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平滑正青霉

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  • JCI 郑亮团队发现遗传性平滑肌瘤病和肾细胞癌综合征新型诊断和代谢机制
    遗传性平滑肌瘤和肾细胞癌(HLRCC associated RCC)是常染色体显性遗传肾癌,由延胡索酸酶基因FH的胚系或体系突变、缺失以及甲基化失活导致。与其他常见的肾细胞肿瘤相比,HLRCC associated RCC具有Ⅱ型乳头状肾癌特点,也会偶发集合管癌和透明细胞癌等。该型肿瘤常表现为单侧或单病灶,呈囊性,或囊性实性混合生长,且侵袭性远强于其他肾细胞癌,在肾原发病灶较小且局限时(1.5厘米),也可能出现淋巴结转移或远处转移,转移部位常见于肺,预后极差。由于FH-缺陷患者队列研究的不足,迄今缺乏有效药物和标准治疗方案。临床诊断主要通过基因测序或组织病理学或医学影像分析进行术前诊断,但疾病的复杂性和多样性使得早期诊断较为困难,因此对于该疾病的诊断新方法亟待探索。2023年4月13日,上海交通大学医学院附属儿童医学中心郑亮团队和仁济医院张进,徐云则团队合作,在Journal of Clinical Investigation(影响因子IF=19.477)在线发表题为Circulating succinate-modifying metabolites accurately classify and reflect the status of fumarate hydratase-deficient renal cell carcinoma的研究论文。 研究团队在多年研究基础上,组建了全国范围的多中心延胡索酸酶基因突变携带者队列,阐明了基因延胡索酸酶失活突变在肿瘤与携带者中的代谢异常机制。揭示血液小分子suc-cys和suc-ado可以准确诊断延胡索酸酶的胚系或体系突变,其AUCROC=0.97,为临床上遗传性平滑肌瘤和肾细胞癌的诊断提供了新的视角。 △HLRCC-associated患者I/II期和III/IV期的Kaplan-Meier总生存期分析(点击查看大图)研究队列由来自 16 个中心的 252 名参与者组成:其中FH 缺陷 (FH-MT) RCC 患者77例,临床分型为I、II、III 和 IV 期;77例FH-MT患者中70例携带种系突变,7例为散发性突变,涉及错义、无义、移码和大规模缺失。在所有 FH-MT 患者中,47 名有家族史。FH-野生型 (FH-WT) RCC (n=88) 患者是新招募的,包括各种亚型的患者。以及新招募的无肿瘤 (NC) 个体的正常对照和 9 岁和性别匹配。我们首先对 77 名 FH-MT RCC 患者进行了 Kaplan-Meier 生存分析,显示 I/II 期患者的平均生存期明显长于 III/IV 期患者(P = 0.007),表明早期诊断具有明显的生存获益。△HLRCC-associate病人血浆的组学分析(点击查看大图) 本研究共使用了 n = 268 份血浆样本。来自 10 名 FH-MT RCC 患者、10 名 FH-WT RCC 患者和 10 名 NC 个体的样本 (n = 30) 被选为发现集。单独的验证集 (n = 238) 包含 67 个 FH-MT 样本、78 个 FH-WT 样本和 77 个 NC 样本。主成分分析结果表明,肿瘤中 FH 遗传状态和疾病阶段的血浆代谢物的潜在聚类,来自 ROCAUC 分析的前 20 种代谢物使 FH-MT 样品与其他两组的样品清晰分离。涉及氨基酸代谢、脂类代谢、TCA循环及核苷酸代谢途径。其中 suc-cys、suc-ado、琥珀半胱氨酸-甘氨酸 (suc-cys-gly) 和肌酸核苷水平具有很强的相关性,并且似乎是肿瘤负荷的最佳预测因子,被确定为监测 FH 变异患者和肿瘤负担潜在生物标志物。△FH突变型和野生型PDX小鼠模型血浆生物标志物的关联(点击查看大图) 进一步采用移植患者来源的肿瘤异种移植物 (PDX),以监测真正的人类肿瘤对血浆代谢物的影响,FH 突变型小鼠肿瘤的生长速度与野生型相当。在FH 缺陷型 PDX 的小鼠血浆中,检测到suc-ado、suc-cys 和 suc-cys-gly,并随时间推移,随着肿瘤生长成比例地增加。这些结果表明,suc-cys和suc-ado具有出色的反映肿瘤状态的敏感性。更重要的是,皮下肿瘤手术切除后一天血浆代谢物降至基础水平。△HLRCC-associated患者的临床诊断效能(点击查看大图) 为了验证发现集和小鼠临床前模型的结果,我们采用独立验证集进行了验证,其中包含来自 67例 FH突变型患者、FH野生型患者和 67个健康受试者的 238 个血浆样本。通过同位素标记的内标对 suc-ado 和 suc-cys 的血浆浓度进行了定量分析。结果表明,两种代谢物在 FH突变型病人血浆中均显着升高。 Suc-cys和suc-ado 可以显著区分健康受试者与FH突变型患者,ROCAUC = 0.983,suc-ado 的 ROCAUC = 0.930。以及突变型及野生型FH RCC(suc-cys: ROCAUC = 0.980 suc-ado: ROCAUC = 0.923)。提示所选择的Suc-cys和suc-ado,可作为常规筛选 FH 突变携带者,以及 RCC 患者分型的生物标志物。△HLRCC-associated诊断与代谢机制示意图(点击查看大图) 进一步的机制研究显示,在小鼠模型中,肿瘤微环境中肾脏组织的蛋白级联和协同作用导致肿瘤来源的多肽转化为小分子suc-cys和suc-ado。 本文总结 目前对于高转移性肾癌,除了在早期阶段的肿瘤切除外,尚无有效的治疗方法。作者筛选的suc-cys和suc-ado,可靠地反映了基因突变状态和肿瘤负荷,在早期诊断,转移复发和预后的效果都较好,填补了肾癌肿瘤代谢标志物的空白。研究团队的成果对于寻找适合快速诊断、筛查和监测的无创血浆生物标志物的探索,为出生基因缺陷型健康筛查和复发难治型肾癌的精准治疗带来新希望。 作者信息上海交通大学医学院附属儿童医学中心研究员郑亮为第一作者和通讯作者,上海仁济医院泌尿科张进教授为共同通讯作者,伍小宇为共同作者。文章中非靶向代谢组学,脂质组学,以及标志物定量使用Thermo Q Exactive Plus完成。
  • 阜外医院周洲团队Cell子刊:提出心脏流出道血管平滑肌细胞发育新模式
    p style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "近日,中国医学科学院阜外医院周洲教授团队在Cell Reports发表的最新研究首次发现并证实了,心脏流出道发育过程中存在心肌细胞向血管平滑肌细胞的转分化(trans-differentiation)。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "strong研究者就此提出了大动脉基部平滑肌汇聚发育(convergent development)的概念。/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "其中,阜外医院实验诊断中心刘宣雨博士为论文第一作者,新乡医学院王计奎教授为共同通讯作者。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/5d0f19bf-17d9-40e8-be8b-89e6ba1b60f5.jpg" title="001.jpg" alt="001.jpg"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "心脏流出道是先心病发病的热点部位,在这项研究中,研究者分析了来自小鼠流出道的3个连续发育阶段的共50,000多个细胞的单细胞转录组,同时结合单分子荧光原位杂交和基于Dre-Rox的谱系追踪技术进行了分析和验证。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "研究发现,心脏流出道发育过程中涉及到6种细胞类型,共17个细胞亚群,研究者通过机器学习分类模型,为各种细胞类型及其亚群定义了分子特征(图1)。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/a1081aed-4d3e-411a-9b23-8ae01464bc9a.jpg" title="002.jpg" alt="002.jpg"//ppspan style="text-align: justify text-indent: 0em color: rgb(0, 112, 192) "注:A:17个细胞亚群;B:各种细胞类型及其比例;C:各种细胞类型及其亚群的分子特征/span/pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em "span style="color: rgb(0, 112, 192) "图1 心脏流出道发育过程中的细胞亚群及其分子特征/span/pp/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " /pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "为了分析细胞亚群间关系,研究者通过力导向的KNN图布局(force-directed layout of k-nearest-neighbor graph)在二维空间内更加准确反映数据结构(图2A),同时分析细胞状态随时间的变化动态(图2B)和细胞亚群的特异表达谱,发现了与平滑肌分化直接相关的细胞亚群(图2C)。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "有趣的是,除了间充质细胞向平滑肌细胞转化外,一个可能向平滑肌细胞发生了转分化的心肌细胞中间态亚群c9“浮出水面”,研究者推测,流出道的平滑肌细胞可能存在汇聚发育模式。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/be4c2ffb-cb00-4c92-a03e-d1068157f53b.jpg" title="003.jpg" alt="003.jpg"//pp style="text-align: center "span style="text-align: justify text-indent: 2em color: rgb(0, 112, 192) "图2 心脏流出道平滑肌的汇聚发育模式/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "研究者进一步通过拟时间排序分析发现,在心肌向平滑肌转分化过程中,随着分化的进行,细胞的心肌标记的表达下调,平滑肌标记的表达上调(图3A)。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "值得注意的是,Notch信号途径中的基因随着分化的进行逐渐上调(图3B)。通过基因调控网络打分分析,最终揭示出了心肌细胞向平滑肌细胞转分化过程中的关键转录因子(图3C),如Notch信号通路(已知在流出道的发育中扮演重要角色)的下游转录因子Heyl。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/9467d7f6-8f0b-4a78-9e53-39e72c304313.jpg" title="004.jpg" alt="004.jpg"//pp/pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em "span style="color: rgb(0, 112, 192) font-size: 14px "图3 拟时间排序和基因调控网络分析揭示出心肌细胞向平滑肌细胞转分化过程中的关键转录因子/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "单分子荧光原位杂交结果显示,从近端到远端的流出道连续横截面可以观察到从心肌表型向平滑肌表型的过渡(图4A)。细胞共表达心肌的标记基因Myh7和流出道平滑肌的标记基因Cxcl12,为心肌细胞向平滑肌细胞转分化的存在提供了支持(图4B)。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/a1ccbd68-ea7d-4db2-ae6c-07344f4ead97.jpg" title="005.jpg" alt="005.jpg"/span style="color: rgb(0, 112, 192) text-align: justify text-indent: 0em font-size: 14px "图4 单分子荧光原位杂交共表达结果支持流出道发育过程中心肌细胞向平滑肌细胞转分化的存在/span/pp/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " /pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "研究者利用可以特异性标记心肌细胞后代的小鼠胚胎模型Tnnt2-Dre CAG-tdTomato (图5A), 通过tdTomato和成熟平滑肌标记基因Myh11的共表达最终验证了流出道发育过程中心肌细胞向平滑肌细胞的转分化(图5B)。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/eeaf9199-00a4-47e6-9231-e6ee425dcd46.jpg" title="006.jpg" alt="006.jpg"//pp/pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em "span style="color: rgb(0, 112, 192) "图5 谱系追踪验证了流出道发育过程中心肌细胞向平滑肌细胞的转分化/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "br//pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "strongspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai color: rgb(127, 127, 127) "来源/span/strongspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai color: rgb(127, 127, 127) ":Xuanyu Liu, Wen Chen, Wenke Li, et al.Single-cell RNA-seq of the developing cardiac outflow tract reveals convergent development of the vascular smooth muscle cells. Cell Reports, 2019, 28: 1-16.DOI:10.1016/j.celrep.2019.06.092./span/pp style="text-align: center "span style="background-color: rgb(255, 255, 0) "strong扫码关注【3i生仪社】获取生命科学最新资讯/strong/spanbr//ppspan style="background-color: rgb(255, 255, 0) "strong/strong/span/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/28979e25-472a-42e2-b206-56e81b58ea60.jpg" title="小icon.jpg" alt="小icon.jpg"//p
  • 从“红曲风波”认识软毛青霉酸、桔青霉素和红曲色素
    软毛青霉素及相关青霉菌毒素近期,日本著名药企小林制药被推上了风口浪尖,部分消费者在服用该公司含有红曲成分的保健品后,出现肾脏等方面的健康问题,导致小林制药已撤回8种红曲保健品作为功能性标识食品的备案,其中3种商品已经召回。图片图片来源:财经网一般情况下,红曲类保健食品会检测是否含有已知的真菌毒素—桔青霉素。小林制药表示,他们选择的红曲菌不携带能产生桔青霉素的基因,在原材料测试报告中也的确没有检测到桔青霉素。3月29日,小林制药公司向日本厚生劳动省报告,其红曲产品中导致问题的成分可能为“软毛青霉酸(Puberulic acid)”。软毛青霉酸是在发酵过程中由青霉菌产生的天然毒素。据文献报道,从青霉菌发酵液中已分离出软毛青霉酸(Puberulic acid)、密挤青霉酸(Stipitatic acid)及其三种类似物Viticolins A–C等环庚三烯酚酮类(Tropolone)毒素。青霉菌毒素具有耐高温和侵害实质器官的特性,加热烹调也很难使其毒性减弱。目前,有关软毛青霉酸等青霉菌毒素导致的肾脏毒性报道较少,仍需进行相关研究。由于红曲菌在发酵过程中并不能产生软毛青霉素,有专家推测小林制药的红曲产品可能因为原料受到了青霉菌的污染而产生了软毛青霉酸,但具体原因还需后续的调查确认。相信该事件的发生将进一步促进红曲类食品检测的加强,相关检测标准将在不远的将来应运而生。红曲及其用途图片来源:财经网红曲也叫红曲红、红曲霉、红曲米,其作为一种天然发酵产物,成分复杂,包括多种具有生物活性的物质。红曲可应用于制药、酿酒、食品着色等方面,具有悠久的历史和公认的保健价值,特别是在降血脂、降胆固醇方面具有积极效果。目前,国内生产的红曲主要有三类,分别是酿酒红曲、色素红曲和功能红曲。▶ 酿酒红曲的糖化力高、酯化力强、有独特的曲香,广泛用于各种黄酒、白酒、醋、酱的酿造;▶ 色素红曲的色价很高,是纯天然的食品着色剂,通常用于肉制品、腐乳等食品的着色。▶ 功能红曲是指以大米为原料,用纯培养的红曲菌发酵生成的莫纳可林K(又称洛伐他汀,结构式见下图)等生物活性物质的红曲,常被用作防治心血管疾病的保健品和药品的原材料。各大厂商包括小林制药已将红曲米类食品开发为具有降血脂、降胆固醇功能的保健食品。我国对红曲类产品的使用要求红曲色素,属于复合色素,常用红曲添加剂为大米的红曲酶发酵产物或其提取物,为多种天然色素的混合物。目前, 已确定出化学结构的红曲色素主要有6种,包括黄色素、橙色素和红色素,结构如下:随着科学认识的不断深入和对食品安全要求的提高,我国对红曲及其制品的应用和管理日趋严格。国家食品药品监督管理局在《关于以红曲等为原料保健食品产品申报与审评有关事项的通知》中规定,红曲推荐量每日暂定不超过2g,产品中洛伐他汀应当来源于红曲,总洛伐他汀推荐量每日暂定不超过10mg,且不适宜在少年儿童、孕妇、哺乳人群使用等;《GB 2760-2024食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》红曲米及红曲红作为着色剂可用于腐乳、碳酸饮料、果冻、糕点、配制酒等多种食品中,其中风味发酵乳中的最大使用量不得超过0.8g/kg,糕点中的使用量不得超过0.9g/kg,焙烤食品馅料及表面用挂浆不得超过1.0g/kg;另外,《GB 5009.150-2016食品安全国家标准 食品中红曲色素的测定》规定了对风味发酵乳、果酱、腐乳、干杏仁、糖果、方便面制品等食品中红曲红素、红曲素、红曲红胺3种红曲色素的测定方法。值得注意的是,红曲色素(又称红曲红)是发酵产生的多种天然色素的混合物,由于发酵工艺的不同,市售红曲色素所含的色素成分及其含量不尽相同,也并非上述所有常见成分均可检出。另外,GB 5009.150-2016和SN/T 3843-2014标准中将红曲红胺的CAS号3627-51-8写为126631-93-4,而后者对应的名称为N-芴甲氧羰基-8-氨基辛酸(N-Fmoc-8-Aminooctanoic acid),对应的结构式见下图。尽管该化合物的分子式和分子量与红曲红胺完全相同,导致二者在一级质谱的分子离子峰完全相同(均为[M+H]+ = 382, [M-H]- = 380),然而二者的化学结构却差别巨大,因此其核磁谱图和二级质谱上的碎片离子峰有显著差别,在HPLC上的出峰时间和UV吸收也有明显的区别。检测人员在标准物质选择、采购和使用中应多加注意,避免产生错误的检测结果。红曲在发酵过程中可能因菌株变异或污染产生桔青霉素,其有很强的肾脏毒性,摄入过量会导致肾损害,因此桔青霉素是红曲类产品必检项。《GB 1886.181-2016食品安全国家标准 食品添加剂 红曲红》中规定红曲红中桔青霉素的限量为0.04 mg/kg。《GB 1886.66-2015食品安全国家标准 食品添加剂 红曲黄色素》中规定红曲黄色素中桔青霉素的限量为1.0 mg/kg。阿尔塔科技作为被CNAS认可的食品安全检测有机标准物质生产制造商,根据科研单位检测热点,快速响应,积极研发软毛青霉酸、桔青霉素、红曲色素及其相关产品,助力食品安全检测,为守护广大消费者的身体健康保驾护航。 红曲发酵过程可能产生的相关毒素标准品:了解更多产品或需要定制服务,请联系我们
  • 诺奖得主手中的那株青霉菌被首次测序
    1928年,亚历山大?弗莱明(Alexander Fleming)在伦敦圣玛丽医院的医学院工作时发现了第一种抗生素——青霉素(penicillin)。这种抗生素是由青霉属中的霉菌产生的,能够抑制葡萄球菌的生长。凭借此项发现,弗莱明在1945年被授予诺贝尔生理学或医学奖。之后,弗莱明所发现的青霉菌菌种被交给牛津大学的研究小组保存。如今,来自伦敦帝国理工学院、牛津大学和国际应用生物科学中心(CABI)的研究人员利用五十多年前冷冻保存的样本,对这个原始青霉菌菌株开展了基因组测序。这项成果于9月24日发表在《Scientific Reports》杂志上。研究小组还将弗莱明的青霉菌菌株和美国现在大规模生产抗生素所用的菌株进行比较。他们发现,英国菌株和美国菌株生产青霉素的方式略有不同,这可能对抗生素的工业生产有意义。帝国理工学院生命科学系和牛津大学动物学系的Timothy Barraclough教授说:“我们原本打算将亚历山大?弗莱明的青霉菌用于一些其他实验,但让我们惊讶的是,没有人对这个原始的青霉菌基因组进行测序,尽管它在生物界具有历史意义。”尽管弗莱明霉菌因青霉素的发现而闻名,但后来美国研究人员却选择发霉哈密瓜上的霉菌来生产抗生素。他们从发霉的哈密瓜上分离出原始的野生霉菌分离株,经过多轮X射线、化学和紫外线诱变以及人工选择,最终获得青霉素产量高的分离株。在这项研究中,研究团队获得了保存在CABI菌种保藏库中的冷冻样本,并重新培养了弗莱明的原始青霉菌(Penicillium rubens)。他们提取出DNA,利用Illumina MiSeq测序平台开展基因组测序,并将此基因组与先前发表的两种青霉属工业菌株的基因组进行比较。研究人员特别关注两类基因:一类是编码各种酶的基因(pcbAB、pcbC和penDE),青霉菌利用这些酶来产生青霉素;另一类是调控基因,这些基因能够控制酶的产量。他们发现,对于英国和美国的菌株,调控基因有着相同的遗传密码,但美国菌株拥有更多的拷贝,使得菌株产生更多的青霉素。不过,青霉素生产酶的编码基因却不相同。这表明,英国和美国的野生青霉菌经过自然进化,产生了略有不同的版本。像青霉菌这样的霉菌会产生抗生素来对付微生物,而微生物也会不断进化以躲避这些攻击,如此这般,“军备竞赛”不断升级。英国菌株和美国菌株的进化方式可能不同,以适当其当地的微生物。就目前而言,微生物进化已成为一个大问题,因为许多细菌已对我们的抗生素产生了耐药性。研究人员表示,尽管他们尚不清楚英国和美国菌株中不同酶的序列对抗生素有何影响,但这有望带来青霉素生产的新方法。文章的第1作者、帝国理工学院生命科学系的Ayush Pathak表示:“我们的研究有望激发对抗耐药性的新解决方案。青霉素的工业生产主要关注产量,而人为提高产量的步骤导致基因数量的改变。”
  • 广东东莞在国际货物首次检出青霉属病原菌
    中新网东莞5月4日电 记者今天从广东东莞检验检疫局获悉,日前东莞检验检疫局太平口岸在近半个月时间内连续两次从国际航行船舶食品舱检出青霉属,这也是东莞检验检疫部门首次从国际航行船舶食品舱检出青霉属病原菌。  据东莞检验检疫局官员介绍,东莞检验检疫局太平办事处船检人员在3月18日和3月30日,分别对来自印度尼西亚的“嘉畅”轮、澳大利亚的“粤电81”两艘货轮进行检疫查验时,在蔬菜库的存放架上均发现有表面已开始霉烂的马铃薯和茄子,遂采样送东莞检验检疫局植检实验室检测,并督促船方对余下霉烂的马铃薯和茄子进行销毁处理。  经实验室检测,该两种食物中均检出青霉属病原菌,此病原菌可使许多农副产品腐烂,也有少数种类可使人或动物致死。这是太平口岸首次从入境船舶食品中截获该有害病原菌。  “五一”节日期间,为了保障出入境安全,东莞检验检疫局各旅检口岸人员严阵以待,在做好出入境货物检验检疫同时,积极落实人感染H7N9禽流感疫情防控各项工作,保证人员充足、仪器设备运转良好。一方面,及时与客运公司沟通,在柜台张贴疫情提醒告示,加强对出入境旅客的宣传 另一方面,充分发挥联防联控工作机制,加强对出入境人员的体温监测及医学巡查,及时发现可疑病例。  据了解,4月29日至5月1日,太平办事处旅检口岸共查验出境旅客2017人次,同比增长31.7% 入境旅客566人次,同比增长7.4% 截获旅客禁止携带物肉丸及鸡肉1批次 未发现发热旅客。常平办事处旅检口岸共查验出境旅客1920人次,同比增长16.7% 入境旅客1636人次,同比下降2.9% 截获旅客禁止携带入境动植物2批次 发现发热旅客1人。
  • 兽药分析大讲堂丨青霉素类新标实施,一起解锁分析难点!
