空间分布

p style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "1. 摘 要/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "参类目前是世界上被广泛应用的天然药物，特别是人参，西洋参和三七。其中人参皂苷（Ginsenoside）被认为是其中的主要活性成分，主要包括人参皂苷Ginsenoside Rb1, Rb2 和Rg1。人参中皂苷的种类，表达水平以及局部分布模式的差别不仅可以鉴别人参品种和产地，同时帮助探索有效成分的代谢通路。采用iMScope iTRIO/i质谱成像的方法对人参品种和年限进行鉴定，不仅前处理简单，不需要染色或者标记，同时还能原位观察到人参皂苷在植物组织中的空间分布信息。本研究建立了成像质谱显微镜技术对人参皂苷类物质在组织中的空间分span style="text-indent: 2em "布的直接分析（不需要染色和标记）及其结构确证的方法，对于植物类样品中有效成分或者毒物毒素的原位分析来说具有借鉴意义。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "2. 前 言/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em "人参皂苷（Capsaicinoids）属于固醇类化合物，三萜皂苷，被认为是参类物质的主要活性成分，研究发现人参皂苷具有缓解疲劳，延缓衰老，抑制癌细胞增殖等作用。目前对于人参皂苷类物质的研究主要集中在分离提取纯化工艺改进及其生物活性的相关研究。常规的方法是把样品均质化，过柱子分离提取纯化，最后通过质谱检测器进行检测。但是这种方法样品前处理复杂，且其在组织中的原位空间分布信息不得而知。目前常用的成像方法，需要对目标物进行标记，但是标记物容易解离，且未知物无法测定。针对这些局限性，岛津开发了质谱显微镜，把显微镜和质谱仪精准的融合在一起。借助iMScopei TRIO/i 前端搭载的高分辨光学微镜，可以清晰的观察并定位到人参的细微组织上，从而进行多点的质谱成像分析。后端配置离子阱和飞行时间串联质谱仪（ITTOF），具有高质量分辨率的多级质谱分析功能，提供丰富的碎片信息，进一步验证人参皂苷的结构。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "3. 实 验/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "3.1 材料和仪器/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "三年生长白山产人参购自中国中医科学院中药研究所。MALDI级别的a-Cyano-4hydroxycinnamic acid (CHCA),购自西格玛公司。人参皂苷Ginsenoside Rb1，Rb2和Rg1购自ChromaDex公司，Rb1, Rb2和Rg1的化学结构式见下图1。HPLC级别的乙腈和甲醇购自默克公司。25 mm X 75 mm导电载玻片购自德尔塔科技公司。明胶购自西格玛公司。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "3.2 切片的制作以及基质涂敷/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "干燥人参取根须部位，用100 mg/ml明胶进行包埋。使用Leica CM1950在-20℃的环境下制作15μm厚切片。采用升华+喷涂的two-step基质涂敷方法，其中基质升华通过SVC-700TMSG iMLayer自动升华仪完成。基质喷涂使用GSI Creos Airbrush完成。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "3.3 基于iMScope iTRIO/i 的质谱成像分析/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "分析条件/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/a89b5578-4bc2-4bff-99f7-11fad88f2941.jpg" title="微信截图_20200619174751.png" alt="微信截图_20200619174751.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "4. 结果与讨论/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "4.1 人参皂苷Ginsenoside标准品的化学结构及其相应的质谱图/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/06529eee-65af-4b74-a856-2e5ef1e54bfd.jpg" title="1.png" alt="1.png"//pp style="text-align: center "图 1. 人参皂苷化学结构式及其单同位素质量(A) Ginsenoside Rb1（B）Ginsenoside Rb2（C）Ginsenoside Rg1/pp style="text-align: center"img style="width: 600px height: 520px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/00d99d47-ee07-4161-a799-833f1bf69896.jpg" title="2.png" width="600" height="520" border="0" vspace="0" alt="2.png"//pp style="text-align: center"img style="width: 600px height: 264px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/f880816d-99a9-4a55-b585-1c0d964da052.jpg" title="3.png" width="600" height="264" border="0" vspace="0" alt="3.png"//pp style="text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em "图 2. 