剪切诱导水解反应

多年来，蜘蛛丝一直是仿生研究的主题。众所周知，它具有令人难以置信的拉伸强度和生物相容性。因此，基于各种材料的人工模拟例子数不胜数。研究较少但却同样有趣的是丝纤维的形成机制。蛛丝是在蛛丝导管对储存在蜘蛛体内的液体蛛丝的剪切力作用下形成的固体纤维。这些剪切力促使晶核的形成，材料在晶核上进一步结晶。有趣的是，相应的合成过程需要的活化能要比蛛丝形成的活化能高得多。谢菲尔德大学的G.J. Dunderdale等人现在已经成功地开发了一种节能程序，通过诱发剪切应力来诱导聚环氧乙烷水溶液（PEO）的结晶。 结晶的形成是通过加热溶液来获得均匀样品，然后通过冷却和剪切溶液来进行关键的具体工作。在小角和广角X射线散射（SAXS和WAXS）原位模式下收集到的图谱，以及当溶液被Linkam CSS 450剪切池剪切时，清楚地显示了结晶的开始。这不仅体现在散射强度的稳步增加，而且Herman定向函数P2（见上图2D SAXS图谱和演变的图像）的上升也表明了样品的方向。同时采集的2D WAXS图谱也清楚地显示了peo72螺旋结构形成的反射特性。 这些结果与剪切诱导偏振光成像（SIPLI）非常吻合，在SIPLI中Maltese Cross图谱的形成表明了结晶的开始。通过这种技术的结合，研究人员已经清楚地证明了在剪切过程中模拟聚合物水溶液到固体材料相变的能力。

2021年，《高分子学报》邀请了国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写从基本原理出发的高分子现代表征方法综述并上线了虚拟专辑。仪器信息网在获《高分子学报》副主编胡文兵老师授权后，也将上线同名专题并转载专题文章，帮助广大研究生和年轻学者了解、学习并提升高分子表征技术。在此，向胡文兵老师和组织及参与撰写的各位专家学者表示感谢。高分子表征技术专题前言孔子曰：“工欲善其事，必先利其器”。 我们要做好高分子的科学研究工作，掌握基本的表征方法必不可少。每一位学者在自己的学术成长历程中，都或多或少地有幸获得过学术界前辈在实验表征方法方面的宝贵指导！随着科学技术的高速发展，传统的高分子实验表征方法及其应用也取得了长足的进步。目前，中国的高分子学术论文数已经位居世界领先地位，但国内关于高分子现代表征方法方面的系统知识介绍较为缺乏。为此，《高分子学报》主编张希教授委托副主编王笃金研究员和胡文兵教授，组织系列从基本原理出发的高分子现代表征方法综述，邀请国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写。每篇综述涵盖基本原理、实验技巧和典型应用三个方面，旨在给广大研究生和年轻学者提供做好高分子表征工作所必须掌握的基础知识训练。我们的邀请获得了本领域专家学者的热情反馈和大力支持，借此机会特表感谢！从2021年第3期开始，以上文章将陆续在《高分子学报》发表，并在网站上发布虚拟专辑，以方便大家浏览阅读. 期待这一系列的现代表征方法综述能成为高分子科学知识大厦的奠基石，支撑年轻高分子学者的茁壮成长！也期待未来有更多的学术界同行一起加入到这一工作中来.高分子表征技术的发展推动了我国高分子学科的持续进步，为提升我国高分子研究的国际地位作出了贡献. 借此虚拟专辑出版之际，让我们表达对高分子物理和表征学界的老一辈科学家的崇高敬意！ 原文链接：http://www.gfzxb.org/article/doi/10.11777/j.issn1000-3304.2020.20230《高分子学报》高分子表征技术专题链接：http://www.gfzxb.org/article/doi/10.11777/j.issn1000-3304流变技术在高分子表征中的应用：如何正确地进行剪切流变测试刘双 1,2 ,曹晓 1,2 ,张嘉琪 1,2 ,韩迎春 1,2 ,赵欣悦 1,2 ,陈全 1,2 1.中国科学院机构长春应用化学研究所 高分子物理与化学国家重点实验室　长春 1300222.中国科学技术大学应用化学与工程学院　合肥 230026作者简介: 陈全，男，1981年生. 中国科学院长春应用化学研究所研究员. 本科和硕士毕业于上海交通大学，2011年在日本京都大学取得工学博士学位，之后赴美国宾州州立大学继续博士后深造. 于2015年回国成立独立课题组，同年当选中国流变学学会专业委员会委员；于2016年获美国TA公司授予的Distinguished Young Rheologist Award (2~3人/年)，同年入选2016年中组部QR计划青年项目；于2017年获基金委优青项目资助；于2019年入选中国化学会高分子学科委员会委员，同年获得日本流变学会奖励赏(1~2人/年)，目前担任《Nihon Reoroji Gakkaishi》(日本流变学会志)和《高分子学报》编委 通讯作者: 陈全, E-mail: qchen@ciac.ac.cn摘要: 流变学是高分子加工和应用的重要基础，流变学表征对于深入理解高分子流动行为非常重要，获取的流变参数可用于指导高分子加工. 本文首先总结了剪切流变测试中的基本假设：(1)设置的应变施加在样品上，(2)应力来源于样品自身的响应和(3)施加的流场为纯粹的剪切流场；之后具体阐述了这些假设失效的情形和所导致的常见的实验错误；最后，通过结合一些实验实例具体说明如何培养良好的测试习惯和获得可靠的测试结果.关键词: 流变学 / 剪切流场 / 剪切流变测试 目录1. 流场分类2. 剪切旋转流变仪概述2.1 测试原理2.2 测试模式3. 旋转流变仪测试中的常见问题3.1 测试过程的基本假设和常见问题概述3.1.1 输入(输出)应变为施加在样品上的应变3.1.2 流场为简单的剪切流场3.1.3 输入(输出)应力为样品的黏弹响应3.2 测试中常见问题I：仪器和夹具柔量3.3 测试中常见问题II：仪器和夹具惯量的影响3.4 测试中常见问题III：样品自身惯量的影响3.5 测试中常见问题IV：二次流的影响3.5.1 同轴圆筒夹具二次流边界条件3.5.2 锥板和平板夹具二次流边界条件3.6 测试中常见问题V：样品表面张力3.6.1 样品的各向对称性3.6.2 样品本身表面张力大小3.6.3 大分子聚集3.7 测试中常见问题VI: 测试习惯3.7.1 样品的制备：干燥和挥发问题3.7.2 确定样品的热稳定性3.7.3 样品体系是否达到平衡态3.7.4 夹具热膨胀对测试的影响3.7.5 夹具不平行和不同轴对测试的影响4. 结论与展望参考文献流变学是研究材料形变和流动(连续形变)的科学，其重要性已在学术界和工业界得到了广泛的认可. 流变仪是研究材料流变性能的仪器，利用流变仪进行流变测试已成为食品、化妆品、涂料、高分子材料等行业的重要表征和研究手段[1~8].本文从流变测试的角度，详细介绍了流场的分类和旋转流变仪测试的基本原理和测试技巧，重点阐述了剪切流变学测试中的基本假设和这些假设在特定的条件下失效的情况. 最后，通过结合具体的实验测试实例，详细地阐述了如何避免流变测试中的错误和不良测试习惯. 笔者希望本文能够对流变学测试人员有一定的帮助和启发，找到获得更可靠和准确的实验测试结果的有效途径.1. 流场分类高分子加工过程中的流场往往非常复杂，例如：在共混与挤出的工艺里，占主导的流场是剪切流场；在吹塑和纺丝等工艺里，占主导的流场是拉伸流场. 更多加工过程中，用到的流场是剪切与拉伸等流场的复合流场[9~12].在流变学测试中，为了得到更明确的测试结果，往往选择比较单一和纯粹的流场，如剪切或者单轴拉伸流场(此后简称“拉伸流场”). 流变仪的设计往往需要实现特定的流场，并表征材料在该特定流场下的响应. 虽然剪切流场和拉伸流场在高分子加工中同等重要，高分子流变学的测试研究却呈现了一边倒的局面：目前大量常用的商用流变仪，如应力和应变控制型的旋转流变仪、转矩流变仪、毛细管流变仪的设计基础都是针对剪切流场的(利用这些仪器仅可进行比较粗略的拉伸流变测试，例如在旋转流变仪的基础上添加如Sentmanat Extensional Rheometer在内的附件测量拉伸黏度[13]或者利用毛细管流变仪的入口效应来估算拉伸黏度.)，而针对拉伸流场的拉伸流变仪则比较稀缺.剪切和拉伸流场自身的区别是造成以上局面的主要原因. 图1中分别展示了剪切和拉伸2种形变[14]. 施加剪切形变时(图1上)，力位于样品顶部，力的方向与上表面平行，该应力会造成样品的剪切形变，而连续的剪切形变则称为剪切流动. 剪切流动的特点是，底部速度为0(不考虑滑移)，顶部速度最大，速度梯度的方向与速度的方向垂直. 而施加拉伸形变时(图1下)，力位于样品右侧，力的方向与右侧面垂直，该应力会造成样品拉伸形变. 同样，连续的拉伸形变称为拉伸流动. 拉伸流动的特点是，样品左侧固定，速度为0，右侧拉伸速度最大，因此速度梯度的方向与速度方向平行. 施加剪切流场时，剪切速率等于上表面的绝对速率除以两板间的距离. 在旋转流变仪中，使用匀速转动的锥板或者同轴圆筒即可实现单一的剪切流场. 然而，拉伸速率的大小等于右侧表面绝对速率除以样品的长度. 在拉伸过程中，样品越拉越长，因此右侧面的速度需要越来越大，方可实现稳定的拉伸流场. 假设t时刻样品的长度为L，则此时的拉伸速率等于[15]：图 1Figure 1. Illustration of two representative modes of deformation: the simple shear for which the direction of velocity gradient is perpendicular to that of velocity, and the uniaxial elongation for which the direction of velocity gradient is parallel to that of velocity. (Reprinted with permission from Ref.[14] Copyright (2012) Elsevier)将式(1)进行积分可以得到L(t)=L0exp(ε˙t)，表明样品的长度正比于时间的幂律函数. 为了实现稳定的拉伸流场，实验中右侧面速度随时间呈指数增长，因此拉伸流场相较剪切流场更难以实现，这就是造成拉伸流变仪器较为稀缺的主要原因.有人要问，为什么需要测试2种典型流场，我们能从剪切实验的结果来推导其拉伸的行为吗？对于线性流变的行为，答案是肯定的. 即当体系位于平衡态附近，施加微弱的扰动时，拉伸黏度ηE,0与剪切黏度η0存在着简单的正比关系ηE,0=3η0=3∫0tG(t′)dt′，其中G(t)为线性剪切模量相对于时间的函数[16,17]. 该正比关系由Trouton在牛顿流体中发现，被称作Trouton比[18]. 然而，对于流场较强的非线性的流变测试，无法从剪切流变行为直接推导拉伸流变行为，或反之，从拉伸流变行为推导剪切流变行为，主要原因是，剪切与拉伸测试不同流场下的应力张量的不同分量：如在图1中可见，剪切测试中主要测量上板作用力Fs，其除以上板面积可得到剪切条件下应力张量σ的xy分量，而拉伸测试中主要测量右侧力FE，其除以右侧面面积主要得到拉伸条件下应力张量的xx分量.2. 剪切旋转流变仪概述本文重点介绍剪切流变测试中的仪器原理和测试技巧(笔者计划在后续文章介绍拉伸测试的原理和技巧). 目前商业的用于剪切测试的流变仪为旋转流变仪和毛细管流变仪. 本小节主要围绕旋转流变仪展开介绍. 旋转流变仪主要分为应力控制型和应变控制型2种. 应力控制型旋转流变仪一般使用组合式马达传感器(combined motor transducer，CMT)，即驱动马达和应力传感器集成在一端，也被简称为“单头”设计；应变控制型的流变仪一般使用分离的马达和传感器(separate motor transducer，SMT)，即驱动马达和应力传感器分别集成在上下两端，简称为“双头”设计，这2种设计的主要区别在于：“单头”设计更为简单，仪器容易保养和维护，但是夹具和仪器的惯量、马达内部的摩擦力容易对应力的测试结果造成影响，需要对仪器定期进行校正；“双头”的设计更为复杂，仪器操作步骤较多，需要更专业的仪器培训和仪器维护来防止操作不当带来的仪器损害，但是由于其马达和应力传感器分离的优势，可以更准确地进行应变和应变速率控制模式的测量，“双头”的流变仪的测试范围更宽，可以在更高的频率和更低的扭矩下得到准确的测试结果.下面我们将从旋转流变仪的测试原理(2.1节)和测试模式(2.2节)两个方面分别对于剪切流变测试进行简单的概述，这部分内容对于“单头”或者“双头”流变仪同样适用. 之后，我们会结合具体例子详细地介绍流变仪测试中需要注意的问题，部分内容会涉及“单头”和“双头”流变仪的区别. 对于流变测试比较熟悉的读者可以跳过2.1和2.2小节，直接阅读第3节.2.1 测试原理对于旋转流变仪，无论是应力控制还是应变控制模式，应变γ和应变速率γ˙均分别通过电机马达旋转的角位移θθ和角速率Ω转换得到，而应力均通过扭矩T (T=R×F，其中F为力，R为力臂)转化得到，上式中Kγ和Kσ分别为应变因子和应力因子，由测试夹具的类型、大小、间距等夹具的几何因子决定，而流变学测得的所有流变学参量，如剪切模量，黏度等都是应力应变的函数. 因此, 可以从原始测量的角位移θθ、角速率ΩΩ、扭矩T和应变因子Kγ、应力因子Kσ计算得到：剪切流变测试中通常用到的夹具为平行板、锥板和同轴圆筒3种，其基本结构、流场特征，应变和应力因子(Kγ和Kσ)总结在图2中.图 2Figure 2. Geometry and parameters Kγ and Kσ of parallel-plate, cone-and-plate and Couette fixtures平行板、锥板和同轴圆筒三者基本结构的特点也决定了其使用场合不同，具体总结如下：(1)平行板夹具具有剪切流场分布不均一的特点，施加应变时，其圆心处剪切应变为0，最外侧剪切应变最大，应变沿半径方向线性增加；平行板夹具的优点是制样和上样都很方便，但由于其内部流场不均一的特点，平行板夹具一般只用于线性流变测试. 但是，对于一些特殊的实验需求，选择平板进行剪切实验具有一定的优越性. 例如，可以利用平板间剪切速率随半径线性增加的特性，研究不同剪切速率下的流动诱导结晶行为[19,20]. (2)锥板夹具相对于平行板夹具具有内部剪切流场均一的特性，但其制样和上样相对于平行板要复杂，特别是难以流动的样品上样比较困难，因此一般仅在非线性流变测试时选择. 此外，需要注意的是, 为了避免测试时锥板和其对面板直接接触，通常在锥面顶点处截去一小段锥尖，使用锥板测试时，设定的夹具间距即被截去的锥尖高度. (3)同轴圆筒夹具相对于平行板和锥板通常需要使用更多的样品，但是由于其具有较平行板和锥板更大的夹具/样品接触面积和测试力臂(介于样品内径R1和外径R2之间)，使用其测试可得到更高的扭矩，因此，其可用于测试更低黏度的样品.2.2 测试模式仪器测试的基本原理通常是对样品施加一个扰动或者刺激并记录其响应. 在旋转流变仪的测试中，通常对样品施加应变并记录应力响应，或反之，施加应力并记录应变的响应. 根据施加应变或应力随着时间的变化情况，流变测试通常可以分为稳态、瞬态、动态3种测试模式(如图3)，总结如下：图 3Figure 3. The different responses of Newtonian fluid, Hookean solid, and viscoelastic materials to the imposed steady flow (stress growth, transient or steady mode that depends on the focus), step strain (stress relaxation, transient mode), step stress (creep and recovery, transient mode) and small amplitude oscillatory shear (SAOS, dynamic mode).(1)稳态测试模式通常测试样品在外加流场达到稳定状态下的响应. 通常，达到稳定的状态需要一定的时间，如果测试关注的是体系达到稳态过程，其测试模式一般称作瞬态模式，而如果测试关注的是体系达到稳态之后的过程，则测试模式为稳态模式. 通常仪器的软件内置了一些检验样品是否达到稳态的标准，如剪切速率扫描测试的过程中，仪器会记录应力的变化，当其测试应力在一定的时间内稳定后，仪器才会记录此时的应力. 剪切条件下，牛顿流体通常可以瞬间达到稳态流动，黏弹体通常需要一定的时间达到稳态流动，而胡克固体通常应力随应变增加，在结构不破坏的前提下无法达到稳态流动. (2)瞬态测试模式通常指从一个状态瞬间变化到另一个状态的过程，如施加阶跃应变(应变控制模式)、阶跃应力(应力控制模式)或者阶跃剪切速率等. 其中最典型的测试就是，施加一个固定应变，记录应力随时间变化的应力松弛(stress relaxation)测试，施加或撤销一个固定的应力，记录应变随时间变化的蠕变和回复(creep and recovery)测试，或者施加一个阶跃剪切速率，记录瞬态黏度随时间变化的应力增长测试(stress growth). 这些测试的共性是关注样品在一个特定刺激下的转变过程. 以阶跃应变为例，迅速施加应变后，牛顿流体的应力可迅速松弛，胡克固体的应力达到一个恒定值无法松弛，而黏弹体的应力需要经过一定的时间松弛，这个时间通常反映黏弹体系在应变下结构重整的特征时间. (3)动态测试模式是施加一个交变的应变或者应力，如正弦变化的交变应变或者应力，并记录响应. 以施加正弦应变的测试为例，由于测试的频率和应变大小均可调整，因此，测试有很大的参数空间. 通常，小应变下，体系结构仅稍微偏离无扰状态，应力响应的信号也是正弦波，该测试通常被称作小振幅振荡剪切(small amplitude oscillatory shear，简称SAOS). 对于胡克固体，应力的相位与应变相位相同；而对于牛顿流体，则应力的相位与应变速率(应变对时间的导数)的相位相同，与应变相位差π/2；对于黏弹体，应力的相位与应变的相位在0~π/2之间. 当应变较大时，体系的结构严重偏离无扰状态且随时间改变，此时的应力响应通常不是正弦波，该测试通常被称作大振幅振荡剪切(large amplitude oscillatory shear，简称LAOS). 需要指出的是，一些仪器软件会用正弦波来拟合非正弦的应力结果得到包括模量在内的测量结果，此时对于结果的解读需要非常小心. 因此，一般的测试过程中建议打开仪器的应力记录来观察测量应力波的波形，并据此判定测试的线性/非线性.3. 旋转流变仪测试中的常见问题3.1 测试过程的基本假设和常见问题概述上文提到，旋转流变仪的原始测量的角位移θ和扭矩T可转化为应变和应力. 然而，测量的应变和应力是否就是施加在样品上的真实的应变和应力呢？这显然是流变测试中最关键的问题. 需要指出的是，旋转流变仪的测试结果是建立在3个基本假设上面的：(1) 应变作用在样品上；(2) 应力为样品自身的响应；(3) 流场为简单剪切流场. 这些假设都是会在一定的测试条件下失效，从而导致测试结果不可靠. 接下来我们将详细地介绍这些假设条件分别在什么测试情况下失效.，则样品上的实际角位移θeff小于施加的角位移θ(=θslip+θeff). 对于平行板样品，由于应变参数K

