进行交互。同时，为了实现对软体机器人复杂姿态的控制，研究团队另辟蹊径，提出了“变换传感器位置&示教”的方法。在传感器的背部以及软体机器人上放置小的圆形磁铁，利用磁力快速改变传感器在软体机器人上的位置，从而实现对软体机器人各个驱动段的位姿控制。为简单验证上述示教控制系统的可行性，课题组人员控制软体机械臂进行二维、三维空间物体抓取任务。其重复过程能够很好地对示教过程进行复现。这种示教方式能够有效地捕捉并抓取空间内高、中、低大范围内的目标物体。由于交互控制系统能够完整地记录示教交互过程的控制步长数据，操作人员可以对复现过程的速度进行控制，并且根据用户的需求做出相应的调节。此外，研究人员还在软体机械臂每一段末端和贴附传感器的弧形片上安装了小磁片，便于交互过程中传感器位置的切换。该方法通过简单、快速地更换传感器的位置，实现了对每一段的高效交互控制，最终实现了整个软体复杂位姿的简单控制。图4. 基于“传感器换位与示教”方法交互式示教软体机械臂实现复杂运动。FBSS I和FBSS II随时间变化的非接触和接触信号的归一化结果。每个图中的红色和蓝色箭头表示用户正在将FBSS从一个位置移动到另一个位置，以便与软体机械臂的不同位置进行交互。(a)示教者使用“传感器换位与示教”方法操纵软体臂实现二维空间运动。(b) 使用“传感器换位与示教”方法操纵软体臂实现复杂三维空间运动。除了简单的控制软体机器人完成空间物体的抓取任务以外，还可以与软体机器人进行无接触的互动教学，从而实现更加复杂、更具挑战性的任务。例如，将一根水彩笔安装软体臂末端，通过示教方式“教会”软体机械臂在迷宫中行走；通过示教方式操作软体机械臂进行咽拭子采样。为更好地展现软体机械臂的灵活性和示教交互方式的效果，课题组人员在软体机械臂和目标物之间放置一块障碍物，通过示教方式，“教会”软体机械臂越过障碍并成功抓取一朵花。图5. 交互式示教自驱动软机器人潜在应用的展示。(a)示教软体机械臂走迷宫的实验场景。(b, c)软体机械臂走迷宫实验中示教和复现的轨迹。(d)走迷宫实验示教过程中的信号曲线。咽拭子采集实验示教过程的(e)实验场景和(f)信号曲线。(g)交互式示教软体机械臂越过障碍物并成功抓取花朵。研究团队提出一种基于多模态柔性传感的软体机器人的“非接触示教”方法。基于所研发多模态柔性传感界面，示教者利用裸手可以无接触地、交互地示教软体机器人（如连续体软体臂），使其实现复杂三维运动。这类基于多模态柔性感知的非接触的示教方法可以扩展人类与软体机器人交互方式。这种简单、高效、友好的非接触交互示教方式，为软体机器人在非结构化环境中的交互控制提供了一种新的范式。图6. 软体机器人非接触交互示教概念图：人们通过非接触示教的方式轻松控制软体机器人在非结构化环境中作业。

p 　　近日，南京大学的鞠熀先教授研究组在仿生分子识别与仿生催化领域取得重要的研究进展。他们发现了一种嗜热型高活性的DNA酶，相关成果发表在Angew. Chem. Int. Ed.& nbsp 上。博士生郭悦华为第一作者、周俊副教授和鞠熀先教授为通讯作者。该研究组的博士生陈杰林、中科院大连化学物理研究所的博士生程明攀以及法国勃艮第大学的David Monchaud教授参与了相关工作。 /p p 　　蛋白质具有温度敏感性，蛋白酶的催化性能与温度相关，在应用上受到很大的限制。寻找、发现能够在极端环境如高温下仍具有高催化能力、高稳定性的仿生模拟酶具有十分重要的意义。近年来，具有催化活性的纳米结构材料和G-四链体/hemin DNA模拟酶受到广泛的关注，已成为新型仿生模拟酶开发的重点方向。在G-四链体/hemin领域，由分子内G四链体/hemin形成的DNA模拟酶已在生物催化、生物传感等领域得到广泛的应用，但其热稳定性差，无法用于极端环境。基于四条链形成的四元G四链体具有很好的热稳定性，鞠熀先教授课题组通过对四元G四链体的末端进行碱基修饰，并对反应的离子进行筛选，提高了G-四链体/hemin的热稳定性，由此发现一种新型嗜热的高活性G-四链体/hemin DNA酶（图1）。该工作在四元G四链体的末端修饰不同的碱基，发现腺嘌呤（A）可以大幅度提高DNA酶的催化活性，为提高反应温度，模拟酶催化功能如活化能、pH依赖性等的研究奠定了基础。末端修饰腺嘌呤的四元G四链体结构在高温下不仅可以稳定存在，也可保持与hemin的结合能力及形成模拟酶后的催化活性（图2）。该工作探究了嗜热DNA酶在高温下的潜在应用：有效地去除污水中对人体有害的有机小分子，在不同的有机溶液中这种酶也同样具有高催化活性。 /p p br/ /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/99a9239f-4001-48cd-9c10-7d1cd7b9f869.jpg" title=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center" strong 图1. 嗜热G-四链体/hemin DNA酶在不同温度下催化底物反应的示意图 /strong /p p span style=" text-align: center " /span /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/ce392a11-f046-46e3-866b-49f66466e3e9.jpg" title=" 2.jpg" width=" 600" height=" 466" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 466px " / /p p style=" text-align: center " strong span style=" text-align: center " 图2. 嗜热G-四链体/hemin DNA酶在不同温度下的催化活性及热稳定性的研究 /span /strong /p p br/ /p p 　　鞠熀先教授课题组专注于仿生分子识别、仿生催化与信号放大的研究，在973计划、国家自然科学基金等项目的资助下提出了多种仿生分子识别体系与信号放大策略，将仿生催化模拟酶用于生物传感，建立了系列性的生物分子高效的检测方法。在G-四链体/hemin领域，他们将其催化活性与该课题组首创的量子点电子化学发光传感结合，提出了蛋白质标志物的超灵敏电致化学发光免疫分析方法；将G-四链体/hemin与临位触接反应结合，建立了DNA与蛋白质标志物多种化学发光成像的检测方法。近日，该组系统地开展该领域的研究工作，提高了G-四链体/hemin DNA酶的活性（Chem. Eur. J.,& nbsp 2017,& nbsp 23, 4210），揭示了G-四链体的构效关系（J. Am. Chem. Soc.,& nbsp 2017,139, 7768）。 /p p br/ /p p 该论文作者为：Yuehua Guo, Jielin Chen, Mingpan Cheng, David Monchaud, Jun Zhou, Huangxian Ju /p

北京大学电子学院王兴军教授课题组-常林研究员课题组在两年攻关的基础上，研制出一种全新的硅基片上多通道混沌光源，提出了一种基于混沌光梳的并行激光雷达架构，攻克了激光雷达抗干扰和高精度并行探测这两个世界性难题，保证高性能高安全的同时，极大降低未来激光雷达系统体积、复杂度、功耗和成本。团队的研究成果《突破时间-频率拥塞的并行混沌激光雷达》于日前发表在《自然-光子学》杂志。随着高级别自动驾驶的日益普及，确保行驶舒适安全的激光雷达作为其核心器件，受到越来越多的重视。高性能、小体积、低成本、低功耗、高安全的激光雷达是未来厂商竞相追逐的方向。研究团队通过集成微腔光梳的调制不稳定状态产生天然的多通道随机调制信号，使其信号混沌带宽可超过7GHz，且光梳的调制不稳定态在18GHz的失谐范围内展现出良好的鲁棒性，能够应对外部泵浦光源的频率抖动。同时，材料的高非线性系数使产生的调制不稳定光梳的阈值功率相比其他材料平台低1~2个数量级，能够与片上分布式反馈激光器共集成。在此基础上，研究团队还搭建了并行激光雷达演示系统并对实物目标进行了高精度三维成像，验证了10通道规模的单像素成像，证明了各通道间良好的正交隔离性。此外，研究团队还对接收信号在不同信号干扰混叠下的抗噪功率抑制比进行了测试，实测可得在3dB阈值判据和12.5微秒积分时间下，单路信号的功率动态范围接近60dB，对调频连续波信号的抗噪功率抑制比接近30dB，对自身随机调制信号的抗噪功率抑制比可达22dB，展现出了良好的有源抗干扰能力。上述结果有望推动下一代高性能抗干扰激光雷达的变革。记者了解到，最近几年，研究团队在集成光电子学方面也取得了多项重要进展，包括实现了Tb/s硅基片上大容量光通信和跨C-V波段高精度微波光子信号处理、铌酸锂集成光子芯片、1.04TOPS/mm2高算力密度片上光计算、30nm极小粒径病毒检测、36μW最低功率阈值光学频率梳光源等多个国际领先成果。