人参皂苷Ginsenoside标准品的质谱图。(A) Rb1[M+K]+一级平均质谱图及其(B) 二级平均质谱图。(C) Rb2[M+K] + 一级平均质谱图及span style="text-indent: 2em "其(D) 二级平均质谱图。(E) Rg1[M+K] + 一级平均质谱图及其(F) 二级平均质谱图。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "span style="text-indent: 2em "/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "4.2 人参切片上人参皂苷类物质的质谱图/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/b21f3f6a-6be7-4fde-9a8d-45f23c1b94d7.jpg" title="4.png" alt="4.png"//pp style="text-align: center "图 3. 人参切片多点成像质谱分析. (A) m/z 800-1250全扫描平均质谱图。(B) 人参皂苷Rb1[M+K] +的扩大质谱图。(C) 人参皂苷Rb2[M+K] +的扩大质谱图。(D) 人参皂苷Rg1[M+K] +的扩大质谱图。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/ee5cb9f3-82b0-4eb5-a439-df0bc03d04ba.jpg" title="5.png" alt="5.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "span style="text-align: center "图 4. 人参中人参皂苷（Ginsenoside）类物质的多点成像质谱分析（放大倍数为1.25X）。(A) 人参根茎切片的光学图像。(B).人参皂苷Rb1（[M+K]+:1147.52）的一级离子密度图。(C).人参皂苷Rb2（[M+K] +:1117.50）的一级离子密度图。(D).人参皂苷Rg1（[M+K] +:839.41的一级离子密度图. Scale bar: 500 μm。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "span style="text-align: center "/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "5. 结 论/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "通过iMScope iTRIO/i前端搭载的高分辨光学显微镜拍摄的光学图像和相应的多点质谱图像的重叠，我们可以直观span style="text-indent: 2em "地观察到人参皂苷Rb1，Rb2和Rg1都主要分布在人参的韧皮层及其表皮，且Rb1和Rb2的丰度相比Rg1高。其中，/spanspan style="text-indent: 2em "加钾峰丰度比较高，推测可能人参中钾离子的含量比较大。通过IT-TOF串联质谱提供丰富的碎片信息，进一步/spanspan style="text-indent: 2em "确认人参皂苷类物质的结构。本研究成功建立了不需要染色和标记，直接评价人参皂苷类物质在人参组织上原/spanspan style="text-indent: 2em "位空间分布的研究方法。为植物类样品中有效成分的原位分布研究开辟了新的途径。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "6. 文 献/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "[1] Taira Shu et al Mass spectrometric imaging of ginsenosides localization in Panax ginseng root. Am J Chin Med. 2010/p

化学元素空间分布制图（Mapping）及深度剖析分析法在生物组织、法证分析、生物医学等领域，有着十分广泛的应用前景，如植物修复（利用绿色植物来转移、容纳或转化环境中的污染物，是当前植物学、生态学、环境科学等领域研究的热点）。基于激光剥蚀技术的激光诱导击穿光谱（LIBS）法成功地应用于生物样品化学元素空间分辨分析，实现多种元素同时检测，且不需或仅需简单样品制备，同时避免了污染物的产生及误差的引入。Kaiser等采用LIBS和LA-ICP-MS技术（J200 Tandem系统）检测处理后的向日葵叶片上元素Pb、Mg、Cu的空间分布情况，来探寻和验证样品元素分布研究手段。 1 实验方法 将向日葵水培，按0、100、250、500 μM的浓度梯度加入Pb-乙二胺四乙酸溶液进行处理，处理后的幼苗定期进行取样。采用LIBS和LA-ICP-MS方法对叶片的Pb、Mg、Cu元素分布进行测量，并采用AAS对三种元素的总量进行检测。 2 实验结果 下图为LIBS光谱图a）及LA-ICP-MS信号图b）。在LIBS光谱中，选择283.31nm及277.98nm分别作为Pb和Mg的特征峰，用以检测两种元素。 下图为Pb和Mg在样品取样区域内的元素分布情况。处理过的叶片，在叶脉周围组织中有更高的目标元素的含量。LIBS和LA-ICP-MS两种方法得到的元素分布有所不同，这是由于他们的剥蚀采样方式不同造成的。 Kaiser对不同时期收获的样品，分别进行了LIBS和LA-ICP-MS累计定量分析，得到元素的平均信号强度。下图显示Mg含量随着Pb含量的变化而变化。 下图为空白处理叶片上1×1cm取样区域内Cu元素分布情况。采用的Cu的特征峰为324.75nm。在取样区域内，进行20×20的单次剥蚀。 Kaiser认为LIBS激光技术非常适合样品的元素空间分析工作，例如用于监测元素在植物样品中的迁移及空间分布等研究。

