标记生物活性物

安捷伦科技公司与首尔大学医院合作进行生物标记物研究目标包括用于药物开发的生物标记物的研发和鉴定 2013 年 10 月 16 日，北京 &mdash 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）和首尔大学医院（韩国顶尖的医学中心之一）今天宣布，双方就用于药物（包括麻醉药品、免疫抑制剂以及生物标记物）开发中各种生物标记物的研发和鉴定达成战略合作关系。 首尔大学医院总裁兼首席执行官 Byung-Hee Oh 教授说道：&ldquo 医疗行业中存在的鸿沟影响了我们为患者提供的护理质量，我们想要攻克的领域是用于多种疾病早期诊断和有效监测的生物标识物的开发。&rdquo &ldquo 我们很高兴与安捷伦这家最大的测试与测量公司合作，帮助我们拓展医学研究的视野，提高韩国以及世界各地人民的生活质量。&rdquo 根据协议，医院的检验科将使用 Agilent 6460 三重四极杆 LC/MS 系统以及安捷伦的支持服务和应用专业技能。 医院致力于为新的生物标识物创造并维持一个最佳的环境，以便于高灵敏度且稳定强大的仪器能对其进行严格地识别与检测。 安捷伦韩国和南亚太地区生命科学部总经理 Rod Minett 表示：&ldquo 我们很荣幸与首尔大学医院成为合作伙伴，医院拥有良好的创新传统以及对患者的优质护理，通过这次合作，我们希望为医学和生命科学行业建立更有效、更多样的验证系统。&rdquo 关于首尔大学医院 在过去的 100 年中，首尔大学医院一直关注公共健康，并引领韩国医学的发展。医院始建于 1885 年，当时的名称为 Kwang Hye Won，是韩国首家国立医院。在成为首尔大学医院的特殊法人团体之前，该医院是首尔大学医学院和牙科学院的附属医院。目前，医院包括总医院、儿童医院、肿瘤医院、牙科医院以及临床研究机构。要了解更多信息，请访问 www.snuh.org/english。 关于安捷伦科技公司 安捷伦科技公司（纽约证交所：A) 是全球领先的测试测量公司，同时也是化学分析、生命科学、诊断、电子和通信领域的技术领导者。公司拥有 20500 名员工，遍及全球 100 多个国家，为客户提供卓越服务。在 2012 财政年度，安捷伦的业务净收入为 66 亿美元。有关安捷伦科技的更多信息，请访问：www.agilent.com.cn。 编者注：更多有关安捷伦科技公司的技术、企业社会责任和行政新闻，请访问安捷伦新闻网站：www.agilent.com.cn/go/news。

单克隆抗体(mAb)是制药行业增长最快的治疗方法之一，mAb的高阶结构(HOS)影响药物与靶标的结合特异性，从而影响治疗效果和副作用。若储存而导致HOS发生变化，例如蛋白质错误折叠和聚集，会导致稳定性降低、功效丧失或可能的免疫原性。因此，监测HOS对保证mAb疗法的有效性和安全性至关重要。X射线晶体学和核磁共振(NMR)光谱可以提供原子级分辨率，但存在费时费样品的缺点；生物物理技术，如差示扫描量热法(DSC)、动态光散射(DLS)、荧光光谱、红外(IR)光谱和圆二色(CD)光谱只能提供低分辨率的整体构象。焦碳酸二乙酯(DEPC)作为亲电子试剂能够修饰溶剂可接近的亲核侧链（Cys、His、Lys、Thr、Tyr、Ser）和蛋白质的N末端，这些残基产生的羧基化产物具有+72.021Da的质量转移，经过蛋白水解消化、液相色谱分离和串联质谱分析后，可以识别和半定量特定的蛋白质修饰位点。将一种条件（例如天然）与另一种条件（例如加热）进行比较时，特定残基处共价标记程度的变化可用于探测蛋白质的HOS变化（图1）。在这篇文章中，作者使用DEPC共价标记联用质谱，以利妥昔单抗作为单抗药物的模型，以期在远低于mAb治疗药物熔点的温度下能够特异性检测细微HOS变化，并通过活性测定进行验证。图1. DEPC 标记与质谱联用分析单抗药物结构的流程在通过共价标记研究热应力（heat stressed）利妥昔单抗之前，作者使用CD光谱、荧光光谱和动态光散射(DLS)来识别加热对蛋白质结构的干扰。发现当在低于其熔点的温度下加热利妥昔单抗4小时时，这三种技术在45°C或55°C时无法检测到显著的结构变化，而在65°C时仅显示出轻微的变化。随后作者团队使用DEPC CL-MS探测利妥昔单抗的细微结构变化。在45°C压力下的利妥昔单抗样品中发现DEPC标记水平的变化较少，大多数变化是由于蛋白质受热去折叠导致的标记增加（图2），且可变区的变化远少于恒定区。超过70%的标记变化发生在Tyr、Ser和Thr残基处，而发生在His和Lys残基处的标记变化始终小于20%。标记变化表明，45°C时的结构变化主要是局部微环境的变化，而非溶剂可及性差异显著的大结构变化，也就是说修饰位点分散在整个蛋白质结构中，而不是集中在蛋白质的某些区域。图2. 45°C 热应力 4 h 后 DEPC修饰程度的变化。饼图表示在利妥昔单抗的每个结构域内标记变化显著的修饰残基比例。红色代表标记增加，而蓝色代表减少。条形图表示共价标记变化程度低 (L)、中 (M) 和高 (H)的残基数量。活性测定能反映一定程度的结构变化对利妥昔单抗活性的影响，从而验证DEPC标记结果。桥接ELISA的结果表明，在预热至45°C后，利妥昔单抗的Fc结合活性没有显著变化（图3a），Fc区域的CDC活性估计在45°C热应激后保持不变（图3b），利妥昔单抗的Fab结合活性估计与对照样品没有差异（图3c）。活性测定结果表明蛋白质在45°C时没有发生显著的结构变化。在Fab和Fc区域中标记变化的残基数量相对较少，主要标记对局部微环境变化更敏感的Tyr、Ser和Thr残基。修饰位点分散在整个蛋白质中，对Fab和Fc区域的构象几乎没有影响，与共价标记质谱联用的测定结果相吻合。图3.使用单抗活性测定验证CL-MS实验揭示的结构变化。Fc区的结构完整性通过(a)测量Fc与捕获抗体结合的利妥昔单抗桥接ELISA和(b)测量补体依赖性细胞毒性的Alamarblue测定来评估。Fab区域的结构完整性通过(c)Raji细胞下拉试验评估，测量Fab与B细胞CD20抗原的结合。55°C加热4h后利妥昔单抗所有结构域的残基修饰程度都发生了显著的变化，尤其是Fab区域的VH和VL结构域。（图4）加热至55°C时，His和Lys残基处发生的标记变化几乎是45°C的两倍，表明蛋白质在这些区域展开；Fab区域标记水平发生显著变化，特别是在VH、VL和CL域。这表明利妥昔单抗的Fab区域存在局部结构变化，据报道这也是IgG1分子中对热应激最敏感的区域。Fc区域中没有观察到类似的发生标记变化的残基聚集，Tyr、Ser和Thr处的大多数标记变化为中度或高度变化，这些结果表明蛋白质拓扑结构可能发生变化。图4. 55°C 热应力 4 h 后 DEPC修饰程度的变化。饼图表示在利妥昔单抗的每个结构域内标记变化显著的修饰残基比例。红色代表标记增加，而蓝色代表减少。条形图表示共价标记变化程度低 (L)、中 (M) 和高 (H)的残基数量。尺寸排阻色谱(SEC)测量表明在65°C加热条件下存在高分子量物质。将DEPC CL-MS方法应用于65°C热应力的利妥昔单抗后，发现所有利妥昔单抗结构域的标记发生显著变化（图5），主要体现为标记的减少，这可能是因为蛋白质聚集。利妥昔单抗的Fab和Fc区均发现标记减少的残基簇，活性测定结果显示Fc结合和CDC活性的降低（图3），说明了Fc区特别是CH3结构域的标记变化，与DEPC标记结果一致。图5. 65°C 热应力 4 h 后 DEPC修饰程度的变化。饼图表示在利妥昔单抗的每个结构域内标记变化显著的修饰残基比例。红色代表标记增加，而蓝色代表减少。条形图表示共价标记变化程度低 (L)、中 (M) 和高 (H)的残基数量。总结DEPC标记技术的结构分辨率和灵敏度足以探测细微的蛋白质构象变化，该技术与质谱联用可在低于Tm的温度下揭示利妥昔单抗中的细微HOS变化，与经典的生物物理技术互补。总体而言，鉴于CL-MS简便、灵敏的特点，该方法将适用其他抗体药物的结构研究。

仪器信息网将拟定于2022年8月23日-26日举办第五届先进体外诊断技术网络会议(iCIVD 2022)，会议将在线上进行，免费向听众开放报名，欢迎报名参会！点击图片进入报名页面本届先进体外诊断技术大会特别开设高水平公共卫生学院院长交流会主题会场，邀请来自教育部近日公布的18所高水平公共卫生学院中的9位院长、副院长做报告嘉宾，对大人群队列生物标记物早期发现及验证进行讨论，欢迎您的参与！指导单位：中国分析测试协会标记免疫分析专业委员会中国生物物理学会肠道菌群分会天津预防医学会毒理学分会主办单位：仪器信息网参会方式：网络在线报告 免费报名参会报名链接:https://insevent.instrument.com.cn/t/Cua （点击报名）iCIVD2022 交流群（发送备注姓名+单位+职位）8月26日，将进行大人群队列生物标记物早期发现及验证-暨高水平公共卫生学院院长交流会专场，会议日程如下：分会场七：大人群队列生物标记物早期发现及验证 -暨高水平公共卫生学院院长交流会(7月13日，教育部公示了18所高水平公共卫生学院建设高校名单)报告时间报告方向专家单位9:00-9:10致辞房中则天津医科大学公共卫生学院副院长/教授9:10-9:40中国人群结直肠癌分子流行病学研究缪小平武汉大学公共卫生学院院长/教授9:40-10:10基于人群健康效应的大气颗粒污染物精准防控探讨林华亮中山大学公共卫生学院院长助理/教授10:10-10:40环境暴露与少数民族代谢性疾病关联性初探：基于西南少数民族人群队列研究洪峰贵州医科大学公共卫生学院院长/教授10:40-11:10孕期糖尿病与子代心血管疾病发病风险：基于出生队列的健康医疗大数据研究余勇夫复旦大学公共卫生学院院长助理/青年研究员11:10-13:30午休13:30-14:00基于人群-实验室-临床结合的策略研究环境镉暴露长期损害子代发育的胎盘病因机制王华安徽医科大学公卫学院常务副院长/教授14:00-14:30植物化学物暴露测量体系建立与生物学效应的验证马乐西安交通大学公共卫生学院副院长/教授14:30-15:00儿童肥胖与心血管健康席波山东大学公共卫生学院副院长/教授15:00-15:30从群体遗传到公众健康的思考与探索王超龙华中科技大学公共卫生学院副院长/教授15:30-16:00妊娠糖尿病的代谢生物标记物发现房中则天津医科大学公共卫生学院副院长/教授嘉宾简介及报告摘要武汉大学公共卫生学院院长 缪小平教授《中国人群结直肠癌分子流行病学研究》个人简介:缪小平，武汉大学公卫学院教授，院长。主要从事消化系统恶性肿瘤的分子流行病学研究。目前任中华医学会公共卫生分会委员、科技部“十四五规划”常见多发病专项专家组成员。是基金委优秀青年基金（2012年）和杰出青年基金（2019年）、中组部青年拔尖人才支持计划（2012年）、国务院政府特殊津贴（2013年）获得者。近5年代表作包括Lancet Oncol（2020年）、Nat Genet（2018年）、Gut（2020年）、Ann Oncol（2018年）、Nat Commun（2018年）、Nucleic Acids Res（2019年、2021年）、Am J Hum Genet（2019年）、Cancer Res（2018年、2020年、2022年）和Eur J Cancer（2018年、2021年）。报告摘要：人类基因组超过98%的DNA序列为非编码区，过去常被称为基因组“暗物质”。近些年发现在这些非编码区中隐藏着多个功能性调控元件和遗传位点，能够控制基因的表达影响疾病的发生，是决定疾病易感性的重要机制之一，因此对非编码区的功能解读是肿瘤基因组流行病学研究的热点及难点问题之一。然而，目前缺乏一种可以高通量、系统性地识别这些位点的有效方法。我们围绕“基因组数据分析与结直肠癌易感性研究”这一议题，一方面优先整合表观基因组、三维基因组、转录组和CRISPRi编辑技术高通量系统识别非编码区功能性易感位点，另一方面结合课题组在流行病学人群现场与生物学功能研究的优势，系统识别结直肠癌易感位点，在对易感位点/基因进行功能解析的基础上，开展大样本的人群研究，构建适合中国人群的结直肠癌风险预测模型，并应用于高风险人群的识别。本项目有望进一步揭示结直肠癌的致癌机制，为精准预防的实施提供重要线索和依据。中山大学公共卫生学院院长助理 林华亮教授《基于人群健康效应的大气颗粒污染物精准防控探讨》个人简介：林华亮，中山大学公共卫生学院教授、博导，担任院长助理、流行病学系主任。先后获得中山大学“百人计划”中青年杰出人才、广东省杰出青年医学人才等称号，入选“全球顶尖前10万科学家排名榜”。担任世界卫生组织《全球空气质量指南》评审专家。长期从事大气污染及其与基因易感性交互作用在慢性病发生发展中的作用研究，并提出了大气污染控制浓度阈值的新方法。主持国家自然科学基金3项、广东省科技厅项目2项。担任Environment International 杂志Editorial board、The Innovation杂志Academic editor、BMC Public Health杂志副主编。发表SCI文章100余篇，包括在Lancet Public Health、The Innovation、Lancet Regional Health - Western Pacific、PLOS Medicine、BMC Medicine、Journal of Allergy & Clinical Immunology、Neurology、Thorax、Stroke等国际权威期刊上第一/通讯作者60余篇；4篇为ESI高被引论文(Top1%)，文章被引用超过7000次，H-Index达到46 (Google Scholar)。获得国家发明专利授权1项。报告摘要：空气污染，特别是颗粒污染物是近来年广受关注的环境问题。前期大量流行病学研究提示大气颗粒污染物暴露可导致呼吸、心血管系统疾病的发病和死亡风险显著上升。但是多数研究发现颗粒污染物在不同区域、不同人群中的健康效应和疾病负担存在较大的差异性，其潜在机制尚不明确，我们认为不同地区颗粒污染物的特征 (例如粒径大 小、浓度范围、化学组分和来源)的健康效应不同可能是其中的内在原因，并为此进一步开展了相关研究。研究结果提示颗粒污染物粒径越小其健康危害可能越大，而汽车尾气、二次污染物及船舶污染是重要的具有健康危害的大气污染源。此外，大气PM2.5导致哮喘的主要危害成分是铵盐，硫酸盐、硝酸盐、有机碳、元素碳以及铵盐均会增加心血管疾病的死亡风险。研究结果对识别颗粒污染物健康危害的关键粒径、关键化学组分以及重要污染来源就有重要意义，为今后有针对性地、科学高效地开展大气颗粒污染物的精准防控提供新的证据。贵州医科大学公共卫生与健康学院院长 洪峰教授《环境暴露与少数民族代谢性疾病关联性初探：基于西南少数民族人群队列研究》个人简介：洪峰，博士，教授，博导，贵州医科大学公共卫生与健康学院院长，毒理学学科带头人，贵州省优秀青年科技人才。教育部高等学校公共卫生与预防医学类专业教学指导委员会委员、中国环境诱变剂学会致癌专委会副主任委员、中国毒理学会毒理学教育专委会常务委员、中国医促会公共卫生与预防医学分会常务委员、中国医防整合联盟常务理事、中华医学会地方病分会委员、中华预防医学会公共卫生教育分会委员等。承担国家重点研发计划课题、国家自然科学基金、省自然科学基金等项目20余项，发表论文140余篇。获中华医学会科技进步贰等奖1项、贵州省科技进步奖贰等奖2项、叁等奖1项及贵州省青年科技奖。主编副主编规划教材9部、副主编专著1部、主译专著1部，获贵州省高等教育教学成果奖特等奖1项、贵州省研究生教学成果特等奖2项。主要研究方向为环境毒理学、环境与遗传流行病学。报告摘要：本研究基于民族人口数超百万、民族汉化程度低、民族特色鲜明等原则选择苗族、布依族和侗族3个少数民族组建队列，探讨少数民族自然人群高血压、糖尿病、心血管疾病等代谢性疾病流行情况及危险因素，发现3个少数民族人群常见代谢性疾病的流行特征及危险因素有所差异，为精准防控常见代谢性疾病提供了基础科学数据。复旦大学公共卫生学院院长助理 余勇夫青年研究员《孕期糖尿病与子代心血管疾病发病风险：基于出生队列的健康医疗大数据研究》个人简介：余勇夫，复旦大学公共卫生学院青年研究员，博士生导师，院长助理。丹麦奥胡斯大学博士，美国加州大学洛杉矶分校博士后，英国伦敦大学学院医学院助理研究员，入选上海市高层次海外人才项目和上海市青年科技启明星等人才项目，入围“上海科技青年35 人引领计划”（2021）终评候选对象名单。主要研究方向包括健康医疗大数据、真实世界研究的因果推断方法、心血管代谢性疾病流行病学、健康发育与生殖流行病学、出生队列的研究设计和统计方法。以第一作者或通讯作者在BMJ (IF=39.9)、Diabetes Care (IF=19.1)、JAMA Pediatrics (IF=16.2)、PLoS Medicine (IF=11.1，2019&2021)、Diabetologia (IF=10.1，封面文章)、JAMA Network Open (IF=8.5，2021&2022)和European Journal of Epidemiology (IF=8.1)等杂志发表学术论文。目前担任JAMA Network Open Editorial Team成员（统计方法学），Frontiers in Public Health和Frontiers in Psychiatry学术编辑，BMJ、International Journal of Epidemiology、Environmental Health等期刊审稿人。研究成果曾被新华社、人民网、英国路透社、美国哥伦比亚广播公司、纽约时报和美国今日新闻等百余家媒体相继报道。报告摘要：儿童和青少年的心血管疾病患病率呈逐年上升的趋势，深入探索儿童和青少年的心血管疾病患病升高的原因，对于预防和控制儿童和青年人的心血管疾病至关重要。以往研究表明育龄妇女糖尿病患病率呈上升趋势，且会增加子代肥胖、糖尿病、慢性肾病和血压升高的风险。但目前尚不清楚孕期糖尿病和子代心血管疾病的风险是否存在关联。本报告将介绍基于出生队列的健康医疗大数据研究，评估母亲孕期糖尿病与其子代心血管疾病发病风险之间的关联，以及母亲心血管疾病史或母亲合并糖尿病并发症是否影响这些关联。安徽医科大学公卫学院常务副院长 王华教授《基于人群-实验室-临床结合的策略研究环境镉暴露长期损害子代发育的胎盘病因机制》个人简介：王华，安徽医科大学二级教授、博士生导师，教育部青年长江学者，安徽省学术和技术带头人，现任公共卫生学院常务副院长。主攻环境毒理学、发育与生殖毒理学研究，主持国自然3项、科技部重点研发子课题1项和安徽省杰青，以通讯或一作发表SCI论文50余篇，获安徽省自然科学一等奖1项、二等奖3项和中华医学科技奖3项，获中国毒理学会优秀青年科技人才奖和安徽青年科技奖，曾入选美国斯坦福大学全球前2%顶尖科学家榜单。担任亚洲砷与健康联盟理事、中国毒理学会青委会常务委员和表观遗传毒理专委会常务委员、中国环境诱变剂学会致畸专委会常务委员和安徽省预防医学会卫生毒理专委会主任委员，Food Chem Toxicol、环境与职业医学和毒理学杂志编委。报告摘要：环境镉暴露对子代发育的长期损害作用及其机制不清。中国安徽人群出生队列研究发现孕期母体镉暴露与其胎儿生长受限呈现正向关联；动物实验研究发现，孕期Cd暴露通过损害胎脑进而诱发成年雄性子代认知功能障碍。通过对孕鼠进行E2补充和去卵巢术，证实妊娠期Cd通过降低胎盘源性E2损害胎脑发育。此外，通过对人胎盘滋养层JEG-3细胞进行GCN2活性抑制剂干预，证实Cd通过激活GCN2信号抑制胎盘滋养层细胞雌激素合成。通过对孕鼠补充抗应激剂NAC，发现NAC能够抑制Cd激活胎盘GCN2信号并逆转镉诱导胎脑发育损伤，进而缓解成年子代小鼠认知功能障碍。临床病例-对照研究也证实胎盘雌激素合成抑制与胎儿生长受限呈现正向关联。上述结果提示，胎盘源性雌激素可能是环境毒物诱发成年后代认知功能障碍的生物标志物，并发现环境毒物可能通过胎盘-胎脑轴影响胎脑，这为预防和治疗环境毒物相关的胎源性疾病提供了一个新的视角。西安交通大学公共卫生学院副院长 马乐教授《植物化学物暴露测量体系建立与生物学效应的验证》个人简介：马乐，教授、博士生导师。西安交通大学公共卫生学院副院长、陕西省疾病预防与健康促进重点实验室副主任，“国家优青”获得者。主要研究方向为植物化学物对慢性非传染疾病的作用与机制。主持了国家自然科学基金4项、省部级项目9项。在 Circulation、Ophthalmology、Am J Clin Nutr等期刊发表第一或通讯作者学术论文。主持国家级“金课”一门。第一完成人获陕西省科技进步二等奖。现任《中国学校卫生》杂志副主编，中国营养学会常务理事、中华预防医学会公共卫生教育分会委员、儿少卫生学分会委员、健康风险评估与控制分会委员。报告摘要：植物性膳食模式在慢非传防控中发挥的重要作用。作为植物中特有的生物活性成分，植物化学物种类繁多，进入体内经吸收、分布、代谢等过程，产生不同的代谢产物，明确植物化学物在体内代谢过程及在膳食、体液、作用靶器官的分布特征与关系，已成为慢非传防控一个重要研究内容和热点问题。山东大学公共卫生学院副院长 席波教授《儿童肥胖与心血管健康》个人简介：席波，特聘教授，博士生导师，山东大学公共卫生学院副院长，山东大学儿童心血管研究中心主任。2017年国家优秀青年科学基金获得者，2018年第15届中国青年科技奖获得者，入选爱思唯尔2021年中国高被引学者榜单。主要研究方向为儿童肥胖、高血压及心血管流行病学。已主持6项国家级课题；以通讯作者发表SCI论文50余篇，其中包括BMJ、Circulation、JACC、Diabetes Care和Lancet Global Health等。目前担任国家心血管病专家委员会委员、中华预防医学会儿童成人慢性病防治委员会委员、中华预防医学会流行病学分会青年委员、《中华流行病学杂志》通讯编委以及多个国际顶尖期刊审稿人（BMJ、Ann Intern Med、JACC和Lancet Public Health）。报告摘要：儿童肥胖不仅增加近期心血管靶器官损害的风险，还会增加成年期心血管疾病的风险。本次报告围绕儿童肥胖与近期及远期心血管健康的关联进行，以期为儿童肥胖的早期预防和控制提供循证依据。华中科技大学公共卫生学院副院长 王超龙教授《从群体遗传到公众健康的思考与探索》个人简介：王超龙，华中科技大学公共卫生学院教授，副院长。获北京大学物理学学士（2008）、密歇根大学统计学硕士（2011）和生物信息学博士学位（2012），曾任哈佛大学生物统计博士后（2012-2014）、新加坡基因组研究所研究员（2015-2018），入选国家级人才计划青年项目（2018）、湖北省百人计划青年项目（2018）、湖北省公共卫生青年拔尖人才（2021）。围绕疾病精准防控的重大需求，通过群体遗传学、流行病学、统计学和生物信息学等多学科交叉，在揭示亚洲人群遗传多样性、阐明疾病遗传机制和流行特征、优化疾病风险评估模型等取得一系列创新成果。近5年作为通讯作者在Cell和Nature等国际一流期刊发表论文十余篇，获2020全国十大生物信息学进展等荣誉。天津医科大学公共卫生学院副院长 房中则教授《妊娠糖尿病的代谢生物标记物发现》个人简介：房中则，天津医科大学教授，博士生导师,天津医科大学公共卫生学院副院长，国家预防医学实验教学中心常务副主任。天津市特聘教授，天津市高校中青年骨干创新人才，天津市131人才，天津医科大学卓越人才PI。中国生物物理学会肠道菌群分会副秘书长、中国环境诱变剂学会理事、中国毒理学会青年理事会常务理事、天津预防医学会毒理学分会主任委员。主要研究方向是“代谢组学与精准医学”。近年来获得国家科技部精准医疗重大专项、国家科技部“发育编程及其代谢调节”专项、国家科技部大气专项、国家科技部生物大分子与微生物专项、国家卫计委肝病和传染病重大专项、国家自然科学基金、天津市组织部人才项目基金、天津市科委面上基金、天津市卫计委专项基金等多项基金的资助。已经在Lancet 子刊、Br J Pharmacol., J Lipid Res., Arch Toxicol., 以及Toxicol Appl Toxicol.等国际相关领域权威学术刊物上发表SCI论文100余篇，发表论文总引用3000余次，获得省部级奖项两项。

