固氮菌属

p　　氮是维持生命活动最重要的营养元素之一。氮气是氮元素的丰富来源，但由于性质惰性，不能为生物直接利用。氮的生物地球化学循环是将氮转化成生物可利用形式的关键过程。固氮微生物，包括固氮细菌和固氮古菌，可将惰性的氮气转化成生物可利用的氨态氮或硝态氮。据估计，生物可利用氮的半数由生物固氮过程提供。然而，微生物种类和功能丰富多样，超过99%的环境菌目前无法实现纯培养，因而对环境中固氮菌功能和活性的认识仍非常不足。环境微生物的不可纯培养性，带来了方法学上的挑战。从单细胞水平上研究环境微生物可克服纯培养或富集培养的限制，实现在环境介质下的原位研究。拉曼光谱（包括SERS、常规和共振拉曼）可在单细胞水平上对微生物进行无损检测，并提供微生物组成的指纹图谱。拉曼光谱与稳定同位素标记结合（Stable isotope probing, SIP），利用微生物同化SIP标记底物引起蛋白、脂类、色素的特征拉曼谱峰偏移，已实现从单细胞水平上检测环境功能菌。/pp　　中国科学院城市环境研究所城市土壤与生物地球化学研究组（朱永官团队），在发展单细胞拉曼-15N2SIP技术用于固氮功能菌的研究上做了开拓性工作。针对土壤中的固氮菌，首次建立单细胞共振拉曼与15N2标记联用技术，发掘出15N2相关的指示固氮菌的特征偏移谱峰，即细胞色素c共振拉曼峰的偏移。利用此指示峰，实现在单细胞水平上检测复杂土壤环境中的固氮菌，并利用指示峰的偏移程度，在单细胞水平上，比较了土壤固氮菌的固氮活性。此外，研究组与牛津大学教授Wei Huang合作，针对包括固氮菌在内的多种氮循环（N2、NH4、NO3）功能菌，率先发展表面增强拉曼光谱（SERS）-15N SIP联用技术，利用SERS对微生物中含氮生物分子腺嘌呤的选择性增强，获得不同15N标记氮源引起的细菌腺嘌呤谱峰的显著线性偏移，并利用SERS-15N SIP研究厦门杏林湾水体中细菌对15N2、15NH4Cl、15NO3不同氮源的选择性代谢。上述工作促进了对大量未知环境菌群的深入认识，尤其是氮循环功能菌及其活性的深入解析。/pp　　相关研究成果分别以Functional Single-Cell Approach to Probing Nitrogen-Fixing Bacteria in Soil Communities by Resonance Raman Spectroscopy with15N2Labeling为题，发表在Anal. Chem.上；以Surface-enhanced Raman spectroscopy combined with stable isotope probing to monitor nitrogen assimilation at both bulk and single-cell level为题，发表在Anal. Chem.上。研究工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金等的资助。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/95e9fe92-ccc2-4ded-8e88-bac97919cf0d.jpg" title="W020180807542181390530.jpg"//pp style="text-align: center "城市环境所在发展单细胞拉曼光谱揭示氮循环功能菌研究中取得进展/p

把菌种培养成菌液的处理方法⒈光合菌群： EM菌液中的光合菌群（好氧性和厌氧性）属于独立营养微生物，它能利用土壤接受太阳热能或以紫外线为能源，将土壤中的硫化氢和碳氢化合物中的氢分离出来，变有害物质为无害物质，并以植物根部的分泌物、有机物、有害气体（硫化氢等）及二氧化碳、氮等为基质，合成糖类、氨基酸、维生素类、氮素化合物和生理活性物质等，是肥沃土壤和促进动植物生长的主力部队。光合菌的代谢物质或者被植物直接吸收，或者成为其它微生物繁殖的养分，光合细菌如果能够增殖，其它的有益微生物也会增殖。⒉乳酸菌群： 乳酸菌（厌氧型） , 它以摄取光合细菌酵母菌产生的糖类等物质为基础，产生乳酸。乳酸具有很强的杀菌能力，能有效抑制有害微生物的活动，以及有机物的急剧fu败分解。乳酸菌能够使常态下不易分解的木质素和纤维素等变得容易分解，并且消除未分解有机物产生的种种弊端，在有机物发酵分解上发挥突击队的重要作用，它将未腐熟的有机物质转化成对动植物有效的养分。乳酸菌还能有效抑制连作障碍产生的致病菌增殖。⒊酵母菌群： 酵母菌（好氧型）利用氨基酸、糖类及其它有机物质，通过发酵，产生出促进细胞分裂的活性化物质。酵母菌在 EM 集团军中对于促进其它的有效微生物增殖所需要的基质（食物）的生产提供重要的营养保障。此外，酵母菌生产的单细胞蛋白是动物不ke缺少的有效养分。⒋革兰氏阳性放线菌群（好气性）。 它从光合细菌中获取氨基酸、氮素等作为基质，产生出各种抗生物质、 维生素及酶，可以直接抑制病原菌。它提前获取有害霉菌和细菌增殖所需要的基质，从而抑制它们的增殖，并创造出其它有益微生物增殖的生存环境。放线菌和光合细菌混合后的净菌作用比放线菌单兵作战的杀伤力要大得多。它对难分解的物质，如木质素、纤维素、甲壳素等具有降解作用，并容易被动植物吸收，增强动植物对各种病害的抵抗力和免疫力。放线菌也会促进固氮菌和 VA 菌根菌增殖。⒌发酵系的丝状菌群（嫌气性）。 以发酵酒精时使用的曲霉菌属为主体，它能和其他微生物共存，尤其对土壤中酯的生成有良好效果。因为酒精生成力强，能防止蛆和其他害虫的发生，并可以消除恶臭。由上可见，各类微生物都各自发挥着重要作用，核心作用是光合细菌和嗜酸性乳杆菌为主导，其合成能力支撑着其他微生物的活动，同时也利用其他微生物产生的物质，形成共生共荣的关系，保证 EM菌液状态稳定，功能齐全 ，发挥出集团军作战的强大能量。 EM菌液的主要功能是造就良性生态。只要施用恰当，它就会与所到之处的良性力量迅速结合，产生抗氧化物质，清除氧化物质，消除fu败，抑制病原菌，形成适于动植物生长的良好环境，同时，它还产生大量易为动植物吸收的有益物质，如氨基酸、有机酸、多醣类、各种维生素、各种生化酶、促生长因子、抗生素和抗病毒物质等，提高动植物的免疫功能，促进健康生长，从而在减轻劳动、降低成本、提高产量、改善品质，提前上市，使人们吃（用）上无污染的高质量产品的前提下，提高全社会的生产水平和生活质量，保护地球环境和人类美好的家园。

引言氨(NH3)，作为一种每年产量超过1.5亿吨的基本化学品，是现代社会发展和人口增长的重要基石。工业上的哈伯-博世法，即在高温高压下将氮气和氢气转化成氨，这一过程消耗世界上3-5%的天然气以制取氢气以及世界上1-2%的能源储备，同时每年向大气中排放数百万吨的二氧化碳(CO2)。与生物固氮酶类似，光催化过程能在温和的条件下将N2还原为NH3，为更清洁和更可持续的NH3生产提供了一条无碳化道路。近期的研究表明，氧化物半导体表面氧空位(Ovac)对于N2吸附和活化具有很大的潜力。而传统的引入氧空位的方法如H2焙烧同样会在氧化物体相引入空位，进而引入体相缺陷，导致载流子的复合，降低材料的光催化性能。因此，如何只在表面上引入氧空位而不影响体相是一个很大的挑战。成果简介近日，美国麦克仪器公司用户天津大学巩金龙教授（通讯作者）领导的科研团队在Angew. Chem. Int. Ed.上发表了题为“Promoted Fixation of Molecular Nitrogen with Surface Oxygen Vacancies on Plasmon-Enhanced TiO2 Photoelectrodes”的研究论文。在这篇文章中，研究者首次发现了利用无定形TiO2中Ovac来提升光固氮性能的新方法。通过原子层沉积的表面自限制生长机制，在等离子体增强金红石TiO2/Au纳米棒表面均匀包覆含有Ovac的无定形TiO2层。这层无定形TiO2薄膜中的Ovac可以促进N2吸附和活化，促进了紫外光驱动TiO2以及可见光驱动金表面等离子体产生的激发电子将氮气还原为氨。这一发现为在常规条件下(即室温常压)下进行光催化固氮研究提供了一种新的方法。图1 TiO2/Au/a-TiO2光电极的制备过程和形貌a-d) TiO2/Au/a-TiO2光电极的制备过程；e-h) TiO2/a-TiO2、原始TiO2、TiO2/Au和TiO2/Au/a-TiO2的SEM图像；i-l) TiO2/a-TiO2、原始TiO2、TiO2/Au和TiO2/Au/a-TiO2的HRTEM图像(j图内插：原始TiO2 NR的选区电子衍射)。图2 TiO2/Au/a-TiO2光电极的光电固氮过程a) 不同样品的紫外/可见光吸收；b) 在AM 1.5G照射下、氮气流中的光催化固氮活性；c) 不同光电极12 h的氨产量；d) 单池光电池的示意图(左)以及TiO2/Au/a-TiO2中表面Ovac和金等离子体光催化协同固氮示意图(右)。图3 金的SPR效应以及表面Ovac氮气吸附增强a) 用于FDTD模拟的TiO2和TiO2/Au NRs模型；b,c) 544 nm下TiO2和TiO2/Au电场增强的FDTD模拟；d,e) TiO2和TiO2/a-TiO2的Ti 2p和O 1s XPS光谱；f) TiO2和TiO2/a-TiO2的N2-TPD曲线。小结在室温常压下，研究人员成功地将表面Ovac和等离子体Au NPs集成于TiO2/Au/a-TiO2光电极并将其用于光电化学固氮，反应完全在太阳光驱动下进行且不使用任何有机牺牲试剂。金的表面等离子体效应将TiO2的吸收范围扩展至可见区域，并为固氮过程提供高能热电子。更为重要的是，具有表面Ovac催化中心的无定形ALD TiO2层可以促进N2吸附和活化，大大提高了光催化固氮速率。由于ALD的表面生长机理，Ovac仅存在于TiO2的表面区域而不影响体相性质。这一优势不仅有助于激发态电子和吸附氮气之间的表面反应，也可以避免体相缺陷导致的载流子复合。因此，TiO2/Au/a-TiO2光电极的NH3产生速率远超原始TiO2，在一个太阳光照强度下下可达到13.4 nmolcm-2h-1。文献链接：Promoted Fixation of Molecular Nitrogen with Surface Oxygen Vacancies on Plasmon-Enhanced TiO2 Photoelectrodes (Angew. Chem. Int. Ed., 2018, DOI:10.1002/anie.201713229)转自材料人公众号

2022年度，河南大学作为牵头单位共获批2项科技部国家重点研发计划项目和4项课题，国拨经费共计5560万元，立项数量与经费均创历史新高。王学路教授牵头承担的“以碳增氮高效生物固氮回路设计与系统优化”项目获中央财政经费1700万元，该项目联合中国农业科学院生物技术研究所、中国农业大学等6家单位，系统开展固氮菌和豆科植物生物固氮中碳源及其代谢能高效利用、弱光下利用外施碳源共生结瘤的机制研究，挖掘关键元件和模块，在固氮菌和大豆底盘中重组优化，进行“以碳增氮”高效固氮体系和弱光下共生固氮的设施农业系统的创建，对我国绿色农业发展具有重要意义。康文艺教授牵头承担的“典型天然植物化合物绿色制造关键技术研究”项目获中央财政经费2000万元，该项目联合中国科学院昆明植物研究所、中国药科大学、江南大学等10家单位，针对典型天然植物化合物构/量效、靶向递送不清晰、高效保护性绿色加工技术装备匮乏等科学问题和技术难点，从构效、量效、增效、高效和产业化示范5个方面，突破天然植物化合物及衍生物稳态化、精准靶向、智能控释、生物利用率改善等核心关键技术，开发一批植物基天然食品添加剂及功能食品，实现规模化生产，构建天然植物化合物绿色制造技术体系。国家重点研发计划是由原来的国家重点基础研究发展计划（973计划）、国家高技术研究发展计划（863计划）、国家科技支撑计划、国际科技合作与交流专项、产业技术研究与开发基金和公益性行业科研专项等整合而成，是针对事关国计民生的重大社会公益性研究，以及事关产业核心竞争力、整体自主创新能力和国家安全的战略性、基础性、前瞻性重大科学问题、重大共性关键技术和产品，为国民经济和社会发展主要领域提供持续性的支撑和引领。

今日热点NEWS2023.9.25 应用单细胞ICP−TOF-MS评估细胞的应激反应TOFWERKicpTOF 单细胞-电感耦合等离子体-飞行时间质谱法（sc-ICP-TOF-MS）是一种能自动且直接检测单个人体细胞中蛋白质相对浓度的分析方法。也可以进一步采用金属纳米簇（Metal Nanocluster， MNC）标记目标蛋白抗体和钌红（RR）染色来确定单细胞数量以及评估细胞的相对体积。作者通过sc-ICP-TOF-MS对人体ARPE-19细胞进行系统性研究，以探究这些细胞中经过IrNCs、PtNCs和AuNCs标记的特异性抗体铁调素（HP）、金属硫蛋白-2（MT2）和铁蛋白（FPN）的表达情况。考虑到APRE-19细胞在悬浮液中呈球形且RR与细胞表面结合，则细胞体积与Ru信号强度的二分之三次方成正比。这样不仅可以确定每个细胞中目标蛋白质的质量，有了体积信息后，还可以推导出相对浓度。研究人员比较了高血糖应激和氧化应激两种模型下的ARPE-19培养物，对照组与实验组细胞显示了分析物的质量、细胞体积和目标蛋白质浓度的相对变化，从而可以清楚地识别出经过相应处理后的细胞亚群。01简介 细胞的个体异质性意味着族群的细胞中金属和生物大分子的表达水平可以相差2到3个数量级。据报道，这种细胞间的显著差异可能是多种病症的根源。因此想正确解释细胞群中目标分析物表达必须能够对单个细胞进行定量分析。因为细胞转录组还受到细胞体积的影响，所以在分析细胞群中的目标分析物时，还需要评估单个细胞体积。此外，了解每个细胞的蛋白质量和特定蛋白浓度也是非常重要的。单细胞电感耦合等离子体质谱法（sc-ICP-MS）是一种应用较为广泛的技术，可用于研究细胞中的内源性无机元素和特定生物分子，新一代的飞行时间质谱仪（TOF）已经可以同时检测单个细胞内多个目标分析物。在以往报道中，这种技术被用于藻类元素指纹图谱、酵母对金属的吸收和对精子进行多元素分析。蛋白质质量通常在单个细胞中数量级为fg（飞克，10-15克）或ag（阿克，10-18克），因此抗体（Ab）标签必须有尽可能高的灵敏度。通常选用Maxpar聚合物作为抗体标记金属原子的载体（100-140个原子每Ab）。本文使用的金属纳米团簇（MNCs）可以提供更高的信号放大率，比如AuNCs和IrNCs中分别含有579和1760个Au和Ir金属原子。为了用sc-ICP-TOF-MS测定单个细胞中蛋白质浓度，需要选择合适体积标记物。以往的研究表明，Mg和Ca等内源性元素与细胞体积相关，然而同时测量极低浓度的Mg和Ca和金属标记物是一项极具挑战的工作（小编注：原文中解释为质荷比相差较多，这不是因为文中icpTOF仪器的TOF检测器所限制。更准确解读是因前端CCT模式下优化参数所限，不一定能对处于低浓度区间的低质量数和高质量数元素做到同时高灵敏度检测）。Rapsomaniki等人提出了一种方法，使用能与蛋白质氨基共价结合的Ru复合物，理想情况下，体积标记物只结合细胞膜，这样就能将金属信号强度与细胞体积相关联。 为了比较在不同补充剂条件下的细胞培养效果，获取每个细胞的相对体积至关重要。本研究首次提出了一种使用sc-ICP-TOF-MS直接测定人体单细胞中蛋白质相关浓度的方法。作者使用MNC标记的特异性抗体来检测目标蛋白，并使用RR染色来标记细胞体积。通过测量标记蛋白和101Ru+的信号强度，本文建立了一个简洁的自动化检测方法，用于比较不同细胞群体和评估应激细胞模型。本案例通过sc-ICP-TOF-MS对人类ARPE-19细胞的三种目标蛋白质表达情况进行了研究。这三种蛋白质HP，MT2，FPN分别被IrNCs、PtNCs和AuNCs标记，并随后进行 RR 染色。通过sc-ICP-TOF-MS对这些目标蛋白进行定量检测，作者为体外细胞研究带来了对细胞异质性的新认识。02实验方法 使用人类ARPE-19细胞和MNC标记的免疫探针进行免疫测定：研究人员使用MNC标记的免疫探针同时标记了固定细胞悬浮液中的三种蛋白质。用于在ARPE-19细胞中标记HP、MT2和FPN的免疫测定流程在免疫探针浓度方面已经进行了优化。优化可以确保蛋白质的完全识别，以及足够的清洗步骤以避免非特异性相互作用。此项流程是独立地使用三种免疫探针（Anti-h-HP:IrNCs、Anti-h-MT2:PtNCs 或 Anti-h-FPN:AuNCs）进行的。优化后的抗体浓度分别为 4 μg mL−1、10 μg mL−1 和 4 μg mL−1。为了对ARPE-19细胞进行RR标记，悬浮液中的细胞被浸泡在50 μg mL−1 的RR溶液中30分钟。之后，使用磷酸盐缓冲溶液（PBS 浓度0.1M，pH值7.4）将细胞颗粒洗涤两次，以去除多余的RR。 实验先将ARPE-19细胞以1 × 105 cells mL−1 浓度悬浮在50 mM Trizma缓冲液中（pH值7.4），再进行sc-ICP-TOF-MS分析。作者经过连续稀释和测量对照组细胞来选择合适的细胞浓度。为进行离子校准，使用了含有Pt、Ir、Au和Ru的多元素标准溶液。每天分析两组悬浮液以确定sc-ICP-TOF-MS实验设置的传输效率。使用的两组悬浮液分别是商用含PtNP的标准试样以及含有ARPE-19细胞的对照组溶液。数据处理使用了TOFpilot、Excel和JASP软件。在STDS模式下优化ICP-TOF-MS参数，用于测量不同的细胞标签，而在CCTS模式下优化参数则用于检测细胞内源性元素。为确认基于MNC标记的免疫探针和RR标签的sc-ICP-TOF-MS方法，还使用商用ELISA试剂盒测定了对照组和高血糖处理的ARPE-19细胞中HP和FPN蛋白的平均浓度。 本文的sc-ICP-TOF方法中采用的是TOFWERK icpTOF 2R和ESI microFAST SC系统。ARPE-19细胞悬浮液的细胞计数通过BD Accuri C6细胞计数仪完成，同时使用Leica DM IL LED光学显微镜捕获细胞悬浮液的图像。使用Bandelin sonoplus HD2070探头进行超声处理，以配合ELISA试剂盒进行蛋白质测定。03钌红（RR）标记ARPE-19细胞：细胞区分和体积标记 为了更好地使用金属标记抗体对生物分子进行sc-ICP-MS分析，科研人员需要同步观测元素标签和细胞内源性元素（Ca, Cu, Fe, P等），从而确认细胞的完整性和抗体的正确识别。但由于内源性细胞元素和标签金属的质量差异，这种同时检测可能会受到限制。为了解决这一问题，研究人员使用RR来检测单个ARPE-19细胞，而其与MNC标签之间的相近的质量允许同时以高灵敏度检测。实验中，科研人员注意到纯RR信号可能与ARPE-19细胞的膜片段相对应，而MNC标签信号可能来自未结合到蛋白质的自由MNC标记免疫探针。此外，使用RR不仅可以确定细胞事件的数量，还可以评估细胞的相对体积，从而允许在每个细胞中确定目标蛋白的质量和相对浓度（小编注：具体计算公式和过程请参考原文）。最后，结合同期的光学显微镜观察到的细胞体积差异，RR信号范围还被用来识别多个细胞事件，从而确保单细胞数据评估的准确性。04压力下ARPE-19细胞的蛋白质水平 研究探讨了在两种不同条件下培养的ARPE-19细胞中三种蛋白质的表达：一种使用高血糖模型（100 mmol 葡萄糖，48小时）培养，另一种使用诱导氧化应激模型（5 mmol AAPH 1小时）培养。通过sc-ICP-TOF-MS分析实现了对单细胞中HP、MT2和FPN蛋白质的同时检测以及它们相对浓度的确定。为此，通过应用选定的阈值从背景中鉴别出细胞事件后，将193Ir+、195Pt+和197Au+的强度信号转化为Ir、Pt和Au的绝对质量。然后，将每个细胞的金属质量转化为相应的蛋白质含量（小编注：具体计算公式和过程请参考原文）。最后，使用单细胞测量的101Ru+信号强度计算出单细胞体积从而得到蛋白质的相对浓度。研究中使用单细胞ICP-TOF-MS得到三种蛋白质的检测限分别为HP是3.8 ± 0.4 ag/细胞，MT2是9 ± 1 ag/细胞，FPN是4.4 ± 0.6 fg/细胞。05高血糖对ARPE-19细胞的影响 利用 sc-ICP-TOF-MS 测定对照组和高血糖处理的 ARPE-19 细胞中 HP、MT2 和 FPN的水平，研究人员评估了高血糖对三种蛋白质产生的影响。如原文中表1中结果所示，高血糖（GL）处理影响了全部三种蛋白质的平均质量，它们均发生了过表达。但在比较相对蛋白质浓度时，平均值没有明显差异。图1的A-C比较了对照组和高血糖组HP、MT2和FPN的质量分布，高血糖组的细胞平均值明显较大（注意图中y轴是对数坐标），而中值不受影响，高血糖处理的细胞蛋白质量在中位数上下分布更为分散。因此，如果只比较群体平均值（如使用传统的ELISA试剂盒法），可能会影响到诊断和治疗效果。高血糖处理扩大了两极分布，表面上看HP、MT2和FPN在细胞群里质量变化较大，而相对浓度（图1 D-F）差异有所减小。此外，每个细胞的蛋白质分布直方图（图1 A-C）呈倾斜状，中位数以上的离散度大于中位数以下的离散度，当考虑到细胞体积时（图1 D-F），峰形不再倾斜，表示蛋白质质量较大的浓度体积也较大，但在直方图里可以观测到两组细胞群。图 1. 用sc-ICP-TOF-MS测定对照组（绿色）和高血糖处理（橙色）的 ARPE-19 细胞中的HP、MT2和FPN的质量的箱形图和直方图（百分比表示）（A-C）以及相对蛋白质浓度（D-F）。（A、D）HP（B、E）MT-2（C、F）FPN。数据包括四组生物重复的对照组和高血糖处理的 ARPE-19 细胞的分析结果，每次重复都进行了三次仪器测量。 图2研究了蛋白质质量和细胞体积之间的相关性，蛋白质质量较大的细胞群在散点图上半部分用红色标出，质量较小的细胞在底部用绿色标出。图2的B、C显示的红色圈部分的细胞群中的细胞体积与蛋白质量之间呈线性增长关系，即细胞体积越大，蛋白质量越高。高血糖组（图2 D-F）也观测到了相同的趋势，但MT2和FPN中红色标记组的比例更高，意味着经过高血糖处理后，有更多细胞的体积与这两种蛋白质质量成线性关系。图2 用sc-ICP-TOF测定的对照组和高血糖处理组的HP、MT2和FPN蛋白质质量与细胞体积的散点图。A-C为对照组，D-F为高血糖组。101Ru+信号是和金属纳米簇免疫探针的金属信号同时被测量的。红色椭圆代表蛋白质质量较大的细胞群，绿色椭圆代表蛋白质质量较小的细胞群。 为了评估细胞体积是否受到处理方法的影响，研究人员对101Ru+信号强度也 进行了研究（原文图S4）。对于较大的细胞，对照组和高血糖处理组观察到相同的分布，然而对较小的细胞，明显有不同的趋势：低于65cts3/2的细胞中，只观察到对照组细胞（即此区间未发现高血糖处理的细胞），而在65-140cts3/2范围，对照组细胞比高血糖处理的细胞数要多，平均101Ru+信号强度明显大于高血糖处理的细胞（p=0.04），表明高血糖会增大细胞体积，与文献中对应酵母细胞结果一致。此外，高血糖会诱发氧化应激、脂质过氧化和细胞凋亡，并抑制细胞增殖，这可能会改变抗氧化剂和控制金属稳态的蛋白质水平。 为了验证该方法的有效性，研究人员使用商用ELISA试剂盒进行了对比实验。在高血糖处理过的细胞中，HP和FPN的平均质量均出现过表达，两者变化倍数均为1.4。在95%置信度下的t检验显示，对照组和高血糖处理的细胞之间存在显著差异（p值分别为5 x 10-4和2 x 10-6），在sc-ICP-TOF-MS结果中也发现了同样的趋势，HP和FPN的变化倍数分别为1.4和1.3。因此，sc-ICP-TOF-MS获得了与细胞生物学常用技术很高一致性的结果。不过需要强调的是，ELISA分析只能获得细胞培养物中蛋白质的平均含量，而sc-ICP-TOF-MS可以获得每个细胞的蛋白质质量，并考虑细胞体积，而不是整体细胞群的平均值，从而能够更好地理解细胞应激反应背后的生物机制。06诱导氧化应激对APRE-19的影响 作者使用同样方法研究了对照组和AAPH处理的氧化应激APRE-19细胞中HP、MT2和FPN的含量。图3描述了比较蛋白质质量分布（图3 A-C）和蛋白质相对浓度分布（图3 D-F）。从图3 A-C可以看出，氧化应激状态下单细胞的HP和FPN平均蛋白质质量增加，而MT2无明显变化。每个细胞HP蛋白质量的中位数无明显变化，而MT2和FPN中位数却有所下降，分别从 1.41 ag/cell 降至 1.23 ag/cell 和 从0.81 fg/cell 降至 0.69 fg/cell），这些差异都有统计学显著性。三种蛋白质的平均相对浓度都有所下降（图4 D-F），但对照组和氧化应激组细胞之间的FPN浓度差异并不明显。图3 用sc-ICP-TOF-MS测定对照组（绿色）和氧化应激组（橙色）的ARPE-19细胞中的HP、MT2和FPN的质量的箱形图和直方图（百分比表示）（A-C）以及相对蛋白质浓度（D-F）。（A、D）HP（B、E）MT-2（C、F）FPN。数据包括四组生物重复的对照组和氧化应激处理的 ARPE-19 细胞的分析结果，每次重复都进行了三次仪器测量。 图3 A-C中三种蛋白质的直方图显示了两种处理方式的细胞都属于一个大细胞群。然而考虑到细胞体积时，图3 D-F可以识别出几个大小不同的细胞群。对照组HP的相对蛋白浓度直方图（图3 D）有一个最大值，而氧化应激组细胞有两个不同的细胞群。图3 E中，氧化应激组中低蛋白质浓度的细胞比例比对照组更高。图3 F显示，两组都有两个不同细胞群，但是中浓度和低浓度FPN蛋白质浓度下细胞的百分比不同。 最后，图4展示了通过sc-ICP-TOF-MS得到的对照组和使用AAPH进行氧化应激处理的具有特定体积细胞的频率直方图。实验结果显示，与对照组的细胞相比，经氧化应激处理的细胞中具有高Ru信号（超过65 cts3/2）的细胞百分比更高，这意味着这些细胞的体积更大。AAPH是一种过氧自由基化合物，能增加活性氧种类的产生和通过改变细胞膜的透性增加细胞体积。因此，这种对比使我们能够得到关于AAPH处理的有趣发现，这些发现只能通过逐细胞研究细胞群体并考虑每个细胞的体积来得到。例如，与对照组细胞相比，AAPH处理的细胞中HP和FPN的质量更高，但该处理也显著增加了细胞体积；因此，这些蛋白质的质量增加不仅意味着处理后细胞内蛋白质浓度增加，也意味着细胞大小的增加。图4 使用sc-ICP-TOF-MS获得的对照组（灰色，4635个细胞）和经过氧化应激处理（黑色，3505个细胞）的ARPE-19细胞体积频率直方图。06结论 研究人员需要了解每个细胞的目标物质质量、浓度和细胞体积的变化，才能评估细胞在不同外部刺激作用下的反应和相应机理。本文介绍的方法是通过sc-ICP-TOF-MS检测经金属纳米簇（MNC）标记的抗体作为蛋白质测定的特异性标签，以及使用钌红染（RR）作为体积标签，从而以高灵敏度定量测量单细胞中的特定蛋白质的质量，单细胞的相对体积和目标蛋白质的相对浓度。实验提出的自动化且简单的检测和数据处理方法可以处理大量数据并有效地比较对照组和处理过的细胞培养物，以获得可靠的结论。实验还可以评估每个单细胞中的蛋白质总质量，从而更深入了解细胞内发生的生化过程。备注：翻译仅供学习和参考，内容以英文原文为准。文中图片版权均归ACS杂志社所有。TOFWERK icpTOF让离子再飞一会儿！‍TOFWERK icpTOF电感耦合等离子体-飞行时间质谱耦合了Thermo 公司的 iCAP RQ平台和TOFWERK高性能飞行时间质谱。iCAP RQ平台提供了高强度并稳固的ICP进样和离子源，简单可靠的椎体和离子电镜和Q-cell科技。飞行时间质谱分析仪在保证跟四级管（QMS）同等灵敏度的同时，为icpTOF增加了快速全谱分析，更宽的线性动态范围和高达6000的质量分辨率，提供了快速全谱图采集和所有元素同位素的同步分析能力。◾搭配激光剥蚀，生物、地质样品快速成像案例◾单细胞多元素组分同时分析◾大气颗粒物、单颗粒、海洋环境、土壤、固废无机多组分分析；◾极地冰芯、合金材料、玻璃陶瓷中多元素分析

