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特征图谱

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特征图谱相关的资讯

  • 紫花地丁配方颗粒的含量和特征图谱测定
    紫花地丁性寒味微苦,有清热解毒的功效。主治黄疸、痢疾、乳腺炎、目赤肿痛、咽炎 外敷治跌打损伤、痈肿、毒蛇咬伤。紫花地丁所含黄酮甙类及有机酸对金色葡萄球菌、猪巴氏杆菌、大肠杆菌、链球菌和沙门氏菌都有较强的抑菌作用,素有“解毒草”之称。《本草纲目》中注:苦辛寒,一切痈疽发背,疔肿瘰疬,无名肿毒恶疮。同时所富集微量元素,对人体内多种酶的活性有作用,对核酸蛋白的合成、免疫过程、细胞繁殖都有直接或间接的作用,可促进上皮细胞修复,使细胞分裂增加,T细胞增高,活性增加,从而对生物体的免疫功能起调节作用,通过酶系统发挥对机体代谢的调节和控制。所含锌可抗病毒,并能刺激抗毒素的合成,提高对传染病的抵抗力,是其:“清热解毒”、“治疽疗毒”的基础。月旭科技推出了该颗粒的含量和特征图谱的测定。 特征图谱色谱条件色谱柱:月旭Xtimate UHPLC C18 (2.1×100mm,1.8μm);检测波长:260nm;柱温:40℃;流速:0.4mL/min;进样量:1 μl。 谱图和数据结论量测定色谱条件色谱柱:月旭Xtimate UHPLC C18 (2.1×100mm,1.8μm);检测波长:260nm;柱温:40℃;流速:0.4mL/min;进样量:1μl。 谱图和数据使用月旭Xtimate UHPLC C18 (2.1×100mm,1.8μm),在此色谱条件下的能满足检测要求。 结论总结综上:使用月旭Xtimate UHPLC C18 (2.1×100mm,1.8μm),符合特征图谱测定要求;月旭Xtimate UHPLC C18 (2.1×100mm,1.8μm)色谱柱符合含量测定要求。
  • 中药配方颗粒解决方案∣含量测定、指纹/特征图谱篇重磅上线
    根据“国家局关于结束中药配方颗粒试点工作的公告”,2021年11月1日起,中药配方颗粒已从试点研究转为全面放开,市场对所有符合条件的生产企业放开,中药配方颗粒行业进入发展新阶段。 为进一步规范中药配方颗粒市场,确保中药配方颗粒质量,国家及省级药监部门出台多项政策、技术要求文件、配方颗粒药品标准,对相关单位研发及检验能力提出了较高要求。 2021年2月-2021年11月中药配方颗粒相关政策及技术要求文件发布情况 注:以上统计来自各省药品监督管理局网站,截止时间2021年11月25日 截止2021年11月25日,国家及各省市已发布4133个公示稿。从公示稿角度,多个省份省级标准数量已经达到200个左右,加上196个国家标准,标准涉及品种已达到临床常用品种数量的80%左右。 从发布实施角度,广东、四川、山东、江西、安徽、江苏、浙江等21省发布配方颗粒标准实施公告,从11月1日起,2780个正式版已实施,196个国标在今年4月已经说明11月1日起实施。 项目难点收集及岛津全流程解决方案 2019年至2021年,岛津技术人员走访多家药品生产企业及省级药品检验机构,研究及检验部门反馈【特征图谱】项目难度最大,应用技术人员就标准研究和复核、执行过程向岛津反馈多项难点及需求。为帮助药品生产企业、药品检验机构及第三方检测机构更好的应对配方颗粒项目,岛津公司精心推出《中药配方颗粒解决方案-(含量测定、指纹/特征图谱篇)》,希望我们的工作对您有所帮助!客户反馈难点、需求&岛津应对方案 部分难点应对案例简介 精准稳定的输液系统应对“极端比例流动相”和“特殊流动相体系” • 极端比例有机相:生地黄配方颗粒【特征图谱】复现结果生地黄配方颗粒【特征图谱】复现色谱图 生地黄【特征图谱】特征峰RRT与标准规定偏差11个色谱峰的6针保留时间RSD在0.22~0.32%之间,在极低比例变化区域(0-5min),色谱峰1的保留时间RSD为0.27%。实测9个特征峰的RRT在-4.38%~7.88%以内,满足国家标准规定(要求在±10%以内)。 • 特殊流动相体系:生地黄配方颗粒【特征图谱】复现结果枳实(酸橙)配方颗粒【特征图谱】复现色谱图 枳实(酸橙)【特征图谱】特征峰RRT与标准规定偏差6个特征峰保留时间RSD≤0.23%,2个色谱峰的RRT偏差在±10%以内,符合要求。 特征峰相对保留时间不在规定范围内应对方案 • 截止环功能应对特征峰RRT不在规定范围内不同进样模式下首乌藤配方颗粒特征图谱 首乌藤配方颗粒特征图谱分析结果正常进样条件下,峰1的RRT大于10%,使用截止环进样后所有峰的RRT均在±10%之内,符合标准要求。 • 调整梯度起点功能改善特征峰RRT不同模式下野菊花配方颗粒特征图谱 野菊花配方颗粒特征图谱分析结果从野菊花配方颗粒验证结果看,标准模式下,实测RRT偏差在 -9.77~0.24%之间。梯度起点调整(进样后700 µL)后,实测RRT偏差在 -6.74~2.26%之间,RRT得到改善。 本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 2020版药典∣中药增修订指纹、特征图谱、含量测定项目解决方案
    2020版药典实施在即,岛津对药典一部中药增修订项目变化进行了汇总。津津老师发现多个品种标准【含量测定】项目发生了较大变化,另外部分药材、饮片及植物提取物各论下增订了指纹图谱和特征图谱。为了帮助广大用户更好应对即将实施的新版药典,做好相关检测项目调整,岛津对增修订标准做了梳理,并提供分析仪器、色谱柱选型、应用文集一体化解决方案。 中药指纹图谱、特征图谱、含量测定项目变化汇总表 中药增修订项目应对方案 分析仪器色谱柱 应用实例 银杏叶提取物“检查”项下【指纹图谱】测定供试品和对照提取物指纹图谱相似度比较(S1:对照品 S2:供试品) 参照药典【指纹图谱】项下“方法二”条件,岛津建立了银杏叶提取物指纹图谱的UHPLC测定方法。该方法分析时间仅为17.5分钟,相比HPLC法节省近60分钟。供试品和银杏叶提取物中17个主色谱峰分离效果良好。全峰相似度在0.927以上,满足药典中不低于0.90的规定。6针重复性测试显示,17个目标物保留时间和峰面积RSD分别在0.106%-0.636%和0.152%-2.601%之间,仪器精密度良好,可作为银杏叶提取物的质量控制方法。 天麻【特征图谱】测定 供试品溶液色谱图 对照药材参照物溶液色谱图 参照药典【特征图谱】项下条件,采用色谱柱Shim-pack GISS C18(4.6×250 mm,5 μm)。对对照药材参照物溶液、对照品参照物溶液和供试品溶液进行分析,结果显示规定的 6 个特征峰在供试品溶液中均有呈现,且与对照药材参照物溶液特征图谱中的 6 个特征峰相对应,其中峰 1、峰 2 与天麻素对照品和对羟基苯甲醇对照品参照物保留时间相一致,且重现性良好。此方法可为天麻特征图谱分析提供参考。 地黄【含量测定】项下“地黄苷D”测定 供试品溶液色谱图 按照 2020 版《中国药典》中色谱条件,建立了地黄中地黄苷 D 的 HPLC 测定方法。结果表明,采用色谱柱 SHIMSEN Ankylo C18 分析地黄苷 D,地黄苷 D 的理论塔板数为13909(药典要求在5000以上),且与相邻杂质峰能达到基线分离,重复性测试表明保留时间RSD和峰面积RSD分别达到0.17%和0.18%,样品中地黄苷D含量计算值为0.101%,满足《中国药典》要求(不低于0.10%)。此方法可为地黄中地黄苷 D 的检测提供参考。 薄荷中“薄荷脑”含量测定 供试品溶液色谱图 按照 2020 版《中国药典》中色谱条件,建立了薄荷中薄荷脑含量测定方法。结果表明,采用色谱柱 SK-WAX分析薄荷中的薄荷脑,峰形对称,理论塔板数按薄荷脑峰计算远高于 10000,且各目标物峰与相邻杂质峰能达到基线分离,重复性测试表明保留时间RSD和峰面积RSD分别达到0.07%和1.71%,样品检测薄荷脑计算值为2.38%,满足《中国药典》要求(不低于0.20%)。此方法可为薄荷中薄荷脑的含量检测提供参考 注:篇幅所限,仅列举检测实例部分内容,完整应用报告请点击下方“阅读原文”获取。
  • 女贞子配方颗粒的含量和特征图谱测定
    女贞子药材的配方颗粒,女贞子性平,味甘、苦,归肝、肾二经,有滋阴益寿、补益肝肾、清热明目、乌须黑发等功效。一般常用于治疗头晕目眩、耳鸣目暗、腰膝酸痛、内热、须发早白等病症。《神农本草经》,列为上品。认为女贞子具有“主补中,安五脏,养精神,除百疾。久服肥健轻身不老”,《草本备要》中说女贞子可以“益肝肾,安五脏,强腰膝,明耳目,乌须发,补风虚,除百病”。《草本经疏》中说:“女贞子气味俱阴,正入肾除热补精之要品,肾得补,则五脏自安,精神自足,百病去而身肥健矣。”这里点明了女贞子擅长补益肾阴,需要补肾又怕上火的人最合适了。月旭科技推出了该颗粒的含量和特征图谱的测定。 特征谱图色谱条件色谱柱:月旭Ultimate AQ-C18 (4.6×250mm,5μm);柱温:30℃;检测波长:224nm;流速:1mL/min;进样量:10 μl。 谱图和数据结论特征谱图色谱条件色谱柱:月旭Xtimate UHPLC C18 (2.1×100mm,1.8μm);流动相:甲醇/水=40/60;柱温:30℃;检测波长:224nm;流速:0.3mL/min;进样量:1μl。 谱图和数据使用月旭Xtimate UHPLC C18 (2.1×100mm,1.8μm)色谱柱,在此条件下,符合含量测定要求。 结论总结综上:月旭Ultimate AQ-C18 (4.6×250mm,5μm)符合特征谱图测定要求,月旭Xtimate UHPLC C18 (2.1×100mm,1.8μm)符合含量测定要求。
  • 侧柏叶配方颗粒的特征图谱和槲皮苷含量测定
    今天为您带来侧柏叶配方颗粒的特征图谱和其中槲皮苷含量的测定。 参考标准中药配方颗粒统一标准公示稿 特征谱图色谱条件色谱柱:月旭Ultimate Plus C18(4.6×250mm,5μm);检测波长:210nm(26分钟前),256nm(26分钟后);柱温:35℃;流速:1.0 mL/min;进样量:10 μl。 谱图和数据侧柏叶配方颗粒供试品特征图谱结论含量测定色谱条件色谱柱:月旭Ultimate XB- C18(4.6×250mm,5μm);流动相:甲醇/0.01mol/L磷酸二氢钾溶液/冰醋酸=40/60/1.5;检测波长:254nm;柱温:25℃;流速:1mL/min;进样量:10μl。 谱图和数据结论月旭Ultimate Plus C18(4.6×250mm,5μm)色谱柱符合特征谱图测定要求;月旭Ultimate XB-C18(4.6×250mm,5μm)色谱柱符合含量测定要求。谱图和数
  • 课堂 | 金相典型特征样品图谱 (七) : 有色金属合金组织
    为发挥北京科技大学材料学科专业优势,服务材料相关专业实验教学,北京科技大学材料国家级教学示范中心与北京科大分析检验中心有限公司联合开发了一系列金相典型特征样品,并使用徕卡智能型显微镜DM4 M采集了所有样品的显微组织,为广大教师和实验室技术人员提供参考。此次为您准备了以下8个系列的金相样品图谱,本篇是第七篇,将为您展示有色金属合金组织样品图谱。一、铁碳平衡组织二、钢的热处理组织三、工模具钢组织四、不锈钢组织五、铸钢组织六、铸铁组织七、有色金属合金组织八、塑性变形组织有色金属合金组织 纯铜材料状态:退火浸蚀剂:三酸乙醇溶液显微组织:α固溶体黄铜材料状态:退火浸蚀剂:三酸乙醇溶液显微组织:α固溶体+β相亚共晶铝硅合金材料状态:铸态浸蚀剂:氟硼酸溶液电解浸蚀显微组织:α固溶体+共晶硅共晶铝硅合金材料状态:铸态浸蚀剂:氟硼酸溶液电解浸蚀显微组织:共晶硅过共晶铝硅合金材料状态:铸态浸蚀剂:氟硼酸溶液电解浸蚀显微组织:初晶硅+共晶硅ZL102材料状态:铸态未变质处理浸蚀剂:氟硼酸溶液电解浸蚀显微组织:α固溶体+共晶硅ZL104材料状态:变质处理浸蚀剂:氟硼酸溶液电解浸蚀显微组织:α固溶体+变质硅铝铜合金材料状态:铸态浸蚀剂:氟硼酸溶液电解浸蚀显微组织:α固溶体+Al2Cu共晶体亚共晶铅锡合金材料状态:铸态浸蚀剂:氟硼酸溶液电解浸蚀显微组织:先共晶α相+共晶相共晶铅锡合金材料状态:铸态浸蚀剂:氟硼酸溶液电解浸蚀显微组织:共晶相过共晶铅锡合金材料状态:铸态浸蚀剂:氟硼酸溶液电解浸蚀显微组织:先共晶β相+共晶相以上的清晰图片都是采用徕卡 DM4 M智能型金相显微镜采集。Leica DM4 M智能型金相显微镜德国进口显微镜,主要应用于材料科学研究:- 载物台移动范围:100x100mm- 放大倍率: 50-1000- 2 齿轮手动调焦驱动器- 6 位或7位编码物镜转盘- 手动/电动载物台,6个符合人体工学设计的可编程按钮- 照明管理系统- 对比度管理器- LED 照明装置可实现所有对比度模式- 相衬模式:明场、暗场、微分干涉相衬、偏振、荧光- Leica Application Suite (LAS X) 软件关于徕卡显微系统Leica Microsystems 徕卡显微系统是全球显微科技与分析科学仪器之领导厂商,总部位于德国维兹拉(Wetzlar, Germany)。主要提供显微结构与纳米结构分析领域的研究级显微镜等专业科学仪器。自公司十九世纪成立以来,徕卡以其对光学成像的极致追求和不断进取的创新精神始终得到业界广泛认可。徕卡在复合显微镜、体视显微镜、数码显微系统、激光共聚焦扫描显微系统、电子显微镜样品制备和医疗手术显微技术等多个显微光学领域处于全球领先地位。 徕卡显微系统在全球有七大产品研发与生产基地,在二十多个国家拥有服务支持中心。徕卡在全球一百多个国家设有区域分公司或销售分支机构,并建有遍及全球的完善经销商服务网络体系。
