指纹标记

自上世纪80年代首次作为法医工具以来，DNA分析已成为刑事审判中证据分析的金标准。早期的法医科学家使用限制性片段长度多态性(RFLP)分析来比较犯罪嫌疑人的图谱。而最近，核酸纯化和扩增技术的改进让人们更容易从较少的样本材料中获得可靠的DNA图谱。新一代测序(NGS)技术正在鉴定出新的靶点，它们将产生更加特异的标记，并通过集中式数据库收集和共享这些数据。 　　指纹识别 　　由于简便，PCR非常适合法医分析，因为它带来了极致的检测灵敏度，并且能够快速生成基因型，让研究人员在几小时内确定或排除嫌疑人。然而，那些处理样本的人或犯罪现场中其他人的污染，可能使结果难以解释。DNA量有限，这也是个问题。 　　澳大利亚弗林德斯大学的Jennifer Templeton和Adrian Linacre最近解决了这些问题1。在《BioTechniques》上发表的研究中，他们利用直接PCR来分析所采集指纹拭子的DNA。这回，他们分析的是短串联重复序列(STR)。&ldquo DNA总是潜伏在你看不见的地方，比如门把手、刀柄等。目前，即使你采用最好的方法来提取DNA，也会损失80%，这样你就没有足够的模板来做任何事情。唯一的方法是增加循环数，但许多实验室不喜欢这样做，&rdquo Linacre谈道。 　　有些人也正通过增加循环数来扩增指纹DNA，不过这容易引入错误，造成靶点的错误检测以及杂合子中靶点的过度扩增。Templeton和Linacre决定对指纹拭子的DNA进行直接PCR，这些指纹来自34名志愿者的5个手指。他们发现，利用ProfilerPlus和NGM Select STR分型试剂盒，170个拭子中有71%能产生可解释的STR图谱。生物通 www.ebiotrade.com 　　Linacre的这个想法来源自他们之前的工作，从人的头发中产生STR图谱。&ldquo 如果你能拿到头发顶端的2 mm，那么每根头发都能产生完整的图谱。这让我想到，我们也可以试试指纹，&rdquo 他说。 　　Linacre的小组利用带正电荷的拭子来采集带负电荷的DNA。这种方法很有效，让研究人员并不需要提取DNA。他们只需要将拭子上的纤维放入PCR管中，并按照建议的PCR循环数来生成STR图谱。 　　&ldquo 我们选择这样做，是因为法医实验室目前正使用商业化的试剂盒，这会比较容易实现，&rdquo Linacre谈道。&ldquo 同时，这也减少了污染的可能性，并大大降低了成本。&rdquo 　　简单又优雅 　　虽然Templeton和Linacre的技术算不上新颖，但其他的分子法医专家也看到了这种方法的优势。例如，北德克萨斯大学健康科学中心的Bruce Budowle提到，&ldquo 之前人们利用直接PCR来扩增血斑，循环数通常比较少，因为血液DNA较多。[Linacre]也采用同样的原理。对于样本量少的材料，如指纹，一旦你放入体积很小的溶液中，它就会浓缩很多。&rdquo 浓缩的样本减少了错误。 　　加拿大皇家骑警队的Ron Fourney形容Templeton和Linacre的工作是&ldquo 老树开新花。但他们并不害怕冒险，而是勇敢尝试一些不同的东西。他们用Triton-X 100处理拭子上的指纹。不过他们成功的真正秘诀在于技术发展得如此之快。十年前甚至五年前，他们可能根本不会有结果。他们的方法简单又优雅，因为他们不需要纯化，这样在分析过程中损失宝贵DNA或引入外源DNA的风险就降低。&rdquo 他补充说，&ldquo 我认为直接PCR将会是今后许多法医DNA分析过程所采用的方式。&rdquo 　　未来的潮流? 　　PCR对NGS而言必不可少，因为大多数平台依赖扩增的步骤。随着NGS的应用更加广泛，它必将成为法医实验室的核心部分，而直接PCR也将是联系犯罪现场样本和嫌疑人DNA之间的纽带。 　　Budowle认为，临床测序不可能跨越PCR，成为法医学工具。&ldquo NGS有优势，但周转起来比较慢。&rdquo 不过，NGS在鉴定标记上很有价值，这将改善PCR在个性化上的潜力。 　　Fourney认为NGS和PCR是取代性的技术。&ldquo 这是第一次，快速的基因组分析趋向于一种自动化的易用技术，且成本相对低廉，&rdquo 他说。他预计，不久以后测序整个基因组将变得比测序线粒体DNA标记或传统的STR分析更轻松、更快速，也更便宜。 　　&ldquo 法医学未来面临的挑战将与临床诊断相似：我们有这么多的数据，我们要如何解释和关注最重要的?此外，还有许多竞争性和同样重要的要求，如隐私和信息安全，&rdquo Fourney指出。

指纹破案不准确　　近代以来，指纹是识别罪犯的一个重要依据，不过，由于比对标准仅仅是嫌疑人指纹与现场采集到的指纹的相似性，而现场采集的指纹往往多而杂乱或者不完整、不清晰，这就难免有误判了。　　1997年初，英国一名51岁的男子被杀死在家中，警察根据在死者家中发现的指纹找到了嫌疑人大卫阿斯伯里，他曾被受害者雇佣到家里做过一些杂活，警察还在阿斯伯里的家里发现了一个有受害者指纹的存钱罐。但奇怪的是，在受害者家里的门框上警察还发现了另一枚指纹，这枚指纹与警官雪莉麦基的很相似。雪莉麦基坚决否认自己曾到过受害者家中，她的警察同事也给她提供了一些不在场证明。但是为了证明指纹识别是准确的，阿斯伯里确实是犯人，雪莉被判定说了谎，她不仅被解雇了，还和阿斯伯里一同入狱了。几年后，案件重审，来自不同国家的171名指纹专家再次复审了指纹，他们得出的结论是雪莉的指纹与犯罪现场的指纹并不匹配，于是雪莉和证据并不充分的无辜的阿斯伯里最终得以获释。　　雪莉的冤案并不是独一无二的。2004年，西班牙马德里的地铁遭到爆炸袭击。警方在现场采集到一个不完整的指纹，两个月后，美国警察逮捕了“犯人”，他们宣称这个叫布兰登梅菲尔德的人的指纹与爆炸现场的指纹相吻合，尽管他有确切的不在场证明。又过了半个多月，西班牙警方逮捕了另一名犯罪嫌疑人，这名嫌疑人的指纹与现场指纹更吻合，无辜的梅菲尔德才被释放。　　虽然指纹确实很独特，但很显然，仅凭形状比对不能保证百分百的准确性。不过，现在科学家对指纹有了更新、更深的认识。　　原有物质跑不掉　　每个人指纹下方的皮肤藏着许多汗腺和毛孔，它们分泌出的氨基酸和脂肪酸会留在指纹的沟壑间，而不同性别和年龄的人分泌的氨基酸和脂肪酸的量是有差异的，随着时间的流逝，这些物质的含量也会发生变化，指纹告诉我们的秘密就藏在这些变化后。　　从指纹看性别现在已经非常容易了，科学家们发现，男性和女性指纹中的异亮氨酸、苯丙氨酸和棕榈油酸的含量存在明显差异。在多个实验样本中，男性的指纹中上述三种物质含量均比女性高，平均约高出10%～30%，结合三种物质含量来判断性别，准确率高达90%。年龄也与指纹的化学成分密切相关，儿童的指纹中含有较高浓度的挥发性未酯化脂肪酸（能直接供能的物质，如油酸、软脂酸等），而成人含有较高浓度的、挥发性较差的酯化脂肪酸（脂肪酸与醇的反应产物，参与构成其他物质，如卵磷脂、脑磷脂等）。科学家们已经算出了一个指纹中的化学成分随年龄变化的函数公式，将相应化合物的含量代入公式，就能算出指纹所有人的年龄。　　基质辅助激光解析电离质谱（MALDI-MSI）是目前最常用的确定指纹化学成分的方法，氨基酸和脂肪酸的含量都能用该方法测出来。美国爱荷华州立大学的化学家佩吉辛纳斯还能通过脂肪酸的剩余含量判断出指纹被留下的时间，最长可以追溯到15天前。当一枚指纹被留在空气中时，其中的不饱和脂肪酸会与空气中的臭氧反应发生降解。指纹留下时间不同，降解物质的种类和含量会发生变化，这样科学家就能够通过质谱仪分析降解物质的变化，来判断指纹的“离体时间”，也即刑事案件中的作案时间。　　外来物质全知道　　除了自身分泌的物质外，指纹还能“拦截”一些外来物质，比如日常接触的药物、酒精甚至是血液，而这些东西对案件的侦破至关重要。　　英国东英吉利大学的研究人员开发了一种检测人手指上的药物的方法，目前能检测四类药物：大麻、可卡因、冰毒和鸦片。人们将手指按压在药物筛选盒里的试纸上，如果被检测的四类药物存在，试纸上的荧光标记抗体会与药物结合，药物含量越多，结合抗体越多，荧光就越弱，如果四种药物都不存在，将获得最大荧光信号，最后通过测量荧光信号就能知道人们接触毒品的情况。该方法能够检测低至10-9克级的药物，只需要10分钟就能得到结果。　　而且，这个方法同样能应用于死者。研究人员从75名癌症致死的死者身上获取了指纹样本，检测到他们生前曾大量服用吗啡，这是癌痛的镇痛药物之一。因此，如果这个技术能用于刑侦，对判断死因和确认嫌疑人是否是瘾君子将有重要作用。自2012年起，英国谢菲尔德哈莱姆大学的生化学家西蒙娜弗朗西丝团队就与警方合作，研究指纹识别技术在刑侦活动中的应用，现在他们已经能用质谱法在指纹中鉴定出多种分子，比如毒品、血液、化妆品成分以及咖啡品种等，根据这些信息，警方能大大缩小嫌疑人的范围。　　研究人员是这样运用质谱仪来检测指纹中血液的存在的。血红蛋白是血液中负责氧运输的蛋白质，其中的一种化合物——血红素含有许多结合氧气所必需的铁元素。在质谱仪中，极微量的铁元素也能被识别出来，还能判断这些铁元素是否来自血液，来源是动物血液还是人类血液，甚至连几十年前采集的指纹中隐藏的血液也能被检测出来。有了这项技术，尘封几十年的案件将迎来新的突破。　　想象一下这幅画面：刑侦警察们坐在电脑前，屏幕上放映着一个嫌疑人的指纹，它属于美国某州某县的一个30岁的男子，他清晨爱喝蓝山咖啡，每天会抽两支万宝路香烟，日常使用古龙香水，根据指纹中的印刷墨水，可判断他在一家高科技公司工作… … 只需要几分钟，警察们就获得了这么多信息，犯人们还能藏多久？

在现代生物医学研究中，流式细胞术（Flow Cytometry）已经成为不可或缺的分析工具。它能够通过分析单细胞的多参数特性，揭示细胞间的复杂异质性。而在这一领域，流式细胞指纹（Flow Cytometry Fingerprint）作为一种前沿技术，正在为我们揭示细胞微观世界的更多奥秘。本期，我们跟随贝克曼库尔特一同探究流式细胞指纹，特别是在纳米流式领域，CytoFLEX nano凭借其独特的技术优势，正在引领这一领域的进展。 什么是流式细胞指纹？流式细胞指纹是指通过流式细胞术获得的细胞或颗粒的特定光学特征，这些特征包括散射光和荧光信号。每一种细胞或颗粒都有其独特的指纹图谱，这些图谱反映了它们的物理和生物化学特性。通过对这些指纹图谱的分析，研究人员能够识别并分类不同类型的细胞，甚至可以在同一细胞群体中发现不同的亚群。传统纳米流式在细胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）领域的挑战尽管流式细胞术在细胞分析中取得了巨大进展，但在传统纳米流式领域仍面临一些独特的挑战。一个主要问题是缺乏免疫分型的共识，并且同时检测的荧光信号非常有限。目前，细胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）亚群的研究还在起步阶段，并没有像免疫学中那样成熟。免疫细胞可以通过多色免疫分析，利用不同的CD分子的表达谱型（指纹）去定义其亚群，但在EV的研究中，类似的标记和分类标准尚未建立,并且相较于免疫细胞，EV有着更丰富的多样性，可供标记的潜在靶点也更多。 CytoFLEX nano的突破2024年3月份发布的CytoFLEX nano作为一款先进的纳米流式细胞仪（查看：3i流式新品|贝克曼库尔特发布CytoFLEX nano纳米流式分析仪），通过结合散射光和荧光信号的综合分析，显著提高了检测的准确性和灵敏度。CytoFLEX nano纳米流式分析仪品牌：贝克曼库尔特型号：CytoFLEX6荧光通道检测能力，实现精准指纹描述CytoFLEX nano能够同时检测6 个荧光通道，提供更加全面和详细的EV荧光指纹信息。5散射光通道检测能力，释放无限潜力CytoFLEX nano分析仪通过提供5个侧向散射通道扩展了您的研究可能性。通过分析不同散射的比率来研究新群体，而无需依赖染料进行鉴定或分离。这种创新方法不仅提高了实验的灵活性和精度，还为细胞外囊泡研究提供了新的可能性和洞察力。CytoFLEX nano分析仪无疑是未来EV多样性研究的重要工具。高灵敏度，确保捕捉每一个潜在的实验现象与信号在一个细胞外囊泡（EV）上，可能只有10个抗原的拷贝，而目前的流式细胞仪无法测量如此少量的抗原。CytoFLEX nano流式细胞仪的主要优势在于其改进的散射和荧光灵敏度，使得可以测量更小的颗粒并检测低密度的抗原。高阶算法应用：利用Cytobank解析EV“指纹”高阶算法的引入为细胞外囊泡（EV）研究带来了一定的变化。Cytobank平台提供了一系列强大的高阶数据分析工具，如ViSNE、FlowSOM、SPADE和CITRUS，这些工具能够高效解析流式细胞数据，揭示复杂的生物学特征。这些高阶算法在解析EV“指纹”中的应用，使得研究人员能够更精准地解析流式细胞数据，发现传统方法难以识别的细微差异。例如：癌症诊断：利用ViSNE分析癌症患者血液中的EV，发现特定的EV亚群与癌症类型和阶段相关联，为早期诊断和个性化治疗提供了新的生物标志物。心血管疾病研究：通过FlowSOM聚类分析心血管疾病患者的EV数据，识别出与疾病进展相关的特定EV亚群，为疾病机制研究提供了重要线索。免疫监测：利用SPADE分析免疫治疗前后患者的EV变化，揭示免疫反应的动态过程，为评估治疗效果提供了新的视角。差异分析：使用CITRUS对不同病理状态下的EV进行差异分析，发现与疾病相关的特定细胞亚群，帮助识别潜在的生物标志物。von Lersner, Ariana K., et al. "Multiparametric single-vesicle flow cytometry resolves extracellular vesicle heterogeneity and reveals selective regulation of biogenesis and cargo distribution." ACS nano 18.15 (2024):10464-10484.所见即所得，利用CytoFLEX SRT实现分选与分析的相互验证。CytoFLEX nano不仅让研究人员能够在EV分析阶段实现“所见”，更通过CytoFLEX SRT的精确分选功能，将这些识别出的EV亚群进行进一步的分选和深入分析，实现“所得”。这种协同工作流程，确保了数据的准确性和可靠性。CytoFLEX nano与CytoFLEX SRT的结合，为EV研究提供了一个强大的工具组合。前者通过高灵敏度的多通道检测，实现对细胞群体的初步识别；后者则通过精准的分选功能，对这些群体进行进一步的验证和分析。这一协同工作流程，使研究人员能够在分子水平上揭示EV的复杂特征和生物学功能，开拓新的研究领域和应用前景。通过这种多种方法的联动，科学家们能够更全面地理解EV的特性，从而在疾病诊断、治疗和预防中发挥更大的作用。CytoFLEX nano和CytoFLEX SRT的完美结合，真正实现了分选与分析的相互验证，尽可能捕捉到每一个潜在的EV亚群。John Tigges, DirectorFlow Cytometry Core Facility and Center for Extracellular Vesicle Detection, Beth lsrael Deaconess Medical Center“Having all these scatters at hand together with the greater sensitivity gives you the power to ask, what could I do now?lt opens up new research possibilities.“拥有这些散射通道以及更高的灵敏度，让你可以问自己，我现在还能做些什么?这开启了新的研究可能性。” 数据示例通过流式分选验证散射光流式细胞指纹的真实性在细胞外囊泡（EVs）的研究中，准确识别和表征其特性是至关重要的。使用CytoFLEX Nano流式细胞仪，我们能够通过高灵敏度的散射光检测捕捉到EVs的初步指纹信号。然而，为了验证这些散射光指纹的真实性，我们进一步利用CytoFLEX SRT进行精确分选。通过分选前后的对比分析，并使用标准微球验证散射光信号的差异，我们确保了这些指纹的准确性和可靠性。使用CytoFLEX SRT对在CytoFLEX Nano上观察到的不同散射差异信号进行分选，并通过回测确认这些差异的真实存在。同时，CytoFLEX SRT的精确分选功能也得到了验证。 结语CytoFLEX家族和Cytobank的结合，为细胞外囊泡（EVs）研究提供了一个强大且全面的分析工具组合。通过纳米流式细胞术，研究人员能够捕捉到EVs的复杂指纹信号，并通过精确分选技术，进一步验证和深入分析这些信号的真实性。这种多方法学联动，不仅提高了数据的准确性和可靠性，还揭示了EVs在不同生理和病理状态下的潜在作用。高灵敏度的散射光和荧光检测能力，加上Cytobank平台的高阶算法，使得研究人员能够更全面地理解EVs的特性，从而在疾病诊断、治疗和预防中发挥更大的作用。通过这些先进技术的应用，EVs研究已经进入了一个新的纪元，开创了更多的研究领域和应用前景。CytoFLEX nano和CytoFLEX SRT的完美结合，为现代生物医学研究带来了前所未有的便利和创新。未来，我们有理由相信，随着技术的不断进步和应用的不断深入，流式细胞术将继续在EVs研究中发挥关键作用，为生命科学的探索开辟更多可能性。贝克曼库尔特CytoFLEX SRT桌面型流式细胞分选仪品牌：贝克曼库尔特型号：CytoFLEX

