生物反应动力学系统

仪器信息网讯 2011年3月25日上午，由中科院计财局条件装备处组办、中科院过程工程研究所承办的“气固反应动力学分析方法与仪器研讨会”在中科院过程工程研究所举行。会议邀请了煤炭、生物质、矿产资源、环境、石由加工、航天材料、多晶硅等涉及气固反应的重要领域的近20名国内专家学者参加，科技部、科学院、北京市科委和过程所的相关领导出席并致词或介绍了有关政策。此次研讨会的目的在于回顾气固反应动力学分析方法与仪器的发展，把握不同领域的需求，分析尚存问题并探讨解决办法，以期形成自主新型的反应动力学分析方法与分析仪，推动学科发展和分析水平升级，填补方法与仪器的空白。研讨会现场中科院过程工程研究所所长张锁江研究员　　中科院过程工程研究所所长张锁江研究员在研讨会前的致词中对各位领导和专家的参会表示感谢和欢迎，并介绍了近年来中科院过程工程研究所在仪器研制、基本建设、人才引进等方面的工作进展。最后，张锁江研究员希望，在座的领导与专家能够对“微型流化床反应动力学分析仪”研制项目以及过程所其它方面的工作提出宝贵的意见。西安近代化学研究所胡荣祖教授报告题目：关于气固反应热分析动力学的几个问题　　研讨会首先由《热分析动力学》著者、原西北大学教授胡荣祖先生，《应用化工动力学》译者、原太原理工大学教授郭汉贤先生作了专题报告。胡荣祖教授介绍了气固反应动力学的反应机理、关键参数以及半导体脉冲补偿式量热测试单元的结构原理，最后，胡荣祖教授重点向大家展示了自己多年的研究成果，如经验级数自催化分解反应动力学参数计算系统、含能材料感度估算系统以及自加速分解温度-热点火速度-绝热至爆时间计算系统等。太原理工大学煤化工研究所原所长郭汉贤教授(由过程所余剑博士代讲)报告题目：非催化气固反应动力学分析方法概述　　郭汉贤教授的报告由中国科学院过程工程研究所的余剑博士代讲，报告对非催化气固反应化工动力学的研究进行了简要分析，指出：研究非催化气固反应动力学，需要有良好的反应设备和科学的数学模型，硬件、软件同时并举才能事半功倍。而动力学的研究具有层次性的特点，故热重装置和流化固定床反应装置缺一不可。中科院过程工程研究所许光文研究员报告题目：微型流化床反应分析方法、仪器及典型应用　　上午，中科院过程工程研究所的许光文研究员还系统汇报了其团队自主研发微型流化床反应分析方法与仪器的过程和已经实现的典型应用。在报告中他介绍到：气固反应分析动力学是化学、化工、能源、材料、环境等众多领域的研发工作的起点，但是，现有的气固反应分析动力学方法几乎均采用非等温加热方法，无法在线供给反应试料，存在着难以测定非稳定物质及快速反应的动力学、受传热及扩散的影响严重等缺点。他团队研发的微型流化床反应动力学分析方法以分析仪(MFBRA：Micro Fluidized Bed Analysis)可克服这些缺陷，提供有效的等温微分反应分析方法和测试工具。微型流化床反应动力学分析仪(MFBRA)　　MFBRA首次利用微型流化床作为反应器，构建了气固反应分析方法与分析仪。利用流化床反应器有效抑制了扩散影响，实现了对反应物快速的加热 通过集成微型流化床反应器和脉冲微量反应物进样，实现了流化床中气固反应的等温微分化，形成了定点温度下的气固反应动力学参数的等温微分测试方法与仪器，填补了快速升温条件下等温微分反应测试方法与仪器的空白，可望与热重分析仪器形成互补性科学工具，实现气固反应的等温微分、快速原位(升温)和低扩散影响等技术特点。　　经过三年多的应用实践，MFBRA分析方法与各部件结构均得到了很大程度的优化，颗粒反应物供给时间0.1s，测量重复性误差3.0%。通过应用于石墨燃烧过程中的等温微分反应特性的分析测试，成功证实了MFBRA的等温微分特性 运用MFBRA首次成功测试了Ca(OH)2捕集CO2的动力学特性，展示了仪器拥有的原位反应特性；该仪器对生物质及煤热解等快速复杂反应显示了很好的适应性，剔提供揭示反应机理的有效基础数据；比较热重测试的CO还原CuO反应特性，MFBRA对该反应显现了明显了低扩散影响。　　最后，许光文研究员提出了进一步研发基于微型流化床的气固反应分析方法与分析仪的计划：将通过集成质谱等分析仪和提高仪器自控及美观水平，希望MFBRA能成为国际先进水平的我国自主创新仪器，与程序升温脱附(TPD)设备、程序升温还原(TPR)设备、热重分析(TG)设备等并驾齐驱，成为国内外市场中的反应分析高端产品。北京市科委政策法规处李萍女士报告题目：北京市支持成果转化及产业化相关政策解读　　会议也邀请了北京市科委政策法规与体制改革处的李萍女士通过专题报告，系统介绍北京市对科技创新与科技成果产业化的支持政策，重点解读了北京市支持自主创新与成果转化的12个重点政策，并现场回答了与会者问题。　　基于上午的主题报告，研讨会的下午针对“气固反应动力学分析方法与仪器发展”、“自主分析方法与分析仪器及应用”、“不同行业领域对气固反应分析的需求特性”等主题，与会专家展开了积极的讨论与交流互动，各位专家结合自身的研究工作经历，提炼了各行业中在气固反应分析方面尚存的难题，希望的分析方法与测试工具，对中科院过程工程研究所研发的微型流化床等温微分反应分析方法与分析仪的功能扩展和解决尚存问题积极建言献策。　　通过总结与会专家的讨论意见，许光文研究员总结了进一步发展等温微分反应分析方法、解决各行业尚存问题或满足各行业特定需求的技术方向。在近四个小时的讨论中，现场气氛十分热烈。　　相关报道：　　微型流化床反应动力学分析仪研制成功　　“微型流化床反应分析方法与分析仪”鉴定会在京召开　　先进能源关键技术与仪器装备亟需强化——访中科院过程工程研究所许光文研究员

p　　近日，中科院大连化物所研究员韩克利带领复杂分子体系反应动力学研究团队，在全无机钙钛矿光电探测器动力学研究中取得新进展。该研究团队发现全无机钙钛矿微晶激发态载流子存在快速扩散行为，以此制备出的光电探测器具有超高灵敏度和快速时间响应。相关研究成果发表在《先进材料》上。/pp　　光电探测器在信号处理、通讯、生物成像等领域发挥着重要作用。研究人员发现钙钛矿薄膜具有较高陷阱态密度，而基于钙钛矿单晶光电探测器的电荷收集效率很低。因此基于这些材料的光电探测器通常灵敏度较低，响应时间长。/pp　　该研究团队于2016年成功制备出有机—无机杂化钙钛矿微晶。在此基础上采用溶液法快速合成了具有较低缺陷态密度的全无机钙钛矿微晶。研究发现单光子激发的荧光衰减动力学依赖其发光波长，而双光子激发的荧光衰减动力学与发射波长无关。分析表明全无机钙钛矿微晶激发态载流子存在快速扩散行为。通过构建全无机钙钛矿微米尺度的光电探测器可以实现高效的电荷收集，该光电探测器具有超高的响应度，刷新了目前有报道的全无机钙钛矿光电探测器的最高值，而且可以同时实现单光子和双光响应。该工作为制备高性能光电探测器提供了新思路。/pp/p

近日，过程工程所许光文研究员主持的中科院重大科研装备研制项目“微型流化床反应动力学分析仪研制”通过验收。　　化工、冶金、能源、材料、环境等领域涉及大量气固反应，通常通过热重分析仪测试其反应特性，推导反应动力学参数。但是，热重分析不能在线供给固体反应物，升温速度缓慢，受气体扩散影响严重。因此，许光文研究员于2006年提出利用微型流化床作为反应器的气固反应动力学测试思想，以克服上述热重分析方法的弊端，通过检测反应生成气的典型组成随反应时间的变化，测试任意温度下的气固反应速度，分析推导反应动力学。　　在中国科学院仪器研制专项资金的支持下，许光文研究员的课题组通过与国产热重分析仪专业企业——北京恒久科学仪器公司合作，经过两年多的努力工作，成功研制了微型流化床反应动力学分析仪(MFBK: Micro Fluidized Bed Kinetic analyzer)的样机(见图)，并实现与在线微型质谱检测仪的联用，经系统试验，获得了系列新型测试结果，展现出它的优点和应用潜力。　　MFBK适用于颗粒物料参与及颗粒催化剂催化的所有气固反应，包括化工(化学品分解、氧化、还原、加氢) 冶金(矿石还原、焙烧) 能源(煤/生物质热解、燃烧、气化、碳化) 材料(发射药/炸药分解、爆炸) 环境(固废热解/燃烧/气化、废气吸收/氧化/吸附)。它有效克服了热重分析的升温速度慢、扩散影响大等弊端，通过在线颗粒反应物供给，实现了任意温度下气固(颗粒)反应速度的测试，并提供了分析反应参数、揭示反应机理，特别是适合于快速颗粒反应测试的功能。　　MFBK作为一种新型固体(颗粒)反应测试仪器，具有快速升温、趋近颗粒反应本征、易于操作，结果准确，重复性好等优点。其良好的功能及其与质谱的匹配性，引起了美国AMETEK质谱分析仪制造公司的兴趣。双方为此签订了合作研发协议，研制偶联AMETEK在线质谱分析仪的集成化微型流化床反应分析仪器，北京科技大学于2009年4月订购了该仪器。

自由基是具有非偶电子的基团或原子，它具有非常强的化学反应活性。在生物体内，自由基高度的化学活性使得它可以与各类生物大分子反应使其变性，这使它成为了一把生物体的“双刃剑”：在炎症反应中自由基可以攻击外来病原体来保护生物体自身，而过度的自由基又会导致DNA变性甚至细胞坏死和凋亡。因此检测自由基的含量，尤其是在体内检测尤为重要。以一氧化氮为代表的自由基药物一直是药物学研究的重点。传统的药代动力学自由基测量，需要从生物体的不同部位提取体液，然后再使用电子顺磁共振波谱仪（electron paramagnetic resonance，EPR）来测量体液样品内的自由基含量。然而如何在生物体内定点、定时、定量地检测释放自由基药物，以及如何在时间、空间、剂量上测量生物体内的自由基药物，一直是药代动力学领域的难题。波兰Novilet公司新推出的小动物活体自由基检测系统ERI TM 600，是一款可对小鼠与大鼠等动物进行活体顺磁成像的商业化仪器。ERI TM 600突破了传统电子顺磁共振波谱仪仅能对体外提取物进行定量分析的局限，实现了对小鼠体内的自由基药物进行长时间的3D/2D实时成像观测。同时ERI TM 600配置了温度控制与呼吸监测仪，有效保证小动物在成像时维系正常的生理活动。ERI TM 600成像原理图ERI TM 600成像非常简单，仅需将小鼠麻醉之后，对荷瘤小鼠与对照小鼠注射OX063自旋探针即可。ERI TM 600在2分钟内可对小鼠进行255个投影扫描（25 cm2，精度500 μm），获得一系列的2D图像，然后通过软件对这些2D图像进行重构，获得小鼠的实时3D图像。ERI TM 600成像结果 近期发表于J. Phys. Chem.C的工作“Dynamic Electron Paramagnetic Resonance Imaging: Modern Technique for Biodistribution and Pharmacokinetic Imaging”表明与荷瘤小鼠相比，对照组小鼠探针（尤其在肿瘤部位）分布均匀。荷瘤小鼠探针的信号强度、峰值时间、流入流出比等药代动力学参数与对照小鼠差异明显。将3D成像图与小鼠体表照片相拟合，可以明显观察到肿瘤部位的ERI探针成像表征的药代动力学参数异常。ERI TM 600所得3D图像可以更加直观、准确、长时间地展现自由基药物在小鼠体内的药代动力学分布。 作为中国与进行先进技术、先进仪器交流的重要桥头堡，Quantum Design中国于2020年初引进了波兰Novilet公司的先进产品小动物活体自由基检测系统——ERI TM 600，欢迎感兴趣的老师咨询！

摘要近日康宁AFR欧洲技术团队，基于紫外-可见光下(E)-偶氮苯的光异构化，开发了一种高效、低成本的多波长化学光量测量方法。由量子产率估算和1H NMR核磁共振分析表明，对于从紫外光到可见光范围的各种波长，结果都非常准确。研究者还通过对光化学反应器中光子通量密度的测定，核算N2-苯腙在405nm波长下的量子产率，对该方法进行了验证。小贴士量子产率：每吸收一个量子所产生的反应物的分子数，通常是对于特定的波长而言，即量子产率=（生成产物的分子数）/（吸收的量子数）。量子产率是进行光化学学动力学研究的重要参数。光子通量密度：表示单位时间单位面积上在特定波长范围内入射的光量子数。背景相对于批次间歇反应釜，连续流光化学反应器具有持液体积小、透光均匀、反应安全且重现性好等优点。随着单色度高、寿命长且能耗低的LED光源的发展，市场上涌现出了新一代高效的连续流光化学反应器，产能通量包括从实验室级（克/小时）到工业生产级（吨/天）。在上述背景下，为了量化通过光反应器的光子通量密度，帮助理解光化学反应机理，并能精确地描述光反应器在生产率变化时如何随时间变化和操作，迫切需要开发低成本和多功能的光量测量方法。然而，现有方法大多数都是基于昂贵的光量光度计和繁琐的程序，且极少有测定连续流微通道光化学反应器中接收光子通量密度的光量测量方法被报道。研究过程：一、理论模型与结果化学家们曾研究了大量一级光化学反应物质，这些物质在光的诱导下转化为另一种物质的速率可以被精确测量，并与入射的绝对光子通量密度相关联。在这类光化学反应体系中，光子被反应物R和产物P以不同的摩尔消光系数吸收，吸光度随时间而变化。作者在前人的研究基础上，建立了理论模型。并考虑到康宁Lab光化学反应微通道的几何形状，呈现了两个垂直于光源的平行壁，由于光路在通道的每个点上都是恒定的，到光源的距离也是固定的和恒定的。利用康宁连续流光学反应器来研究化学光量测量方法所面对的主要问题，是要对康宁微通道反应器的玻璃模块的玻璃层和换热层的光透射进行修正。图1.康宁LAB光化学反应器剖面图2017年，作者的团队报道了一种简单的方法，在溶剂中使用偶氮苯作为一种方便的光度计。该方法的主要优点在于偶氮苯的成本低和使用核磁共振作为一种定量光谱技术来简化动力学测量。图2. 偶氮苯的光异构化研究者展示了应用此方法在具有四个不同波长(365、385、405和475nm)的康宁Lab光化学反应器进行光量测量，并给出了数据和拟合结果（以405 nm为例）：图3.康宁Lab光化学反应器中405 nm下的化学光量测量结果特定波长下（405nm），反应路径内的光子通量密度与光强之间的拟合公式如下：【编者语】康宁反应器不只是应用于工艺开发或者工业化生产，也适用于化学研究领域。不管是动力学理论研究，新的测量方法研究，还是新化合物的发明与发现，康宁反应器都有可能是您的得力助手。二、方法应用与验证：为了证明这种方法在连续流光化学反应动力学研究中的适用性，作者按照本文方法重新计算了isatin N2-phenylhydrazone的光量子产率（已知最近的文献中其光化学量子产率（ΦZ ≈ 1 × 10–3））。图3. 康宁实验室光化学反应器。前面铝箔覆盖包裹避免自然光照图4. isatin N2-phenylhydrazone 405nm异构化的光动力学研究 考虑到康宁Lab光化学反应器的通道极细(0.4mm)，为了保证足够的量进行1H NMR分析，浓度增加到2×10−3mol.L−1。在上述浓度条件下，吸收约为99% (ε z=12270L.mol−1.cm−1)，光子几乎全部吸收，可以通过核磁共振波谱进行非常精确的测量。由于康宁Lab光化学反应器中良好的传热性能，温度可以保持在20°C，因此可以忽略热异构化的影响。由于Z-构型的氢键，E和Z异构体的浓度可以轻易的通过1H NMR进行定量。利用长停留时间确定了光静止状态。(Z)-异构体的甲醇溶液在405nm的不同停留时间照射，光功率为100%。 图5.isatin N2-phenylhydrazone的光异构化反应EPSS（0.20）被用作一个参数来绘制图ln (EPSS−E) 与时间的关系，它与相关系数表现出线性关系并具有良好的平方相关系数(R2=1.00) 。该图的斜率(0.070s−1)对应于公式：通过公式换算可以很容易的计算出量子产率ΦZ(1.1 × 10–3)，这一数据与文献数值非常接近。结果与讨论康宁欧洲技术团队开发的此光量测量方法为应用连续流光化学反应器进行光反应动力学研究提供了参考。鉴于此方法安全、简单易操作，它的应用可以扩展到更大规模的连续流光反应器(如康宁G1和G3光化学反应器)中作为例行分析测试手段。参考文献：Photochemical & Photobiological Sciences. 8 January 2022康宁光化学反应器宁高通量微通道光化学反应器（Advanced-Flow Photo Reactor），拥有透光率高、耐高温、耐高压、光强度大、光源纯净，控温精准、无放大效应等特点，在光化学反应中有独特的技术优势和广泛的应用前景。此外，康宁光化学反应器可以与在线NMR结合，对反应工艺参数进行快速筛选，有效地提升新分子的探索和工艺优化的过程。

摘要：微反应器是一种有效的工艺开发和强化的工具，但是从实验室工艺开发到放大实际生产仍然存在挑战，因为通道尺寸的改变极大的影响了传质传热过程。本文主要演示了一个放热迈克加成的完整的工艺开发过程，综合考虑了在实验室工艺开发阶段及生产放大过程中的通道尺寸，停留时间分布，反应物混合，反应热移除等关键影响因素。图1 合成3-哌啶丙酸乙酯反的反应原理图 环戊胺和丙烯酸乙酯经迈克加成反应生成3-哌啶丙酸乙酯，反应温度30-70oC，淬灭剂：乙酸的甲醇容液（乙酸体积分数：11% ）。根据微反应器内部反应体积（开始混合处和加入淬灭剂处之间的反应器体积）和反应物流速计算。 图2 用于动力学研究的微反应器设计图（a）和实际管式微反应器图（b） 反应物先通过毛细管柱预热，然后通过混合器混合后再后续的不锈钢螺旋管中进行连续流动反应，反应温度由外部热浴装置控制，最后通过T型混合器加入淬灭剂终止反应，产物收集后自动进行GC分析。表1 不同尺寸通道内径传质效果比较表2 不同尺寸通道内径传热效果比较　　保持反应器MR1和MR2长度相同，泵速基本相同的条件下，增大反应器通道尺寸后，净流速明显下降，MR2（0.008）相比于MR1（0.10 m/s）缩小了约10倍，径向扩散相关系数Re和Dn分别减小了4倍和2倍，轴向扩散相关系是B0变大，表明混合传质效果变差，理想的活塞流混合模式只有径向扩散，没有轴向扩散。在传热方面，大尺寸的微通道反应器MR2的比表面积和传热系数相对于明显变小，散热时间延长了9倍。　　 图3 ESK陶瓷SiC反应器（左）和反应板（右） 为了进一步扩大反应器通道内径进行对比，本文采用了Chemtrix公司的MR260型号的连续流动反应器，该反应器由混合板（含预热， T型混合和2.9mL的反应通道）和两个反应板（反应体积分别为16.8和33.6 mL，通道尺寸2.0×2.0 mm）组成。反应板内部通道90o折行排布（图3 右），极大增强了混合效果。MR260反应板是由3M ESK代加工生产，每个反应板都是陶瓷SiC材质，由换热层和反应层或混合层无压烧结而成，传热性能极好，生产通量最高达36L/h，可用于实际生产。 图4 ESK反应器和微反应器 MR2的产率对比图 通过对比发现，在保证较高的传热传质效率的前提下，4mL ESK流动反应器由于反应体积相对过小，产率较低外，MR2及54mL的ESK流动反应器的产率均达90%。由此证明微通道流动反应器工艺参数可一步放大，直接用于实际生产。 为了便于生产工艺的直接放大，我司还代理了Chemtrix其他型号的微通道反应器（流动反应器）。其中： 图5 Protrix微反应器 图6 Labtrix Start 微反应器 Protrix也是一款无压烧结3M ESK碳硅合金材质的模块化低通量流动合成反应器，可灵活安装1-4块SiC模块，每个模块上均设计两组体积不同的独立的流体通道，用户可根据需要灵活搭配，开发的生产条件可以直接放大到MR260或MR555进行实际生产。　　玻璃材质的微通道反应器（芯片反应器）Labtrix系统，0.2-100 μL/min低通量，保留时间1.2 s-100min，也可用于快速筛选反应，研究反应动力学，教学演示等。尤其在教学演示方面，由于流动合成工艺的日趋成熟和完善，多所世界著名高校陆续将连续流动化学开展为一个单独的学科，如华盛顿大学，普度大学，赫尔大学，四川大学，中山大学等。为了便于教学，Chemtrix公司还专门为Labtrix系列配备了“Micro Reaction Technology on Organic Synthesis”教科书一本，教学方法一套及流动化学计算软件一套。　　更多连续工艺设备及方案问题，请详询深圳市一正科技有限公司官网www.e-zheng.com或info@e-zheng.com参考文献：[1] Sebastian S. etc Kinetic and scale-up investigations of a Michael Addition in microreactors, Org. Process Res. Dev.,2014,18,1535-1544.

