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磷酸二脂酶来源于东部菱

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  • 镉大米再现!镉,你到底来源于哪?
    云南销毁15万斤大米,镉大米再次引起大众关注!大米是中国大部分地区人民的主要食品,镉是一种环境污染物,通过ICPMS可快速的检测食品、环境等样品中的镉含量,借助高灵敏度的仪器希望通过溯源可以找到污染的源头,确保大米的质量安全。 近日,云南发现米线重金属超标,溯源发现镉大米并销毁15万斤。 大米含有稻米中近64%的营养物质和90%以上的人体所需的营养元素, 镉并不是人体必需元素,而且是一种环境污染物。 急性镉中毒症状主要表现为恶心、流涎、呕吐、腹痛、腹泻,继而引起中枢神经中毒症状,严重者可因虚脱而死亡 。 长期摄入含镉食品,镉可在生物体内富集,其生物半衰期为10~30年,且生物富集作用显著,即使停止接触,大部分以往蓄积的镉仍会继续停留在人体内,从而引起慢性中毒,使肾脏发生慢性中毒及软骨病。世界卫生组织将镉列为重点研究的食品污染物;国际癌症研究机构(IARC)将镉归类为人类致癌物,会对人类造成严重的健康损害;美国毒物和疾病登记署(ATSDR)将镉列为第7位危害人体健康的物质;我国也是将镉列为重点监控指标之一。 根据《GB 2762-2017 食品安全国家标准 食品中污染物限量》,谷物及其制品镉限量如下:根据《GB 5009.15-2014食品中镉的测定》及《GB 5009.268-2016食品中多元素的测定》,镉的测定可以采用原子吸收石墨炉法和电感耦合等离子体质谱法。 不管是大米检测还是其可能的来源土壤、大气等,岛津均可提供完备的解决方案。岛津ICPMS-2030系列 ICPMS-2030测定大米中多元素的含量 样品前处理方法称取0.4g(精确至0.0001g)试样于聚四氟乙烯微波消解罐中,加入4 mL HNO3,盖上消解罐盖,放入微波消解仪消解。消解结束后冷却至室温,打开密闭消解罐,将消解液转移至 50 mL容量瓶中,用超纯水定容至刻线,摇匀,待测。 仪器测定条件实验结果ICPMS-2030测定土壤中多种金属元素的含量 样品前处理方法称取0.1g(精确至0.0001g)试样于聚四氟乙烯微波消解罐中,加入6 mL王水,盖上消解罐盖,放入微波消解仪中按照下表程序消解。消解结束后冷却至室温,打开密闭消解罐,用慢速定量滤纸将提取液过滤至50 mL容量瓶中,待提取液滤尽后,用0.5 mol/L的硝酸清洗消解罐内壁至少3次,清洗液一并过滤至容量瓶中,用超纯水定容至刻线,摇匀,待测。实验结果
  • 广州地化所等揭示液相二次有机气溶胶的来源和形成机制
    二次有机气溶胶(SOA),是大气细颗粒物(PM2.5)的重要组分,对空气质量,全球气候变化和人体健康有着重要的影响。近年来,越来越多的研究证明有机前体物在云雾滴和含水气溶胶中的液相化学转化是二次有机气溶胶生成的重要途径。由于植物排放前体物(如植物挥发、生物质燃烧)比化石燃料源(如燃煤、机动车排放)前体物的极性更强、更亲水,过去的研究多聚焦于植物排放前体物转化生成液相二次有机气溶胶(aqSOA)的过程,缺乏对液相二次有机气溶胶中人为化石燃料源贡献的精准量化。   中国科学院广州地球化学研究所和瑞典斯德哥尔摩大学、日本中部大学合作,通过测定液相二次有机气溶胶单体分子的碳十四(14C)同位素,给出了化石源碳对中国大气中液相二次有机气溶胶生成巨大贡献的关键科学证据。相关研究成果于近日以Large contribution of fossil-derived components to aqueous secondary organic aerosols in China为题在线发表在Nature communications上。   14C同位素的半衰期约为5730年,经过漫长地质演化,煤、石油、天然气等化石燃料中的14C已完全衰变,而生物质的14C丰度,却和当前大气基本保持一致。因此,14C可以准确量化液相二次有机气溶胶分子中生物碳源和化石碳源的相对占比。研究团队在位于珠三角西南部的鹤山大气环境监测超级站采集了一整年的大气细颗粒物(图1),以大气颗粒物中草酸为主的一系列小分子有机酸作为液相二次有机气溶胶的示踪物。14C分析显示,当鹤山站的气团起源于内陆时,液相二次有机气溶胶标志性化合物的化石来源碳占比达到了55%到70%(图2)。相反,当气团起源于南海沿岸时,液相二次有机气溶胶分子中的生物来源碳占比可达近70%,这与内陆气团形成了鲜明对比(图2)。在我国几个重点城市群,研究人员同样观测到化石来源碳在冬季对液相二次有机气溶胶形成的巨大贡献。   过去基于整体气溶胶组分的14C分析结果,大多认为有机气溶胶主要由生物质来源碳贡献。该研究表明,在中国典型城市,液相二次有机气溶胶分子可大量来源于化石燃料。这一认识对更好地模拟二次有机气溶胶生成、评价其气候和环境效应,以及更精准地控制空气污染,具有重要意义。   相关研究工作获得国家自然科学基金重点项目、“一带一路”科学组织联合研究专项项目等的支持。图1 研究区位置及采样活动中的后向气流轨迹、气溶胶光学厚度(AOD550)和气溶胶基础表征参数。图2 沿海背景和大陆气团中草酸的二维双碳同位素(δ13C、Δ14C/Fm)特征。
  • 创新来源于客户反馈——访布鲁克德国高端红外应用专家吴瑕博士
    p  strong仪器信息网讯/strong 2018年4月10-13日,国际分析、生化技术、诊断和实验室技术领域两年一次的盛会——德国analytica 2018在慕尼黑举办,仪器信息网亲赴现场为大家带来第一手的信息。analytica 2018上,布鲁克推出了科研型傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)INVENIO 等新产品。为了了解INVENIO的主要创新,以及红外光谱未来发展趋势等,仪器信息网采访了布鲁克德国高端红外应用专家吴瑕博士。br//pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/8bd34d70-2717-42bf-b7a5-6a4bb9303a8c.jpg" title="xianc.jpg"//pp style="text-align: center "strong布鲁克德国高端红外应用专家 吴瑕博士/strong/pp  span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong新品INVENIO:最多的检测器/strong/span/pp  此次analytica 2018,布鲁克光谱参展的仪器有11台之多,不过只有唯一的一台是新推出的新品,那就是INVENIO。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/984b9460-8c0a-4348-8606-d0c07c16109d.jpg" title="INVENIO.jpg"//pp style="text-align: center "strong科研型傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)INVENIO/strong/pp  INVENIO是一款偏向用于科研的光谱仪,不过与传统印象中体积笨重、外观沉闷的科研仪器不同,INVENIO的外形比较“靓丽”。如,仪器状态显示由原来的单个LED指示灯改进为一个色带,不同颜色代表着仪器处于正常运行或故障等状态,更加明显、直观。并且据吴瑕博士介绍,INVENIO使用感受也非常的简便。INVENIO可以连接到互联网,通过电脑、集成触控屏、其他pad三种方式进行操作,更加方便。而且,INVENIO还设计有适合制药企业用户的验证程序,内里包含完全符合FDA监管规则的现代化数据库,方便跟踪、监督整个实验过程和数据处理,确保数据完整性。/pp  INVENIO采用了创新的MultiTect检测器技术,其允许控制多达5个检测器,如MIR或FIR DTGS、InGaAs、硅二极管、GaP,可覆盖从远红外到紫外可见的整个光谱范围(波长范围28000~15cm-1)。而且,INVENIO还设计了一个额外的DigiTect检测器位置,用户可使用一些其他特殊探测器(如MCT)。针对有的客户可能会偶尔进行一些简单的样品分析工作,而又不想麻烦地移除主样品仓的配件,INVENIO设计了第二个样品仓即Transit通道,而且该样品仓自带检测器。吴瑕博士总结到,“MultiTect、DigiTect、Transit总计下来,INVENIO可配备多达7个检测器,几乎是常规FT-IR的2倍。而且,7个检测器间可自动切换,简便了用户的操作。”/pp  “虽然INVENIO是面向全球用户的,但是由于中国市场的不容忽视,而且来自中国客户的反馈也非常多,INVENIO中一些创新技术都是针对中国客户需求而设计的。如7个检测器间可自动切换、第二个样品仓、五档全自动衰减器、发射实验直通光路等设计就是基于中国客户的反馈。”吴瑕博士说到,“接下来我们将在中国展开大规模的新品推广活动。”/pp  span style="color: rgb(0, 112, 192) "strongFT-IR技术与应用发展:新技术引入与多技术联用/strong/span/ppspan style="color: rgb(0, 112, 192) "  /span最后,编辑问到对于FT-IR技术与应用发展的看法,吴瑕博士表示,“FT-IR技术已经比较成熟,全面创新较难,不过其技术上升空间仍然很大。FT-IR核心的光源、干涉仪、检测器三个方面的巨大进步就会带来FT-IR仪器性能的革命性进展。例如光源的革命性创新就在未来不远处等着我们呢。”说到这里,吴瑕博士着重介绍了量子级联激光器(Quantum Cascade Lasers, QCL)技术。近年来QCL飞速发展,它的光能强、信号强,进而使光谱的信噪比高,相信其很快就可以普遍用于FT-IR。另外,由于电子元器件技术的快速发展,FT-IR的新型检测器不断涌现,而且检测器的体积在不断减小。/pp  谈到FT-IR的应用发展方向,吴瑕博士认为,一些新技术的引入,如成熟的QCL用于FT-IR,将会使FT-IR的性能大幅提升,原来很多需要同步辐射光源技术的研究工作,现在可以用FT-IR来进行了。另外,联用技术仍然有很大的应用前景。除了常见的与热重分析等联用外,FT-IR还可与表面纳米分析相关技术联用进行薄膜分析 FT-IR与测试橡胶等样品拉伸性能的仪器联用,使得其物理性质的变化有了谱图作为依据 另外,FT-IR与椭偏仪的联用将可能同时提供样品的吸收率和折射率,为全面了解样品性质提供可靠依据。/pp  strong后记/strong/pp  采访中让编辑记忆深刻的是,吴瑕博士在布鲁克负责科研型光谱仪的应用、市场、研发,乃至销售的整个流程。这与大多数仪器公司的情况有所不同,一般来说,公司内一个人的工作范畴很少涉及这么多不同的环节。对此吴瑕博士说到,很多科研型客户通常需要的是特殊的、非常规的解决方案,所以,了解客户的需求要从应用谈起、从研发做起,做到全方位的跟踪。/pp  吴瑕博士介绍,“我们的研发创新时时刻刻都在进行,有小的改进、也有大的技术创新。而我们创新的‘源泉’是客户的反馈。我们通常通过对市场走向等进行观察、直接与客户交流等方式获得反馈,因为市场份额变动等也是客户的间接反馈。”/ppbr//p
  • 磷酸铁锂迎发展“第二春”,欧美克高性能激光粒度仪需求强劲
    近日,在北京召开的第七届中国电动汽车百人会论坛(2021)上,比亚迪股份有限公司董事长王传福表示,“按照规划,到2025年,我国新能源汽车新车销售量将达到汽车新车销售总量的20%左右。”这意味着接下来5年,新能源汽车行业年复合增长率将达37%以上。结合前期“特斯拉Model Y低价发售”、“宁德时代逼近万亿股价”、“蔚来包下宁德时代磷酸铁锂电池生产线!”等新闻发酵,不难发现随着磷酸铁锂电池以其低成本高安全性的优势在中低端市场不断渗透,特别是相关技术的进步也助推磷酸铁锂电池自2020年起重新扩展市场空间,其需求快速反转向上。中国汽车动力电池产业创新联盟日前发布的数据显示,2020年我国动力电池累计销量达65.9GWh,同比累计下降12.9%。其中,三元锂电池累计销售34.8GWh,同比累计下降34.4%;磷酸铁锂电池累计销售30.8GWh,同比累计增长49.2%,是唯一实现同比正增长产品。中信证券指出,目前,特斯拉、戴姆勒等海外新能源汽车主流企业均明确了磷酸铁锂电池技术路线,预计宝马、大众等其他海外车企也将在其动力电池技术路线中选择磷酸铁锂方案。而国内无论是宁德时代的CTP电池管理控制技术还是比亚迪的“刀片电池”,磷酸铁锂的高安全性助力了其在乘用车领域的回暖,都让磷酸铁锂电池开始经历第二春!伴随着宁德时代年产8万吨磷酸铁锂投资项目签署,磷酸铁锂第二春的帷幕已然拉开,大规模的量产也必将刺激高性能激光粒度仪的市场需求。众所周知,激光粒度分析仪在锂离子电池行业有着广泛的应用需求,主要应用于正极材料、三元前驱体材料、负极材料、导电剂、隔膜涂覆用氧化铝等材料的粒度测试。从大量的制浆经验以及行业交流反馈来看,诸如钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、镍酸锂(LiNiO2)、镍钴锰酸锂(LiNiCoMnO2)和磷酸铁锂(LiFePO4)等多种不同的正极材料,通常采用中值粒径D50、代表大颗粒的D90作为关键质控指标。不同材料不同工艺的产品对原材料的粒径要求也不尽相同,以分布在1-20μm范围内居多。负极材料以石墨为例,当其平均粒径为16-18μm,且粒度分布较为集中时,电池有较好的初放容量及首次效率。此外,随着电池隔膜的厚度要求不断提高,对其中添加阻燃材料的粒径要求也随之不断提高,常使用的隔膜氧化铝粒径从微米级逐渐发展到亚微米甚至是纳米级。随着电池性能提高对原材料的粒度要求不断提高,激光粒度仪发挥着不可替代的作用,同时对粒度测量仪器的重复性、重现性、分辨能力提出了更高的要求。锂离子电池正、负极材料标准中的粒度分布要求激光粒度仪的高分辨能力在电池材料的检验中,对测试样本中少量的大颗粒或小颗粒的准确识别有着重要的意义。比如说在电池材料活性物质中如果存在少量的大颗粒,可能会对涂布、滚压造成负面影响。如果在原材料检测时就发现,则可以避免后续不良品的产生。另一个典型的例子是粒径过小的石墨粉在粉碎过程中更易于使其晶型结构发生改变,小颗粒石墨粉中菱形晶数量相对较多,而菱方结构的石墨具有较小的储锂容量,使电池的充放电容量有所降低。另外颗粒直径太小,单位重量总表面积就会很大,需要的包覆材料越多,导致电极材料的堆积密度减小而体积能量密度下降。如果能准确的对各种原材料进行粒度测试,在一定程度上有助于预判后续产品性能、防范风险… … 可见,电池性能的诸多方面都与正负极材料和隔膜材料等的粒径息息相关。欧美克Topsizer激光粒度分析仪对少量的大/小颗粒及样品各个粒径组分的准确识别,需要仪器制造商在无盲区光学设计、高品质高精度元器件、装配工艺、算法及软件智能控制上不断优化,提高产品分辨能力。例如早先的激光粒度仪将多个光电转换元件探测通道放置在一块或两块平面上,然而傅立叶透镜的聚焦面通常呈弧形分布,平面布置的探测器很难将所有角度的散射光信号都精确地聚焦获取,通过精准的独立探测器焦点曲面排布设计和一致性定位工装提高粒度仪分辨能力和仪器之间的重现性。欧美克Topsizer激光粒度分析仪和Topsizer Plus激光粒分析仪是在锂离子电池行业被广泛应用的高性能激光粒度分析仪。量程宽、重现性好、分辨能力强、自动化程度高、故障率低等优异性能保证了测试结果和分析能力,而且与国内外、行业上下游黄金标准保持一致,不仅为用户节省了方法开发和方法转移上的时间和成本,更重要的是可以避免粒径检测不准带来的经济损失和风险,无论在产品研发、过程控制还是质量控制上,都能够为用户带来真正的价值。欧美克LS-609激光粒度分析仪而欧美克LS-609激光粒度分析仪就采用了先进的激光粒度仪散射光能探测的设计,将常见的失焦影响较大的多个大角探测器通道以分个独立的方式精确放置于与其散射角相对应的傅立叶透镜焦点位置,以保证所有散射光角度的信号都是无混杂的,提高了散射光分布角度分辨能力。与此同时,各个独立的探测器有利于在探测器上布置杂散光屏蔽装置,同时也防止了散射光在不同探测器上的相互干扰,进一步降低系统的噪声,提高细微差异的分辨能力。我们以具体的电池材料样品来看欧美克激光粒度分析仪的测试性能对材料准确表征的案例。1. 欧美克Topsizer激光粒度仪测试含有少量大颗粒的石墨原材料的粒度分布图和粒度分布表如下图所示,可以看到对于体积含量在0.5%以下的极少量60-100μm的颗粒,以及体积含量在1%左右的2μm以下颗粒,均能够灵敏的检测出来其详尽的粒度分布。显示了Topsizer对粉体材料的大、小颗粒具有高超的分辨能力,对于最终下游应用中电池产品的安全性能和容量性能有更准确的指导意义。如果对于对少量小颗粒特别关注,在软件上,甚至可以采用数量分布替代体积分布的计算方法,进一步放大小颗粒的权重,对小颗粒数量上的变化进行更易识别的测试和生产质控。但需要注意的是,对于分布较宽的样品,由于大小颗粒在尺寸上差异本身就很大,同样体积的大小颗粒的数量相差将会异常巨大,取样和分散测量上的少许波动会导致测试结果数量分布上较大的偏差。2. 下图是欧美克LS-609激光粒度仪对磷酸亚铁锂3次取样分散测试粒度分布的叠加图,及特征粒径的统计结果,显示该仪器对磷酸亚铁锂的测试拥有优良的重现性。由此可见高分辨能力和重现性的激光粒度分析仪在电池原材料粒度检测领域能带来更好的质控效益。正如中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高所说,中国动力电池技术创新模式已经从政府主导向市场驱动转型,目前中国电池材料研究处于国际先进行列。而在中国动力电池的快速创新发展必然也离不开高分辨能力和重现性的激光粒度分析仪作为质控的好帮手。通过给动力电池行业提供更专业优化的粒度检测方案,欧美克激光粒度仪的行业销售也在持续高速增长。欧美克必将一如既往不断探索,与中国动力电池行业并行快速发展,携手创造中国奇迹,助力新能源引领世界美好未来!参考资料:1. 沈兴志,珠海欧美克仪器有限公司,《高性能激光粒度分析仪在电池材料测试中的应用》2. 经济日报,《第七届中国电动汽车百人会论坛举办》3. 腾讯网,《磷酸铁锂厂家齐涨价,2021年将回潮迎来“第二春”?》4. 中国证券报,《磷酸铁锂电池迎来发展“第二春” 2020年累计销售同比增长近