2023年03月29日，湖南省科技厅公示了2023年自然科学基金拟立项项目情况，其中包括100项杰青项目、100项优青项目、1019项面上项目、1067项青年基金、以及1152项联合基金，共计3438项拟立项项目（公示名单附后）。公示信息如下：按照创新型省份建设专项项目管理有关要求，经申报推荐、形式审查、专家评审、省科技厅党组会审议、省自然科学基金委员会审定等立项程序，对2023年湖南省自然科学基金项目拟立项3438项，现予以公示（公示名单附后）。公示期为2023年3月29日至4月4日（公示期5个工作日）。在此期间，如有异议，请将有关情况反馈至省科技厅，并提供必要的证明材料。以单位名义提出异议的，应提供书面材料并加盖本单位公章；个人提出异议的，应实名反映情况，并注明姓名和身份证号码。匿名或超出期限的异议不予受理。联系方式：监督与诚信处 0731-88988999机关纪委 0731-88988679邮箱：hnst-jg@kjt.hunan.gov.cn地址：长沙市岳麓大道233号科技大厦（邮编：410013）附件：2023年度省自科基金拟立项项目表.pdf湖南省科学技术厅2023年3月29日2023年度湖南省自科基金拟立项项目表（杰青项目）序号项目类别项目名称申报单位负责人1杰青基于新型超快光场的量子态调控研究中国人民解放军国防科技大学刘金磊2杰青天体物理磁场的测量技术与宇宙射线粒子的起源湘潭大学张建福3杰青Rb-Xe自旋体系量子调控与量子纠缠研究中国人民解放军国防科技大学汪之国4杰青手性自旋电子学中南大学郭爱敏5杰青拓扑超导体UTe2微区分辨电子结构中国人民解放军国防科技大学张超凡6杰青大规模约束优化问题的求解理论与高效算法湖南大学陈亮7杰青基于高稳定黑磷的应变可调偏振光湘潭大学祁祥探测性能及多场调控研究8杰青液晶流体简化Ericksen-Leslie方程组和Beris-Edwards方程组的若干数学问题中南大学刘桥9杰青含表面活性剂液滴蒸发问题的模型与算法研究及机理分析湘潭大学袁海专10杰青囚禁离子系统的相干性提升及量子相变模拟中国人民解放军国防科技大学张杰11杰青超声速爆震燃烧中国人民解放军国防科技大学蔡晓东12杰青高温聚合物电解质膜燃料电池关键材料研究中南大学程义13杰青高比能钠离子电池及关键材料中南大学曹鑫鑫14杰青电催化碳氮偶联湖南大学陈晨15杰青二维MXene高效有机溶剂纳滤膜的设计与调控中南大学韩凯16杰青桥联轴手性联芳基化合物的催化不对称合成湖南师范大学杨星17杰青新型金属-路易斯酸催化剂的合成及其协同催化研究湖南大学程立杰18杰青微纳电化学湖南大学何勇民19杰青基于微电子器件的锌离子电池湖南大学张明20杰青不对称Janus结构聚合物／无机复合纳米材料湘潭大学刘益江21杰青柔性自支撑水系锌锰二次电池的构建、性能调控及界面作用机制吉首大学吴贤文22杰青CsMYB36介导的黄瓜果把长度调控网络研究湖南农业大学王春华23杰青炎症性肠病的致病机制研究湖南大学周俊24杰青新抗原特异性TCR-T细胞治疗南华大学伍代朝25杰青LcCCA1-LcCYP98A调控模块介导千金子对氰氟草酯节律性响应的分子机制湖南省水稻研究所王立峰26杰青雌核发育青鱼抗SVCV优势性状的分子机理湖南师范大学肖军27杰青线粒体自噬的分子调控机制及其对帕金森病治疗的意义研究湖南大学王立明28杰青林业生物质资源化湖南省林业科学院李辉29杰青戊糖片球菌调控断奶仔猪肠道氧化应激代谢产物的挖掘湖南师范大学尹佳30杰青番茄褪绿病毒介导转录因子ERF4与SKIP2互作调控叶绿素降解的分子机制湖南省植物保护研究史晓斌所31杰青橘小实蝇早期侵染柑橘的可视化仿生嗅觉融合判别机理与方法中南林业科技大学文韬32杰青山羊消化道微生物与宿主互作机理中国科学院亚热带农业生态研究所焦金真33杰青农林剩余物／镁系轻质复合材料异质界面拓扑黏结机制研究中南林业科技大学左迎峰34杰青重金属污染场地土壤修复中南大学杨卫春35杰青尾砂固结影响下大范围尾矿库失稳溃坝风险InSAR评估研究中南大学杨泽发36杰青海洋环境三维重构及精细化预报研究中国人民解放军国防科技大学王辉赞37杰青钨同位素示踪大规模钨成矿作用：以湖南典型钨矿床为例中南大学李欢38杰青土壤砷生物地球化学过程及修复中南大学吴川39杰青西太平洋副热带高压耦合机理与诊断预测中国人民解放军国防科技大学洪梅40杰青软岩边坡工程稳定性分析理论及控制长沙理工大学曾铃41杰青矿物浮选分离中南大学焦芬42杰青增材制造各向同性医用钛合金组织调控机制与性能优化中南大学吴宏43杰青复杂含铁冶金固废微波碳氢耦合还原中南大学彭志伟44杰青织构与原子团簇“双尺度微结构”协同强化的耐蚀耐损伤铝合金成形机理湖南科技大学陈宇强45杰青柴油车集成式排气后处理系统智能长沙理工大学吴钢监测与协同优化控制研究46杰青洲滩湿地高关注新污染物靶向修复湖南大学王侯47杰青力学超结构强非线性动力学与先进功能序构设计方法中国人民解放军国防科技大学方鑫48杰青环境功能材料修复湿地水体污染湖南大学熊炜平49杰青智能网联车辆运动控制湖南大学边有钢50杰青电力系统电磁暂态分析与过电压防护湖南大学孙秋芹51杰青新型高性能钨合金材料及其应用基础研究中南大学蔡青山52杰青非传统有色金属资源高效回收与材料化中南大学胡久刚53杰青轨道车辆轻质材料结构强度与动力学中南大学王中钢54杰青红土镍矿增值冶金与正极材料多级调控长沙理工大学李灵均55杰青金属矿山深部开采中南大学彭康56杰青减污降碳协同增效相融合的农业有机固废资源化及应用湖南农业大学张嘉超57杰青基于垂直氧化物沟道的离子晶体管及其人造视觉研究中南大学蒋杰58杰青低碳能源系统工程中南大学杨声59杰青极端风环境下拉索抗风性能研究中南大学敬海泉60杰青键合硫碳材料储能电化学湘潭大学吴天景61杰青环境风利用的平流层飞艇智能自主区域持久驻留控制方法中国人民解放军国防科技大学杨希祥62杰青直喷稀燃模式下氢／氨发动机燃烧及低排放控制技术研究湘潭大学左青松63杰青高性能有机光电器件的应用集成湖南大学姚奕帆64杰青基于液态金属及铋基纳米材料的电子器件的构筑与应用湖南大学黄璐65杰青交通伤损伤机理与防护设计湖南大学莫富灏66杰青新制式轨道交通桥梁抗风减振中国建筑第五工程局有限公司周帅67杰青多孔功能材料的可控制备理论与应用基础中南大学杨娟68杰青镁合金新型特种加工关键技术及应用基础研究湖南科技大学卢立伟69杰青高性能图查询湖南大学周旭70杰青面向云端融合架构的高效能调度理论与方法湖南师范大学童钊71杰青复杂数据的可视表达与交互可视分析基础理论与方法中南大学夏佳志72杰青级联有色冶金过程分层协调优化控制中南大学谢世文73杰青有色金属生产过程智能感知方法及应用中南大学周灿74杰青重大装备制造群智机器人动态规划与协同控制系统湖南大学谭浩然75杰青基于玻色采样的量子机器学习理论与方法中南大学石金晶76杰青高功率近单模准连续光纤激光器中国人民解放军国防科技大学王小林77杰青多情景“双碳”目标约束对生产率的中长期影响与动态监测研究湖南大学艾洪山78杰青电力用户接入价政策改革的社会福利效应研究湖南大学谢里79杰青模型-数据混合驱动下“华龙一号”核反应堆冷却剂系统故障诊断智能方法研究南华大学隋阳80杰青肠道菌群影响重症中暑多脏器功能衰竭的机制研究中南大学湘雅三医院袁芳芳81杰青三核苷酸重复扩展疾病发病机制及治疗中南大学湘雅医院刘琼82杰青PRMT1和PHD2蛋白氧化修饰在胰腺炎“炎癌”转化过程中的作用及机制研究湖南省人民医院（湖南师范大学附属第一医院）谭超超83杰青降钙素基因相关肽受体CRLR／RAMP1在生发中心形成及系统性红斑狼疮发病中的作用及其分子机制中南大学湘雅二医院龙海84杰青中药来源抗结直肠癌活性天然产物的药物化学与化学生物学研究中南大学邓旭85杰青“脑-骨轴”介导的多器官衰老调控机制研究中南大学湘雅医院陈春媛86杰青ProBDNF／SORT1介导的巨噬细胞脂代谢重编程在类风湿性关节炎中的作用及机制研究中南大学湘雅二医院胡招兰87杰青皮肤黑素瘤免疫逃逸与免疫治疗抵抗的机制研究中南大学湘雅医院荔辉88杰青TET1通过调控Nurrl在多巴胺能神经元发育中的作用研究中南大学湘雅医院徐倩89杰青神经免疫互作介导AoCLD中肝脏局部炎症进展为系统性炎症的机制研究中南大学湘雅医院陈若蝉90杰青NF-kB-Vimentin 介导 Pten下调促小鼠视神经损伤再生和RGCs保护的作用及机制研究中南大学湘雅二医院方芳91杰青恶性肿瘤发生与治疗微流控仿生分析芯片系统中南大学刘文明92杰青组蛋白甲基转移酶对神经病理性疼痛的调节及其作用机制研究中南大学邓梅春93杰青多发性骨髓瘤耐药机制及靶向干预南华大学夏机良94杰青白色脂肪米色化的免疫调控机制研究中南大学湘雅二医院孟文95杰青人类早期胚胎发育中南大学冷丽智96杰青支气管哮喘的发病机制和干预策略研究中南大学刘持97杰青生物钟基因BMAL1调控迟发性性腺功能减退症大鼠睾酮合成及雄蚕益肾方干预机制湖南中医药大学第一附属医院周兴98杰青SPAG5-AS1结合USP7去泛素化修饰SPAG5参与膀胱癌发生的机制研究中南大学湘雅三医院刘建业99杰青非小细胞肺癌奥西替尼获得性耐药机制研究中南大学湘雅三医院李伟100杰青靶向外排泵的“黄芩苷／适配体／纳米脂质体”三元复合递药系统设计及干预MRSA多重耐药的作用机制研究湖南中医药大学宁毅2023年度湖南省自科基金拟立项项目表（优青项目）序号项目类别项目名称申报单位负责人101优青声学超材料智能研发中国人民解放军国防科技大学张弘佳102优青载人登月任务轨道多阶段一体化设计与偏差演化分析方法中国人民解放军国防科技大学杨震103优青受限层列相液晶的解景观数值计算及其应用研究中国人民解放军国防科技大学夏静敏104优青非交换鞅论及其应用研究中南大学周德俭105优青Toeplitz算子理论及应用中南大学马攀106优青二维半导体激子色散关系的探测湖南大学洪金华107优青极端观测条件下大尺度跨度精密光测中国人民解放军国防科技大学关棒磊108优青带临界指数的几类微分方程（方程组）非平凡解的存在性与动力学性态中南大学秦栋栋109优青内嵌富勒烯及其量子信息功能研究中国人民解放军国防科技大学周珅110优青基于小分子染料的活体肺靶向荧光探针构建及其生物传感应用湖南大学任天兵111优青基于化学重编程的DNA分子网络系统湖南大学吕一帆112优青金属配位医用水凝胶与组织再生修复湖南大学施李杨113优青缺陷电催化剂设计与调控长沙理工大学张怡琼114优青钠离子电池高熵型锰基氧化物单晶材料研究中南大学孙旦115优青基于五元非芳基C，C-环钯物种的转化新方法研究湖南师范大学杨源116优青数字化液体活检技术开发湖南大学贺建军117优青细胞质被膜复合体COPII亚基在黄瓜自噬中的作用研究湖南农业大学曹嘉健118优青病原微生物药靶蛋白结构解析及创新药物开发湖南大学靳振明119优青RNA结合蛋白对Hippo信号通路的调控作用与机制研究湖南师范大学郭晓伟120优青青花菜萝卜硫苷生物合成的调控网络研究湖南农业大学王军伟121优青病原菌分泌纳米机器的结构与功能研究湖南大学尹孟122优青色氨酸通过 AHR 信号通路调控断奶仔猪肠道免疫的机制研究中国科学院亚热带农业生态研究所徐康123优青Bc1-2蛋白家族调控凋亡的分子机制及靶向小分子药物研发中南大学湘雅医院危蝴蝶124优青植物ROP2蛋白的极性定位新机制探究湖南大学朱思睿125优青油茶果生炭疽菌乙酰转移酶CfGcn5互作蛋白的鉴定及其作用机制研究中南林业科技大学张盛培126优青纳米硫-柳树协同修复镉砷污染土壤的生理生态机制中南林业科技大学曹旖旎127优青深地钻探高温高压结晶岩岩石力学中南大学王李昌128优青内磁层赤道区域电磁电子回旋谐波研究长沙理工大学高中磊129优青高精度极化干涉SAR林下地形测绘中南大学付海强130优青面向电离层扰动的高动态电子密度场精细构建方法研究中南大学陈必焰131优青典型喀斯特灌丛土壤固氮菌和丛枝菌根真菌驱动的生物固氮机制中国科学院亚热带农业生态研究所肖丹132优青面向MOSAIC精细化气溶胶方案的集合-变分混合同化关键技术研究中国人民解放军国防科技大学尤伟133优青湘南盆地奥陶系凯迪阶底界综合地层学研究中南大学王文卉134优青土壤侵蚀与碳循环湖南师范大学聂小东135优青高速高功率密度航空齿轮传动系统动态性能演化及状态识别方法研究中南大学胡泽华136优青二维原子晶体与器件湖南大学李佳137优青工业副产石膏高值化利用湖南科技大学管青军138优青电池状态监测用可植入式碳基FET传感器及电池失效机制研究湘潭大学魏同业139优青医用金属材料表面功能化中南大学黄千里140优青金属层状异质构件形性协同制造研究中南大学李洲141优青激光增材制造难熔合金长沙理工大学周立波142优青桥梁风工程中南大学严磊143优青高k介电材料与二维层状半导体混合维度异质集成中南大学刘晓迟144优青烧结烟气多污染物高效控制中南大学季志云145优青高速列车轻质复合材料结构吸能一体化设计理论中南大学阳程星146优青金属锌负极／电解液协同设计与界面科学中南大学陈月皎147优青宽电压范围高效率直流接口电力电子变换中南大学许国148优青物理与数据融合驱动的机械跨层级可靠性分析方法研究湖南大学张哲149优青混合共驾下微型纯电动汽车在城市道路场景的碰撞安全性研究长沙理工大学李奇奇150优青镍合金超薄壁件复合能场强旋-电脉冲处理过程成形与成性精准调控方法中南大学何道广151优青信息-物理融合驱动的疲劳裂纹智能损伤评估研究湖南大学龙湘云152优青新型电力系统背景下电网侧储能参与换相失败防御的关键技术研究湖南大学周小平153优青非常规关键金属共伴生资源选冶清洁高效提取中南大学唐鸿鹄154优青退役动力锂离子电池短程低碳回收与循环利用湖南师范大学陈湘萍155优青应对极端天气的多源配电网自愈控制关键技术研究长沙理工大学陈春156优青场景结构先验驱动的机器人感知与交互中国人民解放军国防科技大学施逸飞157优青耦合光学偏振遥感的抗云雾干扰与成像时间差异地物变化检测研究湖南大学杨彬158优青基于广义动态增益的多列车追踪运行协同控制中南大学胡文峰159优青大规模边缘智能系统性能优化关键技术研究中南大学张德宇160优青基于智能空谱融合的高分辨率高光谱成像方法研究湖南大学佃仁伟161优青柔性碳纳米管器件及其功能电路集成湖南大学向立162优青集成微型超级电容器芯片湖南大学徐思行163优青多视图学习中国人民解放军国防科技大学陶红164优青基于无线感知的人机交互理论与技术湖南大学王砚文165优青时空视频片段检索方法研究湖南大学曹达166优青高动态系统电磁主动控制与性能实时优化方法中国人民解放军国防科技大学许雲淞167优青网络系统基础行为测量理论与方法中国人民解放军国防科技大学罗来龙168优青面向高抗毁需求的战场电能保障系统优化设计与动态重构研究中国人民解放军国防科技大学黄生俊169优青经济增长与碳排放关系的再评估--基于碳能分离视角的研究湖南大学吴施美170优青面向新基建的分布式项目调度与战术资源规划协调优化湖南大学胡雪君171优青KAT5介导的MLKL乙酰化修饰调控巨噬细胞源性外泌体分泌促进肺纤维化的机制研究中南大学湘雅二医院刘姗姗172优青铁死亡与胰腺癌靶向治疗中南大学湘雅二医院谢阳春173优青炎性训练改善肠炎预后及类器官移植对炎性肠病粘膜愈合疗效探究中南大学湘雅医院吴栋文174优青细胞信号转导调控与肿瘤复发和转移湖南大学唐小龙175优青头颈鳞癌中MTDH通过肿瘤细胞上皮间质转化介导CD8＋T细胞抗肿瘤免疫的分子机制研究中南大学湘雅二医院朱刚才176优青肠道B.massiliensis介导Th17／Treg平衡调控甲状腺相关性眼病进展的机制研究中南大学湘雅二医院齐欣177优青AhR调控Tfh／Tfr细胞平衡的分子机制研究及其在系统性红斑狼疮发病中的作用中南大学湘雅三医院丁澍178优青骨源性因子的跨器官调控作用和机制研究中南大学湘雅医院王振兴179优青长链非编码RNA在白血病中的功能和靶向治疗策略湖南大学朱赣迁180优青BET抑制剂通过抑制IL-6／STAT3信号轴协同铁死亡诱导剂治疗黑素瘤的机制研究中南大学湘雅医院邓广通181优青LOX-1介导GLS1琥珀酰化调控谷氨酰胺代谢重编程促进非酒精性脂肪性肝病的作用和机制研究中南大学祝小云182优青仿生多孔梯度硼化Ti6A14V／HA植体经Sema6D／MAPK途径调控巨噬细胞极化促进骨结合的机制中南大学湘雅口腔医院彭倩183优青肾小管上皮细胞HDAC7／HMGB1轴在AKI后肾间质纤维化中的作用和机制研究中南大学湘雅二医院蔡娟184优青功能化细菌偶联荧光探针的肿瘤诊疗研究中南大学陈飞185优青温热疗法调控m6A修饰抑制银屑病角质形成细胞免疫功能的机制研究中南大学湘雅三医院雷厉186优青减毒工程菌药物升级改造及其在实体瘤靶向治疗中的应用研究湖南大学郑金海187优青毛囊皮脂腺稳态的调控机制中南大学湘雅医院邓智利188优青类泛素化修饰靶向KU70蛋白在癌细胞有丝分裂中的作用机制研究湖南师范大学谢颖189优青数字孪生牙多尺度基础数据的测定与虚拟手感模型构建中南大学湘雅医院梁烨190优青经颅直流电刺激和脑电采集一体化半干电极研究湖南工业大学李广利191优青低氧上调IER2诱导氧化应激CAFs旁分泌GMFG因子靶向正调控ITGB1通路促进脊索瘤进展南华大学附属第一医院邹明向192优青睡眠呼吸障碍的遗传基础与临床共病研究中南大学湘雅医院张媛193优青WBP2通过抑制铁死亡减轻顺铂诱导的急性肾损伤及其机制研究中南大学湘雅二医院邓飞194优青精子发生障碍与男性不育中南大学涂超峰195优青脊髓损伤后反应性星形胶质细胞命运决定的调控机制研究中南大学李星196优青RTN2在心肌纤维化中的遗传基础和机制研究中南大学范亮亮197优青基于RASGRP1遗传变异的糖尿病血管并发症病因机制及药物靶标研究南华大学附属第一医院周杰灿198优青长链非编码RNA在鼻咽癌药物治疗反应中的作用及机制长沙医学院郭臻199优青FTO介导m6A抑制SOCS6表达调控脂质代谢异常在特应性皮炎中的致病机制研究中南大学湘雅三医院曾金容200优青当归芍药散抗AD神经炎症的物质基础和机制研究湖南中医药大学宋祯彦

