纳米流体

诺泽流体科技微纳米技术卓越中心（以下简称技术中心）于2020年5月31日在上海正式成立，并邀请复旦药学院副院长王建新老师，中科院药物所课题组组长甘勇老师、张馨欣老师、苏州大学纳米学院执行院长刘庄老师及天津中医药大学博导刘志东老师出席揭幕仪式。 （诺泽总经理张锋和嘉宾一起揭幕）诺泽流体科技总经理张锋为嘉宾们先介绍公司两大核心产品，微射流均质机和超微粉气流粉碎机应用成果，后陪同嘉宾一起参观技术中心。（总经理张锋介绍产品的应用案例）技术中心建有符合GMP要求的C级净化间、分析室、小试粉碎间、规模生产区域；配备超微粉气流粉碎机(实验型、小试型 、中试型、生产型)、微射流均质机（实验型、中试型、生产型），高剪切、粉体特性测试仪、粒径检测设备等仪器，可满足工艺验证，实验用途代加工，放大生产，配置OEB5的粉碎隔离器，还可实现高活性原料药的微粉化。为众多企业解决从研发阶段、中试放大阶段以及大生产阶段的问题。 （参观技术中心）诺泽流体科技（上海）有限公司自2012年成立以来，一直秉承着安全、可靠、创新的理念，赢得全球众多高科技公司与知名药企的认可及一致性好评。此次，企业成立的技术中心，将为业界提供更专业、优质的技术解决方案服务。（诺泽员工与嘉宾合照留念）

近几年具有出色变形能力和可控性的磁流体机器人受到广泛关注。然而，这些研究大多是在体外进行的，将磁流体用于体内医疗应用仍然是一个巨大的挑战。同时，将磁流体机器人应用于人体也需要解决许多关键问题。本研究创建了基于磁流体的毫米机器人，用于体内肿瘤靶向治疗，其中考虑了生物相容性、可控性和肿瘤杀伤效果。针对生物相容性问题，磁流体机器人使用玉米油作为基载液。此外，该研究使用的控制系统能够在复杂的生物介质中实现对机器人的三维磁驱动。利用1064纳米的光热转换特性，磁流体机器人可以在体外杀死肿瘤细胞，在体内抑制肿瘤体积、破坏肿瘤间质、增加肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤细胞增殖。这项研究为基于磁流体的毫米机器人在体内实现靶向治疗提供了参考。近日，北京航空航天大学机械学院冯林课题组提出了一种通过具有生物相容性的磁流体机器人实现肿瘤的光热治疗方法。该方法将磁流体的基载液改为具有生物相容性的植物油，通过三维电磁控制系统实现磁流体机器人的靶向控制，对该种磁流体机器人在体外与体内的生物相容性和光热肿瘤杀伤效果进行了细致的研究。本研究中的所有3D模型均使用摩方精密nanoArchS140设备打印。相关研究内容以“Biocompatible ferrofluid-based millirobot for tumor photothermal therapy in Near-Infrared II window”为题发表在《Advanced Healthcare Materials》期刊上，冯林教授为通讯作者，硕士生纪易明为第一作者。图1.用于近红外 II 窗口肿瘤光热治疗的生物兼容磁流体液滴机器人（BFR）概念图。图2. BFR表征。(A)Fe3O4纳米粒子的 XRD 图。(B)Fe3O4纳米颗粒的傅立叶变换红外图。(C)油酸包裹Fe3O4纳米颗粒的傅立叶变换红外图。(D) BFRs 中纳米粒子的透射电子显微镜（TEM）结果。(E) 所制备磁流体的磁滞线。(F) 磁流体的紫外-可见-近红外吸收光谱。(G) 不同浓度的BFR在 1064 纳米近红外照射下的温度曲线。(H) 5个加热-冷却循环过程中BFR的光热稳定性研究。该研究制备了一种生物相容性磁流体（BFR），并对其进行了详细表征，如图2所示。该生物相容性磁流体由超顺磁性纳米颗粒（磁响应组分）和生物相容性植物油（基载液）构成。双层的油酸包裹磁颗粒使磁流体获得较好的稳定性。磁滞回线展现出该磁流体良好的磁响应能力。红外吸收光谱和光热升温曲线体现了该磁流体较好的光热转换效率和光热稳定性。图3. BFR在体外模拟血液循环环境中的运动。(A) BFR 可被控制移动到全血环境中三维血管模型的任意分支。比例尺：5 毫米：(B) BFR 在肝门静脉血管模型中的运动控制，显示了 BFR 由于可变形性和分裂能力而在血管中的可移动性。比例尺：2 毫米。(C) 磁流体机器人越过障碍物的侧面示意图。(D) BFR 在磁阻力作用下穿过障碍物和心脏组织表面的沟槽。(E) BFR 超声成像示意图。比例尺：5 毫米：(F) BFR 在一块牛心血管组织的内表面形成一个稳定的球体。(G) 超声成像视频快照，显示运动控制过程中 BFR 在不同时间的位置。比例尺：2 毫米。(H) BFR 在全血环境中逆流而上。比例尺：1 毫米。同时该研究对BFR在针对模拟体内靶向治疗环境的运动控制进行了详细研讨。通过四线圈三维电磁系统，磁流体机器人可以实现高精度三维运动控制。由于其具有极强的变形、分裂和融合能力，BFR可以在更为复杂的血管环境（如模拟肝门静脉模型）中运动，以及逆血流的运动。此外，因所选磁流体基载液材为有机液体，该种磁流体并不会与血管和心脏内壁发生粘连，可以实现在血管中和心脏表面的运动控制。磁颗粒与体内环境的密度差异也使得超声成像对BFR在体内的位置进行实时显示。图4. 体内肿瘤杀伤实验。(A) 各实验组裸鼠在治疗六天后的肿瘤情况，(B) 体重曲线。(C) 肿瘤大小曲线。(D) 六天治疗后离体肿瘤组织的体积统计。(E) 小鼠肿瘤切片的 H&E 染色结果。比例尺：50 微米。(F) 和 (G) 肿瘤切片的 TUNEL 和 KI67 染色结果。黑色背景图像为荧光图像，白色背景图像为特征荧光图像。比例尺：100 μm。此外，该种磁流体对体内肿瘤的治疗效果得到了验证。通过小鼠实验可以观察到治疗组小鼠的肿瘤体积有明显的减小。在染色结果中治疗组也展现出了对肿瘤组织的杀伤和抑制生长效果。

全国制药机械博览会和同期举办的中国国际制药机械博览会始办于二十世纪九十年代，每年春、秋各一届，自2004年以来，连续被中华人民共和国商务部列为重点支持的展览会之一，2008年开始又被商务部批准为国际制药机械博览会。CIPM是业界公认的专业化、国际化、规模大、展品全、观众多，而且集贸易、研讨于一体的制药装备行业交流平台。 苏州微纳流体科技有限公司成立于2022年（以下简称“微纳流体”），地处苏州工业园区生物纳米科技园，是一家专注于高压微射流纳米均质设备组装生产、研发改进及供应相关配套技术服务的科技型企业。企业当前主营代理专业提供高压微射流均质机，高压均质机，微流控乳化机，微反应乳化机，脂质体挤出器及对射流金刚石交互容腔等设备和技术，为脂肪乳(前列地尔，氯维地平)，精细化工(MLCC、锂电池、导电涂层)，细胞破碎，纳米粒(紫杉醇白蛋白)、纳米脂质体(阿霉素、多柔比星)、混悬液(氯替泼诺,氟米龙)等领域客户提供了优质的均质解决方案。 “微纳流体”在秉持国际成熟技术的同时，坚持以质量和高效服务为导向，携手品牌部件国内供应链企业为合作伙伴，依靠江浙沪优势基础制造平台，整合国内外行业优势专家资源，通过高能研发团队做到仿创结合，针对微射流装备易损易耗件、非标定制化部件以及自动化系统进行自主研发与制造，实现了对重要材料、定制化部件以及自动化技术的高度自主掌握，这有效降低了设备制造成本，更提升了产品交付及服务响应的效率。 “微纳流体”始终坚持“以顾客为中心、以特色创品牌、以产品质量安全求生存、以完善企业质量管理求发展”的品质方针，严格GMPC质量标准引进品质控制，严抓产品质量关，全力贯彻“以质优价廉的产品和完善到位的技术服务客户”的经营宗旨，服务于国内流体控制和自动化控制领域。雄厚的技术力量和高素质的员工队伍，形成“微纳流体”规模化生产实力与技术积累；十余年国内外均质领域服务经验，带来了“微纳流体”与国外厂商的紧密合作关系；专业的技术支持和数年的国际贸易经验使我们积累了大量的重要客户和供应商；完善细致的售前、售中、售后服务，让我们赢得了广大客户和工控同行的广泛认可，成为纳米均质服务领域的专家。 经营范围 一般项目:技术服务、技术开发、技术咨询、技术交流、技术转让、技术推广，机械设备研发，生物化工产品技术研发，软件开发，工程和技术研究和试验发展，制药专用设备制造:制药专用设备销售 仪器仪表制造，仪器仪表销售。仪器仪表修理:机械设备租赁 机械设备销售 普通机械设备安装服务 化工产品销售(不含许可类化工产品):工业自动控制系统装置销售 软件销售 机械零件、零部件加工:机械零件、零部件销售(除依法须经批准的项目外，凭营业执照依法自主开展经营活动)（图片本次展出的气动式佐剂乳化器）（图片为本次展出的高速剪切机）微纳流体高速剪切机技术优势：1、灵巧、轻便的外形设计，方便使用。2、分散刀头结构简单，方便拆卸。3、反螺牙接口保证运转时刀头的牢靠。4、速度可调，保证了良好的分散效果。5、分散物料粘度可达5000cps。6、分散刀头采用316L不锈钢材质，拥有良好的防腐性能。

