生物活性小分子

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！

p　　近日，国家自然科学基金委员会化学科学部在北京召开了2017年度“科学仪器基础研究专款”项目结题验收会。唐波教授作为山东师范大学获批的首个科学仪器基础研究专款项目“适用于单细胞内活性小分子物种检测的荧光分析仪”的负责人参加会议，并进行结题汇报。/pp　　该项目在以活性小分子为重点对象的新型荧光探针研究的基础上，以设计的多功能微流控、单细胞分析芯片、双激光诱导荧光三色检测以及信号采集与系统控制等关键技术为单元模块，研制出了适用于单细胞内活性小分子物种检测的荧光分析仪 建立了单细胞内浓度差别大的多种重要小分子(活性氧、活性氮、巯基化合物、金属离子等)的同时定量检测新方法，获取了单细胞内这些活性小分子的含量、水平变化与细胞分子事件的相关性信息。/pp　　项目研制的仪器，解决了目前商品化荧光光谱仪不适应单细胞、激光共聚焦与流式细胞仪难以准确定量单细胞内活性小分子的不足，为单细胞分析、小分子检测等领域提供了一种重要的科学仪器。项目建立的分析方法，突破了难以同时获取单细胞内多种重要小分子定量信息的瓶颈，将在单细胞水平上为活性小分子相关的生理病理机制研究提供一种全新的分析方法。项目执行期间发表SCI论文74篇，总引用1676次 申请发明专利14件，授权5件 研究成果获得省部级奖励2项，并在人才培养方面取得了显着成效。/pp　　验收专家组听取了项目负责人的汇报，审阅了相关资料，观看了研制仪器核心部件及仪器正常工作状态的录像，经质询、评议，认为该项目研究工作全面完成了研究计划，取得了突出进展，以综合评价优秀的优异成绩通过验收。/ppbr//p

p　　韩国科学技术信息通信部发布消息称，韩国先进软性物质研究团组利用纳米粒子研制出表面活性剂。该研究结果刊登在国际学术杂志《自然》上。/pp　　表面活性剂是广泛用于肥皂、洗涤剂、洗发水等生活用品的化学物质。在一个分子中存在易粘附于水和易粘附于油两个部分，使用表面活性剂可将水、油分离，呈现水滴形态。因此，利用表面活性剂传送特定物质(药物等)可作为新一代医学材料，特别是作为调节液体水滴的技术可广泛应用于制药、疾病诊断、新药开发等领域。/pp　　现有调节液体水滴的技术多采用“分子表面活性剂”，是使表面活性剂包裹的液体水滴受到外部刺激的分子结构设计方式，但想实现两种以上刺激反应难度较大。此次研究组利用纳米粒子具有杀死细菌以及运送酵素等多种功能的特点，研制出可在多种刺激下控制液体水滴的“纳米粒子表面活性剂”，比现有分子表面活性剂具有更多样的功能。通过纳米表面活性剂可对电、光、磁场全部反应,磁场和光可以调节液体水滴的位置以及移动、旋转速度,并可以与电场结合。例如,使用操纵液体水滴移动或组合的工具可将活体细胞植入液体水滴里培养或将利用液体水滴还原细胞内的酵素反应等需要特殊环境的制药、生物医学领域。/ppbr//p

p　　结构确认、生物分析、表征和质量控制方法等的研究是药物研发过程中的重要环节，这些研究必须尽可能准确、灵敏且具有选择性。在过去30年里，液相色谱和串联质谱(LC-MS-MS)技术一直是许多小分子药物分析的首选方法。在此期间，分析技术的高速发展为灵敏、可靠方法的开发提供了支持。但是当前制药/生物制药行业仍然渴求更强大的工具和更多样的方法，尤其是在市场上出现越来越多的大分子治疗药物的情况下。本文讨论了目前小分子及大分子药物生物分析过程中的问题，以及分析方法开发中的新趋势等。/pp　　液相色谱-质谱联用技术从上世纪90年代起即广泛应用于药物发现和研发实验室，因为这种技术有能力在含有成百上千种其他物质的样品中快速识别和量化低浓度化合物。LC-MS-MS技术在小分子药物的结构分析、ADME及生物分析研究中尤为重要。在化合物浓度不断降低的情况下，这项应用的难度在于对方法精确性和重现性的高标准要求。近年来，生物药物的发展非常迅速，这些大分子药物的分析也面临着一系列挑战，同时也推动了技术和方法的新进展。/pp　　strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "小分子药物生物分析/span/strong/pp　　几十年来，药物开发人员一直在样本收集过程中使用生物分析手段来测定给定样本中药物的准确浓度。这些研究的准确性取决于分析方法以及实验室分析仪器的可靠性，所使用的方法及仪器应能够选择性、特异性地量化目标化合物。由于生物分析样本(如血浆、血液和其他复杂的基质)中经常含有高含量结构相关或非相关化合物，这一分析一直特别具有挑战性。这些因可能会导致亲缘试剂或其他不相关化合物共洗脱的交叉反应会影响实验的准确性和重现性。/pp　　多年来，为了应对这些挑战，人们开发了很多基于LC-MS-MS的方法，改善了药物定量实验的灵敏度、通量、准确性和重现性。一种常用的方法是在三重四级杆质谱系统中使用多重反应监测(MRM)技术来降低噪声，同时提高量化的选择性与准确性。最近这种方法已经扩展至MRMsup3/sup技术，通过增加碎片化步骤而改善选择性。如今，三重四级杆质谱系统已被用于开发浓度低至pg/ mL的小分子药物的检测方法，且具有良好的重现性、线性范围和信噪比。/pp　　由于基质干扰，某些化合物在生物样品中特别难以分离，这可能会导致出现未分辨的峰或基线噪音过高，从而影响数据重现性、准确性和动态范围。通常，这这类问题可以是通过额外的样本处理过程或使用速度较慢的色谱来解决。然而，由于样品通量所带来的压力，这样的解决方式会为大多数药物开发实验室增加额外的时间、金钱和劳动力成本。过去的几年内，出现了有效的替代技术，即将离子迁移谱与LC-MS技术相结合，从而提高选择性。它可以以离子迁移装置的形式连接到TOF或者三重四级杆质谱的前端，或者也可以直接内置在TOF质谱系统内，但这种方法大都无法满足生物分析实验中速度、选择性和耐用性之间的平衡。最近，在分析的LC和MS阶段之间，已经开发出了多种不同的离子迁移分离装置。这些使离子根据迁移轨迹的不同而分开，而不是根据时间而分离，这样就去除了背景化合物的影响，从而提供了一个耗费更短MRM周期时间的系统，以便快速准确地检测复杂基质中的低浓度化合物。/pp　　目前，越来越多生物分析实验室采用基于微流LC的方法来分析低浓度水平的化合物。这项技术使用更小的色谱柱(直径小于1mm)和电极，以获得更快速、更灵敏以及更高分辨率的结果，同时将柱后分散降到最低。较低的流速也提高了电离效率、减少了离子抑制，同时大大降低了样品及溶剂的使用量，为制药开发过程带来了经济和环保方面的优势。微流LC所需要的样品体积较低，这也恰好符合制药行业在采用显微取样技术进行毒物学和生物分析研究等方面的需求。此外，微流LC还可以结合不同离子迁移质谱，从而灵敏地对生物样品中的化合物进行选择性分析。/pp　　strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "大分子药物生物分析/span/strong/pp　　生物分析方法的准确性、耐用性和重现性仍然是药物研发人员以及监管部门所关注的关键问题。然而，传统的用于小分子药物生物分析的LC-MS方法通常并不适用于研究大分子药物，如抗体、生长因子、寡核苷酸和重组肽等。这些分子具有更大的尺寸以及复杂性，这就意味着在分析它们之前通常需要大量的样品制备过程，且它们的吸附特性以及背景蛋白的干扰会进一步影响定量的准确性。/pp　　LC-MS-MS方法经过优化后可直接分析10kDa以下的小肽 而在定量分析之前，通常需要应用免疫反应介导的样本提取和/或样品富集步骤来增强选择性。而对于更大的蛋白质，通常需要更复杂的工作流程，包括在使用LC-MS方法对代表性肽进行分析之前的蛋白质水解。这种间接分析的方法被实验人员广泛采用，但却非常复杂，并会受到诸如可变肽释放等的影响。此外，监管部门也还尚未对这些方法的验证方法发布指导原则。/pp　　如ELISA等的配体结合分析(LBAs)方法是一种成熟的蛋白质定量技术，且对于生物分析来说，它们的优势还在于其有能力同时检测人体循环中的游离药物以及药物的活性结构。然而，LBAs方法也有许多局限性，影响了它们在高通量药物开发中的应用。在最近的一项研究中，研究人员已经开始将LBAs方法与LC-MS方法结合起来。这些方法上的进展得益于三重四级杆及QTRAP质谱系统等技术的改进，包括灵敏度的提高，即可在低至毫克至微克的水平上检测大分子。这些新技术改善了电离与采样效率，增加了动态范围和可切换质量范围，而且允许不同质量的离子通过探测器。因此才开发除了很多经过验证的方法用以测定各类具有分析难度的药物，如细胞因子抑制剂、阿达木单抗、升糖激素、胰高血糖素、胰岛素类似物、胰岛素以及如用于自身免疫性疾病的英夫利昔以及用于乳腺癌的曲妥珠单抗等的抗体治疗药物。/pp　　strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "大分子表征/span/strong/pp　　多数大分子药物在生产过程中容易发生序列改变和生物转化不一致的现象。这些改变对于药物的有效性、生物利用度和安全性都会造成影响。因此，药物分析实验室会定期进行蛋白质的表征研究，以监测序列降解和转录后修饰，如氨基酸的改变和糖基化。这些研究通常采用LBAs或毛细管电泳(CE)技术。CE技术是一种强大的、耐用的方法，但在完整的表征过程中却非常耗费人力和时间，特别是在处理复杂药物如抗体药物偶联物(ADC)时，其表征可能需要不同分析方法的反复运行以及复杂的数据处理过程。/pp　　近年来，技术的进展引发了几种蛋白质表征方法的改进。另外，CE技术与电喷雾离子化技术(CESI)的整合也促使了CESI-MS技术的发展，大大加速与简化了蛋白质分析。将CE技术的高分离效率与纳流LC结合，能最大限度地提高电离效率，并减少离子抑制。CESI-MS系统采用开管毛细管，最大限度地减少了死体积，从而提高了灵敏度和峰值效率。同时由于没有固定相，也避免了肽的丢失或过度保留。在最近的一个案例中，在使用单一蛋白酶消化后应用CESI–MS方法的单次运行之后，抗乳腺癌药物曲妥珠单抗被完全表征。该方法包含了100%的序列，而且鉴别了几个关键的氨基酸修饰 在同一分离中还完成了完整的糖肽分析。/pp　　生物转化如脱酰胺、氧化以及结构的改变是LBAs等的传统方法所面临的挑战。曲妥珠单抗结构中的一个关键位置在体内会发生脱酰胺作用，而在经过验证的ELISA方法中并无法识别这种脱酰胺现象。人们最近开了一种LC-MS-MS方法来定量监测这种生物转化作用，采用胰蛋白酶消化的方法，使用选择反应监测(SRM)对特征肽进行定量。实验结果表明，该方法能同时有效地定量分析脱酰胺信号敏感肽及其脱酰胺产物。/pp　　strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "结论/span/strong/pp　　成功的药物开发及药物安全性研究依赖于大分子药物在研发或表征过程中某些步骤，及一系列相关分析测试过程。这些分析方法的准确性和重现性对工业界以及患者来说是非常重要的。多年来，由于激烈的竞争形势以及制药行业严格的监管特性，我们看到了分析技术的持续发展。尤其是近年来仪器本身及方法开发上的一系列进展，帮助人们开发了很多全新的治疗药物及更加复杂的化合物。在未来，这些研究还将需要更多快速的、选择性强的和精准的分析方法。/pp　strong　注：本文为仪器信息网翻译，原标题为“Trends and Challenges for Bioanalysis and Characterization of Small and Large Molecule Drugs”，作者为SCIEX全球制药/生物制药高级市场经理Suma Ramagiri博士。/strong/ppbr//p

p　　近日，国家标准化管理委员会在2020年第8号中国国家标准公告中发布了《生物活性肽功效评价 第1部分：总则》(GB/T 38790.1-2020)。新标准将在span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong2020年11月1日/strong/span实施。由国家市场监督管理总局主管，归口单位中国标准化研究院。/pp　　生物活性肽是一段短氨基酸序列，从母体蛋白中释放后可发挥不同的生理作用。分为内源性和外源性两种。大多数已知的生物活性肽含有2–20个氨基酸残基。其生理活性有strong激素样作用、类吗啡样活性、酶调节功能以及免疫调节等活性/strong，还有抗凝血、抗高血压、抗高血脂、降血糖、抗炎、抗氧化和清除自由基以及抗癌的作用。对于食品领域，还可以strong调节食品风味、口味和硬度/strong等。生物活性肽是strong筛选药物、食品添加剂以及制备疫苗/strong的天然资源宝库。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/28827317-e0e0-4cc0-94f0-b5f82bae386d.jpg" title="生物活性肽标准配图.png" alt="生物活性肽标准配图.png" width="400" vspace="0" height="300" border="0"//pp style="text-align: center "span style="font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) "上方简图说明strong生物活性肽/strong的应用领域/span/ppspan style="font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) "/spanbr//pp　　国标具体文件约在strong2020年5月28日/strong(即发布后20个工作日)于国家标准委员会官网公布，届时本站也会继续跟进。敬请关注后续内容。/p

金三角催化活性位动态变化过程及催化反应前后形貌变化　　在能源催化领域，对纳米粒子活性位分布及动态变化的认识是设计催化材料和提高能源催化效率的关键。　　近日，中国科学院先进化学电源实验室徐维林课题组及美国A. Paul Alivisatos课题组利用动态光学超分辨成像技术，对纳米粒子不同位点催化过程中的荧光信号的进行跟踪，获取了Sb修饰的TiO2纳米棒及金三角不同位点的活性信息及随时间依赖关系(PNAS 2015 , doi:10.1073/pnas. 1502005112)。　　该课题组对Sb修饰的二氧化钛纳米棒及金三角催化过程中的活性位跟踪，发现纳米粒子缺陷处具有更高的催化活性，但是其稳定性较差，如端点及角的位置活性位具有低活长效性的特点，而在中间部位活性位具有高活稳定性的特点。尤其是有一些活性位呈现出“自愈”现象，即催化位点失活后由于吸附物种的脱附重新体现出催化活性，这一发现对于指导催化剂合成具有重要意义。　　该工作获得973 项目、自然科学基金、“青年千人计划”及美国能源部支持。　　(能源催化过程课题组)