    导读兽药残留是影响动物性食品安全的主要化学因素之一,尤其是兽用抗生素残留会进一步加速细菌耐药性进程。青霉素类作为最早应用的抗生素,历经九十余年,已发展三代,曾为增进人类健康做出过巨大贡献。青霉素价格低廉、抗菌性强,在水产养殖上被广泛用于鱼、虾细菌感染的防疗。然而,此类抗生素的不合理使用,会给食品安全带来隐患,其产生的耐药性问题或将导致人类进入无药可用的后抗生素时代或可怕的“耐药时代”。近期,农业农村部发布实施《GB 31656.12-2021 食品安全国家标准 水产品中青霉素类药物多残留的测定 液相色谱-串联质谱法》,青霉素类含有β-内酰胺环,是一类化学性质非常活泼的物质,容易在高温、水或酸碱条件下发生降解,一度给分析检测带来挑战。针对该难点项目,我们推出了岛津最新的应用解决方案,来一起看看!水产品中青霉素类分析相关法规GB 31650-2019 《食品安全国家标准 食品中兽药最大残留限量》中规定,在鱼虾中青霉素G、阿莫西林、氨苄西林残留限量(MRLs)为50 μg/kg,氯唑西林、苯唑西林MRLs为300 μg/kg。近期,农业农村部发布的《GB 31656.12-2021 食品安全国家标准 水产品中青霉素类药物多残留的测定 液相色谱-串联质谱法》,对《GB/T 22952-2008 河豚鱼和鳗鱼中阿莫西林、氨苄西林、哌拉西林、青霉素G、青霉素V、苯唑西林、氯唑西林、萘夫西林、双氯西林残留量的测定 液相色谱-串联质谱法》标准进行了更新,增加了阿洛西林和甲氧西林,并增加了固相萃取和超滤管离心的净化步骤,修改了方法的检出限和定量限。青霉素类分析难点β-内酰胺类抗生素的基本结构如下图,β-内酰胺环易光解,或与水、醇发生反应。β-内酰胺类抗生素的基本结构(左:青霉素类、右:头孢菌类)[1]因此,实验过程中需注意:• 宜采用粉末标品,现配现用,前处理避光,配制后尽快分析;• 考虑到溶解性和溶剂效应,标准品母液推荐30%乙腈水配制,-18℃避光存储,保质期5d,工作液则现配现用,尽快上机分析;• 有机相为甲醇时,青霉素G与甲醇生成了青霉酸甲酯,如下图所示,青霉素甲酯MRM通道有色谱响应,且响应强度比青霉素G更高。为了保证定量准确,流动相、前处理试剂应该避免接触醇类试剂。岛津解决方案• 分析仪器岛津三重四极杆液质联用仪• 目标物青霉素类抗生素药物的化合物信息11种青霉素类抗生素在2~300 ng/mL范围内,线性良好,相关系数R均大于0.999。部分代表性青霉素类抗生素的校准曲线• 样品加标分析结果对市售南美白虾进行分析,未检出青霉素成分,并且在出峰区域无杂峰干扰。以下是在南美白虾样品中添加5 μg/kg青霉素得到的加标样品MRM色谱图。青霉素加标样品MRM色谱图(5 μg/kg)结语看了本期的难点项目经验分享,相信大家都有所了解,β-内酰胺类化合物稳定性差,分析测试过程尤其注意光照、pH等的影响。除此之外,岛津应用云后续还将发布兽药分析大讲堂系列,聚焦难点项目,陆续发布检测关键点小贴士及解决方案,帮助大家共克食品安全难关。“兽药分析大讲堂系列”后续预告四环素分析篇多肽类抗生素分析篇硝基呋喃分析篇… … 参考文献[1] .刘创基.动物性食品中β-内酰胺类药物及其代谢物检测方法的研究[D].北京化工大学,2010.本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 岛津推出牛奶中青霉素分解剂—β-内酰胺酶检测方法
    随着国家对食品安全问题的关注和部分乳制品企业无抗奶目标的提出,抗生素残留问题成为影响乳制品安全的重要因素之一。目前,青霉素作为&beta ‐内酰胺类药物是治疗牛乳腺炎的首选药物,是牛奶中最常见的残留抗生素。由于国内多数乳品企业对抗生素残留超标的牛乳采取降价收购的原则,出于经济利益的驱动,一些不法奶站为了谋求自己的经济利益,人为的使用解抗剂去降解牛乳中残留的抗生素,生产人造&ldquo 无抗奶&rdquo 。目前市售解抗剂的主要成分是&beta ‐内酰胺酶,它是由革兰氏阳性细菌产生和分泌的,可选择性分解牛奶中残留的&beta ‐内酰胺类抗生素。&beta ‐内酰胺酶为我国不允许使用的食品添加剂,该酶的使用掩盖了牛奶中实际含有的抗生素。&beta ‐内酰胺酶能够使青霉素内酰胺结构破坏而失去活性,导致青霉素、头孢菌素等抗生素类药物耐药性增高,从而大大降低了人们抵抗传染病的能力,给消费者的身体健康带来危害。为此,长期关注中国&ldquo 食品安全&rdquo 的岛津公司发挥技术优势,推出了基于岛津超快速液相UFLCXR的&beta ‐内酰胺酶的检测方法。 本方法通过检测牛奶中的青霉噻唑酸钾,间接检测牛奶中是否添加了&beta ‐内酰胺酶,供相关检测人员参考。在本方法中,使用岛津超快速液相UFLCXR,配合岛津shim pack XR‐ODS II 75 mm L.× 3.0 mm I.D.,2.2 &mu m 快速分析色谱柱,测定了市售牛奶中青霉噻唑酸钾的含量,标准曲线线性良好,重现性良好,1#样品中青霉噻唑酸钾为31.2&mu g/mL , 2# 样品中青霉噻唑酸钾为5.4&mu g/mL,说明牛奶中添加过&beta ‐内酰胺酶。 有关本方法的详细内容请参见http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100277/down_171132.htm。关于岛津 岛津国际贸易(上海)有限公司是(株)岛津制作所为扩大中国事业的规模,于1999年100%出资,在中国设立的现地法人公司。 目前,岛津国际贸易(上海)有限公司在中国全境拥有12个分公司,事业规模正在不断扩大。其下设有北京、上海、广州分析中心;覆盖全国30个省的销售代理商网络;60多个技术服务站,构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。 岛津作为全球化的生产基地,已构筑起了不仅面向中国客户,同时也面向全世界的产品生产、供应体系,并力图构建起一个符合中国市场要求的产品生产体制。 以&ldquo 为了人类和地球的健康&rdquo 为目标,岛津人将始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务。 更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn。
  • 赛默飞方案:TSQ Quantis 测定9 种 青霉素类药物残留
    本文参考GB/T 20755-2006、GB/T 21315-2007 等国标,在赛默飞全新三重四极杆TSQ Quantis 上建立了青霉素类抗生素的液质检测方法。9 种化合物在其相应的浓度范围内线性关系良好(r20.998),完全满足国标对青霉素类抗生素残留的检测要求。引言青霉素(Penicillins)是属于β- 内酰胺类药物的一类广谱抗生素,一直广泛应用于人类、畜禽业及水产养殖中的各种细菌感染的防治。随着产量和用量的不断增加,加之药品的盲目使用,食品、水体等抗生素残留问题日益突出。抗生素的残留可增强细菌耐药性,破坏人体和动物胃肠道及环境微生态平衡,可能对人体健康产生严重影响。本文建立了基于Thermo Fisher TSQ Quantis 三重四极杆串联质谱仪检测9 种青霉素类抗生素的方法。本方法灵敏度高,稳定性好,满足GB/T 20755-2006 畜禽肉中九种青霉素类药物残留量的测定以及GB/T 21315-2007 动物源性食品中青霉素抗生素残留量检测方法,适用于食品安全监控中有关青霉素类抗生素的残留检测。结论本文建立了三重四极杆液质联用仪(TSQ Quantis)分析9 种青霉素类抗生素的检测方法。由实验结果可以看出,基于Thermo Fisher TSQ Quantis 建立的检测方法具有优异的灵敏度和线性范围,可用于青霉素类抗生素的日常分析检测。点击 TSQ Quantis 测定9 种 青霉素类药物残留 查看详细实验方案。
  • 周青梅:我与近红外的故事
    仔细拜读了各位老师讲述的近红外故事,在佩服学习之余也有些动笔的冲动。相对于各位专家,我对近红外技术研究不值一提,但对近红外的实际应用特别是在啤酒行业的应用时时刻刻想去关注。  对近红外的了解,从1997年进入检测行业就有听说,实验室的前辈们反映的情况是近红外检测只是快速但不够准确,不适合实验室的仲裁检测。但其快速环保的检测手段还是让我时刻关注其应用情况,希望自己的实验室也能有这样的仪器。随着企业的发展壮大,对检测频次的要求越来越高,对检测速度的要求也越来越高。啤酒的原辅料属于农产品,产品质量经常是参差不起,需要加大检测的频次才能更好的评价产品质量。特别是2007年,啤酒生产的原料大麦,由于进口大麦产量的减少,价格不断飘升,啤酒企业纷纷把眼光转向国产大麦,由于我国是各家各户的种植方式,每家的品质都会有所区别,必须进行大批量的快速检测来对大麦进行筛选分类才能满足工艺要求,寻找一种快速准确的分析方法成了当务之急,此时实验室人员又把目光聚焦在了近红外上,不同的仪器厂家都表示能解决我们的检测难题,但由于以前购买近红外仪的使用效果不是很理想、关于近红外在啤酒行业的应用及相关文献少造成各部门对近红外仪实际应用的担心,又加上仪器的价格高等原因,所以采购仪器在进行审批时困难重重。在这种情况下,FOSS公司为我们提供了一台试用仪器,通过与FOSS公司技术人员的共同努力,我们对近红外分析法和国家标准方法进行了显著性检验,通过大量数据得出了近红外光谱法和国家标准方法的检测准确性无显著性差异且精确度高于国标方法。消除了各部门对检测准确性的怀疑,很快就购买了第一台近红外分析仪,对啤酒原料大麦进行快速检测。高效准确的检测结果让我们对近红外分析仪的应用有了信心,在工作之余也进行相关的探索,建立了一些适合啤酒原料(如大米、麦芽等)的分析模型,解决了因检测速度慢而影响采购进度和生产工艺调整的难题,得到了行业专家的认可。  2013年,中国仪器仪表学会、近红外光谱分会的燕泽程、刘慧颖老师带领的专家团队到燕京进行调研活动,也让我们更进一步了解近红外的应用情况。2015年褚小立老师建立了近红外光谱微信群,有幸成为大家庭中的一员,群中丰富多彩的内容让我受益匪浅,更坚信近红外在啤酒行业的应用前景,于2015年公司再次购买了两台近红外分析仪,在应用的同时也进行相关的研究。  有了近红外在石油、制药、饲料和烟草等行业的应用先例,有了行业协会建立的良好平台,有了各行业专家的先进经验,许多先进的理论研究一定能很快进行推广应用,充分发挥其在啤酒检测行业的作用。    燕京啤酒技术中心 周青梅
  • 培养细胞不可能24小时值守,快快请出四大护法相助!
    隔壁的直男师兄今年喜得千金,最近总在实验室诡异地傻笑,问他为何,说是时常想起女儿的可爱模样。这种感情,没养育过孩子的人恐怕理解不了。但生物汪在实验室养育细胞,也一样寄托感情,生怕细胞被养坏了。一个闪失,就前功尽弃。实验结果不可靠,没有一致性和稳定性,还重复不出来,再浓密的头发也经不住这样的考验。所以,有一个稳定、一致的培养环境,那就很重要了。 培养细胞不可能24小时值守,快快请出四大护法相助!大护法:二甲基亚砜(DMSO)成功冻存和复苏细胞是细胞培养研究的常规操作。细胞低温储藏时,防止冰晶形成是维持细胞活力的关键。大护法DMSO作为冷冻保护玻璃化剂,可以让细胞免受冰晶导致的机械损伤。大护法法力无边,能够用于原代、继代培养和重组的异倍体和杂交瘤细胞系、胚胎干细胞 (ESC) 以及造血干细胞的冻存。 下面为大家解密DMSO这个既熟悉又陌生的细胞培养大护法~~DMSO的摩尔浓度是多少?DMSO的摩尔浓度为14.1 M,依据是密度1.1 g/mL和分子量78.13 g/ml。DMSO的来源?过去,DMSO是从树皮中分离出来的。现在,它是一种商业合成的溶剂。细胞冻存培养基中应使用什么浓度的DMSO?DMSO通常以1-10%的浓度使用,具体取决于细胞系。 DMSO应该是液体,为什么我收到后却是固体?DMSO的熔点为16-19℃,室温过低就凝固。这并不妨碍使用,可以缓慢加热令其重新液化,不会有任何影响。哪种类型的过滤器可用于无菌过滤DMSO?DMSO可以用带0.2 μm PTFE膜的过滤器进行无菌过滤。 每个伺候细胞宝宝的“宝爸宝妈”对棕瓶子白盖子的DMSO应该都不陌生。没错!正是Sigma-Aldrich品牌热卖的这款DMSO(货号:D2650):明星产品,质量过硬,口碑积累,适用性广,久经验证。 二护法:血清血清里的生长因子能促进细胞的繁殖,附着因子可促进细胞的贴壁,此外矿物质、脂类及激素对细胞也大有裨益。常用的血清有胎牛血清和小牛血清,公认澳洲来源的血清品质更优、更安全。 赶快来了解一下保护细胞宝宝的二护法吧~~如何解冻血清?血清应在2-8°C过夜解冻以避免降解,或者在室温条件下,定期轻轻摇动使组分重悬。解冻的血清在加入细胞培养基前应该混合均匀。反复冻存会严重影响血清品质,建议将解冻的血清分装成单次使用量,并冻存于-20°C。如果储存于2-8°C的环境中,应该在2-4周内尽快使用。温度超过37°C时血清会降解,功能遭到破坏。如果血清收到时存在部分解冻,还能继续使用吗?血清是干冰包装运输,到达时应该是冷冻状态。运输超期,会部分解冻,但依然可以继续使用。培养基中加入血清和所有补充物后可以储存多久?如果正确无菌操作,添加血清的培养基可以在2-8°C最长储存6周。不论储存时间长短,一旦培养基变浑浊,应该使用适当的方法丢弃。为什么血清会出现浑浊或絮状物质?原因很多,主要有二:反复的冻融会使血清脂蛋白发生变性造成浑浊,所以,一定要分装哦~~血清加工中遗留的纤维蛋白原在解冻时会转化成纤维蛋白,过量的纤维蛋白就呈现为絮状物。不要着急,可以离心移除;不推荐过滤哦,因为容易堵。什么是γ辐照的血清?γ辐照的血清通过暴露于放射性60Co产生的25-40 kGy剂量的γ射线来灭活病毒和其他外来微生物(比如支原体)。γ辐照处理不影响血清的理化性质或细胞培养性能。为什么有些血清是热灭活的?如何热灭活?哺乳动物血清中天然存在的补体蛋白参与细胞溶解事件、收缩平滑肌、从肥大细胞和血小板中释放组胺和激活淋巴细胞和髓细胞。热灭活破坏了血清中补体的活性,因此免疫学应用,培养胚胎干细胞、昆虫细胞和平滑肌细胞时推荐使用。热灭活方法是在56°C水浴中处理30分钟,并每隔大约10分钟旋转一次瓶子。为了保持精确,可使用一个类似大小的瓶子作为对照,对照瓶内放入同等体积的水,并放置一个温度计,在温度到达56°C时开始计时30分钟。热灭活过程必须小心控制,避免血清中支持细胞和组织繁殖的关键蛋白组分发生降解。胎牛血清的颜色和之前使用的批次不同,会影响血清使用效果吗?血清的颜色取决于血红蛋白浓度,颜色差异不影响血清性能。 说了这么多,从哪里请到这尊神呢?当然选默克啦~~澳洲来源的牛血清,满足培养细胞的不同需要!货号产品描述F8318-500ML胎牛血清,澳大利亚来源,无菌,适合细胞培养,适合杂交瘤细胞,500mLF8687-500ML胎牛血清,澳大利亚来源,γ辐照,无菌,适合细胞培养,适合杂交瘤细胞,500mLB7446-1000ML小牛血清,澳大利亚来源,无菌,适合细胞培养,适合杂交瘤细胞,1000mLB7447-1000ML小牛血清,澳大利亚来源,γ辐照,无菌,适合细胞培养,适合杂交瘤细胞,1000mL 三护法:胰蛋白酶在细胞培养中,从组织上解离或从贴壁基质上分离细胞的步骤很关键,一般使用胰蛋白酶。胰蛋白酶作用于赖氨酸或精氨酸的C末端,在37°C时具有最佳的效率,因此使用期前要预热。当然,高浓度的胰蛋白酶长期孵育会去除细胞表面蛋白而损伤细胞,甚至杀死细胞。看来,这个护法的脾气可不好哦~~根据应用和细胞类型的不同,胰蛋白酶的组分和浓度也不同。比如,粘附分子在钙离子存在时决定细胞-细胞和细胞-基质的相互作用,为了削弱折衷联系,通常使用含EDTA的胰蛋白酶螯合二价阳离子(Ca, Mg)(点击这里,了解更多:T4049)。胰蛋白酶的主要来源是猪的胰脏,产品是冻干粉或溶液。为了避免动物或微生物物质,现在也有技术可以在玉米中重组表达牛胰蛋白酶,厉害吧?(点击这里,了解更多:T3449)。胰蛋白酶的使用浓度也很有讲究。对于强贴壁细胞系,常使用0.25%-2.5%的胰蛋白酶。如果实验需要细胞表面蛋白完整,则应降低使用浓度(0.05%胰蛋白酶)。四护法:抗生素细菌宝宝的生存环境这么好,肯定有坏蛋觊觎,这就需要请出四护法——抗生素。常见的生物污染由细菌、真菌和支原体造成,部分由病毒、化学物和细胞交叉污染造成。抗生素可以控制细胞培养中的生物污染。灵活使用抗生素是控制污染的方法,但千万不要偷懒,还是要注意无菌操作哦~~青霉素对大多数革兰氏阳性菌和少数革兰氏阴性菌有效,链霉素对革兰氏阴性菌和少数革兰氏阳性菌有效,联合使用青霉素和链霉素(简称双抗),就能有效控制细胞培养中大多数细菌的污染啦~~默克旗下有相当靠谱的抗生素。Sigma-Aldrich品牌热卖的青链霉素溶液(货号为V900929)不仅性能稳定,超高性价比;而且还是即用型经典配方(10KU青霉素和10mg链霉素/mL),直接以1:100比例添加到培养基中就全搞定!怎么样?这四大护法,是不是各个身手不凡呀!有了他们,细胞宝宝就可以健康无忧啦~~友情提醒,11月起我们会推出四大护法优惠组合套装,敬请留意~也欢迎大家在留言区分享自己培养细胞的心得体会~~
  • 保卫细胞宝宝离不开细胞培养的四大护法
    隔壁的直男师兄今年喜得千金,最近总在实验室诡异地傻笑,问他为何,说是时常想起女儿的可爱模样。 这种感情,没养育过孩子的人恐怕理解不了。但生物汪在实验室养育细胞,也一样寄托感情,生怕细胞被养坏了。一个闪失,就前功尽弃。实验结果不可靠,没有一致性和稳定性,还重复不出来,再浓密的头发也经不住这样的考验。所以,有一个稳定、一致的培养环境,那就很重要了。 培养细胞不可能24小时值守,快快请出四大护法相助! 1. 大护法:二甲基亚砜(DMSO) 成功冻存和复苏细胞是细胞培养研究的常规操作。细胞低温储藏时,防止冰晶形成是维持细胞活力的关键。大护法DMSO作为冷冻保护玻璃化剂,可以让细胞免受冰晶导致的机械损伤。大护法法力无边,能够用于原代、继代培养和重组的异倍体和杂交瘤细胞系、胚胎干细胞 (ESC) 以及造血干细胞的冻存。 下面为大家解密DMSO这个既熟悉又陌生的细胞培养大护法~~l DMSO的摩尔浓度是多少?DMSO的摩尔浓度为14.1 M,依据是密度1.1 g/mL和分子量78.13 g/ml。l DMSO的来源?过去,DMSO是从树皮中分离出来的。现在,它是一种商业合成的溶剂。l 细胞冻存培养基中应使用什么浓度的DMSO?DMSO通常以1-10%的浓度使用,具体取决于细胞系。 l DMSO应该是液体,为什么我收到后却是固体?DMSO的熔点为16-19℃,室温过低就凝固。这并不妨碍使用,可以缓慢加热令其重新液化,不会有任何影响。l 哪种类型的过滤器可用于无菌过滤DMSO?DMSO可以用带0.2 μm PTFE膜的过滤器进行无菌过滤。 每个伺候细胞宝宝的“宝爸宝妈”对棕瓶子白盖子的DMSO应该都不陌生。没错!正是Sigma-Aldrich品牌热卖的这款DMSO(货号:D2650):明星产品,质量过硬,口碑积累,适用性广,久经验证。 2. 二护法:血清 血清里的生长因子能促进细胞的繁殖,附着因子可促进细胞的贴壁,此外矿物质、脂类及激素对细胞也大有裨益。常用的血清有胎牛血清和小牛血清,公认澳洲来源的血清品质更优、更安全。 赶快来了解一下保护细胞宝宝的二护法吧~~l 如何解冻血清?血清应在2-8°C过夜解冻以避免降解,或者在室温条件下,定期轻轻摇动使组分重悬。解冻的血清在加入细胞培养基前应该混合均匀。反复冻存会严重影响血清品质,建议将解冻的血清分装成单次使用量,并冻存于-20°C。如果储存于2-8°C的环境中,应该在2-4周内尽快使用。温度超过37°C时血清会降解,功能遭到破坏。l 如果血清收到时存在部分解冻,还能继续使用吗?血清是干冰包装运输,到达时应该是冷冻状态。运输超期,会部分解冻,但依然可以继续使用。l 培养基中加入血清和所有补充物后可以储存多久?如果正确无菌操作,添加血清的培养基可以在2-8°C最长储存6周。不论储存时间长短,一旦培养基变浑浊,应该使用适当的方法丢弃。l 为什么血清会出现浑浊或絮状物质?原因很多,主要有二:1. 反复的冻融会使血清脂蛋白发生变性造成浑浊,所以,一定要分装哦~~2. 血清加工中遗留的纤维蛋白原在解冻时会转化成纤维蛋白,过量的纤维蛋白就呈现为絮状物。不要着急,可以离心移除;不推荐过滤哦,因为容易堵。l 什么是γ辐照的血清?γ辐照的血清通过暴露于放射性60Co产生的25-40 kGy剂量的γ射线来灭活病毒和其他外来微生物(比如支原体)。γ辐照处理不影响血清的理化性质或细胞培养性能。l 为什么有些血清是热灭活的?如何热灭活?哺乳动物血清中天然存在的补体蛋白参与细胞溶解事件、收缩平滑肌、从肥大细胞和血小板中释放组胺和激活淋巴细胞和髓细胞。热灭活破坏了血清中补体的活性,因此免疫学应用,培养胚胎干细胞、昆虫细胞和平滑肌细胞时推荐使用。热灭活方法是在56°C水浴中处理30分钟,并每隔大约10分钟旋转一次瓶子。