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形态特征

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  • OPTON微观世界 | 连铸坯典型内部缺陷断口形貌特征简介
    1连铸坯质量及内部典型缺陷类型 连铸坯质量决定着最终钢铁产品的质量。从广义来说所谓连铸坯质量是得到合格产品所允许的连铸坯缺陷的严重程度,连铸坯存在的缺陷在允许范围以内,叫合格产品。 连铸坯的质量缺陷主要为内部质量缺陷和表面质量缺陷,因其成因不同,控制,抑制缺陷的产生及提高质量的措施和方法也不尽相同。 连铸坯内部缺陷主要有中心疏松、中心缩孔、夹杂物、气孔、裂纹、氢脆等,连铸坯质量是从以下几个方面进行评价的:(1)连铸坯的纯净度:指钢中夹杂物的含量,形态和分布。 (2)连铸坯的表面质量:主要是指连铸坯表面是否存在裂纹、夹渣及皮下气泡等缺陷。连铸坯这些表面缺陷主要是钢液在结晶器内坯壳形成生长过程中产生的,与浇注温度、拉坯速度、保护渣性能、浸入式水口的设计,结晶式的内腔形状、水缝均匀情况,结晶器振动以及结晶器液面的稳定因素有关。(3)连铸坯的内部质量:是指连铸坯是否具有正确的凝固结构,以及裂纹、偏析、疏松、夹杂、气孔等缺陷程度。二冷区冷却水的合理分配、支撑系统的严格对中是保证铸坯质量的关键。 只有提供高质量的连铸坯,才能轧制高品质的产品。因此在钢生产流程中,生产无缺陷或不影响终端产品性能的可容忍缺陷铸坯,生产无缺陷或不影响结构件安全可靠性能的可容忍缺陷的钢材是冶金工作者的重要任务。随着科学技术的不断发展以及传统物理学、材料学的不断完善,连铸钢缺陷检测已经进入了纳米检测时代。扫描电镜以其高分辨率、高放大倍数及大景深的特点为连铸钢缺陷分析与对策研究提供了无限可能,使得材料分析变得更加具有科学性和实用性。扫描电镜广泛用于材料的形貌组织观察、材料断口分析和失效分析、材料实时微区成分分析、元素定量、定性成分分析、快速的多元素面扫描和线扫描分布测量、晶体/晶粒的相鉴定、晶粒与夹杂物尺寸和形状分析、晶体、晶粒取向测量等领域。电子显微镜已经成为钢铁行业在产品研发、质量检验、缺陷分析、产品失效分析等方面强有力的工具和检测手段。2连铸坯典型内部缺陷宏观和微观特征及形成机理简介2.1 缩孔缺陷特征 在横向酸浸低倍试片上存在于铸坯中心区域、形状不规则、孔壁粗糙并带有枝晶状的孔洞,孔洞暗黑。一般出现于铸坯最后凝固部位,在铸坯纵向轴线方向呈现的是间断分布的孔洞。形成机理 连铸圆坯在凝固冷却过程中由于温度梯度大、冷却速度快和结晶生长的不规则性,局部优先生长的树枝晶产生“搭桥”现象,把正在凝固中的铸坯分隔成若干个小区域,造成钢水补充不足,钢液完全凝固时引起体积收缩,在铸坯最后凝固的中心区域形成缩孔。另外,拉坯速度过快,浇注温度高,钢水过热度大等都将影响铸坯中心缩孔的大小。因连铸时钢水不断补充到液相,故连铸圆坯中纵向无连续的集中缩孔,只是间断出现缩孔。微观特征 缩孔内壁呈现自由凝固光滑枝晶特征,见图1。图1 连铸坯心部断口中不致密的疏松和缩孔2.2 疏松缺陷特征 在横向酸浸低倍试片的中心区域呈现出的分散小黑点、不规则多边形或圆形小孔隙组成的不致密组织。较严重时,有连接成海绵状的趋势。形成机理 连铸过程中浇注温度过高,中包钢水过热度较大,铸坯在二冷区冷却凝固过程中由于温度梯度作用,柱状晶强烈向中心方向生长。中心疏松的产生可看成是铸坯中心的柱状晶向中心生长,碰到一起造成了“搭桥”阻止了桥上面的钢液向桥下面钢液凝固收缩的补充,当桥下面钢液全部凝固后就留下了许多小孔隙;或钢液以枝状晶凝固时,枝晶间富集杂质的低熔点钢液在最后凝固过程中产生收缩,与此同时,脱溶气体逸出而产生孔隙;或是钢中的非金属夹杂物在热酸浸时被腐蚀掉而留下孔隙。钢中含有较多的气体和夹杂时,会加重疏松程度。疏松对钢材性质的影响程度取决于疏松点的大小、数量和密集程度。微观特征 不致密的自由凝固枝晶特征,常有夹杂物伴生,见图2、图3。图2 连铸坯心部断口中疏松与枝晶状硫化物图3 连铸坯心部断口中不致密的疏松缺陷图4 连铸坯中部断口中柱状晶及小气孔缺陷2.3柱状晶发达缺陷特征 在横向酸浸低倍试片上,铸坯的上半弧枝晶发达至中心,下半弧枝晶相对细小。形成原因 连铸结晶器内钢液的凝固热传导对铸坯表面质量有非常大的影响。研究发现随着结晶器冷却强度(热流)的增加,坯壳的不均匀程度提高。如果冷却水冷却不均匀,上弧冷却强,就可能造成上弧柱状晶发达穿透至中心;下弧冷却弱,柱状晶就相对比较细小。微观特征 发达的枝晶状柱状晶其上常有小气孔或夹杂物存在,见图4。2.4 非金属夹杂物缺陷特征 在横向酸浸低倍试片上的连铸坯内弧侧、皮下1/4—1/5半径部位分布有不同形状的孔隙或空洞(夹杂被酸浸掉)。在硫印图片上能观察到随机分布的黑点。形成机理 按夹杂物来源,非金属夹杂物分为内生夹杂和外来夹杂。内生夹杂是指冶炼时脱氧产物和浇注过程中钢水的二次氧化所生成的产物未能排出而残留在钢中的夹杂物。外来夹杂是指冶炼和浇注过程中由外部混入钢中的耐火材料、保护渣、未融化的合金料等外来产物。这些内生或外来夹杂在连铸上浮过程中被内弧侧捕捉而不能上浮到结晶器液面是造成内弧夹杂物聚集的原因。微观特征 连铸坯中夹杂物多呈球状、块状、颗粒状,分布在疏松、气孔、晶界等部位,见图5、图6 图5 连铸坯心部断口晶界上的颗粒状碳氮化物图6 连铸坯心部断口中光滑气孔及枝晶状硫化物2.5 氢致裂纹缺陷特征 在横向酸浸低倍试片上氢致裂纹的分布形态是距铸坯周边一定距离的细短裂纹,有的裂纹呈锯齿状。在纵向试样上,氢致裂纹与纤维方向大致平行或成一定角度,裂缝的锯齿状特征更明显。在纵向断口上呈现的是椭圆形的银灰色斑点,一般称之为铸态白点。形成机理 氢致裂纹是由于熔于钢液中的氢原子在连铸坯凝固冷却过程中脱熔并析集到夹杂、疏松等空隙中化合成分子氢产生巨大的压力并与钢相变时产生的热应力、组织应力叠加,在局部缺陷区域产生巨大的气体压力,当超过钢的强度极限时,导致钢坯内部产生裂纹。微观特征 断口呈氢脆解理或准解理特征,见图7、图8。图7 连铸坯断口上的氢脆解理特征(H 5.4PPm)图8 连铸坯断口上的氢脆解理及颗粒状氧化物2.6连铸坯正常
  • 150万!清华大学材料特征微区原位拉伸形貌分析仪购置项目
    项目编号:BIECC-22ZB0952/清设招第2022433号项目名称:清华大学材料特征微区原位拉伸形貌分析仪购置项目预算金额:150.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):150.0000000 万元(人民币)采购需求:用于对各类材料在施加力情况下分析其显微形态学变化,微区拉伸、压缩下材料各个位置状态变化,从而了解材料在不同载荷的失效情况。对于材料服役条件下的性能可以进行深入了解分析。进而为材料设计工艺改进,新产品研发具有很大帮助。具体要求详见第四章。包号名 称数量01材料特征微区原位拉伸形貌分析仪1套合同履行期限:合同签订后270日内交货本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 新型植物性“模拟肉”产品的研究——人造肉的物理化学表征、FTIR光谱和结构特征分析
    目前的研究旨在用脉冲蛋白取代肉蛋白,并确定植物蛋白-肉类似物商业化的加工方法的适用性。采用碱性/等电沉淀法从青豌豆、马豌豆和豇豆中提取脉冲蛋白浓缩物(PPCs)。对PPCs进行物理化学、形态、GC–MS和热分析。将青豌豆、马豌豆与豇豆的PPCs按(20:20:20)T1、(30:15:15)T2和(15:20:15)T3的比例制备油炸肉丸。所有PPC都表现出塌陷和褶皱的表面。马豌豆蛋白浓缩物表现出最高变性温度(Td°C)89.50 ± 2.57和焓(ΔH(J g−1))(287.73 ± 9.64),与其他样品相比,迭代出更好的热稳定性。FTIR光谱表明,羊肉油炸丸子存在O–H伸缩宽带(3321.22 cm−1)和植物油炸肉丸(3288.28 cm−1),而PPC在(3275–3278)cm−1区域)。在1600–1700区域观察到两条C-H带和PPCs的主要二级结构成分,如α-螺旋、β-片状、β-转弯和无规螺旋 cm−1.酰胺N–H弯曲(1400–1500 cm−1)和C–O伸缩带(1000–1300 cm−1)。以20:20:20(T1)的比例配制的植物性油炸肉丸在感官特性(颜色、质地、多汁性和整体可接受性)、颜色特性(L*和b*)以及质地特性(如硬度、粘附性和内聚性)方面与羊肉油炸肉丸密切相关。这些发现将开辟这一领域的新研究视野,并为肉类替代品的商业化铺平道路,这将减少对环境的影响和碳足迹。Penchalaraju,M,Poshadri,A,Swaroopa,G等人。利用印度脉冲蛋白制作植物性模拟肉III:肉类似物的物理化学表征、FTIR光谱和质地特征分析。国际食品科学技术杂志2023。https://doi.org/10.1111/ijfs.16828• 文章来源:Leveraging Indian pulse proteins for plant-based mock meat III: physicochemical characterisation, FTIR spectra and texture profile analysis of meat analogue(利用印度脉冲蛋白制作植物性模拟肉III:人造肉的物理化学表征、FTIR光谱和质地特征分析). Wiley Online Library供稿:符 斌
  • 单细胞测序绘制人类大脑皮层图谱,揭示神经发育中分子动态特征
    从解剖学角度来看,大脑可以被细分为多个特定区域,包括新皮层(neocortex)。大脑皮层是高级认知的中枢,是人类进化过程中大脑中扩张和多样化最多的区域。早期的大脑分区和皮层分区是由形态发生梯度(morphogenetic gradient)引导建立的【1-2】,但随着发育进程的展开,这些早期模式如何产生更加精细更加离散的空间差异目前还不是很清楚【3】。大脑皮层的发育过程已被研究了一个多世纪,历史上科学家通过每次只观察一种细胞类型,研究少量的基因,随后逐步拼接整个发育事件来进行探索。但我们必须意识到,大脑在同一时间并不是只产生一种细胞类型,而是数百种细胞类型一起发生发展,就像交响乐一样美妙且复杂。随着单细胞和空间转录组学的出现和发展,结合大数据分析,我们已经能够去探究神经发育这支交响乐中所隐藏的规律。2021年10月6日,来自美国加州大学的Arnold R. Kriegstein团队在Nature杂志上在线发表了题为An atlas of cortical arealization identifies dynamic molecular signatures的研究论文。该研究利用单细胞测序研究了神经发育和早期胶质生成阶段10个主要的脑区和6个新皮层区域,揭示了不同皮层区域不同细胞纵向发育的分子图谱。绘制人类大脑发育图谱 为了描绘大脑发育过程中不同脑区及皮质区域的细胞多样性,作者收集了妊娠中期(怀孕3-6个月,神经发育高峰期)的大脑组织,随后进行为分割(大脑细分后的区域称为“regions”,皮层细分后的区域称为“areas”)和单细胞转录测序(图1)。作者从13个个体中拿到了10个脑区(主要是前脑、中脑和后脑)样本及6个新皮层区域样本(prefrontal cortex(PFC), motor, somatosensory, parietal, temporal 和primary visual(V1)皮层),最终获得了698,820个高质量的单细胞数据。通过UMPA(uniform manifold approximation and projection,新的降维技术,用于数据可视化和探索)分析,作者发现了预期的细胞类群(包括excitatory neurons,intermediate progenitor cells(IPCs),radial glia等)。数据表明,在整个大脑中,细胞类型是产生区域分化隔离的主要因素。区域特定基因分析显示,一些区域特异性基因存在于同一区域中的多个细胞类型中,说明某些区域性表达基因特征在细胞类型中具有高度渗透性。图1. 测序样本收集示意图新皮质中的细胞类型 已有研究表明新皮质包括几十个专门从事认知过程的功能区【4】。V1和PFC中的神经元在出生后就完全不同【5】,而其他的细胞类型并没有展示出明显的区域特异性差异。为了进一步扩展已有的研究,作者对来自于特定皮层区域的单细胞进行测序分析,获得了387,141个高质量的单细胞数据。通过分析,作者发现了预期的细胞类型,包括Cajal-Retzius neurons, dividing cells, excitatory neurons等。随后,按细胞类型进行分层聚类得到了138个新皮质细胞群,其中104个细胞群是由来自多个皮层区域的细胞组成的。动态区域性基因特征 为了探究新皮质发育过程中的细胞区域性差异,作者在皮质不同区域的兴奋性谱系中(radial glial (RG), IPCs和excitatory neurons)寻找每个细胞类型中的差异表达基因,同时通过检测已知的区域特异性基因的表达来评估皮质区域划分的可靠性。作者构建了星座图来探索不同皮质区域细胞类型之间的关系:RG节点主要在同细胞类型之间相互连接;IPC与兴奋神经元之间存在相互连接;PFC 和 V1 细胞类型节点之间没有连接,说明这两个基因表达模式之间相互排斥。在每一组区域标记基因中,作者鉴定了编码转录因子的基因,这些转录因子在特定区域的细胞中大量富集。其中包括一些在区域化过程中功能已知的转录因子,例如NR2F1和BCL11A,这两个基因都与神经发育疾病相关【6】。作者还发现一些与皮层区域化不相关的转录因子:在V1中,包括NF1A, NF1B和NF1X,它们是大脑发育的重要调节因子,与大头症和认知障碍有关【7】;ZBTB18, 大脑扩张驱动因子,与神经元分化和皮层迁移有关;在PFC中,包括HMGB2和HMGB3,它们在发育的不同阶段在神经干细胞中差异性表达,是神经分化的关键性调节因子,但它们在皮层区域化的过程中的功能未被研究和报道。原位杂交验证候选标志物 上述单细胞数据揭示了人类大脑发育过程中皮层的6个不同区域内细胞类型的多样性和转录谱。接下来,作者选择了兴奋神经元簇的候选标记基因进行验证,采用单分子荧光原位杂交(single-molecule fluorescent in situ hybridization, (smFISH))量化了20个样本中(来自4个皮质区域)31个RNA转录本的表达情况(图2)。与之前的报道一致,神经基因SATB2和BCL11B呈现区域动态性表达:他们在frontal区域共表达,但在occipital区域相互排斥。通过分析所有的区域,作者找到了新的亚细胞群标志物候选基因:NEFL, SERPINI1和NR4A1。这三个基因在PFC, somatosensory, temporal和V1皮层细胞中的表达量基本相等,但是它们相对的空间位置发生巨大改变:NEFL, SERPINI1和NR4A1在PFC中共表达,但在其他区域中相互排斥;在somatosensory皮层中,这些标记基因主要表达在上层分子层中。图2. 自动化空间RNA转录检测流程综上所述,该研究对新皮质区域不同细胞类型的基因表达特征提供了细致的理解。作者发现:(1) 在主要的大脑结构中,区域特征在不同的细胞类型中非常普遍;(2) 新皮质中的区域特征非常特殊,受限于单个细胞类型;(3) 除了细胞类型特征外,细胞的发育阶段(即妊娠周)是基因表达特征组合的有力决定因素。这些发现表明,区域特异性基因表达特征的动态变化速度非常快,而且是细胞类型特异性的(图3),这与之前的理论似乎不太一致,在以前认知中,基因表达模式通常被认为是一旦建立就会持续存在。通过绘制大脑发育过程中的基因表达图谱,研究人员对大脑皮层是如何形成有了更好的理解,有助于探索大脑皮层是如何在神经发育疾病中受到影响的。图3. 发育过程中皮层区域化模式图原文链接:https://doi.org/10.1038/s41586-021-03910-8
  • Resonon+LR1601 | 利用光谱特征时间序列进行松材线虫病早期监测