在过去的十年中，开发“简单”的血液测试并为个性化治疗提供设计，且无需侵入性肿瘤活检取样，使癌症筛查、诊断或监测成为可能，一直是癌症研究的核心目标。来自正在进行的生物标志物开发工作的数据表明，提高早期癌症检测分析的灵敏度和特异性需要多个标志物单独使用或作为多种方式的一部分。在血液中多个维度(基因组、表观基因组、转录组、蛋白质组和代谢组)的癌症相关分子改变以及整合所得的多组学数据有可能发现新的生物标志物并进一步阐明潜在的分子途径。在此，我们回顾了多组学液体活检方法的关键进展，并介绍了“纳米组学”标准模式：开发和利用纳米技术工具来富集并对血液循环癌组进行组学分析。　　论文：Nano-omics: nanotechnology-based multidimensional harvesting of the blood-circulating cancerome译名：纳米组学：基于纳米技术的血液循环癌组的多维采集　　尽管癌症的治疗手段取得了日新月异的成果，但全球人口仍有六分之一的死亡是由癌症导致的。缺乏早期癌症检测工具是造成这种高死亡率的主要原因之一。能够在疾病早期检测血液中肿瘤特征的测试为癌症患者提供了巨大的、尚未开发的潜力，即在肿瘤变得无法治愈之前接受有效治疗。因此，液体活检技术正在迅速发展，不仅可以进行非侵入性肿瘤分析，还可以检测无症状个体的癌症发作。　　基于使用组合治疗方式治疗癌症相似的基本原理(例如，手术、放疗和化疗)，多种血液循环分析物作为“癌症指纹”的协同作用导致了在早期癌症检测中的范式转变。液体活检样本包含一系列蛋白质、核酸、循环肿瘤细胞(CTC)和细胞外囊泡(EV)，它们从多个肿瘤部位进入血液循环，共同反映肿瘤生物学的空间和时间异质性。尽管关于分泌和循环肿瘤材料的动力学仍有待了解，但连续液体活检提供了纵向捕获系统性生物分子变化的可能性，因为它们在肿瘤进展的进化轨迹中动态发展。　　检查各种血液成分中的多维分子变化(基因组、表观基因组、蛋白质组和其他)并整合由此产生的多组学数据集，不仅有可能阐明癌症特异性分子机制和潜在的治疗靶点，而且还可以发现新的用于早期癌症检测的生物标志物组合(图1)。迄今为止，由于液体活检分析物的浓度极低，尤其是在非转移性疾病患者中，对癌症组的综合分析范围上收到了限制，。事实上，基于血液的多组学生物标志物发现的主要瓶颈之一是单独富集和提取不同类型的液体活检分析物所需的大样本量(通常10-15 ml)。此外，多种分析物提取方案影响了所得组学数据集的分析重现性和可比性。　　在此，我们评估了过去十年在早期癌症检测的多组学方法方面取得的进展。我们还介绍了“纳米组学”的概念，这是一种使用纳米技术来解决当前与血液循环癌组的富集和分析相关的技术限制的新兴范式。具体来说，纳米组学利用生物流体培养的纳米材料作为清除平台，在组学分析之前富集和分离癌症衍生的分析物，最终目标是识别用于早期癌症检测的新型多组学生物标志物组。　　图1 多组学液体活检的转化潜力可以通过基于血液的液体活检捕获的肿瘤特异性信息的多个生物分子层的示意图。血液中存在的复杂生物分子特征突出了开发能够从单个血液样本中检测肿瘤特异性多组学特征的方法的机会。确定的多组学特征在癌症生物标志物和药物开发中具有潜在应用。　　1.多组学生物标志物　　目前，大多数液体活检测试基于蛋白质或游离DNA (cfDNA)分析物，临床上用于检测预后和预测性生物标志物主要是帮助选择最佳治疗策略。例如，血清癌抗原15-3常用于监测晚期乳腺癌患者的治疗反应，血浆cfDNA的EGFR突变检测可用于预测非小细胞肺癌患者对EGFR酪氨酸激酶抑制剂的反应性。随着此类检测在临床上的普及，正在进行的生物标志物发现工作正逐渐朝着开发用于癌症筛查和早期检测的多分析物检测方向发展。尽管评估单一蛋白质(例如，用于前列腺癌筛查的前列腺特异性抗原)或多种蛋白质(例如在已知盆腔肿块的女性的术前检查中用于卵巢癌检测的OVA1组)的分析已经成功应用于临床，(表观)基因组学方法目前仍在早期癌症检测领域占据主导地位。　　循环肿瘤DNA (ctDNA)由封闭在CTC内或由于肿瘤细胞凋亡或坏死而释放到血流中，正在成为早期癌症检测的最有希望的生物标志物之一。尽管ctDNA仅占总cfDNA的一小部分，但下一代测序(NGS)方法能够放大ctDNA信号，因此优于基于质谱(MS)的蛋白质生物标志物发现方法。目前，超过30项正在进行的大型队列临床试验正在评估血液中基于ctDNA的生物标志物。单基因分析已逐渐演变为多基因NGS分析，最近又演变为多模式液体活检方法。不同类别的生物标志物分子的整合不仅有可能提高癌症检测的灵敏度和特异性，还可以将肿瘤定位在特定的解剖部位。　　作为多癌症早期检测液体活检发展的领军技术，两种不同的多重生物标志物特征平台目前正在前瞻性临床研究中进行测试：CancerSEEK和GRAIL测试。 CancerSEEK测试使用蛋白质基因组生物标志物组，并在一项回顾性研究中进行了初步临床评估后，首次在通过基于选择性突变的血液采集和测试(DETECT-A)早期检测癌症研究中对没有癌症病史的患者进行了前瞻性评估。1005名临床检测到8种不同类型的非转移性癌症患者。最初的概念验证回顾性研究评估了一个包含16个基因和8种蛋白质的多分析物组，并证明了70%的中位测试灵敏度(在8种不同癌症类型之间以及疾病阶段之间存在相当大的差异)和超过99%的特异性。此外，监督机器学习算法的应用正确识别了63%的CancerSEEK测试呈阳性的患者的起源器官。随后的DETECT-A研究是第一个评估多分析物(16种基因和9种蛋白质)和多癌症血液检测的前瞻性和介入性试验，涉及10006名无已知癌症的女性(年龄65-75岁)报名时。研究期间共进行了96例癌症诊断，其中26例仅使用CancerSEEK血液检测，24例通过标准护理筛查检测，其余46例根据症状或其他方式检测。据报道，单独使用CancerSEEK测试对所有癌症类型的敏感性为27.1%，与标准护理测试结合使用时为52.1%。然而，应该注意的是，CancerSEEK测试依赖于诊断性PET-CT扫描来确认所有阳性病例并将癌症定位到特定的解剖部位。尽管如此，该试验表明，多分析物血液检测与PET-CT和标准癌症筛查方案相结合，不仅可以有效地纳入常规临床护理，还可以促进旨在治愈的手术。最新版本CancerSEEK的验证目前正在一项前瞻性观察研究中进行，该研究对1000名已知或疑似癌症患者和2000名未患癌症的人进行，命名为ASCEND(Detecting Cancers Earlier Through Elective Plasma-based CancerSEEK Testing–Ascertaining Serial Cancer Patients to Enable New Diagnostic)。　　GRAIL测试使用基于血浆cfDNA中DNA甲基化模式的替代检测方法，该模式通过对超过100000个信息甲基化区域进行亚硫酸氢盐测序确定。该平台目前正在一项雄心勃勃的临床计划中进行多癌症筛查测试，其中包括五项前瞻性试验：循环无细胞基因组图谱(CCGA)研究(NCT02889978)、STRIVE (NCT03085888)、SUMMIT(NCT03934866)、PATHFINDER(NCT04241796)和PATHFINDER2 (NCT05155605)。基础CCGA研究表明，这种靶向DNA甲基化检测可以检测50多种癌症类型，同时还能以93%的准确度预测癌症信号起源的组织。在所有疾病阶段都检测到癌症(I-III期敏感性：43.9% I-IV期敏感性：54.9%)，特异性超过99%。通过与英国国家卫生服务局的合作，最新版的GRAIL测试(Galleri)的临床和经济性能将在一项包括140000名50-77岁参与者的试点筛选研究中进行前瞻性评估。值得注意的是，CancerSEEK和GRAIL测试都被授予FDA突破性设备状态，突出了多分析物测试在早期检测多种癌症类型方面的巨大潜力。　　除了无细胞基因组和蛋白质组癌症生物标志物之外，研究人员还尝试从血液中纯化和表征CTC和肿瘤衍生的EV用于实时监测治疗反应。CELLSEARCH系统是第一个获得FDA批准的平台，旨在捕获、纯化和枚举上皮来源的CTC，以预测转移性乳腺癌、结直肠癌或前列腺癌患者的预后。目前，计数极少的CTC(转移性疾病患者每毫升血液中通常为1-10个)是基于上皮标志物的表达，例如上皮细胞粘附分子(EpCAM)和细胞角蛋白8、18或19，并依赖于无法维持CTC活力的基于抗体的细胞捕获和染色方法。目前，CTC的临床效用仅基于计数，并且仅限于预测临床结果而不是实现癌症检测。然而，大量的CTC富集技术正在开发中，以实现异质CTC种群的顺序采样和分子谱分析。从散装细胞策略到对可行和完整的患者衍生CTC进行单细胞分析的转变推动了具有集成下游分子分析功能的微流体技术的发展，包括ClearCell FX1系统。　　肿瘤分泌的EV不仅与肿瘤生长和转移有关，而且还可能稳定地封存癌症相关蛋白质、核酸和脂质的宝库。与CTCs相比，EVs在生物体液中的含量更高，尽管从生物体液的背景分子成分中重复分离和富集EVs仍然是众所周知的困难。 DNA条形码标记、3D纳米图案微流控芯片和无标记纯化平台(例如，通过超快分离系统(EXODUS)检测外泌体)只是目前正在开发的克服与传统超速离心相关在纯化效率、产量、速度和稳定性方面限制的基于抗体的EV纯化方案的几个例子。将生物分子或生物物理富集与在单个微流控平台(例如，外泌体模板等离子体技术TPEX)内对EV封存的生物标志物(例如蛋白质和microRNA)的多重检测相结合，在分离EV方面显示出来自非囊泡生物流体成分巨大的前景。　　还尝试使用基于免疫亲和的微流体接口从单个样品中对CTC和EV进行双重隔离和分析。例如，双重用途的OncoBean (DUO)微流体装置已被证明能够从黑色素瘤患者的血液样本中同时分离CTC和EV，并使用多重实时定量逆转录 PCR (RT-qPCR) 测试对这些分析物进行分子分析，检测一组96个黑色素瘤相关基因的表达模式。使用单个设备或平台富集多种癌症分析物被认为是多组学液体活检领域的下一个前沿。　　2.数据分析与整合　　尽管组学数据集的可用性越来越高，但由于需要对多组学数据集进行计算操作和解释，所以将生物标志物发现转化为临床试验仍然具有挑战性。大规模的国际研究网络开始意识到在癌组整合层上捕获数据的巨大潜力。癌症基因组图谱 (TCGA)是2005年发起的泛癌基因组学联盟，现已扩展到多组学，包括超过2.5 PB的基因组、表观基因组、转录组和蛋白质组数据。美国国家癌症研究所的临床蛋白质组肿瘤分析联盟(CPTAC)是多机构倡议的另一个例子，旨在利用蛋白质组数据集的互补性，为不同癌症类型提供新的分子见解。　　从单个患者样本中生成的多组学数据集的集成为发现血液中疾病特异性分子特征提供了巨大的潜力。然而，多组学数据分析比“单组学”分析更具挑战性，以下六个关键问题仍有待解决：(1)命名差异(例如，以基因为中心的与以蛋白质为中心的)和标识符弃用可能会无意中合并不同的分子种类 (2)每种数据模式都受制于其自身特定的噪声和分布特征，这需要在分析工作流程中使用大量相互依赖的软件工具 (3)开发和执行多组学工作流程需要广泛的领域知识 (4)工作流程复杂，难以优化，容易出错 (5)结果可能高度依赖于分析工作流程的设计 (6)复制和比较结果可能会因工作流程的细微变化而变得复杂。　　目前已经开发了许多工作流程解决方案以实现多组学数据的关联，例如 GalaxyP和WINGS。但目前对于从此类数据集中选择关键生物标志物尚无共识。用于多组学数据分析和整合的可用工具和方法已在其他地方进行了彻底审查。　　3.癌组的纳米富集　　MS和NGS的技术进步极大地推进了血液中蛋白质组学特征的分析，但只有少数基于血液的癌症生物标志物测定已获得FDA批准。从血液中提取和纯化癌症相关分析物仍然是限制液体活检进入常规临床实践的主要瓶颈。　　对新型早期检测生物标志物的探索引起了基于纳米技术平台的开发，这些平台旨在丰富血液癌组的不同成分(包括蛋白质、ctDNA、CTC和EV)。这些“纳米富集”策略中的大多数依赖于纳米粒子的高表面体积比以及它们的表面工程和功能化能力。所有这些利用纳米级技术或材料特性的策略都包含在纳米组学范式中。在这里，我们讨论了当前阻碍液体活检临床转化的技术挑战，并重点介绍了已用于克服这些挑战的纳米组学平台示例(表1)。　　靶向纳米组学基于纳米颗粒表面的功能化，靶向部分作为特定癌症相关分析物的识别元素。相比之下，“非靶向纳米组学”方法依赖于癌症相关分析物在与生物流体孵育后非特异性吸附到纳米颗粒表面(图2)。已经开发了许多靶向纳米组学方法，主要用于富集EV和CTC(图2和3)，而癌症分析物在生物流体孵育的纳米粒子表面的自发吸附仅在过去5年有使用，主要用于蛋白质和cfDNA的富集和分析(表1)。我们强调，尽管在免疫测定和生物传感器中加入基于纳米颗粒的探针经过广泛研究，但其不属于纳米组学方法的范围。这种生物传感器的输出信号是基于纳米颗粒-分析物复合物独特的光学和电化学特性，而不是基于纳米颗粒富集分析物的下游组学分析。　　图2 纳米组学范式概述“纳米组学”方法的示意图，其中纳米材料被用作清除平台，以从生物体液中捕获、富集和分离癌症相关分析物以进行下游组学分析。“靶向纳米组学”需要使用靶向部分对纳米材料表面进行功能化捕获特定的癌症分析物，而“非靶向纳米组学”依赖于癌症分析物非特异性、自发吸附到纳米颗粒表面(称为生物分子电晕形成)。基于纳米材料的采集平台可以同时从单个外周血样本(以及可能的其他生物体液)中丰富癌症特异性基因组、转录组、蛋白质组和脂质组特征。纳米组学方法旨在应用生物-纳米界面获得的知识，以实现复杂生物流体的多组学分析，最终目标是推出用于早期癌症检测的新型多分析物生物标志物。cfDNA，循环游离DNA CTC，循环肿瘤细胞 EV，细胞外囊泡。　　表1 使用纳米组学方法分析液体活检分析物的示例研究　　ASGPR1，去唾液酸糖蛋白受体1 cfDNA，循环游离DNA CTC，循环肿瘤细胞 ddPCR，微滴数字PCR ELISA，酶联免疫吸附试验 EpCAM，上皮细胞粘附分子 EV，细胞外囊泡 ICC，免疫细胞化学 IHC，免疫组化 LC-MS/MS，液相色谱和串联质谱 nano-HB，纳米人字形结构 NP-HBCTC-chip，纳米颗粒人字形循环肿瘤细胞芯片 NSCLC，非小细胞肺癌 PEDOT，聚(3,4-乙撑二氧噻吩) PEG，聚乙二醇 PEI，聚乙烯亚胺 PIPAAm，聚N-异丙基丙烯酰胺 PLGA，聚乳酸共乙醇酸 PL，磷脂 qPCR，定量PCR RT-ddPCR，逆转录微滴数字PCR RT-qPCR，实时定量逆转录PCR SWATH-MS，连续窗口全理论碎片采集质谱 TROP2，肿瘤相关钙信号传感器2。　　3.1 蛋白和ctDNA采集　　在血液循环的生物分子中，蛋白质是细胞过程的生物学终点。因此，蛋白质在历史上作为最受关注的分子生物标志物。然而，直接从血液中发现新的蛋白质生物标志物由于高丰度蛋白(例如，白蛋白约占总蛋白质含量的50%)的压倒性掩蔽效应而变得错综复杂。尽管基于无标记MS的蛋白质组学取得了相当大的进步，但这种信噪比问题极大地阻碍了血液中疾病特异性蛋白质特征的识别。血浆免疫亲和消耗柱被广泛用于克服白蛋白掩蔽的问题，但会导致低分子量(LMW)蛋白质组(例如，60 kDa的蛋白质)以及高丰度载体蛋白的大量损失。　　2003年首次提出使用富集纳米粒子来增强血液中LMW癌症蛋白质组的蛋白质组学分析，但这一概念仅在过去十年中才引起纳米科学界的兴趣(表1)。由 Liotta、Petricoin及其团队开发的Nanotrap技术使用核壳亲和诱饵水凝胶纳米粒子作为蛋白质收集器。与上述免疫亲和柱类似，Nanotrap技术能够将高丰度的高分子量(HMW)蛋白与LMW蛋白分离。具体来说，纳米颗粒的多孔外壳阻止HMW但不阻止LMW蛋白的进入，而内核包含共价连接的化学亲和诱饵，可捕获LMW蛋白以进行收获和后续分析。值得注意的是，虽然初步可行性研究证明了Nanotrap颗粒作为蛋白质生物标志物发现平台的潜在用途，但该技术主要用于捕获和富集已知的生物标志物蛋白质。　　蛋白质在与生物体液一起孵育后自发且非靶向吸附到纳米颗粒表面，称为“蛋白冠”(框1)，也已被用于蛋白质生物标志物的发现。在过去的十年中，我们了解到复杂的蛋白质电晕会在所有纳米级材料的表面上以不同程度迅速形成，这取决于它们的物理化学性质和表面特性。事实上，纳米粒子对血液蛋白的结合亲和力已被证明是由许多不同的因素决定的，包括它们的大小、表面电荷和功能化以及纳米粒子-生物流体的孵育条件(框1)。　　对低丰度蛋白质的纳米颗粒电晕富集和分析进行体内研究，首先需要通过将脂质纳米颗粒静脉注射到荷瘤小鼠和卵巢癌患者体内。随后通过尺寸排阻色谱法从血液中回收电晕包被的纳米颗粒并从高丰度背景分子(没有诊断价值)中纯化纳米颗粒结合的蛋白，从而能够对血浆蛋白质组的LMW部分进行高分辨率分析。这项最初的范式转变工作引发了人们对体外形成的蛋白质电晕指纹作为一种新工具的临床开发的兴趣，该工具用于对从癌症患者队列中获得的血浆样本进行蛋白质组学分析。通过无标记蛋白质组学技术对“健康”和“患病”纳米颗粒电晕样本进行全面比较，可以识别多种以前未被识别的候选生物标志物蛋白(表1)。　　在这些原理的基础上，Proteograph平台已被开发用于深度分析等离子体蛋白质组，该平台使用具有不同表面特性的有不同的电晕轮廓的磁性纳米粒子组合。由于2D和3D纳米材料是过量的，因此需要做更多的工作来研究各种类型的纳米颗粒的组合是否能在MS分析中显著“扩大”血液蛋白质组的覆盖范围。还存在从血浆样品中纯化和回收电晕涂层纳米颗粒、纳米颗粒制剂的合成和稳定性以及所需的样品量是可能阻碍此类生物流体预处理方案开发的一些亟需解决的技术挑战。　　最近，纳米颗粒蛋白冠的形成在概念上已经转变为由蛋白质、脂质、多糖和核酸组成的多层分子自组装，称为“生物分子冠”(框1)。例如，我们展示了cfDNA与基于脂质的纳米颗粒在与人类血浆样本孵育时的相互作用。这一额外组学维度的发现以及在患有晚期卵巢癌的女性(与年龄匹配的未患癌症的女性相比)样本中发现的显著更高丰度的纳米粒子冠状cfDNA为进一步研究卵巢癌铺平了道路。有趣的是，对相同纳米颗粒电晕样本的蛋白质组学分析揭示了组蛋白中的癌症特异性升高，表明核小体介导的纳米颗粒cfDNA相互作用。虽然 microRNA(在蛋白质复合物中或封存在EV中)的纳米颗粒表面吸附仍有待研究，但这些发现突出了开发能够同时富集和纯化血浆蛋白和无细胞游离核酸的纳米蛋白质组收获平台技术的机会。　　使用纳米粒子从血液中纯化cfDNA的替代方法只有少数正在探索中，包括阳离子磁性纳米线系统的开发。在一项原理验证研究中，这种纳米纯化方法在收集cfDNA以通过液滴数字PCR检测EGFR突变方面优于金标准QIAamp循环核酸试剂盒。此外，从非小细胞肺癌患者的血液中共同分离CTC和cfDNA证明使用单个纳米颗粒平台有富集多种分析物的潜力。其他证明金纳米粒子与甲基化DNA相互作用的研究也为利用生物纳米界面检测cfDNA中癌症特异性甲基化模式奠定了基础。　　3.2 CTC和EV分离　　将CTC和EV从癌症患者的血液中高效提取和纯化是液体活检分析物进行临床转化的关键，这给纳米技术人员带来了工程创新挑战。基于金标准CTC免疫捕获的方法无法收获功能上可行的CTC的异质群体。因此，目前CTC的临床应用只是基于它们在大量造血细胞中的检测和计数，并且仅在高负担、转移性疾病患者中进行。尽管血液中的EV数量更多，但它们的小尺寸和低密度带来了一系列独特的技术挑战。传统的台式EV纯化技术(如超速离心、聚合物诱导沉淀等)主要依赖于它们的物理特性，需要几个小时并无法区分癌症衍生的EV和非恶性细胞释放的EV。　　已经进行了许多利用CTC和某些EV子集的癌症特异性的尝试，以使用纳米组学方法增强血液CTC和EV及其基因组、转录组和蛋白质组的捕获和分离。这些收获策略中的大多数需要用针对众所周知的CTC和EV表面抗原(如 EpCAM、HER2、CD9、CD81和CD63)的抗体涂覆纳米颗粒表面。已经开发了广泛的纳米技术来捕获血液CTC和EV(表1和图3)，包括磁性、金、硅、二氧化钛(TiO2)和碳纳米材料平台，具有不同程度的设计复杂性和成功率。为了解决与CTC固有异质性相关的问题并提高捕获效率，还使用了不同抗体的混合物对相同的纳米颗粒平台进行功能化。例如，用抗体混合物标记的磁性纳米线已被证明能以100%的效率(29名患者中的29名)从250 µl血液样本中有效分离早期非转移性乳腺癌衍生的CTC。　　抗体靶向纳米颗粒也已集成到微流体装置中，与标准的CTC或EV分离方法相比，该装置需要更少的样品量并具有更高的检测灵敏度，并且可以设计成多步功能(例如，分析物分离、鉴定和检测)。这种基于纳米颗粒的平台的例子包括Poudineh等人设计的基于磁性排序流式细胞仪的微流控芯片，以根据其表面蛋白表达表型分析CTC，以及Zhang等人开发的具有自组装3D人字形纳米图案的Nano-HB微流控芯片，用于检测卵巢癌患者血浆中低水平的肿瘤相关外泌体。结合纳米颗粒分离CTC或EV以及下游细胞内或囊泡组学分析的微流控芯片也在开发中，并逐渐演变为综合多物种分析平台。　　纳米材料提供的多模态工程能力使其能够从复杂的生物流体中同时捕获和可视化癌症分析物，以及对捕获的分析物进行刺激响应分离和取样以进行进一步分析。多功能纳米颗粒平台的一个例子是由Zhou等人开发的发光聚乙二醇功能化免疫磁性纳米球，用于对从EpCAM+上皮癌患者的外周血样本中分离的CTC进行高分辨率可视化。量子点沉积在这些磁响应Fe3O4纳米颗粒上，除了与血液进行磁分离外，还可以实时监测CTC的回收过程。最后，使用含二硫键的接头将抗EpCAM抗体连接到这些纳米颗粒构建体的表面，使谷胱甘肽介导释放活化的CTC。　　除了这些上皮标记依赖技术之外，还有研究利用CTC对裸碳基纳米颗粒表面的高亲和力的不依赖标记的方法，并有望捕获更广泛的CTC亚型，从而能够表征其独特的转移潜力。例如，在概念验证研究中，Loeian等人开发了一种碳纳米管CTC芯片，能够从4毫升或8.5毫升血液样本中根据细胞角蛋白8或 18、EGFR和HER2成功捕获具有各种表型的异质CTC，血液样本来自7名I-IV期乳腺癌患者获得的每毫升血液中0.5-28个CTC。从污染的白细胞中纯化并将粘附的CTC从纳米管CTC芯片中释放出来需要进行更多的优化工作，用于后续的组学分析。　　因此，大量证据表明纳米技术解决方案可以增强血液循环癌组的采样。尽管如此，还需要对收获的CTC和EV进行下游蛋白质组学分析，以便在早期癌症检测的背景下充分实现纳米组学方法的承诺。　　4.纳米组学的愿景和挑战　　多组学液体活检分析的兴起正在逐渐改变我们捕获癌组复杂的方式。基于血液的癌症多组学分析有可能最终涵盖基因组学、表观基因组学、蛋白质组学、脂质组学和代谢组学特征，从而更深入地了解肿瘤发生并提高早期检测的敏感性(图1)。血液中液体活检分析物的含量极低，这要求开发新技术以使癌组富集，同时最大限度地减少所需的样本量。　　本文介绍了纳米组学方法并将其定义为利用纳米技术从生物体液中分离分析物以进行后续(多)组学分析(图2)。纳米组学寻求应用在生物与纳米界面获得的知识，对血液和其他生物体液中存在的疾病特异性分析物或分析物特征进行全面分析。纳米组学的最终目标是产生具有高信息能力的综合多组学知识，并揭示新的分子生物标志物组。　　基于纳米技术的平台在从血液中富集CTC和EV方面以及揭示过去隐藏的血液蛋白质组方面显示出了巨大的潜力。虽然靶向纳米组学方法(通过具有靶向部分的纳米颗粒的功能化)主要用于捕获血液CTC和EV，但最近利用纳米颗粒进行血液蛋白质组学分析的努力是基于蛋白质电晕形成的非靶向自发现象(框1)。根据这一策略，纳米颗粒充当捕获LMW血液蛋白质组的“纳米网”，从而解决了迄今为止困扰无标记蛋白质组学分析的信噪比挑战。　　纳米技术界已经开始将目光投向明确表征的蛋白质冠之外，现在正在研究纳米粒子与共同构成所谓的生物分子冠的其他生物分子种类的自发相互作用，包括脂质、代谢物和cfDNA。生物分子电晕提供的复杂分子指纹为纳米技术人员提供了一个令人兴奋的机会，可以开发用于血液多组学分析的纳米级平台。尽管还有很多工作要做，但我们设想未来基于纳米颗粒的清除平台将同时从单个生物流体样本中捕获癌症特异性基因组、转录组、蛋白质组和脂质组信息(图2)。　　纳米颗粒生物分子电晕作为在多个组学层发现生物标志物的有效工具可以部署在一系列生物标志物应用和紧迫的临床中。特别是对于早期疾病检测，纳米组学提供了一种综合解决方案：通过单次抽血分析整个循环癌组，同时还探索了在癌症中知之甚少的替代循环生物分子(如脂质和代谢物)的作用。与其他旨在捕获和量化已知癌症相关分析物的基于纳米颗粒的生物传感技术不同，纳米组学“采血”方法有可能加速生物标志物开发程序的发现阶段。为了推动这种基于血液的纳米级清除平台的发展，纳米科学界需要关注可供他们使用的大量纳米材料的转化潜力。　　虽然纳米组学可以解决与液体活检分析相关的一些技术障碍，但其他方面的挑战正在成为阻碍癌症生物标志物临床转化的限制因素。这些障碍包括需要基于高维机器学习的生物信息学方法来整合从单个样本的多组学分析中获得的大型且不同的数据集，以及开发适用于临床使用的多分析物设备。事实上，英国癌症研究中心早期癌症检测路线图强调了在基础和分子生物学、分析技术和机器学习的交叉研究领域需要一种整体方法。从实验室过渡到临床需要合并包括学术研究、工业、研究资助者、监管机构和医疗保健专业人员在内的多部门网络。生物标志物开发的发现阶段通常在学术实验室中启动，并引导多个候选生物标志物的识别。将这些发现转化为具有多路复用能力的临床试验需要在大量患者中进行的分析和临床验证研究中投入大量资源。　　最后但并非最不重要的一点是，生物标志物程序的验证阶段在很大程度上取决于样本的可用性，由于血液样本不是从患有此类癌症的患者身上常规收集，因而可能对早期癌症的研究提出特别的挑战。样本收集、处理和储存过程对验证阶段的分析重现性提出了额外的挑战。最后，癌症筛查方法的一个重要考虑因素是将液体活检分析与标准的基于成像的筛查实践相结合的价值。这种多模式早期检测方法最有可能提供有关肿瘤定位和大小的精确信息，并解决过度诊断的问题。　　框1 纳米颗粒生物分子电晕“生物分子电晕”是指各种生物分子在与生物液体一起孵育时，在纳米颗粒表面上的自发吸附和自组装分层。蛋白质在纳米颗粒上的吸附被称为“蛋白质电晕”。生物分子电晕的组成受多种因素影响。具体而言，组成由纳米颗粒的各种物理化学性质以及纳米颗粒在生物流体中的孵育条件定义(图)。cfDNA，无细胞DNA。　　　　图3 基于纳米材料的血液EV和CTC分离为促进血液样本中细胞外囊泡(EV)和循环肿瘤细胞(CTC)富集而开发的几种纳米技术的示意图摘要。大多数EV和CTC富集策略是基于具有特定靶向部分(通常是抗体)的纳米颗粒或纳米线的表面功能化 然而，也有人提出了无标记富集方法。针对CTC和EV的特定表面配体包括上皮细胞粘附分子(EpCAM)、HER2、CD9、CD63和CD81。PLGA，聚乳酸-羟基乙酸共聚物。　　结论　　我们可以清晰地看到来自液体活检样本的综合多组学特征是精准医学和早期癌症检测的未来。由于组学分析工具和基于机器学习的生物信息学方法的重大进步，液体活检有可能克服与组织活检取样相关的许多限制，包括更好地捕获和反映肿瘤异质性。使用纳米技术发现癌症生物标志物仍处于起步阶段，但使用纳米粒子作为血液循环癌组(蛋白质、ctDNA、CTC、EV等)的收获剂提供了巨大的潜力，并可能重新定义早期癌症检测的未来。我们在此定义的纳米组学方法利用生物-纳米界面处的靶向和非靶向相互作用来揭示潜在的新型多组学生物标志物组并破译嵌入组学数据中的多维信息。综合生物信息学数据分析工具的开发以及生物标志物程序验证阶段所需的人体生物样本和多分析物测试的可用性将是这种纳米组学范式临床转化的关键。　　原文链接：　　https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35739399/