为了保持精确,可使用一个类似大小的瓶子作为对照,对照瓶内放入同等体积的水,并放置一个温度计,在温度到达56°C时开始计时30分钟。热灭活过程必须小心控制,避免血清中支持细胞和组织繁殖的关键蛋白组分发生降解。l 胎牛血清的颜色和之前使用的批次不同,会影响血清使用效果吗?血清的颜色取决于血红蛋白浓度,颜色差异不影响血清性能。 说了这么多,从哪里请到这尊神呢?当然首选默克啦~~澳洲来源的牛血清,满足培养细胞的不同需要!货号产品描述F8318-500ML胎牛血清,澳大利亚来源,无菌,适合细胞培养,适合杂交瘤细胞,500mLF8687-500ML胎牛血清,澳大利亚来源,γ辐照,无菌,适合细胞培养,适合杂交瘤细胞,500mLB7446-1000ML小牛血清,澳大利亚来源,无菌,适合细胞培养,适合杂交瘤细胞,1000mLB7447-1000ML小牛血清,澳大利亚来源,γ辐照,无菌,适合细胞培养,适合杂交瘤细胞,1000mL 3. 三护法:胰蛋白酶 在细胞培养中,从组织上解离或从贴壁基质上分离细胞的步骤很关键,一般使用胰蛋白酶。胰蛋白酶作用于赖氨酸或精氨酸的C末端,在37°C时具有最佳的效率,因此使用期前要预热。当然,高浓度的胰蛋白酶长期孵育会去除细胞表面蛋白而损伤细胞,甚至杀死细胞。看来,这个护法的脾气可不好哦~~ 根据应用和细胞类型的不同,胰蛋白酶的组分和浓度也不同。比如,粘附分子在钙离子存在时决定细胞-细胞和细胞-基质的相互作用,为了削弱折衷联系,通常使用含EDTA的胰蛋白酶螯合二价阳离子(Ca, Mg)(点击这里,了解更多:T4049)。 胰蛋白酶的主要来源是猪的胰脏,产品是冻干粉或溶液。为了避免动物或微生物物质,现在也有技术可以在玉米中重组表达牛胰蛋白酶,厉害吧?(点击这里,了解更多:T3449)。 胰蛋白酶的使用浓度也很有讲究。对于强贴壁细胞系,常使用0.25%-2.5%的胰蛋白酶。如果实验需要细胞表面蛋白完整,则应降低使用浓度(0.05%胰蛋白酶)。 4. 四护法:抗生素 细菌宝宝的生存环境这么好,肯定有坏蛋觊觎,这就需要请出四护法——抗生素。 常见的生物污染由细菌、真菌和支原体造成,部分由病毒、化学物和细胞交叉污染造成。抗生素可以控制细胞培养中的生物污染。灵活使用抗生素是控制污染的方法,但千万不要偷懒,还是要注意无菌操作哦~~ 青霉素对大多数革兰氏阳性菌和少数革兰氏阴性菌有效,链霉素对革兰氏阴性菌和少数革兰氏阳性菌有效,联合使用青霉素和链霉素(简称双抗),就能有效控制细胞培养中大多数细菌的污染啦~~ 默克旗下有相当靠谱的抗生素。Sigma-Aldrich品牌热卖的青链霉素溶液(货号为V900929)不仅性能稳定,超高性价比;而且还是即用型经典配方(10KU青霉素和10mg链霉素/mL),直接以1:100比例添加到培养基中就全搞定! 怎么样?这四大护法,是不是各个身手不凡呀!有了他们,细胞宝宝就可以健康无忧啦~~ 友情提醒,11月起我们会推出四大护法优惠组合套装,敬请留意~也欢迎大家在留言区分享自己培养细胞的心得体会~~我们会精选出五个有趣有料的留言,送上默克超可爱的萌娃家族盲盒一个,共有5位幸运儿,快来留言参与吧! 留言截止时间:2020年10月30日12:00
  • 保卫细胞宝宝离不开细胞培养的四大护法
    隔壁的直男师兄今年喜得千金,最近总在实验室诡异地傻笑,问他为何,说是时常想起女儿的可爱模样。 这种感情,没养育过孩子的人恐怕理解不了。但生物汪在实验室养育细胞,也一样寄托感情,生怕细胞被养坏了。一个闪失,就前功尽弃。实验结果不可靠,没有一致性和稳定性,还重复不出来,再浓密的头发也经不住这样的考验。所以,有一个稳定、一致的培养环境,那就很重要了。 培养细胞不可能24小时值守,快快请出四大护法相助! 1. 大护法:二甲基亚砜(DMSO) 成功冻存和复苏细胞是细胞培养研究的常规操作。细胞低温储藏时,防止冰晶形成是维持细胞活力的关键。大护法DMSO作为冷冻保护玻璃化剂,可以让细胞免受冰晶导致的机械损伤。大护法法力无边,能够用于原代、继代培养和重组的异倍体和杂交瘤细胞系、胚胎干细胞 (ESC) 以及造血干细胞的冻存。 下面为大家解密DMSO这个既熟悉又陌生的细胞培养大护法~~l DMSO的摩尔浓度是多少?DMSO的摩尔浓度为14.1 M,依据是密度1.1 g/mL和分子量78.13 g/ml。l DMSO的来源?过去,DMSO是从树皮中分离出来的。现在,它是一种商业合成的溶剂。l 细胞冻存培养基中应使用什么浓度的DMSO?DMSO通常以1-10%的浓度使用,具体取决于细胞系。 l DMSO应该是液体,为什么我收到后却是固体?DMSO的熔点为16-19℃,室温过低就凝固。这并不妨碍使用,可以缓慢加热令其重新液化,不会有任何影响。l 哪种类型的过滤器可用于无菌过滤DMSO?DMSO可以用带0.2 μm PTFE膜的过滤器进行无菌过滤。 每个伺候细胞宝宝的“宝爸宝妈”对棕瓶子白盖子的DMSO应该都不陌生。没错!正是Sigma-Aldrich品牌热卖的这款DMSO(货号:D2650):明星产品,质量过硬,口碑积累,适用性广,久经验证。 2. 二护法:血清 血清里的生长因子能促进细胞的繁殖,附着因子可促进细胞的贴壁,此外矿物质、脂类及激素对细胞也大有裨益。常用的血清有胎牛血清和小牛血清,公认澳洲来源的血清品质更优、更安全。 赶快来了解一下保护细胞宝宝的二护法吧~~l 如何解冻血清?血清应在2-8°C过夜解冻以避免降解,或者在室温条件下,定期轻轻摇动使组分重悬。解冻的血清在加入细胞培养基前应该混合均匀。反复冻存会严重影响血清品质,建议将解冻的血清分装成单次使用量,并冻存于-20°C。如果储存于2-8°C的环境中,应该在2-4周内尽快使用。温度超过37°C时血清会降解,功能遭到破坏。l 如果血清收到时存在部分解冻,还能继续使用吗?血清是干冰包装运输,到达时应该是冷冻状态。运输超期,会部分解冻,但依然可以继续使用。l 培养基中加入血清和所有补充物后可以储存多久?如果正确无菌操作,添加血清的培养基可以在2-8°C最长储存6周。不论储存时间长短,一旦培养基变浑浊,应该使用适当的方法丢弃。l 为什么血清会出现浑浊或絮状物质?原因很多,主要有二:1. 反复的冻融会使血清脂蛋白发生变性造成浑浊,所以,一定要分装哦~~2. 血清加工中遗留的纤维蛋白原在解冻时会转化成纤维蛋白,过量的纤维蛋白就呈现为絮状物。不要着急,可以离心移除;不推荐过滤哦,因为容易堵。l 什么是γ辐照的血清?γ辐照的血清通过暴露于放射性60Co产生的25-40 kGy剂量的γ射线来灭活病毒和其他外来微生物(比如支原体)。γ辐照处理不影响血清的理化性质或细胞培养性能。l 为什么有些血清是热灭活的?如何热灭活?哺乳动物血清中天然存在的补体蛋白参与细胞溶解事件、收缩平滑肌、从肥大细胞和血小板中释放组胺和激活淋巴细胞和髓细胞。热灭活破坏了血清中补体的活性,因此免疫学应用,培养胚胎干细胞、昆虫细胞和平滑肌细胞时推荐使用。热灭活方法是在56°C水浴中处理30分钟,并每隔大约10分钟旋转一次瓶子。为了保持精确,可使用一个类似大小的瓶子作为对照,对照瓶内放入同等体积的水,并放置一个温度计,在温度到达56°C时开始计时30分钟。热灭活过程必须小心控制,避免血清中支持细胞和组织繁殖的关键蛋白组分发生降解。l 胎牛血清的颜色和之前使用的批次不同,会影响血清使用效果吗?血清的颜色取决于血红蛋白浓度,颜色差异不影响血清性能。 说了这么多,从哪里请到这尊神呢?当然可以选择默克啦~~澳洲来源的牛血清,满足培养细胞的不同需要!货号产品描述F8318-500ML胎牛血清,澳大利亚来源,无菌,适合细胞培养,适合杂交瘤细胞,500mLF8687-500ML胎牛血清,澳大利亚来源,γ辐照,无菌,适合细胞培养,适合杂交瘤细胞,500mLB7446-1000ML小牛血清,澳大利亚来源,无菌,适合细胞培养,适合杂交瘤细胞,1000mLB7447-1000ML小牛血清,澳大利亚来源,γ辐照,无菌,适合细胞培养,适合杂交瘤细胞,1000mL 3. 三护法:胰蛋白酶 在细胞培养中,从组织上解离或从贴壁基质上分离细胞的步骤很关键,一般使用胰蛋白酶。胰蛋白酶作用于赖氨酸或精氨酸的C末端,在37°C时具有最佳的效率,因此使用期前要预热。当然,高浓度的胰蛋白酶长期孵育会去除细胞表面蛋白而损伤细胞,甚至杀死细胞。看来,这个护法的脾气可不好哦~~ 根据应用和细胞类型的不同,胰蛋白酶的组分和浓度也不同。比如,粘附分子在钙离子存在时决定细胞-细胞和细胞-基质的相互作用,为了削弱折衷联系,通常使用含EDTA的胰蛋白酶螯合二价阳离子(Ca, Mg)(点击这里,了解更多:T4049)。 胰蛋白酶的主要来源是猪的胰脏,产品是冻干粉或溶液。为了避免动物或微生物物质,现在也有技术可以在玉米中重组表达牛胰蛋白酶,厉害吧?(点击这里,了解更多:T3449)。 胰蛋白酶的使用浓度也很有讲究。对于强贴壁细胞系,常使用0.25%-2.5%的胰蛋白酶。如果实验需要细胞表面蛋白完整,则应降低使用浓度(0.05%胰蛋白酶)。 4. 四护法:抗生素 细菌宝宝的生存环境这么好,肯定有坏蛋觊觎,这就需要请出四护法——抗生素。 常见的生物污染由细菌、真菌和支原体造成,部分由病毒、化学物和细胞交叉污染造成。抗生素可以控制细胞培养中的生物污染。灵活使用抗生素是控制污染的方法,但千万不要偷懒,还是要注意无菌操作哦~~ 青霉素对大多数革兰氏阳性菌和少数革兰氏阴性菌有效,链霉素对革兰氏阴性菌和少数革兰氏阳性菌有效,联合使用青霉素和链霉素(简称双抗),就能有效控制细胞培养中大多数细菌的污染啦~~ 默克旗下有相当靠谱的抗生素。Sigma-Aldrich品牌热卖的青链霉素溶液(货号为V900929)不仅性能稳定,超高性价比;而且还是即用型经典配方(10KU青霉素和10mg链霉素/mL),直接以1:100比例添加到培养基中就全搞定! 怎么样?这四大护法,是不是各个身手不凡呀!有了他们,细胞宝宝就可以健康无忧啦~~ 友情提醒,11月起我们会推出四大护法优惠组合套装,敬请留意~也欢迎大家在留言区分享自己培养细胞的心得体会~~我们会精选出五个有趣有料的留言,送上默克超可爱的萌娃家族盲盒一个,共有5位幸运儿,快来留言参与吧! 留言截止时间:2020年10月30日12:00
  • 【药物一致性评价热潮】10种热门品种!
    参比制剂是指用于仿制药质量和疗效一致性评价的对照药品,通常为被仿制的对象,如原研药品或国际公认的同种药物。参比制剂应为处方工艺合理、质量稳定、疗效确切的药品。 随着药物一致性趋势不断的越演越烈,一些热门的药物也开始被各大医疗企业争相进行检测审核,cato归纳了近期一致性参比制剂备案前10品种的杂质列表 。 第一种:通用名:克拉霉素英文名:Clarithromycin主成分化学名:6-O-甲基红霉素主成分结构式:(CHP2015)主成分分子式:C38H69NO13主成分分子量:747.96主成分cas登记号:81103-11-9 品种简介:克拉霉素是红霉素的衍生物,为半合成抗生素。20世纪80年代初由日本大正公司开发成功,并以商品名Clarith注册。尔后,大正公司首先将其技术转让给美国雅培公司生产 1990年在爱尔兰、意大利上市。1991年在日本获批上市。1991年10月获FDA批准上市,商品名Biaxin,1993年以Klacid在中国香港上市,在欧洲和亚洲的商品名为克拉仙,已在全球50多个国家上市,市场用量稳步增长,并在临床中发挥了重要作用。克拉霉素剂型主要为片剂、颗粒剂或混悬剂,目前生产的剂型还有分散片、缓释片、注射剂和复方制剂。目前为WHO和多个国家的基本药物。第二种:通用名:阿莫西林英文名:amoxicillin主成分化学名:(2S,5R,6R)-3,3-二甲基-6-[(R)-(-)-2-氨基-2-(4-羟基苯基)乙酰氨基]-7-氧代-4-硫杂-1-氮杂双环[3. 2. 0]庚烷-2-甲酸三水合物 主成分分子式:C16H19N3O5S?3H2O主成分分子量:419.46主成分cas登记号:61336-70-7 品种简介:阿莫西林是青霉素类半合成抗生素,原研公司为葛兰素史克公司,最早于1972年上市,商品名为AMOXIL。 第三种:通用名:头孢拉定英文名:Cefradine主成分化学名:先锋瑞丁、头孢拉丁、头孢握定、头孢雷定、己环胺菌素、头孢环己烯、环己烯胺头孢菌素、环烯头孢菌素。主成分分子式:C16H19N3O4S主成分分子量:349.40主成分cas登记号:38821-53-3 品种简介:头孢拉定属于头孢菌素类抗菌药物,且为第一代头孢菌素,对不产青霉素酶和产青霉素酶金葡菌、凝固酶阴性葡萄球菌、A组溶血性链球菌、肺炎链球菌和草绿色链球菌等革兰阳性球菌的部分菌株具良好抗菌作用。厌氧革兰阳性菌对本品多敏感,脆弱拟杆菌对本品呈现耐药。耐甲氧西林葡萄球菌属、肠球菌属对本品耐药。本品对革兰阳性菌与革兰阴性菌的作用与头孢氨苄相似。本品对淋球菌有一定作用,对产酶淋球菌也具活性;对流感嗜血杆菌的活性较差。第四种:通用名:头孢氨苄英文名:Cephalexin主成分化学名:头孢菌素Ⅳ、先锋霉素Ⅳ、头孢力新、苯甘孢霉素、西保力、头孢立新主成分分子式:C16H17N3O4S主成分分子量:347.39主成分cas登记号:15686-71-2 品种简介:头孢氨苄,抗生素\β-内酰胺类\头孢菌素类。它能抑制细胞壁的合成,使细胞内容物膨胀至破裂溶解,杀死细菌。 第五种:通用名:氨氯地平英文名:Amlodipine主成分化学名:3-乙基-5-甲基-2-(2-氨乙氧甲基)-4-(2-氯苯基)-1,4-二氢-6-甲基-3,5-吡啶二羧酸酯苯磺酸盐主成分分子式:C20H25N2O5ClC6H6O3S主成分分子量:567.1主成分cas登记号:111470-99-6 品种简介:氨氯地平,钙离子拮抗药,可用于治疗各种类型高血压(单独或与其他药物合并使用)和心绞痛,尤其自发性心绞痛(单独或与其他药物合并使用)。氨氯地平的作用是通过松弛在动脉壁的平滑肌,降低总外周阻力从而降低血压;在心绞痛时,氨氯地平增加血液流向心肌。本品对肾脏有一定的保护作用。其制剂有苯磺酸氨氯地平片、甲磺酸氨氯地平片、马来酸左旋氨氯地平片等。 第六种:通用名:二甲双胍英文名:METFORMIN HYDROCHLORIDE TABLETS主成分分子式:C4H11N5?HCL主成分分子量:165.63主成分CAS号:1115-70-4 品种简介:二甲双胍为目前应用最广泛的糖尿病一线用药。该化合物最早于1922年开发,后期由Jean Sterne医师重新开发并于1957年在法国上市用于治疗2型糖尿病,1958年在英国上市,1972年在加拿大上市,并最终于1994年获得FDA批准,1995年上市。申请机构为施贵宝。二甲双胍口服制剂有速释片、缓释片、口服溶液,其中速释片有250mg、500mg、850mg、1g。缓释片规格为500mg、750mg、1g。我国国产上市的二甲双胍片以250mg为主。原研本地化的产品有中美上海施贵宝公司的格华止片,规格有500mg、850mg。国内有山德士(中国)制药有限公司的二甲双胍片上市,规格为250mg。进口二甲双胍片有 Alphapharm Pty Limited的迪化唐锭片上市,规格为250mg。 第七种:通用名:布洛芬英文名:Ibuprofen主成分化学名:2-(-4-异丁基苯基)丙酸;异丁苯丙酸,异丁洛芬,芬必得,α-甲基-4-(2-甲基丙基)苯乙酸主成分分子式:C13H18O2主成分cas登记号:15687-27-1 品种简介:布洛芬是世界卫生组织、美国FDA唯一共同推荐的儿童退烧药,是公认的儿童首选抗炎药。布洛芬具有抗炎、镇痛、解热作用。治疗风湿和类风湿关节炎的疗效稍逊于乙酰水杨酸和保泰松。适用于治疗风湿性关节炎、类风湿性关节炎、骨关节炎、强直性脊椎炎和神经炎等。 第八种:通用名:奥美拉唑英文名:Omeprazole主成分化学名:5-甲氧基-2-[[(4-甲氧基-3,5-二甲基-2-吡啶基)甲基]亚磺酰基]-1H-苯并咪唑主成分分子式:C17H19N3O3S主成分cas登记号:73590-58-6主成分分子量:345品种简介:奥美拉唑,主要用于十二指肠溃疡和卓-艾综合征,也可用于胃溃疡和反流性食管炎;静脉注射可用于消化性溃疡急性出血的治疗。与阿莫西林和克林霉素或与甲硝唑与克拉霉素合用,以杀灭幽门螺杆菌。 第九种:通用名:雷尼替丁英文名:Ranitidine主成分化学名:1,1-Ethenediamine, N-[2-[[[5-[(Dimethylamino)methyl]-2-furanyl]methyl]thio]ethyl]-N' -methyl-2-nitro-主成分分子式:C13H22N4O3S主成分cas登记号:66357-35-5主成分分子量:314.40品种简介:雷尼替丁与西咪替丁一样是目前应用最广泛的治疗溃疡病的药品。由英国葛兰素(glaxo)公司开发。1976年由英国普赖斯(price)等合成,1979年布拉德肖(bradshaw)阐明其药理,1980年贝斯塔(berstad)报告用于十二指肠溃疡有效,1981年上市,在世界近百个国家应用。我国于1985年由上海第六制药厂生产。 第十种:通用名:辛伐他汀英文名:Simvastatin主成分化学名:舒降脂 辛伐他丁(1S,2S,6S,8S,8aR)-1,2,6,7,8,8a-六氢-3,7-二甲基-8-[2-[(2R,4R)-四氢-4-羟基-6-氧代-2H-吡喃-2-基]乙基]-1-萘酚 2,2-二甲基丁酸酯 辛伐他汀 塞瓦停 斯伐他汀 西伐斯汀 辛伐司他汀主成分分子式:C25H38O5主成分cas登记号:79902-63-9主成分分子量:418.57品种简介:辛伐他汀是他汀类的降血脂药物,用于控制血液中胆固醇的含量以及预防心血管疾病。辛伐他汀是土曲霉发酵产物的合成衍生物。CATO全力支持药物一致性的政策,并提供以上优质的10个品种杂质!Amlodipine氨氯地平Amoxicillin阿莫西林Cefradine头孢拉定Cephalexin头孢氨苄Clarithromycin克拉霉素Ibuprofen布洛芬Metformin二甲双胍Omeprazole奥美拉唑Ranitidine雷尼替丁Simvastatin辛伐他汀
  • 新型污染物的治理令人头大?Detelogy为你出谋划策!
    新型污染物从改善生态环境质量和环境风险管理的角度看,新污染物是指的那些具有生物毒性、环境持久性、生物累积性等特征的有毒有害化学物质。这些有毒有害化学物质进入环境后,对生态环境或者人体健康存在较大风险。现状部分新污染物具有较强的环境/生物持久性、明显的生物富集性、可以进行长距离全球迁移等特性,能够对人体健康和生态环境构成危害。目前生态环境部已将新污染物治理纳入生态环境保护相关考核,而近日全国各省、市陆续开始落实新型污染物的治理方案。目前的新型污染物主要有持久性有机污染物、内分泌干扰物、抗生素、微塑料等。抗生素类污染物抗生素不但被广泛用于人和动物的防病治病,还被添加于动物饲料中作为饲料添加剂以提高饲料利用率和促进动物生长。近年来,随着禽畜养殖业规模的不断扩大,抗生素使用量大增,抗生素滥用的问题越来越突出。进入动物体内的抗生素不能被完全吸收,部分会随着动物的排泄物排出体外,进入环境中,对生态环境和人体健康构成严重威胁。危害抗生素用于人和动物治疗后,通过排泄进入到环境中,再通过污泥农用化、有机肥施用以及灌溉水的形式进入农田土壤系统,造成土壤中抗生素污染,导致蔬菜吸收积累抗生素,进而通过食物链形成恶性循环链,造成环境污染,影响人类建康。青霉素钠青霉素作为广泛使用的抗生素,能破坏细菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀菌作用,而青霉素钠(钾)作为青霉素的一种,对革兰阳性菌及某些革兰阴性菌有较强的抗菌作用。主要用于敏感菌引起的各种急性感染,如肺炎、支气管炎、脑膜炎等,抗生素的滥用导致的生物耐药性会使人们免疫力下降,重新面临感染性疾病的威胁。针对刻不容缓的新型污染物的治理。Detelogy马不停蹄,提供可行方案!实验室仪器分析仪器:高效液相色谱仪带PDA检测器前处理仪器:iQSE-06智能快速溶剂萃取仪、电子天平、iSPE-864全自动智能固相萃取仪、FV32Plus全自动高通量智能平行浓缩仪、超纯水系统、MultiVortex多样品涡旋混合器实验流程提取:称取样品放入10ml萃取池中,置于iQSE-06智能快速溶剂萃取仪中按以下条件进行快速溶剂萃取 :萃取完成后,收集提取液 ,将HLB 型净化小柱固定于iSPE-864全自动智能固相萃取仪,按以下条件进行净化:收集洗脱液于FV32Plus全自动高通量智能平行浓缩仪 40℃浓缩,用超纯水定容至2.0 mL,MultiVortex多样品涡旋混合器涡旋 10 min,过滤膜后进行 HPLC 检测。Detelogy推荐产品参考方法:马珊珊,刘燕,余冉,等.加速溶剂萃取( ASE) -固相萃取( SPE) -高效液相色谱法( HPLC) 测定土壤中青霉素钠[J].环境化学,2014,33 ( 11) : 1978-1985
  • 新品试用 |“快速、高效”Welchrom 多功能净化柱发布!