近年来，分子互作分析仪市场涌现出很多新品牌、新产品参与市场竞争，技术多元化，“百花齐放”。目前国内外分子互作分析仪厂商已涌现近20余家，为帮助广大科研工作者了解前沿分子互作分析技术、增强业界相关人员之间的信息交流，同时也为用户提供更丰富的分子互作分析产品与技术解决方案，仪器信息网特别策划了《“百舸争流”，谁将成为下一代金标准？——分子互作技术与应用进展》专题。本期，我们特别邀请到赛多利斯生物分析高级应用经理陈涛先生谈一谈赛多利斯的分子互作技术以及应用进展。赛多利斯生物分析高级应用经理 陈涛陈涛，赛多利斯生物分析高级应用经理，从事生物层干涉技术(BLI)类产品的技术支持12年，有着丰富的Octet®使用和troubleshooting经验，承担了国内华东地区现有客户的售后支持，并多次举办了在线培训和其他各种形式的培训班。在他的支持下，目前仅国内利用生物层干涉技术发表的SCI就有500余篇，是互作技术领域非常知名的“陈老师”生物层干涉（BLI）技术是一种非标记技术，可实时提供高通量的生物分子相互作用信息。此技术采用”浸入即读”的生物传感器对样品直接进行检测，无需对检测样品做任何荧光或同位素标记【1】，也不存在流路系统，从而实现更简便、更快速的分子互作定量分析。2020年，BLI技术被收录于美国药典1108章节，成为药物结合活性分析的标准方法之一。作为将BLI技术应用于分子互作检测的开创者和引领者，赛多利斯Octet®分子互作分析系统被广泛应用于包括蛋白、抗体、病毒颗粒、疫苗、多肽、小分子以及DNA/RNA等各类生物分子间相互作用分析。BLI技术的动力学分析可用于检测相互作用的亲和力以及可逆的非共价结合的结合常数（kon）、解离常数(koff)以及亲和力常数(KD)。典型的非共价结合由静电作用、氢键、范德华力和疏水作用组成。分子之间的特异性相互作用对生物学的许多过程以及药物研发至关重要【2】。凭借高通量、非标记、实时定量且无液路的特点，Octet®在大分子相互作用分析和生物药研发领域具有突出优势。越来越多的高分文献及应用实例证明了BLI技术在小分子、化合物片段、未知样品垂钓、竞争分析等应用中表现优异，传感器分析模式也更容易开发灵活和创意的检测方案。BLI技术在小分子互作分析的应用案例BLI技术用于片段化合物筛选基于生物传感器的片段化合物筛选是药物研发过程中一个非常具有价值的工具。这种方法优于许多其他的生化方法，因为苗头化合物可有效地通过具体的结合图谱以及响应值从非特异性或非理想的相互作用中区分开来，从而降低假阳性。BLI技术通过监测生物分子结合导致的光的干涉图谱的变化实现分子间的相互作用的实时检测。Charles A. Wartchow等【3】将重组表达纯化得到AVI-Tag生物素标记的蛋白或通过体外的方式标记生物素（biotin-LC-LC-NHS）固化至链酶亲和素传感器上。通过缓冲液建立基线噪音信号，以基线噪音信号的3倍标准差为阈值筛选苗头化合物（图1）。使用了包含6500种化合物的片段文库，以BCL-2、JNK1、eIF4E等蛋白为靶点进行了筛选，比较了这些靶点的苗头化合物的比率。图1 根据化合物的信号值筛选苗头化合物【3】Francesca E. Morreale等【4】同时使用差示扫描荧光（DSF）和BLI技术筛选E2泛素连接酶Ube2T的抑制剂。将Ube2T固化在链霉亲和素传感器上，对片段库的化合物进行筛选。利用DSF方法筛选出4种化合物，而采用BLI方法也筛选出4种化合物，其中有2种是同时用两种方法都筛选了出来。所有六种化合物用核磁共振（NMR）进行了验证并确认这些化合物在靶点蛋白上的结合位点。新冠病毒的RNA依赖的RNA聚合酶（RdRp）是理想的抗病毒靶点。中国医学科学院的研究人员【5】首先通过基于结构的虚拟筛选，选择结合最强的几十个hits，通过Octet高通量分析这些化合物与靶点SARS-CoV-2 RdRp的结合活性，发现Corilagin (RAI-S-37)作为SARS-CoV-2 RdRp的非核苷抑制剂，KD值达到0.54 μM。在细胞外和细胞活性检测中均能有效抑制聚合酶活性。Corilagin具有良好的安全性和药代动力学的数据，使其成为新冠肺炎潜在的治疗药物。化合物为分析物的亲和力检测 化合物药物与靶点的动力学参数是非常重要的表征参数，直接影响到了化合物在体内的半衰期以及所需的药物剂量。苗头化合物的亲和力通常比较低（10uM），而通过修饰改造后的小分子化合物的亲和力可以1 μM级别。多数情况，将蛋白靶点固化在传感器上和不同浓度梯度的化合物作为分析物。Chen P等【6】通过BLI技术进一步验证了化合物GSK2801与溴结构域（bromodomain）蛋白家族BAZ2B的结合，亲和力为60 nM。 BLI结果与ITC结果一致，且BLI技术可以实时监测分子间的相互作用的整个过程，GSK2801与BAZ2B的结合呈现快结合与快解离的结合模式（图2，ka 1/(Ms)，1.57±0.02×105；kd 1/s，6.95±0.058×10-3）。图2 GSK2801与BAZ2B的结合解离原始图【6】Leah N. Makley等将突变的晶体蛋白cryAB固化在链霉亲和素传感器上，用BLI技术检测化合物与cryAB的相互作用，测得KD为29 μM。用差示扫描荧光（DSF）也观测到不同浓度的该化合物对cryAB熔点的改变。化合物为固化物的亲和力检测考虑到空间位阻与修饰后化合物的活性，一般在化合物的非活性基团上偶联一个生物素，再将化合物固化在链霉亲和素传感器上，并且生物素与小分子之间有10个碳的连接臂。Basudeb Maji等【7】利用BLI技术筛选cas9的小分子抑制剂，并且合成了生物素化的小分子，固化在链霉亲和素传感器上，然后和七个浓度的Cas9/gRNA复合物结合，测得亲和力为700 nM（图3）。 图3 化合物与不同浓度的Cas9/gRNA复合物的结合解离图，右边为生物素化小分子的结构【7】如果化合物有氨基，也可以用氨基偶联传感器对化合物进行固化。Terry F. McGrath等【8】将软骨藻酸（Domoic acid），固化在氨基偶联传感器上，用竞争法检测软骨藻酸的浓度，灵敏度可以达到2 ng/mL。另外，化合物也可以偶联在诸如牛血清白蛋白（BSA）等载体蛋白上，然后疏水固化在传感器上。Melanie Sanders等【9】将鸡卵白蛋白（OVA）偶联的呕吐毒素固化在疏水传感器上，与呕吐毒素的抗体反应，其亲和力在pM级别。化合物竞争实验如果已知某化合物与蛋白结合，需要观察另一个化合物是否阻断这种结合。可以参考前面“化合物为固化物的亲和力检测”部分将化合物进行固化，然后检测另一个化合物与蛋白的混合物。Kahina Hammam等【10】将生物素化的Masitinib固化在链霉亲和素传感器上，然后检测Imatinib与脱氧胞苷激酶（dCK）的混合物。如果Imatinib与Masitinib结合的是dCK的同一位点，那么dCK/Imatinib复合物就不会和Masitinib结合了。图4 竞争法实验示意图【10】通过竞争实验可见，Masitinib与Imatinib几乎完全竞争，这证明了他们的结合位点一致。但是与核苷类化疗药物（吉西他滨、阿糖胞苷和地西他滨）竞争关系不明显。BLI技术还可以检测化合物是否可以阻断受体配体的结合，并计算IC50。Zhu J 等【11】用BLI技术检测化合物NUCC-555对激活素（activin）和其配体结合的影响。将激活素配体ALK4-ECD-Fc固化至ProA传感器上，检测激活素与不同浓度NUCC-555的混合物。随着NUCC-555的浓度提高，由于NUCC-555与ALK4-ECD-Fc竞争结合激活素导致激活素与ALK4-ECD-Fc结合信号降低，IC50大概为1.6 μM。由此证明NUCC-555是选择性的竞争抑制激活素和其配体的结合。总结BLI技术不仅可以用来检测化合物与蛋白、细胞的相互作用【12】，也可以检测化合物与DNA/RNA【13,14】等其他物质的相互作用。应用BLI技术可以灵活的设计相互作用实验，比如将小分子固化或者蛋白质固化。固化方式可以根据蛋白所带的标签决定：组氨酸融合标签可以用NTA传感器或者已经固化了组氨酸标签抗体的传感器；如果蛋白带有生物素标签，可以用链霉亲和素传感器。一般来说，为了克服空间位阻和获得比较高的固化密度，建议选择链霉亲和素传感器固化蛋白。一般分析物需要知道明确的分子量和摩尔浓度才能获得结合常数（ka）和亲和力常数(KD)。分析物的分子量检测下限约为150 Da, Chenyun Guo等【15】用BLI技术成功检测了分子量142 Da的化合物并且获得了可观的信号（0.1 nm）。总之，BLI技术可以实现对相互作用更加定量化地测定，非常适合亲和力比较低的化合物检测。化合物解离比较快，传统方法有洗涤等步骤，可能造成结合的小分子被洗掉后产生假阴性结果。另外传统方法多数需要标记，可能改变靶点分子的构象，产生假阳性结果。BLI技术的非标记和实时检测能够克服传统方法的弊端，因此，小分子相互作用检测结果更加真实可靠。参考文献：1.A, Sultana. et al. Measuring protein‐protein and protein‐nucleic acid interactions by biolayer interferometry. Current protocols in protein science. 2015,79:19.25.1-262.Concepcion, Joy. et al. Label-free detection of biomolecular interactions using Biolayer interferometry for kinetic characterization. Combinatorial Chemistry & High Throughput Screening.2009,12(8):791-8003.Wartchow, C. A. et al. Biosensor-based small molecule fragment screening with biolayer interferometry. J. Comput. Aided Mol. Des.2011, 25 :669-6764.Francesca E. Morreale. et al. Allosteric Targeting of the Fanconi Anemia Ubiquitin-Conjugating Enzyme Ube2T by Fragment Screening. J. Med. Chem.2017, 60:4093-40985.Li Q, et al. Corilagin inhibits SARS-CoV-2 replication bytargeting viral RNA-dependent RNA polymerase, Acta Pharmaceutica Sinica B, 2021.6.Chen P. et al. Discovery and Characterization of GSK2801, a Selective Chemical Probe for the Bromodomains BAZ2A and BAZ2B. Journal of medicinal chemistry,2016,59(4) :1410-14247.Basudeb Maji. et al. A High-Throughput Platform to Identify Small-Molecule Inhibitors of CRISPR-Cas9. Cell,2019,177:1067-10798.Terry F. McGrath. et al. An evaluation of the capability of a biolayer interferometry biosensor to detect low-molecular-weight food contaminants. Anal Bioanal Chem.,2013,405:2535-25449.Melanie Sanders. et al. Comparison of Enzyme-Linked Immunosorbent Assay, Surface Plasmon Resonance and Biolayer Interferometry for Screening of Deoxynivalenol in Wheat and Wheat Dust. Toxins,2016, 8, 10310.Kahina Hammam. et al. Dual protein kinase and nucleoside kinase modulators for rationally designed polypharmacology. Nature Communications,2017,8:1420.11.Zhu J. el al. Virtual high-throughput screening to identify novel activin antagonists. J. Med. Chem.,2015,58:5637–564812.Verzijl, D. et al. A novel label-free cell-based assay technology using biolayer interferometry. Biosensors & Bioelectronics,2017,87:388-39513.Ting-Yuan Tseng. et al. Binding of Small Molecules to G-quadruplex DNA in Cells Revealed by Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy of o-BMVC Foci. Molecules.,2019,24(1), 3514.Ezequiel-Alejandro Madrigal-Carrillo. et al. A screening platform to monitor RNA processing and protein-RNA interactions in ribonuclease P uncovers a small molecule inhibitor. Nucleic Acids Research,2019,47(12): 6425–643815.Chenyun G. et al. Anti-leprosy drug Clofazimine binds to human Raf1 kinase inhibitory protein and enhances ERK Phosphorylation. Acta Biochem Biophys Sin. ,2018,1-6

近日，中科院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室于聪课题组系统考察了平面芳环有机小分子探针的荧光特性及其与生物大分子间的相互作用，并利用对探针自组装体的集聚-解集聚平衡的精细调控，发展了一种高选择性、灵敏、方便的蛋白质生物分析新方法。相关研究成果发表在国际著名化学期刊《德国应用化学》（王斌、于聪：Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 1485–1488）上。 　　蛋白质的灵敏检测在基础研究、环境分析和医学诊断等领域起着重要的作用。利用抗原-抗体检测蛋白质具有很好的灵敏性和特异性，是应用最多的方法。核酸适配体是通过SELEX（指数富集的配体系统进化）过程进行体外筛选得到的寡核苷酸。与抗体类似，核酸适配体也可以与目标分子特异性地结合。利用适配体建立新的分析检测方法是近年来生物及化学领域的研究热点之一。其相对于抗原-抗体检测法有许多优势：核酸适配体可以通过化学方法体外合成，且费用低廉；可以识别更多的目标物；可以很容易地标记；具有较高的稳定性，适于长时间保存。 　　研究人员合成了具有独特的可p-p紧密堆积的荧光生色团的阳离子二萘嵌苯衍生物，并利用核酸适配体可以诱导探针分子集聚导致荧光猝灭的现象，及适配体与蛋白质间的特异性相互作用对探针自组装集聚的精细调控，构建了一种检测蛋白质的新方法。 　　长春应化所研究人员在小分子探针诱导自组装领域已取得系列研究成果，相关工作发表在Angew. Chem. Int. Ed., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Chem. Commun., Organic Letters, Analyst等杂志上。 　　该工作得到了国家自然科学基金委、中科院长春应化所百人计划启动基金、长春应化所电分析化学国家重点实验室启动基金的支持。

为帮助科研工作者了解前沿分子互作分析技术，向用户传递准确、实用的技术干货和宝贵的实验经验。本期，仪器信息网特别邀请到海军军医大学药学院副教授曹岩博士谈一谈SPR技术在中药小分子垂钓研究领域中的方法和技巧。分子垂钓是一种从复杂样品体系中寻找与已知生物分子相互作用的特定分子（如小分子、蛋白质、或其他生物活性分子）的实验技术，在生物学研究、中药研究、活性药物发现等领域中发挥重要的作用。表面等离子体共振（Surface plasmon resonance，SPR）技术是一种生物传感分析技术，可用于研究活性分子与靶点的相互作用，具有灵敏度高、特异性强、分辨率高、样品消耗少、实时监测等特点。在高通量药物筛选、候选药物亲和力测定、抗原表位鉴定等生物医药领域应用广泛。近年来，基于SPR的分子垂钓技术越来越引起广大科研工作者的兴趣，该技术利用SPR的高灵敏度、高特异性等特点，以及SPR仪器的实时监测、自动化进样和回收流程，并结合高分辨质谱鉴定，不仅能用于从细胞裂解液中垂钓蛋白质等生物大分子，也能用于从中药提取液中垂钓小分子化合物。本文以采用Biacore T200分子互作系统进行中药小分子垂钓为例，介绍SPR垂钓的方法和技巧。一、基本原理和方法基于SPR的中药小分子垂钓的基本原理是将一种已知生物分子（靶蛋白）偶联在传感芯片表面，再将包含潜在活性分子的复杂样品溶液（中药提取液）注入到传感芯片，进行SPR检测和活性分子回收。在进样过程中，复杂样品溶液中的活性分子会和偶联在传感芯片上的生物分子发生结合，这种结合可能是特异性或非特异性，致使芯片表面物质的质量发生变化（图1-1）。进样结束后，继续注入缓冲液使未结合或弱结合的成分离开芯片表面，而强结合的成分留在芯片表面。接下来，为了避免管路中的复杂样品溶液混入后续回收的结合成分中，通过注入洗涤液清洗从样品到芯片表面之间的管路，去除管路中的复杂样品溶液（图1-2）。然后再注入洗脱液并孵育适当时间，使芯片表面上结合的小分子解离下来（图1-3）。最后将液体流向反转，使解离下来的样品原路返回并收集在样品溶解液中（图1-4）。由于一次仅可回收微量样品（2μL），可多次循环上述过程（一般10-20次），回收足够量的样品，合并后浓缩，用于后续质谱鉴定，最终发现复杂样品中的活性分子。图1 基于SPR的分子垂钓的基本流程二、垂钓实验经验和技巧理解基于SPR的分子垂钓的原理是实验成功的第一步，在实际操作中还需要特别关注以下方面，这些将直接影响结果的准确性和可靠性。1．靶蛋白的偶联量为了尽可能多回收活性成分，靶蛋白的高偶联量是至关重要的。一般首选CM5传感芯片通过-COOH与蛋白的-NH2发生反应，偶联效率较高，偶联水平可到达10000-20000 RU。对于不易提取纯化的跨膜蛋白，可选用L1 传感芯片，其表面可捕获囊泡和脂质体。另外还有SA传感芯片，其表面固定了链酶亲和素，可特异性偶联带有生物素标记的蛋白、多肽、核酸等。2．靶蛋白的活性和特异性在垂钓实验前应验证偶联后靶蛋白的活性和特异性，这一验证实验可以通过对特异性抗体/抗原或已知的活性分子进行亲和力测定，以确认传感芯片上靶蛋白的结合活性，有助于提高垂钓结果的准确性和可靠性。3．缓冲液的组成在复杂样品的“进样-回收”过程中，应注意维持适当的缓冲液条件，以提高回收效率。运行缓冲液和样品稀释液一般为PBS或EP；样品回收液一般为弱酸（三氟醋酸、甲酸、乙酸）、弱碱（NaOH）、表面活性剂（吐温20）、高盐溶液（NaCl）；样品溶解液一般为质谱兼容的挥发性盐溶液（NH4HCO3）。可采用已知的活性分子模拟筛选流程，以选择最佳的缓冲液条件。4．实验的设计尽量减少假阳性结果，是高质量SPR垂钓实验的成功标志。为此，可通过对照实验和验证实验实现这一目标。对照实验：使用空白的CM5芯片重复垂钓过程，将回收到的样品作为阴性对照品进行质谱检测，在后续的数据分析中作为背景对照扣除。验证实验：鉴定出活性分子后，应获取其单体，采用SPR进行亲和力测定，以判断结合的特异性。如果同时鉴定出多个活性分子，也可以对他们的动力学或热力学参数进行比较分析，从而排除假阳性结果。海军军医大学药学院 曹岩 副教授海军军医大学药学院，副教授，硕士生导师，上海市浦江人才。药物分析专业，博士学位，美国密歇根大学访问学者。以复杂药物和生物体系的分析技术为主要研究方向，从事基于表面等离子共振（SPR）、生物膜干涉（BLI）等生物分子互作技术的药物分析新方法研究。在活性药物的高通量筛选、中药药效物质的高内涵发现、体内药物和生物标志物的高灵敏检测上形成特色。研究成果多次发表在Nature Chemistry、Analytical Chemistry等高水平期刊上，累计发表第一和通讯作者SCI论文30余篇，累计影响因子大于230。主持国家自然科学基金项目、国家重大科学仪器开发项目、上海市基金项目等6项课题。申请国家发明专利8项，授权5项。主编、副主编出版教材专著4部。参考文献[1] Identification of a ligand for tumor necrosis factor receptor from Chinese herbs by combination of surface plasmon resonance biosensor and UPLC-MS. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2016, 408(19): 5359-5367.[2] Biosensor-Based Active Ingredients Recognition System for Screening STAT3 Ligands from Medical Herbs. Analytical Chemistry. 2018, 90(15):8936-8945.[3] A strategy of screening and binding analysis of bioactive components from traditional Chinese medicine based on surface plasmon resonance biosensor. Journal of Pharmaceutical Analysis. 2022, 12(3): 500-508.如有技术干货、科研成果、仪器使用心得、生命科学领域热点事件观点等内容，欢迎投稿，投稿邮箱：zhaoyw@instrument.com.cn，关于征稿内容要求也可邮件咨询或电话联系：13331136682（同微信）。

