质谱质量精度计算方法

关于印发《国控污染源排放口污染物排放量计算方法》的通知　　各省、自治区、直辖市环境保护厅(局)，新疆生产建设兵团环境保护局：　　根据《国务院批转节能减排统计监测及考核实施方案和办法的通知》(国发〔2007〕36号)的要求，为了加强污染源自动监测和监督性监测数据在排污收费和总量核定等环境管理方面的应用，进一步规范污染物排放量的计算，我部制定了《国控污染源排放口污染物排放量计算方法》。现印发给你们，请遵照执行。　　附件：国控污染源排放口污染物排放量计算方法　　二○一一年一月二十五日

p　　通过一年多的试行，上海市环保局组织修订并发布了《上海市石化行业VOCs排放量计算方法(2017年修订版)》和《上海市涂料油墨制造业VOCs排放量计算方法(2017年修订)》。新版的内容有哪些变化?/pp 1.新增储罐修正周转量《修订方法》在储罐公式法中增设了修正周转量，其根据实测“液位高度变化”与“最高液位高度”比值对储罐周转量进行了修正。/pp 2. 新增储罐和装卸平衡管效率系数《修订方法》中在储罐和装卸公式法增设了平衡管效率系数，充分考虑了油气平衡管控制效率和减排效果，更接近实际排放情况。/pp 3. 加入废水WATER9《修订方法》中废水公式法加入WATER9了模型法，丰富了在废水中VOCs全组份种类及浓度已确定的情况下VOCs排放量计算方法。/pp 4. 加入冷却塔汽提实测法《修订方法》中冷却塔加入汽提实测法，更加精准测算冷却塔、循环水中VOCs排放量。/p

大家好，本周为大家介绍的是一篇发表在Journal of the American Society for Mass Spectrometry上的文章Fundamentals: How Do We Calculate Mass, Error, and Uncertainty in Native Mass Spectrometry1，文章通讯作者是来自美国亚利桑那大学化学与生物化学系的Michael T. Marty教授。　　非变性电喷雾离子化质谱(native ESI mass spectrometry)已经发展为一种成熟的、表征生物分子相互作用和结合化学计量的技术，通过将生物分子的缓冲体系换成质谱可兼容的挥发性盐溶液，来保护样品的结构和非共价相互作用在离子化过程中不被破坏。随着该技术的发展，一些计算概念的标准化是有必要讨论的。本文介绍了native MS中质量的定义、计算、误差和不确定性。　　对于一个质谱峰，有三个位置可以描述它的质荷比：平均值(mean)、中位数(median)和顶点(apex)。平均值又称为质心，即每根峰的质荷比加权其强度得到的平均值 中位数很少被用来描述峰值 顶点是指峰强度最高处的质荷比。在理想的情况下，质谱峰应该是完全对称形状的，质心和顶点的质荷比应该相同(图1A)，但这种情况在native MS中比较少见，因为经常会有盐离子等小分子加合到峰上，导致质心和顶点分离以及峰型不对称(图1B)，在这种情况下，顶点作为计算真实质量的参数更为合理。Native MS峰也可能与噪音(图1C)和基线(图1D)叠加，相比之下，噪音对顶点的影响大于基线，很可能干扰顶点的识别，这种情况下，选择超过一定阈值的质心计算质量更为合适。由于待测物会产生一系列电荷分布，建议在每个电荷态单独计算出质量后，再按电荷态的相对强度进行加权，获得最终的检测质量。　　图1. 几种可能的谱峰形状：理想(A)、有加合(B)、有噪音(C)、基线高(D)。　　在比较实测质量和理论质量时，误差指的是实测质量减理论质量，在谱峰鉴别时通常需要计算误差，而不确定程度是指在测量过程中不可避免的值的离散，为了评估误差和不确定程度，作者考虑了三个指标：①从不同电荷态计算出的质量的加权标准差(图2A)，这反映了通过所有电荷态计算出的质量的平均值的准确程度，标准差越小，平均值就越准确，这种计算标准差的衡量不确定程度的方式，适合手动计算质量时使用。②峰宽(图2B)，如果将质谱峰视为高斯分布，峰宽也是体现不确定程度的参数，在native MS中通常使用半峰宽来衡量峰之间的差异，由于重叠的峰难以手动区分但可以被软件识别，这种衡量方式更适合软件。③重复性(图2C)，相比于前两种方式，重复性是更好的确定不确定程度的方式，不确定程度可以定义为多次重复测量出的质量的标准差，但重复实验也需要考虑实验重复性因素(喷针口径，样品制备方法，样品批次，仪器校准等)。　　图2. 三种测量峰不确定程度的方法：不同电荷态计算出的质量的加权标准差(A)，峰宽(B)，重复性(C)。　　总结：本文讨论了native MS谱峰的质量、误差和不确定程度的定义，推荐从native MS谱图中不同电荷态的峰计算质量后，加权平均以获得精确质量，并通过重复实验考察不确定程度。　　1. Marty, M. T., Fundamentals: How Do We Calculate Mass, Error, and Uncertainty in Native Mass Spectrometry? Journal of the American Society for Mass Spectrometry 2022, 33 (10), 1807-1812.

p　　strongspan style="FONT-FAMILY: times new roman"仪/span/strongstrongspan style="FONT-FAMILY: times new roman"器/span/strongspan style="FONT-FAMILY: times new roman"strong信息网讯 /strong2016年4月22日，由中国工程物理研究院机械制造工艺研究所牵头承担的国家重大科学仪器设备开发专项“高精度四极质量分析器的工程化研制与应用”项目通过了科技部组织的综合验收，这是仪器专项首个通过综合验收的项目。清华大学金国藩院士、清华大学张新荣教授、中国质谱学会李金英理事长等十余位专家学者作为验收专家参加了项目验收评审。科技部资源配置与管理司吴学梯副司长、科技部科技评估中心毛建军副主任等领导也出席了验收会。/span/pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"img title="11.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/7e9851ea-44ca-4b03-93a5-0253c52162d5.jpg"//span/pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"strong验收会现场/strong/span/pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"img title="12.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/9329f892-f9bf-4384-9a03-31001c2d7385.jpg"//span/pp style="TEXT-ALIGN: center"strongspan style="FONT-FAMILY: times new roman"项目负责人王宝瑞研究员汇报项目实施情况/span/strong/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"　　项目负责人王宝瑞研究员向专家组汇报了该项目的实施情况。截止到项目验收时，研制完成核心关键部件(四极杆质量分析器)200个，样品前处理设备2台，数据库1个，操作软件1个。申请发明专利14项，授权发明专利3项，发表相关论文17篇 在工程化方面已经形成的技术资料包括：工程工艺11套，工程化图纸8套，质量和可靠性保障方案3套，成套技术档案文件1套 已组建相关的中试生产线和研发基地。/span/pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"img title="13.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/e93b2da4-23ed-4331-893a-d8f3bab02288.jpg"//span/pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"strong验收专家组组长金国藩院士/strong/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"　　专家组经认真审阅材料和质询，认为：该项目实施情况良好，总体进展正常，进度和成果产出达到任务书要求的考核指标 研制了多种类型高精度四极质量分析器、四极质量分析器精密测量专用设备、测试平台，开发了四极质量分析器理论模型及计算方法，并在聚光科技、江苏天瑞和普析通用等应用和产业化单位进行了示范应用 项目严格按照仪器专项管理规范的要求，注重工程化和质量与可靠性工作，具备了批量化制造能力和产业化基础，可以带动相关技术进步和创新能力提升。/span/pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"img title="14.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/ea7b95ab-e119-482a-9f80-cc70603c46bd.jpg"//span/pp style="TEXT-ALIGN: center"strongspan style="FONT-FAMILY: times new roman"科技部资源配置与管理司副司长吴学梯/span/strong/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"　　科技部资源配置与管理司吴学梯副司长会上表示：希望项目组作为科学仪器核心部件的研制方，要加强与国内外质谱仪器研制单位和生产企业紧密合作，不断提高相关产品的核心竞争力。此外，也希望国内研制和生产质谱仪器的单位和企业，要有使命感和责任感，齐心协力，支持国内质谱部件生产商不断完善和提高产品性能，共同为国产质谱研制事业贡献力量。/span/ppspan style="FONT-FAMILY: times new roman"　　据了解，中国工程物理研究院机械制造工艺研究所以“解决国产科学仪器核心部件的国产化”为目标，成功研发了四极质量分析器零件专用精密加工机床，实现了制造工艺定型，形成了高精度、系列化、批量化零件制造能力。可根据用户要求，定制金属、陶瓷、陶瓷镀金、金属双曲面极杆等多种规格的四极杆，并可提供快速四极杆的维护和维修服务。/span/pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"img title="15.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/4c43cc54-ec06-4139-8358-43e4414d7159.jpg"//span/pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: times new roman"strong成果现场展示/strong/span/pp /p

记者近日从中国工程物理研究院机械制造工艺研究所获悉，被列入科技部首批国家重大科学仪器设备开发专项的《高精度四极质量分析器工程化研制与应用》项目，日前通过项目初步验收。　　质谱仪是以电子轰击或其他的方式使被测物质离子化，形成各种质荷比(m/e)的离子，再利用电磁学原理使离子按不同的质荷比分离后，测量各种离子强度，确定被测物质的分子量和结构的科学仪器。四极质谱仪具有灵敏度高、样品用量少、分析速度快、分离和鉴定同时进行等优点，广泛应用于化工、环境、能源、医药、生命科学、材料科学等各领域。而四极质量分析器是四极质谱仪的核心部件，此前完全依赖进口，国产高端四极质谱仪一直处于&ldquo 空心化&rdquo 状态。　　2011年，中物院机械制造工艺研究所牵头，联合复旦大学、北京普析通用仪器有限责任公司等单位建立研究团队，几年中，团队成功研制出系列四极质量分析器产品，综合性能指标均达到国际先进水平。　　&ldquo 四极质量分析器要求在一定频率的射频电压与直流电压作用下，只允许一定质荷比离子通过到达接收器，从而实现不同质荷比离子分离，其设计、制造精度要求极高。&rdquo 中物院机械制造工艺研究所所长王宝瑞说。

1.质谱应用广泛成长性高 科研分析仪器是生命科学及医药医疗产业的重要基石，其中质谱仪是市场占比最大，均价最贵，技术壁垒最高的主要领域之一。质谱仪作为高端的检测仪器，在环境监测、食品安全、工业过程分析等领域有着广泛的应用，同时这些下游应用需求带动上游质谱仪市场迅速成长。2021 年全球质谱市场大约450 亿元，预计 2026 年全球质谱仪市场规模可达700亿元。2021年国内质谱仪市场大约150 亿元，占全球市场的30%，年复合增长率高达 20%左右，国产化率大约10%。 2.质谱成为国产替代的首要阵地 在精准医学发展的大趋势下，质谱检验以其高通量、高灵敏度、高精度、高分辨率等诸多优势，在生命科学、生物医药、临床诊断、半导体、环保、食品安全等多领域的检测应用中发挥着越来越重要的作用，但目前国内的市场被赛默飞、SCIEX(丹纳赫)、布鲁克、安捷伦、沃特世、岛津等国外巨头垄断，2020年我国进口质谱规模为105.3亿元，国外厂商在中国质谱市场占有率为74.05%。中美贸易冲突以来，进口质谱的技术限制风险加大，国家陆续出台多项政策支持高端科学仪器的国产化，“十四五”、科技部、工信部相关政策均指出供应链设备需要稳定可控的重要方针，并明确仪器的硬性国产采购比例，同时随着一批国内企业在某些质谱仪产品性能上逐渐达到国际水平，加速了开启国产质谱进口替代的进程。根据海关进口数据，我国质谱的进口依赖度由2014年的94.7%降至2020年的74.05%。 3.质谱应用多元渗透，市场空间可观 美国科研端和生物医药医疗端质谱市场占比约70%，国内对标领域由于下游行业标准及市场空间存在客观差距，应用端渗透仍有较大空间，叠加半导体、环保领域的存量市场，未来国产质谱的市场份额可期。随着生物制药、医疗检测、临床诊断、科研院所的质谱应用多元化渗透，2026年对应质谱仪市场有望达到135亿元，叠加其它赛道国内质谱市场有望达到240亿元。质谱流式细胞仪等新兴领域有望带来质谱市场更大增量空间。表 1：质谱的应用领域广阔 4.质谱仪技术原理介绍 质谱仪是一种通过分析待测物质量获取其结构信息的仪器，基本原理为将分析 样品（气体、液体、固相）电离为带电离子，这些离子被检测器检测后即可得到质荷比与相对强度的质谱图，进而推算出分析物中分子的质量。通过质谱图及分子量测量可以对分析物进行定性分析，利用检测到的离子强度可以进行精确的定量分析。质谱仪器主要由五部分组成：样品导入系统、离子源、质量分析器、检测器、数据处理系统。样品导入系统通过合适的进样装置将样品引入并气化，气化后的样品引入到离子源，在离子源的作用下被转换为气态的阳离子（带正电）或阴离子（带负电），电离后的离子通过适量的加速后进入质量分析器，在质量分析器里磁场与电场的共同作用下，会产生不同的运动轨迹，按不同的质荷比分离，到达检测器上，进而由检测器将其转换为不同的电信号，再由计算机将信号转换为质谱图，质谱图为离子信号与质荷比的函数曲线图，对其进行分析，获得结果。质谱仪器中重要的两个部分是离子源和质量分析器。图 1：质谱仪系统结构示意图4.1离子源随着各种离子化方法不断发展，质谱分析技术广泛地应用于许多领域。多种离子化方法在分析应用价值上各具独特之处，比较常用的离子源有与GC串联的电子轰击电离源（EI）和化学电离源（CI），与LC串联质谱常用电喷雾离子化(ESI)、大气压化学电离(APCI)、大气压光致电离(APPI)，以及基质辅助光解吸离子化（MALDI）等等技术，还包括新型的这些技术除了有宽广的样品适用范围与高灵敏度，还可与色谱仪联用以降低干扰。使用者可根据样品与被分析物的物理化学特性选用适当的离子化方法。表 2：不同离子源原理对比4.2质量分析器不同的质量分析器均有其不同特性，质量分析器分为磁场式与电场式。磁场式分析器有扇形磁场质量分析器与傅里叶变换离子回旋共振质量分析器，电场式分析器有飞行时间、四极杆、轨道阱等质量分析器，每种质量分析器都具有不同的特性与功能。表 3：不同质量分析器原理对比 5.质谱组合方式——串联质谱 串联质谱（MS/MS）通常是指两个以上的质谱分析器借由空间或时间上联结在 一起所组成的分析方式，常以英文缩写 MS/MS 表示。在常见的串联质谱技术 中，第一个质量分析器的功能通常为选择与分离前体离子，分离出的前体离子 碎裂可产生离子群，传送至串接的第二个质量分析器中进行分析，这些产物离子的质荷比信号在第二个质量分析器中被扫描检测后，即可获得串联质谱图以进一步分析。目前串联质谱技术有两大主流应用，其一为应用于蛋白质组学中以自下而上的方式对酶水解后的多肽进行氨基酸的序列分析。另一主要应用在于对特定化合物进行定量分析。 一般而言，串联质谱分析法有两种不同的串联方式：一种为连接两个实体的不同的质量分析器，为空间上的串联方式，另一种则是在同一子储存装置内进行一系列的离子选择、裂解与质量分析步骤，依时间先后顺序进行不同分析步骤，为时间上的串联。• 空间串联质谱：三重四极杆质谱仪（QqQ）是目前最广泛使用的空间串联质谱仪，由三重四极杆质量分析器组成。其中第一与第三重四极杆质量分析器具有质量分析功能， 第二重四极杆作为碰撞室，仅以射频电位方式操作。 由于三重四极杆的碰撞室中的气体压力十倍高于磁场分析器的碰撞室中的气体压力，在三重四极杆中离子束与中性气体分子具有较高的碰撞次数，用于定量分析具有较高灵敏度，因此这是目前串联质谱最广泛使用的形式。另一种常用的是飞行时间串联质谱仪（TOF/TOF），具有为高能量碰撞解离的优点。• 时间串联质谱：串联质谱法也能在某些具离子储存功能的质量分析器上进行时间串联，其离子在不同时间点可分别进行前体离子选择后储存、离子活化、产物离子分离、扫描后排出等模式，反复进行离子选择、储存与解离的步骤，即可在此类具有离子储存功能的串联质谱仪上得到不同阶段的MS结果。目前具有离子储存及活化解离功能的质谱仪，以傅里叶变换离子回旋共振分析器与离子阱为主。• 杂合质谱仪：在串联质谱仪中，如果不同种类的质量分析器串接，则称为杂合质谱仪。杂合的主要目的是撷取各式不同质量分析器的特点，经组合后可获得更佳的串联质 谱分析结果。 四极杆飞行时间杂合质谱仪（Q-TOF）是杂合质谱仪的主流形式，因为其结合了四极杆分析器具有较高碰撞裂解效率的特点，以及飞行时间分析器具有高质荷比分辨率、非扫描式及高灵敏等优势，具有高解析与高灵敏度的优点，被广 泛应用于蛋白质组定性分析。此外还有离子阱飞行时间（IT-TOF）杂合质谱仪等各类杂合类型。 6.三重四极杆质谱仪（QqQ）知多少？目前主流质谱仪品类已实现商业化，包括单四极杆、离子阱、飞行时间质谱，并能实现三重四极杆的自主可控生产，对应市场端覆盖率超过80%。2019年7月，国家重大科学仪器设备开发专项 2011年首批启动项目——“三重四极杆串联质谱系统的研制及其在痕量有机物分析中的应用(2011YQ060084)”完成综合 验收。该专项围绕国家“十二五”科学和技术发展规划，针对复杂体系中痕量有 机物高通量、高灵敏度和自动化检测需求，研制三重四极杆串联质谱系统产品和配套自动化前处理装置及其它关键部件，开发基于三重四极杆串联质谱系统的痕 量有机物分析平台，在蛋白组学、代谢组学、环境及生态毒理学、食品安全等领域开展分析技术研究与应用示范，实现三重四极杆串联质谱系统的国产化和产业化。当前中国每年10,000台的质谱销量中，无论是台套数还是金额，占比最大的就是液相色谱串联四极杆联用仪（LC-QqQ），每年销量达3000台。随着农兽药残留、药典等新国标的出台，气质联用仪也将会更多地被GC-QqQ取代。LC-QqQ同样也是临床质谱最受关注的技术。据预测，2030年，我国的质谱年市场销量将达到20,000台，LC-QqQ将达到6000-8000台，随着优秀的国产厂商加入，未来将有2000台的新增国产LC-QqQ。这其中包括两大利好因素，首先是政策释放老市场：随着国产设备的稳定性和可用性提高， 2~3年内会出现市场选择和政府扶植的双重增长，年增长率约50%。其次是专用设备的新市场：低竞争、高毛利，配合国内高检测量、实时在线、政府监管的需求，将产生一批过亿的细分市场。因此，国产质谱的未来都是光明的。6.1四极杆质谱仪的几个关键指标解读• 分辨率是指分开两个峰的能力，刚刚分开时两峰之间的质量距离是DM，分辨率英文的原义是Resolution，常用简写R表示，计算公式：R＝M/DM，M可理解为两个刚刚分开的峰的平均质量。最严格的分辨率定义是磁质谱的，要求相邻两峰10％峰谷分开才算真正分开，磁质谱的分辨率（即M/DM）不随质量变化，所以磁质谱都用R＝M/DM来表示分辨率，磁质谱中，R不变，DM是变化的，质量M越大，DM越大。所以，磁质谱表示分辨率都用R，常常可以见到R＝10,000的说法。今天我们讨论的四极杆质谱，都是要求50％峰谷刚刚分开就算分开，这个定义没有磁质谱严格。同时，这个分辨率R随质量变化，而DM不变，即M越小，R越大。所以有机质谱并不用R来表示分辨率，而用DM表示。因为实际工作中很难找到恰好在50％峰谷分开的峰，所以又简化为用单峰法表示，即测定一个峰的半峰高处的全峰宽Full width half Maximum（简写为FWHM），FWHM应近似等于DM。由于采用原始定义，即R＝M/DM，DM 不变，M在变，所以R在变，为方便起见还可以用R表示，所以又简化为用FWHM的倒数表示R，R=1/DM。若采用单峰法，则认为R＝1/FWHM。这个值也不变化。我们一般称FWHM＝0.5为单位质量分辨率；定义宽松一点时，认为FWHM=0.7称单位分辨率；严格一些时，说FWHM＝0.4为单位分辨率。反正，不管是0.7、0.5、0.4，一般都认为是指单位质量分辨率。换算下来，R＝2M或R＝2.5M也都指单位质量分辨率。这些都是我们常见的分辨率的表示方法。所以，我们又常常看到有机质谱用FWHM来表示，比如FWHM＝0.25。• 质量准确度是非常重要的指标，代表质量是否准确称量，测定值和理论值之间的误差。随着质谱的长期使用，室温的变化、灰尘的累积、电子元件的老化……这些因素均会导致电学参数发生变化，进而影响到仪器正常运行。四极杆质谱因为其独有的筛选机制 — 固定的RF与DC电压能允许固定质荷比的离子通过，故微小的电压偏差就可能造成质量轴的偏移。由于质荷比大的离子需要较高的RF与DC电压方可通过四极杆，会将漂移的结果放大。同为0.1%的漂移，可能只会造成100 Da的离子峰出现在99.9 Da处，但2000 Da的离子峰则可能会出现在1998 Da处。因此对于大分子分析来说，保证质量准确性就变得更加重要。当质量轴发生明显漂移时，对于使用Scan模式的定性分析，会出现目标峰与理论值偏差增大；对于使用SIR/MRM的定量分析，则是MS1/MS2放行的质荷比与实际离子的质荷比不匹配，导致离子通过率减小，灵敏度下降。所以，我们建议您每隔3~6个月使用已知的标准品进样，质谱通过Scan模式采集信号，检查标准品m/z与实际采集到质谱峰的峰顶处m/z的偏差，如果超过0.2 Da，就需要考虑进行质量轴校正了。如果仪器使用的环境发生较大变化，如一场秋雨让室温从夏天的25度降到秋天的18度，最好立刻检查质量轴漂移情况。• 灵敏度/信噪比。常用的信噪比计算方法有两种：均方根（RMS），峰峰比（S/N）。均方根（RMS）计算方法信噪比最高，峰峰比方法信噪比最低。均方根（RMS）计算方法信噪比最高，对质谱公司的宣传有利；峰峰比方法信噪比最低，对满足用户的要求不利• 滞留时间。Duty Cycle中的两部分Scan1和ISD(恢复原有状态)两部分组成；Dwell time滞留时间，指Scan 1和ISD两部分时间。Dwell Time越长，Duty Cycle越少，扫描越慢，灵敏度越高，数据点越少，分辨率越低！反之依然！• 扫描型仪器（QqQ/Ion Trap）性能制约的黄金三角规则：提高分辨率就会降低扫描速度和灵敏度；提高灵敏度就会降低分辨率和扫描速度；提高扫描速度就会降低灵敏度和分辨率。但，非扫描型仪器（TOF）性能不受黄金三角规则制约，可以同时提高分辨率、扫描速度、灵敏度。6.2三重四极杆质谱仪的几种工作模式解读三重四极杆质谱仪作为目前最灵敏的MS定量技术，可用结构标志物进行选择性测定 ，比如母离子扫描、子离子扫描、中性丢失扫描等。• Q1 MS 全扫描Q1 全扫描 (开始 – 停止)，Q1 永远 作为单级 MS 分析器，主要用来鉴定母离子 ，Q1 采用RF-only模式。Q1 SIM - Selected Ion Monitoring (or multiple ions): Used to optimize analyzer for specific ions for MS/MS，SIM used for quantitative analyses• Q3 MS 全扫描Q3 全扫描 (开始 – 停止)：Q3 永远 作为单级 MS 分析器，主要用来鉴定母离子或用做IDA， Q3 采用RF-only模式。Q3 SIM - Selected Ion Monitoring (or multiple ions): Used to optimize analyzer for specific ions for MS/MS，SIM used for quantitative analyses。• MS/MS – 子离子扫描: 选择特定化合物鉴定碎片离子。Q-1设定 ， Q-2碰撞活化 ， Q-3扫描• MS/MS – 母离子扫描: 发现能产生特定子离子的所有母离子。Q-1扫描 ，Q-2碰撞活化 ， Q-3设定（寻找特征离子的来源）,应用于化合物筛选，代谢产物鉴定，蛋白质修饰分析。• MS/MS – 中性丢失扫描：发现能丢失中性分子的所有母离子。Q-1扫描，Q-2碰撞活化, Q-3扫描，同时保持Q-1和 Q-3的差值不变 （丢失同一质量的中性碎片），应用于检测失去H2O，H3PO4，HCl，NO2，CO2，SO3，糖分子等的离子。• MS/MS – MRM多反应监测：快速筛查（定性）和定量。Q-1设定，Q-2碰撞活化, Q-3设定（常用于定量）综上所述，三重四极杆质量仪具有超高的 NCI灵敏度；超高的MRM MS/MS 灵敏度；同时检测更多的 MRM离子对（100)；工作模式丰富包括SIM、NCI/SIM、NCI/MS/MS、LC/MS/MS、PI，PR，NL，MRM。（未完待续）

p　　从用户来讲，质谱软件是评价质谱系统性能指标最重要的因素之一。不同质谱公司的质谱软件差异非常大，而且目前还没有公认的统一的规范。相比而言，国外质谱软件比国内质谱的软件专业性更强、可靠性更高、投入技术和资金也更大。/pp　　灵敏度是任何一台质谱仪器的必须指标之一，但信噪比的计算方法多种多样，目前每个公司都对软件算法进行保密而计算结果都不一样，即使是第三方质谱软件公司的算法也不一样，因此，用户实际上很难通过信噪比参数来横向比较同类质谱仪器的优劣。/pp　　对于蛋白质来说，多电荷峰的去卷积算法最为关键，否则，分子量结果的准确性和可靠性难以评估。对目前主流质谱公司的去卷积软件进行比较后发现，只有个别质谱公司的去卷积计算结果有质量控制(QC)，有些公司的去卷积软件甚至不是实测质谱图。质谱采集软件由于涉及较多的商业利益，鲜有人进行深层介绍和评价。/pp　　由于质谱采集卡等硬件速度和带宽的大幅度提高，实时信号的实时处理技术方案就很重要了。有些公司采用内置独立处理电脑，有的是独立采集卡，它们对实时信号的预处理技术和深度差异很大，但是无论如何，简单平滑去噪的方案是不推荐的，而应该是根据质谱硬件情况开发更先进的算法来降低点噪音和化学噪音，从而提高质谱定量分析灵敏度和动态范围。/pp　　质谱数据库方面，NIST依然处于领先地位，近些年增加了许多蛋白质ms/ms数据。通过质谱公司与科研机构合作，微生物质谱数据库和代谢物数据库规模正不断扩大，预期将对质谱应用的进一步拓展起到重要的推动作用。目前，提高未知物鉴定效率和可靠性的软件和数据库还没有令人满意的进展。没有强大的数据库，就没有智能质谱。数据库的构建是个工作量巨大、成本巨大的事情，首先需要建立标准体系，然后需要大量人工去伪，还需要良好的算法。欧洲生物信息研究院(EBI)应该成为质谱数据库建设的范例。/pp　　当质谱硬件发展到一定程度后就会出现平台期，软件和应用支持则是质谱系统的核心竞争力，因此，培养质谱软件技术人员和应用支持人员，是国内外质谱公司研发投入的着眼点，这对于国内质谱的持续发展尤为重要。/pp style="text-align: right "本文作者为蛋白质药物国家工程研究中心魏开华研究员/p

