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浅水池模型

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浅水池模型相关的资讯

  • 浙江淳安铅矿污水池泄漏 威胁千岛湖水质
    7月15日下午,浙江在线记者从杭州市淳安县相关部门了解到,淳安县梓桐镇三联村的一个铅锌矿场的污水处理池发生塌方性泄漏,导致部分污水流入千岛湖支流,威胁到千岛湖水质安全。   记者向淳安县人民政府核实获悉,7月14日起,淳安县梓桐镇受强降雨影响,全镇共有两幢房屋倒塌,一处发电用水渠受损,杭州千岛湖矿产品有限公司尾矿库矿受损最为严重。 浙江淳安铅矿污水池泄漏地与千岛湖地理位置关系(来源:浙江在线)   杭州千岛湖矿产品有限公司尾矿库地处梓桐镇三联村,从14日下午起,受强降雨影响,尾矿库所在地三联村发生引起山洪爆发,受强压力影响,该库的排水暗道受损发生小面积塌陷,矿渣冲冼到小溪中,造成水体污染。险情发生后,淳安县政府立即组织人员进行抢修并得到有效控制。   15日当地再次受强降雨影响,该破损处再次受强大压力影响发生冲冼,造成不断冲冼、塌方、堵塞、再冲冼的不断反复过程,使其面积不断扩大。   15日清早,淳安县委县政府领导亲临现场,查看排险情况,并组织相关部门进行会诊,召开现场办公会议,制定排险方案,组织县环保局、安监局、国土资源局、水利局、消防队等单位和梓桐镇干部群众组织抢险。   目前现场已有5只抽水机进行抽水排水。到目前为止,暗道的流水基本堵住,冲冼得到有效控制。县环保局同时组织生态环境监测组,对该流域的水域进行水质监测,目前已设置监测点4个,时刻关注水质,确保用水安全。有关部门组织人员实行24小时值班,加强排水,保证在最短时间内建设好临时排水沟进行排水,保证尾矿库不再受冲冼,减少水体污染。   相关职能部门已经与省市专家取得联系,组织有效措施全力抢险。县政府同时要求该矿区认真做好矿区治理,全县其他尾矿库也要举一反三,认真做好隐患排查和治理工作。   记者进一步了解到,受污染的小溪是千岛湖的支流。由于当地村民的生活用水主要来源于山沟水,因此对生活并没有造成太大影响。
  • 教授自检蘑菇发现荧光续 奶白色黏稠液无处鉴定
    蘑菇“漂洗”厂房内,用于“漂洗”蘑菇的池子和工具。      “漂洗”厂房内,用于装蘑菇的筐上残留有许多白色粉末。      “漂洗”蘑菇被箱式货车运往新发地市场。本报记者 王贵彬 摄   “北京"蘑菇"被漂白事件”追踪   日前,中国政法大学公共决策研究中心主任何兵教授发博文称,针对“蘑菇漂白”事件,他组织学生在北京市(含郊区县)采集22组蘑菇样品,通过自购的紫外分析仪检测,发现3组样品存在明显的荧光斑点。何兵表示,准备起诉一家民营检测机构及北京市工商局。   对此,有学者认为,蘑菇普遍存在一定荧光物质,理论上仅紫外线照射不足以判定是否遭荧光增白剂漂白,但不排除确曾被漂白。也有食用菌学者认为,禁止水洗口蘑进入市场,不失为好办法。   教授自购仪器测荧光   据何兵称,他曾将在市场上采集的蘑菇样品送往多个检测机构,但均遭到拒绝或以某种理由推脱。一家检测机构原本已接受其检测样本,但最终告知其,限于某种原因,检测不能进行。   本月17日,分别从市区及郊区县多个超市采集的22组蘑菇被放置于紫外灯下检测,其中包括口蘑、平菇等7种蘑菇。何兵说,他们从相关部门拿到于2006年农业部颁发的《食用菌中荧光物质的检测》标准。“国家不检测,我们自己动手。”   据一名参与检测的研一学生说,按照上述检测标准的具体步骤,在避光条件下,其中3组蘑菇在紫外灯下显现出蓝紫色光斑。   “北京市两千多万市民的食品安全,根本没有保障。”何兵在博客中称,作为事件的后续,他已经让学生草拟好诉状,准备状告北京市工商局和一家检测机构。“一个是行政诉讼,一个是民事诉讼。”   何兵博文中称,北京市场两千万市民的食品安全,不能仅仅靠工商局自己检测。必须设立制度,动员社会和广大人民群众参与。政府应当在批发市场和零售市场设立检测机构,免费让消费者送检。此外,要鼓励社会资金设立检测机构,用市场的方法解决问题。同时,修订规则,加大对不安全食品的赔偿和处罚力度等。   工商称了解情况后答复   对于此事,北京市工商局相关人员表示,他们将在了解详细情况后再作答复。   探访   有口蘑在销售前被“漂洗”   昨日下午2时许,记者再次来到新发地中央交易市场销售蘑菇的地方发现,市场工作人员正在对口蘑销售进行检查,一辆销售一半的大车由于不能出示检测报告被检查人员询问并提取了样本。市场工作人员表示,市场内禁止销售“漂洗”的口蘑,而且销售蘑菇要有检测合格报告,否则会被清理出市场。   销售   “洗过的”口蘑市场有售   12月10日下午1时许,一辆白色箱式货车停靠在新发地农副产品批发市场西门一侧的路边,在狭窄的过道一侧放着台秤。几名商贩在进行口蘑交易。一位年轻女子对正在记账的人说:“两筐干的,一筐洗的。”   当记者佯装买家上前询问价钱时,一名男子说“看你挺眼生的,没见过你啊。”当记者表示自己以前在菌类交易大厅进货时,其才将信将疑地告诉记者价钱,但是对于口蘑是否经过“漂洗”没有回答。   在新发地中央批发市场销售蘑菇的某商铺前,一辆红头白箱的大车每天下午1时左右来此销售口蘑。该经营者称其口蘑都是“洗过的,但没有萤光粉,只用清水洗,很多商户都在这里进货。”   运输   运蘑菇车车身水流不断   12月10日晚7时许,记者跟随其中一辆外地牌照的货车,一路来到大兴区观音寺附近的一片厂房区。货车随后驶入一家门前没有任何标志的厂房大院。据附近的居民称,该大院是出租房,这个院子已经租出去两年左右了,“是干蘑菇的”。   11日上午,一辆车身写有“出售蘑菇”字样的面包车,在该厂房区出出进进。进门时,车上要有人先下车进去通报后,方可进入。上午10点,一辆箱式货车驶入该厂房内。随后,大门紧闭。约两小时后,10日晚的箱货驶出厂房。车身随着颠簸摇晃,不断有水从车厢内淌出。水流沿着车轮不断外流,清晰的车轮水印连绵数公里。   加工   浑水池里有蘑菇残渣   该厂院共有前后两排房子,临街一排为低矮的平方,门窗较新。坐北朝南的一排大型厂房被两个金属推拉门遮挡得严严实实,厂房内部则全部贯通。厂房内的墙皮星星点点地脱落,上面泛着霉斑。数百平的房内堆放着少量杂物,一堆用来盛放蘑菇的塑料筐整齐地码放在墙下,筐上残留有许多明显的白色粉末痕迹。   地面上大部分被四个浅水池覆盖。中间两个水池距地面20余厘米,只剩少量水渍。靠近东门的两个水池内装满略带暗红色的浑水。其中一个水池内漂浮着星星点点的蘑菇残渣。水池边有电泵和水管。   检测   奶白色黏稠液体无处鉴定   一个白色带把手的塑料壶摆放在水池边,泛白的标签已经磨损得看不出任何字样。塑料壶内盛着10余厘米深的奶白色黏稠液体。   记者将一滴这种液体放入一杯清水中时,液体迅速溶解,整杯水出现牛奶般的色泽。截至目前,多家检测机构及院校均表示,无法对此物质进行鉴定。   讲述   新型添加剂“漂洗”口蘑   业内人士称,新添加剂属勾兑物,不易被检测、不会有残留   据一位口蘑种植户称,政府相关部门对种植口蘑的基地检测相对严格,会不定期进行抽检,只有检测合格才能够进行销售。检测范围较广,包括增白添加剂、农药残留、重金属等项目都有检测,所以,“漂洗”不会在种植环节出现。   另一位从事口蘑销售的行业内人士表示,北京市场的口蘑以山东、河南、河北等地居多,当地对蘑菇的管理和检测相当严格。有些地方在种植基地附近,都会有标语提醒不得违法使用添加剂。   该人士介绍,荧光增白剂一般会出现在蘑菇的流通环节。口蘑在从种植园采摘之后,会用盐水处理一次,目的是保持水分和定型,而且能够加重分量。有些还会用冰盖,在低温下保鲜。然后会由货车运送到某地进行“漂洗”。   该人士表示,以前有人用荧光粉等物质,但是目前又有一种新的化学添加剂代替了荧光粉。据称,此种添加剂为合成物质,具体成分不详,具有强效增白效果,而且不像荧光粉在“漂洗”后会在表层遗留颗粒状物质,更不容易被检测,属于勾兑物,呈乳白色膏状液体,1.5升-2升左右可以勾兑10吨-15吨清水,“漂洗”数千斤口蘑。   据介绍,口蘑的漂洗基本都在距离市场比较近的地方,在处理后能够很快运到市场出售。他说,“漂洗”口蘑一方面是增加分量,100斤口蘑经“漂洗”后分量能够增加到130斤-150斤 另一方面能够让口蘑看起来更“美观”,而且具有增加保质期的功能,可以延长保质期一倍左右。
  • 潜水排污泵的维护及保养
    为了保证潜水排污泵的正常使用和寿命,应该进行定期的检查和保养:1、更换密封环:在污水介质中长期使用后,叶轮与密封环之间的间隙可能增大,造成水泵流量和效率下降,应关掉电闸,将水泵吊起,拆下底盖,取下密封环,按叶轮口环实际尺寸配密封环,间隙般在0.5mm左右。2、潜水排污泵长期不用时,应清洗并吊起置于通风干燥处,注意防冻。若置于水中,每15天至少运转30min(不能干磨),以检查其功能和适应性。3、电缆每年至少检查次,若破损请给予更换。4、每年至少检查次电机缘及紧固螺钉,若电机缘下降请找专人维修,若紧固螺钉松动请重新紧固。5、潜水排污泵在出厂前已注入适量的机油,用以润滑机械密封,该机油应每年检查次。如果发现机油中有水,应将其放掉,更换机油,更换密封垫,旋紧螺塞。三个星期后,须重新检查,如果机油又成乳化液,则机械密封应进行检查,必要时应更换。6、潜水排污泵运行发生故障后,请按给出的故障排除方法排除,如仍不能解决,并不能确定原因时,不要私自乱拆乱修,应立即找专人维修。
  • 我国首个渔业大模型“范蠡大模型1.0”发布
    6月15日,我国首个渔业大模型“范蠡大模型1.0”在中国农业大学发布,据悉,该模型可以实现渔业多模态数据采集、清洗、萃取和整合等,将为渔业养殖工人、管理经营者和政府决策部门提供全面、精准的智能化支持。“范蠡大模型1.0”发布现场(中国农业大学供图)渔业大国,面临转型的需求我国是水产养殖大国,数据显示,2023年,我国水产养殖产量达5812万吨,约占世界水产养殖总产量的60%以上,为城乡居民提供了1/3优质动物蛋白。但同时,我国不是养殖强国,水产养殖资源利用率、劳动生产率低,水产养殖产业发展面临多种转型需求。范蠡大模型设计者、发起者、国家数字渔业创新中心主任、中国农业大学信息与电气工程学院教授李道亮介绍,“我国水产养殖品种繁多,包括鱼、虾、蟹、贝、参、藻等,养殖模式多样,建立完整养殖品种的生产模型是极其困难的;同时,劳动力出现了普遍老龄化现象,有调查数据显示,我国水产养殖中,劳动力成本占70%左右,劳动者平均年龄达到55岁。新一代缺乏养殖经验,也不愿意从事传统的养殖生产,需要人工智能技术的支持。”范蠡大模型设计者、发起者、国家数字渔业创新中心主任、中国农业大学信息与电气工程学院教授李道亮(中国农业大学供图)随着现代技术的发展,水产养殖已经从1.0时代发展到4.0时代。李道亮介绍,“渔业1.0时代主要以小农生产为主,特征是依靠人力、手工工具、经验等养殖。2.0时代,水产养殖逐渐实现机械化、装备化,主要依靠机械动力和电力进行生产。3.0时代,自动化和计算机技术成为核心,生产装备出现数字化、网络化、自动化特征。到4.0时代,物联网、大数据、人工智能、机器人等技术普遍应用在生产中,无人化生产逐渐实现。”随着人工智能、机器人学习等技术的逐渐出现和成熟,越来越多的农业场景开始应用这些技术,但作为水产养殖大国,我国当前的水产养殖中,相关技术的应用还较为缺乏。渔业模型,从小到大的升级如何在水产养殖中应用现代技术,甚至打造未来的无人渔场?李道亮介绍,我国水产养殖品种繁多,养殖环境差异较大,而机理模型的构建,需考虑鱼类品种、饵料、病害、环境变化等一系列因素,面对众多的品种和养殖模式以及地区气候差异,逐个养殖品种建立像发达国家的养殖机理模型是不现实的。所谓大模型,是指具有大规模参数和复杂计算结构的机器学习模型,参数数量动辄数十亿甚至数千亿。在渔业中,大模型可以利用深度学习和数据驱动的方法,能够分析海量的养殖数据,揭示其中的规律和关联性。“它们不仅能够模拟和预测水质、饵料、疾病等因素对养殖效果的影响,还能够优化养殖方案,提高生产效率和经济效益。”李道亮说。智能池塘养鱼场景(中国农业大学供图)随着社会发展和水产养殖业转型,渔业大模型越来越成为产业发展的重要助力,为此,李道亮带领团队联合中国联通、中国电信、中国移动三家运营商、全国主要水产院校和科研机构,以鱼、虾、蟹、贝等27种我国主养品种水产文本语料为主,辅以文本、图像、视频、音频等多模态数据,形成大规模渔业专业知识语料库,通过深度学习架构,通过预训练和微调、参数共享与注意力机制、提示工程等技术,实现渔业多模态数据采集、清洗、萃取和整合等。“这一模型,不仅实现了丰富的渔业养殖知识生成,还包括水、饵、病、管等多方面多元化的预测、分析和决策。”李道亮说。范蠡为名,改变未来的渔业大模型构建成功后,命名为“范蠡大模型1.0”。李道亮介绍,范蠡是春秋末期越国大夫,众所周知的是,他是著名的政治家、军事家,也是商家鼻祖,但他同时也是我国最早的水产养殖专家,早在2500年前的春秋时期,他就写了一部《养鱼经》,并流传至今,“所以我们以范蠡为名,希望它能够在新时代中,为我国水产养殖带来的新的气象。”据介绍,范蠡大模型1.0分为请问我、请听我、请看我、请决策四个模块,分别代表文本、语音、视频、物联网决策四大场景,用户可以查询渔业的不同应用。而针对准确监测和评估鱼类的健康状况和体重异常耗时费力,且可能对鱼类造成伤害的问题,国家数字渔业创新中心开发了基于计算机视觉技术的鱼类体重估计模型,基于机器视觉实时捕捉水下鱼类图像和优化构建的深度神经网络算法,自动完成图像中鱼类目标的检测和定位,通过提取形状、颜色、纹理等多维度特征,以非接触方式实现对鱼类体重的实时、准确估算,同步完成生长及健康状态监测和计算,为投饵决策、水环境、能耗优化控制提供数据支撑。范蠡大模型利用了多种现代技术,以此实现水产养殖的数字化、无人化。图为鱼的种类识别模型(中国农业大学供图)“当前,范蠡大模型还是1.0,未来还会不断进化,人工智能在智慧渔业中的应用,是多元化且深远的、长期的,不可能一蹴而就。未来,范蠡大模型还有很长的路要走,必须充分发挥通信、科研、水产养殖企业、养殖户等各种不同领域的优势力量,以产学研用协同推进大模型的开发与应用,人工智能才能真正落地。”李道亮说。
