时间分辨空燃比分布

p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 在药物研发过程中，候选化合物的体内药代动力学分析是非常关键的步骤。该分析不仅可以掌握其药效药理，还可以得到和毒性评价有关的信息。通常，使用放射性自显影技术(Autoradiography: ARG)和荧光色素标记细胞的方法进行分析。但是，使用ARG的方法成本高，而且一方面这些方法无法区别原药和代谢物，另一方面标记物质的行为可能与未标记物存在差异。因此，最近成像质谱分析法，不进行标记即可对候选化合物进行检测的方法备受瞩目。质谱成像法除了能够在无标记的情况下对各种物质的分布进行分析，还能够使用同一切片同时分析原药及其代谢物，有望在今后的药物研发领域得到应用，取得新的突破。本文介绍使用成像质谱显微镜iMScope i TRIO /i 对氯喹给药后大鼠视网膜进行检测的示例。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/c4265e4a-c078-4017-93d2-68a9d4eafbd5.jpg" title=" 1.png" alt=" 1.png" / /p p style=" text-align: center " 图1 氯喹的结构式 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong 大鼠视网膜中氯喹的高空间分辨率成像 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 在本次分析中，对给予抗疟剂药物氯喹的大鼠视网膜进行分析。图1为氯喹的结构式。使用氯喹标准品进行分析，对基质及测定模式进行优化，表1为组织切片的分析条件。使用成像质谱显微镜iMScope i TRIO /i 进行高空间分辨率成像，发现在约10 μm厚的视网膜色素上皮周围有氯喹的分布(图2和图3)。在测定氯喹时，如果使用成像质谱分析法常用的MS模式，因受到生物体衍生杂质带来的离子抑制、干扰的影响，无法得到清晰的MS图像(此处数据省略)。在本次分析中，通过iMScope i TRIO /i 的MS/MS模式进行测定，提高灵敏度，能够获得10 μm的高空间分辨率下的MS/MS图像。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/b1a9ec68-3837-45b5-a422-9f98ed4422b0.jpg" title=" 4.png" alt=" 4.png" / /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/8fad9a5c-304b-4f86-b070-8ec12bb1a38d.jpg" title=" 2.png" alt=" 2.png" / /p p style=" text-align: center " 图2 组织切片上的MS/MS质谱图 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/4ba84009-2ef8-4ef5-92af-f47ac86ebdb9.jpg" title=" 3.png" alt=" 3.png" / /p p style=" text-align: center " 图3 光学图像和MS/MS质谱图像 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong 大鼠眼球中氯喹的高速成像 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 在药代动力学研究过程中，为了阐明药物分子在细胞及器官水平的特征分布区域，分别需要在高空间分辨率及中等空间分辨率获得药物分子的分布信息。本实验使用MS/MS span style=" text-indent: 2em " 模式测定在中等分辨率(50 μm)下测定大鼠眼球整体的氯喹分布情况，分析条件如表2 所示。虽然使用了更大的激光直径，有可能带来存在噪音高、离子抑制等问题，iMScope /span i style=" text-indent: 2em " TRIO /i span style=" text-indent: 2em " 依然能够检测得到具有较高信噪比的氯喹特征碎片，并获得清晰的质谱图像。成像质谱实验的采集 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 速度取决于目标检测区域中所包含的点数。iMScope i TRIO /i 能够独立更改激光直径及采集间隔等参数，从而能够轻松控制采集速度及图像尺寸，并且不会影响数据质量。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/12e37b19-cce0-4e12-a91f-8af4b67f0802.jpg" title=" 5.png" alt=" 5.png" / /p p style=" text-indent: 2em " strong span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 基质涂敷方式的比较 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 在氯喹成像质谱分析中，比较了2 种不同的MALDI 基质涂敷方式。 图5 显示了由升华法获得的成像结果(基质升华方式的示意图如图6 所示)。基质升华由iMLayer 升华仪自动完成，而喷雾方式由手动完成。喷雾方式获得成像结果如图7 所示。对比两种方式的检测结果，升华法获得了更加清晰尖锐的氯喹分布图像，而喷雾的结果则看起来会有一些扩散，如图7 所示。前处理方式的优化依然取决于组织切片的特性以及所使用的基质类型。如示例中的结果，前处理步骤对最终成像结果的图像质量有显著的影响，不仅仅是切片制备的条件，基质涂敷的过程也很重要。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/3e80c956-c24a-4b4f-b277-ff7fa0b9a5ad.jpg" title=" 6.png" alt=" 6.png" / /p p style=" text-align: center " 图6 基质升华方式示意图 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong 在相同切片上进行MS 和MS/MS 成像分析 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 成像质谱分析中，在同样位置只能采集一次数据。但是，使用iMScope i TRIO /i 可以调整激光直径及采集间隔，因此可以在采集点之间留下未采集区域，从而实现更多次的成像分析。图8显示了使用激光直径为5μm，采集间隔为10μm时，在同一采集区域内进行4次成像分析的方式。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/7029ec9e-44bf-483d-a071-a1651cfc8ffb.jpg" title=" 7.png" alt=" 7.png" / /p p style=" text-align: center " 图4 组织切片上氯喹的MS/MS产物离子质谱图，激光直径50μm /p p style=" text-align: center" img style=" " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/b8099d01-93e1-49aa-9926-907aeab7a6d9.jpg" title=" 8.png" / /p p style=" text-align: center " 图5 升华法获得的氯喹分布质谱图像 /p p style=" text-align: center" img style=" " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/c8b163cf-961b-4c26-8d20-902c68beed0f.jpg" title=" 9.png" / /p p style=" text-align: center " 图7 喷雾法获得的氯喹分布质谱图像 /p p style=" text-align: center" img style=" " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/d51c038b-8e0c-4efa-8ecf-87c964a43b83.jpg" title=" 10.png" / /p p style=" text-align: center " 图8 在同一测定区域进行1次MS分析及3次MS/MS分析的数据采集设置方式示例 /p p br/ /p

大家好，本周为大家分享一篇发表在Analytical Chemistry上的文章，Microfluidic Platform for Time-Resolved Characterization of Protein Higher-Order Structures and Dynamics Using Top-Down Mass Spectrometry [1]，文章的通讯作者是北京大学生物医学前沿创新中心的王冠博教授和中国科学院深圳先进技术研究院的门涌帆副研究员。　　蛋白质的高阶结构和动力学特性对理解蛋白质的生物学功能和揭示其潜在机制至关重要。自顶向下质谱法(Top-down MS)在完整蛋白水平和肽段碎片水平都能获得结构信息。非变性Top-down MS可以分析蛋白质复合体的结构以及完成亚基鉴定和修饰分析。自顶向下氢/氘交换质谱(Top-down HDX MS)为构象或结合界面分析提供了高空间分辨率，并实现了构象特异性表征。微流控芯片可以为这些质谱工作流程的前端反应提供优越的平台。然而，目前大多数质谱微芯片装置是为Bottom-up或Top-down蛋白质组学设计的。本文中，作者提出了一种用于蛋白质高阶结构和动态Top-down MS分析的芯片设计策略。它适用于时间分辨的非变性质谱和HDX质谱，该设计旨在有效电离完整的蛋白质复合物，灵活控制多种反应物流动，并在较大的流速范围内精确控制反应时间在亚微升/分钟。本文通过对单克隆抗体、抗体-抗原复合物和共存蛋白构象等体系的分析来验证该装置的性能。　　TDK-MS(Top-down and kinetic MS)芯片的结构如图1A所示，该方法可以有效电离完整的蛋白质，包括单克隆抗体(mAb)和抗体-抗原复合物(图1 B, C)。　　图1. 完整蛋白质和蛋白质复合体在非变性条件下的高效电离　　虽然分析蛋白质组合化学计量学和监测构象变化需要保持蛋白质高阶结构和非共价相互作用的完整性，然而为了推导结构信息或在串联MS中展开蛋白质以提高碎裂效率，往往需要不同程度的变性来产生亚复合体，因此变性剂的浓度和变性的时间对变性程度至关重要。本文中，作者采用交错人字微结构(Herringbone microstructure, HM)(图2A, B)，并对其性能进行了评估(图2C−E)。如此高的混合效率为进一步微型化芯片混合模块提供了可能。在监测Mb的变性时，作者使用TDK-MS芯片和商用混合三通管平行混合holo-Mb溶液(5 μM)与乙腈(ACN)，并比较它们在混合比例变化时的响应(图2F)。TDK-MS芯片在非变性和变性条件之间切换的快速响应通过NIST mAb的变性得到了证明，在向NIST mAb溶液中添加甲酸后，响应时间小于5分钟(图2G)。　　图2. 高效混合和快速响应的流体控制　　微芯片的灵活通道设计允许引入独立控制的溶液。例如，尽管酸和有机溶剂都能诱导变性，但这两种变性剂同时存在时，对变性途径的影响是不同的。Mb和Hb是血红素蛋白，其中血红素基团分别非共价连接在1条多肽链和4条非共价组装链上，因此这是研究共存复合体解离动力学和亚基构象变化的理想模型。将5 μM holo蛋白溶液与ACN和FA按一定的混合比例依次混合，可以通过解离产物的出现和蛋白质离子电荷态分布的变化来表征复杂的解离和蛋白质的展开。在固定ACN浓度下，随着FA浓度从0.01增加到0.3% (v/v)，依次观察到的主要现象是血红素丢失、apo-Mb展开以及折叠的holo-Mb转化为展开的apo-Mb(图3A)。相比之下，在FA浓度恒定的情况下，当ACN从1增加到50%时，Mb主要表现为血红素损失，只有中等程度的apo-Mb展开，这可能是由于展开的部分迅速聚集(图3B)。　　图3. (A)增加FA浓度，固定ACN浓度和(B)增加ACN浓度，固定FA浓度时获得的Mb和Hb的质谱图。　　在HDX MS检测中，TDK-MS芯片提供了快速和有效的氘代及淬灭，精确控制HDX反应时间，并在2H-标记形式下高效电离完整蛋白质(图4)。　　图4. 2H标记完整的(A)Mb、(B)Hb α亚基和(C)Hb β亚基在不同反应时间下的HDX质谱图　　由于过大的流速不利于电离效率，并且有可能会增加堵塞或流动中断的风险，因此流速应保持在最佳范围内，这又限制了混合通道中HDX时间的可调节范围，从而影响了HDX动力学分析的灵活性。为了解决这一问题，作者设计了一个具有多个不同长度反应通道的混合模块，在不更换芯片的情况下，除了改变流速外，还可以通过通道切换在更大范围内调整反应时间。在原型芯片中，5个不同长度的通道可以在对蛋白质电离和流动稳定性都最优的流速下，产生从几秒到几分钟不等有效的HDX时间(图5)。　　图5. Top-Down HDX MS 分析　　本文中作者开发的策略将有利于生物大分子结构的精细分析，并有助于质谱微芯片的方法开发。

美国丹佛2011年6月5日，布鲁克在美国丹佛市科罗拉多会议中心召开的ASMS 2011上，成功推出了maXis impact超高分辨飞行时间质谱仪。该系统是布鲁克maXis(TM) UHR Qq-TOF技术平台的一个重要的新拓展。 maXis impac™ 超高分辨飞行时间质谱仪 　　到目前为止，质谱技术在应用中常常面临着在定性能力和定量能力之间做出选择的困境，通常，一台仪器被用作定性分析时，其定量能力就不会太高。布鲁克此次推出的maXis impact™ 采用最新技术实现了在一台质谱仪中同时保持高水平的定性定量分析能力，是一台具有超高灵敏度和超高分辨率同时实现的高分辨飞行时间质谱仪。 　　maXis，这一创新性的超高分辨技术由Bruker公司合作者——赫尔辛基大学法医学部首创，已成功应用于法医、兴奋剂药物、食品安全等领域，同时在2009年，该技术被录入SANCO杀虫剂分析指导原则中。2011年3月，布鲁克推出了maXis 4G质谱系统。全灵敏度高分辨质谱仪maXis 4G，进一步提升了maXis系列质谱的性能水准。无论是MS还是MS/MS，maXis 4G的质量准确度和分辨率都有了显著提高，伴随着无与伦比的灵敏度和速度，在分析和鉴定小分子化合物、蛋白质和完整大分子(如抗体)等应用领域，具有前所未有的可信度。 　　而此次推出的新型maXis impact系统，凭借超高的性价比为科学研究、质量控制和实验室分析提供了前所未有的工作能力。maXis impact系统每秒可采集50张全谱图，分辨率达40,000 ，质量准确度达1 ppm。maXis impact系统适用于大样品量的实验室中，这些实验室已经配备了UHPLC分离系统以提高样品分析量。该系统即使在分析低质量碎片离子时也能保持高灵敏度。在痕量物质定量分析中，maXis impact可与传统的三重四极杆相匹敌，同时能够在UHPLC的分离速度下，保持超高的分辨率和得到精确的质量分布。 　　Bruker公司蛋白质组学主任Arnd Ingendoh博士表示：“maXis impact的高灵敏MS/MS分析能力使得自上而下的蛋白质组学分析更加便捷。用户可以利用maXis技术，以及我们提供的MALDI-TOF/TOF系统、新型糖组学工具、MALDI成像技术和用于PTM分析的ETD技术，发掘更深层次的蛋白质组学信息”。 　　maXis技术详解：采用多项领先技术的maXis系列质谱打破了长达20年的，增加TOF飞行路径就会牺牲灵敏度的说法。maXis系列质谱采用专利的in-flight离子光学系统，在离子飞行过程中也可对离子进行聚焦，解决了长飞行路径中因多次反射或者离子束切片造成的灵敏度显著下降的问题。其他高端Qq-TOF质谱仪也许具有高分辨率，但往往以损失灵敏度为代价 而使用旧的检测器获取高分析速度的做法，需要信号丢失仪器来人工“修复”动态范围，这便影响了复杂混合物中的物质分析。 　　关于Bruker Daltonic Inc. 　　美国布鲁克• 道尔顿公司(Bruker Daltonic Inc.)是世界著名的跨国分析仪器公司，以研发和制造广泛应用于医药、生物化学和化学等研究领域里的质谱仪和相关产品而领先于业界。欲了解更多信息，请登录www.bruker.com。

蛋白质降解调控是极其重要的基本生物化学过程，在细胞周期、信号转导、免疫响应、基因调控、新陈代谢、神经退行、癌症肿瘤、病毒感染以及蛋白毒性响应等主要细胞分子过程中发挥关键调控作用。在真核细胞中，绝大部分胞内蛋白都是通过泛素蛋白酶体途径（Ubiquitin-proteasome pathway），经过泛素化标记被蛋白酶体全酶降解的。2004年，Aaron Ciechanover, Irwin Rose和Avram Hershko三位科学家被授予了诺贝尔化学奖，以表彰他们对该泛素化通路介导蛋白质降解的历史性发现。蛋白酶体全酶，又称为26S proteasome，是由中间一个圆柱形20S核心颗粒和两端覆盖的一个或两个19S调节颗粒组成。19S包含一个环形异源六聚体马达——AAA-ATPase，通过多个协同ATP水解模式调控蛋白酶体降解泛素化底物。蛋白酶体功能紊乱与人体多种疾病相关，如癌症、神经退行性疾病和免疫疾病等。蛋白酶体是美国FDA批准的多种治疗癌症的上市小分子药物的直接靶标。在正常细胞中，蛋白酶体的功能受到多个水平的严格调控。去泛素化酶USP14是最主要的蛋白酶体调控分子，被认为是一个潜力巨大的治疗癌症和神经退行性疾病的重要靶标，其小分子抑制剂曾进入过美国一期临床研究，但围绕USP14功能机制的一系列悬而未决的关键问题极大限制了其靶向药物分子的开发和临床应用。USP14通过结合26S而被激活，然后以毫秒的时间尺度剪切底物上的泛素链。它是如何被蛋白酶体激活并调控蛋白酶体功能的，一直是全球研究机构和生物制药领域期待解决的关键科学问题。生命分子机器通过高度复杂的非平衡动力学过程和结构变化来实现其特殊功能，这一过程进而受到各种复杂分子间相互作用的精准调控。如何在原子水平直接观察天然态超大分子机器的功能态动力学过程，给现有的原子结构动态分析技术提出了空前挑战。毛有东教授实验室长期致力于发展基于冷冻电镜的动力学重建方法，围绕蛋白酶体、炎症小体等具有重大临床应用前景的靶点系统的结构功能、动力学机制和靶向调控分子设计深入开展前沿交叉研究——2016年报道了人源蛋白酶体基态的3.6 Å冷冻电镜结构及其他三个亚纳米分辨构象，并首次发现一个亚稳态构象的核心颗粒物转运通道处于开放状态（PNAS 2016 113: 12991-12996）。2017年，利用冷冻电镜解析高分辨率蛋白酶体19S调控复合体在结合组装伴侣p28的自由态的三维结构，阐释了组装伴侣蛋白Gankyrin/p28在蛋白酶体组装过程中构象选择的组装机理（Molecular Cell 2017 67: 322-333）。2018年4月，报道了6个ATPγS结合状态下的26S蛋白酶体动态结构，包括三个核心颗粒复合物开放态对应的亚稳简并态近原子分辨（4~5 Å）结构（Nature Communications 2018, 9: 1360）。2018年11月，在Nature首次报道了人源蛋白酶体26S在降解底物过程中的七种中间态构象的高分辨（2.8~3.6埃）结构，在原子水平呈现了蛋白酶体和底物相互作用的动态过程，首次实现了对AAA-ATPase六聚马达分子内ATP水解全周循环的完整过程的原子水平观测（Nature 2019 565:49-55）。这一系列工作揭示了蛋白酶体的原子架构、组装原理和降解泛素化底物的动力学基本规律。图1. (A) USP14调控下蛋白酶体复合体降解多泛素化底物的原子结构模型之一。(B) 时间分辨率冷冻电镜解析13种中间态的统计分布随蛋白质降解进程的时间演化。（Youdong Mao, CC BY 4.0）本研究课题进行之初，首先要克服的问题就是“时间分辨”。蛋白酶体降解底物的过程是很快的，时间尺度在毫秒至秒之间。正常条件下，想要通过冷冻电镜技术捕获此过程的中间态结构，是非常困难的。所以，课题组首先要让这个过程慢下来。通过大量的条件摸索，重建反应动力学体系和优化反应条件，包括优化缓冲体系、反应温度等条件，课题组优化出较为可行的实验方案，从而使得时间分辨冷冻电镜技术应用成为可能，最终获得了含时的45,193张USP14-26S复合体降解泛素底物过程中的冷冻电镜透射图样，挑取了3,556,806个USP14-26S-泛素底物复合体的颗粒图像。接下来面临的极端挑战就是“三维分类”，冷冻电镜捕获的复合体图像需要经过一系列的分类，将它们归为不同的构象类别，才能呈现出蛋白反应的动态过程。USP14结合到26S蛋白酶体后，使得降解底物的动力学过程更加复杂，想要在如此多的异构复合体颗粒图像中，鉴别出降解过程的各个时态的高分辨率非平衡构象，传统的三维分类方法是无法实现的。低精度的三维分类将导致低分辩的三维重建，从而无法获取原子水平的动力学信息，无法对含时的数据赋予自洽的动态变化的物理意义。课题组结合经过数年自主开发的新型深度学习高精度三维分类和四维重建方法，捕获了USP14-26S复合体降解多泛素化底物过程的13种不同功能中间状态的高分辨率（3.0~3.6埃）非平衡构象，通过时间分辨冷冻电镜分析，重建了受控蛋白酶体的完整动力学工作周期，并结合分子生物学功能和基因突变研究，阐明了USP14和26S相互调控活性的原子结构基础和非平衡动力学机制。研究发现USP14的活化同时依赖于泛素识别和蛋白酶体RPT1亚基的结合。出人意料的是，USP14通过别构效应，诱导蛋白酶体同时沿着两条并行状态转变路径发生构象变化；课题组成功捕获到了底物降解中间状态向底物抑制中间状态的瞬时转化。在底物降解途径中，USP14活化变构地重编程AAA-ATP酶马达的构象景观（Conformational landscape）和统计分布，并刺激20S底物通道的打开，从而观察到底物持续转运过程的ATPase六聚马达非对称ATP水解和近乎完整的全周循环周期。USP14-ATPase的动态相互作用，使得ATPase马达底物识别与26S自身的去泛素化酶RPN11催化发生去耦合效应，并在26S的泛素识别、底物的起始易位和泛素链回收过程中引入三个调控检查点（动力学分岔点）。这些发现为USP14调节26S的完整功能周期提供了全新的高分辨见解，并为USP14靶向药物治疗发现奠定了极为重要的机制基础。图2. 通过时间分辨冷冻电镜分析获取的USP14调控蛋白酶体底物降解的并行路径模型。（Youdong Mao, CC BY 4.0）Nature同期在线发表了题为“Control of human protein-degradation machinery revealed”的Research Briefing专栏推介文章，发表了审稿人和Nature编辑团队的官方点评，其中审稿人评价“该工作是一项重大研究，终于在原子水平解决了USP14活化和其调控蛋白酶体功能的机制问题”，Nature编辑团队指出“这一工作通过时间分辨冷冻电镜，结合功能分析，… … ，呈现了蛋白质降解过程中USP14和蛋白酶体的构象连续体”。这是首次将人工智能四维重建技术用于提升时间分辨冷冻电镜分析精度，针对重大疾病靶蛋白复合体，实现原子水平功能动力学观测的国际领先原创成果，展示了一类新型的蛋白质复合动力学研究范式。课题组博士后张书文与2019级博士生邹士涛为论文共同第一作者，毛有东教授为通讯作者。该论文的全部冷冻电镜数据在北大电子显微镜实验室和冷冻电镜平台上完成采集，大部分数据分析工作在北大高性能计算平台上完成。这项工作得到了北京市自然科学基金委员会重点专项、国家自然科学基金面上项目、国家杰出青年科学基金、国家重点实验室和北大-清华生命科学联合中心的支持。相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-022-04671-8Nature Research Briefing官方点评：https://doi.org/10.1038/d41586-022-01144-w