    新品上市真菌毒素是产毒真菌在适宜的环境条件下产生的次级代谢产物。近年来,大米、小麦与玉米是中国消费量zui大的三种谷物食物,而这些谷物食品在加工或储存过程中极易被真菌毒素污染,对人类和动物都有着极大的危害,所以真菌污染问题愈来愈受到广泛关注。试用申请扫描二维码 申请试用参考标准月旭科技根据《GB 5009.22-2016 食品安全国家标准》开发出了Welchrom 226、228多功能净化柱,并利用高效液相-质谱做了全面的验证,在标准条件下,均能满足检测要求。产品简介Welchrom 226、Welchrom228多功能净化柱是月旭科技推出的前处理专用柱系列之一。● Welchrom 226多功能净化柱适用于植物油、大豆、瓜子、豆豉、酱油等食品中黄曲霉毒素B族和G族的测定以及植物油、大米、酱油、醋、大豆、老干妈等食品中玉米赤霉烯酮含量的测定;● Welchrom 228多功能净化柱适用于植物油、大豆、豆豉、酱油、瓜子等食品中黄曲霉毒素B族和G族的测定以及山楂汁、山楂片、苹果等食品中展青霉素含量的测定。产品优势● 快速净化,30秒内完成真菌毒素净化;● 一步完成,操作简单便捷;● 保证净化效果,大多基质回收率≥90%,重复性RSD≤5%。原理多功能净化柱作用原理主要为物理吸附。通常以极性、非极性及离子交换剂等作为吸附剂,在提取液与填料接触时选择性地吸附其中的蛋白、脂类等杂质,而待测毒素则不被保留。多功能净化柱操作相较于传统SPE法更加快速,无需活化、淋洗及洗脱等过程,样品通量大,zui后,直接将洗脱液注入HPLC或LC-MS进行测定。净化程序1. 准备样品,经称量、提取、涡旋、离心等步骤后收集好上清液,待净化;2. 向试管中加入收集好的提取液;3. 将净化柱带橡胶头的一端插入试管向下压至试管底端;4. 液体通过填料达到顶部,完成净化。(净化流程示意图)谱图Welchrom 226多功能净化柱玉米赤霉烯酮的检测(植物油)植物油样品加标4μg/kg图谱Welchrom 226多功能净化柱黄曲霉毒素B族、G族检测(植物油)植物油样品加标0.8μg/kg图谱Welchrom 228多功能净化柱黄曲霉毒素B族、G族检测(植物油)植物油样品加标0.8μg/kg 图谱Welchrom 228多功能净化柱展青霉素检测(山楂汁)山楂汁样品加标5μg/kg图谱结果展示Welchrom 多功能净化柱的回收率汇总表产品信息
  • 专注“超级细菌”检测 澳大利亚一诊断试剂盒获CE认证
    pimg src="http://img1.17img.cn/17img/images/201804/noimg/3e88cbee-42d2-4fc9-805c-03107af4c920.jpg" title="001.jpg" width="600" height="308" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 600px height: 308px "//pp  2018年4月20日,澳大利亚诊断试剂制造商Genetic Signatures宣布,它已经获得基于PCR技术试剂盒的CE认证,用于检测扩展谱型β-内酰胺酶(ESBL)和产生碳青霉烯酶的生物体(CPOs)。/pp  该公司的EasyScreen ESBL和CPO试剂盒可在不到三小时的时间内以最短的时间检测通常称为“超级细菌”的抗生素抗性病原体菌株。它总共可以检测到16种β-内酰胺和碳青霉烯抗性病原体靶标。/pp  该实验依赖于该公司的3base技术,这是一种使用亚硫酸氢盐转化来降低核酸样品复杂性的方法,从而可以提高特异性和灵敏度。/pp  该公司表示,将通过直销和分销商主导的混合销售形式在欧洲推出该套试剂,现在正在欧洲招聘直销团队。/pp  这是继去年获得欧洲批准后获得CE标志的第二个Genetic Signatures产品组合,它可以进行肠道病原体检测分析,包括肠道病毒、细菌、原生动物和span style="background-color: rgb(255, 255, 255) color: rgb(51, 51, 51) font-family: arial "艰难梭状芽胞杆菌/spanspan style="color: rgb(51, 51, 51) "。/span/pp  “这次注册通过是团队的重要工作,最终反映了我们的3base技术在病原体检测和治疗过程中发挥重大作用的巨大潜力,”Genetic Signatures首席执行官John Melki在一份声明中表示,并补充说,“我们会进一步增强公司产品在欧洲的推广和销售。”/ppstrong span style="color: rgb(0, 112, 192) "公司简介/span/strong/pp  澳大利亚Human Genetic Signatures是一家总部位于澳大利亚悉尼的生命科学公司。该公司自2001年以来一直从事微生物检测和人类甲基化标志物工作。该公司已经寻求了专利保护并推出了针对这些领域多个不同应用的方法,它还致力于成套分销和技术授权。/p
  • “微莲花,微祝福” | 无掩膜激光直写光刻仪3D灰度曝光应用
    近年来,实现微纳尺度下的3D灰度结构在包括微机电(MEMS)、微纳光学及微流控研究领域内备受关注,良好的线性侧壁灰度结构可以很大程度上提高维纳器件的静电力学特性,信号通讯性能及微流通道的混合效率等。相比一些获取灰度结构的传统手段,如超快激光刻蚀工艺、电化学腐蚀或反应离子刻蚀等,灰度直写图形曝光结合干法刻蚀可以更加方便地制作任意图形的3D微纳结构。该方法中,利用微镜矩阵(DMD)开合控制的激光灰度直写曝光表现出更大的操作便捷性、易于设计等特点,不需要特定的灰度色调掩膜版,结合软件的图形化设计可以直观地获得灰度结构[1]。由英国皇家科学院院士,剑桥大学Russell Cowburn教授主导设计研制的小型无掩膜激光直写光刻仪(MicroWriter, Durham Magneto Optics),是一种利用图形化DMD微镜矩阵控制的直写曝光光刻设备。该设备可以在无需曝光掩膜版的条件下,根据用户研究需要,直接在光刻胶样品表面上照射得到含有3D灰度信息的曝光图案,为微流控、MEMS、半导体、自旋电子学等研究领域提供方便高效的微加工方案。此外,它还具备结构紧凑(70cm × 70cm X×70cm)、高直写速度,高分辨率(XY ~ 0.6 um)的特点。采用集成化设计,全自动控制,可靠性高,操作简便。目前在国内拥有包括清华大学、北京大学、中国科技大学、南京大学等100余家应用单位,受到广泛的认可和好评。结合MicroWriter的直写曝光原理,通过软件后台控制DMD微镜矩阵的开合时间,或结合样品表面的曝光深度,进而可以实现0 - 255阶像素3D灰度直写。为上述相关研究领域内的3D线性灰度结构应用提供了便捷有效的实验方案。图1 利用MicroWriter在光刻胶样品表面上实现的3D灰度直写曝光结果,其中左上、左下为灰度设计原图,右上、右下为对应灰度曝光结果,右上莲花图案实际曝光面积为380 × 380 um,右下山水画图案实际曝光面积为500 × 500 um 图2 利用MicroWriter实现的3D灰度微透镜矩阵曝光结果,其中SEM形貌可见其优异的平滑侧壁结构 厦门大学萨本栋微纳米研究院的吕苗研究组利用MicroWriter的灰度直写技术在硅基表面实现一系列高质量的3D灰度图形转移[2],研究人员通过调整激光直写聚焦深度以及优化离子刻蚀工艺,获得具有良好侧壁平滑特征的任意3D灰度结构,其侧壁的表面粗糙度低于3 nm,相较此前报道的其他方式所获得的3D灰度结构,表面平滑性表现出显著的优势。MicroWriter的灰度曝光应用为包括MEMS,微纳光学及微流控等领域的研究提供了优质且便捷的解决方案。图3 利用MicroWriter激光直写在硅基表面实现图形转移过程示意图图4 利用MicroWriter激光直写曝光在硅基表面转移所得的3D灰度结构的实际测量结果与理论设计比较,其中图a中红色散点表示实际图形结构的纵向高度,黑色曲线为图案设计结果;图b中左为设计图形的理论各点高度,右为实际转移结果的SEM形貌结果,其中标准各对应点的实际高度。综上可以看出其表现出优异的一致性图5 利用AFM对抛物面硅基转移结构的测量与分析,可以看到起侧壁的表面平滑度可以小至3 nm以下,表现出优异的侧壁平滑性 利用MicroWriter激光直写曝光技术,不仅可以直接制备任意形状的硅基微纳灰度结构,而且可以将制备的3D结构作为模具、电镀模板或牺牲层来应用在其他材料上,如聚合物、金属或玻璃等。这种直观化的激光直写技术在诸多维纳器件研究领域中表现出显著的应用优势和开发前景。 参考文献:[1] Hybrid 2D-3D optical devices for integrated optics by direct laser writing. Light Sci. Appl. 3, e175 (2014)[2] Fabrication of three-dimensional silicon structure with smooth curved surfaces. J. Micro/Nanolith. MEMS MOEMS 15(3), 034503 相关参考:英国皇家科学院院士、剑桥大学教授Russell Cowburn介绍:https://www.phy.cam.ac.uk/directory/cowburnr
  • 印度出台“PLI计划”,中国API如何应对?
    印度政府在三月批准了Production Linked Incentive(PLI)计划,以减少印度对中国生产重要抗生素、抗HIV药物、维生素和心脏药物的原料药的依赖。该计划在未来八年内将产生价值694亿卢比的财务影响。什么是PLI计划由于冠状病毒爆发中断了供应链,引发了对印度药品短缺的担忧,从而触发了政府的该项举动。 印度制药商从东部邻国(此处指中国)进口约总需求70%原料。 为了应对短期和长期挑战,中央政府于2月成立了一个高级别委员会,以监控原料的供应情况。据ThePrint早前报道,该委员会由联合药物管制员埃斯瓦拉雷迪(Eswara Reddy)博士领导,提出了一系列鼓励原料药生产商提高本地产量的激励措施。 根据ThePrint获得的指南草案,选择标准包括可以确保“更高的生产能力”并使用污染较小的最新技术(例如“绿色化学,流动化学”)进行生产的制造商。该文件还提到公司的“生产成本应该低”,并且应该具有“制造类似产品的先前经验”。 印度当局已经与600多家API和其他关键原料的制造商取得了联系,该计划正在讨论和制定对制造商的最低要求、资格标准和激励措施,最终将选定136个制造商来进行激励。 激励措施根据最终指导方针,该计划对制药企业的激励措施分为四个部分。 第一部分涉及“四种基于发酵的关键起始原料(key starting materials, KSM) 产品”的生产,这些产品用于制造最畅销的抗生素,包括青霉素和克拉维酸。将选出八家企业,总激励额为360亿卢比,对每家企业奖励20%。 第二部分涉及“ 10种基于发酵的利基(补缺)KSM和API产品”,包括新霉素,庆大霉素,维生素B1,四环素,强力霉素和倍他米松。在这里,将选择20家企业,以获得价值100亿卢比的奖励,每家企业的奖励总额为20%。 第三部分中,“ 4种基于化学合成的KSM或API产品”吸引了960千万卢比的奖励,每种奖励将分别给予10%的奖励。 第四部分将吸引138亿卢比的奖励用于“ 23种基于化学合成的KSM和API产品”,包括心血管用药缬沙坦,阿托伐他汀,氧氟沙星抗生素,抗HIV药物利托那韦和洛匹那韦,维生素B6和阿司匹林。每位商家将获得10%的奖励。 政府还将根据该计划宣布每家制造商的强制性最低产能。例如,青霉素的最小生产能力为5,000吨,而克拉维酸的最小生产能力为15万公斤。从发布通知之日到发出邀请的申请,至少需要155天(五个月)才能获得批准,根据该计划进行注册并开始生产。 很显然,印度的PLI计划将对中国API制造企业产生影响,低质低价的时代将成为过去。 运用新技术,开发更好的工艺,提升产品质量,降低API的制造成本是每一位API制造商的迫切需求。 正如ThePrint在指南草案中提出的一样,API制造商需要选择确保“更高的生产能力”并使用污染较小的最新技术(例如“绿色化学,流动化学”)进行生产。 微通道反应器技术被认为是一项21世纪颠覆性化学合成技术,在多个领域已经实现了化学品的连续合成生产。 与传统的间歇反应釜合成工艺技术相比,微反应技术既能节省空间、人力、时间和成本,又能提升收率、纯度、产能。微反应技术反应器持液量极低,过程连续可控,自动化程度高,被公认为一项本质安全的化学品生产技术,具有显著的经济效应和社会效益,是未来实现智能制造的重要平台技术之一。
  • 科技部副部长刘燕华:创新方法比创新更重要
    ◆内涵◆  中国没有科学的原因在于没有科学的方法  想干事情,得有能力和技巧,得有真本事  我们回顾科学发展史,可以发现,每次重大的跨越,都与创新方法的进步密切相关。科学家,如笛卡尔、达尔文、爱迪生、爱因斯坦等,他们不仅在科学事业中有许多重大发现,而且都是方法学的大师。  许多科学家对创新方法都有非常精辟的论述。巴甫洛夫说,科学是随着研究方法所获得的成就而前进的。中国老一辈的教育家蔡元培在评价当时中国的科技状况时说,“中国没有科学的原因在于没有科学的方法”。  华罗庚不仅是位很有名的科学家,而且为了推动优选法,他不遗余力地深入厂矿,深入农村,解决了许多实际问题。创新方法是集中了很多经验之后总结出的规律。  我们都知道,中国的《孙子兵法》总结集成了打仗的谋略、技巧和套路,是集军事方法之大成的杰出成果。它所总结出的三十六计在中国传承了几千年,而且已经传播到了西方,成为西方军事科学教学的经典著作。《孙子兵法》的思想,不仅被使用在军事上,而且现在已经扩延到了政治、外交、经济等方面。既然战争有它的方法,有它的技巧和规律,那么,搞创新是不是也有方法呢?回答是肯定的。创新肯定也有创新诀窍,也有它自己的特殊性。  举一个例子来说,如果有一批很勇敢的队伍,但是没有自己的战略战术,或者没有自己的武器,拿着非常落后的武器上战场去和敌人打仗,能不能打胜呢?答案是打胜的可能性很小。  这个例子说明,我们想干事情,得有干事的能力和技巧,得有自己的真本事。但是真本事怎么来?这需要我们认真地研究和分析。中国古代有一句话叫“工欲善其事,必先利其器”,更通俗的一句话叫做“磨刀不误砍柴工”。其实,创新方法的工作,就是一种“利器”的工作,就是一种“磨刀”的工作,是锻炼基本功的工作。创新方法的内涵包括三个基本问题,一个是创新思维,另一个是创新方法,第三个是创新工具。这三个方面构成了创新方法的基本内涵。  ◆意义◆  方法的突破往往是产生飞跃的必要条件很少有人知道陈景润为什么取得了成功  先从创新思维开始谈起。创新思维的基本意义是:意料之外,情理之中。创新思维突破了传统束缚,符合客观规律,但是别人又没有想到。  以交通工具的发展变化为例,对于马车我们有很多很多的东西可以研究,比如研究马的育种、饲养、驯服等等 又如研究轱辘、研究车体结构等等。但是它仅仅局限在牵引式思维的思路下,成果再好也不能超出马跑的速度。假如跳出传统的牵引式思维方式,转入驱动式的思维方式,通过不断创新就有了蒸汽机、火车、飞机、轮船、宇宙飞船等的发明。  上面这个例子旨在说明,传统研究有许多思路是需要突破的,思维方式不转变,可能会大大影响我们的研究进程。老子在《道德经》里有一句话,叫做“道法自然”,解释为规律源于对事物本质的认识。创新的本质,就是指创新的出发点,在很大程度上解决的是创意问题,是解决的方向和着力点的选择,即创新思路。假如创新思维没有实质突破,即使做了很多事情,实际上还是沿着一个旧的途径走老路。尽管也会有这样那样的进步,但这些进步不会使我们的产业、科技、技术实现根本飞跃。  创新思维的方式有许多,应该针对不同的问题,选择不同的思维技巧,归结起来有:点式思维、线式思维、矩阵式思维、立体思维、多维思维和系统思维等。点式思维更多的是通过一些火花、跳跃,或者偶然的发现,形成灵感,这种思维方式较适合艺术家 线式思维专注于从初始到结果,这种思维方式很适合工程性的研究,考虑工程过程中的各个环节,通过环环相扣,达到一种贯穿、流通 矩阵式思维着眼于两个坐标,两个坐标形成交会点,在交会点上寻找答案,找到途径 立体思维,那就更复杂了。思维方式的系统集成,特别适合用于大的科学工程的组织和设计。  另外还有很多的思维方式,比如发散式、收敛式思维,顺向、逆向思维,形象思维、逻辑思维等等。思维方式不同,解决问题的途径也不尽相同。  科学方法的创新是取得科技重大进步的必由之路。尤其是近代以来,科学方法的创新与科技进步之间的关系更加密切,这在科学历史上有很多实例。比如,1928年英国科学家弗莱明发现了青霉素。但是青霉素怎么用,他也不清楚,这项工作搁置了10年。一直到1938年,德国和英国的两个科学家合作进行研究,创造了分配色层的分析法,解决了青霉素的提纯问题,才使青霉素得以应用,也标志着人类真正进入了抗生素时代。  再有,19世纪中叶科学家就已经发现了阴极射线,但这项工作研究了40年也没有真正突破。直至1897年,一位科学家叫汤姆逊,他通过“阴极射线管的真空度”的方法,最后发现了电子,从阴极射线的理论体系进入了电子体系,使人类进入了电子时代。  陈景润这位大数学家,将哥德巴赫猜想向前推进了一步。一般情况下我们只知道他的科学成就,但很少有人知道他为什么取得了成功。实际上,正是因为陈景润改进了大筛法的计算方法并创造了转换原理,才使哥德巴赫猜想真正地向前迈进了一步。他成功的秘诀就在于他在方法上的创新。  再举一个例子:袁隆平是杂交水稻之父,得到了全国最高的科技奖。但是,袁隆平是怎么取得成功的?我们见到的宣传报道还很少。实际上,袁隆平之所以成功,是他解决了杂交水稻的三系法和两系法的杂交方法,他在方法上的改进,开辟了C4作物杂交的一个先河。所以,袁隆平的贡献远远不局限于水稻本身。  举上面这些例子,仅想说明一个问题:科技创新过程中方法的突破往往是产生飞跃的必要条件。  ◆工具◆  创新可以分为5个层面创新工具是必要保障,就像打仗需要武器  最后,谈一下创新工具。创新工具是创新的必要保障,就像打仗时使用的武器。科学工具的创新是开展科学研究和实现发明创造的必要手段。比如,1925年科学家哈勃创立了星系的分类法,但是一直没有实际观测和验证。到了1970年左右,射电望远镜的研制成功,才实现了人类对宇宙的观测,并验证了哈勃的星系分类。为纪念哈勃,人们称射电望远镜为哈勃望远镜。  再如,电子显射镜的发明彻底解决了微观研究领域的放大问题,使人类逐渐认识了细胞、DNA等微观生命现象,并揭开了生命科学革命的字幕。再如,遥感卫星带动的一系列进步数不胜数:遥感卫星解决了大地测量问题,从传统的大地测量转变到现在的GPS导航定位,从静态转向了实时的地球观测,已广泛应用到了军事、交通、通讯、气象、勘探等许多领域中,使整个社会发生了巨大的进步,使人类的生活、生产方式产生了巨大的变化。  人类在科技发展创新的过程中,大致经历了几个阶段:第一个阶段是经验法,即根据人的经验,对自然现象加以认识。第二个阶段是错试法,如爱迪生在发明灯泡的过程中,曾试用了上千种材料,经历过无数次失败。第三个阶段是头脑风暴法,它是通过学科交叉,解决创新问题。随着全球化进程的加剧、科技的进步,要解决的问题越来越复杂,新的创新时代正在逐渐到来。它的基本标志就是从试验性的科学向工程性的科学转变 而工程性的科学是多学科的交叉,是多学科方法的集成。  创新可以分为5个层面。  第一个层面是思维的跨越。如从牵引式的交通工具到驱动式的交通工具,从口传到电信,从手算到计算机。在思维层面上的跨越,往往带动了一场真正的科技革命。  第二个层面是创新方法的改变。比如从有线到无线,从生物学的自我繁殖到组织培养,从热能、机械能到电能的转换等。创新方式的改变往往带动系列性的变革。  第三个层面是关键技术创新。如在通讯中,从模拟到数字再到网络,又如在成像技术中,从感光到数码,都是因为关键技术实现了突破。每一个关键技术发生变化,都预示着新一代的产品兴起,同时也预示着旧一代产品的淘汰。  第四个层面是工艺改革。它较适合于生产规模化,如生物发酵生产流程的改变、加工流水线改造等,主要为了提高效率、扩大规模。这种创新工作,对于一个企业,或对于产业和发展,是非常重要的。  第五个层面是发明与革新。如解决产品的减噪问题、降压问题、减损问题、润滑问题等。如一个冰箱,我们把噪声问题解决了,这个冰箱的产品质量就提高了。  ◆现状◆  灌输式的教育模式需要改变问题在于忽视研究方法的规范性  中国是一个文明古国,有很多伟大的发明,曾经为世界科学技术的发展起到了重要的推动作用。但是,如果我们用创新方法的思想进行反思,就会发现一些问题。比如说,中国很早就发现了勾三股四弦五,但是中国人没有总结出来a2+b2=c2这样一个定理 中国很早就发明了火药,但是中国没有制造出现代武器,八国联军拿着我们的发明创造敲开了中国大门 中国很早就发明了指南针,但是中国没有成为海洋大国 中国很早就发现了圆周率,精确度非常高,但是我们没有解决圆的面积、圆锥圆柱的计算问题 中国很早就开始使用中医药,但是到现在为止,我们对中医药的许多规律还是“知其然不知其所以然”。  我们在过去的经验成绩上停留的时间太长了,中国也错过了工业革命的机会。认真反思这些问题,我们必须加倍努力,快马加鞭地迎头赶上,必须在创新方面加快前进步伐。  创新方法的工作,应该是全方位的,而不仅仅是解决一个技术上的技术问题。它既包括技术本身,也包括创新的思维方式,也包括创新体系建设,要把创新方法的各种手段、技巧移植到科技创新的全过程之中。创新方法工作,应该是创新战略布局中的一个关键的环节。有了方法,就能够占住位,占住势,占住优,占住先。  通过研究分析,我认为我们在以下几个方面存在不足:  问题之一,创新思维培育不够,灌输式的教育模式需要改变。我们从小在幼儿园就开始学背着手挺直腰,瞪着眼睛看老师讲,老师讲完回家背,考试时把教师讲的答出来就成了好学生。我相信许多孩子的创新冲动和创新能力在教育过程中被磨掉了。教育模式往往对这些文化、文明、民族精神产生重大影响。在此,我想举个在美国硅谷调研的例子。  硅谷是推动信息产业革命的摇篮,在硅谷里有很多人才。在调研中,我们发现,为硅谷做出贡献的大致有三类人才。一类人才主要是中国人,他们大都是中国高等学府的高才生,到了美国之后,成为软件工程师,程序写得感觉好,而且很勤奋,日以继夜地干,收入也可以。第二类人以印度人为主,他们学过计算机,有语言优势和商业头脑,职业是搞软件承包。第三类人以美国人为主,他们有计算机基础,有本土优势,有经营意识,他们的主要工作是经营计算机企业。我们再从收入分配上了解这三类人时,惊奇地发现,中国人要是挣一的话,印度人就挣十,美国人就挣一百。对此结果我们不得不反思,我们怎么培养那么多的软件工程师,培养那么多的高级蓝领,而没有培养出经营者,没有培养出企业家来呢?  问题之二,我们科学方法的研究与应用不够。  目前,我国科技界关于科学方法的意识薄弱。科研活动中,大家往往忽视研究方法的规范性和创新性,许多领域没有形成方法体系。跟踪、模仿的局面还未真正摆脱。而且企业技术创新能力不足,缺乏科学创新方法。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中明确指出,企业是创新的主体。然而,2006年底的统计显示,中国有80%左右的规模以上企业,没有自己的研发队伍,基本上没有自主的核心技术,有很多产品生产过程中受制于人。  问题之三,是具有自主知识产权的科学仪器设备匮乏。  我国自主研发投入少,核心技术匮乏。“十五”期间,国家主体科技计划用于“科学仪器设备研制与开发”项目的经费只有0.85亿元,仅占三大科技计划经费的千分之二和科学仪器购置经费的百分之一。