能量转移情况

9月11日，美国化学会杂志JACS 在线发表了中国科学院生物物理研究所王江云研究组的最新研究成果&mdash &mdash 《基因编码非天然氨基酸作为光致电子转移探针扩展荧光蛋白的传感性质》。该研究利用基因密码子扩展技术，实现了在活细胞中编码一系列卤代酪氨酸(3-氯代酪氨酸(ClY)、3,5-二氯代酪氨酸(Cl2Y)、3,5-二氟代酪氨酸(F2Y)、2,3,5-三氟代酪氨酸(F3Y)、2,3,5,6-四氟代酪氨酸(F4Y))，在荧光蛋白中实现了大分子中的光致电子转移现象，基于光致电子转移原理发展了对pH及Mn(III)敏感的荧光传感器。 　　基因编码和荧光蛋白传感器是生物学研究中的重要技术手段。在过去的几十年中，人们已经开发出多种荧光蛋白传感器，用于监测金属离子，pH值，第二信使和翻译后修饰，这对于解析它们在体内信号转导网络中的作用是至关重要的。这些荧光蛋白传感器通常依赖于荧光共振能量转移或者绿色荧光蛋白GFP荧光团酚基的质子化/去质子化来发挥作用。尽管它们现在已被广泛应用，但是在分析物结合前后，这些荧光蛋白传感器的荧光强度变化通常都在两倍以内。相比之下，光致电子转移(photo-induced electron transfer，简称PET)机制开始越来越广泛地被引用到荧光传感器设计中来，最重要的原因在于分析物结合前后，荧光蛋白传感器可以展现出显著的荧光强度变化(通常可以增强10至100倍)。PET同时也是光合作用中的主要反应，PET过程广泛存在于生物系统中，如细胞色素c氧化酶、核苷酸还原酶、DNA光解酶等，其对磁感应等生物过程也具有非常重要的意义。 　　该研究将一系列卤族元素取代的酪氨酸通过基因密码子扩展的手段定点插入到荧光蛋白(iLov2)中，发现在非天然氨基酸与荧光蛋白发光中心FMN之间的发生了快速的光致电子转移，并测量到电子转移发生在0.2 纳秒。通过荧光检测科研人员得到了一系列对pH具有不同响应能力的荧光蛋白突变体，利用该传感器他们检测了细胞质的酸化过程，该传感器将适用于研究活细胞中的pH值变化过程。同时科研人员首次得到了可以基因编码的对Mn(III)敏感的荧光蛋白，这将有利于检测与生物和环境相关的Mn(III)的浓度，为筛选高效的锰过氧化物酶提供了平台，为实现高效的木质素降解及生物质转化提供了研究工具。该研究为蛋白动态构象变化研究提供了新的研究手段，为利用合成生物学手段生产可再生能源提供了新的研究思路，为蛋白设计提供了新的工具。 　　该研究得到科技部国家重点基础研究&ldquo 973&rdquo 计划、国家自然科学基金委员会的资助。 　　 图示：基因编码非天然氨基酸作为光致电子转移探针扩展荧光蛋白的传感性质

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 生物技术发展到如今，各种灵敏的检测方式层出不穷，例如新一代测序技术、质谱技术、荧光定量PCR技术等等。那您的样品处理方式是不是也够“灵敏”呢？您是不是总是扩大反应体系以消除因移液导致的误差？您是不是总是因为试剂成本太高，而降低检测样本量？您是不是因为标准曲线不达标而导致实验重新开始？Echo正是基于为用户提供更准确的移液、节省成本、提高实验结果质量而设计，并采用全新的声波移液技术、非接触式快速准确移液，更匹配现代生物技术需求。 /span br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 声波技术，引领新时代 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " Echo采用声波能量精准地转移液体（Acoustic Droplet Ejection，ADE），无需接触和使用吸头、喷嘴或导管等工具，并保证每一个液滴都只有2.5nL或25nL，同时可实现动态液体分析（Dynamic Fluid Analysis& #8482 ，DFA），通过声能判断液体组成成分、液体高度，进而计算向目标板中转移准确体积所需的能量，实现准确移液。Echo创新的声波移液技术，正在改变生命科学液体处理的格局，其无与伦比的速度、精度、准确性和成本效益正在帮助世界各地的科学家实现更好的科学数据和结果。革命性的声学移液技术正在改变实验室的研究方式，从学术界到制药界，从基础生命科学到转化医学。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/3a3f47ed-ad6b-4f66-a5ae-489b0bf9edd6.jpg" title=" image001.jpg" alt=" image001.jpg" / span style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 卓越的纳升级微量移液 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 声波移液专家Echo技术最初于2000年诞生在加州的Mountain View，到目前已经已经历经近20年的风雨，形成了成熟的技术和应用，并已经获得了63项美国专利和多项其他国际专利。超过20家全球知名药企正在使用Echo，一台Echo一天可以实现75万样本的转移。Echo正在以声波的速度促进科学的发展。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " Echo技术以其独特的超声波能量转移小量体积液体，一经推出便受到广泛关注，并快速获得制药等行业认可。2003年，第一款产品Echo550一经推出即获得认可，并于2004年被《R& amp D》杂志的编辑评选为过去一年进入市场的100个最重要的技术产品之一，而这时Echo的声波移液技术已经获得11项美国专利，并且有超过20多项的专利申请还在递交中。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 耀眼的开端只是开端，而不是顶端。Echo技术及其配套应用还在不断的完善和持续探索中。随后，科学家们针对不同溶液，如活细胞、磁珠、细胞上清、高浓度样品等进行探索，并实现使用Echo技术完成液体转移，同时不会对样品造成损伤。另一方面，科学家们也让Echo实现对液体体积和组分监测，而无需人为干预。与此同时，科学家们还在速度上进行不断的优化，并随后推出Echo555产品，实现每天24小时可处理60万样品，而此时的Echo已经有24项美国专利傍身。并且因Echo采用的是非接触式加样、无需耗材等特点，被认证为绿色科技。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " Echo555的推出标志着更快的速度实现纳升级微量移液，但科学家们还在探索。并针对多种应用推出简单操作软件，如Dose-Response Assay和Cherry Picking等，方便用户快速建立方法和运行。并且，为了满足更加自动化的需求，推出Portrait& #8482 630 reagent multi-spotter系统，其被欧洲实验室机器人兴趣小组 （ELRIG）选择作为其年度技术奖的得主，同时年被《R& amp D》杂志的编辑评选为过去一年进入市场的100个最重要的技术产品之一。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 时间到了2010年，这一年，Echo获得了关键的第40项美国专利，实时优化声波能量以转移任何类型液体，包括未知液体。这时Echo动态液体分析技术（DFA）则完全实现，使Echo可以通过声能判断液体组成成分、母板中液体高度，进而计算向目标板中转移准确体积的液体所需的能量。动态液体分析技术实现实时调节移液参数，在无需重新校准的 情况下补偿液体高度（孔体积）和液体性 质所发生变化带来的影响，实现更加准确、方便的移液。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/2bb5301c-9a44-4959-bbca-f8cd5c268283.jpg" title=" image002.jpg" alt=" image002.jpg" / /p p br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 随后，Echo也没有停止脚步，2011年推出Access& #8482 Laboratory Workstation全自动化处理系统；2013年推出大液滴移液系统Echo525；2014年启动Echo-MS项目，以实现Echo与质谱的联用；2015年推出Echo Combination Screen Software；2018年推出Echo600系列产品，实现更快、更准的移液，并同时可以实现样本库管理；同年，推出Access& #8482 Dual-Robot System (DRS)和Access& #8482 Single-Robot System (SRS)全自动化整合系统；并于2019年加入贝克曼库尔特，成为其自动化产品线的一员，与贝克曼库尔特自动化产品和Genomics试剂一起，为用户提供更完整的解决方案。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 非接触式转移，消除吸头所带来的限制 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " Echo使用一种创新的技术对液体处理进行了变革，这种技术比传统的移液方法产生更快、更准确的结果。有了Echo技术，实验室的科学家们就可以应对用更少的资源做更多事情的挑战。Echo液体处理系统提供了一个简单的操作系统，可以处理多个工作流并生成更快的结果，同时消除了传统的基于吸头的液体处理所带来的限制。随着科学技术的发展，Echo的应用之旅也在不断的前进与完善，以期为用户提供更合适的帮助。目前，Echo已经可以广泛应用于药物发现、基因组研究、癌症研究和个体化用药，具有如下优点： /p ul class=" list-paddingleft-2" style=" list-style-type: square " li p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 无需吸头，非接触式转移，无样本渗漏、残留及交叉污染风险 /p /li li p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 移液量小且精确，减小反应体系，降低试剂成本，节约宝贵样品 /p /li li p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 任意孔间高通量移液，快速进行高度复杂的多组分分析和实验 /span /p /li /ul p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 现代药物发现涉及到药物的潜在靶标识别、化合物筛选、化合物优化以亲和力提高、选择性(以减少潜在的副作用)、功效/效力和代谢稳定性（增加半衰期）等。Echo移液系统因其纳升级小体系移液能力，不仅可以建立更小的反应体系，节省试剂成本，而且可以采用直接稀释，无需进行传统的梯度稀释，避免沿曲线传递误差（残留）的风险，从而获得更加准确的实验结果。因此，Echo可以促进药物发现进程、简化实验方法建立、提高通量、获得更好的实验结果和降低成本，可以广泛应用在ADME-Toxic、生化检测、基于细胞的检测、高通量初筛及复筛、蛋白结晶、RNAi筛选和样本库管理等。同时，Access& #8482 Dual-Robot System (DRS)和Access& #8482 Single-Robot System (SRS)全自动化整合系统适合更自动化和更高通量实验室需求，可实现全自动化样本处理。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/f8580dbf-4735-4c9e-acba-51944731b499.jpg" title=" image003.jpg" alt=" image003.jpg" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " Echo的另一大应用是基因组研究，目前Echo已经应用在基因表达、基因分型、微生物组、qPCR、测序、单细胞基因组和合成生物学等。Echo的纳升移液功能可以降低反应体系几十倍甚至上百倍，使其微量化，同时Echo的非接触式传输也消除了基因组研究中容易导致的交叉污染，以确保可靠和可重复的数据。Echo移液系统和贝克曼库尔特Biomek移液工作站、Genomics试剂一起，可以给用户提供从样本制备、反应体系微量化、产物纯化、试剂耗材等一站式服务。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/05668c79-7be1-48ee-9b58-0a9f36ca02ec.jpg" title=" image004.jpg" alt=" image004.jpg" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " Echo不仅可以促进科学发现，还能帮助发现生命的无限可能。像FIMM, Notable Labs, and SEngine Precision Medicine 这样的科研机构和公司正在使用Echo将个性化医疗从基于测试人群观察到的行为的治疗发展到基于测试个体的治疗研究。Echo系统通过高效的功能筛选、微量移液体积和快速的任意孔对任意孔配药，加速了个性化医疗研究进程。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong Better Together /strong /p script src=" https://p.bokecc.com/player?vid=40A108F341928A9B9C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=700& height=550& playerid=5B1BAFA93D12E3DE& playertype=2" type=" text/javascript" /script p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 加入贝克曼库尔特大家庭的Echo，将集合贝克曼Biomek移液工作站、自动化整合平台和Genomics的优势，为用户提供更加完整的解决方案。敬请期待！欲了解更多信息，请访问贝克曼库尔特官方网站和微信公众号。 /p p style=" text-align: right text-indent: 2em " span style=" font-size: 14px " *以上涉及到所有产品仅用于科研和工业，不用于临床诊断。 /span /p

p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 众志成城，抗击疫情。防控新型冠状病毒感染的肺炎疫情，全国在行动，仪器及检测人也在行动！仪器信息网作为科学仪器行业的专业门户网站，充分发挥科学仪器行业专业媒体资源优势，整合科学仪器及检验检测多方资源，第一时间推出“抗击新冠疫情，仪器人在行动”专题，全力支援疫情抗击工作。 /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 为充分展现科学仪器及分析测试人不惧怕任何困难和挑战，在各自岗位上以实际行动支持抗击肺炎疫情的奉献精神， strong 现特别面向科学仪器及分析测试行业各界人士广泛征集抗击新型肺炎的正能量的故事 /strong ，希望科学仪器及分析测试行业的你能拿起手中的笔或手机，以图文或视频的形式记录身边正在发生的，在这场疫情防控战中值得铭记的历史时刻。 /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 你可以把你的想法或你的所见所闻写成一段文字；或是在此次抗击疫情过程中真实经历的故事，以图文或视频形式记录下来这些场景和画面。 /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 投稿征集的优秀作品已经采纳，将在仪器信息网“抗击新冠疫情，仪器人在行动”专题中体现，更有机会在仪器信息网微信公众号刊出，赶快参与吧！ /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " strong 征稿要求 /strong ：必须与“抗击新型肺炎”主题相关，且具有正能量和真情实感 稿件体裁不限，字数不限，图文或者视频均可。 /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " strong 截稿日期 /strong ：即日起至2020年3月31日 /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " strong 投稿方式 /strong ： /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 1、 微信加微信号“15650770053”好友，发送稿件内容；& nbsp /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 2、 将相关文字、图片或视频发送至邮箱lizk@instrument.com.cn（邮件主题注：“抗击新冠疫情，仪器人在行动”征文内容）；如有疑问请致电：15650770053（李女士）。 /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " span style=" text-indent: 2em " 注意：投稿时请留下您的姓名和联系方式，方便我们核实事件细节，确保发布内容的真实性和准确性。 /span /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 0em text-align: right " 仪器信息网 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 0em text-align: right " 2020年2月2日 /p p style=" text-indent: 2em " 更多内容请点击下图进入《抗击新冠疫情& nbsp 仪器人在行动》专题查看。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 550px height: 123px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/bcd631c0-edd7-48ac-b682-3db05d0ff488.jpg" title=" 专题banner.png" alt=" 专题banner.png" width=" 550" height=" 123" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 580px height: 1128px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/a1e2c8b6-20ca-427d-879e-25260969c2d9.jpg" title=" 535.png" alt=" 535.png" width=" 580" height=" 1128" border=" 0" vspace=" 0" / /p

