酶活性

p　　近日，南京大学的鞠熀先教授研究组在仿生分子识别与仿生催化领域取得重要的研究进展。他们发现了一种嗜热型高活性的DNA酶，相关成果发表在Angew. Chem. Int. Ed. 上。博士生郭悦华为第一作者、周俊副教授和鞠熀先教授为通讯作者。该研究组的博士生陈杰林、中科院大连化学物理研究所的博士生程明攀以及法国勃艮第大学的David Monchaud教授参与了相关工作。/pp　　蛋白质具有温度敏感性，蛋白酶的催化性能与温度相关，在应用上受到很大的限制。寻找、发现能够在极端环境如高温下仍具有高催化能力、高稳定性的仿生模拟酶具有十分重要的意义。近年来，具有催化活性的纳米结构材料和G-四链体/hemin DNA模拟酶受到广泛的关注，已成为新型仿生模拟酶开发的重点方向。在G-四链体/hemin领域，由分子内G四链体/hemin形成的DNA模拟酶已在生物催化、生物传感等领域得到广泛的应用，但其热稳定性差，无法用于极端环境。基于四条链形成的四元G四链体具有很好的热稳定性，鞠熀先教授课题组通过对四元G四链体的末端进行碱基修饰，并对反应的离子进行筛选，提高了G-四链体/hemin的热稳定性，由此发现一种新型嗜热的高活性G-四链体/hemin DNA酶（图1）。该工作在四元G四链体的末端修饰不同的碱基，发现腺嘌呤（A）可以大幅度提高DNA酶的催化活性，为提高反应温度，模拟酶催化功能如活化能、pH依赖性等的研究奠定了基础。末端修饰腺嘌呤的四元G四链体结构在高温下不仅可以稳定存在，也可保持与hemin的结合能力及形成模拟酶后的催化活性（图2）。该工作探究了嗜热DNA酶在高温下的潜在应用：有效地去除污水中对人体有害的有机小分子，在不同的有机溶液中这种酶也同样具有高催化活性。/ppbr//pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/99a9239f-4001-48cd-9c10-7d1cd7b9f869.jpg" title="1.jpg"//pp style="text-align: center"strong图1. 嗜热G-四链体/hemin DNA酶在不同温度下催化底物反应的示意图/strong/ppspan style="text-align: center "/span/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/ce392a11-f046-46e3-866b-49f66466e3e9.jpg" title="2.jpg" width="600" height="466" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 600px height: 466px "//pp style="text-align: center "strongspan style="text-align: center "图2. 嗜热G-四链体/hemin DNA酶在不同温度下的催化活性及热稳定性的研究/span/strong/ppbr//pp　　鞠熀先教授课题组专注于仿生分子识别、仿生催化与信号放大的研究，在973计划、国家自然科学基金等项目的资助下提出了多种仿生分子识别体系与信号放大策略，将仿生催化模拟酶用于生物传感，建立了系列性的生物分子高效的检测方法。在G-四链体/hemin领域，他们将其催化活性与该课题组首创的量子点电子化学发光传感结合，提出了蛋白质标志物的超灵敏电致化学发光免疫分析方法；将G-四链体/hemin与临位触接反应结合，建立了DNA与蛋白质标志物多种化学发光成像的检测方法。近日，该组系统地开展该领域的研究工作，提高了G-四链体/hemin DNA酶的活性（Chem. Eur. J., 2017, 23, 4210），揭示了G-四链体的构效关系（J. Am. Chem. Soc., 2017,139, 7768）。/ppbr//pp该论文作者为：Yuehua Guo, Jielin Chen, Mingpan Cheng, David Monchaud, Jun Zhou, Huangxian Ju/p

记者近日从宁夏环境监测中心站获悉，中心站正在组织有关方面专家和专业技术人员编制《煤基活性炭行业大气污染物排放标准》。目前，各项工作已全面展开，并完成了区内活性炭生产企业碳化、活化工序、废气实地部分监测项目测试工作。　　全国目前活性炭企业已发展到400余家，制定活性炭行业大气污染物排放标准，对节能降耗，减少污染物排放量，推动产业结构调整，促进技术进步，优化经济增长具有重要意义。　　据介绍，课题组将通过活性炭工业排放污染物种类、排放方式、浓度限值、排放速率等项目的调查、调研，参考环境保护部有关固定污染源废气监测技术规范、采样方法规范、采样器技术规范等36个技术规范，通过实地监测、试验、验证，对活性炭　行业大气污染物排放制定详细标准。　　宁夏回族自治区环保厅十分重视标准的制定工作，专门召开启动会议进行安排部署。自治区环保厅副厅长强小媛要求，狠抓工作落实，深入开展课题研究，圆满完成国家课题研制任务。

10月25日，中国分析测试协会发布《乙酰胆碱酯酶 活性检测 分光光度法》CAIA标准，于12月1日实施。据悉，此标准由中国分析测试协会标准化委员会和中国材料与试验团体标准委员会科学试验领域委员会提出；由中国分析测试协会标准化委员会和中国材料与试验团体标准委员会科学试验领委员会科学试验创新方法技术委员会归口；由北京市科学技术研究院分析测试研究所、吉林大学、广东省科学院测试分析研究所、长春吉大小天鹅仪器有限公司、盘锦检验检测中心、广州市食品检验所六家单位为起草单位。文件规定了用分光光度法测定乙酰胆碱酯酶活性的方法，适用于有机磷与氨基甲酸酯类农药残留检测专用试剂中乙酰胆碱酯酶活性的测定。 具体内容详见附件：《乙酰胆碱酯酶 活性检测 分光光度法》.pdf更多内容：《中国分析测试协会标准》团体标准合集

国家标准计划《葡萄糖氧化酶活性检测方法》由 SWG11（全国工具酶标准化工作组）归口 ，主管部门为国家标准化管理委员会。 拟实施日期：发布即实施。主要起草单位 福建南生科技有限公司 、夏禾（杭州）生物技术有限公司 、夏禾（深圳）生物技术有限公司 、宁夏夏盛实业集团有限公司 、厦门银祥集团有限公司 、深圳市新产业生物医学工程股份有限公司 、武汉新华扬生物股份有限公司 、廊坊诺道中科医学检验实验室有限公司 、天津博菲德科技有限公司 、广州市进德生物科技有限公司 、山西大禹生物工程股份有限公司 、河北省微生物研究所有限公司 、武汉瀚海新酶生物科技有限公司 、深圳市海拓华擎生物科技有限公司 。主要起草人 黄发灿 、郑登忠 、郑恬烨 、沈涛 、张志刚 。附件：国家标准《葡萄糖氧化酶活性检测方法》征求意见稿.pdf国家标准《葡萄糖氧化酶活性检测方法》编制说明.pdf

目前，国内煤基活性炭行业无大气污染物排放标准，其特征污染物既无具体项目也无指标 活性炭行业污染未得到有效控制，环境污染严重。随着活性炭行业的日益发展，这种危害将越来越重，迫切需要制定行业的污染物排放标准。今年以来，宁夏自治区环保厅积极争取环保部的大力支持，申报了《煤基活性炭行业大气污染物排放标准》课题，并于2009年7月22日与环保部科技标准司签订了《环境保护项目任务合同书》。《煤基活性炭行业大气污染物排放标准》制定在国内尚属首次，也是宁夏第一次承担国家标准的制定任务。制定活性炭行业大气污染物排放标准，不仅关系环境保护问题，也关系到行业可持续发展的问题，对保护环境，节能降耗，节约资源，减少污染排放量，推动产业结构调整，促进技术进步，优化经济增长方式等都有非常重要的意义。　　日前，宁夏自治区环保厅在平罗县举行了《煤基活性炭行业大气污染物排放标准》制定项目课题启动仪式。宁夏环保厅强小媛副厅长出席启动仪式并讲话，对《标准》的制定提出要求：一是要充分认识《标准》制定工作的重要意义。《煤基活性炭行业大气污染物排放标准》制定工作在国内尚属首次，也是宁夏环保部门首次承担全国性的标准制定任务，充分表明了环保部对宁夏环保工作的信任和支持。因此，一定要抓住机遇提升宁夏环保在全国的影响力，并以此为契机锻炼培养队伍，探索和积累承担全国性重大课题研究的经验和做法，努力提高科研水平和实战能力。二是以求真务实的作风，科学严谨的态度切实做好标准的制定工作。要以科学发展观为指导，以实现经济、社会可持续发展为目标，以国家环境保护相关法律、法规、规章、政策和规划为依据，严格按照《国家环境保护标准制定工作管理办法》的规定制定本《标准》。三是要加强领导，精心组织，周密部署，通力合作，全面完成课题任务。整个工作自始至终要在宁夏环保厅标准制定领导小组的统一领导下进行。各课题承担单位、合作单位、协作单位，要通力合作，严格按照工作方案所规定的时间、方法、步骤及进度要求，组织强有力的科研人员，圆满完成标准制定工作。

牙釉质是一种高度钙化的硬组织，具有紧密有序的羟基磷灰石（HAp）纳米晶体排列结构，以满足其所需的力学强度和韧性等性能。目前可通过生物矿化、无机模板合成等方法仿生天然牙釉质的独特结构。然而，上述方法只能在纳米尺度、微米尺度或以粗糙的宏观形状实现单个水平面HAp的有序排列。且天然牙釉质不仅有平行排列的外层结构，还有一定偏转角度的内层结构。更重要的是，其清晰的宏观结构（厚度大于1 cm，尺寸大于1 cm）也进一步增加了制备仿生牙釉质的难度。目前3D打印牙齿从最初的简单材料打印牙齿模型的阶段，到性能优化打印阶段，到进一步混合活性细胞、抗菌材料、生长因子等功能打印阶段，其打印精度和效果在不断地提高，但也并未复刻天然牙齿的各项性能，离临床应用还有较远的距离。 图1. 多尺度、高精度牙冠的3D打印 东华大学纤维材料改性国家重点实验室朱美芳院士、张耀鹏教授受到天然牙齿中牙釉质多阶段生长的启发，基于单分散的“超重力+”HAp基齿科修复树脂材料，采用挤出成型3D打印技术，开发了一种自下而上的逐步组装策略，利用剪切诱导构建了多尺度高度有序HAp结构的高精度仿生牙冠（图1），实现了天然牙的成分（HAp）、结构（紧密有序）以及性能（力学及再矿化）仿生。相关成果以题为3D Printed Strong Dental Crown with Multi-Scale Ordered Architecture, High-Precision, and Bioactivity发表在Advanced Science上，博士生赵梦露为第一作者，北京化工大学博士生杨丹蕾、范苏娜博士、姚响副教授和北京化工大学王洁欣教授为共同作者，张耀鹏教授和朱美芳院士为共同通讯作者。部分实验完成于上海光源BL19U2线站，北京化工大学合作制备“超重力+”羟基磷灰石。 图2. 基于高度有序HAp基复合树脂牙冠的3D打印流程示意图图3. 3D打印牙冠的个性化修复 本工作制备了单分散的“超重力+”HAp基齿科修复树脂材料，使HAp纳米棒均匀且稳定地分散在树脂基体中。根据不同配方浆料的流变学行为，通过理论计算选择了最适合剪切诱导有序的打印墨水配方。并基于此浆料的流变特性，通过计算流体力学设计了具有逐渐收缩通道的定制喷嘴，从而有利于浆料顺利的挤出和稳定的剪切（图1）。以HAp的纳米晶体结构作为基础（原子尺度），到单分散的纳米棒在打印过程中受到剪切诱导而沿着打印方向进行有序的排列（纳米尺度），进一步控制打印路径使其平行排列（微米尺度），在宏观上制备三维高度有序的树脂样品，最后根据牙冠的三维模型，打印出个性化修复的牙冠（图2）。其打印精度可达95%（图3）。由于中断了裂纹扩展，当使用最小直径260 µm的喷嘴进行打印时，取向程度最高，其弯曲强度最高可达138 MPa，压缩强度可达370 MPa，优于传统模具法制备的样品（图4）。其优异的再矿化活性减少了细菌聚集和继发龋齿的机会（图5）。此工作为制备具有独特结构和功能的仿生材料提供了新的思路。图4. HAp基复合树脂的力学性能及断面形貌图 图5. HAp基复合树脂的体外生物活性 此工作得到了国家重点研发计划（2016YFA0201702）及上海市优秀学术带头人项目（20XD1400100）等项目的资助。特别感谢岛津公司宁棉波工程师在Micro-CT测试中提供的帮助。 近年来，张耀鹏教授团队在3D打印仿生生物材料研究方向取得了一系列研究成果（Compos. Sci. Technol., 2021, 213, 108902 Cellulose, 2021, 28, 241-257 Carbohyd. Polym., 2019, 221, 146）。 原文链接：http://doi.org/10.1002/advs.202104001 高分子科技原创文章。欢迎个人转发和分享，刊物或媒体如需转载，请联系邮箱：info@polymer.cn 本文转发自高分子科技公众号本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