将小分子、核酸、蛋白质和药物导入细胞是监测和了解细胞行为以及生物功能的重要途径。然而，质膜是阻止外源分子进入细胞的生物屏障。因此，如何在保持细胞活力的同时高效地将外源分子递送到细胞中是细胞生物学领域的一个重要课题。为了克服现有大规模细胞内递送方法的弱点，例如细胞活性和递送效率不一致，主要基于膜破坏介导机制的微技术已成为一种有前景的解决方案。利用化学质膜穿孔进行单细胞递送的尚未得到广泛研究。2024年4月26日，清华大学化学系林金明教授团队在《ACS Applied Materials & Interfaces》杂志在线发表了题为“Chemical Plasma Membrane Perforation Generated by a Microfluidic Probe for Single-Cell Intracellular Protein Delivery”的工作。该研究使用微流控探针将含有毛地黄皂苷和货物的溶液精确地作用到单细胞上。毛地黄皂苷与质膜中的胆固醇结合诱导质膜穿孔，货物通过孔进入细胞。碘化丙啶 (0.67 kDa) 和 FITC-葡聚糖 (10、40 和 150 kDa) 可以在3分钟内成功引入单细胞，同时保持细胞活力。两种蛋白质（细胞色素C和亲环素A）被递送进入细胞，并观察到它们在细胞中得生理功能。图1. 微流控探针诱导单细胞化学质膜穿孔首先，利用Comsol Multiphysics软件对微流控探针形成的微区域进行数值模拟。使用荧光素（扩散系数=500 μm2 /s）来指示溶质扩散。结果表明，注入的溶液可以被完全吸出，并且溶质被限制在液滴状微区域内而不会扩散。微区内溶质浓度分布均匀。计算了基质上的剪切应力，低剪切应力不会对细胞造成额外的机械损伤。实验在与模拟相同的条件下进行，使用荧光素显示微流控探针产生的微区域，与浓度分布模拟结果一致。溶液的连续流动使微区中毛地黄皂苷和货物的浓度几乎恒定，有利于维持递送过程的连续性和稳定性。图2. 流体的数值模拟通过微流控探针进行碘化丙啶（PI）的细胞内递送来验证该方法的可行性以及优化递送条件。尝试使用 20-100 μg/mL 毛地黄皂苷将 PI 递送至U87细胞。随着毛地黄皂苷浓度的增加，ts（PI开始进入时间）和tm（PI进入速度最大时间）逐渐减少，表明细胞穿孔加速。当毛地黄皂苷浓度为60 μg/mL时，ts约为20 s，1 min内即可观察到清晰的荧光。此外，还尝试了不同的PI浓度进行细胞内递送，较高的PI浓度也使得PI能够更快地进入细胞。还测试了流速对递送结果的影响。注入流量保持2 μL/min，抽出流量在6~14 μL/min之间调整。当抽吸流速大于8 μL/min时，进入细胞的PI量随着流速的增长而显着增加。图3. 毛地黄皂苷浓度、PI浓度和流速对细胞内递送的影响为了证明该方法的效率和通用性，使用该方法将PI递送至U87、HUVEC和A549细胞。当递送时间为20秒时，三种类型的细胞几乎不发出荧光。随着递送时间逐渐增加，细胞的相对荧光强度显着增加，递送处理50 s后观察到强烈的红色荧光。由于洋地黄皂苷的作用，质膜逐渐透化，PI通过质膜上形成的孔继续进入细胞。还检查了该方法递送大分子的能力，使用不同分子量（10、40和150 kDa）的 FITC-葡聚糖作为货物。FITC-葡聚糖可以在3min内进入细胞，并且FITC-葡聚糖进入的量随着递送时间的增加而增加。图4. PI和FITC-葡聚糖递送的结果在验证了这种方法用于单细胞胞内递送的可行性后，作者尝试了细胞内蛋白质递送。Cyt C ( Mw = 13 kDa) 是线粒体中的一种蛋白质，可将电子转移到呼吸链以维持ATP的产生。当cyt C释放到细胞质中时，它会引发细胞凋亡。由于外源cyt C在正常情况下不能进入细胞，利用微流控探针将cyt C递送至A549中作为抗肿瘤药物以诱导细胞凋亡。对照组和仅用毛地黄皂苷或cyt C处理的细胞之间未观察到caspase-3水平和Hoechst 33342染色结果的显着差异。毛地黄皂苷诱导的质膜穿孔不会引起细胞凋亡。仅用cyt C处理的细胞中caspase-3的水平也没有增加，表明正常情况下cyt C不能穿过质膜进入细胞激活凋亡途径。然而，在进行毛地黄皂苷介导的cyt C递送的细胞中，caspase-3水平显著增加，蓝色荧光显著增强。细胞形态发生明显变化，细胞体积缩小，并形成凋亡小体。这些结果表明，递送的cyt C成功诱导细胞凋亡，并且外源蛋白可以通过微流控探针有效地引入细胞内并发挥作用。图5. Cyt C被递送至A549以诱导细胞凋亡为了进一步探索这种方法在细胞研究中的潜力，作者利用它来研究肿瘤耐药性。CypA (M w = 18 kDa) 是一种广泛存在的细胞内蛋白质，可充当抗氧化剂。最近有报道称CypA通过重塑细胞氧化状态介导结直肠癌耐药。BCNU是一种常用的抗肿瘤药物，其诱导细胞毒性的机制之一是谷胱甘肽还原酶的抑制导致ROS的积累。利用微流控探针将CypA递送到U87中，研究CypA对胶质瘤耐药性的影响。与对照组相比，未经CypA递送的细胞经BCNU处理1小时后ROS水平显着升高，并且细胞形态发生改变。对于递送CypA的细胞，ROS含量显着低于未递送细胞，并且细胞保持正常形态。结果表明，递送的CypA在细胞中具有抗氧化作用，这可能增强U87对BCNU的耐药性。抑制CypA表达可能是治疗神经胶质瘤的潜在方法。图6. CypA对胶质瘤耐药性的影响总结作者开发了一种基于开放式微流控探针的方法，以方便高效地实现单细胞递送。该方法通过使用化学试剂对单个细胞进行质膜穿孔，将最大分子量为150 kDa 的外源货物递送到细胞中。与载体介导或场辅助递送方法相比，该方法不需要对货物进行额外处理，无需物理场辅助的温和递送条件也避免了对货物和细胞的额外损伤。作者展示了使用微流控探针进行cyt C和CypA的细胞内递送，证明了该方法能够研究外源蛋白质对细胞生命活动的影响。未来，各种货物（肽、蛋白质、mRNA、DNA、质粒、细胞器等）可以通过这种方法导入细胞内，调节细胞的生理功能和命运。而且该方法不需要昂贵的设备，操作简单，有望成为单细胞递送的一种理想方法。清华大学化学系林金明教授为该论文的通讯作者，清华大学化学系2022级博士生宋扬为本论文的第一作者。该研究受到国家重点研发计划（No.2022YFC3400700）和国家自然科学基金（No.22034005）的支持。关于林金明教授工学博士，分析化学专业。1984年福州大学毕业，1992年在日本昭和大学国际交流基金的资助下前往该大学药学部从事访问研究。1994年获得日本政府奖学金转入东京都立大学攻读博士学位，1997年3月获得工学博士学位，同年留校任教，2000年入选中国科学院“百人计划”，受聘中科院生态环境研究中心研究员、博士生导师；2001年获得国家杰出青年科学基金，2002年3月底回国工作，2004年入选清华大学“百名人才引进计划”，受聘清华大学化学系教授、博士生导师。2008年受聘教育部长江学者特聘教授,2014年入选英国皇家化学会会士。目前主要从事微流控芯片质谱联用细胞分析、化学发光/荧光免疫分析、复杂样品前处理分析、空气负离子检测与健康评估等研究。已培养博士研究生43名（含联合培养，其中留学生2名）、硕士研究生28名、博士后11名（其中留学生3名）、访问学者10名（其中外国访问学者1名）。

研究：暴露于中子和伽马辐射的熔融石英和蓝宝石的光学吸收以及同时热退火。图片来源：RHJPhtotos 通过同时和辐照后热退火研究了集成二氧化硅和蓝宝石的辐射诱导衰减 (RIA)。研究人员发现同时辐照热退火和辐照后热退火在二氧化硅和蓝宝石的光学行为方面存在重大差异。 该研究在选择和放置用于开发光学仪器应用(例如聚变或裂变反应堆)的光学材料方面具有广阔的潜力。它还帮助研究人员了解辐射对此类光学材料的影响。 熔融石英和蓝宝石等光学材料中的辐射引起的衰减通过减少核反应堆仪器检查停机的频率，可以显着提高核反应堆的辐射安全和经济性能，从而可以在线监测关键反应堆部件。 激光诱导击穿光谱 (LIBS) 可以通过在反应堆运行时对反应堆冷却剂的化学成分进行光谱研究来识别核反应堆部件的退化。 在适当的操作设置下了解光纤和透镜等光学材料的辐射效应至关重要，因为基于 LIBS 的仪器需要通过这些光学材料传输等离子体发射和高能激光脉冲。 二氧化硅和蓝宝石等普通光学材料具有光学特性，包括衰减和折射率，当暴露于核反应堆中的离子辐射效应时，这些特性会发生变化。 已经对集成二氧化硅和蓝宝石在受到中子和伽马射线照射然后进行热退火时的辐射诱导衰减 (RIA) 和辐射效应进行了多项研究。然而，由于辐照、检查和热退火之间的时间相当长，没有关于光学材料在同时高温和辐射效应下的原位行为的数据。 当前研究中的研究人员使用高羟基含量的 Heraeus Spectrosil 2000 集成二氧化硅 (S2000)、低羟基含量的 Heraeus Infrasil 302 集成二氧化硅 (I302) 和光学类蓝宝石进行了 220 nm 至 1100 nm 的 RIA 测量。这些光学材料在高达 800 C 的后辐照和同时辐照热退火下暴露于中子和伽马辐照下，以观察它们的辐射效应。 二氧化硅和蓝宝石光学吸收的实验装置第一个测量吸收的实验装置包括一个覆盖 220-1100 nm 光谱范围的 Ocean Insight HR4000 光谱仪和一个 Ocean Insight 卤素/氘光源。 第二个实验装置包括一个安装在60 Co 池干管上方的退火炉，用于光学材料的同步和后热退火。 目前的研究在俄亥俄州立大学核反应堆实验室的核反应堆和60 Co 辐照池中进行了辐照。在包含60 个Co 伽马源的圆柱形夹具的帮助下，一个 I302 样品在宾夕法尼亚州立大学辐射科学与工程中心暴露于 10Mrad 的辐照下。 使用具有二氧化硅-氧化铝绝缘的特制碳化硅线圈炉对样品进行干燥和空气中的退火。 这些熔炉被建造成适合60 Co 池和核反应堆干管内，以同时对样品进行热退火和辐照。 在辐照后退火实验中，在每次辐照剂量后将样品加热到指定的温度。 相反，在同时退火的情况下，样品在辐照过程中被连续加热到指定的温度，直到达到列出的剂量。 光学仪器在裂变和聚变应用中的发展潜力该研究展示了同时辐照和热退火的后果以及对光学渐变蓝宝石、I302 和 S2000 的辐射效应。 该团队观察到这些光学材料在同时和辐照后热退火条件下的行为的关键区别。 在 S2000 的情况下，对 n 剂量 1 和 2 进行辐照后 600 C 的热退火将材料恢复到未辐照的形式。在 800 C 时，具有相同剂量的同时辐照热退火样品保留了紫外线范围内的辐射诱导衰减。 在 n-Dose 1 和 n-Dose 2 的同时辐照热退火下，I302 还显示出 220 nm 至 900 nm 之间的平衡辐射诱导衰减光谱，这与 I302 主要恢复的辐照后热退火情况相反退火至 800 C 后变为未辐照状态。 与等效剂量辐照后热退火情况相比，在加热到 800 C 后样品几乎退火到其未辐照状态，蓝宝石在 n-Dose 1 和 2 的同时辐照热退火中显示出可能的平衡辐射诱导衰减范围退火条件。对于该光谱，在 260 nm 处获得了残余吸收峰，而在 300 nm 处获得了增加的吸收峰。 当前研究的最初目标是在高放射性和热环境中支持基于 LIBS 的仪器，以承受显着的辐射效应。 比较作为样品的光学材料的吸收光谱表明，S2000 是实现基于 LIBS 的仪器的最理想材料，最高退火温度为 800 C，中子注量为 1.7 x 10 17 n。厘米-2。 在 532 nm 和 1064 nm 的相关 LIBS 波长下，S2000 仅显示边缘辐射引起的衰减。在同时辐照热退火下，I3O2 产生了高达 900 nm 的相当大的辐射诱导衰减，这可能会限制 532 nm 的 LIBS 激光器。 与报道的 S2000 中没有明显的辐射诱导衰减相比，蓝宝石在 532 nm 或 1064 nm 处没有表现出同时辐照热退火的辐射诱导衰减。UV 范围内的残余辐射引起的衰减峰可能会干扰 LIBS 等离子体光谱。 参考BW Morgan、MP Van Zile、CM Petrie、P. Sabharwall、M. Burger、I. Jovanovic，暴露于中子和伽马辐射下的熔融石英和蓝宝石的光学吸收以及同时热退火。2022.核材料杂志。

