专访中国科大熊伟教授

p style=" text-align: center " img title=" 1.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/0bb94937-6370-4e0c-8471-e1a4f208f43b.jpg" / /p p 　　采访嘉宾：熊伟 (中国科学技术大学生命科学学院教授，博士生导师) /p p 　　世界上没有两片完全相同的叶子，细胞也是。然而，科学家们在进行现代生物学研究时，大多时候都考察的是细胞群体，而忽略了细胞异质性。 /p p 　　就拿神经细胞来说，大脑中有亿万个神经细胞，这些神经细胞在细胞形态，突触连结，细胞结构，电生理以及生理功能上具有高度的多样性。不同种类的神经细胞中，其基因组、蛋白组、化学分子组成、含量、代谢也都有着很大的差别。在直径不到1毫米的一个很小的脑区，可能就存在几十种甚至上百种完全不同的神经元以及胶质细胞类型。甚至很多情况下，即使物理距离上相邻的两个神经元也可能是两个不同的神经元类型。因此，对脑内单个神经元的基因组、蛋白质组以及代谢组进行分析，具有重要的生物学价值。 /p p 　　单细胞技术在近年发展非常迅速，比如单细胞测序，已经广泛应用于各种生命学科的研究。2014年1月Nature Methods上发表的年度特别报道，将“单细胞测序”(Singled out for sequencing)的应用列为2013年度最重要的方法学进展。 /p p 　　单细胞技术不仅在测序方面取得了极大进展，单细胞质谱分析也正在逐渐得到更多的关注。与用于分析单个细胞基因组的单细胞测序不同，单细胞质谱主要是研究单个细胞内的代谢物情况，例如化学小分子的组成、含量和代谢等等。单细胞质谱的优势在于可以高通量检测目前其它单细胞技术无法检测的小分子化合物，以及它们的代谢过程。同时，由于质谱本身的优势，不需要采取测序或者特异性抗体等外部手段，就可以精确分析检测到的化学物质信息，可以说是“物美价廉”。 不过，由于质谱技术本身的局限性，目前还无法做到类似单细胞测序那样的大规模测量。 /p p 　　 strong 1. 多学科交叉合作，开发单神经细胞质谱 /strong /p p 　　2013年，熊伟教授结束了在美国国立卫生研究院的博士后研究工作，回国后加入了中国科学技术大学生命科学学院。在申请中组部“青年千人计划”时，熊伟教授认识了另一位中科大化学学院的“青千”黄光明教授，当时，黄光明教授课题组正在发展一种小样品(pL级别)质谱测量技术。经过多次讨论，他们决定将两个实验室的优势技术进行结合，开发单神经细胞质谱这一新技术。 /p p 　　目前质谱技术在神经科学中的应用，主要还是采用对大量组织细胞匀浆后的样品进行分析。在单细胞检测中，质谱分析因为具有高灵敏度，大的线性范围以及高通量分析化学分子的特点，逐渐被用于单细胞的细胞代谢分析。但目前的方法需要使用大量有机试剂对细胞进行处理，无法保持采样时细胞的活性 冗长的处理和分离过程也导致较慢的分析速度，无法短时间内完成大量单细胞分析 并缺乏来自同一细胞的电生理信号 最终导致单细胞代谢物的质谱分析无法大规模用于神经细胞的分析。 /p p 　　 strong 2. 新技术让质谱分析活体单个神经元成为现实 /strong /p p 　　2017年1月26日，熊伟教授与黄光明教授等人在PNAS上发表了一项题为“Single-neuron identification of chemical constituents, physiological changes, and metabolism using mass spectrometry”的研究。在这项新研究中，研究团队依托电生理膜片钳以及电喷雾离子源技术建立了一种稳定的单神经元胞内组分取样和质谱组分分析技术。 /p p style=" text-align: center " img title=" 2.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/705ccfee-dabe-4de5-8fa8-1bde4c73181d.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 膜片钳与单细胞质谱分析联用技术分析单个神经细胞示意图 /strong /p p 　　电生理膜片钳能将玻璃微电极接触并吸附在细胞膜上，高阻抗封接后将膜打穿成孔，记录膜片以外部位的全细胞膜的离子电流。而电喷雾技术主要是利用一个高压交流电使分析物被离子化然后被质谱检测，该离子源具有较强的抗干扰能力。与传统的质谱方法相比，这一新方法最大的优势是可以原位对活细胞进行取样，并且同时采集细胞位置、电生理活动以及细胞内化学成分等多方面的信息。 /p p 　　 strong 3. 质谱分析让神经化学研究进入单细胞水平 /strong /p p 　　研究人员利用这一方法对小鼠海马、前额叶、杏仁核、纹状体等脑区单个神经元内的数千种化学小分子进行了快速质谱检测，并同步采集了电生理信号。 /p p 　　海马、前额叶、杏仁核、纹状体这四个核团无论是在人类还是低等动物中都非常重要，与学习、记忆和情绪等行为以及相关疾病如阿尔茨海默病、帕金森病等有着密切的联系。这些核团内的神经元种类繁多，目前国内外有多个课题组正在从单细胞测序的角度解析这些核团的神经元分类及对其功能进行鉴定。熊伟教授表示，他们对这四个核团神经元进行质谱研究，也正是想从单细胞水平全面分析这些核团神经元的代谢组学情况，以及这些代谢通路和代谢组在学习、记忆和情绪等行为及其相关疾病中的作用机制。 /p p 　　在这项研究中，研究人员主要对不同年龄段的小鼠海马、杏仁核、纹状体等脑区单个神经元中的谷氨酰胺(Gln)、谷氨酸(Glu)以及GABA等化学小分子进行定性、定量分析并对其进行神经元分类。 /p p 　　Glu和GABA是中枢神经系统两大类神经递质(兴奋性或抑制性)的代表性分子。早期人们认为一个神经元内只存在一种递质，其全部末梢只能释放同一种递质，这被称之为戴尔原则(Dale& #39 s principle)。然而随着科学技术的发展，人们逐渐认识到两种或两种以上递质(包括调质)可存在于同一神经元内，在适当的刺激下可经突触前膜共同释放。这种新的观点得到了众多电生理及免疫组化等实验的证明。然而这些证据大部分都是间接的证据，尚无直接证据表明二者的共存。这项研究首次在单细胞水平，通过质谱分析给出了二者共存于同一神经元内的直接证据。同时，研究人员还发现了一些尚未在神经系统中被发现的小分子，他们正在努力研究其作用和分子机制。 /p p 　　此外，研究还鉴定了单个神经元内谷氨酰胺的代谢路径。Gln-Glu-GABA通路是谷氨酸和GABA代谢的经典通路，尤其是谷氨酸，它不仅仅作为兴奋性神经递质存在于神经元内，还大量参与到蛋白质的合成代谢以及细胞能量供应体系中。而GABA是中枢神经系统的抑制性递质，可以防止神经细胞过度兴奋。二者与各种脑疾病都有着密切的关系，如自闭症、阿尔茨海默病、帕金森病等。该通路在大脑的发育和衰老中扮演着非常重要的角色。对单个神经元内谷氨酰胺的代谢路径的鉴定对于深入理解这条代谢通路以及与之相关的疾病机制具有重要意义。 /p p 　　这项研究首次利用化学质谱方法直接无稀释地检测单个神经元中多种神经递质、代谢物、脂质等化学小分子，对单个神经元化学成分及代谢物进行了即时分析，并将目前神经细胞成分分析的研究推向了一个活细胞及单细胞水平。这一技术在将来或许能够帮助科学家们在单细胞层次上去研究神经生物学、代谢组学、毒理学等生命科学的重大问题。 /p p 　　谈到临床应用前景时，熊伟教授的态度也十分肯定。他表示，该技术允许研究人员对血液、脑脊液等样品中的单个细胞进行质谱检测，结合相应的生物标记物，完全有可能对阿尔茨海默病、帕金森病、抑郁症等神经精神疾病的早期诊断提供帮助。 /p p 　　 strong 4. 后记 /strong /p p 　　熊伟教授从事神经科学研究，他认为现代神经科学研究需要技术的快速研发以及多领域多学科的交叉合作，必须发展包括显微成像、分子示踪、质谱分析、光遗传学以及转基因操作等最新的生物、物理、化学与工程材料等多学科交叉技术。熊伟教授表示，对他而言，科研不仅仅是工作，也是兴趣，尤其是对新技术的热切追求，驱动着他不断前行。熊伟教授及其研究团队也正在和中国科大的其它实验室展开合作，和不同的领域的科学家交流和分享科研心得是一种享受。 /p p 　　 strong 关于研究人员 /strong /p p 　　该项工作由中科大生命学院博士后朱洪影、生命学院博士研究生邹桂昌、王宁在熊伟教授和黄光明教授的共同指导下完成。该研究工作得到了国家自然科学基金委重大研究计划、科技部、中科院战略性先导科技专项(B类)以及国家青年千人计划等的资助。该工作还得到中国科学技术大学同步辐射实验室光电离质谱线站的仪器与技术支持。 /p p 　　 strong 关于熊伟教授 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 3.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/feba38ed-9bd1-4fc4-9016-bb72aef280df.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 熊伟 教授 /strong /p p 　　国家中组部“青年千人计划”获得者，2001年毕业于北京大学生命科学学院，获理学学士学位。2006年毕业于北京大学生命科学学院，获理学博士学位。2006至2013年，在美国国立卫生研究院(NIH)酒精滥用与酒精中毒研究所(NIAAA)做博士后研究工作。2013年3月加入中国科学技术大学生命科学学院。中科院脑科学与智能技术卓越创新中心骨干成员。中科大神经退行性疾病研究中心暨脑资源库核心成员。长期从事与神经化学、药理学、小分子药物研发相关的神经科学研究，运用多种先进的实验技术从分子、细胞水平、到动物行为进行了深入系统的研究，并取得了系列重要成果。研究工作发表在Nature Neuroscience, Nature Chemical Biology, Journal of Experimental Medicine, PNAS, Journal of Neuroscience, Molecular Pharmacology等国际学术期刊上。获得过多项国家级基金资助。 /p p 　　 strong 参考文献： /strong /p p 　　Single-neuron identification of chemical constituents, physiological changes, and metabolism using mass spectrometry /p p & nbsp /p

圈养大熊猫(雄：左图 雌：右图)在墙面和护栏上擦蹭臀部留下气味 　　在人类的眼中，所有的大熊猫不论雌雄，其外形、体态和毛色等都是相同的，大熊猫个体之间如何相互识别?划地盘和吸引异性是动物世界最为热衷的头等大事，即使憨态可掬的大熊猫也对这两件大事具有战略意识，大熊猫们如何吸引配偶和示警天下?它们采用什么方式来区分亲属和非亲属，从而避免和近亲个体交配繁殖?对于科学家来说，揭示大熊猫“相亲”的秘密是很有意思的课题。 　　在国家自然科学基金、中国野生动物保护协会和中国保护大熊猫国际合作项目等资助下，中国科学院动物研究所、北京师范大学、美国华盛顿大学及卧龙大熊猫自然保护区的两项合作研究日前分别在国内外期刊上发表文章称，大熊猫的肛腺气味可以充当它们的身份证，从而帮助大熊猫划分自己的地盘 在发情交配季节，雄性个体的尿液还充当了区分亲属和非亲属的主要标志物。这两项新成果对解释圈养雌性大熊猫的配偶选择行为，进一步推动野生大熊猫的保护工作具有重要的理论意义。 　　大熊猫也有“身份证” 　　有关大熊猫肛腺含有性别和个体“气味指纹”的研究结果近日发表在国际化学生态学会官方刊物《化学生态杂志》(Journal of Chemical Ecology)上，该结果修正了Hagey和 MacDonald于2003年发表在该杂志上的类似研究。这也是我国有关大熊猫化学通讯的研究成果第一次刊发于国际专业权威杂志上。 　　看过野生大熊猫录像或者去过动物园繁育中心的人会发现，野生和圈养大熊猫经常在地面、墙面或者树干上擦蹭胖胖的臀部，其实那是在遗留一些气味标记，有时也会通过排尿的方式遗留标记。哺乳动物化学信息素的研究和分析是近几年的热门研究领域。文章作者之一、中科院动物所副研究员张健旭在接受《科学时报》采访时介绍说：“肛腺是哺乳动物的一个重要气味腺，大熊猫正是通过肛腺标记，将分泌物留在领域内的物体上传递信息，从这些气味信息中，我们可以辨识大熊猫的一些特征。”擦蹭臀部的小动作实际上是大熊猫在出示自己的“身份证”，即向它的同类传递自己的性别、性成熟、健康状况等信息。 　　研究人员利用常规的溶剂萃取和气质联用分析，从16只成年大熊猫的特化气味腺体——肛腺的标记物中检测到39种成分。但其间并没有发现性别特有的化合物。但之前，张健旭等研究人员已经确定了啮齿类动物等信息素建立的方法，于是研究人员以这个方法为基础，将39种成分中含量较高的21个化合物的相对含量进行定量比较找到了其中的成分，即：5-甲基乙内酰脲、吲哚和芥酸在雌性中含量较高，角鲨烯和对苯二酚在雄性中含量较高。它们分别被确定为雌性和雄性的推定信息素，证明肛腺标记物存在传递性别信息的物质基础，即性别的气味指纹。 　　另一方面，研究人员通过个体特有成分，各主要成分组成的个体间变异度(相对标准差)以及同一个体不同肛腺标记物化学组成的聚类分析，证明肛腺的气味含有大熊猫的个体信息，即与DNA指纹相类比的个体气味指纹。 　　这样，研究人员逐步认识到，大熊猫通过肛腺标记，将分泌物留在领域内的物体上以传递信息，其性别和个体“气味指纹”是传递相应嗅觉信息的物质基础，在大熊猫配偶识别、领域行为等方面有重要作用。 　　另外，此前有研究人员已经研究并公布了吲哚、角鲨烯和一些直链脂肪酸等成分，这次研究不但证实了这些成分，还从大熊猫肛腺气味中新发现了三种醛类、苯乙酸、5-甲基乙内酰脲、对苯二酚、苯丙酸和芥酸等成分。 　　“但所有这些成绩还只是迈了一小步，我们正在考虑进一步利用行为实验验证这些推定性信息素的活性，并将研究处于繁殖期的大熊猫的化学信息素的变化情况。”张健旭说。 　　凭借尿液“认亲择偶” 　　而另一项合作研究成果发表在《科学通报》第9期上的《雄性大熊猫尿液中包含亲缘关系的信息》。北京师范大学生命科学学院副教授刘定震带领的研究组发现，大熊猫肛腺分泌物和尿液是用于其亲缘识别的主要亲缘气味源。 　　近亲回避是动物(包括人)的本能行为。动物一般通过一些特殊的机制来完成这种回避，如某一雄性(或雌性)个体在性成熟前离开出生地，扩散到其他的地方，并与那里的同类繁衍后代。如果分布区狭窄，它们会通过一些特殊的辨别机制区分亲属和非亲属，从而避免和近亲个体交配繁殖。因为近亲繁殖会导致个体适合度的下降。 　　刘定震说，除非在发情交配季节，一般大熊猫相互间不会发生直接的接触。气味标记就是它们保持相互联系、护卫家域和维持社会等级的主要方式。课题组人员采用气相色谱和质谱联用(GC-MS)技术，对采自卧龙中国保护大熊猫研究中心不同年龄、性别的大熊猫尿液和肛腺分泌物化学成分进行了初步分析，并与个体间的亲缘关系进行相关分析。他们发现了一个非常有趣的结果——大熊猫的尿液中包含有关亲缘关系的信息，即亲属之间在尿液的化学物质成分及其比例上是相似的，而且这种亲缘信息仅存在于发情季节的成年雄性个体尿液中，幼年、雌性个体的尿液及非发情季节的雄性个体尿液则缺少该信息。 　　大熊猫属独居型动物，行为学观察表明，野生和圈养大熊猫都表现强烈的配偶选择行为。对于雄性不参与亲代抚育和后代关怀的一夫多妻制中的雌性，其较雄性参与后代抚育的单配制中的雌性，选择配偶时会更为慎重。每年仅在春季发情一次的雌性大熊猫就更符合这种情况。 　　“但是，若在这个短暂的时间中失去交配、繁殖的机会，它们则将错过一年的繁殖。根据测算，如果野生大熊猫错失一次繁殖期就意味着在其生命周期中繁殖成功率降低16%~20%。面对如此大的代价，雌性大熊猫应选择最合适的配偶使其繁殖成功率最大。所以，在选择配偶的过程中，寻找一个既非过分近亲也非过分远亲的雄性配偶就显得尤为重要。”刘定震进一步解释说。 　　这是首次在大型哺乳动物的尿液中发现这种亲缘信息。科学家曾在小型动物，如金仓鼠和野生北美河狸的研究中证实亲缘气味的存在。刘定震说：“虽然有关亲缘气味产生的内在基因机制还不是十分清楚，但一些前瞻性的研究表明，基因和皮肤腺体的化学分泌物是协同变化的。肛门腺或肛腺在食肉类动物中尤为发达，其腺体分泌物经常被用来进行化学通讯。尽管目前人们对这种腺体在食肉类动物中的广泛存在是趋同进化还是趋异进化现象还不是十分清楚，但大家普遍认识到其在食肉类动物的社会生活和相互通讯中所起的重要作用。”

由我司承建的都江堰熊猫谷景区负氧离子监测及数据发布系统完成安装调试，并通过相关部门验收。靖安县观音岩风景区负氧离子监测及数据发布系统是在景区内安装了一台负氧离子监测仪及1块LED显示屏，负氧离子监测及数据发布系统主要用于监测该景区的环境大气负氧离子浓度、大气温度、大气湿度实时数据。 成都大熊猫繁育研究基地都江堰繁育野放研究中心———熊猫谷，位于都江堰玉堂镇白马村，距离成都市大约50公里。野放中心总体规划用地2004亩，计划投资3亿元，野化研究生态面积1.4平方公里建成后，将容纳30~40只大熊猫，以及50~100头（只）小熊猫等伴生野生动物。

植物次生代谢产物（Plant secondary metabolites，PSMs）在植食性哺乳动物的觅食生态中起到重要作用。黄酮类化合物是一类重要的PSMs，在植物中广泛存在；具有显著的促进健康的作用，包括抗菌、抗病毒、增强免疫，以及心血管保护等功能。目前，对食源性黄酮类天然复合成分的整体代谢规律及其与动物肠道微生物的双向作用，尚缺乏清晰的认识；关于黄酮类化合物的生态学功能研究相对较少，特别是其对濒危野生动物的生理影响及动物对食物中黄酮类化合物的适应性演化机制鲜有研究。　　大熊猫属于食肉目动物，具有食肉目动物的消化生理特征，但其食性特化为专性食竹。竹中具有丰富的黄酮类化合物。因此，大熊猫-竹子为研究食源性黄酮类化合物在植食性动物与植物之间的生态学功能提供了理想模型。　　9月22日，中国科学院院士、中科院动物研究所研究员魏辅文团队联合成都大熊猫繁育研究基地，在Microbiome上发表了题为Multi-omics reveals the positive leverage of plant secondary metabolites on the gut microbiota in a non-model mammal的研究论文。该研究运用代谢组学、宏基因组学和体外培养等方法，在完整的年周期内同步采集野外大熊猫的可获得样本（食物和粪便）；采集成都大熊猫繁育研究基地中圈养大熊猫的食物、粪便和血浆，剖析了大熊猫对黄酮类化合物的吸收代谢、利用偏好和生物转化，以及黄酮类化合物对大熊猫肠道微生物组成和功能的影响。主要研究结果如下：　　大熊猫对黄酮类化合物的利用规律：利用代谢组学方法，在竹子中鉴定了97个黄酮类单体化合物；与竹笋相比，竹叶中含有更多种类和更高丰度的黄酮类化合物。因此，随着食笋和食叶的季节性转化，黄酮类物质的摄入存在显著的季节性差异。血浆靶向代谢组学检测发现，直接以原型化合物的形式进入血液的化合物仅有12种。食物与粪便代谢组的比较分析发现，大熊猫对食物源黄酮类化合物的利用在亚类和单体水平上均有不同的偏好性，对食物源中的38种单体具有较高的利用率，且粪便中有新的黄酮类单体化合物生成。　　大熊猫肠道微生物适应性响应机制：粪便代谢组和宏基因组关联分析显示，PSMs-黄酮类化合物与肠道微生物的季节性具有显著的相关性。体外培养实验证明，黄酮类物质的季节性的差异摄入驱动了大熊猫肠道微生物的季节性变化，如野外大熊猫肠道微生物关键物种的变化（狭义梭菌属1，Clostridium sensu stricto 1），特别是对有益菌的生长促进作用，如益生菌丁酸梭菌（Clostridium butyricum）。食物中黄酮类摄入越高，大熊猫肠道微生物的多样性越低，微生物毒力因子的丰度也更低。宏基因组功能分析揭示了70%黄酮类化合物的吸收转化由肠道微生物参与完成，且肠道微生物也促进大熊猫对黄酮类物质的转化和利用偏好。　　以上结果证明，在长期演化过程中，大熊猫季节性食物转化行为是大熊猫对竹中有益元素最大化利用的适应。其中，黄酮类化合物对维持大熊猫肠道微生态的动态平衡发挥重要作用。该研究拓展了关于大熊猫营养生态学的认识：有益的PSMs可以通过调控肠道微生物，正反馈调节宿主生理，从而影响大熊猫的觅食策略。此外，该研究也为圈养大熊猫管理提供了重要参考，即食物源黄酮类化合物是大熊猫重要的天然益生元，对大熊猫的临床健康管理，特别是肠道疾病的治疗具有广阔的应用前景。　　该研究首次以非模式野生动物为模型，探索食源性黄酮类化合物的吸收代谢规律及其与肠道微生物的互作模式。从动物生态学的视角，应用多组学方法探讨有益的PSMs对植食性哺乳动物的生理作用。黄酮类化合物与肠道微生物的双向作用为探究动物-肠道微生物共演化提供了新思路。研究得到中科院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金的资助。