高温、高压和快速反应相关的高能反应系统常常依赖于吸收光谱学进行反应动力学基础研究及在线监控。对于这样的端环境，高带宽的吸收光谱测量可以为非平衡环境中的物质形成、温度测量和量子态种群的研究提供丰富的信息。通常此类反应时间短，且经常伴随复杂的热化学反应，因此在高带宽基础上，光谱测量速度至关重要。然而在如此端的条件下直接进行快速光谱测量是一个具挑战的技术难题。现有的宽带测量技术，例如傅立叶变换红外光谱仪或快速调谐的宽扫描外腔量子联激光光谱，虽然能提供令人满意的光谱覆盖范围，达到宽光谱的测量要求，但由于其原理上低时间分辨率的特点，无法达到快速测量的目的。通常，快速测量解决方法是使用一系列激光测量系统在特定范围波长下获取物质的光谱信息，然后组合形成混合的光谱信息。这种方法虽然可以较快速地实现光谱测量，但其所能提供的频谱信息十分有限，限制了其在相关高能反应系统体系下进行反应动力学研究的应用。针对这一技术难题，IRsweep公司基于快速发展的量子联激光（QCL）双频率梳技术开发了红外固态快速双光梳红外光谱仪 (DCS)。DCS突破了传统傅里叶红外光谱仪受其工作原理和光源限制所带来的时间分辨率低、高的分辨率下信噪比低、红外透射方法难以测量厚度大及毫米尺度的样品等缺点。可同时满足高测量速度（微秒时间分辨率， 1 μs）、高光谱分辨率（3x10-4 cm-1）和宽光谱范围的要求，能够成功用于高温、高压、快速反应的端条件下的快速红外光谱研究。因此，该双光梳光谱仪在相关应用和文献报道中引起了研究者的广泛关注。近期，斯坦福大学的NICOLAS H. PINKOWSKI研究团队与IRsweep公司合作成功利用微秒时间分辨超灵敏双光梳红外光谱仪-IRis-F1（Dual-comb spectrometer, DCS）为我们演示了中红外QCL的双梳状光谱仪在高能气相反应中的微秒分辨单次测量的应用。实验中配备了两个频率梳和多套立的验证测量系统，在压力驱动下的高温、高压反应釜中研究了一种剧烈的丙炔氧化化学反应 （图1）。具体而言，作者在1225 K，2.8 大气压和2％p-C3H4 / 18％O2的预点火条件下，测量了丙炔与氧气之间1.0 毫秒高温反应的详细动力学光谱（图2）。实验所采用的量子联激光的双梳状光谱仪（DCS）是由两个立运行的，非固定频率的频率梳组成，其发射波长带宽为179 cm-1 (1174 cm-1-1233 cm-1), 具有9.86 GHz的自由频谱范围和5 MHz的频梳间距，可实现实测4 μs的时间分辨率（理论时间分辨率 2 μs）。同时，作者使用另一套立的带间联激光（ICL）光谱仪对DCS测量的精度做了仔细的对比研究，确认了DCS测量的准确性。研究结果表明，单脉冲DCS可以以4 μs时间分辨测量速率解析丙炔氧化动力学（图3），DCS数据清楚显示：在反应早期（0-0.6 ms）能观察到宽带丙炔吸收特征峰，而在0.75 ms之后可以观察到水的精细特征光谱。在剧烈的高温高压反应中（1 ms 内约2500K和60倍的温度和压力变化）DCS数据显示了出良好的信噪比，其信号的自然噪声抑制和时间分辨率在高焓测试环境中显示出明显优势。同时，立的辅助激光测量光谱（ICL）结果与DCS系统测量结果具有良好的一致性（图4）。此外，DCS能够解析与温度直接相关的量子态信息。并且，随着光谱模型和高温截面数据库的改进，将来DCS系统的测量准确性会进一步提升。 随着中红外双梳光谱技术的出现，为超灵敏双光梳红外光谱仪在高焓反应和非平衡环境的反应动力学研究中提供了广阔的研究机遇。研究者坚信超灵敏双光梳红外光谱仪在高能反应动力学研究中将会有更多应用前景。图1 高能反应系统实验装置示意图A：QCL双光梳快速红外光谱系统（DCS）包括相应的探测器；B：立的ICL激光系统用于探测p-C3H4反应；C：立的ICL激光探测系统，用于探测反应中水的变化 图2 2％ p-C3H4 / 18％ O2/ 80% Ar 在1225 K，2.8 大气压条件下丙炔氧化反应动力学研究结果（a）测量和模拟反应的热力学条件；（b）DCS测量的吸收光谱随时间的变化关系。 白色虚线区域表示具有高信噪比的两个区域 图3 丙炔氧化反应动力学DCS研究结果（ 1215 cm-1-1225 cm-1）图4 p-C3H4 / Ar在 1120 K、3大气压条件下的高温扫描QCL激光（ICL, 灰色）和DCS（蓝色）光谱对比 参考文献：[1] Nicolas H. Pinkowski et al., Dual-comb spectroscopy for high-temperature reaction kinetics, 2020, Meas. Sci. Technol. 31 055501, https://doi.org/10.1088/1361-6501/ab6ecc.

中国化学会第三届全国热分析动力学与热动力学学术会议暨江苏省第三届热分析技术研讨会(第二轮通知)　　The 3rd National Symposium on Thermal Analysis Kinetics and Thermokinetics of Chinese Chemical Society(3rd TAKT)& The 3rd National Symposium on Thermal Analysis of Jiangsu Province(3rd JTA)　　受中国化学会的委托，由中国化学会化学热力学和热分析专业委员会和江苏省分析测试协会主办，江苏省分析测试协会热分析专业委员会、南京师范大学承办、河北师范大学协办的“中国化学会第三届全国热分析动力学与热动力学学术会议(3rd TAKT)”将于2011年10月20-22日在江苏省南京市召开，会议期间同时召开“江苏省第三届热分析技术研讨会(3rd JTA)”。本次会议将就近两年来热分析、热分析动力学和热动力学在理论研究、新仪器设计与分析技术方面的进展以及在无机、有机、高分子、新材料、生物医药等各个领域中的应用进行学术研讨和交流。会议将邀请国内、外热分析、热分析动力学、热动力学研究领域内的著名专家领衔主讲，同时，会议期间还将展示一批国内外最新热分析仪器及相关产品，提供大量的最新技术、最新测试方法等资料。热忱邀请相关领域的科研、教学工作者和研究生踊跃投稿、与会参加研讨交流。　　另外，为配合“国际化学年在中国”活动，会议期间，我们还将举办“国际先进热分析技术讲习班”，特邀请德国Rostock大学物理系、Thermochimica Acta副主编Christoph Schick教授，比利时天主教Lueven大学化学系、前欧洲热分析协会主席Vincent Mathot教授等人进行讲座，为会议参加者提供一个专业的培训学习和增长见闻的机会，同时也为热分析领域的研究骨干提供一个国际交流与合作的平台。讲习班开班授课时间为：2011年10月20日下午1:30。讲习班结束我们将颁发培训证书，并设立“Mettler-Toledo优秀学员奖”若干名，奖品为500G移动硬盘。　　一、会议组织委员会　　主 席：陈国祥，韩布兴，尉志武　　副主席：赵厚民，张建军，魏少华，张明明，王昉　　秘书长：汤伟　　二、会议学术委员会　　主 任 委员：韩布兴　　副主任委员(以姓氏拼音为序)：　　陈启元，高胜利，刘义，沈伟国，孙立贤，王键吉，尉志武　　委 员(以姓氏拼音为序)：　　安学勤，白同春，陈健，陈三平，成一，杜为红，杜勇，顾敏芬，关伟，胡文兵，李浩然，李小云，李武，刘洪来，刘育，陆昌伟，卢雁，孟祥光，孙建平，谭卫红，檀亦兵，王保怀，汪存信，王昉，吴昊，王金本，王琦，王晓东，王毅琳，杨家振，杨腊虎，郁清，袁钻如，张洪林，张建军，张建玲，张堃，朱立忠，张同来，赵凤起　　三、大会主题：展现热分析动力学与热动力学以及热分析领域的主要研究成果。　　大会专题学术报告题目及主讲人：　　1、 热分析动力学和热动力学进展 西安近代化学研究所 胡荣祖 教授　　2、 生命体系中的热动力学 武汉大学化学与分子科学学院 刘义 教授　　3、 含能配合物的热动力学研究 西北大学化学与材料科学学院 高胜利 教授　　4、 热分析动力学的研究与应用 南京理工大学化学化工学院 成一教授　　5、 新型储氢材料的纳米限域及其热化学研究 中国科学院大连化学物理研究所航天催化与新材料研究室 孙立贤教授　　6、 脂质体相平衡与药物释放 南京师范大学化学与材料科学学院 安学勤教授　　7、 热分析在药物研究中的作用 中国食品药品检定研究院 杨腊虎教授　　8、 一些复杂软物质的热分析研究 北京大学化学与分子工程学院 陈尔强教授　　9、 聚合物结晶热分析的现状和挑战 南京大学化学化工学院 胡文兵教授　　10、高速扫描高灵敏量热仪的研制与应用 南京大学化学化工学院 周东山教授　　11、国内外知名仪器厂商热分析新产品、新技术及其应用报告　　四、会议交流形式：出版大会论文集、大会特邀报告、专题报告与讨论、墙报展讲。　　五、征文内容：A. 热分析动力学理论与研究进展 热分析动力学的仪器功能、实验方法和数据处理软件的开发等 热分析动力学在无机、有机、高分子、材料、生物等各个领域中的应用 B. 热动力学理论与研究进展 热动力学的仪器功能、实验方法和数据处理软件的开发等 热动力学在无机、有机、高分子、材料、生物等各个领域中的应用 C.热分析与量热学领域内的研究工作。D.其他　　六、论文要求: 1、应征论文应未在国内外公开发行的学术刊物上发表过。2、应征论文详细摘要将装订成集。论文摘要格式要求如下：以中文或英文提供论文摘要2页。中文摘要内容包括：题目(三号黑体居中)、作者(四号仿宋居中)、作者单位(五号宋体居中，含城市名称，邮政编码和E-mail地址并用逗号分开)、关键词(自版芯左起顶格)、摘要(五号宋体)及主要参考文献(自版芯左起顶格)。英文摘要使用Times New Roman字体，字号、格式同中文摘要。会议论文以A4版面编排，上下页边距2.5 cm，左右页边距3.0 cm。论文摘要需在右上角注明论文类别字母(按征文范围：A、B、C、D)。论文电子版请发至TAKT2011 @126.com信箱，论文征集截稿日期：2011年9月1日。3、作者中如有学生，请在第一页左下角脚注处说明清楚。4、特别提示：大会论文特设“Mettler-Toledo优秀学生论文奖”，包括在职研究生，论文第一作者要求为学生。分设特等奖(奖品ipad)，一等奖(奖品itouch)，二等奖(500G移动硬盘)，三等奖。　　七、会议日期 ： 2011年10月20-22日　　八、会议地点：南京古南都饭店江南春厅(三楼)。(南京市广州路208号)　　九、会议注册：650元/人(2011年8月30日前汇款)，750元/人(现场注册) 　　学生：450元/人(2010年8月30日前汇款)，550元/人(现场注册) 陪同：450元/人 　　论文审理费：60元/篇。讲习班： 200元/人　　邮局汇款：南京市龙蟠路189号 江苏省分析测试协会 汤伟 收 (汇款附言中请注明“TAKT2011”)　　银行汇款：汇款单位：江苏省分析测试协会 汇款帐号：320006610010149002047　　开 户 行：江苏南京交行玄武支行　　十、联系方式：　　联系人：江苏省分析测试协会 汤伟(电话：025-85485940， 13912996398 传真：025-85404940) 　　南京师范大学 王昉(手机：13851614122) 　　河北师范大学 张建军(手机：15533995800)　　Email：TAKT2011@126.com　　中国化学会第十五届全国化学热力学和热分析专业委员会　　江苏省分析测试协会　　南京师范大学　　河北师范大学　　二○一一年四月十八日

pstrong仪器信息网讯/strong　　2019年4月20日，中国化学会第七届全国热分析动力学与热动力学学术会议于合肥开幕。本次会议由中国化学会主办，中国化学会热力学与热分析专业委员会、合肥微尺度物质科学国家研究中心和中国科学技术大学理化科学实验中心联合承办。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/4f08b216-cd0f-4748-a3eb-0af93ce157c6.jpg" title="huichang.jpg" alt="huichang.jpg" style="width: 600px height: 147px " width="600" vspace="0" height="147" border="0"//pp style="text-align: center "　　大会现场/pp　　本次会议的主旨是就近些年来热分析动力学和热动力学以及热分析与量热在理论研究、新仪器设计与分析技术方面的进展，以及在无机、有机、高分子、新材料、生物医药等各个领域中的应用进行学术研讨和交流。此次会议邀请到了来自清华大学、北京大学、南京大学、中国科学技术大学、西北工业大学、中科院研究所等多所知名高校及科研院所长期从事热分析动力学和热动力学的著名专家、中青年学者，以及珀金埃尔默、梅特勒-托利多、日立高新等多家仪器生产厂商，会议盛况空前，4百多位学者注册参会。仪器信息网作为报道媒体出席了本次会议。/pp　　大会组委会主席、合肥微尺度科学国家实验室教授罗毅主持了本次开幕式。中国科学技术大学副校长罗喜胜和大会主席王键吉在开幕式上致辞。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/3bfb1960-feae-4474-a5f0-70a30ed6e48e.jpg" title="罗毅.jpg" alt="罗毅.jpg" style="width: 400px height: 277px " width="400" vspace="0" height="277" border="0"//pp style="text-align: center "　　中国科学技术大学教授罗毅主持会议/pp　　罗喜胜首先作开幕致辞，从中国科学技术大学创新立项的办学理念，谈到办学60年的丰硕成果 同时强调了本次会议的基础性意义和战略性意义，并坚信热力学作为基础学科将对科学界做出巨大的贡献，希望通过本次会议促进学者之间的沟通和交流 并预祝大会圆满成功。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/30acd465-5a7c-4bf7-9722-e4ebbdb229c0.jpg" title="罗喜胜.jpg" alt="罗喜胜.jpg" style="width: 400px height: 277px " width="400" vspace="0" height="277" border="0"/　　/pp style="text-align: center "中国科学技术大学副校长罗喜胜致辞/pp　　王键吉在开幕致辞中强调了热分析和热动力学在环境、能源、化学化工和生命科学等领域具有不可替代的重要意义。王键吉教授表示，本次大会有三个方面的重要意义：(1)有助于青年学者更好地相互交流 (2)有助于多学科之间的学科交叉互动 (3)希望在热力学研究方面，年轻学者后继有人。作为大会主席，王键吉教授感谢主办单位中国科学技术大学会务组的辛勤付出，感谢为大会做出贡献的老师、同学，并预祝大会召开圆满成功。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/08e905b2-27f1-448a-b4c0-e45f0b4cca18.jpg" title="王键吉.jpg" alt="王键吉.jpg" style="width: 400px height: 277px " width="400" vspace="0" height="277" border="0"/　　/pp style="text-align: center "大会主席王键吉致辞/pp　　随后开始的大会报告环节，武汉大学教授刘义、大会主席王键吉、清华大学教授尉志武先后主持了会议。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/8b410aa4-9c55-41c7-a7d0-fde1b9d2edba.jpg" title="刘义.jpg" alt="刘义.jpg" style="width: 400px height: 277px " width="400" vspace="0" height="277" border="0"//pp style="text-align: center "　　武汉大学教授刘义/pp　　中国化学会理事、中国化学会化学热力学专业委员会主任王键吉作题为“CO2响应离子液体的设计和性能调控”的主题报告。王键吉由溶剂/催化剂引出了成本、效率和环境问题，分别介绍了CO2响应离子液体的设计和性能调控的研究方向，即从功能化的离子液体转变成智能化的离子液体，从而实现多功能介质及材料的制备以及产物分离、催化剂和介质循环利用。接着，介绍了通过特定基团嫁接离子液体，实现低浓度CO2的捕集、可逆相分离、可逆相转移、可逆乳化和破乳、光电化学转化等应用。最后，王键吉展望了该研究在酸性气体的选择性吸收、CO2捕集/转化的耦合、离子液体相转移催化和CO2响应离子液体性能强化四个方面新的发展。/pp　　清华大学化学系、生命有机磷重点实验室教授尉志武作题为“关于热分析动力学的思考与若干生物分子体系相变研究进展”的主题报告。报告中，主要谈到了DSC技术在蛋白质变性二态性问题、混合磷脂相变、离子液体杀菌机理和构筑不对称囊泡等研究中的应用。尉志武教授认为，热分析动力学和热动力学内容丰富、应用广泛，特别是在化学反应和物理变化机理研究方面有重要的应用 在做热动力学和热分析动力学时，定量分析一定要考虑对原始数据进行校正。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/df5e6910-bbae-41d2-b89b-18eece44918d.jpg" title="尉志武.jpg" alt="尉志武.jpg" style="width: 400px height: 277px " width="400" vspace="0" height="277" border="0"/　　/pp style="text-align: center "清华大学教授尉志武/pp　　华南理工大学材料科学与工程学院教授张广照作题为“溶液中高分子的单链构象变化热力学”的主题报告。报告中主要介绍了热分析与热动力学在多种单链高分子构象变化中的应用，提出了通过外推法得到热力学平衡状态下高分子单链的相关参数的新方法。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/8c1765fe-aea8-475b-8228-aae8da2b5df8.jpg" title="张广照.jpg" alt="张广照.jpg" style="width: 400px height: 277px " width="400" vspace="0" height="277" border="0"/　　/pp style="text-align: center "华南理工大学教授张广照/pp　　西北工业大学教授刘峰作题为“金属材料非平衡相变的热动力学协同效应与调控”的主题报告。报告中提出，传统研究缺乏对转变过程的研究，忽略了加工工艺的重要性，希望通过研究热动力学相关性，实现成分和工艺的定量化，并介绍了动力学模型在多种钢铁材料中的实际应用。刘峰还提出了大驱动力大能垒设计的概念，可以同先进高强钢相结合，用于设计纳米相变体系，发展出具有优良力学性能的双相双峰组织。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/261b0d7a-2f06-475c-b322-849f4d76bc4d.jpg" title="刘峰.jpg" alt="刘峰.jpg" style="width: 400px height: 277px " width="400" vspace="0" height="277" border="0"//pp style="text-align: center "　　西北工业大学教授刘峰/pp　　西北大学教授陈三平作了题为“镝单分子磁体的磁弛豫动力学”的主题报告。高性能单分子磁体构筑要考虑金属离子的选择、单轴各向异性和晶体场的对称性 镧系金属离子具有磁矩大、奇数电子和强轴向性等特点 在此基础上，陈三平构建了D4d构型、D5h镝单分子磁体。陈三平还介绍了弱化面各向异性的Dy-I单核体系和Dy-X双核体系。最后，陈三平提出了构建热容和低温磁弛豫动力学关系的展望。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/c5ad46bc-4b58-44d3-bdbe-7bb658b2b5ec.jpg" title="陈三平.jpg" alt="陈三平.jpg" style="width: 400px height: 277px " width="400" vspace="0" height="277" border="0"/　　/pp style="text-align: center "西北大学教授陈三平/pp　　南京大学教授胡文兵作题为“高分子结晶动力学的Flash DSC研究”的主题报告。目前，全球超过三分之二产量的合成高分子是可结晶的，高分子加工需要控制结晶，但加工成型的冷却速度通常比较快。传统DSC技术需要的样品量较多，且升降温速度不够快。因此，超快扫描芯片量热仪应运而生。超快DSC技术是研究动力学的有力工具，推动着高分子结晶学进入低温区域，并有助于帮助理解高分子化学结构与结晶动力学的关系。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/907f7dbb-0e27-40e0-9f37-ee03042a2010.jpg" title="胡文兵.jpg" alt="胡文兵.jpg" style="width: 400px height: 277px " width="400" vspace="0" height="277" border="0"/　　/pp style="text-align: center "南京大学教授胡文兵/pp　　下午，大会分为热分析动力学方法、热分析动力学应用、热分析动力学应用与热分析、热动力学与热力学四个专题，开设了四个分会场。其中，热分析动力学方法分会场，作报告的专家有南京理工大学的成一教授、西安建筑科技大学的酒少武教授、南京师范大学的王昉教授以及邯郸学院的任宁教授等。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/c8009021-8440-4775-8044-ef43fd9ad66c.jpg" title="热分析动力学方法专题会场.jpg" alt="热分析动力学方法专题会场.jpg" style="width: 600px height: 336px " width="600" vspace="0" height="336" border="0"//pp style="text-align: center "　　热分析动力学方法专题会场/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/df522974-aa72-4581-add4-71d885afbe80.jpg" title="热分析动力学应用专题会场.jpg" alt="热分析动力学应用专题会场.jpg" style="width: 600px height: 336px " width="600" vspace="0" height="336" border="0"//pp style="text-align: center "热分析动力学应用专题会场/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/721f5c24-3f68-4f0f-af25-8e3afa8fcd63.jpg" title="热分析动力学应用与热分析专题会场.jpg" alt="热分析动力学应用与热分析专题会场.jpg" style="width: 600px height: 336px " width="600" vspace="0" height="336" border="0"//pp style="text-align: center "热分析动力学应用与热分析专题会场/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/86184f2d-c57a-4d4b-98b1-25e8af0bb90b.jpg" title="热动力学与热力学专题会场.jpg" alt="热动力学与热力学专题会场.jpg" style="width: 600px height: 336px " width="600" vspace="0" height="336" border="0"//pp style="text-align: center "热动力学与热力学专题会场/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/f2f76146-9def-49ef-a46a-42674df93166.jpg" title="铂金埃尔默.jpg" alt="铂金埃尔默.jpg" style="width: 600px height: 398px " width="600" vspace="0" height="398" border="0"//pp style="text-align: center "会议合作厂家-美国铂金埃尔默公司/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/231d5013-a502-4cfb-836c-efb470ba0d08.jpg" title="梅特勒.jpg" alt="梅特勒.jpg" style="width: 600px height: 398px " width="600" vspace="0" height="398" border="0"//pp style="text-align: center "会议合作厂家-梅特勒-托利多/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/0243fa12-8bf7-4513-a5b6-7b7e15c17e49.jpg" title="耐驰.jpg" alt="耐驰.jpg" style="width: 600px height: 398px " width="600" vspace="0" height="398" border="0"//pp style="text-align: center "会议合作厂家-德国耐驰仪器制造有限公司/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/116cfd6a-f1aa-40b0-a710-8e6aaf969f89.jpg" title="TA仪器.jpg" alt="TA仪器.jpg" style="width: 600px height: 398px " width="600" vspace="0" height="398" border="0"//pp style="text-align: center "会议合作厂家-美国TA仪器公司/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/8e5e18cf-bf0a-4649-a0f8-8e823f144319.jpg" title="林赛斯.jpg" alt="林赛斯.jpg" style="width: 600px height: 398px " width="600" vspace="0" height="398" border="0"//pp style="text-align: center "会议合作厂家-德国林赛斯仪器公司/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/fb2af071-a5fb-4e2b-968d-4ed698e9d797.jpg" title="日立高新.jpg" alt="日立高新.jpg" style="width: 600px height: 398px " width="600" vspace="0" height="398" border="0"//pp style="text-align: center "会议合作厂家-日立高新技术(上海)国际贸易有限公司/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/27e4e2bb-4abc-4bf0-ba9b-6cc4b1e95c54.jpg" title="塞塔拉姆.jpg" alt="塞塔拉姆.jpg" style="width: 600px height: 398px " width="600" vspace="0" height="398" border="0"//pp style="text-align: center "会议合作厂家-法国塞塔拉姆仪器公司/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/7f27dcd8-af4d-4570-94b0-bda11b1a6d23.jpg" title="仰仪.jpg" alt="仰仪.jpg" style="width: 600px height: 398px " width="600" vspace="0" height="398" border="0"//pp style="text-align: center "会议合作厂家-杭州仰仪科技有限公司/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/fe1b89a3-ebf8-4f47-9e7b-51da980c5376.jpg" title="凯正.jpg" alt="凯正.jpg" style="width: 600px height: 398px " width="600" vspace="0" height="398" border="0"//pp style="text-align: center "会议合作厂家-上海凯正仪器有限公司/ppbr//p