    松材线虫病(PWD),是由松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)引起的具有毁灭性的国际森林病害之一,可以在几个月内对松林造成快速、大面积的危害,已对我国造成了巨大的生态和经济损失。因此,及时的监测措施非常必要。高光谱遥感可以获取数百个波段和连续波长的数据来捕获受危害树木的生理变化,有助于检测早期病虫害。而基于无人机的高光谱成像仪可以准确观测树木冠层的变化,成为评估森林健康情况的有效工具。然而,以往的研究大多使用单日的无人机高光谱数据,难以监测病害发生的时间变化并确定最佳的监测时期。基于此,在本研究中,来自北京林业大学的研究团队于2021年5-10月使用多时态的数据在中国辽宁省抚顺市东洲区(124°12′36′′ -124°13′48′′ E,41°56′53′′ -41°57′46′′)进行了研究。在PWD爆发期间,作者于2021年5月9日、6月9日、7月11日、8月11日、9月13日和10月21日对红松林进行了地面调查(通过形态和分子鉴定确定59棵树携带松材线虫,另外选择59棵未被感染的树木作为对照)。于2021年5月11日、6月10日、7月12日、8月18日、9月15日和10月23日晴朗无云的天气条件下利用DJI Matrice 600 Pro无人机搭载Resonon Pika L高光谱相机以及LR1601-IRIS雷达系统(北京理加联合科技有限公司—北京依锐思)获取高光谱数据和雷达数据。在相同条件下同时获取UAV RGB图像。作者分析了每个树冠的光谱特征,如光谱反射率、一阶和二阶光谱导数以及植被指数(VIs),以筛选最适用于早期监测PWD的敏感特征。使用随机森林(RF)分类算法来评估两组树木(对照和受危害树木)之间的可分离性。数据获取和处理流程图。无人机高光谱和雷达系统(A)以及研究区位置和10月23日获取的高光谱图像(B)。地面、UAV RGB和高光谱图像的变色过程示例(C)以及不同日期采样树木的高光谱曲线示例(D)。【结果】5月(A),6月(B),7月(C),8月(D),9月(E)和10月(F)受危害树木和对照树木的平均光谱。利用不同类型特征识别受危害和对照树木的分类精度。树冠变化和人类观测范围有限示意图。【结论】本研究中,基于无人机的遥感数据可以成功检测感染PWD树木的光谱变化。(1)7月和8月,可以从RGB数据和野外调查中发现树木发生明显的症状,而在6月,树冠光谱特征对PWD危害的响应已经被监测到,说明6月可能是PWD最佳监测时期;(2)光谱导数是对感病松树最具识别能力的参数,其次是光谱反射率和VIs;(3)基于7-10月高光谱数据,利用RF分类器可以将两组树成功分离,整体分类精度为0.75~0.95。
  • 用于液滴捕获、相变监测和形态学研究的单束梯度力气溶胶光学镊的表征
    导言大气气溶胶粒子可以吸收和反射太阳辐射,被激活成云滴,参与冰核过程,并为化学反应提供反应界面。因此,气溶胶在空气污染、大气化学和气候变化中扮演着重要角色。气溶胶粒子可以有复杂的组成,包括无机、金属和矿物成分、元素碳和有机碳,以及一定量的水。气溶胶粒子还可以有不同的形态。例如由无机盐和有机成分组成的气溶胶粒子可以通过相变具有固态、部分吞噬或核-壳以及均一形态。气溶胶组成和含水量的变化导致粒子形态和相态的演变,同时改变其他物理化学性质,如pH值、极性、界面张力和光化学。分享一篇来自浙江大学裴祥宇团队的新研究成果,本文以“Technical note: Characterization of a single-beam gradient force aerosol optical tweezer for droplet trapping, phase transition monitoring, and morphology studies”为题发表于期刊Atmospheric Chemistry and Physics,原文链接:https://doi.org/10.5194/acp-24-5235-2024 浙江大学裴祥宇老师为共同第一作者。希望对您的科学研究或工业生产带来一些灵感和启发。正文单粒子分析对于更好地理解颗粒转化过程及其预测环境影响至关重要。在本研究中,浙江大学的裴祥宇老师团队开发了一种气溶胶光学镊(AOT)拉曼光谱系统,用于实时研究悬浮气溶胶滴的相态和形态。该系统包括四个模块:光学捕获、反应、照明与成像以及检测。光学捕获模块使用532纳米激光器和100倍油浸物镜,在30秒内稳定捕获气溶胶滴。反应模块允许调整相对湿度(RH)并引入反应气体进入滴悬浮室,促进研究液-液相变。照明与成像模块采用高速摄像机监测被捕获的液滴,而检测模块记录拉曼散射光。裴祥宇老师团队捕获了含氯化钠(NaCl)和3-甲基戊二酸(3-MGA)的混合滴,以检查RH依赖的形态变化。当RH降低时,发生了液-液相分离(LLPS)。此外,作者引入了臭氧和蓖麻油/松节油来原位生成二次有机气溶胶(SOA)颗粒,这些颗粒与被捕获的滴碰撞并溶解在其中。为了确定被捕获滴的特性,作者使用基于Mie理论的开源程序,从拉曼光谱中观察到的回音壁模式(WGMs)中检索直径和折射率。结果发现,当RH降低时,混合滴形成了核-壳形态,由不同SOA前体生成的滴的相变对RH的依赖性不同。AOT系统是评估动态大气过程中形态和相态的现场实验平台。图1.(a) 本研究中使用的气溶胶光学镊装置示意图。(b) 滴液粒子悬浮室的设计。(c) 系统主要部件的照片,包括悬浮室、水汽发生器、激光器、摄像机和卓立汉光公司的Omni-λ5004i光谱仪。相变确定方法:当一个透明或弱吸收的球形颗粒被捕获时,它可以作为一个高质量的光学腔体,发生强烈的光学共振,从而产生增强的拉曼散射。这些共振可以在颗粒的拉曼光谱中观察到峰值,通常被称为回音壁效应(WGMs)。原则上,可以通过WGMs推断出颗粒的形态,因为折射率中的不均匀性会破坏WGMs的循环。WGMs衰减的起源在于颗粒被分离成亲水核和疏水壳时存在的径向均匀性。因此,当使用Mie散射模型拟合均匀液滴的拉曼光谱时,最佳拟合的误差会大幅增加。对提取的半径和折射率的研究显示它与均匀球体的拟合之间存在明显的差异。因此,颗粒大小和折射率发生显著变化的点可以作为核壳相分离发生的点。如下图所示,当液滴部分包裹且非球形时,光谱中的WGM峰值消失。总的来说,单个液滴在经历形态转变时拉曼光谱会发生相应的动态变化。图2. 基于光谱特征识别滴液形态的例子。(a) 捕获的水性NaCl滴的拉曼散射特征图。(b) 不同滴液形态的光谱:上子图显示了均匀水性饱和NaCl滴的典型光谱。中间子图显示了当SOA在饱和NaCl滴表面形成薄壳时的光谱。底部子图显示了当SOA继续在饱和NaCl滴表面凝聚时,WGMs峰值减弱的光谱。(c) WGM分裂时间序列的例子:红色峰值逐渐从一分为二,并且强度变弱,当SOA被加入到滴中时,表明形成了核-壳形态。在实验过程中,通常首先捕获一个均匀的滴液。随后,随着相对湿度(RH)的降低,滴液可能会经历相分离,转变成部分吞噬或核-壳形态。这些转变对回音壁模式(WGMs)有明显影响。当滴液转变为部分吞噬状态时,其对称结构被破坏,导致WGMs的猝灭。相比之下,当滴液呈现核-壳结构时,由于滴液的径向均匀性受到干扰,WGMs会减弱。因此,对部分吞噬或核-壳滴液应用MRSFIT可能会导致检索直径和折射率变得不可信,导致拟合误差异常高。为了解决这个问题并为核-壳滴液检索直径和折射率,作者采用了另一种名为Mie共振壳层拟合(MRSFIT)的程序,由Vennes和Preston开发。MRSFIT专门设计用来将观察到的Mie共振与使用Mie理论预测的核-壳颗粒的共振相拟合。MRFIT提供的模式分配指导了核-壳滴液的适当参数选择。捕获滴液后,可以从光谱中识别其形态,如图2所示的例子。图3. (a) 检索到的直径(Dp)和折射率(n)。(b) 测量室内前后的相对湿度(RH)。(c) 捕获的水性NaCl滴液的拉曼光谱时间序列图2和图3中的拉曼信号及数据使用卓立汉光公司的Omni-λ5004i光谱仪测量得到。由于物质特殊的结构,拉曼散射得到增强,使得峰值可在光谱中观察到,从而形成回音壁效应。而回音壁效应的改变情况在此研究中对于推断物质的形态有着非常重要的作用,因为单个液滴在经历形态转变时拉曼光谱会发生相应的动态变化,从拉曼光谱的变化中可以分析液滴的相变过程。图4.液-液相分离和NaCl/3-MGA溶液的混合。(a) 通过WGM拟合获得的滴液直径和折射率,蓝点代表滴液直径,红点代表折射率。(b) 室内相对湿度(RH)的变化,红线代表进入室内前的RH,绿线代表离开室内后的RH。(c) 时间分辨的拉曼光谱,WGMs用深红色标记。虚绿线和虚紫线分别表示液-液相分离和液-液相混合的发生。图5. α-蒎烯SOA涂覆在饱和NaCl滴液上的实验。(a) 使用均匀滴液模型检索到的滴液直径(蓝点)和折射率(红点),以及不同时间点的滴液实时图像。(b) 使用核-壳滴液模型检索到的壳层直径(蓝点)和核心直径(红点)。颜色越深,拟合误差越小。在点状绿线和点状紫线之间,蓝点代表壳层直径,而粉红点代表核心直径。(c) 流出室外的气流的相对湿度(RH)。(d) 在底部添加了柠檬烯SOA(紫色条),导致形成了核-壳形态。虚绿线和虚紫线分别表示液-液相分离和液-液相混合的发生。总结在这项研究中,作者开发并表征了一种新型的单束梯度力气溶胶AOT系统。建造了一个具有双层设计的定制滴液粒子悬浮室,提供了修改的多功能性,并实现了快速液滴捕获。作者对这个AOT系统进行了全面的特性表征和性能评估。AOT系统证明了在30秒内高效捕获微米级滴液的能力,显著提高了捕获效率。此外,室内设计的灵活性允许通过改变中间部分气孔的形状和大小来调整气流交换率和方向,以满足特定的实验要求。为了评估该悬浮室的性能,作者捕获了NaCl滴液,并使用MRFIT算法检索它们的直径和折射率。实验获得的滴液尺寸与理论值非常接近,证实了悬浮室性能。此外,作者研究了滴液的相对湿度(RH)依赖性形态,使用与3-MGA混合的NaCl滴液来测量分离相对湿度(SRH)和相变相对湿度(MRH)。作者还在原位生成并向无机滴液中添加了α-蒎烯和柠檬烯SOA。实验中滴液的第二相形成,使作者能够研究其混溶性和湿度依赖性形态。本文的发现表明,AOT系统可以有效地用于研究典型大气SOA的物理和化学性质。浙江大学裴祥宇老师简介裴祥宇,助理研究员,获哥德堡大学化学博士学位,2018至2019年于哥德堡大学从事博士后研究。长期从事大气科学、大气污染及气溶胶方面的研究。在国际有影响力的期刊发表论文30余篇。相关产品推荐本研究采用的是北京卓立汉光仪器有限公司Omni-λ5004i光谱仪,如需了解该产品,欢迎咨询。产品链接:https://www.zolix.com.cn/Product_desc/1199_1565.html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,会第一时间及时处理。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。
  • 威斯康星大学李灵军自然通讯最新成果:胰腺蛋白质组的质谱定量分析揭示癌症相关特征
    仪器信息网讯 胰腺是人体最重要的器官之一。它产生胰岛素来调节血糖和帮助消化食物。如果胰腺失控,糖尿病、癌症或其他疾病就会威胁生命。然而,关于胰腺如何使人们保持健康以及器官如何衰竭,还有很多未知之处。数以万计的蛋白质控制着胰腺的工作方式:它如何生长和发育,如何产生消化酶以及如何分泌胰岛素。因此,科学家需要进一步了解蛋白质结构如何随时间变化,以帮助开发针对糖尿病或癌症的治疗方法。  基于此,威斯康星大学麦迪逊分校药学院与化学系的李灵军课题组与医学和公共卫生移植外科医生Jon S Odorico合作开展了追踪从出生前到成年后期胰腺蛋白质组(整套蛋白质)变化的相关研究。研究团队还开展了细胞外基质(extracellular matrix,ECM)的研究和分析,该物质能够指导细胞分化、迁移、形态和功能,对于在实验室细胞培养和器官移植过程中生长和支持胰腺细胞至关重要。但在人类胰腺研究中,目前尚未系统研究过不同发育阶段的ECM蛋白质组。该研究中,科学家们应用了基于质谱的定量蛋白质组学策略,并描述了四个年龄组的全蛋白质组和ECM特异性变化:胎儿(妊娠18-20周),青少年(5- 16岁),青年(21-29岁)和老年(50-61岁)。研究团队鉴定了3523种蛋白质,其中包括185种ECM蛋白质,并对其中的117种进行了定量。课题组检测了胰腺发育和成熟过程中以前位置的蛋白质组和基质组的特征。他们还使用免疫荧光染色观察特异性CEM蛋白质,并研究CEM在胰岛和腺泡间的定位变化。该研究全面的蛋白质组学分析有助于深入了解CEM在人类胰腺发育和成熟过程中所起的关键作用。  成果表明,胰腺在人类整个童年时期都会显著重塑其蛋白质,最终在成年阶段稳定。值得一提的是,与癌症相关的蛋白质之间存在明显的年龄特异性变化,这一发现有助于研究人员加深对胰腺癌的了解。  该成果于2月15日发表在《自然通讯》杂志上,论文题目为“Proteome-wide and matrisome-specific alterations during human pancreas development and maturation”。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-021-21261-w关于研究团队:威斯康星大学麦迪逊分校 李灵军教授    李灵军教授在神经肽和功能性肽组学研究领域取得了开拓性的成果。她所带领的课题组针对神经生物学中的关键性课题,开发了一系列的基于质谱和微分离技术的研究平台,对由分子、细胞水平认识神经肽的功能以及神经退行性疾病生物标志物的发现作出了突出的贡献。据仪器信息网跟踪报道,李灵军教授曾荣获美国质谱学会颁发的Biemann奖章,是世界质谱领域的最高荣誉之一,授予那些长期在质谱学研究领域做出突出贡献的学者。此外,2016年英国分析科学家网站公布了全球50位最具影响力女性分析科学家名单,李灵军教授也荣誉获选。  在以往的采访中,李教授也曾表示:”我最热衷于开发新型分析工具和策略来解决具有挑战性的生物问题。我们很高兴开发一套用于发现神经肽功能的多功能质谱工具,并使用这些技术来提高我们对大脑工作原理的理解。最近,我们正致力于开发用于定量MS分析和系统生物学中高通量测量的新型化学标签。我也热爱培训和指导研究生和博士后,并帮助他们过渡到成功的职业生涯的这个过程。”课题组官网: https://www.lilabs.org/  团队合照
  • 【涨知识】跟水质特征有关的哪些术语
