动态沾弹谱仪

复旦大学冯建峰教授团队首次绘制大脑功能网络动态图谱近日，复旦大学类脑智能科学与技术研究院冯建峰教授团队在BRAIN上在线发表了题为《脑功能网络动态特性的神经、电生理和解剖关联及其在精神疾病中的改变》（“Neural， electrophysiological and anatomical basis of brain-network variability and its characteristic changes in mental disorders”）的论文，该研究通过核磁共振扫描技术定量刻画人类大脑各区域的动态相互作用模式，揭示了大脑产生动态变化机制，首次绘制了动态脑功能网络图谱。研究发现，大脑功能网络的动态变化程度与人类的智能高度相关。根据这一发现，未来将有可能通过赋予人工智能系统内部各部件动态相互作用的模式，使机器人真正产生人类的思维方式，这一重大成果或将对人工智能的发展带来革命性的影响。该论文被选为Brain编辑推荐和当期封面论文，《英国每日邮报》等海外几十家媒体给予焦点报道。2014年美国麦克阿瑟天才奖得主，宾夕法尼亚大学Skirkanich讲座教授Danielle Bassett专门为此研究撰写了题为“The flexible brain”的评论，该评论认为“这项工作是我们在理解大脑网络动态变化道路上的一块重要基石 （an important stepping-stone）”。“传统智商测试因无法准确反映一个人的真实智力而受到诸多质疑。随着脑成像技术，特别是近年来功能核磁共振技术的发展，为我们定量化人类的大脑，并在此基础上充分洞悉人类智力提供了重大契机。我们的研究工作最初是从理解精神疾病如精神分裂症、抑郁症等疾病的大脑动态变化机制和疾病诊断出发，但却意外的通过这一工作，在解析人类智力上有惊人的发现，相信这将对目前如火如荼的人工智能技术发展带来更大的推动。”近年来，冯建峰教授与其带领的复旦大学团队和英国华威大学团队，一直致力于利用来自世界各地的数以千计被试者的大脑静息态磁共振数据，定量刻化人脑的动态变化，识别人脑不同区域之间动态相互作用的机制以及其在精神疾病中的改变。这项研究发现，人脑中与学习、记忆紧密关联的脑区表现出高度的“可变性”。这意味着这些区域同大脑其他部分之间的连接模式变动更加频繁，可发生在短短几分钟甚至数秒之间。另一方面，人脑中与智力相关性小的区域，包括视觉区、听觉区和感觉运动区，皆表现出了低“可变性”和低“适应性”。一个人的大脑“可变性”越强或越灵活，个体的智力以及其创造力也就越高。目前，人工智能系统并不具备“可变性”和“适应性”。而这两种人类独特的智能特性，已被该研究证实对于人类大脑的学习能力至关重要的。大脑网络动态图谱的绘制，未来可被应用于构造更先进的人工神经网络，使计算机具备学习、成长和自适应的能力。这一研究成果还在脑重大疾病的诊疗上带来重大发现，在精神分裂症患者、自闭症患者以及多动症患者的大脑默认网络中，都可以观察到“可变性”的状态变异。这也意味着，大多数精神疾病的根源来自于大脑可变性或可塑性方面的改变，这一认识可使科学家们能够更有效的治疗甚至是预防精神疾病的发生。据悉，冯建峰教授是上海国家数学中心的首席科学家，2015年受聘为复旦大学新成立的类脑智能科学与技术研究院首任院长。该研究院成立一年多以来，致力于开展脑科学与人工智能交叉前沿研究，在智能算法的发展及其对脑疾病的精准诊断上取得了多项重大突破，其中包括：利用多达数千例的脑疾病数据，开发了大数据驱动的全脑关联性分析方法（BWAS）的统计学方法，利用这一方法可实现在全脑数10亿的功能联接中寻找出病根：发现了精神分裂症病人中以丘脑为中心的脑功能异变网络（2015年Nature子刊Nature Partner Journal Schizophrenia），发现了自闭症儿童与人脸识别、社交相关的神经功能环路的显着变化（2015年Brain）；研究发现了抑郁症病人大脑中憎恨环路的减弱和消失（2013年Nature子刊Molecular Psychiatry）；同时，团队还发现了与纹状体相关的奖励预期行为受到VPS4A和RAC1基因的调控（2015、2016年PNAS）等，揭示了精神分裂症的脑结构具有“自愈”功能（2016 Psychological Medicine）。这些突破性成果被CNN、福布斯等媒体给予集中报道，被誉为“在脑疾病的寻根和靶向治疗上找到了前所未有的新途径”。目前，研究院正在积极开展国际脑科学研究合作计划。2016年7月，在瑞士召开的人类脑图谱年会美、中、英、法、德等六国闭门会议上，冯建峰教授发起了国际脑科学研究数据字典合作计划，建立了重大脑疾病多尺度数据（遗传、神经、影像、行为和环境等）标准化采集规范，与世界最大的多尺度数据库ADNI， IMAGEN， IMAGEMEND， BIOBANK开展数据共享。“我们正在利用全维度、多中心的生物大数据，发展一系列新型智能算法，期望在脑重大疾病寻根和大脑的定量化研究中，取得更大的突破。”

近日，大连化学物理研究所生物技术研究部生物分子高效分离与表征研究组(1810组)赵群研究员和张丽华研究员等人与中国科学院精密测量科学技术创新研究院龚洲副研究员合作，提出了利用原位化学交联—质谱技术(in vivo XL-MS)，解码细胞中蛋白质动态结构的策略。该策略将AlphaFold2的结构作为先验信息，结合in vivo XL-MS数据与多种结构计算方法评估结构与交联信息的匹配度，重构了细胞内多种蛋白质，尤其是多结构域蛋白质和固有无序蛋白质(intrinsically disordered protein，IDP)的原位动态结构。为深入研究蛋白质在细胞微环境中发挥功能的分子机制提供技术支撑。活细胞内蛋白质的原位动态结构对于揭示其生物学功能至关重要。随着深度学习算法助力蛋白质结构预测的发展迭代，AlphaFold2实现了对蛋白质结构的全面预测，然而该方法对柔性区域的结构预测仍面临挑战。近年来，in vivo XL-MS以高通量、高灵敏，且对蛋白质纯度要求低等优势，在解析活细胞内蛋白质的原位动态结构方面展示出重要潜力。张丽华团队一直致力于in vivo XL-MS新技术研究，实现了蛋白质原位构象和相互作用的规模化解析(Anal. Chem.，2020；Anal. Chem.，2022；Anal. Chem.，2022；Anal. Chem.，2022；Anal. Chem.，2023；Angew. Chem. Int. Ed.，2023；Nat. Commun.，2023)。 　　本工作中，针对多结构域蛋白质，研究团队提出了将结构域作为整体，利用结构域间的XL-MS数据对细胞内蛋白质动态结构建模，实现了三种多结构域蛋白质——钙调蛋白、hnRNP A1和hnRNP D0在细胞内的动态结构表征。此外，针对IDP，研究团队提出了两种互补的结构表征策略：一是将XL-MS信息直接转换为距离约束用于IDP的结构计算，二是首先使用全原子分子动力学模拟进行无偏采样，然后基于XL-MS数据对采样结构进行评估和筛选。利用这两种策略，研究团队解码了高迁移率组蛋白HMG-I/Y和HMG-17在细胞内的动态系综构象。 　　上述成果以“Decoding Protein Dynamics in Cells Using Chemical Cross-Linking and Hierarchical Analysis”为题，于近日发表在《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)。该工作的第一作者是1810组博士研究生张蓓蓉。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院青促会等项目的资助。

现场快速检测具有样本数量大、成分种类多、操作人员杂、分布地点远的特点，因此要求分析技术分析速度快、检测范围广、操作方法简、便携性能好，对仪器的要求是仪器小型化、操作简便化、软件智能化。而分子光谱技术可以很好的满足上述要求，因此在快速检测中扮演了重要角色。　　在CCATM&rsquo 2014过程/环境/气体分会上，清华大学孙素琴教授为我们介绍了分子光谱现场快速检测仪器的发展动态。清华大学孙素琴教授　　目前，用于现场快速检测的分子光谱仪器有手持式/便携式红外光谱仪、手持式/便携式近红外光谱仪、手持式/便携式拉曼光谱仪、便携式紫外光谱仪、小型分子荧光光谱仪等。小型仪器的尺寸可与常用的电压电流表相类似，稍大的仪器也可用拉杆箱等携带，非常方便。　　而分子光谱仪器具有的扫描方式简单灵活、无需制备样品，直接测量等特点更是很好的满足了操作简便化的要求。与智能化的软件相结合，检测完毕能很快出结果，实现了快速识别即快速响应，扫描结果真正实现了快速定性的目的。　　另外，孙教授还提到，分子光谱具有极强的指纹特征性，物质在结构或含量上的变化都会在其分子光谱上表现出来。混合物的分子光谱与其所含成分密切相关，当混合物的组成有所变化时，其分子光谱必然也会随之发生相应的改变。以奶粉为例，利用红外光谱，可同时定性分析出奶粉中蛋白质、脂肪、糖类等组分，可以实现不同产地奶粉中各含量的差异对比，也可以实现奶粉组分含量大小的对比，与化学计量学相结合，还可以实现异常成分的解析。因此分子光谱可以实现正常产品常量指标成分定性检测、定量指标成分定量检测和异常产品异常成分初步分析。　　孙教授相信，分子光谱技术是一种绿色、环保、速度快的分析技术，加上与化学计量学的结合，分子光谱技术一定会在现场快速检测中扮演重要的角色。

第70届美国质谱年会（70th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics）于明尼苏达州（Minnesota）当地时间2022年6月5-9日（北京时间 2022年6月6-10日）举办，会议期间布鲁克公司推出新的 timsTOF HT 系统，进一步拓展了革命性的 4D-多组学 timsTOF 平台。timsTOF HT 采用新型第 4 代 TIMS（trapped ion mobility separation，捕集离子淌度分离）XR cell 和14 位 Digitizer，可实现更宽动态范围、更深的肽段覆盖率和更准确的定量分析。该系统在 4D 血浆、组织蛋白质组和表观蛋白质组学中表现出色。这些系统性能的提升不以牺牲超高灵敏度和高通量蛋白质组学分析（例如每天分析 50 个样本（SPD）或是高达 200 SPD 时的超高稳定性为代价，也不影响结果的可靠性（肽段和蛋白水平控制 1% FDR（错误发现率）），并且避免了靶向免疫识别方法中固有的抗原交叉反应性。利用 dia-PASEF 技术，timsTOF HT 质谱仪可以微克级样本中，在 60 分钟梯度内鉴定超过 100k 独特的肽段其定量分析 CV 值更是低于 5%。此外，timsTOF HT 还针对高通量、高深度和无偏血浆蛋白质组学和液体活检生物标记研究进行了优化。耶拿大学的 Florian Meier 教授说：“我们与布鲁克的合作实现了流程化组织蛋白质组学分析，这是临床蛋白质组学的一个关键领域。由于组织切片和活检常包含非常异质的细胞群，因此对他们的分析极具挑战性。timsTOF HT 系统的 dia-PASEF 采集模式可以在宽动态范围内对蛋白质进行定量分析，即使是在心脏组织等非常困难的样本中，也不会损失分析通量和灵敏度。”PrognomiQ 公司蛋白质组学部门副总裁 Bruce Wilcox 博士在胰腺癌研究中使用 Seer Proteograph 和 timsTOF Pro 2，在深度、无偏血浆蛋白质组学中对生物标志物进行探索研究。Wilcox 博士表示：“我们收集了 193 个胰腺癌患者和健康人群的样本，并采用 5 种 Seer 纳米颗粒处理样本，在这些样本中共检测到 3822 种蛋白质。通过使用多个 timsTOF 系统，约 2933 种蛋白质在至少 25% 的患者样本中被鉴定到。”在本届 ASMS 上布鲁克还宣布与 Scienion 达成协议，其具有极高灵敏度的 timsTOF SCP 系统与 CellenONE F1.4 单细胞 pico-分配器和新的 ProteoChip™ 进行共同销售，实现了由单一供应商提供的无偏、非标记单细胞蛋白质组学 (SCP) 解决方案。Scienion GmbH 首席执行官兼创始人 Holger Eickhoff 博士评论说：“我们很高兴与布鲁克一起提供完整的 SCP 解决方案。借助扩大合作关系，并通过结合我们 SCP 团队的专业知识来加速单细胞蛋白质组学解决方案的研究与开发，从而更好地满足单细胞蛋白质组学界的需求。”

近日，中国科学院武汉物理与数学研究所研究员唐淳课题组利用基于973重大科学研究计划“蛋白质动态学研究的新技术新方法”建立的研究技术，协助华中农业大学教授殷平课题组首次解析了N6腺嘌呤甲基转移酶METTL3-METTL14蛋白复合体结构，该研究成果发表于《自然》杂志。　　该工作揭示了RNA N6腺嘌呤甲基化修饰过程中的结构基础，是表观遗传学领域的一项重大突破。唐淳、武汉物数所副研究员龚洲和博士后刘主参与该项目，利用课题组发展的新技术新方法，通过结合小角X光散射与计算机模拟的手段，为该蛋白复合体的结构解析提供了研究方法上的帮助。　　经过近3年的努力，唐淳课题组发展、建立了包括核磁共振波谱、小角X光散射、化学交联质谱分析、单分子荧光检测和成像等技术在内的多种生物物理化学手段，并开发相应的整合计算方法，用于蛋白质动态结构及其转换过程的研究。课题组除了完成自身的科研项目外，积极开展广泛的合作与交流，与国内外同行共享研究技术和方法。目前，得益于“蛋白质动态学研究的新技术新方法”项目的实施，课题组已助力多个重要蛋白质结构的解析，取得了一系列的研究成果，研究成果发表于《自然—化学生物学》、eLife 等国际一流杂志。

