杂氮

【研究背景】在材料科学领域，氮掺杂的非晶碳（NAMC）是一种新型材料，其性能高低直接关系到碳基材料的电化学性能和催化活性。尽管传统的氮掺杂石墨烯因其优异的导电性和稳定性被广泛应用于能源存储和转换部件，然而，这类材料容易出现结构不稳定和氮原子分布不均等问题，从而严重制约了其实际应用。北京航空航天大学郭林、刘利民、Zhou Wu、国家纳米科学中心裘晓辉及清华大学谷林课题组携手合成了一种新的氮掺杂非晶碳材料，采用了受限聚合的方法，显著改善了材料的电导率和催化性能。研究人员通过在低温下进行聚合反应，并对合成过程进行了系统研究。数据显示，该NAMC在电化学测试中显示出显著提高的电导率。此外，在高温条件下，该NAMC表现出稳定的电化学性能，表明其具有优异的耐热性和化学稳定性。上述研究工作在Nature期刊上发表了题为“Nitrogen-doped amorphous monolayer carbon”的最新论文。NAMC的结构表征【表征解读】本文通过拉曼光谱、X射线衍射、X射线光电子能谱等多种表征手段，成功揭示了氮掺杂非晶碳（NAMC）的结构特性和化学状态。这些表征结果表明，NAMC在微观结构上展现出良好的图案化和氮的均匀分布，进一步阐明了氮原子与碳基材料性质之间的关系。针对氮掺杂现象，通过透射电子显微镜（TEM）和电子能量损失谱（EELS），深入探讨了其微观机理。这些分析显示，氮原子在碳基结构中起到了增强导电性和稳定性的作用，这一发现为优化碳纳米材料的性能提供了理论依据。结合原子分辨率成像和能谱分析，研究者得到了对氮的局部环境及其对材料性质影响的更深入理解。在此基础上，结合不同的表征手段如扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM），系统研究了NAMC及其相关二维单层材料的形貌和结构特性。这些结果显示，NAMC和其他二维材料如PTH和PCZ在合成和性能上具有可调性，进一步拓宽了氮掺杂碳材料的应用前景。总之，经过多种表征手段的深入分析，本文揭示了NAMC及其衍生材料的优异特性，并探索了氮掺杂在调节碳基材料性质中的关键作用。这些研究不仅推动了新型氮掺杂材料的制备，还为未来材料科学的进一步发展提供了新的思路和技术基础。。文献信息：Bai, X., Hu, P., Li, A. et al. Nitrogen-doped amorphous monolayer carbon. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07958-0

【研究背景】在材料科学领域，氮掺杂的非晶碳（NAMC）是一种新型材料，其性能高低直接关系到碳基材料的电化学性能和催化活性。尽管传统的氮掺杂石墨烯因其优异的导电性和稳定性被广泛应用于能源存储和转换部件，然而，这类材料容易出现结构不稳定和氮原子分布不均等问题，从而严重制约了其实际应用。北京航空航天大学郭林、刘利民、Zhou Wu、国家纳米科学中心裘晓辉及清华大学谷林课题组携手合成了一种新的氮掺杂非晶碳材料，采用了受限聚合的方法，显著改善了材料的电导率和催化性能。研究人员通过在低温下进行聚合反应，并对合成过程进行了系统研究。数据显示，该NAMC在电化学测试中显示出显著提高的电导率。此外，在高温条件下，该NAMC表现出稳定的电化学性能，表明其具有优异的耐热性和化学稳定性。上述研究工作在Nature期刊上发表了题为“Nitrogen-doped amorphous monolayer carbon”的最新论文。NAMC的结构表征【表征解读】本文通过拉曼光谱、X射线衍射、X射线光电子能谱等多种表征手段，成功揭示了氮掺杂非晶碳（NAMC）的结构特性和化学状态。这些表征结果表明，NAMC在微观结构上展现出良好的图案化和氮的均匀分布，进一步阐明了氮原子与碳基材料性质之间的关系。针对氮掺杂现象，通过透射电子显微镜（TEM）和电子能量损失谱（EELS），深入探讨了其微观机理。这些分析显示，氮原子在碳基结构中起到了增强导电性和稳定性的作用，这一发现为优化碳纳米材料的性能提供了理论依据。结合原子分辨率成像和能谱分析，研究者得到了对氮的局部环境及其对材料性质影响的更深入理解。在此基础上，结合不同的表征手段如扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM），系统研究了NAMC及其相关二维单层材料的形貌和结构特性。这些结果显示，NAMC和其他二维材料如PTH和PCZ在合成和性能上具有可调性，进一步拓宽了氮掺杂碳材料的应用前景。总之，经过多种表征手段的深入分析，本文揭示了NAMC及其衍生材料的优异特性，并探索了氮掺杂在调节碳基材料性质中的关键作用。这些研究不仅推动了新型氮掺杂材料的制备，还为未来材料科学的进一步发展提供了新的思路和技术基础。。文献信息：Bai, X., Hu, P., Li, A. et al. Nitrogen-doped amorphous monolayer carbon. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07958-0

随着激光技术的发展，非线性光学材料在光限幅、全光开关、光通信等领域展现出广阔的应用前景。其中，有机π-共轭材料因具有高的非线性光学系数、低的非线性响应阈值、易于结构调控的非线性光学性能等优势而备受关注。线性并苯类稠环是一类经典的有机π-共轭材料，被广泛应用于有机光电器件中。而该类材料随着共轭长度的增加，化学稳定性变差，极易被氧化或发生Diels-Alder反应。同时，随着共轭体系的增大，分子间聚集程度增强，溶解性及其合成难度提高，因而限制了这类材料的开发及应用。 　　近日，中国科学院理化技术研究所特种影像材料与技术研究中心副研究员孙继斌、湘潭大学教授陈华杰课题组、英国剑桥大学博士曾维轩等合作，采用酮胺缩合策略，构建了一类化学性能稳定、溶解性好的氮掺杂非交替纳米带分子(图1)，并将该类材料应用于非线性光学领域，揭示了氮掺杂非交替纳米带分子优异的反饱和吸收性能(图2)。其中，研究引入末端三蝶烯和侧基三异丙基硅乙炔，有效抑制了分子间的聚集，显著提升了材料的溶解性，是目前已报道的分子长度最长的可溶解氮杂非交替纳米带——含13元稠环分子。此外，多重五元环的植入有效阻断了线性并苯类稠环的全局芳香性，实现了基态与激发态兼具的局域芳香性，因而提高了π-共轭系统的稳定性，使得材料(NNNR-2)的三阶非线性吸收系数达到374cmGW–1，且在同等测试条件下，显著高于经典非线性光学材料C60(153cmGW–1)。 　　相关研究成果以N-Doped Nonalternant Nanoribbons with Excellent Nonlinear Optical Performance为题，发表在《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、湖南省教育基金会和玛丽居里研究计划的支持。图1. 氮杂非交替纳米带分子NNNR-1和NNNR-2的(a)化学结构和(b)理论结构模拟图2. 氮杂非交替纳米带分子NNNR-1和NNNR-2的非线性光学性能

近日，中国科学院兰州化学物理研究所手性分离与微纳分析课题组开发出一种多重限域的一步可控合成掺杂方法，制备出对稀土离子具有高分离选择性的氮掺杂纳孔石墨烯膜（专利申请号：CN 202010861481.0）。该研究在吸附了苯丙氨酸的氧化石墨烯膜的二维层间空间限域生长层状锌类水滑石，从而构建类水滑石/苯丙氨酸/氧化石墨烯三明治型复合材料。由于锌类水滑石层间夹层可作为密闭反应器，通过限域燃烧，可将苯丙氨酸中的氮原子掺杂到石墨烯晶格中。同时，形成的多孔锌类水滑石可作为模板，通过孔区域内限域燃烧在氧化石墨烯上蚀刻出孔径可控的纳米孔（图1）。　　科研人员将获得的氮掺杂纳孔石墨烯（图2）制备成膜用于稀土元素的分离，获得了良好的分离选择性，最高膜分离因子达到3.7。理论模拟表明，氮掺杂纳孔石墨烯中的吡咯氮原子，在稀土离子的选择性分离过程中起到主要作用。该制备方法简单高效、膜分离稳定性优异。该研究不仅为杂原子掺杂纳孔石墨烯材料的制备开辟了新途径，而且为实现稀土离子的高选择性膜分离提供了新思路，具有潜在的工业应用前景。相关研究成果发表在Cell Press旗下综合类子刊iScience上，博士生谭洪鑫为论文第一作者，研究员李湛和邱洪灯为论文共同通讯作者。　　此外，研究人员在自主研发的纳孔石墨烯/氧化锌纳米复合材料的基础上，利用固相合成策略，使均苯三甲酸与纳孔石墨烯表面的氧化锌纳米颗粒直接反应，原位绿色合成出纳孔石墨烯/MOF复合纳米材料，并发现该材料适合于水溶液中稀土离子的选择性固相吸附分离，该研究成果发表在Analytical Chemistry上。　　研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院和甘肃省人才计划项目的支持。 图1.多重限域策略可控合成氮掺杂纳孔石墨烯示意图 图2.氮掺杂纳孔石墨烯表征图

当地时间10月9日，瑞典皇家科学院揭晓了2024年诺贝尔化学奖的归属。美国华盛顿大学科学家戴维贝克因在“计算蛋白质设计”方面的贡献，荣获该奖项一半的奖金；另一半奖金则由谷歌“深度思维”公司创始人、英国科学家戴密斯哈萨比斯和该公司美国科学家约翰乔普共享，以表彰他们在“蛋白质结构预测”方面做出的成就。图片来源：诺贝尔奖委员会官网诺贝尔化学奖委员会主席海纳林克指出，今年的诺贝尔化学奖如同“双花并蒂”！他们一方面构建出全新蛋白质结构；另一方面则基于氨基酸序列实现蛋白质结构预测。这两项科学突破，携手开辟出巨大的可能性！全新蛋白质的奇妙构建2024年诺贝尔化学奖“花落”蛋白质，是因为蛋白质对生命至关重要。没有蛋白质，生命就不可能存在。蛋白质如同生命体内的“能工巧匠”，以其独特的化学能力，编织出生命的多样性与复杂性。它们掌控并驱动生命体内所有的化学反应，这些反应共同构筑了生命的宏伟蓝图。同时，蛋白质可谓“千面女郎”，扮演着激素、信号物质、抗体以及身体组织构建者等多种角色。蛋白质通常由20种不同的氨基酸组成，这些氨基酸如同组成生命的“积木”。2003年，贝克利用“积木”，成功创造出一种前所未有的新蛋白质，开启了构建全新蛋白质的大门。此后，贝克的研究小组不断发挥创意，创造出一系列富有想象力的蛋白质。这些蛋白质正在药物、疫苗、纳米材料和微型传感器等多个领域“大展拳脚”。精准预测蛋白质结构在蛋白质的世界里，氨基酸以长链的形式相连，折叠成复杂的三维结构，这些结构对蛋白质的功能至关重要。自20世纪70年代以来，科学家一直致力于根据氨基酸序列预测蛋白质结构，但这是一项极其艰巨的任务。因为有些氨基酸和其他氨基酸相互吸引、相互作用；有些氨基酸则具有疏水性。而且氨基酸链形成了复杂的形状，使精准确定蛋白质结构难上加难。使用“阿尔法折叠2”确定蛋白质结构。图片来源：诺贝尔奖委员会官网人工智能（AI）模型“阿尔法折叠2”的横空出世，为解决这一萦绕在科学家心头50年的难题带来转机！2020年，哈萨比斯和乔普研制出“阿尔法折叠2”。在该模型的帮助下，科学家们已经能够预测2亿多种蛋白质的结构。自问世以来，“阿尔法折叠2”已被来自190个国家和地区的200多万研究人员使用。这一模型的应用使研究人员能够更深入地研究抗生素的耐药性，并设计出能分解塑料的酶。科学家们现在能够预测蛋白质的结构，并设计全新的蛋白质，这是科学赐予人类最美好的礼物之一。为什么又是人工智能张梦然在2024年最后一个诺贝尔自然科学奖项公布后，人们最震惊的莫过于化学奖和物理学奖同时垂青AI领域的研究者。这是AI技术在多个科学领域中广泛应用和产生深远影响的证明。这种“跨界”的认可，表明AI已不仅仅是计算机科学的一个分支，而是成为推动科学研究和技术进步的重要工具，它为解决长期存在的科学问题提供了强有力的支持，并且已经在多个层面促进了科学的发展。诺奖既是对他们个人成就的认可，也是对整个AI辅助科学研究趋势的一个肯定。我们已看到AI黄金时代的一批科学家正熠熠生辉。这场景仿佛再现上世纪物理学黄金时代——从1900年到1925年，爱因斯坦、玻尔、薛定谔、海森堡、狄拉克、居里夫人等科学大师产出了大量的成果。我们期待，AI领域的创新能为人们开启一扇扇新世界的窗户；我们相信，这次的诺奖会激励更多年轻人关注AI及其在科学中的应用，从而诞生新一代的跨学科人才。

