直接可视化

仪器信息网讯 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱成像技术（MALDI-TOF Imaging），作为直观反映组织器官中分子水平化合物的空间分布与变化的可视化方法，目前已在基础与临床医学研究中受到广大科研工作者的关注。 　　岛津的成像质谱显微镜(Imaging Mass Microscope, iMScope TRIO )，前端是搭载高分辨光学显微镜的大气压基质辅助激光解吸电离源（Atmospheric Pressure -MALDI），后端配置离子阱和飞行时间串联质谱仪（IT-TOF）。iMScope TRIO 是光学与成像质谱分析完整融合的独特技术，拥有领先的5μm高空间分辨率，可进行高精度多级质谱结构解析，为未知物的结构解析提供丰富的碎片信息，是具备高端性能的革新性分析系统。 　　成像质谱分析保留样品组织的位置信息的同时，可以直接使用质谱仪测定生物体分子和代谢物，既可以对样品进行形态学上的细微观察，也可以得到样品上特定部位的化学信息。因此，除了在医学和药学领域中的应用外，近年来在农业、食品安全、中药、环境以及特殊类型样品中也得到了广泛的应用。 　　岛津公司于2014年推出成像质谱显微镜 iMScope TRIO 以来，在诸多领域发挥其独有的高清晰度成像、光学图像融合、定性定位分析的特长。本文介绍了岛津日本合作实验室大阪大学Shimma教授基于iMScope TRIO 在领域拓展方面开展的部分工作。 　　1.姜黄素在姜黄干样品中分布的可视化分析：通过观察轴向和径向切片，对姜黄素的分布进行了详细的分析。发现姜黄具有非常规则的内部结构，而姜黄素就被封闭在管状结构中。 轴向切片中姜黄素具有线性分布特征，具有管状结构分布在植物体内的可能性 　　2.芦笋中抗高血压有效成分Asparaptine的分析：使用iMScope TRIO 对芦笋中的Asparaptine 进行了定位分析。Asparaptine的分布方式是从中心向外扩展，从下端向尖端扩展。同时在鳞片和维管束周围分布有大量的Asparaptine。通过借助MALDI-MSI技术，我们成功实现了对一种此前尚不明晰其分布的物质的详细定位信息的分析和确认。 芦笋的尖部、中部、下端和鳞片中的Asparaptine 分析 　　3.果蝇质谱成像方法建立以及脑部GABA成分的空间分布：首次对果蝇这种特殊样品建立了成像方法，可应用于昆虫体内杀虫剂成分可视化分析。使用上述方法，对果蝇脑部的γ─氨基丁酸（GABA）分布进行可视化，为神经递质的研究提供更可靠的空间分布信息。给药后的果蝇腹部检测出大量吡虫啉成分果蝇脑部GABA成分的分布 　　4.马毛中药物成分的直接检测：通过负离子模式分析，成功在马毛中检测出目标药物。给药后的马毛样本中，在距毛囊16.48 mm 位置处观察到较强的药物信号。根据马毛的平均生长速度。可推算出给药时间，大约在24-25天前。由于磷酸酯可在体内迅速代谢，直接在毛发中检测到未变化药物同样是一项十分重要的成果。 给药后的马毛中DexaSP 分布检测结果 　　iMScope TRIO 通过叠加不同检测原理的图像进行分析，为成像分析提供了强大的工具，并提高研究水平。 　　基于此，2020年7月9日，岛津“镜质合璧，还原真实”新品发布会将在仪器信息网举办，届时岛津将携新一代iMScope 成像质谱显微镜产品首次与中国用户见面。 　　届时尽请关注！

化学驱油技术是一项比较大的系统工程，涉及高分子化学、油田化学、地质、油藏等多个学科，比注水开发研究要复杂的多， 针对微观可视化驱油机理研究问题，北京东方德菲仪器有限公司与中石油勘探开发研究院提高采收率国家重点实验室共同研发生产了系统集成型可视化驱油系统，即VMF100微观可视化驱油工作站。 VMF100微观可视化驱油工作站，通过可视化的微流控技术，记录和分析驱替液在微纳尺度通道芯片中的驱油过程。VMF100是定量描述不同化学驱油体系微观驱油机理的实验工作站，高效识别剩余油，并表征高含水期微观剩余油的渗流特征，VMF100工作站具有高集成化、高操控精度、芯片多样化、 分析可视化等特点，是微观驱油机理研究必不可少的设备之一。微观可视化驱油工作站由原油注入系统、驱替液压力注入系统、压力监测系统、芯片密封系统、微纳孔道芯片，微观视频系统、操作分析软件组成。该工作站可以完美记录和控制饱和油及驱替的动态过程，评价剩余油再启动能力，并分析剩余油的渗流特征。 微观可视化驱油工作站的功能 1、精密控制和记录饱和油的动态过程原油注入系统采用精密注射泵恒流控制模式，将原油注入微孔道芯片内形成饱和油。微观视频系统可以记录整个饱和油的动态过程。如下图2、精密控制和记录驱油的动态过程驱替液注入系统采用压力恒流模式，将驱替液注入饱和油芯片形成动态驱替。微观视频系统可以详细记录整个驱替的动态过程，如下图：3、剩余油分类识别统计剩余油识别分类统计软件可以定量处理石英芯片的驱替实验视频以及 数值模拟水驱油实验视频，分析整个实验过程中各种类型（膜状流、滴状流、柱状流、多孔状和簇状流）剩余油的数量、面积分布随含水饱和度的变化情况等，结果数据可做进一步处理。 VMF100的性能指标：1.原油注入系统驱动方式：微步进处理器驱动设置方式：彩色LED触屏设置注射范围：0.5ul-50ml直接推力：16kg流速范围：1.28pl/min-88.28ml/min稳定精度：0.05%最小推进速度：0.18um/min2.驱替液注入系统驱动方式：压力驱动方式压力流量设置方式：软件程序控制及本机独立控制压力流量显示方式：彩色LED显示屏通道数量：双通道或三通道zuida压力：200Bar流速范围：7.5nl/min-5ml/min流速精度：7.5nl/min3.压力监测系统压力传感器：全氟油压力传感器压力数据显示及输出：实时显示/输出压力数据压力测量范围：0-115PSI压力测量精度：0.0007PSI4.芯片密封系统密封方式：强磁性密封zuida耐压：500PSI密封尺寸：1/16 peek 管密封5.微纳孔道芯片芯片材质：石英玻璃刻蚀方式：湿法刻蚀模型类别：仿真均质模型、非均质裂缝模型、平行通道模型、环道模型模型尺寸：1.5cm×1.5cm ，可根据客户要求定制孔道尺寸：20um×7um ,可根据客户要求定制芯片尺寸：6cm ×6cm6.显微视频系统主机：体式显微镜采集系统：2000万像素彩色CMOS相机放大范围：3.75×-67.5×工作距离：71mm物镜：0.5平场复消色差物镜光源：LED光源实验平台：强磁实验台7.系统集成1）内置部件：流量剂专用支架流量池专用通孔压力监测系统安装板内置多孔电源2）外置部件：仪器箱体配有24寸触控电脑8.软件功能1）基础功能-剩余油分析：视频记录饱和油的动态过程视频记录驱油的动态过程实时记录驱油压力的动态变化分析不同类型剩余油的数量分布分析不同类型剩余油的面积分布2）拓展功能1-孔道参数：孔道配位数分布孔道孔喉比分布孔道等效半径分布孔道最窄半径分布3）拓展功能2-微观接触角：自动识别微观孔道接触角孔道微观接触角概率密度曲线

关于发布肿瘤演进与诊疗的分子功能可视化研究重大研究计划2022年度项目指南的通告国科金发计〔2022〕40号 国家自然科学基金委员会现发布肿瘤演进与诊疗的分子功能可视化研究重大研究计划2022年度项目指南，请申请人及依托单位按项目指南所述要求和注意事项申请。国家自然科学基金委员会2022年8月15日肿瘤演进与诊疗的分子功能可视化研究重大研究计划2022年度项目指南 肿瘤演进与诊疗的分子功能可视化研究重大研究计划旨在通过对肿瘤演进和诊疗的关键分子功能可视化，形成对恶性肿瘤本质的新认识。　　一、科学目标本重大研究计划的总体科学目标：揭示肿瘤演进过程的关键调控分子与功能甄别、分子信息网络与病理表型以及基于分子功能可视化的肿瘤诊断、疗效评估和预后判定，阐述肿瘤发生的分子基础、肿瘤异质性的演化规律以及肿瘤微环境的特征构成，明确肿瘤各演进阶段的生物学表征和恶性本质及影像-病理-组学融合诊断意义。二、核心科学问题本重大研究计划的核心科学问题：肿瘤演进过程中关键分子的信息提取、特征确定、功能可视化及其诊疗意义。三、2022年度资助研究方向根据本重大研究计划总体布局，2022年度拟资助以下研究方向，鼓励申请人采用多学科交叉的研究手段，注重与信息科学、化学科学、数理科学等领域的合作。（一）重点项目和培育项目。1.恶性肿瘤演进过程中肿瘤异质性和微环境功能可视化。针对肿瘤异质性和肿瘤微环境主要组分，进行肿瘤组织类型、分子分型与组学信息的功能关联，分析和可视化解析恶性肿瘤演进过程中肿瘤微环境功能与肿瘤异质性形成的关系及调控机理，为创建原创性可视化技术奠定基础。2.恶性肿瘤影像、病理与多组学融合的智能诊断与疗效评估。根据肿瘤治疗临床需求，利用影像、病理和多组学信息的交叉和融合技术，探索人工智能（AI）辅助的肿瘤精准诊断和治疗新理论和新策略，建立肿瘤智能诊断、演进预测、疗效评估与预后判断的技术规范和应用模式。3.恶性肿瘤临床诊疗相关关键分子功能可视化新方法和新技术的初步转化应用。围绕恶性肿瘤演进中关键分子功能的可视化，将原创性的原理和技术转化应用于恶性肿瘤临床诊疗流程中的一个或多个环节，开展前瞻性临床试验，研究其安全性和有效性，并推动临床应用。（二）集成项目。1.恶性肿瘤演进过程中肿瘤异质性和微环境可视化智慧诊断。基于恶性肿瘤演进过程中肿瘤异质性和肿瘤微环境形成与功能调控机理的可视化解析，集成创新理论；利用影像、病理和多组学信息融合的创新技术，实现AI辅助的肿瘤异质性和微环境的功能可视化智慧诊断。2.恶性肿瘤临床诊疗关键分子功能可视化技术创新及临床研究。围绕恶性肿瘤临床诊疗相关的关键分子功能可视化诊疗技术开展研究，并转化应用于恶性肿瘤临床诊疗流程中的一个或多个环节，开展多中心临床试验，证明其有效性、临床收益和风险，形成临床诊疗原创技术。四、项目遴选的基本原则围绕核心科学问题，本重大研究计划强调和鼓励：（一）对实现总体科学目标的贡献率。（二）促进科学问题解决的新思路、新方法。（三）学科交叉，多组学、病理和影像信息的融合。 （四）促进我国相关领域发展的国际合作与共享。五、2022年度资助计划2022年拟资助集成项目2-4个，直接费用资助强度约为350万元/项，资助期限为4年，集成项目申请书中研究期限应填写“2023年1月1日-2026年12月31日”；拟资助重点支持项目3-5项，直接费用资助强度约为260万元/项，资助期限为4年，重点支持项目申请书中研究期限应填写“2023年1月1日-2026年12月31日”；拟资助培育项目3-5项，直接费用资助强度约为60万元/项，资助期限为3年，培育项目申请书中研究期限应填写“2023年1月1日-2025年12月31日”。具体资助项目数和资助经费将根据申请情况和申请项目研究工作的实际需要而定。六、申报要求及注意事项（一）申请条件。本计划项目申请人应当具备以下条件：1.具有承担基础研究课题的经历；2.具有高级专业技术职务（职称）；在站博士后研究人员、正在攻读研究生学位以及无工作单位或者所在单位不是依托单位的人员不得作为申请人进行申请。（二）限项申请规定。执行《2022年度国家自然科学基金项目指南》“申请规定”中限项申请规定的相关要求。（三）申请注意事项。申请人和依托单位应当认真阅读并执行本项目指南、《2022年度国家自然科学基金项目指南》和《关于2022年度国家自然科学基金项目申请与结题等有关事项的通告》中相关要求。1.本计划项目实行无纸化申请。申请书提交时间为2022年9月15日－9月21日16时。（1）申请人应当按照科学基金网络信息系统中重大研究计划项目的填报说明与撰写提纲要求在线填写和提交电子申请书及附件材料。（2）本重大研究计划将紧密围绕核心科学问题，对多学科相关研究进行战略性的方向引导和优势整合，成为一个项目集群。申请人应根据本计划拟解决的核心科学问题和本指南公布的拟资助研究方向，自行拟定项目名称、科学目标、研究内容、技术路线和相应的研究经费等。（3）申请书中的资助类别选择“重大研究计划”，亚类说明选择“集成项目”、“重点支持项目”或“培育项目”，附注说明选择“肿瘤演进与诊疗的分子功能可视化研究”，根据申请的具体研究内容选择相应的申请代码。培育项目和重点支持项目的合作研究单位不得超过2个，集成项目的合作研究单位不得超过4个。（4）申请人应当按照重大研究计划申请书的撰写提纲撰写申请书，突出有限目标和重点突破，应在“立项依据与研究内容”中首先论述与本指南最接近的研究方向的关系，以及对解决核心科学问题和重大研究计划总体科学目标的贡献。如果申请人已经承担与本重大研究计划相关的其他科技计划项目，应当在申请书正文的“研究基础与工作条件”部分论述申请项目与其他相关项目的区别与联系。（5）由于医学科学研究对象的特殊性，涉及人和动物的生物医学研究，请申请人和依托单位注意在项目申请及执行过程中严格遵守针对相关医学伦理和患者知情同意等问题的有关规定和要求，包括在申请书中提供所在单位或上级主管单位医学伦理委员会、实验动物伦理委员会的审核证明（电子申请书应附扫描件），未按要求提供上述证明的申请项目将不予资助。（6）涉及病原微生物研究的项目申请，应严格执行国务院关于《病原微生物实验室生物安全管理条例》和有关部委关于“伦理和生物安全”的相关规定；涉及人类遗传资源研究的项目申请应严格遵守《中华人民共和国人类遗传资源管理条例》相关规定；涉及高致病性病原微生物的项目申请，应具备生物安全设施条件，随申请书提交依托单位或合作研究单位生物安全保障承‍诺，未按要求提供上述证明的申请项目将不予资助。2.依托单位应当按照要求完成依托单位承诺、组织申请以及审核申请材料等工作。在2022年9月21日16时前通过信息系统逐项确认提交本单位电子申请书及附件材料，并于9月22日16时前在线提交本单位项目申请清单。3.其他注意事项。（1）为实现重大研究计划总体科学目标和多学科集成，获得资助的项目负责人应当承诺遵守相关数据和资料管理与共享的规定，项目执行过程中应关注与本计划其他项目之间的相互支撑关系。（2）为加强项目的学术交流，促进项目群的形成和多学科交叉与集成，本计划将每年举办1次资助项目的年度学术交流会，并将不定期地组织相关领域的学术研讨会。获资助项目负责人有义务参加本计划指导专家组和管理工作组所组织的上述学术交流活动。（四）咨询方式。国家自然科学基金委员会医学科学部七处联系电话：010-62329157