Vasco Kin原位时间分辨纳米粒度分析是新一代动态光散射纳米粒度分析仪，通过远程光学探头，进行原位非接触测量和反应动力学，用于监测纳米颗粒的合成、团聚或悬浮液稳定性的研究或监测。常用于实时纳米颗粒合成过程监控, 核反应堆内现场测量，与其它粒度特性测量仪器联用(如光谱仪、SAXS等)。粒度测量范围 : 0.5nm 到 10μm背向动态光散射原理，实时远程非接触测量监测纳米颗粒合成过程；监测整个过程的粒度变化情况，有助于稳定性研究全自动非接触测量：能穿透玻璃和塑料针管，测定包装物及反应釜中的粒度分布和随时间的变化适用样品浓度：0.1ppm-40%（w/v）时间分辨: DLS的分辨率为0.2s，用于动力学监测随时间变化的粒度分布彩色地形图“时间切片”功能：用户对测试后数据可进行任意时间段内的粒度分析样品前处理：无需样品前处理，直接测试硬件规格（核心单元）：1. 激光源： 高稳定性激光二极管（可选蓝光和绿光）2. 探测器： 无伪影雪崩光电二极管（APD）3. 计算设备： 内嵌专用电脑4. 数据处理： NanoKin® 相关和分析软件5. 典型测量时间：最快200ms。测量时间由样品和测量设置决定6. 操作条件/存储条件：15℃ ~ 40℃ / -10℃ ~ 50℃ – 非冷凝相对湿度 70% 7. 尺寸/重量： 220 x 220 x 64 mm (上半部分) / 2.5 kg 220 x 220 x 48 mm (下半部分) / 2.8 kgNano Kin™ 软件的主要特点： - 三个层级登录配置文件：管理员、专家、操作员 - 运行模式：包括测量、模拟、后分析（导入） - 直观导航（顺序） - 时间切片和动力学模式：独特的技术，允许监测快速动力学和/或准确的再现性测量（时间分辨率高达200毫秒）。 - 可读数据和绘图： - 动态导出数据/绘图（右键单击到剪贴板） - 报告文件格式：.pdf或.rtf（兼容writer软件） - 反转算法：- CUMULANTS 累积量算法：用于具有单分散趋势的单峰样品 - PADE-LAPLACE算法（专有）：多峰样品的离散数学方法。 - 稀疏贝叶斯学习算法（SBL；专有）：多峰样品的连续分布数学方法。对于所期望的分布斜率不需要先验知识，正则化参数自学习概率计算模块。创新点：VASCO 原位在线纳米粒度分析仪是基于光纤动态光散射（DLS）技术的纳米级悬浮和胶体特性的独特表征仪器。监测纳米颗粒合成，团聚或悬浮体系稳定性研究，帮助您实时分析样品动力学。 独特的“时间切片” 功能允许VASCO KinTM 用户对测试后的数据进行任意时间段内的粒径分析。用户可以获得所选时间尺度的相应的相关图和粒度分布。 稳频激光光源，雪崩光电二极管（APD）探测器；可直接测量亚纳米样品（如蛋白质），无需稀释，测量精度高 。 Vasco Kin原位时间分辨纳米粒度分析仪

HIGH RESOLUTION MASS SPEC2022.09TOFWERK PTR-TOF 2R高分辨质谱一般包括飞行时间质谱（TOF）、轨道阱质谱（Orbitrap）、磁质谱和傅里叶变换-离子回旋共振质谱（FT-ICR）。然而，并不是所有飞行时间质谱（TOF）都能被称为高分辨质谱。Q&A什么是FDA定义的“高分辨质谱”？根据美国食品药品监督管理局（FDA）食品和兽药项目（Foods and Veterinary Medicine Program）2015年发布的《利用精确质量数鉴定确认化学残留的接受标准》一文中，明确将目标m/z 分辨率（半高峰宽FWHM）≥10,000的质谱定义为“高分辨质谱high resolution mass spectrometry (HRMS)”。欧盟在EU 2002/657/EC指南中将高分辨质谱定义为（双峰法）10%峰谷处分辨率≥10,000，转换成FWHM定义相当于20,000左右，但此标准未定义质量准确度。2013年欧洲食品与健康总局（SANTE）的SANCO/12571/2013中，将高分辨质谱定义为具有高分辨力的质谱，通常分辨率超过20,000。然而在最新的SANTE/11312/2021中，取消了“高分辨质谱”这一词条，改为明确要求质量准确度≤5 ppm。目前我国在《质谱方法通则》（GB T 6041-2020）中，未明确定义高分辨质谱标准，而在《禽畜血液和尿液中150种兽药及其他化合物鉴别与确认》（农业农村部公告第197号-9-2019）中，鉴别法要求母离子质量准确度≤5 ppm。Q&A如何定义分辨率（FWHM）？*图1 FDA标准对FWHM定义分辨率=M/△M，M为目标m/z，△M为目标m/z峰高一半时的宽度（如上图所示）Q&A如何定义准确度（Accuracy）？质量准确度（ppm）=（实测质量数-理论质量数）/理论质量数x106。Q&AFDA和SANTE高分辨质谱全扫描模式（Full Scan）鉴别和确认要求？FDA要求至少两个具有结构特征（structurally significant）的母离子，且准确度均≤5 ppm。SANTE要求两个离子的质量准确度均≤5 ppm，其中至少有1个碎片离子（例：不能两个为同位素母离子），两个离子中最好有分子离子（M+或M-）、得质子分子离子（M+H或M-H）或加合离子（如M+NH4+）。（SANTE认为如果两个离子间仅相差水分子，对鉴别意义不大）m/z＜200时准确度＜1 mDa，离子比吻合。Q&A在高分辨质谱方法中，空白样中目标m/z完全没有噪音时（即无法计算信噪比S/N）时，确定样品中有效信号（即阳性）的方法？例：芬太尼理论精确质量数336.2202，即[M+H]+为337.2274，三重四级杆受分辨率限制，只能输出337.2±0.2 Da段的总信号，空白样品不含芬太尼，因此337.2±0.2 Da总信号记作噪音（N），国标中绝大多数都以信噪比（S/N）≥3为检出限。但高分辨质谱可以精确解析这些无关信号，空白样品中可能完全没有m/z 337.2274（±5 ppm）信号，即噪音为零。对此FDA和SANTE作出以下解释：FDA：可以设定样品与对比标准品的相对信号强度阈值，来识别信号。SANTE：样品中必须连续5张图都存在该m/z才能确定为信号。Q&AFDA和SANTE对筛查检测（定性或半定量检测）质谱的要求？FDA和SANTE均未对用于筛查检测的质谱提出分辨率要求，甚至不要求色谱分离，但筛查结果需要与数据库作对比，并要求假阴性＜5%，假阳性＜10-15%，因此实际多用高分辨质谱。FDA提出即使在鉴定确认实验前，先进行广谱筛查作为预实验，能够有效提高检测效率。对于非靶向方法（Non-targeted analysis），FDA和SANTE均认同可以先运用适当的方法去除背景噪音并提取峰（质谱软件一般都提供这些简便的功能）来解读这些离子峰。高分辨质谱提供的准确分子式准确度应在3 ppm以内。同位素峰的分布比例也是也是关键的筛查标准，同位素比例偏差应在5%以内，比如氯-35和氯-37的比例应接近3：1；含碳化合物的碳-12，碳-13，碳-14也应符合其分布比例（质谱软件可提供分子式的模拟分布）。TOFWERK Vocus 2R CI-/PTR-TOF 在高灵敏度**同时，具有≥10,000高分辨率，轻松满足从环境大气、风味物质，到农残兽残、营养物质的高分辨标准需求。多种电离形式、原位电离源，可供选择，提升分析物覆盖度，增强检测选择性。 “阅读原文” 《高分辨PTR-TOF测定芬太尼》*FDA标准中将Resolving Power（分辨力）定义为M/△M，Mass Resolution（分辨率）定义为△M/M，即两者互为倒数。根据质谱仪器的显示习惯和国内习惯说法，此处用分辨率代替原文分辨力。SANTE标准指出两者经常混用，按一般规律理解即可。**二甲苯灵敏度≥30,000 cps/ppb请留言索取下列参考文献：[1] Food and Drug Administration, “Acceptance Criteria for Confirmation of Identity of Chemical Residues using Exact Mass Data within the Office of Foodsand Veterinary Medicine ”https://www.fda.gov/downloads/ScienceResearch/FieldScience/UCM491328.pdf[2] European Commission, Health & Consumer Protection Directorate-General, “Guidance Document on Analytical Quality Control and Method Validation Procedures for Pesticide Residues and Analysis in Food and Feed”, SANCO/12571/2013https://ec.europa.eu/food/sites/food/files/plant/docs/pesticides_mrl_guidelines_wrkdoc_2017-11813.pdf[3] European Commission, Health and Food Safety, “Analytical Quality Control and Method Validation Procedures for Pesticide Residues and Analysis in Food and Feed”, SANTE/11312/2021[4] U.S. Food and Drug Administration Foods Program, “Guidelines for the Validation of Chemical Methods in Food, Feed, Cosmetics, and Veterinary Products (3rd Edition)”, October 2019[5] 农业农村部，《禽畜血液和尿液中150种兽药及其他化合物鉴别与确认》（农业农村部公告第197号-9-2019）[6] 国家市场监督管理总局，国家标准化管理委员会，《质谱方法通则 GB/T 6041-2020》，2020-03-31

Vocus PTR-TOF 市场领先的灵敏度和质量分辨率给挥发性有机物(VOCs)在线监测等领域带来了前所未有的可能性独家的亚ppt级的检测限和高达15000的质量分辨数秒内的亚ppt 级检测限• 超高灵敏度定量痕量有机化合物• 通过快速分析提高检测效率• 通过超高精度展现气体的动态过程现有最高的PTR-MS质量分辨率• 分辨复杂混合物样品中的同量异素体• 基于准确质量和同位素分布对分析物进行识别1. 高质量分辨率可实现复杂样品中各个化合物的可靠分析该谱图展示了Vocus 2R PTR-TOF仪器所检测的松针切口释放的复杂多样的生物源VOCs。放大的插图展示了2R型号仪器可以实现同量化合物的分离和识别。2. 超快的检测响应以3 Hz 频率实时监测人体呼气，包括植物咳嗽药片服用前和服用后的情况。成百上千种化合物出现在了服用后的数据中，包括单萜类、倍半萜等其他植物源化合物。这里选择了几种进行了展示，以显示Vocus PTR-TOF的超快时间响应和极广的动态浓度范围。Vocus PTR-TOF 仪器可对超低浓度化合物的动态变化进行实时定量。创新点：仪器灵敏度有较大突破，是上一代的3-4倍。而且该灵敏度在该行业中独一无二，遥遥领先。 PTR-TOF-MS 高分辨率质子转移反应飞行时间质谱

北京大学物理学院凝聚态物理与材料物理研究所、人工微结构和介观物理国家重点实验室、国家生物医学成像科学中心、北大-清华生命科学联合中心、定量生物学中心毛有东教授团队利用自主研发的深度学习高精度四维重建技术，发展并应用时间分辨冷冻电镜，阐明了原子水平人源蛋白酶体动力学调控和构象重编程机制。2022年4月27日，相关研究成果以《时间分辨冷冻电镜解析人源蛋白酶体在USP14调控下的变构》（“USP14-regulatedallostery of the human proteasome by time-resolved cryo-EM” ）为题，在线发表于国际顶级学术期刊《自然》（Nature）。同期，研究人员、审稿人和Nature编辑团队联合，在研究简报（Research Briefing）专栏在线发表了题为《人体蛋白质降解机制的控制揭示》（“Control of human protein-degradation machinery revealed” ）的推介文章，其中审稿人评价“该工作是一项重大研究，终于在原子水平解决了USP14活化和其调控蛋白酶体功能的机制问题”；Nature编辑团队指出“这一工作通过时间分辨冷冻电镜，结合功能分析… … 呈现了蛋白质降解过程中USP14和蛋白酶体的构象连续体”。这是首次将人工智能四维重建技术应用于大幅提升时间分辨冷冻电镜分析精度，针对重大疾病靶蛋白复合体，实现原子水平功能动力学观测的国际领先原创成果，展示了一类新型的蛋白质复合动力学研究范式。蛋白质降解调控是极其重要的基本生物化学过程，在细胞周期、信号转导、免疫响应、基因调控、新陈代谢、神经退行、癌症肿瘤、病毒感染以及蛋白毒性响应等主要细胞分子过程中发挥着关键的调控作用。在真核细胞中，绝大部分胞内蛋白都是通过泛素蛋白酶体途径（Ubiquitin-proteasome pathway），经过泛素化标记被蛋白酶体全酶降解的。2004年，Aaron Ciechanover，Irwin Rose和AvramHershko三位科学家因“对该泛素化通路介导蛋白质降解的历史性发现”被授予诺贝尔化学奖。蛋白酶体全酶，又称为26S proteasome，是由中间一个圆柱形20S核心颗粒和两端覆盖的一个或两个19S调节颗粒组成。19S包含一个环形异源六聚体马达——AAA-ATPase，通过多个协同ATP水解模式调控蛋白酶体降解泛素化底物。蛋白酶体功能紊乱与人体多种疾病相关，如癌症、神经退行性疾病和免疫疾病等。蛋白酶体是美国食品药品监督管理局（FDA）批准的多种治疗癌症的上市小分子药物的直接靶标。在正常细胞中，蛋白酶体的功能受到多个水平的严格调控。去泛素化酶USP14是最主要的蛋白酶体调控分子，被认为是一个潜力巨大的治疗癌症和神经退行性疾病的重要靶标，其小分子抑制剂曾进入过美国一期临床研究，但围绕USP14功能机制的一系列悬而未决的关键问题极大地限制了其靶向药物分子的开发和临床应用。USP14通过结合26S而被激活，然后以毫秒的时间尺度剪切底物上的泛素链；但其如何被蛋白酶体激活并调控蛋白酶体功能，一直是全球研究机构和生物制药领域期待解决的关键科学问题。生命分子机器通过高度复杂的非平衡动力学过程和结构变化来实现其特殊功能，这一过程进而受到各种复杂分子间相互作用的精准调控。如何在原子水平直接观察天然态超大分子机器的功能态动力学过程，给现有的原子结构动态分析技术提出了空前挑战。毛有东教授团队长期致力于发展基于冷冻电镜的动力学重建方法，围绕蛋白酶体、炎症小体等具有重大临床应用前景的靶点系统的结构功能、动力学机制和靶向调控分子设计深入开展前沿交叉研究：2016年，在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上报道了人源蛋白酶体基态的3.6 Å冷冻电镜结构及其他三个亚纳米分辨构象，并首次发现一个亚稳态构象的核心颗粒物转运通道处于开放状态（PNAS2016 113: 12991-12996）；2017年，利用冷冻电镜解析高分辨率蛋白酶体19S调控复合体在结合组装伴侣p28的自由态的三维结构，阐释了组装伴侣蛋白Gankyrin/p28在蛋白酶体组装过程中构象选择的组装机理（Molecular Cell 2017 67: 322-333）；2018年4月，在《自然通讯》（Nature Communications）上报道了6个ATPγS结合状态下的26S蛋白酶体动态结构，包括三个核心颗粒复合物开放态对应的亚稳简并态近原子分辨（4~5 Å）结构（Nature Communications 2018, 9: 1360）；2018年11月，在《自然》（Nature）上首次报道了人源蛋白酶体26S在降解底物过程中的七种中间态构象的高分辨（2.8~3.6Å）结构，在原子水平呈现了蛋白酶体和底物相互作用的动态过程，首次实现了对AAA-ATPase六聚马达分子内ATP水解全周循环的完整过程的原子水平观测（Nature 2019 565: 49-55）。这一系列工作揭示了蛋白酶体的原子架构、组装原理和降解泛素化底物的动力学基本规律。(A) USP14调控下蛋白酶体复合体降解多泛素化底物的原子结构模型之一；(B) 时间分辨率冷冻电镜解析13种中间态的统计分布随蛋白质降解进程的时间演化（Youdong Mao, CC BY 4.0）科学研究的过程总是艰难曲折，要克服的首要困难是“时间分辨”：蛋白酶体降解底物的过程很快，时间尺度在毫秒至秒之间，正常条件下，想要通过冷冻电镜技术捕获此过程的中间态结构非常困难，因此，首先要让这个过程慢下来。研究团队通过大量的条件摸索，重建反应动力学体系和优化反应条件，包括优化缓冲体系、反应温度等条件，优化出较为可行的实验方案，从而使得时间分辨冷冻电镜技术应用成为可能，最终获得了含时的45,193张USP14-26S复合体降解泛素底物过程中的冷冻电镜透射图样，挑取了3,556,806个USP14-26S-泛素底物复合体的颗粒图像。接下来面临的极端挑战是“三维分类”，冷冻电镜捕获的复合体图像需要经过一系列的分类，将它们归为不同的构象类别，才能呈现出蛋白反应的动态过程。USP14结合到26S蛋白酶体后，使得降解底物的动力学过程更加复杂，想要在如此多的异构复合体颗粒图像中，鉴别出降解过程的各个时态的高分辨率非平衡构象，传统的三维分类方法是无法实现的。低精度的三维分类将导致低分辨的三维重建，从而无法获取原子水平的动力学信息，无法对含时的数据赋予自洽的动态变化的物理意义。研究团队结合经过数年自主开发的新型深度学习高精度三维分类和四维重建方法，捕获了USP14-26S复合体降解多泛素化底物过程的13种不同功能中间状态的高分辨率（3.0~3.6Å）非平衡构象，通过时间分辨冷冻电镜分析，重建了受控蛋白酶体的完整动力学工作周期，并结合分子生物学功能和基因突变研究，阐明了USP14和26S相互调控活性的原子结构基础和非平衡动力学机制。研究发现USP14的活化同时依赖于泛素识别和蛋白酶体RPT1亚基的结合。出人意料的是，USP14通过别构效应，诱导蛋白酶体同时沿着两条并行状态转变路径发生构象变化；研究团队成功捕获到了底物降解中间状态向底物抑制中间状态的瞬时转化。在底物降解途径中，USP14活化变构地重编程AAA-ATP酶马达的构象景观（Conformational landscape）和统计分布，并刺激20S底物通道的打开，从而观察到底物持续转运过程的ATPase六聚马达非对称ATP水解和近乎完整的全周循环周期。USP14-ATPase的动态相互作用，使得ATPase马达底物识别与26S自身的去泛素化酶RPN11催化发生去耦合效应，并在26S的泛素识别、底物的起始易位和泛素链回收过程中引入三个调控检查点（动力学分岔点）。这些发现为USP14调节26S的完整功能周期提供了全新的高分辨见解，并为USP14靶向药物治疗发现奠定了极为重要的机制基础。通过时间分辨冷冻电镜分析获取的USP14调控蛋白酶体底物降解的并行路径模型（Youdong Mao, CC BY 4.0）北京大学“博雅”博士后张书文和北京大学物理学院2019级博士研究生邹士涛为论文的共同第一作者，毛有东为通讯作者。研究工作中的全部冷冻电镜数据在北京大学电子显微镜实验室和冷冻电镜平台上完成采集，大部分数据分析工作在北京大学高性能计算平台上完成。上述研究工作得到北京市自然科学基金、国家自然科学基金、国家杰出青年科学基金，北大-清华生命科学联合中心等支持。