【科学背景】随着全球气候变化问题日益突显，碳捕集技术成为减缓气候变化的重要手段之一。因此，研究人员一直致力于寻找能够高效、低成本地分离CO2的技术，以减少温室气体排放并促进碳中和。传统的CO2分离技术通常依赖于热力学过程，如化学吸收和物理吸附，但这些方法往往需要大量的能源消耗，成本高昂。因此，开发基于膜的CO2分离技术成为一种备受关注的方向，因为这种技术不依赖于热能，有望降低捕集成本。传统的膜材料如聚合物薄膜和金属有机框架等已经显示出潜在的应用前景，但它们的CO2渗透率受到选择层厚度的限制，难以进一步提高。此外，实现高CO2/N2分离因子的挑战在于难以兼顾高选择性和高渗透率。因此，本研究针对这些问题提出了一种创新的解决方案。瑞士洛桑联邦理工学院Kuang-Jung Hsu，Kumar Varoon Agrawal等研究团队利用二维孔隙结构，通过控制孔边缘的异原子掺杂来增强CO2与孔的结合亲和力。他们选择了石墨烯作为研究对象，通过将吡啶氮引入孔边缘，促进了CO2与孔之间的竞争性吸附。这种方法提高了CO2的装载量，使得即使在稀薄的CO2气流中也能实现高CO2渗透率和高CO2/N2分离因子。此外，他们采用了可扩展的化学方法，成功制备了厘米级的高性能膜，为实际应用奠定了基础。【科学亮点】（1）在本研究中，首次利用氨在室温下处理氧化的单层石墨烯，成功地在孔边缘引入了吡啶氮。这一方法使得孔边缘的吡啶氮取代成为可能。（2）实验结果表明，吡啶氮的引入导致了CO2与孔之间的高度竞争性但定量可逆的结合，这与理论预测一致。通过高分辨率X射线光电子能谱（XPS）确认了吡啶氮的引入。同时，低温扫描隧道显微镜（LTSTM）观察到了CO2的吸附和解吸过程，验证了吡啶氮引发的高亲和力。（3）此外，实验还显示了即使在稀薄的CO2气流中，也能实现高装载量，进而实现了高CO2渗透率和高CO2/N2选择性。由于化学反应的可扩展性，实验在厘米级膜上展示了高性能。【科学图文】图1：在吡啶-N-取代的石墨烯上，吸附CO2。图2. 在吡啶-N-取代的石墨烯上，吸收CO2。图3. 在吡啶-N-取代的石墨烯上，定量可逆的CO2吸附。图4：过能量色散光谱（EDS）和拉曼光谱确认吡啶氮取代石墨烯中的氮官能团。图5：吡啶氮取代石墨烯的CO2吸附和气体传输特性。图6: 竞争性CO2吸附，吡啶-N-取代石墨烯具有极好的碳捕获性能。【科学结论】这项研究为开发高效的碳捕集技术提供了科学价值。通过在石墨烯孔边缘引入功能异原子，特别是吡啶N，作者成功地改善了CO2在孔中的吸附性能，从而实现了高渗透率和高选择性的分离效果。这一发现不仅为膜科学提供了新的思路和方法，还将激发分子模拟和实验来进一步探索竞争性吸附的机制，为膜技术的进一步发展提供了重要的指导。此外，研究中采用的化学反应是基于气态反应物的，这使得相关技术具有了高度可扩展性，并且可适用于大面积样品的制备。因此，这项研究的成果不仅将对膜领域有所贡献，还将为其他领域，如高性能吸附剂、传感器和催化剂的开发提供有价值的参考。原文详情：Hsu, KJ., Li, S., Micari, M. et al. Graphene membranes with pyridinic nitrogen at pore edges for high-performance CO2 capture. Nat Energy (2024). https://doi.org/10.1038/s41560-024-01556-0

落户于怀柔科学城的中科合成油技术股份有限公司联合北京大学、中科院，共同攻克了乙烯聚合可视化的难题，首次以分子电影形式展示了表面乙烯聚合的反应过程，让这一微观反应原理具有了“眼见为实”的证据支撑。该成果于近日登上了全球顶级学术期刊《科学》杂志。当下，乙烯聚合反应用于生产聚乙烯塑料，其每年产量超过一亿吨，是全球产量最大的塑料制品原料，被广泛应用于制造薄膜、容器、纤维和管材等生活用品，但其在催化剂作用下的微观反应过程一直没有被影像捕捉到，也因此，其反应机制一直存在着学术争议。“如果能将乙烯聚合的反应过程用分子电影记录下来，那么对于解释其如何实现分子链引发将有了‘眼见为实’的证据。”中科合成油公司总经理李永旺介绍。为何这么多年始终无法用视频捕捉表面乙烯聚合的微观反应过程？李永旺告诉记者，这是由于当下的聚合反应很多催化剂的成份较为复杂，很难拍下单纯的分子链引发机制。如何找到一个成份相对单一的催化剂来进行乙烯聚合反应拍摄？中科合成油表面科学实验室周雄研究员等人敏锐地发现，有一个现成的拍摄对象。那就是利用公司目前主营业务中的费托合成技术。通过这一技术，公司实现了将液态煤转化成合成油。“费托合成也可视为聚合体系，费托合成催化剂碳化铁极有可能也能活化乙烯聚合，因而解决了乙烯聚合体系模型化的困难。”周雄表示。有了“演员”，实验室找到北京大学吴凯教授团队来做“摄影师”，利用超高空间分辨的单分子表征技术，从而得以在微观尺度上直观观察到这一经典聚合反应。研究团队综合多种实验手段和理论计算，确定了在没有引发剂存在时碳化铁表面的乙烯聚合机理。3月11日，这一成果以《表面乙烯聚合乙烯插入机制的可视化》为题发表在世界学术顶刊《科学》杂志，杂志还将其列为当期置顶论文。德国慕尼黑大学Joost Wintterlin教授撰写专文评论，认为该工作“不仅会引发学术兴趣，还可以对工业应用产生重要影响，相关过程决定了合成聚合物的物理性质和质量”。值得一提的是，该成果也是少有的以企业为第一完成单位的顶刊论文，体现了怀柔科学城鼓励产学研合作的理念。

全球活性氮增加引起的氮循环失衡使硝酸盐成为水中最普遍的污染物之一。硝酸盐污染威胁着生态安全和人类健康。通过硝酸盐还原方式合成氨，不仅有助于水中硝态氮污染物的去除，而且有助于缓解社会对氨能源的需求，减少污染，降低能耗。电化学反应过程对条件要求适中，易于运行并且高效，可将硝酸盐直接转化为氨。但通常，在硝酸盐的电化学还原过程中，在纳米及更大尺寸电极的活性位点上易于发生氮-氮偶联反应生成氮气，制约氨的高效生成。因此，开发具有高活性、低成本和高选择性优势的电极材料是该领域研究的核心之一。李淼团队针对钴（Co）金属电极活性差、易钝化导致难以实用的瓶颈，通过缺陷碳的稳定固化作用，开发了一种磷（P）掺杂的单原子钴催化剂材料（如图1所示），可有效避免偶联反应发生，使最终产物具有更高的氨选择性和还原活性。这种磷掺杂单原子钴催化剂具有更高的硝酸盐还原去除性能，以其作为催化剂的最高氨生成法拉第效率为92.0%、最高氨产率为433.3μgNH4+h−1cm−2。图1 单原子催化剂结构形貌分析结果研究团队采用自然界极少的15NO3−作为氮源，以同位素标记法进一步证明了氨生成的唯一氮来源为硝酸盐。利用1H核磁共振（NMR）仪对产生的氨进行检测，14NH4+和15NH4+的核磁谱图分别具有典型的三峰和双峰结构。研究采用多种实验分析手段对载体结构进行了分析。结果表明，磷的掺杂进一步提高了碳氮载体的缺陷程度，提供了更多的固定位点负载单原子钴，并且缺陷位点会对相邻金属钴活性位点的电子结构和性能产生影响，提高了电极导电性。图2 电极性能结果研究团队根据密度泛函理论计算，创新强化污染物净化的单原子尺度结构调控理论与方法，从分子水平上对硝酸根在模型单原子钴催化剂活性位点的转化反应机理进行了探究，分析反应路径和能量变化。结果表明，硝酸根在单原子位点上逐步发生脱氧加氢的基元反应，N*物种可以在外部提供能量时进一步偶联形成氮气，也可以自发与氢逐步反应形成铵盐。磷掺杂后形成的缺陷位点可以促进临近CoP1N3位点对硝酸盐的催化转化，硝酸盐还原过程发生8电子数转移生成铵盐。此外，研究还发现，金属活性位点临近的缺陷结构有助于进一步提高单原子催化剂活性，在理论上为设计高活性位点的催化剂提供指导并揭示硝酸反应转化和产物分布规律。图3 反应机理示意图该研究成果于7月12日以《高法拉第效率钴单原子催化剂显著促进氨生成》（Boosted ammonium production by single cobalt atom catalysts with high Faradic efficiencies）为题在线发表在《美国科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America）上。论文第一作者为清华大学环境学院博士后李佳澄，论文通讯作者为清华大学环境学院李淼副教授，环境学院刘翔教授等人对实验提供了重要指导和帮助。研究项目得到国家自然科学基金面上项目和重点研发计划的资助。