生物活性分子在种植体骨结合中的研究进展！百欧博伟生物 良好的骨结合是人工种植体成功的关键，钛或钛合金人工种植体由于其较为理想的生物相容性和机械性能植入体内后与骨组织形成良好的骨结合而成为目前临床上应用最广的人工种植体。但钛类材料表面生物惰性的缺点不利于种植体骨结合的进一步提高，尤其对一些伴有系统性疾病如骨质疏松、糖尿病的缺牙患者，这些全身代谢性疾病使种植体周骨愈合能力下降，使种植体骨结合产生时间上的延迟或质量上的下降，导致种植体骨结合率下降。 因此，提高种植体骨结合率和初期稳定性进而提高种植体长期成功率仍是需要进一步研究的课题。其中种植体表面生物化学改性提高种植体骨结合率成为该领域近年来的研究的重要方向，方法是将生物活性分子如具有生物活性的蛋白、小分子多肽等采用一定的方式固定于种植体表面，通过其成骨诱导作用促进种植体周骨形成，提高种植体骨结合。本文就近年来应用于钛类人工种植体表面的生物化学改性方法以及几类主要生物活性分子对种植体骨结合作用及其机理的研究进展进行综述。 一、生物化学改性方法 1、物理吸附 物理吸附是在对种植体表面进行一定的粗糙处理后，将种植体浸入生物活性物质与磷酸缓冲盐溶液混合后的溶液中一段时间，使生物活性物质吸附在种植体表面。此法操作简单，对设备要求较低，但是吸附形成的作用力为静电力、范德华力或氢键，较难牢固结合在种植体表面，并且较难控制生物活性物质在种植体表面的均匀分布。 2、共价结合 生物活性物质可通过接枝分子共价结合在种植材料表面，接枝分子在种植材料表面形成自组装单分子层再与生物活性物质的某些基团共价连接，使生物活性物质稳定连接在种植材料表面。常见的接枝分子包括聚乙二醇、硅烷偶联剂、聚多巴胺、磷酸自组装单分子层等。此外，近些年人们通过噬菌体展示技术发现一些可以直接与金属钛共价结合的短肽（ATWVSPY、RKLPDAPGMHTW等）可以将某些生物活性物质（如层粘连蛋白衍生肽）连接在金属钛表面，从而对钛种植体进行表面改性。共价结合可以将生物活性分子稳定的结合在种植体表面，避免了初始爆发释放，但生物活性分子可能在共价结合的过程中发生构象的改变。 3、聚电解质多层 聚电解质多层由层层自组装技术将带相反电荷的聚电解质顺序吸附到带电表面制备而成。这种方法的特点是改变电解质沉积数量可以调控聚电解质多层的厚度,逐层组件可以将生长因子、蛋白质、遗传物质、抗体等直接集成到层中，或者可以用聚电解质预先络合各组分，然后组装成复合物。分子量大于10kDa的生物活性物质可以永久固定在聚电解质层中，随着聚电解质逐层的降解实现药物的逐渐释放。 二、钛种植体表面生物化学改性主要生物活性蛋白 1、胶原蛋白 胶原蛋白是骨组织细胞外基质中的主要成分，也是骨组织的钙化中心，可促进间充质干细胞中成骨相关基因的表达，进而诱导间充质干细胞向成骨方向分化，同时可以提高成骨细胞对骨基质的黏附。在钛片表面沉积磷酸钙和Ⅰ型胶原制备的矿化胶原涂层利于细胞伸展以及伪足的生长，可以有效促进成骨细胞的黏附及增殖。 此外，吸附有Ⅰ型胶原的钛片也更有利于促进小鼠前成骨细胞株MC3T3-E1黏附斑蛋白与护骨素基因的表达。将Ⅰ型胶原修饰的钛种植体植入SD大鼠胫骨内，HE染色发现4周后种植体周围形成的新生骨的密度要优于对照组。Ⅰ型胶原还可以参与携带药物，从而调控种植体骨结合过程。Li等通过层层自主装技术将Ⅰ型胶原和透明质酸修饰在钛纳米管表面，使管内的依诺沙星缓慢释放，抑制破骨细胞活性的同时还促进了种植体表面新生骨的形成。 2、非胶原蛋白 结合在胶原表面特定位点的非胶原蛋白，包括纤连蛋白（fibronectin）和层粘连蛋白（laminin）等在启动羟基磷灰石晶体成核、生长及调控无机相相变的过程以及促进细胞黏附、迁移和分化等过程中都发挥了至关重要的作用。越来越多的研究显示，将非胶原蛋白结合在种植体表面能够有效提高骨结合的效果。纤连蛋白能够增强对成骨细胞的粘附，进一步提升种植体表面微槽对细胞的粘附作用，加快成骨细胞的成熟，使种植体表面接触的间充质干细胞细胞呈现出成骨细胞自然成熟的多边形态。 Chang等将纤连蛋白吸附在钛种植体表面，发现其在诱导成骨细胞分化、增加骨形成量以及提升种植体初期稳定性方面较无纤连蛋白组有一定的提高。纤连蛋白上存在增强细胞活性的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（arginine-glycine-asparticacid，RGD）序列和RGD协同序列（PHSRN）以及其中间一段有20个氨基酸的序列F20（PHSRNSITGTNLTPGYTITVYAVTGRGD）。 有学者推测是纤连蛋白中间的这一段活性序列在发挥促进骨结合的作用。将F20和纤连蛋白分别吸附到钛片上，发现二者对基质细胞系ST2粘附、增殖和分化能力的提升效果相似，此外还发现F20对成骨作用的促进可能与Erk信号通路有关。层粘连蛋白作为细胞与基质黏着的介质，参与调节细胞的黏附、生长和分化。 Bougas等将层粘连蛋白浸泡吸附在钛种植体表面后植入兔的股骨中，4周后发现种植体周围的骨结合程度得到明显提高。在一项层粘连蛋白对种植体骨结合作用的回顾性研究中，91%的研究都表明层粘连蛋白可以促进相关成骨相关标记物的表达和（或）种植体周围新骨形成。 3、生长因子 骨形态发生蛋白（Bone morphogenic proteins，BMP）是一组信号分子，是转化生长因子（transforming growth factor，TGF）-β超家族的成员，可以促进间充质干细胞向成骨细胞分化，促进骨缺损区新骨的形成。BMP-2修饰的脱蛋白牛无机骨块在犬牙槽嵴进行垂直覆盖提升术并同期植入种植体的第3个月时比未使用BMP-2的骨块显示出更高的骨矿化水平和更多的新骨形成量。 BMP-2缓慢均匀释放似乎有利于促进骨结合。Seo等发现在水凝胶环境中BMP-2的持续释放显著促进了钛种植体周围垂直骨的再生。Yang等利用肝素连接BMP-2与生长分化因子5（growth and differentiation factor-5,GDF-5）结合在钛片形成Ti-BMP-2-GDF-5涂层，肝素延长了BMP-2和GDF-5的半衰期，并且使其持续均匀释放30天，将MC3T3-E1细胞放置含有该涂层的表面，细胞增殖和碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）活性显著增加，骨钙素（osteocalcin,OCN）、Ⅰ型胶原蛋白的表达也明显升高。兔体内实验显示植入兔股骨内的表面修饰有BMP-2和GDF-5的钛棒也表现出骨与种植体界面处新骨形成明显的增加。 但种植体表面的BMP-2剂量对种植体骨结合有一定的影响，高剂量的BMP-2会导致局部、暂时的骨损伤。在一项高剂量BMP-2（150μg/mL）治疗大鼠的临界大小的股骨缺损实验中，2周后观察到炎症和异常骨形成。Guillot等也发现当大剂量BMP-2（9.3μg）附着于种植体表面时，第4和第8周BMP-2修饰的种植体骨结合率都低于无BMP-2组。 TGF-β2和TGF-β3是TGF-β超家族的两个亚型，调节细胞的增殖和分化以及参与骨改建过程。在新西兰兔拔牙窝内即刻植入种植体，种植体周围增加TGF-β2以及牙髓干细胞，术后第4、8周骨涎蛋白、骨钙蛋白、Ⅰ型胶原表达水平明显提高，种植体骨结合率以及种植体周围骨小梁宽度明显增加。Kim等通过电喷涂技术将聚乳酸丙交酯（PLGA）/重组人类TGFβ2颗粒喷涂在阳极氧化钛种植体表面，种植体植入兔的胫骨第3周骨形态计量学分析发现实验组的种植体骨接触率（Bone-To-Implant Contact，BIC）和骨面积百分比明显高于未喷涂重组人TGFβ2的对照组。 血管内皮生长因子（Vascularendothelial growth factor，VEGF）可诱导成骨细胞和内皮细胞增殖，促进局部血管生成并且增加ALP的活性。Guang等将大鼠重组VEGF吸附于钛片表面，发现其可以明显促进大鼠成骨细胞的增殖，将大鼠重组VEGF修饰的钛种植体植入大鼠膝内，在第2周和第4周免疫组织化学检测发现CD31阳性和骨钙素阳性细胞的比例明显增多。 VEGF对放疗患者种植体骨结合也有一定的促进作用。将钛种植体植入经过15Gy射线辐射的兔胫骨中，在种植体中心的孔隙注射高表达BMP-2/VEGF165的慢病毒载体，第2周和第8周通过PCR分析发现Runt相关转录因子2（Runt-related transcription factor2,Runx2）、骨钙素、ALP和CD31表达水平增加，Micro-CT显示新骨形成量明显增加。 神经生长因子（nerve growth factor，NGF）是神经营养因子家族的成员，对交感和感觉神经元以及神经元嵴细胞有很强的促进作用。近年来研究发现，NGF还参与骨改建过程，对骨再生有一定的促进。将含NGF的明胶海绵应用于犬前磨牙缺损模型可以有效刺激骨的形成。在小鼠腿骨植入钛种植体区局部注射外源性NGF，可以促进小鼠股骨钛种植体植入早期的骨再生，加速早期骨胶原以及骨小梁的成熟，缩短种植体骨结合时间。但由于NGF半衰期较短，NGF多被用于种植体局部注射，用于种植体表面改性的研究还较少。 骨的改建由多种生长因子共同参与，BMP、VEGF、TGF、NGF等在促进骨生成方面有积极作用，控制生长因子在种植体表面的缓慢持续释放，增加其作用时间可以进一步促进成骨，并且多种生长因子的联合使用似乎可以取到更好的促进效果。 三、生物活性肽 生物活性蛋白因其固有的生物活性为种植体表面的生物功能化提供了选择，但是蛋白质分子存在免疫原性且缺乏良好稳定性，动物提取的蛋白也具有病原体传播和变异的风险。相比较而言，仅包含细胞结合序列的短肽可以发挥生物活性作用并能规避这些风险，具有良好应用潜能。它们易合成、纯化和存储消毒，与大分子蛋白相比具有成本效益，并且其活性不依赖于其三级结构。 下面着重于介绍4种具有促进细胞粘附、增殖和分化功能多肽或寡肽，如RGD，P-15，成骨生长肽（osteogenic growth peptide，OGP）以及胰岛素样生长因子（insulin-like growth factors-1,IGF-1）。RGD序列存在于纤连蛋白的细胞结合域，是细胞粘附所需要的最小序列，可以促进细胞的扩散粘附和增殖。 贻贝来源蛋白（mussel derived peptide，MP）是一种包含L-3,4二羟基苯丙氨酸（DOPA）结构的蛋白，可以作为接枝分子把RGD和肝素结合蛋白（heparin binding protein，HBP）固定在钛片上。Pagel等将人类骨肉瘤细胞（sarcomaosteogenic，SaOS-2）置于附着MP-RGD的钛片上培养，发现其可以促进SaOS-2黏附、生存和增殖，MP-RGD-HBP的促进作用则进一步增强。 将抗菌肽和RGD肽共同结合在钛种植体表面，不仅可以促进SaOS-2细胞的附着和扩散，同时阻止了细菌的生长。此外肽的结构也对骨结合过程也有一定影响，研究发现环状RGD相比线性RGD会引起垂直方向骨量的更明显增加，并且发现环状RGD可能是通过激活成骨细胞的黏着斑激酶（FAK），上调MARK信号通路c-fos转录阈值水平，进而促进成骨细胞的增殖。 P-15是模拟Ⅰ型胶原蛋白结合域合成的短肽（GTPGPQGIAGAGQRGVV），具有促进成骨细胞分化、增强细胞黏附、迁移和存活的功能。Fu等通过表面引发的原子转移自由基聚合（surface-initiated atom transfer radical polymerization，SI-ATRP）原位生长含酮聚合物，并通过肟化反应将P-15共价连接在钛表面。结果显示聚合物接枝P-15的实验组相比未含P-15的对照组在第6h展现出更高的细胞存活率，细胞核染色法检测24h细胞数显示共价接枝P-15的钛片吸附有更多细胞，21d茜素红S染色也显示P-15的存在增加了钙沉积。 Lutz等将P-15吸附修饰在钛棒表面并植入猪股骨中，组织形态计量学分析发现30d时相比未修饰的种植体展现出更高的BIC值。同样，将磷酸钙和P-15沉积吸附修饰的钛种植体植入成年比格犬的双侧胫骨中，1周时也呈现出比其它对照组更高的BIC值，提示P-15能够有效诱导种植体周围的骨形成。然而植入部位以及个体异质性对生物活性物质的作用可能会有一定的影响。Schmitt等对植入比格犬颌骨内的种植体中部、顶部以及顶部两侧进行骨形态计量学分析后，发现在第2d和7d，P-15修饰的钛种植体与对照组种植体周围的BIC无统计学差异，因此P-15以及其它生物活性物质在人体内对骨结合的促进作用仍需进一步验证。 成骨生长肽是由14个氨基酸组成的多肽（ALKRQGRTLYGFGG），能增强ALP活性，加速基质矿化、促进骨再生。沉淀吸附有成骨生长肽的钛片可以促进大鼠间充质干细胞的附着、增殖和成骨分化。当纤连蛋白与成骨生长肽共同附着于钛片时，成骨分化作用进一步加强。Lai等通过聚多巴胺将成骨生长肽共价连接在有钛纳米管的钛片上，在其上接种大鼠颅骨成骨细胞，相比未修饰成骨生长肽的钛片，ALP的水平明显提高，成骨相关基因表达增加。 IGF-1是一种与胰岛素结构相似的小分子肽，可作为骨骼生长的调节剂，具有促进细胞粘附的作用。Xing等将大鼠骨髓间充质干细胞接种在加载有IGF-1的明胶/壳聚糖聚电解质多层的钛种植体表面，检测发现ALP、Runx2、Ⅰ型胶原和骨钙素的mRNA的表达水平提高，细胞增殖以及基质矿化水平增加。 将IGF-1修饰的种植体植入骨质疏松模型大鼠股骨中，8周后通过亚甲蓝/品红和micro-CT观察，相比对照组，实验组新骨厚度和连续性明显增加，当IGF-1为100ng/mL时促进作用最强，为骨质疏松症患者的种植修复提供了新的策略。肽类生物活性物质克服了生物活性蛋白的诸多缺陷，降低了在体内被内源性酶降解的风险，在促进细胞的粘附，增殖和分化以及促进新骨形成增加种植体初期稳定性方面具有良好的效果，在种植体表面改性方面具有良好的应用潜力。但这些肽类生物活性物质发挥促进骨结合效果最恰当的浓度还有待进一步确定，如何使肽类活性物质在种植体表面更稳定的释放也有待进一步研究。 四、小结 生物活性分子在种植体表面的应用有助于提高种植体骨结合。这通过其促进成骨相关标记物表达，促进间充质干细胞向成骨细胞分化，增加细胞的粘附和增殖等方式证实，而且动物体内研究也表明种植体表面的生物活性分子增加了种植体周围新骨的形成，促进种植体骨结合，展示了良好的临床应用前景。目前聚电解质多层、水凝胶、纳米粒子以及微球等缓释系统的研究为生物活性物质更加稳定持久释放提供了更广阔的前景，但缓释系统在种植表面对生物活性物质的缓释效果仍需在进一步验证。 目前研究大多数都是体外或动物体内实验，由于体内影响因素较多，缺乏对其确切效果的临床证据，尚未转化为可供临床应用的产品。而且，这些生物活性分子用于种植体表面的制备方法、对种植体储存和消毒带来的难题以及体内吸收、降解等对骨形成的影响体等一系列问题尚需更多、更深入的研究来解决，尤其是大量的、严谨科学设计的体内研究有助于揭示其临床应用价值。欢迎访问微生物菌种查询网，本站隶属于北京百欧博伟生物技术有限公司，单位现提供微生物菌种及其细胞等相关产品查询、咨询、订购、售后服务！与国内外多家研制单位，生物医药，第三方检测机构，科研院所有着良好稳定的长期合作关系！欢迎广大客户来询！