Archimed是鲲鹏基因汲取定量PCR技术发展之精华，由国际化资深技术团队匠心打造的全球首款时间分辨实时荧光定量PCR系统。基于菲涅尔透镜的新型光路系统、专利的时间分辨信号采集技术及独特的控温技术，使Archimed在检测灵敏度、光路串扰、温度均一性及准确性等方面引领国际先进水平。同时，基于全球视野的产品设计理念及制造工艺，赋予Archimed国际水准的优异品质。 精益求精，恒久品质Constant Perfection，Constant Quality 卓越品质：• 创新的光学检测系统——更高的灵敏度• 专利的时间分辨信号采集技术——更少的光路串扰• 独特的镂空式温控模块——更稳定快速的热循环控制• 人性化且功能完备的软件——更全面的应用、更简易的操作• 高性价比——更新的技术、更合理的价格• 即装即用——无需调试校正，更低维护成本• 全方位的售后服务——更值得信赖的合作伙伴 广泛应用：• 基因表达分析 • 基因分型 • 基因突变检测 • 病原体检测• 转基因检测 • 蛋白热稳定性分析 • miRNA研究 • 遗传分析技术创新，引领未来Innovation for Excellence Archimed光学检测系统核心优势：• 高灵敏 • 防串扰 • 快速检测 • 免校正 • 免维护 光路系统示意图Archimed温控模块核心优势：• 杰出的温度均一性及准确性，孔间温度均一性及准确性可达±0.2℃；• 极佳的升降温速率，模块最大升降温速率6℃/秒，样品最大升降温速率2.7℃/秒；• 无温度边缘效应 温控模块示意图性能优异，结果可靠Excellent Performance，Reliable Results 极佳的性能表现：• 温度均一性和准确性达到±0.2℃，确保极高的数据重复性（SD0.05）。• 低至1.33倍的高分辨率和宽广的线性范围（10 logs），确保优异的数据准确性。• 杰出的防串扰多色检测性能，确保日益增长的多重数据需求。 高重复性（Ct SD≤0.05） 高分辨率（低至1.33倍） 宽广的线性范围（10 Logs） 多色防串扰 智能分析，多样应用Intelligent Analysis，Multiple Applications 智能便捷的软件系统：• 灵活的程序设定和操作向导； • 完备的数据分析方法； • 一键式数据导出；• 全中文界面，针对中国用户使用习惯而设计； • 无限制的安装拷贝次数；• 软件版本终身免费升级。 人性化导航实验设置 数据结果自动分析 快捷数据导出全面的功能：• 定性检测 • 绝对定量 • 相对定量 • 熔解曲线• 基因分型 • 蛋白热稳定性 • 梯度PCR 绝对定量-标准曲线 熔解曲线分析 定性分析 相对定量-表达差异柱状图创新点：光学检测方面，Archimed采用菲涅尔透镜结合大尺寸PMT这一专利的新型信号检测系统，PMT高检测灵敏度结合菲涅尔透镜体薄、焦距短的特点，辅以特殊的光路设计，缩短检测光路，让检测器最大程度接近样品。 扫描方式上，Archimed创新地采用时间分辨逐孔扫描检测技术，隔行排布扫描头的设计，高精度扫描头按时间顺序（时间分辨）让每个荧光检测通道遍历每个样品孔，从空间角度最大程度规避孔间串扰。 温控方面，Archimed采用最新型Peltier元件，保证质量和性能最佳。镂空式反应模块设计减少导热金属质量，提升升降温速率；镂空式孔槽有助于空气流通；利用导热碳膜及辅助加热板，实现边缘孔的温度补偿，提高整板温度均一性。 Archimed X6时间分辨荧光定量PCR

p style=" text-indent: 2em " strong span style=" text-indent: 2em " 仪器信息网讯 /span /strong span style=" text-indent: 2em " 2020年1月17日，日本电子（JEOL Ltd.）消息，日本电子完成收购INTEGRATED DYNAMIC ELECTRON SOLUTIONS，INC.（总部位于美国加利福尼亚，以下称IDES）的所有股份，IDES是一家专门从事与透射电子显微镜（TEM）相关技术的创业型企业。收购后，IDES将成为日本电子全资子公司。 /span /p p style=" text-indent: 2em " strong 背景与目的 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 正如日本电子正在实施的新的中期业务计划“三角计划2022”中概述—— strong span style=" color: rgb(0, 32, 96) " 公司将通过实施加速业务扩张的举措来推动持续和可持续的增长 /span /strong 。日本电子的旗舰产品TEM系统旨在观察原子分辨率的材料并检查其静态结构。 strong span style=" color: rgb(0, 32, 96) " IDES的独特技术将把这些TEM系统升级为“超快时间分辨的TEMs”，能够在纳秒（十亿分之一秒（10-9））到飞秒(一千万亿分之一秒(10-15秒)之间捕捉静止和动态图像，并用纳米级的空间分辨率进行记录。 /span /strong /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 32, 96) " strong 这些创新的系统可用于探索常规TEM无法触及的动力学和量子现象。将来，该系统还可以升级以支持在生命科学领域中的应用，如蛋白质运动研究。 /strong /span /p p style=" text-indent: 2em " IDES还提供与高速静电偏转和压缩感测有关的独特技术。 span style=" color: rgb(0, 32, 96) " strong 这些技术可以作为附件集成到TEM中，以微秒级的分辨率提供最小的损坏、高通量的TEM图像采集。 /strong /span /p p style=" text-indent: 2em " 此外， span style=" color: rgb(0, 32, 96) " strong IDES的当前技术及其正在开发的未来技术将使升级冷冻电子断层扫描_、扫描和扫描透射成像技术成为可能。 /strong /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(255, 255, 255) background-color: rgb(112, 48, 160) " strong 关于IDES /strong /span /p p style=" text-align: left text-indent: 2em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 200px height: 57px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/2de2900a-ac7f-40e8-9020-a5963f29bf1e.jpg" title=" ides.png" alt=" ides.png" width=" 200" height=" 57" border=" 0" vspace=" 0" / /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " strong 名称： /strong INTEGRATED DYNAMIC ELECTRON SOLUTIONS, INC.（集成动态电子解决方案公司） /p p style=" text-indent: 2em " strong 地址： /strong 美国加利福尼亚州普莱森顿市117单元5653号 /p p style=" text-indent: 2em " strong 成立时间： /strong 2009年 /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(255, 255, 255) background-color: rgb(112, 48, 160) " strong 关于日本电子 /strong /span /p p style=" text-align: left text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 200px height: 92px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/1b59b8a7-58ee-4a52-8926-50da7ac0baa7.jpg" title=" img_logo_en.png" alt=" img_logo_en.png" width=" 200" height=" 92" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em " 日本电子株式会社（JEOL Ltd., 董事长：栗原 权右卫门）成立于1949年，公司的业务包括三个部分：科学/计量仪器、工业设备以及医疗器械。主要产品如下： /p p style=" text-indent: 2em " strong 科学/计量仪器 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 电子光学设备（透射电子显微镜、 扫描电子显微镜、电子探针、 俄歇电镜、光电子谱仪和电子显微镜周边设备等） /p p style=" text-indent: 2em " 分析仪器（核磁共振谱仪、 电子自旋共振谱仪、质谱仪、(飞行时间质谱仪, 气相色谱－质谱联用仪, 液相色谱－质谱联用仪) 、 便携式气相色谱仪、气体监测仪等） /p p style=" text-indent: 2em " 计量检查仪器（扫描电子显微镜、 分析型扫描电子显微镜、电子显微镜周边设备、 复合电子束加工观察设备、 聚焦离子束加工观察设备、截面抛光仪、离子切片仪、半导体缺陷分析仪 、X射线荧光元素分析仪、手持式X射线荧光元素分析仪等） /p p style=" text-indent: 2em " strong 工业设备 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 半导体设备（电子束光刻系统(可变矩形束电子束光刻)、电子束光刻系统(圆形电子束光刻)等） /p p style=" text-indent: 2em " 工业设备(电子束蒸镀用的电子枪及电源、大功率电子枪及电源、 内置等离子体枪及电源、产生等离子体的高频电源、高频感应热等离子体装置等) /p p style=" text-indent: 2em " strong 医疗设备 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 医疗设备(自动分析仪、 样品传输系统、临床检查信息处理系统、 全自动氨基酸分析仪等) /p p br/ /p

时间分辨扫描电子显微镜是观察功能材料和生命体系表面结构动力学演变的重要设备，可以揭示材料、器件和生命体中电荷的超快转变规律，实现高时空分辨成像及原位测量，研究材料体系的瞬态演变，发现新现象。近期，中国科学院物理研究所李建奇研究团队依托怀柔综合极端条件实验装置成功自主研制了时间分辨扫描电子显微镜，完成了超快电子发射阴极、原位加载模块、激光港、显微图像分析等关键部件的研发工作（图1）。该设备是首台全国产化的超快扫描电子显微镜，主要包括：扫描电镜主机、飞秒激光器和光电联机装置，填补了我国在高时空分辨扫描分析设备领域的空白。该仪器具有国际领先的技术指标，光发射模式下时间分辨率优于1 ps，空间分辨率优于10 nm，原位变温分析范围覆盖100至1050 K。基于本设备的研发，研究团队已取得多项核心专利技术，研究了雪崩二极管器件中的光激发载流子动力学过程，展示了仪器的高时空分辨率能力（图2）。“时间分辨扫描电子显微镜研制”工作得到了北京市科技计划课题等的支持。图1：依托综合极端条件实验装置平台研制的“时间分辨扫描电子显微镜”实物图图2：半导体器件中的载流子超快运动：(a)和(b)为飞秒激光脉冲激发前后样品表面载流子分布变化情况（标尺：100微米）；(c) 载流子动态行为中包含的快过程和慢过程。

在乳液聚合过程中，聚合产物粒度分布的演变过程反映了乳液聚合反应的进行程度，对实验的关键现象、聚合机理以及最终产物的性能均有很大影响。本文综述了乳液聚合过程中粒度分布的测量方法，包括现有的离线（off-line）、半在线（on-line）和在线测量（in-line）方法。对比分析了各种测量方法的原理、分辨率、性能、优缺点等。此外，还探讨了在线测量技术的困难和挑战，并给出了几种原理上可行的发展方向或解决方案。乳液聚合颗粒粒径一般小于500 nm，并且为了满足产品性能需求粒径分布可能会出现多峰，因此对测量方法的分辨率有较高要求；同时为满足生产过程中的实时调控，对粒径分布的测量时间提出更严格要求。为了缩短测量粒度分布的时间，开发了半在线和在线测量方法。离线测量方法需要手动采样等准备工作，它们主要包括（但不限于）光散射技术（例如，动态光散射，DLS）、显微镜技术（例如，扫描电子显微镜，SEM）和分离技术（例如，毛细管流体动力学分级，CHDF）。在所有的粒径分布测量方法中，尽管离线测量技术需要诸如采样等耗时的分析准备工作，其仍是使用最广泛的技术，但它不能实时反映乳胶的粒径分布。电子显微镜测量作为一种典型的离线测量方法，其测量结果是绝对且准确的，因此可以用作参考标准。目前，成熟的工业光学显微镜（例如共聚焦光学显微镜）的分辨率可以达到亚微米级（100 nm），其可以在一定的测量范围内代替电子显微镜进行离线粒径分布测量。以DLS为代表的光散射技术是一种相对方便的技术，在离线测量方法中测量时间最短，但不适用于测量多分散性体系。分离技术操作相对简单，适用于几乎所有的多分散体系，但是某些分离测量技术必须使用校准曲线。对于多分散体系，可以先使用分离技术将它们分为几个单分散组，然后再使用DLS技术进行精确测量。由于离线测量方法需要进行手动取样等准备工作，所以其非常耗时；为了缩短测量粒度分布的时间，开发了半在线和在线测量方法。与仅需要一个分析仪器的离线测量方法不同，半在线和在线测量方法通常需要一组设备来构成分析系统。半在线测量是将离线测量仪器连接到反应器以完成自动采样，稀释和其他准备工作。“自动连续在线监测聚合反应（ACOMP）”是一个具有代表性的半在线测量粒径分布系统。半在线测量在一定程度上缩短了测量时间，但仍然无法避免采样和其他准备步骤。在线测量技术不进行采样，其直接使用光学原理等技术来实时监测反应器中的乳液聚合过程以获取粒度分布。由于在线测量技术避免采样等耗时的准备工作，其测量时间进一步缩短；然而，乳液聚合过程中粒度分布的在线测量并不是一种“完善的”测量技术。目前，仅有少数报道尝试探索这种方法用于特定的乳液聚合体系，并且现在还没有成熟的商业应用工具。主要原因是现有仪器缺乏测量精度，无法在高浓度的多相系统中处理来自不同粒子相的重叠信号，或无法捕获运动粒子的清晰图像。论文给出了乳液聚合颗粒粒径分布在线测量的几种可行的发展方向和解决方案，如：（1）直接使用光学原理进行实时测量粒度分布，例如光散射技术。光源发出的激光直接与反应器中的聚合物颗粒相互作用，然后检测器接收光信号并完成光电转换，最后使用特定的算法对光电信号进行分析，以获得粒度分布。该方法的困难在于光散射技术的原理是基于单散射理论，因此对粒子浓度有特殊要求。如果使用此技术实时监控聚合物颗粒的粒度分布，则需修改反应配方以降低聚合物颗粒的浓度，以便消除来自不同颗粒的重叠信号。（2）使用光学显微镜对反应器中的胶乳直接成像并用高速相机拍摄，然后使用图像分析技术进行实时分析，从而实现在线监测粒度分布的演变。电子显微镜分析过程中样品不能含水，因此使用电子显微镜基本上不可能进行在线测量。高分辨率光学显微镜（例如共聚焦显微镜）对样品的要求比电子显微镜要少，因此有可能实现在线测量粒度分布。该测量方案的难点在于高速相机是否可以快速捕获高速移动的纳米级聚合物颗粒。同时，该方案的局限性在于它只能实时监测焦平面中的聚合物颗粒，并且对反应器有很高的要求（例如高透光率）。（3）尽管一些学者认为在线测量应该避免经验模型，但是软传感器技术是一种很有前景的在线测量技术。然而，这种方法的困难在于缺乏精确的在线测量设备去验证模型。一种可行的方法是全面且多方位研究特定乳液聚合反应体系以获得足够的粒度分布数据，然后与大数据或人工智能技术相结合，以预测或计算在新的工作条件下的粒度分布。作者及团队介绍张庆华，男，1980年12月生，中国科学院过程工程研究所副研究员、硕士生导师，中国科学院大学授课教师，中国化工学会过程强化委员会青年委员，中国化工学会混合与搅拌专业委员会委员。2005-2009年中国科学院过程工程研究所攻读博士学位，2019.2—2020.2美国Iowa State University访问学者（美国李氏基金资助），合作导师为国际著名多相流专家Rodney O Fox教授。主持或参加多项国家自然科学基金、863项目、国家重点研发计划等项目。发表论文30多篇，申请专利10余项，撰写专著一章（多相反应器模拟、放大和过程强化，第三章）。长期从事聚合反应工程、多相流的在线测量和数值模拟等研究工作。 杨超，男，1971年8月生，江苏睢宁人。研究员、博士生导师。2010年获国家杰出青年科学基金。科技部“中青年科技创新领军人才”。中国科学院绿色过程与工程重点实验室常务副主任、绿色化学工程研究部主任。1993年南京化工学院化工系毕业后硕博连读，1998年获博士学位（导师为时钧院士和徐南平院士）。1998—2000年中国科学院化工冶金研究所博士后，在陈家镛院士和毛在砂研究员指导下，从事多相过程数值模拟和反应工程研究。2005—2006年美国康奈尔大学高访（美国李氏基金资助）。2019年获国家科技进步二等奖，2016年获何梁何利基金科学与技术创新奖，2015年获国家技术发明二等奖，2014年获中国工程院光华工程科技奖-青年奖，2013年获中国化学会-巴斯夫公司青年知识创新奖，2012年获日本化学工学会亚洲研究奖（SCEJ Asia Research Award），2011年获中国青年科技奖、中国科学院青年科学家奖，2010年获茅以升科学技术奖——北京青年科技奖，2009年获国家自然科学二等奖。2012年被评为全国优秀科技工作者，2015年获评中国科学院先进工作者。已发表SCI论文150余篇，出版英文专著1本，申请专利60余件，计算软件著作权29项。 研究团队多年以来一直应用多相流体力学、传递原理、反应工程等多学科方法，依据机理及验证实验、理论分析、数学模型和数值计算方法，开展多相搅拌反应器、聚合反应器和结晶反应器等的流动、传递、反应和传热的实验和数值模拟相关研究，在计算流体力学和计算传递学新方法、多相传递和反应耦合数学模型和数值模拟、多相体系的测量方法以及搅拌釜反应器内新型桨和内构件设计等方面有丰富的工作积累。获得2009 年的国家自然科学二等奖、2015年的国家技术发明二等奖和2019年国家科技进步二等奖。

美国力可公司今年推出的高分辨飞行时间质谱 Citius HRT和 Pegasus HRT，突破了传统飞行管分析器的局限性，在分辨率（10万）、采集速率（200张）、质量精度（ppb级）、同位素丰度等主要指标方面确立了新标准。荣获2011 PITTCON金奖，享誉业界。 为进一步与国内用户加强技术交流，分享分析经验，将于今年十月在北京、上海、大连举行新产品发布及应用技术研讨会，特邀应用专家Dr.Jeff Patrick讲解液相/气相-高分辨飞行时间质谱最新技术及应用，欢迎贵单位安排人员积极参与！ 一、会议时间、地点大连会议时间：2011年10月8日-11日，国际HPLC会议，全国色谱会大连会议地点：大连世界博览广场 上海会议时间：2011年10月12日，上午9时准时开始。上海会议地点：卢湾区淮海中路282号，上海雅诗阁酒店会议室（香港广场北楼） 北京会议时间：2011年10月14日，上午9时准时开始。北京会议地点：东城区王府井金鱼胡同3号，北京和平宾馆会议室 二、会议内容1. 美国力可公司高分辨飞行时间质谱Citius HRT产品介绍2. 美国力可公司高分辨飞行时间质谱Citius HRT应用实例 热忱恭候您的光临请参加本次新品发布会的代表尽快按下面回执信息，于2011年9月30日以前通过Email或者传真方式报名参加。传真：021 -64723700 邮箱：rebecca_zheng@lecochina.com.cn 邀请函回执 单位名称 姓名 联系手机 电子邮箱 与会地（请选择）： 大连 北京 上海