创新进展近日，南京中医药大学单进军、谢彤团队在Analytica Chimica Acta（分析化学一区，IF: 6.558）正式发表了题为In-silico-library-based method enables rapid and comprehensive annotation of cardiolipins and cardiolipin oxidation products using high resolution tandem mass spectrometer的研究性论文。该文章基于Orbitrap高分辨质谱平台，创新性的通过计算机模拟方式，建立了心磷脂及其氧化产物的质谱谱库。凭借高分辨质谱平台的超高分辨率、亚ppm级质量精度，及Stepped NCE 高能碎裂模式（HCD）获得的丰富二级碎片信息，使得该方法获得模拟谱图与真实检测样本的谱图匹配一致性高。该创新分析方法的建立，对于解决以心磷脂及其氧化物为代表的、具有结构多样性及低丰度分析挑战的代谢物/脂质，进而研究其在疾病发生发展过程中的生物学效应，都有着广泛而深远的参考与借鉴价值，为探索全新的疾病生物标志物带来可能！（点击查看大图）文章赏析心磷脂（CL）是含有3-4个脂肪酰基侧链的独特磷脂。在真核生物中，它主要分布在线粒体内膜，占线粒体内膜磷脂总量的10-25%。心磷脂独特的锥状结构能稳定线粒体膜结构，参与维持线粒体正常的嵴形态。大量文献报道心磷脂参与细胞色素c、电子呼吸链蛋白的正常功能。异常的心磷脂含量、结构和心磷脂氧化会促使细胞凋亡并触发免疫炎症反应。在非靶向脂质组学研究中，发现并快速注释心磷脂及其氧化产物有助于探索心磷脂代谢在疾病发生发展过程中的生物学效应。然而，由于心磷脂及其氧化物的结构多样性及低丰度特征，给其分析鉴定带来极大的挑战。为了解决这一问题，团队在色谱和质谱条件优化的基础上，基于计算机模拟方法建立了心磷脂及其氧化产物的质谱谱库。谱库中涵盖了31578个单溶血心磷脂、52160个心磷脂以及42180个氧化型心磷脂的质谱谱图（谱图数据基于Q-Exactive-MS/MS质谱方法裂解模拟）。该模拟谱库具有较好的兼容性，且谱库中的模拟谱图与真实检测样本的谱图匹配度好，匹配度得分值高，并成功地运用于线粒体非靶向心磷脂表征以及人工氧化心磷脂的研究中。（点击查看大图）该研究列出了样品与模拟谱库的匹配结果，并附上了谱图相似性评分（所有模拟谱库的二级碎片和丰度均来源于标准品模拟）。在优化的色谱条件下，模拟谱库涵盖了三个常规前体离子[M-2H]2-、[M-H]-和[M+NH4]+的二级谱图，扩充了质谱谱库中心磷脂特异性谱图的数量。三种前体离子的模拟谱库谱图相似性评分较高，均表现出较好的匹配度，体现了该方法的优势。（点击查看大图）运用此方法，该研究对心、肝、脾、肺、肾、大脑、小脑、回肠、结肠、十二指肠以及Hep2、A549两种细胞系中的心磷脂进行了定性定量分析。为了评估匹配结果、验证该数据库的可靠性，对不同谱图相似性得分段的谱图数进行统计，结果显示谱图得分值均较高。在10种动物组织线粒体和细胞系样品中，一共鉴定出392种心磷脂。通过新建的计算机模拟心磷脂谱库，能够很好的区分样本中单溶血心磷脂和心磷脂，实现对复杂生物样本中心磷脂的准确测量。（点击查看大图）该研究还建立了心磷脂氧化产物的模拟谱库，并成功对小鼠心脏和肝脏线粒体中的氧化型心磷脂进行了归属。比较了两种人工氧化方式氧化产物的偏好，发现Fenton反应易于生成+O或者+2O的氧化产物，而过氧化叔丁醇的氧化反应倾向于产生+3O或者+4O的氧化产物。通过对氧化碎片个数的统计，发现占比最多的氧化碎片是C18-OH和C18-OOH，提示含有十八个碳的脂肪酰基更易被氧化。有趣的是，在过氧化叔丁醇的反应中，肝脏线粒体中的心磷脂似乎表现出更高的氧化产率，虽然没有进一步的验证，但是推测这种氧化效率的差异可能源于肝脏和心脏不同的代谢能力。团队介绍单进军，博士，教授南京中医药大学中医儿科学研究所副所长，江苏省儿童呼吸疾病（中医药）重点实验室副主任，南京中医药大学——UC Davis医学代谢组学联合实验室中方负责人。江苏省“333高层次人才培养工程”中青年学术技术带头人，江苏省“六大人才高峰”高层次人才选拔培养对象，NIH West Coast Metabolomics Center访问学者。研究方向：代谢组学与中医药；复杂疾病代谢调控机理及中药防治作用。先后主持国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、江苏省“333”工程科研项目和江苏省高校自然科学研究重大项目等课题；以第yi或（共同）通讯作者在Gut Microbes，Pharmacol Res，Anal Chim Acta，Phytomedicine和药学学报等国内外期刊发表学术论文60余篇；获国家发明专利3项；获教育部科学技术进步二等奖、世界中联中医药国际贡献奖-科技进步二等奖和江苏中医药科学技术奖一、二等奖。现为世界中联儿童医药健康产品产业分会常务理事兼副秘书长、世界中联儿科专业委员会常务理事、中华中医药学会中药实验药理分会青年委员, 中国中医药信息研究会儿科分会理事、中国研究型医院学会儿科学专业委员会青年委员，《世界科学技术-中医药现代化》杂志中青年编委。谢彤，博士，副教授研究方向：运用代谢组学/脂质组学技术研究（1）呼吸疾病发病机制及中药干预作用；（2）中药复杂组分的体内外物质基础研究；（3）药物安全性。如需合作转载本文，请文末留言。

4月20日，《色谱》杂志编委会2019年工作会议在上海成功召开，会议由主编张玉奎院士主持，来自全国各地的32位编委和19位青年编委出席会议。 本次编委会上正式成立青年编辑委员会，并针对青年编委会提出新一年的工作计划。主编张玉奎院士和副主编江桂斌院士为首批青年编委颁发了聘书。我司技术总监唐涛博士当选首批青年编委。唐涛博士毕业后一直在大连依利特分析仪器有限公司就职，主要从事液相色谱仪器的研制、色谱分析方法的建立、色谱填料基质的研究开发工作，参加了多项国家、省、市的科技研发项目；负责研制的色谱产品，销售额上千万，并多次获得行业内各种奖项；参与多项国家、企业标准起草工作；在国内外刊物上发表论文数十篇，参加撰写专著二部。 会议上，《色谱》编辑部主任侯春彦还回顾了期刊第六届编委会在过去4年聘期中所做的工作，介绍了新一届即第七届编委会。左一张玉奎院士，右一江桂斌院士，右五唐涛博士

微波消解系统助力药品质量控制由于药品中的元素杂质不仅构成患者的毒理学风险，而且可能影响药物产品的质量和功效。因此，元素杂质分析在药物开发和质量控制中起着重要作用。与药品质量控制相关的法规有哪些？ 国际人用药品注册技术协调会（ICH） 在ICH 指导手册中 Q3D生效以前，重金属分析采用的是硫化物沉淀法，是根据 USP, Ph.Eur.2.4.8 规定中的限制测试。这项超过100 年的旧版操作规程是不明确的，而且不能确定具体的量化结果。终于经过这么久的发展后，在相关的法律法规中，过时的湿法化学分析已逐步被现代仪器分析取代。由于 ICP-OES 和 ICP-MS 的使用，随之相关的样品前处理技术，例如微波辅助消解，目前已成为定量元素分析的主流前处理方式。自 2014 年 12 月起，ICH 指导手册中 Q3D 步骤 4 生效，并且市场中的所有产品都必须遵循遵循该步骤（从 2018 年 1 月开始，新的提案已提交并且已获批准）。指导手册中根据元素杂质的毒性和它们在药物中产生毒性的可能性，将其分为四类 – 1, 2A, 2B 和 3，并且详细说明了元素的种类，剂型（口服，注射以及吸入）以及允许日常接触量（PDE）。值得注意的是，等级1中的Cd、Pb、As、Hg 和等级2中的Co、V、Ni 是人体致毒物，所含 PDE 较低。对于这些元素，即使这些金属没有人为添加，也必须进行风险分析，以防超过其 PDE。根据评估结果，定义一个合理的控制策略，从没有任何分析到定期研究，再到最终成品的理性测试。 美国药典-USP2015年12月，USP 232章节中元素杂质—限制和233章节元素杂质—规程正式生效，并在 2018年1月，取代了所有对旧版USP的引用。232章节中所规定的限制完全符合ICH Q3D的要求。对于膳食补充剂而言，USP章节从2013年8月开始正式生效，它参考了 USP关于全元素污染物的分析规程，自 2018 年1月起开始执行。欧洲药典-Ph.Eur.欧洲药典委员会决定重新逐字修订Ph. Eur. chapter5.20中的ICH Q3D指导方针，自 2018年1月开始，欧盟市场上的所有现有产品都需考虑此问题。2020版中国药典2020版中国药典，9102药品杂质分析指导原则，无机杂质参照ICH Q3D进行研究，并确定检查项目。为什么以上法规都对元素杂质含量进行了限定？元素杂质可能会存在于原料药、辅料、制剂中的催化剂或环境污染物中。这些杂质可能是自然生成的，也可能是人为加入或不可逆引入的（例如与生产设备的相互反应）。当我们知道元素杂质有产生的可能性时，就必须保证杂质符合指定的限度。要注意的是，砷、镉、铅和汞在自然中普遍存在，所以我们在采用基于风险的控制策略时必须包括对这四种元素的考虑。不论采用何种方式，由于元素杂质并不给患者提供任何治疗益处，在药品中的水平应被控制在可接受限度以内。 微波消解技术成为元素杂质定量的技术 由于2020版中国药典、美国药典（USP 和），欧洲药典（Ph。Eur。5.20）和国际协调会议（ICH Q3D）的新规定，使用ICP—OES或ICP—MS与可靠的样品制备技术（例如基于加压消解腔(PDC)的超级微波消解仪）已成为元素杂质定量的技术。例如易挥发元素铂元素Os，已知Os在某些活性药物成分（API）的生产链中被用作催化剂。样品基质的消化主要是通过氧化无机酸（例如HNO3）来完成的，这将在确定Os痕迹时引起问题。原因是在这种条件下，Os元素形成了不同种类的挥发性氧化物，导致了Os的失控。四氧化锇不仅具有高度挥发性，还可通过吸入、食入和皮肤接触从而产生剧毒。 安东帕Multiwave 7000可一次性消解所有类型的样品。针对不同元素的特性，您可以根据待测的元素选择压力密封样品管或密闭石英管，同时也可以根据所需样品的处理量、样品量、样品体积和反应混合物等进行支架选择。如上图所示，不仅可选择石英管用来应对Os元素易挥发的状况，同时使用压力样品密封管对其他样品进行消解。满足所有药典，完美助力药品质量控制！

近年来，随着人们对医疗健康行业需求的不断增长，生物制药行业也在随之蓬勃发展。近两年的新冠疫情quan球大流行，在改变人们日常生活的同时更是催生了生物制药行业对于先进分析技术的需求。蛋白质分离、纯化和分析是生物zhi疗药物开发中的关键组成部分，但该过程可能复杂且极具挑战性。而全柱成像等电毛细管电泳（whole column imaged capillary isoelectric focusing, WC-iCIEF）技术，可以根据蛋白质的等电点（isoelectric point, pI）差异将其分离，在此基础上，将iCIEF与高分辨质谱联用，可以借助质谱的高灵敏度、高分辨率和高质量精度使各种蛋白质变异体的鉴定更容易、更准确。从2021年6月开始，我们与蛋白质成像技术专家 Advanced Electrophoresis Solutions Ltd (AES)宣布达成协议，将蛋白质分离技术与质谱相结合，通过简化表征来推进zhi疗性蛋白质药物的开发。 到目前为止，通过将iCIEF技术与高分辨质谱联合使用，我们已经对单抗、ADC和融合蛋白等多种产品进行了各种层面的表征。下图1~3展示了iCIEF技术对单抗\ADC\融合蛋白的分离结果，可见对于不同种类的重组生物zhi疗性产品，均可根据pI差异将其电荷变异体进行分离，且系统具有优异的稳定性与重现性。图1 iCIEF-UV分析帕博利珠单抗电荷变异体，8针平行进样（点击查看大图）图2 iCIEF-UV分析恩美曲妥珠电荷变异体，3针平行进样图3 iCIEF-UV分析依那西普电荷变异体，3针平行进样我们使用的CEInfinite iCIEF平台（AES）除了高质量的iCIEF-UV功能外，还可以与高分辨质谱直接在线串联，直接测定电荷变异体的分子量，无需额外转换接口。下图4展示了我们使用iCIEF-MS直连技术分析帕博利珠单抗的结果，可见即使是pI仅差0.02的碱峰B1和主峰，也可以在iCIEF上得到基线分离，随后的高分辨质谱分子量测定结果显示该碱峰与主峰相比，主要差异是其中一条重链的N端未发生焦谷氨酸环化。另外观察原始质谱谱图不难发现，得益于Orbitrap高分辨质谱的灵敏度，即使是强度比主峰低2~3个数量级的碱峰B3，仍可得到糖型分布清晰的谱图。图4 iCIEF-MS在线直联分析帕博利珠电荷变异体。上，iCIEF-UV分离图谱。中，碱峰B1与主峰解卷积结果镜像图对此。下，主峰与所有碱峰原始质谱图对比。（点击查看大图） 与市面上其他供应商相比，AES的CEInfinite iCIEF平台具有一个独特优势：可以实现全自动的馏分收集。我们选择了帕博利珠单抗，对其电荷变异体的每个峰离线收集后进行酶解，随后上样至高分辨液质联用平台进行肽图分析。图5展示了酸/碱峰中各种CQA含量的变化，可见轻重链末端、重链糖型和侧链常见PTM的变化趋势。另外通过表1中分离之前/之后特定CQA含量对比可以很明显的发现，经iCIEF分离后，酸/碱峰中特定修饰的比率有明显zhen高，可见基于pI差异，将生物zhi疗性产品的电荷变异体进行分离后，接下来采用肽图进行深入表征的分析策略，能够帮助研究人员将导致电荷异质性的修饰精确定位到氨基酸位点的层面。