复旦大学材料科学系武利民课题组研究设计开发了一种新的纳米粒子组装方法——纳米固流体法，首次实现了将高折射率的二氧化钛纳米粒子组装成能工作于可见光波段的超材料光学器件。相关研究成果已发表于《科学进展》。　　目前，绝大多数超材料采用金属材料来制备，这些金属超材料可较好地工作于微波和太赫兹波段。但在更高频率的近红外，特别是可见光波段，金属会吸收过多的光线并造成显著的能量损耗，从而限制了金属超材料在近红外和可见光波段的应用。因此，低损耗的非金属超材料的制备与应用是国际超材料研究领域的热点之一。　　据悉，武利民课题组通过将15纳米的锐钛矿二氧化钛纳米粒子组装成半球形和超半球形固体浸没超透镜，在常规的光学显微镜下实现了45纳米的超分辨率显微成像，大大突破了光学显微镜的极限分辨率200纳米，并揭示了二氧化钛纳米粒子间的近场耦合效应在该可见光超材料中的重要作用。　　这项研究提供了一种在纳米尺度操纵可见光的途径，未来将该组装方法与纳米印迹、微纳流体等技术结合，有望制备出紧凑、低成本的超材料光学器件，应用于隐身、光子计算机、近场光学检测及太阳能利用等领域。

2016年6月13-15日，巴黎，法国 2016年能量纳米技术和能量纳米材料国际会议将于2016年6月13-15号在法国巴黎召开。所有被会议接受的文章将作为会议论文集发表在Key Engineering Materials (ISSN: ISSN: 1662-9795, Trans Tech Publications)上，并提交EI核心，Scopus检索。 大会召开时间为3天，6月13日为大会注册日，6月14日为会议召开日,6月15日暂定为巴黎一日游。此次大会将为能量纳米技术相关专业的科研人事提供面对面的交流与合作讨论。我们热忱欢迎从事相关技术研究的专家、学者和专业技术人员向ICNNE2016踊跃投稿，并积极参加大会。 大会委员会 国际咨询委员会 Prof. Peter Lund, 阿尔托大学理工学院, 芬兰Prof. Jordi Llorca, 纳米工程研究中心， 西班牙Prof. Sergej NEPIJKO, 美因茨大学, 德国Prof. Mohamed HABOUSSI, 巴黎大学, 法国 大会主席 Assoc. Prof. Salma BARBOURA, 巴黎大学, 法国Prof. Dr. Jean-Jacques DELAUNAY, 东京大学，日本 程序委员会主席 Prof. Sofoklis Makridis, 马其顿西部大学, 希腊Prof. ZITOUNE Redouane, 图卢兹大学, 法国Prof. Zdeněk Chobola, 布尔诺理工大学, 捷克共和国Prof. Witold Daniel Dobrowolski, 波兰科学院, 波兰 投稿主题 纳米技术与材料科学材料科学与工程:纳米技术在纳米科学和纳米技术先进的应用程序碳纳米管与生物分子纳米材料纳电子学纳米系统纳米力学纳米操作纳米磁学纳米光学和纳米光子学纳米线纳米流体力学纳米生物纳米科学与技术分子电子学 请将您的论文于2016年3月1日之前投至会议邮箱：icnne@saise.org更多疑问，请咨询会议负责人：聂老师