蓝藻又称蓝绿藻、蓝细菌，是最原始、最古老的藻类植物之一。由于蓝藻对高温、低光强和紫外线均有适应性，同时可以过量摄取无机碳和营养物质，受氮、磷等元素污染后易大面积爆发引起水体富营养化。 蓝藻能产生各种天然毒素，主要是环肽、生物碱和脂多糖内毒素，致毒类型包括肝毒性，神经毒性，细胞毒性，遗传毒性，皮炎毒性等。 实验室采用酶联免疫吸附测定（ELISA）和荧光定量聚合酶链式反应（qPCR）分别对样品中所含目标毒素及物种丰富度进行检测。 为了获取更直接的数据，公司改装了一台可直接进入现场实时检测的“移动式监测车”，“移动式监测车”还原了实验室的基本布局，装有qpcr洁净操作台、存储冰箱、耐酸碱实验桌面、防火地板、水槽及回收水水槽等。实验桌上装有可调节大小的固定条用于固定ELISA酶标仪和qCPR仪等设备。“移动式监测车”可实现：▸更及时地在采样完成后对样品进行预处理以及检测，使检测数据更具时效性。▸避免了长途采样时，样品储存长时间对检测结果的影响。▸减少运送时间、减少外部微生物影响及水样中微生物降解的状况。▸提供更直接、更准确的环境检测报告。蓝绿藻实时快速监测的重要意义1. 对水体中蓝绿藻生长及毒性情况进行实时快速高效的监测并实现对蓝绿藻水华爆发的快速预警。2. 预测各水体潜在的蓝绿藻水华爆发程度及毒性程度，为有关部门实施蓝绿藻水华爆发的监测和预防提供具体的信息和方向。3. 对饮用水、娱乐用水等进行准确快速的监测，杜绝微生物及毒素带来的危害，确保用水安全。4. 推动ELISA和qPCR技术在环境监测方面的运用，一定程度上弥补传统监测手段的不足。延伸阅读：蓝绿藻实时快速监测方法➤酶联免疫吸附测定（ELISA） ELISA方法的基本原理是酶分子与抗体或抗体分子共价结合，此种结合不会改变抗体的免疫学特性，也不影响酶的生物学活性。此种酶标记抗体可与吸附在固相载体上的抗原或抗体发生特异性结合。滴加底物溶液后，底物可在酶作用下使其所含的供氢体由无色的还原型变成有色的氧化型，出现颜色反应。因此，可通过底物的颜色反应来判定有无相应的免疫反应，颜色反应的深浅与标本中相应抗体或抗原的量呈正比。此种显色反应可通过ELISA检测仪进行定量测定，这样就将酶化学反应的敏感性和抗原抗体反应的特异性结合起来，使ELISA方法成为一种既特异又敏感的检测方法。 川源-同济微生物技术研发中心运用上述ELISA方法，针对蓝藻爆发水体中常见的三种藻毒素：微囊藻毒素、拟柱孢藻毒素和蛤蚌毒素开发了合理高效快速的检测方法及流程，能够在1至2小时内完成对待测样品中毒素浓度的检测。➤荧光定量聚合酶链式反应（qPCR）-Taq-Man探针法 实时荧光定量PCR （Quantitative Real-time PCR）是一种在DNA扩增反应中，以荧光化学物质测每次聚合酶链式反应（PCR）循环后产物总量的方法。通过内参或者外参法对待测样品中的特定DNA序列进行定量分析的方法。qPCR是在PCR扩增过程中，通过荧光信号，对PCR进程进行实时检测。由于在PCR扩增的指数时期，模板的Ct值和该模板的起始拷贝数存在线性关系，所以成为定量的依据。 实时荧光定量PCR分为：SYBRGreen法和TaqMan探针法两类。本实验室运用TaqMan探针法，目前所有的探针法qPCR的理论基础都是利用了荧光共振能量转移现象，探针上存在一对能产生荧光共振能量转移的基团，利用PCR反应中的一些过程（酶切，杂交等），使两个基团的距离产生变化，使系统中的荧光强度或者荧光种类发生变化，这种变化又与PCR产物的种类和量有直接关系，通过检测这种变化，我们就可以检测出PCR反应体系中产物的种类和量。 本实验室所用的Taq-Man探针法是最经典的探针方法，设计一条与扩增产物能互补杂交的探针，在探针的5’端标记荧光基团（供体），在探针3’端标记淬灭基团（受体），当探针完整时，荧光基团和淬灭基团距离很近（探针长度）因荧光共振能量转移，荧光基团在入射光激发下不发出荧光。PCR反应进行时，探针杂交在扩增产物上，当引物介导的延伸反应到达探针位置时，因taq酶拥有5’-3’的外切酶活性，会从5‘端切割（水解）探针，从而使5’端的荧光基团和3’端的淬灭基团分离，使它们的间距超过10nm，超出荧光共振能量转移的范围，荧光基团此时在合适入射光的作用下，就能发出自身波长的荧光。探针杂交是特异性的，所以荧光的种类和量能特异性的代表目标产物的种类和量。 川源-同济微生物技术研发中心采用针对产毒微囊藻特有的毒素合成酶基因中的mcyB基因设计的引物，并运用Taq-Man探针法对样品中mcyB基因进行定量分析。此方法能够在1小时内完成对待测样品中产毒微囊藻含量的检测。

近日，大连化物所光电材料动力学研究组 (1121组) 吴凯丰研究员与杜骏副研究员团队在量子点—有机分子能量传递机制与应用的研究中取得新进展，采用低毒性的CuInSe2量子点结合并四苯分子，实现了该类杂化体系在近红外波段的热延迟发光。研究团队前期对量子点—有机分子的三线态能量转移（TET）机制研究表明，通过提升量子点与分子间的波函数交叠，在较低能量转移驱动力的条件下，仍可获得较高的TET效率。根据化学热力学平衡，在这种情况下，从分子三线态回到量子点激子态的吸热反向传能（rTET）速率也较快。当rTET速率远大于三线态本身衰减速率时，大多数三线态都会重新回到量子点激子态辐射出延迟发光（TADPL），原理上类似于有机分子中的热活化延迟荧光现象（TADF）。团队前期也观测到可见波段的TADPL（ACS Energy Lett.，2021），并揭示了其熵调控机制（JPCL，2021）。近红外光在生物成像、光纤通讯、国防安全等诸多领域具有重要意义。基于量子点—有机分子杂化体系的近红外TADPL迄今未见报道，其根本难点在于有机分子的能隙定则：能量越低的激发态，其非辐射衰减速率一般越快。这就要求rTET的速率足够快，才能与之有效竞争。针对该难题，团队通过同时优化量子点和三线态受体分子的手段，采用低毒CuInSe2-并四苯的体系，观测到近红外波段（约900nm）的TADPL。研究发现，在室温下TADPL寿命达到60微秒，相比于CuInSe2量子点激子态的寿命提升了3个数量级。得益于量子点本身高达40%的发光效率，TADPL的量子效率可达9%。这些参数可媲美可见光波段的TADPL体系。得益于CuInSe2量子点无重金属的优势，该体系相比传统的铅基近红外量子点可能具有更好的应用前景。吴凯丰团队近年来致力于量子点与有机分子间的电荷/能量转移动力学研究：揭示了量子点与有机分子电荷转移中的累积电荷效应（JACS，2018；JACS，2018），并在单电荷转移体系中观测到Marcus反转区间（Nat. Commun.，2021）；揭示了量子点尺寸和分子构型对三线态传能的影响及其物理机制（JACS，2019；Angew，2020）；建立了电荷转移介导三线态传能的各类新机制（Nat. Commun.，2020；JACS，2020；Nat. Commun.，2021），并阐明了电子自旋在其中起到的关键角色（JACS，2020；Chem，2022）；面向实际应用开发了低毒性的CuInS2、InP和ZnSe等量子点作为各波段的三线态敏化剂（JACS，2019；JACS，2020；ACS Energy Lett.，2022）；探索了这些电荷/能量转移机制在光催化合成中的新型应用（Chem，2021；Angew，2022；Angew，2022）。上述最新工作以“Thermally Activated Delayed Near-Infrared Photoluminescence from Functionalized Lead-Free Nanocrystals”为题，发表在《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）上，并被选为VIP（Very Important Paper）文章。该工作的第一作者是大连化物所1121组博士后何山。该工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中科院稳定支持基础研究领域青年团队计划等项目的资助。

近日，大连化物所光电材料动力学研究组 (1121组) 吴凯丰研究员与杜骏副研究员团队在量子点—有机分子能量传递机制与应用的研究中取得新进展，采用低毒性的CuInSe2量子点结合并四苯分子，实现了该类杂化体系在近红外波段的热延迟发光。研究团队前期对量子点—有机分子的三线态能量转移（TET）机制研究表明，通过提升量子点与分子间的波函数交叠，在较低能量转移驱动力的条件下，仍可获得较高的TET效率。根据化学热力学平衡，在这种情况下，从分子三线态回到量子点激子态的吸热反向传能（rTET）速率也较快。当rTET速率远大于三线态本身衰减速率时，大多数三线态都会重新回到量子点激子态辐射出延迟发光（TADPL），原理上类似于有机分子中的热活化延迟荧光现象（TADF）。团队前期也观测到可见波段的TADPL（ACS Energy Lett.，2021），并揭示了其熵调控机制（JPCL，2021）。近红外光在生物成像、光纤通讯、国防安全等诸多领域具有重要意义。基于量子点—有机分子杂化体系的近红外TADPL迄今未见报道，其根本难点在于有机分子的能隙定则：能量越低的激发态，其非辐射衰减速率一般越快。这就要求rTET的速率足够快，才能与之有效竞争。针对该难题，团队通过同时优化量子点和三线态受体分子的手段，采用低毒CuInSe2-并四苯的体系，观测到近红外波段（约900nm）的TADPL。研究发现，在室温下TADPL寿命达到60微秒，相比于CuInSe2量子点激子态的寿命提升了3个数量级。得益于量子点本身高达40%的发光效率，TADPL的量子效率可达9%。这些参数可媲美可见光波段的TADPL体系。得益于CuInSe2量子点无重金属的优势，该体系相比传统的铅基近红外量子点可能具有更好的应用前景。吴凯丰团队近年来致力于量子点与有机分子间的电荷/能量转移动力学研究：揭示了量子点与有机分子电荷转移中的累积电荷效应（JACS，2018；JACS，2018），并在单电荷转移体系中观测到Marcus反转区间（Nat. Commun.，2021）；揭示了量子点尺寸和分子构型对三线态传能的影响及其物理机制（JACS，2019；Angew，2020）；建立了电荷转移介导三线态传能的各类新机制（Nat. Commun.，2020；JACS，2020；Nat. Commun.，2021），并阐明了电子自旋在其中起到的关键角色（JACS，2020；Chem，2022）；面向实际应用开发了低毒性的CuInS2、InP和ZnSe等量子点作为各波段的三线态敏化剂（JACS，2019；JACS，2020；ACS Energy Lett.，2022）；探索了这些电荷/能量转移机制在光催化合成中的新型应用（Chem，2021；Angew，2022；Angew，2022）。上述最新工作以“Thermally Activated Delayed Near-Infrared Photoluminescence from Functionalized Lead-Free Nanocrystals”为题，发表在《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）上，并被选为VIP（Very Important Paper）文章。该工作的第一作者是大连化物所1121组博士后何山。该工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中科院稳定支持基础研究领域青年团队计划等项目的资助。

近日，大连化物所催化国家重点实验室分子催化与原位表征研究组（503组）李灿院士、范峰滔研究员等在液相原位电化学成像的研究方面取得新进展，实现了电催化过程中电荷转移过程的纳米尺度直观成像，直接观察到金属电极在微纳尺度存在空间差异的界面内电势差，突破了人们在传统电化学方面对电子转移过程的认识。　　电化学反应的内在驱动力是电化学势，而电化学势的决定因素是界面内电位差，即电子转移情况。如何探测界面电势的局域分布，揭示其与电子转移动力学之间的内在关系对于纳米催化剂的反应机理的认识至关重要。一直以来，研究人员就设想通过纳米探针观测反应过程的电子转移情况，但该尺度下的电流极其微弱，常常受到外界噪音干扰。另外，液相中化学物种的扩散过程常常使电化学成像难以稳定。更重要的是，在电催化过程中，催化反应与电子转移过程卷积在一起，使得该电子转移过程难以直接探测。　　本工作中，李灿团队建立了具有纳米级空间分辨率的原子力显微镜和扫描电化学成像联用的表征方法。该方法利用纳米探针的移动扫描测量了能够转移电子的外球电对分子和催化产物分子的局域分布，实现了对电子转移过程和电催化反应过程的原位反应成像。在金属纳米颗粒上的电子转移成像发现，该过程呈现位点依赖的空间异质性，突破了人们对金属电极上电子转移过程的微观认识。同时，通过解耦传质效应对界面电子转移的干扰，数学建模的有限元方法提取速率常数和内电势差测量等一系列精细的实验，揭示了空间差异的界面内电势差与电子转移速率常数对数间的线性关系。该方法在电化学领域对电子转移过程和催化反应实现原位观测，对原位成像技术的发展以及电催化过程机理探测方面提供新思路。　　国际同行认为，该工作是原位扫描电化学探针技术的一个新里程碑，这也使人们可以从物理化学底层原理出发，发现纳米催化剂的结构—性能关系。　　李灿团队长期致力于太阳能光催化、光电催化、电催化以及催化光谱表征的前沿科学研究，取得了系列成果，特别是利用自主研发的空间分辨的表面光电压显微镜对光催化剂表面光生电荷给出了可视化图像，在国际上最早将其应用到微纳尺度光催化材料电荷分离的成像研究（Angew. Chem. Int. Ed., 2015；Nature Energy, 2018；Angew. Chem. Int. Ed., 2020等）中。　　相关研究成果以“Visualizing the Spatial Heterogeneity of Electron Transfer on a Metallic Nanoplate Prism”为题，发表在《纳米快报》（Nano Letters）上。该工作的第一作者是大连化物所503组博士研究生聂伟。该工作得到国家自然科学基金委，“人工光合成”基础科学中心项目、中科院和大连化物所等相关项目的资助。　　文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c03529