1. 文章信息标题：stable ti3+ sites derived from the tixoy-pz layer boost cubic fe2o3 for enhanced photocatalytic n2 reductiondoi：https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.1c058902. 文章链接https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.1c058903. 期刊信息期刊名：acs sustainable chemistry & engineeringissn：2168-04852021年影响因子：8.198分区信息：中科院1区top；jcr分区（q1）涉及研究方向：光催化4. 作者信息：第一作者是广州大学博士张文生。通讯作者为广州大学韩冬雪教授、广州大学何颖实验员。5. 正文中标记了“the photochemical reactor was installed on the cel-gppcl system (beijing china education au-light company) with a 300 w xe lamp.”.文中所述设备由北京中教金源科技有限公司提供，设备型号:cel-gppcl the photochemical reactor was installed on the cel-gppcl system (beijing china education au-light company) with a 300 w xe lamp. 利用水作为还原剂将氮气（n2）进行光催化固定是一种令人鼓舞的未来氨合成策略，这有助于人们开发高效的光催化剂，以提高太阳光利用率，并提高固定n2的催化效率。赤铁矿(α-fe2o3)是一种稳定性高、成本低廉、天然丰度高的半导体光催化剂，从经济效益上讲是可见光驱动n2-nh3转化的理想催化剂，但相关研究报道较少。这是因为单一组分fe2o3光催化剂的光生电子还原能力普遍较低、具有严重的电子空穴重组现象和有限的表面活性位点，限制了其在光催化固氮领域的发展。为克服这一问题，本文构建了表面磷掺杂含稳定ti3+位点的锐钛矿tio2（tixoy-pz）层，来增强α-fe2o3立方体的光催化n2还原反应（pnrr）性能。通过ph3处理，在tixoy-pz层上诱导不饱和ti3+物种来作为活性位点，实现对n2分子的高吸附和活化。同时，磷掺杂形成的部分金属钛缺陷使催化剂的结构更加稳定。此外，通过程序升温氮气吸脱附（tpd）和瞬态荧光衰变曲线证明了fe2o3@tixoy-pz的ti3+物种是n2化学吸附和活化的活性位点。fe2o3@tixoy-pz纳米杂化催化剂利用tixoy-pz层表面的ti3+位点和界面耦合的优势，实现了在环境条件下有效地将n2光还原为nh3；这为设计和开发具有优异光催化固氮性能的纳米催化剂提供了一种新的视角。文章doi : https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.1c05890，原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.1c05890原文下载：online acssuschemeng.1c05890.pdf：，。视频小程序赞，轻点两下取消赞在看，轻点两下取消在看

受人口爆炸式增长、气候变化、战争以及疫情的影响，当前全球的粮食安全面临着严重的威胁。根据联合国粮农组织（FAO）最新发布的 2022《世界粮食安全和营养状况》报告：在 2021 年，全球约有 23 亿人处于中度或重度粮食不安全状态。而与粮食危机相对的，却是耕地有限地开发和增长，以及过去几年当中重要作物产量增率的停滞不前。因此，迫切需要找到一种快速、可持续的方式，来在有限的耕地当中生产更多的农产品和改良作物营养，以确保未来的粮食安全。而新兴的合成生物学，已经以其构建、控制和编程细胞行为的能力，展现出了其在农业领域应用当中的潜力。2022 年 9 月 5 日，在 Advanced Agrochem 期刊上在线发表了一篇 “合成生物学之于农业领域应用” 的综述文章，题为《合成生物学：未来农业的强大助推器》，文章的通讯作者为中科院深圳先进技术研究院合成生物学研究所的周佳海研究员。在该篇综述当中，研究人员一共从 3 个方面给我们介绍了 “合成生物学在农业领域” 当中的应用和发展趋势，其分别为：作物育种、植物在固碳（光合）和固氮上的改进，以及农业中微生物的改造与运用。“合成生物学在农业中的应用，体现其在作物改良中改变代谢途径、遗传回路和植物结构上的潜力。同时，合成生物学的工程微生物，也在可持续农业中发挥着作用，例如生物施肥、生物刺激和生物防治。” 在文章中，研究人员这样写道。合成生物学在农业中的应用（来源：Advanced Agrochem）作物驯化和育种 农作物的驯化，是指植物当中优良的突变性状以人类意愿不断积累留存的过程。在过去，这一过程通常需要经历很长时间才能够完成，有时甚至可能长达数千年。虽然现代育种技术已经极大加快了这一进程，但是缩短至几十年的速度仍然无法应对粮食供应所面临的严峻挑战。 随着基因组学技术的发展，通过对于植物基因组的操纵，作物驯化和作物育种的速度得到了更进一步的飞跃。基于对植物基因组的了解，作物育种工作可以分为 3 个过程：读取（Read）、理解（Interpret）以及书写（Write），而合成生物学，正是书写植物基因组的关键技术之一。 从基因组学到作物育种（来源：Nature Biotechnology） 植物基因组书写技术包括有基因组编辑和基因组设计。 基因组编辑，指的是对于基因组中特定位点的编辑与改造。在这一方向上，李家洋团队建立着有以其为基础的 “野生稻快速从头驯化技术体系”，该系统可以通过针对基因组中不同性状基因的编辑改造，来实现对于作物的快速驯化。 而基因组设计，则指的是对于一整个基因组上的精准设计。在这一块上，黄三文团队开展了马铃薯相关的设计育种工作：基于基因组大数据进行分析、设计和筛选，其最终选择了基因组互补性比较高的自交系进行杂交，成功掩盖杂交种中有害突变的效应，获得了优势显著的杂交种。 杂交马铃薯育种基因组设计示意图（来源：Cell） 此外，与植物基因组书写的工具和策略也在不断发展当中，比如在最近的许多工作中，研究人员利用 CRISPR/Cas 工具，成功在植物中实现在兆碱基范围内以受控方式（如倒位和易位）的可遗传染色体重排。这些策略可能会被应用到作物育种当中。 光合作用与固氮作用• 改造光合作用系统 光合作用是作物的能量来源，也是作物产量的主要决定因素。 一种光合系统的改造策略，在于寻找光合系统中的高效酶并引入替代。比如 Prins 团队在核酮糖 - 1,5 - 二磷酸羧化酶（Rubisco）在上的工作：其在研究小麦族 25 种基因型的 Rubisco 后，发现将普通小麦野生近缘种的 Rubisco 替代进农用小麦后，可以将碳吸收率提高 20%。 替代后更高的同化率（来源：Journal of Experimental Botany） 不过，无论如何提高 Rubisco 的酶活，整体的固碳效率，也仍然是受到天然代谢途径本身的限制。因此，要在更大程度上去提高光合效率，可能需要设计一种新的固碳途径。 Tobias Erb 团队便报道了该策略上的第一个合成途径：用于体外二氧化碳固定的 CETCH 循环（见下图）。之后，研究人员进一步将 CETCH 循环封装在细胞大小的液滴中，使用微流体作为叶绿体模拟物来创建人工光合作用系统。而这种 “合成叶绿体”，将有可能超越自然光合作用。 CETCH 循环（来源：Science）• 引入碳浓缩机制（CCMs） 为了在低 CO2 浓度环境（如水体）中保持较高的光合速率，在蓝细菌等生物中进化出了一种能够在 Rubisco 周围积累 CO2 的机制，称为碳浓缩机制（CCMs）。因此，除了直接提高酶活性外，将 CCMs 引入植物，也被认为是一种潜在的提高植物光合作用效率和产量的方法。 羧酶体（Carboxysomes），是 CCMs 的重要组成部分，这便使得其成为该策略研究、改造和设计的一大对象。 Maureen Hanson 团队首先报道了该方向上的研究，其在替换烟草 Rubisco 的同时引入了羧酶体组装的相关蛋白，而 Cheryl Kerfeld 团队则在蓝细菌中对羧酶体进行了重新设计，得到的嵌合蛋白能够在结构和功能上取代羧酶体组装所需的 4 个基因组分。 天然 β- 羧酶体核心的组装和嵌合蛋白 CcmC（来源：The Plant Cell） 除了羧酶体外，还有着其它方向上关于引入 CCMs 策略的研究。比如 Stephen Long 团队的一项研究：其在大豆中插入了蓝细菌来源的无机碳转运蛋白 B（IctB）基因，最终使得改造后植物的光合 CO2 吸收量和干重都得到了显著增加。• 固氮作用的改进 改进生物固氮途径，提高作物对氮源的利用率，也是合成生物学在农业中应用的重要领域。与光合作用改进类似，将异源固氮基因簇 nif 转移到植物中，是设计与改造的最直接选择。 一直以来，研究人员都在植物不同的区室中尝试着异源固氮基因的设计和表达，比如 Elena Caro 团队的研究：其重新设计了葡萄曲霉（Azotobacter vinelandii）来源的固氮基因 nifH、M、U 和 S，同时利用合成生物学工具最终实现烟草叶绿体中 NifH 的产生。 微生物在农业中的利用• 植物微生物组和微生物肥料微生物是合成生物学中最常用的工具，因此，相较于改变植物本身的固氮能力，建立固氮植物微生物群落可能是一种更加有效且便捷的策略。在这一方向上，天然植物根际促生菌（PGPRs）的发现是研究最为集中的领域。 天然 PGPRs 运用的局限性（来源：The ISME Journal） 目前，有些天然 PGPRs 的研究已经取得了不错的进展，可以显着提高作物产量，并且正在走向商业化。但是，许多的 PGPR 田间研究显示出了参差不一的性能，研究人员推测这可能是由于外加的 PGPRs 破坏土壤环境中原本的微生物群落所导致的。 微生物群落内复杂的相互作用阻碍了 PGPRs 的进一步拓展应用。针对这一问题，合成生物学可以从新的角度带来解决方案：利用移动遗传元件（MGE），将目标性状（比如固氮、耐铵能力）转移到选定的根际细菌或整个群落中，用于定制具有理想性状的 PGPRs。 这一策略不仅仅局限于固氮，比如农作物还需要磷等其他化学元素，便可以以微生物磷肥形式进行提供：通过引入重构的植酸酶基因改造了一组根系细菌，这些菌株产生的植酸盐可以为植物提供磷酸盐的供应来源。 工程根系细菌提供微生物磷肥（来源：Applied and Environmental Microbiology）• 土壤修复潜力 目前，全球 1/3 的地表出现了不同程度的退化，每年流失肥沃土壤 240 亿吨，已经对生态系统和农业生产构成重大威胁。而土壤微生物，可以恢复退化土地、改善土壤水力特性同时降低土壤疏水性。 现有的合成生物学研究表明，由多个相互作用的微生物种群所组成的工程微生物联合体，能够执行复杂的任务并承受多变的环境影响。合成微生物群落通过重塑土壤微生物群落结构，为利用微生物修复土壤、提高微生物存活率提供了解决方案，而这，也是未来的一个应用方向。• 农药生物制造 合成生物学中的生物制造方法，是利用细菌、酵母等生物体进行原料的加工和合成。这种绿色生产技术可以替代传统的化学合成，改变农药等农用化学品的生产方式。此外，生物制造还可以减少工业过程中对于能源和资源的消耗，并减少空气、水和土壤的污染和生产成本。 合成生物学之于生物制造（来源：Nature Biotechnology） 在农药的生物制造研究上，有如高江涛团队的研究：其发现了除草剂草甘膦的前体氨基甲基膦酸酯（AMP）的生物合成途径，并进一步地运用合成生物学策略提高了 Streptomyces lividans 中 AMP 的产量，较原始菌株提高了 500 倍。 展望虽然合成生物学已经在农业的各个方面都显示出了巨大的潜力，但目前能够实现或接近商业化的应用仅集中在作物育种、微生物固氮、生物制造等方面。相比之下，固碳、固氮和代谢途径的改造仍处于概念阶段。 部分涉及农业合成生物学的公司名单（来源：Advanced Agrochem） 作为微生物肥料的固氮微生物，是合成生物学目前在农业中较为成熟的应用场景。 比如全球农业领域的龙头企业的先正达集团，其正在制定生物制剂的全面战略：推出了农用微生物肥料新产品，推进生物科技产品的研发进入合成生物学时代。另一巨头，拜耳作物科学，也与合成生物学平台公司 Ginkgo Bioworks 联手成立子公司 Joyn Bio，专注于工程固氮微生物。 此外，拜耳作物科学和先正达集团也在作物生物育种方面进行布局，这其中就包括了 CRISPR 等技术的运用。 合成生物学在农业中的应用（来源：Advanced Agrochem） 在农药的生物制造方面，目前世界上主要的传统农用化学品生产企业仍然主要采用化学合成路线，不过，一些新兴的合成生物学公司，如 Zymergen 和 Provivi，正致力于开发天然农药。而实现生物制造农药的绿色生产，还有着很大的发展空间。参考链接（上滑查看）：[1] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2773237122000065[2] https://www.fao.org/3/cc0640zh/cc0640zh.pdf[3] https://www.nature.com/articles/s41587-019-0152-9[4] http://www.qibebt.cas.cn/xwzx/kydt/201409/t20140919_4210504.html[5] https://www.nature.com/articles/s41396-020-00835-4

据美国食品安全新闻网消息，近日美国食品药品管理局(FDA)发布通告称，将评估核桃、杏仁、腰果等树生坚果中的沙门氏菌风险。　　美国FDA表示，以后将开展的风险评估有两个目的，一是判断人食用树生坚果的健康风险，二是评估目前在用的或者以后可能的用于对抗沙门氏菌的方法。　　美国食品安全与营养应用中心主任表示，过去的10年里发生的沙门氏菌疫情，以及后继的产品召回事件与调查过程中发现的沙门氏菌，使得开展沙门氏菌风险评估成为必要。风险评估的结果将用于制定公共卫生政策，指导坚果生产商更好地遵循操作规范。

“耐得住寂寞，方能守得住繁华”这句在科研路上无数次被导师叮咛的话语是否勾起了你无限的回忆？科研路上总是不可避免的被寂寞包围，请记住：还有飞纳电镜在这里陪你！飞纳台式扫描电镜Phenom Pro2017年3月15日，飞纳Pro + SE 台式扫描电镜中标复旦大学化学学院，此次化学学院购买飞纳台式扫描电镜 Pro + SE是用于快速准确地检测催化剂以及分子筛的尺寸、结构是否符合设计要求及使用要求，从而为评判产品的使用效果以及产品改进方案提供论据。飞纳台式扫描电镜下的分子筛结果图经过调研发现，复旦大学选择购买飞纳台式扫描电镜的原因是这样的：1． 飞纳台式扫描电镜对实验室安装环境要求低，在普通实验室环境下有稳定的工作性能。同时，紧凑的设计，占地空间也非常小，适合在课题组放置；2． 飞纳台式扫描电镜采用的六硼化铈晶体灯丝稳定性好，寿命长，对于使用维护来说非常简单省心；3． 飞纳台式扫描电镜从硬件的全自动马达台、嵌入式的光学导航等设计，到人性化的软件操作界面、使用便捷性，都大大降低了电镜的使用难度，学生也能快速上手使用；4． 台式扫描电镜中，飞纳电镜在高校研究所，国内市场具有非常好的口碑，包括设备的性能、稳定性以及售后服务等；5. 飞纳电镜的产品效果好，性能稳定，操作简单。飞纳台式扫描电镜下的分子筛结果图