  • 新!全球首个“CAR-T治疗艾滋病”发明专利来源于武汉科技大学
    p style="text-indent: 2em text-align: justify "11月20日,武汉科技大学生命科学与健康学院张同存、顾潮江两位教授收到国家知识产权局寄来的发明专利证书,发明名称是“一种治疗HIV(艾滋病病毒)感染的嵌合抗原受体的重组基因构建及其应用”。这是全球首个“应用CAR-T免疫细胞治疗艾滋病”的发明专利。br//pp style="text-indent: 2em text-align: justify "“该专利创造性地开发出‘能杀伤HIV病毒感染细胞的CAR-T’治疗的全新途径,有望彻底治愈在地球横行了近40年的艾滋病,为目前存活的4000多万艾滋病患者带来生机。”全球艾滋病研究专家、美国西奈山大学Volsky DJ教授评价说。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/a591d6a7-3d2f-4a79-84d7-8846d1e2bc13.jpg" title="微信图片_20181128133631.jpg" alt="微信图片_20181128133631.jpg"//pp style="text-align: center "张同存教授(右)、顾潮江教授(左)做实验/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "艾滋病是由感染HIV病毒引起的传染病,HIV病毒攻击人体免疫系统,使人体易于感染各种疾病,病死率较高。虽然全世界众多医学研究人员付出了巨大的努力,但至今尚未研制出根治艾滋病的特效药物。br//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "张同存、顾潮江两位教授应用CAR-T免疫细胞治疗艾滋病的方法是,先采集患者的血液,分离出T细胞,在体外运用基因工程手段重新设计CAR-T细胞,并大量扩增到上十亿、上百亿个,然后输回患者体内。该CAR-T细胞在体内能特异识别并摧毁被HIV病毒感染的细胞,中和血液中HIV,与抗HIV病毒药物联合应用,将有望彻底治愈艾滋病。/pp style="text-indent: 2em "span style="text-align: justify "张同存教授是国内最早从事CAR-T研究和临床治疗的学者之一,顾潮江教授从事艾滋病机理研究十多年。3年前,两人联手,专攻“应用CAR-T免疫细胞治疗艾滋病”,成功建立了世界上第一个嵌合HIV-1感染动物模型,并利用该模型开展了药代、毒理、致瘤、分布等分析实验研究,充分验证了临床的安全性。/spanbr//pp style="text-indent: 2em "span style="text-align: justify "他们于2017年10月在国际临床实验注册中心完成CAR-T免疫细胞技术治疗艾滋病的临床注册,并在全球率先开展人体临床研究试验。目前治疗了两例HIV患者,一例治疗3个月,HIV病毒指标迅速下降;一例治疗9个月,已完全清除HIV病毒,在全球率先取得突破性进展。/spanbr//pp style="text-indent: 2em "span style="text-align: justify "目前,国内外普遍使用“鸡尾酒”疗法治疗艾滋病,即联合多种抗病毒药物治疗,患者必须终生服药抑制病毒,有严重的毒副作用,一旦治疗中断,就会直接威胁HIV感染者的生命。CAR-T免疫细胞治疗艾滋病,不仅能中和血液中的HIV病毒,而且还能杀死潜藏处于休眠状态的已感染HIV病毒细胞,更加安全、有效、彻底地治愈艾滋病。/spanbr//pp style="text-indent: 2em "span style="text-align: justify "张同存教授表示,目前正在加强与有相关医院的合作,招募携带HIV病毒的志愿者,扩大临床实验,积累临床病例,同时寻求研发资金,助推实现产业化,尽快研制出治愈艾滋病的CAR-T新药,让携带HIV病毒的全球患者受益。/spanbr//pp style="text-indent: 2em "span style="text-align: justify "同时,张同存教授团队还在积极研究针对血液肿瘤、实体肿瘤的新型CAR-T产品。目前,已完成治疗血液肿瘤临床病例350多人,取得优于国内外的临床疗效。/span/pp style="text-indent: 2em "a href="https://www.instrument.com.cn/zc/144.html" target="_blank"span style="text-align: justify color: rgb(0, 112, 192) "strong艾滋病的临床检测会用到流式细胞仪,用于检测受试者的外周血CD4+细胞数,点击下方进入流式细胞仪专场查看更多:/strong/span/a/pp style="text-indent: 2em "span style="text-align: justify color: rgb(0, 112, 192) "strong/strong/span/pp style="text-align: center"a href="https://www.instrument.com.cn/zc/144.html" target="_blank"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/e84084ce-2898-4e9a-94b5-0db6756f686c.jpg" title="流式细胞仪.png" alt="流式细胞仪.png"//a/pp style="text-indent: 2em "span style="text-align: justify color: rgb(0, 112, 192) "strong/strong/spanbr//p
  • 学者:燃煤与机动车是北京雾霾两大“元凶”
    刚刚过去的2月,如何治霾无疑成为包括整个科学界在内的全体国人关注的第一话题。  3月3日,中国科学院大气物理所研究员王跃思在接受《中国科学报》专访时表示,北京霾污染主要形成于周边区域的工业燃煤污染输送,而加强于本地机动车排放的叠加,重霾污染时段二者的污染成分占70%以上。  王跃思带领课题组从2000年以来持续对北京及京津冀区域霾污染观测、模拟预测和预警研究,其中对2013年1月和2014年2月北京强霾的研究,获得了该地区大气重霾污染的形成机理和源解析初步结果。  根据王跃思提供的数据,北京在2013年1月和2014年2月的雾霾污染事件中,PM2.5在重污染时段的主要来源为机动车、燃煤、工业和扬尘,分别约占42%、28%、13%和12% 而在清洁时段,燃煤占45%,机动车仅占13%。  京津冀地区其他城市的情况与北京类似。通过对2009年至2011年京津冀多个城市PM2.5来源空间进行解析,王跃思团队发现北京、天津、河北保定和唐山四个城市的PM2.5主要来源均为燃煤、机动车、工业和餐饮,其中上述来源在北京的占比分别约为30%、22%、12%和13%,燃煤、机动车&ldquo 贡献&rdquo 占了污染物的一半多。  今年2月19日白天,北京地区在西北风控制下PM2.5浓度在30微克/立方米左右,傍晚风向转为西南风,PM2.5浓度在1小时内增长至150微克/立方米,继而在24小时之内升至350微克/立方米。  &ldquo 通过研究分析,我们得出北京地区的霾污染主要形成于周边区域的工业燃煤污染输送,而加强于本地机动车排放的叠加。&rdquo 王跃思表示,燃煤污染排放主要来源于河北东部、南部和天津西北部 本地机动车主要指城区拥堵的汽车、夜间和五环外大量运行的重型燃柴油卡车。  王跃思建议,在不利的气象条件下降低近期北京地区强霾发生频率和强度,需要提前三天限制河北、山东及河南的燃煤、天津的重化工和北京市机动车出行量。  &ldquo 要做到京津冀区域空气质量长期达标,首先要重点治理燃煤和机动车污染,进而还要开始规划逐步治理众多其他污染源。&rdquo 王跃思建议,提高燃煤锅炉脱硫脱硝除尘效率、提高燃油标准与油品质量、建立并完善氨和挥发性有机物排放标准,&ldquo 还要完善餐饮业、油印厂、建筑装修和喷涂行业等排放标准,并提高农业氮肥使用效率,减少畜牧业氨排放&rdquo 。  王跃思特别对《中国科学报》强调,空气中不同区域、不同时段细颗粒物来源存在很大差别,需要全面监测研究不同地区、不同时段霾污染过程,对污染源进行静态和动态解析,为强霾污染事件的预警及临时管制措施的制定提出科学依据。  &ldquo 我们首先要摸清底牌、确定基线,对所有种类污染源排放的化学成分进行全面测算,以便长远规划、分步实施。&rdquo 王跃思建议,加强、扩充中科院现有监测网络,使之成为国家气溶胶化学观测网,并加强大气污染物来源的动态解析和源解析的空间分辨率。  &ldquo 治理雾霾要全国上下一盘棋、全国上下一条心。各个相关业务部门和科研单位要分工合作、共享数据,同时要加强公众科普,提高全民环保意识。&rdquo 王跃思表示。
  • 机器人“火力全开”!三德科技机器人制样/化验/存查系统成功应用于黄陵煤矸石发电EPC项目
    据市场一线反馈,黄陵矿业煤矸石发电有限公司于2020年底,购买了三德科技的SDRASC机器人存查样柜系统、SDRPS机器人制样系统、SDIAS无人化验系统、SDPS全通采样系统和燃料管控系统,用于该单位的2×300MW机组物料智能化系统建设。这是目前市场上燃料智能化EPC项目中机器人配置最多的项目(其他单位一般只有单一的机器人制样系统或机器人化验系统),此举旨在通过运用先进的机器人进行无人化操作,将煤矸石发电有限公司打造成集团最先进的标杆单位。采样区效果图 SDRPS机器人制样系统效果图 SDRASC机器人存查样系统效果图 SDAIS无人化验系统效果图 三德科技历经近30年的成长与沉淀,已逐步成为专业从事仪器及自动化/无人化系统研发、制造、销售、实施及运维的供应商,可提供产品全生命周期一站式服务(从立项、售前预案、招投标、技术协议、蓝图设计、详细设计、生产加工、现场调试、试运行、运维质保到产品报废)。时代在变,但我们“成就客户,做客户信赖的长期伙伴”的心志不移。在接下来的安装、调试、及运维环节,我们将一如既往地倾注专业、专注的投入,用认真负责的态度,为黄陵矿业煤矸石发电有限公司做好服务,以我们仪器及自动化/无人化系统的专业、引领能力,成就客户。黄陵矿业煤矸石发电有限公司,是黄陵矿业集团下属全资子公司,是一个以煤矸石、煤泥、低热值中煤为燃料,利用井下疏干水,兼顾向黄陵矿区生产、生活系统及周边居民集中供热的资源综合利用企业,是陕西省最大的资源综合利用发电企业。目前,煤炭采制输存化及燃料管控建设项目正有序推进中,后续三德科技将根据项目进展情况,进行不定期跟踪报道。黄陵矿业煤矸石发电有限公司全景(图片来源于网络)
  • 蒙牛称牛奶致癌物超标问题饲料来源已查明
    究竟是什么原因导致的蒙牛牛奶中含强致癌物质黄曲霉毒素M1?对此,蒙牛方面昨日(12月27日)表示,问题原因已查明,是因为牛吃了霉变的饲料所致。对于这批问题饲料的来源也已经查明,但结果有待公布。  蒙牛内部已查出结果  12月24日,国家质量监督检验检疫总局公布了近期对全国液体乳产品进行抽检结果公告,蒙牛乳业(眉山)有限公司生产的一批次产品被检出黄曲霉毒素M1超标140%。  在黄曲霉毒素M1超标事件曝光之后的第三天,蒙牛乳业前日回应表示,事件原因已经查明,是奶牛食用霉变饲料引发的。但当时称对于这批饲料及奶源来源于哪里,暂时无法追查。  昨日,蒙牛集团发言人卢建军在接受本报记者采访时表示,这个问题已经查明,但结果有待公布。“从专家的判断以及蒙牛内部的判断,问题肯定是出在饲料的霉变这个问题上,这点已经毋庸置疑。”卢建军昨日表示,“目前内部对此已经有一个查出的结果了,但是目前这个信息还没有到我手上。”  “这是个别问题”  卢建军强调,这是个别问题,饲料的霉变是因为饲料的储存不当造成的,并不是普遍现象。  蒙牛眉山的奶源构成是怎样的?卢建军并未向记者介绍。他只是表示,蒙牛整个奶源供给的构成是80%来自牧场,20%来自农户奶站。  公开资料显示,眉山基地是蒙牛的第24个基地,也是蒙牛在西南地区的首个生产基地,设计日处理鲜奶800吨。2009年,现代牧业洪雅牧场与眉山基地同日竣工,为后者提供奶源。  质监部门已立案调查  另据成都商报报道,眉山市质监局副局长袁勤前日称,已对蒙牛乳业眉山分公司下发整改通知。此事经初查,蒙牛纯牛奶一批次产品被检出黄曲霉毒素M1超标不存在人为添加,只是一个偶发事件。目前,质监部门已立案调查,查实后将按规定给予高额处罚。
  • 研究揭示西安黑碳气溶胶来源第一为生物质燃烧源
    黑碳作为大气中一种典型的吸光性气溶胶,对全球和区域气候都有着深远影响。它可以改变太阳辐射平衡,抑制边界层发展,沉降到冰雪表面会降低其反照率,加速冰川融化。但是在计算其辐射强迫时仍存在很大不确定性,这种不确定性主要来源于老化过程对黑碳颗粒物光学性质的改变。而黑碳颗粒物主要来源于含碳燃料的不完全燃烧。已有研究表明,新鲜排放的黑碳在被释放到大气中后会通过碰并、凝结和非均相氧化等过程与多种来源的颗粒物、气态污染物之间发生老化作用,表面形成包裹层,导致其在混合态、形貌、粒径和化学组成上发生变化,从而影响黑碳的物理化学及光学性质。为了更好地了解城市大气中黑碳的性质差异及评估吸光性影响因素,中国科学院地球环境研究王启元研究员课题组使用单颗粒黑碳光度计(SP2)、光声气溶胶消光仪(PAX)以及在线重金属分析仪(Xact625)等高时间分辨率在线仪器对西安市高新站点2020年11月大气气溶胶进行连续在线监测,并采用PMF与线性回归结合的方法建立黑碳吸光增强倍数与源的关联。PMF模型是目前常用的污染物源解析方法,在给出污染源类别的同时,还能得出确切的污染源的贡献率,近年来被广泛应用于污染物源解析研究中。他们的结果表明:观测期间西安黑碳气溶胶平均浓度2.16 微克 /立方米;PMF源解析出4个主要来源,分别为生物质燃烧源(38%),燃煤源(29%)、交通运输源(29%)、扬尘源(4%);降水后厚包裹黑碳的浓度降幅高达83%,而薄包裹黑碳为39%。作为颗粒粒径更大的厚包裹黑碳其核的质量中值粒径却小于薄包裹黑碳颗粒,分别为141 纳米和176纳米。其次,黑碳核的吸光截面积变化范围较大,为3.79 - 5.95 平方米/克,且与整体颗粒的吸光截面积具有显著相关性,相关系数为0.58(p 0.01)。另外,他们还发现在观测期间黑碳的平均吸光增强倍数为1.37±0.11;经过源解析结果表明,二次老化、燃煤、扬尘、生物质燃烧和机动车排放对吸光增强倍数的贡献分别为37%、26%、15%、13% 和 9%。其中二次老化过程是主要贡献源。上述相关研究成果近日发表于《总环境科学》(Science of The Total Environment)期刊。  (a) 应用PMF进行黑碳质量浓度源解析谱图;(b) 各排放源对总黑碳质量浓度的相对贡献百分比。(a) 大气中含黑碳颗粒物和黑碳核的光吸收系数时间序列;(b) 大气中含黑碳颗粒物和黑碳核的吸光截面积(MAC)时间序列;(c) 大气中含黑碳颗粒物吸光截面积(MAC)相对频率分布;(d) 黑碳核吸光截面积(MAC)相对频率分布。图片均由论文作者提供论文相关信息:https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0048969723016157