  • 世界最大尺寸安全壳模型热压耦合试验圆满完成
    6月20日,在坐落于廊坊市的中国核电工程有限公司研发基地中,由中国核电工程有限公司和哈工大范峰教授团队联合开展的严重事故下“华龙一号”安全壳结构性能试验,圆满完成了热压耦合工况全部试验任务。该试验为世界上最大尺寸安全壳模型高温-高压耦合加载工况下的结构性能试验,填补了国际上安全壳结构在严重事故导致的高温-高压-高湿复杂环境作用下的试验空白。试验模型以“华龙一号”预应力混凝土安全壳为原型,按照1:3.2的缩尺比进行设计,是目前世界上最大尺寸的安全壳试验模型。试验模拟严重事故下安全壳结构极限性能,试验工况复杂,难度极大,试验前期准备工作历时3年。试验在国内外首次实现预应力混凝土安全壳模型高温-高压耦合加载工况,可以真实地模拟安全壳在严重事故下的高温-高压-高湿复杂环境及其对结构的耦合作用。安全利用核能是核电发展的前提和最高原则。核安全壳在服役期内面临多种极端作用的严峻威胁,但世界范围内有关安全壳结构严重事故下的结构性能研究试验手段滞后。该试验解决了国内外已有研究成果中因为模型尺寸小、无法反映原型结构失效路径和破坏模式的关键问题,高温-高压耦合加载工况能够更真实地反映安全壳在严重事故下的力学行为和失效机理,为“华龙一号”安全壳原型结构在严重事故下力学性能和薄弱环节的安全评估提供了重要科学依据和技术支撑。试验团队建立了考虑预应力影响、非线性影响、温度场影响、热压耦合等多因素的安全壳试验全过程仿真模型,进行了系统的试验设计,同时考虑了安全壳的大容积给高压和高温协同加载带来的技术挑战、高温-高压-高湿环境下的实时监测难度、高温-高压耦合加载下安全可靠的防护设置,进行了系统、精细、完备的安全壳试验预分析和实时同步仿真,为圆满完成试验奠定了坚实的基础。试验成功按照预设的温度-压力加载曲线进行加载,验证了安全壳高温、高压长时间持荷下的结构性能。哈工大空间结构研究中心在沈世钊院士、范峰教授的带领下,立足于国家重点工程和重大需求,积极与中国核电工程有限公司合作,在先进核电厂安全壳结构抗爆抗冲击性能、新型结构体系、精细化施工控制、极端环境的复杂试验方法等领域开展系统研究,取得了一系列突破性进展,为严重事故下安全壳系统性能全面提升、“华龙一号”后续新一代核电技术研发和在役核电厂安全运行提供了有力支撑。哈工大试验团队由范峰教授带领,支旭东教授、钱宏亮教授、严佳川教授、王化杰副教授、张荣博士、张志伟博士、博士生杨青屿参与相关研究工作,威海校区新能源学院谭建宇教授、郝晓文副教授、于秋红副教授、王方舟副教授参与加载系统的相关研究工作。试验现场穹顶吊装技术问题研讨
  • 清华胡泽平团队揭示代谢组学结合AI模型在胃癌诊断及预测患者预后中的临床应用潜能
    2024年2月23日,清华大学药学院胡泽平团队与合作者在《Nature Communications》发表题为“Metabolomic machine learning predictor for diagnosis and prognosis of gastric cancer”的研究论文,揭示了胃癌患者血浆的代谢重编程图谱,并发现基于代谢组学构建的机器学习模型能准确诊断胃癌患者,并预测患者预后风险。 研究背景 胃癌是东亚地区高发的致死性肿瘤。胃癌的早期确诊和及时干预对改善临床结果至关重要。然而,作为胃癌诊断金标准的内镜活检因其侵入性高且费用昂贵而限制了临床应用。因此,迫切需要开发具有高灵敏度和特异性的新型非侵入性胃癌检测方法。此外,对病人进行预后监测并及时进行干预有助于更好的临床结果。因此,开发一种更精确的患者预后预测方法至关重要。胃作为具有高度异质性的消化器官,其癌变和进展受到基因突变和环境扰动的双重影响,伴随显著的代谢重塑。然而,代谢重编程及其在胃癌诊疗中的潜在应用并未被系统性深入地研究过,未能满足临床对胃癌早诊和患者分层治疗的需求。目前的胃癌生物标志物研究很大程度上受限于队列规模小、缺乏独立的验证队列、样本类型和检测方法的差异导致的结果再现性低,以及受分析技术限制的检测灵敏度有待提高等问题。因此,使用多中心、大队列、特征明确的胃癌和对照人群进行代谢组学分析对于识别和验证具有转化潜力的生物标志物,从而开发和完善适合临床应用的代谢生物标志物的仍然势在必行。 研究过程 研究人员收集了702例胃癌患者和非胃癌对照的血浆样本,进行了靶向代谢组学数据分析。结果显示,胃癌患者血浆发生了明显的代谢重编程,其中最显著改变的代谢通路为谷胱甘肽代谢。通路中的两种关键代谢物 还原型谷胱甘肽GSH 和氧化型谷胱甘肽 GSSG 在胃癌血浆中显着降低。此外,作为氧化应激紊乱指示物的GSH/GSSG 比率在胃癌患者中显着上调,并随着疾病进展而逐渐增加。表明胃癌患者血浆中氧化应激严重失调。此外,胃癌患者的半胱氨酸和蛋氨酸代谢通路也发生显著失调。与非胃癌对照相比,胃癌患者的 S-腺苷-L-同型半胱氨酸 (SAH) 下调,S-腺苷甲硫氨酸 (SAM) 上调,并且 SAM/SAH 比值随疾病进展而增加。作为通用甲基供体,SAM 丰度和SAM/SAH 比值的失调可能反映了胃癌患者甲基池的扰动。这些胃癌血浆中的代谢重编程特征为开发胃癌检测和患者预后预测生物标志物奠定了基础。图1. 本研究设计及流程图尽管代谢组学在全面分析胃癌整体代谢特征方面具有独特的优势,能够大规模识别用于 GC 诊断和预后的有希望的生物标志物,但复杂的组学数据的解释始终是一个挑战。在过去的几年中,机器学习算法已被用于发现组学数据和疾病状态之间的潜在关联并创建预测模型。因此,研究人员分别使用随机森林和随机生存森林算法建立了基于10个代谢物的胃癌诊断模型(10-DM)和基于28个代谢物的胃癌患者预后预测模型(28-PM)并在测试集中验证了模型的优越性能。对模型效果评估时发现,10-DM诊断模型即使对早期胃癌患者(stage IA)也能准确诊断,表现出比临床正在使用的癌症蛋白标志物CEA,CA19-9,CA72-4等更优越的诊断效果(灵敏度0.925:0.428)。10-DM模型的准确性和重现性在覆盖521人的多中心队列中得到证实,表明该模型具有较高的稳健性和临床应用潜力。此外,28-PM预后模型比利用临床参数的传统模型的预测效果更好(C-index值0.816:0.591),并能有效地将患者分为高低两个风险组。在中位数为40个月的随访期间,28-PM 模型区分的高风险患者的预后与低风险患者相比更差,证明了模型的预测能力。被分层为高危险组的患者更有可能受益于强化监测、及时干预和新型治疗药物的试验。 研究结果 综上,该研究描述了胃癌患者血浆的整体代谢重编程,并结合机器学习算法构建了两个模型,分别识别胃癌患者并预测其预后。该工作有助于进一步理解胃癌的分子病理学特征,促进了胃癌早期检测的发展,并为实现胃癌的精准治疗提供理论基础。迄今为止报道的胃癌组学研究主要集中在探究以 DNA、RNA 和蛋白质作为胃癌生物标志物的潜力,而该工作强调了胃癌中循环代谢物的预测价值。通过使用高灵敏代谢组学技术分析覆盖共计702例胃癌和非胃癌对照的多中心样本已经独立测试集的设定,该研究成功应对了生物标志物探究工作普遍面临的结果再现性低,无法进行临床推广应用的挑战。未来可以通过建立靶向两个模型中代谢物的特定子集的靶向定量代谢组学检测方法以提高效率并降低成本,并在来自更多中心的更大规模临床样本中进行验证和优化。此外,基于这两种预测模型有望促进胃癌无创早期检测,并根据患者的风险分层为临床决策提供信息,从而实现辅助胃癌精准诊疗策略的临床转化。胡泽平 清华大学个人简介:分别于山东大学齐鲁医学院、中国食品药品检定研究院和新加坡国立大学获医学学士、药理学硕士和Ph.D.学位。后于美国西北太平洋国家实验室Richard D. Smith组从事生物质谱和代谢组学的博士后研究。2012年受聘于美国德克萨斯大学西南医学中心任研究助理教授、儿童研究所代谢组学平台技术主任。2016年12月起任清华大学药学院准聘系列PI、特别研究员,2024年1月任长聘副教授。研究方向为“基于新型代谢组学/多组学技术研发的疾病代谢重塑研究、新药靶标与生物标志物发现”,包括:1)肿瘤微环境中不同类型细胞(特别是神经细胞/神经递质与肿瘤细胞和免疫细胞间)的代谢互作与单细胞代谢异质性、功能与代谢调控分子机制解析,与新药靶标发现;2)心血管疾病的代谢重塑规律、功能、调控分子机制解析,与新药靶标发现;3)超灵敏、单细胞代谢组学技术,及基于AI的多组学数据智能化整合分析技术与大模型研发;近年来以通讯作者(含共同)在Cell Metabolism (2018), Nature Metabolism (2021a 2021b), Nature Cancer (2022), Science Translational Medicine (2018), Journal of Clinical Investigation (2022), Nature Cardiovascular Research (2022), Nature Communications (2024 2021a 2021b), Cancer Research (2024), Cell Discovery (2022), Analytical Chemistry (2021)等期刊发表论文多篇。获邀在Nature Metabolism (2023), TrAC Trends in Analytical Chemistry (2023), Acta Pharmaceutica Sinica B (2023), Pharmacology & Therapeutics (2021), Clinical Pharmacology & Therapeutics (2019)等期刊发表Viewpoints或综述,共已发表论文60余篇,引用8000余次(Google scholar),H-index为41。研究成果多次被Science, Nature Cancer, Nature Reviews Cancer等期刊作为研究亮点专评。先后主持/参与国家基金委面上项目、重大研究计划重点项目、集成项目、“未来生物技术”原创探索项目;科技部国家科技重大专项、重点研发专项(2项)等共7项国家级科研项目;及国际头部药企资助的新药研发合作项目。担任国家基金委项目会评专家,Nature Metabolism, Nature Communications, Science Advances, Cell Reports等多个期刊审稿人,及Life Metabolism, Acta Pharmaceutica Sinica B等期刊编委。
  • 广电计量牵头《数字孪生模型评估规范》等3项团体标准研制
    2023年1月5日,中国信息协会《数字孪生模型评估规范》等4项团体标准启动会暨首次研讨会在北京成功召开。其中3项团标由广电计量牵头主编,广电计量将以标准为抓手,持续完善软件测评、信息安全、数字化等业务布局,助力“数字中国”建设提质增速。本次启动的《数字孪生模型评估规范》《科学数据安全能力成熟度评估规范》《科学数据存储安全管理规范》《数据从业人员能力评估规范》4项团体标准,将填补国家在数字孪生模型评估、科学数据安全能力成熟度评估、科学数据存储安全管理、数据从业人员能力评估等方面的标准空白。中国信息协会领导李红在致辞中表示,标准研制组将利用各自在产业链上的专业优势,为标准建言献策,助力标准高质量发布。全体参编单位在保证标准质量、遵守协会标准制修订程序的前提下,要快速推进项目,争取标准早日发布实施,助力团体标准“最后一公里”的落地实施。中国标准化专家委专家(机械科学研究总院研究员)强毅作为特邀嘉宾,从标准化角度提出这几项团体标准的必要性和重要性,并呼吁更多的企业能够参与到团体标准中来,真正的为我国标准化事业做出贡献。来自70余家企事业单位、高校、科研院所的代表通过线上线下方式参加会议,围绕团体标准研制及推广发布等展开深入探讨,为高质量建设“数字中国”注入“标准力量”。主编单位广州广电计量检测股份有限公司总经理助理、信息化事业部总经理于莉莉博士在发言中表示,广电计量构建了软件全生命周期业务生态体系,成为国内为数不多具备“一站式”信息化服务能力的专业第三方检测机构。未来,公司将瞄准新一代信息产业发展机遇,聚焦政府和企业数字化转型,成为提升信息安全自主可控能力的综合性解决方案提供者,守护信息质量安全,助力数字经济发展。中国科学院计算机网络信息中心大数据部副主任(国家基础学科公共科学数据中心主任)胡良霖,江苏省科技资源统筹服务中心、南开大学、江苏南高智能装备创新中心有限公司、上海闪马智能科技有限公司的与会代表分别发言,为标准研制及应用建言献策。随后,来自中国科学院计算机网络信息中心、广州广电计量检测股份有限公司两家主编单位的3名专家代表起草组介绍标准草案和意见处理情况,各参编单位参与研讨。党的二十大报告提出,要“加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国”,对信息行业具有重大指导意义。国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要中多处强调各领域的数字化发展。中国信息协会标准化项目负责人、北京蓝象标准咨询服务有限公司总裁段小莉表示,中国信息协会不仅要制定出更多高质量的标准,还要通过标准制定与实施的过程,有效提升产业竞争力和服务于市场主体,充分发挥团体标准价值链的作用,通过标准这个有力抓手,进行全产业链资源构建与整合,促进技术创新、产品创新以及多方战略合作,共同助力产业发展,推动中国经济创新发展。于莉莉表示,此次标准启动会,高质量开展标准研制探讨与交流,为后续推进团标广泛应用开好新局。未来,广电计量将发挥技术服务优势,深入推进数字孪生模型评估等标准落地,加强数据从业人员规范管理,全面促进“科学数据”共享开放,加快科技创新成果转化,赋能千行百业数字化转型,助力数字经济高质量发展!