近日，由教育部科技委组织评选的2021年度“中国高等学校十大科技进展”结果揭晓。据不完全统计，截至目前，至少有7所高校官宣入选消息。1、哈尔滨工业大学：天问一号火星探测器形状记忆智能展开结构技术冷劲松院士团队自主设计并研制的中国国旗锁紧展开结构，历经202天地火转移轨道飞行和93天环绕探测，飞行4.75亿公里后，于2021年5月15日在天问一号着陆器上成功完成了中国国旗可控动态展开，为中国探测器在火星上打上“中国标识”，使我国成为世界上首个将形状记忆聚合物复合材料智能结构应用于深空探测工程中的国家。“着巡合影”图，红框处为形状记忆锁紧展开结构可控展开的国旗中国国旗锁紧展开结构释放国旗展开，左图为锁紧状态，右图为展开状态　　未来，形状记忆智能结构技术有望应用于空间站、探月工程、载人登月、深空探测等航天领域，在航空、机器人、智能制造、生物医疗及汽车等领域也具有广泛的应用前景。2、中国地质大学（北京）：白垩纪松辽盆地国际大陆科学钻探白垩纪（距今约1亿4500万年前至6600万年前）是地质历史中典型温室气候时期，研究白垩纪气候—环境变化的规律、机制及其对生物圈的影响，可为科学预测未来全球变化提供参照。在科技部、国际大陆科学钻探计划和中国地质调查局等部门的资助下，王成善院士领导的科研团队经过十余年的科学研究与技术攻关，成功完成“白垩纪松辽盆地国际大陆科学钻探”项目，在白垩纪陆地温室气候、环境演变等研究领域达到国际先进水平。白垩纪松辽盆地国际大陆科学钻探获取了国际上最连续、最完整，总长度达8187米的白垩纪陆相地质记录，打破了国际大陆科学钻探四项工程纪录；建立了陆相白垩系高分辨率年代地层框架并成为陆相白垩系年代格架对比标准；揭示了白垩纪恐龙时代陆地气候演变规律，对认识地球温室气候历史和当前全球气候变化具有重要的科学价值。从2006年至2021年，项目实现了“三井四孔、八千米取心、钻穿松辽盆地、获取连续陆相白垩系”的目标。成果在国内外产生重大影响，入选中国共产党历史展览馆、国家博物馆、伟大的变革—庆祝改革开放40周年大型展览；被国际大陆科学钻探计划誉为“灯塔”工程，并被Nature和Science杂志长篇幅报道。王成善院士（中）在松科二井现场3、福州大学：柔性高分辨X射线成像技术研究医学影像设备元器件与光刻机、芯片等被列为“卡住中国脖子的35项技术”之一。其中，X射线成像设备在医学、安检、国防等领域均有广泛且重要的应用。柔性X射线成像设备具有质薄、柔软、可弯曲和易携带等优势，具有更多的应用场景和灵活性。然而，制造大面积、柔性的薄膜晶体管阵列、非晶硅光电转换层以及闪烁体层仍存在巨大的技术挑战，柔性X射线成像设备的开发还未取得突破。针对柔性X射线成像技术存在的关键科学技术难题，该研究开发了长寿命X射线发光的新型稀土纳米晶闪烁体，实现了超过30天的X射线光子记忆。该研究还发现了高能量X射线光子与氟原子晶格的光电效应现象，提出了Frenkel缺陷态发光的X射线能量转换机制，发明了X射线发光扩展成像（Xr-LEI）的新原理，成功地开发了柔性高分辨X射线成像新技术和新仪器。该研究是继福州大学杨黄浩团队在低剂量、高分辨X射线平板成像技术（Nature 2018, 561, 88）之后取得的又一项标志性成果（Nature 2021, 590, 410），成功地突破了传统X射线成像技术的固有限制，在国际上率先研发出柔性高分辨X射线成像技术，抢占柔性X射线成像产业的制高点，将有力地推进高端X射线影像装备的国产化。我国高端X射线影像设备及关键零部件依赖进口的局面有望改观。柔性高分辨X射线成像技术课题组4、河南大学：光诱导的信号调控大豆共生结瘤机制共生固氮是自然界生物可用氮的最大天然来源，影响着农业和自然生态系统中的初级生产和碳汇，在绿色农业发展中占有重要地位。豆科植物进化出根瘤来容纳根瘤菌在其中进行共生固氮，这是一个高耗能的过程，光被认为是驱动自然生态系统中共生固氮的主要因素。但光合产物和光信号如何调控豆科植物根瘤固氮的机制，一直是豆科植物共生固氮领域的未解之谜。王学路教授研究团队发现光合产物和光信号在调控共生结瘤过程中的不同作用，揭示了CCaMK-STF-FT模块整合地上光信号和地下共生固氮信号，调控根瘤形成的机制。研究结果2021年10月1日以Article形式在《Science》正式发表,提出了植物地上-地下协同发育的新机制，为设计在弱光条件下也可以共生固氮的新型植物提供了关键技术手段，为优化农业中碳-氮平衡提供了新思路。王学路教授团队长期从事植物遗传学、植物激素信号转导及其与逆境互作，调控植物生长发育的机制研究。在我校省部共建作物逆境适应与改良国家重点实验室组建了“生物固氮和豆科生物学”团队，以豆科作物为主要研究对象，研究菌植互作的遗传、发育、分子和进化机制，并开展豆科作物品种分子设计改良。近期，该团队在大豆共生固氮领域取得了一系列研究成果。2020年12月21日，在Molecular Plant上发表研究论文，揭示大豆GSK3蛋白激酶磷酸化共生关键转录因子NSP1，介导盐胁迫抑制豆科植物-根瘤菌共生的分子机制。该研究加深了我们对盐胁迫调控结瘤固氮的分子机制的了解，为改善大豆和其他豆类在环境胁迫条件下的共生固氮能力提供了可供改造和利用的目标基因。2021年1月15日，在Nature Plants上发表研究论文，揭示大豆与根瘤菌共进化过程中，根瘤菌由裂隙侵染向根毛侵染方式转化的遗传、分子和进化机制，这种侵染方式的转变对于增强大豆共生固氮能力和提高大豆产量起到了重要作用。该研究不仅揭示了在大豆与根瘤菌互作过程中宿主与寄主匹配性的遗传和分子机制，而且阐释了根瘤菌与大豆共进化过程中，根瘤菌由裂缝侵染演化成高效的根毛侵染过程的重大分子事件，也为大豆高效固氮的分子设计育种提供了重要理论依据和目标基因。2022年2月17日，在New Phytologist发表研究成果，揭示了根瘤菌侵染触发大豆共生根瘤细胞核内复制的机制。该研究不仅为深入研究根瘤菌和共生固氮领域的诸多问题提供了重要的启示，而且也为研究核内复制在植物发育过程中的作用提供了一个范式。5、南京工业大学：高效稳定钙钛矿光伏器件研究基于全球能源结构的转变，日益突出的气候变化问题加速了世界经济向低碳化方向发展。以“光伏”为代表的可再生资源能源发展逐渐开始成为“双碳”战略的主力军。钙钛矿光伏具有性能优异、成本低廉等突出特点。与传统的硅基和无机薄膜光伏相比，最大的优势在于溶液可加工性和巨大的商业价值。是光伏领域发展的重要方向之一。受到学术界和工业界的高度关注。提出了作为一种用质子通过离子进行液体溶剂可以替代中国传统不同极性非质子溶剂制备钙钛矿薄膜的新方法，实现了在空气中制备提供高质量钙钛矿薄膜；探索研究离子液体前驱体溶液以及化学结构调控新策略，稳定一个二维层状钙钛矿骨架，制备相纯二维层状钙钛矿薄膜，实现对于二维层状钙钛矿稳定性的突破；开发了学生一种利用离子液体体系构建“离子主要通道”反应的新方法，降低了企业反应势垒消除，在室温和高湿度下形成了社会稳定的甲脒基钙钛矿薄膜，从而产生了更加高效发展稳定的钙钛矿光伏电池。这一系列突破性成果将有助于推动钙钛矿光伏电池产业化进程，在清洁能源自主可控、高效利用和可持续发展方面具有重要意义。6、中国科学技术大学：稀土离子实现多模式量子中继及1小时光存储量子不可克隆定律基于物理学原理赋予量子通信安全性。这一规律也决定了传统放大器无法克服光子传输损耗，使得长距离量子通信成为当今量子信息科学的核心问题之一。在量子中继方面，现有的国际实验进行研究方法主要通过集中在发射存储器的架构上，不能同时可以满足确定性发光和多模复用这两个关键信息技术企业要求。中国科学技术大学郭光灿院士团队李传锋、周宗权研讨团队研发出基于稀土离子掺杂晶体的高性能固态量子存储器，并在上述两条技术路线上取得重要进展，实现了 基于多设备吸收的存储器。模式量子中继，并成功将光存储时间提高到1小时。7、广州医科大学：新型冠状病毒感染的防控、临床诊治及机制研究2020年1月20日，钟南山院士与央视连线表示新冠病毒存在“人传人”。面对突发的新冠疫情，钟南山院士作为我国呼吸疾病领域领军人物，组建多学科协作攻关团队，在新冠肺炎机制研究、防控策略与临床诊治等多方面取得重大创新性突破，为疫情阻击战及常态化防控提供了关键性理论依据及技术支持。经过广医一院医护团队的精心救治，全球使用体外膜肺氧合（ECMO）时间最长的新冠肺炎患者康复出院。图为钟南山院士等专家在ICU探望该患者。团队专家除了支撑本地病人的救治，还为国内外提供支援，在ICU承担危重症、重症病人的救治任务。图为支援武汉协和西院ICU医疗队与钟南山院士等专家远程视频会诊。团队系统阐明新冠病毒的传播特点及进化变异规律；率先揭示Delta变异株在国内的传播特征和动力学特点，创新提出大规模核酸检测及重点人群追踪的关键策略。构建了全球首个非转基因COVID-19小鼠模型，系统阐释免疫机制在COVID-19的作用。在临床防治上，创新研发新冠病毒快速采样和检测技术，建立大规模战时检测平台；提出系列创新性治疗方法。率先构建基于大数据和人工智能、多学科交叉的预测预警平台，有效提高防控精准性。团队牵头参与制定我国新冠肺炎诊疗方案及系列行业相关诊疗指引，为疫情防控和临床救治提供指导；钟南山院士担任世界卫生组织“大流行防范和应对独立小组”成员，参与制定评估全球应对新冠疫情的工作报告。团队对新冠病毒开展科研攻关

记者从10月19日在长沙举行的第十一届全国土壤微生物学术讨论会上获悉，目前中国农业微生物领域在农用微生物资源、重要农用微生物功能基因组研究和微生物修复三方面的研究已取得突破性进展。　　据中国微生物学会秘书长肖昌松介绍，目前中国微生物各类种资源建设已跨上一个新台阶。中国收集、保藏、鉴定的菌种库藏资源达15000余株以上，位列世界第三。其中根瘤菌资源库库藏资源数量和农药残留微生物降解菌种资源库为世界最大。　　重要农用微生物功能基因组研究也揭开序幕。目前世界上大约有40多株固氮微生物完成了全基因组分析，其中2008年中国农科院等单位已经将施氏假单胞菌全基因组分析，这是国际上第一例联合固氮微生物基因组序列分析。华中农业大学等单位也已完成对绿僵菌和白僵菌的全基因组测序。　　土壤微生物修复方面也取得显著进展。南京农业大学分离鉴定了多株高效降解菌株，建立了目前国内最大的农药残留微生物降解菌种资源库。筛选出农药残留微生物降解菌500余株，其中高效微生物降解菌40余株。　　据悉，本次会议以农业土壤微生物“学科创新与产业发展”为主题，研究十二五期间农业微生物学科发展和推进以微生物肥料为核心的农业微生物产业的创新。

【招商赞助中】iCCA2023 第六届细胞分析网络会议 全日程公布！(点击查看）“该项目由星赛生物牵头，联合中国科学院青岛生物能源与过程研究所、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、贵州茅台酒股份有限公司等10家企事业单位共同申报，主攻有别于荧光流式和质谱流式等传统技术的拉曼流式新赛道，总经费达4020万元。”8月8日，青岛市人民政府会议中心迎来国家重点研发计划“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”重点专项2022年度青岛部市联动项目启动会顺利召开。科技部基础司、中国21世纪议程管理中心、中国科学院前沿科学与教育局、青岛市科技局、青岛市科技局高产促进中心等领导，青岛星赛生物科技有限公司（以下简称“星赛生物”）等项目牵头单位负责人以及项目课题成员出席大会，并一同见证国家重点研发计划青岛部市联动项目成果转化示范基地揭牌仪式。国家重点研发计划2022年度青岛部市联动项目启动会创新驱动发展成为世界各国共识。如今我国在科研经费投入、引进人才和科研环境营造方面深耕不缀，但在取得一系列瞩目成绩后，仍然面临原创性高端科研成果不足的困境。鉴于发展瓶颈已由隐性化转向显性化，即科研工具环节开始制约科技快速发展，解决重大关键科研仪器问题与提升基础科研条件，已上升为推动科技与创新取得新突破的一大关键举措。科技部基础司闫益康在致辞中强调，为落实“十四五”期间国家科技创新有关部署安排，国家重点研发计划“基础科研条件与重大科学仪器设备研发专项”的总体目标是加强我国基础科研条件保障能力建设，重点支持高端科学仪器工程化研制与应用开发，研制可靠、耐用、好用、用户愿意用的高端科学仪器，切实提升我国科学仪器自主创新能力和装备水平，促进产业升级发展，支撑创新驱动发展战略实施。科技部基础司闫益康致辞活动现场，青岛市高产促进中心与项目牵头单位星赛生物签订了“高通量拉曼流式细胞分选仪”项目服务协议。目前我国在高端仪器仪表领域仍然面临严峻的“卡脖子”情况，进口依赖程度较高。星赛生物作为新兴企业，砥砺深耕，创造性地提出拉曼组原创概念、自主研发核心器件、开发核心算法和场景化数据库以及智能化软件，实现了全球首台高通量流式拉曼分选仪FlowRACS的产业化，创建了“代谢功能靶向性的活体单细胞分析分选技术平台”，使中国企业在全球单细胞技术领域实现了技术领先。“高通量拉曼流式细胞分选仪”项目服务协议签约仪式星赛生物总经理洪铉哲表示：“此次‘高通量拉曼流式细胞分选仪’项目成功获批，离不开国家科技部对星赛生物创新能力和市场化落地能力的高度认可与支持。目前，星赛生物致力于用创新的‘拉曼组技术’刻画单细胞代谢表型组信息，探测细胞代谢功能‘异质性’，并提供单细胞精度代谢表型组和基因组、转录组、蛋白组、代谢组等关联研究的‘全景式’探索视角；从单个细胞这个生命科学研究的‘起点’环节开始解析与重塑生物过程，进而通过‘先筛后养’的分选策略，从根本上解决培养法体系下‘先养后筛’实验效率低的行业共性难题，进一步拓宽生命科学研究的手段。”星赛生物总经理洪铉哲发言星赛生物技术副总、项目负责人籍月彤介绍：“该项目由星赛生物牵头，联合中国科学院青岛生物能源与过程研究所、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、贵州茅台酒股份有限公司等10家企事业单位共同申报，主攻有别于荧光流式和质谱流式等传统技术的拉曼流式新赛道，总经费达4020万元。在智能化高算力拉曼光谱数据分析系统、多物种单细胞拉曼组大数据中心、高通量拉曼流式细胞分选仪仪器三大核心配置加持下，项目应用场景共性技术开发成果有望赋能资源库建设（涵盖工业高附加值产物良种资源库、工业/环境解磷、固氮微生物资源库等），助力生物医药领域细胞类型快速判别、生物安全领域系统解决方案开发，进一步拓展FlowRACS产品的应用场景，加速市场化进程。”星赛生物技术副总、项目负责人籍月彤现场汇报高通量拉曼流式细胞分选仪项目的启动，预示着又一原创国产科技力量的崛起，标志着单细胞技术与应用发展之路迎来重要里程碑。籍月彤强调，通过核心部件、算法、数据库开发与仪器系统集成，项目预期细胞回收率将超过90%，分选细胞至少包括酵母、细菌、动物细胞、植物/藻类细胞四种类型，典型场景算法不少于回归、聚类、分类三大模型，将在工业发酵、生物医药、环境安全等三大领域全面展开应用，加快生物产业和生物经济发展，推进科技强国建设进程。拓展知识——流式细胞术在酿酒中的应用近年来，利用流式细胞技术监测酿酒酵母在发酵过程中的细胞表型变化，短时间内实现对群体细胞进行单细胞水平上的分析，已定量检测到酿酒酵母菌株的细胞脂类组分、细胞膜完整性、酷酶活力等在发酵过程中发生了显著变化，显示了酿酒酵母菌株某些表型与发酵性状定量的相关关系。随着实验技术研究的进步，利用 流式细胞术的定量分析，有望发现与酿酒酵母乙醇发酵特性相关表型特征，找出优良酿酒酵母菌株特有的细胞表型及其量化指标，应用上为高性能发酵菌株的选育和复壮提供快捷、可行的量化鉴定方法，在理论上为研究酿酒酵母乙醇发酵途径与表型之间的定量关系，探讨酵母的生命现象提供了新的切入点，提高人们对微生物乙醇生物合成的生命活动规律研究的认识。

作为强大的结构解析工具，冷冻电镜在解析蛋白质结构中具有超强能力。RNA作为另外一种生物大分子，在生命活动中发挥着与蛋白质同等关键的作用，解析它们的三维结构也是科学家们持久探索的问题。但RNA由于分子量小，柔性大等因素，无论是依靠冷冻电镜还是其他结构解析手段，这一目的在往日很难实现。近日，哈佛大学廖茂富博士和尹鹏博士合作，利用ROCK技术改造RNA，赋能冷冻电镜技术，解析了多种RNA的高分辨结构，进一步扩展了冷冻电镜技术的应用场景，也为揭示RNA参与的生命活动，以及围绕RNA的药物开发，打开了全新局面。作为遗传分子DNA的姊妹，RNA支持着我们生活的世界。进化生物学家曾提出假设，认为在DNA和它所编码的蛋白质出现之前，RNA就已经存在并具有自我复制功能。而现代科学发现，只有不到3%的人类基因组被转录成信使RNA(mRNA)分子，并在后续被翻译成蛋白质。相比之下，82%的基因组被转录成具有其他未知功能的RNA分子。为了了解单个RNA分子的功能，在原子和分子键的层面上对其三维结构进行解析是极其必要的。通过对DNA和蛋白质分子进行结晶处理，研究人员已经可以通过X射线晶体学方法或核磁共振方法进行常规的结构研究。然而，由于RNA的分子构成和结构柔性特点，它们往往难以结晶，因此这些需要结晶的方法并不适用于解析RNA分子的结构。 近日，哈佛大学韦斯生物启发工程研究所(Wyss)的尹鹏博士和哈佛大学医学院(HMS)的廖茂富博士合作完成了一项研究，报告了一种对RNA分子进行结构研究的新技术"ROCK"。该技术可以将多个相同的RNA分子组装成一个高度组织化的结构，大大降低单个RNA分子的灵活性，并使其分子量成倍增加。应用于具有不同大小和功能的知名模型RNA作为基准，该团队表明ROCK技术能够将冷冻电镜 (cryo-EM) 方法应用在包含RNA亚基的生物大分子的结构解析上。他们的研究结果发表在《自然-方法》上。 与廖茂富博士一起领导这项研究的尹鹏博士说:「ROCK技术正在打破目前针对RNA进行结构研究的限制，使RNA分子的近原子级分辨率结构得以揭示，这一过程往往难以甚至无法用传统的方法实现。我们期望这一进展能为基础研究和药物开发的许多领域注入活力，包括正在蓬勃发展的RNA疗法。」获得对RNA的控制权 尹鹏博士的研究团队开发了多种方法，包括DNA砖块和DNA折纸术，这些方法使DNA和RNA分子能够根据不同的规则和需求进行自我组装，从而形成超大分子。他们假设，这种策略也能够将自然存在的RNA分子组装成高度有序的环形复合物，通过将特定分子连接在一起的方式，对柔性进行限制。许多RNA以复杂但可预测的方式折叠，在小片段之间进行碱基配对交互。其结果往往会将稳定的 "核心 "和 "茎环 "向圆环外侧凸出。 在ROCK技术(通过吻式发夹实现RNA寡聚化后冷冻电镜结构解析)中，目的RNA被设计成通过吻式发夹序列(红色)自组装成一个封闭的同源环，这些序列定位在在功能非必要的外周螺旋上(蓝色)。在确定了可编辑的非必要外周螺旋后，连接吻式发夹模体和目的RNA核心的螺旋的长度被计算优化。带有目的RNA的多个单独亚基的RNA构建体被转录、组装，通过凝胶电泳纯化，并通过冷冻电镜进行结构解析。 「在我们的方法中，我们构建了吻式发夹，可以将同一RNA两个拷贝的不同外围茎环连接起来，使之形成一个整体稳定的环，其中包含了目的RNA的多个拷贝。我们推测，这些高阶环可以通过冷冻电镜进行高分辨率结构解析，该技术已首次成功应用于RNA分子的结构解析。」 —刘迪，第一作者 描绘稳定的RNA 在冷冻电镜方法中，许多生物大分子的单一颗粒在低温下被瞬间冻结，以阻止它们的运动。随后，在电子显微镜和计算算法的帮助下，对颗粒各个方向的二维表面投影进行比较，以重建其三维结构，实现生物大分子的可视化。彭和刘与廖和他的前研究生弗朗索瓦塞洛(François Thélot)博士合作进行了该工作，后者是该研究的另一位第一作者。廖和他的团队在冷冻电镜领域、以及对特定蛋白质形成的单颗粒的实验和计算分析中做出了重要贡献。 廖茂富说:「与传统方法相比，冷冻电镜在解析包括蛋白质、DNA和RNA在内的生物分子的高分辨率结构细节方面有很大的优势，但是大多数RNA的小分子量和高柔性使其结构难以解析。我们组装RNA多聚体的新方法同时解决了这两个问题，通过增加RNA的分子量，并降低其柔性，我们的方法为基于冷冻电镜方法解析RNA结构这一领域打开了大门。」由于整合了RNA纳米技术和冷冻电镜方法，该团队将这一复合技术命名为"ROCK" (RNA oligomerization-enabled cryo-EM via installing kissing loops, 通过吻式发夹实现RNA寡聚化后冷冻电镜结构解析)。 为了证实ROCK技术的可行性，该团队将研究聚焦于四膜虫(一种单细胞生物)的大内含子RNA和固氮弧菌(一种固氮细菌)的小内含子RNA，以及FMN核糖开关。内含子RNA是散布在新转录RNA序列中的非编码RNA序列，必须被 "剪接"出来才能形成成熟RNA。FMN核糖开关存在于一些细菌RNA中，这些细菌会参与由维生素B2衍生的黄素代谢物的生物合成。在与RNA结合后，黄素单核苷酸(FMN)将切换其三维构象，并抑制其母RNA的合成。 在对四膜虫 I 组内含子的结构解析过程中，研究人员收集了约十万张ROCK技术处理的单颗粒冷冻电镜图像，通过一系列计算分析步骤重建了其结构，整体分辨率达到了2.98Å，结构核心的分辨率达到了2.85Å。最终的模型提供了四膜虫 I 组内含子的详细视图，包括之前未知的外围结构域(以土黄色和紫色显示)，它们构成了围绕核心的条带。 研究小组称，他们将四膜虫 I 组内含子组装成一个环状结构，使样品更加均匀，并能够利用组装结构的对称性来进行计算。虽然数据采集两的规模并不大，但ROCK技术的优势使研究小组能够以前所未有的分辨率解析该结构。RNA的核心结构以2.85Å的分辨率解析，揭示了核苷酸碱基和糖骨架结构的详细特征。研究小组还称如果没有ROCK技术加持，在当前的资源条件下，他们不可能做到这一点。 冷冻电镜还能够捕捉不同构象的分子。研究小组通过将ROCK方法应用于固氮弧菌内含子RNA和FMN核糖开关结构解析中，确定了固氮弧菌内含子在其自我剪切过程中的不同构象，揭示了FMN核糖开关配体结合部位的相对刚性的构象。 这项研究生动演示了RNA纳米技术如何推动着其他学科的发展。将天然状态的RNA分子结构进行可视化，对理解不同细胞类型、组织和生物体的生物及病理过程产生巨大的影响，甚至能够实现新的药物开发方法。 相关文献摘要高分辨率的结构研究对于理解各种RNA的折叠和功能至关重要。在此，我们提出了一种纳米结构工程策略，利用单颗粒冷冻电镜(cryo-EM)对纯RNA结构进行高效的结构测定。即ROCK技术(通过安装吻式发夹实现RNA寡聚化的冷冻电镜技术): 将吻式发夹序列安装到RNA的非必要功能茎上，使其自组装成具有多倍分子量和降低结构柔性的同源封闭环。ROCK技术能够以2.98 Å的整体分辨率(核心部分为2.85 Å)对四膜虫 I 组内含子进行冷冻电镜三维重构，以建立完整的RNA模型，包括以前未知的外围域。ROCK技术被进一步地应用于两个较小的RNA: 固氮弧菌 I 组内含子和FMN核糖开关，揭示了前者的构象变化和后者的结合配体。ROCK技术有望大大促进冷冻电镜在RNA结构研究中的应用。评论来源：Science Dailyhttps://www.news-medical.net/news/20220503/New-method-enables-the-structural-analysis-of-RNA-molecules.aspx文献来源：Nature Methodshttps://www.nature.com/articles/s41592-022-01455-w#citeas水木未来视界丨iss. 18