公司排名跃升至第5位 2015年4月20日， Sigma-Aldrich公司（纳斯达克股票代码：SIAL）宣布荣登《企业责任杂志》（Corporate Responsibility (CR) Magazine）“最佳企业公民100强”榜单，该排行榜旨在公布并表彰企业在社会责任领域的卓越表现。Sigma-Aldrich已四次入选该榜单，此次更是以第五名的成绩跻身榜单Top 5。“我们对于在企业责任方面的努力付出能够再次得到认可感到荣幸之至，对公司的最新排名非常满意，”公司总裁兼CEO Rakesh Sachdev评价道，“我们全球9,000多名员工始终将可持续发展放在工作的首位。对于公司所取得的长足进步及其对周围世界所产生的积极影响，我倍感自豪。”此次第16届“最佳企业公民100强”榜单根据300多项公开披露的数据以及业绩指标进行评定，包括七大类公共信息：环境、气候变迁、劳工关系、人权、公司治理、财务、慈善和社区服务。该榜单根据Russell 1000指数进行公司排名，并由企业社会责任长协会 (CROA) 下属的分级和排名委员会确定评选方法。完整企业榜单见：www.thecro.com。Sigma-Aldrich公司位列第五，名次较2014年上升23位。“我们将通过充分调动员工的积极性，持续改进工作来不断发挥公司在可持续发展和社会责任领域的领导性作用，”Sigma-Aldrich 企业公民经理Jeffrey Whitford表示，“我们在内部的长足进步是一个良好的开端，而通过使用绿色化学技术帮助超过140万客户降低其研发对环境的影响，这则将带来真正意义深远的影响。” 关于Sigma-Aldrich：Sigma-Aldrich是世界领先的生命科学与高科技公司，专注于提高人类的健康与安全。Sigma-Aldrich生产销售250,000多种化学品、生物化学品和其他必需产品，服务全球超过140万来自科研和应用实验室、工业和商业市场的客户。Sigma-Aldrich公司有三个不同的业务部门研究，应用和SAFC商业，致力于让科学提高生活质量。Sigma-Aldrich在37个国家设有营运机构，雇员超过9,000名，2014销售额达到27.9亿美元。 关于Sigma-Aldrich更多信息，请访问：http://www.sigmaaldrich.com 。Sigma-Aldrich是Sigma-Aldrich Co. LLC.在美国和其它国家的注册商标。

安捷伦科技推出的全新自动化蛋白样品前处理解决方案可提高复杂工作流程的精密度和通量 2014 年 6 月 17 日，北京 — 安捷伦科技公司（纽约证交所：A) 今日宣布推出两种自动化蛋白样品前处理解决方案：AssayMAP 磷酸化肽富集解决方案和 Affinity 纯化工作流程解决方案。它们是安捷伦整套产品系列的一部分，可帮助客户优化最具挑战性的蛋白样品前处理工作流程。 传统的样品前处理方法在手动操作时间和重现性方面往往表现出难以维持和不稳定等不足。相反，AssayMAP 磷酸化肽富集解决方案为质谱分析提供高重现性且自动化的磷酸化肽富集。利用 Affinity 纯化工作流程可直接纯化目标抗体或通过固定化抗体进行纯化，以捕获其抗原。 安捷伦生命科学解决方案分部的副总裁兼总经理 Yvonne Linney 说道：“安捷伦正在全面改善基于液质联用系统的蛋白质分析，包括样品前处理、分离和分析型质谱。我们将仪器研发工作与 AssayMAP 样品前处理解决方案相结合，提供从样品到分析的更完善的端到端工作流程解决方案。AssayMAP 是一种平台技术，能够帮助分析科学家最大程度提高工作效率，以此取得更大的成功。” AssayMAP 平台采用当代先进的方法来克服样品前处理所面临的挑战。此款简便易用的解决方案包含由软件进行直观操作的经过验证的自动化方案（AssayMAP Bravo 液体处理仪器），以及一套经优化适用于蛋白分析工作流程的 AssayMAP 小柱。可结合各项应用执行功能强大的一体化工作流程。AssayMAP 帮助客户充分利用这种分析方法的优势对多肽进行可靠的鉴定，从而使完成大型质谱分析项目成为可能。 要了解更多信息，请访问 Agilent AssayMAP 多肽样品前处理网站。 关于安捷伦科技公司 安捷伦科技公司（纽约证交所：A) 是全球领先的测试测量公司，同时也是化学分析、生命科学、诊断、电子和通信领域的技术领导者。公司拥有 20600 名员工，遍及全球 100 多个国家，为客户提供卓越服务。在 2013 财年，安捷伦的净收入达到 68 亿美元。要了解安捷伦科技的信息，请访问：www.agilent.com.cn。 2013 年 9 月 19 日，安捷伦宣布将通过对旗下电子测量公司进行免税剥离，分拆为两家上市公司的计划。分拆后的电子测量公司命名为是德科技 (Keysight Technologies, Inc.)，此次分拆预计将于 2014 年 11 月初完成。 编者注：更多有关安捷伦科技公司的技术、企业社会责任和行政新闻，请访问安捷伦新闻网站：www.agilent.com.cn/go/news。

近年来，随着人们对医疗健康行业需求的不断增长，生物制药行业也在随之蓬勃发展。近两年的新冠疫情全球大流行，在改变人们日常生活的同时更是催生了生物制药行业对于先进分析技术的需求。蛋白质分离、纯化和分析是生物治疗药物开发中的关键组成部分，但该过程可能复杂且极具挑战性。而全柱成像等电毛细管电泳（whole column imaged capillary isoelectric focusing, WC-iCIEF）技术，可以根据蛋白质的等电点（isoelectric point, pI）差异将其分离，在此基础上，将iCIEF与高分辨质谱联用，可以借助质谱的高灵敏度、高分辨率和高质量精度使各种蛋白质变异体的鉴定更容易、更准确。从2021年6月开始，我们与蛋白质成像技术专家 Advanced Electrophoresis Solutions Ltd (AES)宣布达成协议，将蛋白质分离技术与质谱相结合，通过简化表征来推进治疗性蛋白质药物的开发。到目前为止，通过将iCIEF技术与高分辨质谱联合使用，我们已经对单抗、ADC和融合蛋白等多种产品进行了各种层面的表征。下图1~3展示了iCIEF技术对单抗\ADC\融合蛋白的分离结果，可见对于不同种类的重组生物治疗性产品，均可根据pI差异将其电荷变异体进行分离，且系统具有优异的稳定性与重现性。图1 iCIEF-UV分析帕博利珠单抗电荷变异体，8针平行进样（点击查看大图）图2 iCIEF-UV分析恩美曲妥珠电荷变异体，3针平行进样（点击查看大图）图3 iCIEF-UV分析依那西普电荷变异体，3针平行进样（点击查看大图）滑动查看更多我们使用的CEInfinite iCIEF平台（AES）除了高质量的iCIEF-UV功能外，还可以与高分辨质谱直接在线串联，直接测定电荷变异体的分子量，无需额外转换接口。下图4展示了我们使用iCIEF-MS直连技术分析帕博利珠单抗的结果，可见即使是pI仅差0.02的碱峰B1和主峰，也可以在iCIEF上得到基线分离，随后的高分辨质谱分子量测定结果显示该碱峰与主峰相比，主要差异是其中一条重链的N端未发生焦谷氨酸环化。另外观察原始质谱谱图不难发现，得益于Orbitrap高分辨质谱的灵敏度，即使是强度比主峰低2~3个数量级的碱峰B3，仍可得到糖型分布清晰的谱图。图4 iCIEF-MS在线直联分析帕博利珠电荷变异体。上，iCIEF-UV分离图谱。中，碱峰B1与主峰解卷积结果镜像图对此。下，主峰与所有碱峰原始质谱图对比。（点击查看大图）与市面上其他供应商相比，AES的CEInfinite iCIEF平台具有一个独特优势：可以实现全自动的馏分收集。我们选择了帕博利珠单抗，对其电荷变异体的每个峰离线收集后进行酶解，随后上样至高分辨液质联用平台进行肽图分析。图5展示了酸/碱峰中各种CQA含量的变化，可见轻重链末端、重链糖型和侧链常见PTM的变化趋势。另外通过表1中分离之前/之后特定CQA含量对比可以很明显的发现，经iCIEF分离后，酸/碱峰中特定修饰的比率有明显增高，可见基于pI差异，将生物治疗性产品的电荷变异体进行分离后，接下来采用肽图进行深入表征的分析策略，能够帮助研究人员将导致电荷异质性的修饰精确定位到氨基酸位点的层面。图5 iCIEF-MS离线收集馏分，酶解肽图分析酸/碱峰中各种CQA含量的变化。上，末端修饰变化。中，重链糖基化修饰变化。下，侧链修饰变化（点击查看大图）表1 iCIEF分离前/后特定CQA含量变化情况对比（点击查看大图）这部分工作已经在2021年的美国质谱年会上发表，有兴趣的读者扫描一下二维码下载原文：在精zhun医疗概念兴起的推动下，对生物治疗性产品表征的需求不断增长，将高分辨质谱与基于电荷异质性的iCIEF蛋白质分离技术相结合，将支持我们的客户实现更精确的分析，在持续开发生物治疗性产品的进程中发挥重要作用。如需合作转载本文，请文末留言

导读2021年欧洲药品质量管理局（EDQM）发布：四氮唑环的沙坦活性物质中存在致突变性叠氮杂质的风险，并根据ICH M7的要求对数据进行审核，确保叠氮杂质的水平低于毒理学关注阈值（TTC）。其后某国际医药公司因叠氮杂质而被召回多批厄贝沙坦药物。沙坦中叠氮类杂质，是继亚硝胺类杂质后又一类需重点关注的基因毒性杂质。 叠氮杂质的由来叠氮化合物是医药行业中常见的化工原料，通常作为起始物料、反应试剂或中间体存在于药物合成过程中，在厄贝沙坦的合成中，通常需要使用三丁基叠氮化锡或叠氮化钠以形成药物结构中的四唑环，如厄贝沙坦原料药中的4’-(叠氮甲基)[1,1-联苯]-2-氰基（AZBC）、5-[4’-(叠氮甲基)[1,1-联苯]-2-基]-2H-四氮唑（MB-X），见下图。 分析方案l 两种叠氮化合物分析采用岛津超高速LC-MS/MS技术，可分别建立快速、稳定、高灵敏度的叠氮化合物AZBC、MB-X的分析方法。 超高效液相色谱-质谱联用仪 AZBC和MB-X的线性范围分别为0.25ng/mL-25 ng/mL和1 ng/mL-75 ng/mL，且线性回归系数R20.999，各标准点校准误差均在±5%以内。 空白厄贝沙坦样品分别加入低、中、高三种不同浓度的标准溶液，AZBC的回收率在95.97%~100.55%之间，MB-X的回收率在103.53%~111.82%之间。 AZBC和MB-X加标回收率 l 岛津遗传毒性杂质解决方案近年来，随着药物杂质分析研究的不断深入，新遗传毒性杂质不断发现，已上市药品中因痕量遗传毒性杂质残留而发生大范围的召回事故，如N-亚硝胺类、磺酸酯类等基因毒性杂质给制药企业带来巨大经济损失。岛津紧跟法规动态，在相关遗传毒性杂质分析检测方面积累了丰富的经验，目前已发布多份关于遗传毒性杂质的解决方案，具体内容可关注“岛津应用云”—方案下载—应用文集，敬请下载。 结语在化学药物研发和生产过程中，杂质分析一直是重要而关键的检测领域，岛津一直积极响应和应对行业最新动态，积极参与新化合物、新药物杂质、新法规指南等分析方法的开发和研究，及时为客户提供完整、准确的应对解决方案，助力客户掌握行业最新的检测技术。 撰稿人：孟海涛 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