  • 多采用色谱法,国家药监局发布《中药制剂特征图谱研究技术指导原则》
    在国家药品监督管理局的部署下,药审中心组织制定了《中药制剂特征图谱研究技术指导原则(试行)》(见附件)。2024年2月20日,根据《国家药监局综合司关于印发药品技术指导原则发布程序的通知》(药监综药管〔2020〕9号)要求,经国家药品监督管理局审查同意,予以发布,自发布之日起施行。中药制剂特征图谱系指中药制剂样品经适当处理后,采用适宜的分析方法,研究建立的能够反映多组份信息并体现其质量特征的图谱。中药制剂特征图谱对于识别中药制剂关键质量属性,研究量质传递,评价中药制剂质量的均一性、稳定性,提高中药制剂整体质量控制水平具有重要意义。 本技术指导原则适用于中药制剂的特征图谱研究。中药材、饮片、提取物等特征图谱研究可参照执行。中药制剂特征图谱应当根据中医药特点以及质量设计要求开展针对性的研究。研究内容一般包括检测方法选择、供试品制备、特征图谱制定、方法学验证、评价方法等。选择检测方法时,应当根据所含化学成份的理化性质等,充分考虑分析方法的可操作性,选择适宜的检测方法,尽可能检出反映中药质量的特征成份。一般多采用色谱方法,如液相色谱法、气相色谱法等。必要时可采用多种检测方法或多种测定条件制定多个特征图谱。鼓励采用成熟适用的新技术新方法,科学、全面、准确地反映中药制剂的特征信息。
  • 单细胞测序绘制人类大脑皮层图谱,揭示神经发育中分子动态特征
    从解剖学角度来看,大脑可以被细分为多个特定区域,包括新皮层(neocortex)。大脑皮层是高级认知的中枢,是人类进化过程中大脑中扩张和多样化最多的区域。早期的大脑分区和皮层分区是由形态发生梯度(morphogenetic gradient)引导建立的【1-2】,但随着发育进程的展开,这些早期模式如何产生更加精细更加离散的空间差异目前还不是很清楚【3】。大脑皮层的发育过程已被研究了一个多世纪,历史上科学家通过每次只观察一种细胞类型,研究少量的基因,随后逐步拼接整个发育事件来进行探索。但我们必须意识到,大脑在同一时间并不是只产生一种细胞类型,而是数百种细胞类型一起发生发展,就像交响乐一样美妙且复杂。随着单细胞和空间转录组学的出现和发展,结合大数据分析,我们已经能够去探究神经发育这支交响乐中所隐藏的规律。2021年10月6日,来自美国加州大学的Arnold R. Kriegstein团队在Nature杂志上在线发表了题为An atlas of cortical arealization identifies dynamic molecular signatures的研究论文。该研究利用单细胞测序研究了神经发育和早期胶质生成阶段10个主要的脑区和6个新皮层区域,揭示了不同皮层区域不同细胞纵向发育的分子图谱。绘制人类大脑发育图谱 为了描绘大脑发育过程中不同脑区及皮质区域的细胞多样性,作者收集了妊娠中期(怀孕3-6个月,神经发育高峰期)的大脑组织,随后进行为分割(大脑细分后的区域称为“regions”,皮层细分后的区域称为“areas”)和单细胞转录测序(图1)。作者从13个个体中拿到了10个脑区(主要是前脑、中脑和后脑)样本及6个新皮层区域样本(prefrontal cortex(PFC), motor, somatosensory, parietal, temporal 和primary visual(V1)皮层),最终获得了698,820个高质量的单细胞数据。通过UMPA(uniform manifold approximation and projection,新的降维技术,用于数据可视化和探索)分析,作者发现了预期的细胞类群(包括excitatory neurons,intermediate progenitor cells(IPCs),radial glia等)。数据表明,在整个大脑中,细胞类型是产生区域分化隔离的主要因素。区域特定基因分析显示,一些区域特异性基因存在于同一区域中的多个细胞类型中,说明某些区域性表达基因特征在细胞类型中具有高度渗透性。图1. 测序样本收集示意图新皮质中的细胞类型 已有研究表明新皮质包括几十个专门从事认知过程的功能区【4】。V1和PFC中的神经元在出生后就完全不同【5】,而其他的细胞类型并没有展示出明显的区域特异性差异。为了进一步扩展已有的研究,作者对来自于特定皮层区域的单细胞进行测序分析,获得了387,141个高质量的单细胞数据。通过分析,作者发现了预期的细胞类型,包括Cajal-Retzius neurons, dividing cells, excitatory neurons等。随后,按细胞类型进行分层聚类得到了138个新皮质细胞群,其中104个细胞群是由来自多个皮层区域的细胞组成的。动态区域性基因特征 为了探究新皮质发育过程中的细胞区域性差异,作者在皮质不同区域的兴奋性谱系中(radial glial (RG), IPCs和excitatory neurons)寻找每个细胞类型中的差异表达基因,同时通过检测已知的区域特异性基因的表达来评估皮质区域划分的可靠性。作者构建了星座图来探索不同皮质区域细胞类型之间的关系:RG节点主要在同细胞类型之间相互连接;IPC与兴奋神经元之间存在相互连接;PFC 和 V1 细胞类型节点之间没有连接,说明这两个基因表达模式之间相互排斥。在每一组区域标记基因中,作者鉴定了编码转录因子的基因,这些转录因子在特定区域的细胞中大量富集。其中包括一些在区域化过程中功能已知的转录因子,例如NR2F1和BCL11A,这两个基因都与神经发育疾病相关【6】。作者还发现一些与皮层区域化不相关的转录因子:在V1中,包括NF1A, NF1B和NF1X,它们是大脑发育的重要调节因子,与大头症和认知障碍有关【7】;ZBTB18, 大脑扩张驱动因子,与神经元分化和皮层迁移有关;在PFC中,包括HMGB2和HMGB3,它们在发育的不同阶段在神经干细胞中差异性表达,是神经分化的关键性调节因子,但它们在皮层区域化的过程中的功能未被研究和报道。原位杂交验证候选标志物 上述单细胞数据揭示了人类大脑发育过程中皮层的6个不同区域内细胞类型的多样性和转录谱。接下来,作者选择了兴奋神经元簇的候选标记基因进行验证,采用单分子荧光原位杂交(single-molecule fluorescent in situ hybridization, (smFISH))量化了20个样本中(来自4个皮质区域)31个RNA转录本的表达情况(图2)。与之前的报道一致,神经基因SATB2和BCL11B呈现区域动态性表达:他们在frontal区域共表达,但在occipital区域相互排斥。通过分析所有的区域,作者找到了新的亚细胞群标志物候选基因:NEFL, SERPINI1和NR4A1。这三个基因在PFC, somatosensory, temporal和V1皮层细胞中的表达量基本相等,但是它们相对的空间位置发生巨大改变:NEFL, SERPINI1和NR4A1在PFC中共表达,但在其他区域中相互排斥;在somatosensory皮层中,这些标记基因主要表达在上层分子层中。图2. 自动化空间RNA转录检测流程综上所述,该研究对新皮质区域不同细胞类型的基因表达特征提供了细致的理解。作者发现:(1) 在主要的大脑结构中,区域特征在不同的细胞类型中非常普遍;(2) 新皮质中的区域特征非常特殊,受限于单个细胞类型;(3) 除了细胞类型特征外,细胞的发育阶段(即妊娠周)是基因表达特征组合的有力决定因素。这些发现表明,区域特异性基因表达特征的动态变化速度非常快,而且是细胞类型特异性的(图3),这与之前的理论似乎不太一致,在以前认知中,基因表达模式通常被认为是一旦建立就会持续存在。通过绘制大脑发育过程中的基因表达图谱,研究人员对大脑皮层是如何形成有了更好的理解,有助于探索大脑皮层是如何在神经发育疾病中受到影响的。图3. 发育过程中皮层区域化模式图原文链接:https://doi.org/10.1038/s41586-021-03910-8
  • 采用改进质谱流式|斯坦福大学表征人B细胞特征单细胞图谱
    前言B 细胞具有产生针对多种靶标的抗体的独特能力,可提供针对感染的保护,同时还有助于免疫失调环境中的发病机制。人类 B 细胞分为五个群体:过渡、幼稚、非转换记忆、转换记忆和浆细胞。识别和分类人类 B 细胞的功能亚群,阻碍了作者在自身免疫中选择性靶向致病性 B 细胞和在疫苗接种中诱导记忆反应的能力。为了表征外围成熟的人类 B 细胞,本文作者开发了一种高度复用的单细胞筛选方案,通过使用大规模细胞术来量化 351 个表面分子的共表达。基于作者的研究结果,作者提出了一种分类方案,将来自外周血、骨髓、淋巴结和扁桃体四个组织的的 B 细胞分为 12 个独特的亚组,并构建了具有表面表型、代谢、生物合成活性和对免疫激活的信号反应特征的广泛单细胞图谱。这个人类 B 细胞身份图谱将使研究能够在稳态、疫苗接种、感染、自身免疫和癌症的背景下进一步确定 B 细胞亚群的功能。本篇为斯坦福大学研究团队在 Immunity期刊(IF:43.474)发表的题为 “An Integrated Multi-omic Single-Cell Atlas of Human B Cell Identity”的研究成果,采用改进的质谱流式细胞仪、流式细胞术等研究方法,成功量化了百万级人类B 细胞上 351 种表面分子的共表达模式。通过鉴定了差异表达的分子,对比VDJ 序列、代谢谱、生物合成活性和信号反应。提出了新的 B 细胞分类方案:在四种淋巴组织中鉴定出 12 个独特的亚群,包括 CD45RB + CD27 -早期记忆群体、类别转换的 CD39 +扁桃体常驻群体和有效响应免疫激活的 CD19 hi CD11c +记忆群体。该分类框架和基础数据集为进一步研究人类 B 细胞身份和功能提供了资源。技术流程研究结果1.高度多重的单细胞表面筛选揭示了人类 B 细胞表面蛋白质组为了识别区分 B 细胞亚群的分子,作者开发了多重筛选的方法,并量化了健康人类 B 细胞上 351 种表面抗原上的共表达模式(图1A)。通过设计了 12 个质谱抗体组,每个组由 9 个用于子集的保守分子和 30 个对每个组独特的可变分子组成。门策略可以实现四个典型 B 细胞亚群:过渡、幼稚、非转换记忆和转换记忆(图1B)。在设置了一个严格的阈值(图 1 C)后,作者确定了 98 个在人类 B 细胞上表达的表面分子(图 1D)。作者的单细胞筛选策略实现了对人类 B 细胞表达的表面分子的可靠鉴定。图1 |高度多重的单细胞表面筛选揭示了人类 B 细胞表面蛋白质组a)实验概述 (n = 2 个捐助者)。b)典型种群的代表性门控。c)屏幕上分子阳性的代表性阈值。d)总 B 细胞(顶行)的百分比阳性和 B 细胞表达的分子子集(底行)的中值表达。2.差异表达分析揭示了幼稚 B 细胞的无反应特性通过规范门控策略识别组织B 细胞的成熟状态:从过渡到幼稚、非切换和切换记忆。为了探究在整个过程中发生的蛋白质组学变化,作者评估了所有分子的子集中每个成对组合之间的表达差异。作者绘制了 61 个差异表达分子(图2A )。正如预期的那样,未成熟的同种型 IgD 和 IgM 在过渡和幼稚亚型中富集,而经典记忆分子 CD27 在记忆细胞中富集。CD305在抗原缺乏经验的细胞中比记忆细胞富集, CD45RB (RB) 是 CD45 的同种型,优先在记忆细胞中表达。作者绘制了幼稚细胞与其他子集的比较(图2B),作者发现幼稚细胞表达的与运输相关的分子数量少于任何其他子集,这表明它们对刺激的反应较小。事实上,幼稚细胞对 16 种转运分子的中位表达值最低,在所有 46 种转运分子中平均表达最低(图 2C)。作者探索了这种趋势在 GO 术语中是否一致,并发现幼稚细胞在 30 个术语中的 19 个具有最低的平均表达值(图 2 D)。事实上,当对所有 98 个分子的中位表达值进行平均时,幼稚细胞的平均值最低,这表明它们比其他 B 细胞亚群处于更无反应的状态。这些发现证实了幼稚 B 细胞的无反应特性。图2 | 差异表达分析揭示幼稚 B 细胞a)子集的每个成对比较的中值表达差异。所有非白色瓷砖都是显著的(p 0.005)。b)比较的火山图,与 GO 术语“运输”相关联。框中列出的显著不同的分子按表达差异幅度的递减排序。c)转运分子 (颜色) 的中值表达。所有转运分子的中位表达平均值(黑色)。d)与 GO 术语相关的分子的中值表达平均值 (颜色)。所有分子的中值表达的平均值(黑色)。