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高效谱百分比计

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高效谱百分比计相关的资讯

  • 艾德姆发布艾德姆Solis百分之一精密天平新品
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  • 桶装水应如何让国人百分百放心
    水是生活必备品,对于水的质量监管重中之重。目前,我国瓶装和桶装饮用水质量如何?国家食品药品监督管理总局29日公布了新的抽检结果,不合格率为23.83%。  本次专项抽检共抽检样品1863批次,样品涉及全国31个省(区、市)1197家生产企业,抽检项目包括菌落总数、致病菌、铅、镉、亚硝酸盐、溴酸盐等36项;共检出不合格样品444批次,抽检不合格率23.83%,涉及22项不合格项目,主要不合格项目为菌落总数、大肠菌群、酵母菌、霉菌等微生物指标和溴酸盐超标,微生物指标不合格样品大多是大桶水。 东南科仪小编看到,在总局公布的抽检不合格名单中,乐百氏等品牌名列其中,不合格项目被标明为“菌落总数”方面。 在桶装水的菌落总数检测中,我们从微生物检验国家标准可以了解到,实验过程中,高压灭菌器是一个必备仪器,然而选择安全性高、性能好的高压灭菌器非常重要。目前市面上质量口碑最好的是日本ALP高压灭菌器。 桶装水应如何让国人百分百放心呢?对于桶装水微生物超标情况,须加大桶装水质量检查力度,严格管理生产流程、加强包装容器和设备设施的清洗消毒;按要求存放桶装水,避免产品露天堆放或在阳光下暴晒;严格控制桶装水包装盖密封性,避免在运输、流通环节中可能导致的微生物污染等。 更多了解高压灭菌器的应用,请登录东南科仪www.sinoinstrument.com
  • 海能技术获40家机构调研:布局色谱领域成效凸显 系列产品收入飙升近90%毛利增加13.46百分点
    4月4日消息,海能技术(430476)近日接待开源证券、中信证券等40家机构网络调研。近年,公司重点布局色谱领域成效显著,色谱光谱系列产品销售收入同比增长近90%,毛利率增加13.46个百分点,成为业绩新增长点。海能技术表示,公司未来将持续加码色谱领域高效液相色谱仪、气相色谱-离子迁移谱联用仪等产品研发和市场投入,助推产品收入持续攀升。资料显示,海能技术是一家专业从事科学仪器及分析方法的研发、生产及销售的高新技术企业,为广大科研工作者和质量控制从业人员提供生产工具和分析检测方法。目前,公司已拥有有机元素分析和样品前处理两大成熟系列产品。近年来,海能技术持续拓宽业务增长空间和产品领域,产品向系统复杂、技术含量更高、应用范围广、市场空间大的色谱领域拓展,重点布局高效液相色谱仪、气相色谱-离子迁移谱联用仪两大产品,打开新业务增长空间,成为业绩增长主要动力。2022年,公司色谱光谱系列产品销售收入6339.76万元,同比增长89.23%;毛利率63.86%,同比增加增加13.46个百分点。此次调研中,海能技术称,公司去年色谱光谱系列产品收入大幅攀升,主要原因是2022年度合并海能吉富及其控制的子公司,以及前期重点布局的气相色谱-离子迁移谱联用仪与高效液相色谱仪为代表的色谱光谱系列产品收入大幅增长所致。未来,公司将重点加大高效液相色谱仪、气相色谱-离子迁移谱联用仪等产品研发和市场投入力度,进而推动产品收入持续增长。据了解,海能技术于2021年末完成对联营企业海能吉富75%的认缴出资额的收购,主要是为有效提升GC-IMS(气相色谱-离子迁移谱联用)相关产品及技术研发和运营服务,进一步优化产业布局,丰富产品线,发挥各产业板块协同效应。值得注意的是,在购买日前海能技术已直接持有海能吉富25%的出资份额及直接持有海能吉富下属公司G.A.S.30.01%股权,按照公允价值重新计量产生利得1359.72万元。资料显示,海能吉富主要从事对外投资业务,子公司G.A.S主要从事气相色谱-离子迁移谱联用仪的研发、生产及销售。除此之外,海能技术在调研期间还详细介绍了投资天津海胜能光科技有限责任公司、控股济南海森分析仪器有限公司、增资白小白未来科技(北京)有限公司、投资上海安杰智创科技股份有限公司的背景及目的,以及在上海新设全资子公司的目的和规划等方面问题。
  • 中央财政提高设备更新贷款贴息比例至1.5个百分点
    前期,财政部、国家发展改革委、中国人民银行、金融监管总局联合印发《关于实施设备更新贷款财政贴息政策的通知》(财金〔2024〕54号,简称《通知》),中央财政对符合再贷款报销条件的银行贷款给予一定贴息支持,支持经营主体进行设备更新和技术改造。近日,国家发展改革委、财政部联合发布《关于加力支持大规模设备更新和消费品以旧换新的若干措施》,明确对符合《通知》条件经营主体的银行贷款本金,中央财政贴息从每年1个百分点提高到每年1.5个百分点,贴息期限2年,贴息总规模200亿元,加力引导金融机构支持经营主体进行设备更新和技术改造,促进形成有效投资和消费。
  • 近红外控制的两个百分点就是好几百万的收益——访晨光生物科技集团股份有限公司质量主管石文杰
    2012-2021,由仪器信息网主办的光谱网络会议(iCS)走过了十年的历程。在过去的十年间,iCS 见证了光谱技术的发展与进步:拉曼、近红外、激光诱导击穿光谱、太赫兹、高光谱、超快光谱、光谱成像......这十年间,光谱仪器及技术突飞猛进,不仅给科研注入了新的活力,更是给企业带来了客观的经济效益。  为了更深入的了解光谱技术在生产生活中所起到的作用,并倾听用户的声音,仪器信息网特别策划《光谱十年》系列采访活动。本期我们特别采访到了晨光生物科技集团股份有限公司质量主管石文杰,听一听他们使用光谱仪器的感受!  晨光生物科技集团股份有限公司是以农产品为原料进行天然植物有效组分提取的高新技术企业,主要研制和生产四大系列共80多种产品,包括天然色素、天然香辛料肯精油、天然营养及药用提取物、油脂和蛋白等,从原料筛选鉴别开始,到收购现场质量控制、生产过程质量控制、收率核算、调配控制等都与光谱仪器有着密不可分的关系。  据石文杰介绍,他们最早使用分光光度计,后陆续用到ICP、原子荧光、原子吸收,最近开始用红外和近红外光谱技术,同时也开始了解调研拉曼光谱技术。石文杰在报告中曾指出,在过程质量控制环节,小型化、微型化近红外光谱仪更具有性价比,甚至将来探针式、传感器式光谱设备将有更大的应用空间。据悉,目前,晨光生物拥有21台近红外光谱仪,其中在线12台、离线8台、手持3台,并建立了包括辣椒、叶黄素、甜菊糖、葡萄籽等十多个品种共计55个相关模型。  对于光谱仪器在生产研发以及质控方面的价值体现,石文杰说,“由于近红外光谱仪检测速度非常快,给质量保证提供了很大的的优势,给我们企业也带来了很大的效益。”采访中,石文杰还以晨光生物为例给大家算了一笔账:“之前我们的产品质量波动非常大,为了让客户满意,只能把含量调整上去,比如为了避免出现不合格的情况,蛋白含量高于50%的产品需要把含量调整到53%客户才会满意。而有了近红外光谱技术之后我们的产品质控就非常稳定了,同样要求50%的蛋白我们可以控制在50±0.5%,这前后相比就差了两个百分点,一年几亿的产品销售百分之几就是好几百万!”  从企业用户的角度出发,石文杰还谈到了其对光谱仪器未来发展的期待,据其介绍,晨光生物目前特别注重数字化、智能化的发展,对先进仪器技术的需求也非常明显。不过,由于植物提取过程钟质量控制需要的监控点多,仪器的成本也在一定程度上制约了在线应用的进度。石文杰表示,希望未来可以降低仪器的使用成本,并且希望仪器企业能从容易应用的角度出发为客户提供定制化的服务。
  • 2021年第二季度农产品抽检总体合格率为97.8% 比去年同期上升0.7个百分点
    日前,农业农村部发布2021年第二季度国家农产品质量安全例行监测(风险监测)结果,监测数据显示,今年第二季度抽检蔬菜、水果、茶叶、畜禽产品和水产品等5大类产品92个品种130项参数7596个样品,总体合格率为97.8%,同比上升0.7个百分点。  据介绍,农业农村部组织开展第二季度国家农产品质量安全例行监测工作,共监测了31个省份的109个大中城市的735个菜果茶生产基地、460辆蔬菜和水果运输车、245个屠宰场、166个养殖场、623辆(个)水产品运输车或暂养池、727个农产品批发(农贸)市场。监测结果显示,蔬菜、水果、茶叶、畜禽产品和水产品合格率分别为97.6%、95.4%、98%、99%和96.7%。  从监测品种看,抽检的蔬菜中,水生蔬菜全部合格,瓜类、甘蓝类、白菜类、根菜类和食用菌合格率分别为99.8%、99.7%、99.4%、98.9%和98.4%。抽检的畜禽产品中,猪肉、猪肝、牛肉、羊肉、禽肉和禽蛋的抽检合格率分别为99.5%、99.6%、98.5%、99.3%、98.7%和98.4%。抽检的大宗养殖水产品中,鳙鱼、鲢鱼、对虾、大菱鲆、鳜鱼和罗非鱼等6个品种全部合格。在监测的品种中,大葱、山药、鳊鱼、鲶鱼等合格率不够高。  农业农村部已及时将监测结果通报各地。针对发现的问题,要求地方农业农村部门开展风险隐患排查,查处问题产品,防范问题隐患。组织开展监督抽查,在重点区域和重点环节查处并公布一批农产品质量安全违法案件,严厉打击农产品质量安全领域的违法违规行为,确保农产品质量安全。
  • 恒天然:个别批次奶粉检出双氰胺含量不到欧盟标准的百分之一
    中国经济网北京1月27日讯 最近几天,关于新西兰少量奶粉检测出微量双氰胺的消息被媒体广泛报道,部分消费者也感觉无所适从,不知道应该如何选择奶粉。  记者就消费者关心的相关问题查阅了众多资料和报道,并对相关乳企进行了问询。中国食品安全经历过几次大的事件,民众和媒体对本次新西兰奶粉少量批次检测到微量双氰胺一事表示关注和担忧是可以理解的,记者认为正确理性看待新西兰乳品乃至国内品牌奶粉对消费者和公众来说,似乎更加有益。  针对媒体有关报道,新西兰官员有话说  最近媒体报道关于新西兰奶粉事件的标题结论新西兰政府有不同的声音:媒体称含有极微量双氰胺的个别新西兰奶粉批次是毒奶粉,而新西兰官员称有科学依据证明无毒无害。  部分媒体还称,问题奶粉未向中国停止销售。新西兰第一产业部官员韦恩. 麦克尼介绍,该国去年9月仅在少量奶粉中检测到微量双氰胺残留物。目前,新西兰生产的所有乳制品也不会再存在双氰胺残留。  所谓的“问题奶粉瞒报三个月”,新西兰官员称去年9月就做了风险提示,最近中国国内转炒,只是因为《华尔街日报》转载而已。  恒天然有关人员:新西兰乳品可放心食用。本次个别批次奶粉检出双氰胺含量不到欧盟标准的百分之一,“毒性比食盐还低”。  据凤凰卫视新闻报道,新西兰本国及销往全球各地的乳制品均没有安全问题,可以放心食用。记者今天亦从恒天然有关人员获悉:新西兰个别批次奶粉被检测出含有少量双氰胺(简称DCD),其含量不到欧盟规定标准的百分之一。新西兰第一产业部声明称,本次检测出的双氰胺“毒性比食盐还低”,民众无需过度紧张。按照欧盟制订的每日摄入限值,拿这次新西兰检出的双氰胺最高值来折算,一个60公斤的成人每日要喝130升牛奶或者进食60公斤冲调的奶粉,才有可能达到欧盟限值,如果要导致健康问题还得喝更多。  新西兰政府并称:所有的新西兰奶粉在新西兰本国内部都在正常销售,不存在因质量问题下架。  相关国家、地区政府管理部门表态  台湾食品药物管理局公告称:不必恐慌,无毒无害。根据台湾食品药物管理局的公告,依目前所收集之资料显示,双氰胺急毒性很低,不具生殖、基因、致癌等毒性,经实验动物急性毒性试验、重复性试验及慢性毒性试验结果,估算双氰胺之无不良反应剂量(No observable adverse effect, NOAEL)约为1000 mg/kg bw。本次检测的含量远远低于这一剂量。目前没有任何证据显示新西兰奶粉对人体健康造成危害,无需下架。  香港卫生管理署:高枕无忧,未有表态。香港市面新西兰奶粉都在正常销售,没有产品下架的任何报道。  印度政府、美国政府、日本政府、东南亚国家政府均没有表态,也没有产品下架的任何报道,没有受到影响。  乳企纷纷表态  主要的知名乳企均对在中国所销售的产品充满信心,并表示不会受此事件影响。据悉,雅士利、雅培两家乳企均表态所购买的原料奶粉不涉及相关批次。雅士利销售人员表示,雅士利销售也没有受到任何影响。另,新西兰相关部门及世界最大的乳品供应商都确认供应给中国的产品完全符合中国相关生产和检测标准,也完全符合中国食品安全标准,并通过了中国监管机构规定的检测 向中国出售的所有批次的乳制品都不存在任何食品安全风险或对人体、动物造成健康威胁。美赞臣、多美滋、雀巢也都表示,其产品不受影响。(原标题:权威:新西兰乳品是安全的 微量双氰胺毒性比食盐还低)
  • 百分之一的R&D100 百分百的中国创造
    ——RIGOL荣获R&D100大奖  2011年6月22日,普源精电(英文名:RIGOL)DS6104数字示波器荣获美国R&D100年度产品奖。R&D100自设立49年来,已成为全球高科技领域极为推崇的大奖,被誉为科技界的“创新奥斯卡奖”。2011年, RIGOL与安捷伦、赛默飞世尔、戴安、日立、卡尔蔡司、戴尔、英特尔、麻省理工大学、3M等多家国际公司和著名实验室共同分享了R&D100 年度产品奖。在这一百名获奖者中, RIGOL是唯一一家来自于中国的仪器厂商,这也是近年来中国仪器首次获得R&D100大奖的青睐。  RIGOL本次获奖,不仅是对RIGOL一款仪器产品的肯定,更是对于RIGOL公司科技创新能力与产品开发能力的认可,同时也标志着一个来源于中国创造的高技术测试测量仪器跨入了世界主流产品行列。  RIGOL作为一家坚持自主创新的中国仪器公司,秉承持续为客户创造价值的理念,专注于电子测试测量和化学分析领域的技术研发,通过先进的精密加工和严谨的质量控制,向全球客户提供高性能和高稳定性的仪器产品。RIGOL的技术专家通过深入了解行业需求,为电子、化工、环保、医药、食品等多领域客户提供整套测试测量解决方案,其产品及一站式的服务为客户带来超值的使用体验。目前,RIGOL的产品已销往全球60多个国家和地区,并在亚太、欧洲以及北美建立了本土化的服务体系。RIGOL希望充分发挥公司在测试测量领域的优势积累,在更广泛的领域为客户提供更优质的产品及服务。R&D100奖介绍: R&D 杂志创刊于1959年,是一份工业研究领域的权威杂志,为全世界的科学家、工程师和研发队伍服务,为他们提供及时的信息和技术文章,致力于扩大研究与开发的知识面、提高他们的工作效率。 从1963年开始,R&D 100奖项专门授予具有革命性的技术。R&D 100大奖被誉为科技界的“创新奥斯卡奖”,是由R&D杂志为当年最具创新和技术意义的100个上市产品颁发的奖项。所有的“R&D 100大奖”入围产品最终都由独立专家评审。独立专家选自专业顾问、大学教授和工业界的研发人员,他们在其评审领域具有出色的专业技术和经验。他们必须公正,与评审的入围产品没有利益关系。每年有50多位独立评审专家参加。很多曾获得R&D 100大奖的技术现在已家喻户晓,进入了人们的日常生活。例如闪光灯(1965),自动对讲机(1973),卤素灯(1974),传真机(1975),液晶显示屏(1980),打印机(1986),Kodak相片光盘(1991),紫杉醇抗癌剂(1993),实验室芯片(1996),高清晰电视(1998)等。 RIGOL公司介绍 RIGOL是业界领先从事电子测量和分析仪器研发、生产和销售的多元化高新技术企业,产品已销往全球60多个国家和地区,并在全球50个国家注册了RIGOL商标,已成为世界级的供应商和客户首选伙伴之一。  RIGOL科技园区占地约120亩,是国内技术领先的生产、研发基地,其中技术人员占40%。RIGOL拥有世界领先的SMT产线、精密的CNC数控机床加工中心和注塑车间、先进的影像分析系统及多种生产线设备,建立了一流的生产工艺及严格的质量保证体系,已通过ISO9001:2000 质量管理体系认证和ISO14001:2004 环保管理体系认证。  RIGOL秉承为客户创造价值、持续创新的公司理念,为客户提供具备国际领先技术水准,更高性价比的产品、系统、服务以及一站式的解决方案。RIGOL致力于成为分析仪器行业技术领先的革新者,其产品正在化学、环保、食品、医药和生命科学领域中广泛使用。  RIGOL自主研制的L-3000高效液相色谱系统,已获得8项专利。该仪器耐压高达8000psi,具有2.5AU的线性范围及最高100Hz的采样率,整机性能稳定,自上市以来受到广大用户的一致好评。业界专家评价RIGOLL-3000整机性能已经达到同类仪器的国际先进水平。RIGOL科学仪器介绍 L-3000高效液相色谱系统 Ultra-6000系列紫外可见分光光度计
  • 康宁AFR与安捷伦在线 LC 的完美结合助力工艺高效开发!