近日，上海交通大学公布其复杂体系四维高时空分辨探测装置中标公告，日本电子株式会社以2929.9544000（万元）的价格中标。以下为中标详情：上海交通大学复杂体系四维高时空分辨探测装置国际公开中标公告一、项目编号：1639-204122190480（招标文件编号：1639-204122190480）二、项目名称：上海交通大学复杂体系四维高时空分辨探测装置三、中标（成交）信息供应商名称：日本电子株式会社供应商地址：196-8558 东京都昭岛市武藏野3丁目1番2号中标（成交）金额：2929.9544000（万元）四、主要标的信息序号供应商名称货物名称货物品牌货物型号货物数量货物单价(元)1日本电子株式会社复杂体系四维高时空分辨探测装置；电影模式；原位样品杆日本电子；美国IDES 荷兰DensJEM-2100PLUS 定制；定制1套；1套；1套USD2491000；USD1600000；USD429000

中新社长沙6月25日电 (记者 邓霞)经科技部批准成立的中国首个杂交水稻国家重点实验室，25日在湖南长沙挂牌。这个集合国内杂交水稻最强科研力量的专业机构将致力于实现超级杂交水稻亩产1000公斤的目标。 　　由湖南杂交水稻研究中心、武汉大学共同组建的杂交水稻国家重点实验室，将围绕杂交水稻持续增产这一核心目标，启动杂交水稻种子创新与基因挖掘、杂交水稻繁育、杂交水稻超高产等6大基础理论和应用技术研究，为中国水稻持续增产和粮食安全提供技术支撑。“杂交水稻之父”袁隆平院士担任该实验室的学术委员会主任。 　　湖南省副省长郭开朗指出，湖南杂交水稻研究中心是国内外第一家杂交水稻专业科研机构，一直处于国际领先地位 武汉大学水稻研究历史悠久，基础理论研究实力雄厚。两方合力组建实验室，有利于整合双方在资源、技术和人才上的优势。他表示，要将其建设成国际一流的实验室。 　　实验室实行学会委员会指导下的主任负责制，袁隆平院士担任学术委员会主任，湖南杂交水稻研究中心符习勤研究员担任实验室主任。实验室奉行“开放、流动、联合、竞争”的方针，培养和引进高层次人才。袁隆平表示，这个开放式的实验室不仅和武大合作，还会引进全国的优势单位和专家来此工作，共同研究杂交水稻。 　　中国工程院院士、武汉大学教授朱英国表示，实验室成立后，将尽快把杂交水稻父本、母本和杂种的基因分析清楚，进一步提高杂交稻的产量，为实现袁隆平院士培育亩产1000公斤的超级杂交稻的愿望努力。 　　由袁隆平院士领衔的中国杂交水稻技术研究在国际上领先，这一技术的推广应用帮助世界上人口最多的国家解决了温饱问题。中国每年种植杂交水稻所增产的粮食可多养活7000万人口。

核酸分子杂交技术是20世纪70年代发展起来的一种崭新的分子生物学技术。它是基于 DNA分子碱基互补配对原理，用特异性的核酸探针与待测样品的DNA/RNA形成杂交分子的过程。分子杂交实验依据其形式的不同可以分为液相杂交、固相杂交、原位杂交，而固相杂交又可以分为菌落杂交、点/狭缝杂交、Southern印迹杂交和Northern印迹杂交。各类型杂交稻基本原理和步骤是基本相同的，只是选用的杂交原材料、点样方法有所不同。 　　核酸分子杂交的技术应用： 　　(1)Southern印记杂交 　　1、单基因遗传病的基因诊断：早在1978年，简悦威等医学家在镰状细胞贫血症的基因诊断中就采用过Southern杂交的方法，取得了基因诊断的突破。 　　2、基因点突变的检测：例如ATP敏感性钾离子通道的亚单位内向整流钾通道基因A635G突变的检测 　　(2)Northern印记杂交Northern印记技术多用来检查基因组中某个特定的基因是否得到转录以及转录的相对水平。 　　目前，Northern印记技术仍然被认为是检测基因表达水平的金标准。(3)液相杂交 以液相杂交技术为基本工作原理设计的多功能悬浮点阵仪是液态芯片技术应用的典范。这一技术平台已被应用于遗传突变的分子诊断，如出生缺陷干预工程中的Down&rsquo s综合征、珠蛋白合成障碍性贫血、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺陷的基因诊断，也已被用于SNPs分析、感染性疾病的鉴别诊断、药物敏感性和亲子鉴定。此外，还可以应用于基因表达谱的分析，从而进行肿瘤性疾病如血液病、乳腺癌、肝癌、胃癌、肺癌、膀胱癌和结肠癌的分子病理学研究。 　　比朗小编总结到尽管核酸分子杂交技术的应用越来越广泛，但其在临床实用中仍存在不少问题，必须提高检测单拷贝基因的敏感性，用非放射性物质代替放射性同位素标记探针以及简化实验操作和缩短杂交时间，这样，就需要在以下三方面着手研究： 　　第一，完善非放射性标记探针 　　第二，靶序列和探针的扩增以及信号的放大 　　第三，发展简单的杂交方式，只有这样，才能使DNA探针实验做到简便、快速、低廉和安全。 　　上海比朗仪器有限公司专业生产分子杂交仪、分子杂交箱、紫外交联仪厂家，了解分子杂交技术更多信息请链接：http://www.canytec.info

p 　　由天津市滨海新区科学技术协会和中国蛋白药物质量联盟主办，北京医恒健康科技有限公司和天津市滨海新区蛋白药物质量和产业技术创新研究会承办的“药品研发中杂质与杂质对照品研究监控、新理念新技术研讨会”于12月10日在天津巨川百合酒店胜利召开。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/bc2519d0-e110-45f9-a4b9-a587227c56be.jpg" title=" 培训现场.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 培训现场 /span /strong /p p 　　本次研讨会来自全国各地的医药企事业单位及科研院所的药品研发人员、注册申报人员、质量控制人员、项目负责人等有关人员参加了本次研讨会。10日上午，研讨会开幕式由中国蛋白药物质量联盟秘书长史晋海博士主持，介绍了出席此次会议开幕式的嘉宾，包括天津市滨海新区科学技术协会学会处侯立群处长，三位演讲专家余立老师、周立春老师，山广志老师。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/3ed2bb10-7c99-43a4-a149-f4b53818d3c8.jpg" title=" 史晋海博士主持.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 史晋海博士主持 /span /strong /p p strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " /span /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/d08b2e76-4772-4265-a184-7061d03658ea.jpg" title=" 余立老师2 .jpg" / br/ /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 余立老师 /span /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/b04550f4-a0d4-4b49-96d8-975893232c64.jpg" style=" " title=" 周立春老师.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 周立春老师 /span /strong /p p strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " /span /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/94d80e5c-6b2f-49ab-8f61-a6f64f658cb3.jpg" title=" 山广志老师.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 山广志老师 /span /strong /p p 　　无论是创新药研发还是仿制药一致性评价，无论是原料药还是制剂产品，无论是药品临床前开发还是上市后质量监控，杂质的研究无疑都是重头戏。也是药品申报资料中出现问题最多的模块。由于药品中杂质含量的水平比较活性成分而言大多都是百分之几、千分之几、甚至更低数量级的，一种药品中含有几种、十几种、乃至几十种杂质，所以药品杂质的定性定量都远比活性成分难度要大的多。余立老师就杂质研究与控制思路为与会人员进行的讲解。 br/ /p p 　　杂质定向控制越来越细，质量标准中特定杂质越规定越多，定位，定量，测定响应因子，哪个也少不了杂质对照品。类杂质对照品的制备、纯化、结构确证，特别是赋值方法都有哪些要求，还有杂质对照品分装、保存时的注意事项的相关细节，山广志老师就在这次研讨会中介绍了这方面的常见问题与案例分析。 /p p 　　微信群中常有问杂质研究与杂质检测方法学验证方面的的问题。但微信交流信息局限大，讨论不方便也不具有系统性，解决一两个问题其他问题还是不明白。周立春老师用她30多年的一线审评与实验室工作经验为与会人员讲解了杂质研究与杂质检测的方法学验证。 /p p 　　会后问答环节讨论热烈。与会者意犹未尽，期待更多交流机会。 /p p 　　生物医药产业是天津市八大优势支柱产业之一，更是滨海新区重点发展产业。本次研讨会将创造机会，促进天津市滨海新区与顶级生物制药企业和专业人才的合作，极大地推动相关领域健康快速发展。此次会议搭建了具有国内影响力的生物医药专业交流平台，既利于增强新区医药企业实施创新发展及国际化战略的信心，又扩大新区医药企业在生物医药领域中的影响力，大力促进新区医药产业的健康发展。 /p p 　 /p

9月27日，国际顶级杂志Science(科学)宣布出版自己的数字化开放获取杂志Science Advances(科学进展)。该杂志是一个涵盖所有学术领域包括计算机、工程、环境、生命、数学、物理以及社会科学的综合性科学刊物，旨在提供一个顶级的科学研究出版平台，快速发表在整个科学研究领域的高水平且在相关领域有重要进展的研究工作。Science杂志主编Marcia McNutt亲自担任Science Advances的主编，中科院大连化物所杨学明院士获邀担任该杂志副主编(Associate Editor)，负责审阅物理化学、化学物理、光谱、动力学、表面光催化等相关领域的稿件。 　　据了解，对于副主编人选条件要求非常严格，一方面本人在其研究领域应具有足够的国际声望，另一方面要在推动跨学科国际合作交流上得到广泛认可。 杨学明主要从事气相及表面化学动力学研究。过去二十年，他利用自行研制和原创的一系列国际领先的科学仪器，与理论学家合作，在化学反应动力学研究领域尤其在反应过渡态动力学以及非绝热动力学研究方面取得了系列性的、备受国际瞩目的重要研究成果，解决了化学动力学研究领域长期存在的一些科学难题。其研究成果于2006、2007连续两年被选为&ldquo 中国十大科技进展新闻&rdquo 。在国际学术刊物上发表文章300余篇，其中Science 10篇，Nature 1篇。曾获多项国际奖项及荣誉，如自由基会议Broida 奖，海外华人物理协会亚洲成就奖，德国洪堡研究奖，2006年入选美国物理学会会士。此外，杨学明与国际上多名顶尖科学家有密切的学术合作交流，如曾邀请美国斯坦福大学Richard N. Zare教授和英国牛津大学David C. Clary教授作为中科院爱因斯坦讲席教授访问我所，曾邀请美国威斯康星大学麦迪逊分校F.Fleming Crim教授和美国加州大学伯克利分校Daniel M. Neumark教授分别来所做所庆60周年学术报告和张大煜讲座，还邀请美国科罗拉多大学Rex T. Skodje教授和美国蒙塔纳州立大学Timothy Karl Minton教授作为中科院外籍专家特聘研究员与我所长期合作，现已发表多篇文章，其中含1篇Science和3篇JACS文章。此外，杨学明还和美国加州大学圣芭芭拉分校Alec M. Wodtke教授联合申请&ldquo 电子化学及其在界面上的催化作用&rdquo 的国际科学研究与研究生交流的计划(即PIRE-ECCI)，以及与荷兰皇家文理学院联合申请&ldquo Imaging of Molecular Dynamics Processes driven by vacuum ultraviolet radiation&rdquo 项目。今年，杨学明还邀请国际著名的表面化学动力学专家、美国华盛顿大学(西雅图)Daniel Auerbach教授来所为物理化学II的博士生教授&ldquo 表面动力学&rdquo 课程。