在全球恐怖主义不断威胁下的今天，有效的易爆炸物检测已经成为众多重要区域需要进行的关键程序之一，包括机场，边境检查站，以及高安全建筑的入口等。指纹作为人类留下痕迹的一种“照片”——手指的摩擦脊皮肤的图案，自19世纪以来已经成为犯罪现场鉴定当事人身份的一种常规手段。另外，许多被人接触过的东西都会残留在指纹的自然分泌物和污染物的复杂混合物中，如每天服用的药片，咖啡，或刑侦领域常见的毒品和易爆炸物等。传统的可视化指纹检测手段，如扑粉，茚三酮熏蒸，真空金属沉积等，尽管可以重建指纹图案，但其同时可能对一些指纹脊状突起中含有的化学物质造成破坏。近年来，许多技术被用于指纹中痕量外源物质的分析鉴定，如解吸电喷雾电离质谱(DESI-MS)，液相色谱-质谱(LC-MS)，但通常需要额外的溶剂喷雾处理，且空间分辨率不足（~150 μm），或者分析过程会对指纹造成破坏。傅里叶变换红外(FTIR)光谱显微镜，可以探测样品中分子间化学键的固有分子振动，并提供丰富的化学信息, 已成为一种快速、无需标记、无损的样品表征方法，被广泛应用于包括刑侦在内的众多领域。FTIR透射模式测试通常选用红外光透明的材料，而反射模式则选用硅片，聚酯薄膜或铝覆盖的玻璃基底，但两者在指纹分析上多局限于收集在选定波数下指纹中组分物质的二维分布信息。另外对于那些沉积在既不透明也不反射红外的基底上的样品，衰减全反射法（Attenuated total reflectance，ATR）似乎成为的选择，但ATR通常不是法医鉴定的一种理想方法，因为ATR要求被分析的样品和ATR晶体紧密接触，往往会导致样品变形甚至后破坏剩余的证据。 图1. 光热红外光谱显微技术用于检测指纹中的易爆炸物基于以上考虑，新加坡国立大学同步辐射光源线站的科学家们和新加坡刑事调查局刑侦部门共同合作开发出了一种新的红外检测手段（图1），即使用基于新型光热红外（Optical- Photothermal InfraRed，O-PTIR）技术的非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统mIRage来分析指纹中含有的痕量易爆炸物微粒，该技术带来了一系列的优势，如亚微米的红外光谱和成像分辨率，易操作的远场、非接触显微镜工作模式和明显高于FTIR光谱显微镜的灵敏度。在实验过程中，四种代表性易爆材料，包括PETN(季戊四醇四硝酸酯)、RDX（黑索今炸药）、C-4 (塑料炸药，黑索今炸药和塑化剂，粘结剂的混合物)和TNT（2,4,6-三硝基苯），可直接被分散在指纹内（“直接”指纹）或沉积在基底物质上 (间接”指纹)进行检测，无需任何复杂的样品制备过程。而传统红外样品制备时通常会使用KBr，混合后在一定压力下进行薄片的压制。从光学显微照片2a中可以看出，薄片中KBr颗粒与RDX的混合是不均匀的，肉眼无法准确识别出目标物质RDX。为了定位混在KBr颗粒之间的易爆物，作者采集了单一波长1269 cm-1下的O-PTIR图像, 对应于RDX分子的C-N拉伸振动的显著红外吸收线(红色)，清晰显示了RDX分子在混合物中的分布情况。另外，类似于FTIR光谱技术，光热红外技术可以提供样品红外吸收带相对于波数[cm-1]的谱图函数信息。如图2c所示, 作者采集了C-4, RDX，PETN和TNT四种物质的O-PTIR图像和FTIR光谱，通过对比可知所有分析的光谱都包含易爆物自身的特征红外吸收峰，可以视为他们的“签名”。值得注意的是，尽管基于O-PTIR的非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统mIRage使用非接触(远场)，反射模式，其光谱质量仍然非常接近于透射测量模式下的FTIR吸收光谱，且红外吸收带强度和浓度之间遵照比尔定律成线性关系。图2. (a) Cassegrain显微物镜记录的混有RDX的KBr薄片的10倍放大光学图像，(b) O-PTIR激光反射(绿色)和在1269 cm-1波长下采集的单波数O-PTIR图像(红色)叠加后的照片, (c) 含有四种高爆炸物的参照物的FTIR（黑色）和O-PTIR（红色）谱图对比，（C-4, RDX, PETN 和 TNT）。单波数图像，又称为离散频率图像，已被广泛用于高倍率下样品感兴趣区域的定位。图3a展示了作者收集到的被PETN污染的指纹光学图像，该指纹沉积在桌面上，是通过使用粉末(Hi-Fi Silk Gray)显影， 胶带(Spex C-lifts)分离后获取到的。在该例子中，单波数的图像为1000×200点组成的矩阵(500×300 μm2),每一个单点都对应于该位置O-PTIR振幅的值(即与特定波数下（1003 cm-1和1473 cm-1，该点处材料的红外吸收和数量成正比)，换句话说，这些图像是所选波数下红外吸收强度的二维分布(吸收)图。图3. (a) 被易爆物PETN污染的指纹的光学照片，（b）指纹中五个不同位置收集的O-PTIR光谱与PETN的标准参考红外谱图的对比；(c, d)在同样的500 * 300平方英寸的面积下采集的单波数下O-PTIR图像，每像素约1毫秒，(c) 1003 cm-1和 (d) 1473 cm –1。综上所述，作者认为O-PTIR技术是一种分析具有挑战性样品的理想手段，如隐藏的指纹，提供隐藏在大量外源物质中的微小(亚微米)粒子的化学信息（如易爆物）且不需要复杂的样品制备过程。这些信息可以通过单波数红外成像和亚微米空间分辨率的红外光谱获得，后者使用目前的FTIR光谱显微镜是无法做到的（分辨率受限于红外波长，约10-20 μm）。另外，该分析手段非常简单快捷，无破坏性，且不需要基于接触的方法（例如ATR光谱技术），使得样品的完整性被完全的保持。特别指出的是，该技术的非破坏性非常重要，尤其是在法医领域，因为它可以允许同时使用其他技术对相同样本进行互补和比对分析，并作为法律证据。此外，随着技术的发展，O-PTIR现在可以与拉曼显微镜相结合，以提供真正的亚微米同步的红外拉曼测试，使得在一个仪器上通过一次测量即可进行互补和验证分析。 技术支持：Quantum Design中国结合红外光谱的应用和科技的需求，专注先进红外光谱技术的引进, 近期QD中国引进了美国PSC公司的非接触亚微米分辨红外&拉曼同步测量系统mIRage（图4）。它是全球科技创新R&D100大奖的获奖者，基于O-PTIR技术，克服了传统红外光谱仪空间分辨率受限于红外光波长的问题，将分辨率从原来的10-20微米提升到了0.5微米，并且可以实现同时、同样品区域、相同分辨率的红外光谱和拉曼光谱测试，测量过程更简单、便捷。目前该样机安装于Quantum Design中国北京实验室，更多的应用仍在不断开发和探索中，我们期待与您早日合作，共同进步！图4. Quantum Design中国北京mIRage样机实验室及仪器工程师合影 参考文献：[1] Agnieszka Banas et. al, Detection of High-Explosive Materials within Fingerprints by Means of Optical-Photothermal Infrared Spectromicroscopy. Anal. Chem. 2020, 92, 14, 9649–9657.产品信息：非接触式亚微米分辨红外拉曼同步测量系统：https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C363244.htm