火星上的奥林匹斯山，是太阳系内的最大火山。在美国俄勒冈州的山区，细菌以在火山岩橄榄石中发现的铁为食。火星上也存在橄榄石 俄勒冈州的熔岩管。科学家在高海拔山脉的冰冷熔岩管内发现细菌。这种细菌生活在冰冷且含氧量较低的环境下，以铁为食，而不是正常食物　　北京时间12月22日消息，生命能够在冰冷的火星繁衍生息吗?美国俄勒冈州大学的一组科学家给出了肯定的答案。研究过程中，他们从俄勒冈州山区的冰冷溶岩管——环境与红色星球表面类似——收集细菌样本，结果发现细菌能够在这种恶劣环境下繁衍生息。　　这些细菌以在岩石中发现的橄榄石中的铁为食，能够在氧量较低和完全没有有机食物存在情况下生存。在火星岩石中，科学家同样发现了橄榄石。研究论文作者、美国俄勒冈州大学的博士生艾米-史密斯表示：“这些细菌来自于地球上一个最常见的细菌家族。你可以在洞穴，自己的皮肤上，海底或者任何地方发现这个家族的成员。这一次发现的细菌拥有惊人的生存能力，能够在类似火星的环境下繁衍生息。”　　科学家证实，经过长时间的进化，这种细菌能够适应严酷的生存环境。在室温和正常的氧水平条件下，这种细菌以糖等有机物质为食。在移除这些食物同时将温度降至接近零度和降低氧水平后，这种细菌开始以在熔岩管中发现的橄榄石作为能量之源。橄榄石是存在于地球和火星火山岩中的常见矿物。　　研究论文作者、俄勒冈州大学地球、海洋与大气科学学院教授马丁-菲斯克表示：“在此之前，我们从未发现细菌以在火山岩中发现的一种常见矿物为食的现象。在火山岩直接暴露在空气中和温度较为温暖情况下，大气中的氧抢在细菌之前让铁发生氧化。”在熔岩管中，细菌被冰覆盖，与大气隔绝开来，铁不会发生氧化，最后成为细菌的食物。　　用于收集细菌样本的熔岩管是在俄勒冈州卡斯卡德山脉Newberry陨坑附近发现的，海拔高度大约在5000英尺(约合1524米)左右。这些细菌生活在熔岩管内大约100英尺(约合30米)处的岩石的冰中，所处环境含氧量极低，温度接近零度。包括菲斯克在内的科学家表示，火星地下可能存在类似环境，细菌能够在这种环境下生存。　　菲斯克曾对来自火星的一颗陨石进行分析，结果发现了细菌新陈代谢迹象。不过，他并没有在陨石中发现任何生命体。他指出在Newberry陨坑的熔岩管中也发现类似迹象。他说：“熔岩管内的环境并不像火星那么恶劣。在火星上，温度几乎达到冰点，氧水平更低，液态水无法在地表上存在。根据科学家的假设，温度较高的火星地下可能存在水。虽然不太可能在火星上复制这项研究发现，但研究表明细菌能够在类似环境下生存。根据直接观测和卫星图像，我们在火星岩石中发现橄榄石。我们的研究显示橄榄石能够支持微生物存在。”

生物活性分子在种植体骨结合中的研究进展！百欧博伟生物 良好的骨结合是人工种植体成功的关键，钛或钛合金人工种植体由于其较为理想的生物相容性和机械性能植入体内后与骨组织形成良好的骨结合而成为目前临床上应用最广的人工种植体。但钛类材料表面生物惰性的缺点不利于种植体骨结合的进一步提高，尤其对一些伴有系统性疾病如骨质疏松、糖尿病的缺牙患者，这些全身代谢性疾病使种植体周骨愈合能力下降，使种植体骨结合产生时间上的延迟或质量上的下降，导致种植体骨结合率下降。 因此，提高种植体骨结合率和初期稳定性进而提高种植体长期成功率仍是需要进一步研究的课题。其中种植体表面生物化学改性提高种植体骨结合率成为该领域近年来的研究的重要方向，方法是将生物活性分子如具有生物活性的蛋白、小分子多肽等采用一定的方式固定于种植体表面，通过其成骨诱导作用促进种植体周骨形成，提高种植体骨结合。本文就近年来应用于钛类人工种植体表面的生物化学改性方法以及几类主要生物活性分子对种植体骨结合作用及其机理的研究进展进行综述。 一、生物化学改性方法 1、物理吸附 物理吸附是在对种植体表面进行一定的粗糙处理后，将种植体浸入生物活性物质与磷酸缓冲盐溶液混合后的溶液中一段时间，使生物活性物质吸附在种植体表面。此法操作简单，对设备要求较低，但是吸附形成的作用力为静电力、范德华力或氢键，较难牢固结合在种植体表面，并且较难控制生物活性物质在种植体表面的均匀分布。 2、共价结合 生物活性物质可通过接枝分子共价结合在种植材料表面，接枝分子在种植材料表面形成自组装单分子层再与生物活性物质的某些基团共价连接，使生物活性物质稳定连接在种植材料表面。常见的接枝分子包括聚乙二醇、硅烷偶联剂、聚多巴胺、磷酸自组装单分子层等。此外，近些年人们通过噬菌体展示技术发现一些可以直接与金属钛共价结合的短肽（ATWVSPY、RKLPDAPGMHTW等）可以将某些生物活性物质（如层粘连蛋白衍生肽）连接在金属钛表面，从而对钛种植体进行表面改性。共价结合可以将生物活性分子稳定的结合在种植体表面，避免了初始爆发释放，但生物活性分子可能在共价结合的过程中发生构象的改变。 3、聚电解质多层 聚电解质多层由层层自组装技术将带相反电荷的聚电解质顺序吸附到带电表面制备而成。这种方法的特点是改变电解质沉积数量可以调控聚电解质多层的厚度,逐层组件可以将生长因子、蛋白质、遗传物质、抗体等直接集成到层中，或者可以用聚电解质预先络合各组分，然后组装成复合物。分子量大于10kDa的生物活性物质可以永久固定在聚电解质层中，随着聚电解质逐层的降解实现药物的逐渐释放。 二、钛种植体表面生物化学改性主要生物活性蛋白 1、胶原蛋白 胶原蛋白是骨组织细胞外基质中的主要成分，也是骨组织的钙化中心，可促进间充质干细胞中成骨相关基因的表达，进而诱导间充质干细胞向成骨方向分化，同时可以提高成骨细胞对骨基质的黏附。在钛片表面沉积磷酸钙和Ⅰ型胶原制备的矿化胶原涂层利于细胞伸展以及伪足的生长，可以有效促进成骨细胞的黏附及增殖。 此外，吸附有Ⅰ型胶原的钛片也更有利于促进小鼠前成骨细胞株MC3T3-E1黏附斑蛋白与护骨素基因的表达。将Ⅰ型胶原修饰的钛种植体植入SD大鼠胫骨内，HE染色发现4周后种植体周围形成的新生骨的密度要优于对照组。Ⅰ型胶原还可以参与携带药物，从而调控种植体骨结合过程。Li等通过层层自主装技术将Ⅰ型胶原和透明质酸修饰在钛纳米管表面，使管内的依诺沙星缓慢释放，抑制破骨细胞活性的同时还促进了种植体表面新生骨的形成。 2、非胶原蛋白 结合在胶原表面特定位点的非胶原蛋白，包括纤连蛋白（fibronectin）和层粘连蛋白（laminin）等在启动羟基磷灰石晶体成核、生长及调控无机相相变的过程以及促进细胞黏附、迁移和分化等过程中都发挥了至关重要的作用。越来越多的研究显示，将非胶原蛋白结合在种植体表面能够有效提高骨结合的效果。纤连蛋白能够增强对成骨细胞的粘附，进一步提升种植体表面微槽对细胞的粘附作用，加快成骨细胞的成熟，使种植体表面接触的间充质干细胞细胞呈现出成骨细胞自然成熟的多边形态。 Chang等将纤连蛋白吸附在钛种植体表面，发现其在诱导成骨细胞分化、增加骨形成量以及提升种植体初期稳定性方面较无纤连蛋白组有一定的提高。纤连蛋白上存在增强细胞活性的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（arginine-glycine-asparticacid，RGD）序列和RGD协同序列（PHSRN）以及其中间一段有20个氨基酸的序列F20（PHSRNSITGTNLTPGYTITVYAVTGRGD）。 有学者推测是纤连蛋白中间的这一段活性序列在发挥促进骨结合的作用。将F20和纤连蛋白分别吸附到钛片上，发现二者对基质细胞系ST2粘附、增殖和分化能力的提升效果相似，此外还发现F20对成骨作用的促进可能与Erk信号通路有关。层粘连蛋白作为细胞与基质黏着的介质，参与调节细胞的黏附、生长和分化。 Bougas等将层粘连蛋白浸泡吸附在钛种植体表面后植入兔的股骨中，4周后发现种植体周围的骨结合程度得到明显提高。在一项层粘连蛋白对种植体骨结合作用的回顾性研究中，91%的研究都表明层粘连蛋白可以促进相关成骨相关标记物的表达和（或）种植体周围新骨形成。 3、生长因子 骨形态发生蛋白（Bone morphogenic proteins，BMP）是一组信号分子，是转化生长因子（transforming growth factor，TGF）-β超家族的成员，可以促进间充质干细胞向成骨细胞分化，促进骨缺损区新骨的形成。BMP-2修饰的脱蛋白牛无机骨块在犬牙槽嵴进行垂直覆盖提升术并同期植入种植体的第3个月时比未使用BMP-2的骨块显示出更高的骨矿化水平和更多的新骨形成量。 BMP-2缓慢均匀释放似乎有利于促进骨结合。Seo等发现在水凝胶环境中BMP-2的持续释放显著促进了钛种植体周围垂直骨的再生。Yang等利用肝素连接BMP-2与生长分化因子5（growth and differentiation factor-5,GDF-5）结合在钛片形成Ti-BMP-2-GDF-5涂层，肝素延长了BMP-2和GDF-5的半衰期，并且使其持续均匀释放30天，将MC3T3-E1细胞放置含有该涂层的表面，细胞增殖和碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）活性显著增加，骨钙素（osteocalcin,OCN）、Ⅰ型胶原蛋白的表达也明显升高。兔体内实验显示植入兔股骨内的表面修饰有BMP-2和GDF-5的钛棒也表现出骨与种植体界面处新骨形成明显的增加。 但种植体表面的BMP-2剂量对种植体骨结合有一定的影响，高剂量的BMP-2会导致局部、暂时的骨损伤。在一项高剂量BMP-2（150μg/mL）治疗大鼠的临界大小的股骨缺损实验中，2周后观察到炎症和异常骨形成。Guillot等也发现当大剂量BMP-2（9.3μg）附着于种植体表面时，第4和第8周BMP-2修饰的种植体骨结合率都低于无BMP-2组。 TGF-β2和TGF-β3是TGF-β超家族的两个亚型，调节细胞的增殖和分化以及参与骨改建过程。在新西兰兔拔牙窝内即刻植入种植体，种植体周围增加TGF-β2以及牙髓干细胞，术后第4、8周骨涎蛋白、骨钙蛋白、Ⅰ型胶原表达水平明显提高，种植体骨结合率以及种植体周围骨小梁宽度明显增加。Kim等通过电喷涂技术将聚乳酸丙交酯（PLGA）/重组人类TGFβ2颗粒喷涂在阳极氧化钛种植体表面，种植体植入兔的胫骨第3周骨形态计量学分析发现实验组的种植体骨接触率（Bone-To-Implant Contact，BIC）和骨面积百分比明显高于未喷涂重组人TGFβ2的对照组。 血管内皮生长因子（Vascularendothelial growth factor，VEGF）可诱导成骨细胞和内皮细胞增殖，促进局部血管生成并且增加ALP的活性。Guang等将大鼠重组VEGF吸附于钛片表面，发现其可以明显促进大鼠成骨细胞的增殖，将大鼠重组VEGF修饰的钛种植体植入大鼠膝内，在第2周和第4周免疫组织化学检测发现CD31阳性和骨钙素阳性细胞的比例明显增多。 VEGF对放疗患者种植体骨结合也有一定的促进作用。将钛种植体植入经过15Gy射线辐射的兔胫骨中，在种植体中心的孔隙注射高表达BMP-2/VEGF165的慢病毒载体，第2周和第8周通过PCR分析发现Runt相关转录因子2（Runt-related transcription factor2,Runx2）、骨钙素、ALP和CD31表达水平增加，Micro-CT显示新骨形成量明显增加。 神经生长因子（nerve growth factor，NGF）是神经营养因子家族的成员，对交感和感觉神经元以及神经元嵴细胞有很强的促进作用。近年来研究发现，NGF还参与骨改建过程，对骨再生有一定的促进。将含NGF的明胶海绵应用于犬前磨牙缺损模型可以有效刺激骨的形成。在小鼠腿骨植入钛种植体区局部注射外源性NGF，可以促进小鼠股骨钛种植体植入早期的骨再生，加速早期骨胶原以及骨小梁的成熟，缩短种植体骨结合时间。但由于NGF半衰期较短，NGF多被用于种植体局部注射，用于种植体表面改性的研究还较少。 骨的改建由多种生长因子共同参与，BMP、VEGF、TGF、NGF等在促进骨生成方面有积极作用，控制生长因子在种植体表面的缓慢持续释放，增加其作用时间可以进一步促进成骨，并且多种生长因子的联合使用似乎可以取到更好的促进效果。 三、生物活性肽 生物活性蛋白因其固有的生物活性为种植体表面的生物功能化提供了选择，但是蛋白质分子存在免疫原性且缺乏良好稳定性，动物提取的蛋白也具有病原体传播和变异的风险。相比较而言，仅包含细胞结合序列的短肽可以发挥生物活性作用并能规避这些风险，具有良好应用潜能。它们易合成、纯化和存储消毒，与大分子蛋白相比具有成本效益，并且其活性不依赖于其三级结构。 下面着重于介绍4种具有促进细胞粘附、增殖和分化功能多肽或寡肽，如RGD，P-15，成骨生长肽（osteogenic growth peptide，OGP）以及胰岛素样生长因子（insulin-like growth factors-1,IGF-1）。RGD序列存在于纤连蛋白的细胞结合域，是细胞粘附所需要的最小序列，可以促进细胞的扩散粘附和增殖。 贻贝来源蛋白（mussel derived peptide，MP）是一种包含L-3,4二羟基苯丙氨酸（DOPA）结构的蛋白，可以作为接枝分子把RGD和肝素结合蛋白（heparin binding protein，HBP）固定在钛片上。Pagel等将人类骨肉瘤细胞（sarcomaosteogenic，SaOS-2）置于附着MP-RGD的钛片上培养，发现其可以促进SaOS-2黏附、生存和增殖，MP-RGD-HBP的促进作用则进一步增强。 将抗菌肽和RGD肽共同结合在钛种植体表面，不仅可以促进SaOS-2细胞的附着和扩散，同时阻止了细菌的生长。此外肽的结构也对骨结合过程也有一定影响，研究发现环状RGD相比线性RGD会引起垂直方向骨量的更明显增加，并且发现环状RGD可能是通过激活成骨细胞的黏着斑激酶（FAK），上调MARK信号通路c-fos转录阈值水平，进而促进成骨细胞的增殖。 P-15是模拟Ⅰ型胶原蛋白结合域合成的短肽（GTPGPQGIAGAGQRGVV），具有促进成骨细胞分化、增强细胞黏附、迁移和存活的功能。Fu等通过表面引发的原子转移自由基聚合（surface-initiated atom transfer radical polymerization，SI-ATRP）原位生长含酮聚合物，并通过肟化反应将P-15共价连接在钛表面。结果显示聚合物接枝P-15的实验组相比未含P-15的对照组在第6h展现出更高的细胞存活率，细胞核染色法检测24h细胞数显示共价接枝P-15的钛片吸附有更多细胞，21d茜素红S染色也显示P-15的存在增加了钙沉积。 Lutz等将P-15吸附修饰在钛棒表面并植入猪股骨中，组织形态计量学分析发现30d时相比未修饰的种植体展现出更高的BIC值。同样，将磷酸钙和P-15沉积吸附修饰的钛种植体植入成年比格犬的双侧胫骨中，1周时也呈现出比其它对照组更高的BIC值，提示P-15能够有效诱导种植体周围的骨形成。然而植入部位以及个体异质性对生物活性物质的作用可能会有一定的影响。Schmitt等对植入比格犬颌骨内的种植体中部、顶部以及顶部两侧进行骨形态计量学分析后，发现在第2d和7d，P-15修饰的钛种植体与对照组种植体周围的BIC无统计学差异，因此P-15以及其它生物活性物质在人体内对骨结合的促进作用仍需进一步验证。 成骨生长肽是由14个氨基酸组成的多肽（ALKRQGRTLYGFGG），能增强ALP活性，加速基质矿化、促进骨再生。沉淀吸附有成骨生长肽的钛片可以促进大鼠间充质干细胞的附着、增殖和成骨分化。当纤连蛋白与成骨生长肽共同附着于钛片时，成骨分化作用进一步加强。Lai等通过聚多巴胺将成骨生长肽共价连接在有钛纳米管的钛片上，在其上接种大鼠颅骨成骨细胞，相比未修饰成骨生长肽的钛片，ALP的水平明显提高，成骨相关基因表达增加。 IGF-1是一种与胰岛素结构相似的小分子肽，可作为骨骼生长的调节剂，具有促进细胞粘附的作用。Xing等将大鼠骨髓间充质干细胞接种在加载有IGF-1的明胶/壳聚糖聚电解质多层的钛种植体表面，检测发现ALP、Runx2、Ⅰ型胶原和骨钙素的mRNA的表达水平提高，细胞增殖以及基质矿化水平增加。 将IGF-1修饰的种植体植入骨质疏松模型大鼠股骨中，8周后通过亚甲蓝/品红和micro-CT观察，相比对照组，实验组新骨厚度和连续性明显增加，当IGF-1为100ng/mL时促进作用最强，为骨质疏松症患者的种植修复提供了新的策略。肽类生物活性物质克服了生物活性蛋白的诸多缺陷，降低了在体内被内源性酶降解的风险，在促进细胞的粘附，增殖和分化以及促进新骨形成增加种植体初期稳定性方面具有良好的效果，在种植体表面改性方面具有良好的应用潜力。但这些肽类生物活性物质发挥促进骨结合效果最恰当的浓度还有待进一步确定，如何使肽类活性物质在种植体表面更稳定的释放也有待进一步研究。 四、小结 生物活性分子在种植体表面的应用有助于提高种植体骨结合。这通过其促进成骨相关标记物表达，促进间充质干细胞向成骨细胞分化，增加细胞的粘附和增殖等方式证实，而且动物体内研究也表明种植体表面的生物活性分子增加了种植体周围新骨的形成，促进种植体骨结合，展示了良好的临床应用前景。目前聚电解质多层、水凝胶、纳米粒子以及微球等缓释系统的研究为生物活性物质更加稳定持久释放提供了更广阔的前景，但缓释系统在种植表面对生物活性物质的缓释效果仍需在进一步验证。 目前研究大多数都是体外或动物体内实验，由于体内影响因素较多，缺乏对其确切效果的临床证据，尚未转化为可供临床应用的产品。而且，这些生物活性分子用于种植体表面的制备方法、对种植体储存和消毒带来的难题以及体内吸收、降解等对骨形成的影响体等一系列问题尚需更多、更深入的研究来解决，尤其是大量的、严谨科学设计的体内研究有助于揭示其临床应用价值。欢迎访问微生物菌种查询网，本站隶属于北京百欧博伟生物技术有限公司，单位现提供微生物菌种及其细胞等相关产品查询、咨询、订购、售后服务！与国内外多家研制单位，生物医药，第三方检测机构，科研院所有着良好稳定的长期合作关系！欢迎广大客户来询！