近日，中科院大连化学物理研究所研究员徐兆超团队发展了聚集体调控探针，解决了以往蛋白标签荧光探针在超分辨成像应用中缺乏对多种细胞器通用性标记的问题。相关研究成果已发表于《聚集体》。　　纳米尺度下细胞器与亚细胞器动态行为的监测与解析对于生命进程的解密至关重要。徐兆超团队前期针对溶酶体内酸性微环境设计合成了溶酶体自闪染料，并借助单分子定位显微镜（SMLM）实时监测了溶酶体运动并发现4种溶酶体间相互作用模式，针对脂滴内部高度疏水环境设计了缓冲脂滴探针，实现了脂滴的稳定超分辨成像并发现脂滴融合的新模式。该团队构建的SNAP蛋白标签探针还克服了传统线粒体探针易受电位波动而脱靶的问题，实现了对线粒体的稳定标记和动态超分辨成像。　　然而，蛋白标签荧光探针依然面临细胞渗透性差的问题，特别是探针在细胞内局域分布使得单一探针难以具有对多种细胞器广谱性标记的性能。对此，该团队发展了具有“单体—二聚体—聚集体”多体系动态调控的SNAP蛋白标签探针BGAN-Aze，该探针在细胞外形成荧光淬灭的纳米聚集体而具有快速穿透细胞膜和在细胞内广泛分布的能力，在细胞内以单体的形式与目标蛋白共价连接，并伴随荧光的恢复，最终实现细胞内多种细胞器选择性荧光识别与细胞器亚结构的动态超分辨成像。　　此外，研究发现BGAN-Aze为不带电荷的中性分子，可保持高度的细胞渗透性与生物相容性，能够实现纳米尺度下对细胞膜、线粒体、细胞核等多种细胞器亚结构的长时间追踪。　　该探针基于遗传编码技术，实现了细胞内多种细胞器选择性荧光识别的广谱应用性，并且实现了细胞器亚结构的动态超分辨成像，进而揭示了多种未见报道的细胞器结构动态变化，为进一步研究不同细胞器的功能提供工具。

微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪 传统光谱仪由于光源，测量方式等限制，需要几秒钟或者更长的测量时间来获取一个完整的光谱。 然而，生物医学、化学动力学等许多过程都是发生在微秒级的时间内，这些过程是传统技术的光谱仪没办法观察到。IRsweep公司推出的IRis-F1时间分辨快速双光梳红外光谱仪是一种基于量子级联激光器频率梳的红外光谱仪，突破了传统光谱仪需要几秒钟或者更长的测量时间来获取一个完整的光谱的限制，能实现高达1 μs时间分辨的红外光谱快速测量，完美提供了结合高测量速度（微秒级时间分辨率）、高光谱分辨率和宽光谱范围的解决方案，这种高速的测量方案开启了生物医药、化学反应动力学光谱分析的全新的可能。IRis-F1 微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪 IRis-F1 微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪原理示意图 主要特点： 1 μs时间分辨率 高达0.25 ~0.5 cm-1波数分辨率 双量子级联激光频率梳技术提供高能量光源 测量数据信噪比高 易于微量及痕量光谱分析 方便易用、可靠性高 主要技术参数： 高信噪比广泛的应用领域： 时间分辨光谱 动力学研究 光催化研究 高通红外光谱分析 适用固体、液体、气体样品化学成分分析 主要应用案例：1、菌紫红质时间分辨红外光谱研究 菌紫红质（bacteriorhodopsin）是存在于细菌（如生活在盐湖中的嗜盐细菌）中的光敏跨膜质子泵。 菌紫红质结构示意图 盐湖中嗜盐细菌光敏变色 实验装置示意图 时间分辨快速双光梳红外光谱测量结果显示： 成功观察到微秒时间分辨下的菌紫红质光敏状态变化 在微秒测试时间内，mOD浓度下光谱结果良好 光谱噪音水平低 时间分辨快速双光梳红外光谱适用于： 直接分析快速生物过程 实时研究动力学变化 高通分析蛋白-配体相互作用 时间分辨快速双光梳红外光谱测量结果 2、光催化过程的时间分辨红外光谱研究 三联吡啶钌（Ru(bpy)32+ ）由于具有良好的受激发特性，在电致发光（ECL）检测领域有着广泛的应用。 光催化水分解反应机理: (i) Ru(bpy)32+ 被光激活；(ii) 消耗 S2O82- ，变为3+ 价转态 (iii)在 Co3O4 催化下，电子从水转移到 Ru(bpy)33+ 还原成2+价转态 相应的实验方案示意图 时间分辨快速双光梳红外光谱测量结果显示： 成功观察到微秒时间分辨下的催化反应 获得μOD浓度下信号 能结合ATR技术时间分辨快速双光梳红外光谱适用用于： 催化反应 化学反应 反应过程监控时间分辨快速双光梳红外光谱测量结果 3、时间分辨红外光谱进行远距探测 远距探测用于远程探测危险物质，如爆炸物、生物/化学试剂等在安全防护领域具有重要的意义。而远距探测依赖于来自遥远表面的光束反射信号探测，具有较大的挑战。 实验装置示意图IRsweep远程探测方案测量结果 IRsweep远程探测方案测量结果显示： 成功探测到远程物体的漫反射信号 较高的输出能量具有远程探测的优势 能探测到 1 μg/cm2 表面覆盖的信号IRsweep远程探测方案可用于： 国土安全 机场安检 IRsweep 相关光学产品 IRcell – 超长光程激光样品池 适用于红外激光吸收光谱 工业、医疗、环境领域的痕量气体检测 工业过程控制 安全监控 微量样品测试 更低容量更高灵敏度 光程长度：349 cm 样品池体积：38 ml 低边噪声水平： 成功探测呼唤气体中的CO2和CO 较长的光程具有痕量气体探测的优势 对痕量气体探测具有很高的信噪比IRcell适用用于： 工业、医疗、环境领域的痕量气体检测 工业过程控制 安全监控 微量样品测试 部分用户 2018年8月，首套新一代IRis-F1时间分辨快速双光梳红外光谱系统在德国柏林自由大学（ Free University of Berlin）的Joachim Heberle 教授组成功完成安装。 创新点：基于量子级联激光器频率梳技术，突破了传统光谱仪需要几秒钟或者更长的测量时间来获取一个完整的光谱的限制，能实现高达1μ s时间分辨的红外光谱快速测量。 微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪

4D前沿技术原位动态听客户说 CUSTOMER唯一一款适合实验室的动态显微CT揭秘革命性X射线显微CT显微CT，是现有的唯一一种能够对样品的内部结构和成分进行成像的显微镜方法。如今，显微 CT 的无损成像技术可以随着时间的变化跟踪记录样品的动态行为，时间就是第四维，这是最新的时间分辨显微CT（4D CT）。尽管4D CT向科学界展示了一种全新的研究方法，能够以微米级分辨率从内到外跟踪样品的变化过程，但该方法仍有一些局限性：实验室中的传统显微CT 是一种相对较慢的成像方法。在CT 360度旋转扫描过程中，采集的时间需要快于样品内部发生变化的时间，否则重建出的三维结果会有运动伪影，这意味着传统实验室中的时间分辨 CT 只能用于跟踪监测非常缓慢的过程，例如金属腐蚀，蠕变过程或缓慢结晶现象。在破坏性实验情况下，例如压缩实验，这类实验需要在不同阶段停止，以便进行准静态成像，传统时间分辨CT无法跟踪快速和不间断的变化过程。如今，最快速的解决方案是用同步加速器显微CT，它的时间分辨率远小于每秒一圈。然而，它们的可用范围相当有限、运行成本也十分昂贵。相对以上2种方案，动态显微 CT 解决方案DynaTOM，适用范围更广，性价比更高，目前，是市场上唯一一款介于传统实验室显微 CT 和同步加速器显微 CT 之间的桥梁。DynaTOM动态显微CT不仅具有高读取速度且高功率的 X 射线源和探测器，能够在几秒钟内采集完整的 3D 断层图像。更重要的是可实现样品或射线源-探测器的连续、无限旋转。解决哪些痛点FEATURES终于可实现不间断的3D原位实验的CT系统达到低至0.6微米的空间分辨率能构建出完整的层析图像，以秒为单位终于将实验室的显微CT时间分辨率极限降低到几秒钟应用场景 APPLICATION已经被成功应用于：一、作为验证计算模型的工具动态 CT 被用作数值模型的验证工具，预测和模拟泡沫金属的机械性能。这些泡沫金属是我们日常生活中存在的许多物体和材料的关键材料。它们在轻型车辆中使用但不会影响强度（航空航天、汽车），也可用于减振（作汽车的车前防撞缓冲区）。然而，表征这些泡沫金属并非易事，因为它们是不透明的、复杂的3D 结构。传统的机械测试只能从宏观角度测试材料性能，无法完全了解微观细节。因此，通常将数值建模作为一种新的工具来模拟实验和预测泡沫金属的应力应变行为。但到目前为止，还没有真正的方法可以验证这些数值模型的结果，因此引入了动态显微CT 来评估泡沫金属压缩模拟结果的有效性。（泡沫支柱的屈曲在实验（左）和模拟（右）中展现）二、作为量化药片快速结构变化的工具动态 CT 用于更好地了解药物固体剂型（片剂或胶囊）的溶解过程。剂型是控制患者的活性药物成分的主要形式，通常由压实的粉末和添加的赋形剂组成。为了将活性药物成分输送给患者，压实的片剂需要机械破碎成更小的颗粒。而辅料的混合是必不可少的，因为它可以控制药物在体内的释放过程并确保产品的品质。因此，固体剂型是在不同长度尺度上具有高度异质性的复杂结构。大多数了解片剂溶解行为的定量研究都是基于测量整个片剂或单个颗粒的体积增加。通常，体积增加是由于产品与水接触时的溶胀机制。可以通过液滴方法或直接通过毛细管吸收来添加水，并且通常可以直观地记录体积变化。然而，为了同时研究水在片剂内部的渗透、崩解和溶胀，需要以非破坏性和全 3D 方式可视化该过程。（动态实验在时间轴上的三个不同阶段。水锋在平板电脑上移动得非常快；吸水后，样品中存在大的裂缝和空隙，并且观察到体积增加。）三、更多应用实例，请搜索bilibili视频号：TESCAN中国实验室中的动态显微 CT 是时间分辨、无损成像的新前沿。在实验室显微 CT 系统上快速、不间断地成像的能力为先进材料开辟了新的评估方法，并使工程师能够通过原位实验验证或纠正材料行为。结合使用专业解决方案的数值模型，这种新的分析方法将显着提高新材料和设备的开发速度，同时降低其开发成本。(以上文章已被科技界4大杂志巨头之一Wiley旗下的Wiley Analytical Science收录。具体应用内容请关注下一期“前沿分享”） 敬请期待下一期...

为了应对气候变化，可再生能源的使用被认为是行业以及私人要实施的最优先行动之一。现今所谓干净能源的使用受到若干因素的限制，其中间歇性的性质，即电力在不同时间范围内波动，是一个特别具有挑战性的问题。此外，锂电池的广泛使用使其效率受限，从而阻碍了向零排放电力来源的过渡。另外，燃料电池利用化学反应将能源转化电能，从而规避了发电、运输和储存的时间依赖性问题。质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 被认为是用于运输和其他移动应用的有前景的可再生能源 。图1. 质子交换膜燃料电池示意图。阳极(2H2 - 4h + + 4e -)和阴极(O2 + 4H+ + 4e - - 2H2O)发生了两个化学反应，从而产生电流。概述碳载铂电催化剂的降解过程 为了催化氧还原和氢氧化反应，碳载铂或铂合金纳米颗粒是目前应用最广泛的质子交换膜燃料电池电催化剂。然而，铂的高成本和稀缺性阻碍了其大规模的商业化。为了使这种类型的燃料电池在实际应用中具有竞争力，目前大量的研究集中在了解降解机制，最终目标是提高催化活性和稳定性。加速应力测试(ASTs)通常用于减少实验的测试时间。根据外加电位，可以区分出两种降解路径。1、当操作电位在≈6到≈1 V之间时，电化学Ostwald熟化过程有利于形成较大的Pt纳米粒子，而牺牲较小的Pt纳米粒子。2、当阴极电位大于5v时，碳载体的腐蚀会导致Pt纳米粒子的分离并最终形成聚集。 因此，纳米尺度的粒径分布研究成为了解电催化剂材料降解研究的重要部分。为此，小角X射线散射（SAXS）是一种强大的技术，可以提供关于催化剂形貌（纳米颗粒的形状、大小和粒径分布）等有价值的信息。催化剂降解循环中粒径分布的时间分辨演化可以通过对大量样品进行的非原位测量或通过更合适的原位操作进行推断。原位SAXS测试通常在同步辐射X射线光源进行，因为它们的强光源和碳载体的直接背景扣除。对于实验室光源进行的测试，背景通常是在无铂碳电极上进行非原位测量，其降解过程与研究对象的降解过程相同。通常，这需要二次单独实验，如果测量条件不相同，则在归一化过程中会产生额外的误差。数据采集的发展提供了用实验室X射线光源采集高质量催化剂降解原位SAXS数据的可能性 最近，来自哥本哈根大学和尼泊尔大学的一组研究人员提出了一种工作电极的新设计，可以在电池的无催化剂部分上记录操作背景数据，该部分进行了与催化剂膜相同的电化学处理。他们的概念验证研究表明，作为单个实验的一部分，在实验室X射线源上进行的原位SAXS测量可以进行适当的背景扣除。 使用加速应力测试前后（即使用新设计的工作电极）收集的背景数据获得的概率密度函数，与非原位测量的原始无电解样品上记录的数据进行比较（见下图）。第一个显著观察结果是电化学测试后采集的背景扫描归一化（图2b）比电化学测试前采集的背景扫描归一化（图2a）与原始样本更匹配。 此外，当将粒径分布作为AST步骤的函数进行分析时，使用包含两种不同粒径分布的模型，就会出现如图2 (b)所示的两种明显的转变:1、小颗粒的粒径尺寸不断增大，而大颗粒的粒径尺寸保持不变2、小颗粒的概率密度随大颗粒概率密度的增大而减小。 因此，原位SAXS测量结果表明，在ASTs作用下，Pt/C燃料电池的降解过程包括Pt的连续溶解，和Oswald熟 化，而不是粒子聚集的过程。图2. 概率密度随粒子直径变化的函数，从SAXS测量中获得，记录在AST周期的不同时刻。(a) AST周期前采集的归一化背景扫描数据。(b) AST周期后采集的归一化背景扫描数据。每张图的插图描述的是AST周期之前（并对其各自的背景扫描进行归一化）的样品与原始的非原位样品（不使用电解质测量）之间的比较。由Johanna Schröder和Jacob j.k Kirkensgaard提供。 这一概念验证研究证明了利用实验室X射线光源和改性电化学电池获得催化剂降解采集高质量SAXS数据的可能性。背景扣除的进展为实验室实验打开了机会的大门，与同步辐射相比，实验室测量为优化实验和重复性研究提供了更大的灵活性。同时，在实验室环境中获得的SAXS初步数据可用于设计更有效的同步辐射实验。

微生物组（又称菌群）测序在生态健康诊断、生态过程监控、生物资源挖掘、合成生物学研究等领域广泛应用。针对目前菌群测序方法学领域面临的痛点与难点，中国科学院青岛生物能源与过程研究所所单细胞中心和中国海洋大学提出一种高物种分辨率、高灵敏性，并可同时鉴定所有原核与真核微生物、不惧样品降解或污染的低成本微生物组测序技术2bRAD-M。　　在微生物组研究中，解析微生物群落的物种构成主要依赖于两种高通量手段：扩增子测序（16S/18S/ITS）和鸟枪法宏基因组测序（WMS）。目前这两种主流手段都面临着关键瓶颈。扩增子测序存在扩增偏好性、脱靶扩增、物种分辨率低等问题，且通常无法同时检测细菌、古菌与真菌。鸟枪法测序虽然一定程度上解决了上述问题，但对样本DNA质和量的要求高，故通常难以分析痕量、高度降解或污染严重的样品，且测序成本相对很高。　　　据此，青岛能源所单细胞中心博士孙政、黄适等提出了名为2bRAD-M的“简化宏基因组测序技术”，有效克服了上述扩增子测序和鸟枪法测序的核心缺陷，可服务于人体与环境中痕量、高度降解或污染严重之菌群样品的高效解析。　　IIB型限制性内切酶是一种能够识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列，在识别位点上游和下游的特定距离进行切割，形成等长短片段（20—33 bp）的核酸内切酶。作为一种基于IIB型限制性内切酶特性的测序技术，2bRAD目前已经被应用于包括人体、模式动物、海洋动物等上百个单一物种的基因组研究。但一个菌群通常由成百上千个真菌、细菌和古菌物种组成，比分析单一物种复杂得多。　　2bRAD-M技术的原理是：处理菌群总DNA样本，对IIB酶切片段进行扩增和测序，然后以各种微生物基因组序列上的理论酶切位点为参造，来推断菌群结构。为验证该技术，科研人员通过模拟酶切数据研究了不同来源、相似度或复杂程度以及不同实验方法学对菌群定性和定量分析的影响，并解决了高重复性短片段DNA干扰序列匹配的问题；通过利用人工和自然菌群样本，验证了2bRAD-M的敏感性、重复性、分辨率、准确度和偏好性等，进而挖掘了该方法用于各种实际菌群样品之测序的潜力和局限性。　　具体来说，研究证明该技术能够有效处理低生物量菌群样本。例如，针对总DNA仅为1 pg、长度仅有50 bp的高度片段化或99%被宿主DNA污染的人工菌群DNA样本，2bRAD-M均能得到种水平、高度准确、同时涵盖细菌、古菌和真菌的菌群结构的定性与定量分析结果。针对皮肤，肠道和环境等实际样本，2bRAD-M同样表现出色。针对临床最常见、但菌群DNA极为微量且高度降解或污染的福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）样本，仅用极微量的FFPE切片样本（3 cm × 2 μm），2bRAD-M就能捕捉到潜在可服务宫颈癌诊断的微生物物种标识物。这些发现对于肿瘤微生物组、免疫组织微生物组等基础医学研究与临床实践，具有方法学意义。　　相关成果发表在基因组学领域期刊Genome Biology上。研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国博士后科学基金、山东省人才工程等支持。　论文链接高效分析痕量降解微生物组的2bRAD-M技术。IIB型限制性内切酶就如同二郎神手中的三尖两刃戟，在微生物DNA上寻找核心识别位点并同时切割其两侧翼序列（对应“三尖两刃”），从而产生大量等长短标签，通过扩增、测序及相关算法计算，可对痕量、高度降解、严重污染的菌群样本进行种水平的细菌、古菌和真菌鉴定。