盐沼是地表过湿或季节性积水、土壤盐渍化并长有盐生植物的地段。滨海盐沼以草本植物为主，沿潮间带延伸，可忍受高盐条件和因涨潮引起的周期性淹水。盐沼植被生产力高，可为许多物种提供繁殖、觅食和越冬的场所。盐沼植被地上生物量（AGB）的估算为监测盐沼生态系统时空稳定性、生产力和地上碳储量提供了有用信息。然而，以往关于AGB的估算研究主要局限于站点水平，且通常基于单一植被类型。与野外地面调查方法相比，遥感（RS）卫星成本低、速度快、范围广，在盐沼植被结构和生物物理指标的空间估计方面更具优势。其中，UAV-LiDAR数据具有较高的时空分辨率，在滨海盐沼三维结构监测中具有很大潜力。然后目前，利用UAV-LiDAR数据估算盐沼植被AGB的研究有限。为了确定滨海盐沼潮沟对植被群落空间分布及其生物量的影响， 来自复旦大学的研究团队在上海崇明东滩滨海湿地（121°54′-121°55′E，31°27′-31°28′N）进行了研究，主要目的为：（1）探索UAV-LiDAR数据估算盐沼植物AGB的潜力；（2）研究潮沟对盐沼植物群落空间格局及其地上C储量的影响。作者于2019年9月基于DJI M600平台，利用LR1601-IRIS LiDAR传感器（北京理加联合科技有限公司，北京依锐思）收集UAV-LiDAR数据。于2019年9月27日和28日获取光学图像数据。于2019年10月和2020年10月收集植被样品，测量其高度和地上生物量，同时收集土壤样品，测量其土壤含水量和土壤盐分。基于盐沼植被群落所有样本，利用线性回归模型（多元线性回归，MLR）和5个机器学习回归模型，包括广义线性模型（GLM）、梯度提升机（GBM）、人工神经网络（ANN）、基于核正则化最小二乘（KRLS）和随机森林回归（RFR） 建立预测模型。通过R2和RMSE评估模型性能。研究区和采样点位置。【结果】滨海盐沼植被AGB实测值和预测值之间的关系。（a）MLR；（b）KRLS；（c）ANN；（d）GBM；（e）RFR；（f）GLM不同盐沼群落AGB的空间分布、验证和比较。（a）利用UAV-LiDAR数据和随机森林模型进行盐沼植被AGB制图。（b）不同盐沼群落AGB平均值。（c）AGB实测值和预测值的回归拟合。（d）AGB预测值的密度分布曲线。与潮沟不同距离的盐沼AGB的比较。（a）代表整个植被群落AGB变化趋势；（b-e）分别代表PA，IC，CS和SM的AGB变化趋势。D1：0-50 m；D2：50-100 m；D3：100-150 m；D4：150-200 m。【结论】基于UAV平台收集的高分辨率图像和LiDAR数据，估算了盐沼群落的空间分布和AGB。研究表明，通过改变土壤盐分和水分条件，与潮沟的距离会对群落空间格局和盐沼植被AGB具有重要影响。研究结果证实了UAV-LiDAR数据与随机森林算法相耦合可简便有效的检测盐沼AGB。综上所述，该研究提供了一种估算盐沼地上C储量的有效方法，强调了精确估算在制定合理的科学测量进行滨海生态系统管理和保护中发挥重要作用。

美国 Abbvie (Cambridge)、Biogen 和 Moderna Therapeutics 生物技术公司*联合在最近一期的 JHC 期刊 (Journal of Histochemistry & Cytochemistry 2019, Vol. 67(3) 203–219) 发表了髓鞘疾病脑脂质体空间分布和组成变化定义的研究论文。本文的主要作者之一李晓萍（音译）是 Biogen 的研究人员，她带领的研究小组使用solariX MALDI 高分辨质谱成像（MALDI-IMS）、免疫组织化学（IHC）和液相色谱-电喷雾-质谱法（LC-ESI-MS）评价由 Shi 和 Cz 小鼠模型构建的髓鞘疾病的脑脂质成分变化。MALDI-IMS 结果显示出磺胺肽和磷脂酰胆碱物质在胼胝体白质区域空间分布减少，而在 Cz 小鼠模型中，这些脂质物种的变化在发病后得到一定程度的自发恢复。通过 IHC 肯定了脂质分布变化和局部形态变化的相关性，同时也被 LC-ESI-MS 分析所验证。这些发现强调了磺胺肽和磷脂酰胆碱物质在维持正常髓鞘结构中的作用。Biogen 的方法为定义髓鞘疾病相关的脂质组成异常提供了形态学基础。*Biogen 是位于马萨诸塞州剑桥的神经科学研究公司, 主要从事重度神经性和神经退行性疾病的发病机理和治疗方法研究，Moderna 和 Abbvie 分别是 mRNA 个体治疗方案和生物医药开发的公司。

p style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "1. 摘 要/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "辣椒中提取的天然成分辣椒素类物质（Capsaicinoids）因其具有降低胆固醇水平且预防心血管疾病等功效而受广大科研工作者的关注。目前对于辣椒素的研究主要集中在其分离提取工艺的优化，以及定量方法的开发上，对于其在新鲜组织中的空间分布的研究还尚属空白。本文基于成像质谱显微镜(Imaging Mass Microscope,iMScope iTRIO/i) 技术，建立了辣椒素类物质在其新鲜组织上的原位空间分布的研究方法。借助iMScope iTRIO/i前端搭载的高分辨光学显微镜，可以清晰的观察并定位到新鲜辣椒中的细微组织上，从而进行多点的质谱成像分析。后端配置离子阱和飞行时间串联质谱仪（IT-TOF），具有高质量分辨率的多级质谱分析功能，提供丰富的碎片信息，进一步验证辣椒素的结构。通过质谱成像技术，我们发现辣椒素类物质主要分布在包裹着辣椒籽的白色纤维上，其次才是辣椒籽本身，最后是辣椒的果肉部分。有效成分在新鲜植物中的空间定位分析，对于其不同种属的植物鉴定，品种改良，以及其食品安全方面具有广泛的应用前景。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "2. 前 言/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "辣椒素类物质（Capsaicinoids）属于生物碱类，被认为是辣椒中的主要活性成分，研究发现辣椒素能够通过减少脂肪堆积，通过加快其分解代谢的方式而降低胆固醇水平，且在很大程度上预防心血管疾病。目前对于辣椒素类物质的研究主要集中在分离提取纯化工艺改进及其生物活性的相关研究，对于其在新鲜组织中的原位空间分布的研究尚属空白。辣椒素（Capsaicin）是辣椒中含量非常丰富的成分，其次是二氢辣椒素（Dihydrocapsaicin）span style="text-indent: 2em "以及诺香草胺（Nonivamide）/spansup style="text-indent: 2em "[1]/supspan style="text-indent: 2em "。