    前言本应用展示了Corning Advanced-Flow Reactor流动化学反应器与Agilent Infinity Lab 在线液相色谱结合使用的能力。概要本文将主要介绍应用康宁低流量连续流微反应器对乙酰基水杨酸(阿司匹林)的水解反应进行研究。通过对反应工艺的参数改变,结合在线安捷伦LC数据分析,可以实时优化反应条件,获得最佳反应结果。图1.乙酰基水杨酸水解反应方程式研究过程一. 实验仪器Corning AFR:低流量反应器(LF)Agilent 1290 Infinity II HPLC 在线检测系统二. 实验方法Corning AFR 是一种可灵活调整的模块化微反应设备,具有独特的康宁心形结构专利设计,可将反应物高效混合及换热以优化反应。图2.反应流程装置图对于所有实验:换热器设置为 86 °C;乙酰水杨酸的浓度为 0.016 M;硫酸的浓度在 0.16、0.375、0.75 和 1.5 M 的浓度范围内变化。停留时间及相应的反应器进料流速变化见表 1。表 1. 乙酰水杨酸和硫酸停留时间和进料流速三. 分析方法作者使用Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18,4.6 × 50 mm, 1.8 μm色谱柱,流动相为A:水 + 0.1% 甲酸 B: 乙腈 + 0.1% ,柱温50℃,分析流速2ml/min,暂停时间1.5min,进样体积1 μL 。产物从反应器流出后直接注入到液相色谱仪。取样速度:100 μL/min;等待时间:3.6 秒。每个实验条件时间点,需要系统达到稳态条件。在线 HPLC监测进程中,一旦相关目标分析物在峰面积百分比一致达到稳定,就会记录并分析相关数据。四、结果分析与讨论1. 为确保该反应条件设置能够生成高质量数据,将 0.2 mg/mL 乙酰水杨酸和水杨酸的混合物从Corning LF反应容器泵送到 Agilent Infinity Lab Online LC ,每 3 分钟抽取一次样品并立即进行分析。乙酰水杨酸和水杨酸的峰面积精度分别为 1.1% 和 1.3%,保留时间精度分别为 0.07% 和 0.06%(图 3)图3.乙酰水杨酸和水杨酸HPLC图2. 从Agilent Infinity Lab Online LC的结果从直观上可以快速分析:(A)开始与乙酰水杨酸的反应 (B)大约一半的乙酰水杨酸已经水解为乙酰水杨酸(C)几乎完全反应。图4. 间歇式酸催化水解乙酰水杨酸的研究进展【编者语】流动化学与在线检测最大的优势在于:反应进程一目了然,可以快速改变反应条件; 一次实验可以得到多组反应工艺参数;参数优化后,通过在线检测控制产品质量;康宁反应器可以与多种在线检测设备相结合(红外、拉曼、液相、核磁等)3. 为了优化反应,更仔细地考察停留时间和酸浓度。改变物料在Corning LF反应器中的停留时间,相应地修改了输送硫酸和乙酰水杨酸溶液的注射泵流速(表2)。乙酰水杨酸的温度和浓度分别保持恒定在 86 °C 和 0.016 M。从连续流反应器流出的产物连接到在线 LC 系统,每 3 分钟抽取一次样品。当分析物和产物的面积百分比恒定时达到稳定状态。表2 . 停留时间和LC在线监反应组分的组成及杂质含量4. 综上本实验应用展示了康宁AFR卓越的传质和传热效率,使得反应条件改变响应更及时,无放大效应,易升级放大;采样和结果分析通过安捷伦在线 LC 监控软件进行记录,以本质安全、高效经济的方式实现实验条件监控的完全自动化。总结康宁微反应器不仅可以与LC连用,还可以与Spinsolve 系列NMR 分析仪器连用;对两相或多相液体反应结合Zaiput系列分离器可实现在线分离;连续流反应器与在线检测设备相结合,可以实现药品的快速工艺优化;智能化全连续药品生产已成为可能。参考文献:Agilent Technologies application note, publication number 5994-3528EN, 2021.★康宁一体化合成平台★康宁专注于微反应技术的创新,同时与世界一流创新团队紧密合作,打造“微反应+微分离+在线检测”- 连续化学反应快速筛选平台。该工艺平台自动化程度高,反应结果瞬间可知。康宁反应器开放的系统可以与众多PAT设备以及分析软件链接。可对工艺条件进行快速筛选,在短时间内建立强大的化合物库。欢迎您联系我们,共同探讨最新合成技术!康宁“微反应+微分离+在线检测”一体化合成平台
  • 【解决方案】如何高效表征基因治疗中腺相关病毒载体?
    基因治疗是通过将修饰的基因传递至靶细胞中,从而把患者体内的突变基因替换为相对应的健康基因拷贝来实现治疗或者预防疾病的目的。与传统的药物治疗相比,基因治疗是从根本上对疾病进行控制,所以有着非常好的发展前景,在世界范围内得到越来越多医药行业的关注和投入。 将正常基因(外源)导入生物细胞内必须借助一定的技术方法或载体,基因转移的方法分为生物学方法、物理方法和化学方法。 病毒越来越多的用作载体,用于传递基因治疗的遗传物质和疫苗应用。重组腺相关病毒(recombinant Adeno-Associated Viruses, rAAV)是基因治疗最为常用的病毒载体之一。 一、如何开发高效安全的 rAAV 疗法?为了开发通过受控和经济的制造工艺生产的高效的 rAAV 疗法,需要解决从病毒衣壳设计到确定最佳工艺和配方条件,再到全面质量控制的多重挑战。应对这些挑战,需要针对 rAAV 样品下列属性进行量身定制的分析表征: Ø 测定衣壳蛋白或者颗粒滴度(capsidor particle titer)Ø 完整 rAAV 颗粒的百分比Ø 空-载比(Full-empty ratio)Ø 颗粒的粒径Ø 聚集体形成(aggregate formation)Ø 热稳定性(Thermal stability)Ø 基因组释放(genome release)Ø 衣壳电荷(capsid charge)等 而所有这些都可能影响最终产品的关键质量属性(CQA)。 通常,rAAV 滴度和病毒载量是使用酶联免疫吸附试验(ELISA)、定量聚合酶链式反应(qPCR)、液滴数字聚合酶链式反应(ddPCR)、分析超速离心(AUC)和电子显微镜(EM)的技术组合测定的。这些方法通常既费时又费力,而且其准确性和精确性也值得怀疑[1]。因此,业内越来越需求一种不依赖于使用专用试剂和昂贵的参考标准品的快速分析解决方案。 动态光散射(DLS)、多角度动态光散射(MADLS)、电泳光散射(ELS)、尺寸排阻色谱-多角度光散射(SEC-MALS)、纳米颗粒跟踪技术(NTA)、等温滴定量热法(ITC)和差式扫描量热法(DSC)可以提供有关病毒载体的关键分析和质量属性的重要信息,从而能够对多种参数进行表征、比较和优化。 样品关键参数马尔文帕纳科的技术方案衣壳蛋白尺寸DLS、NTA衣壳蛋白及转基因的绝对分子量SEC-MALS (OMNISEC)衣壳滴度或颗粒计数MADLS, SEC-MALS (OMNISEC), NTA含基因病毒颗粒百分比分析SEC-MALS (OMNISEC)聚集形成分析DLS, MADLS, SEC-MALS (OMNISEC), NTA碎片化分析SEC-MALS (OMNISEC)热稳定性分析DLS, DSC高级结构分析DSC血清型鉴定DSC衣壳解聚及基因组注入DLS, DSC衣壳蛋白尺寸ITC电荷分析ELS表1 总结了病毒载体研究中各种重要的关键属性(CQA),以及马尔文帕纳科可以对应提供表征此类信息的各项技术。 DLS、MADLS、SEC-MALS、NTA、ITC和DSC属于无标记的生物物理技术,需要最少程度的方法开发,并且可以很容易的应用于各个阶段,强化了基因治疗开发的分析工作流程。 二、高效的表征技术概念解读动态光散射(DLS)动态光散射(DLS)是一种非侵入式技术,可以测量由颗粒分散体系或分子溶液引起的散射光强度随时间的波动。由于进行布朗运动的颗粒或者分子的随机运动,散射光的强度会随之发生波动。使用自相关算法分析这些强度波动可以确定平移扩散系数,随后根据斯托克斯-爱因斯坦方程确定流体力学尺寸。多角度动态光散射(MADLS)多角度动态光散射(MADLS)通过使用三个不同的检测角度(背面、侧面和正面)并将获取的光散射信息组合成一个与角度无关(Angular-Independent)的粒径分布,从而可以对多模态的样品进行更高分辨率的尺寸测定。应用MADLS技术的扩展还可以测量出颗粒浓度(Concentration)。电泳光散射(ELS)电泳光散射(ELS)测定来自在电场中进行电泳的颗粒或者分子的散射光的频移(Frequency Shift),并能够计算出Zeta电位。颗粒的Zeta电位是颗粒在特定介质中获得的总电荷,可用于预测分散体系的稳定性并深入了解所研究的颗粒的表面化学。尺寸排阻色谱(SEC)尺寸排阻色谱(SEC)是一种分离技术,可根据分子进出柱中多孔凝胶基质的流体力学半径来分离分子。搭配一系列先进的检测器,如光散射(LS)、UV、RI和粘度,可以测量绝对分子量、分子大小、特征粘度、支化和其他参数。差式扫描量热法(DSC)差式扫描量热法(DSC)是一种直接分析天然蛋白质或其他生物分子热稳定性的技术,无需外在荧光素或者内源荧光,它通过测定在恒定的升温速率下使生物分子发生热变性过程中的热容变化来实现。 案例研究 | 综合使用多种技术表征 rAAV性状:衣壳分子量、聚集状态、滴度、稳定性… … 1,空 rAAV5 衣壳分析SEC-MALS (OMNI-SEC)测量产生的关键数据是绝对分子量,与柱保留时间或用于校准系统的任何标准无关。在空rAAV的情况下(Fig.1 和表2),主要单体的Mw为3.84 x 106 g/mol。空衣壳蛋白的理论分子量为3.8 x 106 g/mol,证实该分析结果符合预期。 图1 rAAV5 空壳三重色谱图表2 rAAV5空壳的定量参数 Mw/Mn 描述样品的分散性,接近1的值表示峰中有单个群体,远高于1的值表示峰内有多个群体。在空 rAAV 的情况下,单体和二聚体的 Mw/Mn 值接近1,表明是单一群体。聚集体和碎片 Mw/Mn 值显著高于1,表明单个峰内具有不同分子量的多个群体(表2)。 样品的分数(Fraction of Sample)描述了样本在群体之间的分布情况,在这种情况下,84.7% 的样品是单体。蛋白质分数(Fraction of Protein)表示样品中衣壳的百分比;在这种情况下,单体是99.8%的衣壳。这证实样品是空的 rAAV5 。从这种单一分析方法中获得的另一个关键信息是样品滴度;在这种情况下,对于空的 rAAV5,测得的滴度为 5.91x1013 vp/mL。 2,完整 rAAV5 衣壳分析完整 rAAV5衣壳的SEC-MALS (OMNISEC) 分析如图2和表3所示。对于主要的单体峰,计算出的符合Mw为4.49 x 106 g/mol,其中86%为衣壳。这样,完整的rAAV5的蛋白质组分的Mw为3.86 x 106 g/mol,与表2中的空rAAV5衣壳生成的数据一致。单体部分占比93%,样品具有总滴度7.48 x 1013 vp/mL。 图2 完整 rAAV5 的三重色谱图表3 完整 rAAV5 的定量参数 3,rAAV5 稳定性研究病毒衣壳的稳定性和功能是一种平衡行为。病毒衣壳必须足够稳定以包含和保护其中的基因组,与宿主细胞表面结合,它们必须提供足够的构象稳定性以在复制位点释放基因货物。 AAV载体脱壳的机制仍然知之甚少。衣壳脱壳和基因组释放似乎需要结构变化。基于差示扫描荧光法和差示扫描量热法(DSC)收集的AAV热稳定性已发表数据,AAV热转变的Tm值与衣壳解聚过程有关,可作为AAV血清型的鉴定指标;一种血清型的空AAV衣壳和完整AAV衣壳的Tm值通常非常相似,并且它们与衣壳动力学、衣壳脱壳和基因组释放没有明显的相关性。 图3 空rAAV5 和完整 rAAV5的DSC数据比较,扣除空白和基线的DSC数据。垂直方向标记的区域具有明显不同的热转变过程。表4 从DSC获得的空 rAAV5 和完整 rAAV5 样品的热稳定性结果 文章中记录的完整和空 rAAV5 样品的DSC曲线叠加(图3),根据空 rAAV5 和完整rAAV5 样品的整体 DSC 图谱差异以及热稳定性参数(如 Tonset 和 Tm2,表 4),可以在图 3 中 DSC 曲线上识别出四个不同的区域,它们可以暂且归因于以下几点:#1■ 仅在完整的 rAAV5 中出现的区域,从50℃一直延展至 75℃,这个过程大约 30 分钟。这可能归因于热应激下衣壳蛋白结构和稳定性变化导致的 ssDNA 的动力学控制下的注射;#2■在空 rAAV5 中出现的最明显的预转变过程;#3■ 主要转变过程,即协同的 rAAV5 衣壳蛋白发生解组装,这由具有血清型特异性的 Tm 值所决定;#4■ 仅在完整 rAAV5 中出现的另外的转变过程,很可能归因于 ssDNA 的解链。结论:以上几例是综合应用马尔文帕纳科多种互补技术对基因治疗常用的AAV载体一些关键属性的表征,这些无标记生物物理技术需要最少的方法开发,可以从衣壳设计阶段到开发、配方开发和药物原料和产品进行深入表征,加强体内基因治疗开发的分析工作流程。 详细内容可参文献 (Pharmaceutics 2021, 13(4), 586 https://doi.org/10.3390/pharmaceutics13040586)[1] Burnham, B. Nass, S. Kong, E. Mattingly, M. Woodcock, D. Song, A. Wadsworth, S. Cheng, S.H. Scaria, A. O’Riordan, C.R. Analytical ultracentrifugation as an approach to characterize recombinant adeno-associated viral vectors. Hum. Gene Ther. Methods 2015, 26, 228–242 三、纳米粒度及电位分析仪:DLS/ ELS/ MADLS 马尔文帕纳科 Zetasizer Ultra 纳米粒度及Zeta电位分析仪具有真正的多角度动态光散射技术(MADLS),提供更高的粒度测量分辨率,及与角度无关的粒度结果,并能够测量颗粒浓度。图4 Zetasizer Ultra纳米粒度及Zeta电位分析仪 四、OMNISEC 凝胶渗透色谱仪:GPC/SEC马尔文帕纳科OMNISEC凝胶渗透色谱仪是一套完整的凝胶渗透/尺寸排阻色谱(GPC)/(SEC),有前端色谱分离系统、检测器和软件组成,是灵敏准确的多检测器GPC/SEC 系统,可以准确测定:Ø 绝对分子量和分子量分布Ø 特性粘度和分子结构Ø 样品浓度Ø 以及其他多种关键参数图5 OMNISEC凝胶渗透色谱仪 五、PEAQ-DSC 微量热差示扫描量热仪:DSC 马尔文帕纳科 MICROCLA PEAQ-DSC 微量热差示扫描量热仪能够帮助用户快速确认维持高级结构稳定性的最佳条件,提供简洁、无缝的工作流程和自动化批量数据分析,其所提供的热稳定性信息被业内视为“金标准”技术,是一种非标记、全局性的数据。图6 MicroCal PEAQ-DSC 微量热差示扫描量热仪 关于马尔文帕纳科马尔文帕纳科的使命是通过对材料进行化学、物性和结构分析,打造出更胜一筹的客户导向型创新解决方案和服务,从而提高效率和产生可观的经济效益。通过利用包括人工智能和预测分析在内的技术发展,我们能够逐步实现这一目标。这将让各个行业和组织的科学家和工程师可解决一系列难题,如提高生产率、开发更高质量的产品,并缩短产品上市时间。 联系我们:马尔文帕纳科销售热线: +86 400 630 6902售后热线: +86 400 820 6902联系邮箱:info@malvern.com.cn官方网址:www.malvernpanalytical.com.cn
  • 首张蛋白粉备案凭证发放 蛋白粉保健食品迎来“备案时代”
    近日,保健食品蛋白粉首张备案凭证、蛋白粉复配产品首张备案凭证相继发放。这是自2023年6月市场监管总局发布保健食品原料目录以来,以大豆分离蛋白、乳清蛋白为原料的产品获得的首批国产保健食品备案凭证。此次将植物蛋白和动物蛋白同时纳入保健食品原料目录,主要面向蛋白质缺乏免疫力低下人群,提升了保健食品人群使用的针对性,有效限制产品夸大宣传。此外,针对这两种蛋白类原料设定的技术要求,在严格遵守食品安全底线的同时,提高了其中的蛋白质含量指标,均达到了优质蛋白原料标准,确保为蛋白质缺乏的人群提供优质蛋白产品。2023年,市场监管总局密集出台多项保健食品相关新法规新政策,激发了产业创新发展活力。据了解,为推动保健食品原料目录制定工作,市场监管总局会同国家卫生健康委、国家中医药局发布的《保健食品原料目录 大豆分离蛋白》《保健食品原料目录 乳清蛋白》自2023年10月1日起施行。于是,也就出现了当前的以大豆分离蛋白、乳清蛋白为原料的产品获得首批国产保健食品备案凭证这一现象。若是具体到成分,乳清蛋白是从牛奶中分离出的氨基酸中浓缩而成的,氨基酸含量和比例高,备受运动营养界推崇,它也成了市场上抗阻训练补充剂的明星产品。这也使得“蛋白粉”至今都被默认为是乳清蛋白。和乳清蛋白是相比,大豆蛋白是植物蛋白和全草本提取物。两个原料目录的发布是市场监管总局对保健食品行业规范化的引领和支持,既为企业提供了更多的备案选择,也为行业创新发展注入了新的动力,突破了以往单一原料备案的模式,允许蛋白质与营养物质复配备案,为企业提供更广泛的研发空间,推动市场上的蛋白粉类保健食品品种变得更加丰富,消费者的选择也更为多元。市场监管总局表示,截至2023年11月底,我国具有国家标准的补充营养素类产品已基本纳入备案管理,有1500余家企业获得保健食品备案登录账号,备案企业已覆盖了国内31个省、自治区、直辖市和新疆生产建设兵团。获得了保健食品备案凭证的产品已达到17000余个,其中功能类产品3300余个,满足了消费者对维生素C、辅酶Q10类产品的需求,为消费者带来了更多质高价优的保健食品。