  • Nature :Stewart获得PDX模型
    p   Stewart等人报道了许多类型的儿科癌症的小鼠模型的建立方法和分析结果。研究者们将患者肿瘤活检得到的细胞移植到免疫缺陷小鼠中,从而获得PDX模型。他们使用几种技术来表征这些模型,这些技术包括显微镜和DNA序列分析,同时他们还在一些PDX模型小鼠上进行药物测试。研究人员将PDX肿瘤细胞冻存起来,之后将这些细胞解冻,并移植到其它小鼠中,以用于将来的分析。其他团队还创建了不同类型人类肿瘤的PDX模型。该领域关键的下一步是建立集中的开放存取库,以管理和共享来自不同团队的PDX研究数据。通过这种方法,我们可以促进识别临床试验中可测试的治疗方法的进展。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(153, 153, 153) " img width=" 600" height=" 178" title=" " style=" width: 600px height: 178px " alt=" " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/uepic/071cf1e3-494a-444b-b094-4dbd24d0c9ed.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /span /p p   现在科学家们将患者的肿瘤细胞接种到小鼠体内,进而建立肿瘤模型,以用于分析和开展药物测试。目前研究人员已鉴定了一系列小儿实体肿瘤模型,同时相关数据的允许免费获取。 /p p   罕见癌症的研究面临着两方面的挑战:可用的肿瘤样本少 缺乏相应的小鼠模型。最近科学家们非常成功地开发了将人类肿瘤细胞高效移植到免疫缺陷小鼠中的癌症建模技术。在《自然》(Nature)杂志上,Stewart等人对成功接种和生长的小鼠实体瘤进行了全面的分析,并展示了这些模型如何用于筛选罕见癌症患者的潜在靶向治疗。 /p p   得益于高效的化疗药物组合,美国仅有不到20%的癌症儿童死于癌症。这些组合方案是通过高度实证和渐进的临床试验而建立起来的。然而,我们和其他癌症生物学家坚信,只有基本的科学发现才能产生变革性的进步。我们承认,儿童癌症的治疗比成年人的要有效得多,但仍然需要更好的治疗来减轻化疗药物造成的长期副作用。据美国国家癌症研究所(US National Cancer Institute)统计,每年年龄在20岁以下的癌症患者的死亡率比65岁以上癌症患者的死亡率低300-500倍。 /p p   另一个被广泛接受的信念是癌症研究需要更多的模型系统,这些模型要便宜、易于操作,并且真实反映人类肿瘤的特征,以改善癌症靶向。在这方面,缺乏T、B和自然杀伤细胞,因而对人类肿瘤细胞排斥能力较弱的免疫缺陷小鼠(裸鼠)成为了接受患者来源肿瘤异种移植物(patient-derived tumour xenograft, PDX)的理想动物模型。利用裸鼠制造PDX模型非常简便,并且可以将裸鼠的肿瘤细胞冻存,解冻后还可以移植到其它小鼠身上。肿瘤细胞也可以用于原位生长,这意味着细胞生长在与人类肿瘤来源的器官对应的小鼠组织中(即肺癌细胞接种到裸鼠肺里)。这些肿瘤细胞可以进行遗传工程,携带便于体内追踪的标记分子(如GFP),并且可以模拟人类肿瘤微环境的特征。 /p p   大多数原始PDX都会死亡。随着时间的推移,科学家们逐渐了解到,虽然PDX比体外生长的细胞系和常规小鼠肿瘤模型更贴近人类肿瘤特征,但它们也具有一些实质性限制。例如,当不同的小鼠被注射同一肿瘤标本的等分试样时,得到的PDX可以具有非常不同的突变、细胞表面标记和转录谱。用于异种移植的小鼠品系也对PDX生物学有很大的影响。因此,不同试验条件下得到的PDX小鼠模型都是不一样的。PDX专家们经常被问到这个问题:“这些模型是否与原始肿瘤相同?”其实两者之间差异很大。 /p p   至少到目前为止,PDX的最大优点是其造模非常简单。我们现在可以使用PDX研究几种没有对应的转基因小鼠或细胞株的罕见癌症模型。由于PDX源于人类肿瘤,因而对特定药物存在抵抗。这可能有助于模拟早期临床试验中难治性癌症的药物筛选。现已有20多种PDX被用于2期临床试验。这些研究可以表征多个模型的药物响应的异质性、用于开发预测药物响应的检测方法,或可用于筛选肿瘤中存在的少数耐药细胞。 /p p   现在有几个PDX存储库,含有数百个甚至数千个来源于接受过化疗或靶向治疗患者的肿瘤。这些库中的一些是开源的(可免费提供模型),包含400多个成人实质肿瘤PDX和300个儿科和成人血液肿瘤PDX,以及其他研究团队创造的大量数据。在儿童实质瘤网络计划(Childhood Solid Tumour Network)中,Stewart等人建立了60多种儿科实质肿瘤的PDX模型。 /p p   Stewart等人贡献了非常多的数据。他们通过原位生长获得了15种肿瘤的148个标本,并报告了1173个细胞涂片的免疫组织化学分析结果,102个PDX的全基因组序列结果和转录谱。他们还报告了目标基因组区域的广泛靶向DNA测序 分析了结合DNA的组蛋白的9种不同的修饰情况 对PDX进行了电子显微镜扫描 并生成了5种PDX的肿瘤细胞系。他们的药物筛选测试产生了50万个以上的数据点。他们进行的体内研究包括:多个PDX细胞系的基因工程标记细胞,进行成像 一项小鼠研究药物治疗剂量 以及两个小鼠研究调查多个药物联用的剂量及疗效。这样一个内容丰富的数据集为该领域的研究人员进一步调查Stewar等人发现的突变、转录特征和药物敏感性奠立了基础。 /p p   最大程度地发挥PDX在科学发现上的潜力需要非凡的透明度、标准化和开放获取模式。作为研究经费的使用者、癌症患者的保护者,我们责无旁贷。儿童实质瘤网络已经对多种儿童实质肿瘤建模,其中包括Stewart等人建立的模型,并免费提供,并已经将它们分发给了11个国家的120多名研究者。其他研究中心也可以学习Stewart等人的研究方法。儿童实质瘤领域的下一步将是建立一个更大的PDX库联盟、统一战线、合作表征PDX模型,建立数据库基础设施(图1)。 /p p   Stewart等人对一般肿瘤,特别是儿童实质瘤模型的建立做出了突出贡献。迄今为止,他们提供了最全面的PDX存储库之一。 他们贡献的大量数据集将为世界各地的调查人员提供参考,并推动学界的分享文化,使所有人受益。 /p
  • 美国研发高精度气候模型精确预测气候状况
    GEOS-5气候模型所形成的模拟图片,模型精确地预测了主体云层系统的位置与形状     地球同步轨道环境卫星所拍摄的卫星图片   北京时间6月16日消息,据美国宇航局官网报道,美国宇航局地球系统科学家近期研制了迄今精度最高的地球气候模型GEOS-5气候模型,并通过该模型绘制了全球气候模拟图片。模拟图片与卫星图片对比显示,GEOS-5气候模型可以精确地预测气候状况。   科学是一个过程。科学家首先需要实地观测,然后提出假设用于解释观测数据,最后再通过系统验证和推理,找到支持或辩驳其假设的证据,从而得出一个科学的结论。许多人或许认为,科学家们在进行假设和验证的过程,所有工作都是在实验室中进行的。但是,对于研究地球如何运行的地球系统科学家来说,他们的实验室就是整个星球。面对庞大的星球,科学家们很难将全球各地不同的气温或云雨真正地集中到狭小的实验室中系统地研究。相反,他们只有将实地观测数据结合起来,形成复杂的电脑模型进行模拟研究。通过这类模型,科学家们可以对不同的假设进行测试和验证,并利用真实的观测数据进行检测,从而科学家们可以真正地理解地球大气、陆地和海洋等各个方面是如何协同工作的。   本文中的两幅图片分别为地球气候模型模拟图片(上图)和地球同步轨道环境卫星图片,上图显示的是分别通过两种方式所获得的同一时刻地球气候状况。该地球气候模型被称为“戈达德地球观测系统模型-第五版”(GEOS-5),也是迄今精度最高的地球气候模型。下图则是由美国宇航局和美国国家海洋和大气局的地球同步轨道环境卫星所拍摄的卫星图片。通过图片对比发现,GEOS-5模型精确地预测了2010年2月6日时的云层特点。当天,一股强烈的寒流为华盛顿特区带来了一场数英尺厚的暴雪。   2010年2月6日,GEOS-5模型和地球同步轨道环境卫星传感器分别对地球上空的云层进行了红外测量。两幅图片显示,陆地上空覆盖着厚厚的云层,模拟图片与卫星图片所描绘的情况极其吻合。模型精确地预测了主体云层系统的位置与形状,如北大西洋东部上空的卷曲云带以及美国海岸附近的强烈冬季风暴。高精度的GEOS-5气候模型甚至还可以详细预测云层形状的细节。在2月6日的模拟图片中,气候模型预测了一些小型云层的边线、云街现象以及冬季风暴的东部细节。在一幅全球模拟图片中,气候模型还精确地预测了热带地区的大量雷暴现象。   GEOS-5气候模型的精度通常为每像素5公里,尽管它的精度最高可达每像素3.5公里,因此它也是目前世界上最精确的全球气候模型。普通气候模型在模拟云层情况时,精度大约为每像素28公里。这就意味着,由普通气候模型所产生的全球平面地图包含了77.7万个网格单元(像素),而5公里精度的GEOS-5气候模型所产生的地图(上图)则包含了2400万个网格单元。因此,科学家可以根据GEOS-5气候模型获得关于地球的更详细的信息。   和所有的气候模型一样,GEOS-5气候模型也是利用数学方程式来计算气候变化情况。地球气候的一些物理属性,如温度和能量等,则需要实地测量。实时数据被输入模型,从而保证模型与真实世界尽可能一致。当然,在建造模型过程中,数百万次的计算则需要数千台计算机处理器。GEOS-5气候模型运行于美国宇航局戈达德太空飞行中心新成立的气候模拟中心的“发现”超级计算机之上。“发现”超级计算机拥有近1.5万个处理器。   气候科学家将利用GEOS-5气候模型预测未来数十年的气候变化情况。2010年6月2日,美国宇航局气候模拟中心以新名称开始运作。
  • 生物3D打印应用 | 构建体外肝毒性模型
    受伦理和费用影响,使用动物来进行毒理实验变得越来越困难。同时,动物所得到的结果很有可能与实际临床试验有差别,因而给临床试验带来了潜在的风险。于是,科研工作者开始尝试在体外构建三维细胞培养物——类器官。类器官通常具有相应器官的关键特征,以此科研工作者就可以使用它们来进行相应器官的药物毒理学试验,常见的如使用肝脏类器官检测药源性肝损伤(Drug Induced Liver Injury,DILI)。一些较为简单的模型构建事实上已经使用了较长时间,但这些模型缺乏长效性(Longevity)和组织复杂度(Tissue-level Complexity),得出的结论往往不具有充分的可靠性。 在此背景下,Deborah G. Nguyen等人使用病人来源的肝脏细胞和非薄壁细胞以3D打印的形式构建了无支架类器官。相较于传统的偏二维模型或简单三维模型,该类器官在4周后仍然能够维持一定程度的ATP、白蛋白甚至是药物介导的活性细胞色素P450s酶。为评估该类器官的功能性,作者选用曲伐沙星——一种因肝毒性较强而无法用标准临床前模型评估肝毒性的药物——与无明显肝毒性药物左氧氟沙星进行对比。发现曲伐沙星在临床浓度下(≤4 μM)的肝脏毒性与浓度呈显著性正比关系。图1 置于24孔板中的肝脏类器官此外,尽管有很多相关的文献,但对于准备进入这一领域的科学工作者而言,面对各种各样的细胞模型、种类繁多的模型构建方法,可能会耗费许多时间理清头绪。面对这种情况,Xihui等人在综述Three-dimensional liver models: state of the art and their application for hepatotoxicity evaluation一文中,详细阐述了构建体外三维肝脏模型的相关内容。分为模型建立方法、细胞种类、在药源性肝损伤(DILI)中的重要性及相关商业化情况,主要内容如下: l 模型构建:根据辅助材料的使用与否分为有支架(主要为水凝胶、琼脂糖等遇水形成一定支撑力的材料,其中便提到在regenHU技术和产品的推动下,利用细胞外基质(extracellular matrix,ECM)作为支架材料进行肝脏3D打印成为了非常重要的模型构建方法)和无支架模型两种,分别介绍了建立方法和优缺点。 l 细胞种类:原代人类肝脏细胞(Primary Human hepatocytes)、干细胞分化的类肝脏细胞(stem cell derived hepatocyte like cells)、永生化肝细胞系(immortalized hepatic cell lines)等三种不同类型的肝脏细胞。 l 肝毒性研究应用:肝毒性主要有两个来源——药物本身或经由药物代谢产生的产物。因而在本章节对直接毒性和慢性毒性均进行了介绍。同时,作者也总结了纳米药物的肝脏毒性。 l 商业化情况:因生物3D打印的速率尚不足以满足批量生产,因而作者认为该项应用仍以定制为主。通过使用病人来源的细胞,科研工作者可构建类器官进行个性化药物筛选和个体化药效评价,随着商业医疗的逐步完善,这一市场将极具发展前景。 该综述全面的内容为正要和即将进行类似实验的科研工作者提供了便利。但正如作者所言,类器官仍在多个国家遭受不同程度的文化、法规障碍,在努力争取科研许可的同时,也应牢记科学底线,为社会带来正能量。 参考文献:[1] Zhang X, Jiang T, Chen D, et al. Three-dimensional liver models: state of the art and their application for hepatotoxicity evaluation[J]. Critical Reviews in Toxicology, 2020(11):1-31.[2] Nguyen D G, Funk J, Robbins J B, et al. Bioprinted 3D Primary Liver Tissues Allow Assessment of Organ-Level Response to Clinical Drug Induced Toxicity In Vitro[J]. Plos One, 2016, 11(7):e0158674.目前,regenHU产品可经由我司购买。regenHU生物3D打印机具有高精度、高稳定性、打印方式广泛、应用面广等特点,欢迎大家咨询!联系电话021-37827858 或 13818273779(微信同号)。点击以下链接,查看往期回顾生物3D器官打印——人工角膜生物3D器官打印——肠道体外模型生物3D器官打印——喉部软骨