而且,我国的科学仪器水平与发达国家存在明显差距,且主要依靠进口,科学研究“空芯化”现象严重。科技资源调查显示,中国99%以上的大型科学仪器设备要靠进口,80%以上的中型科学仪器设备要靠进口。在生物领域,50%以上的生物试剂要靠进口。2006年,中国的研发总经费是3000亿元,其中有400亿元是用于购买国外的科学仪器设备。  问题之四,是创新政策环境还不完善。  主要包括三点:一是创新投入不足,二是人才激励措施不完善,三是评价方法待改善。虽然近年来我国科学研究与发展经费投入不断增加,但与发达国家以及同等发展水平的发展中国家相比,我国科技投入水平还不高。  目前我国的科技成果评价方式和人才激励机制也不利于创新方法的发展。科研院所对科研人员研究能力的评价标准不全面,忽视一些基础性或方法上的重要问题。因此,需要在基地建设、人才团队搭建和创新品牌打造上下工夫,从单一性、计划性和行政式的管理中摆脱出来。  ◆总体思路◆  推动创新的总体目标确定为三个“三”  进行大师思想挖掘,就是在抢救国宝  创新方法工作是一项浩瀚的科学工程,也是一项宏大的国民素质工程,是从源头上推动自主创新国家战略实施的基础性工作。它不仅是国家科技创新的重要组成部分,也是落实国家中长期科技规划纲要的重大措施。  从2007年起,创新方法工作已经在全国范围内启动,科技部、教育部、发展改革委员会、财政部、中国科协五家联合,成立一个联合的推动机制。财政部还对创新方法工作设立了专门的经费支持渠道。另外,还成立了全国性的创新方法研究会。准备通过政府的引导,社会的参与使创新方法技巧转化成企业创新的实力、转化成国家发展的竞争力。  这项工作总体目标确定为三个“三”。第一是在三个层面上,即科学思维、科学方法、科学工具各方面全面推动。第二是面向三个对象,即科研机构、企业、教育系统。第三是突出三种创新,既要解决技术创新,也要解决管理创新,进而解决体制创新问题。基本做法是“培训先行,试点先行”,通过不断地积累经验,把创新方法工作全面向前推动。  目前,已启动的工作包括如下几个方面:  一是加强科学思维和创新的教育。一些大学已把创新方法纳入大学学习的必修课,部分中学也开始结合创新活动、小发明活动开展培训。值得一提的是,中国科协在企业组织的创新方法培训覆盖面广、影响力大,受到了企业的欢迎,并通过培训很快向形成生产力转化。  二是大力推动创新方法的研究与应用。主要做法有:把创新方法的系统归纳总结纳入学科体系建设,通过总结提高,使我们的科研活动更多地起步于巨人的肩膀上。目前,地球科学方法、生物科学方法、中医科学方法、农业科学方法的工作正在进行之中,其他领域的方法研究正在梳理和准备。另外一项工作是科学问题和技术问题的整理。大文学家伏尔泰曾经说过一句话:看一个人不要看他的答案,要看他提出的问题。我们搞创新,明确了要研究的科学问题和技术问题,才能更加有的放矢。还有一项工作,是要做创新方法大师的思想挖掘。中国有很多卓有成就的科学家。他们有些年龄较大,没有时间或条件把他们好的思想、经验及智慧的结晶加以总结。我们进行大师思想挖掘,就是在抢救国宝。  三是加快科学工具的自主创新。加强试剂、软件模式、样品前处理设备等辅助设备的研究开发,鼓励仪器设备成果二次创新,提高现有科学仪器成果的市场转化水平。要鼓励和支持进行自主仪器设备的研发,要通过政策引导、增加投入推动一些激励措施,使仪器设备主要依赖进口的局面有所扭转。  四是推进创新方法普及工作。这项工作主要由科技部、科协等单位承担,在全国12个省启动了创新方法的试点培训。  五是积极开展国内外合作交流。我们搞创新,要有世界的眼光、全球的视野,能够利用国际资源解决我们的问题。目前,已有许多双边的、多边的交流渠道开始形成,交流渠道也逐渐疏通。通过这种思想和技术上的交流,古为今用,洋为中用,共同发展,共同进步,实现双赢。  如果用三句话对以上内容进行总结,那就是:思路决定出路,方法决定成败,工具决定实力。刘燕华 科技部副部长、党组成员,国务院参事  男,汉族,河北邯郸人,中共党员。1981年毕业于中国科技大学研究生院自然地理专业,获硕士学位;1991年中国科学院地理研究所自然地理专业,获博士学位。历任中国科学院地理研究所助理研究员、副研究员、研究员,博士生导师、研究室主任、所长,国家科委社会发展科技司副司长(正司级),科学技术部农村与社会发展司司长。2001年11月任科学技术部副部长、党组成员。2009年11月受聘为国务院参事。
  • 中国兽医药品监察所就《动物性食品中二苯乙烯类药物残留量的测定 液相色谱-串联质谱法》等7项食品安全国家标准公开征求意见
    各相关单位:  根据《中华人民共和国食品安全法》和《中华人民共和国农产品质量安全法》有关要求,我办组织起草了《动物性食品中二苯乙烯类药物残留量的测定 液相色谱-串联质谱法》等7项食品安全国家标准。现公开征求意见,如有修改意见,请于2022年7月10日前反馈至全国兽药残留专家委员会办公室。  联系人:张玉洁  联系电话:010-62103930  E-mail:syclyny@163.com  地址:北京中关村南大街8号科技楼206  邮编:1000811. 动物性食品中二苯乙烯类药物残留量的测定 液相色谱-串联质谱法   本标准规定了猪、牛、羊、鸡组织(肌肉、肝脏、肾脏和脂肪)、鸡蛋、牛奶中己烯雌酚、己烷雌酚和己二烯雌酚残留量检测的制样和液相色谱-串联质谱测定方法。方法原理为:试样中残留的药物经酶解后用乙腈提取(脂肪样品先经乙腈提取,吹干复溶后再酶解),加入正己烷和乙酸乙酯后进行液-液-液三相体系净化,取中间层氮吹复溶后通过碳酸钠溶液液液萃取和硅胶柱固相萃取进行净化,液相色谱-串联质谱仪测定,基质匹配内标法定量。   2.牛可食性组织中盐霉素残留量的测定 液相色谱-串联质谱法   本标准规定了牛可食性组织中盐霉素残留量检测的制样和液相色谱-串联质谱测定方法,适用于牛肌肉、肝脏、肾脏和脂肪组织中盐霉素残留量的测定。方法原理为:试样中的药物残留用乙腈提取,提取液过滤膜后用液相色谱-串联质谱仪测定,基质匹配外标法定量。   3. 动物性食品中碘醚柳胺残留量的测定 高效液相色谱法   本标准规定了动物性食品中碘醚柳胺的制样和高效液相色谱测定方法。适用于牛、羊的肌肉、肝脏、肾脏和脂肪组织中碘醚柳胺残留量的测定。方法原理为:试样中残留的碘醚柳胺,经乙腈-丙酮溶液提取,混合型阴离子交换固相萃取柱净化,高效液相色谱-荧光法测定,外标法定量。   4. 禽蛋中β内酰胺类药物残留量的测定 液相色谱-串联质谱法   本标准规定了禽蛋中青霉素V、青霉素G、氨苄西林、氯唑西林、阿莫西林、头孢氨苄、头孢喹肟残留量检测的制样和液相色谱-串联质谱测定方法。方法原理为:试样中残留的青霉素 V、青霉素 G、氨苄西林、氯唑西林、阿莫西林、头孢氨苄、头孢喹肟,经 80%乙腈水溶液提取,固相萃取柱净化浓缩,液相色谱-串联质谱测定,基质匹配标准溶液内标法定量。   5. 禽蛋中头孢噻呋残留量的测定 液相色谱-串联质谱法   本标准规定了禽蛋中头孢噻呋代谢物去呋喃甲酰基头孢噻呋残留量检测的制样和液相色谱-串联质谱测定方法。方法原理为:试样中残留的头孢噻呋及代谢物,加入 0.4%二硫赤藓醇溶液混匀,用 14%碘乙酰胺溶液衍生化,生成稳定的乙酰胺衍生物,水饱和正己烷除脂,固相萃取柱净化浓缩,液相色谱-串联质谱测定,内标法定量。   6. 禽蛋中卡巴氧和喹乙醇的代谢物残留量的测定 液相色谱-串联质谱法   本标准规定了禽蛋中卡巴氧代谢物喹噁啉-2-羧酸(QCA)和喹乙醇代谢物 3-甲基喹噁啉-2-羧酸(MQCA)残留量检测的制样和液相色谱-串联质谱测定方法。方法原理为:试料中QCA和MQCA残留经偏磷酸溶液水解提取,叔丁基甲醚萃取后,用磷酸盐缓冲液反萃取,混合型强阴离子交换柱净化,酸性甲醇洗脱,液相色谱-串联质谱法测定,内标法定量。   7. 水产品中邻苯二甲酸酯类物质的测定 液相色谱-串联质谱法   本标准规定了水产品中邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯等21种邻苯二甲酸酯(PAEs)含量检测的制样和液相色谱-串联质谱测定方法。方法原理为:水产品中的邻苯二甲酸酯经乙腈提取,分散固相萃取净化,反相液相色谱柱分离,以甲醇和0.1%甲酸水溶液为流动相进行洗脱,应用高效液相色谱-串联质谱法测定和确证,基质匹配外标法定量。
  • 8项食品安全国家标准征求意见
    卫生部办公厅关于征求《食品中指示性多氯联苯含量的测定》等8项食品安全国家标准(征求意见稿)意见的函    卫办监督函〔2011〕990号各有关单位:  根据《食品安全法》及其实施条例的规定,我部组织制定了《食品中指示性多氯联苯含量的测定》等8项食品安全国家标准(征求意见稿)。现向社会公开征求意见,请于2011年12月30日前将意见反馈表(附件2)以传真或电子邮件形式反馈我部。  传  真:010-67711813  电子信箱:foodsafetystandards@gmail.com  附  件:1.多氯联苯等8项食品安全国家标准(征求意见稿).rar    红曲类产品中桔青霉素的测定.doc  食品中T-2毒素的测定.doc  食品中膳食纤维的测定.doc  食品中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的测定.doc  食品中玉米赤霉烯酮的测定.doc  食品中赭曲霉毒素A的测定.doc  食品中指示性多氯联苯含量的测定.doc  食品中总砷及无机砷的测定.doc  2.食品安全国家标准征求意见反馈表.doc    二〇一一年十月三十一日
  • 清道夫受体可防止内毒素血症的出现
    清道夫受体是在研究巨噬细胞转变成泡沫细胞的机制时才发现,其功能还不完全清楚。乙酰化LDL以及其他修饰的LDI可以通过清道夫受体被巨噬细胞摄取,导致巨噬细胞内脂类大量堆积。尽管注射125Ⅰ-乙酰化LDL等可以迅速在巨噬细胞内出现,但没有证据表明体内也存在这些修饰的LDL。细胞外液也没有能使LDL乙酰化的乙酰CoA。血小板以及巨噬细胞在氧化花生四烯酸时释出丙二醛,丙二醛LDL可以与清道夫受体结合。虽然体外修饰所需丙二醛浓度较高,体内可能无足够的丙二醛,但在血管壁局部,尤其有血小板形成血栓时,有可能生成足够的丙二醛以修饰LDL。 近年来,大量实验证明LDL可以被巨噬细胞、血管内皮细胞和平滑肌细胞氧化形成氧化LDL。氧化LDL可以通过清道夫受体被巨噬细胞摄取,形成泡沫细胞。氧化LDL还能够吸引血液单核细胞黏附于血管壁,对内皮细胞产生毒性效应,促使粥样斑块的形成。这些研究无疑阐明了巨噬细胞清道夫受体在粥样斑块形成机制中的重要作用。 另一方面,巨噬细胞通过清道夫受体可清除细胞外液中的修饰LDL,尤其是氧化LDL,是机体的防御功能之一。电镜观察到由血液单核细胞进入血管壁后衍生的巨噬细胞可以重新回到血管内,以清除过量的脂蛋白的过程,这也是清道夫受体的生理功能。当进入血管壁的脂蛋白过多,超过了巨噬细胞的处理能力,或氧化LDL抑制了巨噬细胞再回到血流时,就会形成泡沫细胞。 细菌内毒素为一种脂多糖,也是清道夫受体的配体。肝脏的清道夫受体可以摄取、清除内毒素,防止发生内毒素血症。粉尘工作者吸入的青石棉(crocidolite)也是清道夫受体的配体,可由清道夫受体结合清除,这也是机体的防御措施之一。 目前认为,清道夫受体结合LPS是参与宿主对LPS的清除作用,无激活效应。但具体的过程仍有待进一步阐明。
  • 塑料薄膜拉力机测试注射器推拉力与滑移力有什么区别
    塑料薄膜拉力机是一种多用途的测试设备,它不仅可以用于测试塑料薄膜的物理性能,还可以用于测试医疗器械,如注射器的相关力学性能。在注射器的性能测试中,推拉力和滑移力是两个重要的测试项目,它们分别反映了注射器活塞的推进和拉动能力以及活塞在注射器筒体内的滑动性能。注射器推拉力测试定义:推拉力测试是指测量注射器活塞在推进或拉动过程中所施加的力量。推力测试用于模拟注射药物时活塞的推进动作,而拉力测试则用于模拟抽取药物或空气时活塞的拉动动作。测试目的:推拉力测试的目的是确保注射器活塞在操作过程中能够平滑、均匀地移动,且力量在可接受的范围内,既不会过大导致操作困难,也不会过小影响注射精度。测试过程:在塑料薄膜拉力机上进行推拉力测试时,将注射器活塞固定在设备的夹具中,设定一定的测试速度,然后记录活塞在推进或拉动过程中所需的力量。注射器滑移力测试定义:滑移力测试是指测量注射器活塞在筒体内滑动时所遇到的摩擦力。这个测试反映了活塞与筒体内壁之间的摩擦系数。测试目的:滑移力测试的目的是评估注射器在使用过程中活塞的滑动性能,确保其顺畅无阻,便于操作且不会引起用户的不适。测试过程:进行滑移力测试时,通常会将注射器活塞固定在塑料薄膜拉力机的上夹具中,而下夹具固定在注射器筒体的底部。通过设备施加一定的速度,模拟活塞在筒体内的滑动,并测量所需的摩擦力。区别测试对象:推拉力测试关注的是活塞的推进和拉动能力,而滑移力测试关注的是活塞在筒体内的滑动摩擦性能。测试目的:推拉力测试旨在确保注射器的操作力度适宜,滑移力测试则旨在评估活塞的滑动顺畅性。测试参数:推拉力测试测量的是活塞推进或拉动时的绝对力量,滑移力测试测量的是在特定速度下活塞滑动的摩擦力。应用意义:两者都是注射器性能的重要指标,推拉力影响注射器的操作便利性和精确度,滑移力影响注射器的使用舒适度和可靠性。结论塑料薄膜拉力机通过测试注射器的推拉力和滑移力,能够全面评估注射器的物理性能,为注射器的设计、制造和质量控制提供重要数据。这两种测试对于确保注射器在医疗应用中的安全性和有效性至关重要。通过精确的测试和数据分析,制造商可以优化注射器的设计,提高产品的市场竞争力,并满足医疗行业的严格标准。
  • 有奖征文 | 我和ChemDraw的故事
    在前面几期的推送中, 向大家介绍了珀金埃尔默的信息科学软件解决方案中ChemDraw的基本功能以及最新版本的发布,相信很多粉丝已经申领了ChemDraw Professional 19.1的试用账号,体验到了新版本的强大。那么这个8月,我们的粉丝活动再度升级,为各位粉丝带来福利满满的征文活动——《我和ChemDraw的故事》征文。在正式介绍征文之前,我们先来看看ChemDraw的“头号粉丝”David A Evans教授,和ChemDraw的故事吧~ChemDraw创始人之一的David A. Evans教授曾经在德国应用化学杂志上发表了一篇文章《History of the Harvard ChemDraw Project》讲述了他和ChemDraw的故事,在这6页的论文里,David洋洋洒洒地写下了ChemDraw的前世今生,ChemDraw的诞生不仅挽救了David的婚姻,还帮助更多化学家节省了花在结构式绘制上面的时间。David教授是有机全合成领域中的泰斗级人物,他在ChemDraw的开发过程中做了很多建设性工作,“ChemDraw”这个名字也是从David之口传播出去的。1983年David从加州理工大学搬到了哈佛,在搬迁期间David之妻Sally Evans结束了她30年的中学教学生涯,担任了David实验室的管理人员。在管理实验室的阶段,Sally在很多方面非常出众,比如设计新的实验室、调整内部布局、制作学校宣传画册,然而唯有一件事极其枯燥乏味,那就是绘制化学结构式。据Sally回忆,每当David有幻灯片演讲和论文工作时,她每天至少要花费4个小时在桌前,拿着专用绘图模板来绘制化学结构,这种重复和无意义感的工作让Sally非常厌烦,但是不得不做。这份工作需要极强的耐心,如果墨水不小心弄脏了图形,那就必须重头来绘制,此外对于复杂的化学结构,往往只是改变了一个小小的基团,还需要重新把整个结构绘制一遍!Sally曾经向David抱怨,希望他能研究比万古霉素更简单的结构。20世纪80年代中期引入结构式绘图程序之前,高校用于出版物级别的化学结构式图形都由专门的艺术绘图部门制作,绘制者用专用的笔将模板上的结构转录到牛皮纸上。绘制化学图形是一项劳动密集型任务,但是在编写出版物和论文时必须面对。很多学生会在绘制结构式上花费过多的时间,往往耽误了实验的进度。手绘标准结构式所需要的工具,其中Louis Fieser教授发明的Chemist' s Triangle已由Sigma Aldrich销售至少50年,直到ChemDraw出现之前,它几乎是每个有机化学学生的主要工具。1985年初Sally在枯燥的结构式绘制工作中爆发了,她向好友Stewart Rubenstein宣泄了她的沮丧:“How would you like to save my marriage?”(你想怎样拯救我的婚姻?),David和Sally的婚姻就是因为画结构式出现了裂痕。此前Stewart曾经参观过David的实验室,并且对Sally的幻灯片制作工作很感兴趣。Stewart在从事LHSAS项目,用计算机辅助有机合成,他的编程水平很强并且也对有机化学领域充满热爱。那时候苹果机的一款制图软件MacDraw给了他们启发,同时Stewart也面临着大量结构式的论文的任务,为了挽救Sally的婚姻,Stewart决定开发一款能够绘制化学结构式的软件。Macintosh电脑上的MacDraw能够绘制一些线条、多边形等几何图形,这些几何图形其实就是构成化学结构式的基本要素,在MacDraw影响下,ChemDraw走向发展。在开发ChemDraw的过程中,David和Sally都全程参与,成为了软件的核心测试用户,不断地给这款软件反馈结果,提出优化建议。在早期的Beta版本中,ChemDraw还极其不成熟,比如不统一的键长、不平滑的相交线,David曾给Stewart说:“绘制结构的美学必须与专业图形艺术家所绘制的美学一样好,或更好。除了几个值得注意的例子,化学家对于手稿和幻灯片演示中结构图的质量非常关注。”David在这篇论文中列举了Stewart在软件开发中的诸多新意和优化方法,比如反应箭头、波浪线、相交线、原子符号、曲线绘制工具的处理和改进。Stewart在曾在处理线相交方面花费了很多精力,在许多ChemDraw的早期Beta版本中,相交的线无法平滑地融合在一起。经过不断改进后,ChemDraw于1985年7月在新罕布什尔的戈登研究会议上首次亮相,David和Stewart一起向听众展示了这款结构式编辑器。如此方便快捷的结构式绘制程序让不少化学家眼前一亮,从那时开始,ChemDraw在化学家的圈子里走红。事实证明,ChemDraw项目取得了极大的成功,在接下来的几个月中,前来向David咨询的公司订购了数十台Mac,仅仅是为了安装ChemDraw来用。David回忆道:“ChemDraw从根本上改变了我向化学界演讲的方式,在ChemDraw之前需要用一周来进行繁重的结构式绘制任务,有了ChemDraw之后配合演示程序,演讲方式发生巨大变化。”此后Stewart注册了CSC公司(后易名为CambridgeSoft)来售卖ChemDraw软件。2011年PerkinElmer接过CambridgeSoft的接力棒,在ChemDraw上面不断添砖加瓦,添加了更多的新特性以适应化学家的新需求。同时Reaxys和SciFinder的结合使得ChemDraw如虎添翼,助力化学家的科研事业。如今ChemDraw已经成为化学通讯的黄金标准,并深受广大化学工作者热爱,ChemDraw Professional 19.1版本已经发放,新的功能不断被添加,让软件使用者受益匪浅。这就是David和ChemDraw的故事,作为ChemDraw使用者的你,又和ChemDraw有哪些令人惊喜的火花呢?请分享你和ChemDraw的故事!征文要求:1、题目命名为《我和ChemDraw的故事》。2、选好角度、确定立意、明确文体、不要套作、必须原创、不要抄袭。3、字数不超过1千字。4、作者请在原文前标注姓名、工作单位、联系电话、邮箱等信息5、稿件一律以(.docx或者.doc)格式发送至China.Informatics@PERKINELMER.COM6、交稿日期:2020年8月22日前
  • 华南农大刘健华教授课题组|利用纳米孔测序技术首次在蔬菜中发现新型多重耐药质粒
    近日,华南农业大学兽医学院刘健华教授课题组在质粒介导多重耐药性研究中取得新进展,相关研究成果在线发表于国际食品科学期刊 FOOD CONTROL (IF=6.652)。文章基于齐碳科技纳米孔测序平台联合二代测序进行全基因组序列分析,在新鲜蔬菜中发现了2种新型的介导blaNDM-5基因转移的p0111和IncHI2/ST2型质粒。发现了同时携带tet(X4)和 blaNDM 基因的大肠杆菌,并证实携带blaNDM-5基因的多重耐药IncHI2/ST3型质粒在动物、食品和人等不同生态位中广泛传播。 提示携带blaNDM-5的IncHI2质粒有可能在更大范围内传播,对全球公共卫生可能构成潜在风险,这一点值得进一步关注。 背景碳青霉烯类抗生素被认为是抗击多重耐药(MDR)的革兰阴性病原体的最有效药物。然而,碳青霉烯类抗生素耐药肠杆菌目细菌(CRE)的出现和快速传播对公共卫生构成了严重威胁。其中,新德里金属-β-内酰胺酶(NDM)是碳青霉烯酶的主要类型,可水解几乎所有β-内酰胺类药物,并已在全球大多数国家和地区广泛传播。目前已经发现59种NDM酶,其中NDM-5是大肠杆菌中最主要的NDM酶。blaNDM-5基因可以被多种质粒介导转移,其中IncX3型质粒是最重要的传播载体,而blaNDM-5阳性多重耐药IncHI2型质粒的出现,进一步促进了blaNDM-5基因在不同生态位菌株中的传播。新鲜蔬菜被认为是耐药基因(Antibiotic-ResistantGenes,ARGs)重要的“储存库”。日益上涨的即食蔬菜消费量需求也增加了人类通过食物链接触抗生素耐药细菌(Antibiotic-ResistantBacteria,ARB)的可能性。目前,已在蔬菜源肠杆菌科细菌中发现了多种重要的ARGs,包括blaCTX-M、mcr-1、tet(X4)、blaKPC和blaNDM。鉴于蔬菜通常未经加工或加工程度极低,ARB/ARGs有可能从蔬菜直接传播给人类,并对人类构成威胁。因此,持续监测新鲜蔬菜中的CRE对保障食品消费者的健康至关重要。成果概述在中国,CRE已经在医学临床、食品动物、环境、零售肉类和伴侣动物中得到了很好的研究,但蔬菜源CRE仅有零星的研究,且主要集中在华东地区,而年平均气温较高的华南地区蔬菜源CRE的流行情况尚缺乏系统研究。本研究旨在调查华南地区即食蔬菜中blaNDM-5阳性肠杆菌科细菌的检出率,研究人员从广州菜市场采集的185份蔬菜样本中获得8份(4.3%)blaNDM阳性样品,阳性率高于之前在华东地区的研究(2.4%),但低于缅甸蔬菜中的阳性率(28.1%)。随后,研究团队基于齐碳纳米孔测序平台长读长优势并结合二代测序对阳性样本进行全基因组测序分析,对携带blaNDM-5基因的菌株和质粒展开进一步的研究,发现了blaNDM-5基因出现在p0111和IncHI2/ST2型质粒中,并对blaNDM-5阳性IncHI2/ST3型质粒特征进行分析。成果亮点1.细菌分析与鉴定从8个(4.86%)蔬菜样本中共分离获得9株blaNDM基因阳性菌株(7株大肠杆菌和2株葡萄牙柠檬酸杆菌),其中8株携带blaNDM-5基因,1株携带blaNDM-1基因(表S1)。进一步的抗菌药物敏感性测试表明,9株blaNDM阳性菌均呈现多重耐药性,包括对β-内酰胺类、氨基糖苷类、四环素类和氟喹诺酮类等多种药物耐药。Table 1 Characteristics of blaNDM –positive Enterobacteriaceae isolates from vegetables, ChinaMLST分型结果显示,两株葡萄牙柠檬酸杆菌不可分型,7 株blaNDM-5阳性大肠杆菌属于不同的ST型,包括 ST10、ST93、ST206、ST746、ST6736、ST7058 和 ST7458。