其化学结构式见图1。本文基于成像质谱显微镜( iMScope /spani style="text-indent: 2em "TRIO/ispan style="text-indent: 2em ") 技术，通过高分辨显微镜对新鲜的辣椒切片进行细致的形态学上的观察，精准的定位到微小组织上。领先世界水平的5微米空间分辨率保证了微小组织上的高分辨成像。离子阱和飞行时间串联质谱仪（IT-TOF）对于确认目标物的结构提供了丰富的碎片信息。本研究建立了成像质谱显微镜技术对辣椒素类物质在组织中的空间分布的直接分析（不需要染色和标记）及其结构确证的方法，对于植物类样品中有效成分或者毒物毒素的原位分析来说具有重要意/spanspan style="text-indent: 2em "义。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "3. 实 验/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "3.1 材料仪器/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "新鲜辣椒购自北京朝阳门华普超市。MALDI级别的a-Cyano-4-hydroxycinnamic acid (CHCA), 购自西格玛公司。辣椒素（Capsaicin）和诺香草胺（Nonivamide）购自北京盛世康普化工技术研究院。HPLC级别的乙腈和甲醇购自默克公司。25 mm X 75 mm导电载玻片购自德尔塔科技公司。明胶购自西格玛公司。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "3.2 切片的制作以及基质涂敷/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "新鲜辣椒清洗后晾干，用100 mg/ml明胶进行包埋。使用Leica CM1950在-20℃的环境下制作15μm厚新鲜辣椒纵截面切片。采用升华+喷涂的two-step基质涂敷方法，其中基质升华通过iMLayer自动升华仪完成。基质喷涂使用GSI Creos Airbrush完成。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "3.3 基于iMScope iTRIO/i 的质谱成像分析/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "分析条件/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/af3885aa-0340-47c6-ad0e-35a4821fc90a.jpg" title="12121.png" alt="12121.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "span style="text-indent: 2em "4. 结果与讨论/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "span style="text-indent: 2em "/span/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/202ac525-3404-44bb-ab24-13c36fb05da3.jpg" title="2.png" alt="2.png"//pp style="text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em "图 1. (A) 辣椒素(Capsaicin)和（B）诺香草胺(Nonivamide) 的化学结构及其单同位素质量br//pp style="text-indent: 2em line-height: 1.75em "span style="text-indent: 2em "4.1 新鲜辣椒包埋并制作冷冻切片/span/pp style="text-indent: 2em line-height: 1.75em "span style="text-indent: 2em "/span/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/cef4cd9b-78bb-4d02-9fa2-b05b5af1e252.jpg" title="3.png" alt="3.png"//pp style="text-indent: 2em line-height: 1.75em text-align: justify "图 2. 新鲜辣椒包埋并制作冷冻切片。(A).明胶包埋后的新鲜辣椒。(B). 15μm切片转移到ITO涂层玻璃上（标红的位置是选定的测定区域）/pp style="text-indent: 2em line-height: 1.75em text-align: justify "4.2 标准品在新鲜辣椒切片上的成像质谱分析/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/7eef5f60-cfba-4542-8fe1-082d45993f47.jpg" title="4.png" alt="4.png"//pp style="text-indent: 2em line-height: 1.75em "br//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "图 3. 标品诺香草胺（0.1 mg/ml）在新鲜辣椒切片上的多点质谱分析。(A). 滴定标品区域的光学图像 (B). 对应离子密度图（[M+H] +: m/zspan style="text-indent: 2em "294.201） (C). 诺香草胺的一级平均质谱图 (D). 前体离子（[M+H]+: m/z 294.201）二级平均质谱图。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "/span/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/6abef824-031a-439c-a01a-5a9f66ba32c4.jpg" title="5.png" alt="5.