  • H7N9禽流感病毒来源初定
    基因重配模式初步揭示,病毒可能来自于欧亚大陆迁徙至东亚地区的野鸟所携带的禽流感病毒和中国上海、浙江、江苏等地的鸭群和鸡群所携带禽流感病毒发生的基因重配。  近日,中国科学院微生物研究所病原微生物与免疫学重点实验室(CASPMI)研究人员对人感染H7N9禽流感病毒基因进行分析,初步揭示了病毒可能来自于欧亚大陆迁徙至东亚地区的野鸟所携带的禽流感病毒和中国上海、浙江、江苏等地的鸭群和鸡群所携带禽流感病毒发生的基因重配。  祸起鸟禽病毒基因重配  “病毒重配是自然界很常见的现象,不同病毒可以通过宿主之间的接触交换其基因片段。”4月9日,中国科学院微生物研究所病原微生物与免疫学重点实验室副主任刘文军在接受《中国科学报》记者采访时说。  该实验室对中国疾病预防控制中心(CDC)提供的H7N9病毒基因数据进行的分析结果显示,在H7N9病毒的8个基因片段中,H7片段来源于浙江鸭群中分离的禽流感病毒,并可追溯至东亚地区野鸟中分离的相似病毒 N9片段与东亚地区野鸟中分离的禽流感病毒同源。其余6个基因片段(PB2、PB1、PA、NP、M、NS)来源于H9N2禽流感病毒。据病毒基因组比对和亲缘分析显示,H9N2禽流感病毒来源于中国上海、浙江、江苏等地的鸡群。  “此次疫情之所以发生在长三角地区,可能是因为欧亚大陆迁徙至韩国等东亚地区的携带H亚型(包括H7N3和H7N9亚型禽流感病毒)的野鸟经过中国长三角地区时,接触到浙江鸭群,病毒产生重配使鸭群携带H7亚型病毒,并和浙江、上海等地携带H9N2禽流感病毒的鸡群接触,最终基因重配成为新型禽流感病毒H7N9。”CASPMI从事生物信息分析的副研究员刘翟在接受《中国科学报》记者采访时说。  对于此前有媒体称H7N9病毒是“中韩混血”,刘文军纠正说,野鸟是不断迁徙的,没有国籍,不能说H7N9病毒是两国混血。  该团队的研究结果还显示,H7N9禽流感病毒暂未发现在猪群中进化的痕迹,猪在这次病毒基因重配中未发挥中间宿主作用。这一结果也否定了此前一些人关于H7N9病毒可能来源于黄浦江死猪的猜疑。  死亡率高或因病毒变异  这种在禽类身上呈现低致病性的病毒,在人身上却极具破坏力,病毒会在人的肺部疯狂复制,导致病情发展迅速,死亡率也很高。  “血凝素(HA)像一把钥匙,使病毒获得入侵人类或牲畜细胞的通道 神经氨酸酶(NA)帮助病毒破坏细胞受体,并使新复制合成的病毒扩散 剩余的6个基因片段协作,完成病毒大量在细胞体内复制的过程。”刘翟解释说。  刘翟表示,三个步骤的配合缺一不可,哪一个失衡,都可造成病毒力量弱化,不足以对人体起到杀伤作用。但不幸的是,在新型的H7N9禽流感病毒中,这三个步骤高效配合,也因此对人体造成了极大破坏。  该实验室研究人员表示,新型H7N9禽流感病毒感染人类,并导致高死亡率,可能源于病毒变异。目前已观察到N9的变异,其基因片段比一般的N9基因片段短一些,但尚不知这种变异导致何种具体后果。  而在此次的研究过程中,H7基因片段和惯常的H7并未有太大不同。但在决定人—禽受体结合的特异性上,出现了关键氨基酸的变化。这种变化对人的影响有待进一步的科学评估,因为此前H7亚型禽流感病毒感染人的案例曾有发生。  疫苗不能滥用  据了解,禽类中HA共有16种亚型,NA有9种亚型,两者可以组合成144种不同的病毒亚型,目前已发现130余种。  刘文军指出,要想研究出针对各类流感的疫苗仍存在困难。因为流感变异速度非常快,很难预测会发生哪些变异。同时,疫苗也不能滥用,否则可能会加快病毒变异速度。  然而,他指出,流感病毒研究的重要性并不亚于艾滋病或乙肝。流感病毒可能通过飞禽、家畜家禽等多种宿主来传播,很难切断其中任何一种传播途径,主动预防非常困难。  流感病毒对人类危害非常大。如1918年至1919年西班牙型流行性感冒就曾导致全世界约10亿人感染、2500万到4000万人死亡。  对于下一步的研究,刘文军表示,CASPMI将继续追踪研究H7N9的感染机制,为下一步防控工作提供理论基础。
  • ​整合结构质谱法和计算模拟法探究糖原磷酸化酶中磷酸化介导的蛋白变构调控和构象动态性
    大家好,本周为大家介绍一篇本课题组发表在ACS Chem. Biol.上的文章,Insights into Phosphorylation-Induced Protein Allostery and Conformational Dynamics of Glycogen Phosphorylase via Integrative Structural Mass Spectrometry and In Silico Modeling1。变构调节在自然界中广泛存在,可以用于调控细胞过程。糖原磷酸化酶(GP)是第一个被鉴定出的与变构调节相关的磷酸化蛋白。GP是一个分子量约196kD的同源二聚体蛋白,是糖代谢中重要的组分,也是2型糖尿病及癌症的靶点。AMP结合以及Ser14的磷酸化介导了GP的变构调节,使其构象从非活化的T-state GPb(未磷酸化状态)转变为活化的R-state GPa(磷酸化状态)。即使目前X-射线晶体学法解析出了GP的原子级蛋白结构,但受限于较大分子量,其结构动态性的检测较为困难,因此与GP变构调节相关的结构动态变化过程仍较为模糊。核磁共振(NMR)谱及分子动力学(MD)模拟等是探究蛋白质结构动态性的常用方法,但NMR分析存在分子量上限,且样品消耗量大,MD模拟的时间尺度和力场准确度有限。质谱(MS)法具有快速、灵敏的特点,是蛋白质结构、动态性以及构象变化分析中强有力的一款技术。氢氘交换质谱(HDX-MS)通过监测蛋白骨架酰胺氢原子与溶液中氘的交换来反映蛋白质构象动态性,因此适用于探究由配体、蛋白结合或共价修饰引起的蛋白质构象变化。同时,多个软件实现了由HDX-MS数据计算保护因子(PFs)和吉布斯自由能,从而提取残基水平的蛋白动态性信息。此外,在先前的工作中2, 3,我们整合了native MS和top-down方法(native top-down,nTD-MS技术),成功实现了多个蛋白复合物的一级序列到高阶结构等多方面信息的检测(包括测序、翻译后修饰、配体结合、结构稳定性、朝向等)。整合多种结构质谱法(整合结构质谱法)可以有效填补传统生物物理法中结构到动态性联系中的空缺,更好地表征变构调控现象。本文整合了HDX-MS、nTD-MS、PF分析、MD模拟以及变构信号分析检测了磷酸化介导的GP变构调控的结构和动态性基础,为GP的变构调控过程提供了见解。根据X-射线晶体学结构报道(图1a),T-state GPb转变为R-state GPa时,二聚体界面中N-末端尾部、α2、cap’(图1b)以及tower-tower helices区(图1c)发生了明显的结构重排,导致催化位点开放,从而底物磷酸吡哆醛(PLP)可以结合。尽管有晶体学报道,但与变构调控关联的构象动态性仍有待探寻。图1.(a)磷酸化介导T-state GPb(PDB:8GPB)向R-state GPa(PDB:1GPA)的构象转变;亚基相互作用界面:(b)C端区域和(c)tower-tower helices,GPb为蓝色,GPa为绿色。首先我们通过nTD-MS进行了检测。如图2a、b,谱图中观察到了GPb的单体和二聚体信号,其中二聚体为主要形式;GPa除了单体和二聚体外,谱图中还存在少量四聚体,但仍以二聚体为主要形式。当增加sampling cone(SC)电压时,GPb、GPa保留了其二聚体形式(图2c、d)。随后我们选择离子(29+)并在trap池中进行了碎裂(图2e、f、g、h),谱图低质荷比区GPa的碎片相对峰强度较GPb高,说明GP的二聚体互作界面较为稳定,且GPb亚基结构较GPa稳定。nTD-MS不仅能够探究GPb、GPa的结构差异,也能够为接下来的HDX-MS实验做好前期样品质量检查工作。图2.不同活化条件下GPb、GPa的nTD-MS谱图。(a、b)SC=40V;(c、d)SC=150V;(e、f)SC=150V、trap=100eV;(g,h)SC=150V、trap=200eV。左侧为GPb,右侧为GPa。随后我们进行了HDX-MS实验。图3a中展示了五个时间点的HDX heat map。图3b为通过PyHDX软件计算产生的PF值。其中N-端(1-22)以及tower helix前的loop区域(256-261)的氘代值较高、PF值较低,说明这些区域较为柔性或是结构较为无序。此外我们发现,tower-tower helices(262-276)区域的氘代值较低、PF值较高,表明helices的旋转可能是由前端可塑性铰链区触发的,而非helices本身的变形和重塑引起的,这些发现在晶体结构数据中均有吻合之处。除这两个区域外,GPa和GPb基本保持了稳定的整体结构。而从1μs原子级MD模拟计算得到的均方根波动(RMSF)和溶剂可及表面(SASA)中我们也发现(图3c),这两个区域数据与HDX-MS信息有所吻合,但MD模拟中部分区域未和HDX-MS相吻合的区域可能跟序列覆盖不足相关。图3. (a、d)GPb和GPa在不同标记时间下的氘代热图并映射到结构中(PDB: 1GPA)。(b、e)基于HDX-MS数据计算得到的PF值并映射到晶体结构中。(c、f)MD模拟中RMSF和SASA值并映射到结构中。从氘代差异图(图4a)中可以看出,4个区域呈氘代降低趋势(红色方框),多个区域呈氘代上升趋势(蓝色方框)(GPa-GPb)。而PF差的变化趋势与氘代变化趋势基本一致(图4b)。由数据可知,N-端和tower-tower helices的变化说明磷酸化介导的变构稳定了这两个区域,α1-cap-α2区域的动态性轻微下降。除此之外多个区域(尤其是tower-tower helices序列后的区域)均表现为PF值下降,说明相比于GPb,GPa催化位点附近的区域动态性增强了。接下来我们根据HDX kinetic plot特征将其进行了分类,并详细讨论了所属区域的变化。图4.(a)GPa-GPb HDX-MS的氘代差异图。(b)GPb到GPa PF的变化。 首先是N-端和C-端的变化(图5)。N-端残基1-22表现氘代下降,这说明N-端具有一定可塑性。受N-端区域磷酸化和结构变化影响,C-端区域也产生了一定的变化。此外,残基30-50(cap区)和残基111-117(α4back-loop)区表现氘代下降,而103-109(α4front)表现氘代上升。根据晶体结构推测,cap区和α4back-loop的氘代变化受N-末端变化影响,原有的残基相互作用被打破,形成新的残基间相互作用,同时这两个区域也经历了结构重排,因此表现出较明显的氘代变化。残基88-99(β2-α3)和残基125-141(β3-L-α6)氘代上升。总的来说,磷酸化使得cap′/α2界面互作增强了,同时磷酸化基团和精氨酸残基的静电相互作用是cap区产生变化的主要原因,而α1和α2起到锚定作用,其相对位置基本保持不变。图5.GPb(a)和GPa(b)的N-端和C-端区域的局部结构和HDX动力学曲线(c)。 此外,tower-tower helices(α7,残基262-278)区的变化同样值得关注(图6)。250s loop是表面暴露区域,未与其他区域发生接触,其氘代下降可能是因为自身结构的收缩。而肽段262-267和268-274氘代下降提示该区域可能发生了低周转率或强互作的结合反应。280s loop区氘代值上升。这些变化均说明,tower-tower helix的角度的改变不仅影响了二聚体界面结构,而且还影响了其靠近催化位点的周围区域。因此我们结合晶体结构推测,磷酸化和N-端相对位置的改变,使250s loop自身结构收缩,从而打破了Tyr262' -Pro281和Tyr262-Tyr280′之间的相互作用,导致两个亚基的tower helices发生相对滑动,倾斜角度增加。图6.GPb(a)和GPa(b)tower helix区域的局部结构和HDX动力学曲线(c)。 最后是催化位点、PLP结合位点和糖原存储位点的变化情况(图7)。催化位点周围多数区域均表现氘代上升趋势。我们推测,随着Pro281、Ile165和Asn133间的相互作用被打破,Arg569与Ile165、Pro281、Asn133间的互作也随之打破,因此催化位点和PLP结合位点周围的残基溶剂可及性上升,局部区域结构变得更为灵活,催化位点开放并转变为活化构象。糖原储存位点位于GP表面,距离催化位点30Å,除了α23(残基699−708)外,HDX-MS在糖原存储区没有观察到明显的变化。图7.GPb(a)和GPa(b)的催化位点和PLP(橙色)结合位点的局部结构和HDX动力学曲线(c)。结合以上所有数据,我们对磷酸化调节的动态机制进行了推测(流程图1)。磷酸化后,N-端尾部残基与acidic patch的互作被打破,也导致N-端尾部的有序化以及C-端尾部的无序化以及伴随的其他结构变化。通过在pSer14和Arg69和Arg43′之间形成新的盐桥,N-端残基被重定位,随之带来的是Asp838和His36′间的盐桥断裂。随着三级和四级结构的转变,250s loop收缩并发挥类似“门环”的作用,当其收缩时,Tyr262′-Pro281与Tyr262-Tyr280′之间的相互作用、276-279区与162-164区之间的氢键也被打破,导致tower helix发生相对滑动,tower-tower helices之间的作用被打破,同时将结构变化传递到催化位点。最后,280s loop和催化位点以及PLP结合位点附近的残基松动,通往催化位点和底物磷酸盐识别位点的通道打开,酶得以活化。流程图1.GP变构调节过程中,被打破(蓝色)或新形成的(红色)关键残基相互作用。 本文整合nTD-MS、HDX-MS、PF分析和MD模拟检测了GP磷酸化变构调节过程的结构和动态基础,通过该整合结构手段揭示了GP构象柔性、局部动态性以及长程变构调控构象变化中值得关注的信息。各个方法具有各自的优势,但也在一定层面存在局限,我们期待将HDX-MS信息与计算模拟信息进行更深度的整合以实现二者对蛋白质结构更精确的分析。撰稿:罗宇翔编辑:李惠琳原文:Insights into Phosphorylation-Induced Protein Allostery and Conformational Dynamics of Glycogen Phosphorylase via Integrative Structural Mass Spectrometry and In Silico Modeling李惠琳课题组网址:https://www.x-mol.com/groups/li_huilin参考文献1.Huang, J. Chu, X. Luo, Y. Wang, Y. Zhang, Y. Zhang, Y. Li, H., Insights into Phosphorylation-Induced Protein Allostery and Conformational Dynamics of Glycogen Phosphorylase via Integrative Structural Mass Spectrometry and In Silico Modeling. ACS Chem. Biol. 2022.2.Li, H. Nguyen, H. H. Ogorzalek Loo, R. R. Campuzano, I. D. G. Loo, J. A., An integrated native mass spectrometry and top-down proteomics method that connects sequence to structure and function of macromolecular complexes. Nat. Chem. 2018, 10 (2), 139-148.3.Li, H. Wongkongkathep, P. Van Orden, S. L. Ogorzalek Loo, R. R. Loo, J. A., Revealing ligand binding sites and quantifying subunit variants of noncovalent protein complexes in a single native top-down FTICR MS experiment. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2014, 25 (12), 2060-8.