ResFinder分析显示,所有blaNDM阳性菌均携带多种耐药基因或重金属耐药基因簇(表 1)。2.质粒鉴定与特征分析9株blaNDM阳性分离株中,有8株blaNDM 基因可通过接合试验转移至受体菌中,其中4株菌中blaNDM基因位于在IncX3质粒上,另外4株菌中位于在IncHI2质粒上,仅有1株大肠杆菌(GDSC2239PM)中blaNDM-5基因不可水平转移。利用齐碳纳米孔测序平台结合二代测序平台获得了9个blaNDM基因阳性质粒的完整序列,包括4个IncX3型质粒(pHN1BY3H-1、pHN2BY3H-1、pHNGDSC2239TM-1、pHNGDSC2241-1)、3个IncHI2/ST3型质粒(pHNBY4H-1、pHNGDSC2227-1、pHNGDSC1999-1)、1个IncHI2/ST2型质粒(pHNBY4G-1)和1个p0111型质粒(pHNGDSC2239PM-1),并通过BLAST对上述质粒做进一步的相似性分析。结果显示,IncX3型质粒与其他已报到的质粒结构相似。3个blaNDM-5阳性IncHI2/ST3质粒均携带多种耐药基因,其结构与中国广东鸭源大肠杆菌质粒pNDM33-1、安徽省鸡源肺炎克雷伯菌质粒pHNAH212836K、广东省人源大肠杆菌质粒pEC6622-1高度相似。IncHI2/ST3质粒中blaNDM-5的基因环境均高度相似,都是在转座子Tn7051的结构基础上,通过多种插入序列的插入、缺失、倒置后形成。Fig. 1 Genetic features of blaNDM-5-carrying IncHI2/ST3 plasmids.IncHI2/ST2型质粒pHNBY4G-1与美国牛肉源和越南鸡源质粒的序列相似度最高,但未检索到blaNDM基因阳性的IncHI2/ST2质粒。质粒全序列分析,推测质粒pHNBY4G-1中blaNDM-5基因可能是通过IS26、ISKpn19、∆ Tn2、∆ Tn3等多个插入序列和转座子的同源重组事件后获得。类噬菌体质粒p0111质粒pHNGDSC2239PM-1中可变区结构与IncHI2/ST3型质粒pHNGDSC1999-1中的相似,推测可能是由2个同向的IS26产生的环状中间体介导整合至p0111质粒中。Fig. 2.Complete sequence of blaNDM-5-carrying IncHI2/ST2 plasmid pHNBY4G-1(a) Comparison of blaNDM-5-carrying IncHI2/ST2 plasmid pHNBY4G-1 with other similar plasmids.Fig. 2.Complete sequence of blaNDM-5-carrying IncHI2/ST2 plasmid pHNBY4G-1(b)Genetic environment of blaNDM-5 in pHNBY4G-1.Fig. 3 Comparison of plasmid pHNGDSC2239PM-1 with p0111 plasmids and blaNDM-5-carrying-IncHI2/ST3 plasmids.为了进一步明确蔬菜源blaNDM-5阳性IncHI2质粒的来源,课题组将研究中发现的4个IncHI2质粒与从NCBI的nt和Assembly数据库中获得的50个blaNDM阳性IncHI2质粒,基于核心基因组的SNPs构建进化树,并通过hierBAPS对质粒进行分类,结果显示54个blaNDM阳性IncHI2质粒分为三个支系(1级聚类)(图4)。3个蔬菜源blaNDM-5阳性IncHI2/ST3质粒均属于3d亚支系,该亚支中所有IncHI2质粒均携带blaNDM-5基因,首先在中国广东省鸭大肠杆菌中检测到,并主要在广东省食品动物源肠杆菌中检出。2020年后,在中国安徽省的鸡和浙江省的零售鸭肉中也出现了blaNDM-5阳性IncHI2/ST3。另外,从广东病人源大肠杆菌中也检测到了类似的IncHI2/ST3质粒(pEC6622-1,CP096588),这意味着携带blaNDM-5的IncHI2在人类、动物和食物链中广泛传播。Fig. 4.Genetic relationships between the blaNDM-carrying IncHI2 plasmids.讨论新鲜蔬菜是耐药基因重要的储存库,是耐药基因向社区传播的重要途径。目前越来越多的研究在蔬菜中检测到CRE的存在。在这项研究中,从185个蔬菜样本中鉴定出8个(4.3%)携带blaNDM基因的样品,高于之前中国东部地区的蔬菜中blaNDM基因的检出率(2.4%),但低于缅甸蔬菜源blaNDM的检出率(28.1%)。该研究分离获得1株同时产Tet(X4)和NDM酶的大肠杆菌,虽然这种菌株在我国食用动物中广泛存在,但在蔬菜中还是首次报道。这项研究发现,IncX3和IncHI2型质粒是blaNDM基因的主要载体。IncX3作为blaNDM-5基因重要的传播载体,已经广泛分布于世界范围内的人类、动物和环境中。值得注意的是有3株菌中blaNDM-5基因位于在多重耐药的IncHI2/ST3型质粒上,尽管类似的质粒已经在鸭、猪、鱼、零售肉、鸡和零售鸡蛋中报道,但这种质粒在蔬菜中尚未报道。携带blaNDM-5基因的IncHI2质粒可能已经从中国广东省的鸭源大肠杆菌向不同来源的菌种以及中国其他地区(安徽、浙江)扩散。此外,课题组之前的研究发现,在中国安徽省的养鸡场中,IncHI2质粒甚至取代了IncX3质粒,成为blaNDM基因最主要的传播载体。研究结果进一步表明,必须加强对IncHI2质粒的监测,全面评估IncHI2质粒在blaNDM传播中的作用。与IncHI2/ST3和IncHI2/ST1型质粒是多种碳青霉烯类耐药基因的载体不同,目前尚未在NCBI数据库中发现携带碳青霉烯类耐药基因的IncHI2/ST2型质粒。IncHI2/ST2型质粒可携带多种ARGs,如blaCTX-M-55、floR、qnrS1、mcr-3和tet(X4)等(表S3),主要在美洲、亚洲和大洋洲的食品动物、食品和人类来源的沙门菌属和大肠杆菌中检测到。IncHI2/ST2质粒捕获blaNDM-5基因可能会促进blaNDM-5在沙门菌属中的水平传播和有助于blaNDM-5基因的进一步传播。结语该研究成果是刘健华教授课题组在耐药菌传播方面研究取得的新进展。研究团队利用齐碳纳米孔测序平台长读长测序技术优势结合二代测序,首次在蔬菜大肠杆菌菌株中发现了携带blaNDM-5的IncHI2/ST3质粒,并报道了新型blaNDM-5质粒载体IncHI2/ST2和类噬菌体p0111型质粒。blaNDM-5阳性的IncHI2/ST3型质粒在环境、食品动物、人等不同生态位中的广泛传播令人担忧,对食品安全和公众健康构成潜在的威胁。刘健华教授课题组的研究成果提示我们,尤其是在新鲜蔬菜中应进一步加强对抗菌药物耐药病原体的全面监测,以践行保护消费者从农场到餐桌健康的“OneHealth”理念。特别鸣谢刘健华教授课题组的专业指导。课题组简介:刘健华,华南农业大学教授,博士生导师。国家自然科学基金杰出青年基金获得者、“国家高层次人才计划”科技创新领军人才、广东省特支计划百千万工程领军人才。长期从事细菌耐药性研究,在β-内酰胺类、多粘菌素类、替加环素等重要抗菌药的耐药性产生和传播机制、耐药质粒进化及适应性调控等方面开展了系列研究,率先在国际上提出并发现了质粒介导的黏菌素耐药机制MCR-1,推动了多个国家黏菌素管理政策的调整。承担国家自然科学基金重点项目、专项项目等 10 余项。在Lancet Infect Dis、Nucleic Acids Res、mBio、J Hazard Mater、Emerg Infect Dis、Food Res Int等著名期刊发表 SCI 论文 70 余篇,被引用 6000 多次,有三篇论文被F1000Prime 推荐和点评。
  • 微生物组计划将创造新经济增长点
    近期,美国正式宣布启动旨在推进微生物组研究及相关技术创新的“国家微生物组计划”,目的是在所有生态系统、大自然及人造世界里提升最前沿的微生物科学研究与技术创新水平。  那么,究竟何为微生物组?微生物组对于人类的生存和发展有哪些至关重要的作用?我国在此领域又该如何跟上国际步伐?对此,中科院微生物所所长刘双江接受了《中国科学报》记者的采访。  他介绍说,微生物组是由包括细菌、古细菌、真菌、原生生物和病毒等微生物组成的生态系统。  “其实,从滚烫的热泉到南极暗湖,微生物在地球上可谓无处不在,并时刻影响着我们的生活。”刘双江告诉记者,人类基因组计划完成后,许多科学家已充分意识到,解密人类基因组基因并不能完全掌控人类疾病与健康的关键问题,因为人类对与自身相伴共生的微生物菌群还了解甚少,对微生物的整体认知还不足其数量的百分之一。美国的“国家微生物组计划”由此应运而生。  “我们都知道,青霉素的发现延长了人类寿命。利用好一种微生物,就能拯救成千上万的个体生命,微生物的强大魅力值得我们去深入探索。”刘双江强调,当前必须把微生物研究提高到国家战略高度,强化微生物在解决人类健康、环境保护、能源等重大问题方面的作用。  他认为,只有这样,在微生物研究和开发上拥有良好基础的中国,才能开发属于自己的微生物组资源和技术研发重大工程,让微生物组产生的巨大潜在效益渗透到工业、农业等领域,并持续“发酵”,进而影响国计民生。  “微生物组时代的到来,意味着微生物作为地球上分布最为广泛、生物多样性最为丰富的生命形式,其产业和临床应用前景将十分光明。因此,我们应该规划好自己的微生物组研发路线图。”刘双江为此呼吁,应充分利用微生物之间互相协作的优势及其在生态系统中稳定的作用。“如今,无论是酿酒行业,还是作为新兴产业的生物农药和生物肥料行业,都在蓬勃发展。如果我们深入解剖土壤和农作物微生物组,就能有效促进传统发酵行业和新兴生物产业的健康发展。”  针对未来我国的微生物组研究路线图设计,刘双江认为,未来将是微生物组的时代,我国的微生物组学以及研究技术必须走向世界及时代前沿。不过,他也强调,如今还有大量微生物在人体外难以进行人工培养,这些都限制了对微生物组的认识。“在当前的国际形势和国家需求下,独立自主地启动微生物组研究计划,将更好地服务于我国的技术创新和产业升级。”  为此,刘双江建议,如果能从国家层面统筹制定相关计划,将使学科得到整体性提升。此外,通过建立国家微生物组数据中心,利用大数据开展微生物组资源和技术开发,并在实施过程中回答实际的科学应用问题,积极开展人体微生物组、农作物微生物组、环境微生物组等方面的研究,可以全面发挥出我国在微生物资源研究以及测序技术等方面的优势,从而循序渐进地开展好人体、农业环境、传统发酵等方面的微生物组计划。“在此基础上,未来将会引发一轮新的微生物研究和开发热潮,创造出新的经济增长点。”
  • 24项食品安全国家标准征求意见
    日前,国家卫生计生委办公厅发布关于征求《食品安全国家标准 酱腌菜》等24项食品安全国家标准(征求意见稿)意见的函。根据《食品安全法》及其实施条例的规定,卫计委组织拟订了《食品安全国家标准 酱腌菜》等24项食品安全国家标准(征求意见稿),现征求意见,截止日期2015年3月30日,请登陆食品安全国家标准管理信息系统(http://bz.cfsa.net.cn/cfsa_aiguo)在线提交反馈意见。  附件:  1.《食品安全国家标准 酱腌菜》(征求意见稿)及编制说明  2.《食品安全国家标准藻类及其制品》(征求意见稿)及编制说明  3.《食品安全国家标准玻璃制品》(征求意见稿)及编制说明  4.《食品安全国家标准陶瓷制品》(征求意见稿)及编制说明  5.《食品安全国家标准食品添加剂 柠檬酸铁铵》(征求意见稿)及编制说明  6.《食品安全国家标准食品营养强化剂 骨粉(超细鲜骨粉)》(征求意见稿)及编制说明  7.《食品安全国家标准食品营养强化剂 硝酸硫胺素》(征求意见稿)及编制说明  8.《食品安全国家标准食品营养强化剂 硒蛋白》(征求意见稿)及编制说明  9.《食品安全国家标准食品营养强化剂 硒化卡拉胶》(征求意见稿)及编制说明  10.《食品安全国家标准食品营养强化剂 维生素C磷酸酯镁》(征求意见稿)及编制说明  11.《食品安全国家标准食品营养强化剂 富硒食用菌粉》(征求意见稿)及编制说明  12.《食品安全国家标准食品营养强化剂 DHA(金枪鱼油)》(征求意见稿)及编制说明  13.《食品安全国家标准食品营养强化剂 D-生物素》(征求意见稿)及编制说明  14.《食品安全国家标准食品营养强化剂 富硒酵母》(征求意见稿)及编制说明  15.《食品安全国家标准食品营养强化剂 乳铁蛋白》(征求意见稿)及编制说明  16.《食品安全国家标准食品中甲醛的测定》(征求意见稿)及编制说明  17.《食品安全国家标准食品中胆固醇的测定》(征求意见稿)及编制说明  18.《食品安全国家标准食品中氯丙醇含量的测定》(征求意见稿)及编制说明  19.《食品安全国家标准食品中维生素B12的测定》(征求意见稿)及编制说明  20.《食品安全国家标准乳和乳制品杂质度的测定》(征求意见稿)及编制说明  21.《食品安全国家标准食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》(征求意见稿)及编制说明  22.《食品安全国家标准食品中展青霉素的测定》(征求意见稿)及编制说明  23.《食品安全国家标准茶饮料中乙酸苄酯的测定》(征求意见稿)及编制说明  24.《食品安全国家标准食品中阿斯巴甜和阿力甜的测定》(征求意见稿)及编制说明  25. 食品安全国家标准征求意见反馈表.doc  附件1-24下载链接:《食品安全国家标准 酱腌菜》等24项食品安全国家标准(征求意见稿)及编制说明.rar  国家卫生计生委办公厅  2015年1月30日
  • 魏开华:质谱进展评述专题之【质谱软件】
    p  从用户来讲,质谱软件是评价质谱系统性能指标最重要的因素之一。不同质谱公司的质谱软件差异非常大,而且目前还没有公认的统一的规范。相比而言,国外质谱软件比国内质谱的软件专业性更强、可靠性更高、投入技术和资金也更大。/pp  灵敏度是任何一台质谱仪器的必须指标之一,但信噪比的计算方法多种多样,目前每个公司都对软件算法进行保密而计算结果都不一样,即使是第三方质谱软件公司的算法也不一样,因此,用户实际上很难通过信噪比参数来横向比较同类质谱仪器的优劣。/pp  对于蛋白质来说,多电荷峰的去卷积算法最为关键,否则,分子量结果的准确性和可靠性难以评估。对目前主流质谱公司的去卷积软件进行比较后发现,只有个别质谱公司的去卷积计算结果有质量控制(QC),有些公司的去卷积软件甚至不是实测质谱图。质谱采集软件由于涉及较多的商业利益,鲜有人进行深层介绍和评价。/pp  由于质谱采集卡等硬件速度和带宽的大幅度提高,实时信号的实时处理技术方案就很重要了。有些公司采用内置独立处理电脑,有的是独立采集卡,它们对实时信号的预处理技术和深度差异很大,但是无论如何,简单平滑去噪的方案是不推荐的,而应该是根据质谱硬件情况开发更先进的算法来降低点噪音和化学噪音,从而提高质谱定量分析灵敏度和动态范围。/pp  质谱数据库方面,NIST依然处于领先地位,近些年增加了许多蛋白质ms/ms数据。通过质谱公司与科研机构合作,微生物质谱数据库和代谢物数据库规模正不断扩大,预期将对质谱应用的进一步拓展起到重要的推动作用。目前,提高未知物鉴定效率和可靠性的软件和数据库还没有令人满意的进展。没有强大的数据库,就没有智能质谱。数据库的构建是个工作量巨大、成本巨大的事情,首先需要建立标准体系,然后需要大量人工去伪,还需要良好的算法。欧洲生物信息研究院(EBI)应该成为质谱数据库建设的范例。/pp  当质谱硬件发展到一定程度后就会出现平台期,软件和应用支持则是质谱系统的核心竞争力,因此,培养质谱软件技术人员和应用支持人员,是国内外质谱公司研发投入的着眼点,这对于国内质谱的持续发展尤为重要。/pp style="text-align: right "本文作者为蛋白质药物国家工程研究中心魏开华研究员/p
  • 高分子表征技术专题——拉曼光谱技术在高分子表征研究中的应用
    2021年,《高分子学报》邀请了国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写从基本原理出发的高分子现代表征方法综述并上线了虚拟专辑。仪器信息网在获《高分子学报》副主编胡文兵老师授权后,也将上线同名专题并转载专题文章,帮助广大研究生和年轻学者了解、学习并提升高分子表征技术。在此,向胡文兵老师和组织及参与撰写的各位专家学者表示感谢。更多专题内容详见:高分子表征技术专题高分子表征技术专题前言孔子曰:“工欲善其事,必先利其器”。 我们要做好高分子的科学研究工作,掌握基本的表征方法必不可少。每一位学者在自己的学术成长历程中,都或多或少地有幸获得过学术界前辈在实验表征方法方面的宝贵指导!随着科学技术的高速发展,传统的高分子实验表征方法及其应用也取得了长足的进步。目前,中国的高分子学术论文数已经位居世界领先地位,但国内关于高分子现代表征方法方面的系统知识介绍较为缺乏。为此,《高分子学报》主编张希教授委托副主编王笃金研究员和胡文兵教授,组织系列从基本原理出发的高分子现代表征方法综述,邀请国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写。每篇综述涵盖基本原理、实验技巧和典型应用三个方面,旨在给广大研究生和年轻学者提供做好高分子表征工作所必须掌握的基础知识训练。我们的邀请获得了本领域专家学者的热情反馈和大力支持,借此机会特表感谢!从2021年第3期开始,以上文章将陆续在《高分子学报》发表,并在网站上发布虚拟专辑,以方便大家浏览阅读. 期待这一系列的现代表征方法综述能成为高分子科学知识大厦的奠基石,支撑年轻高分子学者的茁壮成长!也期待未来有更多的学术界同行一起加入到这一工作中来.高分子表征技术的发展推动了我国高分子学科的持续进步,为提升我国高分子研究的国际地位作出了贡献. 借此虚拟专辑出版之际,让我们表达对高分子物理和表征学界的老一辈科学家的崇高敬意!拉曼光谱技术在高分子表征研究中的应用Application of Raman Spectroscopy in the Characterization of Polymers作者:袁媛,王梦梵,曲云菲,张泽军,张建明作者机构:青岛科技大学高分子科学与工程学院 橡塑材料与工程教育部重点实验室,青岛,266042 北京化工大学 碳纤维及复合材料教育部重点实验室,北京,100029 北京航空航天大学化学学院,北京,100191作者简介:张建明,男,1973年生. 山东省泰山学者特聘教授,博士生导师. 2003年毕业于中科院化学所并取得博士学位,师从著名的光谱学家沈德言先生. 自2009年1月起在青岛科技大学工作. 研究方向为高分子凝聚态结构及其相变行为、生物质纳米材料制备及功能复合材料构筑,已发表SCI学术论文130余篇,所发论文被引6000余次,H-指数为38,获批中国发明专利20余件. 先后获日本JSPS博后奖、德国洪堡资深学者、山东省泰山学者、山东省杰出青年、山东省自然科学二等奖及中国石化联合会青年科技突出贡献奖等荣誉或奖励.摘要拉曼光谱作为一种强大的工具,被广泛应用于聚合物结构的表征. 随着共振拉曼光谱、扫描角度拉曼光谱、高分辨率拉曼成像、极化拉曼光谱、表面增强拉曼散射等拉曼技术的迅速发展,拉曼光谱的应用范围不断扩大. 本文首先介绍了拉曼光谱设备的基本原理和组成,总结了拉曼技术的实验技巧和数据处理中需要注意的问题,讨论了红外光谱和拉曼光谱的区别,在此基础上,综述了近十年来拉曼技术在聚合物结构表征领域的最新应用和研究进展. 其应用包括以下六个方面:高分子链的构象、聚合物的聚集状态、聚合物结晶度的计算、高分子链的取向、外场作用下的结构转化、高分子共混物化学或物理成分的识别. 最后,对拉曼光谱在聚合物研究中的发展进行了展望. 希望本文能够对试图从拉曼光谱中获取聚合物结构信息的学者有所帮助.AbstractAs a powerful tool, Raman spectroscopy is widely used in the characterization of polymer structures. Along with the rapid development of Raman technology such as resonance Raman spectroscopy, scanning angle Raman spectroscopy, high-resolution Raman imaging, polarized Raman spectroscopy, and surface-enhanced Raman scattering, the application range of Raman spectroscopy has been continuously extended. In this paper, we first introduced the basic principle and the composition of the Raman equipment, and then we summarized the experimental skills of Raman technology and the issues that need attention in data processing. The difference between the infrared spcectroscopy and the Raman spectroscopy was discussed. Afterwards, we reviewed the latest applications and research progress in the fields of polymer structure characterization by using Raman technology in recent decade. The applications include the following six aspects: the macromolecular chain conformation, the aggregation state of polymers, the calculation of the polymer crystallinity, the macromolecular chain orientation, the structural transformation under the external fields, and the identification of the chemical or physical composition in polymer blends. Last, the development of Raman spectroscopy in polymer research was prospected. It is hoped that this review could be helpful for the one who tried to obtain the information about the polymer structure from Raman spectroscopy.关键词拉曼光谱  结构表征  原理  应用KeywordsRaman spectroscopy  Structure characterization  Principle  Application 拉曼散射现象是由印度科学家Raman于1928首先发现并报道的,但拉曼散射信号只相当于瑞利散射百万分之一,在拉曼散射现象被发现之初由于没有足够功率的光源而并未被广泛的应用. 