东方网8月6日消息：“凤凰”号火星探测器在火星上发现水和冰的消息令人惊喜，但目前它又传来不好的消息：在火星土壤样本中发现了一种对生命有害的物质。 　　据美国媒体8月5日报道，亚利桑那大学的首席科学家彼得史密斯4日发表声明指出：第一次实验结果显示火星土壤与地球类似，但是经过进一步的检验发现了火星土壤成分中与地球土壤不同的方面。“凤凰”号将火星土壤样本和地球水放在烧杯中搅拌，并通过24个烧杯内置传感器检测土壤的pH值，寻找各种矿物质的痕迹。第一次检测结果显示火星土壤呈弱碱性，含有生命必需的镁、钠和氯化钾等成分，但第二次检验就发现了高活性的高氯酸盐。 　　高氯酸盐是一种有毒化学物质，是火箭固体燃料的主要成分，烟花爆竹和其他爆炸物中也有它。目前，还不清楚火星上高氯酸盐的成因和含量。美国宇航局正在调查高氯酸盐是否是由凤凰 ”号着陆前的外来污染所致。“凤凰”号的动力系统燃料是联氨，而非高氯酸盐。 　　这次发现需要进一步证实，因为“凤凰”号的另一个仪器8月3日在对土壤样本进行烘烤试验时并没有发现高氯酸盐的踪影。 　　不过，美国布朗大学地质学家约翰马斯特德认为，在得到所有数据前，断言火星土壤能够支持生命存在还为时尚早。 　　“凤凰”号于今年5月25日登陆红色火星，已经成功地证实了火星北极冰的存在，现在它的主要任务是分析火星环境是否能够支持原始生命形成，美国宇航局已经将“凤凰”号3个月的任务延长了5周。

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p　　近日，国家标准化管理委员会在2020年第8号中国国家标准公告中发布了《生物活性肽功效评价 第1部分：总则》(GB/T 38790.1-2020)。新标准将在span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong2020年11月1日/strong/span实施。由国家市场监督管理总局主管，归口单位中国标准化研究院。/pp　　生物活性肽是一段短氨基酸序列，从母体蛋白中释放后可发挥不同的生理作用。分为内源性和外源性两种。大多数已知的生物活性肽含有2–20个氨基酸残基。其生理活性有strong激素样作用、类吗啡样活性、酶调节功能以及免疫调节等活性/strong，还有抗凝血、抗高血压、抗高血脂、降血糖、抗炎、抗氧化和清除自由基以及抗癌的作用。对于食品领域，还可以strong调节食品风味、口味和硬度/strong等。生物活性肽是strong筛选药物、食品添加剂以及制备疫苗/strong的天然资源宝库。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/28827317-e0e0-4cc0-94f0-b5f82bae386d.jpg" title="生物活性肽标准配图.png" alt="生物活性肽标准配图.png" width="400" vspace="0" height="300" border="0"//pp style="text-align: center "span style="font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) "上方简图说明strong生物活性肽/strong的应用领域/span/ppspan style="font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) "/spanbr//pp　　国标具体文件约在strong2020年5月28日/strong(即发布后20个工作日)于国家标准委员会官网公布，届时本站也会继续跟进。敬请关注后续内容。/p

北京时间12月21日消息，据美国国家地理网站报道，美国宇航局的“火星奥德赛”探测器自2001年进入这颗红色行星的轨道以来，已经对其进行了近10年的观测，下面是该探测器拍摄的部分火星图片。　　1.宏伟壮观的火星陨石坑　　宏伟壮观的火星陨石坑(图片提供：NASA/JPL-Caltech/ASU)　　一颗陨石猛烈撞击火星，在地表形成巴库洛尔(Bacolor)陨石坑，碰撞产生的能量使地表远古物质向四面八方飞溅。巴库洛尔陨石坑是这颗红色行星表面的一个直径12英里(20公里)的深坑。这张“宏伟壮观的”火星陨石坑图片，是利用“火星奥德赛”探测器上的热辐射成像系统(THEMIS)在2002年到2005年间拍摄的照片合成的。据美国宇航局说，这周“火星奥德赛”探测器成为火星史上工作时间最长的飞船。　　该飞船在2001年10月24日进入火星轨道，到今年12月15日，它已经在这颗红色行星周围工作了3340天(近10年)。“火星奥德赛”打破了“火星全球探勘者”号之前创下的记录，后者在1997年9月11日进入火星轨道，2006年11月2日停止运行。据加利福尼亚州帕萨迪纳美国宇航局喷气推进实验室“火星奥德赛”项目科学家杰弗里普朗特说，迄今为止“火星奥德赛”获得的最有名的发现，也是它的第一项发现——找到有大量水冰埋藏在干燥的火星地表下的证据。他说：“这一发现非常令人兴奋，因为这是该任务的一个重要目标。”　　2.崎岖不平的火星地形 　　崎岖不平的火星地形(图片提供：NASA/JPL-Caltech/ASU)　　从这张合成图上可以看到夜迷宫(Noctis Labyrinthus)裸露区的高原和山谷，这是利用“火星奥德赛”在2003年到2005年收集的数据合成的。这种崎岖不平的地形是由火星外壳拉伸和碎裂形成的。当断层分开时，地下冰和水会从裂缝涌出，导致地表坍塌。普朗特表示，“火星奥德赛”的最初任务有两个：确定火星表面的组成成分和测量这颗红色行星的放射性，为未来可能进行的人类火星探索任务做准备。　　3.火星峡谷合成图　　火星峡谷合成图(图片提供：NASA/JPL-Caltech/ASU)　　这张迷宫(Noctis Labyrinthus)的峡谷伪彩色合成图，是用“火星奥德赛”在2003年4月到2005年9月间收集的图片合成的。该图着重强调了一个峡谷交汇处形成1.3万英尺(4000米)深的洼地。　　按照最初计划，“火星奥德赛”还有一个飞船同伴，即已知的“2001火星观测者”登陆器，但是1999年火星气候轨道器和火星极地登陆者”号探测器失灵后，美国宇航局取消了该任务。　　然而，为被取消的这项登陆器任务设计的仪器，又用在了美国宇航局的其他火星登陆器——“凤凰”号上，这颗探测器于2008年到达火星表面，现在已经停止运行。美国宇航局的普朗特表示，“火星奥德赛”的飞船同伴以这种方式“最终到达火星”。“这也是该探测器取名‘凤凰’号的原因——凤凰燃为灰烬后，再从灰烬里得到重生。”　　4.泪滴状台地　　.泪滴状台地(图片提供：NASA/JPL-Caltech/ASU)　　从这张由“火星奥德赛”探测器拍摄的照片可以看到，位于火星战神谷(Ares Vallis)地区附近的泪滴形状的台地向外延伸开来。科学家认为，凸起的岩石结构曾转变了火星表面的洪水流向。这个探测器长期围绕该行星运行，使科学家可以监控火星上每年的季节变化，其中包括冬季极区上空大气里的二氧化碳是如何凝结的。　　5.被穿透的陨石坑　　被穿透的陨石坑(图片提供：NASA/JPL-Caltech/ASU)　　火星上的这个重叠陨石坑看起来就像是一个被箭穿透的苹果。这张图片是美国宇航局的“火星奥德赛”探测器在2005年5月拍摄的。每个陨石坑的直径都有几英里，这是由一颗陨石在落地前的很短时间内分裂成两个后，在地面撞击出来的两个碗状陨坑。普朗特表示，“火星奥德赛”一生比较幸运，没有遇到过真正的困难。但在2003年的万圣节期间发生过“最大危机”，一个“超级太阳暴”释放出大量带电粒子，对火星表面的所有电子设备都造成了巨大破坏。“火星奥德赛”上的辐射测量仪失灵，不过稍后它又恢复了正常。　　6.火星沙海　　火星沙海(图片提供：NASA/JPL-Caltech/ASU)　　在这张合成图上看到的这些由风塑造的黑色沙丘海洋，是利用“火星奥德赛”在2002年12月到2004年11月间拍摄到的照片合成的。这片沙丘位于火星北极极冠上，面积相当于德克萨斯州那么大，它拥有更冷区域(蓝色)和更温暖的区域(黄色和橙色)。普朗特表示，对于一艘在轨道里运行了将近10年的飞船来说，“火星奥德赛”目前的状况非常好。　　它的大部分仪器仍在继续运行，“火星奥德赛”的备用系统还从没用过。也许这艘飞船面临的主要限制因素，是它在轨道里运行一周所需的少量燃料。据科研组成员估计，如果这艘飞船的轨道没有太大调整，“火星奥德赛”剩下的燃料最少还可供它运行10到15年。　　7.沙丘艺术　　沙丘艺术(图片提供： NASA/JPL-Caltech/ASU)　　在2006年“火星奥德赛”拍摄的这张照片上，由众多风塑沙丘构成的图案，看起来很像一幅抽象画。按照最初计划，该飞船是去执行一项持续时间仅为3年的任务，但是到今年的10月，美国宇航局已经把它的工作寿命延长了3倍。现在该飞船打算运行到2012年底，这项任务可能还会被延长，用来帮助美国宇航局的火星科学实验室——“好奇”号，该计划预计将于2012年8月发射升空，前往火星。　　美国宇航局的普朗特表示，目前“火星奥德赛”担任该局的火星车“勇气”号和“机遇”号的通讯中转站，它或许也能为“好奇”号提供相同服务。他说，“如果2012年后这艘飞船依旧很‘健壮’，我们将会继续让它再运行几年。”