图1借助电场调控原子扩散获得两种不同异质结构的原位制备过程 在国家自然科学基金项目（批准号：11525415，61601116，51420105003）等资助下，东南大学孙立涛教授团队在“可视化”原子尺度制备研究方面取得进展。研究成果以“通过调控原子扩散实现不同异质结构的原位制备（Tailoring atomic diffusion for in situ fabrication of different heterostructures）”为题，于2021年8月10日在《自然通讯》（Nature Communications）在线发表。　　具有优异性能的异质纳米结构对于新型电子器件的开发与制造尤为重要。扩散被认为是制备异质纳米结构的主要技术方法，然而现有方法很难实现原子尺度扩散的精准调控，也很难实现单一异质纳米结构的可控合成，这严重制约了未来纳米器件的制造精度与制造水平。　　针对以上问题，孙立涛教授研究团队发展了一种基于原位透射电子显微技术的“可视化”原子尺度制备方法，通过电场调控实现了同一体系两种不同异质结构纳米单体（核壳结构和分段异质结构）的原位制备(图1)。与传统制备方法相比，不但制备的可控性好，整个制备过程还实现了原子尺度上的实时观测，原子的扩散迁移机制和结构相变过程等一目了然。该方法通过电场方向控制原子发生定向扩散的方向，焦耳热引起的温度变化调控原子扩散方式（表面扩散或体扩散），从而制备不同异质结构的纳米单体。该研究成果表明电场调节原子扩散是一种可控制备单一异质纳米结构的有效方法，同时也有助于更好地理解材料间原子扩散方向和扩散方式的微观驱动力和相关机制，让原子尺度制备方法更精准、更可控。　　“可视化”原子尺度制备是孙立涛研究团队提出的基于原位电子显微学技术，集力、电、光、热等多种加工手段于一体，实现原子尺度下材料与器件的精准制造与实时表征的新方法，不但可以直接揭示原子制备过程中的新原理、新机制，对实现稳定、可控的原子尺度制造也具有重要推动作用。

镜质合璧 还原真实成像质谱显微镜用于米曲中磷脂和葡萄糖的可视化分析 引言米曲是清酒酿造中的关键元素。它在清酒酿造中的主要作用被认为是提供分解淀粉和蛋白质的消化酶。众所周知，米曲成品的成分对清酒的品质（味道和香气）有很大的影响。然而，目前为止对米曲质量的评估经常依赖于首席酿酒师的经验。这意味着此领域相关科学知识的不足，且仍有发展空间。当首席酿酒师评估米曲质量时，米曲的物理结构，即外观和质地似乎是质量指标之一。在过去的研究中利用扫描电子显微镜来研究米曲的内部结构，但直到近几年，评估米曲结构和成分关系的研究仍然进展甚微。由于岛津iMScope成像质谱显微镜可同时观察样品结构和成分分布，在本应用报告中，我们将iMScope应用于发酵领域，并尝试可视化分析米曲结构和成分分布。 如图1所示，质谱成像（MSI）是非常适合观察米曲结构以及决定其有效成分分布的技术。MSI应用于食品的论文，已有芦笋中天冬酰胺和姜黄根中姜黄素分布可视化的应用报告⑴,⑵。本文针对食品科学研究中的“发酵”新应用领域，尝试着将米曲内的结构和成分分布可视化。由于米曲非常易碎，在进行MSI分析时，未经前处理制作米曲切片几乎是不可能的。因此，我们研究了各种切片制备方法，并成功实现从生米到蒸米和米曲过程中的代谢物可视化分析。图1 质谱成像（MSI）工作流程 实验 2-1试剂使用羧甲基纤维素（CMC）（FUJIFILM Wako）为包埋剂，配制浓度为4%的CMC水溶液，并将溶液放入70℃的恒温箱过夜来确保完全溶解。本实验中使用的基质是α-氰基-4-羟基肉桂酸（CHCA）和N-(1-萘基)聚乙烯二胺二盐酸盐（NEDC）（Merck），溶剂为乙腈、异丙醇和甲醇（FUJIFILM Wako）、超纯水。 2-2切片制备使用清酒酿造用的抛光率为70%的山田锦大米（白鹤酒造株式会社）制成的蒸米和米曲。生米可视化研究中使用市售大米。如前所述，这些样品材料极其脆弱。因此，采用冷冻切片机制备切片并使用粘性冷冻膜（cryo-lab）回收获得的切片。将米粒包埋在上文所述的4%羧甲基纤维素溶液中，在-80℃冷冻。切片厚度为20 μm，获得的薄膜利用导电双面胶带（3M公司）固定在ITO涂层玻璃载玻片上（无MAS涂层，表面电阻：100 Ω/m2）（松浪玻璃工业株式会社）（图2）。图2 米曲切片制备 2-3基质涂敷在检测米粒切片和米曲切片中的磷脂时，使用岛津iMLayer基质升华系统将CHCA沉积在样品表面（图3），接着喷涂CHCA溶液(3)。基质升华的膜厚度为0.5 μm。利用由乙腈、异丙醇、超纯水（3: 1: 6）构成的含0.1 %甲酸的混合溶剂溶解CHCA，调节其浓度为10 mg/mL。已知可以有效电离葡萄糖的基质NEDC，利用iMLayer进行升华，升华时设置温度为220℃、时间为10分钟。NEDC基质升华后，利用5%甲醇溶液进一步进行重结晶。图3 iMLayer基质升华系统 2-4质谱成像MSI检测使用岛津iMScope成像质谱显微镜进行。激光照射次数为100次/点。正离子模式检测磷脂，空间分辨率为25 μm，负离子模式检测葡萄糖，空间分辨率为50 μm。检测范围：正离子模式m/z　400-800，负离子模式m/z 180-230。在所有检测中，激光强度均设置为45，检测器电压为2.1 kV。 2-5构建MS图数据分析和MS图像构建采用岛津MSI分析软件Imaging MS Solution和IMAGEREVEAL MS进行。IMAGEREVEAL MS是通过统计学功能实现非靶向分析的软件。它拥有卓越的校正函数（图像过滤、像素插值），并含有“相似图片提取”功能。本文后半部分所示的葡萄糖可视化数据是利用IMAGEREVEAL MS软件进行分析。 结果 3-1生米、蒸米和米曲中磷脂的分布图4显示了生米、蒸米和米曲切片中胆碱的分布。胆碱是一种在米曲制作过程中分布和数量会发生巨大变化的典型成分。生米的结果在碾米之前测得，且结果表明胆碱累积在大米胚芽中。在碾碎后的蒸米中，来自胆碱的峰急剧下降，但在米曲的内部则观察到极强的峰。这表明胆碱在米曲发酵过程（即米曲制作过程）形成。因此，使用MSI 可以观察到米曲制作过程中胆碱数量和空间分布发生急剧变化的现象。图4 生米、蒸米和米曲中胆碱的分布 在米曲的内部还观察到各种磷脂（包括溶血磷脂）的累积（图5）。尤其是溶血磷脂酰胆碱LPC（16:0），m/z 496.34和LPC（18:2），m/z 520.34显示这一趋势(4)。而磷脂m/z 748.35和786.30的MS图像显示出其在米曲中的不均匀分布。这种异质性被认为由曲霉（米曲霉，Aspergillus oryzae）侵入蒸米中生长出雾状菌丝导致，这个过程就被称为“hazekomi”。下一部分我们将介绍一种将hazekomi过程可视化的方法开发以及将这种方法与MSI结合使用的结果。图5 米曲（山田锦，稻米抛光率：70 %）中溶血磷脂和磷脂的分布 3-2hazekomi可视化及其与MSI的配合使用⑸,⑹haze指的是米曲霉菌丝在蒸米表面扩散时呈现的白点，在首席酿酒师进行米曲目检时被作为一个结果指标。在早期的hazekomi可视化研究中，Yoshii等人发表了一篇基于扫描电子显微镜（SEM）观察的报告，他们通过将米曲霉传播过程直接可视化的方式成功观察到了米曲中米曲霉的生长，该结果有助于改善制曲过程（7）。 利用SEM将hazekomi过程可视化时，观察微观区域的能力是一个重要特征。不过，我们认为将整个米曲hazekomi过程可视化的方法以及可获取成分分布信息的技术也是有用的。为了解决这一问题，我们引入了采用β-葡萄糖醛酸酶（GUS）作为标志基因的GUS报告系统用于hazekomi可视化。具体来说，通过构建米曲霉GUS表达株以及生产使用该菌株的米曲（以下称为GUS米曲）来实现对制曲过程中米曲霉生长的清晰观察。GUS米曲的使用实现了通过颜色反应来可视化米曲霉位置，而当这种技术和MSI配合使用时，可获取关于成分分布的信息。这两种技术的结合同时实现了整个米曲的hazekomi可视化以及成分分布的可视化研究。 在此我们将对这种旨在把GUS报告基因系统应用于米曲的创新研究进行阐述。GUS报告基因系统最初是为了将植物组织中菌丝体的可视化而开发的。在植物组织中，常见做法是将样品浸泡在5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-葡萄糖苷（X-Gluc）溶液中，这是一种用于着色的显色底物。拥有极硬细胞壁的植物组织即便是长期浸泡在X-Gluc溶液中，也能够毫无问题地维持样品观察所需的形态。 不过，如前所述，米曲非常脆弱，且其性状和植物组织完全不同。这意味着采用现有的着色方案将极为困难。事实上，我们证实了在米曲浸泡在X-Gluc溶液中固定着色所需时间内，样品的形态由于吸水而发生了很大的改变。为了避免这一问题，必须改变添加X-Gluc的方式。因此，我们构思了一种通过将X-Gluc溶液喷洒在GUS米曲切片上的方法来可视化分析hazekomi过程。 图6显示了采用这种方法得到的结果。这里制曲使用的是抛光率为70%的抛光白鹤锦稻米（白鹤酒造株式会社的酒米），并在制曲开始24h、31h以及43h后取样。随着制曲的进行，可以观察到靛蓝色从曲的表面渗透到内部。尤其是在43小时之后、制曲完成时，不仅在曲的表面，在内部也能检测到浓烈的靛蓝色，表明米曲霉已经到达了稻米内部。 曲的一个主要作用是在酿造（发酵）阶段提供各种酶，以便形成酵母菌所需的营养。观察到的主要酶为α-淀粉酶或葡萄糖淀粉酶，这两者会形成作为酵母生长所需的葡萄糖。此外，也有报道表示α-淀粉酶可能是影响曲霉菌丝体侵入性生长的非常重要的酶。图6 GUS米曲中hazekomi过程的可视化分析（比例尺：1 mm（插入图片：200 μm）） 尽管既往研究中报道了制曲后葡萄糖的增加，但hazekomi和葡萄糖分布之间的关系尚未明确。在制曲过程每个阶段的米曲质谱图中，确实观察到了葡萄糖峰强度的升高（图7）。已有报道表明NEDC可以增加癌组织中葡萄糖检测的灵敏度（8）。因此，当使用NEDC作为葡萄糖MSI的基质时，[M+Cl]-= m/z 215.02在负离子模式下被检测到。 为了研究GUS米曲的hazekomi过程和葡萄糖分布之间的关系，使用GUS染色切片相邻的切片进行了MSI，比较获得的葡萄糖离子强度和GUS染色图像的分布，图8显示其结果。 观察葡萄糖分布及与GUS染色图像的叠加可以了解到从制曲初始阶段到后期阶段，葡萄糖从外到内增加。这一结果表明hazekomi和葡萄糖分布之间存在相关性。 另外，有些区域由于X-Gluc为深色且葡萄糖强度很高而成像为蓝色（黑色箭头显示），同时在本实验中也能看到有些部分虽然也观察到了hazekomi，但葡萄糖强度低，例如以黑色圆圈表示的区域。这些结果表明位置不同，hazekomi产生的葡萄糖量存在差异性。今后，可以通过包含各种代谢物（例如氨基酸、糖类、糖醇）分析的探讨来实现从化学角度更好地了解hazekomi现象。 虽然目前的考察着重于葡萄糖并解释了伴随hazekomi过程葡萄糖分布的变化，但可以想象，形成的酶的扩散范围和活性也会受到诸如米粒特征等其他因素的影响。这种新的可视化技术（GUS米曲和MSI的融合）预期可以改进米曲和其他曲衍生产品的制曲流程。图7 利用NEDC基质获得的葡萄糖峰的时间依赖性变化图8 GUS米曲中葡萄糖（[M + Cl]–）的可视化（比例尺：1 mm） 结论 在本研究中，分析了磷脂在山田锦大米（清酒酿造米）中的空间分布，并利用白鹤锦米（白鹤酒造株式会社的专有清酒米）可视化分析hazekomi过程和葡萄糖分布之间的关系。同时还利用白鹤锦米制备了一种表达GUS的米曲品系，并用于揭示hazekomi过程和葡萄糖分布之间的关系。这种新的可视化技术利用了GUS米曲和MSI相结合，可有助于更好地了解米曲和其他曲衍生产品的制曲流程并改进制曲方法。由于本实验中采用的岛津iMScope成像质谱显微镜能同时实现微观区域的光学显微镜观察以及显微镜下的质谱分析，将iMScope应用于各种酒曲和其他麦芽的分析，可以获得发酵领域相关新科学知识。 iMScope QT（图9）是iMScope的新一代产品，于2020年6月发布。在延续iMScope TRIO卓越的显微镜观察功能和空间分辨率的同时，新的iMScope QT提供了更高的质量分辨率、检测灵敏度和分析速度，让分析变得更轻松。同时，由于能够分析更宽的质量范围，期待MSI技术可以进一步扩展在不同研究领域应用的可能性。图 9 iMScope QT (1) K. Miyoshi, Y. Enomoto, E. Fukusaki, and S. Shimma, Shimadzu Application Note (No. 57).(2) S. Shimmaand T. Sagawa, Shimadzu Application Note (No. 63).(3) S. Shimma, Y. Takashima, J. Hashimoto, K. Yonemori, K. Tamura, and A. Hamada, J. Mass Spectrom., 2013, 48, 1285(4) N. Zaima, N. Goto-Inoue, T. Hayasaka, and M. Setou, Rapid Commun.Mass Spectrom., 2010, 24, 2723.(5) A.P.Wisman, Y. Tamada, S. Hirohata, K. Gomi, E. Fukusaki, S. Shimma, J. Biosci.Bioeng., 2020, 129, 296(6) A.P.Wisman, Y. Tamada, S. Hirohata, K. Gomi, E. Fukusaki, and S. Shimma, J. of Brew.Soc.Japan (in press).(7) M. Yoshii and I. Aramaki, J. of Brew.Soc.Japan, 2001, 96, 806.(8) J. Wang et al., Anal.Chem., 2015, 87, 422. 文献题目《成像质谱显微镜用于米曲中磷脂和葡萄糖的可视化分析》 使用仪器岛津iMScope TRIO 作者Shuichi Shimma *1, 2, Yoshihiro Tamada *3, Adinda Putri Wisman *1, Shuji Hirohata *3, Katsuya Gomi *4 Eiichiro Fukusaki *1,2*1 大阪大学工程研究生院生物技术系*2 大阪大学岛津组学创新研究室*3 白鹤酒造株式会社*4 日本东北大学农学研究生院未来生物产业的生物科学与生物技术系