  • Nat Metab|上交大童雪梅团队揭示非氧化磷酸戊糖途径调控Treg细胞功能及其分子机制
    点评 | 朱锦芳(NIH)2022年5月23日,上海交通大学基础医学院生化与分子细胞生物学系童雪梅教授课题组及其合作团队,上海市免疫学研究所李斌研究员课题组和复旦大学附属华山医院/脑科学转化研究院杨辉研究员,在Nature Metabolism杂志在线发表题为 Non-oxidative pentose phosphate pathway controls regulatory T cell function by integrating metabolism and epigenetics 的研究论文,揭示非氧化磷酸戊糖途径(非氧化PPP)对调节性T(Treg)细胞代谢模式及细胞功能的调控机制。Nature Metabolism同期发表伦敦帝国理工学院Margarita Dominguez-Villar博士为该研究撰写的News & Views特评,认为该文章发现非氧化PPP在Treg细胞活化和功能调控中的中心地位(a central regulator)。表达特征转录因子Foxp3的Treg细胞是一类具有免疫抑制功能的CD4+ T细胞亚群,维持机体免疫系统稳态,防止免疫过激诱发自身免疫病。已知葡萄糖酵解、脂肪酸氧化和氨基酸分解代谢等都参与 Treg 细胞功能调控。PPP是一条不产生ATP的葡萄糖分解代谢途径,由生成NADPH的氧化PPP和产生5-磷酸核糖的非氧化PPP组成。非氧化PPP包括4个代谢酶催化的5步可逆反应,可以通过改变代谢物流向来满足细胞的功能需求。非氧化PPP是否参与免疫细胞如Treg细胞的代谢与功能调控尚不清楚。转酮醇酶TKT是非氧化PPP中催化两步可逆反应的代谢酶。童雪梅团队已发现TKT在肝脏、脂肪和肠道中调控糖脂代谢平衡的重要作用(Li M et al, Cancer Research, 2019 Tian N et al, Diabetes, 2020 Tian N et al, Cell Death & Disease, 2021)。在本研究中,研究人员通过构建Treg细胞特异性敲除TKT的小鼠模型,深入探究非氧化PPP是否和如何调控Treg细胞代谢及功能。他们研究发现,Treg细胞特异性敲除TKT的小鼠出生3周后发生严重自身免疫性疾病,并且在断奶之后相继死亡,其表型与缺失Foxp3基因的小鼠相似。进一步研究发现,敲除TKT在不影响Treg数目和转录因子Foxp3 水平的情况下,阻断Treg细胞的免疫抑制功能。为了排除炎症反应的影响,研究者根据Foxp3基因位于X染色体和雌鼠X染色体选择性失活的特点,构建了在同一只鼠中既有TKT缺失又有TKT正常表达的Treg细胞嵌合小鼠模型。该小鼠Treg细胞的转录组和表观遗传组分析表明,TKT缺失导致Treg细胞中87.9%的差异表达基因被下调,染色质可及性降低。这些被下调的基因几乎全部为效应性Treg特征性基因,表明非氧化PPP对调控Treg细胞免疫抑制功能是必需的。研究者进一步发现,TKT缺失导致Treg 细胞NADPH 减少和氧化应激增加,葡萄糖进入线粒体氧化减少,脂肪酸氧化增加,氨基酸分解代谢显著增强,分解代谢重构使线粒体功能受损。同时,被氧化应激和线粒体损伤诱发的还原性TCA循环使α-酮戊二酸/琥珀酸及α-酮戊二酸/富马酸比率降低,DNA甲基化增加,抑制Treg细胞特征性功能基因表达,导致其免疫抑制性功能丧失。文章也发现非氧化PPP中的另外一个代谢酶——转醛醇酶(TAL),对维持效应性Treg特征性功能基因表达也不可或缺。此外,在自身免疫性病人外周血 Treg细胞中,TKT水平显著降低。综上所述,此研究首次揭示非氧化PPP对于调控Treg细胞中糖、脂和蛋白质分解代谢稳态、维持代谢物依赖的表观遗传修饰和功能基因表达有关键作用,即非氧化PPP可以通过整合三大营养物质代谢和表观遗传修饰控制Treg细胞功能。这项研究将为通过调控Treg功能防治自身免疫性疾病和其它免疫相关疾病提供新策略新手段。非氧化 PPP 通过整合代谢组和表观遗传组调控Treg细胞功能上海交通大学医学院博士生刘琪、阿拉巴马大学伯明翰分校博士生朱方明和上海市免疫学研究所博士生刘鑫男是该研究论文的共同第一作者。此项研究得到复旦大学生物医学研究院叶丹研究员、海军军医大学附属长征医院风湿免疫科徐沪济主任、上海交通大学附属仁济医院沈南主任、上海交通大学基础医学院徐天乐教授、清华大学药学院胡泽平研究员、阿拉巴马大学伯明翰分校胡晖教授等合作实验室的大力协助。通讯作者为童雪梅教授、李斌研究员和杨辉研究员。专家点评朱锦芳Jeff Zhu (Chief, Molecular and Cellular Immunoregulation Section, NIH)调节性T细胞(Tregs)在维持免疫耐受和免疫稳态中发挥关键作用,并且参与调节感染和癌症中的各种免疫反应。一方面,Treg功能的丧失通常与自身免疫和过度炎症有关;另一方面,肿瘤微环境中激活的Treg往往会抑制肿瘤免疫。因此,了解Treg的产生、激活及其获得抑制性功能的机制不仅将拓展基础免疫学认知,而且将为各种免疫相关疾病提供新颖有效的临床疗法。不同的代谢途径在控制Treg和效应性辅助型CD4+ T(Th)细胞的发育和分化中作用不同。经典观点认为,Tregs更倾向于脂肪酸氧化,而效应Th细胞主要利用葡萄糖作为能量来源。在本项工作中,童雪梅团队及其合作实验室共同发现,非氧化磷酸戊糖途径(非氧化PPP)在控制Treg细胞激活和抑制功能中起着关键作用。非氧化PPP是葡萄糖分解代谢的一个分支,它在Treg和效应性Th细胞中的功能尚不清楚。令人惊奇的是,在Treg中敲除非氧化性PPP中的重要酶—转酮醇酶(TKT),小鼠会产生致死性自身免疫病。Treg细胞特异性 TKT 缺失导致其失去免疫抑制功能,却不影响其发育和Foxp3蛋白表达。机制上,童雪梅及其合作团队发现TKT缺失诱导线粒体氧化应激和还原性TCA循环,导致α-酮戊二酸(α-KG)水平降低。α-KG作为重要的表观遗传辅助因子,能调控组蛋白和DNA去甲基化酶的功能。TKT缺失时,Treg中众多基因的DNA甲基化增加,染色质可及性下降。并且,α-KG补充能够改善由Treg特异性TKT 缺失引起的自身免疫反应。此外,在临床自身免疫性疾病患者外周血Treg中,TKT水平被下调。Treg获得抑制功能需要被激活,TKT缺失诱发的自身免疫反应是由活化Treg特征性基因表达减少所导致的。由于Treg细胞群体的异质性,单细胞分析可以为TKT如何调节Treg激活和表观修饰提供一个更清晰的解释。然而,该研究发现在大约1000个激活态Treg特征基因中,只有124个受到TKT缺失的影响,却诱发了显著的小鼠自身免疫病表型,表明这个小的基因群体包含对Treg功能至关重要的效应分子,例如IL-10和TIGIT等。因此,本项研究发现令人印象非常深刻。本项工作不仅促进我们全面认识Treg细胞激活和功能的机理,而且在未来治疗人类疾病方面具有潜在重要转化价值。原文和特评链接:https://www.nature.com/articles/s42255-022-00575-z,https://www.nature.com/articles/s42255-022-00574-0
  • 33城市空气遭重污染 北京PM2.5指数爆表
    部分城市环境空气质量指数(AQI)数据来源:中国环境监测总站网站  1月11日开始,全国多地空气显示“重度污染”,部分城市污染指数突破测量上限,京津冀地区受影响尤为明显。1月12日北京PM2.5指数“爆表”,空气质量持续六级严重污染。记者查阅中国环境监测总站网站1月12日全国重点城市空气质量24小时均值(21时更新)显示,北京的可吸入颗粒物浓度为786微克/立方米,天津的可吸入颗粒物浓度为500微克/立方米,石家庄的可吸入颗粒物浓度为960微克/立方米。面对高的监测数值,不少网友惊呼“空气有毒”,也有人表示看不明白。天坛观测点  可吸入颗粒物浓度意味着空气污染程度吗?  专家介绍,在环境监测技术规范中,空气质量指数与可吸入颗粒物等污染物浓度的对应关系比较复杂,单以某一项污染物浓度判断空气质量并不科学。但是,如果可吸入颗粒物(PM10和PM2.5)浓度达到500微克/立方米以上,空气质量肯定好不了。  按照国家统一部署,今年1月1日,京津冀、珠三角、长三角等区域的城市、省会城市和计划单列市共计74个城市,都按照新的空气质量标准监测并发布数据,并以空气质量指数(AQI)描述空气质量。  据北京市环境保护监测中心网站的空气质量实时发布平台显示(1月12日21时更新),城区空气质量指数大多超过400,首要污染物为PM10和PM2.5等可吸入颗粒物。按照技术标准,空气质量指数大于300,指数级别为六级,属于严重污染。  截至13日零时,记者统计发现,在全国74个监测城市中,有33个城市的部分检测站点检测数据超过300,即空气质量达到了严重污染。  雾霾与气象、污染排放有关,PM10和PM2.5是近日空气首要污染物  事实上,雾霾天气持续,空气质量下降,并不是今年的新现象。这几年,每到秋冬特别是入冬以后,我国中东部地区时不时会遭遇这样的情况,其中既有气象原因,也有污染排放原因。  中央气象台首席预报员马学款表示,近期中东部地区出现的雾在气象学上称为辐射雾,其形成原因主要有三点:一是这些地区近地面空气相对湿度比较大 二是没有明显冷空气活动,风力较小,大气层比较稳定 三是天空晴朗少云,有利于夜间的辐射降温,使得近地面原本湿度比较高的空气饱和凝结形成雾。  环保专家指出,导致空气质量下降的污染物有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物、臭氧等。在一些地区,尤其是大城市,工业生产、机动车尾气、建筑施工、冬季取暖烧煤等排放的有害物质难以扩散,导致空气质量显著下降。这几天,可吸入颗粒物PM10和PM2.5是首要污染物。  专家介绍,PM2.5是比PM10更小的细颗粒物,它的一次生成,基本来源于工业排放和面源污染。建设项目增多,也是造成PM2.5浓度居高不下的原因。  “十一五”期间,全国二氧化硫浓度和排放量有了明显下降,但是,由于目前二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物等污染物排放总量依旧巨大,加上空气氧化性不断增强,导致污染因子活性增加,许多污染物发生复杂的化学反应生成二次PM2.5,这样危害更大。  需建立区域联防联控机制,实现多项污染物协同减排  如何防治空气污染?环境保护部环境规划院副院长、总工程师王金南表示,从大的方面说,产业结构调整、能源结构调整是必由之路。PM2.5等污染物的治理,难就难在需要综合手段,实现多项污染物协同减排。污染治理是一个多环节密切咬合的链条,只要有一个环节掉链子,PM2.5减排就会受影响。同时,大气污染呈现区域性特征,必须建立区域联防联控机制来应对。  “我们一定要认识到PM2.5治理的长期性、复杂性。如果措施到位,在‘十二五’末会有所降低,但是要明显改善空气质量,还有很大难度,需要很长时间。”王金南说。  针对雾霾天气,中央气象台同时发布防御指南,提醒公众雾霾天气使空气质量明显降低,影响身体健康,居民需适当防护 由于能见度较低,驾驶员应控制速度,确保安全 机场、高速公路、轮渡码头应采取措施,保障交通安全。
  • 左旋葡聚糖定位PM2.5来源助力大气新规
    近日,生态环境部发布《关于征求4项大气颗粒物源解析标准意见》。其中:左旋葡聚糖类物质被正式列入大气颗粒物重要监测指标成分之一。左旋葡聚糖类物质是什么?又为什么可以监测大气颗粒物呢? 这一切要从“生物质燃烧”说起̷生物质燃烧,主要指森林火灾或者秸秆焚烧等,特别在秋冬季节,生物质燃烧在中国北方区域成为雾霾的主要原因。各地政府相继启动了禁烧令,但是偷烧秸秆的情况仍屡见不鲜。明确的来源解析可以为追踪违法者提供支持。 生物质燃烧的过程会同时排放左旋葡聚糖(1,6-脱水-β-D-吡喃葡萄糖)及其立体异构体甘露聚糖、半乳聚糖,因排放量大且在大气环境中稳定存在,被视为生物质燃烧的特征指示物质,通过计算聚糖物质的组成比例,还可以判断出具体的燃烧木材种类。 这一特性可以用于分析大气颗粒物中不同生物质燃烧源的类型和所占比例。通过计算左旋葡聚糖与有机碳(OC)的相互关系,还可以识别生物质燃烧的远距离输送,因此,该3种聚糖类物质是识别污染源和利用受体模型进行源解析中的重要指示物,对其实现快速、准确定量具有现实意义。 究竟如何快速、准确地测定左旋葡聚糖类物质呢? 赛默飞提供大气颗粒物中左旋葡聚糖及其异构体最全解决方案 1、离子色谱法(IC)《环境空气和废气 颗粒物中左旋葡聚糖、甘露聚糖和半乳聚糖的测定 离子色谱法(试行)》采用高效阴离子交换色谱-脉冲安培检测法测定大气颗粒物中糖和糖醇的解决方案,无需繁琐的样品前处理和衍生化反应,操作简单,直接进样,灵敏度高可以达到μg/L 级别。大气颗粒物中的糖类物质分析 Dionex ICS-6000 HPIC作为一款顶级离子色谱系统,专为需要扩展离子分析领域的用户而设计,满足日常分析及研究人员对仪器操作便利性、耐用性和快速分析的性能要求。 Dionex ICS-6000 HPIC 一款真正模块化、配置灵活性极高的高性能色谱系统,强大的系统设计可在高达 5000 psi 的压力下运行,并获得一致可靠的结果。其特点如下:● 模块化设计,可灵活选配单双系统,满足不断发展的分析需求● 平板交互界面,PEEK™ 材质的Viper 接头,良好人机交互与易用性● 自动追踪 IC 耗材的使用情况和性能,最大化工作效率● 无试剂离子色谱–淋洗液生成(RFIC-EG™ )技术自动制备淋洗液● HPAE-PAD 可以分析从单糖到低聚糖的碳水化合物 2、气相色谱-质谱法(GC-MS) 此次发布的《环境空气和废气颗粒物中左旋葡聚糖、甘露聚糖和半乳聚糖的测定 衍生化-气相色谱-质谱法(征求意见稿)》以及中国环境监测总站发布的《环境空气颗粒物源解析监测技术方法指南(试行)》中,通过检测左旋葡聚糖、甘露聚糖和半乳聚糖等化合物含量,来确认污染物的来源,以期更好地控制污染。 除了标准中的左旋葡聚糖、甘露聚糖和半乳聚糖以外,正构烷酸也被认为是植物燃烧的示踪物,同时,主要来源于厨房油烟的甾醇类化合物,也可作为餐饮源的示踪物。通过监测正构烷酸和甾醇,也可以用于监测污染物来源。 正构烷酸(C9-C30)、胆固醇、豆甾醇、β-谷固醇、1,6-酐-B-D-吡喃(型)葡萄糖总离子流图 赛默飞GC-MS方案符合法规要求,通过Dionex™ ASE™ 350 加速溶剂萃取仪加速溶剂萃取提取后,采用Triplus RSH-ISQ7000 GC/MS在线衍生-气质联用法,不仅可以测定颗粒物中的左旋葡聚糖类物质,也可同时测定正构烷酸、甾醇类化合物。该方法省去了离线手动衍生的烦扰,使该方法前处理更简单快速、自动化程度更高。 RSH自动衍生化样品过程Dionex™ ASE™ 350 加速溶剂萃取仪Triplus RSH-ISQ7000 GC/MS 方案优势:● 从样品前处理至仪器分析,均为全自动化完成,节省样品前处理时间。● ASE萃取,只需要20min即可完成样品的萃取。● TriPlus RSH样品处理平台,能够自动实现样品的衍生化,减少人为操作的繁琐程度,提高数据的稳定性● ISQ 7000系列GC/MS,具有超高仪器灵敏度及稳定性,同时具有NeverVent技术,实现仪器的24×7全天候运行 赛默飞色谱与质谱 PM 2.5 来源解析监测综合解决方案点击查看大图 治理雾霾,控制大气污染,需要我们搞清楚其具体组成成份及成因。由于大气PM2.5颗粒物来源广泛,组成复杂,包含很多类物质如无机元素、水溶性离子、有机物等,从而需要不同的分析监测方法。 赛默飞全套的分析仪器及卓越的检测方案,可为您提供全面且完善的综合解决方案! 守护蓝天白云,赛默飞义不容辞 大气颗粒物源解析,有助于政府监管部门对空气污染进行精细化管理,精准控制污染源,此项工作意义深远,赛默飞离子色谱是您不可多得的科研助手。 扫描下方二维码即可获取赛默飞全行业解决方案,或关注“赛默飞色谱与质谱中国”公众号,了解更多资讯+
  • 迪马“毒淀粉”中顺丁烯二酸(酐)检测解决方案
    近日,台湾“毒淀粉”事件愈演愈烈,广大民众陷入“毒食”恐慌。所谓“毒淀粉”,主要是指在淀粉中添加了顺丁烯二酸酐。顺丁烯二酸酐(Maleic anhydride)简称马来酸酐或失水苹果酸酐,遇水即水解成顺丁烯二酸(又称马来酸)。加入淀粉后可增加食物的弹性、黏性及外观光亮度,但会对人体肾脏造成极大损伤。目前,我国国家标准GB 2760-2011未将顺丁烯二酸酐列为食品添加剂。方法优势 我国现有的国家标准GB/T 23296.21-2009采用高效液相色谱及内标法对食品模拟物中顺丁烯二酸及顺丁烯二酸酐进行分离与测定,但关于淀粉及淀粉制品中顺丁烯二酸酐的检测尚未见报道。2012年,浙江省质量技术监督检测研究院采用迪马科技Platisil ODS C18液相色谱柱开发了基于高效液相色谱(HPLC)测定淀粉及其制品中顺丁烯二酸和顺丁烯二酸酐总含量的方法。该方法的灵敏度高、准确度好、前处理操作简单,适用于淀粉及其制品中顺丁烯二酸和顺丁烯二酸酐总含量的批量检测。样品前处理 称取2.50 g样品(精确至0.01 g)于50 mL比色管中(淀粉制品用粉粹机磨碎后称取),加入25 mL体积分数5%的乙醇水溶液,涡旋2 min,超声提取10 min后用提取液定容至50 mL,摇匀,12000 r/min离心5 min后,过膜上机测定。色谱条件色谱柱:Platisil ODS C18,250 mm × 4.6 mm,5 μm (Cat.#:99503)流动相:甲醇-1‰磷酸溶液(2∶98)流速:1.0 mL/min柱温:30 ℃进样量:15 μL检测器:UV 214 nm 色谱柱的选择 参考标准GB 25544-2010及有关马来酸的文献报道,为减少目标物出峰时间附近物质的干扰,延长其色谱保留时间,本方法采用Platisil ODS C18色谱柱,与普通ODS C18柱相比,该色谱柱可以纯水为流动相。 顺丁烯二酸标准品色谱图含顺丁烯二酸阴性样品加标的谱图添加回收结果回收率88%~89%(添加水平:10、50、100 mg/kg)相对标准偏差(n=5) 2%线性范围0.25~100 mg/L定量下限5.0 mg/kg* 以上数据来源于高效液相色谱法测定淀粉及淀粉制品中的顺丁烯二酸与顺丁烯二酸酐总含量,分析测试学报,2012,31(8),1013-1016 “毒淀粉”中顺丁烯二酸(酐)检测解决方案相关产品信息:货号名称规格样品前处理37177针头式过滤器 Nylon13 mm,0.22 μm 100/pk37180针头式过滤器 Nylon13 mm,0.45 μm 100/pk色谱柱及保护柱99503耐100%纯水流动相反相液相色谱柱Platisil ODS C18250 × 4.6 mm, 5 μm标准品46672顺丁烯二酸酐[108-31-6]1 g46671顺丁烯二酸[110-16-7]1 gHPLC溶剂 缓冲盐 离子对试剂50102甲醇 HPLC级4 L50108无水乙醇 HPLC级4 L50133磷酸 HPLC级50 mL通用色谱产品52401B瓶架/蓝色50 孔52401A瓶架/白色50孔5323样品瓶(棕色/螺纹2 mL, 100/pk5325样品瓶盖/含垫(已经组装)100/pkH80465HPLC 进样针25 μL