近日，梅特勒托利多2022年熊猫公益主题设备捐赠活动在成都大熊猫繁育研究基地隆重举行。今年，伴随着梅特勒托利多全国工业产品路演，集团提出了一个关于熊猫公益保护的宣传口号。众所周知“熊猫”在英文单词中又叫“PANDA”，而"PANDA"的五个字母正好也契合了梅特勒托利多一直所坚持的产品发展理念即：Productivity高效生产、Accuracy精准必达、No Worries安全合规、Data integrity数据完整和Automation自动化。在成立逾百年的过程中，梅特勒托利多一直通过自身的产品创新来影响并改变着我们的生活。从全球第一台具备全自动重量和价格显示的店铺秤到世界上第一台全电子精密天平，梅特勒托利多的革新技术不断的在引导全球衡器行业的技术革命。除此之外全球化也是梅特勒托利多集团一贯奉行的发展战略。在1987年，梅特勒托利多就开始涉足中国，在江苏省常州市实施并创建了以各类工业及商用衡器及称重系统为主的生产和销售基地。随着中国业务的快速发展1992年，梅特勒托利多再度投资中国上海，在上海市漕河泾新兴技术开发区兴建了主要生产和销售电子天平、实验室分析仪器、自动化化学反应系统、过程检测系统、包装检测系统的基地。自此，梅特勒托利多在中国以更完整、更全面的产品线为实验室、工业和商业的用户提供高质量的产品。本次梅特勒托利多共捐赠三种型号的仪器设备，总价值60万元人民币，其中4台ICS689台秤搭载了梅特勒托利多自主研发的高精度传感器，让大熊猫宝宝的成长可以在更加精准的数据保护下进行监护，方便饲养员专家老师们对大熊猫宝宝们做日常的健康管理。2台梅特勒托利多全新一代平台秤系列产品，360°全面清洁卫生设计及可视化的称重操作指示，让饲养员的日常培育工作变得更加轻松便捷。她将会被用来对我们的成年国宝大熊猫们进行体重的称量。5台ICS465K：高精度台案秤，在2020年承担了称量从嫦娥五号带回来的月球月壤重量的神圣使命。本次ICS465K高精度台案秤将会用来为国宝大熊猫们进行食品配方的称量。守护大熊猫宝宝们的健康成长。

10月11日，深圳华大基因研究院宣布，大熊猫&ldquo 晶晶&rdquo 基因组框架图绘制完成，大熊猫基因组与狗的基因组最接近。这是我国科学家继完成第一个黄种人基因组后又一生命科学里程碑式的贡献，对其在分子水平上的保护具有重要意义。 　　自今年3月初启动至今，该项目的科研合作团队已经完成了大熊猫&ldquo 晶晶&rdquo 基因组框架图的测序工作。其染色体21对，基因组与人的大小相似，约为30亿个碱基对，包含2&mdash 3万个基因；在已经进行全基因组测序的物种中，大熊猫基因组与狗的基因组最接近；数据分析结果同时还进一步支持了大多数科学家所持的&ldquo 大熊猫是熊科的一个亚种&rdquo 这种观点，证明了熊科内部各类群的分类情况。该研究成果填补了大熊猫基因组及分子生物学研究的空白，将从基因组学的层面上为大熊猫这种濒危物种的保护、疾病的监控及其人工繁殖提供了科学依据，并为保护我国其它一级保护动物提供范例。 　　自1999年正式加入&ldquo 国际人类基因组计划&rdquo 以来，华大基因的研究团队一直致力于重要动植物基因组图谱的绘制，曾成功完成了水稻、家蚕、家鸡、家猪等重要基因组计划，在基因组学研究领域一直跻身国际前列。大熊猫基因组只是深圳华大基因研究院&ldquo 生命之树&rdquo 计划的启动项目。该计划将对动物、植物、微生物三个生命学领域的所有具有经济、社会、科学价值的主要物种进行基因组序列的解读与分析。

松辽大地，田畴万顷；黑土地上，生机勃勃。近日，农业农村部、中国科学院和吉林省人民政府在长春共同举办黑土地保护利用国际论坛。本次论坛主题为“珍爱黑土、保护黑土”。世界主要黑土国家代表、国际土壤学界知名专家等200多名代表出席。与会同期，吉林省还举行了首个黑土地保护日的发布仪式。黑土地保护利用国际论坛 农业农村部部长唐仁健在会上指出，黑土地是重要的生态屏障、天然的生物基因库、调节温室气体的缓冲器。保护好利用好黑土地，就是保住人类粮食安全的“饭碗田”就是留住全世界可持续发展的根基，是人类社会义不容辞的共同责任。 作为“耕地中的大熊猫”，黑土地于国人而言，和大熊猫一样是不可或缺的一部分。托普云农一直高度重视黑土地的变化情况，帮助政府做好耕地质量监管，开发便民应用服务于农，多措并举守护黑土粮仓。 为便捷政府职能管理，吉林省农业农村厅联合浙江托普云农科技股份有限公司共同研发设计了吉林省耕地质量大数据平台。耕地质量大数据平台的搭建以“1个中心、1个平台、N个应用”的平台模式展开，通过建设一个耕地质量保护大数据平台，汇聚土、水、肥三大耕地质量数据，为耕地质量保护监测、管理、服务、应用提供数据支撑。智能管理人员通过地力评价、土壤墒情监测、应急指挥等内容的大数据分析，达成精准管理，科学决策，形成指挥耕地新业态。吉林省黑土地耕地质量监测大数据平台 促进耕地资源的合理利用，最重要的主体是农户，为响应农业绿色发展理念，帮助农户更高效利用土地开展农事生产，托普云农在进行了大量的土样采集，精准的肥料试验后，设计研发了集肥料资料、测土配方、墒情信息查询功能于一体的农业服务APP——“土肥管家”,同时还有农业资讯、专家种植技术指导等信息功能。通过简单便捷的操作以及互联网手机定位系统，用户足不出户便可了解自己地块的土壤墒情信息、农作物品种和施肥方法，农业领域专家还可以随时指导疑难种植技术问题，为农业生产加持精准科学数据。“土肥管家”APP测土配方分析系统 作为农业农村部耕地质量监测保护中心战略合作单位和吉林省土壤肥料总站技术支撑单位，托普云农此前还曾参与吉林省黑土地质量保护监测中心揭牌仪式，通过技术合作，共同展开耕地质量长期定位监测工作，探索建立东部固土培肥、中部提质增肥、西部改良培肥为主的黑土地保护试点模式，多措并举，推进数量、质量、生态“三位一体”保护，为吉林省黑土地质量提升提供技术支撑，让“耕地中的大熊猫”永葆活力。

“预测”二字听起来比较玄乎，但其实它一直是临床医生在诊疗活动中最本能的行为。传统医学的预测是基于医生个人经验，结合患者在临床诊疗活动中的症状和体征进行分析。这类预测主观性较强，容易对人的健康状态造成误判。随着人体健康信息采集技术的发展，外界可以从人获取的客观数据不断增加，现代医生根据证据进行客观预测的比重越来越大。而这种预测依据的是大数据、算法以及个体采集的家族史、遗传史、个体疾病史等全部数据的整合。那么，有没有一种体外仪器设备，能在生命健康的不同时期以及不同状态进行实时监测，更真实地对生命健康状态进行“客观预测”呢？在第十五届中国科学仪器发展年会（ACCSI2021）上，仪器信息网邀请到北京天坛医院实验诊断中心康熙雄教授作了主题为《全生命周期健康评价体系下的科学仪器发展趋势》的精彩报告，引起现场热烈讨论。在报告中，康熙雄教授认为临床诊断最终的发展趋势是基于流程的预测医学，而在不同生命周期，生命健康的评价体系应该有不同侧重。会后仪器信息网特别采访了康熙雄教授，就全生命周期健康评价体系下的医学诊断仪器发展趋势展开交流。生命科学仪器最为重要 生命全周期健康监测设备依然紧缺近年来特别是党的十九大以后，“健康中国”战略被提到空前高度。康熙雄教授认为健康强国建设不仅包括全民健康，还包括个人全生命周期的健康，其中生命全周期健康是一个非常庞大的课题，涵盖人的生、老、病、死。康熙雄教授认为在胚胎、婴儿、儿童、青少年、成人及老年不同的生命阶段，应该有不同侧重的健康评价体系，其对应的医学监测仪器也不一样。而生命健康评价应该始于一颗受精卵。生命发生到衰退全周期健康评价仪器在卵母细胞分裂为16个时，即可取样进行基因测序，以此进行健康评价；在受精卵时期，可以利用基因测序仪进行测序，筛查单基因疾病；在胚胎时期，胎儿健康可以通过超声仪进行形态学观察；在婴儿时期，可利用质谱仪、流式细胞仪进行先天性代谢疾病检测......康熙雄教授还特别强调医学仪器对生命全周期进行健康评价的重要性，其中科学仪器作为生命全周期健康评价体系中的核心工具，将极大助力生命全周期健康监测。“正如我在中国科学仪器发展年会颁奖晚会上针对生命科学仪器优秀新品的趋势总结提到，在所有科学仪器中，生命科学仪器最为重要，因为它涉及到人类生命健康。所以大量的仪器设备应该从个人生命健康或者数字化健康信息采集的大方向来进行产品研发。”从这个角度来看，生命全周期过程的健康监测设备仍然紧缺。基于此，康熙雄教授提出了一个全新的概念——数字化健康全息信息采集体系。这个体系不仅包括已经存在并且很关键的基因测序，还应该包括表型组学系统。“目前，除了质谱检测的蛋白组学已经有相关应用外，绝大部分组学相关检验设备和体系都缺失。”POCT发展方向：生命健康信息全息采集生命信息采集体系庞大到突破当前大多数医学人士的认知。“一提到健康，大家的第一反应是去求助医生，但这是不对的。”健康和疾病是两回事：疾病是已经有了症状，需要医生解决，而健康则是关于一个人的全部生命状态信息。传统的健康信息只能在医院采集，导致很多关键信息会缺失。一个人的健康全息信息不仅包括医院采集到的基础数据，还需要包括个人在单位等其它活动场所采集的信息。所以从健康这个层面来讲，人的生命信息采集是一个“全方位的广角镜头”。如何才能将一个人生老病死全周期的信息采集到？康熙雄教授认为POCT监测设备应该是“跟着人走”，即人在哪里，监测采集行为就在哪里。比如在家、在工作单位或者在其余活动场所采集，这样的全景采集，就构成了有一个健康全息信息采集体系。作为中国医疗器械行业协会现场快速检测(POCT)分会主任委员，康熙雄教授归纳了POCT的三大特点：时间迅速、空间便利、对采集人员要求不高。与之对应的，POCT监测设备的发展方向应该小巧易携带，且可移动采集。“上周我去上海访问了一家企业，他们设计的产品能够将健康监测设备包埋在衣物纹路内部，通过芯片可以及时采集心电图信息，这就叫做移动的采集。”面向保健和临床使用的可穿戴便携式设备康熙雄教授还为我们描绘了一个非常典型的未来健康信息采集场景：“一个人工作完回到房间，在完成某个行为后，监测设备可以扫描出个人的喜怒哀乐；在晚上睡觉时，监测系统能够实时监控呼吸、脉搏、血压和心脏跳动，一旦发现异常，整个监测体系能够迅速反应，如把床头抬起来，保持该人的呼吸道顺畅。”“这样一来，POCT不仅是简单的炎症、心血管异常等项目的检查，而是一个全方位的健康监测体系，并且能够全息的描写出来。这样的体系建立好了，才能真正的把素质健康人的体系给构成出来，这就是健康领域POCT的发展方向。”采访最后，康熙雄教授表示在所有科学仪器中，生命科学仪器最为重要。强烈建议大量的仪器设备应该从个人生命健康或者数字化健康信息采集的大方向来进行产品研发。“新冠疫情就是一个非常好的例子，好多企业原先都发展不下去，通过新冠又活了过来，他们在解决人类健康需求的同时自身也得到了发展。所以我非常肯定地说，我们中国的科学仪器发展重点在于生命科学仪器的发展，尤其是在对人健康信息采集的体系上。”后记当下主流的基于类型的症状后检测已无法满足人们对生命健康的更高要求，建立全生命周期健康评价体系应运而生。全息生命信息采集体系的概念非常前沿，从提出到被认知，再到被大家普遍接受可能还有一段距离。但其实已有众多应用案例，最著名的当属美国著名影星安吉丽娜朱莉为了规避较高罹患卵巢癌和乳腺癌风险，实施了双侧乳腺切除手术，采集到基因信息，提前实行了预测性治疗。作为首次提出这个概念的学者，康熙雄教授也在不断的宣讲科普，由他和程京院士主编的《医学预测学》近日正式发布。书中对生命信息采集体系有深入、系统的描述，感兴趣的专家可以关注、购买。

p style=" text-align: start text-indent: 2em " strong span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 仪器信息网讯& nbsp /span /strong span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2017-2018年，中国科学技术大学化学与材料学学院的黄光明教授与生命科学学院的熊伟教授课题组合作，先后在PNAS和Cell上发表了他们的最新研究成果。该研究中，其开发了能用于复杂样品的原位质谱分析方法，大幅提高了分析速度。并实现了针对细胞内蛋白质的直接分析，同时通过电生理膜片钳技术开展了对小鼠脑内单个神经元的功能鉴定与解析。其研发的单细胞质谱分析平台实现了单个神经元化学成分及代谢物的即时分析，将目前神经细胞成份分析的研究推向了活细胞及单细胞水平。也因其在单细胞质谱研究方面的成果，黄光明教授在2018年获得了由中国质谱学会设立并颁发的“质谱青年奖”（该奖项的设立是为了鼓励和表彰青年学者在质谱领域取得重大创新性的研究成果）。仪器信息网有幸采访了黄光明教授，请他谈一谈其质谱分析技术的研究历程及关于单细胞质谱分析未来应用前景的独特看法。 /span /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/1f05a90f-da97-44aa-836a-5b027be17d64.jpg" title=" 图片 1.png" alt=" 图片 1.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 单细胞分析为何受到高度重视？黄光明介绍到，近年随着分析手段的不断提高，人们越来越意识到细胞具有个体差异性。即使在相同条件下培养的同源细胞，其在形态、基因表达水平以及生长特性上都存在一定的差别。为了解复杂多变环境中单个细胞各个阶段的变化以及行为，就需要单细胞分析的方法。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 近年来，单细胞研究在DNA和RNA测序方面取得了极大的进展，单细胞质谱分析也逐渐得到更多的关注。质谱分析因其具有高灵敏度，宽泛的线性范围以及高通量分析化学分子的特点，被用于单细胞的代谢分析中。单细胞质谱分析技术是一种对细胞中未知成分进行快速鉴定，获得细胞中蛋白质乃至小分子代谢物“组学”信息的方法。与用于分析单个细胞基因组的单细胞测序不同，单细胞质谱研究聚焦在单细胞内的代谢物，例如化学小分子的组成、含量和代谢等方面。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 32, 96) " strong 质谱分析 从基础研究到应用导向 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " “我从2005年开始接触质谱分析，主要受到我的博士导师张新荣教授的影响，从那时起，开始着手质谱定性与定量的分析研究。由于张教授与美国普渡大学的R.Graham Cooks教授的合作项目，我也有机会先后前往普渡大学交流学习，进一步学习如何更好利用质谱技术进行科学研究。在结束普渡大学的博士后工作后，我回到了中国科学技术大学，继续从事质谱分析相关的研究”，黄光明说道。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 黄光明介绍到，其课题组目前的主要研究方向分为两方面：一方面开发各种新型敞开式离子源，另一方面主要集中在将研发的离子源技术用于解决生命科学领域实际问题。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在新型敞开式离子源技术研发方面，黄光明课题组已经开发了基于超声喷雾离子源、反应纸喷雾离子源及感应电喷雾离子源等。相关的应用主要集中在研究复杂体系中化学成分的快速实时分析，包括监测化学反应体系、检测生物样品中的药物成分、活体细胞中的蛋白质分析以及单个神经细胞中的代谢物分析。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/f70e10c3-5223-42b3-a429-33e375744ae0.jpg" title=" 图片 2.png" alt=" 图片 2.png" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " 左：黄光明，右：朱洪影 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 32, 96) " strong & nbsp “大胆走出去”沟通上下游 多学科交叉融合 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 据了解，单个神经细胞质谱分析技术的研究是黄光明教授与生命科学学院的熊伟教授共同合作并取得成果的。就此黄光明也提到，两人结缘于“青千”计划，彼时，黄光明课题组正在开发一种小样品（pL级别）质谱测量方法，而熊伟教授课题组从事与神经化学、药理学、小分子药物研发相关的神经科学研究，并能运用多种先进的实验技术从分子、细胞水平对动物行为进行深入系统的研究。经过多次讨论，他们决定将两个实验室的优势技术进行结合，共同开发单个神经元化学成分及代谢物分析的质谱方法。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 从科学研究的角度来看，两个不同领域实验室的共同研究具有很强的互补性，质谱分析的新方法，可以在解决实际的生命科学领域的问题中体现自己的价值；生命科学领域中目前没有办法解决的一些科学问题，也会推动质谱分析方法和技术的进步。“交叉合作对双方都有重要的科学价值，我们打算在新技术推动解决新的科学问题、未解决的科学问题对技术革新提出更高的要求这两方面的基础上继续长期合作。” /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/bb5828c8-9932-4ff8-9579-27b139a267e2.jpg" title=" 图片 3.png" alt=" 图片 3.png" width=" 600" height=" 436" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 436px " / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " 从左往右：黄光明，王宁，熊伟，朱洪影 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在交叉合作共同研究方面，黄光明也提到一个实例，其博士后的合作导师R.Graham Cooks 教授课题组内，汇集了来自各个领域的人才，相关的研究背景从基础理论研究、电子电路设计、精密仪器加工、有机化学反应、分析方法学、生物医学工程、药物研发到癌症研究。来自不同领域的学者们通力合作，针对性的发现“埋”在实际应用难题之下的科学问题，并能在解决科学问题以及相关工程技术难题后，最终开发出可以用于解决实际问题的方法和技术。“鉴于国内的实际情况，很难在一个研究组内集中跨多个研究领域的人才，更需要大胆走出去，和自己研究领域上下游的研究学者多沟通、多交流、多合作。在沟通交流中了解别人的需求，同时寻求自己领域难题的解决办法，最终才能以合作的形式去解决具体的技术和科学问题，这也是我自己在研究过程中的一个基本思路。” /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 32, 96) " strong “单细胞质谱分析将大有可为” /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 质谱作为一种拥有很大发展空间的仪器，如果仅仅把它作为一个工具对待，那么无论从仪器技术研发、方法研究还是实际应用方面，都很难仅从单一角度发挥其最大的作用。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 本文之前介绍的黄光明与熊伟教授课题组共同合作的研究首次利用质谱方法直接无稀释地检测单个神经元中多种神经递质、代谢物、脂质等化学小分子，对单个神经元化学成分及代谢物进行了即时分析，并鉴定了单个神经元内谷氨酰胺的代谢路径，对于深入理解这条代谢通路以及与之相关的疾病机制具有重要意义。除此之外，该研究成果也将目前神经细胞成分分析的研究推向了一个活细胞及单细胞水平。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/7e40a209-a375-40a4-ad4c-575ca968659e.jpg" title=" 图片 4.png" alt=" 图片 4.png" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " 上图：单细胞原位质谱平台及工作流程； /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/1612cdfd-c56d-400a-8045-c36c937532c5.jpg" title=" 图片 5.png" alt=" 图片 5.png" width=" 600" height=" 343" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 343px " / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 下图：A）肝脏内尿刊酸相关代谢通路示意图；B）海马脑区单个神经元中得到的尿刊酸代谢相关的五种代谢物（含IPPA和FMGA两种代谢中间产物）；C）二级质谱对代谢中间产物IPPA的鉴定；D）二级质谱对代谢中间产物FMGA的鉴定；E）碳13标记的组氨酸示踪尿刊酸代谢通路上三种稳定代谢物的上下游关系；F）尿刊酸代谢通路上四种酶在各个脑区的分布情况。（Zhu HY, Wang N,?Huang GM*，Xiong W*，Cell，2018，173，1716-1726） /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 黄光明表示，生命科学领域是质谱技术未来最有前景的发展方向之一：一个原因是生命科学领域是人类永恒的研究热点；另一个原因是在这个领域中，因为生命活动过于复杂，有太多还没有破解的难题。由于质谱分析方法兼具非常好的定性分析能力和定量分析灵敏度，在生命科学领域中扮演着重要的角色，也在推动蛋白组和代谢组学研究方面发挥了至关重要的作用。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在谈到下一步的研究计划时，黄光明表示，其课题组将针对重大疾病，如神经退行性疾病等，分别从质谱分析新技术开发及分析方法学层面针对性的解决相关问题，希望能够在单细胞层次上研究神经生物学、代谢组学、毒理学生命科学的重大问题，力争为相关疾病的发病机制研究、靶向药物的研究等方面作出贡献。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 细胞是构成生命活动的最基本单元，单个细胞的化学物质成分分析解析，有望从根本上解释各种生命活动的物质基础。但目前由于单细胞体积小、细胞内环境复杂、细胞内物质变化速率快的特点，单细胞分析在生命科学领域还十分有限，尤其是在探索细胞内低浓度的未知化学物质，缺乏相关的研究方法。如果能够继续将质谱分析的定性分析能力和极高的定量分析灵敏度用好，将有可能突破这一瓶颈，为生命科学领域带来新的研究工具，单细胞质谱分析研究具有很好的前瞻性和探索性，必将大有可为。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " i br/ /i /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 后记： /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 在谈到跨领域交叉合作开展科研工作这一方面，我们可以从近些年发表的文章中看出，与以前相比，科学家的研究工作呈现出跨学科合作的特点。有统计数据表明，在近100年的300多项诺贝尔自然科学奖中，近半内容是跨学科交叉研究的成果。放眼国际学术界，学科交叉正日益完善，逐步走向成熟。美国加州理工学院有50多个学科交叉研究中心；麻省理工学院与哈佛大学在2004年基于交叉学科共建了研究所，通过理工医多学科交叉，为攻克人类重大疾病奠定科学基础。斯坦福大学也成立跨学科研究中心，为学科交叉提供有效路径。在国内，不少高水平院校也在进行学科交叉的多重探索。跨学科领域的研究是对单一学科研究的挑战与革命，这是科学发展与技术进步的必然趋势，也必将对未来科学与技术产生深远的影响。 /span /p p br/ /p