    茂默科学以客户为本、合作共赢的理念,致力于帮忙客户提供整体实验方案。力求解决行业内客户对科学仪器选型难、维护难的处境。通过不断优化公司运作和提升服务质量,目前已赢得业内人士和广大客户广泛认可,拥有广泛而稳固的合作伙伴和客户群体。现介绍一些跟水质特征有关的术语。1 α系数 alpha factor在活性污泥污水处理设备中,混合液与清洁水中氧传递系数之比。2 氨的汽提 ammonia stripping通过碱化和曝气去除水中氨化合物的一种方法。3 半致死浓度 lethal concentration,LC50在一定时间的连续暴露下,使受试生物半数致死的毒物浓度。4 β系数 beta factor在活性污泥污水处理设备中,混合液中溶解氧饱和值与同一温度和气压下清洁水中溶解氧饱和值之比。5 测试组 test batch在遗传毒性测试中培养基、接种体和稀释系列的混合物。6 超载 surcharge在靠重力流动的污水管中,当满管后流量再增加时所造成的状况。这可能引起过量污水从检查井溢出。7 初级生物降解 primary biodegradation在微生物的作用下,化合物的结构发生变化,导致一些特性丧失。8 初级厌氧生物降解 primary anaerobic biodegradation由于厌氧微生物的作用,受试化合物仅发生结构改变,而未达到终矿化的生物降解阶段。9 粗滤池 roughing filter在有机物含量或水力负荷比正常情况高得多的条件下工作的生物滤池,用以降低高强度污染工业废水中易降解有机物的过高浓度。10 大型植物 macrophytes大型水生植物,包括挺水、沉水和浮水植物。11 淡水 fresh water含盐量低的天然水,或一般认为便于抽取和处理产生饮用水的水。12 氮平衡 nitrogen balance参见114,质量平衡。13 氮循环 nitrogen cycle自然界中氮及其化合物被利用和转化的循环过程。14 DNA损伤 DNA damage不影响细胞复制的各种DNA变化。15 点突变 point mutation;基因突变 gene mutation基因中单碱基对(核苷酸对)改变引起的突变,包括缺失、插入、移码突变、核苷酸序列的改变。16 毒性试验 toxicity test使某种物质在一定浓度下与特定的生物接触,以确定该物质对生物的毒性影响。16.1 流水毒性试验 flow-through toxicity test;动态毒性试验 dynamic toxicity test试验水体在连续流动情况下所进行的毒性试验。16.2 半静态毒性试验 semi-static toxicity test;定期更换受试液的毒性试验 toxicity test with intermittent renewal以较长时间间隔(如12 h或24 h)来分批更换大部分试液(大于95%)的毒性试验;或定期(一般每隔24 h)将受试生物转移到毒物浓度与起始相同的新配试液中的毒性试验。16.3 静态毒性试验 static toxicity test;不更换试液的毒性试验 toxicity test without renewal在试验周期内,不更换试液的毒性试验。17 对照组 control batch是试验过程的一部分,表明无待测物质存在时基质条件对检测系统的影响。注:在遗传毒性紫外致突变(umuC)试验中,对照组包括不含待测菌的培养基、只含蒸馏水和接种物的培养基、含接种体和溶剂的培养基等。18 多氯联苯 polychlorinated biphenyls,PCBs多氯取代的联苯类化合物的总称,也包括一氯联苯。19 反冲洗 backwashing用水以逆流方向清洗滤池的操作过程,常需辅以空气冲刷。20 腐、败 putrefaction有机物受厌氧微生物作用无控制地分解,并产生臭味。21 腐、败的 septic由于缺乏溶解氧而产生腐、败的现象。22 腐生的 saprobic与有机物腐、败有关的。23 腐殖污泥 humus sludge生物滤池脱落的微生物膜。通常在后沉淀池中分离出。24 附聚(作用) agglomeration絮凝体或悬浮颗粒物聚结形成更大的絮凝物或更易沉降、浮起的颗粒物。25 隔夜培养 overnight culture下午开始,培养过夜(通常约16 h),以备第二天早晨进行的预培养接种使用。26 光合作用 photosynthesis在有光的条件下生物借助光化学反应将二氧化碳和水合成有机物。27 哈森色标 Hazen number表示水色度的值。一个标准单位为每升水中1 mg铂[以六氯铂(Ⅳ)酸的形式存在],或2 mg六水氯化钴(Ⅱ)存在下所产生的颜色。28 含水层 aquifer由具有渗透性的岩石、砂或砾石构成的能够提供大量水的含水床或含水层。29 河段 reach有一定上游和下游界限的河道。30 核苷酸 nucleotide基因组的组成成分(腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶),通过糖和磷酸基团连接而形成核酸链,其顺序决定着基因组的遗传密码。31 核酸 nucleic acid重要的遗传物质,由核苷酸按一定的顺序连接而成的双螺旋结构,决定遗传编码。32 核糖核酸 ribonucleic acid,RNA构成遗传物质的重要组分之一。在RNA病毒中是基因组的组成成分。注:RNA与DNA不同,在核苷酸序列中,尿嘧啶(U)取代了胸腺嘧啶(T)(参见DNA,83)。33 后氯化 post-chlorination水(或废水)处理后再进行氯化。34 弧菌Vibrio sp.好氧、无孢子生殖的革兰氏阴性细菌,广泛分布于地表水中。某些种系致病菌,如霍乱菌、副溶血性弧菌。35 化学示踪剂 chemical tracer人为添加或天然存在于水中,用于示踪水流的化学物质。36 回流 recirculation经过初级或完全处理的部分废水,由处理系统的某一单元返回到前面单元的过程。37 汇水区 catchment area;汇水盆地 catchment basin水能自然地排到水道或某一点所形成的区域。38 混合液 mixed liquor在活性污泥曝气池或氧化沟内进行循环或曝气的活性污泥与污水的混合物。39 混合液悬浮固体 mixed liquor suspended solids,MLSS混合液中固体物质的总浓度,通常规定以干重计。40 活菌 viable bacteria具有代谢和(或)繁殖能力的细菌。41 活性炭处理 activated carbon treatment用活性炭吸附去除水和废水中溶解的或胶态的有机物的过程。例如用以改善水的味、臭和色。42 积水 ponding由于生物滤池滤料间隙堵塞,在池面上出现的水。43 基因组 genome细胞中编码遗传信息的所有遗传物质(核酸、DNA、RNA)。44 交叉连接 cross connection指管道之间的连接有可能使受污染水进入饮水供水系统,从而给公众健康带来危害。也用于描述不同配水系统之间的一种规范连接。45 接种 seeding人为引入合适的微生物而对生物系统进行接种。46 接种体 inoculum;接种材料 inoculation material向新鲜培养基中加入的微生物(或经预培养,处于指数生长期的菌悬液)。47 菌胶团膜 zoogloeal film含有大量细菌、原生动物和真菌的黏液基质,覆盖在成熟的生物滤池、慢速砂滤池滤料的润湿表面或污水管内壁。48 矿化作用 mineralization有机物完全分解成二氧化碳、水,以及其他元素的氢化物、氧化物和矿物盐。49 理想的自然群落 expected natural community在河道中仅有自然胁迫,而人为干扰较小的生物群落。50 磷平衡 phosphorus balance参见114,质量平衡。51 浓度-效应关系 concentration-effect relationship某种物质或几种物质混合物,在一定浓度梯度下,导致某种诊断标志物产生响应的剂量的相关性。注:在遗传毒性紫外致突变(umuC)试验中,umuC基因的诱导取决于受试样品中遗传毒物的浓度。52 排水区 drainage area水排至一点或多点的区域,区域边界由主管部门限定。53 培养基 culture medium支持微生物生长的液态或固态营养物质。54 贫营养水 dystrophic water含营养物甚少而含腐殖质浓度高的水。55 潜水面 water table静止的或自然流动的地下水的水面。在该水面下,除了不透水的地方外,蓄水层被水饱和。56 倾析 decantation悬浮固体沉淀或与高密度液体分离后倾出上清液。57 清洗生物 scouring organisms一些生物,例如蠕虫、昆虫幼虫和其他无脊椎动物,它们能通过摄食或移动以去除生物滤池滤料表面的细菌团膜(细菌块膜)。58 泉水 spring自然涌出地表的地下水。59 三级处理 tertiary treatment为进一步减轻污染影响,对经过初级和二级处理的污水进一步处理的过程。包括:深度物理处理、化学处理和生物处理。60 排水的深度处理 effluent polishing采用深度物理或生物方法对二级处理排水进行的三级处理。61 设定点 designated site(生物学分类的河流)在水体某一段中所选定的某个具体点,该点的水质能够代表该段水体的水质。62 生态系统 ecosystem通过不同组成的生物和其周围环境间的相互作用,形成物质循环和能量交换的系统。63 生态学 ecology研究生物及其相关环境之间相互关系的一门学科。64 生物降解 biodegradation在水介质中由于活生物的复杂作用引起的有机物的分子降解。65 生物降解阶段 biodegradation phase试验中从延滞期结束至达到大生物降解率的90%所经历的时间。66 生物矿化 biomineralization由生物活性引起的矿化作用。67 生物量 biomass给定水体中生命物质的总质量。68 (砂滤)生物膜 biofilm(of a sand filter)由活的、死的和垂死的生物在慢速砂滤池或其他生物滤池介质表面形成的膜。69 生物群 biota水生生物系统中的所有活的组分。70 生物指数 biotic index描述水体生物群的数值,用以表示水体的生物质量。71 受试样品 test sample经过所有前处理步骤(如离心、过滤、匀浆、pH调节和离子强度测定)的待测样品。72 熟化塘 maturation pond大型浅水池,用于进一步处理已经生物处理过的污水,并去除该过程中形成的固体。73 水文测量 hydrometry水流的测量与分析。74 水文地理学 hydrography研究与测量海洋、湖泊、河流和其他水域的一门应用科学。注:在一些国家中此术语等同于海洋物理化学。75 水文学 hydrology研究降水、径流或渗滤及储存、蒸发和再降这一水循环的应用科学。76 淘析 elutriation一种污泥调节工艺。用清洁水或污水厂的出水淘洗污泥,以减小污泥的碱度,特别是除去氨的化合物,从而减少混凝剂的需用量。77 停留期 retention period;滞留时间 detention time按规定的流速计算,水或废水在特定单元或系统内停留的理论时间。78 透光层 euphotic zone透光程度足以维持光合作用的上层水体。79 突变 mutation;染色体突变 chromosomal mutation生物体或病毒的遗传物质(DNA或RNA)永、久性地改变,通常是一个基因中,表现为遗传物质(一个或多个核苷酸)的缺失、易位、转导,导致遗传编码的改变,从而改变基因功能。80 推流系统 plug-flow system至少理论上(如果实际无法达到)在渠道横断面可达到充分混合,而沿水流方向又无混合或扩散的一种系统。81 脱落 sloughing菌胶团膜物质以腐质污泥的形式从生物滤池的滤料上连续脱离。82 春蜕膜 vernal sloughing;spring sloughing春季由于生物活动增强,从而使生物滤池中新的菌胶团膜滋生而旧生物膜大量脱落。83 脱氧核糖核酸 deoxyribonucleic acid,DNA构成除RNA病毒外所有生物基因组的遗传物质。与RNA不同的是,DNA核苷酸序列中含有胸腺嘧啶,而不是尿嘧啶。84 稳定期 plateau phase生物降解阶段结束到试验结束这段时间。85 稳定性 stability处理前后,废水或污泥抗腐、败的能力。86 稳定性试验 stability test;亚甲蓝试验 methylene blue test对经过生物处理污水的一种检验。试验时,向生物处理过的出水中加入亚甲蓝染料,在隔绝空气的条件下,通过染料褪色所需的时间评估水稳定性。87 污泥龄 sludge age在排泥率恒定的情况下,活性污泥处理厂排放全部活性污泥所需的天数。计算方法是用活性污泥厂污泥的总排放量除以每天排放的污泥量。88 污泥膨胀 sludge bulking活性污泥法处理系统中,通常由于丝状菌的存在,引起活性污泥体积膨胀和不易沉降的现象。89 污泥压滤 sludge pressing采用机械加压去除污泥中液体的方法,使之形成易于处置的固体物。90 无观察效应浓度 no observed effect concentration,NOEC统计学上略低于低观察效应浓度的实验浓度。91 稀释系列 dilution series预设受试样品与稀释基质(例如水或缓冲液)配比的一系列测试用混合物。92 延迟期 lag phase从试验开始到用于降解的微生物驯化适应和选择完成所经历的时间,此时化合物或有机物的降解程度达到大生物降解率的10%。93 沿岸带 littoral zone即水体边缘浅水带,阳光可直接透射到水底,根生植物占优势。94 盐跃层 halocline在分层的水体中,含盐浓度梯度大的一层。95 氧饱和值 oxygen saturation value与大气(天然系统)或纯氧(纯氧废水处理系统)处于平衡的溶解氧浓度。它随温度、氧分压和盐度而变化。96 养分去除 nutrient removal在水和废水处理中,专为除去含氮和含磷化合物而使用的生物、物理和化学方法。97 氧化沟(渠) oxidation ditch(channel)通常为若干平行沟渠在终点相连,形成闭合循环,装有曝气装置用于处理原污水或澄清污水的系统。98 氧亏 oxygen deficit在水系统中,实际溶解氧浓度与其饱和浓度值之差。99 氧平衡 oxygen balance参考114,质量平衡。100 遗传毒性 genotoxicity通常指由导致突变的物理或化学因素引起的基因组特异性改变的毒性效应。101 遗传毒性试验 genotoxicity test确定DNA损伤或DNA修复等遗传毒性作用的试验系统。102 引水 abstraction将水从任何水源永、久地或暂时地转移到其他地方,使其不再是该地区水资源的一部分,或者转移到该地区内的另一水源。103 英霍夫锥形管 Imhoff cone容积通常为1L,刻度接近尖端,可用来测定水中可沉降物体积的圆锥形透明容器。104 营养物的去除 nutrient removal在水和废水处理中,专为去除含氮和含磷化合物而使用的生物、物理和化学方法。105 umuC操纵子 umuC-operon调控umuC基因诱导的基因序列。106 umuC紫外致突变及化学修复 umuC UV mutagenesis and chemical repair在遗传毒性实验中,使用umuC基因研究受试菌株的DNA损伤。umuC基因的表达受到DNA损伤的诱导。107 油状膜 slick漂浮在海面或者其他水体上的一层物质,例如石油膜。108 预暴露 pre-exposure在添加化合物或有机物的实验条件下,对接种体进行预培养。目的是通过微生物的适应和选择,增强接种体对受试物的降解能力。109 预活化 pre-conditioning在适宜培养条件下对受试生物进行预培养。该过程中不添加化学药品或有机物质。微生物在此过程中适应实验中培养条件,可改善实验效果。110 预培养 pre-culture在适宜培养条件下培养(已活化的)微生物,以促进其适应实验中培养条件。是特定试验(如遗传毒性试验)的一部分。111 原生水 connate water与周围岩石或地层具有同一地质年代的间隙水。水质往往不良,不适于正常使用(例如饮用、工农业使用)。112 原种培养 stock culture一定条件下(如在适合的培养基中冻存)生物菌株的培养,目的是保持原有的特性,如核酸序列。113 真空过滤 vacuum filtration污泥经滤布,藉真空抽滤的一种脱水方法。114 质量平衡 mass balance在一确定系统内(例如湖泊、河流或污水处理厂),特定物质输入量和输出量(包括该物质在系统中的形成或分解)之间的相互关系。115 中温消化 mesophilic digestion污泥在20~40℃下的厌氧消化,在该温度范围内有利于微生物生长。116 中营养水 mesotrophic water天然的或由于营养累积形成的中等营养状态的水,介于贫营养和富营养之间。117 自养细菌 autotrophic bacteria;化能自养细菌 chemolithotrophic bacteria能利用无机物作为碳源和氮源而繁殖的细菌。118 总固体浓度 total solids concentration在一定条件下,已知体积的活性污泥烘干后的重量。119 大生物降解率 biodegradation maximum level试验中,一种化合物或有机物不再继续发生生物降解时的大生物降解程度(以百分率表示)。120 低可观察效应浓度 lowest observed effect concentration,LOEC与对照相比,观察到显著效应(p≤0.05)时受试物的低浓度。121 低无效应稀释度 lowest ineffective dilution,LID(一定稀释度下废水的毒性测试)试验中无抑制效应或不产生特定值以上效应的大浓度稀释值。122 终好氧生物降解 ultimate aerobic biodegradation在有氧条件下,化合物或有机物被微生物降解成CO2、H2O和元素形态的矿物盐,并同化成微生物的一部分。123 终需氧量 ultimate oxygen demand,UOD有机物完全矿化和氨氮、亚硝态氮氧化所需要的氧的理论计算值。124 终厌氧生物降解 ultimate anaerobic biodegradation在无氧条件下,化合物或有机物被微生物降解成CO2、CH4、H2O和元素形态的矿物盐,并同化成微生物的一部分。(来源:HJ 596.3-2010)
  • 元素形态分析及其必要性