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "/spanbr//pp style="text-indent: 2em line-height: 1.75em "span style="text-indent: 2em "/span/pp style="text-indent: 2em "图 4. 标品辣椒素（0.1mg/ml）在新鲜辣椒切片上的多点质谱分析。(A). 滴定标品区域的光学图像 (B).对应离子密度图（[M+H] + m/z 306.201）(C). 辣椒素的一级平均质谱图 (D). 前体离子（[M+H] + m/z 306.201）二级平均质谱图。/pp style="text-indent: 2em line-height: 1.75em "4.3 新鲜辣椒切片上的成像质谱分析/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/30f47476-87e8-4a01-a129-5abfcec520c5.jpg" title="6.png" alt="6.png"//pp style="text-indent: 2em line-height: 1.75em "span style="text-align: justify "图 5. 新鲜辣椒切片上的辣椒素类物质的多点质谱分析（放大倍数为1.25x）。(A1). 二氢辣椒素（[M+H] +:m/z 308.21）的一级离子密度图。(B1). 诺香草胺（[M+H] +:294.201）的一级离子密度图。(C1). 辣椒素（[M+H] +: m/z 306.201）的一级离子密度图 (D1). 新鲜辣椒切片光/spanspan style="text-align: justify "学图像和辣椒素质谱图像重叠 (A2)-(D1). 前体离子辣椒素（[M+H] +: m/z 306.201）的二级特征产物离子质谱成像图。Scale bar: 500 μm。/span/pp style="text-indent: 2em line-height: 1.75em "span style="text-align: justify "/span/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/f65547b4-bd3e-48ab-915e-caa41a42fe37.jpg" title="7.png" alt="7.png"//pp style="text-indent: 2em line-height: 1.75em "span style="text-align: justify "/spanbr//pp style="text-indent: 2em line-height: 1.75em "span style="text-align: justify "/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "图 6. 辣椒籽及其附近区域辣椒素的多点质谱分析。(A) 辣椒切片整体光学图像（放大倍数为1.25x)(B) 辣椒籽附近的光学图像（放大倍数为5x）以及(C) 对应区域的辣椒素二维离子密度图 (D)-(G) 前体离子辣椒素（[M+H] +: m/z 306.201）的二级特征产物离子质谱成像图.Scale bar: 500 μm。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "5. 结 论/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "通过iMScopei TRIO/i前端搭载的高分辨光学显微镜拍摄的光学图像和相应的多点质谱图像的重叠，我们可以清晰地观察到辣椒素类物质含量最多的部分是包裹辣椒籽的白色纤维，其次是辣椒籽，最后是辣椒果肉。通过IT-TOF串联质谱提供丰富的碎片信息，进一步确认辣椒素类物质的结构。本研究成功建立了不需要染色和标记，直接评价辣椒素类物质在辣椒组织上原位空间分布的研究方法。为植物类样品中有效成分的原位分布研究开辟了新的途径。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "6. 文 献/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "[1] Christopher A. Reilly et al. Determination of capsaicin, nonivamide, and dihydrocapsaicin in blood and tissue by liquid span style="text-indent: 2em "chromatography-tandem mass spectrometer Journal of Analytical Toxicology 2002./span/p

Picarro G2401——利用后向轨迹模型估计北极大气温室气体的空间分布江苏海兰达尔 2023-04-03 10:58 发表于江苏收录于合集#温室气体3个#大气2个原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mma.6046摘要在这项研究中，我们使用了一种被称为FLA的被动风传感（遥感）数值技术来模拟大气组分浓度的平均有效场，并展示了方法和研究结果。用数值方法求解了假设扩散波峰数无限大的温室气体空间分布的拟二维重构问题。这项研究是基于2016年7月至2017年8月在喀拉海别雷岛对大气中甲烷和二氧化碳的现场测量。我们分析了北极地区甲烷和二氧化碳空间分布的差异和共同特征，甲烷的浓度随着从大陆移动到偏远海域而趋于下降，相反，对于二氧化碳，在整个大陆上都观测到了较低的值，但随着远离海岸线而增加。对于这两种温室气体，2017年的平均大气浓度相对于2016年也有所增加。01观测介绍观测地点（别雷岛）位于俄罗斯亚马尔半岛以北5至10公里的喀拉海，于2016年至2017年夏季进行，测量站点建设在西北海岸（73.32°N, 70.05°E）。大气二氧化碳和甲烷的浓度测量使用Picarro G2401温室气体分析仪，该系统能够在连续无人值守的条件下进行高精度监测。根据工厂报告来看，Picarro G2401对二氧化碳和甲烷的测量精度分别为50ppb和1ppb（1σ，5秒测量平均）。在不使用参考气体的1个月内，最大漂移量为二氧化碳不超过500ppb，甲烷不超过3ppb。