近日，中国科学技术大学化学与材料科学学院黄光明教授与生命科学学院熊伟教授开展紧密合作，基于自行开发的单细胞电生理与质谱联合检测平台，对小鼠大脑中单个神经元开展了多种化学成分的快速质谱检测，并且可以做到同步采集电生理信号，在单细胞层次上成功完成了对神经元功能、代谢物组成及其代谢通路的研究。相关研究成果以“Single-Neuron Identification Of Chemical Constituents,Physiological Changes, And Metabolism Using Mass Spectrometry”为题，于2月21日在线发表在国际权威综合学术期刊《美国科学院院报》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS)上。　　脑内神经细胞在细胞形态、突触连结、细胞结构、电生理以及生理功能上具有高度的多样性。不同种类的神经细胞中，其化学分子组成、含量、代谢也都有着很大的差别。因此，对脑内单个神经元的化学成分进行分析，具有重要的生物学价值。质谱分析因为具有高灵敏度、大的线性范围以及高通量分析化学分子的特点，逐渐被用于单细胞的细胞代谢分析。但目前的方法需要使用大量有机试剂对细胞进行处理，无法保持采样时细胞的活性 冗长的处理和分离过程也导致较慢的分析速度，无法短时间内完成大量单细胞分析，并缺乏来自同一细胞的电生理信号，最终导致单细胞代谢物的质谱分析无法大规模用于神经细胞的分析。近年来，中国科大黄光明教授实验室与熊伟教授实验室紧密合作，开发了能用于复杂样品的原位质谱分析方法，大大提高了分析速度，并于近期实现了针对细胞内蛋白质的直接分析(Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50:2503 Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50:9907 Anal. Chem. 2016,88:10860)，同时通过电生理膜片钳技术开展了对小鼠脑内单个神经元的功能鉴定与解析(Nat. Chem. Biol., 2011 J. Exp. Med., 2012 Nat. Neurosci., 2014)。这些研究为实现单个神经细胞的高通量质谱分析、代谢物鉴定和代谢通路研究提供了重要的工作基础。膜片钳与单细胞质谱分析联用技术分析单个神经细胞示意图　　该工作实现了单个神经元化学成分及代谢物的即时分析，该技术将目前神经细胞成分分析的研究推向了一个活细胞及单细胞水平，有望在单细胞层次上去研究神经生物学、代谢组学、毒理学等生命科学的重大问题，具有非常重要的应用前景。　　中国科大生命学院与化学院联合培养博士后朱洪影、生命学院博士研究生邹桂昌、王宁为该文章的共同第一作者，黄光明教授和熊伟教授为共同通讯作者。该研究工作得到了科技部、国家自然科学基金委、中科院先导专项以及国家青年千人计划等资助，以及中国科大国家同步辐射实验室光电离质谱线站的仪器与技术支持。

背景越来越大的SLM金属3D打印：基于航空航天、能源等领域的需求，近几年得到爆发式发展，成为全球3D打印行业中最热门的技术应用，打印的金属零件尺寸从2016年以前的250mm，增加到2023年的1500mm，在某些领域已经成为产业化的刚需！越来越小的PμSL光固化3D打印：同样是做3D打印，摩方精密却另辟蹊径，凭借独有的“面投影微立体光刻”（PμSL）技术，3D打印的零件越来越小，越来越精密，却也同样开始在某些产业领域显示出强大的应用生命力。 △小小一盘微纳级3D打印机制造出来的青光眼导流钉。如果装满一盘可装几百个，其价值可达上百万元，抵得上二线城市的一套房南极熊导读：精度高达10μm甚至2μm的微纳级3D打印技术，而且能保证±10甚至±5μm以内的公差，它到底有什么真正的用途？发展到哪一步了？微纳制造，蕴藏着百亿级别的应用价值。2023年12月6日，南极熊参观了摩方精密在深圳观澜银星科技园的生产研发基地，这个成立于2016年成立的创业公司，为何能在最近2年融资4.7亿元、估值超30亿、并已经启动IPO辅导呢？让我们为你揭秘，这个全球超高精密3D打印领导厂商的内部动态和战略规划。△摩方精密3D打印车间在摩方精密的车间里，南极熊看到了数十台25μm、10μm、2μm等不同精度的3D打印机正在打印客户的零件产品，而且开机率几乎是100%。摩方精密市场部总监邢羽翔告诉南极熊，“我们常听到一些客户抱怨，他们需要等待一两周才能拿到打印的零件。实际上并不是摩方打印速度慢，而是来自全球的订单量很大，打印作业要排队。不过，我们也已经在准备扩大产能了。”△南极熊（右）专访摩方精密市场部总监邢羽翔（左）创业7年，从高壁垒的技术，到产业的转化摩方精密自2016年成立以来，一直坚持在走一条对于中国资本市场来说，非常具有挑战性的道路——以装备制造为基础逐步过渡到产品公司，进而最终过渡成为技术赋能性平台公司。在7年的发展时间里，摩方精密目前已经成长为全球唯一的，可以将3D打印精度精确到2μm级别且兼具超高公差控制能力，并能实现工业化应用的企业。在市场层面。公司成立初期，正值 3D打印技术在全球范围内逐渐兴起。面对这个千亿级的市场，摩方创始团队具备丰富的行业经验和深厚的技术背景，对行业发展前景有着清晰的认识和判断。就中国企业而言，有很多在产品方面做得很好，但真正能够将基础设备出口到海外的还是比较少的。过去这些年，中国在很多产业中，尤其在核心高端设备上更是受到限制。 △摩方精密微纳3D打印机全家桶在这样的背景和使命下，摩方精密在设备制造方面，稳操基本盘，在25μm、10μm、2μm微纳3D打印机都有主打的设备，且在科研及工业领域有着非常扎实的客户基础。在技术层面。微纳3D打印是3D打印大行业中的细分领域，它主要用于解决任何传统技术都很难处理的精密小型产品和复杂器件的加工、制造问题。这个技术可以加工非常微小尺寸的产品，在全球工业制造日益精密化、精准化和小型化的趋势下，高精密制造技术也在不断探索尝试新的技术、装备、材料及工艺。截至2023年11月，摩方精密已与全球35个国家，近2000家科研机构以及工业企业建立了合作关系，其中既有强生、GE医疗等在内的全球排名前10的医疗器械企业，也有全球前10的精密连接器企业，正在长线拓展布局客户范围。备受全球工业界肯定和关注摩方精密在这7年发展中，不断进行技术上的突破革新，备受各界特别是工业级的肯定和关注：在2021年，凭借超高精密3D打印系统microArch S240荣获2021年度全球光电科技领域最高奖“棱镜奖”，这也是中国企业第一次凭借本土原创精密制造技术的领先性获得此奖项。超高精密3D打印系统microArch® S230，荣获全球3D打印领域知名的TCT“硬件奖-树脂系统”，国内3D打印企业首次获奖。此后，摩方又陆续荣获TCT2022最佳硬件及聚合物系统奖、首届明月湖国际创新创业大赛特等奖、日本精密工学会制造奖（具有卓越的开发力和工业改善力的优秀新型产品或具有促进制造业发展作用的高新技术；精密工程领域开发出具有高社会价值产品和技术的优秀企业）。微纳3D打印：设备是主干，枝繁叶茂需靠终端应用邢羽翔告诉南极熊，“现在摩方已经明确了企业发展战略，在销售微纳3D打印机之外，会不断加大对终端应用的投入，后者的价值会为企业市场规模增加一两个数量级。如果将卖设备的收入视为1亿元，那么做终端产品的应用，未来或许可以达到10亿、100亿元级别的市场体量。”以机器设备销售为侧重点在设备制造领域，除了microArch® S240机型在热卖之外，2023年9月，摩方精密发布新一代工业级微纳3D打印机microArch® S350。△microArch® S350microArch® S350是摩方精密在精密电子领域的创新之作，可用于小批量、规模化精密仪器的生产制造。其分辨率为25μm，且将幅面尺寸从48 mm(L) x27 mm(W) x50 mm(H)增加至100 mm(L)*100 mm(W)* 50 mm(H)，可实现模型的小批量一体成型；可用于小批量、规模化精密仪器的生产制造，充分满足生产商对精密复杂连接器等零部件的批量生产需求，能极大提升生产效率；而且标配的创新技术——薄膜滚刀涂层技术，使microArch® S350在工作中加快树脂流平，并适应更高粘度（~5000cps）树脂的加工。当然，对于精密医疗制造、生物医疗、微流控、微机械等行业新应用也同步带来了降本增效的创新解决方案。在现阶段，摩方精密主要侧重机器设备的销售，这一部分收入在总营收中占据了重要地位。终端应用可开辟蓝海市场在终端应用方面，摩方精密致力于在生物医疗领域研发创新终端应用，以推动行业技术发展。目前有两款相对成型的终端产品：极薄强韧氧化锆牙齿贴面和毛细血管器官芯片。牙齿贴面△3D打印氧化锆牙齿贴面厚度降至40μm。传统的牙齿贴面，贴满一口牙的价格需要5万元以上摩方与北大口腔医院的专家团队紧密合作，投资1200万元建立了联合实验室，利用摩方超高精密3D打印技术，将氧化锆牙齿贴面厚度降至40μm左右。对比传统机加工制作的牙齿贴面材料厚度在300-400μm，是必须要磨牙的，只有磨掉一部分的牙釉质才能更好地做牙齿贴面，这对牙齿本身的伤害就很大。而摩方这款极薄强韧氧化锆贴面，可在不磨牙或尽量少磨牙的前提下，快速强化和美化牙齿表面，保护天然的牙釉质，减少治疗过程中对健康牙体组织的损伤，使牙齿形状、颜色和整齐度快速焕然一新，还能迅速提升牙齿表面的耐磨性、防龋性，实现极微创，甚至可能无创牙齿表面美学重建和快速强化，满足不同人群的美学要求。毛细血管器官芯片△3D打印的毛细血管器官芯片毛细血管器官芯片是利用微纳3D打印技术与器官芯片的创新研发成果，这是一款可实现更高细胞培养密度、连续数周的长期培养时间、更接近人体器官功能性的各种类器官的体外3D培养芯片。利用毛细血管器官芯片灌输培养系统，进行营养物质及代谢废物等物质交换过程，可帮助科研人员在两周内培育出细胞模型，并完成药物测试分析，从而有效提升药物筛选及新药开发进程。这款器官芯片已被用于器官组织培养及初期药物测试阶段，成功培养了结直肠癌类器官和肾近端小管类器官。青光眼导流钉△3D打印的青光眼导流钉，传统的导流钉单个价值就超1万元摩方精密与国内顶尖眼科医院合作的一个植入式导流钉用于治疗青光眼，这个产品大小为2.647*1.347mm，microArch® S140打印设备一次可成型将近2000个产品，模型中有非常精细微小和复杂的结构，其内部含有一根弹簧和球阀。带有微弹簧的引流钉，可以稳定的释放眼压，改善青光眼患者植入体验和病患。△刚打印出来的导流钉摩方极致的精密加工能力，近期也获得该医院的高度认可，他们利用摩方技术做的青光眼引流器，能为相当一部分患者由于病情的复杂性经过各种抗青光眼治疗，包括各种药物、激光、多次手术等，眼压仍然居高不下，目前临床上已无计可施的患者提供多一种手术选择。这款新型引流器将传统小梁切除术8个步骤，耗时30-40分钟缩短为3个步骤，耗时仅需3-5分钟。经过研究人员以及摩方技术4年时间的努力，为青光眼治疗提供了一种微创治疗方案，更加体现了摩方精密工业装备的核心。竞争逐渐开始，如何保持行业领先优势？南极熊注意到，近几年超高精度3D打印这个市场上也出现了一些竞争者。科技创新的成果转化是一个漫长的过程，再到产业化也需要一个过程。那么，摩方精密如何在精密增材制造愈发激烈的竞争环境中，保持行业的领先优势？摩方的技术叫做“面投影微立体光刻”（PμSL）技术，通俗的说是把光刻原理和3D打印相结合，这样可以提供非常高的打印精度，这也是摩方的核心竞争力之一。从1微米到20微米的打印机工作范围来看，目前摩方是呈全球垄断的态势。25微米、50微米以上，全球有很多的企业在做，但摩方精密可同时做到极限2μm打印系统，且兼具工业水准的加工公差控制能力。通过PμSL技术，能结合多种性能材料和相关后处理工艺，为各个垂直行业的产业化发展，提供了一种全新的精密制造解决方案。在创新应用方面，摩方不断赋能、孵化相关应用领域产品，发力开启终端应用产品布局。像上面提到的终端应用，一个是牙齿贴面，一个是毛细血管器官芯片，两款都是在生物医疗领域的全新应用。依托于长期积累的核心技术，摩方精密的3D 打印技术已经广泛应用于多个垂直领域，如医疗器械、精密连接器等，与多家知名企业建立了合作关系。摩方精密始终致力于在微纳3D打印行业深耕发展，从未停止探索市场趋势的步伐，摩方精密也一直在寻找与自身业务相关的新技术、新理念，持续做好设备制造、产品研发、终端应用拓展。另外，也在致力于中国技术出海工作，把中国制造传递到世界各地。在人才培育方面，通过与高校、科研院所合作，培养一批具有创新精神和实践能力的专业技术人才，为科技成果转化提供人才保障。同时，大力建立国际合作伙伴关系，推动国内原创技术与设备出海，为科技成果在海外转化提供人才和政策的支持。并在全球各地建立分支机构，以便更好地服务于国际客户和市场。融资超4.7亿元，创业之路越发坚定南极熊记得，在摩方创业之初，很多投资机构跑来向南极熊咨询了解微纳级3D打印技术，多数人表示看不懂，“摩方这个团队是挺优秀的，技术也厉害，但是这么精密的3D打印技术，有什么用处呢？能应用到哪些地方呢？”那时候南极熊的回答是，“摩方打开了一扇微观世界制造技术的大门，其“面投影微立体光刻”技术是微观领域的基础性制造工艺，属于共性底层技术，应用肯定会很广泛，但是需要时间来发展。至于目前具体有什么用，摩方的创始人本身也不太清楚，摸着石头过河。”而2022到2023这两年期间，一批投资者们纷纷向摩方精密陆续投入了超过4.7亿元人民币，包括国家制造业转型升级基金股份有限公司、上海国泰君安创新股权投资母基金、上海张江科技创业投资有限公司、重庆健欣合盈私募股权投资基金合伙企业、广东泛湾盈康股权投资合伙企业（有限合伙）、广州云帆科技投资有限公司、深圳启暄领投、深创投、海通证券旗下广东南方媒体融合发展投资基金、日本大河通商等。而且，摩方早已启动IPO辅导，将在未来几年内上市。其吸金能力为什么如此的强？对于企业的战略规划，邢羽翔告诉南极熊：短期来看，摩方首先确保稳步推进装备销售，并进一步加强后续客户跟踪售后及技术支持；其次持续加紧创新技术研发，拓展终端应用。长期布局方向，摩方精密将致力于建立一个更加完善的全球市场网络，加快研发、创新、展示中心和销售为一体的战略布局。让摩方可以进入更多的领域，在终端、产品端去和客户相互合作，把摩方的材料和设备进一步地推入到终端产品中去，最终过渡成为技术赋能性平台公司。这就是摩方未来几年的主要发展战略。目前，摩方员工总数已经超过200人：国内已在重庆、北京、上海、深圳、厦门、武汉、南京、西安、杭州等多地设立分支机构；在日本、美国等地设立海外分公司，进一步加速全球市场拓展和持续增长。未来，海外方向会在美国构建以波士顿为销售中心、圣地亚哥研究院为研发中心的布局，全面覆盖欧美市场。在日本，公司与本土企业联手创建合资子公司，快速拓展日本市场的销售业务。“至于怎么更好地发挥摩方精密的行业价值，我们其实不仅仅只靠自身的设备研发能力、创新应用以及市场的洞察力，还希望业界，比如南极熊这样优质的3D打印行业平台，可以提供更多行业交流合作的机会，让科研、技术与市场能够联动起来。与此同时，也希望各类企业、高校和科研机构建立紧密的合作关系，共同研发创新技术，以推动整个行业的创新和发展；与各行业共同搭建起一个创新生态圈，打造国际化的产业创新集群，推动全球科技创新协作。”“哦，对了，还有个重要的事情。预计到2024年，摩方还将推出多款设备和应用，实现更高效率的超精密打印。”离开摩方公司的时候，南极熊不得不为中国的超高精度3D打印领军企业【摩方精密】点赞。

“一两黑土二两油”，作为世界公认的肥沃土壤，黑土形成缓慢，在自然条件下形成1厘米厚的黑土层需要200至400年。吉林省作为中国农业大省，拥有占全省耕地总面积的90%以上的黑土。 但近年来，受自然因素制约和人力活动破坏，吉林黑土地水土流失日益严重。为保护好“耕地里的大熊猫”，2018年，吉林省正式开始实施《吉林省黑土地保护条例》，并融入先进的科学技术，联合浙江托普云农科技股份有限公司共同搭建吉林耕地质量保护大数据平台，进一步加强了耕地保护工作能力。全域数据，直观展示助高效决策 吉林耕地质量保护大数据平台，利用GIS、物联网、人工智能等新一代信息技术，围绕“1+1+N”模式，搭建了“一个中心、一个平台、N个应用”模式。 系统汇集了土、水、肥三大耕地质量数据，宏观展示了全省及各市的土壤类型、耕地质量等级、土壤养分含量等数据，对数据进行统一归纳与整合。将以前被忽略的数据进行有效利用，提高了部门间数据共享的效率，形成了可靠的决策驾驶舱，为落实“藏粮于地，藏粮于技”战略夯实了数据基础。智能监测，指导农事科学生产吉林省黑土地保护专题 每年4月至5月中旬，是吉林省土壤监测的重要时期。在以往的监测工作中，需要工作人员前往现场监测并上报，如果再遇上疫情的反复发生，很大程度上会阻碍监测工作的有序进行，导致错过最适宜的播种时机。吉林省墒情信息专题 通过科技的力量，在吉林省耕保大数据平台中，省土肥总站的工作人员只需坐在办公室，就能实时监测墒情地温等重要信息，随时随地通过有效的数据进行记录与判定，并在后台生成简报等发布格式，对重要农事指导信息进行及时发布，确保不误农时，科学生产。土肥管家，测土配方促增产测土配方施肥大数据监控中心 以往农户想要完成测土配方，需要走到对应的田间地头打电话，通过卫星定位来获取相应施肥建议，费时又费力。为解决这一痛点问题，“土肥管家”APP走进了农户们的家里。农户只需填好作物和土地相关信息，就能随时随地得到一张免费的“施肥建议卡”。土肥管家APP截图 作为耕地保护的“第D一责任人”和最终受益者，农户们不仅潜移默化地提升了耕保意识，更通过实际行动，有效降低了化肥农药使用不当带来的土壤面源污染。种种举措下，造福了农户，也自上而下地带领了广大农户积极参与到全民耕保行动中，让耕地质量保护工作“沉下去”“活起来”。 据了解，到2025年，吉林省黑土地保护将实现全覆盖，黑土地保护性耕作达到4000万亩，建成高标准农田5000万亩，粮食产量迈上800亿斤新台阶。

10月21日上午，在中国医疗器械行业协会现场快检和智慧家测（POCT）专业委员会举办的2023POCT年会开幕式上，中国医疗器械行业协会授予著名临床免疫学、实验诊断学专家，中国个体化健康评价体系建立者，首都医科大学附属北京天坛医院教授康熙雄 “终身成就奖”。中国医疗器械行业协会秘书长徐珊为康熙雄颁发了荣誉证书和奖杯。（证书内容——康熙雄教授：鉴于您对中国医疗器械健康产业发展所做的卓越贡献，授予您“终身成就奖”。特颁发此证）——康熙雄，朝鲜族，1952年10月出生于吉林延边，三代医学世家出身，中共党员，医学博士、主任医师、教授、博士研究生导师。1968年参加工作，从赤脚医生起开始接触医学，1978年白求恩医科大学毕业后被分配至白求恩医科大学第三医院（今吉林大学中日联谊医院），正式从事医学检验临床、科研、教学等相关工作。1986年9月受世界卫生组织（WHO）奖学金公派留学日本，1997年4月作为中日笹川医学奖学金第20期生再度赴日留学，在东京大学医科学研究所师从著名血液病学家、日本血液学会理事长、日本基因治疗协会会长浅野茂隆先生，1997年5月获日本厚生省大臣小泉纯一郎（1942年1月生，日本第87-89任内阁总理大臣）签发的《外国医师临床修炼许可证》。2001年6月，应国家卫生部海外留学人员引进计划回国，担任首都医科大学附属北京天坛医院实验诊断中心主任。在此期间，他领衔创建首都医科大学实验诊断学系，并担任第一任主任。上世纪90年代初，POCT（Point of Care Testing，POCT）在国际上兴起。1995年3月，美国临床实验室标准化委员会（NCCLS）发布了《AST2-P文件》，即床旁诊断检验导则，该文件在全球范围内第一次明确提出了POCT（Point of Care Testing，POCT）并对其进行规范。2005年3月，首都医科大学附属北京天坛医院实验诊断中心主任康熙雄将床旁诊断概念写进了《诊断学》教材，并结合中国实际情况，对其进行了阐述，POCT开始进入中国人视野。2005年12月，在上海举行的中国医院管理协会临床检验管理专业委员会学术会议上，康熙雄领衔成立了POCT管理学组，这是我国第一个POCT学术组织，中国POCT行业由此走上了学术化、专业化、正规化发展道路。2009年初，首都医科大学附属北京天坛医院正式成立由主管院长挂帅、实验诊断中心主任负责的POCT管理委员会，这是我国第一个在医院内部设立的POCT管理组织，促成了检验和临床的有机结合，开启了POCT院内发展的先河。2013年10月10日，国家标准化管理委员会发布了《GB/T29790-2013即时检测质量和能力的要求》国家标准并于2014年2月1日正式实施，该标准代表了中国官方将POCT正式命名为即时检测。2014年6月，中国医学装备协会现场快速检测（POCT）装备技术分会在洛阳成立，康熙雄担任会长。7月，在郑州召开的中国医学装备协会现场快速检测（POCT）装备技术分会学术会议上，康熙雄先后主持发布《现场快速检测（POCT）专家共识》和《现场快速检测（POCT）在医疗机构院内管理规范》建议草案两个纲领性文件。2014版草案（文件编号：CAMECHINAPOCT-201401）明确指出，POCT就是现场快速检测，通常是指在采样现场进行的、利用便携式分析仪器及配套试剂快速得到检验结果的一种检测方式。自2014年起，在康熙雄组织下，连续在洛阳、宁波、无锡、成都、杭州、杭州、重庆、南京召开8次POCT大会，该会是中国POCT行业规模最大、内容最全、层次最高并极具学术价值和社会影响力的专业性学术会议，已经成为集POCT科研、生产、销售、应用和原材料以及全产业链为一体的大型综合性创新发展平台。半个多世纪以来，康熙雄躬身入局，立足科学前沿，以国际视野开展学术交流，积极推进免疫学、检验医学、临床医学等多学科交叉融合，用创新思维解决临床诊断难题，推动了中国实验诊断学和POCT行业的健康发展。他先后获得“科学中国人（2011）年度人物奖”、“科技部抗击新冠肺炎疫情先进个人奖”、“全国医学检验教育杰出成就奖”等荣誉。