光谱技术是一门历史久远的传统技术，从1666年牛顿第一个色散实验开始，就注定了它的不朽。随着光电技术的发展，光电直读光谱仪成为光谱技术重要发展领域，成功造就了一个伟大的产业，为近现代的材料科学及其他科学领域的发展做出了重要贡献。世界上第一台商品化光电直读光谱仪于1946年问世，到目前已经将近70年，光电直读光谱分析已成为一项成熟的分析技术，几乎所有的钢铁企业、有色金属企业、铸造及机械加工企业，以及其他采用金属及其合金进行加工的行业都利用光电直读光谱仪进行生产过程及产品质量控制。　　近5年来的直读光谱仪行业的形态，有点像汽车产业的发展势态：国外产品及技术已经非常成熟，新技术的研究和整合活动处于低谷，迫于国内产品的竞争压力，部分厂商推出一些低成本低性能的产品，在一些传统的高端产品上，受制于成熟的技术平台和产品构架，会做一些小的改进和模块整合，以获得少量的差异化，没有革命性技术平台和产品结构的改进 而国内的产品和技术虽然涉足行业也有几十年的时间，但真正有所发展的，也就十年时间左右，而获得较大发展的，恰恰是最近5年的时间里。国内产品技术仍处于追随阶段，品牌影响力还不够，要想获得发展，必要提升技术和性能等级，达到国际同等的层次，为客户提供高性价比的产品，才能使国内外达到合理的平衡竞争状态，最终惠及客户以及行业发展。何等相似的产业格局，促使我们思考直读光谱的发展变化及国产直读光谱该何去何从?国产直读光谱仪想要崛起，光靠产品供应商的努力还不够，还需要产业上下游提供相应的环境支持以及用户意识形态的支持。　　在技术方面，近年来CCD技术得到较好的发展，几乎所有进口品牌推出了CCD产品，我司于5年前推出国内第一款CCD全谱直读光谱仪产品M5000，目前已经得到市场验证认可，累计销售额已超亿元。CCD和PMT是业界争论的一个焦点，本人认为这两个技术不能简单评判哪种更好,而是各有各的优势和局限性。PMT有着噪声低、动态范围大等特点，应用比CCD要久远的多，但既然CCD能够进入光谱分析领域，一定程度上代替PMT，一定有其特有的优势，而这种优势就在于全谱测量上，它为光谱分析技术的发展提供了更多的可能性。例如谱线选择更灵活，背景和干扰的评判更准确等。CCD已经成为光谱分析仪器的重要发展方向，这一点已经得到绝大多数人的认可，但任何一种新技术取代旧技术都需要一个过程。CCD面临的主要问题是噪声和读出速度，如果这两点能够得到很好的解决，PMT很可能会退出直读光谱市场。目前，ICP仪器上CCD通过制冷很好的解决了噪声的问题，基本取代了PMT，在直读光谱领域，CCD一定会获得相同的成绩。　　在光源技术上，国外数字火花光源已经发展的较为成熟，国内还有不少光谱仪采用传统的LC输出，或用简单的LC组合切换来组成类似的有限数字化逻辑控制光源，但这些都不能避免电容精度差，温漂大而导致光源稳定性差的问题。我司的M5000所使用的数字光源是采用N组高频电源组成的全数字逻辑控制光源，可形成任意激发波形。这是当前主流的数字化激发光源。这项技术对于直读光谱分析意义重大，它可以针对不同的分析对象提供最佳的激发条件，从而获得最好的分析结果。遗憾的是国内在这方面的研究相对较少，许多技术资料还停留在70年代，我司在光源应用方面已经开展了近5年的研究，虽然取得了一些成果，但还有很多的工作可做，后续国产同行们也需要加强这方面的研究，针对不同的激发对象，研究合适的激发条件，使光谱仪分析性能获得进一步提高。　　除了火花/电弧光源数字化之外，激光诱导激发源(LIBS)也是近年来比较热门的一项激发技术。LIBS不仅可以直接分析火花/电弧光源所擅长的金属导电固体样品，还可以分析其他固体、液体甚至气体样品，制样方便，分析速度快，同时还能够实现微区分析和在线检测，是应用前景很广的一项光源技术。目前该技术还有一些技术难点需要攻克，但不久的将来，LIBS一定会获得更广阔的应用空间。　　在光谱仪整体功能和软件上，国外仪器近几年发展不大，仅在一些细节上进行了优化，如界面整体风格的美化、操作模式的改变和中文操作软件发布等。相比较国产仪器在这方面取得了更大的进步。我司推出的M5000在这几年一直致力于改善客户体验，例如硬件上的易维护设计，软件上增加的曲线现场扩展、质控、牌号识别、智能分析、维护提醒等一系列有助于提高客户使用便捷性的功能。我个人认为能否踏踏实实做好一款软件恰恰是一个仪器厂商能否用心做产品，做好产品的一个重要标志，广大仪器厂商应该更多的从用户使用便利性方面好好打造。　　当前中国大大小小有十来家直读光谱仪生产厂家，但在国内接近3000台直读光谱仪的市场容量，国产产品仪器仅仅只占三分之一左右，而且客户都集中在中低端。一方面，部分厂商，用低价获得销路，但低价使得企业的正常利润受到损害，无法实现良性发展，导致产品品质不能得到有效保障，用户对国产设备的信任进一步降低，使得用心做产品，有优秀产品的一些厂商面临很大的阻力去让用户信任国产产品，这是这个急功近利时代的悲哀。另一个悲哀是：部分优秀的国产直读光谱仪虽然已经完全满足当前冶金等高端用户的实际分析需求，但由于品牌影响力不够，客户长期使用进口直读光谱仪的习惯等原因，这些高端客户还是太过迷信进口产品 与此同时，一些进口二三线品牌也推出了一些与国产优秀产品价格差不多的低端型号，来参与竞争。尽管这些进口低端产品的性能品质远不如国产同价位产品，但由于打着进口品牌的旗号，还是获得相当部分迷信进口产品的用户。改变需要过程，实现光谱仪器的中国梦还任重道远，如果直读光谱仪各厂家之间能改变思维，在竞争中合作，让一部分厂商精心打造产品，而一部分厂商好好经营渠道，是否能获得厂商与厂商之间、厂商与用户之间的共赢?是否比随便低价丢给用户一个粗制滥造的产品更加对客户负责，对社会负责?希望大家共同托起国产光电直读光谱仪的明天。　　(作者：聚光科技原子光谱研发总监 寿淼钧) 　　注：本文系仪器信息网读者来信投稿，仪器信息网刊载此文只出于传递读者观点的目的，并不代表仪器信息网认同本文表达的观点。

2013年9月23日，&ldquo 近红外光谱应用新进展&rdquo 专场研讨会如期召开。闵顺耕教授做题为《从NIR 2013看近红外光谱技术发展动态》的综述性报告，报告中介绍了NIR 2013的概况以及会上所展现出来的近红外光谱新技术。中国近红外光谱专家一行（第二排左二为闵顺耕教授）NIR 2013概况 　　 NIR 2013 于2013年6月2-7日在法国召开，各领域的专家学者500余人汇集一堂，共同探讨近红外光谱分析技术在食品、农业、环境、医药以及其他产业的应用。NIR 2013聚焦于近红外光谱技术在土壤、生物医学领域的应用，以及在生态、考古、工业等领域的特殊应用。全球主要的近红外仪器与软件供应商都参加了此次会议。 而且，就像上文所说，中国近红外光谱专家一行众人也参加了此次会议。　　NIR 2013上进行的报告以及交流的海报近400篇，其中，食品领域所占比例最大。　　NIR 2013上关于近红外成像方面的报告共有10多篇，其中，农产品质量安全领域的研究最多。　　近红外新技术新仪器新方法　　散射-吸收光谱新装置　　传统的近红外光谱仪通常测定的是总漫反射强度，包括了化学成分的吸收和物质对光的反射两部分。而这一新装置将样品放置在两个积分球之间，利用两个积分球分别测定漫反射光谱和透射光谱，漫反射光谱与样品的组织结构、物性有关，透射光谱与样品的组成(浓度)有关。　　时间/空间分辨近红外光谱应用　　而能够分别测定光子吸收强度和光子散射强度的两种独立信息的光谱仪器还有另外一种类型，即时间/空间分辨漫反射光谱仪。对于浑浊样品，在其不同位置进行光谱检测，因为光在样品中传输的距离不同、光传输到不同位置的时间也不一样，通常是纳秒或皮秒级，即形成了时间/空间分辨近红外光谱。　　时间分辨近红外光谱仪器的研制已有10多年的历史，但是具体的物质测试应用则是近年来开展的。目前，光源和检测器的光谱范围扩大是此类仪器研发的发展方向。　　散射介质中的气体吸收光谱　　NIR2013上展出的近红外气体分析仪器至少有4种，其中一个是利用770nm、980nm两种波长，15米光程测定气体中甲烷、水、氧气三种成分的含量，该仪器主要用于天然气和环境监测中。近红外在气体检测中的应用值得重视。　　漫反射成像技术　　传统的漫反射成像，由于光的漫反射使得光斑变大，空间分辨率下降。现在的检测技术利用一些手段使得检测集中在照射区，照射区之外的漫反射不进行测定。目前，已有的手段包括通过光纤定位检测或利用不同波长的光成像，再通过软件进行重构，及通过硬件、软件两方面技术实现了高分辨成像。　　闵顺耕教授也介绍了近红外技术发展趋势，主要包括近红外成像技术、仪器微型化技术、近红外时间/空间分辨光谱技术、化学计量学方法与数据利用、近红外在线分析、食品品质与安全领域等。撰稿人：刘丰秋

仪器名称：固体材料弹性性能测试仪（触摸屏）型号：DST-V仪器用途：用于测试固体材料的弹性性能，包括玻璃、陶瓷、石墨、金属和合金、塑料和高分子制品、岩石、木材和复合材料等多种类型的材料，通过简单的敲击，即可得到杨氏弹性模量、剪切弹性模量、泊松比等信息，具有测量范围广，精确度高和操作简单方便的特点。仪器采用触摸屏一体设计，开机即用，无需预热、校准或调整，测试速度快。测试样品的尺寸要求较少，不需要特别制样。非接触式检测，测试样品无污染、无破坏。仪器方便升级在不同温度环境下进行测试，非常适合科研和质检领域。仪器原理： 测试时将样品放置在不影响样品自由振动的支撑体上，敲击样品，以激发振动。利用振动传感设备收集振动信号，得到振动频率，结合样品重量、长度、宽度、厚度等样品尺寸信息，软件即可计算出杨氏弹性模量、剪切弹性模量、泊松比等数据。符合标准：JC∕T 2172-2013 精细陶瓷弹性模量、剪切模量和泊松比试验方法 脉冲激励法GB/T 22315-2008 金属材料 弹性模量和泊松比试验方法GB 3074.2-2008 石墨电极弹性模量测定方法GB/T 30758-2014 耐火材料 动态杨氏模量试验方法（脉冲激振法）JC/T 678-1997 玻璃材料弹性模量、剪切模量和泊松比试验方法ISO 12680-1耐火材料动态杨氏模量试验方法—脉冲激振法ASTM E1876-01（2009）固体材料杨氏模量、剪切模量和泊松比试验方法(脉冲激振法)技术参数：频率范围：20～20000Hz频率分辨率：0.1Hz测量项目：杨氏模量：2～300GPa 误差：±0.5％ 剪切模量：2～200GPa 误差：±0.5％ 泊松比： 0～0.5 误差：±5％ 阻尼比： 0～1试样形状：长条状 或 圆棒状试样尺寸：长条状样品的长度/厚度3圆棒状样品的长度/直径4可测样品类型：所有具有弹性性能的固体材料 创新点：1.仪器采用触摸屏一体设计，稳定可靠，人机交互界面友好。2.开机即用，无需预热、校准或调整，具有测量范围广、测试速度快、精确度高和操作简单方便的特点。3.非接触式检测，测试样品无污染、无破坏。4.零耗材，使用成本低。国检集团 DST-V动态弹性性能测试仪

table width="600" border="1" align="center" cellpadding="0" cellspacing="0"tbodytrtd width="115"p style="text-indent: 0em " dir="ltr"成果名称/p/tdtd width="499" colspan="3"动态弹性模量测试仪br//td/trtrtd width="115"p单位名称/p/tdtd width="499" colspan="3"p中国建材检验认证集团股份有限公司/p/td/trtrtd width="115" valign="top"p联系人/p/tdtd width="185" valign="top"p艾福强/p/tdtd width="161"p联系邮箱/p/tdtd width="153"pafq@ctc.ac.cn/p/td/trtrtd width="115"p成果成熟度/p/tdtd width="499" colspan="3"p□正在研发 □已有样机 □通过小试 □通过中试 √ 可以量产/p/td/trtrtd width="115"p合作方式/p/tdtd width="499" colspan="3"p□技术转让□技术入股□合作开发 √其他/p/td/trtrtd width="614" colspan="4"p style="line-height: 1.75em "strong成果简介：/strong/pp style="line-height: 1.75em "strong /strong/pp style="text-align: center line-height: 1.75em "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/2951acd4-0cb9-42bb-ba31-1bc4d37da508.jpg" style="width: 300px height: 226px " title="弹性模量检测仪1.jpg" width="300" height="226" border="0" hspace="0" vspace="0"//pp style="text-align: center line-height: 1.75em "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/ba13ec0a-c570-4f8f-b857-abc41b0a226e.jpg" style="width: 300px height: 256px " title="弹性模量检测仪2.jpg" width="300" height="256" border="0" hspace="0" vspace="0"//pbr/p style="line-height: 1.75em " 本方法利用脉冲激励器来激励矩形截面的梁试样，测量样品的弯曲或扭转频率。作用在试样上的瞬时激励是通过自动激发装置或手动小锤的敲击来实现的。激励引起样品的自由振动，通过试样上方的信号接收器得到振动信号，进而通过快速傅立叶变换得到自由振动的前几阶频率，首先利用弯曲振动的基频算出试样的弹性模量，进而利用扭振主频率计算出剪切模量。由于梁试样自由振动的基频是由样品尺寸、弹性模量和样品质量所唯一确定，因此当基频已经测到后并且试样的质量和尺寸已知的情况下可以计算出弹性模量。弹性模量取决于弯曲响应频率，剪切模量取决于扭曲响应频率。泊松比由材料的杨氏模量和剪切模量决定，三者只有两项是独立的。 br/ 该仪器测试精度高、操作方便，通过一次敲击（激励）能够快速而准确地同时得到材料的共振频率、弹性模量、剪切模量和泊松比以及内耗等基本弹性参数。测试结果重复性好，对样品完全没有破坏，也可连接高温炉进行高温弹性性能测试（高温炉为选购件）。 br/ 该仪器高度集成，使用USB接口进行数据通讯、实现了热拨插和即插即用，采用全新工艺，实现硬件的高可靠性、强抗干扰能力和高信燥比，机型外观美观、性能稳定、能方便扩展高低温测试模块。 br/ 性能指标 br/ 最高采样频率：2MHzbr/ 增益设置：1-128（1、2、4、8、16、32、64、128） br/ 频响范围：20-20kHzbr/ 灵敏度： 50 mv/pabr/ 输入阻抗： 1Ω与27pF并联 br/ 时基范围： 10ns至1 sec/div br/ 时基精确度： 50ppmbr//p/td/trtrtd width="614" colspan="4"p style="line-height: 1.75em "strong应用前景： /strongbr/ 本产品适用于航空航天、汽车工业、工矿企业、科研部门、大专院校、技术监督、工程监测等，对各种陶瓷、玻璃以及各种陶瓷基复合材料的弹性模量，采用脉冲激励法可以实现对样品的无损检测，在准确测量样品的弹性模量的同时又不会对样品其他力学性能造成影响，应用前景广泛。/p/td/trtrtd width="614" colspan="4"p style="line-height: 1.75em "strong知识产权及项目获奖情况： /strongbr/ 实用新型专利两项： br/ 一种用于测量材料弹性性能的固定装置。 br/ 专利号：ZL 2015 2 0392701.4br/ 一种样品激发装置及材料弹性性能测试系统 br/ 专利号：201520860414.1br/ 行业标准一项 br/ JC/T 678－1997 玻璃材料弹性模量、剪切模量和泊松比试验方法。/p/td/tr/tbody/table