非晶合金（又称金属玻璃）因具有一系列优异性能，在空天、国防、能源等领域显示出广阔应用前景。然而，非晶合金极易形成纳米尺度变形局部化剪切带，而剪切带快速扩展诱致的宏观脆性严重地限制了其走向广泛的工程应用。因此，非晶合金剪切带问题成为力学、物理与材料等相关领域共同关注的重要课题。本征上，非晶合金剪切带涌现是一类远离热力学平衡下时空多尺度耦合的非线性过程。空间上，固有的结构不均匀性会引起强烈的变形及动力学行为的梯度效应。时间上，涵盖原子振动、原子团簇协同重排、塑性流动等多个速率过程。这些事件均具有各自的特征时间和空间尺度，他们的关联耦合控制剪切带涌现，使变形高度集中在宽度或厚度为数十纳米的带状区域，并以近声速的模式快速扩展。与原子周期有序排列的晶态合金不同，原子长程拓扑无序堆垛的非晶合金变形内蕴三种高度耦合纠缠的原子尺度运动：剪切、体胀和旋转。这三种局域原子运动的强纠缠是非晶合金剪切带涌现精细物理图像尚未探明的关键瓶颈。近期，中科院力学所戴兰宏研究团队在该问题研究上取得新进展。基于连续介质力学理论框架，研究人员首先提出了一个同时考虑仿射和非仿射变形信息的两项梯度模型（Two-term gradient model, TTG模型），可以完整地描述无序固体介质的局部变形场，突破了目前广泛使用的单纯仿射或非仿射模型的局限。研究人员进一步完成了对剪切、体胀、旋转这三个高度纠缠的局域运动的解耦，并在原子尺度上定义了全新的局部剪切、体胀、旋转运动事件的定量描述符。为了表征这三类原子团簇运动，提出了剪切主导区（shear dominated zone, SDZ）、体胀主导区（dilatation dominated zone, DDZ）及旋转主导区（rotation dominated zone，RDZ）的概念和定量表征方法，克服了目前流行的剪切转变区（shear transformation zone, STZ）不能表征原子团簇旋转运动和定量描述体胀运动的不足。在此基础上，研究人员利用大规模分子动力学模拟，对非晶合金从均匀变形到局部化剪切带涌现全过程进行精细表征。通过追踪SDZ、DDZ及RDZ原子团簇运动演化时空序列，发现初始宏观均匀变形阶段剪切、体胀及旋转团簇运动事件呈现出类似“军队行动”式的步调协同一致行为，具体表现为SDZ、DDZ及RDZ在空间离散的“类液”软区随机同步激活。基于统计学的极值理论分析，研究人员发现在这个阶段，体胀局域运动事件较剪切和旋转事件的空间分布展现出更明显的非高斯长拖尾特征，表明体胀局域化流动（DDZ）起先导的主控作用。原子团簇通过体胀运动（DDZ）完成局部软化过程，随着变形加剧，这种体胀局域软化进一步激活其邻近硬区的旋转运动，进而逐渐打破了SDZ、DDZ和RDZ三者间同步激活，转变为SDZ、DDZ及RDZ的非均匀间隔分布。增强的RDZ运动又进一步加剧了SDZ和DDZ局域运动，进而诱发硬区团簇的软化。当软化程度达到临界时，硬区壁垒被打破，激活的SDZ、DDZ及RDZ相互贯穿形成剪切带。研究人员进一步基于逾渗理论，对SDZ、DDZ及RDZ原子团簇运动事件从初期均匀变形阶段的随机离散激活到变形局部化剪切带涌现时的群体贯穿演变全过程进行定量分析，发现剪切带涌现属于定向逾渗（directed percolation），并且呈现出临界幂律标度行为。本项工作提出的两项梯度（TTG）模型及三种原子团簇运动单元（SDZ、DDZ及RDZ）新概念为无序固体介质变形定量描述提供了基本工具，所揭示的剪切带涌现过程原子尺度精细图像及临界行为为深入认知非晶合金剪切带提供了新的线索。该研究成果近期以“Hidden spatiotemporal sequence in transition to shear band in amorphous solids”为题发表在Physical Review Research 4, 23220 (2022)，第一作者为博士生杨增宇。该项研究工作得到了国家自然科学基金重大项目“无序合金的塑性流动与强韧化机理” 、基础科学中心项目“非线性力学的多尺度问题”、中科院B类战略性先导科技专项项目“复杂介质系统前沿与交叉力学”等资助。论文链接：doi:10.1103/PhysRevResearch.4.023220图1 非晶合金剪切带中的旋转（涡旋）、剪切和体胀运动事件图2 剪切-体胀事件与旋转事件的关联“破缺”，空间分布从同步激活转变为交替间隔分布图3 剪切带涌现前出现原子旋转团簇运动（RDZ）显著增强（图中白色气泡代表RDZ，也即原子运动的涡旋结构）图4 非晶合金剪切带涌现原子尺度演变过程示意图

p 　　 span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 施一公教授是剪切体结构和功能研究的权威，自2015年8月以来在Science杂志先后发表了6篇研究文章，解析了酵母中剪切体催化过程中5个关键状态的高分辨率结构。5月11日，施一公教授领导的团队又在Cell杂志上发表了题为“An Atomic Structure of the Human Spliceosome”的论文，这是该研究组在这一领域发表的第7篇高水平论文，也是首个人源剪切体关键状态的原子分辨率结构，第一次在原子水平解释了剪切体催化第二步转酯反应的功能机理。该论文的第一作者分别为张晓峰、闫创业和杭婧，施一公教授和闫创业博士为共同通讯作者。特别值得一提的是，这篇Cell论文从投稿到接收只用了11天。鉴于该成果的重要意义，BioArt特别邀请了著名的结构生物学家、清华大学生命科学学院杨茂君教授撰写了该篇特别评论文章，以飨读者。 /span /p p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " /span /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/4bc262af-0d77-4cd2-9b46-7d997bd2ca4c.jpg" title=" 微信图片_20170512000929_副本.jpg" / /p p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " /span br/ /p p 　　5月11日，清华大学施一公教授研究组在《细胞》杂志发表研究文章，首次报道了人源剪切体C* complex的原子分辨率结构。施一公教授是剪切体结构和功能研究的权威，自2015年8月以来在《科学》杂志先后发表了6篇研究文章，解析了酵母中剪切体催化过程中5个关键状态的高分辨率结构。这是施一公教授研究组在这一领域发表的第7篇高水平论文，也是首个人源剪切体关键状态的原子分辨率结构，第一次在原子水平解释了剪切体催化第二步转酯反应的功能机理。 /p p 　　剪切体催化的前体mRNA剪切过程是生物体内最基础最关键的生命活动之一，是遗传信息从DNA传递给蛋白质的中心法则中关键的一环。在所有真核细胞中，基因表达分为三步进行，分别由RNA聚合酶 (RNA polymerase)、剪接体(Spliceosome)和核糖体 (Ribosome)执行。第一步简称转录(transcription)，即储存在遗传物质DNA序列中的遗传信息通过RNA聚合酶的作用转变成前体信使RNA(pre-mRNA) 第二步简称剪接(splicing)，即由多个内含子和外显子间隔形成的前体信使RNA通过剪接体的作用去除内含子、连接外显子，转变为成熟的信使RNA 第三步简称翻译(translation)，即成熟的信使RNA通过核糖体的作用转变成蛋白质，从而行使生命活动的各种功能。描述这一过程的规律被称为分子生物学的中心法则，多个诺贝尔奖围绕此发现和阐述产生。其中，RNA聚合酶的结构解析获得2006年的诺贝尔化学奖，而核糖体的结构解析获得2009年的诺贝尔化学奖。 /p p 　　由于真核生物中的基因编码区中存在不翻译成蛋白质的序列(称为内含子)，染色体DNA转录出来的前体mRNA(pre-mRNA)并不直接参与蛋白质翻译，而是需要先将其中的内含子片段去除，才能进入核糖体进行蛋白质合成。内含子的去除需要通过两步转酯反应来实现：首先，位于内含子序列中下游被称为分支点(branch point sequence)的序列中有一个高度保守的腺嘌呤核苷酸(A)，其2’羟基亲核攻击内含子5’末端的鸟嘌呤(G)，于是第一步反应发生，形成套索结构 然后，5’外显子末端暴露出的3’-OH向内含子3’末端的鸟嘌呤发起攻击，第二步反应发生，两个外显子连在一起。通过这两步反应，前体信使RNA中数量、长度不等的内含子被剔除，剩下的外显子按照特异顺序连接起来从而形成成熟的信使RNA(mRNA)(下图)。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/8c47205d-f67a-471b-b897-662b42995cae.jpg" title=" 微信图片_20170512001013_副本.jpg" / /p p 　　这两步化学反应在细胞内是由庞大、复杂而动态的分子机器——剪接体催化完成的。对于每一个内含子来说，为了调控反应的各个基团在适当时机呈现合适的构象从而发挥其活性，剪接体各组分按照高度精确的顺序结合和解离，组装成一系列具有不同构象的分子机器，统称为剪接体。根据它们在RNA剪接过程中的生化性质，这些剪接体又被区分为E、A、B、Bact、B*、C、C*、P、ILS等若干状态。剪接体由五个小核核糖核蛋白(snRNP)、十九号复合物(Nineteen Complex，简称NTC)、十九号复合物相关蛋白(NTC Related)和一系列的辅助蛋白所构成,共涉及到100多个蛋白质和至少五条RNA分子。在剪接的过程中，剪接体以前体信使RNA分子为中心，按照高度精确的顺序进行逐步组装并发生大规模结构重组，使之得以完成复杂的剪接任务。剪接是真核细胞进行正常生命活动不可或缺的核心环节，因此具有重大的生物学意义，获取剪接体在组装、激活、催化反应过程中各个状态的结构是最基础也是最富挑战性的结构生物学难题之一。 /p p 　　此前，施一公教授研究组共报道了酵母来源的剪接反应中5个关键状态的剪接体复合物的高分辨率结构，分别是3.8埃的预组装复合物tri-snRNP、3.5埃的激活状态复合物Bact complex、3.4埃的第一步催化反应后复合物C complex、4.0埃的第二步催化激活状态下的C* complex以及3.6埃的内含子套索剪接体ILS complex。这5个酵母来源的高分辨率结构所代表的剪接体状态，基本覆盖了整个剪接通路中关键的催化步骤，提供了迄今为止最为清晰的剪接体不同工作状态下的结构信息，大大推动了RNA剪接研究领域的发展。而最新的这一篇《细胞》论文所报道的3.76埃第二步催化激活状态下的人源C* complex使我们第一次在原子分辨率上看到了人源剪切体的工作状态，并首次详细阐释了人源剪切体催化第二步转酯反应的功能机理。 /p p 　　人源C* complex与酵母来源C* complex在结构上有许多不同。与酿酒酵母来源的复合物结构相比，在这一原子分辨率人源复合物结构中额外鉴定出9个蛋白亚基(Aquarius、Brr2、PPIL1、PRKRIP1、U5-40K、以及EJC的4个蛋白亚基)。另外，第二步反应的关键因子Slu7和Prp17在人源复合物中更加清晰。相反的，酵母复合物中第二步反应的关键因子Prp18在人源复合物中缺失，反映了人和酵母在催化第二步反应过程中功能机理的细微差别。另一个重要的差别是酵母复合物中的Ecm2和Cwc2亚基被人源复合物中的RBM22亚基所取代，使得其周围的蛋白亚基重新排布(下图)。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/f0ba68fc-ec88-43f2-b80b-2353dc5f37a3.jpg" title=" 微信图片_20170512001027_副本.jpg" / /p p 　　此次发表的关于人源剪切体复合物原子分辨率结构的研究承接之前酵母来源剪切体复合物的研究工作，在攻克剪切过程详细反应机理的道路上再进一步。施一公教授这一系列的研究工作具有极为重要的意义，是对中心法则的研究中最为复杂、最为关键的一环。自1993年RNA剪接的发现被授予诺贝尔生理及医学奖以来，科学家们一直在步履维艰地探索其中的分子奥秘，期待早日揭示这个复杂过程的分子机理。剪切体一系列关键状态复合物高分辨率结构的解析，一步一步揭开了RNA剪接这一复杂生化过程神秘的面纱，可以说，这一系列研究工作是当今结构生物学领域里一项里程碑式的、有望获得诺贝尔奖的重量级工作。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/95c0871b-e076-40e5-8e71-19b0f0a22f55.jpg" title=" 微信图片_20170512001044_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图为Cell论文的通讯作者施一公教授和卓越中心创新学者闫创业博士 /p p style=" text-align: right " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 撰文丨杨茂君 (清华大学生命科学学院、结构生物学高精尖创新中心教授，“长江学者”特聘教授，国家“杰青”) /span /p p 　　 span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 后记：到目前为止，闫创业博士已发表的53篇SCI论文中，其中在Nature、Science和Cell杂志上以第一作者(包含共同一作)或共同通讯作者身份已发表10篇研究型论文。自闫创业博士2005年进入清华化学系以来到如今成为清华结构生物学高精尖创新中心卓越学者总共已经快12年了。从施一公教授课题组的相继发表的这7篇有关剪接体结构的论文署名来看，闫创业博士是这7篇论文的第一作者(三篇)或共同第一作者(4篇)，特别值得一提的是在这篇Cell文章中首次成为共同通讯作者。可以说，整个剪接体系列工作中，闫创业博士起到了中流砥柱般的作用，称得上当今结构生物学领域“夜空中最亮的星” /span 。 /p p br/ /p

（一）TLR4分子表达下调将小鼠腹腔巨噬细胞用内毒素预先处理后，再次用内毒素攻击，则此时细胞因子的分泌显著减少，表现出时间和剂量依赖性的特点。在耐受的巨噬细胞中证实，依赖于TLR4-MyD88信号途径的近侧信号转导分子受到影响。用小剂量内毒素刺激巨噬细胞后数小时内，TLR4 mRNA表达显著下调，24h后才恢复正常水平，而膜表面上TLR4分子在1h开始表现出渐进式下降，其抑制性状态持续超过24h。此时的细胞因子分泌下降与TLR4表达下调有关，也是内毒素耐受的发生机制之一。在内毒素耐受中，TLR4的基本调控因子PU.1和干扰素基因序列结合蛋白（interferon consensus sequence binding protein，ICSBP）是如何相互作用影响Tlr4基因转录的目前还不清楚。（二）IRAK分子改变IRAK为IL-1受体的信号转导分子，现证实其也参与TLR家族的信号转导。过量表达IRAK的显性失活形式能抑制LPS的信号转导，而且在lRAK基因缺陷的293细胞中转染野生型IRAK能使细胞对LPS发生反应。Li等对THP-1细胞进行内毒素攻击时，发现内源性IRAK能够被快速激活，初次内毒素刺激时，LPS可促使IRAK与MyD88迅速结合；在内毒素耐受的THP-1细胞中发现，IRAK表达数量显著下降，只有正常水平的20%，在再次内毒素攻击时，无法诱导出IRAK的酶学活性；同时，IRAK与MyD88发生分离不能结合，无法转导LPS的跨膜信号。可见，IRAK从量和质的两个方面下调内毒素的激活效应。（三）NF-κB复合物分子组成的改变内毒素耐受细胞若再次受到内毒素刺激，则不能有效激活NF-κB。未激活的巨噬细胞、NF-κB组成异源二聚体（p50和p65）形式，并与抑制性IκB结合，滞留在胞质内。当细胞初次受到内毒素刺激后，IκB迅速被IκB激酶（IKK）磷酸化，并经泛蛋白-蛋白质酶体的途径降解。在内毒素耐受细胞中，NF-κB复合物主要为p50/p50，后者缺乏反式转录活性，并能抑制基因表达。p50的前体蛋白为p105，经过酶切生成。在内毒素耐受细胞中，由于p105合成显著增加，p50与p50形成二聚体，而p65 mRNA无改变，故不能诱导p65蛋白表达增加，所以p50/p50占优势，p65/ p50比例下降，并抑制相关基因表达。（四）IκB激酶的改变内毒素耐受的细胞中IKK不能被激活，结果IκB无法降解，持续与NF-κB结合，而NF-κB复合物不能从胞质转位进入胞核内使其调控基因表达。可见，IκB激酶也参与了内毒素耐受的发生。（五）蛋白激酶C的改变内毒素可以激活不同的致分裂原活化蛋白激酶（rmitogen-activated protein kinase，MAPK）的级联反应，包括细胞外信号调节蛋白激酶、JNK（c-Jun N-terminal kinase），p38MAPK/反应激酶途径（p38 MAPK/reactivating kinase pathway）。MAPK可以使下游分子的丝氨酸/苏氨酸发生磷酸化。有活性的细胞外信号调节蛋白激酶使下游分子磷酸化并调节其活性，其中包括其他蛋白激酶、细胞骨架、磷脂酶A2和核转录因子（如Elk1/TCF及c-Jun），调节即刻早期基因的表达。内毒素可激活PI-3K，后者分解膜上的脂质后产生DAG和IP3，IPs进一步激活PKC，并发生多种效应。在内毒素耐受细胞中，使用PKC的激活剂如佛波酯，能恢复细胞因子的合成和分泌，可见PKC也参与内毒素耐受效应。（六）G蛋白与内毒素的耐受用百日咳毒素使巨噬细胞G蛋白亚单位Gi的近C端Cys残基发生核糖基化，修饰后的Gi对受体介导的信号转导无反应而处于持久失活状态，此时用内毒素进行刺激可显著降低细胞因子的合成和分泌。可见G蛋白也参与了机体对内毒素反应的调节。总之，在天然内毒素耐受之外，宿主作为一个整体，其中有多种成分共同参与内毒素耐受的发生，而并非某一个成分单独发挥作用，这也表现出了机体反应的协调性。一旦某个成分逃脱抑制的束缚，则会破坏整个耐受的平衡状态，使耐受现象消失，并摆脱原有的耐受状态，继而下传LPS信号转导，对机体产生效应。