高氯酸盐具有强氧化性和高稳定性，是广泛应用于固体推进剂、军工生产、航天器材、烟花爆竹等领域的重要含能材料之一。据美国爆炸数据中心统计，以高氯酸盐/氯酸盐作为原料直接或间接参与的爆炸案达全球爆炸案总量的63.4%。因此，开展对痕量高氯酸盐固体的高灵敏、准确的现场检测对保障国家公共安全具有重要的现实意义。中国科学院新疆理化技术研究所爆炸物传感检测团队长期致力于痕量危化品检测方法研究，在危爆品、特别是非制式爆炸物的高灵敏、快速、识别检测原理和器件设计方面发展了系列新的解决方案（Adv. Mater. 2020, 32, 1907043、Adv. Sci. 2020, 2002991、Angew. Chem. Int. Ed. 2022，DOI: 10.1002/anie.202203358等）。近期在高氯酸盐现场可视化检测方面取得进展，提出了一种基于自组装配合物探针与水凝胶耦合作用协同调控的超高灵敏比色-荧光双模可视化传感新策略，成功实现了超痕量高氯酸盐的现场双模可视化检测。该团队以三联吡啶铂(II)辅助配体为切入口，结合量子化学计算，系统研究了不同辅助配体对水溶液中三联吡啶铂(II)自组装产物Pt-Pt金属作用导致的MMLCT态光谱能量和发光稳定性的影响，阐明了辅助配体调控高氯酸根诱导聚集产物发光性质的一般性规律。研究发现，异硫氰酸根为辅助配体时，高氯酸根诱导聚集的三联吡啶铂(II)自组装产物具有能量最低且最稳定的MMLCT吸收/发射光谱，而溴为辅助配体时，自组装产物的MMLCT发生强度最高。因此，结合反阴离子调控，获得了具有良好水溶性的三联吡啶铂(II)配合物高氯酸盐比色-荧光双模可视化探针，实现了对高氯酸盐的高灵敏、高特异、快速、双模可视化传感。在此基础上，该团队提出了利用水凝胶反应介质与探针之间的耦合效应对传感材料发光信号局域增强的提升策略。通过将该铂(II)配合物探针与具有均一网络结构的PVA水凝胶耦合，利用自组装生成的微米级一维纤维状聚集体与水凝胶网络的相互作用，实现了对发光产物的完全锚定，实现了对0.75 μm（0.73 fg）高氯酸盐单颗粒的比色-荧光双模传感信号的直接观测，对空气中高氯酸盐悬浮微粒的检测限低至0.02 fg。该研究提出的辅助配体精细调控提升自组装阴离子探针双模可视化传感性能的策略，不仅可为具有特异双模光学响应信号的阴离子探针设计提供指导，还发展了基于单颗粒响应信号直接观测的超灵敏嗅觉传感方法，可为其他超痕量难挥发化学物质传感提供借鉴。此外，爆炸物传感检测团队以该研究为核心，与新疆公安厅共同发布自治区地方标准1项（DB 65/T 4451-2021《氯酸盐和高氯酸盐的检测目视化学比色法》），为相关行业提供了高氯酸盐检验鉴定操作规范。系列研究成果分别发表在《Journal of Materials Chemistry A》（杂志封底）和《Sensors and Actuators B: Chemical》上，博士研究生苏珍为第一作者，导师窦新存研究员和李毓姝副研究员为共同通讯作者，相关理论计算部分与太原科技大学李坤教授合作完成。研究工作得到国家自然科学基金委、中国科学院及自治区相关项目的资助。论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/ta/d2ta00843bhttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400521002975封底链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/ta/d2ta90087d

近日，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员蒋长龙团队基于比率荧光材料构建可视化传感平台，实现快速定量检测环境和食品中的草甘膦。相关研究成果发表在Journal of Hazardous Materials上。　　草甘膦凭借其高效、快速等特点成为国际上使用量最大的除草剂，在有机磷农药中占有重要位置。但较高的使用量及不合理的使用方法会造成农产品中草甘膦残留量超标，高残留、毒性强等问题将直接影响到消费者安全。因此，发展快速、高选择性地检测草甘膦残留方法成为了控制和处理有机磷农残污染与危害的关键环节。目前人们通常采用实验室仪器或酶抑制法等检测方法来保证农残检测的灵敏度和选择性，但这些方法通常存在对环境要求苛刻以及操作复杂等问题。因此，建立高选择性及高灵敏的草甘膦残留快速定量分析方法对贸易、环境、食品和人体健康都具有重要意义。　　鉴于此，研究人员基于比率荧光纳米传感器开发了一种新型且无酶的便携式传感平台用于草甘膦的快速可视化检测。该传感器由设计制备的蓝色碳点（CDs）和金纳米团簇（Au NCs）构成，当草甘膦与碳点反应时，聚集诱导猝灭（ACQ）导致碳点的蓝色荧光快速猝灭，而金纳米团簇的橙色荧光保持不变。由于该传感器不依赖于酶，仅通过荧光色度变化，所以在极短时间（2秒）内即可实现对草甘膦的快速可视化响应及读数检测，检测限（LOD）低至4.19 nM，远低于国家标准。此外，研究人员还结合3D打印技术及智能手机颜色识别器，开发了便携式荧光检测平台，可在实时/现场条件下对草甘膦进行快速可视化定量监测，为农药残留现场快速检测提供了新的策略。　　上述研究工作得到了国家自然科学基金项目、安徽省重点研究与开发计划、国家重点研发计划和安徽省博士后科研计划的支持。　　 　　论文链接图1 比率荧光传感器快速可视化定量检测草甘膦残留示意图图2 基于智能手机的监测平台可视化定量检测草甘膦

p style=" text-align: center " img width=" 500" height=" 313" title=" 201603021706111347.jpg" style=" width: 500px height: 313px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201603/noimg/7a1ec47f-f19b-4270-8e1d-b31287684551.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p 　　 a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/application/SampleFilter-S01-T000-3-1-1.html" target=" _self" span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 真核生物 /span /a 核的分子结构很大程度上仍未被开发。在2月25日的Science上发表的研究运用最新的冷冻电子断层成像技术(Cryo-ET)对 a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/application/SampleFilter-S01-T000-3-1-1.html" target=" _self" span style=" color: rgb(255, 0, 0) " HeLa细胞核 /span /a 周围进行了三维快照。Cryo-ET提供的三位细胞图像现在有越来越高的分辨率，已经达到了亚纳米级的具有细胞形态的分辨率。 /p p 　　原位成像技术是很具有挑战性的，因为有很多限制，但是现在可以克服了：(i)低温聚焦离子束可以洞察冷冻的细胞和组织，这些样本直接通过透射电子显微镜TEM观察会太厚。(ii)直接观测提高了冷冻透射电镜的图像质量。(iii)最近开发的电压相位板(VPP)提高了特别是低空间频率的相，且没有散焦需要对比，让获得的图像能直接显示结构状况。 /p p 　　Hela细胞通过绿色荧光蛋白标记& amp #946 -微管蛋白，mCherry标记组蛋白2B。冷冻电子断层成像技术对核附近的三维图像分析显示可以对在核内和核膜的大分子复合物直接可视化。 /p p style=" text-align: center " img width=" 500" height=" 321" title=" 1.png" style=" width: 500px height: 321px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201603/noimg/4cc5407a-09b1-4d75-8492-ed3eb13800eb.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p 　　为了提供更好的量化的检测，该研究对80S的核糖体进行了检测，单个核糖体产生平均分辨率为28 img width=" 18" height=" 20" title=" QQ截图20160304111628.jpg" style=" width: 18px height: 20px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201603/noimg/c84cbc0e-83e3-459e-88f8-a590434c82fb.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / 的图像，而后根据他们在内质网的空间排列，内质网结合的核糖体(每143粒)产生了分辨率为35 img width=" 18" height=" 20" title=" QQ截图20160304111628.jpg" style=" width: 18px height: 20px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201603/noimg/66bf6e39-479d-4c00-bd4b-12227f0a9942.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / 的图像。亚X线断层对核糖体的平均和分类体现了这种细胞质翻译机器的自然结构和组织。 /p p style=" text-align: center " img width=" 500" height=" 213" title=" 2.png" style=" width: 500px height: 213px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/ee3add8e-4904-43be-a77d-22c7bbdf5346.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p 　　大分子复合物通常不能严格地确定，因为它的结构是根据功能改变的。该研究对核孔复合物的大型动态结构分析显示显示了这项新技术可以检出单个复合物的差异。 /p p style=" text-align: center " img width=" 450" height=" 388" title=" 3.png" style=" width: 450px height: 388px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201603/noimg/6a1c1a19-cd57-4550-aa7b-c318a22d5f6e.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p 　　Cryo-ET可用于对以前难以琢磨的结构比如核小体的链，核层状结构的丝进行原位可视化。 /p

草甘膦凭借其高效、快速等特点成为国际上使用量最大的除草剂，在有机磷农药中占有重要位置。但较高的使用量及不合理的使用方法会造成农产品中草甘膦残留量超标，高残留、毒性强等问题将直接影响到消费者安全。 　　因此，发展快速、高选择性地检测草甘膦残留方法成为了控制和处理有机磷农残污染与危害的关键环节。目前人们通常采用实验室仪器或酶抑制法等检测方法来保证农残检测的灵敏度和选择性，但这些方法通常存在对环境要求苛刻以及操作复杂等问题。因此，建立高选择性及高灵敏的草甘膦残留快速定量分析方法对贸易、环境、食品和人体健康都具有重要意义。 　　近日，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员蒋长龙团队基于比率荧光材料构建可视化传感平台，实现快速定量检测环境和食品中的草甘膦。相关研究成果发表在Journal of Hazardous Materials上。 　　该传感器由设计制备的蓝色碳点(CDs)和金纳米团簇(Au NCs)构成，当草甘膦与碳点反应时，聚集诱导猝灭(ACQ)导致碳点的蓝色荧光快速猝灭，而金纳米团簇的橙色荧光保持不变。由于该传感器不依赖于酶，仅通过荧光色度变化，所以在极短时间(2秒)内即可实现对草甘膦的快速可视化响应及读数检测，检测限(LOD)低至4.19 nM，远低于国家标准。 　　此外，研究人员还结合3D打印技术及智能手机颜色识别器，开发了便携式荧光检测平台，可在实时/现场条件下对草甘膦进行快速可视化定量监测，为农药残留现场快速检测提供了新的策略。 　　上述研究工作得到了国家自然科学基金项目、安徽省重点研究与开发计划、国家重点研发计划和安徽省博士后科研计划的支持。图1 比率荧光传感器快速可视化定量检测草甘膦残留示意图图2 基于智能手机的监测平台可视化定量检测草甘膦