Hendriks L., Skjolding L. M., Robert T., 确定细胞中金属元素的生物利用率的传统方法一般需对细胞进行酸消解，然后利用溶液进样电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）进行后续分析。这种方法的缺点是需要大量的细胞，并且只能为给定的细胞群体提供平均值1。众所周知，千人千面，不同群体以及同群体细胞的特异性在文献中也多有报道2。基于这个大前提，使用特定的分析方法对不同群或同群细胞进行逐序单个分析，获取与单个细胞特异性有关的大数据就尤其重要（见图1）。本文中介绍的单细胞-电感耦合等离子体质谱法（sc-ICP-MS）与之前介绍过的单颗粒ICP-MS（sp-ICP-MS）基本类似（微信公共号：粒粒皆信息：什么是单颗粒物ICP-MS质谱分析法?）。事实上，上述两种技术都依赖于相同的基本原理和icpTOF瞬时事件全谱多元素测量能力，从而可以获得由单一个体产生的微秒时间区间内的瞬时信号，例如单个纳米颗粒（NPs）或单个细胞。（译者注：这等同在拍一段有很多快速武术对打的电影场景，需要使用高速摄像机来捕捉每一个武打动作细节和变化，同时也不漏过颜色，声音等关键信息，这样才能最终呈现出高清120Hz的作品。） 单颗粒ICP-MS方法的基础概念和硬件构架3源于2003年Degueldre等发表的第一篇论文。在过去的二十年间，通过进样系统，数据采集硬件和数据处理专用软件的进一步发展和商业化，不断增加的科研文献见证了该技术领域的迅速成熟。在单颗粒ICP-MS上投入的研究和应用开发同样的也使单细胞ICP-MS分析受益。 在单细胞ICP-MS中，细胞悬浮液经超声波雾化后形成的液滴被带入ICP-MS等离子体中。细胞在等离子体中依次被汽化、原子化和最终离子化。每个细胞产生一个含有多种元素的离子云，在仪器上被检测为高于背景的时长几百微秒的单个信号峰。与单颗粒ICP-MS类似，记录到的尖峰频率与细胞数量浓度成正比，这些尖峰的强度则与细胞中该元素质量有关。这种技术已经成功的应用在测定海藻中的镁元素含量4，并进一步用于纳米颗粒物毒理学研究中评估细胞对纳米颗粒物的摄取情况5，6，7。 虽然单细胞ICP-MS的测量方法看起来很简单，但要获得真实可靠的数据，实施起来需要注重的细节很多。除了需要额外注意来自培养基的可能高背景信号和细胞在样品导入系统中的潜在破损，在单细胞研究中反复报道的一个主要瓶颈是细胞进样装置的低运输效率，这是因为与纳米颗粒物相比，细胞的尺寸更大，在传输过程中也更容易损失。事实上，传统的系统通常包括一个旋风式雾化室，是专为引入较小的溶液液滴而设计的，导致细胞传输效率低于10％。而用于单细胞导入的定制系统，包括改进的雾化器或全消耗喷雾室8，9，以及其他创新设计10，11，经过多年反复测试，已被验证可以高效传输单细胞进入ICP-MS。 另一个瓶颈在于质谱仪器质量分析器的性能：传统的ICP-MS仪器具有单四极杆或扇形场质量分析器，在进行单细胞分析时最多只能同时检测一到两种元素信息（只能拍黑白影片）。而在常见的单颗粒分析场景中，比如在纳米毒理学研究中，在试图量化纳米颗粒物（特征金属元素）和细胞（蛋白固有元素）的关联时，需要同时获得单细胞事件内多种元素浓度信息。为了获得微秒级事件信息全貌，快速且广谱分析的质量分析器，如飞行时间质量分析器等高精尖‘摄影器材’是必不可少的（译者注：例如，等同于可提供高清彩色120Hz影片给观众更加真实的IMAX观影体验）。图1：a）在对细胞进行酸消解后，通过传统的雾化法将溶液样品引入ICP-MS，并记录仪器获得的稳态信号。这种整体分析法对初始样品中所包含的数千个细胞获得一个平均值。然而这种实验是基于细胞是均匀的假设，而忽略了细胞具有多样性的事实。因此，少数细胞群（用绿色和紫色表示），在元素组成上虽与主类细胞有差异，却没有被体现在结果中，这完美的诠释了辛普森悖论。b）在单细胞ICP-MS方法中，将细胞悬浮液稀释后，在单位时间内仅有一个细胞个体被引入ICP-MS等离子体。每个细胞产生一个独立的离子云，作为信号峰被ICP-MS仪器记录。这种方法允许检测每一个单独的细胞，从而保证了细胞特异性信息的无损获取和保存。简单来说，在单细胞ICP-MS中，细胞是以个为单位进行分析的，可以根据它们不同的分析物含量识别出不同的群体，而不是仅仅产生一个平均值。icpTOF飞行时间质谱法 在飞行时间质谱法（TOF-MS）中，其基本原理是根据离子到达检测器前通过固定长度的飞行管的飞行时间来精确分辨离子。离子束在脉冲加速电压后具有相同的动能，但轻的离子会比重的离子获得更高的速率，进而更早到达检测器。测量所有离子的陆续到达时间可以得到一个连续时间谱，经过简单的校准和换算后可以得到一张全质谱谱图（一般6-280 Th）。TOF质量分析仪的主要优点是：对分析的元素及同位素的数量没有限制，而且全谱数据采集速度快（通常几十微秒就可以获得一张全元素谱图）。这样的快速全谱数据采集能力在处理单一实体（如单细胞）检测时尤其重要，因为单细胞产生的瞬时事件长度很短，一般在200-500微秒区间。 飞行时间技术在单细胞分析领域并不是一个新概念，最初是由Bandura在2009年提出的，其原型机12用于单个细胞的时间分辨分析13，从而为众所周知的 "质谱流式 "领域打开了大门。这项应用使用稳定的稀土金属同位素来标记细胞，从而允许通过其金属标记物来检测相应细胞14。除了展现了生物研究和药物筛选应用中的巨大潜力，质谱流式也被用于检测细菌细胞中的银纳米颗粒15。然而，由于质量检测范围有限（80 Da）和涉及染色的样品制备程序，质谱流式细胞技术无法检测许多固有元素。 与质谱流式不同的，如图2a) 所示的ICP-TOF (TOFWERK AG, 瑞士) 可以测量从质荷比6到280的全谱图16，从而可以覆盖轻质元素，如Na, Mg, P, S, K, Ca, Mn, Fe, Cu, Zn等。这些元素是活细胞的固有元素，它们的分布（也被称为细胞离子组17）可以作为细胞发育状态的指标18。例如，磷存在于核酸（DNA和RNA）中，也是ATP、CTP、GTP和UTP等能量化合物的重要成分。钠和钾在电信号的传输中起作用，而锌被不同的生物过程中的多种酶用作催化剂。由于ICP-TOF-MS的同时多元素检测能力，可以在多种元素的相关分析基础上进行指纹识别19。如图2b) 所示，镁、磷、锰、铁、铜和锌被鉴定为被分析藻类的本征指纹元素。不需要标记或染色，即可依据细胞的 "天然 "元素指纹来进行单细胞分析20,21。通过测量特定细胞类型的金属微量元素，则可以获得更细致的指纹信息。例如，海藻细胞富含镁等金属微量元素，镁是叶绿素的核心组成部分，对光合作用至关重要。因此，金属微量元素的组成可以作为一种独特的指纹来明确识别不同的细胞种类。通过测量单细胞的金属元素组分，可更好地了解由金属蛋白和金属酶调节的基本生物过程，从而解密细胞生命周期不同状态22。尽管细胞的生物化学并不完全反映在其离子组上，但通过监测其金属含量的变化，可以确定地获得对细胞状况和生物过程的更深入了解。 通过使用TOF质量分析仪作为检测器，可以动态系统地获得完整的质谱数据，从而可以对发现特定实体本身及其所处环境进行连续或高通量表征。因此在纳米毒理学背景下，人们可以很容易地确定纳米颗粒物是否与细胞相关联。图2：a) icpTOF仪器（TOFWERK AG, Thun,Switzerland）的示意图：在iCAP Q（Thermo Scientific, Bremen, Germany）的框架上搭配一套高分辨率飞行时间质量分析器。因此，ICP-TOF受益于与iCAP Q相同的ICP离子源、离子光学、碰撞/反应池技术和样品引入设备。b) 用48 µ s时间分辩率采集的淡水藻类细胞raphidocelis subcapitata的瞬时信号速率。c) 藻类细胞通常用于毒理学风险评估研究，这里在暴露于金纳米颗粒一段时间后进行分析，以调查其摄取情况。在ICP-TOF的全质量数范围内，可以根据检测细胞的本征元素指纹对细胞进行追踪，并能直接定量测量纳米颗粒物-细胞的关联。icpTOF单细胞分析应用实例 单一实体分析，与批量样品测量相比，能产生信号的质量相对有限，这对仪器灵敏度要求更高。下面的应用案例研究展示了icpTOF S2仪器（TOFWERK AG，瑞士）的性能指标：具有与单四极杆ICP-MS类似的高灵敏度，又可同时快速检测全谱信号，特别适合分析单一实体，如单细胞或纳米颗粒（NPs）等。随着工业和日常生活中纳米颗粒物的广泛使用，纳米安全和纳米毒理学在过去20年一直是深入研究的课题。纳米颗粒物的安全评估研究中的一个重要参数是其在细胞摄取的分析和量化。 透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）具有高空间分辨率，它们经常被用于细胞内纳米颗粒物的分析23,24。尽管有令人印象深刻的成像能力，基于电子显微镜方法的一个主要缺点是对样品制备的繁琐要求。此外，由于没有额外的元素定量或自动图像分析，获得的图像是定性的且结果较难被解读25,26。如前所述，单细胞ICP-MS也可用于量化细胞对纳米颗粒物的摄取，根据观察到的信号峰的强度大小，提供与细胞相‘关联’的纳米颗粒数量的信息5,6。这类实验通常有以下三个明显的观察结果： 只检测到纳米颗粒物中的特征元素，表明溶液中存在纳米颗粒物 只检测到细胞固有元素而没有任何纳米颗粒物中的元素，表明细胞并没有与纳米颗粒物相关联 同时检测到细胞固有元素和纳米颗粒物中的元素，意味着两者有关联 根据观察到的相关联的纳米颗粒/细胞峰的频率和幅度，可以确定摄取了纳米颗粒物的细胞的百分比以及与每个藻类细胞相关的纳米颗粒数量的估计值。在理想的情况下，可以根据浓度和暴露时间动态地对海藻细胞和纳米颗粒数量的相关性的进行评估。 在本案例研究中，将海藻细胞暴露在BaSO4（NM-220）溶液中72小时，接着按照Merrifield等人提出的程序进行清洗5，去除未与细胞结合的纳米颗粒。在暴露后并在ISO8692藻类培养基中进行冲洗后27，样品中预计只包含与藻类细胞相关联的纳米颗粒物。随后，样品被储存在15毫升的试剂管中，用锡纸包裹，等待分析。 在使用四极杆ICP-MS进行单细胞的初始研究中，我们发现清洗后的细胞悬浮液中仍存在BaSO4纳米颗粒，如图3a所示。有学者认为未关联的纳米颗粒已经去除，而这些检测到的纳米颗粒是与海藻细胞相关联的。然而由于只测量了一种元素138Ba，并不能完全证实这一猜想。 我们使用单细胞ICP-TOF-MS（见图2a）重复了一个类似的实验。从图2b中我们可以知道被分析的藻类细胞的本征元素指纹，即只有同时检测到Mg、P、Mn和Fe等元素时才被认为检测到了藻类细胞。令人惊讶的是，即使暴露72小时后，BaSO4 纳米颗粒与水藻细胞的指纹信号没有显著关联（图3b）。可以看到，Ba仅与Mg和Fe的信号同时被检测到，而没有水藻的其他指纹信号同时出现。虽然缺失的元素信号强度有可能是低于仪器检测极限，但至少这说明检测到的元素与藻类细胞的本征元素指纹不一致。然而在检测到藻类细胞的指纹信号中，没有观测到Ba元素信号。综上所述，如果没有icpTOF瞬时多元素检测能力，在清洗后细胞悬浮液中检测到的纳米颗粒的Ba信号很容易被误解为是与藻类细胞相关联的颗粒物。图3：a）实验流程图。在样品暴露于纳米颗粒物72小时后，细胞被清洗以去除上清液中游离态的纳米颗粒物。b) 通过使用飞行时间质谱仪重复单细胞测量，可以跟踪细胞的元素指纹，以验证纳米颗粒物信号和细胞信号的是否同时出现。结果显示虽然纳米颗粒物和细胞没有直接关联，但Ba信号与Mg和Fe信号是一起出现的。 这些结果导致了对可能引发该现象的机制的讨论。一个合理的解释是海藻细胞通过释放胞外聚合物物质（EPS）来清除粘附在细胞表面的纳米颗粒物。EPS被认为是影响藻类细胞对纳米颗粒的生物利用率的关键因素28,29。EPS产量的增加可使藻类细胞主动脱落纳米颗粒，从而减轻摄取或吸附到细胞外部，而纳米颗粒仍然以被包含在EPS中的形式存在于溶液中。虽然缺乏关于这种行为的定量数据，但足以解释BaSO4纳米颗粒信号与Mg和Fe信号的契合。当然Fe与Ba信号的同时出现还可以被解释为溶解的Ba与ISO 8692培养基中的EDTA络合在了一起，而EDTA被添加在溶液中以保持Fe的生物可利用率。要回答这个问题，我们使用TEM观察到EPS聚集体中包裹有纳米颗粒（图4）。由于TEM局限于定性分析，再加上EPS结构微妙，这种包裹的确切机制和发生频率很难被量化。然而单细胞ICP-TOF-MS则可以直接对这一现象进行定量分析，而不需要对样品进行复杂的制备，同时还可以在较短的时间内分析更多的藻类细胞及EPS聚集体，提供更可靠的统计数据。此外，单细胞ICP-TOF-MS可以动态地从藻类悬浮液中不间断取样，评估这种清除行为的发生频率与样品浓度和时间的关系，进一步了解藻类细胞和纳米颗粒之间的相互作用。这种利用ICP-TOF研究动态摄取和清除行为的研究思路不仅限于藻类细胞，还可以扩展到纳米医学或纳米生物技术的其他类型细胞，如哺乳动物细胞或细菌。图4：一个藻类细胞（Raphidocelis subcapitata）的透射电子显微镜图像，该细胞之前暴露在银纳米颗粒物中，脱落的细胞外聚合物物质（EPS）含有银纳米颗粒。(由Louise H. S. Jensen和Sara N. Sø rensen提供）。 正如本研究强调的那样，尽管传统的四极杆质谱（sc-ICP-Q-MS）可以测量单细胞，但它最多只能同时测量一种或两种元素或同位素，所以即使检测到纳米颗粒信号也不能100%确定其与细胞直接关联。另外还需要TEM来确定颗粒物是否被藻类吸收在内部或简单附着在细胞外部。然而使用ICP-TOF-MS可以将被暴露在纳米颗粒物中藻类的离子组与对照藻类的离子组进行比较，从而评估它们的状况。这些信息对于从机理上理解海藻细胞与纳米颗粒物的相互作用非常有价值，并可以进一步促进开发以生理学为基础的纳米颗粒物风险评估工具。icpTOF结论与展望 单细胞ICP-TOF-MS是一个新兴的、令人兴奋且快速发展的研究领域。虽然尚需数年时间才能达到质谱流式技术在单细胞多参数分析方面的水平，但ICP-TOF-MS得益于灵敏度的提高和同时全谱检测能力，能够基于元素指纹检测未被标记的细胞，从而为新的实验设计创意提供可能性。例如，除了测量纳米颗粒物和细胞的相关性外，ICP-TOF-MS记录的多元素数据可用于评估细胞在纳米颗粒介导毒性影响下的不同状态。 除了液体样品引入方法之外，也可以使用激光剥蚀(LA)-ICP-TOF-MS进行单细胞分析30,31。通过将制备有细胞的载玻片放在样品台上并使用激光扫描，可以产生单个完整细胞层面上的元素分布二维图像，其中每个像素包含一个完整的全元素谱图。LA-ICP-TOF-MS成像的高空间分辨率对纳米毒理学研究特别有意义，因为它可以观察和定位纳米颗粒物在亚细胞结构中的聚集，以进一步了解和解释各种现象（如摄取、积累和释放纳米颗粒）。 此外，所生成的大量数据可以通过降维技术进行处理，如主成分分析（PCA）或机器学习工具，并提取与细胞状态和类型有关的信息，从而使细胞的分类变得更容易。这在质谱流式工作流程中是常见的处理方法。这项技术不仅限于纳米毒理学研究，还可以扩展到金属组学和细胞生物学中。无论如何，我们将继续努力改进飞行时间质谱ICP-TOF-MS技术，使其在更广阔的应用领域发挥作用。icpTOF致谢作者感谢Olga Meili和Aiga Mackevica校对本文并提供反馈。Lars M. Skjolding得到了PATROLS – Advanced Tools for NanoSafety Testing项目资助（760813）。感谢Louise Helene Sø gaard Jensen和Sara Nø rgaard Sø rensen允许使用图4中的TEM图像。最后特别感谢Robert Thomas邀请在Spectroscopy杂志中的 "原子视角专栏 "刊登此文。原文链接：Hendriks L., Skjolding L. M., Robert T., Single-Cell Analysis by Inductively Coupled Plasma–Time-of-Flight Mass Spectrometry to Quantify Algal Cell Interaction with Nanoparticles by Their Elemental Fingerprint, Spectroscopy, 2020, Volume 35, Issue 10, Pages 9–16https://www.spectroscopyonline.com/view/single-cell-analysis-by-inductively-coupled-plasma-time-of-flight-mass-spectrometry-to-quantify-algal-cell-interaction-with-nanoparticles-by-their-elemental-fingerprint （请点击左下角“阅读原文”跳转）本文由TOFWERK中国-南京拓服工坊科技编译，结论以英文原文为准。参考文献1 S. J. Altschuler and L. F. Wu, Cell, 2010, 141, 559–563.2 W. M. Elsasser, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 1984, 81, 5126–5129.3 C. Degueldre and P. Y. Favarger, Colloids Surfaces A Physicochem. Eng. Asp., 2003, 217, 137–142.4 K. S. Ho and W. T. Chan, J. Anal. At. Spectrom., 2010, 25, 1114–1122.5 R. C. Merrifield, C. Stephan and J. R. Lead, Environ. Sci. Technol., 2018, 52, 2271–2277.6 F. Abdolahpur Monikh, B. Fryer, D. Arenas-Lago, M. G. Vijver, G. Krishna Darbha, E. Valsami-Jones and W. J. G. M. Peijnenburg, Environ. Sci. Technol. Lett., 2019, 6, 732–738.7 I. L. Hsiao, F. S. Bierkandt, P. Reichardt, A. Luch, Y. J. H

黑碳是PM2.5的主要组成成分，由于其常具有纳米级别的尺寸，因此有可能通过呼吸系统侵入人体，并在人体器官内积累。大量的研究表明，长期暴露在黑碳颗粒环境中可能引起包括呼吸系统疾病、心血管疾病以及神经发育改变等一系列健康问题。因此对于黑碳的毒理学研究和健康风险评估是十分重要的，这就迫切需要建立可靠的黑碳识别和定量分析技术。　　但遗憾的是，目前用于黑碳研究的方法相当缺乏。当前可用的方法包括透射电子显微镜、热光法和光学方法难以提供有效的化学信息用于黑碳鉴定。而质谱技术提供了一个强大的技术平台来克服这一问题。近期，中科院生态环境研究中心刘倩团队与福州大学林振宇团队合作报道了一种基于激光解吸电离质谱(LDI-MS)指纹识别技术实现了复杂介质中黑碳颗粒的免标记识别、量化和成像的新方法，以“Identification,Quantification, and Imaging of the Biodistribution of Soot Particles by Mass Spectral Fingerprinting”为题发表在国际分析化学领域著名期刊Analytical Chemistry上(DOI:10.1021/acs.analchem.0c05180)。　研究内容示意图　　该研究发现不同来源和形态的黑碳颗粒显示出高度一致的质谱指纹图谱，该质谱信号来自黑碳颗粒电离产生的小分子区域的碳簇阴离子(C2--C10-)。利用这些特征峰，可以对PM2.5样本中的黑碳颗粒进行鉴定及准确的定量，并且与传统热光法相比具有一致的结果。通过该方法，进一步成功示踪并成像了暴露PM2.5后小鼠体内黑碳颗粒在组织器官中的分布。结果表明，对于短期暴露PM2.5的小鼠，肺是黑碳颗粒积累的主要靶器官，并且在短期(7天)内几乎不会转移到其他组织器官中。　　图1 复杂样品中黑碳颗粒的LDI-MS指纹图谱。(A) 环境样品中黑碳颗粒的分离和鉴定。(B) 黑碳颗粒在PM2.5暴露的小鼠体内的免标记生物分布成像。　　小结　　该研究发现了黑碳颗粒的通用质谱指纹，并成功用于复杂介质中黑碳颗粒的鉴定、定量和成像研究。该方法的可靠性通过PM2.5样本中黑碳的准确定量和小鼠体内黑碳颗粒生物分布的免标记成像得以验证。考虑到黑碳颗粒在不同领域(如气候变化、空气污染以及疾病健康)中的重要性以及现有的研究技术瓶颈，该技术为黑碳毒性效应及机制研究提供了有效的方法学支撑，从而有助于更加深入全面地理解黑碳的健康风险。　　论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.0c05180