pstrong仪器信息网讯/strong　　2019年4月21日，由中国化学会主办、中国化学会第七届全国热分析动力学与热动力学学术会议中国化学会热力学与热分析专业委员会、合肥微尺度物质科学国家研究中心和中国科学技术大学理化科学实验中心联合承办的中国化学会第七届全国热分析动力学与热动力学学术会议于合肥顺利闭幕。21日上午的大会由桂林电子科技大学的孙立贤、河北师范大学的张建军、天津科技大学的邓天龙联合主持。在闭幕式上，颁发了“最佳张贴报告奖” 并发布2021年第八届全国热分析动力学与热动力学学术会议筹备的最新消息。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/b77b6d53-6fc5-4cf5-9718-398f495537a8.jpg" title="孙立贤_副本.jpg" alt="孙立贤_副本.jpg" style="width: 400px height: 300px " width="400" vspace="0" height="300" border="0"/　　/pp style="text-align: center "桂林电子科技大学孙立贤/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/f0a1c4e0-09b9-4d96-b3ce-745c45ed36de.jpg" title="张建军_副本.jpg" alt="张建军_副本.jpg" style="width: 400px height: 300px " width="400" vspace="0" height="300" border="0"/　　/pp style="text-align: center "河北师范大学张建军/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/90a6779e-fa06-42d5-bd4d-122190562706.jpg" title="邓天龙_副本.jpg" alt="邓天龙_副本.jpg" style="width: 400px height: 294px " width="400" vspace="0" height="294" border="0"/　　/pp style="text-align: center "天津科技大学邓天龙/pp　　中国科学院化学研究所院士韩布兴首先作了题为“绿色溶剂体系热力学、催化材料合成与化学反应中的溶剂效应”的主题报告。当前，70%以上的化学化工过程都会使用到溶剂，尤其是有机溶剂，但也同时面临着效率低、功能有限和环境污染等问题，因此无法满足当代化工可持续发展的要求，开发利用绿色溶剂是必然发展趋势。绿色溶剂应具有无毒、无害、便宜易得、容易循环利用和具有特定功能等特性。其中，具有代表性的绿色溶剂包括水、超临界流体、离子液体和生物质基溶剂等。韩布兴课题组目前的主要研究工作就是围绕超临界CO2、离子液体和水等绿色溶剂，通过化学热力学研究以及发展实验方法，实现绿色功能介质创制、催化材料合成等应用。报告中，韩布兴介绍了其目前的研究成果，包含超临界流体体系局域热力学模型、离子液体与超临界流体/离子液体乳液体系、超临界CO2中表面活性剂自组装及组装体催化功能、配合物催化剂稳定的CO2包水型微乳液光催化CO2还原、MOF稳定CO2/水乳液及MOF界面组装、超临界CO2/IL乳液制备有序介孔MOF纳米球、多孔金属制备及生物质基资源转换、离子液体/有机盐体系制备介孔无机盐、离子液体制备负载型纳米催化材料等。韩布兴课题组还尝试了用离子液体解决CO2反应中的热力学问题，实现了两相体系的甲酸合成 利用CO2形成碳酸解决动力学问题和用于纳米催化等，并介绍了溶剂效应在化学反应中的应用。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/c173d718-ce88-4413-bc02-5cf5159d12aa.jpg" title="韩布兴_副本.jpg" alt="韩布兴_副本.jpg" style="width: 400px height: 300px " width="400" vspace="0" height="300" border="0"//pp style="text-align: center "中国科学院化学研究所院士韩布兴/pp　　武汉大学刘义作了题为“蛋白纤维化纳米抑制剂的设计及其作用机制”的主题报告。阿尔兹海默症近年来受到人们的普遍关注 研究表明，其与蛋白纤维化关系密切。目前，主要的蛋白纤维化抑制剂分为多肽类抑制剂、小分子抑制剂和新型纳米材料三种。新型纳米材料由于其稳定性强、比表面积大和表面易修饰的特点，受到广泛青睐。碳点是一类生物相容性很好的纳米材料，刘义通过设计一系列表面改性的碳点(如氧化改性)，并以与阿尔兹海默症相关的胰岛素蛋白为研究对象，利用等温滴定量热、荧光光谱、圆二色谱和显微分析等仪器，证实了其对与疾病相关的HI蛋白的聚集和生长有抑制作用。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/b8ca13a8-ab38-466b-8635-f03976de0064.jpg" title="刘义_副本.jpg" alt="刘义_副本.jpg" style="width: 400px height: 300px " width="400" vspace="0" height="300" border="0"//pp style="text-align: center "武汉大学刘义/pp　　桂林电子科技大学孙立贤作了题为“新型储能材料设计与热力学调控”的主题报告。我国对可再生能源的需求迫切，氢能源利用是支持可再生能源大规模应用的重要途经，但目前缺乏安全高效的氢储运技术，制约了氢能的发展。孙立贤介绍了其在可控形貌低维催化剂制备及配位氢化物储氢、金属与配体调变以及符合纳米化MOFs储氢等工作。此外，还分享了孙立贤课题组首次创建的国内储氢材料数据库基本情况。/pp　　陕西师范大学的刘志宏作了题为“热化学在硼酸盐功能材料制备及其性能研究中的应用”的主题报告。报告主要介绍了硼酸盐微孔晶体材料的液-固相吸附热动力学、硼酸盐纳米阻燃材料应用的研究和多级孔硼酸盐材料制备及其吸附性能的研究等。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/8c4c8e97-1587-41d4-aae8-d3bbbb67608b.jpg" title="刘志宏_副本.jpg" alt="刘志宏_副本.jpg"//pp style="text-align: center "陕西师范大学刘志宏/pp　　河北师范大学张建军作了题为“稀土超分子配合物的晶体结构、热分解反应动力学及热力学的研究“的主题报告。报告中，张建军主要阐释了稀土超分子配合物中第一系列配合物、第二系列配合物和第三系列配合物的热分解机理 并提出了简单反应处理的改进双等双步法，从而确定了活化能E、指前因子A以及其他热力学参数。/pp　　中国科学技术大学丁延伟作了题为“仪器间差异对于热分析动力学结果影响的研究“的主题报告。报告中对影响热分析曲线的多种因素进行了分析讨论，其中包含样品量、制样方式、样品状态、样品前处理条件、温度控制程序、支架类型、仪器结构、实验气氛及流速、仪器状态、仪器间差异、人员差异等。丁延伟特别强调，要不定期进行仪器的校准，尤其在进行重要的实验前，最好一定要做仪器的校准。/pp　　在报告中，对“仪器间差异”这一重要因素进行了深入、全面的分析和解读。理化科学实验中心先后与美国赛默飞、美国珀金埃尔默公司、美国TA公司等6家仪器厂商共建联合实验室，目前已经装备不同型号热分析仪器近30台。除了考察不同实验室中仪器对同一样品的测试差异之外，利用理化科学实验中心的优势，特别补充同一测试条件下、不同仪器对同一样品的测试差异分析。报告中以三家公司(匿名)的DSC数据说明了仪器间差异对最终测试结果的影响较大。通过比对了不同公司仪器、相同型号仪器、不同类型仪器的热重分析结果，丁延伟发现相同型号仪器对比差别不大，不同类型仪器对比差别较大。通过考察同一公司不同型号仪器之间的差异，发现数据结果并不吻合 丁延伟认为，不一定是仪器的质量问题，而是有可能是校准方法差异的问题。通过对比同一公司不同类型的仪器，测试结果也会产生差异，这可能是由于仪器结构的影响。报告还指出，即使是同一公司的同一产品，测得的结果也可能不同，这可能是由于仪器状态不同导致的。因此，校准方法、结构和仪器状态都可能对热分析动力学结果产生影响。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/4c89254e-800e-422a-82dc-54ab6200f331.jpg" title="丁延伟_副本.jpg" alt="丁延伟_副本.jpg" style="width: 400px height: 300px " width="400" vspace="0" height="300" border="0"//pp style="text-align: center "中国科学技术大学丁延伟/pp　　大会闭幕式由张建军主持。闭幕式上颁发了“最佳张贴报告奖” 获奖名单由辽宁大学房大维宣布：山东农业大学的兰孝征、西北大学的陈湘、南京师范大学的刘浩、南京大学的谢科峰、北京理工大学的钟野、河南师范大学的邢肇碧、辽宁大学的宋宗仁、广西师范大学的陈志凤、中国科学院上海硅酸盐研究所的张赵文斌和北京理工大学的任杰。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/7d1e3620-9c8a-41fd-afec-4c28560cda4b.jpg" title="房大维_副本.jpg" alt="房大维_副本.jpg" style="width: 400px height: 300px " width="400" vspace="0" height="300" border="0"/　/pp style="text-align: center "辽宁大学房大维/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/fac4c8ae-f987-4091-8f1d-4c6662013f46.jpg" title="大会颁奖.jpg" alt="大会颁奖.jpg" style="width: 600px height: 398px " width="600" vspace="0" height="398" border="0"//pp style="text-align: center "颁奖现场/pp　　随后，大会合作厂商、美国TA公司的经理王健女士发表了讲话 武汉大学刘义对大会进行了总结发言。最后，大会特别通告，2021年第八届热分析动力学与热动力学学术会议由陕西师范大学承办，并邀请下一届会议主办方代表刘志宏登台发言。诸多参会代表纷纷组团在即将关闭的大会主屏幕前合影留念，为本次大会圆满结束留下了最后的注脚。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/ad559fe0-de58-41b8-9275-132c4800061b.jpg" title="大会留影.jpg" alt="大会留影.jpg" style="width: 600px height: 398px " width="600" vspace="0" height="398" border="0"//pp style="text-align: center "组团合影留念/ppbr//p

近日，中科院合肥研究院安徽光机所张为俊研究员团队在大气过氧自由基自反应研究方面取得新进展，相关论文以《真空紫外光电离质谱结合理论计算研究过氧自由基自反应的二聚体产物：C2H5OOC2H5》为题发表在学术期刊International Journal of Molecular Sciences (IF=6.20)上。 　　有机过氧自由基(RO2)是大气挥发性有机化合物(VOCs)降解反应中的重要中间体，在大气复合污染形成过程中扮演着关键角色。RO2不仅参与大气中自由基的链循环反应，影响大气氧化性，还控制着臭氧和二次有机气溶胶(SOA)等二次污染物的形成。其中，在低NOx条件下，过氧自由基主要与HO2自由基、以及自身发生化学反应，其产物往往具有低的挥发性容易进入到颗粒相中。但是相关的双自由基反应复杂，化学机制的认识不清，实验和理论研究极具挑战。 　　近日，团队唐小锋研究员和林晓晓副研究员等与法国里尔大学开展国际合作，面向大气中常见的小质量RO2(C1-C4)，以真空紫外放电灯和瑞士同步辐射光源(SLS)作为电离源，采用微波放电流动管反应器和激光光解反应器，结合光电离质谱仪器系统开展了乙基过氧自由基(C2H5O2)的自反应研究，首次通过质谱在线测得乙基过氧自由基自反应过程生成的二聚体产物ROOR(C2H5OOC2H5)。 　　研究人员实验研究了C2H5O2自反应动力学，获得了通道分支比关键参数，并结合理论计算验证ROOR产物通道的反应机制。此外，通过测量同步辐射光电离效率谱，确定了C2H5OOC2H5的绝热电离能为8.75 ± 0.05 eV，结合Franck-Condon因子模拟计算，揭示其分子离子结构。该研究为直接测量ROOR提供新的思路，并证明了ROOR产物通道在小质量RO2自反应中不可忽略。 　　本文研究工作得到了国家自然科学基金、中科院国际合作重点项目和合肥大科学中心重点研发项目课题的经费支持。图1. 乙基过氧自由基反应光电离质谱图图2. 二聚体C2H5OOC2H5的光电离效率谱，红线为理论结果

p　　“这是《自然》杂志首次发表系统性、优于3.6埃分辨率水平实验研究超大复合蛋白质机器的动力学过程和原理的论文，标志冷冻电镜的发展开始进入全原子动力学分析的新阶段。”1月20日，北京大学教授毛有东告诉科技日报记者。/pp　　本月，北京大学物理学院人工微结构和介观物理国家重点实验室、前沿交叉学科研究院定量生物学中心毛有东课题组在《自然》杂志上发表的论文表明，他们通过冷冻电子显微镜和机器学习技术的结合，解析了人源蛋白酶体26S在降解底物过程中的七种中间态构象的高分辨(2.8埃—3.6埃)精细原子结构，局部分辨率最高达到2.5埃。/pp　　毛有东介绍，这些三维结构展现了惊人的时空连续性，生动呈现了原子水平的蛋白酶体和底物相互作用的动态过程，首次实现了对三磷酸腺苷酶六聚马达分子内三磷酸腺苷水解全周步进循环完整过程的原子水平观测和三维建模，发现三种不同的三磷酸腺苷水解协同反应模式，及其如何调控蛋白酶体复杂多样的功能。/pp　　“论文解决了一系列长期悬而未决的重要科学问题，如三磷酸腺苷酶马达如何将化学能转化为机械能，进而实现了底物解折叠的协同动力学机制。”该论文的共同第一作者、原课题组博士后、现为中国科学院化学所研究员董原辰说。/pp　　论文的共同第一作者、课题组博士生张书文说，这些研究结果为几十年来对蛋白酶体功能的研究提供了宝贵的第一手原子结构和动力学信息，对于理解生物体内蛋白质的降解过程和一系列负责物质输运的三磷酸腺苷酶马达分子的一般工作原理具有极为重要的科学意义。/p

药物工艺开发及质量控制会议 公司介绍总部位于美国德克萨斯州休斯顿斯塔福市的OMNICAL公司。专注于化学反应动力学及热分析科学领域的设备研发与制造。是快速反应动力学与热分析及安全工学领域的技术领军企业。OMNICAL差示反应量热仪与全绝热量热仪已成为化学与制药工业催化反应动力学与失控反应动力学及安全工学研究的行业标准。 主推产品OMNICAL的快速反应差示量热及全绝热分析技术飞跃性地推动了催化反应动力学和失控反应动力学的研究与发展，从而响誉于世界各国小分子合成与失控反应动力学领域。其产品范围从多通平行反应微量量热仪到高精度微量量热仪、小型差示反应量热仪、全绝热式差示加速量热仪、全绝热式差示扫描量热仪及压力跟踪差示扫描量热仪，并应用于有机合成、手性催化、动力电池、药品及化学品稳定性、失控反应热动力学、危险化学品加工及贮藏及运输等各个环节，为精细化工及小分子制药行业提供过程反应动力学热力学及安全工学综合解决方案。 合作单位OMNICAL的高端量热分析仪受到全球众多顶尖学府顶级国家实验室一流化学与制药公司青睐，顶级用户包括诺奖得主Sharpless与Noyori教授，麻省理工、哈佛大学、伦敦帝国理工、东京大学、德国普朗克研究院、沈阳化工研究院、中科院有机所、日本原子能研究院、日本国立火灾消防研究所，以及陶氏 、杜邦 、通用三菱住友、辉瑞 、默克、礼莱、诺华、阿斯利康等几乎所有的全球五百强药企化企。产品已覆盖绝大部分发达国家和地区，为用户的合成及失控反应动力学问题提供优质的解决方案，为全球顶尖学府、国家实验室、全球五百强药化学和制药公司提供了强有力的技术支持。

华洋科仪2009 年春季 园二色光谱仪及快速动力学停流光谱应用研讨会 在当今化学、反应动力学、生命科学以及医学药物研究中，园二色光谱仪及快速动力学停流光谱已经成为一种重要的研究工具。为了使国内用户更多地了解园二色光谱仪和快速动力学停流光谱应用及相关技术的新进展，解决用户在实际应用过程中遇到的问题，本公司特别邀请台湾清华大学生命科学院副院长吕平江教授及厦门大学化学化工学院化学系章慧教授来本公司做学术报告。欢迎对此感兴趣的专家学者届时参加此研讨会。 时 间: 2009 年3 月10 日 9:00 &ndash 16:30 地点: 华洋科仪上海办事处 内 容: 园二色光谱仪和快速动力学停流光谱应用及相关技术的新进展 主讲人： 吕平江教授 (台湾清华大学生命科学院副院长) 时间：2~3小时 内 容: 固态中的手性对称性破缺现象及其固体CD 光谱研究 主讲人： 章慧教授 (厦门大学化学化工学院化学系) 时间：2~3小时 主讲人简介： 吕平江教授1991 年毕业于美国纽约大学化学系，获得生物物理博士学位,后进入美国加州大学柏克莱分 校进行博士后研究。自1994 年起任教于台湾清华大学生命科学系,现任台湾清华大学生命科学院生物信 息与结构生物研究所兼生命科学院副院长。其实验室主要研究方向有蛋白质结构及生物资讯学；脂质传 送蛋白结构、折叠和功能性研究；葡聚糖之结合胜呔设计；胃幽门杆菌结构基因体设画；生物资讯在结 构生物上的应用等。吕平江教授在Science、Biopolymers、Biochemistry、Proteins、J Biol Chem、Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun 等世界著名杂志上发表各种高水平学术文章60 多篇。作 者的详细资料可登陆网站：http://sb.life.nthu.edu.tw/lyu.htm。 章慧教授1982年1月毕业于厦门大学化学系，留校任教，现任厦门大学化学化工学院仪器分析中心副主任。长期以来她一直对手性化合物的研究有浓厚的兴趣，自2001年起使用圆二色光谱仪进行了一系列的教学与科研工作，尤其是致力于固体手性样品的圆二色谱研究及该实验技术在本校和国内高校的推广。由章慧教授等编写，化学工业出版社2009年1月出版的高等学校教材《配位化学－原理与应用》，其中第6章的内容为&ldquo 配合物的旋光色散和圆二色光谱&rdquo (包括固体CD光谱的应用)；由她撰写的关于手性拆分、立体选择性合成、手性对称性破缺及其CD光谱表征的数个综合化学实验被编入先后出版的两部国家级精品课程教材《综合化学实验》中以及陆续发表在近年的《大学化学》期刊上。章慧教授发表了多篇关于固体样品CD光谱的论文,有兴趣进一步了解可至本公司网站下载。华洋科仪 联系人：王明艳 E-mail: rebecca@dhsi.com.cn；电话：0411-82364126 传真：0411-82364006 电话：0411-82364123/125/126/128 021-54560516, 54560518 010-84802665, 84802667 地址：大连市中山区丰汇园5 号邮编：116013 上海市徐汇区肇嘉浜路366 号29 楼F 座 北京市朝阳区安立路 56 号3 号楼2207 室