3月17日，生态环境部发布关于征求国家生态环境标准《环境空气 挥发性有机物的测定 罐采样/气相色谱-质谱法(征求意见稿)》意见的通知。通知中指出，为贯彻《中华人民共和国环境保护法》，规范生态环境监测工作，生态环境部编制了《环境空气 挥发性有机物的测定 罐采样/气相色谱-质谱法》国家生态环境标准征求意见稿，现公开征求意见。　　此次发布的标准是对《环境空气挥发性有机物的测定罐采样/气相色谱-质谱法》(HJ759-2015)的修订。HJ759-2015首次发布于2015年，起草单位为江苏省环境监测中心。本次为第一次修订，修订的主要内容如下：——删除目标化合物中甲硫醇和甲硫醚2种组分 ——增加瞬时采样的时间范围 ——细化不同规格采样罐基于不同采样时间的恒定采样流速，并增加恒定采样流量的计算公式 ——“仪器和设备”中增加自动采样器 ——增加标气罐加湿要求和提供加湿方式 ——增加“SIM”扫描方式的方法检出限和标准曲线 ——增加绘制标准曲线中标准使用气浓度，确保定量的准确性 ——删除气体浓缩仪的限定条件和具体的条件参数，减少对浓缩工作原理的单一化要求，强调浓缩仪功能，增强对满足使用要求的不同工作原理浓缩仪的兼容性 ——将定性判别方法由相对保留时间改为保留时间 ——增加标准曲线方程的定量计算方法 ——增加采样前对过滤器和流量控制器的性能检查步骤以及在“质量保证和质量控制”中对流量控制器的性能检查要求，提高采集样品的代表性 ——增加采样罐被抽至真空后的保存时间和清洗完采样罐的抽检频次 ——增加以摩尔分数(nmol/mol)为单位的检出限浓度 ——在“质量保证和质量控制”中增加采样罐气密性检查和惰性检查的内容 ——在“注意事项”中增加12条建议 ——增加附录E，提供样品罐加湿计算公式。　　据了解，HJ759-2015制订之初，大气浓缩仪原有2大品牌商，均为液氮制冷型，仪器工作原理基本一致。HJ759-2015发布之后，原两大品牌也推出新浓缩仪产品，原理和参数均略有改变，并且市场上新出一款电制冷原理的浓缩仪和一种采用色谱柱实现吸附和浓缩功能的浓缩仪。由于制定标准时技术发展单一的原因以及标准中对浓缩仪工作原理的限定，使得后面推出的浓缩仪无法被积极有效的应用起来，也一定程度上制约了该标准方法的有效使用。本次修订将以检测结果准确性为导向，放宽对仪器设备的具体参数的要求，以适应仪器不断更新的趋势。目前环境空气中首要污染物主要为臭氧和PM2.5。VOCs是造成臭氧污染的重要前体物，其大气化学反应的产物是PM2.5中的重要组分，也是导致灰霾天气的重要前体物，是治理空气污染问题的“拦路虎”。改善空气质量是目前我国最重要的任务之一，在“十四五”期间，VOCs也取代原先的SO2成为空气质量考核指标之一,在政策和标准的双重支撑下，相信VOCs监测市场将在近几年内得到快速发展。　　附件：环境空气 挥发性有机物的测定 罐采样/气相色谱-质谱法（征求意见稿）

图1 GaN晶格结构图（图源：滨松中国官网）GaN材料是第三代半导体材料之一，被广泛应用于电子、光电子和通信等领域，因此实现GaN材料质量定量评估显得尤为重要。而IQE又是 GaN 单晶体质量评估所必需的参数。因此，在设计和制造GaN单晶体时，需要对IQE参数进行充分的考虑和评估，以确保其性能符合要求。ODPL测量系统图2 ODPL 测量系统（图源：滨松中国官网） 为了更好地定量评估GaN晶体质量，滨松公司和日本东北大学合作研发了一套基于积分球的全向光致发光系统（简称ODPL）。 ODPL 测量系统使用积分球来测量全向光致发光光谱并确定样品的发射效率，利用独自的计算方法得出GaN 晶体的IQE，对结构缺陷和杂质有无等质量问题进行量化来实现精准评估。图3 基于积分球的测量原理示意图产品应用GaN/SiC晶体性能定量分析半导体晶体杂质有无检测 半导体晶体结构缺陷 钙钛矿材料测量ODPL测量系统新品到货，欢迎预约免费测试利用吸收波长区域重叠的绿色光仅在晶体上方发光的特性,通过ODPL成功地计算IQE。结果表明,IQE至少达到62.5%,并且IQE会随着甲基离子的过量和不足,而大幅波动。 图4 钙钛矿材料的IQE测量免费测试通道长按识别上方二维码，提交预约测试申请等待客服联系寄送样品等待的测试完成，免费获取完整的数据

上图 真菌可能与标准电子设备相连。图片来源：安德鲁阿达马茨基下图 实验室培养的脑细胞可用于计算。图片来源：托马斯哈滕/约翰斯霍普金斯大学细菌和超级计算机有什么区别？区别是细菌更“高级”，因为它有更多的回路和更强的处理能力。所有生命都在“计算”。从响应化学信号的单个细胞，到在特定环境中航行的复杂生物体，信息处理是生命系统的核心。经过数十年的尝试，科学家终于开始收集细胞、分子甚至整个生物体，来为人类自己的目的执行计算任务。从本质上讲，计算机也只是信息处理器，而且人们越来越认识到大自然拥有丰富的这种能力。最明显的例子是复杂生物体的神经系统，它能处理来自环境的大量数据并对各种复杂的行为“下指令”。但即使是最小的细胞，也充满了复杂的生物分子通路，这些通路响应输入信号，打开和关闭基因、产生化学物质或进行自我组织。最终，生命中所有令人难以置信的壮举，都依赖于DNA存储、复制和传递遗传指令的能力。如何构建一台生物计算机？生物系统有自身的独特优势：更紧凑、能源效率更高、可自我维持和自我修复，而且特别擅长处理来自自然界的信号。在过去的20年里，强大的细胞和分子工程工具让人们终于能在构建生物计算机领域迈出一步。美国麻省理工学院生物合成学家克里斯托弗沃伊特说，该方法的核心是“生物电路”，类似于计算机中的电子电路。这些电路涉及各种生物分子相互作用以获取输入，并对其进行处理以产生不同的输出，就像它们的硅对应物一样。通过编辑支撑这些过程的遗传指令，人们现在可以重新连接这些电路以执行自然界从未计划的功能。2019年，瑞士联邦理工学院利用CRISPR技术，构建了相当于计算机中央处理器（CPU）的生物等效物。这个CPU被插入一个细胞，在那里它调节不同基因的活动以响应专门设计的RNA序列，使细胞实现了类似于硅计算机中的逻辑门。印度萨哈核物理研究所在2021年更进一步，诱使一群大肠杆菌计算简单迷宫的解决方案。该电路分布在几个大肠杆菌菌株之间，每个菌株都被设计用来解决部分问题。通过共享信息，该电路成功地实现了如何在多个迷宫中导航。大多数生物系统并不同于经典计算机的二进制逻辑，它们也不会像计算机芯片那样一步步解决问题。它们充满了重复、奇怪的反馈循环和以不同速度并排运行的截然不同的过程。更怪异的是，生物的计算能力还能完全脱离其自然环境。瑞典隆德大学科学家正在试验一种完全不同的生物计算方法，使用由分子马达驱动的微小蛋白质丝围绕迷宫推进。迷宫的结构经过精心设计，而细丝能同时探索所有路线。这意味着解决更大的问题不需要更多的时间，只需要更多的细丝。重新设计生物系统会带来什么？但美国马萨诸塞州塔夫茨大学的迈克尔莱文认为，生命系统已经在生物学的各个层面展示了令人惊叹的计算壮举，人们应该将重点从尝试重新设计生物系统，转移到寻找与现有系统交互的方法。莱文实验室已经证明，他们可以操纵细胞之间的电通信，帮助它们决定如何以及在哪里生长。举个恐怖的例子，这可能让蝌蚪的内脏上长出眼睛，或让青蛙长出额外的腿。它并不等同于计算，但团队认为它代表了如何将自然界预先存在的电路折射为一个“新目标”。类似的方法可用来解决广泛的计算任务。此外，真菌计算的深奥领域也正在显示其应用潜力。英国布里斯托尔西英格兰大学研究显示，真菌在感知pH值、化学物质、光线、重力和机械应力等方面具有的能力令人印象深刻。它们似乎使用电活动的尖峰进行交流，这开辟了将它们与传统电子设备连接的前景。类器官智能有多智能？要探寻生物计算，离不开人们迄今已知的最强大计算设备：大脑。当前组织工程学的进步意味着，科学家们可从干细胞中培育出相当于微型大脑的复杂神经元簇，也就是“大脑类器官”。与此同时，能将信号传输到脑细胞并能解码它们的反应，意味着人们已经开始试验类器官的记忆和学习能力。今年早些时候，美国约翰斯霍普金斯大学团队概述了“类器官智能”这一新领域的愿景。目标与人工智能相反：他们不会让计算机更像大脑，而是试图让脑细胞更像计算机。初创公司Cortical已可训练在硅芯片上培养的人类脑细胞来玩电子乒乓游戏Pong。而在它们的新软件中，任何具有基本编码技能的人都能为“培养皿大脑”编程。不过，所有这些生物计算方法目前都远未成为主流。与设计和制造硅芯片的能力相比，人们操纵生物学的能力仍处于初级阶段。但生物计算的巨大潜力和投入生物技术的数十亿美元，将在未来几年为这个领域带来快速进步。

近日，国家自然科学基金委员会发布了可解释、可通用的下一代人工智能方法重大研究计划2023年度项目指南。该项目指南资助研究方向如下：（一）培育项目：1. 深度学习的表示理论和泛化理论；2. 深度学习的训练方法；3. 微分方程与机器学习；4. 隐私保护的机器学习方法；5. 图神经网络的新方法；6. 脑科学启发的新一代人工智能方法；7. 数据驱动与知识驱动融合的人工智能方法；；8. 生物医药领域的人工智能方法；9. 科学计算领域的人工智能方法；10. 人工智能驱动的下一代微观科学计算平台。（二）重点支持项目：1. 经典数值方法与人工智能融合的微分方程数值方法；2. 复杂离散优化的人工智能求解器；3. 开放环境下多智能体协作的智能感知理论与方法；4. 可通用的专业领域人机交互方法；5. 下一代多模态数据编程框架；6. 支持下一代人工智能的开放型高质量科学数据库；7. 高精度、可解释的谱学和影像数据分析方法；8. 高精度、可解释的生物大分子设计平台。该项目指南全文如下：可解释、可通用的下一代人工智能方法重大研究计划2023年度项目指南（全文）可解释、可通用的下一代人工智能方法重大研究计划面向人工智能发展国家重大战略需求，以人工智能的基础科学问题为核心，发展人工智能新方法体系，促进我国人工智能基础研究和人才培养，支撑我国在新一轮国际科技竞争中的主导地位。一、科学目标本重大研究计划面向以深度学习为代表的人工智能方法鲁棒性差、可解释性差、对数据的依赖性强等基础科学问题，挖掘机器学习的基本原理，发展可解释、可通用的下一代人工智能方法，并推动人工智能方法在科学领域的创新应用。二、核心科学问题本重大研究计划针对可解释、可通用的下一代人工智能方法的基础科学问题，围绕以下三个核心科学问题开展研究。（一）深度学习的基本原理。深入挖掘深度学习模型对超参数的依赖关系，理解深度学习背后的工作原理，建立深度学习方法的逼近理论、泛化误差分析理论和优化算法的收敛性理论。（二）可解释、可通用的下一代人工智能方法。通过规则与学习结合的方式，建立高精度、可解释、可通用且不依赖大量标注数据的人工智能新方法。开发下一代人工智能方法需要的数据库和模型训练平台，完善下一代人工智能方法驱动的基础设施。（三）面向科学领域的下一代人工智能方法的应用。发展新物理模型和算法，建设开源科学数据库、知识库、物理模型库和算法库，推动人工智能新方法在解决科学领域复杂问题上的示范性应用。三、2023年度资助研究方向（一）培育项目。围绕上述科学问题，以总体科学目标为牵引，拟以培育项目的方式资助探索性强、选题新颖的申请项目，研究方向如下：1. 深度学习的表示理论和泛化理论研究卷积神经网络（以及其它带对称性的网络）、图神经网络、transformer网络、循环神经网络、低精度神经网络、动态神经网络、生成扩散模型等模型的泛化误差分析理论、鲁棒性和稳定性理论，并在实际数据集上进行检验；研究无监督表示学习、预训练-微调范式等方法的理论基础，发展新的泛化分析方法，指导深度学习模型和算法设计。2. 深度学习的训练方法研究深度学习的损失景观，包括但不限于：临界点的分布及其嵌入结构、极小点的连通性等，深度学习中的非凸优化问题、优化算法的正则化理论和收敛行为，神经网络的过参数化和训练过程对于超参的依赖性问题、基于极大值原理的训练方法、训练时间复杂度等问题，循环神经网络记忆灾难问题、编码-解码方法与Mori-Zwanzig方法的关联特性，发展收敛速度更快、时间复杂度更低的训练算法及工具，建立卷积网络、Transformer网络、扩散模型、混合专家模型等特定模型的优化理论及高效训练方法，深度学习优化过程对泛化性能的影响等。3. 微分方程与机器学习研究求解微分方程正反问题及解算子逼近的概率机器学习方法；基于生成式扩散概率模型的物理场生成、模拟与补全框架；基于微分方程设计新的机器学习模型，设计和分析网络结构、加速模型的推理、分析神经网络的训练过程。面向具有实际应用价值的反问题，研究机器学习求解微分方程的鲁棒算法；研究传统微分方程算法和机器学习方法的有效结合方法；研究高维微分方程的正则性理论与算法；研究微分方程解算子的逼近方法（如通过机器学习方法获得动理学方程、弹性力学方程、流体力学方程、Maxwell方程以及其它常用微分方程的解算子）；融合机器学习方法处理科学计算的基础问题（求解线性方程组、特征值问题等）。4. 隐私保护的机器学习方法针对主流机器学习问题，结合安全多方计算、全同态加密、零知识证明等方法构建具备实用性的可信机器学习环境。发展隐私保护协同训练和预测方法，发展加密和隐私计算环境的特征聚类、查询和多模型汇聚方法，发展加密跨域迁移学习方法，发展面向对抗样本、后门等分析、攻击、防御和修复方法，研究机器学习框架对模型干扰、破坏和控制方法，发展可控精度的隐私计算方法。5. 图神经网络的新方法利用调和分析、粒子方程等数学理论解决深度图网络的过度光滑、过度挤压等问题，针对多智能体网络协同控制、药物设计等重要应用场景设计有效的、具有可解释性的图表示学习方法。6. 脑科学启发的新一代人工智能方法发展对大脑信息整合与编码的定量数学刻画和计算方法，设计新一代脑启发的深度神经网络和循环神经网络，提高传统神经网络的表现性能；建立具有树突几何结构和计算功能的人工神经元数学模型，并用于发展包含生物神经元树突计算的深度神经网络和循环神经网络，提高传统神经网络的表现性能；发展包含多种生物神经元生理特征和生物神经元网络结构特点的人工神经网络及其训练算法，解决图像识别、图像恢复、医学图像重构、地震波检测等应用问题。7. 数据驱动与知识驱动融合的人工智能方法建立数据驱动的机器学习与知识驱动的符号计算相融合的新型人工智能理论和方法，突破神经网络模型不可解释的瓶颈；研究知识表示与推理框架、大规模隐式表达的知识获取、多源异构知识融合、知识融入的预训练模型、知识数据双驱动的决策推理等，解决不同场景的应用问题。8. 生物医药领域的人工智能方法发展自动化程度高的先导化合物优化方法，建立生物分子序列的深度生成模型，准确、高效生成满足特定条件（空间结构、功能、物化性质、蛋白环境等）的分子序列；发展蛋白质特征学习的人工智能新方法，用于蛋白质功能、结构、氨基酸突变后亲和力与功能改变等预测以及蛋白质与生物分子（蛋白、肽、RNA、配体等）相互作用预测；针对免疫性疾病等临床表现差异大、预后差等问题，发展序列、结构等抗体多模态数据融合和预测的人工智能模型，用于免疫性疾病的早期诊断和临床分型等。9. 科学计算领域的人工智能方法针对电子多体问题，建立薛定谔方程数值计算、第一性原理计算、增强采样、自由能计算、粗粒化分子动力学等的人工智能方法，探索人工智能方法在电池、电催化、合金、光伏等体系研究中的应用。针对典型的物理、化学、材料、生物、燃烧等领域的跨尺度问题和动力学问题，通过融合物理模型与人工智能方法，探索复杂体系变量隐含物理关系的挖掘方法，建立构效关系的数学表达，构建具有通用性的跨尺度人工智能辅助计算理论和方法，解决典型复杂多尺度计算问题。10. 人工智能驱动的下一代微观科学计算平台发展基于人工智能的高精度、高效率的第一性原理方法；面向物理、化学、材料、生物等领域的实际复杂问题，建立多尺度模型，实现高精度、大尺度和高效率的分子动力学模拟方法；探索建立人工智能与科学计算双驱动的“软-硬件协同优化”方法和科学计算专用平台。（二）重点支持项目。围绕核心科学问题，以总体科学目标为牵引，拟以重点支持项目的方式资助前期研究成果积累较好、对总体科学目标在理论和关键技术上能发挥推动作用、具备产学研用基础的申请项目，研究方向如下：1. 经典数值方法与人工智能融合的微分方程数值方法设计融合经典方法和人工智能方法优势的新型微分方程数值方法。针对经典数值方法处理复杂区域的困难和人工智能方法效果的不确定性、误差的不可控性，发展兼具稳定收敛阶和简便性的新型算法；针对弹性力学、流体力学等微分方程，探索其解的复杂度与逼近函数表达能力之间的定量关系；开发针对三维含时问题的高效并行算法，并应用到多孔介质流等问题；发展求解微分方程反问题的新算法并用于求解实际问题。2. 复杂离散优化的人工智能求解器面向混合整数优化、组合优化等离散优化问题，建立人工智能和领域知识结合的可通用的求解器框架；建立高精度求解方法和复杂约束问题的可控近似求解方法；发展超大规模并行求解方法和基于新型计算架构的加速方法；在复杂、高效软件设计等场景开展可靠性验证。3. 开放环境下多智能体协作的智能感知理论与方法针对多模态信息融合中由于数据视角、维度、密度、采集和标注难易程度不同而造成的融合难题，研究基于深度学习的融合模型，实现模态一致性并减少融合过程中信息损失；研究轻量级的模态间在线时空对齐方法；研究能容忍模态间非对齐状态下的融合方法；研究用易采集、易标注模态数据引导的难采集、难标注模态数据的预训练与微调方法；研究大规模多任务、多模态学习的预训练方法，实现少样本/零样本迁移。4. 可通用的专业领域人机交互方法针对多变输入信号，建立自动化多语种语言、图像、视频等多模态数据生成模型，发展可解释的多轮交互决策方法；建立机器学习和知识搜索的有效结合方法；探索新方法在不同专业领域场景中的应用。5. 下一代多模态数据编程框架发展面向超大规模多模态数据（文本、图像、视频、向量、时间序列、图等）的存储、索引、联合查询和分析方法。发展一体化的多模态数据编程框架，建立自动化数据生成、评估和筛选方法，实现自动知识发现和自动模型生成性能的突破，并完成超大规模、多模态数据集上的可靠性验证。6. 支持下一代人工智能的开放型高质量科学数据库研究跨领域、多模态科学数据的主动发现、统一存储和统一管理方法。研究基于主动学习的科学数据、科技文献知识抽取与融合方法。研究跨学科、多尺度科学数据的知识对象标识化、语义化构建方法。研究融合领域知识的多模态预训练语言模型，开发通用新型数据挖掘方法。形成具有一定国际影响力的覆盖生命、化学、材料、遥感、空间科学等领域的高质量、通用型科学数据库，为人工智能驱动的科学研究新范式提供基础科学数据资源服务。7. 高精度、可解释的谱学和影像数据分析方法发展光谱、质谱和各类影像数据处理的人工智能方法。建立融合模拟与实验数据的可解释“谱-构-效”模型，开发人工智能驱动的光谱实时解读与反演软件；基于AlphaFold等蛋白结构预测方法，建立高精度冷冻电镜蛋白结构反演算法等。8. 高精度、可解释的生物大分子设计平台建立人工智能驱动的定向进化方法，助力生物大分子优化设计。发展兼顾数据推断和物理机制筛选双重优势且扩展性高的人工智能方法，辅助物理计算高维势能面搜索。在医用酶及大分子药物设计上助力定向进化实验，将传统实验时间降低50%以上，通过人工智能设计并湿实验合成不小于3款高活性、高稳定性、高特异性的新型医用蛋白。发展基于人工智能的新一代生物大分子力场模型，大幅提升大分子模拟计算的可靠性，针对生物、医药、材料领域中的分子设计问题，实现化学精度的大尺度分子动力学模拟。四、项目遴选的基本原则（一）紧密围绕核心科学问题，鼓励基础性和交叉性的前沿探索，优先支持原创性研究。（二）优先支持面向发展下一代人工智能新方法或能推动人工智能新方法在科学领域应用的研究项目。（三）重点支持项目应具有良好的研究基础和前期积累，对总体科学目标有直接贡献与支撑。五、2023年度资助计划2023年度拟资助培育项目25～30项，直接费用资助强度约为80万元/项，资助期限为3年，培育项目申请书中研究期限应填写“2024年1月1日—2026年12月31日”；拟资助重点支持项目6～8项，直接费用资助强度约为300万元/项，资助期限为4年，重点支持项目申请书中研究期限应填写“2024年1月1日—2027年12月31日”。六、申请要求（一）申请条件。本重大研究计划项目申请人应当具备以下条件：1. 具有承担基础研究课题的经历；2. 具有高级专业技术职务（职称）。在站博士后研究人员、正在攻读研究生学位以及无工作单位或者所在单位不是依托单位的人员不得作为申请人进行申请。（二）限项申请规定。执行《2023年度国家自然科学基金项目指南》“申请规定”中限项申请规定的相关要求。（三）申请注意事项。申请人和依托单位应当认真阅读并执行本项目指南、《2023年度国家自然科学基金项目指南》和《关于2023年度国家自然科学基金项目申请与结题等有关事项的通告》中相关要求。1. 本重大研究计划项目实行无纸化申请。申请书提交日期为2023年5月8日—5月15日16时。2. 项目申请书采用在线方式撰写。对申请人具体要求如下：（1）申请人应当按照科学基金网络信息系统中重大研究计划项目的填报说明与撰写提纲要求在线填写和提交电子申请书及附件材料。（2）本重大研究计划旨在紧密围绕核心科学问题，将对多学科相关研究进行战略性的方向引导和优势整合，成为一个项目集群。申请人应根据本重大研究计划拟解决的具体科学问题和项目指南公布的拟资助研究方向，自行拟定项目名称、科学目标、研究内容、技术路线和相应的研究经费等。（3）申请书中的资助类别选择“重大研究计划”，亚类说明选择“培育项目”或“重点支持项目”，附注说明选择“可解释、可通用的下一代人工智能方法”，受理代码选择T01，根据申请的具体研究内容选择不超过5个申请代码。培育项目和重点支持项目的合作研究单位不得超过2个。（4）申请人在“立项依据与研究内容”部分，应当首先说明申请符合本项目指南中的资助研究方向，以及对解决本重大研究计划核心科学问题、实现本重大研究计划总体科学目标的贡献。如果申请人已经承担与本重大研究计划相关的其他科技计划项目，应当在申请书正文的“研究基础与工作条件”部分论述申请项目与其他相关项目的区别与联系。3. 依托单位应当按照要求完成依托单位承诺、组织申请以及审核申请材料等工作。在2023年5月15日16时前通过信息系统逐项确认提交本单位电子申请书及附件材料，并于5月16日16时前在线提交本单位项目申请清单。4. 其他注意事项（1）为实现重大研究计划总体科学目标和多学科集成，获得资助的项目负责人应当承诺遵守相关数据和资料管理与共享的规定，项目执行过程中应关注与本重大研究计划其他项目之间的相互支撑关系。（2）为加强项目的学术交流，促进项目群的形成和多学科交叉与集成，本重大研究计划将每年举办一次资助项目的年度学术交流会，并将不定期地组织相关领域的学术研讨会。获资助项目负责人有义务参加本重大研究计划指导专家组和管理工作组所组织的上述学术交流活动，并认真开展学术交流。（四）咨询方式。国家自然科学基金委员会交叉科学部交叉科学一处联系电话：010-62328382