中国乳业协会常务理事南庆贤周一对大智慧通讯社表示，肉毒杆菌检测技术并不难，只是较复杂，国内技术已较成熟，建议海关加大检测批次。　　据国家质检总局4日通告，约227.8吨可能受到肉毒杆菌污染的新西兰恒天然集团产品被进口至中国。这些乳清蛋白用于和其他原料搭配起来生产婴幼儿奶粉和功能性饮料。　　其中，杭州娃哈哈保健食品有限公司和杭州娃哈哈进出口有限公司，进口浓缩乳清蛋白14.475吨 上海市糖业烟酒(集团)有限公司，进口浓缩乳清蛋白4.800吨 多美滋婴幼儿食品有限公司，进口原料乳粉208.550吨。　　截至10点58分，食品检测企业，华测检测涨幅为5.66%、大恒科技涨幅为6.04%，安全追溯企业，华工科技涨幅为2.33%。

近日，哈工大仪器学院李浩宇教授团队在超分辨荧光显微成像技术领域取得突破性进展。针对目前超分辨荧光显微图像重建质量难以有效精确评估的问题，该团队提出了一种像素级的误差量化方法，利用滚动傅里叶环相关计算方法（rolling Fourier ring correlation，rFRC），评估超分辨尺度下的图像重建不确定度（基于超分辨成像在超高分辨能力的层面上对更微细结构进行成像测量的不确定度），在无需比对参考图像的条件下，通用地生成超分辨尺度下像素级的误差定量分布图。该项技术可准确描绘出生物分析并精确定位可靠性较低的区域，相比图像不确定分析领域内现有的方法，其判定尺度的精细程度最高可提升近10倍。12月14日，该研究成果以《滚动傅里叶环相关定量超分辨显微成像质量异质性分析和评定》（Quantitatively mapping local quality of super-resolution microscopy by rolling Fourier ring correlation）为题，以长文形式在线发表于《自然》（Nature）杂志旗下的国际权威光学期刊《光：科学与应用》（Light: Science & Applications，2022年影响因子20.3）。通过设置荧光探针或结合物理的受激辐射现象，超分辨荧光显微镜已经突破了分辨率的物理衍射极限（200～300纳米）。然而，超分辨显微镜对样本的超分辨信息提取能力，往往依赖于图像的计算重建与后续处理，而化学环境和光学设置等因素会在重构中对图像产生影响，造成噪声与失真，降低超分辨图像质量。因此，对超分辨图像进行精确可靠的质量评估，可有效量化误差和不确定性，从而进一步分析生命科学问题。尽管目前已有几种方法可对超分辨图像质量进行评估，但还无法在超分辨尺度上进行超精密且无参考的量化分析，且难以准确评价图像分辨率分布的异质性。为解决上述问题，李浩宇教授团队针对图像的像素级细小误差，采用滚动傅里叶环相关计算在超分辨尺度上进行量化和估计。与此同时，对于较大的结构失真等错误，引入改进的分辨率比例尺误差图（RSM），最终构成一套完善的超分辨尺度显微图像重建质量评估方案（Pixel-level ANalysis of Error Locations-PANEL，像素级图像误差定位分析）。利用该项技术可以精确比较不同单分子定位显微镜重建算法的性能，并进一步促进超分辨率尺度下不同重建图像的有效融合，最大限度降低了潜在误差。此外，该方法还能够与目前常用的多种模态光学超分辨显微成像技术结合，成为一种易于使用的图像局域质量评估分析工具。利用该方法可以有效评估单分子定位显微镜（STORM）分辨率异质性。这里展示的是单分子定位显微镜拍摄的微管数据集对提出的评估方法进行验证（如下图左），从图中给出的不确定量化评价和分辨率分布地图，证明该方法成功绘制出微管密集程度变化引起的分辨率异质性（如下图右）。rFRC评估单分子定位显微镜的超分辨率图像。左：于COS-7细胞中用Alexa Fluor647标记的α-微管蛋白的 STORM重建结果（四周）与其rFRC图（中央）；右：STORM 结果（亮绿色）和高斯平均 rFRC 图（shifted jet图）的合并视图，用于突出显示低质量区域。 超分辨荧光显微技术虽然突破了分辨率的衍射极限，使得科学问题可以进一步在更小尺度对微观世界直接探索和感知，但在看得清不清之外，看得准不准和看得真不真实依旧是生命科学研究探索中的重大阻碍。只有明确知道超分辨成像测量的不确定度，才能指导我们走向更高的成像分辨率与质量。因此，提出新的量化分析技术在超分辨的精细尺度，以像素级准确量化误差能力，揭示了图像空间信息的不确定性和分辨率分布的异质性，不仅告诉我们超分辨结果的准确度，基于超分辨图像的生物分析提供了重要支持，还可利用量化评估信息，对不同重建方法甚至不同模态的超分辨结果融合利用，最大限度降低误差，充分利用高频空间的超分辨信息，进一步提升图像的整体分辨率。除此之外，该方法原理的通用性使其可以广泛用作跨模态工具，评估其他基于定位和基于波动的显微镜的分辨率异质性，在生物显微成像技术领域有望成为广泛应用的生物数据分析评定方法，推动计算显微成像技术领域获得更大的进步和应用价值。该项研究成果主要由哈工大仪器学院、北京大学未来技术学院和南开大学物理学院合作完成。哈工大为论文第一通讯单位，哈工大助理教授赵唯淞为论文第一作者，哈工大李浩宇教授和北京大学陈良怡教授为论文通讯作者。北京大学助理教授黄小帅和南开大学博士后杨建宇为论文共同第一作者，共同通讯作者还有南开大学潘雷霆教授和北京大学赵士群副研究员。哈工大仪器科学与技术学科带头人谭久彬院士为论文共同作者和哈工大科研团队负责人。该项工作受到国家自然科学基金项目（优秀青年科学基金、国家重大科研仪器研制项目）和科技部重点研发计划（前沿生物技术）等项目资助。

p　　生态环境部发布消息称，为打好污染防治攻坚战，推动解决日益突出的氮磷污染问题，生态环境部近日印发了《关于加强固定污染源氮磷污染防治的通知》(以下简称《通知》)。/pp　　《通知》要求，各地要以重点行业企业、污水集中处理设施、规模化畜禽养殖场氮磷达标排放整治为突破口，强化固定污染源氮磷污染防治 重点流域要以实施排污许可制为契机和抓手，严格控制并逐步削减重点行业氮磷排放总量，推动流域水质改善。到2019年底前，基本完成氮磷排放重点行业企业超标整治工作。/pp　　《通知》明确，将肥料制造、污水集中处理、规模化畜禽养殖等18个行业作为氮磷污染防治的重点行业，要求全面推进氮磷达标排放。地方各级环境保护主管部门应依托排污许可证核发管理逐行业掌握氮磷排放重点行业企业信息，督促重点行业企业建立氮磷排放管理台账，摸清行业排放底数。各地环境保护主管部门应督促指导相关工矿企业、污水集中处理设施优化升级生产治理设施并强化运行管理，提高脱氮除磷能力和效率。重点开展磷化工和磷矿采选企业生产工艺及污水处理设施建设改造，推进磷石膏无害化处理和资源化利用。氮磷排放重点行业的重点排污单位应于2018年6月底前安装含总氮和(或)总磷指标的自动在线监控设备并与环境保护主管部门联网。/pp　　《通知》明确，实施重点流域重点行业氮磷排放总量控制。生态环境部将研究确定实施氮磷排放总量控制的流域控制单元及对应行政区域，根据排污许可证氮磷许可排放量信息确定相关流域控制单元的行业总量控制指标，实施行业总量控制。对于氮磷超标的流域控制单元内新、改、扩建项目，实施氮磷排放总量指标减量替代并严格落实到许可证上，严控氮磷新增排放。/pp　　《通知》强调，市、县两级人民政府在制定实施工业污染源全面达标排放工作方案中应强化氮磷排放达标管理，建立整改企业台账，对重大问题实行挂牌督办，跟踪整改销号。生态环境部优先将工作成效显著地区的氮磷减排工程纳入水污染防治中央项目储备库，对工作任务不落实、工作目标未完成的地区采取挂牌督办、约谈、限批等措施，将氮磷污染防治工作问题突出的纳入中央环保督察。/p

近日，发表在国际杂志Journal of the American Chemical Society上的一篇研究论文中，来自斯克里普斯研究所的研究人员通过研究开发出了一种细菌酶类，其或许可以被用作候选药物来帮助吸烟者戒烟，研究者指出，这种特殊的细菌酶类可以在实验室中被获取并且具有一系列药物开发的潜力特性。研究者Kim Janda教授表示，目前我们的研究尚处于早期阶段，但相关研究结果表明细菌酶类具有正确的特性来变为成功的戒烟疗法，这种新型的戒烟疗法或可代替当前的戒烟策略，当前的戒烟策略已经在至少80%至90%的吸烟者中被发现是无效的。细菌产生的特殊酶类在尼古丁进入到吸烟者大脑之前就可会被酶类所破坏，进而降低吸烟者对尼古丁的依赖性，从而达到戒烟的目的。在至少超过30年的时间里，研究者和其同时一直致力于在实验室开发这种特殊酶类，当前他们利用恶臭假单胞菌成功地制造产生了名为NicA2的酶类，实验结果表明这种细菌可以有效消耗尼古丁。研究者表示，这种细菌就好象是“吃豆人”一样，其会不断前进并且吃掉尼古丁；这项研究中研究人员对负责降解尼古丁的细菌特殊酶类进行了特性研究，并且检测了这种酶类作为疗法的有效性；首先研究者在一根香烟中将小鼠血清和一个剂量的尼古丁相结合，当添加特殊酶类后，尼古丁的半衰期从原来的2-3小时降低为9至15分钟，而高剂量的酶类可以更加有效缩短尼古丁的半衰期，从而尽可能地保持其不进入吸烟者的大脑。下一步研究者计划将这种酶类进行测试来验证其是否可以作为候选戒烟药物来使用，研究者Song Xue说道，这种酶类在血清中相对稳定，因此其对于开发新型治疗性药物非常关键；研究者计划后期通过改变细菌的酶类组成来帮助其更加有效地作为戒烟的新型策略xyL872Hu01USP6氨基端样蛋白(USP6NL)重组蛋白Recombinant USP6 N-Terminal Like Protein (USP6NL)Homo sapiens (Human)xyL882Hu01UL16结合蛋白2(ULBP2)重组蛋白Recombinant UL16 Binding Brotein 2 (ULBP2)Homo sapiens (Human)xyL907Ra01N-myc下游调节基因2(NDRG2)重组蛋白Recombinant N-myc Downstream Regulated Gene 2 (NDRG2)Rattus norvegicus (Rat)xyL915Hu01Nei内切核酸酶Ⅷ样蛋白1(NEIL1)重组蛋白Recombinant Nei Endonuclease VIII Like Protein 1 (NEIL1)Homo sapiens (Human)xyL917Hu01信号素3A(SEMA3A)重组蛋白Recombinant Semaphorin 3A (SEMA3A)Homo sapiens (Human)xyL918Hu01信号素3B(SEMA3B)重组蛋白Recombinant Semaphorin 3B (SEMA3B)Homo sapiens (Human)xyL919Hu01信号素3C(SEMA3C)重组蛋白Recombinant Semaphorin 3C (SEMA3C)Homo sapiens (Human)xyL920Hu01信号素3E(SEMA3E)重组蛋白Recombinant Semaphorin 3E (SEMA3E)Homo sapiens (Human)xyL921Hu01信号素4A(SEMA4A)重组蛋白Recombinant Semaphorin 4A (SEMA4A)Homo sapiens (Human)xyL924Hu01信号素5A(SEMA5A)重组蛋白Recombinant Semaphorin 5A (SEMA5A)Homo sapiens (Human)xyL926Hu01信号素5B(SEMA5B)重组蛋白Recombinant Semaphorin 5B (SEMA5B)Homo sapiens (Human)xyL930Hu01信号素3F(SEMA3F)重组蛋白Recombinant Semaphorin 3F (SEMA3F)Homo sapiens (Human)xyL934Hu01NEL样蛋白2(NELL2)重组蛋白Recombinant NEL Like Protein 2 (NELL2)Homo sapiens (Human)xyL935Hu01再生蛋白1(NEO1)重组蛋白Recombinant Neogenin 1 (NEO1)Homo sapiens (Human)xyL939Hu01神经束蛋白(NFASC)重组蛋白Recombinant Neurofascin (NFASC)Homo sapiens (Human)xyL941Mu01激活T-细胞核因子1(NFATC1)重组蛋白Recombinant Nuclear Factor Of Activated T-Cells, Cytoplasmic 1 (NFATC1)Mus musculus (Mouse)xyL969Hu01醌NADH脱氢酶1(NQO1)重组蛋白Recombinant NADH Dehydrogenase, Quinone 1 (NQO1)Homo sapiens (Human)xyL979Hu01核糖体蛋白S6激酶β1(RPS6Kβ1)重组蛋白Recombinant Ribosomal Protein S6 Kinase Beta 1 (RPS6Kb1)Homo sapiens (Human)xyL980Hu01增殖关联蛋白2G4(PA2G4)重组蛋白Recombinant Proliferation Associated Protein 2G4 (PA2G4)Homo sapiens (Human)xyM011Hu01肽酶D(PEPD)重组蛋白Recombinant Peptidase D (PEPD)Homo sapiens (Human)

编者注：傅若农教授生于1930年，1953年毕业于北京大学化学系，而后一直在北京理工大学(原北京工业学院)从事教学与科研工作。1958年，傅若农教授开始带领学生初步进入吸附柱色谱和气相色谱的探索 1966到1976年文化大革命的后期，傅若农教授在干校劳动的间隙，系统地阅读并翻译了两本气相色谱启蒙书，从此进入其后半生一直从事的事业&mdash &mdash 色谱研究。傅若农教授是我国老一辈色谱研究专家，见证了我国气相色谱研究的发展，为我国培养了众多色谱研究人才。此次仪器信息网特邀傅若农教授亲述气相色谱技术发展历史及趋势，以飨读者。　　 一、气相色谱伴随和促进科技革命的发展　　16世纪以来，世界科技大致发生了五次革命(两次科学革命和三次技术革命)，包括近代物理学诞生、蒸汽机和机械革命、电力和运输革命、相对论和量子信息化革命等。　　近几年国内外对第六次科技革命的核心内涵正在讨论探索之中，没有达成共识。 徐光宪院士认为第六次科技革命的核心内涵必须解决当前中国和世界的迫切问题，缓解世界经济危机，使各国都走上健康的发展道路。目前大致有14个问题值得我们特别关注：　　(1)彻底改造污染环境的化工厂，建立绿色化学和化工以及冶金企业。　　(2)现在的化工原料主要来自石油或煤炭(利用煤焦油或电石)。因为它们也作为能源燃料使用，如果维持现在的消耗速度，世界的石油资源将在几十年内耗竭，煤炭资源在一二百年内耗竭。　　(3)温室气体二氧化碳的减少排放问题，即少用煤和石油，大力发展节能材料和新能源，如稀土节能灯，利用稀土材料做发电机的风能，利用稀土光电转换材料的太阳能，利用钍的核能等。　　(4)不可再生、不能取代的稀土等矿产资源的节约高效开采，保护环境和综合利用。开发从废品中回收稀土的技术，避免浪费和快速耗竭稀土以及其他不可再生的战略矿产资源。　　(5)淡水资源节约利用和海水的高效、低成本淡化问题。　　(6)高新技术材料的研发和合成问题。　　(7)海洋和太空资源(例如海底的可燃冰和月球上大量的He-3核聚变能源)的开发利用问题。　　(8)人类的健康和新药物、新医学以及人工器官的研发问题。人工生命的合成，使化学与生物学互相连接的问题。研究合成直接导向病灶的靶点药物，大幅降低药物的副作用。　　(9)人工合成固氮酶，使水稻、小麦等非豆科植物，也能利用空气中的氮，不必使用氮肥，或用生物科技新技术培养含有固氮酶的非豆科植物，引发农业科学技术的革命。　　(10)研究光合作用的基本原理，找出光合作用的催化机理，提高太阳能的利用效益，有可能引发农业技术的革命。　　(11)天气预报、地震预报、台风预报，以及其他自然和人为灾难的预防和急救问题。　　(12)军事科学技术问题。中国要呼吁世界和平，必须有先进的军事科学技术，才有维护世界和平的发言权。世界上主要国家的军力必须平衡，才能制止第三次世界大战。　　(13)和平科学的理论和实践问题。20世纪发生了两次世界大战和不断的局部战争，21世纪必须避免第三次世界大战，因为如果发生，那将是毁灭一半人类的核大战。所以必须研究和平科学的理论和实践。　　(14)研究世界人口的节制和优生优育问题，研究中国和世界各国人民和谐相处，共同富裕、共同幸福的理论和实践。　　并且认为大化学(广义分子科学)革命与上述14个世界迫切需要解决问题的前10个问题密切相关。　　大化学的支柱之一是分析测试，而在分析测试技术中，色谱和与其相联用的检测技术又是关键性重要领域，所以它们必然是第六次科技革命的进程中重要工具，实际上近年色谱和与其相联用的检测技术在不断发展，以适应各个领域的需要。　　二、气相色谱技术初期的发展　　气相色谱是色谱领域中发展较早、相当成熟的技术，由于它是快速、简易、相对便宜而又重复性好的分析方法，可以分析各种基质中的成分，如石油石化产品、环境污染物、药物、食品等等，而且由于气相色谱所固有的高分离效率以及可以和各种灵敏的、选择性好的检测器相连接，所以配备各种检测器的气相色谱仪成为各个领域成分鉴定、分析不可或缺的工具。色谱学的发展是伴随着科技革命，而又促进科技革命的发展进程。　　第三次科技革命(20世纪四五十年代)发生在二战后，资本主义推行福利制度与国家垄断资本主义，政局稳定。20世纪初科学理论的重大突破和一定的物质、技术基础的形成，出现了对石油、人工合成材料、分子生物学和遗传工程等高新技术的需求，人们在研究这些复杂物质混合物时，就需要把他们分离开来考察其性能，因而必然要发展各种分离技术，而色谱是分离技术中效率最高的一类方法，所以在上世纪四十年代末五十年代初诞生了以气体为流动相，液体或固体为固定相的气相色谱，1955年PerkinElmer公司开发出第一台气相色谱仪。而第一台气相色谱仪的诞生有一个传奇的故事。　　在 1953-1954 年间，PerkinElmer公司的代表首次听到气相色谱先驱者A.T. James 和 A.J.P. Martin在英国伦敦British Medical Council实验室，以及 C.S.G.Phillips在牛津大学所进行的GC研究工作。随后访问了他们的实验室，学习了这一新技术的原理，以这一信息为基础，在位于美国康涅狄格州Norwalk的公司总部启动了研究开发这一仪器的计划，最终在 1955 年推出了世界上第一台商品化气相色谱仪 Model 154 Vapor Fractometer (Model 154 气相色谱仪)。　　在当时，这一仪器的主要特点是：使用了空气恒温器(&ldquo 柱箱&rdquo )，可以使分离色谱柱在室温和150 ° C之间保持恒温，有一个快速蒸发器，可以用注射器通过橡胶隔垫把液体和气体样品送到载气里，以及使用热敏型热导检测器。同时，PerkinElmer提供了具有广泛分离能力的标准色谱柱，从而可以让仪器成功地分析各种样品。这一仪器立即获得了成功，在美国分析化学杂志(Analytical Chemistry，AC)的社论里对其评价为：&ldquo 是一个自动分析的辉煌典范&rdquo ，它得到的色谱图&ldquo 赏心悦目&rdquo 。在仪器推出之后不久，PerkinElmer 公司出版了一本简单的小册子，解释气相色谱的原理和如何选择操作参数。AC在新的一期社论里赞美这一小册子，把它称做&ldquo 一个简短而信息充实的概要&rdquo ，帮助&ldquo 传播科学技术知识&rdquo 。自然，在推出 Model 154 以后，PerkinElmer的研究和开发工作并没有停息，在1956年初又推出一个改进的型号，即Model 154-B，在这一新型号仪器上使用温度提高到225 ° C，并可选择旋转阀和各种定量进样管，用于气体的进样。这一措施十分引人注目，现在众多公司提供的多端口进样和切换阀设计都可以追溯到这一个阀的设计上。Model 154-B 气相色谱仪　　(图注：在这一装置左侧的门后是色谱柱箱，在右侧上面的面板是加热控制部件，热导检测器的控制器在右侧下面的面板上。流量计在中间部位，左侧的下面是注射器的加热进样口，电位差计记录仪常放在另外的地方，Model 154和这一仪器的样子和尺寸相同。)　　(以上信息转自PerkinElmer公司资料&ldquo PerkinElmer 公司气相色谱仪的发展过程&rdquo )　　三、国内气相色谱初期(上世纪50到60年代)的发展历程　　新中国建立后百废待兴，各个工业部门蓬勃发展，其中以石油和煤为主要能源的研究和工业急需发展，因而发展气相色谱就成为必不可少的前提了。下面是色谱老专家俞惟乐老师在1980年为美国分析化学写的有关中国气相色谱发展的历程(Anal. Chem. 1980, 52:324R-360R):　　中国从1955年开始进行气相色谱的研究，首先进行气相色谱研究的是中科院大连石油研究所，之后，中科院在北京、上海和长春的一些研究所也参与进来，几年之后气相色谱的研究和应用便普及开来。　　1958年，中科院大连石油研究所一分为三，分别成立了中科院大连化学物理研究所，中科院兰州化学物理研究所和中科院太原煤炭化学研究所。拆分后，三个所都进行他们各自所关心的气相色谱研究，如色谱条件的优化、色谱固定相的研究、色谱仪各种配件的研制。　　在此阶段，中国高校在进行气相色谱的教学之外，也进行气相色谱的专业研究和基础数据的编纂，出版了十多本有关气相色谱的教科书、手册及字典。此外，在这20年中，我国科学界举办了三次气相色谱学术会议。第一次全国色谱报告会于1961年10月在大连举行，共收到45篇报告。4年后在兰州举行第二次全国色谱报告会，发表的报告数达到100篇。受四人帮动乱干扰，全国色谱学术报告会中断，十年之后的1979年，在大连召开了第3届全国色谱报告会(包括气相色谱、液相色谱和薄层色谱)，此次共收到有12篇综述报告和122篇论文。这一时期各个工业部门、研究单位和高校也组织了许多有关气相色谱的讨论会、报告会，而且地方的科学学会也各自举行地方气相色谱会议，部分有关气相色谱的论文在科学通报、化学学报、燃料化学学报上发表。　　有关这一时期国内气相色谱仪器的发展，俞惟乐老师在上述综述文章中提到：上世纪60年代初已经有商品化的气相色谱仪了，但商品化仪器仍然不能满足一些研究所、大学和各个工业部门的要求，他们相继开发适合自己需求的专用气相色谱仪，当时有大约十个国家级工厂可提供20多种型号的气相色谱仪，年产量大约有2000台。　　在这些产品中有上海分析仪器厂的103型气相色谱仪及北京分析仪器厂的SP 2308型气相色谱仪。SP 2308型气相色谱仪配备了各种现代化检测器、裂解器、色谱图积分仪和打印机。103型气相色谱仪可用填充柱和毛细管柱，103型和SP 2308型气相色谱仪都可用于实验室级别的制备。此外，其他型号的气相色谱仪器，有便携式及在线监测用气相色谱仪，用途也很广泛，包括专用于检测水分、比表面积、孔径分布等。其中二氧化碳激光裂解器气相色谱仪、半导体薄膜气相色谱仪，以及一些专用的原型机都是由一些研究机构制造。　　国内记述这段历史的著作有大连化学物理研究所编纂的《气相色谱法》，1973年出版，书后列举了11种商品化气相色谱仪，SP-2302型、SP-2304型、SP-2305型、SP-2306型(北京分析仪器厂生产) 100型、102型(上海分析仪器厂生产) DQS-5101型(威海天平仪器厂生产) SP-01型、SP-02型、SP-05型(自动制备色谱仪)、SP-07型(大连第二仪表厂生产)。(未完待续)　　(作者：北京理工大学傅若农教授)