细菌、病毒、真菌等与生命健康相关。临床常用的细菌检测方法是平板计数法，需要将菌液培养1-2天，操作繁琐，费时费力，亟待发展快速灵敏的细菌检测新方法，这是纳米生物检测领域的重要目标之一。中国科学院化学研究所绿色印刷院重点实验室宋延林课题组在纳米光子结构的印刷制备、光学性质调控、机理研究和生物检测应用等方面取得了系列进展(Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 24234；Chem. Rev., 2022, 122, 5, 5144–5164；Matter, 2022, 5, 1865-1876；Adv. Mater. Interfaces, 2022, 9, 2102164；Sci. Bull., 2022, 67 , 1191–1193；ACS Nano, 2022, 16, 10, 16563–16573)。科研人员利用绿色印刷技术精确地控制纳米光子结构的组装过程，通过周期性地排列结构单元实现了显著的光子共振增强效应，为超灵敏可视化检测生物标志物提供了新途径。近日，该课题组将一维纳米结构的光学信号放大作用与蒸发过程中毛细力驱动的颗粒预富集相结合，设计出快速超灵敏的微生物检测芯片。研究以聚苯乙烯微球悬浮液为墨水，在基底上印刷制备了大面积的一维纳米光子结构，并利用聚苯乙烯微球表面大量的羧基高效偶联抗体，特异性地识别待检测样本中的致病菌。研究发现，将毛细力诱导的咖啡环效应引入微生物检测，可在基底上对目标病原体进行预富集，提高检测效率。除了捕获细菌，纳米光子结构还具有强的光场局域能力，可显著增强细菌的散射光信号，提高检测灵敏度，能够在单细胞水平上对其物理特征如生理环境、活性、繁殖状态进行可视化分析。进一步，研究实现了连续监测水、血清、尿液以及蔬菜等样本中的细菌情况。这种生物检测芯片制备简单、成本低，能够结合普通的商业显微镜或者手机直接获取检测结果，在医疗诊断、食品安全、环境监测和农业等领域具有广阔的应用前景。相关研究成果发表在Advanced Materials上。研究工作得到国家自然科学基金、科技部、中科院和北京市的支持。基于一维纳米光子结构生物芯片快速、超灵敏检测细菌感染

p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong span style=" text-indent: 2em " 仪器信息网讯 /span /strong span style=" text-indent: 2em " 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱成像技术（MALDI-TOF Imaging），作为直观反映组织器官中分子水平化合物的空间分布与变化的可视化方法，目前已在基础与临床医学研究中受到广大科研工作者的关注。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" text-indent: 2em " 岛津的成像质谱显微镜(Imaging Mass Microscope, iMScope i TRIO& nbsp /i )，前端是 strong 搭载高分辨光学显微镜的大气压基质辅助激光解吸电离源（Atmospheric Pressure -MALDI） /strong ， strong 后端配置离子阱和飞行时间串联质谱仪（IT-TOF）。 /strong iMScope i TRIO& nbsp /i 是光学与成像质谱分析完整融合的独特技术，拥有领先的5μm高空间分辨率，可进行高精度多级质谱结构解析，为未知物的结构解析提供丰富的碎片信息，是具备高端性能的革新性分析系统。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 成像质谱分析保留样品组织的位置信息的同时，可以直接使用质谱仪测定生物体分子和代谢物，既可以对样品进行形态学上的细微观察，也可以得到样品上特定部位的化学信息。因此，除了在医学和药学领域中的应用外，近年来在农业、食品安全、中药、环境以及特殊类型样品中也得到了广泛的应用。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 岛津公司 strong 于2014年推出成像质谱显微镜 iMScope i TRIO& nbsp /i 以来，在诸多领域发挥其独有的高清晰度成像、光学图像融合、定性定位分析的特长 /strong 。本文介绍了岛津日本合作实验室 strong 大阪大学Shimma教授基于iMScope i TRIO& nbsp /i 在领域拓展方面开展的部分工作 /strong 。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 1.姜黄素在姜黄干样品中分布的可视化分析：通过观察轴向和径向切片，对姜黄素的分布进行了详细的分析。发现姜黄具有非常规则的内部结构，而姜黄素就被封闭在管状结构中。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 229px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/8836d4b4-9fea-4393-b991-a4ed888b4e16.jpg" title=" 1.png" alt=" 1.png" width=" 600" height=" 229" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 轴向切片中姜黄素具有线性分布特征，具有管状结构分布在植物体内的可能性 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-align: justify text-indent: 2em " br/ /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 2.芦笋中抗高血压有效成分Asparaptine的分析：使用iMScope i TRIO /i 对芦笋中的Asparaptine 进行了定位分析。Asparaptine的分布方式是从中心向外扩展，从下端向尖端扩展。同时在鳞片和维管束周围分布有大量的Asparaptine。通过借助MALDI-MSI技术，我们成功实现了对一种此前尚不明晰其分布的物质的详细定位信息的分析和确认。 & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 388px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/ef44e6ca-ea8c-42a4-9efa-fa1f77260e78.jpg" title=" 2.png" alt=" 2.png" width=" 600" height=" 388" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong 芦笋的尖部、中部、下端和鳞片中的Asparaptine 分析 /strong /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong br/ /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" text-indent: 2em " 3.果蝇质谱成像方法建立以及脑部GABA成分的空间分布：首次对果蝇这种特殊样品建立了成像方法，可应用于昆虫体内杀虫剂成分可视化分析。使用上述方法，对果蝇脑部的γ─氨基丁酸（GABA）分布进行可视化，为神经递质的研究提供更可靠的空间分布信息。 /span /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 218px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/59dd0c6e-d0c9-42b9-8093-e5992653b81d.jpg" title=" 3.png" alt=" 3.png" width=" 600" height=" 218" border=" 0" vspace=" 0" / & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong 给药后的果蝇腹部检测出大量吡虫啉成分 /strong & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 399px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/7de7f4fa-d0e3-435c-9432-fcba56308d4c.jpg" title=" 4.png" alt=" 4.png" width=" 600" height=" 399" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 果蝇脑部GABA成分的分布 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" text-indent: 2em " br/ /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" text-indent: 2em " 4.马毛中药物成分的直接检测：通过负离子模式分析，成功在马毛中检测出目标药物。给药后的马毛样本中，在距毛囊16.48 mm 位置处观察到较强的药物信号。根据马毛的平均生长速度。可推算出给药时间，大约在24-25天前。由于磷酸酯可在体内迅速代谢，直接在毛发中检测到未变化药物同样是一项十分重要的成果。 /span br/ /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/010bad1f-4e37-4900-b7b8-284a581772bf.jpg" title=" 5.png" alt=" 5.png" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong 给药后的马毛中DexaSP 分布检测结果 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " iMScope i TRIO& nbsp /i 通过叠加不同检测原理的图像进行分析，为成像分析提供了强大的工具，并提高研究水平。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 基于此，2020年7月9日， strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 岛津 /span /strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " span style=" color: rgb(227, 108, 9) " strong “镜质合璧，还原真实” /strong /span strong 新品发布会 /strong /span 将在仪器信息网举办，届时岛津将携 strong 新一代iMScope 成像质谱显微镜产品首次与中国用户见面 /strong 。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong 届时尽请关注！ /strong /p p br/ /p

质谱成像技术揭示板蓝根中化学成分的空间分布 板蓝根（Isatidis Radix）为十字花科菘蓝属植物菘蓝（Isatis indigotica Fortune）的干燥根，具有清热、解毒、凉血、利咽等功效。作为清热解毒类的代表药物，板蓝根与广泛用于各类感冒的预防和治疗，在严重急性呼吸综合征（SARS）、甲型H1N1流感等疾病的防治中发挥了积极作用。新型冠状病毒肺炎（COVID-19）爆发以来，各版《诊疗方案》和“三药三方”中也不乏板蓝根的身影。板蓝根的抗病毒抗炎药效显著，但化学成分复杂，质量评价难度较高，因而一直是国内外研究的热点。 目前研究学者已经从板蓝根中分离得到近400个化合物，综合文献报道主要可归纳为生物碱、含硫化合物、苯丙素、核苷、氨基酸、有机酸、酚、黄酮、蒽醌、萜、醇、醛、酮、腈、酯、糖、甾醇、肽、鞘脂等19大类。研究药用植物化学成分的空间分布，有助于了解其形态学结构和功能。尽管板蓝根的化学成分研究已经十分深入，但其分子空间分布鲜见报道。质谱成像（mass spectrometry imaging，MSI）技术是近年新兴的分子成像技术，通过直接测定样品表面的离子信号获得其空间分布信息，具有非靶向、无需标记和多成分同时检测的优势。与光学图像采集技术结合后，既可观察到高分辨率的形态图像，又可对特定的分子进行鉴定和可视化分布分析，在生命科学领域显示出巨大的应用前景。本文首次采用高分辨质谱成像技术对板蓝根化学成分的空间分布进行分析。利用大气压基质辅助激光解吸电离-离子阱-飞行时间质谱（atmospheric pressure matrix assisted laser desorption combined with ion trap-time-of-flight mass spectrometry，AP-MALDI-IT-TOF/MS）扫描不同产地药材横切面，鉴定所含化合物，并观察化合物空间分布模式和富集位置，结合偏最小二乘回归（partial least squares regression，PLSR）算法，对不同样品进行分类。研究思路见图1。 图1 AP-MALDI-IT-TOF/MS成像技术揭示板蓝根中化学成分的空间分布 1. iMScope TRIO 成像质谱显微镜测试条件质谱成像技术在植物、动物、人体组织中的内源性成分和药物代谢组分的可视化检测方面发展迅猛，但在中药分析领域的应用才刚开始起步，且多用于新鲜采集的原植物或中药材。而真正用于市场流通和临床应用的中药材为干品，制备满足MSI测试需要的切片比较困难，故相关研究鲜见报道。在制备板蓝根干品冰冻切片时，其干燥、坚硬、易碎的结构带来了极大的挑战，故对冷冻切片的厚度、温度，切片固定方式，基质种类和添加方式等进行了详细的优化。板蓝根药材经明胶包裹冷冻后，先用双面碳导电胶贴牢后，再用冰冻切片机切制40 μm的组织切片，分别喷涂2, 5-DHAP溶液和1, 5-DAN溶液作为正、负离子的基质。主要质谱条件如下：激光照射直径：40 μm，像素间隔80 μm，扫描范围：m/z 100-500，m/z 500-1000。 2. 板蓝根中化合物的AP-MALDI-IT-TOF MSI可视化分布根据离子的准确质荷比、同位素丰度比，与对照品和液质一、二级数据比对，并结合文献检索和数据库搜查，初步鉴定了多个化合物类别118个质谱峰（见图2）。成像质谱显微镜将光学显微镜和质谱仪的优势整合，既可观察到形态图像，又可对分子进行鉴定和可视化分布分析，在软件上可简便且高精度地重叠观察光学显微镜图像与质谱分析图像，详细解析感兴趣区域。本文采用AP-MALDI-IT-TOF MSI技术首次揭示了板蓝根中化合物的空间分布， 图3和 图4展示了板蓝根横切面的木栓层、皮层、韧皮部、形成层、木质部及部分化合物在特定空间区域的分布。综合分析，板蓝根中化合物大多富集于营养储存的组织韧皮部，与之相比，水分输送组织木质部中集中分布的成分较少。 图2 板蓝根MALDI-IT-TOF MS成像化合物鉴别结果图3 板蓝根横切面光学图 (a) 和oxindole (b)、3-[2' -(5' -hydroxymethyl) furyl]-1(2H)-isoquinolinone-7-O-β-D-glucoside (c)、coniferin (d)、guanine (e)、histidine (f)、 proline (g)、arginine (h)、cyclo(L-Phe-L-Tyr) (i)等成分正离子质谱成像图 图4 板蓝根横切面光学图 (a) 和 isatindigoside F (b)、clemastanin B (c)、maleic acid (d)、malic acid (e)、citric acid (f)、sucrose (g)、isovitexin (h)、vanillin (i) 等成分负离子质谱成像图 3. PLSR法区分不同产地板蓝根药材将4个产地的各3批板蓝根药材分别划分到4个组。以样品横切面的AP-MALIDI-IT-TOF MSI数据为Y值，组别为X值，在正、负离子模式和m/z 100-500、m/z 500-1000两个扫描范围内，分别建立PLSR回归模型。由图5可见，在4个模型中，样品规格的预测值和实际值均呈现良好的相关关系，说明采用PLSR法可对不同产地的板蓝根进行准确的区分。 图5 MALDI-IT-TOF MS成像结合PLSR回归区分不同产地板蓝根样品 正离子m/z 100-500范围 (A)、负离子m/z 100-500范围 (B)、正离子m/z 500-1000范围(C)、负离子m/z 500-1000范围 (D) 本文相关内容由中国食品药品检定研究院的聂黎行研究员提供，详细研究内容已正式发表于Frontiers in Pharmacology - Ethnopharmacology, 2021, https://doi.org/10.3389/fphar.2021.685575。 文献题目《Microscopic Mass Spectrometry Imaging Reveals the Distributions of Phytochemicals in the Dried Root of Isatis indigotica》 使用仪器岛津iMScope TRIO 作者Li-Xing Nie1,2, Jing Dong3, Lie-Yan Huang2, Xiu-Yu Qian2, Shuai Kang2,4*, Zhong Dai2 and Shuang-Cheng Ma1,2*1 Chinese Academy of Medical Science & Peking Union Medical College, Beijing, China2 National Institutes for Food and Drug Control, National Medical Products Administration, Beijing, China3 Shimadzu China Innovation Center, Beijing, China4 College of Pharmacy, Hebei University of Chinese Medicine, Shijiazhuang, China