为贯彻落实国务院《计量发展规划(2021-2035 年)》和《山东省国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》，全面加强山东省计量体系和能力建设，更好地发挥计量在经济社会高质量发展中的基础性、支撑性作用，山东省特别发布关于贯彻落实《计量发展规划(2021-2035 年)》的实施意见(征求意见稿)。　　《意见》指出，加强高精度、集成化、微型化、智能化的新型传感技术研究，突破嵌入式、小型化、高可靠性、高环境适应性的新型计量技术，研发小型在线质谱仪、化学传感器、光学传感器等高精度计量器具。　　实施仪器设备质量提升工程，加强高端仪器设备核心器件、核心算法研究，重点在核电仪表、分析仪器等领域进行技术攻关，推动量子芯片、云计算、区块链等高新技术应用于计量仪器设备，提升计量仪器设备研发能力和自主可控水平，树立“山东仪表”品牌。　　全文如下：关于贯彻落实《计量发展规划(2021-2035 年)》的实施意见(征求意见稿)　　为贯彻落实国务院《计量发展规划(2021-2035 年)》(以下简称计量规划)和《山东省国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》，全面加强山东省计量体系和能力建设，更好地发挥计量在经济社会高质量发展中的基础性、支撑性作用，结合我省实际，现提出以下实施意见。　　一、总体要求　　以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻党的十九大和十九届历次全会精神，深入贯彻落实习近平总书记视察山东重要指示要求，锚定“走在前列、全面开创”“三个走在前”总遵循、总定位、总航标，以推动高质量发展为目标，以改革创新为根本动力，以保障和改善民生为主线，着力提升计量技术自主创新能力，加快建设完善的产业计量体系、能源资源计量体系，进一步优化计量服务、强化计量监管，建成走在全国前列的现代先进测量体系，为加快建设新时代现代化强省提供坚强的基础支撑。深化计量改革，提升计量能力，　　二、发展目标　　到 2025 年，全省计量体系和能力建设取得显著成效，计量在服务保障全省经济社会高质量发展、保障高品质生活方面的地位和作用日益突出，现代先进测量体系初步建成，科研创新能力、计量服务保障能力显著提升，计量监管体系更加完善，部分领域达到国内领先水平。建立社会公用计量标准 5600 项，建设产业计量测试中心 20 个,培育计量科技创新基地、先进测量实验室、计量数据示范应用基地等计量创新平台 5 个，研制标准物质 300 项，编制地方计量技术规范 80 项，建立诚信计量示范单位 1000 家。　　展望 2035 年，计量科技创新能力大幅提升，关键领域计量技术取得重大突破，部分领域达到国际先进水平，现代先进测量体系全面建成，计量在保障经济社会高质量发展的积极作用充分凸显。　　三、加强计量技术研究，服务创新驱动发展　　(一)加快关键核心技术攻关。加强计量测试理论、方法与应用技术研究，重点推进时间频率远程实时溯源技术以及计量器具远程、在线、嵌入式校准技术等研究。针对极端条件、复杂环境和实时工况的计量需求，研究复杂条件下的计量远程溯源、数字计量等共性技术。加强分布式系统和传感器网络计量技术研究，突破动态、在线、原位校准技术瓶颈，解决极端量、复杂量、微观量等多参量和综合参量的准确测量难题。　　(二)加强产业计量技术研究。开展重点产业领域的数字化模拟测量、跨尺度测量、复杂系统综合测量、工况环境监测等测量测试技术研究，高标准建设核电核岛装备、环境监测、高速列车等产业计量测试中心。加强高精度、集成化、微型化、智能化的新型传感技术研究，突破嵌入式、小型化、高可靠性、高环境适应性的新型计量技术，研发小型在线质谱仪、化学传感器、光学传感器等高精度计量器具。推进图像识别、物联网、MEMS 工艺、自动控制以及人工智能等新技术在计量器具中的应用，实现计量标准装置智能化、网络化、数字化。　　(三)完善计量创新协同机制。整合各方计量优势资源协同攻关解决计量测试难题，在重点产业领域建设先进测量实验室。面向国内经济主战场、面向省内重大战略计量需求，开展计量科研需求采集、联合攻关，推进计量领域科技创新与应用，培育建设计量科技创新基地。推动建立计量、标准、质量、知识产权等融合联动的科技成果转化服务体系。建立黄河流域生态保护和高质量发展计量服务协同平台，协调推进黄河流域计量创新驱动发展。　　四、强化计量应用保障，筑牢高质量发展支撑　　(一)夯实先进制造业强省根基。强化计量对产业基础高级化、产业链现代化的支撑引领作用，开展大空间精密测量、高电压、大力值、太赫兹、防爆、电磁兼容等领域测量方法研究和测量装备研制，建立一批先进制造业发展急需的计量标准，提升工业生产基础零部件(元器件)、基础材料、基础工艺的测量精度和稳定性。结合“十强产业”总体布局和区域优势，重点在智能制造装备、航空航天装备、高档数控机床与机器人等领域建设一批产业计量测试中心和产业计量测试联盟。实施仪器设备质量提升工程，加强高端仪器设备核心器件、核心算法研究，重点在核电仪表、分析仪器等领域进行技术攻关，推动量子芯片、云计算、区块链等高新技术应用于计量仪器设备，提升计量仪器设备研发能力和自主可控水平，树立“山东仪表”品牌。　　(二)服务健康山东建设。加快医疗健康、食品安全领域计量测试基础设施建设，重点建设疾病防控设备、医用冷链装备、眼科光学仪器等医疗卫生计量器具量传溯源能力。提升全省医疗卫生机构计量器具的强制检定覆盖率，保障医疗卫生领域计量准确。推进医用计量器具产品质量检验检测技术研究，突破临床诊断与精准治疗等关键计量技术，研制检测装备和标准物质，支撑生命科学、生物医药、医养结合等产业创新发展。　　(三)强化乡村振兴计量保障。开展“计量服务下乡”活动，推动计量技术服务向农村地区延伸，缩小计量公共服务的城乡差距。加强粮食购销和农资经营等涉农领域强制检定计量器具和定量包装商品的计量管理，持续提升农业农村计量保障水平。围绕农业综合生产能力提升和“新六产”发展，开展现代高效农业、农机、化肥、农药等农资生产领域测量测试技术研究，加强农林牧渔产品安全、质量检验的计量能力建设，提供农产品生产、加工、储备、流通、销售全链条计量服务。强化农田水利、农业交通物流、农村医疗等农业基础设施的计量支撑，培育冷链物流产业计量测试中心。　　(四)服务海洋强省建设。推动建设国家海洋计量科学研究中心，研究建立海洋领域国家计量基准标准，突破海洋水声、海洋重磁、海洋温度等方向的量子化、扁平化关键测量技术，提高海洋计量基础科学研究能力。培育海洋装备产业计量测试中心，研究用于模拟全海深压力、温度及盐度范围的环境模拟舱，开展海洋传感器测量测试技术研究，提升海洋装备数字化测量能力。健全海洋精细化工、海洋药物与生物制品、海洋环境监测、海洋港口等领域计量保障体系，服务海洋强省战略深入实施。　　(五)支撑碳达峰碳中和目标实现。构建“双碳”计量管理体系、计量技术体系和计量服务体系，为温室气体排放可测量、可报告、可核查提供计量支撑。加快建设“高耗能、高排放”行业计量监测体系，开展钢铁、电力、交通运输等重点行业碳排放直接测量方法和在线监测设备量传溯源技术研究，规范碳计量器具管理。加力推进能源资源计量服务示范项目建设，加强能源资源计量数据应用研究。持续开展能源计量审查,强化能效标识、水效标识产品监督管理。　　(六)筑牢数字赋能计量基础。在 5G/6G 通信、AR/VR 显示、数字图像和超高速光通信等领域推进计量科研协同创新，拓展计量应用领域。推进计量器具自动化、数字化改造升级，建设计量信息化智能系统，打造智慧计量实验室。开展工业生产领域自动测量、非接触测量、在线溯源技术研究，培育远程测控与计量校准等服务新业态。开展计量检测原始数据及其衍生数据的高效、综合、精细化处理技术研究，推进计量数据防作弊、防篡改等可靠性技术研究。强化计量数据应用技术研究，培育一批计量数据应用基地，释放计量数据应用效能。　　(七)促进新能源、新材料产业提升。研究氢能、太阳能、风能、煤炭、天然气、石油产品等能源专用计量测试技术。强化我省氢能产业优势，健全制氢、储(运)氢、加氢、用氢全产业链计量支撑体系。开展新能源汽车充电桩、加氢机、光伏专用计量器具、特高压输电装置、智能电网装备等量传溯源技术研究。加强氢能源新材料、高端铝材、橡胶、石墨烯、生物医用材料等领域计量技术研究，重点开展新材料结构、性能等检测方法研究和相关设备研制，满足新材料行业量值传递溯源需求。加快建设碳纤维产业计量测试中心，开展碳纤维关键材料组成、结构和性能测量测试技术研究及数据分析，解决生产工艺和质量参数测量难题。　　(八)提升现代基础设施计量保障能力。建立完善交通、信息、能源、水利等现代化基础设施计量支撑体系，培育交通产业计量测试中心，强化公路试验计量能力建设，开展智慧公路、智慧港航、智慧机场等领域计量关键技术研发和应用。加强轨道交通产业计量测试中心建设，开展轨道交通接触网几何参数测量仪校准装置、机动车排放污染物遥感检测系统校准装置等研制与应用。突破极微弱光探测测试技术，研制光通信领域国际领先的超高灵敏度、超高精度校准装置。推进计量测试技术在风电、核电、光伏发电、生物质能等清洁能源发电、储能及分布式智能电网建设中的应用。研制水资源计量专用设备，建立完善水资源专用大口径、大流量、复杂工况的计量标准。　　五、加强计量能力建设，夯实质量提升基础　　(一)构建现代先进测量体系。统筹规划建设省、市、县三级社会公用计量标准，健全完善部门(行业)计量标准，加快企业计量标准建设，培育建设时间频率、流量等国家计量标准项目落地山东。满足量值传递扁平化和计量数字化转型需要，逐步建成以省级计量技术机构、计量区域中心为核心的满足经济社会发展要求的立体化计量保障体系。实施计量标准能力提升工程，加强超导、高温、低温、流量、大电流等领域计量科学研究，建设一批高精度、高稳定性的计量标准，填补我省量值传递溯源体系空白。2025 年全省计量标准数量达到 13000 项。　　(二)加大标准物质研制应用。围绕产业链，紧贴测量链，加快新能源新材料、智慧海洋、医养健康、绿色化工等重点产业标准物质的研制，拓宽标准物质应用领域。加大标准物质技术攻关，增强重点领域标准物质核心材料和关键技术自主可控能力。建立标准物质质量追溯机制，强化标准物质量值和不确定度水平核查，积极培育标准物质量值核查验证实验室。加强应急用标准物质实物和生产能力储备，增强战略性、公益性标准物质供给。2025 年全省新研制标准物质数量达到 300 项。　　(三)建设与我省现代化水平相适应的计量技术机构体系。坚持各级法定计量技术机构的独立性、法制性和公益性，加强普惠性、基础性计量基础设施建设，满足履行计量器具强制检定等法定职责需要，依法有序推进法定计量技术机构深化改革创新发展。加快计量技术机构能力建设，分级别、分区域制定建设标准，推动机构的差异化、专业化发展。加强行业专业计量技术机构建设，满足交通、气象、电力、水文等行业领域计量需求，强化专用计量器具的管理和使用。大力发展计量校准、计量测试等高技术服务新业态，推动计量技术服务市场健康有序发展。　　(四)促进企业计量能力提升。引导企业建立完善与科研、生产、经营相适应的计量管理制度和保障体系。加强企业计量基础设施建设、计量科技创新和测量数据应用，鼓励企业自愿通过测量管理体系认证。推行企业计量能力自我声明制度，开展工业计量标杆示范，推广企业计量典型案例。实施中小企业计量伙伴计划，提升产业链相关中小企业计量保证能力。完善企业计量促进措施，对企业新购置的、符合国家有关规定的计量器具一次性计入当期成本费用，在应纳税所得额中相应扣除。　　(五)打造新时代计量人才聚集高地。实施计量科技创新人才计划，在计量专业人才中推荐有突出贡献的中青年专家、享受国务院特殊津贴专家、泰山系列人才、科技领军人才和青年拔尖人才。建设计量专业技术人才培训平台和实训基地，培养一批计量领域齐鲁首席技师、齐鲁工匠和技术能手。建立计量专家人才库，支持技术人员开展计量交流合作。　　(六)强化质量基础设施协同联动。整合计量、标准、检验检测、认证认可等质量基础资源，搭建质量基础设施“一站式”服务平台，在重点产业、关键领域形成全链条整体技术解决方案。强化检验检测、认证认可领域计量溯源技术研究，丰富完善检验检测、认证认可内涵和外延，引导计量工作从量值保障和符合性评价保障向创造性引领转变。　　六、加强计量监督管理，提升监管效能　　(一)完善计量法规体系。贯彻落实《计量法》及相关配套法规规章，适时修订《山东省计量条例》，规范完善计量监管制度。健全完善地方计量技术规范体系，强化计量技术规范制修订、实施、效果评估和监督全过程管理。加强山东省专业计量技术委员会建设，完善计量技术规范预研、储备、立项、评审机制。“十四五”期间每年制修订计量技术规范 15 项以上。　　(二)创新计量监管模式。积极推行国家法定计量单位，加强计量比对和标准物质监管。大力推进大数据、互联网+、人工智能等现代信息技术在计量监管领域的应用，全面提升智慧监管水平。落实市场主体责任，加强计量风险管控，及时有效处置计量突发事件。建立健全基层执法人员保障机制，持续提升计量监管能力建设和保障水平。　　(三)强化民生计量监管。实施计量惠民工程，加强计量器具强制检定能力建设，完善民生计量保障体系。推进计量与信息技术深度融合，实现民生计量监管网络化和信息化。建立计量预警机制和风险分析机制，防范计量领域系统性安全风险。持续开展集贸市场、加油站、餐饮业、商店和眼镜店等专项监督检查，加强定量包装商品的计量监督，维护消费者合法权益。　　(四)加强诚信计量体系建设。建立完善诚信计量体系，在集贸市场、加油站、餐饮行业、商店超市、医疗机构、眼镜配镜等民生领域开展诚信计量示范活动，每年选树诚信计量示范单位 200 家以上。加大计量科普力度，积极宣传计量相关政策法规，提升群众计量意识，营造良好社会氛围。建立市场主体计量信用分级分类监管机制，推进落实 “双随机一公开”监管。　　(五)严厉打击计量违法行为。建立健全查处重大计量违法案件快速反应机制和执法联动机制，加强行业性、区域性计量违法问题的集中整治和专项治理。加强计量作弊防控技术和查处技术研究，严厉查处制造、销售和使用带有作弊功能计量器具的违法行为。加大网络平台计量违法案件查处力度。规范计量服务行为，严厉打击伪造计量数据，出具虚假计量证书、报告的违法行为。加强计量监管与综合执法衔接、行政执法与刑事司法衔接，加大对计量违法行为的打击力度。　　七、保障措施　　(一)加强组织领导。坚持党对计量工作的全面领导，各级政府要高度重视计量工作，把计量事业发展与国民经济和社会发展规划实施有效衔接，结合实际抓紧制定具体落实方案，确保各项任务完成。健全完善计量联席会议制度，推动计量资源共享共用和一体化建设，强化统筹协调和联动推进。　　(二)加大政策支持力度。各级政府建立有效的计量经费保障机制，加大对计量基础设施、技术研究等支持力度，强化计量监管和基层能力建设，保障各级公益性计量技术机构有效运行。设立重点研发计划质量基础设施专项，推进计量科技研发和重点项目、科研成果的转化和应用。支持创建计量领域重点实验室、技术创新中心等科技创新平台，将计量重点实验室、计量技术创新中心等纳入国家、省级重点实验室和技术创新中心范畴，统筹现有资金渠道和相关政策予以重点支持。按现有政策继续支持国家级产业计量测试中心建设。　　(三)加快学科和文化建设。加强计量文化、科普宣传，完善计量文化、科普宣传和人才培养机制，培育齐鲁计量科普教育基地，打造齐鲁计量文化品牌。推动计量博物馆、科技展览馆建设和开放，加大计量事业的宣传普及力度。弘扬新时代计量精神，选树计量先进典型，增强新时代计量工作者的荣誉感和使命感。　　(四)狠抓工作落实。各市、县政府以及各有关部门、行业、企业要建立落实本实施意见的工作责任制，按照职责分工，对本实施意见实施情况进行监督检查。省市场监管局会同有关部门加强对本实施意见实施情况的跟踪监测，通过第三方评估等形式开展中期评估、总结评估，总结推广典型经验做法，发现实施中存在的问题并研究解决对策，重要情况及时报告省政府。