  • 近百台套 10月高校色谱采购意向汇总
    近日,科学仪器行业迎来了前所未有的利好消息。2022年9月28日,财政部、发改委、人民银行、审计署、银保监会五部门联合下发《关于加快部分领域设备更新改造贷款财政贴息工作的通知》(财金〔2022〕99号),对2022年12月31日前新增的10个领域设备更新改造贷款贴息2.5个百分点,期限2年,额度2000亿元以上。因此今年第四季度内更新改造设备的贷款主体实际贷款成本不高于0.7%(加上此前中央财政贴息2.5个百分点)。受政策利好消息推动,各大高校纷纷启动仪器设备采购工作。仪器信息网注意到,10月以来,中国政府采购网中央单位政府采购意向公开系统中,高校采购意向数量明显增多,且主要集中在仪器设备采购方面。据仪器信息网不完全统计,仅在十月,就有25所高校发布80余项采购意向涉及各类色谱仪(不包含各类色质谱联用仪),单品类采购预算超亿元,这其中还不包含部分大型采购包中预算难以区分的部分。其中,兰州大学、华南理工大学、浙江大学、中山大学等高校采购色谱仪器数目较多。在采购品类上,各大高校采购主要集中在液相色谱、气相色谱、离子色谱以及凝胶渗透色谱等品类上。以下为本网统计的2022年十月25所高校公开的色谱采购意向汇总:项目名称预算金额(万元)采购单位发布时间预计采购时间查看北京大学医学部蛋白质快速液相纯化仪采购项目230北京大学2022/10/17 11:40Nov-22意向原文专用气相色谱仪及反应接口120东北师范大学2022/10/22 23:06Dec-22意向原文水相GPC及其光散射、粘度检测器195复旦大学2022/10/25 16:43Nov-22意向原文十八角度激光光散射检测器100复旦大学2022/10/25 16:43Nov-22意向原文高效液相色谱仪115哈尔滨工程大学2022/10/9 17:08Nov-22意向原文华北电力大学新能源发电实验室仪器设备购置项目(一期)424.49华北电力大学2022/10/18 16:25Dec-22意向原文环境科学与工程学院现有实验教学平台升级改造190.4478华北电力大学2022/10/19 15:05Dec-22意向原文色谱分析平台建设项目160华南理工大学2022/10/9 18:16Nov-22意向原文凝胶渗透色谱仪130华南理工大学2022/10/9 18:16Nov-22意向原文高温凝胶渗透色谱分析仪240华南理工大学2022/10/11 16:06Nov-22意向原文尺寸排阻色谱仪105华南理工大学2022/10/12 8:40Nov-22意向原文离子色谱仪120华南理工大学2022/10/12 8:40Nov-22意向原文多检测器两相凝胶渗透色谱系统125华南理工大学2022/10/13 8:17Nov-22意向原文全自动快速大分子制备系统110华南理工大学2022/10/14 8:24Nov-22意向原文大分子高效制备与表征液相色谱系统180华南理工大学2022/10/15 8:49Nov-22意向原文尺寸排阻色谱与多角度动静态激光光散射联用系统(SEC-MALS)200华南理工大学2022/10/15 8:49Nov-22意向原文多检测器凝胶渗透色谱仪150华南理工大学2022/10/18 8:25Nov-22意向原文凝胶渗透色谱仪120华南理工大学2022/10/18 8:25Nov-22意向原文功能小分子分离与表征色谱系统500华南理工大学2022/10/21 9:04Nov-22意向原文2023年度**实验室设备购置383.75华中师范大学2022/10/26 17:10Nov-22意向原文离子色谱仪100吉林大学2022/10/14 11:51Nov-22意向原文化学与材料学院科研设备1151暨南大学2022/10/19 17:59Dec-22意向原文暨南大学番禺校区药学院实验教学示范中心改善教学条件填平补缺建设项目200暨南大学2022/10/26 16:42Dec-22意向原文生态学院气相色谱设备采购项目60兰州大学2022/10/8 19:05Nov-22意向原文兰州大学生命科学学院高效液相色谱仪设备采购项目40兰州大学2022/10/9 10:35Oct-22意向原文兰州大学生命科学学院 高效液相色谱仪采购项目114兰州大学2022/10/9 17:21Nov-22意向原文兰州大学药学院液相色谱仪采购项目104兰州大学2022/10/10 9:09Nov-22意向原文药学院显色体系(薄层色谱数码相机成像系统+电动喷雾器)采购项目35兰州大学2022/10/10 9:09Nov-22意向原文药学院全二维液相色谱仪采购项目120兰州大学2022/10/10 9:09Nov-22意向原文草地农业科技学院离子色谱46兰州大学2022/10/10 10:16Nov-22意向原文草地农业科技学院制备型液相色谱39兰州大学2022/10/10 10:16Nov-22意向原文基础医学院超高效液相色谱仪设备采购项目85兰州大学2022/10/10 21:03Nov-22意向原文化学化工学院 气相色谱仪采购项目50兰州大学2022/10/10 21:24Dec-22意向原文化学化工学院/物化全自动三通道离子电化学分析系统160兰州大学2022/10/10 21:24Dec-22意向原文生命科学学院生物化学及分子生物学科教一体化平台-高效液相色谱仪采购项目76兰州大学2022/10/12 15:32Nov-22意向原文生态学院气相色谱设备采购项目26兰州大学2022/10/12 17:49Nov-22意向原文功能有机分子化学国家重点实验室+半制备液相色谱工作站系统设备采购项目200兰州大学2022/10/18 15:16Nov-22意向原文化学化工学院 化工产业转化平台 色谱仪设备采购39.5兰州大学2022/10/19 9:07Dec-22意向原文兰州大学化工实践实训平台设备购置项目290.6兰州大学2022/10/19 17:39Nov-22意向原文核科学与技术学院+离子色谱设备采购项目60兰州大学2022/10/22 19:19Jun-23意向原文核科学与技术学院+高效液相色谱设备采购项目50兰州大学2022/10/22 19:19Nov-23意向原文动物科技学院液相色谱仪等仪器采购项目261.8南京农业大学2022/10/8 8:52Nov-22意向原文园艺学院中药材与饮片品质分析设备采购项目95南京农业大学2022/10/8 16:33Nov-22意向原文超高效液相色谱仪100南京农业大学2022/10/8 16:53Nov-22意向原文离子色谱仪50南京农业大学2022/10/8 16:53Nov-22意向原文离子色谱仪109南开大学2022/10/28 15:30Dec-22意向原文超高效纳升液相色谱系统150清华大学2022/10/18 16:54Nov-22意向原文凝胶色谱-多角度光散射联用仪160厦门大学2022/10/7 15:58Nov-22意向原文离子色谱仪150厦门大学2022/10/7 15:58Nov-22意向原文中试型模拟移动床连续色谱480山东大学2022/10/17 11:49Nov-22意向原文高效液相色谱仪105山东大学2022/10/17 11:50Nov-22意向原文二维高效液相色谱110山东大学2022/10/27 22:30Dec-22意向原文高效液相色谱235西安电子科技大学2022/10/19 10:26Nov-22意向原文西南交通大学高水平公共测试服务平台建设项目采购300西南交通大学2022/10/25 17:21Nov-22意向原文西南交通大学分析测试中心研究生实践基地项目采购300西南交通大学2022/10/26 8:34Nov-22意向原文高温凝胶渗透色谱仪165浙江大学2022/10/11 16:33Dec-22意向原文塑料降解及产氢在线检测系统104浙江大学2022/10/18 14:53Nov-22意向原文CO2转化在线检测系统103浙江大学2022/10/18 14:53Nov-22意向原文催化产氢耦合二氧化碳转化在线评价分析系统150浙江大学2022/10/24 13:15Nov-22意向原文痕量天然产物分离分析系统153浙江大学2022/10/24 13:15Nov-22意向原文多功能液相系统100浙江大学2022/10/25 14:23Dec-22意向原文气相色谱系统采购50中国海洋大学2022/10/19 10:43Nov-22意向原文先进能源学院液相色谱采购项目90中山大学2022/10/10 16:13Nov-22意向原文测试中心离子色谱仪采购项目110中山大学2022/10/12 17:29Nov-22意向原文化学学院凝胶渗透色谱仪采购项目180中山大学2022/10/13 22:58Dec-22意向原文药学院(深圳)高效液相色谱仪 (HIC柱子,用于ADC的制备及分析)65中山大学2022/10/14 17:37Dec-22意向原文化学学院原位/快速分析质谱仪采购项目120中山大学2022/10/14 17:37Dec-22意向原文气相色谱采购项目144中山大学2022/10/17 21:03Nov-22意向原文气相色谱仪240中山大学2022/10/19 18:05Nov-22意向原文
  • 超高效液相色谱—UHPLC改进大蛋白质分子的分离度
    首次将 UHPLC 用于小分子分离时,能得到很好的峰形,但是蛋白质峰的分离几乎没有那么好,因此通常不可能显着缩短运行时间。然而,最近对蛋白质进一步改进让UHPLC 可以提供更好的分离度和更短的运行时间。虽然 UHPLC 不能让科学家始终看到蛋白质之间的所有差异,但它可以让他们看到一些差异——例如,在大体形态、二硫化物异构体、脱氨基作用和蛋白质折叠方面。蛋白质研究人员使用不同的色谱模式来实现这一目标,例如反相色谱 ( RPC )、离子交换 色谱( IEX ) 和尺寸排阻 ( SEC ) 色谱。 为了成功分离出蛋白质的细微变化,可以通过仪器控制在储存和分离过程中具有生物相容性和准确的温度控制来保护脆弱的蛋白质样品免受外部因素的影响。许多蛋白质研究人员在质谱 ( MS ) 分析之前使用超高效液相色谱技术分离蛋白质。这可以很好地工作,具体取决于 UHPLC 分析的模式。 色谱填料改进的粒子技术也对提高蛋白质分析有着显著推进作用。传统上,UHPLC 对小分子的定义特征是直径小于 2 微米的全多孔颗粒柱。但是,这些对较大的蛋白质效果不佳,因为它们会导致背压增加、液相色谱柱堵塞和其他仪器维护问题。对于这个问题,改进的色谱填料采用核壳颗粒(也称为表面多孔、几何结构、融合核或混合颗粒)由被多孔外层包围的实心球形内层制成,可提高 UHPLC 的分离效率处理更大的蛋白质。 恒谱生USHA和USHB系列填料从1.8粒径到200、300甚至更大的粒径都具有很好的重现性、选择性和高分离度的优点。独有的键合方式,可实现百分百水相条件。不管是反相分析还是正相分析,都可以找到合适的色谱柱,能够高效分析维生、类固醇、蛋白质、单糖、多糖、氨基酸等多种物质。 UHPLC 的应用正在扩大,并且越来越多地包括生物治疗药物。核壳颗粒通常用于分离免疫球蛋白, IgG 疗法是当今蛋白质治疗工作的zui大份额。未来可能超高效液相色谱会在核壳颗粒以及研究和生物制药应用方面取得进一步的技术发展。作为化学和生物学的交叉点,用于蛋白质的 UHPLC 已准备好进入一系列有趣的应用领域。
  • 欧洲钛白粉供应紧缺 钛白粉出口利好延续
    p style="text-indent: 2em "近来,面对澳大利亚、加拿大和南非等主要生产商高品位金红石和钛渣的产量下降,欧洲颜料生产厂商面临着钛原料短缺的问题。/pp style="text-indent: 2em "其中,ILUKA关闭Murray Basin已经导致今年市场减少20000吨金红石和白钛石的供给,而这也反映在了钛白粉生产商Tronox所公布的业绩之中。并且Sibelco的Stradbroke Island项目也即将关闭,由此,截至2020年市场上又将减少35000吨金红石的供应量。/pp style="text-indent: 2em "供应紧张引发了今年第三季度金红石价格的上涨。据《工业矿物》(Industrial Minerals)公布数据, 7月5日到7月中旬,来自中国出口最低含量95%的散装钛白粉CIF(到港)价已经从每吨850-950美元涨到了950-1100美元;而来自澳大利亚的FOB(到岸)价也从每吨800-900美元涨到了930-1020美元。/pp style="text-indent: 2em "高端原材料如金红石的供应吃紧继而推高钛白粉溢价,毕竟只有少数企业有技术实力采用或是切换其他材料生产。比如,世界第二大钛白粉生产商康诺斯(Kronos),去年购买了全球38%的金红石,受目前原材料紧缺影响,其钛白粉交货期正在延后,甚至达到8周之久。/p
  • 准确的二氧化碳测量如何保障高效发酵?
    酶生产流程中的关键测量酶产生于发酵这一生物工艺流程。发酵过程中的精确监测至关重要,首先要做的就是测量发酵液的 pH 值、温度、氧气溶解量和二氧化碳浓度。在废气中测量氧气和二氧化碳的浓度。气体温度通常为 25 °C-30 °C,相对湿度约为 100%。由于人们需要用氨来控制发酵液的 pH 值,废气中也可能含有氨。通过持续监测 CO2 掌控工艺流程此外,还要测量吹入发酵罐的新鲜空气的湿度。环境如此苛刻,需要可靠的测量仪表。监测酶生产流程中的 CO2 浓度,以获得该流程状态。CO2 浓度是霉菌或细菌新陈代谢活动的指标,将用于控制在生产流程中补充营养的节奏。浓度是否恰当取决于微生物菌株和发酵工艺流程本身,因此,人们需要积累经验才能掌握补充营养的时机。要保持发酵过程顺利进行,就必须确保向生物反应器罐提供足够的新鲜空气。通常,废气是在辅助线路测量,这样可以去除废气中的泡沫或多余水汽等干扰因素。酶生产流程中的二氧化碳浓度通常为 0-5%,而在特殊情况下,经过测量,浓度甚至高达 10%。在霉菌发生反应的发酵过程中,二氧化碳浓度通常约为 1% 或 2%。废气中的氧气浓度也取决于新陈代谢。通常,在新陈代谢中消耗的 O2 和这一过程中产生的 CO2 一样多。CO2 的释放量与 O2 的消耗量之比为呼吸商 (RQ)。针对湿度和二氧化碳浓度的可靠测量能够精简发酵工艺流程使用维萨拉湿度仪表可以对吹入生物反应器的新鲜空气的湿度进行可靠测量。可以使用维萨拉 CARBOCAP® 二氧化碳探头 GMP251 监测二氧化碳浓度。维萨拉仪表准确可靠,无需过多的维护,有助于大大缩短发酵过程中的停机时间。❖ CO₂ 探头 GMP251用于生命科学培养箱、冷库设施和要求苛刻的应用中的百分比级别二氧化碳测量维萨拉 CARBOCAP® 二氧化碳探头 GMP251 是一款智能、独立的百分比级别探头,用于测量生命科学培养箱、冷库设施、果蔬运输和要求苛刻的应用中的 CO2,以上领域均需要稳定和精确地测量百分比级别的 CO2。工作温度范围为 -40 到 +60 °C 并且测量范围为 0 至 20% 的 CO2。GMP251 基于维萨拉第二代 CARBOCAP® 技术,性能稳定。它使用一种红外 (IR) 光源来代替传统的白炽灯泡光源,这延长了 GMP251 的使用寿命。它具有 CO2测量的全温度和压力补偿 – 用于补偿目的的集成温度测量。给传感器探头加热以防止冷凝。通过 RS-485 的数字输出:Modbus 与维萨拉工业协议。产品中均配有校准证书。
  • 塑料工业少不了钛白粉 粒度分布影响关键指标