2011年4月19日，北京五洲东方科技发展有限公司将在浙江大学医学院举办&ldquo 生物标记物的发现和筛选技术&rdquo 交流会活动。　　在本次交流会上，五洲东方公司将最新的专业化技术传授给客户。本次活动大力推广公司的BRAND，Biodropsis　 BD-2000型，Biocomp，Prospect EDGE 200等产品。　　活动主题：生物标记物的发现和筛选技术交流会　　时间：2011年4月19日下午1:30到4:30　　地点：浙江大学紫金港校区医学院综合楼205会议室　　五洲东方诚邀您的参加。

p style="text-indent: 2em text-align: justify "近日，岛津公司宣布与法国蒙彼利埃大学医院临床实验室和蛋白质组学平台的合作，共同研发阿尔兹海默氏症生物标志物。岛津公司与Sylvain Lehmann和Christophe Hirtz教授团队合作，专注基于MS的血液淀粉样β分析，以早期筛查淀粉样阳性患者。该合作计划这种简单的血液分析方法是否能够准确地预测早期大脑中的淀粉样蛋白的病理。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "strong与传统的正电子发射断层扫描（PET）成像和脑脊液（CSF）测试方法不同，岛津的血液淀粉样β分析方法具有最小的侵入性，适合大规模部署。这是一种血液分析的新方法，可用于检测异常淀粉样β浓度的研究，该浓度可能是大脑淀粉样蛋白病理的标志。/strong/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "这些基于血液的生物标记物是由岛津和日本国立老年医院和老年医学中心（NCGG）于2014年发现的。strong尽管筛选分析仅供研究使用，不能诊断阿尔兹海默氏病，但它是为研究新进展打开大门，确定适合临床试验的候选药物并帮助制药公司测试候选药物的理想选择。/strong/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "血液分析是结合使用免疫沉淀和MALDI-TOF质谱（IP-MS）进行的，该技术首先由包括岛津的Koichi Tanaka在内的一组科学家建立，该团队因开发用于生物大分子的质谱分析的方法而于2002年获得诺贝尔化学奖。/ppbr//p

近日，中国科学院深圳先进技术研究院司同课题组联合中国医学科学院杨兆勇课题组，在国际学术期刊 Chemical Science 在线发表了题为：Directed evolution of a cyclodipeptide synthase with new activities via label-free mass spectrometric screening 的研究论文。该研究依托深圳合成生物研究重大科技基础设施（简称为“合成生物大设施”），开发了无标记质谱筛选技术，应用于环二肽合酶的定向进化改造，快速得到了 F186L 突变体催化合成野生型天然酶无法产生的新二酮哌嗪分子。定向进化是酶工程的重要方法，需要开展反复多轮的突变文库构建和筛选。现有面向酶定向进化的高通量筛选方法，通常利用偶联反应、生物传感器等手段，将底物或产物浓度信息转化成光学、电化学等信号。开发筛选方法的过程不但费事费力，且通常需要使用衍生化、特殊标记底物等方法，不利于发现新的催化活性。另一方面，质谱分析基于离子的质荷比（m/z）对反应物进行定性与定量测定，具有更好的普适性。更为重要的是，基于无标记（label-free）原理，可以通过非靶向质谱方法识别新的酶促产物，从而发现对应的新催化活性。但质谱筛选的这一能力在酶定向进化中的应用还非常有限，主要限制因素是检测样品进入质谱仪之前通常需要经过耗时的样品制备和色谱分离步骤，限制了质谱筛选的通量该研究依托深圳合成生物大设施的机器人平台，针对酶突变文库构建和筛选过程中的不同环节，如分子克隆、微生物培养、产物乙酸乙酯萃取、MALDI-TOF 质谱分析、数据处理等，开发了对应的自动化流程和方法，实现了微生物发酵产物的无标记质谱筛选，通量为每样品5秒钟（图1）。图1：高通量、无标记质谱筛选用于酶新催化活性的定向进化研究文章以环二肽合酶（cyclodipeptide synthases, CDPSs）为研究对象，验证无标记质谱筛选在酶定向进化中的应用。环二肽合酶利用氨酰-tRNA底物可以合成二酮哌嗪（diketopiperazines, DKPs）骨架；含有这类骨架的天然产物可以通过肠屏障、血脑屏障，是重要的药物先导化合物。然而，基于蛋白质工程改造环二肽合酶的成功案例非常有限，部分原因在于缺乏高通量的产物分析方法，相关研究仅限于少数理性设计突变。研究团队以链霉菌（Streptomyces noursei）来源的 AlbC 作为研究模型，使用大肠杆菌底盘进行文库构建与筛选。重组表达野生型 AlbC 的大肠杆菌的主要环二肽产物为 cFL。作者首先利用半理性设计，选取底物结合口袋附近的10个位点及口袋外与 tRNA 密切作用的4个位点，构建和筛选了定点饱和突变（site-saturation mutagenesis，SSM），快速发现了多个产物谱发生明显变化的突变体。其中，有文献报道的8个突变体数据与本文实验结果相符，验证了方法的可行性与准确性；在此基础上，结合新的质谱筛选方法，本文首次对选取的14个位点的266个可能突变体中的238个进行了系统性表征，大大拓展了环二肽酶关键位点的突变效应数据。遗憾的是，从半理性设计文库中并未发现可以合成新产物的 AlbC 突变体。研究团队进一步利用易错 PCR 技术构建了 AlbC 随机突变文库，对4500个随机挑选的克隆开展无标记质谱分析，最终筛选得到3个突变体。与野生型相比，这3个突变体质谱谱图中出现了新的质荷比为247的离子峰，经高分辨质谱和二级质谱分析，新的产物鉴定为cFV，在表达野生型AlbC的菌株中未被检测到。并且，这3个突变体经 DNA 测序分析发现均只含有F186L单一突变（图2）。文章最后，作者利用分子动力模拟技术，对 F186L 突变效应的分子机制进行了推测。图2：无标记质谱方法筛选得到AlbC突变体生产新的环二肽产物cFV总的来说，该研究依托深圳合成生物大设施的机器人平台，开发了面向酶定向进化的无标记质谱筛选技术，在新催化活性发现这一工程目标方面进行了概念性验证。未来发展方向包括进一步提高筛选通量、扩大适用分子范围、对接不同类型质谱仪等。论文链接：https://doi.org/10.1039/D2SC01637K

近日，中国科学院深圳先进技术研究院司同课题组联合中国医学科学院杨兆勇课题组，在国际学术期刊 Chemical Science 在线发表了题为：Directed evolution of a cyclodipeptide synthase with new activities via label-free mass spectrometric screening 的研究论文。该研究依托深圳合成生物研究重大科技基础设施（简称为“合成生物大设施”），开发了无标记质谱筛选技术，应用于环二肽合酶的定向进化改造，快速得到了 F186L 突变体催化合成野生型天然酶无法产生的新二酮哌嗪分子。定向进化是酶工程的重要方法，需要开展反复多轮的突变文库构建和筛选。现有面向酶定向进化的高通量筛选方法，通常利用偶联反应、生物传感器等手段，将底物或产物浓度信息转化成光学、电化学等信号。开发筛选方法的过程不但费事费力，且通常需要使用衍生化、特殊标记底物等方法，不利于发现新的催化活性。另一方面，质谱分析基于离子的质荷比（m/z）对反应物进行定性与定量测定，具有更好的普适性。更为重要的是，基于无标记（label-free）原理，可以通过非靶向质谱方法识别新的酶促产物，从而发现对应的新催化活性。但质谱筛选的这一能力在酶定向进化中的应用还非常有限，主要限制因素是检测样品进入质谱仪之前通常需要经过耗时的样品制备和色谱分离步骤，限制了质谱筛选的通量。该研究依托深圳合成生物大设施的机器人平台，针对酶突变文库构建和筛选过程中的不同环节，如分子克隆、微生物培养、产物乙酸乙酯萃取、MALDI-TOF 质谱分析、数据处理等，开发了对应的自动化流程和方法，实现了微生物发酵产物的无标记质谱筛选，通量为每样品5秒钟（图1）。图1：高通量、无标记质谱筛选用于酶新催化活性的定向进化研究文章以环二肽合酶（cyclodipeptide synthases, CDPSs）为研究对象，验证无标记质谱筛选在酶定向进化中的应用。环二肽合酶利用氨酰-tRNA底物可以合成二酮哌嗪（diketopiperazines, DKPs）骨架；含有这类骨架的天然产物可以通过肠屏障、血脑屏障，是重要的药物先导化合物。然而，基于蛋白质工程改造环二肽合酶的成功案例非常有限，部分原因在于缺乏高通量的产物分析方法，相关研究仅限于少数理性设计突变。研究团队以链霉菌（Streptomyces noursei）来源的 AlbC 作为研究模型，使用大肠杆菌底盘进行文库构建与筛选。重组表达野生型 AlbC 的大肠杆菌的主要环二肽产物为 cFL。作者首先利用半理性设计，选取底物结合口袋附近的10个位点及口袋外与 tRNA 密切作用的4个位点，构建和筛选了定点饱和突变（site-saturation mutagenesis，SSM），快速发现了多个产物谱发生明显变化的突变体。其中，有文献报道的8个突变体数据与本文实验结果相符，验证了方法的可行性与准确性；在此基础上，结合新的质谱筛选方法，本文首次对选取的14个位点的266个可能突变体中的238个进行了系统性表征，大大拓展了环二肽酶关键位点的突变效应数据。遗憾的是，从半理性设计文库中并未发现可以合成新产物的 AlbC 突变体。研究团队进一步利用易错 PCR 技术构建了 AlbC 随机突变文库，对4500个随机挑选的克隆开展无标记质谱分析，最终筛选得到3个突变体。与野生型相比，这3个突变体质谱谱图中出现了新的质荷比为247的离子峰，经高分辨质谱和二级质谱分析，新的产物鉴定为cFV，在表达野生型AlbC的菌株中未被检测到。并且，这3个突变体经 DNA 测序分析发现均只含有F186L单一突变（图2）。文章最后，作者利用分子动力模拟技术，对 F186L 突变效应的分子机制进行了推测。图2：无标记质谱方法筛选得到AlbC突变体生产新的环二肽产物cFV总的来说，该研究依托深圳合成生物大设施的机器人平台，开发了面向酶定向进化的无标记质谱筛选技术，在新催化活性发现这一工程目标方面进行了概念性验证。未来发展方向包括进一步提高筛选通量、扩大适用分子范围、对接不同类型质谱仪等。