近日，沃特世公司（纽约证券交易所代码：WAT）隆重推出Waters SELECT SERIES MRT高分辨率质谱仪，该平台结合多反射飞行时间（MRT）质谱技术与经过改进的DESI和新型MALDI成像离子源，集高速、高分辨率和高质量精度优势于一体，助力科学家精准识别和定位样品中的单个分子，从而深入研究分子结构及其功能。图.Waters SELECT SERIES MRT平台（配备DESI XS离子源）举例而言，科学家研究候选肿瘤药物如何与预期靶点（比如特定的脑肿瘤受体）相互作用时，可在质量准确度或分辨率不受影响的情况下，采用高达10 Hz的速度采集数据，使获得结果比以往更快速。沃特世公司总裁兼首席执行官Udit Batra博士表示：“沃特世SELECT SERIES MRT为众多科研领域更深入地探索分子及其作用机制打开了一扇门。这款仪器能生成非常清晰的图像，助力靶向疗法等研究领域的科学家挖掘出分子相关的关键信息，使深度探索生物医学的奥秘成为可能。”SELECT SERIES MRT平台是沃特世新一代高分辨率质谱仪的奠基之作。它是目前市场上同类商业化产品中率先实现分辨率高达200,000 FWHM、质量精度可至ppb水平，且性能不受扫描速度影响的仪器。SELECT SERIES MRT平台能让科学家更快获得高质量的质谱数据和信息，出众的性能领跑当前市场上其他商业化质谱仪 。创新的多反射飞行时间技术将离子飞行路径延伸至将近50米，帮助科学家们采集到更清晰的结构信息，甚至包括精细的同位素结构。 兼具DESI XS和MALDI成像功能的MRT一体化平台沃特世新推出的这款SELECT SERIES MRT平台释放了DESI和MALDI电离技术的MS成像潜力。DESI是一种在大气压环境下即可采样的“软”电离技术，无需制备样品，只需运行一次测定即可采集到丰富的成像信息，揭示小分子药物、脂质和天然代谢物在组织切片内或其他样品表面的生化分布。目前DESI的应用非常广泛，科学家们使用该技术研究乳腺癌和卵巢癌、开展药物代谢和药代动力学（DMPK）研究、研究传统医学使用的天然产物中各种关键代谢物如何发挥功效，以及深入探索基因修饰后细菌群落的生物转化。先进的DESI XS离子源配备全新高性能喷雾器和热控传输线，适用范围、成像清晰度和灵敏度更胜以往，同时保持高扫描速度，让科学家通过采集质谱数据更轻松地获得成像信息。 为方便需要开展MALDI成像实验的科学家，SELECT SERIES MRT配备了沃特世新设计的MALDI离子源。MALDI是多肽成像等生物分子成像应用的理想补充技术，能在空间分辨率低至10微米以下的条件下进行组织切片。图.配备新型MALDI成像离子源的SELECT SERIES MRT平台得益于这两种成像离子源的结合，研究人员可以从生物样品中获取精细空间信息和形态学细节，甚至可将脑血管可视化。SELECT SERIES MRT预计将于今年第四季度开始向客户供货。其他参考资料-详细了解Waters SELECT SERIES MRT -观看SELECT SERIES MRT产品视频 -详细了解Waters DESI XS离子源 -阅读沃特世博客文章：New SELECT SERIES MRT Redefines Performance of Next Generation High-Resolution Mass Spectrometry（全新SELECT SERIES MRT树立高分辨率质谱性能全新标杆） 关于沃特世公司（www.waters.com）沃特世公司（纽约证券交易所代码：WAT）是全球先进的专业测量仪器公司，作为色谱、质谱和热分析创新技术的先驱，沃特世服务生命科学、材料科学和食品科学等领域已有逾60年历史。沃特世公司在35个国家和地区直接运营，下设14个生产基地，拥有7,400多名员工，旗下产品销往100多个国家和地区。关于沃特世中国自上世纪80年代进入中国以来，沃特世的规模与实力与日俱增，在大陆及香港、台湾均设有运营中心，拥有六百多名本地员工，并在上海、北京、广州、成都设立实验中心和培训中心。自2003年成立沃特世科技（上海）有限公司以来，今天的中国已成为沃特世全球营收仅次于美国的第二大市场。作为分析科学家的合作伙伴，沃特世始终坚持提高本地技术能力、支持本地技术人才培育，并推动制药、食品安全、健康科学、环境保护等相关行业标准和法规的建立和完善。凭借出众的人才与全球布局，沃特世已经为其商业合作伙伴创造了显著的价值，并致力于满足广大中国消费者对更美好生活的需求。

p style=" text-indent: 2em " 2018年6月29日，在江苏宜兴召开的中国分析测试学会标记免疫分析专业委员会2018学术峰会新品发布会上，南京肯辛顿诊断科技有限公司杨昕博士介绍了该公司微流控芯片-时间分辨免疫荧光POCT体外诊断系统。 /p p style=" text-align: center " img title=" 1.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/3a2b376a-7973-4075-920a-6da7adfef993.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em " 传统诊断中，大量时间被浪费在样本运送到中心实验室、组织标本前处理、标记、录入、分发等方面，核心反应及分析时间占比极低。与之相比，POCT诊断进行了步骤精简，依靠其便携及反应快速等优势，集成了“采样-分析-质控-输出”步骤为一体，从而很大程度降低了诊断时间，为患者在最佳时间窗口就诊获得了最大便利。 /p p 　　早期的POCT发展始于20世纪中期，主要是以干化学试纸检测血糖及尿糖。此后免疫层析和斑点金免疫渗滤等免疫测定技术推动了感染性疾病、心脏标志物等POCT技术发展。基于微流控技术的生物芯片的出现对POCT是一个重大转折，依靠微流控芯片技术，POCT已经逐步能够实现多靶向，高通量，无需样本前处理的功能。并且在通信技术逐步成熟的基础上，POCT正在向远程数据中心等方向发展。未来的POCT产品能够在便捷，可穿戴，快速进行检测分析的同时，整合远程数据终端和医疗资源进行最佳治疗，从而实现构建真正的大健康体系。 /p p 　　国家十三五规划关于人口健康技术专栏中明确指出：“。。。需要突破微流控芯片、单分子检测、自动化核酸检测等关键技术，开发全自动核酸检测系统、高通量液相悬浮芯片、医用生物质谱仪、快速病理诊断系统等重大产品，研发一批重大疾病早期诊断和精确治疗诊断试剂以及适合基层医疗机构的高精度诊断产品，提升我国体外诊断产业竞争力。” /p p 　　因此，基于POCT技术的床旁快速诊断成为了IVD行业中蓬勃发展的子行业之一。凭借快速、便捷的优势，加之新兴技术不断涌现，人口老龄化，二胎潮，政策支持，使得POCT成为IVD领域内快速增长的蓝海，即便是在欧美成熟市场中亦保持着稳健的增长。 /p p 　　现场报告中介绍，利用专利的微流控芯片技术,结合特殊的荧光生物反应定量试剂盒,开发出仅用几滴血就能在床旁实现疾病快速检验的系统POCT 。 /p p 　　该系统主要由检测器(读数器)、诊断试剂、卡盒芯片三个部分组成，整个系统均为自主研发。该系统可以用于检测心梗、心衰、凝血标志物、细菌和病毒感染标志物的检测。 /p p 　　目前国内市场大多为国外产品所占据，传统检验科检测需要1至2个小时，而以美艾利尔公司经典微流控POCT产品 Triage为例，检测时需200微升的全血才可在15分钟内完成对心脏标志物的检测。 /p p style=" text-indent: 2em " 肯辛顿项目产品的优势与传统技术产品对比见下表。 /p table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" tbody tr class=" firstRow" td width=" 126" valign=" top" style=" padding: 0px 7px border: 1px solid windowtext border-image: none background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " strong span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 性能指标 /span /strong /p /td td width=" 208" valign=" top" style=" border-width: 1px 1px 1px 0px border-style: solid solid solid none border-color: windowtext windowtext windowtext rgb(0, 0, 0) padding: 0px 7px border-image: none background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " strong span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 传统技术（国内市场产品） /span /strong /p /td td width=" 208" valign=" top" style=" border-width: 1px 1px 1px 0px border-style: solid solid solid none border-color: windowtext windowtext windowtext rgb(0, 0, 0) padding: 0px 7px border-image: none background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " strong span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 本项目创新技术 /span /strong /p /td /tr tr td width=" 126" valign=" top" style=" border-width: 0px 1px 1px border-style: none solid solid border-color: rgb(0, 0, 0) windowtext windowtext padding: 0px 7px border-image: none background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " strong span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 检测样本要求 /span /strong /p /td td width=" 208" valign=" top" style=" border-width: 0px 1px 1px 0px border-style: none solid solid none border-color: rgb(0, 0, 0) windowtext windowtext rgb(0, 0, 0) padding: 0px 7px background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 手臂静脉血（专业采集） /span /p /td td width=" 208" valign=" top" style=" border-width: 0px 1px 1px 0px border-style: none solid solid none border-color: rgb(0, 0, 0) windowtext windowtext rgb(0, 0, 0) padding: 0px 7px background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 静脉/指尖血（非专业人士） /span /p /td /tr tr td width=" 126" valign=" top" style=" border-width: 0px 1px 1px border-style: none solid solid border-color: rgb(0, 0, 0) windowtext windowtext padding: 0px 7px border-image: none background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " strong span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 检测样品量 /span /strong /p /td td width=" 208" valign=" top" style=" border-width: 0px 1px 1px 0px border-style: none solid solid none border-color: rgb(0, 0, 0) windowtext windowtext rgb(0, 0, 0) padding: 0px 7px background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 150-200 /span span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 微升全血/血清 /span /p /td td width=" 208" valign=" top" style=" border-width: 0px 1px 1px 0px border-style: none solid solid none border-color: rgb(0, 0, 0) windowtext windowtext rgb(0, 0, 0) padding: 0px 7px background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 5 /span span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 微升血清/30微升全血 /span /p /td /tr tr td width=" 126" valign=" top" style=" border-width: 0px 1px 1px border-style: none solid solid border-color: rgb(0, 0, 0) windowtext windowtext padding: 0px 7px border-image: none background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " strong span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 检测时间 /span /strong /p /td td width=" 208" valign=" top" style=" border-width: 0px 1px 1px 0px border-style: none solid solid none border-color: rgb(0, 0, 0) windowtext windowtext rgb(0, 0, 0) padding: 0px 7px background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 20 /span span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 分钟 /span /p /td td width=" 208" valign=" top" style=" border-width: 0px 1px 1px 0px border-style: none solid solid none border-color: rgb(0, 0, 0) windowtext windowtext rgb(0, 0, 0) padding: 0px 7px background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 5-10 /span span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 分钟 /span /p /td /tr tr td width=" 126" valign=" top" style=" border-width: 0px 1px 1px border-style: none solid solid border-color: rgb(0, 0, 0) windowtext windowtext padding: 0px 7px border-image: none background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " strong span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 最低检测限 /span /strong strong span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 和线性范围 /span /strong /p p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " strong span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " （以PCT为例） /span /strong /p /td td width=" 208" valign=" top" style=" border-width: 0px 1px 1px 0px border-style: none solid solid none border-color: rgb(0, 0, 0) windowtext windowtext rgb(0, 0, 0) padding: 0px 7px background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 0.2 & nbsp ng/ml /span /p p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 1ng/ml– & nbsp 50 ng/ml /span /p /td td width=" 208" valign=" top" style=" border-width: 0px 1px 1px 0px border-style: none solid solid none border-color: rgb(0, 0, 0) windowtext windowtext rgb(0, 0, 0) padding: 0px 7px background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 0.1ng/ml /span /p p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 0.1ng/ml– & nbsp 50 ng/ml /span /p /td /tr tr td width=" 126" valign=" top" style=" border-width: 0px 1px 1px border-style: none solid solid border-color: rgb(0, 0, 0) windowtext windowtext padding: 0px 7px border-image: none background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " strong span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 检测器大小 /span /strong /p /td td width=" 208" valign=" top" style=" border-width: 0px 1px 1px 0px border-style: none solid solid none border-color: rgb(0, 0, 0) windowtext windowtext rgb(0, 0, 0) padding: 0px 7px background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 台式机 /span /p /td td width=" 208" valign=" top" style=" border-width: 0px 1px 1px 0px border-style: none solid solid none border-color: rgb(0, 0, 0) windowtext windowtext rgb(0, 0, 0) padding: 0px 7px background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 便携机 /span /p /td /tr tr td width=" 126" valign=" top" style=" border-width: 0px 1px 1px border-style: none solid solid border-color: rgb(0, 0, 0) windowtext windowtext padding: 0px 7px border-image: none background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " strong span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 检测器性能 /span /strong /p /td td width=" 208" valign=" top" style=" border-width: 0px 1px 1px 0px border-style: none solid solid none border-color: rgb(0, 0, 0) windowtext windowtext rgb(0, 0, 0) padding: 0px 7px background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 变异系数CV值 15-20%% /span /p /td td width=" 208" valign=" top" style=" border-width: 0px 1px 1px 0px border-style: none solid solid none border-color: rgb(0, 0, 0) windowtext windowtext rgb(0, 0, 0) padding: 0px 7px background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 变异系数CV值 5-10% /span /p /td /tr tr td width=" 126" valign=" top" style=" border-width: 0px 1px 1px border-style: none solid solid border-color: rgb(0, 0, 0) windowtext windowtext padding: 0px 7px border-image: none background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " strong span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 适用单位 /span /strong /p /td td width=" 208" valign=" top" style=" border-width: 0px 1px 1px 0px border-style: none solid solid none border-color: rgb(0, 0, 0) windowtext windowtext rgb(0, 0, 0) padding: 0px 7px background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 医院急诊科室 /span /p /td td width=" 208" valign=" top" style=" border-width: 0px 1px 1px 0px border-style: none solid solid none border-color: rgb(0, 0, 0) windowtext windowtext rgb(0, 0, 0) padding: 0px 7px background-color: transparent " p style=" text-align: center -ms-layout-grid-mode: char " span style=" font-family: 宋体 font-size: 16px " 医院急诊科，社区医院，地方诊所，家庭 /span /p /td /tr /tbody /table p 　　南京肯辛顿诊断科技有限公司是一家由南京321项目获得者，江苏省双创人才, 江苏特聘教授，海归博士，国内外医学专家，联合创立的一家致力于开发国际前沿诊断科技产品的高新科技企业。 /p

超高空间分辨红外成像光谱仪 — —mIRage O-PTIR系统 产品简介：美国PSC (Photothermal Spectroscopy Corp, 前身Anasys公司)最新发布的一款应用广泛的亚微米级空间分辨率的红外光谱和成像采集系统mIRage。基于独家专利的光热诱导共振（PTIR）技术，mIRage产品突破了传统红外的光学衍射极限，其空间分辨率高达500 nm，可以帮助科研人员更全面地了解亚微米尺度下样品表面微小区域的化学信息。 mIRageTM O-PTIR 光谱O-PTIR (Optical Photothermal Infrared) 光谱是一种快速简单的非接触式光学技术，克服了传统IR衍射的极限。与传统FTIR不同，不依赖于残留的IR 辐射分析，而通过检测由于本征红外吸收引发的样品表面快速的光热膨胀或收缩，来反映微小样品区域的化学信息。 mIRage工作原理：• 可调的脉冲式中红外激光汇聚于样品表面，并同时发射与红外激光共线性的532 nm的可见探测激光；• 当IR吸收引发样品材料表面的光热效应，并被可见的探测激光所检测到；• 反射后的可见探测激光返回探测器，IR信号被提取出来；• 通过额外地检测样品表面返回的拉曼信号，可以实现同时的拉曼测量。 O-PTIR克服了传统红外光谱的诸多不足：• 空间分辨率受限于红外光光波长，只有10-20 μm• 透射模式需要复杂的样品准备过程,且只限于薄片样品• 无传统ATR模式下的散射像差和接触污染 O-PTIR的优势之处在于: • 亚微米空间分辨的IR光谱和成像（~500 nm），且不依赖于IR波长• 与透射模式相媲美的反射模式下的图谱效果• 非接触测量模式——使用简单快捷，无交叉污染风险• 很少或无需样品制备过程 （无需薄片）, 可测试厚样品• 可透射模式下观察液体样品• 可以与拉曼联用，实现同时同地相同分辨率的IR和Raman测试，无荧光风险mIRage 技术参数 波谱范围模式探针激光样品台最小步长样品台X-Y移动范围IR (1850-800 cm-1)反射 532 nm 100 nm 110*75 mmIR (3600-2700 cm-1)透射Raman (3900-200 cm-1)反射 重要应用实例分析： 1、多层薄膜 高光谱成像： 1 sec/spectra. 1 scan/spectra样品区域尺寸：20 μmx 85 μm size. 1 μm spacing.图谱中可以明显看出在不同区域上的羰基，氨基以及CH2 拉伸振动的分布。 2、高分子膜缺陷左：尺寸为240 μm的两层薄层上缺陷的光学图像；右：在无缺陷处（红色）和缺陷处（蓝色）的样品的IR谱图，998 cm-1处为of isotactic polypropylene 的特征红外吸收峰。 3、生命科学 左：70*70 μm范围的血红细胞的光学照片；中：红色条框区域在1583cm-1处的Raman照片；右：红血细胞选择区域的同步的IR和Raman图谱 上左：水中上皮细胞的光学照片；上右：目标分子能够在红外光谱上很容易的区分和空间分离，可以明显看到0.5-1.0 μm的脂肪包体；下：原理示意图：红外光谱测量使用透射模式，步长为0.5 μm。 4、医药领域 左：PLGA高分子和Dexamethasone药物分子的混合物表面的光学照片中：在1760 cm-1 出的高光谱图像，显示了 PLGA在混合物中的分布，图像尺寸40 μm * 40 μm右：在1666 cm-1 出的高光谱图像，显示了 Dexamethasone在混合物中的分布，图像尺寸40 μm *40 μm 5、法医鉴定 左：800 nm纤维的光学照片右：纳米纤维不同区域的O-PTIR图谱 6、其他领域• 故障分析和缺陷• 微电子污染• 食品加工• 地质学• 考古和文物鉴定 部分用户及发表文章 [1] Ji-Xin Cheng et al., Sci. Adv.2016, 2, e1600521.[2] Ji-Xin Cheng et al., Anal. Chem. 2017, 89, 4863-4867.[3] Label-Free Super-Resolution Microscopy. Springer, Biological and Medical Physics, Biomedical Engineering.创新点：基于独家专利的光热诱导共振（PTIR）技术，mIRage突破了传统红外的光学衍射极限，空间分辨率高达500 nm；可以与拉曼联用，实现同时同地相同分辨率的IR和Raman测试，但无任何荧光风险；非接触式测量，避免了交叉污染。 mIRage超高空间分辨红外成像光谱仪