质谱成像前沿探秘：专访再帕尔阿不力孜教授与贺玖明研究员原创 飞飞 赛默飞色谱与质谱中国 关注我们，更多干货和惊喜好礼近年来，质谱成像技术（Mass Spectrometry Imaging，MSI）在药物研发、疾病发生发展机制、脑科学、环境科学等科学领域得到广泛关注与应用。2022年空间组学（spatial omics）技术被《Nature》评为最值得期待的七种榜单技术之一，而MSI技术为空间组学研究提供了新的手段和思路。近日，采访了质谱成像技术及空间代谢组学研究专家：中国医学科学院&北京协和医学院药物研究所再帕尔阿不力孜教授与贺玖明研究员。他们介绍了自主研发的敞开式AFADESI离子源与AFADESI-MSI新技术，以及AFADESI搭载Orbitrap高分辨质谱仪在空间代谢组学研究领域取得的一系列成果，并展望了质谱成像技术的发展前景。中国医学科学院药物研究所中国医学科学院药物研究所/中央民族大学 再帕尔阿不力孜教授和贺玖明研究员✦ 质谱成像前沿创新自主产权离子源研制✦ 再帕尔教授讲述：“美国普渡大学Cooks教授等人于2004年在Science上发表了解吸电喷雾离子化技术（DESI），研发出在敞开环境下样品无需复杂前处理的离子化新技术，推动了敞开式离子化质谱及Ambient MSI技术的研究与应用途径。”中国医学科学院药物研究所/中央民族大学再帕尔阿不力孜教授然而，在敞开环境下空气分子会影响离子化效率及离子的传输和聚焦，最终导致质谱检测灵敏度降低。为了解决该问题，2005年再帕尔课题组与清华大学王晓浩课题组合作，经过多年努力，2011年研发出空气动力辅助的新型敞开式离子化技术[1]“Air Flow Assisted Ionization, AFAI，又称AFADESI“ 。相较DESI技术，AFADESI除了灵敏度的提升之外，还扩展了待测样品的空间和操作灵活性，便于大尺寸生物样本的质谱成像分析。课题组于2013年在Anal Chem上发表了“无需切割的整体大鼠体内药物分析质谱成像新方法”[2]，2018年研发出质谱成像数据处理软件“MassImager”。2017年开始与维科托（北京）科技有限公司合作开发工程化的AFADESI离子源与质谱成像装置；并于2023年成功实现AFADESI离子化技术及成像装置的成果转化。 ✦ 立足自主技术拓展应用创新✦ 谈到这些年在AFADESI-MSI技术上取得的进展与成果，再帕尔教授首先感谢国家各科研基金和项目的支持。从应用层面，发展了从整体动物到组织器官、组织微区水平的体内分子高灵敏、高覆盖的质谱成像新方法，其成像检测灵敏度可达pg级别、分析动态范围达3个数量级，可检测出十多种类、约1500个体内代谢物（DOI: 10.1002/advs.201800250）[3]；并推动空间分辨代谢组学新方法的发展[4]。相关进展与成果包括：从代谢物和代谢酶两个层次全面表征肿瘤代谢改变，疾病原位标志物的发现[5]；药物体内原位分析及其药效机制研究[2，4，6]；空间脑代谢网络[7]；空间代谢组学与时空同位素示踪整合方法[8]，并发展空间代谢流新方法等。✦ 质谱成像黄金解决方案：AFADESI源+Orbitrap高分辨质谱仪✦ 贺玖明研究员表示：AFADESI源搭载Orbitrap高分辨质谱仪是质谱成像技术“黄金解决方案”。中国医学科学院药物研究所 贺玖明研究员质谱成像分析前端没有色谱分离，则针对分子量相近的体内代谢物分析，要求质谱具备高质量分辨率，才能将更多的代谢物区分开并获得“真实”空间分布特征。许多代谢物的丰度不高，AFADESI和 Orbitrap中Ctrap都有助于提升代谢物的检测灵敏度。此外，AFADESI具备大成像空间，可放置8块载玻片，加之自动切片识别功能和Orbitrap质谱仪的质量轴高稳定性，可无人值守连续扫描72个样品切片，期间无需校正即可获得稳定可靠的结果。目前，除了生物医药研究外，AFADESI+Orbitrap成像方案还在农业、环境毒理、食品安全、文物保护和新材料研发等领域得到了应用实践。药物所实验室，左前：维科托AFADESI-10；右后：Orbitrap Exploris&trade 120质谱仪✦ 质谱成像技术及空间组学将为新一代科学发现赋能✦ 最后，再帕尔教授详尽总结了MSI技术的优势和未来发展前景。在优势方面，MSI技术可实现从整体动物到组织、组织微区、单细胞中分子的可视化分析，获取不同分子在生物体内的特异性分布信息，掌握分子的分布特征与其功能的关联信息等，以便科研人员深层次了解生物化学过程以及参与生理和病理过程的功能分子。与此同时，MSI技术推动空间多组学的发展，为揭示分子在生命活动及病变过程中的作用机制，为药物研发、疾病发生发展机制研究和新型疾病标志物的发现等提供全新视角和新颖研究手段[9]。展望未来，MSI技术前景广阔。目前，发展单细胞水平的高通量、精确识别和完整分子表征的质谱成像新技术值得期待。另外，MSI很有可能发展成为新型的分子病理诊断技术。精准医学的发展需要多学科、多手段的交叉与融合，研发基于MSI技术等质谱分析手段的新型临床检测、分子分型与分子诊疗技术是实现精准医学的重要途径之一。总之，MSI技术及其助推的空间多组学技术在诸多领域显示出巨大发展前景而备受关注。人物简介：再帕尔阿不力孜 教授中央民族大学/中国医学科学院药物研究所中央民族大学原副校长、药学院首任院长、二级教授，“质谱成像与代谢组学”国家民委重点实验室主任。北京协和医学院特聘教授、药物分析学系主任，中国医学科学院药物研究所研究员、博士生导师、药物分析研究室主任。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，中国医药生物技术协会药物分析技术分会副主任委员。曾担任中国医学科学院&北京协和医学院院校长助理、科技处处长、研究生院常务副院长、天然药物活性物质与功能国家重点实验室副主任。曾任国务院学位委员会第七届药学学科评议组成员、中国物理学会质谱分会副理事长、中国化学会质谱专委会副主任委员等。“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。曾担任“863”计划项目首席专家、国家重点研发计划项目负责人，现主持国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目等课题。长期从事质谱分析技术与方法及其在生物医药领域的应用研究。作为第一和通讯作者已发表学术论文130余篇，包括在PNAS、Advanced Science、Analytical Chemistry、Acta Pharmaceutica Sinica B等权威或专业领域重要期刊上发表一批学术论文；申请专利16项、获授权专利12项，软件著作权2项；主编著书《天然产物研究方法和技术》。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。贺玖明 研究员中国医学科学院药物研究所博士，博士生导师，药物分析专业；中国医学科学院北京协和医学院药物研究所天然药物活性物质与功能国家重点实验室 研究员，主要研究方向：质谱成像空间分辨代谢组学新技术新方法及其生物医药应用研究。开发出空气动力辅助离子化及质谱成像新技术和空间分辨代谢组学新方法，建立了以空间分辨代谢组学技术为特色的新药代谢研究平台。近5年，发表了包括Nat. Commun., Adv. Sci., PNAS，APSB，JPA，Theranostics，CCL，Anal. Chem.等Q1区论文10余篇。曾获 2010 年北京市科学技术奖二等奖（2）、CAIA2019 特等奖（2）。国家药品监督管理局创新药物安全与评价重点实验室学委委员；担任《药学学报》、Acta Pharm Sin B、J Pharm Anal青年编委，Molecules、TMR Modern Herbal Medicine和《药学研究》编委；中国医药生物技术协会药物分析技术分会常务委员，中国质谱学会常务委员。参考文献：[1] He J, Tang F, Luo Z, Chen Y, Xu J, Zhang R, Wang X, Abliz Z. Air flow assisted ionization for remote sampling of ambient mass spectrometry and its application. Rapid Communications in Mass Spectrometry, 2011, 25: 843-850.[2] Luo Z, He J, Chen Y, He J, Gong T, Tang F, Wang X, Zhang R, Huang L, ZhangL, Lv H, Ma S, Fu Z, Chen X, Yu S, Abliz Z. Air Flow-Assisted Ionization Imaging Mass Spectrometry Method for Easy Whole-Body Molecular Imaging under Ambient Conditions. Analytical Chemistry, 2013, 85: 2977-2982.[3] He J, Sun C, Li T, Luo Z, Huang L, Song X, Li X, Abliz Z. A Sensitive and Wide Coverage Ambient Mass Spectrometry Imaging Method for Functional Metabolites Based Molecular Histology. Advanced Science, 2018, 5.[4] Jingjing He, Zhigang Luo, Lan Huang, Jiuming He, Yi Chen, Xianfang Rong, Shaobo Jia, Fei Tang, Xiaohao Wang, Ruiping Zhang, Jianjun Zhang, Jiangong Shi, Zeper Abliz. Ambient Mass Spectrometry Imaging Metabolomics Method Provides Novel Insights into the Action Mechanism of Drug Candidates. Anal Chem, 2015, 87(10): 5372-5379.[5] Chenglong Sun, Tiegang Li, Xiaowei Song, Luojiao Huang, Qingce Zang, Jing Xu, Nan Bi, Guanggen Jiao, Yanzeng Hao, Yanhua Chen, Ruiping Zhang, Zhigang Luo, Xin Li, Luhua Wang, Zhonghua Wang, Yongmei Song, Jiuming He and Zeper Abliz，Spatially resolved metabolomics to discover tumor-associated metabolic alterations，Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，PNAS，2019，116 (1)，52-57.[6] Xiaowei Song，Qingce Zang，Jin Zhang，Shanshan Gao, Kailu Zheng, Yan Li, Zeper Abliz, and Jiuming He，Metabolic Perturbation Score-Based Mass Spectrometry Imaging Spatially Resolves a Functional Metabolic Response，Anal. Chem. 2023, 95, 17, 6775–6784.[7] Xuechao Pang, Shanshan Gao, Man Ga, Jin Zhang, Zhigang Luo,Yanhua Chen, Ruiping Zhang, Jiuming He, Zeper Abliz, Mapping metabolic networks in the brain by using ambient mass spectrometry imaging and metabolomics, Analytical Chemistry, 2021，93, 6746&minus 6754.[8] Bo Jin, Xuechao Pang, Qingce Zang, Man Ga, Jing Xu, Zhigang Luo, Ruiping Zhang, Jiangong Shi, Jiuming He, Zeper Abliz, Spatiotemporally resolved metabolomics and isotope tracing reveal CNS drug targets, Acta Pharmaceutica Sinica B, 2023, 13(4), 1699-1710.[9]再帕尔阿不力孜. 质谱分子成像技术与应用进展. 分析测试学报, 2022, 41: 1335-1344.如需合作转载本文，请文末留言。

导 读在作为环保产业年度重要展示平台的“环博会”上，四方光电现场展示了烟气排放监测、发动机排放气体监测、室外扬尘监测、油烟监测、温室气体监测、工业过程在线气体监测等气体成分及流量测量的解决方案。其中，包括满足碳排放监测要求的烟气分析解决方案首次亮相，在业界引起了不小的轰动。站在“十四五”的开局之年，环保产业又迎来了新的发展突破口。四方光电将如何助力国家“双碳”目标的达成?面对新的发展形势，四方光电又将如何适应新形势，做好布局与规划?四方光电董事长熊友辉博士接受了环保在线记者专访。四方光电董事长 熊友辉博士深耕气体传感器创新领域，构筑核心技术“护城河”  熊友辉博士告诉环保在线记者，四方光电长期专注于气体传感器的科技创新，从创立的2003到2011年，四方光电主要发展基于核心气体传感器的工业过程和环境监测气体分析仪器，并逐步启动民用气体传感器产业配套 2012到2020年，四方光电积极发挥核心技术及质量体系的优势，发力智能家居、智慧医疗、汽车电子等领域，逐步形成了智能气体传感器与高端气体分析仪器双轮驱动的发展格局。  2003年，四方光电成功开发基于电调制非分光红外气体传感器，该产品于2004年通过湖北省科技厅组织的科技成果鉴定，达到国际先进技术，此后该产品获得“国家重点新产品”证书。针对双光束NDIR 气体传感器测量二氧化硫(SO2)、一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)存在水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)等的较强干扰，同时测量低端分辨率不高的缺点，公司通过对微流量芯片-微流量红外探测器-微流红外气体传感器(micro-flow NDIR)的深度开发，已经成为在技术上可以与国际上气体分析仪器巨头并肩的厂家之一。微流红外气体传感器项目也于2020年获得工信部强基工程-传感器“一条龙”示范项目。通过十余年的持续创新，目前四方光电已形成了包括光学(红外、紫外、光散射、激光拉曼)、超声波、MEMS金属氧化物半导体 (MOX)、电化学、陶瓷厚膜工艺高温固体电解质等原理的气体传感技术平台。通过使用上述一种或多种技术组合，四方光电能够根据客户需求提供多种产品。  熊友辉博士表示，当前四方光电的环境监测气体分析仪器产品主要应用于烟气、尾气监测领域。其中烟气监测领域产品包括红外(紫外)烟气传感器模组、红外(紫外)烟气分析仪、烟气排放连续监测系统(CEMS)及船舶废气排放连续监测系统。主要检测对象是二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氧气(O2)、颗粒物(PM)的浓度，应用于火力发电厂、炼钢厂、垃圾焚化厂等产生污染气体的工业企业等固定污染源及大型船舶等移动污染源。在尾气监测领域，公司采用高性能双光束NDIR检测一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、碳氢化合物(HC) 采用微流红外、非分光紫外(NDUV)、紫外差分(UV-DOAS)技术直接检测氮氧化物(NOx)，而不需要采用复杂且昂贵的NOX转换器。依托NDIR核心技术积累，发力温室气体监测市场正当时    “2020年习近平总书记在联合国发展大会上代表中国提出了2030碳达峰、2060碳中和的宣言，也为环保行业的发展树立了新目标”，熊友辉博士向记者介绍，在碳中和产业中的温室气体在线监测领域，四方光电具有较好的技术和产业基础，目前在碳中和监测控制领域具有较多应用场景。四方光电在碳中和领域最典型的应用就是对多种温室气体的总量(温室气体成分分析仪器+气体流量)计量。  在二氧化碳(CO₂)的气体检测方面，四方光电有两种不同用途的CO2传感器：一种是四方光电采用NDIR热电堆红外技术开发的民用/车载用的扩散式CO2传感器，一种是四方光电全资子公司-四方仪器自控采用微流红外、双光束红外(热电堆或者热释电)等技术开发的高端CO2传感器。前者主要用于绿色建筑和智能座舱中的暖通空调(HVAC)控制，确保在舒适安全条件下的节能减排，通过智能化降低建筑和车辆的碳足迹 后者主要用于工业、农业过程中CO2排放总量的高精度测量,用于碳排放的核查和交易。后者的精度要求显著高于前者，价格比前者也高两个数量级。  当然，碳中和领域对气体的监测不仅仅是CO2气体浓度，而是多种温室气体的总量(成分+流量)计量。京都议定书中规定控制的6种温室气体，除二氧化碳(CO₂)之外，还有甲烷(CH₄)、氧化亚氮(N₂O)、氢氟碳化合物(HFCs)、全氟碳化合物(PFCs)、六氟化硫(SF6)。四方光电全资子公司四方仪器自控的微流红外、双光束红外、TDLAS等气体传感器技术可以应用在对工业污染源的上述多种温室气体排放浓度的监测 同时公司具备的超声波、差压等原理的气体流量传感器可以用于温室气体流速和体积的监测。公司以工业用气体传感器技术平台、分析仪器及工信部沼气工程物联网专项为基础，为大中型沼气工程、生物质燃气工程、煤层气瓦斯气综合利用工程等诸多领域提供了包括测量CH4和CO₂等气体质和量的计量装置，这些装置是开展清洁发展机制(CDM)碳交易的基础数据。随着碳减排逐渐成为一些国家的自愿行为，以及碳核查基于的MRV(可测量、可报告、可检验)原则，对温室气体排放总量在线监测系统的需求将呈现增长趋势。  我国已经安装了大量的CEMS系统用于环保监测， 主要是对二氧化硫(SO2)、一氧化氮(NO)、粉尘颗粒物(PM)的监测。碳中和政策出来后，需要增加CO2、CO等“碳”的测量指标，由于CO含量较低，因此微流红外传感器成为测量CO2+CO参数的最佳选择。同时用于碳交易还需要更加准确的烟气流量传感器配合，目前大量的CEMS系统采用皮托管差压原理测量流速并测算流量，由于是“点式”测量，准确度与气体分析仪器的精度相差巨大，因此有必要开发新型的高精度烟气流量传感器，例如超声波、红外相关法、静电法等原理的新型烟气流量计。协同气体传感器技术平台，新产品层出不穷    熊友辉博士表示，碳中和关系到产业链的方方面面，从原材料和能源的开采到产品进入市场，每一个环节都需要控制碳排放，这也让气体环境监测仪器有了广阔的市场。比如，烟气分析仪是大气环境监测系统的重要组成部分，但烟气成分较为复杂，主要成分有二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氧气(O2)等，随着排放标准越来越低，对烟气分析仪的性能要求也越来越高。这次四方光电全新推出的烟气分析仪Gasboard-3000UV，集公司多种核心气体传感技术于一体：基于UV-DOAS紫外差分吸收光谱气体分析技术测量二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)，微流NDIR技术测量一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)，双光束红外NDIR测量二氧化碳(CO2)等。结合公司超声波气体流量测量十余年的技术积累，公司正在积极开发超声波烟气流量计，因此可以一站式满足国内碳排放的监测要求。  在室外空气品质监测领域，记者看到四方光电也在持续发挥技术优势，推陈出新。问及此次室外扬尘监测传感器展区产品时，熊友辉博士向记者介绍了产品开发的初衷以及创新应用对产业链的推动作用：我国室外扬尘网格化监测经历了早期的β射线吸收法到采用民用净化器大量应用的激光粉尘传感器的过程。在使用过程中发现，民用的激光粉尘传感器不仅不能满足-30~70℃室外环境温度的全天候使用要求，同时还必须面对监测场所，特别是建设工地经常喷洒降霾的水雾影响，或者下雨潮湿的气候环境等。这种环境下，水雾经常被判断为严重雾霾造成爆表。民用激光传感器由于激光功率小，采样流量小，PM10分辨率很低，无法提供准确的PM10, 通常采用根据PM2.5的数字进行比例计算，造成PM10监测数据失真。在这种背景下，四方光电通过采用宽温型大功率线型激光光源、API粉尘自动识别技术、先进的流道设计实现抗污染、大流量车规级采样装置、高湿度环境的水雾去除装置等，研制出了扬尘传感器PM3006系列产品，低成本地实现了对室外扬尘粉尘与β射线吸收法达到0.9相关系数的高精度测量。凭借长期的技术积淀、良好的产品性能，目前四方光电室外扬尘监测传感器PM3006系列已取得多项发明专利及实用新型专利。在国内市场，多款搭载PM3006系列的扬尘监测类产品，获得了计量器具型式批准证书(CPA) 在海外市场，同样也取得了当地权威机构的测试认证。在韩国多款搭载PM3006的户外监测类产品，获得了韩国环境部授权的三大认证机构(KTR/ KECO/ KCL)的最高等级1级认证。目前，产品已经销往全国并出口到海外多个国家和地区，被国内外知名企业认可。  最后，四方光电熊友辉博士告诉记者，四方光电也将不忘初心，依托在气体传感器及分析仪器方面的技术积累，开发出更多的优质产品 也将持续关注行业发展趋势，发挥自身技术优势，为早日实现“碳达峰”和“碳中和”目标贡献力量。  关于四方光电    四方光电股份有限公司(以下简称“四方光电”)是一家从事智能气体传感器和高端气体分析仪器的科创板上市企业(股票代码688665)。公司2003年成立于武汉“光谷”，形成了包括光学(红外、紫外、光散射、激光拉曼)、超声波、MEMS金属氧化物半导体 (MOX)、电化学、陶瓷厚膜工艺高温固体电解质等原理的气体传感技术平台，拥有100余项国内外专利，产品广泛应用于空气品质、环境监测、工业过程、安全监测、健康医疗、智慧计量等领域。  四方光电建设有省级企业技术中心和湖北省气体分析仪器仪表工程技术研究中心。同时公司积极融入国家技术创新体系，先后获得国家重大科学仪器设备开发专项、工信部物联网发展专项、工信部强基工程传感器“一条龙”、科技部科技助力经济2020重点专项、湖北省技术创新重大项目等多个项目的支持，被国内外行业权威机构列为中国气体传感器主要厂商和代表性企业，并荣获中国物联网产业联盟“最具影响力物联网传感企业奖”。  四方光电作为中国气体传感器的龙头企业，凭借长期的技术沉淀、严格的质量体系及国际化视野，已经成为诸多世界500强及国内外细分领域头部企业的配套供应商。目前公司产品已经出口至八十多个国家和地区，正在朝着传感器领域的国际品牌迈进。