灭菌重点介绍-固体篇在日常实验室的工作中，无论从事哪种实验方向都会与灭菌产生交集。灭菌的样本范围大体包括以下几种：液体（培养基）、固体（实验器材器械）、废弃物（固体废弃物为主）。不同类型的样品需要使用不同的灭菌程序，不同程序之间的灭菌方法也不尽相同，所采用的技术和工艺也有极大差异。本次将主要介绍固体样品的灭菌要点。固体灭菌时经常会存在以下问题：1.容器类样品（烧杯、量杯等）灭菌效果不理想2.带盖样品内部不确定是否经历完整灭菌循环3.固体样品灭菌完成之后产生“湿包"现象以上几个问题都是经常被忽略的技术点：1.容器类样品（烧杯、量杯等）灭菌效果不理想—因为容器类样品内部存有大量空气，传统的方法只能依靠挤压，通过产生的大量蒸汽让蒸汽将容器内部的冷空气挤压出去。但是由于冷空气比空气重，不容易将容器内部的冷空气挤压出去，产生的后果就是样本内部无灭菌效果，下次使用时会直接污染样品；2.带盖样品内部不确定是否经历完整灭菌循环—带盖的样品（移液器枪头盒等）由于密闭蒸汽难以进入，直接的结果就是盒子内部无灭菌效果；3.固体样品灭菌完成之后产生“湿包"现象—其实“湿包"现象是一个比较好的结果，证明样品样品有蒸汽进去经历了完整的灭菌循环，湿包就是蒸汽冷凝之后产生的水。有的用户会用牛皮纸包住样品进行灭菌，但是从根源上来说并不能保证样品的干燥程度，取出之后极易二次污染。以上问题主要体现在以下两点：1.灭菌的有效性无法保证2.灭菌后的样品冷凝易二次污染Systec所采用的验证方法更为科学，首先会将PT-100柔性温度探头置于样品中部，同时将生物指示剂黏附于温度传感器上，通过脉动真空的方式来实现蒸汽贯穿，让容器样品内部实现纯蒸汽环境，除了温度传感器可以实时现实当前的温度之外还可以通过检查生物指示剂的培养来确认是否经历了完整的灭菌循环，以此验证灭菌的有效性。在灭菌结束后真空系统还搭载了后脉动真空干燥功能，可以保证样品的干燥程度，不会造成样品的二次污染。Systec深耕灭菌领域多年，为您提供优异、安全的灭菌解决方案。

邓小平同志指出“科学技术是第一生产力”。所以，解决当前世界经济危机的根本出路，在于紧紧抓住第六次科技革命。(图片来源：昵图网)　　现在国内外对第六次科技革命的核心内涵都正在讨论探索之中，没有达成共识。如果我们能准确预言新科技革命的核心内涵，我们就在勇做领头羊的进程中走了关键性的第一步。　　■徐光宪　　邓小平同志指出“科学技术是第一生产力”。所以，解决当前世界经济危机的根本出路，在于紧紧抓住第六次科技革命。　　中国科学院院长白春礼号召，我们中国人要勇做第六次科技革命的领头羊，担负起复兴中华的历史重任。我非常赞同白院长的号召，并认为，中国人要勇做第六次科技革命的领头羊，首先要确认第六次科技革命的核心内容。　　中国科学院中国现代化研究中心主任何传启发表的《第六次科技革命的机遇》(2012年4月，第二版，科学出版社)，对第六次科技革命作了大量调研、分析和探讨，他们每年发布的中国现代化报告，提供了重要的参考资料。　　现在国内外对第六次科技革命的核心内涵都正在讨论探索之中，没有达成共识。如果我们能准确预言新科技革命的核心内涵，我们就在勇做领头羊的进程中走了关键性的第一步。　　探索并独立自主地提出我们对第六次科技革命内涵的认识，可以大大启发我们的创新思维，培养高素质的创新型人才，建设创新型国家。　　本文抛砖引玉，提出第六次科技革命的核心内涵是：(1)大化学的科技革命 (2)新生命科学和技术革命 (3)钱学森先生提出的大成智慧革命和新的信息及互联网革命 (4)物理科学的革命。其中，第二条是国内外多数人公认的 第四条也是国内外常提到的 第三条是钱学森晚年的重要科学思想，但还没有得到大家的重视 第一条是国内外都没有提出的，是我个人的看法。　　当前中国和世界急需解决的问题　　我认为第六次科技革命的核心内涵必须解决当前中国和世界的迫切问题，缓解世界经济危机，使各国都走上健康的发展道路。目前大致有14个问题值得我们特别关注。　　(1)彻底改造污染环境的化工厂，建立绿色化学和化工以及冶金企业。　　(2)现在的化工原料主要来自石油或煤炭(利用煤焦油或电石)。因为它们也作为能源燃料使用，如果维持现在的消耗速度，世界的石油资源将在几十年内耗竭，煤炭资源在一二百年内耗竭。　　(3)温室气体二氧化碳的减少排放问题，即少用煤和石油，大力发展节能和新能源，如稀土节能灯，利用稀土材料做发电机的风能，利用稀土光电转换材料的太阳能，利用钍的核能等。　　(4)不可再生、不能取代的稀土等矿产资源的节约高效开采，保护环境和综合利用。开发从废品中回收稀土的技术，避免浪费和快速耗竭稀土以及其他不可再生的战略矿产资源。　　(5)淡水资源节约利用和海水的高效、低成本淡化问题。　　(6)高新技术材料的研发和化学合成问题。　　(7)海洋和太空资源(例如海底的可燃冰和月球上大量的He-3核聚变能源)的开发利用问题。　　(8)人类的健康和新药物、新医学以及人工器官的研发问题。人工生命的合成，使化学与生物学互相连接的问题。研究合成直接导向病灶的靶点药物，大幅降低药物的副作用。　　(9)人工合成固氮酶，使水稻、小麦等非豆科植物，也能利用空气中的氮，不必使用氮肥，或用生物科技新技术培养含有固氮酶的非豆科植物，引发农业科学技术的革命。　　(10)研究光合作用的基本原理，找出光合作用的催化机理，提高太阳能的利用效益，有可能引发农业技术的革命。　　(11)天气预报、地震预报、台风预报，以及其他自然和人为灾难的预防和急救问题。　　(12)军事科学技术问题。中国要呼吁世界和平，必须有先进的军事科学技术，才有维护世界和平的发言权。世界上主要国家的军力必须平衡，才能制止第三次世界大战。　　(13)和平科学的理论和实践问题。20世纪发生了两次世界大战和不断的局部战争，21世纪必须避免第三次世界大战，因为如果发生，那将是毁灭一半人类的核大战。所以必须研究和平科学的理论和实践。　　(14)研究世界人口的节制和优生优育问题，研究中国和世界各国人民和谐相处，共同富裕、共同幸福的理论和实践。　　正确认识化学科学和大化学革命　　大化学革命是第六次科技革命的主要内涵之一　　大化学(广义分子科学)革命与上述14个世界迫切需要解决问题的前10个问题密切相关。新生物学和技术革命与第8、第9、第10个问题相关。大成智慧革命和第11至第14个问题相关。物理革命对22世纪影响深远。　　为什么此前国内外还没有人提出大化学革命呢?从上世纪下半叶以来，国内外有一股淡化化学科学的思潮，认为化学是一门老科学，在20世纪没有取得重大发展，在新闻媒体和报刊上，化学很少露面。在第六次科技革命中也很少有人提到化学。笔者认为这是一种误解。　　联合国决定2011年为国际化学年，这是继2005年定为国际物理年后，对第二门基础科学的重视，也是对淡化化学学科舆论的一部分纠正，具有十分重要的意义。　　20世纪的后半叶国内外舆论对化学科学的误解　　误解之一：化学在20世纪没有提出重大科学问题。20世纪人类完成了最著名的三个重大科技工程：(1)人类基因组计划 (2)曼哈顿计划 (3)阿波罗登月计划。在这三大科技工程中，字面上都与化学无关。其实这些重大科技工程的完成，都是多学科的共同贡献，其中有一半是化学的贡献。认为化学和重大科技工程无关是误解。　　人类基因组计划虽是生物学家提出来的，但却是分析化学家完成的。其全称应该是“人类基因分子的化学测序计划”。分析化学家的贡献占75%以上。我国化学家随后独立自主完成了水稻等重要基因的测序。我国留美化学家还在改进快速测序方面作出卓越贡献，大幅减少成本，使个人全基因组测序成为可能，并作为一种遗传疾病的重要诊断手段，从而可以制定个性化的医治和保健方案，大幅度提高人类的平均寿命。　　曼哈顿计划是美国的原子弹试制计划。我国也独立自主完成了原子弹试制。这是我国核物理学家和放射化学家共同完成的任务。放射化学的贡献占50%。　　阿波罗登月计划是美国开始的，后来中国也制定了巨大的太空航天计划。这是中国航空航天科学家和工程人员完成的伟大计划，但关键导航材料的研制，登月飞船特殊新材料，以及扫描、记录、传送等新材料的研制，都是化学家的任务，贡献占25%。 所以20世纪的三大科学工程都与化学有紧密的联系，总贡献率达50%。认为化学和重大科技工程无关是严重的误解。　　误解之二：报刊上常说20世纪发明了六大技术：(1)信息技术 (2)生物技术 (3)核电站和核武器技术 (4)航空航天和导弹技术 (5)激光技术 (6)纳米技术。但却很少有人提到包括合成氨、合成尿素、合成抗生素、新药物、新材料和高分子的化学合成(包括分离)技术。　　上述六大技术如果缺少一两个，人类照样能够生存。但如果没有哈勃发明的高压合成氨和后来的合成尿素技术，世界粮食产量至少要减半，全球70亿人口有35亿要挨饿。如果没有合成各种抗生素和大量新药物的技术，人类不可能控制最可怕的天花、肺结核、伤寒、痢疾等传染病，无法缓解心脑血管病，平均寿命就要缩短25年。如果没有合成避孕药，人类就不能有效控制人口。如果没有合成纤维、合成塑料、合成橡胶的技术，人类生活要受到很大影响。信息技术的核心是集成电路芯片，这是在化学提纯制备的硅单晶片上经过化学光刻生产的，计算机的存储器材料也是化学合成的，其他部件用了大量合成高分子材料。又如核电站的关键是核燃料铀、钚等的生产和后处理、放射性废水处理等，这些都是化学工业。　　纳米技术是化学家发明并合成C-60、碳纳米管、石墨烯等纳米尺度的新材料，并发现纳米材料具有特殊性能的新技术。激光、光纤、航空、航天、导弹等技术无不需要化学合成的高新材料。所以如果没有化学合成技术，上述六大技术根本无法实现。　　但化学和化工界非常谦虚，从来不提抗议(这句话是英国《自然》杂志在2001年的评论中说的)。我们应该理直气壮地大力宣传20世纪发明了七大技术，即化学合成(包括分离)技术和上述六大技术。在20世纪发明的七大技术中，人类最迫切需要的，对人们的生活和世界经济的发展影响最大的两大发明是化学合成技术和信息技术。　　上述七大技术，按照对GDP贡献的大小来排序(依据2004年中国的统计资料)，第一是与化学、化工、冶金、石油炼制、药物和高新材料的合成等密切相关的产业，总称为过程工程。原中国科学院化工冶金研究所所长郭慕孙院士非常有远见地把他们的所改名为中国科学院过程工程研究所。将来生物技术成熟了，也将很可能进入过程研究所，因为技术非常相似。　　过程工程对GDP的贡献达16.6%，位居第一。第二是信息产业，包括计算机和芯片制造、电信服务、网络服务、软件产业等。对GDP的贡献为9.0%。第三是飞机、航天、人造卫星，导弹产业。第四是核电站和核工业。这四个都是大产业，其中核燃料生产和重水的生产实际上是化学工业，但划入核工业计算。第五是生物技术和生物产业，2004年占GDP还不到1%，但发展前途远大。第六是纳米产业。第七是激光技术产业。　　误解之三：化学是一门有二三百年历史的老科学，没有多大发展前途。事实上，化学是创造新物质最多的科学，是20世纪发展最快的一级基础学科之一。　　1900年在《美国化学文摘》(CA)上登录的，从天然产物中分离出来并确定其组成的，和人工合成的已知化合物只有55万种。经过45年翻了一番，到1945年达到110万种。再经过25年到1970年又翻一番，为236.7万种。以后新化合物增长的速度大大加快，到2011年9月14日CAS登录号已达11685万种，其中测定的生物大分子化学序列6314万种，合成的新药物、新材料等广义的新分子5371万种，比1970年增长50倍。没有一门其他科学能像化学那样在过去的110年中，创造出如此众多的新物质，并在过去的40年中使CAS的化学物质登录号增加近50倍。　　上面是从数量来看合成化学的成就，从质量和重要性来看，合成和分离化学共获得了41项诺贝尔奖。其中对人类至关重要的发明可举例如下：　　其一，哈勃(F.Haber)在1909年发明了用锇做催化剂的高压合成氨技术，在1918年获诺贝尔奖。C.Bosch 改进了合成氨技术，获1931年诺贝尔奖。这一合成氨技术，被国外传媒评为20世纪最重大的发明，因为它解决了最重要的世界粮食生产问题。　　其二，W.N.Haworth 人工合成维生素C，获1937年诺贝尔奖。R.Kuhn人工合成多种维生素，获1938年诺贝尔奖。A.Butenandt 发现并分离提纯多种性激素，G.Domagk 发现能抗菌的磺胺药，获1939年诺贝尔奖。A.Fleming、E.B.Chain、H.W.Florey 发现青霉素的治疗效果并发明其生产技术，获1945年诺贝尔奖。R.Robinson 研究分离提纯生物碱，获1947年诺贝尔奖。S.A.Waksman 发现链霉素，获1952年诺贝尔奖。这些维生素、抗生素、激素和其他新药物的合成，对人类健康作出很大贡献。　　其三，H.Staudinger 研究高分子聚合的原理，获1953年诺贝尔奖。K.Ziegler、G.Natta 发明用于高分子合成的Ziegler-Natta催化剂，获1963年诺贝尔奖。Alan J.Heeger、Alan G. MacDiarmid 研究合成导电性高分子，获2000年诺贝尔奖。高分子合成化学的发展大大提高了人类的生活水平。　　其四，柯尔(R.F.Curl)、斯莫利(R.E.Smally)、克鲁托(H.W.Kroto)于1985年发现碳元素的第三种存在形式——巴基球(富勒烯)，其中最重要的是C-60。富勒烯可以制成新的超导材料、有机化合物、高分子和纳米材料，获1996年奖。化学合成了零维的富勒烯、一维的碳纳米管、二维的石墨烯等纳米材料。所以纳米科学是在化学合成科学的基础上建立起来的。　　化学的中心学科形象被其交叉学科的巨大成就所埋没　　化学在“数理化天地生”六门传统科学中是承上启下的中心科学。化学又是一门社会迫切需要的中心科学，化学与人们的生活有非常紧密的联系。化学是与信息、生命、材料、环境、能源、资源、地球、海洋、空间和核科学等十大新兴或朝阳科学都有紧密联系、交叉和渗透的中心科学。　　化学与十大朝阳科学和六大基础学科之间产生了许多重要的交叉学科，但化学家非常谦虚，在交叉学科中放弃冠名权。例如“化学生物学”被称为“分子生物学”，“生物大分子的结构化学”被称为“结构生物学”，“生物大分子的物理化学”被称为“生物物理学”，“固体化学”、“液体化学”、“溶液理论”被称为“凝聚态物理学”，“高分子物理化学”被称为“软物质物理学”等。　　这样化学这门重要的中心科学(Central science)反而被社会看做是配角，是伴娘科学(Bridesmaid science)而不受重视。世界著名的《自然》杂志也为化学家鸣不平，在2001年发表了评论。评论中提到“当其他学科从自己的成就中声名远扬时，化学往往发现本学科中最辉煌的成就的名声被其他学科所占有”。哈佛大学教授George Whitesides也说：“许多化学中最有趣的部分往往被称作别的名字。我从来没弄清化学家们是怎么回事，他们总是过于谦虚和本分。他们发现了这些有趣的技术，别人把它们拿走了，他们居然不喊不叫也不抱怨。你从来不会发现一位生物学家会容忍别人把他们所做的东西这样拿走。”化学家的谦虚本是美德，但因此吸引不到优秀的年轻学生。化学缺少优秀生源，就会影响到十大前沿新兴科学的发展，这个问题就大了。　　第六次科技革命的核心内涵　　第六次科技革命的核心内容，按照重要性大小的次序是：1. 大化学(广义分子科学)与技术革命 2. 生命科学与技术革命 3. 大成智慧革命 4.物理科学革命。　　1.大化学与技术革命　　大化学与技术革命的内涵，首先要为中国和世界当前迫切需要解决的问题服务。例如在前面提到的14个问题中的前10个问题都与大化学有关。为了直接解决前三个问题，化学科学和技术必须进行彻底的革命。　　(1)有机化学将从碳氢化合物及其衍生物的化学向碳水化合物及其衍生物的化学转变，化工流程都要完全改变，教科书要重写。　　20世纪有机化合物的原料主要从石油和煤焦油来，所以有机化学定义为碳氢化合物及其衍生物的化学。按照现在的消耗速度，世界石油储量将在几十年内耗竭，煤炭将在一二百年内耗竭。这样有机化合物的原料不得不改为可以再生的植物资源，有机化学也将改为碳水化合物及其衍生物的化学。这是革命性的变化。　　(2)绿色化学、原子经济化学和循环化学的革命。　　20世纪的化工企业造成严重的环境污染，这种情况必须彻底改变。要大力发展原子经济的循环化工流程。人们敬而远之的化工企业要改造成为花园式的绿色企业。　　(3)新药物和人工器官的合成及组装导致新医药革命。　　(4)稀土风能发电机、稀土节能灯、新光电转换材料、海底可燃冰开发和利用、重水聚变和月球He-3的开发等，将引起新能源革命。　　(5)天然植物中只有豆科植物的根瘤能够吸收利用空气中的氮，别的农作物如水稻、小麦必须使用氮肥。如果人工合成固氮酶成功，则可以不用化肥，直接利用空气中的氮。这将引起农业革命。上世纪50年代有远见的化学家卢嘉锡院士、唐敖庆院士、蔡启瑞院士等提出固氮酶课题，他们先从理论着手，提出固氮酶的“福州模型”和“厦门模型”，和后来国外学者从天然固氮酶中提出的结晶非常相似，进一步准备人工合成固氮酶，但因没有得到大力支持而中断。　　(6)化学的繁荣将推动化学生物学和分子生物学的大发展，从而促进生命科学和医学的大发展，大幅度延长人类寿命。　　2. 生命科学与技术革命　　生命科学和技术是第六次科技革命的核心内涵，这是极大多数学者的共识。　　(1)新的生物学是在分子水平上建立的生物学，而化学是研究分子的科学，所以大化学革命是生命科学革命的重要基础。　　(2)新的生物学革命将是以分子生物学为基础，把传统的宏观生物学、生物分类学、遗传生物学、思维和神经科学等等整合成系统生物学，将进行仿生、创生、再生，直到永生的革命。　　(3)通过新生物学革命，人类对自身的认识，将从无知到越来越明白自身的特点。人类基因组计划用了数十亿美元的资金。但由于近年快速基因化学测序法的发展，成本已降低到几百美元，所以每个人都有可能明白自己的遗传基因中有哪些致病基因，并加以预防和消除，加上新的、减少副作用抗癌药物和心血管药物的合成，新的再生医学技术的广泛临床应用将使人类的平均寿命大幅延长。　　(4)中国人的平均寿命：1949年35岁，1978年68岁，1991年69岁，2010年74岁。建国61年增加39岁，平均年增0.64岁。新生物学革命将加快这一进程。保守估计，仍保持年增0.64岁的速度，则到2050年平均寿命应为100岁，到2100年应为132岁。　　我们可以提出一个新的社会发展指数，称之为“人才的工作年限和教育年限比”。例如现在一个人从出生到大学毕业需23年，67岁退休，工作年龄44年。“工作与教育年限比”=44/23=1.91(2010年)。到了2050年，平均寿命达到100岁，退休年龄可到90岁，工作年龄67年，“工作与教育年限比”=67/23=2.91(2050年)。这样在40年中“工作与教育年限比”增长1.00，平均每年增长0.025，即2.5%。这个2.5%的增长，是最富有经验的人力增长。它将至少增加GDP 2.5%。这是了不起的贡献。　　人类的平均寿命将从现在最高的八十余岁延长到本世纪末的150岁。有效工作年限将大幅提高，一生创造的财富和对社会的贡献将大幅提高，退休年龄每两年将至少提高一年。医学除疾病的治疗外，将关注预防和保健教育。　　3.人机结合的大成智慧革命　　大成智慧科学和大成智慧办公厅的设想是钱学森首先提出来的，是用人与计算机结合，来解决中国和世界这个复杂开放的巨系统的自然界和社会的各种问题。它涉及数学、系统科学、信息科学、计算科学、虚拟现实、网络技术、云计算技术和大数据库技术，天气、地震和灾害预报，经济危机预报和消解，消除第三次世界大战的风险等众多科技和社会问题的新方法。　　4. 物理科学的革命　　19世纪与20世纪之交，物理学的上空产生了几朵乌云，导致少数具有非凡天才的科学家，如爱因斯坦、波尔、薛定谔、Heisenberg、Dirac 等创建相对论和量子力学，引起20世纪科学的革命。　　20世纪和21世纪之交，物理学上空同样有几朵乌云，例如相对论和量子力学如何统一?什么力量引起宇宙的加速膨胀?什么是暗能量?两者之间有没有关系?要解决这些问题很难，只有少数超人智商的人才可能去探索解决这些理论难题。它的影响可能在22世纪。　　紧急呼吁教育部在高等学校自主招生理科考试中保留化学：　　最近获悉，从今年开始，教育部将实行高等学校自主招生理科考试不考化学，只考数理两门。这将严重削弱化学科学的中等教育，严重加深社会人士、中学生和家长们对化学的轻视和误解，减少大学化学系的优秀生源，严重伤害中国做第六次科技革命的领头羊，也会影响中华复兴的大业。美国SAT考试相当于中国高考，其中化学的分量很重，还包含化学实验。为了减轻高中生的负担，我们可以借鉴美国的办法，让高中二年级的学生也能参加高考中1至3门课程的考试，如果获得满意成绩，三年级考试可以免考已考过的课程，避免了“一试定终身”的巨大压力。　　作者简介：　　徐光宪，中国科学院院士，北京大学化学与分子工程学院教授。