2019年4月20日，由中国化学会热力学与热分析专业委员会主办、中国科学技术大学承办的第七届全国热分析动力学与热动力学学术会议在合肥举行，会议主旨是热分析与量热在理论研究、新仪器设计与分析技术方面的进展，以及在无机、有机、高分子、新材料、生物医药等各个领域中的应用。会议邀请清华大学、北京大学、南京大学、中国科学技术大学、西北工业大学、中科院研究所等知名高校及科研院所长期从事热分析动力学和热动力学的专家和中青年学者等。 杭州仰仪科技有限公司作为高端热分析仪器的制造商参会应邀参会，并在会议上由丁炯博士作精细化工反应安全风险评估中的量热方法应用的报告，受到与会代表的广泛关注。会议期间，与会代表就我司的微量蒸气压测定仪、微量连续闭口闪点仪、快速筛选量热仪、绝热加速量热仪以及自动反应量热仪五款代表性产品的性能指标、应用领域进行了交流。总经理叶树亮博士为与会嘉宾进行了生动的讲解。一直以来，我司与诸多知名教育科研机构保持着紧密的合作关系，通过此次会议的深入交流沟通，使我们对行业工作者的不同需求有了更为深入的了解，为今后的创新升级奠定基础。热力学与热分析专业委员会主任委员河南师范大学校长王键吉教授热力学与热分析专业委员会副主任委员、清华大学化学系党委书记尉志武教授与会代表参观展台

研究背景人参是一味广为人知的中草药，在中国已有数千年的应用历史，具有大补元气、复脉固脱、补脾益肺、生津养血、安神益智的功效。现代药理研究表明，人参的主要活性成分人参皂苷在糖尿病、阿尔兹海默症及癌症中能够发挥保护作用。同时，大量的研究表明，蒸制人参（红参和黑参）相对于生晒参具有更好的药理作用。 人参皂苷Rk1及Rg5是蒸制人参中的特征性成分，二者为同分异构体，结构上仅双键位置不同。研究证实，人参皂苷Rk1及Rg5具有抗炎、降低血糖、保护心肌、神经保护及抗癌等作用。本研究对人参皂苷Rk1及Rg5在大鼠体内的药物动力学过程进行比较研究。 1—〇方法与结果〇— 该研究使用LCMS-8050三重四极杆液相色谱质谱联用仪建立了血浆中人参皂苷Rk1及Rg5的定量检测方法。然后，通过灌胃及口服方式给予大鼠人参皂苷Rk1及Rg5，收集血浆进行定量分析，并计算药动参数。 通过全扫及产物离子扫描，确定人参皂苷Rk1、Rg5及Rg3（内标）的母离子及产物离子，如图1所示。经过LabSolutions软件自动MRM优化后，对建立的方法进行专属性、线性、精密度、准确度、基质效应及提取回收率验证，结果如图2、表1及表2所示。结果表明，建立的方法符合生物样品的测定要求。图1 人参皂苷Rk1（A）、Rg5（B）及Rg3（C）的产物离子扫描图 图2 人参皂苷Rk1、Rg3和Rg3的MRM色谱图：A，空白血浆；B，空白血浆加人参皂苷Rk1或Rg5和Rg3；C，给药老鼠血浆 表1 人参皂苷Rk1及Rg5的日内及日间精密度及准确度表2 人参皂苷Rk1及Rg5在大鼠血浆中的提取回收率，基质效应及稳定性大鼠24只，随机分为4组，每组6只，分别为人参皂苷Rk1、Rg5口服组（50mg/kg）和人参皂苷Rk1、Rg5静脉组（2mg/kg）。经取血、收集血浆、加标、涡旋、离心、吹干、复溶，以及再涡旋、离心、取上清等步骤后，进入LCMS-8050进行分析。 药-时曲线结果如图3所示，人参皂苷Rk1及Rg5在灌胃给药5 min后，即可在血液中检出，说明人参皂苷Rk1及Rg5能够被快速吸收入血。人参皂苷Rg5在灌胃给药4 h后达到最大血药浓度，人参皂苷Rk1在灌胃4至6 h后可达到最大血药浓度，结果表明人参皂苷Rg5相对于人参皂苷Rk1具有更好的吸收。 使用非房室模型计算的药物动力学参数结果如表3所示。人参皂苷Rk1及Rg3灌胃的药物浓度-时间曲线下面积分别为204.18 ngh/mL和985.69 ngh/mL，分布体积分别为1821.04 L/kg和388.57 L/kg，消除速率分别为249.40 L/h/kg和53.79 L/h/kg。同时，人参皂苷Rk1和Rg5的生物利用度仅有0.67%和0.98%，胃肠道的代谢和较差的跨膜转运能力可能是其生物利用度差的主要原因。 图3 人参皂苷Rk1及Rg5在大鼠体内的药-时曲线：A，口服（50mg/kg）；B，静脉给药（2 mg/kg） 表3 人参皂苷Rk1及Rg5在大鼠体内的药动参数(n = 6)2—〇 总结与讨论 〇— 本文建立了UHPLC-MS/MS方法用于测定血浆中人参皂苷Rk1及Rg5的含量，并对其进行方法学考察。结果表明其专属性、基质效应、回收率、精密度、准确度和稳定性等均满足生物样品定量分析要求。通过对人参皂苷Rk1及Rg5的药物动力学研究，发现灌胃给予大鼠50 mg/kg人参皂苷Rk1或 Rg5后，二者均能被迅速吸收入血，但它们的口服生物利用度较低。如何提高它们的生物利用度是开发利用人参皂苷Rk1及Rg5亟待解决的主要问题之一。LCMS-8050 3—〇 文献简介〇— 文献题目《Pharmacokinetic studies of ginsenosides Rk1 and Rg5 in ratsby UFLC–MS/MS》使用仪器LCMS-8050，LC-30AD作者Chao Ma1,2， Qiyan Lin1 ，Yafu Xue1，Zhengcai Ju1， Gang Deng1， Wei Liu3，Yuting Sun1，Huida Guan1，Xuemei Cheng1, Changhong Wang1* 1.Institute of Chinese Materia Medica, Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, The MOE Key Laboratory for Standardization of Chinese Medicines, Shanghai R&D Centre for Standardization of Chinese Medicines, Shanghai, China2.Department of Pharmacy, Fudan University Shanghai Cancer Center, Department of Oncology, Shanghai Medical College, Fudan University, Shanghai, China3.Key Laboratory of Liver and Kidney Diseases (Ministry of Education), Institute of Liver Diseases, Shuguang Hospital Affiliated with Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, Shanghai, China* Corresponding author. Institute of Chinese Materia Medica, Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, Shanghai 201203, China. Tel: 086-021-51322511, Fax: 086-021-51322519, E-mail: wchcxm@shutcm.edu.cn wchcxm@hotmail.com (Changhong Wang). 原标题：人参皂苷Rk1和Rg5在大鼠体内的药物动力学研究上海中医药大学 中药研究所文章发表于Biomedical Chromatography文章链接：https://doi.org/10.1002/bmc.5108 致谢本研究工作得到中国国家自然科学基金（基金号 81903804, 81530101, 81530096）的支持。 声明1、本文不提供文献原文。2、所引用文献仅供读者研究和学习参考，不得用于其他营利性活动。3、本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

pstrong1.热、动力学概述/strong/pp　　自然界中发生的一切物理、化学和生物代谢反应，通常都伴随着热效应的变化，人们对热本质的认识经历了漫长曲折的探索历程。/pp　　20世纪初，Planck、Poincare、Gibbs等科学家以宏观系统为研究对象，基于热力学第一、二定律，并定义了焓、熵、亥姆霍兹和吉布斯等函数，加上P、V、T等可以直接测定的客观性质，经过归纳与演绎推理，得到一系列热力学公式和结论，用来解决能量、相和反应平衡问题，这便是经典热力学的基本框架。经典热力学研究的对象是系统中的物质和能量的交换，它是不断逼近极限的科学，只讨论变化前后的平衡状态，不涉及物质内部粒子的微观结构。/pp　　Boltzmann等人将量子力学与经典热力学相结合，形成了统计热力学。统计热力学属于从微观到宏观的方法，它从微观粒子的性质出发，通过求统计概率，定义出系统或粒子的配分函数，以此为桥梁建立起与宏观性质的联系。/pp　　时间是热力学中非常重要的独立变量，怎样处理时间变量是区别不同层次热力学的标志，在物理学中利用熵增来描述时间的单向性。热力学研究可能性，动力学研究现实性，即变化速率和变化机理。动力学是反应进度与时间的函数关系，系统的行为状态和输出只取决于起始状态和随后的输入。/pp　　自然界中发生的好多现象都是在非平衡态进行的不可逆过程，这就推动了热力学由平衡态向非平衡态发展。20世纪50年代，Prigogine I、Onsager L等人形成了非平衡态热力学(Non-equilibrium Thermodynamics)，局域平衡假设是非平衡态热力学的中心假设。其中，Onsager L于1931年确立了唯象系数的倒易关系，Prigogine 在1945年提出了非平衡定态的最小熵增原理，适用于接近平衡状态的线性非平衡体系。对于远离平衡态的系统，以Progogine为首的布鲁塞尔学派经过多年的努力，建立了著名的耗散结构理论，后来通过云街、贝纳德对流实验等一些自组织现象(见图1)得以证实，耗散结构理论指出远离平衡的开放系统可以形成有序状态，打开了物理科学通向生命科学的窗口。br//pp style="text-align:center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/436c0be6-c410-4216-9391-914804187287.jpg" title="图1 一些自组织现象.png" alt="图1 一些自组织现象.png" width="400" height="313" border="0" vspace="0" style="width: 400px height: 313px "//pp style="text-align: center "strong图1 一些自组织现象/strong/pp　　目前，热动力学不再仅仅是研究热现象基本规律的科学，它和系统理论、非线性科学、生命科学、宇宙起源等密切相关，其应用涉及物理学、化学、生物、工程技术，以及宇宙学和社会学科[1]。/ppstrong2.材料热力学的形成和发展/strong/pp　　现代材料科学的进步和发展一直受到热力学的支撑和帮助，材料热力学是经典热力学与统计热力学理论在材料科学领域的应用，其形成和发展正是材料科学走向成熟的标志之一。/pp　　从1876年Gibbs相律的出现，1899年H. Roozeboom把相律应用到多组元系统，1900年，Roberts-Austen构建了Fe-Fe3C相图的最初形式，为钢铁材料的研究提供了理论支撑 再到20世纪初，G. Tamman等通过实验建立了大量金属系相图，有力推地动了合金材料的开发 50年代初R. Kikuchi提出了关于熵描述的现代统计理论，为热力学理论和第一性原理结合起来创造了条件 60年代初M. Hillert等对于非平衡系统热力学的研究，导致了失稳分解领域的出现，丰富了材料组织形成规律的认识 70年代由L. Kaufman、M. Hillert等倡导的相图热力学计算(CALPHAD)，使材料研究逐渐进入到根据实际需要进行材料设计的时代[2]。/pp　　2011年6月，美国宣布了一项超过5亿美元的“先进制造业伙伴关系”计划，核心内容之一是“材料基因组计划(materials genome initiative， MGI)”，其目的是为新材料的发展提供必要的工具集，通过强大的计算分析减少对物理实验的依赖，加上实验与表征方面的进步，显著加快新材料投入市场的种类与速度，开发周期可从目前的10~20年缩短至2~3年，图2比较了传统材料设计与现代材料设计的流程。br//pp style="text-align:center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/1f972848-2ff1-4a22-9f2f-766750dfbfc7.jpg" title="图2 传统材料设计与现代材料设计流程对比.png" alt="图2 传统材料设计与现代材料设计流程对比.png" width="400" height="371" border="0" vspace="0" style="width: 400px height: 371px "//pp style="text-align: center "strong图2 传统材料设计与现代材料设计流程对比/strong/pp　　材料热力学研究固态材料的熔化与凝固、固态相变、相平衡关系与成分、微观结构稳定性、相变的方向与驱动力等。为了描述各种不同类型物相的自由能、焓、熵等，曾提出过各种唯象的或统计的热力学模型，比如，理想溶体模型、正规溶体模型、亚正规溶体模型、准化学模型、原子缔和模型、中心原子模型、双亚点阵模型、集团变分模型(CVM)、Bragg-Williams近似、Bethe近似、Ising近似、Miedema近似等。扩散是动力学研究的主要内容，包括凝固过程中晶核的形成和长，以及在热处理过程中合金的均匀化、溶质原子的分布与再分配，可通过菲克第一、二定律推导。/pp　　热力学计算的涵盖范围很广，分析和理解材料学问题的重要工具有：Gm-x图、相图、TTT曲线、CCT曲线等。其中，最成功的核心应用是相图计算。相图依据获得的方法可以分为三类：/pp　　1、实验相图：利用实验手段(DSC、DTA、TG、X射线衍射、电子探针微区成分分析等)，以二、三元系为主。/pp　　2、理论相图，也称第一性原理计算相图，不需要任何参数，利用Ab initio method实现的理论计算相图，只在个别二元和三元体系材料设计方面有少量报道。/pp　　3、计算相图，其核心是理论模型与热力学数据库的计算机耦合。目前国际上流行的软件多采用CALPHAD模式，包括Thermo-Calc、Pandat、FactSage、Mtdata、JMatPro等。CALPHAD模式中对溶体自由能的描述大部分采用亚正规溶体模型，流程如图3所示，它是根据体系中各相的特点，集热力学性质、相平衡数据、晶体结构等信息于一体，建立热力学模型和自由能表达式，然后基于多元多相平衡的热力学条件计算相图，最终获得体系的具有热力学自洽性的相图和描述各相热力学性质的优化参数。/pp style="text-align: center "　　例如，王翠萍，刘兴军，大沼郁雄等人利用CALPHAD方法评估了Cu-Ni-Sn三元系各相的热力学参数，其计算结果与实验值吻合得很好，如图4所示，他们还计算了该三元系中bcc相的有序无序转变及fcc相的溶解度间隙，对利用析出强化以及Spinodal分解开发高强度和高导电性的新型Cu基合金的组织设计具有一定的指导意义[3]。br/strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/a0a89f13-1022-49a1-9fd6-5604b5b5b379.jpg" title="图3 CALPHAD方法流程图.png" alt="图3 CALPHAD方法流程图.png" width="400" height="401" border="0" vspace="0" style="width: 400px height: 401px "//strong/pp style="text-align: center "strong图3 CALPHAD方法流程图/strong/pp style="text-align: center "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/bae8d53e-6ea5-4648-881d-ddedb81a12f2.jpg" title="图4 Cu-Ni-Sn三元系中液相在1580K时的混合焓的计算结果与实验值[3].png" alt="图4 Cu-Ni-Sn三元系中液相在1580K时的混合焓的计算结果与实验值[3].png"/br/图4 Cu-Ni-Sn三元系中液相在1580K时的混合焓的计算结果与实验值[3]/strong/pp　　动力学计算以热力学计算为基础，引入以时间为变量的扩散动力学模型和原子移动性数据库，通过大量的迭代运算，获得材料热力学状态随时间的变化关系。/ppstrong3.在材料各领域的应用/strong/pp　　任何一个体系，热力学、动力学和物质结构三方面是密切联系的。金属材料的微观结构和热力学性质影响凝固和热处理过程中的生成相和微观组织演变。例如，对于Al-Cu系合金，溶质原子在固溶时过饱和析出，造成球对称畸变 在时效硬化时，首先形成G.P. Zone，接着溶质原子在低指数晶面上发生聚集、有序化，最终生成非共格θ(Al2Cu)平衡相。在凝固或均匀化过程中生成的相尺寸大于0.5μm时，受载时界面出现位错塞积，成为裂纹源 当尺寸介于0.005~0.05μm，并且呈细小弥散分布时，可阻碍再结晶和晶粒长大。当然，热、动力学理论目前已经渗透到了材料各个领域，成为一种有效的理论指导和必要的分析手段。/ppstrong(1)传统钢铁行业/strong/pp　　钢铁研究总院作为国内最大的专业钢铁材料研发机构，是最早引入热力学计算方法和软件的单位之一，先后在节镍型不锈钢设计、V-N 微合金化技术、LNG 用 9 Ni 低温钢等方面都取得了丰硕的研究成果[4]。/ppstrong(2)金属基复合材料/strong/pp　　范同祥、李建国、孙祖庆等人采用热力学、动力学模型，在复合材料增强相与基体界面反应控制、反应自生增强相种类选择、复合材料体系设计以及制备工艺等方面做了大量研究[5]。/ppstrong(3)纳米材料/strong/pp　　2000年，美国亚利桑那州立大学的Chamberlin在研究铁磁体的临界行为时用到纳米热力学(Nanothermodynamics)一词，Giebultowica、Hill等人证明了纳米热力学在处理纳米体系的生长和物理化学性能时的巨大作用，中国科学院大连化学物理研究所的谭志诚团队在纳米材料低温热容方面也做了大量研究[6]。/ppstrong(4)形状记忆合金/strong/pp　　Lidija GOMIDZELOVIC等人采用Muggianu模型并结合实验，使用Thermo-Calc软件计算了形状记忆合金Cu-Al-Zn在293K时的相图，并探讨了组织性能[7]。/pp　　此外，在Mg基储氢材料、石墨烯界面及其吸附性能都有热力学计算机模拟的相关应用。/ppstrong4.热动力学的发展趋势/strong/pp　　几乎没有一种实用材料的结构在热力学上是稳定的，扩散、相变、位错的产生和运动，以及材料的形变和断裂都涉及各种非平衡，这就需要在实际应用中将CALPHAD模式与其他理论相结合，使其更加逼真地模拟现实情形，比如：与第一性原理(First-Principles)、密度泛函理论(Density functional theory，DFT)、相场理论(Multiphase Field Method)相结合 与材料物理冶金模型相结合，对材料硬度、强度、延伸率等做出预测 引入晶胞和析出相的形核、长大、粗化模型，计算材料的CCT、TTT相变曲线、晶粒尺寸、形核率等物性参数。/pp　　在未来，包括热力学和动力学在内的多尺度集成计算模拟配合专业数据库，实现材料设计阶段、模拟材料生产制备和服役的全流程，从而预测材料的组织演变和宏观性能，并在制备过程中对组织性能进行精确调控，是材料热、动力学发展的主要趋势[8,9]。/ppstrong参考文献/strong/pp[1]徐祖耀，材料热力学，高等教育出版社，2009/pp[2]戴占海，卢锦堂，孔纲. 相图计算的研究进展[J]. 材料研究导报，2006，4(20)：94-97/pp[3]王翠萍,刘兴军,马云庆,大沼郁雄,貝沼亮介,石田清仁. Cu-Ni-Sn三元系相平衡的热力学计算[J]. 中国有色金属学报, 2005(11): 202-207./pp[4]董恩龙，朱莹光，潘涛. LNG用9Ni低温压力容器钢板的研制[C]，全国低合金钢年会论文集. 北戴河：中国金属学会低合金钢分会，2008:741-749/pp[5]范同祥,张从发,张荻.金属基复合材料的热力学与动力学研究进展[J]. 中国材料进展, 2010, 29(04): 23-27/pp[6]姜俊颖,黄在银,米艳,李艳芬,袁爱群. 纳米材料热力学的研究现状及展望[J].化学进展,2010,22(06):1058-1067./pp[7]Lidija GOMIDZELOVIC， Emina POZEGA，Ana KOSTOV，Nikola VUKOVIC，Thermodynamics and characterization of shape memory Cu-Al-Zn Alloy [J].Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2015, 25(08): 2630-2636/pp[8]Liux J, Takaku Y, Ohnuma I, et al. Design of Pb-free solders in electronic packing by computational thermodynamics and kinetics [J]. Journal of Materials and Metallurgy, 2005, 4(2): 122-125/pp[9]Chen Q, Jeppsson J, Agren J. Analytical treatment of diffusion during precipitate growth in multicomponent systems [J]. Acta Materialia, 2008, 56:1890-1896br/br//p