  • 基于光线模型的成像系统标定与三维测量进展
    一、背景介绍:机器视觉可称为人工智能的“慧眼”,成像系统的标定又是机器视觉处理的重要环节之一,其标定精度与稳定性直接影响系统工作效率。在传统机器视觉与摄像测量标定领域,小孔透视模型仍存在高阶透镜畸变无法完备表征和多类复杂特殊成像系统不适用的问题。而基于光线的模型以成像系统聚焦状态下每个像素点均对应空间一条虚拟主光线为前提假设,通过确定所有像素点所对应光线方程的参数即可实现标定与成像表征,可避免对复杂成像系统的结构分析与建模。基于该光线模型,研究院相关课题组发展了各类特殊条纹结构光三维测量方法与系统,实验证明光线模型可通用于多类复杂成像系统的高精度测量,是校准非针孔透视成像系统的有效模型,可作为透视模型的补充。二、光线模型Baker等人最早提出了一种可表征任意成像系统的光线模型[1],认为图像是像素的离散集合,并以一组虚拟的感光元件“光素”表示每个像素与某像素相关联的空间虚拟光线间的完整几何特性、辐射特性和光学特性,如图1所示。因此,光线模型的标定即确定出所有像素点对应的光线方程,无需严格分析和构建成像系统的复杂光学成像模型,具备一定的便携性和通用性,从一定程度上也可避免镜头畸变的多项式近似表征引入的测量误差,为非小孔透视投影模型成像系统的表征提供了一种新的思路。图1 成像系统的光线模型示意图三、基于光线模型的条纹结构光三维测量在条纹结构光投影三维测量领域,光线模型一方面可作为三维重建的光线方案,用于表征大畸变镜头、光场相机、DMD投影机、MEMS投影机等多类特殊结构的成像与投影装置,可发展新的基于光线模型的条纹结构光三维测量方法与系统;另一方面,发掘光线模型在结构光测量中的优势,光线模型对克服投影与相机的非线性响应、大畸变镜头成像下提升三维重建精度具有优异的效果。3.1 Scheimpflug小视场远心结构光测量系统光线模型与三维测量课题组开发了小视场远心结构光测量系统,采用Scheimpflug结构设计确保公共景深覆盖,如图2所示。考虑到远心镜头属平行正交投影、Scheimpflug倾斜结构造成畸变模型非中心对称,因此,提出一种基于光线模型的非参数化广义标定方法[2]。系统中相机与投影机成像过程均采用光线模型表征,标定其像素与空间光线对应关系,计算光线交汇点坐标,实现三维重建。图3展示了系统实物图与五角硬币局部小区域的三维测量结果,测量精度为2 μm。图2 Scheimpflug小视场远心结构光测量系统图3 测量系统实物图与五角硬币局部的三维测量结果3.2光场相机的光线模型标定与主动光场三维测量课题组发展了基于主动条纹结构光照明的光场三维测量方法与系统。光场相机通过在传感平面前放置微透镜阵列,实现光线强度和方向的同时记录,由于存在微透镜加工误差、畸变像差、装配误差等复杂因素影响,光场相机完备表征与精密标定是个难题。课题组提出光线模型表征光场成像过程[3],即将光场相机内部看作黑盒,直接建立像素m与所对应的物空间光线方程l的参数,如图4所示。并通过标定光场所有光线与投影条纹相位的映射关系实现被测为物体的高精度三维测量,考虑光场多角度记录特点,构建基于条纹调制度的数据筛选机制,实现了场景的高动态三维测量,如图5所示,黑色面板与反光金属可同时重建。图4 光场成像模型图5 主动光场高动态三维测量3.3 DMD投影机与双轴MEMS激光扫描投影机的光线模型标定与三维测量基于微机电系统(MEMS)激光扫描的投影机以小型化、大景深的优势被应用于条纹投影测量系统,如图6(a)所示。但由于其依赖激光点的双轴MEMS扫描投影图案,不依赖镜头成像,透视投影模型表征会存在一定误差。此外, DMD等依赖镜头成像的投影机,大光圈设计也会影响小孔透视投影模型的表征精度。对此,课题组采用光线模型表征投影机[4],并提出了一种基于投影机光线模型的条纹投影三维测量系统标定方法,该方法根据双轴MEMS投影的正交相位对光线进行识别追踪,利用投影光线与相机构建的三角测量实现了三维重建。进一步发现:由于投影光线的相位一致性特性,光线模型可显著抑制系统非线性响应引起的测量误差,图6(b)展示了单目系统在3步相移条件下(未额外矫正非线性响应),分别使用透视投影模型与光线模型对石膏雕塑的三维重建结果,可见光线模型对非线性响应影响具有免疫性。图6 双轴MEMS激光扫描投影原理和石膏雕塑三维重建结果(3步相移,左图为透视投影模型,右图为光线模型)3.4单轴MEMS激光扫描投影机光线模型标定与三维测量单轴MEMS投影机将激光点扫描拓展为面扫描大幅提升了投影速率,可应用于动态测量。针对单轴MEMS投影机无透镜结构使得针孔模型不适用、单向投影无法提供正交相位特征点的问题,课题组提出一种基于等相位面模型的系统标定方法[5],推导出了相机反向投影射线与该等相位面交点处的三维坐标值与相位值间新的映射函数,实现了快速三维重建。图7展示了使用高速相机搭建的单目测量系统和重建场景,投影采集速率为1000 frame/s,采用4步相移与雷码图相位展开,三维重建速率为90 frame/s。后续为适应更高速率测量应用,可将单目扩展为双目或多目系统,采用单帧解调相位和多极线约束相位展开等方法减少投影图像数量,提升三维测量速率。图7三维测量系统与动态重建场景3.5大畸变镜头成像的光线模型标定与三维测量针对传统低阶多项式不能完备表征大畸变镜头的问题,课题组采用光线模型表征大畸变镜头相机成像,并提出一种完全脱离对相机和投影机内参依赖(透视模型依赖相机与投影机内参)的光线与条纹相位映射的三维重建方法。通过直接标定相机光线与条纹相位的倒数多项式映射系数,避免了繁琐耗时的对应点搜索与光线插值操作。图8为装配4 mm广角镜头的光线标定结果与标准球三维测量结果,可见由于广角镜头畸变较大,光线模型较透视模型重建质量有所提升。图8 广角镜头光线标定与标准球三维测量数据的拟合误差分布(a)透视投影模型,(b)光线映射模型四、总结光线模型通过确定所有像素点所对应光线方程的参数实现标定与成像表征,从而避免了对复杂成像(投影)系统的结构分析与建模,解决了特殊条纹投影三维测量系统的标定与重建问题,同时在条纹投影三维测量的系统非线性相位误差抑制和精度提升上展示出优异性能。在结构光三维测量的未来发展中,可进一步扩展光线模型三维测量的方法与应用,提升测量精度、效率与通用性,解决各类特殊复杂场景中的应用测量问题。参考文献[1] Baker S, Nayar S K. A theory of catadioptric image formation[C]//Sixth International Conference on Computer Vision (IEEE Cat. No.98CH36271), January 7, 1998, Bombay, India. New York: IEEE Press, 1998: 35-42.[2] Yin Y K, Wang M, Gao B Z, et al. Fringe projection 3D microscopy with the general imaging model[J]. Optics Express, 2015, 23(5): 6846-6857.[3] Cai Z W, Liu X L, Peng X, et al. Ray calibration and phase mapping for structured-light-field 3D reconstruction[J]. Optics Express, 2018, 26(6): 7598-7613.[4] Yang Y, Miao Y P, Cai Z W, et al. A novel projector ray-model for 3D measurement in fringe projection profilometry[J]. Optics and Lasers in Engineering, 2022, 149: 106818.[5] Miao Y P, Yang Y, Hou Q Y, et al. High-efficiency 3D reconstruction with a uniaxial MEMS-based fringe projection profilometry[J]. Optics Express, 2021, 29(21): 34243-34257.课题组简介:本文作者:刘晓利 ,杨洋 ,喻菁 ,缪裕培 ,张小杰 ,彭翔 ,于起峰 ;深圳大学物理与光电工程学院深圳市智能光测与感知重点实验室。以于起峰院士领衔的深圳大学智能光测图像研究院主要研究方向包括大型结构变形与大尺度运动测量、超常光学测量与智能图像分析、计算成像与三维测量以及多传感器融合感知与控制等。
  • 器官芯片模型在神经免疫系统研究中的新进展
    帕金森病(PD)和阿尔茨海默病(AD)是由基因、环境和家族因素相互作用引起的神经退行性疾病。值得注意的是免疫系统对疾病发展的影响,脑部驻留的小胶质细胞的功能障碍,会导致神经元的丧失和症状加剧。研究人员通过神经免疫系统模型来更深入地了解这些神经退行性疾病的生理和生物学方面以及它们的发展过程。不列颠哥伦比亚大学的Stephanie M. Willerth教授团队和英国诺丁汉特伦特大学的Yvonne Reinwald教授团队于2024 年 1 月 23 日在《Journal of Neuroinflammation》(影响因子:9.3)杂志上发表了题为“Modeling the neuroimmune system in Alzheimer’s and Parkinson’s diseases”的综述,介绍了神经免疫系统在三维模型和器官芯片系统方面取得的进展,以及模型在准确模拟复杂的体内环境方面的巨大潜力。 研究背景阿尔茨海默病(AD)是老年人中最常见的痴呆类型,与淀粉样斑块和磷酸化Tau蛋白的异常积累有关,虽具体原因尚不完全清楚,但与遗传和环境因素相关,诊断及早干预至关重要。帕金森病(PD)是一种神经系统疾病,主要表现为运动障碍,与聚集的α-突触核蛋白(α-syn)沉积物Lewy小体有关,相关基因变体也与其发病风险增加有关。尽管PD的确切原因尚不清楚,但其发病机制可能涉及多巴胺能神经元功能障碍以及氧化应激、线粒体功能受损、蛋白质代谢异常和神经炎症等多种因素。图1:阿尔茨海默病和帕金森病的病理生理学。 中枢神经系统(CNS)过度炎症的特征包括多种因素共同促进疾病进展,其中包括各种抗炎与促炎细胞因子的失调、CNS内小胶质细胞等免疫细胞的表型转化,以及外周细胞的巨噬细胞和淋巴细胞的招募,这些因素均导致突触丧失,成为随后认知功能障碍的最常见病理相关因素。图2:健康与病理神经免疫系统的比较:在健康的神经免疫系统中(1)小胶质细胞处于稳态和监视状态,(2)外周免疫细胞向中枢神经系统的浸润有限。在病理性神经免疫系统中:(3)小胶质细胞反应性增强,形态改变,(4)吞噬作用增加,(5)炎症标志物增加,(6)外周免疫细胞浸润增加。 研究进展1、目前阿尔茨海默病和帕金森病的治疗和临床试验针对AD,乙酰胆碱酯酶是一个常见的药物靶点,近期研究专注于开发单克隆抗体等药物以减少Aβ负荷,如lecanemab和aducanumab。此外,针对AD的临床试验正在进行中,旨在测试药物、设备和行为以改善患者认知和减缓疾病进展,而对于PD,则主要以药物和深部脑刺激为主要治疗手段,同时也在研究新的免疫调节治疗方法。 2、阿尔茨海默病、帕金森病和免疫系统的体外免疫系统模型癌症免疫系统的研究已经取得了许多成果,其中包括对3D模型的发展,这对于疾病建模和药物筛选至关重要,尤其是针对新的化疗药物和人工组织的开发。一种体外建模方案是使用细胞系,最常用的是SH-SY5Y人类神经母细胞瘤细胞系,模拟未成熟的儿茶酚胺能神经元,并可通过暴露于神经毒素或基因修饰来模拟AD或PD。然而,SH-SY5Y存在缺乏确立的培养维持程序、实验结果不一致和细胞生长的可变性等缺点,且不表现出成熟神经元的电生理和电化学特征。利用诱导多能干细胞(iPSC)创建基因准确的AD和PD模型,成为一个快速发展的研究领域,这些模型可以通过体细胞来源的iPSC诱导后,生成神经元与免疫细胞,用来构建AD和PD模型。图3:神经免疫系统的体内和体外模型的优缺点。 3、器官芯片模型在神经免疫系统研究中的新进展器官芯片平台的出现为建立体外模型提供了增强的设计和控制能力,能够模拟生物、生化、生理和机械现象,在活体器官系统中的发生。从血液-脑脊液屏障微流控模型到脑芯片模型,研究者们不断探索着复杂的生理学建模,为深入分析神经免疫相互作用提供了新的可能。这些模型不仅揭示了神经炎症在神经退行性疾病中的重要性,还为治疗干预提供了潜在途径,为了解AD和PD的潜在机制提供了宝贵的见解。同时,脑芯片模型被广泛应用于研究神经血管相互作用和神经退行性的不同方面。通过模拟神经-胶质-血管相互作用,研究人员发现了柴油排放颗粒等外源因素对AD类疾病病理特征的影响。这些研究不仅强调了神经免疫特异性行为的重要性,还突显了人类细胞模型在理解神经退行性疾病方面的关键作用。然而,尽管研究对细胞间相互作用和人类细胞模型的依赖日益增加,但对于AD和PD潜在机制的理解仍然相对有限。图4:芯片上器官的发展:示意图显示了开发和制造微流控芯片所需的步骤 先进的免疫细胞相互作用在AD和PD病理中至关重要,调节其功能可能为更有效的治疗提供希望;器官芯片模型具有模拟复杂细胞相互作用的优势,有助于深入了解AD和PD疾病机制并发现新的治疗策略。 文献索引:Balestri W, Sharma R, da Silva VA, Bobotis BC, Curle AJ, Kothakota V, Kalantarnia F, Hangad MV, Hoorfar M, Jones JL, Tremblay MÈ , El-Jawhari JJ, Willerth SM, Reinwald Y. Modeling the neuroimmune system in Alzheimer's and Parkinson's diseases. J Neuroinflammation. 2024 Jan 23 21(1):32. doi: 10.1186/s12974-024-03024-8. PMID: 38263227 PMCID: PMC10807115. 关于艾玮得生物作为一家专注于人体器官芯片及生命科学设备研发与生产的创新科技公司,艾玮得器官芯片应用全场景解决方案已能够全面覆盖新药研发评价、临床药敏检测、基础科学研究等应用领域,为科研、临床、药企等客户提供一站式解决方案。