近日，北京化工大学材料科学与工程学院徐福建教授团队和济宁医学院的李敬博士在Adv. Mater.上发表了题为“Flexible Modulation of Cellular Activities with Cationic Photosensitizers: Insights of Alkyl Chain Length on Reactive Oxygen Species Antimicrobial Mechanisms”的研究论文。阳离子光敏剂与带负电荷的细菌和真菌具有良好的结合能力，在抗菌光动力疗法（aPDT）中应用广泛。然而，阳离子光敏剂对病原菌，尤其是真菌与哺乳动物细胞不具有选择性，往往会存在生物安全性的问题。同时，由于缺乏对相同光敏剂的系统性研究，目前尚不清楚细菌的哪些生物活性分子位点是光动力的有效损伤位点。因此，以小檗碱（BBR）为光敏剂核心，设计并合成了一系列具有不同烷基链长度的阳离子聚集诱导发光（AIE）衍生物（CABs），用于灵活调节阳离子光敏剂对细胞活性物质的选择性。BBR核心可以有效地产生活性氧（ROS），并在生理环境中实现高性能的aPDT。通过精确调节烷基链长度，实现了CABs在细菌、真菌和哺乳动物细胞中的不同结合、定位和光动力杀伤效果。研究发现，aPDT更有效的损伤位点是细胞内活性物质（DNA和蛋白质），而不是细菌膜。中等长度烷基链的CABs在光照下能有效地杀死革兰氏阴性菌和真菌，同时仍然保持良好的生物安全性。通过HOMO-LUMO实验证明烷基链长度的改变并不会改变核心BBR的AIE性能，但是随着烷基链的增长，CABs更容易形成分子间聚集体。与此同时，随着烷基链的增长，CABs与细菌的结合速率与结合量增加。CAB-8光照时的抗菌性能提升更明显。进一步的激光共聚焦定位实验证明，烷基链长调控CABs在细菌内的定位，CAB-8进入细菌，CAB-10卡在膜上。通过分子动力学模拟实验发现，CAB-10比CAB-8要克服更大的自由能，导致CAB-10卡在细菌膜上。透射电镜冷冻切片证明，CABs的定位调控杀伤，CAB-8损伤菌内活性物质，CAB-10损伤细菌膜上。进一步通过液质联用、DNA彗星实验以及β-半乳糖苷酶检测证明：CAB-10（膜上）膜损伤程度大于CAB-8（膜内），CAB-8（膜内）对DNA、酶损伤程度大于CAB-10（膜上）。随着烷基链的增加，CABs进入真菌的能力增强：CAB-10＞CAB-8 CAB-6。同时，烷基链越长，CABs进入哺乳动物细胞的能力越强，具体表现为CAB-10的细胞毒性远大于CAB-8和CAB-6。综上所述，CAB-8可以很好的平衡光动力杀菌和生物相容性，具有高效杀菌性和生物安全性。该研究通过烷基链的定位调控，解决了阳离子光动力抗菌材料对细菌、真菌、哺乳动物细胞不具有选择性造成的生物安全问题，同时证明了相对于细菌膜来说，细菌内部的活性物质是光动力更为有效的氧化位点。本研究有望为构建具有良好选择性的高性能阳离子光敏剂提供系统的理论和研究指导。北京化工大学材料科学与工程学院博士生郑良和博士生朱艺文为本文的共同第一作者。材料科学与工程学院徐福建教授和俞丙然教授、济宁医学院的李敬博士为本文的通讯作者。北京化工大学为第一完成单位。本研究工作得到了国家重点研发计划，国家自然科学基金，和北京市优秀青年科技人才计划的资助。

大家好，本周为大家分享一篇发表在Analytical Chemistry上的Letter，Nonionic, Cleavable Surfactant for Top-Down Proteomics [1]，文章的通讯作者是威斯康星大学麦迪逊分校的葛瑛教授和Kyle A. Brown博士。非离子表面活性剂是从细胞中溶解和纯化蛋白质的通用工具，是结构生物学中使用的关键试剂。N-dodecyl-β-D-maltoside(DDM)是最受欢迎的非离子表面活性剂之一，用于从非变性环境中提取蛋白质进行下游生物学实验。然而，表面活性剂的存在，即使是像DDM这样温和的表面活性剂，依然会对自上而下蛋白质组学分析产生不利影响。与表面活性剂相关的信号抑制一般是由低分子量物质较高的电离效率和信噪比引起的。此外，表面活性剂的存在会对常见的前端蛋白质分离技术产生负面影响，例如对于反相液相色谱(RPLC)而言，可能会导致再现性和稳健性方面的潜在问题。克服表面活性剂在下游蛋白质组学分析中的不兼容性问题的一种方法是插入一个可裂解键(例如酸或光不稳定键)，能够在质谱分析之前降解为无害的副产物。然而通常用于蛋白质组学的可裂解表面活性剂含有变性阴离子基团，如硫酸盐，不能用于需要非变性条件的应用。因此，急需开发一种可以在非变性条件下辅助传统的蛋白质制备方法的可裂解表面活性剂，并能适用于下游蛋白质组学分析。本文中，作者首次使用了一种非离子型可裂解的表面活性剂N-decyl-disulfide-β-D-maltoside(DSSM)，用于自上而下的蛋白质组学。(图1)　　图1. DSSM在蛋白质组学中的应用　　首先，作者在变性条件下，用碳酸酐酶(29.1 kDa)评价了DSSM与ESI-MS分析的相容性。表面活性剂通过TCEP在4℃条件下降解2 h，在DSSM降解和离心后，没有观察到不溶性降解产物。　　　　图2. DSSM与完整蛋白ESI-MS分析的相容性。　　作者进一步评估了DSSM与RPLC-MS的兼容性，以研究膜蛋白。膜蛋白是一类重要的药物靶点，由于其固有的低溶解性和低丰度，通常难以使用自上而下蛋白质组学进行研究。作者对一种模型离子通道蛋白KcsA进行了DSSM辅助膜蛋白组学分析。使用氯仿:甲醇:水沉淀法去除不相容的缓冲组分(盐、洗涤剂等)后，在DSSM (2× CMC)中溶解KcsA。表面活性剂用TCEP(在水中或50%异丙醇中)降解，用CID进行RPLC-MS/MS破碎。结果显示，作者成功地表征了防止通道失活的突变(E71A)。(图3)　　　　图3.DSSM溶解膜蛋白的自上而下蛋白质组学　　最后，作者利用DSSM提取哺乳动物细胞内源性蛋白，表面活性剂降解后直接用RPLC MS/MS进行分析。在采用TopPIC对数据进行分析之后，作者通过四次LC-MS/MS实验从206个蛋白质组中鉴定出276种proteoform。作者证明了DSSM是一种有价值的用于细胞裂解的表面活性剂，并可以用于RPLC-MS/MS分析进行proteoform鉴定。　　图4. 使用DSSM从细胞裂解液中提取的内源性蛋白质的自上而下蛋白质组学总的来说，作者证明DSSM可以促进膜蛋白的自上而下蛋白质组学表征，以确定序列变异和翻译后修饰(PTMs)。未来在蛋白质组学实验和结构生物学研究中，DSSM可以作为DDM的一般替代品。　　撰稿：张颖编辑：李惠琳文章引用：Brown KA, Gugger MK, Yu Z, Moreno D, Jin S, Ge Y. Nonionic, Cleavable Surfactant for Top-Down Proteomics. Anal Chem. 2023 Jan 6.　　李惠琳课题组网址 www.x-mol.com/groups/li_huilin　　参考文献　　Brown KA, Gugger MK, Yu Z, Moreno D, Jin S, Ge Y. Nonionic, Cleavable Surfactant for Top-Down Proteomics. Anal Chem. 2023 Jan 6.

近日，中国“天问一号”、美国“毅力号”以及阿联酋“希望号”火星探测器飞抵火星轨道。中国“天问一号”携13台科学仪器踏入环火轨道2月10日，“天问一号”火星探测器顺利实施近火制动，完成火星捕获，正式踏入环火轨道。据了解，天问一号共携带了13个高科技科学仪器，火星磁力仪，火星矿物学光谱仪，火星离子和中性粒子分析仪，火星高能粒子分析仪，火星轨道地下探测雷达，地形摄像机，火星探测器地下探测雷达，火星表面成分检测器，火星气象监测器，火星磁场检测器，光谱摄像机，还有两个先进摄像头。其中，轨道器配备了7个科学仪器，火星巡视车配备了6个科学仪器。火星表明成分探测仪结合了被动短波红外光谱探测和主动激光诱导击穿光谱探测技术，可以探测火星表面物质反射太阳光的辐射信息，同时其可主动对几米内的目标发射激光产生等离子体，测量原子发射光谱可准确获取物质元素的成分和含量。火星矿物光谱分析仪搭载在火星环绕器上。在环绕器对火星开展科学遥感探测期间，该仪器可在近火段800km以下轨道，通过推帚式成像、多元实时动态融合的总体技术，获取火星表面的地貌图像与相应位置的光谱信息，为探测火星表面元素与矿物成分等提供科学数据。小型化、高集成化是深空探测载荷发展的主要趋势。火星离子与中性粒子分析仪采用从传感器到电子学进行最大限度共用的设计思路,在一台仪器中实现对离子和能量中性原子进行能量、方向和成分的探测,大大降低了仪器对卫星平台的资源需求。仪器采取静电分析进行离子的方向和能量测量、采取飞行时间方法进行离子成分的测量。中性原子采用电离板电离成带电离子,后端的能量测量和成分测量与离子相同。鉴定件样机已经完成了初步的测试定标,结果表明其满足设计要求。 阿联酋“希望号”携3组设备抵达火星当地时间2月9日，阿联酋“希望号”火星探测器抵达火星，对火星大气开展科学研究。这是阿联酋首枚火星探测器，由阿联酋和美国合作研制。“希望”号探测器历经半年时间，飞行近5亿公里，阿联酋由此成为第五个到达火星的国家。“希望”号于2020年7月20日从日本鹿儿岛县种子岛宇宙中心发射升空。“希望”号主要任务是研究火星气候和大气的日常和季节变化。由于阿联酋政府明确要求该国项目团队不能直接从别国购买探测器，阿联酋的工程师深度参与了合作研发。“希望”号高约2.9米，其太阳能电池板完全展开时宽约8米，重1.5吨，携带3组研究火星大气层和监测气候变化的设备。“希望”号的主要任务是拍摄火星大气层图片，研究火星大气的日常和季节变化。与人类今年计划发射的另外两个火星探测器不同，“希望”号不会在火星着陆，而是在距火星表面2万至4万公里的轨道上环绕火星运行。“希望”号绕火星运行一周需要大约55小时，它将持续围绕火星运行至少两年。美国“毅力号”漫游者火星车将登录火星美国宇航局的“毅力号(Perseverance)”漫游者火星车目前计划于2021年2月18日着陆。该次着陆顺序大多为自动化。据了解，“毅力号”（Perseverance）火星探测器为NASA公布的新一代火星车，由美国的初一学生亚历山大马瑟命名，用于搜寻火星上过去生命存在的证据。2020年5月18日，NASA公布“毅力号”火星车多项测试视频集锦，由于火星车登陆后无法对其进行维修，团队需确保其能承受极端温度变化及持续辐射的环境。2020年7月30日，美国“毅力”号火星车从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空。毅力号探测器将进行一次近7个月的火星旅行，并于2021年2月18日在火星杰泽罗陨坑（Jezero）内以壮观的“空中起重机”方式安全着陆。“毅力号”是一个2300磅（1043千克）的火星车，是世界最大的行星漫游车。其样品处理臂由一对组件组成：Bit Carousel和Adaptive Caching Assembly（自适应缓存装置），它们将用于收集、保护这些灰尘和岩石样本并将其返回给科学家。Bit Carousel 由9个钻头组成，火星车将使用它们钻入地面，拉动样本并将它们传递到火星车内部，以通过自适应缓存装置进行分析。该系统具有七个电机和总共3000个零件，并负责存储和评估岩石和灰尘样品。毅力号身上总共安装了五款成像工具，首先是桅杆头上的SuperCam（位于大的圆形开口中），其次是两个位于桅杆下方灰框中的Mastcam-Z导航摄像头。激光、光谱仪、SuperCam成像仪将用于检查火星的岩石和土壤，以寻找与这颗红色星球的前世有关的有机化合物。两台高分辨率的Mastcam-Z相机能够与多光谱立体成像仪器一起工作，以增强毅力号火星车的行驶和岩心采样能力。该探测器的10个科学设备中有一个叫做“MOXIE”，它能从火星稀薄、以二氧化碳为主的大气层中制造氧气，这些的设备一旦扩大规模，就可以帮助未来宇航员探索火星，这是美国宇航局将在21世纪30年代实现的重要太空目标。此外，一架被命名为“Ingenuity”的1.8公斤重的小型直升机将悬挂在毅力号腹部位置抵达火星，一旦毅力号找到合适位置，Ingenuity直升机将分离，并进行几次试飞，这将是首次旋翼飞行器在地外星球飞行。美国宇航局官员表示，如果Ingenuity直升机成功飞行，未来火星任务可能经常采用直升机作为探测器或者宇航员的“侦察兵”。旋翼飞行器可以进行大量科学勘测工作，探索难以到达的区域，例如：洞穴和悬崖。同时，Ingenuity直升机配备一个摄像系统，可以拍摄具有重要研究价值的火星表面结构 。美国洞察号执行任务失败，被迫“冬眠”然而，火星探测并非一帆风顺，与此同时，也传来了美国“洞察号”任务失败的消息。“洞察”号火星无人着陆探测器是美国宇航局向火星发射一颗火星地球物理探测器，它的机身设计继承先前的凤凰号探测器，着陆火星之后将在火星表面安装一个火震仪，并使用钻头在火星上钻出迄今最深的孔洞进行火星内部的热状态考察。根据项目首席科学家布鲁斯巴内特（Bruce Banerdt）的说法，这一探测器将是一个国际合作进行的科学项目，并且几乎是先前大获成功的凤凰号探测器的翻版。据了解，洞察号搭载完全不同的3种科学载荷，包括两台由欧洲提供的仪器，专门设计用于探查这颗红色星球的核心深处，从而了解与其形成过程相关的线索。它将探测这里是否存在任何地震现象，火星地表下的地热流值，火星内核的大小，并判断火星的内核究竟处于固态还是液态。巴内特说：“地震仪设备（即SEIS，全称为‘内部结构地震实验’）由法国提供，地热流值探测仪（HP3，即热流和物理属性探测仪）则由德国提供。按照计划，热流探测器需要将探头打入地下5米深的位置。然而，由于热探针始终无法获得挖掘所需的摩擦力，美国NASA官方宣布，用于探索火星的洞察号执行任务失败。与此同时，由于“洞察”号使用太阳能电池板从太阳获取能量，而火星的冬季也是火星距离太阳最远的时候，再加上洞察号火星探测车的太阳能电池板目前被灰尘覆盖，大大减小了它能获取到的太阳能，“洞察”号将被迫进入“冬眠”。火星探测道阻且长。