/// HABITAT 生物反应器能对多种细胞进行重复性和标准化培养。它集生物反应器、光生物反应器和发酵罐于一体，符合人体工程学设计并可高效运行。IKA 推出一款新的生物反应器。HABITAT 生物反应器能对多种细胞进行重复性和标准化培养。它集生物反应器、光生物反应器和发酵罐于一体，符合人体工程学设计并可高效运行。HABITAT 生物反应器整合了 IKA 核心产品研发能力，在混合、温控、自动化、安全和设计上都实现了创新。HABITAT 作为 IKA 第一款自主研发的生物反应器，该机器在设计和操作上都有显著改善。提供罐盖支架的生物反应器HABITAT 是一款提供支架的实验室生物反应器。支架可让罐盖永远不用放下。马达可挂在支架的侧面，传感器亦可安全存放于支架上。所有这些都确保了符合人体工程学的工作、整洁的实验室台面和更快的组装操作。创新混合模式IKA 工程师开发了一种新的混合模式，专门用于 HABITAT 生物反应器。在Chaotic Mode（混沌模式）下，反应器内容物的混合遵循混沌动力学系统的数学原理。这确保了更快、更有效的混合。单独的 PID 处理器单独的 PID 处理器为实验室反应过程提供控制选项。管理员也不必是有经验的专家。如果温度值被改变，软件就会检查这种改变对过程的影响并进行调控。广泛的应用根据培养细胞的类型，实验室可将 HABITAT 用作生物反应器，或与 IKA 恒温器结合用作发酵罐。通过连接 LED 灯板，HABITAT 甚至变成了一个光生物反应器。在同类生物反应器中，HABITAT 是一款马达尺寸与罐体体积匹配的生物反应器。操作简单易上手从第一次操作开始，可与主机分离的平板电脑和直观的操作软件都让工作变得更容易。HABITAT 的智能校准管理使温度、pH和DO传感器的校准变得简单。软件可存储所有测试条件（反应器尺寸、搅拌器等）和所有测量值。四个集成的蠕动泵有助于收获细胞。因此，整个操作都很简单，学习时间短。长时间的实验可在无人值守条件下安全运行。体验 HABITATHABITAT 现已上市。使用适当的设备也可通过VR虚拟实验室体验 HABITAT 的性能与构造。体验HABITAT，请与我们联系：info@ika.cn，了解更多产品信息。关于 IKA IKA 集团是实验室前处理、分析技术、 工业混合分散技术的市场领导者。电化学合成仪、磁力搅拌器、顶置式搅拌器、分散均质机、混匀器、恒温摇床、移液器、研磨机、旋转蒸发仪、加热板、恒温循环器、粘度计、量热仪、实验室反应釜等相关产品构成了IKA 实验室前处理与分析技术的产品线；而工业技术主要包括用于规模生产的混合设备、分散乳化设备、捏合设备、以及从中试到扩大生产的整套解决方案。IKA 还与全球知名大学和科学家进行着密切的合作, 支持其在科研道路上不断探索。我们致力于为客户提供更好的技术, 帮助客户获得成功。IKA 成立于1910年，集团总部位于德国南部的Staufen，在美国、中国、印度、马来西亚、日本、巴西、韩国、英国、波兰等国家都设有分公司。

p　span style="FONT-FAMILY: times new roman"　药代动力学在我国和世界上发展的很快，是创新药物研发中不可或缺的重要研究内容，甚至决定了药物开发的命运。药代动力学是一门多交叉学科，定量研究药物在体内的吸收、分布、代谢、排泄(ADME)，也融合了药理学、药物分析、药剂学、中药学、细胞生物学、分子生物学、实验动物学等多门学科的相关知识。药代动力学的应用研究主要包括创新药物临床前的评价和申报、新药的临床药动学研究及评价、中药与生物大分子药物的药代动力学研究等。/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"　　中国工程院院士王广基所带领的江苏省药代动力学重点实验室的研究团队在国内的创新药物药代动力学、中药药代动力学和细胞药代动力学等方面取得了令人瞩目的成就。日前，仪器信息网编辑在中国药科大学药代动力学重点实验室采访了王广基院士。/span/ppspan style="FONT-SIZE: 20px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(112,48,160)"strong　　王广基所带领的药代动力学实验室在国内外取得了令人瞩目的成就/strong/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"　　王广基所带领的药代动力学实验室先后成为了江苏省药物代谢动力学重点实验室、国家科技部临床前药物代谢动力学技术平台建设牵头单位、国家中医药管理局“中药复方药代动力学方法重点研究室”， 天然药物活性组分与药效国家重点实验室核心单元；先后承担了包括国家“863”计划、“973”计划、“国家自然科学基金”重点项目、国家“重大新药创制”科技重大专项、“国家科技支撑计划”等重大研究项目30余项。在国内外核心期刊发表科研论文320余篇，申请发明专利30多项。/span/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="IMG_1417_副本.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/0696db27-0b35-48a5-b151-d8e91f690cc0.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"span style="FONT-SIZE: 14px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,32,96)"strong王广基院士/strong/span/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"　　王广基带领的药代动力学重点实验室是国内领先的药代动力学研究实验室，同时在该研究领域也是世界一流的。王广基对国内的药代动力学研究很有信心，他表示：“我国的药代动力学研究水平已经与发达国家接轨。”该实验室的很多研究成果都处于国际领先水平，据介绍该团队撰写了国际上第一篇细胞药代动力学研究综述，并发表于国际药代动力学权威杂志DMR，此文章属国际首次系统提出细胞PK/PD研究理论与技术方法，推动了药代动力学研究从“血浆”到“细胞”、从“宏观”到“微观”的突破。中药药代动力学研究的技术体系也得到了国内、国际上的广泛认可，如国际著名分析化学家Dr.Brack(德国)在Trends AC(国际化学分析顶级期刊)上将他们建立的“诊断离子桥联网络”策略评为复杂基质中未知成分分析的九大创新策略之一。/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"　　药代动力学的基础研究主要包括针对ADME环节的各种体内外模型的建立及优化，药物吸收/代谢机制、调控途径，PK/PD(药动/药效结合研究)模型及由此衍生出来的各类数学模型的建立及评价等。如何将药代动力学的研究理论与技术应用到创新药物研究中是王广基所带领团队一直在深入研究的内容。/span/ppspan style="FONT-SIZE: 20px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(112,48,160)"strong　　探索中药多成分药代动力学研究新技术，实现药代动力学研究从“单成分”向“多成分”的突破/strong/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"　　中药现代化的研究中，需要对中药的一锅汤进行系统研究，包括“汤”里面究竟有哪些成分、成分的比例和量是多少 人服用以后，有多少成分吸收进入体内、有哪些成分进入体内后发生转化、起效的成分是哪些等。/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"　　针对中药成分构成复杂、代谢多样、体内浓度低等难题，王广基及其团队创建了高效普适的中药复杂成分体内过程研究方法学体系。如：“诊断离子桥联网络”、“相对曝露法”、“物质组-代谢组关联网络”等策略。/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"　　王广基介绍说：“诊断离子桥联网络技术即采用多级质谱对复杂组分碎裂分析，得到各成分的多级碎片离子，根据碎片离子进行各组分的桥接，从而实现化合物的快速归属” 。这一技术使得复杂组分，尤其是完全未知的成分的鉴定具有重要意义。目前我们发表的有关该技术的论文在国际期刊上已被引用47次。此技术也被用于多种中药方剂及环境污染物的分析中。”质量亏损过滤技术很早就被提出，并一直被应用于单个西药成分的代谢物鉴定中。对于适用于中药多组分的质量亏损过滤技术，王广基说：“质量亏损过滤用于去除基质相关的大量的背景离子，缩小假阳性的数目，使得目标化合物从背景噪音脱颖而出。这一技术的应用使得中药复杂成分中同一类化合物可以快速同时被检出，分析效率大幅度提高。”/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"　　在突破核心技术难题的基础上，王广基带领团队探索中药整体效应，取得了很多成果。例如，在人参皂苷的抗抑郁作用研究方面，该团队发现人参皂苷难以透过血脑屏障，但可调节免疫细胞及内源性神经递质的代谢转运，阻断炎症因子向脑部的传递，发挥脑神经保护作用。/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"　　中药药代相关的研究成果获2009年国家科技进步二等奖、2012年江苏省科技进步一等奖 完成的“十一五”重大专项项目“中药复方药代动力学研究关键技术”获评全国第一。/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"　　对于药效明确、机制不明的中药，可以通过分析内源性小分子物质群的改变等代谢研究手段来考察其药物机制和作用效果。王广基以人参对血压双向的调节作用为例，介绍了有关中药药效和作用机制的研究内容。对于高血压而言，很多西药的降压作用很明显，降压效果很快体现，但是，一旦停药后血压又反弹回原有的水平。人参降压作用比较温和，但是降压作用持久，在停药后反弹速率显著低于西药。王广基说：“通过代谢组学的研究，检测体内的内源性小分子代谢物群，发现高血压与正常人体内的代谢组的分群区分很明显。这说明高血压患者体内的生理生化代谢等机体的功能状态发生了偏移，偏离了正常状态。而人参皂苷具有一定的”纠偏“作用，高血压患者给予人参以后，偏离正常状态的代谢组有向正常状态恢复的趋势。/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"　　/spanspan style="FONT-SIZE: 20px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(112,48,160)"strong质谱技术是药代动力学研究的重要手段/strong/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"　　质谱技术、细胞与分子生物学模型、PK/PD模型等都是药代动力学研究的常规手段。质谱主要用于测定血液、尿液、组织等生物样品中的微量药物浓度、代谢物鉴定和内源性成分的分离分析。/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"　　该实验室质谱仪器非常多，其中大多数还是单级四极杆和三重四极杆质谱。王广基说：“定量分析是药物代谢研究的基础，也是我们做的最多的工作。我们目前的药物和代谢物的定量工作主要还是采用四极杆质谱分析。”/span/pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"img title="IMG_1361_副本.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/17acd960-08dd-4f10-b7e2-3de02104dfd3.jpg"//span/pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"span style="FONT-SIZE: 14px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,32,96)"strong正在运行的岛津四极杆质谱仪/strong/span/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"　　IT-TOF主要用于代谢物分析及其中药多组分的体内外物质基础的鉴定。王广基说：“2007年，我们开始将岛津LC-IT-TOF/MS(离子阱-飞行时间串联质谱)用于中药复杂未知成分定性和定量分析、中药体内复杂代谢产物分析与体内外物质关联网络分析等新领域。” 通过对中药复杂成分分析研究，王广基团队先后在Anal Chem，J Mass Spectrom, Talanta等国际化学分析领域权威期刊发表论文30余篇。“这些文章在国际上充分展示了LC-IT-TOF/MS在复杂未知成分定性分析中的卓越性能和广阔的应用前景。”王广基说。/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"　　王广基及其实验室的研究者曾多次在国内外学术会议上报告了相关研究成果，基于IT-TOF的研究成果已经产生了深远的影响。马来西亚、新加坡和国内的制药企业正在寻求与王广基带领的药代动力学重点实验室在IT-TOF应用中的合作。/span/pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"img title="IMG_1382_副本.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/c4879eec-d7a5-47a6-acbc-35382f3c351e.jpg"//span/pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"span style="FONT-SIZE: 14px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,32,96)"strong正在运行的岛津LCMS-IT-TOF/strong/span/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"　　在参观实验室时，王广基告诉编者，实验室在使用MALDI-TOF进行生物大分子生物药物的药代动力学研究及基于质谱成像技术的组织分布研究。/span/pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"img title="IMG_1380_副本.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/266ad761-b4b7-4a09-b8a5-9e350479ac83.jpg"//span/pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"span style="FONT-SIZE: 14px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,32,96)"strong正在运行的岛津MALDI-TOF质谱/strong/span/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"　　王广基认为质谱技术特别是液质联用技术对于药代动力学研究有着非常重要的意义。他说：“首先，对药物的动力学特征研究一般分为定性研究和定量研究两个方面，对于定性来说，随着各种杂交质谱技术的出现，液质联用可以给出多级碎裂信息和准确分子量，对于化合物及其代谢物的结构推断提供了强有力的工具。此外，定量研究更加需要质谱，由于生物样本中干扰大、药物浓度低，而质谱的专属性强、灵敏度高，目前，大部分药物的药代动力学研究都是用质谱完成的。”/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"　　编者看到该实验室岛津的仪器非常多，大部分质谱仪出自岛津。时逢岛津公司成立140周年，在编者问是否对岛津有何期待时，王广基代表中国药科大学祝愿岛津创新不止、扬帆起航，朝着更高的目标不断迈进，取得更加辉煌的成就!王广基说“岛津以科学技术向社会做贡献，愿其早日实现‘为了人类和地球的健康’之愿望!”/span/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="DSC_7100_副本.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/7df496f6-f064-4d2a-b9e8-901a67b8a3c4.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"span style="FONT-SIZE: 14px FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,32,96)"strong药代动力学实验室合影/strong/span/span/pp style="TEXT-ALIGN: right"span style="FONT-FAMILY: times new roman"采访编辑：郭浩楠/spanbr//p

由中国化学会化学热力学和热分析专业委员会和江苏省分析测试协会主办，江苏省分析测试协会热分析专业委员会、南京师范大学承办、河北师范大学协办的&ldquo 中国化学会第三届全国热分析动力学与热动力学学术会议&rdquo 于2011年10月20-22日在江苏省南京市召开，会议期间同时召开&ldquo 江苏省第三届热分析技术研讨会&rdquo 。 本次会议以展现热分析动力学与热动力学以及热分析领域的主要研究成果为主题，就近两年来热分析、热分析动力学和热动力学在理论研究、新仪器设计与分析技术方面的进展以及在无机、有机、高分子、新材料、生物医药等各个领域中的应用进行学术研讨和交流。会议邀请了国内、外热分析、热分析动力学、热动力学研究领域内的著名专家领衔主讲，同时，会议期间还展示了一批国内外最新热分析仪器及相关产品，提供大量的最新技术、最新测试方法等资料。第三届全国热分析动力学与热动力学学术会议开幕式 来自全国各地高校的教授、学生及企事业单位的技术人员近150人参加了本次大会。会议交流形式包括出版大会论文集、大会特邀报告、专题报告与讨论、墙报展讲，题材涵盖热分析动力学理论与研究进展；热分析动力学的仪器功能、实验方法和数据处理软件的开发等；热分析动力学在无机、有机、高分子、材料、生物等各个领域中的应用；热分析与量热学领域内的研究工作 武汉大学、西北大学、南京理工大学、南京师范大学、清华大学、北京大学、南京大学等高校的教授分别介绍了各自领域的研究成果。大会上的精彩报告不断，提问踊跃。梅特勒托利多公司热分析仪器部技术应用顾问唐远旺先生为大会作了&ldquo 闪速DSC 1-超快速差示扫描量热仪技术与应用&rdquo 的报告，向与会人员介绍了闪速DSC1在材料科学领域的重要应用。 本次大会特设&ldquo 梅特勒托利多杯优秀学生论文奖&rdquo ，奖励那些第一作者为学生的优秀论文作者。 梅特勒托利多公司郭晓群经理为获得优秀学生论文奖的学生颁发证书 梅特勒托利多公司参展此次会议 梅特勒托利多公司是本次大会的最大赞助商。为了让大家更好地了解热分析发展的前沿，梅特勒托利多公司特将全球第一款商品化的超快速差示扫描量热仪-闪速DSC1搬到了会场展台。闪速DSC1是梅特勒托利多公司最新推出的升温速率可达2,400,000K/min,降温速率可达240,000K/min的超快速差示扫描量热仪，会上很多专家、教授、学者表现出了对闪速DSC的极大兴趣，大家也纷纷讨论有关超快速差示扫描量热仪的有关课题。 梅特勒托利多公司技术人员为与会人员讲解闪速DSC1 同时为了配合&ldquo 国际化学年在中国&rdquo 活动，10月20日下午还举办了&ldquo 梅特勒托利多杯国际先进热分析技术讲习班&rdquo 。讲习班特邀请德国Rostock大学物理系、Thermochimica Acta副主编Christoph Schick教授，苏州大学孙建平老师，梅特勒托利多公司热分析技术应用顾问唐远旺先生为会议参加者提供一个专业的培训学习和增长见闻的机会，同时也为热分析领域的研究骨干提供一个国际交流与合作的平台。Christoph Schick教授为学员介绍了热分析的最新进展；孙建平老师讲解了热分析实验的方法与技巧；唐远旺先生就热分析联用技术及应用进行了详细阐述。课程结束后，每一位学员都参加了课程考试，对于成绩优秀者，颁发&ldquo 梅特勒托利多优秀学员奖&rdquo 证书及奖品。 梅特勒托利多热分析部应用顾问唐远旺在讲习班上做报告 梅特勒托利多公司实验室市场部郭晓群经理为讲习班优秀学员颁奖 会议于10月22日闭幕，大家一致认为，通过这次大会的成功举办既很好地交流了学术，又增进了大家的友谊。与会人员希望今后能有更多的交流沟通热分析的机会，促进国内热分析的蓬勃发展。

原位变温低场核磁共振系统用于抗冻蛋白分子动力学分析什么是抗冻蛋白？抗冻蛋白是一种能抑制冰晶生长的蛋白质或糖蛋白质.自二十世纪发现以来,研究对象先后从极区鱼类,昆虫,转移到植物材料上。抗冻蛋白是生活在寒冷区域的生物经过长期自然选择进化产生的一类用于防止生物体内结冰而导致生物体死亡的功能性蛋白质。对于抗冻蛋白抗冻机制的研究有助于揭开冰晶成核、生长和冰晶形貌调控的分子层面的机理。抗冻蛋白生长机制的模型抗冻蛋白吸附在冰晶表面,通过EAFC3效应抑制其生长.机制的模型为:一般晶体的生长垂直于晶体的表面,假如杂质分子吸附于冰生长通途的表面,那么需要在外加一推动力(冰点下降),促使冰在杂质间生长.由于曲率增大,使边缘的表面积也增加.因表面张力的影响,增加表面积将使体系的平衡状态发生改变,从而冰点降低。通过对抗冻植物抗冻活性的研究,认为抗冻植物形成了一种特殊的控制胞外冰晶形成的机制,即抗冻蛋白和冰核聚物质的协同作用.在植物体内,热滞效应并不明显,而冰重结晶抑制效应显著.吸附抑制学说是否适应于植物有待于进一步的证实.原位变温低场核磁共振系统用于抗冻蛋白分子动力学分析原位变温低场核磁共振系统是指可以实现在线原位改变样品温度，并在设置温度下对样品进行原位测量的低场核磁共振系统。该系统可同时实现弛豫分析和磁共振成像功能。传统的低场核磁共振系统是常温测试系统，测试过程中样品的温度保持与实验室温度（环境温度）一致，检测到的数据与样品在室温下的特性相关。而原位变温低场核磁共振系统可对样品进行程序控温（高低温），并进行原位检测，可研究不同温度下样品的特性。可对样品进行冷冻过程、干燥过程、蒸煮过程、样品冰点、食品变性过程等相关研究。 原位变温低场核磁共振系统是在常规低场核磁共振系统上加配了变温探头、控温硬件以及控温软件。系统样机如下图：

中国共产党党员，中国工程院院士，我国药代动力学的开拓者和带头人，“药物成药性评价与系统转化全国重点实验室”名誉主任，天津药物研究院终身首席科学家、名誉院长刘昌孝同志，因病医治无效，于2024年7月25日3时20分在北京逝世，享年82岁。刘昌孝院士1942年5月生于湖南永兴，1965年从北京医学院药学系毕业。先后在化学工业部北京医药工业研究院、湖南医药工业研究所、国家医药管理局天津医药工业研究所、国家医药管理局天津药物研究院、天津药物研究院工作。1974年1月加入中国共产党。2003年当选为中国工程院院士。刘昌孝院士严谨治学、师德高尚、锐意开拓、无私奉献，是药研人永远怀念的前辈和楷模。刘昌孝院士的逝世，是天津药物研究院的重大损失，也是我国医药科技事业的重大损失，我们沉痛悼念并深切缅怀刘昌孝院士！刘昌孝院士告别仪式定于2024年7月31日上午9时至10时在北京市八宝山殡仪馆东礼堂举行。谨此沉痛讣告！ 天津药物研究院有限公司刘昌孝院士治丧委员会二〇二四年七月二十五日联系电话：022-23006807，18002006120（赵老师）传 真：022-27381305邮 箱：xz@tipr.com.cn刘昌孝院士生平刘昌孝院士1942年5月生于湖南永兴，1965年从北京医学院药学系毕业。1974年1月加入中国共产党，1965年8月参加工作。先后在天津药物研究院任释药技术与药代动力学国家重点实验室主任、终身首席科学家、名誉院长,《中草药》杂志主编、Chinese Herbal Medicines主编。2003年当选为中国工程院院士。刘昌孝院士致力于药代动力学研究五十余年，为我国药代动力学、药物评价、中药现代化发展作出了卓越贡献。在国内首先引入完整的药代动力学概念，并成功应用于创新药物和复杂中药研究，带领团队开展化学药物、生物技术药物和中药新药的药代动力学研究，在我国药代动力学研究史上创下了学科、实验室建设与医药创新评价领域的五个第一。创造性地提出中药质量标志物(Q-marker)的概念并形成理论体系，在业界产生广泛的影响。承担了50多项国家和省部级重大研究项目，带领团队完成了150余个新药的药代动力学研究，创造了巨大的社会效益和经济效益。获得国家科技进步奖二等奖等国际、国家和省部级科技成果奖励40余项，发表论文450多篇，在国内外出版中英文学术专著30余部。刘昌孝院士曾获全国劳动模范、全国优秀科技工作者、香港紫荆花医学成就奖和医学创新金奖、国际药物代谢研究会特别贡献奖、世界中医药联合会中药分析与标准“终身成就奖”、中国药学会突出贡献奖、循证中医药研究“终身成就奖”等奖项及荣誉。刘昌孝院士严谨治学、师德高尚、锐意开拓、无私奉献，是药研人永远怀念的前辈和楷模。刘昌孝院士的逝世，是天津药物研究院的重大损失，也是我国医药科技事业的重大损失，我们沉痛悼念并深切缅怀刘昌孝院士！