2月11日，国家药监局批准辉瑞新冠口服药paxlovid进口注册，成为中国初款获批的新冠口服药。3月11日，辉瑞公司确认中国医药负责paxlovid在中国大陆市场的商业运营。 至此，国内小分子新冠药物研发进入“生死竞速”时刻。什么是小分子药物？一般来说，原料药物指用于制剂制备的活性物质，包括中药、化学药、生物制品原料药物。而小分子药物主要是指化学合成药物，通常分子量小于1000的有机化合物。在常用药物中，小分子药物的数量可占总量的98%。如生活中常见的镇痛、解热、消炎药——阿司匹林，是世界医药史上三大经典药物之一。 图1：阿司匹林化学结构式新冠小分子药物为何应运而生？因其独特的作用机制，小分子药物具有对变异株普遍有效的潜力。新冠病毒不断发生变异的过程中，表面结构蛋白很容易发生结构的改变，但是胞内过程相对保守，不易发生突变，因此作用于胞内过程的小分子药物具有对变异株普遍有效的潜力。因此，小分子化药是新冠治疗的又一选择。大部分小分子药物可以做成口服剂型。一是因为相对于需要静脉输液的中和抗体，具有便利性优势，尤其是无需住院的轻中症患者，可以在确诊后自己口服药物，不会对医疗资源（如医院床位资源、医护人员资源等）造成额外负担。二是产能优势，小分子口服药物的生产与大分子生物药相比相对简单，生产线和产能提升相对容易，能满足更多患者的需求。另外，整个治疗过程的费用更少。而针对新冠轻中症非住院患者，目前已有3 款小分子药物获批上市，分别是辉瑞的口服药 Paxlovid，默沙东的口服药 Mulnupiraivr，和吉利德的瑞德西韦注射液。目前在研药物中，进展较快的包括开拓药业的口服药普克鲁胺，真实生物的口服药阿兹夫定，君实生物的口服药 VV116，以及日本盐野义的口服药 S-217622。国内进入临床阶段的还有先声药业的口服药 SIM0417，更多小分子口服药处于临床前阶段。 图2：辉瑞的新冠*药Paxlovid国内外各个知名药企都在加速研发和上市新冠小分子*药，而这些药物在获得FDA/CFDA批准批准上市前及上市后，每批次都要经过一系列QC检查，其中溶出度检查至关重要！溶出度检查 问：《中国药典》规定了哪些药物制剂需要进行溶出度检查（通则0931）？ 答： 片剂：口腔贴片、分散片、缓释片、控释片、肠溶片、口崩片等应进行溶出度或释放度检查； 胶囊剂：缓释胶囊、控释胶囊、肠溶胶囊等应进行溶出度或释放度检查； 除此之外，部分颗粒剂和透皮贴剂也要进行溶出度或释放度检查； 毋庸置疑，作为口服剂型的新冠小分子药物，也要做符合《中国药典》的溶出度检查。 问： 什么是溶出度？ 答： 指活性药物从片剂、胶囊剂或颗粒剂等普通制剂在规定条件（溶出介质、温度、转速）下溶出的速率和程度。 在缓释制剂、控释制剂、肠溶制剂及透皮贴剂等制剂中也称释放度。 图3：溶出曲线 问： 溶出度检查方法有哪些？ 答： 针对不同的药物剂型，都有特定的检查方法，如下： *法——篮法 第二法——桨法 第三法——小杯法 第四法——桨碟法 第五法——转筒法 第六法——流池法 第七法——往复筒法篮法和桨法适合普通制剂、缓释制剂、控释制剂、肠溶制剂等大部分药物制剂；小杯法适合特定制剂；桨碟法、转筒法适合透皮贴剂；流池法和往复筒法适合难溶制剂。溶出度仪为小分子药物质检把关 图4：PTWS 1420 14杯位溶出度仪Pharma Test溶出度仪优势1）根据取样方式，分为手动、半自动和全自动，多种取样方式可选，适合不同类型的操作习惯；2）根据溶出杯数量，分为6杯位、7杯位、8杯位、12杯位和14杯位，满足大部分用户的使用要求；3）完全符合USP711 724=""和EP2.9.3 4=""，以及中国药典的要求；4）Monoshaft™ 设计，在更换USP1、2、5、6法装置时，无需重新定高度，见图6；5）EPE自动取样器在取样点自动进入溶媒中并自动定位取样位点，取样结束后自动回位等待下一次取样；6）ITM可实时监测每个杯位温度，TMA可自动投药；7）1500W快速水浴升温功能，水浴槽可以简单的进行拆除和清洗，水浴扩散器可保证温度的均一性；8）具有方法管理和用户管理功能，可进行三级管理，SD卡自动储存无限种方法。 图5：Monoshaft™ 设计

p　　中国科学院上海有机化学研究所与信达生物制药(苏州)有限公司近期就肿瘤免疫靶向小分子药物的授权开发达成了合作协议。信达生物以首付款、研发里程碑和销售里程碑付款共计4.57亿美元另加销售提成的合作方式，获得上海有机所研发的吲哚胺 2,3-双加氧酶(IDO)小分子抑制剂的全球独家开发许可权。这是目前国内科研院所与本土生物制药企业达成的合作金额最高的项目，充分体现了分子创制的价值，有望成为中国院企创新药合作的重大里程碑事件。/pp　　创新药物的研发是当前国际科技竞争的战略制高点之一，对经济发展和社会进步具有重要而深远的影响。国际创新药物研发的一个重要趋势是以基础研究的突破为引领。目前，在国际创新药物研发中，肿瘤免疫治疗药物研发成为备受关注的新方向。中科院生物与化学交叉研究中心研究员王召印、朱继东致力于肿瘤免疫治疗小分子靶向药物及肿瘤免疫治疗的研究攻关，通过紧密合作研究，获得新型结构的高活性IDO抑制剂，成为肿瘤免疫治疗药物开发的“种子选手”。/pp　　科技创新绝不仅仅是实验室里的研究，而是必须将科技创新成果转化为推动经济社会发展的现实动力。信达生物制药致力于抗体创新药的研发，目前已与多家国际著名制药企业达成肿瘤免疫疗法的合作。中科院上海有机所研发的IDO抑制剂与信达生物当前正在开发的肿瘤免疫类抗体有着潜在的协同治疗效果。此次合作，是科研院所与中国生物药创新企业在重要的免疫疗法上的强强联合，将共同开创肿瘤免疫治疗的新天地，合作成果不仅有望惠及中国乃至全球病人，而且将推动中国生物药抢占国际市场，打响“中国创新”品牌。/pp　　近年来国内外临床研究证明，IDO抑制剂与PD-1抗体的联合疗法已取得令人满意的临床结果。PD-1是信达生物的“拳头产品”，目前信达生物与其国际战略合作伙伴合作开发的PD-1抗体已进入三期临床。此次院企联手，可使信达生物的PD-1产品“如虎添翼”，有望达到更加有效的治疗作用。/pp　　IDO可以抑制免疫细胞的活性，目前研究已发现在前列腺癌、胰腺癌、乳腺癌、胃癌等多种肿瘤细胞内都有IDO的过度表达。所谓IDO过度表达，是指肿瘤细胞通过过度释放IDO造成色氨酸耗尽而阻止免疫细胞增殖激活，从而使肿瘤细胞逃避免疫系统的监视而“逍遥法外”，这也是早期癌症难以被免疫系统发现的原因之一。IDO抑制剂可以对IDO的过度表达进行抑制，从而让肿瘤微环境中的免疫细胞重新恢复活性，精准杀死肿瘤细胞。/pp/p

还记得在初中教科书上学到的“分子在不断做着无规则运动”那句定理吗？很多老师在讲解这一定理时，都会用厨房做菜时飘出的饭香味举例。在饭香味之中，数不清的分子在快速运动着。由于各种分子非常小，无法直接用肉眼观察，因此我们需要借助质谱进行测量。而质谱能以极高的灵敏度测量各类分子，并产生相应的质谱图特征信号。这些质谱图就像人的指纹一样，不同的代谢物会产生特异的质谱图。因此，我们可以像警察利用指纹寻找犯罪嫌疑人一样，通过质谱图来寻找特定的分子。目前，质谱已经被广泛用于测量各类分子，比如生物体内的蛋白质和代谢物、食品中的营养成分、环境样本中的污染物等。在各类公共数据库中，人们已经收集到 68 亿多张不同的质谱图。但是，在这么多的质谱图中寻找感兴趣的小分子就像大海捞针一样充满挑战。为解决这一问题，美国加州大学戴维斯分校团队开发出一种新算法，可以在大量质谱数据中快速找到感兴趣的小分子。本次方法比传统方法快出将近十万倍，相当于可以在五分钟内完成过去一年的数据分析。具体来说，本次开发的新方法可以在 2 秒内对 10 亿张质谱图进行比对，这意味着我们可以在不到 15 秒内在全世界已知的质谱图中找到感兴趣的“嫌疑”分子。换句话说，本次方法就像是小分子的“谷歌”或“百度”，能够快速从各类样品中寻找特异的分子。对于相关论文审稿人表示他们对于不到 2 秒对近 10 亿的谱图进行比对感到印象深刻。也有审稿人认为本次工作为代谢组学领域做出了重要贡献，好比序列比对里的 BLAST 算法一样，有望改变整个代谢组学领域。加州大学戴维斯分校博士后李渊越是本次论文的第一作者，他表示：“我有个朋友在硅谷一家初创公司工作，他已经开始在他们公司内部使用这个算法来寻找生物活性物质。他们公司试图从植物中寻找天然的有生物活性的植物代谢产物，因此利用质谱分析了许多植物，采集了大量植物代谢物的质谱谱图。以后，他们就利用本次算法快速地从海量质谱谱图数据库中寻找感兴趣的生物活性物质。”此外，本次方法也可用于在生物样本中对特定代谢物或环境污染物的追踪，还可以用于在不同食物样品中寻找特定的营养成分等。图 | 李渊越（来源：李渊越）事实上在 2021 年底，李渊越和所在团队就曾在 Nature Methods 上发表了关于新型质谱谱图比对算法的论文，该算法通过熵相似性降低了分子鉴定的错误率，相比传统方法有着显著的改进。2022 年 6 月，李渊越参加在美国明尼阿波利斯举行的美国质谱学会，发现他们的熵相似性算法受到了广泛的好评。他说：“在会议期间，我有幸认识了卡耐基梅隆大学的米希尔蒙吉亚（Mihir Mongia）博士和密歇根大学的 Fengchao Yu 博士。Mongia 博士向我介绍了他们的一种新算法，可以在一小时内比对七亿多个质谱谱图。而 Yu 博士则告诉我他们也开发了一种快速鉴定肽段的方法。”听完他们的介绍之后，李渊越深感质谱学领域对于快速比对质谱谱图的方法有着迫切需求。这使他开始思考如何提高熵相似性算法的运行速度。参加完美国质谱学年会之后，他重新分析了熵相似性算法。尽管这个算法在分析质谱谱图方面表现出色，但其计算过程稍微有些复杂。为此，他开始寻找提高计算速度的可能性。经过对原公式的推导和分析，他发现了一个新的公式来计算熵相似性。新公式与旧公式的结果相同，但在形式上更加优雅，并且在计算上比原来的公式更为简单。接下来，李渊越花费几天时间用 Python 编写了一个原型，并测试了计算时间。结果令人惊喜，新算法的效果非常好，计算速度远超预期，比之前的方法快了近十万倍。最终，相关论文以《利用快速熵搜索算法实时查询质谱文库》（Flash entropy search to query all mass spectrallibrariesin real time）为题发在 Nature Methods[1]，李渊越是第一作者，美国加州大学戴维斯分校奥利弗费恩（Oliver Fiehn）教授担任通讯作者。图 | 相关论文（来源：Nature Methods）李渊越表示：“在我们论文发表的前后，还有一些实验室也发表了他们的论文。但经过对各种方法的速度和精确度的比较，我们认为我们的算法仍然处于领先地位。”目前，课题组已经从公共数据库搜集并整理了近十亿张代谢物的质谱谱图。针对这些数据李渊越和同事正在使用本次方法对其进行索引，并打算创建一个类似百度的网站，供大家免费检索。通过这个网站，人们可以查询代谢物究竟在哪些样品中被检测到，或者在哪里出现过。比如，不粘锅的涂层会释放全氟辛酸。而该团队也在很多人类血液的样品中检测到全氟辛酸，因此可以利用本次系统来追踪全氟辛酸在人体不同组织中的分布，从而研究其对人类的影响。

style type="text/css".TRS_Editor P{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor DIV{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TD{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TH{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor SPAN{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor FONT{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor UL{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor LI{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor A{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }/stylestyle type="text/css".TRS_Editor P{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor DIV{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TD{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TH{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor SPAN{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor FONT{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor UL{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor LI{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor A{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }/stylep　　GyrI-like蛋白广泛存在于原核与真核生物中，并被注释为小分子结合蛋白。近期，中国科学院上海有机化学研究所生命有机化学国家重点实验室唐功利课题组与周佳海课题组以及瑞士洛桑联邦理工学院袁曙光合作，以抗肿瘤抗生素谷田霉素（YTM）和CC-1065为研究对象，报道了GyrI-like家族的一个亚家族蛋白具有水解YTM和CC-1065环丙基的特性，且这类酶能够赋予微生物对YTM和CC-1065的抗性。相关研究成果在线发表于《自然· 通讯》（iNat.Commun./i2017, DOI: 10.1038/s41467-017-01508-1）。/pp　　谷田霉素家族化合物是一类来源于微生物、含有环丙烷药效团的高活性天然产物，目前包括YTM、CC-1065和多卡霉素。这些化合物主要是对细胞内的遗传物质DNA进行烷基化修饰，从而达到杀死细胞的目的（IC50为pM级）。唐功利课题组长期以来致力于谷田霉素家族化合物的生物合成研究，此次发现是继克隆了YTM和 CC-1065的生物合成基因簇，以及揭示 DNA 糖苷酶 YtkR2开启DNA修复机制以来取得的又一突破。/pp　　该研究得到了国家自然科学基金委、上海市科委、中科院战略性先导科技专项的资助。/pp style="text-align:center "img alt="" oldsrc="W020171211356416650773.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201712/uepic/87622366-468a-46b7-99e7-63c86a510812.jpg"//pp style="text-align: center "GyrI-like家族环丙基水解酶赋予微生物对YTM和CC-1065的抗性/p