按照国家标准化工作管理规范，中国仪器仪表学会制定满足市场急需、反映先进专业技术水平、具有我国自主知识产权的团体标准。近日，中国仪器仪表学会发布了“拟立项（金属材料分析用激光诱导击穿光谱仪）CIS标准的公示通告”。申请项目名称：金属材料分析用激光诱导击穿光谱仪项目申报单位：杭州谱育科技发展有限公司激光诱导击穿光谱法（Laser-induced breakdown spectroscopy；LIBS）：通过激光烧蚀待分析物质形成等离子体，其中处于激发态的原子、离子或分子向低能级或基态跃迁时，向外发射特定能量的光子，形成特征光谱，进而获得待分析物质的化学成分或其他特性。激光诱导击穿光谱技术以其无须对块状固体样品预处理，快速、无损、可进行多形态分析以及无辐射危害等特点成为近年来研究的热点，可应用于金属材料化学成分分析、煤炭分析、生物样品分析等领域。但当前在金属材料分析领域分析用的激光诱导击穿光谱仪没有明确的标准来规范此类产品性能和使用安全性等重要参数，导致设备性能良莠不齐，致使不同厂商仪器的性能无法进行比较，仪器用户在采购、比较仪器时缺乏科学依据。目前现行的标准中，GB/T 38257-2019规定了激光诱导击穿光谱法的术语和定义、基本原理、试验条件、设备及装置、样品、试验步骤、数据处理和试验报告。为了规范激光诱导击穿光谱仪自身性能的测定方法，统一有关专业术语，制定仪器性能检测的依据，使检测机构、仪器用户及生产厂家在检校激光诱导击穿光谱仪时有统一的标准方法，杭州谱育科技发展有限公司申报制定团体标准《金属材料分析用激光诱导击穿光谱仪》。该标准的制定将助力我国激光诱导击穿光谱及其在金属行业的发展及应用。据查询目前国际上没有相同的国际标准。制定该标准目前不存在知识产权方面的问题。

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室在基于激光诱导击穿光谱的中药重金属定量检测方面取得进展，研究团队利用纳米金增强和稀有气体吹扫相结合的方法提高了中药重金属汞元素定量检测灵敏度。相关研究成果以“High-sensitivity analysis of mercury in medicinal herbs using nanoparticle-enhanced laser-induced breakdown spectroscopy combined with argon purging”为题，发表于Journal of Analytical Atomic Spectrometry。激光诱导击穿光谱技术（Laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS）是一种原子光谱分析技术，具有样品制备简单、可实时检测、检测速度快、多元素同时检测等优点，被称为元素分析领域的“未来巨星”。当采用LIBS检测中药残留重金属元素时，激光诱导等离子中汞原子的复合速率远高于其他原子，且空气中的氧气会引起汞特征谱线Hg Ⅰ 253.65nm上能级的猝灭，导致汞元素检测灵敏度远低于其他重金属元素。图1 纳米金增强LIBS结合稀有气体吹扫检测过程示意图图2 滴加在中药表面的纳米金液滴 (a)表面未处理，干燥前；(b)表面未处理，干燥后；(c)超疏水处理，干燥前；(d)超疏水处理，干燥后研究团队利用激光与纳米金颗粒作用过程中纳米金内部传导电子震荡和表面等离子激元共振特性，通过在中药样品表面沉积一层纳米金颗粒，提高了激光诱导等离子辐射光谱强度；通过对中药表面进行超疏水处理，优化了纳米金沉积过程，抑制了“咖啡环效应”，提高了光谱信号稳定性；在此基础上采用氩气吹扫样品表面，为等离子演化过程创造无氧环境，进一步提高了等离子辐射光谱强度。实验结果表明，采用纳米金增强结合氩气吹扫后，汞元素特征谱线强度提高6.19倍，检测灵敏度提高9.73倍。图3 纳米金增强结合稀有气体吹扫前后中药样品在253.0-254.0 nm范围内的激光诱导击穿光谱（扣除背景光谱）图4 中药汞元素定量分析校准曲线 (a)LIBS (b)纳米金增强LIBS结合氩气吹扫

成果名称 激光诱导击穿-拉曼光谱分析仪（LIBRAS） 单位名称 四川大学生命学院分析仪器研究中心 联系人 林庆宇 联系邮箱 lqy_523@163.com 成果成熟度 □研发阶段 &radic 已有样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产 合作方式 □技术转让 □技术入股 □合作开发 &radic 其他 成果简介： 台式LIBS(左)、便携式LIBS（右） 手持式LIBS 技术背景 作为一种激光光谱分析技术，同其他光谱分析技术相比较而言，激光诱导击穿光谱（简称，LIBS）技术具有诸得天独厚的优势，特别是分析速度快，无需样品前处理，多元素同时分析以及所有元素都可测定等优势，这些优势都已经使LIBS技术逐渐成为一种非常流行的元素分析手段，在冶金地质、航空航天等众多应用领域也逐渐得到尝试性的使用。基于上述技术优点，本中心开发了激光诱导击穿光谱系列仪器，包括：台式LIBS系统，便携式LIBS仪器以及手持式LIBS分析仪，相关仪器的样机已展开多次的优化升级，实现了LIBS仪器的国产化突破。但是，虽然LIBS技术有上述众多优点，但是该技术本身却只是一种原子发射光谱技术，利用该技术也只能对被分析样品进行元素分析，获取被分析物质单一的元素构成信息，不能得到相关组成元素的结构信息，因此，利用单一的LIBS技术无法对样品进行全面系统的检测分析。而在地质勘探、石油录井等实际应用需求中，往往不仅仅要求对组成样品的元素进行分析，更重要的是要获取被分析物的结构信息，特别是关于地层岩石的岩性、结构以及矿物种类的综合信息，在这一点上，单纯靠LIBS技术肯定是无法实现的。因此，开发出一种即可实现元素分析，又同时可实现结构鉴定的快速原位光谱分析技术就显得十分重要。 Raman光谱作为一种非破坏性的光谱分析技术，是很具吸引力的。该技术利用低能量激光作用于样品表面，通过接收物质所产生的散射光谱，知道物质的振动转动能级情况，从而可以鉴别物质结构、分析物质的性质。Raman光谱技术可以提供快速、简单、可重复、且无损伤的定性定量分析，它无需样品准备，样品可直接通过光纤探头测量，一次可以同时覆盖50-4000波数的区间，可对有机物及无机物进行分析。因此，Raman光谱技术和LIBS技术从仪器构成、光路设计到结果分析等方面都有着诸多相同或相似之处，将这两种技术结合在一起，开发出可同时得到原子光谱、分子光谱的激光光谱分析系统将有非常广阔的应用潜力。 仪器先进性 LIBRAS仪器可用于分析样品的原子光谱与分子光谱的原位同时分析测量，在获得同一微区位置元素组成信息的同时可以得到分子结构的相关信息，为进一步了解物质结构的微观世界提供了强有力的工具。该仪器作为国家重大科学仪器设备开发专项的自主研发成果，不仅填补了国内技术和行业的两项空白，更一举填补了风冷型高能激光系统的世界空白。目前市场上能够同时获取原子和分子信息的测量仪器十分有限，LIBRAS仪器的成功研制将进一步引领科学仪器的发展方向。 LIBRAS仪器实现了激光诱导击穿光谱与拉曼光谱联用技术从理论方法到产品实践的跨越，创造性地将常规联用技术中的激光单脉冲能量进行了数量级的提升。该仪器是世界首款整机系统高度集成且无需水冷装置的多功能联用仪器。而且，仪器的体积小，体重轻，结构紧凑，性能参数卓越。LIBRAS仪器能够更好地服务于地质、生物医学及环境污染监测等多个领域，为相关产业提供有效的原位快速分析新装备，降低分析成本，提高生产效率，彰显了该仪器广阔的市场前景及应用空间。 仪器关键技术研发 1. 独特的光学设计。采用一套光学系统，实现两种不同波长激发的两种不同类型信号的获取，光学系统内无任何移动镜片组件，结构稳，性能强。 2. 创造性的高能风冷脉冲激光系统。采用自主研发风冷脉冲激光器作为LIBS光源，单脉冲能量100 mJ，整机无需水冷，体积紧凑。 3. 创造性的实现高能激光器的低压低功耗供电。激光器可采用锂电池供电，使仪器的便携化成为可能。 性能指标 光斑尺寸：LIBS光路100 µ m；Raman光斑20 µ m；分析距离：40 mm LIBS部分：激光波长1064 nm；脉冲激光能量100 mJ；激光频率1 Hz（可联系激发）；脉冲宽度8-10 ns；光谱接收范围：可全谱接收（200-800选配）； Raman部分：激光波长532nm；能量 20 mW；光谱接收范围：540-750 nm（选配） 应用前景： LIBRAS技术是LIBS技术的提升和扩展。由于Raman光谱可以用来研究分子的振动和转动情况，提供物质内部的结构信息，各种简正振动频率及有关振动能级的情况，但在物质所含元素，尤其是次要元素和痕量元素的检测方面，能力及其有限。而在油气开采、地质勘探、冶金、电力生产、环境卫生和深空探测等领域，如果既要检测物质中的主要、微量和痕量元素，也要知晓物质中分子组份和结构信息，单独的Raman技术，以及其他的现有光谱检测技术（比如，电感耦合等离子体发射光谱法、X射线荧光光谱法、气相色谱分析法等）都不能完成任务，只有把LIBS技术和Raman技术有机结合起来才能满足此要求。 以油气开采为例：在录井现场完成分析，可以快速的做出解释评价，及时为勘探开发的的决策提供依据，减少了钻井现场等措施的时间，避免决策的失误。通过应用该技术，提高录井解释符合率上升10%以上，每年减少10%试油工作量，仅西南油气田每年可以节约勘探成本5-6亿元人民币。在国内外油气田推广应用，每年可以节约勘探开发成本50-60亿元人民币。降低油气勘探开发成本，扩大油气开发规模，为国民经济的持续发展做贡献。除此以外，例如在冶金、地质等领域，亦可以带来相当巨大的经济效益。 知识产权及项目获奖情况： 专利1：单脉冲激光源的双波长同轴激光诱导击穿-脉冲拉曼光谱联用系统及方法（发明专利，已提交）； 专利2：激光诱导击穿光谱与拉曼光谱联用仪自动化测控系统（发明专利，已提交）； 专利3：激光诱导击穿/拉曼光谱联用分析仪（外观专利，已提交）； 其他：LIBRAS仪器入选&ldquo 2014中国科学仪器与分析测试行业十大新闻&rdquo 。