    1.元素形态   元素的形态是指某一元素以不同的同位素组成、不同的电子组态或价态以及不同的分子结构等存在的特定形式。元素形态又分为物理形态和化学形态,其中物理形态是指元素在样品中的物理状态如溶解态、胶体和颗粒状等 化学形态是指元素以某种离子或分子的形式存在,其中包括元素的价态、结合态、聚合态及其结构等。一般意义上所说的元素形态泛指化学形态,元素形态不同于元素价态,同一元素的相同价态可能有多种形态,如价态为五的砷元素,其元素形态可分为无机态和多种有机态的砷形态。不同元素的主要常见形态如表1所示: 表1 不同元素的主要常见形态 元素名称 元素形态 As 三价无机砷(As(III)),五价无机砷(As(V)),一甲基砷(MMA(V)), 二甲基砷(DMA(V)),砷甜菜碱(AsB), 砷胆碱(AsC),砷糖(AsS)等 Hg 无机汞(Hg(II)), 一甲基汞(MeHg(I)),二甲基汞((Me)2Hg) Cr 三价铬(Cr(III)), 六价铬(Cr(VI)) Se 四价硒(Se(IV)),六价硒(Se(VI)),硒代胱氨酸(SeCys),硒代蛋氨酸(SeMet),硒多糖,硒多肽,硒蛋白等 Pb 二价铅(Pb(II)), 三甲基铅(TriML), 四乙基铅(TetrEL)等 Sn 二丁基锡(DBT), 三丁基锡(TBT)等   元素的不同存在形态决定了其在环境和生命过程中表现出不同的行为 不同的元素形态由于具有不同的物理化学性质和生物活性,在环境和生命科学领域发挥着不同的作用。元素总量或者浓度的相关信息已经不能满足环境和生命科学研究的需要,有时候甚至会给出一些错误的信息。   甲基汞的毒性要远高于无机汞,并且具有极强的生物亲和力,同时无机汞易于在生物体内富集并转化为甲基汞。人们首次认识到甲基汞的危害是在1955年,在日本的Minamata,因孕妇食用遭受甲基汞污染的鱼类,造成22名新生儿严重的脑损伤。在1971-1972年,伊拉克发生了大面积的甲基汞中毒事件,其原因在于当地人食用了经过甲基汞处理过的小麦做成的面粉。   Cr(III)是维持生物体内葡萄糖平衡以及脂肪蛋白质代谢的必需元素之一,而Cr(VI)却对生物体具有很大的毒性和致癌作用,原因在于其更强的氧化性和化学活性及迁移性 砷是一种有毒元素,但是不同形态砷的毒性却差别比较大,一般无机态砷毒性比较大,三价砷的毒性要大于五价砷 而有机态的砷中,甲基砷的毒性要强于其他的有机态砷,砷甜菜碱、砷胆碱和砷糖等则基本上没有毒性 对汞、锡和铅等重金属元素来说,有机态的化合物的毒性要远远高于无机态。作为人体必须的元素,铁仅仅是在二价时才能被生物体吸收和利用,食品中的总铁并不能代表可吸收利用的有效铁 硒是人体必需的元素,但是吸收过量时会导致硒中毒,不同形态硒的生物可利用性和毒性也差别较大 铝的毒性也和其形态密切相关,自由态的铝离子、水化羟基化合物Al(OH)2+和Al(OH)2+等是致毒形态,多核羟基铝也具有一定的毒性,而铝的氟配合物以及有机态配合物则基本无毒。   根据传统分析方法所提供的元素总量的信息已经不能对某一元素的毒性、生物效应以及对环境的影响做出科学的评价,为此,分析工作者必须提供元素的不同存在形态的相关信息。元素形态具有多样性、易变性、迁移性等不同于常规分析对象的特点,因此其分析方法也成为一个崭新的研究领域,即“元素形态分析”。   2.元素形态分析   元素形态分析是分析科学领域中一个极其重要的研究方向,IUPAC将其定义为定量测定样品中一个或多个化学形态的过程。Lobinski将其定义为确定某一元素在样品中不同化学形态分布的过程 Caroli指出,形态分析为识别和定量检测对人体健康和环境有危害的不同形态的无机分析物 Hieftje则将获得相关目标分析物原子的氧化态、键合特征、电荷态及原子缔合体的过程定义为形态分析 Welz则认为所谓元素形态分析是指测定特定条件下不同化合物的氧化态或可溶态的过程。曾有人根据Tessier连续萃取法将土壤中元素形态分为可交换态、碳酸盐结合态、铁-锰氧化物结合态、有机物结合态和残渣态等五种,但这并不是严格意义上的形态分析,这一萃取过程并不能提供涉及分子结构和电荷状态的元素形态的详细信息。   在20世纪70年代末至80年代初,Van Loon和Suzuki分别在权威期刊Anal. Chem.和Anal. Biochem.上发表了元素形态分析领域的开创性的工作,将广大的分析工作者的研究重点转移至元素形态分析技术的开发上来。经过二十多年的发展,元素形态分析已经成为分析科学领域的一个重要分支,随着这一技术的不断发展,已经为环境科学、生命科学、临床医学、营养学、毒理学、农业科学等领域提供了越来越多的有用信息。   3.元素形态分析的技术特点   元素形态分析技术主要由样品采集、样品制备、分离/富集、定性/定量、分析报告等五部分组成。在整个形态分析过程中,样品制备过程是形态分析的关键环节,需要注意保持待测元素形态,同时避免污染,这使得样品制备过程较常规总量分析更加复杂和困难。因此,对操作人员提出了更高的要求,同时延长了前处理时间。此外,由于元素的某一形态,仅仅是元素总量的一部分,甚至是极少的一部分,因此对分析方法的灵敏度提出了更高的要求,只有高灵敏的检测技术才能满足元素形态分析的要求。此外,用于元素形态分析的标准物质和标准参考物还需要倚赖进口,在一定程度上影响了形态分析技术的推广。   4.元素形态分析方法   由于一种元素存在几种甚至是几十种元素形态,因此分析方法已不同于传统的总量分析。在前处理方法上需要保持元素的现有形态,因此也不能沿用传统的酸消解方法 在测定方法上,形态分析也远不同于传统的总量分析,对方法的检出能力和稳定性提出了更高的要求。   早期的形态分析方法一般采用差减法进行测定,通过控制某些测量条件,实现总量和某些元素形态的测量,然后通过差减的方法得到其它元素形态的含量信息。如通过测量总砷和三价砷,二者相减即可得到五价砷的浓度 如通过四价硒和总硒的测量,即可测得六价硒的含量。差减法相对比较简单,整个分析过程对实验条件的要求不高,但是该方法仅仅适用于元素形态较少的条件,且操作较为繁琐。   元素形态分析的通用方法是先对元素的各种形态/组态进行有效分离,然后再进行检测。近年来,人们在追求元素形态分析方法的高灵敏度、高选择性的同时,也一直在致力于提高分析过程的效率,缩短分析过程的时间,力图实现整个分析过程的自动化。传统的元素形态分析方法将元素形态的分离与测定分别进行,使得操作过程变得比较繁琐,同时在操作过程中可能会造成样品的损失以及元素形态的变化,对最终的测定结果产生比较大的影响。联用技术将高效的分离技术与高灵敏的检测技术有机结合,元素形态经过分离后通过在线“接口”直接进入检测器进行检测,这样灵敏度、准确度和分析过程的效率都得到很大提高。  5.HPLC-ICPMS联用   自1983年第一台商品仪器问世以来,ICP-MS经过近20多年的发展,已经成为各行业用于元素分析和同位素分析最有力工具,具有极低的检出限(10-15~10-12量级)和极宽的线性范围(8~9个数量级)以及极强的多元素快速检测能力。由于检测的是质量/电荷比(m/z),不存在光谱分析中的光谱干扰问题,但存在同量异位素、多原子分子离子以及多电荷离子的干扰问题,如40Ar35Cl干扰75As、40Ar40Ar干扰80Se、36Ar18O干扰54Fe的测定。   HPLC-ICP-MS联用技术已经成为分析化学中最热门的研究领域之一,已经被认为是目前最有效和最有发展前景的形态分析技术,已经得到了较为广泛的应用。但是ICP-MS对色谱分离中所普遍使用的高盐组分和高含量有机组分,如甲醇、乙腈等承受能力有限,大大限制了其在与色谱联用中的应用。此外,ICP-MS昂贵的价格、对操作人员的较高要求以及极高的运行和维护成本限制了ICP-MS在元素形态分析领域的广泛应用。中国经济相对不发达的现状,决定了HPLC-ICP-MS不可能在中国进行普及和推广。   6.HPLC-VG-AFS联用   原子荧光光谱仪是具有中国特色的分析仪器,它具有分析灵敏度高、线性范围宽、仪器结构简单、成本低廉、易于维护、光谱干扰及化学干扰少等独特优点。对于As、Hg、Se、Pb等元素的特征谱线均处于原子荧光最佳的检测波长范围,在采用了高效的蒸气发生进样技术后,具有其他分析手段无可比拟的检出能力,可以获得与电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)相当的检出限和灵敏度。VG-AFS与色谱的联用技术的研究已经开展30多年,但由于缺乏理想的商品化仪器,一直没有太大的发展。随着近年来国内原子荧光技术的不断发展和完善,在各项性能上都得到了很大提高,已经具备了与色谱联用的条件。如果将原子荧光的高效检出能力与色谱的高效分离技术完美结合,就可以实现As、Hg、Se等元素的形态分析。   原子荧光采用的蒸气发生进样技术能够使待测组分与基体有效分离,因此具有极强的耐高盐组分和有机组分的能力,能够和任意的色谱分离条件相匹配。此外原子荧光还具有成本低廉和操作简单等优点,使得HPLC-VG-AFS联用技术应用于元素形态分析具有极大的发展前景,易于在各个行业推广和使用。   7.元素形态分析的必要性   砷作为常见的有毒有害元素,一直倍受人们关注。砷摄入过多可引起急性中毒,长期低剂量暴露可引起慢性砷中毒,诱发各种皮肤病并可导致肝肾功能受损,甚至导致癌症。砷的毒性与砷的赋存形态密切相关,不同形态的砷毒性相差甚远。在主要的砷化物中,亚砷酸盐和砷酸盐毒性大,而MMA和DMA毒性小, AsB和AsC则被认为没有毒性。亚砷酸盐、砷酸盐、MMA、DMA、AsB、AsC和AsS对实验小鼠的半数致死量(LD50)分别为14、20、700~1800、700~2600、10000、6500、8000mg/kg。GB 2762-2005《食品中污染物限量》中规定贝类及虾蟹类水产品(鲜重)的无机砷限量标准为0.5mg/Kg, 干重的限量标准为1 mg/Kg,。GB/T5009.11-2003提供了食品中总砷和无机砷的测量方法,为有毒的无机砷检测提供了技术手段。   近年来, 国内质检机构一直依据GB/T5009.11-2003来检测食品中的无机砷。继广西检出大量紫菜中无机砷超标以来, 国家工商局又报道了44.9%的紫菜、海带中无机砷超标,甚至引发了紫菜、海带能否安全食用的讨论。紫菜属海生植物型食品,其中砷主要是以AsS的形式存在,几乎不含无机砷。2004年在香港媒体上报道多次的鱼罐头事件,香港消费者委员会测试了市面上的48款吞拿鱼、沙甸鱼等鱼类罐头,发现当中的17种砷含量超标,引起规模超过5亿元的内地鱼罐头产业近年来一直不景气。   实际情况是,国内绝大多数海产品并未超标,只是目前的检测方法存在问题。我们以海带、紫菜类植物性海产品为例,加以详细说明。植物性海产品中,砷主要以砷糖(AsS)的形式存在,此外还含有少量的二甲基砷酸(DMA)。如果依照GB5009.11-2003的样品前处理方法,采用6mol/L的盐酸进行提取,则植物性海产品中的AsS会部分分解,转化为DMA,如图1所示。标准中所采用的原子荧光检测方法,是以蒸气发生化学反应作为基础的,其检测过程如下:   (1) 样品中的五价砷在进样前,首先被还原剂还原成三价无机砷   (2) 然后在进样后和KBH4反应,生成AsH3和H2   (3) AsH3经过气液分离后,在氩气和氢气的携带下,进入原子化器   (4) AsH3最终在Ar-H火焰中解离,生成砷原子。   (5) 砷原子受到特征谱线的辐照,其外层电子受到激发,跃迁至较高能级,在其返回至基态时,发出共振荧光   (6) 共振荧光被检测器所接收,经过前置放大后,转化为电信号,输出至控制软件中,进行定量计算。   由于DMA也会和KBH4反应,生成气态的As(CH3)2H, 而As(CH3)2H也会在Ar-H火焰中解离,生成砷原子,所以GB5009.11-2003的样品前处理方法造成的AsS分解所产生的DMA以及样品中原有的DMA均会被以无机砷的形式检出,得到“假阳性”的分析结果。因此,检出的大规模海带、紫菜中无机砷超标的结果是错误的,究其原因,主要在于其前处理方法使得以无毒有机砷存在的AsS被当成无机砷被检出。   对于GB5009.11-2003的标准方法,存在两个问题:   (1)样品前处理问题   6mol/L的盐酸使得紫菜、海带类样品中的AsS部分分解,其方法值得商榷。   (2) 检测方法的问题   由于采用蒸气发生-原子荧光检测方法,样品中的有机砷,如DMA和MMA也会生成氢化物,被误认为是无机砷被检出。因此,该方法对无机砷检测而言,不是特异性检测方法,部分有机砷形态也会同时干扰测量,造成结果偏高的现象。   因此,针对上述两个问题,只能采用高效液相色谱-原子荧光联用的方式加以解决,将所测量的砷形态经过色谱分离后,再检测,就不会存在上述问题。   北京金索坤公司生产的形态分析原子荧光光谱仪,是金索坤公司多年技术研究成果,专门针对元素形态分析需求设计的高端产品,内置了在线消解装置,配备了液相泵,并采用索坤的连续进样技术和液相泵无缝对接,实现对柱后流出液实时监测,连续采集数据,大大提高了形态分析原子荧光光谱仪的准确度。   不仅是形态分析原子荧光光谱仪,北京金索坤公司的SK系列原子荧光光谱仪还有预留联用接口,可与任何型号的液相色谱仪无缝对接,进行形态分析,更是以其卓越的稳定性和可以检测多种元素深受广大用户的青睐,索坤公司成功研制出新一代的原子荧光,其在保持了传统原子荧光设备的技术优点外,更具备了三大主要特点:   ▲超高重复性指标   ▲多达18种的测试元素   ▲简便快捷的操作   实现以上三大特点,归功于2大核心技术彻底由理论化为生产,两大核心技术:   2010年11月通告的发明专利《连续流动进样氢化物发生系统》(专利号:ZL.200610113008.4)   《小火焰法原子化技术在无色散原子荧光上的应用》(专利号:03134241.8)   索坤公司经过了无数次的试验和研发改进,以及配套的十多个实用新型专利,才得以将原子荧光技术-中国为数不多的具有自主知识产权的分析仪器-更新换代,且填补了国际空白,为国家的仪器发展事业增砖添瓦!   应用了换代技术的产品性能,重复性将比现在的优越一倍,具体的数据正在提交权威机构检测中。索坤公司的新世代原子荧光光谱仪,分为三大产品系列:   ▲企业系列---为企业量身定做,超高性价比:   SK-830 │SK-2003A │SK-2003AZ   ▲质检系列---更多的可检测元素及强大功能:   SK-盛析│SK-锐析│SK-2002B│SK-2003│SK-2003AZ   ▲科研系列---全面的重金属检测及形态分析:   SK-博析│ SK-典越
  • 英国科学家将差示扫描量热法与热显微镜相结合 用于分析材料的能量变化和光学特征