近半世纪以来随着激光光源以及显微技术在拉曼光谱仪中的应用,拉曼光谱迸发出了旺盛的生命力.拉曼光谱与红外光谱同属分子振动光谱,但其原理与红外光谱截然不同. 如今拉曼光谱在高分子领域中已经有广泛的应用,包括分子链构象、取向、结晶度等方面的研究等. 本文在结合拉曼基本原理及实验技巧的基础上,总结了近年来拉曼光谱在高分子表征中的最新研究进展.1基础原理1.1光的散射当光线遇到分子时,绝大部分的光子(多于99.999%)都会发生弹性散射(即瑞利散射),瑞利散射具有与入射光相同的波长. 然而,少部分的光子(少于0.001%)会发生能量(频率)偏离的非弹性散射(即拉曼散射). 光散射过程可以用量子力学进行描述,如图1所示,当一束光照射到某体系时,体系中粒子吸收光的能量而被激发,从而发生能级跃迁过程,同时辐射出散射波. 不同的跃迁方式决定了不同的散射类型,例如(拉曼)斯托克斯散射、瑞利散射、(拉曼)反斯托克斯散射(高分子样品测试中常用的拉曼散射范围)[1~7]. 在拉曼测试过程中,经常也会出现荧光信号,与拉曼散射不同,荧光过程中粒子被激发至能量更高的电子能级而非拉曼散射中的虚态. 因此短波长比长波长激光更易产生荧光效应.Fig. 1Quantum mechanics description of Rayleigh, Raman scattering and florescence.1.2拉曼散射与拉曼光谱1.2.1拉曼散射的基本原理假设一束频率为v0的光照射在一个分子上,分子中电子会被入射光的电场激发做受迫局域运动而出现极化现象,产生电偶极矩,假设入射光电场可以表示为:式中E0为光电场的振幅,则由于分子运动所产生的偶极矩可以表示为:式中α为极化率,极化率的变化是分子的核外电子云受外部电场诱导而产生的(通过平衡位置两边的)形变而导致的.如果分子的极化电场所释放出的光与入射光频率相同,则把这种散射过程称为瑞利散射. 而如果α被分子的振动所调制(modulated),则α可以展开为关于振动简正坐标q的级数:q由以下公式得出:则有:以上公式表明在当前情况下频率为(v0±vk)的(拉曼)散射会与频率为v0的瑞利散射同时出现. 某一分子振动为拉曼散射活性的前提条件为(∂α∂q)0的值不为0,也就是说分子的极化率随分子振动而改变[8,9].如图2所示,假设频率为v0电场(入射光)可以诱导分子的偶极矩P产生同频率(v0)的振动. 如果此时分子极化率具有随时间变化的极低频的振动vm,那么经过以上2种不同频率的振动调制后的散射光将包含3种不同频率的光,分别为v0(瑞利散射)、v0+vm(反斯托克斯散射)、v0-vm(斯托克斯散射). 反之如果分子的振动不能使极化率产生低频振动,则不会有调制的出现,进而不会出现拉曼散射效应[8,10].Fig. 2Schematic representing of Rayleigh and Raman scattering: (a) the incident radiation makes the induced dipole moment of the molecule oscillate at the photon frequency (v0) (b) the molecular vibration can induce the polarizability,α,to have a frequency ofvm the result as shown in (c) is an amplitude modulated dipole moment oscillation,and three components with steady amplitudes which can emit electromagnetic radiation can be achieved as:v0 (Rayleigh component), v0+vm (Raman anti-Stokes component), and v0+vm (Raman Stokes component), as shown in (d).由于诱导分子偶极矩P与电场E均为矢量,且一般情况下两者方向不同,因而连接这2个物理量的极化率α可以用一个二阶张量来表达,则P=αE可以表示为其中,x,y,z为分子在笛卡尔坐标系中的坐标. 极化率为对称的二阶张量矩阵,包含了6个独立的元素,αxx、αyy、αzz、αxy、αyz、αxz. 上式的意义为,例如沿x方向电场Ex诱导了沿y方向的偶极矩Py,则可表示为Py=αxyEx. 此式在通过偏振拉曼研究分子对称性时具有重要意义[9].1.2.2拉曼活性的判据如上所述,非弹性散射源于在平衡位置附近分子的极化率关于简正坐标q的导数不为0,这一关系为小分子的拉曼散射提供了“选择定律”的基础. 以对称双原子分子的对称伸缩振动(symmetric stretching vibration)为例,如图3(a)所示,当两原子的位置无限接近时,体系电子密度分布类似于单一原子的电子密度;而当两原子的位置无限远离时,体系电子密度分布近似于2个独立的单原子的电子密度. 因此对于双原子分子的对称振动,其极化率沿简正坐标方向成单调增长模式,因此其在平衡位置导数不为0,为拉曼活性振动. 而对于分子偶极矩,对称伸缩振动过程中其正负电荷中心并没有产生位移,所以偶极矩没有发生变化,因此为红外非活性振动. 例如氧气与氮气分子的对称伸缩振动只能使用拉曼光谱进行研究,因为在红外谱图中不会出现吸收峰.Fig. 3The derivatives of polarizability (red) and dipole moment (blue) are schematically depicted for the normal modes of a two (a) and a three (b) atomic molecule. Based on these intuitive considerations,conclusions on the IR and Raman activity of the modes can be drawn.线性三原子分子比双原子分子稍显复杂,例如二氧化碳分子. 对于其对称伸缩振动,如图3(a)所示,极化率的变化类似于双原子分子的对称伸缩振动,为拉曼光谱活性,红外光谱非活性. 对于非对称伸缩振动(antisymmetric stretching vibra-tion)以及变角振动(bending vibration) (图3(b)),极化率在平衡位置两边的变化虽不为0,但是其变化是关于平衡位置对称的. 因此极化率在平衡位置周围变化可以认为是简谐的,也就是说(∂α∂q)q0=0,因此非对称伸缩振动与变角振动均为拉曼非活性;而偶极矩在平衡位置两侧的方向是反转的,因此(∂μ∂q)q0≠0,表现为红外活性[11].2实验技巧为了得到更丰富的样品信息,我们希望拉曼光谱在准确的基础上具有尽可能高的信噪比(signal-noise ratio,SNR). 关于拉曼散射的强度IR一般有如下关系式:其中,v和I0为入射激光的频率及强度;N为参与散射过程的分子数量;(∂α∂q)2是与分子结构有关的参数.上式表明,使用短波长激光并增加激光能量密度的同时增加样品量可以增强拉曼散射信号(注:拉曼光谱位移不随入射波长的变化而改变). 但在实际的测试过程中,不同类型的样品需要根据其自身的特点选择与其匹配的波长的激光以及激光能量,不能为了增强拉曼信号就去用短波长激光去测试所有样品,很多高分子样品在短波长激光下可能没有拉曼信号或者拉曼散射被很强的荧光信号所淹没.2.1样品制备2.1.1固态样品相对于无机样品,有机高分子样品的拉曼信号相对较弱(一部分原因是由于高分子样品中存在大量的无序结构). 对于高分子粉末或膜样品,一般需要保证沿光的入射方向有一定的厚度并同时使其表面尽量平整,以便于显微镜的聚焦. 对于透明样品,可将其放置于铝箔上进行测试(因为金属一般都有增强拉曼信号的作用,用铁片作为基底同样有着很好的效果). 或者,由于拉曼接收的是散射光,太薄的透明样品极易被激光穿透从而打到基底上,因此为了得到更好的拉曼信号,制样时要尽可能增大薄膜厚度. 另外由于激光一般都是偏振的,因此对于取向样品,例如纤维,需首先确定入射光的偏振方向,之后再确定样品的(某一)取向轴与入射光偏振方向平行(或垂直),再开始测试,这样才能得到正确的结构信息.2.1.2液态样品由于拉曼可以聚焦到几十微米下检测一定深度的样品信号,无需担心盖玻片和毛细管对拉曼信号的影响,因此高分子液态样品的拉曼测试相对于红外测试比较便捷,可以直接进行测试. 一般可以使用凹面载玻片或者金属制液体样品槽承载液体样品. 测试时可先将激光聚焦于液体表面,然后将样品平台沿激光方向上抬,使激光聚焦于液体样品内部,这样可以得到较好的光谱. 如果液体易挥发,可以使用盖玻片将样品封闭于容器内或将液体封入毛细管内.2.2设备调试2.2.1拉曼装置的构成随着拉曼仪器的发展,如今在一般情况下,背散射模式,也就是入射激光与散射激光平行,已经足够应对大部分高分子样品的测试需求. 对于一些特殊情况,例如取向或单晶样品的偏振拉曼测试,需要使用到90°入射的模式,也就是入射光路方向与散射光路方向为90°,原因可以参考上节极化率的二阶张量公式.以雷尼绍(Renishaw,UK) inVia型拉曼光谱仪为例,如图4所示,拉曼装置一般包括入射激光光源、入射光路系统(包括扩束器)、显微镜及样品台系统、滤波器、衍射光栅及CCD检测器. 在实际测试过程中,我们需要选择合适的入射光波长及显微镜物镜.Fig. 4Schematic diagram of the Raman instrument.当今市场上主要的拉曼仪器根据应用的场景可分为手持型、便携型以及桌面型拉曼光谱仪. 手持型拉曼光谱仪集成性很高,小巧轻便,操作非常简单,几乎可以在各种需要的地点、时间对从原材料到成品进行鉴定分析. 便携型拉曼光谱仪集成性相对较高,并具有一定的扩展性,可作为小型移动实验室使用. 桌面型拉曼光谱仪体积较大且不可移动,如图4中示意图即为桌面型拉曼光谱仪,但这类光谱仪具有极强的扩展性,几乎可以变更从入射激光光源、入射光路、样品平台至光栅等所有组成部分,从而可以为不同样品以及不同条件的测试创造可能.2.2.2激光波长的选择激光波长与能量密度成反比,使用短波长激光可以得到较强的拉曼散射信号,例如532 nm要比785 nm激光的拉曼散射强度强. 但对于高分子样品来说使用532 nm激光产生荧光干扰的可能性也会增加. 所以在一些情况下可以选择785 nm的光源. 如前所述,样品产生的拉曼位移不会随激发光源的波长改变而改变,因此只要可以避开荧光效应可以自由选择激光波长. 需要注意,虽然拉曼位移不随激光波长而改变,但使用同一物镜下,不同波长可以到达的空间分辨率不同. 例如,物镜的数值孔径(NA)为0.9,532 nm激光的空间分辨率可达0.72 μm,而在同样条件下使用785 nm激光时,空间分辨率仅为1.1 μm.另一种情况,如果样品内的分子振动与入射激光可以产生共振效应,那么可以以此来选择入射激光波长,则可以得到较强的拉曼散射信号.2.2.3显微镜的选择通常显微镜的物镜上会标注2个参数,分别为放大倍数(5×、10×、20× 等)与数值孔径(numerical aperture,NA,是与镜头光通量有关的参数,一般为0.05~0.95). 一般放大倍数与数值孔径成正相关关系,而数值孔径决定空间分辨率,有如下公式 [12]:其中,R为最大空间分辨率. 在实际测试时需要注意激光能量会随光斑尺寸(空间分辨率)变化,更高的空间分辨率意味着激光密度会更大,此时需要注意样品可能会被激光热解. 对于高分子样品来说,一般要先从低激光功率测试开始尝试,如果此时拉曼散射信号很弱,则少量增加激光功率,但同时要注意观察样品是否被热解,如此反复尝试直到找到最适宜测试的激光强度.2.2.4Ne灯校准一般除用单晶硅对拉曼位移进行校准,另外使用内置的Ne灯也可以达到校准的效果. 一般在测试样品时与Ne灯同时使用,则所得到的拉曼谱图中同时包括样品与Ne灯的峰,由于Ne灯的拉曼峰位置已确定,因此可用于校正样品的峰位置.2.2.5测试参数设置在确定适宜样品的激光波长及显微镜倍数的前提下,为了提高信噪比,可以首先在不损伤样品的前提下尽量提高入射激光的强度,其次适当延长曝光时间(有效的提高散射信号强度),同时也可以增加循环(cycling)测试的次数(有效降低噪音的影响). 但需要注意曝光时间不宜过长,因为过长会导致检测器的饱和,例如当同时需要较强与较弱的拉曼散射峰时,较弱的散射峰由于信噪比较低而难以使用时,可以固定曝光时间并增加循环测试次数来降低最终谱图中噪音的干扰.2.3数据处理2.3.1高分子样品拉曼谱的初判在取得拉曼光谱后,首先需要对谱图的构成进行判断,因为其中可能同时包含样品以及非样品的拉曼信号. 如果可以排除样品不纯净的可能,那么非样品的拉曼信号可能来自于宇宙射线、自然光或照明光等所产生的干扰,另外如果样品透光性好,激光可能透过样品打到基底上,也可能产生部分非样品信号.宇宙射线所产生的特征峰强度高且十分尖锐,并且可能在任意波数出现. 而如果在测试时对照明光抑或显示器背光的屏蔽不彻底,则也会出现一些尖锐的谱峰,这些谱峰的位置与光的类型有关. 但同宇宙射线不同的是,这些峰不是随机出现,而是会在相同的位置重复出现.对于结晶性高分子样品来说,由于内部存在大量的晶格缺陷及非晶组分,通常即使是结晶特征峰也不会是非常尖锐的峰,这种情况类似于红外测试的结果. 一般来说,对于同一振动模式,相较于非晶峰,结晶峰的峰强较强,峰宽较窄. 对于未知的结晶性高分子样品,可以通过分别测试结晶与熔融状态下的样品来确定结晶与非晶的特征峰. 确定特征峰是进一步测试分析的基础.由于我们常规使用的拉曼散射的波束范围恰好与中红外测试波段相似(400~4000 cm-1),并且两者均为分子的基团振动光谱,所以兼具红外与拉曼活性的同一分子基团振动在两谱图中的频率相似,两者可以互为参考. 而在低波数范围(400 cm-1),也就是远红外区间(一般反应分子链主链的振动),由于空气中的水气对测试有极大的干扰,所以远红外测试需要对样品仓抽真空,这也极大地限制了远红外光谱的应用,因此在实际测试中远红外与中红外区不能同时测试. 而拉曼的测试范围可以直接覆盖远红外及中红外波束段,并且测试过程中无需进行硬件切换,这也为高分子的研究提供了极大的便利.2.3.2谱线的平滑与拟合在一些情况下,由于样品或仪器的原因,即使已经选择了最优的测试条件,所得的光谱仍可能存在信号起伏大,信噪低的情况. 此时为了便于数据分析,可以对光谱进行平滑或拟合处理. 但是由于平滑后光谱会发生微小的变化,例如肩峰可能会因此消失,所以在对样品光谱没有十足把握的情况下,进行平滑处理时要十分谨慎. 一般如果噪声水平在中整条光谱中都比较均一,可以对光谱进行平滑处理,在平滑时,尽量选用最少的数据点个数为平滑单位,不能以牺牲数据准确来换取谱线的平滑美观. 在其他情况下,例如存在非拉曼信号,则不能使用平滑处理来消除,而应改变测试条件来避免非拉曼信号的产生.当谱图中有2个或多个峰重叠时,为了便于分析数据,需要进行分峰拟合(通常使用高斯加洛伦兹函数拟合),要注意虽然拟合的目标是尽量还原原始光谱,但不能为了达到这个目标而任意增加分峰的个数而忽略了每个峰的物理意义,这样便失去了分峰的价值.总之,不论何时原始数据都是最重要的,任何数据处理方法都需要在遵从原始数据的基础上进行.3拉曼光谱应用举例2010年至今,拉曼光谱在高分子多层级结构解析中的应用主要涉及6个方面,分别是:分子链构象研究、分子聚集态研究、结晶度计算、分子链取向研究、外场作用下的结构转变研究、化学/物理组成研究. 应用到的拉曼光谱种类主要为:共振拉曼光谱(resonance Raman spectro-scopy)、扫描角度拉曼光谱(scanning angle Raman spectroscopy)、高分辨拉曼成像(high-resolution Raman imaging)、偏振拉曼光谱(polarized Raman spectroscopy)及表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman scattering, SERS).3.1分子链构象研究Gao等[13]利用共振拉曼光谱识别了聚(2,5-双(3-十四烷基噻吩-2-基)噻吩[3,2-b]噻吩)(PBTTT)与电子受体[6,6]-苯基C61丁酸甲酯(PCBM)共混的体异质结太阳能电池中PBTTT的有序和无序构象. 作者提出PBTTT噻吩环C=C对称伸缩振动(νs(C=C))包括主链有序构象和无序构象2个组分的贡献:如图5所示,有序构象的特征峰位置在1489 cm-1,半峰宽约为15 cm-1;无序构象的特征峰位置在1500 cm-1,半峰宽约为25 cm-1. PBTTT不同构象的相对含量随PCBM含量、退火温度与拉曼激发能的改变而变化. 共振拉曼图像进一步证实有序的PBTTT链集中在富含PCBM的双分子晶体中. Martin 等[14]同样借助共振拉曼光谱结合光电流成像技术,考察了高分子-富勒烯共混物中依赖于构象变化的电荷沿主链的传输特性. 实验及理论计算的结果均证实当共轭高分子的主链呈现平面构象时,电荷传输率最高. 体系形貌表征的结果表明当高分子与富勒烯达到良好共混状态时,高分子主链构象更易于平面化.Fig. 5Simulated Raman spectra (a) of the BTTT-C2 monomer and structures (b) (Reprinted with permission from Ref.‍[13] Copyright (2014) American Chemical Society).原位共振拉曼表征被成功地应用于研究ps尺度上聚(3-己基噻吩)(P3HT)分子链在氯苯中的构象松弛过程[15]. 如图6(a)所示,基于激发态拉曼特征的时间依赖性及与其他高分子的拉曼光谱进行对比,作者归属了构象松弛过程中不同结构的拉曼特征峰. 通过绘制拉曼特征峰的强度变化对时间的关系曲线(见图6(b)),揭示了松弛过程中主链共轭长度的变化,据此提出了P3HT分子链在氯苯中的构象松弛动力学机理.Fig. 6(a) Valence-bond structures of the quinoidal excited state of P3HT and the time-resolved resonant-Raman spectra of P3HT in chlorobenzene photoexcited at 510 nm. (b,c) Time dependence of Raman band intensities in figure (a). Integrated intensities (b),black lines correspond to biexponential fits with constrained lifetimes of (9±1) and (220±20) ps. Relative change in feature intensities attributed to torsion-induced exciton conformational relaxation (c). (Reprinted with permission from Ref.[15] Copyright (2012) American Chemical Society).3.2分子聚集态研究Gao等[16]在对P3HT/PCBM共混薄膜分子聚集态的研究中区分了不同聚集态对P3HT主链C=C伸缩振动νs(C=C)的贡献. 对样品光谱的拟合结果(如图7(a)所示)表明,共混膜的(νs(C=C))峰来自于聚集分子链与非聚集分子链的双重贡献,前者的特征拉曼频率约为1450 cm-1,后者约为1470 cm-1. 聚集态与非聚集态峰强度的相对比值R(R = IC=Cagg/IC=Cun)在样品退火后增加(如图7(b)所示),R值与不同聚集态的相对密度相关. 如图7(c)所示,作者进一步应用共振拉曼成像来考察R值变化对共混形貌的依赖关系,通过R值对比,对退火的共混薄膜中4种聚集程度不同的P3HT分子链进行了识别与成像分析. 在此工作基础上,作者通过分析拉曼特征峰的强度变化,考察了P3HT聚集态对共混物体系中局部光电流产生效率[17]、激发态结构变化及初期振动动力学[18]的影响. 共振拉曼结合成像技术分析也被成功地应用于其他共轭聚合物结构与性能的对应关系研究中[19].Fig. 7(a, b) Raman spectra of as-cast (a, red) and annealed (b, blue) blend films excited with 488 nm light show theνs(C=C) band of P3HT represented by the shaded regions of the complete spectra shown as insets. The band is fitted with two Lorentzian functions (dashed traces), showing the relative contributions of both aggregated (IC=Cagg) and unaggregated (IC=Cun) components. (c1 and c2)IC=CaggandIC=Cuncenter frequency dispersion images for P3HT/PCBM as-cast films,and (c3) histograms of frequency components. (c4 and c5)IC=Cagg and IC=Cuncenter frequency images for P3HT/PCBM annealed films,and (c6) histograms of frequency components (Reprinted with permission from Ref.[16] Copyright (2012) American Chemical Society).拉曼光谱结合高空间分辨成像技术可用于高分子多晶型结构,例如针对聚己二酸丁烯酯(PBA)的环带球晶研究[20]. 在此工作中作者首先识别了2种晶型(α晶与β晶)及非晶结构的拉曼特征峰,选择能够反映不同聚集态相对含量的特征峰(C-peak),在此基础上通过拉曼成像考察了球晶内部多晶型晶体的分布及分子链取向. 通过对比球晶的偏光照片(图8(a))与拉曼成像照片(图8(b))可知,2种晶型的晶体在球晶中心、环带区域及外层非环带区域呈现非均匀分布,二者能够在相同的温度区间(31~33 ℃)成核和生长,然而环带区域α晶的相对含量会随结晶温度而提高. 2种晶型的拉曼成像数据结合Hermans取向函数分析(见图8(c))结果证实,环带区域的分子链沿球晶半径方向和基底平面取向,且沿环带球晶径向方向的取向呈周期性变化.Fig. 8(a) Optical micrographs of PBA31-33. (b) Raman imaging of C-peak position for the same area in (a). (c) Hermans orientation function image calculated by using the C-peak area of PBA32 measured with polarization parallel (0°) and perpendicular (90°‍) to the horizontal direction (Reprinted with permission from Ref.