    p style="text-indent: 2em "近几年,塑料工业与钛白粉可谓焦不离孟。在世界范围内超过500家的钛白粉牌号中,专属于塑料用的就超过50个,而高达6%的年均增长率,也让塑料工业成为使用钛白粉增速最快的领域,并“荣膺”钛白粉的第二大用户。有材料应用的地方自然就有相配套的指标、参数考衡,粒径粒度分布和颗粒形状就显著影响着塑料用钛白粉的关键指标。而塑料用钛白粉的粒径恰好处于激光粒度仪大展身手的范围内,因此对于钛白粉在塑料工业中的应用,业内人士不妨给予更多的瞩目。/pp style="text-indent: 2em text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/5a1cc424-4105-479d-975f-1e95fbaa5764.jpg" title="激光粒度仪 钛白粉.jpg"//pp style="text-indent: 2em "众所周知,钛白粉的学名是二氧化钛,具备优良的白色性能,高遮盖力和高消色力,被广泛应用油墨、造纸、涂料、油漆等行业,享有“白色之王”的美誉,这正是钛白粉在塑料制品中得以应用的重要原因,即钛白粉可以决定浅色或白色塑料制品的外观。当然钛白粉于塑料还有很多其他好处,比如提高塑料制品的耐热、耐光、耐候性能,使塑料制品免受UV光的侵袭,改善塑料制品的机械性能和电性能等。几乎所有热固性和热塑性的塑料中都会使用钛白粉,它们既可以与树脂干粉混合,也可以与含增塑剂的液体相混合,用量一般在3-5%左右,聚烯烃类(主要是低密度的聚乙烯)、聚苯乙烯、ABS、聚氯乙烯等莫不如是。/pp style="text-indent: 2em "在塑料工业中衡量钛白粉的质量主要有四大指标——遮盖力、分散性、耐候性和白度。钛白的遮盖力越好,生产出的塑料制品就越轻薄;分散性则影响塑料制品生产成本,钛白粉的分散性越好,塑料制品的光滑度和光亮度就会越高;具备良好耐候性的钛白粉,则对室外使用的塑料制品以及塑料门窗是必不可少的。/pp style="text-indent: 2em "最后一大指标就是白度了,所谓白度是指距离理想白色的程度。影响钛白粉白度因素主要有以下几点。第一点是杂质,在钛白粉工艺中,尤其是硫酸法钛白粉工艺,大部分的作业是为了除去产品中的杂质,因为杂质严重影响钛白粉的应用性能,特别是白度。显色金属氧化物杂质在极低的含量下就能影响白度,这些元素有铁、锰、铬、铜等,这些杂质本身就带有颜色,在白色的钛白粉中极易显色。/pp style="text-indent: 2em "第二点就是粒径和粒度的分布了,他们主要是通过钛白粉颗粒对光的反射、散射等现象影响其白度的。钛白粉的粒径越小,白度值越高,这主要是由于钛白粉粒径越小,表面积增大,光的反射、漫反射增强。根据光波的特性,当颜料粒子的粒径小于光波的一半时可以获得对该波长的色光的最大散射,经分析,对波长蓝色光散射最好的粒径在0.2μm左右,波长较长的红色光散射最大的粒径在0.35μm左右,因此,小粒径的钛白粉的散射光呈蓝相,而透过光则为蓝色的补色红黄相,反之,大粒径的钛白粉散射光为红相,透过光为蓝相。通常涂料用钛白粉的粒径为0.2~0.4μm,而大多数塑料用钛白粉粒径都较细,粒径为0.15~0.3μm,因为这样可以获得兰色底相,对大多数带黄相的树脂或易泛黄的树脂有遮蔽作用。/pp style="text-indent: 2em "此外,颗粒形状、钛含量、包膜剂对钛白粉的白度都有一定影响。其中,粒形对白度的影响比较小,一般来说,层状钛白粉的白度略低,球状和杆状的白度略高。而二氧化钛含量的升高,钛白粉白度值也升高,铝、硅、锆等包膜剂含量升高,钛白粉白度值下降。/pp style="text-indent: 2em "值得一提的是,在塑料色母粒的生产工艺中,钛白粉的白度也是一项重要质量指标,塑料色母粒是一种高浓缩、高效能的颜色配置品,即颜料以超常浓度均匀分布在载体树脂中,并形成一定粒径的颗粒。它主要由核心层(颜料)、偶联层(偶联剂或表面活性剂)、分散层(润滑剂或分散剂)、增混层(载体树脂)等组成,在塑料中作为染色剂使用,广泛用于吹膜、注塑、热压、注塑等塑料制品的生产,色母粒着色效果优越,使用方便,节约能源,使用时无粉尘和污水,因此备受用户的青睐。色母粒是作为工业原料,性能优劣通常是在后续产品应用中表现出来(如吹膜或注塑),因此,钛白在色目粒中的性能也主要体现在色母粒的应用过程中。钛白的着色能力、分散性、加工性能、白度都会对色母粒的应用产生重大影响,顺理成章地,也少不了对钛白粉粒度分布的检测。/pp style="text-indent: 2em "strong结语:/strong激光粒度仪作为目前最流行的粒度测量仪器,已在粉体工艺中发挥着越来越重要的作用,随着米氏散射理论在各品牌激光粒度仪中的应用越来越广泛,已经对亚微米级的塑料用钛白粉有充足的适配性。随着钛白粉在塑料工业中的需求越来越大,对这一市场大蛋糕的进一步经营和开拓,或许值得激光粒度仪的厂商们好好思考。/p
  • 葛瑛团队成果:自上而下蛋白质组学表征人类心脏中肌球蛋白特异性表达
    大家好,本周为大家分享一篇预发表的文章,Top-down Proteomics of Myosin Light Chain Isoforms Define Chamber-Specific Expression in the Human Heart ,文章的通讯作者是威斯康星大学麦迪逊分校的葛瑛教授。  肌球蛋白作为肌节的“分子马达”,产生心肌收缩所必需的收缩力。肌球蛋白轻链1和2 (MLC-1和-2)在调节六聚体肌蛋白分子结构中起着重要的功能作用。轻链中存在“心房”和“心室”亚型,在心脏中呈现出腔限表达。然而,近年来MLC亚型在人心脏的腔室特异性表达受到了质疑。在本文中,作者使用自上而下蛋白质组学质谱分析了成人非衰竭供体心脏的四个心脏腔室中MLC-1和-2心房和心室亚型的表达。  MLC-1v和MLC-2a是在所有供体心脏中呈现出腔限表达模式的MLC异构体。重要的是,作者的结果明确地表明,MLC-1v,而不是MLC-2v,在成年人心脏中是心室特异性的。图1展示了LV(left ventricle)、RV(right ventricle)、LA(left atrium)和RA(right atrium)中MLC异构体的检测和定量。作者发现MLC-1v存在心室特异性表达,而MLC-2v没有特异性,并在心房组织中发现了与MLC-2v和pMLC-2v分子质量相匹配的峰。此外,在所有(n=17)无心脏疾病的捐赠者的每颗心脏的心房组织中都能检测到MLC-2v。MLC-2v占总MLC-2含量的百分比采用单因素方差分析(one-way ANOVA)进行定量分析,认为MLC-2v占总MLC-2含量的百分比具有统计学意义,心室和心房间差异显著,LA和RA间横向差异显著。  图1. MLCs Top-down MS分析  接下来作者使用串联质谱(MS/MS)鉴定了MLC-2v蛋白质序列。位于心房组织MLC-2v上的去酰胺化翻译后修饰(PTM)被定位到氨基酸N13。去酰胺化位点与调控磷酸化位点Ser14相邻。磷酸化位点附近的脱酰胺基团所带来的额外负电荷模拟了MLC-2a在Ser22/23位点的双磷酸化模式(图2C)。心房特异性的MLC-2v去酰胺化可能与心房内心力的产生有关。磷酸化诱导了MLC-2的构象变化,而第二负电荷的加入可能有助于提高钙敏感性并诱导蛋白质进一步的构象变化。  图2. Top-down MS/MS 鉴定  总的来说,自上而下蛋白质组学对整个人类心脏的MLC亚型表达进行了无偏差分析,揭示了之前意想不到的亚型表达模式和PTMs。  撰稿:张颖  编辑:李惠琳  文章引用:Bayne EF, Rossler KJ, Gregorich ZR, Aballo TJ, Roberts DS, Chapman EA, Guo W, Ralphe JC, Kamp TJ, Ge Y. Top-down Proteomics of Myosin Light Chain Isoforms Define Chamber-Specific Expression in the Human Heart. bioRxiv [Preprint]. 2023 Feb 26:2023.01.26.525767. doi: 10.1101/2023.01.26.525767.  李惠琳课题组网址www.x-mol.com/groups/li_huilin  参考文献  1. Bayne EF, Rossler KJ, Gregorich ZR, Aballo TJ, Roberts DS, Chapman EA, Guo W, Ralphe JC, Kamp TJ, Ge Y. Top-down Proteomics of Myosin Light Chain Isoforms Define Chamber-Specific Expression in the Human Heart. bioRxiv [Preprint]. 2023 Feb 26:2023.01.26.525767. doi: 10.1101/2023.01.26.525767.
  • 重庆引进蔡司超高精度检测仪器 可达头发丝直径五百分之一
    p  头发丝的直径是多少?一般来说有150微米,高精度的测量设备可达头发丝直径的百分之一,而超高精度意味着什么?测量最大范围为一立方米,设备的精度可达头发丝直径的五百分之一!近日,卡尔· 蔡司就带着这样一台测量设备入驻重庆,服务整个西部工业市场。/pp  8日上午,沙坪坝区重庆大学城科技产业园重点项目集中签约仪式举行,蔡司-开物精密测量工程中心、广州云从智能应用技术研究院等8个项目签约,总投资额达40亿元,完全达产后产值将超过50亿元。/pp  “我们的产值不会特别高,但是能带动重庆乃至整个西部工业检测质量的提高。”卡尔· 蔡司(上海)管理有限公司首席运营官谢磊介绍到,此次签约的蔡司-开物精密测量工程中心引进了一台超高精度的测量设备,可达0.3微米。蔡司工业测量仪器部市场总监王寅打了个形象的比喻:0.3微米意味着测量精度可达头发丝直径的五百分之一,而且测量的最大范围有近一立方米。/pp  汽车领域的工业测量一直是蔡司的最大客户,奔驰宝马奥迪等都是其忠实客户,王寅透露,重庆的测量工程中心已经和本地汽车整车、零部件,乃至电子、医疗等厂商展开合作,“将会助力重庆本地及西部汽车整车、零配件以及电子行业、航空等各工业企业提档升级。”/p
  • JENWAY发布7200分光光度计新品 ——快速扫描,彩色触摸屏。
    英国比比旗下Jenway 发布新品7200可见分光光度计。这个分光光度计是jenway品牌第一次利用二极管阵列技术生产的快速测量仪器。覆盖的波长是335nm~800nm,光谱带宽是7nm,这个分光光度计是教学应用,临床日常测试,兽科医用,制药和质量控制等各种应用的理想实验仪器。 扫描二极管阵列技术 彩色触摸屏导航 占地面积小,重量轻巧 快速扫描速度 兼容法语 用于数据存储和打印机连接的多用USB端口 配件可供选择范围广泛,7200完美兼容67、73系列所有配件 两年保修期 7200的测量模式有基本吸光度和百分比透光度,浓度计算,光密度、定量(6点校准曲线),全波长扫描、全谱扫描和动力学的曲线(同时测量三个波长)。7200配有10 x 10毫米标配的比色皿池座。这个仪器的巧妙设计保证了它可以兼容使用63, 73 和67系列的现有配件。其中包括试管架,可调路径长度底座,10~100mm的比色皿架和微型比色皿架。通过调节螺丝,所有的配件都是可以相适用的。控制加热模块,可以在测量37℃的样品时应用。在不用使用任何工具的情况下,可以在加热模块上轻松地安装和拆装10 x 10毫米比色皿架。 此外,可选配打印机。打印机与7200分光光度计后部的USB端口相连接。广州语特是英国比比旗下系列品牌的南方总代。关于语特 和 英国Bibby / 德国Miccra / 德国MCART/ 德国CAT / 瑞士Gerber Instruments ( www.youtoolinstru.cn. ) 广州语特仪器科技有限公司专注于搅拌器/分散乳化机等实验室样品制备等通用仪器, 熔点仪/光度计/冰点仪等分析仪器,以及PCR等生命科学仪器。 作为英国比比(Bibby )在中国南方的首代,广东,广西,四川,重庆,云南,海南,贵州和西藏是我司的服务范围。语特公司也是德国Miccra, MCART, 德国CAT,瑞士Gerber Instruments 在中国的首代。l 英国BIBBY 成立于上个世纪50年代,作为英国最大的实验室科学仪器生产商, 旗下有4个子品牌:Stuart,Techne,Jenway,Electrothermal. 专注于样品前处理等通用实验室仪器(如:熔点仪, 搅拌器, 混匀器,摇床, 培养箱,干浴器/氮吹仪,水浴,菌落计数器, 纯水蒸馏器),分子生物学研究设备(基因扩增仪PCR,荧光定量,杂交箱);分光光度计/超微量紫外等分析仪器,及平行反应工作站相关产品。 l 德国Miccra 成立于上个世纪,是德国乃至全球最专业的分散乳化专家。顶级分散乳化产品从实验室仪器,中试产品到工业设备, 分散头种类组合高达上百种;应用领域覆盖了化工,化妆品,制药,食品,环保等各大领域。l 德国CAT 成立于上个世纪50年代,是德国样品制备仪器方面的专家之一, 以”品质稳定”而闻名。其顶置式搅拌器种类多样,从手持式,教学用,到科研通用型,高粘度型,是CAT的代表产品线。l 瑞士Gerber Instruments 有超过120的历史,是专注于乳食品行业的典型代表。其产品冰点仪, 乳脂离心机, 食品专用PH计, 流出式粘度计等, 风靡欧洲及其它大陆国家。 l 德国MC.ART ,号称实验室小型“机器人”的提供者。其典型代表产品有:全自动分散乳化系统,自动抓取机器人,自动加液机器人,自动封装机器人,自动过滤机器人等实验室自动控制智能设备,以及实验室自动化的定制 。
  • 【解决方案】马尔文帕纳科钛白粉行业应用解决方案
    日前,马尔文帕纳科组织多位应用专家到访国内钛白粉领军企业技术中心,带去了包含XRF、XRD、激光衍射、DLS、ELS等多种先进表征技术在钛白粉行业及其衍生品方面的应用推介,对其现有多台马尔文帕纳科的检测仪器的日常使用注意事项及维护做了详细的讲解,并于与会者进行了深入的交流和讨论。钛白粉是一种重要的无机化工原料,主要成分为二氧化钛(TiO2),密度很小,具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度,被认为时目前世界上性能最好的一种白色颜料,具有广泛应用于涂料、油墨、造纸、塑料橡胶、印刷、化纤、陶瓷、化妆品、食品、医药等工业领域。钛白粉的主要原料为钛铁矿,也称为钛磁铁矿,是以多种金属元素共生的复合矿,主要以含铁、钒、钛等金属元素。其制造方法主要有两种:硫酸法和氯化法,对产品质控的要求主要集中在TiO2的含量、亮度、消色力、挥发物、悬浮物、吸油量、筛余物、水萃取液电阻率、金红石含量等。马尔文帕纳科XRF、XRD以及激光衍射、DLS、ELS、静态图像等分析技术可以应为钛白粉行业提供用于原材料、钛白粉及其衍生品的元素分析、晶型鉴定、颗粒粒度及粒度分布、粒形、稳定性等多方面的应用。此文只涉及元素含量、晶型结构和粒度分析。 一、XRF 元素分析在钛白粉行业的应用作为钛白粉原材料的钒钛磁铁成分分析使用的方法为原地质矿产部行业规范DZG93-07《岩石矿石分析规程》中《钒钛磁铁矿石分析规程》[1-2]。该规程中采用化学分析方法,样品用酸溶法或碱熔法溶(熔)矿,再分别用容量分析法测定铁和钛,然后用容量分析法、原子吸收法、比色法等分别测定钙、镁、铝、铬、钒、硅、硫、磷、锰、铜、钴、镍等元素。因此,化学分析方法要完成以上元素的分析,分析周期长,操作繁琐,成本高,劳动强度大,污染严重,已经远远不能满足快速测定的需求。而XRF作为一种快速、无损的元素分析手段已被广泛地应用于钛白粉原料及成品、衍生品的生产过程控制。样品前处理对于XRF在钛白粉行业内的应用极为重要,针对不同类型的原料和产品,需要采用相应的手段进行研磨、压片或者熔融处理以获得最佳的应用效果,现场针对XRF技术在实际工作中的应用进行了详细而深入的分享与探讨。粉末压片法针对钛白粉、高钛渣、钛铁矿均可采用电动玛瑙或人工研磨(玛瑙研体),但要注意,高钛渣和钛铁矿不能与钛白粉使用同一个玛瑙研体,否则会造成样品污染,造成制样误差。由于钛白粉中钛含量高,粉末压片法即可获得较好的精度和重复性良好的结果。而对于成分复杂的高钛渣和钛铁矿来说测量重复性不好。而玻璃熔融法相对于粉末压片法来可以最大程度地消除样品的矿物效应和、不均匀性和粒度效应,配备专业的熔融制样设备,可以获得更好的重复性。下表中列出了熔融制样设备在制备高钛渣或钛铁矿时的参数及程序设置。在钛白粉相关应用中,建议测了条件设置见下表在软件程序条件选择中,需注意Ti,V,Cr之间的干扰,比如谱线的选择、分光晶体的选择和背景位置的选择等。 二、XRD 在钛白粉行业中的应用众所周知,钛铁矿是钛白粉的主要原料,目前国内几乎所有的钛白粉厂都使用它作为原料。而二氧化钛品位的高低是钛白粉生产厂家选择钛铁矿时首先考虑的因素,它直接影响收率和成本,通常一般矿中的二氧化钛含量应不低于47%。我们知道二氧化钛(TiO2)在自然界有三种结晶形态(三种同分异构体),分别是:金红石型和锐钛型和板钛型。金红石型是二氧化钛最稳定的结晶形态,结构致密,与锐钛型相比有较高的硬度、密度、介电常数与折光率。二氧化钛品位过低,不仅要增加原料的消耗,而且还要多消耗硫酸。但通常二氧化钛含量高的钛铁矿(特别是次生矿)一般都含有少量的天然金红石,它以二氧化钛的金红石晶型存在,极难溶解,最后的酸解率降低,而且使生产中的沉降、净化过程变得十分复杂,由于钛铁矿的成分和化学组成十分复杂,化学分析的方法很难准确地反映其金红石成分的含量。而不同晶型的化合物具有完全不同的XRD图谱,可以用XRD技术测量钛铁矿中不同形态存在的二氧化钛的含量。下表为金红石、锐钛矿和板钛矿的XRD主衍射峰数据,可以看到虽然金红石和锐钛矿在结构上有共同相似的特点,但由于金红石与锐钛矿的最强衍射峰一个在27.46°(/2Ө)左右,一个在25.35°(/2Ө)左右,因此将两者可较轻易区分开来。部分板钛矿的最强峰与锐钛矿的最强峰接近,但根据传统的三强法仍能将两者区分开来[3]。三、粒度表征技术在钛白粉行业的应用钛白粉粒度分布是一个综合性的指标,它严重影响钛白粉颜料性能和产品应用性能,因此,对于遮盖力和分散性的讨论可直接从粒度分布上进行分析。影响钛白粉粒度分布的因素较为复杂,需要控制粒度分布的环节分别是涉及水解工艺的水解原始粒径大小;其次是涉及煅烧工艺的成长颗粒粒径分布;以及涉及到粉碎工艺的最终产品的粉碎颗粒粒径。钛白粉行业测定粒度分布的传统方法是沉降法和静态图像法。影响沉降法的因素很多,测定的结果有较大差别;静态图像法(电子显微镜)测定粒度分布又必须借助大量统计工具,结果才能较为接近实际情况。自1975年马尔文激光粒度仪诞生后,大大提高了粒度分析的速度和准确性,目前已广泛的应用于钛白粉行业。 激光衍射粒度分析原理在激光衍射测量中,激光束穿过分散颗粒样品,测量散射光强度的角度变化。大颗粒的散射光角度小,而小颗粒的散射光角度大。之后对角度散射光强数据进行分析,使用米氏光散射理论,对形成散射图样的颗粒进行计算。激光粒度仪测量颗粒粒度具有测量动态范围宽、分析速度快、具有可验证的准确度和重复性等优点,可以提供颗粒粒径以及粒径累计分布值。纳米级钛白粉测试结果主要影响因素有:分散介质、遮光度、光学参数、超声功率和时间。 钛白粉行业粒度分析实例钛白粉无论是锐钛矿还是金红石,都是由直径在0.1~0.3μm的球形颗粒单一晶体所组成。单一晶体粒子的大小和由此凝集结合的二次粒子的结合力数值以及结合量将会导致钛白粉分散体系的白度、消色力、分散性、耐候性等颜料性能的变化。因此颗粒粒度和粒度分布是影响颜料性能和应用的重要指标。马尔文帕纳科Mastersizer 3000激光粒度仪,探头超声5min,连续测试样品粒径逐渐增加,粒度分布图如下。