为帮助广大用户及时了解日益丰富多样的酶标仪检测技术，仪器信息网特别盘点了酶标仪主流检测技术，分为上、下两篇，以飨读者。回顾查看：技术流派解析：带你重新认识酶标仪（上）（点击查看）本期将为广大用户盘点荧光共振能量转移（FRET）、生物发光共振能量转移（BRET）、时间分辨荧光(TRF)、匀相时间分辨荧光(HTRF)及Alpha检测5种酶标仪检测技术。5.荧光共振能量转移（Fluorescence Resonance Energy Transfer,FRET）1948年，Foster首次提出荧光共振能量转移（FRET）理论，指两个荧光基团间能量通过偶极-偶极耦合作用以非辐射方式从供体(Donor)传递给受体(acceptor)的现象（如图所示）。FRET原理示意图（图源网络）想要实现FRET，荧光供体和受体分子必须满足以下几个前提条件：（1）供体分子的发射光谱和受体分子的吸收光谱须有一定程度的重叠，一般大于30%(重叠越多，FRET效果越好）；（2）供体分子和受体分子间的距离须小于10nm（一般为7～10nm）；（3）供体分子和受体分子的共振方向须平行或近似平行。FRET主流的荧光探针主要有三种：荧光蛋白、传统有机分子和镧系元素。典型应用：蛋白结构和构象改变、蛋白的空间分布和组装、受体/配体相互作用、核酸结构和构象改变、脂类的分布和转运、膜蛋白的研究、核酸检测等应用。6.生物发光共振能量转移（Bioluminescence Resonance Energy Transfer,BRET）生物发光能量共振转移（BRET）检测原理与FRET类似，不同的是供体产生生物发光来激发受体荧光分子，无需激发光，背景更低，也避免了光漂白和自发荧光等问题。BRET原理示意图（图源网络）BRET于1999年首次报道，但由于使用荧光素酶导致信号强不足，因此BRET检测的灵敏度和动态范围较低。2015年，Promega公司完成了重大技术升级，将BRET技术带入了一个新的阶段：NanoBRET。与传统BRET检测相比，NanoBRET检测获得的光谱叠加更佳、信号更强且背景更低。典型应用：活细胞中蛋白质-蛋白质相互作用。7.时间分辨荧光（Time-resolved fluorescence,TRF）时间分辨荧光（TRF）是一种高级荧光检测技术，使用镧系金属做荧光标记（其荧光比普通荧光持续时间更长，普通荧光的半衰期为纳秒级，镧系元素的半衰期是毫秒级。），利用荧光分子之间荧光寿命的差异来分离所需的荧光信号。与传统荧光检测方法相比，TRF具有灵敏度高、样品制备简单、检测重复性好的优点。常规TRF技术包括荧光寿命成像（Fluorescence Lifetime Imaging，FLIM）技术和时间分辨荧光免疫分析（Time-Resolved Fluoroimmunoassay，TRFIA）技术。其中TRFIA技术是将时间分辨荧光与免疫分析技术相结合，以三价镧系元素离子或其螯合物，例如铕（Eu）、铽（Tb）、钐（Sm）和镝（Dy）为标记物，来代替常用的荧光物质对抗原抗体进行标记，并使用带有时间分辨荧光检测功能的仪器（如酶标仪）来对荧光强度信号进行检测，最终绘制标准荧光曲线，定量分析待测物的浓度。TRFIA原理示意图（图源网络）典型应用：GPCR测定、激酶测定、细胞因子和生物标志物检测、细胞代谢、蛋白质-蛋白质相互作用、受体-配体相互作用、药物发现、高通量筛选等。8.均相时间分辨荧光（Homogeneous Time-Resolved Fluorescence,HTRF）均相时间分辨荧光（HTRF）是基于TRFIA技术衍生出的新技术，将TRF技术和FRET技术相结合，能量供体选择镧系元素铕（Eu）和铽（Tb）的穴状化合物，交联别藻蓝蛋白（cross-linked APC）或小分子荧光探针d2）作为受体，当供体和受体距离足够近时，供体被一个能量源激发，可以引发能量转移到受体，使其在特定波长发出荧光，用于检测生物分子之间的相互作用。HTRF原理示意图（图源网络）检测时，通过延缓检测时间，让短寿命的荧光衰变掉后，再检测荧光强度，消除背景荧光的干扰。同时HTRF技术在均相（溶液）中一步反应，无需包被、封闭、洗涤等繁琐的操作步骤。因此该技术具有背景低、特异性好、操作简单、体系稳定等优点。典型应用：GPCRs配体结合、细胞水平的蛋白激酶实验、蛋白磷酸化、生物治疗药物研发、蛋白互作、生物因子或者趋化因子等。9.放大化学发光亲和均相检测（Amplified Luminescent Proximity Homogeneous Assay Screen，AlphaScreen）放大化学发光亲和均相检测（AlphaScreen）是基于Ullman在1994年开发的LOCI (Luminescent Oxygen Channeling Assay)技术发展而来。简单来说，AlphaScreen是以微珠为基础的匀相发光能量转移技术。人们习惯性将AlphaScreen技术和AlphaLisa技术统称为ALPHA技术。AlphaScreen技术需要两个由不同的化学混合物组成的微珠，分别为供体微珠（Donor beads）和受体微珠（Acceptor beads）。其中供体微珠包含了光敏剂苯二甲蓝(Phthalocyanine)，在680nm激光的照射下，它周围环境中的氧分子转化成一种高能活跃的氧状态-单体氧(Singlet Oxygen)。单体氧可以在溶液中扩散高达200nm的距离。如果在该范围内存在受体微珠，单体氧就会触发受体微珠的二甲基噻吩衍生物，继而通过激发一系列的化学反应，最终在520-620nm产生光信号，从而达到检测目的。AlphaScreen原理示意图（图源网络）区别于AlphaScreen，AlphaLisa受体珠使用铕螯合物作为最终的荧光团，在615nm处以较窄的峰发射光。即AlphaLisa受体珠不太容易受到缓冲成分或其他吸收520-600nm光的化学物质的干扰。AlphaScreen和AlphaLisa受体珠的发射光谱（图源网络）典型应用：GPCR 测定、激酶测定、细胞因子定量、生物标志物检测、细胞信号传导、蛋白质-蛋白质相互作用、药物发现、高通量筛选等。想要快速了解多功能酶标仪品牌型号，请关注仪器信息网【仪器优选—酶标仪】栏目。它是科学仪器行业专业导购平台，旨在帮助仪器用户快速找到需要的仪器设备。多功能酶标仪（点击进入）以上就是荧光共振能量转移（FRET）、生物发光共振能量转移（BRET）、时间分辨荧光(TRF)、匀相时间分辨荧光(HTRF)和Alpha检测5种酶标仪检测技术盘点。希望本篇盘点对您有所帮助，如有技术干货、科研成果、酶标仪仪器使用心得等内容，欢迎相关行业朋友投稿。投稿邮箱：zhaoyw@instrument.com.cn。参考资料：1. Fluorescence resonance energy transfer in revealing protein-protein interactions in living cells2. Illuminating insights into protein-protein interactions using bioluminescence resonance energy transfer (BRET)3. 浅谈时间分辨荧光技术：https://mp.weixin.qq.com/s/GfOrqrOpP2JTjY7DWP2-eQ4. HTRF Assay Principle：www.cisbio.net/content/htrf-technology-basics5. The use of AlphaScreen technologyin HTS: current status

【科学背景】随着纳米技术的迅猛发展，科学家对于在纳米尺度下进行光谱分析的需求日益增加。尤其是在材料科学和纳米结构研究领域，对于在纳米尺度下了解材料的结构、性质和相互作用的需求十分迫切。然而，传统的光谱技术往往受到分辨率的限制，难以满足对于纳米尺度下样品的要求。原子力显微镜-二维红外光谱（AFM-2DIR）的出现引起了科学家的广泛关注。这一技术结合了原子力显微镜（AFM）的高空间分辨率和二维红外光谱（2DIR）的丰富光谱信息，能够在纳米尺度下进行光谱分析。2DIR是一种时间域的二维红外光谱技术，通过扫描一系列飞秒红外脉冲来提供丰富的光谱信息，揭示分子结构、非谐性、耦合和能量转移等信息。然而，传统2DIR技术的空间分辨率受到阿贝衍射极限的限制，无法满足对于纳米尺度下样品的要求。因此，科学家们开始探索将AFM与2DIR技术相结合的可能性，以克服空间分辨率的限制。之前的研究已经证明，基于AFM的红外（AFM-IR）技术可以通过机械光热检测实现纳米尺度下的红外成像。然而，将AFM与2DIR技术整合起来的研究还比较少见。为了解决这一挑战，美国里海大学Xiaoji G. Xu教授团队在“Nature Nanotechnology”期刊上发表了题为“Atomic-force-microscopy-based time-domain two-dimensional infrared nanospectroscopy”的最新论文。本研究团队开发了一种新的纳米光谱学方法，即AFM-2DIR。该方法利用样品对红外脉冲序列的光热响应来实现空间分辨的红外光谱分析，克服了传统2DIR技术的空间分辨率限制。通过选择适当的信号提取机制，研究团队成功地将AFM与2DIR技术相结合，实现了在纳米尺度下对样品的光谱分析。通过该方法，研究团队成功揭示了样品中羰基振动模式的非谐性，以及在氮化硼等材料中声子极化子的能量转移途径。这一研究填补了纳米尺度下光谱分析技术的空白，为材料科学和纳米技术领域的研究提供了强大工具。【科学亮点】1. 本文首次实现了AFM-2DIR技术的集成：研究人员首次将原子力显微镜（AFM）与二维红外光谱（2DIR）相结合，创造了一种新的纳米光谱学方法。2. 利用光热响应进行光谱分析：该方法利用样品对红外脉冲序列的光热响应，结合峰值力红外（PFIR）显微镜提取光热信号，实现对样品的纳米尺度光谱分析。3. 揭示了样品的分子结构和能量传输：通过实验，研究人员成功揭示了样品中羰基振动模式的非谐性，并阐明了氮化硼（hBN）中声子极化子的能量传输途径。4. 结果丰富而有前景：通过该技术，研究人员得以在纳米尺度下探索样品的分子结构、振动非谐性和能量传输过程，为纳米材料和异质结构的光谱分析提供了新的研究手段。【图文解读】图1：具有峰值力红外peak-force infrared，PFIR检测的原子力显微镜 atomic force microscopy，AFM-二维红外光谱two-dimensional infrared spectroscopy，2DIR方法的操作流程。。图2. 羰基振动模式的2D-PFIR光谱表示。图3. 在h10BN薄片中，双曲声子极化激元phonon polaritons (PhPs) 的实空间映射和解释。图 4. 揭示能量转移h10BN的2D-PFIR光谱。图5: 在h10BN中，声子极化激元PhPs的传播特性和能量传递路径。【科学结论】原子力显微镜-二维红外光谱（AFM-2DIR）将在研究红外能量转移和模式耦合等问题上具有独特的优势，特别适用于异质纳米材料和结构。传统的二维红外光谱学在空间精度上存在不足，而AFM-2DIR则能够克服这一问题。其应用包括但不限于以下几个方面：1. 空间和光谱研究蛋白质二级结构；2. 聚合物的纳米相分离以及分子与声子/等离激元结构之间的模式耦合的调查；3. 在定制结构的双折射材料中极化子的能量转移研究，以及在低温下的研究；4. 识别振动模式的非谐性和能量转移对于研究异质催化反应中的反应性分子和中间体也是有益的。此外，AFM-2DIR还可以通过脉冲整形来生成相位稳定的脉冲序列，从而减少扫描时间。序列中的脉冲数量可以从三个扩展到四个，即在t1和t2之间引入等待时间τ，以进一步解读能量转移的时间尺度。类似的原子力显微镜光热检测也可以应用于可见频率，从而允许在光伏领域进行电子跃迁的原位研究。文献信息：Xie, Q., Zhang, Y., Janzen, E. et al. Atomic-force-microscopy-based time-domain two-dimensional infrared nanospectroscopy. Nat. Nanotechnol. (2024).https://doi.org/10.1038/s41565-024-01670-w

据美国时间7月5日报道：分析仪器专业制造商德国伯托(Berthold Technologies)公司近日推出了第二代多标签TriStar酶标仪。据悉，该款仪器使用范围主要包括：酶活性、吞噬作用、钙通量、细胞活力、凋亡、免疫化验、蛋白质和DNA浓度等测量。 　　据具体了解，TriStar酶标仪具有ALL-4-ONE光学概念专利，第一次实现了冷光、荧光和吸光测量，这台仪器的特点在于一个具有荧光发光测量时极低噪音的通用型探测器。同时，二代TriStar酶标仪还具有对荧光共振能量转移(FRET)和生物发光共振能量转移(BRET)的能力。与一代产品相比，其拥有更强的荧光检测极限，具体为每股小于6*10^-18摩尔的腺苷三磷酸(ATP)，以及每股小于0.3*10^-15摩尔的荧光素。 　　另据了解，德国伯托经过50多年的努力，已经成为世界知名的发光检测分析仪生产商，公司产品及业务主要有：发光仪、微孔板发光仪、发光仪、荧光检测仪、光度计、发光成像系统、高压液相色谱用的放射性同位素检测器、伽伽玛计数器、机械手臂、辐射防护监测仪等。

预计到2019年，全球活细胞成像市场将达54.5亿美元, 2014年该市场规模为35.7亿美元, 2014年到2019年之间的复合年增长率为8.8%。 　　市场的主要贡献来自于北美,其次为欧洲、亚洲和世界其他地区。在此期间预计亚洲增长速度最快。 　　活细胞成像包括利用显微镜和高内涵筛选系统获得的活细胞图像的研究。它已经成为单细胞生物机制和动态功能研究的受欢迎的分析工具。 　　全球市场可以按照产品、技术、应用和地区进行划分。基于产品，市场可以划分为设备、耗材、软件。2014年,设备部分占的市场份额最大。设备可以进一步划分为显微镜、独立的系统、细胞分析仪、影像捕获设备。2014年活细胞成像设备市场中,显微镜占比最大。耗材进一步划分为检测试剂盒、试剂、培养基等。其中，检测试剂盒占了耗材市场最大的份额。 　　在技术方面, 活细胞成像市场可以划分为荧光共振能量转移(FRET)，荧光原位杂交(FISH)，高内涵分析(HCA)，荧光光漂白恢复(FRAP)，比率成像、全内反射荧光显微术(TRIF)，多光子激发显微镜(MPE)以及其他技术。荧光共振能量转移(FRET)技术占最大的市场份额。 　　根据应用,活细胞成像市场可以划分为细胞生物学、干细胞、发育生物学和药物发现。2014年，细胞生物学市场份额最大。 　　有望刺激这个市场的关键因素包括：全球单克隆抗体需求的增加、制药和生物技术公司研发支出的上升。此外，新兴的亚洲市场,高内涵筛选逐渐成为主要的筛选手段，个性化医疗中活细胞成像技术应用的增加等可能会给市场带来巨大的机遇。然而，高内涵筛选系统的成本和知识渊博的专业技能人员的缺乏等可能会阻碍这个市场的增长。 　　全球市场中主要的厂商包括Carl Zeiss AG (Germany)、Leica Microsystems (Germany)、 Nikon (Japan)、 Molecular Devices (U.S.)、 PerkinElmer.(U.S.)、 GE Healthcare (U.K.)、 Becton, Dickinson and Company (U.S.)、Olympus Corporation (Japan)、 Sigma-Aldrich (U.S.)、Thermo Fisher(U.S.).

p & nbsp & nbsp 低维有机晶态材料具有规整度高和结构缺陷少的特点，是揭示材料本征特性和构筑高性能光电器件的最佳选择之一，近年来在有机半导体电子学和纳米光子学等方面取得重要应用。考虑有机分子的组装特点，通常使用具有较强分子间作用力的平面型有机分子来制备高规整度的低维晶体。相比较，钌、铱等过渡金属配合物虽然被广泛用于多种光电领域，但因其溶解性较差和分子结构非平面型的特点，相关低维晶态材料的可控制备鲜有报道。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 在国家自然科学基金委和中国科学院先导项目支持下，中科院化学研究所光化学实验室姚建年/钟羽武研究团队近年来在光功能金属配合物的设计合成与光电性能方面开展了系统性工作（J. Am. Chem. Soc.2015, 137, 4058 Angew. Chem. Int. Ed.2015, 54, 9192 & nbsp Coord. Chem. Rev.2016, 312, 22 & nbsp Sci. China Chem.2017, 5, 583）。在此基础上，他们近期选取两种结构和溶解度相似的金属铱、钌光功能配合物作为能量给、受体，制备了双组份均匀掺杂或异质结纳米棒晶体，实现高效三线态能量转移和微纳尺度下多级组装过程的原位观察（J. Am. Chem. Soc.2018, 140, 4269-4278）。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 最近，科研人员通过溶液再沉淀法成功制备了甲基化苯基吡啶金属铱配合物的高质量一维管状微纳晶体，并进一步通过晶体掺杂，得到了两种不同铱配合物的二元能量转移晶体，实现聚集发光淬灭(ACQ)受体的光放大和微纳尺度温度响应功能。研究表明，当受体的掺杂量为0.2%时，此类晶体可以实现接近80%的三线态能量转移效率和800倍以上的受体磷光放大。在常温时，晶体表现出受体的红色磷光，固态量子产率达到40%。随着温度的降低，晶体的激子能量转移受到抑制，给体的绿色发光重新被激活，实现微纳尺度下发光颜色变化的原位调控与温敏监测。该工作表明了过渡金属配合物在低维晶体制备与光功能方面的独特应用，并为三线态激子能量转移的机制研究提供重要信息（Angew. Chem. Int. Ed.2018, 57, 7820-7825）。 /p p br/ /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/e32021df-136a-457d-afb5-bfd3ccfeb16d.jpg" title=" 3.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图：基于金属配合物低维晶体的光放大与温度响应 /p p br/ /p

碰撞电荷转移反应广泛存在于星际介质、行星大气、等离子体等复杂气相环境中。从分子层面探究电荷转移反应的机理对剖析这些复杂气相环境的物质演化和能量传递过程有重要作用。Ar++N2→Ar+N2+是经典的电荷转移体系，受到广泛的实验和理论研究。然而，不同研究之间无法相互吻合，存在争议。这主要是由于以往实验产物探测分辨率相对较低，反应物离子束同时含有基态Ar+(2P3/2)和激发态Ar+(2P1/2)，实验中难以区分不同自旋-轨道态的Ar+离子对反应产物的贡献。 　　中国科学院化学研究所分子反应动力学实验室高蕻课题组自主设计搭建了一套量子态选择的离子-分子交叉束装置，其能量分辨率达到国际领先水平。研究通过共振增强多光子电离方法制备处于特定自旋-轨道态的Ar+(2P3/2)离子束。实验首次精确地测量了产物N2+离子的振动和转动态分布及其与散射角的相关性(图a、b)。美国新墨西哥大学郭华课题组对该体系开展了全维度trajectory surface hopping计算。计算结果与实验结果达到半定量吻合的程度，首次揭示了该反应两种完全不同的电荷转移机制(图c、d)。一是经典的由长程相互作用决定的Harpoon电荷转移机理，主要发生在N2+(v′=1)产物通道，产生的N2+离子集中在前向散射区域且转动激发较低(图c)；第二种机理在N2+(v′=2)产物通道中起主导作用，而该通道产物主要分布在前向区域却具有很高的转动激发(图d)，这与经典的硬球碰撞模型不符。理论计算表明，这是由两个反应物分子的长程吸引势和短程排斥势之间的微妙平衡引起的硬碰撞辉散射(Hard collision glory scattering)过程，这是科学家首次在电荷转移反应中观测到这种特殊的散射机理。 　　相关研究成果发表《自然-化学》(Nature Chemistry)上。研究工作得到中国科学院、北京市自然科学基金和北京分子科学国家研究中心的支持。该研究由化学所和新墨西哥大学合作完成。(a)产物N2+散射图，(b)理论计算的N2+不同振动能级的转动量子态分布以及N2+的v′ = 1(c)和v′ = 2(d)振动能级的转动激发与散射角的相关性图。