23位“科学探索奖”获奖人位列其中，数学与物质科学领域11人，生物与医学科学领域12人。数学与物质科学领域Mathematics & Physical Sciences何旭华香港中文大学2020年数学物理学领域获奖人李理论是现代数学的基石之一。何旭华将基于对组合、代数、几何上对称性的独特理解，探索李理论核心问题p进群的结构和表示论以及全正性理论，力图对表示论、算术几何及数论的研究产生重大推进作用。刘 钢华东师范大学2020年数学物理学领域获奖人复几何是数学的核心研究方向之一，与多个数学分支紧密相连。刘钢将关注复几何中曲率、拓扑、复结构、代数结构等之间的相互关系，争取在单值化猜想深入与延伸、凯勒流形极限正则性研究、几何相关的全纯函数研究等方面获得全新突破。刘若川北京大学2019年数学物理学领域获奖人算术几何和代数数论是纯数学的核心分支，非交换p进霍奇理论、p进自守形式与拓扑循环同调是其重要研究方向。刘若川将继续聚焦于这三个具有深刻联系的方向，凝练出前瞻性问题，在算术几何等方面建立新的数学理论，对相关领域形成系统性贡献。沈维孝复旦大学2021年数学物理学领域获奖人动力系统的低维映射综合体现了混沌现象的深度和复杂性。沈维孝计划从非自制一维映射的迭代等视点出发研究二维斜积映射的迭代，拟对圆周扩张映射驱动的斜积系统族研究Cr拓扑下的帕里斯猜想，并对多项式斜积系统研究游荡域的非存在性。刘继峰中国科学院国家天文台2019年天文和地学领域获奖人黑洞等致密天体是如何形成与演化的？刘继峰将发展先进的测量手段与观测网络来回答这个问题，进而探究强引力场下的时空性质与超核密度下的物态方程等基本物理规律。陆朝阳中国科学技术大学2019年前沿交叉领域获奖人单光子之间自然相互作用极弱，目前主要依赖于线性光学量子操纵。陆朝阳将探索强相互作用光子和光镊原子大规模量子调控技术，实验解答爱因斯坦和玻尔关于量子力学不确定性的争论，致力于实现构建非线性光学量子计算的途径。王亚愚清华大学2019年数学物理学领域获奖人铜氧化物高温超导的微观机理是长期悬而未决的核心物理问题之一。王亚愚将采用多种原子尺度的实验手段，探测铜氧化物的微观电子结构，并从掺杂莫特绝缘体的角度揭示高温超导之谜。张远波复旦大学2020年数学物理学领域获奖人霍尔效应的精确量子化揭示了量子系统优美而深刻的拓扑结构。张远波将致力于突破二维材料研究瓶颈，实现分数量子反常霍尔效应，探寻长程关联量子多体基态中的新物理。陈 鹏北京大学2019年化学新材料领域获奖人肿瘤免疫识别有没有 “分子规律”？陈鹏将发展基于“活细胞连接测序”的免疫解码技术，破解T细胞受体与抗原肽“识别密码”，实现癌症疫苗的精准设计。马 丁北京大学2019年化学新材料领域获奖人面向资源优化利用和可持续发展，马丁将聚焦发展“碳-氢循环”的催化新体系，探索碳资源与氢气转化制备高附加值化学品的新途径。游书力中国科学院上海有机化学研究所2019年化学新材料领域获奖人突破芳香化合物的传统取代反应局限，游书力将发展苯衍生物去芳构化反应，创新催化转化模式，为重要有机功能分子合成提供变革性途径。生物与医学科学领域Biological & Biomedical Sciences陈玲玲中国科学院分子细胞科学卓越创新中心2020年生命科学领域获奖人哺乳动物中非编码核糖核酸如何参与生命过程的调控？陈玲玲将开展实时动态和原位在体的超高分辨核糖核酸分子追踪，揭示核糖核酸在生命过程中的分子和功能特征以及作用模式，拓展核酸研究新领域并为相关疾病提供新的诊疗依据。黄志伟哈尔滨工业大学2020年生命科学领域获奖人免疫细胞如何识别抗原和激活免疫信号通路？黄志伟将解析抗原介导的免疫细胞受体（TCR、BCR）信号转导及其调控机制，揭示适应性免疫反应的基本科学规律，并为免疫疗法提供新理论和新技术。李 栋中国科学院生物物理研究所2019年前沿交叉领域获奖人如何在高时空精度下解析细胞精细结构和完整揭示亚细胞结构动态变化是细胞功能研究的主要瓶颈。李栋将致力于显微成像技术的革新，突破超分辨率活体显微成像获取生物学信息的尺度和维度，探索基于新物理效应的显微成像技术方法。李毓龙北京大学2019年生命科学领域获奖人神经递质探针结合光学成像已经成为神经科学研究中强有力的工具。李毓龙将突破神经递质检测的瓶颈，实现从 “看得见”到 “看得准”-“看得深”-“一起看”的飞跃，为复杂神经环路的精确解析和神经疾病的诊疗提供强有力的工具。刘 颖北京大学2019年生命科学领域获奖人衰老是一个不可逆的过程，衰老与细胞应激如何相互影响？刘颖将探索衰老和细胞应激的关系和调控机理，以期深入理解衰老过程中细胞应激能力减退的原因，并探索调控细胞应激是否能够延缓衰老。鲁伯埙复旦大学2020年生命科学领域获奖人细胞死亡是不可逆转的吗？鲁伯埙将研究神经细胞进入死亡程序后能否“复活”，即逃逸死亡程序并重获生命功能，并在此基础上探索其分子机制，为干预神经死亡相关疾病和阐明生死分界的本质提供线索。王二涛中国科学院分子植物科学卓越创新中心2020年生命科学领域获奖人如何高效利用植物共生菌固氮、降低过度使用化肥对生态环境的危害？王二涛将研究根瘤共生固氮及丛枝菌根共生形成与演化的机理，揭示植物识别“敌友”微生物的分子机制，探索禾本科植物共生固氮，为可持续农业发展提供新理论。颉 伟清华大学2019年生命科学领域获奖人精卵结合后生命时钟如何精准启动？颉伟将解析生命基因程序第一次启动的分子机器，探索逆转细胞生命时钟的可能，为衰老和疾病机制的理解及干预提供新途径。徐彦辉复旦大学2021年生命科学领域获奖人转录是生命活动中基因表达调控最关键的步骤。徐彦辉将通过建立体外重构转录系统，利用生物化学和结构生物学方法，研究转录起始过程的分子机制，解决分子生物学领域的核心科学问题。曾 艺中国科学院分子细胞科学卓越创新中心2021年生命科学领域获奖人如何获得可移植的功能性胰岛细胞，一直是糖尿病治疗领域的巨大挑战。曾艺将探索胰岛干细胞的分子机制，为促进胰岛原位再生、预防和治疗糖尿病提供新手段。周 斌中国科学院分子细胞科学卓越创新中心2020年前沿交叉领域获奖人细胞间相互作用如何影响器官发育和组织再生？周斌将建立研究体内细胞间相互作用的遗传学分析技术，探索原位干细胞与微环境细胞相互作用的规律及调控机制，为器官修复再生和干细胞体外扩增提供重要的理论基础和新方法。朱 听西湖大学2020年生命科学领域获奖人地球上已知生命的核酸和蛋白质都只采用了两种具有镜像关系的手性构型中的一种。朱听致力于从中心法则出发构建与天然生物分子手性相反的“镜像生物学系统”。该系统有望成为一种全新生命形态的进化起点，并带来一系列天然系统难以实现的应用与发现。

整体的营收与利润是衡量一家企业经营效率的重要指标，而人均营收和人均利润或许能更好的反映其当下的经营状态，侧面体现其管理水平、生产水平、技术水平等。截至目前，我国上市仪器企业已基本完成发布2021年度报告，本文特根据43家国内上市仪器企业所披露的员工数量、营业收入、净利润等数据，制作出2021年度国内上市仪器企业人均营收&利润排行榜单，与君共享。 人均营收：各企业相差较大，榜首高于榜尾223万元本文所制榜单中的43家国内上市仪器企业，主营业务涉及分析仪器、生命科学仪器、环境监测仪器、光学仪器、物性测试仪器等，2021年度整体人均营收为114万元。2021年度国内上市仪器企业人均营收排行榜榜单中，有11家人均营收超百万，也有7家人均营收不足50万。泰坦科技、科华生物、迈瑞医疗居于2021年度国内上市仪器企业人均营收榜单前三位。其中，泰坦科技和科华生物分别以259万元和251万元夺得“冠、亚军宝座”。一名员工一年能创造多少营收，既是衡量一家企业效率高低的重要指标，也事关员工自己的切身利益，即只有当员工尽可能地为企业创造出更多的收入，才可能为企业高层赢得更大的利润空间，从而为提高自己的收入创造条件。根据工资薪酬及员工数量，可简单计算出员工的平均年薪。其中，2021年度泰坦科技销售人员和研发人员的平均薪资分别为15万元/年和18万元/年；科华生物销售人员和研发人员的平均薪资分别为58万元/年和15万元/年；迈瑞医疗销售人员和研发人员的平均薪资分别为74万元/年和56万元/年。可以看出，虽同在仪器行业，但因细分领域不同，人均营收较高的情况下员工薪酬水平仍差别较大。 人均利润：榜首高达60万元，3家呈现为负数人均营收反映的是员工劳动生产率的高低，而劳动生产率高的企业人均利润就一定会高吗？答案是：未必。人均营收超百万的泰坦科技、必创科技、川仪股份、神开股份，其人均利润却不足30万元；而位于人均营收榜单第28位的永新光学，人均利润排名则一跃升至第10位。2021年度国内上市仪器企业人均利润排行榜新冠疫情下，受国家政策的激励，各地加快疾控建设，这些举措推动了相关仪器设备的购置潮，相关仪器企业也迎来了业绩大幅增长的机遇。榜单中，聚焦生命科学领域的迈瑞医疗、海尔生物、科华生物、易瑞生物、纳微科技占据前五。43家国内上市仪器企业中，人均年利润超过30万的有8家，10万到30万之间有18家，0万只10万之间有14家，此外，博晖创新、天瑞仪器、聚光科技等3家为负数。博晖创新2021年度人均营收48万元，业绩亏损主要系控股孙公司中科生物停产改造，收入大幅下降，停工损失金额较大，以及为支持云南曲靖血液制品生产基地项目建设，外部负债及财务费用增加；天瑞仪器2021年度人均营收60万元，业绩下滑的主要原因为子公司计提了大额商誉减值、公司期间费用增长及去年同期处置厦门质谱和福建分公司相关的资产所获得的收益计入去年当期损益。聚光科技2021年度人均营收59万元，受上海安谱实验科技股份有限公司和无锡中科光电技术有限公司不再纳入合并报表范围影响，公司营业收入下滑。综上来看，目前我国上市仪器企业的人均营收仍多数低于100万元，而人均利润也大多在30万元以下。当下的时代，是追求质量和技术的时代，处于高科技领域的仪器行业也不例外。如何提高员工的素质和能力，加快公司结构升级，应是各仪器企业高层现阶段需要思考的一个重要问题。仪器信息网未来将持续关注全球科学仪器市场变化。点击【2021年度全球上市仪器公司财报专题】，了解世界仪器市场格局。声明：本文未经过授权禁止转载，违者将被追究法律责任。

开学季又到了实验汪又要去“搬砖”了如何优雅的搬砖还不用求助师兄师姐当然是关注“小奥课堂”栏目啦今天小奥为各位介绍的 是一篇干货满满的 噬菌体展示方法实践手册 “噬菌体的扩增与定量” 这是一份难得的学霸笔记 请收好（收藏）！ Part 1杂交瘤、单细胞克隆和噬菌体展示技术是抗体发现的三种主流技术，其中噬菌体展示技术作为诺奖级别的技术，在生物创新医药研发过程中有着十分重要的作用，极大的加快了抗体类药物研发的进程。噬菌体展示技术不仅在新的抗体和多肽的发现及优化过程中有着核心的作用，还能和传统的动物免疫技术相结合，与纳米抗体、全人源转基因小鼠发现平台进行有效对接，能够广泛用于抗体、抗体偶联药物和CAR-T/TCR-T等领域。本文将针对噬菌体展示技术的噬菌体增殖和扩增实验细节进行探讨、分享具体实验过程的经验，以其原理为根本来指导实验过程，以精益求精的实验过程，增加噬菌体展示技术在抗体发现过程中的成功率。Part 2 ——噬菌体文库 扩增及展示的基本原理 | 现在普遍应用的噬菌体展示抗体片段的体系称之为“3+3体系”（3为噬菌体的p3衣壳蛋白）；3+3代表着p3衣壳蛋白有两个来源：噬菌粒（phagemid）M13KO7辅助噬菌体(Helper Phage）菌粒（phagemid）上的p3蛋白融合了抗体片段的基因，是文库多样性的关键；辅助噬菌体(Helper Phage)上的p3蛋白为噬菌体天然的p3蛋白。*噬菌粒是一种比较小的质粒载体，在大肠杆菌感受态中有较高的转化效率，并且能够在大肠杆菌中扩增。 含有噬菌粒的大肠杆菌被辅助噬菌体(Helper Phage)感染后，会利用大肠杆菌的酶系统、原料和能量进行扩增,最终包含噬菌粒的噬菌体从大肠杆菌释放出来，该子代噬菌体的p3衣壳蛋白会展示抗体片段。Part 3 ——在噬菌体扩增过程中 遇到的难题和对应的解决方案 | 噬菌体的建库过程实际上是抗体片段基因多样性的传递过程： 从血样中抗体基因的多样性传递到噬菌粒的过程，是噬菌粒文库构建的内容； 从噬菌粒的多样性传递到含有噬菌粒的大肠杆菌的多样性，是噬菌粒质粒电转大肠杆菌的内容； 从含有噬菌粒的大肠杆菌的多样性传递到噬菌体的多样性则是噬菌体扩增的内容，也是本文实验经验关注的问题。噬菌体的扩增最终目的是将噬菌粒中单一拷贝的抗体片段基因通过噬菌体的扩增过程变成10-100个拷贝，且这些拷贝基因能够在噬菌体表面的p3蛋白上展示出抗体蛋白片段。在噬菌体的扩增过程要使得文库的多样性得以保持和传递，需根据文库的初始大小确定在扩增过程中含有噬菌粒的大肠杆菌的数目和体积，对应加入的辅助噬菌体的多少进行有效感染，以及扩增后加入多少含有噬菌粒的噬菌体进行淘选等需要一一计算评估的问题，不同文库大小的噬菌体库在扩增过程中需要的扩增体积是不一样的。一份固化的实验方案很有可能会导致文库多样性的丢失。 要弄清楚这些问题，首先要具备以下几点基础的前置知识：（??以下内容全部划重点！！！）1. TG1大肠杆菌在OD600的读数：1OD代表的菌浓度为1e9个/ml。2. 噬菌体/辅助噬菌体在TG1处于对数生长期时有比较好的感染效率，TG1处于对数生长期的OD600值在0.4-0.8。3. TG1在对数生长期的生长速度是20分钟一代，需要密切关注TG1的生长，及时取菌进行实验。4. 辅助噬菌体和TG1的比值MOI在20：1时能够保证所有TG1被感染上。5. 含有噬菌粒的噬菌体能够感染正常的TG1大肠杆菌，并将噬菌粒留在TG1中并随着TG1的扩增进行扩增，在无辅助噬菌体的情况下无噬菌体的扩增。6. 噬菌粒质粒含有青霉素抗性，辅助噬菌体含有卡那霉素抗性。7. 含有噬菌粒的噬菌体可以通过感染正常的TG1，梯度稀释涂青霉素抗性的琼脂板进行滴度测定。8. 3+3模式下含有噬菌粒的噬菌体展示出p3融合抗体片段蛋白的效率比较低，只有5%-10%,在进行淘选时，加入的噬菌体的滴度应是文库多样性的100倍以上。 还有一个比较关键的问题是噬菌体作为一种病毒，很容易以气溶胶的形式扩散到空气中污染实验室的环境，从而感染F因子阳性的大肠杆菌。 （心疼一下生物汪，冒着生命危险搬砖啊！） 在噬菌体展示的相关实验需要在相对封闭的实验室进行以避免噬菌体对于大肠杆菌的污染，特别是在培养正常的TG1大肠杆菌时。噬菌体的灭活方式通常是紫外照射半小时以上。（合格的生物汪，是个莫得感情的病毒杀手！） Part 4 ——噬菌体扩增和定量 具体实验过程的分享 | 以下是以一个文库大小为1E9的噬菌体文库进行扩增的实验方案。*如果文库过大或者过小，可依比例增减扩增体积。 Day 1（搬砖秃头的第一天）1. 取含有噬菌粒的TG1菌种1ml (菌数目为1E10)加入含有100ml 2xYT-GA培养基250ml摇瓶中，使用奥豪斯摇床37度220rpm摇菌摇床至OD600为约0.5。2. 取OD600为约0.5的菌液20ml (菌数目为1E10),按照MOI为20：1加入pfu为2E11的辅助噬菌体M13 K07，37度220rpm振荡半小时进行感染。3. 取感染后菌液到50ml离心管使用奥豪斯离心机5816R 3200g离心10分钟，去除培养基，以除去培养基中的葡萄糖对噬菌粒中p3蛋白融合了抗体片段蛋白表达的抑制。4. 用2xYT-AK培养基重悬菌团，将培养基加至400ml，用1L摇瓶在30度220rpm过夜摇菌。 Day 2（搬砖秃头的第二天）5. 将400ml菌液均分至大的离心瓶中，使用奥豪斯离心机5816R 10000g离心10分钟，取上清，10000g再次离心10分钟，去除残留的菌体碎片。6. 取90ml PEG溶液加入400ml上清液中，在4℃孵育1小时并伴随着柔和的振荡，然后使用带低温控制功能的奥豪斯离心机5816R 4℃10000g离心1小时。7. 去上清，用10mlPBS重悬噬菌体后，加入2.5ml PEG溶液再次沉淀.8. 冰上孵育20分钟，然后使用带低温控制功能的奥豪斯离心机5816R 4℃ 10000g离心半小时。9. 去上清液，用吸水纸吸干残留的PEG溶液，加入1-2ml的PBS重悬噬菌体，进行滴度测定。滴度测定：1. 在分隔的实验室，取正常的TG1大肠杆菌加入2xYT的培养基中，使用奥豪斯摇床摇菌至OD600值为0.5，如未能及时使用，可放入4℃ 2小时以备用。2. 将步骤9中扩增噬菌体原液用PBS稀释1E5-1E7倍。3. 取10ul噬菌体稀释液加入490ul OD600为0.5的TG1大肠杆菌中，使用奥豪斯摇床 37℃ 220rpm振荡半小时进行感染。4. 取感染液50ul均匀涂抹在含有2xYT-GA的琼脂板中，晾干后放入37℃培养箱过夜。并将未感染TG1大肠杆菌涂抹琼脂板作为阴性对照。 Day 3（搬砖秃头的第三天）5. 数2xYT-GA的琼脂板中的克隆数，根据稀释倍数计算扩增噬菌体的滴度 噬菌体滴度(pfu/ml)=（克隆数*10*50/10ul）*稀释倍数6. 取1E11-1E12的噬菌体用于淘选。试剂配方：2xYT培养基：Yeast Extract 10.0 g/L+Tryptone 16.0 g/L+NaCl 5.0 g/L2xYT-GA培养基: 2xYT培养基+100 μg/ml 青霉素+ 1% （W/V）葡萄糖2xYT-AK培养基：2xYT培养基+100 μg/ml 青霉素+50 μg/ml卡那霉素PEG溶液：20% (w/v) PEG 6000, 2.5 M NaCl Part 5仪器推荐：（做科研民工的每一天都不孤单，因为有小奥陪伴）噬菌体作为一种病毒，很容易以气溶胶的形式扩散到空气中污染实验室的环境，需要封闭的实验室，实验室所有的仪器需单独使用。奥豪斯恒温轻负载培养摇床转速范围为100-12—rpm,体积集约，功能强大，可为您的样品提供优异的摇荡效果：此外，噬菌体展示实验的过程中会有不同体积、不同转速和需要4℃条件的离心步骤，如果以多 台离心机满足实验的需求会造成实验设备资产的空置，造成极大的浪费！！！奥豪斯5816R多功能离心机和可选转子为噬菌体相关实验提供便利，一台离心机满足所有实验需求！接下来，小奥带你乘坐“帮你省科研经费”这辆车教你正确薅奥豪斯的羊毛 德国原装进口功能强大、离心效果优异的奥豪斯Frontier™ 离心机家族 推出“买一赠一”促销活动促销型号如下微量高速离心机FC5515R（冷冻型号）微量高速离心机FC5515（非冷冻型号）全新紧凑型微量离心机FC5513现在上车，还来得及哦！详情请联系奥豪斯哦！ 想了解更多关于奥豪斯Starter™ 系列产品信息？请进入「阅读全文」留下信息，我们的专业工程师将火速赶来，为您服务！ ▼