大家好，本周为大家介绍一篇本课题组发表在ACS Chem. Biol.上的文章，Insights into Phosphorylation-Induced Protein Allostery and Conformational Dynamics of Glycogen Phosphorylase via Integrative Structural Mass Spectrometry and In Silico Modeling1。变构调节在自然界中广泛存在，可以用于调控细胞过程。糖原磷酸化酶（GP）是第一个被鉴定出的与变构调节相关的磷酸化蛋白。GP是一个分子量约196kD的同源二聚体蛋白，是糖代谢中重要的组分，也是2型糖尿病及癌症的靶点。AMP结合以及Ser14的磷酸化介导了GP的变构调节，使其构象从非活化的T-state GPb（未磷酸化状态）转变为活化的R-state GPa（磷酸化状态）。即使目前X-射线晶体学法解析出了GP的原子级蛋白结构，但受限于较大分子量，其结构动态性的检测较为困难，因此与GP变构调节相关的结构动态变化过程仍较为模糊。核磁共振（NMR）谱及分子动力学（MD）模拟等是探究蛋白质结构动态性的常用方法，但NMR分析存在分子量上限，且样品消耗量大，MD模拟的时间尺度和力场准确度有限。质谱（MS）法具有快速、灵敏的特点，是蛋白质结构、动态性以及构象变化分析中强有力的一款技术。氢氘交换质谱（HDX-MS）通过监测蛋白骨架酰胺氢原子与溶液中氘的交换来反映蛋白质构象动态性，因此适用于探究由配体、蛋白结合或共价修饰引起的蛋白质构象变化。同时，多个软件实现了由HDX-MS数据计算保护因子（PFs）和吉布斯自由能，从而提取残基水平的蛋白动态性信息。此外，在先前的工作中2, 3，我们整合了native MS和top-down方法（native top-down，nTD-MS技术），成功实现了多个蛋白复合物的一级序列到高阶结构等多方面信息的检测（包括测序、翻译后修饰、配体结合、结构稳定性、朝向等）。整合多种结构质谱法（整合结构质谱法）可以有效填补传统生物物理法中结构到动态性联系中的空缺，更好地表征变构调控现象。本文整合了HDX-MS、nTD-MS、PF分析、MD模拟以及变构信号分析检测了磷酸化介导的GP变构调控的结构和动态性基础，为GP的变构调控过程提供了见解。根据X-射线晶体学结构报道（图1a），T-state GPb转变为R-state GPa时，二聚体界面中N-末端尾部、α2、cap’（图1b）以及tower-tower helices区（图1c）发生了明显的结构重排，导致催化位点开放，从而底物磷酸吡哆醛（PLP）可以结合。尽管有晶体学报道，但与变构调控关联的构象动态性仍有待探寻。图1.（a）磷酸化介导T-state GPb（PDB：8GPB）向R-state GPa（PDB：1GPA）的构象转变；亚基相互作用界面：（b）C端区域和（c）tower-tower helices，GPb为蓝色，GPa为绿色。首先我们通过nTD-MS进行了检测。如图2a、b，谱图中观察到了GPb的单体和二聚体信号，其中二聚体为主要形式；GPa除了单体和二聚体外，谱图中还存在少量四聚体，但仍以二聚体为主要形式。当增加sampling cone（SC）电压时，GPb、GPa保留了其二聚体形式（图2c、d）。随后我们选择离子（29+）并在trap池中进行了碎裂（图2e、f、g、h），谱图低质荷比区GPa的碎片相对峰强度较GPb高，说明GP的二聚体互作界面较为稳定，且GPb亚基结构较GPa稳定。nTD-MS不仅能够探究GPb、GPa的结构差异，也能够为接下来的HDX-MS实验做好前期样品质量检查工作。图2.不同活化条件下GPb、GPa的nTD-MS谱图。（a、b）SC=40V；（c、d）SC=150V；（e、f）SC=150V、trap=100eV；（g，h）SC=150V、trap=200eV。左侧为GPb，右侧为GPa。随后我们进行了HDX-MS实验。图3a中展示了五个时间点的HDX heat map。图3b为通过PyHDX软件计算产生的PF值。其中N-端（1-22）以及tower helix前的loop区域（256-261）的氘代值较高、PF值较低，说明这些区域较为柔性或是结构较为无序。此外我们发现，tower-tower helices（262-276）区域的氘代值较低、PF值较高，表明helices的旋转可能是由前端可塑性铰链区触发的，而非helices本身的变形和重塑引起的，这些发现在晶体结构数据中均有吻合之处。除这两个区域外，GPa和GPb基本保持了稳定的整体结构。而从1μs原子级MD模拟计算得到的均方根波动（RMSF）和溶剂可及表面（SASA）中我们也发现（图3c），这两个区域数据与HDX-MS信息有所吻合，但MD模拟中部分区域未和HDX-MS相吻合的区域可能跟序列覆盖不足相关。图3. （a、d）GPb和GPa在不同标记时间下的氘代热图并映射到结构中（PDB: 1GPA）。（b、e）基于HDX-MS数据计算得到的PF值并映射到晶体结构中。（c、f）MD模拟中RMSF和SASA值并映射到结构中。从氘代差异图（图4a）中可以看出，4个区域呈氘代降低趋势（红色方框），多个区域呈氘代上升趋势（蓝色方框）（GPa-GPb）。而PF差的变化趋势与氘代变化趋势基本一致（图4b）。由数据可知，N-端和tower-tower helices的变化说明磷酸化介导的变构稳定了这两个区域，α1-cap-α2区域的动态性轻微下降。除此之外多个区域（尤其是tower-tower helices序列后的区域）均表现为PF值下降，说明相比于GPb，GPa催化位点附近的区域动态性增强了。接下来我们根据HDX kinetic plot特征将其进行了分类，并详细讨论了所属区域的变化。图4.（a）GPa-GPb HDX-MS的氘代差异图。（b）GPb到GPa PF的变化。 首先是N-端和C-端的变化（图5）。N-端残基1-22表现氘代下降，这说明N-端具有一定可塑性。受N-端区域磷酸化和结构变化影响，C-端区域也产生了一定的变化。此外，残基30-50（cap区）和残基111-117（α4back-loop）区表现氘代下降，而103-109（α4front）表现氘代上升。根据晶体结构推测，cap区和α4back-loop的氘代变化受N-末端变化影响，原有的残基相互作用被打破，形成新的残基间相互作用，同时这两个区域也经历了结构重排，因此表现出较明显的氘代变化。残基88-99（β2-α3）和残基125-141（β3-L-α6）氘代上升。总的来说，磷酸化使得cap′/α2界面互作增强了，同时磷酸化基团和精氨酸残基的静电相互作用是cap区产生变化的主要原因，而α1和α2起到锚定作用，其相对位置基本保持不变。图5.GPb（a）和GPa（b）的N-端和C-端区域的局部结构和HDX动力学曲线（c）。 此外，tower-tower helices（α7，残基262-278）区的变化同样值得关注（图6）。250s loop是表面暴露区域，未与其他区域发生接触，其氘代下降可能是因为自身结构的收缩。而肽段262-267和268-274氘代下降提示该区域可能发生了低周转率或强互作的结合反应。280s loop区氘代值上升。这些变化均说明，tower-tower helix的角度的改变不仅影响了二聚体界面结构，而且还影响了其靠近催化位点的周围区域。因此我们结合晶体结构推测，磷酸化和N-端相对位置的改变，使250s loop自身结构收缩，从而打破了Tyr262' -Pro281和Tyr262-Tyr280′之间的相互作用，导致两个亚基的tower helices发生相对滑动，倾斜角度增加。图6.GPb（a）和GPa（b）tower helix区域的局部结构和HDX动力学曲线（c）。 最后是催化位点、PLP结合位点和糖原存储位点的变化情况（图7）。催化位点周围多数区域均表现氘代上升趋势。我们推测，随着Pro281、Ile165和Asn133间的相互作用被打破，Arg569与Ile165、Pro281、Asn133间的互作也随之打破，因此催化位点和PLP结合位点周围的残基溶剂可及性上升，局部区域结构变得更为灵活，催化位点开放并转变为活化构象。糖原储存位点位于GP表面，距离催化位点30Å，除了α23（残基699−708）外，HDX-MS在糖原存储区没有观察到明显的变化。图7.GPb（a）和GPa（b）的催化位点和PLP（橙色）结合位点的局部结构和HDX动力学曲线（c）。结合以上所有数据，我们对磷酸化调节的动态机制进行了推测（流程图1）。磷酸化后，N-端尾部残基与acidic patch的互作被打破，也导致N-端尾部的有序化以及C-端尾部的无序化以及伴随的其他结构变化。通过在pSer14和Arg69和Arg43′之间形成新的盐桥，N-端残基被重定位，随之带来的是Asp838和His36′间的盐桥断裂。随着三级和四级结构的转变，250s loop收缩并发挥类似“门环”的作用，当其收缩时，Tyr262′-Pro281与Tyr262-Tyr280′之间的相互作用、276-279区与162-164区之间的氢键也被打破，导致tower helix发生相对滑动，tower-tower helices之间的作用被打破，同时将结构变化传递到催化位点。最后，280s loop和催化位点以及PLP结合位点附近的残基松动，通往催化位点和底物磷酸盐识别位点的通道打开，酶得以活化。流程图1.GP变构调节过程中，被打破（蓝色）或新形成的（红色）关键残基相互作用。 本文整合nTD-MS、HDX-MS、PF分析和MD模拟检测了GP磷酸化变构调节过程的结构和动态基础，通过该整合结构手段揭示了GP构象柔性、局部动态性以及长程变构调控构象变化中值得关注的信息。各个方法具有各自的优势，但也在一定层面存在局限，我们期待将HDX-MS信息与计算模拟信息进行更深度的整合以实现二者对蛋白质结构更精确的分析。撰稿：罗宇翔编辑：李惠琳原文：Insights into Phosphorylation-Induced Protein Allostery and Conformational Dynamics of Glycogen Phosphorylase via Integrative Structural Mass Spectrometry and In Silico Modeling李惠琳课题组网址：https://www.x-mol.com/groups/li_huilin参考文献1.Huang, J. Chu, X. Luo, Y. Wang, Y. Zhang, Y. Zhang, Y. Li, H., Insights into Phosphorylation-Induced Protein Allostery and Conformational Dynamics of Glycogen Phosphorylase via Integrative Structural Mass Spectrometry and In Silico Modeling. ACS Chem. Biol. 2022.2.Li, H. Nguyen, H. H. Ogorzalek Loo, R. R. Campuzano, I. D. G. Loo, J. A., An integrated native mass spectrometry and top-down proteomics method that connects sequence to structure and function of macromolecular complexes. Nat. Chem. 2018, 10 (2), 139-148.3.Li, H. Wongkongkathep, P. Van Orden, S. L. Ogorzalek Loo, R. R. Loo, J. A., Revealing ligand binding sites and quantifying subunit variants of noncovalent protein complexes in a single native top-down FTICR MS experiment. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2014, 25 (12), 2060-8.