具有圆偏振发光性能的手性材料在三维成像、光学信息存储、不对称合成等方面颇具应用潜力，在手性科学研究中具有重要意义。手性基元在氢键、静电相互作用及π-π堆积等相互作用的协同下，可以自组装成各种各样的手性结构，表现出独特的圆偏振发光性质。而在自组装过程中，非手性基元如何参与并影响到最后的圆偏振发光性能，手性如何在组装结构中实现转移、传递和放大仍有未知。因此，如何构筑圆偏振发光材料并实现其性能提升在手性科学领域是重要的研究方向。　　中国科学院国家纳米科学中心研究员段鹏飞团队在高效圆偏振发光材料的构筑和性能提升研究方面取得了新进展。利用卤键相互作用构筑了一种二维手性分形结构，实现了手性发光材料发光各项异性因子的显著提升（Angew. Chem. Ed. Int. 2021, 60, 22711-22716）；在自组装手性多孔晶态材料中实现了无机纳米粒子到有机发光分子之间的辐射能量转移，并显著放大了材料的发光各项异性因子（Adv. Mater. 2021, 33, 2101797）。　　卤键本质上是一种静电相互作用，关于卤键驱动的共组装体系已有报道。科研团队合成了两种含有吡啶基团的联二萘手性分子（R/S-1，R/S-2），其与1,4-二碘四氟苯（F4DIB）可以共组装，自发形成了不同形貌的二维手性分形结构。单晶结构的分析发现，晶体中吡啶基团的N原子与F4DIB中的碘原子通过卤键形成一维的超分子聚合物链，而后在π-π和C-FH的协同作用下形成最终的组装结构（图1）。由于R/S-1与F4DIB分子间相互作用更强所以形成的手性分形结构更加致密。在共组装过程中，手性由R/S-1，R/S-2分子传递给了超分子聚合物链，再经过进一步的组装从超分子聚合物链传递到手性分形结构，实现了手性的多级次放大。从基态和激发态手性光谱上也可以观察到，分形结构的手性各项异性因子相较于单分子手性信号呈现出两个数量级的放大。卤键驱动的手性自组装实现了手性从分子手性到分形结构的转移和放大，为设计、提升圆偏振发光材料性能提供了新思路。相关研究成果发表在Angew. Chem. Ed. Int.（2021, 60, 22711-22716）上。　　手性多孔晶态材料具有有序的组装结构，在圆偏振发光材料的构筑和性能提升方面具有重要意义。近日，团队工作人员通过设计“Turn-on”型二芳基乙烯（DAEC）和上转换纳米粒（UCNPs）负载的手性金属有机框架复合材料，实现了紫外光、可见光、近红外光多重光源响应的圆偏振发光固态开关，并通过UCNPs到DAEC的能量转移实现了圆偏振发光的放大（图2）。　　研究人员选择了一种具有一维孔道的手性镧系框架结构，将上转换纳米粒子和具有光响应性质的二芳基乙烯同时负载于手性框架结构中，通过手性诱导分别实现了二芳基乙烯和UCNPs的圆偏振发光。UCNPs上转换发光的能量可以转移至二芳基乙烯，实现二芳基乙烯的上转换圆偏振发光。该手性多孔框架结构复合物中，二芳基乙烯可以在紫外光和近红外光照射下到达关环发光态，分别表现出下转换和上转换的圆偏振发光。在可见光照射下变为开环暗态，实现圆偏振发光的“关闭”。此外，研究发现上转换的发光各项异性因子（glum）大于下转换的发光各项异性因子，可能是手性体系中的能量转移造成的，这是首次发现无机给体到有机受体能量转移实现的圆偏振发光放大。　　该手性晶态多孔复合材料实现了固态下多重光响应的圆偏振发光开关，并在不同光输入的条件下的下转换和上转换过程可以实现荧光信息和圆偏振信息的多级光信号输出，在多维度光响应和输出的存储与加密方面具有重要应用价值。相关研究成果发表在Adv. Mater.（2021, 33, 2101797）上。研究工作得到国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项（B类）、国家重点研发计划等的支持。

p 　　近年来，中国基础研究进步明显，在国际顶尖学术期刊上中国科学家发表的高水平学术论文也越来越多，部分研究领域经常会有重大突破性进展。 /p p 　　《自然》(Nature)、《科学》(Science)和《细胞》(Cell)作为目前国际上最顶尖的学术期刊，每期发表文章数量都很少，发表文章基本也代表了相关领域的顶尖研究成果。此前，青塔已经多次报道2018年前5个月中国高校和科研院所发表的部分CNS文章。 /p p 　　进入6月份，这种势头依然非常强劲。今天(6月8日)，中国科学家又连发3篇Science，这种情况非常罕见。其中，南京农业大学、中国农科院等合作发表1篇，中科院上海生化细胞所、武汉大学宋保亮研究组与新疆医科大学马依彤合作组等联合发表1篇，中国科学院生物物理所的章新政教授与李梅教授等合作发表1篇。 /p p strong 　　南京农业大学、中国农科院等合作发表一篇Science /strong p /p p & nbsp /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 01.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/f53f2794-7d86-48b6-8d1e-63d17154be0e.jpg" / /p p & nbsp /p p 　　最近，中国农业科学院副院长、中国工程院院士万建民领衔的科研团队系统解析了水稻粳稻与籼稻杂种不育问题及遗传特性，发现自私基因系统控制水稻杂种不育，并影响稻种基因组的分化。该研究有望解决水稻杂种不育难题。相关研究成果6月8日在线发表于《科学(Science)》期刊。 /p p 　　自私基因是指双亲杂交后，父本或母本中能控制其自身的DNA片段优先遗传给后代的基因。它使亲本自身的遗传信息能更多、更快地复制，并能更多地传递给子代，其遗传不符合孟德尔遗传规律。2017年《科学(Science)》曾报道了小鼠和线虫自私基因的非孟德尔遗传现象。这些研究表明在动物中自私基因驱动了基因组的进化，并影响了物种自身的稳定性。但关于植物的相关研究尚未有任何报道。 /p p 　　杂交稻对解决我国粮食安全问题作出了巨大贡献。但如何进一步提高杂交稻的产量，急需寻找新的技术途径。研究表明，水稻籼粳亚种间杂交稻比目前的杂交稻能进一步提高单产15%-30%，但籼粳杂种存在半不育的问题，严重制约了籼粳杂交稻产量的提高。万建民院士团队在解决这一难题上取得了突破性进展。 /p p 　　研究发现，水稻杂种不育性受水稻自私基因位点qHMS7的控制，并发现水稻包含三个紧密连锁的基因ORF1、ORF2和ORF3，其中ORF1基因编码一个未知功能的蛋白 ORF2基因编码一个杀配子的毒性蛋白，以母体效应导致花粉死亡 而ORF3基因编码一个解毒蛋白，以配子体效应保护配子，使携带ORF3基因的花粉可育。在“祖先野生稻-普通野生稻-亚洲栽培稻”的演化过程中，ORF1一直被保留，ORF2从没有毒性功能逐步演变成有毒性功能的类型，ORF3是在普通野生稻中由ORF1基因复制产生，并获得解毒功能，在随后的稻种驯化过程中被选择传递到亚洲栽培稻品种。研究表明，粳稻品种同时携带毒性的ORF2和解毒的ORF3，而南方野生稻只含有无毒性的ORF2，在其杂种F1中，携带南方野生稻基因型的花粉因缺乏ORF3保护而死亡，携带粳稻品种基因型的花粉因有ORF3保护而存活，最终导致后代中没有纯合的南方野生稻基因型个体存在，群体分离不符合经典的孟德尔遗传模式。 /p p 　　该研究阐明了自私基因在维持植物基因组的稳定性和促进新物种的形成中的分子机制，探讨了毒性-解毒分子机制在水稻杂种不育上的普遍性，为揭示水稻籼粳亚种间杂种雌配子选择性致死的本质提供了理论借鉴。 /p p 　　该研究由中国农科院与南京农业大学合作完成，并得到中国农科院科技创新工程的大力支持。 /p p & nbsp /p p strong 　　中科院上海生化细胞所、武汉大学等联合发表一篇Science /strong p /p p & nbsp /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 2.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/223f4494-8d8c-4656-bc1f-7b00ce4238a0.jpg" / /p p 　　论文题目为A LIMA1 variant promotes low plasma LDL-cholesterol and decreases intestinal cholesterol absorption(《LIMA1基因变异减少小肠胆固醇吸收并降低血浆低密度脂蛋白胆固醇水平》)(doi: 10.1126)。武汉大学宋保亮教授和新疆医科大学第一附属医院马依彤教授为共同通讯作者，中国科学院上海生化细胞所张莹钰博士、新疆医科大学第一附属医院付真彦博士、武汉大学生命科学学院魏健博士为共同第一作者。 /p p 　　血浆中“低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)”浓度升高是导致心脑血管疾病的主要风险。LDL-C水平受遗传和饮食双重控制，了解人体LDL-C水平的遗传调控机制是疾病诊治和医药研发的先决条件，而目前只有少数影响LDL-C的基因被鉴定出来。不同种族之间LDL-C的含量及冠心病的发病率有很大差异。 /p p 　　为揭示新的胆固醇调控基因，宋保亮课题组与马依彤团队合作，在针对新疆人群心脑血管疾病的风险调查中，发现了一个家族性低LDL-C的哈萨克族人家系，通过全基因组外显子测序和基因关联性分析，发现LIMA1基因罕见移码突变(K306fs)与低LDL-C显著相关。深入研究发现，LIMA1特异性表达在小肠上，通过与NPC1L1蛋白(该通路也由宋保亮团队前期工作系统揭示)互作将后者锚定到肌球蛋白Myosin Vb上，从而调控小肠胆固醇的吸收。 /p p 　　这项研究为降胆固醇提供了新的药物研发靶点。该研究还有助于理解为什么哈萨克族人虽然消耗较多牛羊肉，但心脑血管疾病患病率低于汉族人群。 /p p & nbsp /p p strong 　　中科院生物物理所揭示玉米光系统I的结构与捕光复合物I和II超复合 /strong p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 3.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/73a19499-eb3e-4e39-953e-3feaee068674.jpg" / /p p 　　在氧合光合作用期间，光系统II(PSII)和I(PSI)串联操作并紧密耦合以允许有效的光驱动电子传输。两种光系统都是含有核心复合物和外围天线系统的多亚基超分子复合物。在光合作用的工厂中，外围天线由集光组件(LHCs)组成。形成PSI-LHCI复合物的LHCIs(含有Lhca载脂蛋白)与PSI核心相关，而LHCII(含有Lhcb载脂蛋白)大部分与PSII核心相连，构成PSII-LHCII复合物。 PSI或PSII的天线系统具有不同的成分组成，因此具有不同的光吸收性质。红色和远红光分别优先刺激PSII和PSI，并且波动的照射可能导致两个光系统的不均匀激发。 /p p 　　平衡捕光对高效光合作用至关重要 因此，植物已经在自然环境中不断变化的光照条件下发展了短期和长期的适应。状态转换是在几分钟的时间尺度上发生的短时间响应，并且在光质改变时允许两个光系统之间的能量均衡分布。在状态转换期间，三聚LHCII(由Lhcb1-3的不同组合组成)可逆地被磷酸化和去磷酸化，该过程由质体醌(PQ)的氧化还原状态控制并受叶绿体激酶(STN7)和磷酸酶(PPH1)称为TAP38)在植物中。在状态1中，LHCII主要与PSII相关并将激发能量转移到PSII核心。在有利于PSII激发的光照条件下，PSII的过度激活导致PQ库的减少，STN7激酶的激活以及随后LHCII的N末端区域的磷酸化。一部分磷酸化的LHCII(移动LHCII)在类囊体膜内从PSII横向移动到PSI，形成PSI-LHCI-LHCII超复合物并导致从状态1切换到状态2.移动LHCII作为PSI除了LHCI之外，还增加了向PSI核心转移的能量。在自然光条件下，状态转换对于优化植物生长和适应性是必需的。 /p p 　　在16-分辨率下的PSI-LHCI-LHCII超复合物的结构揭示了与LHCI相反侧上的PSI核心相关的单一LHCII三聚体，然而蛋白质 - 蛋白质和LHCII和PSI之间的色素 - 色素相互作用尚不清楚。尽管以前已经解决了植物LHCII的晶体结构，但是在这些结构中没有观察到含有磷酸化位点的LHCII的N-末端尾部。关于磷酸化LHCII如何增强其与PSI的相互作用，这仍然是一个未解决的问题。植物PSI-LHCI包括由14个亚基(PsaA至L，PsaN和PsaO)组成的核心复合物和包含4个组成两个异二聚体(Lhca1-Lhca4和Lhca2-Lhca3)的四个LHCI蛋白的外围天线系统。最近的豌豆PSI-LHCI晶体结构揭示了16个亚基的结构和位置，但在这些结构中未观察到两个植物特异性亚基PsaN和PsaO。完整的PSI-LHCI结构应该能够更好地理解PSI-LHCI复合物内的能量转移。 /p p 　　在这项研究中，来自中国科学院生物物理所的章新政教授与李梅教授团队利用冷冻电镜解析的玉米PSI-LHCI-LHCII的结构，揭示了LHCII和PSI之间的识别位点。 PSI子单元PsaN和PsaO分别在PSI-LHCI界面和PSI-LHCII界面处观察到。 每个亚基通过一对叶绿素分子将激发传递给PSI核心，从而揭示天线与PSI核心之间能量转移的前所未见的路径。这些发现阐明了全新的能量传递路径，让我们能更好地了解光合作用这一重要的生化反应。 /p p & nbsp /p p style=" TEXT-ALIGN: right" 　　(来源：南京农业大学新闻网、武汉大学新闻网、iNature微信公众号等) /p /p /p /p