仪器信息网讯 2013 年5 月14 日，由牛津仪器等离子技术公司主办的“牛津仪器纳米级等离子工艺研讨会”在北京举行，来自广大企业及科研院所的160余名用户参加了此次会议。会议现场　　会议就微纳米技术在科研领域的新发展、未来的加工趋势、微纳米结构及器件应用等内容进行了探讨和交流。牛津仪器商务发展总监 Frazer Anderson先生　　牛津仪器商务发展总监Frazer Anderson先生首先介绍了牛津仪器及牛津仪器等离子体技术公司的基本情况。牛津仪器的业务主要分为纳米分析部、工业分析部和服务三大部分。其业务收入目前38%来自亚洲、32%来自欧洲、北美占27%，其他区域占3%。　　牛津仪器等离子体技术公司属于纳米分析部，作为等离子体与沉积处理系统的领导供应商，成立于1982年，拥有超过30年的工艺经验，超过6000件的工艺库，能刻蚀、沉积或使用超过50%的元素周期表中的自然界元素。应用领域包括高亮度发光二极管(HBLED)、微机电系统MEMS、第三代光伏发电及下一代半导体技术等。拥有遍布全球的销售服务网络，并在英国、德国、中国、美国、日本、新加坡等设立了分公司与办事机构。中科院半导体所半导体集成技术研究中心主任 杨富华教授　　杨富华教授介绍了中科院半导体所、半导体技术研究中心、纳米技术在中科院半导体所的应用、半导体所采用的牛津仪器等离子体技术公司的产品使用情况等。他表示举办这样的交流会对于科研人员更好的了解相关领域的前沿动态及技术交流很有帮助。等离子体技术对于未来的科研工作非常重要，我们的研究人员一定要懂得仪器的使用原理，更好的操作仪器，获取出色的研究成果。同时他提出对于仪器公司来说，要想提高在中国的市场占有率，需要在仪器质量、价格、服务及技术打包方案等方面做更多的关注。牛津仪器MEMS首席工艺科学家 Mark McNie先生　　Mark McNie在报告中主要介绍了深硅刻蚀和低温纳米刻蚀技术在微机电系统(MEMS)中的应用。目前微机电系统的主要应用领域包括微机械、微流体、传感器及生物医药等领域。其发展趋势主要在于一体化和复杂化。台湾工研院微系统技术中心经理 Dr.Lin Ching-Yuan　　Lin Ching-Yuan博士在报告中指出微机电系统(MEMS)的市场规模到2017年将达到210亿美元，其2011年的市场规模为102亿美元，年均复合增长率将达到13%。未来在消费品和生物应用领域将发挥重要的角色，晶圆级的组合结构设计、3D一体化设计将成为MEMS的发展趋势，MEMS技术在半导体及移动电话领域的应用需求依然强劲。牛津仪器首席技术官 Dr. Mike Cooke　　Mike Cooke博士介绍了ALD(Atomic layer deposition)原子层沉积系统及其应用。ALD是一种可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面的方法，该技术作为一种先进的薄膜生长技术，已经在高介电和半导体薄膜生长等多方面得到了应用。新型高介电栅介质材料，纳米材料和纳米技术以及3D电子器件等是推动ALD发展重要的需求动力。　　另外，此次交流会中Mike Cooke博士还就纳米薄膜加工工艺面临的问题及解决方案作了介绍。牛津仪器III-V族刻蚀应用首席工艺科学家 邓力刚博士　　邓博士在报告中介绍了激光干涉、光谱发射技术在III-V族刻蚀中的应用，这两种技术均可以很好的用于刻蚀监测及控制刻蚀深度。III-V 族刻蚀工艺优化中应注意了解材料特点，保持腔体干净，另外好的掩膜对于获取良好的刻蚀结果也十分重要。牛津仪器HBLED产品经理 Dr.Mark Dineen　　Mark Dineen博士介绍说PlasmaPro 1000 Astrea刻蚀设备，可以为PSS, GaN 和AlGaInP提供大批量刻蚀提供解决方案。牛津仪器在高亮度发光二极管(HBLED)产业中已具备15年以上的供应设备经验， HBLED制造业要求高产量、高性能和低使用者成本， PlasmaPro1000 Astrea大批量刻蚀设备完全符合以上要求。牛津仪器Ion Beam产品经理 梁杰荣博士　　梁杰荣博士介绍说，Ion Beam(离子束)技术可广泛的用于金属、氧化物和半导体的刻蚀与沉积。随着离子源栅网设计技术的持续改进，将使离子束技术更好的用于纳米结构的精细刻蚀。高离子能量及低压操作将为高质量的光学涂层和金属沉积提供理想的环境。中科院半导体所 王晓东教授　　王晓东教授介绍了Ion Beam Optofab3000 离子束沉积的应用情况。Optofab3000型离子束溅射系统的离子束能量可达几十至1000eV，被溅射出的原子带有10-20eV的能量，比蒸发镀膜高约100倍，薄膜的粘附性及致密度显著提高，靶材的表面原子逐层被撞出来，薄膜以原子层级生长，均匀性好。牛津仪器半导体设备部区域销售经理王宏主持会议　　会议中，与会人员在听取报告后，还就自己感兴趣的问题同专家进行了沟通和交流。现场还特别设置了墙报展，各位专家分别将自己的研究内容同与会人员就行了探讨。现场交流撰稿编辑：秦丽娟

纳米多孔材料的定义主要基于它们的孔隙大小，这些孔隙通常在纳米尺度范围内，即小于100纳米。根据国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）的分类，孔隙可以根据直径分为微孔（小于2纳米）、介孔或中孔（2至50纳米）和大孔（大于50纳米）。纳米多孔材料的孔隙结构提供了巨大的比表面积，这使得它们在吸附、催化、电子材料、光收集、能量传递以及分子传感等领域具有显著的应用前景。在能源存储领域，例如锂电池技术中，纳米多孔结构被用于提高电极材料的性能。这些材料可以通过不同的制备方法，如硬模板法，来制造具有特定孔隙结构的电极材料，从而提高电池的储能能力和循环稳定性。所以在常规干燥过程中，随着溶剂的蒸发，表面张力会在孔隙中产生压力，这可能导致孔壁塌陷，尤其是在孔径较小的情况下。这种塌陷会改变材料的孔隙结构，从而影响其性能，毛细管力也会在干燥过程中对纳米多孔材料造成损害。当液体从孔隙中被抽出时，产生的毛细管力可能会导致材料的收缩或结构变形。为了克服这些难点，研究人员采用了超临界干燥技术。这种技术涉及将温度和压力提升到超临界点，使得液体和气体的相界消失，因此在去除溶剂时不会受到表面张力的影响。超临界干燥可以有效保持纳米多孔材料的原始结构和形态，是制备这类材料的重要技术之一。临界点干燥技术在纳米多孔材料的应用有以下几点制备纳米颗粒：超临界流体干燥技术在水难溶性药物纳米颗粒的制备中得到了应用。这种技术可以根据药物在超临界流体中的溶解性，通过溶剂法和反溶剂法来制备纳米颗粒。利用超临界流体干燥技术制备的纳米颗粒具有粒径小、有机溶剂残留少、形貌可控性高等优点。结合溶胶-凝胶法：超临界干燥技术可以与溶胶-凝胶法结合使用，以制备纳米多孔材料。这种方法可以避免在普通干燥条件下由于表面张力造成的骨架坍缩，从而在维持骨架结构的前提下完成湿凝胶向气凝胶的转变。制备多孔材料：有研究提出了两种新型的超临界干燥技术用于制备多孔材料。这些材料因其良好的吸附性能、催化性能以及稳定性和耐用性，在催化、环保、能源等领域有着广泛的应用。热防护材料：在新一代航天飞行器的轻质、高效隔热需求中，酚醛树脂基纳米多孔材料（PNM）被视为新型热防护材料。其传统制备方法中通常需要使用超临界干燥技术，尽管这种方法的制备周期长、成本高。纳米多孔材料在干燥过程中面临的最大挑战是保持其微观结构的稳定性，而超临界干燥技术提供了一种有效的解决方案。通过这种先进的干燥方法，可以在不损害材料性能的前提下，实现纳米多孔材料的干燥。华纳创新是美国Tousimis临界点干燥仪的中国总代理和技术服务伙伴，负责Tousimis临界点干燥仪在国内的销售和售后服务，Tousimis专注于临界点干燥仪60余年，在临界点干燥领域处于领先地位，客户遍布全球各个领域。

碳纳米纸是以碳纳米材料(碳纳米管、碳纳米纤维和石墨烯等)为主制成的纸状材料。1998年，诺贝尔奖获得者Richard Smalley首次合成了碳纳米纸——buckypaper(巴基纸)。此后，比表面积远大于碳纤维纸，有着良好的导电导热性、透气透液性和化学稳定性的碳纳米纸，逐渐走入了人们的视野。　　据报道，2008年美国佛罗里达州立大学的科研人员开发出一种看上去像复写纸的碳纳米纸，比重仅为钢的1/10，但强度达到了钢的250倍。这种碳纳米纸用碳纳米管制成， 即buckypaper。因为质量轻强度高，以及其他优良特性，成形的碳纳米纸一问世，美国等发达国家就将其应用于军事、航天等领域，而它在国外的商业化发展也已经初具规模。　　“碳纳米纸在航天科技、锂离子电池、燃料电池、吸波材料、导热材料、力学增强材料、阻燃材料、过滤材料、生物材料等方面都有巨大的应用潜力。但碳纳米纸的产业化和商业化在国内相关领域仍是空白。”昆明纳太科技有限公司创始人刘铸曾表示，其创业的目标就是实现中国制造碳纳米纸的量产，打破国外在高新战略材料上的垄断。　　为此，纳太科技自主研发出一套连续生产碳纳米纸的工艺技术和生产设备，成为目前中国唯一一家具备低成本连续生产碳纳米纸的企业，主营碳纳米纸及碳纳米复合材料，并进行碳纳米纸市场终端产品应用方案的设计。所开发的包括碳纳米纸在内的各类产品，用途颇广，在新能源、流体净化、高导热应用、航空航天复合材料等领域均有十分广阔的市场前景。图为国内自主研发的纯碳纳米纸　　据了解，纳太科技利用碳纳米材料的抗菌、微细、导电等特性，结合其他人工纤维复合成型，开发出应用于净化领域的碳纳米纸产品，可进行高效空气净化和水净化。其新一代碳纳米高效抗菌空气滤膜经过国家空调设备质量监督检验中心检测，0.3微米颗粒过滤效率达到99.9997%，阻力212.2Pa 经过广东微生物研究所检测金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抗菌率达99.9%，抗霉菌等级为最高的0级，极具市场竞争力。而其开发的应用于新能源领域的碳纳米纸产品，不同的型号可分别用在锂离子电池阴极、电化学超级电容器、燃料电池气体扩散层和金属空气电池气体扩散层等。空滤纸　　纳太纳米纸究竟有哪些神奇之处?在不同的行业可以应用到何种程度?这些疑问都可以在第七届中国国际纳米技术产业博览会上得到解答。　　据悉，由江苏省纳米技术产业创新中心主办的第七届中国国际纳米技术产业博览会(简称纳博会)将于2016年10月26日-28日在苏州国际博览中心举办，这是中国最具规模和影响力的纳米技术应用产业交流大会，也是纳米企业形象展示、产品推介、技术交流、市场拓展的最佳舞台。本届大会期间，包括昆明纳太、厦门纳诺泰克、天津中正华美、台湾奈星、合肥开尔等在内的众多国内外纳米材料企业将齐聚苏州，展现纳米新新材料的神奇世界。更多详情可登陆纳博会网址：www.chinanosz.com

美国麻省理工学院工程师使用专门的碳纳米管设计了一种新型传感器，可在没有任何抗体的情况下检测新冠病毒，并在几分钟内给出结果。新传感器基于可快速准确诊断的技术，不仅适用于新冠疫情，还适用于未来的流行病。麻省理工学院化学工程教授、研究资深作者迈克尔斯特拉诺说，“快速测试意味着可以在未来的大疫情中更早地开放旅行。可以对下飞机的人进行筛查，并确定他们是否应该隔离，也可对进入工作场所的人员进行筛查。”在该项目开始后大约10天，研究人员就为新冠病毒的核衣壳和刺突蛋白确定了准确的传感器。在此期间，他们还能够将传感器集成到带有光纤尖端的原型设备中，该设备可实时检测生物流体样本的荧光变化。这消除了将样本送到实验室的需要，而这是新冠PCR诊断测试所必需的。研究人员将传感器整合到一个带有光纤尖端的原型中，该光纤尖端可以检测测试样品中荧光的变化。图片来源：美国麻省理工学院该设备在大约5分钟内产生结果，并且可检测低至每毫升样品2.4皮克病毒蛋白的浓度。在这篇论文提交后最新进行的实验中，研究人员实现了比现在商业上可用的快速测试更低的检测限值。该设备还可检测溶解在唾液中的新冠病毒核衣壳蛋白（但不能检测到刺突蛋白）。检测唾液中的病毒蛋白通常很困难，因为唾液中含有黏性碳水化合物和消化酶分子，会干扰蛋白质检测，这就是为什么大多数新冠诊断需要鼻拭子的原因。研究人员表示，即使没有任何抗体和受体设计，该传感器也显示出最高范围的检测限值、响应时间和唾液兼容性。这种分子识别方案的一个独特之处在于，可进行快速设计和测试，而不受传统抗体或酶受体的开发时间和供应链要求的阻碍。斯特拉诺说，研究人员开发工作原型的速度表明，这种方法可证明对在未来疫情大流行期间更快地开发诊断方法是有用的。