  • 显微 CT 无损成像技术在牙科研究中的应用
    引言自 1895 年伦琴发明 X 射线以来,非侵入性成像技术在诊断医学领域产生了深远的影响。20 世纪 80 年代,Jim Elliott 开发了显微 CT,最初用于实验性牙髓研究。随着显微技术的不断发展,凭借其非破坏性 3D 分析的特点,显微 CT 已成为硬组织研究领域的一项重要工具。它在各种牙科领域得到了广泛应用,对相关主题的研究也在逐步增加。本文我们简要为大家分享显微 CT 无损成像技术在牙科研究中的应用。显微 CT 技术在牙科领域的应用领域涵盖了组织工程、用于有限元分析的真实数据识别、确定牙齿中的矿物质浓度,以及人类学研究中牙釉质厚度、颅面骨结构和发育的测量,同时也应用于牙髓研究,用于评估种植体和周围骨(见下图)。显微 CT 为牙髓研究提供了巨大便利,尤其是在识别牙根管形态、检查根管准备情况、评估填充物,并能在治疗后进行检查方面发挥着重要作用。显微 CT 在牙科中的应用01 组织工程学组织工程研究的主要目标是在实验室中构建生物合成器官,以替代患病或损伤的组织。近年来,显微 CT 在组织工程结构支架的研究中扮演重要角色,主要用于表征结构支架的构造、体外结构支架的破坏模式以及聚合物和磷酸钙结构支架中的骨生长。在检查结构支架的破坏过程中,它能清晰显示材料完全丧失的位置,这对于评估结构变化至关重要。简言之,显微CT 可用于研究新生组织的获取和损失组织的确定。在牙槽突裂治疗方面,显微 CT 进行了ɛ -caprolactone(金标准)、自体移植物以及添加到新浓缩胶原中的磷酸三钙聚合物的比较研究。研究结果显示,自体移植物具有最佳的成骨效果,而新开发的材料则展现出与这一标准组相近的效果,添加到胶原蛋白中的磷酸三钙聚合物可以作为组织支架的可行选择。显微 CT 观察新骨形成。(A):0 周标本显示,骨缺损边缘清晰、锐利。(B):术后 4 周标本显示,骨缺损区有新骨生成,成骨量约为原骨缺损的一半,骨缺损区边缘圆钝。(C):术后 8 周示骨缺损区有大部分新骨形成,与原牙槽嘴水平相比,仅有轻度凹陷。图片来源于文献 [1].02 有限元法(FEM)分析数据学近年来,有限元建模(FEM)已经成为一种广泛用于生物力学和物理事件分析的技术。显微 CT 可用于形成牙齿、种植体和牙齿修复体等小物体的有限元模型。工况中牙本质 Von mises 应力分布云图,图片来源于文献 [2].牙齿有限元分析,图片来源于网络03 颅面骨的生长发育显微 CT 无损成像可用于颅面骨生长发育的评估。这种方法的独特性质和更广泛的用途使其成为测量骨结构的新黄金标准技术。显微 CT 成像已用于评估啮齿动物颌骨中牙槽骨重塑、牙周膜厚度变化以及皮质骨和小梁骨变化。大鼠牙槽骨显微 CT 二维图像(上图)。大鼠牙槽骨显微 CT三维图像(下图) , 三维重建图像直观地反映大鼠牙槽骨骨小梁的改变,图片来源于文献 [3].04 牙齿中矿物质浓度的测定牙齿组织的矿物质浓度可以用化学分析或接触显微放射照相法来测量。然而,这些方法是耗时的过程,并且对组织造成不可逆的损伤。利用显微 CT 可以在不损伤组织的情况下,通过灵敏的测量来确定矿物质浓度。由于该应用中的切片厚度取决于X射线束的大小,因此可以获得比其他方法更精细的切片(如下图)。显微 CT 提供了被扫描物体的完整的三维结构,且 X 射线不透性很好地对应于矿物密度,非常适合检测龋齿病变的脱矿性质。用显微 CT 方法检测,显示矿物质浓度,图片来源于文献 [4]05 釉质厚度的测量人类学研究中常用的釉质厚度测定方法之一是切片测量,然而这种方法会对样品造成无法逆转的损伤。针对化石样本切割导致的损失,该领域需要一种全新的技术。螺旋 CT 虽然可行,但分辨率低,无法提供高质量图像,因此已被淘汰。显微 CT 在测量釉质厚度方面具备所需的高灵敏度,同时又不会对样品造成不可逆损伤。使用这一技术,不仅能确定牙釉质厚度,还可以测量牙釉质、牙本质和牙髓的体积。使用 NEOSCAN 台式高分辨显微 CT 以 9.8 μm 像素大小扫描一颗臼齿,显示牙本质和牙釉质中存在裂纹,填充材料被腐蚀。06 牙髓研究牙齿解剖成像的最新技术已经采用了多种非侵入性成像方法。这些方法使样本可用于其他研究或为先进治疗程序提供控制。传统的临床射线摄影只提供二维信息,缺乏牙齿 X 光的 3D 视角。传统 CT 中的厚切片会降低分辨率,图像质量有限。相比之下,显微 CT 扫描提供丰富信息,切片可在多个平面重建,数据可呈现为 2D 或 3D 图像,内外解剖结构可同时或分别显示,并可进行定性和定量评估,显微 CT 在牙髓病学中已成为硬组织成像的关键工具。 显微 CT 扫描牙齿根管,可视化根管内部详情,图片来源于文献 [4]—07 小结随着数字成像技术的进步,显微 CT 在多个领域,尤其是牙科研究中得到广泛应用。具体应用包括但不限于:1. 观察正畸牙齿移动过程中骨骼变化,评估不同方法、力模型或药物的效果。2. 确定牙槽骨形态和矿物质浓度,观察外科手术材料或方法对愈合过程的影响。3. 测量全身活动(如营养、药物等)对牙槽骨的影响。4. 比较不同骨丢失情况(如牙周炎、根尖周病变)、治疗方法和疗程的影响。5. 通过评估种植体稳定性来确定骨整合情况,比较不同种植体材料和组合物的效果。6. 通过矿物质浓度测量不同病变的脱矿质率。7. 比较牙釉质和牙本质修复中不同处理方法和材料对再矿化的影响。8. 在牙髓学中,对根管进行详细成像,包括确定根管形态和再治疗过程中的各个阶段。相较于其他检测方法,显微 CT 不仅节省时间,而且不会对样品造成永久性损伤,且因其三维成像能力、安全性以及高分辨特性,使其成为牙科研究的首选检测手段。关于 CT 与显微 CT 的区别CT 和显微 CT 的基本区别可以通过两个点来区分:一是光源大小:CT 为 1mm,显微 CT 为 5-10 μm。显微 CT 的更小光源减少了半影,使图像更清晰。二是工作方式:在 CT 中,X 射线源围绕检测样品旋转以形成图像,而在显微 CT 中,X 射线源静止,样品本身旋转。稳定的 X 射线源减少了机械振动,提高了图像分辨率。显微 CT 成像的示意图 参考文献[1] 许悦 陈振琦 吴军 李壬媚 刘广鹏. SD大鼠人造牙槽突骨缺损自愈率的显微CT评价 [J]. 中国口腔颌面外科杂志, 2011, 9(2): 126-129.[2] 杜珊珊.不同复合树脂修复下颌第一前磨牙多类型楔状缺损的三维有限元分析[J].浙江临床医学,2020,(4):538-540.[3] 代庆刚, 房兵, 张鹏, 等. 不同去势时间大鼠牙槽骨微结构变化的 Micro-CT 研究[J]. 上海口腔医学, 2014, 23(6): 641.[4] Erpaç al, B., Ad&imath güzel, Ö zkan, & Cangül, S. (2019). The use of micro-computed tomography in dental applications. International Dental Research, 9(2), 78–91.
  • Nature | 基因编辑工具箱或再添神器——TnpB核酸内切酶
    转座在生物体基因重塑过程中具有关键性的作用。IS200/IS605 和 IS607 家族的插入序列(insertion sequences, ISs)是最简单的可移动遗传元素之一,仅包含其转座和调节所需的基因。2021年9月9日,张锋团队在Science杂志上发表了一篇题为 The widespread IS200/605 transposon family encodes diverse programmable RNA-guided endonucleases 的文章(详见BioArt报道:Science | 张锋团队再发文:源于IS200/605转座子家族的多种核酸酶或可成为基因编辑新工具)【1】,重建了CRISPR-Cas9系统的进化起源,发现了3种高度丰富但功能未知的转座子编码的可编程RNA引导核酸酶:IscB、IsrB和TnpB,并对IscB的蛋白功能进行了详细探究。该研究还发现TnpB可能是CRISPR-Cas9/Cas12核酸酶的祖先,推测TnpB也具备RNA引导的核酸酶活性。近日,来自立陶宛维尔纽斯大学的Virginijus Siksnys团队(CRISPR开创者之一,通过研究CRISPR-Cas9 生化性质,得出了Cas9酶可以定点切割DNA的结论,特别致敬CRISPR幕后的英雄们——最全的一份CRISPR英雄谱)在Nature杂志上在线发表了题为Transposon-associated TnpB is a programmable RNA-guided DNA endonuclease的研究论文。研究人员通过一系列生化实验证实CRISPR-cas核酸酶的祖先TnpB是可重编程的 RNA 引导的功能性核酸酶。TnpB通过reRNA(right element RNA,长非编码RNA,来源于ISDra2转座子中的RE元件)引导去切割靠近TTGAT转座相关模块(Transposon associated motif, TAM)5’端的DNA,并可以切割人类基因组DNA。如图1所示,IS200/IS605家族的Deinococcus radiodurans ISDra2中包含tnpA和tnpB基因,以及位于两侧的LE(Left element)和RE(Right element)。在纯化TnpB的过程中,作者发现有许多RNA也被一同纯化。对TnpB结合的RNA进行small RNA测序(sRNA-seq)分析,发现它们大多是长度约为150nt的长非编码RNA,来源于ISDra2中的RE序列,作者将这些RNA称为reRNAs(right element RNA)。reRNA 3’端的16nt来源于IS200/IS605转座子的侧翼DNA序列,其余序列与TnpB基因的3’端和RE序列匹配,说明TnpB可以与转座子3’端来源的reRNA形成RNP复合物。图1. D. radiodurans ISDra2位点PAM(protospacer adjacent motif)序列是Cas9或Cas12核酸酶启动DNA切割所必须的,那么TnpB发挥作用可能也需要类似的序列。通过PAM鉴定实验【2】,作者观察到在目标基因5’端上游富集了大量的TTGAT序列,并称之为Transposon Associated Motif (TAM)。体外DNA切割实验证实TnpB具备RNA引导的靶向dsDNA的核酸酶活性。进一步分析发现,将TnpB序列中的RuvC-like活性位点突变后,TnpB失去了切割能力,说明RuvC模块与TnpB的活性相关。研究人员发现实现TnpB的DNA切割功能需要同时满足两个条件:(1)TAM序列;(2)与靶基因匹配的位于reRNA 3’端的序列。随后,作者对切割产物进行了测序分析,结果显示,TnpB采取的是一种交错切割模式,在NTS(non-target strand)的多个位置和 TS (target strand) 的单个位置进行切割,最终产生5’-悬挂端(overhangs)(图2)。图2. TnpB-reRNA复合物切割双链DNA的实验设计及流程最后,作者探究了TnpB在细胞内切割目标dsDNA的能力。首先,在E.coli中进行的质粒干扰实验表明TnpB可以在原核生物体内切割dsDNA。紧接着,作者想知道TnpB是否可以应用于切割人类基因组。将编码TnpB和reRNA的工具质粒转染至HEK293T细胞中,72小时后,提取基因组DNA(gDNA)测序分析目标切割位点中的序列插入和删除(insertions and deletions,indels)情况(图3)。实验结果显示,TnpB在两个测试靶点(AGBL1-2和EMX1-1)中引入突变的频率为10%-20%,这与之前报道过的CRISPR-Cas9和Cas12的效率类似【3-7】。进一步分析发现,切割位点引入的删除突变占主导地位,与Cas12切割谱中观察到的现象类似【5,7】。这些结果说明RNA引导的TnpB核酸酶可以切割真核生物的基因组DNA。图3. 利用TnpB编辑人类基因组综上所述,该研究从ISDra2系统中鉴定了一个新的具有dsDNA切割功能的核酸酶TnpB,其在原核和真核细胞中均能有效切割dsDNA,具有编辑人类基因组的巨大潜力。在进化树上,虽然TnpB与微型 Cas12f核酸酶的关系最为紧密,但作者认为两者之间依旧存在重大区别:(1)TnpB与Cas12f使用的guide RNA不同;(2)TnpB是单体,仅需要一个reRNA;而Cas12f 核酸酶是二聚体,需要结合一个拷贝的crRNA-tracrRNA duplex;(3)TnpB需要TAM序列,Cas12f需要PAM序列,两种序列截然不同。原文链接:https://doi.org/10.1038/s41586-021-04058-1
  • 成果|利用氢氘交换质谱分析糖原磷酸化酶的瞬时态的结构动力学
    大家好,本周为大家介绍一篇发表在J. Am. Chem. Soc.上的文章,Transient Structural Dynamics of Glycogen Phosphorylase from Nonequilibrium Hydrogen/Deuterium-Exchange Mass Spectrometry,文章作者是英国埃克塞特大学的Jonathan J. Phillips。  变构调节指在蛋白质的正构位点上的变化通过蛋白质内部传递,最终影响到变构位点的结构,从而调整白质功能。理解蛋白质功能转换背后的特定结构动态变化对于分子生物学和药物发现领域至关重要。尽管变构现象自从提出以来已有广泛的研究,但是关于信号如何在蛋白质内部长距离传递的具体机制仍然不甚清楚。很大程度上是由于缺乏能够在时间和空间上高分辨率测量这些信号的生物物理方法。糖原磷酸化酶(glycogen phosphorylase,GlyP)是研究变构调节常用的标准蛋白,GlyP与II型糖尿病和转移性癌症的治疗密切相关。GlyP作为一种典型的变构酶,其活性受磷酸化修饰、多种天然配体和药物的调控。本文旨在通过开发和应用非平衡毫秒级氢/氘交换质谱(neHDX-MS)技术,来精确定位GlyP在变构激活和抑制期间的动态结构变化。这项技术能够提供蛋白质在毫秒时间尺度上的局部结构动态信息,有助于揭示变构调节过程中的瞬态结构特征,从而为理解蛋白质的动态行为和设计变构调节剂提供重要的结构信息。  作者首先确定了能够完全激活或抑制GlyP的条件。25 mM 的AMP能实现GlyPb的最大激活(图1A)。32 mM咖啡因足以完全抑制GlyPa(图1B)。并且观察到50ms内AMP和咖啡因能够达到最佳激活/抑制状态(图1C和1D)。  图1.糖原磷酸化酶b的变构激活和糖原磷酸化酶a的抑制。  随后作者通过neHDX-MS捕捉由AMP引起的GlyPb变构激活过程中的局部结构扰动。通过激活过渡态与未激活和激活状态之间的HDX差异,作者将这些肽段分成了七个类群。其中重点值得关注的类群是c、d(其他类群对应区域及趋势不在此详细介绍),因为他们的HDX行为与未激活和激活时的稳定态都有明显差异,这些局部区域的结构变化是过渡态的独特体现(图2A)。其中,c类群主要涵盖了tower helix区(图2B),说明该区域在从未激活到激活状态的过渡态中,表现出相较于前后二者皆较高的动态性。d类群涵盖活性位点,说明活性稳点结构在因结合发生了结构稳定化现象。为了从原子水平理解这些瞬态结构变化,研究人员使用了一种基于Energy Calculation and Dynamics(ENCAD)的方法,Climber,来模拟从非活性状态到活性状态转变过程中的过渡态内部作用变化。结果显示,tower helix在激活过程中经历了氢键先断裂后形成的变化,这与观察到的HDX增加相一致(图4A)。  图2.GlyPB中表现不同结构动力学行为的类群。  图3.局部区域HDX动力学。  图4.GlyP在活性和非活性状态之间的结构插值。  随后作者探讨了咖啡因如何通过变构抑制影响GlyPa的结构动态。同样作者也比较了抑制过渡态与未抑制和抑制状态之间的HDX差异,分成了七个类群。在这几组类群中,仅有m表现出较未抑制和抑制状态都较明显的氘代上升趋势(图2C、图3C&D)。m区域涵盖了tower helix区(图2D),说明该区域在未抑制状态到完全抑制状态的过渡阶段内,发生了局部去结构化现象。此外,在280s loop和250′ loop区域也表现出类似的瞬时去稳定化现象。结合AMP激活实验中的现象表明,尽管咖啡因和AMP作用于GlyP的不同位点,但它们都可能通过类似的变构路径(即tower helix的去稳定化)来引起GlyP的变构调节,从而实现对该蛋白功能的调控。同样在Climber分析中,可以观察到对应区域发生了氢键重排,与neHDX-MS结果呼应(图4B)。  本文讨论了GlyP的变构调节中间态涉及的局部结构动态变化,并通过毫秒级neHDX-MS揭示了这些变化。结果表明激活和抑制过渡态都涉及到tower helix的氢键断裂和局部结构重排,这是两个途径的共同特点。本研究的亮点在于开发了一种新的neHDX-MS方法,能够在毫秒时间尺度上观察蛋白质的变构结构动态。这种方法不仅对理解GlyP的变构机制具有重要意义,而且可以广泛应用于不同蛋白质的变构研究,为理解蛋白质的变构调节提供了新的视角和工具。  撰稿:罗宇翔  编辑:李惠琳  文章引用:Transient Structural Dynamics of Glycogen Phosphorylase from Nonequilibrium Hydrogen/Deuterium-Exchange Mass Spectrometry  参考文献  Kish, M. Ivory, D. P. Phillips, J. J., Transient Structural Dynamics of Glycogen Phosphorylase from Nonequilibrium Hydrogen/Deuterium-Exchange Mass Spectrometry. J. Am. Chem. Soc. 2023, 146 (1), 298-307.