纳米尺度物体的可视化检测在纳米材料表征、自组装、化学合成和生物医学诊断等领域具有重要应用价值。常规的荧光显微技术虽然能够实现分子水平检测，但需要荧光探针标记，且存在光漂白等问题。 在科技部、国家自然科学基金委、中国科学院、北京市科委和北京分子科学国家研究中心的支持下，化学研究所绿色印刷院重点实验室宋延林课题组近年来围绕纳米绿色印刷技术制备了多维度纳米光子结构，并对其生物检测应用开展了系统研究，实现了无标记、超灵敏地定量检测。研究发现，当病原体特异性地结合在纳米光子结构上时，会产生散射共振增强作用，显著改变散射光的颜色，可以在10分钟内实现快速检测。不仅如此，纳米光子结构的光学信号可对0 到 1.0 x 105 PFU mL-1 范围内的病原体进行实时响应，检测限降低到 ~1 PFU μL-1。该方法无需荧光标记，也不需要昂贵的实验仪器和专业的技术人员，为发展简便的高灵敏光学生物检测平台提供了新的思路（Chem. Rev. 2022, 122, 5, 5144–5164 Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 24234；Adv. Mater. Interfaces 2022, 2102164）。 最近，宋延林研究团队基于纳米印刷技术发展了一种快速、无标记、可便携的单纳米颗粒可视化检测方法(图1)。印刷制备的一维纳米结构在可见光区域具有独特的光学共振特性。研究发现，当一维纳米结构的尺寸大于临界值时，散射和衍射信号均出现在可见光区域，能够显著放大纳米尺度物体的光学信号，突破传统的光学衍射极限。基于此，利用普通的光学显微镜甚至手机可以直接观察到单个小至50 nm的物体或缺陷，实现了光学可视化检测多种纳米结构。进而在一维纳米结构表面修饰特异性抗体，实现了实时检测、计数测量生物体液环境中的单个病原体颗粒。与已经报道的纳米尺度光学检测方法相比，该方法操作简单、成本低、可便携，且广泛适用于不同纳米材料和结构，在自组装、微流控监测、集成光子和生物传感等领域具有广泛的应用前景。相关成果近日发表于Matter期刊（https://doi.org/10.1016/j.matt.2022.03.013），论文第一作者是张泽英和赵茂雄，通讯作者是宋延林研究员和苏萌副研究员。 图1 基于印刷一维纳米结构实现单纳米颗粒的可视化检测

探索风味分析方法数字化、可视化新思路海能仪器携GC-IMS(气相离子迁移谱)技术参加第二届风味科学国际学术研讨会 5月28日上午,由美国化学学会（ACS）发起,江南大学、北京工商大学、上海应用技术大学、中山大学联合主办,江南大学承办的第二届风味科学国际学术研讨会（The 2nd International Flavor and Fragrance Conference，IFF2018）在江苏无锡召开。会议为期四天，来自17个国家和地区的高校、科研院所、企业，共计350余名代表参加了本次会议。本届会议汇聚了国际一流的风味研究学术大咖、知名学者,四天的学术交流包括7个主题报告,47个大会报告和132个学术海报展示,设置了风味与香气感知、风味化合物合成、风味分析技术等多个研讨主题。 随着中国经济和社会的发展，人民生活水平不断提高，人们对食品的要求不再只是营养,日益凸显的是对风味的追求。传统的分析仪器已经无法满足科研工作者对风味分析可视化、差异化、直观化、在线化的要求，此时需要有新的分析方法和技术的引入,用于捕捉关乎风味的痕量小分子化合物，帮助科研工作者们更好的分析和研究风味。气相离子迁移谱（GC-IMS）作为一款无需样品前处理、专注捕捉与风味相关的痕量（ppb级）小分子VOCs的仪器，经气相色谱柱和离子迁移管的二次分离，再通过软件处理可将样品之间风味物质形成指纹谱图，差异可视化、非常直观形象，软件自带的PCA同时可对样品进行聚类分析。更重要的是GC-IMS技术将风味物质的研究细化到分子级别（定性分析），进一步帮助科研人员研究风味差异源于哪些成份。 FlavourSpec® 风味分析仪 值此时机,海能仪器携旗下的GC-IMS(气相离子迁移谱）产品技术参会，并派出Hans Ruedi Gygax(Flavour/Fragrance Science Expert香精/香料科学专业)带领的工程师团队。会上由Hans做了专业的技术与学术报告，向大家介绍分享了GC-IMS技术及相关应用方案。 会议期间，曾与我们共同合作开发过应用方法的导师们也将GC-IMS技术作为报告主题和墙报内容，并分享了他们使用该技术在各自科研领域所取得的成果。 会上,来自高校的教授专家及相关领域专业人员参观了我们的展位，并就GC-IMS技术应用问题与在场工程师团队进行了交流与探讨，为后续的风味方法的开发与研究奠定了合作的基础。 通过此次会议，我们看到气相离子迁移谱作为感官评价及风味分析领域中的新技术，正得到越来越多科研工作者的认可和肯定，这使我们深有感触。相信在未来的日子里，气相离子迁移谱技术会为广大的科研工作者和行业专家解决更多感官评价及风味分析的应用问题。我们会以此为已任,在GC-IMS技术上不断推出更多的应用方案，为风味研究的发展贡献自己的一份力量！

2023年，16部门发布“声十条”，提出2024年底前，设区的市级城市完成功能区声环境质量自动监测系统建设工作，并与省级和国家生态环境监测系统联网。鼓励有条件的县级城市开展功能区声环境质量自动监测；2025年1月1日起，设区的市级以上城市全面实现功能区声环境质量自动监测，统一采用自动监测数据评价。不仅如此，一系列行业领域噪声自动检测技术规范等也陆续发布。据了解，“十四五”期间，国家将实现全国地级及以上的城市建成3800多个自动监测站点，目前，全国噪声领域科研及产业发展已形成一定规模。随着技术的进步，现代噪声监测系统正朝着智能化、网络化方向发展，利用物联网、大数据分析等技术实现远程实时监控和预警，使得噪声管理更加精准高效，市场更加广阔。为了解当前噪声监测技术进展、应用成效、行业状况及挑战机遇，向大家展现当前噪声监测市场现状，仪器信息网开展了“噪声监测现状与市场动态”主题约稿活动，本篇文章为北京爱唯施环境科技有限公司回稿内容。生产生活中工业运营的噪声会导致一系列问题，从居民健康污染到居民不动产贬值等。减轻工业噪音污染的一揽子方法往往导致更大更贵的一揽子工程。那么，运营者在部署噪声管理策略时，首先的难点是如何在最低的投入下减少系统的总监控成本和资源。工程噪音控制、声屏障和限制营业时间只是有效噪音管理实践的几个例子，这些方法通常需要大量投资，而精确智能化部署可以减少超额监测成本，确保更有效地缓解噪音。澳大利亚Envirosuite公司（简称：EVS)，旗下子公司爱唯施，有30多年的环境管理经验，以自主开发的智能环境管理软件和噪声监测设备为平台，向客户提供实时及持续的噪声监测，分析报告，溯源预测等功能为一体的专业噪声管理方案。（1）智能噪声监测软件实现环境数据可视化和自动化：EVS 的Omnis和Anoms是基于云的数据管理平台，提供24/7的噪声监测与数据分析，以专用算法和建模将远程设备的数据可视化，实时设定、监控和导出报告，以实现自动管理其辖区的多个环境参数。包括预测潜在的环境噪音问题，跟踪噪音水平随时间的变化，以及环境影响评估等。同时提供噪声事件回放以及噪声阈值警报功能，可用于即时调查违规的噪声事件（频谱图或波形格式），还可以根据导致超标的原因进行噪声分类，帮助了解哪些噪声源不合规，以便进行降噪措施调整以提高噪音合规性。图：EVS 的智能噪声监测软件实现环境数据可视化和自动化(2)适用于任何环境的全天候实时噪声监测设备：EVS 提供专业的全天候噪声监测设备EMU3700 ，可部署在机场、工业、市政运营区内或周边社区的任何场地。EMU3700能够捕获准确的噪音和天气数据，这些数据与EVS噪音监测软件的专有算法相结合。为用户提供可视化的数据分析与见解。用户友好界面可实时查看噪音和天气数据。使操作人员能监控从设备端到远程的数据。包括测量指数，多种标准的报告格式，警报和报告的触发级配置。产品符合AS/NZS 62368-1 CE & FCC等安全性和合规性标准，独立IEC61672:2013 1级型批认证。Envirosuite的NMT 3700系列专门设计用于在恶劣环境中进行永久、移动和便携式的无人值守操作和噪声监测。产品可以安装部署于采矿作业、工业设施，机场，城市环保和建筑工地等各种行业应用。案例1：北京首都国际机场噪声监测项目北京首都国际机场于2005开始使用EVS为其安装25个噪声监测终端NMT和ANOMS 机场噪声管理软件，通过不同站点安装NMT噪声监测设备，实时监测记录站点周边的噪声数据， 并通过ANOMS远程管理软件进行噪声监测与分析报告，管理雷达、飞行计划、天气和投诉等一系列环境管理解决方案。爱唯施对后期运维方面的站点校准、硬件软件使用和技术支持、对硬件故障进行判断和排除、对软件服务进行定期维护和检测。用我们的解决方案跟踪噪声、航班，解决投诉，有效处理了机场与居民、航空公司和其他利益相关者的关系。为机场环境管理和噪声合规提供了稳定而有力的支持。图：Envirosuite 噪声监测智能化管理系统案例2：北京生态环境监测中心 声环境质量自动监测项目北京生态环境监测中心采用EVS噪声管理方案进行城市声环境监测，监测系统于 2007 年安装、2008 年 2 月通过最终验收，已经过多年连续工作，系统在全市包括 1 个监控中心（C/S 架构，服务器及系统软件、客户端软件）、18套噪声监测设备（16套设备在线运行， 2套设备备用），爱唯施提供专业技术人员和团队，对本系统提供运行维护服务保障。为项目提供专业的噪声监测管理和报告，运行多年来以其专业性和运行稳定性为国家站噪声采集和分析提供了重要数据,获得了一致的好评和认可。噪声监测市场在全球范围内呈现出增长的趋势，中国噪声监测系统行业也在不断发展壮大。&zwnj 这些趋势反映了社会对噪声污染问题的关注度提高以及对噪声监测和管理需求的增加。Envirosuite使用专有技术和实时可视化数据来帮助行业和社区的噪声监测管理并保持合规性，EVS的环境智能技术提供灵活和量身定制的解决方案来帮助您应对噪音及振动的挑战，通过改善环境性能使世界变得更加美好。

记者21日从中科院海洋研究所获悉，该所研究员张鑫课题组和孙超岷课题组共同合作，基于共聚焦显微拉曼技术，通过三维定量成像实现了长期、近实时、非破坏性的微生物监测，对微生物生长和代谢情况进行可视化及定量分析，为未来分析微生物原位生物过程提供了新思路。研究成果近日发表于《微生物学谱》上。固体培养基培养的菌落的三维定量成像示意图 课题组供图记者了解到，张鑫课题组在之前的工作中，观测到我国南海冷泉环境中单质硫含量丰富。随后，孙超岷课题组发现了冷泉细菌Erythrobacter flavus 21-3可以高效氧化硫代硫酸钠生成单质硫，张鑫课题组通过拉曼光谱鉴定后发现单质硫结构为环状S8，研究成果发表在生物学领域权威期刊《国际微生物生态学会杂志》。后续两个课题组合作将E. flavus 21-3及其突变株布放到深海冷泉喷口附近进行原位培养，证实该菌株在深海原位环境中也能形成硫单质，相关成果发表在国际生物学期刊《微生物学》，为解释我国南海冷泉喷口广泛分布硫单质的成因提供了重要理论依据。E. flavus 21-3在高氧条件下的三维拉曼成像分析 课题组供图由此可见，微生物是深海硫形成和循环的重要贡献者，其介导的硫代谢的研究对于了解深海硫循环至关重要。然而，由于深海环境极端复杂，采样困难、微生物难于分离培养等因素，以及缺少对硫元素的形成的近实时无损的监测方法，深海微生物的原位探测面临巨大挑战。目前，主要通过经典的生物和化学方法研究硫元素的生成过程，例如X射线吸收近边结构、高效液相色谱、透射电子显微镜、离子色谱法或化学计量法等。但是，这些方法主要通过取样来获知特定时间点的微生物代谢情况，不能在不破坏样品的前提下连续监测其在时间尺度上的代谢过程；并且，其中一些方法样品制备复杂，会破坏细胞的原位真实性；也可能会出现取样不均匀及污染的情况，导致难以实现连续的原位观察。因此，亟需新的方法突破此瓶颈。低氧条件下E. flavus 21-3的三维拉曼成像分析 课题组供图共聚焦显微拉曼三维成像技术拥有低成本、快速、无标签和无破坏性的优势，具有将定性、定量和可视化完美结合的潜力，为我们解决相关问题提供了新的思路。因此，为证明此技术的潜力，研究团队构建了一套固态基底上微生物群落拉曼三维定量原位分析方法，将光学可视化与拉曼定量分析相结合，可在时间和空间两个维度上无损定量表征微生物群落代谢过程。该技术已成功应用到深海冷泉细菌E. flavus 21-3硫代谢过程的原位监测。据介绍，基于拉曼三维成像进行体积计算和比率分析，课题组对不同环境下的菌落生长和代谢进行了量化，发现了生长和代谢方面不为人知的细节，为厘清深海冷泉生物群落中广泛分布的硫单质成因提供了重要技术支持。“据我们所知，这是首次尝试长期监测菌落在固体培养基中生长的原位无损技术。我们能够快速确定代谢产物，推断反应发生的途径，并快速筛选产硫细菌。由于这一成功的应用，不仅证明了该方法在未来对微生物原位过程的可视化及定量分析的潜力，也为研究深海中附着在岩石沉积物等固体表面上的微生物提供了新的思路。”张鑫对《中国科学报》表示。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院A类战略性先导专项、中国科学院海洋大科学研究中心重点部署项目、泰山青年学者计划等项目联合资助。