2023年9月，HORIBA 与清华大学物理系熊启华教授课题组联合实验室（以下简称：联合实验室）正式挂牌成立。联合实验室旨在促进光谱学在基础物理研究的深度应用，提高科研效率，推动高质量新型人才培养，助力我国在量子信息、量子计算及凝聚态物理等领域早日实现弯道超车。△ HORIBA 团队与熊启华教授在联合实验室合影留念熊启华教授长期投身于凝聚态光谱学以及低维量子材料中光与物质相互作用的物理机制和量子调控的研究，研究课题涉及低维量子材料如二维层状材料、半导体量子点以及半导体微腔体系。拉曼光谱、荧光光谱及超快光谱技术扮演着极其重要的角色。例如，针对二维材料相变、应力、层数的研究，配置的光谱仪必须具有足够高的光谱分辨率。而针对低维量子材料荧光光谱研究，光谱仪又必须具备低杂散光、高灵敏度等卓越性能，才能实现对微弱信号的测量。对时间分辨动力学测量，则需要选择合适的探测器，优化不同光谱波段的探测效率，以实现时间分辨测量。面对课题组复杂多变的测试需求，研究团队更为常用的手段之一则是自主搭建显微光谱测量系统。熊教授在这方面有着丰富的经验，其团队多年来搭建了多套定制化的光谱学测量设备，与 HORIBA 技术团队达成了良好合作基础。熊启华教授于2021年回国后，又陆续引进了一系列 HORIBA 光谱仪产品，用于各种显微光谱以及时空分辨光谱学测量系统的搭建。△ 熊启华教授课题组物理实验室内的 HORIBA 仪器但随着各项研究的不断展开，越来越多的搭建方案需要研究小组根据不同实验目的进行个性化设计。为了更高效地搭建显微光谱系统，提升实验效率，熊教授研究团队与 HORIBA 的深度合作被提上议程。最终在熊教授与 HORIBA 科学事业部总经理濮玉梅女士的努力下，共建联合实验室的方案敲定落地！在联合实验室中，熊教授研究团队不仅能就具体项目，定期与 HORIBA 技术人员密切交流，展开探讨，设计搭建方案，还能在实验过程中出现的问题与突发状况时，得到及时的技术支持，确保项目按时完成。2023年，HORIBA 前沿应用开发中心（Analytical Solution Plaza,简称 ASP ）在上海嘉定成立，更组建了强大专业的研发工程师团队，可以更有效的深入参与解决方案的本地化开发，帮助课题组通过光谱技术推动更多原创科研成果持续产出。 △ HORIBA前沿应用中心位于上海 C-CUBE 厚立方△ ASP设有多款先进光谱检测分析仪器有了可靠的“硬”实力，优秀人才脱颖而出指日可待。根据不同实验需求，高效搭建光谱系统将是学生们的必备技能之一。在联合实验室，HORIBA 技术团队，将充分发挥光谱学专业技术，结合多年累积的显微光谱系统搭建经验，为学生们提供系统性的培训服务。此外，基于联合实验室合作模式的不断拓宽，学生们还将有机会参与各种专业光谱技术交流研讨会，了解最前沿的信息和成果，获取最先进的知识和技术，从理论到实践都将得到快速提升。△ HORIBA团队与熊启华教授在教学楼大堂合影留念谈及对联合实验室未来的期许，熊启华教授课题组与 HORIBA 开放包容的姿态也奠定了它不凡的使命。除了继续为清华大学物理系的科研工作提供有力支持，并持续培养高端物理人才之外，双方还希望联合实验室能沉淀出可借鉴的技术方案，为更多物理研究从业者开辟新的道路和方向。期望在顶尖高校的科研思维和 HORIBA 先进仪器的有力支撑下，熊启华课题组产出更多独创性研究成果，引领我国物理学研究跻身世界前沿梯队。

近日，晶泰创新中心与北京大学国际癌症研究院舒绍坤课题组宣布建立合作，双方将基于舒老师课题组的高通量 CRISPR 技术，整合晶泰科技的细胞高内涵 Cell Painting 成像技术与深度学习方法，通过多模态数据融合，共同开展疾病机理及药物作用机制研究。药物发现是理性设计与实验探索相结合的工作，其成功极大依赖于科学家对于疾病机理的深刻理解。随着人工智能和大数据技术的快速发展，已有多家研究机构和公司利用多种维度的生物大数据与机器学习结合，实现多模态数据融合（Multimodal data fusion），并取得长足的发展。该技术能从多个维度对疾病及药物在复杂生物体系内的作用机理进行深入的研究，特别是在靶点发现、苗头化合物发现、药物重定向、活性与毒性评估等领域，拥有巨大的应用前景。然而生物大数据维度与复杂度的提高，使得其对模型的数据处理能力要求也更高。数据采集和处理中的噪音问题，限制了数据利用效率和模型表现，为多模态数据融合的应用带来挑战。本次合作中，北大舒绍坤课题组与晶泰科技将利用各自的技术优势，将多模态数据融合与深度学习算法高效结合。舒绍坤老师及其带领的课题组在肿瘤药物机制研究领域有丰富的经验与独到的见解，可通过高通量的 CRISPR 技术对细胞形成大规模的基因编辑扰动；而晶泰科技自主建立的细胞研发平台 X-Map，能够大规模收集细胞扰动后的高内涵图像数据和转录组数据。两者结合，能基于真实世界的多维度数据获得细胞水平的精确观测，从而建立起不同生理学变化与基因、药物调控之间的对应相关性。这一研究方法相较于动物模型，通量更高、成本更低，可以针对特定的研究体系，快速获得包含更大信息量的高质量研究数据，进一步提高药物研发的效率和成功率。算法方面，晶泰科技在深度学习算法与流程开发、图像分析领域具备独到的优势。配合其全新建立的细胞表型平台，晶泰创新中心自主研发了一套基于 Transformer 架构的 X-Profiler 算法，能针对特定的下游任务进行有效信息的提取，良好应对例如高内涵成像中因为孔板边缘高度变化导致的失焦模糊等问题，剔除数据噪音对模型的影响，提高信噪比（signal-to-noise ratio, SNR），并根据任务自适应调节数据质量控制策略，从而显著提高模型性能。X-Profiler在药物机理研究、毒性评估等多项下游任务中取得突破性结果，相关研究成果的预印版已发表在 BioRxiv 上。双方合作的第一阶段将聚焦于肿瘤治疗新靶点及肿瘤耐药机制的研究，目前已经取得了初步的进展。下一步，相关成果将应用于抗肿瘤耐药性药物的研发，以期为癌症患者带来更加有效的治疗选择。晶泰创新中心聚焦前瞻性核心技术的开发与应用落地，目前已建立 X-Map 细胞研发平台，整合了包括 Cell Painting 在内的细胞影像、转录组建库、自主研发的 X-Profiler 深度学习建模算法等技术。晶泰创新中心将基于 X-Map 细胞研发平台，持续在机理研究、药物筛选、临床前药物评价等领域与药企、科研机构合作，共同开展课题研究与研发合作。晶泰科技联合创始人、首席创新官赖力鹏博士表示，“高质量数据与人工智能技术的结合将成为驱动药物创新的主要力量之一。舒绍坤老师课题组在基于 CRISPR 高通量基因编辑和多组学实验技术的肿瘤机理研究方面有丰富的经验。这些技术和经验将为合作提供宝贵的知识及数据。结合晶泰自身的 X-Map 细胞表型研发平台，我们期待基因编辑、细胞高内涵技术、深度学习方法能在本次合作中展现出突破性价值，带来更好的创新肿瘤治疗方案。”北京大学国际癌症研究院研究员、博士生导师舒绍坤博士表示，“通过高通量CRISPR技术、细胞表型 Cell Painting 平台技术、多组学技术和深度学习多模态融合技术相结合，解析药物靶点功能和机制，能够充分发挥生物大数据和深度学习大模型的优势，是我们课题组和晶泰创新中心十分看好的方向。晶泰创新中心具有开放的合作模式与明确的算法技术优势，深刻理解现有表型技术的优点和瓶颈，为项目提供了高质量的细胞 Cell Painting 图像数据与建模解决方案，为项目推进提供了重要保障。期待两支团队能够在肿瘤药物作用机理的研究合作中获得更多有价值的成果。”● 关于晶泰科技创新中心 ●晶泰创新中心(XtalPi Innovatioin Center) 依托晶泰科技在人工智能、科学计算、自动化方面的技术积累，致力于通过前沿计算与实验技术的融合，推动更多从0到1的行业革新，持续发展AI和自动化实验技术在生命科学、生物材料、农业、能源等相关领域的应用。同时，晶泰创新中心将坚持推动底层科学探索和应用技术突破，加速产学研联合下的商业转化，不断为行业与社会创造价值。

2019-2020年，中美贸易战、新冠疫情爆发，大国间竞争形式凸显。由于国产检测仪器存在空挡，国内大量典型实验室多数采购进口仪器，国产设备凤毛麟角。客观上，国外科学仪器起步较早、发展较快，国内科学仪器在高精尖仪器上存在受制于人的情况。以“嫦娥五号”为代表的登月、探月实验室为例，全都离不开高端科学仪器的使用，然而只有做好科学仪器的国产化、坚持国产仪器自主创新，才能摆脱当前依赖进口仪器的局限性，真正实现国家安全。　　仪器信息网在北京国家会议中心举办的CISILE展会上，采访了国产检测仪器验证与综合评价课题组赵靖敏，且看海关实验室如何响应国家科技强国号召，扶植培育一批国产仪器的“百年老店”。　　具体采访视频如下：　　　　　　国产检测仪器验证与综合评价成果展示专区实录：