  • 生物打印肝脏模型评价药物的肝脏毒性研究
    背景介绍 药物性肝损伤(DILI)会影响肝脏代谢和解毒能力,但其根本机制仍有很多未知。为了准确和可再现地预测人的DILI,非常需要体外肝脏模型来替代昂贵和低通量的2D细胞培养系统、动物研究和芯片实验室模型。我们提出了一种新的“droplet in droplet”(DID)生物打印方法,该方法可以产生用于肝毒性研究的生理相关肝脏模型。这些模型,或称微型肝脏,是用BIO X微滴打印包裹在ⅰ型胶原中的肝(HepG2和LX2 肝星状细胞)和非肝(HUVEC 人脐静脉血管内皮细胞)细胞制成的。培养7天后,将微型肝脏暴露于急性和高剂量的对乙酰氨基酚或氟他胺,然后评估细胞活力、白蛋白分泌、丙氨酸氨基转移酶(ALT)活性和脂质积累的变化。微型肝脏ALT活性增加,白蛋白和脂质生成减少,表面这两种药物均有细胞毒性反应。这项研究的结果进一步验证了3D生物打印是一种可行的、可用于模拟肝组织和筛选特异性药物反应的中到高通量的解决方案。 材料和方法 细胞准备根据建议的方案培养两种肝细胞(HepG2和LX2)和一种非肝细胞(HUVEC)细胞系,并每3-4天传代一次。HepG2在含有谷氨酰胺的MEMα中生长,并补充1%丙酮酸钠(Gibco,Cat#11360070)和1%MEM非必需氨基酸溶液(Gibco,Cat-#11140050)。LX2细胞在IMDM(Gibco,Cat#12440053)中生长,HUVEC在EGM-2生长培养基(Lonza,Cat#CC-3156)中培养,并添加单体补充剂(Lonza,Cat#CC-4176)。所有培养基均添加10%的FBS(Gibco,16000044类)和1%的青霉素链霉素(Gibco,参考文献1509-70-063)。.生物墨水的制备和DID生物打印中和并制备3mg/mL浓度的Coll I bioink(CELLINK,SKU#IK4000002001)用于生物打印。以1:1:2(LX2:HUVEC:HepG2)的比例将5x106个细胞/毫升装入冷冻墨盒。在未经处理的96孔板(Thermo Fisher Scientific)中,使用BIO X(CELLINK,SKU#0000000 2222)上的液滴打印功能对微型肝脏进行生物打印。使用设置为8°C的温控打印头(TCPH,SKU#0000000 20346)将胶原液滴分配到设置为8°C–10°C的冷却打印床上。在第一轮液滴打印后,样品在37°C下培养3分钟,然后返回BIO X,使用相同参数进行第二轮液滴打印。在37°C条件下,将得到的封装液滴热交联20分钟,并为每个孔提供200微升混合培养基(25%IMDM+25%DMEM+50%MEM)。培养液每2-3天更新一次。药物处理和分析培养7天后,用不同浓度的APAP[0.1,0.5,1,5,10,25,50 mM](Abcam)或FLU[10,25,50,75,100,150,200µM](Selleckchem)处理微型肝脏72小时。采用比色溴甲酚绿(BCG)测定法(Sigma-Aldrich)、ALT活性测定法(BioVision)和活/死染色试剂盒(Invitrogen)分别检测白蛋白产生、肝损伤和细胞活力。所有分析均按照制造商的说明进行。 结论 胶原I中的细胞生长和球体形成胶原I中的细胞生长和球体形成在这项研究中,我们评估了Coll I bioink中的细胞生长、球体形成和迁移模式。到第2天,HepG2和LX2已紧密组装成小簇,HUVEC已拉长,形成同心网络(图1)。使用胶原蛋白作为支架可以在整个培养过程中进行细胞重组、球体极化和细胞增殖(数据未显示)。此外,根据图1,很明显,细胞在整个培养过程中渗透DILI模型,并可能在内部和外部液滴层之间迁移。生物打印微型肝脏的药物治疗和细胞毒性第10天的毒性评估结果表明,生物打印微型肝脏对APAP(图2A)和FLU(图2B)具有细胞毒性和剂量依赖性反应。这种肝功能下降表现为白蛋白分泌和脂质生成减少,ALT活性上调。同样明显的是,基于ALT活性的增加,两种药物的毒性剂量都会对细胞活力产生破坏性影响。后者在图3中尤为明显,其中活/死图像表明,在较高浓度的APAP或流感病毒下,细胞活力显著降低。药物治疗的动态细胞内反应研究了APAP和FLU如何调节细胞内脂肪含量。肝组织的ORO染色通常用于识别脂肪酸或药物引起的不同阶段纤维化或脂肪变性(Pingitore,2019)。在我们的研究中,经处理的微型肝脏的ORO染色显示,在高剂量药物处理的样本中,脂肪积累最小,而在未经处理或低剂量药物治疗的样本中,脂肪积累显著(图4A)。一种解释是APAP和FLU与脂质过氧化有关,其中毒性药物水平引起的氧化应激可能引发脂质降解和膜损伤(Behrends,2019)。图4B中未处理样品的详细观察提供了液滴模型中液滴的横截面图。这张图片显示了大量细胞向液滴外壳迁移并产生脂肪,可能表明存在营养和氧气梯度,并验证了细胞重组模式和胶原内的球体极化。▶ 作为2D细胞培养系统、动物研究和芯片实验室原型的可靠替代品,BIO X可作为中高通量工具,用于制作功能性3D生物打印肝脏模型,实现药物筛选和分析,并减轻药物消耗的成本。▶ CELLINK Coll I作为DID模型的支架,为模型提供了一个稳定、可调和高度相容的环境,且具有丰富的肝细胞重排和球体形成的结合位点。▶ 基于脂质过氧化、白蛋白分泌减少和ALT活性上调的证据,我们的研究结果表明,DID微型肝脏具有功能性,并且对APAP和FLU具有剂量依赖性和细胞毒性反应。▶ DID模型允许组织层之间的细胞间相互作用,并为研究不同硬度层之间的迁移模式提供了独特的机会。未来的毒性研究可以采用该模型复制纤维化的各个阶段,或研究药物治疗后肝脏组织的再生能力。参考文献:1.Behrends, V., Giskeødegård, G. F., Bravo-Santano, N., Letek, M., & Keun, H. C. Acetaminophen cytotoxicity in HepG2 cells isassociated with a decoupling of glycolysis from the TCA cycle, loss of NADPH production, and suppression of anabolism. Archivesof Toxicology. 2019 93(2): 341–353. DOI: 10.1007/s00204-018-2371-0.2.Chen, M., Suzuki, A., Borlak, J., Andrade, R. J., & Lucena, M. I. Drug-induced liver injury: Interactions between drug properties andhost factors. Journal of Hepatology. 2015 63: 503–514. DOI: 10.1016/j.jhep.2015.04.016.3.Pingitore, P., Sasidharan, K., Ekstrand, M., Prill, S., Lindén, D., & Romeo, S. Human multilineage 3D spheroids as a model of liversteatosis and fibrosis. International Journal of Molecular Sciences. 2019 20(7): 1629.
  • 高校建筑模型打印:清华大学&华中科技大学
    各位朋友,新一批摩方超高精度3D打印的高校建筑模型出来啦!本轮高校建筑模型有2个,分别来自清华大学和华中科技大学,以下为实拍图分享~ 同时,欢迎感兴趣的朋友抓住机会参与“高校建筑模型征集活动”,免费获取超高精度3D打印母校建筑模型! 模型一:清华大学-大礼堂前日晷模型二:华中科技大学-新光电信息大楼活动主题:征集高校建筑模型图免费超高精度3D打印第一轮征集时间:2021年6-8月征集方式:请将您所提供的高校代表性建筑三维模型图(仅限stl格式文件)通过邮件的方式,发送至bmf@bmftec.cn即可。(请留下您的姓名、单位、联系方式)模型要求:模型整体的最大尺寸和内部最小细节,相差在500倍以内。活动流程:①在模型征集期间,对于您所提供的模型图,摩方精密技术团队将在7个工作日内进行内部技术评审;②通过评审的模型,将由技术团队安排在3周内通过摩方精密3D打印设备打印出来,免费赠送给您,同时,所打印高校建筑模型将在摩方精密的公众号进行阶段性公示;③截至8月31日,本轮模型征集结束后,摩方精密团队将针对所有经过评审打印出来的高校建筑模型,通过公众号或合作媒体进行全国投票活动,最终参考实际票数情况,评选出本轮高校建筑模型征集活动的优胜奖一/二/三等奖。活动奖项:一等奖:华为WATCH GT2 智能手表,价值1400元二等奖:Kindle电子书阅读器,价值658元三等奖:华为FreeLace Pro蓝牙耳机,价值500元 注:①摩方精密技术团队将秉承公平公正公开原则认真对待每一个模型的评审;②高校建筑模型图的版权归提供者所有,摩方精密享有对所打印建筑模型进行宣传推广的权力。感兴趣的也欢迎加小编微信,小编会拉您进群哦!
  • 【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)
  • 【会议预告】临床新药模型之类器官多维场景应用论坛
    2013年,类器官技术被Science誉为十大科技进展,2017年,又被Nature Methods评为生命科学领域的年度技术。类器官在各大研究领域都显示出强大的潜力,包括基因编辑、细胞疗法、器官移植等方面。国内外类器官已经形成一定的研究热潮,并在近期迎来多项重磅研究结果。目前控制干细胞对刺激改变的反应和细胞来源及类器官在人体中的潜在用途方面目前仍然是影响类器官临床研究的主要障碍,这也是其未来基础与临床研究的焦点。为加速类器官行业发展,使更多患者获益,医麦客人携手Molecular Devices以“临床新药模型之类器官多维场景应用论坛”为题展开热烈讨论。活动时间:6月23日 19:00-21:00活动形式:线上研讨会活动报名:二维码活动日程:时间议题嘉宾19:00-19:30类器官在细胞与基因治疗产品临床前及临床研究中的应用陈泽新博士,研发总监,创芯国际生物科技(广州)有限公司19:30-20:00类器官等3D培养样品的高内涵成像及定量分析宁航,高内涵成像技术应用科学家, Molecular Device20:00-20:30OrganoGel基质胶在类器官培养方面的应用岳海兵博士,研发科学家,镁伽鲲鹏实验室演讲嘉宾陈泽新 博士创芯国际生物科技(广州)有限公司 研发总监英国巴斯大学分子生物学专业博士毕业,广东省精准医学会精准胃肠分会常委,在类器官行业有着多年从业经历,在类器官应用于抗肿瘤药物敏感性筛查领域有着丰富的工作经验。主持及参与国家、省市级科研项目6项,发表类器官相关论文5篇目前主要负责多项类器官临床研究工作,主持多癌种类器官试剂盒生产研发工作,主持人源肝脏类器官药物毒理评价试剂盒研发工作等。宁航Molecular Device高内涵成像技术应用科学家现任Molecular Device(美谷分子仪器)公司高内涵成像技术应用科学家,药学教育背景药物筛选方向。在Molecular Device公司从事高内涵筛选技术和细胞成像技术支持工作7年以上,有10年以上的高内涵筛选系统使用经验,在加入Molecular Device之前曾就职于康龙化成等CRO公司,从事分子,酶,细胞水平的小分子药物筛选工作5年多,担任组长带领团队参与过多个国际药企的药物筛选课题。熟悉激酶活性,G蛋白偶联受体受体,多种肿瘤相关细胞实验,分子克隆与细胞株构建, PDX细胞分离培养等方向实验,熟练掌握多种图像分析软件,擅长借助图像研究组织,细胞,小动物模型等样品的细胞,亚细胞水平的多种变化,专注于结合传统图像分析技术,3D分析技术并借助AI图像分析软件分析类器官,细胞球,组织芯片等3D样本。岳海兵 博士镁伽鲲鹏实验室 研发科学家2011年-2014年就读于中国科学院生物物理研究所,获得硕士学位。2015年-2019年就读于香港城市大学生物医学工程系,获得博士学位,研究方向为三维聚合物组装材料在神经工程方面的应用,师从史鹏教授。2019年-2021年于香港大学李嘉诚医学院进行博士后研究工作,研究方向为基于类器官技术平台探究小儿胆道闭锁病因,师从小儿外科专家Paul Tam Kwong Hang教授和Vincent Chi-Hang Lui 教授。2021年至今就职于镁伽机器人生命科学事业部,任研发科学家。主要从事生物工程材料的开发研究,及其在药物筛选或疾病病因方面的研究。相关工作以第一作者或者共同一作发表在《Biomaterials》、《Biofabrication》、《ACS applied materials & interfaces》等国际著名学术期刊上。
  • 重磅!Nature封面:“中国天眼”挑战星际磁场标准模型