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p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 仪器信息网网络讲堂栏目旨在创造一个专家和听众坐在各自的办公室里进行“面对面”交流的平台。2016年12月14日，网络讲堂栏目邀请到首都医科大学附属天坛医院实验诊断中心的康熙雄主任，为听众带来了精准医疗与即时检验POCT技术的临床应用与发展主题的网络报告。报告后，康教授亲切解答了来自不同领域的听众所关心的问题。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp 康教授指出精准医疗一直是医者们追求的主题。在不同的时代，精准的程度受限于当时的技术平台。当代的精准医疗是建立在生物组学发展前提下，针对全人、全程的健康服务，包括健康评价、高危疾病预警和疾病诊断治疗等。生物组学技术的发展，带来疾病诊断方式的变迁。从研究疾病的症状，经过病原微生物形态观察、疾病代谢物化验，到对致病基因的测序，医学诊断学进入了医学预测学时代。精准医学与临床应用结合主要方面有优生优育、新生儿遗传病筛查、肿瘤因子检测和抗肿瘤用药指导等方面，康教授详细介绍了地中海贫血、脆性X综合征、肌营养不良和马凡氏综合征等四种单基因遗传病及其检测方法和临床病例解析。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp 在报告中，康教授分析了POCT技术现状和新市场趋势。现场快速检测因为可以在适宜的时间、适宜的场所，采用适宜的方法获取健康或疾病数据，保证数据的精准性。所以在精准医学大背景下，快速发展起来。目前POCT技术有几个发展特征，比如信息技术和纳米技术的高度渗透，分子诊断一体化，泛智能检测体系，和智能化学习型的诊断机器人。康教授在研讨会的讨论环节中，建议POCT制造商根据自己的技术平台能力和产品市场定位，来选择研发方向。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 康熙雄教授，现任首都医科大学附属北京天坛医院实验诊断中心主任、首都医科大学临床检验诊断学系主任、全国高等教育委员会诊断学指导委员会主任委员、中国医师协会检验医师分会副主任委员、中国医院协会临床检验管理专业委员会常委和POCT分委会主任委员、中国合格评定国家认可委员评审员兼评定委员、中国实验室计量认证/审查认可评审员、中华医院管理学会临床检验管理专业委员会委员、第五届全国卫生标准委员会委员、总后勤部医学会医疗事故技术鉴定专家库成员、生物芯片北京国家工程研究中心项目科学顾问，《中华检验医学杂志》、《中国实验诊断杂志》、《诊断学理论与应用》等7个专业杂志编委，人民卫生出版社第六版《诊断学》副主编、第七版《诊断学》主编。 /p p & nbsp & nbsp 在实验诊断学的医、教、研方面进行了大量学科建设和开拓性工作。2003年的“SARS”期间，承担863子课题“传染性非典型肺炎流行病学特征及其早期快速诊断技术应用”的研究，在抗击SARS斗争中得到市政府的嘉奖。康教授所领导的北京天坛医院实验诊断中心是目前我国通过ISO15189医学实验室质量和能力认可的8家实验室之一。研究方向是“个体化诊断系统的建立和临床应用”，利用分子生物学等各种前沿方法学，进行“药物代谢基因组学、临床蛋白组学、临床代谢组学、功能蛋白相互作用疾病诊断模型”等多方位的实验诊断学临床应用研究，先后承担国家、省部级科研课题5 项，获省部级科技进步奖7项，国内外核心期刊论文共110余篇，著作8部，共培养硕士研究生、博士研究生近30名。 /p p & nbsp /p

方家熊院士是我国光传感技术领域的领军人物，2001年当选为中国工程院院士，现任中国科学院上海技术物理研究所研究员、副总工程师，兼任传感技术国家重点实验室学术委员会主任、中国光学学会红外与光电器件委员会主任。 　　方家熊院士历年来从事中、长波红外传感器、紫外传感器、短波红外传感器等半导体传感器的研究开发。其主持开发的多种传感器成功应用于“风云1号”、“风云2号”气象卫星，“神舟3号”航天飞船等，相关成果获6项国家科技进步奖，为我国航天红外遥感解决了重大关键技术问题，开拓了中国航天遥感用红外传感器技术。 中国科学院上海技术物理研究所 方家熊院士 　　近日，仪器信息网编辑专访了方家熊院士，方家熊院士系统介绍了航天遥感用红外传感器技术民用化研究的最新进展并对目前我国分析仪器行业发展存在的问题发表了见解。 航天红外遥感技术在民用领域发展前景广阔 　　“我们原来一直在研究航天红外遥感技术，并未涉及民用近红外光谱仪领域。而现在中国科学院上海技术物理研究所开始全面涉足红外多光谱技术的研究。”方家熊院士说道。 　　“为什么我们会对航天红外遥感技术民用化感兴趣?” 　　方家熊院士首先介绍了他和他的同事们由原来研制航天红外传感器转向民用近红外光谱仪器技术研究的相关背景。 　　2006年，我们参加了第一届全国近红外光谱学术会议，获得了一个有用的信息：一些仪器公司在生产小型光谱仪器时，一些关键的器件国内没有，都是向国外公司购买。对此我们进行了调研，结果发现，近10年来科技部等部委通过各个渠道支持了很多研制小型、微型近红外光谱仪项目。但这些项目研制出的仪器其核心部件都采用了国外的，并且，这些仪器完成后并没有产业化。 　　事实上，上面所说的核心部件正好是四年前我们为航天应用研发的“铟镓砷近红外焦平面”，仪器就缺这个器件，用户很迫切，而我们又能够生产这个核心部件，那么，我们应该在这方面做一点事情了。 　　另外，将航天红外遥感技术民用化还有一个大的背景：国家明确提出逐步转变经济发展方式，其中，希望中国科学院不光是研究一些“大”科学，像发展航天技术等重大科研项目以及发表科技文章，还要为工业、农业、医学等各领域做“一些”具体事情，为国民经济发展贡献力量。 　　在这个指导思想下，中国科学院有两个“大部署”：一是创办新所，这个新所要和地方政府联合创办，其目的很明确，不仅要研究尖端技术，更要为地方的经济发展做一些有用的事情；二是一些老所办分所，分所的研究领域要与地方经济发展特色相结合。中国科学院各个所都在“动”，我们所也在努力。例如，我们所办了两个分部，一个常州分所 另一个嘉定分部正在建设中。 　　航天仪器技术转向民用：重点在于研发低成本技术 　　中国航天遥感用红外传感器技术，毋庸置疑是先进的、高水平的。但航天仪器技术应用到民用领域，需要突破哪些“瓶颈”呢?针对这一问题，方家熊院士谈到： 　　将一些航天仪器技术转向民用有许多需要再研发的地方，以近红外光谱为例，近红外光谱技术发展是以应用为驱动的，所以，我们在2008年就开始和“外面”联系。其中，一位是江苏大学的陈斌教授，他研究的领域主要是食品工业，自己也研制一些近红外光谱仪器分析软件和硬件。另外一位是浙江大学的龚淑英教授，她研究的领域主要是茶叶质量评价。两位教授都是从事应用研究的，他们对近红外光谱仪的要求是小型化、可靠、便宜。 　　说实话，研制符合这三个要求的近红外光谱仪的难度不比研制航天仪器低。航天仪器也要求小型、可靠以及低功耗，但对成本没有过多要求。小型、微型近红外光谱仪器在工业、农业、医学等各方面的应用范围非常广泛，但是现在一般一台仪器需要几十万，如果是野外使用的常常需要上百万，所以迫切要求降低成本。 　　然而，对我们来说，“便宜”不是通常认为的扩大生产规模来降低成本，而是要研发低成本技术。例如，原来在航天仪器中使用铂金、黄金材料，现在转向民用需要使用铝等普通金属材料，成本降低的同时要保证相应的性能也能满足使用要求。低成本技术要求从原理上、基础上研究，进而带动基础技术研究。而且，这些相关课题的提出是我们从应用中移植过来的，不是跟踪国际先进技术，完全是我们自创的。 　　成立“组件应用技术研究组”：已完成微型近红外光谱仪原理样机 　　2009年的时候，方家熊院士团队专门成立了一个研究组——组件应用技术研究组，研究组的近期发展目标是建立三个设计平台、三个测试平台，还要研制出微型近红外光谱仪。 　　其中，设计平台分别是大规模电路设计平台、工艺设计平台、可靠性设计平台；测试平台分别是红外器件MTF(调制传递函数)测试平台、小型光谱仪参数测试平台、短波红外焦平面参数测试平台。这些设计平台、测试平台属于应用基础技术，主要是为了我们的“铟镓砷近红外焦平面”器件能在近红外光谱仪中得到很好应用，通过发现问题、解决问题，不断提高器件性能、降低成本，也为航天应用中的器件问题的解决提供了新手段。 　　目前，我们已经完成了近红外光谱仪的原理样机，正在测试“铟镓砷近红外焦平面”器件的应用效果。同时，我们也搭建了MTF测试系统，现阶段主要测试“铟镓砷近红外焦平面”的传递函数，目标是找出传递函数与器件的设计、加工、物理机理之间的关系，将器件本身搞清楚，以提高器件的传递函数。MTF测试系统项目就是我们从应用中提炼出来的基础研究课题。 　　在这个过程中，方家熊院士团队有两点体会：首先，近红外光谱技术是以应用带动有关技术的发展，这里的“技术”包括软件技术、基础技术、硬件技术，基础技术主要是化学计量学；其次，从新应用要求——低成本技术要求中提炼出基础技术课题进行研究，获得我们自己的拥有自主知识产权的科研成果，而且这个成果是可以马上实现应用的。 方家熊院士谈我国分析仪器行业存在问题及与国外差距 　　方家熊院士是我国著名的光传感器专家，为我国科技事业作出了突出贡献。针对我国分析仪器行业发展中存在的问题，方家熊院士以其40多年科研工作的经验指出： 　　我国分析仪器发展中存在的主要问题：基础研究与应用研究、生产制造脱节 　　首先最大的问题：我国科研力量分散，如何将其“捏合”起来? 　　我国科研力量存在着分散、“小打小闹”、“捏不起来”的问题。如何能把科研力量捏合起来，形成我国分析仪器硬件技术、软件技术的攻坚力量是目前我们着重需要解决的问题。 　　第二个问题：如何与国外仪器公司相处? 　　一方面我国分析仪器行业应该感谢国外仪器公司的帮助，另一方面两者之间还存在着竞争关系。所以，国产分析仪器公司与国外仪器公司之间是一种又合作又竞争的关系，而在这个关系中，最好的结果是能够获得双赢，国外仪器公司能够赚到钱，我们的相关工业水平也得到了提高，共同使仪器的价格降下来，共同努力使应用范围更广泛。 　　第三个问题：如何将企业人才培养计划提升至更重要的位置? 　　国家基金委每年投入大量资金，主要有两个任务：第一就是把基础研究成果成功延伸到应用研究和生产制造环节中，为应用研究和生产制造提供科学方法 第二是培养科技人才。当前的科技人才培养主要在大学和科研院所，未来应该把企业人才培养列到更重要的位置上，促进企业提升技术水平，促进企业能很快将基础研究的成果应用到生产中。 　　第四个问题：我国科技界只紧盯、跟踪国际前沿技术，这是一个误区! 　　紧盯、跟踪国际科技前沿以前是需要的，但做不出具有完全自主知识产权的科研成果。所谓“紧盯国际科技前沿”就是一些人在做，但领头的人多是外国人，等于说我们是跟着别人跑、是落后的。“跟踪国际先进技术”则是别人已经做了五六年、已经产业化了，我们再跟着做，距离“前沿”就更远了。 　　为什么过去我们一直都是在跟踪国际先进技术?我认为是我们对应用技术没有研究透彻。没有研究透彻，就发现不了问题、提炼不出基础研究课题。我们的基础研究通常是看到国际上发表了什么文章，跟着做。我想我们要努力改变这种状况了。 　　国产近红外光谱仪器与国外的差距：不在水平而主要在可靠性 　　国产近红外光谱仪器与国外的技术水平相差并不大，差距主要在可靠性方面。但我国分析仪器行业对仪器的可靠性研究并不太重视。陆婉珍院士曾经提出的“我国分析仪器企业应发展稳定、可靠的硬件”的经验之谈应引起我们的重视。 　　另一个差距是在仪器的配件方面，通常，国产仪器配备的附件没有国外仪器配备的完善。国内仪器生产企业与应用者的联系不紧密，生产企业对用户不了解，不知道用户想干什么。并且，若只是为一部分用户的应用需求而投入大量的人力、物力，多数国内生产企业是不愿意的。 　　事实上，在仪器的关键器件方面，国内与国外差不多，国内外仪器公司的关键部件都是购买的，区别只在于，国外仪器公司的国内有这方面的器件，或有价格的优势；而我国的仪器公司则需要向国外购买，无法实现完全本土化生产。 　　对年轻基层科研工作者的建议：在干中学、在干中提升水平、在干中获得利益 　　首先，做好当前的工作。即使只做一天的工作，也不要马虎的混过去。遇到什么问题，记录下来，再寻求各种方式去解决。 　　第二是碰到任何分析仪器、分析方法时，主动把它们的原理搞清楚，这个学习过程比在大学里的学习有效得多。 　　第三是在做一个实验时，尽力将实验的所有配置以及它们相互之间是如何配合的全部弄明白。 　　总的来说，就是在干中学，在干中提升自己的水平，在干中获得自己的利益。在当前的工作中磨练创新思维，从小改小革向重大创新发展。 　　后记 　　采访过程中，方家熊院士谈到，“今年6月，胡锦涛总书记在院士大会上的讲话中指出，未来我国将加快转变经济发展方式，促进经济增长由主要依靠增加物质资源消耗向主要依靠科技进步转变，我国科技界肩负着重大使命。” 　　“那么，科技界如何为国民经济发展贡献力量?我认为具体就是提炼自主知识产权的科研成果，如专利、生产方式等。大家常说为国家做出贡献，但上升到‘贡献’的程度还需要几年的时间，现在只是做一点有用的事情吧。” 　　“科技要为国家经济战略转型做贡献”，是方家熊院士反复强调的观点。这充满深情的话语，折射出这位年过七旬的老科学家对国家民族、对科学事业的强烈责任感和远大抱负! 　　采访编辑：刘丰秋 　　附录：方家熊院士简历 　　方家熊，1939年出生，中国工程院院士，我国光传感技术专家，安徽黄山市人，1962年毕业于南京大学物理系，1966年中国科学院研究生毕业，中国科学院上海技术物理研究所研究员。 　　方家熊院士多年从事光传感器研究，为我国空间遥感系统提供了多种红外传感器。他提出了变能隙半导体红外传感器的工程优值参数概念和测试方法 解决了空间用红外传感器的技术基础及工程问题，满足了我国首次从卫星对地球的长波红外遥感的要求；为新型空间遥感系统的需要实现了碲镉汞红外器件对1～15微米探测的全波段覆盖；提出了我国第一个多光谱红外焦平面组件方案并研制成功；为“风云1号”卫星、“风云2号”卫星以及“神舟3号”飞船提供了各种多波段红外传感器组件，并推广应用于航空遥感系统和工业、交通、环境和医学等领域。 　　方家熊院士近几年从事光传感器组件应用技术研究，包括组件应用功能的增强方法，涉及微弱信号提取和处理电路设计和测试分析以及各个接口技术及综合集成系统组件的发展。 　　联系方式：jxfang@mail.sitp.ac.cn

2020年，突如其来的新冠肺炎疫情在全球范围内爆发，新冠病毒诊断利器“核酸检测”被广泛熟知和认可，而作为核酸检测中重要的支撑技术之一，PCR（聚合酶链式反应）技术展现出全面的优势，具有自主知识产权的国内PCR研发生产企业也迈上了更高的发展台阶。面对蓬勃发展的此情此景，殊不知十年前的国内分子诊断产品市场还是进口仪器的天下，但随着国内一批杰出人才的涌现，带领企业励精图治，打破技术垄断，让分子诊断技术大范围的走进国内临床实验室。其中，作为PCR领域中的实力头筹，西安天隆科技有限公司的发展历程可谓国内PCR技术企业的代表性缩影。籍此，本媒体邀请“天隆科技”创始人、西安交通大学彭年才教授做客专访，展开天隆科技为代表的自主化PCR技术崛起之路。西安天隆科技有限公司创始人西安交通大学彭年才教授破垄断自主研发创造价值PCR技术由美国科学家穆利斯（Mulis）发明，一经问世便引起巨大关注，穆利斯也因此获得1993年诺贝尔化学奖。1997年，西安天隆科技有限公司（下称天隆）正式成立，并专注于基因检测、分子诊断领域仪器及试剂的研发与生产，产品覆盖核酸提取仪及试剂，以及基因扩增、荧光PCR等仪器及配套试剂的研发生产，牢牢把握住了PCR这一领先技术的发展先机。彭年才教授介绍：“无论是分子诊断，还是免疫学或生化检测，是基于不同的检测技术原理。在疾病诊断方面，如果仅依靠单一的检测技术，必然会存在一定的缺陷。PCR技术一经发明后，凭借特异性好、灵敏度高、便捷、检测速度快等特点，在病毒检测、病原检测、肿瘤检测、感染性疾病、遗传性疾病及用药指导等方面优势明显，在病毒检测领域更有‘金标准’之称，所以发展极为迅速。”上世纪90年代，PCR技术被进口品牌长期“垄断”，且国内也只有部分三甲医院才能开展检测，在实际中并未广泛普及。为了满足未来临床实验室向精准诊断的方向发展，让更多医疗机构用得起分子检测技术，国产PCR企业跃跃欲试，自主研发生产的PCR分析仪和试剂悉数登场。彭年才教授指出：“近年来，随着PCR技术的愈发成熟，国内发展势头强劲，核心技术也相继攻克。从早期的终点定量PCR到此次在疫情中大放异彩的实时荧光定量PCR，国产PCR仪和试剂不但实现进口替代，且出口到国外的销量也持续增长。”目前，天隆科技的PCR技术应用产品和解决方案实现了对多种需求的完整覆盖，从针对疫情防疫任务的自动化高通量检测技术平台，到灵活易用的一体化分析设备以及丰富的配套试剂耗材，天隆科技实现以领先技术创造价值的本色属性。进一步深入临床拓展未来随着国产化时代的到来，分子诊断更有“遍地开花”之势，用户类型也从少数的大型三甲医院迅速下沉到更广泛的医疗服务机构，应用范围包括病原体检测、传染病防控、肿瘤检测、个体化用药等诸多临床细分领域。以新冠疫情检测为出发点，彭年才教授介绍了PCR技术的临床应用优势：“国家卫健委最新颁布的第八版新冠肺炎防控方案中再次明确指出，最优选的检测方式就是PCR核酸检测。此外，在慢性病、肝炎、艾滋病，包括非洲发生的埃博拉疫情等，分子诊断在临床中的应用范围已经极为广泛。此外，精准医疗概念的提出，使得个性化医疗趋势被大大推进，从多重病原快速检测到个性化用药，再到肿瘤风险评估及遗传病检测等，这一发展方向与分子诊断的发展轨迹高度契合，而在这些应用场景中，都可以看到天隆科技的身影。”当下疫情趋于平缓，天隆的销售业绩依然强劲，靠的就是“深入临床”，例如肝炎、手足口病、慢性病等成熟的优势项目，既服务了社会公共卫生事业，也带动了企业更新一轮的加速发展。彭年才教授道出：“天隆今天的成绩正是源于20余年的仪器与试剂研发的技术积累，并在国家众多科技计划的支持下和数亿资金的投入下，才能在分子诊断行业内实现跨越式发展。未来，分子诊断将是朝着快速检测、高通量、自动化和小型化、便携式的方向发展”。对此，天隆还将持续在人力、物力、财力方面加大投入，以市场需求为导向，提高产品核心竞争力。赴前程初心如磐使命在肩回顾疫情期间，彭年才教授带领天隆团队真正做到初心如磐、责任在肩，排除万难、扩大产能，研发生产出大量抗疫急需的核酸检测物资，成为国内外抗疫物资保障和国家核酸能力建设的中坚力量，用实际行动诠释了家国情怀和社会责任。2021年1月，彭年才教授荣获由中央统战部、工业和信息化部、市场监督管理总局等中央多部门联合评选的“全国抗击新冠肺炎疫情民营经济先进个人”奖项，全国IVD领域不足五人获此殊荣。