王振义： 　　1924年11月生于上海，祖籍江苏兴化。1948年毕业于震旦大学获医学博士学位。1994年当选为中国工程院院士。曾任上海第二医科大学校长(现上海交通大学医学院)，瑞金医院上海血液学研究所所长，现为上海交通大学医学院附属瑞金医院终身教授，上海血液学研究所名誉所长。 　　“您的工作不仅指出应用一种简单的方法可以治疗一种特异的疾病，而且更新了可以应用单一药物通过诱导分化治疗癌症的概念。”在美国哥伦比亚大学举行的2001届毕业典礼上，校长乔治鲁普这样评价王振义。在这次仪式上，王振义获得该校荣誉科学博士学位，成为我国第一位获此殊荣的科学家。 　　对于当时已77岁高龄的中国工程院院士、上海第二医科大学(现为上海交通大学医学院)附属瑞金医院上海血液学研究所名誉所长王振义来说，他为自己能代表祖国前去大洋彼岸领奖而自豪，但他更愿意看到台下一双双渴求知识的眼睛、一群群朝气蓬勃的毕业生，期待着他们能成长为更成功、更优秀的科学家。 　　在王老的客厅里挂着一幅《清贫的牡丹》。“我认为这幅画表达的是清静向上的意思，做人要有不断攀高的雄心，但又要有一种正确对待荣誉和自我约束的要求和力量，对名利看得很淡，对事业看得很重，这是出于对生命的珍惜。我相信做人最本质的东西：胸膺填壮志，荣华视流水。”这位被世界医学界誉为“癌症诱导分化第一人”、名噪全球血液学领域的学者对于所获得的荣誉，喜欢用一幅画来简单诠释。 　　这印证了王振义为学、为人、为医、为师的人生观和价值观，也揭示了这位德高望重的医学科学家的成功之道。 　　从医的理想起源于家庭教育和刨根问底的天性 　　王振义1924年11月30日出生在上海，祖籍江苏兴化。他自幼勤奋好学，刨根问底的天性在孩童时代显露无疑，凡事总有问不完的“为什么”。在8个孩子中，排行老三的他是个很好学也很会玩的孩子，因此严厉的父亲对他责备甚少，由于学习成绩优秀，父亲的“戒尺”从没落在他手心。溜冰、“造房子”、打“墙球”，这些孩提时代的游戏，他样样喜欢 毽子从来都是他亲手制作的，踢起来更是得心应手 打乒乓球是他最热衷的，工作后在当时的广慈医院还拿过乒乓球比赛第一名。 　　在王振义7岁那年，祖母不幸患了伤寒，病势凶险，虽然请到了一位沪上知名的医生前来诊治，但限于当时的医疗水平，祖母最终还是未能得到救治。父亲是由祖母一人抚养长大的，自然是悲痛欲绝，从此也寄希望于子女中有一人能够从医，对家人有所照顾。 　　祖母是王振义最爱的老人，当时只有7岁的王振义已经在思考：“为什么这个病不能治呢?怎么会得这个病呢?难道就真的没有办法了吗?”一个接一个的问号，在王振义心中链接成一种对医学知识探求的渴望和从医的萌动。 　　王振义的幼年及青少年时代也是祖国饱受外国列强欺凌的时代。在这一时期，“只有奋发读书，有了技术才能救国”的思想也在他脑海中形成。父母的家教很严，他们教育子女要做一个正直、有一技之长、对社会有用的人。 　　殷实的家境允许王振义从小学一直念完大学，1936年他毕业于上海法租界所办的萨坡赛小学(现卢湾区第一中心小学)。1937至1942年在震旦大学附属中学念完中学，1942年免试直升进入震旦大学，在“医生是一份崇高职业”的思想及家庭支持的情况下，王振义选择了攻读医科。 　　挑战疑难疾病屡获佳绩 　　1948年，王振义从震旦大学医学院毕业，获医学博士学位，因成绩优异，被留任广慈医院(瑞金医院的前身)住院医师。1952年，上海第二医学院成立，口腔系就设在广慈医院。1953年广慈医院的内科已分专业，他从事血液病的诊治工作。 　　王振义发现不少口腔病患者小手术后(如拔牙)出血不止，原因不明，一般止血疗法无效。为此，王振义搜阅大量文献，并了解到国外有同类病案的报道。这种被称为“轻型血友病A”的病人血浆中凝血因子Ⅷ的水平为正常的5%～25%，平时并不出血，小手术后出血不止，一般实验室检验无法发现，需要用凝血活酶生成试验。 　　此外，鉴别血友病类型(A或B)也只有依靠这种试验。但做该试验时，需要将硅胶涂在玻璃管壁上，当时国内无此材料。一向喜欢钻研的他用石蜡代替硅胶，成功地在国内首先确立了检测方法，并做出血友病A、B的分型及其轻型的诊断，解决了这种不明原因出血的诊断和治疗问题。这一论文先后在1956～1959年发表在《中华医学杂志》(中文、外文版)及《中华内科》等杂志上。1956年，鉴于国内缺少一本有关出血性疾病的参考书，他与夫人合译由Stefanini编写的《出血性疾病》一书，1958年由上海科技卫生出版社出版，这是当时国内在这方面唯一可供参阅的书籍。 　　将先进的医学理念和技术用于临床是王振义孜孜不倦的追求。1979年他与卫生部上海生物制品研究所教授张天仁合作，由邵慧珍等具体操作，在国内首先提纯因子Ⅷ相关抗原(即vW因子)，并制成抗血清应用于临床，在国内推动了血管性血友病(vWD)和血友病携带者等的研究，有关论文发表在《中华血液学》杂志上，1982年，这项成果获卫生部科研成果乙等奖(第一完成人)。1986～1988年，他的第一位博士研究生赵基从中药蒲黄中提纯了4种有效成分，并从出凝血、纤溶、内皮细胞水平，阐明了生蒲黄防治家兔食饵性动脉粥样硬化的机制。基于此项贡献，他于1989年再获国家教委科技进步奖二等奖。 　　王振义的学术成就也得到了国际学术界的认可和尊重。1982年，他指导研究生开展免疫性血小板减少的研究，以后又开展肝素对血小板和巨核细胞刺激作用的研究。1997年，他应邀在Bailliere’s Clinical Hematology(International Practice and Research)与沈志祥合写了《巨核细胞与血小板在免疫性血小板减少性紫癜中的变化》一章，这是中国学者第一次受邀在这一国际刊物上撰写有关血液学的论文。他与李家增、阮长耿，以后又有王鸿利、韩忠朝、宋善俊参加主编的《血栓与止血》1988年第一版、1996年第二版及2004年第三版，已成为我国在该领域中的代表性专著。 　　攻克白血病的尝试 　　国际同行对王振义的研究有3个评价：一是在癌症研究史上第一次发现了如何使用自然物质，而不是有毒的化学物质，将癌细胞改造为正常细胞——这一研究不仅仅停止了在体外和动物身上进行实验，而且在治疗运用中取得了成功 其二，初步弄清了全反式维甲酸在白血病患者体内是如何起作用的 其三，他治白血病不是用传统的化学、放射疗法，不是用杀灭细胞的方法，而是把癌细胞改造成正常细胞，并且把传统的中国理论与现代医学实践相结合，为治疗癌症提供了全新的途径。 　　早在1959年，王振义就开始负责白血病的病房工作，希望在短期内攻克这种“可怕”的疾病。他以极大的热情投入了病房工作，可是在短短的半年时间内，数十例急性白血病病人仍然离开人间。这一活生生的事实，使他明白他单有热情而没有过硬的本领是挽救不了病人生命的，这也激发了他攻克白血病的雄心壮志。 　　王振义经常教育学生：“科学研究最忌讳的就是浮躁，清贫与寂寞常常是科学家最好的朋友。”这也是他自己坚守的信念。1978年，他与血液科孙关林、陈淑容、蔡敬仁等研究白血病的治疗，并进行临床研究。 　　当时，治疗白血病有两条研究途径可循，一是用化疗的方法杀死白血病细胞，二是诱导分化，将恶性的白血病细胞转变为良性细胞。当时国际科学界曾有过相关报道，但仅停留在研究阶段。1971年，英国的Friend等报道小鼠红白血病细胞能被二甲亚砜诱导分化。1980年及1983年，美国的Breitman等报道人类髓系白血病细胞株HL-60和U937及新鲜急性早幼粒细胞白血病(APL)细胞在13顺维A酸(13顺RA)及全反式维A酸(ATRA)作用下，可以向正常细胞逆转。 　　在儒家“改邪归正”思想的影响下，王振义率领的研究组选择了诱导分化治疗白血病的途径。他的研究组证明ATRA在体内可使新鲜APL细胞向成熟细胞分化。1980年，ATRA批准在临床上使用，用于治疗某些皮肤病。在没有13顺RA的情况下，取得病人和家属的同意，他试用ATRA治疗晚期或化疗无效的APL患者，取得惊人效果。 　　王振义回忆道：“我到现在还想着1986年一个才5岁的小女孩，是我用全反式维甲酸治疗的第一个病人，晚期急性早幼粒细胞白血病，当时她出血严重，家人已经绝望了。我用新疗法治了7天后，症状明显好转，一个月后达到完全缓解，20多年过去了，她还活着。在首批治疗的24例病人中，完全缓解率达到九成多。这是我最感欣慰的。” 　　1988年以他的学生黄萌珥为首总结了24例APL的治疗结果，23例完全缓解(CR)。他很快将该疗法向国内外推广，并提供ATRA(那时只有国内可提供)。1992年，我国544例APL用ATRA治疗的结果，84%获完全缓解。世界各国都先后证实了这种疗法的效果，如法国Fenanx(1993年54例，完全缓解率91%)，美国Warrell(1995年79例，完全缓解率86%)，日本Kanamaza(1995年109例，完全缓解率89%)。 　　1989年王振义的硕士研究生陈竺、陈赛娟从法国获博士学位回国工作，他们用先进的思路和分子生物学技术，开展ATRA治疗APL的作用机制研究，取得许多创新性进展。ATRA治疗APL的研究成果1993年获国家科技进步奖二等奖。 　　同行对这一治疗方法的评价是，急性早幼粒细胞白血病应用ATRA治疗的病例早期完全缓解率高达85%～90% ，这种方法副反应少、不抑制造血、不引起出血、使用方便(只要口服)、价格低廉。这不仅为过去被认为治疗困难、死亡率高的急性白血病找到了一种新的治疗方法，而且还为肿瘤可以通过诱导分化治疗的理论和治疗途径提供了一个成功的范例，引起国内外学者广泛重视。目前联合应用ATRA、砷剂及化疗，APL患者的5年存活率已高达95%，成为第一种可以治愈的急性白血病。 　　他培养了一批顶级血液学研究俊才 　　除了医学家和科学家，王振义还是一名成功的老师。学生们评价说，他的学识丰富渊博、逻辑思维缜密、治学态度严谨。无论是基础理论课，还是临床病例讨论分析，他的授课、他的精辟分析都给学生和同道留下深刻印象。更重要的是他的为人之道引领了一大批优秀的血液学专家。现在这些弟子均已成长，他们都以自己的老师为榜样，学习他的为人，对医学的理论和临床精益求精，在各自的医学领域中为人类健康奉献、奋斗。 　　传世育人，识才用才。卫生部部长、中科院院士陈竺，1978年时以专业考分第一名的佳绩成为王振义的硕士研究生，而王振义那年招收的另一名研究生就是后来成为陈竺妻子的陈赛娟。陈竺夫妇不会忘记，是王振义手把手地指导他们进行血液病理生理的实验，耐心为他俩补习专业外语，后来又一起撰写论文。令他们意想不到的是，王振义每一次都坚持把他们列为论文的第一、第二作者，而把自己排在了最后!这对当时论资排辈已经习以为常的中国学术界来说，是破天荒的惊人之举。 　　也正因为这样，使当时年仅31岁的陈竺脱颖而出，陈赛娟亦获得了迅速成长的助推力，对白血病发病的细胞遗传学和分子机制的研究作出了很大贡献，成为杰出的女科学家，现在她已经是中国工程院院士、上海血液研究所所长。1984年，王振义力荐陈竺夫妇赴法留学，1989年，夫妇俩学成回国，继续在导师指导下工作，并最终开辟出一块令人瞩目的基因研究新天地。“我一直以这两名学生为荣，看到学生超过自己，这是当老师最大的欣慰。”王振义感慨道。 　　陈竺的研究日臻成熟，王振义的高兴与自豪是难以言表的。此时的他，并没有考虑名利的得失和地位的动摇，1996年，王振义主动把代表中国血液学研究最高水平的上海血液学研究所所长的位置交给了陈竺，他看准了陈竺渊博的学识、大度的气量、出众的才能，一定能将血研所带向新的成功与辉煌。 　　那一年陈竺42岁。曾有人问王振义当时的想法，他说：“现代医学科技发展非常快，但我却越来越老了，如果我们不看到发展，还是用原来的方式管理这个研究所，用原来的学术水平领导这个研究所，这个所是会走下坡路的。早在1993年，我就有了退下来的想法。陈竺非常有进取心，是世界一流的人才，交班给这样的学生，我放心。我退下来了，可以做些咨询工作，虽然我不是非常高明的理论家，但至少在我一生中累积了很多经验和教训。事实证明我当初的选择是明智的。” 　　学生们眼中，王振义是一位谦逊、豁达的长者，是一位严谨求实的学者，是一位爱才惜才的老师。“973”计划项目最年轻的首席科学家、上海第九届十大杰出青年陈国强是王振义的另一位得意门生。 　　“博士研究生我还是要考王振义教授的!”回忆当年报考研究生的情形，陈国强说，“那瞬间的选择，源自于王教授修改我硕士研究生论文的整个过程。”在写论文还不用电脑的年代，导师一遍遍修改，学生就要根据修改的内容，重新整理、抄写，陈国强的硕士论文给王振义先后改了10遍，陈国强将近2万字的论文也抄了10遍。王振义时任二医大校长，白天工作繁忙，只有利用晚上的时间修改学生论文，他多次把陈国强叫到家里一起吃晚饭，一放下碗筷，师生两人就一头“扎进”了论文。多少个夜晚，多少次交流，长者的谆谆教诲深深地刻在了陈国强心中，这位长者甘为人梯的品格更时时激励着陈国强向更高、更险的医学高峰迈进。 　　陈国强现已成为上海交通大学医学院院长、博士生导师。“我深深懂得，这些成绩是站在我的导师王振义、陈竺两位院士的肩膀上，在同事们的支持帮助下取得的。今后，我一定继承传统，不断创新，为解除人们的病痛、促进人类健康作出更大努力!” 　　黄萌珥、董硕……年轻的学生们只要提到王振义，心中涌出的除了崇敬，更多的是对恩师的感谢。 　　他是学生心中的领航者 　　1950年，王振义的老师邝安堃教授在设备十分简陋的条件下，成功地研究了应激情况下肾上腺皮质的功能，论文发表在《中华医学》杂志英文版上。王振义体会到的是“热爱科学，不断探索和进取，不计较条件，刻苦钻研”，这也成为他的学生心中的座右铭。在60多年行医的生涯中，王振义将基础学科与临床实践密切结合，将祖国医学和现代西医理论合二为一，将中国古代哲理思想与当代科学思想融为一体，引领着我国血液学研究冲向一个个巅峰。 　　王振义能为许多重危病人带来生机和希望，这源于他善于思考，善于提出探索性、创新的治疗思路，这种秉性也体现在他培养学生的过程中。学生说：“他经常和学生探讨学术问题，对学生的教导从来不是居高临下、高高在上的，他关注细节，连多媒体制作中颜色是否协调、英文论文中哪个单词用得不确切、英语口语中的语音纠正都是他关心的内容。其他诸如分子生物学的结构、显微镜下观察细胞、X片显影结果，即便是再小的环节遇到难以解释的结果，老师都会要求学生再做一次。” 　　2002年，王振义指导的课题组在研究中发现有一个抗白血病药物的水溶性差，实验效果很不理想，课题组陷入了实验停滞期。听说郑州大学的教授在这方面有深入研究，于是课题组决定向他们求教。按照常理，可以用电邮或是电话联系，即便是要登门造访请实际操作的年轻人去也无妨。但当时78岁高龄的王振义却执意坚持亲自上门请教，因为他认为在科学研究中一个人不可能永远是第一，即便是院士，在自己不懂的问题上就是一个学生。郑州大学的接待同志听了随行人员介绍，怎么都不敢相信眼前这位朴素和蔼的老人就是大名鼎鼎的王振义。他们真的很难相信一位著名的医学家能这么虚心地上门求教。这是一次愉快的合作，王振义的诚意打动了对方所有的专家学者，当然也令学生们领略一位科学家虚怀若谷、诚实谦逊的大家风范和品格。 　　周光飚是王振义的“关门弟子”，跟随王振义的这几年让他时刻感受着这位长者虚怀若谷、实事求是的大医精神。周光飚至今还清晰地记得博士毕业时，他正在为留在科研单位还是到临床做医生、是留在国内还是到国外去的抉择徘徊，是导师的一番话为他指明了方向：“科学研究是很清贫的，也很枯燥，但是你正在从事的研究是很有前途的，只要你努力，我相信你一定能在这里作出很好的成绩。”周光飚留下后，王振义又主动关心他的生活条件，住处解决了吗?待遇怎样了?老师的关心让这位只身在上海拼搏的年轻人备感亲切。 　　毕业后的几个月中，动物实验结果毫无进展，周光飚和同事们陷入了困惑之中，王振义观察到这一情况，语重心长地对他们说：“科学研究必须尊重客观规律与结果，不要急躁也不要钻牛角尖，我们所做的一切对临床都是至关重要的，如果不能客观反映就会对临床造成误导，我们的病人就将吃足苦头啊!”导师的一席话就像一剂“清醒剂”，年轻人又开始重新整理研究思路。 　　穿上白大褂让他感觉一生幸福 　　“我觉得生活的乐趣就在穿上白大褂的那一刻，所以我还坚持每周查房。”现年86岁的王振义说得似乎很轻松，事实上，他把挽救病人的生命当成自己毕生的事业，他将查房视为自己不断更新知识、开拓创新和不断进行医学教育的机会和场所。 　　一年前，瑞金医院血液科收治了一位从哈尔滨来的淋巴细胞性白血病病人，经过几个疗程病情仍未得到控制。这位50多岁的男性患者沮丧万分，如果上海也治不好，生存的希望真的就很渺茫了，当病人得知王振义要来参加第二天的病例讨论会，兴奋得一整夜没有睡。“这是罕见的‘带有淋标记的单核细胞白血病’。”根据这样的诊断，医院调整了治疗方案，患者病情终于得以控制了。此刻，学生们在感叹，一个生命的脆弱与重生和科学的发展、知识的积累联系得如此紧密! 　　如果说诊断疑难病例凭的是多年经验，那么洞察新事物、掌握新知识，靠的是什么呢?王振义70多岁开始学习计算机、掌握网络技术。曾有一次疑难病例讨论时，王振义的诊断令与会的所有医师诧异，“分泌IgG淋巴浆细胞样白血病”——从没听说过的新名词，他直言是在网上查阅到的，此型白血病仅有英国发表过一篇论文，这个病例的临床表现和实验室检查结合起来分析，就是此型白血病。果然，他采用的治疗方法收到了很好的效果。如今，王振义又自创了“开卷有益”式的查房，每周四上午由学生对他进行提问，他对疑难病例进行分析和答疑，这种做法不仅培养了学生的诊断思路，更为病人带去了福音。 　　桃李不言，下自成蹊。如果说瑞金医院和上海血液研究所是一块沃土，他的学生陈竺、陈赛娟这一代年富力强的科学家就是四季苍翠的树枝，陈国强等一批科学新秀则无疑是郁郁葱葱的枝芽。王振义，这位在血液学研究领域不辍追求的老人就是这棵大树的坚强脊梁。

近日，武汉大学研究团队在《Advanced Science》发表题为“Microenvironment-ResponsiveProdrug-InducedPyroptosis BoostsCancerImmunotherapy” 的论文。该团队开发了一种新型化疗—光动力联合治疗方案以增强肿瘤免疫治疗的疗效。　　免疫检查点阻断方法已被广泛应用于肿瘤临床治疗，但肿瘤抗原的缺乏及未能有效地启动适应性免疫是导致免疫治疗效果欠佳的重要原因。焦亡是程序性细胞死亡的一种方式，其可产生大量炎性因子，并释放肿瘤抗原及启动适应性免疫反应。然而目前能有效诱发焦亡的方法较少，常规的化疗、光动力法诱导焦亡能力有限，并且具有较大的毒副作用。　　该团队研发的新型的化疗—光动力联合治疗方案可通过形成一类新型工程化纳米胶束体系，可显著提高传统化疗药物与光敏剂的肿瘤靶向性，能够在肿瘤部位大量聚集，而在正常部位分布较少，从而避免了全身的毒副作用。此外，纳米胶束富集到肿瘤微环境后可诱导肿瘤细胞焦亡，释放炎性因子和肿瘤相关抗原，活化抗原提呈细胞，启动适应性免疫。联合免疫治疗后，其能显著增强PD-1阻断治疗疗效，抑制肿瘤生长及预防肿瘤复发。　　该研究表明，通过诱导肿瘤细胞焦亡可增强肿瘤免疫治疗疗效，为后续改进免疫治疗方案提供新思路。 　　注：此研究成果摘自《Advanced Science》杂志，文章内容不代表本网站观点和立场。　　论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202101840