第三季度结束了，又到了陈老湿交季报的时间。第三季度国内采用生物层干涉技术（BLI）发表的文章依旧维持了高速增长的趋势，共发表超过80篇文章，同比增长60%。文章的单位和应用方向，陈老湿也做了小结。其中诸如南京中医药大学、中国药科大学和西湖大学等十几个单位发表的文章在两篇以上，详见下表（76篇）：单位数量单位数量南京中医药大学3上海生化所1中国药科大学3中国科学院高能物理研究所1西湖大学3武汉病毒所1温州医科大学2清华大学1浙江中医药大学2南京大学1中国海洋大学2中国科学技术大学1中国医学科学院北京协和医学院2厦门大学1暨南大学2上海药物所1广州生物医药与健康研究院2中国食品药品检定研究院1深圳先进技术研究院2广州医科大学第二附属医院1复旦大学2上海宝济药业有限公司1浙江大学2南京医科大学第一附属医院1北京大学2江苏植物研究所1南京农业大学1上海迈石生物技术有限公司1神州细胞1澳门科技大学1上海有机所1集美大学1复旦大学静安中心医院1大连工业大学1中国中生1青岛大学附属医院1昆明医科大学第一附属医院1青岛海洋科学与技术国家实验室1民用nbc防护国家重点实验室1海军军医大学1云南农业大学1北京化工大学1东北师范大学1北京中医药大学1国家食品安全风险评估中心1丁浮靶点1上海耳鼻喉医院1武汉大学中南医院1国家纳米科学与技术中心1西南医科大学1贵州医科大学1南京师范大学1中国人民解放军总医院第一医疗中心1杭州医学院1中南民族大学1生物物理所1西北大学1上海交通大学1中国海洋大学1浙江工业大学1从应用方向上看，依旧涉及到多个方向。小分子的文章数量逐步提升，超过蛋白和抗体的应用的数量，比例已接近1:3。高速增长的原因主要有几点：BLI技术无流路，对溶剂（DMSO）不敏感，假阳性低，高通量，操作简单，成本低，仪器稳定性好等优点可以帮助研究人更快，更高质量的获得了小分子检测的结果。不同应用方向文章比例最具影响力Science｜全球首个人源IgM同种型B细胞受体复合物高分辨率结构解析西湖大学施一公团队在Science期刊上首次报道了人源IgM同种型B细胞受体（IgM-BCR）的高分辨率三维结构，揭示了膜结合的IgM（mIgM）与Igα和Igβ异源二聚体复合物组装的分子机制，从而回答了B细胞受体如何组装这一重要科学问题。为了稳定IgM-BCR的结构，让其融合了VRC01抗体（一种针对HIV表面蛋白gp120的抗体）。那这个IgM-BCR表达的蛋白有活性码？文章就采用Octet® 非标记分子互作系统检测了其与gp120的结合活性。将IgM-BCR固化在链霉亲和素传感器上，与gp120单体和gp120三聚体结合，三聚体的亲和力较高，产生了明显的亲合作用（多聚体带来的多个位点结合，使得亲和力提高）。最具经济效益全球首个靶向CDK12/13的PROTAC降解剂乳腺癌(BC)是世界上和女性中最常见的癌症之一，其中三阴性的乳腺癌TNBC在乳腺癌中最为棘手。细胞周期蛋白依赖性激酶CDK，是 TNBC 治疗的潜在治疗靶点。以往针对的CDK的靶向药最终会产生耐药抗性，蛋白降解靶向嵌合体PROTAC可以定向降解靶蛋白，PROTAC 可以提高蛋白质降解的选择性并逃避耐药机制。暨南大学丁克团队报道了全球首个靶向CDK12/13的 PROTAC降解剂7f，它能够与 CDK12 和 CDK13 紧密结合，Octet® 检测结果显示7f母本化合物（化合物3，4）与CDK12/13的亲和力分别为 16.2 和 8.6 nM，亲和力高，并表现出出色的激酶组选择性。PROTAC分子与CDK12和CDK13的结合活性检测此外，文中还采用Incucyte® 实时活细胞分析系统长时间分析，发现该PROTAC对MFM223和MDA-MB-231肿瘤细胞具有很强的抗肿瘤活性。Incucyte® 实时检测药物对MFM223和MDA-MB-231肿瘤细胞的抑制生长最巧妙应用Octet® 分子垂钓助力纳米蛋白冠的原位分析近期，国家纳米科学中心陈春英团队采用Octet® 与质谱分析在纳米颗粒表面软蛋白冠原位动态分析方面取得重要突破。该方法通过BLI技术可实时监测蛋白冠的形成、交换和解离过程，通过原位、快速地洗脱多层蛋白冠的组分，实现了软、硬蛋白冠的高效分离、鉴定及时间分辨的动态研究，突破了软蛋白冠分析的技术瓶颈。研究提出的多层蛋白冠的分析新策略将为探究纳米颗粒与生物体相互作用，以及纳米药物的理性设计提供创新分析方法。基于BLI技术的垂钓策略最具“生命”的应用解析基于细胞的Octet® 检测光合作用不仅为植物提供了能量影响植物的生长与发育，也深刻影响植物的抗病性。浙江大学师恺课题组发现由Glc-RGS1-G蛋白信号通路介导的新的光强度相应防御系统，为研究植物细胞如何在不同环境中感知胞外糖、调节防御系统以及提高逆境抗性提供依据。基于细胞的生物层干涉技术，将原生质体(protoplast) 脱去细胞壁的细胞捕获到生物传感器表面，再与待测的糖分子结合，首次发现Glc特异性结合番茄RGS1蛋白，证实Glc诱导RGS1蛋白发生内吞现象；基于BLI技术检测细胞表面的RGS1与不同糖的结合反应小身板，大能量针对新冠病毒双表位鲨鱼纳米抗体筛选与验证常规抗体相比，鲨鱼纳米抗体具有相对分子量小、抗原结合活性高、组织渗透性强、理化性质更稳定且制备成本低等优点。集美大学的研究人员免疫条纹斑竹鲨后，通过噬菌体展示和BLI技术在体外筛选和验证了针对新冠病毒的鲨鱼纳米抗体以及双表位组合抗体。文章使用的Octet® N1分子互作系统只有A4纸大小，一滴样品即可实现分子互作的检测，真正的小身板，大能量。文章海量的动力学、表位和竞争抑制的数据均来自于这台史上“最迷你”的互作仪。文章中大量动力学、表位和竞争抑制的数据Octet® 采用无流路，实时检测的方式，实现了高通量，高精度，低成本的检测，更好的支持了研究人员的基础研究与成果转化。反过来研究人员基于Octet®的灵活性，也不断开发出新的检测应用和方法，更加快速和深入的研究分子作用的机理，探索生命的奥秘！为了能够帮助大家轻松入门，快速了解分子互作市场概况和技术流派，仪器信息网特别组织策划“分子互作分析技术”专题(点击查看)。Q3国内Octet® 文献一览表序号文献题目期刊类别单位名称应用领域1Costunolide covalently targets NACHT domain of NLRP3 to inhibit inflammasome activation and alleviate NLRP3-driven inflammatory diseasesActa Pharmaceutica Sinica BAvailable online 25 September 2022...温州医科大学小分子2Mechanism investigation of Caspase-8/GSDMC dependent immunogenic cell death induced by Ophiopogonin B in NSCLC cellsPharmacological Research - Modern Chinese Medicine29 August 2022...南京中医药大学小分子3Fragments of bombinakinin M exist in lipopolysaccharide-stimulated skin secretions of Bombina maxima and show lipopolysaccharide-neutralizing activityJournal of Immunological Methods25 August 2022...昆明医科大学第一附属医院小分子4Oxidized tea polyphenol (OTP-3) targets EGFR synergistic nimotuzumab at inhibition of non-small cell lung tumor growthBioorganic Chemistry6 August 2022...云南农业大学小分子5A preliminary cumulative risk assessment of Diethylhexyl phthalate and Dibutyl phthalate based on the inhibition of embryonic development via the PPARγ pathwayToxicology in Vitro25 July 2022...国家食品安全风险评估中心小分子6Inhibiting STAT5 signaling pathway by natural products for cancer prevention and therapy: In vitro and in vivo activity and mechanisms of actionPharmacological Research19 July 2024...浙江中医药大学小分子7Optimizing component formula suppresses lung cancer by blocking DTL-mediated PDCD6 ubiquitination to regulate the MAPK/JNK pathwayJournal of Ethnopharmacology15 July 2024...南京中医药大学小分子8Novel donepezil-chalcone-rivastigmine hybrids as potential multifunctional anti-Alzheimer's agents: Design, synthesis, in vitro biological evaluation, in vivo and in silico studiesBioorganic Chemistry7 July 2022...贵州医科大学小分子9Discovery of Isoform-Selective Akt3 Degraders Overcoming Osimertinib-Induced Resistance in Non-Small Cell Lung Cancer CellsJournal of Medicinal Chemistry暨南大学小分子10AvmM catalyses macrocyclization through dehydration/Michael-type addition in alchivemycin A biosynthesisNature Communications volume 13, Article number: 4499 (2022)南京大学小分子11Discovery of 2-(1-(3-Chloro-4-cyanophenyl)-1H-pyrazol-3-yl)acetamides as Potent, Selective, and Orally Available Antagonists Targeting the Androgen ReceptorJ. Med. Chem. 2022浙江大学小分子12PDTAC: Targeted Photodegradation of GPX4 Triggers Ferroptosis and Potent Antitumor ImmunityJ. Med. Chem. 2022, 65, 18, 12176–12187北京大学小分子13Discovery of a Highly Potent and Selective Dual PROTAC Degrader of CDK12 and CDK13J. Med. Chem. 2022, 65, 16, 11066–11083暨南大学小分子14Selective Photoaffinity Probe for Monitoring Farnesoid X Receptor Expression in Cultured CellsAnal. Chem. 2022, 94, 30, 10722–10729中国药科大学小分子15Schisandrin B Attenuates Diabetic Cardiomyopathy by Targeting MyD88 and Inhibiting MyD88-Dependent Inflammation https://doi.org/10.1002/advs.202202590温州医科大学小分子16Substrate-induced dimerization of elaiophylin glycosyltransferase reveals a novel self-activating form of glycosyltransferase for symmetric glycosylationActa Crystallographica Section DGuangzhou Institutes of Biomedicine and Health,小分子17Calycosin protects against oxidative stress-induced cardiomyocyte apoptosis by activating aldehyde dehydrogenase 2https://doi.org/10.1002/ptr.7591the Second Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University小分子18Vegetable-derived indole enhances the melanoma-treating efficacy of chemotherapeuticshttps://doi.org/10.1002/ptr.7565南京中医药大学小分子19Crucial role of Ca2+/CN signalling pathway in the antifungal activity of disenecioyl-cis-khellactone against Botrytis cinereahttps://doi.org/10.1002/ps.7085江苏省中国科学院植物研究所小分子20[Progress of target determination and mechanism of bioactive components of traditional Chinese medicine] Zhongguo Zhongyao Zazhi北京中医药大学小分子21Galangin Exhibits Neuroprotective Effects in 6-OHDA-Induced Models of Parkinson’s Disease via the Nrf2/Keap1 PathwayPharmaceuticals 2022, 15(8), 1014西南医科大学小分子22A Small-Molecule Inhibitor of the Anthranilyl-CoA Synthetase PqsA for the Treatment of Multidrug-Resistant Pseudomonas aeruginosaAntimicrobial Chemotherapy浙江工业大学小分子23Interaction of RAGE with α-synuclein fibrils mediates inflammatory response of microgliaCell Reports20 September 2022...中国科学院上海有机化学研究所蛋白24Sequence difference of angiotensin-converting enzyme 2 between nonhuman primates affects its binding-affinity with SARS-CoV-2 S receptor binding domainBiosafety and HealthAvailable online 9 September 2022...中国生物技术股份有限公司蛋白25The mechanisms of immune response and evasion by the main SARS-CoV-2 variantsiScience2 September 2022...浙江中医药大学蛋白26SIRT1 activation synergizes with FXR agonism in hepatoprotection via governing nucleocytoplasmic shuttling and degradation of FXRActa Pharmaceutica Sinica BAvailable online 27 August 2022...中国药科大学蛋白27An emerging paradigm to develop analytical methods based on immobilized transmembrane proteins and its applications in drug discoveryTrAC Trends in Analytical Chemistry4 July 2022...西北大学蛋白28Metabolic pathway assembly using docking domains from type I cis-AT polyketide synthasesNature Communications volume 13, Article number: 5541 (2022)Shenzhen Institute of Synthetic Biology蛋白29Insulin induces insulin receptor degradation in the liver through EphB4Nature Metabolism volume 4, pages1202–1213 (2022)Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College蛋白30Celastrol recruits UBE3A to recognize and degrade the DNA binding domain of steroid receptorsOncogene volume 41, pages4754–4767 (2022)上海生物化学与细胞生物学研究所蛋白31LDLR, LRP1, and Megalin redundantly participate in the uptake of Clostridium novyi alpha-toxinCommunications Biology volume 5, Article number: 906 (2022) 西湖大学蛋白32Structural insights into partner selection for MYB and bHLH transcription factor complexesNature Plants volume 8, pages1108–1117 (2022复旦大学蛋白33APOE interacts with ACE2 inhibiting SARS-CoV-2 cellular entry and inflammation in COVID-19 patientsSignal Transduction and Targeted Therapy volume 7,厦门大学蛋白34Exploring the Binding Affinity and Mechanism between ACE2 and the Trimers of Delta and Omicron Spike Proteins by Molecular Dynamics Simulation and BioassayJ. Chem. Inf. Model. 2022, 62, 18, 4512–4522中国科学院上海药物研究所蛋白35Insight into Thermodynamic and Kinetic Profiles in Small-Molecule OptimizationJ. Med. Chem. 2022, 65, 16, 10809–10847中国药科大学蛋白36Third-Generation Covalent TMP-Tag for Fast Labeling and Multiplexed Imaging of Cellular Proteins　北京大学蛋白37Structures, biomimetic synthesis, and anti-SARS-CoV-2 activity of two pairs of enantiomeric phenylpropanoid-conjugated protoberberine alkaloids from the rhizomes of Corydalis decumbensArchives of Pharmacal Research volume 45, pages631–643 (2022)澳门科技大学蛋白38Screening and Characterization of Shark-Derived VNARs against SARS-CoV-2 Spike RBD ProteinInt. J. Mol. Sci. 2022, 23(18), 10904集美大学蛋白39The Generation of Dual-Targeting Fusion Protein PD-L1/CD47 for the Inhibition of Triple-Negative Breast CancerBiomedicines 2022, 10(8), 1843上海交通大学蛋白40Development of a thermostable SARS-CoV-2 variant-based bivalent protein vaccine with cross-neutralizing potency against Omicron subvariantsVirology20 September 2022...北京义翘神州科技股份有限公司抗体41SARS-CoV-2 Delta and Omicron variants evade population antibody response by mutations in a single spike epitopeNature Microbiology volume 7, pages1635–1649 (2022)Guangzhou Institutes of Biomedicine and Health抗体42Engineering SARS-CoV-2 specific cocktail antibodies into a bispecific format improves neutralizing potency and breadthNature Communications volume 13, Article number: 5552 (2022)西湖大学抗体43A potent neutralizing antibody provides protection against SARS-CoV-2 Omicron and Delta variants via nasal deliverySignal Transduction and Targeted Therapy volume 7, Article number: 301 (2022) 中国科学院武汉病毒研究所抗体44Structural insights into auxin recognition and efflux by Arabidopsis PIN1.Nature volume 609, pages611–615 (2022)中国科学技术大学抗体45Branched Polyethylenimine as a Carrier for Significantly Improving the Biopanning Efficiency of Phages Specific to HaptenACS Appl. Polym. Mater. 2022, 4, 8, 5737–5745中国海洋大学抗体46Novel hKDR mouse model depicts the antiangiogenesis and apoptosis-promoting effects of neutralizing antibodies targeting vascular endothelial growth factor receptor 2 https://doi.org/10.1111/cas.15594National Institutes for Food and Drug Control (NIFDC)抗体47Novel application of anti-human Fc nanobody for screening high-producing CHO cells for monoclonal antibody https://doi.org/10.1002/elsc.202200028Shanghai Bao Pharmaceuticals Co., Ltd.,抗体48Development of a variant of dinutuximab with enhanced antitumor efficacy and reduced induction of neuropathic painhttps://doi.org/10.1002/2211-5463.13464 Shanghai Mabstone Biotechonology抗体49A potent synthetic nanobody with broad-spectrum activity neutralizes SARS-CoV-2 virus and the Omicron variant BA.1 through a unique binding modeJournal of Nanobiotechnology volume 20, Article number: 411 (2022)The Affiliated Hospital of Qingdao University抗体50Structural Basis of a Novel Agonistic Anti-OX40 Antibody.Biomolecules 2022, 12(9), 1209丁浮靶点抗体51Structural Study of SARS-CoV-2 Antibodies Identifies a Broad-Spectrum Antibody That Neutralizes the Omicron Variant by Disassembling the Spike TrimerStructural Biology复旦大学抗体52Anti-mesothelin CAR-T immunotherapy in patients with ovarian cancerCancer Immunology, Immunotherapy (2022)南京师范大学抗体53Aptasensing a class of small molecules based on split aptamers and hybridization chain reaction-assisted AuNPs nanozymeFood Chemistry29 August 2022...中国海洋大学DNA54Ricin aptamer screening based on the QSAR model and construction of piezoresistive micro-cantilever aptasensorTalanta18 August 2022...民用nbc防护国家重点实验室DNA55One-step high-throughput detection of low-abundance biomarker BDNF using a biolayer interferometry-based 7D aptasensorBiosensors and Bioelectronics14 July 2026...上海耳鼻喉医院DNA56Biochemical and structural characterization of a KTSC family single-stranded DNA-binding protein from EuryarchaeaInternational Journal of Biological Macromolecules7 July 2022...Chinese PLA General Hospital First Medical CenterDNA57A facile and integrated aptamer-based platform for preliminary and simultaneous screening of group targetsSensors and Actuators B: Chemical3 July 2022...中国海洋大学DNA58A Label-Free Colorimetric Aptasensor Containing DNA Triplex Molecular Switch and AuNP Nanozyme for Highly Sensitive Detection of SaxitoxinJournal of Ocean University of China volume 21, pages1343–1350 (2022　DNA59Optimization of Gonyautoxin1/4-Binding G-Quadruplex Aptamers by Label-Free Surface-Enhanced Raman SpectroscopyToxins 2022, 14(9), 622 https://doi.org/10.3390/toxins14090622海军军医大学DNA60Evolution of Interferon-Gamma Aptamer with Good Affinity and Analytical Utility by a Rational In Silico Base Mutagenesis Post-SELEX StrategyBeijing University of Chemical Technology北京化工大学DNA61CDKN2AIP is critical for spermiogenesis and germ cell developmentCell & Bioscience volume 12Zhongnan Hospital of Wuhan UniversityDNA62Long non-coding RNA DARS-AS1 promotes tumor progression by directly suppressing PACT-mediated cellular stressCommunications Biology volume 5, Article number: 822 (2022)清华大学RNA63An anti-picornaviral strategy based on the crystal structure of foot-and-mouth disease virus 2C proteinCell Reports5 July 2022...Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College多肽64Succinylation Inhibits the Enzymatic Hydrolysis of the Extracellular Matrix Protein Fibrillin 1 and Promotes Gastric Cancer Progressionhttps://doi.org/10.1002/advs.202200546First Affiliated Hospital of Nanjing Medical University多肽65BTApep-TAT peptide inhibits ADP-ribosylation of BORIS to induce DNA damage in cancerMolecular Cancer volume 21, Article number: 158 (2022) 杭州医学院多肽66EGF promotes PKM2 O-GlcNAcylation by stimulating O-GlcNAc transferase phosphorylation at Y976 and their subsequent associationJournal of Biological Chemistry3 August 2022...东北师范大学多糖67A Sulfated Abalone Polysaccharide Inhibited SARS-CoV-2 Infection of Vero E6 Cells In VitroFoods 2022, 11(18), 2865大连工业大学多糖68Research trends in biomedical applications of two-dimensional nanomaterials over the last decade – A bibliometric analysisAdvanced Drug Delivery Reviews12 July 2022...National Center for Nanoscience and Technology垂钓69In situ analysis of nanoparticle soft corona and dynamic evolutionNature Communications volume 13, Article number: 5389 (2022)Institute of High Energy Physics & National Center for Nanoscience and Technology of China垂钓70Morphology-driven protein corona manipulation for preferential delivery of lipid nanodiscsNano Today11 September 2022...上海市静安区中心医院纳米材料71A nanomaterial targeting the spike protein captures SARS-CoV-2 variants and promotes viral eliminationNature Nanotechnology volume 17, pages993–1003 (2022)中国科学院深圳先进技术研究院纳米材料72Glucose sensing by regulator of G protein signaling 1 (RGS1) plays a crucial role in coordinating defense in response to environmental variation in tomato https://doi.org/10.1111/nph.18356浙江大学细胞73Simultaneous Maturation of Single Chain Antibody Stability and Affinity by CHO Cell DisplayBioengineering 2022, 9(8), 360中科院生物物理研究所定量74Re-understanding of structure and anticoagulation: Fucosylated chondroitin sulfate from sea cucumber Ludwigothurea griseaCarbohydrate Polymers5 July 2022...中南民族大学蔗糖75Identifying the Epitopes of Bacillus thuringiensis Cry2Aa Toxin Involved in Cadherin Interaction by a Monoclonal AntibodyApplied Biochemistry and Biotechnology (2022)南京农业大学　76Cryo-EM structure of the human IgM B cell receptorSCIENCE VOL. 377西湖大学