“最近，这种菌都脱销了，订单有两厘米厚。”中国普通微生物菌种保藏管理中心(CGMCC)高级工程师辛玉华近日在接受《中国科学报》记者采访时说。她所说的菌叫作格氏嗜盐碱杆菌。自河北科技大学副教授韩春雨因利用该菌实现基因组编辑技术NgAgo-gDNA而出名之后，这种在保藏室里睡了20年“大觉”的古菌也跟着火了。　　据透露，该菌种是1996年由中科院微生物所老所长周培瑾从苏格兰交换到中国的，其最先分离自肯尼亚马加迪湖。这种菌只是CGMCC保藏的数千种微生物中的一员。通常，它们或是通过真空冷冻干燥法，或是通过-190℃左右的液氮超低温冻结法处于休眠状态，其中一些甚至已在冷藏室中睡了半个多世纪。然而，一旦有需求，它们就会被唤醒并投入工作。　　“CGMCC就像一个‘生物银行’，通过整合大家的力量，汇集研究中获得的各种微生物菌种，并将其功能转变为生物技术服务于社会。”微生物所副所长东秀珠对《中国科学报》记者说。　　生命的“银行”　　据悉，目前CGMCC保存的各类微生物资源超5700种，5万多株。它们按保藏形式可分为公开、非公开以及专利程序保藏等。“若从专利微生物保藏数量来看，我们的保藏量已超过1万株，在全球位居第2位。”辛玉华说。　　与其他知识产权专利不同，微生物是唯一一种可通过专利保护的生命形式。过去几年来，我国专利微生物年保藏量增长速度一直位居世界第一。若加上武汉大学典型培养物保藏中心(CCTCC)的相关数据，我国在78个《国际承认用于专利程序的微生物保存布达佩斯条约》签约国中，保藏量已仅次于美国。　　“CGMCC是公益性机构，一株菌只有500～1000元，不仅价格不贵，而且质量有保证。”东秀珠说。否则，如果科研人员自己分离菌种，在国际上得不到承认就会造成麻烦 同时，新微生物物种也需要经过权威鉴定、保藏才能在国际期刊生效发表，而CGMCC就具有这样的权威性。　　该中心可保证微生物不会死、不被污染、避免退化。以放线菌为例，东秀珠介绍说，临床所用抗生素药物的70%来自微生物中的放线菌，而这类细菌在生产中最怕传代，因为反复传代就会退化。而该中心已经保藏了7000余株状态良好的放线菌。　　战略性宝藏　　关于菌种保藏的意义，东秀珠给记者讲了一个故事。聚合酶链式反应(PCR)就像“DNA复印机”一样，能实现体外DNA扩增，对分子生物学具有划时代的意义，美国生化学家凯利?穆利斯也因发明该技术获得了诺奖。但穆利斯一开始使用的大肠杆菌DNA聚合酶不耐高温，每次循环都要重新加入，非常麻烦。后来，他从美国生物保藏中心找到产生耐高温Taq酶的嗜热微生物，才使PCR广泛应用。　　目前，CGMCC已经汇集了我国(除高致病菌外)80%的微生物物种。随着知识的积累，很多微生物正在被“唤醒”，并在各个领域一展身手。　　例如，抗癌药物紫杉醇来源于生长速度缓慢的红豆杉，但若将其基因放在微生物中生产该蛋白并合成药物，就能大批量快速生产 生产汽车轮胎需要大量橡胶树，微生物所研究人员已在CGMCC找到了相应的微生物前体 该所研究人员还筛选制备了可用于多种青草的青储饲料菌剂，促进了西部数省畜牧业的发展。　　此外，CGMCC还打造了一支以博士牵头的技术团队。“他们一半时间做管理，一半时间做科研，不断提高保藏技术并满足日益提升的科研需要。”东秀珠说。正因如此，很多国家级微生物项目直接落到了该中心的头上。比如，环保部指定CGMCC为进口环保菌剂的鉴定部门。国家质检总局、中国海关等也在技术层面与中心合作，建立检疫性真菌检测的国家标准。　　支撑未来发展　　今年5月，美国宣布启动“国家微生物组计划”，这是继2012～2014年美国在微生物学研究领域投资9.22亿美元之后的又一重大举措。目前，在微生物所科学家的倡导下，我国正在推进微生物组研究计划，竞争国际微生物领域战略高地。东秀珠认为，CGMCC必将发挥更大的支撑作用。“微生物资源是生物技术创新的重要源泉。未来，微生物资源保藏一定要保证，这个要是丢了，几代人都积攒不起来。”她严肃地说。　　“至今为止，地球上99%的微生物我们还不知道如何培养。”东秀珠说，“只有经过培养，才知道它们适宜什么样的环境，能够做什么，也才能实现利用，所以未来发展空间很大。”　　好消息是，当前我国专利微生物菌种年保藏量每年都达到4位数。不仅如此，2011年，世界微生物数据中心(WDCM)作为我国生命科学领域的第一个世界数据中心从日本落户中国，也体现了我国在微生物研究领域的竞争实力。　　然而，我国生物保藏仪器设备研发却依旧存在短板。作为全国最先进的微生物资源服务中心，CGMCC有着全世界一流的实验设备，然而记者在实验室里看到，诸如氨基酸分析仪、紫外可见分光光度计、变性高效液相色谱仪等必备高端设备均产自德国、美国、日本，而国产的仅有普通冰箱、电磁炉、色谱仪等低端设备。“我们的工业制造确实需要提升，否则怎么竞争?”辛玉华说，当前我国在科研设备方面尤其需要自主创新。

欧洲食品安全局(EFSA)消息，根据欧盟委员会(EC)No 396/2005法规第6节的规定，作为评估成员国(EMS)的奥地利收到一份来自Makhteshim Agan公司要求修订酿酒葡萄、大蒜、番茄3种蔬果中灭菌丹(folpet)的最大残留限量(MRL)的申请。　　为了能更好发挥灭菌丹(folpet)的作用，Makhteshim Agan公司建议提高这3蔬果中灭菌丹的最大残留限量：酿酒葡萄中的灭菌丹从原先的5 mg/kg提高至8 mg/kg，大蒜和番茄也分别从0.02 mg/kg和2 mg/kg提高到0.1 mg/kg和4 mg/kg。　　奥地利根据欧盟委员会(EC)No 396/2005法规第8节的规定起草了一份评估报告草案，提交至欧委会，并已于2010年10月25日转交至欧洲食品安全局。　　欧洲食品安全局对评估材料进行审核后，认为提高大蒜、番茄残留限量的申请合理，具体修改结果如下：商品代码商品现行MRL(mg/kg)拟议MRL(mg/kg)修订理由执行的残留物质：灭菌丹（folpet）151020酿酒葡萄5暂不做修订基于现有的数据，潜在的健康风险仍不能被排除，生产出的葡萄汁被儿童饮用后会超出急性参考剂量。220010大蒜0.020.1该拟议的MRL具备充足的数据支持，并经过风险评估，不会对消费者造成危险。231010番茄23

与持续性细菌感染相关的慢性和低级别炎症或与结肠肿瘤的发生相关，然而，短暂性和自限性感染在细菌驱动的结肠肿瘤发生中的影响，研究人员尚不清楚。近日，一篇发表在国际杂志Cancer Discovery上题为“Bacterial Genotoxin Accelerates Transient Infection–Driven Murine Colon Tumorigenesis”的研究报告中，来自约翰霍普金斯大学等机构的科学家们通过研究发现，引起常见食物中毒症状的细菌或许会产生一种损伤肠道细胞DNA的特殊毒素，从而潜在诱发结肠癌。这一研究发现或许提出了一种可能性，即全球每年大约200万例结肠癌病例中，有一些患者的发病或许是源于短暂且看似温和的食物中毒事件，同时研究者还指出了未来开发新型药物的可能性，即通过中和这种新发现的名为UshA的毒素来预防结直肠癌的发生。图片来源：Johns Hopkins University Bloomberg School of Public Health此前研究结果表明，定植在肠道中的特定细菌或会通过参与慢性肠道炎症的持续性感染来诱发结直肠癌，引发食物中毒的短暂感染（包括旅行者腹泻，患者通常在1-2天内就能得到缓解）通常被认为是非致癌性的。研究者Fengyi Wan说道，我们希望本文研究或能促进其他科学家进行流行病学研究来调查短暂的腹泻感染和结肠癌发生之间的潜在关联。这项研究中，研究人员利用柠檬酸杆菌来感染小鼠使其患上短暂性的腹泻疾病，这与人类感染上致泻大肠埃希氏菌的症状相似，结果发现，柠檬酸杆菌感染会迅速导致小鼠机体肠道内壁细胞出现明显的DNA损伤迹象。研究者注意到，这种损伤依赖于细菌中一种称之为III型分泌系统的机制，这种注射器样的附属物能被诸如柠檬酸杆菌和致泻大肠稀释菌用来向宿主细胞中注射蛋白质，这种机制有利于入侵的微生物生长和生存。最终研究人员锁定了一种名为UshA的III型分泌系统注射蛋白，其或许是DNA损伤的原因，结果发现，致泻大肠埃希氏菌所产生的UshA蛋白或许含有一种具有分解DNA酶类活性的短片段；研究人员并不清楚DNA分解元件在柠檬酸杆菌生命周期中的功能，剔除该元件似乎会损伤细菌的生长或生存，但研究者在小鼠模型研究中发现证据表明，UshA或许会对被感染的宿主产生明确的致癌作用。随后研究人员利用一种能自发形成结肠肿瘤的遗传工程化小鼠品系进行研究，结果发现，利用含有UshA的柠檬酸杆菌感染这些小鼠或许会明显加速其机体中肿瘤的形成；相比而言，感染了缺失UshA基因的工程化柠檬酸杆菌或许对于加速肿瘤的进展并没有任何影响。此外研究者还发现，柠檬酸加速的结肠肿瘤中的突变与人类结肠肿瘤中的突变类型高度相似，这或许再次强调了其与人类健康的潜在关联性。图片来源：https://cancerdiscovery.aacrjournals.org/content/12/1/236#这种关联性的有力确认或许并不容易实现，因为根据定义，短暂的感染在肿瘤发展时或许早已经消失了，在被检测出来之前，结肠肿瘤或许已经发展了很多年了；研究者Wan表示，建立携带UshA的微生物和人类结直肠癌之间的关联或许需要大量的流行病学研究，而且这些研究可能最好在撒哈拉以南的非洲地区进行，因为在这些地区，致泻性细菌感染和结直肠癌都非常常见。目前研究人员正在联合研究来开发针对UshA毒素的抑制剂，从原则上来讲，研究人员能给予已经存在腹泻疾病的患者这种抑制剂来保护其抵御促癌DNA损伤。综上，本文研究结果表明，UshA或能作为细菌的III型分泌系统依赖性基因毒素，在促进的短暂和非侵袭性细菌感染加速结肠肿瘤发生过程中或许扮演着关键角色。原始出处：Yue Liu, Kai Fu, Eric M. Wier, et al. Bacterial Genotoxin Accelerates Transient Infection–Driven Murine Colon Tumorigenesis, Cancer Discovery (2022). DOI: 10.1158/2159-8290.CD-21-0912

封面故事：社会奖赏编码的神经机制　　Social reward requires coordinated activity of nucleus accumbens oxytocin and serotonin　　本期封面所示为进行社会性游戏的巢鼠(禾鼠)。人们此前一直不知道社会奖赏编码背后的神经机制，尽管需要增强适应性社会互动来在整个演化过程中始终保持这样的行为。Robert Malenka及同事在本文中报告说，在小鼠伏隔核中，肽激素&ldquo 后叶催产素&rdquo 对于向&ldquo 中等多棘神经元&rdquo 上的激发性传输的社会性增强和一种形式的突触前长期抑制来说都是所必需的。如果&ldquo 后叶催产素&rdquo 受体被特意从来自&ldquo 背缝神经核&rdquo (脑中5-羟色胺的主要来源)的输入中删除的话，这种社会性增强就会被中断 通过阻断伏隔核中的5-羟色胺受体，这种社会性增强也会被中断。&ldquo 后叶催产素&rdquo 和5-羟色胺系统之间这种协调的活性，为编码社会性增强提供了一个可能的机制，也为进一步研究社会功能失调的神经机制提供了目标。(doi: 10.1038/nature12518)　　癌症生长调控因子的筛选　　RNAi screens in mice identify physiological regulators of oncogenic growth　　这篇论文报告了在一个完好的哺乳动物生理系统(小鼠皮肤)中所完成的首次全基因组活体&ldquo RNA干涉&rdquo (RNAi)筛选。以前在哺乳动物细胞中进行的RNAi扫描都限于培养的细胞。作者将在胚胎表皮正常生长中所涉及的基因与由Hras致癌基因驱动的异常细胞增殖所必需的基因进行了比较。他们所获得的值得注意的发现包括&beta -catenin在正常细胞生长中所起的一个负面作用，这与在由致癌基因驱动的生长中需要&beta -catenin形成对比。从这次筛选中所产生的表皮生长潜在生理调控因子的列表，为未来研究提供了一个丰富资源，也为皮肤癌治疗提供了可能的目标。(doi: 10.1038/nature12464)　　丙肝病毒感染的人化小鼠模型　　Completion of the entire hepatitis C virus life cycle in genetically humanized mice　　在Nature杂志2009年发表的一篇文章中，Alexander Ploss及同事发现，人类基因CD81 和occludin (OCLN)的短时间表达，构成丙肝病毒(HCV)向具有免疫力的小鼠细胞中吸收所需的最小数量的细胞因子。现在，他们报告说，稳定表达CD81 和 OCLN的转基因免疫缺陷小鼠能够维持具有可以测定出的病毒血症的完整HCV复制周期。这一通过遗传手段人化的小鼠模型的获得，为在活体中更深入地研究HCV感染开辟了道路，应能为验证潜在的治疗方法提供一个有价值的平台。(doi: 10.1038/nature12427)　　Treg细胞的抗肿瘤效应与促免疫效应　　Stability and function of regulatory T cells is maintained by a neuropilin-1&ndash semaphorin-4a axis　　&ldquo 调控性T细胞&rdquo (Treg) 构成有效抗肿瘤免疫的一道屏障。它们的删除能诱导很多肿瘤的减小和清除，但由于这些细胞在免疫系统中发挥重要的平衡作用，所以其删除也会导致失控的自体免疫和死亡。这篇论文描述了semaphorin-4a(T-细胞介导的免疫的一个活化剂)和neuropilin受体Nrp1在Treg细胞上的一种相互作用，该相互作用是Treg细胞限制抗肿瘤免疫反应和治疗已发生的炎性结肠炎所必需的，但对自体免疫的抑制和免疫自稳的维持来说却是可有可无的。至于是否可以通过以Treg细胞为目标来限制肿瘤生长而又不会引发自体免疫，其可行性仍有待确定。两种生物活性也许是不可分开的，但这项工作指出了可以对这一重要系统进一步定性的方向。(doi: 10.1038/nature12428)　　细菌效应物NleB的毒性机制　　Pathogen blocks host death receptor signalling by arginine GlcNAcylation of death domains　　A type III effector antagonizes death receptor signalling during bacterial gut infection　　以前的研究工作从肠道致病性大肠杆菌识别出一组效应物，它们能抑制宿主&ldquo 核因子-?B&rdquo (NF-?B) 信号作用，而它们当中只有一个，即NleB，是活体中细菌毒性所需的。本期Nature上发表的两篇论文演示了NleB作用的独特机制。它直接以死亡受体信号复合物为作用目标，结合到包括TNF受体、FAS、RIPK1、TRADD 和FADD在内的多种含DD的蛋白的&ldquo 死亡域&rdquo (DD) 上。DD被发现起一个N-acetylglucosamine (GlcNAc) 转移酶的作用，后者修饰一个保守的DD精氨酸，阻断&ldquo 受体-适配体&rdquo 相互作用。这些发现表明，GlcNAc修饰是细菌毒性所必需的，能够调控死亡受体信号作用。(doi: 10.1038/nature12436 & doi: 10.1038/nature12524)　　设计目标蛋白分子的优化新途径　　Computational design of ligand-binding proteins with high affinity and selectivity　　当前设计用于医学或生物技术应用的方法，涉及在免疫的动物体内产生针对某一目标抗原的抗体，和/或在对所期望的配体具有预先存在的低亲和性的蛋白上进行直接的演化实验。这篇论文描述了用于小分子结合蛋白的计算设计的一种通用方法，作者用该方法为类固醇&ldquo 洋地黄毒&rdquo (用来治疗心脏病的一种强心苷)设计高亲和性、高选择性结合点。采用该方法，应有可能为合成生物学应用迅速生成小分子受体，为有毒化合物迅速生成活体清除剂，以及为诊断设备迅速生成可靠的配体结合域。(doi: 10.1038/nature12443)　　　　新的一类磷脂酰丝氨酸运输蛋白　　Interactome map uncovers phosphatidylserine transport by oxysterol-binding proteins　　真核细胞被一系列具有独特类脂组成的、在功能上专门化的、与膜结合在一起的细胞器在内部分成不同部分。在这项研究中，Anne-Claude Gavin及同事确定了芽殖酵母中所有类脂转移蛋白的类脂结合特征，发现了一个亚类的以前没有被识别出的&ldquo 氧甾酮结合蛋白&rdquo (OSBPs)，后者在磷脂酰丝氨酸的自稳中发挥功能，运输而不是转移固醇。系统发生分析显示，类似的OSPBs具有广泛保守性，包括在人体中&mdash &mdash 在人体中它们与包括癌症和代谢综合症在内的病理相关。(doi: 10.1038/nature12430)　　固氮作用受北大西洋环流支配　　Changes in North Atlantic nitrogen fixation controlled by ocean circulation　　可以被生物利用的或&ldquo 被固定的&rdquo 氮驱动着浮游植物的生产力及向深海的碳输出。但关于控制固氮的全球速度和空间分布的因素，仍有很多问题有待回答。现在，古生物地球化学数据显示，在过去160000年北大西洋所存在的一个23000年的固氮周期，也许可以通过过量磷的可获得性响应于区域海洋环流由轨道驱动的变化所发生的变化得到最好的解释。(doi: 10.1038/nature12397)　　来自凝聚态物质的受激X-射线发射　　Stimulated X-ray emission for materials science　　&ldquo 共振非弹性X-射线散射&rdquo 等方法，是研究材料的基础性电子和振动激发的强大工具，但需要非常高的光子密度来提取相对较弱的有用信号 所需光子密度是如此之高，以至于会损害样品。现在，Martin Beye及同事介绍了利用X-射线自由电子激光在原理上何以能够通过诱导来自样品的受激X-射线发射而绕过这个问题。以硅作为样品，他们发现，这样的激光能从一个固体样品中诱导受激X-射线发射，从而为低能激发及它们在物质中的扩散提供了一个性能卓越的探测工具。受激X-射线发射以前曾在气体中演示过，但其在一个固体系统中的实现应能在实验中提供很多新的可能性。(doi: 10.1038/nature12449)　　对地幔中硫同位素比的解释　　Non-chondritic sulphur isotope composition of the terrestrial mantle　　早期地球地表下物质向地核和地幔层的分化应能反映在残留地幔组成中，因为(否则的话)大部分&ldquo 喜铁元素&rdquo (假设硫也包括在内)早就被液态的地核吸收了。然而，以前对地幔所做的分析显示，稳定硫同位素比与在球粒陨石中所看到的相似，这也许是由于地幔物质来源于陨石的一种&ldquo 晚期虚饰&rdquo (late veneer)作用。但Jabrane Labidi等人在本文中提供的证据表明，地幔的异质硫同位素比与锶和钕同位素比直接相关。作者得出结论认为，这些结果可以通过在&ldquo 地核-地幔&rdquo 分化过程中的分馏作用来调和。(doi: 10.1038/nature12490)

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近日，中国科学院大连化学物理研究所复合氢化物材料化学研究组研究员陈萍、郭建平团队，与丹麦技术大学教授Tejs Vegge团队、大连化物所研究员李海洋团队/江凌团队合作，在催化合成氨研究方面取得进展。该研究首次将配位氢化物材料应用于催化合成氨反应中，开发出一类新型碱（土）金属钌基三元氢化物催化剂，实现了温和条件下氨的催化合成。　　氨是重要的化工原料和颇具前景的能源载体，实现温和条件下氨的高效合成具有重要科学意义和实用价值。以化石能源驱动的现有合成氨工业是高能耗、高碳排放的过程。因此，在以可再生能源驱动的“绿色”合成氨过程中，低温低压高效合成氨催化剂的开发是核心技术，也是科研工作者追求的目标。　　本工作中，科研团队开发的碱（土）金属钌基三元氢化物（Li4RuH6和Ba2RuH6）催化剂材料可实现温和条件下氨的催化合成。该催化剂材料是一种离子化合物，由Ru的配位阴离子[RuH6]4-和碱（土）金属阳离子Li+或Ba2+构成，在低温（573K）、低压（10bar）下具有优异的催化合成氨性能。当反应温度低至100oC时，Ba2RuH6催化剂仍有可检测的催化活性。研究发现，该类三元氢化物催化剂材料的合成氨反应遵循氢助解离式机制，其所有组分均参与合成氨反应，即富电子的[RuH6]4-是N2活化位点，H-是电子和质子传递载体，Li+或Ba2+通过稳定NxHy物种降低反应能垒，通过多组分协同催化，使N2和H2以能量较优的反应路径转化为NH3。　　该类三元氢化物催化剂作为独特的化合物催化剂，在组成、结构、反应动力学性质、活性中心作用机制等方面显著不同于常规多相合成氨催化剂，而与均相合成氨催化剂存在一定关联，这为多相固氮和均相固氮研究架起了桥梁。该研究丰富了合成氨催化剂体系，并提出了“富电子、多组分活性位点”合成氨催化剂设计策略，为进一步探寻低温低压高效合成氨催化剂提供了新思路。　　相关研究成果以Ternary Ruthenium Complex Hydrides for Ammonia Synthesis via the Associative Mechanism为题，发表在《自然-催化》（Nature Catalysis）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会基础科学中心项目“空气主份转化化学”、中科院青年创新促进会等的支持。　　论文链接