p & nbsp & nbsp & nbsp 作为质谱领域最具前景的技术之一，质谱成像技术现已经成为仪器厂商、科研院所的重要关注焦点，预测未来市场争夺也将日益激烈。为提升用户对质谱成像技术、应用的了解，促进质谱成像技术的推广应用，仪器信息网邀请科瑞恩特公司对其质谱成像技术、应用等方面进行了讲解。 /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 　　1、请介绍一下贵公司的质谱成像系统研发过程，该系统有哪些特点? /strong /span /p p 　　TransMIT AP-SMALDI 10超高分辨率质谱成像系统由德国吉森大学世界知名质谱学家Bernhard Spengler教授研制开发。Spengler教授于1994年在芝加哥举行的第42届美国质谱年会(ASMS)上提出了MALDI Ion Imaging和Biological Ion Imaging的概念，即“质谱成像(Mass Spectrometry Imaging)”，并首次把MALDI成像方法用于分析多肽类化合物。 /p p 　　TransMIT AP-SMALDI 10质谱成像系统搭载Thermo Scientific& #8482 Q Exactive& #8482 系列质谱仪，实现了超高空间分辨率和超高质量分辨率的完美结合，是一款高端的质谱成像系统。该系统目前能够实现细胞水平的空间成像分辨率，并且集高质量分辨率、高质量精度及串联质谱于一身，为准确、全面的分析质谱成像数据提供了可靠保证。其具体优势如下： /p p 　　1)常压到中压的操作环境，极大简化了样品制备的方法，无需昂贵的导电靶板(如ITO导电玻璃)，极大的节约了成本； /p p 　　2)能够获得& lt 5 μm的高空间分辨率，全景呈现了分析物在组织中的分布和细微差别，可用于单细胞质谱成像分析； /p p 　　3)激光束和离子流的同轴设计解决了高空间分辨率和低采样量之间的矛盾； /p p 　　4)具有独立开发的用于高分辨质谱成像的数据分析处理软件； /p p 　　5)与Thermo Scientific& #8482 Q Exactive& #8482 系列质谱仪兼容，实现未知化合物的准确鉴定。 /p p style=" text-align: center " img title=" 001.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/noimg/34a40d28-94da-4d5c-963a-bdc9ddb678cf.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 图1 TransMIT AP-SMALDI 10质谱成像系统 /strong /span /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 　　2、目前，贵公司质谱成像系统主要应用在哪些方面?应用情况如何?请举例说明。 /strong /span /p p 　　超高分辨率TransMIT AP-SMALDI 10质谱成像系统问世后，在生命科学领域展示了绝对优势，已经应用于不同组织中多种内源性物质的可视化检测，如脂类、多肽、蛋白质、核酸和糖类等，以及外源性物质检测，如药物及其代谢产物。多项研究成果发表于Nature Methods、Angewandte Chemie International Edition，The Plant Journal， Analytical Chemistry，Analytical and Bioanalytical Chemistry等国际知名期刊上。 /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　　2.1 应用 TransMIT AP-SMALDI 10研究脂类分子的组织空间特异性分布 /span /p p 　　脂类代谢异常是引发多种疾病的重要原因，研究脂类分子的组织空间特异性分布对于阐明脂代谢异常疾病的机制具有重要意义。下图2中所示为小鼠膀胱组织内磷脂分子的分布特征。采用高空间分辨率成像能够实现离子成像(图2a)和组织染色(图2b)的完美对接，精准定位不同磷脂分子在组织中的特异性分布。当空间分辨率提升到3μm时，细微的差异得以揭示，如图2d中的膀胱组织肌层(绿色)和上皮层(红色)可明显区分开来。因此同传统染色方法相比，TransMIT AP-SMALDI 10系统可以提供高度特异磷脂分子在不同类型细胞中的分布，获得更为详尽的组织化学信息。 /p p style=" text-align: center " img title=" 002.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/noimg/e815aafc-dd5e-4c1c-ab7c-9b22673e5df8.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 图2 应用 TransMIT AP-SMALDI 10研究脂类分子在小鼠膀胱组织中的空间特异性分布 /strong /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong (引自：Angewandte chemie international edition, 2010, 49(22): 3834-3838) /strong /span /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 2.2 应用TransMIT AP-SMALDI 10研究肿瘤相关生物标记物的组织空间特异性分布 /span /p p 　　在肿瘤学领域，生物标志物一直是研究热点。作为个体化医疗的“关键词” 之一，其相关研究方兴未艾。质谱成像技术的诞生，为发现肿瘤标志物的组织特异性提供了不可替代的技术手段。TransMIT AP-SMALDI 10系统可以同时提供高空间分辨率和高质量分辨率，为准确捕捉标记物提供了双重保障。以人非小细胞肺癌诱导重症联合免疫缺陷小鼠模型为例，在肿瘤组织的坏死部位发现了少量LPC存在(图3c绿色)，而坏死部位的细胞开始退化，同时出现了脂类的降解产物。因此，可以通过发现未知分子的分布情况，获取肿瘤发生过程中的分子变化特征，以判断肿瘤所处的不同阶段，为肿瘤研究提供更为详尽、精准的判断依据。 /p p 　　此外，TransMIT AP-SMALDI 10的高质量精度和分辨率为脂类的精确分析提供了保证。当质量窗口为Δm/z=0.1时，健康组织和肿瘤组织无法区分开(图3d)，而当质量窗口为Δm/z=0.01时(图3 e、g、f)，则能把两种组织明确的区分开，获得更为可靠、准确的成像结果。 /p p style=" text-align: center " img title=" 003.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/noimg/377a9cfb-03af-494f-acf2-eefabe5490e1.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 图3 脑苷脂类和溶血卵磷脂酰胆碱类在小鼠脑组织中的分布，空间分辨率10μm /strong /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong (引自：Histochemistry and cell biology, 2013, 139(6): 759-783) /strong /span /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 2.3 应用TransMIT AP-SMALDI 10研究药物分子的组织空间特异性分布 /span /p p 　　研究药物分子及其代谢产物在动物组织中的空间分布是质谱成像技术的主要应用方向之一。与传统放射自显影方法相比，质谱成像技术的主要优势是能够实现无标记检测和准确区分药物及其代谢产物。以往用于药物成像分析的分辨率普遍较低，不足以检测药物分子在组织中的空间分布。图4所示为应用TransMIT AP-SMALDI 10系统可视化抗肿瘤药物伊马替尼(图4-Ⅰ、4-Ⅱ)和异环磷酰胺(图4-Ⅲ)在小鼠肾脏组织中的分布，获得特异药物分子在组织中的精确定位，为肿瘤的靶向研究提供更为精准的信息。 /p p img title=" 004.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/noimg/173df3ae-6f58-40a8-bc67-a132a8468662.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 图4 Ⅰ 伊马替尼在肾脏组织中的分布，空间分辨率35μm；Ⅱ 伊马替尼在肾脏组织局部分布，空间分辨率10μm；Ⅲ & nbsp 异环磷酰胺在肾脏组织局部分布，空间分辨率25μm(引自：Analytical and bioanalytical chemistry, 2011, & nbsp 401(1): 65-73) /strong /span /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　　2.4 应用TransMIT AP-SMALDI 10研究植物次生代谢物组织空间特异性分布 /span /p p 　　毫无疑问天然产物是人类药物开发的宝库。质谱成像技术为天然产物化学家和植物学家提供了新的研究思路和手段。以“国老”甘草为例，其根茎中的黄酮类和皂苷类成分得到了精确的定位。如图5所示，TransMIT AP-SMALDI 10系统的高质量分辨率和质量精度确保了具有相同平均质量、紧密相邻的两个峰能够被分离出合适的选择性离子图像。图5b所示m/z相差0.02098的两个离子呈现出差异性，在甘草根茎中的数量和空间分布截然不同。如采用低质量分辨率质谱成像，甘草酸(m/z 861.36676)和甘草皂苷G2(m/z 861.38721)无法区分开，因此高空间分辨率和高质量分辨率是准确可视化平均质量相同的化合物的可靠保证。 /p p img title=" 006.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/noimg/0384c690-695d-45d6-8363-990e9cc445b5.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 图5 a 甘草根茎横切面光学成像 b 甘草酸(m/z 861.36676)和甘草皂苷G2(m/z 861.38721)的单像素质谱图及其质谱成像图，空间分辨率30μm c 低分辨率质谱图(引自：The Plant Journal, 2014, 80(1): 161-171) /strong /span /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　　2.5 应用TransMIT AP-SMALDI 10研究昆虫内源性代谢物的空间分布 /span /p p 　　昆虫在“生物圈”扮演着很重要的角色，在很多方面起到传播媒介的作用，但有些昆虫也会对人类产生威胁，能够通过释放毒液或叮咬对人类造成伤害，比如斯氏按蚊能够携带疟原虫引发疟疾的传播。TransMIT AP-SMALDI 10高空间分辨率的特性为体积极小的生物体成像提供了完美的解决方案。如下图6所示，该系统清晰地呈现了脂类物质在斯氏按蚊头部、胸部、腹部的空间分布，为昆虫研究提供了一个全新的技术手段。 /p p style=" text-align: center " img title=" 001.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/noimg/b1d2fe78-0b77-491b-b6ec-8c1c76726df6.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 图6 TransMIT AP-SMALDI 10斯氏按蚊质谱成像，空间分辨率 5 μm /strong /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong (引自：Analytical chemistry, 2015, 87(22): 11309-11316 ) /strong /span /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　　2.6 TransMIT AP-SMALDI 10在单细胞研究中的应用 /span /p p 　　细胞是组成生命体的基本单元，了解一个细胞中发生的事件对于我们认识生命过程有重要意义。由于细胞的异质性，在群体细胞乃至组织水平上的采样可能已经使得一些重要的分子信息淹没在大量正常细胞中而被遗漏掉了。TransMIT AP-SMALDI 10系统为客户提供了单细胞质谱成像分析方案，能够可视化单细胞中的重要代谢物。如下图7所示，首次实现了单个Hela细胞中多种物质的精确区分和精准定位，为单细胞内研究提供了坚实的技术支撑。 /p p img title=" 009.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/noimg/0e758951-5515-4020-ba00-8ed803256d4f.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 图7 TransMIT AP-SMALDI 10 Hela细胞质谱成像，空间分辨率7μm /strong /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong (引自：Analytical chemistry, 2012, 84(15): 6293-6297) /strong /span /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　 strong 　3、贵公司如何看待质谱成像仪器的技术及市场发展现状，目前有哪些问题亟待解决? /strong /span /p p 　　在国际上，质谱成像技术是分析化学领域的一支新生力量，是目前最前沿的表面分析技术之一。因其独特的分析方式，为科研工作者带来了全新的研究视角。近五年，在各大领域将继续大显身手，获得越来越多的青睐和认可。TransMIT AP-SMALDI 10离子源与Obitrap高分辨率质谱仪结合独具特色，兼具高空间分辨率、高质量分辨率和质量精度，以及串联质谱功能，将成为医学研究、药物开发、植物生物学、昆虫学、微生物等领域的重要研究工具。 /p p 　　未来质谱成像仪的各项性能都会继续得到提升，最受关注的依然是空间分辨率的提升，定量方法的开发以及便捷准确的数据处理方法。 /p p 　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 　4、质谱成像仪器需求情况如何?贵公司质谱成像仪器推广做了哪些工作? /strong /span /p p 　　预测质谱成像仪在我国的需求量将呈现快速增长的态势，成为各大科研院所的必备科研设备。我公司在产品推广上主要以参加学术会议和讲座为主，比如中国质谱学会学术年会和生物学术年会。到目前为止，我们先后在中科院微生物所、中科院高能物理所、第二军医大学、中科院上海植物生理生态所开展了系列学术讲座，向科研工作者介绍TransMIT AP-SMALDI 10质谱成像仪的原理和应用，收到了很多的关注和好评。 /p p 　　未来，我公司会逐步加大推广力度，为科研工作者提供切实可靠的质谱成像整体解决方案，相信TransMIT AP-SMALDI 10能够为我国研究人员带来意想不到的效果。 /p p 　　本文由TransMIT国内授权代理商科瑞恩特(北京)科技有限公司(Create (Beijing) Technology Co., Limited)提供。 /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 　　参考文献： /strong /span /p p 　　1、Kompauer M, Heiles S, Spengler B. Atmospheric pressure MALDI mass spectrometry imaging of tissues and cells at 1.4-[mu] m lateral resolution[J]. Nature methods, 2017, 14(1): 90-96. /p p 　　2、Kompauer M, Heiles S, Spengler B. Autofocusing MALDI mass spectrometry imaging of tissue sections and 3D chemical topography of nonflat surfaces[J].Nature methods, 2017, 14(12): 1156. /p p 　　3、Khalil S M, Rompp A, Pretzel J, et al. Phospholipid topography of whole-body sections of the anopheles stephensi mosquito, characterized by high-resolution atmospheric-pressure scanning microprobe matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry imaging[J]. Analytical chemistry, 2015, 87(22): 11309-11316. /p p 　　4、Li B, Bhandari D R, Janfelt C, et al. Natural products in Glycyrrhiza glabra (licorice) rhizome imaged at the cellular level by atmospheric pressure matrix‐assisted laser desorption/ionization tandem mass spectrometry imaging[J]. The Plant Journal, 2014, 80(1): 161-171. /p p 　　5、Rompp A, Spengler B. Mass spectrometry imaging with high resolution in mass and space[J]. Histochemistry and cell biology, 2013, 139(6): 759-783. /p p 　　6、Schober Y, Guenther S, Spengler B, et al. Single cell matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry imaging[J]. Analytical chemistry, 2012, 84(15): 6293-6297. /p p 　　7、Rompp A, Guenther S, Takats Z, et al. Mass spectrometry imaging with high resolution in mass and space (HR2 MSI) for reliable investigation of drug compound distributions on the cellular level[J]. Analytical and bioanalytical chemistry, 2011, 401(1): 65-73. /p p 　　8、Rompp A, Guenther S, Schober Y, et al. Histology by mass spectrometry: label‐free tissue characterization obtained from high‐accuracy bioanalytical imaging[J]. Angewandte chemie international edition, 2010, 49(22): 3834-3838. /p

中国科学院上海高等研究院王中阳课题组提出新型的基于荧光量子相干的超分辨显微成像方法，研究成果以Breaking the diffraction limit using fluorescence quantum coherence为题，近日发表在 《光学快报》（Optics Express）上。 在经典光学成像中，显微镜的空间分辨率受阿贝衍射极限限制为？λ/2NA，其中λ为光波长，NA为显微物镜的数值孔径。近二十年来，各种超分辨荧光显微成像技术的出现打破了光学衍射极限，将空间分辨率提高到纳米尺度，主流技术包括随机光学重构超分辨成像技术（STORM）、结构光照明显微技术（SIM）和受激辐射损耗技术（STED）。其中STED和STORM通过不断提升测量精度极限来提高分辨率，如STED利用非线性受激辐射损耗机制来压制衍射受限的埃里斑尺寸再通过点扫描获得超分辨成像，而STORM通过统计荧光分子中心位置的定位精度来超衍射极限分辨，其分辨率由测量精度即统计分辨率极限？ ？N？1/2决定，？N？为探测到平均光子数。 在量子光学中，现有研究表明利用光的量子性质能够突破经典的空间分辨率限制，从而进一步提升分辨率。例如，利用N个纠缠光源的光子干涉能够将分辨率提升到海森堡极限？1 / N。而在荧光显微镜中，同样可以利用荧光光源的量子特性来实现分辨率的提升。单个荧光分子或原子的发射具有单光子辐射源的性质，在一次脉冲激发下仅发出单个光子，因此光子发射统计概率不同于热辐射光源的一簇一簇的光子辐射，而是一个接一个发出，体现了明显的反聚束统计特性，并且理想的单光子源发出的光子在光谱、偏振上完全相同，即具有高的光子不可区分特性。上述荧光的量子性质已被实验证明存在于荧光显微成像常用的荧光染料中，例如单个有机染料分子、单个量子点以及单个金刚石色心，为发展新型的超分辨荧光显微成像技术带来了新的量子信息维度。 基于此，王中阳课题组提出了基于荧光光源的量子性质的超分辨成像方法，并对成像机制展开研究。研究者从荧光光源的发光机制出发，考虑了大多数荧光染料所包含的退相和光谱扩散机制，构建了通用的单光子波函数并考虑其在显微系统中的时间和空间维成像变换；通过计算双光子干涉的时间和空间的探测概率分布，从而获得荧光量子相干统计模型。该模型为宏观部分相干理论与荧光微观辐射机制提供了桥梁。基于此模型，研究者还提出了一种基于荧光量子相干性的超分辨荧光显微成像方法。利用新型的单光子雪崩探测器（SPAD）阵列统计荧光光子的时间和空间涨落p(r, t)。为了提取荧光光子相干性，通过引入时间门Tg作为光子到达时间的后选择窗口来提取高度相干的光子并沿Tg积分构造时间相干调制函数p(r, Tg)，如图1所示。 时间相干调制函数与荧光光源空间分离量s有关。因此，通过准确测量时间相干调制函数，并预先确定其它变量，可从中准确提取出衍射极限内荧光光源空间分离距离s。此时，分辨率（即光源分离距离s）取决于荧光时空相干性的测量精度，而相干性测量精度又与探测到的光子数和空间采样率有关，如图2所示，仿真结果表明，当探测到的光子数达到104时，分辨率可以达到50 nm。该新型量子增强成像技术能够发掘荧光量子时空涨落特性及量子相干性，有助于实现荧光弱信号下的快速超分辨成像。　　论文链接 　　图1.基于荧光量子相干的超分辨荧光显微成像方法示意图。（a）实验装置图；（b）传统成像方式和SPAD阵列探测方案对比图；（c）成像过程时序图；（d）荧光光子时空相干性概率分布；（e）引入时间门调制后荧光光子时空相干性概率分布。 图2.不同累计光子数下p(0, Tg)的测量精度（荧光光源距离s分别为50和100 nm）

近日，国际权威学术期刊Angew. Chem. Int. Ed（《德国应用化学》）在线发表了高等研究院陈素明教授课题组在结构导向的质谱分析方面最新研究成果。论文题为“Elucidation of Underlying Reactivities of Alternating Current Electrosynthesis by Time-resolved Mapping ofShort-lived Reactive Intermediates”。武汉大学为论文唯一署名单位，高等研究院万琼琼副研究员为论文的第一作者，陈素明教授、易红研究员为论文共同通讯作者。该工作通过构建具有时间分辨能力的Operando电化学-质谱分析装置，实现了电化学过程中活性中间体以及自由基异构体的结构和动力学解析，揭示了电化学反应的内在机制（图1）。图1.时间分辨的Operando电化学-质谱分析装置与电化学芳胺功能化反应质谱是对分子进行定性和定量的有力工具，但在实际的复杂研究体系中，常规的质谱分析方法很难实现深层次的结构解析和定量分析。其中，化学反应瞬态中间过程的分析就是一个巨大的挑战。电化学合成是合成化学的新兴领域，但是电化学反应过程的机理研究一直受限于短寿命活性中间体的捕获和结构分析鉴定。为了解决电化学中间过程分析的难题，本研究开发了一种具有超快时间响应的原位电化学-质谱分析装置，可以在电合成工况条件下时间分辨地解析电化学反应过程中的短寿命活性中间体。由于该装置可以最大程度地模拟直流电合成和交流电合成反应，因此通过全面解析电化学芳胺功能化反应过程中活性中间体的结构和动力学，揭示了交流电合成相对于直流电合成具有独特反应性的内在机制。包括：减少中间体的过度氧化/还原，促进氧化-还原电生活性中间体的有效反应，尤其是控制多步电合成反应过程中氮中心自由基的动力学来减少竞争反应。这些发现对于深入理解交流电合成反应的机理提供了关键的信息。此外，本研究还发展了一种解析反应过程中氮中心自由基异构体的新型分析策略。由于中性的氮中心自由基和胺自由基阳离子在质谱分析时都会呈现出相同质量的质子化离子峰，因此难以在质谱中进行区分。研究巧妙利用中性自由基能形成碱金属加合峰的特性，并通过时间分辨的电化学-质谱分析装置测定中性自由基和自由基阳离子的寿命差异，从而准确地分辨出了反应过程中的氮中心自由基异构体。该方法不仅揭示了电化学芳胺功能化过程中隐藏的自由基反应历程，而且提供一种氮自由基异构体解析的通用方法，从而可以深入理解氮中心自由基的反应动力学。据悉，该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目经费的支持，雷爱文教授课题组为该工作提供了电化学实验装置支持。

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近日，中国科学院合肥物质院安光所张为俊研究员团队在时间分辨频率调制磁旋转光谱探测技术方面取得新进展，相关研究成果以《用于OH自由基时间分辨测量的高带宽中红外频率调制磁旋转光谱仪》为题发表于美国光学学会(OSA)出版的Optics Express上。 　　羟基(OH)自由基是大气中最重要的氧化剂，启动了对流层大气中绝大部分的氧化反应。OH自由基浓度低、寿命短，实现高灵敏快速检测对于深入研究其化学反应动力学和机理、厘清大气污染成因，具有极为重要的科学和应用意义。 　　团队赵卫雄研究员和程飞虎博士等人发展的用于OH自由基高灵敏快速测量的频率调制磁旋转光谱技术具有高时间分辨、高灵敏度、选择性好的特点，特别适合短寿命自由基和中间体的动力学研究。实验中，针对266nm脉冲激光产生OH自由基，研究人员使用该技术测量了2.8微米附近的时间分辨光谱信号，经过3次脉冲平均，OH的检测线达到6.8×10 8 分子/立方厘米 (1σ, 0.2 ms)，100次平均后，检测线可进一步下降到8.0×10 7 分子/立方厘米。该技术不仅适用于OH自由基，也适用于其它顺磁性瞬态分子，将为自由基动力学研究提供一种新的重要测量手段。 　　本研究得到国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、中国科学院合肥物质科学研究院院长基金资助。频率调制磁旋转光谱装置原理图OH自由基浓度时间衰减曲线(a)OH自由基浓度监测；(b)OH自由基浓度的艾伦偏差