包括古生物学在内，众多科研领域已经在前所未有的精度和广度上大规模应用X射线计算机断层扫描以及三维重建技术，随之对生成的三维表面模型的可视化效果方面也提出了更高的需求。目前大部分三维重建处理软件在处理三维表面模型方面能力较弱，已有的三维表面模型软件通常未对生物学三维表面模型数据作相应的优化，且在使用上往往存在上手困难，操作复杂，无法处理大数据文件等问题。 Vayu 主界面与部分案例展示针对以上问题，为了提升化石和现代生物成像数据的可视化效果，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所卢静研究员团队自主研发了专门用于处理三维表面模型的新的免费软件Vayu 1.0，并在《古脊椎动物学报》上详细介绍了该软件的基本功能、操作流程以及相关案例展示。Vayu 1.0主要针对化石及现代生物成像数据可视化需求进行优化，可以广泛应用于古生物、生命科学、医学、考古等多学科领域三维表面模型的可视化乃至虚拟空间交互等方向。Vayu 1.0软件提供了一整套针对三维表面模型的编辑、渲染、标注、分析等可视化工具，同时自带VR模式以及快捷的动画制作方法，让使用者能在最短时间内掌握对三维表面模型进行快速渲染和动画制作，为三维表面模型的可视化提供了新工具。Vayu 1.0还包含虚拟现实（VR）模式和一站式动画制作平台等多种可视化工具，为各领域的三维表面模型渲染与可视化提供了新发展方向和思路。除此以外，Vayu 1.0在博物馆科普教育与学校教育等领域也可以提供广泛的应用场景。 Vayu 三维可视化渲染动画展示Vayu 现代鲨鱼身体内部三维结构VR动画该研究得到了中国科学院院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金优秀青年基金等项目的资助。论文链接：http://www.vertpala.ac.cn/CN/10.19615/j.cnki.2096-9899.221020软件下载链接： http://admorph.ivpp.ac.cn/download.html

中科院合肥智能机械研究所王素华研究团队近期在重金属离子污染现场快速敏感检测研究领域中取得重要进展，建立了可视化检测的新方法，并研制出新型的可视化传感器。相关研究成果分别发表在美国化学会的Analytical Chemistry、英国皇家化学会的Journal of Materials Chemistry和Nanotechnology国际期刊上。 　　痕量重金属离子检测目前主要依赖于原子吸收、原子荧光、电感耦合等离子体、质谱等实验室方法。尽管这些方法检测精度比较高，但仪器耗资昂贵、运行费用高、操作要求多，检测比较费时、费力，而且测量时需萃取、浓缩富集或抑制干扰等复杂前处理过程。 　　针对这些难题，智能所研究人员通过设计制备出针对汞离子的特异性有机螯合配体，与汞离子通过配体交换反应形成螯合物，进一步在发光量子点表面发生快速的阳离子取代反应，导致量子点的荧光效率发生改变，从而通过荧光强度和颜色的变化实现对汞离子的高灵敏选择性检测(Anal. Chem. 2012, DOI: 10.1021/ac302822c)。随着汞离子浓度的增加，荧光发射峰位逐渐向长波方向移动，同时伴随着量子点的黄光会逐渐演变成红光(如图示)。研究人员进一步设计并组装了针对汞离子的纸质传感器，实现了对纯水、自然湖水中汞离子的快速可视化检测。 　　研究团队提出的可视化检测方法具有不依赖大型贵重的分析仪器、可进行裸眼观测、响应时间快等优点，能够实现痕量重金属离子的现场快速可视化检测。 　　研究人员又设计并研制了一种基于发光氧化石墨烯的新型比率荧光纳米复合探针，通过探针不同颜色荧光的比率变化，可将其应用于可视化检测分辨不同价态的铁离子(Fe2+)。在紫外光照下，随着Fe2+浓度的增加，探针的荧光颜色从红色变为蓝色，从而实现对Fe2+的可视化检测(Nanotechnology 2012, 23, 315502)。此外，研究团队还通过对氧化石墨烯的多层规整自组装，研制出了由多层氧化石墨烯组装的电极材料，结合电化学原理，可实现对铜离子的高选择性和敏感检测(Journal of Materials Chemistry 2012, 22, 22631)。 　　该研究得到国家973项目“应用纳米技术去除饮用水中微污染物的基础研究”、国家自然科学基金委及中科院“百人计划”支持。 图示：针对重金属汞离子的现场快速可视化检测

p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201606/insimg/4afc0317-e9f0-488f-acc8-55f85320fe4d.jpg" title=" Kydt_Wyc_20130514.jpg" width=" 600" height=" 400" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 400px " / 　　 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 随着对纳米尺度的理解，中国研究者团队研发了一种可视化的基于原位透射电镜技术，该技术直接将原子尺度的结构和物化性能联系起来，可提供新颖而强大的功能。 /p p 　　在纳米世界里的生活是很快的，就致力于纳米尺度的基本机制研究而言，其发展更加迅速，这个世界，便是尺寸只有十亿分之一米的原子和离子之类的颗粒的舞蹈。 /p p 　　随着对纳米尺度的理解，中国研究者团队研发了一种可视化的基于原位透射电镜技术，该技术可以提供新颖而强大的功能，它能够直接将原子尺度的结构和物化性能联系起来。 /p p 　　在这周AIP出版的Applied Physics Letters期刊里，研究者们说明了他们的发现对新一代科技设备的设计和制造的重要性。这项研究具有广泛的应用潜力，从基于电致色变科技的智能窗到管理能源、信息和环境的新型器件。 /p p 　　团队负责人、中科院物理所白雪冬研究员介绍道， span style=" color: rgb(0, 0, 0) " “目前，应用于能源、信息和环境方面的新设备的原子机制是一个重要的议题。物化现象中原子过程的实时成像是原位透射电镜技术的任务。我们研究的目标之一是理解从原子尺度可获得的设备的基本原理，另一个目标是探索基于原子过程中原位透射电镜成像的革新的设备。” /span /p p 　　在诺贝尔奖透射电镜科技中，电子束取代了用于传统电镜中的光束，通过一个金属试样传输。与光学显微镜相比，由于电子具有更短的波长，透射电子显微镜提供给研究者更高的分辨率，以至于他们可以观察到更多的信息。 /p p 　　白强调了结构和性能之间的关系是材料科学一个根本的关注。然而，研究这种关系的约束之一是使用传统的方法，结构表征和性能测定通常是分开的，对于纳米材料来说尤其如此。他们的创新之处在于将这些步骤结合起来。 /p p 　　白还说道，“过去的十五年来，我们的研究工作集中于原位透射电镜技术的构造和应用，所以在不同的物理因素(包括电的和光的)下原子尺度的性能都通过透射电镜进行了研究。” /p p 　　该团队尤其对于应用最广泛的电化学材料之一—氧化钨和其产物的一个关键相转变进行了研究。通过使用他们简化了的内含电化学电池的透射电镜技术，他们的微观的、动态的观察显示了实时的详细机理，涉及了电化学氧化钨纳米线的形成和演变，并且在工业上有很多应用。 /p p 　　他们的研究最有趣的方面之一是探究离子电迁移过程和其诱导的动态结构转变。他们发现这些与电化学性能密切相关，加深了原位透射电镜成像研究的广泛应用潜力。 /p p 　　白说道，“新特性和重要的科学问题可以通过原位透射电镜成像来显示，例如，电驱动的氧化还原反应过程，锂离子电池中锂原子的占据位点和电机学反应电池中的物质转移都能从原位透射电镜成像中观察到。” /p p 　　接下来，研究者们将扩展原位透射电镜原子尺度成像技术，使之与超快光谱结合起来。通过这个扩展，高分辨成像在空间和时间上都将成为可能。 /p p 　　论文地址： span style=" color: rgb(0, 112, 192) " a href=" https://www.sciencedaily.com/releases/2016/06/160607113110.htm" target=" _blank" title=" " In-situ transmission electron microscopy imaging of formation and evolution of LixWO3 during lithiation of WO3 nanowires /a /span /p p br/ /p

自充能、可持续力致发光力致发光是指材料在力学刺激下产生的一种发光行为。由于其独特的力学-光学响应特性，力致发光为实现力学传感及其可视化提供了新思路和新途径。目前发现的力致发光材料多数仅表现出动态力学刺激下的瞬态发射行为，极大地限制了其在力学的可视化显示和成像方面的应用。可持续力致发光材料能够在力学刺激停止后继续保持发光行为，对可持续力致发光材料的开发是应对上述问题的有效方式。此前，研究人员通过陷阱工程设计，在特定材料体系中获得了力学刺激后可持续的力致发光现象。然而，该类可持续力致发光材料在使用前必须经历预辐照，在其结构内部预先储存能量，这不仅增加了实际应用时操作的难度，也难以实现该类材料的循环稳定使用。因此，实现无需预辐照的自充能、可持续力致发光成为当前研究的热点之一。中国科学院兰州化学物理研究所王赵锋团队在国际知名期刊Advanced Science上发表的题为“Self‐charging persistent mechanoluminescence with mechanics storage and visualization activities”的研究论文。本文研制出一种自充能、可持续力致发光材料——Sr3Al2O5Cl2:Dy3+/PDMS（SAOCD/PDMS），该材料在力学的刺激下，无需预辐照即可产生明亮的长寿命力致发光，有效避免了此前材料在使用时的预辐照需求，极大提升了长寿命力致发光材料的应用便利性。本工作通过将SAOCD (SAOCD) 粉末复合到PDMS基质中，创建了一种新型的力致发光材料，即自充能、可持续力致发光材料。无需任何预辐照，所制备的SAOCD/PDMS弹性体可以直接在力学刺激下表现出强烈且持久的力致发光，这极大地促进了其在力学照明、显示、成像和可视化中的应用。通过研究基体效应以及热释光、阴极发光和摩擦电特性，界面摩擦起电诱导的电子轰击过程被证明是机械刺激下SAOCD中自充能能量的原因。基于独特的自充电过程，SAOCD/PDMS进一步展现出力学存储和可视化读取行为，为机械工程、生物工程和人工智能领域 处理力学相关问题带来了新颖的思路和方法。 自激活、长寿命力致发光材料的设计制备与性能研究 图1 SAOCD/PDMS复合弹性体的制备流程、性状及力致发光性能 当施加拉伸、摩擦、压缩等力学刺激时，复合弹性体呈现出直接的自激活力致发光，不需要额外的预辐照（图1c）。复合弹性体的力致发光性能随SAOCD颗粒中Dy的含量增加呈现出先增后减的趋势（图1d）。随着施加应变的增加，SAOCD/PDMS弹性体的ML强度随之增加，其在应力/应变传感方面表现出良好的应用价值。此外，该复合弹性体的力致发光还表现出良好的热稳定性（图1f）。图2 （a）SAOCD的力致发光和余辉示意图；（b）SAOCD/PDMS复合弹性体在拉伸、摩擦、压缩条件下的力致发光和余辉照片；（c）不同浓度Dy离子掺杂SAOCD/PDMS复合弹性体的摩擦余辉光谱图。 该材料在力学的刺激下，无需预辐照即可产生明亮的长寿命力致发光（图2），有效避免了此前材料在使用时的预辐照需求，极大提升了可持续力致发光材料的应用便利性。图3 SAOCD的自激活力致发光及余辉机理明确了SAOCD/PDMS的自激活力致发光和余辉的物理过程，即在外力刺激下SAOCD与PDMS产生界面摩擦电作用，SAOCD的电子转移到PDMS表面，SAOCD与PDMS间形成高能电场，PDMS表面电子被加速，轰击SAOCD，使得SAOCD中的电子受激从价带跃迁至导带，一部分直接和发光中心结合产生力致发光，另一部分被陷阱捕获，外力撤除后自发释放转移至发光中心产生余辉。机械力学信息的存储与可视化读取器件研究图4 （a）力致发光复合材料的应力存储和可视化读取示意图；（b）SAOCD/PDMS复合弹性体对机械力学信息的存储、读取原理及功能展示。 通过利用SAOCD/PDMS材料中特有的自充能物理过程，进一步发展出了一种力学信息的存储与可视化读取技术（图4）。在机械刺激下，力学信息将会以陷阱捕获载流子的方式在材料内部进行存储，随后，在热刺激下，所存储的力学信息将以可视化的形式得到读取，所存储和读取的力学信息主要包括力学强度、发生时间及其空间分布等。作者简介王赵锋简介：中国科学院兰州化学物理研究所研究员，博士生导师，2006年毕业于兰州大学材料化学专业，获理学学士学位，2011年毕业于兰州大学材料物理与化学专业，获工学博士学位。2011年至今，先后于中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室、美国德克萨斯州立大学化学与生物化学系、美国康涅狄格大学材料科学研究所进行科学研究。主要研究方向为摩擦/力致发光材料及应用，在Nat. Commun., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Funct.Mater., Nano Energy, Mater. Horiz., Adv. Sci.等期刊发表论文100余篇（被引用5000余次，h因子40），编写书籍章节两部，申请/授权国家发明**10余项，研究成果被国内外知名媒体如中国科学报、中国科普博览、人民日报、中科院之声、New Scientist、Nanowerk、Science Trends等专题报道。现为国内知名期刊《稀土学报（英文版）》、《材料导报》、《发光学报》青年编委，以及中国机械工程学会表面工程分会青年学组特邀专家。2015年获美国环境保护署P3提名奖，2017年获甘肃省自然科学二等奖，2018年获中科院高层次人才计划择优支持，2020年获甘肃省杰出青年基金支持，所带领的研究团队获2021年度甘肃省“青年安全生产示范岗”荣誉称号，2022年获中科院区域发展青年学者称号。相关产品推荐 本研究的力致发光光谱数据采用卓立汉光搭建的组合荧光系统采集，配置Omni-λ300i系列“影像谱王”光栅光谱仪对光谱进行分光。目前，该组合荧光系统已经升级为OmniFluo900 系列稳态瞬态荧光光谱仪，如需了解该产品，欢迎咨询。 免责声明 北京卓立汉光仪器有限公司公众号所发布内容（含图片）来源于原作者提供或原文授权转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有，北京卓立汉光仪器有限公司发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享。 如果您认为本文存在侵权之处，请与我们联系，会*一时间及时处理。我们力求数据严谨准确， 如有任何疑问，敬请读者不吝赐教。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。