e)在幼稚细胞中表达更高的六种分子的表达 (p 0.005)。3.CD45RB 标记人类记忆 B 细胞并识别早期记忆群体为了找到唯一识别不同 B 细胞的标记,作者以无偏方式分析了所有 B 细胞中分子的共表达模式。作者生成了统一UMAP图,通过使用所有 12 个试管的供体汇集数据来展示保守分子的表达(图 3A)。作者绘制了与保守分子相关的分子,并按功能和相关保守标记进行展示(图 3 B)。在 UMAP 坐标上叠加规范门控标签,尽管表型相似,但细胞被规范门控视为不同的子集(图 3C)。大多数 CD27 +细胞也是 RB +,而 RB + CD27-群体包含 25% 未封闭的细胞(图 3 D 和 3E)。鉴于 RB + CD27 -细胞和 CD27 +细胞在 UMAP 上的共定位,作者假设这些细胞代表在当前分类方案下未被识别的记忆细胞群。为了评估 RB 和 CD27的记忆细胞谱,作者前瞻性地从健康的人类 B 细胞(n = 2 个供体)中分离出 CD27 × RB双阳细胞,并通过下一代测序对 IgH 基因座进行测序(图 3 F)。作为抗原暴露的代表,作者测量了互补决定区 3 (CDR3) 之外的 IgH 基因座中核苷酸的供体汇集突变频率(图 3 G)。正如预期的那样,CD27 +细胞具有相对较高的突变负担,在接触抗原后通过体细胞超突变 (SHM) 获得。作者量化了四个种群在一系列多样性顺序中的多样性并发现 RB - CD27 -细胞的多样性最高,而 RB + CD27 +细胞的多样性最低(图 3 H)。作者进一步探索来自一个群体的细胞是否倾向于与来自任何其他群体的细胞克隆相关(图 3 I)。作者发现来自四个群体中的每一个的细胞都更有可能与来自同一群体的细胞共享克隆谱系,而不是来自不同群体的细胞(图 3J)。这表明 RB 和 CD27 的表达在克隆谱系中是高度协调的,正如对响应抗原结合而表达的两种分子所预期的那样。总之,这些发现提供了强有力的证据,表明 RB 的表达是外周血记忆 B 细胞的指示,并且与 CD27 的缺失相结合,可用于对早期记忆群体进行分类。图3 | CD45RB 标记人类记忆 B 细胞并识别早期记忆群体4. 将 B 细胞分为表型和同型不同的亚群系统筛选了数十种在 B 细胞中差异表达的分子,因此作者假设作者可以将 B 细胞分类为更细粒度的亚群。作者对新鲜、健康的人类外周血 B 细胞(n = 3 名供体)进行了染色,细胞降维成十个不同的群体,包括两个幼稚和六个记忆子集(图 4 B)。表面表达谱提示成熟顺序排列(图4B)。七种不同分子的特征表达以手动门控每个群体,因此也用于标记该方案中的群体:CD11c、CD73、CD95、CD27、CD38、RB 和 CD19(图 4 C D)。子集倾向于在图上形成独特的岛屿,为作者的分类方法提供正交验证 (图 4 D)。为了评估子集之间的表型相似性,作者计算了中值表达谱之间的成对欧几里得距离(图 4 E)。对于每个群体,作者量化了表型最相似的子集。RB + CD27 -记忆和 RB + CD27 + CD73 -彼此最相似,进一步验证了 RB + CD27 -细胞作为记忆子集的状态。在汇总数据(图 4 F)中, 组织 B 细胞也会导致跨个体供体存在同种型。通过规范门控,30% 的 IgG +细胞和 20% 的 IgA +细胞由于缺乏 CD27,这表明 CD27 单独作为记忆分子的不足(图 4 G)。相比之下,作者的方法正确地将超过 99% 的 IgG +和 98% 的 IgA +细胞分类为记忆细胞。已知 Ig 同种型的使用会影响下游效应器功能和分化模式。因此,作者还在同种型的基础上组织了 B 细胞,并观察到BCR 复合物的两种成分的不同表达模式:表面 Ig 和 CD79b(图4H)。鉴于这些趋势,作者探索表型或同种型是否对预测表面 Ig 和 CD79b 的表达量贡献更大。作者创建了单细胞多元线性回归模型,其中细胞的表型标记和同型标记用于预测 CD79b 或表面 Ig 的表达(图4H)。尽管两者都提供了丰富的信息,但细胞的同种型对预测两种分子的表达的贡献超过了细胞的表型。总而言之,这些发现表明,作者的高维分类将外周血 B 细胞组织成十个表型不同的亚群,比典型的门控策略更准确地划分细胞。此外,这些表型分区显示出同型限制,这进一步有助于 B 细胞的身份。图4 | 将 B 细胞分为表型和同型不同的亚群5. B 细胞亚群功能的研究提示了不同的代谢、生物合成和免疫信号活性特征为了研究作者改进的 B 细胞分类方案的功能特性,作者探索表面蛋白是否表示其他潜在功能细胞过程的差异。作者对来自其他供体(n = 9 个供体)的健康人外周血单核细胞 (PBMC) 进行了染色,并使用质谱仪组来探索 B 细胞代谢谱、生物合成活性和免疫信号传导特征(图 5A)。作者量化了与四种代谢途径相关的八种酶的表达:糖酵解或发酵、ATP 感应、氧化磷酸化和脂肪酸氧化 (图5B )。幼稚细胞在所有亚群中的表达最低,而 RB + CD27 -记忆细胞具有介于幼稚和记忆亚群之间的中间代谢特征。这些通路使用的差异可能是由于不同的功能作用,因此不同的代谢需求。通过将 5-溴尿苷 (BRU) 和嘌呤霉素标记与质谱仪相结合,量化从头RNA 和蛋白质合成以及功能和表型特征。作者发现转录活动几乎不能解释在翻译活动中观察到的差异 (图 5 C),突出了这两个过程的差异调节。CD19 hi CD11c +记忆细胞具有最高的中位转录活性,其次是 CD73 +幼稚细胞,其具有最低的中位翻译活性(图 5D)。发现转录活性浆细胞中的翻译活性和 CD184 表达高于转录lo浆细胞(图 5E)。这种转录活跃的群体可能是长寿命的浆细胞,而转录不活跃的群体可能是短寿命的浆细胞。为了评估亚群之间免疫激活敏感性的差异,作者用不同剂量的 BCR 交联剂和 CD40 配体刺激 B 细胞 10 分钟,然后用包含抗B 细胞信号传导固有的磷酸化靶标(图 5A)。作者测量了脾酪氨酸激酶 (pSYK) 和下游磷脂酶 Cγ2 (pPLCγ2) 的磷酸化(图 5F)。作者在双轴等高线图上可视化了 BCR 复合信号级联中两个分子 SYK 和 PLCγ2 的磷酸化状态变化,并发现子集之间的分布变化存在鲜明对比(图 5 H)。为了量化信号响应,作者计算了推土机在基线细胞和受刺激细胞之间的距离,发现这两个记忆群体以及浆细胞比所有其他子集的响应性明显更高(图 5 I)。作者量化了表型和同种型使用的相对贡献,以预测代谢途径表达、生物合成活性和信号响应的表达(图 5J)。总的来说,这些发现表明作者的表型分类捕获了代谢途径使用、生物合成活性和对免疫激活的信号反应的功能差异。图5 | B 细胞亚群功能的研究揭示了不同的代谢、生物合成和免疫信号活性a)实验工作流程 (n = 9 捐助者)。6. 淋巴组织特异性 B 细胞群的表征为了将人类 B 细胞分析的范围扩大到外周血之外,作者分析了来自外周血的骨髓 (n = 3)、扁桃体 (n = 3)、淋巴结 (n = 1) 和其他外周血样本 (n = 4)一个新的健康捐赠者队列(n = 11),通过大规模细胞术(图 6A)。为了探索组织之间 B 细胞表达的整体差异,作者评估了所有分子的供体组织表达差异。作者确定了至少一对组织之间存在差异表达 (p 0.005) 的 21 个分子,并绘制了它们的分布,按功能组织(图 6 B)。淋巴结也明显偏向未成熟同种型(图 6 C)。然而,扁桃体没有富集任何抑制分子(图 6 B),主要由具有记忆表型的细胞组成(图 6 C 和4 G)。为了评估组织内 B 细胞表型的组成,作者绘制了子集比例图,并且根据同种型数据,作者发现淋巴结大量富含 CD73 +幼稚细胞(图 6 D)。为了评估组织的差异性,作者根据子集组成计算了每个组织之间的成对曼哈顿距离(图 6 E)。作者确定了外周血中不存在的两个亚群:生发中心 (GC) B 细胞,存在于扁桃体和淋巴结中,以及一个 CD39 +扁桃体群(图 6 D)。GC 细胞是 CD38 +和 CD32 - (图 6 F)。图6 | 淋巴组织特异性 B 细胞群的表征a)实验工作流程 (n = 11 捐助者)。b)分子的小提琴图在至少两种组织中显著差异表达 (p 0.005)。研究讨论为了探究原代细胞的深层表型多样性,作者开发了一种高度多重的单细胞表面筛选,并将其应用于识别可以分离人类 B 细胞亚群的分子。这种方法使作者能够区分四种淋巴组织中的 12 个 B 细胞亚群并关联它们的功能特征。作者确定了六个记忆群体,证实了先前关于小鼠和人类抗原识别后表型多样化的报道。作者还确定了一个 CD19 hi CD11c +记忆群体,它与在自身免疫、感染和衰老背景下描述的几个群体具有一些共同特征。卡内尔等人,2017)。在这个群体中,作者通过 CD27 表达分离细胞,发现 T-bet 和 PD-1 在 CD27 - CD19 hi CD11c +记忆细胞中富集,类似于在 T 细胞中看到的效应记忆表型。在这里,作者通过对健康个体中多组学整合进行的深度表型分析揭示了新的、更细的B群体确定,全面映射了人体血液和淋巴组织中的 B 细胞身份。对几个细胞过程中表型与同种型使用的贡献的定量评估突出了对超越谱测序和同种型身份进行分析以了解人类 B 细胞免疫功能的必要性。研究结果作为未来研究在疫苗接种或疾病背景下研究体液免疫反应的资源,描述的群体和分子可能对于理解 B 细胞介导的发病机制或保护至关重要。
  • 科学家建立摩擦起电特征图谱,可用于检测环境污染来源,定量准确率达93%
    溶液化 学分析,是人们获得物质组成、物质结构等信息的一种科学手段。 在化学、生物、环境和地质等学科中有着重要地位。同时,它也是实验类学科的基础,并一直是实验研究和理论研究中的热点课题,例如化学成分分析、食品检测和环境痕量分析等。目前,主要的仪器分析方法有光学分析法、电化学分析法和色谱分析法。然而,它们均受限于以下三个方面:其一,对样品的检测仍然采取离线分析检测的方法,所得到的结果都是静态的而非直观的现场数据。传统的光学分析法、电化学分析法和色谱分析法,通常在样品采集后需要将样品带回实验室进行分析。由于分析结果不是实时获取的,因此不能满足实时测量环境的多样化需求。而且,较复杂的样品前处理过程,大大降低了检测速率。其二,对样品化学成分信息存在一定要求。例如,传统的光学分析法要求样品具有一定的透明性、吸收特性或荧光性质,以便光线能够与样品相互作用。而电化学分析方法需要样品具有良好的导电性,色谱分析法则对样品的溶解性和浓度有一定要求。其三,样品制备过程复杂、仪器昂贵笨重,大大降低了便携性和检测速度。因此,非常有必要通过发展新的分析原理,建立有效且实用的原位、实时和价廉的新型动态分析检测方法。基于以上难点与挑战,中国科学院北京纳米能源与系统研究所助理研究员和团队,首次将液固界面摩擦起电和界面转移电荷分布加以结合。图 | 张金洋(来源:)他们利用摩擦起电与液滴运动轨迹位置之间的函数关系作为液滴的摩擦起电特征图谱(TES,triboelectric spectroscopy),开发了液-固界面电荷转移图谱,通过分析图谱中峰位置和峰值电荷量,实现了溶液中离子种类和含量的快速检测。通过此方法他们测量了常见的 30 余种酸、碱、盐和有机溶剂并建立了谱图数据库,其定性和定量准确率可达 93%。实验结果证明:不同离子在液滴滑动方向具有可分辨的唯一转移电荷分布,这为新型便携式化学原位分析仪器的开发奠定了基础和平台。(来源:JACS)预计 TES 将在环境监测、催化机理研究、生物医学领域和行星科学领域具有广阔的应用前景。例如,TES 可用于监测水体中的溶解氧、废水中的有害物质等。结合先进的无线传输技术,可以实时监测环境参数,从而帮助人们更好地理解环境变化和污染来源。(来源:JACS)事实上早在 2021 年,和团队就利用液-固界面摩擦起电和电荷转移原理,通过在固体薄膜下方布置两个具有一定间距的电极测量液滴滑过固体表面产生的摩擦电荷,初步证明了液-固界面摩擦起电转移电荷的不均匀分布。他们在实验中发现尽管两个电极探针的尺寸一致,但两个点位的电荷转移量却有明显区别。同时,含有不同化学成分和离子浓度的液滴电荷转移量之间也可区分。在上述发现的基础之上,2023 年课题组将电极密度扩展至 432 个独立电极探针(电极探针尺寸为 0.12mm²),借此开发了实时探测液-固界面电荷转移高分辨分布的新方法。当时,他们发现界面电荷转移并不会随着液滴在塑料薄膜表面持续运动而逐渐增大。为了验证实验的准确性,他们进行了大量的重复实验和计算。最终,课题组证明液-固界面电荷转移的不均匀分布受液滴中离子种类影响。基于此,该团队又利用液-固界面转移电荷在液滴滑动方向分布的差异性,开发了液-固界面摩擦电图谱,通过分析图谱中峰位置的移动和峰值电荷量,实现了溶液中离子种类和含量的快速检测。日前,相关论文以《用于液体原位化学分析的摩擦电谱》为题发在 JACS 上。和中国科学院北京纳米能源与系统研究所硕士生王雪娇是共同一作,中国科学院北京纳米能源与系统研究所研究员和院士、以及澳大利亚科廷大学西蒙纳锡安培教授担任共同通讯作者。而在接下来,他们希望通过电路集成和微电脑控制,真正实现摩擦电图谱的远程原位实时监测,以用于真实场景下环境污染物的实时监测。