p 　　 strong 干细胞，养起来更简单(解码· 发现) /strong /p p 　　5月15日，中科院广州生物医药与健康研究院(简称广州生物院)全自动干细胞诱导培养设备研制项目团队研制的全自动干细胞诱导培养设备顺利通过验收，这是世界上首台全自动、大规模、规范化诱导及扩增的干细胞诱导生产系统。该设备将实现全自动化、规模化、智能化的诱导干细胞制备，对再生医学及其相关的细胞治疗领域产生重大影响。 /p p 　　 strong 人工操作难以实现规范化与标准化，已成干细胞发展瓶颈 /strong /p p 　　干细胞是具有自我复制功能及多向分化潜能的细胞，在特定条件下能再生成人体的各种细胞、组织或器官，医学界称为“万能细胞”。干细胞在基础研究和转化医学应用中具有重要意义，在再生医学、疾病模型、药物筛选、精准医学等领域具有广阔的应用前景。但是，由于常规的干细胞存在量不足，干细胞研究兴起了诱导多能干细胞这一领域的发展，试图解决干细胞作为种子细胞的来源问题。 /p p 　　“科学家发现如果将人的体细胞进行处理，可以获得一种新的干细胞，这种干细胞被称为诱导多能干细胞。它在形态、基因和蛋白表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等都与胚胎干细胞极为相似，是胚胎干细胞的完美替代细胞。”广州生物院研究员潘光锦说，“目前，诱导多能干细胞已成为相关医学研究的核心工具，用于新药研发、神经损伤修复、心肌细胞修复、组织器官再生或移植等领域。” /p p 　　为了获得实验所需的大量诱导多能干细胞，科研人员需要制备并让其大量增殖，也就是养细胞。然而，当前干细胞诱导、培养及筛选过程均只能依靠人工操作完成，存在很多的不足。潘光锦说：“一方面，由于缺乏对细胞命运变化及诱导多能干细胞克隆筛选和扩增的实时及定量监控，难以实现干细胞诱导流程的规范化与标准化 另一方面，人工操作也存在效率低、成本高、通量低、安全性差等问题。” /p p 　　因此，如何实现干细胞自动化规模化的均质培养与扩增，避免这些问题，是诱导多能干细胞技术走向实际应用亟须突破的瓶颈。 /p p 　　在此背景下，财政部支持的国家重大科研装备研制项目“全自动干细胞诱导培养设备研制”，于2013年立项，由广州生物院负责承担。项目团队以创新技术为核心，利用院内国际领先的诱导多能干细胞技术、干细胞诱导分化技术等研究成果，并结合自动化技术，历时4年，攻克8项关键技术，取得多项创新性成果，成功研制国际首台全自动干细胞诱导培养设备。 /p p 　　广州生物院研究员张骁说：“有了这台设备后，从事诱导多能干细胞的科研人员不再靠人工操作养细胞，甚至不具备养细胞技术的人只要靠这台仪器就能获得诱导多能干细胞。” /p p 　　 strong 可实现全过程实时追踪监测，并提高干细胞的制备质量 /strong /p p 　　全自动干细胞诱导培养设备占地25平方米，由自动化培养箱系统、自动化液体处理系统、显微在线观测系统、高精度克隆挑取系统、培养皿传送系统、设备控制系统六大模块组成。 /p p 　　据科研人员介绍，干细胞的重编程是从一个个体化的矩阵培养箱开始，培养箱可并行培养24份个体化的诱导多能干细胞。然后，再由自动传送臂在b级环境下将 6孔细胞培养板从培养箱传送至操作舱中。随后，培养板就被置入成像区。接下来，拥有1.2微米分辨率的显微成像系统就会对其成像，整个过程不超过10分钟。 /p p 　　“独立矩阵式培养箱主要是为细胞培养提供适当的温度、湿度和气体环境，保证细胞的培养处于合适的环境，同时也保障个体细胞间不会交叉污染。” 张骁说，“人养细胞，不会全程监测细胞状态。而这台设备能全天候坚守，可以通过手机APP端监测，并及时完成移液、换液等操作。细胞的培养时间也缩短了。它还能自动获取细胞成长信息，预测细胞成长趋势，自动挑选出符合要求的成熟诱导多能干细胞。” /p p 　　 strong 改善了我国高端生命科学仪器装备依靠进口的局面 /strong /p p 　　全自动干细胞诱导培养设备从诱导多能干细胞重编程全过程研究出发，建立全程自动化细胞培养诱导技术体系，利用人工智能机器学习辅助无损无标记分析手段，建立细胞极性变化为基础的命运调控的Hiden Markov Model数学模型，从而指导细胞重编程理论在干细胞获取领域从理论模型到制备整机技术的全线突破，实现重编程多能细胞暨干细胞的制备。 /p p 　　张骁说：“该自动化智能技术可实现每月24人次为周期的GMP级别的细胞制备通量，为我国的生物先进制造提供了上游细胞来源的智能保障。” /p p 　　全自动干细胞诱导培养设备第一次实现了以机器学习及人工智能算法为判定的细胞重编程命运的自动化诱导，整机技术及识别核心算法的应用已达国际领先水平。 /p p 　　广州生物院研究员裴端卿表示，设备的成功研制，标志着我国在干细胞装备领域的自主研发取得新的突破，改善了我国高端生命科学仪器装备依靠欧美进口的局面，其成果填补了国内在该领域的多项空白。 /p p 　　项目技术验收专家认为，该项目研究成果涵盖基础研究、应用研究和开发研究全过程的生物技术自主创新体系，这将为实现本领域整体“并跑”、部分“领跑”，初步建立系统的生物技术创新体系，突破一批核心关键技术难点作出贡献。 /p p 　　中国科学院微电子所研究员夏洋说：“该设备的成功研制将促进诱导多能干细胞在再生医学研究领域的实际应用，推进我国在干细胞装备领域的自主研发进程，推动我国干细胞基础研究和临床应用的快速发展，为干细胞再生医学及精准医疗的研究奠定基础。” /p p 　　据了解，目前各医院细胞治疗临床应用迫切需要干细胞制备装置，全自动干细胞诱导培养设备已逐步在各研究单位或一级医院研究中心推广。该设备降低了人为干预，实现多人份、低成本、高品质、一体化的干细胞生产，社会效益巨大。(记者 吴月辉) /p

Diagenode公司推出全自动核酸剪切仪新品Megaruptor Diagenode公司推出全自动核酸剪切仪新品Megaruptor 比利时 Diagenode公司自成立以来，一如既往地服务表观遗传学研究领域，为表观遗传学科学工作者们提供卓越的自动化设备和优质的抗体等试剂，完善了该领域的实验流程同时提高了实验效率，研发的Bioruptor系列非接触式超声破碎设备，卓有成效地高重复性地解决了染色质片段化和核酸片段化，为chip（染色质免疫共沉淀）和二代测序等下游实验完美对接。在第三代测序仪器出现后，核酸大片段测序得以实现，全自动核酸剪切仪Megaruptor就是用于核酸大片段化的三代测序。Diagenode 全自动核酸剪切仪 MegaruptorMegaruptor的完美设计，使其具有简单化、自动化、高重复性，可以获得2 kb-75 kb长度的DNA片段。剪切性能卓越，不受DNA样品来源、集中度、温度、盐浓度的限制，完全符合了科研人员的实验要求。同时，在无人员值守的情况下，友好的软件系统可以允许两个样品相继被片段化处理，不存在交叉污染。科研人员只需要简洁有效地设定好参数，仪器便可以自动化地进行处理获得目的片段。仪器特点：设定目的片段长度（2kb-75kb），快捷方便地获得集中于目的长度的片段分布获得高质量文库，用于Illumina?, Ion Torrent?, 和 PacBio? 平台自动多端口阀，配置五通道的洗涤平台全程有软件控制，洗涤、剪切自动一体化，彻底解决管路堵塞问题一次可剪切两个样本，剪切参数可完全独立全程电脑程序自动操控，操作界面友善不须定期校正，仪器维护容易绝佳的结果重复性与精准的剪切范围技术参数1. 自动多端口阀，配置了5信道的洗涤平台用于洗涤DNA2. 全程由软件控制：洗涤、切割自动一体化。绝无有卡管问题3. 可产生完全随机、均匀、完整具有代表性的目标大小DNA片段4. 切割DNA片段大小：2-10kb 组件；13Kb-75kb组件, 剪切范围最宽广5. 样品DNA浓度：1-50ng/ul, 最适浓度为20ng/ul6. 样品DNA原始长度：对切割片段大小无影响7. 样品体积：50-400ul8. 一次可上两个样本, 剪切参数可完全独立9. 处理时间：每个样品10-20分钟, 包含样本处理与自动管线清洗时间10.计算机(笔记本)为标准配备及操控软件11.试剂：优化好, 客户可自行配置上海博谊生物科技有限公司是比利时Diagenode公司全自动核酸剪切仪 Megaruptor的代理商，欲知更多产品详情，请联系我们。 发布者：上海博谊生物科技有限公司联系电话：021-51691651E-mail：18616023651@163.com

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近日，在Pittcon 2014举行期间，TSI推出了一款坚固耐用的ChemLogix&trade 手持式激光诱导击穿光谱元素分析仪(LIBS)用于现场研究，质量控制和移动实验室的市场。 　　该ChemLogix&trade 手持式激光诱导击穿光谱仪采用位于IR-B频段，Class 1级别的对人眼安全的激光源，可以除去样品表面的污染物。仪器使用不需要特殊的用户培训和个人防护装备。ChemLogix&trade 手持式激光诱导击穿光谱仪可以在几秒钟内完成分析，甚至是对轻元素的分析也可以在这么短的时间内完成。该仪器非常适合要求苛刻的领域，以及在线质量监测。 　　TSI LIBS全球产品经理Phillip Tan说：&ldquo LIBS技术是一种行之有效的固体样品元素快速分析手段。该技术几乎不需要样品制备，并且甚至可以在短短一秒钟获得结果。利用我们的ChemReveal&trade 台式激光诱导击穿光谱元素分析仪，实验室研究人员已经意识到LIBS在元素分析方面的能力与优势。通过采用便携LIBS，我们的用户现在可以在现场或生产车间快速得到分析结果。&rdquo

剪切应力模拟器polyshear----模拟液体涂料和油漆的剪切效应在涂装车间或喷涂线上，涂料需从不同口径、不同排布的管道、减压器和泵中输送。此过程中会产生剪切力，这些剪切力可能会导致涂料的降解，变质，粘度和色彩的改变。通过使用德国orontec公司生产的polyshear剪切应力模拟器，可以判断某种涂料原料是否会在输送管道和搅拌中产生问题，降低风险。德国orontec公司制造的polyshear剪切应力模拟器可模拟合理测试时间中的剪切应力。包括与工业环境相关联的涂料管道。剪切应力模拟器polyshear仅使用确定的剪切力元件，装置体积小巧且有优秀的重复性。剪切应力模拟器polyshear客户剪切应力模拟器polyshear广泛运用在涂料，汽车油漆，以及工业喷涂线等领域，发挥出重要的作用。部分客户如下：polyshear剪切应力模拟器工作原理---泵跟剪切应力元件是剪切应力两个重要影响因素油漆在喷漆车间的管道中循环时，会在管道内的各种元件流动，在剪切力的作用下发生粘度和颜色改变，从而造成喷涂时的质量问题。使用剪切应力模拟器，可以重现这过程，为进料检验，产品优化提供快速有效的方法。☞ 泵以活塞泵为例，如下图所示，剪切应力总是发生在重要部位上（直径最小的位置），剪切率可以达到15000 1/s。以齿轮泵为例，如下图所示，剪切应力总是发生在重要部分上（齿轮口边缘），剪切率可以达到10000 1/s。☞ 剪切应力元件德国orontec的剪切应力模拟器中有个重要的剪切应力元件，可以模拟涂料在管道中受到的压力情况，如下图左所示，关闭剪切应力元件上的膜时引起的压力变化。压力的变化会改变流速，如下图右所示，剪切应力元件上膜关闭后，流速为0.12kg/s。剪切应力元件也可以很好的模拟涂料在管道中受到的剪切率，如下图所示，剪切应力元件可以达到大于10000 1/s的剪切率。涂料的颜色受到剪切应力的影响，如下图所示，在泵的作用下，涂料颗粒大小的分布发生了变化，因此模拟涂料在管道中受到的剪切应力，可以帮助客户对进料进行检验。剪切应力模拟器polyshear的基础模块由一个小机动柜组成，只需一个6条的压力线即可运行。喷涂材料充满小罐（1l）后，在泵的作用下通过剪切应力元件流动。其循环流动次数与涂装输送管道有良好的相关性，且相关性已被研究证明。在测试过程中或在测试后，都可以检测样品的粘性和颜色(使用液体涂料色浆测色系统lcm)，由此可得出剪切应力与材料降解的相关性。与此同时，在基础模块上可额外添加额外的配件，例如有自动停功能的循环次数计数器、温度传感器。此外，还有另一型号可测试5升样品，此型号可装在手推车上并可以移到如喷涂机器人等装置上。剪切应力模拟器polyshear特点✔专为实验室研制，机动性强且占用空间小。✔涂料测试量仅为1l✔高重复性与与重现性✔与工业喷涂线有优秀的关联性(例如automotive oem paint shops)✔较短的循环周期✔模块化安装，基础模块可以通过更高级的在线测量传感器扩展✔可实现与模拟软件相结合✔可与lcm液体测色系统实现无缝联接✔德国fraunhofer ifam, bremen开发并获得专利剪切应力模拟器polyshear基础型号内部结构说明剪切应力模拟器polyshear基础型号技术参数材质不锈钢外壳和连接器用于测试观察和控制的玻璃窗尺寸长: 400 mm,宽: 660 mm,高: 640 mm重量约56kg压力锅体积约1 l最大压力输入6 bar最大材料压力21 bar泵比约3.5:1翁开尔是德国ORONTEC中国总代理，欢迎咨询剪切应力模拟器更多产品信息和技术应用

前言高分辨QTOF质谱是一种先进的质谱技术，它结合了四极杆和飞行时间质谱的优点，能够提供高分辨率、高质量精度和高灵敏度的质谱分析。高分辨QTOF作为分析领域的高端仪器，始终在技术层面不断推陈出新。LCMS-9050是岛津最新推出的高分辨四极杆-飞行时间质谱仪，运用了多项特色技术，是技术指标优异、仪器性能卓越的产品。本期将为您介绍自由基诱导解离技术，岛津OAD解离源组件新产品已于近期发布。技术介绍岛津的自由基诱导解离（OAD）技术由田中耕一质量分析研究所开发，代表了质谱分析技术在结构解析方面的一个重要进步。这项技术的开发是为了解决传统碰撞诱导解离（CID）技术难以分辨C=C位置的问题，从而提供更详细的分子结构信息。传统碰撞诱导解离（CID）新型自由基诱导解离（OAD）OAD技术通过在质谱分析过程中引入自由基，使得分析物能够在特定条件下发生解离，从而揭示分子内部的结构特征。这种方法特别适用于脂质和其他生物活性化合物的分析，OAD能够提供关于这些化合物中C=C位置的详细信息，这对于理解分子的结构和功能至关重要。主要特点小结岛津的自由基诱导解离（OAD）技术是一种先进的离子解离技术，能够提供分子内部结构的详细信息。该技术为科研人员提供了一个强大的工具，能够更精准地完成复杂分子的分析和鉴定，从而更好地理解其结构和功能。对于生物医学研究、药物开发和疾病研究等领域具有重要的应用价值。本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

胶黏剂拉伸剪切试验方法电子拉力拉伸试验机：原理试样为单搭接结构，在试样的搭接面上施加纵向拉伸剪切力，测定试样能承受的最大负荷。搭接面上的平均剪应力为胶粘剂的金属对金属搭接的拉伸剪切强度，单位为 MPa。试样1）试验机：使用的试验机应使试样的破坏负荷在满标负荷的（15～85）%之间。试验机的力值示值误差不应大于1%。试验机应配备一副自动调心的试样夹持器，使力线与试样中心线保持一致。试验机应保证试样夹持器的移动速度在 (5±1) mm/min 内保持稳定。2）量具：测量试样搭接面长度和宽度的量具精度不低于 0.05 mm。3）夹具：胶接试样的夹具应能保证胶接的试样符合要求，在保证金属片不破坏的情况下，试样与试样夹持器也可用销、孔连接的方法，但不能用于仲裁试验。4）标准试样的搭接长度是（12.5±0.5）mm，金属片的厚度是 (2.0± 0.1 ) mm，试样的搭接长度或金属片的厚度不同对试验结果会有影响。5）试样数量不应少于 5 个，仲裁试验试样数量不应少于 10 个；对于高强度胶粘剂，测试时如出现金属材料屈服或破坏的情况，则可适当增加金属片厚度或减少搭接长度，两者中选择前者较好。测试时金属片所受的应力不要超过其屈服强度 σS ，金属片的厚度 δ可按式（ 11-12）计算：δ＝（ Lτ） /σ S （11-12）式中：δ——金属片厚度；L——试样搭接长度；τ——胶粘剂拉伸剪切强度；σS ——金属材料屈服强度（MPa）。试样制备1）试样可用不带槽或带槽的平板制备，也可单片制备。2）胶接用的金属片表面应平整，不应有弯曲、翘曲、歪斜等变形。金属片应无毛刺，边缘保持直角。3）胶接时，金属片的表面处理、胶粘剂的配比、涂胶量、涂胶次数、晾置时间等胶接工艺以及胶粘剂的固化温度、压力、时间等均按胶粘剂的使用要求进行。4）制备试样都应使用夹具，以保证试样正确地搭接和精确地定位。5）切割已胶接的平板时，要防止试样过热，应尽量避免损伤胶接缝。试验条件试样的停放时间和试验环境应符合下列要求：1）试样制备后到试验的最短时间为 16 h，最长时间为 30 d。2）试验应在温度为（ 23±2）℃ 、相对湿度为（ 45~55）%的环境中进行。3）对仅有温度要求的测试，测试前试样在试验温度下停放时间不应少于 0.5 h；对有温度、湿度要求的测试，测试前试样在试验温度下停放时间一般不应少于 16 h。实验步骤1）用量具测量试样搭接面的长度和宽度，精确到 0.05 mm。2）把试样对称地夹在上下夹持器中，夹持处到搭接端的距离为（ 50± 1）mm3）开动试验机，在 (5±1) mm/min 内，以稳定速度加载。记录试样剪切破坏的最大负荷，记录胶接破坏的类型（内聚破坏、粘附破坏、金属破坏）。