中国化学会第三届全国热分析动力学与热动力学学术会议暨江苏省第三届热分析技术研讨会　(第一轮通知)　　The 3rd National Symposium on Thermal Analysis Kinetics and Thermokinetics of Chinese Chemical Society(3rd TAKT)& The 3rd National Symposium on Thermal Analysis of Jiangsu Province(3rd JTA)　　　受中国化学会的委托，由中国化学会化学热力学和热分析专业委员会和江苏省分析测试协会主办，江苏省分析测试协会热分析专业委员会、南京师范大学承办、河北师范大学协办的“中国化学会第三届全国热分析动力学学术会议(3rd TAKT)”将于2011年10月20-22日在江苏省南京市召开，会议期间同时召开“江苏省第三届热分析技术研讨会(3rd JTA)”。本次会议将就近两年来热分析、热分析动力学和热动力学在理论研究、新仪器设计与分析技术方面的进展以及在无机、有机、高分子、新材料、生物医药等各个领域中的应用进行学术研讨和交流。本次会议将邀请国内、外热分析、热分析动力学、热动力学研究领域内的著名专家领衔主讲，同时，会议期间还将展示一批国内外最新热分析仪器及相关产品，提供大量的最新技术、最新测试方法等资料。热忱邀请相关领域的科研、教学的科学工作者和研究生踊跃投稿、与会参加研讨交流。　　一、会议组织委员会　　主 席：陈国祥，韩布兴，尉志武　　副主席：赵厚民，张建军，魏少华，张明明，胡卫东，王昉　　秘书长：汤伟　　二、会议学术委员会　　主 任 委员：韩布兴 (中国科学院化学研究所)　　副主任委员(以姓氏拼音为序)：　　陈启元(中南大学) 高胜利(西北大学) 刘义 (武汉大学)　　沈伟国(华东理工大学) 孙立贤(中国科学院大连化学物理研究所)　　王键吉(河南师范大学) 尉志武(清华大学)　　委 员(以姓氏拼音为序)：　　安学勤(华东理工大学)，白同春(苏州大学)，陈健(清华大学)，陈三平(西北大学)，成一(南京理工大学)，杜为红(中国人民大学)，杜勇(中南大学粉末冶金国家重点实验室)，　　顾敏芬(南京师范大学)，关伟(辽宁大学)，李浩然(浙江大学)，刘义(武汉大学)，李小云(南京工业大学)，李武(中国科学院青海盐湖所)，刘洪来(华东理工大学)，刘义(武汉大学)，刘育(南开大学)，陆昌伟(中科院上海硅酸盐研究所)，卢雁(河南师范大学)，孟祥光(四川大学)，孙建平(苏州大学)，谭卫红(南京林化所)，檀亦兵(江南大学食品学院)，王保怀(北京大学)，汪存信(武汉大学)，王昉(南京师范大学)，吴昊(扬州大学)，王金本(中科院化学研究所)，王琦(浙江大学)，王晓东(中科院大连化学物理研究所)，王毅琳(中国科学院化学研究所)，杨家振(辽宁大学)，杨腊虎(中国药品生物制品检定所)，郁清(南京大学)，袁钻如(南京大学)，张洪林(曲阜师范大学)，张建军(河北师范大学)，张建玲(中国科学院化学研究所)，张堃(中山大学)，朱立忠(南化集团研究院物化检测中心)，张同来(北京理工大学)，赵凤起(西安近代化学研究所)，祝昱(中国药科大学)　　三、大会主题：展现热分析动力学与热动力学以及热分析领域的主要研究成果。　　四、会议交流形式：出版大会论文集、大会特邀报告、专题报告与讨论、墙报展讲。　　五、征文内容：A. 热分析动力学理论与研究进展 热分析动力学的仪器功能、实验方法和数据处理软件的开发等 热分析动力学在无机、有机、高分子、材料、生物等各个领域中的应用 B. 热动力学理论与研究进展 热动力学的仪器功能、实验方法和数据处理软件的开发等 热动力学在无机、有机、高分子、材料、生物等各个领域中的应用 C.热分析与量热学领域内的研究工作。D.其他　　六、论文要求: 1、应征论文应未在国内外公开发行的学术刊物上发表过。2、应征论文详细摘要将装订成集。论文摘要格式要求如下：以中文或英文提供论文摘要2页。中文摘要内容包括：题目(三号黑体居中)、作者(四号仿宋居中)、作者单位(五号宋体居中，含城市名称，邮政编码和E-mail地址并用逗号分开)、关键词(自版芯左起顶格)、摘要(五号宋体)及主要参考文献(自版芯左起顶格)。英文摘要使用Times New Roman字体，字号、格式同中文摘要。会议论文以A4版面编排，上下页边距2.5 cm，左右页边距3.0 cm。论文摘要需在右上角注明论文类别字母(按征文范围：A、B、C、D)。论文电子版请发至TAKT2011 @126.com信箱，论文征集截稿日期：2011年9月1日。　　七、会议日期、地点：会议将于2011年10月20-22日在江苏省南京市召开(具体地址与日程将在以后的通知中发布)。　　八、会议注册：650元/人(2011年8月30日前汇款)，750元/人(现场注册) 　　学生：450元/人(2010年8月30日前汇款)，550元/人(现场注册) 陪同：350元/人 　　论文审理费：60元/篇。　　九、联系方式：　　联系人：江苏省分析测试协会 汤伟(电话：025-85485940， 13912996398 传真：025-85404940) 　　南京师范大学 王昉(手机：13851614122) 　　河北师范大学 张建军(手机：15533995800)　　Email：TAKT2011@126.com　　中国化学会第十五届全国化学热力学和热分析专业委员会　　江苏省分析测试协会　　南京师范大学　　河北师范大学　　二○一○年十一月八日　　为了便于我们很好地组织此次会议，请抽空填写本会议回执。谢谢!　　中国化学会第三届全国热分析动力学与热动力学学术会议暨江苏省第三届热分析技术研讨会议参会回执　　我单位选派下列同志参加：单位名称 详细地址 联 系 人 手 机 电 话 传 真 姓 名性别职 务 手 机E-mail 参会总人数：( )人是否提交会议论文：是否拟做会议报告：提交会议论文总篇数：（ ）篇，拟做会议报告总数：（ ）个报告是否参加会后考察：参加( ) 不参加( ) 注：　　*为了便于我们更好地组织此次会议，请抽空填写本会议回执并请于2011年1月15日前用电子邮件发到TAKT2011@126.com信箱，谢谢合作!

大连化物所分子反应动力学国家重点实验室1102组承担的中科院重大科研装备研制项目“表面光化学动力学研究装置”于11月23-24日通过了中科院计划财务局组织的专家组的现场测试和验收。　　以中国科技大学朱俊发教授为组长的测试专家组在11月23日全天对建成的“表面光化学动力学研究装置”的各项指标进行了认真测试，给出的测试报告认为“测试结果表明，该研究装置完全达到甚至优于各项设计指标，运转良好，而且操作简便。该设备将为研究表面光化学动力学提供强大的、性能独特的研究平台”。　　以清华大学莫宇翔教授为组长的验收专家组于11月24日听取了项目负责人杨学明做的研制工作报告、经费收支报告、设备使用报告和测试组组长做的测试报告，审核了相关的文件档案，提问和质询了有关问题。经充分讨论后，专家组形成的验收意见认为本项目研制成功的实验装置“基于超高真空系统、采用可调谐飞秒激光技术和质谱技术，具有原位测量和高灵敏度的特点”，“将为研究表面光化学动力学提供强大的、性能独特的研究平台”。专家组一致同意该项目通过验收。

飞秒泵浦-探测技术是一种可以在原子运动时间尺度上实时观测化学反应的有力手段，在飞秒泵浦-探测技术基础上发展起来的分子超快动力学是当前分子反应动力学研究领域的热点和焦点之一。　　中科院武汉物理与数学研究所-武汉国家光电实验室张冰研究员领导的研究团队一直从事分子超快动力学方面的研究。近日，该团队利用飞秒泵浦-探测技术与飞行时间质谱和光电子影像技术相结合，对碘甲烷分子的B带预解离超快动力学过程进行了研究并取得重大进展。通过采集不同时刻下的光电子影像(见下图)，获得了分子电离时的光电子能量和角度分布，并得到它们随泵浦-探测时间延迟变化的动态信息。实验中观察到碘甲烷母体的三种电离通道。通过光电子影像，直观地研究了碘甲烷分子的B带预解离过程，实验测得B带与A带交叉发生预解离的时间为1.55 ps。不同时间延迟下的光电子影像　　该项工作得到国家自然科学基金项目的支持，结果发表在《光学快讯》(Optics Express) (2009，17(13)：10506-10513)上。