一、项目基本情况1.项目编号：OITC-G240270057项目名称：中国科学院宁波材料技术与工程研究所特殊环境原位动态评价表征系统-原位扩展互联型X射线光电子能谱仪采购项目预算金额：550.000000 万元（人民币）最高限价（如有）：525.000000 万元（人民币）采购需求：采购项目的名称、数量：包号货物名称数量（台/套）是否允许采购进口产品1特殊环境原位动态评价表征系统-原位扩展互联型X射线光电子能谱仪1是 投标人可对其中一个包或多个包进行投标，须以包为单位对包中全部内容进行投标，不得拆分，评标、授标以包为单位。合同履行期限：详见采购需求本项目( 不接受 )联合体投标。2.项目编号：OITC-G240270059项目名称：中国科学院宁波材料技术与工程研究所激光共聚焦显微拉曼光谱仪采购项目预算金额：400.000000 万元（人民币）最高限价（如有）：328.000000 万元（人民币）采购需求：采购项目的名称、数量：包号货物名称数量（台/套）是否允许采购进口产品1特殊环境原位动态评价表征系统-真空拉曼光谱仪1是投标人可对其中一个包或多个包进行投标，须以包为单位对包中全部内容进行投标，不得拆分，评标、授标以包为单位。合同履行期限：详见采购需求本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间：2024年01月02日 至 2024年01月09日，每天上午9:00至11:00，下午13:00至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：www.oitccas.com方式：登录东方招标平台www.oitccas.com注册并购买。售价：￥600.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：中国科学院宁波材料技术与工程研究所　　　　　地址：浙江省宁波市镇海区中官西路1219号　　　　　　　　联系方式：范老师0574－86324529　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：东方国际招标有限责任公司　　　　　　　　　　　　地　址：北京市海淀区丹棱街1号互联网金融中心20层　　　　　　　　　　　　联系方式：窦志超、王琪010-68290502/0523　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：窦志超、王琪电　话：　　010-68290502/0523

历时近3年，完成“看见并定位”气体泄漏的创新之举，丰富安全预警监测手段… … 在前不久落幕的全国大学生课外学术科技作品“挑战杯”上，由南京大学电子科学与工程学院教授曹汛带领的科研团队，凭借项目“化工气体泄漏智能眼——光谱视频相机及预警系统”荣获主体赛道一等奖。指导老师曹汛年轻有为，他不仅是最年轻的国家科技三大奖一等奖完成人之一、“80后”国家重大仪器项目负责人，还是今年“中国青年五四奖章”获得者。“从实验室阶段的技术路径调研、原理验证与光学系统搭建，到样机阶段设计完善硬件、进行算法研发，最后对系统进行测试与优化，历时近3年。最终，在曹汛老师的悉心指导下，团队成员们攻坚克难，完成了‘看见并定位’气体泄漏的创新之举。”信息与通信工程专业博一学生周凯来是南大计算成像实验室成员之一，从研究生阶段便跟着曹汛从事光谱成像领域的科学研究。“永远保持兴趣和热爱，凡事只要热爱，就不会觉得太苦闷。”这是曹汛对学生最常说的话。也正是凭着自己对科研的热爱，为了攻克动态光谱成像“卡脖子”难题，他甘坐“冷板凳”，始终保持专注，钻研处于空白地带的动态高光谱成像技术，推动光谱成像由“静”至“动”跨越，引领动态高光谱成像国际科技前沿。这项研究成果不仅得到诺贝尔奖得主的积极关注和引用，还被多个国际权威机构评价为该领域数十年以来的“革命性进展”。对于普通大众来说，动态光谱成像是个完全陌生的新名词，然而在化工企业领域，这项技术却扮演着化工安全监测“智能眼”的重要角色。气体泄漏是化工企业火灾爆炸事故的基本原因之一，传统监测技术存在易受环境影响、监测范围小、报警滞后等问题，新兴的光谱视频监测技术也面临着被国外所垄断的困境。气体监测最大的困难在于要监测的泄漏气体看不见、摸不着，形状在不断变化，也没有清晰的边界和颜色特征，所以比传统目标的监测难度大大增加。“经过不断试验打磨，我们针对常见的化工泄漏气体，专门设计了光谱智能预警监控系统，实现气体泄漏的快速感知、实时监测与及时预警，优先防范和化解化工生产和环境污染的重大危险源。”在很长一段时间里，曹汛和团队成员马不停蹄，跑遍了全国上百个化工生产园区，“目前该系统已成功应用于全国10余个省市的大型化工园区和重点企业，大大降低了各类化工安全生产重大事故的发生。”在课题组成员眼里，曹汛是他们的“科研领路人”，而在曹汛的科研探索道路上，也有一位令他印象深刻的“人生导师”——南大校友、“两弹一星”元勋程开甲院士。“作为南京大学的一名教师，程院士第一次踏入罗布泊后，把一生中最好的20多年时光献给了茫茫戈壁，为科研倾注了全部的心血和才智。如何做一个纯粹的青年科技工作者，在所在领域作出成绩，程院士就是最好的榜样。”曹汛说，除了科研，他最喜欢做的事便是和学生们一起，未来还将带领他们将个人发展与国家需求相结合，在科研领域继续“追光之旅”。

动态色谱法和静态容量法都是常用的比表面测试方法，目的都是确定吸附质气体的吸附量。吸附质气体的吸附量确定后，就可以由该吸附质分子的吸附量来计算待测粉体的比表面了。动态色谱法是将待测粉体样品装在样品管内（一般为U型，国仪精测具备专利直管技术，中国实用新型专利，专利号：ZL202120620155.0），通入一定比例的载气（He）和吸附质气体（N2）的混合气体，待混合气体流过样品后，根据吸附前后气体浓度变化，得到待测样品吸附量。静态容量法是将待测粉体样品装在一定体积的一段封闭的试管状样品管内，向样品管内注入一定压力的吸附质气体，根据吸附前后的压力或重量变化来确定被测样品对吸附质分子（N2）的吸附量。两种方法比较而言1、动态法的优点是适合快速比表面积测试，如电池材料、有机材料、金属粉体等的生产监控，分析速度快，分辨率高，重复性好；缺点是由于通过浓度变化来测试吸附量，当浓度为1的情况下吸附前后将没有浓度变化，所以只能测试较低的分压范围，使得孔径测试受限；动态法是相对测量，其结果的准确性受标样与待测样吸附行为异同的影响。2、静态容量法的优点是氮气分压可以实现从极低真空到接近饱和蒸汽压范围的连续且精准的控制（国仪精测已实现分压比低至10-9的极限测量），所以静态容量法可以实现比表面积及孔径的全面分析，尤其适合中大比表面和孔隙发达的样品，例如催化剂、分子筛、碳材料等样品的比表面及孔径分布分析测试。在多点BET法比表面分析方面，静态法无需液氮杯升降来吸附脱附，所以测试过程相对动态法省时；但静态法需要有抽真空、暖自由体积和冷自由体积标定的过程，加上部分样品吸附平衡过程较慢等因素，所以测试效率并不是该方法的优势。但静态法是绝对测量，其测试结果不受标样影响，在准确性上更能得到研究者的青睐；且随着真空系统和压力传感器的硬件技术发展，静态容量法在分辨率、稳定性方面都得到了很好的发展，是目前比表面积及孔径分析的主流技术。欢迎扫码咨询！

仪器简介：比利时IMCE公司是一家专业的测试弹性模量和阻尼内耗分析仪器的生产厂家, 仪器基于共振频率动态测量方法, 应用完全非破坏性测试技术, 适用于陶瓷及金属等多种材料的生产(质量控制)及科学研究领域, IMCE公司是目前世界上唯一能在1750C高温和气氛控制条件下, 利用目前最先进的软件评估及研究, 精确测定共振频率、弹性模量、剪切模量和阻尼内耗等相关技术指标。 公司主要产品有：1、弹性模量和阻尼内耗分析仪 型号：RFDA MF Professional 2、高温炉： 型号：RFDA-HT1700 型号：RFDA-HTVP1700C 型号：RFDA-HTVP1600 HT1600, HT650. HT1050 3、软件 型号：RFDA MF Software 在中科院沈阳金属研究所高性能陶瓷与复合材料重点实验室及测试中心有该公司2套先进的高温测试系统。 技术参数：1、共振频率。 10Hz ~ 130KHz2、阻尼或内耗（10ˉ5-----0.1） 3、弹性模量 4、剪切模量 5、泊松比率 6、温度：室温--1750C。 7、气氛控制8，真空系统，激光检测主要特点：1、动态法测试（线性或非线性） 2、样品完全非破坏性测试符合ASTM-E-1876-99方法创新点：双样品高温弹性模量仪HT1700,在原有HTVP1700基础上，简化结构，去掉真空组件，增加了双样品支座及测试系统；性能上除了不能做真空及密封外，其它指标同HTVP1700相同，并且可以在普通空气下实验，可以同时测试2个样品，设备体积减小，提高测试效率一倍，价格降低一半！目前世界上同类设备中温度最高，双样品结构独一无二！高温动态弹性模量和阻尼分析系统

大家好，本周为大家分享一篇发表在Nat. Commun.上的文章：Structure and dynamics of endogenous cardiac troponin complex in human heart tissue captured by native nanoproteomics ，文章的通讯作者是威斯康星大学麦迪逊分校的葛瑛教授。　　蛋白质大多都是通过组装成蛋白复合物来执行特定的生物功能，因而表征内源性蛋白复合物的结构和动力学将有助于生命过程的理解。蛋白复合物在其组装、翻译后修饰(Post-translational modifications，PTMs)和非共价结合等方面是高度动态的，在native状态下通常以低丰度存在，这给研究其结构和动态性的传统结构生物学技术(如X-ray和NMR)带来了巨大的挑战。非变性Top-down质谱(nTDMS)结合了非变性质谱和Top-down蛋白组学的优势，目前已发展成蛋白复合物结构表征的有力工具，可以保留蛋白质亚基-配体间的非共价作用和PTMs等重要信息。然而，由于内源性蛋白复合物自身的低丰度特性，导致对其的分离纯化和检测非常困难，所以nTDMS目前仅限用于过表达的重组或高丰度蛋白质的表征。在本研究中，作者开发了一种非变性纳米蛋白质组学(Native nanoproteomics)技术平台，通过使用表面功能化的超顺磁性纳米颗粒(Nanoparticles，NPs)直接富集组织中的蛋白复合物，然后再利用高分辨质谱表征其结构和动态性。这里选用心肌肌钙蛋白(Cardiac troponin，cTn)异源三聚体复合物(~77 kDa)作为研究对象。cTn三聚体复合物是调节横纹肌肌动蛋白收缩的Ca2+离子调节蛋白，由TnC、cTnI和cTnT这3个亚基组成。其中，TnC是Ca2+结合亚基，cTnI是抑制肌动蛋白-肌球蛋白相互作用的亚基，而cTnT细丝锚定亚基。TnC与Ca2+的结合，以及cTnI 亚基的磷酸化，会共同引起细丝上的分子级联事件，诱导心肌收缩所必需的肌动蛋白-肌球蛋白交叉桥的形成。传统结构生物学技术不能有效捕获cTn复合物高度动态的构象变化，并且先前研究用的cTn复合物是由原核细胞表达的，缺乏PTMs的信息。因此，作者开发了native纳米蛋白组学的方法，以实现对人内源性cTn复合物结构和动力学的全面表征。作者首先使用肽功能化的超顺磁性氧化铁NPs富集了人心脏的内源性cTn复合物，同时优化了非变性蛋白提取缓冲液(高离子强度LiCl溶液，生理pH)。富集到的cTn复合物中的3种亚基的含量比例为1:1:1，真实反应了肌节cTn异源三聚体复合物的组成。作者也发现含有750 mM L-Arg，750 mM咪唑和50 mM L-Glu(pH 7.5)的溶液对蛋白复合物的洗脱效果最好，并且不会破坏亚基间的相互作用。该富集方法具有很好的重现性，proteoforms信息得到很好保留，且可以直接用于化学计量分析。总的实验流程如图1所示，洗脱后的cTn复合物经体积排阻色谱(Sze-exclusion chromatography，SEC)除盐和交换至醋酸铵溶液中，随后对cTn复合物进行多种nTDMS分析：1)在线SEC监测复合物 2)超高分辨傅里叶变换离子回旋共振质谱(FTICR-MS)表征复合物的化学计量比和proteoforms 3)捕获离子淌度质谱(TIMS-MS)解析调控复合物构象变化中的非共价作用的结构动态性。　　图1. 用于表征人心脏中内源性cTn复合物的native纳米蛋白组学平台。　　为了全面表征内源性cTn复合物，作者使用FTICR-MS进行proteoforms测序和复合物表征。图2展示了native状态下检测丰度最高的cTn复合物的电荷态(19+)，其中包含了4种独特的proteoforms，这些复合物主要带有单磷酸化的cTnT、单磷酸化和双磷酸化的cTnI，以及结合了3个Ca2+的TnC。这些结果表明人cTn复合物在肌节中以结构多样化的分子组成存在，具有高度异质的共价和非共价修饰，可产生一系列不同的完整复合物。　　图2. FTICR-MS分析展示的cTn复合物状态。红色方框中是最高丰度电荷态(19+)的放大谱图，理论同位素分布(红色圆圈)可以与谱图很好叠加，说明结果具有高质量精度(质量偏差在2 ppm 以内)。　　作者接着对cTn复合物进行complex-up分析，以研究复合物的化学计量比及其组成。图3a~3b分别显示的是完整cTn三聚体复合物，以及经CAD碎裂后的蛋白亚基谱图。但这里没有检测到cTnI单体，可能是因为cTnI和TnC在native状态下的亲和力很强，且cTnI单体带的电荷不多，导致其在高m/z区域出峰，所以不易被检测到.随后，作者又对解离出的亚基进行complex-down分析。图3c展示了检测到的cTnT的多种proteoforms：未磷酸化的 cTnT、单磷酸化的cTnT(p cTnT)和 C 端 Lys 截断的磷酸化cTnT(pcTnT [aa 1-286])，CAD碎裂谱图也发现cTnT的C端较N端更易暴露在外界溶剂中。图3e则是cTn(I-C)二聚体的谱图，共检测到6种具有不同数量Ca2+结合和磷酸化的proteoforms。二级谱图可将cTnI的两个磷酸化位点准确定位在Ser22和Ser23，同时发现cTnI序列两端都较内部区域更易暴露于溶剂中。但还无法通过nTDMS准确推断Ca2+结合和磷酸化是如何影响cTn复合物的稳定性。作者在此也没有优化FTICR-MS在非常高m/z范围的离子检测，所以也会遗漏带少量电荷的cTn复合物信息。　　图3.nTDMS表征人心脏来源的cTn复合物。(a~b)完整cTn复合物和经CAD碎裂后的亚基谱图 (c~d)cTnT单体及其代表性的CAD碎裂谱图 (e~f)cTn(I-C)二聚体及其代表性的CAD碎裂谱图。　　人TnC蛋白含有3个钙结合EF-hand基序(结构域 II~IV)。结构域 II与Ca2+结合的亲和力较低，是触发心肌收缩的调控域。结构域 III 和 IV则与Ca2+具有强的亲和力，在心肌舒张和收缩时均始终保持与Ca2+充分结合，但结构域 II只有在收缩时才被Ca2+占据。这里观察到了TnC分别与0、1、2和3个Ca2+结合的情况，通过CAD碎裂也进一步定位了TnC与Ca2+结合的具体氨基酸序列(图4)。研究发现结构域 II的骨架最容易发生碎裂，而结构域 III的骨架最难碎裂。目前结构域 II~IV的序列在UniprotKb中分别对应65DEDGSGTVDFDE76、105DKNADGYIDLDE116和141DKNNDGRIDY152。这里分别将与1、2和3个Ca2+结合的TnC隔离出来进行CAD碎裂(m/z分别为2312、2316和2321)，可以更准确地将结构域 III、II和IV的序列分别定位到113DLD115、141DKNND145和73DFDE76(图4c)，表明非变性纳米蛋白组学方法在定位非共价金属结合方面具有高分辨能力。　　图4.nTDMS定位 TnC与Ca2+结合的结构域。(a)FTICR-MS隔离与不同数量Ca2+结合的TnC单体 (b~c)与两个Ca2+结合的TnC的CAD碎裂谱图，蓝色、红色和黄色方框分别对应结构域 II 、III和IV。　　Ca2+与TnC的结合会对cTn复合物的功能和构象有着很大影响。cTn复合物的核心区维持着构象的稳定，但当Ca2+与TnC发生结合时，其柔性区会经历广泛的构象变化，复合物结构会从“closed”状态转变成“opened”状态，这会促进肌动蛋白和肌球蛋白间的相互作用，最终导致心肌收缩。然而，传统结构生物学技术很难捕获cTn复合物与Ca2+结合时的构象变化。因此，作者使用离子淌度质谱来分析cTn复合物的构象变化。TnC亚基和与Ca2+结合的cTn(I-C)二聚体的淌度分离谱图如图5所示。与0~3个Ca2+结合的TnC的碰撞截面(Collision Cross-Section，CCS)值分别为1853、1849、1829和1844 Å2(图5a~5b)，TnC构象比IMPACT预测的更为紧凑，但cTn(I-C)二聚体的CCS值与预测的非常接近(图5c~5d)。作者推测TnC与两个Ca2+结合会形成更致密的构象，是因为在静息舒张时Ca2+与结构域 III 和 IV充分结合。当第三个 Ca2+与结构域II结合时，TnC转变为“opened”构象，使其N端与cTnI的C端相结合，进而引发心肌收缩(图5e)。cTn(I-C)二聚体与Ca2+结合时的构象变化也是如此(图5f)。　　图5.TnC单体(a~b)和与Ca2+结合的cTn(I-C)二聚体(c~d)的离子淌度分离谱图 (e~f)TnC和cTn(I-C)二聚体与Ca2+结合时的构象变化。　　最后，作者通过添加EGTA来剥离cTn复合物中的Ca2+，以进一步研究Ca2+在维持复合物结构稳定性上的作用。图6b~6c是没有EGTA孵育时的cTn复合物的TIMS-MS谱图。cTn复合物的CCS值与理论预测值非常符合。随着EGTA孵育浓度的增加(25、50和100mM)，Ca2+逐渐被螯合，cTn复合物的结构也越来越舒展，体现在平均电荷态逐渐增加，以及逐渐在较低m/z范围内出峰，这表明cTn复合物构象的稳定性丢失与EGTA浓度的增加相关(图6d~6f)。虽然100mM EGTA孵育也不敢保证Ca2+的完全剥离，并且cTnI的存在又会增强TnC与Ca2+的结合，但TIMS-MS为我们研究cTn复合物与Ca2+结合时的构象变化提供了一种切实可行的分析手段。　　图6.cTn复合物与EGTA孵育时的构象变化。(a)cTn复合物的构象随EGTA孵育浓度的增加发生改变 (b~c)cTn复合物的TIMS-MS谱图 (d~f)cTn复合物与不同浓度EGTA(25、50和100mM)孵育的谱图和CCS分析。　　总的来说，本研究开发了一种可用于内源性蛋白复合物富集和结构表征的非变性纳米蛋白组学方法，以获取其组装、proteoforms异质性和动态非共价结合等方面的生物信息。本文采用的功能化NPs可被灵活设计成选择性结合特定的靶蛋白，在富集和洗脱过程中可以很好保持其近似生理条件下的存在状态。更为重要的是，功能化NPs与nTDMS的整合可以作为一种强有力的结构生物学工具，可以作为传统技术的补充，用于内源性蛋白复合物的表征。　　撰稿：陈昌明 编辑：李惠琳文章引用：Structure and dynamics of endogenous cardiac troponin complex in human heart tissue captured by native nanoproteomics　　参考文献　　Chapman EA, Roberts DS, Tiambeng TN, et al. Structure and dynamics of endogenous cardiac troponin complex in human heart tissue captured by native nanoproteomics. Nat Commun. 2023 14(1):8400. Published 2023 Dec 18. doi:10.1038/s41467-023-43321-z