4月14日，光电院在北京新技术基地组织召开了国家重大科学仪器设备开发专项&ldquo 激光诱导等离子体光谱分析设备开发和应用&rdquo 项目启动会。中科院条财局科技条件处副处长姜言彬代表院机关出席会议，院内外专家、项目监理组和合作单位代表共50余人参加了会议。 　　副院长樊仲维参加了项目启动会和技术研讨会,表示将瞄准应用目标全力将项目做好。项目负责人孙辉研究员汇报了项目的背景、开发和工程化方案、进度安排、组织管理和进展情况等。与会专家重点就项目知识产权保护、管理措施、指标细化、接口关系以及技术难点等方面进行了深入研讨，提出了许多宝贵的意见和建议。 　　姜言彬最后讲话，主要提出了三点要求：一是充分发挥总体组、技术专家组和监理组的作用。二是强调任务书的重要性，其中经费、指标和周期的调整要严格遵守相关程序要求。三是要加强对项目质量、可靠性和相关软件的重视。通过项目总体统一协调，做好提前规划，为项目的顺利开展提供保障。 　　目前我国粗钢总产量接近世界一半，特殊钢产量不足5%，且品质亟待提高，主要是冶炼过程中钢水成分难以精确控制，成品率低造成的。现有成分检测技术耗时长，属事后检测方法，无法为改善品质提供实时参考。激光诱导等离子体光谱技术(LIPS 技术)是基于激光和材料相互作用产生发射光谱的一种定量分析技术，提供了一种实时在线监测的可能性，可为改善钢水品质提供实时的数量依据，不仅缩短检测时间，还可降低成本，节约能源。 　　发达国家由于拥有窄成分控制技术而保障了特殊钢占钢铁总产量的高比例，国内应用于冶金行业的LIPS 研究还处于起步阶段，相关设备的研发几近空白。本项目针对高温冶炼环境特征，研制基于激光诱导等离子体光谱的钢水成分实时在线检测设备，不仅有利于推动我国钢水成分检测技术研究与应用发展，而且有助于提高我国钢产品品质，对我国钢铁行业发展具有重要的战略意义。

日前，由四川大学生命科学学院分析仪器研究中心段忆翔教授作为项目负责人，牵头承担的国家重大科学仪器设备开发专项又取得最新进展&mdash &ldquo 激光诱导击穿-拉曼光谱分析仪(LIBRAS)&rdquo 首次亮相于2014年12月20日-21日的&ldquo 激光光谱分析前沿技术国际研讨会&rdquo 。 　　继2014年3月份在第九届中国西部国际科学仪器展览会成功展出作为国内自主研发的首例便携式激光诱导击穿光谱仪(LIBS)之后，该项目团队再接再厉，与各参研兄弟单位联合攻坚，将用于元素测量的LIBS技术与用于分子结构测量的拉曼(Raman)技术有机结合，成功研制出世界上首款风冷型高性能激光诱导击穿-拉曼一体化的光谱分析仪，并将其命名为LIBRAS(Laser Induced Breakdown Raman Spectroscopy)。该仪器可用于待分析样品的原子光谱与分子光谱的原位同时分析测量，在获得同一微区位置元素组成信息的同时可以得到分子结构的相关信息，为进一步了解物质结构的微观世界提供了强有力的工具。该仪器作为国家重大科学仪器设备开发专项的自主研发成果，不仅填补了国内技术和行业的两项空白，更一举填补了风冷型高能激光系统的世界空白。目前市场上能够同时获取原子和分子信息的测量仪器十分有限，LIBRAS仪器的成功研制将进一步引领科学仪器的发展方向。 　　LIBRAS仪器实现了激光诱导击穿光谱与拉曼光谱联用技术从理论方法到产品实践的跨越，创造性地将常规联用技术中的激光单脉冲能量进行了数量级的提升。该仪器是世界首款整机系统高度集成且无需水冷装置的多功能联用仪器。而且，仪器的体积小，体重轻，结构紧凑，性能参数卓越。LIBRAS仪器能够更好地服务于地质、生物医学及环境污染监测等多个领域，为相关产业提供有效的原位快速分析新装备，降低分析成本，提高生产效率，彰显了该仪器广阔的市场前景及应用空间。这一成果也标志着我国激光光谱仪器自主研制能力的快速提升。

导语在实验过程中，最心累的莫过于好不容易提取的核酸却降解了。那么核酸为什么会发生降解呢，我们又该如何预防呢？关于核酸降解，你了解多少呢？让我们一起对核酸降解一探究竟吧。 什么是核酸 核酸是一种高分子化合物，核苷酸是构成核酸的基本单位。核酸水解后得到许多核苷酸，核苷酸是组成核酸的基本单位，即组成核酸分子的单体。一个核苷酸分子是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的。根据五碳糖的不同可以将核苷酸分为脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸。如果5-碳糖是核糖，则形成的聚合物是RNA；如果5-碳糖是脱氧核糖，则形成的聚合物是DNA。 核酸降解本质 核酸降解是DNA/RNA分子中的碱基和戊糖间的氮糖苷键，或磷酸二酯键在物理因素、化学因素和生物因素等作用下发生水解，使DNA/RNA链发生断裂。核苷磷酸化酶：能分解核苷生成含氨碱基和戊糖的磷酸酯酶。广泛存在于生物体内,催化的反应可逆。可在核苷水解酶作用下继续分解核苷成嘌呤碱、嘧啶碱和戊糖。核苷水解酶：主要存在于植物和微生物体内，只水解核糖核苷。 核酸降解原因 DNA降解的因素很多，主要分为物理因素，化学因素和生物因素。一、物理因素：温度，机械剪切力、核酸的反复冻融、高温煮沸及辐射等。二、化学因素：PH值，水解反应，氧化反应等。三、生物因素：酶解及微生物侵染等作用。一、物理因素的影响★ 温度：高温条件下，RNA不稳定，易加速磷酸二酯键的水解，使核酸降解；★ 机械剪切力：包括剧烈震荡、搅拌、细胞突然至于低渗溶液中，以及让溶液快速通过狭长的孔道；★ 核酸的反复冻融、高温煮沸及辐射等，均会导致核酸的降解。二、化学因素影响水解★ PH值：氢离子参与催化磷酸二酯键、糖苷键的水解，但糖苷键比磷酸二酯键更易被酸水解。过高或过低的PH值都易破坏复键。核酸(特别是RNA)在碱性溶液中十分容易降解；★ 氧化反应：会氧化碱基中的含氨杂环，使其变性，从而改变一级与二级的核酸构象；★ 苯酚在空气中被氧化生成醌，它能够产生自由基，直接用于DNA的分离，会使磷酸酯键断裂，造成DNA的降解。三、生物因素影响★ 酶解：核酸酶可以催化水解多聚核苷酸链中的磷酸二酯键，直接破坏核酸的一级结构，使其降解。1.核酸酶(磷酸二酯酶)核酸内切酶：在环境或生物体内具有识别双链DNA分子中特定核苷酸序列，并由此切割DNA双链的核酸内切酶统称为限制性核酸内切酶。作用方式从多聚核苷酸链中间开始，在某一个位点切断磷酸二酯键。如DNase，RNase等。核酸外切酶：核酸外切酶的作用方式是从多聚核苷酸链的一端(3' -端或5' -端)开始，逐个水解切除核苷酸。如蛇毒磷酸二酯酶，牛脾磷酸二酯酶等。2.核苷酸酶(磷酸单酯酶)专一性的磷酸单酯酶：3' -核苷酸酶，5' -核苷酸酶非专一性磷酸单酯酶。★ 微生物侵染：微生物会将DNA作为营养物质或是其分泌的化学物质含酶。 预防降解的方法 预防RNA降解的方法:★ 去除环境中RNase酶的污染或强有力地抑制其活性。★ 获取样品后最好立即提取RNA，若无条件立即实验，应于-80℃液氮中保存样品，提取时取出样品后立即在低温下研磨裂解细胞，以防RNA降解。★ 在总RNA提取分离的最初阶段，联合使用Rnase的特异抑制剂，尽可能的灭活胞内的Rnase的活性。★ 避免样品的反复冻融。★ 保证裂解液的质量，裂解液的用量不足，也会导致RNA降解。★ RNA提取后，放入-80℃保存，防止降解。预防DNA降解的方法:★ 简化操作步骤，缩短提取过程，以减少各种有害因素对核酸的破坏；★ 减少化学物质对DNA的降解，为避免过酸、过碱对DNA双链中磷酸二酯键的破坏；★ 防止基因组DNA的生物降解，主要是DNase降解基因组DNA，Dnase需要二价金属阳离子Mg2+等的激活，可用EDTA等金属离子整合剂整合Mg2+以抑制Dnase的活性；★ 减少物理因素对DNA的降解，物理降解因素主要包括机械剪切力(如剧烈震荡、搅拌等)；★ 避免样品的反复冻融，可将DNA分装保存于缓存液中；★ 所有试剂应用无菌水配制，耗材经高温灭菌；★ 避免DNA的过高温处理等。

原创 飞飞 赛默飞色谱与质谱中国关注我们，更多干货和惊喜好礼 刘莉ENMs 在农业生产中，开花时间直接控制着果实数量和质量，提早开花通常伴随着高授粉率，意味着营养周期更短，可以最大限度地减少非生物迫害（例如气候变化与干旱）对农业生产的不利影响。如何控制开花时间也被认为是“植物科学的100个重要问题”之一。人工纳米材料（ENMs）在提高农业生产方面显现出巨大潜力。ENMs的小尺寸效应能使它们跨越生物屏障（植物气孔大小约为10~100μm），通过叶面或根部扩散至植物脉管系统，从而提高作物水分利用、增加养分吸收、诱导抗氧化、增强光合作用和促进开花等代谢过程，最终显著提升农业生产力。目前已陆续有文章报道了ENMs对高等植物生殖生长，包括开花过程的影响，然而ENMs诱导作物生殖生长改变的机制，尤其是初始植物激素的信号传送和代谢机制仍不清楚。江南大学环境与土木工程学院Le Yue，Yan Feng等以复合铁酸锰（MnFe2O4）ENMs和番茄作为研究对象，围绕 ①MnFe2O4 ENMs进入番茄叶片并促进光合电子传递的潜力；② MnFe2O4 ENMs对赤霉素（GA）的调节作用和对开花基因表达的诱导作用；③ 番茄果实产量和品质的采后变化等方面展开了深入研究，为揭示ENMs对作物生殖生长的作用机制提供了重要认知。相关研究的成果发表在ACS NANO期刊。 （点击查看大图） 01单颗粒ICP-MS的应用单颗粒ICP-MS技术是一项新兴的纳米颗粒检测技术，可以用于ENMs在植物体内的富集转化和迁移研究。相对于TEM、SEM、DLS等ENMs的传统表征手段，单颗粒ICP-MS（SP-ICP-MS）可以快速、同时获得ENMs的成分、粒径分布、颗粒浓度及离子浓度等参数信息，目前已越来越多地被应用于各种ENMs的表征研究。 （点击查看大图） 本研究使用了赛默飞iCAP TQ SP-ICP-MS分析技术，测定了叶片表面、角质层和内部叶片片段中的MnFe2O4ENMs的含量，明确了ENMs的有效接触和吸收规律；测定了番茄果实中的ENMs的含量，探究了铁（Fe）在果实中可能的存在形式。 （点击查看大图） 02番茄叶片ENMs的测定通过去离子水浸泡和涡流的方式回收叶片表面的ENMs。收集的溶液用“surface”表示，将经过水洗的叶片转移到35%（v/v）HNO3中，静置15min，以溶解角质层，收集的溶液用“cuticle”表示，剩余的叶片组织以“interior”表示。对于叶片内部，取 25 mg 的叶片组织，用去离子水清洗3次，然后在 3 mL 20mM 2-(N-吗啉代) 乙烷磺酸 (MES) 缓冲液 (pH=5.0) 中均质。随后在每份均匀混合物中加入 2 mL 5% 的离析酶 R-10，在 37 ℃ 下将混合物振荡 24 小时。沉淀 1 小时后，将上清液通过 0.45 μm 的滤膜，并用去离子水稀释。surface和cuticle溶液经0.45 μm滤膜过滤并用去离子水稀释。研究发现，经过ENMs处理的叶片中，Fe 和 Mn 的含量均明显高于未经处理的对照组（喷洒等量的去离子水）（下图a和c）。虽然在角质层的分离过程中使用 HNO3 会减少角质层溶液中的ENMs数量，但经过 MnFe2O4 ENMs处理后的叶片表面、角质层和内部的ENMs数量还是明显高于对照组（下图d），这表明 MnFe2O4 ENMs会在番茄叶片中累积。 （点击查看大图） 03番茄果实中ENMs的测定利用SP-ICP-MS 测定了番茄果实中的ENMs，发现MnFe2O4 ENMs很少能进入番茄果实，说明MnFe2O4 ENMs处理不会造成果实的健康风险。 （点击查看大图） 04结论 // 通过iCAP TQ SP-ICP-MS分析技术准确分析了番茄植株叶片和果实中的MnFe2O4ENMs含量，可为探究ENMs在植物体内的转化、迁移和富集规律提供精确的数据支撑。 参考文献：[1] Yue L, Feng Y, Ma C, et al. Molecular mechanisms of early flowering in tomatoes induced by manganese ferrite (MnFe2O4) nanomaterials[J]. ACS nano, 2022, 16(4): 5636-5646.[2] Vidmar J. Detection and characterization of metal-based nanoparticles in environmental, biological and food samples by single particle inductively coupled plasma mass spectrometry[M]//Comprehensive analytical chemistry. Elsevier, 2021, 93: 345-380.如需合作转载本文，请文末留言。

随着生命科学和医学研究迈入新领域，对动物模型的需求正在日益上升，尤其是动物实验的课题已占据60%。动物模型是疫苗、药物研发过程中不可逾越的环节，即便如此，实验动物与人类基因组、细胞类型、器官结构、疾病类型等方面还是有一定差别，如何提升动物模型与人类疾病的相似性是动物造模的根本追求之一，合理运用饮食诱导便是常见的疾病造模方法之一。模型饲料便是指在实验动物中用于建立营养学异常模型的饲料，主要用于模拟在人类膳食或动物饲料中营养素含量不足、过载、营养素之间比率失衡的动物饲料，多用于营养学观察其导致的生理或病理改变及其机制，强化补充治疗或预防方法及效果。1月28日，MP Biomedicals技术团队将带来饮食诱导动物疾病造模相关讲座，介绍临床前动物疾病模型，分享多款饮食诱导疾病造模案例，剖析各类型造模优缺点。特别提示：1.礼品兑换流程：请添加官方微信客服：mpbiohelper，兑换礼品。2.有奖竞答与调研问卷的礼品将在资格审核后30天内发放，用户需要在直播间登记个人信息及关注公众号，不符合以上条件的用户将取消兑换资格。3.有奖竞答两轮同时获奖，将只取首轮获奖资格。4.本活动最终解释权归MP Biomedicals所有。

美国麻省理工学院工程师开发出一种用于激发任何荧光传感器的新型光子技术，其能够显著改善荧光信号。通过这种方法，研究人员可在组织中植入深达5.5厘米的传感器，并且仍然获得强烈的信号。科学家使用许多不同类型的荧光传感器，包括量子点、碳纳米管和荧光蛋白质，来标记细胞内的分子。这些传感器的荧光可以通过向它们照射激光来观察。然而，这在厚而致密的组织或组织深处不起作用，因为组织本身也会发出一些荧光。这种“自发荧光”淹没了来自传感器的信号。为了克服这一限制，研究团队开发了一种被称为“波长诱导频率滤波（WIFF）”的新技术，使用三个激光来产生具有振荡波长的激光束。当这种振荡光束照射到传感器上时，它会使传感器发出的荧光频率增加一倍。这使得研究人员很容易将荧光信号与自发荧光区分开来。使用该系统，研究人员能够将传感器的信噪比提高50倍以上。这种传感器的一种可能应用是监测化疗药物的有效性。为了证明这一潜力，研究人员将重点放在胶质母细胞瘤上。这种癌症的患者通常选择接受手术，尽可能多地切除肿瘤，然后接受化疗药物替莫唑胺，以消除任何剩余的癌细胞。但这种药物可能有严重的副作用，且并非对所有患者都有效，所以研究人员正在研究制造小型传感器，这样就可以植入肿瘤附近，从体外验证药物在实际肿瘤环境中的疗效。当替莫唑胺进入人体后，它会分解成更小的化合物，其中包括一种被称为AIC的化合物。研究团队设计了可以检测AIC的传感器，并表明他们可以将其植入动物大脑中5.5厘米深的地方，甚至能够通过动物的头骨读取传感器发出的信号。这种传感器还可以用于检测肿瘤细胞死亡的分子特征。除了检测替莫唑胺的活性外，研究人员还证明可以使用WIFF来增强来自各种其他传感器的信号，包括此前开发的用于检测过氧化氢、核黄素和抗坏血酸的基于碳纳米管的传感器。研究人员说，新技术将使荧光传感器可跟踪大脑或身体深处其他组织中的特定分子，用于医疗诊断或监测药物效果。相关研究论文近日发表在《自然纳米技术》上。