  • 特殊婴儿食品能否引入特批机制
    婴幼儿食品不是一般意义上的食品。许多国家法律为此明文规定,把制贩假冒伪劣婴幼儿奶粉列为刑事犯罪行为。我国现行的婴幼儿配方食品标准,因为一些数据标准没有细化,为制假、制劣留下了漏洞。     近日,卫生部网站公布了针对《特殊医学用途婴儿配方食品通则》(GB25596-2010)(简称《通则》)的问题和解答,对2010年12月21日发布、今年1月1日开始实施的《通则》进行了解读。  “特殊医学用途婴儿配方食品”是指针对患有特殊紊乱、疾病或医疗状况等特殊医学状况婴儿的营养需求而设计制成的粉状或液态配方食品。人们在超市中常见的“早产儿配方奶粉”即属于此类。  据了解,我国每年新出生婴儿约1500万,其中部分婴儿由于各种疾病影响不能喂养母乳或普通婴儿配方食品,必须依赖特殊配方食品。  卫生部相关负责人表示,该标准突出了特殊医学状况婴儿健康的安全性要求,并兼顾了这一特殊群体的营养需求。媒体对此也给予了较高评价。  然而,在近年来国内奶业丑闻频出并引发消费者信任不断降低的背景下,如何保证新标准与国际接轨,新标准实施后能对我国相关产品与产业产生积极影响,仍然有待观察。  近日,中国医师协会儿童健康专业委员会主任委员丁宗一在接受《中国科学报》采访时表示,《通则》的出台无疑是生产与监管的进步,是标准化与国际化的表现,但相对于国际婴幼儿食品标准而言,尚有较大的提升空间。  作为亚洲儿科营养联盟主席、国际食品法典委员会国际专家组成员,丁宗一同时担心,由于一些数据标准没有细化,仍可能为制假、制劣留下漏洞。  国际标准制定过程严格  “只有了解了国际婴幼儿食品标准的制定过程,才能真正理解此次颁布的《通则》与国际标准的不同。”这是丁宗一接受采访时反复强调的一句话。  目前全球公认的国际婴幼儿食品标准,是指于2004年与2005年由世界卫生组织(WHO)与世界粮农组织(FAO)下属的国际食品法典委员会(CAC)先后颁布的《婴幼儿配方粉成分的全球标准》与《早产儿配方奶的营养要求》两部标准组成。  丁宗一则是国际食品法典委员会下设的婴幼儿配方粉委员会国际专家组九名成员中唯一一位中国专家。  据介绍,这两部国际标准的问世经历了一个漫长而严谨的论证过程。在开始制定标准的前一个月,婴幼儿配方粉委员会秘书处会给国际专家组成员发送500篇左右的相关文献。这些文献大都是从Science、Nature等国际一级学术刊物中筛选出来。  因为所制定的标准“面对的是全人类”,所以被选论文涉及的数据和论证过程要求“相对而言要最为合理、安全”。  两周后,委员会要求每位专家提供一份详细的comment(评论),汇报其对将要制定标准的初步思考。再过两周,将正式开始进行为期5天的标准制定会议。  在这5天中,小组专家从每天早上9点一直工作到夜间12点,用餐也必须在工作地点进行。专家们对即将颁布的标准中的每句话、每项数据都进行论证。  “这是一个‘论证’而非‘讨论’的过程。”丁宗一强调,即不是遵循少数服从多数的原则,而是要求任何观点都要经得起质疑,最终结果也不要求统一。  假设有专家对某项标准存疑,必须在该标准后加括号注明。例如,在《婴幼儿配方粉成分的全球标准》中,就注明了对标准中制定的铁含量持不同意见的专家名字。  对于标准涉及的某项最终结果,如果源于目前已经成熟的研究成果,则会冠以“我们推荐XXX”的表述文字 如果来源于相对前沿的研究,则采用“我们注意到XXX的使用,但尚未取得更多显示安全性的数据”的表述,目的是希望学术界今后加强这方面的研究。  标准制定的严格性,除了体现在论证过程的烦琐与严谨,对国际专家组成员的筛选也颇为苛刻。  据了解,国际食品法典委员在选择专家时,有一项看似简单的要求:具备儿科营养研究方面的专门知识,能够独立解决儿科营养问题,并且为国际性儿科科学学会作出过贡献。  而现实情况是,既精通营养学,又要具备儿科临床、基础研究、现场研究的能力,还要拥有包括统计学、科研方法学、科研设计学等方面的知识储备,能够符合条件的专家在世界范围内也并不多。  “我没有参与《通则》的制定,但据我所知,目前国内相关标准的制定在数据论证和专家筛选上还达不到国际上的严格程度。”丁宗一说。  而一位曾参加某项医学标准制定、不愿具名的专家也对《中国科学报》抱怨,标准制定方在选择专家时,往往更看重专家的单位而不是专业能力。  “他们往往按地域、按医院分配指标。比如协和医院找几个专家,北大医院找几个专家,东部地区找几个专家,西部地区找几个专家,进行指标平均。”该专家说,如果你是一个县城医院的大夫,即使专业能力再强,也很难入选。  新标准仍存漏洞  国际上对于婴幼儿配方食品标准的制定过程如此严格,自然有其道理。  “婴幼儿食品不是一般意义上的食品,而是粮食。”丁宗一解释说。人可以不选择某些食品,但是不能不吃粮食。  对于婴幼儿来说,在长出牙齿之前,配方食品(主要指奶粉)是其唯一的能量来源。因此,婴幼儿配方食品的质量直接关乎孩子的生命。许多国家法律为此明文规定,把制贩假冒伪劣婴幼儿奶粉列为刑事犯罪行为。  “我国现在施行的婴幼儿配方食品的标准,包括此次出台的《通则》,却为制假、制劣留下了漏洞。”丁宗一认为,主要原因即在于一些数据标准没有细化。  以“三聚氰胺”事件为例,当时出了问题的奶粉从指标上看都符合国家标准。但细查之下会发现,当时的国家标准只规定非蛋白氮在产品中的含量,但是没有规定非蛋白氮的来源。这为一些不法厂家提供了可乘之机——它们利用三聚氰胺来“凑”指标。  对于处于特殊医学状态下的婴儿,由于不能喂养母乳或普通婴儿配方食品,只能采用特定的方法,喂养专门研制的配方食品,因此其生产与使用标准还具有特殊性与复杂性。  例如,由于早产儿的身体内部营养代谢过程与足月儿不同,其配方食品可分为两种:一种为住院时食用,另一种为出院后食用。这两种配方食品不能混用,也不能替代,否则有可能导致早产儿因磷元素缺乏,而极易骨折。但此次《通则》并没有对这些特殊性作出明确而细致的规定。  之所以出现这种情况,和参与标准制定的专家多为营养学背景,缺少儿科方面的系统知识不无关系。  应建立企业特批制度  卫生部对此表示,《通则》可参照国内外相关法规,国内外权威的医学、营养学指南、专家共识、专业文献或著作进行调整。  这无疑是与国际接轨的一种表现。因为以往在制定相关标准时,国内一些专家多以“国情论”为依据,强调坚持中国特色,强调建立自己的独立标准。但实践证明,这种想法往往“出力不讨好”。  “这种表述可以看出一些专家的思想在逐渐开放。”一位从事小儿遗传代谢病研究与临床治疗的医生告诉《中国科学报》。  《通则》规定可以参考国内外其他相关标准,意味着允许企业可以按照国外标准生产更高质量的奶粉。而此前,因为国内标准较低,许多企业为了“达标”不得不降低标准,生产销售符合中国标准的婴儿奶粉,这在客观上造成了一些洋奶粉通过灰色渠道进入国内市场。  以“婴儿早产奶粉”为例,目前很多消费者往往通过网络代购、海外直邮这种方式获得国外的奶粉。原因之一就是许多国外奶粉中的一些指标不符合国内现有标准的要求,商家难以通过正规渠道进口销售。  对此,丁宗一建议,不妨建立一种企业特批制度,对于按照高标准生产的企业,经过专家严格鉴定后,对某些具体指标放宽。这些指标或许不在国家的标准范围内,但产品质量却可能高于国家标准所规定的产品质量,这样才能使“可以参考国内外其他标准”的规定落到实处。  常见特殊医学用途婴儿配方食品  无乳糖配方或低乳糖配方:适用于乳糖不耐受婴儿,要求配方中以其他碳水化合物完全或部分代替乳糖 配方中蛋白质由乳蛋白提供。  乳蛋白部分水解配方:适用于乳蛋白过敏高风险婴儿,要求乳蛋白经加工分解成小分子乳蛋白、肽段和氨基酸 配方中可用其他碳水化合物完全或部分代替乳糖。  乳蛋白深度水解配方或氨基酸配方:适用于食物蛋白过敏婴儿,要求配方中不含食物蛋白 所使用的氨基酸来源应符合标准规定 可适当调整某些矿物质和维生素的含量。  早产、低出生体重婴儿配方:适用于早产、低出生体重儿,要求能量、蛋白质及某些矿物质和维生素的含量应高于本规定 应采用容易消化吸收的中链脂肪作为脂肪的部分来源,但中链脂肪不应超过总脂肪的40%。  母乳营养补充剂:适用于早产、低出生体重儿,可选择性地添加规定的必需成分和可选择性成分,与母乳配合使用可满足早产、低出生体重儿的生长发育需求。  氨基酸代谢障碍配方:适用于氨基酸代谢障碍婴儿,要求不含或仅含有少量与代谢障碍有关的氨基酸 所使用的氨基酸来源应符合标准规定 可适当调整某些矿物质和维生素的含量。
  • 天然“准晶体”可能源于太空
    据英国广播公司(BBC)1月3日报道,美国和意大利科学家表示,他们对在俄罗斯发现的天然“准晶体”矿石进行了化学分析,结果表明,这种矿石很可能是陨石的一部分,在陨石与地球的撞击中遗落到地球上。研究发表在《美国国家科学院院刊》上。  准晶体首次被以色列科学家达尼埃尔谢赫特曼发现,他也因此而独享2011年诺贝尔化学奖。1982年4月8日,正在美国霍普金斯大学从事研究工作的41岁谢赫特曼发现了“准晶体”,其原子结构打破了传统晶体内原子结构必须具有重复性这一黄金法则,在科学界引起轩然大波。“的确,那时候,人们根本不接受那种晶体的存在。”美国化学协会主席纳西杰克逊去年10月5日接受美国《纽约时报》采访时表示:“因为他们认为这违反了自然‘规则’。”  随后,科学家们在实验室中制造出了各种准晶体,而且,2009年,意大利佛罗伦萨大学的科学家卢卡宾迪和同事在俄罗斯东部哈泰尔卡湖获取的矿物样本中发现了天然准晶体,这种新矿物质由铝、铜和铁组成。此前的分析表明,“准晶体”这种结构能天然形成而且也能在自然环境下保持稳定,但是,“自然界如何制造出这一结构”一直是个未解之谜。  现在,宾迪和美国普林斯顿大学的保罗斯坦哈特对这种矿石的化学成分进行了分析,结果表明,这种矿石可能是陨石的一部分,陨石在与地球的碰撞中遗落到地球上。他们在论文中指出,该样本中含有一些只能在高压下形成的硅石。这种硅石要么形成于地幔中,要么形成于陨石撞击地球那样的高速碰撞中。而结果显示,这块岩石样本经历过一个压力和温度及巨大的、典型的高速碰撞—小行星带上的流星就由这种碰撞产生 另外,这种岩石中不同氧元素的相对丰度更接近其他流星中而非地球上的岩石的氧元素的相对丰度。  该研究团队指出:“我们的研究显示,准晶体可能源于环境更多变的太空中,这也表明,准晶体能在很多环境下自然产生,而且,在宇宙学时标(足以明显看出宇宙演化的时间尺度,动辄以亿年为单位)上保持稳定。”  准晶体具有独特的属性,其坚硬又有弹性、非常平滑,而且,与大多数金属不同的是,其导电、导热性很差,因此在日常生活中可用来制造不粘锅、发光二极管、热电转化设备等。
  • 科研之美—那些年被我藏起来的艺术家气质
    问到对科研工作者的第一印象,有人说,他们是认真负责、一丝不苟的。有人说,他们是严谨刻板、固执生硬的。也有人说,无香烟不学术,他们是像爱因斯坦一样被白色烟雾包围的大牛。还有人说,他们戴眼镜,白大褂,皮肤白,瘦高,头发乱糟糟的...然而,小编觉得他们也许是成果背后、崭露头角、带着胡茬的艺术家(纯属yy,可直接跳过),他们除了在科学研究领域的前沿,不断探索钻研,带着对知识的渴求以及要在未来承担重要责任的使命感,去开拓人类未曾揭示的领域。他们还会给你带来更多你意想不到的美。今天,借吉大学子们的作品,向大家展示一下美妙的材料世界。房钦平——雷雨作品原图作品终图【作品简介】此图所用材料为自主设计的掘进机刀圈钢,扫描电镜拍摄,目的是观察裂纹的扩展方式及测量裂纹的宽度。图中较细裂纹很像一道闪电,顶部大裂纹可看作云彩,勾勒出一种电闪雷鸣的感觉;板条状马氏体可看作大雨;图中小白点可看作玻璃上的小雨点,整体效果是在一个阴云密布的雨天,作者站在窗前看着窗外的电闪雷鸣和漂泊大雨。隋琦——五光十色的科研之梯作品原图 作品终图【作品简介】在报废淬火灰铁表面进行激光鎔覆cr粉后,所形成独特的(Cr,Fe)碳化物,这种由残余奥氏体和网状混合球状的碳化物构成的基体有效提升了其抗冲击能力。另外,激光的再次加工,消除了表面由于淬火和磨损所产生的大量裂纹缺陷,同时有效的提升了其抗腐蚀,抗磨损性能。大幅度提升了表面淬火的铸铁零部件的使用寿命。孙超——AZ91D镁合金作品原图作品终图【作品简介】AZ91D镁合金铸锭SEM图。材料为AZ91D镁合金。AZ91D铸锭态存在两相,α相镁基体和β相Mg12Al17。本次拍摄主要目的为通过扫描电镜观察其中β相的形态。在原有的扫描电镜照片基础上,对其进行了锐化,调整清晰度以及色调等步骤。主要目的在于使照片更利于观察,着重突出照片中样品的β相的形态,以便观察及分析。孙梦琪——美丽的星球作品原图作品终图【作品简介】原图是以叔丁醇为冷却媒介利用冷冻制造的方法获得的多孔氧化铝陶瓷坯体的横截面,由于模具温度过低使孔隙结构略呈放射状。该作品犹如一颗神秘又美丽的星球,经历了多少岁月的洗礼,它依然在太空中沉静、孤独、执着地运行着。就像每一个科研工作者,在一次一次失败的实验中汲取经验教训,变得更加坚强。徐新宇——枫作品原图作品终图【作品简介】原图为拍摄纯镁时的扫描电镜照片。在进行调色处理之后,不禁联想到鲁迅笔下的枫叶:“扶桑正是秋光好,枫叶如丹照嫩寒。”因此取名为《枫》。寓意我们应该像枫叶那样,不管在什么时候,都要充满浪漫,用一种优雅的态度浪漫地生活,用一颗希望的心迎接明天!杨林——黑白舞者作品原图作品终图【作品简介】SEM7000倍下拍摄,材料为:灰铸铁,拍摄目的:观察灰铸铁激光抠槽后单元体截面组织。设计理念:黑白舞者,黑白的舞者在绚烂的灯光下进行了完美的谢幕!!注:以上所有作品均来源于吉林大学材料科学与工程学院首届“智研杯”——科研之美主题大赛,TESCAN扫描电镜拍摄作品。未经授权,请勿转载。关于TESCANTESCAN发源于全球最大的电镜制造基地-捷克Brno,是电子显微镜及聚焦离子束系统领域全球知名的跨国公司,有超过60年的电子显微镜研发和制造历史,是扫描电子显微镜与拉曼光谱仪联用技术、聚焦离子束与飞行时间质谱仪联用技术以及氙等离子聚焦离子束技术的开拓者,也是行业领域的技术领导者。
  • 英国百灵达荣获“女王企业奖'
    英国百灵达荣获&ldquo 女王企业奖&rdquo 今天英国百灵达庆祝摘得企业界最高荣誉奖:&ldquo 女王企业奖&rdquo 。总部位于盖茨黑德的英国百灵达在过去六年时间里,出口业务量增长显著,&ldquo 女王企业奖&rdquo 的授予就是对其最好的肯定。在这六年时间里,英国百灵达的出口量翻倍,现公司总收入的三分之二是来源于不断增长的国外市场如:中国、澳大利亚、撒哈拉沙漠以南的非洲和美国。 总经理大卫说:&ldquo 对于百灵达来说,女王奖是很高的荣誉,但是公司每一位敬业而富有才华的员工使这个奖实至名归。在对质量日益苛求的国际市场上,百灵达一直坚持生产高标准的产品并取得了成功,同时我们的产品对保护生命和环境也做出了贡献。我们很高兴做到了这些也希望在未来的时间里能将英国企业的伟大之处继续发扬下去。
  • 梅特勒托利多 | 春天的花儿为何如此美丽?