过去百年来，诺贝尔自然科学奖所涉及的开创性工作和重大发现中近70%借助仪器完成，物理和化学领域的发展更是离不开科学仪器的支撑。作为基础研究的重要部分，高水平分析仪器是现代文明的重要标志。随着现代社会的发展，也对分析测试提出了更高的需求，在线、原位、在场、实时、成像、快速、高通量、低成本等。近年来，我国分析仪器行业发展迅速，十年间，我国科学仪器营业收入增长已接近100%。与此同时，全球科学仪器市场也在不断增长。据一份报告显示，2020年全球科学仪器市场规模已达650亿美元。近日，第二届全国光谱大会在北京召开，中国科学院生态环境研究中心江桂斌院士等30余位专家带来了最新的技术分享及市场信息，小编特别汇总了部分仪器市场发展动态，帮助大家掌握市场现状，抓住市场商机。• 目前市场需求最多的仪器品类是生命科学仪器，其次是色谱仪器；而市场需求增长最快的仪器品类是质谱仪器，其次是表面科学仪器。• 从领域来看，仪器需求最多的领域是学术研究，其次是制药工业；实验室自动化和软件、通用分析仪器市场的增长放缓。• 色谱市场中，分析用液相色谱仪占整个色谱市场的一半，其中制药和生物技术行业对液相色谱仪的需求约占液相色谱仪市场的40%以上，制药行业的需求推动了制备高效液相色谱仪（HPLC）市场的发展。• 而近年来，HPLC在临床上的使用逐渐增多，使得临床用HPLC成为液相色谱仪市场增长最快的领域，达到8.7%。• 与此同时，气相色谱仪的增长主要来自石油化工和环境监测领域发展的需求；而环境监测中，离子色谱仪越来也多的被使用；医院和制药行业也成为了薄层色谱（TLC）的最大用户。• 各类质谱仪器是全球分析仪器市场中需求增长最快的，某数据显示，除了高分辨磁质谱和气相色谱-质谱联用仪外，各类质谱仪器年增长率都在6%以上。• 在质谱仪器市场中，液相色谱-三重四级杆质谱联用仪是质谱仪器市场中需求最大的品类；便携式和在线质谱的需求则是增长最快，年增长达到9.6%，基质辅助激光解析电离飞行时间质谱（MALDI-TOFMS）的需求增长次之。• 环境，农业/食品，石化工业的发展导致气相色谱-质谱联用仪的需求激增。对气相色谱-质谱联用仪的需求正在由气相色谱-四级杆质谱联用仪转向气相色谱-三重四级质谱联用仪。• 仪器本身的需求占市场需求的一半，零备件及服务占市场的一半，零部件中，消耗品的需求占80%。• 标准方面，仪器相关标准工作正在逐步推进，团体标准成为目前各个仪器企业和专家的主攻方向（团标发布后，若要发布相关其他标准，则需征得团标发布单位同意）。

上世纪60年代中期，美国Fassel和英国Greenfield分别报道了各自取得的重要研究成果，创立了电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)新技术。1975年美国热电佳尔-阿许公司(TJA)生产了世界上第一台商用ICP-AES，仪器的商品化有力地推动了ICP-AES分析技术的应用和发展。　　ICP-AES法既具有原子发射光谱法(AES)多元素同时测定的优点，又具有原子吸收光谱法(AAS)溶液进样的灵活性和稳定性，在主、次、痕量成分的多元素同时测定，固、液、气态样品直接分析等方面具有很好的效果，堪称理想的分析方法。经过半个多世纪的发展，其应用范围是原子光谱分析技术中最为广泛的一种，由无机物分析，扩展到有机、生化、生命科学分析领域，以及当前备受关注的环境检测及食品安全监控等方面，已成为当前最具优越分析性能和实用价值的实验室必备检测手段。　　2014年10月19-21日，由中国工程院、中国合格评定国家认可委员会、中国标准化协会、中国金属学会、国际钢铁工业分析委员会、中国钢研科技集团有限公司主办的&ldquo 中国科学仪器设备与试验技术高峰论坛&rdquo 、&ldquo 第四届中国能力验证与标准样品论坛&rdquo 、&ldquo CCATM&rsquo 2014国际冶金及材料分析测试学术报告会&rdquo 在北京国际会议中心举行。10月20日下午，湿法分析(ICP-AES\ICP-MS\AAA\其他)分会场报告会举行，50余位业内知名专家、学者、技术人员出席了会议。　　北京NIL国际实验室能力验证研究中心郑国经教授做题为&ldquo 原子光谱仪器新进展&mdash ICP-AES发展动态&rdquo 的报告。每一届BCEIA期间，中国分析测试协会都会组织各领域的专家对相关仪器、零部件的水平、技术特点、发展前景进行评述。郑国经教授是BCEIA仪器评议光谱组的组长，在此次报告中郑国经教授详细评述了近年来原子光谱中ICP-AES仪器技术与应用的最新发展动态。　　ICP-AES仪器技术发展动态　　(1)仪器分辨率有明显提高　　谱线干扰是ICP-AES光谱分析的主要影响因素，所以ICP-AES仪器需要高分辨率的光学系统，才能最大限度减低光谱干扰。中阶梯光栅-棱镜双色散系统和超百万像素的固体检测器使 ICP-AES的分辨率达到&ldquo 极致&rdquo 。近期的新品仪器均标称，仪器的光学分辨率达到0.003nm或像素分辨率为0.002nm。仪器的谱线实际分辨率可以达到0.005nm的效果。　　(2)高频电源采用全固态数字式发生器成为主流配置　　全固态RF发生器使仪器结构更为紧凑、运行更加稳定，可达到稳定性&le 1.0%、重复性&le 1.0%。频率已经优化在27.12MHz 及40.68MHz，不同厂家均有选用，效果相近，均有很好的分析性能。　　国内在这方面正在迎头赶上，近年来武汉地质大学与计量院联合研制的数字式高效全固态 ICP光源系统已取得成果，采用全数字化设计，功率调节采用数字式控制，频率为27.12 MHz，可调范围为100 W~1600 W，将大大促进国产ICP-AES仪器的发展。　　(3) 炬管垂直放置，双向观测同时进行，已成为全新配置　　自从上世纪末，推出端视技术以提高ICP-AES的检出灵敏度以来，据采用水平炬管，双向交替观测。经实际使用发现水平炬管不是最佳配置，因此垂直炬管成为全新配置，同时推出双向同时观测技术。实验中发现水平炬管易产生盐分、碳粒的凝结和水滴的产生，而垂直炬管设置可防止这些情况出现，并能提高分析有机样品和高盐样品时的稳定性。　　(4)检测器结合不断深化的软件功能，多谱线拟合扣除光谱干扰、多波长分析数据自动判别，创造即开即用、高通量快速检测技术　　固体检测器不断改进提高，新一代CCD/CID检测器具有高灵敏度、高量子化效率，像素分辨率可达到优于0.003nm。　　强大的软件功能，一次测量可同时采集多条谱线及背景信息，记录所有元素的分析谱线数据，可在测量后对任何元素及其干扰直接进行数据处理，或可以随时在方法中添加其他谱线，进行数据再处理，不需重新再做分析。使ICP-AES的测定达到高样品通量、低消耗成本的效果，&ldquo 全谱全读&rdquo 的分析摸式。　　(5)仪器分析性能明显提高，分析波长范围向近红外区和远紫外区扩展，检出限有很大提高　　波长范围逐渐扩大，紫外向130nm、红外向1100nm扩展。在远紫外光区有很多谱线干扰少的灵敏分析线，因此努力拓宽180nm以下的分析谱线的应用，一是提高测定下限，二是消除干扰，三是扩大测定范围。　　(6)溶液高通量自动进样及省时、省气、高效设计达到即开即用的效果　　采用溶液高通量自动进样技术，缩短进样及冲洗时间，提高进样频率，实现高通量自动进样。　　气路设计上也依据高效节能的理念，满足省时&mdash 开机即用(5分钟) 省气&mdash 无需提前和延时吹扫，所有吹扫的氩气和冷却气体都将引入等离子气充分利用 高效&mdash 高浓盐、有机样、高低浓度一次完成测定。　　(7)激光剥蚀固体进样等配件已成为性能优越的商品，扩大了ICP-AES分析应用范围　　将激光剥蚀(LA)超微粒子采样技术与ICP-AES分析技术相结合构成LA-ICP-AES, 形成固体样品直接进样的分析技术，已成商品配件。　　近年来ICP-AES新产品　　ICP-AES仪器技术进展，从提高分析能力考虑，提高仪器分辨率是关注点 改进仪器的使用流程，提高开机即用能力，减低气体消耗是主流。　　近年来出现新品：耶拿高分辨率ICP仪器-PQ9000型、利曼CMOS固态检测器ICP仪器-Prodigy7型、安捷伦同步双向观测仪器-ICP5100型、珀金埃尔默平板型等离子光谱仪器-Optima 8300型、聚光科技的 ICP-5000型等。　　耶拿 PQ9000:以耶拿的光学优势，高分辨率中阶梯光栅-棱镜二级色散，达到光学分辨率 0.003nm。　　利曼 ICP-Prodigy7：首台采用CMOS固态检测器的ICP-AES。CMOS与目前通常采用的固体检测器CCD或CID不同，其信号采集及处理速度快于常规的CCD/CID。　　安捷伦 ICP-OES 5100：智能光谱组合技术(DSC)可实现同步的水平和垂直双向同时观测，是一个全新概念。　　珀金埃尔默PE 8300：平板型等离子体降低Ar气消耗量至8 L/min。　　聚光科技 ICP-5000：国内率先实现了商品化的全谱型仪器，有多项自主研发技术：自主研发的自激式全固态RF电源及匹配技术、小型化中阶梯二维分光系统光路技术、自行研发的深制冷面阵CCD高速数采系统，分析软件上也有多项创新。　　ICP-AES应用进展　　ICP-AES分析由于其优越的分析性能，已经在很多领域的得到广泛应用，很多分析方法作为分析标准已经纳入国家标准及行业标准。　　目前ICP-AES法纳入国家标准(GB/T)和行业标准:黑色金属材料GB 15个；HY 6个有色金属材料GB 56个；HY 57个能源及化工GB 10个；HY 22个水质及环境GB 1个；HY 3个矿产资源GB 7个；HY 4个其他领域GJB 1个；HY 7个　　质检出版社2011年出版的：电感耦合等离子体原子发射光谱分析技术标准汇篇　　ICP-AES应用动态　　由于ICP-AES技术的不断发展，逐渐实现了快速、低成本、高通量的分析。特别适应用在环境、制药、食品安全或工业分析等领域上，ICP-AES分析已成低成本的检测方法。　　从近年来在各公开刊物上发表的文献可以看出ICP-AES已经成为日常分析手段。查近两年2013-2014公开出版刊物中论文有关于ICP-AES分析的论文就有693篇: 2014年228篇，2013年465篇。其中出自&ldquo 冶金分析&rdquo 46篇 &ldquo 光谱实验室&rdquo 33篇 &ldquo 中国无机分析化学&rdquo 23篇 &ldquo 光谱学与光谱分析&rdquo 14篇 &ldquo 化学分析计量&rdquo 13篇 &ldquo 岩矿测试12篇等，可见其应用范围很广。　　直接测定　　ICP-AES分析通过选用合适仪器和分析谱线大多情况下均可以进行直接测定。主要是解决样品处理问题和谱线干扰问题。各类仪器新品均是为了实现各类样品直接测定的需要。从分析对象看主要还是归结为：　　无机物的分析：通过选用合适仪器和分析谱线大多情况下均可以进行直接测定。主要是解决样品处理问题和谱线干扰问题。有机物分析：通过选用合适仪器和分析谱线大多情况下可以进行直接测定。主要是分解有机样品的处理问题和仪器的条件设定问题。　　分离分析　　ICP-AES作为一种元素测定的分析手段，采用简易分离后测定，可以解决没有现成分析方法或成分复杂无法进行直接测定样品分析问题，也可通过分离富集提高其测定下限，有更为广泛的应用价值。　　如：用离子交换纤维柱分离铬(Ⅲ)和铬(Ⅵ)有很好的分离效果，分离后的 Cr(Ⅲ) 和 Cr(Ⅵ) 可用 ICP-AES分别测量&mdash 实现价态分析 用氢氧化镧共沉淀分离ICP-AES法测定铜精矿中铅、砷、锑、铋杂质元素 用反相色层分离ICP-AES法测定可燃毒物(Gd,U)O2中12种微量元素等。　　气体进样分析　　ICP-AES法通过氢化物发生以气态氢化物发生方式进样，提高了测定灵敏度。另外，以气体进样方式，可以解决特殊的分析需求。如：以发生CO2方式可以测碳、碳酸盐含量。　　固体进样分析　　LA-ICP-AES开拓了ICP-AES的固体进样分析方法，已有商品配件可供选用。例如：LA-ICP-AES法分析中低合金钢中多元素的研究，除Si元素外，其它元素线性相关系数均大于0.999。　　虽然当前人们更多地关注于质谱分析仪器，对于原子光谱的地位与应用产生了怀疑，但是对于无机元素测定，原子光谱仍是最佳方法。特别是ICP-AES已成为实验室必备的检测手段。而环境安全、食品安全中有毒有害元素的检测是长期存在的需要，因此ICP-AES分析仪器的发展仍得到极大的关注。（撰稿人：刘丰秋）