为了加强公众健康保护，提高监管效率，并使中国香港（以下简称“香港”）的食品安全标准与国际接轨，香港食物安全及环境卫生事务委员会于2024年10月8日会议讨论了《食物搀杂（金属杂质含量）规例》（第132V章）的修订建议。目前，《食物搀杂（金属杂质含量）规例》仅对14种金属污染物设定了144个含量上限。本次修订建议新增27个特定金属含量上限，并更新9个现有相关食品组合的金属含量上限。修订后，金属含量上限的总数将增加至171个。此次修订建议主要参考了食品法典委员会以及中国内地的标准，涉及的重金属包括铅、镉及甲基汞。在新增方面，建议新增27个特定金属含量上限；其中16个参考食品法典委员会标准，11个参考中国内地标准。具体而言，参考食品法典委员会标准，香港建议在《规例》中为6种鱼类新增甲基汞含量上限；在巧克力产品方面，考虑到香港市民（尤其是儿童）可能从巧克力产品中摄入镉对健康带来的潜在风险，建议采纳食品法典委员会为巧克力产品订定的镉含量上限。对于某些食用真菌，由于食品法典委员会并没有制订镉的含量上限，而香港相关食品主要源自中国内地，建议参考内地最新标准；此外，《规例》并没有针对糖类食品特别设定铅含量标准，而香港的糖主要来源于中国内地和韩国，为保障公众健康，建议参考内地和韩国的相关标准。具体建议如下：备注：新增的食品类别包括目前不适用的及执行上级分类的食品。在更新方面，本次修订建议更新9个指定金属含量上限（均从严监管，降低检出上限），6个参考食品法典委员会标准，3个参考中国内地标准。其中，皮蛋主要从中国内地进口，因此建议将《规例》中皮蛋的铅含量上限值调整至与内地最新的相关标准保持一致。具体建议如下：重金属是天然存在于环境中的物质，人类通过多种途径摄入金属污染物，其中饮食是主要途径之一。长期摄入金属污染物可能对人体产生不良影响。因此，为食物中重金属污染物设定严格的限量标准至关重要。香港高度重视食品安全，拟于2025年展开为期三个月的公众咨询，收集社会各界的意见和建议，并力争在2025年下半年向立法会提交规例修订建议。

细胞异质性存在于生命医学研究的各个领域，包括肿瘤学，干细胞分化发育，免疫学，细胞治疗等。重大生命医学问题的解决，必须首先解决细胞异质性的问题。通过单细胞检测技术，对异质性细胞进行分类，是细胞异质性分析的主要手段。单细胞测序技术实在基因层面的单细胞分析，但是所有生物学效应，包括生理学效应，病理学效应，药物反应等，最后都是通过特定蛋白质来发生和调控的。Milo单细胞蛋白质表达定量分析系统，技术来源自美国著名大学加州大学伯克利分校Amy E. Herr教授实验室，该实验2014年原创性技术发表在Nature Method，题目Single cell western blot。ProteinSimple借助强大的软件及硬件研发实力，将其开发为单细胞蛋白质表达定量检测系统，用于细胞异质性及稀缺细胞样本（比如循环肿瘤细胞等）研究。 因为Milo对单细胞蛋白质表达定量分析的独特优势，在2016年7月份上市之后，连续获得了MIT Technology Review 年度创新奖，美国著名杂志 The Scientist 年度创新产品第一名

11月28日出版的美国《科学》杂志发表了名为《中国调查揭露三聚氰胺高科技掺假》的文章，介绍了中国对三聚氰胺的调查情况，并分析了中国面临的食品安全问题和解决办法。文章说，长达数周的调查结果显示，奶粉是被通过技术手段掺杂的三聚氰胺污染的，这令科学界极为震惊。同时，中国科学家仍在研究暴露和毒性在肾损伤的婴儿中的精确机制。 上周，中国科学家公布了调查的初步结果。研究人员认为，一些尚未确定的不法分子制造了一种预混料，用于提高食品维生素和其它营养元素的含量。在此次的奶粉事件中，则带来致命的后果。一些牛奶收购厂家都在使用相同的预混料，文章引用中国工程院院士、中国疾病预防控制中心风险评估专家陈君石的话说，“肯定是有人在教他们使用这种技术。” 《科学》文章表示，这场事件还有很多其它方面有待理清。例如，婴幼儿奶粉中高浓度的三聚氰胺显然是被掺杂进去的，但目前并不清楚低含量的三聚氰胺是来自动物饲料中的非蛋白氮添加剂还是来自塑料包装。 中国已经提高了警惕，因此三聚氰胺再次成为漏网之鱼的可能性极小，不过牲畜饲料添加剂的问题要更棘手。中国人大有望于下月出台一部新的食品安全法，在卫生部下设立食品风险监控系统和风险评估委员会。同时，国务院上个月也要求卫生部理清混乱的食品标准。 文章认为，中国面临的挑战十分艰巨。陈君石表示，中国有2亿农户和超过50万个食品加工厂，其中许多工厂的员工还不到10个。他说，“许多公司不在乎他们的声誉”，即使被解散了也还能在其它地方重新开张，“食品掺杂是不可避免的，它将伴随我们许多年。” 他认为，食品和饲料掺假者将会加大赌注。他说：“下一次，掺杂技术会更加先进。” 研究中国商业环境的美国Old Dominion University大学管理学教授Li Shaomin同意这一观点。他说：“数百万人尝试新的挣钱方法，毫无道德上的自我约束，因此，很可能会出现能逃避现有检测方法的新产品。除非向牛奶中添加三聚氰胺的人因良心发现而失眠，否则中国的食品安全问题还将继续下去。”

原料药中杂质的分离和特征描述的战略性方法 迈克尔 道. 琼斯, 玛丽安 特渥辛, 罗布 Plumb,宋相晋, 约翰 Shockcor, 乔斯 卡斯特罗 佩雷斯 和 安德鲁 奥宾 沃特世公司, 米尔福德市, 马萨诸塞州, 美国, 01757 简介 监测化合物中的杂质对于生产制剂和原料药的公司来说是有既得利益的，除了法规要求外，还有其它很多原因。杂质的鉴定可以帮助发现潜在未知的降解途径，虚假的过程/专利保护侵害，和/或遗传毒性影响。杂质的分析是劳动密集型的工作，包括方法开发，杂质分离技术和各种各样的分析方法，以得出所感兴趣杂质的真实结构。 这篇文章介绍了一种战略性的方法，该方法应用了高分离液相色谱理论和强制降解研究，以最大化生产原料药喹硫平中的杂质。高分离液质联用和核磁被用来解释结构。 方法学 分析 仪器: ACQUITY 超高效液相 色谱柱: ACQUITY UPLC™ BEH C18 规格: 100 x 2.1mm, 1.7µ m 流动相: A: 20mM Ammonium 碳酸氢铵, pH10 B: 乙腈 梯度: 见图 1 和 2 柱温: 650C 进样量: 3 µ L 检测器: ACQUITY PDA @ 250 nm ACQUITY SQD 扫描范围 100-1000amu 质谱条件 仪器: Waters® SYNAPT™ 软件: Masslynx™ 4.1 离子源: ES+ 毛细管电压 (kV): 3.2 提取电压 (V): 4.0 脱溶剂气温度 (0C): 350.0 源温度 (0C): 120.0 脱溶剂气流速 (L/Hr): 650.0 锁定质量: 300pg/µ L白氨酸/脑啡肽@ 50µ L/min 质谱/质谱参数设置 飞行时间 椎孔电压 (V): 15 碰撞能 (V): 变化从15到30 采集范围: 质谱 100 - 1000Da 质谱/质谱 50—600 Da 制备 沃特世质谱引导的纯化系统 泵 2454二元溶剂管理器 进样/收集器 2767 检测器 2998 光电二极管阵列 质谱 3100 色谱柱 100X19mm XBridge, 5 um 溶剂 A = 10 mm 碳酸氢铵 pH 10 溶剂 B = 乙腈 流速 25/mL/min 梯度 B 经过10分钟 从5% 到60% 95% 有机相保持5分钟 核磁 仪器参数见图9 观察，制备和分离 喹硫平的酸解 该杂质鉴定方法（以前建立的）被用来鉴定喹硫平原料药在0.1mol/L盐酸中降解的主要杂质。 图1: pH 9 的碳酸氢铵, ACQUITY BEH C18 2.1x100 mm 1.7um, 乙腈, 0.8mL/min. 650C, 20 分钟, 15-39%B到10.5分钟, 39-43%B到14.4分钟, 43-95%B到18分钟, 保持95%B到20分钟. 制备分离的准备 此方法为了更快的速度、更低的温度和更短的色谱柱，而进行了再优化，同时又能保持主要杂质和喹硫平间足够的分辨率 . 为什么呢? 在从超高效液相方法转换到制备型高效液相时，有些因素必须要考虑： 保持分离效率: L/dP (柱长度/颗粒度) 例如: 50 mm、1.7 um色谱柱的L/Dp为29,411，和具有30,000 L/Dp 值的150mm、5um制备柱等效 能使用更短的制备柱吗？在杂质402的分离中，100 mm的制备柱仍能提供足够的柱效以完全分离杂质。 在放大制备梯度中，对于制备流速，柱体积数必须保持合适的数值。如果这些因素都被考虑到，从超高效液相方法转换到制备型高效液相是能保证相似的选择性的。 从超高效液相放大到制备色谱 传统上, 从分析型高效液相放大到制备型高效液相使用同样的色谱柱长度和颗粒度，并运用下面的公式: Fp= Fa [(Dp)2]/[Da2] 注： Fp=制备柱的流速 Fa=分析柱的流速 Dp=制备柱的内径 Da=分析柱的内径 其它工具: Waters 制备放大计算器可以计算每个梯度段的时间，柱长度的变化和进样量。 聚焦梯度 *克利里等. 纯化过程中聚焦梯度的影响, Waters 应用文献 720002284EN 质谱引导的自动纯化 主要杂质m/z =402的分离在分析和化学上都很容易。 最大化产出: 8g/mL 喹硫平的储备液在 600C、0.1mol/L的盐酸中加热回流8小时， 以增加m/z=402 杂质的 产量 制备上样研究允许色谱柱进样20uL。 图3: 强制降解样品的制备色谱 仪器优势: 分离是通过Masslynx™ Fractionlynx™ 软件中的自动质量触发进行的。 ACQUITY BEH C18的方法可以无缝转换到XBridge C18 制备柱 通过超高效液相对感兴趣杂质的再优化可提供快速方法，以通过UPLC-SQD, UPLC-oaTof, 和/或UPLC MS/MS进一步确认分析 鉴定，确认和特征描述 分离的确认 通过质谱引导的纯化系统收集的m/z = 402的馏分被收集并挥干。该分离步骤得到了28.6mg m/z = 402的杂质。用甲醇稀释得到浓度为286µ g/mL和2.86µ g/mL的溶液，并用3分钟的UPLC-SQD方法进样以确认分离的质量 . 图4: 被分离杂质m/z=402的UPLC UV/SQD 确认 质量精度的重要性 杂质的质荷比为402，等于喹硫平(m/z = 384)加合了18 amu。样品进样到Waters SYNAPT™ MS可得到精确质量数以确认元素组成 . 图5: m/z = 402杂质的元素组成. 双键等价值(DBE) 、低的同位素匹配度（low i-Fit）、毫道（mDa）和结果都支持第一个分子式 加合可以在喹硫平结构中氧化一个点，同时减少一个双键 . 图6: 建议的结构. A.) 硫代氧化物 或 B.氮代氧化物 )? 氮代氧化物为基础的结构的确认 通常, 在低PH流动相的反相液相中，含有氮代氧化物杂质的化合物在原料药后被洗脱出来。超高效液相是在pH=9.0下进行的，所以使用pH=3.0的甲酸铵和乙腈的梯度检测速度变快 。 图7: 酸性流动相条件下进样时，酸降解喹硫平的洗脱顺序。因为感兴趣的峰在喹硫平原料药前被洗脱出来，所以氮代氧化物的可能性不大 . 质谱/质谱分析 精确质量数质谱/质谱分析是为了确认任何碎片数据的存在已进一步支持喹硫平的硫代氧化物降解形式。指示性的碎片最有可能是分子量很低的碎片，在那里所发生的裂解可以区分硫代氧化物和氮代氧化物。 图 8: 裂解分析显示了硫代氧化物/裂解为基础的结构。 通过分析m/z = 137.0063的碎片可得出： -元素组成是 C7 H5 O S -质量精度为 0.2毫道尔顿 -双键等价值（DBE） = 5.5, 对于环结构转换为4.5，而对于硫代氧化物为1.0。 如果N=C是完整的，由于四价碳缺少质子，所以不可能得到228.0480和175.1428的碎片 NMR 支持的数据 核磁数据和建议的结构是一致的 图 9: 被分离的喹硫平中m/z = 402杂质的C13-NMR and H-NMR 结论 从超高效液相转换到制备色谱 -保持L/Dp不变被证明是放大可能性的关键因素 -相容的化学性质可最小化分离度差异 -利用强制降解研究可增加最大化产出的潜能 -质谱引导的馏分收集可保证正确的杂质收集 杂质确认和说明 -ACQUITY UV/SQD 为很多的馏分组成提供快速确认 -高分辨率 SYNAPT MS为母离子和产物离子的元素组成确认提供很好的质量精度 -对于有显著不同色谱行为的结构，高/低PH值流动相测试可以帮助确定建议的结构 -尽管采集了核磁数据（不是决定性的），但它的精确质量质谱/质谱数据证明了杂质是硫代氧 化物而不是遗传毒性结构。