研究背景与成果生物分子的结构解析与相关生物学功能的关联研究已成为现今生命科学的前沿。生物分子存在多级结构，而其结构复杂度的一个重要因素为分子异构。不同的异构分子（Isomers and isoforms）具有相同的化学式和分子量，但化学结构不同。例如，单糖存在多种异构体，包括葡萄糖、果糖、半乳糖等；多糖由单糖两两通过糖苷键相互连接组成，导致出现更为复杂的构造异构（分子中原子或原子团互相连接次序不同，Structural or constitutional isomers）和立体异构现象（连 接 次 序 相 同 但 空 间 排 列 不 同，Spatial isomers or stereoisomers）。离子迁移（Ion mobility, IM）与质谱（Mass spectrometry, MS）联用（IM-MS）分析已经发展为生物分子特别是生物大分子结构解析的一种主要手段，并成为质谱仪器发展的主要方向。IM可以区分MS不能区分的异构体或同重素（Isobars），这一独到的特性对生物分子的结构解析研究十分关键，近年来被广泛用于糖结构、脂质结构、蛋白质结构和活性、蛋白质-分子相互作用等研究中。近年来，多种IM 分析方法被纷纷提出，例如迁移时间 DTIMS （Drift time ion mobility spectrometry）、囚禁式 TIMS（Trapped ion mobility spectrometry）、行波 TWIMS（Travelling wave ion mobility spectrometry） 以及非对称场 FAIMS（Field asymmetric ion mobility spectrometry）等。然而，这些技术均基于低E/N场原理（E/N 30 Td，E代表电场场强，N代表中性气体数密度，Td是Townsend数），分离分辨率一般在40-200，不足以解决目前生物分子异构体解析研究的迫切需求。图1. 离子云扫描分析技术的仪器设置、原理和性能表征。（a）Mini β质谱仪器系统。（b）实验装置示意图。（c）离子云扫描技术原理。强迫振动下的两种异构体离子（紫色和蓝色）的离子轨迹。（d）获得的离子云扫描谱图。针对以上难题，清华大学精密仪器系生物医学仪器与应用研究团队向高E/N场寻求突破离子迁移分析低分辨率的局限，提出一种超高场离子云扫描技术，并在Mini β质谱仪器系统（PURSPEC科技(北京)有限公司）上实现迁移分辨率超过10,000的高分辨IM分析，提升较现有技术水平一个数量级以上（图1）。超高场离子云扫描技术采用强迫振荡的物理原理，在超高场（约1×105 Td）条件下实现异构体离子的离子云分离，通过扫描激发振荡电压可以获得异构体离子的高分辨IM谱图。成果优势利用高场离子云扫描分析技术，对四种二糖异构体 （海藻糖、麦芽糖、纤维二糖和乳糖，图2a）开展了结构分析（图2b），并对乳糖和纤维二糖的混合物进行了离子云扫描分析（图2c），并与传统串联质谱分析（图2d）结果对比。从图2d可见，乳糖和纤维二糖具有到相同的碎裂模式，无法通过串联质谱技术加以区分。但这两种异构体可以通过离子云扫描实现完全分离（图2c）。此外，离子云扫描分析技术也展现出优异的定量分析特性（图2e和2f）。图2. 二糖异构体分析。（a）四种二糖异构体及其（b）离子云扫描谱图。乳糖和纤维二糖混合物的（c）离子云扫描谱图和（d）串级质谱分析谱图。（e）两种二糖标准品及（f）混合物的定量分析结果。离子云扫描技术对各类生物分子异构体具有普遍适用性。如图3所示，该技术同样可分辨脂质和多肽分子异构体。研究工作中，离子云扫描方法展现出多种优点，如分析部件结构简单、操作方便、具有强大的时间/空间串级质谱能力等，可以方便地与多类质量分析器联用，用于设计混合型串联分析质谱仪器，在生物分子复杂结构解析上展现出较好的应用前景。图3. 脂质与多肽异构体分析。（a）脂质异构方式示意图。各种脂质异构体的离子云扫描谱图：（b）sn异构、（c）碳碳双键位置异构和（d）双键顺反异构。（e）多肽的不同翻译后修饰类型及其异构方式示意图。不同翻译后修饰类型的多肽异构体离子云扫描谱图：（f）甲基化、（g）乙酰化和（h）磷酸化。本研究由国家自然科学基金项目和清华大学精准医学科研项目资助。论文第一作者为清华大学精仪系周晓煜副教授，通讯作者为欧阳证教授，其他作者还包括精仪系博士生王卓凡和范菁津，第一完成单位为清华大学精密仪器系精密测试技术与仪器国家重点实验室。这项研究也得到了清华大学化学系瑕瑜教授、精仪系马潇潇副教授与张文鹏助理教授的大力帮助。

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近日，上海之江生物研发的AutraMic mini4800 Plus全自动核酸检测平台获国家药监局批准上市（国械注准：20223221119，简称“小青耕”），成为目前体积最小、自动化程度更高的一体化磁珠法+荧光PCR核酸检测系统。以快制快已成为防控共识，提高核酸检测的速度，不应单纯局限于加大人手，要提高核酸检测实验室全自动工作效率，要利用科技赋能抗疫速度。上海之江生物“小青耕”可实现100%核酸检测“样本进、结果出”，集成多项黑科技，具有以下技术优势：全自动、无人值守在一台“小青耕”中，可以自动化完成样本管开关盖、移液前处理、纳米磁珠法核酸提取、PCR体系构建、荧光PCR扩增等核酸检测全流程，即可实现无人值守：“样本进，结果出”。检测过程人员与样本零接触，可有效规避因人员疲劳等导致操作失误的风险，缓解目前核酸检测专业人员数量不足问题。高效率、快速检测“小青耕”搭载了48个PCR扩增反应孔，可在2小时内完成48管样本的检测。如果搭配20混1方案，2小时内至少可完成960人份样本。“小青耕”单次检测通量1-48样本灵活设置，可有效提高门、急诊核酸筛查与复核效率，缓解人员不足的突出矛盾。可快速提升医疗机构、疾控中心、机场口岸等的全自动核酸检测能力。省空间、高度安全“小青耕”将核酸检测流程的各模块高度集成，占地面积小于0.4㎡，极大程度节约实验室紧张的空间，有限空间内最大程度提升核酸检测能力。同时搭载全封闭负压系统、紫外消杀和HEPA高效过滤系统，达到生物安全二级标准，全面保护检验人员操作安全。

文/Tosoh Bioscience应用专家Jonas Wege 单克隆抗体是目前生物制药行业中成熟的靶向分子，适用于治疗各种疾病，且生产便捷、易于放大。然而，生物制药的创新者并没有安于现状，而是不断推动当前疗法背后的科学进步。抗体片段是目前最具前景的一种形式，不仅能够改善靶向点位，还能够提高亲和结合力。另外，工程技术的不断进步也推动了抗体片段重组生产变得更加经济。抗体片段是相对较新的技术，正确的分析和纯化对于为患者提供安全、有效的治疗至关重要。我们的生物制药合作伙伴不仅信赖Tosoh Bioscience高质量的色谱解决方案；他们还相信我们的专家能够帮助他们开发最具性价比效益的工艺流程。 减轻负担生物制药厂家一直致力于在抗体捕获阶段生产更高浓度的产品，继而保证后续所有操作（包括精制）具有更高的成本效益和时间效率。然而这是一个史无前例的挑战，因为片段无法与Protein A（依赖于Fc结合）等传统层析填料结合。目前来说，Protein L是应对这类纯化挑战的第一选择。Protein L填料基质表面的蛋白质通过Kappa轻链（存在于许多抗体片段中）与抗体结合来清除杂质。尽管Protein L非常适合纯化抗体片段，但与Protein A相比，Protein L仍然属于一种新型的层析介质。开发人员报告称，传统的Protien L填料表现出的动态吸附载量更低。简而言之，最终只有少量的靶向分子能够吸附到层析柱中，进而限制了层析柱的性能，导致抗体捕获步骤更加昂贵、更加费时。制造商面临的另一个潜在难题是填料在重复清洗过程中的化学稳定性较低。层析柱运行后，通常需要使用碱性溶液进行清洗。然而，传统Protein L填料化学稳定性差，往往会导致性能部分损失。为应对该问题，就需要在清洗少量次数后更换填料，导致成本升高、工作量增加。 为了应对挑战，东曹开发了一种行业领先的耐碱性Protein L层析填料——Toyopearl AF-rProtein L-650F。其设计首先考虑到了高动态吸附载量，意味着层析柱中的填料能吸附更多蛋白，纯化相同数量靶向分子需要的运行次数更少。事实上，我们的Protein L亲和填料对Fab的动态结合载量在任何驻留时间内都至少是其他市售填料的两倍以上，这显然更有助于提高生产效率和生产力。我们不仅研究了填料在抗体片段捕获步骤中的性能，还探讨了填料在整个纯化过程中的可重复使用性。由于提高了填料的耐碱性，因此可以在同一色层析柱上运行多次纯化循环。最后，我们还针对不同的清洗方案进行了广泛的试验，加上我们在填料方面的专业知识，极大地提高了产品的纯度和填料的寿命。因此，我们的生物制药合作伙伴所需的填料更少，能够将更多资源用于开发最有效的工艺过程，并且借助我们的专业知识尽快完成工艺开发。 成功背后的科学虽然我们的Protein L填料促进了抗体片段捕获工艺的革新，同时我们也认识到了持续改进的迫切性，对东曹来说，这意味着我们将持续专注于高质量的研发。事实上，不论是我们内部的独立研究，还是与外部伙伴的合作，我们一直奋战于多个更加广泛的研究项目，旨在优化整个工艺流程的生产效率。比如，目前我们正在评估如何将Protein L介导的捕获步骤转移到连续流色谱中。我们期望这种具有成效的、高效的选择能够为我们的客户带来无限可能。 最重要的是，东曹始终致力于开发更加高效的抗体片段纯化解决方案。凭借悠久的历史经验和丰富的技术专长，我相信我们是寻求节省成本和提高生产率的药物研发公司的最佳合作伙伴。解决方案 Wacker Biotech（瓦克生物技术）是WACKER Group下属的负责生物制药业务的公司。该公司在使用大肠杆菌作为表达系统生产抗体片段方面有着多年的经验。但这一过程并非没有挑战。这里，Wacker Biotech的业务发展经理Ilona Koebsch和下游工艺专家Thomas Walther就该公司面临的一些生产挑战，以及东曹是如何协助其开发解决方案方面进行了阐述。 最有趣的抗体片段亚型是什么？ Koebsch：抗体片段的尺寸、结构和功能各不相同。但是，从治疗角度来看，Fab和所有包含抗原结合位点的变体算得上是最有趣的抗体片段技术的代表。值得注意的是，片段尺寸足够小，才能穿透组织，这对于许多治疗和免疫组织化学来说是必不可少的。另外，由于这些片段相对较小，使用原核表达系统（如大肠杆菌）进行生产也更加容易，更加经济。生产Fab面临的主要挑战是什么？ Walther：根据结构的不同，Fab既可以是可溶性的，也可以组装成包涵体（聚集的结合蛋白）。生产厂家还必须在发酵及下游工艺中保持其折叠和结构，确保Fab具有生物活性。对于上游工艺，主要任务始终是找到表达系统（宿主和质粒）和培养参数的最佳组合，以实现高效、稳健的生产工艺。但是，在我看来，最关键的挑战是找到合适的模型来模拟特定结果，或是在实验室规模下模拟大规模生产过程。在下游工艺中，挑战主要包括样品结构的复杂性、开发时间的长短以及亲和填料对大多数常见清洗方案的低耐受性。WACKER是如何应对这些挑战的？ Koebsch：WACKER开发了两种独特的基于大肠杆菌的表达系统，能够高效生产不同的抗体片段。ESETEC是一种独特的表达系统，可控制发酵液中正确折叠的重组蛋白产品的分泌。简而言之，这有助于简化初级回收和纯化过程，从而降低产品成本。我们还针对疏水性抗体片段开发了FOLDTEC技术。该技术包括高效的大肠杆菌菌株、不含抗生素与噬菌体的质粒保持系统，以及全面的复性技术。我们没有相关的专利技术来解决下游工艺中存在的难题。高通量、良好的分辨率、低背压、易于操作（就柱填料而言）、洗脱时间短、使用寿命长、非特异性吸附低，这一切对于层析填料来说都是必不可少的！东曹是如何协助WACKER应对这些挑战的？ Walther：我们在一个项目中使用了我们以前的首选填料，但由于吸附载量太低而失败了。此时，我们在WACKER其他分公司同事的推荐下，使用了东曹的AF-rProtein L-650亲和填料。我们将东曹的填料与其他三种声称可以特异性结合Kappa轻链的填料进行了比较。我们发现，AF-rProtein L-650填料的结合能力明显高于竞品（约3倍），而且目标蛋白的回收率也更高。同时，蛋白杂质的含量也是测试填料中最低的。最后，AF-rProtein L-650的流速也明显优于其他测试填料，这使我们能够用更小的柱体积来装填填料，为我们的客户带来了真正的成本优势。我们还得到了东曹填料和技术销售专家的大力支持，在为填料产品选择合适型号的层析柱方面获得了建设性的建议。很明显，东曹Protein L对于其他同类填料是一个强大的竞争对手，它应该会让其他供应商重新考虑他们当前的产品阵容。文章来源：The Medicine Maker：https://themedicinemaker.com/fileadmin/issues/1021_TMM_Issue.pdf

存在于肺泡内液气界面的肺表面活性物质的生理意义有：防止肺水肿、维持大小肺泡的稳定性和降低吸气阻力。肺表面活性物质还有减弱表面张力对肺毛细血管中液体的吸引作用，防止液体渗入肺泡（肺水肿）。根据Laplace定律，P=2T/r（P是肺内的压力，T是肺泡表面张力，r是肺泡半径）。假设大、小肺泡的表面张力一样，那么肺泡内压力肺泡半径成反比，大的肺泡，压力小；小的肺泡，压力大。如果这些肺泡彼此连通，小肺泡塌陷，大肺泡膨胀，肺泡将失去稳定性。但实际并未发生这种情况，这因为肺泡存在着表面活性物质→降低肺泡表面张力→防止小肺泡的塌陷+防止大肺泡的膨胀破裂，保持大小肺泡的稳定性，有利于吸入气在肺内得到较为均匀的分布。此外，肺泡表面活性物质能降低表面张力，即促进肺扩张→降低吸气阻力。肺弹性阻力使肺具有回缩倾向，故成为肺扩张的弹性阻力，肺组织的弹性阻力仅约占肺总弹性阻力的1/3，而表面张力的约占2/3。因此，表面张力对肺的张缩有重要的作用。肺弹性阻力的来源：肺弹性阻力来自肺组织本身的弹性加回缩力和肺泡内侧的液体层同肺泡内气体之间的液-气界面的表面张力所产生的回缩力。肺充气时，在肺泡内衬液和肺泡气之间存在液-气界面，从而产生表面张力。球形液-气界面的表面张力方向是向中心的，倾向于使肺泡缩小，产生弹性阻力。肺泡表面活性物质由肺泡Ⅱ型细胞合成并释放，分子的一端是非极性疏水端，另一端是极性亲水端，是复杂的脂蛋白混合物，主要成分是二棕榈酰卵磷脂(DPPC）。DPPC分子垂直排列于液-气界面，单分子层分布在液-气界面上，并随肺泡的张缩而改变其密度。肺泡表面活性物质的密度越大，降低表面张力的作用越强。成年人患肺炎、肺血栓时，表面活性物质减少→表面张力↑→肺泡塌陷→肺不张。初生儿因缺乏表面活性物质，发生肺不张和肺泡内表面透明质膜形成，造成呼吸窘迫综合症，导致死亡。现在已可应用抽取羊水并检查其表面活性物质含量的方法，协助判断发生这种疾病的可能性，采取措施，加以预防。例如，如果含量缺乏，则可延长妊娠时间或用药物（糖皮质类固醇）促进其合成。