作为我国神奇的“特产”——中药，尽管有着强大的药效，但是很多神奇之处依然无法用科学说清楚。江苏省中医药研究院的专家就采用中药药效跟踪的方法，运用现代中药化学与指纹图谱分析技术，对中药指纹图谱分析，以此来研究江苏省15种地道中药。“就像我们每个人都有不同的指纹一样，中药也有自己的‘指纹’，而这有望成为我们把中药‘说清楚’的第一步。”研究院钱士辉研究员告诉记者，通过近十年的研究，他们已经对15种江苏地道的中药材进行了“摸底”，并首次建立了江苏省地道中药资源标准物质库和化学信息指纹图谱库。该成果也获得了南京市科技进步一等奖。 　　中药“指纹图谱”像心电图 　　中药会有指纹吗?“中药的指纹和人的指纹其实长得并不一样。”钱士辉介绍说，中药指纹图谱是指某种(或某产地的)中药所共有的、具有特征性的某类化学成分的色谱。它可以较全面地反映中药所含化学成分的种类与数量以及相对含量的变化，进而反映中药的质量和中医用药所体现的整体疗效。换句话说，中药指纹图谱就是运用光谱、波谱、色谱、核磁共振、X射线等现代分析技术对中药化学信息以图形(图像)的方式进行表征并加以描述。说着，他还拿出一份中药的指纹图谱，记者发现指纹图谱更像是心电图，上面由一个个波峰组成。“出现峰的地方是说明这里检测到了中药材里的某一种成分，如果波峰高，就说明这种成分含量也高。” 　　钱士辉指着实验台上装着五颜六色物质的药剂瓶说，“这些都是从不同中药中提取出来的各种成分，我们主要的工作就是要分析各种药材里分别有哪些成分，这些成分的含量分别有多少，然后制定一个数据库，这个数据就可以对以后鉴别这种中药是否符合标准做参考。” 　　药材产地不同直接影响疗效 　　这次研究的15种江苏地道中药，分别是：白菊花、野马追、连钱草、苏薄荷、宜兴百合、白首乌、夏枯草、茅苍术、蟾酥、女贞子、银杏、金荞麦、太子参、板蓝根和明党参。因为种植和地形的原因，江苏的中药材种植在全国来说并不占优势。就拿这15种药材说，南京地区这15种药材都比较少，无法满足市场需求，所以市面上基本没有南京产的药材卖。 　　“值得注意的是，经过研究发现，这些药材中大多数必须是江苏产的才会有特殊的疗效。”钱士辉说，比如茅苍术，这种药材在江苏、安徽、湖北、河南等地都有，主要功能有燥湿健脾、祛风、散寒、明目。但是，茅苍术中最好的是生长在句容茅山地区的，那里的茅苍术中有些成分的含量要比其他地方的多很多，而且还含有一些其他地方所没有的成分。百合也是如此，平常我们吃的百合大多是如乒乓球大小的，但宜兴百合却要比其他地方的小很多，而且口感也不一样。“不同产地的药材，某种成分可相差200多倍。现在的药材市场流通频繁，所以在质量上很难保证，我们的这些研究也为了让中药质量可控，保证它的效果。”

世卫组织专家估计，到2050年，由于抗生素耐药导致的死亡人数可能从目前估计的每年70万人增加到每年1000万人，世界生产总值的损失将达到100万亿美元。导致耐药菌出现和蔓延的一个主要原因是在治疗感染类疾病时存在滥用和过度使用抗生素的情况。目前病原菌感染在临床的检验流程如图1所示，往往需要3-7天才能从病人标本中分析出病原菌鉴定和抗生素药敏的结果。快速检测感染细菌的药敏特性对确保有效抗生素的使用和减少对广谱药物的需求起着关键作用。那么如何准确且快速的判断感染细菌的药敏特性呢？ 近日，中国科学院苏州生物医学工程技术研究所的宋一之、复旦大学附属华山医院的王明贵和英国牛津大学的Wei Huang联合团队利用单细胞拉曼光谱-重水标记联用技术开发了一种适用于血液和尿液标本的快速药敏检测方法（FRAST），该方法将尿液和血液标本的药敏检测时间由3-4天分别缩短为3小时和21小时。 图1. 传统尿液和血液样本的药敏检测时间与FRAST的比较 FRAST方法基于拉曼光谱——重水标记联用技术，其主要原理为，细菌可通过重水（氘代水）培养可实现氘元素的标记，使拉曼光谱中的碳-氘峰成为单细胞水平细菌代谢活动的标记物。在抗生素作用下，易感菌代谢活性会受到抑制，而耐药菌则不受影响并产生明显的碳-氘峰，因此可以克服临床微生物试验对长时间培养的要求，使快速药敏成为可能。 FRAST方法的具体流程如图2所示。对于尿液感染标本，首先进行离心收集细菌，然后在共聚焦显微拉曼系统下对细菌观察并进行拉曼指纹图谱的采集，这一过程可判断尿液中是否有菌及菌量，同时将采集到的图谱利用机器学习模型与革兰氏阴性菌和阳性菌的数据库进行比对，准确预测样品中细菌的革兰氏阴阳性并以此选择合适的药敏板。将尿液加入到药敏板并作用1h后加入重水，待重水标记1h后离心洗涤样品并采集拉曼信号，通过对抗生素作用下的C-D峰的强度的统计计算读取最小抑菌浓度（MIC）。对于血液标本，则是在血培养瓶内进行培养，血培养瓶报阳后用同样的方法采集拉曼光谱并计算MIC值。 图2. FRAST用于临床尿液样本和血液样本的药敏试验流程图 在该研究中，团队对包含质控菌株和临床原始标本在内的超过3000个样本采集了6万余张单细胞拉曼光谱，并与临床金标准（微量肉汤稀释法或临床自动药敏系统）进行了对比，结果显示FRAST方法对革兰氏染色结果的预测准确率为100%（图3），药敏结果与金标准总体一致率大于88%。与其他基于Raman-DIP的病原菌药敏研究相比，该研究国际首次证明单细胞拉曼与重水标记结合可用于分析真实的尿液或血液标本中病原菌的耐药性，而且基于拉曼的革兰氏染色预测方法的整合使得FRAST成为相对独立完整的测试方法，临床医生可以无需其他手段辅助，完成“从样本到报告”的快速诊断。与近年来发展较快的耐药分子诊断技术相比，FRAST药敏是基于抗生素对细菌作用的表型，因此该结果不会因未知的耐药机制或基因表达调控影响而产生对药敏的误判。 图3. FRAST方法可以准确预测病原菌的革兰氏染色分类结果 这一成果近期发表在Analytical Chemistry上，论文标题为Development of a Fast Raman-Assisted Antibiotic Susceptibility Test (FRAST) for the Antibiotic Resistance Analysis of Clinical Urine and Blood Samples。该研究得到了科技部重点研发计划、中科院科研仪器设备研制等项目资助。 论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.0c04709

高内涵细胞成像分析系统是一种利用高倍镜成像技术对细胞进行图像采集和分析的仪器设备。得益于显微成像、自动化和计算机等技术的迅猛发展，使其能够对大量细胞进行高分辨率成像和数据分析，实时提供海量多维生物学信息，广泛应用于生物医学、药物筛选等领域。为帮助大家及时了解高内涵成像分析前沿技术、创新产品与解决方案，仪器信息网特别组织策划《窥微探秘，高内涵细胞成像前沿技术与进展》专题（点击查看），本期，特别邀请到深圳倍捷锐医学科技公司联合创始人兼CEO孙瑞谈一谈倍捷锐高内涵成像分析系统发展历程、创新技术以及对未来市场的看法。仪器信息网：请介绍一下高内涵成像技术的发展历史。孙瑞：高内涵成像（High Content Imaging, HCI）技术起源于上世纪90年代初期，基于高通量筛选（High Throughput Screening, HTS）技术衍生而来。HCI技术融合了细胞生物学、光子学、实验室自动化和图像分析等不同学科的技术，能够大规模地采集和分析来自不同生物样本类型的显微图像。简而言之，高内涵成像是指自动化获取和分析生物样本显微图像的过程，其三大核心技术分别是光学显微技术、自动化和分析算法。1997年，美国Cellomics公司开发了首个完全集成的高内涵成像平台Array Scan，通过一站式的解决方案，实现了自动化采集以及图像处理、分析、归档和可视化等功能。随着技术发展，2000年左右出现了更为复杂的高内涵成像仪器，比如配备尼普科夫盘激光共聚焦、激光扫描细胞计数仪等。2000年代末期，灵活的台式高内涵成像仪器开始普及。2010年代，高内涵成像仪器性能得到显著提高，开始应用于高通量生物分析。近年来，随着AI算法和大数据等新技术不断发展，高内涵成像图像分析软件变得更加先进，不仅能够处理更大规模的数据集，还能从多个维度捕捉和解析信息。例如，深度学习已被用于自动量化单个细胞中的结构和动态变化。这些方法不仅提高了分析速度和准确性，还能够揭示以前难以察觉的细胞特征和模式。目前，高内涵成像技术已经能够实现3D成像。高内涵成像硬件及配套软件的发展现有的高内涵成像系统主要分为宽场荧光显微镜型、共聚焦荧光显微镜型以及激光扫描型等，大多数基于荧光标记成像的方法，通过标记细胞不同成分来获取细胞图像并进行分析，但荧光标记存在光漂白、光毒性、速度慢以及标记过程对细胞造成活性影响等问题。无标记成像技术的出现突破了这些限制，通过利用细胞自身的光学特性，如折射率的变化或散射光的特性，实现了无需任何标记的细胞成像，能够更加真实、自然地观察细胞状态。然而传统无标记技术如相差成像、微分干涉成像等存在信息量不足的缺陷，虽已有结合AI的案例实现丰富的细胞分析功能，但仍然无法满足无标记高内涵分析的需求。定量相位成像技术（Quantitative Phase Imaging, QPI）是一种无标记的显微成像技术，基于干涉仪与全息投影的光路设计，能够定量提供纳米级精度的表面形态信息，且无需扫描，更加节约时间与算力。因此，QPI技术适用于快速大规模的细胞分析。在QPI技术前沿应用探索中，已经成功实现对细胞形态、物质分布、机械特性、折光率分布、三维偏振张量等多个参数的定量成像，进而能够精细区分细胞类别。借助QPI技术带来的全新物理参数，不仅解决了传统无标记成像信息量不足的问题，同时扩展了高内涵成像的应用范围，也为生命科学研究与产业发展带来了新的希望和可能性。高内涵成像技术演化历程仪器信息网：贵司高内涵细胞成像分析系统的发展历程是怎样的？有哪些里程碑事件？孙瑞：深圳倍捷锐医学科技公司（以下简称：倍捷锐）的核心科技是基于QPI成像方法实现的无标记高内涵成像技术（NHQ）。NHQ技术最早成型于2018年，在香港中文大学生物医学工程系周仁杰教授LAMB实验室完成概念验证。2019年，倍捷锐成立于香港科学园，获得了香港科技署的种子轮支持，同时完成了第一代原理机核心光学组件的开发。翌年，公司成功交付了首台产品于中科院沈阳自动化所（沈自所），并在同年荣获了《麻省理工科技评论》中国生命科学创业大赛“年度新锐” 、“2020粤港澳大湾区最具创新力公司50”等多项大奖。2020年至2022年期间，倍捷锐先后加入Merck创新训练营、NVIDIA Inception Program计划进行应用场景拓展和新功能开发，并与蔡司达成合作，成功开发出蔡司模组NHQ-Zeiss。此外，倍捷锐于2022年成功加入了深圳脑科学技术产业创新中心，并在2023年获得了脑科学企业认定以及千万级天使轮融资。倍捷锐始终致力于为生命科学工作者提供更高效便捷的科研工具，历经5年打磨，最终在2024年7月发布重磅产品——NHQLiveTM无标记高内涵活细胞成像分析仪。倍捷锐NHQLiveTM无标记高内涵活细胞成像分析仪仪器信息网：目前贵司主推的高内涵细胞成像分析系统产品有哪些？并谈谈该产品的核心竞争力（包括成像、数据处理、算法分析和自动化等方面）孙瑞：目前倍捷锐主推的产品是NHQLiveTM无标记高内涵活细胞成像分析仪，其核心竞争力在于成像、自动化和智能化分析三大方面。在成像方面，NHQLiveTM无标记高内涵活细胞成像分析仪具有6个成像通道，多种成像模态。首先是倍捷锐所专注的定量相位显微技术（QPI技术），就像前面所述，它是一种无标记、快速、无损、高分辨率的新兴显微成像技术，能够定量表示细胞产生的形貌和动态变化，可在不对样品进行任何预处理的情况下，测量微观物体透射光（或反射光）的相位延迟，生成反映物体形态学和动力学的图片，再通过分析相位分布图获取细胞的干重、力学特性、密度分布等全新信息。如果把基因组测序比喻为“指纹识别”系统，那么 QPI 技术则是“人脸识别”系统。另外，NHQLiveTM无标记高内涵活细胞成像分析仪还兼备新一代明场技术与四通道荧光成像方案，不仅提升了成像的清晰度，还能捕捉到更为丰富的细胞细节，再搭配多通道影像融合的功能，进一步提升了观察分析的深度与精度，达到了更高维度。从左到右依次为：明场，QPI，四个荧光通道，荧光融合图像在自动化方面，用户可以一键控制仪器电动门开关，通过自动定位聚焦提升操作效率与成像质量，一键启动自动图像拼接，将高速孔板扫描的微观数据汇成一幅超大视野总览图。对于有活细胞长时间多形态成像需求的用户，设备还能结合微流控、孵育器等装置实现流式成像及自动控制延时成像，减少人工操作，极大提高分析效率。 人关节软骨细胞（40×），LFAITM软件大视场图像拼接在软件系统方面，综合运用人工智能和大数据分析等技术，倍捷锐开发出独特的LFAITM智能分析系统。不仅可以进行细胞分类、精准计数、活性分析、行为分析等复杂任务，还结合QPI技术推出了细胞力学分析、干重分析等创新功能。LFAITM 软件细胞分类工作原理仪器信息网：贵司高内涵细胞成像分析系统主要应用哪些领域的哪些实验环节？有哪些代表性用户单位？孙瑞：NHQLiveTM无标记高内涵活细胞成像分析仪凭借其多样化的成像模式、自动化操作以及智能AI分析展现出广阔的应用前景，目前主要应用领域包括药物作用机理分析、组织病理研究、细菌活性检测、细胞周期观察分析、血液分析、植物学研究、神经细胞动作电位分析、生殖细胞活性分析等。具体而言，可用于单细胞计数与分析、细胞分类、形态分析、药物-细胞影响分析、细胞追踪、行为分析、力学分析等实验环节。现阶段，倍捷锐团队已与香港中文大学、麻省理工学院、斯坦福大学、康乃狄格大学、厦门大学、沈阳自动化所、清华大学、上海药物所、默克、蔡司等单位建立友好合作关系。仪器信息网：请点评荧光成像系统、透射光成像系统和共聚焦成像系统等不同成像方式的优劣势？孙瑞：荧光成像系统通过使用特定波长的光照射样品，使样品中的荧光分子被激发而发射出荧光，随后被检测器捕捉并转化为图像。其优势包括：高度特异性，针对特定的分子或结构实现高特异性成像；灵敏度突出，即使样品中的目标分子含量较低也能通过荧光信号检测出来；多色成像，能够同时使用多种荧光染料实现多通道成像，便于同一时间观察多种细胞组分。然而，荧光成像系统也存在一定局限性，如细胞活性差、光漂白、光毒性、成像速度慢等问题。透射光成像系统基于透射光原理，光线穿过样品后被显微镜的物镜收集并成像，适用于观察透明或半透明的样品。其优点主要是样本无需进行化学标记，避免了标记过程带来的影响，且操作也相对简单。但相比于荧光成像，透射光成像的对比度较低，难以区分细微的细胞结构，而且因其采用可见光波段，其分辨率也会受限于光的衍射极限。共聚焦成像系统采用激光扫描和针孔过滤技术，能够提供基于荧光成像的超分辨率成像，显著提高横向和轴向分辨率，同时还能捕捉细胞的三维结构信息。除了荧光成像所面临的问题之外，其设备成本相对较高，逐点扫描的方式也导致了成像速度相对较慢。仪器信息网：未来高内涵细胞成像分析系统技术发展趋势如何？最看好哪些应用细分？孙瑞： 首先，无标记成像技术的兴起将减少对荧光标记的依赖，降低对细胞的潜在影响。例如，基于定量相位显微技术的无标记高内涵活细胞分析仪，能够实现对细胞的实时、无标记监测；其次，随着3D细胞培养技术的应用日益广泛，高内涵成像系统需能够支持三维成像，以更准确地模拟并反映细胞在体内的真实生长环境；人工智能和机器学习等前沿技术不断成熟融合，将被更深入地整合到高内涵细胞成像分析系统中，大幅提升数据分析的效率与精确度。自动化的特征识别和分类将变得日益普遍，从而降低对人工操作的依赖；高通量筛选与高内涵成像更加协同，进一步推动药物发现及疾病模型的研究进程；最后，为了提高科研人员的工作效率，成像分析系统的用户界面将设计得更加直观易用，减少学习成本。此外，标准化的工作流程和数据格式将促进不同实验室间的数据共享与结果对比。得益于技术不断创新突破，高内涵细胞成像分析系统的应用场景正不断扩大。目前，它在药物发现与筛选、类器官研究、干细胞研究、免疫学以及神经科学等关键领域展现出巨大的潜力和前景。例如，类器官作为一种新兴的细胞培养模型，能够更真实地反映人体组织的结构和功能，高内涵成像分析系统可以监测类器官发育过程中细胞的变化，为疾病建模和药物测试提供支持。干细胞在再生医学和疾病模型建立中扮演着重要角色，高内涵成像系统可以帮助研究人员更好地了解干细胞的分化过程和功能特性。总之，高内涵细胞成像分析系统的未来发展趋势将更加注重技术创新和应用扩展，特别是在药物发现、类器官研究、干细胞研究、免疫学和神经科学等领域的研究应用。随着技术的进步，这些系统将会更加高效、智能，并且更容易被科研人员所接受和使用。孙瑞 倍捷锐联合创始人兼CEO孙瑞，倍捷锐联合创始人、CEO，厦门大学生科院大湾区院友会副秘书长。毕业于波士顿大学生物医学工程专业, 拥有多年科技型技术转化的经验。从2015年起，分别创始并主导了波士顿大学生物医学工程系脑血管造影术实时监控跟踪技术、哈佛大学与美国东北大学联合主导的肝脏体外器官芯片筛药技术的产业化。在2016年主导创建了服务于年轻华人科学家的产业化协会‘波士顿破蛋计划协会’。19年起作为联合创始人全职加入倍捷锐，推动无标记高内涵成像技术产业化，并构建倍捷锐与默克、蔡司、英伟达、以及国内多所高校的深度合作。关于倍捷锐倍捷锐（BayJayRay）由来自香港中文大学的团队联合MIT、波士顿大学等高校成员共同创立。公司致力于开发创新性先进光学成像技术，以无标记显微技术——定量相位成像技术作为核心，拓展其在生物医学的产业方向的应用，并矢志于借助中国制造优势赋能生物医学产业，推动国产制造新高度。欢迎投稿！投稿文章将在《高内涵成像技术》专题展示并在仪器信息网相关渠道推广。投稿邮箱：zhaoyw@instrument.com.cn，关于征稿内容要求也可邮件咨询或电话联系：13331136682（同微信）。