  • 多重基因剪刀“拿下”小麦白粉病 实现抗病高产育种
    隔八年,曾广受关注的小麦白粉病“缉凶案”终于迎来了续篇。  中科院遗传与发育生物学研究所研究员高彩霞团队和中科院微生物研究所研究员邱金龙团队用多重“基因剪刀”,实现了对小麦重要感病基因序列的精准操控,获得了既高抗白粉病又高产的新材料。相关研究2月10日发表于《自然》。这意味着,号称小麦三大病害之一的白粉病终于被我国科学家“拿下”。  “这一具有重要理论与实际应用价值的研究工作,将成为作物育种领域标志性的成果。”中国工程院院士、西北农林科技大学康振生对此评论说,它展现了基因组编辑在作物分子设计育种中的巨大潜力,对保障粮食安全具有重大意义。  “另一只靴子”落地  据农业农村部统计,我国每年受白粉病影响的小麦面积达到1亿亩左右,重病田甚至会减产40%。将这一严重威胁粮食安全的真菌“缉拿归案”,是很多育种专家的梦想。  目前,分子育种家都是通过抗性基因帮助作物抵抗白粉病。但就像病毒预防一样,这种途径不具有广谱性和持久性,很容易随着白粉病新小种的出现而失去效用。  病原菌的成功侵染需要利用植物感病基因,能否通过阻断这个病害与植物连接的“桥梁”来获得广谱持久的抗性呢?  这是科学家想做但又不敢去做的一件事,因为感病基因的敲除具有两面性:抗病的同时,也会影响植物生长。  科学家很早就知道MLO是小麦的感病基因,但由于普通小麦是异源六倍体,MLO基因有3个拷贝,几乎不可能通过天然突变方式同时敲除这3个基因。2014年,合作团队利用“基因剪刀”定向敲除MLO的3个拷贝,不出所料地获得了对白粉病具有广谱持久抗性的小麦新材料。  相关研究在《自然—生物技术》发表后引起了世界范围内的极大关注。该研究入选了该刊创刊20周年最具影响力的20篇文章,并入选《麻省理工科技评论》2016年“全球十大技术突破”。高彩霞也因引领了植物基因组编辑的浪潮,入选《自然》2016年度“十位中国科学之星”。  不过,这个故事还有后续——正如在其他多种植物中观察到的一样,研究团队发现敲除感病基因MLO的小麦出现了一定程度的负面表型,如早衰、植株变矮、产量下降等,限制了其在生产上的广泛应用。  对此,研究团队选择迎难而上。  在当时敲除MLO后得到的100多个基因组编辑小麦突变体中,他们发现了一个“宝贝”材料——突变体Tamlo-R32。它在表现出对白粉菌的抗性的同时,生长发育和产量完全正常。  这个与众不同的材料让高彩霞坚信,感病基因突变抗病并非“死胡同”,“沿着这条路走一定能够做成”。  现在,经过八年协力攻关,“另一只靴子”终于落地。在发表于《自然》的新研究中,他们解开了Tamlo-R32突变背后的秘密,克服了感病基因MLO突变引起的负面表型,实现了抗病高产“鱼与熊掌”的兼得。  层层推进破悬疑  在敲除MLO得到的大量突变体中,Tamlo-R32为何一枝独秀?这个产量甚至超过普通野生型小麦的材料是怎么出现的?如何通过基因组编辑获得该突变体并将其导入小麦主栽品种中?  2014年之后,围绕Tamlo-R32这个“主角”的系列悬疑,成为高彩霞和合作者要破解的谜题。  但这做起来并不容易。  普通小麦基因组十分庞大,是人类基因组的5倍、水稻基因组的40倍。其序列重复性相当高,基因组结构极为复杂。  一开始,由于小麦基因组数据并不完善,研究团队只能通过一系列漫长的传统遗传学实验进行分析,最终确定在小麦3个染色体组A、B、D中,A和D基因组上都存在预期的突变。  “只有这两个基因组发生改变,还不足以抵抗白粉病,所以B基因组上一定有问题。”高彩霞说,受限于当时的基因组数据,研究团队在这个问题上探索了4年始终未能解决。  直到2018年,借助新完成的小麦基因组重测序数据和染色体精细图谱,这个“暗箱”终于被打开了。  让研究团队吃惊的是,Tamlo-R32突变体的B基因组上竟然发生了高达304Kb(超过30万DNA字母)的大片段删除——这导致该突变体的染色体三维结构被改变,使上游基因TaTMT3(与糖转运蛋白相关)表达水平上升,进而克服了感病基因MLO突变引起的负面表型,最终实现了抗病和产量的“双赢”。  悬疑破解了,但要精确实现304Kb这一大的基因组片段剪切,并非易事。“‘剪刀’的效率要特别高。”高彩霞对《中国科学报》说,抗白粉病基因编辑研究十年来,目前已拥有7项核心技术专利,研究团队还开创了一系列基因组编辑新技术。  正是基于这些核心技术,研究组通过叠加使用“基因剪刀”,在敲除MLO感病基因的同时,删除了TaMLO-B附近的大片段DNA,从而成功将这一抗病高产优异性状引进到我国多个小麦主栽品种中。  由于MLO的基因功能在不同植物中相对保守,研究者进一步发现,在模式植物拟南芥中过表达TMT3也能克服其感病基因突变产生的负面表型。“这证明了叠加的遗传改变可以克服感病基因突变带来的生长缺陷,为作物抗病育种研究提供了新的理论视角。”论文第一作者、邱金龙团队助理研究员李盛楠说。  至此,研究团队终于讲完了利用感病基因进行小麦抗病育种的故事。回顾其中的挑战,高彩霞有些风轻云淡地说:“我们知道路就在那里,只要坚持不懈就一定能够到达。”  这个历经“八年抗战”取得的研究成果获得了审稿人的一致好评。多位审稿人表示这项研究“具有很大应用潜力”。其中一位审稿人指出:“这项工作在探索没有负面效应的抗病小麦育种上迈出了重要一步。”  基因编辑除了“剪刀”还是“橡皮”和“铅笔”  “基因组编辑的一个优点是可以更方便、快捷、精准地进行作物育种和改良。”李盛楠说,研究团队用了数年时间了解Tamlo-R32的突变机制后,仅用了几个月就利用基因组编辑技术在多个小麦主栽品种中获得了抗病且高产的种质资源。而传统杂交育种则需要五六年的时间。  在2019年和2020年于北京和河北赵县进行的大田试验中,联合团队进一步证明了新种质资源的可靠性:常规MLO突变体造成的株高矮化在10%左右,产量降低16%左右;而新突变体具有超出或至少保持与亲本一致的产量。  “培育和推广抗病新品种是防治植物病害最经济、高效和环境友好的策略。”康振生评论说,“这项研究验证了基因组编辑技术的发展对作物性状改良具有重大推动作用,尤其对经典遗传改造难以实施的多倍体复杂基因组农作物的改良,对保障粮食安全具有重要意义。”  “和传统育种技术相比,基因组编辑育种的优势非常明显。”高彩霞对比说,传统杂交育种要引入一个抗病基因,需要进行6~8代的回交,整个过程非常漫长,而且其前提是杂交的亲本种要有抗病基因。通过突变育种(辐射、化学诱变等方法)具有盲目性和随机性,找到理想的突变体无异于大海捞针。而基因组编辑为精准定向育种提供了可能。  “通过基因组编辑可以不添加任何外源性的基因,只需要把靶向的序列修改好,大大节省了时间、减少了工作量。”她补充说。  高彩霞指出,基因组编辑技术经过10年的发展已经不仅仅是“一把剪刀”的概念。进化至“2.0时代”的碱基编辑和引导编辑还可以是一块“橡皮”或一支“铅笔”。“如果一个序列有点多,你可以把它剪掉;如果组成DNA的四个字母ATCG有一个错了,你可以用‘橡皮擦’把它擦掉,然后用‘铅笔’写入正确的字母,而‘铅笔’‘橡皮擦’是不留在细胞里的。”  好消息是,今年1月底农业农村部制定公布了《农业用基因编辑植物安全评价指南(试行)》,进一步规范了农业基因编辑植物的安全评价管理,促进我国生物育种技术和产业发展。“在这个政策的鼓舞和鞭策下,相信我国很快会有更多的基因组编辑材料进入田间和市场。”高彩霞表示,下一步将深入开展小麦白粉病新种质资源的开发和推广应用。  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-022-04395-9
  • 实用建议:如何合理设计稳定的冻干蛋白配方(一)
    为什么要用冻干的方法制备稳定的蛋白药物产品?在蛋白药物治疗的早期研发中,有必要设计一种在运输和长期储存期间稳定的配方。显然,水溶剂的液体产品对于生产来说是很容易且经济的,对于终端使用者也是十分方便的。水溶剂的液体产品存在的问题1. 大多数的蛋白以液体状态存在时,易于化学(脱酰胺或氧化)和/或物理降解(聚合,沉淀) 2. 如果严格控制水溶剂蛋白的储存条件,并且对配方进行合理设计,可以减缓其降解,但是在实际的运输过程中,精确控制储存条件通常是行不通的,蛋白会因受到多种应力的作用而变性,包括摇动,高低温,冷冻等 3. 尽管会设计配方和运输条件尽可能规避这些应力导致的损害,但是仍然不能足够阻止在长期储存过程中造成的损害。例如,在某些情况下,尽量减少化学降解的条件会导致物理损伤,反之亦然,那么就无法找到提供必要的长期稳定性的折衷条件。解决方案:冻干配方设计合理的冻干配方,理论上可以解决以上存在的所有这些问题。在干燥的样品中,降解反应可以得到充分的抑制或减缓,蛋白产品在室温状态可以仍然维持其稳定性,保存期可达到数月或数年的时间。而且,在运输过程中,短期的温控偏离,冻干的蛋白样品通常也不会受到损害。即使在两种或多种降解途径需要不同条件才能实现最大热力学稳定性的情况下,干燥产品中反应速率的降低也可以实现长期的稳定性。因此,一般来说,当配方前研究表明在液体配方中不能获得足够的蛋白稳定性时,冷冻干燥提供了颇有吸引力的替代方案。冻干蛋白配方可能遇到的问题然而,相对水针剂产品,只需要简单灌装即可来说,冻干过程较为复杂,且耗时、成本高,再有,一个十分关心的问题,如果配方中没有合适的稳定赋形剂,大多数蛋白制剂在冻干的过程中至少部分会因冻结应力和脱水应力而变性,结果通常是不可逆的聚合,通常是在冻结之后立即聚合或在储存过程中,小部分蛋白分子发生聚合。因为大多数的蛋白药物是非肠道给药,即使只有百分之几的蛋白聚合也是不可以接受的。因此,只是简单的设计一个配方,允许蛋白能承受冻干过程中的应力,但是无法确保冻干后的样品能有长期的稳定性。一个较差的冻干配方,蛋白很容易发生反应,须要求在零度以下储存,这样的配方应当认为是不成功的。本文将提供一些实践的指导,用于配方的设计,可以在冻结和干燥过程中保护蛋白,并且在室温条件下长期储存和运输过程中具有很好的稳定性。再有,会简要地讨论,配方设计须考虑到工艺条件的物理限制,已获得最终低水分含量的良好蛋糕。我们将不讨论冻干工艺的设计和优化,也不会偏离关于赋形剂选择的实用建议,以解决关于这些化合物稳定蛋白质的机制的争论。有丰富经验的药物科学家可能跟这篇文章的内容也没有很大的关系,但是可以将蛋白药物产品推向市场,然而,我们的目标主要是针对对于稳定的冻干蛋白配方设计还不太了解以及具有很大挑战的那些研发人员提供一个很好的开始。 配方设计的主要制约因素有哪些?当合理设计冻干配方时,需要考虑的因素很多,从整体来看,工作会比较复杂,但如果能很好的理解决定最终成功的主要限制因素,那么就会容易很多。01蛋白的稳定性首先记住蛋白产品选择冻干方法的主要原因是其不稳定性,整个配方中最敏感的成分也是蛋白质,那么在配方设计中首要关心的是赋形剂的选择,能够提供蛋白好的稳定性。02最终药物配置在配方研发开始之前,须确定好最终药物的配置,需要考虑的问题包括给药途径(常为非肠道给药),共同给药的其他物质,产品体积,蛋白浓度,冻干盛装容器(西林瓶、预充针或其它)等,如果最终药物需要多次使用,在配方中需要加入防腐剂,这个可能会降低蛋白的稳定性。03配方张力在选择赋形剂时,可能会考虑设计等张溶液,甘露醇和甘氨酸通常是良好的张力调节剂,这些赋形剂经常优于NaCl,因为NaCl具有较低的共晶融化温度和玻璃态转变温度,使得冻干更难进行。另外,如果样品中含有相对低的蛋白量,经常会加入填充剂,避免在冻干的过程中蛋白损失,甘露醇和甘氨酸同时也可以充当这个角色,因为他们会最大程度的结晶并且形成机械强度较高的蛋糕结构。然而,须意识到单独使用晶体类的赋形剂通常不能够在冻干过程和储存期间给蛋白提供足够的稳定性。04产品的蛋糕结构最终冻干的样品须具有优雅的外观结构,较强的机械强度并且没有出现任何塌陷和/或共晶融化,水分残留要相对较低(1g水/100g 干物质),如果产品发生塌陷,不仅外观不能接受,而且会导致样品最终的水分含量较高,复水时间延长。05产品玻璃化转变温度为了确保干燥后蛋白具有长期稳定性,非晶态成分(包含蛋白)的玻璃转化温度要高于计划的储存温度。水是无定形相的增塑剂,需要保持较低的水分含量确保样品的Tg 要高于运输和储存的最高温度。06产品塌陷温度一般来说,达到最终的目标,在整个冻干过程中,需要维持产品温度在其玻璃转化温度以下。在干燥过程中,当冰晶升华时,对于非晶态样品,产品温度须维持在其塌陷温度以下,塌陷温度通常与热致相变温度(也就是最大冻结浓缩无定形相的玻璃态转变温度Tg’)一致,同时,也有必要维持产品温度在任何晶体成分的共晶融化温度以下。在实际中,这些温度可以通过差示扫描量热仪DSC或冻干显微镜来测定。在配方开发中有必要测定产品的塌陷温度。 冻干显微镜Lyostat5及搭配使用的DSC模块为什么要测定塌陷温度?在低于产品的塌陷温度下干燥是需要付出代价的,产品的温度越低,干燥的速度越慢,干燥的成本就越高。通常,在-40℃以下干燥是不实际的,同时样品能降低到的温度还受一些物理条件的限制,比如冻干机的性能以及产品的配方。在配方开发过程中,药物研发人员应该与工艺工程师(设计冻干工艺人员)紧密配合,并且清楚了解放大化生产型冻干机与实验室研发冻干机的区别是非常重要的,通常情况下,生产型冻干机和实验室冻干机在工艺参数控制方面会有所不同,一部分原因是生产型冻干机较大,在冻干过程中每瓶样品的产品温度差异较大。因此,如果对冻干过程熟悉的研发人员可以提供有用的信息帮助配方科学家做出正确的判断,避免由于误判导致将较好的配方排除在外。对于塌陷温度较低的产品,也有一些方法,如可以通过控制过程参数来实现短时快速干燥。配方设计需平衡蛋白稳定性和塌陷温度很明显,配方设计的一个目标是保证蛋白稳定性的前提下提供较高的塌陷温度,产品的塌陷温度主要取决于配方的组成,如果蛋白的含量超过所有溶质的20%,会对Tg’有较大的的影响。尽管单纯的蛋白溶液通常用DSC很难测出Tg’,根据实验得出,增加蛋白含量,对于大多数的配方来说,均可以提高Tg’。通过外推法得到纯的蛋白溶液的Tg’,大约为-10℃,远远高于大多数的单一赋形剂的Tg’(如蔗糖的Tg’为-32℃),因此,从工艺过程的经济角度考虑,更期望配方中较高的蛋白质和稳定剂比例,然而,蛋白的稳定性通常随着稳定剂与蛋白含量比例的增加而提高,因此须在高的塌陷温度和较好的稳定性方面做出平衡。并且,如下文讨论的内容,随着蛋白浓度的增加,蛋白质在预冻过程中抵抗冻结应力损伤的能力就会得到改善,那么在高蛋白浓度和高稳定剂和蛋白重量比的情况下,稳定性是最好的,这样,就会导致整个配方较高的固形物浓度,给工艺带来困难,总浓度超过10%的配方将比较难冻干。如何改变Tg'?在升华之前对配方进行一些处理可以改变Tg’,如经常使用的退火处理,在退火处理过程中,会从无定形相中移走一小部分成分,如使用甘氨酸作为晶体的填充剂,取决于预冻的方法,可能一部分的甘氨酸分子会保留在样品的无定形相中,甘氨酸具有相对较低的Tg’(-42℃),因此让甘氨酸尽可能的结晶是非常重要的,这样可以提高样品中无定形相的Tg’,加快干燥,节省成本。对于赋形剂结晶,设计理想完善的方案,可以用DSC模仿冻结和退火工艺的条件来进行,这个方法可以参考Carpenter 和 Chang的文章内容。 在哪些步骤蛋白需要维持稳定性?实际上,从灌装到最终干燥的产品复水,每一步均会对蛋白造成损伤,并且要求配方的成分能够抑制蛋白的降解。在快速处理步骤(如灌装,预冻,干燥和复水等)中,主要的问题通常是物理损害,如低聚物的形成和/或蛋白沉淀;通常,蛋白从液体到固体的转变,相对与减缓化学变化,更多的会减缓蛋白的物理变化的速率,因此,储存过程中的化学降解经常是更严重的稳定性问题。在储存期间或复水时,蛋白也会发生聚合。在预冻和干燥过程中,受到冻结和干燥应力的作用,蛋白的结构很容易遭到破坏,如果在这些过程中,能够抑制蛋白去折叠(变性),那么降解过程就会达到最小化,因此,配方设计主要的关注点就是在这些过程中能够保护蛋白,在干燥后的样品中具有较高的Tg及较低的含水量,能阻止样品内部发生化学反应,更好的保持蛋白的天然性能。01在预冻过程中的蛋白的稳定性特定的蛋白是否易受冷冻破坏的影响取决于许多因素,除了在配方中包含适当的稳定剂外。一般来说,会考虑三个很重要的参数:蛋白浓度,缓冲液的种类以及预冻方法。蛋白浓度增加蛋白质的浓度能够提高蛋白对冻结变性的抵抗力,可以通过简单地测定冻融后蛋白聚合的百分比,该百分比与蛋白质浓度呈反比。