2024年3月29日，由天津国际生物医药联合研究院，瀚盟测试科技（天津）有限公司主办，北京国科优选科技有限公司承办，京津冀智能医药产业园医智（天津）产业园区运营管理有限公司协办的“产品活性成分研究实验室”启动仪式在天津召开。随着全球生物医药产业的飞速发展，大健康产品活性成分研究已成为提升产品品质、有效及安全性的关键。北京国科优选科技有限公司紧跟时代步伐，通过与天津国际生物医药联合研究院分析测试中心的强强联合，成立产品活性成分研究实验室，旨在加强科研合作，推动大健康产品活性成分研究的深入发展，为大健康产业的科技创新贡献力量。会议前，与会领导、专家、企业代表在中心领导的引导下，一同走进了这个在生物医药领域具有重要影响力的企业。让各界人士更深入地了解分析测试中心在生物医药领域的研究实力和技术水平，以及他们为推动行业发展和服务社会所做出的贡献。在参观过程中，分析测试中心的领导向各位来宾详细介绍了中心的成立背景、发展历程、技术特色以及未来的发展规划等。天津国际生物医药联合研究院分析测试中心内参观天津国际生物医药联合研究院分析测试中心内参观天津国际生物医药联合研究院分析测试中心内参观本次活动由天津国际生物医药联合研究院园区孵化总监沈亚文主持， 国家科学技术奖励工作办公室工业处原处长刘鹏飞，中关村科技园区石景山园管理委员会非公党建部部长林茂盛，北京市石景山区商务局代表李璨，北京国科优选科技有限公司总裁朱子瞳，中关村社团第五联合党委副书记赖伟中，中国科学院过程工程研究所生物制药高级工程师罗小川，天津国际生物医药联合研究院有限公司总经理贾晖，瀚盟测试科技（天津）有限公司总经理李安平等多位领导、专家学者莅临出席。活动现场天津国际生物医药联合研究院有限公司总经理贾晖表示，北京国科优选科技有限公司联合天津国际生物医药研究院分析测试中心成立的“产品活性成分研究实验室”，是对双方实力与信心的充分体现，相信通过双方的努力和协作，实验室一定会取得丰硕的成果。将秉承创新、协作、共赢的理念，不断提升实验室的研发能力和技术水平，为消费者提供更加优质、安全和健康的产品。愿携手并进，共创美好未来。天津国际生物医药联合研究院有限公司总经理贾晖北京国科优选科技有限公司总裁朱子瞳表示，北京国科优选科技有限公司，作为一家专注于大健康产业销售的公司，始终坚持以客户为中心，以质量为生命，以安全为底线。在不断追求卓越的路上，深知科技创新的重要性，产品活性成分研究实验室成立，旨在深入研究产品的活性成分，为消费者提供更加安全、有效、高品质的健康产品。在未来的日子里，会以更加饱满的热情和更加坚定的信念，为实现公司的长远发展和人类健康事业的进步而不懈努力。北京国科优选科技有限公司总裁朱子瞳国家科学技术奖励工作办公室工业处原处长刘鹏飞在致辞中表示，大健康产业关乎着国民的福祉，活性成分，是大健康产品的灵魂。它决定了产品的功效和品质，直接关系到消费者的健康和满意度。因此，对活性成分的研究和检测，是大健康产业发展的关键。产品活性成分研究实验室，不仅是对消费者负责，更是对科技创新的执着追求。其将极大提升公司在活性成分研究和检测方面的能力，为消费者提供更加安全、有效的产品。同时，这也是公司对行业发展趋势的积极响应，标志着我国大健康产业在科技创新和质量提升方面迈出了坚实的一步。国家科学技术奖励工作办公室工业处原处长刘鹏飞中关村科技园区石景山园管理委员会非公党建部部长林茂盛在致词中表示，国科优选，这个名字已然成为大健康产业的璀璨明星。自成立以来，国科优选以卓越的品质、创新的理念，深耕大健康领域，不断为消费者带来高品质的健康产品。同时，国科优选不仅在产品研发上追求卓越，还积极参与社会公益事业，回馈社会、造福民生，这样有爱心、有责任感的企业，值得我们每一个人去崇敬和祝福，希望你们在大健康产业中取得更加辉煌的成就，为推动京津冀协同发展和大健康产业繁荣做出更大的贡献。中关村科技园区石景山园管理委员会非公党建部部长林茂盛中关村社团第五联合党委副书记赖伟中表示，活性成分是决定大健康产品质量和效果的关键因素。北京国科优选科技有限公司在活性成分研究领域的投入和布局，不仅体现了企业对消费者负责的态度，更是对科技进步和社会发展的有力回应。实验室的启动，将提供更加精准、高效的活性成分检测手段，为大健康产品的安全性和有效性提供有力保障。期待北京国科优选科技有限公司与天津国际生物医药联合研究院分析测试中心依托该实验室，能够持续推出更多安全有效的产品，为保障公众健康做出更大贡献。中关村社团第五联合党委副书记赖伟中中国科学院过程工程研究所生物制药高级工程师罗小川表示，实验室的成立，不仅将为国科优选的产品研发提供强有力的技术支持，还将推动我国大健康产业向更高质量、更安全可靠的方向发展。我相信，在政府部门的支持引导下，在专家学者的智慧引领下，国科优选一定能够充分发挥实验室的作用，为人民的健康福祉贡献更大的力量。同时促进京津冀协同发展战略在生物医药领域的深入实施。中国科学院过程工程研究所生物制药高级工程师罗小川瀚盟测试科技（天津）有限公司总经理李安平表示，实验室的成立，是北京国科优选科技有限公司追求卓越、不断创新的具体体现。并从专业角度阐述了产品活性成分检测的重要意义和作用，并期待实验室在未来能够充分利用先进的分析测试技术，深入研究产品活性成分，为消费者提供更加安全、有效的健康产品。同时，我们也期待与在座的各位领导和专家学者进一步深化合作，共同推动大健康产业的发展。瀚盟测试科技（天津）有限公司总经理李安平随着全球生物医药产业的飞速发展，大健康产品活性成分研究已成为提升产品品质、有效及安全性的关键。天津国际生物医药联合研究院分析测试中心，则是生物医药领域的科研高地，拥有雄厚的研究实力和丰富的创新资源。北京国科优选科技有限公司，深耕大健康产业，始终坚持以科技创新引领市场，以优质服务满足消费者需求。今天，双方携手共建产品活性成分研究实验室，推动大健康产业的技术革新和产业升级，为大健康产业的科技创新、高质量发展贡献力量。在这春意盎然的时节，我们欢聚一堂，共同见证北京国科优选科技有限公司与天津国际生物医药联合研究院分析测试中心携手合作，举行产品活性成分研究实验室的揭牌启动仪式。这是一个值得我们铭记的时刻，标志着我们在追求健康产业的科技创新之路上，又迈出了坚实的一步。朱子瞳总裁和李安平总经理为“产品活性成分研究实验室”揭牌最后，北京国科优选科技有限公司总裁朱子瞳发表了启动宣言，产品活性成分研究实验室是国科优选在科技创新道路上迈出的坚实一步，也是天津国际生物医药联合研究院分析测试中心积极开拓新合作模式的重要举措。希望通过双方的紧密合作和共同努力，实现资源共享、优势互补，推动实验室在活性成分研究领域取得重大突破，助力生物医药大健康产业发展建设迈上新台阶！活动部分人员合影本次会议作为北京国科优选科技有限公司联合天津国际生物医药联合研究院分析测试中心共建“产品活性成分研究实验室”的启动仪式，旨在汇聚政府领导、行业专家、科研团队及媒体代表，共同见证生物医药与大健康产业的科技创新深度融合。会议以创新驱动、合作共赢为核心思想，聚焦生物医药领域的前沿技术和发展趋势，旨在通过成立“产品活性成分研究实验室”，搭建一个开放、共享、创新的平台，促进产学研用深度融合，推动大健康产业的可持续发展。

各相关单位：根据《中国技术经济学会团体标准管理办法》的有关规定，中国技术经济学会批准《生物活性肽的鉴别和细胞活性测定》团体标准。现予以发布，详细信息见下表：序号标准编号标准名称实施日期1T/CSTE 0379-2023生物活性肽的鉴别和细胞活性测定2023-09-01 中国技术经济学会2023年8月15日2023（53号文）关于批准发布《生物活性肽的鉴别和细胞活性测定》团体标准的公告.pdf

近日，中国科学院大连化学物理研究所药用资源开发研究组葛广波、杨凌团队研发了一种全新的二肽基肽酶-IV(DPP-IV, CD26)高特异性荧光探针，并将其用于人血及组织中DPP-IV的活性检测以及活细胞和组织层面的目标酶功能成像研究，相关研究成果发表在Biosensors and Bioelectronics上。　　DPP-IV是哺乳动物体内分布的一种重要的丝氨酸水解酶，其参与体内多种生物活性多肽(如肠促胰岛素、神经肽、胃泌素释放肽、生长激素释放激素等)的水解进而导致其部分或完全失活。DPP-IV可快速水解胰高血糖素样肽-1(GLP-1)进而影响胰高血糖素的合成与分泌，因此其在糖代谢过程中扮演重要角色，被认为是2型糖尿病治疗的关键靶点。此外，DPP-IV还参与了机体的免疫调节、细胞移行、细胞黏附和细胞凋亡等过程，其表达/功能的异常与肿瘤等多种疾病的发生发展密切相关。因此，建立适用于复杂生物样品中的DPP-IV活性的高效且实用的检测方法对于糖尿病治疗药物的筛选及临床个性化用药，以及DPP-IV表达/功能异常与疾病的关联性研究等具有重要意义。　　该工作中，研究者基于DPP-IV的酶催化特性，设计研发了一种全新的高特异性双光子荧光探针底物GP-BAN，并基于该探针开发了利用微孔板高通量检测复杂生物样本中DPP-IV活性的超灵敏检测方法。该方法具有以下优点：(1)特异性高，可直接用于血样、细胞及组织等复杂生物样品中DPP-IV的检测 (2)操作简单且可实现高通量检测，单位测试成本低 (3)检测灵敏度高(可达皮摩尔级)，样品需求量小，如血液样品只需2μ L (4)可通过比率法进行目标酶的活性检测，抗干扰能力强。利用该探针不仅可实现活细胞及活组织中目标酶的精确定位及实时动态检测，还可以血液为酶源开展DPP-IV抑制剂的高通量筛选与表征。上述工作不仅为新药研发及临床DPP-IV抑制剂的个性化用药提供了新的工具，也为后续开发商业化的DPP-IV生化检测试剂盒奠定了工作基础。　　上述研究工作得到了国家自然科学基金项目和国家重点基础研究发展计划的支持。　　大连化物所二肽基肽酶-IV生化检测研究获进展