今日视点 　　美国《科学》杂志20日公布了本年度10大科学突破，科学家在难以捉摸的希格斯玻色子亚原子粒子研究领域取得的成果被评为2012年最重要的科学发现。40多年前，科学家假定了希格斯玻色子的存在，它是解释其他基本粒子(诸如电子和夸克等)如何获取其质量的关键。 　　1.希格斯玻色子 　　7月4日，科学家宣布找到了希格斯玻色子存在的证据，从而完成了粒子物理标准模型。该模型解释了粒子如何通过电磁力、弱核力和强核力相互作用以组成宇宙中的物质。然而，在今年之前，科学家无法解释这些基本粒子如何获得它们的质量。 　　《科学》新闻记者艾德里安表示，物理学家假设空间由与电场类似的“希格斯场”所填充。粒子与“希格斯场”相互作用以获取能量以及质量。“希格斯场”是由分布在真空中的希格斯玻色子组成，物理学家现在将它们从真空中轰出并进入短暂的存在状态。 　　但是，观察到希格斯玻色子可谓来之不易甚或代价不菲。在瑞士日内瓦附近的粒子物理实验室中，与造价高达55亿美元的原子加速器相伴的数千名研究人员借助两台巨型粒子探测器(ATLAS和CMS)发现了盼望已久的玻色子。 　　除希格斯玻色子的发现外，《科学》杂志及其发行机构美国科促会确认的本年度其他9项具有开创性的科学成就如下： 　　2.丹尼索瓦人基因组 　　一种将特定分子绑定在DNA(脱氧核糖核酸)单链上的新技术帮助研究人员仅用一块远古人的小指骨碎片，就完成丹尼索瓦人完整的基因组测序。该基因组序列让研究人员能够将丹尼索瓦人——这是与尼安德特人密切相关的古老人类——与现代人进行比较。研究显示，该指骨属于生活在7.4万年至8.2万年之间的一个眼睛、毛发和皮肤均为棕色的女孩，她死于西伯利亚。 　　3.让干细胞形成卵子 　　日本研究人员证实，小鼠的胚胎干细胞可被诱导成为具有生育能力的卵细胞。在研究中，他们让实验室中受精的细胞在代孕母体发育并产下小鼠幼仔。这种方法要求发育中的卵子在雌性小鼠体内存留一段时间。虽然这没有达到科学家追求的完全在实验室中得到卵细胞的终极目标，但是它为研究基因和其他影响生育力和卵细胞发育的因素提供了强有力的工具。 　　4.好奇号的着陆系统 　　尽管无法在火星条件下测试其探测器所有的着陆系统，但在加州帕萨迪纳美国宇航局喷气动力实验室里承担探索火星使命的工程师们仍安全并准确地将好奇号探测车抵达火星表面。这个3.3吨的飞行器因过重而无法以传统的方式登陆，为此该团队从起重机和直升飞机那里得到灵感，创建了“空中起重机”着陆系统，它将带轮的好奇号吊挂在3根线缆的末端让其着落。这一完美无暇的着陆让设计人员再次获得了信心，宇航局希望未来在已有的探测车附近让第二辆探测车着陆，并将第一辆探测车取得的样本收集起来送回地球。 　　5.X射线激光解开蛋白质的结构 　　研究人员用一种比传统的同步加速辐射源亮10亿倍的X射线激光确认了布氏锥虫所需的一种酶的结钩，这种寄生虫是引起非洲昏睡病的原因。新的研究进展证明了X射线激光解密蛋白质的潜力，而这是传统的X射线源所无法做到的。 　　6.基因组的精密工程 　　通常，人们无法确定对高级生物的DNA进行修改和删除的最终结果。然而，在2012年，名为“转录激活子样效应因子核酸酶”(TALENs)的工具赋予研究人员改变或关闭斑马鱼、蟾蜍、牲畜及其他动物甚至病人的细胞中特定基因的能力。这种技术以及其他新兴的技术与已有的基因靶向技术一样廉价和有效，同时它能让研究人员在健康人和病人中确认基因及变异的特定作用。 　　7.马约拉纳费米子 　　人们有关马约拉纳费米子是否存在的问题的争论已有70多年，该粒子会作为它们自己的反物质并湮灭它们自己。今年，由荷兰物理学家和化学家组成的研究小组首次提出了马约拉纳费米子以准粒子形式存在的可靠证据，它们是相互作为的电子群，其行为像单个粒子。该发现促使人们努力将马约拉纳费米子结合到量子计算中，因为科学家们认为由这些神秘粒子组成的“量子比特”与目前数字计算机中所拥有的比特相比，能够更有效率地存储和处理数据。 　　8.ENCODE项目 　　今年，超过30篇文章报道的一项长达10年的研究显示，人类基因组比研究人员曾经认为的更具“功能”。尽管只有2%的基因组会为实际蛋白编码，但“DNA元素百科全书”(ENCODE)研究项目表明，基因组的大约80%是有活性的，可帮助开启或关闭基因。这些新的细节有望帮助研究人员理解基因受到控制的途径，以及澄清某些疾病的遗传学风险因子。 　　9.大脑/机器界面 　　曾经用大脑神经记录移动电脑荧幕上光标的同一个研究团队在2012年向人们展示，瘫痪的病人能够用他们的思想来移动一个机械臂并从事复杂的三维运动。该技术虽然仍处于试验阶段且极端昂贵，但科学家希望更先进的计算程序可改善这种神经性假体以帮助因中风、脊髓损伤及其他疾病导致瘫痪的病人。 　　10.中微子混合角 　　数百名在中国大亚湾反应堆中微子实验中工作的研究人员报告了一个模型的最后的未知参数，该模型描述了被称作中微子的这种难以捉摸的粒子在以接近光速穿行时，如何从一种类型或“特色”变形为另一种类型。这些结果显示，中微子和反中微子可能会以不同的方式改变其特色，并提示中微子物理可能有朝一日帮助研究人员解释为什么宇宙含有如此多的物质及如此少的反物质。如果物理学家无法发现超越希格斯玻色子的新粒子，那么中微子物理可能会代表粒子物理学的未来。(驻美国记者 毛黎)

近日，华中农业大学教授曹罡、副研究员戴金霞团队在《自然—通讯》发表新一代效率高、特异性强、信号强和背景噪音低的荧光原位杂交方法—p-FISH rainbow，突破了现有的技术壁垒，克服了目前荧光原位杂交技术领域的缺陷和不足，可广泛应用于动物、植物和病原微生物中多种生物分子的高效检测、细胞亚群和空间图谱的原位注释、染色体变异原位验证、多重蛋白共同检测和短核酸序列的检测，为生命科学研究和临床诊断提供了有力的工具。生命体的细胞功能多样性源于细胞的异质性和组织环境的复杂性，确定组织环境中细胞类型和分子特性对于解析细胞—细胞相互作用和组织的功能机制尤为重要。近年来，尽管单细胞RNA测序（scRNA-seq）促进了细胞异质性的解析，却伴随着组织微环境和细胞空间信息的缺失，限制了对生命信息的深度解读。荧光原位杂交技术（FISH，fluorescence in situ hybridization）通过特异性杂交解析生物分子的表达水平和空间位置，极大地促进了细胞中基因空间表达信息的探究，加速了我们对组织微环境和功能机制的深入理解。尽管目前荧光原位杂交技术经过不断地改进已经取得了巨大的进步，但仍存在一些挑战：当前方法通常需要大约1kb或更长的核酸序列用于多个靶标探针的杂交，才能产生足够的信号强度，限制了对短核酸序的检测；只能单独检测DNA、RNA和蛋白质，或共同检测RNA和蛋白质，还没有有效方法同时检测DNA、RNA和蛋白质；如何在实现高杂交效率和高信号强度的同时，保证低背景噪音仍然是原位杂交技术的一个关键挑战。针对当前荧光原位杂交技术面临的挑战，该团队开发了杂交效率高、信号放大能力强、背景噪音低、特异性好、检测通量高、应用范围广的新型荧光原位杂交方法—π-FISH rainbow。该方法具备高度创新性和优越性。新型π型靶探针(含2-4个互补碱基对)和U形放大探针的设计使该方法比目前主流的FISH方法，如smFISH和HCR等，杂交效率更高、背景噪音更低和信号放大能力更强。该方法可以实现DNA、RNA和蛋白质多重分子的共同检测，这一突破对破译生物大分子复合物参与生命活动调控机制的研究具有十分重要的意义。目前的荧光原位杂交技术方法还无法克服短序列的限制，难以实现对短序列RNA（如microRNA）、短序列DNA（如DNA突变、倒位、异位）以及可变剪接等分子的检测。π-FISH rainbow方法可以高效检测上述短核酸序列分子的空间信息。该方法应用范围非常广泛，可用于动物、植物和微生物（细菌，病毒和寄生虫等）样品的检测，并且不拘泥于样本制备的限制，可适用于冰冻样本、石蜡样本和整体胚胎样本的检测。该研究利用π-FISH rainbow方法探究了重要的生物学问题并获得了新的发现。他们成功鉴定了前列腺癌患者循环肿瘤细胞中雄激素治疗抵抗标志物雄激素受体剪接变体7 (ARV7)，解决了前列腺癌治疗中缺乏精准诊断的难题，为前列腺癌患者雄激素耐药性治疗提供了重要的临床指导。该方法通过4个荧光通道组合编码，每轮可同时实现15个基因的检测，从而在同一张小鼠初级感觉皮层（S1）组织切片上通过两轮杂交检测了21个神经元的标记基因，不仅再现了小鼠S1皮层不同亚层神经元的空间分布，而且绘制了小鼠S1皮层中13个抑制性神经元亚群的空间图谱由于π-FISH rainbow的高灵敏度，该研究首次发现肿瘤细胞周期关键调控因子lncRNA MALAT1具有三种不同的亚细胞定位模式。其中，MALAT1的核聚集模式显示与miR145-5p的高度共定位。这些研究展现了π-FISH rainbow技术在基础科学研究和临床诊断中的巨大应用潜力。曹罡、戴金霞为共同通讯作者，博士研究生陶影峰和周小六为共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、广东省重点研发计划、中央高校基本科研业务费专项资金项目的资助。