高 分 文 献 解 读前列腺癌是全球男性最常见的癌症之一。早期、低级别的癌症可以通过手术或放射成功治疗。对于患有前列腺以外的高级别肿瘤的患者，标准治疗与雄激素治疗相结合。雄激素消融阻断前列腺肿瘤赖以生长和存活的男性激素，最初是有效的；然而，在没有雄激素的情况下，前列腺癌会再次生长，并发展为更具侵袭性的形式，称为去势抵抗型前列腺癌（CRPC）。抗去势前列腺癌患者不可避免地会对抗雄激素疗法产生耐药性，部分原因是雄激素受体（AR）突变或剪接变体能够恢复AR信号。上海奕拓生物和上海中国科学院生物与化学交叉研究中心朱继东/朱光亚团队合作的研究显示配体活化的AR可以形成转录活性的聚合物。AR的结构化和非结构化区域都有助于AR的有效相分离，无序N端起主要作用。AR液-液相分离行为具有转录活性和抗雄激素功效。抗雄激素可以以配体独立的方式促进AR抗性突变体的相分离和转录活性。该研究进行了基于相分离的表型筛选，并鉴定了ET516分子，ET516特异性破坏AR聚合物，有效抑制AR转录活性，并抑制表达AR抗性突变体的前列腺癌细胞的增殖和肿瘤生长。研究的结果表明液-液相分离是一种新的耐药机制，并表明靶向相分离可能为药物发现提供一种可行的途径。https://doi.org/10.1038/s41589-022-01151-y在这项研究中，来自于NanoTemper的微量热泳动MST互作技术以及nanoDSF蛋白稳定性技术发挥了重要的作用。图注：微量热泳动(MST)实验，作者用AR (NTD，1-555aa)–mEGFP蛋白与不同浓度的ET516（蓝色）以及Enza（红色）孵育进行MST实验。mEGFP蛋白用作阴性对照（绿色）。使用亲和力分析软件拟合数据。结果表明，ET516与NTD的亲和力Kd值25µ M，表明ET516可以作为很好的候选分子。图注：与ET516孵育的AR AF-1（144-450 aa，0.3 mg/mL）中的TSA测定加热过程从25℃增加到81.5℃，升温速率为1℃/min。记录发射强度比（Em350nm\/Em330nm），分析荧光强度比（左图）和一阶导数（右图）。 监测蛋白内源荧光的nanoDSF实验显示，ET516处理后AR AF-1中的荧光比率呈剂量依赖性下降，进一步证实了ET516和AF-1的相互作用。热位移TSA结果表明，AF-1是典型的固有无序蛋白，其在加热过程中没有明显的发射强度变化；然而，与ET516孵育诱导了AF-1熔化温度的剂量依赖性变化，表现为球状蛋白，表明ET516与重新分布后稳定的构象AF-1结合。Promethus系列仪器通过内源荧光检测，无需加入染料，对缓冲液没有要求，高精准的检测精度可以保证即使是极小结构变化造成的Tm值shift都可以很好表征。 对于固有无序蛋白，因为其蛋白的无序性的特性，其他常规方法难以进行检测。在这篇工作中，通过MST技术及nanoDSF技术，很好的筛选到目的分子。Monolith系列分子互作仪基于MST技术，不依赖于分子量的改变，蛋白用量少，对于蛋白聚集耐受度高，可以轻松表征不同类型的分子间相互作用。生物分子互作仪 Monolith XPromethus系列仪器，以nanoDSF技术为核心，通过检测蛋白内源荧光监测蛋白的稳定性，该技术检测蛋白浓度宽泛，低浓度也可轻松表征，媲美DSC的高精准检测结果，快速高通量的检测速度，在小分子筛选上具有不可比拟的优势。蛋白稳定性分析仪 PR Panta

生物分子的结构解析与相关生物学功能的关联研究已成为现今生命科学的前沿。生物分子存在多级结构，而其结构复杂度的一个重要因素为分子异构。不同的异构分子(Isomers and isoforms)具有相同的化学式和分子量，但化学结构不同。例如，单糖存在多种异构体，包括葡萄糖、果糖、半乳糖等 多糖由单糖两两通过糖苷键相互连接组成，导致出现更为复杂的构造异构(分子中原子或原子团互相连接次序不同，Structural or constitutional isomers)和立体异构现象(连 接 次 序 相 同 但 空 间 排 列 不 同，Spatial isomers or stereoisomers)。　　离子迁移(Ion mobility, IM)与质谱(Mass spectrometry, MS)联用(IM-MS)分析已经发展为生物分子特别是生物大分子结构解析的一种主要手段，并成为质谱仪器发展的主要方向。IM可以区分MS不能区分的异构体或同重素(Isobars)，这一独到的特性对生物分子的结构解析研究十分关键，近年来被广泛用于糖结构、脂质结构、蛋白质结构和活性、蛋白质-分子相互作用等研究中。近年来，多种IM分析方法被纷纷提出，例如迁移时间DTIMS(Drift time ion mobility spectrometry)、囚禁式TIMS(Trapped ion mobility spectrometry)、行波TWIMS(Travelling wave ion mobility spectrometry)以及非对称场FAIMS(Field asymmetric ion mobility spectrometry)等。然而，这些技术均基于低E/N场原理(E/N 30 Td，E代表电场场强，N代表中性气体数密度，Td是Townsend数)，分离分辨率一般在40-200，不足以解决目前生物分子异构体解析研究的迫切需求。　　针对以上难题，清华大学精密仪器系生物医学仪器与应用研究团队向高E/N场寻求突破离子迁移分析低分辨率的局限，提出一种超高场离子云扫描技术，并在Mini β质谱仪器系统(PURSPEC科技(北京)有限公司)上实现迁移分辨率超过10,000的高分辨IM分析，提升较现有技术水平一个数量级以上(图1)。超高场离子云扫描技术采用强迫振荡的物理原理，在超高场(约1×105Td)条件下实现异构体离子的离子云分离，通过扫描激发振荡电压可以获得异构体离子的高分辨IM谱图。　　　　图1.离子云扫描分析技术的仪器设置、原理和性能表征。(a)Mini β质谱仪器系统。(b)实验装置示意图。(c)离子云扫描技术原理。强迫振动下的两种异构体离子(紫色和蓝色)的离子轨迹。(d)获得的离子云扫描谱图　　利用高场离子云扫描分析技术，对四种二糖异构体(海藻糖、麦芽糖、纤维二糖和乳糖，图2a)开展了结构分析(图2b)，并对乳糖和纤维二糖的混合物进行了离子云扫描分析(图2c)，并与传统串联质谱分析(图2d)结果对比。从图2d可见，乳糖和纤维二糖具有到相同的碎裂模式，无法通过串联质谱技术加以区分。但这两种异构体可以通过离子云扫描实现完全分离(图2c)。此外，离子云扫描分析技术也展现出优异的定量分析特性(图2e和2f)。　　　　图2. 二糖异构体分析。(a)四种二糖异构体及其(b)离子云扫描谱图。乳糖和纤维二糖混合物的(c)离子云扫描谱图和(d)串级质谱分析谱图。(e)两种二糖标准品及(f)混合物的定量分析结果　　图3.脂质与多肽异构体分析。(a)脂质异构方式示意图。各种脂质异构体的离子云扫描谱图：(b)sn异构、(c)碳碳双键位置异构和(d)双键顺反异构。(e)多肽的不同翻译后修饰类型及其异构方式示意图。不同翻译后修饰类型的多肽异构体离子云扫描谱图：(f)甲基化、(g)乙酰化和(h)磷酸化　　离子云扫描技术对各类生物分子异构体具有普遍适用性。如图3所示，该技术同样可分辨脂质和多肽分子异构体。研究工作中，离子云扫描方法展现出多种优点，如分析部件结构简单、操作方便、具有强大的时间/空间串级质谱能力等，可以方便地与多类质量分析器联用，用于设计混合型串联分析质谱仪器，在生物分子复杂结构解析上展现出较好的应用前景。　　该研究成果近日以“超高场离子云扫描技术实现高分辨生物分子异构体分析研究”(High-Resolution Separation of Bioisomers Using Ion Cloud Profiling)为题发表在《自然通讯》(Nature Communications)上。　　论文第一作者为清华大学精仪系周晓煜副教授，通讯作者为欧阳证教授，其他作者还包括精仪系2020级博士生王卓凡和范菁津，第一完成单位为清华大学精密仪器系精密测试技术与仪器国家重点实验室。研究得到了清华大学化学系瑕瑜教授、精仪系马潇潇副教授与张文鹏助理教授的大力帮助。该研究由国家自然科学基金项目和清华大学精准医学科研项目资助。　　论文链接：　　https://www.nature.com/articles/s41467-023-37281-7

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.

p style="text-align: center "img title="001.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/c0290159-fbc4-4ab5-91e7-f62c88308bf5.jpg"//pp　strong　新闻事件/strong/pp　　昨天基因泰克宣布将与DiCE Molecules合作开发小分子药物。DiCE的技术平台是DNA编码化合物库(DEL)合成、指导演化、组合化学的复合体，从几亿到上十亿的化合物开始、利用独特优化系统号称可以为任何靶点找到类药配体。这个合作主要研究现在公认的非成药靶点。根据协议，DiCE将获得一定首付和各种里程金，但具体金额都没有公开。/pp　　strong药源解析/strong/pp　　DiCE 是斯坦福大学Pehr Harbury教授于2013年创建的新技术公司，主要利用DEL技术搜索化学空间，为困难靶点寻找小分子配体。去年已经与赛诺菲签订了5年、最多12个靶点的合作计划，获得5000万首付和潜在每个靶点1.8亿各种里程金(总额可达23亿)。昨天是第二次与大药厂合作。/pp　　第一代DEL只是用DNA作为一个条形码记录每个化合物的合成历史。这与其它条形码、如不同长度的烷烃没有本质区别，但因为DNA可以通过PCR放大所以反应可以用很少量反应物、因此DEL库可以非常大，上10亿的库并不困难。后来David Liu等人利用DNA的互补双链不仅标记反应物、还可以作为模板控制哪些反应物参加反应。Liu创建了Ensemble并与多家大药厂合作开发困难靶点药物，但今年宣布解散。DEL到目前为止最大的成功据我所知是葛兰素的RIP抑制剂。这个发现不仅利用了DEL，而且还有很多其它最前沿的药物化学技术，值得大家学习一下(这里)。找到的RIP抑制剂选择性和其它性质在激酶抑制剂里确实非常优秀。/pp　　DiCE的平台虽然细节很少，但号称是加上筛选压力和遗传变异机制。选择压力比较容易想象，所有筛选平台都要找到个别“适者”、多数情况下就是与靶标蛋白结合的化合物，然后淘汰绝大多数不合时宜的化合物。DiCE的平台是多轮DEL合成。所谓遗传大概是指保留苗头化合物的需要性质，变异则应该是改变分子的某个模块。和天然蛋白只有20个氨基酸不同，DEL的模块可以远远多于20个。这个过程也可能重复合成第一代化合物库里面已经包括的化合物，但更系统的SAR可以增加筛选准确性(去除假阳性、回收假阴性)。/pp　　DEL可以在更广阔化学空间更高效筛选先导物，但适合DEL的化学反应是有限的、每个化学反应可以买到的起始原料是有限的。DEL涵盖的空间很大、但对寻找新药不一定最重要。虽然很多技术号称可以合成天然产物类似物，但多数只能合成简单的分子类型，DiCE似乎还只能合成多肽类似物。当然更重要的障碍是筛选压力(即优化系统)。优化指标现在还基本是一本糊涂账，我们即不知道哪些性质候选药物需要有、也不知这些万里挑一的化合物有哪些致命隐私。对于抗体药物选择性可以比较可靠地假设已经合格，但小分子药物城府要深得多，经常在关键时刻才交代脱靶活性。虽然GSK的RIP1抑制剂说明DEL可能非常有用，但Ensemble的倒闭也说明DEL也只是诸多技术中的一个。/pp/p

p　　2017年11月2日，中国食品协会、中国酒业协会和江南大学在北京共同举办“中国传统白酒研究重大突破”新闻发布会，江南大学副校长徐岩教授发布了中国白酒一项突破性研究成果：首次在国际上检测并鉴定了中国传统白酒中的非挥发性脂肽化合物地衣素lichenysin，其中在董酒中发现的含量最高。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/34a26128-9ac6-42fd-b47b-390f3cde3498.jpg" title="1_副本.jpg"//pp style="text-align: center "参加发布会的嘉宾，左起为：秦含章、徐岩、王延才、马勇、蔡友平/pp　　这是继在中国传统白酒中发现萜烯类化合物等生物活性成分后又一重要科研发现，这一科研发现不仅揭示了脂肽化合物具有抗癌，平衡的独特而丰富的生物活性作用，也从现代科学手段证实了中国白酒独特的健康价值。中国白酒泰斗秦含章参加发布会并表示：江南大学的重大研究突破，对整个中国白酒产业未来将产生非常积极的影响。/pp　　strong中国传统白酒中首次检测出脂肽化合物地衣素(lichenysin)/strong/pp　　据悉，徐岩在一次偶然的机会下发现了芽孢杆菌在低水活度下呈现出的细胞状态，其外层上有一层膜。后来研究发现，这是白酒固态发酵中，菌类聚集式生长过程中产生了脂肽化合物地衣素。研究表明，脂肽化合物能够与白酒中的小分子风味物质发生分子间相互作用，从而影响风味物质的挥发和白酒的风味特征。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/3905ece4-7050-42ec-be2f-dc1b679cc839.jpg" title="2_副本.jpg"//pp style="text-align: center "江南大学副校长徐岩教授/pp　　江南大学从2005年开始，就开展中国传统白酒与健康的关系研究。课题组从中国传统白酒独特的酿造工艺着手，选取15个香型各异的典型代表酒样，采用液质联用多反应监测方法(MRM)，对不同白酒中地衣素的含量进行定量分析。徐岩说，“我们通过运用现代科学检测手段发现，董酒中的地衣素含量远远高于其它酒达到111.74 μg?L-1。由于国外酒的发酵蒸馏方式不同，所以没有酯肽类物质。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/876b3f5b-4d22-4475-a720-5757459fbe77.jpg" title="3_副本.jpg"//pp　　strong董酒中非挥发的脂肽化合物具有抗癌、健康、平衡的作用/strong/pp　　董酒中脂肽化合物含量最高，则与董酒独特的酿造工艺有关。拥有国家保密配方和保密工艺的董酒，采用纯粮固态发酵酿造，秉承传统中医理论的基础上，融汇130多味名贵本草入曲制酒，后续还有一系列酿造工艺，使各种成分互相浸润、发酵，再通过蒸馏、陈酿、勾调等环节，最终形成独特的香味和口感。之前江南大学从董酒中检测到52种萜烯类化合物，并形成《科学认识中国白酒中的生物活性成分》报告。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/dd5525ea-023f-4be9-b2d7-6238105094c2.jpg" title="4_副本.jpg"//pp　　江南大学副校长徐岩教授在新闻发布会上再次重申了董酒的健康价值。他表示，对董酒的成分及香型奥秘的科学解析，一直是酿酒行业研究关注的重点，科研越深入，越能发现董酒的神奇。萜烯类化合物和脂肽类化合物的发现更加应证了董酒的健康价值属性。对董酒的研究不仅见证着这一国密的健康属性，更重要的是，这证明董酒经过上千年积累的国密配方在世界酿酒工艺中有着不可取代的独特性。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/6a5ff724-ec9e-43d4-bd7d-89913128eb8d.jpg" title="5_副本.jpg"//pp　　strong脂肽化合物的发现，将助力白酒行业向年轻化、大众化、健康化的转型/strong/pp　　纵观国内外，在各大酒种的科研上，中国传统白酒一直缺少在健康的科学性和科学奥秘上的重大突破。反而，全球各种研究机构在葡萄酒功能成分的研究上非常深入。/pp　　如何全面认识中国白酒酿造的科学性，如何科学地认识其特殊的生物活性成分、复杂的成分体系及其产生机理、功能机理，一直是整个白酒产业需要共同面对的课题，只有深入的科学研究，才能让全世界的消费者真正认识中国白酒，科学饮用中国白酒，从而促进中国白酒的科学和可持续化发展，同时推动中国白酒的国际化。江南大学在中国传统白酒中首次发现脂肽类化合物，将从科学研究上，为中国白酒产业向年轻化、大众化、健康化、国际化的重要转型提供重要助力。/p