根据世界卫生组织的数据，全球约4.3亿人因耳蜗受损而遭受听力损失，改善听力主要靠人工耳蜗。然而，传统的人工耳蜗语音识别能力较低，而且刚性电极与软组织间的不匹配可能导致神经损伤和耳鸣等问题。随着物联网和人工智能的发展，柔性自供电人工耳蜗的研究引起了广泛关注。在国家自然科学基金委、科技部、中国科学院和北京市的大力支持下，化学研究所绿色印刷院重点实验室宋延林课题组近期在各向异性材料合成和图案化器件制备方面取得了系列进展，如二维MXene与纳米晶复合材料研究（J. Mater. Chem. A, 2022, 10, 14674-14691 Nano Res. 2022, DOI:10.1007/s12274-022-4667-x），直写高性能原子级厚二维半导体薄膜和器件（Adv. Mater. 2022, DOI:10.1002/adma.202207392），制备基于交替堆叠微电极的湿度传感超级电容器（Energy Environ. Mater. 2022, DOI:10.1002/eem2.12546）等。压电材料可以作为未来人工耳蜗的有利候选材料，然而，主流含铅压电材料与生物不相容，对环境不友好，其他压电材料的电输出功率由于声电转换性能低，不足以直接刺激听觉神经。因此，制造高性能无铅柔性压电声学传感器意义重大。最近，他们受人类耳蜗外耳毛细胞的启发，报道了一种基于准同型相边界的多组分无铅钙钛矿棒的直写微锥阵列策略，该策略一方面利用取向工程和在两个不同正交相（Amm2和Pmmm）之间形成的准同型相边界，显著提高应力对压电材料性能影响，实现压电响应增强；另一方面在压电薄膜表面引入微锥阵列，增加与声波的接触面积，增强对声波的吸收，从而制备高性能柔性压电声学传感器（FPAS）。该传感器显示出高灵敏度、宽频率响应的特点，覆盖常用的语音频率，同时具有角度灵敏度，可用于记录声音信号，并实现语音识别和人机交互。FPAS还具备防水和耐酸碱等特点，满足自然环境对可穿戴声学传感器的要求。研究成果近日发表于Matter期刊上（https://doi.org/10.1016/j.matt.2022.11.023），论文第一作者是硕士生向钟元，通讯作者是宋延林研究员和李立宏副研究员。 图1. 微锥阵列柔性压电声敏器件应用演示图图2. 声音数据采集、人机交互应用和FPAS的防水性能

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

威斯康星大学麦迪逊分校 材料系刘芳课题组诚招博士后和博士研究生 威斯康星大学麦迪逊分校材料科学与工程系 助理教授刘芳课题组有以下科研岗位，欢迎大家咨询和推荐，主要研究方向是用于大规模储能的电池材料。关于岗位1. 博士后 (随时入职)，有电池材料和固态电解质研究经历的博士毕业生会优先考虑。要求为人正直，努力、乐观、向上，乐于助人，有团队合作能力，英文流利，交流无障碍。请将CV和至少两位推荐人联系方式发送至：fang.liu3@wisc.edu 。2. 硕士、博士研究生（2023年春季和秋季申请）。关于研究生申请过程的信息可以在这里找到https://grad.wisc.edu/apply/ ，欢迎有兴趣的同学在申请前通过邮件联系。关于PI2019-2022，斯坦福大学，材料系，博士后（崔屹课题组）• Electrochemical behaviors of isolated lithium during battery operations.• Formation of irreversible Li deposit induced by pressure inhomogeneity.• Advanced manufacturing technology for ceramic-based solid-state electrolytes. 2012-2018，加州大学洛杉矶分校，化工系，博士 （卢云峰课题组）• Investigated the electron transfer pathways in lithium-sulfur batteries.• Developed a new cell architecture todynamically block polysulfide diffusion.• Chemically engineered interface for lithium metal batteries.2008-2012，吉林大学化学系本科 （高分子专业）• 国家奖学金 （2008-2010 ）代表作： 1. Dynamic spatial progression of isolated lithium during battery operations. F. Liu, R. Xu, Y. Wu, D. T. Boyle, A. Yang, J. Xu, Y. Zhu, Y. Ye, Z. Yu, Z. Zhang, X. Xiao, W. Huang, H. Wang, H. Chen, Y. Cui*. Nature 600, 659–663 (2021). 2. A morphologically stable Li/electrolyte interface for all-solid-state batteries enabled by 3D-micropatterned garnet. R. Xu†, F. Liu†, Y. Ye, H. Chen, W. Huang, Y. Ma, J. Wan, Yi Cui*. Advanced Materials 10, 2104009 (2021). (co-first author)3. Dual redox mediators accelerate the electrochemical kinetics of lithium sulfur batteries. F. Liu†, G. Sun†, H. B. Wu, G. Chen, D. Xu, R. Mo, L. Shen, X. Li, S. Ma, R. Tao, X. Li, X. Tan, B. Xu, G. Wang*, B. S. Dunn*, P. Sautet*, Y. Lu*, Nature Communications 11, 5215 (2020).4. Fabrication of hybrid silicate coatings by a simple vapor deposition method for lithium metal anodes.F. Liu, Q. Xiao, H. B. Wu, L. Shen, D. Xu, M. Cai, Y. Lu*, Advanced Energy Materials 8, 1701744 (2017). (Filed US Patent 10/608, 249 (2020)) 5. Regenerative polysulfide-scavenging layers enabling lithium–sulfur batteries with high energy density and prolonged cycling life.F. Liu, Q. Xiao, H. B. Wu, F. Sun, X. Liu, F. Li, Z. Le, L. Shen, G. Wang, M. Cai, Y. Lu*, ACS Nano 11, 2697 (2017).更多关于PI的信息可以在这里找到：https://www.fangliu.info/ 关于学校威斯康星大学麦迪逊分校（University of Wisconsin-Madison）位于美国中部威斯康星州首府麦迪逊，是一所公立研究型大学，2022年在US news全美材料系排名第十四。麦迪逊四季分明 ，是一个很适合生活学习的小城，距离芝加哥大概2.5小时车程。更多关于材料系的信息请查看https://bit.ly/3sPobWa 更多关于学校的信息请查看https://bit.ly/385kmoA

沃的研究所这是一档关注“生命科学行业变化”的专题栏目。我们将从合作伙伴入手，每一期研究和解读一家科研机构或科研课题组、实验室的背后故事、相关方法论、使用的工具等等，帮助科研从业者获得启发和思考。本期【沃的研究所】对话主人公：尚蔚，博士研究生，华东师范大学生命科学学院袁小兵/潘逸萱课题组重要成员，本篇论文第一作者。恐高，其实跟我们每个人都息息相关。恐高反应会发生在每一个人身上，而恐高症患者会表现出对高度的非理性恐惧，即使暴露在很低的高处或者仅联想到高处时都会表现出对高度的非理性恐惧，这可能会对日常工作及生活带来一定的影响。那恐高反应究竟是如何产生的？科学界是如何解释这一现象？又该如何克服呢？2024年5月3日，华东师范大学生命科学学院袁小兵/潘逸萱团队在国际权威学术期刊Nature Communications 发表题为 A non-image-forming visual circuit mediates the innate fear of heights in male mice 的研究论文，他们对先天恐高反应开展研究，意外发现小鼠大脑中的非成像视觉系统诱发了恐高反应。 本期【沃的研究所】，我们将对话文章的第一作者尚蔚博士，一起深入了解小鼠先天恐高反应背后的神经机制。 逐层攻破技术瓶颈为探索恐高神经机理寻找靶点 尚蔚博士所在的课题组选择了广泛存在的生理视觉高度失衡的恐高来开展，他们首先建立行为学范式，细致观察小鼠在高台上的表现。曾有心理物理学家提出过这样一个假说，认为当人在高处时，随着人体与最近的静止物体之间的距离不断地增加，此时视觉提供的平衡信息会与前庭和躯体感觉系统提供的信息发生冲突，个体就容易出现晕眩的感觉，同时此时身体摆动幅度的增大，个体也会更容易感受到坠落，而这种对坠落的害怕会诱发个体的恐高情绪。根据心理物理学家的假说，尚博所在的课题组对视觉前庭和躯体感觉系统的作用进行了探究，发现视觉在恐高反应中发挥了主导作用。小鼠在高台上会出现类似于人类的恐高反应 课题组又参考了与视觉相关的先天恐惧行为学范式，通过视觉刺激（Looming Visual Stimuli ）来寻找可能参与调控恐高的核团。最后通过光纤记录和化学遗传等手段来调控目标核团和神经环路连接，观察小鼠在行为学实验中的表现是否会有所不同，进一步发现小鼠大脑中存在两条神经环路，在调控先天恐高反应中发挥相反的作用。这项研究成果的发表有利于帮助人们理解人类的恐高现象，并为后续恐高反应的神经机制研究提供了思路，也为后续药物开发提供了一些帮助。但由于目前神经科学领域对“恐高”的研究还十分有限，已有的研究主要集中在流行病学调查和影像学方面。尚博介绍道：“刚开始的时候我们完全不知道到底要怎么来研究恐高，以及如何建立一个比较可靠的行为学范式，而且提出评估恐高程度的指标也是经历了不断的修改，基本一切都是未知的；另一方面，我们组确实不是做行为和神经环路机制的，所以对技术和思路也不熟，包括研究过程中有一部分是需要去做前庭系统，我对前庭系统非常陌生。”为了观察小鼠的恐高表现，他们需要多次制作高台，尚博笑着说：“那段时间我们不是在买亚克力，就是在买亚克力的路上，淘宝的订单截图可以拉很长。”为了了解前庭系统，尚博甚至鼓起勇气联系了交大六院耳鼻喉科的师兄，后又经过导师的介绍，到上海交大交流学习了一段时间，才慢慢克服了这些技术难题。“在我看来，合作真的是非常重要，这项研究也是大家共同努力的结果！”尚博说。截至目前，这项研究还在继续。 无心插柳，顺应偶然性机遇蕴含在变化之中 谈及当时是怎么想到要研究这个课题，尚博笑言：“这还真的挺有趣的，确实是无心插柳柳成荫的故事。”说起来，尚博所在的课题组主要的研究方向其实是孤独症谱系障碍以及神经发育。尚博最开始加入团队的时候，主要对孤独症谱系障碍风险基因的神经机制展开研究。可是当时的课题进展并不顺利，实验结果也不稳定。但也正是在这一次次的挫败中，课题组偶然间发现，实验小鼠在旷场实验中的自发运动量和焦虑水平都没什么变化，在高架O迷宫中却表现得特别焦虑，对高度的刺激非常敏感。他们又开始查阅文献、探究基因突变小鼠异常恐高的原因……“确实没想到当初那个课题能发展到现在这样。”尚博说。一次偶然，课题组开始了对恐高症的研究；又一次机缘巧合，课题组开始了与瑞沃德的合作。“其实在第一轮投稿的时候，我们已经通过化学遗传的方法发现了腹侧外侧膝状核（vLGN），特别是其中的抑制性 GABA 能神经元，还有 vLGN 到下游中央导水管周围灰质（Periaqueductal gray, PAG）参与调控恐高。但因为化学遗传没能实时观察到神经元对高度刺激的响应，所以审稿人明确提出希望我们可以补充光纤记录的实验。”说来也巧，刚好在补实验阶段，实验室就有一台瑞沃德的光纤记录系统。尚博所在实验室里的瑞沃德光纤记录系统 “我们用瑞沃德光纤记录系统做了对照实验，发现确实取得了很好的结果。而且我们原来第一轮投出的内容，它使用到的技术其实比较单一，在后面补实验增加了光纤记录这样在神经环路领域比较常用的技术，得到了导师的认可，这也对于我们这一项成果的发表有很大的帮助。”尚博在交谈中也对瑞沃德光纤记录系统表达了认可：“瑞沃德的光纤系统操作简单，使用方法也比较容易学习，分析软件也十分方便，可以快速给出想要的图，同时还可以计算线下面积、叠加不同个体的数据，对我们的实验有很大的帮助。”“在我看来瑞沃德是国内做得很好的品牌了，我也很开心看到国产的仪器近年来做得越来越好了，大家就有更多的选择。”该研究使用光纤记录检测了腹侧外侧膝状核（vLGN）脑区GABA能神经元和外侧/腹外侧导水管周围灰质（l/vlPAG）脑区谷氨酸能神经元的钙信号变化 “其实我们还挺幸运的，文章只返修了一轮。”尚博感慨道。采访过程中，尚博不止一次说起：“我认为自己一直都是一个比较幸运的人。”在尚博的自述中，她说到，高考、考研都比较顺利，父母愿意支持自己的选择，师兄会手把手带着她做实验、交流科研思路，师妹们会鼎力支持课题的进展，导师们也会在大家做实验情绪爆炸的时候给予足够的鼓励……“所以我真的觉得自己是很幸运的人。”尚博课题组合照（从左到右依次为尚蔚、袁小兵教授、谢双翼、潘逸萱副研究员、冯文博） 发现了吗？伟大的成就，其实并没有所谓的可复制的成功脚本，它们往往没有经过周密的计划便诞生。不管是做实验，还是生活，我们不时地顺应偶然性，也不见得是坏事。就像尚博所说的：“意外真的常有发生，一切都在你的计划之内，是非常小概率的事件，所以你要时刻地根据实际情况来灵活调整自己的方案或者计划，多一些Plan B。”不管是“无心插柳”，还是“有心栽树”，幸运会不断出现在你努力的路上！我们也祝福尚蔚博士及团队在自己热爱的领域里勤耕不辍！ 如果您想了解尚蔚博士课题组同款瑞沃德多通道光纤记录系统长按识别下方二维码进行预约我们将会有专业人员与您联系▽