大家好，本周为大家分享一篇2023年发表在Journal of the American Chemical Society上的文章，μMap Photoproximity Labeling Enables Small Molecule Binding Site Mapping1。该文章的通讯作者是来自美国普林斯顿大学化学系的David W. C. MacMillan教授。　　目前，药物发现主要分为两种方式：基于靶点的药物研发(Target-based drug discovery，TDD)和基于表型的药物筛选(Phenotypic drug discovery, PDD)。表型筛选主要是在细胞或动物水平开展实验，因此蛋白靶点以及蛋白-配体结合模式一开始就是未知的，如何在确定活性分子后快速地找到其作用通路、靶点、结合位点、结合模式(正构/别构)一直以来都是众多研究员所关心的问题。常规的蛋白质组学差异性分析能够帮助我们快速确认作用通路、发现潜在靶点，但却缺少更精细的结构信息。光亲和标记(Photoaffinity Labeling)能够有效地补充这方面的信息，将PAL探针靶向交联至靶蛋白结合口袋，再利用LC-MS去寻找标记位点或肽段，从而提供肽段或残基分辨率的结合位点信息。然而，由于PAL探针与蛋白是按照一定的化学计量比进行结合的，所以产生的标记信号和序列覆盖都非常有限。除此之外，每个PAL探针都有不同的二级碎裂模式，使质谱分析复杂化。基于此，David W. C. MacMillan团队开发了一种稳健且通用的光催化标记方法来定位蛋白结合位点。　　如图1B所示,活性分子上连接有具有光催化功能的标签(Catalytic tagging)，本文使用的是铱光催化剂。活性分子-铱光催化剂偶联物能够靶向至蛋白的结合口袋，在可见光的照射下，铱通过能量转移的方式催化附近的双吖丙啶探针生成卡宾自由基，卡宾自由基能够与邻近的氨基酸残基发生反应，从而实现结合口袋的邻位标记。值得一提的是，这种独特的μMap光催化临近标记法将靶向定位和邻近标记分配给不同的分子去完成，邻位标记不受限于靶向定位所需要满足的化学计量比的要求，可实现多个邻近位点的标记，具有信号放大的效果。此外，所有活性分子-铱光催化剂偶联物都可以配合使用统一的邻位标记探针，具有一致二级碎裂模式，有助于简化后续LC-MS数据分析。　　图1 μMap光催化邻近标记法原理　　为了确认该方法的选择性标记能力，作者以牛碳酸酐酶(CA)为例，探究磺胺类抑制剂-铱催化剂偶联物(图2A sulfonamide-Ir (1))能否触发CA上邻近结合位点的选择性标记。将CA与BSA蛋白按照1：1混合，向中加入sulfonamide-Ir，随后加入带有生物素标签的邻位标记探针(图2A Diazirine-PEG3-biotin(2))，根据Western blot的结果可知(图2B)，sulfonamide-Ir (1)的加入触发了CA上的选择性标记，相比于未开启光照以及直接加入free-Ir的两组样品，加入sulfonamide-Ir的样品中CA条带明显变深，说明此条件下，CA上有较多的带有生物素标签的标记位点。随后，作者对样品进行柱上酶切，利用LC-MS鉴定标记肽段、定位标记位点(图2C-E)。值得注意的是，为了获得高置信度的标记残基信息，作者将free-Ir设置为对照组，通过统计sulfonamide-Ir组与free-Ir组中同一标记肽段信号强度的倍差变化(fold change)以及显著性差异分析，筛选出最可靠的标记位点。此次实验结果显示，邻近标记位点为Q135和H2，将其映射至CA的晶体结构上可知两个位点距离磺胺类小分子与CA的结合位点分别17和11Å，说明μMap光催化临近标记法在小分子结合位点的鉴定上是准确且可靠的。　　图2 μMap光催化邻近标记法用于sulfonamide-CA结合位点的表征。为了展现μMap光催化临近标记法的普适性。作者将该方法应用到了其它一些蛋白-配体复合物模型上，如:(+)-JQ-1与BRD4(图3A)、dasatinib与BTK(图3B)、AT7519与CDK2(图3C)和lenalidomide与CRBN(图3D)，以上实验均获得符合预期的结果。此外，作者还将μMap光催化临近标记法应用到了分子胶rapamycin介导的FKBP12-rapamycin-mTOR蛋白复合物结合界面的表征，展现了该方法“穿越空间”的结构表征能力，从蛋白FKBP12与小分子rapamycin互作到小分子rapamycin与蛋白mTOR的互作，描绘了整个结合界面的轮廓(图3E)。　　图3 μMap光催化邻近标记法用于A)(+)-JQ-1与BRD4 B)dasatinib与BTK C)AT7519与CDK2 D)lenalidomide与CRBN E)FKBP12-rapamycin-mTOR蛋白复合物结合位点的鉴定。　　以上均是在已知结合位点的蛋白-配体模型中开展的方法学验证实验，后续作者还将μMap光催化临近标记法应用到难成药靶点STAT3。MM-206是STAT3的小分子抑制剂，在临床前疾病模型研究中显示出较好的抗STAT3活性，但到目前为止还没有STAT3与MM-206结合的晶体结构报道，也没有关于MM-206与STAT3结合位点的信息。在本文中，μMap光催化临近标记的结果显示MM-206主要是结合在STAT3的CCD结构域上，大致在Q198和V291位点附近，属于一种变构调节剂(图4A-B)。最后，作者进一步探究了μMap光催化临近标记法在活细胞水平上的标记能力。如图C-E,使用μMap光催化临近标记法成功找到了(+)-JQ-1的结合蛋白：BRD2、BRD3及BRD4，并定位到了(+)-JQ-1与BRD4结合位点，大致在V90、K91、W81氨基酸残基附近。　　图4 μMap光催化邻近标记法用于A-B)MM-206与难成药靶点STAT3结合位点的鉴定 C-E)组学样品中小分子(+)-JQ-1结合蛋白的鉴定及结合位点的锁定。　　总之，本文开发了一种通过标记近端残基来绘制小分子结合位点的通用方法。该方法已被证明适用于一系列小分子配体-蛋白质、多蛋白质复合物和“不可成药”的靶点蛋白的互作表征，从单一蛋白到组学层面均展现出良好的应用前景。　　撰稿：刘蕊洁编辑：李惠琳原文：μMap Photoproximity Labeling Enables Small Molecule Binding Site Mapping　　参考文献　　Huth SW, Oakley JV, Seath CP, et al. μMap Photoproximity Labeling Enables Small Molecule Binding Site Mapping. J Am Chem Soc. 2023 145(30):16289-16296.

2020年11月，哈尔滨工业大学城市水资源与环境国家重点实验室邢德峰教授团队应用辰英核心产品——拉曼单细胞分选仪HOOKE PRECI SCS-R300，在期刊《Science of the Total Environment》上发表文章“Mini-metagenome analysis of psychrophilic electroactive biofilms based on single cell sorting”。相关文章链接一、研究背景微生物群落的活性对生物电化学系统（BES）中的细胞外电子转移（EET）过程具有重要影响，而了解这些复杂的微生物代谢相互作用是一个巨大的挑战。温度是影响细菌活性和胞外电子转移效率的主要环境因素之一。嗜冷电活性细菌的代谢功能对于研究低温（4-15℃）下细胞外电子转移（EET）机制具有重要意义。本研究采用拉曼细胞分选耦合高通量测序技术，准确获得嗜冷细菌群落的基因信息。首次通过拉曼光谱聚类分析，精准识别出杆菌属目标类群，并通过mini-metagenome测序分析，获知生物膜群落中膜运输功能基因ftsEX的相对丰度较高，说明其对低温的适应有助于电活性细菌在低温下生存；基础代谢如柠檬酸循环和糖酵解途径为胞外电子转移过程提供电子，高丰度铁(iii)转运系统基因的鉴定表明它们存在于电子转移过程的主动代谢反应中，细胞色素c（coxA和cox1）可能参与胞外电子转移。本研究揭示了嗜冷地杆菌在低温下具有细胞色素c介导的有效EET。二、实验设计mini-metagenome具有单细胞分辨率、低复杂度和高通量等优点，非常适合环境样本。在本研究中，作者通过单细胞拉曼分选获得了嗜冷微生物Geobacter，通过MDA扩增获得mini-metagenome。通过结合SCS和宏基因组测序，进而对嗜冷EABs的代谢功能有了更深入的了解。三、结果与讨论1. 单细胞分选和分类鉴定嗜冷微生物燃料电池（MFC）的电压持续时间曲线如图1A所示，峰值电压达到0.419~0.448 V。对运行至300天的嗜冷MFC中的微生物群落进行了基于16S rRNA基因的扩增子高通量测序，分析了嗜冷阳极生物膜的细菌群落结构。分析表明，大多数优势种群属于地杆菌属 Geobacter（相对丰度为68.29％）（图1B）。Fig.1 嗜冷MFC的电压持续时间曲线（A）和原始生物膜的群落结构（B）。结合拉曼光谱对35个具有短杆状形态的细菌细胞进行了检测，并通过依照其拉曼图谱进行的聚类分析将它们分为3个聚类组别（图2A和B）。单细胞拉曼分选后，目标菌从分选芯片上调入接收器中，其他菌保持不变(图2C和D)。Fig.2 基于拉曼光谱的嗜冷微生物单细胞聚类分析。不同簇的拉曼光谱(A)和聚类分析图(B)，分选前(C)和分选后(D)。分离菌成功获得基因组DNA，并通过16S rRNA基因扩增验证(图3)。Fig.3 分选细胞的基因组扩增(A)和PCR验证(B)。通过16S rRNA基因测序确定了mini-metagenome（聚类组别）的群落组成。从三个拉曼聚类组别样本中获得了超过100,000个高质量的16S rRNA基因有效reads。 Chao1以及Shannon和Simpson多样性指数表明，Cluster2的丰富度和物种均匀度比其他簇最低（Table 1）。Table 1. 16S rRNA基因测序分析不同类群的群落多样性在纲水平上确定的主要菌群是Cluster1中的Alphaproteobacteria（94.41％）和Cluster2中的Deltaproteobacteria（99.97％），而在Cluster3中，GammaProteobacteria（53.16％）和Deltaproteobacteria（46.56％）占主导地位（图4A）。此外，在属水平上，不同簇之间的微生物群落组成存在实质性差异（图4B和C）。在Cluster1和Cluster2中，主要属为Sphingomonae（94.41％）和Geobacter（99.97％），而在Cluster3中，Geobacter（46.56％）和Polaromonas（44.25％）是两种主导菌属。在Cluster1和Cluster3中，本研究感兴趣的Geobacter的相对丰度分别为5.43%和46.56%。这些结果表明，Cluster2是目标细菌的准确选择，因为Geobacter的相对丰度为99.97％。随后，对Cluster2进行了宏基因组测序，以生成微型宏基因组，以研究嗜冷细菌的潜在代谢活性。Fig.4 （A）和（B）不同簇的微生物群落结构，基于OTU（C）的PCA和基于微型宏基因组（D）中代表性回收细菌的基于16S rRNA基因的系统树。2. 嗜冷微生物的mini-metagenome分析基于16S rRNA基因的系统发育研究表明，基于单细胞分选回收得到的mini-metagenome与Geobacter thiogenes 和 Geobacter lovleyi的基因组相似(图4D)。 与KEGG数据库匹配的mini-metagenome序列显示了嗜冷细菌的代谢网络和功能的概述。这表明，膜运输（membrane transport）功能在mini-metagenome中占主导地位(图5A)。Fig.5 mini-metagenome中KEGG注释基因的数量(A)和特定基因的相对丰度(B)。此外，有大量的基因参与细胞运动（cell motility）、信号转导（signal transduction）、转运（translation）和碳水化合物代谢（carbohydrate metabolism），也有很多占比的未知功能基因。为了进一步表征嗜冷EAB的潜在代谢途径，列举了一些重要代谢途径(翻译、膜运输、电子转移和能量代谢物)的功能基因(图5B)。其中，与膜转运相关的基因afuAB和ftsEX的丰度相对较高(12%)。其他相对丰度较高的基因序列包括核糖体蛋白编码基因rpsDEKM(0.33%)和rplFTOQR(2.10%)，编码cox1的细胞色素c氧化酶亚基1(1.36%)，柠檬酸循环(TCA循环)或与糖酵解相关的korABD (0.51%) icd(0.50%)和pckA(1.31%)。此外，鞭毛蛋白(fliEOZ)、电子转移黄蛋白β亚基(fixA)和细胞色素c氧化酶亚基I (coxA)相关基因的相对丰度也较低。四、结论采用单细胞分选、层次聚类分析和群落结构高通量测序、宏基因组测序相结合的方法，深入研究了嗜冷EAB的代谢功能。成功地表征了地杆菌属Geobacter的生理信息和胞外电子传递的潜在代谢途径，并实现了准确的分离。mini-metagenome表现出嗜冷MFC群落结构对低温的适应和对电位电子转移过程的主动代谢反应。细胞色素c等关键基因在低温嗜冷EAB的EET中起重要作用。文章中提到的相关仪器：辰英科仪自主研制的单细胞分选仪PRECI SCS具有独特的可视化分选功能，所见即所得，精准实现目标细胞的逐一分离。采用独特的激光与物质相互作用原理，对于复杂生物样本中形态各异的细胞，可实现非标记状态下的精准分离。对于百纳米级的单个微生物细胞也同样适用。单细胞分选仪HOOKE PRECI SCSPRECI SCS具有可视化、精准、广泛适用等特点。分选过程不依赖标记，可与形态、拉曼、荧光等多种识别方式结合，多种机型可选，满足不同应用需求。搭载潜心研制的HOOKE IntP智能软件，实现单细胞图像智能识别、一键自动分选、全自动细胞获取等。设备操作流程简易，为单细胞测序、未培养微生物开发、工程细胞筛选、细胞图谱绘制等研究提供完美解决方案，助力前沿科学研究。拉曼单细胞分选仪HOOKE PRECI SCS-R300PRECI SCS具有可视化、精准、广泛适用等特点。分选过程不依赖标记，可与形态、拉曼、荧光等多种识别方式结合，多种机型可选，满足不同应用需求。搭载潜心研制的HOOKE IntP智能软件，实现单细胞图像智能识别、一键自动分选、全自动细胞获取等。设备操作流程简易，为单细胞测序、未培养微生物开发、工程细胞筛选、细胞图谱绘制等研究提供完美解决方案，助力前沿科学研究。

6月6日，深圳市倍捷锐生物医学科技有限公司（以下简称：倍捷锐）在厦门成功举办 “光学无标记高内涵定量相位成像产品发布会”， 正式发布两款基于自主研发的定量相位成像技术的生物成像产品系列:Basic系列与Pro系列。Basic 系列（来源：倍捷锐）Basic系列产品可实现高速、动态的活细胞分析，支持微流控分析、AI细胞识别等功能，可用于活细胞的高通量筛选等应用，同时兼容荧光成像系统。Pro系列（来源：倍捷锐）Pro系列产品具备更高精度与更强功能定制能力，可实现细胞精细结构的定量分析、活性与产量分析、细菌种类分析等，支持深度定制及荧光成像功能，服务于科研及合成生物等方向。无标记高内涵成像成像对比（来源：倍捷锐）倍捷锐致力于开创新性先进光学成像技术，并以无标记高内涵显微术-定量相位成像技术（QPI）作为核心，拓展其在生物医学的产业方向的应用。QPI技术能够定量表示细胞产生的形貌和动态变化，无需标记染色，只需通过测量被测微观物体透射光（或反射光）的相位延迟，即可生成反映物体形态学和动力学的图片。因此，QPI技术能够实现对细胞无损、长时间成像分析，降低对荧光等耗材的依赖。倍捷锐科技有限公司成立于2018年，坐落在香港科学园内。创始人来自麻省理工学院、香港中文大学、波士顿大学等高校。公司致力于开发国产创新先进光学成像产品，并以定量相位成像技术作为核心，拓展其在生物医学、微纳加工、材料等产业方向的应用。团队历经三年多时间，借助香港中文大学的科研实力，构建了完善的产学研转化模式，实现了细胞特性、血液分析多维度的检测技术积累。目前，倍捷锐团队拥有包括美国地区在内多项自主核心知识产权，完成3代原型机开发，与斯坦福、清华大学、浙江大学等国内外多所高校合作，原型产品已进入科研、工业领域实际应用。