据美国物理学家组织网2月2日(北京时间)报道，来自IBM、苏黎世理工学院和美国普渡大学的工程师近日表示，他们构建出了首个10纳米以下的碳纳米管(CNT)晶体管，而这种尺寸正是未来十年计算技术所需的。这种微型晶体管能有效控制电流，在极低的工作电压下，仍能保持出众的电流密度，甚至可超过同尺寸性能最好的硅晶体管的表现。相关研究报告发表在最新一期的《纳米快报》杂志上。　　很多科研小组都致力研发小尺寸的晶体管，以切合未来计算技术对于更小、更密集的集成电路的需要。但现有的硅基晶体管一旦尺寸缩小，就会失去有效控制电流的能力，即产生所谓的“短沟道效应”。　　在新研究中，科研人员舍弃硅改用单壁碳纳米管进行实验。碳纳米管具有出色的电气性能和仅为直径1纳米至2纳米的超薄“身躯”，这使其在极短的通道长度内也能保持对电流的闸门控制，避免“短沟道效应”的生成。而IBM团队研制的10纳米以下碳纳米管晶体管首次证明了这些优势。　　科学家表示，理论曾预测超薄的碳纳米管将失去对于电流的闸门控制，或减少输出时的漏极电流饱和，而这都会导致性能的降低。此次研究的最大意义在于，证明了10纳米以下的碳纳米管晶体管也能表现良好，且优于同等长度性能最佳的硅基晶体管，这标志着碳纳米管可成为规模化生产晶体管的可行备选。　　工程师在同一个纳米管上制造出若干个独立的晶体管，其中最小一个的通道长度仅为9纳米，而这个晶体管也表现出了极好的转换行为和漏极电流饱和，打破了理论的预言。当与性能最佳，但设计和直径不同的10纳米以下硅基晶体管进行对比时，9纳米的碳纳米管晶体管具有的直径归一化(漏)电流密度，可达到硅晶体管的4倍以上。而且其所处的工作电压仅为0.5伏，这对于降低能耗十分重要。此外，超薄碳纳米管晶体管的极高效能也显示出了其在未来计算技术中大规模使用的潜力。　　总编辑圈点　　没人不爱便携。所以电子元件抗拒不了“越缩越小”的命运。但对于碳纳米管晶体管，性能和尺寸却在“闹矛盾”：既往理论认为，如果缩到了15纳米以下的长度，那载体有效质量相对于其它半导体来说，就太小了，从而非常容易就隧穿和渗入设备——不受控制，这是身为电子元件所最不被看好的。不过，现在工程师们搞定了它，据其论文讲，问题发生在碳纳米管金属触点的物理模型有所不足，而此前的研究均忽视了这一点，没人仔细观察电子在通过那小小交界处时发生了什么。

style type="text/css".TRS_Editor P{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor DIV{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TD{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TH{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor SPAN{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor FONT{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor UL{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor LI{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor A{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }/stylestyle type="text/css".TRS_Editor P{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor DIV{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TD{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TH{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor SPAN{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor FONT{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor UL{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor LI{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor A{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }/stylep　　近日，中国科学院国家纳米科学中心王浩课题组通过发展“活体自组装”技术，在细胞内构建了不同拓扑结构的纳米材料，并提出了全新的细胞内原位聚合和组装策略，为功能性纳米材料的设计提供了新思路。相关研究成果发表在emNature Communications/em上，并已申请中国发明专利。/pp　　纳米材料在生物医学领域已被广泛研究和认可，例如药物递送、组织工程等均得到了深入研究。但纳米材料独特的生物界面效应，使其在复杂生命体中的递送过程、物理化学转化以及蓄积代谢等问题变得十分棘手。因此，王浩课题组提出了“活体自组装”理念，独特设计纳米材料的建筑单元，将外源引入的分子参与到生命体的功能性组装过程中，实现了在生理环境下自发的纳米材料构建和功能化。这一独特思路，为生物医用纳米材料领域的设计和应用提供了新视角和新途径。/pp　　在纳米材料的生物功能应用中，拓扑结构对活体器官、组织和细胞的功能影响显得尤为重要。前期报道指出，特定拓扑结构在生命体中扮演者独特的角色，例如双螺旋结构的DNA、具有特定3D结构的蛋白大分子，以及各种传导信号的分子复合体等。材料和界面的拓扑结构影响生物功能，例如界面的形态会诱导干细胞定向分化、决定细胞迁移和内吞等功能。因此，深入研究在特定区域内材料拓扑结构与生物功能之间的关系，将为精准功能化纳米材料的设计提供指导。目前，体外构筑的纳米材料，不能区分界面和胞内作用，干扰了限域拓扑结构和生物功能关系的分析和理解。/pp　　针对特定区域内材料与功能之间的关系研究，王浩课题组发展了细胞内原位聚合和组装的新方法，首次实现了在细胞内平行构筑不同拓扑结构的纳米材料，为研究胞浆拓扑结构和功能的关系提供了有效手段。通过设计不同氨基酸序列的多肽聚合单体，实现了在胞内聚合过程中，对聚合物分子量大小、温敏性质以及组装后的拓扑结构的调控；在细胞和组织水平原位的证实了多肽单体的聚合和组装过程；综合评价了不同拓扑结构的纳米组装体的滞留效应和细胞毒性等生物功能，为精准设计功能化纳米材料提供基础参考。/pp　　研究工作得到了国家自然科学基金、创新群体项目、中科院国际合作、交叉团队、青促会等的支持。/pp style="text-align:center "img alt="" oldsrc="W020171108529108817694.png" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/uepic/4a4278be-71e4-47d4-87a7-0fc2df981d1b.jpg" uploadpic="W020171108529108817694.png"//pp style="text-align: center "国家纳米中心“活体自组装”生物纳米材料研究工作获进展/p

作为全球先进的科学仪器供应商之一，德国LUM自创立之初就秉着持续开拓创新精神，用科学技术为社会做贡献，公司依托创始人Lerche教授在流体力学、流变学及胶体领域的知识与经验，研发了STEP-Technology工艺，为不同产品的分析表征提供了技术平台，致力于为化工，材料，食品，制药等不同领域提供分散体稳定性分析及颗粒表征等应用分析。公司产品不断升级迭代，为用户和市场提供与时俱进的产品。2023年8月18日，LUM与上海奥法美嘉共同举办了一场纳米制剂颗粒控制与稳定性解决方案的研讨会。通过此次平台活动，德国LUM公司的颗粒计数仪LUMiSpoc首次在中国亮相，会上，LUM的创始人Dr.Lerche和LUM中国区总经理邓世宁博士为仪器揭幕。紧接着，Dr.Lerche对LUMiSpoc颗粒计数和粒度表征原理以及其在制药行业的应用进行经验分享.“LUMiSpoc-前向和侧向单颗粒散射分析仪”荣获柏林勃兰登堡创新奖提名。LUMiSpoc是一款高端的单颗粒分析系统，类似于流式细胞仪，它以绝佳的分辨率和动态范围测量悬浊液和乳浊液中纳米和微米颗粒的粒度分布和颗粒浓度。此项目由柏林LUM有限公司与Physikalisch Technisch Bundesanstalt（PTB）联合开发。此款仪器基于单颗粒光散射技术SPLS Technology (Single-Particle-Light-Scattering), 通过集成微光学的创新激光模块可产生微小的非球形焦点,颗粒通过微流体分离，并一个个地通过检测点，不同方向的散射光通过光学元件聚焦在高传感器上。通过专门开发的云服务以及基于网页版的SEPView软件，实时检测测量数据，分析存储的数据。第一批设备已经交付给欧盟的一家全球知名的制药公司，用于新冠疫苗的研发；以及两家著名的国家学术机构。

俄罗斯西伯利亚科学分院热物理研究所的科研人员通过研究，找到了一种激光纳米诊断方法，可通过对尿液的检测发现癌症的早期病状。　　据研究人员介绍，该方法最早源于通过间接测量相关蛋白质的流体力学尺寸，分析血红细胞沉降速度的实验中。在此实验过程中，研究人员找到了一种借助于激光光谱仪测量蛋白质流体力学尺寸的方法，但不是用在对血浆的检测，而是用于尿液，因为纳米粒子能够适用于各种液体中。　 　通过采用激光光谱仪检测尿液中相关蛋白质流体力学尺寸的实验，研究人员发现了何种尺寸属于正常范围，何种尺寸预示着癌症病症的规律。这种诊断方法通过医 院的临床测试，准确率超过了85%。目前，研究人员已致力于研制适于民用的小型检测仪，未来该检测仪有望进入普通人家庭，成为一种适于广泛推广的癌症早期 检测技术，届时，人们在家中即可完成早期癌症病状的检测。

心“动”来“电”多根纤维组成的纳米纤维发电机示意图 　　也许在不久的未来，你一边走路一边就可为装在你口袋里的iPod充电，甚至你那怦怦跳动的心脏还能驱动便捷式血压传感器。美国研究人员在最新一期《自然纳米技术》杂志上报告说，他们创造出了第一种可实际使用的运动发电纳米器件，新的“纳米发电机”在受到挤压、弯曲或摇动的情况下能输出与一节AA电池几乎相同的电压，从而为研发出可自供电的电子器件敞开了大门。　　先前，研究人员已开发出利用机械能为电子器件供电的器件，但此类运动发电纳米器件原型无法达到理想的电压，因此并不具备应用价值。2008年，研究人员就开发了一个可为手机供电的护腿，但是其尺寸越小，输出的电力也越小，无法实现为电池充电。迄今为止，研究人员一直未能展示出可为任何纳米或非纳米器件供电的基于纳米技术的发电机原型。　　美国佐治亚理工学院的材料学家王中林和同事表示，他们已克服了输出功率太小的难题。王中林的实验室创造出了两种塑装的新型纳米发电机，每一种都特别薄且可弯曲，长度和厚度与一根回形针相仿。其关键部分是由晶状氧化锌制成的纳米线，氧化锌晶体是一种可将机械压力转化为电能的压电材料。每根纳米线的厚度为几百纳米。　　其中一种发电器件的纳米线的外形酷似钉床，里面充填着塑料材料以增强其耐用性，这些塑料材料被夹在导电材料层之间。在研究人员轻轻挤压该纳米发电机时，其能产生0.24伏特的电压。这已足以驱动研究人员开发的两种不同的纳米传感器：一种用以测量流体的酸度 另一种用于探测紫外光。　　另一种供电能力更强器件的纳米线看起来更像铁路枕木，搭在铬和金制成的相对轨道上。研究人员在一张薄片上安排了700个这样的轨道。当研究人员轻轻弯曲该纳米发电机时，其产生了超过1.26伏特的电压，这比先前创建的纳米发电机原型高出60倍，已接近标准碱性电池的1.5伏特。这个电压增加了其实际应用的可能性，譬如可在不用插座的情况下给手机电池充电。　　与此前的器件相比，新型纳米发电机具有几大优势。首先，研究人员并没有像许多压电材料那样使用有毒的重金属，这使其是环境友好的，在体内使用时也更安全。其次，其可在低于水的沸点的温度条件下制成，这一温度远远低于制作标准电子器件所需的温度。此外，其还具有按比例放大制作的潜力，这将使其更为普及。　　研究人员表示，器件的小型化是发展趋势，但光是将器件制作得小并不足够，还必须使其获得持续的电力供应以适应移动生活的需要。利用新型的纳米发电机，未来可将这些器件放置在任何环境中，这些器件将在无需电池的情况下独立地、可持续地工作。环境中的各种机械能，如潮汐运动、海波、机械振动、旗帜迎风飘扬、徒步者运动鞋的压力以及衣服的飘动等，在未来都可成为电力的来源。　　王中林对建立运动发电的传感器网络颇感兴趣。他表示，未来的家中可能会有无数无形的传感器，其担负着探测家中是否着火、淹水或泄露有害气体的重任，一旦发现问题，这些传感器将向计算机发送无线信号，更重要的是，这些传感器根本不需要联至插座上进行充电或更换电池。　　有关专家评价说，该项工作将会对纳米技术产生广泛影响，其首次为“无所不在”的未来电子世界提供了可能。　　不过，研究人员也表示，纳米发电器件真正在衣服或手机中展现其魅力之前，还必须缩减尺寸，改善整体电力输出并增强其存储电力的能力，这将成为研究人员接下来需要面对的挑战。　　该研究得到了美国国家科学基金会、国防部高级研究计划局和能源部的资助。

QIAGEN 全新基于集成式纳米芯片的数字PCR 系统QIAcuity适用于对靶 DNA 或 RNA 分子进行绝对定量分析，兼容EvaGreen 或基于Taqman探针的检测。QIAcuity采用独特技术，使实验流程简化至如同qPCR 实验一般简单快速。QIAcuity Eight集成式纳米芯片数字PCR系统支持5色荧光系统，每次可运行八张芯片，8小时可完成多至1248个样本检测。QIAcuity有更多机型满足不同检测和运行通量的需求：QIAcuity One 2plex——单芯片2色荧光数字PCR系统QIAcuity One 5plex——单芯片5色荧光数字PCR系统QIAcuity Four——四芯片5色荧光数字PCR系统 集成式设计，实验流程简便快速QIAcuity基于集成式纳米芯片技术，将dPCR的样本液滴制备、PCR和数据分析集成到全自动仪器中，在1.5小时内实现从样本到数据解读全过程。纳米芯片技术，全自动流程更容易QIAcuity采用创新性纳米芯片采用微流体技术，配置好PCR反应体系后，仪器自动将样品压入微流体芯片的纳米小孔中并对每个小孔独立密封。芯片技术可以做到物理分隔，保证分配到每个纳米小孔中液滴大小均一，无液滴破裂或融合。加样后的对芯片上的每个小孔密封，消除了交叉污染。三种规格芯片，通量更灵活 24孔芯片，每孔包含26,000微滴，适用于稀有突变检测、液体活检等 24孔芯片，每孔包含8,500微滴，适用于CNV检测、NGS文库定量等 96孔芯片，每孔包含8,500微滴，适用于CNV检测、NGS文库定量等 快速数据读取PCR扩增结束后，同时扫描芯片上所有微孔中的信息，10分钟内即可获得96个样本中的信息，更快获得实验结果。 QIAcuity系统的应用领域 微生物分析或病原体检测 拷贝数变异 稀有靶标检测 标准品定量 SNP 分型 NGS 文库定量 转基因检测 基因/ 细胞治疗 基因表达，miRNA 检测 NGS 文库定量 编辑基因检测(CRISP/Cas9)创新点：1. 集成式一体化设计：与传统数字PCR仪器包含样本制备、PCR扩增、数据读取三台仪器不同，QIAcuity将样本液滴制备、PCR扩增和数据分析全部集成到一台自动化仪器中，只需将配置好的样本反应液加入到仪器中，即可实现后续过程，自动化程度有很大提升；2.独特创新的纳米芯片：纳米芯片采用微流体技术，配置好PCR反应体系后，仪器自动将样品压入微流体芯片的纳米小孔中并对每个小孔独立密封。芯片技术可以做到物理分隔，保证分配到每个纳米小孔中液滴大小均一，无液滴破裂融合或交叉污染；3.耗时短：PCR扩增结束后，与其他数字PCR扫描单个样品不同，QIAcuity自动同时扫描芯片上的所有微孔信息，可在10分钟内获得96个样本中的信息，更快获得实验结果。8小时工作时间可完成高达1248个样本检测，显著快于其他仪器；4.芯片的通量灵活：可根据检测通量选择24/96样本芯片以及应用选择8,500/26,000微孔芯片QIAcuity Eight集成式纳米芯片数字PCR 系统