p style=" margin-left:4px text-indent:28px" span style=" font-family: 宋体 " 开展一项事业从来都不是一件易事，将科研转化为产业更是如此。济南微纳作为一个科技产业转型的公司，其成长的道路也充满了艰辛。 /span 1982 span style=" font-family: 宋体 " 年毕业于 /span span style=" font-family: 宋体 " 中国海洋大学物理系光学专业的任中京，当时已过而立之年，作为恢复高考后的第一批大学生，任中京教授也是被那个时代耽误的人。时光荏苒，所以在短短几年的大学时光中，任中京每天都在争分夺秒，除了精通所学的专业知识，任教授的业余时间都是泡在海洋大学的图书馆，像一只饥饿的狼一样，源源不断汲取着知识的养分。 /span /p p style=" text-indent:28px" span style=" font-family:宋体" 这一年，任中京以同专业最优异成绩完成学业。同年， /span span style=" font-family:宋体 color:#333333 background:white" 国家立项 /span span style=" font-family:& #39 Arial& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#333333 background:white" “ /span span style=" font-family:宋体 color:#333333 background:white" 国家七五科技攻关项目 /span span style=" font-size: 13px font-family:宋体 color:#333333 background:white" “ /span span style=" font-family:宋体" 水泥颗粒级配在线分析仪 /span span style=" font-size:13px font-family:宋体 color:#333333 background:white" ” /span span style=" font-family:宋体 color:#333333 background:white" 开始运行，任教授被委以重任作为此项目的主要负责人之一。 /span /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/4a62da6e-bd5d-44b7-a271-c3a51a629117.jpg" title=" 1.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" font-family:宋体 color:#333333 background:white" 第三排左三是任中京教授 /span /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" font-family:宋体 color:#333333 background:white" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/0170931f-4bbc-4add-9776-1e6a4b8ea02c.jpg" title=" 2.jpg" / /span /p p style=" text-indent:28px" span style=" font-family:宋体" 自 /span 1986 span style=" font-family:宋体" 年起，任中京教授 /span span style=" font-family:宋体" 任山东建材学院颗粒测试研究所所长，1995年被评为济南大学教授、研究生导师，2000年山东建材学院与济南联合大学合并组建成济南大学，同年济南微纳正式成立。期间任中京教授先后负责山东八五科技攻关项目“JL9200便携式高分辨激光粒度分析仪”的研发和山东九五科技攻关项目“JL9300干粉激光粒度仪”的研发。其中JL9200被列为国家级重点新产品。 /span /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" font-family:宋体" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/219cc29c-eb69-4a9a-9cdb-14addca0d62d.jpg" title=" 3.jpg" / /span /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" font-family:宋体" JL9200 /span span style=" font-family:宋体" 便携式高分辨激光粒度分析仪 /span /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" font-family:宋体" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/9a824090-0c06-4f32-9c6a-5be4adb2acb2.jpg" title=" 4.jpg" / /span /p p style=" text-indent:28px" span style=" font-family:宋体" 从此之后，济南微纳的脚步就越走越快，2002年Winner2000型激光粒度仪问世，并通过国家标准物质研究中心定型鉴定。2006年微纳获得济南高新技术企业称号。2009年微纳推出中国第一台使用数字相关器的“光相关纳米粒度分析仪”。2010年微纳获得国家级高新技术企业称号。 /span 2011 span style=" font-family:宋体" 年，济南微纳的研发团队成功研制出 /span Winner span style=" font-family:宋体" 大颗粒计数器， /span span style=" font-family:宋体" 该产品采用遮光原理对气体活透明液体中的大颗粒（粒径 /span 400um-5cm span style=" font-family:宋体" ）进行测量，填补了国内该项目研究的空白。 /span span style=" font-family:宋体" 2012 /span span style=" font-family:宋体" 年微纳负责的国家科技型中小企业创新基金项目“基于动态光散射的纳米粒度仪”成功通过国家鉴定。同年， /span span style=" font-family:宋体" 中国颗粒学会 /span 30 span style=" font-family:宋体" 周年特殊贡献奖，颁奖给济南微纳任中京教授。 /span span style=" font-family:宋体" 2014 /span span style=" font-family:宋体" 年济南微纳作为“中国颗粒测试第一股”成功登陆新三板。 /span /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" font-family:宋体" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/acd5f4a6-f8ca-457a-9129-f44341bd0c8b.jpg" title=" 5.jpg" / /span /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" font-family:宋体" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/2d08bccb-202f-4638-a823-ba957b5338dd.jpg" title=" 7.jpg" / /span /p p style=" margin-left:63px text-indent:56px" span style=" font-family:宋体" 任中京教授在微纳新三板上市挂牌敲钟仪式现场 /span /p p style=" text-indent:175px" span style=" font-family:宋体" （如今的任教授已是白发苍苍） /span /p p style=" text-indent:28px" span style=" font-family:宋体" 拥有学者气质的济南微纳一向注重研发，2017年，济南微纳Winner802纳米激光粒度分析仪、winner2000系列激光粒度仪皆取得良好的销售成绩，今年以来公司研发投入仍在不断加大，现如今公司的研发团队约占公司总人数四分之一左右，研发人员全部为研究生及以上学历，目前，济南微纳在winner系列和在线粒度仪方面皆有新品在研，上市可期。在服务方面，微纳的粒度仪向用户许诺1个月内的无条件退换和2年的免费质保，并有专业的服务工程师会对新用户进行免费培训。如遇任何疑问，公司支持新老用户24小时远程指导，并提供省内24小时，省外48小时的上门服务。不仅在国内市场砥砺前行，微纳也十分注重海外市场的开拓，亚洲市场为微纳海外布局的主战场，产品远销韩国、印尼、泰国，越南、沙特阿拉伯等国家，并向南美和欧洲市场辐射。 /span /p p style=" text-indent:28px" span style=" font-family:宋体" 随着生产型企业对材料性能的要求越来越高，企业对材料测试仪器的要求也越来越高，离线式的检测方式存在着很大弊端，如检测数据滞后，人工操作误差大等，并且无法将粒度控制纳入到整套自动化控制系统中。微纳最新研发的粒度在线监测系统完美解决了以上弊端，不但解决了离线设备实时性差和误差大等问题，还采用非接触式测试方法，并首创了云数据系统，将测试数据同步到云端，以方便企业与我方工程师及时处理异常情况。 /span /p p style=" text-indent:28px" span style=" font-family:宋体" 济南微纳作为一个有责任感的企业，不仅在粒度仪行业做出了突出贡献，也带领广大员工积极回馈社会。设立“中京微纳奖学金”，此奖学金是任中京教授为培养更多振兴光学事业的特殊人才，针对理学院光学专业在校生设立的。 /span 2010 span style=" font-family:宋体" 年，微纳全体员工为玉树地震受灾群众捐款，献出自己微薄的力量。这些年微纳在成长的同时，也在不断地为社会做着企业应尽的社会责任。在粒度测试领域，微纳培育了一批又一批业内高级工程师，现在这些行业内的高精尖人才在国家物性测试领域做出了平凡且伟大的付出。 /span /p p style=" text-indent:28px" span style=" font-family:宋体" 微纳颗粒始终以 /span “ span style=" font-family:宋体" 发展与普及当代最先进的颗粒测试技术为己任，以 /span “ span style=" font-family:宋体" 度万物之微，纳四海之阔 /span ” span style=" font-family:宋体" 为追求目标，微纳研发的激光粒度仪、纳米粒度仪、颗粒图像分析仪、喷雾粒度仪、在线粒度仪等系列颗粒分析仪器均代表了国内同行业先进水平。 /span span style=" font-family:宋体" 从1982到2018,35年来任中京教授从一个胸怀大志的青年到白发苍苍的老者，谁又知道这35年来他经历了多少，付出了多少。从中国第一台激光粒度仪的研发到如今多家国产品牌激光粒度仪企业的创立，三十五年，见证了我国国产物性测试仪器行业的成长与发展，不仅仅是激光粒度仪行业，还有我们国家的各行各业都在飞速发展，三十五年，见证的更是我们国家的强大。 /span /p p style=" text-indent: 28px " span style=" font-family:宋体" 祝愿祖国繁荣昌盛，也愿微纳百年长存。 /span /p p style=" text-indent: 28px text-align: right " span style=" font-family:宋体" （本文由济南微纳市场部王绍萌供稿） /span /p

大熊猫“泉泉”突然去世在社会上引起广泛关注，其死因也引发各界诸多猜测。 生前的泉泉在雪中玩耍（资料片） 　山东新闻网讯 7月26日晚8时，济南市动物园召开新闻通报会，公布大熊猫“泉泉”死亡原因：为大量吸入防空洞透风孔排出的有毒烟雾呼吸衰竭死亡。 　　7月22日18时50分左右，熊猫馆内出现大量烟雾。19时左右，熊猫管理人员赶到馆内，熊猫馆内弥漫并有严重刺激性气味，熊猫泉泉出现疑似中毒症状。19时20分左右，兽医、单位领导及市城市园林绿化局领导相继赶到现场，组织人员迅速展开抢救，对熊猫实施吸氧、心脏按压、注射强心剂和呼吸兴奋剂、输液等措施。同时向济南军区总医院求援，向警方报警。19时50分左右，公安人员及军区总医院的专家先后赶到现场，医务人员迅速展开抢救工作。抢救过程持续了近三个小时，但仍然未能挽回熊猫的生命。警方当晚对现场进行了勘察，并询问承包防空洞的责任人，确定烟雾是人防设施承包人员在防空洞内点燃药物(优氯净，化学成分：二氯异氰尿酸钠)，进行消毒杀菌时所产生，大量烟雾通过防空洞的透风口涌入了熊猫馆。此通风口系1995 年为夏季调节熊猫馆内所设，一直使用至今。 　　当晚23时58分，市环保监测站对熊猫馆内空气进行了检测，检测结果表明，馆内的氯气浓度为16.1mg/m3，氯化氢浓度为17.8mg/m3，一氧化碳浓度为48.6mg/m3。而GBZ-2002《工作场所有害因素职业接触限制》设置的标准为：氯气最高容许浓度≤1.0mg/m3，氯化氢最高容许浓度≤7.5mg/m3，一氧化碳短时间内容许接触浓度≤30mg/m3。 　　为查明熊猫死亡原因，7月24日上午，由山东农业大学动物医学教授、济南市动物园兽医专家以及中国保护大熊猫研究中心兽医专家组成的专家组，对熊猫尸体进行剖检，剖检诊断结果为：吸入强烈刺激性气体，导致肺脏高度充血和水肿，因呼吸衰竭死亡。 　　根据环保检测、熊猫剖检和警方了解的情况，初步判定，熊猫死亡的原因为：防空洞透风孔排出的烟雾进入熊猫馆，熊猫大量吸入后导致呼吸衰竭死亡。目前警方已立案调查。

中国药科大学张正行教授，著名药物分析学家、博士生导师，于2017年3月25日因病逝世。　　张正行教授生于1936年，于1958年以优异的成绩毕业于南京药学院(现中国药科大学)，并留校任教终生。长期从事药物光谱和色谱分析研究与教学，在有机药物结构鉴定(天然化合物及药物微量有关物质的分离鉴定)、药物质量分析研究、药物代谢转化和药代动力学研究、中药分析研究及现代联用技术研究等方面均有深入研究，在国内外学术刊物上发表高水平研究论文数百篇，主编和副主编出版学术专著和教材多部。曾任中国药科大学药学院副院长、中国药学会药物分析专业委员会副主任委员。1993年被江苏省教育委员会/江苏省学位委员会评为优秀研究生导师，1993年起享受国务院政府特殊津贴。　　张正行教授将一生都奉献给了药学教育事业，成果丰硕。1980年代初，即独立开设了我国医药院校的首门“药物波谱分析”课程，紧跟光谱技术最新发展，自编适合医药教学和研究参考资料，并于1995年和2009年由人民卫生出版社正式出版和修订再版《有机光谱分析》教材 1992年，副主编《药物分析》大型参考书，获得国家科技进步三等奖 2000年起，带领研究生坚持研究近十年，攻克了“黄杨宁”中药生物碱多组分的组成、体内代谢、和质量分析控制的问题 2004年带领研究生攻克了具有重要国防意义的防辐射化学药物“利可君”的多组分工艺优化和质量控制的关键技术问题等等，不胜枚举，功绩卓著。　　张正行教授为药学领域培养了大批优秀的药物分析人才，并于1998年积极倡导中国药科大学和中检所联合主办了面向省级药检所的“药物分析在职硕士研究生班”，为我国药检系统培养了数百名骨干人才。

11月15日下午14时15分，上海市静安区胶州路一栋28层的高层住宅发生严重火灾。火灾发生后，上海市公安、消防、卫生、应急办等部门闻警而动，25个消防中队的百余辆消防车参与扑救。15日18时30分，也就是4个小时后，现场大火基本扑灭。截至16日16时，已有53人遇难，总共救治伤员126名，重症伤员15人。 　　“上海高楼火灾系典型的立体火灾，蔓延非常快，扑救难度非常大。”11月16日深夜，中国科大火灾科学国家重点实验室常务副主任张和平教授在接受《科学时报》记者电话采访时表示，高层建筑火灾扑救是世界性难题，这次上海高楼火灾火势大，伤亡严重，引发全国关注，再一次为我们敲响了高层建筑火灾防治的警钟。 　　据上海市消防局局长陈飞在11月16日下午的新闻发布会上介绍，起火建筑位于上海市胶州路728弄1号，28层，高度85米，为钢筋混凝土结构，建筑面积18472平方米，1997年12月竣工，1998年3月入住。大楼底层为商铺，2至28层为住宅，其中有5家单位、156户居民，实有人口440余人。火灾发生时，该建筑正在实施静安区政府实事工程建筑节能综合改造项目，总包方为静安区建设总公司，分包方为上海佳艺装饰公司。 　　有媒体报道，贴在失火大楼附近的《施工告示牌》表明：对居民楼进行外墙节能改造的施工内容包括屋面粉刷油漆，外墙保温，调换铝合金外窗，室内走道、楼梯间刷乳胶漆及大堂装修。显然，这次整修是一种立体、多工种、交错的施工。 　　“有些材料，例如本次火灾中被报道的大量尼龙网以及目前广泛使用的诸多外墙保温材料等，燃烧时毒性很大，浓烟有毒，烟气的毒性和窒息性可能造成人员的伤亡。由于我们没去现场，具体情况要检测后才知道。”张和平说。 　　这与伤员病情多为吸入烟尘窒息导致，烧伤烫伤并不多的现实情况相吻合。 　　据悉，由于高层建筑本身所要求的内部气体自循环系统，建筑保温隔热是必不可少的。目前，我国高层建筑所采用的保温材料绝大部分都是高分子有机发泡保温板，如模塑聚苯乙烯泡沫板(EPS)、挤塑聚苯乙烯泡沫板(XPS)等。 　　“这些保温材料一旦发生燃烧，过火很快，同时产生大量有毒有害烟气，是一个重大的安全隐患。”张和平告诉《科学时报》记者，2009年2月9日中央电视台北配楼发生的火灾，就是由于烟花点燃了北配楼构造中的保温材料XPS，之后迅速蔓延，最终点燃了整栋大楼。2007年7月2日北京大学乒乓球馆火灾也是由于保温材料着火而引发的。 　　据统计，仅北京市内，90%以上的高层建筑保温材料采用的都是这类高分子发泡保温板。因此，“亟须研究高层建筑典型保温材料在风速、湿度、辐射强度等多环境参数与复杂安装条件下的产烟特性、烟雾毒性及其火蔓延特性”，从而为高层建筑火灾的逃生、救援和高层建筑保温系统的防火设计提供技术指导，为消防管理部门规范保温材料的使用提供理论和数据支撑。 　　据张和平介绍，高层建筑的火灾特点可概括为楼层多、室内装修多、电气设备多、管道竖井多、聚集人员多和建筑功能多，这“六多”决定了高层建筑较其他民用建筑潜伏着更多的火灾危险性。高层建筑防灭火是国际性的消防难题。 　　“这次上海高楼火灾，火势蔓延非常快，一是因为高楼火灾有烟囱效应，烟气上升快，楼层有七八十米高，风力会比较大，火借风势，风借火威，供氧充足，使火猛烈燃烧，顷刻间整幢大楼成为一片火海。二是因为高楼在装修，搭满了脚手架，而且防止装修材料撒落和人员跌落的尼龙网是可燃的，踏脚板也可能存在可燃的竹片板，导致火势迅速上下左右蔓延。再加上居民家庭中的可燃物比较多，管道燃气关闭后还有一定余量，燃烧迅速。一般是火势从里往外烧，这次是火势从外往里烧，火灾在外立面迅速蔓延，三管齐下，形成了一个典型的立体火灾。”张和平说，立体火灾使得人员疏散非常困难，这可能是这次伤亡较重的原因。 　　“高层建筑火灾中除个别灭火救援人员可利用直升机和举高车登高进行灭火救援外，主要还是立足于自救，也就是依靠高层建筑自身的消防设施抑制火灾的发生、发展和蔓延。” 　　“一是需要室内灭火设施完善，二是居民在火灾燃起初期要把消防设施用上去。因为目前普通灭火装备达不到许多高层建筑的上层，一般云梯式消防车登高只有24米，最先进的也就101米左右 灭火用的高喷车曲臂约30米，加上喷水高度大约五六十米，对于高层建筑，特别是高度大于100米的超高层建筑，这些装备的性能和数量都明显不足。”张和平认为，针对这次火灾，消防部门尽了很大力量，但作业条件受到现场情况的限制——起火的高楼为塔式建筑，体量大，火灾控制难度大 而且起火建筑的东侧、南侧都没有消防登高面，云梯车、举高车无法靠近。 　　据报道，11月15日15时50分，3架警用直升机飞抵着火大楼顶部，实施索降救援被困在楼顶的居民。16时，警用直升机飞离顶楼。 　　这是否是上海的消防设备较为落后，且上海没有消防专用直升机用于高层建筑救援呢?张和平对此表示了不同意见，“1997年的高层建筑还没有设置楼顶停机坪，再加上火灾时楼顶浓烟太大，上海市消防部门即便出动了直升机，也无法展开救援。英雄无用武之地。”

近日，第3届高端测量仪器国际论坛暨第13届精密工程测量与仪器国际会议（IFMI & ISPEMI 2024）在山东青岛成功举办。会议邀请各国精密工程测量与仪器领域的高层科学家、专家与业界领袖，就国际精密工程测量与仪器领域面临的重大机遇、重大科学问题和关键技术问题展开深入研讨，展望其未来发展方向和技术路线等。会议期间，仪器信息网特别策划了专访环节，荣幸地邀请到了会议承办方代表——中国石油大学（华东）于连栋教授，就其研究方向以及我国精密测量仪器产业发展等话题展开分享。以下为采访视频： 仪器信息网：请介绍下您的研究方向。于连栋教授：我的研究方向聚焦于几何量测量。过去，我在合肥工业大学师从费业泰教授，长期从事几何量测量研究工作，通过参与常规尺寸测量误差分析相关项目，取得了一定的研究成果。后来，随着科技革新，我的研究拓展至超快光学精密测量，特别是光频梳测量技术，围绕光频梳光源与光学微腔的制备及其精密测量应用展开研究。为进一步拓宽研究视野，我派遣学生前往美国与韩国相关高校学习微流控技术，在微纳测试领域开辟了新的研究方向。微流控技术主要应用在生物医学领域，在我加入中国石油大学（华东）后，为与青岛市的海洋发展战略紧密结合，将该技术应用于海水重金属污染检测。目前，我的研究方向涵盖三个方向：微流控与微纳加工技术、精密几何量测量技术，以及超快激光精密测试技术。在合肥工业大学期间，我在坐标测量等领域积累了一些成果，包括主持并完成国家重点研发项目，以及国家重大科研仪器研制项目，成功研发了填补国内空白的关节臂式坐标测量机，获多项国家基金支持，现已具备产业化条件。我们的技术优势包括原理样机成功开发过程中取得的系列专利，以及创新的理论支撑体系，在国内关节臂坐标测量机领域获得国内了市场认可。因此，海克斯康正在与我们洽谈进一步国产化合作事宜，并将获得山东省立项支持，旨在通过校企合作推动山东省仪器产业发展。仪器信息网：您如何看待国内外精密测量仪器产业的发展现状？于连栋教授：关于国内外仪器产业的对比，已成为广泛讨论的话题。我们在各类会议中，常听到专家提及此点。具体而言，放眼全球，Top 50的仪器企业榜单中尚无中国企业的身影。我国仪器产业虽大而全，但在高精尖前沿领域仍存在明显短板，与国际先进水平存在显著差距。令人欣慰的是，国家层面已充分认识到发展自主仪器产业的重要性和紧迫性。从设立重大专项到加强仪器研发与产业化支持，都彰显了国家对此领域的高度重视。总书记在不同场合的多次强调与鼓励，更为该领域发展注入了强大动力。尽管当前存在差距，但我坚信，在科研人员与科学家的不懈努力下，我们有能力逐步缩小这一差距，并最终实现与国际先进水平的并驾齐驱。仪器信息网：我国在精密测量技术及仪器领域面临哪些挑战？特别是关键核心零部件及供应链方面是否存在瓶颈？于连栋教授：应该说核心零部件面临一些瓶颈。长期以来，“四基工程”——即关键基础材料、核心基础零部件（元器件）、先进基础工艺及产业技术基础，始终是行业关注的焦点。以激光器这一关键部件为例，我们近期项目所需的高性能激光器主要依赖进口，价格高昂；为此，我们积极寻求国内替代品，但市场上多数产品难以满足我们的指标要求。有时候，关键基础材料与核心基础零部件的微小差异，导致我们的仪器或部件在可靠性、性能指标等方面，相较于国际顶尖产品，存在一定差距。仪器信息网：在国产替代的大背景下，您认为国产精密测量仪器企业应加强哪些方面的能力建设以提升竞争力？于连栋教授：当前，我们在传感器技术及工业流量测量等领域已取得显著成就，然而，在追求高精尖指标时，仍存在明显差距。进一步观察仪器制造领域，如坐标测量机等几何量测量仪器，有些院校在重大专项等支持下探索产业化路径，但面临巨大挑战。高昂的投入成本和当前市场生态中，国外产品凭借其卓越的精度、稳定性和综合性能所占据的优势地位，使得国内企业在市场竞争中显得尤为艰难。所以，企业追求利润最大化的同时，往往难以覆盖高昂的研发与生产成本，进而影响其生存与持续发展。鉴于此，我认为国家层面的大力支持至关重要。以半导体电子产业为例，要确保我们在28纳米乃至更先进制程中的仪器设备实现自主化，必须加大投入，如通过设立产业基金等方式，为企业提供坚实的后盾，减轻其后顾之忧。同时，鼓励企业超越单纯追求利润，以情怀和责任感驱动技术创新，实现自主可控，避免受制于人。这是我对国产仪器产业发展的一点基本认识。仪器信息网：您认为产学研用各界应如何协同合作，共同推动国产替代这一进程？于连栋教授：目前，国家重点研发计划“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”重点专项尤为注重产学研的紧密结合，牵头申报单位须为具有相关仪器产品研发、生产制造和市场销售基础和能力的仪器企业。科技部还设立了监管中心，紧盯“卡脖子”问题及国产化替代进展。对于仪器产业而言，高校教师需深入企业，解决实际问题。当前教育体系中，一个不容忽视的现象是学生与企业实践之间的脱节，导致他们在面对复杂问题时缺乏足够的解决能力。据我了解，油气领域的仪器设备，尤其是旋转导向测试仪器，几乎完全依赖进口；尽管已有不少教师致力于相关研究，但真正实现自主可控尚需时日。在此，我建议高校教师应积极下沉到企业现场，深入了解实际需求和技术难题，以更加精准和有效的策略推动产学研合作。

近期，中国分析测试协会联合仪器信息网特别组织了BCEIA2021系列专访，邀约参与学术报告会组织和筹备的各领域专家，解读会议主题，分享学科发展趋势与仪器创新研究方向等，以飨读者。　　兼具实用和前沿，全球百亿光谱市场酝酿着无限的生机和活力。近年来，光谱技术的相关研究越来越深入，同时也催生了一系列新技术、新方法，特别是高分辨光谱成像一直引领着科研的前沿方向。日前，我们特别采访到了清华大学的何彦教授，请其为大家详细介绍光谱技术的过去、现在和未来。　　回顾过去十年，一系列光谱仪器及技术的进步让大家印象深刻：超分辨成像、单分子成像、基于超材料的超薄透镜、仪器小型化等都取得了很大的进展。何彦教授在采访中介绍到，仪器小型化、智能化、便携化的同时还要求高灵敏度和高分辨率，这就引入了机器学习和人工智能，从数据驱动的角度实现分析检测，这是一个非常重要的方面。　　对于未来光谱技术的发展，何彦教授最看好的是针对复杂体系的、多维度、动态、实时原位、便携式的分析系统。“复杂体系情况下，单一指标很难解决问题，所以多维信息的提取，外加人工智能辅助学习将是一个重要的发展方向。” 基于此，系统的集成也就格外重要了，何彦教授在采访中特别强调，光谱技术和数学手段的结合，未来会是一个大的发展方向!　　据了解，何彦教授一直从事单分子单细胞光谱及成像技术开发与应用研究，在光谱成像，特别是单分子成像方面进行了深入的研究。近年来的工作主要集中于非荧光单分子成像，通过优化传统暗场显微成像技术的光源、光路和检测器，发展高灵敏度、高时间和空间分辨的新型暗场成像方法，建立了一系列以金纳米颗粒为探针的非荧光标记单分子光谱技术。　　何彦教授说，其团队主要瞄准大家还没特别关注的方向去做。基于等离激元共振散射光谱，他们围绕单颗粒开展了多方面研究，包括多种状态下单颗粒的识别、计数等，可以说凡是能想到的关于单颗粒的参数体系，都做了个遍。不仅如此，他们还从单颗粒拓展到多个颗粒的同步研究，并且和多家单位也开展了相关的合作。　　鉴于研究目标是活性复杂体系，必然对分析技术提出了更高的要求，比如长时间、大视场、多目标观察，甚至是三维分析等。而基于此，何彦教授团队也在与多方合作，开发一些新的技术，比如脉冲成像技术、计算成像技术等。　　作为BCEIA学术报告会分会场的召集人，何彦教授将本次报告会的主题定位于高灵敏光谱成像。届时，将邀请该领域国内外非常活跃、研究非常有特色的中青年专家现场分享，敬请期待!