p 　　离子迁移被认为是决定化学、生物和材料科学中许多器件性能的关键步骤。然而，对各向异性纳米结构间固相离子迁移的直接可视化和定量研究一直是一个具有挑战性的课题。 /p p 　　中科大俞书宏院士、上海交大邬剑波等人在Journal of the American Chemical Society上发表了题为& quot Real-time visualization of solid-phase ion migration kinetics on nanowire monolayer& quot 的文章，报道了用原位ChemTEM方法定量研究共组装纳米线(NWs)之间的固相离子迁移过程。 /p p style=" text-align: center " img width=" 600" height=" 130" title=" Real-time visualization of solid-phase ion migration kinetics on nanowire monolayer.png" style=" width: 600px height: 130px max-height: 100% max-width: 100% " alt=" Real-time visualization of solid-phase ion migration kinetics on nanowire monolayer.png" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/d0253ed1-e8e6-446a-a240-7ab7c2de9b93.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　化学透射电子显微镜(ChemTEM)是一种新兴技术，可以使电子束在成像过程中触发化学反应。通过调节电子束剂量率，可以很好地控制化学反应的类型和速率以及键解离。 /p p 　　报道中利用原位ChemTEM方法定量研究共组装纳米线(NWs)间固相离子迁移过程。 /p p 　　研究人员以在Te纳米线上的Ag离子作为研究模型，通过原位ChemTEM技术揭示了Ag在单层TeNWs阵列上的各向异性迁移行为。此外，ChemTEM表征技术也观察到了Ag在Se@ Te NWs上的迁移和Cu在Te NWs上的迁移，进一步证实了固相离子迁移机制。 /p p style=" text-align: center " img width=" 500" height=" 495" title=" 图.png" style=" width: 500px height: 495px max-height: 100% max-width: 100% " alt=" 图.png" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/8babed45-b6d1-443e-b74c-4229a8b6b9ca.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　这些发现提供了对纳米系统中普遍存在的固相离子迁移动力学的重要见解，并为探索其他离子迁移过程提供了一个有效的工具，有助于将来制备定制的和新的异质纳米结构。 /p p br/ /p

瑞士苏黎士大学的研究人员研发了一种新物质，可用来标记和观察动物体内的DNA合成过程。该技术的应用为药物研发提供了新策略。相关研究论文于12月5日在线发表在美国《国家科学院院刊》(PNAS)上。 　　详细了解动物体内DNA和蛋白质等大分子合成是理解生物系统和设计疾病治疗策略的必要条件。通常，通过人工合成小分子标记物掺入生物体自身合成过程来达到可视化DNA合成的目的。但是，直到现在该方法有一个重大的局限性：标记物具有毒性并导致细胞死亡。内森利德基(Nathan Luedtke)领导的小组研发了一种叫“F-ara-Edu”的核苷。用它来替换胸腺嘧啶脱氧核苷，标记DNA对生物体基因组功能几乎没有影响，毒性也大为降低，检测也更灵敏。 　　利德基表示，通过可视化新DNA的合成，就能够鉴定病毒感染和肿瘤增长的位点。这将引领药物研发新策略。(科学网 任春晓/编译) 　　相关仪器及方法：热型质谱仪 　　完成人：内森利德基课题组 　　实验室：瑞士苏黎士大学有机化学研究所 　　更多阅读 　　PNAS发表论文摘要(英文)

2012年8月1日，FEI宣布其已经收购法国VSG??集团(Visualization Sciences Group)，收购价格为4480万欧元，约5500万美元。 VSG提供高性能的三维可视化软件产品和工具，其客户包括石油和天然气、地质、采矿、生命科学、材料科学和工业检测等。 　　&ldquo 我们的战略是为我们的客户提供完整的成像和可视化解决方案，而收购VSG是加速和延伸了该战略，&rdquo FEI总裁兼首席执行官Don Kania说。&ldquo VSG的产品和开发能力与我们的目标市场非常契合，尤其是在我们高增长的自然资源和生命科学业务方面。我们的客户对成像系统创建数据的分析需求不断增加。与此同时，FEI打算继续发展VSG的不断增长的软件业务。我们对VSG的解决方案留下深刻印象，包括先进的3D渲染、开放的应用程序框架、面向对象的三维数据库和强大的三维数据管理能力。VSG拥有强大的管理团队和优秀的员工。&rdquo 　　&ldquo 与FEI相结合，使我们增加了广度和实现继续增长的分销??能力，&rdquo VSG总裁兼首席执行官Jean-Bernard Cazeaux评论到。&ldquo 我们期待着为FEI在高增长的市场的机会贡献力量，在那些市场FEI有坚实的客户基础，如生命科学和自然资源，并期待着在所有FEI的应用市场贡献我们的专业力量。&rdquo

当前，我国半导体设备依旧高度依赖于海外企业，并且在核心技术和零部件上受到一定的限制。作为半导体产业重要的一环，薄膜沉积设备可以说牵一发而动全身。而中国作为半导体设备的重要市场，随着各地半导体项目的林立，晶圆代工厂的产能扩建热潮以及自主可控进程的推进，薄膜沉积设备厂商也迎来了快速成长和突破的新黄金期。对此，仪器信息网特邀请天津中环电炉股份有限公司介绍了其薄膜沉积设备。不断加大研发投入，为用户提供试用平台据了解，薄膜沉积领域在过去一直处于国外品牌独占市场。在此背景下，天津中环集中力量，借鉴国际先进经验，结合国内特色，开发了独具特色的薄膜沉积设备。其主要薄膜沉积产品包括CVD12IIIH-3-G、双相气流二硫化钼沉积设备、等离子薄膜沉积设备PECVD12IIH-3-G、三源流化床薄膜沉积设备等，凭借优异的性能，多次帮助用户在Science等多种国际级顶级期刊发表高影响力文章及成果，更是几乎进入了目前主流实验领域全部实验和部分高难度实验。天津中环的1200℃预加热双温区PECVD集成系统目前我国总体上看在薄膜沉积设备技术还处于新兴产业，发展时间短，技术积累薄弱，专业人才稀缺。市场处于萌芽阶段，但后续市场规模和技术需要又相当高。对此，天津中环认为，必须加大投入，无论资金、技术、人力等，不加大投入一但被国外产品拉开差距，建立技术壁垒，我国该产业很难发展，以至于薄膜沉积领域科研严重受制。正是在这种不断的研发投入下，天津中环现有产品已基本达到与国际龙头企业参数一致、价格更低、操作更容易、维护更简单。国内市场已经占据较多份额，主要客户群体有中科院所、大专院校、研究所、企业研发部门和检验部门。其中73%为实验领域。目前用户主要关注产品的技术参数和实验效果，为了更好的服务用户，天津中环组织人力、物力积极筹建实验室，为客户提供设备试用平台，目前天津中环实验室已经可以完成大多数实验，并得到理想的实验结果。确保客户采购设备后能够达到使用效果。另辟蹊径，绕开壁垒，突破“卡脖子”技术在贸易战以来，全社会都关注“卡脖子”问题，而在薄膜成绩领域当然也存在一定的“卡脖子”现象。在真空领域、气体控制领域特别明显，如高真空无油泵、特种气体流量控制等方面尤为突出。据透露，天津中环在5年前就发现问题，并积极联合各相关企业进行联合开发，通过特殊的设备结构、独特的设计理念另辟蹊径的达到了与国外类似的实验结果。从根本上绕过了一定的技术壁垒。谈到未来发展趋势时，天津中环认为未来的实验室和工业领域对于薄膜沉积技术更倾向于可视化的沉积与制备，可以更加直观的发现问题和解决问题。目前沉积设备都是盲烧。无法直观的展现沉积过程与沉积状态。这大大延缓了实验进度，阻碍了科学工作者的实验思路。基于对未来发展趋势的判断，天津中环于4年前着手研发可视化烧结、沉积设备。目前已经达到8微米级别的可视化分辨率，产品在陶瓷烧结、金属冶炼熔渗、高温接触角分析等领域获得无数好评，想成了稳定销售。下一步，天津中环还将着重研发纳米级分辨精度产品，为薄膜沉积领域打开一条新路。关于天津中环天津中环电炉是一家成立于1993年的股份制企业，现有产品专利40项，于2017年成功上市，具备研发、生产、实验等能力，产品上专精于实验电炉与薄膜沉积类设备及外延产品。在近年来半导体产业热潮下，天津中环主要业绩同比上一年度提高接近30%，三年平均增长18.7%。连续8年实现销售额增长超过10%。天津中环产品主要应用于材料行业、陶瓷行业、金属冶炼、处理。生物材料以及化学化工行业。

近年来，随着单细胞组学、单细胞克隆研究的持续走热以及循环肿瘤细胞研究的不断深入，如何高效、准确地进行单细胞分选成为研究工作中的桎梏。传统单细胞分离手段无法保证所得的样品内只有一个单细胞，导致下游的实验出现误差。英国iotaSciences公司经长期的技术积累研发推出的新型单细胞可视化分选系统-isoPick，可确保分选所得的样品中只有一个单细胞，分离效率高达100%，且结果可验证、可追踪，有效化解了单细胞分选的难题。 近日，Quantum Design中国与IotaSciences公司正式成为战略合作伙伴，将单细胞可视化分选系统-isoPick引进中国，旨在为中国研究人员提供一个可靠且功能强大的单细胞分选平台和全新的解决方案！单细胞可视化分选系统-isoPick 单细胞可视化分选系统-isoPick基于创新的网格式单细胞腔室技术（GRID技术），可实现高通量、高自动化的单细胞可视化分选。分选过程非常温和，能够确保更高的单细胞存活率，达到更佳的克隆生长效果。isoPick也可将单细胞样品按照特定的体积直接转移到96孔板或PCR管中，无缝衔接到单细胞下游应用，确保后续单细胞组学信息完整性。单细胞可视化分选系统的优势：全自动化流程操作简单 对细胞无损伤结果可追踪分离效率高达100%直接转移到PCR管或96孔板结构紧凑，体积小巧部分发表文献：单细胞可视化分选系统已发表于Cell、Advanced Science、Small Methods、Nature Communications等期刊，如下为具有代表性的文献：Soitu C, Stovall‐Kurtz N, Deroy C, et al. Jet‐Printing Microfluidic Devices on Demand[J]. Advanced Science, 2020, 7(23): 2001854.Gangoso E, Southgate B, Bradley L, et al. Glioblastomas acquire myeloid-affiliated transcriptional programs via epigenetic immunoediting to elicit immune evasion[J]. Cell, 2021, 184(9): 2454-2470. e26.Deroy C, Nebuloni F, Cook P R, et al. Microfluidics on Standard Petri Dishes for Bioscientists[J]. Small Methods, 2021, 5(11): 2100724.Deroy C, Wheeler J H R, Rumianek A N, et al. Reconfigurable microfluidic circuits for isolating and retrieving cells of interest[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2022, 14(22): 25209-25219.Oliveira N M, Wheeler J H R, Deroy C, et al. Suicidal chemotaxis in bacteria[J]. Nature Communications, 2022, 13(1): 7608.用户名单：样机试用：为更好地服务中国科研工作者，Quantum Design 中国引进了单细胞可视化分选系统-isoPick样机，将为大家提供为专业的售前、销售、售后技术支持，欢迎各位老师预约参观试用！