【科学背景】随着软电子学和可拉伸设备领域的迅速发展，高性能电子器件在实现柔性和可拉伸性方面取得了显著进展。这些技术的推动不仅革新了传统电子学和光电子学，还在生物电子学和能源设备等多个研究领域展示了巨大潜力。然而，现有的制造技术面临着诸多挑战，例如有毒化学品的使用安全问题、昂贵的设备要求、转移过程中薄膜损伤的风险以及高温处理对设备可用性的限制。转移印刷技术允许将在刚性基板上制造的高质量材料转移到柔性或可拉伸的目标基板上。这种方法极大地推动了柔性电子器件的发展，使得可以制造出具有超薄、轻量、机械可变形性和高性能的设备，包括皮肤可穿戴设备、植入式医疗设备以及各种三维形状或可变形的电子器件。然而，传统的转移印刷过程存在一些严重问题。主要问题包括对薄膜材料可能造成化学损伤的湿法蚀刻步骤，以及在微图案化薄膜情况下可能导致的薄膜机械断裂。此外，许多方法虽然被提出来解决这些问题，但仍然面临着实际应用中的限制，如设备复杂性、成本高昂和操作复杂性。为解决上述问题，韩国浦项基础科学研究所Dae-Hyeong Kim & Sangkyu Lee以及釜山大学Ji Hoon Kim等教授携手提出了一种创新的干式转移印刷策略，基于应力控制的方法。他们通过直流磁控溅射技术，在沉积金属双层薄膜时精确控制应力的生成和分布。随后，通过施加机械弯曲变形，额外的拉伸应力被引入到薄膜中，使得薄膜能够可靠地从母基板上释放。这一过程中，薄膜的应变能释放速率被精确控制，超过了薄膜与基板之间的界面韧性，从而有效实现了薄膜的无损干式转移。【科学亮点】（1）实验首次提出了一种无损伤干式转移印刷策略，基于应力控制的金属双层薄膜沉积技术。通过直流磁控溅射技术，在沉积过程中控制金属双层薄膜的应力分布，从而实现了高质量薄膜的制备和转移。（2）实验通过调节溅射参数和施加机械弯曲，成功控制了薄膜内部的应力分布，使得薄膜在施加外向弯曲变形后能够可靠地从母基板上剥离。这一过程中，通过增加总应力，成功实现了薄膜与基板之间的可靠分离，避免了传统湿法蚀刻过程中可能导致的化学损伤和薄膜损伤问题。（3）实验结果表明，这种干式转移印刷策略不仅可以将金属薄膜成功转移至柔性或可拉伸的基板上，还可以应用于高温处理的氧化物薄膜。这为制造二维柔性电子器件和三维多功能体系结构（如流量传感器、离子浓度传感器、温度传感器和薄膜电池）提供了有效的方法和技术支持。【科学图文】图1：基于应力工程，无损伤干式转印的概念。图2. 铂Pt薄膜的应力工程。图3. 各种2D Pt薄膜的转移及其向3D结构的转换。图 4. 具有2D/3D混合结构的集成传感器阵列演示。图 5. 具有转移LiCoO2薄膜的柔性薄膜电池TFB制造。【科学结论】以上文章展示了一种基于应力工程的创新干式转移印刷技术，为制备高质量薄膜提供了重要价值。通过精确调控直流磁控溅射参数，实现了双层结构中的应力水平和梯度的控制，进而在转移印刷过程中应用外向弯曲变形，使得薄膜能够有效剥离而不损伤。这一方法不仅成功地解决了传统湿法蚀刻可能引起的化学损伤和机械损伤问题，还克服了高温处理条件下的挑战，为柔性和可拉伸基板上的高性能电子器件制造提供了新的技术途径。科学启迪的关键在于通过物理机制的精细控制，如应力管理和能量释放率的优化，实现了薄膜与基板之间可靠的分离，从而推动了转移印刷技术的进步。此外，这种技术的应用前景广泛，不仅限于二维柔性/可拉伸设备，还包括复杂的三维多功能体系结构，涵盖了电子学、光电子学、生物电子学和能源收集等多个领域。因此，该研究不仅为实现新型电子器件的制造提供了实用性解决方案，还为未来柔性电子技术的发展奠定了坚实的基础。原文详情：Shin, Y., Hong, S., Hur, Y.C. et al. Damage-free dry transfer method using stress engineering for high-performance flexible two- and three-dimensional electronics. Nat. Mater. (2024). https://doi.org/10.1038/s41563-024-01931-y

酶标仪即酶联免疫检测仪，是酶联免疫吸附试验的专用仪器。它的工作原理是利用酶联免疫分析法对样品进行定性或定量分析，其在生物医学、药物研发、农业和微生物学领域被广泛应用，是生命科学高校实验室必不可少的仪器品类。单通道酶标仪检测原理图由于高校的管理模式及制度，酶标仪等科学仪器设备大多养在“深闺”，大量科研资源潜能没有得到充分发挥。为解决这个问题并加速释放科技创新的动能，中央及各级政府在近几年来制订颁布了关于科学仪器、科研数据等科技资源的共享与平台建设文件。2021年1月22日，科技部和财政部联合发布《科技部 财政部关于开展2021年度国家科技基础条件资源调查工作的通知（国科发基〔2020〕342号）》，全国众多高校和科研院所将各种科学仪器上传共享。其中，对酶标仪的统计分析或可一定程度反映科研用酶标仪的市场信息（注：本文搜集信息来源于重大科研基础设施和大型科研仪器国家网络管理平台，不完全统计分析仅供读者参考）。不同地区（省/市）酶标仪分布情况据统计，网络管理平台酶标仪的总数量为139台，涉及24省（直辖市/自治区）。其中，北京、江苏、上海、广东等地区共享酶标仪数量最多，分别为38台、19台、17台。北京涉及28所高校及研究院所，中国检验检疫研究院、中国医学科学院基础医学研究所、中国农业科学院植物保护研究所、中国农业科学院生物技术研究所的共享酶标仪数量最多。北京各高校及研究所酶标仪数量分布情况从不同功能酶标仪数量分布可知，多功能酶标仪占据了主流，占比达58%。它通常情况下至少可提供“吸收光”、“荧光”这两种最常见检测功能。而一些中端至高端多功能酶标仪还可支持“化学发光” 、“生物发光共振能量转移” 、“时间分辨荧光”、“荧光偏振” 、甚至还可以支持“Western Blot”和“上转换发光”等高级检测实验。普通酶标仪占比26%，它也是高校实验室的常用仪器设备。这两种酶标仪在一定程度上足以满足高校和科研院所的实验需求。不同功能酶标仪数量分布从不同品牌酶标仪数量分布来看，美谷分子（Molecular Devices）占比最多达25%，其次为伯腾（Bio Tek）和帝肯（Tecan）分别占比24%和22%，珀金埃尔默（Perkin Elmer）以15%的份额排第四。从数据来看，这四个品牌在酶标仪市场中份额占到近90%，国产品牌深圳爱康仅占比1%。不同品牌酶标仪数量分布从高校和研究所共享的酶标仪数据来看，进口多功能酶标仪更受青睐。其中，美国的美谷分子、伯腾、珀金埃尔默、赛默飞世尔科技、伯乐和贝克曼均榜上有名，瑞士帝肯的份额排行第三，也颇具潜力。国产酶标仪份额小，在高校和科研院所的认可度相对较低，我们想要打破依赖进口仪器的局限性，仍然需努力。更多酶标仪讯息，点击专场查看。

文献分享-拉曼光谱在宫颈癌转移前哨淋巴结活检中的应用一、研究背景宫颈癌是全球范围内女性生殖系统最常见的恶性肿瘤之一，广泛性全子宫切除加盆腔淋巴结清扫术仍为宫颈癌的常规术式。然而此类手术可能会导致神经损伤、淋巴水肿等并发症的发生，同时也明显降低了患者的生活质量。前哨淋巴结是恶性肿瘤发生淋巴转移的第一站淋巴结，对恶性肿瘤区域淋巴结的转移情况及指导淋巴结清扫具有重要意义，通过前哨淋巴结活检可以判断区域淋巴结的转移状态。目前，前哨淋巴结示踪技术仅能做到对前哨淋巴结的定位，尚无法在术中直接评估淋巴结的转移状态。因此，能在术中示踪前哨淋巴结的同时实现对宫颈癌前哨淋巴结转移状态的评估，将具有非常重大的临床意义。（图片来源于网络）目前临床中应用的前哨淋巴结示踪技术包括染料法、放射性核素法和近红外荧光成像法，但均有其局限性，没有任何一种技术具有绝对优势。表面增强拉曼光谱（SERS）纳米探针因其特有的指纹图谱具有非常高的灵敏性和特异性，使其在生物医学成像方面有明显优势。SERS纳米探针作为肿瘤成像技术已得到了极大关注，但其在示踪前哨淋巴结中的研究几乎空白。本文分享了上海交通大学团队使用如海便携式拉曼光谱仪（SEED3000）在前哨淋巴结拉曼成像中的应用案例。老师通过在活体内探索介孔硅包被的缝隙增强拉曼探针（GERTs）进入前哨淋巴结的动态过程，明确其示踪前哨淋巴结的时间窗口；并利用便携式拉曼光谱仪在活体动物体内进行前哨淋巴结示踪实验，实现术中实时探测的目的。二、研究内容2.1测试方法实验以BALB/c小鼠为实验样本。取小鼠4只，分别于左侧后足爪垫皮下注射1 nM MS-GERTs探针生理盐水溶液25μL，自由活动24h。1%戊巴比妥钠腹腔注射，麻醉小鼠。麻醉成功后，小鼠仰卧位固定，分离暴露左侧后足腘窝淋巴结，用如海光电的SEED3000便携式拉曼探测仪对前哨淋巴结部位进行拉曼信号探测。检测参数设置为：使用激光为785 nm激发波长，激光功率密度为2.4×103 W/cm2，积分时间5 s，每个淋巴结检测5个单点（上、下、中、左、右），收集拉曼光谱。2.2测试结果小鼠麻醉后，用手持式拉曼探测仪对前哨淋巴结区域进行定点检测，每个淋巴结检测5个部位（图1）。结果发现淋巴结任何一个部位都能探测到非常明显的探针拉曼信号，表明使用如海便携式拉曼光谱仪SEED3000可以对前哨淋巴结进行实时定位。图1 手持式拉曼探测仪示踪前哨淋巴结。（a）活体内拉曼探测，图中比例尺为1 cm；（b）前哨淋巴结检测的5个部位（7上，8右，9下，10左，11中），图中比例尺为400 μm；（c）b中5个部位7-11相对应的拉曼光谱文献来源参考文献[1]包州州. 缝隙增强拉曼探针在宫颈癌转移前哨淋巴结中的成像研究[D]. 上海交通大学, 2020.四、SEED3000便携式拉曼光谱仪SEED3000便携式拉曼光谱仪是一款高性价比的785 nm小型拉曼光谱仪；结构简单，检测快速，预留USB和串口通信，方便多功能系统集成，可满足实验室、野外以及工业现场等多种实验场景。已被广泛应用于食品安全、国防安全、珠宝鉴定、医药等需对原材料快速筛选、现场快速检测及物质分析鉴定等行业。产品特点◆ 高度集成，应用灵活，轻巧便捷，方便携带；◆ 可适配光谱范围在200 cm-1～3200 cm-1 ◆ 高稳定性，光谱响应稳定性◆ 高分辨率，分辨率最佳可达4 cm-1。

香港理大的研发采用一种名为上转换发光共振能量转移的光学检测方法检测病毒。这个光学方法步骤简单，能够将检测所需的时间由传统临床的病毒检测方法的一至 三天缩短至两至三小时，比传统方法快超过十倍。另外，每个样本的检测成本约为港币二十元，低于传统方法80%。除了流感病毒，这项技术更可应用于其他种类 的病毒检测，促进低成本、高灵敏度、可针对不同病毒的快速测试的发展。　　传统的流感测试为生物检测的方法，包括基因分析方法 -- 逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)，和免疫力学中的酵素结合免疫吸附分析法(ELISA)。不过，RT-PCR成本高和耗时，而ELISA的灵敏度相对较低，难以用于前线和现场病毒检测。以上的限制造就了理大研发以光学的方法检测病毒的上转换纳米粒子生物传感器。　　香港理大的研究人员以光学方法，研发出一种生物传感器，类似磁石互相吸引的原理，连接着探针低聚核苷酸(probe oligo)的上转换粒子(upconversion nanoparticles)，和通过化学反应连接流感病毒低聚核苷酸(flu virus oligo)的金纳米粒子。由于上转换粒子的探针低聚核苷酸(probe oligo)和金纳米粒子的流感病毒低聚核苷酸(flu virus oligo)的DNA基对配合，两者会像形状相乎的磁石互相吸引。这个过程称为低聚核苷酸的杂化(oligo hybridization)。当用近红外激光照射上转换粒子，它们会发出用肉眼可看见的绿光，同时，绿光亦会被金纳米粒子所吸收。因此，我们可以凭绿光的减弱以识别病毒的存在。　　香港理大的科研团队以往采用上转换发光共振能量转移的光学检测方法检测病毒媒介为液体。为进一步增加其灵敏度，研究人员采用了固体的纳米多孔氧化铝膜(NAAO)系统作病毒检测。由于纳米多孔氧化铝膜系统布满很多空心的通道，有更多空间进行低聚核苷酸的杂化反应。因此，采用去活化的病毒样本的临床测试显示，采用固体媒介比液体的灵敏度高出超过10倍。　　香港理大的研发不但设计 和操作简单，而且不需要昂贵的仪器和复杂的操作技能，而其灵敏度可以与传统方法看齐。与传统下转换光学技术相比，它对基因物质的损害少，而且不会产生背景 萤光，影响检测讯号。另外，由于每一种病毒都有独特的基因排序，研究人员只要知道任何病毒的基因排序，便可以设计相应的DNA基对的连接探针。换言之，只要修改上转换纳米粒子的连接探针，上转换发光共振能量转移的光学检测方法便能够广泛应用于其他不同种类的病毒检测。　　相关的学术论文最近已于两本纳米物料研究领域权威杂志ACS Nano 和Small中发表。在创新及科技支援计划的支持下，研究团队会继续优化纳米生物传感器，包括提升其灵敏度和针对性，以及发展一个阵列用作同时检测多种类型的流感病毒的平台。

华大智造一直以来注重于研发并布局实验室自动化产品，是高通量基因测序、大规模核酸检测中必不可少的重要工具，并已逐步形成样本前处理、自动化核酸提取、自动化移液工作站等全方位、全流程的自动化产品线布局。随着新冠疫情的暴发，华大智造实验室自动化产品进入大众的视野，如全自动MGISTP-7000分杯处理系统，是行业内从零到一的创新型产品，多次在大规模核酸检测中，强有力地验证了产品性能和安全性等重要指标。事实上，全自动MGISTP-7000分杯处理系统的能力不仅限于此。它不仅可以对常规病毒采样管做开盖分杯操作，还可以实现对采血管、冻存管、粪便采集管等进行自动开盖分杯，使得 MGISTP-7000实现一机多用。采血管/粪便采集管原管带盖上样 适配采血管，兼容大通量、安全性和独立性血液检测是检测项目中常见且重要的一环。血液样本通常是标准的采血管，那么对采血管进行开盖并转移血液样本就变成了必需步骤。目前市面上采血管自动开盖设备，一部分是通量较小，样本安全性保障有限，亦或者是必须集成在大型流水线工作站之中，独立性较弱。华大智造基于全自动MGISTP-7000分杯处理系统开发了专门用于开盖采血管的配套套装，可以实现采血管带盖上样、开盖、扫码信息录入、吸液、排液至深孔板中，自动关盖等一系列操作，以便后续对血液样本的处理。在保证通量和安全性的情况下，具备独立性强的优势。此外华大智造还专门为此配备了1000 μL 黑色导电无菌带滤芯宽口吸头，能够更好地转移血液等粘稠样本。适配冻存管 衔接样本处理为了实现大通量冻存管自动开盖、样本分装及保障样本安全性，华大智造全自动MGISTP-7000分杯处理系统研发了专门用于开盖微量管和冻存管的配套套装。可以实现螺纹盖冻存管带盖上样、开盖-扫码-吸排液至深孔板中（或至96孔0.75 mL冻存管中）-自动关盖等一系列操作，实现后续对冻存管中样本的处理。如此一来，全自动MGISTP-7000分杯处理系统能够使得小体积的样本前处理与后续样本分装、提取、生物样本库储存的衔接都更加顺畅。适配粪便采集管，满足不同应用场景需求除此之外，在面临一些特殊样本比如粪便样本时，华大智造全自动MGISTP-7000分杯处理系统便凸显出自动化的优势性。它可以适配粪便采集管，解决对粪便样本前处理过程中人工操作会面临的气味和难以取样的困扰。不仅如此，华大智造全自动MGISTP-7000分杯处理系统还可以搭配华大智造自主研发的MGIEasy粪便基因组DNA（meta）提取试剂盒，无缝实现从用户端样本采集到样本前处理的过程，能够适用于16s rRNA微生物分析、鸟枪法宏基因组测序、qPCR及阵列等多种应用。同时该款试剂盒适配多款自动化设备，包括华大智造高通量自动化样本制备系统MGISP-960和高通量自动化核酸提取系统MGISP-NE384，大大释放手工操作，提高工作效率。搭配MGIEasy粪便样本采集管上机大多数情况下，在复杂繁琐的实验样本和实验流程中，仪器硬件设施和软件操作都需要做到“两不误”。因此，常常需要不止一种液体转移方案，转移样本体积和转移路径也需要更加多样化。华大智造全自动MGISTP-7000分杯处理系统的自定义转移功能能使用户的工作更加便捷，全自动MGISTP-7000分杯处理系统可以在自定义转移模板中自行定义样本来源孔位、目标孔位及移液体积，使得转移路径更加灵活，并且支持用户二混一，三混一，四混一，八混一等多种场景下的需求。除此之外，每次转移体积也可根据需要自行定制，满足用户的所需所求。 值得一提的是，华大智造全自动MGISTP-7000分杯处理系统不仅仅能实现液体转移至标准96孔板，还可以将样本转移至48孔、35孔、24孔板。很多生物样本都有它最佳的“放置形态”，常见的是96孔板与384孔板，但仍有少数生物样本的操作流中适合用48孔板及24孔板，甚至35孔板。在这种情况下，华大智造全自动MGISTP-7000分杯处理系统能适配多种孔板类型，完美适配2 mL冻存管以及其他如细胞板，Roche Cobas管的样本转入。