9月26日，中科院地质地球所火星研究团队召开“祝融号巡视雷达揭秘火星浅表结构”媒体解读会，解读“天问一号”火星探测最新研究成果。 　　2021年5月15日，我国首次火星探测任务“天问一号”携带的“祝融号”火星车在乌托邦平原南部预选着陆区成功着陆，开启巡视探测工作。乌托邦平原是火星最大的撞击盆地，曾经可能是一个古海洋，预示着火星早期可能存在过宜居环境。这里的地质如何演化？现今具有怎样的地下结构？地下是否存在水或冰？我所联合中国科学院国家空间科学中心和北京大学，利用“祝融号”获得的第一手科学探测数据分析结果，通过最新《自然》论文，报道了围绕这些重要科学问题取得的突破性进展。研究表明，“祝融号”火星车着陆区火表数米厚的风化层下存在两套向上变细的层序，可能反映了约35-32亿年以来多期次与水活动相关的火表改造过程。现今该区域火表以下0-80米未发现液态水存在的证据，但不排除存在盐冰的可能。 　　详细的火星地下结构和物性信息是研究火星地质及其宜居环境演化的关键依据。我国“天问一号”携带的“祝融号”火星车次表层探测雷达能够对巡视区地下浅层结构进行精细成像，深化我们对乌托邦平原演化、地下水/冰分布等关键科学问题的认识。 　　“祝融号”火星车搭载的次表层探测雷达是世界上首次在火星乌托邦平原实施的巡视器雷达探测。到目前为止，人类在地外天体上共开展了四次巡视雷达探测。其中，我国嫦娥三号和嫦娥四号分别实现了对月球正面和背面浅表结构的精细探测。美国毅力号和我国“祝融号”火星车于2021年先后开启了火星巡视雷达探测。不同的是，毅力号的探测区域为杰泽罗撞击坑边缘，其实际最大探测深度为15米。“祝融号”火星车探测区域为乌托邦平原南部，雷达频带较宽，其实际最大探测深度达80米。 　　在最新的研究中，科研人员对前113个火星日、探测长度达1171米的“祝融号”火星车低频雷达数据展开了深入分析，获得了浅表80米之上的高精度结构分层图像和地层物性信息，发现该区域数米厚的火壤层之下存在两套向上变细的层序。第一套层序位于地下约10-30米，含有较多石块，其粒径随深度逐渐增大。距今大约16亿年以来的短时洪水、长期风化或重复陨石撞击作用可能导致了这一套向上变细沉积层序的形成；第二套层序位于地下约30-80米，其石块粒径更大(可达米级)且分布更为杂乱，反映了更古老、更大规模的火表改造事件。基于前人撞击坑统计定年结果推测，这次改造事件可能发生在距今35-32亿年前，与乌托邦平原南部的大型洪水活动有关。 　　“祝融号”火星车次表层探测雷达的主要目标之一是探测乌托邦平原南部现今是否存在地下水/冰。低频雷达成像结果显示，0-80米深度范围内反射信号强度稳定，介质具有较低的介电常数，排除了巡视路径下方含有富水层的可能性。热模拟结果也进一步表明，液态水、硫酸盐或碳酸盐卤水难以在“祝融号”火星车着陆区地下100米之内稳定存在，但目前无法排除盐冰存在的可能性。 　　研究所高度重视“天问一号”火星探测的研究工作，在“天问一号”科学探测数据发布后，第一时间组织全所行星科学领域的科研人员，成立所内火星探测研究工作任务团队，开展多学科交叉的优势队伍协同攻关，全面开展开“天问一号”载荷数据的综合分析和研究。此次发表于《自然》的论文文章，是该团队取得的首批研究成果，也是研究所前沿科学联合攻关模式下的新收获。由国家航天局探月与航天工程中心发布的“天问一号”科学探测数据，为本次火星研究工作提供了坚实的数据保障。

碳浸法（CIL）和碳浆法（CIP）回路都是氰化取金法工艺，这项工艺通过将金转化为水溶性复合物来从矿石中提取金（Au）。然后，利用活性炭从氰化工艺产生的碳浆或溶液中吸附含黄金的水溶性复合物，从而实现黄金的回收。之后，将吸附在活性碳上的黄金剥离下来，对黄金进行电解沉积处理，再对黄金进行熔炼，制成金条。监测活性炭中的金含量对于高效回收黄金至关重要。凭借我们在X射线荧光（XRF）和集成方面的专业知识，Gekko Systems与Evident达成了合作，使其Carbon Scout装置能够对碳进行多元素分析，初步的重点是获得实时的黄金回路库存信息。Carbon Scout是一个独立的地面采样系统，通过测量碳浓度以及来自CIL和CIP回路的碳浆样品中的多元素分析、pH值、溶解氧（DO）和密度，实现碳运动自动化。这有助于金矿运营商优化加工厂的效率，并通过确定每个罐的活性碳在矿浆中的分布情况（准确度为每升矿浆±0.5克碳）来减少水溶性黄金的损失。Carbon Scout提高了CIL/CIP回路中碳密度测量的准确性、规律性和一致性。现在，Carbon Scout可以结合Vanta M系列手持式XRF元素分析仪。Vanta系列是采矿业常用的先进便携式XRF（pXRF）设备系列。Vanta pXRF元素分析仪以其在恶劣条件下的可靠性和可重复性著称，能为固体和液体样品中的30多种元素提供准确的化学分析——从痕量级到百分比级，贯穿整个矿物循环。集成了Vanta pXRF元素分析仪的Carbon Scout与化验室结果的数据对比而下图是Vanta pXRF数据与来自不同矿场和认证参考材料的活性炭中金（Au）的实验室结果对比。结果表明便携式XRF元素分析仪和实验室的检测结果高度吻合。这些结果还表明Vanta分析仪有能力监测碳内的金吸附趋势，从而为做出矿物加工决策和进行实验室操作提供支持。实时监测碳上的金负载量奥林巴斯Vanta M系列分析仪的速度、准确性和精度使Carbon Scout能够实时监测矿场内每个罐中碳上的金负载量。矿场经理可以使用实时数据来确认任何罐均未超过所需的设定最高金负载量，并根据需要移动和脱附碳。此外，这些数据还能清晰地展现生产成果，并提前了解是否能在进行月末金矿盘点之前完成回收目标。通过借助数据来确认日常的黄金生产计算，生产团队对于做出矿石混合、吞吐量和非计划停产等决策便更有信心。借助Carbon Scout和Vanta M系列分析仪的集成硬件和软件，所有这些有价值的数据都可以在金矿加工控制系统中得到无缝整合。

研究背景泡沫是一种气体分散于液体中的分散体系。通常，纯的液体是不会起泡的。泡沫产生的条件有两个：需要气体和液体充分接触，并使气体分散于液体中；还需要气泡产生的速度明显大于消泡的速度，使得气泡可以聚集成泡沫，行之有效的办法是在液体中加入表面活性剂。对于表面活性剂水基泡沫人们已经做了大量的研究，然而近年来水-低碳醇体系也有着较为广泛的应用， 例如化学清洗、制备多孔材料、杀菌洗手液等。因此，本文着重对FC-7160在乙醇-水溶液和水溶液中的泡沫行为，尤其是泡沫形成后的排液行为、结构变化、表面弹性等，为其以后的实际应用提供理论指导。实验仪器DFA100动态泡沫分析仪、DSA100液滴形状分析仪，德国KRÜSS公司。DFA100动态泡沫分析仪DSA100液滴形状分析仪实验结果与讨论2.1 泡沫高度衰减曲线起泡性和稳定性是表面活性剂溶液泡沫行为中最重要的特征。为了与碳氢表面活性剂对比，本实验选择了阴离子表面活性剂AES-3、非离子表面活性剂AEO-9、两性离子表面活性剂CAB。由图1a可以看出，在水溶液体系中， 实验中所用的碳氢表面活性剂的起泡性和泡沫的稳定性都优于FC-7160，FC-7160的泡沫甚至没有经历tend这个时间段，起泡后立即伴随着泡沫的崩塌。而在50%乙醇-水溶液体系中，如图1b所示，只有FC-7160可以形成泡沫，碳氢表面活性剂的“泡沫”在停止通气后很短的时间内完全消失，不能形成有效的泡沫。 图1 1 g/L不同表面活性剂的泡沫高度随时间的变化：水溶液（a）；50%乙醇-水溶液（b）2.2 泡沫的结构与尺寸分布通过动态泡沫仪的结构分析模块，对泡沫中气泡的大小分布和其随时间的变化进行了精细的测量。在图2a中，在50%乙醇-水溶液中，泡沫中的气泡大小均一且近乎圆形，而在水溶液中气泡大小不一，呈现出多边形的结构。在图2b中，在前10 min内，50%乙醇- 水溶液中的气泡面积主要集中在0~0.5 mm2，没有超过1 mm2的气泡，气泡从产生到消失面积都较小；而在水溶液中气泡面积分布较宽，在1 min时，水溶液中的气泡面积就可以达到1~2 mm2。在乙醇的存在下，FC-7160泡沫中的气体扩散过程受到了限制，聚并过程和熟化过程都较慢，气泡较小且均一。图 2 1，5和10 min时（从上到下）1 g/L的FC-7160在50%乙醇-水溶液（左）和水溶液（右）中的泡沫结构图（a）；与a相对应的气泡尺寸分布直方图（b）2.3 泡沫的排液过程泡沫的稳定性主要取决于排液快慢和液膜的强度， 排液速度越慢，液壁可以保持一定厚度，泡沫也越稳定。在50%乙醇-水混合体系中，泡沫携带有乙醇和水两种组分，所以排液行为显得更为重要。在水溶液中， FC-7160的泡沫排液过程较短且非常混乱（图3a），所以在水溶液中的泡沫稳定性也较差。在50%乙醇-水溶液中（图3b），FC-7160的排液时间有所延长，泡沫中的液体含量明显高于水溶液中。在乙醇的存在下，由于FC-7160与乙醇分子之间的作用使得液体更容易携带，不易流失，所以泡沫液体含量较大且排液时间延长。图 3 1 g/L的FC-7160在水溶液中（a）和在50%乙醇-水溶液中（b）泡沫液体含量随时间变化2.4 液膜的界面黏弹性表面活性剂在气-液界面的吸附不仅可以降低体系的表面张力，而且也可以使得界面具有黏弹性。当泡沫受到扰动表面积增加时，液膜局面会变薄，变薄处的表面活性剂分子浓度降低，表面活性剂浓度差异导致液膜中产生了表面张力梯度。没有变薄处的表面活性剂分子会迁移到局部变薄处。在这个迁移过程中，液体也会随着表面活性剂分子迁移，液膜厚度和膜的强度也得以恢复，这就是膜的弹性。液膜弹性越大，抵抗外界干扰的能力越强，泡沫也越稳定。界面扩张流变可以反映液膜弹性，界面扩张模量的大小在数学上分为弹性和黏性分量，如E*=E'+iE''所示，其中E*为复合模量，E'为弹性模量，E''为黏性模量。根据文献［19,20］中报道，E*和泡沫稳定性有密切的关系，E*值越大，泡沫越稳定；而弹性模量E'和泡沫的排液行为相关，其大小依赖于tdev的值。从图4中可以看出，这些表面活性剂的E*大小关系为：FC-7160AES-3AEO-9，这和它们在50%乙醇-水溶液中的泡沫稳定性是一致的。对于AES-3和AEO-9， 它们的界面扩张模量几乎为0 mN/m，说明它们在50% 乙醇-水溶液中形成的液膜几乎没有弹性，所以气泡在产生之后立即消失不能形成泡沫。图 4 1 g/L不同表面活性剂在50%乙醇-水溶液中的界面扩张模量E*、弹性模量E'、黏性模量E''结论对有机硅表面活性剂FC-7160和几种典型的碳氢表面活性剂在50%乙醇-水溶液中的泡沫结构、含液量和液膜的表面弹性进行了研究。泡沫稳定性和泡沫液膜之间的界面粘弹性有很大的关系，界面粘弹性可以帮助分析泡沫稳定性的机理。参考文献：牛奇奇，白艳云，台秀梅，王万绪，王国永.有机硅表面活性剂在乙醇-水体系中的起泡机制研究【J】。日用化学工业，2021.