激光诱导击穿光谱（Laser Induced Breakdown Spectroscopy,简称LIBS）是一种原子发射光谱。它利用高能量聚焦脉冲激光光束激发样品表面，对产生的原子光谱进行分析得到对应元素成分及含量。是一种快速、定性的分析手段。随着激光器以及光谱仪小型化技术的发展，轻便的手持LIBS光谱仪成为现实。其优势在于能将精密的分析仪器带到生产的一线，主要用于铁基、铝基、铜基、镍基等金属合金材料的现场牌号鉴别及合金元素成分的快速鉴定。手持LIBS光谱仪能对生产过程进行高速，高效的监控，完善企业质量管理体系，提高生产效率，是工业生产过程中的一个不可或缺的环节。 手持式LIBS激光诱导击穿光谱仪，它利用高能量聚焦脉冲激光光束激发样品表面，对产生的原子光谱进行分析得到对应元素成分及含量。是一种快速、定性的分析手段。随着激光器以及光谱仪小型化技术的发展，轻便的手持式光谱仪成为现实。其优势在于能将精密的分析仪器带到生产的一线，主要用于铁基、铝基、铜基、镍基等金属合金材料的现场牌号鉴别及合金元素成分的快速鉴定。手持LIBS光谱仪能对生产过程进行高速，高效的监控，完善企业质量管理体系，提高生产效率，是工业生产过程中的一个不可或缺的环节。 手持式LIBS激光诱导击穿光谱仪，其工作原理是利用脉冲激光产生的等离子体烧蚀并激发样品中的物质，并通过光谱仪获取被等离子体激发的原子所发射的光谱，以此来识别样品中的元素组成成分，进而可以进行材料的识别、分类、定性以及定量分析。LIBS作为一种新的材料识别及定量分析技术，既可以用于实验室，也可以应用于工业现场的在线检测。在检测领域中，传统的原子吸收和发射光谱仍然占据主导地位，但其存在试剂消耗量大、检测元素受限，不能便携，难用于现场检测等缺点。由于LIBS技术具有快速直接分析，几乎不需要样品制备，可以检测几乎所有元素、同时分析多种元素，对样品表面风化、尘土层形成清洁，可实现逐层分析且可以检测几乎所有固态样品，远距离探测，适用于现场分析等，因而LIBS弥补了传统元素分析方法的不足，尤其在微小区域材料分析、镀层/薄膜分析、缺陷检测、珠宝鉴定、法医证据鉴定、粉末材料分析、合金分析等应用领域优势明显，同时，LIBS还可以广泛适用于石油勘探、水文和地质勘探、冶金和燃烧、制药、环境监测、科研、军事及国防、航空航天等不同领域的应用。

山中伸弥(Shinya Yamanaka)，京都大学iPS细胞研究所所长，因在“诱导多功能干细胞(induced Pluripotent Stem Cell, iPSC)”的卓越贡献，被授予2012年诺贝尔生理或医学奖[1]。“iPSC来源于病人体细胞，有望为重大疾病的新药开发提供强有力的治疗工具。” "IPS cells can become a powerful tool to develop new drugs to cure intractable diseases because they can be made from patients' somatic cells." by Shinya Yamanaka. [2]—山中伸弥对iPSC在临床应用方向寄予厚望iPSC是生物学里界内的一个重要里程碑。研究发现哺乳动物成熟体细胞能够重新编程为诱导多功能干细胞，且细胞能够进一步发育成各种其他器官类型的细胞。这一发现不仅彻底改变了人类对细胞和器官生长的理解；同时，通过对人体细胞的重新编程，为重大疾病治疗提供了崭新的应用前景。iPSC 的商业应用主要有以下四个领域：1）药物研发，2）细胞治疗，3）毒性筛选，4）干细胞生物银行。[3]iPSC商业化的四个关键领域（图片源自BioInformant）相对与其他治疗方法，iPSC用于细胞治疗的关键优势在于伦理法规和即用型(off-on-shelf)定制。与胚胎干细胞不同，iPSC来源成体而非人类胚胎，伦理风险小；另一方面，借助基因工程技术，iPSC允许创建针对不同疾病的基因定制细胞系，同时降低免疫排斥风险，以实现即用型可大规模生产的细胞治疗产品。[4]距iPSC研究获诺贝尔奖7年后，2019年 Fate Therapeutics公司宣布首个iPSC来源的CAR-NK细胞免疫产品FT596获批新药临床研究申请。FT596源自诱导多能干细胞，除靶向CD19专利CAR以外，还具有CD16(hnCD16)Fc受体和IL15受体片段，以增强其抗体依赖性细胞毒性(ADCC)，并促进NK细胞和CD8 T细胞增殖及活化。Fate Therapeutics公司的iPSC产品平台已获得100多项专利批件和100多项待批专利申请组合，用于大规模生产通用NK细胞和T细胞产品。iPSC来源的细胞疗法已开启细胞治疗3.0时代，有望改善目前细胞疗法“批量到批量”工程化生产中成本高昂、工艺费时及产品显著异质性等现状。FT596设计图示（图片源自Fate）在实际研发操作过程中，iPSC 来源的细胞分化培养面临着独特挑战。iPSC来源的神经元细胞通常需要进行长期培养（在同一个384孔板上培养长达数周），以获得相对成熟的细胞。而且，我们会经常使用老年病人来源的细胞样本来模拟疾病，进一步增加培养的周期。然而，随着培养时间的增加，细胞污染和聚团的风险也会增加；长期培养还会使每孔的细胞数具有更大的可变性；以及复杂的细胞表型会极大增加药物评价的难度。基于诱导多功能干细胞iPSC来源的药物研发平台（图片源自Evotech）带着这个行业难题，让我们去国际顶尖的生物科技公司Evotech一探究竟。Evotec公司总部位于德国汉堡，在欧美市场共有15个分部，在药物研发领域有20多年的经验积累，与数十家国际生物制药巨头有长期合作。在整个药物研发管线布局中，最引人瞩目的是其业内一流的基于诱导多功能干细胞iPSC来源的药物研发平台。借助于该平台，Evotec从病人群里中获得细胞源，并以此建立涵盖20多种疾病的200多株iPSC生物银行，进一步培养、扩增及诱导分化后，通过自动化样品处理、多模式检测及高内涵表型筛选系统组成的一体化质控分析平台，完成多种疾病模型的药物筛选和针对个体病人的细胞治疗工作。[6][蓝色-细胞核；绿色-神经元标志物 TuJ1；蓝色-皮层神经元标志物-TBR1]；高内涵表型筛选平台用于iPSC来源的X染色体脆折症研究 （图片源自Evotec）基于XLII cell::explore和Explorer G3工作站，Evotec和PerkinElmer共同开发了一个自动化平台，用于工业级别iPSC来源细胞的培养。该平台处于配备层流的无菌环境中，支持384孔iPSC来源细胞的全自动培养，包括细胞接种、培养基更换和化合物处理。由专门设计的专用数据库管理孔板的处理和跟踪，对iPSC来源的细胞进行常规监控，以检查污染物、细胞密度或聚团以及进行智能软件决策，为进行大规模HTS检测的iPSC来源细胞类型增加了必不可少的质量控制组成部分，任何不符合QC标准的培养皿都会被自动放入隔离培养箱中。扫描下方二维码，即可下载高通量人源iPSC分化细胞培养和自动化质控应用相关资料。参考文献1.https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2012/yamanaka/facts/2.https://www.brainyquote.com/authors/shinya-yamanaka-quotes3.https://mp.weixin.qq.com/s/bPaO6xj956XmVEAJYTKLPA4.https://medicalxpress.com/news/2017-08-off-the-shelf-cell-therapies-multiple-myeloma.html5.https://fatetherapeutics.com/pipeline/immuno-oncology-candidates/ft596/6.https://www.evotec.com/en

丁胜教授，担任清华大学首任药学院院长、拜耳特聘教授。于1999年在加州理工学院获得化学学士学位，并于2003年在斯克里普斯研究所获得化学博士学位。长期专注于干细胞领域，是开发和应用全新化学手段研究干细胞和再生医学的引领者，一直致力于发现和鉴定可以调控细胞命运和功能（例如，不同发育阶段及不同组织中干细胞的维持、激活、分化和重编程）的小分子化合物。他在数个角色之间切换：1. 参与筹建清华大学药学院并从2016年起担任创始院长之职；2. 同时任职美国加州大学旧金山分校药物化学系，格拉德斯通研究所冠名资深研究员及教授；3. 全球健康药物研发中心（Global Health Drug Discovery Institute）主任，该机构由清华大学校长邱勇与盖茨基金会联席主席比尔盖茨在瑞士达沃斯世界经济论坛期间正式签署共同建立，是国内首个由外资参与设立的民办非企业性质科研机构；4. 参与创立了Retro Biosciences、 Tenaya Therapeutics和Fate Therapeutics等 7家生物技术公司，其中Retro Biosciences于今年初获得了1.8亿美元的启动资金。最新成果登上Nature清华大学药学院丁胜教授及其团队首次以化学小分子组合体外定向诱导小鼠全能干细胞并稳定培养，相关成果以“Induction of mouse totipotent stem cells by a defined chemical cocktail”为题于北京时间2022年6月21日以加速预览(accelerated article preview)的形式在线发表于国际顶级学术期刊Nature。清华大学药学院丁胜教授、刘康助理研究员、马天骅副研究员为该论文共同通讯作者，清华大学胡妍妍、杨媛媛、谭彭丞为该论文的共同第一作者。化学定向诱导2012年，诺贝尔生理学或医学奖授予了日本科学家Shinya Yamanaka和英国发育生物学家John Gurdon，因其通过重编程将细胞恢复到胚胎期状态、重新拥有分化成各类成熟细胞潜能的研究的杰出贡献。恢复细胞多能性甚至全能性是很多科学家的追求，无需利用生殖细胞或人体胚胎细胞，而时通过其他途径诱导出全能干细胞，用于再生医学例如替换受损或病变组织，甚至是创造或者复原生命。该研究通过筛选了数千个化学小分子组合，发现并确定了其中一种组合TAW——三种小分子 TTNPB、1-Azakenpaullon 和 WS6。通过转录组相关和差异表达基因(DEGs)分析发现，这一组合可以将小鼠多能干细胞诱导成最接近小鼠2C胚胎期的细胞，即具有全能特性的干细胞，并稳定培养。图一、筛选能够诱导全能性标志物MERVL-tdTomato的小分子过程示意图。化学诱导干细胞全能性发育胚胎和胚胎外组织被认为是细胞全能性最严格的标准之一，为进一步证明化学诱导的干细胞ciTotiSCs具有真正的全能性，该研究将其注射到小鼠早期胚胎中以观察其体内的分化潜力，并分析了着床前和着床后胚胎发育不同时间点的谱系贡献。研究发现，该诱导细胞表现出双向发育潜力，在培养皿和体内都能产生胚胎和胚胎外细胞，具备普通全能干细胞的典型特征。 图二、ciTotiSCs（化学诱导的全能干细胞）对胚胎发育阶段支持小结：该研究以化学方法定向诱导并稳定培养全能干细胞，为从非生殖细胞中控制和理解全能性提供了一种新的体外定向诱导的方法，这将成为再生医学的极大助力，对于实现人体器官的体外再生以及创造或复原生命有着重大的意义。

近日，中国科学院和深圳华大生命科学研究院等多家机构的科研人员，通过体细胞诱导培养出了类似受精卵发育3天状态的人类全能干细胞，这是目前全球在体外培养的“最年轻”的人类细胞，是继科学家成功诱导出人类多能干细胞后，再生医学领域的又一颠覆性突破。相关研究成果于北京时间3月22日凌晨在国际顶级学术期刊《自然》（Nature）上发表。 研究者们开发了一种非转基因、快速且可控的“鸡尾酒”细胞重编程方法，能够将人的多能干细胞转化为全能性的8细胞期胚胎样细胞，即相当于受精卵发育3天状态的全能干细胞。该成果将助力实现未来人体器官的体外再生，对解决器官短缺、异体和异种移植排斥反应等问题有着重大意义。 2012年，诺贝尔生理学或医学奖颁发给了成功将已经成熟的体细胞诱导成为囊胚阶段的多能干细胞的日本科学家山中伸弥 (Shinya Yamanaka)。人类囊胚期的细胞是受精卵发育5-6天的状态，其进一步发育的能力比较受限。 而这个研究将该领域往前推进了一大步，首次获得了受精卵分裂仅3天的胚胎细胞。在受精卵发育早期，每天都发生着巨大变化，正是这2-3天，使科学家第一次通过体外诱导得到了人类8细胞期胚胎样全能干细胞。这是迄今为止在体外诱导获得的“最年轻”的人类细胞，具备非常强的发育潜力。这项研究也将有助于解开人类胚胎早期发育的密钥。 “这些全能性的8细胞期胚胎样细胞重建了受精卵仅分裂3次后的胚胎状态，相比过去的多能干细胞，这种细胞可以分化为胎盘组织，并可能发育为更成熟的各类身体组织，为全世界数百万需要进行器官移植的患者带来了福音。”论文的通讯作者，中国科学院Miguel A. Esteban教授、Md. Abdul Mazid博士和李文娟博士表示。 “该进展也是再生医学和单细胞测序技术相结合的完美典范”，论文的另一位通讯作者、深圳华大生命科学研究院刘龙奇博士介绍说，“通过大规模单细胞多组学图谱的方法，对干细胞技术手段在体外或体内获得的细胞或组织进行高效鉴定和机制解析，将极大地加速再生医学领域的发展。” 这是研究人员首次在真正意义上将人多能干细胞“转化”为全能性的胚胎细胞，使得人们可以将“成年”版本的细胞，逆向转化为具有更多可能性的“婴儿期”版本的细胞。并且，由于这次得到的全能细胞更接近早期胚胎的原始状态，若将其用于再生医学，培育得到的器官也将更接近于真实器官的状态，更有利于移植。 这项研究的突破，得益于单细胞测序技术的进步。在过去，研究人员可能得对成千上万个细胞进行处理和培养，成功的概率只有不到百分之十。如今，基于华大自主开发的单细胞建库测序平台（DNBelab C4），结合华大智造的DNBSEQ测序技术，科学家可以以高灵敏度和准确性的方法进行多维的单细胞分析，快速得到具有重要发育潜能的细胞，并研究这些细胞的发育去向。 此外，研究团队还将诱导得到的全能干细胞分类并注射到小鼠体内进行进一步的发育，然后使用华大的单细胞测序技术进行大规模细胞图谱分析。最终，研究人员确定了实验得到的全能干细胞与人8细胞期胚胎细胞高度相似，证明了该细胞的全能性。这为未来使用患者本人细胞进行器官培养，并用于自身器官移植和替换，提供了科学依据。 该研究由中国科学院和深圳华大生命科学研究院牵头，由英国剑桥大学、吉林大学，以及孟加拉国拉杰沙希大学等多个研究团队共同参与。本研究已通过伦理审查，严格遵循相应法规和伦理准则。

激光诱导击穿光谱技术（LIBS）又称激光诱导等离子体光谱，是一种基于原子发射光谱法的元素分析技术，在多元素分析、实时快速原位检测等方面具有突出优势，并且在痕量物质定性定量分析领域具有重要的应用前景。目前该技术已在深空深海探测、地质勘探、生物医药，以及环境监测等众多领域得到广泛应用。但在普遍应用中，LIBS技术面临信号波动大、光谱强度低、信噪比差、探测灵敏度低等不利因素。瞬态光学与光子技术国家重点实验室汤洁研究员课题组近年来开展了激光等离子体光谱研究领域的技术攻关。放电辅助增强策略可实现大幅度的激光等离子体光谱增强。然而，D-LIBS在放电时电能消耗过大，同时从交变电压和电流中产生电磁脉冲，这不可避免地导致能源浪费和环境污染相关问题。2023年2月份，瞬态光学与光子技术国家重点实验室汤洁研究员课题组与Vassilia Zorba教授团队合作共同提出一种离子动力学调制方法，对克服传统放电辅助LIBS技术（D-LIBS）放电能耗大、安全风险高、环境危害大等不利因素，同时提高分析灵敏度具有显著改善效果。该项工作借助于这种方法，合理优化电极配置，有序调控放电模式，在有效增强光谱信号强度的同时，大幅降低放电能耗。然而，这一方法在液态样品的探测中受液相对放电过程的干扰导致LIBS信号波动大，影响探测光路甚至无法探测，极大阻碍了放电辅助LIBS（DA-LIBS）在液态样品中痕量物种定性或定量分析方面的应用。近日，针对放电辅助LIBS在液态样品探测中面临的关键技术性难题，该团队提出了DA-LIBS结合滤纸采样的方法，促进等离子体中更多的物质被持续加热、电离，致使其寿命从几微秒延长至近百微秒，等离子体光谱强度增加1–2个数量级，滤纸均匀采样巧妙克服了液相干扰放电过程及信号稳定性差等不利因素，显著增强激光烧蚀样品的稳定性，等离子体光谱信号稳定性得以提升33%。凭借显著的光谱增强效应，痕量Ca、Ba元素检出限降低至ppb量级（ 1ppb=10-9=十亿分之一），相比于传统单脉冲LIBS，检出限降低近2个数量级。相比于其他LIBS增强技术（如双脉冲LIBS），该方法不仅享有同等高水平的探测灵敏度，还具备低成本、低能耗、装置简易等优势，将在环境与生态废油污染监测中，对污染物质的溯源，以及预防措施的制定，展现出巨大的应用潜力和价值。图片来源于中国科学院西安光学精密机械研究所该项研究成果发表于分析化学领域顶级期刊 Analytical Chemistry（Nature Index 收录，IF：8.0）。