表面等离子体光刻（Plasmonic lithography）作为一种近场成像技术，具有可打破衍射极限的特性，能够为发展高分辨率、低成本、高效、大面积纳米光刻技术提供重要方法和技术途径，是下一代光刻技术的主要候选方案之一。目前，虽然已通过实验验证表面等离子体光刻可以满足微纳制造领域对14 nm及以下技术节点分辨率的要求，但随着集成电路特征尺寸的进一步缩小，严重的近场光学邻近效应（Near-field optical proximity effect，near-field OPE）不仅会降低曝光图形的分辨率，而且会增大曝光图形的失真现象，造成纳米器件物理性能及电学特性的偏差，进而影响到产品的功能和成品率，限制了表面等离子体光刻技术的实际应用性。为满足集成电路中对纳米结构器件的尺寸及质量的高性能要求，有效地解决表面等离子体光刻技术中存在的near-field OPE问题，中国科学院大学集成电路学院教授韦亚一课题组通过对表面等离子体光刻特有的近场增强效应进行定量表征，从物理根源上揭示了near-field OPE的产生机理，以及倏逝波（Evanescent waves）复杂的衰减特性和场分布的不对称性对曝光图形边缘特征尺寸的影响，并从光刻参数与表征光刻图形保真度的指标之间的数学关系出发，通过对曝光剂量和目标图形的联合优化，提出了基于倏逝波场强衰减特性进行空间调制的近场光学邻近效应矫正（Near-field optical proximity correction，OPC）的优化方法。相比于传统的OPC优化方法，该方法能够实现对近场高频倏逝波信息的空间调制，可提高优化自由度，能够更有效地提高表面等离子体光刻系统的成像及曝光图形质量，为批量生产低成本、高分辨率和高保真度的任意二维纳米图形奠定了技术基础，并为微纳米光刻加工技术的发展提供了理论支持。 3月30日，相关研究成果以Enhancement of pattern quality in maskless plasmonic lithography via spatial loss modulationh为题，发表在Microsystems & Nanoengineering上。研究工作得到中科院和中央高校基本科研业务费专项资金资助项目的支持。 论文链接 近场光学邻近效应对表面等离子体光刻曝光结果的影响及基于高频倏逝波信息空间调制式的OPC优化方法

手性是一种有趣的几何概念，指物体不能通过平移、旋转和缩放等变换与其镜像重合的特性，其应用范围涉及光学、生物学、化学、医药和生命科学等领域。在光学领域，当手性介质被不同旋向的圆极化光激发时，表现出不同的手性光学效应：当左旋圆极化 (LCP) 光和右旋圆极化 (RCP) 光经过手性介质后的透射率或反射率不同，从而显示出圆二色性（Circular dichroism, CD)；若这两种光在手性介质中的折射率不同，导致透射光相比于入射光的偏振面发生旋转，则显示出旋光性（Optical activity, OA）。尽管光学手性在自然界中无处不在，但天然材料中的手性响应极其微弱，且难以灵活控制，这严重阻碍了极化相关器件的微型化和集成化应用。由于具有比自然材料高几个数量级的手性光学响应，由人工设计的亚波长单元结构阵列构成的手性超材料/超表面为实现可控手性光学响应提供了一条途径。然而，尽管常见多层手性超表面具有很强的本征光学手性，但其设计过程相对复杂，且加工所需的多步光刻工艺存在技术要求和加工成本高的问题。近日，西安交通大学张留洋老师课题组提出了一种反射式手性超表面的简单、通用的设计方法及其低成本、无光刻的制备策略，该工作与深圳大学范殊婷老师课题组合作完成。通过结合新型微立体光刻技术实现了手性超表面的3D打印，实验测试结果验证了手性响应机理的准确性相关成果以“Chiral Metasurfaces with Maximum Circular Dichroism Enabled by Out-of-Plane Plasmonic System”为题发表于国际期刊Laser & Photonics Reviews上, 影响因子10.9。 图1. 反射式手性超表面通用设计流程示意图对于任意的谐振器，跟随提出的通用设计流程，仅需简单两步即可打破其n重旋转对称性（n 1）和镜像对称性，从而获得一个具有面外形态的反射式手性超表面。以工作于太赫兹频段的U型手性超表面为例，其圆极化反射谱和圆二色性谱如图2所示。不同的面外形态方向，可获得具有相反手性响应的对映体A和B。 图2. 基于U型共振器的太赫兹手性超表面及其手性响应通过调控超表面的偏置高度可实现对其损耗的调控，根据耦合模理论可知，当其辐射损耗等于耗散损耗时，此时一种圆极化波被近完美的选择性吸收，而另一种圆极化波被非共振地反射，从而可获得最强的圆二色性值(图3(d))。 图3. U型太赫兹手性超表面圆极化反射谱和圆二色性谱通过结合微尺度3D打印技术，提出的手性超表面可由简单的三步工艺制备得到。其中，周期性阵列的面外形态结构采用面投影微立体光刻3D打印技术（nanoArch S130，摩方精密）加工得到。实验结果表明：得益于高精度的微尺度3D打印技术，加工得到的手性超表面具有良好的表面质量和形状精度，测试所得的太赫兹反射谱与圆二色性谱与数值模拟结果较为吻合。 图4. 太赫兹手性超表面制造策略及表征结果 图5. 太赫兹手性超表面实验验证