    随着清明假期的到来,春天的脚步越走越近,各色花儿竞相开放,一扫疫情带来的阴霾。经过漫长的隔离,国内疫情逐步缓解,各地政府也逐渐降低了疫情防控等级。闷了几个月的小伙伴们一定也想趁着假期出门踏踏青,心情也会像春日的阳光一样明媚起来。*图片来源于网络春回大地,百花争艳,大家在欣赏美景的同时,有没有想过哪些因素会影响到这些花朵开放呢?植物生长的要素来,请让小梅给大家科普一下,尤其是“植物杀手们”听好啦!空气、温度、光照、湿度、土壤是植物生长的五大要素,这五大要素必须控制在一个合理的范围之内,我们培育的植物才有可能健康的生长。除了无土栽培和水培植物外,大多数花卉植物的根部都固定在土壤中,水分、养分、空气、温度,都是通过土壤来影响花卉生长的。因此可以说,土壤是花卉生长的基础。 *图片来源于网络那什么才是适宜植物生长的土壤呢?一是看土壤的物理性质,也就是要观察土壤的粘性程度和疏松程度。当土壤理化性状恶化、通气透水性差、营养元素缺乏的时候,就会导致花卉生长不良,叶片发黄,开花少,甚至不开花。二则是看是土壤的化学性质,就是土壤的酸碱性,pH值等于7的为中性土,小于7为酸性土,大于7为碱性土。不同花卉品种对土壤pH值要求不同。除此之外,pH值还会影响花色,如八仙花,pH值低时花色呈蓝色,pH值高时呈粉红色。八仙花,又称绣球、紫阳花*图片来源于网络一般说来,喜酸性土的花卉比较多,pH值超过8的碱性土,就不太适宜种花了。我国北方地区多为碱性土,南方地区或北方的高山地区多为酸性土。所以我们可以发现南方城市景观里花卉种植要多于北方,除了气候的原因,土壤也起着至关重要的作用。测量土壤的pH值不光会帮助更好的培育花卉,还可以反映更多更重要的信息。通过测试土壤的pH值,可以判断土壤的酸化状况、肥力,从而规划适合的农作物和植物,并及时采取措施对受污染的土壤进行修复。*图片来源于网络如何测量土壤的pH值那土壤的pH值如何进行测量呢?其实国标当中对土壤pH值的测定有很详细的规定。在HJ962-2018《土壤pH值的测定 电位法》和 GB7859-87《森林土壤pH值的测定》,这些国标中都详细记录了土壤pH 值的测量方法。按照国标中的测量步骤,使用梅特勒托利多的pH仪表和电极可以准确快速地得到土壤的pH 值。应用文档想要了解更多关于土壤pH值测量的仪表配置相关信息,欢迎留言免费申请《土壤pH测量应用》。
  • 黑作坊被曝用化学品炮制猪耳牛筋等熟食(图)
    浸泡在化学溶液里的食材。    前晚,番禺区的这个黑作坊被查,执法人员在现场发现大量的化工原料。   硫化钠脱毛 硫酸铵浸泡 双氧水漂白 煮熟加香 送往肉菜市场熟食档  番禺一黑作坊前员工受良心谴责向记者报料;执法部门查实取缔,现场查获数百公斤食材  简单易食的熟食凉菜猪耳、猪蹄、牛耳、牛筋,是不少市民心中所好,但如果这一美味的背后,经过了一道道有毒化学品的浸泡,你是否还敢享用?近日,曾在番禺一家地下黑作坊打工的一名员工向新快报爆料,揭示出了这些毒凉菜的制作过程。他表示,从2008年开始已有大批此类毒凉菜流向番禺一些肉菜市场。而记者在当地暗访过程中,随机购买的牛耳成品凉菜,已检测出可致命硫化物。  前晚深夜11时许,广州市质监、卫监、工商和公安等部门联合执法,对这一黑作坊采取取缔行动,当场查获浸泡在不明液体中的牛耳、猪蹄等数百公斤,及有毒化学原料一批,但相关涉案人员早已不知所踪。目前,联合执法部门正在对事件作进一步调查。  1  爆料 三道化学品泡出滑嫩肉质  在广州打工多年的小伙子阿海(化名),曾在位于番禺区东环和市桥交界处、距番禺大道高架桥仅十余米的一家地下肉品加工黑作坊工作。看着老板买回来的牛耳、猪蹄等肉类,经过一道道有毒化学品的浸泡后,再高价批发给各肉菜市场的熟食档,最终流向了市民的餐桌。  “良心上很过不去,不想再让这些毒菜害人了。”阿海说,为此他虽然辞去了黑作坊的工作,但仍选择了向媒体爆料。为了演示触目惊心的有毒熟食制作过程,阿海特意从黑作坊带回了一批有毒化学品。  “先用硫化钠配水,肉上的就毛可以全部脱掉。”阿海说着,取出一些黑色的硫化钠粉末,放入只装了三分之一水的水桶中溶解,搅拌时顿时散发出一阵刺鼻呛人的气味,令人咳嗽不止。随后,阿海将三只黑乎乎、毛茸茸的牛耳朵,放入硫化钠溶液中浸泡一段时间后,阿海换上胶鞋对着牛耳一阵踩跺,“(硫化钠)是一种强碱,把毛软化后,一踩就掉。”  三只牛耳脱毛后,又被放入了同样有着刺激性气味的硫酸铵溶液中浸泡。“硫酸铵的作用是,把肉上的毛囊收紧,肉质变得光滑。”阿海说,最后一道工序是将牛耳放入工业级过氧化氢(俗称双氧水)中浸泡,作为强氧化剂的过氧化氢具有强力漂白作用。  经过这三道化学品总共约一小时,最后三只脏乎乎的牛耳得以脱胎换骨,变得洁白、滑嫩,再经过煮熟加香,即可送入各肉菜市场的熟食档出售。  2  暗访 黑作坊藏匿于养牛场中  通过阿海指点,8月29日下午6时许,记者实地暗访发现,这家黑作坊藏匿于一处养牛场中,黑作坊周围牛粪四溢,恶臭难闻。黑作坊总共四个操作间,除一间有两名女工在切割牛嘴外,其他操作间都大门紧锁。记者来到黑作坊不到一分钟时间,即有3名大汉出现对记者进行监视,记者只好借故离开。  阿海说,这是一个暴利行业,一只牛耳的成本才两元,经化学品处理后可卖到六七元一只,而卤好之后可以卖到十几元一斤的高价。“所以他们做事很小心,看到陌生人都会过来盘问。”阿海说,这个黑作坊每天晚上八九点开工,至凌晨收工,每天可以制作300多斤的有毒牛耳、猪蹄等产品,每天的收入有1000多元。从2008年开始,已有大批在黑作坊炮制的产品流向番禺多个肉菜市场。  3  检测 牛耳熟食检出含二氧化硫  随后,记者来到番禺钟村、清河等肉菜市场熟食档口,随机购买了几份牛耳熟食。经阿海检查,这些牛耳的处理方法与他演示的方法如出一辄。为了印证阿海的说法,记者带着阿海制作的牛耳和买来的牛耳来到华南理工大学食品系进行检测发现,两份牛耳中均发现了等量的二氧化硫残留物。检测人员表示,二氧化硫在胃里会形成硫化氢,而硫化氢是一种强烈的神经毒素,有致命性。  4  查处 27桶食材泡在化学溶液中  前晚10时许,阿海向有关部门举报后,新快报记者随同广州市质监局、药监局、工商局、当地街道及警方来到涉案黑作坊,但此时几个操作间大门紧锁,透过门缝未见里面有人活动。  前晚11时10分许,联合执法人员获得批准,强行开门进入现场后,发现屋内空无一人,但恶臭袭来。屋内堆放有20多个蓝色化工用塑料大桶,其中20个大桶内有一批牛猪耳、蹄、筋等食材浸泡在一种透明的化学溶液中,一些食材已经发黑发臭,惹来不少蝇虫。在现场还留有一批用剩下的、标识为27.5%的工业级过氧化氢溶液和硫酸铵粉末。  十多分钟后,执法人员又发现了一间伪装成宿舍的操作间,查获了7桶浸泡着的食材,以及50公斤的硫化钠和100公斤的硫酸铵粉末。在查获的硫化钠和硫酸铵包装袋上,记者看到均明显标有警告语“严禁用于食品行业”字样。  “他们无证经营,可以定性为地下黑窝点,但这些食材是否有毒,还需要进一步化验。”市质监局一名执法人员说,由于相关涉案人员都已失踪,对案件进一步查处带来很大难度。昨日2时许,执法人员对查获的食材带水称重显示约为两吨,食材净重达数百公斤,除提取样品进行化验外,其他食材将集中无害化销毁。  市场走访  个别档主承认进低价熟食  新快报讯 昨日,记者走访了天河区棠下、东圃、石牌村、员村及体育东路几家大型肉菜市场发现,每家肉菜市场都有一至两家出售牛猪耳、蹄等熟食档口,尽管大部分档主都表示这些食材都来源于正规肉联工厂,但也有个别档主承认是购于私人肉贩,因为私人肉贩的价格会低一些。  “这些(食材)拿货的时候都是处理好的,至于厂家怎样处理,我们就不知道了。”棠下肉菜批发市场一名熟食档主说,他每天都要进20多个牛猪耳自行卤制,销量非常好,每天下午三四点前都会卖光。  小贴士  三种化学品食品行业禁用  硫化钠:无机化合物,又称臭碱、臭苏打、黄碱、硫化碱,主要用途皮革脱毛、染料及金属冶炼等方面。硫化钠触及皮肤和毛发时会造成灼伤,口服硫化钠会引起硫化氢中毒。  硫酸铵:无色结晶或白色颗粒,无气味,低毒。主要用作肥料,适用于各种土壤和作物,还可用于纺织、皮革等方面。  工业级过氧化氢:用于化工生产过氧化硫脲等的原料、消毒剂,以及在印染工业用作棉织物的漂白剂,或用于电镀液,但严禁用于食品行业。  部门行动  广东部署严打黑作坊  开设24小时举报电话和举报邮箱  新快报讯 记者 黄琼 通讯员 粤公宣 报道 昨日,广东省公安厅、经信委、农业厅、卫生厅(食安办)、工商局、质监局、食品药品监督管理局等部门共同召开电视电话会议,全面部署开展“打四黑除四害”专项行动,严厉打击制售假劣食品药品的黑作坊、制售假劣生产生活资料的黑工厂、收赃销赃的黑市场、涉黄涉赌涉毒的黑窝点。  省公安厅副厅长郑东强调,“四黑”与人民群众的衣食住行、生产生活密切相关开展,直接危害人民群众生命安危,严重危害公共安全和社会诚信,如不能彻底解决更将直接损害党的执政威信。行动中要通过集中侦破一批案件,严惩一批违法犯罪人员,整治一批问题严重地区,坚决捣毁“四黑”犯罪网络,切实做到为民除害,提升人民群众的安全感。  目前,省公安厅已全面启动了“四黑四害”举报平台,24小时举报电话:020-83119134,举报邮箱:gdza19116@163.com
  • DISEASE In A DISH | 基于诱导多功能干细胞iPSC来源的药物研发
    山中伸弥(Shinya Yamanaka),京都大学iPS细胞研究所所长,因在“诱导多功能干细胞(induced Pluripotent Stem Cell, iPSC)”的卓越贡献,被授予2012年诺贝尔生理或医学奖[1]。“iPSC来源于病人体细胞,有望为重大疾病的新药开发提供强有力的治疗工具。” "IPS cells can become a powerful tool to develop new drugs to cure intractable diseases because they can be made from patients' somatic cells." by Shinya Yamanaka. [2]—山中伸弥对iPSC在临床应用方向寄予厚望iPSC是生物学里界内的一个重要里程碑。研究发现哺乳动物成熟体细胞能够重新编程为诱导多功能干细胞,且细胞能够进一步发育成各种其他器官类型的细胞。这一发现不仅彻底改变了人类对细胞和器官生长的理解;同时,通过对人体细胞的重新编程,为重大疾病治疗提供了崭新的应用前景。iPSC 的商业应用主要有以下四个领域:1)药物研发,2)细胞治疗,3)毒性筛选,4)干细胞生物银行。[3]iPSC商业化的四个关键领域(图片源自BioInformant)相对与其他治疗方法,iPSC用于细胞治疗的关键优势在于伦理法规和即用型(off-on-shelf)定制。与胚胎干细胞不同,iPSC来源成体而非人类胚胎,伦理风险小;另一方面,借助基因工程技术,iPSC允许创建针对不同疾病的基因定制细胞系,同时降低免疫排斥风险,以实现即用型可大规模生产的细胞治疗产品。[4]距iPSC研究获诺贝尔奖7年后,2019年 Fate Therapeutics公司宣布首个iPSC来源的CAR-NK细胞免疫产品FT596获批新药临床研究申请。FT596源自诱导多能干细胞,除靶向CD19专利CAR以外,还具有CD16(hnCD16)Fc受体和IL15受体片段,以增强其抗体依赖性细胞毒性(ADCC),并促进NK细胞和CD8 T细胞增殖及活化。Fate Therapeutics公司的iPSC产品平台已获得100多项专利批件和100多项待批专利申请组合,用于大规模生产通用NK细胞和T细胞产品。iPSC来源的细胞疗法已开启细胞治疗3.0时代,有望改善目前细胞疗法“批量到批量”工程化生产中成本高昂、工艺费时及产品显著异质性等现状。FT596设计图示(图片源自Fate)在实际研发操作过程中,iPSC 来源的细胞分化培养面临着独特挑战。iPSC来源的神经元细胞通常需要进行长期培养(在同一个384孔板上培养长达数周),以获得相对成熟的细胞。而且,我们会经常使用老年病人来源的细胞样本来模拟疾病,进一步增加培养的周期。然而,随着培养时间的增加,细胞污染和聚团的风险也会增加;长期培养还会使每孔的细胞数具有更大的可变性;以及复杂的细胞表型会极大增加药物评价的难度。基于诱导多功能干细胞iPSC来源的药物研发平台(图片源自Evotech)带着这个行业难题,让我们去国际顶尖的生物科技公司Evotech一探究竟。Evotec公司总部位于德国汉堡,在欧美市场共有15个分部,在药物研发领域有20多年的经验积累,与数十家国际生物制药巨头有长期合作。在整个药物研发管线布局中,最引人瞩目的是其业内一流的基于诱导多功能干细胞iPSC来源的药物研发平台。借助于该平台,Evotec从病人群里中获得细胞源,并以此建立涵盖20多种疾病的200多株iPSC生物银行,进一步培养、扩增及诱导分化后,通过自动化样品处理、多模式检测及高内涵表型筛选系统组成的一体化质控分析平台,完成多种疾病模型的药物筛选和针对个体病人的细胞治疗工作。[6][蓝色-细胞核;绿色-神经元标志物 TuJ1;蓝色-皮层神经元标志物-TBR1];高内涵表型筛选平台用于iPSC来源的X染色体脆折症研究 (图片源自Evotec)基于XLII cell::explore和Explorer G3工作站,Evotec和PerkinElmer共同开发了一个自动化平台,用于工业级别iPSC来源细胞的培养。该平台处于配备层流的无菌环境中,支持384孔iPSC来源细胞的全自动培养,包括细胞接种、培养基更换和化合物处理。由专门设计的专用数据库管理孔板的处理和跟踪,对iPSC来源的细胞进行常规监控,以检查污染物、细胞密度或聚团以及进行智能软件决策,为进行大规模HTS检测的iPSC来源细胞类型增加了必不可少的质量控制组成部分,任何不符合QC标准的培养皿都会被自动放入隔离培养箱中。扫描下方二维码,即可下载高通量人源iPSC分化细胞培养和自动化质控应用相关资料。参考文献1.https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2012/yamanaka/facts/2.https://www.brainyquote.com/authors/shinya-yamanaka-quotes3.https://mp.weixin.qq.com/s/bPaO6xj956XmVEAJYTKLPA4.https://medicalxpress.com/news/2017-08-off-the-shelf-cell-therapies-multiple-myeloma.html5.https://fatetherapeutics.com/pipeline/immuno-oncology-candidates/ft596/6.https://www.evotec.com/en
  • 十四运会开幕了,珀金埃尔默液质助力食源性兴奋剂检测
    全民全运,同心同行!全国第十四届运动会在古都西安拉开大幕,待看奥运选手持续再燃!与此同时运动员的食品安全保障工作也在紧锣密鼓的进行中。运动员食品安全保障工作一直是各大体育赛事所关注的重中之重,避免运动员误食误用含有兴奋剂成分的食品,坚决做到食源性兴奋剂问题“零发生”。食源性兴奋剂是指来源于食品中的兴奋剂,包括一般性食品及保健食品中从生产到加工过程中天然存在或故意添加而残留的兴奋剂成分。运动员食用含有兴奋剂成分的食品,不仅会对比赛公平性和个人名誉造成损害,还可能对国家的形象及食品安全声誉造成负面影响。目前,来源于肉类食品的饮食污染、其他食品或药物误服而导致的食源性兴奋剂困扰事件层出不穷。珀金埃尔默公司此次与十四运会和残特奥会食品安全保障相关单位通力合作,参考《动物源性食品中克伦特罗等48种兴奋剂的测定 液相色谱-串联质谱法》,采用QSight220三重四极杆液质联用系统成功开展了食源性兴奋剂的检测项目。 以高水平服务、高效能保障,坚决牢守食品安全底线,为赛会成功举办提供坚实安全保障。珀金埃尔默48种兴奋剂检测解决方案珀金埃尔默公司可提供完整方法包,一键导入方法,可通过Time Managed MRM进行准确测定。简单易操作的软件界面,助力快速完成测定48种化合物EIC叠加谱图部分化合物MRM谱图珀金埃尔默QSight三重四级杆液质联用系统具有其独特的双离子源技术,及其优异的抗污染免维护特色,使其在应对高通量的复杂食品样品检测时,稳定应用,无需维护,大大提高样品通量,顺利完成检测任务。
  • 应用故事 | 热质联用研究废旧锂电池极片在热解过程中的产气情况
    从2010年开始,随着新能源、3C电子和电动工具等领域的快速发展,对锂电池的需求量与日俱增,越来越多的企业投身于锂电池的生产制造,据统计,2015年我国动力电池装机总量为16.5GWh,2022年提高到296GWh。随着时间的推移,使用过程中电池的性能会逐渐衰减,直至报废,目前动力锂电池的平均使用寿命约为4-8年,因此从2018年开始,前期使用的锂电池已开始陆续退役,废旧电池的处理和回收规模后续将越来越大,据估计,2019-2025年我国退役动力电池装机总量预计将由0.2GWh上升至52.0GWh。对于废旧锂电池,目前主要有两种处理方法,一是梯次利用,即将退役电池用在储能等其他领域,这主要针对磷酸铁锂电池;二是拆解回收,即将退役电池进行放电和拆解,提炼原料,从而进行循环利用,有效节约生产成本,三元电池目前以拆解回收为主。回收的主要方法有火法冶金、湿法冶金和生物浸出等,其中湿法冶金回收率较高,日益成为锂电池回收的主要工艺方法。商用锂电池通常由塑料或金属外壳、正极(Al箔上的锂金属氧化物)、负极(Cu箔上的石墨)、电解液(LiPF6、DMC、EC、EMC等)、粘接剂(如PVDF)和隔膜组成,回收的主要目标是正极上的有价金属,如锂、钴、镍。但是,电池废料中的有毒物质在回收预处理过程中排放的废气和导致的潜在危险是一个需要考虑的严重问题。了解电池材料在热解过程中产生的废气种类,有助于选择合适的废气处理措施,降低相关的风险,优化回收工艺。本文以废旧三元电池为例,介绍热质联用方法分析拆解电池极片在热解过程中产生的逸出气体。先将废旧电池进行放电处理,然后在手套箱中拆解,拆出正极片,晾干后进行真空包装。测试仪器为STA-QMS,测试前在空气下打开包装,快速称量样品,放入坩埚,然后放入炉腔内,通入Ar吹扫,将炉腔内的气氛置换为纯净的惰性气氛,以10K/min从35℃升温到700℃,Ar气氛,质谱采用扫描模式,从1amu扫描到120amu。下图为正极片的失重及质谱信号(质谱信息较多,所以分成4张图显示),样品的失重过程主要分为3个阶段,失重量分别为3.62%、2.13%和3.09%。根据质谱的检测结果,第一个阶段的气体产物比较复杂,跟NIST谱库对照后,判断逸出气体可能为H2(m2)、H2O(m18)、HF(m19)、CxHy(m14、m15、m16、m26、m27、m29、m30、m42)、C2HF(m31、m44)、C2H2F(m44、m45、m46)、C3H4O3(m29、m43、m88)、POF3(m69、85、104),第二阶段产物相对简单,逸出气体可能为H2O(m18)、C2H6O(m15、29、45、46)和CO2(m44),第三阶段的逸出气体可能为O2(m16、m32)、CH3F(m33、m34)、CO2(m22、m44)和C2H2F(m44、m45、m46)。通过以上分析可知,200℃以下产生的含氟气体主要来源于电解液,除此以外还有溶剂挥发产生的烃类、酯类物质、及水(游离水或结合水)和氢气,200℃-380℃之间,气体产物主要为水(反应水)、溶剂分解产生的醚类气体和CO2,380℃-700℃间主要为PVDF分解的产物,气体产物为CO2及一些含氟气体,O2可能来源于正极活性物质的分解。利用热质联用可以对极片样品在整个热解过程中的气态产物进行连续检测,从而可以分析极片热解的演变过程,了解气体释出过程和气体类型,为电池回收工艺提供理论基础和指导。热质联用测试正极片分解1热质联用测试正极片分解2热质联用测试正极片分解3热质联用测试正极片分解4作者王荣耐驰仪器公司应用实验室
  • 药品中发现苯,Bayer启动召回!