在近日举行的首届“大走廊杯”中国杭州博士后科创精英赛总决赛中，杭州师范大学物理学院杨泽超教授团队带来的项目“高时空分辨变温扫描隧道显微镜的研发与制造”从来自美国、英国、德国等13个海外国家和北上广深等30余个城市的300多个青年博士后团队中脱颖而出，得到不少科研人员和投资者的关注。首届“大走廊杯”中国杭州博士后科创精英赛总决赛现场要实现弯道超车、跨越发展，科学研究就要更具前瞻性一位创投公司高级投资总监表示:“我很看好这个项目，觉得这个产品应用范围很广，而且有较高的技术壁垒，他们把分辨率做到了原子级。同时，此仪器还能对原子的运动过程进行毫秒级的实时捕捉。”物理学院杨泽超教授据悉，扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope，STM）是一种空间分辨率可以达到原子量级的微观探测工具，它能使人类直接地观察到物质表面的单个原子及其排列状态，并且能够研究其相关的物理、化学性质，因此在表面科学、材料科学、生命科学等领域得到了广泛应用。杨泽超介绍，表面纳米结构在不同温度条件下表现出不同的物理化学性质，而扫描隧道显微镜因具有原子分辨率实空间成像能力，尤其适合用来研究这类材料的表面物性。但同时表面结构动力学过程通常发生在毫秒或微秒的时间尺度。因此，在变温条件下工作的同时具有高时间分辨率的扫描隧道显微镜已经成为世界上很多研究小组的研究项目。“目前基于超高真空环境的扫描隧道显微镜已经高度商品化，尤其是德国和日本公司的产品占据市场的统治地位。但是兼具高时空分辨的变温快速扫描隧道显微镜国内外尚未出现成熟商品化产品。”杨泽超瞄准了这个空白， 2016年在德国马普学会弗里茨-哈伯研究所开展博士后研究工作时，将精力和重心放在高时空分辨变温扫描隧道显微镜的研发与制造上。他说，要实现弯道超车、跨越发展，科学研究就要更具前瞻性。“光搭建这个显微镜设备就花了2年时间，如果算上前期研发设计，总共花了6年。我们每周工作70个小时以上，无论酷暑还是严寒，我们都坚守在实验室内，紧盯测试过程，饿了就几顿并作一顿，累了就趴在桌子上休息。”回忆起研发历程，作为团队核心成员的杨泽超非常感慨，“六年磨一剑，不仅要坐得住冷板凳，还要有不惧困难的勇气。下一步我们将继续优化仪器的软硬件设计，提高仪器操作的便捷性。”个人价值和国家需要相结合，是很有成就感的事2021年，在德国求学生活已过十年的杨泽超，做出了一个决定，结束自己的海外生涯，正式归国。他带着“高时空分辨变温扫描隧道显微镜的研发与制造”项目加入物理学院。“我们不仅针对性解决了传统扫描隧道显微镜在快速扫描时图像畸变和快速慢速扫描不易切换等硬件方面的问题，而且自主研发的扫描头和快速扫描控制系统，在保有原子分辨率的前提下可以达到120帧/秒的成像速率。可以系统地研究不同覆盖度下氧原子在 Ru(0001) 表面的扩散运动机制。仪器的工作温度范围也扩展到了（200-1000 K）。这套设备将成为研究纳米材料‘时间-结构-性质’构效关系的理想科研仪器，为表面物理和化学的研究提供更多的实验手段，在原位实时实空间研究表界面原子扩散、薄膜材料生长和化学反应等领域均具有重要意义。” 杨泽超自豪地介绍道，“作为杭师大的老师，我不仅想让这个项目在祖国落地，更想在我工作生活的杭州有所作为，能将个人价值和国家需要相结合，是很有成就感的事。”目前杨泽超已将他研发的高时空分辨变温扫描隧道显微镜放置在学校实验室内。“作为一名教师，除了基础的教学，我也想通过自己研发扫描隧道显微镜的经历引导学生了解前沿的技术动态和趋势，带给学生更多的启发。” 他动情地说，“物理学作为基础学科，对于国家的现代化建设和产业升级具有重要的推动作用，我愿为培养这样的基础学科人才而继续努力。”

在气体吸附实验中，一定重量的粉体材料在样品管中通过真空或惰性气体净化加热和脱气以去除吸附的外来分子后，在超低温下被抽至真空，然后引入设定剂量的吸附气体，达到平衡后测量系统中的压力，然后根据气体方程计算出所吸附的量。这个加气过程反复进行直至达到实验所预定最高压力，每一个压力以及单位样品重量所吸附的气体量为一数据点，最后以相对压力（试验压力P与饱和蒸汽压Po之比）对吸附量作图得到吸附等温线。然后从到达最高压力后抽出一定量的气体，达到平衡后测量压力，直到一定的真空度，以同样方法做图，得到脱附等温线。实验的相对压力范围P/Po可从10-8或更高的真空度至1，根据吸附分子的面积σ，使用不同的吸附模型，例如Langmuir或BET公式，即可算出材料的比表面积。然而，从气体吸附得出材料的孔径分布就不那么简单了。当代颗粒表征技术可分为群体法与非群体法。在非群体法中，与某个物理特性有关的测量信号来自于与此物理特性有关的单个“个体”。例如用库尔特计数仪测量颗粒体积时，信号来自于通过小孔的单一颗粒；用显微镜测量膜上的孔径时，测量的数据来自于视场中众多的单个孔。由于这些物理特性源自于单个个体，最后的统计数据具有最高的分辨率，从测量信号（数据）得出物理特性值的过程不存在模型拟合；知道校正常数后，一般有一一对应关系。而在群体法中，测量信号往往来自于众多源。例如用激光粒度法测量颗粒粒度，某一角度测到的散射光来自于光束中所有颗粒在该角度的散射；用气体吸附法表征粉体表面与孔径时，所测到的吸附等温线与样品中所有颗粒的各类孔有关。群体法由此一般需要通过设立模型来得到所测的物理特性值及其分布。群体法表征技术得到的结果除了与数据的质量（所含噪声、精确度等）外，还与模型的正确性、与实际样品的吻合性以及从此模型得到结果的过程有关。几十年前，当计算能力很弱时，或采用某一已知的双参数分布函数（往往其中一个参数与分布的平均值有关，另一个参数与分布的宽度有关），或通过理论分析，建立一个多参数方程，然后调整参数拟合实验数据来得到结果（粒径分布或孔径分布），而不管（或无法验证）此分布是否符合实际。在粒度测量中，常用的有对数正态分布函数、Rosin-Rammler-Sperling-Bennet（RRSB）分布函数、Schulz-Zimm（SZ）分布函数等；在孔径分布中，常用的有Barrett-Joyner-Halenda（BJH）方法，Dubinin-Radushkevich（DR）方法、Dubinin-Astakhov（DA）方法、Horwath-Kawazoe（HK）方法等。随着计算能力的提高，函数拟合过程在群体法粒径测量中已基本被淘汰，而是被基于某一模型的矩阵反演所代替。在激光粒度法中，这个进步能实现的主要原因是球体模型（一百多年前就提出的Mie光散射理论或更为简单的，应用于大颗粒的Fraunhofer圆盘衍射理论）相当成熟，也能代表很多实际样品，除了长宽比很大的非球状颗粒以外。在孔径分析中，尽管函数拟合还是很多商用气体吸附仪器采用的分析方法，但矩阵反演法随着计算机能力的提高，以及基于密度函数理论（DFT）的孔径模型的不断建立与反演过程的不断完善而越来越普及，结果也越来越多地被使用者所接受。在孔径测量方面的DFT一般理论源自于1985年一篇有关刚性球与壁作用的论文[ⅰ]。基于气体吸附数据使用DFT求解孔径分布的实际应用开始于1989年的一篇论文[ⅱ]，此论文摘要声称：“开发了一种新的分析方法，用于通过氮吸附测量测定多孔碳的孔径分布。该方法基于氮在多孔碳中吸附的分子模型，首次允许使用单一分析方法在微孔和介孔尺寸范围内确定孔径的分布。除碳外，该方法也适用于二氧化硅和氧化铝等一系列吸附剂。” 该方法从吸附质与气体的物理作用力出发，根据线性Fredholm第一类积分方程从实验等温线数据直接进行矩阵反演的方法算出孔径分布。所建立的密度函数理论针对狭窄孔中的流体结构，以流体-流体之间和流体-固体之间相互作用的分子间势能为基础，对特定孔径与形态的空隙计算气态或液态流体密度在一定压力下作为离孔壁距离的函数，对不同孔径的孔进行类似计算，得出一系列特定压力特定孔径下单位孔容的吸附量。基于这个模型，可以计算某个孔径分布在不同压力下的理论吸附等温线，然后通过矩阵反演过程，以非负最小二乘法拟合实际测量得到的等温线，从而计算出孔径分布的离散数据点。上述文章所用的模型是较简单的均匀、定域的、两端开口的无限长狭缝。自此，随着计算机能力的不断提高，30多年来这些模型的不断复杂化使得模型与实际孔的状况更加接近：从定域到非定域，从一维到二维，从均匀孔壁到非均匀孔壁；孔的形状从狭缝、有限圆盘、圆柱状、窗状，到两种形状共存；从较窄的孔径范围到涵盖微孔与介孔范围，从通孔到盲孔；吸附气体从氮气、氩气、氢气、氧气、二氧化碳，到其他气体；吸附壁从炭黑、纳米碳管、分子筛，到二氧化硅及其他材料[ⅲ]；总的模型种类已达四、五十种。矩阵反演的算法也越来越多、越来越完善，同时采用了很多在光散射实验数据矩阵反演中应用的技巧，如正则化、平滑位移等。当前，于谷歌学者搜索“DFT adsorption”，论文数量则高达56万篇，其中包含各类专著与综述文章 [ⅳ] 。相信随着计算技术的不断发展与计算速度的不断提高，DFT在处理气体吸附数据中的应用一定会如光散射实验数据处理一样取代函数拟合法，成为计算粉体材料孔径分布的标准方法。而商用仪器的先进性，也必然会从传统的硬件指标如真空度、测量站、测量时间与参数，过渡到重点衡量经过其他方法核实验证的DFT模型的种类以及矩阵反演算法的稳定性与正确性。参考文献【i】Tarazona, P., Free-energy Density Functional for Hard Spheres, Phys Rev A, 1985, 31, 2672 –2679.【ⅱ】Seaton, N.A., Walton, J.P.R.B., Quirke, N., A New Analysis Method for the Determination of the Pore Size Distribution of Porous Carbons from Nitrogen Adsorption Measurements, Carbon, 1989, 27(6), 853-861.【iii】Jagiello, J., Kenvin, J., NLDFT adsorption models for zeolite porosity analysis with particular focus on ultra-microporous zeolites using O2 and H2, J Colloid Interf Sci, 2022, 625, 178-186.【iv】 Shi, K., Santiso, E.E., Gubbins, K.E., Current Advances in Characterization of Nano-porous Materials: Pore Size Distribution and Surface Area, In Porous Materials: Theory and Its Application for Environmental Remediation, Eds. Moreno-Piraján, J.C., Giraldo-Gutierrez, L., Gómez-Granados, F., Springer International Publishing, 2021, pp 315– 340.作者简介许人良，国际标委会颗粒表征专家。1980年代前往美国就学，受教于20世纪物理化学大师彼得德拜的关门弟子、光散射巨擘朱鹏年和国际荧光物理化学权威魏尼克的门下，获博士及MBA学位。曾在多家跨国企业内任研发与管理等职位，包括美国贝克曼库尔特仪器公司颗粒部全球技术总监，英国马尔文仪器公司亚太区技术总监，美国麦克仪器公司中国区总经理，资深首席科学家。也曾任中国数所大学的兼职教授。 国际标准化组织资深专家与召集人，执笔与主持过多个颗粒表征国际标准 美国标准测试材料学会与化学学会的获奖者 中国颗粒学会高级理事，颗粒测试专业委员会常务理事 中国3个全国专业标准化技术委员会的委员 与中国颗粒学会共同主持设立了《麦克仪器-中国颗粒学报最佳论文奖》浸淫颗粒表征近半个世纪，除去70多篇专业学术论文、SCI援引近5000、数个美国专利之外，著有400页业内经典英文专著《Particle Characterization： Light Scattering Methods》，以及近期由化学工业出版社出版的《颗粒表征的光学技术及其应用》。扫码购买《颗粒表征的光学技术及其应用》