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日前，天津大学李振、谢育俊团队成功研发新型指纹显影剂，可实现高质量指纹图像显影，为身份认证、案件侦办带来新思路。相关成果发表于国际期刊《先进材料》。指纹识别技术目前已经广泛应用于刑事侦查、身份识别等领域。“指纹三级特征”是从指纹纹路进一步提取的微观细节特征，如指纹脊的宽度、形状、指纹脊上的汗腺分布以及间距等。在实际刑侦过程中，很多案发现场往往只留下很少的指纹，现有的指纹识别技术很难据此进行识别，而根据指纹三级特征却能进行身份认定。实现三级指纹特征的可靠检测离不开高质量指纹图像，因此，发展高性能指纹可视化技术对于刑侦等领域具有重要意义。天津大学李振、谢育俊团队研发了一种新型两亲性指纹显影剂。这种显影剂在空气中研磨可使其发光颜色产生变化，还可以自行恢复；该显影剂以水作为溶剂，不仅避免了对指纹精细结构的破坏，而且在各种基质均有良好的显影效果。特别值得一提的是，该显影剂不仅工作浓度低、显影时间短，而且其获得指纹显影图像的分辨率极高，对三级指纹细节尤其具有非常清晰的可视化效果。“该指纹显影剂能够实现目前三级指纹特征显影几乎最佳的效果。”据研究人员表示，“未来这项技术对身份识别与案件场景指纹证据收集具有重要意义。”

近日，来自瑞士洛桑联邦理工学院医学图像处理实验室和神经假体研究中心的 Enrico Amico 教授及其团队，发表了一项新的研究，表明人类大脑同样具有独一无二的活动特征，即“大脑指纹”。同指纹识别一样，通过大脑“指纹”也能精准识别不同个体。　　同时，研究人员还证实，大脑独一无二的活动特征最先出现在眼球运动、视觉感知相关的感觉区域，随后出现在与复杂认知功能相关的额叶皮层区域。而阿尔兹海默病等神经退行性疾病患者随着疾病进展，大脑“指纹”特征似乎会逐渐消失。　　对此 Amico 教授表示，“我们的研究表明，只需要 1 分 41 秒就能获得人类大脑活动的“指纹”信息，这一信息最先出现在大脑视觉相关的感知区域，随着时间的推移，也会出现在复杂认知相关的额叶皮层区域。未来，我们或许可以通过大脑‘指纹’监测来筛查潜在神经退行性疾病患者、自闭症患者、中风患者、甚至成瘾的患者。”　　相关研究以“When makes you unique: Temporality of the human brain fingerprint ”为题发表在最新一期的 Science Advances 杂志上。　　每个人都有一个与众不同的大脑　　17 世纪中期，意大利著名组织学家兼医生马塞洛马尔皮吉(Marcello Malpighi)，首次观察到人体指尖上有明显的纹路和汗腺。这一观察结果为后续的指纹与个体识别技术奠定了基础。　　如今，我们已经知道，每个人都有独一无二的指纹，指纹信息已经成为了人类身份认证的重要依据，在人类生活中被广泛应用。例如手机指纹解锁、指纹门禁打卡、刑事案件侦破等等。显然，指纹识别技术的出现让我们的生活变得更加快捷、更方便。　　(来源：Pixabay)　　然而，经常看电影的小伙伴们可能会发现，指纹是可以被盗取的。因此，近年来，人们也研发出了一系列诸如视网膜识别、人脸识别等技术，用于指纹识别的补充。　　2015 年的时候，Finn 等人首次提出人类大脑存在特异性这一理念，并通过功能核磁共振成像技术(fMRI)证明，仅计算人类大脑功能连接，就能找到大脑“指纹”。　　简单地来说，fMRI 是通过测量神经细胞活动时所引起的血液氧气含量变化，来观察大脑不同区域的活动情况，可以像照相机一样记录大脑的活动状态。　　通过扫描出来的 fMRI 图像可以得到每个人的连接矩阵，由于不同的生活经历和后天环境，每个人大脑内部连接的方式都不一样，所以可以根据连接矩阵来判断是否为同一人。　　2016 年的时候，来自卡耐基梅隆大学的科学人员采用了五个数据库的数据，通过使用功能性核磁共振成像分析了 699 个人脑的连接图谱。　　(来源：scitechdaily)　　随后，该团队共开展了 17000 多次实验，最终证明，通过大脑功能核磁共振扫描，的确可以找到每个人独特的大脑“指纹”，并且再次扫描仍旧能够完美复现，确认身份。研究人员还发现，就连同卵双胞胎的大脑之间也存在这种区别。扫描结果显示，同卵双胞胎的大脑结构连接模式只有 12% 是相同的。　　对此，卡耐基梅隆大学的心理学助理教授提摩西威尔斯迪南(Timothy Verstynen)表示，“研究结果证实了神经科学领域的一项假设，即每个人大脑中的连接模式都是独一无二的。这说明你的生活经历可以在大脑的连接模式中有所体现。”　　大脑“指纹”获取仅需 1 分 40 秒　　近年来，随着大脑“指纹”的概念得到证实，从人类大脑功能连接数据中提取“指纹”已成为神经科学的一个前沿方向。　　此前的研究虽然通过对大脑神经功能连接数据进行分析，证实了大脑“指纹”的存在，且只需两次 fMRI 扫描就可以准确匹配受试者。但是，到目前为止，绝大多数科学家都是通过长时间的 MRI 扫描来获取大脑“指纹”。　　这些研究没有解释清楚，大脑指纹究竟是如何产生的?又是何时产生的?　　为了找到答案，Amico 教授带领的研究团队利用人脑连接的时间动力学，使用动态大脑功能连接技术，来探索大脑“指纹”产生的时间问题，即大脑指纹是何时产生的，在多长时间内产生，哪些大脑区域对此负责。　　研究结果显示，人类大脑最佳的指纹出现在测试开始的200秒左右。不过，最快仅需 1 分 40 秒，就能成功获取人类大脑的“指纹”，且大脑指纹最先出现在大脑中的感觉区域，也就是与眼球运动、视觉感知和视觉注意力相关的区域。随着时间的推移，与认知功能相关的额叶皮层区域也可以揭示人类大脑的独特信息。　　(图 | 大脑“指纹”(来源：Enrico Amico))　　此外，根据初步研究结果，某些神经退行性疾病，例如阿尔兹海默病等，随着疾病的进展，大脑的“指纹”特征会逐渐消失，通过大脑功能连接来识别个体身份会变的越来越困难。　　最后，通过元分析调查，研究人员证实，大脑指纹的产生与人类行为密切相关，不同行为会在不同的时间，激发不同大脑区域的“指纹”特征，二者之间存在复杂的梯度关系。也就是说，大脑“指纹”具有随时间波动的特征。　　对此，Amico 教授表示，“我们的研究证明，大脑‘指纹’特征具有明显的波动性，疾病等各种因素均会影响大脑‘指纹’的出现。据此我们可能通过大脑‘指纹’监测中枢神经系统疾病或其他诸如中风等可能影响中枢神经系统的疾病。”

面对南海海面大片的无主溢油，只要对照“指纹库”，就可轻松找出肇事者。记者在日前举行的“中国海监溢油检验鉴定执法业务运行系统标准化建设南海区示范点”验收会议(见上图)上了解到，我国华南地区第一个专业海洋溢油检验鉴定平台顺利通过验收。这一平台历经4年的努力，由中国海监南海区检验鉴定中心主持建设。该系统建成，可实现对海上溢油的快速排查，迅速锁定海上溢油的来源，从而让溢油肇事者无处藏身。 　　原油“指纹鉴定”追查污染源 　　“原油”也有指纹?!黄楚光主任告诉记者：原油是由上千种不同浓度的化合物组成，这些化合物通过不同的分析检测手段获得不同的信息，这些信息就是反映油品特征的油指纹。世界上不同产地的油品都有各自不同的“油指纹”。通过建立起涵盖不同原油的“油指纹”库，就可鉴别指纹特征不同的油样，从而实现对溢油的快速、大面积排查，迅速锁定可疑溢油源。 　　黄楚光透露：“以往，海洋环境主管部门在海上溢油事故调查处理时，为查找溢油源，通常只能采取嫌疑当事人询问、船舶或油田管系现场勘查、风向和海流对溢油流向等可靠性不高、证据力度不够的方法做出推断。随着海洋溢油事件的逐年增多和溢油事件的复杂多样性、多变性的出现，传统的工作方法已远不能满足工作的需要。溢油鉴定技术的应用，有效弥补了传统调查手段的不足，保证了事故认定的准确性和科学性，为事故的进一步处理和索赔提供具有法律效力的技术依据。同时也是出现跨界污染情况时避免国际纠纷的重要手段。 　　南海油“指纹库”，华南区最强实验室 　　中国海监南海区检验鉴定中心是我国最早从事海洋溢油鉴别的机构之一，在上个世纪80年代起就在油品鉴别方面做了大量的工作。2006年，针对海上频发的无主漂油，大力开展了油指纹库建设和溢油检验鉴定技术研究工作。 　　4年来，中国海监南海区检验鉴定中心已完成了南海区所辖海域29个石油平台的287个单井、7个浮式储油轮和1个终端的1035个原油样品的采集和建库工作，实现了南海区管辖范围内在开采石油平台92%以上油井的原油采样和建库。采用了三维荧光、气相色谱法和气相色谱质谱法等化学指纹分析方法，针对油品的正构烷烃、多环芳烃、生物标志化合物等定量特征信息，建立一套较完善的油指纹库建设体系和溢油鉴别技术。 　　2010年，南海区检验鉴定中心开展并完成了“中国海监溢油检验鉴定执法业务化系统标准化南海示范区建设”。通过标准化示范区建设，中心已具备了稳定碳同位素质谱仪、气相色谱/质谱仪、电感耦合等离子质谱仪、气相色谱仪等油指纹分析用的最高端的分析技术手段，溢油检验鉴定硬件条件达到了系统领先的水平，并建立了一整套从采样、储存、分析、检测、排查鉴定、质量控制等标准化体系。此外，南海区检验鉴定中心还建成了目前国内最大的原油冷藏库，购置了目前油指纹分析用的最高端和最权威的仪器，成为华南区实力最强的溢油检验鉴定实验室，也是华南地区应对海洋溢油污染建立的第一个专业海洋溢油检验鉴定平台。 　　油污“指纹”分析让肇事者无处藏 　　2008年8月，广西涠洲岛海滩出现不明的溢油，南海区检验鉴定中心第一时间进行油污指纹分析，并从南海原油指纹数据库中迅速排除了多个可疑溢油源，缩短证据收集时间。 　　2010年5月，发现香港南丫岛以南水域出现疑似油污带。南海区检验鉴定中心在第一时间立即开展溢油应急监测和油指纹分析，为应对可能的跨界污染争端掌握了第一手科学证据。 　　截至目前，南海区检验鉴定中心已经利用该平台，完成了20多起溢油事件的检验鉴定和应急调查，成功地确定溢油来源，为海洋溢油执法提供了有力证据。 　　据了解，此次建成的溢油检验鉴定标准化平台还会在未来进一步完善，力求成为溢油污染鉴定、溢油应急监测、污染损害评估以及为海洋管理提供鉴定依据的多功能、综合性海监检验鉴定实验室，向国际一流的溢油鉴定平台进军。 　　海洋溢油污染，生态超级杀手 　　2010年4月20日发生在墨西哥湾的原油泄漏，造成的海洋生态灾难可能影响10年以上 时隔3个月，7月16日，大连新港发生输油管爆炸事故，部分原油泄漏入海，其生态影响持续的时间将在6年以上!据不完全统计，1976年到2006年间，我国沿海平均每4天发生一起溢油事故，其中溢油量在50吨以上的溢油事故60多起! 　　中国海监南海区检验鉴定中心黄楚光主任表示：“海洋溢油被称为海洋生态环境的超级杀手，溢油污染严重的海域，生态环境几乎遭到毁灭性的损害，历经多年才能恢复，甚至不可能完全恢复。”随着我国经济的不断发展，各类油污染事件呈上升趋势，发生的频率与风险正日益加大。在中国近海，溢油是经常发生的重要环境灾害之一。 　　我国南海溢油风险与日俱增，成为溢油事故多发海域!专家表示：我国进口的原油运输有50%以上需通过南海，同时，南海还有年采石油总量超过5000万吨的上千口采油井。一旦发生溢油事故，后果不堪设想。南海边界复杂，近年来在边界区域出现的无主溢油事件成为潜在的国际纠纷导火索，因此，准确判定无主溢油的肇事者，对于南海的溢油防治和执法维权工作意义重大。