    英国哈德斯菲尔德大学的Gareth Parkes博士和英国Linkam Scientific Instruments的Duncan Stacey将差示扫描量热法与热显微镜相结合,用于分析材料的能量变化和光学特征。用于本研究的设备的标记照片。 A) 光学 DSC450,b) Linkam 成像站(立体显微镜),c) 高分辨率数码相机,d) 运行 LINK 的 PC,e) 控制器单元,f) 液氮泵单元,g) 触摸屏控制和 h) 液氮储罐© Ashton, G.P., Charsley E.L., Harding, L.P., and Parkes, G.M.B. Applications of a simultaneous differential scanning calorimetry — thermomicroscopy system. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2022 147: 1345-1353了解材料在不同条件下的行为方式对于优化它们在几乎所有应用中的使用至关重要,从工业聚合物到药物研发。热显微镜等热分析方法使研究人员能够观察材料在反应过程中的光学和物理转变。通过集成其他技术,例如差示扫描量热法(DSC),还可以测量能量变化(焓)。DSC是最广泛使用的热分析技术之一,用于测量与材料热转变相关的温度和热流。虽然它可以用来测量几乎任何随着能量变化而发生的反应,但DSC是非特异性的。因此,它必须与其他方法(如热显微镜)结合使用,以直接观察相变,如固-固转变以及聚变反应和分解。尽管结合DSC和热显微镜具有明显的优势,并且可以使用集成这两种方法的系统,但令人惊讶的是,使用同步DSC热显微镜分析各种材料的研究很少。数码显微镜质量的提高和实验室可用计算能力的提高可能会在未来几年引起人们对这项技术的更大兴趣。由Gareth Parkes博士领导的英国哈德斯菲尔德大学热方法研究中心(TMRU)的研究人员研究了将热通量 DSC板结合到热台中以允许对同一样品进行DSC-热显微镜测量的使用,同时。在本文中,我们探讨了这项技术在获取有关各种材料的光学和焓性质信息方面的优势——这些材料的选择是基于它们显示出光学跃迁和/或能量变化并涵盖广泛的系统这一事实。新型热系统在本研究中,最近引入的DSC-热显微系统用于研究硝酸铷的相变和聚乙烯的氧化。这是第一次在同一仪器上使用DSC和热显微镜分析这些材料。光学DSC450系统包括一个集成到热台中的热通量DSC板、一个T96-S温度控制器单元和LINK软件(如上图所示)。该系统在-150至450°C的温度范围内运行。热显微成像是通过与立体显微镜耦合的高分辨率数码相机获得的。聚合物的热稳定性聚乙烯为了更好地了解聚合物材料的氧化降解及其对高温稳定性的影响,TMRU小组对超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)进行了氧化诱导时间(OIT)实验。采用光学DSC450系统将样品温度控制在30-205°C之间,并在惰性氮气气氛下分析OIT效应,然后在等温期间切换到干燥空气。在起始温度Tonset 109.9°C时观察到UHMWPE的熔化(如下图左所示),DSC曲线表明放热氧化的开始。同时使用热显微镜,光学显微照片能够以光学方式观察这些过程并与DSC曲线相关联。随着氧化降解的开始,研究人员可以看到液态聚合物熔化后表面质地的变化。OIT测试显示了预期的DSC曲线,但在氧化开始时发生的表面形态细微变化的其他信息通过光学方式揭示。正在对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)样品进行氧化诱导试验。DSC曲线(蓝色实线)和温度程序(红色虚线)已绘制为时间的函数。垂直线表示气体何时从N2切换到空气。选定的显微照片(标记为t0和 a-c)链接到 DSC配置文件© Ashton, G.P., Charsley E.L., Harding, L.P., and Parkes, G.M.B. Applications of a simultaneous differential scanning calorimetry — thermomicroscopy system. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2022 147: 1345-1353使用DSC450(Linkam Scientific)分析硝酸铷。差示扫描量热法(DSC)(下)和感兴趣区域 (ROI)强度(上)曲线绘制为温度的函数。选定的显微照片(标记为a、b)链接到DSC和ROI配置文件© Ashton, G.P., Charsley E.L., Harding, L.P., and Parkes, G.M.B. Applications of a simultaneous differential scanning calorimetry — thermomicroscopy system. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2022 147: 1345-1353可视化相变硝酸铷显示出多种多晶型转变的材料通常是有用的温度校准标准,因为它们能够覆盖很宽的温度范围。在这项研究中,该小组评估了硝酸铷的多晶型转变,这是一种在150-280°C温度范围内具有三种不同固态转变的材料。 DSC曲线显示三个峰对应于固-固转变,最终峰对应于样品熔化(如上图左所示)。来自热显微镜的相应感兴趣区域(ROI)轮廓显示与由样品反射光强度(RLI)变化引起的一系列步骤相同的转变。这些结果表明,当样品保持无色时,在辨别相变时,将热显微术中的RLI与DSC结合使用的好处。TMRU的小组还使用DSC450研究了低温校准标准,阐明了温度循环对材料的影响。未来的应用本研究中的实验证明了DSC和热显微镜的互补性,以及同时热分析在揭示某些材料的复杂热过程方面的好处。DSC-热显微术可以在材料研究中提供更丰富的信息,因为光学图像有助于解释通常复杂和重叠的DSC曲线。预计该技术将在聚合物和制药领域变得越来越流行。TMRU的研究小组目前正在探索DSC450的独特设计是否有助于通过光学手段研究材料的导热性。
  • 赛默飞离子色谱助中科院在湖泊低价磷形态原位监测获新进展
    p & nbsp & nbsp & nbsp 磷元素被认为是决定水体生产力及影响藻类异常繁殖的限制营养物质。全面阐释磷生物地球化学行为与生态系统响应关系对水质改善和生态系统恢复具有重要意义。当前绝大多数研究多以正五价磷酸盐为基础,忽略了正三价、正一价、负三价磷等低价磷的存在。近年来,越来越多研究已经证实:低价磷在环境中广泛存在,且其主导的氧化还原过程对维持整个生态系统平衡和元素地球化学循环方面的影响可能比以往的认知更为重要。 /p p & nbsp & nbsp 我国湖泊富营养化频繁发生可导致大面积缺氧,从而显著影响水环境中磷赋存形态及环境行为。然而由于湖泊中低价磷形态具有含量低、不稳定以及易干扰等特性,导致传统磷形态分析手段很难对其进行科学解析,进而使得当前对富营养化湖泊多种磷形态赋存特征及迁移转化过程等地球化学行为认识十分有限。 /p p & nbsp & nbsp 近日,中国科学院南京地理与湖泊所韩超等研究人员,在国内外率先将新型原位采样与二维毛细管痕量分析检测技术相结合,成功构建复杂基质中多种磷形态原位、同步分离和在线监测方法。该方法能够实现超痕量磷形态与干扰物质两次在线纯化与富集,大大提高检测灵敏度,可准确还原环境中低价磷赋存信息。在此基础上,研究人员以典型富营养湖泊太湖为研究对象,通过室内模拟以及原位监测实验,深入研究缺氧湖区低价磷界面分布特征与迁移转化控制机制。 /p p & nbsp & nbsp 相关研究成果以In situ sampling and speciation method for measuring dissolved phosphite at ultratrace concentrations in the natural environment为题,发表在Water Research上。该研究得到了国家自然科学基金, 江苏省自然科学基金及污染控制与资源化研究国家重点实验室开放基金等项目资助。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/6a1d099a-8f23-4a84-adb6-ad52cd14c5aa.jpg" title=" 0806.png" / /p p style=" text-align: center " 环境中低价磷原位分析技术流程 /p p br/ /p
  • MALDI-TOF MS会不会取代形态学鉴定?
    分子生物学兴起之前,人们对自然界生物的分类主要依靠形态学鉴定。比如对于植物,是从根、茎、叶、花、果实等方面进行形态学描述,再根据这些形态学描述,对未知植物的物种进行确认。但是,这些工作需要十分有经验的专业人士来完成。分子生物学的出现,不断改变着这种格局。对于肉眼难以观察的微生物等生物,从形态学上难以确认其物种,此时,分子生物学就首先成为了主流的物种鉴定方式。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)的介入,使细菌和真菌等微生物的鉴定发生了质的变化。不同种、亚种甚至不同区域的微生物,都有自己的蛋白生物特征。MALDI-TOF MS能够在较宽的质量数范围内获取微生物的蛋白信息,因而可以构建微生物蛋白指纹图谱数据库。通过对微生物蛋白指纹图谱的比对,可以在短至几秒内完成对微生物的种、亚种等的鉴定。与分子生物学的另一大流派基因组学相比,MALDI-TOF MS灵敏度高,成本低,因而得以快速普及。韩国一个研究团队利用分子指纹分析的原理,对害虫幼虫鉴定进行了尝试。如前所述,虽然仅凭肉眼,以形态学知识即可鉴定一些害虫,但更多时候,通过形态学方法鉴定害虫成为难题,尤其是鉴定一些相近物种的幼虫时。虽然在实验室里,由专业团队通过形态学方法进行物种鉴定,准确率很高,但在实际应用中,普通工作人员很难掌握形态学专业知识。该韩国团队的研究对象是几种水果食心虫(Carposina sasakii,Grapholita molesta和Grapholita dimorpha)。这几种食心虫的幼虫长得非常相近,是水果检验检疫中的难题之一,在进出口环节,稍有不慎便会发生有害物种入侵,对当地农业造成巨大损失。类同于微生物鉴定的原理,该研究团队使用MALDI-TOF MS分析了该三种幼虫的蛋白信息,建立相应的蛋白指纹质谱数据库之后,很好地实现了对这三种幼虫的鉴定,取样量仅为2立方毫米,从前处理到上机检测,数分钟内即可获得物种鉴定结果。相关研究结果发表在“Journal of Asia-Pacific Entomology”上。可以想见,不仅仅是微生物鉴定,对于检验检疫以及农业领域,利用相同的技术原理,MALDI-TOF MS 还可以实现对害虫的物种鉴定,在经济作物病虫害防治、进出口检验检疫中有广阔的用武之地。无独有偶,融智生物也做了类似的工作,使用QuanTOF新一代宽谱定量飞行时间质谱(新一代MALDI-TOF MS)技术代替形态学方法完成了对大闸蟹产地的鉴定、对大型食用真菌种类的鉴定、以及对猪肉品质的鉴定等工作,对于食品安全具有非常重要的实际意义。参考文献:Rapid and reliable species identification of Carposina sasakii from its morphological homologues, by MALDI-TOF mass spectrometry. https://doi.org/10.1016/j.aspen.2017.02.013
  • 我国将成立生物特征识别标准工作组
    新华网北京1月18日电 全国信息技术标准化技术委员会(简称“全国信标委”)生物特征识别标准工作组将于1月26日正式成立,这标志着我国国家标准工作在生物特征识别领域的新突破。   生物特征识别(Biometrics)技术是当前信息技术热门领域之一。随着网络的普及和人们对电脑依赖性的增强,信息的安全问题越来越突出。在经历了十多年概念和技术发展之后,生物特征识别技术目前进入稳健发展与应用阶段,并成为消费类电子产品开发和各行业信息系统建设的重要组成部分。   目前,众多国际国内电子产品厂商、应用软件开发商及系统集成商纷纷推出基于生物特征识别技术的软硬件产品及行业解决方案,相关工程项目与应用方案也在金融、电信、信息安全、生产制造、医疗卫生、电子政务、电子商务、军事等行业或领域得到广泛应用。生物特征识别技术已成为解决当前各行业信息化建设中普遍面临的信息资源安全保障、电子信息交易认证、IT系统身份验证等难题的有效途径。   据全国信标委有关负责人介绍,我国近几年也将在信息技术、信息安全、金融交易、社会安全等领域推动生物特征识别标准化工作。生物特征识别标准工作组将充分凝聚我国生物特征识别相关产学研用各界力量,根据我国生物特征识别产业发展需求,制定和完善我国生物特征识别领域的标准体系、制定我国生物特征识别相关国家标准并对口支撑和推动ISO/IECJTC1(国际标准化组织/国际电工委员会第一联合技术委员会)内的生物特征识别标准工作。   据了解,中国电子标准化研究所作为全国信标委生物特征识别标准工作组秘书处单位,正在全国范围内征集工作组首批成员。截至2010年1月15日,已有29家研究机构、行业协会、国内知名高校、国内外企业等表达了参加工作组的意向。
  • “生物特征识别标准工作组”在京成立
    我国规划制定20余项生物特征识别标准   近日,“全国信息技术标准化技术委员会(简称国标委)生物特征识别标准工作组”在北京成立,工作组组长由工业和信息化部电子信息司副司长赵波担任。   据IBG(国际生物识别集团)发布的《2007至2012年度全球生物识别市场报告》预测,到2012年全球生物识别市场将超过74亿美元。如今各种基于生物特征识别技术的软硬件产品,以及行业应用的解决方案,已在金融、电信信息安全、电子商务、电子政务、军事等领域得到广泛的应用。   赵波表示,作为信息产业的主管部门,工业和信息化部一直高度关注和重视生物特征识别技术产业的发展。在标准方面,从2004年就开始了该领域的标准研究工作,并于2005年申请成为国际标准化组织生物特征识别分技术委员会的正式国家成员体。目前,工信部在积极参与国际标准制定及跟踪研究的同时,还申报了20余项国家标准的制定。   国标委工业二部副主任戴红对于生物特征识别标准工作组的成立寄予厚望。据她介绍,为了促进我国生物特征识别技术研究和产业化的迅速发展,加快开展标准化工作,国标委已正式下达了20余项生物特征识别领域的标准制定计划,涵盖了生物特征识别的术语、数据交换格式、公用数据框架、产品互操作、测试、评价等各个方面,希望通过工作组的建立,充分凝聚我国生物特征识别相关的产学研用各界力量。
  • 大气特征污染物自动监测技术推介会通知
    关于召开大气特征污染物自动监测技术和设备推介会的预通知   各仪器设备供应商和系统集成商:   根据“上海市第五轮环境保护综合整治三年行动计划”要求,上海市拟在部分重点工业区开展大气特征污染物自动监测系统建设工作。为了确保该项工作顺利进行,拟于4月中旬前后在沪召开相关仪器设备供应厂商和系统集成商大气特征污染物自动监测技术和设备推介会,重点为石化与化工行业大气特征污染物自动监测技术以及系统集成,标准化监测站房(车)以及特征污染物系统分析软件在国内外工业区大气自动监测中的应用情况介绍,届时将邀请用户代表参加。特此邀请有兴趣的厂商自愿报名参加,并在会上做相关仪器设备性能、系统集成和应用案例及优缺点介绍。   报名者请于3月20日前将回执发送到上海市环境科学学会,可采取电子邮件或邮寄方式。联系人方玲珍(FF1122345@163.com) 顾月萍(guyp@sepb.gov.cn),地址:上海市钦州路508号,邮编200233。参会期间食宿费用自理,具体时间和地点以书面通知为准。   上海市环境科学学会   上海市环境监测中心   2012年3月5日 回 执 公司名称 与会人员姓名 联系方式 (手机、邮箱地址) 是否需要住宿
  • 射光测试浊度计的特征
    台式浊度仪采用单片机控制系统,智能化程度高,采购国际通用的钨灯,测量精度高,配坚固的防水型外壳,广泛适用于电力、石油、造纸等行业。仪器特征1、采用当今先进的90°散射光测试原理,光源为国际通用的钨灯2、自主研发、处于的信号处理系统,灵敏度高、稳定可靠3、测量数据准确;操作简单、使用方便。使用220V交流电源,适用于化验室、实验室4、该型号浊度仪在原基础上再一次升级换代,改进后的浊度仪量程自动切换,快速显示测量结果,操作更简单5、连接计算机、自动切换、数字存储、分析
  • 德国AIRSENSE电子鼻助力饮品风味特征分析
    目前市面上的饮料种类繁多,不同的饮料的风味特征各不相同,香气是饮料品质的重要特征,不同的芳香物质会表现不同的香气,同时也是人们选择饮料的重要因素。德国AIRSENSE电子鼻助力饮品风味特征分析,提升饮品品质,降低原料成本等。1、电子鼻可以通过对香气差异辨别饮料种类2、电子鼻在饮料品质定量分析中的作用饮料生产过程中,因为原料等因素的影响会造成最终产品的差异,通过半定量和定量检测,实现饮料品质标准化。3、电子鼻在饮料品质监控中的作用电子鼻是一种快速无损检测技术,在食品生产中的实时检测方面得到广泛应用,特别是乳制品的品质和货架期监控上。近些年来不少报道在一些饮料品质和货架期方面也有很多应用,饮料的加工过程可能会细菌,导致货架期大大缩短。4、电子鼻在饮料生产工艺优化中作用生产过程不同工艺对饮料香气有很大影响,通过气味分析可以确定最佳方案,保证产品品质的同时确定降低生产成本的原料和工艺。5、电子鼻在饮料包装形式选择上的应用不同的饮料不同的包装也会影响饮料的风味特征及品质,通过对饮料风味分析,找到最佳的包装方案。
  • 开发深度学习超分辨显微成像方法 陌讯科技数字显微形态分析系统正式发布