荧光显微成像技术对人们理解神经科学起了非常关键的作用。而最近一些年出现的各种超分辨显微成像技术和专门的荧光探针能够以超过以往普通光学显微镜的分辨率直接观察神经元亚细胞结构和蛋白质排列。并以直观可视方式揭示了神经细胞骨架组成、分布、运动和膜蛋白信号传导、突触下结构和功能，以及神经元−胶质细胞相互作用。同时超高分辨显微成像技术（Super Resolution,SR,下文中出现SR均指超高分辨率显微成像技术）对于许多自身免疫和神经退行性疾病模型中的分子靶点研究也提供了全新的强大工具。今年春，Werner等科学家在美国化学学会会刊（ACS)上最新发表了一篇综述，比较详实系统介绍了超高分辨率显微技术在神经科学上的最新应用进展。我们在此文基础上进行了编译整理。因文章较长，我们将分三期陆续介绍。本期介绍第一部分。1. 背景介绍成像技术是推动生命科学几乎所有学科基础研究的核心平台。在神经科学领域，近几十年来，共聚焦显微镜技术已成为分析神经组织的标准荧光成像技术。激光扫描共聚焦显微镜对固定的神经元样本进行观察，在扫描水平上提供了三维和多色图像并使单个细胞达到树突结构的分辨率。作为补充，电子显微镜（EM）用于获取神经元和亚区室超微结构的信息，并用于大脑的连通性分析。EM非常适合于神经元突触和囊泡、细胞器和膜构象的结构分析。然而，由于靶向特异性标记方法的局限性，基于EM的复杂样品中蛋白质和特定电子密度特征的识别受到限制。为了进一步理解神经元功能，包括双光子显微镜在内的几种活体视频显微镜应用的发展使神经元细胞培养的活细胞成像、器官型切片培养和动物模型的活体成像成为可能。同时，新的荧光染料、功能探针和荧光蛋白以及光遗传学方法和光驱动（如笼状化合物）不仅可以表征神经元，还可以操纵神经元及其从单分子水平到整个神经系统的相互作用。然而，荧光显微图像中可见细节的水平，即图像分辨率，仍然受到衍射极限的限制。一个多世纪以来，由λ/2NA定义的阿贝衍射极限（λ为波长，NA为显微镜物镜的数值孔径）决定了光学显微镜的分辨率极限，限制了两个位置小于200纳米的细节分辨。在过去的二十年中，超分辨显微镜（SRM）已经发展成为一种非常有效的亚细胞水平荧光成像和分辨细胞器结构的研究手段。SRM现在可以提供远低于常规光学显微镜衍射极限的空间分辨率，从而能够深入了解神经元细胞和组织中蛋白质的空间结构和相互作用。本文综述了超分辨显微镜和荧光标记方法及其在神经科学中的成功应用。我们将首先详细介绍各种SRM方法的基本原理、新的功能型荧光探针和标记技术。接着，我们将回顾SRM如何有助于我们理解神经元亚细胞结构和功能以及神经元−胶质细胞相互作用。此外，我们将概述超分辨率成像方法如何帮助研究自身免疫和神经退行性疾病的病理生理学。最后，我们将介绍这些新的成像方法是如何应用于神经精神疾病相关的人类样本的分析。由于该领域持续快速发展，我们最多只能代表一份中期报告。进一步的创新和新的显微镜方法的发展将使人们对神经系统功能有更详细的了解。 2. 神经科学中的超分辨率成像方法2.1. 光学衍射极限及其对神经科学的影响人类大脑包含超过800亿个神经元，每个神经元由数千个突触连接。因此，它构成了复杂神经元网络。这些网络的主要组成部分，例如突触神经末梢，显示的空间维度接近于光学衍射极限分辨率∼200 nm。释放递质的突触活性区（突触前细胞基质的特化区）的直径通常约为300±150 nm。突触小泡作为递质运输和释放的关键元件，其尺寸平均小10倍，直径为40−50nm。这些递质被释放到宽度为20-50nm的突触间隙中−再结合突触后受体。由于衍射极限的尺寸限制，胞吐机制和跨突触信号在传统的光学显微镜下基本上是无法观测到的，因此需要用提高10倍分辨率的方法进一步研究。（图1）。图1. 兴奋性突触结构组成。左图为兴奋性突触的油画示意图，右图为左图的灰度图像，其中浅紫色圆圈为衍射极限光斑；玫红色圆圈为兴奋性突触囊泡，约40-50nm；绿色为突触后膜AMPA受体，尺寸小于10nm；黄色部分为突触间隙，约20-30nm。 此外，大量参与突触信号传导的不同的分子，位于极小的突触内，造成很高的分子分布密度，这对微观研究具有挑战性。例如，对于较小的突触，兴奋性突触可以包含数百个小泡，对于大型苔藓纤维束突触，可以包含数千个小泡，每个小泡包含多达1万到10万个递质分子。在这些囊泡中，约有10±5个与释放部位对接，释放的递质平均与0−20 个NMDA受体和0−200个AMPA受体结合，而这些突触后受体又被320±130个突触后PSD-95密度蛋白分子环绕。由于加速电子的波长要短得多，因此EM是唯一能够解析突触纳米级结构的方法。然而，虽然传统的EM产生的电子密度图像具有极好的超微结构分辨率，但需要进行固定和靶向特异性标记的制样方法在很大程度上限制了蛋白质识别和神经元追踪。荧光显微镜可以很容易地对蛋白质进行选择性标记，但是受制于可见光的衍射（400−700 nm）使生成的图像无法实现对纳米结构的分析。 2.2.绕开光学衍射极限的光学显微镜方法 20世纪后期，人们开发了新的策略，通过利用物理或化学手段来区分不同荧光团的发射或减少同一时间荧光分子的数量，以尽量绕过衍射极限。减少荧光团的点扩散函数（PSF）的重叠可以通过生成光图案在集合级别以确定性方式进行，或者通过减少同一时间荧光团的数量在单分子水平上以随机方式进行。在下文中，我们将从确定性集合方法开始介绍，该方法将激光扫描共聚焦显微镜（CLSM）的有效空间分辨率推到理论极限。2.2.1. 确定性集合超高分辨率成像方法（Deterministic Ensemble SR-Imaging Methods） CLSM用针孔探测器阵列替换单点探测器，空间分辨率可以提高√2倍。CLSM测量每个扫描位置探测器每个点的荧光信号。在应用适当的算法后，生成分辨率提升的图像。这些所谓的像素重分配方法包括图像扫描显微镜（ISM）、重扫描共聚焦（RSC）、光学光子重分配（OPRA）、AiryScan和即时结构照明显微镜（iSIM）。对于信号检测，使用了诸如CCD相机、光电倍增管阵列、单光子雪崩二极管阵列和六角光纤束等探测器阵列。结构照明显微镜（SIM）在光路中插入光栅，产生与样品干涉的相干光束，生成横向和轴向方向不同的新照明图案。然后可以使用傅里叶变换提取这种新照明图案的信息，从而在所有三维空间中实现空间频率分解和分辨率倍增。SIM对样品制备的要求最低，并且可使用所有常规荧光探针，这些探针具有最低的光稳定性，并且可以很容易地扩展到多色成像。然而，当记录三维或长时间成像时，强烈建议使用光稳定性更高的荧光团。此外，SIM使用更低的激发强度，因此是活细胞SR实验的理想选择。为了获得更高的分辨率，引入了通过图案化饱和或荧光激发或图案化耗损光开关染料的非线性SIM（NL-SIM）。然而对染料开关特性的苛刻要求限制了NL-SIM在常规生命科学实验中的适用性。非线性SIM单位时间内还需要采集更多的图像，因此实际上仅限于2D成像。另一方面，掠入射（GI）-SIM显示了高达每秒266帧的快速超分辨率成像以及100nm分辨率，揭示前所未有的细胞器动力学细节。结构照明的局限性在于其对波长的普遍依赖性、与其他SR成像技术相比的低分辨率以及对系统稳定校准的需要。最后，后处理需要进行先验质量检查以避免伪影,例如由于高背景信号或不充分标记产生的低对比度图像导致的人工蜂窝图案。通过受激发射耗损(STED)显微镜进行超分辨率成像是一种实现更高空间分辨率的成像方法。这里，高斯分布的激发激光束被中空的甜甜圈样的耗损激光束覆盖，使扫描点外围的荧光团返回基态，这导致纳米级焦点区的直径与耗损光束的强度成反比，耗损光束的强度直接转换为STED显微镜的分辨能力：上图公式中λ为波长，n为折射率，α为物镜的收集角，ISTED为STED光束的照射强度，IS为饱和强度。因此，可以通过改变损耗激光强度来调整分辨率，可定制设计分辨率达30−80nm 的显微镜。STED显微成像可通过连续或脉冲激光激发、门控检测。带有脉冲激光的STED显微镜会降低激发能量，从而减少实时成像中的光毒性效应。STED显微镜中的时间门控检测可以去除荧光团光子到达时间前的空间信息，并且可以在较低的平均功率下工作。商品化STED能提供用户友好的高分辨率成像，无需进一步的数据后处理。活体成像，例如活体树突棘动态成像已经很成熟，但快速动态成像仅限于小帧尺寸，因为它仍然是点扫描方法，高激光强度可能会导致光损伤。STED通过应用自适应照明方式Dymin和rescue技术，可以明显减少光损伤。在Dymin STED中，在共聚焦模式下扫描时确定最低可能的STED光束强度。根据样品的标记密度，这将使STED光束强度降低20到100倍。Rescue STED同样通过减少STED激光开放的区域，从而比普通STED减少光漂白接近8倍。STED的另一个限制是对荧光团光稳定性的依赖，因为在高激光强度下会发生明显的光漂白。这影响了动力学的研究和三维图像的获取。值得注意的是，最近通过使用荧光团标记的寡核苷酸（瞬时结合到连接靶蛋白结合探针的互补寡核苷酸）或非结合荧光团来进行细胞STED成像，从而绕过了STED光漂白问题。这两种方法中，基于DNA互补标记的STED成像和超分辨率阴影成像SUSHI分别通过荧光团标记的寡核苷酸和高浓度的非结合和自由扩散的荧光团不断交换来防止光漂白。SUSHI的方法已经成功地用于活体脑片中细胞外间隙和神经肽的结构解析及其动力学的STED成像。如果使用具有毫秒或更长寿命的两种稳定状态的可逆切换荧光团来代替标准荧光团，则STED强度可以显著降低。可逆饱和切换光学线性荧光转换方法（RESOLFT）已通过可逆可切换荧光蛋白（reFPs）实现，并成功应用于活体海马脑片树突棘的超分辨率成像。2.2.2. 随机单分子SR成像方法（Stochastic Single-Molecule SR-Imaging Methods）上述的确定性方法是通过改变激发模式或相位掩膜来暂时控制荧光发射达到超分辨成像，而基于单分子的定位SR显微镜则是随机地在时间上分离单个荧光团的发射。单分子定位显微镜（SMLM）基于单个荧光团的随机激活，使用配备高灵敏相机（EMCCD或sCMOS）的宽场荧光显微镜进行单分子检测，以及精确的位置测定。通过将理想PSF与实际测量的光子分布拟合来进行分子定位。只要信号来自单个发射区，且单个发射区之间的距离大于显微镜能分辨的最小距离，则通过收集更多光子和最小化噪声，定位的标准误差可以任意小。激活和定位过程重复多次，所有定位最终用于重建超分辨率图像。为了确保在成像的任何时候，只有稀疏的小荧光团以其活性荧光形式存在（开启状态），使用了光开关、光转换、光激活或自发闪烁的荧光团。由于定位精度和最终图像分辨率取决于每次检测到的光子数量，通常采用明亮且稳定的荧光团与1 kW/cm2的辐照强度相结合的方式。根据所使用的荧光团不同，SMLM可达到10−50 nm横向分辨率。光激活荧光蛋白（FPs），自2006年以来已用于光激活定位显微镜（PALM），例如在405 nm的激光照射下可从关闭状态不可逆地转换为打开状态的PA-GFP和PA-mCherry 以及可通过适当波长的激光照射从一种波长状态不可逆地转移到另一种波长状态的光转换FPs，例如MEO。此外，还成功地应用了诸如Dronpa之类的光开关FPs，其在不同激发波长的激光照射下可在非荧光和荧光状态之间可逆地切换。对于活细胞应用，使用荧光蛋白的PALM是首选方法。因为在理想情况下，每个感兴趣的蛋白质都可以用荧光蛋白进行计量标记。然而，荧光蛋白比有机染料表现出更低的光稳定性和光子计数，从而降低了定位精度，并且通常需要更长的采集时间。此外，对于PALM成像而言，融合蛋白通常会过度表达，这可能会导致不真实图像，而用转基因变体替代显示野生型表达和功能的自身蛋白仍然具有挑战性。对于细胞内源性蛋白质的标记，通常使用有机染料的免疫标记。SMLM适用的有机染料必须是光开关、光激活或自发闪烁的，以实现单个染料发射的时间分离，但化学计量标记要困难得多。有机染料通常表现出较高的光子计数和光稳定性，从而使定位精度达到5−10nm。花菁染料Cy5和Alexa Fluor 647可以在荧光开启状态（其典型寿命为10 ms）和非荧光关闭状态（寿命为几秒，利用光开关缓冲液，缓冲液包括PBS，10−100mM硫醇，如ß-巯基乙缅（MEA），酶促氧清除剂，可以有/没有激活染料）之间可逆切换，为随机光学重建显微镜（STORM）和直接型STORM（dSTORM）的发展铺平了道路。近年来，应用于（d）STORM的染料已大大扩展，除了菁染料外，还包括罗丹明和恶嗪染料。有趣的是，最近的研究表明，即使是多个标记的抗体在光开关缓冲液中也呈现出类似于单发射的表现，因此适用于dSTORM实验。光活化染料的作用与光活化荧光蛋白相似。也就是说，它们在被光照射或自发激活之前处于非荧光状态。罗丹明衍生物PA-JF549和PA-JF646以及桥环菁染料Cy5B是已成功用于SMLM的光活化染料。此外，在没有光开关缓冲液的水溶液中，硅罗丹明HMSiR等自发闪烁染料也能应用于SMLM。最近，通过图案化照明方式实现更高的定位精度，单个荧光发射区的定位得到了改进。定位精度取决于信号的大小和强度，可以通过测量的PSF标准偏差的平方除以收集的光子数来估计。然而，包括拟合性能、标记密度、标记误差和显微镜漂移在内的其它参数决定了高定位精度是否可以转化为低于10 nm的空间分辨率。此外，到目前为止，因为SMLM方法成像需要昂贵的仪器和成像者具备广泛的专业知识，这在一定程度上阻碍了其广泛应用。2.2.3. SMLM-点累计纳米成像技术（PAINT，Point Accumulation for Imaging Nanoscale Topography）第一代SMLM技术依赖于荧光团的光开关和光激活，其分辨率需要有效地利用荧光团发出的光子数，而PAINT(point accumulation for imaging nanoscale topography)方法使用活的，与目标区域结构短瞬结合的染料。在成像过程中，被漂白的荧光团可以被成像介质中充足的新鲜荧光团不断置换替补。由于游离染料在采集单个图像帧期间在多个像素上快速扩散，因此它们仅显示为模糊背景且不能准确定位，而结合染料显示为PSF且能准确定位。因此PAINT的第一种方法是将荧光染料（如尼罗红）与细胞膜进行非特异性结合，然后进行光漂白和新的结合。此外，基于蛋白质片段的探针被用于单分子定位标记。在最近的一个研究中，将这种方法与传统的基于phalloidin的肌动蛋白标记方法进行了比较。通过引入通用PAINT（uPAINT）使Ni-Tris-NTA与转基因蛋白质上表达的His-Tags更特异结合，并可用于突触间隙成像。uPAINT也可以应用于其它标记方法，如免疫标记（内源性蛋白抗体、纳米抗体如绿色荧光蛋白）或受体配体结合。为了提高PAINT的适用性和特异性，引入DNA-PAINT方法。它使用长度小于10个核苷酸的短的可控的寡核苷酸链（成像链）瞬时标记其靶结合互补寡核苷酸链（对接链）。成像链与对接链的瞬时结合产生明显的闪烁。因此，荧光团开-关状态之间的切换与其光物理性质不直接关联。DNA-PAINT首先在DNA折纸（DNA-origami）上得到验证。DNA折纸是一种自组装的DNA结构（具有已知的大小），通过侧链和荧光团进行结合，并通过宽场显微镜观察。总的来说，DNA-PAINT是一种易于实现的SR成像标记方法，无需特定光物理特性的荧光团。因为探针可以在一轮结合后，从成像介质中置换补充荧光团，从而避免了光漂白。DNA-PAINT的缺点是图像获取时间长，这是由成像链与对接链的结合和解离速率决定的，以及荧光成像链的纳摩尔浓度引起的背景信号。尽管通过使用优化的DNA序列和缓冲条件，以及使用串联的周期性DNA结构域或通过短肽的卷曲螺旋相互作用（称为“Peptide-PAINT”），可以加快采集速度，但还是要利用全内反射荧光（TIRF）（仅限于对靠近盖玻片结构进行成像的特点），才能更好地减少成像链的背景信号。另一方面，基于DNA的探针提供了序列成像复用的明显优势，如Exchange PAINT中所述，已成功用于小鼠视网膜切片中多个结构的成像（图2）。Exchange PAINT的概念也被推广到dSTORM、STED、SIM和更传统的衍射限制的宽场和共聚焦荧光显微镜。最近，通过一种称为PRISM(probe-based imaging for sequential multiplexing)的基于DNA-PAINT的成像方法，实现了高达10个神经元蛋白质的分辨率约为20nm的多通道成像。该方法使用了低亲和力成像探针，该探针与突触、肌动蛋白和微管一抗上的对接链结合。图2 原代神经元中多个神经元靶点的多标Exchange-PAINT成像。（A）DNA-PAINT顺序成像的四种突触蛋白的超分辨图像：圆圈表示漂移校正的基准点；（B）为（A）中不带*的感兴趣区域的高放大倍率图和超分辨图像。（C）为（A）中带*的感兴趣区域的超分辨结果及单通道图像。2.2.4. 定量SMLM如果每个目标分子都可以单独标记和定位的话，与所有其他超分辨率成像技术相比，SMLM还可以提供有关分子分布和分子绝对数的单分子信息。然而，内源性蛋白质的定量免疫标记仍然是一个挑战，并且多标记抗体的不同定位数目也会使数据解释复杂化。另一方面，达到内源性表达水平比较困难，另外FPs蛋白成熟缓慢也同样会令定量化困难。然而，可以通过设计专门的对照实验估计拷贝数，并提取出有关生物目标结构分子的真实信息。借助合适的算法，SMLM可以提供有关拷贝数、聚类、共定位和复杂化学计量的数据，用于定量模型的生成和模拟。此外，还可以通过将突触结构信息与其功能关联来实现量化，例如膜片钳神经元的生物细胞素标记。例如，通过对链霉亲和素标记后膜片钳神经元进行STORM成像，结合CB1受体的免疫标记，然后在GABA能的海马轴突终端内定量，研究了内源性大麻素信号。本研究发现，与树突投射型中间神经元相比，胞周投射型中间神经元具有更高的CB1受体密度和更复杂的活动区。通过免疫标记和dSTORM研究了黑腹果蝇神经肌肉连接处内源性Bruchpilot（Brp）分子的数量。利用抗体滴定实验，确定了野生型神经肌肉连接处活性区细胞基质中Brp蛋白的数量为137个，其中四分之三以约15个七聚体簇状排列结合从相同组织样本记录的电生理数据，研究Brp如何组织控制活动区功能。利用DNA纳米结构作为校准，每个活性区Brp蛋白的数量估计通过定量DNA-PAINT（qPAINT）实验证实。此外，定量dSTORM实验表明，每个活性区Brp蛋白的数量和分布受突触标记蛋白-1的影响，这说明突触活性区递质释放的复杂性。在最近的一项研究中，使用Alexa Fluor 532和Alexa Fluor 647免疫标记的双色dSTORM已用于小鼠小脑平行纤维活性区中代谢型谷氨酸受体4（mGluR4）的定量研究（图3）。该研究还使用抗体滴定实验估计每个活性区平均包含约35个mGluR4分子，并排列在小纳米结构中。此外，mGluR4通常在munc-18-1和CaV2.1通道附近被发现，这支持了mGluR4与这些蛋白质相互作用以调节突触传递的观点。图3小鼠脑片中代谢型mGluR4受体定位定量双色dSTORM。上图：mGluR4和Bassoon免疫染色的小脑冠状切片的dSTORM图像，作为活性区参考。与宽场显微镜结果的比较。（A）DBSCAN聚类算法定义了近距离的En face活性区表面积（灰色）和mGluR4信号（品红）。（B）活性区大小的频率分布直方图（C）mGluR4信号到突触和突触外区域的映射。（D）通过Ripley H函数分析评估Bassoon和mGluR4的聚集分布。与随机分布的分子（蓝色、灰色）进行比较。虚线表示Ripley分析的最大值。这些研究显示了定量SMLM在神经科学研究中的潜力。可以预见，定量SMLM的进一步发展将为突触前和突触后蛋白质的功能关系，及其组织和结构的研究提供更有价值的信息。2.2.5. 组织三维（3D）SMLM虽然SMLM方法实现了仅几纳米的非常高的水平定位精度，但它需要特殊的方法来打破图像平面上方和下方PSF的对称性，来实现高轴向定位精度。实现高轴向定位精度的两种方法是PSF重塑和多焦面检测，通常用于在3D中精确定位荧光团。在SMLM中最常用的方法是通过在成像路径中插入单个柱面透镜从而不对称地扭曲PSF，利用光学像散原理来实现三维定位。基于像散方法的3D dSTORM技术还可以与光谱拆分相结合，对COS-7细胞中的网格蛋白表面小窝成像。像散引起的畸变程度由荧光团的轴向位置决定，因此可用于轴向位置计算。例如，3D散光SMLM已用于确定抑制性突触后密度区gephyrin蛋白和受体复合物的分布和拷贝数，或突触前活动区和突触后密度区各种成分的空间关系。采用双物镜像散成像方案，通过3D SMLM研究组织中肌动蛋白、血影蛋白和其他相关蛋白的结构，发现这些蛋白在轴突中形成190nm的周期性环状结构。替代方法包括使用相位掩模、变形镜实现双螺旋、四足或鞍点PSF重塑，和双焦面成像方法实现更大的轴向范围，并已成功应用于不同的应用中。为了在2D和3D中定位单个荧光发射区，已经开发了不同的算法和软件工具。在最近的一次综述中，列出了不同3D SMLM方法获得的水平和轴向分辨率，以供比较高30倍。此外，使用NHS染料对所有蛋白进行标记，然后进行迭代ExM，可以对高蛋白密度的结构或细胞器（如线粒体），实现与EM相比具有更高对比度的超微结构细节。为了在分子尺度上进行成像，ExM与SMLM方法（如dSTORM）相结合是一个理想的选择。然而在含有硫醇和盐的传统光转换缓冲液中，会发生荷电氢凝胶收缩。可通过使用低离子强度缓冲液或加入中性溶液使凝胶稳定以避免收缩。另一种策略是使用自发闪烁的荧光团（如HMSiR）在水中进行SMLM。通过Ex-dSTORM实现分子分辨率的关键是膨胀后标记，这增加了表位可及性，从而提高了标记效率并减少了标记错误。Ex-dSTORM超分辨成像已成功应用于原代细胞和神经元中微管和中心粒结构的解析。

一、项目基本情况1.项目编号：OITC-G230582632项目名称：中国科学院化学研究所STED超高分辨显微镜系统采购项目预算金额：770.000000 万元（人民币）最高限价（如有）：770.000000 万元（人民币）采购需求：包号货物名称数量（台/套）是否允许采购进口产品采购预算（人民币）1STED超高分辨显微镜系统1套是770万元合同履行期限：详见采购需求本项目( 不接受 )联合体投标。2.项目编号：TC23080CG项目名称：中国科学院化学研究所纳秒时间分辨拉曼光谱仪采购项目预算金额：406.000000 万元（人民币）最高限价（如有）：406.000000 万元（人民币）采购需求：包号货物名称数量 简要规格描述交货期交货地点保修期是否允许采购进口产品是否专门面向中小企业采购采购预算（万元）最高限价（万元）1纳秒时间分辨拉曼光谱仪1套2.1.3 *532nm皮秒脉冲激光，平均功率不低于300mW，脉宽小于85ps，TEM00模式。2.2.7#光谱分辨率：-1。检验标准：使用表面抛光的单晶硅做样品，采用50×物镜，≥1800刻线/毫米光栅，光栅转动，扫描范围100～4000cm-1，532nm激光激发重复20次，测量硅拉曼峰（520cm-1），520峰中心位置重复性 ≤ ±0.03cm-1。2.2.11*ICCD探测器，最短门限脉宽≤500ps，像素 ≥1024*255，波长范围280-760nm；最小光学门控宽度，超快模式≤500ps；最小读出噪音＜7e-；光谱采集时间最短500ps。2.4.1# 采用新型数字化全自动针孔共聚焦技术（三维空间滤波）国产产品：合同生效后6个月；进口产品：收到出口许可后6个月 国产产品：招标人指定地点；进口产品：DDP用户指定地点仪器保修期应自安装验收通过之日起一年。在保修期内，任何由制造商选材和制造不当引起的质量问题，厂家负责免费维修。是非专门406406合同履行期限：交货期：国产产品：合同生效后6个月；进口产品：收到出口许可后6个月。本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件1.时间：2023年11月16日 至 2023年11月23日，每天上午9:00至11:00，下午13:00至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：www.oitccas.com方式：登录东方招标www.oitccas.com注册并购买。售价：￥600.0 元，本公告包含的招标文件售价总和2.时间：2023年11月17日 至 2023年11月24日，每天上午9:00至12:00，下午12:00至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：中招联合招标采购平台（http://www.365trade.com.cn）方式：（1）首次注册供应商：登录“中招联合招标采购平台（http://www.365trade.com.cn）”（以下简称“平台”），点击“供应商/投标人入口”进行免费注册。 （2）已在平台注册过的潜在供应商，登录后点击“寻找招标项目”，进行项目名称或项目编号查询，找到项目点击“立即投标”，选中需要投标的标包点击“提交报名”。 （3）在“我参与的项目”选择相应项目后的“立即购标”按钮，选择相应标包“提交支付”并下单缴费。支付完成后，可直接下载招标文件。 （4）支付完成后，点击页面上方“我的工作台”下拉菜单中的 “我参与的项目”进行招标文件下载。 （5）如有平台操作方面的疑问请按以下方式与技术支持联系： 客服电话：010-86397110、010-62108037（客服工作时间：周一至周五上午9时00分-11时30分，下午13时30分-17时00分）。售价：￥600.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：中国科学院化学研究所　　　　　地址：北京市海淀区中关村北一街2号　　　　　　　　联系方式：010-68290511/0551/0509　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：东方国际招标有限责任公司　　　　　　　　　　　　地　址：北京市海淀区丹棱街1号互联网金融中心20层　　　　　　　　　　　　联系方式：赵倩 任伟松 焦怡泽,010-68290511/0551/0509，yzjiao@oitc.com.cn　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：赵倩 任伟松 焦怡泽电　话：　　010-68290511/0551/05094.采购人信息名 称：中国科学院化学研究所　　　　　地址：北京市海淀区中关村北一街2号　　　　　　　　联系方式：联系人：贾老师 电话：010-62658184 电子邮箱：jiahy@iccas.ac.cn　　　　　　5.采购代理机构信息名 称：中招国际招标有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：北京市海淀区学院南路62号中关村资本大厦611A室　　　　　　　　　　　　联系方式：联系人：徐润斌 郭文星 徐子玲 电话：010-62108155 62108156 电子邮箱：xurunbin@cntcitc.com.cn　　　　　　　　　　　　6.项目联系方式项目联系人：郭文星 徐子玲 徐润斌电　话：　　010-62108156 62108155