生物体中几乎所有的细胞都具有相同的基因组，而不同的细胞类型和功能则由不同的基因表达、表观遗传修饰和翻译后修饰等所决定。解析特定器官或组织中特定细胞的生物大分子图谱对探究发育、细胞间通讯以及疾病的发生发展等都具有重要意义。因此，开发细胞选择性的生物大分子标记方法，近年来受到了科学家们的广泛关注。通过基因编码的方法，人们在活体动物中实现了蛋白质的组织特异性和细胞选择性标记和分析。然而，糖质（glycan）作为另外一种主要的生物大分子，尚无法通过基因编码的方式，实现活体中的细胞选择性标记。糖质以寡糖、多糖、糖蛋白、糖脂等形式直接参与细胞的分化增殖、免疫调节、信号转导、细胞迁移等重要的生命活动，对其进行在体标记和分析一直是领域内的一个难点。其中，基于生物正交化学的代谢糖质标记（metabolic glycan labeling）技术已经成为了最主要的工具之一。经过20多年的发展，目前已有数十种非天然糖分子可用以在活细胞和活体中标记糖质。然而，非天然糖在活体中并不具备器官或细胞特异性，无法实现精准的细胞选择性标记，阐释特定细胞群体中糖质所发挥的生物学功能。北京大学化学与分子工程学院、北大-清华生命科学联合中心陈兴教授课题组一直致力于解决这个问题，此前开发了基于靶向性脂质体的非天然糖代谢标记技术，实现了肿瘤组织和脑部的糖质标记。同时，他们意识到，基因编码技术可以在活体中实现更加精准的细胞选择性。为了实现这一目标，继续推进代谢糖质标记技术的应用，2022年5月5日，该课题组在 Nature Chemical Biology 上发表了题为“Cell-type-specific labeling and profiling of glycans in living mice”的论文，报道了一种可基因编码的代谢糖质标记技术（GeMGL）。该技术将“凸凹互补（bump and hole）”的化学遗传学策略与代谢糖质标记方法相结合，利用非天然糖1,3-Pr2GlcNAl（Bump）及其匹配的焦磷酸酶突变体AGX2F383G（Hole）的正交组合，在活体动物上实现了细胞选择性糖质标记和分析。他们从一个具有低标记效率的非天然糖—乙酰胺基葡萄糖的叠氮类似物GlcNAz出发，确认了其代谢通路中的焦磷酸酶AGX是限速酶，将其过表达可以增强代谢强度。他们随即想到，增大非天然基团并对AGX酶进行突变，可能可以开发出凹凸对。于是，他们采用了炔基修饰的乙酰胺基葡萄糖GlcNAl和焦磷酸酶突变体AGX2F383G，通过体外和细胞实验证明了GlcNAl的代谢完全依赖焦磷酸酶突变体AGX2F383G。接着，在多细胞共培养体系和小鼠移植瘤模型中，证明了GeMGL策略的可行性。基于此，他们将该策略拓展到了转基因小鼠中。他们首先利用心肌细胞特异的启动子α-MHC实现了AGX2F383G在小鼠心肌细胞中的特异性表达，然后腹腔注射非天然糖1,3-Pr2GlcNAl，实现了非天然糖分子在小鼠心肌细胞中的特异性代谢。从各组织标记结果来看，GeMGL策略展现出严格的心肌细胞选择性。结合定量蛋白质组学方法，在小鼠心肌细胞中鉴定到582个O-GlcNAc修饰蛋白。分析发现，心肌细胞中许多糖酵解、TCA循环和氧化磷酸化途径相关蛋白都具有O-GlcNAc糖基化修饰，表明O-GlcNAc糖基化修饰可能在心肌细胞的线粒体能量代谢过程中发挥重要功能。在转基因小鼠中进行的细胞类型特异性代谢糖质标记该工作提供了一种可基因编码的细胞特异性糖质标记技术GeMGL，为在活体层面研究糖质在特定细胞类型中的生物学功能提供了一种便利、有效的工具。该技术有望被推广到更为复杂的神经系统中，并在相关疾病模型中探究糖基化与神经发育、神经退行性疾病等的关系。陈兴 北京大学化学学院教授，生命科学联合中心高级研究员，合成与功能生物分子中心研究员。长期致力于糖化学和糖生物学研究，糖质标记和分析是其研究重点之一。综合运用化学方法、生物手段和纳米技术，研究糖基化的生物学功能及其在代谢疾病及其心血管并发症中的作用。原文连接：https://www.nature.com/articles/s41589-022-01016-4

王 芸沃特世科技（上海）有限公司蛋白质糖基化是生命系统非常重要的翻译后修饰之一，在免疫识别，蛋白分泌，信号转导等生命过程中发挥了重要作用。与蛋白相连的多聚糖是这些功能的重要载体，特别是对于单克隆抗体药物，多聚糖部分对药物的生物活性有着重要的影响。因此，发展分离效率高，检测灵敏度好的糖基化分析方法对单克隆抗体药物分析具有十分重要的意义。 针对糖基化分析中的种种困难，沃特世公司开发了亲水作用色谱法，以及荧光-质谱结合检测的分析方法。ACQUITY UPLC系统配合荧光检测器(FLR)以及多聚糖分析专用(GST )色谱柱，比HPLC方法有更高的分离度。多聚糖分析专用色谱柱装填了1.7&mu m的酰胺吸附剂，可在HILIC模式下有效分离荧光标记的多聚糖。UPLC配合荧光检测器分析多聚糖可以获得很高的分离度和定量准确性，特别是对于位置异构体以及有共流出的小峰分析；而质谱检测为糖链鉴定提供了更多的结构信息。通过与标准糖链保留时间的比较，该流程能实现高通量的多聚糖定性定量，满足药物分析的多种需求。一、色谱条件与标记后的多聚糖样品的分离可通过HILIC方法，有效分离2-AB标记的多聚糖混合物。对于方法优化，使用更缓的窄梯度，可有效提高保留时间上相临近的多聚糖峰之间的分离度；对于其它的参数，如流速、缓冲液浓度、流动相pH及柱温等，一般也需要进行优化。图1示例使用优化后的HILIC色谱条件后，复杂的2-AB标记的IgG多聚糖混合物得到了很好的分离，包括E1/ E2与F1/ F2。实验所用梯度洗脱时间为45分钟，包括色谱柱清洗和再平衡步骤。一般来说，一个样品的总分析时间在1小时内。因此，与使用3.0-&mu m填料的HPLC方法相比，使用1.7-&mu m填料的UPLC色谱方法，不但分离效果更好，而且运行时间更短。实验中使用2.1 x150 mm色谱柱。图1(B)中甘露糖5(峰C)与甘露糖6(峰H)可与邻近多聚糖峰成功分离，解决了共流出的问题。二、2-AB标记的多聚糖定量及结构鉴定由于多聚糖在HILIC 模式下能实现基线分离，各种异构体，例如末端唾液酸的位置异构，都能得到很好的分离。因此，在荧光检测器下的峰面积积分能对各种糖链进行定量分析。而从MS谱图来看，多聚糖样品中高甘露糖糖型所占比例较高，而复合型及杂合型糖链也都能够得到鉴定。各种带有神经氨酸的糖链也都能得到鉴定，表明该方法能够适合各种多聚糖复合物的分析。除了分子量，我们还能通过MS/MS谱图进一步确认多聚糖的结构。2-AB标记的IgG多聚糖混合物的分析结果充分说明沃特世提供了成熟的聚糖分析方案，且相应色谱柱的质量控制采用了2-AB标记的IgG多聚糖混合物进行。ACQUITYUPLC系统显著缩短了分析时间，将常规HPLC上需要2个小时甚至3个小时的分离梯度缩短到1小时。 此外沃特世提供UPLC-FLR-MS的整体解决方案可以十分有效的对多聚糖进行分析，除提供分子量信息外，还可以进行糖结构推导，大大降低了生物药物研发工作中糖基化分析的难度。实验流程：一、2-AB 标记糖链使用GlycoPro le试剂盒，Prozyme公司使用试剂盒进行2-AB 标记糖链时，除以下步骤，按照该公司的说明操作即可。1.使用50&mu l的标记反应液2. 65度反应4-5小时3.将样品按步骤4处理除掉过量的标记试剂 使用Sigma公司试剂1. 配制3 0% 的醋酸D M S O 溶液（ 3 0 &mu l 冰醋酸，700ulDMSO）2.按照20：1（v/w）的比例配制2-AB 溶液 （如需要20mg 2-AB，则用400&mu l 30% 的醋酸DMSO溶液配制）3.以16.7：1（v/w）的比例将2-AB溶液与氰基硼氢化钠混合配制标记反应液4.将所得糖链用50&mu l标记反应液溶解，65度震荡反映4-5小时5 .将反应液按步骤4处理除去过量的标记试剂二、使用MassPrep亲水作用样品处理板除去过量的标记试剂所需溶液: MiniQ 纯水，90% 乙腈 ACN，10 mM 醋酸铵Tris，20% ACN1.样品处理板活化，向样品处理板加入200&mu l MiniQ纯水，再加入 200&mu l 90% ACN，重复 90% ACN2.吸取 50&mu l 标记溶液，加入 450&mu l ACN（ 如有沉淀，请勿离心，以免降低糖链回收率），由于板上每孔体积为200&mu l，可以将样品分为四份加入3.将样品加入处理板，设定真空度为低（压力 250-500 mmHg），以保证样品与HILIC基质有充分时间相互作用；如果溶液在板上没有移动，可适当增加真空度4.用 90% ACN清洗处理板两次5.换用样品收集板，用200&mu l 10 mM 醋酸铵Tris， 20%ACN洗脱，洗脱液转移至1ml 离心管6.冷冻干燥标记后糖链溶液冻干后的样品复溶于20&mu l50% ACN中，超声5 min 后转入UPLC采样瓶，进样5&mu l。 参考文献(1) Martin Gilar, Ying-Qing Yu, Joomi Ahn, and Hongwei Xie.Analysis of Glycopeptide Glycoforms in Monoclonal Antibody TrypticDigest using a UPLC HILIC Column(2) Hongwei Xie, Weibin Chen, Martin Gilar, St John Skiltonand Jeffery R. Mazzeo. Separation and Characterization of N-linkedGlycopeptides on Hemagglutinins In A Recombinant Influenza Vaccine(3) Joomi Ahn，Ying Qing Yu and Martin Gila.r UPLC亲水相互作用色谱(HILIC)-荧光检测法分析2-AB标记的多聚糖

活体光学成像(Optical in vivo Imaging)主要采用生物发光（bioluminescence）技术与荧光（fluorescence）技术。生物发光是用荧光素酶(Luciferase)基因标记细胞或DNA，今天，生物发光标记物可以标记到任何一种基因上，使对基因功能的全面细致研究成为现实。而荧光技术则采用荧光报告基团（GFP、RFP, Cyt及dyes等）进行标记，利用荧光蛋白在外源光源或是内源发光照射下被激发产生的荧光作为检测信号。研究人员能够利用一套非常灵敏的光学检测仪器直接监控活体生物体内的细胞活动和基因行为。 该技术可被广泛应用于标记细胞或基因的示踪及检测；基因治疗在活体动物体内直接的观察和检测；基因组、蛋白组学、药学及生物技术在活体动物内的研究；药物及化学合成药物的药物代谢及毒理学监测；食品菌落生长成像；皮肤医学中皮肤疾病的体内成像；法医鉴定；微孔板成像，例如：免疫分析、报告基因、基因探针和嗜菌作用分析等；荧光团的体内成像，例如：Alzheimer疾病研究中结合嗪的β-淀粉沉淀物分析；转基因植物中通过报告基因对生理周期节奏的研究；凝胶成像分析等等。 但在研究过程中，研究者们必须事先用基因技术进行荧光素酶基因标记，或者某种荧光报告基团标记。目前活体光学成像系统的知名制造商，如Berthold、GE、Xenogen、Photometrics、Carestream Health等，不仅为客户提供先进的仪器，也提供具体实验所需的整套解决方案，包括试剂、实验手册、特殊用途的质粒、细胞株、转基因动物、细胞处理和动物处理设施等配套技术支持。出色的多任务处理能力，人性化的整体设计，便捷精确的操作系统，使实验室影像分析领域进入了一个全新的时代。 下面以研究干细胞活体移植后的存活率为例，简介一两种内源性荧光色素标记的实验方法，供专业人士参考。 用荧光色素DiD标记 间充质干细胞 1. 先用胰蛋白酶消化待标记材料，使之成为一定密度的悬浮液； 2. 从细胞培养箱中取出间充质干细胞，吸取含原有培养基的细胞悬浮液进行标记； 3. 用10 ml Mg/Ca-free PBS （不含钙镁离子的磷酸缓冲液）清洗细胞，吸去PBS， 钙镁离子会影响胰蛋白酶的活性，必须小心； 4. 加入预热的0.05% 胰蛋白酶液，加液量以T75型瓶为例，每瓶加5ml， 确保瓶的表面被完全覆盖； 5. 在细胞培养箱中37° C 孵育约 5 分钟； 6. 然后在显微镜下确认细胞已经完全分散，如果有细胞贴壁情况，轻拍若干次或延长孵育时间直至酶解消化完全成功； 7. 加入等量含 10% FCS的培养基中和胰蛋白酶； 8. 用移液器反复吸取几次确保细胞均匀分散； 9. 然后移取细胞悬浮液至15ml 已灭菌的有盖聚丙烯离心管中； 10. 400 RCF离心5 分钟； 11. 小心移去上清液，不要扰动细胞； 12. 将细胞重新悬浮于DMEM 并进行计数； 13. 需要待标记细胞在无血清DMEM溶液中的密度应为1x106 /ml ； 14. 每ml细胞悬浮液加入5 ?L DiD 染色液； 15. 用移液器将染色液与细胞悬浮液混合均匀； 16. 在6孔低附着性细胞板上37 °C 孵育20分钟； 17. 孵育完全后移取细胞悬浮液至15ml 已灭菌的有盖聚丙烯离心管中； 18. 400 RCF离心5 分钟； 19. 小心移去染色液，不要扰动细胞； 20. 用PBS清洗细胞，用移液器反复吸取几次确保细胞均匀分散； 21. 重复洗三次； 22. 细胞重新计数并用台盼蓝染色法检测细胞活性； 23. 可以进行活细胞成像了！ 用荧光色素ICG标记 人胚胎干细胞 1. 必须先准备好吲哚菁绿溶液（血容量、心输出量、肝功能测定剂）作为对照品 ，然后使之与转染试剂鱼精蛋白（抗凝血作用）混合； 2. 测出1ml吲哚菁绿溶液的活力，然后在100 ?L DMSO中溶解ICG； 3. 向混合物中加入 400 ?L Dulbecco的改良Eagles 培养基 (DMEM + 10% 胎牛血清)， 震荡均匀，吲哚菁绿溶液终浓度为2mg/ml； 4. 加入转染试剂鱼精蛋白，鱼精蛋白作为对照品的载体，使之能够有效进入细胞； 5. 在300 ?L ICG 和 300 ?L 无血清Dulbecco改良 Eagles 培养基中混入 5 ?L 硫酸鱼精蛋白溶液, 使之终浓度为 10mg/ml,； 6. 震荡5分钟使之形成复合物，标记溶液制备完毕； 7. 从 hESC 10mm Petri 培养皿中移去原有培养基； 8. 加入5ml预热的 DMEM； 9. 加入制备好的鱼精蛋白/ICG 溶液， 37 °C下孵育1h； 10. 孵育完全后移去染色液； 11. 用5 ml PBS漂洗培养皿以清除染色液； 12. 移去 PBS 再加入 5ml 0.25 % 胰蛋白酶液，37 °C下孵育5分钟使之酶解，适当震摇培养皿效果会更好； 13. 用移液器反复吸取几次确保细胞均匀分散； 14. 加入等量含 10% KSR的培养基中和胰蛋白酶； 15. 然后移取细胞悬浮液至15ml 已灭菌的有盖聚丙烯离心管中，400 RCF离心5 分钟； 16. 在全培养基中悬浮细胞； 17. 如果还有细胞团块，可以移去原有培养基用10ml预热的全ESC培养基重新悬浮细胞，重复酶解再离心； 18. 在这一点上，鼠源饲喂细胞需从hESCs中分离； 19. 然后将细胞悬浮液移至涂布琼脂的10 cm 培养皿中； 20. 37 °C 孵育 45 分钟，注意不要晃动培养皿，如此鼠源饲喂细胞会贴壁而干细胞保持悬浮； 21. 从Petri 培养皿中移出已标记的单细胞人胚胎干细胞悬浮液； 22. 细胞重新计数并用台盼蓝染色法检测细胞活性； 23. 可进行活细胞成像了！

2019年2月25日，普渡大学张文鹏博士、清华大学欧阳证、瑕瑜教授和湖北医药学院附属东风医院陈琴华教授合作研究新型的直接微采样质谱分析技术，在Angewandte Chemie International Edition（《德国应用化学》）杂志上发表了一篇题为“Polymer Coating Transfer Enrichment for Direct Mass Spectrometry Analysis of Lipids in Biofluid Samples”的文章[1]。此方法利用聚合涂层转移富集法，对少量体液样品中脂质进行快速质谱分析和定量；通过与光化学衍生化方法联用，该方法还可以快速测定脂质结构的C = C位置，并可进行潜在的POC生物标记物分析。 脂质是细胞膜的基本组成部分，是细胞能量的来源，也是炎症和代谢等细胞信号传导过程的重要介质。体液中的脂质含有丰富的代谢信息，脂质组的改变与癌症、心血管疾病和阿尔茨海默病等疾病的发展密切相关，它可以反映某些疾病的状态，可作为生物标记物。虽然已有的原位电离方法如纸喷雾法等已被用于体液分析，但由于解吸困难和电离效率低，所以并没有被应用到体液的脂质分析中。清华大学欧阳证、瑕瑜教授与普渡大学长期合作，致力于小型质谱系统、原位采样电离及脂质分析方法的开发。针对体液脂质分析的问题，该团队使用共价键合修饰、快速原位聚合的方法制备了一种新型的聚合物涂覆电喷雾毛细管，提出了一种新的直接微采样技术：聚合涂覆转移富集（PCTE）。该方法不仅可以快速(1 min)、灵敏、定量地进行脂质质谱分析，还能对少量生物体液脂质C=C位置异构体进行鉴定。该方法在临床检测等领域中具有极大的应用前景。 原位电离技术已成为质谱行业技术发展的重点方向，该类技术具有在样品分析前无需预处理、分析速度快、成本低、操作简单等特点，近十年内不断涌现出新技术及应用进展。首批被质谱行业广泛关注的原位电离技术包括2004年起普渡大学Cooks团队研发的解吸电喷雾电离（DESI）[2]，以及后续的直接分析电离源（DART）[3]、电喷雾辅助激光解吸附电离（ELDI）[4]、低温等离子体（LTP）[5]及萃取电喷雾电离源[6]等。凭借DESI独特的表面分析功能， Prosolia 公司在2008年推出第一台 DESI 原位分子成像仪，应用于器官组织等切片样品中关键物质的快速分析中。2018年7月23日，沃特世公司收购Prosolia的DESI产品，并进一步将其应用于疾病诊断及创新疗法中。 2010年，欧阳证教授与Cooks教授合作，在普渡大学开发了适用于定量分析及试剂盒设计的纸喷雾离子化（Paper Spray）[7]和纸基毛细管喷雾（Paper Capillary Spray）技术[8]，后者用于清谱科技小质谱系统所用的试剂盒产品设计。2014年，欧阳证团队进一步发开了用于分析体液中代谢物及药物的液栓流微萃取技术（Slug-flow Microextraction, SFME）[9]，利用液-液微萃取方法进一步提高萃取效率，提升原位电离方式的灵敏度；本文报道的方法在SFME技术基础上，引入功能表面涂层，有效提升了对血液中脂质的直接萃取；结合高效率内标引入方法和光化学衍生化，在实现快速、灵敏和定量的脂质质谱分析的同时，能够C = C位置异构体进行快速、准确鉴定。可通过以下链接查看全文：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201900011参考文章：[1] W. Zhang, S. Chiang, Z. Li, Q. Chen, Y. Xia, Z. Ouyang. Polymer Coating Transfer Enrichment for Direct Mass Spectrometry Analysis of Lipids in Biofluid Samples. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, doi:10.1002/anie.201900011.[2] Z. Takáts, J.M. Wiseman, B. Gologan, R.G. Cooks. Mass Spectrometry Sampling Under Ambient Conditions with Desorption Electrospray Ionization. Science 2004, 306, 471-473.[3] R.B. Cody, J.A. Laramée, H.D. Durst. Versatile New Ion Source for the Analysis of Materials in Open Air under Ambient Conditions. Anal. Chem. 2005, 77, 2297-2302.[4] J. Shiea, M.-Z. Huang, H.-J. Hsu, C.-Y. Lee, C.-H. Yuan, I. Beech, J. Sunner. Electrospray-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry for direct ambient analysis of solids. Rapid Commun. Mass. Sp 2005, 19, 3701-3704.[5] J.D. Harper, N.A. Charipar, C.C. Mulligan, X. Zhang, R.G. Cooks, Z. Ouyang. Low-Temperature Plasma Probe for Ambient Desorption Ionization. Anal. Chem. 2008, 80, 9097-9104.[6] H. Chen, A. Wortmann, W. Zhang, R. Zenobi. Rapid In?Vivo Fingerprinting of Nonvolatile Compounds in Breath by Extractive Electrospray Ionization Quadrupole Time-of-Flight Mass Spectrometry. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 580-583.[7] H. Wang, J. Liu, R.G. Cooks, Z. Ouyang. Paper spray for direct analysis of complex mixtures using mass spectrometry. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 122, 889-892.[8] Y. Ren, S. Chiang, W. Zhang, X. Wang, Z. Lin, Z. Ouyang. Paper-capillary spray for direct mass spectrometry analysis of biofluid samples. Anal. Bioanal. Chem. 2016, 408, 1385-1390.[9] Y. Ren, M.N. McLuckey, J. Liu, Z. Ouyang. Direct Mass Spectrometry Analysis of Biofluid Samples Using Slug‐Flow Microextraction Nano‐Electrospray Ionization. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 14124-14127.