通常,如果预冻过程中去折叠的蛋白分子部分与浓度无关,那么预计增加蛋白浓度会增加蛋白聚合。然而,现在人们认为,增加蛋白质浓度会直接减少冷冻诱导的蛋白质去折叠。据推测,冻结阶段的损伤包括蛋白在冰水界面的变性,假设只有有限数量的蛋白分子在这个界面变性,增加蛋白的初始浓度会导致较低比例的变性蛋白。处于实际的目的,将蛋白浓度作为一个重要的考虑因素,在配方开发过程中尽可能保持较高的浓度,就显得特别简单了。缓冲液种类缓冲液的选择也是非常关键,主要引起问题的是磷酸钠和磷酸钾,在预冻和退火过程中,二者的pH值会有明显的变化。对于磷酸钠,其二元碱形式的容易结晶,导致在冷冻样品中,剩余的无定形相中的pH会降到4或更低。对于磷酸钾,其二氢盐结晶后,pH会变到接近9. pH改变的风险以及对蛋白的损害可以通过提高最初的冷却速度,限制退火步骤的时间,降低缓冲液的浓度等来控制,所有这些措施可以降低盐类结晶的机会。快速冷冻,不进行退火也限制了蛋白质在暴露在冷冻状态下的时间。尽管其他的赋形剂能够辅助抑制pH的改变,较好的方法是避免使用磷酸钠和磷酸钾。在预冻阶段pH有较小变化的缓冲液包括柠檬酸盐,组氨酸,Tris溶液等。预冻方法排除由于pH变化造成的问题,在实验中发现,预冻过程中,蛋白质受破坏的程度跟冷却的速率有关系,较快的冷却速度形成的冰晶体较小,冰的比表面积越大,受破坏的程度越大,这个推测是由于蛋白在冰水界面变性导致。冷却的速度通常受冻干机设备本身性能的限制,然而,一些对冷冻敏感的蛋白,即使慢速冷却也会导致其变性。02、在干燥和储存过程中蛋白的稳定性尽管整个蛋白分子在预冻过程中保持了其原有的结构,然而,在后续的脱水干燥过程中如果不加入合适的稳定剂也会面临变性的风险。简单的说,当去除蛋白分子的水合外层时,蛋白质天然的结构便遭到破坏。对多个蛋白的红外光谱研究表明:无合适的稳定剂存在时,在干燥的蛋白样品中,其结构将会遭到去折叠。如果样品迅速复水,损伤的程度(如,聚合百分比)与干燥蛋白质的红外光谱的非天然表现直接相关。因此,降低复水后结构的破坏需要减小预冻和主干燥过程中蛋白结构的去折叠。而且,即使样品立即复水后100%的天然蛋白分子被恢复,干燥的固体中也会有相当一部分去折叠的分子。在复水过程中分子内的再折叠可以主导分子间的相互作用,从而导致聚集,在复水后表现为100%的天然分子。适当的赋形剂可以阻止或至少减轻蛋白结构的去折叠,配方是否成功可以通过红外光谱检查干燥后蛋白的二级结构来立即判断,更重要的是,发表的一些研究显示,干燥样品的长期稳定性取决于干燥过程中天然蛋白的保留量,如果干燥后的蛋白样品存在结构上的去折叠,即使样品在低于其Tg温度以下储存,蛋白也会很快被破坏,因此,红外光谱法可作为蛋白配方的另外一种工具,研发人员可以在冻干后对样品进行检测,确定其结构是否遭到破坏。欢迎先关注我们,下一期内容将继续为大家带来“实用建议:如何合理设计稳定的冻干蛋白配方(二)”,详细分享:蛋白样品冻干的首选赋形剂有哪些、基于成功蛋白冻干配方会导致最终失败的一些细节问题等。莱奥德创冻干技术分享关注“莱奥德创冻干工场“,立即获取冻干线上技术分享内容。基于对于冻干研发的一些考量,莱奥德创创建了金字塔冻干技术分享平台:包含了从冻干理论基础,到配方和工艺开发,再到放大及生产,以及进阶的设备管理和线上线下专题内容分享。内容结合了来自Biopharma的冻干理论指导体系、来自于莱奥德创产品经理及应用工程师的实践经验总结及国内外专家的专题内容。获取方式Step 1:关注公众号 扫码关注莱奥德创公众号Step 2:点击菜单栏“冻干讲堂” Step 3:点击你感兴趣的内容Banner Step 4:开始学习 更多关于冻干技术分享平台的介绍请点击下方阅读:● 冻干免费技术内容获取-莱奥德创金字塔冻干技术分享平台► 点击阅读如果您对上述设备或冻干服务感兴趣,欢迎随时联系德祥科技/莱奥德创,可拨打热线400-006-9696或点击下方链接咨询。译自:《Rational Design of Stable Lyophilized Protein Formulations:Some Practical Advice》 John F.Carpenter,Michael J.Pikal,Byeong S.Chang,Theodore W.RandolpH pHarmaceutical Research, Vol.14,No.8,1997* 如有理解错误之处,还请参考原文关于莱奥德创冻干工场上海莱奥德创生物科技有限公司专注于提供前沿的冻干设备应用和制剂开发相关服务,依托于合作伙伴加拿大ATS集团SP品牌和英国Biopharma Group等的紧密合作,致力于促进中国生物医药技术创新升级,助力中国大健康行业的持续发展。莱奥德创在上海及广州设有实验室,拥有专业的技术团队及国内外专家支持体系。莱奥德创面向生物制药、食品科学等各个领域行业客户,提供冻干研发、放大、委托生产及培训等服务。前期研发● 产品配方特征研究:共晶点温度(Te)、塌陷温度(Tc)、玻璃态转化温度(Tg'、Tg)测定等;● 实验室工艺开发:冻干工艺开发:冻干制剂配方开发,工艺确定,申报材料撰写;● 冻干工艺优化:利用中试冻干机上PAT工具优化及缩短工艺;● 冻干产品质量指标测试:水分含量,冻干饼韧度分析;● 咨询服务:如产品外观问题、产品质量问题、其他troubleshooting等;工艺放大/技术转移● 冻干工艺转移/放大: 远程技术指导+现场服务;● 小批量冻干生产(NON-GMP),临床一期生产(GMP);其他业务● 企业小团队线上线下培训服务:冻干原理,工艺开发,设备使用维护等;● 冻干设备租赁服务。400-006-9696www.lyoinnovation.com莱奥德创冻干工场中国(上海)自由贸易试验区富特南路215号自贸壹号生命科技产业园4号楼1单元1层1002室德祥科技德祥科技有限公司成立于1992年,总部位于中国香港特别行政区,分别在越南、广州、上海、北京设立分公司。主要服务于大中华区和亚太地区——在亚太地区有27个办事处和销售网点,5个维修中心和2个样机实验室。30多年来,德祥一直深耕于科学仪器行业,主营产品有实验室分析仪器、工业检测仪器及过程控制设备,致力于为新老客户提供更完善的解决方案。公司业务包含仪器代理,维修售后,实验室咨询与规划,CRO冻干工艺开发服务以及自主产品研发、生产、销售、售后。与高校、科研院所、政府机构、检验机构及知名企业保持密切合作,服务客户覆盖制药、医疗、商业实验室、工业、环保、石化、食品饮料和电子等各个行业及领域。2009至2021年间,德祥先后荣获了“最具影响力经销商”、“年度最佳代理商“、”年度最高销售奖“等殊荣。我们始终秉承诚信经营的理念,致力于成为优秀的科学仪器供应商,为此我们从未停止前进的脚步。我们始终相信,每一天都在使这个世界变得更美好!
  • 废水变蛋白粉?多的是你不知道的碳中和技术
    “你们猜猜这是什么?”采访中,中国科学院成都生物研究所研究员李东从盒子里取出了一小袋咖啡色的粉末。 打开袋子,凑近,在袋口上方轻扇,一阵油枯香气扑鼻而来。“见过沼液没?一种有机废弃物经沼气发酵后的含氮废水,这个东西就是沼液‘变’的蛋白粉。”李东介绍,目前已经对其进行了灭菌处理和重金属检测评估,“如果要当蛋白粉吃,是没有问题的。” 这包蛋白粉正是李东关于沼液生产单细胞蛋白饲料研究项目的最新成果。近期,相关研究成果相继发表在了Appl Biochem Biotechnol、Poultry Science、Electronic Journal of Biotechnology期刊上,同时获得了中国发明专利授权。 与植物源蛋白相比,该技术生产出的蛋白饲料合成速率较快,无需日照和大量土地,成本低。更重要的是,生产过程中能有效利用废弃碳源从而减少碳排,在“双碳”背境下的今天,意义凸显。 变“废”为“宝”,有机废弃物资源化利用一直是李东的老本行。如今他致力于在碳“废”中做文章,积极开展多种碳中和技术的研发和推广。变“废”为“肥” 碳中和,即所排放的二氧化碳和吸收利用的二氧化碳达到平衡。为实现国家碳中和目标,不仅要有碳减排技术和碳零排技术,还需要有碳负排技术。“因为不能完全杜绝煤、石油等化石能源的使用,需要对其释放出的二氧化碳在量上进行一个‘抵消’。” 李东解释。 其中,生物能源属于碳零排范畴,指从生物质中得到的能源,只要有太阳,生物能源就会取之不尽。其通过绿色植物的光合作用将二氧化碳和水合成生物质,生物能在使用后又生成二氧化碳和水,形成一个物质的循环过程,所以从理论上看二氧化碳的净排放其实为零,生物能源也被视为可再生的清洁能源。 要实现负排放,那就要阻断循环。“简单来说,在这个循环过程中,如果我们不让这些生物质,例如农林废弃物、牲畜粪便等进行燃烧使用,那就不会再生成二氧化碳并排放到大气中去。”李东找到了另一种变“废”为宝的方法:有机废弃物腐殖化利用。 “做成含腐植酸有机肥,可以理解为一种作为肥料的‘煤’,因为它就封存于地下,很难再被分解。”李东介绍,还有一种是将有机废弃物经过热解炭化或者水热炭化,做成生物炭。“同样是封存在地下,是一种缓释肥。相较于普通肥料,它不会轻易受到降雨影响导致淋溶,从而造成资源的损失和面源的污染。” 他表示,这类腐植酸或生物炭基肥料可用于农业种植生产、土壤改良、生态复绿。“比如在一些荒坡或者废弃矿山,因为土壤没有有机质没法长东西,我们就可以把腐殖酸肥放进去,让荒地变沃土。”一举多得的碳负排技术 李东认为,有机废弃物腐殖化利用技术和生物炭肥的制备都是从面源上,将大气中的二氧化碳进行“固定”利用,达到负排放的目的。而针对大沼气工程、发电厂、燃煤电厂以及炼钢厂等点源碳排问题的解决,他提出了一种新的负排放技术——“POWER TO X”。 “ ‘POWER’ 指的是电,而‘X’可以指天然气(GAS)一类的碳基能源、化学品、材料、饲料甚至食品等。”李东举例,POWER TO GAS(可再生电转生物天然气)这项技术,指的就是先捕获工厂和沼气池产生的二氧化碳,利用可再生电水解制氢,再将氢气用于还原沼气中的二氧化碳,使二氧化碳变为甲烷,替代天然气使用。 在整个环节中,氢气承担了重要的角色。“我们要把二氧化碳生成我们需要的天然气、化学品等,是需要耗能的,而氢就是一种能量。”李东解释。 目前,电解水制氢技术已经相对成熟,只是还未形成安全的氢气输配管网和终端利用设施。“但我们的天然气管网相当完善,所以可以通过‘POWER TO GAS’技术,利用好氢气,生成天然气,这样使用和储存都更方便。” 李东表示,过程中电解水制氢技术的应用,也能解决“电”的储存问题。“电能储存能力有限,但发电又是恒定的,在用电低峰时就会造成资源的浪费。” 李东描绘了一个未来的应用场景:用电低峰时,某水电厂的电就被输送到大型生物天然气工程,经过电解水制氢,将要排放的二氧化碳还原为能够储存的天然气。用电高峰时,又能利用储罐里的天然气进行发电。 “整个过程,类似于水利工程中的蓄洪调峰。”李东提到,中共四川省委十一届十次全会明确了四川要做优做强清洁能源产业,推进水风光多能互补一体化发展,规模化开发利用天然气,有序开发多类型清洁能源,加快提升稳定保供、协同互补和自我调节的能力。“ ‘POWER TO GAS’这项技术的应用在能源的‘稳定保供、协调互补和自我调节’这方面将会尤为突出,还能解决目前氢气和电力运输或储存的问题,可谓是一举多得。”为空间站变“废”为食提供思路 针对“POWER TO GAS”技术的研究已经持续了五年,最新的系列成果于2021年1月,以研究生朱献濮为第一作者,李东为通讯作者发表在了学术期刊上。目前因为受限于电解水制氢的成本问题,李东及其团队做完“POWER TO GAS”技术经济性分析后,才会考虑进一步的商业化。 而“GAS”(天然气)只是“POWER TO X”中“X”的可能性之一,李东对这项技术的拓展和开发不止于此。“我们的社会是一个碳基社会,人们的吃、穿、住、用、行,乃至人类生命体均离不开碳。所以围绕这项技术理念和路线,我们还能转化出化学品、材料、饲料和食品等。” 李东展示出的特殊“蛋白粉”,正是该技术的又一体现。他解释,在这个沼液氨氮生产单细胞蛋白饲料研究项目中,摒弃了传统的硝化-反硝化的处理沼液的方式,将废弃的含有高浓度氨氮的沼液进行饲料化利用,构建“氨氮-蛋白氮”短流程氮循环。利用微生物把沼液氨氮和养分合成蛋白质,变成蛋白粉。 在“蛋白粉”生成过程中,同样可以利用沼气中的二氧化碳作为碳源,电解水制氢的氢作为能源。“POWER TO X”中的“X”,变成了“PROTEIN”(蛋白)。 李东介绍,这项技术在农业领域具有广阔的应用前景,因为生成的蛋白粉可用作饲料使用。“如果未来能够全面推广,不仅解决了沼气生物天然气产业瓶颈,在沼液资源化利用方面实现突破,对我国粮食安全也有重要的战略意义。” 此外,他还设想了一个应用场景:中国空间站。“在空间站内,太阳帆板一展开就有电,航天员们又呼出了二氧化碳,如果再有氢,尿液提供氮源,我们是否就能应用这项技术来实现航天员每天摄入的食物,也就是营养物的循环‘使用’?” 其实这一循环利用的理念已经在空间站实现,李东提到,空间站内航天员喝的水,有一部分就是经过尿和水循坏系统处理而来的。“因为物质是守恒的,我们要的就是提供物质不停的循环变化所需的能量。”
  • 通过同步检测TOC和电导率提高效率、降低成本
    简介总有机碳(TOC)和电导率是水质的关键属性,但手动检测这两项参数需耗时几个小时。费时的检测步骤包括检测样品、记录数据、等待复查,以及批准书面的或电子实验室数据管理系统中的记录数据。美国一家全球性的生物技术公司积极寻求能够同时检测TOC和电导率的平台,以提高效率、精简流程,并能将检测结果导出到实验室数据管理系统中。解决方案为了提高效率、降低成本,该公司评估了Sievers 分析仪生产的Sievers M9实验室型分析仪,该仪器可同步检测来自单一容器【双用途电导率和TOC样品瓶(DUCT样品瓶)】中的TOC和美国药典USP/中国药典ChP的第1阶段电导率。M9分析仪还具有样品分析时间更短、样品用量更少、能够整合实验室数据管理系统等优点。该全球性生物技术公司所采用的方法确认,是通过解释USP 1225“药典方法验证”。公司评估了检测的三个方面,前两个方面是TOC和USP第1阶段电导率检测方法的适用性确认,此为USP 1225的直接要求。检测的第三个方面是验证新的Sievers DUCT取样容器的适用性,并评估容器的样品保留时间,以支持内部运行程序。在此不讨论上述检测,因为Sievers分析仪已单独进行了测试,支持DUCT样品瓶中的TOC和电导率样品的5天样品保留时间。该公司用Sievers M9实验室型分析仪进行了电导率的方法转移,并清楚证明了该方法是准确的、精确的、线性的。请参见表1中的数据。表1:电导率方法转移结果摘要分析性能特点结果运行1运行2运行3准确度(%)959591精确度(%RSD)115线性度(R2)0.99990.99990.9995套装TOC分析方法已经在当前的TOC分析仪上验证过,其使用的是相当的分析技术。因此,公司选择在Sievers新的M9实验室分析仪,与过去的900 TOC分析仪上,同时运行来自同一批次的系统适用性标准品套装。由于样品瓶类型的变化,该公司还运行了Sievers DUCT样品瓶中配制的系统适用性套装,以证明容器的可比性。所有三组系统适用性套装都满足使用Sievers M9实验室型分析仪时的85-115%合格标准。响应效率百分比表明了同时使用Sievers M9实验室型分析仪和DUCT样品瓶的适用性和可接受性。请参见图1中的数据。图1:TOC方法转换结果Sievers M9实验室型分析仪除了具有合格的分析性能,还同实验室数据管理系统相兼容,同时分析TOC和电导率。这种以电子文件格式导出TOC和USP第1阶段电导率结果的功能,去除了人工抄录数据的错误,节省了分析时间。在此例中,该公司能够将系统配置为自动填充多样品结果。结果一旦合格,实验室数据管理系统就将其录下,以待复查和批准,因此从取样到结果复查的整个工作过程完全变得无纸化。该公司估计,每天可节省约4个小时。结果经计算,该公司实现的投资回报率、投资回收期、净现值分别为:5年400%投资回报率,7个月投资回收期,约40万美元5年净现值。投资回报率的最明显的地方是,尽管整合Sievers DUCT样品瓶时增加了耗材成本,但样品数量的减少使公司大大节省了总成本。表2:样品成本摘要成本类型(每个样品)当前未来电导率耗材$2.58$15.70TOC耗材$4.83不适用总耗材成本$7.41$15.70劳动力成本(减少5分钟)$8.17$2.33维护1$0.44$0.88总成本$16.01$18.911请注意,同时进行TOC和USP第1阶段电导率检测使此数字翻倍。表3:1年数据摘要成本因素当前未来资金成本不适用$ (99,710)可变成本1$ (271,454)$ (163,234)预计节省人力不适用$72,800总成本$ (271,454)$ (190,144)总节省的成本$81,310投资回收期7个月1反映人力、维护、材料成本。上述投资回报率出自分析仪同实验室数据管理系统相整合。如果继续用手动操作而非数据管理系统,投资回收期将增加到11个月,但仍在1年以内。此例很好地证明了,使用Sievers M9实验室型分析仪来同时检测TOC和USP第1阶段电导率可以为企业节省大量时间和费用。此方法减少了实验室中检测样品的需求量,大大降低了成本,使企业能够将节省下来的资源用于其它生产和创新的地方。◆ ◆ ◆联系我们,了解更多!