心血管系统是脊椎动物胚胎发育的第一个功能器官系统，其主要功能是运输、控制和维持全身的血流。由于不断暴露在来源于血流量和压力的多种机械力下，心血管系统是最容易受到机械力学刺激的系统之一。在这种情况下，心血管系统中的细胞由于心脏跳动产生的脉动变化以及血流产生的剪切应力等永久地受到力学刺激。一方面，流体剪切应力、血管壁机械牵张力、细胞与细胞之间的胞间力等外力组成了心血管系统的力学刺激。另一方面，心血管细胞力学描述了心血管的细胞或组织弹性的动力学。 心肌组织是由心肌细胞、心脏成纤维细胞、细胞外基质、血管等组成的复杂和高度层次化的组织，其组织结构与心脏的宏观力学和形态特性密切相关。随着心脏从单腔结构演变为多室结构，心脏瓣膜开始控制心脏周期中的单向血流。在此期间，心室肌细胞以纤维的形式排列，在心脏壁内形成复杂的层流模式，赋予了心脏包括各向异性、黏弹性在内的多种力学性能。此外，细胞外基质维持了心脏完整性并支持其功能。心脏间质外基质主要由成纤维细胞样细胞产生和维持，为心肌提供了必要的结构支持，保留了心室的力学特性。血流和基质成分的改变都将在一定程度上影响整个心脏的结构和功能。血管在组织结构较高，特别是大组织和器官结构的产生中发挥着重要作用。所有组织生长需要建立足够的血管结构。血管主要由血管内皮细胞（endothelial cells，ECs）和周围的平滑肌细胞（smooth muscle cells，SMCs）或周细胞组成。这些特殊组分维持了血管的黏弹性、各向异性等力学特性。EC排列在血管的内表面，其在循环和周围组织之间提供选择性结构屏障，调节血管通透性和血流。血管内皮功能可以通过血流速率、血管直径或动脉力学特性变化来评估，这些特性与血管收缩和舒张活动有关。此外，SMCs是构成血管壁组织和维持血管张力的主要细胞成分。血管SMCs在组织发育过程中，不断暴露于脉动牵张力等力学刺激中，这种力学作用至少在一定程度上促进了血管组织成分的发育。心血管结构或可替代性的改变可以对心脏功能、血管收缩和扩张能力产生重要影响。特别是在病理情况下，了解心血管结构和力学特性的变化是阐明心血管疾病发生的必要条件，因为这些特性是正常心血管功能的关键决定因素。2022年，关于心血管的生物力学与力学生物学研究主要集中在心血管组分、结构和功能方面。在生理或病理条件下，对心脏和血管壁的生物力学特性、血管内的血流动力学参数、以及响应力学刺激后的生物学改变进行了广泛研究。此外，在微流体技术、纳米技术和生物成像技术等新技术的应用以及心血管生物力学建模领域也取得了进步。然而，机体自身存在的复杂力学环境导致体内心血管力学生物学相关的研究较少。因此，体内环境中不同力学条件下心血管损伤修复的力学生物学研究是未来重要的研究方向。1 心血管生物力学研究1.1 心脏结构和功能的生物力学特征心脏具有复杂的三维结构，在整体器官水平上的功能来自于细胞亚结构到整个器官的内在结构-功能的协调作用。然而，对人体心脏结构中细胞生物力学特征的研究还处于早期阶段。在最近的报道中，Chen等[1]通过空间维度剖析了心肌细胞的异质性，并明确了心肌细胞和血管细胞的空间和功能分区。该项研究表明心房或心室内存在明显的空间异质性，为心脏不同分区的功能异质性提供了理论基础。心脏的基本功能是收缩功能，由此产生的收缩力是心脏独特的力学特性。心脏收缩是一种复杂的生物力学过程，需要心肌细胞的收缩和松弛协同作用，产生足够的收缩力，将血液推向体循环和肺循环。以往研究更多的关注心脏的形态结构、心室大小和室壁厚度等因素对心脏收缩功能的影响，而缺乏对心脏收缩功能的直接表征。Salgado-Almario等[2]构建了一种新的斑马鱼品系，可用于斑马鱼心脏收缩期和舒张期钙水平的成像。该研究通过将Ca2+水平和心脏收缩功能关联起来，可实现对收缩功能的表征，有利于心力衰竭和心律失常等疾病病理生理学机制的阐明。此外，在心脏周期中，心脏收缩或舒张引起的血液流动与发育中的心脏壁不断地相互作用，从而调节心脏发育的生物力学环境。因此，确定整个心脏壁的力学特性是十分重要的。Liu等[3]在健康的成年绵羊模型中研究了左心室和右心室的生物力学差异，观察到右心室在纵向上比左心室顺应性强，在周向上比左心室硬，这表明不同心室的力学特性对舒张期血液充盈的影响不同。未来的研究应该根据不同室壁的生物力学原理开发对应的特异性治疗方法。值得注意的是，心脏瓣膜是控制心脏血流的重要组成部分，其力学特征对心脏功能和心脏瓣膜疾病的发展都有重要影响。瓣膜的生物力学特征包括瓣膜的弹性和变形能力等。这些特征可以影响瓣膜的开合和阻力，进而影响心脏血液流动和血液循环。因此，揭示心脏瓣膜的生物力学特性具有重要意义。软组织的力学性能是由其复杂、不均匀的组成和结构所驱动的。在一项二尖瓣小叶组织研究中，Lin等[4]开发了一种具有高空间分辨率的无损测量技术，证明了厚度变化可引起二尖瓣异质性的存在。此外，Klyshnikov等[5]利用数值模拟方法分析了主动脉瓣瓣膜移动性对瓣膜瓣叶装置的应力-应变状态和几何形状的影响，从应力-应变状态分布的角度出发，该研究的仿真方法可以优化心脏瓣膜假体的小叶装置几何形状。由此可见，心脏结构和功能的生物力学特征是多方面因素的综合反映，评估和解析心脏的结构和形状有利于对心脏功能作用的阐明。1.2 血管结构和功能的生物力学特征血管包括心脏的血管和周围的血管系统，这些血管的生物力学特征对心脏功能有重要影响。血管结构取决于血管的类型，其功能可分为血流动力学功能和血管功能两部分。血管的弹性和柔韧性可以影响血管的阻力和血液流动速度，从而影响心脏负荷和排血量。此外，血管的厚度和硬度也会影响血压和血液流动的速度。从生物力学和力学生物学角度去解析血管的结构和功能是目前研究的重要方向。在心血管疾病相关药物的开发中，需要精确定位和分离冠状动脉以测量其动态血管张力变化。然而，如何记录离体血管的动态生物力学特性一直困扰着人们。Guo等[6]建立了一种冠状动脉环张力测量的标准化和程序化方案，通过多重肌电图系统监测冠状动脉环沿血管直径的收缩和扩张功能，确保了生理、病理和药物干预后血管张力记录的真实性。ECs和SMCs是血管结构和功能完整性所必需的主要细胞类型。ECs可调节血管张力和血管通透性，而SMCs负责维持正常的血管张力和结构的完整性。ECs可以分泌多种生物活性物质，如一氧化氮、血管紧张素等，对血管张力和血流动力学产生调节作用。ECs还能响应外部力学刺激，如流体剪切应力和压力变化等，从而改变ECs的形态和功能，影响血管壁的生物力学特征。SMCs可以收缩和松弛，调节血管的管径和血管阻力。除细胞因素外，血管的力学性质还受到血管壁中胶原和弹性蛋白的性质、空间排列等因素的影响。这是因为SMCs是高度可塑性的，它能响应细胞外基质（extracellular matrix，ECM）固有的力学信号。最近的一项研究显示，现有的微血管网络在力学刺激的加入或退出时表现出明显的重塑，并且排列程度出现相应的增加或减少。在这个过程中，纵向张力可导致纤维蛋白原纤维的纵向排列[7]。正是这些细胞和细胞外组分赋予了血管的黏弹性、各向异性等力学特性。总体而言，血管的结构和功能是复杂而多样的，涉及到多种生物力学特性的相互作用。研究血管的生物力学特征可以帮助人们更好地理解血管疾病的发生和发展，为疾病的治疗和预防提供科学依据。1.3 心血管疾病与生物力学关系的研究进展心血管疾病是一类常见的疾病，包括动脉粥样硬化、动脉瘤、心肌梗死等。这些疾病的发生和发展与心血管系统的生物力学特性密切相关。在心血管生物力学与力学生物学领域，近年来对心血管疾病与生物力学关系的研究取得了许多进展。1.3.1动脉粥样硬化的生物力学特征研究动脉粥样硬化是一种常见的动脉疾病，其特征为动脉壁上的脂质沉积和炎症反应，导致血管壁逐渐增厚和失去弹性。动脉粥样硬化的发生和发展是一个复杂的过程，涉及多个生物力学因素的相互作用。在动脉粥样硬化中，SMCs从收缩表型转变为合成表型，而影响SMCs表型变化的因素尚未完全阐明。Swiatlowska等[8]发现基质硬度（stiffness）和血流动力学压力（pressure）变化对SMCs表型具有重要影响。在动脉粥样硬化发展过程中，在高血压压力与基质顺应性（matrix compliance）共同的作用下，才会导致SMCs完整的表型转换[8]。提高对冠状动脉微结构力学的认识是开发动脉粥样硬化治疗工具和外科手术的基础。虽然对冠状动脉的被动双轴特性已有广泛的研究，但其区域差异以及组织微观结构与力学之间的关系尚未得到充分的表征。Pineda-Castillo等[9]利用双轴测试、偏振光成像和前室间动脉共聚焦显微镜来描述了猪前室间动脉近端、内侧和远端区域的被动双轴力学特性和微结构特性，为冠状动脉旁路移植术中吻合部位的选择和组织工程化血管移植物的设计提供指导。动脉粥样硬化斑块的破裂是引起患者死亡的主要原因；但目前尚不清楚这种异质的、高度胶原化的斑块组织的破裂机制，以及破裂发生与组织的纤维结构之间的关系。为了研究斑块的非均质结构和力学性质，Crielaard等[10]研制了力学成像管道（见图1）。通过多光子显微镜和数字图像相关分析，这条实验管道能够关联局部主要角度和胶原纤维取向的分散度、断裂行为和纤维斑块组织的应变情况。这为研究人员更好地了解、预测和预防动脉粥样硬化斑块破裂提供了帮助。图1 在拉伸测试过程中斑块组织样本中的破裂起始和扩展[10]除SMCs以外，最近的一项研究揭示了动脉粥样硬化中ECs表面力学性质的变化。Achner等通过基于原子力显微镜的纳米压痕技术发现内皮/皮层僵硬度的增加[11]。事实上，内皮功能障碍在血管硬化中的作用一直是一个重要的研究方向。ECs的可塑性在动脉粥样硬化的进展中起关键作用，暴露于扰动、振荡剪切应力区域的内皮细胞功能障碍是动脉粥样硬化的重要驱动因素[12]。由此可见，未来的研究如能进一步明确ECs和SMCs对血管硬化相关心血管疾病的贡献，则可能为恢复动脉粥样硬化中的血管内皮和平滑肌功能提供重要的靶点。1.3.2动脉瘤的生物力学特征研究主动脉SMCs在维持主动脉机械动态平衡方面起着至关重要的作用。动脉瘤主动脉的SMCs表型受到力学因素的影响，但是主动脉瘤中SMCs的骨架硬度的改变情况缺乏相关的数据。Petit等[13]以附着在不同基质硬度上的动脉瘤或健康SMCs为对象，通过原子力显微镜纳米压痕技术研究了细胞骨架硬度的区域差异性。该研究结果表明，动脉瘤SMCs和正常SMCs的平均硬度分布分别为16、12 kPa；然而，由于原子力显微镜纳米压痕硬度检测值的大量分散，两者之间的差异没有统计学意义。在腹主动脉瘤中，Qian等[14]采用基于超声波镊（ultrasonic tweezer）的微力学系统探究了SMCs的力学特性（见图2）。结果发现，动脉瘤病理发展中细胞骨架的变化改变了SMCs的细胞膜张力，从而调节了它们的力学特性。图2 基于超声波镊的微力学系统检测腹主动脉瘤中SMC的力学特性[14]a使用超声波激发微泡通过整合素结合到PDMS微柱阵列上的SMCs膜上的微力学系统示意图；b基于微柱的力学感受器和单细胞的超声波镊系统示意图二尖瓣主动脉瓣经常与升胸主动脉瘤相关，但目前尚不清楚瓣尖融合模式对生物力学和升胸主动脉瘤微观结构的影响。Xu等[15]通过双向拉伸试验对具有左右瓣尖融合以及右冠窦和无冠窦瓣尖融合的升胸主动脉瘤的力学行为进行了表征。此外，将材料模型与双轴实验数据进行拟合，得到模型参数，并使用组织学和质量分数分析来研究升胸主动脉瘤组织中弹性蛋白和胶原的基本微观结构和干重百分比。其结果发现，两种瓣尖融合模式对双轴加载表现出非线性和各向异性的力学响应；在弹性性能方面，左右瓣尖融合的弹性性能劣化得更严重。由此可见，心血管结构自身生物力学特性的改变可能对动脉瘤的进展有很大影响。然而，主动脉血流动力学对升主动脉瘤动脉壁特性的影响尚不清楚。在最近的一项研究中，McClarty等[16]探究了升主动脉瘤血流动力学与主动脉壁生物力学特性的关系。其结果发现，血管壁的剪切应力与动脉壁黏弹性滞后和分层强度的局部退化有关，血流动力学指标可以提供对主动脉壁完整性的深入了解。因此，从血管自身结构特性以及血流动力学两方面探究动脉瘤的形成机制具有重要意义。1.3.3 心肌梗死的生物力学特性研究心肌梗死是心肌细胞死亡的结果，通常是由于冠状动脉阻塞引起的。心肌梗死可导致心力衰竭并降低射血分数。生物力学研究发现，冠状动脉阻塞会导致心肌的缺血和再灌注损伤，这些过程涉及血流动力学和细胞力学等因素。在体循环过程中，心肌梗死后的血流动力学改变如何参与并诱导心力衰竭的病理进展尚未完全阐明。Wang等[17]采用冠状动脉结扎术建立了Wistar雄性大鼠心肌梗死模型。术后3、6周分别对左心室和外周动脉进行生理和血流动力学检测，计算左心室肌纤维应力，并进行外周血流动力学分析。结果表明，心肌梗死明显损害心功能和外周血流动力学，并改变相应的心壁和外周动脉壁的组织学特性，且随时间延长而恶化。综上所述，心功能障碍和血流动力学损害的相互作用加速了心梗引起的心衰的进展。急性心肌梗死后，左室游离壁发生重塑，包括细胞和细胞外成分的结构和性质的变化，使整个左室游离壁具有不同的模式。心脏的正常功能受到左心室的被动和主动生物力学行为的影响，进行性的心肌结构重构会对左心室的舒缩功能产生不利影响。在这个过程中，左心室游离壁形成纤维性瘢痕。尽管在心肌梗死背景下对左室游离壁被动重构的认识取得了重要进展，但左室游离壁主动属性的异质性重构及其与器官水平左心功能的关系仍未得到充分研究。Mendiola等[18]开发了心肌梗死的高保真有限元啮齿动物计算心脏模型，并通过仿真实验预测梗死区的胶原纤维跨膜方向对心脏功能的影响（见图3）。结果发现，收缩末期梗死区减少的及潜在的周向应变可用于推断梗死区的时变特性信息。这表明对局部被动和主动重构模式的详细描述可以补充和加强传统的左室解剖和功能测量。图3 代表性的啮齿动物心脏计算模型在心肌梗死后不同时间点的短轴和长轴截面显示收缩末期的周向、纵向和径向应变[18]上述研究表明，心脏疾病的发生和发展与心脏结构和功能的生物力学特征密切相关。任何影响心脏收缩和舒张过程的因素，都可能调控心脏的泵血功能和心脏负荷。这些因素可以影响心脏收缩的能力、心肌细胞的代谢和血流动力学参数，从而影响心脏的整体功能和疾病的进展。总之，通过深入研究这些生物力学特征，可以为心血管疾病的诊断和治疗提供重要的理论和实践基础。2 力学生物学在心血管细胞水平上的研究进展2.1 ECs水平上的研究进展细胞的凋亡、通讯和增殖异常等表型变化是心血管疾病的一个重要机制。通过力学生物学的方法，研究人员可以模拟不同的细胞应力环境，探索细胞生长和凋亡的调控机制，并研究细胞在受外界力学刺激作用下的反应。由于ECs直接暴露于血流中，因此ECs表型变化的力学生物学机制一直是心血管领域的研究热点之一。紊乱扰动的血流改变了ECs的形态和细胞骨架，调节了它们的细胞内生化信号和基因表达，从而导致血管ECs表型和功能的改变。在颈动脉结扎产生的动脉粥样硬化模型中，Quan等[24]研究发现，在人和小鼠动脉和ECs的振荡剪切应力暴露区，内皮MST1的磷酸化被明显抑制。该研究揭示，抑制MST1-Cx43轴是振荡剪切应力诱导的内皮功能障碍和动脉粥样硬化的一个基本驱动因素，为治疗动脉粥样硬化提供了一个新的治疗目标。另外一项研究从表观修饰角度探究了剪切应力对ECs功能的影响[20]。Qu等[20]研究显示，层流切应力通过增加内皮细胞CX40的表达而诱导TET1s的表达，从而保护血管内皮屏障，而TET1s过表达则可能是治疗振荡剪切应力诱导的动脉粥样硬化的关键步骤。另一方面，病理性基质硬度可使ECs 获得间充质特征[21]。动脉生成（arteriogenesis）在维持足够的组织血供方面起着关键作用，并且与动脉闭塞性疾病的良好预后相关，但涉及动脉生成的因素尚不完全清楚。Zhang等[22]研究发现，在动脉阻塞性疾病中，KANK4将 VEGFR2偶联到 TALIN-1，从而导致VEGFR2活化和EC增殖的增加。除参与疾病病理进展以外，作用于ECs的化学和力学信号可协同地调节血管生成；然而血管生成的力学生物学机制尚不清楚。在伤口血管生成过程中，Yuge等[23]发现血流驱动的腔内压力负荷抑制了血流上游部位受损血管的伸长，而下游受损血管则主动伸长。分子生物学机制研究发现，F-BAR 蛋白的 TOCA 家族是ECs迁移和力敏感细胞拉伸调节伤口血管生成所需的关键肌动蛋白调节蛋白。上述研究表明，由生物力学所触发的细胞信号转导对血管功能的调节具有重要作用。2.2 SMCs水平上的研究进展最近的一项研究发现，内皮祖细胞（endothelial progenitor cells, EPCs）参与血管修复并调节SMCs的特性,与EPCs对损伤后新内膜的形成有关。通过建立损伤和脂质诱导的动脉粥样硬化模型，Mause等发现EPCs与SMCs在CXCL12-CXCR4轴的作用下共同参与血管表型的调控和血管平衡的维持[24]。冠状动脉旁路移植术通过在阻塞的动脉周围建立血管通路来恢复心脏的正常血流。既往的研究已经证明力学刺激在静脉移植术后的新生内膜增生中起着关键作用；然而，在该过程中关于机械力调控SMCs表型变化的研究相对较少。Tang[25]等将单轴循环拉伸（15％，1Hz），以及单轴循环拉伸（5％，1 Hz）或静态条件应用于培养的SMCs，以探究由拉伸力引起SMC表型变化的力学生物学机制。结合代谢组学分析、RNA测序以及等离子体共振分析等技术方法，作者发现MFN2过表达或药物抑制PFK1能够抑制15%牵张诱导的SMCs增殖、迁移并减轻移植静脉的新生内膜增生。另外，SMCs可以响应细胞外基质（extracellular matrix, ECM）固有的力学信号而呈现出高度的可塑性。Wang等[26]探究了聚丙烯酰胺底物上由可变弹性模量所致SMCs表型变化的力学生物学机制。该研究发现，基质硬度通过DDR1-DNMT1力学信号转导轴加剧了SMCs的促炎症反应（见图4），这对于工程人造血管移植物和血管网络的优化具有潜在的意义。图4 DDR1-DNMT1机械转导轴调控SMCs促炎症表型转换示意图[26]Liu等[27]使用不规则排列与周向排列的血管移植物来控制三维生长中的细胞几何形状，证明了DNMT1与细胞几何形状、血管收缩性密切相关。自噬是一种维持细胞稳态的适应机制，其失调与多种心血管疾病有关。静脉移植术后，血流动力学因素在新生内膜增生中起关键作用，但其机制尚不清楚。2022年的一项研究探索了动脉循环拉伸对静脉SMCs自噬的影响及其在静脉移植后新内膜形成中的作用。Chen等[28]在静脉SMCs上加载 FX5000拉伸系统的（10%，1.25 Hz ）循环拉伸，结果显示这样的力学参数加载在体外阻断了细胞自噬流，调节了内膜增生，而该过程是由p62/nrf2/slc7a11信号通路介导。2.3心血管其他细胞水平上的研究进展心血管环境的硬度在衰老和疾病过程中发生变化，并导致疾病的发生和发展。心脏成纤维细胞和心肌细胞是心血管系统中的重要细胞，它们也在心脏病和心血管疾病中扮演重要角色。研究表明，心脏成纤维细胞能够感知力学环境的变化，从而分泌细胞因子参与心脏损伤或修复。Ebrahimighaei等发现YAP 介导的 RUNX2激活对心脏成纤维细胞具有促增殖作用，以响应增加的 ECM 硬度变化[29]。在另一项YAP的相关研究中发现，YAP 协同 TGFβ1信号促进人心肌纤维化三维模型中肌成纤维细胞活化和基质硬化[30]。然而，在生理硬度的工程化心脏基质中，Ploeg等[31]研究显示，培养的成纤维细胞降低了肌成纤维细胞标志物基因表达，而成纤维细胞对拉伸或 TGFβ1的反应维持不变，表明这种新型心脏基质结构为研究心脏成纤维细胞功能和肌成纤维细胞分化提供了良好的生理模型。在心肌细胞中，纤维连接蛋白的存在与纤维化区域增强的硬度相结合，将强烈影响心肌细胞的行为，并影响疾病的进展[32]。Lin等[33]使用选择性HDAC6抑制剂处理的成年小鼠心室肌细胞表现出增加的肌原纤维硬度。而HDAC6在心肌细胞中的过度表达导致肌原纤维僵硬度降低，表明靶向 HDAC6可操纵心脏的弹性特性以治疗基质硬度改变相关的心脏疾病。有趣的是，Pioner等[34]评估了刚度调节心肌细胞功能的另一种机制，即在缺乏肌营养不良蛋白的 hiPSC-CM 中，较硬的底物不能改变动作电位和钙瞬变。这些发现强调了肌营养不良蛋白缺陷型心肌细胞不能调节其钙稳态以响应细胞外间质硬度的增加。此外，细胞牵引力对于功能性心肌细胞的分化和发育很重要。鉴于刚度感应机制是由整合素相关蛋白受体所介导，Rashid等[35]通过DNA 张力探针发现，心肌细胞成熟与整合素传递的牵张力有关。综上所述，心血管中的不同类型细胞通过各种信号通路感知了周围的力学环境变化，从而介导心血管的病理生理过程。阐明细胞的力学生物学机制，有利于揭示生物力学作用下的表型改变。3 研究方法与技术方面的进展心血管生物力学和力学生物学的研究方法不断发展，主要包括计算模拟在体内实验或体外实验中的应用进展。体内实验是研究者通过对动物模型或人体进行实验，获取心血管系统的生物力学特性和疾病机制的信息。这种方法可以直接观察心血管系统的生理和病理变化，并且具有较高的生物学可靠性。体内实验的缺点在于它可能有一定的伦理问题，而且成本高昂。体外实验是指利用细胞、组织或器官进行实验，以研究心血管系统的生物力学特性和疾病机制。这种方法可以更加精细地研究心血管系统的某些方面，例如力学信号感受及转导、血管内皮功能等。此外，由于其可重复性较强，体外实验成为了心血管生物力学研究中重要的一环。总体而言，涉及体内和体外实验的模拟相关研究技术和方法的创新都是为了了解组织结构、健康状况和力学性能之间的相关性。本文从组织和器官两个角度总结2022年心血管生物力学与力学生物学相关的研究方法与技术进展。在心血管组织的力学特性研究中，利用生物力学等方法，可以研究心血管组织的力学特性，包括组织的弹性模量、硬度、黏性等参数。这对于改进材料模型和开发组织工程支架至关重要。由于基于结构的材料模型缺乏实验获得的结构参数，Pukaluk等[36]对人腹主动脉的内层进行了等双轴加载和多光子显微镜观察。结果发现，胶原纤维和弹性蛋白纤维的波浪度参数都显示出作为组织强度指标的潜力（见图5）。这些数据解决了目前材料模型中的不足，并在主动脉中膜建立了多尺度机制。图5 在所有测试样品的双轴拉伸期间，每个拉伸步骤的胶原蛋白（绿色）和弹性纤维方向（红色）的归一化相对强度[36]动脉粥样硬化治疗的标准方法是通过搭桥手术进行血管置换；然而，自体血管来源并不总是可行的。因此，组织工程血管正在成为一种潜在的替代来源，基于细胞治疗和/或促血管生成的组织工程策略可以在一定程度上改善心脏功能。但缺乏能够承受持续变形性和适应性机械力学特性的适当心肌组织材料，严重影响了心肌壁完整性、心脏的收缩-舒张周期和再生能力。最近，Bosch-Rué等[37]通过同轴挤压方法在内层和外层使用高浓度的胶原蛋白来开发组织工程血管样结构，目的是将ECs和SMCs分别包裹在两个不同的层面中。其结果显示，两种细胞均显示出良好的活性；而20 mg/mL的胶原组织工程血管具有足够的力学特性，能够承受相当于动脉剪切应力的生理流速[37]。为了支持心肌壁结构的机械性能，调控心肌功能的电传导特性并维持心脏功能的完整性，Zheng等[38]基于改性透明质酸、明胶和Fe3+，通过离子相互作用和化学共价性，开发了一种具有良好处理性能的单一“一体式”原位双交联型导电水凝胶。该水凝胶不仅提供了自我修复和适应心肌收缩-舒张周期的机械性能，而且同时向纤维岛和正常组织传输电信号（见图6）。更为重要的是，该双交联导电水凝胶介导的协同肽和细胞疗法使受损心肌的结构和功能得到部分恢复和再生，从而显示出巨大的临床转化潜力。图6 具有多功能性的双交联导电水凝胶用于心肌修复示意图[38]再生疗法是治疗严重受损心肌的一种新的策略；而功能性心肌细胞的保有率是获得良好治疗效果的关键。因此，构建和移植一个类似于人类心肌的工程化成熟的三维心脏组织是至关重要的。Nakazato等[39]构建了一个旋转壁血管生物反应器，用于生长大量的功能性心脏构筑物，以恢复受损大鼠心脏的功能。具体而言，研究人员将诱导的人多能干细胞来源的心肌细胞种植在聚乳酸-羟基乙酸共聚物纤维片上，以构建三维心脏组织，并在旋转壁血管生物反应器中培养，随后将组织移植到心肌梗死裸鼠模型中，然后进行心功能评价。其结果显示，生物反应器处理组的细胞存活率、收缩特性和电学特性显著改善，并可见成熟的心肌细胞。移植后4周，处理组的组织存活率和左心室射血分数显著改善。由此可见，生物反应器中的动态培养可以为心肌的性能提供良好的培养环境，为治疗心肌细胞损失所致的心力衰竭提供了一种功能性心肌生成手段。此外，开发水凝胶补片来修复受损的心肌，也是弥补心肌再生能力受限的关键方法。尽管基于水凝胶的贴片在心肌梗死中已经显示出良好的治疗效果，但机械、电和生物的协同作用与心脏电传导和舒张期-收缩期功能之间的关系尚未完全阐明。Yu等[40]通过动态共价/非共价交联方式开发了一种可注射的机械-电耦合水凝胶贴片，适合于细胞封装和微创植入心包腔。其结果显示，心包固定和水凝胶的自黏性能使该贴片能够与周期性变形的心肌高度顺应地进行界面耦合。不仅如此，自适应的水凝胶贴片能抑制心室扩张，同时协助心脏的搏动功能（见图7）。图7 心包内注射机械-电耦合水凝胶贴片用于心肌修复示意图[40]除上述方法外，3D工程心血管组织在替换受损结构方面显示出巨大的前景。具体地说，组织工程血管移植物具有取代生物和合成移植物的潜力。Mayoral等通过3D打印、混合熔融沉积建模、静电纺丝技术和干细胞接种制作了一种组织工程化体外血管贴片（见图8），用于评价3D生物技术在再生医学中是否具有广泛的应用潜力[41]。该研究获取的参数是基于一名2个月大的患有主动脉弓发育不良患者的医学图像；其结果发现，患者特异性贴片显示足够的血流动力学特征、力学性能、生存力和功能。因此，这种创新的3D生物技术具有广泛应用于再生医学和预防心脏病的潜力。此外，该研究也为基于组织工程技术的个性化治疗提供了理论依据。图8 基于3D 打印和静电纺丝技术的组织工程化血管贴片制备[41]由此可见，利用生物力学相关方法，可以评估不同种类的组织工程学技术的效果，并进一步优化组织工程学的设计和构建。利用力学生物学方法则可以评估不同材料的力学特性以及材料与细胞间的相互作用，以选择合适的生物材料和细胞类型来构建功能性的心血管组织。总之，心血管力学生物学在组织水平上的应用有助于深入了解心血管组织的力学特性和动态行为，为心血管疾病的研究和治疗提供了理论和实验基础。在器官水平上，心脏是一个高耗能的结构，由4个形态和功能上不同的腔室组成。心脏功能的执行依赖于其内部力学特性。从整体上评价力学特性改变所致的心脏病理生理反应，对于研究心脏疾病的发病机制以及新型心脏病诊治手段的开发都有重要意义。心脏移植术一直是终末期心脏病患者的最佳选择，但是由于供体源的匮乏和手术成本的高昂，心脏移植术并非是所有患者都适合和能够接受的治疗方式。随着科技的不断发展，心脏辅助装置提供了一种心脏移植的替代治疗方法。左心室辅助装置已成为治疗严重心力衰竭越来越重要的方法。Amstad等[42]基于一项回顾性分析，探讨了心室辅助装置患者在心脏康复过程中运动能力和生活质量的变化。其结果发现，心脏辅助装置植入患者的运动能力和生活质量在统计学和临床上呈现显著的改善。在最近的一项离体猪心脏研究中，Dort等[43]描述了一种能够提高离体跳动猪心脏泵血功能的新型室内膜泵。通过研究血流动力学参数、动脉和冠状静脉血氧含量变化情况发现，室内膜泵在生理条件下提高了机械效率，因为心功能的显著提高仅导致耗氧量的适度增加。此外，室内膜泵在急性泵衰竭的情况下能迅速恢复心脏功能，这表明心脏辅助装置在一定程度上能够提高心脏的使用效率。在一项临床研究中，Krauss等[44]发现心室辅助装置的存在能够改善儿科心脏移植患者的预后，为围手术期患者带来了帮助。当然，还需要更多的临床和实验室研究来验证上述这些发现。人工心脏等替代治疗方法也逐渐成为了心脏病患者的治疗选择。作为一种机械循环支持装置，人工心脏可用于双心室性心衰患者。尽管人工心脏于2004年在美国被批准用于临床移植，但大多数中心不采用人工心脏作为双心室衰竭患者的标准治疗策略。因此，关于全人工心脏移植的研究相对较少。Aeson全人工心脏已经开发用于双心室衰竭死亡风险患者。为评估该装置的治疗效果，Peronino等[45]在1年多的时间里评估了9个植入Aeson全人工心脏受试者的炎症状态，主要包括植入前后白细胞计数、炎性细胞因子测定和外周血单核细胞变化等指标。结果发现，心脏植入后的12个月内，受试者外周血中没有明显的炎症信号。另外一项研究证实了该人工心脏不会引起溶血，具有良好的血液相容性[46]。除Aeson人工心脏外，美国克利夫兰医学中心的连续流动全人工心脏也得到了广泛研究。据报道，连续流动全人工心脏采用重新设计的右叶轮和马达。然而，其脉动血流的评价尚未在体内进行测试。Kuroda等[47]以小牛为对象，进行了为期30天的实验研究。通过脉动研究发现，泵的最大流量和最小流量与基线相比都有显著变化，而泵的平均流量没有变化。连续流动全人工心脏显示了正弦泵调速脉动循环的可行性。总之，心血管生物力学在器官水平上的应用可以帮助我们深入了解心血管系统的力学特性，为心血管疾病的研究和治疗提供了理论和实验基础。由此可见，基于计算机程序进行的心血管系统建模和仿真的计算模拟在未来可能会得到广泛应用。这种方法可以定量分析心血管系统的生物力学特性，并预测器官和组织在不同疾病状态下的行为。例如，心肌缺血的模拟可以帮助研究心肌缺血时的血流动力学特性，预测心肌缺血范围和程度，优化诊断和治疗方案。此外，心肌力学性能的体内评估对于患者特异性诊断和心脏疾病的预后至关重要，涉及心肌重塑，包括心肌梗死和心力衰竭。目前的方法使用耗时的逆有限元方法，包括重建心脏几何结构和划分网格、施加测量载荷和进行计算代价高昂的迭代有限元模拟。因此，亟需寻找更多的体内计算模拟方法。Babaei等[48]构建了一种机器学习模型，根据所选定的几何、结构和血流动力学指标，可以准确地预测被动心肌特性，从而绕过了心脏逆有限元方法中通常需要的详尽步骤。该项研究弥补了舒张末期压力-容积关系和内在组织级特性之间的差距。相对于传统的心功能指标，这些属性提供了增量信息，改善了心脏疾病的临床评估和预后。总体而言，计算模拟在心血管生物力学领域的应用越来越广泛，研究者们利用多种软件和方法，例如如有限元法、多物理场耦合模拟、计算流体动力学，进行心血管系统的建模和仿真。这些方法和工具不仅可以研究心血管系统的生物力学特性和疾病机制，还可以指导临床诊断和治疗。随着心血管生物力学领域的发展，相关的研究技术不断更新和完善，包括成像技术、材料测试技术和仿真软件等。成像技术方面，包括超声成像、磁共振成像、计算机断层扫描等技术，可以非侵入性地获取心血管系统的结构和功能信息，如血流速度、动脉壁厚度、血管直径等。近年来，随着技术的发展，例如超高频超声成像和功能性磁共振成像等技术的应用，使得心血管成像技术更加精细和灵敏。在材料测试技术方面，原子力显微镜、拉伸试验和压缩试验等可以对心血管材料的力学特性进行测量和分析。这些技术的应用，有助于研究心血管组织的本质力学特性，并为材料模型的建立提供数据支持。有限元软件、多物理场耦合等仿真软件可以建立心血管系统的数学模型，并通过计算机仿真对其进行分析和优化。这些软件的应用，可以预测和模拟心血管系统的结构和功能，包括血流动力学、血管壁应力和应变分布等，为疾病机制的探究和新型医疗器械的设计提供基础。4 结论与展望2022年，心血管生物力学和力学生物学的研究取得了许多重要的进展。在血管壁结构和功能的生物力学特征方面，研究已经深入探索了血管壁中不同成分的作用，以及它们对血管弹性和稳定性的贡献。在心血管疾病与生物力学关系的研究中，人们已经发现了许多与心血管疾病相关的生物力学特性，如动脉瘤形成和动脉粥样硬化等。在心血管细胞水平上的应用方面，力学生物学已经被广泛应用于细胞形态学、细胞黏附和迁移等方面的研究。在心血管组织和器官水平上的应用方面，力学生物学已经在心肌梗死、动脉瘤和动脉粥样硬化等方面取得了显著的进展。在研究方法方面，成像技术、材料测试技术和仿真软件的发展为心血管生物力学和力学生物学的研究提供了有力的支持。然而，心血管生物力学和力学生物学的研究仍面临着许多挑战和问题：① 数据获取难度是一个重要的问题。心血管系统具有高度复杂的结构和功能，而获取准确的生物力学数据是非常具有挑战性的。例如，测量血管壁的厚度、硬度和应力分布需要使用高端的成像技术和仪器，并且需要在实验中处理一些复杂的因素，如流动和应力变化等；② 模型精度不足是另一个需要解决的问题。尽管现代计算机模拟技术已经取得了很大的进展，但是仍然存在模型过于简单、假设过多和参数选择不准确等问题。这些问题可能会导致模拟结果与实际情况之间的差异，从而影响研究的可靠性和有效性；③ 个性化医疗也是一个需要解决的挑战。随着心血管生物力学和力学生物学研究的深入，未来的研究方向包括但不限于：① 多尺度建模：当前的研究主要集中在细胞、组织和器官水平；但是在未来，研究将会更加关注不同尺度之间的相互作用。例如，如何在心脏水平上对细胞和组织力学特性进行建模，以及如何将这些模型应用于疾病预测和治疗方案的优化等问题，都是未来研究的重点。此外，未来还将加强多尺度建模与数据挖掘技术的结合，利用大数据分析和机器学习算法，将不同尺度的数据整合起来，以更好地理解心血管系统的生物力学特性和疾病机制；② 个性化医疗：由于每个人的心血管系统结构和功能都有所不同，因此在未来，研究将更加关注个性化医疗的实现。这意味着，基于个体的医疗方案将会更加精确和有效，包括个性化的预防措施、诊断方法和治疗方案等。为了实现个性化医疗，需要采用多种技术，包括医学影像学、基因组学、蛋白质组学、计算机模拟等，以建立个体化的心血管系统模型，并将其应用于治疗方案的优化和预测；③ 数据科学：未来的研究将更加注重数据科学的应用，例如，如何从大量的生物医学数据中提取有用的信息，以辅助心血管生物力学和力学生物学的研究。总之，心血管生物力学和力学生物学的研究将为心血管医学领域的发展提供重要的支撑和推动，未来有望在心血管疾病的预防和治疗中发挥重要作用。