基于其低漂移和低校准频率的需求，该系统非常适应远程连续测量。02后向轨迹使用HYSPLIT4软件计算了不同月份下测量的4天后向轨迹（图1）。可以看出，气流的模式在每年和每月都有显著的变化。在2016年7月和2017年8月，都观测到了西西伯利亚中纬度地区的气团入侵。除2017年7月外，在其它月份，来自北极地区的气团都到达了别雷岛。图1 别雷岛监测站4个不同月份下的4天后向轨迹03研究结果图2为2016年和2017年二氧化碳和甲烷浓度的平均有效场的模拟结果。二氧化碳浓度（图2A、B）和甲烷浓度（图2C、D）的空间分布的一般特征有根本上的区别。对于二氧化碳，在整个大陆上都观测到较低的值，并且它们随着远离海岸线而增加。相反，在大陆及其邻近地区的甲烷浓度要高于偏远海域。这种空间分布上的差异是可以被解释的，因为甲烷的来源主要是大陆，包括各种自然和人为排放。例如，湿地和淡水系统被证明对北极地区的大气甲烷有重大贡献。主要的人为来源则是化石燃料燃烧和石油天然气工业。与此同时，在测量期间，陆地植被明显处于活跃的物候状态，这提供了强大的二氧化碳汇，因此其在陆地上的大气浓度较低。图2 不同年度月份二氧化碳和甲烷浓度的平均有效场在模拟的不同区域，有许多高甲烷浓度的“点”是意料之外的，这种镶嵌分布的形成可能与长距离的气体传输和海面可能的排放有关。因为来自海洋的甲烷的一个强大来源是海底永久冻土层和大陆架水合物，它们在该地区的分布也不均匀。此外，2016年夏季在俄罗斯北极地区观测到的温度异常可能是2016年海面以上温室气体空间分布差异更大的原因。对2016年和2017年的平均有效场的比较表明，2017年的二氧化碳和甲烷浓度相对于2016年均有所增加。结论在这项研究中，我们证明了基于监测点现场测量和空气颗粒物轨迹来评估大气组分平均浓度场的可能性。模拟的甲烷和二氧化碳浓度场的情况如下。二氧化碳在整个大陆的浓度较低，随着远离海岸线而升高，甲烷浓度分布则相反。根据计算结果，得到了模拟区域内海面上甲烷浓度空间分布较高的镶嵌模式。2017年，两种温室气体（二氧化碳和甲烷）的大气浓度相对于2016年都有所增加。编辑人：陆文涛审核人：史恒霖

导读近日，厦门海关所属机场海关在入境旅客行李中查获12株多肉植物，为强致幻性仙人掌乌羽玉，这也是该海关首次查获该类植物。仙人掌乌羽玉的种子、花球可提取有强致幻性的麦司卡林，如误食会造成头晕腹痛，可令人长时间产生幻觉、精神错乱，严重的甚至威胁生命。此事件引发了社会上广泛关注和热议。图1. 乌羽玉仙人掌（图片来源于专家团队）司法鉴定科学研究院法医毒物化学研究室向平团队与岛津分析中心携手合作，应用成像质谱显微镜可视化麦司卡林在仙人掌中的空间分布，发现麦司卡林在天然植物中的分布，集中在植株的活性分生组织、表皮组织和突出部分。然而，人工掺入麦司卡林的翠冠玉仙人掌，在空间分布上则没有这种差异（据悉，国际贩毒团伙可能通过将普通仙人掌花浸泡麦司卡林晶体溶液后，逃避管制非法运输麦司卡林）。利用这种分布模式的差异可以区分天然合成麦司卡林的花以及人为添加麦司卡林的花。相关合作成果发表在国际知名学术期刊《Frontiers in Plant Science》上。图2. 文章期刊截图关于麦司卡林仙人掌科包括各种各样的多肉植物，这些植物原产于美洲大陆，但已被引入几乎所有其他大陆，主要用于观赏目的。几种仙人掌，包括圣佩德罗仙人掌（Trichocereus pachanoi）和乌羽玉仙人掌（Lophophora williamsii），含有一种叫做麦司卡林(β-3,4,5-三甲氧基苯乙胺)的致幻生物碱。然而，与这些植物同属的其他物种不含麦司卡林，例如翠冠玉仙人掌（Lophophora diffusa）。麦司卡林是一种5-羟色胺受体激动剂，对5-HT1A和5-HT2A/B/C 5-羟色胺受体具有亲和力，主要作用于5-HT2C受体。在植物生长过程中，麦司卡林被认为起到防止食草动物啃食的作用。对人体而言，麦司卡林中毒会产生类似精神病的症状，包括情绪和感官知觉的变化、思维和视觉障碍、触觉受损、联觉和各种幻觉等。与传统药物如冰 毒(约70%)相比，麦司卡林产品的剂量相对较小(百万分之一)。这使得麦司卡林更容易运输，而不会被传统的禁毒机构没收。麦司卡林在中国被列为受管制的I类精神药物，国际不法商贩可能通过将普通园艺仙人掌品种浸泡在溶解的麦司卡林溶液中，逃避管制，达到非法运输毒 品的目的。就禁毒工作而言，追查和打击麦司卡林的来源比查获的物品是否含有毒 品更重要。了解这些药物是自然产生的还是人为添加到植物中的，可以帮助确定调查的方向。分析利器&bull 质谱采集样品使用岛津成像质谱显微镜iMScope QT进行质谱采集，该仪器包括光学显微镜、大气压MALDI源的质谱成像前端和高分辨四极杆-飞行时间（Q-TOF）质谱仪。图3. 岛津新一代成像质谱显微镜iMScope QT&bull 数据分析质谱数据使用岛津IMAGEREVEAL MS软件进行分析，允许的质量误差范围设置为5 ppm，以排除与目标离子相邻的离子的干扰。IMAGEREVEAL MS专为成像设计，提供化合物成像分析、差异分析、定量分析等功能，满足质谱成像数据分析的需要。研究结果快览通过对L. williamsii（乌羽玉仙人掌）花的花瓣、萼片、雄蕊和雌蕊的MALDI-MSI分析发现，麦司卡林(m/z 234.10952，[M+Na]+)主要集中在花瓣的茎部(靠近花托)以及萼片的尖端区域(远离花托)(图5 F-H)。在雌蕊和雄蕊中，花柱中的麦司卡林含量高于柱头(图5 I-K)。图5. 乌羽玉仙人掌中麦司卡林的质谱成像图使用IMAGEREVEAL MS软件对L. williamsii花瓣中麦司卡林的含量进行感兴趣区域(ROI)半定量分析，每个ROI的值表示MALDI-MSI分析产生的麦司卡林在给定区域的平均质谱信号的相对强度(图6 A-B)。茎部区域的平均ROI为285.73，尖部平均ROI为19.81。用同样的方法获得人工喷洒麦司卡林标准品的L.diffusa（翠冠玉仙人掌）花瓣中的MALDI-MSI数据（图6 D-E），花瓣中麦司卡林分布相对均匀，ROI均值偏差为26.0，极差为67.40。未喷洒麦司卡林标准品的L.diffusa花瓣未检测到麦司卡林信号(图6C)。图6. 正离子模式下不同花瓣样品MALDI-MSI的光学成像、麦司卡林(m/z 234.10952，[M + Na]+)的MS成像以及ROI半定量分析选取维管束较为集中的地下茎，对地下茎的组织切片进行MALDI-MSI分析（图7）。维管束和非维管束区域各自共选择7个相同大小的ROI(每个ROI包含250像素)来计算质谱信号相对强度。