兽药残留检测那些事 　　&mdash &mdash 专访Waters公司中国区食品与环境市场部高级经理 黄春女士 　　包括《食品中污染物限量标准》、《食品农药最大残留限量》等食品安全国家通用标准已经出台了9项，食品中兽药残留的通用标准也将在2015年出台。兽药残留检测与农药残留检测相比，含量更低、毒性当量更大、代谢物更多，检测更加复杂。我国兽药残留监管如何?兽药残留检测有哪些难点?针对这些难点，Waters公司又是如何做的?带着这些问题，仪器信息网专访了Waters公司中国区食品与环境市场部高级经理黄春女士。 Waters公司中国区食品与环境市场部高级经理黄春女士 　　Instrument：黄经理您好!请您简单的介绍一下，目前我国的兽药残留检测主要集中在什么领域?我国针对食品中兽药残留检测监管如何?还有哪些问题? 　　黄春：从我们接触的客户反馈以及对食品安全检测市场的把握来看：目前，兽药残留的检测主要集中在动物源食品的品控以及监管(包括：养殖、粗加工、加工以及上架整个流程的各个环节)、乳制品、水体水质监测等。 　　在政府监管上，我国现在强调：从源头抓起!所以，第一位就是农业部下属的兽药监察所、动物疾控中心、农科院、水产所等，然后就是出入境检验检疫局、检科院、各地疾控中心(食品风险监测)、食品安全风险中心、水利局，还有成立不久的食品药品监督管理局。 　　兽药残留的检测与我们熟知的农药残留的检测相比，含量更低、毒性当量更大、代谢物更多。所以，对检测的仪器、人员要求更高。一般来说各地的兽药监察所、进出口检验检疫局、疾控中心、乳制品企业对于兽药残留的检测开展的早，仪器、人员水平高经验足，尤其是对于遵从法规的定量检测，有着丰富的经验。大型肉制品生产企业，这两年，在目标兽药残留方面的检测能力，也不容小看。 　　但是，目前还有一些问题： 　　一是养殖企业中的兽药残留监管还不广泛 其次水质监测上还没有涉及兽药残留检测，这主要是由于药厂排污、养殖企业将病死禽畜抛入河流等带来的兽药污染 再有就是目前的兽药残留监管只是针对标准中规定的那几项，然而兽药的代谢化合物和转换物的监管还有待提高 最后非法兽药添加的及时发现与鉴定，未知监管范围内的兽药残留毒性当量研究还有待深入。 　　Instrument：兽药残留检测与农药残留检测相比，有哪些检测难点?兽药残留检测中&ldquo 假阴性&rdquo 和&ldquo 假阳性&rdquo 的现象是如何发生的? 　　黄春：如前面我所介绍：兽药残留的检测与我们熟知的农药残留检测相比，含量更低、毒性当量更大、代谢物更多。这些特点在兽药残留检测过程中，通常造成检测结果假阴性和假阳性的出现。 　　所谓&ldquo 假阴性&rdquo 是指明明样品中有某种兽药残留，但是我们的仪器就是检测不出来。或超标了，但由于定量不准，显示，不超标。这个主要的原因是方法检出限不够。可能是仪器本身性能的问题、或前处理的问题、还可能是分离方法、调谐的问题。还有一种&ldquo 假阴性&rdquo 是目标兽药发生了变化。例如：动物源食品的分割、运输、储存、烹饪过程中，残留的兽药可能分解、代谢、加合等，而这些分解、代谢物或转化物的毒性更强，我们再去按原化合物去检测，确又检测不出来了。 　　而所谓的&ldquo 假阳性&rdquo 是指，如果检测结果显示某项化合物超出国标或相关规定的标准值(不合格，阳性)，但实际上，检测出来的化合物，并不是规定的那个目标物，或这种化合物在该样品中的含量是在规定标准值以下的(合格，阴性)，那么我们称这种错误的检测结果为&ldquo 假阳性&rdquo 。 　　这主要是由于在兽药残留检测中，色谱/质谱的检测原理有其局限性。例如：液相色谱/四极杆质谱分析方法中，质谱检测器区分认定某种化合物的依据是该化合物的母离子、两个子离子的质量/电荷比以及出峰的时间。而兽药残留基质复杂、代谢物繁多，表观异构体很多，这类物质的母离子甚至子离子的质量/电荷比是一样的，这样就造成四级杆质谱区分不出来，造成&ldquo 假阳性&rdquo 的出现。还有一种&ldquo 假阳性&rdquo 的出现是在分析仪器中的流动相、管路、前处理试剂或器材中残留目标检测物或其同分异构体。 　　Instrument：Waters公司在兽药残留检测方面有那些措施，防止检测过程中出现&ldquo 假阴性&rdquo 和&ldquo 假阳性&rdquo ? 　　黄春：Waters公司一直持续不断地研发新的产品和方法来杜绝可能由于仪器本身的问题造成检出限不够而形成的&ldquo 假阴性&rdquo 问题。在这方面，Waters公司做了很多，例如：Waters新型的Xevo G2-XS QTof，增添的MRM(TOF的选择离子监测模式)功能，大大增强兽药残留筛查的灵敏度，净化谱图，至少将仪器的检测限提高了10倍。 　　针对兽药残留自然转化而发生的&ldquo 假阴性&rdquo 问题，Waters公司主要是在以下两方面展开工作。 　　一个是就是我们会研究目标兽药放生了变化?在代谢和合成的过程中，生成了哪些化合物，并开发针对这些化合物的检测方案 另外对于还不明确的生成化合物，还可以做相关化合物的挑选和鉴定。 　　在兽药残留检测&ldquo 假阳性&rdquo 方面，Waters公司同样做了很多。 　　杜绝&ldquo 假阳性&rdquo 的关键就是加强样品的分离。例如：我们新推出的超高效合相色谱，在同分异构体的分离上有独特的效果。色谱技术分为气相、液相和合相色谱。气相和液相色谱都是根据相似相容原理，对化合物进行分离。还有一种用超临界二氧化碳做流动相的超高效合相色谱，对同分异构体的分离更加有效，尤其是光旋异构体。更为先进的，去是嵌入飞行时间质谱中的离子淌度技术，可以将各种化合物的&ldquo 投影横截面积值&rdquo (ccs值)作为继色谱技术之后的再次分离技术。利用不同化合物长的形状不同而将前面色谱没有分离开的化合物分开。我们已经将常见化合物的CCS值，也编入我们的筛查库中，使得我们的离子淌度功能在实际兽药监测中，发挥独特的有效作用。最大限度地避免了假阳性的出现。 　　此外，Waters超高效液相超强的分离能力以及独特的超高效合相色谱分离手段，可大大减少&ldquo 假阳性率&rdquo Waters的四极杆质谱均带有识别&ldquo 假阳性&rdquo 功能。开启该功能，即可自动显示检测结果的可靠性。其原理，类似气质中的NIST谱库匹配。用四极杆质谱，也能做到：在没有标准品的情况下，对半目标兽药及其代谢物进行快速、准确地筛查、定量。 　　Instrument：就如您所说，在兽药残留的检测中，对于不明或未知化合物的检测，分离很关键。那么分离之后，如何去鉴定它们呢? 　　黄春：分离之后我们要对它进行挑选，将感兴趣的图谱挑出来。通过Waters强大的软件，通过三维谱图、组学或者二元比对可以轻松、快速、有效地把它挑选出来。 　　挑选出来后，在其后的鉴定上，各家厂商做的都差不多，对于半目标化合物的鉴定，可以通过数据库或者做标准品进行比对。在完全未知化合物鉴定上，是先挑出感兴趣的峰，确定母离子数，推断分子式，然后将分子式输入到公用网站上，得到可能的化合物，再用厂家的软件进行匹配。上述过程，在Waters强大软件中，可以自动链接、切换。自动挑选，匹配，省去人工匹配的麻烦。 　　Instrument：今后Waters公司在兽药残留检测方面还将开展哪些工作? 　　黄春：Waters公司与包括全球食品安全伙伴项目、各国的监管机构、研究机构广泛合作，推进兽药残留快速筛查标准化，实现样品前处理、分离、鉴定、出报告等整个过程的标准化。4月20日世界银行全球食品安全伙伴项目GFSP在Waters上海公司，还就此展开讨论。Waters将继续深入了解兽药残留检测状况，针对不同用户检测需求提供更好的检测方法和解决方案，比如说饲料行业、水质方面等领域的兽药检测等。我们希望凭借自身具备的专业知识及技能，促进食品安全发展和进步，最终让消费者受益。

第十九届北京分析测试学术报告会暨展览会（BCEIA2021）将于2021年9月27-29日在北京中国国际展览中心（天竺新馆）召开，本届会议将继续秉承“分析科学 创造未来”的愿景，围绕“生命 生活 生态——面向绿色未来”的主题开展学术报告会、论坛和仪器展览会。本届大会主席由中国科学院院士、环境化学与生态毒理学国家重点实验室主任江桂斌研究员担任，学术委员会主席由中国科学院院士、中国科学院基础医学与肿瘤研究所所长谭蔚泓教授担任。近期，BCEIA学术委员会秘书处特别组织了BCEIA 2021系列专访，邀约参与学术报告会组织和筹备的各领域专家，解读会议主题，分享学科发展趋势与仪器创新研究方向等，以飨读者。北京工业大学韩晓东教授作为电子显微学及材料科学分会召集人，已连续组织了多届电镜与材料科学方面的分会报告会，在他看来，BCEIA是中国分析测试协会举办的分析测试领域两年一度的重要的国际性盛会，也引领和推动了科学仪器的创新发展。科学仪器决定了一个国家基础研究和应用研究的发展水平，更进一步说，是国家科技创新发展的重要基石和支撑力量，BCEIA在其中也发挥了重要的作用，希望在“十四五”期间，国家能够给予民族品牌的科学仪器更多的投入和支持。科学仪器的发展要面向国家重大需求，结构材料中的高温合金、气候环境领域的“碳中和”和“碳达峰”等对科学仪器的发展提出了更加迫切的需求。今年BCEIA学术报告会电镜分会张泽院士为会议主席，电镜分会将重点关注三个方面：一是继续关注以球差技术为代表的高空间分辨率、高能量分辨率的电子显微学技术发展，二是关注冷冻电子显微学技术在生物学、医学方面的应用与发展，三是以相机技术、低剂量辐照探测技术、超快电子显微技术、原位实验技术为代表的科学仪器附件/关键部件的发展。更多内容请详见视频。

再生医学被誉为继药物治疗、手术治疗后的“第三次医学革命”。近年来，生物技术的快速发展和学科之间不断交叉融合渗透，不仅促进了再生医学的高速发展，同时也拓展了原有的再生医学体系，推动再生医学进入发展新阶段。再生医学是通过激活机体内源性干细胞，或植入外源干细胞、干细胞衍生细胞、功能组织及器官等，来修复、替代和增强人体内受损、病变或有缺陷的组织和器官，实现疾病治疗。再生医学的发展为一系列重大慢性疾病的治愈带来希望，同时也为器官移植中缺乏器官来源的问题找到潜在解决方案。再生医学巨大的发展潜力使其成为世界各国竞相布局的战略高地，中国、美国、日本以及英国等国家通过一系列综合性或专项规划进行全面布局。近日，仪器信息网专访了日本著名细胞工程学家、东京工业大学名誉教授赤池敏宏（Akaike Toshihiro），就再生医学领域的关键技术、重大成果、学科融合及中日学术交流等话题进行了深入交流。采访现场（左一：赤池敏宏 右一：関禎子客员研究员）再生医学“种子“——诱导性多能干细胞20世纪以来，再生医学一直是国际生物医学领域的研究热点，它为保障人类生命健康、改善人类生存质量和延长人类寿命发挥不可替代的作用。赤池敏宏教授认为“诱导性多能干细胞的出现为干细胞生物学领域和临床再生医学提供了新的研究方向。”2006年，山中伸弥教授（Shinya Yamanaka）研究小组通过将逆转录病毒介导的Oct-4,Sox2,Klf4及c-Myc四个基因转入鼠成纤维母细胞,将成体细胞重编程为具有多分化潜能的干细胞,并将该类干细胞命名为iPS细胞。不仅有望避免道德伦理争议，而且来源广泛，因此，山中伸弥教授获得了诺贝尔生理学或医学奖，该项研究成果也被赤池敏宏教授认为是再生医学领域的里程碑事件。生物材料在再生医学领域的应用与创新具有划时代意义当前，再生医疗领域中人工器官功能化研究、器官植入技术的开发和ES细胞、iPS细胞及各种干细胞大规模培养技术呈现迟滞状态。赤池敏宏教授早在20年前关注到具备细胞识别和功能调控的生物材料可用于培养细胞，大规模培养技术和细胞分化工程在未来再生医学的应用被众多学者寄予厚望。因此，赤池敏宏教授团队利用基因重组技术实现细胞间粘结分子、钙黏蛋白（E，N，VE等型）的细胞外域结构和抗体分子Fc尾部的嵌合化，成功制备出非穿膜蛋白依赖型矩阵基底（一种细胞吸附性材料），具备细胞识别和功能调控的功能。通过这种生物材料培养ES细胞、iPS细胞及各种干细胞，克服了细胞聚集，易感染病毒等难题，能够实现iPS细胞大规模培养，在再生医疗领域具有广阔的应用前景。此外，该生物材料甚至能够作为组织重建的工程材料，其未来在再生医疗中作为新型载体应用也十分值得期待。在被问研究中用到的关键科学仪器有哪些时，赤池敏宏教授团队中関禎子研究员着重介绍了原子力显微镜（Atomic Force Microscopy，AFM）的使用，AFM原理是通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。它的出现解决了生物材料研究中诸多难题，特别是在生物材料的医学应用领域发挥重要作用，不仅能得到分辨率极高的图像，还可以观察生物材料与样品之间的相互作用力，并且对生物材料表面的力学性能进行分析，甚至在分子尺度上对纳米生物材料进行加工。赤池敏宏教授团队関禎子研究员利用原子力显微镜对生物材料进行表征分析（文章作者：Teiko Shibata-Seki, Masato Nagaoka, Mitsuaki Goto, Eiry Kobatake, Toshihiro Akaike ）（文章来源：DOI: 10.1038/s41598-020-72517-2 Scientific Reports volume 10,Article number:17044(2020)）学科融合对再生医学的发展有巨大推动作用学科融合对于再生医学具有巨大推动作用，这也已经成为再生医学甚至是科学发展的大趋势。再生医学领域的发展不仅涉及生命科学领域内的学科融合，化学、物理学、工程学等生命科学以外的学科，甚至是经济学、伦理学等社会科学，都会对再生医学领域的发展产生非常重要的影响。赤池敏宏教授表示“生物材料在再生医学的应用与创新需要医学、生物学和工程学等多个领域协同开展工作，需要召集不同学科的科研人员共同参与，建立知识和技术互补的跨学科攻关团队。采取这种模式有利于全方位推进领域的整体发展，同时也将有助于孕育重大突破。但目前在日本受到政府研究资金分配不均衡等原因影响，很难做到这一点”。为了克服上述难题，赤池敏宏教授积极同中国相关领域的专家、学者进行学术交流活动，同时认识到中国政府对生物材料及再生医学领域高度重视。赤池敏宏教授对中国发布《中国制造2025》政策十分认可，并表示希望自己的研究能够得到中国政府资金的支持。构建跨国学术交流桥梁，加强中日科学合作赤池敏宏教授与中国的关系源远流长，在中国具有丰富的科研经历，将中国视为自己的“第二故乡”。中国改革开放时期，赤池敏宏教授曾作为日本学者到访中国进行学术交流，同中国各领域的专家探讨合作，结识了一批中国友人，为今后友好的合作交流埋下了种子。2005年，他参与清华大学-东京工业大学研究生联合培养项目，作为指导教师，协调中日双方的留学生交换，培养了大量人才。此外，他还作为中国科学院长春应用化学研究所、哈尔滨医科大学和南开大学的客座教授，带领众多学生、学者，建立了“细胞识别性生物材料”研究小组，包含钙黏蛋白改性蛋白和糖链高分子两大研究方向。赤池敏宏教授认为再生医学领域应加强各个国家之间的交流合作，尤其是日本与中国两国之间的交流，通过结交各国青年学者，吸纳更多的思想火花，才有助于攻克科研难题。中国的发展速度日新月异，科研水平正在迅速提高，再生医学领域涌现出一批杰出的专家学者，赤池敏宏教授希望日本更多的青年研究学者参与到中日科学交流中，这也是他非常愿意和重视与中国清华大学、南开大学等年轻学者交流的原因。赤池敏宏教授是日本著名细胞工程学家、东京工业大学名誉教授，在Nature Material,JBC等国际著名刊物上共发表学术论文800余篇，申请发明专利45项。他坚信“生物材料的未来是光明的”，是医学、生命科学和材料科学的桥梁。他的研究工作以开发高品质ES细胞和iPS细胞的大规模培养技术为目标，在再生医疗领域取得国内外的广泛关注。赤池敏宏教授在中国具有丰富的科研经验，也在中国结交了很多知己，并培养了大量年轻学者和学生，将中国视为自己的“第二故乡”。2022年7月20日，仪器信息网网络讲堂将再次携手日本分析仪器工业协会（Japan Analytical Instruments Manufacturers Association, JAIMA）共同组织在线科学家论坛“中日科学家论坛——之生命科学”。此次在线科技论坛有幸邀请到赤池敏宏教授，将围绕生命科学中的细胞工程、生物材料及其再生医学领域应用、创新细胞分析技术和生物基底材料表征技术等前瞻性领域进行探讨。中日论坛将免费向听众开放，参会者足不出户就可以学习知识并和顶尖专家学者在线交流。报名参会请点击图片：采访：刘立东撰稿：赵依威