2014年5月29日，依托湖南杂交水稻研究中心和武汉大学联合共建的&ldquo 杂交水稻国家重点实验室&rdquo 通过了科技部组织的专家验收。 　　验收专家组按照《国家重点实验室建设与管理办法》和国家重点实验室验收的总体要求，对实验室建设期间的运行情况进行了认真细致的考察评估。专家组一致认为，实验室研究方向明确，特色鲜明，圆满完成实验室建设任务，实现了预期目标。 　　杂交水稻国家重点实验室于2011年获科技部批准建设。根据国家粮食安全重大需求和杂交水稻学科前沿发展趋势，结合自身优势，实验室主要从水稻杂种优势机理、水稻发育与育性机理、杂交水稻种质创新与基因挖掘、超级杂交稻育种、杂交水稻繁育与种子学、杂交水稻超高产生理生态6个方向，开展杂交水稻基础与应用基础研究。建设期间，实验室承担973、863计划等国家级、省部级及国际合作课题110余项，发表学术论文162篇(其中SCI收录论文120篇)，获授权发明专利32项，审定以超级杂交稻Y两优2号为代表的杂交稻品种35个，获国家科技进步特等奖、二等奖各1项，省部级科技奖8项。在水稻不育系育性调控关键基因的克隆及作用机理研究、两系法广适性超高产杂交水稻技术研究与应用等方面取得了重要研究进展。

美国《科学》杂志18日公布了该刊评选出的2008年十大科学进展，其中在对细胞重新编程“定制”细胞系方面的进展名列第一位。 　　《科学》杂志说，这些细胞系以及“定制”它们的有关方法，为科研人员理解甚至未来治愈一些医学上的顽疾提供了工具，比如帕金森氏症、Ⅰ型糖尿病等。 　　《科学》杂志负责评选的编辑罗伯特孔茨说：“当《科学》杂志的作者和编辑们着手挑选今年最大的科学进展时，我们关注的是那些能够解答一些重大问题的科学研究，比如宇宙如何运作，以及那些为未来新发现奠定基础的科学研究。我们的首选——细胞重新编程技术，几乎是在一夜之间开启了一个生物学研究新领域，而且有希望促成一些能够挽救生命的新的医学进展。” 　　《科学》杂志评选出的其他9项进展包括： 　　——系外行星，眼见为实：今年，天文学家们利用特殊的望远镜技术将行星微弱的光线与恒星明亮炫目的光芒区分开来，第一次直接观测到了太阳系外围绕其他恒星运转的行星。 　　——癌症基因名单扩充：通过对来自不同癌症(包括胰腺癌和胶质母细胞瘤这两种最致命的癌症)细胞基因进行测序，科研人员发现了数十种与癌症有关的基因突变，这些变异使得细胞分裂失去控制，导致细胞一步步发生癌变。 　　——神秘的新型材料：高温超导体是在某个相对较高的临界温度下电阻突降至零的材料。在2008年，科研人员制造了一场“高温超导轰动”，因为他们发现了一类全新的以铁化合物为基础的高温超导材料，这是继“铜-氧”化合物高温材料之后高温超导领域的最重大进展。 　　——观察蛋白质的工作：生物化学家今年取得了令人惊讶的新进展：他们“看”到了蛋白质如何与目标结合，然后转换细胞的代谢状态，起到促成某一组织特性的作用。 　　——迈向可再生能源：今年，科研人员发现了一种非常有应用前景的新工具，能够把风能、太阳能发电等所产生的过剩电能进行规模化存储。这种新工具就是并不难获取的钴磷催化剂，在其作用下，电能把水裂解，将氢分离，然后就可以把氢填充到燃料电池中进行发电。 　　——胚胎视频：2008年，研究人员对发育中的胚胎内部细胞进行了史无前例的细致观察，他们对组成斑马鱼胚胎的大约1.6万个细胞的运动进行追踪，并对追踪的影像进行了分析。 　　——“好脂肪”工作过程：“好的”褐色脂肪可以燃烧“坏的”白色脂肪，为身体产生热量。科学家的研究发现，他们可以将“好脂肪”转变为肌肉，反之亦然。这一研究将来可能会为治疗肥胖症提供新方法。 　　——计算物质世界的重量：物理学家最新的计算数据表明，标准模型(即描述大多数可见宇宙中的粒子及其相互作用的标准模型)非常准确地预测了质子和中子的质量。 　　——更快、更廉价的基因组测序：从长毛猛犸象到癌症患者，科研人员今年又报告了一批新的基因组测序成果。这些研究借助了多种测序技术，这些先进的测序技术比当年用于第一次人类基因组测序的技术要快速、便宜得多。

你能想象有*化学也能玩成“乐高积木”吗？2022年10月5日，2022年诺贝尔化学奖授予了三位科学家：Carolyn R. Bertozzi、K. Barry Sharpless和Morten Meldal，奖励他们在发展“点击化学”和“生物正交化学”中的贡献。 问：什么是点击化学？“点击化学(Click chemistry)”是指一类能够高效生成“碳原子-杂原子链”的化学反应。点击化学有以下优势：1.区域特异性和立体特异性；2.对溶剂参数不敏感；3.反应得率高、副反应少，且原料充分反应4.实验条件简单；5.大的热力学驱动力。与点击化学的优势类似，流动化学也具有高效混合、简便*的温度控制、收率高、减少副产物等优势。 图1：发表在JOC杂志上的文章“可见光驱动光催化促进的N-异质螺环的多组分直接组装”今天为大家介绍在2022年9月，Steven V.Ley教授在JOC上一篇题为《可见光驱动光催化促进n杂螺环的多组分直接组装》的文章，演示了在温和条件下使用Vapourtec UV-150光化学反应器合成复杂的螺环化合物。1、螺环化合物20世纪六十年代起，生物学家和药物学家逐渐发现，从自然界分离得到的具有生物活性的化合物中拥有螺环结构的化合物占有很大的比例。随着研究的深入，螺环化合物的性质使他在药物研发中占据非常重要的地位。螺环化合物是指两个单环共用一个碳原子的多环化合物；共用的碳原子称为螺原子。杂环螺环结构在一定程度上改变药物分子的水溶性、亲脂性、优势构象等，使优化后的药物分子更容易成药。不同的螺环具有丰富的三维立体结构，从而提供了改善药效的可能性和药物*的创新性；既可以突破现有药物的*，又能设计全新结构或者骨架的小分子化合物。 图2：螺旋内酯固醇 图3：灰黄霉素已上市药物中，也有很多含有螺环结构的小分子药物，比如利尿剂螺旋内酯固醇(Spironolactone)（如图2所示）和抗真菌药物灰黄霉素(Griseofulvin)（如图3所示）。N-异螺旋环是在天然产物和药物中发现的有趣的结构单元，但其合成的可靠方法相对较少。传统合成方式 图4：获取螺旋环吡咯烷的策略 图5：从N-烯丙磺酰胺和烯烃中构建β-螺旋吡咯啶现有的方法通常需要几个步骤，并使用昂贵的催化剂，如钌或铑，以获得所需的产品。在过去，靠传统的办法合成目标分子，往往需要绕很多弯路。步骤越多，意味着产率越低，浪费越大。2、更高效的合成方式使用Vapourtec UV-150光反应器放大合成N-异象螺旋循环 图6：使用Vapourtec UV-150光化学反应器合成复杂的螺环化合物Steven V. Ley教授是世界*的有机化学家，剑桥化学系研究主任，皇家化学会RSC的前任会长，教授在有机合成方法学和全合成领域中的成就斐然。Ley教授在“可见光驱动光催化促进n杂螺环的多组分直接组装”一文中，演示了在温和条件下使用Vapourtec UV-150光化学反应器合成复杂的螺环化合物。在近年来发展的叠杂杂螺环的大多数制备方法中都需要多步步骤。然而，光催化的最新应用可以使合成步骤大大减少。作者利用光催化生成N-中心自由基，可构建多种β-螺环吡咯烷，包括药物衍生物。利用流动化学技术，还证明了产品的进一步衍生化具有可行的放大程序。光催化能够在温和的条件下通过高度反应的中间体以模块化的方式构建复杂的分子结构。在开发的螺环吡咯烷的制备方法中，大多数都能够制备α-螺环吡咯烷，克服了制备α-三级胺的一些困难。简化合成路线的解决方案之一是采用无试剂化学方法。从光化学上讲，以氮为中心的自由基的产生相对简单，并被证明可以激活N-H和N-X键。通过在合成螺旋环化合物时使用这种方法，可以避免四元碳中心引起的立体问题，从而改善整体过程。使用VapourtecE系列进行流动反应和放大实验，该系列由三个蠕动泵和一个光反应器组成，BPR输出为8bar。使用的光源是Vapourtec 61W（辐射功率）365 nm（峰值强度）LED灯光，辐射带范围为350&minus 400nm。利用在线监测，大大的缩短了研究时间，提高研究效率。作者使用配有365nm高功率LED灯的E-photochem演示了一系列螺环吡啶的合成。在合成双叠氮杂螺环的过程中，该方法使用光化学反应器UV-150进行了放大，产量达到了100克/天。3、实验总结1、相比传统的的反应，该反应具有操作简便、条件温和、反应时间短等优势；2、利用在线监测，大大的缩短了研究时间，提高研究效率；3、在温和的条件下通过高度反应的中间体以模块化的方式构建复杂的分子结构；4、利用流动化学技术，还证明了产品的进一步衍生化具有可行的放大程序。4、关于Vapourtec Vapourtec是一家专业设计和制造流动化学设备的公司。Vapourtec公司的连续流动化学系统质量可靠、性能成熟、高效能模块系统可随您的流动化学生产能力的扩大而拓展。反应器可进行组合，实现多步合成。无需使用任何工具数秒内即可完成反应器更换。UV-150反应器UV-150反应器消除了传统批次光化学的问题，可以充分发挥光化学的潜力。在连续流动操作下，它提供了安全、精确、高效、一致和可扩展的光化学。 图7:vapourtec UV-150光化学反应器● UV-150光化学反应器与Vapourtec R系列和E系列流化学系统兼容，操作简便；● Vapourtec提供3种不同的光源，提供220纳米至650纳米之间的精确波长；● 可以在-20°C到80°C之间设置反应温度。参考文献[1] Multicomponent Direct Assembly of N-Heterospirocycles Facilitated by Visible-Light-Driven PhotocatalysisOliver M. Griffiths and Steven V. LeyThe Journal of Organic Chemistry 2022 87 (19), 13204-13223 DOI:10.1021/acs.joc.2c01684[2] Total Synthesis of Phytotoxic Radulanin A Facilitated by the Photochemical Ring Expansion of a 2,2-Dimethylchromene in FlowBruce Lockett-Walters, Simon Thuillier, Emmanuel Baudouin, and Bastien NayOrganic Letters 2022 24 (22), 4029-4033 DOI: 10.1021/acs.orglett.2c01462