维管束区域的平均相对强度值为1444.51±236.63，非维管束区域的平均强度值为632.21±68.18。维管束ROI区域的相对信号强度显著高于非维管束区域(独立样本T检验，P0.05)。图7. 乌羽玉仙人掌地下茎切片中麦司卡林的MALDI-MSI分析结语本研究应用岛津成像质谱显微镜iMScope QT分析了麦司卡林在天然植株L. williamsii中的空间分布，发现麦司卡林在维管束富集的区域含量较多，而在人工处理植株L. diffusa中的分布无明显差异。应用IMAGEREVEAL MS的ROI半定量分析功能，还可以对不同区域中的麦司卡林的相对强度进行定量分析。本文的研究结果表明可以通过化合物的空间分析来区分天然或人工模仿的植物产品，充分体现了基于成像质谱显微镜技术的质谱成像分析在植物研究中的潜力。撰稿人：顿俊玲本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

长江，全长6300余千米，中国第一大河，干流自西而东横贯中国中部，数百条支流辐辏南北，于崇明岛以东注入东海，流域面积180万平方千米，约占全国总面积的1/5，年入海水量9513亿立方米，占全国河流总入海水量的1/3以上。长江承载着丰富的生态系统和人类活动，对于全球气候变化的干预具有重要意义。在全球温室气体变化成为全球关注焦点的当下，长江作为世界上最大的亚热带河流，碳氮存储量备受科研研究所关注。今天的推荐的文章将带大家揭秘中国长江流域溶解温室气体（CO2、CH4和N2O）的空间分布和调控因素。河流，尤其是（亚）热带地区的大型河流，在全球温室气体预算中起着重要作用。在大尺度温室气体预算中忽略水生成分可能会高估陆地生态系统中碳和氮的储存量，但由于河流数据集的空间分布偏差，对潜在生态过程的理解不足，河流温室气体排放的估计存在很大的不确定性。长江是世界上最大的亚热带河流，近几十年来面临着密集的人类活动。三峡大坝（TGD）不同时空尺度的温室气体排放和河口河流碳输出受到广泛关注。然而，目前还缺乏关于长江流域温室气体浓度大尺度纵向模式和驱动因素的研究。长江从青藏高原流入大海，其水文形态和生物地球化学配置梯度较大，为理清大尺度格局的调控机制提供了理想系统。为生成溶解温室气体浓度的空间数据集，了解和预测温室气体的空间趋势，以及深入了解不同温室气体来源在大型河流尺度上的作用。研究人员于2020年10月17日至11月4日期间在长江干流和支流进行了采样活动，收集了温室气体浓度（CO2、CH4和N2O，Picarro G2508气体浓度分析仪）和水化学参数（原位水温、电导率、pH值、溶解氧、NO3–、NH4+、溶解总磷 (DTP) 浓度）的测量结果，并将结果与上、中、下游的水文形态特征相结合。【结果】（a-c）长江干流和支流中CO2、CH4和N2O摩尔浓度箱线图，分别按上、中和下游分类。（d-f）分别为长江干流中观测到的CO2、CH4和N2O浓度图。采样点组显示了预测长江干流温室气体浓度的参数之间的关系。（I）影响温室气体浓度的预测因子的回归树。（Ⅱ）各终端节点内采样点的空间表征，表明长江沿岸温室气体浓度相似的采样点具有相同的预测因子。CO2、CH4和N2O的交叉验证均方根误差分别为13.5、0.13、0.20，R2分别为0.49、0.31和0.68。【结论】研究首次系统地估计了长江沿岸温室气体（GHG）的纵向变化以及土地覆盖和水生物地球化学对三种温室气体的影响。结果发现长江中游地区CO2和N2O浓度较高，存在显著的空间集聚现象。非线性回归结果表明，湿地覆盖度高、溶解氧低时，河流温室气体排放量高。湿地和氧气，而不是三峡大坝和支流，分别是CO2和CH4浓度空间变化的主要相关因素。令人惊讶的是，CO2可以很好地预测N2O，这意味着它们有共同的驱动因素或来源。作者建议在估算长江流域温室气体排放时考虑湿地对温室气体预算的贡献及其对环境变化的敏感性。根据研究，未来对大型河流温室气体排放的控制可能很大程度上取决于如何通过减少养分负荷来调节外部输入和内部代谢。

一、荧光分布成像系统（EEM View）简介 作为荧光分光光度计的配件系统，这是全球首创将相机与荧光分光光度计的完美结合，融合了智能算法的先进技术。能够同时获取样品图像和光谱信息。 新型荧光分布成像系统可安装到日立F-7000/71000荧光分光光度计的样品仓内。入射光经过积分球漫反射后均匀照射到样品，利用荧光光度计标配的荧光检测器可以获得样品荧光光谱，积分球下方的CMOS相机可获得样品图像，并利用独特的AI光谱图像处理算法，可以同时得到反射和荧光成分图像。 二、 荧光分布成像系统特点： 1. 可以全面测定样品的光谱数据（反射光、荧光特性）在不同光源条件下（白光和单色光）拍摄样品图像，（区域：Φ20mm、空间分辨率：0.1 mm左右、波长范围：360-700nm），同时利用先进的光谱算法，分别显示荧光图像和反射图像, 根据图像可获得不同区域的光谱信息（荧光光谱、反射光谱）荧光分布成像系统软件分析（EEM View Analysis）界面(样品：LED电路板)2. 样品安装简单，适用于各种样品测试样品只需摆放到积分球上，安装十分简单！丰富的样品支架支持精确测量的校正工具荧光分布成像系统是一种全新的技术，将它配置到荧光分光光度计中，改变了常规荧光光度计只能获得样品表面区域平均化信息的现状，可以查看样品图像任意区域的光谱信息，十分适合涂料、材料、油墨、LED、化工等领域。创新点：创新点主要有两个方面：硬件方面：全球首创将将荧光分光度计与CMOS相机结合在一起，能够同时观察样品光谱和图像的技术。软件方面：运用了智能光谱算法，可以获取样品任意区域的光谱信息。常规的荧光分光光度计测得的是样品表面信息平均化的信号，得到的是一条荧光光谱，这个新的系统能够对样品表面进行分区，从而获得不同区域的光谱信号，使得光谱信息细致化了。荧光分布成像系统