    近日,陌讯科技正式宣布其自主研发的数字显微形态分析系统正式上线。陌讯数字显微形态分析系统是陌讯科技自主研发的科研形态分析系统。能够显示,编辑,分析,处理,保存,打印8位,16位,32位的图片。陌讯显微形态分析系统支持图像栈(stack)功能,即在一个窗口里以多线程的形式层叠多个图像, 并行处理。只要内存允许,陌讯显微形态分析系统能打开任意多的图像进行处理。除了基本的图像操作, 比如缩放,旋转, 扭曲, 平滑处理外,陌讯显微形态分析系统还能进行图片的区域和像素统计, 间距,角度计算, 能创建柱状图和剖面图,进行傅里叶变换。陌讯显微形态分析系统可计算选定区域内分析对象的一系列几何特征。分析指标包括:长度、角度、周长、面积、长轴、短轴、圆度、最佳椭圆拟合、最小外接矩形拟合以及质心坐标等。 陌讯显微形态分析系统首席工程师陈侃介绍说,我司通过“陌讯数字显微形态分析系统”项目研制的科研数字形态分析软件,目前已在多项科研实验中投入使用。陌讯显微形态分析系统在科研实验中支持神经元追踪、神经元分支统计、曲率计算与拟合、基于机器学习的自动细胞分割、图形的量化分析、3D细胞自动分割、线粒体网络形态分析、图像自动配准、细胞划痕实验分析、3D渲染动画生成、图像抖动自动校正、接触角测量、基于深度学习的细胞核自动分割、自动细胞计数、利用宏记录器自动化处理、自动统计气泡的面积直径、荧光共标细胞计数、荧光照片的合并分割、明场图片白平衡、荧光比率图的制作等一系列功能。 陌讯科技自主研发“陌讯数字显微形态分析系统”这一数字显微形态分析软件项目立项以来,项目科研团队历时5年攻关,全面突破在对显微镜图像进行定量分析时的一系列科研难题。支持荧光照片的平均荧光强度分析、径向平均荧光强度检测、荧光共定位分析、计算图片的孔隙率、分析脑片不同分层的灰度值、单个细胞平均荧光强度自动检测、3D体积与表面积测量、免疫组化分析、细胞膜荧光强度检测、Western Blot条带定量、面积测量综述、细胞计数综述等多种定量分析场景应用。还培养出一支集光学、机械、电子、计算机、软件、材料等领域的显微光学软件技术研发与工程化开发团队。业内专家认为,“陌讯数字显微形态分析系统 ”项目的成功实施,极大改善了国内显微成像软件自主研发缺失的状况,对满足中国生物医学等前沿基础研究的定制化需求、提升创新能力,以及推动中国显微成像分析软件行业转型升级具有重要战略意义。陌讯科技CTO赵卓然透露,下一步将结合该工程化及成果转化创新模式,实现“陌讯数字显微形态分析系统”项目科技成果在研发平台、工程化平台、产业化平台、市场平台的高效对接,通过系列化、组合化的产品布局,推动该项目显微形态分析系统实现工程化、产业化。
  • 月旭科技-专家讲座系列之制备色谱的特征
    月旭科技的专家系列讲座已经连续开展三期了,因为其突出的专业性和实用性,受到了广大用户的关注和喜爱。我们第四期的专家讲座,再次邀请到了大家呼声很高的张维冰教授。4月7日(下周四),张维冰教授将与大家分享主题为《制备色谱的特征》的相关内容。本次专家讲座共分为三个环节:1. 《制备色谱的特征》主题讲座;2. 线上征集内容解答;3. 在线提问互动答疑环节。为解决大家的实际问题,提高大家的参与度,本次讲座还开启了答疑问题内容征集。在文末,通过留言的形式,将您有关制备或制备实验中的相关问题,写下来。对于大家普遍关注或具有典型性的问题,张维冰教授将会在第四期的专家讲座中,为大家详细解答。01主讲人简介现为华东理工大学特聘教授,南昌大学、齐齐哈尔大学讲座教授。月旭科技分离纯化技术中心总工。主要从事包括色谱、毛细管电泳的理论与实践研究工作。张维冰教授师承张玉奎院士,于1999年在中国科学院大连化学物理研究所获理学博士学位,并在台湾中兴大学进行博士后研究工作,后赴德国Max Planck Institute for Dynamics of Complex Technical Systems作访问学者。已发表学术论文600余篇,著作七部,申请及授权专利百余项。负责或参加完成国家自然科学基金 、“973”、“863”及国家“攻关”、“支撑计划”等项目多项。02讲座主题《制备色谱的特征》内容摘要1.制备色谱的简介;2.制备LC与分析LC比较;3.制备色谱分类;4.制备LC的上样。03讲座时间2022年4月7日(下周四)14:00
  • 烟熏液样品气味特征分析方法
    德国AIRSENSE公司的PEN3电子鼻可以对烟熏液样品具有明显的应答,不仅可通过气味对烟熏液进行区分,还可以分析几个样品之间气味差异主要体现在哪些组分上。测试过程非常简单,也很容易操作,每个样品的测试周期大约3-5分钟样品信号采集稳定,结果明显。烟熏液样品的电子鼻主要响应的传感器一致,但各样品在的传感器响应强弱上存在一定的差异,故可将其完全区分开来。此次试验数据清晰直观,具有很强的可靠性、稳定性和重复性。 通过电子鼻采集样品的气味信息,经过电子鼻自带的分析软件进行分析,本次实验主要做的是样品之间的聚类分析,通过PCA、LDA和Loading来分析样品之间的气味是否存在差异,且判定气味的差异主要来源于哪类气味成分。德国 AIRSENSE PEN3 型电子鼻数据处理方法1、传感器响应值本实验在对每个样品的数据采集过程中,通过查看每个传感器响应信号的变化曲线、 每个时间点的信号值及星型雷达图或柱状指纹图,可以清晰考察各个传感器在实验分析过程中的响应情况。并通过传感器选择设置可以查看在不同数量的传感器情况下的响应情况。2、聚类分析由于每个传感器对某一类特征气体响应剧烈,可以确定样品分析过程中样品主要挥发出了哪一类特征气体。对于样品区分分析,本实验提取10个传感器的特征值,然后采用主成分分析法(PCA),线性判别法(LDA)和传感器区别贡献率分析法(Loadings)作为主要区别分析方法。3、未知样的判定通过区别判定DFA、欧氏距离 EUCLID、马氏距离MAHALANOBIS和相关性分析CORRELATION等方法,有效判定未知样归属于哪一类,达到一个用电子鼻验证未知样的实验结果。4、PLS 定量预测PLS运算用来通过传感器信号来计算量化表达式,依据PLS偏最小二乘法建立的气味浓度综合值分析模型。应用一个先前训练的模型和一个量化值可以对一个给定的变量计算测量值(向量)。根据使用的需要,可以定义不同的量化变量。例如,在食品分析中定义香气浓郁度、根据气味判定食品的货架期或在环境监管中定义恶臭强度时均十分有用。
  • 新疆立项研究颗粒物污染特征与来源
    新疆环境保护科学研究院申报的&ldquo 新疆典型区域颗粒物(PM2.5和PM10)水溶性离子污染特征与来源解析&rdquo 项目,日前获得自治区科技厅的批准立项。这意味着科研人员将开始对PM2.5和PM10的污染&ldquo 真凶&rdquo 进行调查和分析,并为城市防治这两种颗粒物污染提供重要的科学依据。   昨天,记者从新疆环境保护科学研究院了解到,该项目以新疆典型区域城市乌鲁木齐和昌吉为研究区,科研人员将对两城市的大气颗粒物(PM2.5和PM10)进行连续采样、分析,以获得两城市大气颗粒物水溶性粒子污染特征。
  • 高性能润滑油的稳定性和颗粒特征
    LUM邀请您参加2021年9月14日至17日润滑油和冷却液系列的在线研讨会。本次活动的课题将帮助您更好的了解润滑油以及冷却液的特性,从而帮助您优化并改进您产品的配方。本次课题的在线研讨会都是独立的,您需要单独注册每一个课题。润滑油和冷却液之课题二: 高性能润滑油的稳定性和颗粒特征课题二的讨论重点是如何通过SEPView® 软件的三种分析模块来评价高性能的润滑油的稳定性和颗粒特征。主讲人:Stefan Küchler会议持续时间:60分钟会议语言:英语会议时间:2021年9月16日15:00 (北京时间)报名方法:扫描下方”二维码”填写报名信息,报名成功后会您将会收到会议链接。本次线上活动免费,期待您的参加。如有问题,请联系 event@lum-gmbh.de
  • 上海卢湘仪设计离心机法测量土壤水分特征曲线
    土壤水分特征曲线可反映不同土壤的持水和释水特性,也可从中了解给定土类的一些土壤水分常数和特征指标,研究土壤水分特征曲线具有重大意义。笔者获悉,近期,上海卢湘仪离心机仪器有限公司研发了一款测定土壤pF曲线专用离心机——H1400pF土壤用高速冷冻离心机,该离心机的成功研发将可助攻于农业科技领域的发展。一、产品简介 土壤检测离心机,用于土壤含水量对应的pF(水势)值的曲线测试,是表达土壤水势和土壤水分含量关系。 二、产品特点 土壤水分特征曲线通常采用压力膜(室)和离心机等方法进行测定。离心机法比其他方法操作简单、省时,可测定较宽的吸力范围,广泛应用于土壤水分动态模拟。这款离心机用于测量土壤含水量对应的pF(水势)值。 三、离心机设计 上海卢湘仪设计了特有的土壤水特性曲线专用水平转子,达到水平转子在测试中的转速14000转/分,相对离心力25220*g ,设计有接水器、过滤板、过滤膜、离心套筒、离心上盖、密封圈等,土壤离心机转子设计保正了在做测定土壤水特性pf曲线数据时高速旋转无渗漏,有效保证了所收集的水准确无误,使计算参数和依据得到了保证。 为了避免因空气和转子在高速旋转时产生温升过高而造成水分挥发损失,离心机设置制冷系统和温度调节系统,使工作腔温度恒定在4度左右,可根据客户需求进行调整温度。电气方面采用变频交流调速,电脑控制,离心机设有门盖,不平衡,超温,超速安全保护措施,保证高速旋转下的安全性。据相关工作人员表示,该离心机是卢湘仪技术团队倾力打造的一款离心机产品,具有多方面的技术优势。 四、离心操作方法 操作离心机前首先检查离心机电源,打开离心机总开关,取出转子上4组离心筒组件,准备土壤,准备水、天平、打开离心套筒组件,根据使用说明书要求安装稀释好的土壤,称重配平,安装离心套筒组件,检查4个组件对称放置,关上离心机门盖,设置参数,启动离心机,离心机倒计开始运转时间为0停机,打开门盖,取出离心完的离心套筒,取出接水器,将水倒入并记录水量。 五、土壤水分特征曲线概念不同质地土壤水分特征曲线有所不同 土壤水的基质势(或土壤水吸力)随土壤含水量的变化而变化,其关系曲线称为土壤水分特征曲线,英文名称为soil water characteristic curve。 一般,该曲线以土壤含水量Q(以体积百分数表示,比如土壤含水量为10%,那么在横坐标上就是对应的数字10)为横坐标,以土壤水吸力S(以大气压表示)为纵坐标。有了横坐标和纵坐标就可以绘制出不同土壤的水特性曲线图了。 六、研究土壤水分特征曲线的意义 土壤水分对植物的有效程度最终决定于土水势的高低,而不是自身的含水量。如果测得土壤的含水量,可根据土壤水分土特征曲线查得基质势值,从而可判断该土壤含水量对植物的有效程度。 土壤水分特征曲线可反映不同土壤的持水和释水特性,也可从中了解给定土类的一些土壤水分常数和特征指标。曲线的斜率倒数称为比水容量,是用扩散理论求解水分运动时的重要参数。曲线的拐点可反映相应含水量下的土壤水分状态,如当吸力趋于0时,土壤接近饱和,水分状态以毛管重力水为主;吸力稍有增加,含水量急剧减少时,用负压水头表示的吸力值约相当于支持毛管水的上升高度;吸力增加而含水量减少微弱时,以土壤中的毛管悬着水为主,含水量接近于田间持水量;饱和含水量和田间持水量间的差值,可反映土壤给水度等。故土壤水分特征曲线是研究土壤水分运动、调节利用土壤水、进行土壤改良等方面的最重要和最基本的工具。 关于上海卢湘仪离心机仪器有限公司 上海卢湘仪离心机仪器有限公司是中国一家获得美国FDA认证的专业离心机企业,生产历史悠久、技术力量雄厚、生产设备精良、检测设备齐全。其以设计精巧、造型新颖、工艺精良而闻名,生产的离心机产品质量可靠、性能稳定、规格齐全,广泛应用于高等院校,科研单位,生物制药,医疗,石油化工等领域。 经过四十多年的发展,卢湘仪已先后设计生产各种领域的离心机产品,本次研发生产的H1400pF土壤用高速冷冻离心机是一款专业测定土壤pF曲线的离心机产品,该产品将对于农业发展以及教学方面具有重要意义。
  • 德国RETSCH(莱驰)多功能粒径及形态分析仪诚招各地代理商
    德国Retsch(莱驰)是基于分析样品前处理以及为固体颗粒粒径分析提供解决方案的世界级仪器制造商。Retsch产品在钢铁、农业、地质、生物医药、烟草、冶金、化工、食品、科研院校、电子电器、质检、商检、能源等各个领域拥有广泛的客户基础!为了满足人们对颗粒粒度粒形越来越高的测试要求,莱驰公司在中国市场隆重推出:Camsizer 多功能粒径及形态分析仪器。 Camsizer 多功能粒径及形态分析仪是全球唯一一台用干法测量颗粒粒度,并且可以同时分析粒径大小、粒径分布、颗粒个数、球形度、透明度、表面积等多个参数的仪器。传统粒度仪由于取样量小、重现性差,样品不具代表性无法得到准确结果; 而传统的筛分技术测试时间长且不能进行计数,只能得到颗粒的大概大小。Camsizer采用动态数字成像技术,利用专利的双镜头设计,实现对样品颗粒图像的实时捕捉、储存和处理。Camsizer是综合现代颗粒分析技术、功能最卓越、适用范围最广的完美仪器,带给您无与伦比的完美体验! Camsizer特征参数 测量范围: 10µ m~30mm 分析数据:颗粒大小、颗粒分布、形状、透明度、个数、球形度、表面积等 样品进样:自动进样系统 测量时间:约3分钟(视样品性质和进样量决定) 测量方式:干法、双镜头、动态测量 适用样品:食品(盐,糖,咖啡&hellip )、塑料、催化剂、研磨剂、玻璃、药物、建筑材料(水泥,沙...)、耐火材料、陶瓷、矿石、肥料、金属粉末、标准样品等等 适用行业:工厂实验室、研究机构、标准物鉴定、化工企业、材料、岩矿勘探等各行各业,可对生产线进行在线监控,是最理想的产品质量控制设备和工艺优化的必备辅助仪器。 欲了解更多资料请与德国Retsch (莱驰)中国总部联系: 电话:021-61506045/61506046 邮箱:info@retsch.cn 传真:021-61506047 网站:www.retsch.cn
  • 脑智卓越中心等关于多特征神经元新型标记工具的研究获进展
    6月23日,《自然-通讯》(Nature Communications)在线发表了题为An intein-split transactivator for intersectional neural imaging and optogenetic manipulation的研究论文。该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)、神经科学国家重点实验室、上海脑科学与类脑研究中心徐春研究组与中科院上海巴斯德研究所龙钢研究组合作完成。该研究开发了对多特征神经元标记、记录和操控的新型分子工具,揭示了腹侧海马神经元的投射模式与情绪编码的对应关系,为解析复杂神经环路的结构与功能提供了更精细且广泛适用的工具集。大脑神经元具有复杂多样的细胞类型。细胞类型的精确定义对剖析大脑神经环路连接与功能具有关键作用,将帮助科学家更好地探索神经系统的工作原理。神经细胞类型的精确定义往往依赖于多条件交叉的标记技术。然而,目前已有的工具方法复杂繁琐,其标记的特性数量有限,并时常面临无法有效表达光遗传和钙成像相关分子的问题。因此,如何提高交叉标记工具的有效性和标记特征的数量仍是领域内的难题。为了解决上述问题,该研究利用内含肽介导的蛋白剪接技术,在神经细胞内实现了控制子(tTA)在蛋白水平的组装。该组装具有多条件交叉的特点,并可有效地驱动一系列效应基因的表达,从而实现多特征神经元的特异性标记和功能研究(图1A)。研究人员将该工具称为IBIST(intein-based intersectional synthesis of transactivator)。研究团队在验证IBIST工具的特异性和有效性后,在小鼠海马脑区和猕猴视皮层脑区进行多种实例研究展示。研究结合神经环路连接和神经元分子标签等多种特征,在小鼠海马脑区的特定细胞群体中表达光遗传蛋白,实现了光遗传学操控(图1B 、C)。此外,该研究利用5个特征精确定义了海马脑区的多目标投射神经元,并进行了钙成像记录(图1D、E)。该工作开发了新的分子工具,基于分子标签和环路连接等多种特征靶向标记特定细胞类型,并对这些多特征神经细胞进行钙成像记录和光遗传操控。与以往的方法相比,该分子工具可以实现更精细复杂的多特征标记,更高效地驱动效应基因的表达,更简单直接地设计质粒和实验方案,以及更广泛适配于现有常用的工具病毒和小鼠品系(图2)。该研究为神经环路的结构与功能研究提供了利器,并进一步揭示了海马细胞对情绪信息处理的多样性规律。研究工作得到上海市、科技部、中科院、国家自然科学基金和临港实验室的支持。  论文链接   图1.IBIST工具的开发与应用。A、IBIST工具的质粒设计和工作原理;B、利用IBIST工具标记接收背侧海马输入的腹侧海马CA1的SOM+中间神经元,表达光遗传蛋白NpHR;C、黄光操控SOM中间神经元的电活动;D、利用IBIST工具在投射到4个下游脑区的海马兴奋性神经元(CaMKIIα标记)当中表达钙指示蛋白GCaMP6s;E、海马神经元的荧光信号和钙反应。图2.基于多特征标记特定细胞类型的策略与前景。
  • 月旭科技-专家讲座系列之色谱固定相的形貌与特征