新冠疫情暴发以来，全球范围内已研发出多款针对SARS-CoV-2的中和抗体药物，通过严格的随机双盲对照临床试验，美国食品药品监督管理局已经授权多款治疗COVID-19的中和抗体药物的紧急使用。我国国家药品监督管理局也批准了由清华大学、深圳市第三人民医院和腾盛华创共同研发的Amubarvimab与Romlusevimab抗体鸡尾酒疗法，用于治疗轻型和普通型且伴有进展为重型高风险因素的成人和青少年，并在当前的临床救治过程中发挥着积极的作用。但随着COVID-19在全球范围内的大流行，新的变异株不断出现，尤其是传播性较原始株显著增强的Omicron多种突变株，对人民的健康和正常生活造成了很大影响。变异株在刺突蛋白（S）上所产生的重要突变位点导致疫苗和中和抗体活性降低或消失，对新一代疫苗和抗体药物的研发提出了更高和更迫切的要求。纳米抗体来自骆驼科等动物体内的重链抗体，是重链抗体中最小的完整功能结构。纳米抗体具有体积小、特异性强、稳定性强、易生产、穿透力强、免疫原性低等多种优势，使其更加容易识别常规抗体无法识别的抗体表位，加大了抗体的覆盖空间和结合能力，为新一代抗体药物的研发提供了更广阔和更独特的选择，具有广泛的临床应用前景。2022年12月27日，清华大学医学院张林琦教授、生命科学学院王新泉教授研究团队在《自然通讯》（Nature Communications）期刊在线发表题为“针对新冠病毒奥密克戎变异株及多种冠状病毒具有广谱中和能力和保护能力的纳米抗体”（Broadly neutralizing and protective nanobodies against SARS-CoV-2 Omicron subvariants BA.1, BA.2, and BA.4/5 and diverse sarbecoviruses）研究论文。该研究从免疫羊驼体内分离鉴定纳米抗体，对SARS-CoV-2多种变异株、SARS-CoV-1和其他主要sarbecovirus病毒具有广谱高效中和活性。其中代表性抗体3-2A2-4识别受体结合域RBD（Receptor binding domain）蛋白上高度保守的表位，保护K18-hACE2转基因小鼠免受Omicron和Delta活病毒感染，并对目前国内外出现的多种突变株BF.7，BQ.1.1和XBB等仍保持高效的中和活性，为研发新一代SARS-CoV-2纳米抗体药物提供了理想的候选。研究人员使用新冠病毒S蛋白和编码S蛋白的黑猩猩腺病毒载体疫苗等免疫羊驼，发现羊驼不仅产生了针对SARS-CoV-2病毒的中和抗体，而且产生了针对SARS-CoV-1病毒的中和抗体。通过酵母展示文库技术，研究者从免疫羊驼体内分离获得593个对SARS-CoV-2病毒具有结合能力的纳米抗体，其中124个对SARS-CoV-2病毒具中和能力，91个对SARS-CoV-1病毒具有交叉中和能力。研究人员挑选了其中32个具有高效交叉中和能力的纳米抗体开展了全面和深入的评估。通过表位竞争试验，这32个抗体被分为3组，其中第2和第3组中的大部分纳米抗体对14种SARS-CoV-2变异株（包括多种Omicron变异株）和5种sarbecovirus病毒保持了广谱中和能力。后续的初步实验结果显示，第3组的抗体对于最新出现的新冠病毒变异株BF.7、BQ.1和XBB等均保持活性。图1.鉴定获得的纳米抗体对SARS-CoV-2变异株和其他sarbecovirus具有广谱中和活性研究人员在具有较好广谱中和活性的前3组抗体中各选了一株代表性抗体，解析了与SARS-CoV-2或SARS-CoV-1RBD蛋白的高分辨率晶体结构，阐明其结合表位的分子结构和抗病毒机制。第3组的代表抗体3-2A2-4结合位点独特，位于RBD核心区的outer face和inner face交界底部，识别的表位氨基酸大多高度保守。其CDR3上F102和F103深入到了RBD N343糖链下的一个高度保守的疏水口袋中，形成了疏水相互作用，奠定了其广谱中和活性的结构基础。进一步的蛋白酶K、细胞染色实验与电镜结构解析表明该抗体结合SARS-CoV-2RBD后可将其固定在down的空间构象，影响S蛋白结合受体ACE2，从而阻碍病毒侵染细胞。图2. 3-2A2-4与SARS-CoV-2原始株RBD的结构解析为进一步研究纳米抗体3-2A2-4的体内保护效果，研究者利用K18-ACE2转基因小鼠模型进行了纳米抗体的预防保护实验。攻毒前一天通过腹腔注射10 mg/kg的3-2A2-4纳米抗体，24小时后通过鼻腔攻毒SARS-CoV-2 Omicron BA.1和Delta活病毒，对小鼠进行存活率和体重检测等。结果显示，3-2A2-4纳米抗体可以有效预防Omicron和Delta活病毒感染，防止和降低肺部组织感染，保护肺组织免于结构损伤和炎症反应，展示了优异的体内保护能力。图3.3-2A2-4在小鼠体内的预防保护综上，该研究从免疫羊驼体内分离获得上百个具有强中和能力的纳米抗体，并从中筛选出对目前所有SARS-CoV-2变异株（包括Omicron各亚株）以及5种其他sarbecovirus病毒具有强中和能力的纳米抗体。通过抗体抗原复合物晶体结构的解析，在受体结合域RBD蛋白表面发现多个高度保守的广谱中和表位，系统阐释了广谱中和能力的作用机制，确定了高度保守的抗原位点。其中，代表抗体3-2A2-4在K18-hACE2转基因小鼠模型中展示了对Omicron株和Delta株活病毒的预防保护能力，为研发下一代SARS-CoV-2纳米抗体药物提供了优秀的候选。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-35642-2

美国亚特兰大12月9日召开的第54届美国血液协会年会暨博览会上，天普大学医学院报告了他们在研究慢性骨髓性白血病（CML）治疗方面的进展。他们设计出一种关闭CML干细胞活性的方法，以此遏制病情的进一步发展。研究人员指出，该发现有望带来攻克癌症干细胞耐药性的个体化新疗法。　　在CML中，骨髓干细胞中的基因ABL1和BCR融合在一起产生了一种叫做BCR-ABL1的酶，在其驱动下产生了过多白细胞。尽管在治疗上，伊马替尼（imatinib）是一种比较成功的药物，但患者始终处在病情复发的风险中。论文高级作者、天普大学医学院微生物学与免疫学教授托马斯· 斯科斯基解释说，白血病有一个小型干细胞库来对抗治疗，残余的白血病干细胞会积累大量致命的DNA变异，并能够有效地自我修复，从而在DNA中埋下致命隐患，最终导致病情恶化。　　为此，研究小组用了一种不会伤害正常细胞的方法攻击了白血病干细胞修复DNA的路径，而正常细胞的修复机制与白血病细胞不同。他们用小鼠做了一系列实验，显示出瞄准一种特殊的蛋白质RAD52，能遏制白血病干细胞的自我修复过程。&ldquo 我们希望这种方法能根除白血病干细胞，治愈慢性骨髓性白血病患者。&rdquo 斯科斯基说。　　&ldquo 我们早期的研究也发现，RAD52基因是白血病发展的关键因素。&rdquo 论文第一作者、该校微生物学与免疫学博士后金伯利· 克莱姆说，小鼠骨髓细胞在缺乏RAD52时，CML会停止发展，这表明CML要依靠RAD52来实现自身DNA修复。　　一种最普遍的DNA损伤是&ldquo 双链断裂&rdquo ，当RAD52蛋白发生变异时，就不能再与DNA结合修复断裂。研究人员用一种&ldquo 适配子&rdquo 加入到BCR-ABL1阳性骨髓细胞中，发现RAD52被阻止与DNA结合，白血病骨髓细胞会累积过多的双链断裂，最终死亡，而适配子对正常细胞则没有影响。　　克莱姆说：&ldquo 用这种方法，最终可能生产出一种小分子抑制剂，从其致瘤根源上瞄准白血病细胞。&rdquo 斯科斯基补充说，该方法也有望扩展到其他癌症。

2020年10月22日，由Wioletta Rut 、Katarzyna Groborz、Linlin Zhang和Xinyuanyuan Sun等在《nature chemical biology》期刊发表了《SARS-CoV-2 Mpro inhibitors and activity-based probes for patient-sample imaging》的文章。SARS-CoV-2的主要蛋白酶（Mpro）是关键的抗病毒药物靶标，作者首先获得了该蛋白酶的荧光底物(HyCoSuL)靶向库，并确定了P4-P2位点的底物特异性，比较了SARS-CoV和SARS-CoV-2主要蛋白酶的底物偏好性。其次，作者设计并合成了一种有效的SARS-CoV-2抑制剂（Ac-Abu-dTyr-Leu-Gln-VS）和两种活性探针，其中一种探针与SARS-CoV-2 Mpro配合物的晶体结构被确定。最后，作者观察了SARS-CoV-2 Mpro在COVID-19感染患者鼻部咽上皮细胞中的活性。这些数据为COVID-19有效诊断和治疗的化合物设计提供了支撑。在本次研究中，作者使用美国Azure Biosystems Sapphire平台检测SARS-CoV-2 Mpro 探针的敏感性，其中抑制剂是Ac-QS5-VS(Ac-Abu-dTyr-Leu-Gln-VS)，活性探针是Bodipy-QS5-VS(Bodipy-PEG(4)-Abu-dTyr-Leu-Gln-VS)。Sapphire以其超高的分辨率，更宽的动态范围和更高的检测灵敏度助力此项研究。▲ Sapphire双模式多光谱激光成像系统☑ 双模式成像：扫描检测和CCD成像双模式。☑ 4个固态激光器激光激发：488nm(蓝色)、520nm(绿色)、658nm(红色) /685nm/638nm、784nm(NIR)，给用户更多荧光选择。☑ 唯一的3种检测器设计：PMT，APDs和CCD检测器，PMT检测器用于蓝色荧光检测和磷屏成像；3个独立的APD检测器用于绿色、红色荧光检测和双近红外荧光检测，高分辨CCD用于高灵敏化学发光检测。☑ 扫描方式：4通道同时扫描，扫描更快速。☑ 分辨率更高：可达10微米的分辨率，成像更清晰。☑ 动态范围更宽：同时定量低丰度蛋白和高丰度蛋白，定量更准确 。

转化医学系列 | BRD4和ALKBH5的活性测定方法建立及其抑制剂的发现转化医学系列讲座转化医学系列讲座又来啦！讲座详情讲座时间：2019年10月24日 下午14:00-15:00讲座题目：BRD4和ALKBH5的活性测定方法建立及其抑制剂的发现讲座形式：网络讲座，手机或PC即可参与（会议链接和下方报名链接相同）内容简介：表观遗传修饰及其与肿瘤的关系新型BRD4小分子抑制剂的发现及抗肿瘤活性的研究RNA去甲基化酶ALKBH5体外活性高通量检测方法的建立主讲人简介主讲人：申丹丹郑州大学药物制剂学士郑州大学药物化学硕士郑州大学药物化学博士在读扫描下方二维码，即可预约报名主题预计时间研究蛋白相互作用就是这么简单11/7/2019细胞成像分析前沿应用案例心得分享11/28/2019原来药物研发还可以这样做——基于表型筛选的药物研发11月小动物活体成像技术助力脑靶向载体的研究12/19/2019关于珀金埃尔默：珀金埃尔默致力于为创建更健康的世界而持续创新。我们为诊断、生命科学、食品及应用市场推出独特的解决方案，助力科学家、研究人员和临床医生解决最棘手的科学和医疗难题。凭借深厚的市场了解和技术专长，我们助力客户更早地获得更准确的洞见。在全球，我们拥有12500名专业技术人员，服务于150多个国家，时刻专注于帮助客户打造更健康的家庭，改善人类生活质量。2018年，珀金埃尔默年营收达到约28亿美元，为标准普尔500指数中的一员，纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。了解更多有关珀金埃尔默的信息，请访问www.perkinelmer.com.cn。

新精神活性物质（New Psychoactive Substances，缩写为NPS），又称“策划药（Designer Drug）”或”实验室毒 品“，是不法分子为逃避打击而对管制毒 品进行化学结构修饰得到的毒 品类似物，参考联合国毒 品和犯罪问题办公室（UNODC）的相关规定，可根据NPS的效果对其进行分类，主要类别如下：Stimulants兴奋剂类、Opioids阿片类、Synthetic cannabinoids 合成大麻素类、Dissociatives 解离型药物、Classic hallucinogens 迷幻剂、Sedatives / Hypnotics 镇静剂/麻醉药。上期分享了兴奋剂类毒 品的方案，本期继续围绕阿片类和合成大麻素类毒 品的分析检测需求，介绍岛津的系列设备及应用方案。Opioids （阿片类）相关行业标准应用案例LCMSMS检测血浆中的芬太尼及其类似物关联仪器：ATLAS LEXT+ LCMS-8045ATLAS LEXT前处理方案：样品管中加入1 mL经稀释过后的血液（稀释4倍体积），使用ATLAS-LEXT自定义程序进行液液萃取，步骤如下：&bull 样品中加入3 mL乙酸乙酯，混匀后离心，乳化检测；&bull 取3 mL上清至干净试管中，向样品中加入70 μL的10%NaOH溶液，混合均匀；&bull 再加入3 mL乙酸乙酯萃取，取3 mL上清液合并到干净试管中，加入70 μL的5%盐酸-甲醇溶液混匀后进行真空干燥；&bull 干燥后加入1 mL甲醇复溶，0.22 μm滤膜过滤后上机图1 ALTAL-LEXT样品前处理流程图实验结果：表1 8种芬太尼类物质的标准曲线（权重I/C）表2 基质加标实验结果（n=6）Synthetic cannabinoids （合成大麻素类）相关行业标准应用案例CLAM-LCMS联用系统测定尿液中5F-MDMB-PICA等9种合成大麻素类新精神活性物质关联仪器：在线蛋白沉淀CLAM-LCMS联用系统CLAM-2040+LCMS联用系统前处理：在CLAM工作站界面优化自动前处理参数、蛋白沉淀剂使用量、震摇转速、震摇时间、抽滤时间等。样品自动化程序具体操作为：（1）吸取20 μL甲醇活化过滤管，准备上样；（2）吸取标准曲线溶液或尿液样品30 μL上样；（3）吸取样本提取剂120 μL；（4）转速3000 rpm震摇60 s进行提取；（5）使用-50~-60 KPa的负压抽滤过滤罐90 s；（6）接收管转移至自动进样器，进样10 μL（详细流程如下图）图2 CLAM在线自动前处理过程实验结果：图3 尿液样品溶液中9种合成大麻素类物质MRM色谱图表3 校准曲线参数（权重1/C）如需更多相关方案资料，请与岛津联络获取。本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