指纹图谱作为中药复杂样品体系质量控制强有力的技术手段，能够较全面反映中药内在质量，已赢得国际上的广泛认可并得到迅速发展。2010版中国药典收载高效液相色谱特征图谱7项，指纹图谱13项，其中中成药6项，提取物14项，为中药产品质量的控制开辟了新途径，成为我国中药企业的一次重大突破。 1、复方丹参滴丸 【指纹图谱】色谱条件与系统适用性试验 用Waters® ACQUITY UPLC® HSS T3（柱长为100mm，内径为2.1mm，1.8&mu m）色谱柱；以含0.02%磷酸的80%乙腈溶液为流动相A，以0.02%磷酸溶液为流动相B，按中国药典第907页条件进行梯度洗脱；流速为每分钟0.4ml；检测波长为280nm；柱温为40℃。理论板数按丹参素峰计算应不低于8000。 2、三七三醇皂苷 【指纹图谱】 按中国药典第368页条件运行，共有5个色谱峰，其中2号峰为三七皂苷R1，3号峰为人参皂苷Rg1，4号峰为人参皂苷Re，作为参照峰。色谱柱： Waters SymmetryShield&trade RP18， 5&mu m ，250× 4.6mm。 3、生脉注射液、参附注射液 【指纹图谱】色谱条件与系统适用性试验 固定相采用Waters SymmetryShield RP18色谱柱（4.6mm× 250mm；5.0&mu m）；柱温30℃，以乙腈为流动相A，以水为流动相B，梯度洗脱；检测波长为203nm。理论板数按人参皂苷Rb1峰计算应不低于1350000。测定法 分别精密吸取参照物溶液和本品各10&mu l，注入液相色谱仪，测定。在8～95分钟范围内，应呈现十七个与生脉注射液对照指纹图谱相对应的特征峰。按中药色谱指纹图谱相似度评价系统计算，以特征峰计算相似度，本品指纹图谱与生脉注射液对照指纹图谱比较，相似度应不得低于0.80。另对供试品色谱图中所有峰面积值高于人参皂苷Rb1峰面积值的百分之五的色谱峰进行积分，非特征峰面积之和不得高于总峰面积的50%。（见国家药典委员会关于生脉注射液、参附注射液质量标准有关内容的公示） 中药指纹图谱研究的特点 适合中药指纹图谱研究的Waters色谱柱推荐 （1）适合中药指纹图谱研究的色谱柱推荐之T3 XSelect&trade HSS T3，采用三官能团键合，低配基密度（~1.6 &mu mol/m2）C18 烷基链键合和专利的封端技术，是沃特世公司最先进的键合和封端技术的有力体现。 &bull 在增强极性化合物保留能力的同时，维持了对中等和强疏水化合物的适度保留能力，又称&ldquo 平衡柱&rdquo ，能够对同时包含强极性和疏水性的复杂中药组分提供适中的保留。 &bull LC-MS兼容 &bull 耐受100%水相流动相 &bull 分离重现性好 对应的UPLC® 色谱柱为ACQUITY UPLC HSS T3，典型应用如国家药典委员会公示的护肝胶囊、护肝颗粒含量测定，用ACQUITY UPLC HSS T3（2.1× 100mm，1.7&mu m）分析，要求理论板数按五味子乙素峰计算不低于150000。 （2）适合中药指纹图谱研究的色谱柱推荐之Shield RP18 Shield RP18色谱柱基于沃特世专利的内嵌极性基团技术，能够&ldquo 屏蔽&rdquo （shield，英文有&ldquo 护罩&rdquo 、&ldquo 屏蔽&rdquo 的含 义）硅胶表面的残留硅醇基，使其不能与碱性较大的化合物发生拖尾作用。Waters Shield技术在硅胶颗粒和BEH颗粒上均高度成功， SymmetryShield RP18色谱柱在pH2-8范围内提供独特选择性，峰形与分离度都显著改善，并且完美兼容高水相条件；而BEH Shield RP18更将此诸多优势拓展到pH2-11的宽范围，为方法开发提供了极大灵活性。Shield RP18对含有生物碱、极性组分等中药体系都是良好的选择，更有相对应的ACQUITY UPLC色谱柱为获得超高分辨率和实现快速分离提供保障。

癌症可以在我们体内的许多地方生长，并对我们的健康造成巨大威胁。但是，如果能在早期发现癌细胞的生长，那么成功治愈的机会将更大。有实现这一目标的方法吗？来自慕尼黑大学（LMU）激光物理部的宽带红外诊断(BIRD)研究团队揭示，红外光谱图谱可以用于拾取实体瘤在我们血流中留下的分子痕迹。检测早期和侵袭性较低的癌性病变对于有效的药物治疗选择至关重要。除了使体内肿瘤组织显影的射线照相工具，以及从内部器官中切下用于显微镜检查的组织活检之外，现代诊断方法通常专注于非侵入性的癌症检测：他们分析体液并试图捕获癌症引起的肉眼“看不见”的分子变化。事实上，肿瘤将许多异常的代谢产物和信号分子传播到周围环境中。同样，肿瘤也与邻近组织的正常细胞相互作用，随后与我们的免疫细胞和血管相互作用。这些相互作用实质上影响了许多分子的类型和数量，这些分子最终在我们的血流中循环，甚至在肿瘤仍然局限于一个器官而尚未转移的时候。然而，明确识别癌症分子（医学诊断和制药的圣杯）仍然是一个挑战。慕尼黑大学的attoworld研究团队做出了巨大努力，为复杂液体基质中分子的最可靠和最灵敏检测铺平了新的技术途径。在此背景下，BIRD研究团队刚刚在《eLife》上发表了一篇论文，题为“Infrared molecular fingerprinting of blood-based liquid biopsies for the detection of cancer”，他们将极小体积的血样流过比色皿，并通过其发出红外光，并根据溶解在样品中的数十万不同分子的同一性和数量，对来自血液样品的光波模式的复杂变化进行定量。通过使用机器学习算法来提取信息可以确定签名，该签名是个体血液样本的高度特征，因此该签名可以称为“分子指纹”。BIRD团队早期发表在《Nature Communications》上的研究，题为“Stability of person-specific blood-based infrared molecular fingerprints opens up prospects for health monitoring”表明，这种红外分子指纹在重复抽取个体血液时具有高度重现性。现在，通过红外分子指纹来追踪癌症等疾病的问题变得非常明显：必须转移到人群水平。因此，科学家们必须分析近两千名个体的这些指纹，才能提取出平均健康指纹和平均疾病指纹之间的差异。在现实生活中如何工作？与LMU诊所的医生合作下，BIRD团队建立了一个匹配的病例对照临床研究，并对独立诊断为肺癌、前列腺癌、乳腺癌或膀胱癌的患者样本进行了比较红外分子指纹图谱分析。事实上，血液的红外指纹图谱具有惊人的稳健性，能够正确检测癌症状态。令人兴奋的是，红外指纹不仅可用于检测癌症，还可用于区分不同的癌症类型，表明每种癌症都引发了特定的分子改变。这种方法有一天可以进入诊所吗？虽然远非一种患者可以在医疗诊所获益的方法，但已发表的研究证实了一种预期，即在未来，红外指纹图谱可能会成为有用的辅助癌症诊断，甚至用于使用当前癌症检测方法会被忽略的低级癌症的癌症筛查。红外指纹图谱可能很快会发展到另一个水平，特别是当attoworld研究中的超快光源和高精度电场计量学将发挥作用时。探索将会继续，道路十分光明。

目前中药注射剂乃至整个中药产业都面临严重的“信任危机”。如何在国家不断加大药品监督力度的情况下保证中药注射剂的安全性，就成为了解决此次信任危机的重中之重。 　　由于中药成分相对复杂，需要对每味中药和每种成分逐一鉴定，才能够严保质量关。但就现有的技术而言，只有指纹图谱技术能够在检测中尽可能多地反映产品全貌，因此，指纹图谱技术就成为了监督中药产品质量的关键。 　　具有先进分析技术的指纹图谱特别是数字化色谱指纹图谱的出现为中药产品质量的控制开辟了新途径。为促使此项技术能早日正式投入使用，企业的质检中心从2004年起就用指纹图谱全程控制注射用双黄连(冻干)的质量。无论是对注射用双黄连(冻干)的原料金银花、黄芩、连翘及提取物 还是对注射用双黄连(冻干)配剂药液及该制剂成品都进行了严格的监控。技术应用至今，注射用双黄连(冻干)成品的指纹图谱均达到国家标准。 　　2009年7月1日，注射用双黄连(冻干)将进入2005年中华人民共和国药典增补本，这不仅是我国唯一一个，同时也是首个采用指纹图谱控制产品质量的中药注射剂。中华人民共和国药典是药品的最高法典，代表着国家对药品的最高标准，只有安全性好、用药广泛、质量标准高的药物才能进入此药典。此举无疑是继注射用双黄连(冻干)第一个进入2000版药典的中药粉剂后，中药企业的又一次重大突破。届时中药企业会正式将指纹图谱技术应用于生产过程的各个环节，从而严格有效地控制注射用双黄连(冻干)的质量，以此保证产品质量的均一和稳定，并保证产品的有效性和安全性。 　　指纹图谱标准的应用，不仅能确保对中药产品的质量控制，更能提高中药产品的市场竞争力，同时对中药注射剂质量与安全再评价的顺利通过，以及整个中药行业产品质量标准的提高都将奠定良好的技术基础。

西澳大学两位法医科学家AlexMartin与JohnWatling发明了一种新式化学方法，来证实葡萄酒的起源。 　　这两位科学家运用质谱仪，测定澳大利亚周边地区400多款葡萄酒的化学“指纹”。 　　所谓的“化学指纹”是由60多种微量元素浓缩而成，主要根据所在产区土壤成份以及葡萄品种判定。在酿酒、运输、储藏过程中，这种“指纹”几乎不会发生变化。 　　产自同一产区的同品种葡萄酒会有相似的化学“指纹”，与其它产区的同种葡萄酒“指纹”截然不同。目前，科学家正在建立世界各地葡萄酒的相关数据库，一旦建成，就可能通过对比数据库中的“指纹”信息，辨别一些不知名葡萄酒的产地。

溢油事故：超级杀手 　　“据不完全统计，1976～2006年，我国沿海平均每4天发生一起溢油事故，其中，溢油量在50吨以上的溢油事故60多起。”国家海洋局北海环境监测中心主任高振会告诉记者，“随着我国对外开放和海洋经济的迅速发展、海洋石油勘探开发规模不断加大、海上石油运输日益繁忙，加之我国未来对石油需求的不断增加、油运市场的不断壮大，我国海域可能是未来溢油事故的多发区和重灾区。海上溢油事故正逐渐成为十分敏感的问题。” 　　海洋溢油被称为海洋生态环境的超级杀手，是我国近海经常发生的重要环境灾害之一。随着我国经济的不断发展，各类油污染事件呈上升趋势，发生的频率与风险正日益加大，这给我国海洋生态环境、生态资源及人民群众带来了重大损失。 　　高振会举例说，2002年，一艘装载8万吨原油的马耳他籍“塔斯曼海”轮船在渤海湾发生撞船事故，大量原油泄漏，经过评估，这起事故给我国带来的环境经济损失达1亿多元。除此之外，各种地沟油、加油站漏油、发电厂及机修厂漏油也是油污染的主要来源，而它们直接危害到周围居民的健康。 　　发展，迫在眉睫 　　溢油源的确定和损失评估是溢油事故处理的重要依据，因此，发展溢油鉴别与损害评估技术越来越迫切。 　　“海洋溢油具有突发性、偶然性和瞬时性，加之其在海洋环境中的复杂变化，使得其损害的对象也十分广泛。但目前我国缺乏专门的海洋溢油科研平台，部分基础研究成果零散分布，缺乏有效的海洋溢油快速鉴别与损害评估技术，给查找肇事者、有效保护我国海洋生态环境带来诸多困难。”高振会告诉记者，面对我国沿海经济的迅速发展，我们应该逐步开展以溢油监测与鉴别技术、溢油的生态环境影响评估、溢油现场处置与生态修复技术为重点的研究与应用示范工作，从而指导我国海洋溢油环境保护工作。 　　针对溢油事故频发及其对海洋环境的巨大损害，目前国际上很多国家和地区都建立了相关的专业研究机构，如美国早在1978年就在海岸警备队成立了油品鉴别中心实验室 欧洲的比利时、丹麦、德国、挪威、葡萄牙和英国等6个国家的研究机构也于1983年在对油类分析研究的基础上，建立了欧洲海上溢油鉴定系统，后经过两次修订于1992年被《波恩协议》所接受，作为《波恩协议》内部溢油鉴别的推荐方法。这些机构在溢油方面开展的研究成果，不仅促进了海洋溢油相关技术的发展，并在海洋行政管理中发挥了重要作用。而我国在这方面却一直落后于这些发达国家。 　　我国也应时代发展的需要，于2007年在国家海洋局北海分局建立了我国第一个溢油鉴别与损害评估技术重点实验室，促使海洋科学技术研究及成果转化与海洋行政管理的结合。 　　油指纹鉴别技术是时代之需 　　溢油鉴别与损害评估技术重点实验室通过溢油监测与鉴别技术、溢油的生态环境影响、溢油应急处置及生态修复等方向与多学科交叉研究，深入了解海洋溢油的特征和规律，准确查明各种溢油来源，对其造成的海洋生态环境损害作出客观评估，为修复受损的海洋生态环境、发展海洋突发事件研究的理论体系、发展相应的高新技术提供技术平台，为我国海洋减灾防灾和维护国家海洋权益提供科学依据。该实验室以溢油监测与鉴别技术、溢油的生态环境影响和溢油现场处置与生态修复技术为主要研究内容和方向。 　　高振会向记者介绍，这些技术中油指纹鉴别技术至关重要。 　　该技术最早始于20世纪60年代，美、日等国家在70年代相继推出标准方法，北欧标准也在80年代颁布。近些年来，随着技术的发展和研究的不断深入，各国都在不断完善自己的溢油鉴别体系，并建立起了自己的油指纹库，我国也正在着力建设自己的标准油指纹库。 　　高振会解释说，所谓的油指纹鉴别就是基于油品指纹的差异性，通过对溢油和可疑溢油源油样的“油指纹”进行比对，从而实现溢油源的排查和确认。 　　众所周之，原油是由上千种不同浓度的化合物组成，这些化合物通过不同的分析检测手段获得不同的信息，如利用色谱获取的组分信息、利用光谱获得的各种光谱特征，这些信息就是反映油品特征的油指纹。 　　油指纹的差异性主要受到3个方面因素的影响：首先，原油的形成和聚集过程中的因素，包括原油生源岩本身的有机质特征、热环境以及原油在地层和油井内的运移 其次，原油通过不同的炼制过程获得的成品油，因为炼制过程不同，不同的需求，以及运输、储存等过程的不同，不同成品油的油指纹不同 最后，油品溢出到环境中后的风化和混合，不同的风化过程、不同的环境背景和环境中其他烃类污染源带来的混合，油指纹也会发生不同程度的变化。 　　记者了解到，为提高溢油鉴定能力，为海洋行政执法管理提供科学依据，国家海洋局北海分局建立了气相色谱、气相色谱—质谱、红外光谱、荧光光谱及物理方法等一套国际先进的油指纹库建设体系和多手段逐级鉴定体，承担并完成了油指纹库建设体系及关键技术研究。 　　关键之处显身手 　　“在我国科技工作人员的努力下，在认真梳理、总结多年工作成果并广泛借鉴国内外先进经验的基础上，我国现已完成了国家标准《海面溢油鉴别系统规范》的制定。该标准是在行业标准部分内容的基础上，广泛吸收《欧洲溢油鉴别系统》(NT CHEM 001，1991)和美国ASTM相关标准中先进的油指纹鉴别技术，研究石油指纹的化学分析方法、溢油鉴定程序和判定方法，较之前行业标准已经有了质的飞跃，溢油鉴定流程方面实现了与国际接轨。”高振会高兴地对记者介绍。 　　高振会进一步补充说，这些技术目前已经得到了很好的应用，积累了较丰富的实践经验。如长岛海域油污染事件鉴定、埕岛海域油污染鉴定、“塔斯曼海”轮溢油鉴定、威海“恒冠36”轮溢油事件鉴定、绥中36-1油田F31井溢油污染鉴定、黄骅滩涂溢油鉴定、黄岛溢油鉴定等几十起溢油事故鉴定中，这些技术都发挥了关键性作用。尤其是2006年“长岛海域油污染事件”中，北海分局北海监测中心基于油指纹鉴定技术，排除了多种溢油嫌疑，成功地确定溢油来源，为事件的处理提供了有力证据。