‍[20] Copyright (2017) American Chemical Society).拉曼成像技术作为一种强有力的表征手段,可以精确表征(分辨率最高可达0.1 μm)单片层石墨烯或氧化石墨烯在片层不同区域的氧化结构. Zhang等[21]通过拉曼成像技术对具有不同氧化结构的单片层氧化石墨烯进行了表征,通过D/G峰的比值差异分析了单片层在不同区域的氧化程度. 如图9所示,JGO纳米片与GO差异显著,后者呈现出统一的颜色(图9(a)和9(b)). 此外,从图9(c)和9(d)可以看出,在蓝色区域(低氧化区域),JGO的ID/IG比值较低(~0.72),而在红色区域(高氧化区域),ID/IG比值较高(~1.07),与GO的ID/IG比值存在显著差异(整个区域的ID/IG比值为~1.02). Badi等[22]同样借助拉曼成像技术,通过D峰与G峰的光谱解析,考察了石墨烯纳米片在聚苯胺(PANI)中的分散情况.Fig. 9(a-d) Raman mapping of a GO sheet (a) and JGO (c) using theID/IG ratio from the corresponding Raman spectra (b, d) (Reproduced with permission from Ref.[ 21] Copyright (2020) Elsevier).3.3结晶度计算包括拉曼光谱在内的波谱技术经常被用于计算高分子晶体的结晶度. Mannanov等[23]利用原位拉曼光谱直接表征了应用于太阳能电池的P3HT:‍富勒烯基受体活性层中、P3HT在50~150 ℃温区的结晶动力学,并考察了溶剂、富勒烯基受体种类与结晶温度对P3HT结晶度的影响[14]. 结晶度的计算在选择合适的结晶特征峰与非晶特征峰基础上,结合光谱分峰/拟合处理及选择合适的结晶模型实现. 例如:Agarwal等[24]利用2种光谱分析方法计算了纤维素I晶体的结晶度,一种方法称为“单变量方法(univariate method)”,借助结晶峰/非晶峰强度的比值计算;另一种方法称为“多变量方法(multivariate method)”,应用偏最小二乘回归模型(partial least squares regression model)计算. 通过与已知结晶度的参比样品对比证实,2种方法在评价结晶度处于0%~80.5%范围内的纤维素样品时结果可靠,且由单变量方法得到的结晶度数值比由WAXS表征得到的更理想. Wang等[25]应用针尖增强拉曼光谱技术结合随机生长结晶模型,估算了合成的二维聚合物单层的结晶度,据此揭示了二维聚合物单层生长的交联本质[26].3.4分子链取向由于激光本身具有偏振性,如果使用偏光片对入射激光以及散射光的偏振方向进行调制,则可以获得高分子链中分子基团的取向信息,进而解析高分子链的取向结构,这种方法称为偏振拉曼[26~28]. 例如Richard-Lacroix等[26]使用偏振拉曼手段对使用不同收丝方法所得的静电纺聚氧化乙烯(PEO)单根纤维中PEO分子链的取向情况进行了研究. 测试过程中对于每一根纤维均需测试4组不同偏振角度的入射光与散射光的组合拉曼光谱,例如假设平行纤维轴方向为Z轴,垂直于纤维轴方向为X轴(Y轴暂不考虑),那么4组拉曼光谱分别为(X(入射光偏振方向)X(散射光偏振方向))、(XZ)、(ZX)与(ZZ). 不同的偏振组合所得的拉曼光谱中峰的强度有较大差别,说明分子链有取向存在,利用这些数据再通过进一步的计算便可以得出分子链的取向分布方程(orientation distribution function). Richard-Lacroix等的研究结果表明,单根纤维中的分子链总具有较高的取向并且与收丝方法无关.近年来,新的偏振拉曼数据分析手段也在不断地涌现,例如Richard-Lacroix等[28]提出了最可几分布(most probable distribution, MPD)方法,用以更加精确地定量分析分子链取向. Papkov等[29]利用一种改进的偏振拉曼分析方法,对直径分布在140~1000 nm范围的单根聚丙烯腈电纺纳米纤维的分子链取向进行了定量研究. Svenningsson等[30]基于包绕洛伦兹函数(wrapped Lorentzian function),开发了一种新的偏振拉曼光谱分析方法,并应用于确定再生纤维素纤维的分子取向研究. 这种方法的优势在于消除了偏振拉曼测试时对偏振角度的限制,所得结果能够与广角X-射线衍射与固体核磁的数据直接比较. 测量散射光偏振度随偏光片旋转角度的变化可以提供取向分布函数形状的半定性信息,Park等[31]据此分析了聚乳酸(PLLA)薄膜内部特征振动散射强度的角度依赖性,对结构单元的取向性进行了量化.3.5外场作用下的结构转变研究借助原位拉曼表征技术,能够对诸如温度变化[32~34]、时间改变[35]、拉伸过程[36,37]等的高分子结构演变进行追踪. Jin等[32]利用变温拉曼考察了高密度聚乙烯(HDPE)多重熔融行为中的构象变化. 作者对与熔融相关的变温拉曼光谱进行了如图10(a, b)所示的二维相干光谱分析(least squares moving-window method, LSMW),通过整个熔融过程中构象变化的相似性结合与“熔融-再结晶”、“中间相预熔融”及“多层片晶熔融”模型的比对,提出了如图10(c)所示的HDPE熔融时晶相直接转变为非晶相的机理. Kasiouli等[33]研究了β-环糊精包封的聚(4,4' -二苯基乙烯基) (PDV.Li)构象随温度的变化. 特征拉曼振动的强度变化证实,包封前后PDV.Li的主链平面性没有变化. 更高温度下主链构象的改变归因于由热诱导聚集引发的相邻苯环之间的扭转角度降低.Fig. 10(a,b) Least squares moving-window (LSMW) analysis of the HDPE Raman spectra with the window size of 11 spectra (ΔT = 1 °C). (a) A contour map of the first order derivative (d I/dT) as a function of Tave of a moving window. (b) The dI/dT of six Raman peaks are plotted after numerically integrated over frequency ranges to cover the Raman peaks: 1415-1425, 1115-1136, and 1299-1325 cm -1. (c) The schematic of the multithickness lamellae model. (Reprinted with permission from Ref.[32] Copyright (2017) American Chemical Society).基于拉曼光谱的多技术联用能够实现拉伸过程中高分子结构变化的表征与分析. Lόpez-Barrόn等[36]利用原位偏振拉曼技术,考察了线性低密度聚乙烯(LLDPE)拉伸过程中的单链构象及分子链取向变化. 结果表明,反式构象随拉伸程度的增加呈线性增加,分子链的伸展分为3个阶段,即弹性伸展阶段、塑性伸展阶段与应变硬化阶段. 取向因子受分子量影响,低分子量部分取向因子小. Kida等[37]利用原位偏振拉曼光谱与原位拉伸测试联用,考察了分子量分布对单轴拉伸过程中高密度聚乙烯形貌及变形行为的影响. 结果表明,连接片晶的带分子(tie molecules)数量随分子量分布的增大而增加,而晶体结构不受分子量分布影响. 晶区分子链沿拉伸方向的取向程度及连续的反式构象链的形成均在高分子量分布的样品中得到提高.3.6化学/物理组成研究表面增强拉曼光谱是一种能够在高分子共混结构的组分研究中提供潜在选择性与垂直分辨的强大技术. Razzell-Hollis等[38]借助此光谱探索了P3HT:聚((9,9-二辛基芴)-2,7-二基-alt-[4,7-双(3-己基噻吩-5-基)-2,1,3-苯并噻唑]-2' ,2"-二基)(F8TBT)共混薄膜的界面组成与分子有序性. 作者首先分别表征了P3HT与F8TBT的光谱,识别了由于样品退火引起的、与本体/界面形貌相关的光谱变化. 随后为了确定共混薄膜的化学组成,表征了不同共混样品的光谱并对光谱进行了分峰处理,获得了代表P3HT含量的强度值α与代表F8TBT含量的强度值β,结果见图11. 光谱分析的结果表明热退火改变了共混体系的界面组成:预退火增加了低表面能P3HT的含量,而后退火增加了高表面能F8TBT的含量. 此外,表面增强拉曼光谱还成功地应用于对纳米厚度尺度上高分子薄膜表面与底面的化学组分识别[39].Fig. 11Raman (a) and SERS (b) spectra for an as-cast sample of quartz (quartz) Q/Ag/P3HT:F8TBT, fitted using RR-P3HT (as ordered fraction), RRa-P3HT (as disordered fraction) and F8TBT spectra to obtain relative contributions of P3HT (α) and F8TBT (β). Normalized Raman (c) and SERS (d) spectra for P3HT:F8TBT blends in five different sample configurations, with variation in the relative intensity of the F8TBT peak at 1356 cm-1 shown in each inset (Reprinted with permission from Ref.‍[38] Copyright (2016) American Chemical Society).共聚焦显微拉曼技术近几年被广泛地应用于高分子多组分体系的化学/物理组成研究. 化学组分识别的相关研究涉及药物输送体系中聚乳酸-羟基乙酸共聚物[40]、聚己内酯和聚环氧乙烷的复合电纺纤维[41]、聚二甲基丙烯酰胺-甲基丙烯酸二苯甲酮共聚物[42]等. 物理组分识别方面,Hu等[43]研究了左旋聚乳酸/右旋聚乳酸(PLLA/PDLA)共混物球晶的等温结晶行为. 在如图12(a)和12(b)所示的800~600 cm-1波数范围内分别选择736与754 cm-1峰作为均晶与立构复合晶的特征峰,通过对球晶内部与外部两峰强度的成像分析(见图12(c)和12(d),证实大球晶内部包含均晶与立构复合晶2种晶体,立构复合晶均匀地分散在非晶区与球晶区域.Fig. 12Peak fitting results in the 800-600 cm-1 region at the single point at the position of 1# and 2# (a) and the peak fitting spectra of PLA with different crystal forms (b) Imaging result with imaging parameter: band intensity at 754 cm -1 (c) band intensity at 736 cm -1 (d) (Reproduced with permission from Ref.[ 43] Copyright (2019) Elsevier).其他成像方式如共振拉曼光电流成像(resonance Raman-photocurrent imaging, RRPI)[44,45]、飞秒激发拉曼成像(femtosecond stimulated Raman microscopy, FSRM)[46]、针尖增强拉曼成像(tip-enhanced Raman mapping, TERM)[47]、宽带相干反斯托克斯拉曼散射(broadband coherent anti-stokes Raman scattering, CARS)显微镜[48]、反转显微拉曼光谱(inverse micro-Raman spectroscopy, IMRS)[49]、等离子体波导共振拉曼光谱(plasmon waveguide resonance Raman spectroscopy, PWRRS)[50]等也应用于高分子化学组成分析.扫描角度拉曼光谱适用于分子有序程度的研究,能够同时获取增强的拉曼信号、薄膜厚度及分子有序程度的信息,此外结合均方电场计算(MSEF)可以确定聚合物薄膜中是否产生拉曼散射[51,52]. Meyer等[51]利用此光谱(示意图见图13(a))研究了P3HT:PCBM共混物在蓝宝石、金和铟锡氧化物界面处的形貌,考察了P3HT结构有序程度对基底的依赖性. 选择性激光入射角度下薄膜在蓝宝石基底上的拉曼光谱如图13(a)所示. 扫描角度从35°增加到60°,P3HT膜的拉曼强度呈现下降趋势,而当扫描角度进一步增加时拉曼强度提高. 与之不同,共混薄膜的拉曼强度随扫描角度的增加而持续下降. MSEF计算(见图13(b))揭示了拉曼信号在z方向上的距离依赖性,用于拉曼光谱的辅助解析,预期的拉曼信号与整个聚合物厚度上的积分MSEF成正比,这与实验的拉曼光谱一致. 此外,研究表明噻吩环C=C伸缩振动峰的宽度对P3HT的分子有序程度敏感,据此作者考察了分子有序程度对基底的依赖性.Fig. 13(a) Schematic of the SA Raman interface used to collect the data shown in B and C (A). SA Raman spectra at the indicated incident angles for (B) P3HT and (C) 1:1 P3HT:PCBM deposited on a sapphire substrate. (b) Calculated MSEF as a function of distance and incident angle for the interface: 0-1000 nm sapphire/1000-1230 nm P3HT:PCBM/1230-6000 nm air (A), 0-1000 nm sapphire/1000 to 1300 nm P3HT/1300 to 6000 nm air (B). The MSEF in the sapphire layer (0-1000 nm) and the majority of the air layer (greater than 1500 nm) are omitted for clarity. The calculated plots show the expected distance dependence of the experimental Raman signal in theZ direction. (Reprinted with permission from Ref.[ 51] Copyright (2013) American Chemical Society).4拉曼光谱应用展望激光拉曼光谱虽与红外光谱同属于分子振动光谱,但其拥有诸多红外光谱不可比拟的优势,例如高的空间分辨率、高解析度、测试范围横跨远红外与近红外光谱波段并且可以直接对水体系进行测试等. 如今伴随着新型高分子材料的不断涌现与应用,诸如高分子水凝胶,高分子纳米或多层复合材料等,以及表面增强拉曼,针尖增强拉曼以及共聚焦拉曼成像等新技术的接连出现,必将会使拉曼光谱在高分子材料的研究领域中迸发出强大的活力.然而与此同时,仍有一些问题限制了拉曼光谱的应用,例如在拉曼成像中,样品表面的高空间分辨率可以实现,但是垂直于入射激光深度方向上的空间分辨率则不佳,虽有研究使用金属粒子包埋在高分子样品中,再借助表面增强拉曼技术以实现高深度方向分辨率,但是这种方法的普适性稍显不足. 另外,如今拉曼成像技术一般仍为逐点扫描(mapping)模式,而红外成像则已多采用阵列扫描(imaging)模式,这就意味着拉曼成像需要较长的时间,从而很难使用拉曼成像进行过程研究,这也严重影响了拉曼成像的应用. 现今高分子的研究中多设备同步协同测试是一个趋势,例如X射线散射、拉曼及红外光谱同步在线测试,这也对拉曼设备的小型化以及快速响应提出了更高的要求. 相信通过拉曼设备以及技术的不断升级,这些问题都会迎刃而解,彼时拉曼光谱技术将会在高分研究领域占有更加举足轻重的地位.参考文献1Zhang Shulin(张树霖).Raman Spectroscopy with Low Dimensional Nanometer Semiconductors(拉曼光谱学与低维纳米半导体).Beijing(北京):Science Press(科学出版社),2008.3-352Koenig J L.Spectroscopy of Polymers.Netherlands:Elsevier,1999.207-252.doi:10.1016/b978-044410031-3/50005-03Chalmers J,Griffiths P.Handbook of Vibrational Spectroscopy, 5 volumes set.New Jersey:John Wiley & Sons,2002.1-174Sasic S,Ozaki Y. Raman,Infrared, andNear-Infrared Chemical Imaging.New Jersey: John Wiley & Sons,2011.1-215Schrader B.Infrared and Raman Spectroscopy: Methods and Applications.New Jersey:John Wiley & Sons,2008.7-616McCreery R L.Raman Spectroscopy for Chemical Analysis.New Jersey:John Wiley & Sons,2000.15-30.doi:10.1002/04717216467Colthup N B,Daly L H,Wiberley S E.J Am Chem Soc,1965,87(5):1155-11568Wilson E B,Decius J C,Cross P C,Sundheim B R.J Electrochem Soc,1955,102(9):235C.doi:10.1149/1.24301349Tadokoro H.Structure of Crystalline Polymers.New Jersey:John Wiley & Sons,1979.179-322.doi:10.1002/macp.1979.02002197911010Larkin P.Infrared and Raman Spectroscopy.Netherlands:Elsevier,2011.7-25.doi:10.1016/b978-0-12-386984-5.10002-311Dieing T,Hollricher O,Toporski J.Confocal Raman Microscopy.Berlin:Springer,201112Gautam R,Samuel A,Sil S,Chaturvedi D,Dutta A,Ariese F,Umapathy S.Curr Sci,2015:341-356.doi:10.1140/epjti/s40485-015-0018-613Gao J,Thomas A K,Johnson R,Guo H,Grey J K.Chem Mater,2014,26(15):4395-4404.doi:10.1021/cm501252y14Martin E,Bérubé N,Provencher F,Côté M,Silva C,Doorn S,Grey J.J Mater Chem C,2015,3(23):6058-6066.doi:10.1039/c5tc00847f15Yu W,Zhou J,Bragg A E.J Phys Chem Lett,2012,3(10):1321-1328.doi:10.1021/jz300329816Gao Y,Grey J K.J Am Chem Soc,2009,131(28):9654-9662.doi:10.1021/ja900636z17Gao Y,Martin T P,Thomas A K,Grey J K.J Phys Chem Lett,2010,1(1):178-182.doi:10.1021/jz900038c18Gao J,Grey J K.J Chem Phys,2013,139(4):490319Gao J,Thomas A,Yang J,Aldaz C,Yang G,Qin Y,Grey J.J Phys Chem C,2015,119(16):8980-8990.doi:10.1021/acs.jpcc.5b0216620Wang M,Vantasin S,Wang J,Sato H,Zhang J,Ozaki Y.Macromolecules,2017,50(8):3377-3387.doi:10.1021/acs.macromol.7b0013921Zhang Z , Qin J , Diao H , Huang S,Yin J,Zhang H,Duan Y,Zhang J.Carbon,2020,161:316-322.doi:10.1016/j.carbon.2020.01.07822Badi N,Khasim S,Roy A S.J Mater Sci Mater Electron,2016,27(6):6249-6257.doi:10.1007/s10854-016-4556-823Mannanov A A,Bruevich V V,Feldman E V,Trukhanov V A,Pshenichnikov M 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  • 牛津仪器启动二硫化钼生长工艺研究 或将推动下一代纳米电子器件的开发
    据报道,2016年7月4日,英国牛津仪器公司利用其纳米实验室纳米级生长系统,启动了二硫化钼生长工艺研究。  单层硫化钼是一种直接带隙半导体材料,在光电领域具有广泛的应用,如发光二级光、光伏电池、光探测器、生物传感器等,而多层二硫化钼是一种非直接带隙半导体,有望用于未来的数字电子技术。  牛津仪器公司表示,该公司已经开展了广泛的研究,对化学气相淀积工艺进行了优化,开发了纳米实验室系统,这一系统能够处理广泛领域的液态/固态/金属-有机材料,适用于二维材料生长。该系统能够提供在蓝宝石、原子层淀积铝(氧化铝和氧化硅)等各种衬底上生长的能力,也能够淀积硫化钨、二硫化钼等二维过渡金属硫化物。  该工艺的开发及其已经经过验证的成果极度令人振奋,因为纳米实验室等离子处理系统的二维材料处理能力进入到了一个新阶段。拉曼分析表明了单层材料的高品质,原子力显微镜表明了薄膜的平滑和一致性。该公司期待二维材料生长工艺的开发,将推动下一代纳米电子器件的开发。
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