    1月6日,《自然》杂志以封面文章形式发表了被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜(FAST)的最新成果。在该成果中,中国科学院国家天文台研究员李菂等领导的国际合作团队,通过FAST平台,采用原创的中性氢窄线自吸收方法,首次获得原恒星核包层中的高置信度的塞曼效应测量结果。研究发现,星际介质具有连贯性的磁场结构,异于标准模型预测,为解决恒星形成三大经典问题之一的“磁通量问题”提供了重要的观测证据。《中国科学报》了解到,这是FAST产出的系列重大成果之一。自2020年1月11日通过国家验收至今,FAST已运行近两周年。基于超高灵敏度的明显优势,它已成为中低频射电天文领域的观天利器。《自然》杂志封面 中国科学院国家天文台供图又一重磅,挑战星际磁场标准模型磁场在恒星、行星和生命的产生中发挥着重要作用,过程复杂。“磁通量问题”是恒星形成经典三大问题之一,分子云的星际磁场强度测量是全球天文界的共同挑战。恒星诞生于分子云中,分子云中的致密区域发生塌缩,最终形成恒星。恒星磁场的标准模型认为,在恒星形成过程中,磁场和重力是相互抗衡的力量,在分子云密度高的地方,重力越大,磁场也越强。按照这一模型,重力和磁场不断拉扯,以至于恒星形成需要上千万年。测量分子云的星际磁场强度并不是件容易的事。目前,可用于测量磁场强度的唯一手段就是“塞曼效应”。1896年,荷兰物理学家塞曼发现,把产生光谱的光源置于足够强的磁场中,磁场作用于发光体使光谱发生变化,一条谱线会分裂成几条偏振化的谱线。根据光谱的变化,科学家就可以反推出磁场的强度。但是,探测分子云的塞曼效应难度很大。“分子和磁场的作用普遍非常弱,塞曼效应也非常弱。”李菂说。为更好地测量出星际磁场,李菂团队另辟蹊径,原创出一种通过测量氢原子的谱线来测量星际磁场的方法——中性氢窄线自吸收方法。“原子对磁场的响应会比分子强。氢原子是宇宙中丰度最高的元素,广泛存在于宇宙的不同时期,也是不同尺度物质分布的最佳示踪物之一。”李菂说。FAST为李菂等人提出的新方法创造了应用的机会。“FAST是探测暗弱中性氢源的利器。”李菂说。通过FAST,研究人员测量了L1544分子云包层的磁场强度,首次实现了原创的中性氢窄线自吸收方法塞曼效应的探测,也实现了利用原子辐射手段来探测分子云磁场的“从0到1”的突破。研究人员发现,与标准模型的预测结果不同,星际介质从恒星外围的冷中性气体到原恒星核,具有基本一致、连贯性的磁场结构。“由此,我们将恒星形成的时间从上千万年减少到百万年。”李菂说。这一研究成果引起了国际学者的关注。未参与此项研究的美国伊利诺伊大学教授理查德克鲁切尔评价:“通过观测中性氢窄线自吸收的塞曼效应,FAST首次揭示了在恒星形成的早期阶段,磁压不足以阻止引力收缩,这与恒星形成的标准理论不一致。这一发现对于理解恒星形成的天体物理过程至关重要,并显示了FAST在解决重大天体物理问题方面的潜力。”运行两年,FAST产出一系列大成果从2020年1月11日通过国家验收至今,两年来,FAST好消息频传。仅2021年,FAST就产出了不少重要成果。2021年10月14日,《自然》发表了FAST获得迄今最大快速射电暴爆发事件样本的成果。快速射电暴(FRB)是宇宙中最明亮射电爆发现象,由于起源未知,它成为天文学研究的热点。国家天文台科研人员领导的国际合作团队,利用FAST对快速射电暴FRB121102进行观测,在约50天内探测到1652次爆发事件,获得迄今为止最大的快速射电暴爆发事件样本,超过此前本领域所有文章发表的爆发事件总和。这一成果还首次揭示出快速射电暴爆发率的完整能谱及其双峰结构。“FAST多科学目标巡天已经发现至少6例新快速射电暴,为揭示这一宇宙中神秘现象的机制、推进这一天文学全新领域的发展作出独特的贡献。”国家天文台副研究员王培说。面向未来,观天利器正摩拳擦掌5
  • 多个类器官串联共培养在疾病模型研究中的意义
    多个类器官串联共培养在疾病模型研究中的意义翻译整理:北京佰司特贸易有限责任公司,2023-07-04人类系统性疾病的发生过程都是通过破坏两个或多个器官的自我平衡和相互交流。研究疾病和药物治疗就需要复杂的多器官平台作为体外生理模型的工具,以确定新的药物靶点和治疗方法。2型糖尿病(T2DM)的发病率正在不断上升,并与多器官并发症相关联。由于胰岛素抵抗,胰岛通过增加分泌和增大胰岛体积来满足胰岛素不断增加的需求量。当胰岛无法适应机体要求时,血糖水平就会升高,并出现明显的2型糖尿病。由于胰岛素是肝脏代谢的关键调节因子,可以将生产葡萄糖的平衡转变为有利于葡萄糖的储存,因此胰岛素抵抗会导致糖稳态受损,从而导致2型糖尿病。过去已经报道了多种表征T2DM特征的动物模型,但是,从动物实验进行的研究往临床上转化的效果不佳。更重要的是,目前使用的药物,虽然能缓解糖尿病症状,但对疾病进一步发展的治疗效果有限。在此,我们以胰腺和肝脏在芯片上的串联共培养为例(参考文献:Functional coupling of human pancreatic islets and liver spheroids on-a-chip: Towards a novel human ex vivo type 2 diabetes model,2017, Nature Scientific Reports)来说明一下。胰腺和肝脏是参与维持葡萄糖稳态的两个关键器官,为了模拟T2DM,阿斯利康(AstraZeneca)的科学家利用TissUse GmbH公司的微流控多器官芯片(MOC)平台,通过微流控通道相互连接,建立一个双器官串联芯片(2-OC)模型,实现芯片上胰腺和肝脏类器官的串联共培养,在体外模拟了胰腺和肝脏之间的交流通讯。建立串联共培养类器官(胰岛+肝脏)和单独培养类器官(仅胰岛或肝脏),在培养基中连续培养15天,串联共培养显示出稳定、重复、循环的胰岛素水平。而胰岛单独培养的胰岛素水平不稳定,从第3天到第15天,降低了49%。胰岛与肝球体串联共培养中,胰岛可长期维持葡萄糖水平,刺激胰岛素分泌,而单独培养的胰岛,胰岛素分泌显著减少。胰岛分泌的胰岛素促进了肝球体对葡萄糖的利用,显示了串联共培养中类器官之间的功能性交流。在单独培养中的肝球体中,15天内循环葡萄糖浓度稳定维持在~11 mM。而与胰岛共培养时,肝球体的循环葡萄糖在48小时内降低到相当于人正常餐后的水平度,表明胰岛类器官分泌的胰岛素刺激了肝球体摄取葡萄糖。T2DM是一种多器官疾病,疾病表型和对药物的反应依赖于具有完全代谢功能的器官和它们之间的相互作用。这篇文章提出了一个胰岛和肝球体之间的类器官串联共培养的模型。与单一培养相比,在GTT(葡萄糖耐量测验)第一天内,串联共培养中的血糖水平从高浓度降至正常范围,随后保持平衡。在没有胰岛素刺激时,单独培养类器官(仅胰岛或肝脏)中的葡萄糖水平一直保持在高浓度。通过测量胰岛在葡萄糖负荷下释放到培养基中的胰岛素水平来评估肝脏和胰岛的串联共培养的作用。胰岛素促进了肝球状体对葡萄糖的利用,在共培养中葡萄糖维持在正常水平,而单独培养中葡萄糖水平一直偏高。因为,串联共培养中,分泌到循环中的胰岛素刺激了肝球体对葡萄糖的摄取,随着葡萄糖浓度的降低,胰岛素分泌会随之减少,这就表明肝脏和胰岛之间存在一个功能反馈回路。长期暴露于高糖水平下,缺乏肝球体的胰岛释放胰岛素的能力会降低,提示了长期高血糖损害胰岛功能。另外,与单层HepaRG细胞相比,受刺激和未受刺激的AKT磷酸化比例在肝球体中明显更高,这表明3D培养环境更利于模拟人体内的生理反应。这些结果鼓励我们建立2-OC模型来模拟T2DM的特征,通过胰岛-肝脏串联共培养揭示与T2DM疾病相关的机制,包括β细胞衰竭、胰岛素抵抗、脂肪变性、脂肪性肝炎和肝硬化。多器官芯片(MOC)的发展目标是建立各种不同的器官组合模型,用于药物有效性和安全性评估以及药动学/药效学(PK/PD)测试。
  • PD新模型:破坏线粒体复合物I功能足以诱导进行性帕金森症
    帕金森疾病(Parkinson’s disease, PD)是第二常见的神经退行性疾病,患者所表现出的运动功能障碍主要由黑质(substantia nigra, SN)中多巴胺能神经元丧失引起。尽管PD致病因素多样,但多项证据表明线粒体功能缺陷在其中的重要性,例如编码维持线粒体质量控制蛋白的PARK7、PARK6和PARK2基因突变能引起早发型PD【1】。多巴胺能神经元对线粒体功能障碍的易感性可部分归因于其高代谢需求,从而引起线粒体氧化磷酸化(OXPHOS)的持续刺激,然而这种巨大能量的提供是以线粒体氧化损伤增加为代价的。尸检研究表明,PD患者SN中mtDNA完整性的丧失与功能性线粒体复合物I(MCI)的丧失存在相关性。然而,这种MCI获得性损伤究竟是PD疾病进程中的一种副产品还是疾病的驱动因素还不得而知。2021年11月3日,来自美国西北大学Feinberg医学院的D. James Surmeier团队在Nature杂志上发表了一篇题为 Disruption of mitochondrial complex I induces progressive parkinsonism 的文章,这项研究通过选择性破坏小鼠多巴胺能神经元中MCI功能,发现MCI功能障碍足以导致进行性的帕金森病相关运动缺陷,且不同类型的运动功能损伤(精细动作和粗大运动)与不同部位(纹状体和黑质)多巴胺释放的相关性,挑战了长期以来存在的关于该疾病运动症状的观点。为了证明MCI功能障碍是否作为PD的驱动因素,该团队从小鼠多巴胺能神经元中特异性地敲除编码MCI催化核心亚基的Ndufs2基因。cNdufs2-/-小鼠在出生后20天(P20)仍表现出正常的粗大运动行为。但在随后10天中,SN多巴胺能神经元中的线粒体成为ATP的净消费者而非生产者,且线粒体嵴结构发生了明显改变。利用RiboTag方法分离多巴胺能神经元中的mRNA并进行测序发现,cNdufs2-/-小鼠中存在一种类似Warburg效应的代谢重编程,即编码促进糖酵解蛋白的基因上调,而与OXPHOS以及编码糖酵解抑制剂的基因下调。除了触发代谢重编程外,该团队还发现Ndufs2的缺失会导致与轴突生长和运输、突触传导、多巴胺(DA)合成和储存等相关的基因表达发生显着变化。对纹状体组织的液相色谱和质谱分析进一步验证cNdufs2-/-小鼠纹状体DA合成明显下降,此外,有助于驱动起搏的环核苷酸门控阳离子通道电流也明显减少。到P60,与多巴胺能信号相关的轴突蛋白的丢失由背侧纹状体扩大到腹侧纹状体,且cNdufs2-/-小鼠SN多巴胺能神经元胞体树突区域中的酪氨酸羟化酶表达降低至对照组一半左右,且DA释放量下降约75%。与在整个基底神经节中DA迅速耗尽的传统PD模型相比,cNdufs2-/-小鼠的病理分期能够评估DA释放的区域缺陷如何与行为相关联。随着背侧纹状体DA释放在P30左右下降到接近检测阈值,cNdufs2-/-小鼠失去了执行联想学习任务的能力,有趣的是,该任务可以通过P30时的左旋多巴治疗恢复,而P60的治疗则不能恢复。在通过小鼠从前爪去除粘合剂所花费的时间来评估精细运动技能的实验中,cNdufs2-/-小鼠完成任务时间明显延长,同时也表现出较差的旷场探索行为表现。此外,P60的cNdufs2-/-小鼠仅表现出轻微的步态障碍,到了P100才会表现出后肢张开、爪子位置异常和步幅改变等特征。而在P120-150期间,大约有40%的SN多巴胺能神经元丢失。需要注意的是,cNdufs2-/-小鼠在后期才出现粗大运动行为缺陷,这与SN DA而非背侧纹状体 DA释放变化平行。尽管有明确的临床证据表明纹状体DA耗竭对于PD患者的运动迟缓和僵硬是必要的【2】,但其充分性从未得到充分测试,因为传统的PD模型往往会导致整个基底神经节DA的快速耗竭。在此处通过对cNdufs2-/-小鼠的观察表明,背侧纹状体DA释放的丧失足以产生运动学习和精细运动缺陷,但并未达到类似于临床PD的运动症状水平。该团队通过分别向小鼠背侧纹状体或SN中立体定位注射携带AADC(可将左旋多巴转化为DA)的AAV,以及随后对小鼠旷场步态的分析,证明黑质多巴胺释放丧失对于粗大运动缺陷而言是必要因素。总的来说,这项研究不仅证明多巴胺能神经元中MCI功能丧失足以引发进行性的、轴突先行的功能丧失和左旋多巴反应性帕金森病,还证明背侧纹状体的DA耗竭对于联想运动学习和精细动作而言是必要的,但黑质的DA释放缺陷才会引起类似于临床PD患者表现出的粗大运动损伤特征。针对这项研究,来自美国格莱斯顿研究所的Zak Doric和Ken Nakamura在同期杂志上发表观点文章 Principles of Parkinson’s disease disputed by model 。他们指出González-Rodríguez等构建的基于线粒体功能障碍的帕金森疾病小鼠模型代表了目前可用的散发性PD最佳模型之一,它不仅可以研究复合物 I 缺陷在疾病中的作用,还可以提供一个模型来评估治疗策略的潜力。此外,该模型一个显著特征是多巴胺神经元在几个月中进行性退化,且轴突和胞体退化存在延迟,这种延迟便于详细研究两个不同部位多巴胺损伤所带来的影响。另一个相当大的进步是该模型证实纹状体多巴胺释放减少对于运动缺陷来说是必要而不充分的,也就是说,黑质多巴胺在维持粗大运动方面起着至关重要的作用。原文链接:https://doi.org/10.1038/s41586-021-04059-0https://doi.org/10.1038/d41586-021-02955-z
  • 高校建筑模型打印——南京大学&安庆师范大学
    各位朋友,新一批摩方超高精度3D打印的高校建筑模型出来啦!本轮高校建筑模型有2个,分别来自南京大学和安庆师范大学,以下为实拍图分享~ 同时,欢迎感兴趣的朋友抓住机会参与“免费超高精度3D打印高校建筑模型”活动,免费获取超高精度3D打印母校建筑模型! 模型一:南京大学-现代工程与应用科学学院院楼模型二:安庆师范大学-红楼活动主题:免费超高精度3D打印高校建筑模型第一轮征集时间:2021年6-8月征集方式:请将您所提供的高校代表性建筑三维模型图(仅限stl格式文件)通过邮件的方式,发送至bmf@bmftec.cn即可。(请留下您的姓名、单位、联系方式)模型要求:模型整体的最大尺寸和内部最小细节,相差在500倍以内。活动流程:①在模型征集期间,对于您所提供的模型图,摩方精密技术团队将在7个工作日内进行内部技术评审;②通过评审的模型,将由技术团队安排在3周内通过摩方精密3D打印设备打印出来,免费赠送给您,同时,所打印高校建筑模型将在摩方精密的公众号进行阶段性公示;③截至8月31日,本轮模型征集结束后,摩方精密团队将针对所有经过评审打印出来的高校建筑模型,通过公众号或合作媒体进行全国投票活动,最终参考实际票数情况,评选出本轮高校建筑模型征集活动的优胜奖一/二/三等奖。活动奖项:一等奖:华为WATCH GT2 智能手表,价值1400元二等奖:Kindle电子书阅读器,价值658元三等奖:华为FreeLace Pro蓝牙耳机,价值500元注:①摩方精密技术团队将秉承公平公正公开原则认真对待每一个模型的评审;②高校建筑模型图的版权归提供者所有,摩方精密享有对所打印建筑模型进行宣传推广的权力。
  • Nature | 我国科学家开发融合蛋白质图像和相互作用的细胞多尺度结构模型