p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 神经细胞.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/5ea1ac41-e831-42dc-ab38-5e418c9181f5.jpg" / 　 /p p 　世界上没有两片完全相同的叶子，细胞也是。然而，科学家们在进行现代生物学研究时，大多时候都考察的是细胞群体，而忽略了细胞异质性。 /p p 　　就拿神经细胞来说，大脑中有亿万个神经细胞，这些神经细胞在细胞形态，突触连结，细胞结构，电生理以及生理功能上具有高度的多样性。不同种类的神经细胞中，其基因组、蛋白组、化学分子组成、含量、代谢也都有着很大的差别。在直径不到1毫米的一个很小的脑区，可能就存在几十种甚至上百种完全不同的神经元以及胶质细胞类型。甚至很多情况下，即使物理距离上相邻的两个神经元也可能是两个不同的神经元类型。因此，对脑内单个神经元的基因组、蛋白质组以及代谢组进行分析，具有重要的生物学价值。 /p p 　　单细胞技术在近年发展非常迅速，比如单细胞测序，已经广泛应用于各种生命学科的研究。2014年1月Nature Methods上发表的年度特别报道，将“单细胞测序”(Singled out for sequencing)的应用列为2013年度最重要的方法学进展。 /p p 　　单细胞技术不仅在测序方面取得了极大进展，单细胞质谱分析也正在逐渐得到更多的关注。与用于分析单个细胞基因组的单细胞测序不同，单细胞质谱主要是研究单个细胞内的代谢物情况，例如化学小分子的组成、含量和代谢等等。单细胞质谱的优势在于可以高通量检测目前其它单细胞技术无法检测的小分子化合物，以及它们的代谢过程。同时，由于质谱本身的优势，不需要采取测序或者特异性抗体等外部手段，就可以精确分析检测到的化学物质信息，可以说是“物美价廉”。 不过，由于质谱技术本身的局限性，目前还无法做到类似单细胞测序那样的大规模测量。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 　　　　多学科交叉合作，开发单神经细胞质谱 /p p 　　2013年，熊伟教授结束了在美国国立卫生研究院的博士后研究工作，回国后加入了中国科学技术大学生命科学学院。在申请中组部“青年千人计划”时，熊伟教授认识了另一位中科大化学学院的“青千”黄光明教授，当时，黄光明教授课题组正在发展一种小样品(pL级别)质谱测量技术。经过多次讨论，他们决定将两个实验室的优势技术进行结合，开发单神经细胞质谱这一新技术。 /p p 　　目前质谱技术在神经科学中的应用，主要还是采用对大量组织细胞匀浆后的样品进行分析。在单细胞检测中，质谱分析因为具有高灵敏度，大的线性范围以及高通量分析化学分子的特点，逐渐被用于单细胞的细胞代谢分析。但目前的方法需要使用大量有机试剂对细胞进行处理，无法保持采样时细胞的活性 冗长的处理和分离过程也导致较慢的分析速度，无法短时间内完成大量单细胞分析 并缺乏来自同一细胞的电生理信号 最终导致单细胞代谢物的质谱分析无法大规模用于神经细胞的分析。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 　　新技术让质谱分析活体单个神经元成为现实 /p p 　　2017年1月26日，熊伟教授与黄光明教授等人在PNAS上发表了一项题为“Single-neuron identification of chemical constituents, physiological changes, and metabolism using mass spectrometry”的研究。在这项新研究中，研究团队依托电生理膜片钳以及电喷雾离子源技术建立了一种稳定的单神经元胞内组分取样和质谱组分分析技术。 /p p 　　 img title=" 神经细胞2.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/6e5915a4-ec84-4cb3-b4c3-d7724a1fc4d3.jpg" / /p p & nbsp /p p style=" TEXT-ALIGN: center" & nbsp 　 span style=" FONT-SIZE: 14px" 膜片钳与单细胞质谱分析联用技术分析单个神经细胞示意图 /span /p p 　　电生理膜片钳能将玻璃微电极接触并吸附在细胞膜上，高阻抗封接后将膜打穿成孔，记录膜片以外部位的全细胞膜的离子电流。而电喷雾技术主要是利用一个高压交流电使分析物被离子化然后被质谱检测，该离子源具有较强的抗干扰能力。与传统的质谱方法相比，这一新方法最大的优势是可以原位对活细胞进行取样，并且同时采集细胞位置、电生理活动以及细胞内化学成分等多方面的信息。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 　　质谱分析让神经化学研究进入单细胞水平 /p p 　　研究人员利用这一方法对小鼠海马、前额叶、杏仁核、纹状体等脑区单个神经元内的数千种化学小分子进行了快速质谱检测，并同步采集了电生理信号。 /p p 　　海马、前额叶、杏仁核、纹状体这四个核团无论是在人类还是低等动物中都非常重要，与学习、记忆和情绪等行为以及相关疾病如阿尔茨海默病、帕金森病等有着密切的联系。这些核团内的神经元种类繁多，目前国内外有多个课题组正在从单细胞测序的角度解析这些核团的神经元分类及对其功能进行鉴定。熊伟教授表示，他们对这四个核团神经元进行质谱研究，也正是想从单细胞水平全面分析这些核团神经元的代谢组学情况，以及这些代谢通路和代谢组在学习、记忆和情绪等行为及其相关疾病中的作用机制。 /p p 　　在这项研究中，研究人员主要对不同年龄段的小鼠海马、杏仁核、纹状体等脑区单个神经元中的谷氨酰胺(Gln)、谷氨酸(Glu)以及GABA等化学小分子进行定性、定量分析并对其进行神经元分类。 /p p 　　Glu和GABA是中枢神经系统两大类神经递质(兴奋性或抑制性)的代表性分子。早期人们认为一个神经元内只存在一种递质，其全部末梢只能释放同一种递质，这被称之为戴尔原则(Dale& #39 s principle)。然而随着科学技术的发展，人们逐渐认识到两种或两种以上递质(包括调质)可存在于同一神经元内，在适当的刺激下可经突触前膜共同释放。这种新的观点得到了众多电生理及免疫组化等实验的证明。然而这些证据大部分都是间接的证据，尚无直接证据表明二者的共存。这项研究首次在单细胞水平，通过质谱分析给出了二者共存于同一神经元内的直接证据。同时，研究人员还发现了一些尚未在神经系统中被发现的小分子，他们正在努力研究其作用和分子机制。 /p p 　　此外，研究还鉴定了单个神经元内谷氨酰胺的代谢路径。Gln-Glu-GABA通路是谷氨酸和GABA代谢的经典通路，尤其是谷氨酸，它不仅仅作为兴奋性神经递质存在于神经元内，还大量参与到蛋白质的合成代谢以及细胞能量供应体系中。而GABA是中枢神经系统的抑制性递质，可以防止神经细胞过度兴奋。二者与各种脑疾病都有着密切的关系，如自闭症、阿尔茨海默病、帕金森病等。该通路在大脑的发育和衰老中扮演着非常重要的角色。对单个神经元内谷氨酰胺的代谢路径的鉴定对于深入理解这条代谢通路以及与之相关的疾病机制具有重要意义。 /p p 　　这项研究首次利用化学质谱方法直接无稀释地检测单个神经元中多种神经递质、代谢物、脂质等化学小分子，对单个神经元化学成分及代谢物进行了即时分析，并将目前神经细胞成分分析的研究推向了一个活细胞及单细胞水平。这一技术在将来或许能够帮助科学家们在单细胞层次上去研究神经生物学、代谢组学、毒理学等生命科学的重大问题。 /p p 　　谈到临床应用前景时，熊伟教授的态度也十分肯定。他表示，该技术允许研究人员对血液、脑脊液等样品中的单个细胞进行质谱检测，结合相应的生物标记物，完全有可能对阿尔茨海默病、帕金森病、抑郁症等神经精神疾病的早期诊断提供帮助。 /p p 　　　熊伟教授从事神经科学研究，他认为现代神经科学研究需要技术的快速研发以及多领域多学科的交叉合作，必须发展包括显微成像、分子示踪、质谱分析、光遗传学以及转基因操作等最新的生物、物理、化学与工程材料等多学科交叉技术。熊伟教授表示，对他而言，科研不仅仅是工作，也是兴趣，尤其是对新技术的热切追求，驱动着他不断前行。熊伟教授及其研究团队也正在和中国科大的其它实验室展开合作，和不同的领域的科学家交流和分享科研心得是一种享受。 /p p 　　该项工作由中科大生命学院博士后朱洪影、生命学院博士研究生邹桂昌、王宁在熊伟教授和黄光明教授的共同指导下完成。该研究工作得到了国家自然科学基金委重大研究计划、科技部、中科院战略性先导科技专项(B类)以及国家青年千人计划等的资助。该工作还得到中国科学技术大学同步辐射实验室光电离质谱线站的仪器与技术支持。　 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" & nbsp img title=" 熊伟.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/2a3b00c2-8807-4156-a379-59653af1915d.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 　　熊伟 教授 /p p 　　熊伟教授是国家中组部“青年千人计划”获得者，2001年毕业于北京大学生命科学学院，获理学学士学位。2006年毕业于北京大学生命科学学院，获理学博士学位。2006至2013年，在美国国立卫生研究院(NIH)酒精滥用与酒精中毒研究所(NIAAA)做博士后研究工作。2013年3月加入中国科学技术大学生命科学学院。中科院脑科学与智能技术卓越创新中心骨干成员。中科大神经退行性疾病研究中心暨脑资源库核心成员。长期从事与神经化学、药理学、小分子药物研发相关的神经科学研究，运用多种先进的实验技术从分子、细胞水平、到动物行为进行了深入系统的研究，并取得了系列重要成果。研究工作发表在Nature Neuroscience, Nature Chemical Biology, Journal of Experimental Medicine, PNAS, Journal of Neuroscience, Molecular Pharmacology等国际学术期刊上。获得过多项国家级基金资助。 /p

【编者按】近几年，随着经济的发展、技术的进步，质谱仪摆脱了“贵族仪器”的身份，正在走入“寻常百姓家”，而质谱仪也成为分析仪器中最受关注的仪器。仪器信息网《人物专访》栏目自2005年创立以来，一直关注质谱技术、质谱公司以及质谱人。 　　过去六年间，我们共撰写质谱相关专访19篇，二三十名与质谱相关的人物走入我们的专访中，其中既有国际质谱大师Cooks教授，也有海归质谱创业者周振博士、朱一心先生 既有国际知名质谱供应商布鲁克、AB SCIEX，又有质谱新秀力可、国内质谱先锋东西分析……，他们让我们了解质谱的过去、现在及未来。在此，我将回顾人物们的精彩观点，也是对《人物专访》质谱系列专访的一个总结。 　　中国质谱再出发 何时“突出重围” 　　说起质谱，就不得不先说说中国质谱。据不完全统计，2011年中国进口的各类质谱仪的数量达6000余台。然而如此庞大的市场上却鲜有中国厂家的身影，技术上的差距是主要原因。据北京东西分析仪器有限公司总工程师李选培先生介绍，“我国质谱仪的发展始于1959年，当时苏联援助筹建北京分析仪器厂(简称北分厂)，而其主导产品就是质谱计，当时北分厂总共生产了数十台磁式质谱。1965年以后的十来年，由于文化大革命，与质谱相关的生产科研全部陷于停顿状态，而此时，世界上质谱技术的发展异常活跃，特别是色质联用技术进入到了一个崭新的时代。改革开放以后，我国开始从国外引进相关技术，但通过引进发现，当时我们的差距实在是太大了。从此以后，大量的国外质谱产品开始涌入中国。” 中国分析仪器工业的奠基人朱良漪先生和东西分析仪器有限公司总工程师李选培先生 一起揭开中国首台商用四极杆气质联用仪GC-MS的面纱 　　至此，中国质谱的首次“突围”以失败告终，而中国质谱的再出发时间则来到了二十一世纪。2006年，中国仪器界值得铭记的一年，这一年，东西分析推出国产首台商用四极杆气质联用仪GC-MS3100，打破了中国在实验室质谱仪市场上近三十年的沉寂，由此吹响了中国质谱再出发的号角。随后，普析通用、舜宇恒平、聚光科技、禾信、毅新兴业、天瑞仪器等一批国内厂商也先后加入到中国质谱队伍中，产品种类也从单四极杆拓展到离子阱、飞行时间质谱，从实验室台式质谱拓展到在线、车载、便携式质谱。(详细情况见表一) 表一：国内质谱制造商及其产品 公司名称 类型 型号 上市时间 东西分析 单四级杆气质联用仪 GC-MS3100 2006年 普析通用 单四极杆气质联用仪 M6 2009年 舜宇恒平 在线过程质谱仪 SHP8400pms 2009年 聚光科技 便携式气质联用仪 Mars-400 2010年 禾信 气溶胶飞行时间质谱仪 SPAMS 05 2010年 东西分析 车载式气质联用仪 GC-MS3110 2010年 聚光科技 台式离子阱气质联用仪 Mars-6100 2011年 毅新兴业 （与英国科学仪器公司合作） 液体芯片飞行时间质谱仪 Clin-TOF 2011年 天瑞仪器 单四极杆气质联用仪 GC-MS 6800 2012年 天瑞仪器 单四极杆液质联用仪 LC-MS 1000 2012年 天瑞仪器 电感耦合等离子体质谱仪 ICP-MS 2000 2012年 　　在表一所列的国产质谱产品中，东西分析的GC-MS3100、聚光科技的Mars-400、禾信的SPAMS 05等产品具有里程碑的意义。GC-MS3100标志着中国质谱的再次出发，并且由于她的推出，国外仪器公司的相关产品不得不降低价格 据东西分析项目经理苏岩松先生介绍，目前该产品已经销售了30-40台。Mars-400是我国首台便携式离子阱气质联用仪，她的出现打破了国外公司在该市场长期垄断的局面，并且在BCEIA 2011上Mars-400获得了BCEIA金奖。SPAMS 05是周振博士历经六年研发推出的质谱产品，独特的应用市场使其成为世界上该类质谱产品唯一两家供应商之一，并且该产品已为禾信带来了千万元的销售额。 　　当然在中国庞大的质谱市场中，目前中国厂商的声音还很弱小，在对中国大陆、美国、中国台湾、中国香港四地华人质谱学会理事长的访谈中，四位均表示，中国质谱还有很长的路要走，要做好打“持久战”的准备，“突出重围”还需时日。不过我们欣喜地看到越来越多的国产厂商将目光投向了质谱，计划加入中国质谱大军 并且国家也对质谱有了更多关注，在2011年启动的《国家重大科学仪器设备开发专项》中，涉及质谱的项目达8项，已披露的资助金额约达3.3亿元人民币(详细情况见表二)。因此，我们有理由对中国质谱的再次突围充满信心。 表二：国家重大科学仪器设备开发专项2011年部分质谱立项项目 序号 项目名称 牵头单位 经费 1 新型高分辨杂化质谱仪器的研制与应用开发 昆山禾信质谱技术有限公司 6581万元 2 基于质谱技术的全组分痕量重金属分析仪器开发和应用示范项目 中国环境监测总站 5449万元 3 同位素地质学专用TOF-SIMS科学仪器 中国地质科学院地质所北京离子探针中心 7400万元 4 三重四极杆串联质谱系统的研制及其在痕量有机物分析中的应用 国家环境分析测试中心 4155万元 5 精确操控离子反应质谱科学装置的研制及应用研究 中国计量科学研究院 6 ICP痕量分析仪器的研制与应用 北京纳克分析仪器有限公司 9381万元 　　质谱离子源创新“方兴未艾” 　　在《人物专访》质谱系列采访中，质谱离子源技术被多次关注。众所周知，离子源是质谱的核心部件之一，它很大程度上决定了质谱的灵敏度。2002年，两项诞生于上世纪80年代的软电离—电喷雾电离源(ESI)和基质辅助激光解析电离源(MALDI)技术—分享了当年的诺贝尔化学奖，其革命性在于使得生物大分子的质谱分析成为可能，随之质谱也被应用到更广阔的领域中。 BCEIA 2011质谱评议活动合影 　　近几年，一些厂商围绕经典的电喷雾电离技术做了一些改进及创新。如美国Advion BioSciences公司2002年推出了基于纳米芯片技术的全自动纳升电喷雾离子源TriVersa NanoMate® 。据NanoMate® 发明人Jack Henion教授介绍，“NanoMate® 集馏分收集和芯片电喷雾技术于一体，把质谱和液相技术结合在一起，可为分析复杂样品提供更多的信息，特别适合蛋白质鉴定、药物分析、代谢组学、脂质组学等涉及复杂基质和分析物的研究。” 　　布鲁克2011年推出的Captive Spray电喷雾离子源，该离子源技术来自布鲁克2011年收购的Michrom Bioresources公司。据布鲁克蒲海博士介绍，“Captive Spray技术的关键点是气体流量聚焦技术，无需喷嘴调节装置，即可获得纳升喷雾灵敏度 同时，Captive Spray技术可直接使用空气，喷雾稳定，重现性好，是蛋白质鉴定和定量的理想分析技术。” 　　在这方面，中国厂商也有突破。2010年底才创立的好创生物于2011年就推出了封闭式可调气氛电喷雾离子源，好创生物董事长朱一心先生说，“ESI很大的缺点就是无法屏蔽周围气氛的干扰，全封闭的概念就是由此而生的。该技术是通过对电喷雾离子源电离气氛进行控制，产生了场致蒸发氢离子、极性分子在高电场中的极化和静电吸附的组合现象，该技术具有比传统电喷雾离子源更加广泛应用领域和更高的性能。” 普渡大学R. Graham Cooks教授 　　此外，直接分析离子源是质谱离子源近年来的又一主要创新。据台湾质谱学会理事长谢建台教授介绍，“可以在非真空状态下检测离子是质谱的一个发展趋势。目前，只有离子源可以置于大气状态下。”2002年，普渡大学R. Graham Cooks教授首次推出直接分析离子源DESI，随后很多科学家也加入到直接分析离子源研发中，其中也包括中国科学家，如清华大学张新荣教授、东华理工大学陈焕文教授等，而直接分析离子源种类也拓展至DART、DBDI、EESI、DCBI、ELDI和ASAP等。 　　在这些技术中，目前商品化最成功的是DART离子源。DART离子源2005年由JEOL和IonSense联合将其商品化 同年，该产品获得Pittcon撰稿人金奖和R&D100创新大奖。据IonSense总裁兼首席执行官Brian Musselman博士介绍，“目前，DART离子源已经发展到第四代产品ID CUBE™ ，其更加小型化、操作简便，运营成本更低。” 　　2012年Pittcon撰稿人铜奖产品Protea Biosciences公司的LAESI DP-1000系统也是一款直接分析离子源。LAESI(激光烧蚀电喷雾)采用聚焦的红外激光束产生一个小体积的非电离材料，这个材料被电喷雾电离，并用质谱分析。据北卡罗来纳州大学质谱专家Gary L. Glish介绍，“其他商业化的大气电离源没有使用激光这一步，该方法简化了非挥发性和热不稳定化合物的分析，并可改善成像能力。” 　　此外，R. Graham Cooks教授团队新近研发的QuantIon 离子源又是一款新的直接分析离子源。据普渡大学欧阳正助理教授介绍，“QuantIon是一种纸喷雾电离源，其可以满足生物液体样本快速直接分析的需求，无需进行样品前处理。” 　　质谱市场未来格局“群雄激战” 　　十年前，质谱供应商的数量还屈指可数，而今天，随着分析物质的日益复杂，质谱的需求也日益增长，庞大的市场吸引着越来越多的厂商加入到质谱供应商行列，可以预见未来质谱市场的格局将是“群雄激战”。 　　目前在质谱市场上，主流的供应商有赛默飞世尔、安捷伦、沃特世、布鲁克、AB SCIEX、岛津、PerkinElmer等，而三重四极杆质谱及Q-TOF质谱是各类质谱中应用较为广泛，需求量较大的类型，同时其市场竞争也最为激烈。此外，赛默飞世尔的Orbitrap质谱、AB SCIEX的QTRAP质谱、岛津的IT-TOF质谱是三家厂家在市场上独一无二的产品。 　　上文提及的七家中国本土质谱供应商都是在2006年之后加入的，并且近几年，也有几家国外公司通过研发或收购加入到质谱市场或拓展到新类型质谱市场中(详细情况见表三)。 表三：部分新近加入质谱细分市场的国外公司 公司名称 类型 型号 进入时间 岛津 三重四极杆液质 LCMS-8030 2010年 PerkinElmer 单四极杆液质 （源自AOB技术） FlexarTM SQ 300 MS 2010年 PerkinElmer 飞行时间质谱 （源自AOB技术） AxION 2 TOF-MS 2011年 力可 飞行时间质谱 CitiusTM LC-HRT和Pegasus® GC-HRT 2011年 布鲁克 单四极杆气质 （源自瓦里安技术） SCION SQ 2011年 布鲁克 三重四极杆气质 （源自瓦里安技术） SCION TQ 2011年 布鲁克 电感耦合等离子体质谱 （源自瓦里安技术） aurora M90 ICP-MS 2011年 　　2010年以前，岛津并没有三重四极杆液质产品，正是看到了三重四极杆液质市场巨大商机，岛津推出了LCMS-8030。岛津美国分公司生命科学市场总经理Scott A. Kuzdzal 先生认为，“在很短的时间内，三重四极杆质谱的需求将会呈现爆炸式增长，在各类质谱市场中成为份额最大的一部分，并且三重四极杆质谱的市场竞争不论是在全球还是在中国都将加剧，应用领域也将持续扩大，例如临床领域等 很多质谱厂商的重点也会放在UHPLC和三重四极杆质谱上。2012年，岛津在ASMS(美国质谱年会)上一气推出三款三重四极杆质谱产品GCMS-TQ8030、LCMS-8040及LCMS-8080。 　　PerkinElmer和布鲁克也正是看到质谱细分市场的机会通过收购进入到质谱市场新领域。2009年，PerkinElmer收购了ESI发明人John B. Fenn教授创建的AOB公司(Analytica of Branford)，随后在2010年推出了PerkinElmer首款液质产品FlexarTM SQ 300 MS，2011年又推出了飞行时间质谱仪AxION 2 TOF-MS。而此前，PerkinElmer只有无机质谱产品ICP-MS(电感耦合等离子体质谱)。 　　而布鲁克多年来一直专注于高端质谱市场，2010年因安捷伦收购瓦里安的反垄断限制，布鲁克收购了瓦里安三重四极杆气质联用、气相色谱及电感耦合等离子体质谱三条产品线，由此也进入到气质联用及ICP-MS市场，并于2011年先后推出aurora M90 ICP-MS，及气质联用仪SCION SQ、SCION TQ，而其三重四极杆气质联用仪SCION TQ新近获得了2012年Pittcon撰稿人银奖。布鲁克• 道尔顿公司执行副总裁Ian Sanders博士表示，“Q-TOF和TOF/TOF肯定是我们主要发展的产品，另外我们收购原瓦里安三条产品线以及Michrom Bioresources之后，我们在气相三重四极杆质谱方面的实力大大增强，三重四极杆液质也是我们研发的重点。” 　　最后要提及的新近加入者是力可公司。众所周知，力可公司是元素分析仪器的领先者，但在Pittcon 2011上，力可公司却因质谱产品“大放异彩”，力可公司的飞行时间液质联用仪CitiusTMLC-HRT获得了当年度的Pittcon撰稿人金奖。据力可公司亚太及非洲区域副总裁庄皓谨先生介绍，“力可的多反射通道技术(Folded Flight Path，FFPTM)可以实现离子在LC-HRT质谱中经过64次反射之后，离子的损失一般不超过40%，从而达到了很高分辨率。” 　　对于力可公司未来质谱发展战略，庄皓谨先生说到，“我们认为未来在分离领域的需求将会有较大的增长，所以我们加强在色谱、飞行时间质谱、四极杆质谱以及MS/MS方面的投入。在下一个3-5年，我们会有更多新的质谱类产品推出。但是我们暂不发展目前竞争比较激烈的产品，比如Q-TOF等，我们的产品有自己特色和市场定位，所以目前只发展TOF类产品。” 　　撰稿编辑：杨娟