磁活性流体或铁流体在外部磁场作用下可以改变其形状和粘度。它可以在较高浓度的磁性粒子中获得高的磁驱动力。由于其独特的性能，铁流体在众多领域有较为广泛的应用。当铁流体的载体液体和环境液体不相容时，前者因其高度的自聚性并不会在小体积中迅速分散。这一特性可以有效地防止磁性纳米粒子扩散过快。同时，基于其流体特性，铁流体具有较高的可变形性，并能通过狭窄的通道和障碍物。此外，铁流体在磁场中也具有高输出力。然而控制铁流体机器人在三维空间的运动，并使用机器人进行药物输送仍有待研究。近日，北京航空航天大学机械工程学院仿生与微纳研究所冯林副教授等研发了一种四线圈梯度磁场控制系统，该系统可以实现磁流体微型机器人在三维空间中的运动控制。同时，使用面投影微立体光刻3D打印技术（nanoArch S140，摩方精密），研究团队依据在药物递送的实际应用环境中可能出现的复杂环境进行设计并打印相关模型，并对磁流体微型机器人在药物递送相关领域的性质和优势展开了进一步的研究。相关成果以“Deformable Ferrofluid Microrobot with Omnidirectional Self-adaptive Mobility”为题发表在《Journal of Applied Physics》期刊上。图一 由电磁线圈系统控制在血管模型中移动的铁流体机器人的概念图及系统图。经过数值模拟和实际测量，该系统产生的磁场梯度可以达到4.14T/m，并可以实现对磁流体机器人的三维控制，最大的控制误差不超过0.3mm。最后，线圈系统控制铁流体液滴在最大内径为3毫米的三维血管模型中实现自主运动。控制效果的实现使得铁流体机器人在通过血管导航进行药物输送方面具有技术潜力。图二 (a) 磁流体机器人运动的示意图。(b)不同时刻的磁流体机器人的位置和状态。比例尺：5毫米。（复杂环境尺寸特征：长38mm宽22mm高5mm，其中折线和曲线通道直径为1.5mm，左下角圆柱阵列援助直径0.5mm，间距0.5mm。）通过对磁流体机器人的变形能力的研究，发现机器人可以通过比其直径小四倍的缝隙（图二）。同时 ，基于有限元模拟，磁流体机器人的变形可以使流场中的阻力减少43.75%，这使得磁流体机器人在人体血管高流速环境中运动成为可能。此外，利用3D打印的血管模型，对磁控系统控制微型机器人在三维血环境中运动能力进行了验证（图三）。图三 (a) 血管模型中磁流体运动的控制示意图。(b)三维血管模型中不同时刻铁流体机器人的真实位置和状态。比例尺：5毫米。该项研究成果获得国家重点研发计划(No. 2019YFB1309700)及北京新星科技计划项目(No. Z191100001119003)支持。 原文链接：https://doi.org/10.1063/5.0076653 作者：纪易明

仪器信息网讯 溃疡性结肠炎（Ulcerative Colitis）是一种多因素疾病，其发病机理复杂，至今尚不明晰，学界共识是以遗传易感性为背景，肠粘膜屏障（生物屏障、免疫屏障为核心）损伤为中心，环境、心理等多种因素共同的结果。近年来，我国结肠炎患者人数呈明显上升趋势，病程冗长，如果反复发作10年以上有继发结肠癌的高风险，严重影响群体健康。目前，激素和手术治疗都不尽人意，易复发，副作用明显，因此临床急需有效治疗药物的发现和发展。鉴于结肠炎的发生发展，常常诱发肠道菌群紊乱、代谢失衡和异常炎症反应。上海交通大学吕海涛课题组结合前期研究发现，进一步以靶向代谢组学、整合肠道菌群功能研究，从肠道菌群代谢失衡与肠道屏障互作角度，阐明中药黄连有效成分小檗碱（Berberine, 又名黄连素）治疗结肠炎改善肠功能的新机制。即小檗碱通过改善结肠炎引起的肠道菌群异常紊乱，进而调控肠道菌关联Tryptophan metabolites的合成表达，这些功能代谢物进一步激活芳香烃受体AhR发挥修复肠屏障损伤的系统功能。上述研究发现，吕海涛课题组已起草研究论文"Berberine improves colitis by triggering AhR activation by microbial tryptophan catabolites”已经被著名药理学杂志Pharmacological Research正式接收，出版中。论文第一作者为西安交大景王慧副教授，西安交大2019级博士生董思晶与上海交大2017级博士生罗夏琳为共同第一作者；上海交大2020级博士生（硕转博）刘京净与澳门大学学者等也参与课题的开展及论文发表。上海交大吕海涛研究员与西安交大王嗣岑教授为论文共同通讯作者。论文原链接：点击了解更多

自1974年，Fleischmann 等人第一次在吡啶吸附的粗糙银电极上观察到表面增强拉曼效应(SERS)信号。由于SERS可以使拉曼强度增大几个数量级，提供了极高的表面检测灵敏度，为人们刻画了很好的应用前景，在国际上很快就掀起了SERS研究的热潮。我国在80年代初期就有一批科学家开始了SERS的研究工作，近年来越来越多的课题组踏入这个领域，几乎呈指数增长。 　　在SERS研究领域中，定量分析一直是一个挑战，而定量分析首要的挑战是增强基底的均一性和可靠性。目前国内有很多课题组致力于SERS基底的研究工作，东华大学分析测试中心查刘生教授课题组近年来针对SERS分析方法中存在的结果重复性差、适用分析对象较少等问题，研究了几种新型的SERS基底，取得了一系列进展。 　　为提高Au纳米棒(AuNR)作为SERS基底的分析测试结果的重复性和灵敏度，查刘生教授课题组制备了直径和长度的相对标准偏差均小于10%、以AuNR为核和Ag为壳层的双金属纳米棒Au@AgNR，如下图：图TEM (a)AuNRs (b)~(h) Au@AgNRs-1~ Au@AgNRs-7 　　而且，该课题组以Au@AgNR为SERS基底分析水溶液中微量的对巯基苯甲酸(4 -MBA)，结果发现SERS信号强度在一定范围内随着Au@AgNR中Ag壳层厚度的增加而增强。图SERS信号强度与Au@AgNR中Ag壳层厚度的关系(a) AuNRs (b)~(h)Au@AgNRs-1~Au@AgNRs-7 　　水溶液中对巯基苯甲酸的浓度与其SERS信号强度之间有良好的线性关系，线性相关系数超过0.98。相关研究成果发表在Journal of Raman Spectroscopy期刊上(J. Raman Spectrosc. 2014, 45：431&ndash 437.) 　　此外，该课题组还将粒径在10～15nm范围内的Ag纳米粒子分别负载在温度刺激响应性微凝胶、pH刺激响应性微凝胶和pH/温度双重刺激响应性微凝胶中，用这三种制得的载Ag纳米粒子智能杂化微凝胶作为SERS基底，检测水溶液中微量的对巯基苯甲酸，可通过升高检测温度和/或降低样品溶液的pH值来提高SERS信号强度。相关研究成果发表在RSC Advances和Journal of Materials Chemistry C等期刊上(RSC Advances, 2013, 3:3384~3390 J. Mater. Chem. C, 2014, 2, 7326&ndash 7335.) 　　合成以Au纳米棒为核的、交联聚(N-异丙基丙烯酰胺)为壳层的具有核壳结构的温度刺激响应性杂化微凝胶，以该智能杂化微凝胶作为SERS基底，通过升高测试温度可检测到水溶液中微量的、难以吸附在贵金属表面的1-萘酚的SERS信号，为环境水样中微量酚类化合物的检测提供了一种新的方法。相关研究成果发表在Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects期刊上(Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 2014, 452:46&ndash 50)。 　　感兴趣可以联系试用该课题组SERS基底：lszha@dhu.edu.cn。 　　查刘生个人简介 　　查刘生，博士，教授，博士生导师 　　1985年毕业于合肥工业大学化学工程系高分子化工专业，获工学学士学位。 　　1990年毕业于中国科技大学应用化学系分析化学专业，获理学硕士学位。 　　2003年毕业于复旦大学高分子科学系高分子化学与物理专业，获理学博士学位。 　　1995年破格晋升为副研究员。 　　1998年被遴选为安徽大学&ldquo 高分子化学与物理&rdquo 学位点的硕士研究生导师。 　　2000年晋升为教授。 　　2006年被遴选为东华大学&ldquo 材料科学与工程&rdquo 学位点的博士研究生导师。 　　2011年到美国Clemson 大学生物工程系做访问学者。 　　曾任安徽大学高分子材料研究所副所长，安徽大学现代实验技术中心主任，安徽省材料学会副理事长，安徽省化学会理事，安徽省计量协会常务理事，安徽省计量协会检测技术工作委员会副主任，东华大学分析测试中心主任和技术负责人。 　　现任全国染料标准化技术委员会印染助剂分技术委员会顾问委员，上海市计量测试学会理事，国家级实验室资质认定评审员，&ldquo 中国无机分析化学&rdquo 杂志编委。 　　主要学术业绩 　　主持过国家科委地方重大科技攻关项目、国家自然科学基金项目和教育部科技研究重点项目等十几项国家级和省部级科研项目，1项成果获省部级科技进步三等奖，在&ldquo Advanced Materials&rdquo , &ldquo Macromolecular Rapid Communications&rdquo ,&ldquo Soft Matter&rdquo 等学术期刊上发表论文110多篇，其中被SCI收录的有40多篇,获准国家发明专利7项。目前主要研究方向：新型SERS基底 智能微/纳米凝胶及其组装形成的智能材料 高分子材料结构分析。

p & nbsp & nbsp 2018年6月28日，北京海关（原北京出入境检验检疫局）、同方威视、北京市检验检疫科学技术研究院共同承担的北京市科技计划课题“动植食产品快速通关查验设备——‘电子鼻’研制与应用”验收会议顺利召开。北京市科委社会发展处领导出席会议，课题验收专家有温俊宝教授、刘丰茂教授、林祥梅研究员、谢亮研究员、郑阳高工。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/04aeb136-1959-4497-888d-f374e0e95ddd.jpg" title=" 201807.jpg" / /p p & nbsp & nbsp 同方威视李广勤博士汇报了课题研制成果，包括课题研制的动植食产品快速通关查验设备——便携式MCC-IMS“电子鼻”样机，以及一整套动植食产品特征气味的识别方法。“电子鼻”采用非接触式采样结合快速气相色谱离子迁移谱联用技术，通过嗅探气味实现对入境旅客携带的箱包、行李进行“非侵入、非干扰式”快速查验，准确检出水果、肉类、鱼类、花卉、种苗等，以及活体小动物和昆虫，检测性能处于国际领先地位。课题组成员现场演示了样机的运行过程及验查效果。验收专家组认真审阅了课题验收材料，经过质询和讨论，认为课题组完成任务目标，技术指标达到任务要求，一致同意课题通过验收。 /p p & nbsp & nbsp “动植食产品快速通关查验设备——‘电子鼻’研制与应用”课题2015年9月正式立项，经过2年多的研制，圆满完成任务目标，研制的样机在国内多个口岸开展了实际应用，效果良好。该课题的实施为提高“关检合一”的海关检验检疫口岸查验能力和通关效率提供了新技术和新产品。 /p p br/ /p