    细胞是跨越了至少四个数量级的、复杂而精妙的模块化系统【1】。对细胞内模块化系统的刻画主要有两种方式,一是蛋白质荧光成像,一是蛋白质生物物理特性,这两种方面的技术可以产生大量的数据,但是这两种方式所产生的数据库具有不同的质量和分辨率,通常需要分别进行处理。那如何将两种方式的优点进行同时整合呢?近日,美国加州大学圣地亚哥分校Trey Ideker研究组(第一作者为博士生秦越)与瑞典皇家理工学院以及斯坦福大学Emma Lundberg研究组合作发文题为A multi-scale map of cell structure fusing protein images and interactions,将来自于人类蛋白质图谱(Human Protein Atlas)【2】的免疫荧光图像与BioPlex数据库【3】中亲和纯化结果进行整合,构建了多维度细胞整合图谱MuSIC1.0(Multi-scale integrated cell),对人类细胞中的结构层次进行了统一化的分析,从而解析出69个亚细胞系统,为整合各种各样不同类型的数据来创建全蛋白细胞模型铺平了道路。真核细胞由多种大的组分组成,比如细胞器、凝聚体或者蛋白质复合体,从而形成一个多维度的结构。人类蛋白图谱系统性地对人类细胞中蛋白质在亚细胞结构中定位进行了全面解析,与此同时质谱与亲和纯化(Mass spectrometry combined with affinity purification, AP-MS)技术将临近标记引入蛋白质组学探究之中,从而能够快速检测蛋白和蛋白之间的相互作用。因此,如果能将蛋白质成像与生物物理之间的关联结合起来,便可以对细胞结果进行更进一步地解析。为此,作者们构建了一种机器学习方法,可以将蛋白质成像与生物物理特性进行关联和集成,从而构建一个亚细胞结构组成组分的统一图谱。图1 蛋白质成像与AP-MS数据库整合策略首先,作者们使用深度神经网络(Deep neural network,DNN)对蛋白质图像与相互作用数据进行整合,确定每个平台中蛋白质的坐标,对蛋白质之间的距离进行校准和组合,从而确认在不同维度下蛋白质复合体的组装方式(图1)。这两个全方位的数据库均来自HEK293细胞。作者们对蛋白质配对之间的相互作用距离进行检测,举例来说,来自蛋白质复合体中的蛋白之间相互作用距离少于20nm,而细胞器中的蛋白质之间距离可能会超过1μm。作者们分析了661个蛋白质之间的所有距离,以识别相互接近的蛋白质组分。随着距离的变化,能够产生一个蛋白质多维度结构层次图谱(图2)。由此,作者们发现所构建的MuSIC系统能够以很广的范围对生物系统内的蛋白质相互作用进行测量和捕捉。图2 结构层次图谱建立和检测的流程在建立起该整合图谱后,作者们希望对MuSIC系统进行一个全局性的评估。MuSIC图谱中有370个蛋白以前未在AP-MS实验中用于亲和标记进行相互作用因子的钓取。因此,作者们对134个猎物蛋白进行标记进行AP-MS实验,从而检测到339个相互作用配对,进而对该整合图谱的准确性进行了全面的验证。在MuSIC发现的全新的亚细胞系统中,有一个由七个蛋白质复合体组成的直径估计为81nm的系统,作者们将此系统命名为前体核糖体RNA加工组装复合体(Pre-ribosomal RNA processing assembly,PRRPA)。为了对PRRPA复合体在前体rRNA加工中的作用进行确认,作者们使用siRNA对每个蛋白进行了敲降,发现所有的敲降都会一定程度上破坏核糖体RNA的成熟。另外,作者们使用RNA免疫共沉淀定量qPCR对这些蛋白结合45S前体rRNA的能力进行检测,再次证明了这些蛋白质在前体rRNA加工过程中的作用。同时作者们发现所建立的MuSIC系统也可以对一些蛋白质的功能进行更为全面的认识,包括发现已知蛋白的全新功能和未知蛋白的潜在功能。总的来说,该工作通过汲取蛋白质荧光成像与蛋白质生物物理特性两方面之长构建了多尺度细胞整合图谱MuSIC 1.0,进一步地提高了现有蛋白质荧光图像中信息的分辨率,也为蛋白质相互作用提供了空间维度的信息,为人类细胞中蛋白质组研究提供了更为全面的认识。原文链接:https://doi.org/10.1038/s41586-021-04115-9
  • 最后一周丨超高精度高校建筑模型免费打印
    各位朋友,摩方最新超高精度3D打印的高校建筑模型出炉啦!本轮高校建筑模型有1个,来自中南大学,以下为实拍图分享~ 本轮“免费超高精度3D打印高校建筑模型”活动即将到8月底截止,欢迎感兴趣的朋友抓住最后一周机会参与,免费获取超高精度3D打印母校建筑模型! 中南大学门牌坊活动主题:免费超高精度3D打印高校建筑模型第一轮征集时间:2021年6-8月征集方式:请将您所提供的高校代表性建筑三维模型图(仅限stl格式文件)通过邮件的方式,发送至bmf@bmftec.cn即可。(请留下您的姓名、单位、联系方式)模型要求:模型整体的最大尺寸和内部最小细节,相差在500倍以内。活动流程:①在模型征集期间,对于您所提供的模型图,摩方精密技术团队将在7个工作日内进行内部技术评审;②通过评审的模型,将由技术团队安排在3周内通过摩方精密3D打印设备打印出来,免费赠送给您,同时,所打印高校建筑模型将在摩方精密的公众号进行阶段性公示;③截至8月31日,本轮模型征集结束后,摩方精密团队将针对所有经过评审打印出来的高校建筑模型,通过公众号或合作媒体进行全国投票活动,最终参考实际票数情况,评选出本轮高校建筑模型征集活动的优胜奖一/二/三等奖。活动奖项:一等奖:华为WATCH GT2 智能手表,价值1400元二等奖:Kindle电子书阅读器,价值658元三等奖:华为FreeLace Pro蓝牙耳机,价值500元 注:①摩方精密技术团队将秉承公平公正公开原则认真对待每一个模型的评审;②高校建筑模型图的版权归提供者所有,摩方精密享有对所打印建筑模型进行宣传推广的权力。
  • “蛟龙号”载人潜水器探险4000米深海
    来自国家海洋局的最新消息:21日早上8点,由国家海洋局负责组织的“蛟龙号”载人潜水器5000米海试在东太平洋国际海域试验区成功完成了第一次下潜试验任务,经现场指挥部最终确认,最大下潜深度达到4027米。   21日凌晨3点,海试现场指挥部刘峰总指挥下达了下潜指令,崔维成、叶聪、杨波三名潜航员驾驭着“蛟龙号”载人潜水器开始了下潜任务。4点,下潜深度达到1777.7米,5点26分,达到4027米,潜器抛弃压载铁后开始上浮,7点48分浮出水面,8点回收至甲板。   整个下潜试验历时5个小时,潜航员对潜器水下各项功能进行了试验,工作正常。此次下潜试验的成功,为随后的5000米下潜任务奠定了坚实的基础。   “海洋六号”首席科学家杨胜雄介绍说,完成本次海试任务后,“海洋六号”还将继续开展“蛟龙”号7000米海试选区调查,为“蛟龙”号冲击7000米深度做好准备。
  • 干细胞模型再现人类胚胎早期发育
    据英国《自然》杂志2日发表的一项研究,科学家用人多能干细胞建立了一个模型,可用来研究人类胚胎植入子宫的过程。人胚状体(blastoid)是模拟早期人类胚胎的结构,在研究中能准确再现人类胚胎早期发育的关键阶段,包括黏附在体外子宫细胞上。该模型或有助于推进我们对人类发育早期阶段的认识,以及开发不孕不育的治疗方法或避孕药。  在受精后的一周内,人类胚胎会形成名为胚泡的细胞团,胚泡会植入子宫壁。准确模拟这一发育阶段的模型能支持对胚胎植入和早期发育的研究。利用干细胞构建胚泡的类似物是一种很有前景的方法,但此前的尝试遇到了瓶颈,比如会形成与胚泡不匹配的细胞。  此次,奥地利科学院分子生物技术研究所研究人员尼古拉斯利弗隆及其同事,利用人多能干细胞构建了人胚泡样结构(胚状体)。研究团队鉴定出3个信号通路,抑制它们就能得到有效模拟正常胚泡发育(成功率70%)和能形成正确细胞(成功率97%)的胚状体。  研究报告称,这种人胚状体能在体外特异性地黏附受激素刺激的子宫内膜细胞,让团队能重现直到第13天的围植入期发育过程。  由于该模型效率高、可扩展潜力大。研究人员认为,这种方法能为人类胚胎植入和发育研究提供重要帮助。  干细胞可揭示器官的形成机理,但此前这方面的研究,一直难以帮助我们更深入理解发育胚胎。通常来说,科学家试图培养本身没有干细胞的类器官时,都会用到多能干细胞这种更基本的干细胞类型。科学家既可以从人体胚胎中获得多能干细胞,也可将皮肤细胞或血细胞进行重编程进而培养出干细胞,然后诱导它们模仿特定器官的形成。  不过,这些结构或者说微型器官,通常只复制了真实器官的某些结构和功能而非全部。
  • 速来!活体成像小动物模型开发+数据分析干货分享,锁定iSAI2024
    动物模型在临床前抗肿瘤药物评价体系中发挥着重要的作用。肿瘤动物模型的建立为研究肿瘤发生与转移的机制、筛选和评价抗肿瘤药物的药效提供了有力的工具。一般啮齿类动物小鼠,因为其具有繁育速度快,成本低,可进行基因修饰等诸多优点,基于其构建的各类肿瘤模型构成了临床前治疗性药物筛选的主要工具,而小动物活体成像数据分析被称为连接医学影像与生物医学的重要桥梁。仪器信息网将于2024年6月6日举办“第一届小动物活体成像技术与前沿应用”主题网络研讨会(iSAI2024),全日程现已公布(点击查看)。精彩报告提前知晓!本文为【动物模型开发/数据分析篇】,大会当天将由上海南方模式生物科技股份有限公司经理/副研究员慈磊博士与中国科学院高能物理研究所高级工程师聂彬彬博士两位嘉宾分别就活体成像小动物模型的开发、动物脑成像数据分析及应用展开报告,欢迎踊跃报名参加在线直播!参会报名链接二维码:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/sai240606.html ——03 动物模型开发/数据分析篇——关键词:基因工程小鼠、脑影像数据分析慈磊 经理/副研究员上海南方模式生物科技股份有限公司个人简介:南模生物工业客户部经理,副研究员,同济大学生物学博士,已授权发明专利5项,发表SCI论文10余篇。主要从事小鼠疾病模型构建以及药效评价研究,具有多年肿瘤以及自免类药效模型构建及CRO服务经验,目前负责主持南模生物各类抗肿瘤以及炎症类药物临床前研究项目。大会报告:活体成像小动物模型的开发与应用通过构建报告基因小鼠模型,利用小鼠特异性启动子调控荧光素酶报告基因的表达,结合光学成像系统实时采集小鼠发出的荧光信号,进而追踪活体小鼠中该内源基因的表达。该基因工程小鼠不仅有助于建立针对治疗药物的临床前筛选平台,还可以明确这些基因表达的细胞类型,具有基础科研和临床应用的双重价值。聂彬彬 高级工程师中国科学院高能物理研究所个人简介:中国科学院高能物理研究所,高级工程师,课题组长。中国图学会医学图像与设备专业委员会秘书长;中华医学会核医学分会神经学组委员;中国生物医学工程学会放射学会青年委员会委员。多年来主要从事医学影像数据分析方法的研究及应用工作,作为课题负责人承担了国家自然科学基金四项,中国科学院青年项目一项;作为主要参与人参与了中国科学院先导专项一项,973课题两项,发表SCI论文百余篇。其建立的动物脑成像数据分析平台能够对多种成像模态的猕猴,树鼩,大鼠,小鼠的脑成像数据进行不同的数据处理,该软件平台于2014年起通过邮件注册的方式对外发布,截至目前,已经有150余家国内外单位注册使用。大会报告:动物脑成像数据分析及应用磁共振成像技术和正电子发射断层成像技术能够对动物进行在体成像,能够在正常的生理状态下观察动物的脑结构形态、脑功能活动、脑白质纤维束形态及走向等等,在重大脑疾病的发病机理、药物评估中具有不可替代的作用。脑影像的数据分析是连接医学影像与生物医学的重要桥梁,该报告主要介绍了动物脑成像研究中常用的数据分析方法及应用示例。点击获取稿件提纲为帮助广大实验室用户及时了解小动物活体成像前沿技术、创新产品与解决方案,增强业内专家与仪器企业之间的交流学习,仪器信息网特别组织策划“小动物活体成像技术” 主题约稿活动。欢迎投稿,投稿文章一经采纳,将收录至【小动物成像技术】专题并在仪器信息网相关渠道推广。投稿邮箱:刘编辑liuld@instrument.com.cn电话联系:13683372576(同微信)。
  • 泽泉科技应邀参加作物生长模型高级研讨会2016
    2016年10月27日-29日,上海泽泉科技股份有限公司应邀赴南京参加了“作物生长模型高级研讨会2016”。此次研讨会由江苏省农业科学院农业经济与信息研究所/数字农业工程技术研究中心、中国农业大学资源与环境学院/系统模拟与软件技术实验室、西北农林科技大学水利与建筑工程学院共同主办。会议以作物模型与智慧农业为主题,特邀国内外知名作物模型专家作学术报告,旨在交流和讨论国内外模型建立与发展的经验。 来自南京农业大学、中国农业科学院、中国科学院地理科学与资源研究所、扬州大学、西北农林科技大学等40多家高校和科研单位的百余位专家学者参加了此次研讨会。与会专家围绕水稻、棉花、小麦、玉米、油菜等我国主要的粮食作物和经济作物模型构建及应用进行了深入讨论。模型对作物产量和品质的预测一直是建模工作讨论的热点,近几年来,模型在气候变化对作物的影响等方面的应用备受关注。 会议期间,泽泉科技展示的样机吸引了广大参会人员的眼球,技术人员演示了CI-110数字植物冠层图像分析仪、CI-203手持式激光叶面积仪、CI-690 ROOTSNAP根系分析系统等科研仪器设备的使用操作过程,并与我们的老用户和感兴趣的科研工作者交流了最新研究技术及相关设备的使用技巧和心得等。科研人员现场分享了高通量植物表型-基因型-育种平台AgriPheno的建设及科研服务内容和流程,与会人员反响热烈。泽泉科技的样机、海报以及工作人员的专业素养得到与会人员的一致好评,会议期间收到多位客户的详细咨询和留言。 本次参会得到了会议主办方和与会专家的鼎力支持,上海泽泉科技股份有限公司在此表示衷心的感谢。
  • 大气监测各路精英云集北大 从观测和模型全方位解读源解析技术