火花源光电直读原子发射光谱仪，通常简称为光电直读光谱仪，主要由激发光源、分光系统、信号测量转换系统等三大部分组成。世界上第一台商品化光电直读光谱仪于1946年问世，我国于1965年引进第一台光电直读光谱仪用于钢铁分析。如今，光电直读光谱分析已成为一项成熟的分析技术，具有样品处理简单、分析速度快、分析精度高、多元素同时分析等特点，几乎所有的钢铁企业、有色金属企业、铸造及机械加工企业，以及其他采用金属及其合金进行加工的行业都利用光电直读光谱仪进行生产过程及产品质量控制。据介绍，当前中国有数以万计的光电直读光谱仪应用于金属行业及上下游产业，预计从事光电直读光谱分析的人员达数万人之多。　　为了让广大仪器用户深入了解光电直读光谱仪的技术现状及市场发展趋势，2011年4-7月间，仪器信息网编辑对纳克、斯派克、岛津、赛默飞世尔科技、烟台东方、超谱(代理德国OBLF产品)、布鲁克、牛津仪器、北分瑞利、无锡金义博、盈安科技等国内外光电直读光谱仪主流厂商的产品负责人或技术专家进行了联合采访。光电直读光谱仪技术发展趋势　　经过六十多年的发展，光电直读光谱分析在新仪器开发、分析方法研究及标准样品研制等方面都有了长足的进步。将来，会有哪些新的技术应用于光电直读光谱仪，从而进一步发挥其在金属材料质量控制中的优势作用。采访中，各位产品负责人及专家分别就光电直读光谱仪的检测器、光源、光学系统以及自动化系统的技术发展等谈了自己的看法。　　(1)检测器：PMT是一种经典成熟的技术，而CCD正处于飞速的发展变化之中　　检测器作为光谱仪的核心部件，其技术的发展进步往往引领着光谱仪的发展。采访中多家厂商认为电荷耦合元件(CCD)技术的应用是光电直读光谱仪的一个技术发展方向，采用CCD将会降低光电直读光谱仪的生产成本及减小仪器体积。其次CCD最大的优点是全谱，可以很方便地增加检测元素的种类。此外，斯派克王彦彪先生认为CCD具有良好稳定性和较长的使用寿命。牛津仪器的诸炜先生表示CCD型光电直读光谱仪可以实现激发样品时自动完成波长校准，不再需要定期进行校准。金义博叶反修先生认为采用CCD技术可实现模块化、易于校准、抗振动。北京纳克副总经理高宏斌、斯派克直读光谱仪产品部门经理王彦彪、岛津PDA专家于晓林　　和传统的光电倍增管(PMT)技术相比，CCD发展较晚，作为新型检测器件，还存在一定的局限性。“首先CCD没法如PMT那样每个通道都做优化。其次，CCD在应用中为了降低暗电流需要降温，这与光学系统需要恒温相矛盾”，岛津公司于晓林先生指出。斯派克王彦彪先生和布鲁克Andreas Kunz先生表示：“CCD目前还无法应用一些高速采样技术，因而在痕量元素分析方面性能不及PMT。”超谱公司李丹戈先生表示：“CCD的信噪比不如PMT，其次如何保证多块CCD的一致性，以及处理多块CCD之间的接收空白区，也是一个问题。”此外，“当前CCD技术已经可以满足中端分析应用水平，但在短波元素分析、低含量元素分析、短期分析精度和长期精度方面和PMT还是有差距”，纳克高宏斌先生介绍道。赛默飞世尔中国区销售经理裴雷、超谱公司(代理OBLF产品)副总经理李丹戈、烟台东方总经理赵珍阳　　虽然目前CCD还有一些不足之处，但是大家认为CCD在光电直读光谱仪中的应用是值得期待的。布鲁克Andreas Kunz先生表示：“PMT到现在已经发展60多年了，是一种经典成熟的技术。而CCD技术正处于飞速的发展变化之中，可以预期CMOS(互补金属氧化物半导体)技术很快会应用于CCD当中，这些技术的不断发展会促使CCD发展到更高的水平。” 盈安科技王德春先生表示：“近些年CCD器件发展已经相当成熟，能够满足一般的分析要求，针对细分市场，各种特殊用途的CCD不断产生。”烟台东方赵珍阳先生则表示：“CCD与PMT结合是目前解决全谱检测并满足微量和痕量分析的最优选择，但同时满足两种类型检测器的采样控制和系统的完美结合目前仍然是该类仪器的制造难点。”　　(2)激发光源：从源头上提高光电直读光谱仪的性能Bruker Elemental GmbH总经理Andreas Kunz、利曼中国(代理布鲁克产品)总经理黄林玉，牛津仪器直读光谱部中国区销售经理诸炜　　目前大多数光电直读光谱仪器都采用了“数字化光源”，超谱公司李丹戈先生介绍说：“这里的‘数字’并不是真正意义上的‘将模拟信号转换为表示同样信息的数字信号’，它只是相对于模拟电路光源激发能量不可控制而言。数字化光源，其触发电压、关断时间都是可控的，因此激发能量稳定，并且呈周期性的变化，因而从源头上提高了光电直读光谱仪的精度。”斯派克王彦彪先生表示：“数字化光源是一个发展趋势，其最大的优势是免维护，另外信号输出的稳定性和之前的模拟光源相比有了很大的提高。”　　对数字化光源的应用，赛默飞世尔裴雷先生认为：“目前光电直读光谱仪中耗时最长、最不稳定的是激发光源，虽然现在采用数字化光源，但并未实现完全可控。已有一些厂商在尝试利用激光光源做激发源，虽然稳定性可控，但要求激光的能量非常高，满足条件的激光器存在着体积大、造价高的问题，需要进一步的研发。”　　(3)光学系统：保证分辨率和灵敏度的同时，实现光学系统设计越来越小型化北分瑞利发射事业部技术经理王彦东、无锡金义博董事长叶反修、盈安科技AES产品销售经理王德春　　北分瑞利王彦东先生和应用工程师张军峰先生谈到，“传统的光谱仪光学系统采用帕型-龙格结构，体积比较大 而且光学系统对环境要求比较严格，粉尘、温度等对其都有影响”。斯派克王彦彪先生和烟台东方赵珍阳先生均表示：“光电直读光谱仪体积减小，环境适应性的增强，将会促进光电直读光谱仪在线控制生产过程，以及进行现场作业。”　　布鲁克Andreas Kunz先生认为：“随着光学技术不断发展，将会实现光学系统设计越来越小型化，但灵敏度和分辨率依然很好。”牛津仪器诸炜先生表示：“光学系统的分辨率首先取决于光栅的分辨率，而光栅的分辨率只是与光栅的刻线总数及光谱级次成正比，所以采用大刻线数的光栅，即使焦距较短，依然能很好的满足光电直读光谱仪分辨率的要求。”　　(4)自动化系统：实现全分析过程的标准化，缩短分析周期　　岛津公司于晓林先生介绍说：“随着钢铁冶金企业管理现代化、装备大型化、生产高速化的不断发展，全自动分析设备逐渐成为冶炼过程品质管理和控制的主要手段。自动化系统在国外发展比较早，一是人工成本高 二是人员管理困难。在我国随着国家钢铁行业的发展，劳动力成本的提升，自动化系统也逐渐被大家接受。这个市场很大而且发展很快，我认为‘十二五’期间将会有飞速的发展。”　　布鲁克Andreas Kunz先生指出：“自动化技术可以实现全分析过程的标准化，确保快速、可靠、稳定的分析结果。此外，光电直读光谱仪使用中面临的一个问题是操作人员流动性比较大，自动化系统化将可以很好地解决这个问题。”赛默飞世尔裴雷先生介绍说：“利用自动化技术，可进行送样、制样以及样品分析时间的优化组合，缩短分析周期。当然，采用自动化系统将会对光电直读光谱仪的可靠性提出更高的要求。”　　牛津仪器的诸炜先生谈到：“我认为真正的自动化必须要在线进行，并能彻底将人工解放出来，这就需要改变样品的激发模式，比如采用移动式探头在线激发的模式。”纳克高宏斌先生认为：“虽然自动化系统已经推出很多年，但由于其投资过大，使用复杂，故障率较高，在国内的应用还不是很多，但该技术值得关注。”　　此外，在采访中，布鲁克Andreas Kunz先生与北分瑞利王彦东先生、张军峰先生均认为利用软件提升光电直读光谱仪的性能也是一个重要的发展方向。尤其是采用CCD作为检测器的仪器和软件有着很大的关系。光电直读光谱仪应用前景　　光电直读光谱仪主要适用于金属中少量及微量金属元素分析，随着现代材料科学的发展，在提高金属材料质量的同时，对分析的要求也相应提高。光电直读光谱仪在应用方面有哪些新的突破，各位产品负责人及专家分别谈了自己的看法。　　由于用户出于对生产成本的考虑，往往希望一台仪器能解决的问题越多越好，为了迎合用户的需求，各个仪器厂商也投入了充分的研发力量，不断开发光电直读光谱仪的‘潜能’。　　为了提高光电直读光谱仪在痕量元素分析方面的性能，斯派克王彦彪先生表示：“多家厂商都推出相应的技术实现了痕量元素的光谱检测，如痕量元素火花分析技术(SAFT)、时间分辨光谱技术(TRS)、单火花时间分解技术(GISS)、脉冲分布测定法(PDA)等。”　　利用光电直读光谱仪进行非金属元素/夹杂物的测定，目前还不是很理想，需要进一步研究。纳克高宏斌先生、斯派克王彦彪先生、烟台东方赵珍阳先生均认为目前光电直读光谱仪测定氮尤其是高含量氮已经比较常规，但测定氧、碳、氢元素还比较困难。赛默飞世尔裴雷先生认为：“要测定C,S,O,N,H等元素，不只对仪器有要求，还要求相关配套的标准样品，检测方法标准也要向前发展。”牛津仪器的诸炜先生也表示：“根据研究显示：利用光电直读光谱仪进行酸溶铝测定的结果与湿法分析结果之间时常出现偏差，所以进行夹杂物的分析还不是很成熟。”　　另外，超谱公司李丹戈先生谈到：“光电直读光谱仪的原理是相对已知的标准试样作对比，得出未知样品的成分，如果没有标准样品，就没法进行相应的样品分析。”岛津公司于晓林先生对此也表示：“目前在一些特殊有色金属行业，比如钛、金等，由于标准样品制备难或消耗成本高等原因，光电直读还未在这些行业得以很好的应用。”　　对于光电直读光谱仪应用潜能的挖掘，纳克高宏斌先生认为：“光电直读光谱仪技术要回归到解决如何测定更快速、更准确，以及操作更简便，这才是光电直读光谱仪的用户核心需求所在，不需要更多花哨的研究。因为其应用的优势在于生产过程控制，失去了准确性或稳定性将毫无价值。”光电直读光谱仪市场发展趋势　　光电直读光谱仪主要应用于金属行业的上下游产业，其市场发展变化也和这些行业的发展密切相关。采访中，各个厂商负责人谈到了国家政策调整、企业生产管理观念的变化对光电直读光谱仪的市场发展的影响，以及未来光电直读光谱仪市场需求可能的一些增长点。　　布鲁克Andreas Kunz先生表示：“全球的光电直读光谱仪市场需求目前略有下降，但一些新兴市场，如中国、巴西、印度等地的光电直读光谱仪市场在不断扩大。另外，移动式光电直读光谱仪现在越来越被市场需求。” 盈安科技王德春先生表示：“光电直读光谱仪作为传统分析仪器，分析技术及应用领域已相对成熟，市场需求量在相当长的一段时间内将维持一个相对平稳的水平。”　　超谱公司李丹戈先生表示：“国家政策形势、行业标准、及一些突发事件等都会对光电直读光谱仪的需求产生影响。”　　对于高端光电直读光谱仪的需求，岛津于晓林先生认为：“‘十二五’期间，国家提高了精制钢的产量比例，这将会对钢中各种元素含量的控制提出更高的要求，从而促进高端光电直读光谱仪的市场需求。”　　光电直读光谱仪的中端市场需求很大，纳克高宏斌先生指出：“目前，还有很大一部分中小企业认为花钱买光电直读光谱仪不划算，但这部分市场迟早是要开发的。” 赛默飞世尔裴雷先生表示：“目前民营企业逐渐认识到利用光电直读光谱仪进行质量控制的重要性。”烟台东方赵珍阳先生谈到：“中小企业对于仪器的需求弹性非常大，价格降低一点就会有很多厂商选择购买光电直读光谱仪。”　　对于光电直读光谱仪新的应用增长领域，斯派克王彦彪先生表示：“近年来发展比较快的一个行业是汽车行业。另外还有检测机构对光电直读光谱仪的需求也在提升，各地质检所、质检机构以及第三方检测机构对此也有需求。”诸炜先生谈到：“未来牛津仪器会更加关注来料检测市场及高纯金属分析等领域。”　　采访编辑：秦丽娟　　附录1：光电直读光谱仪最新产品集锦　　在采访中，我们了解到在2010-2011年多家仪器厂商推出了光电直读光谱仪新产品，或有新的仪器引入中国市场。仪器信息网编辑对这些仪器进行了搜集整理，供网友参考。　　岛津PDA-8000光电发射光谱分析装置：主要用于超低碳、氮、磷、硫、硼等元素的分析。采用焦距为1000mm的光栅，重新设计数字化的激发光源，激发光源及测光系统采用简便牢固的全密封系统。　　OBLF VeOS型光电直读光谱仪：使用自己设计、专业厂商生产的CCD，波长范围在130-800nm，焦距可达500mm。　　布鲁克：最新的Q4移动式光谱仪，以及和X射线荧光光谱仪相配合的全自动Q8 MAGELLAN高端立式真空型直读光谱仪。　　斯派克SPECTROLAB系列光电直读光谱仪新产品：双光学室，同时结合PMT及CCD检测器，两个光学系统的焦距都达到750mm。　　烟台东方DF-300光电直读光谱仪：采用等离子体光源，国内首次采用CCD和PMT放在同一光室，统一罗兰圆构架，实现了CCD和PMT对同源数据的采集。　　纳克1000型火花直读光谱仪：延长了PMT的使用寿命、减少了氩气的消耗量，可供用户选择的单火花数据采集技术以及炉料自动配比软件。　　牛津新型台式全谱直读光谱仪Foundry-Master Xpert：波长范围130-800nm，检测范围基本涵盖了所有金属元素，并包括钢中的氮。　　盈安科技M5000直读光谱仪：国内首创CCD全谱接收技术，双光室设计，波长范围140-680nm。　　附录2：光电直读光谱仪专场　　http://www.instrument.com.cn/zc/oes.asp