  • 沃特世色谱柱在中药指纹图谱研究中的应用
    指纹图谱作为中药复杂样品体系质量控制强有力的技术手段,能够较全面反映中药内在质量,已赢得国际上的广泛认可并得到迅速发展。2010版中国药典收载高效液相色谱特征图谱7项,指纹图谱13项,其中中成药6项,提取物14项,为中药产品质量的控制开辟了新途径,成为我国中药企业的一次重大突破。1、复方丹参滴丸【指纹图谱】色谱条件与系统适用性试验用Waters ACQUITY UPLC HSS T3(柱长为100mm,内径为2.1mm,1.8&mu m)色谱柱;以含0.02%磷酸的80%乙腈溶液为流动相A,以0.02%磷酸溶液为流动相B,按中国药典一部第907页条件进行梯度洗脱;流速为每分钟0.4ml;检测波长为280nm;柱温为40℃。理论板数按丹参素峰计算应不低于8000。2、三七三醇皂苷【指纹图谱】按中国药典一部第368页条件运行,共有5个色谱峰,其中2号峰为三七皂苷R1,3号峰为人参皂苷Rg1,4号峰为人参皂苷Re,作为参照峰。色谱柱: Waters SymmetryShield&trade RP18, 5&mu m ,250× 4.6mm。3、生脉注射液、参附注射液【指纹图谱】色谱条件与系统适用性试验固定相采用Waters SymmetryShield RP18色谱柱(4.6mm× 250mm;5.0&mu m);柱温30℃,以乙腈为流动相A,以水为流动相B,梯度洗脱;检测波长为203nm。理论板数按人参皂苷Rb1峰计算应不低于1350000。测定法 分别精密吸取参照物溶液和本品各10&mu l,注入液相色谱仪,测定。在8~95分钟范围内,应呈现十七个与生脉注射液对照指纹图谱相对应的特征峰。按中药色谱指纹图谱相似度评价系统计算,以特征峰计算相似度,本品指纹图谱与生脉注射液对照指纹图谱比较,相似度应不得低于0.80。另对供试品色谱图中所有峰面积值高于人参皂苷Rb1峰面积值的百分之五的色谱峰进行积分,非特征峰面积之和不得高于总峰面积的50%。(见国家药典委员会关于生脉注射液、参附注射液质量标准有关内容的公示)中药指纹图谱研究的特点适合中药指纹图谱研究的Waters色谱柱推荐(1)适合中药指纹图谱研究的色谱柱推荐之T3XSelect&trade HSS T3,采用三官能团键合,低配基密度(~1.6 &mu mol/m2)C18 烷基链键合和专利的封端技术,是沃特世公司最先进的键合和封端技术的有力体现。&bull 在增强极性化合物保留能力的同时,维持了对中等和强疏水化合物的适度保留能力,又称&ldquo 平衡柱&rdquo ,能够对同时包含强极性和疏水性的复杂中药组分提供适中的保留。&bull LC-MS兼容&bull 耐受100%水相流动相&bull 分离重现性好对应的UPLC色谱柱为ACQUITY UPLC HSS T3,典型应用如国家药典委员会公示的护肝胶囊、护肝颗粒含量测定,用ACQUITY UPLC HSS T3(2.1× 100mm,1.7&mu m)分析,要求理论板数按五味子乙素峰计算不低于150000。(2)适合中药指纹图谱研究的色谱柱推荐之Shield RP18Shield RP18色谱柱基于沃特世专利的内嵌极性基团技术,能够&ldquo 屏蔽&rdquo (shield,英文有&ldquo 护罩&rdquo 、&ldquo 屏蔽&rdquo 的含义)硅胶表面的残留硅醇基,使其不能与碱性较大的化合物发生拖尾作用。Waters Shield技术在硅胶颗粒和BEH颗粒上均高度成功, SymmetryShield RP18色谱柱在pH2-8范围内提供独特选择性,峰形与分离度都显著改善,并且完美兼容高水相条件;而BEH Shield RP18更将此诸多优势拓展到pH2-11的宽范围,为方法开发提供了极大灵活性。Shield RP18对含有生物碱、极性组分等中药体系都是良好的选择,更有相对应的ACQUITY UPLC色谱柱为获得超高分辨率和实现快速分离提供保障。
  • Science | 张泽民课题组与合作者发表泛癌症T细胞单细胞图谱
    CD8+ T细胞是杀伤癌细胞的最主要细胞类群。肿瘤浸润T细胞中含有应答肿瘤抗原的T细胞。然而伴随着肿瘤发生过程,这些T细胞经常分化为功能失调状态,即T细胞耗竭。调节肿瘤浸润T细胞的治疗方法已经取得了显著的临床效果,但在不同癌症类型之间差异很大。越来越多的证据显示不同癌症类型的微环境对塑造T细胞的组成和状态发挥着重要作用,但迄今为止仍然缺少对不同癌症类型的T细胞的系统比较。单细胞转录组测序 (scRNA-seq) 已成功应用于精细的表征多种癌症的肿瘤微环境,包括肿瘤浸润T细胞。2021年12月17日,北京大学生物医学前沿创新中心(BIOPIC)、生命科学学院、北京未来基因诊断高精尖创新中心(ICG)张泽民课题组联合北京大学肿瘤医院季加孚、步召德课题组以及北京大学第三医院,在Science上发表了题为Pan-Cancer Single Cell Landscape of Tumor-Infiltrating T Cells的研究论文。结合单细胞基因表达谱和 T细胞受体序列,研究者系统刻画了肿瘤浸润性T细胞的异质性和动态性,并系统比较了癌症类型之间的异同。利用单细胞测序和生物信息技术,研究者之前对三个癌种,即肝癌、非小细胞肺癌和结直肠癌完成了T细胞单细胞水平的研究。为了更好地了解肿瘤浸润T细胞的全貌,了解癌种间的共性和特殊性,本研究收录了更多的癌症类型,包括骨髓瘤、淋巴瘤、肾癌、卵巢癌、子宫内膜癌、食道癌、甲状腺癌、乳腺癌、胃癌和胰腺癌,并广泛收集国际上已发表的类似数据。本研究通过创新生物信息方法,校正混杂因素和批次效应后,有效整合了不同实验平台和实验室来源的数据,从而构建了系统的单细胞水平的泛癌症T细胞图谱,图谱最终涵盖了来自21种癌症类型的316名患者的397,810高质量T细胞数据。本研究一共识别出17个CD8+T细胞类群和24个CD4+T细胞类群。所有T细胞类群都能在至少80%的癌种中找到。比较癌、癌旁组织和外周血的T细胞组成,可以看到明显的差异。外周血的CD8+T细胞由初始T细胞和终末分化效应T细胞主导。癌旁组织则出现较多的记忆T细胞,而癌组织中出现特有的耗竭T细胞。基于香农熵的多样性指数也定量地表明,从外周血到癌旁组织再到癌组织,T细胞组成的多样性逐渐升高。类似的,CD4+T细胞组分的多样性在癌组织中也最高。在癌组织中丰度最高的CD4+T细胞为TNFRSF9+Treg,且其显著高于在外周血和癌旁组织中。这些结果表明,肿瘤微环境明显地重塑了T细胞的状态。研究揭示了 T 细胞亚群的异质性、分化谱系及其与肿瘤生物学特征的关联。对于 CD8+ T 细胞,研究者分别通过效应记忆T细胞和组织驻留T揭示了T耗竭的两种常见主要途径,以及它们在不同癌症类型中的偏好。研究者还提出了表达干扰素刺激基因的 T 细胞作为 T 细胞耗竭的中间状态。对于 CD4+ T 细胞,研究发现肿瘤中的两种T滤泡辅助细胞,并进一步发现其与肿瘤突变负荷相关,提示了肿瘤细胞如何塑造肿瘤微环境。根据肿瘤浸润T细胞的组成,癌症患者可以分为末期耗竭 CD8+ T 细胞占比高与组织驻留记忆 CD8+ T 细胞占比高的两个组群。基于T细胞的肿瘤免疫分型为理解肿瘤浸润T细胞的总体特性提供了一个参考,也将进一步指导开发新的癌症免疫疗法和病人分层。T细胞单细胞图谱的主要发现北京大学前沿交叉学科研究院博士毕业生郑良涛、生命科学学院博士生秦世尚、前沿交叉学科研究院博士后司雯为该论文的并列第一作者,北京大学BIOPIC和生命科学学院张泽民教授、北京大学肿瘤医院季加孚教授和步召德教授、百奥智汇胡学达博士为该论文的共同通讯作者。
  • 试点工作今日结束!岛津《中药配方颗粒液相色谱图谱集》抢先看!
    ☆ 导读 ☆导读:11月1日起,中药配方颗粒试点工作正式结束,首批160个中药配方颗粒国家药品标准正式执行。此前,10月11日,国家药监局公布了“关于政协第十三届全国委员会第四次会议第4117号提案答复的函”,披露各省级医保部门将会依据相关精神和要求,经专家评审后,将中药配方颗粒纳入国家医保报销范围。相关政策的相继落地实施,将进一步推动中药配方颗粒行业的健康发展。 ☆ 配方颗粒质量标准概况 ☆ 4月30日,国家药监局颁布了首批160个中药配方颗粒品种国家标准,涉及约1/3的常用中药材品种。目前,还有41个品种的国家标准处于公示阶段。除国家标准外,省级质量标准也在紧锣密鼓地制定和公布中,其中山东、浙江、江苏、山西、北京、上海等17个省市自治区已经发布省级标准的公示稿或正式稿。 根据《关于结束中药配方颗粒试点工作的公告》(2021年第22号)相关要求,中药配方颗粒应当按照备案的生产工艺进行生产,并符合国家药品标准。国家药品标准没有规定的,应当符合省级药品监督管理部门制定的标准。不具有国家药品标准或省级药品监督管理部门制定标准的中药配方颗粒不得上市销售。 ☆ 《中药配方颗粒液相色谱图集》抢先看 ☆ 根据国家药监局颁布的《中药配方颗粒质量控制与标准制定技术要求》,应结合中药配方颗粒的特点,加强其专属性鉴别和多成份、整体质量控制。指纹图谱或特征图谱作为中药整体质量评价的重要手段,是表征标准汤剂的关键参数。由于配方颗粒品种众多,在进行指纹图谱或特征图谱分析时容易遇到多种疑难问题,如相对保留时间不符合规定、特征峰缺失、峰形不好、重复性不佳等,可以说指纹图谱或特征图谱是标准执行中难度较大的项目,因此备受关注。 岛津分析中心应用团队积极开展配方颗粒的标准复现,同时也与相关企业进行合作研究,持续扩大复现品种。目前,已形成首批近150个中药配方颗粒国家标准品种的液相色谱图谱集文集报告,所有品种均包含特征图谱或指纹图谱,部分品种涵盖含量测定图谱。 在已发布的配方颗粒国家标准或省级标准中,特征图谱或指纹图谱分析用色谱柱的规格、品牌和系列多样,为标准复现带来较大的挑战。在复现方法时,我们注重利用尽量少的色谱柱类型对应更多的品种,并尝试采用岛津系列色谱柱替代标准推荐用色谱柱进行分析,以下为色谱柱成功替代的部分品种列表。 l 代表性特征图谱或指纹图谱 ☆ 《中药配方颗粒质量标准解决方案》 ☆ 根据中药配方颗粒标准研究和质量控制的需求,前期,岛津分析中心在总结相关经验的基础上,结合新政策精心制作并推出了《中药配方颗粒质量标准解决方案》(扫描下图中的二维码即可下载/长按二维码识别跳转),内容涵盖了中药配方颗粒标准研究及标准执行的主要研究内容及应用案例,供相关人员参考。 ☆ 结语 ☆ 岛津《中药配方颗粒液相色谱图谱集》收录近150个已有国家标准的配方颗粒品种,将重点展现指纹图谱或特征图谱的实际复现数据,特殊品种指明标准复现注意事项,供配方颗粒相关检测人员参考和借鉴,敬请期待!
  • 创新中药材多维指纹图谱新技术通过鉴定
    由中科院长春应化所、吉林大学、中国农科院特产所共同承担的吉林省科技发展计划项目“龙胆草等长白山道地中药材多维指纹图谱研究”近日通过吉林省科技厅组织的专家组鉴定。专家认为,该项目为中药的质量控制提供了新的技术和方法,其实验手段和技术达国际先进水平。  中药指纹图谱是一种能够全面反映中药材及其制剂中所含化学成分种类与数量,进而对中药材及药品质量进行整体描述和评价的技术手段。  中药及其制剂均为多组分复杂体系。目前,我国在中药材及其饮片指纹图谱研究中主要采用的是色谱指纹图谱技术。该技术虽然具有通用性较强、灵敏度较高等优点,但同时存在着建立方法繁琐、分析时间较长、特征性及抗干扰能力较差等缺点。  中科院长春应化所、吉林大学和中国农科院特产所的科研人员,从开拓中药指纹图谱新技术、新方法,为中药质量控制提供有力技术支撑的目标出发,在吉林省科技厅的大力支持下,以我国“天然药库”长白山道地中药材为载体,于2006年年开始了龙胆草、五味子、淫羊藿、黄芪和甘草5种中药材的多维指纹图谱的研究,取得了系列具有我国自主知识产权,国内领先、国际先进的创新成果。  针对中药质量控制中对整体性、特征性、系统性的需求,建立了龙胆等中药材多指标成分分析的液相色谱质量控制方法及主要成分结构确认的质谱分析方法 建立了龙胆等5种中药材及其饮片的质谱特征指纹图谱分析方法和质谱特征指纹相似度的分析系统,以及用于药材产地区分、品种鉴定、采收期识别、生长年限区分等质谱指纹图谱化学模式识别方法 建立了龙胆等5种中药材的近红外指纹图谱和应用光谱计量学方法构造快速分析道地药的方法,以及用于中药材产地、生长年限等区分的近红外指纹图谱化学模式识别方法。  科学实验和实际应用证明,该所所开拓的质谱、近红外光谱中药材指纹图谱新技术,与传统的色谱指纹图谱技术相比,具有建立方法简捷、特征性强、灵敏度高、分析时间短等优点。  专家组认为,该新技术、新方法的建立,不仅能快速对中药材的品种进行整理、进行真伪识别,还可以通过结果的聚类、系统分析,获得带有规律性的启迪,从而进一步寻求植物科属、化学成分和疗效间的相关点,结合相关的活性、毒性指标,实现利用质谱及红外指纹图谱技术,对中药种植、加工及新药研发过程的质量评价及控制,对于提高中药质量,推进中药现代化具有重要的意义。
  • 《中药配方颗粒液相色谱图谱集》来了!160个已公布国家标准品种!