“这是一篇花了很多银子的钢化膜防指纹测评全文阅读需要5分钟。”现在手机钢化膜的功能越来越丰富了，逼格很高，防指纹，防蓝光、防窥屏，甚至还能防辐射。某宝随便找个钢化膜，也得是功能强大科技含量丰富̷̷似乎没点高科技就没法混了。哪怕是9.9包邮还送俩的，也都拥有先进的真空电镀防指纹等技术，且普遍都会把集成疏水疏油层作为钢化膜的宣传卖点。那么问题来了：这种带有疏水疏油层的手机钢化膜，真的有用吗？不同商家钢化膜的疏水疏油效果有多大差别呢？我们平常所说的疏油层、疏水层，指的都是Anti Finger Print（AF，防指纹涂层），它是一种含氟涂料（多为全氟聚醚），其方法是在钢化玻璃膜表面加上一层防指纹涂层，保证钢化膜表面有污渍的情况下可以很容易清除。防指纹处理工艺，也有高低之分。低级：手涂防指纹涂层，就是人手一把刷子，把防指纹油直接人工涂抹在玻璃膜表面，缺点是防指纹效果不均匀且容易消退。中级：机涂/等离子喷涂。一般有点规模有点良心的厂家选用的都是这种。这种工艺效果比手涂好一些，缺点是持久性差一些。顶级：电镀防指。经过电镀防指纹油工艺的钢化玻璃膜效果触感比普通钢化膜还要顺滑。而除了在钢化膜表面加上防指纹涂层之外，号称电竞专用的磨砂钢化膜，则会进一步通过喷砂或者蚀刻磨砂方法，增加钢化膜表面的粗糙度，来增强抗指纹，疏水疏油的效果。如何知道钢化膜的疏水疏油，防指纹的效果呢？网络上的测评方法五花八门，层出不穷，最为常用的还是：01油性笔用油性笔在钢化膜上写字，防指纹效果比较好的，很难写出完整的字。02滴水或者滴水，如果水滴凝聚成圆形液滴，就说明有疏油层。03测试滑落夹角（图片来源知乎用户：不纠结）还可以通过测试滑落的夹角来判定膜的顺滑度等。上面几种方法比较容易受到人为因素的影响，目前最为专业的测试钢化膜表面防指纹效果的方法，还是采用接触角分析仪。水或者油滴在钢化膜表面，形成接触角，接触角越大，说明钢化膜的防指纹效果越好。根据Q/Ali 00006-2017 《手机保护膜技术规范》的商业性产品标准，选择钢化膜表面5个不同位置点进行测试，水接触角需要≥110°。此次购买了淘宝上销量比较靠前的手机钢化膜，包括高清抗指纹膜以及磨砂膜，通过KRüSS DSA25接触角分析仪进行测试，来辨别钢化膜的防指纹效果。一、水接触角接触角越大，说明钢化膜越疏水，防指纹效果越好。二、滚动角滚动角，简单来说就是在钢化膜表面滴一定体积的水，测试水在屏幕上滑落的角度。滚动角越小，防指纹效果越好，膜的顺滑度也相对比较好。本次测试，水的体积是6微升，倾斜速度为30°/min。三、表面能当我们手指与手机接触的时候，少量的乳酸和脂肪酸等会残留在手机膜上，而且与手指日常接触的一些油性液体（如护肤品、食用油和皮肤分泌油）也会产生残留。因此，仅通过测试水的接触角和滚动角，只单一评价了钢化膜的疏水效果，这并不能准确反映手机膜的防指纹能力。液体在固体表面的润湿性一般用接触角表征，并与固体表面能有关，固体表面能越低，液体一般越难润湿这种固体。从防指纹性能与固体表面能的关系出发，评价样品的疏水性、被液体润湿性的防指纹效果。手机钢化膜的表面能越小，防水和防油脂等的效果越好。总结1、相同品牌，电镀加倍抗指纹，磨砂款和抗蓝光款等防指纹效果差异都不大。大部分品牌中，滚动角测试结果中，高清抗指纹的效果反而优于磨砂款。为了增加爽滑度和抗指纹效果，特意做的磨砂款，防指纹效果也并不突出，反而会影响屏幕的清晰度。2、不同品牌之间，个别厂家的钢化膜防指纹效果比较差，且防指纹涂层不均匀。尤其是9.9元包邮，买一送二的钢化膜。而大部分旗舰店的钢化膜，防指纹效果上差异不大。因此一张好的防指纹钢化膜的自我修养：水接触角大滚动角小表面能低

“一斗穷、二斗富，三斗四斗卖豆腐… … ”俗语中，指纹上的“斗”（圆圈形纹路）和“簸箕”（非圆条纹）隐藏着智慧和富贵的密码，甚至决定着一个人的穷达。复旦大学与中国科学院上海营养与健康研究所等科研团队的一项新研究表明，指纹虽无关“穷达”，但或许隐含着健康信号，皮肤纹路受关键肢体发育基因影响，与生长发育及疾病有关。1月7日，相关研究在2022年第一期《细胞》上发表，有助于更好地解密人类基因和表型特征之间的联系。奇妙的手指“图案”指纹是存在于手指皮肤上的凹凸纹路，因为司空见惯，其背后的基因密码并未得到重视。“一开始，着手开展这项工作纯粹是出于好奇。”论文共同通讯作者、中国科学院上海营养与健康研究所研究员汪思佳告诉《中国科学报》，“但我们后来发现，指纹模式与肢体生长基因有关，而肢体生长对胎儿发育至关重要。”随着研究的深入，科学家发现待解的谜题越来越多：人类的指纹花纹是如何形成的？何种基因在其中发挥了主导作用？指纹这类表型的形成是否存在某种生物学机制？ 为解开这些谜团，汪思佳团队和爱丁堡大学Denis Headon教授团队、复旦大学金力院士团队联合国内外十余家科研机构，对此展开深入研究，通过对较大样本人群进行分析，精确量化了多种族群体的指纹花纹。他们分析了几百万遗传位点和指纹花纹之间的关系后发现，人类肢体发育相关基因在指纹花纹表型的形成中发挥了关键作用。“指纹的形状——无论是斗还是簸箕，均受到负责肢体发育的基因的影响。”汪思佳说，“这是多种表型相互关联并受相同基因影响的典型案例。” 指纹图案通常被分为3种类型：弓型、环型和螺旋型。胎儿形成3个月后，这些“沟”和“脊”开始在手指和脚趾上形成。科学家怀疑，指纹的进化可能有助于抓取物体和感知其纹理，但这些图案究竟是如何形成的却不得而知。基因“掌控”指纹为弄清指纹花纹表型与哪些基因相关，其背后有着怎样的遗传学机制，研究人员从位点与指纹花纹表型相关的遗传变异入手，面向23000多例个体进行全基因组关联扫描与多群体荟萃分析，从中识别出43个与人类指纹花纹相关的遗传基因座。“我们观察到，这些基因显著富集在肢体发育与形成的相关通路，而非皮肤发育相关通路。”汪思佳说。这一发现令团队欣喜不已。为验证这些发现，研究人员基于小鼠动物模型和人胚胎组织的实验观察，发现人类胎儿组织从肢体发育到皮纹形成的系列过程中，支持EVI1基因发挥塑造四肢和手指作用的正是表达于肢体发育期的间充质细胞，而非皮肤发育期的上皮细胞。这进一步与研究结论相印合：指纹相关基因恰通过调控肢体发育来影响指纹花纹的形成。通过多表型关联分析，研究人员发现指纹花纹与手指长度比例间紧密相关，二者共有相同遗传基础。如小指相对越长，掌长相对越短，双手斗形花纹越多；而食指远端指节（指纹形成处）相对越长，斗形花纹则越少。新范式带来“导航图”“我们不知道基因是如何形成指纹图案的，但它可以由胚胎组织掌垫上的生长力量来决定，掌垫在不同指纹模式的形成中起着重要作用。”论文第一作者之一，复旦大学人类表型组研究院、生命科学学院博士后李金喜说，“随着胎儿手部的生长，手掌和手指会伸展拉长。例如，这些力可以把一个螺旋纹路变成一个环。”“值得注意的是，以前的研究已经表明，EVI1与白血病患病风险有关。”汪思佳举例说，“科学界已经发现不同的皮纹表型与许多先天遗传性疾病之间的关联。比如，唐氏综合征患者可能会有断掌、足拇趾弓状球纹等特征。”汪思佳认为，该研究为肤纹与人体其他表型与疾病的关联研究提供了重要理论基础，有望打通宏观与微观表型的联系与作用机制，使“看手相识疾病”成为可能。目前，汪思佳团队正和复旦大学附属儿科医院等医疗机构合作，希望将相关研究成果尽早运用在新生儿先天性疾病的早期筛查中，实现早诊断、早治疗。“这是人类表型组研究的经典案例，很好地体现了人类表型组学作为一种新范式，具有创新策源的重大科学意义。”论文共同通讯作者，中国科学院院士、复旦大学教授金力对《中国科学报》说。目前，来自不同机构的中国科学家团队经过通力合作，基于复旦大学在上海开展的800余人、每人测量近3万个表型的队列研究，已经初步绘制出全球首张“人类表型组导航图”，发现了150余万个强关联，其中跨领域强关联占39%，大部分是科学界首次发现。https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.12.008

由中科院长春应化所、吉林大学、中国农科院特产所共同承担的吉林省科技发展计划项目“龙胆草等长白山道地中药材多维指纹图谱研究”近日通过吉林省科技厅组织的专家组鉴定。专家认为，该项目为中药的质量控制提供了新的技术和方法，其实验手段和技术达国际先进水平。 　　中药指纹图谱是一种能够全面反映中药材及其制剂中所含化学成分种类与数量，进而对中药材及药品质量进行整体描述和评价的技术手段。 　　中药及其制剂均为多组分复杂体系。目前，我国在中药材及其饮片指纹图谱研究中主要采用的是色谱指纹图谱技术。该技术虽然具有通用性较强、灵敏度较高等优点，但同时存在着建立方法繁琐、分析时间较长、特征性及抗干扰能力较差等缺点。 　　中科院长春应化所、吉林大学和中国农科院特产所的科研人员，从开拓中药指纹图谱新技术、新方法，为中药质量控制提供有力技术支撑的目标出发，在吉林省科技厅的大力支持下，以我国“天然药库”长白山道地中药材为载体，于2006年年开始了龙胆草、五味子、淫羊藿、黄芪和甘草5种中药材的多维指纹图谱的研究，取得了系列具有我国自主知识产权，国内领先、国际先进的创新成果。 　　针对中药质量控制中对整体性、特征性、系统性的需求，建立了龙胆等中药材多指标成分分析的液相色谱质量控制方法及主要成分结构确认的质谱分析方法 建立了龙胆等5种中药材及其饮片的质谱特征指纹图谱分析方法和质谱特征指纹相似度的分析系统，以及用于药材产地区分、品种鉴定、采收期识别、生长年限区分等质谱指纹图谱化学模式识别方法 建立了龙胆等5种中药材的近红外指纹图谱和应用光谱计量学方法构造快速分析道地药的方法，以及用于中药材产地、生长年限等区分的近红外指纹图谱化学模式识别方法。 　　科学实验和实际应用证明，该所所开拓的质谱、近红外光谱中药材指纹图谱新技术，与传统的色谱指纹图谱技术相比，具有建立方法简捷、特征性强、灵敏度高、分析时间短等优点。 　　专家组认为，该新技术、新方法的建立，不仅能快速对中药材的品种进行整理、进行真伪识别，还可以通过结果的聚类、系统分析，获得带有规律性的启迪，从而进一步寻求植物科属、化学成分和疗效间的相关点，结合相关的活性、毒性指标，实现利用质谱及红外指纹图谱技术，对中药种植、加工及新药研发过程的质量评价及控制，对于提高中药质量，推进中药现代化具有重要的意义。

对于食品行业来说，什么问题都不如安全来得重要。而如果想要知道食用的东西是否安全，产品的来源追溯就显得特别关键。日前，在新西兰的创新者颁奖典礼上，一种可以追溯奶源的新技术——牛奶指纹识别受到了广泛的关注。对于人类来讲，识别不同的人最常用的技术就是指纹。现如今，人类的指纹识别应用已经非常普遍，连小小的手机都已经开始用指纹来解锁，更别提短期出国也被要求采集指纹。但是，对于想要知道自己吃的东西和喝的牛奶从何而来怎么确定呢?牛奶指纹识别就是针对这种对于奶源追溯问题的技术。简言之，牛奶指纹识别技术通过光分析和精密计算准确获取牛奶成分的详细信息。　　新西兰是奶业大国，奶业的安全对于这个国家支柱行业来讲至关重要。因此，新西兰耗资两百多万新西兰元，耗时5年来研究这项技术。恒天然集团的杰瑞米希尔(Jeremy Hill)博士和史蒂夫霍尔罗伊德(Steve Holroyd)博士与设备制造商Foss公司在这项技术的研发上紧密合作了几年。后来，农业专家布里奇特麦克莱恩(Bridget McLean)先生也加入了研发小组。此外，恒天然也曾与丹麦乳业集团Arla食品公司合作研发过一段时间。　　这项技术使用光谱仪对牛奶进行检测，它射出的光扫过牛奶样本时，一些光会被牛奶的不同成分所吸收，而另一端留下的光谱就是“牛奶指纹”。随后，检测员会采用先进的精密计算方法来分析其牛奶成分。为了保障食品安全，通常的检测都是抽样式的，牛奶指纹技术可节约超过99%的检测成本，同时大幅度缩短检测时间。具体到奶业，之前有些检测时间长达几天甚至几个星期，而通过牛奶指纹识别技术，人们可以在几秒钟内检测数以百计的样品，这大大缩短检测时间并节约成本。因此，这项技术带来的益处远不止于保障乳品的质量和安全性。　　牛奶的成分会因为季节、牧场和所在区域的不同而有所变化。有些牛奶更适合加工成某种特定产品 那些适合加工成高品质超高温灭菌牛奶的牛奶成分不同于那些适合加工成黄油的牛奶成分。借助这项技术，人们可以把装运更适合加工成超高温灭菌产品的牛奶的奶罐车分配到一个工厂，而把装运另一种牛奶的奶罐车分配到黄油加工厂。牛奶指纹识别技术可以快速提供每个牧场出产的牛奶信息，与奶罐车的精密调度系统相结合，可以将牛奶运往相应的生产基地，以确保每一滴牛奶价值最大化。　　牛奶指纹识别技术开发的部分资金来自一个名为“转化乳品价值链”的项目。该项目是由新西兰初级产业部、恒天然和新西兰乳业协会(DairyNZ)联手成立的初级成长伙伴项目，旨在开发新产品、提高牧场生产效率、减少对环境的影响并加强农业教育。在日前举行的新西兰创新者颁奖典礼上，恒天然研发团队凭借牛奶指纹识别技术获得“卓越创新研发大奖”。

p 　　最近，来自萨里大学的研究人员与荷兰法医研究所、智能指纹研究机构共同合作，开发出一种检测手段，能够快速精准检测出各手指上残留的卡因及代谢物，同时识别出指纹主人的身份。如果这个测试在不久的将来被广泛应用于可卡因以及其他非法药物的检测，那么传统的尿液、血液或唾液药物检测将有可能遭到淘汰。 /p p 　　 strong 有效性达99% /strong /p p 　　此项研究中，研究人员使用了一种名为纸喷雾质谱分析(paper spray mass spectrometry)的技术进行代谢指纹分析，用以辨别受试者是否服用过可卡因等其他非法药物。这项突破性的研究日前发表在Clinical Chemistry期刊上。 /p p 　　研究人员选择了一批接受戒毒康复治疗的患者，从他们身上采集了指纹以及唾液，并设置非吸毒者作为对照组。试验中，气相色谱-质谱(GS-MS)技术用来检测病人唾液中是否含有可卡因和苯唑啉 相应地，解析电喷雾电离(DESI)和基质辅助激光解吸电离(MALDI)用来对患者进行代谢指纹分析，检测其中可卡因、苯甲酰爱康宁(BZE)和甲基爱康宁(EME)成分。 /p p 　　研究将两种检测结果进行对比，发现二者之间具有良好的相关性。研究作者之一Catia Costa博士透露其有效性能够达到99%。可卡因服用者代谢过程中会分泌出微量的BZE和EME，这些化合物会出现在他们的指纹残留物中，即便洗过手也能被检测到。 /p p 　　“纸喷雾质谱分析(paper spray mass spectrometry)正在法医学领域里流行起来，不仅因为它非凡的敏感度，而且建立这样的测试系统也很容易，也能节省实验时间。”他解释说。 /p p 　　美国国家统计局2015-2016年的数据显示，16 至59岁的美国成年人每12人中就有1人使用非法药物(总人数接近270万)。在同一时间段内，超过8500人因毒品和药物滥用所致的精神和行为紊乱而寻求医疗帮助。 /p p 　　在医疗和戒毒治疗之外，行政执法、法律案件处理等方面的日常工作也频繁需要进行药物滥用检测。就采集指纹而言，目前的做法只能说明某人是否有过毒品接触，但不能确认他是否服用过毒品。而采集人体体液(如尿液，唾液，血液)的药物检测，中间的不仅存在样本掺假和污染的风险，样本处理者本身还可能受到生物危害。 /p p 　　 strong 优势明显 /strong /p p 　　将代谢指纹分析与现有的药物测试方法相对比，前者的优势会更加明显。首席研究作者Melanie Bailey博士概括这种检测手段为“卫生、实时、无创，分分钟提供可靠性结果”，他说：“把这种检测手段引入市场将是我们工作中一个真正的突破。”Bailey博士坦言他们已经开始考虑如何把检测时长缩短，只需花费30秒就能从样本中获得受试者的身份以及药物使用情况。 /p p 　　代谢指纹检测快速、可靠且无创的优点使它有很大优势成为未来药物测试的“首选”。这种快速且无创的测试在意义和应用上都是相当广阔的。指纹检测可能会给行政执法、法律案件处理和戒毒治疗中的日常药物测试带来革命性改变，不必再由专门受训人员进行每日采血，尿检所涉及的隐私担忧也会就此消除。与体液检测相关的生物危害，连同样本存放和处置问题都迎刃而解，即便遇到不在场测试的情况也不成问题。 /p p 　　“这项令人兴奋的研究清晰指出指纹在简化药物筛查过程中所起的重要作用，肯定了指纹的诊断基质价值，对我们同步进行的便携式、即时性诊断的研发也是一种补充。”智能指纹(Intelligent Fingerprinting)的首席执行官Jerry Walker博士总结道。 /p