近期，中科院合肥研究院固体所计算物理与量子材料研究部与广东大湾区空天信息研究院、中科院合肥研究院强磁场中心等团队合作，研究了高压下拓扑绝缘体 Sb2Te3 的电子和声子动力学，探索了压力对该材料电声耦合强度、相干声子以及热声子瓶颈等的影响。 相关结果发表在 Physical Review B 上，固体所博士后张凯为论文第一作者，苏付海研究员为通讯作者。超快光谱可以飞秒时间分辨率记录激发态演化过程，进而获得热电子冷却、电声子耦合、相干声子激发等动力学信息；金刚石对顶砧高压技术可连续调控材料的晶格和电子结构，实现不同量子态的抑制或诱导。超快光谱和金刚石对顶砧相结合，对于探寻和理解高压下电子拓扑相变、金属-绝缘体转变等重要物理现象和机制具有重要意义。近年来，固体所计算物理与量子材料研究部研究人员已研制出基于飞秒激光的近红外至太赫兹波段高压超快光谱系统，并利用该技术在石墨烯、砷化镓等材料的热电子动力学压力调控方面取得了一定进展 (Appl. Phys. Lett. 117, 101105 (2020)；Phys. Rev. Lett. 126, 027402 (2021)；Optics Express, 29, 14058 (2021))。在此基础之上，研究团队以经典拓扑绝缘体Sb2Te3为研究对象，着重探究电子拓扑转变过程中的超快动力学效应。借助高压下飞秒泵浦-探测光谱，测量了不同压力下瞬态反射光谱，获得了Sb2Te3的热电子弛豫时间、相干声学声子寿命等参数和压力的关系，并观察到伴随电子拓扑转变的热声子瓶颈压制效应（图1）。结合理论计算，发现其电子能态密度在电子拓扑转变之上迅速增大，从而为热电子和热声子提供更多的弛豫通道，有效提高电声耦合强度，减弱热声子瓶颈效应。由于超快光谱可探测偏离费米面或能带极值点的高能载流子弛豫过程，反映电子和声子结构的色散细节以及高频光学声子相关的电声子耦合，因而高压超快光谱能够清晰直观地表征材料的电子拓扑及晶体结构转变（图2）。该研究首次揭示了高压下Sb2Te3材料在电子拓扑转变及晶格结构相变过程中的非平衡态电子和声子动力学，深化了对该体系材料中电声子相互作用的理解，为高压下拓扑相变探测开辟了新途径。该工作得到了国家青年基金项目、面上项目和基金委国家重大科研仪器研制项目等的支持。文章链接：https://doi.org/10.1103/PhysRevB.105.195109。 图1. 不同压力下的Sb2Te3的飞秒泵浦-探测反射光谱以及相干声子寿命、快时间、热声子瓶颈效应随压力的变化趋势图2. 不同压力下Sb2Te3的飞秒泵浦-探测反射光谱。

本文重点:1. 平面定向的发光偶极必须在时域和能量域上都展现延伸的各向异性动力学,这是研发高效OLEDs的必要条件。2. 通过在平面定向的Exitplex杂合体中引入Ir(ppy)2(acac),可以抑制主宾体散射,使发光偶极的各向异性动力学延伸 至微秒量级。3. 采用延伸各向异性动力学的Ir(ppy)2(acac):杂合体系统成功实现了高达34.01%的外量子效率。明志科技大学有机电子研究中心主任兼工程学院副院长刘舜维教授、中国台湾大学化学系汪根欉教授以及美国田纳西大学先进材料与制造工程研究所材料科学系胡斌教授三方研究团队,近日共同在《先进光学材料》(Advanced Optical Materials)期刊发表研究报告。该研究基于平面定向的Exitplex杂合体[BCzPh:CN-T2T]主体,使用包括时间解析和稳态两种光聚合物各向异性度量方法,全面研究了发光偶极在时间和能量两个维度的各向异性动力学特征。研究结果发现,相较于随机定向的发光偶极,设计能够形成平面定向的发光偶极是研发高效OLEDs的关键方法之一,这可以显著提高光的提取效率。但是,平面定向的发光偶极必须同时在时域和能量域都展现足够的偏振记忆效应,使各向异性动力学延伸至整个发光寿命时间范围,这才能大程度地增强OLED的光提取率。该研究充分证明,这种延伸的各向异性动力学是研发高效OLEDs的必要条件。研究团队将平面配置的红色磷光体Ir(ppy)2(acac)以很低的摩尔浓度分散于平面定向的Exitplex杂合体[BCzPh:CN-T2T]主体之中,构建了发光层。结果发现,平面定向的杂合体主体可以通过抑制主宾体之间的库仑散射,显著延长磷光体发光偶极的各向异性动力学,使其从纳秒量级延伸到微秒量级,与磷光寿命时间范围相当。这满足了采用Ir(ppy)2(acac):杂合体系统来提高OLED光提取效率的必要时域条件。更重要的是,研究还发现,在抑制主宾体库仑散射的情况下,高能态的发光偶极也可在杂合体主体的作用下维持延伸的各向异性动力学,而不会随着热电子从高能态松弛至LUMO而随机化。这是由于杂合体主体的偏振记忆效应不仅影响低能态,也可维持高能态发光偶极的平面定向分布。综合时域和能量域两个维度的研究结果可以看出,发光偶极延伸的各向异性动力学是研发高效OLEDs的必要条件。最终,采用延伸各向异性动力学的Ir(ppy)2(acac):杂合体系统成功实现了高达34.01%的外量子效率。该成果为进一步提升OLED性能提供了有力指导,将促进高效OLED显示技术的进一步研发。本次研究,团队采用了光焱科技Enlitech所设计生产的超低光源光致发光量子产率高校量测设备LQ-100X-PL,Enlitech所设计的LQ-100X-PL采整合型设计,精心严选高档用料材质,设备寿命长,且拥有软、硬件整合与调校,凭借光焱科技多年量测PLQY经验,出场即校正完成,即装即用,可大幅免除自行搭建设备的难度与光强不足等扰人问题。LQ-100X-PL采用LED光源设计,整体结构紧凑,尺寸仅502.4mm(L) x 322.5mm(W) x 352mm(H),可整合手套箱,并在搭配定制样品盒下,不论研究产品是薄膜、粉末、液体型态,让研究人员十秒内完成待测物量测装载,超快速精准且方便进行PLQY量测,无须烦恼样品尺寸与积分球开口尺寸两难问题,整体量测结果精准、重复性高,更可以进行原位时间光谱解析,量测数据经得起投稿审查时高品质要求,且加上光焱科技Enlitech专业服务与销售团队服务,更能为PLQY量测进行把脉,让客户将心力专注于研究。

近日，南开大学物理科学学院超快电子显微镜实验室付学文教授团队成功研制并报道了国际首套超快扫描电子显微镜（SUEM）与超快阴极荧光（TRCL）多模态载流子动力学探测系统。该系统在飞秒超快电子模式下实现了空间分辨率优于10 nm，SUEM成像和TRCL探测的时间分辨率分别优于500 fs和4.5 ps，各项技术性能和参数指标达到国际领先水平。该团队利用该多模态载流子动力学探测系统在飞秒与纳米时空分辨尺度直接追踪了n型掺杂砷化镓（n-GaAs）半导体中的光生载流子的复杂动力学过程，结合SUEM成像和TRCL测量成功区分了其表面载流子和体相载流子的动力学行为，全面直观地给出了其光生载流子动力学的物理图像。该仪器系统的成功研制填补了我国在该技术领域的空白，为研究和解耦半导体中复杂的光生载流子动力学过程提供了一个强有力的高时空分辨测量平台，将为新型半导体材料与高性能光电功能器件的开发提供重要支撑。该研究近日以“A femtosecond electron-based versatile microscopy for visualizing carrier dynamics in semiconductors across spatiotemporal and energetic domains”（一种基于飞秒电子的可用于跨时空和能量维度可视化半导体载流子动力学的多功能显微镜）为题，发表于重要国际学术期刊《Advanced Science》。半导体光电材料与器件的功能和性能主要取决于其材料表/界面的载流子动力学过程，例如光伏与光电探测器件需要增强其界面光生载流子的分离与传输，抑制载流子的复合，而发光器件则要增强其界面载流子的辐射复合，抑制非辐射复合。这些载流子的动力学过程多发生在表/界面处，且动力学过程快至皮秒乃至飞秒量级，因此以超高的时间、空间以及能量分辨率测量半导体材料表/界面载流子不同类型的动力学过程对于现代半导体器件的研发及应用起着至关重要的作用，尤其是对于一些低维、高速、超灵敏的半导体光电器件。当前，研究半导体光生载流子动力学的时间分辨探测技术主要有瞬态吸收显微镜（TAM）及光谱、时间分辨近场扫描光学显微镜（NOSM）、时间分辨阴极荧光（TRPL）、时间分辨光发射电子显微镜（TR-PEEM）等。然而，光学衍射极限限制了这些技术的空间分辨率，并且激光较大的作用深度使得测得的动力学信号主要来自材料内部的平均载流子动力学信息，很大程度上掩盖了来自表面或界面载流子的贡献，且单一的探测手段难以同时给出载流子不同类型的动力学信息。因此，为了全面表征半导体材料的载流子动力学，特别是表/界面载流子的动力学，亟需发展一种在时空间和能量维度上同时具有超高分辨率并且兼具高表面敏感特性的超快探测手段。图1. 仪器系统的示意图和时空分辨性能表征。（a）超快扫描电镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统的示意图。其中包含飞秒光学系统、扫描电镜系统、阴极荧光收集系统、条纹相机以及液氦低温台。图中左上角分别为金刚石微晶的扫描电镜图、阴极荧光强度分布图像、阴极荧光光谱以及n型GaAs在77 K下的条纹相机图像 （b）传统模式下锡球标样的SEM图 （c）和（d）不同放大倍数下锡球标样的飞秒脉冲电子图像，表明飞秒脉冲电子模式下良好的成像质量，其空间分辨率优于10 nm。（e）初始红外飞秒激光脉冲的脉宽；（f）超快扫描电子成像的时间分辨率测试，其仪器相应函数（IRF）大约为500 fs；（g）超快阴极荧光探测的时间分辨率测试，其IRF约为4.5 ps。随着超快电子显微镜技术的蓬勃发展，超快扫描电子显微镜（SUEM）和超快阴极荧光（TRCL）技术也迅速兴起，两者都同时兼具超短脉冲激光的超快时间分辨率和电子显微镜的超高空间分辨率。其中SUEM技术是基于泵浦-探测原理，用一束可见波段飞秒激光激发样品表面产生光生载流子，另一束同步的紫外飞秒激光激发扫描电子显微镜的光阴极产生飞秒脉冲电子进行扫描成像。由于扫描电子显微镜主要收集来自距离样品表面几个纳米范围内的二次电子信号，使得超快扫描电子显微镜技术具有表面敏感特性，能够直接对半导体材料表面或界面光生载流子（电子和空穴）的时空演化动力学进行成像。然而，该技术无法直接区分辐射复合与非辐射复合动力学过程。TRCL技术是用聚焦的飞秒脉冲电子束激发样品产生瞬态荧光，用条纹相机或时间相关单光子计数器对瞬态荧光进行测量，具有能量敏感特性，且信号绝大部分来源于材料体内，可直接反映载流子的辐射复合行为。因此，SUEM和TRCL在功能上形成良好的互补，将两者有机结合有望实现在超高的时空和能量分辨下全面解析半导体材料表/界面和体相载流子的动力学信息。鉴于此，付学文教授团队将飞秒激光、场发射扫描电子显微镜和瞬态荧光探测模块相结合，研制出了国际首套超快扫描电子显微镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统（如图1示意图和图2实物图所示），实现了对半导体材料表/界面和体相载流子动力学过程的高时空分辨探测和解析。图2. 超快扫描电子显微镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统实物照片。图3. 利用该系统对n型GaAs单晶表面的SUEM成像和TRCL测量结果。（a）n型砷化镓表面测量得到的随时间演化的SUEM图像；（b）从图（a）中光激发区域提取的二次电子强度演化及相应的载流子演化时间常数；（c）表面载流子的空间分布随时间的演化；（d）从297 K到77 K的变温时间积分CL光谱；（e）和（g）在图（a）的SUEM测试区域中分别探测得到的297 K和77 K下的条纹相机图像；（f）和（h）分别从（e）和（g）中提取的带边发射的衰减曲线及相应的荧光寿命。为展示SUEM成像与TRCL探测在超高时空和能量分辨率下直接可视化并解耦半导体中复杂激发态载流子动力学过程上的独特优势，该团队利用该自主研发的多模态实验装置研究了n型GaAs中的载流子动力学。如图3所示，SUEM图像表明由于表面能带弯曲效应，飞秒激光作用后表面光生载流子发生快速分离使空穴向表面富集。通过分析随时间变化的SUEM图像，提取出了光生载流子不同阶段的衰减时间常数；同时通过计算表面空穴分布的均方根位移，揭示了对应不同阶段表面空穴随时间的超扩散、局域化和亚扩散过程。通过进一步分析室温和液氦温度下测量的条纹相机图像中相应的非平衡载流子复合动力学过程和寿命，不但区分出了体相和表面载流子动力学过程的差异，还揭示了上述表面载流子的空间演变过程分别对应于能量空间热载流子冷却、缺陷捕获和带间/缺陷辅助辐射复合过程。该工作阐明了表面态和缺陷态对半导体表/界面载流子动力学的重要影响，展示了超快扫描电子显微镜和超快阴极荧光多模态动力学探测系统在超高时空尺度解耦半导体表/界面和体相载流子动力学中的独特优势。南开大学为该项工作的第一完成单位及通讯单位。南开大学物理科学学院博士生张亚卿和博士后陈祥为该论文共同第一作者，南开大学付学文教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委、国家科技部、天津市科技局、中央高校基础研究经费等的大力支持。文章链接：https://doi.org/10.1002/advs.202400633

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，我们特别邀请到马尔文帕纳科生命科学业务发展经理、微量热技术&分子互作技术产品经理韩佩韦谈一谈马尔文帕纳科的创新分子互作分析技术及他对该技术应用及市场的看法。仪器信息网：贵司在分子互作分析领域主推的仪器产品是什么？请您谈谈该产品的核心竞争力。韩佩韦：马尔文帕纳科公司不断致力于为基础科研与药物研发领域提供更先进的分析仪器和解决方案，在分子互作分析领域我们公司主推的产品是一种将动力学分析与热力学分析整合为一体的非标记分子互作平台，包括Creoptix WAVE系列分子相互作用仪和MicroCal PEAQ-ITC系列等温滴定量热仪等。众所周知，深入全面研究分子间相互作用需要借用多种原理互补的技术进行多角度分析，其中，动力学分析技术能够准确描述分子间的识别能力与结合的稳定性和半衰期，是一种实时、动态检测的手段；而热力学分析则深入探究分子互作的能量学本质，即分子间互作的机理，包括特异性相互作用驱动、疏水相互作用以及构象变化驱动。我们Creoptix WAVE分子相互作用仪拥有基于光栅耦合干涉技术（Grating-Coupled Interferometry，GCI）的光学生物传感器，实现了在更广泛的样品范围内提供更高质量的分子结合亲和力数据和动力学数据，帮助药物和生物科学研究人员加快新药发现和开发的进程。另外，Creoptix WAVE产品采用了waveRAPID动力学检测方式和创新性微流控技术。不同于传统力学的检测方式，只需一个浓度的样品，无需稀释，能够更快地得到动力学数据（waveRAPID 比传统动力学检测约快10倍），解决了市面部分分子互作技术的低灵敏度、无法捕获快速动力学、表观亲和力偏离、流路易堵塞以及动力学分析中需要配制大量浓度梯度等问题。Creoptix WAVE 分子相互作用仪MicroCal PEAQ-ITC 是一款高灵敏度、低容量的等温滴定量热仪，可用于生物分子相互作用的无标记溶液内研究。它可以在单次实验中直接测量所有结合参数，并且可使用低至10μg容量的样品对无论是高亲和力还是低亲和力的结合剂进行分析。MicroCal PEAQ-ITC可用于多种应用，包括表征小分子、蛋白质、抗体、核酸、脂质和其他生物分子的分子间相互作用等。MicroCal PEAQ-ITC 等温滴定量热仪仪器信息网：请回顾一下贵公司分子互作分析仪技术的发展历程。韩佩韦：分子间相互作用的生物物理表征是研究分子互作的重要环节，马尔文帕纳科一直致力于帮助用户从不同角度阐述分子互作的机理和特征。其中，采用热力学代表技术的MicroCal ITC系列成立于1977年，是最早商业化的微量热技术品牌，在业界拥有众多粉丝，其先后多款经典产品如VP-ITC, ITC200以及PEAQ-ITC都有众多的用户群和文献支持；动力学代表技术Creoptix WAVE系列则成立于其他技术如SPR/BLI等相对成熟的时期，正是在发现了现有技术的某些局限和不足后，Creoptix开发并成功商业化了新一代动力学分析技术——光栅耦合干涉技术（Grating-Coupled Interferometry，GCI）。目前，MicroCal和Creoptix品牌都是马尔文帕纳科旗下分子互作分析的中坚力量，与MicroCal DSC和Light Scattering一起打造了从样品质量控制直至动力学与热力学全面分析的Label-Free分析平台。仪器信息网：贵公司分子互作分析仪的主要应用领域有哪些？韩佩韦：马尔文帕纳科旗下的非标记分子互作平台几乎应用于分子互作相关研究的各个领域：在药物研发领域包括药靶确认，片段药物、小分子药物、肽段和核酸药物的筛选、表征与优化，抗体药物筛选、表位分析、结构改造，制剂开发、稳定性、可比性和生物相似性研究等；诊断试剂开发与优化、生理条件下（如血清、血浆等复杂体系）测试等等；在基础科研中则包括癌症、神经科学、免疫科学、膜蛋白、环境科学等领域。目前，研究者应用我们的技术和产品组合来研究分子互作相关的定性与定量信息，包括有无结合、结合特异性和选择性、结合强弱、结合快慢与稳定性以及部分非生物和非水相体系，如超分子组装、有机溶剂环境等。比如在冠状病毒（COVID-19）疫苗研发过程中，Creoptix WAVE system为病毒蛋白和抗体的结合动力学研究提供了有力支持。WAVE system系统将高信号和高时间分辨率与ELISA(酶联免疫吸附测定)才能实现的样品稳定性结合起来。实时分析广泛的生物流体样品的相互作用，提供完整的动力学数据，包括亲和力和高精度的结合和解离常数。由于整个微流体都包含在外置的传感器芯片WAVEchip中，可将实验中交叉污染的风险降至最低。WAVE system可用于表征病毒样颗粒（VLPs）的动力学，为研发疫苗的诱导免疫反应提供一个有效的平台。一种单克隆抗体结合嵌入VLPs中的蛋白质仪器信息网：您如何看待当前分子互作分析仪市场及前景？未来看好哪些细分领域?韩佩韦：我未来更看好分子互作技术在医学临床分析、食品分析、细胞与基因治疗领域等领域的应用。我的个人观点是当今的分子互作分析市场百花争艳，百家争鸣。各种不同原理的技术和产品层出不穷，研究者可以更好的根据自己的需求和问题来找到适合的技术，这对于技术发展和研究者而言都无疑是件好事，无论是进口的还是国产的技术，每种技术都有其各自的优点和局限，能够解决自己问题的才是最好的。随着市场的竞争，我未来更看好分子互作技术在医学临床分析、食品分析、细胞与基因治疗领域等领域的应用。马尔文帕纳科 韩佩韦韩佩韦，中科院生物物理所生物物理学博士，马尔文帕纳科生命科学业务发展经理、微量热技术和分子互作技术产品经理。长期负责蛋白质稳定性以及分子间相互作用技术如DSC,ITC,SPR等的技术支持和市场拓展。在2014年加入马尔文帕纳科之前，多年任职于通用电气（中国）医疗集团生命科学部（现Cytiva），曾任技术经理、Biacore & MicroCal产品经理和Label-Free技术资深应用科学家等职位。韩佩韦博士长期活跃于生命科学领域和生物制药行业，组织和举办过相关的几百场技术交流会和培训班，并在多个大型会议上做分会技术报告，在分子相互作用领域和微量热应用领域具有丰富的经验。