    分析实验员小李的内心独白我是一名分析实验员,新的一年,从立Flag开始,突然转念一想,去年还留了个小尾巴。几个月前,领导和我确认工作计划的场景还历历在目。 如今,翻翻实验记录,时间过去大半,依旧还有一半项目标记为“未完成”。 要说这里面让我最闹心的还属特征图谱,我们都知道,特征图谱或指纹图谱是中药整体质量评价的重要手段,也是标准汤剂的关键参数之一。 总结下来,主要5大难点, 正当我伤心迷茫时,经理来了,拍了拍我的肩,递给我一份资料《中药配方颗粒液相色谱图谱集》,让我参考参考。我如获至宝,可不?160个已公布中药配方颗粒国家标准品种,所有品种均包含特征图谱或指纹图谱,部分品种涵盖含量测定图谱。简直是雪中送炭啊!我仿佛看到了胜利的曙光,今年的工作计划,必须再来40个品种… … 岛津工程师的经验分享一起来先听听岛津应用工程师的标准复现实践经验!我是一名应用工程师,也做过配方颗粒国家标准复现,也遇到过“难点封神榜”上的几种情况,总结下来:中药配方颗粒特征图谱分析难度相对较大,实验能否顺利进行,设备的稳定性是首要因素!来看两个案例:案例一 前10min中有机相变化增幅只有0.0007 mL/min2梯度变化非常缓(蜜紫菀配方颗粒特征图谱6次重复性实测图谱) 案例二流动相中含有离子对试剂流动相中带气泡类似这些情况对仪器性能要求都较高只有在仪器能精密稳定送液的情况下保留时间才能稳定、准确(枳实配方颗粒特征图谱重复性实测图谱) 《中药配方颗粒液相色谱图谱集》直观展示了特征图谱或指纹图谱、含量测定图谱的实测数据。 目录部分展示一、中药配方颗粒液相色谱分析应用(UHPLC法)(共88种,举例显示5种)巴戟天配方颗粒白芷(白芷)配方颗粒百部(对叶百部)配方颗粒百合(卷丹)配方颗粒半枝莲配方颗粒 二、中药配方颗粒液相色谱分析应用(HPLC法)(共72种,举例显示5种)白芍配方颗粒白鲜皮配方颗粒板蓝根配方颗粒侧柏叶配方颗粒燀苦杏仁(西伯利亚杏)配方颗粒 三、HPLC法与UHPLC法快速转换的应用白芷(白芷)配方颗粒赤芍(芍药)配方颗粒醋延胡索配方颗粒 厉害了!忍不住想看看全文了吧,上链接咯!《中药配方颗粒液相色谱图谱集》即刻下载
  • 解读“生命之书” 新发现填补人类基因组图谱空白
    美国加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的研究人员制作了一份人类基因组的单细胞染色质图谱,确定了240种多基因特征和与疾病特征相关的细胞类型,并注释了非编码DNA变异的风险,有利于更好地理解遗传学与疾病之间的联系。这一发现发表在12日的《细胞》杂志在线版上。  此前,科学家在公布最新的被称为“生命之书”的人类基因组图谱时称,更为精确的计算表明,人类基因数量实际在2万到2.5万之间。然而,这个估计并不能真正解释蛋白质编码基因构建过程的确切工作方式,或者不适用于患有疾病的情况。  UCSD细胞和分子医学教授、路德维希癌症研究所成员、表观基因组学中心主任任兵(音译)博士是DNA元素百科全书项目成员之一。他表示,人类基因组在20年前就已被测序,但解读这本“生命之书”的意义仍然很有挑战性。一个主要原因是,人类DNA序列中超过98%是非蛋白质编码的,我们还没有遗传密码来“解锁”这些序列中嵌入的信息。  DNA携带细胞的遗传指令。染色质中的主要蛋白质,称为组蛋白,有助于将DNA紧密包装成适合细胞核的紧凑形式。染色质捆绑DNA方式的变化与DNA复制和基因表达有关。  在对小鼠进行研究后,任兵及其合作者将注意力转向人类基因组中染色质的单细胞图谱。他们对来自多个供体的30种成人组织类型中取样的60多万个人类细胞进行了分析,然后将这些信息与来自15种胎儿组织类型的类似数据结合,揭示了222种不同细胞类型中约120万个候选顺式调控元件的染色质状态。  顺式调控元件是非编码DNA区域,调节相邻基因的转录。过去十年的研究已经证实,非编码DNA的序列变异是人类群体中多基因特征和疾病的关键驱动因素,如糖尿病、阿尔茨海默氏症和自身免疫性疾病。然而,解锁非编码DNA变异功能的一个主要障碍是缺乏人类基因组中转录调控元件的细胞类型特异性图谱,而新图谱填补了这一空白。  总编辑圈点  人类基因组图谱,被称为生命之书。那些关于人类生长、发育、衰老、遗传病变的秘密,随着基因组图谱的绘制,得以展现。人类不知道的很多事,基因都知道。但是,它是“生命之书”,也是“生命天书”,写出书很难,读懂书同样难。这本书的字里行间暗藏玄机。读者需要对基因这门语言足够了解,才能破译“天机”。此次,科研人员制作了一份人类基因组的单细胞染色质图谱,算是“天书”的辅导读本,有利于更好地理解遗传学与疾病之间的联系。
  • PNAS:单细胞测序绘制大脑的细胞图谱
    斯坦福大学的著名学者Stephen Quake及其同事本周在《美国科学院院刊》(PNAS)上发表文章,介绍了人类脑细胞的单细胞转录组测序研究成果。  研究小组对近500个成人或胎儿脑细胞进行了单细胞RNA测序。利用这种方法,他们能够鉴定出大脑中所有主要的细胞类型,并确定神经元的亚型。他们还观察了神经元从早期发育到后期分化阶段的变化。  &ldquo 这些结果为构建人类大脑的细胞图谱奠定了基础,&rdquo 作者在文中写道。&ldquo 这种图谱将有助于我们确定神经元、胶质细胞和血管细胞的特定标志物,并将其与其他信息相关联,以便完全阐明人类大脑的细胞复杂性。&rdquo   人类大脑是极其复杂的。它含有许多种类的细胞,它们的基因表达模式存在差异。因标志物相对较少,传统的细胞分类方法存在限制,因此只能提供特定细胞类型的有限分子鉴定。  在这项研究中,研究人员使用了健康的神经元。它们是在癫痫的外科手术治疗过程中从人体中取得的。除了从8名成人中获得的样本,研究人员也研究了4个胎儿大脑样本中的细胞。他们总共对466个细胞进行单细胞RNA测序,以捕获成人和胎儿大脑中的细胞复杂性。  这些细胞的转录特征确定了10种类型的细胞,包括小神经胶质细胞、星形胶质细胞、少突胶质细胞、神经元、前体细胞,以及之前没有明确定义的细胞。同时,当研究人员通过特异表达的基因来分类细胞时,细胞的分类稍微少了一些。  在更精细的水平上,研究人员发现113个成体神经元细胞可分成7个子类,包括5类抑制性神经元和2类兴奋性神经元。  最后,研究人员还利用单细胞转录组学来区分小鼠和人类脑细胞的基因表达特征,以及区分成体神经元和胎儿大脑中新生的神经细胞的转录模式。例如,单个神经元的转录模式表明,胎儿大脑中的神经元细胞明显不同于成人大脑中的那些。  另一方面,一些成体神经元表达了主要组织相容性复合体I类的免疫相关基因,这些神经元因此可能有能力引起免疫应答,驳斥了神经元缺乏免疫活性的观点。  作者认为,这项工作证明了单细胞RNA测序适用于人类大脑的研究,也向构建人类大脑的全面细胞图谱迈出了第一步。
  • Science封面|全球首个脑再生时空图谱
    Science期刊封面近日,由杭州华大生命科学研究院主导,联合来自3个国家的17个单位的科学家共同组成的研究团队分析比较了蝾螈脑发育和再生过程,构建了首个蝾螈脑再生时空图谱,这也是全球首个脑再生时空图谱。9月2日,相关成果以背靠背封面文章的形式发表于国际顶级学术期刊Science。至此,短短半年内,华大时空组学与单细胞技术的相关研究成果已连续四次在《细胞》《自然》和《科学》三大顶级期刊发表,实现了大满贯。人类大脑在受伤之后,很难自行恢复,但是两栖类模式动物墨西哥钝口螈(Ambystoma mexicanum)可以。大脑再生是一个复杂的生物学过程。在这个过程中,发生了哪些关键的变化,有哪些重要的细胞参与?它们又分别行使了哪些功能?通过研究,研究团队找到了蝾螈脑再生过程中的关键神经干细胞亚群,描绘了此类干细胞亚群重构损伤神经元的过程,同时还发现脑再生与发育过程具有一定的相似性,为认知脑结构和发育过程提供助力,为神经系统的再生医学研究和治疗提供新的方向。在具体的研究中,要知道大脑是怎么再生的,研究团队先要了解大脑是如何发育来的。于是,研究团队利用堪称超广角百亿像素“生命照相机”的时空组学技术Stereo-seq,在蝾螈脑发育的6个重要时期,分别“拍摄”“照片”,这组“照片”就构成了蝾螈的脑发育时空图谱。通过它们,研究团队能够“看到”蝾螈脑在发育的过程中,各类神经元的分子特征以及空间分布动态变化。结果发现,蝾螈脑从青少年时期就开始特化出具有空间区域特征的神经干细胞亚型。那大脑受到损伤后再生的过程是如何的呢?研究团队对蝾螈脑的皮层区域进行机械损伤手术,并在损伤后的第2、5、10、15、20、30及60天,利用时空组学技术Stereo-seq对大脑样本进行“拍照”,得到各个时间点的蝾螈脑再生图集,完整记录了蝾螈大脑从损伤,到再生修复完成的过程。这就像对蝾螈大脑恢复过程定期做一个X光检查。不过,得到的片子可比X光片清晰度高多了,不只能看到大脑的形状,还能持续放大,看到大脑里的细胞,以及细胞里的分子变化状态。通过对比7个时期再生“照片”和过程中的伤口状态,研究团队发现,伤口区域在损伤早期就出现了新的神经干细胞亚群,这群重要的细胞由损伤区域附近的其他神经干细胞亚群在受到损伤刺激后转化而来,并在后续的再生过程中新生出神经元以填补损伤部位缺失的神经元。此外,虽然伤口处在修复早期便开始逐步被新生组织填充,但直到损伤后第60天,“照片”才显示损伤区域的细胞类型及空间分布恢复到了未损伤侧的状态。蝾螈脑再生时空图谱图片来源于Science最后,研究人员还对比了蝾螈脑发育和再生过程的神经元形成过程,发现这一过程在再生与发育过程中高度相似,或许脑损伤诱导了蝾螈神经干细胞逆向转化,回到发育时期的年轻化状态,以启动再生过程。论文的共同通讯作者、杭州华大生命科学研究院顾颖博士表示:“蝾螈在进化上相较于其他硬骨鱼类更高等,与哺乳动物脑结构具有更高的相似度。同时,它的基因编码序列与人类极其相似,研究蝾螈脑再生的启动机制,发现其中的关键基因,或将为人类神经系统损伤或退行性疾病的修复提供重要指导。”蝾螈脑再生过程中的关键基因,在人类的基因序列中也存在。那为什么其没有像在蝾螈脑中一样发挥再生的作用?这或许会是科学家下一步研究的课题。技术的发展让本研究的推进成为可能,“本研究主要基于华大自主研发的时空组学技术Stereo-seq进行,其达到了纳米级亚细胞分辨率,结合蝾螈细胞体积大的优势,使得研究人员可以在时空单细胞分辨率上解析蝾螈脑再生这一过程的重要细胞类型,并追踪其细胞谱系变化的空间轨迹。”论文的第一作者、杭州华大生命科学研究院魏小雨博士介绍说。“蝾螈脑发育及再生时空细胞图谱的构建,对于我们理解脑再生这一重要的生命过程、两栖类动物脑结构以及大脑结构的演化具有重要意义,为我们寻找有效的临床治疗方法,促进人类组织器官自我修复与再生提供了新的方向,也为物种进化研究提供了宝贵的数据资源。”论文的共同通讯作者、华大生命科学研究院院长徐讯表示,“未来,我们还将通过时空多组学技术去探究更多器官、更多物种的发育和再生过程,找到再生过程中的关键调控机制,助力人类再生医学的发展。”
  • 全球首个“藻类分类图谱专家系统”发布
    (2010年8月9日,杭州)--中国领先的微生物检测技术和设备供应商-杭州迅数科技有限公司-今天宣布&ldquo Algacount藻类分类图谱专家系统&rdquo 正式发布,这是中国科学家领导国际合作建立的全球首个藻类分类图谱专家系统,将极大的满足在我国大范围开展藻类监测工作在&ldquo 系统性专业藻类分类图谱&rdquo 和&ldquo 鉴定分析技术人员培训&rdquo 方面的迫切需要。 &ldquo 显微镜检观察技术&rdquo 是目前有害藻华(Harmful Algal Blooms,HABs)(包括海洋赤潮和淡水水华)生物定性及定量研究的主要技术手段。显微观察技术需要专业人员操作,对专业技术知识和经验要求非常高。然而,由于近10几年来对藻类监测工作的不够重视,目前中国藻类学基础科研与检测人才培养现状不容乐观:虽然经国家水利部水文局在全国举办过几次培训班,现有的藻类鉴定分析技术人员和技术手段仍然无法满足我国大范围开展藻类监测工作的迫切需求! &ldquo 显微镜检观察技术&rdquo 主要是对有害藻华生物的形态学特征或显微结构进行研究和分析,通过与专业图谱的比较来进行有害藻华生物的种类判别和统计。为保证能在尽可能短的时间内展开工作,我国的藻类监测人员急需能够满足系统性藻类研究需要的藻类分类图谱和专业研究设备! 杭州迅数科技有限公司响应国家需要,中国研发基地利用其全球研发网络,与已经开展国家藻华监测研究计划的美国、日本、澳大利亚等多个国家的浮游植物专业研究机构展开合作,历时2年获取了近4000幅华美的专业藻类图片的使用版权,研发出全球首个&ldquo Algacount 藻类分类图谱专家系统&rdquo ,并将其整合于受到广泛好评的&ldquo Algacount 藻类辅助鉴定计数仪&rdquo 。迅数科技建立了涵盖中国常见藻类的11个门、672属、3350种藻类形态数据库,分别涉及:蓝藻门、绿藻门、硅藻门、裸藻门、黄藻门、褐藻门、甲藻门、隐藻门、金藻门、红藻门、轮藻门。每种藻以中文,拉丁文双命名,辅以真实的显微照片、手绘结构图和详尽的形态文字描述。用户可以用中文名或拉丁文名搜索某个具体的藻类,或按门、属、种的分类学次序进行搜索。用户还可凭借自己的专业知识选择某个门,该门下所有属的典型种合成图以队列形式出现,与实际拍摄的未知藻类进行特征对比,即实现快速鉴别藻的种类。尤其适合水生生物鉴定分析技术人员的有效和快速培训。 据迅数科技的科学家介绍:&ldquo Algacount 藻类分类图谱专家系统&rdquo 除了&ldquo 专家辅助鉴定&rdquo 功能外的最大特色是根据当前中国&ldquo 水环境监测规范&rdquo 和&ldquo 近海污染生态调查和生物监测规范&rdquo 的规定所建立的 Algacount专业藻类图库。 Algacount专业藻类图库包含了中国几乎所有常见的淡水藻类和海洋藻类;而且其分类标准和规范符合中国科学出版社出版的《中国淡水藻志》、《中国淡水藻类》和《中国近海赤潮生物图谱》等权威藻类分类工具书的分类标准和规范。 Algacount专业藻类图库中的淡水藻类图库基本覆盖了中国七大水系、28个重点湖库的常见种属,尤其是富营养化较严重的湖泊,如太湖、滇池、巢湖等。建立了全国各地常见水华的藻种图库,如隠藻水华、微囊藻水华、鱼腥藻水华、硅藻水华、金藻水华、角藻水华等等。Algacount专业藻类图库中的海洋藻类图库以中国东海、渤海、黄海、南海常见浮游藻类为主,同时专门建立了中国近海常见赤潮微藻图库。 据悉:Algacount 藻类辅助鉴定计数仪作为首台可以精确到属和种的藻类分类计数仪,继在2009年中国藻类学会30周年庆典大会上获得肯定后,又于2010年5月在上海举办的中国环境科学年会获邀发表专题技术报告-&ldquo Algacount 藻类辅助鉴定计数仪技术及其在水质监测中的应用&rdquo 并受到国内外专家的高度评价。中国水产科学研究院,水利部太湖水环境监测中心,苏伊士环境-中法水务,法国威立雅水务等大型研究与检测机构已成为首批应用Algacount 藻类辅助鉴定计数仪的荣誉客户。 又讯:2010年6月25日,中国科学院国家生化工程重点实验室刘春朝课题组在国际权威刊物《Journal of Chemical Technology & Biotechnology》上发表了采用迅数Algacount藻类分析技术进行藻类定量实验的研究成果(《Development of an efficient electroflocculation technology integrated with dispersed-air flotation for harvesting microalgae》)。这是迅数科技多年来与国内外重要科研机构积极开展合作取得的又一成就。