仪器信息网讯：2016年6月19日，首届标记免疫分析学术峰会在北京市解放军总医院国际会议中心顺利举行，来自全国各地院校、医院、企业的委员和其他代表三百余人参加了会议。本次会议由中国分析测试协会标记免疫分析专业委员会主办，中国人民解放军总医院承办。本次峰会邀请了全国政协、国家科技部、卫计委、工信部等相关政府部门领导、国内外相关领域专家、国家级科研院所、医疗机构、标记免疫分析相关领域企业与机构代表、中国分析测试协会标记免疫专业委员会全体委员、常委及首届会员单位代表就建立我国标记免疫分析“产学研医用”协同创新平台，促进标记免疫分析技术跨学科、跨领域技术整合对接、建立认证体系和相关质量标准规范、形成面向产业化的共性关键技术平台进行了深入的研讨。　　峰会伊始，全国政协副秘书长、中国农工民主党中央专职副主席何维教授以“疾病的精准分类分型分析测试—精准医疗的前提”为报告题目，向参会人员详细介绍了精准医学的概念、疾病的研究与诊断分析测试的演进过程及标记免疫分析的作用等内容。全国政协副秘书长、中国农工民主党中央专职副主席何维教授　　解放军总医院生化科主任颜光涛教授在报告中介绍了标记免疫分析专委会工作构想，包括专委会下步工作的指导思想和重点。其中，专委会下步工作重点主要包括：建设标记免疫分析技术与产业的“国家智库” 组织国家和行业标准、质量认证体系与实验室规范研究 搭建共性关键技术研发和转化合作平台 搭建标记免疫分析技术产品临床转化医学与评价研究平台。解放军总医院生化科主任颜光涛教授　　工信部消费品司医药处王学恭在报告中详细介绍了我国医药产业发展现状、面临的形势和重要产业政策方向等内容。其中，体外诊断产品包括：高通量生化分析仪、免疫分析仪、单分子基因测序仪及新型即时检测设备(POCT)等，这些仪器作为医药规划医疗器械发展重点不可忽视。工信部消费品司医药处王学恭　　科技部国家科技基础条件平台中心卢凡处长从分析测试创新体系建设、存在的问题与思考和提升协同创新的设想三个方面做了精彩报告，其中，国内分析测试创新体系面临的主要问题包括：研发基础薄弱、产学研合作机制不清晰、企业规模过小和质量管理体系不健全等。科技部国家科技基础条件平台中心卢凡处长　　国家食品药品监督管理总局医疗器械标准管理中心黄颖研究员在报告中分别介绍了IVD-MD国家标准、行业标准现状与标准化改革 IVD-MD产品风险分类和分类管理 关于标记免疫分析试剂盒产品质量控制的思考。国家食品药品监督管理总局医疗器械标准管理中心黄颖研究员　　南京大学陈洪渊院士在报告中介绍了微纳流控的30余年发展历程、微流控技术与各学科的关系及其在生物医药前沿和临床中的应用。陈院士在报告最后总结指出，微纳流控技术在转化医学中有广阔的应用前景，采用该技术必将加速转化医学的发展。南京大学陈洪渊院士　　华西医科大学魏于全院士在报告中详细介绍了生物标志物在靶向药物治疗上的应用，魏院士指出基因组学、蛋白质与代谢组学等的发展为生物标志物与治疗靶点带来了新的机遇，其中基因组学正逐渐步入临床视野，也将推动肿瘤靶向治疗及个体化治疗。华西医科大学魏于全院士　　在本次峰会的大会分领域学术研讨环节，解放军总医院颜光涛教授、中国计量院李红梅研究员、北大肿瘤医院徐国宾教授、军事医学科学院张贺秋教授、清华大学林金明教授、烟台澳斯邦王兆强董事长和苏州博源董事长虞留明教授就标记免疫分析的协同创新机制、有机小分子到大分子化合物纯度定值技术、肿瘤标志物、CTC和ctDNA临床检测、基于抗体标记免疫检测产品的研发与转化、均相免疫分析与化学发光技术、免疫活性细胞液态监测技术进行了演讲和讨论互动。　　　　中国计量科学研究院化学所李红梅所长则在报告中首先介绍了IVD行业测量量值溯源体系，随后详细阐述了有机纯物质计量技术研究在化学生物测量中的重要作用、国际计量委员会发展规划、中国计量科学研究院的纯物质研发工作及未来技术挑战。中国计量科学研究院化学所李红梅所长　　北京大学肿瘤医院徐国宾教授在报告中介绍了目前我国肺癌的发病和死亡情况，并介绍了肺癌血清学肿瘤标志物的疗效评价参考标准、CTC检测结合CT检查应用于晚期肺癌化疗评效的临床价值和肺癌血浆ctDNA检测的应用及不同方法检测的一致性研究等。北京大学肿瘤医院徐国宾教授　　军事医学科学院张贺秋教授以“乳腺珠蛋白单抗研究及转化应用”为题，介绍了乳腺珠蛋白的特性、检测方法，重点介绍了乳腺珠蛋白A单抗的相关研究，包括：在乳腺癌转移、血清学检测、CTC检测及靶向单抗修饰纳米药物载体中的不同应用。军事医学科学院张贺秋教授　　清华大学林金明教授在报告中分别介绍了体液分析的主要检测方法、化学发光研究的发展趋势、化学发光免疫分析固相分离技术及光激化学发光免疫技术，并总结指出，新型仪器的研制将进一步促进化学发光分析方法在各领域的应用。清华大学林金明教授　　企业专家苏州博源医疗公司虞留明董事长和烟台澳斯邦公司王兆强董事长也分别就“均相免疫技术在小分子定量分析中的前景”和“精准医疗的新机遇-免疫活性细胞液态监测技术”进行了主题报告。苏州博源医疗公司董事长虞留明教授烟台澳斯邦公司王兆强董事长

引言当今，高能量密度锂离子电池（LiB）为大多数电动汽车、手机供电，甚至提供储能，使可再生能源替代化石燃料。然而，也发生过此类电池在使用过程中因过热而造成火灾和爆炸的情况。EA8000A X射线分析仪中所采用的先进技术可用于检测和表征锂离子电池生产中用作导电添加剂和负极活性材料的粉末中的金属污染物。该仪器仅需几分钟即可定位和分析粉末中的金属异物颗粒。应用报告在本应用指南中，EA8000A用于测定碳基导电剂中金属污染物的数量和成分。为证明EA8000A的检测能力，已制备15克碳基原料用于分析。分析250 mm x 200 mm样品面积仅需耗时7分钟。首先，分析仪检测已制备样品中金属异物颗粒的存在情况和位置——其在X射线透射图像中被明确标记为暗点，因为它们由比周围基质密度更大的材料制成。随后使用EDXRF技术分析此类金属异物颗粒，颗粒图像、XRF映射和光谱如应用报告中图例所示。分析仪的软件通过光谱信息提供每个被分析的颗粒的定性和定量元素成分值。联系我们日立分析仪器已开发出一系列用于燃料电池生产过程质量控制的分析仪器。欲了解与EA8000A有关的更多信息，或讨论更广泛的测试要求，请联系我们。

各相关单位：根据《中国技术经济学会团体标准管理办法》的有关规定，中国技术经济学会批准《生物活性肽的鉴别和细胞活性测定》团体标准。现予以发布，详细信息见下表：序号标准编号标准名称实施日期1T/CSTE 0379-2023生物活性肽的鉴别和细胞活性测定2023-09-01 中国技术经济学会2023年8月15日2023（53号文）关于批准发布《生物活性肽的鉴别和细胞活性测定》团体标准的公告.pdf

推出 VICTOR™ X 多标记微孔板检测仪平台，为新药发现和研究客户提供更高的灵活性 圣路易斯 – 健康科学和光电子学领域的全球技术领先公司珀金埃尔默有限公司（NYSE：PKI），今日在生物分子科学学会 (SBS) 第 14 届年会和展会上宣布推出 VICTOR™ X 多标记微孔板检测仪平台。该新型 VICTOR X 平台将为客户提供更高的灵活性，同时其增强的多功能性将支持初步筛查之外的更多新应用领域，包括质量控制和治疗研究。 VICTOR X 平台是珀金埃尔默一流的 VICTOR 系列台式多标记检测仪器的最新版本，这些检测仪器广泛用于各种规模的研究实验室，包括学术中心、制药和生物技术筛查实验室、新药研究团体以及疾病与治疗领域的研究团体。 “自从 VICTOR 平台作为市场上首个满载式多标记微孔板检测仪之一推出之后，珀金埃尔默就一直不断努力满足客户在新药发现和研究领域对各种可靠、易于使用和经济节约的解决方案的需求，”珀金埃尔默有限公司生物研发业务总裁 Richard Eglen 博士说道，“在 VICTOR X 的开发过程中，我们大量吸取了客户的反馈意见，打造出了具备可升级软件的增强型产品，该软件不仅可以进行定制，而且具备可扩展性，易于与研究应用程序相集成。我们的客户现在能够更轻松地创建新方案，或从若干个基于应用程序的预设方案中选择一个方案来运行。” 增强的软件包具有以下功能：帮助创建新方案的改进型“启动向导”；预设的基于应用程序的示例方案；以及用于实时监控细胞和酶学检测的改进的动力学支持。VICTOR X 装置还可以很方便地进行重要附件的现场升级，用户可以随着需求的变化来增添功能。

记者4日从中科院合肥物质科学研究院了解到，该院智能所黄青研究员课题组研发出基于表面增强拉曼光谱（SERS）的超灵敏生物传感器，该生物传感器可以用于检测癌症转移相关的程序性死亡配体（PD-L1）生物标志物。研究成果日前发表在国际期刊《生物传感器和生物电子学：X》上。　　PD-1全名为程序性死亡受体1，是人体的一种重要的免疫抑制分子。PD-1受体在活化的T细胞表面表达。以PD-1为靶点的免疫调节对抗肿瘤、抗感染、抗自身免疫性疾病及器官移植存活等均有重要的意义。PD-1与其配体PD-L1相互作用可确保仅在适当的时间激活免疫系统，以便将慢性自体免疫炎症的可能性降至最低。然而肿瘤细胞为了免疫逃逸会在细胞表面表达高表达PD-L1，这样就能够使肿瘤细胞逃避T细胞的作用，使肿瘤细胞得以继续生存。　　为了检测PD-L1，研究人员首先制备了具有SERS活性的磁性纳米复合材料，同时又制备了SERS纳米标签。然后，科研人员用特定的适配体修饰这些纳米粒子，从而可以特异性地捕获循环外泌体PD-L1，形成三明治夹层式的SERS探针，通过分析拉曼报告信号，可以定量分析PD-L1生物标志物。该方法非常灵敏，可检测低至4.31ag/mL的PD-L1。进一步研究表明，在小鼠模型中，科研人员可以通过分析肿瘤中PD-L1随时间变化的表达水平，进而分析小鼠肿瘤发展情况。　　目前循环外泌体PD-L1检测仍缺乏公认有效的手段。这项工作为检测PD-L1生物标志物提供了新的超灵敏的方法，对于以PD-L1生物标志物诊断具有重要意义和潜在临床应用价值，并可为接受PD-L1/PD-1免疫疗法的患者提供服务。

方案为研究者提供比传统方法更快检测糖基化变化的能力 中国北京讯- SCIEX是生命科学分析技术的全球领先的公司，在2017年1月24号发布了针对于生物制药表征中大量糖基化表征的快速糖标记与分析试剂盒。传统分析中耗时的样品制备和数据分析，现在可以在SCIEX公司PA800 Plus生物分析系统上通过快速糖释放、标记和分离，进行糖基定性定量分析，从而加快研究者的工作流程。 平均一小时的样品制备，而后进行96个分离程序，快速糖分析试剂盒分析糖的速度比传统的HILIC方法快五倍。这使研究者可以快速检测糖基的变化，帮助他们监测可能影响功能变化和生物药的功效、清除效率的糖型分布。自动的糖基化定性不再需要手动而乏味的糖基数据库搜索，排除了分析过程中潜在的人为因素。SCIEX公司提供的方案使分析方法开发和QC实验室的研究者可以对生物药中的糖基进行有效的定性和定量，有助于保证治疗效果。 糖基化对生物药的疗效、免疫原性和清除效率的非常关键。对单克隆抗体（mAb）来说，它可导致抗体依赖性细胞毒性（ADCC）和补体依赖的细胞毒性（CDC）的增加或减少。缺少高分辨的糖基化信息（如岩藻糖基化和非岩藻糖基化结构的分离）以及不可靠的结果会对患者和研究机构产生很大的风险。 使用客户定制的内标，可以直接在SCIEX公司PA800 Plus软件上计算糖单位（GU）。SCIEX公司提供了全面的糖单位参考表用于糖单位的计算，用户也可以添加自定义的特殊糖基种类。SCIEX公司快速糖分析方法中的样品处理可以在Beckman Coulter的 Biomek自动化工作站上使用，来进一步提高实验室的通量和效率。 SCIEX公司产品经理Mark Lies 说过“通常糖分析需要研究者很有耐心的花费一整天进行样品前处理。SCIEX公司提供的解决方案具有自动化鉴定糖基的特点，平均几分钟即可完成样品的制备、对糖基进行定性和定量分析，保证了整个实验室更高的工作效率”。 SCIEX公司快速糖标记与分析试剂盒最近获得了生物国际（BPI）“最佳技术应用与分析奖”，展示创新的新增功能与其它分析技术的结合。 了解更多关于新的快速糖标记与分析试剂盒 关于SCIEX公司SCIEX公司帮助科学家和研究员在他们面对的复杂的分析挑战中探索答案，改善我们生活的世界。SCIEX公司在毛细管电泳、液质联用的全球领导地位和世界一流的技术服务支持下，使它成为了在基础研究、药物开发、食品与环境检测、法医学与临床研究领域值得信赖的合作伙伴。 伴随着超过40年的成熟创新，SCIEX公司擅长聆听和了解客户不断变化的需求，开发可靠、灵敏、直观的解决方案，继续重新定义在常规和复杂分析中可实现的部分。更多信息，请访问sciex.com.cn。 ###媒体联络： 范雪，易思闻思公关咨询Nicole@eastwestpr.com+86 10 65820018