    WHIPPANY, N.J., 2021年10月1日——拜耳自愿将批号以TN、CV或NAA 开头的所有未过期 LotriminAF 和 Tinactin喷雾产品召回至消费者级别,这些产品在 2018年9月至2021年部分产品样品中存在苯。苯不是任何拜耳消费者健康产品的成分。值得注意的是,拜耳决定自愿召回这些产品是一项预防措施,预计检测到的水平不会对消费者的健康造成不利影响。风险声明:苯被归类为人类致癌物。苯可通过吸入、口服和皮肤接触发生。根据暴露的持续时间和程度,它可能导致癌症,包括白血病、骨髓血癌和可能危及生命的血液疾病。苯存在于环境中,来源于天然来源和人类活动。世界各地的人类通过多种来源和途径接触到它,包括吸入、皮肤和口服。迄今为止,拜耳尚未收到与此次召回相关的不良事件报告。受影响的Lotrimin和 Tinactin 喷雾产品是非处方抗真菌产品,可单独出售或以组合包装形式出售。受影响的产品是:Lotrimin Anti-Fungal (AF) Athlete' s Foot Powder SprayLotrimin Anti-Fungal Jock Itch (AFJI) Athlete' s Foot Powder SprayLotrimin Anti-Fungal (AF) Athlete’s Foot Deodorant Powder SprayLotrimin AF Athlete' s Foot Liquid SprayLotrimin AF Athlete’s Foot Daily Prevention Deodorant Powder SprayTinactin Jock Itch (JI) Powder SprayTinactin Athlete’s Foot Deodorant Powder SprayTinactin Athlete’s Foot Powder SprayTinactin Athlete’s Foot Liquid Spray产品图片和关于哪些批号属于此次召回的信息可在以下网址获得:https://livewell.bayer.com/document/2011External Link Disclaimer.External Link DisclaimerLotrimin/Tinactin 面霜,包括 Lotrimin Ultra 或任何其他拜耳产品,都没有问题。召回的产品均采用气雾喷雾罐包装。这些产品通过各种零售渠道在美国、波多黎各、加拿大和墨西哥分销。拜耳还通过信函通知其分销商和零售商,并正在安排所有自愿召回的产品的退货。消费者可以通过访问 www.lotrimin.com或者www.tinactin.com申请退款,并且可以在周一至周五,东部时间上午 8 点至晚上 8 点之间致电 1-866-360-3266 与拜耳联系以解决问题。需要产品的照片才能获得退款。拍下照片并完成退款流程后,请妥善丢弃产品。拥有被召回产品的消费者应停止使用。如果消费者对使用这些气溶胶抗真菌产品有任何疑问、疑虑或遇到任何问题,他们应该联系他们的医生或医疗保健提供者。使用本产品时遇到的不良反应或质量问题可通过在线、普通邮件或传真向 FDA 的 MedWatch 不良事件报告计划报告。在线完成并提交报告(https://www.fda.gov/safety/medwatch-fda-safety-information-and-adverse-event-reporting-program/reporting-serious-problems-fda)普通邮件或传真:下载表格(https://www.fda.gov/safety/medical-product-safety-information/medwatch-forms-fda-safety-reporting)或致电 1-800-332-1088 索取报告表格,然后填写并返回预先填写的表格上的地址,或通过传真提交至 1-800-FDA-0178此次召回是在美国FDA知情的情况下进行的。
  • 硼酸盐零膨胀新材料:可用于低温高精度光学仪器
    ZBO晶体的近零膨胀性质、优异的透过性能以及良好的生长习性  热胀冷缩是自然界物体的一种基本热学性质。然而也有少数材料并不遵循这一基本物理规则,存在着反常的热膨胀性质,即其体积随着温度的升高反常缩小(或不变)。其中,有一类材料的体积在一定温区内保持不变,称为零膨胀材料,在很多重要的科学工程领域具有重要的应用价值。目前已有的绝大多数零膨胀材料是通过将具有负热膨胀性质的材料加入到其它不同材料中,通过化学修饰的手段控制其膨胀率,形成零膨胀状态。而纯质无掺杂的零膨胀晶体材料因为能够更好地保持材料固有的功能属性,在各个领域更具应用价值。但由于在完美晶格中实现负热膨胀与正膨胀之间的精巧平衡十分困难,纯质无掺杂晶体材料中的零膨胀现象非常罕见。迄今为止仅在七种晶体中发现了本征的零膨胀性质。同时,在目前已有的零膨胀晶体材料中含有过渡金属或重原子,其透光范围仅仅截止于可见波段,因此探索具有良好透光性能的纯质无掺杂零膨胀晶体材料是热功能材料领域及光学功能材料领域里极具科学价值的研究热点。  中国科学院理化技术研究所人工晶体研究发展中心研究员林哲帅课题组与北京科技大学教授邢献然课题组合作,首次在单相硼酸盐材料体系中发现了新型零膨胀材料。相关研究成果发表在国际材料科学期刊《先进材料》上(Near-zero Thermal Expansion and High Ultraviolet Transparency in a Borate Crystal of Zn4B6O13, Adv. Mater.,DOI:10.1002/adma.201601816)。他们创新性地提出利用电负性较强的金属阳离子限制刚性硼氧基团之间的扭转来实现零膨胀性质,并在立方相硼酸盐Zn4B6O13(ZBO)中实现了各向同性的本征近零膨胀性质。  ZBO晶体具有硼酸盐晶体中罕见的方钠石笼结构:[BO4]基团共顶连接形成方钠石笼,[Zn4O13]基团被束缚在方钠石笼中,[BO4]基团之间的连接处被较强的Zn-O键固定住。通过变温X射线衍射实验,证明了ZBO晶体在13K-270K之间的平均热膨胀系数为1.00(12)/MK,属于近零膨胀性质,其中在13K-110K之间的热膨胀系数仅为0.28(06)/MK,属于零膨胀性质。他们利用第一性原理计算结合粉末XRD数据精修揭示了ZBO的近零膨胀性质主要来源于其特殊的结构所导致的声子振动特性:低温下对热膨胀有贡献的声子模式主要来源于刚性[BO4]基团之间的扭转,刚性 [BO4]基团之间的扭转被较强的Zn-O所限制,使得其在13K-270K之间呈现出非常低的热膨胀系数。  ZBO晶体具有良好的生长习性。林哲帅课题组与中科院福建物质结构研究所吴少凡课题组合作,获得高光学质量的厘米级晶体。经过测试表明,ZBO的透光范围几乎包含了整个紫外、可见以及近红外波段,紫外截止边是所有零膨胀晶体中最短的。同时其还具有良好的热稳定性、高的力学硬度以及优异的导热性能。综合其优良性能,ZBO晶体在应用于低温复杂环境中的高精度光学仪器,例如超低温光扫描仪、空间望远镜和低温光纤温度换能器中具有重要的科学价值。  许多硼酸盐晶体材料在紫外波段具有良好的透过性能。同时,由于硼氧之间强的共价相互作用,硼氧基团内部的键长键角随温度基本保持不变,而硼氧基团之间的扭转能够引起骨架结构硼酸盐的反常热膨胀效应。林哲帅课题组率先在国际上对硼酸盐体系展开了反常热膨胀性质的探索。在前期工作中,他们与理化所低温材料及应用超导研究中心研究员李来风课题组合作,发现了两种具有罕见二维负热膨胀效应的紫外硼酸盐晶体(Adv. Mater. 2015, 27, 4851 Chem. Comm. 2014, 50, 13499),并对其机制进行了阐明(J. Appl. Phys. 2016,119, 055901)。  相关工作得到了理化所所长基金、国家自然科学基金以及国家高技术研究发展计划(“863”计划)的大力支持。
  • 陕科大陈庆彩团队: 三维荧光光谱法(EEM)鉴定大气颗粒物中发色团物质的种类和来源 |前沿用户报道
    大气发色团是气溶胶中可以吸收太阳光的一类有机物质,可能对全球气候产生影响。大气发色团也可能通过形成三线态进而催化产生活性氧物质,因此对大气气溶胶的老化过程也具有重要潜在贡献。充分的了解大气发色团的理化性质和来源是掌握它们对环境的影响的本质要求。三维荧光光谱法(EEM)是鉴定环境中发色团物质的重要仪器分析方法,近年来已被频频的应用到大气气溶胶研究领域中。然而,当前EEM方法应用于大气领域进入了瓶颈时期。随着EEM方法广泛应用和深入研究,研究者们开始怀疑EEM方法是否具有区别气溶胶来源和物质种类的能力,因为多数情况下发现样品的EEM谱图具有非常相似的形貌。这样就限制了EEM方法更加广泛的应用于研究大气发色团来源、形成和消去过程。可喜的是,近日陕西科技大学陈庆彩研究团队,利用三维荧光光谱(EEM)研究,对大气颗粒物化学结构和来源进行了分析。在该项工作中,陈庆彩等人演示了EEM方法是有能力分辨大气颗粒物中不同类型发色团以及来源的,并构建了大气发色团与其来源、化学种类的对应关系。这项工作突破了一定的方法瓶颈,对于EEM方法在气溶胶研究领域的应用起到了关键推动的作用,或将促进大气发色团来源和大气化学过程的研究。研究过程1. EMM助力大气颗粒物来源和组成的初步分析研究团队分别采集了城市、一次燃烧源和二次气溶胶样品,利用EMM方法和 PARAFAC模型调查了不同发色团在不同种类气溶胶样品中的含量,讨论了EEM方法在分辨发色团类型以及样品来源的能力。通过对实际大气颗粒物样品进行分析,从整体轮廓分析,确实发现实际样品具有相似的EEM光谱外貌特征。这个结果也是当前研究者们担心的事情:到底EEM方法是否可以区分不同来源和组成的大气颗粒物样品?图1(a)为大气颗粒物萃取样品WSM和MSM的平均EEM光谱图以及它们的差光谱 (b)和(c)表示样品EEM光谱之间相关系数的四分位图和频率分布图针对这个值得怀疑的问题,团队人员研究了不同来源大气颗粒物样品,包括各种燃烧源样品(生物质燃烧、煤炭燃烧、汽车排放和做饭排放样品)和二次气溶胶样品。研究发现,不同种类样品的荧光性能是不同的,其中:生物质燃烧和煤炭燃烧样品的荧光效率是大的而汽车尾气样品和二次气溶胶样品相对较小另外发现,鉴定出的不同种类发色团,在不同来源样品中的相对含量也是不同的这些结果直接解答了上述疑问,确认:EEM方法可以用来区别不同气溶胶来源。图2 依据不同发色团(C1-C8)在不同污染物上的相对载荷鉴定出发色团来源,以及不同来源发色团在WSM和MSM样品中的相对含量2. PARAFAC 模型:一种系统的来源和成份分析图谱进一步,研究人员基于改进的PARAFAC 模型对大气气溶胶中发色团的来源和化合物的种类归属进行了研究。在这一步骤,该团队开创性的将大气颗粒物化学组分融合进EEM图谱的PARAFAC分析,进而对各种大气发色团的来源进行了鉴定。结果显示有一半左右的发色团来源被鉴定出来了,并发现了几个有意思的结果,比如:发现发色团的沙尘暴一次来源和光化学形成的二次来源,分析了季节变化中沙尘暴发生、光强度变化对发色团类型和含量的影响。该工作还利用优化的PARAFAC分析方法,把几种典型的有机化合物的EEM谱图耦合进了模型解析,进而对发色团的可能化学物质属性进行了归属。结果显示了苯酚类发色团是重要的水溶性发色团,而PAHs是水不溶性发色团的重要类型。图3 EEM区域和对应的大气发色团可能化学结构和来源图中不同彩色区域表示本研究鉴定的大气发色团来源对应区域,不同彩色数字球表示本研究鉴定的大气发色团对应化合物种类区域后研究人员总结了当前人们的认知和该项工作的主要结论,形成了一个可用于发色团化学物种和来源的依据图谱(图3),这个图谱对于今后EEM方法应用与于大气气溶胶的来源和化学转化研究提供了重要参考和研究途径。小结由上述研究可知,本研究工作提供了不同种类大气发色团对应来源以及化合物类别鉴定依据。这其中重点在于演示了不同发色团在不同气溶胶样品中的含量是不同的,从而说明EEM方法是有能力分辨不同类型发色团以及样品类型的。这项研究也构建了大气发色团与其来源、化学种类的对应关系。他们鉴定出了样品中大约一半的荧光物质所对应的来源和化合物种类,结果提供了大气发色团来源以及化合物类别鉴定依据,这将大大促进了EEM方法应用于研究大气发色团来源和大气化学过程,对于EEM方法在气溶胶研究领域应用起到了推动的作用。本研究中的三维荧光光谱法和大量光谱采集采用的是HORIBA Aqualog光谱仪完成,该仪器在EEM图谱快速获取、数据校正等方面的优势,为研究的顺利进行提供了不少便利。tips: 想了解更多荧光光谱仪的解决方案,点击阅读原文提交需求,HORIBA工程师会尽快联系您~论文原文&作者该研究以 Identification of species and sources of atmospheric chromophores by fluorescence excitation-emission matrix with parallel factor analysis 为题,发表在《Science of The Total Environment》上作者:陈庆彩通讯作者:陈庆彩、杜林通讯单位:陕西科技大学环境科学与工程学院、山东大学环境研究院Doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.137322文章链接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137322 课题组介绍:陈庆彩,男,山东人,博士,副教授,博士生导师。毕业于日本名古屋大学,取得理学博士学位。陕西省“百人计划”,陕西科技大学大气污染控制团队负责人,名古屋大学特邀教员,日本大气化学学会会员。主要研究方向为气溶胶化学,包括有机气溶胶、大气棕碳(BrC)、长寿命自由基(EPFRs)等。参与和主持中国国家自然科学基金等十余项科研项目;已在ES&T等权威期刊一作/通讯发表20余篇学术论文;获得国家和软件注册权10余项。ORCID:http://orcid.org/0000-0001-7450-0073个人主页:https://hj.sust.edu.cn/info/1015/1394.htm 免责说明HORIBA Scientific公众号所发布内容(含图片)来源于文章原创作者提供或互联网转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有,HORIBA Scientific 发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享,供读者自行参考及评述。如果您认为本文存在侵权之处,请与我们取得联系,我们会及进行处理。HORIBA Scientific 力求数据严谨准确,如有任何失误失实,敬请读者不吝赐教批评指正。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。 HORIBA科学仪器事业部HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案,如:光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术,旗下Jobin Yvon光谱技术品牌创立于1819年,距今已有200年历史。如今,HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的选择,之后我们也将持续专注科研领域,致力于为全球用户提供更好的服务。
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