酶标仪问世之初，是酶联免疫吸附试验(ELISA)的专用检测仪器。随着科学技术发展和市场需求演变，酶标仪被赋予的功能日益丰富。由最初的吸收光(ABS)检测，到荧光强度(FI)、发光检测(LUMI)，再到荧光偏振(FP)、时间分辨荧光(TRF)等检测技术，酶标仪早已突破了ELISA的范畴，在追“光”道路驰而不息。为帮助广大用户及时了解酶标仪前沿技术、主流品牌与创新产品、市场动态以及相关活动，仪器信息网特别策划了《从光吸收到多功能，酶标仪的“逐光”之路》专题(点击查看)。本期，我们特别邀请到瑞孚迪（Revvity）酶标产品经理刘欣毅谈一谈瑞孚迪酶标仪创新检测技术以及对酶标仪应用前景和未来市场的看法。仪器信息网：贵司目前主推的酶标仪产品是什么？请您谈谈该产品的核心竞争力。刘欣毅：目前我们主推的酶标仪是今年年初上市的EnVision®Nexus™多功能酶标仪，它是瑞孚迪迄今为止速度最快，灵敏度最高的多功能酶标仪，专为要求苛刻的高通量筛选（HTS）应用而设计，可加速药物研发进程。EnVision®系列酶标仪问世二十载有余，始终是高通量筛选（HTS）领域高端酶标仪的标杆产品。瑞孚迪秉承以技术原理为导向的硬件理念，对不同检测模式的光路进行独立设计和优化，以实现极高的检测灵敏度和高通量检测。全新EnVision®Nexus™采用FBD光路模块、增强型或高通量适配器以及一对高灵敏检测器（PMT）作为仪器的主光路；同时按不同检测技术配合高能固态激光和单光子检测器等硬件；外加优化的检测模式，达到极高的灵敏度。比如Nexus™的三种化学发光模式（标准、增强和超敏）下灵敏度分别达到3.75amol/孔、0.375amol/孔和0.015amol/孔。另一核心竞争力来自于瑞孚迪公司的“仪器+试剂”的整体方案，瑞孚迪是目前唯一拥有自主均相检测试剂平台的公司。EnVision®Nexus™搭配优化型试剂（包括专有的HTRF®和AlphaLISA®技术以及最新试剂盒），可帮助研究人员提高检测灵活性。瑞孚迪专业的技术团队始终与研究人员并肩前行，在实验设计、实验操作、仪器检测和数据分析各个环节提供优质的服务。EnVision®Nexus™多功能酶标仪仪器信息网：请介绍贵公司酶标仪发展历程中里程碑事件。刘欣毅：瑞孚迪是一家专注于生命科学和诊断的供应商，公司总部位于美国马萨诸塞州沃尔瑟姆。2022年瑞孚迪的营业额超过30亿美元，全球拥有 11000 多名员工的团队，为制药和生物技术、诊断实验室、学术界和政府用户提供解决方案、前沿技术和专业服务。瑞孚迪前身是珀金埃尔默生命科学与诊断业务公司。1996年，瑞孚迪推出世界上第一台多功能酶标仪VICTOR，奠定了在多模式检测领域的领导者地位。2002年推出了兼具高通量、高速度、高灵敏度以及极大灵活性的酶标仪EnVision®系列，成为行业标杆产品。2017年，首次将成像技术整合到了酶标仪上，推出EnSight®检测平台，为科学家提供了“酶标+成像”的正交实验解决方案。时至今日，位于德国汉堡的瑞孚迪酶标产品研发总部仍然坚持不断创新，持续深耕，力求将高质量高性能的产品交付给全球相关领域的研究工作者。仪器信息网：贵公司酶标仪主要应用哪些领域的哪些实验环节？有哪些代表性用户单位？刘欣毅：瑞孚迪酶标仪在科研和工业领域均有广泛应用，在基础研究领域：靶点发现和验证、分子机理、信号通路以及分子相互作用等研究；在工业领域：药物SAR优化、高通量筛选、药物代谢、毒理研究以及生产环节质控放行等环节。我们的代表用户包括国内外著名高校，如清华、北大、交大、复旦等；国家级科研平台，如中国科学院系统；政府职能部门，如药检所，省市级疾控中心等；药物研发生产公司，如全球著名药企、CRO公司和生物技术公司等。仪器信息网：请点评吸光度(Abs)、荧光强度(FI)、时间分辨荧光(TRF)、荧光偏振(FP)和化学发光(Lum)等不同酶标仪检测方法的优劣势？刘欣毅：从辩证的角度看，无论宏观世界里国家与国家之间的行为，还是微观世界里分子间行为造成的生物学性状改变，本质都是相互作用。而酶标仪应用于生命科学相关领域的研究活动，也正是对相互作用进行分析和检测。酶标仪检测方法统称多模式检测技术，这是区别于放射性技术的一类方法。从最早（上世纪70年代）的非放ELISA方法（基于吸光度、荧光或发光）来代替同位素实验（RIA）起，研究人员对方法学开发的脚步从未停止。几乎每隔10年，下一代技术就会出现以弥补当前技术的短板。80年代出现的时间分辨荧光技术（TRF）弥补了当时酶标仪光吸收灵敏度和动态范围的不足；90年代出现的时间分辨荧光共振能量转移技术（TR-FRET）则是从非均相实验（ELISA、DELFIA）到均相免洗方法的一次技术飞跃；而2000年左右出现的Alpha技术进一步把均相分子相互作用研究的适用性上升到了全新高度，涵盖所有分子水平相互作用的实验需求。存在即合理，目前多功能酶标仪包含的6大检测方法（吸收光、荧光、生物发光、时间分辨荧光、荧光偏振和Alpha）各自分别拥有不同的适用场景和优点，但也存在一定局限性。因此，态度严谨的研究往往会选择2种或以上的实验技术对存疑样品进行深入验证。仪器信息网：请谈谈酶标仪未来技术发展趋势？刘欣毅：未来，操作简单、检测通量高、稳定性能强以及使用成本低的酶标仪技术一定会承担更多的实验任务。无论基础科研还是药物研发生产，都是与时间竞赛。作为仪器厂商，我们不仅需要考虑仪器本身和配套试剂的成本，更需要考虑人力和时间的成本。个人认为，未来很长一段时间内，均相技术将成为酶标仪必争的技术平台，其原因在于均相实验在相互作用研究中具有不可替代的优势。自2000年以来，酶标仪平台并没有出现重大的技术革新，目前的研究通过生物发光共振能量转移（BRET）、时间分辨荧光共振能量转移 (TR-FRET) 以及Alpha等均相技术都能获得比较稳定可靠的实验结果。仪器信息网：请介绍当前中国酶标仪市场规模及现状。过去三年最强劲的市场需求来自哪些领域？刘欣毅：根据BCC的研究数据显示，在过去的5年里，酶标仪全球市场增长率约8%，中国市场规模估计在150~200M美金，其中进口品牌占据60%左右。从功能上看，三功能及以下的酶标仪市场份额占比高达90%。虽然高端多功能酶标仪只有10%左右的市场份额，但其用户群体非常固定，即药物研发企业，国家级科研机构，高校国家重点实验室和政府职能部门（如药检所、疾控中心等）。过去三年处于一段相对特殊的时期，国内最强劲的市场需求来自两个方面：一是传染病相关研究，包括抗体检测、疫苗研究等；二是，全球大量药物研发相关项目转移至中国市场，传统公司研发能力饱和，大量中小型药企如同雨后春笋。而酶标仪作为药物研发必备工具之一，其市场需求也水涨船高。仪器信息网：未来中国酶标仪市场的发展前景如何？最看好哪些应用细分？刘欣毅：酶标仪现已成为实验的常规仪器之一。中国作为全球重要的科研阵地，对高端先进仪器设备和创新技术的需求一直处于高位。如果把酶标仪比作汽车，根据应用场景进行分门别类：若是城市通勤，那么十几万的家用车足够应付需求；若是游山玩水，那么百万级的越野车才能显示出其优势；若是在研发领域的高速赛道上，谁能够持续稳定地发挥出色性能表现，那么才会得到用户们的青睐。可以预见，随着中国科学家对靶标研究程度越来越精细化，“手术刀”级别的高端多功能酶标仪将会得到越来越多市场认可。而从应用细分来看，小分子药物、生物大分子药、细胞基因治疗以及类器官等将在未来几年成为市场追逐的热门领域。瑞孚迪生物医学（上海）有限公司酶标产品经理 刘欣毅刘欣毅先生，生物化学工程博士，担任国内知名CRO公司项目主管，熟悉高通量药物筛选全流程。在瑞孚迪生物医学（上海）有限公司（前身是珀金埃尔默生命科学与诊断业务公司）担任酶标产品经理10年，对于酶标仪行业有着非常深入的理解和经验。如有技术干货、科研成果、酶标仪使用心得等内容，欢迎投稿，投稿文章将在《从光吸收到多功能，酶标仪的“逐光”之路》专题（点击查看）展示并在仪器信息网相关渠道推广。投稿邮箱：zhaoyw@instrument.com.cn，关于征稿内容要求也可邮件咨询或电话联系：13331136682（同微信）。

【科学背景】原子光学天线是未来光学技术发展的重要趋势。其作用是实现极端的光场增强，推动光与物质之间的相互作用，离不开先进的光学材料和精确的实验技术。传统的纳米天线在光场增强和纳米尺度光学应用中发挥了关键作用，但其性能常受到环境诱导的非辐射过程的限制，这限制了其在更精细应用中的潜力。近年来，美国芝加哥大学Alexander A. High教授团队发现，金刚石中的IV族色心，如锗空位（GeV），作为固体中的原子光学偶极子，展示出了卓越的光学相干性和高场增强能力。这些原子光学天线利用其量子力学性质，可以在纳米尺度上实现巨大的光场增强。与传统纳米天线相比，原子光学天线不仅在场强度上具有显著优势，而且由于其较低的非辐射衰减率，能够在非常小的尺度上展现出优异的光学性能。这种原子光学天线的独特优势使得其在光谱学、传感和量子科学等领域得到了广泛应用。例如，利用GeV天线进行的实验表明，其在近场的光强度增强高达一百万倍，能够有效检测和操控附近的碳单空位，并通过福斯特共振能量转移（FRET）实现单个中性空位的荧光检测。这种极高的灵敏度和精确度为新兴的光学应用提供了前所未有的机会，并推动了相关技术的发展。【科学亮点】1. 实验首次实现了掺锗金刚石空位中心（GeV）作为原子天线的应用本研究首次将掺锗金刚石空位中心（GeV）作为原子天线进行实验验证。通过利用GeV的光学特性，我们成功地演示了其在光场增强和局部光强度放大的应用潜力。2. 实验通过共振激发和数值模拟，测量了GeV的近场光强度增强&bull 共振激发： 在实验中，我们对GeV进行共振激发，观察到其产生的驻波近场电磁场具有显著的增强效应。测量结果表明，在距离小于1纳米的范围内，GeV近场的光强度增强高达百万倍。&bull 数值模拟： 通过数值模拟，我们计算了GeV的散射光场强度，展示了其在特定条件下的巨大场增强。模拟结果显示，与共振激发场相比，散射场的强度可以达到高达10^8倍的增强程度。&bull 对比分析： 与传统的纳米天线相比，GeV作为点状量子发射体具有较低的非辐射衰减率和非常窄的线宽，这使得其对共振频率的扰动具有极高的灵敏度，并能够实现超常的场增强效果。3. 实验应用及前景展望&bull 检测与操控： 我们利用GeV天线探测并操控了附近的碳单空位（VC），并通过福斯特共振能量转移（FRET）首次实现了来自单个中性空位的可检测荧光。&bull 未来应用： GeV原子天线的独特特性为光谱学、传感和量子科学等领域的应用提供了新机遇，并可能推动相关技术的发展和新应用的探索。【科学图文】图1: 锗germanium，GeV天线。图2: 锗GeV天线感测、调控和光学激发近端空位。图3: 零声子线zero-phonon line，ZPL劈裂与泵浦阈值功率负相关。图4: 比较非共振激发，揭示了场增强。图5:相比于银纳米球，锗GeV天线效应。【科学启迪】本文的研究揭示了掺锗的金刚石空位中心（GeV）作为原子天线在光学增强领域的巨大潜力。首先，GeV展现出在纳米尺度上的极高光学场增强能力，能够实现近场强度增强高达一百万倍，这为科学研究和技术应用提供了前所未有的机会。其原子级别的尺寸和低非辐射衰减率使其在生成和操控局部电磁场方面具有独特的优势，与传统的纳米天线相比，这种增强效应与物理尺寸基本解耦，从而避免了小型金属散射体因欧姆损耗导致的响应下降问题。此外，GeV的高光学相干性和窄线宽使其在光谱学和传感应用中具有极高的灵敏度，能够检测和操控邻近的碳空位（VC）并实现荧光显微探测。这种特性不仅拓宽了原子天线在光谱学和量子科学中的应用范围，还在单分子拉曼光谱、光诱导催化等领域提供了新的研究工具。特别是通过福斯特共振能量转移（FRET）技术，GeV天线可以驱动来自单个中性空位的可测量荧光，为单个量子系统的研究提供了新的途径。原文详情：Li, Z., Guo, X., Jin, Y. et al. Atomic optical antennas in solids. Nat. Photon. (2024). https://doi.org/10.1038/s41566-024-01456-5