  • 利曼中国在河南举办ARL直读光谱仪技术交流会
    2017年7月27日,arl easyspark全谱直读光谱仪技术交流巡讲会之河南洛阳站圆满落幕。历经十多年国内直读市场的开发与客户维系,利曼中国积淀了大批忠实客户群体,在圈内树立起良好口碑。此次交流会共吸引了来自洛阳及周边地市的近四十位铸造、军工、航空、船舶、装备制造、高校、科研院所等领域业内人士前来学习探讨,一睹利曼最新接手的全球顶尖品牌arl直读光谱。会议在中国船舶重工集团第七二五所举行,同时得到了洛阳市材料和检验学会的大力支持。会上,利曼中国直读产品销售经理首先致辞,向与会者介绍了公司概况及近年来直读光谱市场的发展情况;随后详细介绍了arl easyspark全谱直读光谱仪的技术特点和产品优势,良好的性能特点和品牌口碑得到了与会代表的一致好评。瑞士arl具有八十多年直读光谱仪研发经验,同时在业界制定了许多行业标准。精湛的技术底蕴使其在全球范围内具有极佳的口碑,向来是高端产品的代名词,性能表现自然毋庸置疑。全新easyspark全谱直读光谱仪体积小巧,却依然继承了高端光谱的优良性能。专利智能数字光源带来优越分析性能及精度;恒温光室及半导体制冷ccd确保降噪效果及卓越性能;独特光路设计、极高光谱分辨率;传承高端光谱的火花台设计,具有超高稳定性及安全性,同时维护简便快速、不需要工具;先进的氩气智能管理模块有效减少气体消耗;搭配高端光谱同一平台的强大软件,即使在恶劣条件下仍可对绝大多数金属和合金进行快速元素分析。随后,利曼应用工程师介绍了和金属材料检测密切相关的残余应力分析仪和残余奥氏体分析仪,应力及奥氏体分析在材料的失效分析和工艺改进、高精尖材料分析领域具有重要意义,此类产品得到了军工、航空航天、船舶、轴承、高铁行业用户的浓厚兴趣,会场互动交流积极生动。下午,一行三十余人来到七二五所光谱实验室进行实机参观和上机做样操作。参会学者们迫不及待地拿出自己的标样和实际样品在arl easyspark直读光谱仪上进行反复测试,以验证其重复性和稳定性。不锈钢、合金铸铁、合金钢、耐热钢等不同类型的样品经过实际测试后,大家对这款最新arl直读光谱纷纷竖起了大拇指,频频点头肯定这款仪器的稳定性能和操作维护的方便性与实用性。arl easyspark可快速、准确、可靠的对固体金属样品进行元素从痕量到百分比含量的分析,专为有大量金属分析需求的冶炼行业和实验室而设计,可满足汽车、航空、航天、消费品等多种行业的零部件生产过程中,对直读光谱分析高质量低成本的需求。它基于多光栅/ ccd的独特光学系统,可提供高水平的分辨率,同时具有安装简单、操作和维护方便的特性,使得金属及合金生产行业的非专业人员也能快速高效的操作此仪器。利曼中国一直致力于质量控制与分析、智能科技产品的推广及应用,在国内拥有20多个销售联络机构、覆盖全国的多个维修服务中心及示范实验室,近百名员工以及众多的国内外合作伙伴。公司一向秉承认真严谨,服务至上的原则,以优质专业的快捷服务,享誉政府质检、高校科研以及环保、化工、地矿、铸造、机械等行业。在日益发展的中国市场,旨在为国内用户提供世界一流的技术和先进的解决方案。
  • 使用超高效合相色谱系统对环金属铱(III)配合物进行同分异构分离
    使用ACQUITY UPC2 系统对环金属铱(III)配合物进行同分异构分离Rui Chen 和John P. McCauley沃特世公司(美国马萨诸塞州米尔福德)应用效益■ 快速分离均配铱络合物中的同分异构体,实现对物质纯化的实时监控。■ 在一次色谱运行操作中同时分离均配铱络合物中的同分异构体和光学异构体,实现对纯度的准确评估,而这在其他系统中需要多次色谱分离操作来完成。■ 可简单地从 UPC2TM 转换至半制备型超临界流体色谱(SFC),纯化目标异构体,并可以在缓和的条件下轻松地回收收集的组分,减少同分异构体的生成,从而获得有机发光二极体(OLED)设备制造所需的高纯材料。沃特世解决方案ACQUITY UPC2TM 系统Investigator SFC系统Empower&trade 3软件ChromScope&trade 软件ACQUITY UPC2BEH和BEH 2-EP色谱柱关键词铱配合物,OLED,同分异构体,面式,经式,对映体,合相色谱,UPC2引言有机发光二极体(OLED)应用中环金属铱(III)配合物的合成与表征引起了人们的浓厚兴趣,因为这些配合物具有很高的发光量子产率,并且能够通过简单的合成方法对配体进行系统修饰,从而对颜色进行调整。根据包围在中心铱原子的配体的类型,这些有机金属配合物可能分为均配物和杂配物。均配物和杂配物均可能存在同分异构体,这些异构体被称为经式异构体(meridional,mer)和面式(facial,fac)异构体。同分异构体具有不同的光物理和化学特性1-3,这些特性可影响OLED设备的性能和寿命以及稳定性。此外,杂配物具有光学异构性。富含对映体的配合物发出圆形的偏振光,可用于三维电子显示4。多种异构形式为这些材料纯度评估以及理解发光设备故障机理所需的异构体的分离提出了特殊的挑战。这种挑战因为目前流行的针对这些材料的纯化方法(即升华)而变得更加复杂5-6。升华过程中,可能会发生分子内的热力学异构化。纯化过程通常生成异构混合物,而不是用于设备生产的预期单一异构体,导致性能降低。显然,开发出在温和条件下的纯化技术对减少异构化具有重大意义。由于大部分环金属铱配合物溶解性低,目前环金属铱配合物的色谱分析方法一般采用正相液相色谱法(NPLC)。超临界流体色谱(SFC)以及更先进的超高效合相色谱(UPC2)提供了引人关注的正相色谱替代方法,从而可提高分辨率、缩短分析时间,降低有机溶剂的消耗量。在本应用纪要中,我们对三[2(2,4-二氟苯基)吡啶]铱(III)(Ir(Fppy)3)和双(4,6-二氟苯基)吡啶C2,N]甲酰合铱(III)(Flrpic)的结构采用沃特世(Waters) ACQUITY UPC2 进行了分离,如图1所示。将SFC用于纯化Flrpic的可行性也说明了使用Waters Investigator SFC系统的可行性。实验仪器:所有分析实验均在由Empower 3软件控制的ACQUITY UPC2 上进行。制备实验在由ChromScope软件控制的Investigator SFC系统上进行。色谱柱:沃特世公司的ACQUITY UPC2 BEH和2-Ethyl Pyridine 3.0 x 100 mm,1.7&mu m色谱柱。CHIRALPAK AS-H 4.6 x 150 mm,5 &mu m,购自Chiral Tec hnologies公司(宾夕法尼亚州西切斯特)。样品描述样品购自Sigma Aldrich和1-Material公司。为了形成异构体,将样品置于控温箱内进行热应激,引发异构化反应。冷却至室温后,将样品溶于氯仿中,用于随后的分析操作。结果与讨论图2是未经处理以及经过热应激的Ir(Fppy)3 的UPC2/UV色谱图。色谱峰1与色谱峰2的质谱(未显示)相同,但紫外光谱(插图)明显不同,说明它们最有可能是面式异构体和经式异构体。标有&ldquo desfluoro&rdquo 的峰出现的原因是Ir(Fppy)3 中的一个F原子丢失。但是,两张图谱的主要差异在于峰1与峰2之间的相对比例。加热时,1/2的峰比将会增大。其可能是由热异构化过程引起的,在异构化过程中,稳定性较差的经式异构体(峰2)转化成稳定性较高的面式异构体(峰1)。图2清楚地表明,Ir(Fppy)3 的同分异构体可轻易地通过使用ACQUITY UPC2 进行分离。图2 使用ACQUIT Y UPC2 2-EP3x100mm,1.7&mu m色谱柱得到的Ir(Fppy )3 UPC2/UV色谱图。(A)在280℃下处理24 小时的样品;(B)在25℃下未经处理的样品。流速为1.5mL /min;背压为2175 psi;30%异丙醇辅助溶液等度洗脱;温度为40℃。峰标记后面的数据表示以峰面积表示的每个峰的相对百分比。图3是使用非手性固定相和手性固定相得到的Flrpic UPC2/UV色谱图。在手性柱中,Flrpic裂分为两个峰,如图3B所示。图3B中的两个峰具有相同的质荷比(未示出)和紫外光谱(插图),说明这两个峰最有可能来源于同一对对映体。与均配物Ir(Fppy)3 不同的是,杂配物Flrpic由两种不同的配体构成。这种分子对称性反过来产生了光学异构。在实际应用中,例如三维显示,具有高度的发光不对称性是很有利的。因此,UPC2 提供了一种简单的测定手性荧光化合物对映比的方法,这对于使化学结构与发光对称性相互关联是很重要的。图3 标准级Flrpic的UPC2/U V 色谱图。(A)使用一根ACQUITY UPC2 BEH 3x100mm,1.7&mu m色谱柱;流速为1.5mL/min,背压为1740psi,35%异丙醇等度洗脱,温度为40℃。(B)使用两根CHIRALPAKAS-H 4.6x150mm色谱柱(每根均为5&mu m)。流速为3mL/min,背压为2175psi,23%异丙醇共溶液等度洗脱;温度为50℃。图4是在ACQUITY UPC2BEH色谱柱上得到的未经处理和经热应激的Flrpic UPC2/UV色谱图。对于经热应激的样品,会观察到一个多出的峰,如图4B所示。两个峰的质谱完全相同(结果未示出)。对紫外光谱更仔细地观察发现(如图5所示),图4B中的各个峰的紫外光谱并不相同。与图3B中所示的对映体不同,这些对映体的紫外光谱是相同的。图4B中的小峰的最大吸收波长&lambda max为245 nm,而主峰的最大吸收波长&lambda max为251nm。这些结果说明,经热应激的样品已经发生了异构化,生成了另一种同分异构体,这类似于升华过程中所观察到的一样5,6。因为总分析时间短于5分钟,UPC2 能够实现在升华后对材料纯度的快速测定,并可作为设备制造之前的质量控制方法。图4 在ACQUITY UPC2 BEH3x100mm,1.7&mu m色谱柱上、等度洗脱(35%辅助溶剂)条件下得到的:(A)未经处理的Flrpic和(B)经热应激的Flrpic的UPC2/UV色谱图。流速为1.5 mL/min;背压为2175psi;35%异丙醇辅助溶液等度洗脱; 温度为40℃。图5 一对Flrpic同分异构体的紫外光谱。理论上讲,每个同分异构体均包含一对对映体。因此,我们尝试同时分离经热应激的Flrpic的四个异构体,如图4B所示。得到的紫外光谱图如图6所示。E1/E1' 和E2/E2' 是两对对映体,而E1/E2和E1' /E2' 是两对同分异构体。图6 使用两根CHIRALPAK AS-H4.6x150mm色谱柱(每根均为5&mu m)得到的:(A)未经处理的Flrpic和(B)经热应激的Flrpic的UPC2/UV色谱图。流速为3mL/min,背压为2175psi,23%异丙醇共溶液等度洗脱;温度为50℃。图6中的异构体分离结果超过了简单分析的结果。作为发光设备中所用的环金属铱配合物的主要纯化方法,升华会引起不利的分子内热异构化,如图2、4、6及其他图所示5-6。因此,用在设备中的是异构体混合物而不是纯物质,通常导致性能下降,寿命缩短。图6所示分离说明了超临界色谱有望替代升华成为这些材料的纯化方法。图7是使用半制备超临界色谱得到的经热应激的Flrpic的SFC/UV色谱图。可以得到所有四种异构体的基线分离度。在50℃下,使用异丙醇作为共溶液,纯异构体可在温和的条件下进行回收,从而降低了异构体形成的可能性。应当指出的是,虽然图6B和图7都是在相同的色谱条件下获得的,但是图6B中的分离度远高于图7中的分离度。分离度的提高很大程度是由于UPC2统体积最小化,因而引起峰分散度降低。图7 在沃特世InvestigatorSFC系统上使用CHIRALPAK AS-H4.6x150mm色谱柱(每根均为0.5&mu m)得到的经热应激的Flrpic的SFC/UV色谱图。流速为3mL /min ,背压为2175p si ,23%异丙醇辅助溶液等度洗脱;温度为50℃。阴影区域表示收集的组分。结论在本应用中,我们论述了使用超高效合相色谱对铱均配物Ir(Fppy)3 和铱杂配物Flrpic异构体进行的分离。对于Ir(Fppy)3 ,面式和经式同分异构体可以轻易地在5分钟以内得以分离。对于Flrpic,四种异构体,无论是同分异构还是光学异构,均要在一次分离操作中实现同时分离。本文提出的分离方法可提升用于纯化评估的传统分析技术的水平。而纯化评估是合成、工艺和OLED设备和相关材料生产的一个分析难题之一。此外,其中的超临界流体技术也能够把UPC2 方法转换到半制备型超临界色谱仪器的制备方法,从而对目标物质进行分离。参考文献1. Kappaun S, Slugovc C, List EJW. Phosphorescent organic light-emitting devices: Working principle and iridium based emitter materials. Int J Mol Sci. 2008 9: 1527-47.2. Tamayo B, Alleyne BD, Djurovich PI, Lamansky S, Tsyba I, Ho NN,Bau R, T hompson ME. Synthesis and characterization of facial and meridional tris-cyclometalated iridium(III) complexes. J Am Chem Soc. 2003 125(24): 7377-87.3. McDonald AR, Lutz M, von Chrzanowski LS, van Klink GPM, Spek AL, van Koten G. Probing the mer- to fac-isomerization of triscyclometallated homo- and heteroleptic (C,N)3 iridium(III) complexes.Inorg Chem. 2008 47: 6681-91.4. Coughlin FJ, Westrol MS, Oyler KD, Byrne N, Kraml C, Zysman-Colman E, Lowry MS, Bernhard S. Synthesis, separation, and circularly polarized luminescence studies of enantiomers of iridium (III) luminop. Inorg Chem. 2008 47: 2039-48.5. Baranoff E, Saurez S, Bugnon P, Barola C, Buscaino R, Scopeletti R,Zuperoll L, Graetzel M, Nazeeruddin MK. 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  • 开发用于脑脊液中多种β淀粉样肽的SPE/LC/MS/MS定量测定方法
    引言&beta 淀粉样肽(A&beta )的不溶性聚集物在脑中沉积/形成被看作为早老性痴呆病(AD)的一个关键事件。治疗策略集中于用以减少&beta 淀粉样肽生成或提高其清除水平的小分子抑制剂或免疫疗法。因此,找到能对脑脊液中的淀粉样肽进行高灵敏且稳定可靠的定量分析方法以确定其与AD关系对很多研究者来说至关重要。然而,对这些A&beta 肽的分析极具挑战性,这不仅因为其在生物液体内的丰度相对偏低,而且也因为它们可能被其它蛋白质结合并具有形成低聚体的趋势。这些肽的测定常规采用免疫测定法(因其选择性和灵敏度)或者通过冗长的免疫沉淀之后再进行SPE。免疫测定所需的方法开发时间比LC/MS/MS方法开发时间长;它们需要对多种A&beta 肽进行多次测定,并且与LC/MS/MS相比其线性动态范围有限。免疫测定存在交叉反应性和非特异性结合,需要使用价格昂贵的抗体,并且样品/标本的富集依赖于抗体的选择性。免疫测定的劳动强度大,并且测定不准确和基质干扰也是常见的问题。因此,需要开发一种基于LC/MS/MS的高通量、选择性好的生物分析方法,使样品制备能够实现在存在高浓度干扰蛋白和肽的情况下回收得到pg/mL水平的淀粉样肽。虽然开发免疫测定方法所需的时间在后期药物发展过程中是可接受的,但在较早的阶段中则几乎不切实际;这时,如能有一种可定量多种肽的高通量且可靠的方法则是众望所归。本研究工作集中于开发用于淀粉样前体蛋白(APP)的1-38、1-40和1-42片段的LC、MS和选择性SPE样品制备方法,以支持临床前研究。使用单一、高通量方法用于多种A&beta 肽的分析测定而无需耗时的免疫沉淀步骤,被成功开发并经过验证。特别是,A&beta 类肽存在很多独特的分析挑战,其中包括非特异性结合、溶解性差、聚集和质谱灵敏度偏低。在方法开发各阶段所进行的步骤尽可能减小或消除了这些问题所带来的影响。随着AD病情缓解策略的出现,对除了A&beta 38、40和42之外的多种可能与AD病征相关的A&beta 进行定量分析可有助于提供关于此病及其发展过程的更多认识。本文所述的方法也有可能进行相应的修改,以使其适用于那些肽的定量分析。&beta 淀粉样1-38肽,分子量4132,pI 5.2DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGG&beta 淀粉样1-40肽,分子量4330,pI 5.2DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVV&beta 淀粉样1-42肽,分子量4516,pI 5.2DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA图1:&beta 淀粉样肽1-38、1-40和1-42的氨基酸序列和pI数据 实验UPLC方法的条件色谱柱: ACQUITY UPLC BEH C18,300Å ,2.1× 150nm,1.7µ m流动相: A:0.3% NH4OH(按体积计算)的水溶液 B:90%乙腈,10%流动相A梯度: 90% A保持1分钟,5.5分钟内降低至55% A并保持0.2分钟,然后返回至初始水平流速: 0.2 mL/分钟进样量: 10µ L温度: 50℃质谱条件系统:沃特世XevoTM TQ三重四极杆质谱仪,在ESI+MRM模式下运行去溶剂化气体流速:800L/小时源温度:120℃去溶剂化温度:450℃碰撞室压力:2.6× 10(-3)毫巴MRM跃迁态和条件:见表1样品预处理用5M盐酸胍以1:1的比例稀释200µ L脑脊液(人脑脊液、猴脑脊液或加标人工脑脊液+5%大鼠血浆),并在室温下振摇45分钟。