    本期“月旭科技-专家讲座”的嘉宾是华东理工大学特聘教授,也是我们月旭科技分离纯化技术中心总工——张维冰教授。本周六上午,张维冰教授将与大家分享讨论“色谱固定相的形貌与特征”的相关内容。我们的讲座分为两大部分,zui后有互动答疑环节,来跟大家交流相关主题的内容,解决大家的实际问题,敬请关注!一、主讲人简介现为华东理工大学特聘教授,南昌大学、齐齐哈尔大学讲座教授。月旭科技分离纯化技术中心总工。主要从事包括色谱、毛细管电泳的理论与实践研究工作。张维冰教授师承张玉奎院士,于1999年在中国科学院大连化学物理研究所获理学博士学位,并在台湾中兴大学进行博士后研究工作,后赴德国Max Planck Institute for Dynamics of Complex Technical Systems作访问学者。已发表学术论文600余篇,著作七部,申请及授权专利百余项。负责或参加完成国家自然科学基金 、“973”、“863”及国家“攻关”、“支撑计划”等项目多项。二、讲座主题《色谱固定相的形貌与特征》内容摘要1、对色谱分离介质的基本要求;2、固定相的制备;3、月旭固定相基质的特征;4、创新固定相修饰技术;5、特殊固定相的应用。三、讲座时间2021年12月18日(周六) 10:00-11:00《色谱固定相的形貌与特征》主题讲座 11:00-12:00 专家互动答疑环节四、参与方式关注月旭科技视频号,点击卡片“预约”,届时进入月旭科技视频号直播间观看即可。
  • 疫情防控特征指标【余氯】的检测方案
    1月30日中国生态环境部办公厅下发了《关于做好应对新型冠状病毒感染肺炎疫情生态环境应急检测工作的通知》,通知中特别指出除61项常规指标的监测外,增加余氯与生物毒性2项疫情防控特征指标的监测2月2日,下发的《关于做好新型冠状病毒感染的肺炎疫情医疗污水和城镇污水监管工作的通知》同样指出了关于余氯等消毒剂以及粪大肠菌群数等相关参数的浓度控制。针对通知中指出的余氯检测,连华科技为您提供以下检测方案,希望能为疫情时期水质特征污染物把关提供有效帮助。为什么要检测余氯?余氯(residual chlorine)是指氯投入水中后,除了与水中细菌、微生物、有机物、无机物等作用消耗一部分氯量外,还剩下了一部分氯量,这部分氯量就叫做余氯,又称为游离氯。总余氯是化合性余氯与游离性余氯之和。化合性余氯(指水中氯与氨的化合物,有NH2Cl、NHCl2及NHCl3三种);游离性余氯(指水中的OC1+、HOCl、Cl2等)。我们通常说的余氯指的是游离性余氯。当前公共场所和家庭为防控疫情多采用含氯消毒剂进行消毒,一方面需要保证足够的消毒剂浓度,保证达到消毒效果;另一方面,排入城镇污水处理厂的污水余氯量可能偏高,影响生化处理单元正常运行。同时,也有过高的余氯量也有可能影响地表水、地下水和生活饮用水水源地,对生态环境和饮用水水源造成影响。测定水中余氯含量和存在状态,对消毒效果、环境水质质量和保证饮用水安全极为重要。连华科技余氯测定仪◆余氯测定仪校准规范符合国家计量技术规范《JJF 1609—2017》便携式余氯测定仪LH-CLO2M ◆功能特点1.测定方法DPD光度法,准确度≤±10%2.仪器自备校准功能,可根据标准样品校准仪器内置曲线,无需手动制作曲线;3.专业的便携光路设计,测值范围广(0-15)mg/L(分段),检测快捷,测定时间10分钟4配备完善的专业耗材试剂,工作步骤简化,测量更加简单5.机身采用高分子工程塑料注塑成型,轻便、美观、防腐蚀6.高强度便携主机箱,防震、防水,保护仪器不受伤害余氯测定仪LH-CLO3H◆功能特点1. 独立光源系统,光源寿命10万小时2. 光学稳定性优越<0.005A/20min3. 管比色,测定范围(0-1.5)mg/L,精度高,准确度为±10%4. 储存数据1.2万个,自带热敏行式打印机支持数据打印功能5. 支持USB、红外数据传输6. 曲线数量99条(90条常规曲线,9条拟合曲线),适合不同环境、不同人员操作使用,方便简单余氯测定仪LH-CLO3L ◆功能特点 1.依据N,N-二乙基-1,4-苯二胺(DPD)分光光度法的原理设计制造 2.以工业单片机为控制核心、采用精密光度测定仪进行水样分析,准确度±10% 3.采用比色管比色方式,实验过程简单易操作,数据一目了然 4.测定范围(0-1.5)mg/L(1.5稀释) 5.光学稳定性<0.005A/20min 6.应用领域广泛,可适合不同用户的多种需求,可在化工、石油、焦化、造纸、冶金、酿造、医药等工业废水及各种生活污水监测应用。余氯测定仪购买平台1.连华科技旗舰店京东 或复制此链接搜索直达:https://mall.jd.com/index-826391.html 扫码进京东连华科技旗舰店2.连华科技旗舰店天猫 或复制此链接搜索直达:https://lianhuakeji.tmall.com/ 连华科技售后工程师将远程在线给予技术支持,详情请致电客服热线400-636-0220/ 010-59777076。
  • 科研人员利用红外和拉曼光谱识别赖氨酸乙酰化特征
    近期,中科院合肥研究院智能所黄青研究员课题组利用红外和拉曼光谱识别赖氨酸乙酰化特征,为生物系统中蛋白质乙酰化结构分析提供了理论和实验基础。相关研究成果发表在国际光谱专业期刊Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy上。 乙酰化是生物学中常见且极其重要的蛋白质修饰,在细胞代谢中都起着关键性的调节作用。蛋白质乙酰化有两种方式,一是赖氨酸残基特有的乙酰化,二是多种氨基酸残基都可发生的N-末端乙酰化。目前一般用N-末端乙酰转移酶来标记判断赖氨酸残基是否发生乙酰化,但该方法的准确性仍存在争议。在分子水平识别蛋白质乙酰化是目前研究挑战之一,其关键是对赖氨酸的乙酰化进行准确定位表征,由此获得清晰和系统的认识。 针对这种情况,研究团队通过红外和拉曼光谱实验以及密度函数理论(DFT)计算,系统地研究L-赖氨酸三种乙酰化类型(、和)的结构变化及相应的振动光谱特征,发现酰胺基、羧基等基团的红外和拉曼特征谱带能用于有效识别不同的乙酰化类型。换言之,从红外和拉曼光谱特征即可判断赖氨酸是否乙酰化,也可判断赖氨酸发生了 乙酰化,还是 乙酰化,或者同时乙酰化。同时,研究团队对乙酰化的振动光谱识别策略在多肽模型中也得到验证。基于此,该项研究工作提供乙酰化赖氨酸的振动模式解析,并提出赖氨酸乙酰化的光谱识别和新的表征方法,为生物系统中蛋白质乙酰化结构分析提供了理论和实验基础。   该研究工作得到了国家自然科学基金和安徽省自然科学基金的资助。赖氨酸和三种乙酰化赖氨酸的分子结构Lys-G4多肽及其赖氨酸残基乙酰化的理论计算红外光谱(红色为乙酰基,蓝色为乙酰基)
  • 全球医药创新生态十大特征与中国市场十大趋势
    p   当下的“中国”已成为全球科技界的“热词”之一:国际顶级学术期刊为中国科研制作特辑 世界知识产权组织称赞中国专利“井喷” “新四大发明”在海外“圈粉”无数……中国创新成为反哺全球医药的新动力,世界意义更加凸显。特别是两办发布的关于深化药品审批制度改革、鼓励药品创新和器械创新的意见,吹响了中国医药创新的号角,我们迎来了医药创新的黄金时代。 /p p   11月9日上午,秋色宜人的江苏常州,第29届全国医药经济信息发布会上,一堂关于医药创新生态变革与趋势研判的头脑风暴,刷新着逾千名医药界人士对产业未来的认知。CFDA南方医药经济研究所副所长、《医药经济报》总编陶剑虹博士在《全球医药创新特征与中国趋势研判》的主题报告中,首次提出了中国医药创新步入黄金时代的研判,且让我们随着她共同开启新时代的大门,探看未来医药创新蓝图。 /p p    strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 全球医药创新生态十大特点 /span /strong /p p   在陶剑虹看来,支撑中国医药创新跃升的社会环境和产业基础已经日臻完善。一方面,中国医药卫生事业获得长足进展,卫生总费用占GDP的比重提高到6%以上,人均卫生费用增长2倍,医保覆盖率超过98%,以临床价值为导向的研发共识已经形成。另一方面,十八大以来的五年,我国医药工业规模不断扩大,医药工业总产值占GDP比重也从3.2%增长至4.3%。制药百强不单追求规模扩大,也更加关注创新投入,尤其是一些创业型研发企业的涌现,成为当下产业创新的活力基因。中国式的创新融入全球产业变迁中,新的特点格外耐人寻味。 /p p    strong span style=" color: rgb(112, 48, 160) " 1 全球医药市场增速加快,新兴市场领军新增长 /span /strong /p p   预计2017-2022年,世界处方药市场将受到又一轮新药上市潮的拉动,保持6.5%的年均增长,总规模到2022年将突破一万亿美元。 /p p   过去十年,全球制药企业的研发成本增加了80%以上,而新产品的推出量却减少了43%。全球顶级战略咨询公司德国罗兰贝格管理咨询公司发布的《医药行业如何盈利》报告显示,被调查的企业中,75%表示他们正经历战略危机,而重点发展将放在高增长的新兴市场。全球医药经济的增长已经从发达国家转向新兴市场国家。 /p p    strong span style=" color: rgb(112, 48, 160) " 2 国内外药审提速,中国企业迅速跟进FDA新批药物 /span /strong /p p   截至2017年10月30日,FDA共批准了35个新药,其中4个已在国内CDE有申报。从2016年以来,中国新药注册申报量已经占到药品注册申报总量的55%。基本消除了药品注册申请积压,等待审评的药品注册申请已由2015年8月的21,668件降至2017年8月的3000件。抗生素和疫苗临床试验申请、中药民族药注册申请已实现按时限审评。 /p p    strong span style=" color: rgb(112, 48, 160) " 3 国际多中心临床加快推开,中国迎来第二次进口药浪潮 /span /strong /p p   新制度下对进口新药境内上市注册进行调整,由原先的“三报三批”改为“两报两批”。进口新药审评审批加速,2016年共批准22个,2017年1-10月共批准51个。截至2017年8月14日,纳入优先审评的进口受理号有144个。进口丙肝新药集中登陆中国,截至目前,BMS、强生、吉利德、AbbVie的口服丙肝新药已在国内上市,美国的丙肝市场经历急速爆发和迅速萎缩,价格竞争日趋激烈,也将给国内仿制企业带来一定压力。 /p p    strong span style=" color: rgb(112, 48, 160) " 4 中国加入ICH开启全球研发新格局,制药巨头持续加码研发投入 /span /strong /p p   2017年6月CFDA成为ICH正式成员,通过标准和指南同步,中国的药品审评审批标准将越发接近发达国家。数据显示,2017年制药研发公司的地理分布整体向东部迁移:在华新药研发企业数量占全球比例从2016年的4%增长至2017年的5%,中国已成为亚洲最大的新药研发国。 /p p   制药巨头药企持续加码研发投入,2017年前20强的合计销售收入占世界药品市场的比重为41.7%,2017年前20强企业平均研发强度为19.6%。 /p p    strong span style=" color: rgb(112, 48, 160) " 5 新药“买来主义”重新流行,大手笔并购扩充研发管线 /span /strong /p p   由于研发的高投入、高风险性,近年来新药的“买来主义”又倍受关注。其中大型外资企业更是大刀阔行这一措施。如罗氏通过并购驱动公司发展,其收购的药品销售额占总销售额比例从2014年的77%提升至2017年的84%。BMS通过外购潜力品种成为增速最快的公司,预计2020年将有61%的销售额来自于收购药品。陶剑虹提示:并购一般用于企业想要进入新领域的时候,对于企业短期收入提升的贡献是巨大的,也能分担过于依赖主营研发方向的风险。但是,企业要基业长青,在自己主营业务上的研发投入也是必须的。罗氏能长年有如此稳定的表现,就和自己多年来在肿瘤药领域的持续投入分不开,仅2016年罗氏就有5个抗肿瘤新药获得FDA批准。 /p p    strong span style=" color: rgb(112, 48, 160) " 6 外企调整传统早期研发模式,与创新型小药企合作注入新活力 /span /strong /p p   近年,外资药企关闭或出售中国研发中心日渐频繁。其主要原因在于大型制药企业的研发效率不高,传统研发模式开始变革,转而与研发效率更高的早期研发型小企业合作。在中国,创新药企与国外药企交易合作也逐渐增多,2000-2016年,中国药企对外交易合作年平均增长率为19%。 /p p    strong span style=" color: rgb(112, 48, 160) " 7 MAH衔接初创企业与制药业,全球医药外包需求上涨 /span /strong /p p   目前,全球前10的大药厂基本都是外部购买创新早期项目、进行后期开发为主。在中国,制药前50大企业,也纷纷涉足创新药领域。现阶段,中国实施的上市许可人制度(MAH)推动初创企业与制药企业的协同创新。如BGB-A317注射液,申请人和持有人是百济神州,受委托企业为勃林格殷格翰生物药业(中国)。华领医药的HMS5552及其片剂,其受委托企业为合全药业、迪赛诺生物医药。国内CMO/CDMO市场由2011年的18亿美元增长至今年的50亿美元,复合增速达到18.6%。预计到2020年,国内市场规模将达到85亿美元,约占全球市场比重的9.7%。 /p p    strong span style=" color: rgb(112, 48, 160) " 8 仿制药行业降价压力增大,“突破性”仿制药加快上市进程 /span /strong /p p   仿制药将继续面临降价压力。以梯瓦为例,其股价在2017年8月下跌24%,其核心产品多发性硬化症药物格拉替雷面临专利挑战,很可能因此失去独家产品地位,此外梯瓦还受到同类竞品Tecfidera的有力竞争。特朗普政府多次抨击药品价格过高,FDA开始大大加快仿制药审批,优先接受超过100种“突破性”仿制药的申请,这一举措增强了市场竞争,同时也降低了药品价格,预测2017年底美国仿制药平均降价9%。 /p p   陶剑虹着重指出,CDE公布了首批专利过期还没有仿制药品的目录,在激发创新活力的同时,国内适合型药企可以作参考。 /p p   strong span style=" color: rgb(112, 48, 160) "  9 生物仿制药市场方兴未艾,中国在研产品数量领先 /span /strong /p p   目前在世界范围内,有近850种生物仿制药开发或销售,其中约125个在临床试验。有超过515种改良型生物仿制药开发或销售,其中200多个在临床试验。大约五年内,生物仿制药将超过其他创新产品。目前,在研生物类似药的主要分布地区排名第一的是中国大陆,美国位居第三。一方面反映了中国巨大的市场需求,也反映了中国生物类似药的激烈竞争。 /p p   全世界有80%的在研生物类似药的适应症是自身免疫病和肿瘤相关疾病。不论是中国还是从全球范围看,单抗占在研生物类似药的比例都是最高的,中国达到40.7%。目前,国内不少药企都在生物类似药上布局。据汤森路透的报道,2016年苏州康宁杰瑞在研生物类似药的数目已有28个之多,齐鲁制药在研生物类似药数量也达到10个。 /p p   2016年全球药品销售额Top10中6款单抗药分别为:贝伐珠单抗、阿达木单抗、曲妥珠单抗、利妥昔单抗、英夫利西单抗和依那西普单抗。其专利在欧盟和美国即将到期(部分在欧盟于2015年和2017年专利已到期)。目前这6款单抗在我国均已有在研企业,贝伐珠单抗类似药在研企业共14家、阿达木单抗类似药在研企业共15家、曲妥珠单抗类似药在研企业共13家、利妥昔单抗类似药在研企业共6家、英夫利西单抗类似药在研企业共3家、依那西普单抗类似药在研企业共7家。 /p p    strong span style=" color: rgb(112, 48, 160) " 10 孤儿药研发迎合临床价值导向,中国罕见病用药迎来政策利好 /span /strong /p p   现阶段全球超过6000种罕见病,获批的孤儿药仅有400多个,罕见病用药缺口较大。陶剑虹分析说,孤儿药研发具有自身优势。一是所需病人较少,不少在Ⅱ期临床完成后就可以上市。二是孤儿药研发的成功率三倍于一般药物研发。三是上市后的商业推广费用低,加上7~10年的独占期,使其他仿制药厂无法跟随。四是孤儿药在上市后可以拓展新的适应症,商业价值很大,易变为重磅产品。 /p p   据预算,全球孤儿药的销售总额在2022年将达2090亿美元。中国2017年也将通过发布罕见病目录、优先审评审批、条件性允许境外新药上市以及医保准入等加速孤儿药研发上市。开放孤儿药将是国内企业值得关注的领域。 /p p    strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 小结& lt & lt & lt /span /strong /p p    strong span style=" color: rgb(112, 48, 160) " 医药创新进入黄金时代 /span /strong /p p   陶剑虹在梳理全球医药创新生态十大特征之后指出:中国医药创新正步入黄金时代,这个内涵具体包括: /p p   伴随着未来人口老龄化、居住城市化、人们健康意识增强以及疾病谱变化,医药需求将持续增长。未来5~10年是医药发展的关键时期,也是大有可为的战略机遇期。 /p p   未来医药研发将进一步发生价值链重构,资源全球配置。从实验室到临床研究,从药企到研发外包,从资本孵化到上市,需要形成多方融合的创新生态系统。故新药的“买来主义”重新流行,大手笔并购扩充研发管线。 /p p   鉴于仿制药特征,“突破性”仿制药加快上市进程,生物类似药大品种市场方兴未艾,中国市场通过“质量和疗效一致性”的仿制药将成主流。 /p p   中国加入ICH将开启全球研发新格局,研发投入持续加码,国内外药审提速,新药上市加快以满足临床需求。 /p p   中小型生物医药公司的崛起,致使某些大型药企调整传统早期研发模式,与专注研发型公司注资委托授权合作。 /p p   与国际主流对比,差距与挑战依然存在,中国将迎来第二次进口药品热潮,市场竞争会变得愈发激烈,进口替代,超越竞争的新模式随之而生,在竞争中成长和成熟。 /p p    strong span style=" color: rgb(112, 48, 160) " 聚焦凸显临床价值三大品类 /span /strong /p p    strong 抗肿瘤用药: /strong /p p   免疫疗法异军突起 /p p   全球肿瘤药市场预计达1500亿美元,预测肿瘤药花费到2020年的年增长率为7.5%~10.5%。从全球不同地区的抗肿瘤市场来看,美国最大,其次是欧盟和日本市场,含中国在内的新兴市场则保持逐年扩增。在中国医院用药市场,抗肿瘤药物的销售规模近几年来稳步增长,2016年中国肿瘤药市场销售1069亿元,增长10.2%。 /p p   从研发进展来看,2017年1-10月FDA批准上市的抗肿瘤药有12个,国内批临床的抗肿瘤1类新药有15个。现阶段PD1/PDL1市场增长迅速,2016年市场份额约60亿美元。该类原研药也逐渐进入我国市场,与此同时,研发继续呈现火热。 /p p   肿瘤的CAR-T疗法让肿瘤治疗进入崭新时代。美国是CAR-T疗法的发源地,不仅上市了首款CAR-T疗法,其临床试验进行数量也遥遥领先(97项)。中国已跻身CART研发第一团队,以66项临床试验数量位居第二,目前国内已有多家企业CAR-T 研发项目推进至临床阶段。未来CAR-T全球血液肿瘤市场有望达117 亿美元,国内血液肿瘤市场有望达111亿元。 /p p    strong 降血脂用药: /strong /p p   PCSK9抑制剂方兴未艾 /p p   降血脂用药医院销售集中度较高,他汀类制剂占降血脂用药的91.8%,以外企为主,阿托伐他汀和瑞舒伐他汀合计占整个他汀类近八成市场。 /p p   PCSK9 抑制剂是“后立普妥时代”最强大的降脂新药。2015年7月24日FDA首个批准上市的PCSK9抑制剂商品名为Praluent(通用名:阿利库单抗),原研厂家是赛诺菲/再生元。欧盟首个上市PCSK9抑制剂是在2015年7月22日,商品名为Repatha(通用名:依伏库单抗),原研厂家是安进,同年8月27日获得美国FDA批准。安进的依伏库单抗已于2015年9月在中国获得临床批件,赛诺菲/再生元的阿利库单抗也于2015年12月获得临床批件,目前都在我国进行国际多中心Ⅲ期临床研究。此外,国内同类品种西威埃的CVI-LM001片已于2016年3月拿到临床批件,君实生物的PCSK9单抗注射液在2017年7月拿到临床批件。 /p p    strong 糖尿病用药: /strong /p p   胰岛素长盛不衰 /p p   到2040年,糖尿病相关医疗费用将突破8020亿美元。目前,糖尿病用药已跃居全球药品销售排行第二位,仅次于肿瘤用药。根据IMS统计,2015年全球糖尿病药物市场中,胰岛素产品约占56%、GLP-1受体激动剂类药物约占10%、DPP-4抑制剂类药物占24%、SGLT-2抑制类药物占5%、其他传统小分子降糖药占4%。 /p p   我国口服糖尿病用药中,列汀类属DPP4抑制剂,是近年来较受关注的分支领域,现临床基本为外企产品。国内多家企业已纷纷进行研发,如江苏恒瑞的瑞格列汀、江苏豪森的贝格列汀、山东绿叶的艾格列汀等,均在申报中,未来会有较多相关产品获批上市。格列奈类在临床上现仅有3个品种,国内企业竞争力在不断提升。 /p p    strong span style=" color: rgb(112, 48, 160) " 医药产业未来研判十大趋势 /span /strong /p p   陶剑虹对医药创新从宏观到微观的分析,吸引了与会代表的极大关注,她对中国医药产业未来十大趋势的研判,进一步揭示了一个创新年代的活力图景。陶剑虹指出,随着云计算、物联网、大数据、人工智能等新技术登上舞台,中国已经站在了第四次产业崛起领跑者的位置上。新一轮技术变革的核心是智能化与信息化。消费升级触发上游裂变,以智能化为核心的新制造,以O+O为路径的新零售,在融合中催化中国医药经济的重构升级。 /p p   互联网+大健康、新实业+新技术、新制造+新零售、传统与新锐、科技与人文、智能与匠心,正在变革中共振,拓展着中国医药产业的向上空间! /p p   在2017年的深秋,我们不难感受到下一个暖春的气息。如何在下一轮周期波动中拐点向上?政策红利与转型压力,考验着中国医药经济的韧性 而日益活跃的创新平台与资本流量,为产业发展增添了张力。具体表现在: /p p    strong 1 消费升级是值得期待的风口 /strong /p p   消费逐渐成为经济增长的第一驱动力,2016年最终消费对经济增长贡献率达到64.6%,未来提升空间仍然巨大。最近十年大量的医保投入和居民收入的增加,使得“因病致贫”大量减少,肿瘤从治疗角度、心脑血管从早期预防与治疗角度已有很大改观,未来市场需求将继续提升。同时,消费升级使得专科用药市场受益,专科药物就诊量小,药品利润高,例如:类风湿在我国发病人群每年在500万以上,属于不死的癌症,在发达国家治疗概率非常高,而在国内治疗率也仅仅在10%,还有很大的成长空间。 /p p    strong 2 VR和AI刷新研发效率 /strong /p p   越来越多的高科技被药企应用于新药研发领域,借此探索提高新药研发效率、节省更多成本的路径。如:应用于药物研发项目的辉瑞365平台上描述的VR系统名为辅助虚拟环境(CAVE),用投影仪打造虚拟现实场景,让研究人员更快捷地探索数据。强生伦敦创新中心将一些处于试验中的小分子化合物转交给BenevolentAI公司进行开发,利用人工智能系统指导临床试验的进行和数据的收集。日本的盐野义制药等近50家日本企业将参加利用人工智能推进新药开发的项目。 /p p   3 strong 医药新实业转型重塑 /strong /p p   医药新实业的转型需提高三大能力:整合营销能力、供应链能力、金融资本能力。同时,制药工业与工业4.0逐步融合。“工业4.0”使制造业模式可以从传统的“以产品为中心”向“以用户为中心”转变,其中包括生产模式从大规模流水线生产向定制化规模生产转变。但是,由于制药行业产品(药品)的特殊性,一般不可能依据消费者(患者)的喜好来定制化生产。不过,制药装备就可以有定制化的需求,尤其3D打印技术在医药领域的运用发展较快。 /p p   4 供应链创新促医药流通升级 /p p   2017年10月,国务院办公厅印发《关于积极推进供应链创新与应用的指导意见》,指出“推动流通创新转型、推进流通与生产深度融合和提升供应链服务水平”。药品流通企业利用物联网、区块链等技术,建设供应链一体化管理平台,打通物流、资金流和信息流的隔阂 向供应链上下游提供市场开发、价格谈判、在线支付、金融支持等增值服务及综合解决方案,借助云计算、大数据等技术挖掘数据的价值,辅助企业及终端客户的经营决策,从根本上解决信息孤岛问题。 /p p    strong 5 O+O全渠道开启医药新零售时代 /strong /p p   信息技术的充分发展为新零售提供强大保障,电商巨头借助信息技术实现消费者为中心的线上线下数据全面打通已经成为可能,也为新零售模式下以消费者为中心重构人、货、场提供强大保障。由此,医药O+O将逐渐成为中国零售药店转型的主流选择。 /p p   随着处方外流加速,国内DTP药房将迎来发展良机。预计到2020年,DTP的市场容量将接近400亿元。随着创新药加速上市,慢病和肿瘤等自费治疗性用药比例提升,DTP药房逐步由经营新特药向专科药演变,将凭借其专业的用药咨询服务等优势,成为处方外流的主要承接方之一。 /p p    strong 6 工商企业大融合时代到来 /strong /p p   陶剑虹把上游工业企业,按照科技含量和产品价格的维度,切出了五类医药企业,分别是2000~3000家僵尸企业、低成本高质量的加工能力强的生产企业、有独特产品的特异性中小型企业、综合性大型企业、大型外企。这五类医药企业其实都已完成了自己的定位。中国企业战略资源的配置是重视营销和生产的配置,而国际大中型企业典型的资源配置是重视研发和营销的配置。“两票制”“营改增”的时代,是工商企业高度融合的时代!战略理念的契合匹配是持续发展走得更远的基础。边界正在消失,研发和营销可以是一体的,一个有创新力的企业一定是富有营销活力的企业! /p p    strong 7 研发创新产业集群形成,湾区经济将凸显 /strong /p p   在全球范围内,医药研发产业集群正在逐步形成和聚合。湾区经济作为重要的滨海经济形态,是当今国际经济版图的突出亮点,是世界一流滨海城市的显著标志。2017年“粤港澳大湾区”首次出现在《政府工作报告》。相比纽约湾区、东京湾区、旧金山湾区等世界著名的几大湾区,粤港澳大湾区的GDP总量还不够大,人均GDP更少,梯度差异仍然明显。粤港澳大湾区将成为新的驱动发展模式、改革开放的升级版。 /p p    strong 8 高性能医疗器械产业发展图景逐渐清晰 /strong /p p   《中国制造2025重点领域技术路线图》提出,到2030年我国医疗器械产业规模要达到3万亿元并完成1万亿元的出口目标,则未来15年该行业至少将保持约16.39%的复合增速。我国医疗器械消费占比远低于国际平均水平,具有广阔的成长空间。预计在国家对医疗器械国产化政策的大力推动下,高端国产医疗器械将获得长足发展。基层和非公立医疗机构的医疗器械市场空间广阔,家用医疗器械市场预计也将快速增长。 /p p    strong 9 中国大健康产业蓬勃发展 /strong /p p   美国健康产业是近十年来增速最快的产业,占GDP的比重为8.8%。中国大健康产业占GDP的比重为5.6%。陶剑虹指出:与美国相比,中国的大健康产业处于初创期,医药产业尤其是医药制造部分的占比很重,健康服务产业发展还有很大空间,在产业细分以及结构合理化方面需要更大的提升和完善。 /p p   特医食品是大健康产业的下一场盛宴。《特殊医学用途配方食品注册管理办法》 2016年7月1日正式实施,海外特医食品巨头、国内企业尤其是制药企业跃跃欲试,特医食品迎来了其发展的新机遇。随着中国社会老龄化加速,中国特医食品未来的市场规模将超过100亿元。 /p p    strong 10 “健康中国”带动医养结合快速发展 /strong /p p   陶剑虹在最后指出,令人倍感振奋的是,十九大报告提出“健康中国”战略。明确了人民健康是民族昌盛和国家富强的重要标志。“大健康”理念将从理论付诸实践、医疗卫生体制改革将全面破解世界难题、从田野到餐桌的食品安全防线将全面构建,为全体国民描绘“健康中国”的实施路线图。未来,国家将积极应对人口老龄化,构建养老、孝老、敬老政策体系和社会环境,推进医养结合,加快老龄事业和产业发展。智慧养老将是医药企业值得关注的跨界整合领域。 /p p    strong span style=" color: rgb(112, 48, 160) " 重拾创新初心的“漂亮”哲学 /span /strong /p p   陶剑虹如此全景式地展望中国医药产业的广阔前景,令医药人心潮起伏,但她同样也提示大家直面中国医药创新的冷峻现实。创新没有完美的终点,需要在压力下优雅前行。创新需要外部的激励,更需要参与创新的人不断给自己激励。陶剑虹娓娓道来:“关于这一点,我想说两个有趣的故事,传说蜗牛从前是没有壳的,但他爬到上苍那里去,祈求上苍赐给它一个壳。为什么一定要装美丽的壳呢?虚伪还是自欺欺人?蜗牛沉思片刻,郑重回答:为了仅此一次的生命。在激烈的市场竞争中,中国企业还没有自信承受多次的研发失败,因为太多的不确定性让企业没有足够的定力,为了创新仅此一次的生命,让我们给新药研发更好的孵化器,让脆弱的药物创新受到多一些保护。” /p p   在陶剑虹看来,创新这条路并不欢迎悲情英雄,新药研发的探索者要有一种牵着蜗牛散步的豁达。借用“反脆弱”的理念,就是要勤于实验,广泛播种,着眼长期,灵活转向,简胜于繁,总结反思。 /p p   而她援引的另一个故事描述的是原本善于飞翔的蜗牛获得飞行比赛的冠军之后,不思进取,自我陶醉,结果翅膀退化,奖杯成了坚硬的外壳,只能在地上爬行。她意味深长地说:“这是一个警醒,即使在研发的道路上你已经走得很远,也不能忘记当初为何出发。既然选择了远方,便只顾风雨兼程 我们只需确定,守住最初的浪漫,要赢就赢得漂亮。” /p p 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  • 华东理工发明快速检测特征污染物系统
    环境污染物就像不时前来偷袭的敌人,要验明正身,常常需要通过实物取样,进行一次又一次比对实验,才能得知究竟是哪种污染。这个周期,通常需要一周甚至更长。但是华东理工大学龙亿涛教授等开发的快速检测系统,让这个过程变得不再复杂:搜集所有“不明敌人”身份特征建立起庞大的数据库,可以在最短几分钟、最长一小时之内,迅速锁定目标并采取有效措施。   龙亿涛教授主持的课题,名为“重大环境污染事件特征污染物现场快速检测技术系统”。据介绍,特征污染物环境污染事件具有突发性、未知性等特点,因此必须在最短的时间里,将主力敌人——特征污染物进行锁定,然后拿出相应的对策。   据中科院的一份报告测算,虽然我国每年有10%左右的经济增长率,但是由环境污染和生态破坏造成的损失已占到GDP总值的15%。目前我国环境中需要优先考虑的污染物大约有60余种,特征污染物现场快速检测,就是在污染发生的第一时间,对这些“不明敌方”进行排查,测出污染物种类、污染范围、生物毒性和危害程度,为环境风险评估和应急决策提供技术支持,如果做到这一点,对保护环境安全具有重要意义。但是,这类技术产品在我国还基本上是空白。一旦发生环境事件,大多数只能将污染物取样送到实验室,由专业人员用大型仪器进行检测。   记者获悉,华东理工大学开发的现场快速检测技术系统是一个由便携式高灵敏集成检测设备和一个智能化分析软件构成的综合检测分析系统。“便携仪器箱就像急救箱一样大小,甚至可用几张卡通画提示操作。”例如多通道生物传感器,就是专门针对有机磷、氨基甲酸酯类污染物的快速检测仪,它只要10分钟就能测出结果,准确度达90%以上。而发光细菌,则用在污染物的急性生物毒性检测中。因为化学物的微生物毒性与鱼类毒性乃至人体毒性之间存在某种关联,因而可以用微生物毒性试验来代替其它毒性试验,其优点是费用低廉和毒性效应快,试验时间比常规的鱼类毒性试验缩短几倍乃至几千倍。   “我们的‘敌人’是模糊的,因而建立这个技术系统需要环境、分析化学、电化学、信息、数学、纳米等多种不同的专业背景。多学科交叉、渗透是我们课题的特色。”龙教授说,“我们要做出有自主知识产权、有特色的东西,目标就是产业化,因为这种产品的实际应用价值很大,对这个课题,国家下拨资金就有1000多万元。”
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