近年来，随着活细胞体系单分子荧光成像技术的发展，膜蛋白单分子研究，特别是受体动力学的研究，已成为目前单分子研究领域中活跃的研究方向之一。近几年发展起来的超分辨成像技术因其能够突破光学衍射限，而比传统光学显微镜具有更高的分辨率和更高的定位精度。英国Oxford Nanoimaging公司新推出的超分辨荧光显微镜—Nanoimager，由牛津大学Achillefs Kapanidis教授团队经过8年时间研发而成，是全球台大视野单分子FRET显微镜，将以超强的分辨率在单分子示踪、活细胞成像、蛋白互作、3D成像等研究领域发挥重要作用。Nanoimager主要技术特点? 横向分辨率20nm；纵向分辨率50nm ? 稳 定 性：1 μm/K的漂移；1 nm (1 Hz to 500 Hz)振幅 ? 支持同时双色成像和顺序四色成像 ? 采用1激光，使用安全 图1 Nanoimager 超分辨成像 Nanoimager采用PALM/dSTORM技术和光激活定位显微技术 (PALM) ，利用单分子定位算法并结合光学系统艾里斑的形状，以超高精度（纳米量）获得荧光分子的中心位置，然后用CCD将其信号进行采集转化终得到分辨率为20nm的超分辨图像。 Nanoimager主要应用案例1、单分子FRET FRET是一种两个荧光分子间非辐射性的能量转移方式，反映两者的分子间距（一般在2 – 10 nm的间距发生）。Nanoimager是台用于大视野单分子荧光共振能量转移(smFRET)的商业化仪器，其适用于smFRET的关键功能包括：同时双色成像；单分子散射光强度和总体平均的实时分析；视野中数千个单分子的高通量成像，以及用交替荧光激发 (ALEX) smFRET的功能来定量化学计量与FRET效率。图2是smFRET用于研究单个DNA霍利迪交叉的动力学。 图2 用smFRET检测霍利迪交叉(HJs)的实时构象变化 2、单分子示踪 Nanoimager可以在两个通道同时示踪细胞或者纯化物样品中的单分子 (图3)，并计算扩散系数。细胞中分子的扩散系数可以被示踪，如酶或蛋白可以通过药物和抗生素的反应来示踪。低扩散率可以表示标记分子与另一分子或结构的相互作用或相结合。 Nanoimager可以直接反映纯化样品中荧光粒子的扩散率和预估大小，具有敏感性 (单荧光分子别) 和特异性 (双色标记可以显著降低检测杂质的可能性)。 图3 Nanoimager双色追踪单分子/粒子 3、更大视野的成像 Nanoimager的每个成像通道均有50 μm x 80 μm的大视野，且照明均匀，可以实现单分子或细胞的高通量成像并快速收集数据。图4显示了以10倍于其他技术的速度对突变的大肠杆菌细胞的不同表型进行成像。为了获得不同表型的可靠的结果，需要对大量细胞进行比较。使用具有大视野，能够自动对焦和自动获取数据的Nanoimager可以显著加快整个实验速度和通量。将大视野与超分辨成像结合是Nanoimager的特优势。 图4 Nanoimager的大视野可以在高分辨率下实现高通量成像 超分辨荧光显微镜以其特的优势，已成为生物医学研究的重要工具。如果您想了解更多关于Nanoimager的技术和应用详情，欢迎致电010-85120280咨询，我们会尽快给您满意的答复！ 相关产品及链接 1、新一代超分辨荧光显微镜 (NEW)：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C273664.htm2、LaVision BioTec光片照明显微镜：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C132856.htm3、双光子荧光显微镜：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C132637.htm4、LVEM5 台式透射电子显微镜：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C157727.htm

撰文：李俊博研究背景一般情况下利用拉曼光谱技术可以非常方便的鉴定物质成分，获得结构信息。但是，一些化学物质直接通过拉曼光谱无法检测出信号，需要通过拉曼增强技术，提高拉曼信号信噪比，从而检测出待检物质。表面增强共振拉曼（SERS）活性基底的快速发展促进了人们对SERS机理的探究，这使SERS的应用范围拓宽至更广的领域。大量的研究表明SERS的增强机理主要有两种：表面等离子体共振及电荷转移机理。对于过渡金属基底来说，其增强能力取决于自身的性质及材料的表面形态，电磁场与化学增强的共同作用使之产生增强的拉曼信号。然而，目前只有几种有机小分子在过渡金属上能够被选择性的增强，这限制了过渡金属的实际应用。基于以上背景，吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室的赵冰教授等人制备了四种SERS活性基底（两种过渡金属和两种贵金属），并通过细胞色素c （Cyt c）在基底上SERS光谱的变化，讨论了Cyt c与这些活性基底间的电子转移路径与机理。本研究中， SERS光谱的采集采用了HORIBA LabRam系列拉曼光谱仪，所有的拉曼数据则通过LabSpec软件进行分析。下面让我们走进该项研究：﹀﹀﹀1为什么选择Cyt c 细胞色素c是一种水溶性的血红素蛋白质并常作为呼吸链中的电子载体。大部分Cyt c的SERS光谱的获得是通过电化学结合拉曼光谱的方法，从而研究氧化还原蛋白质在基础及应用科学领域的结构与反应动力学。基于Cyt c的电子转移的能力，Cyt c常用作新型的探针来探究SERS活性基底与吸附生物分子之间的电子转移。图1. 细胞色素c与SERS活性材料之间的电子转移示意图。2具体的研究过程作者通过紫外光谱表征发现过渡金属镍和钴纳米粒子可将氧化态的Cyt c还原，并且通过SERS光谱发现二者与还原剂连二硫酸钠的作用相同，二者作为良好的还原剂与Cyt c之间发生了电子转移，且通过谱峰的对比证实了在过渡金属的作用下，蛋白质仍保持着良好的二级结构。另一方面，对惰性金属Au和Ag纳米粒子也进行了相同的实验，通过紫外图的表征说明二者对氧化态和还原态的Cyt c均未产生价态上的影响，而SERS光谱则表明Ag纳米粒子能使还原态Cyt c氧化，并且谱峰相对强度的变化意味着Cyt c结构的改变。基于以上现象，作者对Cyt c与金属纳米粒子之间的电子转移机理进行了探究并给出合理解释。氧化态Cyt c与Ni NWs之间的转移方向是从Ni的费米能级至Cyt c的导带，此处由于Cyt c的电导性表现出半导体的行为，因此根据肖特基势垒和欧姆接触可知，金属镍的功函与Cyt c的电子亲和能值十分接近，促移则基于SERS的电子转移机理，实验所用的激发光能量恰能够激发Cyt c HOMO能级上的电子转移至Ag的费米能级。3研究的创新点本研究将氧化还原蛋白质的电子转移与SERS中的电荷转移机理相结合，为电荷转移理论提出了新的见解。并且，Cyt c与过渡金属之间直接的电子转移行为的发现将会拓宽过渡金属在氧化还原蛋白质光谱研究领域的应用。 此项研究工作得到了国家自然科学基金项目的资金支持。相关成果近期发表在杂志《Chemistry - A European Journal》上: Junbo Li, Weina Cheng, Xiaolei Wang, Haijing Zhang, Jin Jing, Wei Ji, Xiao Xia Han, Bing Zhao, “Electron Transfer of Cytochrome c on Surface-Enhanced Raman Scattering-Active Substrates: Material Dependence and Biocompatibility”. Chem. Eur. J. 2017, DOI: 10.1002/chem.201702307HORIBA科学仪器事业部结合旗下具有近 200 多年发展历史的 Jobin Yvon 光学光谱技术，HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如：光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。

低维有机纳米光子路由器 　　纳米光子学主要研究如何在微纳米尺度上对光子运动进行操纵、调节和控制，在未来信号传播和信息处理方面具有广泛的应用前景。中科院化学所光化学重点实验室的科研人员成功研制出低维有机纳米光子路由器，可实现单点激发、多通道不同的光信号输出。相关结果近日发表于《美国化学会志》，英国皇家化学会《化学世界》杂志也对该成果作了报道。 　　据了解，该实验室近年来在低维有机材料光子学方面进行了系统的研究。在前期对一维有机光波导材料的研究中，研究人员发现了有机材料中的弗伦克尔激子与光子的强耦合作用所形成的激子极化激元(EP)在有机光子学中的作用机制 进而利用三重态敏化，通过EP传播过程中的双向能量转移作用，实现了稳定白光输出的光波导器件 进一步利用有机晶体材料中的激子极化激元的超高折射率，实现了双光子泵浦有机纳米线激光器。相关工作证实了有机低维材料在纳米光子学中的巨大潜力，为实现基于低维有机材料的光子学功能元件奠定了基础。 　　在此前研究的基础上，该实验室科研人员联合美国西北大学，从有机纳米线异质结的可控制备入手，利用有机小分子特定的组装与生长特性，通过液相和气相两步法，实现了客体分子在主体分子的一维主干结构上的可控外延生长，从而得到了一维有机分枝型异质结构。将有机异质结构中的荧光共振能量转移(FRET)和光波导性质结合起来，实现了信号可调制的纳米光子路由器。 　　这些成果为深入研究有机功能分子体系的组装行为，控制合成功能化有机复杂微纳结构，研究复杂结构中光子学的内在机制，以及探索光子通讯与运算中需要的各类元器件提供了重要的借鉴。

近日，国际分析化学领域权威期刊Analytical Chemistry在线发表文章“Nucleic Acid Hybridization Enhanced Luminescence for Rapid and Sensitive RNA and DNA Based Diagnostics”。该论文提出了一种基于核酸杂交增强荧光用于高灵敏核酸检测的新策略。该成果由SIAT深圳市微纳生物传感重点实验室（筹）喻学锋研究员团队完成，材料界面中心金宗文、罗擎颖副研究员为该文章通讯作者。论文上线截图长寿命发射型核酸探针因其结构可编程、信背比高和灵敏度高等优势而广泛应用于生物化学分析。基于长寿命荧光核酸探针可实现荧光共振能量转移（FRET）的均相检测，但该技术常受到有效能量转移距离范围窄的局限。本研究提出了一种核酸杂交响应发光探针的新策略，可通过核酸杂交将DNA修饰的Lumi4-Tb复合物的光致发光(PL)增加20倍以上，适用于生理条件对各种核酸、蛋白质及其他生物小分子的高灵敏检测。本研究进一步通过PL寿命分析揭示了发光增强的可能机制：由于单链核酸链的柔性，碱基和磷酸基团可以与Tb(III)配位，降低Tb复合物的稳定性，导致初始PL较弱。而杂交后，双螺旋刚性结构抑制了Tb(III)与碱基或磷酸根之间的配位，使得发光增强。基于本机理，可针对不同靶标灵活设计DNA序列，在无需额外核酸扩增的前提下实现对DNA或RNA低至pM的检测，并且完全适用于真实样本分析，在临床诊断中的核酸检测方面显示出巨大的潜力。基于核酸增强发光的核酸高灵敏检测示意图该研究得到国家自然科学基金、广东省面上项目、中国博士后基金等的支持。全文获取链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c02673

MH系列双级半导体深度制冷温度可控C接口USB3.0 CCD相机显微镜制冷CCD相机MHC600-MC基本特性：MHC600-MC制冷ccd相机搭载了Sony ExView HAD CCD或HAD CCD等高性能图像传感器，针对传感器固有的热噪声，专门设计了高效制冷模块使得相机传感器的工作温度比环境温度低达-50度。针对低温结雾现象，设计了防结雾结构，确保传感器表面在低温情况下不会防结雾。MHC600-MC制冷ccd相机这一独有技术大大降低了图像噪声，保证了图像质量的获取。显微镜制冷CCD相机MHC600-MC的优势：基于SONY CCD传感器的科学级专业相机；双级专业设计的高性能TE冷却结构，结构灵巧，散热速度快；温度任意可控，超低噪声，最高达50度温度降幅 精巧防结雾结构，确保传感器在超低温度情况下传感器表面不会结雾；高速USB3.0接口，传输速度高达5Gbits/s，实现快速预览 Ultra-Fine颜色处理引擎，实现完美颜色再现能力；相机附送高级图像处理软件以实现对相机的控制与捕获图像的处理。软件触发或外部触发，支持视频同软件/硬件触发模式捕获单帧或多帧图像；支持长达1小时的精准曝光控制技术；IR-CUT双AR膜保护玻璃(可选)；随相机提供高级视频与图像处理应用软件 提供Windows/Linux/macOS/Android多平台标准SDK。显微镜制冷CCD相机MHC600-MC可用于弱光或荧光图像的拍摄，其主要应用有：明场显微镜；暗场，微分干涉 (DIC) 显微镜；活体细胞成像，细胞或组织病理学检测，细胞学；缺陷分析，半导体检测，精密测量；微光荧光成像，GFP 或 RFP 分析，荧光原位杂交(FISH)；荧光共振能量转移显微镜，全内反射荧光显微镜，实时共聚焦显微镜，失效性分析，天体照相。

聚焦蛋白质互作研究进展与实验方法研究蛋白-蛋白相互作用是理解生命活动的基础。蛋白质—蛋白质互作网络是生物信息调控的主要实现方式，是决定细胞命运的关键因素。检测蛋白质间相互作用的实验方法有哪些？这些检测方法各有什么优缺点?总结如下。1. 生化方法●共纯化、共沉淀，在不同基质上进行色谱层析(需要补充)●蛋白质亲和色谱 基本原理是将一种蛋白质固定于某种基质上(如Sepharose)，当细胞抽提液经过改基质时，可与改固定蛋白相互作用的配体蛋白被吸附，而没有吸附的非目标蛋白则随洗脱液流出。被吸附的蛋白可以通过改变洗脱液或者洗脱条件而回收下来。GST pull down技术：为了更有效的利用蛋白质亲和色谱，可以将待纯话的蛋白以融合蛋白的形式表达，即将”诱饵“蛋白与一种易于纯化的配体蛋白融合。例如与GST融合的蛋白再经过GSH的色谱柱时，就可以通过GST和GSH的相互作用而被吸附。当载有细胞抽提物经过柱时，就可以得到能够与“诱饵”蛋白相互作用的目标蛋白了。Epitope-tag技术：表位附加标记技术 就是将附加的抗原 融合到目的蛋白以检测目的蛋白的表达，同时还可以通过亲和层析法来纯化目的蛋白。 缺点：表位附加标记可能会使融合蛋白不稳定，改变或使融合蛋白功能丧失。以上两种方法都要共同的缺点：假阳性。实验所检测到的相互作用可能时由蛋白质所带电荷引起的，并不是生理性的相互作用 蛋白的相互作用可能并不是直接的，可是由第三者作为中介的 有时会检测到两种在细胞中不可能相遇却有极强亲和力的蛋白。因此实验结果还应经其他方法验证。●免疫 共沉淀 免疫共沉淀是以抗体和抗原之间的专一性作用为基础的用于研究蛋白质相互作用的经典方法。改法的优点是蛋白处于天然状态，蛋白的相互作用可以在天然状态下进行，可以避免认为影响 可以分离得到天然状态下相互作用的蛋白复合体。 缺点：免疫共沉淀同样不能保证沉淀的蛋白复合物时候为直接相互作用的两种蛋白。另外灵敏度不如亲和色谱高。●Far-Western 又叫做亲和印记。将PAGE胶上分离好的凡百样品转移到硝酸纤维膜上，然后检测哪种蛋白能与标记了同位素的诱饵蛋白发生作用，最后显影。 缺点是转膜前需要将蛋白复性。2. 等离子表面共振技术(Surface plasmon resonance)该技术是将诱饵蛋白结合于葡聚糖表面，葡聚糖层固定于几十纳米厚的技术膜表面。当有蛋白质混合物经过时，如果有蛋白质同“诱饵”蛋白发生相互作用，那么两者的结合将使金属膜表面的折射绿上升，从而导致共振角度的改变。而共振角度的改变与该处的蛋白质浓度成线性关系，由此可以检测蛋白质之间的相互作用。该技术不需要标记物和染料，安全灵敏快速，还可定量分析。缺点：需要专门的等离子表面共振检测仪器。3. 遗传学方法使某处发生缺损，检测对其他地方的影响。●基因外抑制子。基因外抑制子是通过一个基因的突变 来弥补原有基因的突变。比如相互作用的蛋白A和B，如果A发生了突变使两者不再相互作用，此时B如果再发生弥补性突变就可以使两者的相互作用恢复，那么B就是A的基因外抑制子。 缺点：需要知道基因，要有表型，筛选抑制子比较费时。●合成致死筛选 指两个基因同时发生突变会产生致死效应，而当每个基因单独发生突变时则无致死效应。用于分析两个具有相同重要蛋白之间的相互作用。4. 双杂交技术原理基于真核细胞转录因子的结构特殊性，这些转录因子通常需要两个或以上相互独立的结构域组成。分别使结合域和激活域同诱饵蛋白和猎物蛋白形成融合蛋白，在真核细胞中表达，如果两种蛋白可以发生相互作用，则可使结合域和激活域在空间上充分接近，从而激活报告基因。 缺点：自身有转录功能的蛋白会造成假阳性。融合蛋白会影响蛋白的真实结构和功能。不利于核外蛋白研究，会导致假隐性。5. 荧光共振能量转移技术指两个荧光法色基团在足够近(100埃)时，它们之间可发生能量转移的现象。荧光共振能量转移技术可以研究分子内部对某些刺激发生的构象变化，也能研究分子间的相互作用。它可以在活体中检测，非常灵敏，分辩率高，能够检测大分子的构象变化，能够定性定量的检测相互作用的强度。 缺点 此项技术要求发色基团的距离小于100埃。另外设备昂贵，还需要融合GFP给蛋白标记。此外还有交联技术(cross-linKing)，蛋白质探针技术，噬菌体展示技术(Phage display)以及生物信息学的方法来检测蛋白质之间相互作用。