寿命特别短！活性特别强！自由基的捕获和检测一度成为公认的难题！自由基从哪里来？有什么特征？起到什么作用？种类和浓度是怎样的……对致力于这一研究领域的科研人员来说，他们会面临一连串的问题。如果再遇到复杂基质，自由基捕获和检测的难度会再高一个台阶！如何破局？日前，跟随仪器信息网的镜头，我们走进了北京大学环境科学与工程学院刘文研究员的实验室。刘文研究员课题组主要研究方向是水污染控制，尤其是环境中新污染物的去除。他们基于布鲁克的电子顺磁共振（EPR）波谱仪（EMX plus6-1）构建的原位系统，可以实时、快速、精准的测定水环境中的自由基，为有机污染物的高效去除提供科学支撑。据刘文研究员介绍，在他们这个研究领域，电子顺磁共振是水环境中自由基检测最广泛应用的方法！由仪器信息网和布鲁克联合冠名的宝藏实验室系列活动本期走进了刘文研究员的实验室。跟随刘文研究员的引导，我们不仅了解了他们课题组在新污染物领域做的一系列的杰出成果，更是近距离的观察了电子顺磁共振波谱仪的工作流程和操作细节。详细内容请查看如下视频：

近日，Science Advances发表了题为“Broadband and photovoltaic THz/IR response in the GaAs-based ratchet photodetector”的研究工作（Sci. Adv. 8, eabn2031 (2022)）。该论文提出了一种基于GaAs/AlxGa1-xAs异质结的量子棘轮结构。这种结构综合利用了电泵浦实现的热载流子注入效应、自由载流子吸收和从轻、重空穴带到自旋轨道分裂带的光跃迁等多种吸收机制，突破了界面势垒的限制，实现了从近红外到太赫兹波段（4-300太赫兹）的超宽谱光响应。A. 量子棘轮探测器结构. B. 探测器能带结构. C. 器件PL光谱. D.探测器微观机制示意图. 近年来，红外(IR)/太赫兹(THz)光电探测器已经引起了极大的关注。然而，设计高性能的宽带红外/太赫兹探测器一直是个巨大的挑战。在宽谱探测器领域，一直是热探测器占据主要地位，但热探测器难以实现高速探测。光子型探测器具有可调节的响应范围、良好的信噪比和非常快的响应速度。量子阱探测器（QWP）响应速度快，灵敏度高，光子响应范围灵活可调，是性能优异的光子型红外/太赫兹光电探测器。但窄带特性使其覆盖波段十分有限。内光发射探测器（IWIP）由于其正入射响应机制、宽谱响应以及可调的截止频率，一直被认为是极具竞争力的宽带红外/太赫兹光电探测器。但其激活能低，导致较大的暗电流，需要在极低的温度(液氦温区)下工作。量子点探测器可以在高温下实现太赫兹探测和正入射响应，但可靠性和可重复性仍然是一个巨大的挑战。光泵浦热空穴效应探测器（OPHED）基于热-冷空穴的能量转移机制进行探测，可以突破带隙光谱的限制，实现超宽谱的红外/太赫兹探测。其探测波长可调，同时能够抑制暗电流和噪声。然而，依赖于外部光学激励的热空穴注入是太赫兹探测的前置条件，这大大增加了OPHED的复杂性。A.暗电流随温度变化 B. 暗电流与常用太赫兹探测器对比 C. 零偏压下微观响应机制 D. 量子棘轮探测器光响应谱. 应用物理与计算数学研究所白鹏与上海交通大学张月蘅、沈文忠研究组提出了一种基于GaAs/AlxGa1-xAs量子棘轮新结构的超宽谱光子型探测器。该探测器能实现正入射响应，响应范围覆盖4-300THz，远超其他光子类型的探测器的覆盖范围。此外，该器件即使在零偏置电压下也能产生明显的光电流。其峰值响应率达7.3 A/W，比OPHED高出五个数量级。由于量子棘轮能带结构的不对称性，器件的响应在正负偏压下也表现出明显的差别。在温度低于 77K时，由于量子棘轮效应，探测器表现出明显的整流行为，器件暗电流比现有的光子型探测器低得多，噪声等效功率低至3.5 pW·Hz−1/2，探测率高达2.9 × 1010 Jones，展示出其在高温下工作的潜能。 该项研究中展示了一种新型超宽带太赫兹/红外光电探测器。在无任何光耦合结构设计的情况下，这种成像器件具备很宽的光谱探测范围（4-300THz），快响应速度，低噪声等效功率和高探测率，为发展高温高速的超宽谱光电探测器件奠定了基础。 该工作近日发表于Science Advances （Sci. Adv. 8, eabn2031 (2022)）上。共同第一作者北京应用物理与计算数学研究所助理研究员白鹏和张月蘅课题组博士研究生李晓虹，共同通讯作者为应用物理与计算数学研究所楚卫东研究员、上海交通大学张月蘅教授和清华大学赵自然教授。研究工作得到了国家自然科学基金、上海市科技自然科学基金、博士后基金和上海交通大学“人工结构及量子调控”教育部重点实验室开放课题的经费支持。上海交通大学张月蘅课题组承担并参与了器件设计、器件性能测试表征及论文写作方面的工作。

11日，河北科技大学副教授韩春雨接受科技日报记者采访，回应13位学者实名宣布无法重复他的NgAgo实验。他依然认为，别人重复不了，细胞污染的可能性最大。　　韩春雨此前曾表示，有人成功重复了他的实验。至于到底是谁重复成功，他仍说暂不方便透露。“请求大家再有一点耐心。我还是之前的说法，很快将会有新的消息。”韩春雨说。　　13位课题组负责人分别来自中国科学院、北京大学、浙江大学、上海交通大学、华东师范大学、哈尔滨工业大学、温州医科大学等科研院所。今年5月2日，韩春雨在《自然生物技术》上发表有关NgAgo实验的研究，但几个月来，很多科学家因无法重复该实验让韩春雨处于风口浪尖。此次实名公布实验失败使此事件再添波澜。　　针对有外界揣测他的实验可能出现失误，把“假阳性”当真的，他表示，此前他也考虑过假阳性的可能，但就他目前掌握的信息来看，基本可以排除这种可能。　　他同时表示，科学是渐进的。“目前关于Ago的基础研究太少了。Ago广泛存在于微生物中，具有防御机制，现在很多机制不明可能是重复性差的主要原因。中国科学界应该致力于解决这些问题，使它变得更好。希望实名公布的科学家一起参与解决。”他说。　　对于有科学家建议他公开重复实验过程和数据的要求，他表示，愿意和前来沟通的科学家交流。