南方科技大学杨烽团队与郑智平讲席教授/张新瑜团队展开合作，利用环境球差透射电子显微镜（ETEM）耦合原位谱学的方法，在高温反应环境中，从原子层次上揭示了过渡金属单原子和多孔碳载体的起源和动态演化过程，阐明了液态金属作为重要中间物种，在形成单原子催化剂和刻蚀多孔碳结构中起到的关键作用。从原子尺度研究催化剂在反应环境中的表/界面结构及其动态演变对合理设计催化剂和揭示反应机理具有重要意义。在金属催化剂合成过程中原位揭示金属物种的演化过程、认识金属在载体表面的行为是催化剂结构精确控制的关键。高温热解是一种常用来制备金属单原子催化剂的方法。然而，在高温(500-1000 ℃)以及含碳环境中，相比于贵金属（Pt、Rh、Ag等），非贵金属过渡金属（Fe、Co、Ni）纳米颗粒表现出更加复杂的动态行为，如：熔融、碳扩散、团聚、结构演化等，从而对理解和揭示这一类单原子催化剂制备过程中的结构控制机理带来挑战。另一方面，在高温(500-1000 ℃)过程中原子层次的原位表征也存在较大困难。原位环境球差透射电子显微镜（ETEM）可以从原子尺度研究工况条件下催化剂的结构和演化等过程，尤其是适合于组成、结构不均一体系的局域表征；耦合原位电子能量损失谱（EELS），还可以提供物种价态变化等信息；此外，具有原子分辨的原位球差暗场电镜也非常适合于热场环境中金属单原子的研究。作者利用原位ETEM，在200-1000℃追踪了金属有机框架化合物前驱体（Co/Zn-ZIF）热解产生Co单原子的过程。研究发现热解过程中Co金属物种表现为团聚、分散、再团聚、升华的动态过程（图1）。耦合原位EELS监测了该过程中元素的化学演变（图2），发现升温至500℃时金属Zn已经升华消失；框架中的C逐渐转化为石墨化碳；在700 ℃，碳载体中原子级均匀分散的Co与C相互作用，形成类似Co 2 C的配位结构。而这种Co-C相互作用相对较弱，在更高温度850℃重新团聚成金属Co纳米颗粒（图3）。ETEM研究表明在850℃金属Co纳米颗粒熔化，并在载体中流动、扩散，刻蚀出多孔/缺陷碳结构，同时与碳载体发生反应生成碳化物（CoC x ）（如下式）；Co (l) + C (ZIF) → CoC x + C 1−x (defect∕porous structure)在这一液态金属扩散过程中，伴随着金属Co原子被刻蚀后的C-N缺陷位点锚定，形成单原子结构（图3）。原位HAADF-STEM和非原位XAFS表征进一步证实了上述过程，研究发现单原子Co在多孔CN x 载体上具有良好的稳定性，而剩余的CoC x 颗粒在高温1000 ℃逐渐升华（图4）。这类单原子Co催化剂在乙基苯选择性氧化模型反应中展示出优异的催化性能和稳定循环性。该工作近期在线发表在 Advanced Science ，并被选入Hot Topic: Carbon, Graphite, and Graphene。论文第一作者是南方科技大学研究助理张璐瑶，共同第一作者是博士研究生李岩岩、博士后张蕾；通讯作者是南方科技大学的郑智平讲席教授、杨烽助理教授、张新瑜研究助理教授。原位电镜数据在南方科技大学皮米中心收集，XAFS数据在北京同步辐射光源收集。该工作得到了国家自然科学基金、北京分子科学国家研究中心、科技部重点研发计划、广东省和深圳市项目的资助。图1. 原位ETEM表征Co/Zn-ZIF在200-1000 ℃的热解过程和金属物种行为。图2. 室温-1000 ℃原位EELS表征前驱体热解形成金属单原子过程中的化学变化图3. 原位ETEM表征熔融Co纳米颗粒扩散和刻蚀碳载体形成多孔结构，单原子锚定示意图图4. 1000 ℃原位HAADF-STEM表征金属团簇升华与单原子的稳定性。WILEY论文信息：Direct Visualization of the Evolution of a Single-Atomic Cobalt Catalyst from Melting Nanoparticles with Carbon DissolutionLuyao Zhang#, Yanyan Li#, Lei Zhang#, Kun Wang, Yingbo Li, Lei Wang, Xinyu Zhang*, Feng Yang*, Zhiping Zheng*Advanced Science

日前在中南林业科技大学流变力学研究所实验室设备采购招标中，高级动态热力学谱仪EPLEXOR 500N（DMTS/DMTA/DMA）以绝对明显的优势中标，这也标志着国内高校及科研院所也具备了水平最高和配置最全的DMA。 由于材料的动态力学性能测试对于力值大小和应变范围的要求最高，因此这两个指标决定了仪器的性能好坏,德国GABO公司制造生产的高级动态热力学谱仪DMTS,由于采用了独有的双驱动器代替了先前的一个单一驱动器(动态和静态不分,互相影响,测试数据不准确),是目前市场上测试范围最宽的高级动态力学分析仪DMA,并且最高温度可以达到1500C,因而是目前全世界高级用户首选的一直在塑料、橡胶、轮胎、复合材料以及航空航天材料领域享有盛名,除了包括DMA/DMTA的功能,并具有更多的独到功能. 在最近的10多年来,在中国用户还停留在以前是用受到局限的小力值DMA的水平上的时候，众多的国际一流大学的实验室和著名跨国大公司的研发中心都相继购置了多台高级动态热力学谱仪EPLEXOR。其众多用户如,GE,拜耳,巴斯夫,德固赛,道化学,汉高,杜邦等等. 并且由于其性能的卓越性,近年来已经成为F1赛车专用轮胎唯一的动态力学测试分析检测仪器.因而如普里斯通、米其林、固特异、韩泰、大陆、倍耐力、锦湖等等. 近年来,在中国也有多家橡胶轮胎用户佳通,玲珑,青岛科技大学配置了该仪器. 近三年来,已有二十多年DMA销售和服务经验的瑞特恩科技公司作为其中国总代理,为佳通,玲珑,青岛科技大学,拜耳,杜邦等十多个用户配置了该仪器,并且提供了良好的售后服务.

今天在韩国锦湖轮胎第三台DMTS在其亚洲最大的新建研发机构锦湖轮胎中国研发中心安装调试完毕! 在最近的10多年来,所有的国际一流橡胶轮胎生产公司(前20名)的研发中心都购置了多台DMTS,如普里斯通、米其林、固特异、韩泰、大陆、倍耐力、锦湖等等,并且由于其性能的卓越性,近年来已经成为F1赛车专用轮胎唯一的动态力学测试分析检测仪器. 近年来,在中国也有多家橡胶轮胎用户佳通,玲珑,青岛科技大学配置了该仪器. 由于材料的动态力学性能测试对于力值大小和应变范围的要求最高，因此这两个指标决定了仪器的性能好坏,德国GABO公司制造生产的高级动态热力学谱仪DMTS,由于采用了独有的双驱动器代替了先前的一个单一驱动器(动态和静态不分,互相影响,测试数据不准确),是目前市场上测试范围最宽的高级动态力学分析仪DMA,并且最高温度可以达到1500C,因而是目前全世界高级用户首选的一直在塑料、橡胶、轮胎、复合材料以及航空航天材料领域享有盛名,除了包括DMA/DMTA的功能,并具有更多的独到功能.其众多用户如,GE,拜耳,巴斯夫,德固赛,道化学,汉高,杜邦等等.在大力值和大应变的DMA的领域, 近三年来,已有二十多年DMA销售和服务经验的瑞特恩科技公司作为其中国总代理,为佳通,玲珑,青岛科技大学,拜耳,杜邦等十多个用户配置了该仪器,并且提供了良好的售后服务.

主讲人：Vincent Hsieh, Ph.D. （美国Wyatt公司，Senior scientist） 时间：2012/02/15（星期三） 下午14:00地址：中国科学院微生物研究所A203室 主要内容：Introduction to light scattering (LS): Dynamic LS A brief history of LS and Wyatt Technology Corp. Basic DLS theory 简要介绍动态光散射技术原理DLS: NanoStar & PlateReader 动态光散射介绍 （包括高通量动态光散射介绍）及其在蛋白上的应用MUBIU&zeta & DLS 大分子迁移率与DLS技术在生物大分子中的应用Conclusions & Questions 联系人：Wyatt北京代表处 兰先生 010-82292806

滨松借助独特的探测器技术、F/2.2大口径光学系统、极低杂散光设计，成功开发了一种新型光谱仪——滨松0PAL-Luxe 光谱仪。在 200 nm 至 900 nm 的光谱范围内达到2,500,000:1 的极高动态范围，比常规科研级光谱仪高2~3个数量级，满足强弱光谱信号同时测试的需求。产品特点2,500,000:1 动态范围F/2.2 相对口径200nm -900nm覆盖0.9nm光谱分辨率±0.1nm光谱准确度应用激光测试等离子体光谱薄膜测量吸光度测量颜色测量光化学拉曼光谱测试示例图1:激光测试图2：全息滤光片OD值的测量(532nm) 图3：薄膜厚度测量 图4：氮化镓的光致发光测量