  • 逐步完善糖分子指纹图谱的全方位绘制,有望实现纳米孔糖测序
    糖是一类具有重要生物学功能的大分子,具有高度复杂的化学结构。目前,糖的结构解析依赖于传统的色谱法、质谱法和核磁法等结构表征手段。虽然这些方法相对成熟,但存在检测步骤复杂、无法实时动态检测等局限性,无法满足糖基础和应用科研需求。与另一类生物大分子核酸已实现高通量测序相比,糖的结构解析技术滞后。生物纳米孔作为高度敏感的传感器,应用于核酸分子以及多肽测序,而在糖测序方向是否可行尚未被证实。  近期,中国科学院上海药物研究所研究员高召兵/副研究员夏冰清(纳米孔方向)、研究员文留青(糖化学方向)与研究员程曦(计算生物学方向)等,设计并构建了一种工程改造的生物纳米孔,识别和捕捉到糖分子官能团乙酰氨基和羧基的特征电信号,描绘了含有这两种官能团不同聚合度糖的电信号指纹图谱,并运用于混合体系中不同糖分子的结构鉴定。该工作为以生物纳米孔为基础的糖测序技术打开一扇门。相关研究成果以Mapping the Acetylamino and Carboxyl Groups on Glycans by Engineered α-Hemolysin Nanopores为题,在线发表在《美国化学会志》(JACS)上,并被选为封面文章。  科研团队将纳米孔α-溶血素(α-HL)的敏感位点113位的甲硫氨酸(M)作了基因工程改造,通过对极性、体积、电荷等氨基酸筛选,获得敏感性、特异性最佳的工程纳米孔M113R。该研究利用该纳米孔清晰地表征了单糖分子中乙酰氨基和羧基两种糖官能团的电流信号,并建立了两种糖官能团结构与电信号对应的指纹图谱。该团队利用分子动力学模拟和基因突变进一步剖析了糖分子进入该纳米孔中的动态过程,明确了纳米孔M113R识别两种官能团的分子机制。基于此,该研究利用两种官能团的特征电信号绘制了含有乙酰氨基和羧基寡糖的指纹图谱。该工作采用指纹图谱在糖混合体系中识别了含有两种基团的单糖、二糖和三糖。这一技术采用工程改造的纳米孔,无需对糖进行额外化学修饰或桥接。这一概念验证研究为高效建立糖分子指纹图谱库奠定了重要基础。  糖类化学信息的高效表征是糖结构解析中的关键挑战。与其他根据化学位移或峰强度信息的技术不同,该研究依据特征电信号分析糖分子结构信息,获得糖分子中特定官能团的特征信号,将分子结构信息与传感事件产生的特征电信号直接联系。研究发现,特征电信号能表征单糖分子的特殊结构,并可同时精确解读寡糖链的聚合度的大小,从多个维度反映糖分子结构的多方面特征。该工作获得的糖电信号指纹图谱是基于纳米孔糖结构鉴定分析的重要一步。同时,该研究提出了基于纳米孔糖测序的可能路线。随着对糖分子更多官能团和其他特定结构的鉴定,该团队逐步完善糖分子指纹图谱的全方位绘制,建立了基于电信号的糖指纹图谱库,有望实现不同于现有技术路线的高效糖结构表征——纳米孔糖测序。
  • “看得见”的中药指纹图谱——气相-离子迁移谱联用技术
    p style="line-height: 1.75em text-indent: 2em text-align: justify "strongspan style="font-size: 16px font-family: 宋体, SimSun "仪器信息网讯/span/strongspan style="font-size: 16px font-family: 宋体, SimSun " 颜色、气味是传统中药材质量评价的重要指标,其与药材活性成分含量息息相关。而中药指纹图谱和中药特征图谱均可表征中药内在质量的整体变化,通常采用色谱、光谱和其他分析方法建立。中药指纹图谱不但可以控制原料、中间体、成品的一致性,还用于控制工艺,减少批间差异,并且可用于中药质量标准的补充和提高。/span/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em text-align: justify "span style="font-size: 16px font-family: 宋体, SimSun "采用气相—离子迁移谱技术,无需样品前处理,即可大限度的保留中药的“气味”,并通过气味产生的图谱即可看到物质含量的多少,从而进行药材药性的辨识。/span/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em text-align: justify "span style="font-size: 16px font-family: 宋体, SimSun "气相—离子迁移谱技术在中药材分析中的应用主要有不同发育药材的快速判断、中药配方颗粒质量控制、品种鉴别、贮藏期的判断、炮制工艺的优化等。/span/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em text-align: justify "span style="font-size: 16px font-family: 宋体, SimSun "海能的气相—离子迁移谱在风味分析中的优势主要有以下几点:无需富集浓缩,检出限达ppb级别;快速捕捉检测样品最真实的风味(5-15min);二次分离得三维数据,风味直观可视化;数据处理省时省力,一天便可得报告;检测结果稳定可靠。/span/pscript src="https://p.bokecc.com/player?vid=7353B8F1858C8F909C33DC5901307461&siteid=D9180EE599D5BD46&autoStart=false&width=600&height=350&playerid=621F7722C6B7BD4E&playertype=1" type="text/javascript"/scriptpbr//p
  • 海洋药用生物HPLC化学指纹图谱研究通过阶段性评估
    11月16日上午,海洋药用生物HPLC化学指纹图谱研究阶段性评估专家组对中国海洋大学医药学院和国家海洋局第一研究所共同承担的国家海洋局“908”专项“海洋药用生物资源评价和《中华海洋本草》编纂(908-02-05-04)”任务之一——海洋药用生物HPLC化学指纹图谱的研究进行了阶段性评估。专家认为,该课题首次进行海洋药用生物HPLC化学指纹图谱研究,具有代表性和典型性,对药材的真伪鉴别和质量控制具有重要的借鉴价值,一致同意通过评估。中国工程院院士、中国海洋大学医药学院院长管华诗出席评估会,并与专家组成员进行了座谈。  专家组听取了课题组的工作汇报,审查了研究报告和资料,经过认真讨论,评估专家一致认为,课题的整体研究工作系统性强,技术路线科学合理,方法可行,所得到的研究结果对于海洋药用生物的鉴定、质量评价和开发利用具有重要意义,已完成的研究内容(12个品种)已达到指纹图谱的技术要求,可收入编纂进《中华海洋本草》的书中,建议该课题按计划进行。  针对下一步工作的开展,专家组给出了如下建议:一是,根据各海洋药用生物的化学成分,进一步完善指纹图谱的色谱条件,体现指纹图谱的多息性和特征性。二是,增加HPLC-DAD和MS的分析内容,增强指纹图谱的定性特征,进行多家相互复核,确保指纹图谱分析方法的可重现性。三是,加强指纹图谱的数据分析,发挥指纹图谱研究数据在多方面的作用。  中国海洋大学科技处、医药学院有关负责人及医药学院部分教师和学生参加了会议。
  • XPS数据处理必备 | 原理、特征、分析
    01 XPS简介XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy),译为X射线光电子能谱,以X射线为激发光源的光电子能谱,是一种对固体表面进行定性、定量分析和结构鉴定的实用性很强的表面分析方法。XPS是一种高灵敏超微量表面分析技术,样品分析的深度约为20埃,可分析除H和He以外的所有元素,可做定性及半定量分析。定性:从峰位和峰形可以获知样品表面元素成分、化学态和分子结构等信息 半定量:从峰强可以获知表面元素的相对含量或浓度▲ XPS测试过程示意图 ▲02 功能和特点(1)定性分析--根据测得的光电子动能可以确定表面存在哪些元素,a. 能够分析除了氢,氦以外的所有元素,灵敏度约0.1at%,空间分辨率为 100um, X-RAY 的分析深度在 2 nm 左右,信号来自表面几个原子层,样品量可少至10的-8次方g,绝对灵敏度高达10的-18次方g。b. 相隔较远,相互干扰较少,元素定性的相邻元素的同种能级的谱线标识性强。 c.能够观测化学位移,化学位移同原子氧化态、原子电荷和官能团有关。化学位移信息是利用XPS进行原子结构分析和化学键研究的基础。(2)定量分析--根据具有某种能量的光电子的强度可知某种元素在表面的含量,误差约20%。既可测定元素的相对浓度,又可测定相同元素的不同氧化态的相对浓度。(3)根据某元素光电子动能的位移可了解该元素所处的化学状态,有很强的化学状态分析功能。(4)结合离子溅射可以进行深度分析。(5)对材料无破坏性。03 基本原理当单色的X射线照射样品,具有一定能量的入射光子同样品原子相互作用: 1)光致电离产生光电子;2)电子从产生之处迁移到表面;3)电子克服逸出功而发射。用能量分析器分析光电子的动能,得到的就是X射线光电子能谱。▲ 基本原理 ▲这方面很多书上都介绍了,归根结底就是一个公式:E(b)= hv-E(k)-WE(b): 结合能(binding energy)hv: 光子能量 (photo energy)E(k): 电子的动能 (kinetic energy of the electron)W: 仪器的功函数(spectrometer work function)通过测量接收到的电子动能,就可以计算出元素的结合能。铝靶:hv=1486.6 eV镁靶:hv=1253.6 eV04 具体定性分析步骤A:对化学成分未知的样品——全谱扫描(0-1200eV)图谱分析步骤:1、在XPS谱图中首先鉴别出C1s、O1s、C(KLL)和O(KLL)的谱峰(一定存在且通常比较明显)。 2、鉴别各种伴线所引起的伴峰 3、确定主要元素的最强或较强的光电子峰(或俄歇电子峰),再鉴定弱的谱线。 4、辨认p、d、f自旋双重线,核对所得结论。鉴别通常采用与XPS数据库和标准谱图手册的结合能进行对比的方法:XPS数据库一般采用NIST XPS database:https://srdata.nist.gov/xps/selEnergyType.aspx通过这个网站你可以查到几乎xps所需的所有数据包括:对双峰还应考虑两个峰的合理间距、强度比等。▲ 网站截图 ▲XPS表征手册一般采用:Handbook of X-ray photoelectron spectroscopy: a reference book of standard spectra for identification and interpretation of XPS data. 1995.还可以对比XPS电子结合能对照表进行查找(文末资源包内含),有了这些表,你就可以指导每个元素分峰的位置。▲ 结合能对照表部分内容 ▲B:分析某元素的化学态和分子结构——高分辨谱测化学位移扫描宽度通常为10-30eV,以确保得到精确的峰位和良好的峰形。05 具体定量分析步骤经X射线辐照后,从样品表面出射的光电子的强度(I,指特征峰的峰面积)与样品中该原子的浓度(n)有线性关系,因此可以利用它进行元素的半定量分析。简单的可以表示为:I = n*SS称为灵敏度因子(有经验标准常数可查,但有时需校正)对于对某一固体试样中两个元素i和j, 如已知它们的灵敏度因子Si和Sj,并测出各自特定谱线强度Ii和Ij,则它们的原子浓度之比为:ni:nj=(Ii/Si):(Ij/Sj)06 数据处理这里小编向大家推荐三款软件Xpspeak、Avantage以及我们最常用的origin篇幅有限,作图过程在这里就不详细说了07 常见问题解答1、XPS样品制备:粉末制样• 压片• 粘到双面胶带上• 分散到挥发性有机溶剂中,形成悬浊液滴到硅片等固体基片、金属箔或滤膜、海绵等基底上纤维细丝(网)样品• 缠绕或压在架子或回形针上,或样品台的孔中 央,分析区域内纤维丝悬空,避免基底元素干 扰分析结果;• 包裹在有孔的铝箔中,用小束斑XPS分析孔内样品;液体、膏状样品• 滴到Si片、聚乙烯/聚丙烯、金属片、滤膜、树 脂、海绵等固体基片上晾干或冷冻干燥2、H和He为什么不能测XPS主要原因有三点:1) H和He的光电离界面小,信号太弱;2) H1s电子很容易转移,在大多数情况下会转移到其他原子附近,检测起来非常困难 3) H和He没有内层电子,其外层电子用于成键,H以原子核形式存在。所以用X射线去激发时,没有光电子可以被激发出来。3、什么是荷电校正,如何进行荷电校正XPS分析中,样品表面导电差 样品表面导电差,或虽导电但未有效接地。此时,当X射线不断照射样品时,样品表面发射光电子,表面亏电子, 出现正电荷积累(XPS中荷正电),从而影响XPS谱峰,影响XPS分析。在用XPS测量绝缘体或者半导体时,需要对荷电效应所引起的偏差进行校正,称之为“荷电校正”。最常用的,人们一般采用外来污染碳的C1s作为基准峰来进行校准。以测量值和参考值(284.8 eV)之差作为荷电校正值(Δ)来矫正谱中其他元素的结合能。具体操作:1) 求取荷电校正值:C单质的标准峰位(一般采用284.8 eV)-实际测得的C单质峰位=荷电校正值Δ;2)采用荷电校正值对其他谱图进行校正:将要分析元素的XPS图谱的结合能加上Δ,即得到校正后的峰位(整个过程中XPS谱图强度不变)。将校正后的峰位和强度作图得到的就是校正后的XPS谱图。4、磁性元素对XPS有没有影响有,磁性样品最好进行退磁、消磁处理也可在测试中采用磁透镜模式或静电透镜模式