Introduction苯并咪唑类杀菌剂（BZD）是一类含有苯并咪唑环的内吸性杀菌剂。最常用的BZDs有苯菌灵、多菌灵（CBZ）、甲基硫菌灵（TPM）、噻菌灵（TBZ）、麦穗宁（FBZ）等。在现代农学中，BZDs广泛用于预防水果、蔬菜和其他作物的真菌病害，用于采前和采后处理；此外，它们还被用作广谱的驱虫药物，用于预防和治疗食源性动物体内寄生虫。因此，许多国家和国际权威机构都实施了严格的监管。 最近，基于纳米材料的光学技术，如比色、荧光和SERS技术，通过开发分析纳米技术在农药检测中的潜力，已经成为基于色谱技术一种替代方法。本文综述了近六年来基于纳米技术的光学传感器在水、食品和农产品中BDZ残留检测方面的研究进展。本研究特别强调了比色、荧光、SERS及其集成系统，为当前BZDs的检测现状提供了广泛的覆盖面。基于纳米材料的光学方法用于检测BDZ杀菌剂的示意图如图1所示。 图1 用各种光学方法检测BDZ的不同纳米材料及其综合方法的示意图 基于纳米材料的信号增强策略纳米材料在研究领域被广泛用于促进传感器的修饰。纳米材料由于其独特的性质，如表面修饰，生物相容性，表面等离子体共振，消光系数，催化活性等，可以提高不同传感器的检测效率。一般来说，信号增强的效果主要是因为来自大表面积的强吸附显示出优异的特异性，以及纳米材料的高电子转移速率，从而提高了不同传感器的传感效率。 基于纳米材料的光学传感器迄今为止，已经利用基于纳米材料的光学传感器构建了不同的BDZ传感技术。光学传感器在BDZ的现场检测方面具有很大的潜力和广泛的用途。图2是BDZ在基于纳米材料的光学传感器，特别是比色荧光和SERS及其集成系统的所有已发表论文的总结。图2 柱状图为基于纳米材料的比色（A）、荧光（B）和SERS（C）传感器检测BDZ杀菌剂的发展和发表论文情况比色传感器基于纳米材料的比色传感器因其对包括重金属、农药、真菌毒素、有毒细菌、生物标志物等在内的许多分析物的灵敏和选择性响应而受到了极大的关注。表面等离子体共振（SPR）是纳米材料的一个重要特征，由于纳米材料的聚集或分散，与分析物相互作用后，在可见光区域显示出明亮的颜色变化，并与分析物产生明显的线性或非线性关系。通常，有两种策略可用于制备基于比色的传感器：I）催化或结构变化引起的颜色变化；II）纳米粒子的形态转变或聚集。比色传感器中比色响应的方案如图3所示。表1是基于纳米材料的比色传感器检测食品中BDZ的研究结果。图3 比色传感器的比色响应表1 基于纳米材料的BDZ比色传感器荧光传感器荧光传感器的基本原理是荧光团或纳米粒子产生的光的发射，从激发态返回到基态。表2是基于纳米材料的荧光传感器检测食品中BDZ的研究结果。表2 基于纳米材料的BDZ荧光传感器基于非辐射能量转移的荧光传感器在检测食品和农产品中的有毒化学物质和致病菌方面引起了人们极大的研究兴趣。FRET是一种非辐射距离依赖的能量转移现象，作为一种独特、可靠、灵敏的分析技术被广泛应用于检测各种分析物。碳量子点或碳点是一种新型的发光碳纳米材料，可用于荧光分析法中的定量分析。如图4A所示，Wang课题组基于氮掺杂碳量子点和金纳米簇之间的FRET，通过两个线性响应开发了CBZ的"turnon"比率型荧光传感器，LOD分别为0.83和37.25 μmol/L。相反，考虑到上转换纳米颗粒的优势，有研究开发了一种上转换-二氧化锰发光共振能量转移生物传感器用于UCNPs对CBZ的灵敏检测，如图4B所示。图4 N-GQDs/AuNCs作为CBZ比率荧光开启传感器的示意图（A） CBZ荧光纳米传感器示意图（B） SERS传感器近年来，随着纳米技术的发展，获得了不同形态的纳米结构，它们被用作SERS活性基底，用于无标记和/或靶敏感检测各种分析物，包括农药残留水平。为了提高基于SERS的农药检测的准确度和精密度，研究人员不断致力于开发新型SERS基底、新型检测策略、原位检测系统等。表3总结了SERS技术在BDZ类杀菌剂检测和定量方面的研究进展。表3 BDZ用纳米材料SERS传感器 SERS活性基底的选择SERS活性基底的选择对SERS检测至关重要。为了制备用于BDZ的最佳SERS传感器，需要考虑三个关键点：i）SERS活性底物的拉曼信号增强能力，ii）SERS有源底物的均匀性和稳定性，iii）BDZ对SERS活性基质的亲和力。 SERS光谱的密度泛函理论（DFT）模拟在SERS信号中可以得到分子固有的拉曼信号，这可以通过DFT得到潜在的证实。理论拉曼信号借助高斯程序进行DFT分析，并给出合理的解释。然而，实验测得的拉曼和SERS信号与理论信号存在一定的差异，这可能与农药或基底的分子结构及其相互作用有关。因此，需要更多的研究来了解它们在实验上存在差异的确切原因。化学计量学对SERS传感器的影响化学计量学的关键优势在于能够从低质量的仪器数据中获得合理的检测结果，所得数据具有信号重叠性强、噪声水平高、分辨率低等特点。这种方法常应用于从光学（即比色、荧光、SERS等）、色谱、电化学和其他各种技术中获得的信号的定性和定量处理。有研究将竞争性自适应重加权采样-极限学习机（CARS-ELM）作为非线性化学计量学方法与SERS相结合，实现了苹果中TBZ浓度的快速测定；该方法在TBZ浓度为1、5、10 mg/L的蓄意污染苹果样品中的回收率为83.02%～93.54%；此外，通过PCA在P＝0.05水平上的判别图确定了LOD（0.001 mg/L），如图5A所示。图5 利用SERS耦合CARS-ELM确定TBZ的方法示意图（A）；SERS传感双杀菌剂界面自组装核壳二维Au@Ag纳米点阵列的制备示意图（B）；便携式拉曼分析仪微滴捕获带（C）；Ag-Au-IP6-Mil-101 (Fe)的制备示意图及TBZ的SERS测定（D）磁性纳米粒子（MNPs）对SERS传感器的影响磁性纳米粒子与贵金属纳米材料的结合在农药的SERS检测中开辟了新的途径，这归因于以下几个优点：MNPs的有序排列和良好调节的热点提供了完美的增强因子；磁性纳米粒子的磁性允许目标化合物从复杂基质中有效分离和富集；磁性纳米粒子的磁性赋予了SERS纳米复合基底可重复使用性；最后，磁性纳米粒子的生物相容性允许生物识别分子固定在其表面，提高了其对目标分子的特异性生物识别能力和与基质的分离能力。利用贵金属单、双金属SERS基底对BDZ进行无标记检测近年来，利用SERS技术实现痕量分子的无标记检测已成为原位应用的研究热点。如图5B所示，利用金核银壳纳米颗粒设计了一种二维纳米点阵列SERS基底，用于梨、苹果和橙汁中TBZ的可靠和可重复性测定，LOD为0.051 × 10-6。 基于氧化石墨烯（GO）的SERS传感器GO是一种单层碳材料，通过π-π堆积作用或静电作用对芳香分子具有突出的吸附能力；此外，由于电荷转移效应，它提高了拉曼信号，从而支持SERS检测。 硅基SERS传感器根据已发表的多篇文献，金属化硅由于具有大的表面积体积比可用于表面修饰、减少纳米材料之间的相互作用、独特的光学性质和易于制备等优点，已成为制备SERS基底的重要元素。基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）的SERS传感器PDMS是柔性基底中备受研究者关注的一种聚合物凝胶，因其具有透明性、良好的拉伸强度、黏结性、无毒性和化学稳定性等优点。此外，它具有较低的拉曼截面，对拉曼信号的影响较小。 基于纸张和胶带的SERS传感器纤维素基纸模板具有三维结构、便携性、柔韧性、多孔性、非均相形貌、极小的SERS信号干扰等优点，是硅或玻璃晶片和多孔氧化铝模板的实际替代品。特别是，它可以通过毛细管作用吸收液体，使目标分析物在传感器纳米材料表面黏附和富集基于金属有机框架的SERS传感器。如图5C所示，通过在导电碳带上沉积Au纳米枝晶，生成了用于TBZSERS检测的创新型POCT装置"微液滴捕获带"；作为一个自主的"微容器"用于吸附分析物。基于金属有机框架（MOFs）的SERS传感器MOFs的多孔结构是通过π-π相互作用、氢键或静电作用形成的，它们提供了一个大的比表面积来支持和稳定金属纳米结构，从而获得一种新型的SERS基底。将Au/Ag纳米结构固定到MOFs中作为一种高效的SERS基底近年来受到了广泛的关注。如图5D所示，开发了一种基于MOFs的SERS传感器（Ag-Au-IP6-Mil-101(Fe)）检测果汁样品中的TBZ。 基于分子印迹聚合物（MIPs）的SERS传感器考虑到生物识别元件的局限性，MIP作为一种人工识别元件，具有与目标分子亲和力高、化学和机械稳定性好、价格低廉等优点，在检测、催化和固相萃取等领域具有广阔的应用前景；它通过具有酸性或碱性基团的单体聚合，在目标分子存在的情况下形成三维空腔，可以通过互补的形状、大小和官能团选择性地与目标分子结合。基于其他材料的SERS传感器受仿生材料的启发，将植物叶片组装到AuNPs上，产生电磁辐射热点，用于水中CBZ和TBZ的检测。有研究报道了一种用于检测水果样品中TBZ的模板生长磷烯基Au/Ag纳米复合材料SERS基底。另有研究报道了合成的聚氨酯胶束/纳米银簇用于不同果蔬表面TBZ的原位检测。集成传感器近年来，集成不同的技术来提高检测的选择性、准确性和精密度受到了广泛的关注。利用碳化钛MXene/Au-Ag纳米壳开发了一种双功能智能CBZ检测方法，如图6所示。通过电化学和SERS方法，该传感器在茶叶和大米中分别可以检测到低至0.002和0.01 μmol/L的CBZ（表4）。图6 Ti2C MXene/Au-Ag纳米杂化物用于CBZ的电化学和SERS检测表4 基于纳米材料的BDZ集成传感器Conclusion and Perspectives本文综述了基于纳米材料的检测策略，以实现对实际样品中BDZ的高效溯源。尽管这些基于纳米材料的光学及其集成传感器与传统方法相比具有一定的便利性，但在实际样品的检测中仍然存在一些挑战。在本研究中提到的BDZ中，苯菌灵和FBZ还没有被检测到。由于纳米材料与目标分析物结合的活性位点是有限的，因此关注简便和低成本的样品前处理过程是很重要的。也可以集中在芯片、纸张或带状传感器上，用于BDZ的现场检测，这将更有效地用于工业应用。——————————————————————————————————————— 陈全胜：集美大学海洋食品与生物工程学院教授，博士生导师，主要从事食品质量安全快速无损检测与智能化加工装备研发。近年来先后主持国家部省级项目20余项，出版学术英文学术著作1部，中文学术著作3部，以第一/通讯作者发表SCI论文150余篇（其中，IF10论文10余篇，ESI高被引论文15篇，ESI热点论文4篇），论文累计SCI他引6000余次，个人H指数43；累计授权发明专利50余件（含国际专利4件），成果先后获国家技术发明奖二等奖、江苏省科学技术奖一等奖和教育部自然科学奖二等奖等；先后获国家高层次人才、科技部中青年科技创新领军人才、中国高被引学者、ProSPER.Net-Scopus Young Scientist Award、中国青年科学之星和江苏省333中青年科技创新领军人才等国内外奖励和荣誉。为进一步促进动物源食品质量安全的发展，更好的保障人类身体健康和提高生活品质，仪器信息网于2023年11月15-17日举办“动物源性食品质量安全检测技术”主题网络研讨会。陈全胜老师也将在此次网络会中带来精彩报告！点击图片，免费参会

近日，天问一号火星能量粒子分析仪获得了首个科学成果，研究讨论了基于该载荷在地火转移轨道中观测到的一个太阳高能粒子事件。相关结果于7月26日发表在《天体物理学杂志快报》（The Astrophysical Journal Letters）上，并被美国天文学会（AAS）选为亮点工作，并进行了专题报道。这项研究由澳门科技大学、中国地质大学（北京）、中科院近代物理研究所、兰州空间技术物理研究所、中国科学技术大学、美国阿拉巴马大学亨茨维尔分校和中科院国家空间科学中心组成的团队合作完成。火星能量粒子分析仪是我国首个用于研究行星际和近火星空间辐射环境的载荷，由中科院近代物理所和兰州空间技术物理研究所联合研制，于2020年7月搭载在天问一号火星探测器上发射升空，正式开启了探测任务。2020年11月29日，火星能量粒子分析仪在地火转移轨道距太阳1.39个天文单位（AU）处，观测到第25个太阳活动周期的首个大范围太阳高能粒子事件。事件发生时，天问一号与地球近似处于同一磁力线上，这使得天问一号和地球附近航天器能够在相隔数千万公里的地方观测到来自相同源区的太阳高能粒子，为研究太阳高能粒子沿磁力线在行星际空间的传播提供了一个宝贵的机会。而理解太阳高能粒子的加速与传播机制一直是空间物理和空间天气研究的重要课题之一。据了解，一旦离开近地环境进入太空、失去地球磁场的保护，宇航员及航天器就必然暴露在强烈的高能粒子辐射之中。与通量长期稳定的银河宇宙线不同，太阳高能粒子事件的发生具有偶发性和不可预测性。该类事件爆发时产生的能量粒子通常起源于太阳耀斑爆发和日冕物质抛射驱动的激波加速过程，其通量可高于背景宇宙线达几个数量级，不仅会对行星际和近地空间辐射环境带来巨大影响，也对载人航天和深空探测等空间任务构成巨大威胁。通过对比分析2020年11月29日事件期间，火星能量粒子分析仪和地球附近航天器的质子通量观测数据，研究团队发现，天问一号和地球附近航天器关联的磁力线并没有连接到太阳表面的爆发源区和行星际激波，这意味着，高能粒子必须跨越磁力线才能到达天问一号和地球附近航天器。研究团队还发现，两个位置处观测到的质子能谱形状非常相似，均表现为双幂律谱，且它们的质子强度时间曲线在太阳高能粒子事件衰减阶段也有着相似的演化趋势，呈现出典型的蓄水池现象。研究团队认为，双幂律能谱很可能是在激波加速源区产生，而传播过程中的垂直扩散效应是解释该事件中蓄水池现象的关键因素。同时，这项研究还讨论了太阳高能粒子事件峰值强度的径向相关性和磁力线长度相关性等。据了解，此次太阳高能粒子事件中，火星能量粒子分析仪与近地航天器的观测数据具有非常好的一致性，这表明火星能量粒子分析仪仪器功能与性能均符合设计预期，仪器测得的数据质量可靠，为后续环火星探测数据的研究奠定了良好基础，有望帮助人们更好地了解火星辐射环境以及规划深空探测任务。事件爆发时天问一号（灰色点）、火星（红点）、地球（蓝点）以及其它卫星的相对位置。（图源/《天体物理学杂志快报》）