p style="text-align: justify text-indent: 2em "2020年1月7日，由北京理化分析测试技术学会光谱分会主办的“2019年北京光谱年会”在北京天文馆隆重举行，一百三十余位来自光谱及相关领域的专家学者齐聚于此，共话光谱分析技术新未来。br//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "当下，光谱技术日新月异，新技术、新方法、新应用也不断涌现，而人工智能与大数据是时代未来的发展趋势，光谱技术也要顺应趋势的发展。因此，此次光谱年会报告除了包含光谱技术的应用与发展外，还特别新增了“光谱计算”的相关报告，提醒大家顺应“大时代”的趋势，结合最新的数据技术，让光谱技术更上一层楼。/pp style="text-align: center"img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/14e0849f-86f6-4dad-9586-e04b3ac7ca19.jpg" title="会场1.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="会场1.jpg"//pp style="text-align: center"img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/5778b984-f974-4c6e-aa79-28b00502c3bd.jpg" title="会场2.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="会场2.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "会议现场/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "会议开始，首先由北京理化分析测试技术学会光谱分会的理事长span style="text-indent: 2em "孙素琴致辞，致辞中，她首先对到场的专家学者表示欢迎，她指出：此次会议是为光谱及相关领域的专家学者提供一个交流学习的平台，鼓励大家一同为光谱的发展贡献出自己的力量。/span/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/540848de-6309-4db9-b214-4a4a614badef.jpg" title="孙素琴.jpg" alt="孙素琴.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "北京理化分析测试技术学会光谱分会的理事长 span style="text-align: center text-indent: 0em "孙素琴/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "大会报告环节，北京矿冶研究总院冯先进、清华大学周群、北京中医药大学陈建波、清华大学电机系张丽阳、岛津企业管理(中国)有限公司石欲容、伯乐生命医学产品（上海）有限公司孙程博、布鲁克公司尚柏羊、北京鉴知技术有限公司司星宇、北京化工大学孙禧亭、钢研纳克股份有限公司孙晓飞、中国农业大学李永玉、北京邮电大学杨辉华、中实国金国际实验室能力验证研究中心郑国经分别带来了精彩的报告。/pp style="text-align: center "img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/7edf9551-6d3a-4cc8-a288-0e766ffdbced.jpg" title="冯先进.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="冯先进.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "北京矿冶研究总院 冯先进/pp style="text-align: center text-indent: 0em "报告题目：ICP光谱新技术与标准/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-OES）技术自20世纪60年代推出以来，以其诸多的优势已得到广泛应用。近些年，我国ICP-OES光谱仪器及核心部件研究也取得了较大的成绩。冯先进从ICP-OES仪器、2019年最新推出的ICP-OES仪器、ICP-OES各类标准及近十年论文统计和对ICP光谱未来的展望几个方面介绍了ICP光谱技术的最新进展。/pp style="text-align: center "img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/86695f68-9a65-424a-a45d-aa15f7a27241.jpg" title="周群.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="周群.jpg"/br//pp style="text-align: center text-indent: 0em "清华大学 周群/pp style="text-align: center text-indent: 0em "报告题目：未来可期——拉曼光谱技术及应用进展/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "2017年以来，我国的拉曼光谱研究和发展进入了“黄金时段”，拉曼光谱技术发展迅猛。在拉曼光谱研究的各个方向中，生命科学成像和原位动态分析两个方向是近些年拉曼光谱研究的热点。报告中，周群通过数个实际的案例介绍了高速拉曼成像、原位过程控制和现场精准分析的最新成果。她还指出：“光谱仪器，未来可期”。/pp style="text-align: center "img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/e6c78674-6489-4e0f-b2ee-e04cab0e52ca.jpg" title="陈建波.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="陈建波.jpg"/br//pp style="text-align: center text-indent: 0em "北京中医药大学 陈建波/pp style="text-align: center text-indent: 0em "报告题目：问题导向的中药红外光谱计算方法/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "陈建波介绍说：如果想知道“红外光谱能解决什么问题？”，首先要知道“我要解决什么问题？”。他在报告中通过目前中药领域存在的一些问题为导向，介绍了红外光谱在中药掺假筛查、指标成分定性检测、模式识别领域的应用。最后，他还表示，中药红外光谱计算应用要坚持几个原则：1.可靠的样本，正确的光谱；2.可直接观测的，不使用计算模型；3.可简单解决的，不使用复杂算法；4.可满足要求的，不适用参数优化。/pp style="text-align: center"img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/51b92335-378f-4ff3-a573-ebc38c9ba213.jpg" title="张丽阳.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="张丽阳.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "清华大学电机系 张丽阳/pp style="text-align: center text-indent: 0em "报告题目：念珠菌红外光谱分型技术及算法研究/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "自1911年起，红外光谱便开始分析生物样品，其应用在微生物分类鉴定中已有近70年。念珠菌可侵犯皮肤、粘膜和内脏，导致肌体感染。目前，对念珠菌分类和分型的方法主要有MALDI-TOF和微卫星两种方法，MALDI-TOF只能将念珠菌进行分类，不能进行分型；微卫星只能分型不能分类，且两者的成本都较为高昂。张丽阳在报告中介绍了他课题组在红外光谱应用于念珠菌分类分型可行性及算法的研究。/pp style="text-align: center "img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/056b79a9-b17e-43c8-8544-e6c774ef907a.jpg" title="石欲容.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="石欲容.jpg"/br//pp style="text-align: center text-indent: 0em "岛津企业管理(中国)有限公司 石欲容/pp style="text-align: center text-indent: 0em "报告题目：想您所想-岛津ICPMS附件典型应用介绍/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "单颗粒、单细胞ICP-MS(single particle-ICPMS)技术被公认为是一种定性和定量低浓度单颗粒最有前途的方法。相对传统的元素监测方法，SP-ICP-MS技术更加快速有效，并可以提供更多的信息：如颗粒尺寸分布、颗粒个数，颗粒内部元素的浓度、颗粒外部溶解出的元素浓度等，而且能够区分含有不同元素的特定粒子。报告中，石欲容通过多个案例介绍了岛津ICPMS-2030对单颗粒和单细胞分析中的特点及应用。/pp style="text-align: center "img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/e8020346-4409-4bf0-bc84-a7ad4657732b.jpg" title="孙程博.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="孙程博.jpg"/br//pp style="text-align: center text-indent: 0em "伯乐生命医学产品（上海）有限公司 孙程博/pp style="text-align: center text-indent: 0em "报告题目：KnowItAll软件在拉曼光谱解析中的应用/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "对于光谱实验而言，无论是红外光谱实验还是拉曼光谱实验，光谱分析都是决定一个实验成功与否的关键步骤。伯乐生命医学产品(上海)有限公司销售经理孙程博通过与传统的单一光谱分析方法的对比，介绍了其公司的KnowitAll软件。据介绍，KnowitAll软件采用多技术对不同的光谱实验数据进行同步分析，从不同的角度多管齐下，从而让实验者更加深刻的了解样品。报告中，孙程博还提到，除了传统分析方式，KnowItAll还增加了专门的气相红外分析，官能团分析等等功能。/pp style="text-align: center"img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/2b28aeb1-aedd-477e-95d1-69cf2f20052b.jpg" title="尚柏羊.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="尚柏羊.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "布鲁克公司 尚柏羊/pp style="text-align: center text-indent: 0em "报告题目：布鲁克拉曼技术及最新应用/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "报告中，尚柏羊从拉曼光谱的原理及优劣势为引介绍了布鲁克SENTERRA II 研究级拉曼光谱仪的技术特点。他还详细描述了SENTERRA II拉曼光谱仪在克服测量拉曼光谱时出现的峰位漂移和荧光干扰两大难题的解决方案。最后，他还展示了SENTERRA II拉曼光谱仪的扩展能力及经典应用案例。/pp style="text-align: center "img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/c9bc5c45-2d97-4df9-8958-ed27ad359dc6.jpg" title="司星宇.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="司星宇.jpg"/br//pp style="text-align: center text-indent: 0em "北京鉴知技术有限公司 司星宇/pp style="text-align: center text-indent: 0em "报告题目：拉曼光谱在食品药品快检领域的应用/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "近几年，食品安全检测模式已逐步发生转变，抽检模式从实验室抽检转变为日常快检+实验室抽检的组合模式，快检技术速测化、设备便携化。司星宇在报告中首先对北京鉴知技术有限公司的基本情况进行了介绍；随后她展示了鉴知公司的拉曼快检技术在食品安全中的应用；最后，她分享了拉曼快检技术在保健品非法添加药物检测、白酒中添加剂检测和药物分析三个实际案例中的应用。/pp style="text-align: center "img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/85607a60-c154-4327-8db1-f6842e5b0a1a.jpg" title="孙禧亭.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="孙禧亭.jpg"/br//pp style="text-align: center text-indent: 0em "北京化工大学 孙禧亭/pp style="text-align: center text-indent: 0em "报告题目：一种新型智能光谱分类算法及复杂形态样品鉴别应用/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "近红外光谱技术经过几十年的发展，已经成为工农业生产过程质量监控领域中不可或缺的分析手段之一，在农产品、食品、医药、石化等领域均得到了广泛应用。孙禧亭以羊毛/化学纤维混纺的纺织品为例，介绍了近红外光谱的建模、分析、计算，并分享了使用近红外光谱对复杂纺织品进行鉴别时相关算法的研究，克服了水份对检测结果的影响。/pp style="text-align: center"img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/9ca4fcae-de1b-4c3a-a46e-f6930eba9bb7.jpg" title="孙晓飞.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="孙晓飞.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "钢研纳克股份有限公司 孙晓飞/pp style="text-align: center text-indent: 0em "报告题目：直读光谱仪稳定性评价方法/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "直读光谱仪以检测速度快、多元素分析、抗环境干扰等特点，是钢铁生产中的主力机型，其检测稳定性直接影响生产产品的质量，因此，其稳定性显得尤为重要，其稳定性评价分为短期稳定性和长期稳定性。孙晓飞在报告中，详细介绍了直读光谱仪稳定性评价的具体方法和相关国家标准，并通过实验证实了钢研纳克Spark CCD 7000的稳定性。/pp style="text-align: center "img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/cfa13e5a-f4b9-41af-8e8d-879452eafffa.jpg" title="李永玉.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="李永玉.jpg"/br//pp style="text-align: center text-indent: 0em "中国农业大学 李永玉/pp style="text-align: center text-indent: 0em "报告题目：基于表面增强拉曼光谱的有害化学残留物实时筛查研究/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "在检测食品中违规食品添加剂及农兽药残留时，传统的检测方案如色谱法、免疫分析法、分子印迹法、紫外分光光度法等通常存在检测精度高、样品前处理复杂、仪器体积较大、需要专业技术人员、检测时间长等问题。而表面增强拉曼具有检测时间较短、前处理简单、高通量等特点。李永玉在报告中在报告中分析了表面增强拉曼应用于食品检测中存在的问题，并通过外加内标物、底物内标及表面增强剂与液态样品自动混合装置三种方法，解决拉曼信号和重复性欠佳等问题。/pp style="text-align: center "img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/86b437ae-c23c-4c33-b35b-6d2864913e2c.jpg" title="杨辉华.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="杨辉华.jpg"/br//pp style="text-align: center text-indent: 0em "北京邮电大学 杨辉华/pp style="text-align: center text-indent: 0em "报告题目：深度学习在光谱分析中的初步应用研究/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "光谱应用分析需要建立相应的模型，而现有的经典分类模型均存在不足，特别是在药品监管领域，而深度学习模型特别适合高维、非线性的大数据建模，特别适合光谱鉴别领域，但相关的研究却相对较少。杨辉华在报告中介绍了深度学习技术在光谱分析中的应用研究。/pp style="text-align: center "img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/930c5a3a-bf43-4c2b-b73f-f77671a91b0d.jpg" title="郑国经.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="郑国经.jpg"/br//pp style="text-align: center text-indent: 0em "中实国金国际实验室能力验证研究中心 郑国经/pp style="text-align: center text-indent: 0em "报告题目：从BCEIA2019看国产光谱分析仪器的发展/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "2019年的BCEIA上，国内外厂商纷纷展出了其最新的光谱仪器，其中有针对科研的研究型仪器，也有应对热点市场的应用型仪器；有仪器硬件的更新换代，也有软件系统的不断创新。郑国经在报告中从原子荧光仪器、直读光谱仪器、等离子体发射光谱仪器、原子吸收光谱仪器分析了国产光谱最新的发展现状。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "本次会议同期也举行了小型仪器展，相关的仪器厂商参与了展示。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/a8155ba8-6454-4749-b475-383ba3a6452d.jpg" title="仪器展.jpg" alt="仪器展.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center"img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/9926d36f-afd3-45eb-a5db-db531a9e4c21.jpg" title="埃尼克.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="埃尼克.jpg"//pp style="text-align: center"img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/e70f47f6-d25b-46e2-9dd3-7fda99e1e869.jpg" title="爱万提斯.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="爱万提斯.jpg"//pp style="text-align: center"img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/45a0bdc2-cd38-4f38-9428-207e3db4de6f.jpg" title="伯乐.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="伯乐.jpg"//pp style="text-align: center"img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/c125a646-9d6d-451c-a8d6-c87fe33cacbf.jpg" title="布鲁克.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="布鲁克.jpg"//pp style="text-align: center"img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/257d4e0d-518c-480a-9488-cc43e5cd78f6.jpg" title="岛津.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="岛津.jpg"//pp style="text-align: center"img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/6b8af18e-0c59-4254-904e-f4b98189defd.jpg" title="海光.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="海光.jpg"//pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 450px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/d1ba38ed-38da-4e0d-a122-956354db215b.jpg" title="微信图片_20200108093222.jpg" alt="微信图片_20200108093222.jpg" width="600" height="450" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="text-indent: 0em "小型仪器展/span/p

随着蛋白质组学的兴起，特别是质谱技术的快速发展，蛋白质组学研究中产生的数据规模越来越大。依靠简单的手工处理已经远远不能满足问题的需求,通过先进的计算机算法与软件工具来自动处理大批量的蛋白质组数据已经成为蛋白质组学研究的重要分支，这就是“计算蛋白质组学”(Computational Proteomics)。　　“计算蛋白质组学”是以计算技术为主要手段，通过开发高效的算法和实用的软件工具来处理大规模的蛋白质实验或模拟数据，解决蛋白质组学研究中的蛋白质鉴定、翻译后修饰分析、蛋白质定量、蛋白质相互作用、蛋白质定位、蛋白质结构或蛋白质动力学等领域中的问题。我国的计算蛋白质组学与国际基本处于同步的发展态势，特别是最近十年内在中国蛋白质组学项目的驱动下，计算蛋白质组学的研究发展迅速。　　为了推动计算技术在中国的蛋白质组研究中发挥出更加切实的作用，由中国科学院计算技术研究所主办的“首届中国计算蛋白质组学研讨会”将于2010年11月10日至11日在北京召开。　　会议主题：计算蛋白质组学　　研讨内容：质谱数据分析、蛋白质鉴定、翻译后修饰、蛋白质定量、蛋白质相互作用、蛋白质定位、蛋白质结构、蛋白基因组学等。 会议报告日程2010年11月10日星期三上午: 大会邀请报告(一) Wednesday, November 10, 2010: Invited talks 地点: 中科院计算所一楼多功能报告厅 主持人: 王通 应万涛 时间 Time 报告题目 Title 报告人 Speaker 报告人单位 Institution 报告摘要页码 Abstract Page 8:30-9:00 签到注册 参加培训的不需注册 (不收注册费) 9:00-9:10 首届中国计算蛋白质组学研讨会简介 Brief introduction to CNCP2010 贺思敏 中科院计算所 9:10-9:20 欢迎词 Opening Ceremony 所领导 中科院计算所 9:20-9:40 合影 Photo 全体 (计算所一楼大厅) 9:40-10:10 糖蛋白结构的质谱数据库 杨芃原 复旦大学 19 10:10-10:40 核心岩藻糖化蛋白质特异性发掘的系统解决方案 Establishment of a systematic method coupling consecutive MSn and software tools for charactering core-fucosylated glycoproteins 应万涛 北京蛋白质组研究中心 20 10:40-11:10 利用串联质谱技术解析多糖结构 Glycan Structure Sequencing with Tandem Mass Spectrometry 张凯中 加拿大西安大略大学 21 11:10-11:20 休息 Break 11:20-11:50 解码细胞迁移过程中的信号通路网络 Deciphering the Signaling Network in the Leading Edge of the Migrating Cells 汪迎春 中科院遗传与发育生物学研究所 22 11:50-12:20 信号通路分析辅助的功能蛋白质组学研究策略 Pathway analysis-assisted study strategy in functional proteomics 王通 暨南大学 23 12:20-13:30 午餐 Lunch 全体 2010年11月10日星期三下午: 大会邀请报告(二) Wednesday, November 10, 2010: Invited talks 地点: 中科院计算所一楼多功能报告厅 主持人: 谢鹭 陆豪杰 时间 Time 报告题目 Title 报告人 Speaker 报告人单位 Institution 报告摘要页码 Abstract Page 1:30-2:00 利用稳定同位素代谢标记研究哺乳动物动态蛋白质组的数据处理平台 A data processing platform for mammalian proteome dynamics studies using stable isotope metabolic labeling 关慎恒 美国加州大学旧金山分校 24 2:00-2:30 大规模SILAC标记定量蛋白质组学研究中的数据分析 Data analysis in large scale quantitative proteomics study with SILAC approach 徐平 北京蛋白质组研究中心 25 2:30-3:00 体内终端氨基酸标记在定量蛋白质组学中的应用In vivo termini amino acid labeling for quantitative proteomics 陆豪杰 复旦大学 26 3:00-3:30 利用基于肽段计数的无标记定量技术揭示线粒体蛋白质组的功能特性 Quantitative Analysis of Mitochondrial Proteomes using Normalized Spectral Abundance Factor 邓宁 浙江大学 27 3:30-3:50 休息 Break 3:50-4:20 尿液蛋白质疾病标志物数据库 The urinary protein biomarker database 邵晨 中国协和医科大学 28 4:20-4:50 基于质谱数据发现小鼠基因组新蛋白质编码区域 The discovery of novel protein-coding features in mouse genome based on mass spectrometry data 谢鹭 上海生物信息中心 29 4:50-5:20 从新一代测序技术的组学到基于质谱仪的蛋白质组学 -- 华大基因的生物信息学 From NGS Genomics to MS-based Proteomics -- BGI's bioinformatics activities 张勇 深圳华大基因研究院 30 5:20-5:50 腾冲嗜热菌的多温度条件下的蛋白质组基因组学研究 赵屹 中科院计算所 31 5:50-7:30 宴会 Banquet 邀请专家 2010年11月11日星期四上午: 大会邀请报告(三) Thursday, November 11, 2010: Invited talks 地点: 中科院计算所一楼多功能报告厅 主持人: 邹汉法 孙瑞祥 时间 Time 报告题目 Title 报告人 Speaker 报告人单位 Institution 报告摘要页码 Abstract Page 8:30-9:00 签到注册 未注册的人员 (不收注册费) 9:00-9:30 基于HCD谱图的肽段从头测序 De novo Sequencing of Peptides Using HCD Spectra 董梦秋 北京生命科学研究所 32 9:30-10:00 从未知基因组到可测定的蛋白质组：通过从头测序来研究依赖于pH值的N10细菌蛋白质组 From an unknown genome to a measurable proteome: Studying on the pH-dependent proteomes in N10 bacteria by denovo sequencing 王全会 中科院北京基因组研究所 33 10:00-10:30 利用质谱和同源数据库进行全蛋白测序 Complete Protein Sequencing with MS/MS and a Homologous Database 马斌 加拿大滑铁卢大学 34 10:30-11:00 电子转运裂解质谱:特征发现与鉴定应用 Electron Transfer Dissociation: Characterization and Applications in Protein Identification 孙瑞祥 中科院计算所 35 11:00-11:20 休息 Break 11:20-11:50 基于质谱的蛋白质组学数据处理新方法和平台发展 Development of Methods and Platform for Data Processes in Mass Spectrometry Based Proteome Research 邹汉法 大连化学物理研究所 36 11:50-12:20 基于优化的肽质量指纹谱方法鉴定蛋白质混合物 Optimization-Based Peptide Mass Fingerprinting for Protein Mixture Identification 余维川 香港科技大学 37 12:20-13:30 午餐 Lunch 全体 2010年11月11日星期四下午: 大会邀请报告(四) Thursday, November 11, 2010: Invited talks 地点: 中科院计算所一楼多功能报告厅 主持人: 张红雨 付岩 时间 Time 报告题目 Title 报告人 Speaker 报告人单位 Institution 报告摘要页码 Abstract Page 1:30-2:00 基于相关谱图对的非限制性修饰检测 Unrestrictive modification detection based on related spectral pairs 付岩 中科院计算所 38 2:00-2:30 评价诱饵库设计，搜索策略，匹配误差和质量控制对鸟枪法蛋白质组学中肽段鉴定精确性的影响 Evaluation of the effect of decoy design, search strategy, mass tolerance and quality control method on the accuracy of peptide identifications in shotgun proteomics 朱云平 北京蛋白质组研究中心 39 2:30-3:00 BuildSummary : 一个基于目标-诱饵策略的蛋白质鉴定整合软件 BuildSummary: A software tool for assembling protein 盛泉虎 上海生命科学研究院 40 3:00-3:30 冷冻电镜中的计算方法：图像数据处理和三维重构 Computational methods in cryo-electron microscopy: image data processing and 3D structure reconstruction 张法 中科院计算所 41 3:30-3:50 休息 Break 3:50-4:20 DomainRBF: 一种对疾病相关蛋白质结构域进行优先排序的贝叶斯回归方法 DomainRBF: a Bayesian regression approach to the prioritization of associations between protein domains and human complex diseases 江瑞 清华大学 42 4:20-4:50 蛋白质结构“字母表”设计 Designing Succinct Structural Alphabets 卜东波 中科院计算所 43 4:50-5:20 蛋白质作为分子化石 Proteins as molecular fossils 张红雨 华中农业大学 44 5:20-5:30 会议总结 杨芃原 复旦大学 5:30-7:00 晚餐 Supper 附件：首届中国计算蛋白质组学研讨会参会手册CNCP2010 Program.pdf

近日，美国爱荷华州立大学的研究人员，用高空间分辨率基质辅助激光解吸电离（MALDI）- 质谱成像（MSI）来绘制和可视化了新受精的斑马鱼胚胎单细胞中磷脂类——磷脂酰胆碱（PC）、磷脂酰乙醇胺（PE）以及磷脂酰肌醇（PI）的三维空间分布。这是MALDI-MSI首次应用于单个细胞的三维化学成像。相关研究成果已经发表在Scientific Reports上。斑马鱼（Danio rerio）原产于东南亚，是一种小型热带观赏鱼。由于体外受精和光学透明，受精斑马鱼胚胎可在发育的所有阶段进行观察和操作。此外，斑马鱼很容易获得，价格低廉，健壮，易于护理，并且每周可以产下数百个卵。这些独特的遗传特点与实验胚胎优势相结合，使得斑马鱼成为研究早期发育的理想选择。斑马鱼已被广泛用作脊椎动物系统模型，用于研究脂质代谢、脂质在疾病中的作用以及胚胎发育中的脂质动力学。最近，Fraher等人使用LC-MS法进行脂质组学研究，结果显示胆固醇、磷脂酰胆碱（PC）和甘油三酯是斑马鱼胚胎中最丰富的脂质。他们证明，在调动到胚胎体之前，脂质在蛋黄内被加工。电喷雾电离质谱（DESI-MS）也被用于直接的MS分析和单个斑马鱼胚胎中脂质的成像、跨胚胎发育（受精后0,24,48,72和96小时）。研究人员对斑马鱼中的代谢组学和脂质组学研究非常感兴趣，因为这些化合物具有关键的生物学功能，例如作为能量储存源、参与细胞信号传导、并作为细胞膜的必要成分。探索如何调节代谢物和脂质是理解生物系统中发生的生物途径和发育过程的关键。传统分析方法研究小代谢物和脂质需要大量的样品制备、费力的提取、衍生化以及先期对目标化合物的了解。由于样品制备方案和仪器的发展，质谱成像（MSI）已成为这些研究中广泛使用的分析工具。MSI可实现生物分子空间分布的二维可视化，而无需提取、纯化、分离或标记分析物。此外，单个MSI实验可以同时检测许多不同类别的化合物，包括未知物，这使得其可以高分辨率和高通量方式直接对生物分子进行细胞或亚细胞作图。由于生物学在三维生物体中发生，3D成像对生命科学中的许多挑战产生了值得注意的影响并不奇怪。最近，使用质谱成像对完整生物分子进行成像已扩展到3D分析，以确定组织样本、琼脂平板和3D细胞培养物中的体积分子分布。使用质谱法最常见的3D成像方法包括收集样品的连续部分，使用传统的二维质谱成像分别分析每个部分，然后使用计算方法从多个二维集合堆叠和重建最终的3D成像MS数据集等步骤。美国爱荷华州立大学的研究小组（以下简称“研究小组”）开发了高空间分辨率的基质辅助激光解吸电离（MALDI）-MSI，分辨率低至5μm，并将其用于植物代谢物的细胞或亚细胞水平成像。在这里，研究小组利用这种高空间分辨率呈现了新受精的个体斑马鱼胚胎的3D MALDI-MSI。这是用MALDI获得的单个细胞的3D MSI的首次演示，揭示了各种脂质化合物的亚细胞水平定位。（a）受精斑马鱼胚胎在单细胞阶段的奇数编号光学图像。 （b）PE（22：6-16：0）在m / z 762.509和（c）PI（18：0-20：5）在m / z 883.535处的假彩色二维MALDI-MS图像。 通过覆盖所有2D图像，右侧显示投影图像。 所有物种均被检测为去质子化的[M-H] - 。在此分析中，研究小组通过获取62个连续横截面组织切片交替的正离子和负离子模式的MS成像数据，对单个斑马鱼受精卵进行3D MALDI-MSI。这可以对单个细胞中全面的脂质种类进行3D可视化。研究结果显示，所有三种磷脂类都存在于胚盘内的对称分布，以及蛋黄的边界，但每种都显示出不同的区域；PE显示在胚盘中心高度丰富的异质亚细胞区域，除了胚盘外，PC分子种类存在于蛋黄内部，而蛋黄中的PE和PI种类大多不存在。另外，还比较了四种不同的归一化方法以确定当将2D MSI与3D体积重建进行比较时，这些方法中的哪一种可以提供更具代表性的结果。此外，在不同细胞阶段（1-，2-，4-，8-和16-细胞阶段）获得胚胎的全扫描MSI和MS / MS，以研究斑马鱼成长早期阶段磷脂分布的变化。TOF-SIMS已报道被用于单个细胞的3D MSI，特别是结合深度剖析作为实现z方向信息的方式。然而，由于显著的碎裂，可以通过TOF-SIMS分析的高质量化合物主要限于外源性药物化合物。该研究小组所述的研究工作首次证明高分辨率MALDI-MSI可应用于单个细胞的三维化学成像，他们未来的研究将集中在揭示胚胎发育的细节，具有更高的空间分辨率和小代谢物的可视化，以及荧光显微镜的多模态成像等。在MALDI质谱成像方面，融智生物于2017年推出QuanTOF质谱成像系统，该系统集合了新一代宽谱定量飞行时间质谱平台QuanTOF，拥有5,000-10,000Hz长寿命半导体激光器，自主开发的数据采集软件。2018年7月，融智生物宣布实现可达500像素/秒的成像速率，提升MALDI-TOF MS成像速率达10倍以上，普通样本成像只需几十分钟，使得质谱成像实现了“立等可取”。 经过进一步的研发，目前QuanTOF质谱成像系统已经实现高达1000像素/秒的成像速率，5-10微米的高空间分辨率，且仍然保持了极高的灵敏度，使得质谱成像真正可使用于临床病理分析、术中分析等应用。