QIAGEN 全新基于集成式纳米芯片的数字PCR 系统QIAcuity适用于对靶 DNA 或 RNA 分子进行绝对定量分析，兼容EvaGreen 或基于Taqman探针的检测。QIAcuity采用独特技术，使实验流程简化至如同qPCR 实验一般简单快速。QIAcuity Four 集成式纳米芯片数字PCR系统支持5色荧光系统，每次可运行四张芯片，2小时可完成多至384个样本检测。。QIAcuity有更多机型满足不同检测和运行通量的需求：QIAcuity One 2plex——单芯片2色荧光数字PCR系统QIAcuity One 5plex——单芯片5色荧光数字PCR系统QIAcuity Eight——八芯片5色荧光数字PCR系统 集成式设计，实验流程简便快速QIAcuity基于集成式纳米芯片技术，将dPCR的样本液滴制备、PCR和数据分析集成到全自动仪器中，在1.5小时内实现从样本到数据解读全过程。纳米芯片技术，全自动流程更容易QIAcuity采用创新性纳米芯片采用微流体技术，配置好PCR反应体系后，仪器自动将样品压入微流体芯片的纳米小孔中并对每个小孔独立密封。芯片技术可以做到物理分隔，保证分配到每个纳米小孔中液滴大小均一，无液滴破裂融合或交叉污染。加样后的对芯片上的每个小孔密封，消除了交叉污染。三种规格芯片，通量更灵活 24孔芯片，每孔包含26,000微滴，适用于稀有突变检测、液体活检等 24孔芯片，每孔包含8,500微滴，适用于CNV检测、NGS文库定量等 96孔芯片，每孔包含8,500微滴，适用于CNV检测、NGS文库定量等 快速数据读取PCR扩增结束后，同时扫描芯片上所有微孔中的信息，10分钟内即可获得96个样本中的信息，更快获得实验结果。 QIAcuity系统的应用领域 微生物分析或病原体检测 拷贝数变异 稀有靶标检测 标准品定量 SNP 分型 NGS 文库定量 转基因检测 基因/ 细胞治疗 基因表达，miRNA 检测 NGS 文库定量 编辑基因检测(CRISP/Cas9)创新点：1. 集成式一体化设计：与传统数字PCR仪器包含样本制备、PCR扩增、数据读取三台仪器不同，QIAcuity将样本液滴制备、PCR扩增和数据分析全部集成到一台自动化仪器中，只需将配置好的样本反应液加入到仪器中，即可实现后续过程，自动化程度有很大提升；2.独特创新的纳米芯片：纳米芯片采用微流体技术，配置好PCR反应体系后，仪器自动将样品压入微流体芯片的纳米小孔中并对每个小孔独立密封。芯片技术可以做到物理分隔，保证分配到每个纳米小孔中液滴大小均一，无液滴破裂融合或交叉污染；3.耗时短：PCR扩增结束后，与其他数字PCR扫描单个样品不同，QIAcuity自动同时扫描芯片上的所有微孔信息，可在10分钟内获得96个样本中的信息，更快获得实验结果；4.芯片的通量灵活：可根据检测通量选择24/96样本芯片以及应用选择8,500/26,000微孔芯片QIAcuity Four集成式纳米芯片数字PCR 系统

QIAGEN全新基于集成式纳米芯片的数字PCR系统QIAcuity适用于对靶 DNA或 RNA分子进行绝对定量分析，兼容基于EvaGreen 染料法或探针法的检测。QIAcuity采用独特技术，使实验流程简化至如同qPCR实验一般简单快速。QIAcuity One 2plex集成式纳米芯片数字PCR系统支持2色荧光系统，每次可运行一张芯片，8小时可完成多至384个样本检测。QIAcuity有更多机型满足不同检测和运行通量的需求：QIAcuity One 5plex——单芯片5色荧光数字PCR系统QIAcuity Four——四芯片5色荧光数字PCR系统QIAcuity Eight——八芯片5色荧光数字PCR系统 集成式设计，实验流程简便快速QIAcuity基于集成式纳米芯片技术，将数字PCR的样本液滴制备、扩增和数据分析集成到全自动仪器中，在2小时内实现从样本到数据解读全过程。纳米芯片技术，全自动流程更容易 QIAcuity创新性纳米芯片采用微流体技术，配置好PCR反应体系后，仪器自动将样品压入微流体芯片的纳米小孔中并对每个小孔独立密封。芯片技术可以做到物理分隔，保证分配到每个纳米小孔中的液滴大小均一，无液滴破裂融合或交叉污染。三种规格芯片，通量更灵活 24孔芯片，每孔包含26,000微滴，适用于稀有突变检测、液体活检等 24孔芯片，每孔包含8,500微滴，适用于CNV检测、NGS文库定量等 96孔芯片，每孔包含8,500微滴，适用于CNV检测、NGS文库定量等 快速数据读取PCR扩增结束后，同时扫描芯片上所有微孔中的信息，10分钟内即可获得96个样本中的信息，更快获得实验结果。 QIAcuity系统的应用领域 微生物分析或病原体检测 拷贝数变异 稀有靶标检测 标准品定量 SNP 分型 NGS 文库定量 转基因检测 基因/ 细胞治疗 基因表达，miRNA 检测 NGS 文库定量 基因编辑检测(CRISP/Cas9)创新点：1. 集成式一体化设计：与传统数字PCR仪器包含样本制备、PCR扩增、数据读取三台仪器不同，QIAcuity将样本液滴制备、PCR扩增和数据分析全部集成到一台自动化仪器中，只需将配置好的样本反应液加入到仪器中，即可实现后续过程，自动化程度有很大提升。2.独特创新的纳米芯片：纳米芯片采用微流体技术，配置好PCR反应体系后，仪器自动将样品压入微流体芯片的纳米小孔中并对每个小孔独立密封。芯片技术可以做到物理分隔，保证分配到每个纳米小孔中液滴大小均一，无液滴破裂融合或交叉污染。3.耗时短：PCR扩增结束后，与其他数字PCR扫描单个样品不同，QIAcuity自动同时扫描芯片上的所有微孔信息，可在10分钟内获得96个样本中的信息，更快获得实验结果。8小时工作时间可完成高达1248个样本检测，显著快于其他仪器。4.芯片的通量灵活：可根据检测通量选择24/96样本芯片以及应用选择8,500/26,000微孔芯片QIAcuity集成式纳米芯片数字PCR 系统

微流体装置中这些由碳纳米管做成的微型柱头，能够捕捉任何流经装置的癌细胞或其他细小物质。每个柱头直径为30微米。　　一个由哈佛大学和麻省理工学院(MIT)组成的研究小组近日设计出一种小型装置，可检测出血液样本中的癌细胞，这项成果有望帮助医生快速判断癌症是否存在扩散迹象。研究报告发表在近期的Small期刊上。　　这种微流体装置只有一枚硬币大小，但可以检测到包括艾滋病病毒在内的多种病毒。据领导该项研究的哈佛大学医学院生物医学工程教授梅米特托纳(Mehmet Toner)表示，这种装置的早期版本诞生于四年前，当时研究小组用硅制成一种微型柱头，将抗体涂在其表面，当病人血液流经这种硅柱，任何接触到柱头的癌细胞便能被抗体捕获。不过在当时，仍有一些细胞完全没有触碰到硅柱。　　通过与MIT副教授Brian Wardle的合作，托纳的研究小组用碳纳米管代替硅，在这种装置中置入不同几何形状的碳纳米管簇(nanotube forest)，并且每根纳米管的表面都涂满可识别癌细胞的多种抗体，由于碳纳米管的优良吸附性能，使得含有癌细胞的血液样本能充分流经该装置，最终，这种经过改良的装置捕获癌细胞的能力相比之前提高了8倍。　　使用碳纳米管的另一个好处还在于，研究人员可以通过改变纳米管的几何结构使这种装置能够捕捉不同大小的物质——大到癌细胞，小至病毒。　　在因癌症死亡的人中，有90%是由于癌症扩散最终导致死亡的，而扩散中的癌细胞通常很难被检测到，这种微流体装置或有望改变这种现状。　　目前，托纳的小组正在致力于对该装置进行设计调整，以期能检测出艾滋病病毒。(科学网 张笑/编译)　　相关仪器：共焦显微镜 荧光显微镜　　完成人：梅米特托纳课题组　　实验室：美国麻省总医院生物微机电系统资源中心 麻省理工学院航空航天系

本报讯 据澳大利亚莫纳什大学网站报道，澳大利亚研究人员正在研制世界最强大的纳米设备之一——电子束曝光系统(EBL)。该系统可标记纳米级的物体，还可在比人发直径小1万倍的粒子上进行书写或者蚀刻。　　电子束曝光技术可直接刻画精细的图案，是实验室制作微小纳米电子元件的最佳选择。这款耗资数百万美元的曝光系统将在澳大利亚亮相，并有能力以很高的速度和定位精度制出超高分辨率的纳米图形。该系统将被放置在即将完工的墨尔本纳米制造中心(MCN)内，并将于明年3月正式揭幕。　　MCN的临时负责人阿彼得凯恩博士表示，该设备将帮助科学家和工程师发展下一代微技术，在面积小于10纳米的物体表面上实现文字和符号的书写和蚀刻。此外，这种强大的技术正越来越多地应用于钞票诈骗防伪、微流体设备制造和X射线光学元件的研制中，还可以支持澳大利亚同步加速器的工作。　　凯恩说：“这对澳大利亚科学家研制最新的纳米仪器十分重要，其具有无限的潜力，目前已被用于油漆、汽车和门窗的净化处理，甚至对泳衣也能进行改进。而MCN与澳大利亚同步加速器相邻，也能吸引更多的国际研究团队的目光。”　　MCN的目标是成为澳大利亚开放的、多范围的、多学科的微纳米制造中心。该中心将支持环境传感器、医疗诊断设备、微型纳米制动器的研制，以及新型能源和生物等领域的研究和模型绘制。除电子束曝光系统外，MCN中还包含了高分辨率双束型聚焦离子束显微镜、光学和纳米压印光刻仪、深反应离子蚀刻仪和共聚焦显微镜等众多设备。　　凯恩认为：能够介入这种技术使我们的科学家十分兴奋，它可以确保我们在未来十年内在工程技术前沿领域的众多方面保持领先地位，也将成为科学家在纳米范围内取得更大成就的重要基点。(张巍巍)

1月20日，据媒体报道，云南一工厂尾气罐发生爆炸。据一位接近德方纳米人士向媒体透露，发生爆炸公司已确定系德方纳米控股子公司曲靖市麟铁科技有限公司，其余情况目前还在核实中。　　据了解，曲靖市麟铁科技有限公司成立于2018年，公司股东为宁德时代与德方纳米合资设立，双方分别持股40%和60%，认缴出资额分别为4000万元和6000万元。公司主营纳米粉体材料试剂、纳米粉体标准样品、纳米材料产品(均不含限制项目)的研发、销售 纳米磷酸铁锂(不含危险化学品)生产、销售 纳米材料产品及技术进出口 货物进出口业务(国家禁止或涉及行政审批的货物除外) 矿产品销售。

p　　比利时校际微电子中心(IMEC)9日发表公报说，该中心成功开发出一种能直接读取单分子DNA(脱氧核糖核酸)碱基的新型光学纳米孔器件，有望用于遗传学研究快捷测序。/pp　　据介绍，新型器件结合了表面增强拉曼光谱和纳米孔流体技术，能以超高分辨率，实现无标记检测DNA中的遗传编码以及表观遗传变异。研究近期发表在英国《自然· 通讯》杂志上。/pp　　具体来说，这项技术通过纳米流体技术驱动DNA分子穿过一种拉长的纳米孔结构--表面等离子体纳米缝。而拉曼光谱是一种可反映分子特征结构的分子振动光谱。当DNA分子穿过纳米缝时，就会同时激发表面增强拉曼光谱，提供碱基分子的“指纹图”，以达到化学键水平的精准识别。/pp　　据介绍，这种新型纳米孔器件不仅可以“读取”DNA编码，还可以“读取”碱基的各种化学修饰产物。这些修饰产物通常携带了与表观遗传变异相关的大量信息，同时它们也影响细胞中的基因表达，对进化研究和分析癌症等疾病的发展具有重要意义。/pp　　表观遗传学是遗传学研究中最为前沿的领域之一，研究基因的DNA序列不发生改变的情况下，基因表达发生了可遗传的改变等现象。目前使用的表观遗传测序方法大都繁琐费时且价格昂贵。新型器件“是向开发可用于表观遗传学研究的快捷测序方案迈出的重要一步”，IMEC资深研究员陈昌博士说。/pp　　比利时校际微电子中心成立于1984年，是一家在纳米电子、能源和数字技术研究和创新领域领先的独立研究中心，总部位于比利时鲁汶，并在荷兰、美国和中国等地拥有研发小组。/p

力学性能表征对生物医学和生物材料的研发有重要的作用。对于许多生物材料，有时不得不在非常局部或相对较小的区域内研究其力学性能。此外，临床前研究通常在小动物模型（如大鼠或小鼠）上进行。因此，测试方法必须适用于局部区域测试，以便在如此小的样本上也可以进行检测。最近几年引入生物医学的纳米压痕技术尤其适用于这类表征。本应用报告展示了纳米压痕在骨骼、牙齿和隐形眼镜性能测试中的一些应用在过去的几十年里，生物材料的力学性能表征已成为其重要的发展需求。研究人员和工程师有兴趣了解生物材料（软组织和硬组织、骨骼、肌腱、软骨、牙齿等）和人工（人造）生物材料（植入物、可溶解缝合线、永久或临时性的支架等）的力学性能。了解组织和器官等生物材料的力学性能对于开发人体内的新材料和组织以及评估不同医疗方法的效果是必要的。在以上许多应用中，需要去研究相对较小的局部区域内的表面力学性能，此外，临床前研究通常在小动物模型（如大鼠或小鼠）上进行。测试方法必须适用于局部区域测试，以便在如此小的样本上也可以轻松进行检测。纳米压痕技术在生物医学领域已经应用了大约二十年。若干研究人员使用这种方法研究骨关节炎或不同营养方案对骨骼力学性能的影响。纳米压痕技术非常有用，主要是因为与表征骨骼整体结构性能的宏观拉伸或压缩测试相比，它提供了骨骼中不同组织的微观力学性能。压痕表征材料的局部特性在研究药物治疗或病变的效果时极其重要，因为这些处理方式通常会导致生物材料局部刚度的变化。只有对健康骨骼结构的特性有很好的了解，才能在相应的药物治疗中取得好的效果。因此，除了对治疗过的骨骼进行测试外，还必须对健康骨骼进行类似的测试。此外，测试参数应该满足对应压痕测试的材料体积总是相同的（或至少非常相似）且代表可以观察到处理结果的相关的结构单元。牙釉质是另一种通过纳米压痕测试进行研究的材料。纳米压痕技术确实是对这种小样品进行力学性能测试的最适合的方法之一。尽管硬质生物材料或生物体材料的纳米压痕测试代表了很大一部分的局部力学测试，但在越来越多的应用中，需要测量更软的（生物）材料。这些软材料可以具有远低于 100MPa 的弹性模量，并且经常必须保持在流体中。此外，它们的表面可能不平整，无法通过标准方法（如切割或抛光）进行制备。这种软材料的一个典型例子是关节软骨。最近针对各种类型的支架对软骨再生的影响，开展了广泛的研究。柔性隐形眼镜因其使用简单、成本低廉而被许多人在日常生活中使用。不同隐形眼镜的刚度（以弹性模量表示）和最终蠕变可能会因所用材料的类型不同而显著变化。材料的选择受到光学性能、佩戴舒适性或镜片使用时间的影响。隐形眼镜的刚度可以使用生物压痕仪进行局部测量，该生物压痕仪能兼容在液体中进行测试。仪器压痕是一种表征生物医学和生物体材料局部力学性能的新技术。安东帕仪器化压痕测试的优势是可以测试硬质和软质生物材料和生物体材料的硬度和弹性模量。纳米压痕测试仪适用于许多类型材料的局部力学分析，比如干燥的或浸泡在液体中的，硬的或软的材料都可以被测试。