然后,用200µ L 的4%H3PO4水溶液进一步稀释样品。注意:对于加标样品而言,在加标后、用盐酸胍稀释前,可在室温下让样品平衡30分钟。固相萃取(SPE)基于µ Elution 96孔型的Oasis MCX 预处理:200µ L甲醇平衡:200µ L 4% H3PO4水溶液上样:600µ L预处理后的样品清洗1:200µ L 4% H3PO4水溶液清洗2:10% ACN水溶液洗脱:2× 25µ L 75:15:10 ACN:水:NH4OH浓溶液稀释:25µ L水进样量:20µ L 肽名称 前体离子 产物离子 产物离子ID 锥孔电压(V) 碰撞能量(eV) &beta 淀粉样1-38肽 1033.5 1000.3 b 36 33 23 &beta 淀粉样1-38肽的N15内标 1046 1012.5 30 22 &beta 淀粉样1-40肽 1083 1053.6 b 39 33 25 &beta 淀粉样1-40肽的N15内标 1096 1066.5 35 22 &beta 淀粉样1-42肽 1129 1078.5 b 40 28 30 &beta 淀粉样1-42肽的N15内标 1142.5 1091.5 35 28 表1:&beta 淀粉样肽及其N15标记型内标的MRM跃迁态和质谱条件 结果和讨论开发这些方法所遇到的最大挑战就是克服溶解性、吸附性和聚集性问题并获得能满足该应用要求的足够选择性和灵敏度。适当的流动相和进样溶剂构成以及明智选择SPE洗脱溶剂仅仅是应对这些问题的几个关键因素。质谱分析质谱分析在正离子模式下进行,因为4+前体的CID产生了几种与固有的特异性b序列离子相对应的不同产物离子(典型光谱如图2所示)。负离子模式下的MS/MS出现了明显的水分流失。图3给出了关于两种方法特异性区别的一个示例。虽然对于溶剂标准品时使用负离子模式的总体灵敏度较高,但在基质存在时负离子模式的灵敏度优势减弱,而正离子模式下的特异度和信噪比的提高对于脑脊液样品中的准确定量具有决定性作用。超高效液相色谱分析图4显示了对这三种&beta 淀粉样肽的分离情况。虽然流动相中NH4OH的精确百分比对负离子灵敏度具有关键作用,但ESI+模式下的信号经证实对流动相构成的细微变化更具稳健性,可使液相色谱/自动取样器至少在24小时以上的时间段中保持稳定。与此相反,50%或以上的ESI-信号在10-12小时后因流动相中NH4OH浓度的自然变化(挥发)而损失。这进一步强调了ESI+MS方法的稳健性。固相萃取(SPE)SPE使用Oasis MCX(一种混合模式的吸附剂)进行,以加强萃取过程的选择性。该吸附剂同时依赖于反相和离子交换保留机制,以从复杂脑脊液样品中的其它高丰度多肽中选择性分离&beta 淀粉样肽组分。使用特定的96孔Oasis µ Elution提供了明显的浓缩效果,无需溶剂挥干和复溶,从而尽可能减少了肽损失。此外,通过离子交换进行肽结合为整个方法提供了正交性。在最初的方法开发过程中,萃取人工脑脊液时观察到了大量非特异性结合(NSB)。我们添加了5%大鼠血浆(有一个不同的&beta 淀粉样肽序列),以消除NSB。SPE是整个方法中较为重要的环节之一。对淀粉样组分选择性极高的分离再加上标准流速下UPLC的分辨率实现了对临床前研究样品的超快分析。线性、准确度和精确度对每种肽均使用了N15标记型内标。对于0.1-10ng/mL人工脑脊液+5%大鼠血浆的等分样本,三种&beta 淀粉样肽的标准曲线均呈线性。&beta 淀粉样1-38肽的典型标准曲线如图5所示。淀粉样肽的基线水平根据同时使用过量加标的人脑脊液和&ldquo 人工脑脊液+5%大鼠血浆&rdquo 而得到的两条标准曲线进行定量分析,基线水平的计算值没有统计学意义上的差异。选择人工脑脊液是因为它的价格不贵,而且是一种比较易得的基质。从3种人脑脊液和1种猴脑脊液萃取得到的&beta 淀粉样1-42肽的基线水平如图6所示。所有3种&beta 淀粉样肽的基线水平测定值的统计结果如表2所示。用3种人脑脊液混合样品和1种猴脑脊液混合样品配制了0.2、0.8、2和6ng/mL的过量加标的质控样品。准确度和精确度数值符合LC/MS/MS测定的控制标准。质控样品分析的典型结果如表3所示。 结果和讨论开发这些方法所遇到的最大挑战就是克服溶解性、吸附性和聚集性问题并获得能满足该应用要求的足够选择性和灵敏度。适当的流动相和进样溶剂构成以及明智选择SPE洗脱溶剂仅仅是应对这些问题的几个关键因素。质谱分析质谱分析在正离子模式下进行,因为4+前体的CID产生了几种与固有的特异性b序列离子相对应的不同产物离子(典型光谱如图2所示)。负离子模式下的MS/MS出现了明显的水分流失。图3给出了关于两种方法特异性区别的一个示例。虽然对于溶剂标准品时使用负离子模式的总体灵敏度较高,但在基质存在时负离子模式的灵敏度优势减弱,而正离子模式下的特异度和信噪比的提高对于脑脊液样品中的准确定量具有决定性作用。超高效液相色谱分析图4显示了对这三种&beta 淀粉样肽的分离情况。虽然流动相中NH4OH的精确百分比对负离子灵敏度具有关键作用,但ESI+模式下的信号经证实对流动相构成的细微变化更具稳健性,可使液相色谱/自动取样器至少在24小时以上的时间段中保持稳定。与此相反,50%或以上的ESI-信号在10-12小时后因流动相中NH4OH浓度的自然变化(挥发)而损失。这进一步强调了ESI+MS方法的稳健性。固相萃取(SPE)SPE使用Oasis MCX(一种混合模式的吸附剂)进行,以加强萃取过程的选择性。该吸附剂同时依赖于反相和离子交换保留机制,以从复杂脑脊液样品中的其它高丰度多肽中选择性分离&beta 淀粉样肽组分。使用特定的96孔Oasis µ Elution提供了明显的浓缩效果,无需溶剂挥干和复溶,从而尽可能减少了肽损失。此外,通过离子交换进行肽结合为整个方法提供了正交性。在最初的方法开发过程中,萃取人工脑脊液时观察到了大量非特异性结合(NSB)。我们添加了5%大鼠血浆(有一个不同的&beta 淀粉样肽序列),以消除NSB。SPE是整个方法中较为重要的环节之一。对淀粉样组分选择性极高的分离再加上标准流速下UPLC的分辨率实现了对临床前研究样品的超快分析。线性、准确度和精确度对每种肽均使用了N15标记型内标。对于0.1-10ng/mL人工脑脊液+5%大鼠血浆的等分样本,三种&beta 淀粉样肽的标准曲线均呈线性。&beta 淀粉样1-38肽的典型标准曲线如图5所示。淀粉样肽的基线水平根据同时使用过量加标的人脑脊液和&ldquo 人工脑脊液+5%大鼠血浆&rdquo 而得到的两条标准曲线进行定量分析,基线水平的计算值没有统计学意义上的差异。选择人工脑脊液是因为它的价格不贵,而且是一种比较易得的基质。从3种人脑脊液和1种猴脑脊液萃取得到的&beta 淀粉样1-42肽的基线水平如图6所示。所有3种&beta 淀粉样肽的基线水平测定值的统计结果如表2所示。用3种人脑脊液混合样品和1种猴脑脊液混合样品配制了0.2、0.8、2和6ng/mL的过量加标的质控样品。准确度和精确度数值符合LC/MS/MS测定的控制标准。质控样品分析的典型结果如表3所示。 1. 我们开发了一种用于同步定量分析人和猴脑脊液中多种&beta 淀粉样肽的SPE-LC/MS/MS生物分析方法并对其进行了验证。2. 将基于µ Elution型混合模式SPE的高选择性萃取方法与UPLC色谱分析的分辨率相结合是实现对人和猴脑脊液中3种主要&beta 淀粉样肽进行准确、精确而可靠的定量分析的关键。3. 正离子MS/MS和b离子序列碎片的使用提供了本应用所需的质谱特异度。4. 用不到30分钟的时间即可完成对96份样品的萃取并作好进样准备,从而满足了临床前研究所需的样品制备处理通量要求。5. 本文所述的方法避免了在临床前研究工作中进行耗时的免疫测定或免疫沉淀步骤。6. Xevo TQ质谱的质量范围和灵敏度允许选择高m/z前体进行破碎并能选择特异度高的b离子碎片,从而增加了此项测定的信噪比并总体提高了其特异度。7. 此类方法也可允许选择性的、特异性的、并按高通量方式同时测定一份样品中的几种不同&beta 淀粉样肽,而同时仍能达到低浓度内源性&beta 淀粉样肽分析所需的高灵敏度。这是一个明显的优点,因为ELISA测定需要使用多种抗体进行多次测定。所选择的参考文献1. T.A. Lanz、J.B. Schachter.神经科学方法杂志,169 (2008) 16-22.2. T. Oe等.质谱分析中的快速通讯,20 (2006) 3723-3735.3. JR Slemmon等.色谱分析杂志:生物分析,846 (2007) 24-31.4. NT Ditto等.神经科学方法杂志,182 (2009) 260-265.5. T.A. Lanz、J.B. Schachter.神经科学方法杂志,157 (2006) 71-81.6. MJ Ford等.神经科学方法杂志,168 (2008) 465-474.7. E. Portelius等.蛋白质组学研究杂志,6 (2007) 4433-4439.致谢本文作者希望向Wenlin Li(辉瑞公司PDM部)表达谢意,感谢她在使用免疫亲和LC/MS/MS分析&beta 淀粉样肽所作的前期工作。沃特世公司美国马萨诸塞州米尔福德Maple街34号,01757电话:(508) 478-2000;传真:(508) 478-1990 http://www.waters.com
  • 拉曼光谱:精准量化微晶硅薄膜晶化率
    引言微晶硅薄膜是纳米晶硅、晶粒间界、空洞和非晶硅共存的混合相无序材料,具有稳定性好、掺杂效率高、长波敏感性较强、可低温大面积沉积、原材料消耗少以及能在各种廉价衬底材料上制备的优点,为了使太阳能电池能够大规模连续化生产并且具有更高的效率,硅异质结太阳能电池开始使用微晶硅薄膜替代非晶硅层。升级后的硅异质结太阳能电池的光电转换效率与微晶硅薄膜的结晶度密切相关。其中,结晶率指晶态硅与晶界占非晶态、晶态、晶界总和的质量百分比或体积百分比,是评价结晶硅薄膜晶化效果的一项重要指标。在行业内通常使用拉曼光谱分析法评估微晶硅薄膜的晶化率[1,2]。实验与结果分析晶体硅排列有序,键角和键长高度一致,拉曼峰形尖锐位于520cm-1附近,无定形硅结构相对无序,拉曼峰形展宽位于480cm-1附近。采用两种结构的拉曼特征峰值(峰强或峰面积)可以实现硅晶化率的分析,晶化率计算公式如下:其中和表示在520cm-1 和480cm-1附近的拉曼峰的面积,中心为520 cm-1附近的拉曼峰是晶体硅的特征峰,位于480 cm-1附近的拉曼峰是非晶硅的约化声子谱密度。本文采用卓立汉光自主研制的Finder 930全自动共聚焦显微拉曼光谱仪分析了硅基底上微晶硅薄膜晶化率,拉曼光谱实测数据及多峰拟合结果如图1所示。可以观测到拉曼峰位在310cm-1附近的类纵声学模(类TA 模)特征峰,在480 cm-1附近的类横光学模(类TO模)分解为峰位在470 cm-1附近(Prim TO)和在490 cm-1处(Seco TO)两个特征峰。对于出现晶态硅特征峰的样品对应于峰位在510cm-1附近的晶粒间界拉曼散射成分(GB)特征峰[3]。 卓立汉光自主开发了晶化率自动计算软件,可以实现自动分峰拟合和晶化率计算,软件操作简单,易于使用,晶化率拟合结果如图2所示,自动计算结果可知晶化率为33.52%. 图2 采用自主研制软件拟合结果拉曼光谱技术可以无损分析微晶硅薄膜晶化率,在晶硅(晶体硅)与无定型硅(非晶硅)的定量鉴别及晶化率评估中展现出优异性能,通过解析特征峰的强度或面积,直接计算得出材料的晶化率,为材料性能评估提供了实验依据。参考文献[1]赵之雯,刘玉岭.微晶硅薄膜稳定性的研究[J].河北工业大学学报,2011,40(02):13-15[2] 高磊等. 微晶硅薄膜沉积工艺的研究方法及其应用[P].2023.06.23.[3] 范闪闪,郭强,杨彦彬,等.相变区硅薄膜拉曼和红外光谱分析[J].光谱学与光谱分析,2018,38(01):82-86.
  • 高效构建hiPSC系的全自动化神器,单细胞可视化分选培养系统,让单细胞培养不再复杂!
    人类诱导多能干细胞 (hiPSC) 是一类通过基因编辑技术(如 CRISPR-Cas9)对已经高度分化的人体细胞重新逆分化得到的多能性干细胞。hiPSC的出现为科学家构建复杂的疾病模型和推进药物发现提供了有利的工具。 然而,传统的hiPSC细胞系的构建与培养过程往往操作复杂且耗时耗力。特别是从异质编辑细胞池中构建的克隆hiPSC系的培养受到了传统细胞培养方法的桎梏,很难构建一个高效的hiPSC构建与培养工作流程。此外,现有的单细胞分离和培养方法通常对细胞的处理条件苛刻,操作步骤繁琐,不能充分保证单克隆性。 为应对hiPSC细胞系构建与培养过程中的诸多挑战,IotaSicences公司采用了以GRID技术为核心的高度自动化的单细胞可视化分选培养系统isoCell来构建 hiPSC系的分选与培养平台,并在不同培养基条件下对hiPSC进行了单细胞分选与培养研究。图1 单细胞可视化分选培养系统isoCell实物图 以isoCell为核心的hiPSC细胞分选与培养平台 isoCell是一款基于GRID技术的高度自动化细胞分选与培养平台。GRID是指在细胞培养基上采用FC40液体分隔出的网格小室,体积小,光学透明度高,可以容纳细胞在内生长,且各个小室之间物质不流通。isoCell系统配备了荧光和成像系统,用于在整个克隆工作流程中记录 GRID 小室的图像(见下图)。isoCell 可自动执行所有液体处理步骤,包括构建 GRID、将单细胞注射到GRID小室中以及交换培养基和收获单克隆集落。并且,isoCell可在整个工作流程中自动检测每一个 GRID 小室,并确保每一个单克隆hiPSC细胞系来源于单个细胞。 图2 GRID实物图 材料与方法 在分别铺了Laminin-521、Vitronectin-N和iMatrix 细胞培养基质的60毫米培养皿上制备的GRID网格以待使用。制备hiPSC的单细胞悬浮液,并使用 isoCell全自动地将细胞铺在GRID上(种植)。 使用isoCell自带的显微镜鉴定每个GRID室并标记每个包含单个细胞(第 0 天)的室,将该培养皿放入培养箱培养。在第3天,将标记的含有单个细胞的GRID小室加满600 nl培养基。从第5天开始,每天观察标记单细胞的GRID小室,并对选中的GRID小室补充培养基。最后,使用isoCell观察并标记构成了hiPSC单细胞群落的GRID小室,使用isoCell全自动收获标记的GRID小室中的hiPSC细胞(通常在 6-8 天之间)。 图3 以isoCell为核心的hiPSC细胞分选与培养平台工作流程图 高效的hiPSCS细胞分选与培养平台 按照上述的工作流程,利用三种不同的培养基质(包括 VTN-N、LMN-521 和 iMatrix)构建并培养了两个独立的hiPSC细胞系,并评估所得细胞的克隆效率。如图4所示,两个不同的hiPSC测试系在不同培养基质条件下,均在GRID室中显示出非常高的克隆效率,这表明采用GRID小室低容量培养方法和细胞的自动化温和处理可产生非常适合单细胞高效生长的培养环境。 图4 GRID中的单细胞 hiPSC 克隆效率(克隆效率表示培养第5天时单细胞长成细胞群落数占第0天单细胞数的百分比) 结论 以isoCell构建的hiPSC细胞分选与培养平台可以对hiPSC细胞进行全自动化且温和地单细胞分选与培养。通过isoCell特有的GRID小室网格技术与可视化分选相结合,可以确保每一个单克隆hiPSC细胞系均来自单个细胞,且isoCell的分选与培养条件温和,hiPSC单克隆细胞系成活率高。 单细胞可视化分选系统isoCell的优势:- 全自动化流程- 操作条件温和,对单细胞无损伤- 全培养、分析流程可追踪- 单细胞分离效率高达100%- 单克隆细胞系构建成活率高- 直接转移到PCR管或96孔板- 结构紧凑,体积小 单细胞可视化分选培养系统-isoCell已在Cell、Advanced Science、Small Methods、Nature Communications等知名期刊发表多篇文章,如下摘引了近年五篇具有代表性的文献和大家分享。 Soitu C, Stovall‐Kurtz N, Deroy C, et al. Jet‐Printing Microfluidic Devices on Demand[J]. Advanced Science, 2020, 7(23): 2001854.Gangoso E, Southgate B, Bradley L, et al. Glioblastomas acquire myeloid-affiliated transcriptional programs via epigenetic immunoediting to elicit immune evasion[J]. Cell, 2021, 184(9): 2454-2470. e26.Deroy C, Nebuloni F, Cook P R, et al. Microfluidics on Standard Petri Dishes for Bioscientists[J]. Small Methods, 2021, 5(11): 2100724.Deroy C, Wheeler J H R, Rumianek A N, et al. Reconfigurable microfluidic circuits for isolating and retrieving cells of interest[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2022, 14(22): 25209-25219.Oliveira N M, Wheeler J H R, Deroy C, et al. Suicidal chemotaxis in bacteria[J]. Nature Communications, 2022, 13(1): 7608. 样机体验 为更好地服务中国科研工作者,Quantum Design 中国也建立了样机演示实验室,将为大家提供为专业的售前、销售、售后技术支持,欢迎各位老师垂询! 用户名单 用户评价 路易莎埃姆斯,研究科学家:The Native Antigen Company(LGC 临床诊断集团旗下公司) “使用 isoCell 进行单细胞克隆工作从一开始就简单可靠,并且已无缝地融入我们的流程中。 该程序对细胞很温和,我们看到非常好的存活率,可以筛选大量克隆。 我们收到的客户服务是优质的。”
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