仪器信息网讯 2012年10月17日，第六届慕尼黑上海分析生化展举办期间，由仪器信息网(instrument.com.cn)、我要测网(woyaoce.cn)及慕尼黑展览(上海)有限公司主办的“上海质谱技术线下交流会”在上海新国际博览中心举办。会议现场　　本次会议旨在促进质谱仪器应用技术的提高和用户间相互交流，围绕质谱技术应用、分析技术经验分享等主题，特邀质谱行业专家、资深用户、厂商代表讲演精彩报告，130余位来自食品、制药、环境等领域的仪器信息网用户参会，现场座无虚席。　　会上，中国科学院上海有机化学研究所郭寅龙研究员首先作了题为《质谱导向性衍生化策略的应用》的报告，涉及策略包括引入亲和标记或固相载体、引入同位素标签及引入功能基团，分别应用于分离富集、相对或绝对定量及提高质谱响应，以达到降低体系的复杂程度、实现亲和富集或在MS/MS过程中产生特定的碎片离子等目的。郭寅龙研究员提到了多种衍生化试剂，如：同位素标记固相试剂、甲砜基嘧啶类试剂、季铵衍生化试剂，并阐述了其应用实例。　　中国科学院上海有机化学研究所郭寅龙研究员作报告　　上海出入境检验检疫局伊雄海高工在会上作了题为《质谱技术在食品检测领域的应用》的报告，结合其实际工作，重点介绍了食品安全检测技术进展及应用实例，其中提到，LC-MS/MS在食品检测中的应用正越来越多，此外，伊雄海高工还提到，近年来国际上对食品中有害残留物质分析的要求呈现如几个特点：限量要求越来越多 对于检出为阳性的，特别对于禁用物质，必须有结构的定性结果 对于重点监测的物质，采取快速筛选法及色质联用确证 对于市场监控包括出入境贸易，采取色质联用多组分同时筛选法。上海出入境检验检疫局伊雄海高工作报告　　天津博纳艾杰尔有限公司杨定忠先生作了题为《质谱检测在分离纯化中的应用》的报告，介绍了博纳艾杰尔的新产品——小型质谱Agela cMS，推出的初衷是应对多步骤有机合成的纯化过程中大量馏分的定性等需求，该产品体积小、运行安静、氮气消耗量低、工作站无序列号限制，期望帮助提高化学合成工作者的工作效率。天津博纳艾杰尔有限公司杨定忠先生作报告　　仪器信息网论坛活跃用户、资深质谱用户朱建设先生作了最后一个会议报告：香气香味样品分析技术，在报告中谈到了香气香味样品范围及特点、检测中所设计的仪器设备、分析方法的选择，并结合其在仪器论坛上对用户提问的观察，重点阐述了保留指数的概念、计算方法、保留指数的测定、保留指数的来源等，报告内容具有很强的指导性。仪器信息网论坛活跃用户朱建设先生作报告　　几位参会用户表示，“参加完该会，让我认识到自己还有很多知识要学”，“台上的专家们很好的解答了我的问题”。 参会代表提问　　会议结束之后，主办方还组织参会人员集体参观了本届慕尼黑分析生化展上的各质谱展商，厂商资深专家现场讲解，使参会代表与质谱新品零距离接触。 　　参观岛津、沃特世、安捷伦、赛默飞、布鲁克、AB Sciex、天瑞仪器及博纳艾杰尔展位

p　　span style="font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai "去年下半年，国标委发布了《质谱仪通用规范》国家标准。今年2月1日，该标准将正式开始实施。作为我国质谱行业首个通用规范，该国家标准的出台能否改善行业秩序，起到引领质谱产业健康发展的作用?在该标准即将正式实施之际，仪器信息网特别邀请该标准起草人之一、军事科学院防化研究院李翠萍高级工程师为大家解读该标准内容。/span/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/438e883b-bb98-49d4-93bc-1b75929e28a7.jpg" title="0.jpg"//pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai "/spanstrong军事科学院防化研究院高级工程师 李翠萍/strong/pp　　首先很高兴并感谢仪器信息网的邀请，下面我将对GJ/T33864-2017《质谱仪通用规范》的制定的背景、意义和主要内容进行解读。作为标准的起草人之一，我主要参加了该规范中起草稿的讨论和修改工作，重点参与了分类、要求和检验方法等内容的起草，由于我本人主要从事移动式质谱仪器的应用和研发，对实验室高端质谱应用较少，认知水平有限，不妥之处敬请国内同行指正。/pp　　span style="color: rgb(79, 129, 189) "strong制定标准的背景和意义/strong/span/pp　　质谱仪作为一种物质最基本的分析手段，其应用覆盖了环境科学、生命科学、医疗卫生、食品安全、公共安全等多个重要领域。在我国质谱仪的年采购量已达到几千台，总金额达到几十亿元，我国很多重要部门和行业的实验室都配备了质谱仪，质谱仪产品的性能和技术状态直接影响着全社会和国民经济领域的各个方面。但由于我国的质谱仪制造水平相对较低，大部分质谱仪产品主要依靠进口。近年来，随着我国科技的飞速发展以及国家和企业对质谱仪等科学仪器的投入力度的加大，国产质谱仪在中低端市场已经逐步打破了国外的垄断，占据了一定的市场份额 同时用于生命科学等领域的高端质谱仪研发和产业化也正呈现出快速发展的势头，尽管还有较长的路要走，但国产质谱仪产品的发展必将势不可挡。/pp　　与此同时，由于质谱仪种类多，不同原理的仪器有不同的性能和特点，应用的侧重点也不同，尽管国家也制定并颁布了不少以质谱仪为测试手段的国家或行业标准测试方法，但由于我国质谱仪器技术基础薄弱，制造水平相对较低，有关质谱仪器的校正、检验和验收方面的国家或行业标准相对较少。多年来，由于缺乏统一的标准和规范，质谱仪在研发、制造、检验和验收等过程中存在术语、性能指标、检验方法等诸多不规范、不统一等问题，容易引起歧义或争议。在质谱仪市场上，有的仪器厂商按照自己的标准进行定义和宣传，存在虚高产品性能指标或不提检验条件，只谈单一最优指标等问题，给购置、决策、检验和评定等环节造成误导和误判，给国家、部门、企业和用户造成不必要的经济损失和成本浪费。同时，由于无统一的验收标准和规范，在一定程度上导致了质谱仪行业和产业的过度宣传和无序竞争，严重制约了我国质谱仪器自主创新和产业发展，因此，制定我国质谱仪器的系列标准，需求十分迫切。《质谱仪通用规范》正是在这样的形势下，同时也是国内质谱仪器技术得到发展基础上提出并制定的。但在制定的过程中，我们还是遇到了很多困难，主要的困难是由于国内质谱仪器制造水平相对落后，尽管有很多应用标准，但关于仪器制造和验收等方面的标准基础十分薄弱，可参考和借鉴的依据较少。工作组的同志通过大量查阅资料、广泛征求意见，结合自身工作经验，经过多次研讨和认真修改，制定了该通用规范。通过规范质谱仪常用术语、分类、性能要求、检验条件、检验方法和检验规则，为质谱仪制造和使用过程中的调试、校准、验收等提供了统一依据，为国内质谱仪的快速发展提供了标准，也为今后制定质谱仪系列标准开了一个好头。该标准的制定是各类质谱仪系列标准制订工作的基础，对质谱仪器性能测定标准化工作具有重要的推动作用。相信随着我国质谱技术的不断发展，质谱仪标准也会得到不断完善、更新和发展，最终形成各类仪器的标准体系。/pp　　strongspan style="color: rgb(79, 129, 189) "标准制定中重点考虑的几方面内容/span/strong/pp　　该标准主要规定了适用范围、术语和定义、仪器分类、通用要求、检验方法、检验规则和标志、包装、运输以及贮存条件要求等六部分内容。下面对标准制定中重点考虑的几方面内容进行简要介绍。/pp　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "1、适用范围/span/pp　　该标准作为通用规范，应当适用于各类质谱仪，包括单独使用的质谱仪和联用系统中作为检测器使用的质谱仪，色谱等样品前处理仪器或装置不包含在该标准中。由于考虑到协调一致和通用原则，检漏质谱仪和专用质谱仪等特殊用途的质谱仪也不含在该标准范围内。/pp　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "2、仪器分类/span/pp　　该标准首先将市场中常见的质谱仪按照使用场合和质量分析器进行分类，为以后制定其它质谱仪系列标准奠定了基础。目前市场上的质谱仪分类有很多,有的按照样品的种类分为有机质谱仪和无机质谱仪，有的按照应用场合分为实验室质谱仪和工业过程质谱仪，有的按照质量分析器分为四极杆质谱仪、离子阱质谱仪、磁质谱仪、飞行时间质谱仪等，有的按照离子源分为电子轰击离子源质谱仪、电感耦合等离子体质谱仪、电喷雾质谱仪、基质辅助激光解析质谱仪等等。经过充分讨论和征求意见，多数专家赞同采用两种分类模式，即分别按使用场合和质量分析器进行分类。根据目前市场上出现的质谱仪按照使用场合分为实验室质谱仪、过程质谱仪和移动质谱仪，并分别进行了定义和规范，将在实验室环境中固定使用的质谱仪定义为实验质谱仪，将在现场固定位置连续监测的质谱仪定义为过程质谱仪，将移动过程中使用的质谱仪定义为移动质谱仪，如便携式质谱仪、车载质谱仪，避免了市场上出现的所谓车载质谱仪其实不过是移动实验室质谱仪，而非真正意义上的车载质谱仪 另外按质量分析器对目前市场上出现的主流质谱仪进行了分类，其他新型质量分析器及串联质谱仪参照本规范。/pp　span style="color: rgb(255, 0, 0) "　3、质谱仪工作条件/span/pp　　有了质谱仪的分类后，就针对不同的应用场合规定了不同类型质谱仪的工作条件。在制定的过程中既考虑实际的使用环境，又考虑质谱仪的内部部件、运行状态等进行确定。如实验室环境温度按实验室标准为15℃-30℃，但质谱仪中大量使用的分子泵在环境温度达到30℃时，长期使用会发生保护性停机，实际上实验室用的质谱仪器均工作在空调房间内，经讨论将环境最高温度定为25℃ 根据多数工业场所的环境温度和仪器实际的技术水平，将工业工程质谱仪环境温度定为10℃-35℃，根据我国大部分地区的环境温度和仪器经过采取一定的技术措施能够达到的技术水平，将移动质谱仪的环境温度定为-10℃-40℃。/pp　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "4、主要的性能指标要求和检验方法/span/pp　　该标准为通用规范，因而只考虑各类质谱仪通用的基础要求，除了环境条件外，不对分类仪器进行分别规范，详细规范应由分类质谱仪规范进行规定。另外，根据我国国情，在标准的制定中考虑到中低端质谱仪的技术水平和满足实际工作的需要，确定的是最低的性能指标要求，如质量准确性、稳定性等。下面具体解释主要指标和检验方法：/pp　　(1)质量范围：为质谱仪可测量的最小和最大质荷比范围，是衡量质谱仪测量范围的基本指标。由于不同原理、不同应用的质谱仪质量范围不同，标准中没有详细规定具体的质量范围指标，但规定了检验方法。检验方法规定了实际可检测到的最小和最大离子峰的质荷比，因考虑到受标准物质的限制，允许有最大值的10%外延。/pp　　(2)质量准确性：为质谱仪实际测定的离子质荷比同标准值的偏差，是衡量质谱仪定性能力的基本指标。规范中根据三类不同应用场合的质量准确性要求，分别确定了最低须达到的指标和检验方法。如果仅采用某1个峰进行计算，不足以表征质谱仪在全质量范围内的性能(该方法是很多厂商喜欢使用的方法，容易引起误导或分歧)，因此，该标准中规定了要在仪器给定质量范围内的高、中、低端同时各选取至少1个质荷比的质谱峰进行质量准确性检验，才能客观地反映仪器实际的水平!当然，实际中如果有用户的样品离子只用到底端或中端，或高端部分质量范围，另当别论。/pp　　(3)质量稳定性：为衡量质谱仪长时间工作中质量轴方向的稳定性基本指标。规范中根据三类不同应用场合的稳定性时间要求，确定了最低须达到的稳定性指标和检验方法。检验方法中根据不同的时间要求，每隔1h测量至少一次质荷比，计算测量值与理论值之差的绝对值，取测量的最大值。/pp　　(4)质量分辨率：是衡量质谱仪分辨两个相邻峰的能力。考虑到单峰和双峰两种计算方法各有其适用性，规范规定都可以使用，要求在分辨率指标后面注明。在检验方法中要求在质谱仪全质量范围内对高、中、低端各选取1个质荷比的质谱峰进行测试和计算，客观反映质谱仪在全谱范围内的指标和仪器的实际水平。/pp　　(5)检测限：是衡量质谱仪器检测样品量的能力，有灵敏度、检测限、检出限、信噪比等多种表征方法，经讨论和征求意见认为检测限可作为通用要求，可真实反映质谱仪的检测能力。在检验方法中规定信噪比不低于3:1的进样量为检测限，也是质谱仪最低须满足的信噪比要求。/pp style="text-align: right "作者：李翠萍/p

日前，由大连大特气体有限公司自主开发的“气体配制计算设计系统 V 1.0”软件系统顺利通过国家版权保护中心审核，获得国家版权局颁发的计算机软件著作权登记证书。这是大连大特气体在将计算机应用于气体配制设计、计算方面取得完全自主知识产权的首枚成果。 大连大特气体在20多年气体设计、生产配制中不断摸索、不断创新，积累大量经验，发明了一套行之有效的气体配制计算方法，并根据气体特有的压力、浓度、钢瓶体积、气体分子量等性质，结合计算机编程技术，通过电脑编程将气体配比进行设计，计算出每种气体需充装的质量，广泛应用于气体生产当中。 此次申报的气体配制计算设计系统软件由大连大特气体研发团队独立开发，并经过不断测试、实践后运用到气体生产中，相比于以前的计算方法，操作更加便捷，结果更加精准。 本次软件著作权的取得，有利于我公司进一步健全知识产权保护体系，形成持续创新机制，发挥自主知识产权优势，提高企业核心竞争力。

高端精密装备精度测量基础理论与方法谭久彬1 蒋庄德2 雒建斌3 叶 鑫4** 邾继贵5 刘小康6 刘 巍7 李宏伟4 谈宜东8 胡鹏程1 胡春光5 杨凌5 赖一楠4 苗鸿雁4 王岐东41. 哈尔滨工业大学 仪器科学与工程学院，哈尔滨 2. 西安交通大学 机械工程学院，西安3. 清华大学 机械工程系，北京4. 国家自然科学基金委员会 工程与材料科学部，北京 5. 天津大学 精密仪器与光电子工程学院，天津 6. 重庆理工大学 机械工程学院，重庆 7. 大连理工大学 机械工程学院，大连8. 清华大学 精密仪器系，北京 摘要完整而精确的测量信息获取是装备设计优化、制造过程调控和服役状态保持的基础，是实现重大装备“上水平”“高性能”的内在要素。本文分析了我国高端精密装备精度测量基础理论发展所面临的重大需求挑战，总结了当前高端精密装备制造精度测量理论、方法与技术领域的主要进展，凝炼了该领域未来5~10年的重大关键科学问题，探讨了前沿研究方向和科学基金资助战略。关键词：精密测量；高端精密装备；可溯源；极限测量；多场耦合测量；半导体测量；大尺寸测量在以超精密光刻机、高端飞机舰船为代表的复杂战略性装备制造领域，多源、多维、多尺度的测量信息及其融合实现装备性能优化设计、部件精度检验匹配、制造过程精细调控、服役状态长期保持的核心技术，是实现重大装备“上水平”“高性能”的内在要素支撑。 高端装备性能指标逼近理论极限，结构极其复杂，尺寸更加极端，材料物化特性更加特殊，多物理场耦合效应更加显著，传统基于产品几何精度逐级分解单向传递的制造精度测量理论体系难以保证超高性能指标要求。一方面，几何制造精度对最终性能的影响非线性效应显著，在零件—部件—组件—整机高度相关的序列制造过程中，单个环节的精度失调失配都会耦合发散传递；为避免装备整体性能失控，必须具备大量程、高精度、高动态、全流程实时监控的测量能力，在整体系统层面进行精度协调优化，保障最终制造质量与性能；另一方面，为保证超高性能的稳定实现，必须最大限度消除内在应力，全面分析材料物性、几何结构、环境工况等要素变化及其相互影响，急需突破现有技术条件，通过多源、多维、多尺度测量信息获取，对制造过程进行全面控制，使整机装备运行于设计最优状态，从而保证最高性能表现[1-5]。在当前全球制造面临智能化升级，我国以超高精度光刻机、先进飞机船舶为代表的诸多核心装备普遍存在“卡脖子”现象的背景下，召集相关领域同行专家，为我国高端精密装备制造精度测量技术发展把脉选向、凝聚共识，研讨面向高端精密装备制造的高精度测量发展路线，尤为迫切重要。1 高端精密装备精度测量研究现状与挑战 当前高端装备制造已从传统机械、电子、光学等单一制造领域主导，发展为创新聚集、信息集成、智慧赋能的多领域综合复杂产业体系，涵盖从芯片等核心元件到高端飞机船舶等重大装备各个方面。高端装备最终能够实现的性能源于对每个环节精度的精细调控，源于对整体状态信息的充分获取，源于测量理论方法及技术设备的不断完善。探索建立面向复杂装备制造的测量理论、方法与技术，支撑多环节、多层次、高精度的精度匹配调控已经成为精密复杂装备制造中的重要基础问题，并聚焦于：极端条件下可直接溯源几何量超精密测量；多物理场耦合多约束精度调控；多源、多维、多尺度测量信息高性能传感；智能制造大场景精密测量方法等四个重要方面(图1)。图1 高端精密装备精度测量研究聚焦领域1.1 极端条件下可直接溯源几何量超精密测量 在高端精密装备制造领域，极端条件下的可直接溯源几何量超精密测量，贯穿了装备核心零部件制造、整机集成、在役工作、制品质量表征和工艺提升整个过程，是装备自身精度和装备线工艺质量调控不可或缺的核心技术基础。可溯源能力将超精密测量结果直接参考到国际计量基准，可为极限测量精度的稳定实现提供根本保证，最大限度提升装备性能和运行品质，是超精密测量技术的公认发展方向。 传统计量溯源体系建立在严格控制、环境稳定的实验室条件下，而高端精密装备制造及运行过程伴随高速运行、严苛环境等极端条件，对实现可直接溯源的几何量超精密测量提出严峻挑战。如在光刻机制造领域，基于干涉原理的超精密多轴测量可将测量结果溯源至光波长基准[6,7]，对提高装备精度性能意义重大。下一代EUV光刻机线宽将达到1 nm，其核心部件——双工件台的运动速度超过1 m/s。为在高速运行条件下保证优于1 nm的超高定位精度，需要对工件台和曝光镜头进行高达22轴的冗余测量（图2a）。能满足ASML光刻机测量要求的高端超精密双频激光干涉仪只有美国Keysight、ZYGO等公司生产，“卡脖子”问题严重。尤其在下一代光刻机开发中，针对更高速、更多轴数的纳米精度测量问题，国内相关技术与装备尚需从光源系统、信号处理系统、光学元件和集成式干涉系统等方面展开全面深入研究[3, 9]，追赶国际先进水平。 在航空航天特种装备领域，其高温、高压、高速、高真空等特殊使用环境也对超精密测量技术提出极高要求。如航空超高音速飞行器的新型复材的工作温度超过1600 ℃，准确测量复材热膨胀系数可为飞行器气动外形设计和全周期寿命评估提供重要依据（图2b）[10]；对地观测用相机的地面装调和在轨工作环境条件完全不同，迫切需要适应真空、超低温且失重环境的在线原位超精密测量技术支持等[11,12]。我国在极端条件下精密测量方面的研究总体处于起步阶段，相关测量理论、技术装备和实验条件仍不完备，面对国内相关需求的急迫性和普遍性，开展可溯源的极限测量技术攻关，将具有重要战略意义和社会效益。图2 可溯源的极限测量典型应用场景1.2 多物理场耦合多约束精度调控 高端装备制造与服役环境更加恶劣，性能要求更加苛刻，智能化要求更加迫切。复杂恶劣环境下多物理场高精度感知技术、智能在线动态监测技术、测量可靠性与可溯源性已成为实现高端重大装备智能制造与高可靠服役的核心驱动技术和本领域前沿热点、难点问题。 国内外学者在多物理场智能感知方面的研究，聚焦于智能制造过程中的多物理场在位测量与重构方法[13]、多物理场动态监测与预测方法[14, 15]、典型构件制造工艺参数调控方法[16]等方向。在工业应用层面，波音、空客等航空公司已应用数字孪生技术初步实现了零构件制造中全局力位状态监测，但当前仍处于系统工程技术探索与优化阶段。我国在装备构件制造及服役过程中的多物理场感知领域亦开展了较深入研究，如在飞机机翼、发动机压缩盘等薄壁件制造中位移/应变/温度场动态监测与重构[17-19]、复材构件加工中多物理场多参量监测[20]、装备服役过程温度场、磁场全场感知与动态重构等方面[21]，已形成了系列静/动态多物理场全场在线感知与重构方法，但尚未形成完备的理论与技术体系。面向高端装备制造及服役工况高温、强磁场、狭小空间等极端复杂化的发展新趋势，多参量测量及精度溯源、多物理量强耦合动态演变机制、多物理场全场状态与边界约束映射关系、工艺参数实时调控，以及航空高端装备制造及服役维护性能的高性能动态测量等方面的研究需求将更加迫切，未来需要重点关注复杂物理场耦合原位高精测试、智能制造中的多物理量测量与解耦等相关原理与技术（图3）。图3 复杂制造工况下多物理场智能感知测量需求1.3 多源、多维、多尺度测量信息高性能传感 半导体芯片产业是国民经济的关键基础，芯片制造已经上升为国家最紧急和最重要的战略任务之一。半导体芯片的制造是一项极其复杂的系统性工程，其制造质量高度依赖于高精度检测技术及设备的支持，检测技术呈现出多源、多维、多尺度、高性能感测等突出特点，研发难度大、综合要求高，相关高端仪器装备已成为我国重点“卡脖子”问题[22]。 在半导体芯片制造领域，台积电和三星已实现了5 nm制程大规模量产并正在开展3 nm制程试产，而国内目前14 nm以下制程尚未量产。同时，半导体芯片制程已经从二维向三维发展[23, 24]，现有技术难以对具有高深宽比纳米结构的三维芯片进行准确测量，新型测量方法和相关设备的技术革新迫在眉睫[25-29]。从半导体芯片的发展趋势看，未来在工艺制程中，测量精度必然要求达到亚纳米量级。由于界面效应和尺度效应的影响，在加工过程中材料除了发生几何尺寸变化，还时常伴随着理化属性变化，使得在高功率、高频以及高速运行状态下，芯片热态参数的获取成为技术挑战[30,31]。半导体芯片测量技术及装备除了要求具备传统几何量测量能力，还需要具备热、磁、电等多物理场表征能力，亟需开展微观尺度下超越散粒噪声极限的多维/多物理场芯片原位测试技术及仪器研究，形成具有自主知识产权的半导体芯片核心测量方法和技术，解决三维半导体芯片中纳米结构多维多尺度测量难题（图4），推动新一代半导体芯片制造技术的发展，为我国在芯片领域实现“并跑”甚至“领跑”提供支持。图4 半导体芯片制造过程多源、多维、多尺度测量信息高性能传感需求1.4 智能制造大场景精密测量方法 航空航天大型复杂装备的超高性能必须依靠精确外形控制来实现，外形尺寸信息是控制制造过程、保证制造质量、提升产品性能的关键条件。目前，以激光跟踪仪为代表的球坐标单站测量仪器仍是该领域主流测量设备。以大飞机机身制造为例，通过一台或多台跟踪仪对大部件关键控制点坐标进行精准测量，为姿态分析、工装协同定位提供基础数据和决策依据，已成为机身数字化对接、总装等核心环节的标准工艺要求[32,33]。 作为数字化制造的发展进阶，智能制造将进一步由针对少量工艺控制点的坐标测量定位拓展为对人员、设备、物料、环境等多元实体外形、位姿及相互关系的全面、全程测量感知，测量需求表现出全局、并发、多源、动态、可重构、共融等全新特点[34,35]。大规模、多层次、实时持续的物理空间数据获取，特别是高精度空间几何量获取是实现复杂装备智能制造的前提和国内外相关研究的关注重点。虽然新型跟踪仪、激光雷达等通过绝对测距技术创新部分克服了传统跟踪仪遮挡导致断光的问题，提升了测量效率，但单站球坐标测量模式原理上只能实现单点空间坐标顺序测量，视角受限、功能单一，无法满足智能制造现场多目标、多自由度、快节拍的自动化测量需求[36,37]。以室内GPS、激光跟踪干涉仪为代表的多站整体测量设备采用空间角度、长度交会约束原理实现大尺度空间坐标测量，具有时间和空间基准统一的突出优势，但系统组成较为复杂，误差因素多，精度控制难度大，简化结构、控制成本、提升动态测量性能是其未来面临的技术挑战[38-42]。目前，上述高端仪器大部分处于欧、美、日少数厂商垄断生产状态，针对“工业4.0”等智能制造场景的预研布局也已启动。国内高校及研究机构虽已开展相关仪器研制，还需紧密把握全球智能制造升级机遇，面向下一代智能制造大场景新需求新特点，持续探索精密测量新体制、新方法、新技术，实现原理、技术、器件、装备系统性突破（图5），为我国制造业升级转型提供强有力的测量感知技术支撑。图5 智能制造大场景精密测量需求2 高端精密装备精度测量未来发展趋势预测2.1 极端条件下可直接溯源几何量超精密测量发展趋势 (1) 几何量超精密测量精度极限即将进入皮米尺度。当前主流光刻机中平面反射镜面型测量精度优于1 nm，下一代面型检测重复精度将达到10 pm，光刻机集成和长期在役工作中超精密运动部件的测量精度正从1 nm量级突破至0.1 nm量级；硅片光刻过程特征线宽测量精度也已进入原子尺度；空间引力波探测装备中镜片面型检测精度达到0.1 nm，相对位移测量精度达10 pm。面向高端装备核心零部件制造的皮米级超精密测量已成为下一阶段发展必然要求和重点攻关方向。 (2) 从静态/准静态测量向高速高效动态测量发展。超精密机床、光刻机等加工装备中，超精密运动目标的速度从0.1 m/s量级逐步提升到3 m/s以上；引力波探测中超精密位移测量对象，也将从地面的静止目标转变为4 m/s的准静态目标。随着上述动态测量技术和仪器的发展，相应的仪器计量校准装置也需从目前的完全静态计量测试升级到高速率动态计量测试。 (3) 从一维单参量离线测量转向多维复杂参量在线、在役测量。光刻机、超精密数控机床等先进装备多参量耦合、多轴运动加工的工作特性对传统机床基于单维多步测量的定期校准方式提出巨大挑战，迫切需要嵌入可直接溯源的7~22轴精密仪器进行在线在役测量。航空发动机叶片测量中，传统离线条件下测量低速转动叶片形状精度已无法满足研制需求，实际高速转动工作状态下对叶片形状进行在线在役的超精密测量成为亟待解决的问题。 (4) 从传统物理量/场精密测试到基于量子传感的超精密测试。先进制造技术与装备在制造过程中需要开展位置、姿态、压力等多维力学量的超精密感知，磁、温、电等多物理场的精确测量，即高性能高质量信息传感能力。未来亟需突破超高精度、超高分辨传感与溯源等关键技术，不仅需要通过技术和工艺创新，实现传统传感技术的微型化、精密化和智能化，更要开展基于量子信息调控的多场解耦方法与信息解算关键技术研究，研制核心传感器件与测试仪器，实现传感技术的跨越式发展。2.2 多物理场耦合测量与精度调控发展趋势 (1) 面向重大装备的复杂物理场耦合原位高精度测试。重大装备制造、服役过程伴随高温、高压、高转速、高冲击等复杂物理场强耦合作用，常规方法“测不了”“测不准”“难存活”。聚焦极端环境下感知机理与信号传输、多场环境因子耦合作用机制与抑制、多场耦合环境标定与量值溯源等科学问题，重点研究复杂物理场强耦合环境下传感测试新方法、环境因子作用模型及抑制/衰减方法、封装防护、可溯源测试与标校方法等，发展面向精密复杂测量体系的人工智能技术，通过智慧赋能解决复杂物理场耦合环境下超/跨量程、大动态范围、高精度测试难题，为原位高精测试开辟新思路。 (2) 面向高端装备制造的多物理量测量与解耦。高端装备关键部件制造过程待测参量呈多元、高动态、强耦合、表里兼顾等发展新趋势，传统测量方法难以满足。聚焦多物理场敏感机制与一体化传感解耦、多物理场全场状态与边界约束间映射、复杂多因素强耦合测量精度调控等科学问题，强调多源数据的有效集成，重点研究高端装备多参数测量多敏感功能柔性传感器、复杂环境下多物理场全场状态信息智能感知与估算、多参量关联演变下的工艺参数调控等，为保障高端装备制造性能提供理论支撑与技术基础。 (3) 微纳尺度形态性能多参数测量。微纳制造过程中材料形态、性能参数变化过程相互关联耦合，多参数同时观测是准确揭示制造过程内在规律机理的前提条件。聚焦高空间分辨力激光共焦显微成像、近场光学显微成像和原子力显微成像等原理，重点研究上述显微成像技术与散射光谱、LIBS光谱和质谱的高效、高分辨率联合测量方法，研究新型光谱/质谱信息高灵敏度探测机理与方法，实现微纳米制造中微纳尺度下力学、热学、光学等性能的多参数高分辨、高灵敏、高准确探测。2.3 多源、多维、多尺度测量信息高性能传感发展趋势 (1) 纳米/亚纳米量级高分辨率检测。随着半导体工艺结点的不断缩小，高分辨率检测技术面临空前挑战。比如：EUV掩模版检测分辨率需要达到原子级，等效检测分辨率达到10 nm以下。目前仅有德国Zeiss和日本LaserTech有商业化产品，我国在这方面尚无技术储备；前道晶圆检测方面，世界范围内10 nm以下节点的CD和缺陷在线检测技术仍未成熟。 (2) 三维复杂微纳结构精确检测。芯片制程正在从二维向三维发展。具有三维结构FinFET已经成为14 nm以下乃至5 nm工艺节点的主要结构，存储芯片也向具有大深宽比（80∶1）三维垂直结构的3D NAND发展，工艺难度随层数呈指数上升，必须对芯片三维结构进行精确测量，才能指导工艺优化并保证芯片功能。但现有检测设备仍难以对上述结构进行无损定量检测，极限特征尺度下的大深宽比芯片结构检测已经上升为世界性难题。 (3) 满足量产速度的高性能在线检测。量产速度决定生产成本。根据英特尔发布的需求数据，更大晶圆尺寸和更小工艺结点已成发展趋势，裸晶圆的量产速度需达到2～3分钟/片，这对检测设备的速度提出了更高的要求，极大地增加了研制难度。目前满足量产速度的在线检测方法在全球范围内仍处于研究探索阶段，高性能在线检测技术与设备将在半导体产业发挥至关重要的作用。2.4 智能制造大场景精密测量的现状与发展趋势 (1) 新型智能制造综合测量系统构建理论。面向智能制造过程超高精度、高动态、多模态、多尺度、多维度测量需求的全局信息测量感知是当前研究重点和难点。需要从底层理念创新入手，探索覆盖复杂智能制造大场景需求的综合测量新理论，解决统一空间、时间基准构建，多物理场耦合约束条件下的精度调控，面向生产场景的测量系统设计重构等基础原理问题，突破具备多目标绝对测距能力的新型可溯源光学定位、制造场景多模型精度分析及优化设计、制造环境因素实时监测与修正等关键技术，最终构建可服务智能制造大场景、全流程的多维、多层次、多任务可溯源高精度综合测量体系。 (2) 广域全局空间、时间基准统一测试方法。基于“测量场”概念构建全域整体测量系统可实现大场景空间基准统一，具有多任务、高精度、可扩展等独特优势，进一步完善多体、多自由度动态测量能力是相关技术能否融入智能制造的关键和重点。需要突破现有静态测量理论框架，探索融合时间—空间信息的高精度、可溯源动态测量新原理方法，研究整体网络精确时统、多观测量高速同步获取、时间—运动—空间信息联合建模表达及精度控制、溯源与补偿等系列关键技术，有效提升测量网络动态测量能力。 (3) 物理信息融合测量新原理。通过测量完成物理状态到信息数据的高质量转换，是建立物理信息融合，实现智能生产和精准服务的基础前提。还可预见，在全新物理信息融合环境下，高性能算力大为丰富、多元要素交互更为广泛、大数据记录更加完备，将为机械测试学科发展更高性能的新型感知测量理论提供前所未有的基础条件。面向未来物理信息融合制造环境的测量新原理将改变以往从“物理”到“信息”的单向传感模式，引入有限元分析模型、人工智能、大数据挖掘等先进信息手段与AR、VR新型交互模式，和现有物理传感方法形成映射联动，实现多源时空信息处理与物理实测手段相互补充，构建面向“人—机—环”共融的测量新模式，为进一步突破现有测量方法物理分辨率，拓展机械测试学科研究领域提供新的基础手段。3 未来5～10年高端精密装备精度测量发展目标及若干建议 针对以超精密光刻机、高端飞机舰船为代表的复杂战略性装备制造的“卡脖子”测量难题以及未来发展战略，通过顶层设计、集中力量、先期布局和协同攻关，在未来5～10年时间应实现以下突破： (1) 微纳特征结构(深)亚纳米级在位/动态测量方法及微环境误差传递与微环境超精密调控基础理论，多维高速高动态超精密测量方法与动态计量校准基础理论，量子精密测量与溯源方法； (2) 面向高端制造的微区形态性能多物理场多参数耦合机理、不确定度评估与量值溯源，光子—声子/自旋量子调控及其高精度传感与测量方法，以及传感器件与测试仪器； (3) 面向半导体制造的电磁波与物质相互作用的纳米量测新机理，泛薄膜体系跨尺度光学精密测量新原理，接触—非接触复合测量新模式，以及测量装备的校准与可溯源问题； (4) 面向智能制造的新型可溯源光学定位原理方法，融合惯性、时间信息的高性能全局测量网络动态测量方法，现场环境因素实时监测与修正方法，以及物理—信息融合测量新原理与方法。 建议着重围绕以下4个领域，通过关键技术攻关、前沿探索及多学科交叉深入开展原创性研究。 (1) 面向高端精密装备的核心零部件加工、集成及服役中的精密测量基础理论与复杂物理场耦合原位高精测试理论； (2) 面向高端制造与微纳精密制造的多物理量、多参数的形性测量基础理论； (3) 面向半导体制造的测量新原理，特别是超光学衍射分辨极限、高性能非破坏、智能质量检测等方面的测量基础理论； (4) 面向智能制造的测量基础理论，特别是综合测量系统构建方法，现场广域全局空间、时间基准统一测试新方法，物理信息融合测量新原理等。4 结 语 在当前国际形势深刻复杂变化的时代背景下，发展自主可控的高端精密装备精度测量技术及仪器，满足我国以超高精度光刻机、先进飞机船舶为代表的诸多核心装备制造急需，为中国制造在智能化升级中提供强有力支持，是历史赋予的重要使命。精密测量技术研究必须坚决贯彻“四个面向”的科研思想，深入高端装备一线，持续跟踪、预判高端精密装备精度测量基础理论最新动向，抽取真科学问题，深度解决挑战性问题；必须快速推进基础研究、技术突破及成果转化，与国家重点领域发展规划无缝衔接，实现对国家重大产业亟需的快速响应。同时，建议今后对高端精密装备精度测量基础理论持续高强度支持，推动重点突破，设立重大项目、重点项目群、或重大研究计划，资助“极端条件下可直接溯源几何量超精密测量方法”、“多物理场耦合测量与精度调控”、“多源、多维、多尺度测量信息高性能传感”、“智能制造大场景精密测量方法”等前沿领域，引领机械测试研究新方向，推动全国优势研究资源的协同攻关，实现“并跑”，甚至“领跑”，为全面支撑我国高端装备制造能力跨越式发展提供精密测量理论与技术保障。参 考 文 献（略）