小分子作为分子量小于 1000 道尔顿的化合物，在生命活动中发挥着重要的作用。对小分子进行检测和分析，无论是在生物医学领域，还是在疾病的早期诊断中，都是非常必要的。目前，市场上已出现不少小分子检测方法，包括光谱学、电化学等技术，但它们也同时存在着各种缺点，比如操作复杂、通量小、设备昂贵等。与上述传统的检测技术相比，场效应晶体管（field-effect transistors，FET）这种传感器平台则具有诸多优点，如灵敏度高、响应速度快、即时检测等。在该平台中，石墨烯作为导电通道，当其与小分子相互作用时，和电荷转移相关的化学掺杂效应会改变它的电势，导致石墨烯 FET 通道的电导发生实时变化。其中，必须说明的是，小分子的电荷量或分析物的氧化还原性，对化学门控调制起着决定性作用。也就是说，这种晶体管传感器，更适用于检测那些带电量较多的分子，而无法很好地检测那些电荷很少、且氧化还原性能较弱的小分子。复旦大学魏大程研究员带领的课题组，以新型场效应晶体管材料的研发为研究重点（课题组主页：www.weigroupfudan.com）。近期，该课题组发现了一种光化学门控效应，可以通过引入额外的光门控调制，来提高小分子的检测灵敏度。基于此，他们在石墨烯 FET 通道上，生长了具有良好光敏性的共价有机框架材料，能够吸收大量的光能量，并产生丰富的光电子，进而放大对化学信号的电流响应。图丨团队合照（来源：魏大程）接着，该团队采用光门控和化学门控协同的策略，开发了一款光增强化学晶体管传感器，实现对不同小分子，包括中性分子在内的高灵敏检测。利用该器件，他们成功检测到由细胞产生的、浓度低于 10−19M 的二羰基代谢物甲基乙二醛（methylglyoxal，MGO），至少比现有的技术低 5 个数量级。需要说明的是，MGO 是糖尿病、心血管病等疾病的重要参与分子，此前传统的小分子检测方法，很少能够实现对浓度低于 10−9M 的 MGO 的检测。在检测 MGO 的基础上，该器件还可以通过在共价有机框架材料上设计活性位点的方式，实现对其他具有不同电荷性质的小分子的检测。并且，对共价有机框架材料的分子结构进行调整，还能满足对其他疾病标志物的检测，比如蛋白质、离子、核酸等。图丨光增强化学晶体管（来源：Journal of the American Chemical Society）据魏大程介绍，该研究开始于 2018 年左右，整个过程持续了两到三年时间。“我们先是发现了一些光增强的电学响应信号现象，但并不清楚其中的机理，后来做了很多对比实验，同时也进行反复的讨论分析，才明白其实际上是光栅效应和化学效应的协同作用导致的。”他说。同时，他也表示：“我们利用光增强技术的好处是，能够对信号放大，使晶体管传感器发展成一个通用平台，既可以检测带电量较高的小分子，也可以检测带电量较低的小分子。”图丨光增强化学晶体管（来源：Journal of the American Chemical Society）2023 年 4 月 25 日，相关论文以《用于小分子超灵敏检测的光增强化学晶体管平台》（Photo-Enhanced Chemo-Transistor Platform for Ultrasensitive Assay of Small Molecules）为题在 Journal of the American Chemical Society 上发表[1]。图丨相关论文（来源：Journal of the American Chemical Society）复旦大学硕士研究生王乾坤、艾昭琳为该论文的共同第一作者，复旦大学魏大程研究员为论文的通讯作者。整体来看，该研究拓宽了晶体传感器平台的应用范围，具有快速、易于操作、高灵敏等优点的传感器件，有望在生物医学研究、健康监测和疾病诊断中实现应用。魏大程表示：“我们实验室主要想将晶体管传感器与医疗相结合，开展一些生化检测方面的研究。不过，实现小分子检测只是研究的一部分，这里面还有许多科学问题和技术问题有待解决。比如，我们想实现对癌症的检测。虽然这方面也已经有了很多相关技术，但在进一步提高检测的准确性上还有研究的空间，所以接下来我们也计划朝着这个方向进行探索。”此外，生化传感领域，尤其是晶体管传感技术，目前尚处于实验室阶段，现在，临床上还没有在大规模使用的产品。该团队也正在和相关企业进行交流，希望能够基于所开发的技术，打造一些具有较强实用性的产品，推动产业领域的应用。

微生物在日常生活中应用无处不在。它们黏附在表面上并繁殖成细胞群，这会产生严重的问题，特别在食品工业和卫生应用方面。Zeta电位分析可以给高分子化合物中添加剂引入官能团的检测提供方法。免维护的无菌表面是满足长期抗菌活性很有前途的战略。仅仅通过接触的聚合物抗菌活性机理尚未被理解，但是众所周知的是正电荷发挥着很重要的作用。SurPASS™ 3 用于固体表面电荷分析就四种聚丙烯和聚2-噁唑啉衍生物的共混物的抗菌活性和表面Zeta电位进行了分析测试。含有pN100的复合物平板的IEP（等电点）为pH 8.7，而含有pN50A50 和 pN25A75的复合物平板的IEP点都在pH 13.5。因此IEPs表明阳离子官能团在表面存在。可调狭缝样品槽抗菌活性对不同微生物的抑制可由含有小数量的pN25A75 和 pN50A50及Zeta电位测量得到的IEPs的相关性观察到。安东帕中国总部销售热线：+86 4008202259售后热线：+86 4008203230官网：www.anton-paar.cn在线商城：shop.anton-paar.cn

01研究背景尿酸盐，是尿酸在人体存在的主要形式，也是血清中的强效抗氧化剂，在清除活性氧方面起着关键作用。然而，尿酸盐的过度积累（也称为高尿酸血症）是导致痛风发生的主要风险因素。在肾小管上皮细胞基底膜上，尿酸转运体GLUT9蛋白可以将尿酸从细胞转运至血液，提升血液中的尿酸含量，是一个非常有潜力的药物研发靶点。然而，由于缺乏强选择性且高效力的抑制剂，开发一种针对GLUT9有效且安全的可以用来治疗痛风的药物仍然是一个很大的挑战。这次我们带来的这篇文献，借助NanoTemper公司的专利微量热泳动（MST）技术--无标记检测方式成功揭示了GLUT9蛋白与其底物尿酸 (UA) 和天然小分子抑制剂芹菜素 (API) 结合的分子机制，为后续的相关药物设计和优化奠定了重要基础。https://doi.org/10.1038/s41467-024-49420-9IF: 14.7 Q1 IF: 14.7 Q1 02研究内容深圳转化医学研究院潘孝敬团队联合清华大学和西湖大学等单位在解析了GLUT9-UA复合物的基础上，通过MST技术分别测定GLUT9不同突变体与底物UA的结合亲和力，深入分析和验证了GLUT9与底物UA的相互作用。还通过将只转运葡萄糖的GLUT1替换 GLUT9的对应残基，使用MST测定亲和力，揭示了GLUT9的独特底物偏好性的分子基础。图1：MST实验测定GLUT9突变体与尿酸的结合亲和力。结果表明，N333A、E364A、Y327A和W336A的结合亲和力降低，可验证其为关键结合位点。图2：MST实验测定尿酸与GLUT9替代体（来自GLUT1的对应位点替换）的结合亲和力。结果表明，L332I 对尿酸盐结合的影响很小，而 W336F 和 Y327Q显著降低的结合亲和力表明其在确定底物偏好方面发挥关键作用。此外，由于GLUT9与高尿酸血症、痛风等相关疾病具有高度关联性，GLUT9蛋白的特异性小分子抑制剂也是目前研究的热点。 因此，课题组以具有一定选择性，且结合力相对高的天然小分子API为例（IC50=0.69 ±0.11 μM），使用MST微量热泳动技术验证了GLUT9蛋白与API分子的结合。GLUT9蛋白分子量为60 kDa，而API的分子量仅为270Da，分子量相差200倍，如若课题组使用仅其他基于分子量变化的互作技术进行检测，则可能会因信噪比低的问题而检测不到结合。 得益于MST检测技术不依赖于分子量的改变，并且通过无标记的检测方式就可以在溶液中直接检测蛋白与小分子的相互作用，因此有效避免了固定蛋白干扰其检测活性，成功验证了API分子在GLUT9蛋白中的结合和抑制作用效果（图3），同时也揭示了小分子对GLUT9蛋白抑制作用的分子机制，为后续的相关药物设计和优化奠定了基础。图3：MST实验测定了GLUT9突变体与API的结合亲和力。结果表明，N458A、Y327A、W336A 和 C427A 的结合亲和力显著降低，表明其为影响结合的关键位点，而I209A 和 E364A 对 API 结合无显著影响。03技术优势在这篇研究中，通过MST技术成功揭示了GLUT9蛋白与其底物尿酸 (UA) 和天然小分子抑制剂芹菜素 (API) 结合的分子机制，在检测时无需对GLUT9蛋白进行标记或固定处理，通过检测蛋白内源荧光的变化来进行分子互作亲和力的检测。Monolith系列仪器不依赖于分子量的改变，蛋白用量少，受缓冲液体系限制小，可以在溶液中表征GLUT9蛋白与小分子的亲和力，在小分子结合机制研究中有显著优势。Monolith分子互作检测仪 直接在溶液中检测亲和力，无需固定 无惧分子量的变化，轻松检测各种类型小分子 检测一个Kd仅需10min 无微流控系统，无需清洗维护

我们今天要研究的赛道，是一条增长潜力强劲，颇受各界关注的产业链——分子诊断。相比于发展成熟的免疫诊断、生化诊断等技术，分子诊断处于快速成长期，是体外诊断领域发展最快的细分领域，具有检测时间短、灵敏度高、特异度强等优势。据有关数据显示，2013 年- 2019 年，我国分子诊断市场规模由 25.4 亿元增长至 132.1 亿元，年复合增长率达 31.63%，增速约为全球的 2.6 倍。在政策利好、精准医疗需求推动下，特别是在新冠肺炎病毒检测的带动下，分子诊断行业发展提速，相关产品呈现井喷式出现。行业发展欣欣向荣，呈现出的新趋势值得业内人士重点关注。临床潜力进一步释放，从肿瘤伴随诊断拓展至肿瘤早筛在临床端，分子诊断可应用于感染性疾病检测、肿瘤个性化诊疗、血液筛查、产前筛查、遗传病诊断、药物代谢基因组学等领域。其中，分子诊断在传染性疾病检测、肿瘤诊疗等赛道的应用潜力将进一步加大。感染性疾病检测是分子诊断最为成熟的赛道，其中病毒性肝炎检测市场份额占比高，HPV 检测在近年快速兴起。2020 年，在新冠肺炎疫情影响下，呼吸道病原体检测成为了新的增长点。呼吸道病原体检测能快速诊断多重呼吸道病原体感染，也能与新型冠状病毒肺炎相鉴别。《国家新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第八版）》指出，新型冠状病毒肺炎感染需和其它呼吸道病原体感染相鉴别。2021 年 3 月 1 日，国家卫健委医管局印发《2021 年国家医疗质量安全改进目标》指出，呼吸道感染病原谱复杂，部分可引起流行，应提高呼吸道病原体核酸检测率。呼吸道病原体检测迎来风口，多家企业在近期发布了相关新品。此外，分子诊断在肿瘤个性化诊疗的临床应用也逐渐增多，且正在从肿瘤伴随诊断拓展至肿瘤早筛场景。未来分子诊断在临床端的潜力将进一步释放。高端分子诊断技术备受关注，多技术并存在技术端，PCR 是目前主流的分子诊断平台，应用成熟，市场份额大，国内获批的分子诊断产品中，基于 PCR 技术的超过 90%。新冠疫情下，核酸检测需求驱动 PCR 仪成倍增长。PCR 仪器市场规模从 2019 年的 10 亿人民币左右上升到超过 30 亿人民币，国产份额从 2019 年的 30% 上升到 2020 年的 70% 以上。同时，在疫情中，我国建立了大量 PCR 实验室，不仅可以防控疫情，还可在肿瘤防控、慢病管理等方面发挥重要作用，推动 PCR 企业的快速发展。目前，PCR 技术已经发展到第三代绝对定量的数字 PCR技术。数字 PCR 具备检测灵敏度高、定量结果更准确、更直观等多项优势，可加快推动临床分子诊断技术进入精准定量时代。NGS、单分子纳米孔测序、核酸质谱等高端分子诊断技术也备受关注，未来分子诊断市场将呈现 PCR 与 NGS、核酸质谱、单分子纳米孔测序等多技术并进的局面。实验室耗材需求应势上升，国产化加速实验室耗材作为保证试剂质量稳定、可靠的关键，在近年得到了行业的高度关注。随着分子诊断等行业规模不断扩张，实验室耗材需求随之上升，产品品质和性能重要性程度也不断提高。此前，我国实验室耗材严重依赖进口，市场长期被 Corning、Thermo Fisher、VWR 等企业垄断，占据我国市场90%份额。随着我国自主研发实力增强，实验室耗材国产化趋势日益明显，国内代表企业也开始加码发力，出现诸如洁特生物、硕华生命、耐思生物、博日科技等一批优质的国产企业，行业内存在的原料不规范、产品质量差、污染、仪器耗材不匹配等问题也将逐步得到解决。分子诊断产品成研发热点，获批产品不断增加在产品端，分子诊断是国内体外诊断行业创新研发聚集地。统计显示，2021 年第一季度，我国境内共有 10 款体外诊断产品获得第三类医疗器械注册证，其中 5 款为分子诊断产品。MSL、MRD、TMD 等创新分子诊断产品也正在成为研发热点，有望进一步加大我国在全球分子诊断市场的竞争力。同时，2020 年我国开展多场全民核酸检测，大幅推动小型化、自动化、便捷化设备发展。最近IPO上市的博日科技也推出了全自动核酸处理工作站、全自动实时荧光定量 PCR 分析系统等多款自动化分子诊断系统。行业迎来“黄金发展期”，博日科技发力高端分子诊断毋庸置疑，分子诊断领域已经成为体外诊断行业黄金赛道，前景可期。经过多年发展，行业内也涌现众多优秀的企业。成立于 2002 年的杭州博日科技股份有限公司（简称「博日科技」）凭借着在 PCR 领域的先发优势，已经成为国内领先的分子检测产品及服务提供商。据调研显示，2020年，公司的国内销量以18.5%的市场份额位居中国PCR设备市场的第三位，而海外销量在中国出口PCR设备的公司中排名第一。博日科技致力于打造“仪器+试剂+耗材”全产业链布局，累计获得 73 项专利，40 项医疗器械注册证，公司于 2002 年获得中国荧光定量 PCR 检测系统注册证，实现 PCR 领域里程碑式突破。目前，公司拥有实时荧光定量 PCR 分析仪、全自动核酸提取纯化仪、基因扩增仪、核酸提取试剂盒、PCR 试剂盒等多款产品，销往全国 34 个省市和全球 121 个国家和地区。长久以来，博日科技始终坚持产品持续更新迭代，以增强市场竞争力。2021 年 3 月，博日科技率先推出“集结号”全自动实时荧光定量 PCR 分析系统。该一体化实验分析系统涵盖“样本前处理+核酸提取+荧光定量 PCR”，实现全程自动化，24 小时可处理 768 个样本，可保证实验高效性、结果稳定性和检测灵活性。5 月，博日科技全新发布“全自动核酸处理工作站”，该产品集样本加载、信息录入、核酸提取、PCR 体系构建为一体，采用高纯度核酸提取系统及高精度移液分液系统，快速、高效、准确完成核酸提取。“集结号”全自动实时荧光定量PCR分析系统“全自动核酸处理工作站截至目前，博日科技围绕分子诊断生物学、免疫学、微生物学等基础研究及其医学诊断、畜牧水产、科学研究、食品安全、海关疾控等应用领域，累计发布了近 500 种纯化及检验等系列化试剂。针对国内耗材缺乏核心技术、市场规模偏小、进口垄断市场等行业痛点，2020 年博日科技开启高端产品线新布局，投资 4.59 亿元成立全资子公司安徽博日生物科技有限公司（简称「博日生物」）生产基地，项目占地 42 亩，建筑面积约 35000 平方米，引入 ERP、SRM、WMS 等信息化、自动化管理软件，提升公司数字化智能化管理水平，提高生产效率。博日生物一期建设总面积 13000 平方米，建成符合 GMP 要求的 10 万级洁净厂房，引进高端品牌注塑机 60 多台并搭配中央供料系统，全程机械化、自动化、智能化，可形成年产 160 万套分子诊断配套耗材、600 万套实验室通用耗材和 40 万套微流控芯片的生产线，达到国际领先水平。二期建设将打造年产能 4 亿人份的核酸检测试剂盒、核酸提取纯化试剂盒、免疫检测试剂盒和蛋白重组酶生产线。目前，博日生物生产基地已建成，未来有望大力提升国产高端耗材及试剂的市场竞争力，推动国内高端耗材及试剂的进口替代进程。2021皖江分子诊断高峰论坛：唤醒新势能，开启新征程6 月 30 日，安徽博日生物科技有限公司生产基地的竣工仪式将在安徽铜陵举行，同时还将举办 2021 皖江分子诊断高峰论坛。安徽博日生物有限公司竣工仪式2021皖江分子诊断高峰论坛该论坛由安徽省/铜陵市人民政府、全国卫生产业企业管理协会医学检验产业分会主办，博日科技、博日生物、华大共赢产业基金承办，论坛以“唤醒新势能，开启新征程”为主题，将邀请全国卫生产业企业管理协会副会长宋海波、博日科技董事长兼博日生物董事长贺贤汉、浙江大学生物医学工程与仪器科学学院院长张宏、中科院微生物研究所研究员杜文斌、中国疾控中心副所长万康林、华大共赢总经理刘宇、瑞康医药副董事长张仁华、中国医疗器械行业协会体外诊断分会朱耀毅理事长等多位行业专家，就分子影像、数字 PCR 技术、传染病病原体诊断、体外诊断出海等热点话题和行业发展新动向进行探讨，把握行业跳动脉搏。论坛议程：届时大咖云集，风云际会，洞察行业发展趋势，共探分子诊断前沿技术，诚邀您莅临本次会议。扫码报名参加，联系电话：0571-8777-4319