    仪器信息网讯 2016年4月15日,由北京大学环境科学与工程学院主办,美国Sunset公司和美国CES公司协办,河北先河环保科技股份有限公司赞助的“大气细颗粒物多组分在线监测及在线源解析研讨会”在北京大学顺利举行。研讨会吸引了来自环境监测站、科研院所等的相关专家学者约330人。北京大学环境科学与工程学院院长朱彤、河北先河环保科技股份有限公司董事长李玉国、中国环境监测总站副站长李国刚  嘉宾致辞上,北京大学环境科学与工程学院院长朱彤、河北先河环保科技股份有限公司董事长李玉国、中国环境监测总站副站长李国刚纷纷表示对如此多的学者参加此次研讨会表示热烈欢迎。李国刚副站长表示此次研讨是及时且有现实需要的,源解析的需求主要体现在时间、空间和物种三个维度上。时间维度上有突发事件的源解析、重污染天气的源解析和一定时间尺度上的源解析 空间维度上有区域内重点排放源的源解析和区域间传输的源解析 物种维度上有细颗粒物、臭氧等不同污染物的源解析。各研究单位和业务部门应充分利用已有的技术装备、方式方法和专家队伍,协同合作,最大程度上满足现实的需求。捐赠仪式—先河环保向北京大学郑玫教授捐赠两台仪器北京大学郑玫教授  此次研讨会由北京大学郑玫教授组织并主持。郑老师从观测和模型两方面邀请各个领域的专家为大家做有关源解析技术的介绍。郑老师首先介绍了目前的源解析框架,并为我们展示了其团队从事的多项源解析的工作。  多种观测手段 多维度了解污染特性  监测仪器是我们了解污染状况对污染进行分析的基础。本次研讨会邀请了中国科学院遥感所陈良富、美国CES公司John Cooper、美国Sunset公司Bob Cary、澳大利亚Ecotech公司曾鸣、先河环保崔厚欣,为大家分别介绍了卫星遥感、在线重金属分析仪、EC/OC分析仪、浊度仪和网格化监测系统等观测手段。中国科学院遥感所陈良富、美国CES公司John Cooper、美国Sunset公司Bob Cary、澳大利亚Ecotech公司曾鸣、先河环保崔厚欣(自左向右,自上向下)  不同的观测手段可以从不同的角度来解释大气污染的情况,如卫星遥感可以在大尺度上观测大气气溶胶光学厚度以及PM10和PM2.5浓度分布 在线重金属分析仪可以通过特定金属元素浓度变化来识别交通源、典型工业源等重要的污染源 EC/OC分析仪可以很好的指示高温燃烧,如烧烤、森林大火等产生的污染物的来源 浊度仪在沙尘暴观测中有很好的应用。网格化监测系统是以维护量少的传感器为主要监测手段,通过高空间密度和高时间密度来大量采集污染源数据,从而较精准、及时地捕捉污染源,如建筑工地、烧烤摊等。  多种预测模型 满足不同解析与预测需求  数据不代表信息,只有经过数学分析形成具有一定规律的结果才能用来支持决策。中国气象科学研究院龚山陵、清华大学张强和邢佳、北京大学蔡旭辉、宋宇和张霖六位专家为我们介绍了多种模型及其应用实例。中国气象科学研究院龚山陵、清华大学张强和邢佳、北京大学蔡旭辉、宋宇和张霖(自左向右,自上向下)  龚山陵介绍了CUACE雾霾预报系统及其在环境气象模拟预报中的应用 张强介绍了由清华大学开发和维护的中国多尺度排放清单模型,并展示了其应用实例-以2013年为基础通过设置不同的治理措施情景来评估京津冀地区在2030年是否能达成其空气目标 邢佳介绍了排放与环境效应之间的响应曲面模型,用来模拟不同排放水平下的各污染物浓度响应 蔡旭辉介绍了源解析中的印痕分析方法,印痕分析偏重于污染来源的物理和几何空间意义,揭示直观的潜在源区 宋宇介绍了常用源解析模型的优缺点并介绍了如何综合利用多种不同的源解析模型来寻找合理的源解析结果 张霖介绍了大气化学模式在细颗粒物源解析领域中的应用。  实战演练 多地区源解析工作大展示  源解析工作在我国已开展了一段时间,各地区和科研结构也做了很多工作。中国环境科学研究院高健、上海市环境监测中心伏晴艳、北京市环境保护监测中心张大伟、南京大学聂玮向大家展示了他们团队的工作。中国环境科学研究院高健、上海市环境监测中心伏晴艳、北京市环境保护监测中心张大伟、南京大学聂玮(自左向右,自上向下)  高健以“颗粒物动态源解析研究进展与应用实例”为题介绍了其团队基于在线观测和模拟的颗粒物动态源解析工作开展过程,并认为实时源解析技术的发展趋势是发挥不同源解析技术方法的各自优势,融合多种源解析方法分析颗粒物污染源类贡献。伏晴艳和张大伟分别以“上海超级站细颗粒物在线监测与在线源解析方法研究”和“基于多维观测的大气污染成因综合分析”为题为大家介绍了上海和北京的源解析设备、技术路线和现有成果。聂玮以“南京大学SORPES站点细颗粒相关的在线监测”为题为大家介绍了南京大学仙林中心站的建设情况、测量参数和已有的研究成果。研讨会现场
  • 我国科学家建立力学拉曼光谱技术的理论模型和实验方法
    近日,南京大学化学化工学院徐伟高、谢代前团队与依托中国科学技术大学组建的中科院量子信息与量子科技创新研究院罗毅、复旦大学段赛等展开合作,从样品振子和局域等离激元光腔的光力学耦合作用出发,提出了力学拉曼光谱技术(mechano-Raman spectroscopy, MRS),建立了力学拉曼散射技术的理论模型和实验方法,相关成果以“Direct characterization of shear phonons in layered materials by mechano-Raman spectroscopy”为题于3月31日在线发表在《自然光子学》杂志上[Nature Photonics (2023)]。纳米尺度界面的力学相互作用携带了原子级界面结构、热传导和光电特性等关键信息,但因其电子-声子耦合效应非常有限,人们无法通过经典振动光谱学方法对其进行直接测量。以层状石墨晶体中的超低频剪切声子为例,具有原子层集体性同向运动的声子振动模式蕴含了晶体全局结构和隐藏界面的独特信息,但由于相邻层间的极化率改变量相互抵消而无法产生可探测的电偶极子辐射。如何有效地获取这一类信息,并将其应用于晶体全局结构表征、表界面相互作用和微观机械振子的测量,当前光谱学领域尚未有很好的解决办法。针对以上挑战,研究团队提出力学拉曼散射技术(图1),在入射光(hν0)激发下,等离激元光腔的极化张量受到频率为νmech机械振子的动态调制,分别产生能量等于hν0-νmech的Stokes信号和hν0+νmech的anti-Stokes信号。在层状晶体的MRS实验中,研究团队发现晶格中原子层的集体性运动可以驱动等离激元金属的周期性运动并产生非弹性散射信号。图1: MRS技术的原理与实验方法图2为3-12层石墨晶格振子的MRS信号和定量的力学耦合效应分析结果,晶格振子和等离激元金属的能量传递决定了等离激元金属的有效位移和MRS信号强度。根据MRS理论,MRS信号强度正比于等离激元金属有效位移的平方,这在16层石墨晶格振子的精确定量分析中得到了印证。图2: 不同层数晶格振子的MRS测量与力学耦合效应的定量分析在光学拉曼光谱中,粒子振动态布居数决定了anti-Stokes和Stokes信号的强度比(IaS/IS),并遵从玻色-爱因斯坦分布。相比于光学拉曼过程,MRS具有显著的无热噪声特征,这表现在:(1)IaS/IS值在整个实验温度区间(77-477 K)始终接近常数1;(2)半峰宽不随温度升高而展宽。这一特点使MRS在振动测量具有独特优势(图3)。研究团队还通过一系列复合振子实验验证了MRS的长程传播行为和隐藏界面探测能力。图3: MRS技术的无热噪声特征两位审稿人对该工作给予了高度评价:“milestone achievement in the Raman spectroscopy field(拉曼光谱领域里程碑式的成就)”;“it is a rare piece of work that represents a landmark in the field of Raman spectroscopy(拉曼光谱领域少有的标志性工作)”。全新的力学拉曼光谱技术将有望应用于晶体全局结构表征、机械振动传感和光的机械调制,并为实现从晶格振子到纳米材料的量子化能量传递等量子光学领域研究提供了新的思路。该工作得到了国家自然科学基金,江苏省自然科学基金,国家重点研发计划等项目的资助。
  • 新型 3D 模型助力科学家揭开癌细胞真面目
    p style=" text-indent: 2em " 科学家开发了一个面向患者的模型,使用这个模型可以更好地理解并最终终止癌细胞的迁移。 /p p style=" text-align: center " img title=" 1.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/10c81cf2-c4cb-4530-b9f8-6feaeccd63bf.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em " 以前,传统的癌细胞研究只能在皮氏培养皿和显微镜载玻片中进行。而现在,研究人员开发了一个新的三维模型,这个模型可模拟更为接近于人体的环境,从而分析癌细胞的复杂性。每天,人体内会产生约1000亿个新细胞。这些新细胞与数以万亿计之前产生的细胞一起形成了我们赖以生存的组织和器官。有时,在细胞产生的过程中,其DNA发生突变,使得细胞存在缺陷并可能会对人体内部环境产生潜在危险。通常情况下,细胞会识别自身的缺陷并很快自行终止。 /p p   但有时候,突变的细胞非但没有自行消除,反而不断复制,从而形成可以分裂、转移(即迁移)并侵入身体其他部分的肿瘤,这种侵入通常是通过血流完成。幸运的是,卡内基梅隆大学机械工程菲利普· 勒迪克(Philip LeDuc)教授和博士生詹姆斯· 李· 万(James Li Wan)及匹兹堡大学乳腺癌研究员卡罗拉· 诺伊曼博士(Dr. Carola Neumann)合作,开发了一个面向患者的模型。科学家可以使用这个模型更好地理解并最终终止癌细胞的迁移。该研究组的研究论文发表在《Scientific Reports》,题为“通过微铣技术在芯片方法中模拟三维癌症的嵌入式脉管系统结构(Mimicking Embedded Vasculature Structure for 3-D Cancer on a Chip Approaches through Micromilling)”。据勒迪克介绍,这个项目的起因是研究人员对物理科学与癌症之间的关系越来越感兴趣。肿瘤实际上就是体内肿块,生化和物理手段都可以对其和癌细胞产生影响。而考虑到这两种手段之间的关系,勒迪克、诺伊曼和万开始关注癌细胞的转移和分析。通过合作,他们能够开发出一种更精确、更相关的研究癌细胞的方法。 /p p   不同于传统上在塑料培养皿中进行的癌细胞分析,研究小组建立了一个能更精确地反映生物体生理条件的三维模型。借助这个模型,科学家们可以在与人体更加相似的环境中发现并分析癌细胞的复杂性。“几十年来,生物学研究都在皮氏培养皿中进行,”勒迪克说,“但问题是,能制造出更有生理学意义的系统吗?我们使用微流体和微制造方法来创建三维系统,这是因为细胞存在于三维组织中,在自然条件下,它们是不会驻留在二维培养皿中的。” /p p style=" text-align: center " img title=" 2.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/06269c72-ca19-4797-bad9-ea2bc94888c7.jpg" /    /p p   一般来说,所谓微流体系统就是在微观水平上传输液体的系统,通常由塑料制成。但是勒迪克、诺伊曼和万想要建立一个更具生理学意义的系统,他们使用了人体内最主要的蛋白质——胶原蛋白来构建他们的微流体系统。“正如菲利普所说,过去我们用塑料培养细胞,用皮氏培养皿研究。”匹兹堡大学药理学和化学生物学副教授诺伊曼说。“但是,人体内是没有任何塑料的。拥有一个模仿生理条件的三维系统更好,能获得更快、更相关的结果。”每个该团队构建的微流体装置包含两个关键组件:模拟传统血管的平行通道和嵌入胶原中的癌细胞浓度集合。 /p p   一旦装置设立成功,通道就会被注入能扩散到周围胶原蛋白的化学刺激剂。随着兴奋剂分子远离通道,产生生物分子梯度。这种梯度能促使嵌入的癌细胞移动,而这种移动往往是向着模拟血管通道的。就病人来说,如果癌细胞进入血液,它们就会转移,并可能形成继发性癌肿瘤。据勒迪克和诺伊曼称,大多数实体瘤患者通常死于肿瘤转移,而非原发性肿瘤本身。这就是为什么科学家首先要弄清楚如何阻止癌细胞发生转移。癌细胞的转移具有从原发肿瘤转移到血液或淋巴系统的能力—— 这一过程需要癌细胞迁移并重塑肿瘤组织以侵入身体的其他部位。所以,为了阻止其转移,科学家需要了解哪些因素能够支持癌细胞的移动和组织重塑。这也就解释了为何勒迪克、诺伊曼和万开发的这个三维系统如此重要。 /p p   “癌症是一种极其异质性的疾病。这就意味着不仅每个患者的癌细胞各不相同,甚至在一个肿瘤内,癌细胞也有所不同。”诺伊曼说。“转移也是如此。根据它们在身体中的位置,每个继发性肿瘤也不相同。”勒迪克、诺伊曼和万相信,研究人员最终会使用他们的系统来检查每个患者的肿瘤以确定每位患者的最佳治疗方法。这个过程最终将有助于使癌症治疗更加个性化和有效。“我们的模型可以作为某个特定患者的模型,”万说。他组织完成了实验室实验并分析了研究结果。“这非常重要,正是由于每个病人的癌症各不相同,才使得它很难治愈。”理想的话,这个由勒迪克,诺伊曼和万开发的三维系统将为研究人员和科学家提供所需工具,以阻止患者癌细胞的转移。 /p p   “如果至始至终,肿瘤只能呆在原位,什么都不能做。这样对病人来说还好。”勒迪克说,“但是一旦它发生转移,一切失控了。我们希望我们的系统能对终止癌细胞转移有所帮助,并且从长远来看,希望它能改善病人的治疗效果。 /p
  • 福斯发布大豆加工工业中生榨豆粕近红外定标模型
    福斯专注于农产品和食品领域,其技术中凝聚了众多专家的智慧与行业经验。与福斯合作过的用户都知道,购买的福斯仪器不仅仅是一台硬件设备,而是一整套解决方案。近期,福斯应用专家们经过长期多个样品的测试,并通过化学计量学工具,开发出了生榨豆粕的近红外定标模型。 该定标模型建立在福斯近红外品质分析仪DA1650和DS2500上使用,所提供的参数包括水分,脂肪和蛋白。豆粕是大豆提取豆油后得到的一种副产品,因蛋白含量高,是作为饲料的主要原料,另外还用于制作食品、化妆品原料等。豆粕中的蛋白含量直接关系到豆粕的质量和使用,水分含量也会影响豆粕存储期。因此监控这些参数对于原料质量把控,按质论价,产品质量控制都有重要作用。 如需了解该定标的详细信息,请致电福斯。联系方式:鄂经理电话:18612999506邮箱:May.E@foss.com.cn 关于福斯 福斯是全球顶尖的食品业及农业产业分析解决方案供应商,帮助生产者实现其生产价值最大化。无论实验室分析还是在线解决方案,福斯采用各种技术从传统的实验室湿化学参照法到先进的近红外(NIR)和X射线等分析技术,满足客户需求。福斯一直处于创新前沿。 超过50000个福斯分析仪器正在全球各地实验室中运行,世界100强食品和农业产业公司中有90多家正在使用福斯的方案。 福斯是一家私有企业,拥有来自世界各地的1200多名员工。福斯在丹麦、瑞典、美国和中国均有制造及研发基地。福斯在25个国家设有销售服务公司及超过70家专业经销商销售福斯方案并提供服务。 福斯公司联系方式 北京:010-6846 7239上海:021-51695953广州:020-3828 8492邮箱:china@foss.com.cn
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