以“跨界开拓检验行业视野 系统提高检验诊断能力”为主题，由中国医师协会和中国医师协会检验医师分会主办的“2016中国医师协会检验医师年会暨第十一届全国检验与临床学术会议”近日在厦门会展中心召开。　　依托本次会议的契机，紧扣“精准检测和精准诊断”的主题，由北京毅新博创生物科技有限公司组织的卫星会同时举办。与会期间，由北京协和医院与北京毅新博创生物公司合作建立的微生物蛋白指纹图谱数据库首次亮相，引发关注。毅新博创基因组技术负责人、中国人民解放军总医院陈琛博士介绍了一种新的应用于临床常规检测的技术，可满足循环肿瘤DNA和甲基化定量检测，即质谱技术在临床微生物鉴定及循环肿瘤DNA精准检测方面的应用，向更多人传播了临床检测的最前沿技术。　　本次大会的第九专题会会以“精准检测和精准诊断”为主题，由北京毅新博创生物科技有限公司协助组织，来自首都医科大学附属天坛医院实验诊断中心主任、中国医学装备协会现场快速检验(POCT)装备技术专业委员会会长康熙雄教授主持并做报告。期间，来自北京协和医院的肖盟〔协和研究实习员，北京协和微生物与感染网站责任编辑〕提出，由于当前国内没有统一的微生物蛋白指纹图谱数据库，临床菌库多引自国外，因人种的个体差异及地域的差异，造成国外菌库在中国临床的应用有所偏差，因此建立中国人自己的微生物蛋白指纹图谱数据库迫在眉睫。　　此外，毅新博创在企业展位重点介绍了质谱技术在临床微生物鉴定、循环肿瘤DNA 精准检测等领域的应用及研究进展，吸引了众多专家和业内同行关注。

随着科技的发展，越来越多的生物学技术被应用于我们的日常领域。如手机的指纹解锁或指纹识别，马云在汉诺威CeBIT展会上演示的蚂蚁金服Smile to Pay扫脸技术，以及日前雅虎研究实验室公布的&ldquo Bodyprint&rdquo 的技术。如今，生物学技术被再次应用到科技领域。近日，英国苏黎世大学最新研究成果表明，一种全新的非侵入式检测方式：指纹识别检测技术可探查体内是否含有可卡因。 新非侵入式检测方式 指纹识别能检测可卡因 　　可卡因在人体代谢后有两种常见产物benzoylecgonine(苯甲酰)和methylecgonine(甲基爱康宁)，可在血液、尿液和汗液中，可通过电喷雾解吸电离(DESI)技术检测到。 　　由于代谢产物在汗液中的挥发速度要快于血液和尿液，因此将来有一天，我们可以通过法律手段检测到被检测人是当天摄入可卡因，还是几天前摄入可卡因。 　　Melanie Bailey该项目的研发主管说：&ldquo 我们可以区分开被检测人是接触过还是摄入过可卡因。因为可卡因的代谢产物，短时间内是不可能从身体中消除的，将来可以利用指纹和汗液来检测。&rdquo 　　该研究尚处于开始阶段，整个项目组正在搜集相关数据，以便将来可以展开有效测试。该项目成员对这项技术的成功非常有信心，预计此项技术将在20年内被获批使用。

2015版《中国药典》规定“抗病毒口服液”要做指纹谱图，要求：1、与标准图谱的相似度：除6号峰外，计算特征峰1?7 号与S峰的相对保留时间，其中1号峰的相对保留时间在规定值的±5%之内，其余特征峰的相对保留时间在规定值的±8%之内。规定值为：0.58（峰 1）、1.0（峰 2 ）、2.38 （峰 3 ）、2.61（峰 4）、2. 65（峰 5）、4. 94（峰7）。 2、4号峰与5号峰的分离度不得低于1.0。2015版《中国药典》规定“抗病毒口服液”要做指纹谱图，要求：1、与标准图谱的相似度：除6号峰外，计算特征峰1?7 号与S峰的相对保留时间，其中1号峰的相对保留时间在规定值的±5%之内，其余特征峰的相对保留时间在规定值的±8%之内。规定值为：0.58（峰 1）、1.0（峰 2 ）、2.38 （峰 3 ）、2.61（峰 4）、2. 65（峰 5）、4. 94（峰7）。 2、4号峰与5号峰的分离度不得低于1.0。柱温：30℃检测波长：236nm流速：1.0mL/min进样体积：10μL实验图谱1）对照溶液2）样品3）供试品放大图结论：相对保留时间均在药典规定范围内；峰4与峰5的分离度为1.34，可以达到药典要求的1.0要求。

最近正是蜂产品的收购淡季，但是浙江蜂之语公司已经为即将到来的春节旺季紧张地准备开了。“蜂胶市场干净了很多，这在我们的检测数据上可以看出来。”蜂之语相关负责人说。 　　前不久，央视报道了一些不法厂家用树胶冒充天然蜂胶上市的新闻，引起了广泛的关注。假冒蜂胶在检测的时候能够蒙混过关、拿到检测合格报告的现象，也引起了监管部门和业界的重视。近日，央视新闻频道以浙江蜂之语蜂产品实验室为例，报道了国内一些先进的实验室辨别蜂胶造假的方法。 　　日前，从位于桐庐的浙江蜂之语公司总部了解到，用杨树胶冒充的蜂胶，在检测时能蒙混过关，主要是由于天然蜂胶是树胶和蜜蜂分泌物的混合物，也有树胶成分，因此很多人难辨真伪。多年从事真假蜂胶鉴别研究的周萍主任说，杨树胶之所以能检测合格，主要是由于国家标准中只要求检测蜂胶中的总黄酮含量，而总黄酮含量在造假者那里可以通过添加芦丁和槲皮素等黄酮类物质蒙混过关。 　　作为一家获得国家相关部门认可的企业实验室，浙江蜂之语蜂产品实验室是如何辨别蜂胶造假的呢?“通过指纹图谱鉴别法，假冒的杨树胶立即现形。” 周萍说，浙江蜂之语蜂产品实验室通过将原料蜂胶制成分析液，再通过气相和液相质谱仪分析后，可以发现一些蜂胶和树胶的不同特质。采用HPLC指纹技术将真蜂胶通过各项数值表现成一张图谱，如果与这张图谱不吻合，便是假冒蜂胶，原理类似于人类指纹。这项技术获得了国家专利，还获得了杭州市科技进步三等奖。 　　蜂之语目前是全国最大的蜂王浆加工、出口基地之一，全国蜂产品行业龙头企业。蜂之语检测中心试验面积达1500平方米，配有LC/MS/MS液质联用仪、高效液相色谱仪、气相色谱仪、酶联免疫分析仪、紫外可见分光光度计、原子吸收分光光度计等检测设备。这个检测中心先后投入了1000多万元资金。“1995年，我们建这个检测中心的时候，业界几乎所有企业都还在用人工品尝的方式来测定蜂王浆质量。” 周萍说。

目的 使用一种无需进行样本萃取、过滤、稀释和色谱分离的简单而快速的技术对食品中的香精成分进行成功鉴定。 背景 对包括嗅觉、味觉和口感在内的各种感官有吸引作用的香精是促成食品成功销售的最重要因素之一。每个食品制造商都创造并保持自己的风味特征，从而与竞争者的产品区别开来。不同食品中的香精成分特征存在差异。为确保产品质量和标示准确，需要通过化学分析法对香精成分和最终成品进行分析和验证。然而，大多数化学组成分析方法需要进行包括萃取、过滤、稀释和色谱分离在内的耗时而费力的样本制备程序。因此迫切需要拥有一种能快速检验香精特征并验证产品质量的筛查工具。 ASAP只需不到3分钟的时间就能为各种饮料和食品中香精成分的化学组成指纹鉴定。 方法 沃特世（Waters® ）大气压固相分析探头（ASAP）与四极杆质谱仪联用能满足这种需求。ASAP无需进行样本萃取、稀释和色谱分离，可用于快速的对诸如香草精、咖啡、冰淇淋和曲奇饼等各种饮料和食品中香精成分化学组成的指纹鉴定。 通过直接将毛细管穿过样品表面，曲奇饼和冰淇淋样本被加载至ASAP探头的密封玻璃熔融毛细管上。将密封玻璃熔融毛细管的顶端浸入样本中，这样香草精和咖啡样本就被加载到ASAP探头上。ASAP探头被插进密封的源里面，脱溶剂气被快速加热至200 ℃。 图1-4的数据通过使用ESCi正离子质量扫描模式，在15V的锥孔电压下用3分钟的运行时间采集得到。去背景 质谱图通过从样本的总离子流图扣除参考谱图的基线而得到的。 图1-4比较了真假香草精、法国香草味咖啡和爱尔兰奶油味咖啡、两种曲奇饼样本A和B、以及两种冰淇淋样 本A和B之间的质谱图。数据表明这些产品的香精特征存在差异。 总结 ASAP无需进行样本萃取、稀释和色谱分离，可用于快速指纹鉴定各种食品中香精特征并验证产品质量。由于免除了样本制备和溶剂使用，因此这种用时3分钟的筛查解决方案可通过节省分析时间而很有可能增加实验室的产能。它也可减少环境影响，而这与绿色化学的原则相符。最终的结果是实验室的日常运营成本降低。

一些极端精密、昂贵、罕见的仪器昨天在媒体面前亮相，以便于公众在世界环境日到来前，了解上海在环保监测方面拥有的能力。其中包括一台能称出指纹重量的天平&mdash &mdash 全国只有两台，每台价格超过200万元。 　　为了保证这台天平正常工作，上海空气质量预报的大本营&mdash &mdash 市环境监测中心特意在地下为它打造了一间恒温、恒湿、宁静无振动实验室，虽然只有十多平方米，但装修成本也高达200万元。门口大屏幕上显示的温湿度指数表明了这台仪器的娇贵之处&mdash &mdash 19.9℃，49.9%，都精确到小数点后1位。 　　这台天平看起来就像普通电子秤，被放置在一个单独隔间的玻璃柜中，只有操作员能进入这个隔间。它的本职工作是称出研究者通过一种特殊滤膜从空气中拦截的PM2.5等微粒。真正操作天平的不是人，而是一只机械臂，它根据程序从架子上取下样品放入天平，每个样品称三次，取平均值。之所以要用机械臂，是因为人的因素会极大地影响其精度。实验室负责人告诉记者，按下一个指纹，你就会失去极其微量的皮脂，大约是10微克，是该天平最小感应重量&mdash &mdash 一千万分之一克的100倍。 　　这台天平并非环境监测中心拥有的最昂贵仪器。在大楼里一间不起眼的实验室，桌上摆着一台看似打印机的设备。记者被告知，它的名称是&ldquo 飞行质谱仪&rdquo ，价格超过400万元，用途是分析出空气中所含物质的化学成分。 　　在市环境监测中心，记者还看到了其他一些罕见的仪器&mdash &mdash 在实验室走廊的架子上，摆着几十个水壶状的金属罐，用来盛放全市的空气样品，每个价值6000元。取样前，它们被抽成真空，然后在取样点打开阀门，让空气进入。回到实验室，罐中的空气在被冷却成液体后，注入分析仪器，完成成分解析。 　　市环境监测中心主任魏化军告诉记者，&ldquo 十二五&rdquo 期间，该中心能力建设专项投入总额超过1亿元，现在已能监测空气、水、土壤、噪声等九大类物质的600多个参数，达到国际先进水平。每年，该中心为全市提供上千万条各类监测数据，为政府全面掌握环境质量状况和变化趋势、开展环保治理提供了可靠依据。

想必所有的侦探小说迷都知道，提取和分析指纹真是一桩乏味且冗长的活计。如小说中描写的那样，严谨的法医们挥着小刷子、在指纹上施粉、再粘上胶带……即使对最为耐心细致的人，这都是一个不小的挑战。不过现在，法医们不必再像《犯罪现场鉴证》（CSI）中描绘的那样，为辨识指纹焦头烂额了。只需一个便携式指纹分析器，棘手问题不难迎刃而解。 　　8月份的《科学》杂志撰文介绍了“喷雾解析电离质谱法”（简称DESI）的文章，这项技术的发明者是来自印第安纳普渡大学的戴米安艾法教授和他的团队。该技术的过人之处在于：不同于传统的光学技术，DESI是一种化学技术。它能够快速、准确地鉴定指纹，易于野外操作，对重叠指纹和罪犯曾接触物体的情况也能了如指掌。 　　这项技术的工作原理是：在一片极小的指纹区域（约0.15mm×0.15mm）内，喷上带电的甲醇与水的混合物。当这些小液滴与指纹相接触时，它会自动提取指纹中的化学物质，制造出一层液态薄膜。随着该指纹区域内喷洒的液滴的增加，先前形成的液状薄膜就会散开，并吸入光谱仪。此时，光谱仪便开始进行所收集分子的分析。这一过程所耗时间仅为数十秒。 　　DESI正是通过对指纹上所含分子的辨析来“抓出”真凶的。指纹上的每一个分子都会被光谱仪赋予一个所谓的化学“像素”。这里的“像素”当然和屏幕上的像素意义不同：后者代表一种颜色，而前者则代表着一种分子。指纹由各个指纹片断构成。 　　DESI是一项基于化学原理的技术。所以，相比视觉技术，它便拥有另一个卓越之处：能够检测留下指纹的人在此之前接触过那些物品。艾法和他的同事们在实验中就曾检验出手指接触过的可卡因、大麻、炸药等物。此外，对于光学技术很难辨析清楚的重叠指纹，DESI也能轻松搞定。 　　DESI不仅将成为侦探们探案的利器，也极有牵引医生目光的潜力。 因为DESI也同样能够化验指纹上的器官分泌物。这些分泌物虽停留在指纹上，却是身体内部新陈代谢的直接产物。因而，它们又可以被视为是人体健康的风向标之一。或许，我们可以期待有一天医生能够凭着扫描病人的一块皮肤就诊断出病人身上的病症。 　　现在，艾法团队的成员格拉汗库克斯 （Graham Cooks）已经成功制作出一台内置微型质谱仪的DESI仪器， 这台仪器有医药箱那么大，很适宜于法医随身携带。面对日益强大的指纹分析技术，看来，是惯犯们收敛自己双手的时候了。 　　（译自《经济学人》）