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

4月27日，“十四五”国家重点研发计划“前沿生物技术”重点专项“高精度、高通量生物分子解析关键技术和串联质谱装置研发”项目启动会暨实施方案评审会在中国科学院大连化学物理研究所召开。　　该项目由大连化物所牵头承担，大连理工大学、天津大学、大连大学、哈尔滨医科大学附属第一医院、中国人民解放军总医院第一医学中心、北京大学第三医院、南京品生医疗科技有限公司参与，共8家单位合作攻关。项目将研制自主知识产权的高分辨、高通量串联质谱装置及配套方法，为生物分子快速定性和精准定量提供完整的解决方案，提升我国高性能生物质谱仪器自主研发能力。此外，基于该项目的质谱装置和方法开发疾病快速诊断试剂盒，并开展临床示范应用，将为疾病的早期诊断和精准医疗奠定基础，有力保障人民生命健康。　　会上，项目负责人围绕研究目标和内容、组织实施方案、预期成果、经费执行及实施保障等方面，对项目实施方案作了全面介绍。各课题负责人分别汇报了课题实施方案。专家组在听取报告后，对技术路线、实施方案进行了质询及交流讨论，分别从国家战略、方案的科学性和创新性以及实施过程中的困难等方面提出了建议。专家组一致认为，项目及各课题任务分工明晰，面临的科学和技术问题分析准确，技术攻关方案及技术路线可行，创新性突出，整体实施方案成熟，一致同意通过实施方案评审。专家组建议，要围绕开发高端质谱仪的临床需求，提高项目成果的产品化研发，做好仪器设备可靠性和稳定性验证，加强知识产权保护和成果转化，为我国生命科学和前沿生物领域的研究提供技术支撑。

近日，江苏省环保厅已经下发关于印发《江苏省重点行业挥发性有机物排放量计算暂行办法》的通知。为VOCs污染防治工作提供基础数据，实现VOCs精细化管理，减少全省VOCs排放总量，不断改善大气环境质量，编制本办法。　　暂行办法规定了江苏省VOCs排放量的计算原则及选用方法。详情如下：　　　为贯彻落实《江苏省大气污染防治行动计划实施方案》(苏政发〔2014〕1号)、《江苏省重点行业挥发性有机物污染整治方案》(苏环办〔2015〕19号)、《挥发性有机物排污收费试点办法》(财税〔2015〕71号)，规范与指导我省重点行业挥发性有机物(以下简称“VOCs”)排放量计算工作，摸清VOCs排放基数，为VOCs污染防治工作提供基础数据，实现VOCs精细化管理，减少全省VOCs排放总量，不断改善大气环境质量，编制本办法。　　本细则试行后，根据实施情况和反馈意见，适时修订和完善。　　一、适用范围　　本办法适用于江苏省石油化工、有机化工、表面涂装、包装印刷等行业VOCs排放量计算。　　本办法适用于江苏省排污收费、总量控制、排污许可、环境影响评价、污染源清单编制等大气污染防治工作中工业企业VOCs排放量计算。　　本办法适用于江苏省VOCs排放工业企业或生产设施的排放管理。　　本办法规定了VOCs排放量计算的基本原则、技术方法、质量控制等内容。　　二、术语与定义　　下列术语和定义适用于本办法。　　2.1挥发性有机物　　参与大气光化学反应的有机化合物，或者根据规定的方法测量或计算确定的有机化合物，简称VOCs。　　a)20℃时蒸汽压不小于10Pa，或者101.325kPa标准大气压下沸点不高于260℃的有机化合物 或者实际生产条件下具有以上相应挥发性的有机化合物 但不包括甲烷。　　b)采用规定方法测定的非甲烷总烃，或者上述a)项有机化合物。　　2.2非甲烷总烃　　采用规定的监测方法，检测器有明显响应的除甲烷外的碳氢化合物的总称(以碳计)。　　2.3实测法　　通过对企业排气筒或无组织排放源进行监测获取数据，并计算相应环节排放量的方法。　　2.4公式法　　利用公式表征生产过程物料的物理化学过程，从而计算排放量的方法。　　2.5系数法　　通过获取重点行业或排放环节相应的活动水平信息和排放系数，从而计算出污染物排放量的方法。　　2.6物料衡算法　　指根据物质质量的守恒原理，对生产过程中使用的物料变化情况进行定量分析，从而计算获得产生量或排放量的方法。　　三、计算原则　　(1)科学实用原则　　确保重点行业排放量计算工作的科学性与规范性，增强为污染防治决策服务的针对性和可操作性。　　(2)客观全面原则　　通过对重点行业各排放环节资料的全面收集，使排放量计算工作更趋全面，真实反映企业实际排放量，计算过程应当可核查、可追溯，为VOCs污染防治提供切实有效的基础数据。　　(3)分类指导原则　　充分考虑各个行业生产工艺、装备、污染控制技术不同带来的排放特征差异，选用不同的计算方法，建立覆盖生产全流程的VOCs排放量计算体系。企业应当结合自身实际情况选用可操作性强、准确性高的计算方法。　　(4)企业主体原则　　企业是VOCs排放量计算的主体，应按要求提供基础数据，计算方法、过程和依据，并对数据的真实性、有效性和完整性负责。　　(5)统一口径原则　　在污染物减排、环境影响评价、排污许可和排污收费等工作中，同一项目应采用同一种VOCs排放量计算方法。　　四、计算方法选用　　4.1石化、化工等VOCs原料生产行业应当分污染源项，根据企业计算条件选择实测法、公式法、物料衡算法、系数法计算VOCs排放量。表面涂装、印刷包装等有机溶剂使用行业应当采用生产全过程的物料衡算法计算VOCs排放量。　　4.2企业应优先采用实测法计算各排放环节的VOCs排放量，当不具备监测条件和无法获取实测数据时，可采用物料衡算法、公式法进行计算，上述方法均无法实现时，采用系数法计算。　　已开展设备泄漏检测与修复(LDAR)计划的石化企业应当采用实测法、相关方程法、筛选范围法计算设备动静密封点泄漏环节VOCs排放量，未开展LDAR的企业采用平均排放系数法计算。　　4.3采用实测法进行VOCs计算，应将非甲烷总烃或主要特征污染物作为指标进行计算。计算过程中优先采用企业在线监测数据，其次采用手工监测数据。　　(1)在线监测数据：有组织排放VOCs在线监测数据主要以非甲烷总烃表征，以排气筒累计排放量计算该时段VOCs实际排放量 如排放的特征污染物明确，可用代表VOCs排放总量的特征污染物表征。动静密封点泄漏等无组织排放，可用实际测得TVOC或特征污染物排放量表征。　　(2)手工监测数据：排气筒未安装在线监测系统或在线监测数据无效时，采用手工监测数据计算排放量，以非甲烷总烃表征 如排放的特征污染物明确，可用代表VOCs排放总量的特征污染物表征。　　(3)监督性监测数据：环保部门监督性监测数据作为抽查比对和弄虚作假行为判定执法的依据，监督性监测数据与自动监测数据或手工监测数据比对不合格时，采用监督性监测数据计算排放量。　　4.4采用物料衡算法计算的企业VOCs投用量和回收量根据符合相关规定的VOCs含量检测报告计算，如无法提供有效检测报告或数据，按本办法附件中相应比例计算。无检测报告或数据且办法附件中未列出的，投用物料中的VOCs含量按100%计，回收物料中的VOCs含量按零计。　　4.5计算过程中的系数可采用以下几种方式获取：　　(1)采用本办法附件中的推荐系数，主要来自国内外已有排放系数、行业经验参数。　　(2)采用企业自测并验证可信的系数，需提供系数来源相关资料，并经县级以上环保部门核查通过。　　(3)无法采用本办法中推荐系数并且企业无自测能力的，可采用国内外其他相关文献数据，需提供相关文献材料并说明理由，并经县级以上环保部门核查通过。　　4.6污染控制设施的VOCs去除量应优先采用实测法,以污染物控制设施入口排放量与出口排放量之差表征该时段VOCs实际去除量。未对其去除量进行实测的，并且可提供资料证明VOCs污染控制设施连续、稳定、有效运行，该污染控制设施的VOCs基础去除率按产生量的30%计。有相应污染控制设施而未能提供监测数据或资料证明其正常运行的，原则上不予认定其去除量。　　五、计算质量保证与验证　　5.1VOCs排放量计算工作应由经过专业培训的技术人员执行，确保不同行业和排放环节计算方法、系数、公式选择的正确性。　　5.2企业应确保工艺流程、原辅料物质信息、处理工艺和集气设施运行操作记录、企业货物购买合同或发票、污染防治设备运行维护记录等相关资料和数据的完整性、有效性、真实性。　　5.3公式法中涉及的各类实测参数应提供符合国家和地方相关规定的检测报告。其中设备泄漏检测应符合《泄漏和敞开液面排放的挥发性有机物检测技术导则(HJ733-2014)》的要求。　　5.4采用实测法进行VOCs排放量计算。监测方法应当符合国家及省有关技术规范。企业在线监控设备应当具有质监部门计量认证证书。原则上企业手工监测数据应由取得计量认证合格证书的检测机构出具，企业自送样品的委托分析结果不能作为计算依据。手工监测数据的监测频次不少于每季度1次，监测时段和条件应反映企业典型生产工况。

一、 前言根据自有设备情况选用公司齿轮测量机、三坐标测量机作为数字化设备，分别对双联行星轮对齿精度进行测量。通过分析测量过程及测量结果，对三坐标测量机间接测量法进行改进，即通过对大小齿轮轮廓进行扫描，构造虚拟量棒直径计算对齿角度偏差，并根据这种测量方法编制了三坐标自动测量程序，提高了检测效率及准确性，保证产品的合格率至98%以上。二、实施背景（一）背景近年来，为降低矿山运输行业成本，提高效率，大型工程运输车开始设计生产，其中轮式自卸车比较热门，一直占据市场主导地位。当前，全球每年轮式自卸车销售额高达100亿美元以上，并且连续6年保持30%的增长率，足以说明一个新兴品类正在崛起。（二）现状轮式自卸车电动轮组成的主要部件为双联行星轮。行星齿轮传动与普通齿轮传动相比，具有重量轻、体积小、传递功率大、结构紧凑、承载能力高等一系列优点，在工业领域应用广泛。在行星传动的各种型式中,NW、NN及WW三种型式的行星齿轮为双联齿轮，当前国内研制和承接的轮边减速器产品中，NW型双联行星轮组的制造工艺难度系数最大。目前，只有GE、西门子等极少数国际大公司具备制造高品质双联行星轮组的能力，形成市场垄断，利润高达500%。最近几年，国内研制了多种双联行星轮组对，但制造过程复杂，工艺和产线瓶颈较多。大多数公司只能选择自行配对组装，但却无法满足与客户整机零件的互换，与行业中成熟产品存在较大差距，产品的销价差别也很大。 （三）实施的紧迫性目前，中车戚墅堰所已涉及共计6款双联行星轮的研制，双联行星轮不仅可以作为零部件安装在总成上，还可以作为成品进行销售。通常双联行星轮需要经过热套、精磨轴承档、磨齿修正三个工序，每个工序都要检测对齿精度，只有保证每次检测的稳定和效率，才能使成品的对齿精度控制在顺逆30秒以内。为攻克目前产品中对齿精度检测的难点，本文对轮边减速器中的行星轮组对齿精度的相关工艺及检测要求进行了讨论分析，助力企业有效地提高生产效率，降低质量风险，固化生产周期并降低生产成本。三、测量方法及改进（一）间接测量方案及参数确定1.双联齿轮对齿技术简介行星齿轮机构传动是指二个或三个双联行星齿轮工作时与太阳轮、内齿轮同时啮合而形成的传动系统。双联行星齿轮对齿在技术条件上一般要求上下联的齿或槽中心对正，常用的对齿和测量方法是用插齿刀对齿，用圆柱棒进行偏差测量。2.测量设备配置检测设备配置如下表1所示，三坐标测量机是20世纪60年代发展起来的一种高效率的新型精密测量仪器。它的优点是：(1)通用性强，可实现空间坐标点的测量，方便地测量出各种零件的三维轮廓尺寸和位置精度；(2)测量精度可靠；(3)可方便地进行数据处理和过程控制。因此，它被纳入自动化生产线和柔性加工线中，并成为一个重要的组成部分。齿轮测量机主要用于测量齿轮的轮齿精度，包括齿形、齿向误差、周节累积误差、径向跳动误差等，测量精度高。表1 检测所用设备设备名称型号生产厂家三坐标测量机MMZ G 303020德国蔡司ZEISS齿轮测量机P65德国克林贝格3.测量参数的确定选用1Z057双联行星轮作为测量件，它是由小行星轮和大行星轮组合而成的。(如图1) 图1 1Z057双联行星轮选用三坐标测量机进行对齿精度测量时，首先要确定测量圆柱棒的直径。通过查阅1Z057 双联行星轮的设计蓝图，了解大小行星轮的参数，再根据参数信息计算最佳圆柱棒直径进行测量。为保证测量结果的准确性, 量棒直径不可太大, 也不可太小；若直径太大,与齿廓的接触点有可能超出大径，若直径太小, 则量棒外圆将与槽底接触。以上两种情况都无法得出正确的测量结果。为避免这些情况,选择量棒直径时,应使量棒外圆与齿廓的接触点落在分度圆及其附近的任意位置上,一般在距小径的(1/ 3~ 2/ 3 齿高之间为宜。当量棒外圆与齿廓的接触点落在分度圆上时,可通过公式1得出量棒直径。 公式（1）其中dp是量棒直径，db是分度圆直径，α是齿形角，Z为齿数，对于渐开线标准圆柱齿轮db=mz；小行星轮模数为8.367，齿数为17，齿形角为25度。经计算最佳量棒直径为φ16.771；大行星轮模数为8.175，齿数为72，齿形角为25度。经计算最佳量棒直径为φ15.797。4.间接测量方案根据公式（1）计算结果，我们选用φ16的量棒进行间接测量，测量方法如图2。 图2 测量小行星轮（左）；测量大行星轮（右）先扫描上下两个轴承档连成公共轴线，确定轴线基准。将φ16的量棒卡入齿槽内，用探头确定量棒中心位置，建立坐标系，计算出上下中心的偏移量，得出对齿角度偏差。图3为测量数据报告，根据偏移量的正负值确定顺逆方向。 图3 测量数据5.数据验证选用齿轮测量机进行测量，首先找正双联齿轮的轴承档，输入大小行星轮参数，选择角度测量软件，自动扫描轴承档，确定基准中心线，然后扫描大小行星轮齿槽左右齿面的齿形轮廓和齿向轮廓，确定齿槽中心线，通过软件计算，得到偏转距离，从而得出对齿角度。测量过程如图4，数据报告如图5。 图4 测量小行星轮（左）；测量大行星轮（右）图5 测量数据6.数据对比及测量存在的不足通过量棒间接测量的对齿角度为44秒，而齿轮测量机测量结果为1分05秒。以齿轮测量机测量结果为参考值，两次测量存在21秒偏差，偏差交大。对比两种测量方法，间接测量法以手动操作为主，人为不确定性较大；齿轮测量机通过扫描齿形轮廓和齿向轮廓确定齿槽中心线，得出对齿角度，数据精准性较高，但是起吊、找正及测量时间较长，效率低下，无法满足生产进度。（二）对齿精度检测工艺优化改善间接测量法测量结果偏差较大，特对其进行改进。首先选取小齿轮的上端面作为空转方向，小齿轮上端圆作为圆心，小齿轮两边对齿的中心点作为旋转方向建立初定位坐标系；通过初定位坐标系，三坐标测量机能够快速准确地扫描工件的上下两个轴承档并使其公共轴线成为基准；再通过三坐标测量机运用未知曲线扫描功能对上下齿轮中部（即齿向最高点）的齿槽两边进行扫描，得到2条V形曲线（如图6）。构造与V形曲线相切的两个虚拟圆形，小行星轮选择直径为φ16.771的圆，大行星轮选择直径为φ15.797的圆（如图7）。以轴线作为基准，小行星轮虚拟圆圆心到轴线的连线作为方向基准建立坐标轴。通过计算两个虚拟圆圆心到轴线连线的夹角得出对齿角度。 图6 扫描程序图7 小行星轮拟合圆（左）；大行星轮拟合圆（右）表2 双联行星轮对齿角度数据序号改进前（三坐标）改进后（三坐标）（齿轮仪）方向10’40”0’22”0’20”顺时针20’38”0’18”0’20”顺时针30’42”0’23”0’20”逆时针40’20”0’13”0’10”逆时针50’15”0’36”0’35”逆时针60’40”0’51”0’50”逆时针70’28”0’9”0’12”顺时针80’30”0’13”0’13”顺时针90’5”0’21”0’20”顺时针100’13”0’35”0’35”顺时针110’30”0’15”0’12”顺时针120’28”0’10”0’12”逆时针130’5”0’24”0’20”顺时针140’45”0’24”0’25”顺时针150’5”0’25”0’23”顺时针160’10”0’30”0’29”顺时针170’5”0’20”0’20”顺时针180’30”0’10”0’5”逆时针190’24”0’23”0’25”逆时针200’19”0’40”0’38”顺时针210’28”0’14”0’10”顺时针220’13”0’32”0’30”顺时针230’10”0’30”0’32”顺时针240’40”0’25”0’25”顺时针250’15”0’33”0’30”顺时针260’29”0’22”0’20”逆时针270’42”0’22”0’25”顺时针280’8”0’29”0’28”逆时针290’28”0’16”0’12”逆时针300’40”0’20”0’21”顺时针平均偏差0’16”0’2”表2为30件工件的测量数据，以齿轮仪测量结果作为参考值。对比可见，改进前的数据平均偏差为16”，改进后的数据平均偏差为2”，表明改进后三坐标测量数据的稳定性及精确度都有了进一步提升，与齿轮仪的测量数据偏差较小，满足设计要求，提升测试效率，为双联行星轮的加工提供了强有力的数据支持，也为公司打破垄断走向市场提供了关键的检测技术支持。四、实施效果及意义通过对间接法进行改进优化，三坐标测量机适用于各类型双联行星轮组的对齿精度检测。对齿精度检测工艺的优化，也大大提升了产品合格率，取得了巨大成效，主要有以下4个方面。1.双联行星轮对齿精度合格率达98%；2.双联行星轮制造成本降低10%，产品质量和市场竞争力获得极大提高；3.双联行星轮的检测周期缩短20%，由以前的2天以上缩短至1天；4.双联行星轮可实现90%成品的对齿精度在正负30秒以内，媲美GE、西门子等公司同类产品要求。参考文献[1] 王兰群 张国建.渐开线花键M值得测量及量棒直径的选择 2005.9.1[2] 张志宏 张和平 双联行星齿轮模拟装配 2005.8.26[3] 郭海风 张丽 双联行星齿轮对齿技术 1994.1.1本文作者：中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司计量检测工程师 蒋瑞骐