北京航空航天大学陈华伟教授课题组近期在《Advanced Science》发布最新研究成果“Micro–Nano Hierarchical Structure EnhancedStrong Wet Friction Surface Inspired by Tree Frogs”，其研究工作中涉及的高精密微尺度3D打印技术由深圳摩方材料科技有限公司提供，因此摩方公司就这一创新型成果进行更进一步的访谈，访谈对象为北京航空航天大学陈华伟教授，内容如下：Q1、请问你们课题组主要在做哪方面的科研工作？对高精密3D打印的需求有哪些？陈华伟教授：我们实验室来自北京航空航天大学机械工程及自动化学院，长期从事微纳表界面科学、医工交叉等方面的研究工作。随着现阶段微纳技术和生物科学的快速推进，对功能表面的制备提出了更高的要求，包括材质的多样化、多材质的复合加工、微纳结构的高精度化、多级复杂结构，以及大面积快速制备成型等。3D打印技术作为一种高精度结构成型技术，相比于半导体微纳制备工艺在材料多样性和复杂结构制备上有着更多的选择。AQ2、能概述一下近期发布在《AdvancedScience》的仿生相关研究所取得的突破和进展吗？（开发过程、应用情况、行业影响等）陈华伟教授：长久以来，树蛙脚掌的强湿摩擦特性获得了大量研究者的关注。与壁虎脚掌通过刚毛的范德华力产生粘附摩擦相比，树蛙脚掌受到环境液体或自分泌粘液影响而无法形成范德华力，揭示其界面的强湿粘附机制，对探索微纳流体和界面固-液微纳耦合作用有着重大意义，也为精准医疗器械和可穿戴传感等新兴领域的界面接触研究提供了基础。树蛙常见的湿摩擦解释为，其脚掌在外压力作用下，通过表面沟槽挤排出界面液体，提高固-固接触，增大摩擦，与车轮表面的纹路作用类似，但该原理与树蛙脚掌无外力作用下的强摩擦相矛盾。另一种解释是树蛙脚掌分泌出粘性粘液，能够将脚掌和基底粘合在一起，但通过测量脚掌粘液的粘度，发现其与纯水几乎无差异。树蛙脚掌强湿摩擦之所以难以得到合理的解释，主要原因在于粘液膜处于固-固界面之间，难以直接被观察表征，其尺度又处于微纳米级别，进一步加剧了表征难度。本实验室与清华大学雒院士团队合作，通过薄膜干涉原理，建立了界面纳米液膜原位表征方法，通过实时动态观测薄膜干涉条纹运动，观察到了纳米尺度的界面液膜变化和液膜毛细力对棱柱的变形作用。经过估算，在棱柱和液膜间的固-液相互作用下，棱柱界面可以产生低于200 nm厚度的液膜，可形成7倍大气压吸附力使棱柱紧紧贴合基底表面。这就可说明树蛙脚垫即使在没有外压力作用下，仍能够产生极强湿摩擦。进一步在江雷院士的指导下，揭示了微纳特征结构对界面液膜的调控规律，建立了纳米液膜增强机制。张力文博士为本文第一作者。本研究通过揭示树蛙脚掌利用其微纳多级结构形成的独特界面液膜调控作用，发展出液膜自碎化增效和凹坑自吸附增强效应，通过在界面间形成的纳米液膜的强毛细吸附作用，达到了无外压力下产生强湿边界摩擦的效果。为湿粘附增强提供了一种新的方案，为实现精准医疗、可穿戴传感等领域的接触增强提供了新思路和新方法。AQ3、请问，在该研究过程中，深圳摩方公司的高精密微尺度3D打印技术发挥了什么样的作用？其带来的效果或影响如何？陈华伟教授：传统三维加工工艺，如SU-8光刻或者半导体硅工艺等，适合加工投影类的三维结构，进一步复杂的三维结构也必须限制于能够通过多次投影形状复合，而对球、梯台等非投影类三维结构，则难以通过以上方式制备，限制了微纳理论的推进和仿生科学的研究。3D打印作为一种Bottom-up的制造工艺，不受结构本身形状特征限制，能够有效的解决球、梯台等非投影类三维结构的制备问题。本项研究为了验证粗糙对界面液膜影响，需要将粗糙基底表面放大、简化成微米尺度的密排凸包阵列，3D打印制备方法为此提供了一种有效快速的解决途径。相比于普通3D打印的低精度，BMF提供了2 μm精度的3D打印技术，能够为本实验提供更小尺度、更高精度的实验样品，从而更准确的验证了研究理论的正确性。A论文信息：Micro–Nano Hierarchical Structure Enhanced Strong WetFriction SurfaceInspired by Tree FrogsLiwen Zhang, Huawei Chen*,Yurun Guo, Yan Wang, Yonggang Jiang, Deyuan Zhang, Liran Ma,Jianbin Luo, LeiJiang论文链接：http://dx.doi.org/10.1002/advs.202001125北京航空航天大学陈华伟教授课题组课题组来自北京航空航天大学机械工程及自动化学院，长期从事微纳表界面科学、医工交叉等方面的研究工作，师法自然，从自然中汲取创新灵感，在揭示生/机界面效应规律中首次发现了超湿滑、强湿摩擦及微纳界面流体新现象与新机制，提出了生/机界面创新设计新方法，研制出仿生医疗器械及表面功能化制造设备，成功应用精准医疗器械防粘防滑，发表了国内机械工程学科首篇 Nature；在植/介入、可穿戴传感技术领域，提出了微纳结构仿生增效设计方法，研制出基于微结构信号增强的柔性生物信号传感器。实验室承担30余项科研项目，包括国家自然科学基金重大、重点项目、国家重点研发计划等，获得国家自然科学基金杰出青年基金、“万人计划”创新领军人才和日本 JSPS学者支持。发表研究论文 80 余篇，其中近五年发表 SCI 论文 30 篇包括Nature、Nature Materials、Advanced Materials 等，获批专利 20 项，合著专著 4 部。深圳摩方材料科技有限公司(BMF Material Technology Inc.)专注于高精密微尺度3D打印领域，是全球微尺度3D打印技术及精密加工能力解决方案提供商。目前，摩方拥有全球领先的超高打印精度（2μm/10μm/25μm），高精密的加工公差控制能力（±10μm/ ±25μm/±50μm），配置韧性树脂、硬性树脂、耐高温树脂、生物树脂等打印材料，提供制造复杂三维微纳结构技术解决方案，同时，可结合不同材料和工艺，实现终端产品高效、低成本批量化生产及销售。

2022年12月14日，北京大学伊成器课题组在Molecular Cell杂志在线发表了题为CRISPR-free, programmable RNA pseudouridylation to suppress premature termination codons的研究论文，首次报道了名为RESTART（RNA Editing to Specific Transcripts for Pseudouridine-mediAted PTC-ReadThrough）的新型RNA单碱基编辑技术。该技术利用改造的guide snoRNA，招募细胞内源的假尿苷合成酶复合物，在RNA特定位点处实现高效、准确地尿苷（U）到假尿苷（Ψ）的编辑。在mRNA的无义突变位点精准引入假尿苷修饰，将提前终止密码子转换成ΨAA、ΨAG或ΨGA，以实现提前终止密码子的通读及功能蛋白的全长表达。无义突变（Nonsense mutation）是基因序列中编码氨基酸的密码子突变成终止密码子（TAA，TAG，TGA）的单碱基突变。无义突变产生提前终止密码子（Premature termination codon，PTC），导致翻译提前终止，产生较小、不具功能的蛋白产物。根据人类基因突变数据库（Human Gene Mutation Database, www.hgmd.org）的统计，无义突变占据了超过20%的疾病相关单碱基突变。目前有多种潜在的技术可用于治疗无义突变疾病，但仍存在局限性。例如：（1）CRISPR/Cas9依赖的DNA碱基编辑技术可实现精准的碱基修复，但是仍存在安全性问题。细菌来源的Cas蛋白可能会引发人体免疫反应；并且一旦出现基因组水平上的脱靶，将会是永久性的。此外编辑元件尺寸较大，使药物的体内递送受到限制。（2）RNA碱基编辑技术是在RNA水平上进行的，不会对基因组序列进行永久改变，因此安全性较高。但是，RNA编辑工具的脱靶效应仍存在安全隐患。因此，领域内亟需拓展新型RNA编辑工具，开发更加特异和安全的RNA编辑器。图一、RESTART技术原理研究表明，RESTART技术具有广泛的适用性。在多种不同组织来源的细胞系以及人的原代细胞——例如支气管上皮细胞和皮肤成纤维细胞中，RESTART都可以介导高效和精准的编辑。在对疾病无义突变修复和蛋白功能恢复的诸多应用尝试中，RESTART的高效性均得到了充分验证，反映了该技术在疾病治疗中的巨大潜力。例如，RESTART成功恢复了来源于Hurler综合征小鼠的α-L-艾杜糖醛酸酶缺陷细胞中IDUA蛋白的功能。该技术为无义突变疾病的治疗和RNA假尿苷修饰的基础研究都提供了一种全新的工具。传统的RNA编辑技术主要是通过脱氨反应（如A-to-I或者C-to-U）实现碱基编辑，其产生的脱靶会在RNA上引入突变，从而存在安全隐患。与这些技术不同，假尿苷修饰不会改变碱基互补配对，不会影响密码子的编码信息；RESTART产生的少量脱靶也不会影响RNA的稳定性和蛋白的翻译。此外，RESTART系统是由人源的snoRNA和修饰酶衍生而来的，理论上可以避免免疫原性。因此RESTART是一个高效且安全的潜在治疗技术。综上，RESTART技术作为一种可编程的不依赖CRISPR的RNA假尿苷编辑技术，拓展了RNA编辑的策略，可通过高效编辑mRNA上的无义突变位点介导翻译通读和蛋白功能的恢复，并且具有较好的安全性，展现了良好的疾病应用前景。在递送方面，RESTART适用于装载至腺相关病毒（AAV）等载体中进行递送；并且guide snoRNA可以通过体外转录和体外合成等多种方式制备，未来也可以与小RNA递送体系，例如GalNAc3进行偶联。除此之外，RESTART技术也将推动假尿苷修饰领域的研究，为该领域基础研究和无义突变疾病治疗领域都提供有利的工具。北京大学生命科学学院伊成器教授为该论文的通讯作者，课题组博士后宋靖慧（已出站）、博士生董利婷、孙含笑、罗楠、博士后黄强为共同第一作者。该工作得到农业部项目、科技部重点研发计划、国家自然科学基金等项目资助以及北大-清华生命联合中心、蛋白质与植物基因研究国家重点实验室等的支持。北京大学高性能计算平台，生命科学学院仪器中心及凤凰工程等多个平台对本项目提供了重要的技术支撑。原文链接：https://www.cell.com/molecular-cell/fulltext/S1097-2765(22)01100-5

p style=" text-align: left text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(153, 153, 153) " /span /strong 现有药物均为免疫抑制剂，只能缓解和减少复发，但对已经造成的神经损伤并无修复作用。发现能促进髓鞘再生和修复的药物作用靶点及小分子化合物是该类疾病研究的新方向。 /p p style=" text-align: center " img alt=" " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/uepic/5b5e8cdc-85ad-4ebb-9f58-4424f401f807.jpg" / br/ /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(153, 153, 153) " DOI: 10.1002/glia.23306 /span /p p style=" text-indent: 2em " 中枢神经系统的髓鞘是由少突胶质细胞缠绕神经轴突形成。中国科学院上海药物研究所研究人员近期建立了少突胶质前体细胞（OPC）向少突胶质细胞（OL）分化的高通量药物筛选体系，发现维生素C（Vc）可以有效促进OPC向OL的分化及成熟。在OPC与神经元共培养体系中，Vc也可有效促进髓鞘的包裹。更有意思的是，在药物诱导的小鼠脱髓鞘动物模型中，Vc可以加快OL的生成及髓鞘的修复。机制研究显示，Vc主要在细胞内而不是细胞外起作用，且其促OPC向OL分化的作用与其抗氧化功能无关。 /p p style=" text-align: center " img alt=" " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/uepic/6eb94a09-6d9d-4c1f-821d-284965771809.jpg" / br/ /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(153, 153, 153) " 研究发现维生素C可促进髓鞘再生 /span /p p style=" text-indent: 2em " 研究成果于2月9日发表于Glia。该研究在中科院上海药物所研究员谢欣指导下完成，论文的第一作者为谢欣课题组博士研究生郭玉娥。 /p p style=" text-indent: 2em " 谢欣课题组一直从事GPCR及干细胞相关的研究，其前期研究发现Kappa阿片受体的激活有利于OL的分化及髓鞘的再生（Nature Communications, 2016 7:13594）。该研究工作得到国家重大科学研究计划、中科院干细胞先导专项及国家自然科学基金的支持。 /p