仪器信息网讯 2023年10月27-29日，第三届中国生物物理学会代谢组学分会暨2023代谢组学国际研讨会在厦门召开，会议共为期2.5天，特别设置了半天非靶向代谢组学数据分析培训班。会议由中国生物物理学会代谢组学分会主办，厦门大学医学与生命科学学部承办。为促进我国代谢组学发展，会议就代谢组学领域最新研究成果及发展动态进行了探讨，吸引了5个国家、800余位代谢组学领域的专家用户及厂商代表参会。会上，近80位专家学者进行了代谢组学技术及应用方面的研究进展报告分享，报告内容涉及疾病代谢组学、药物代谢组学、环境代谢组学、脂质组学技术、代谢组学数据分析等方面，覆盖了代谢组学的各应用领域。 大会现场中国科学院上海有机化学研究所 朱正江研究员 主持大会厦门大学医学与生命科学学部委员 黄烯教授 致辞代谢组学分会会长/复旦大学唐惠儒教授致开幕辞唐教授首先代表代谢组学分会全体会务人员对不辞辛劳前来参加会议的各位专家学者表示最热烈的欢迎和最诚挚的谢意。之后，唐教授在致辞中介绍了代谢组学分会的目标，表示分会将致力于推动中国代谢组学领域研发、教育、科普、项目立项、合作及国内外交流。最后，唐教授也呼吁，代谢组学作为一个“年轻的”学科，领域中还存在很多“难啃的骨头”，希望所有从事代谢组学的学者能够瞄准“难点”问题，勇担学科发展重任，共同促进代谢组学蓬勃发展。大会报告环节由复旦大学唐惠儒教授、帝国理工学院 Jia Li教授、丹麦奥尔堡大学/芬兰图尔库大学Matej Oresic教授以及中国科学院大连化学物理研究所许国旺研究员四位专家带来精彩的报告分享。唐惠儒教授就代谢组学所面临的“种类繁多”“性质各异”“形式多样”“浓度差别大”“功能所知少”等挑战进行了介绍，同时也向与会者介绍了代谢组学定量分析的新技术与策略。Jia Li教授报告了通过代谢表型探索营养和肠道健康相关的研究进展。Matej Oresic教授报告了胆汁酸与肠道微生物组学研究的相关进展。许国旺研究员详细介绍了小分子分析化学的新方法以及代谢组学和暴露组学相关的研究进展，对疾病风险因子和疾病标志物的发现提供了有利工具。复旦大学 唐惠儒教授帝国理工学院 Jia Li教授丹麦奥尔堡大学/芬兰图尔库大学 Matej Oresic教授中国科学院大连化学物理研究所 许国旺研究员大会同期还举办了多个主题研讨会，共邀请了80位专家学者及行业专家针对代谢组学技术与应用、疾病代谢组学、药物代谢组学、脂质代谢组学技术、环境代谢组学、代谢组学数据分析进行学术探讨与交流。为促进优秀青年科技工作者的成长，拓宽视野，增长知识和才干，提高学术水平，大会还特别举办了青年科学家论坛，邀请了20位青年学者进行了学术交流。从多位青年科学家的报告可以看出，中国代谢组学研究的团队近些年在不断扩大，关于单细胞代谢组学、基于质谱成像技术的空间分辨代谢组学以及人工智能分析等新技术新应用的研究进展日新月异。在大会闭幕式环节，海南大学罗杰教授、中央民族大学再帕尔阿不力孜教授、黑龙江中医药大学王喜军教授以及上海交通大学/武汉大学邓子新院士带来了精彩的报告分享。罗杰教授报告了植物次生代谢调控和代谢组学研究的最新进展。再帕尔阿不力孜教授报告了质谱成像技术与空间分辨代谢组学研究的最新进展。王喜军教授向与会者详细介绍了中医方证代谢组学（Chinmedomics）以及其团队基于该内容的研究进展，包括方证代谢组学驱动的中药有效性等内容。邓子新院士以模拟和重塑代谢秘诀的合成生物学创新之路为题作报告，并从自然筛选驱动、途经工程驱动、学科交融驱动以及源头发现驱动等角度全方位阐释了代谢与合成生物学研究的现状以及未来趋势。海南大学 罗杰教授中央民族大学 再帕尔阿不力孜教授黑龙江中医药大学 王喜军教授（线上报告）上海交通大学/武汉大学 邓子新院士闭幕式上，本次大会的联合主席厦门大学林树海教授作闭幕式致辞，他表示，代谢组学的宗旨要围绕“测得全”“测得准”“测得透”“测得快”“测出活力”全面发展，同时时空成像技术和人工智能技术为代谢组学注入新的发展动能。最后，林树海教授再次感谢参与组织大会的学术委员、莅临现场的报告专家以及众多志愿者。厦门大学 林树海教授中国生物物理学会代谢组学分会委员合影会议期间还进行了墙报展示交流及优秀墙报评选活动，闭幕式上举行了优秀墙报的颁奖环节，邓子新院士与唐惠儒教授为获奖者颁奖。墙报展示区优秀墙报获奖者合影本次大会还得到了多家展商的大力支持，可以看到代谢组学在产业界的快速发展。展商包括质谱仪器设备企业如SCIEX、赛默飞、布鲁克、Waters、安捷伦等，还有众多提供代谢组学科研服务的企业如迈理奥代谢、英盛生物、迈维代谢、百趣生物、凯莱谱、拜谱生物、中科新生命、华大基因、诺米代谢、诺禾致源、百迈客、鹿明生物等，还有代谢组学研究相关的产品耗材及分离设备供应商如睿科、青岛腾龙、大连达硕等公司。展商掠影大会志愿者合影扫描二维码查看大会照片墙

2002年SCIEX发布4000 QTRAP®系统产品时，首次将QTRAP®质谱推向市场，该质谱技术是一种将三重四极杆串联质谱与线性离子阱质谱高度结合的复合技术，可同时高灵敏地进行有机物的定量定性分析，目前已广泛应用于药物研发的各个阶段，同时也应用于蛋白、多肽的分析，是药物定性定量的分析利器。　　2022年是SCIEX QTRAP®质谱进入中国的第20个年头，吉林大学顾景凯教授是QTRAP®质谱在中国的首批用户之一。作为药物研发领域的资深专家，顾教授不仅见证了“中国创新药物”市场突飞猛进的发展，也感受到QTRAP®质谱分析技术助力药物研发时的强劲推力。　　药物分析贯穿药物从研发到上市乃至整个药物的生命周期，为药物研发和应用的全链条提供关键的技术和方法。随着纳米科技的迅速发展，纳米药物在疾病的早期诊断、预防和治疗等方面发挥出越来越重要的作用。为适应纳米药物相关的物理、化学及生物学特性，各种分离分析技术得以开发应用，那么当前纳米药物成分分析的常用方法有哪些?高分子药用辅料体内分析又面临哪些难题与挑战?未来纳米药代动力学研究的发展趋势如何?带着这些问题，仪器信息网特别采访了吉林大学顾景凯教授，与他进行了深入的交流。　　吉林大学 顾景凯教授　　相辅相成：仪器技术革命加速药物分析发展　　2021年生物学界公布了一项重要研究进展，人工智能(AI)技术已能精准预测上万对蛋白质的三维结构，其工作量及效率远超多年来该领域科学研究者人力工作的总和。消息一经公布便引发全球关注，该进展也随之被顶级期刊Science、Nature评选为年度技术之一。这一现象背后，反映的是人类科学研究的革命、科学探索的迭代升级，都离不开科学技术/仪器技术的精进。　　20世纪70年代，气相色谱、液相色谱、电化学分析和毛细管电泳分析等先进的仪器分析技术逐渐被用于药物及其制剂的常规杂质检查和定量分析。进入80年代后，为了适应新药研发，满足生物样品分析量少、药物浓度低等要求，各种微量和超微量分离分析技术得以开发应用。其中，最常用的分析方法有免疫测定法、气相色谱法、高效液相色谱法、高效毛细管电泳法及各种联用技术如气相色谱-质谱联用，液相色谱-质谱联用等。“90年代我们使用气相色谱法开展小分子药物分析，当时离子源技术不过关，联用质谱技术发展还不成熟，对现在来说司空见惯的肽、蛋白质、糖、核苷酸等化合物分析，在当时简直是不可思议的事。我最早是在1995年用热喷雾液相色谱-单四极杆质谱(LC-MS)开展药物分析研究，当时的仪器只能做全扫描和SIM(选择离子检测模式)。由于当时质谱技术分析化合物时的灵敏度与选择性不够高，致使药物的定性和定量分析研究工作进展非常有限。1997年以后，我开始全面接触基于大气压离子源(API，包括ESI与APCI)的液相色谱-串联质谱联用技术(LC-MS/MS)，那时候全国医药口的LC-MS/MS还仅是个位数，当时我就察觉到，如果能利用结合了强大液相色谱分离能力及质谱的高选择性、高通量和高灵敏度的LC-MS技术替代传统方法去开展药物代谢和药代动力学的研究工作，也许一周就能完成当时传统分析方法三年的工作量。而且，LC-MS/MS技术从通量、灵敏度、定性和定量等各方面可以把研究结果提高几个数量级，所以我真切感受到技术革命带来的最大变化是研究者可以利用技术创新完成原来做不到的事情。近三十年间，我见证着质谱仪器相关技术的更新发展，我的研究内容也随之不断拓展和延伸，从最初的小分子药物向如今非常火热的大分子、高分子以及纳米药物逐步扩展”，顾景凯说道。　　近几十年，药物分析技术的发展也从体外到体内，从小样本到高通量，从人工到自动化，由单一技术到联用技术。随着医学和生命科学的迅速发展，药物分析科学也呈现出多学科交叉融合的特点及优势，在此基础上发展起来的一系列质谱技术、超微量分析手段，被广泛用于新药研发、药品生产和临床应用的每个环节。　　高分子药用辅料及其PEG化药物的定性与定量分析方法的创新突破　　纳米药物的核心是药物的纳米化技术，包括药物的直接纳米化和纳米载药系统。纳米给药系统是对药物进行靶向递释、降低药物毒副作用的新手段。随着聚合物纳米载体在设计、合成方面不断取得进展，聚合物纳米材料在纳米给药系统中得到了广泛的应用。　　聚乙二醇(Polyethyleneglycol, PEG)是美国食品药品管理局(FDA)认证的无毒、无害且具有良好生物相容性的生物医用高分子材料，常用作与亲水端来修饰药物和纳米制剂。聚乙二醇化(PEG化)是一种将聚乙二醇聚合物以共价方式连接到治疗药物上的技术，具有增加药物水溶性、降低毒性、延长药物循环半衰期以及减少酶降解作用提高生物利用度等优点。但对于PEG这类分子量不唯一，且呈多分散性的高分子聚合物，常用的质谱定量分析方法要实现精准定量还存在多方面的挑战。顾景凯团队近期在国际上率先公开发表了关于PEG、单价与多价态PEG化前体药物及代谢产物定性定量分析的文章，是高分子聚合物全轮廓定量与定性分析领域的一大突破，目前该方法已成功获得中国发明专利授权。　　相比于单一直链型PEG，多价PEG化小分子药物可以大大提高载药量。然而，其体内动态释药规律及药代动力学过程也要比单一直链型PEG化药物要复杂的多。多价PEG化小分子药物除了围绕PEG化药物、PEG及游离药物等部分外还要同时考察不同价态PEG化药物的体内变化规律。随之而来对分析检测方法的考验更加严峻，基于此顾景凯团队利用SCIEX的高效液相色谱-四极杆串联飞行时间质谱技术，采用TripleTOF质谱的全谱分析模式(TOF-MS与MSAll)，先通过高效液相色谱将样本中的多价PEG化药及其体内不同形态代谢产物的混合物进行分组分离，使同一组内的同分异构体或同系衍生物具有相同的液相保留行为，再通过质谱选取共有特征性碎片实现各组分的绝对定量，意即在全扫描模式下，所有待测物在Q1中全通过，在Q2过程中经适宜的碰撞能(CE)将待测物打碎，TOF质量分析器扫描通过的全部子离子，获得所有碎片的精确质量信息，然后进行定性与定量分析。　　正如上文介绍的，顾景凯团队提出创新性分析方法，突破了串联质谱所无法全轮廓定量分析高分子药用辅料或PEG化药物的技术难题，使高分子聚合物或药物的全轮廓定量分析成为可能。当前越来越多的研究表明，许多过去被普遍认为是无活性的聚合物纳米材料可能具有某些活性或毒性。因此，建立针对聚合物纳米材料的体内定量分析方法，全面、深入地研究聚合物纳米材料的体内命运具有非常重要的药理学与毒理学意义。　　直面高灵敏度定量定性分析挑战： SCIEX QTRAP®质谱大显身手　　药代动力学是定量研究药物在生物体内吸收、分布、代谢和排泄的动态变化规律, 并阐明不同部位药物浓度与时间关系的科学。由于药代动力学的硬性要求，其对仪器的灵敏度、选择性以及分析通量等方面都提出非常高的要求。　　“曲普瑞林是由十个氨基酸组成的合成肽，用于治疗激素反应性癌症，比如前列腺癌和乳腺癌，当前该药物已在市场上广泛应用。对于多肽类药物分析来说，由于其与内源性肽和蛋白质的质荷比相近的非常多，背景化学干扰非常强，所以对这类药物分析存在两大挑战，即灵敏度和选择性。通常使用三重四极杆串联质谱进行常规分析时，尽管利用了前端固相萃取净化，高效液相色谱分离以及MRM(多重反应监测技术)母离子选择性极高的分析手段，我们仍然发现有很强的背景干扰，并且信噪比达不到药代动力学的准确定量要求。由于QTRAP® 质谱是将三重四极杆串联质谱技术与线性离子阱质谱技术高度结合的复合技术，所以我们引进了QTRAP® 质谱技术，在四极杆选择、打碎的基础上，利用线性离子阱再次裂解即可获得选择性很高的孙离子。由于离子阱同时具有很强的离子富集功能，这时利用孙离子进行定量分析，就可以大幅度地提高灵敏度，我印象中提高了十几倍，因此成功地满足了药代动力学的定量要求。我们利用 QTRAP® 6500系统成功建立了多肽药物曲普瑞林的分析方法，这让我印象非常深刻。“顾景凯介绍道。　　顾教授与研究生同SCIEX QTRAP质谱合影照片　　推进超低浓度、超强干扰药物分析与纳米药代动力学：串联质谱与差分离子淌度大有可为　　“不仅如此，我们还曾开发了一种选择性好、灵敏度和分析通量高的利马前列素分析方法。利马前列素临床使用剂量极低，用于后天性腰椎管狭窄症的给药剂量为5μg，达峰浓度(Cmax )仅为1.2 pg/mL，这要求利马前列素的定量下限至少达到0 .1～0 .2 pg/mL。同时，体内存在数十倍于利马前列素达峰浓度的内源性化学背景干扰，可以说该药物体内分析面临着以上“瓶颈”问题。　　“基于此，我们的分析方法是通过液相色谱、SelexION™差分离子淌度(DMS)和SCIEX QTRAP® 6500系统三维度分离分析相结合的策略，可降低对液相色谱分离度的要求，缩短了分析时间，提高分析通量，有效避免基质中内源物干扰，减少必需萃取次数，缩短了样品处理时间，在国内率先成功地完成了利马前列腺素片的人体BE评价研究工作。“顾景凯介绍说。　　”这是国际上首次采用DMS-MS/MS实现了如此低药物浓度的准确定量分析，并且我们依照国家药品监督管理局药品审评中心相关技术指南的要求，前后共完成了7500个生物样品的分析，这也是差分离子淌度技术首次用于如此多的生物样品分析评价工作。“顾景凯补充道。　　顾景凯也坦言，当前纳米给药系统的研究进展，国内已处于国际前沿，并且个别领域是国际领先。纳米药物载体的设计属于纳米药物产业上游，发展非常迅速，但针对纳米药物的药代动力学研究，国内外相对来说，是严重滞后纳米药物的设计与制备的，当前药物分析技术的能力远远达不到对纳米给药系统体内命运精准评价所提出的要求，目前主要还是主要依靠下游的药效或毒性评价来间接反映其体内命运，这严重制约了纳米药物的临床转化成功率。下一步需要通过新型的分离与分析手段，进一步推进纳米药代动力学研究的进程。　　对于下一步的研究计划，顾景凯表示，当前团队研究方向主要有三方面，一是多糖类药物的分析 二是mRNA、LNP疫苗不同形态的体内准确分析 三是高分子药用辅料准确定量和定性分析。此外其团队也在开展基于药代动力学性质的前体药物设计合成，目前作为主要参与单位的前体药物已经上市，同时还有两个作为负责单位的前体药物处于IND研究阶段。