基于滤光片的灵敏度与基于单色器的灵活性完美结合，从而大大增强 EnVision 检测仪的性能马萨诸塞沃尔瑟姆 – 生命科学研究、新药研究和细胞科学领域的全球技术领先者珀金埃尔默生命与分析科学部，今日宣布推出两种用于 EnVision 多标记微孔板检测仪的新型单色器选件，该检测仪被众多生物技术、制药和学术研究人员用于在新药研究过程中筛选化合物。这项新的 EnVision 技术将于 1 月 27 日至 30 日在加州棕榈泉市召开的 2008 实验室自动化大会的 427 号展台展出。利用这一技术，可制造出将基于滤光片技术的灵敏度与单色器的灵活性融为一体的优化型微孔板检测仪。带有单色器的 EnVision 实现了检测技术与应用之间的轻松转换，所有操作都依靠一个性能优于市面上其它台式检测仪的平台完成。“整合到 EnVision 系统之中的新型单色器选件带来了前所未有的灵活性和速度，大大提高了先导化合物优化过程中化学靶物与先导化合物的比率。”珀金埃尔默生命与分析科学部生物研发业务总裁 Richard Eglen 博士说道，“这一新技术可根据研究人员的需要不断升级，证实了我们在推动微孔板检测仪市场和巩固公认的 EnVision 品牌方面做出的不懈努力。” EnVision 多标记微孔板检测仪可在每项应用中针对每种标记都表现出卓越性能。新型单色器选件将 EnVision 变为性能极致的双模式仪器，既能检测吸光度也能检测荧光强度。这种单色器选件具备两种使用模式，“吸光度单色器”使用单个单色器测量吸光度，而“荧光强度单色器”用两个双光栅单色器来测量吸光度和荧光强度。 微孔板检测仪的模块化设计针对实验室不断变化的应用需求和不断提高的通量需求提供了可升级的解决方案。可将单色器选件与其它 EnVision 选件结合使用，包括 TRF（时间分辨荧光）LASER，它能发出强烈的短时间激发脉冲，从而实现极佳的信噪比。EnVision 仪器可方便地集成到全自动系统中（如珀金埃尔默的 JANUS 自动化工作站），旨在提供最大的配置灵活性，并可以使用 1 到 3456 孔微孔板。与高精度分液器设备和温度控制器配合使用时，EnVision 可以执行快速的动力测量、酶检测和其它多种基于细胞的新药研究检测。经过优化的 EnVision 还体现了珀金埃尔默专有的 AlphaLISA 技术，利用该技术可以对复杂样品（如血清和血浆）中的大生物分子进行同质测量而无需清洗过程。 有关带有单色器选件的 EnVision 多标记微孔板检测仪的详细信息，请访问 http://www.perkinelmer.com\platereaders

传统医学模式正进入到代谢组学、基因组学、蛋白质组学等多组学整合分析的精准诊断时代。以高性能质谱为核心的多组学研究已成为各类疾病筛查、早期诊断、治疗监测和预后评估的生物标志物创新发现的关键技术平台。近年来，慢病的发病率和死亡率持续走高。利用慢病大规模人群队列，结合质谱检测技术发现新型生物标记物，可以为慢病的防治提供新的线索和手段。为促进相关人员深入了解质谱技术与慢病标记物研究进展，掌握相关应用知识，仪器信息网将于2022年7月15日召开“质谱技术与慢病标记物研究”网络会议，邀请业内专家和仪器厂商，聚焦慢病队列、质谱检测技术和生物标记物发现等热点研究领域分享报告。会议日程7月15日下午 质谱技术与慢病标记物时间报告主题报告嘉宾14:00-14:30代谢异常与肿瘤发生常江 华中科技大学 教授14:30-15:00基于高精度质谱技术的蛋白质修饰解析刘小云 北京大学 研究员15:00-15:30安捷伦整合生物学解决方案-基于靶标代谢组学与代谢流技术用于临床疾病表型研究詹舜安 安捷伦科技（中国） 大中华资深液质应用专家15:30-16:00因果推断及在医学研究中的应用余勇夫 复旦大学 研究员16:00-16:30代谢组学驱动的代谢性疾病早期标记物发现房中则 天津医科大学 教授报告嘉宾（按报告时间顺序）参会方式（手机电脑均可） 1、官网免费报名（点击此处链接或扫描下方二维码，报名听会）； 2、报名成功，通过审核后您将收到通知； 3、会议当天您将收到短信提醒。点击短信链接，输入报名手机号，即可参会。扫一扫，进入会议页面免费报名听会

根据BPD指令和BPR法规，已经取得许可的活性物质清单已经在欧洲化学品管理局(ECHA)网站上发布。根据该清单，截止2013年9月1日，共有48个活性物质的49个用途已经取得许可。其中获得许可活性物质中，产品用途类型只有5种，数量最多的为木材防腐剂(PT - 8)23个，其次是杀鼠剂(PT - 14)12个，杀虫杀螨剂(PT - 18)10个，趋避剂和引诱剂(PT - 19)3个， 另外还有1个为杀黏菌剂(PT - 12)。其它17个类型的用途尚未有活性物质通过评审。　　这五种产品用途类型，在中国都归为农药进行监管。在这些欧盟许可的木材防腐剂活性物质中，大部分品种在中国作为大田农药使用，如目前作为农药杀菌剂注册数量激增的醚菌酯，被业界看好的最新杀虫剂多杀菌素，以及因对蜜蜂的不良影响而可能遭到欧盟禁用的烟碱类杀虫剂吡虫啉，噻虫嗪等。对于中国这些活性物质的生产商，可以考虑欧盟的生物杀灭剂市场。　　根据BPR法规，目前正在评审中的活性物质，仍可接续留存于欧盟市场直到该物质获得许可或排除决议之后的180天。也就是说，尽管其它类的生物杀灭剂暂时没有获得许可使用的活性物质，但是欧盟市场上仍旧可以使用现有的正在评审中的活性物质。活性物质清单的发布，对欧盟市场的冲击暂时尚未显现。但是随着活性物质评审的加快，根据之前的评审结果来看，预计欧盟市场上可用活性物质将急剧减少，不仅会对工业企业产生影响，对普通消费者来说，也面临着难以选择适用的生物杀灭剂产品，比如消毒湿巾，家用消毒剂等。　　在该清单中，除了提供每个物质英文通用名称，EC号码，CAS号，产品类型，评审成员国等信息之外，查询者还可通过链接转到决议指令及评估报告。　　详情参见：http://echa.europa.eu/information-on-chemicals/biocidal-active-substances

生物分子间相互作用是所有生命现象发生的基础。研究分子互作可以阐明生物反应的机理，揭示生命现象的本质，同时也为新型生物药开发的靶点发现提供可靠依据。常见的分子互作分析技术依据样品处理方式可以分为“标记“技术和“非标记”技术，前者通常需要对其中一个结合分子进行酶、荧光、化学放光或同位素标记，且大部分标记方法仅能定性分析是否结合，无法准确测定结合亲和力大小。根据检测方式则可分为“终点法”和 “实时动力学”，“实时动力学”能够定量分析结合（kon）和解离（koff）过程，并提供完整动力学分析。随着科学研究的不断深入，实时、非标记的分子互作分析技术已成为中流砥柱。常见的分子互作分析技术及分类常用分子互作分析技术依据样品处理方式依据分析结果生物层干涉BLI非标记实时分析表面等离子共振SPR非标记实时分析等温滴定量热ITC非标记终点法微量热泳动MST标记终点法免疫共沉淀Co-IP标记终点法Pull Down标记终点法ELISA标记终点法等Octet®分子互作分析平台：精益求精，灵活多元Octet® 是将BLI技术应用于分子互作检测的开创者和引领者。自2005年上市至今，Octet®凭借快速、高通量、操作简便、应用广泛以及性能稳定等特点受到用户的青睐。2020年，Octet®正式成为赛多利斯旗下品牌，全新升级的Octet® R系列正式上市，除了秉承高性能、高灵敏的特点外，进一步增强仪器灵活性与用户友好性。同年，BLI技术被收录于美国药典（USP1108），作为药物结合活性分析的标准方法之一。BLI技术是一种非标记技术，通过监测生物传感器表面的生物分子结合所带来的生物层厚度变化来检测分子间相互作用的动力学变化或浓度数据。独特的”浸入即读”式的生物传感器设计，可对各种纯化及粗样品直接进行检测，无需对检测样品做任何标记，也不存在流路系统，从而实现更简便、更快速的定量分析。今年五月，赛多利斯全新推出基于表面等离子共振（SPR）技术的分子互作分析仪Octet® SF3。通过采用创新的梯度进样技术，提供了一个更加稳定、高通量、低维护成本的SPR分析方案。相比传统多浓度循环或单循环动力学分析具备诸多优势。该产品同样为用户进行高通量的药物筛选分析提供了非常好的工具。赛多利斯立足行业需求，全面打造多元化Octet®非标记分子互作分析平台，为科研人员提供更灵活、更简化、更综合的分子互作解决方案，迎合全球范围内对生物创新药研发的需求。截至目前，文献应用超过10,000篇，Cell、Nature及Science正刊超过300篇。比广泛更广泛的应用，是灵活的可开发性熟悉分子互作的朋友一定知道Octet®最大的特点就是灵活和多功能。Octet®不仅仅是一个分子互作检测工具，更是结合动力学、稳态亲和力、浓度定量和表位分析于一体的多功能蛋白分析平台，被广泛应用于细胞、病毒、抗体蛋白、多肽、小分子、核酸等各类生物分子的互作分析中。除了首屈一指的蛋白/抗体互作外，Octet®在诸多生命科学研究领域中表现优异，比如：■ 多分子蛋白功能调控■ 病毒学相关研究■ 化合物或天然产物筛选及验证■ 食品及微生物毒素检测（欧盟委员会条例519/2014/EC规定的真菌毒素筛选分析方法）■ 垂钓未知分子■ 血清、细胞上清、裂解液、组织液等粗样品直接检测■ 结构生物学■ 肿瘤机理及发病机制■ 医学与免疫学■ 植物生长调控，等等作为药物发现与开发的必备工具，Octet®提供贯穿生物药开发的全流程应用方案：从靶点发现，到先导化合物筛选与表征，再到 PK/PD/免疫原性及蛋白稳定性分析，以及工艺优化（如细胞株开发及残留物分析等），以至最终的QC放行。创新应用开发助力未来科研和下一代生物医药开发广泛的应用基于成熟的方法学，而最大的成就来自于用户源源不断的创新应用开发。这也让我们看到了Octet®在未来科研和下一代生物医药开发中应用的潜力。不久前，人工智能（AI）蛋白质设计大师David Baker教授开发出蛋白质复合结构预测工具RosettaFold，实现了从头设计功能性蛋白分子，为AI药物设计与开发带来新的革命。David Baker教授在多篇CNS文章中都用到Octet®检测体外设计蛋白的亲和力，其中包括最强的新冠病毒抑制剂设计。AI模拟可以大大增加效率并提高蛋白结构检测准确性，Octet®的易用性以及高通量可以作为有力的验证性工具助力AI药物研究。此外，Octet®在单抗，双特异性抗体，抗体偶联药物（ADC），小分子与多肽药物，疫苗开发等研究中都有诸多应用。目前已经有数十种药物采用Octet®相关数据进行药物申报，涵盖研发、筛选、质量属性表征、质控分析及定量等各个不同阶段。这极大地促进和推动了国内外相关生物制药和生物技术公司的成长和进步，以及药物商业化上市地步伐。此外，在药物研究方面，垂钓未知分子也是其独具特色的应用之一。如西南医科大学的研究人员将Octet®与高分辨质谱联合使用，以β-淀粉样蛋白（Aβ）作为诱饵来垂钓中药复方开心散（由远志、人参、茯苓和石菖蒲这4味中药组成）中可以与Aβ相互结合的潜在小分子抑制剂。将收集到的解离液应用高分辨质谱进行分析并鉴定，发现去氢土莫酸（DTA）、猪苓酸C（PPAC）和土莫酸（TA）三个化合物与Aβ有着最强的结合力。通过色谱分离制备出这三个化合物后，然后在阿尔茨海默病（AD）的细胞和线虫模型上对这些化合物的抑制Aβ纤维形成的活性进行了评价，最后确认这些化合物在体内外均有很好的抑制Aβ纤维形成的活性。Octet®的灵活性是其最大的特色，立足行业和客户需求打造多元化分子互作平台，开发创新性应用方案，旨在提供便捷、高效的研究工具以适应未来的研究挑战。最后，需要强调的是，经过多年来的积累和沉淀，赛多利斯Octet®团队已经成为行业内公认的技术标杆，可以为客户提供全面的、强有力的、高效的支持和服务，助力广大用户的基础研究和开发生产等工作。

近年来，红外光谱和显微成像技术有了突飞猛进的发展,尤其是在生命科学领域，得益于红外光谱技术对于分子结构的敏感性，其能够在无任何标记的情况下实现对生物样品成分的鉴定和分布解析，这对于不便于荧光标记的一些生物样品鉴别十分有利。然而目前大多数的红外光谱空间分辨率受限于红外光的衍射限，只有10-20 μm，且依赖于红外光波波长。另外多数红外检测设备对于生物样品制样过程也有着严格要求，如样品切片厚度，细胞和组织尺寸，含水量，需要荧光染色等，这对于生命科学研究非常不利。 针对上述问题，美国photothermal spectroscopy corp公司经多年潜心攻关，研发出非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统—mirage，该设备凭借其有的光学光热红外（o-ptir, optical photothermal infrared）技术克服了上述问题，将红外光谱的空间分辨率提升至亚微米（~500 nm）；无需制备薄片，直接测试较厚样品，大地简化了制样过程、提高测试效率；同时可实现无接触式地快速简易测量，有效避免了传统atr模式下的散射像差和交叉污染。且该设备在反射模式下所得谱图与透射模式下ftir完全一致，还可以选配透射模式，十分适用于液体样品和一些特殊混合样品，大的扩展了光热红外在生命科学领域的应用范围(如图1所示)。这项先进技术让mirage有别于传统的红外测试设备，能够对生命科学领域的常用样本，诸如细胞爬片，病理组织切片，单细胞细菌等有良好的兼容性，并让活细胞观测成为可能。除此之外，mirage还可与拉曼光谱进行联用，实现同时同地相同分辨率的ir和raman测试，且无荧光风险，能够帮助研究者更快速全面的确定所分析生物样品的化学组成信息。图1. o-ptir光学光热红外显微镜，工作原理及钙化乳腺组织的o-ptir红外成像图 光学光热红外o-ptir在生命科学领域应用的显著优势：1.亚微米的空间分辨率；2.可直接获取液体中活细胞的红外成像；3.灵敏度高，可直接观测单细胞 (如细菌、哺乳动物细胞等)；4.无米氏散射干扰，即使在细胞边缘也不受影响；5.高的光谱分辨率；6.无需直接接触即可测量软组织的红外光谱；7.可实现红外和拉曼同步测量；8.可实现超过10 μm厚的样品测试，直接置于载玻片上观察分析；9.可配置化的红外光源；典型案例分析：1.感染疟原虫的红细胞表征 疟原虫属寄生虫引起的疟疾是威胁生命的主要疾病之一，而疟原虫引发的感染周期十分复杂，因此在细胞和分子水平观察疟原虫的变化对于研究疟原虫的致病有着重要意义。agnieszka m. banas等人通过使用o-ptir对疟原虫感染的红细胞在亚微米尺度的分子特征变化进行了表征，结果显示正常红细胞的蛋白呈现环状分布，而感染后的红细胞蛋白质则呈现无规则分布。通过对比传统ftir与基于o-ptir技术能够发现，o-ptir能够提供更为详细的图像分辨率并且能够测量红细胞不同位置的光谱信息。而传统ftir受制于米氏散射限制，效果较差。图2. 对比ftir与o-ptir对红细胞成像的结果：(a)红细胞的白光图；(b)图a中红色方块放大的区域；(c,e)ftir的蛋白/脂质空间分布的红外成像；(d,f)o-ptir的蛋白/脂质空间分布的红外成像；(g)红细胞的ftir红外光谱；(h)红细胞的o-ptir红外光谱 (g,i)疟原虫感染红细胞和正常红细胞的pca（pc1&pc2，pc1&pc3）得分；(h,j)疟原虫感染红细胞和正常红细胞的pca（pc1&pc2，pc1&pc3）得分 参考文献：b. [malaria] “comparing infrared spectroscopic methods for the characterization of plasmodium falciparum-infected human erythrocytes” (nature communication chemistry, https://doi.org/10.1038/s42004-021-00567-2). advantages: 1, 3, 4, 5, 6 2.单个病毒的红外成像 受制于红外限分辨率的限制，单个病毒的红外光谱成像一直以来都是十分困难的，对于只有100 nm左右的病毒进行红外光谱成像显得十分无力。yi zhang等人使用o-ptir技术成功实现对单个痘病毒进行了检测，并成功观测到了病毒的外形，并对病毒表面的蛋白的光谱进行了表征。图3.单个痘病毒的光谱和成像表征。(a)痘病毒的干涉散射图像 (b)痘病毒1550cm-1波束下的mip图像 (c)痘病毒1650cm-1波束下的mip图像 (d)随机选取病毒上4个点的光谱 参考文献：“vibrational spectroscopic detection of a single virus by mid-infrared photothermal microscopy” (analytical chemistry, https://dx.doi.org/10.1021/acs.analchem.0c05333). advantages: 1, 3, 4, 5, 6 3. 光学光热红外o-ptir与raman光谱协同分析固定或活的单细胞 英国曼彻斯特大学的peter gardner教授近期发表了他们关于活(和固定)细胞振动光谱分析的新研究结果。作者使用光学光热红外o-ptir与raman光谱，并借助于两个激发源（qcl和opo激光器），对细胞进行了宽光谱范围的覆盖，从而使所有与生物学相关的分子振动都能被检测到，且保持一致的亚微米的空间分辨率。此外，红外光谱采集与拉曼光谱有效的结合起来，在相同的激发位置，形成振动互补，得到一套完整的振动光谱信息。如下图所示，该红外和拉曼的组合方式可以用来分析液体环境中固定或活细胞的亚细胞结构，其中的蛋白质二次结构及富脂体均可以在亚微米尺度上被有效地识别出来。 图4. o-ptir观测固定未染色mia paca-2细胞成像。(a)固定的未染色的mia paca-2细胞的光学图像；(b)红色方块区域的放大图像；(c)opo波束段的o-ptir红外光谱；(d)qcl波束段o-ptir的红外光谱；(e)黑色区域的拉曼和红外光谱 参考文献d. [mammalian cancer cell] “analysis of fixed and live single cells using optical photothermal infrared with concomitant raman spectroscopy” (analytical chemistry, https://dx.doi.org/10.1021/acs.analchem.0c04846). advantages: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 74. o-ptir与s-xrf联用探究阿尔兹海默症阿尔兹海默症是老年痴呆症常见的病因之一，而淀粉样β蛋白沉淀是引发ad的重要病因之一，因此对于淀粉样β蛋白分布的研究就显得十分重要。nadja gustavsson等人通过o-ptir成功观测到了神经中的淀粉样β蛋白分布，并且结合s-xrf分析发现铁簇与淀粉样β-折叠结构和氧化的脂质存在共定位关系。这项研究充分预示了o-ptir/s-xrf联合技术可在ad疾病的研究中发挥重要作用。图5.单个神经元的o-ptir与x光荧光成像。（a）单个神经元的光学（左）与o-ptir图像（中和右）（b）神经元上铜、铁的分布（c）铁与蛋白叠合图（d）铁与脂质的叠合图参考文献[neuron] “correlative optical photothermal infrared and x-ray fluorescence for chemical imaging of trace elements and relevant molecular structures directly in neurons” (“light: science & applications” https://doi.org/10.1038/s41377-021-00590-x) advantages: 1, 3, 4, 5, 6 用户单位： 用户评价：