11月28日，激光超声波可视化检测仪技术在西安航空基地正式通过科技成果鉴定。这一技术的国产化，填补了业界空白，大大缩小了与世界发达国家在无损检测仪器研发与生产方面的差距，是我国无损检测领域的一项重大突破。 　　无损检测在各制造行业的品质管理中，一直扮演着举足轻重的角色。其中，超声波检查因其安全、经济、简便而得到了广泛应用，但无法对任意复杂形状以及非金属物体内部缺陷实现高效、直观地检测。随着碳纤维复合材料、陶瓷基复合材料等新型材料的广泛应用，航空工业也得到了前所未有的发展，但迄今对这些新型材料的无损检测还缺乏有效的手段。 　　由西安金波检测仪器有限责任公司研发的激光超声波可视化检测仪，成功突破了无损检测领域中的这一世界科研难题。该检测仪的问世，对任何形状物体及绝大多数材料的内外部探伤，小到电子元器件，大到飞机机身部分均可进行无损检测，并可在高温、有毒等恶劣环境下工作。使用激光超声波可视化检测仪对飞机机翼、火车车轴等高速运载工具部件以及发电设备、压力容器等产品进行定期检查，可以最大限度地延长其安全使用寿命，避免重大事故的发生。 　　如果传统的超声波无损检测技术被比喻为“收音机”技术，则激光超声波可视化无损检测技术就属于“电视机”技术。激光超声波可视化检测仪由检测单元和激光单元组成，可简单地将超声波的传播过程可视化，并根据波形变化检查出被测物体内部或表面的损伤，通过计算机屏幕清晰、实时地观察。由于激光超声波可视化检测仪技术实现了无损检测的可视化，对物体内部存在的缺陷及损伤的识别变得非常容易，且可防止无损检测中经常发生的漏检和误判。 　　金波公司研发的“激光超声波可视化探测仪”，是西安航空基地入区企业科技创新的典型范例。西安航空基地具有集飞机设计研究、生产制造、试飞鉴定、教学为一体的航空产业体系，同时具备各类与航空产业有关的高科技研发群，对于“激光超声波可视化检测仪”的使用、推广、乃至产品改良都提供了得天独厚的广阔空间与平台。依托激光超声波可视化检测仪，目前西安航空基地已成立无损检测服务平台与工程技术研发中心，先后为近百家西安航空基地入区企业及国内航空、航天、军工、核电、电力领域企业提供服务，出具检测报告80余份，解决了众多目前无法解决的难题，大大提高了我国的无损检测技术水平，进一步提升了航空产品的可靠性与安全性。

人类诱导多能干细胞 (hiPSC) 是一类通过基因编辑技术（如 CRISPR-Cas9）对已经高度分化的人体细胞重新逆分化得到的多能性干细胞。hiPSC的出现为科学家构建复杂的疾病模型和推进药物发现提供了有利的工具。 然而，传统的hiPSC细胞系的构建与培养过程往往操作复杂且耗时耗力。特别是从异质编辑细胞池中构建的克隆hiPSC系的培养受到了传统细胞培养方法的桎梏，很难构建一个高效的hiPSC构建与培养工作流程。此外，现有的单细胞分离和培养方法通常对细胞的处理条件苛刻，操作步骤繁琐，不能充分保证单克隆性。 为应对hiPSC细胞系构建与培养过程中的诸多挑战，IotaSicences公司采用了以GRID技术为核心的高度自动化的单细胞可视化分选培养系统isoCell来构建 hiPSC系的分选与培养平台，并在不同培养基条件下对hiPSC进行了单细胞分选与培养研究。图1 单细胞可视化分选培养系统isoCell实物图 以isoCell为核心的hiPSC细胞分选与培养平台 isoCell是一款基于GRID技术的高度自动化细胞分选与培养平台。GRID是指在细胞培养基上采用FC40液体分隔出的网格小室，体积小，光学透明度高，可以容纳细胞在内生长，且各个小室之间物质不流通。isoCell系统配备了荧光和成像系统，用于在整个克隆工作流程中记录 GRID 小室的图像（见下图）。isoCell 可自动执行所有液体处理步骤，包括构建 GRID、将单细胞注射到GRID小室中以及交换培养基和收获单克隆集落。并且，isoCell可在整个工作流程中自动检测每一个 GRID 小室，并确保每一个单克隆hiPSC细胞系来源于单个细胞。 图2 GRID实物图 材料与方法 在分别铺了Laminin-521、Vitronectin-N和iMatrix 细胞培养基质的60毫米培养皿上制备的GRID网格以待使用。制备hiPSC的单细胞悬浮液，并使用 isoCell全自动地将细胞铺在GRID上（种植）。 使用isoCell自带的显微镜鉴定每个GRID室并标记每个包含单个细胞（第 0 天）的室，将该培养皿放入培养箱培养。在第3天，将标记的含有单个细胞的GRID小室加满600 nl培养基。从第5天开始，每天观察标记单细胞的GRID小室，并对选中的GRID小室补充培养基。最后，使用isoCell观察并标记构成了hiPSC单细胞群落的GRID小室，使用isoCell全自动收获标记的GRID小室中的hiPSC细胞（通常在 6-8 天之间）。 图3 以isoCell为核心的hiPSC细胞分选与培养平台工作流程图 高效的hiPSCS细胞分选与培养平台 按照上述的工作流程，利用三种不同的培养基质（包括 VTN-N、LMN-521 和 iMatrix）构建并培养了两个独立的hiPSC细胞系，并评估所得细胞的克隆效率。如图4所示，两个不同的hiPSC测试系在不同培养基质条件下，均在GRID室中显示出非常高的克隆效率，这表明采用GRID小室低容量培养方法和细胞的自动化温和处理可产生非常适合单细胞高效生长的培养环境。 图4 GRID中的单细胞 hiPSC 克隆效率（克隆效率表示培养第5天时单细胞长成细胞群落数占第0天单细胞数的百分比） 结论 以isoCell构建的hiPSC细胞分选与培养平台可以对hiPSC细胞进行全自动化且温和地单细胞分选与培养。通过isoCell特有的GRID小室网格技术与可视化分选相结合，可以确保每一个单克隆hiPSC细胞系均来自单个细胞，且isoCell的分选与培养条件温和，hiPSC单克隆细胞系成活率高。 单细胞可视化分选系统isoCell的优势：- 全自动化流程- 操作条件温和，对单细胞无损伤- 全培养、分析流程可追踪- 单细胞分离效率高达100%- 单克隆细胞系构建成活率高- 直接转移到PCR管或96孔板- 结构紧凑，体积小 单细胞可视化分选培养系统-isoCell已在Cell、Advanced Science、Small Methods、Nature Communications等知名期刊发表多篇文章，如下摘引了近年五篇具有代表性的文献和大家分享。 Soitu C, Stovall‐Kurtz N, Deroy C, et al. Jet‐Printing Microfluidic Devices on Demand[J]. Advanced Science, 2020, 7(23): 2001854.Gangoso E, Southgate B, Bradley L, et al. Glioblastomas acquire myeloid-affiliated transcriptional programs via epigenetic immunoediting to elicit immune evasion[J]. Cell, 2021, 184(9): 2454-2470. e26.Deroy C, Nebuloni F, Cook P R, et al. Microfluidics on Standard Petri Dishes for Bioscientists[J]. Small Methods, 2021, 5(11): 2100724.Deroy C, Wheeler J H R, Rumianek A N, et al. Reconfigurable microfluidic circuits for isolating and retrieving cells of interest[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2022, 14(22): 25209-25219.Oliveira N M, Wheeler J H R, Deroy C, et al. Suicidal chemotaxis in bacteria[J]. Nature Communications, 2022, 13(1): 7608. 样机体验 为更好地服务中国科研工作者，Quantum Design 中国也建立了样机演示实验室，将为大家提供为专业的售前、销售、售后技术支持，欢迎各位老师垂询！ 用户名单 用户评价 路易莎埃姆斯，研究科学家：The Native Antigen Company（LGC 临床诊断集团旗下公司） “使用 isoCell 进行单细胞克隆工作从一开始就简单可靠，并且已无缝地融入我们的流程中。 该程序对细胞很温和，我们看到非常好的存活率，可以筛选大量克隆。 我们收到的客户服务是优质的。”

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

近期，中科院合肥物质院固体所蒋长龙研究员团队在可视化检测环境中的西维因检测研究方面取得新进展。相关研究成果作为主封面发表在国际著名期刊ACS Sustainable Chemistry & Engineering 上。西维因作为一种有效的广谱氨基甲酸酯杀虫剂，已广泛用于防治农作物害虫。然而，过量使用或错误的使用方式会导致西维因残留，西维因在土壤、水果、粮食等介质中留存时间长，且易通过呼吸道和皮肤接触进入人体内，会对人体造成严重危害。因此，西维因残留的检测研究引起了极大的关注。近年来，农药残留的定性定量检测仍然侧重于仪器检测，如表面增强拉曼光谱、电化学分析、色谱等，但这些技术由于检测耗时长和复杂的样品预处理，不能满足现场快速检测需求，限制了它们的实际应用。因此，开发便携式和可靠的实时分析方法来检测西维因残留，对环境污染物监测和农业食品安全具有重要意义。为此，研究人员利用氨基修饰的金纳米颗粒、硅量子点和碲化镉量子点作为传感中心，设计了一种双模态(比色-比率荧光)传感体系，能够可视化定量检测痕量西维因残留。当西维因进入传感体系后，会通过静电效应触发金纳米颗粒团聚，导致紫外可见吸收光谱变化，伴随着肉眼可观察到的自然光下的溶液颜色变化。同时，金纳米颗粒的团聚引发荧光共振能量转移(FRET)效应，硅量子点的蓝色荧光发射强度逐渐增加，而碲化镉量子点的红色荧光强度显著降低，从而导致体系荧光颜色由红到蓝的显著转换。研究发现，双模态传感体系具有更高的检测灵敏度与准确性，比色模式下检测限为49.6 nM，比率荧光模式下检测限为16.3 nM，实现了对实际样品中痕量西维因残留的高灵敏度、即时可视化检测。此外，结合3D打印技术与颜色识别应用(APP)，研究团队还构建了具有高兼容性的便携式智能荧光检测平台，以扩展其实际应用。该工作为氨基甲酸酯类农药残留检测提供新策略，并拓宽了便携式可视化定量检测装置在化学传感中的应用。上述研究工作得到了国家自然科学基金项目、国家重点研发计划以及安徽省重点研究与开发计划项目的支持。图1. 双模态传感体系快速可视化定量检测西维因残留的机理示意图，该工作受邀作期刊封面报道。图2. (A)智能传感平台的检测示意图；(B)智能手机对荧光图像的RGB分析；(C)具有高兼容性的便携式传感平台；(D)紫外光下，荧光传感体系在加入浓度为0至200 μM的西维因后的图像；(E)荧光颜色变化(B值/R值)与西维因浓度的线性关系图。

近期，中科院合肥研究院固体所能源材料与器件制造研究部蒋长龙研究员团队在没食子酸(GA)的可视化分析检测方面取得新进展。该团队采用铕离子(Eu3+)与3,5-二羧基苯硼酸(BBDC)配位聚合构建多发射铕金属-有机骨架荧光团，通过便携式传感平台用于对没食子酸的可视化检测。其中，通过设计合成的双发射Eu-MOF荧光探针对茶叶和果汁中没食子酸的共价结合和富集，提出了一种有效的食品添加剂监控策略，以保证食品安全和人体健康，相关成果已发表在国际化学工程类TOP期刊 Chemical Engineering Journal 上。 　　食品添加剂具有改善感官特性和维持或提高食品营养价值的作用，尤其是具有抗氧化作用的食品添加剂正受到社会各年龄段人群的广泛关注。在茶叶和新鲜果汁中的没食子酸具有还原性和多种生物活性，它通过清除活性氧(ROS) 和其他自由基离子对人体具有抗氧化作用，并能显著降低ROS指数。没食子酸不仅天然存在于绿茶、红茶等多种植物中，还因其强大的抗自由基活性和抗氧化作用而广泛应用于食品和保健品中。没食子酸的快速直观检测对分析化学具有重要意义，因为它不仅具有很强的抗诱变、抗癌、抗氧化活性，而且是评价食品抗氧化能力的重要指标。 　　研究人员基于硼酸配体和铕金属离子的聚合，开发了单波长激发下的多发射Eu-MOF，用于快速可视化检测没食子酸，并且利用智能手机APP(颜色识别器)识别荧光探针溶液颜色的RGB值完成了对没食子酸的可视化检测。引入硼酸基团后，Eu-MOF在单波长激发下有两个发射中心，在检测没食子酸时，Eu-MOF的发射颜色在紫外灯照射下可由红色变为蓝色，即由Eu-MOF中能量转移效率的转变引起。这种多发射Eu-MOF具有显著的发光性能、高灵敏度和对没食子酸的快速视觉响应，并对没食子酸的检测具有良好的分散性和较低的检测限，可用于茶和果汁等实际样品中没食子酸的检测。结合智能手机制备的荧光传感平台，可进行现场、快速、半定量、可视化的检测。所设计的方法为食品质量控制评价体系的开发提供新的思路与途径，并有望扩展多发射Eu-MOF在化学和分析传感领域的应用。 　　该项研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研究开发项目和安徽省重点研究开发项目的资助。