p　　为贯彻落实《江苏省大气污染防治行动计划实施方案》(苏政发〔2014〕1号)、《江苏省重点行业挥发性有机物污染整治方案》(苏环办〔2015〕19号)、《挥发性有机物排污收费试点办法》(财税〔2015〕71号)，规范与指导我省重点行业挥发性有机物(以下简称“VOCs”)排放量计算工作，摸清VOCs排放基数，为VOCs污染防治工作提供基础数据，实现VOCs精细化管理，减少全省VOCs排放总量，不断改善大气环境质量，编制本办法。/pp　　本细则试行后，根据实施情况和反馈意见，适时修订和完善。/pp　　一、适用范围/pp　　本办法适用于江苏省石油化工、有机化工、表面涂装、包装印刷等行业VOCs排放量计算。/pp　　本办法适用于江苏省排污收费、总量控制、排污许可、环境影响评价、污染源清单编制等大气污染防治工作中工业企业VOCs排放量计算。/pp　　本办法适用于江苏省VOCs排放工业企业或生产设施的排放管理。/pp　　本办法规定了VOCs排放量计算的基本原则、技术方法、质量控制等内容。/pp　　二、术语与定义/pp　　下列术语和定义适用于本办法。/pp　　2.1挥发性有机物/pp　　参与大气光化学反应的有机化合物，或者根据规定的方法测量或计算确定的有机化合物，简称VOCs。/pp　　a)20℃时蒸汽压不小于10Pa，或者101.325kPa标准大气压下沸点不高于260℃的有机化合物 或者实际生产条件下具有以上相应挥发性的有机化合物 但不包括甲烷。/pp　　b)采用规定方法测定的非甲烷总烃，或者上述a)项有机化合物。/pp　　2.2非甲烷总烃/pp　　采用规定的监测方法，检测器有明显响应的除甲烷外的碳氢化合物的总称(以碳计)。/pp　　2.3 实测法/pp　　通过对企业排气筒或无组织排放源进行监测获取数据，并计算相应环节排放量的方法。/pp　　2.4 公式法/pp　　利用公式表征生产过程物料的物理化学过程，从而计算排放量的方法。/pp　　2.5系数法/pp　　通过获取重点行业或排放环节相应的活动水平信息和排放系数，从而计算出污染物排放量的方法。/pp　　2.6物料衡算法/pp　　指根据物质质量的守恒原理，对生产过程中使用的物料变化情况进行定量分析，从而计算获得产生量或排放量的方法。/pp　　三、计算原则/pp　　(1)科学实用原则/pp　　确保重点行业排放量计算工作的科学性与规范性，增强为污染防治决策服务的针对性和可操作性。/pp　　(2)客观全面原则/pp　　通过对重点行业各排放环节资料的全面收集，使排放量计算工作更趋全面，真实反映企业实际排放量，计算过程应当可核查、可追溯，为VOCs污染防治提供切实有效的基础数据。/pp　　(3)分类指导原则/pp　　充分考虑各个行业生产工艺、装备、污染控制技术不同带来的排放特征差异，选用不同的计算方法，建立覆盖生产全流程的VOCs排放量计算体系。企业应当结合自身实际情况选用可操作性强、准确性高的计算方法。/pp　　(4)企业主体原则/pp　　企业是VOCs排放量计算的主体，应按要求提供基础数据，计算方法、过程和依据，并对数据的真实性、有效性和完整性负责。/pp　　(5)统一口径原则/pp　　在污染物减排、环境影响评价、排污许可和排污收费等工作中，同一项目应采用同一种VOCs 排放量计算方法。/pp　　四、计算方法选用/pp　　4.1span style="color: rgb(0, 112, 192) "石化、化工等VOCs原料生产行业应当分污染源项，根据企业计算条件选择实测法、公式法、物料衡算法、系数法计算VOCs排放量。表面涂装、印刷包装等有机溶剂使用行业应当采用生产全过程的物料衡算法计算VOCs排放量。/span/pp　　4.2span style="color: rgb(0, 112, 192) "企业应优先采用实测法计算各排放环节的VOCs排放量/span，当不具备监测条件和无法获取实测数据时，可采用物料衡算法、公式法进行计算，上述方法均无法实现时，采用系数法计算。/pp　　span style="color: rgb(0, 112, 192) "已开展设备泄漏检测与修复(LDAR)计划的石化企业应当采用实测法、相关方程法、筛选范围法计算设备动静密封点泄漏环节VOCs排放量，未开展LDAR的企业采用平均排放系数法计算。/span/pp　　4.3span style="color: rgb(0, 112, 192) "采用实测法进行VOCs计算，应将非甲烷总烃或主要特征污染物作为指标进行计算。计算过程中优先采用企业在线监测数据，其次采用手工监测数据。/span/pp　　(1)span style="color: rgb(0, 112, 192) "在线监测数据：有组织排放VOCs在线监测数据主要以非甲烷总烃表征，以排气筒累计排放量计算该时段VOCs实际排放量 如排放的特征污染物明确，可用代表VOCs排放总量的特征污染物表征。动静密封点泄漏等无组织排放，可用实际测得TVOC或特征污染物排放量表征。/span/pp　　(2)span style="color: rgb(0, 112, 192) "手工监测数据：排气筒未安装在线监测系统或在线监测数据无效时，采用手工监测数据计算排放量，以非甲烷总烃表征 如排放的特征污染物明确，可用代表VOCs排放总量的特征污染物表征。/span/pp　　(3)span style="color: rgb(0, 112, 192) "监督性监测数据：环保部门监督性监测数据作为抽查比对和弄虚作假行为判定执法的依据，监督性监测数据与自动监测数据或手工监测数据比对不合格时，采用监督性监测数据计算排放量。/span/pp　　4.4采用物料衡算法计算的企业VOCs投用量和回收量根据符合相关规定的VOCs 含量检测报告计算，如无法提供有效检测报告或数据，按本办法附件中相应比例计算。无检测报告或数据且办法附件中未列出的，投用物料中的VOCs含量按100%计，回收物料中的VOCs含量按零计。/pp　　4.5计算过程中的系数可采用以下几种方式获取：/pp　　(1)采用本办法附件中的推荐系数，主要来自国内外已有排放系数、行业经验参数。/pp　　(2)采用企业自测并验证可信的系数，需提供系数来源相关资料，并经县级以上环保部门核查通过。/pp　　(3)无法采用本办法中推荐系数并且企业无自测能力的，可采用国内外其他相关文献数据，需提供相关文献材料并说明理由，并经县级以上环保部门核查通过。/pp　　4.6span style="color: rgb(0, 112, 192) "污染控制设施的VOCs去除量应优先采用实测法,以污染物控制设施入口排放量与出口排放量之差表征该时段VOCs实际去除量。/span未对其去除量进行实测的，并且可提供资料证明VOCs污染控制设施连续、稳定、有效运行，该污染控制设施的VOCs 基础去除率按产生量的30%计。有相应污染控制设施而未能提供监测数据或资料证明其正常运行的，原则上不予认定其去除量。/pp　　五、计算质量保证与验证/pp　　5.1 VOCs排放量计算工作应由经过专业培训的技术人员执行，确保不同行业和排放环节计算方法、系数、公式选择的正确性。/pp　　5.2 企业应确保工艺流程、原辅料物质信息、处理工艺和集气设施运行操作记录、企业货物购买合同或发票、污染防治设备运行维护记录等相关资料和数据的完整性、有效性、真实性。/pp　　5.3公式法中涉及的各类实测参数应提供符合国家和地方相关规定的检测报告。其中设备泄漏检测应符合《泄漏和敞开液面排放的挥发性有机物检测技术导则(HJ 733-2014)》的要求。/pp　　5.4 采用实测法进行VOCs排放量计算。监测方法应当符合国家及省有关技术规范。span style="color: rgb(0, 112, 192) "企业在线监控设备应当具有质监部门计量认证证书。原则上企业手工监测数据应由取得计量认证合格证书的检测机构出具，企业自送样品的委托分析结果不能作为计算依据。手工监测数据的监测频次不少于每季度1 次，监测时段和条件应反映企业典型生产工况。/span/pp　　附件：a href="http://img1.17img.cn/17img/files/201703/ueattachment/8568ae51-9b55-47d7-a615-f2f860bb9035.doc"重点行业VOCs排放量核算方法.doc/abr//p

p　　现代生物学研究已经不再停留在仅从组织中识别一种特殊的化学成分，或者蛋白成分上了，我们需要精确的了解这些物质是如何分布，如何构成的，解答这些问题需要更进一步的实验技术，比如免疫组化或免疫荧光检测方法，但是这些技术需要特殊的抗体，而且效率低，偏差大。/pp　　因此研究人员将目光转向了质谱技术上，以质谱为基础的成像方法不局限于特异的一种或者几种蛋白质分子，可在组织切片中找到每一种蛋白质分子，并提供这些蛋白质分子在组织中的空间分布的精确信息，而事先无需知道所检测蛋白的信息，不需要对待测物进行标记，分析物可以其最初的形态被检测，同时可对这些蛋白质分子含量进行相对定量，适用于研究生物分子的反应。/pp　　质谱成像(Imaging Mass Spectrometry,IMS)这种最新原位分析技术主要是利用质谱直接扫描生物样品，分析分子在细胞或组织中的 “结构、空间与时间分布”信息。其基本流程(以质谱分析生物组织标记物为例)见下：/pp style="text-align: center "img title="9a504fc2d56285350618456392ef76c6a6ef63fc.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/640b0273-3ad1-4c6a-b6bf-22df33199709.jpg"//pp　　简单而言，质谱成像技术就是借助于质谱的方法，再配套上专门的质谱成像软件控制下，使用一台通过测定质荷比来分析生物分子的标准分子量的质谱仪来完成的。但是随着这项技术的不断发展，也陆续出现了许多针对各种问题的新技术。/pp　　最早的质谱成像技术是基质辅助激光解吸电离(MALDI，matrix assisted laser desorption ionization)质谱分子成像技术，由范德堡大学(VanderbiltUniversity)的Richard Caprioli等在1997年提出，他们通过将MALDI质谱离子扫描技术与专业图像处理软件结合，直接分析生物组织切片，产生任意指定质荷比(m/z)化合物的二维离子密度图，对组织中化合物的组成、相对丰度及分布情况进行高通量、全面、快速的分析，可通过所获得的潜在的生物标志物的空间分布以及目标组织中候选药物的分布信息，来进行生物标志物的发现和化合物的监控。/pp　　正如数字图像包括三个通道：红、绿、蓝一样(单个亮度定义了每个像素的颜色)，质谱成像也包含了数以千计的通道，每一个对应于一个特殊的光谱峰值，“你可以通过质谱方法从这些像素中获得任何信号，然后调整图像中所需分子像素的相对亮度，最后得到一张分子特异性的成像图。”/pp　　这种方法可用于小分子代谢物、药物化合物、脂质和蛋白，而且质谱成像能相对快速的利用许多分子通道，完全无需特殊抗体。下面列出五种先进的质谱成像方法。/pp　　strongI. 挑战高分子量蛋白——MALDI质谱分子成像技术/strong/pp　　在对组织或生物体进行成像，分析小分子构成的时候，有一个“拦路虎”总是阻碍实验的进程，那就是多肽，这些多肽体积十分大，要想对它们进行分子成像几乎是不可能的，比如想要研究肿瘤边缘的分子微环境，如果直接成像是不可能获得清晰图像的。/pp　　来自范德堡大学的质谱方法专家Richard Caprioli博士因此发明了基质辅助激光解吸电离(MALDI)质谱分子成像技术，这项技术不局限于特异的一种或者几种蛋白质分子，它可在组织切片中找到每一种蛋白质分子，并提供这些蛋白质分子在组织中的空间分布的精确信息，而事先无需知道所检测蛋白的信息，同时可对这些蛋白质分子含量进行相对定量。/pp　　MALDI 质谱分子成像是在专门的质谱成像软件控制下，使用一台通过测定质荷比来分析生物分子的标准分子量的质谱仪来完成的。被用来研究的组织首先经过冰冻切片来获得极薄的组织片，接着用基质封闭组织切片并将切片置入质谱仪的靶上。通过计算机屏幕观察样品，利用MALDI 系统的质谱成像软件，选择拟成像部分，首先定义图像的尺寸，根据尺寸大小将图像均分为若干点组成的二维点阵，来确定激光点轰击的间距。激光束通过这个光栅图案照射到靶盘上的组织切片，软件控制开始采集质谱数据，在质谱仪中，激光束对组织切片进行连续的扫描，组织样品在激光束的激发下释放出的分子被质谱仪所鉴定从而获得样品上每个点的质荷比(m/ z)信息，然后将各个点的分子量信息转化为照片上的像素点。在每个点上，所有质谱数据经平均化处理获得一幅代表该区域内化合物分布情况的完整质谱图。仪器逐步采集组织切片的质谱数据，最后得到具有空间信息的整套组织切片的质谱数据。这样就可以完成对组织样品的“分子成像”。设定m/ z 的范围，即可确定该组织区域所含生物分子的种类，并选定峰高或者峰面积来代表生物分子的相对丰度。图像中的彩色斑点代表化合物的定位，每个斑点颜色的深浅与激光在每一个点或像素上检测到的信号大小相关。/pp　　通过增加单位面积上轰击的激光点数量和像素，研究人员可以获得更多的样品信息，例如采用4000 像素比200 像素能够得到更好的样品图像。质谱分子成像技术是一种半定量或相对定量技术，图像上颜色深的部分表明有更多的生物分子聚集在组织的这个部分。然而，不可能据此确定生物分子在组织的不同部位的实际绝对含量。选择组织图像上的任意一个斑点，图像都能够给出一个质谱谱图或者离子谱图，代表在组织的该部位存在这种生物分子，然后与做指纹图谱类似，像做指纹图谱那样，将样品的离子谱图与已知标准品进行对照，分析差异，从而进行生物标志物的发现和药物作用的监控。/pp　　strongⅡ. 无需样品处理 实时成像——电喷雾电离技术/strong/pp　　一般质谱成像方法由于体积庞大，重量重，需要冗长的样品准备阶段，因此并不适用于即时成像(bedside applications)，比如说要帮助外科医生进行实时的肿瘤边界成像监控，那么就要寻找新的方法了。/pp　　一种称为电喷雾电离技术(desorption electrospray ionization，DESI)的MS成像技术解决了这个问题。DESI技术于2004年首次提出，由于这一方法具有样品无需前处理就可以在常压条件下，从各种载物表面直接分析固相或凝固相样品等优势而得到了迅速的发展。/pp　　这种方法的原理是带电液滴蒸发，液滴变小，液滴表面相斥的静电荷密度增大。当液滴蒸发到某一程度，液滴表面的库仑斥力使液滴爆炸。产生的小带电液滴继续此过程。随着液滴的水分子逐渐蒸发，就可获得自由徘徊的质子化和去质子化的蛋白分子DESI与另外一种离子源：SIMS(二次离子质谱)有些相似，只是前者能在大气压下游离化，发明这项技术的普渡大学Cooks博士认为DESI方法其实就是一种抽取方法，即利用快速带电可溶微粒(比如水或者乙腈acetonitrile)进行离子化，然后冲击样品，获得分析物的方法。/pp　　DESI系列产品最大的优势就在于无需样品处理，一般质谱和高效液相色谱分析，样品必须经过特殊的分离流程才能够进行分析检测，使得一次样品检测常常需要约一个小时，而DESI系列产品可将固体样品直接送入质谱,溶液被喷射到检测表面,促使样品离子均匀分布。采用这一手段的质谱分离过程，只需3分钟左右即可完成。/pp　　strongⅢ. 活体成像——APIR MALDI/LAESI技术/strong/pp　　了解细胞的内部成分是理解健康细胞不同于病变细胞的关键。但是直到目前为止，唯一的方法是观察单个细胞的内部，然后将其从动物或植物中移除，或者改变细胞的生存环境。但是这么做的话，会使细胞发生变化。科学家还不是很清楚一个细胞在病变时与健康细胞的差别，或者当它们从一个环境移到另一个环境中产生的变化。/pp　　来自华盛顿大学Akos Vertes教授希望能从另外一个方面来进行活细胞分析，在他的一项关于活叶样品中初级和次级代谢产物分布的研究中，研究人员发现叶片中积累基质很厚，常导致光谱末端低分子量部分模糊，而且基质辅助激光解析电离(MALDI)质谱分析需要在真空中进行，但活体样本在真空中无法存活。/pp　　实际上，MALDI质谱分析的原理是将分析物分散在基质分子中并形成晶体，当用激光照射晶体时，由于基质分子经辐射所吸收的能量，导致能量蓄积并迅速产热，从而使基质晶体升华，致使基质和分析物膨胀并进入气相。而生物样品也可以直接吸收能量的，比如2.94mm波长的光能激活水中氢氧键。/pp　　因此Vertes等人想到复合两种技术来解决这一问题。首先他们利用大气压红外线(an atmospheric pressure infrared，APIR)MALDI激光直接激活组织中的水分，使样品气化，就像是组织表面发生了细胞大小的核爆炸，从而获得了离子化微粒，进入质谱中进行分析。但是并不是所有的气化微粒都带电，大部分其实是不带电的，会被APIR MALDI遗漏。/pp　　为了捕捉这些中性粒子，Vertes等人采用了第二种方法：LAESI (laser ablation electrospray ionization，激光烧蚀电喷雾电离)，这种方法能捕捉大量带电微滴的微粒，然后重新电离化。通过对整个样品进行处理，复合这两种方法，就能覆盖更多的分子，分析质量更高。/pp　　与一般质谱成像过程不同，Verte的方法还在成像中增加了高度，从而实现了3D代谢物成像。这项技术的分辨率是直径10mm，高度30mm，这与生物天然的立体像素相吻合，这样科学家们就可以获得天然构像。/pp　　strongⅣ. 3D成像——二次离子质谱技术/strong/pp　　质谱成像技术能将基质辅助激光解吸电离质谱的离子扫描与图像重建技术结合，直接分析生物组织切片，产生任意质荷比(m/z)化合物的二维或三维分布图。其中三维成像图是由获得的质谱数据，通过质谱数据分析处理软件自动标峰，并生成该切片的全部峰值列表文件，然后成像软件读取峰值列表文件，给出每个质荷比在全部质谱图中的命中次数，再根据峰值列表文件对应的点阵坐标绘出该峰的分布图。/pp　　但是一般的质谱成像技术不能对一些携带大分子碎片的化学成分进行成像，来自宾夕法尼亚州州立大学的Nicholas Winograd教授改进了一种称为二次离子质谱(SIMS，secondary ion mass spectrometry)的方法，可以对样品进行完整扫描，三维成像。/pp　　SIMS早在用于生物学研究之前就已经应用广泛了，比如分析集成电路(integrated circuits)中的化学成分，这种质谱技术是表面分析的有利工具，能检测出微小区域内的微量成分，具有能进行杂质深度剖析和各种元素在微区范围内同位素丰度比的测量能力。/pp　　这种技术具有几个优点：速度快(-10,000 spectra per second)，亚细胞构造分辨率(-100 nm)，以及不需要基质。但是另外一方面，不同于MALDI方法，SIMS方面不是一种“软”技术，这种方法只能对小分子成像，因此常常需要进行粉碎。/pp　　Winograd教授改进了这一方法，他利用了一种新型SIMS光束(carbon-60 磁性球)，这种新光束比传统的SIMS光束对物体的化学损伤更小。C60同时撞击样品表面，类似于“一阵爆炸”，这样重复的轰击使得研究人员能深入样品，进行三维分子成像，Winograd教授称这个过程是“分子深度成像”(molecular depth profiling)。/pp　　C60的能量与其它的离子束相当，却不到达样品表面以下，这样样品可以连续地被逐层剥离，研究人员就可以得到纵面图形，最终获得三维的分子影像。Winograd教授等人用含有肽的糖溶液将硅的薄片包裹起来并进行SIMS实验，随着薄膜逐渐被C60剥蚀，可以获得糖和肽的稳态信号。最终，薄膜完全剥离后就可以获得硅的信号。如果用其它的射线或原子离子代替C60 ，粒子束会快速穿过肽膜而无法提供有关生物分子的信息。因此这种方法具有良好的空间分辨率，能够获得巨噬细胞和星型细胞的细胞特征和分析物的分布情况。/pp　　这里还要说到一点，SIMS和上一技术(APIR MALDI/LAESI技术)都可以对三维成像，但两者也有差别，SIMS方法中，采用高能离子轰击样品，逐出分析物离子(二级离子)，离子再进入质量分析器。MALDI方法则用激光辐射样品使之离子化，另外SIMS探针可以探测到100nm的深度，能提供纳米级的分辨率，而MALDI可以探测更深，但空间分辨率较低。/pp　strong　Ⅴ. 高灵敏度 高分辨率——纳米结构启动质谱技术/strong/pp　　质谱在检测生物分子方面有很大潜力，但现有方法仍存在一些缺陷，灵敏度不够高和需要基质分子促使分析对象发生离子化就是其中之二。比如说，需要溶解或者固定在基质上的方法检测代谢物，较易错判，因为这些代谢物与那些基质常常看上去都一样。另外基于固定物基质的系统也不允许研究人员精确的判断出样品中某一分子到底来自于哪儿。/pp　　来自斯克利普斯研究院的Gary Siuzdak博士发明了一种称为纳米结构启动质谱(nanostructure-initiator mass spectrometry，NIMS)的新技术，这种技术能以极高的灵敏度分析非常小的区域，从而允许对肽阵列、血液、尿和单个细胞进行分析，而且还能用于组织成像。/pp　　NIMS利用了一种特制的表面，这种多孔硅表面上聚集了一种含氟聚合物，这些分子在受到激光或离子束照射时会猛烈爆发，这种爆发释放出离子化的分析物分子，它们被吸收到表面上，使其能够被检测到。这种方法利用激光或离子束来从纳米尺度的小囊中气化材料，从而克服了一般质谱方法缺少所需的灵敏度和需要基质分子促使分析对象发生离子化的缺陷。/pp　　通过这种方法可以分析很多类型的小分子，比如脂质，糖类，以及类固醇，虽然每一种分析材料需要的含氟聚合物有少许差别，但是这是一种一步法的方法，比MALDI简单多了——后者需要固定组织，并添加基质。/pp　　由于含氟聚合物不能很好的离子化，因此会发生轻微的光谱干扰，而且由于离子化过程是“软性”的——就像MALDI，所以NIMS产生的生物分子是整块离子化，而不是片段离子化。不过这种技术对于完整蛋白的检测灵敏度没有MALDI高。/pp /pp /p