QIAGEN全新基于纳米微孔板的一体化集成数字PCR系统QIAcuity适用于对靶DNA或RNA分子进行绝对定量分析，兼容基于EvaGreen染料法或探针法的检测。QIAcuity采用独特技术，使实验流程简化至如同qPCR实验一般简单快速。QIAcuity One 2plex一体化集成数字PCR系统支持2色荧光系统，每次可运行一块纳米微孔板，8小时可完成多至384个样本检测。QIAcuity有更多机型满足不同检测和运行通量的需求：QIAcuity One 5plex——一块纳米微孔板5色荧光数字PCR系统QIAcuity Four——四块纳米微孔板5色荧光数字PCR系统QIAcuity Eight——八块纳米微孔板5色荧光数字PCR系统 一体化集成设计，实验流程简便快速QIAcuity基于纳米微孔板技术，将数字PCR的样本液滴制备、扩增和数据分析集成到全自动仪器中，在2小时内实现从样本到数据解读全过程。纳米微孔板技术，全自动流程更容易 QIAcuity创新性纳米微孔板采用微流体技术，配置好PCR反应体系后，仪器自动将样品压入微孔板的纳米微孔中并对每个小孔独立密封。纳米微孔板技术可以做到物理分隔，保证分配到每个纳米微孔中的液滴大小均一，无液滴破裂融合或交叉污染。三种规格纳米微孔板，通量更灵活 24孔纳米微孔板，每孔包含26,000微滴，适用于稀有突变检测、液体活检等 24孔纳米微孔板，每孔包含8,500微滴，适用于CNV检测、NGS文库定量等 96孔纳米微孔板，每孔包含8,500微滴，适用于CNV检测、NGS文库定量等 快速数据读取PCR扩增结束后，同时扫描纳米微孔板上所有微孔中的信息，10分钟内即可获得96个样本中的信息，更快获得实验结果。QIAcuity系统的应用领域 微生物分析或病原体检测 拷贝数变异 稀有靶标检测 标准品定量 SNP 分型 NGS 文库定量 转基因检测 基因/ 细胞治疗 基因表达，miRNA 检测 NGS 文库定量 基因编辑检测(CRISP/Cas9)创新点：1. 集成式一体化设计：与传统数字PCR仪器需要使用样本制备、PCR扩增、数据读取三台仪器不同，QIAcuity将样本分区、PCR扩增和数据读取全部集成到一台自动化仪器中，只需将配置好的样本反应液加入纳米微孔板放到仪器中，即可实现后续实验全自动完成。2.创新专利纳米微孔板：纳米微孔板采用微流体技术，配置好PCR反应体系后，仪器自动将样品压入样本板的纳米小孔中并对每个小孔独立密封。微孔板技术可以做到物理分隔，保证分配到每个纳米小孔中反应液体积均一，无反应体系破裂融合或交叉污染。 3.耗时短：PCR扩增结束后，实验结果无需逐一读取，QIAcuity自动同时读取微孔板上的所有微孔信息，可在10分钟内获得96个样本中的信息，更快获得实验结果。8小时工作时间可完成高达1248个样本检测，显著快于其他仪器。4. 多重荧光通道：可支持最高5色荧光检测通道满足更多靶标检测需求，同时含1通道参比荧光，监测有效微孔数量，帮助获得更精准的结果。5.样本通量灵活：可根据需求选择24/96样本微孔板以及应用选择8,500/26,000微孔板，配合不同QIAcuity平台灵活满足一次实验24-768个不同样本通量。QIAcuity集成式纳米芯片数字PCR 系统

QIAGEN全新基于纳米微孔板的一体化集成数字PCR系统QIAcuity适用于对靶DNA或RNA分子进行绝对定量分析，兼容基于EvaGreen染料法或探针法的检测。QIAcuity采用独特技术，使实验流程简化至如同qPCR实验一般简单快速。QIAcuity Four一体化集成数字PCR系统支持5色荧光系统，每次可运行四块纳米微孔板，2小时可完成多至384个样本检测。QIAcuity有更多机型满足不同检测和运行通量的需求：QIAcuity One 2plex——一块纳米微孔板双色荧光数字PCR系统QIAcuity One 5plex——一块纳米微孔板5色荧光数字PCR系统QIAcuity Eight——八块纳米微孔板5色荧光数字PCR系统 一体化集成设计，实验流程简便快速QIAcuity基于纳米微孔板技术，将数字PCR的样本液滴制备、扩增和数据分析集成到全自动仪器中，在2小时内实现从样本到数据解读全过程。纳米微孔板技术，全自动流程更容易QIAcuity创新性纳米微孔板采用微流体技术，配置好PCR反应体系后，仪器自动将样品压入微孔板的纳米微孔中并对每个小孔独立密封。纳米微孔板技术可以做到物理分隔，保证分配到每个纳米微孔中的液滴大小均一，无液滴破裂融合或交叉污染。三种规格纳米微孔板，通量更灵活 24孔纳米微孔板，每孔包含26,000微滴，适用于稀有突变检测、液体活检等 24孔纳米微孔板，每孔包含8,500微滴，适用于CNV检测、NGS文库定量等 96孔纳米微孔板，每孔包含8,500微滴，适用于CNV检测、NGS文库定量等快速数据读取PCR扩增结束后，同时扫描纳米微孔板上所有微孔中的信息，10分钟内即可获得96个样本中的信息，更快获得实验结果。 QIAcuity系统的应用领域 微生物分析或病原体检测 拷贝数变异 稀有靶标检测 标准品定量 SNP 分型 NGS 文库定量 转基因检测 基因/细胞治疗 基因表达，miRNA 检测 NGS文库定量 基因编辑检测(CRISP/Cas9)创新点：1. 集成式一体化设计：与传统数字PCR仪器需要使用样本制备、PCR扩增、数据读取三台仪器不同，QIAcuity将样本分区、PCR扩增和数据读取全部集成到一台自动化仪器中，只需将配置好的样本反应液加入纳米微孔板放到仪器中，即可实现后续实验全自动完成。2.创新专利纳米微孔板：纳米微孔板采用微流体技术，配置好PCR反应体系后，仪器自动将样品压入样本板的纳米小孔中并对每个小孔独立密封。微孔板技术可以做到物理分隔，保证分配到每个纳米小孔中反应液体积均一，无反应体系破裂融合或交叉污染。 3.耗时短：PCR扩增结束后，实验结果无需逐一读取，QIAcuity自动同时读取微孔板上的所有微孔信息，可在10分钟内获得96个样本中的信息，更快获得实验结果。8小时工作时间可完成高达1248个样本检测，显著快于其他仪器。4. 多重荧光通道：可支持最高5色荧光检测通道满足更多靶标检测需求，同时含1通道参比荧光，监测有效微孔数量，帮助获得更精准的结果。5.样本通量灵活：可根据需求选择24/96样本微孔板以及应用选择8,500/26,000微孔板，配合不同QIAcuity平台灵活满足一次实验24-768个不同样本通量。QIAcuity Four集成式纳米芯片数字PCR 系统

QIAGEN全新基于纳米微孔板的一体化集成数字PCR系统QIAcuity适用于对靶DNA或RNA分子进行绝对定量分析，兼容基于EvaGreen染料法或探针法的检测。QIAcuity采用独特技术，使实验流程简化至如同qPCR实验一般简单快速。QIAcuity Eight一体化集成数字PCR系统支持5色荧光系统，每次可运行八块纳米微孔板，8小时可完成多至1248个样本检测。QIAcuity有更多机型满足不同检测和运行通量的需求：QIAcuity One 2plex——一块纳米微孔板2色荧光数字PCR系统QIAcuity One 5plex——一块纳米微孔板5色荧光数字PCR系统QIAcuity Four——四块纳米微孔板5色荧光数字PCR系统 一体化集成设计，实验流程简便快速QIAcuity基于纳米微孔板技术，将数字PCR的样本液滴制备、扩增和数据分析集成到全自动仪器中，在2小时内实现从样本到数据解读全过程。纳米微孔板技术，全自动流程更容易QIAcuity创新性纳米微孔板采用微流体技术，配置好PCR反应体系后，仪器自动将样品压入微孔板的纳米微孔中并对每个小孔独立密封。纳米微孔板技术可以做到物理分隔，保证分配到每个纳米微孔中的液滴大小均一，无液滴破裂融合或交叉污染。三种规格纳米微孔板，通量更灵活 24孔纳米微孔板，每孔包含26,000微滴，适用于稀有突变检测、液体活检等 24孔纳米微孔板，每孔包含8,500微滴，适用于CNV检测、NGS文库定量等 96孔纳米微孔板，每孔包含8,500微滴，适用于CNV检测、NGS文库定量等 快速数据读取PCR扩增结束后，同时扫描纳米微孔板上所有微孔中的信息，10分钟内即可获得96个样本中的信息，更快获得实验结果。 QIAcuity系统的应用领域 微生物分析或病原体检测 拷贝数变异 稀有靶标检测 标准品定量 SNP 分型 NGS 文库定量 转基因检测 基因/ 细胞治疗 基因表达，miRNA 检测 NGS 文库定量 基因编辑检测(CRISP/Cas9)创新点：1. 集成式一体化设计：与传统数字PCR仪器需要使用样本制备、PCR扩增、数据读取三台仪器不同，QIAcuity将样本分区、PCR扩增和数据读取全部集成到一台自动化仪器中，只需将配置好的样本反应液加入纳米微孔板放到仪器中，即可实现后续实验全自动完成。2.创新专利纳米微孔板：纳米微孔板采用微流体技术，配置好PCR反应体系后，仪器自动将样品压入样本板的纳米小孔中并对每个小孔独立密封。微孔板技术可以做到物理分隔，保证分配到每个纳米小孔中反应液体积均一，无反应体系破裂融合或交叉污染。 3.耗时短：PCR扩增结束后，实验结果无需逐一读取，QIAcuity自动同时读取微孔板上的所有微孔信息，可在10分钟内获得96个样本中的信息，更快获得实验结果。8小时工作时间可完成高达1248个样本检测，显著快于其他仪器。4. 多重荧光通道：可支持最高5色荧光检测通道满足更多靶标检测需求，同时含1通道参比荧光，监测有效微孔数量，帮助获得更精准的结果。5.样本通量灵活：可根据需求选择24/96样本微孔板以及应用选择8,500/26,000微孔板，配合不同QIAcuity平台灵活满足一次实验24-768个不同样本通量。QIAcuity Eight集成式纳米芯片数字PCR 系统

近日，国际学术期刊《Surfaces and Interfaces》报道了中科院海洋所和中科院物理所合作，制备出七星瓢虫状银纳米颗粒的表面增强拉曼散射(SERS)基底，在模拟高压下实现10-6 M磷酸乙醇胺分子的检测，具有良好的灵敏度和耐压性，为未来深海原位检测低浓度的微生物代谢产物提供了新手段。由于深海环境极端复杂，深海原位探测面临巨大挑战。研究组在之前的工作中，利用自主研发的深海拉曼探针系统，成功实现了高温热液喷口流体温度、成分、矿物和上覆生物群落水的物理化学参数的原位检测。但是缺乏对深海原位一些大分子，特别是深海极端环境下生存的各种微生物的相关代谢产物和中间体的检测手段。同时，在国际上深海微生物细胞外代谢产物也无原位检测方法，传统的检测方法耗时久、成本高、灵敏度低。因此深海细胞外代谢产物的原位探测十分困难，面临巨大的挑战。研究团队利用高温退火工艺对镀银膜的石英进行热处理，成功制备类似七星瓢虫斑点样的银纳米颗粒SERS基底材料。该基底材料具有强抗氧化性，且可耐受深海高压环境，保障了2022年南海冷泉生态系统原位探测航次的成功，在满足深海原位探测需求的同时，也适用于极端工业环境的检测。

福流生物工作人员正在进行设备测试。　　福流生物分子实验室研发场景。　　文/厦门日报记者 林露虹 通讯员 郭文晨　　图/厦门日报记者 张奇辉　　纳米有多小？如果将1纳米和1米比较，就好像是高尔夫球和地球作比。1纳米相当于4倍原子大小，比单个病毒的尺寸还要小得多。　　厦门创新创业园企业福流生物自主研发的纳米流式检测仪，就好比打开了一扇通往纳米世界的窗口。比如，它可以精准识别出癌细胞分泌的“小囊泡”，助力癌症早期筛查和诊断；再比如，在食品安全领域，它可以快速鉴别致病菌，让危害人体健康的微生物无处遁形。　　凭借着灵敏度高的硬核实力，福流生物的纳米流式检测仪热销海内外，成为“中国智造”高端科研仪器走向世界的典型代表，梅奥诊所、美国德州大学安德森癌症中心、约翰霍普金斯大学医学院、美国国立卫生研究院、牛津大学等全球最顶尖研究机构和百时美施贵宝、阿斯利康、武田制药等高科技生物制药公司都是它的客户。　　回国创业　　实现产业化“从0到1”的突破　　福流生物的故事要从创始人朱少彬博士说起。在厦门大学化学化工学院取得博士学位后，朱少彬赴海外从事博士后研究。2014年，他回国创业，立志让研究多年的纳米流式检测技术走出实验室。　　起初，产业化之路并不平坦。“纳米流式检测技术是一种流动检测的方法，流体的稳定性决定着设备的稳定性。光流体的设计我们就改了20多个方案。”这是一项艰苦且枯燥的工作，朱少彬用母校厦门大学的校训“自强不息，止于至善”来激励自己，一次次修正、升级方案。　　针对光机电一体的研发需要，朱少彬勇攀技术高峰，努力学习机械设计、自动化、软件等相关知识。最终，在他的带领下，团队仅用时一年多就研发了5代原型机。朱少彬事后总结说:“不断学习，在学习中提升信心，用信心支撑创业激情，这对一名创业者来说非常重要。”　　功夫不负有心人。2016年夏天，福流生物研发的第一代商品化纳米流式检测仪亮相国际流式细胞大会。起初，参会者们并不觉得这个只有微波炉大小的仪器有什么特别之处。直到有专家和研发机构试用过样机后，他们惊讶地发现，仪器居然蕴藏着“大能量”——可以对细菌、病毒、亚细胞器、细胞外囊泡、纳米药物、功能化纳米颗粒等，在单颗粒水平进行高通量、多参数定量分析，较传统流式细胞仪的散射检测灵敏度提升4-5个数量级，粒径表征分辨率媲美透射电子显微镜，这在行业尚属首创。　　2017年，随着福流生物的知名度逐渐提高，公司获得来自外泌体领域的国际领头羊企业Codiak Biosciences的第一张订单，至此，福流生物实现了产业化“从0到1”的突破。　　解码细胞外囊泡信息　　助力疾病筛查　　细胞外囊泡检测是福流生物纳米流式检测仪的高频应用。“细胞外囊泡可以理解为细胞‘吐泡泡’，是细胞间物质通讯的重要介质，相比正常细胞，癌细胞可分泌更多的细胞外囊泡，且在‘吐泡泡’的过程中，会把蛋白核酸等物质带出来，进入血液、尿液等，所以我们可以借由血液、尿液等人体组织液的样本，通过使用纳米流式检测仪，快速实现癌症的早期诊断。”朱少彬说，纳米流式检测仪如同一个“解码器”，能解码人体组织液中的细胞外囊泡的信息奥秘，进而协助疾病筛查以及术前、术后的效果跟踪。　　面对突如其来的新冠肺炎疫情，全世界都在与时间赛跑，加强疫苗研究、病毒研究，这也为福流生物带来了新机遇。“我们的仪器可以检测病毒的信息，以及疫苗的纯度、药物承载量等。疫情期间，公司加强病毒应用方面的宣传，得到越来越多的生物医药企业的认可，仪器在国内市场的销量也随之走高。”朱少彬说。　　随着福流生物在业界知名度的提升，新的挑战也随之而来。“客户数量的增多，意味着需求变得多元化，技术升级的步伐得跟得上客户及行业的需求，同时还得做好精细化的服务，提升品牌价值。”朱少彬说，公司研发团队持续推动产品的迭代升级，丰富产品线，满足科研、临床、生物制药等领域的客户需求，接下来还将顺应智能化趋势，打造支持自动检测的仪器，提升检测效率，实现“样品进、结果出”的目标。