根据BPD指令和BPR法规，已经取得许可的活性物质清单已经在欧洲化学品管理局(ECHA)网站上发布。根据该清单，截止2013年9月1日，共有48个活性物质的49个用途已经取得许可。其中获得许可活性物质中，产品用途类型只有5种，数量最多的为木材防腐剂(PT - 8)23个，其次是杀鼠剂(PT - 14)12个，杀虫杀螨剂(PT - 18)10个，趋避剂和引诱剂(PT - 19)3个， 另外还有1个为杀黏菌剂(PT - 12)。其它17个类型的用途尚未有活性物质通过评审。　　这五种产品用途类型，在中国都归为农药进行监管。在这些欧盟许可的木材防腐剂活性物质中，大部分品种在中国作为大田农药使用，如目前作为农药杀菌剂注册数量激增的醚菌酯，被业界看好的最新杀虫剂多杀菌素，以及因对蜜蜂的不良影响而可能遭到欧盟禁用的烟碱类杀虫剂吡虫啉，噻虫嗪等。对于中国这些活性物质的生产商，可以考虑欧盟的生物杀灭剂市场。　　根据BPR法规，目前正在评审中的活性物质，仍可接续留存于欧盟市场直到该物质获得许可或排除决议之后的180天。也就是说，尽管其它类的生物杀灭剂暂时没有获得许可使用的活性物质，但是欧盟市场上仍旧可以使用现有的正在评审中的活性物质。活性物质清单的发布，对欧盟市场的冲击暂时尚未显现。但是随着活性物质评审的加快，根据之前的评审结果来看，预计欧盟市场上可用活性物质将急剧减少，不仅会对工业企业产生影响，对普通消费者来说，也面临着难以选择适用的生物杀灭剂产品，比如消毒湿巾，家用消毒剂等。　　在该清单中，除了提供每个物质英文通用名称，EC号码，CAS号，产品类型，评审成员国等信息之外，查询者还可通过链接转到决议指令及评估报告。　　详情参见：http://echa.europa.eu/information-on-chemicals/biocidal-active-substances

存在于肺泡内液气界面的肺表面活性物质的生理意义有：防止肺水肿、维持大小肺泡的稳定性和降低吸气阻力。肺表面活性物质还有减弱表面张力对肺毛细血管中液体的吸引作用，防止液体渗入肺泡（肺水肿）。根据Laplace定律，P=2T/r（P是肺内的压力，T是肺泡表面张力，r是肺泡半径）。假设大、小肺泡的表面张力一样，那么肺泡内压力肺泡半径成反比，大的肺泡，压力小；小的肺泡，压力大。如果这些肺泡彼此连通，小肺泡塌陷，大肺泡膨胀，肺泡将失去稳定性。但实际并未发生这种情况，这因为肺泡存在着表面活性物质→降低肺泡表面张力→防止小肺泡的塌陷+防止大肺泡的膨胀破裂，保持大小肺泡的稳定性，有利于吸入气在肺内得到较为均匀的分布。此外，肺泡表面活性物质能降低表面张力，即促进肺扩张→降低吸气阻力。肺弹性阻力使肺具有回缩倾向，故成为肺扩张的弹性阻力，肺组织的弹性阻力仅约占肺总弹性阻力的1/3，而表面张力的约占2/3。因此，表面张力对肺的张缩有重要的作用。肺弹性阻力的来源：肺弹性阻力来自肺组织本身的弹性加回缩力和肺泡内侧的液体层同肺泡内气体之间的液-气界面的表面张力所产生的回缩力。肺充气时，在肺泡内衬液和肺泡气之间存在液-气界面，从而产生表面张力。球形液-气界面的表面张力方向是向中心的，倾向于使肺泡缩小，产生弹性阻力。肺泡表面活性物质由肺泡Ⅱ型细胞合成并释放，分子的一端是非极性疏水端，另一端是极性亲水端，是复杂的脂蛋白混合物，主要成分是二棕榈酰卵磷脂(DPPC）。DPPC分子垂直排列于液-气界面，单分子层分布在液-气界面上，并随肺泡的张缩而改变其密度。肺泡表面活性物质的密度越大，降低表面张力的作用越强。成年人患肺炎、肺血栓时，表面活性物质减少→表面张力↑→肺泡塌陷→肺不张。初生儿因缺乏表面活性物质，发生肺不张和肺泡内表面透明质膜形成，造成呼吸窘迫综合症，导致死亡。现在已可应用抽取羊水并检查其表面活性物质含量的方法，协助判断发生这种疾病的可能性，采取措施，加以预防。例如，如果含量缺乏，则可延长妊娠时间或用药物（糖皮质类固醇）促进其合成。

2020年11月，哈尔滨工业大学城市水资源与环境国家重点实验室邢德峰教授团队应用辰英核心产品——拉曼单细胞分选仪HOOKE PRECI SCS-R300，在期刊《Science of the Total Environment》上发表文章“Mini-metagenome analysis of psychrophilic electroactive biofilms based on single cell sorting”。相关文章链接一、研究背景微生物群落的活性对生物电化学系统（BES）中的细胞外电子转移（EET）过程具有重要影响，而了解这些复杂的微生物代谢相互作用是一个巨大的挑战。温度是影响细菌活性和胞外电子转移效率的主要环境因素之一。嗜冷电活性细菌的代谢功能对于研究低温（4-15℃）下细胞外电子转移（EET）机制具有重要意义。本研究采用拉曼细胞分选耦合高通量测序技术，准确获得嗜冷细菌群落的基因信息。首次通过拉曼光谱聚类分析，精准识别出杆菌属目标类群，并通过mini-metagenome测序分析，获知生物膜群落中膜运输功能基因ftsEX的相对丰度较高，说明其对低温的适应有助于电活性细菌在低温下生存；基础代谢如柠檬酸循环和糖酵解途径为胞外电子转移过程提供电子，高丰度铁(iii)转运系统基因的鉴定表明它们存在于电子转移过程的主动代谢反应中，细胞色素c（coxA和cox1）可能参与胞外电子转移。本研究揭示了嗜冷地杆菌在低温下具有细胞色素c介导的有效EET。二、实验设计mini-metagenome具有单细胞分辨率、低复杂度和高通量等优点，非常适合环境样本。在本研究中，作者通过单细胞拉曼分选获得了嗜冷微生物Geobacter，通过MDA扩增获得mini-metagenome。通过结合SCS和宏基因组测序，进而对嗜冷EABs的代谢功能有了更深入的了解。三、结果与讨论1. 单细胞分选和分类鉴定嗜冷微生物燃料电池（MFC）的电压持续时间曲线如图1A所示，峰值电压达到0.419~0.448 V。对运行至300天的嗜冷MFC中的微生物群落进行了基于16S rRNA基因的扩增子高通量测序，分析了嗜冷阳极生物膜的细菌群落结构。分析表明，大多数优势种群属于地杆菌属 Geobacter（相对丰度为68.29％）（图1B）。Fig.1 嗜冷MFC的电压持续时间曲线（A）和原始生物膜的群落结构（B）。结合拉曼光谱对35个具有短杆状形态的细菌细胞进行了检测，并通过依照其拉曼图谱进行的聚类分析将它们分为3个聚类组别（图2A和B）。单细胞拉曼分选后，目标菌从分选芯片上调入接收器中，其他菌保持不变(图2C和D)。Fig.2 基于拉曼光谱的嗜冷微生物单细胞聚类分析。不同簇的拉曼光谱(A)和聚类分析图(B)，分选前(C)和分选后(D)。分离菌成功获得基因组DNA，并通过16S rRNA基因扩增验证(图3)。Fig.3 分选细胞的基因组扩增(A)和PCR验证(B)。通过16S rRNA基因测序确定了mini-metagenome（聚类组别）的群落组成。从三个拉曼聚类组别样本中获得了超过100,000个高质量的16S rRNA基因有效reads。 Chao1以及Shannon和Simpson多样性指数表明，Cluster2的丰富度和物种均匀度比其他簇最低（Table 1）。Table 1. 16S rRNA基因测序分析不同类群的群落多样性在纲水平上确定的主要菌群是Cluster1中的Alphaproteobacteria（94.41％）和Cluster2中的Deltaproteobacteria（99.97％），而在Cluster3中，GammaProteobacteria（53.16％）和Deltaproteobacteria（46.56％）占主导地位（图4A）。此外，在属水平上，不同簇之间的微生物群落组成存在实质性差异（图4B和C）。在Cluster1和Cluster2中，主要属为Sphingomonae（94.41％）和Geobacter（99.97％），而在Cluster3中，Geobacter（46.56％）和Polaromonas（44.25％）是两种主导菌属。在Cluster1和Cluster3中，本研究感兴趣的Geobacter的相对丰度分别为5.43%和46.56%。这些结果表明，Cluster2是目标细菌的准确选择，因为Geobacter的相对丰度为99.97％。随后，对Cluster2进行了宏基因组测序，以生成微型宏基因组，以研究嗜冷细菌的潜在代谢活性。Fig.4 （A）和（B）不同簇的微生物群落结构，基于OTU（C）的PCA和基于微型宏基因组（D）中代表性回收细菌的基于16S rRNA基因的系统树。2. 嗜冷微生物的mini-metagenome分析基于16S rRNA基因的系统发育研究表明，基于单细胞分选回收得到的mini-metagenome与Geobacter thiogenes 和 Geobacter lovleyi的基因组相似(图4D)。 与KEGG数据库匹配的mini-metagenome序列显示了嗜冷细菌的代谢网络和功能的概述。这表明，膜运输（membrane transport）功能在mini-metagenome中占主导地位(图5A)。Fig.5 mini-metagenome中KEGG注释基因的数量(A)和特定基因的相对丰度(B)。此外，有大量的基因参与细胞运动（cell motility）、信号转导（signal transduction）、转运（translation）和碳水化合物代谢（carbohydrate metabolism），也有很多占比的未知功能基因。为了进一步表征嗜冷EAB的潜在代谢途径，列举了一些重要代谢途径(翻译、膜运输、电子转移和能量代谢物)的功能基因(图5B)。其中，与膜转运相关的基因afuAB和ftsEX的丰度相对较高(12%)。其他相对丰度较高的基因序列包括核糖体蛋白编码基因rpsDEKM(0.33%)和rplFTOQR(2.10%)，编码cox1的细胞色素c氧化酶亚基1(1.36%)，柠檬酸循环(TCA循环)或与糖酵解相关的korABD (0.51%) icd(0.50%)和pckA(1.31%)。此外，鞭毛蛋白(fliEOZ)、电子转移黄蛋白β亚基(fixA)和细胞色素c氧化酶亚基I (coxA)相关基因的相对丰度也较低。四、结论采用单细胞分选、层次聚类分析和群落结构高通量测序、宏基因组测序相结合的方法，深入研究了嗜冷EAB的代谢功能。成功地表征了地杆菌属Geobacter的生理信息和胞外电子传递的潜在代谢途径，并实现了准确的分离。mini-metagenome表现出嗜冷MFC群落结构对低温的适应和对电位电子转移过程的主动代谢反应。细胞色素c等关键基因在低温嗜冷EAB的EET中起重要作用。文章中提到的相关仪器：辰英科仪自主研制的单细胞分选仪PRECI SCS具有独特的可视化分选功能，所见即所得，精准实现目标细胞的逐一分离。采用独特的激光与物质相互作用原理，对于复杂生物样本中形态各异的细胞，可实现非标记状态下的精准分离。对于百纳米级的单个微生物细胞也同样适用。单细胞分选仪HOOKE PRECI SCSPRECI SCS具有可视化、精准、广泛适用等特点。分选过程不依赖标记，可与形态、拉曼、荧光等多种识别方式结合，多种机型可选，满足不同应用需求。搭载潜心研制的HOOKE IntP智能软件，实现单细胞图像智能识别、一键自动分选、全自动细胞获取等。设备操作流程简易，为单细胞测序、未培养微生物开发、工程细胞筛选、细胞图谱绘制等研究提供完美解决方案，助力前沿科学研究。拉曼单细胞分选仪HOOKE PRECI SCS-R300PRECI SCS具有可视化、精准、广泛适用等特点。分选过程不依赖标记，可与形态、拉曼、荧光等多种识别方式结合，多种机型可选，满足不同应用需求。搭载潜心研制的HOOKE IntP智能软件，实现单细胞图像智能识别、一键自动分选、全自动细胞获取等。设备操作流程简易，为单细胞测序、未培养微生物开发、工程细胞筛选、细胞图谱绘制等研究提供完美解决方案，助力前沿科学研究。

各有关单位：根据《北京包装饮用水行业协会团体标准管理办法》的相关规定，协会于 2023 年5月5日组织专家对《活性氢水》和《活性氢水抗氧化性测定 ABTS法》两项团体标准进行了立项评审。该标准由青春永驻（北京）生物科技有限公司提出，经专家评估，所申报的团体标准符合立项条件，现批准立项。请各团体标准编制单位、企业按照专家评审意见和《北京包装饮用水行业协会团体标准管理办法》的工作要求，抓紧组织实施，积极推进团体标准编制工作，按计划完成编制工作。负责人：高志芳联系电话： 13520400567邮箱：gaozfang@163.com北京包装饮用水行业协会2023年5月6日