2月8日，国际知名学术刊物Nature Communications在线发表了韩家淮教授课题组的最新研究成果“RIP1 Autophosphorylation Is Promoted by Mitochondrial ROS and Is Essential for RIP3 Recruitment into Necrosome”，揭示了活性氧簇(ROS)通过直接特异地氧化受体相互作用丝氨酸/苏氨酸激酶1(RIP1)上的三个关键的半胱氨酸，进而特异地增强RIP1在S161上的自磷酸化，从而促进坏死小体的形成和程序性细胞坏死的发生。　　程序性细胞坏死是一种高度受调控的细胞死亡方式，它参与到机体的多种病理过程中，因而受到学术界的广泛关注，比如细菌和病毒感染，或者动脉粥样硬化等无菌损伤导致的炎性病变。程序性细胞坏死在生理病理上的重要性决定了它在调控上的复杂性。因此，尽管关于它的机制研究被频繁报道，仍然有许多重要的科学问题尚未解决。其中，线粒体ROS在程序性细胞坏死中的作用和分子机制，是近20年内该领域一个长期存在且有争议的问题。另一个长期存在的问题是，RIP1作为程序性坏死通路上的核心蛋白，它的激酶活性是行使功能所必需的，但是RIP1的激酶活性在程序性细胞坏死中起了什么样的作用仍然未知。　　韩家淮教授课题组的这项研究表明，这两个科学问题是相关联的。研究人员利用质谱技术首次证实，RIP1通过其上的三个关键的半胱氨酸(C257，C268和C586)直接接受ROS的氧化调控，进而增强激酶活性，发生第161位丝氨酸(S161)的自磷酸化。他们证实了RIP1的激酶活性在程序性细胞坏死中的主要功能是自磷酸化S161，且S161就是人们长期寻找的RIP1上与坏死相关的功能性磷酸化位点。坏死小体的形成是程序性细胞坏死发生的必要复合物，而S161的磷酸化是RIP1有效募集RIP3形成有功能的坏死小体所必需的。由于ROS的产生依赖于坏死小体里的RIP3的功能，因此ROS介导了程序性坏死通路里的正反馈调控。　　韩家淮教授课题组的研究阐明了ROS促进程序性细胞坏死的分子机制，回答了领域内长期存在的两个科学问题，对全面解析程序性坏死机制并协助疾病治疗具有重要意义。　　张荧荧和苏晟为该论文的共同第一作者。该项研究得到了973计划和国家自然科学基金委员会重点和重大研究计划项目的经费支持。　　论文原文链接：http://www.nature.com/articles/ncomms14329

七月雨季，格林凯瑞工程师叶工不畏风雨，仍走在上门指导的路上，我们随着叶工来到了河海大学，由于高校课题组所需，所以选择了GL-900这款360°旋转比色，让检测数据更加准确。无论风雨，格林凯瑞总是以用户为主，打造国产仪器，我们自己使用的仪器，从而推广到国外！

近日，北京大学化学与分子工程学院、北大-清华生命联合中心王初课题组在Journal of American Chemical Society杂志上发表题为“Quantitative Site-Specific Chemoproteomic Profiling of Protein Lipoylation”的研究文章。在这项工作中，作者发展了新型的用于捕获硫辛酰化修饰的化学探针，并结合定量化学蛋白质组学的技术，首次实现在大肠杆菌和哺乳动物细胞中的硫辛酰化修饰位点全局性鉴定与定量，并对大肠杆菌中特定底物蛋白中三个硫辛酰化修饰位点的调控和硫辛酰化修饰合成酶的功能进行了研究。 硫辛酰化修饰是一种通过酰胺键将硫辛酸共价连接到蛋白质赖氨酸残基上的翻译后修饰。硫辛酰化修饰在进化中高度保守，并且位于细菌和哺乳细胞核心代谢途径几种重要蛋白质复合物（丙酮酸脱氢酶复合物，酮戊二酸脱氢酶复合物和支链酮酸脱氢酶复合物）的活性口袋中，作为关键辅因子发挥着重要的催化作用。硫辛酰化修饰的失调与人类代谢紊乱、癌症等疾病相关。因此，加深对硫辛酰化修饰调节的理解对于研究与这些疾病相关分子机制具有重要的意义。 早期工作主要通过结构生物学和生物化学的方法对单个蛋白硫辛酰化修饰进行研究。近些年来，科学家们通过将基于抗体或化学连接的方法与基于质谱的蛋白质组学技术结合，实现了不同细胞类型和组织中硫辛酰化修饰的检测。然而，硫辛酰化抗体的结合亲和力不足，无法实现对所有硫辛酰化修饰蛋白进行鉴定。最近，北京大学陈兴课题组发展了一种化学连接策略用于硫辛酰化修饰蛋白的鉴定（Angew. Chem. | 蛋白质硫辛酰化修饰的化学标记），但未能实现在组学层面对硫辛酰化修饰位点的定量分析和检测。而使用选择反应检测扫描（SRM）的方法则可以实现对特定的底物蛋白二氢硫辛酰胺乙酰转移酶（DLAT）中硫辛酰化修饰位点进行相对定量，但很难实现对所有的硫辛酰化修饰位点进行全覆盖。因此，到目前为止，仍然缺乏一种用于全局分析蛋白质组中蛋白质硫辛酰化修饰的位点特异性鉴定和定量的方法。本论文发展了一种标记硫辛酰化修饰的探针和一套具有位点分辨率的定量化学蛋白质组技术。作者受醛基基团保护策略中常用的基于硫缩醛的方法启发，设计了丁醛探针BAP。该探针中含有醛基，可与硫辛酰化修饰发生缩合反应，并结合生物正交基团炔基，通过铜催化的点击化学反应引入可切割的富集标签。作者结合底物序列分析结果，使用V8蛋白内切酶Glu-C代替常规的胰蛋白酶Trypsin，实现了对大肠杆菌中所有已知硫辛酰化修饰位点的鉴定。在大肠杆菌中，其中一个蛋白底物二氢硫辛酰赖氨酸乙酰转移酶ODP2上含有三个修饰位点，在Glu-C进行酶切后会产生完全一致的肽段序列。为了能够对ODP2中三个硫辛酰化修饰位点进行区分，作者巧妙地利用修饰肽段下游的序列来代表三个硫辛酰化修饰位点，结合稳定同位素二甲基化定量的方法，开发出一种能够将ODP2上三个硫辛酰化位点进行区分定量的流程。利用发展的大肠杆菌硫辛酰化修饰位点定量策略，本研究对ODP2中三个硫辛酰化修饰任意的单突变和双突变组合菌株中硫辛酰化修饰状态进行分析。实验结果显示，ODP2中三个硫辛酰化修饰位点在体内的调控是相对独立的，并且当体内感受到整体的硫辛酰化修饰降低到一定限度时，会启动一定的补偿调控机制。作者进一步在大肠杆菌中探究了硫辛酰化修饰从头合成途径（由辛酸转移酶LipB和硫辛酰化合成酶LipA级联介导调控）和硫辛酰化修饰直接合成途径（由硫辛酸蛋白连接酶LplA调控）在硫辛酰化修饰合成过程的重要性。作者对三个硫辛酰化修饰合成酶LplA、LipB和LipA进行敲除，利用开发的位点定量流程对大肠杆菌中所有已知硫辛酰化修饰位点进行定量。实验结果显示，在营养充足的情况下，从头合成途径比直接合成途径起了更重要的作用。同时LplA在辛酸充足的条件下能够发挥与LipB类似的辛酸转移酶的功能。但是相比之下，LipB是体内更为重要的辛酸转移酶。作者接下来将该定量化学蛋白质组学流程运用到哺乳细胞体系中。作者发现，在人源细胞大多数的硫辛酰化修饰肽段都含有两个酸性氨基酸，这严重影响了质谱正离子检测模式下肽段的检测效率。为了解决这个问题，作者在常规的酸切标签DADPS的结构中引入了一个额外的氨基，发展了新一代酸切割的生物素叠氮标签CY58。利用新型的电离辅助亲和标签CY58，结合二甲基化标记定量策略，作者成功地实现了对人源细胞中所有已知的六个硫辛酰化修饰位点进行定量。最后，作者利用BAP探针结合质量标签的方法，成功地实现对甘氨酸裂解系统 H 蛋白（GCSH）中硫辛酰化修饰的修饰率进行测量，未来有望进一步在蛋白质组水平上直接检测所有蛋白中硫辛酰化修饰的修饰率。总之，本工作为组学层面的硫辛酰化修饰位点定量分析提供了强有力的工具，极大地助力了硫辛酰化修饰位点的功能研究。本文的通讯作者为北京大学化学与分子工程学院、北大-清华生命联合中心的王初教授。其指导的化学与分子工程学院2016级博士研究生赖书畅和博士后陈颖博士为本文的共同第一作者。王初课题组杨帆博士，肖伟弟博士和刘源博士等合作者为本课题做出了突出的贡献。该工作得到了科技部、基金委、北京分子科学国家研究中心、教育部生物有机和分子工程重点实验室的经费支持。