在长期对药物递送的研究中，学者发现纳米颗粒已成为克服常规药物制剂及其相关药代动力学限制的合适载体。随着微流控设备的创新混合和过滤技术发展，针对药物研究新领域的探索正在得到不断拓展。特别是脂质纳米粒携带药物的新发现吸引了研究人员的浓厚兴趣。脂质体已被证明在溶解治疗药物方面具有优势，可以控制药物长期缓释，大大延长了药物的循环寿命。微流体的性能对于在极小尺寸下精确制备脂质纳米粒作为药物载体具有巨大优势。在这一领域，德国布伦瑞克工业大学（TU）的一个科研团队利用Nanoscribe的高精度3D微纳加工技术发明了一种特制的微流控芯片。该芯片包含一个创新的混合器，用于生产单分散载药纳米颗粒，并进行精确的粒径控制。这将有助于推动新的药物递送概念发展。图示同轴层压混合器可以完全消除与带通道壁有机相的接触，同时有效地混合有机相和水相。这种独特的混合器包括同轴注射喷嘴、一系列拉伸和折叠元件以及入口过滤器是无法通过传统的2.5D微纳加工实现的，但是3D双光子聚合技术则可以完美实现加工制造。图片来自于Peer Erfle, TU Braunschweig生产有效且成本效益高的定制药物在制药行业广受关注。难溶性药物的特性限制其口服和非肠道给药，为解决难溶性问题，含有难溶性药物的脂质纳米粒将成为有效候选药物，因为它们提供更快的溶解速度。然而，生产这些脂质纳米粒则非常具有挑战性。整个流程包括多个步骤，例如纳米颗粒的制备和药物载体与纳米颗粒的结合。在纳米颗粒的生产过程中，重要的是管理窄粒径分布，以达到70 nm至200 nm的要求范围。为此，与批量混合技术相比，微流控系统提供了一种更为优化的解决方案。微流体能够精确控制和调节极少量液体的混合，且在微流体中的混合可同时实现纳米颗粒的制备。而这需要使用更有效、更复杂的混合元件来调节纳米颗粒的性质并优化混合机制。如今科学家们利用Nanoscribe公司双光子聚合（2PP）技术制作自由曲面三维微流控元件，并将其集成到复杂的微流控芯片中。这种多功能3D微加工的使用旨在实现缩小粒度分布。复杂微流控芯片3D微纳加工制作布伦瑞克大学（TU Braunschweig）的科学家们通过对微流控领域的研究发明了一种开创性的解决方案，以制备单分散的药物载体纳米粒。他们利用Nanoscribe公司的双光子聚合3D打印技术制作出完整的微流控芯片。该芯片采用独特的微纳混合器件，用于同轴层压和稳定的纳米颗粒生成。整个厘米级微流控芯片由一个连接到横向通道的主通道、一个用于同轴注射喷嘴、一系列3D混合原件和用于减少污染的入口过滤器组成。这种复杂的芯片设计因其小型化特性和极高的表面质量脱颖而出（如内径达到200µm的主通道，孔径达到15µm的入口过滤器）。可以混合有机相和水相的拉伸和折叠微纳元件具有复杂的3D结构。在以往，由于底部内切结构和开放圆柱区域难以成型，传统的2.5D微纳加工和使用微纳注塑成型的大规模生产是无法制造这种微流控系统的。由Nanoscribe公司打印系统制作的3D微纳加工微流控系统可实现用于生产特定尺寸的纳米颗粒，并具有高度复制性特点。用三个单独制作的微纳系统对相同的设计做了测试，结果显示出纳米颗粒大小在几纳米范围内的分散性变化非常小。该结果证实了基于Nanoscribe 2PP技术的3D打印能够生产出具有窄粒径分布的高重复性纳米颗粒。这些发现对未来实现纳米颗粒的平行生产制造具有重要意义。位于喷嘴下游的一个拉伸和折叠混合元件的SEM图像。图片来自于Peer Erfle, TU Braunschweig科研团队：Technical University Braunschweig – Institute of Microtechnology Technical University Braunschweig – Department of Pharmaceutics Technical University Braunschweig - PVZ - Center of Pharmaceutical Engineering Nanoscribe Photonic Professional GT2使用双光子聚合(2PP)来产生几乎任何3D形状：晶格、木堆型结构、自由设计的图案、顺滑的轮廓、锐利的边缘、表面的和内置倒扣以及桥接结构。Photonic Professional GT2 结合了设计的灵活性和操控的简洁性，以及广泛的材料-基板选择。因此，它是一个理想的科学仪器和工业快速成型设备，适用于多用户共享平台和研究实验室。Nanoscribe的3D无掩模光刻机目前已经分布在30多个国家的前沿研究中，超过1,000个开创性科学研究项目是这项技术强大的设计和制造能力的证明。更多有关3D双光子无掩模光刻技术和产品咨询欢迎联系Nanoscribe上海分公司 - 纳糯三维科技（上海）有限公司德国Nanoscribe 超高精度双光子微纳3D无掩模光刻系统： Photonic Professional GT2 双光子微纳3D无掩模光刻系统 Quantum X 双光子灰度光刻微纳打印设备

#本文由马尔文帕纳科应用专家张鹏博士供稿# 为规范和指导纳米药物研究与评价，在国家药品监督管理局的部署下，药审中心组织制定了《纳米药物质量控制研究技术指导原则（试行）》、《纳米药物非临床药代动力学研究技术指导原则（试行）》《纳米药物非临床安全性评价研究技术指导原则（试行）》三项关于纳米药物研究、质控、评价的技术指导原则。并由经国家药品监督管理局审查同意，8月27日予以发布通告，三项技术指导原则自发布之日起开始施行。 其中《纳米药物质量控制研究技术指导原则》主要内容是围绕着纳米药物的安全性、有效性以及质量可控性展开的。在这3方面，质量的可控性显得尤为重要，它一定程度上决定了药物的安全性和有效性。 该指导原则进一步将纳米药物细分为三类：药物纳米粒、载体类纳米药物以及其他类纳米药物，前两类药物适用于该指导原则。 在研发过程中，纳米药物的质量控制指标又可以分为纳米相关特性和制剂基本特性两大类。其中纳米相关特性是可能与药物在体内行为息息相关的重要质量指标。又包括例如平均粒径及其分布、纳米粒结构特征、微观形态、表面性质（电荷、比表面积等）包封率、载药量、纳米粒浓度、纳米粒稳定性等等。 质量控制指标涉及方面较多，本文重点关注以下三个方面的指标： 1. 粒径（平均粒径及其分布）2. 表面电荷3. 纳米粒浓度 在粒径表征方面，该指导意见原文如下：“应选择适当的测定方法对纳米药物的粒径及分布进行研究，并进行完整的方法学验证及优化。粒径及分布通常采用动态光散射法（Dynamic light scattering，DLS）进行测定，需要使用经过认证的标准物质（Certified reference material，CRM）进行校验，测定结果为流体动力学粒径（Rh），粒径分布一般采用多分散系数（Polydispersity index，PDI）表示。除此之外，显微成像技术（如透射电镜（Transmission electron microscopy，TEM）、扫描电镜（Scanning electron microscopy，SEM）和原子力显微镜（Atomic force microscopy，AFM）、纳米颗粒跟踪分析系统(Nanoparticle tracking analysis, NTA)、小角X射线散射（Small-angle X-ray scattering，SAXS）和小角中子散射（Small-angle neutron scattering，SANS）等也可提供纳米药物粒径大小的信息。对于非单分散的样品，可考虑将粒径测定技术与其它分散/分离技术联用。” 在了解动态光散射技术（DLS）之前，我们先来讲一讲粒径测量时的“等效球体”的概念。 想象一下，当我们完成颗粒粒径测试后，该如何用准确的数值来描述这些三维颗粒的大小呢？当颗粒是规则的形状时，比如说正方体、球体，我们可以用一个数值，例如：边长、直径，来表示这个颗粒的大小；但是，当颗粒呈现的形貌是无规则的话，我们就无法用一个数值来描述这个颗粒大小了，那有人会说，用一系列数值来描述这些颗粒不就行了吗，这个方法确实可行，但是随之带来了数据呈现的复杂度以及颗粒粒径大小比较的困难度。这个时候我们就必须引入“等效球体”概念了。 什么叫做等效球体呢？ 当我们通过某种技术测量颗粒在某一方面的性质，并得到了一个具体的数值，如果一个刚性球体在该性质方面的数值和前者一样，那么我们就认为待测物的颗粒大小和这个刚性球的大小一致。 等效球体概念在粒径上的应用既能满足准确表示待测颗粒的粒径大小，又能使得这些数值能够被用来进行大小比较（单个数值）。 如图1所示，我们可以得知，当一个不规则的颗粒采用不同的测量技术（沉降法、电阻法、体积法等等）去进行测量时，往往会得到不同的粒径值。 而我们说的动态光散射技术测量的是颗粒的扩散速度，所以，具有同样大小扩散速度的刚性球体的直径就是待测颗粒的粒径大小，我们一般称之为流体力学直径。 动态光散射 接着我们进一步来了解一下什么是DLS技术： 分散在溶液相的纳米颗粒由于受到溶剂分子的撞击，呈现出无规则的运动，我们称之为布朗运动（Brownian motion），如果我们将一束激光照射至含有该纳米颗粒的溶液中，溶液相中的颗粒会产生散射光，随后在一定的角度收集相关的散射光，我们就能得到如图2所示的散射光强随时间的变化曲线，可以看出大颗粒布朗运动较为缓慢，散射光强的变化频率较慢（图2，上）。小颗粒则相反，由于其布朗运动剧烈，接收到的散射光强的变化频率较快（图2，下）。 而动态光散射技术则可以捕获上述散射光变化的频率，进而获得颗粒的布朗运动速率大小，最后通过反演算法获得颗粒的粒径和分布。 根据斯托克斯-爱因斯坦方程（Stokes-Einstein）的定义，我们可以看出，颗粒的运动速率是和它的粒径成反比的，运动速率越快，粒径越小，运动速率越慢，粒径越大。 该方程式：DH=KT/3πηD K：玻尔兹曼常数T：整个体系的绝对温度值η：溶剂粘度值D：颗粒平动扩散系数 那具体如何获得颗粒的布朗运动速率(D)呢？ 接下来我们要引入“相关性”这个概念，如图3所示，如果我们将t时刻的散射光强度和其后较长时间的散射光强相比较，显然，他们没有什么相关性。但是，当我们将时间缩短至极短时间范围内，也就是将t和t+δt时刻的光强值进行比较，就能得到很强的相关性，随着时间的增加（δt, 2δt, 3δt, 等等)，其散射光强值和t时刻的相关性不断衰减，最后接近0值，相关性通常用数值来描述（1→0），数值越靠近“1”代表相关性非常高，越接近“0”代表相关性很低。δt的时间非常短，一般在纳秒（nanosecond，ns）或者微秒（microsecond，μs）。 散射光强在不同时间点的相关性我们用G (τ)来表示：G (τ)=A[1+Bexp (-2Γτ)] τ代表着信号采集滞后时间Γ=Dq2，q=(4πn/λ0) sin(θ/2)，散射矢量D：颗粒平动扩散系数n：溶液的折光指数λ0：入射光波长θ：散射光接收角度 最后，我们用相关方程来描述这种相关性随时间的变化（图4），大颗粒的散射光强的相关性随时间变化慢，信号衰减慢（左），小颗粒的散射光强的相关性随时间变化快，信号衰减快（右）。 聊完了DLS的基本原理，我们再来看看大家比较关注的几个问题： 1. 什么是Z-average size（平均粒径）、PI（polydispersity index，多分散指数）？ Z-average size表示样品中颗粒的平均粒径大小，根据ISO 13321:1996，我们可以知道，该数据是通过累计分析法得到的。 PI代表着样品的粒径分布宽度，数值越小，说明体系里的粒径大小越一致，数值越大，说明体系里的粒径分布群体越多，粒径分布较宽，一般我们认为当PI值大于0.7时，表示这个体系不再适合用DLS这种技术进行表征了。 除了平均粒径和PI，我们还能得到颗粒的光强粒径分布图，在这个分布图里，我们能得到不同粒径下对应的散射光强占比数据，这些分布图是根据分布算法得到的。 2. 如何看待不同测量角度下得到的粒径数据？ 市面上主要存在两种测量角度的纳米粒度仪，分别是90°和173°，前者我们称之为侧向角，后者我们称之为背向角。 当测试的样品为粒径窄分布时，例如聚苯乙烯标准样品，两种测量角度都能得到很好的粒径分布图，结果也非常一致（图5）。 当测试的样品为粒径宽分布时，比如一些生物样品，两种测量角度得到的粒径分布图就会有区别（见图6）。 这是为什么呢？ 这其实是和颗粒的散射性质有关系的，当颗粒的粒径大小小于入射波段的1/10时，颗粒在各个方向上的散射光强度都一样，我们称之为各向同性，那么在这两个角度上进行测量，都能得到正确的数值。但是随着颗粒粒径的增加，颗粒在各个方向上的散射光强开始变得不一致，越靠近0度角，其散射光强增加越强烈，我们称之为各向异性。在绝大多数情况下，不同粒径的颗粒其散射强度在90°要比在173°要强一些，当体系中大颗粒开始变多时，来自于大颗粒的散射光强贡献度在90°角下就会比在173°角下要更多，因为粒径分布的数据是根据不同粒径的散射光强在整个体系的占比中得到的，所以在90°角下会使得颗粒的粒径分布更容易倾向于体系中存在的大颗粒。