  • 北京生科院建立单细胞环形RNA分析技术及表达图谱
    环形RNA是一类在真核细胞中广泛存在的内源性非编码RNA分子,在生物体发育过程中发挥重要作用。之前研究已在不同物种中鉴定出数百万个环形RNA分子,并产生了大量用于揭示生物体组织表达模式的环形RNA数据资源。然而,由于大多数环形RNA表达量较低,传统的转录组测序方法无法表征单个细胞环形RNA表达谱系特征及异质性。近年来,随着单细胞全长转录组测序技术的发展,已可对单个细胞中环形RNA进行捕获测定。尽管效率较低,仍可部分揭示单细胞分辨率下环形RNA的表达模式。因此,单细胞水平的环形RNA表达及功能研究已成为该领域重点关注的问题。 中国科学院北京生命科学研究院研究员赵方庆团队致力于环形RNA方面的研究。6月10日,该团队在《自然-通讯》(Nature Communications)上,发表了题为Exploring the cellular landscape of circular RNAs using full-length single-cell RNA sequencing的研究论文。该研究基于海量单细胞全长转录组测序数据集,实现了单细胞分辨率下环形RNA的高效识别及深度挖掘,基于大规模时空组学数据的整合分析,探索了环形RNA的细胞异质性,揭示了环形RNA作为细胞类型标志物的应用潜力。该研究将目前环形RNA研究从传统组织水平提升至单细胞水平,为探究不同细胞类型中环形RNA的生物学功能提供了重要的数据资源和分析技术。 科研人员收集整理了171个已发表的单细胞全长转录组数据集(图1),包含人和小鼠中58种组织和细胞类型,共计172,137个细胞。同时,研究建立了基于单细胞转录组数据的环形RNA识别和整合分析方法,在人和小鼠中共识别出40,604和131,533个高度可靠的环形RNA分子。基于以上数据所生成的单细胞环形RNA综合表达图谱,为环形RNA的研究提供了有力的数据支持,并为揭示环形RNA在不同细胞类型及发育阶段的动态变化提供了重要资源。 该研究深度剖析了单细胞数据中环形RNA的表达模式,发现它们在不同细胞类型上具有高度特异性。研究对小鼠大脑不同细胞类型中环形RNA的表达的分析表明,抑制性和兴奋性神经元的差异性表达与RNA结合蛋白的表达具有高度相关性。此外,研究观察到胚胎发育不同阶段的特征性环形RNA,阐释了环形RNA从母体来源至合子表达发生的动态转变过程。 进一步地,基于单细胞测序技术可有效的揭示肿瘤发展和转移过程中细胞水平的异质性,研究建立了20名乳腺癌患者的单细胞数据集,分析发现环形RNA在正常和肿瘤细胞的上皮间质转换过程中的表达规律和潜在功能。研究筛选出人和小鼠中细胞类型特异性环形RNA,并验证了其可作为生物标志物在解析肿瘤浸润性免疫细胞中的适用性。最后,研究构建了目前首个单细胞环形RNA数据分析和资源平台——circSC(http://circatlas.biols.ac.cn)(图2),为环形RNA研究奠定了独特而重要的数据和技术基础。 研究工作得到国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金基金重点项目和国家重点研发计划的支持。赵方庆团队致力于建立高效的算法模型和实验技术,探索人体微生物与非编码RNA的结构组成与变化规律,解析它们与人类健康和疾病的关系。近年来,相关成果先后发表在Cell(2020)、Gut(2022/2020/2018)、Nature Biotechnology(2021)、Nature Computational Science(2022)、Nature Communications (2022a/2022b/2021/2020/2017/2016)、Genome Biology(2021/2020/2016)、Molecular Biology and Evolution(2022)、ISME J(2019)等上,这些研究丰富了科学家对人体微生物与非编码RNA多样性、结构组成与功能的认识,并为相关数据挖掘及功能机制研究提供了重要方法学工具。   论文链接 图1.基于单细胞全长转录组的环形RNA识别和整合分析 图2.环形RNA单细胞表达图谱及数据平台——circSC 精彩会议预告:点击图片免费报名参加“第五届基因测序网络大会”
  • Nature重磅!华大等机构绘制全球首个非人灵长类动物全细胞图谱
    北京时间4月13日晚,深圳华大生命科学研究院等多国科研机构共同参与绘制的全球首个非人灵长类动物全细胞图谱,发表于国际顶级学术期刊《自然》(Nature)。据悉,该图谱绘制完成是基于DNBelab C4和DNBSEQ测序平台。Nature官网截图该图谱将被用于物种进化、人类疾病以及药物评价和筛选相关的研究,为生物医学的发展提供一个基础性的资源和工具,为疾病诊疗、靶向药物开发提供助力,为人类更好地探究生命的进化提供可能。为了绘制这张“地图”,研究人员基于华大自主开发的单细胞建库和测序平台对猕猴的45个组织或器官的约114万个细胞进行单细胞测序分析,“地图”上的113种颜色代表着113种细胞。这是世界上首个非人灵长类动物全身器官细胞图谱。研究人员还据此搭建了非人灵长类动物百万单细胞交互式资源网站。非人灵长类动物百万单细胞交互式资源网站截图21世纪初,人类基因组草图的问世为生命科学的研究谱写了一本生命“天书”,为生命的数字化提供了基础。然而,遗传信息是由细胞携带的,但是目前,人类对自身细胞的认识还很有限,全面解码细胞的数字化特征将推动生命科学的研究,为生物医学的发展提供基础性的资源和工具。为此,研究人员将目光投向了非人灵长类中和人的基因相似度高达93%的猕猴,绘制了一张猕猴的全身器官的细胞“地图”。“非人灵长类动物相比其他模式动物,在人类疾病特别是认知和神经系统疾病研究中具有显著优势,” 论文的共同通讯作者之一、深圳华大生命科学研究院刘龙奇表示,“猕猴全细胞图谱将为人类疾病机制和临床前研究提供丰富的信息,开拓新的视野。”“有了这张‘地图’就相当于有了一个探索生命细胞分辨率的高精度仪器,可以‘看到’每个器官都有哪些细胞,还可以精细到每个细胞里具体的分子特征及与其他细胞的互作关系。”论文的第一作者、深圳华大生命科学研究院韩磊博士介绍说,“这为我们更好地认识生命的基本结构,探究疾病和细胞的关系打下了基础,也为疾病的精准治疗提供了新的方向。”在本研究中,研究人员找到了各个组织的共有细胞类型及其“特有标签”(特异性标记基因),并发现了多种存在于各个组织中的具有分化潜能的细胞,这类细胞或许可以为之后各类器官损伤修复提供细胞来源,也为哺乳动物组织再生研究提供新的思路。另外,基于这张“地图”,研究人员还构建了包含新冠、乙肝、狂犬病毒等126种病毒易感细胞类型的病毒数据库,这就像一本“病毒字典”,通过它可以快速查询病毒最有可能侵染的细胞类型,同时看到该细胞类型可能分布的器官。有了它,医生在检查新冠肺炎确诊患者肺部情况的时候,也会同步检查肾脏、肝脏和胆囊。因为字典里提到,这几个器官同样分布有新冠病毒可能感染的细胞。研究人员也可以输入特定疾病的致病基因或相关的遗传位点来查询该疾病可能的治病细胞类型,这为预防和治疗病毒性传染病和遗传疾病提供数据支持,为疾病的临床诊断和治疗指明方向。细胞“地图”或许还可以帮助缩短药物研发周期。众所周知,药物研发花费巨大,耗时长。其中的第一步就是要从成千上万种药物中筛选出几种相对有效的药物,需要消耗非常长的时间,且研究人员无法对每一种药物都进行动物试验。那怎么办呢?通过细胞“地图”,研究人员就可以针对靶向的细胞,检测该细胞对于这些药物的反应,从而快速选出几种有效的药物,再进行动物试验。这将大大缩短大规模药物筛选的时间,有助于靶向药的研发和精准治疗。当然,这个神奇“地图”的绘制,离不开单细胞测序技术的进步和测序成本的下降。在过去,要绘制这样一张“地图”,需要大量的时间及高昂的实验成本。而如今,基于华大智造自主开发的单细胞建库平台(DNBelab C4)和DNBSEQ测序技术,科学家可以以低成本、高灵敏度和准确性的方法进行多维的单细胞分析,快速准确地得到具有潜能的细胞,从而开展下一步的研究,为整个生命科学领域提供了一系列宝贵的数据资源。“大规模细胞图谱的绘制工作,对于我们理解器官结构组成、胚胎发育和衰老、人类疾病及生命演化等都具有重要的意义。未来我们还将开发更高通量的单细胞技术以及具备空间分辨率的多组学技术,为全面构建生命单细胞分辨率的时空图谱提供重要工具。”论文的共同通讯作者之一、深圳华大生命科学研究院院长徐讯表示,“同时细胞图谱数据正在迅速增长,其中蕴含巨大的信息量,这些数据解读和挖掘工作需要全球科学家的共同协作和努力。”本研究由深圳华大生命科学研究院联合北京华大生命科学研究院、深圳国家基因库、吉林大学、中国科学院广州生物医药与健康研究院、瑞典卡罗林斯卡医学院、英国剑桥大学、西班牙ICREA研究所、新加坡ASTAR等来自6个国家的35个科研团队共同参与完成。韩磊、魏小雨、刘传宇、庄镇堃、邹轩轩、王智锋和Giacomo Volpe为该论文的共同第一作者,刘龙奇、徐讯、侯勇和Miguel A. Esteban为论文的共同通讯作者。本研究已通过伦理审查,严格遵循相应法规和伦理准则。
  • Nature:王潇/刘嘉团队绘制大脑高分辨率单细胞空间转录组图谱
    显微镜的发明让科学家们能够观察和归类神经系统中丰富的细胞形态和类型,了解它们在健康和疾病中的作用。近年来单细胞RNA测序的发展更揭示了大脑中细胞类型组成的复杂性和多样性。借助新兴的空间转录组技术,研究人员实现了显微成像和单细胞测序的结合,在亚细胞空间分辨率的精度下,不仅可以揭示单个细胞的基因表达,还可同时了解它们在组织和器官中的排列分布,在解剖学的观察上加入了分子表达的丰富信息。2023年9月27日,美国麻省理工学院化学系/Broad 研究所王潇团队和哈佛大学刘嘉团队合作,在 Nature 期刊发表了题为:Spatial atlas of the mouse central nervous system at molecular resolution 的研究论文。该研究对小鼠大脑和脊髓中的一百万个单细胞的基因表达以亚细胞的空间分辨率进行了刻画和分析,用空间基因表达定义了更精细的组织区域。王潇团队使用了他们开发的空间转录组学工具(STARmap, STARmap PLUS, 和ClusterMap)表征和绘制了成年小鼠中枢神经系统中的一百多万个单细胞。通过大规模的分析和细胞注释,该团队展示了数百种细胞类型的空间分布,精确划分上百种组织区域的边界。研究人员还利用RNA条形码,揭示了全脑范围感染的病毒AAV-PHP.eB在不同细胞类型和区域的感染能力。图1:小鼠中枢神经系统单细胞分辨率细胞类型空间图谱,230种细胞类型由彩色点标注研究者们使用STARmap PLUS技术,在200-300纳米的空间分辨率下,原位检测了20片组织切片中的1022个基因的表达量。在这项技术中,他们用分子探针原位杂交组织切片,检测特定的RNA序列并特异放大为可测序的DNA纳米球,并通过化学处理将DNA纳米球和组织样品固定成水凝胶,最后用共聚焦显微成像原位测序 (SEDAL)。实验结果通过研究者先前开发的ClusterMap算法划分成带有空间位置信息的单细胞基因表达。图2:STARmap PLUS以及ClusterMap流程示意图(左);STARmap PLUS共聚焦显微镜成像数据图示例(右,SEDAL cycle 1),每个点代表由单个RNA分子产生的DNA纳米球。通过与已发表的单细胞测序数据集整合分析,研究者们基于单细胞基因表达定义和注释了230种“分子细胞类型 ”(molecular cell types),并基于空间基因表达定义和注释了106种“分子组织区域”(molecular tissue regions),从而对脑内的细胞进行了分子表达和空间分布的联合定义。图3:(a)通过单细胞基因表达与空间基因表达共同定义小鼠中枢神经系统重细胞类型的多样性。(b)“分子细胞类型“在”分子组织区域“上的分度热度图全脑范围内丰富的基因表达信息和高精度的空间分布信息,使得细胞类型的注释更为精确。例如,作者们发现部分端脑抑制性中间神经元(telencephalon inhibitory interneurons)亚型存在脑区分布特异性,比如纹状体(striatum)中特有的中间神经元、嗅球的外网状层 (olfactory outer plexiform layer)特有的表达多巴胺的中间神经元。基于空间上的分子表达,作者们还补充和完善了小鼠大脑解剖学结构。例如,作者们可以从“分子组织区域”组成的角度出发,对小鼠大脑皮层进行分区,并与传统解剖学的定义比较。一个有趣的发现是,作者们发现解剖学上的压后皮层(retrosplenial cortex)在小鼠大脑的前端和后端具有截然不同的“分子组织区域”组成;后端压后皮层在“分子组织区域”组成上与相邻的视觉皮层有着更高的相似性,这为理解压后皮层在视觉相关的行为和记忆中的功能提供了新的思路。通过和小鼠中枢神经系统单细胞测序数据集的整合,作者们将单细胞空间表达的基因维度从实验测量的1,022个基因拓展到了11844个基因,预测了全转录组范围的空间分辨单细胞基因表达特征。综上所述,这项工作为理解小鼠中枢神经系统提供了一个大规模的分子空间图谱,囊括了超过一百万个细胞,以及他们的基因表达特征,空间坐标,分子细胞类型,分子组织区域类型,以及遗传操作的可及性。这项工作为建立分子空间图谱提供了实验和计算的框架,涵盖了从单个RNA分子到单细胞再到器官组织区域的跨越多个空间尺度的分析,为神经科学研究提供了重要的数据和工具。作者们已将这套图谱开放共享(http://brain.spatial-atlas.net/),供研究者探索。图4:该工作的研究范式图5:该工作的空间细胞图谱数据网页截图示意“我们不仅提供了细胞的空间图谱,还提供了神经科学中常用的病毒工具对这些细胞的可及性。这份图谱代表了我们实验室目前分析的最大的数据集。这项工作也为神经科学研究者们提供了资源和基础,以进一步探索各种基因、细胞和组织在健康和疾病中的作用。“共同第一作者施海玲博士评论。“我们提供了前所未有的细胞级别的空间基因表达信息,为研究大脑的结构和功能提供了宝贵的数据。此外,我们的团队开放共享了相关数据和资源,希望未来能看到更多的高质量研究,进一步揭示大脑的奥秘”。共同第一作者贺一纯评论。“大脑的结构和功能依赖于不同类型的细胞在空间位置上的排列和分布,空间转录组、空间翻译组等空间组学技术的开发和应用无疑将为大脑的解析提供新的思路。”共同第一作者周一鸣博士表示。