6月28日，由仪器信息网和e路学院共同主办的“第八届水质分析技术”网络研讨会与线上盛大开幕。本次大会围绕给水和排水两大主题，聚焦饮用水质量检测（解读5750新国标）、地表水水源地监测、智慧供水与排水、污水检测与处理技术等。多位专家大咖齐聚线上，深度交流行业热点，共话未来水环境高质量发展之道。本次大会报名火爆，吸引到众多来自水务、环保、疾控、科研、政府等不同领域的听众参会。据了解，《生活饮用水标准检验方法GB/T 5750-2023》已于2023年3月17日发布，并将于10月1日实施。此前在2022年，《GB 5749-2022 生活饮用水卫生标准》也早已正式实施，规定了生活饮用水水质要求、生活饮用水水源水质要求、集中式供水单位卫生要求等。关乎民生的水质新标准中涉及到哪些新增检测方法？聚焦于此，本次大会特别开设了 “饮用水新国标技术解读”专场。其中，中国疾病预防控制中心环境所主任/研究员张岚分享了《新国标要求下供水水质检测方法发展新趋势》。报告指出，本次的新标准进一步强化了质量控制的要求、进一步丰富了样品前处理方法、进一步扩充了质谱技术的应用、进一步强调了绿色发展的理念、进一步融入了自动化检测方法、并强调配套性的同时体现了前瞻性。特别值得关注的是，在2023版新标准增加的水质检测方法中，以质谱技术相关的方法居多，涉及质谱技术的检测方法由2006版旧标准的3个增加至本次的28个。其中气相色谱质谱法由原有的2个增至14个，新增1个气相色谱串联质谱法、1个液相色谱质谱法，同时增加了11个液相色谱串联质谱法。张岚表示，这些新增的检测方法不仅提高了检测结果的准确性和有效性，更重要的，是将检测工作向高通量方向进一步推动，从而提高了工作效率。未来，高通量检测、自动化检测等方法预计还会得到进一步发展。哈尔滨工业大学深圳校区教授陈白杨报告题为《饮用水中卤乙酸检测新国标方法技术对比及未来趋势》。报告提到，GC法样品前处理的过程中包括液液萃取、衍生化、中和样品等步骤。报告指出，在一氯乙酸。一溴乙酸等卤乙酸的检测过程中，由于其浓度较低，尚存在诸多难题，如检测易受常见阴离子干扰（如Cl-,SO42-,NO3-）、方法检出限较高（在ug/L级别）。目前常用高级IC法检测HAAs，如离子色谱联用电喷雾串联质谱、二维离子色谱、单泵柱切换离子色谱等。下午的“地表水及水源地监测”专场，云南省生态环境厅驻昆明市生态环境监测站正高级工程师刘丽萍进行了报告《云南省十四五环境监测探讨》，天津市生态环境监测中心正高级工程师关玉春对《水质 丙烯酸的测定 离子色谱HJ 1288—2023》进行了技术解读，清华大学环境学院助理研究员程澄进行了报告《水质荧光指纹污染溯源技术在跨界断面污染监管中的应用》。6月29日，大会还将继续。报名速戳》》》https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/wateranalysis2023.html06月29日上午 污水检测与处理技术专场09:30--10:00在线水质监测技术研究进展赵友全天津大学精密仪器与光电子工程学院 教授10:00--10:30TOC分析仪在水环境有机物检测中的应用高婷上海元析仪器有限公司 化学应用工程师10:30--11:00污水处理厂仪表、控制与自动化的发展与应用翟家骥原北京北排水环境发展有限公司水质检测中心 技术主任/高级工程师6月29日下午 智慧水务专场主持人 周珉 （上海化学工业区中法水务发展有限公司 水研究中心主任）14:00--14:30水务数据治理与应用的思考白瑶阿里云计算有限公司 自然资源行业-水务架构师14:30--15:00市政污水的工艺过程监测及RTC方案介绍晏章华哈希水质分析仪器（上海）有限公司 高级应用工程师15:00--15:30常熟污水管网的智慧化养护管理王福忠江苏中法水务股份有限公司污水分公司 管网技术总监/高工15:30--16:00以水平衡为核心的智慧水厂探索-上海南市水厂智慧化项目陈会娟上海西派埃智能化系统有限公司 创新研发部经理/高级工程师16:00--16:30浅谈水务行业的数字化使命和方向索学越北控水务（中国）投资有限公司 智慧规划经理报名速戳》》》https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/wateranalysis2023.html

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

天文高分辨率光谱的高精度定标技术支撑着视向速度法探测系外行星的研究，具有重要的科学意义。当前，该领域前沿瞄准类地系外行星探测，对光谱定标精度的要求提高到10 cm/s，这是传统的定标技术无法满足的。要实现这样高的定标精度，需要从多方面突破，尤其是发展新型定标源并探究它们的定标方法。法布里-珀罗标准具（FPE）在进行精细的稳定性控制后可用于高精度波长定标，是备受关注的新型定标源。它的光谱呈现出密集、排列规则的透过峰序列，具有宽广的波长覆盖范围，有望实现优于10 cm/s的定标精度。由于FPE透过峰波长未知，这使单独利用FPE无法定出光谱仪波长的空间分布关系（即波长解），阻碍了FPE定标的实际应用。中国科学院南京天文光学技术研究所研究员肖东团队提出了一种FPE波长解求解方法。将传统波长定标源钍氩灯与FPE相结合，以钍氩灯为FPE提供波长信息，再利用FPE电介质反射膜的穿透深度与波长关系的平滑性质修正钍氩灯波长信息中的误差，在不借助傅里叶变换光谱仪等额外的精密测量设备的情况下实现对FPE透过峰的高精度波长标定。使用标定后的FPE透过峰，可求出光谱仪的高精度波长解。研究利用自主研制的固体腔FPE，在2.16米天文望远镜高分辨率光纤光谱仪（HRS）上对该方法进行实际测试。结果表明，FPE波长解的均方根误差仅0.053 pm，优于钍氩灯波长解的典型均方根误差0.290 pm。相关研究成果发表在《光学学报》上，并获当期优秀论文嘉奖。研究工作得到国家自然科学基金、中科院天文台站设备更新及重大仪器设备运行专项经费的支持。

科学仪器被称作科学家的“眼睛”。质谱仪作为国际上最尖端的科学仪器之一，是直接测量物质原子量、分子量的唯一手段，被誉称为“科学仪器皇冠上的明珠”。 十多年前，质谱技术在国内基本还是一片空白。海归博士周振把“做中国人的质谱仪器”作为自己的终身奋斗目标。他创办了广州禾信仪器股份有限公司，并带领公司建成了我国第一个质谱仪器正向研发平台，实现了我国高性能飞行时间质谱仪国产化和产业化，使我国成为世界上少数几个掌握飞行时间质谱核心技术的国家之一。 2021年11月，在同一梦想与追求的驱动下，放射化学家、中国科学院院士柴之芳把院士专家工作站设立在禾信仪器。禾信仪器正联合院士团队向质谱仪的关键核心技术发起攻关。他们的目标是自主研制一款超高分辨率、快速分析的EIT质量分析器，质量分析器正是质谱仪的关键核心零部件。打响国产质谱仪“突围战”科学发现往往离不开新工具的发明与使用。相比于天文望远镜与显微镜，大众对于质谱仪却是陌生的。质谱仪便是最精密、最灵敏的科学分析仪器之一，可以准确测定物质的分子量以及根据碎片特征进行化合物的结构分析。 诺贝尔化学奖得主弗朗西斯威廉阿斯顿曾有一句名言：“要做更多仪器，要多加测量。” 阿斯顿便是质谱仪的发明者。质谱仪让阿斯顿在同位素的研究如虎添翼，他先后发现天然存在的287种核素中的212种，提出同位素的普遍存在性，证实“自然界中某元素实际上是该元素的几种同位素的混合体，因此元素的原子量是依据同位素在自然界的占比而得到的平均原子量。” 鉴于质谱技术对引领科学发展的巨大作用，不仅是弗朗西斯威廉阿斯顿，欧内斯特劳伦斯、沃尔夫冈保罗等多位科学家都曾因对质谱技术作出贡献而获得过诺贝尔奖。 高端科研仪器的创新、制造和应用水平，往往考验着国家科技实力和工业实力。质谱仪涉及精密电子、精密机械、高真空、软件工程、自动化控制、电子离子光学等多项技术及学科，研发难度大、周期长、投入大。而中国每年对质谱仪进口额达到上百亿元，这已成为制约我国自主创新能力提升的一个重要因素。 怀抱着质谱强国梦，海归博士周振2004年来到广州创办了中国第一家专业质谱仪器公司一一禾信仪器。“质谱仪是一项对国家科学水平具有标志性意义的尖端技术，中国发展自己质谱仪刻不容缓，这就是我创办禾信的原因。” 周振说。 禾信创立之时，基本没有人相信中国人能造出质谱仪。但是周振带领团队逐步攻克了单颗粒气溶胶在线电离源、双极飞行时间质谱技术、真空紫外光电离源、膜进样系统等核心技术，研发出单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪、VOCs在线监测飞行时间质谱仪、微生物鉴定质谱仪等多款产品。禾信已经成为少数掌握高分辨飞行时间质谱核心技术的企业之一。继续向关键核心技术发起冲击经过十余年的研发积累，禾信仪器已经构建了质谱研发、生产、测试、售后服务、品质控制及应用开发的整套技术创新链条，形成了从基础研究成果向产业化应用转化的技术创新能力体系，包括技术顶层设计能力、产品规划设计能力、产品创新优化能力等。质谱强国梦正逐渐照入现实，但是禾信仪器也面临着挑战。目前国内质谱行业上下游产业发展不成熟，精密电子、精密机械、特殊材料等上游产业的支撑能力还不足。沃特世、丹纳赫、布鲁克、安捷伦、赛默飞、岛津、生物梅里埃等巨头依然合计占据了全球质谱仪市场约90%的份额。“我头脑从来没有发热膨胀的时候。” 周振心里深知，禾信仪器只是打破了完全依赖进口的局面，要发展自己的民族品牌，推动国内质谱仪器行业良性发展，还要靠几代人的努力。为了在这场长跑中实现“反超”，周振正带领团队培育与发展整个质谱产业链，打造质谱生态圈。在2019年于广州举办的首届粤港澳大湾区高端科学仪器产业发展论坛上，禾信及国内科学仪器行业有关单位联合发起的广东粤港澳大湾区高端科学仪器产业促进会进入筹备阶段，禾信更宏大的愿景是推动粤港澳大湾区高端科学仪器创新中心的建立。“我们希望创新中心十年内实现每年培育四五十家仪器制造企业，二三十家核心零部件企业。”周振说，这是一条覆盖“政产学研用金”的完整链条。同样是在这场论坛上，包括柴之芳院士在内的一批行业专家与禾信等产业链企业代表一同发起《关于支持高端科学仪器产业发展的建议书》，共同呼吁将高端科学仪器研发列入广东省各级政府“十四五”和中长期科技发展规划的重点发展领域，培育建立完整的高端科学仪器产业链，制定切实有效的国产科学仪器政府采购政策，支持高端科学仪器创新中心建设。2021年8月广东省政府印发了《广东省制造业高质量发展“十四五”规划》，明确提出，支持广州加快建设粤港澳大湾区高端科学仪器创新中心，以质谱仪器开发为主线，重点攻克相关关键核心技术。攻克高端科学仪器关键核心技术同样一直是柴之芳院士的梦想。在2011年和2017年，禾信曾牵头承担2项国家专项，柴之芳院士担任项目总体组、技术专家组及用户委员会专家，为项目的应用研究及管理提供技术支持。在柴之芳院士看来，没有先进的仪器和方法，是无法做出重大原创性成果的。我国的科学研究高度依赖国外仪器的情况现在虽然正在改变，但仍十分严重，已成为制约我国攀登科学顶峰的一个瓶颈。自主研发EIT质量分析器柴之芳是著名的放射化学和核分析研究专家，曾在2005年摘得国际放射分析化学和核化学领域的最高奖一一乔治冯海维希奖。他将核技术、核分析和放射化学方法应用于一些交叉学科中，在若干重要元素的分子-中子活化分析、铂族元素丰度特征、金属组学、环境毒理学和纳米安全性、核试验快中子谱等方面取得了一批成果。质谱技术起源于同位素的发现，发展初期主要是为了满足核工业领域同位素丰度比值的测定要求，并伴随着物质组分分析技术的发展而逐渐得到完善。随着核工业的兴起和快速发展，质谱技术被应用于核燃料与核材料中杂质分析、核燃料燃耗的测定以及核反应过程中的裂变产额测定等。质谱测量技术的进步推动了核工业的可持续发展，核工业的发展也对质谱技术提出了更新的要求。铀资源勘查、铀矿治、铀同位素分离、同位素应用、核医学、乏燃料后处理和长寿命核素分离嬗变、核保障监督等都离不开先进的质谱测量技术。柴之芳院士专家工作站的研究项目是《超高分辨率、快速分析的静电离子阱质量分析器的研制》。质量分析器是质谱仪的核心，是决定质谱仪检测精度和准度的关键，但高端质量分析器仍被海外龙头企业垄断。而院士专家工作站要自主研发的静电离子阱质量分析器 (EIT质量分析器) 便是一种具备超高质量分辨率、高质量精度、高灵敏度、快速分析等特点的通用型质量分析器。该项目结合柴之芳院士在放射化学、核化学等研究方向中丰富的质谱应用经验，实现EIT质量分析器性能指标达到国际先进水平，并在核物理、放射化学、环境科学等领域的应用。基于该项目的研究成果，可以进一步开发以EIT质量分析器为核心的有超高分辨率、高精度质量分析需求领域的定制产品，也可以开发用于环境监测、食品检测、生物医疗等领域的通用在线超高分辨率大气压电离质谱产品。目前，院士专家工作站已完成EIT质量分析器的原理研究、质谱整机各模块的设计与制造，研制出原理样机，申请发明专利3项，与院士团队联合发表论文1篇。柴之芳院士常教导弟子，有志于科学研究的人要安心，要清净，要踏实。周振率领的禾信同样是一家愿意“十年磨一剑”的科技企业。如今两支有共同梦想的团队聚在一起，正在以共同步调向质谱强国梦继续进发。

p　　质谱成像是一种前沿质谱技术，由于其技术的新颖性与应用的广泛性，近期受到了很高关注。该技术应用潜力巨大，它是将质谱检测与影像技术相结合的新型分子影像研究手段。特点是无需标记、所需时间短、耗费低、不局限于单分子，同时还可以提供组织切片中多化合物空间分布和分子结构信息。/pp 作为质谱领域最具前景的技术之一，质谱成像技术现已经成为仪器厂商、科研院所的重要关注焦点，预测未来市场争夺也将日益激烈。布鲁克公司在MALDI质谱成像技术方面坚持创新与发展，拥有当今业内公认的速度最快、通量最高通和性能最全面的rapifleX MALDI-TOF质谱仪。为提升用户对质谱成像技术、应用的了解，促进质谱成像技术的推广应用，仪器信息网特别邀请布鲁克公司对其质谱成像技术、应用等方面进行了讲解。/pp　　span style="COLOR: rgb(0,112,192)"strong1、请介绍一下贵公司的质谱成像仪器研发过程，这些仪器有哪些特点?/strong/span/pp　　一九九七年，美国范德堡大学(Vanderbilt University)的Richard M. Caprioli教授在Analytical Chemistry上发表了题为“Molecular imaging of biological samples: localization of peptides and proteins using MALDI-TOF MS” 的文章(Anal. Chem. 1997 69:4751–4760)，首次提出了MALDI质谱成像技术。在随后的20年间，质谱成像技术迅速发展起来。二零零六年，Caprioli教授在Proteomics上，提出了全新的质谱成像策略：即基于超快速MALDI-TOF质谱和超高分辨MALDI FT-ICR质谱的新一代(next-generation)质谱成像技术(Proteomics 2016, 16, 1678–1689)。/pp　　布鲁克MALDI质谱成像主要基于两大类质谱：MALDI-TOF以及MALDI FTICR质谱(图1)。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="001.png" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/42d51489-e9db-4b8f-8d3b-4616ea45a4e8.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="COLOR: rgb(0,112,192)"strong图1 布鲁克MALDI质谱成像系列/strong/span/pp　　布鲁克公司自1992年推出第一台商用的MALDI-TOF质谱仪开始，至今已走过25年的历程。布鲁克MALDI-TOF质谱的升级换代过程，成就了MALDI质谱成像技术的创新与发展。目前有autoflex，ultrafleX以及rapifleX三款MALDI-TOF质谱满足成像需求，特别是全新推出的rapifleX(TOF-2015年，TOF/TOF-2016年)，是专门为质谱成像打造的当今业内公认的速度最快、通量最高通和性能最全面的MALDI-TOF质谱仪。/pp　　新一代质谱成像MALDI-TOF质谱仪rapifleX在技术方面有诸多突破：/pp　　1)配备全新的smartbeam 3D激光器，激光频率达到业内领先的10 kHz，大大提高了成像数据采集的速度 激光寿命也提高至1010次；/pp　　2)独特的Beam scanning 技术，能够充分扫描像素点内所有离子，首次实现了真正的方形像素技术，达到像素点全覆盖，显著提高成像质量；/pp　　3)M5多路数据采集与聚焦技术：超快速覆盖像素面积，提高成像数据采集效率，进一步缩短成像数据采集时间。/pp　　整合以上技术特点，rapifleX的质谱成像速度从目前业内主流的2-3 pixels/s 飞跃至 20-30 pixels/s，最高可达50 pixels/s。超快速的质谱成像系统，使全面观察复杂的生物样本成为可能，特别是是异质性高，结构多样，面积大的临床样本，优势尤为明显。图2是一个囊肿性纤维化患者肺部组织切片的质谱成像结果。空间分辨率为20 µ m，共采集了超过1百万张谱图。超高速的rapifleX质谱，仅6h就完成了数据采集。而用当前主流的其它质谱设备，需要多达4-5 天时间。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="002.png" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/2005229b-e1e3-44dd-bce6-7f9624ea284c.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="COLOR: rgb(0,112,192)"strong图2 全球第一张百万像素的质谱成像图片(空间分辨率 20 µ m)。应用超快的 rapiflex质谱，仅需要6个小时 而传统技术需要长达4.5 天。/strong/span/pp　　样品为囊肿性纤维化患者肺部组织切片，高亮显示了四种脂类分子在组织上的特异性空间分布。其中m/z 814.5 (蓝色)遍布组织各处， m/z 885.6 (白色)分布与炎症区域，以及充满粘液的气道管腔 而m/z 861.6 (黄色)以及m/z 797.7 (紫色)主要分布于肺实质。(Proteomics 2016, 16, 1678–1689)/pp　　布鲁克saloriX系列的FT-ICR(傅里叶变换-离子回旋共振)质谱，以超高的分辨率和精准的质量准确度，在成像领域，特别是小分子成像领域表现更为优异。如图3所示，质量差别为0.013 mDa的两个分子，在组织上的分布迥异，这依赖于仪器极高的分辨率；同时，极佳的质量准确度，可以在成像的同时直接定性，获得重要的分子式信息。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="003.png" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/6af60127-9f37-4527-ab7d-e9c8e0f47d38.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="COLOR: rgb(0,112,192)"strong图3 FT-ICR质谱成像技术精细显示小分子化合物的空间分布并定性。/strong/span/ppstrongspan style="COLOR: rgb(0,112,192)"2、目前，贵公司质谱成像仪器主要应用在哪些方面?应用情况如何?请举例说明。/span/strong/pp　　新药研发是FT-ICR质谱成像的一个重要应用领域。药物研发过程中，仅知道药物最终聚集于哪些组织(例如肝，肾等)是远远不够的，因为质谱成像技术发现药物分子在组织的分布并不均一(图4左)；而用传统的组织病理染色方法(图4右)，无法获得此类信息(chemical& engineering news, 2017, 95(23), 30-34)。在药物毒理学研究方面，传统的做法是将组织匀浆后，获得总体的浓度。然而，这种总浓度的可靠性有待商榷，因为匀浆后的组织中，药物总浓度偏低并不能反映组织局部区域浓度偏高的事实。例如，制药业巨头葛兰素史克(下文简称GSK)发现某种药物的代谢物(绿色)特异性的聚集于小鼠眼球的黑色素层(图5左上)。因此该药物被确定为off-target药物，其研发过程也被终止。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="004.png" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/7029abe1-1002-4f7f-ae11-9c9409ee353b.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="COLOR: rgb(0,112,192)"strong图4 质谱成像(左)显示出药物在肾组织的不均一分布 而传统染色方法(右)无法检测到。/strong/span/pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="COLOR: rgb(0,112,192)"strongimg title="005.png" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/f2b4454c-a002-4612-a180-dace319e281e.jpg"//strong/span/pp style="TEXT-ALIGN: center"strongspan style="COLOR: rgb(0,112,192)"图5 质谱成像(左上)结果显示药物聚集于眼切片黑色素区。成像结果与染色结果叠加确定组织分层信息(右上)。药物在整个眼组织切片上的分布。(下)/span/strong/pp　　GSK应用该技术，成功发现了多起药物脱靶(off-target)的案例，极大减少了经济损失。另一个研发实例发生在研究某种肿瘤药物能否用于儿童的治疗(J. Am. Soc. Mass Spectrom. (2015) 26:887-898)的过程中：MALDI imaging结果发现，在较年幼的大鼠体内，该药物会导致肾脏内磷酸钙的沉淀。而研究表明，由于幼鼠发育不成熟，该药物不能像常规途径一样被肝脏完全代谢掉。在肾内的大量沉淀最终对肾组织造成了较严重的破坏。这项研究成果为研究儿科用药安全性提供了新的指导方向。/pp　　在药物组织分布的研究领域，一种常用的手段是定量全身放射自显影技术(quantitative whole-body autoradiography, QWBA)。这是一种基于标记的检测手段。由于成本高昂，只能检测最有潜质的有限数目的药物分子 此外，该方法无法区分药物分子本身与其代谢物。在此，质谱成像技术的优势进一步凸显出来：无需标记，一次数据采集可以获取成千上万的不同的分子空间分布信息 药物分子及其代谢物由于分子量的差异也可以完全区分开来。/pp　　更具有前景的是，质谱成像不仅能靶向的寻找药物及其代谢物的组织分布，还能发现，受药物作用的影响，生物体内内源的其它化合物发生的变化。这也是药物研发科学家孜孜以求的宝贵信息。/pp　　到目前为止，质谱成像可检测的化合物已经覆盖了小分子(如代谢物，神经递质等)，脂类，多肽，糖类，蛋白等，在神经科学，模式动物的研究，疾病的诊断等领域发挥了巨大作用。近年来，质谱成像技术又创新性的应用于植物组织、细胞以及微生物代谢物的原位检测等。/ppspan style="COLOR: rgb(0,112,192)"strong3、贵公司如何看待质谱成像仪器的技术及市场发展现状?目前有哪些问题亟待解决?/strong/span/pp　　对质谱成像的空间分辨率的要求越来越高，除了对仪器硬件提出了新的挑战以外，产生的数据量也急剧膨胀，急需新的信息学，统计分析软件来处理海量数据，以获取有价值的信息。布鲁克公司推出的scils lab软件，具备强大的计算能力，能够处理多个datasets的几百万张谱图 同时软件具有多种统计分析功能，例如主成分分析(PCA和PLSA)，聚类分析(segmentation)，寻找biomarker(ROC曲线)，建立统计模型区分未知样品(classification)等。利用该软件，研究阿尔茨海默症(AD)海马区脂类的变化，共6个正常人和6个AD患者的脑组织样品。计算ROC曲线找到多种差异的脂类信号。(图6，Mendis et al., Brain and Behavior 2016)。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="006.png" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/61f55090-d6b2-4a02-b522-d7a35fbf1720.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="COLOR: rgb(0,112,192)"strong图6 scils软件分析利用ROC曲线计算方法找到多个AD相关的潜在biomarker/strong/span/pp　　相比之下，国内的质谱成像研究开始的较晚一些，但是也处在了快速发展阶段。目前 的应用领域也覆盖了临床、方法学、植物、细胞等各个方面。以中科院化学所聂宗秀研究员为例。他开发的多种质谱成像新基质，有效解决了在组织背景下，耐盐性不佳，质谱信号差，基质背景峰多等多种问题，极大的提升了小分子代谢物的成像效率。聂宗秀研究员还开创性的利用碳纳米材料在低质量端的碳离子束信号作为指纹峰，间接的检测碳纳米材料在多种器官中的组织分布(图7)，为研究碳纳米材料作为小分子药物靶向作用的载体奠定了基础(Nat. Nanotech. 2015, 10, 176-182 )。该研究发表在权威期刊Nature Nanotechnology上，得到了学术界很高的评价，还入选该期刊10周年专刊。br//pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="007.png" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/72af1850-cf11-4e98-aa57-668565944461.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="COLOR: rgb(0,112,192)"strong图7 1)碳纳米材料在鼠不同组织中的分布；2)碳纳米管在脾组织中主要分布在免疫应答活跃的边缘区。/strong/span/ppspan style="COLOR: rgb(0,112,192)"strong4、质谱成像仪器需求情况如何?贵公司质谱成像仪器推广做了哪些工作?进一步发展计划如何?/strong/span/pp　　布鲁克也在不断的从技术和应用角度推进国内成像技术的发展。仅今年下半年，就先后于8月份在广东工业大学举办了质谱成像的workshop；在11月初，邀请了国内外质谱成像领域的专家，瑞典乌普萨拉大学质谱成像中心的负责人Per E. André n教授，中科院化学所的聂宗秀研究员，以及在Caprioli教授实验室工作过多年的布鲁克全球成像市场经理Shannon Connet博士，在中科院大连化物所以及中科院动物所，举办了质谱成像技术高端研讨告。会后的交流也非常踊跃。也激发了更多科研人员对质谱成像研究的兴趣。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="008.png" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/cadafa09-77b3-4da1-bd58-3ae5364410df.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="COLOR: rgb(0,112,192)"strong图8: 2017年布鲁克质谱成像研讨会 1)/strong/spanstrong style="COLOR: rgb(0,112,192)"中科院动物所/strongstrong style="COLOR: rgb(0,112,192)" 2)/strongstrong style="COLOR: rgb(0,112,192)"中科院大连化物所/strong/pp　　布鲁克公司对MALDI质谱成像技术的应用前景充满希望，相信创新性的质谱成像技术将会被愈来愈多的科学家和技术人员所了解和应用。我们愿为人类探索生命科学的奥秘提供独具特色的质谱成像技术，同时不断改进和完善MALDI成像整体解决方案。/ppbr//p