从解剖学角度来看，大脑可以被细分为多个特定区域，包括新皮层（neocortex）。大脑皮层是高级认知的中枢，是人类进化过程中大脑中扩张和多样化最多的区域。早期的大脑分区和皮层分区是由形态发生梯度（morphogenetic gradient）引导建立的【1-2】，但随着发育进程的展开，这些早期模式如何产生更加精细更加离散的空间差异目前还不是很清楚【3】。大脑皮层的发育过程已被研究了一个多世纪，历史上科学家通过每次只观察一种细胞类型，研究少量的基因，随后逐步拼接整个发育事件来进行探索。但我们必须意识到，大脑在同一时间并不是只产生一种细胞类型，而是数百种细胞类型一起发生发展，就像交响乐一样美妙且复杂。随着单细胞和空间转录组学的出现和发展，结合大数据分析，我们已经能够去探究神经发育这支交响乐中所隐藏的规律。2021年10月6日，来自美国加州大学的Arnold R. Kriegstein团队在Nature杂志上在线发表了题为An atlas of cortical arealization identifies dynamic molecular signatures的研究论文。该研究利用单细胞测序研究了神经发育和早期胶质生成阶段10个主要的脑区和6个新皮层区域，揭示了不同皮层区域不同细胞纵向发育的分子图谱。绘制人类大脑发育图谱 为了描绘大脑发育过程中不同脑区及皮质区域的细胞多样性，作者收集了妊娠中期（怀孕3-6个月，神经发育高峰期）的大脑组织，随后进行为分割（大脑细分后的区域称为“regions”，皮层细分后的区域称为“areas”）和单细胞转录测序（图1）。作者从13个个体中拿到了10个脑区（主要是前脑、中脑和后脑）样本及6个新皮层区域样本（prefrontal cortex（PFC）, motor, somatosensory, parietal, temporal 和primary visual（V1）皮层），最终获得了698,820个高质量的单细胞数据。通过UMPA（uniform manifold approximation and projection，新的降维技术，用于数据可视化和探索）分析，作者发现了预期的细胞类群（包括excitatory neurons，intermediate progenitor cells（IPCs），radial glia等）。数据表明，在整个大脑中，细胞类型是产生区域分化隔离的主要因素。区域特定基因分析显示，一些区域特异性基因存在于同一区域中的多个细胞类型中，说明某些区域性表达基因特征在细胞类型中具有高度渗透性。图1. 测序样本收集示意图新皮质中的细胞类型 已有研究表明新皮质包括几十个专门从事认知过程的功能区【4】。V1和PFC中的神经元在出生后就完全不同【5】，而其他的细胞类型并没有展示出明显的区域特异性差异。为了进一步扩展已有的研究，作者对来自于特定皮层区域的单细胞进行测序分析，获得了387,141个高质量的单细胞数据。通过分析，作者发现了预期的细胞类型，包括Cajal-Retzius neurons, dividing cells, excitatory neurons等。随后，按细胞类型进行分层聚类得到了138个新皮质细胞群，其中104个细胞群是由来自多个皮层区域的细胞组成的。动态区域性基因特征 为了探究新皮质发育过程中的细胞区域性差异，作者在皮质不同区域的兴奋性谱系中（radial glial (RG), IPCs和excitatory neurons）寻找每个细胞类型中的差异表达基因，同时通过检测已知的区域特异性基因的表达来评估皮质区域划分的可靠性。作者构建了星座图来探索不同皮质区域细胞类型之间的关系：RG节点主要在同细胞类型之间相互连接；IPC与兴奋神经元之间存在相互连接；PFC 和 V1 细胞类型节点之间没有连接，说明这两个基因表达模式之间相互排斥。在每一组区域标记基因中，作者鉴定了编码转录因子的基因，这些转录因子在特定区域的细胞中大量富集。其中包括一些在区域化过程中功能已知的转录因子，例如NR2F1和BCL11A，这两个基因都与神经发育疾病相关【6】。作者还发现一些与皮层区域化不相关的转录因子：在V1中，包括NF1A, NF1B和NF1X，它们是大脑发育的重要调节因子，与大头症和认知障碍有关【7】；ZBTB18, 大脑扩张驱动因子，与神经元分化和皮层迁移有关；在PFC中，包括HMGB2和HMGB3，它们在发育的不同阶段在神经干细胞中差异性表达，是神经分化的关键性调节因子，但它们在皮层区域化的过程中的功能未被研究和报道。原位杂交验证候选标志物 上述单细胞数据揭示了人类大脑发育过程中皮层的6个不同区域内细胞类型的多样性和转录谱。接下来，作者选择了兴奋神经元簇的候选标记基因进行验证，采用单分子荧光原位杂交（single-molecule fluorescent in situ hybridization, (smFISH)）量化了20个样本中（来自4个皮质区域）31个RNA转录本的表达情况（图2）。与之前的报道一致，神经基因SATB2和BCL11B呈现区域动态性表达：他们在frontal区域共表达，但在occipital区域相互排斥。通过分析所有的区域，作者找到了新的亚细胞群标志物候选基因：NEFL, SERPINI1和NR4A1。这三个基因在PFC, somatosensory, temporal和V1皮层细胞中的表达量基本相等，但是它们相对的空间位置发生巨大改变：NEFL, SERPINI1和NR4A1在PFC中共表达，但在其他区域中相互排斥；在somatosensory皮层中，这些标记基因主要表达在上层分子层中。图2. 自动化空间RNA转录检测流程综上所述，该研究对新皮质区域不同细胞类型的基因表达特征提供了细致的理解。作者发现：(1) 在主要的大脑结构中，区域特征在不同的细胞类型中非常普遍；(2) 新皮质中的区域特征非常特殊，受限于单个细胞类型；(3) 除了细胞类型特征外，细胞的发育阶段（即妊娠周）是基因表达特征组合的有力决定因素。这些发现表明，区域特异性基因表达特征的动态变化速度非常快，而且是细胞类型特异性的（图3），这与之前的理论似乎不太一致，在以前认知中，基因表达模式通常被认为是一旦建立就会持续存在。通过绘制大脑发育过程中的基因表达图谱，研究人员对大脑皮层是如何形成有了更好的理解，有助于探索大脑皮层是如何在神经发育疾病中受到影响的。图3. 发育过程中皮层区域化模式图原文链接:https://doi.org/10.1038/s41586-021-03910-8

1、项目编号：CLF0122SZ04ZC42B项目名称：便携式动态相移干涉仪采购项目预算金额：280.0028000 万元（人民币）最高限价（如有）：280.0000000 万元（人民币）采购需求：/合同履行期限：合同签订并收到预付款后180日内（自然日）交付合同条款约定的货物或服务。本项目( 不接受 )联合体投标。2、项目编号：CLF0122SZ07QY30项目名称：光谱分析仪采购项目预算金额：50.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：50.0000000 万元（人民币）采购需求：/合同履行期限：合同签订后120个自然日内交付符合合同条款货物或服务。本项目( 不接受 )联合体投标。

产品描述：DC4210-N 动态校准仪是华电智控根据现有气体在线监测行业的需求自主研发的一款高精度气体校准仪，设备通过质量流量计控制输出不同比例的流量，实现配置不同的气体浓度，主要应用于VOCs在线监测设备、环境空气监测设备的标定与气体质量控制。产品特点：? 高精度进口质量流量计控制配比，可靠性高，重复性好，零漂小；? 7寸触摸屏显示，菜单式结构，操作简单方便；? 稀释范围广，可实现1:1000的样气稀释比例；? 支持多种气体同时稀释，响应速度快，满足现场标定需要；? 全过程软件自动控制，实时监控气体流量和气体浓度值；? 具有自动清洗功能，根据程序设定自动执行管路清洗；? 具有开机自检功能，设备异常时发出报警提示；? 所有气路采用惰性化材料，维护量少，维护费用低。技术参数：? 环境温度：5℃~50℃? 精度保证温度：15~35℃? 相对湿度：＜85%RH? 电源：AC220V±22V,50Hz? 外形尺寸：标准4U结构? 重量：6Kg? 响应时间：10s? 稀释比例：1:1000(可扩展)? 精度：±1.0%S.P.( ≥30%F.S.)? ±0.3% F.S. ( 30%F.S.)? 线性精度：±0.5% F.S. ? 重复性：±0.2% F.S. 创新点：U相结构设计，体积小，重量轻进口质量流量计，精度高，控制稳定可进行多气体稀释可与CEMS设备VOC设备同步联用，实现在线稀释、连续标定动态校准仪动态稀释仪标定稀释仪

项目编号：SDJDHF20220606-Z371项目名称：山东大学多谱线高速实时四维动态成像系统采购项目预算金额：320.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：320.0000000 万元（人民币）采购需求：标包货物名称数量简要技术要求1多谱线高速实时四维动态成像系统 1套详见公告附件合同履行期限：详见招标文件要求。本项目( 不接受 )联合体投标。山东大学多谱线高速实时四维动态成像系统采购项目公开招标公告.pdf

成果名称适用于单细胞内单分子动态观测的层状光超高分辨率扫描荧光显微系统的研究单位名称北京大学联系人马靖联系邮箱mj@labpku.com成果成熟度□研发阶段 &radic 原理样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产成果简介：超分辨技术是利用随机光学重构等方法，突破光学衍射极限的一种新型显微技术，它使得我们有机会在单分子水平上观察亚细胞结构。但是传统意义的超分辨技术是基于全内反射照明的，这就使得我们可观测的样品厚度远小于细胞厚度，从而无法对细胞深处，如细胞核内的分子进行实时观测。层状光扫描技术是利用高斯光束的性质，通过光线的单方向汇聚产生亚微米级的层状光，从而可以对组织样品进行3D扫描。层状光荧光扫描显微系统有着成像速度快，光致漂白与光毒性效应小等优势，非常适合于组织及真核细胞的观测，但它的分辨率会受到衍射极限的限制。生命科学学院孙育杰课题组将这两种技术进行了优势互补，发展了新型集成芯片技术，研发出了一种适用于单细胞内单分子动态观测的新型显微系统。在基金的资助下，通过相关设备的购置和材料的加工，有力地推动了项目组相关工作的开展，其主要工作包括：（1）层状光-荧光扫描系统的实现；（2）适用于单细胞层状光成像的新型细胞芯片技术的研究；（3）单分子超高分辨率荧光技术的实现；（4）超高分辨率一层状光荧光扫描复合光路的实现。通过以上工作的开展，单分子超高分辨率荧光显微系统的样机搭建已经完成，顺利通过了第四期项目的验收。这项工作获得了国家自然科学基金委重大项目的后续支持，项目名称为&ldquo 细胞中活性分子实时动态变化与相互作用的荧光探针研究&rdquo 。应用前景：该研究成果在细胞生物学，特别是干细胞定向分化、胚胎早期发育、胞内运输等生物过程的研究领域中有着重要的应用前景。

内外兼修，研究更透TESCAN又一重大突破，实现Spectral CT 分析成分技术，为显微 CT 成像引入新维度。Micro-CT用户现在“鱼与熊掌”可皆得：既能实现整个样品的无损原位成像，又能研究材料从内到外的成分信息，这只需一台TESCAN micro CT。1突破传统Breakthrough”2022年 6 月1日，捷克布尔诺——TESCAN ORSAY HOLDING a.s. 宣布首次用于显微CT 系统的新技术-Spectral CT 分析功能。它可在 TESCAN 先进的结构成像能力基础上，提供样品内部任何位置的化学信息。借助Spectral CT, 材料科学家们还可以看到材料成分和纯度的最细微变化，并且可以区分低对比度材料（例如聚合物），而仅使用传统 micro-CT 是无法做到这一点的。2看透结构识别成分Research value”TESCAN产品营销经理 Wesley De Boever 博士说：“Spectral CT 是 TESCAN 独特的尖端技术，极大地扩展了我们的显微CT 产品线的功能。“Micro-CT 提供了出色的结构信息，现在，使用 Spectral CT，客户还可以了解他们的样品中的成分，识别和区分化合物，并了解它们的浓度和密度。用传统的基于吸收的显微 CT 不可能完全识别出化学成分。”3不是一般的分析光谱Mechanism”Spectral CT的独特之处在于它不仅可以测量样本吸收了多少 X 射线，还可以计算单个 X 射线光子。通过将这些光子，根据它们在不同 bin 中的能量进行划分，可以分析光谱，从而精确计算样品的衰减系数。这使得用户可以计算密度，并查看使用传统显微 CT 看不到的不同材料之间的对比。用户还可以根据 k-edge成像识别未知矿物，从传统 CT 扫描中去除伪影，或计算样品中不同物质的浓度。4更多详情More Info”SpectralCT 是 TESCAN 的 UniTOM XL和CoreTOM的一个附件，UniTOM XL它是一种多功能的多尺度显微 CT系统，用于对各种样品进行高通量实验，而 CoreTOM 则用于地球科学中的多尺度显微 CT 研究。现有的 TESCAN UniTOM XL 或 CoreTOM 仪器也可以升级到Spectral CT，而不会影响系统的任何功能。它是一个完整的硬件/软件解决方案，集成到 micro-CT 系统中，非常易于使用，只需单击一下即可在micro CT和Spectral CT之间切换。完整的软件套件具有光谱数据的采集、重建和分析功能。 更多应用详情，请进入CT官网查看。【其它案例】搜索b站视频：TESCAN中国有关TESCAN Micro-CT前沿技术和部分应用已被“科技界4大杂志巨头”之一Wiley收录： 延伸阅读概览原位动态四维成像应用案例：天然砂岩的空隙尺度排水行为研究和石灰岩矿化过程研究前沿应用丨TESCAN Micro-CT 应用于风机叶片的结构缺陷研究前沿技术 | 当时间分辨率遇上空间分辨率 （上）3D打印 | 显微CT揭示：您的原位力学曲线精确吗？最高时间分辨X-CT惊艳亮相-真4D原位动态技术有关TESCAN

2020年12月16日，世界制药原料与机械中国展览会，在上海新国际博览中心如期举行。在本次展会上，丹东百特仪器有限公司携最新技术，为业内各界人士带来了一系列聚焦生物制药行业的解决方案，重点展示了百特激光粒度分析仪（干湿法、纳米粒度、在线测试），颗粒图像分析仪（静态分析、干湿法动态分析），粉体特性分析仪（粉体流动性、振实密度）等产品。近年来，我国制药研发与生产行业发展迅速，日益与国际接轨。国家对制药生产和实验室的监管和要求也越来越高，中国医药行业已然进入发展的黄金期。为了新药典要求，丹东百特聚焦行业新动态，不断深耕、探索和创新发展，在此次盛会中向业内各界人士展示了最新研发的BT-90+纳米粒度分析仪，Bettersize2600干湿两用激光粒度分析仪，BT-1600颗粒图像分析仪以及BT-1001智能粉体特性分析仪，就是采用新技术，为制药行业提供新的颗粒表征方案，紧跟行业发展步伐。展会如火如荼进行期间，丹东百特展台参观者始终不断，咨询百特新产品、新技术，百特技术总监李雪冰博士与销售总监丛丽华女士以及百特的参展团队在现场给予参观者详细的技术解答和产品演示，向他们提供最贴切需求的解决方案，解决了客户疑虑同时，进一步加强了百特与业内各界人士的交流与合作。今年，是丹东百特的第25周年。自1995年成立以来，丹东百特始终以用户为中心，不断进行技术创新与迭代，不断提高产品质量，不断进行应用研究，以专业可靠的服务，为生物制药、电池材料、粉末涂料、农药、食品、水泥、陶瓷、磨料等行业提供粒度粒形技术支持与服务。目前，百特用户已经遍及全国34个省市区，还出口到90多个国家，产品以优良的性能、过硬的质量和周到的服务受到广大百特用户的青睐。 未来，丹东百特将继续秉承以客户为中心的理念，持续创新技术，以深厚的技术积淀、科研实力，不断进行技术创新突破，并将革新的技术应用到仪器中，力求为全球客户提供准确、便捷和耐用的仪器！