  • 重磅!我国首绘中国人泛基因组参考图谱 成果于《Nature》发布
    我国在基因研究方面的新突破日前由复旦大学西安交通大学等国内26个科研单位联合开展研究绘制出了基于36个族群的中国人泛基因族参考图谱。相关成果于北京时间6月14日23点在国际权威学术期刊Nature发表,这也是我国科学家首次自主进行本国人群全景图谱式泛基因组研究所取得的第一个重大成果。基因研究是当代生物学领域的重要方向。人类的基因组包含了3万个以上基因在内的30多亿碱基对,其纷繁复杂的作用关系我们目前还知之甚少。从上个世纪末开始科学家联合开展人类基因组研究,但鉴于当时的技术条件只能依据极少个体绘制出一种简单化基因组草图。复旦大学教授 徐书华随着科学进步,泛基因组研究目前成为生命科学的新方向,相比过去片段化、单一维度的局限,它相当于要绘制一幅包含人类全部遗传信息的全景式多维度图谱。我国科学家组团公关力争使中国在这一前沿领域不再落后于人。这次独立进行的本土人群泛基因组参考图谱绘制科研进度基本与国外持平,有利于建立自主可控的人类基因组资源培养自己的核心技术力量。在第一期参考图谱绘制中,我国科学家通过引入新技术新算法选取有代表性和覆盖性的样本,在原有人类基因组的基础上新获取了1.9亿个简基对新序列,包含近600万个变异。对于探究中国人群基因组核心特征具有重大意义。据介绍这项研究有助于更加清晰地揭示中华民族的历史发展脉络,对于华夏文明探源族群遗传演进等研究都有重要价值。而进一步掌握本国人群的遗传密码,则在发展精准医学和前沿生物技术保障人民健康维护国家安全等各个方面都有着基础作用和远景意义。
  • 打破国外垄断:我国研制成功蛋白指纹图谱检测试剂盒
    p 此前一直被国外产品所垄断的蛋白指纹图谱检测试剂盒,日前由浙江湖州赛尔迪生物医药科技有限公司自主创新研制成功并投放市场。/pp 据介绍,与该试剂盒配套使用的蛋白指纹图谱仪可广泛用于医学、食品、环境、药物开发和国家安全等分析测试领域,但却长期依赖进口,目前其国产化工作正在积极研制中,预计价格只有国外同类产品的1/3。/pp 蛋白指纹图谱技术有多神奇?采访中,湖州赛尔迪生物医药科技有限公司董事长许洋博士告诉记者,随着人类基因组测序的完成,人类拥有了解码生命本质的钥匙。但人类基因只有3万个左右,大大少于预期数量,这与人类千变万化的个体差异及疾病表现不相匹配。实际上,生命的万千景象是通过基因的产物蛋白质表现出来的,人类的蛋白质数量约有10万多个。因此,充分挖掘和利用蛋白质中极其丰富的信息对于理解人体的生理病理活动、检测疾病的发生发展具有重大意义。/pp 据美国权威杂志《肿瘤研究》报道,蛋白指纹图谱技术可以测出前列腺癌形成5年前的蛋白指纹。因为肿瘤标志物较敏感,当肿瘤细胞数达到数千万个时,就可从血清、尿液中检测到蛋白质、酶或癌基因等生化变化。/pp 蛋白指纹究竟是什么概念?许洋博士解释说,就像每个人的指纹不同于他人一样,每种疾病的特定蛋白质表达物也不一样,称之为指纹图谱是种形象比喻。蛋白指纹图谱技术是由蛋白质芯片及分析仪器-表面加强激光解析电离(编者注:原文如此,通常称为“基质辅助激光解析”)飞行时间质谱两部分组成,可以将病人血清中蛋白质成分的变化记录下来,绘制成蛋白指纹质谱图,并显示样品中各种蛋白的分子量、含量等信息。将这张图谱与正常人、某种疾病病人的谱图,或基因库中的谱图进行对照,就能最终发现和捕获新的特异性相关蛋白及其特征,整个测定一般几十分钟就全部完成。/pp 人在一生中的蛋白指纹图谱处于动态的不断变化过程,通过这项技术,将来人们有可能拥有自己的生命光盘,记录下个人有生以来不同阶段的蛋白指纹图谱,从分子水平了解并观察自己的生理变化,或作为治疗前后的比对参照。该技术目前在国内各大医院主要用于肿瘤的辅助诊断、动态观察和疗效评估。五百元一次的检测颇受市场追捧。/p
  • Science发表人类胸腺的细胞图谱,揭示T细胞的形成过程
    来自英国和比利时的一组研究人员近日在《Science》杂志上发表了人类胸腺的单细胞转录组图谱,对人类T细胞的发育进行了高分辨率的普查。共同通讯作者、比利时根特大学的Tom Taghon教授表示:“我们现在非常了解T细胞如何在健康组织中形成。我们能够从发育中的胸腺和肝脏中鉴定出相似的前体细胞,且我们相信这些前体对于启动胎儿的T细胞发育和建立完全有功能的胸腺器官至关重要。”胸腺是T细胞发育和T细胞受体(TCR)库形成的关键器官,可以帮助人们形成适应性免疫。胸腺中的T细胞发育在空间上是协调的,而且这一过程需要胸腺微环境中的各类细胞精心配合。为了绘制一个完整的胸腺细胞图谱,研究人员从发育期、儿童期和成年期的人类胸腺样本中分离出细胞,并进行单细胞RNA测序。在开展质量控制去除doublet后,他们从发育中的胸腺中获得了138,397个细胞,从出生后胸腺中获得了117,504个细胞。他们对细胞簇进行注释,标记为40多种不同的细胞类型或状态。为了比较人类胸腺和小鼠胸腺的结果,他们随后利用出生后4周、8周或24周的小鼠样本生成了一份完整的小鼠胸腺单细胞图谱,并将这些数据与先前发表的产前小鼠胸腺scRNA-seq数据相结合。成熟T细胞的整合分析表明,不同物种之间的细胞状态有交叉。人类的GNG4+ CD8αα+ T细胞与小鼠的上皮内淋巴细胞前体A型最为相似,不过它们之间也存在高度差异表达的基因,表明其功能存在潜在差异。研究人员还比较了不同细胞的TCR库,以分析不同类型的细胞之间是否存在TCR库的差异。他们观察到,CD8+ T细胞与其他细胞明显分离,这个趋势在所有样本中都是一致的。这与外周血中分离出的幼稚CD4+/CD8+ T细胞极为相似。作者写道:“我们从人类胸腺中鉴定出50多种不同的细胞状态。在胚胎发育以及儿童和成年时期,人类胸腺细胞的丰度和基因表达谱都在动态变化。”研究人员还鉴定出全新的人胸腺成纤维细胞和上皮细胞亚群,并对其进行定位。通过计算机模拟,他们还预测出人类T细胞发育的轨迹,从胎儿肝脏中的祖细胞到多种成熟的T细胞。利用这一轨迹,他们还构建了驱动T细胞命运决定的转录因子框架。作者总结道,他们此次绘制的人类一生的胸腺单细胞转录组图谱以及不同物种的转录组图谱对天然组织微环境下的T细胞发育进行了高分辨率的普查。“人类和小鼠胸腺之间的系统比较突出了人类特有的细胞状态和基因表达特征。我们详细的T细胞发育网络将有助于建立体外类器官培养模型,从而真实地再现体内的胸腺组织。”资深作者、纽卡斯尔大学的Muzlifah Haniffa教授还指出,胸腺细胞的图谱可帮助研究人员阐明发育中胸腺的细胞信号,揭示哪些基因打开才能将免疫前体细胞转化为特异性T细胞。“这张图谱可作为在体外改造T细胞的参考图谱,为人们提供量身定制的治疗方案,”他说
  • Nature | 北大团队利用高通量单细胞测序技术揭示奥密克戎株免疫逃逸特征
    北京大学生物医学前沿创新中心(BIOPIC)、昌平实验室谢晓亮/曹云龙课题组联合北京大学生命科学学院肖俊宇课题组、中国科学院生物物理所王祥喜课题组、中国食品药品检定研究院王佑春课题组、南开大学沈中阳课题组于2022年6月17日在《自然》杂志在线发表了题为BA.2.12.1, BA.4 and BA.5 escape antibodies elicited by Omicron infection的研究论文,发现奥密克戎突变株BA.2.12.1、BA.4、BA.5新亚型呈现出更强的免疫逃逸能力,并且对奥密克戎BA.1感染者康复后血浆出现了显著的中和逃逸现象。研究人员通过高通量单细胞测序、分离并表征上千个新冠单克隆中和抗体后,发现奥密克戎BA.2.12.1、BA.4、BA.5进化出的新突变能够特异性逃逸BA.1感染所诱导产生的中和抗体。并且,奥密克戎BA.1感染存在“免疫原罪”现象,即BA.1感染主要唤起之前原始株疫苗所诱导的记忆B细胞,而很难产生特异性针对BA.1的中和抗体。这些发现提示,基于BA.1的奥密克戎疫苗可能已不适合作为现有免疫背景下的加强针,所诱导出的抗体对新变异株将不具有广谱保护效力。并且,由于新冠病毒存在“免疫原罪”现象并且可以快速进化出免疫逃逸突变位点,通过奥密克戎感染实现群体免疫是极难实现的。目前主要的奥密克戎变异株都具有较高的传播能力,为了研究其传播能力与刺突蛋白(Spike glycoprotein)构象和受体结合能力的关系,合作团队解析了奥密克戎变异株BA.2、BA.3、BA.2.12.1、BA.2.13以及BA.4/5刺突蛋白三聚体的冷冻电镜结构,并分别测定各突变体刺突蛋白或受体结合域(RBD)与hACE2的亲和力。结构分析表明,BA.4/5携带的F486V突变可能导致hACE2亲和力下降,但L452R和493Q回复突变降低了这一影响。研究结果显示BA.2.12.1、BA.2.13和 BA.4/5对hACE2的亲和力与BA.2相当。图1 奥密克戎各突变株Spike结构与RBD的hACE2亲和力研究发现,接种三针疫苗人群的血浆对BA.2.12.1和 BA.4/5的中和能力相比BA.2有大幅下降,且BA.1突破感染的康复者血浆对BA.2.12.1和BA.4/5的中和能力也有明显下降。流式细胞分析和单细胞VDJ测序结果说明,BA.1突破感染主要唤起人体内接种疫苗后产生的对原始株的体液免疫记忆,由此诱发的抗体可以同时中和原始株和BA.1,但对新变体的广谱中和活性不佳,这符合“免疫原罪”理论,提示基于BA.1的奥密克戎疫苗难以对新的突变体提供广谱有效的预防能力,可能并不适合作为现有人群免疫背景下的加强针(图2)。图2 疫苗接种者、BA.1突破感染康复者、接种疫苗的SARS康复者血浆对各毒株的中和活性对抗体药物的研究也印证了奥密克戎株新亚型高度的中和抗体逃逸能力,多数现存抗体药物对奥密克戎中和活性大大下降。BA.2、BA.4和BA.5携带的S371F、D405N和R408S位点突变导致大部分乙型冠状病毒广谱抗体(如S309)失活,而LY-CoV1404(Bebtelovimab)和COV2-2130(Cilgavimab)仍然对BA.2.12.1和BA.4/BA.5保持中和活性。此外,团队筛选出了一对表位不冲突的广谱乙型冠状病毒中和抗体组合SA58和SA55,该抗体对能高效中和包括奥密克戎株新亚型在内所有流行过的突变株,以及非典病毒,RaTG13,Pangolin-GD等Sarbecovirus病毒,有望成为兼具强效预防和治疗效果的药物(图3)。图3 现存抗体药物对各毒株的中和活性为了进一步探究奥密克戎突变株的中和抗体逃避机制,团队利用高通量深度突变扫描技术确定了1640 个与RBD结合的抗体的逃逸图谱、表位分布和对奥密克戎株中和功效,其中614个和411个分别来源于BA.1 康复者血浆和接种新冠疫苗的SARS康复者血浆。通过对逃逸图谱的无监督聚类,抗体分为A、B、C、D1、D2、E1、E2.1、E2.2、E3、F1、F2、F3 12类,数据表明属于同一类内的抗体有相似的结合抗原和中和特征,各类抗体的主要逃逸位点与该类代表性抗体在复合物结构中的结合表位一致(图4)。图4 原始株RBD抗体的表位分类及各类抗体特征614个来自BA.1突破感染康复者血浆的抗体中包括512个原始株/BA.1 RBD交叉结合的抗体,以及102个仅结合BA.1 RBD的抗体。交叉结合抗体主要富集于E2.1、E2.2、E3、F1等非ACE2竞争表位,其中E3和F1类抗体的中和活性普遍较差,E2.2类抗体中和活性一般,E2.1类抗体虽有较好的中和活性,但受携带L452Q 的BA.2.12.1和携带L452R的BA.4/5的影响,中和活性降低。仅结合BA.1的抗体则几乎都与ACE2竞争,具体的结合位点与结合原始株RBD的抗体大不相同,这表明BA.1 RBD的抗原性相比原始株RBD有很大变化。同时,这部分抗体被BA.2和BA.2.12.1的D405N及BA.4/5的F486V/L452R严重逃逸。这些结果单个抗体水平解释了为何BA.1突破感染的康复者血浆被奥密克戎株新亚型逃逸(图4、图5)。图5 BA.1 RBD特异性抗体的表位分类、中和活性及逃逸位点假病毒中和实验和结构分析表明,SARS-CoV-1/2 RBD交叉结合的广谱中和抗体集中分布的表位(E1、F2、F3)也都受到BA.2、BA.2.12.1、BA.2.13和BA.4/5所携带的S371F、D405N、R408S突变的影响。其中E1类抗体由于S371F引起的局部构象变化导致亲和力下降,F2/F3类抗体多数被D405N和R408S突变逃逸。这表明乙型冠状病毒B支系(sarbecovirus)的广谱中和抗体也在很大程度上被奥密克戎BA.2、BA.2.12.1、BA.2.13和BA.4/5变异株逃逸(图6)。图6 乙型冠状病毒B支系广谱中和抗体的中和活性、结构特征及逃逸位点本研究展示了联合高通量单细胞测序技术和高通量深度突变扫描技术在抗体筛选表征工作上的强大应用潜力,结合逃逸图谱聚类和各个表位代表性抗体的结构分析,成功在单个抗体水平上解析出奥密克戎BA.1株突破感染康复者血浆中抗体的表位分布,以及奥密克戎株新亚型逃逸各类中和抗体的物理化学机制,并构建出新冠病毒RBD抗体结合表位、逃逸图谱、中和活性的综合数据库,为后续抗体药物和广谱疫苗的研发提供数据支撑。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-022-04980-y
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