p　　全球正在迈入精准医疗时代，精准诊断是非常关键的一环。近年来，国内在该领域获得快速发展，无论是政府、学术科研界，还是生物技术、医药企业以及投资界，均在这一领域深耕，希望促进行业发展，以精准诊断造福患者。大时代下，药明康德传媒部推出精准诊断系列访谈专题，邀请业内几位专家与大家分享他们的观点和见解。今天，我们请到的是中国人民解放军总医院医学检验中心颜光涛教授。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/f7653b6f-cc04-4665-93f3-f2625af9c572.jpg" title="微信图片_20181116095844.jpg" alt="微信图片_20181116095844.jpg"//pp　　颜光涛教授已从事生化教学及科研工作30多年，研究方向为标记免疫分析技术、创伤后多器官衰竭的发病机理及神经系统损伤保护，现主要从事临床检验自动化和信息化的研究和推广应用，并组建了中国分析测试协会标记免疫专业委员会。颜光涛教授说：“strong标记免疫分析技术近年来取得了迅猛发展，这也是实现国家提倡的“精准医疗”的一个重要技术支撑/strong。”那么，标记免疫分析技术目前在我国发展及应用的如何?从临床角度看，肿瘤的个体化精准医疗与传统疗法的区别在哪里?个体化医疗的可负担性怎样，成本会高吗?就这些问题，颜光涛教授与我们分享了他的观点与洞见。/pp　　药明康德：您是标记免疫分析技术的专家，那么首先请给我们读者介绍一下标记免疫分析技术。目前其主要应用在哪些疾病领域?/pp　　颜光涛教授：strong标记免疫技术是以抗体为中心的检测技术，通过标记物标记抗体或抗原进行抗原、抗体的反应。/strong目前，标记物已从单一核素发展到同位素、荧光素、酶发光剂、化学发光、量子点、胶体金和银、微粒子与纳米粒子等。标记免疫分析技术是覆盖面广、发展快的分析测试技术，目前常应用于疾病早期诊断、治疗预后的判断及评估，包括肿瘤，心血管疾病，自身免疫疾病等。/pp　　另外，这个技术在生物分析、环境科学、食品药品检定、生物农业、进出口检疫检定、法医与刑侦等领域也有广泛的应用。/pp　　药明康德：标记免疫分析技术目前在国内发展的如何?主要面临哪些机遇和挑战?/pp　　颜光涛教授：标记免疫分析技术目前的应用都已经交叉融合了。从广义上讲，这种技术包括分子诊断和免疫检测技术，现在应用最广泛的就是化学发光免疫检测技术、酶联免疫检测技术及免疫胶体金检测技术等，这些都会是未来的发展机遇。/pp　　strong这种技术目前国内外的发展水平还是有一定差距的，特别是化学发光技术，POCT(即时检测技术)等领域/strong。罗氏、雅培、丹纳赫以及西门子这四大跨国企业，几乎垄断了体外诊断这个领域，他们的抗体标记技术，包括标记物的选择，有一定的技术优势。strong而国内体外诊断企业七八百家，普遍规模小、产品品种少，诊断试剂生产规模排名前20的国内企业的市场占有率仅约30%，市场集中度低/strong。所以，未来我们可能还有很长的一段路要走。/pp　　比如，新兴的POCT技术，可以从两方面进行理解：空间上，在患者身边进行的检验，即“床旁检验” 时间上，可进行“即时检验”。这种技术的特点就是省去了标本在实验室检验时的复杂处理程序，可以快速得到检验结果，但其弱点在于缺乏标准化管理，也就是说不同的医院、不同的操作环境和设备，都是以自身为标准的，他们互相之间的可比性较差。所以，这是一个逐步协调的过程，包括医院内部的协调以及国家层面的协调。strong我们建议在这个逐步发展与摸索的过程中，不断提出整体规划，规范准则，一方面不盲目扩大商业生产，另一方面避免对医疗结果造成不良影响，这样步伐稳健有利于未来的长足发展。/strong/pp　　药明康德：您组建标记免疫分析技术专业委员会的初衷是什么?这几年开展了哪些活动?将来如何发展?/pp　　颜光涛教授：标记免疫分析是比较综合性的学科，具体到行业就是体外诊断这个领域，其中包括精准医学。体外诊断需要高效而精准的特异性分析技术，而标记免疫正是抗体的特异性反应，分子诊断则是检测基因信息，标志技术涵盖了荧光素、酶、同位素、金、银等，以及一些新的标记物，那么当这两个技术相结合，就组成了主要的诊断行业。/pp style="text-align: center "　　img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/9aa5bf84-7996-49e4-b946-308bc615ae35.jpg" title="2.jpg" alt="2.jpg" style="text-align: center "//pp style="text-align: center "图片来源：123RFbr//pp　　我们标记免疫分析技术专业委员会于2016年6月在北京成立，主要的人员构成包括检验科工作人员，临床医生，体外诊断企业的研发负责人，还有从事体外诊断或者抗体研究的院校及科研院所研究人员等等。这两年我们陆续在北京、山东、浙江、江苏等地召开了4次学术峰会，参会规模六、七百人左右，学术氛围浓厚，大家平等相待，共同讨论全产业链里所有可能面对的问题，包括一些前瞻性思路的探讨以及行业瓶颈的评估等。/pp　　strong标记免疫分析专委会旨在整合我国各梯次研发与产业化资源，推动整体研发体系的产医研跨行业协作、形成具有国际竞争力的“国家队” /strong建立和完善对接国际国内认证体系的相关质量标准规范，形成面向产业化的共性关键技术平台，strong形成“产医研用”的协同创新体系 /strong打造基础研究、技术规范、产业转化和临床应用的跨行业、跨领域合作平台 进一步通过“产医研用”协同创新，推进新技术与新产品的产业化 促进本专业学科技术的繁荣与发展，推动本专业技术领域的学科进步，促进人才成长和科技成果的转化，从而推动我国标记免疫分析产业快速健康发展。/pp　　药明康德：以肿瘤领域为例，您认为如何才能实现癌症的精准诊断?肿瘤领域的个体化医疗与传统治疗的区别在哪里?目前，国内肿瘤领域的精准诊断技术发展得如何?/pp　　颜光涛教授：精准医学其实就是一种个体化医疗。strong个体化医疗是以患者个人的基因信息为基础，来确定治疗方案，把握治疗效果，尽量地减少药物对于患者所产生的毒副作用，这是一种比较高效的医疗方案。/strong个体化医疗的概念最早是基于人类基因组计划，就是通过全方位掌握每个个体的基因信息，去寻找相应的基因突变或缺陷，或不同的基因表达，从而确定个体化的治疗方案。其目标就是能够提供有针对性的治疗药物攻击肿瘤细胞，从而减少对于正常细胞的影响。/pp　　传统“一刀切“的治疗方式，从临床的实践看，效率非常低，且疗效模糊。举例来讲，大家都知道风湿性关节炎是一种难治性疾病，根据统计学数字，药物对于这种疾病的疗效为50% 而肿瘤的复杂性更高，无论是肺癌还是肝癌，如果需要化疗的，疗效不到25%，也就是说四个患者当中，仅有一个能够有效治疗。/pp　　因此，strong对于肿瘤的精准诊断需立体化、全方位，需包括免疫诊断、分子诊断、影像诊断、分子病理诊断等/strong。在这些诊断的基础上，才能确定肿瘤的分类，临床亚型，包括患者对药物的敏感性，预后的判断等，然后才能选择不同类型的药物进行治疗，这样药物对于患者的影响可以减少到最低，治疗时间也可以大大缩短，患者康复的可能性也可以更大地提高。/pp　　药明康德：那么，针对个体化的精准诊断成本高吗?未来如何普及?/pp　　颜光涛教授：这是一个非常好的问题。实际上，strong要实现精准诊断以及精准医疗都是基于两种技术的突破，一个是基因测序，另一个是生物大数据的处理技术/strong。/pp　　全基因组测序的成本目前在一千元美金以下，这几乎抵不过一个肿瘤患者一个月的用药成本。个人的全基因组信息一般数据量在10个G以上，再加上辅助数据、患者的病史资料等，数据量非常大。现在的生物大数据处理能力已经能够达到每秒钟超过150万亿次的运算速度，数据存量可以达到12.6PB。也就是说，现在的大数据处理技术已经能够分析全基因组信息了。/pp　　因此，我认为，基于大数据处理技术和基因测序技术的两项突破，个体化精准医疗很快能够实现。strong个体化医疗的优势/strong主要体现在，第一能够strong早期评估并预防疾病风险/strong 第二可以strong提高医疗效率/strong 第三确实能够strong改善患者的生活质量/strong，从整体上降低药物不良反应的发生率。所以，个体化精准医疗从整体上是减少了医疗支出，降低了成本。/pp　　药明康德：未来5到10年，您认为中国的精准诊断技术将有怎样的发展?/pp　　颜光涛教授：我认为精准医学可以带动社会的全面创新。因为精准医学涉及各领域，包括化学分析、影像技术及设备、基因测序、大数据分析、人工智能等，也就是说strong精准医学为生命科学的发展提供了具体的外延方向。/strongstrong未来5年精准医学将上升为国家战略，中国的精准诊断技术将会有长足发展。/strong/p

胰腺癌的早期症状相对不明显，经常导致癌细胞扩散到其他器官之后才被发现。为了改善胰腺癌病人的预后，开发早期胰腺癌检测方法变得非常重要。为了实现这一目标，来自日本的科学家们在血液中发现了一些蛋白能够加强对胰腺癌的检测。结合传统的生物标记物，能够实现对早期阶段胰腺癌的诊断，这在之前是非常困难的。　　为了发现可以用于胰腺癌检测的生物标记物，研究人员决定对已经报道过在胰腺癌组织中高表达的基因进行分析。随后他们利用两种类型的蛋白质组学方法检测了大量临床样本，分析候选基因表达的蛋白在胰腺癌病人和健康人血液中的变化情况。最终在130个候选蛋白中找到23个变化显着的蛋白质。　　研究人员使用质谱技术和定量蛋白组学技术对这些胰腺癌候选标记物进行了证实。为了更加高效地对大量临床样本进行分析，他们还开发了一种自动分析系统，对65名健康人和38名早期胰腺癌患者血浆中的候选蛋白进行了比对，发现IGFBP2和IGFBP3这两种蛋白在早期胰腺癌患者体内存在显着变化。除此之外，研究人员借助这两个生物标记物在15名病人中诊断出12名早期胰腺癌患者，这些病人在用另外一种叫做CA19-9的标记物进行诊断时呈阴性结果。　　研究人员还发现IGFBP2和IGFBP3对于胃癌，胆囊癌，结直肠癌，十二指肠癌以及肝细胞癌的筛查也十分有效。　　癌症早发现能够为实现手术完全治愈癌症提供更好的机会，因此研究人员希望这些诊断标记物的发现能够帮助提高病人的预后。相关研究结果发表在国际学术期刊PLOS ONE上。

据最新一期《自然· 化学》杂志报道，加拿大研究人员发现了一种检测人体血液中癌症生物标记物的新方法：利用肽核酸钳及纳米微电子芯片检测游离核酸。　　核酸可分为DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)，通常位于细胞内，但有时也能在循环血液中找到。癌症患者的血液中往往有更多的这种脱离细胞的核酸，其中一小部分游离核酸中就包含着与某些癌症相关的突变。　　研究游离核酸的常用方法包括DNA测序和聚合酶链式反应(PCR)，但两种方法都有一定缺陷。DNA测序成本高，患者往往要等待几周才能获得结果；PCR则需要准备大量样本进行修改，才能使其对基因点突变具有充分选择性。　　许多遗传癌症标记会在一个特定基因中包含一个点突变。点突变是很难发现的，因为与正常游离核酸或野生型核酸相比，其在血液中的含量要小得多。科学家提高PCR灵敏度的方法之一是使用称为肽核酸的基因&ldquo 钳&rdquo ，这些具有互补核苷酸序列的链与野生型序列绑定后可放大目标序列。　　多伦多大学和蒙特利尔儿童医院的研究人员开发出的新方法，可在无需样本或仅需少量样本的情况下对肺癌和皮肤癌中的基因突变进行选择性识别。　　研究人员将肽核酸钳技术与电化学探针技术相结合，制作出一种快速、具有选择性的传感器。他们设计的钳测定技术可在KRAS基因中选择出特定的突变，KRAS基因中有7个突变与肺癌相关。　　实验证明，这种利用肽核酸钳及纳米微电子芯片检测游离核酸的新方法，对检测患者血液中的癌症标记物具有足够的灵敏度和选择性。与其他方法相比，该方法具有成本低、侵入性小、几乎不用准备样本等诸多优点。

抗生素耐药性（AMR）在人类、环境和动植物间的传播，加剧全球“One Health”的负担。土壤是“One Health”的关键环节之一，所携带的抗生素耐药性可通过食物链等方式转移至人类而带来健康威胁。土壤中栖息着地球上最丰富多样的微生物，其中活性耐药菌在驱动土壤耐药性传播中具有关键作用。然而，由于高达99%的土壤微生物不可培养，针对土壤原位活性耐药菌的探索较少，土壤中抗生素耐药性风险的研究面临挑战，阻碍了AMR环境行为及阻控策略的发展。　　虽然分子生物学技术提升了我们对土壤微生物组和抗性组的认识，但基因信息仅反映耐药潜力而非耐药表型，且不能区分胞外、死亡或休眠菌的DNA，因此难以解析具体发挥作用的耐药微生物，影响AMR健康风险的精确评估。基于培养的方法仅能关注少数可培养的指示菌，忽视了土壤中大量未培养菌的贡献。因此，亟需开发合适的技术手段，从表型和基因型两个层面全面解析土壤中重要的活性耐药菌。　　中国科学院院士、中科院城市环境研究所研究员朱永官团队在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上，发表了题为Active antibiotic resistome in soils unraveled by single-cell isotope probing and targeted metagenomics的论文。该研究通过发展单细胞拉曼-稳定同位素标记和靶向宏基因组联用技术，示踪了土壤原位活性抗生素耐药菌，量化了其表型耐药水平，并结合单细胞靶向分选与测序揭示了土壤高活性耐药菌的抗性组和移动组。朱永官团队长期致力于环境耐药性研究，并在“One Health”的背景下提出监测和防控抗生素耐药风险的方法理论框架。　　该研究利用单细胞拉曼-重水同位素标记技术，针对土壤的复杂性以及对抗生素有效性的影响，通过优化抗生素剂量、孵育时间、采谱深度，建立了准确示踪土壤活性耐药菌的单细胞方法与判别标准，利用土壤原位环境的多种已知抗性菌和敏感菌，对方法在不同土壤和不同机制抗生素的普适性和准确性进行交互验证，将方法从简单的临床耐药菌的研究拓展至包含大量未培养菌的复杂土壤环境。　　利用该方法，研究在单细胞水平和表型层面克服培养限制，直接示踪和定量了土壤原位活性耐药菌的丰度和活性水平，揭示了人类活动（如农业耕种和污染排放）显著增加土壤的表型耐药水平。由于高代谢活性耐药菌对AMR环境传播的重要作用，研究进一步提出将表型耐药水平作为环境AMR风险评价的新指标，改进了长期以来AMR风险评价仅有基因信息而无耐药表型信息的境况。　　该研究针对拉曼技术识别具有潜在健康风险的高度活跃土壤耐药菌，利用单细胞分选与靶向宏基因组测序技术，鉴定出多数高表型耐药菌属于之前难以研究的未培养菌以及一株新型的抗生素抗性病原菌，证明了土壤未培养菌是AMR的重要宿主。科研团队在单细胞水平破译了活性耐药菌携带的抗性基因、毒力因子、可移动遗传元件（包括质粒、插入序列和前噬菌体）。该工作将多种抗生素耐药表型和多种基因型关联，为剖析环境中大量未培养耐药菌提供了崭新的方法。　　该工作发展的单细胞拉曼结合靶向宏基因组的方法，为复杂环境耐药研究提供了新手段，深化了科学家对土壤活性抗生素耐药性的认知。该方法可广泛用于其他生态系统，并对在“One Health”框架下推进环境耐药性的风险评估与制定防控策略具有重要价值。研究工作得到国家自然科学基金优秀青年科学基金项目、创新研究群体项目、面上项目，以及中科院基础前沿科学研究计划“从0到1”原始创新项目的支持。