1. 荧光分布成像系统（EEM View）简介作为荧光分光光度计的配件系统，这是全球首创将相机与荧光分光光度计的完美结合，融合了智能算法的先进技术。能够同时获取样品图像和光谱信息。 新型荧光分布成像系统可安装到F-7100荧光分光光度计的样品仓内。入射 光经过积分球的漫反射后均匀照射到样品，利用F-7100标配的荧光检测器可以获得样品荧光光谱，结合积分球下方的CMOS相机可获得样品图像，并利用独特的AI光谱图像处理算法，可以同时得到反射和荧光图像。 2. 荧光分布成像系统特点：? 测定样品的光谱数据（反射光、荧光特性）? 在不同光源条件下（白光和单色光）拍摄图像 （区域：Φ20mm、空间分辨率：0.1 mm左右、波长范围：360-700nm）? 利用自主研发的分析系统1)，分开显示荧光图像和反射图像? 根据图像可获得不同区域的光谱信息（荧光光谱、反射光谱）1） 国立信息学研究所 佐藤IMARI 教授?郑银强副教授共同研究成果荧光分布成像系统软件分析（EEM View Analysis）界面(样品：LED电路板)样品安装简单，适用于各种样品测试样品只需摆放到积分球上，安装十分简单！丰富的样品支架支持精确测量的校正工具总结以上为荧光分布成像系统的特点和功能结束，这是一种全新的技术，将它配置到荧光分光光度计中，改变了常规荧光光度计只能获得样品表面区域平均化信息的现状，可以查看样品图像任意区域的光谱信息，十分适合涂料、材料、油墨、LED、化工等领域。创新点：创新点主要有两个方面：硬件方面：全球首创将将荧光分光度计与CMOS相机结合在一起，能够同时观察样品光谱和图像的技术。软件方面：运用了智能光谱算法，可以获取样品任意区域的光谱信息。常规的荧光分光光度计测得的是样品表面信息平均化的信号，得到的是一条荧光光谱，这个新的系统能够对样品表面进行分区，从而获得不同区域的光谱信号，使得光谱信息细致化了。荧光分布成像系统

北科院资源环境研究所副研究员乔鹏炜等针对不同省区重金属来源、扩散途径和土壤理化性质等开展调查分析，评估了它们对相应省区重金属空间分布的影响及规律，得出一系列结论，相关研究成果以《中国土壤重金属空间分布来源、扩散途径和受体属性的定量分析及其嵌套结构分析》为题，发表在中科院一区期刊Science of the Total Environment。 研究结论表明，采矿和选矿业是湖南、云南和辽宁土壤重金属的主要来源，这些地区有许多矿山，采矿活动频繁；工业生产和汽车尾气排放等是上海和浙江等经济发达的地区土壤重金属的主要来源；农药、化肥等归一化植被指数（NDVI）是农业相对发达的广东和安徽地区土壤重金属的主要来源。这些结果为确定国家范围内土壤污染修复和预防的修复和预防目标提供了依据。 乔鹏炜等以我国六种土壤重金属（As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn）为研究对象，识别了不同重金属的污染源，定量分析了扩散途径及受体性质对六种重金属空间分布的影响程度，确定各省重金属污染的来源、扩散途径和受体属性，并探讨了重金属的多尺度空间分布结构。 研究发现，土壤类型、采矿和选矿业、GDP（汽车尾气排放和工业生产）和归一化植被指数（NDVI）是六种重金属污染的主要来源，分别占Cr、Cd、Zn和As污染的92.93%、97.81%、99.30%和96.24%。其中，As的空间分布主要受扩散途径的影响，尤其是坡度的影响；Cd主要受受体性质和扩散途径的影响，尤其是土壤含水率的影响；Cr和Pb主要受受体性质的影响，尤其是土壤含水率及土壤有机碳的影响；Cu和Zn主要受土壤质地的影响。这些因素共同作用，导致我国的东—西和南—北方向均有两种嵌套尺度的空间分布结构。其中，较大尺度的空间结构对重金属的空间分布有更显著的影响，尤其是在东—西方向。 研究指出，要准确防治土壤重金属污染，不仅需要确定重金属的来源，还需要准确评估扩散途径和土壤理化性质对土壤中重金属空间分布的影响。因此，调查及监测全国范围内土壤重金属污染水平，并分析其分布结构及污染来源，对于全国土壤污染防治具有重要意义。 该项研究得到北京市自然科学基金面上项目资助。 相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.130961

p style="text-align: justify text-indent: 2em " 由中兴通讯股份有限公司牵头的国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”重点专项“分布式光纤应变监测仪”项目经过近两年的努力，突破了高空间分辨率技术、超长距离测量技术和高精度布里渊信号处理等关键技术，开发出分布式光纤应变监测仪样机。近日，项目顺利通过了科技部高技术中心组织的中期检查。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "分布式光纤传感以光纤作为传感器，其测量参数包括应变和温度等，可以实现空间上的连续测量，监测点位可达百万个，测量距离可达百公里，具有传统点式传感器不可比拟的优势，是大尺度基础设施结构健康监测和大范围地质灾害监测最有效的技术手段。目前国内高性能分布式光纤传感监测仪主要依赖国外进口，国内还不能实现厘米级超高空间分辨率和百公里超长距离产品供货。该项目通过采用差分脉冲对技术和双频激光扫描技术，所开发的可工程化应用的分布式光纤应变监测仪，具有厘米级空间分辨率和百公里测量距离，已成功应用于油气管道、高速铁路、高压输电线、大型桥梁和山体滑坡监测等领域，中国公路学会组织的科技成果鉴定认为该项目整体技术达到了国际领先水平。开展分布式光纤应变监测仪的自主化研究，对于提高我国大型基础设施、大型结构装备和地质灾害的安全监测能力，提升公共安全水平，以及减小经济损失和社会影响具有重要意义。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "该项目下一步将加强仪器小型化设计，提高产品的工程使用灵活性；进一步加快工程应用示范及产业化推广等工作。 /p

到底是一楼灰霾重还是30楼重?很多专家认为楼层越高，空气会越清洁，但是在相同水平层面分布是比较均匀的。不过，上海交通大学彭仲仁教授的团队利用无人机监测后发现，在逆温条件下PM2.5楼层分布规律和之前专家的预测并不完全一致。他们将飞机从地面一直往上飞，发现从300多米往上一直到500米，PM2.5的浓度反而越来越高，再继续往上污染浓度又急剧下降。　　学生自制PM2.5监测大杀器　　目前人们研究PM2.5以及空气中其他污染物在垂直空间的分布情况，主要是依赖在高层建筑物上建设监测站点，条件非常受限，所得到的数据非常少。上海交通大学智能交通与无人机应用研究中心主任彭仲仁教授发明了一个“大杀器”。他直接在不同高度测数据，PM2.5在不同地方、不同高度的分布情况一目了然。　　彭仲仁的学生根据需要，组装了一部无人机。考虑到飞机要比较长时间在空中飞行监测，他们选择了可以在空中飞好几个小时、烧汽油的固定翼飞机。因为烧汽油会产生废气，他们将排气管放在飞机尾部，飞机头的位置要搭载监测仪器的平台，这样废气和仪器的距离就比较远了。彭仲仁说，只要不是顺风飞，尾气就不会影响到监测结果，如果是在逆风方向飞行，数据就更可靠了。　　此外，监测仪器那么大，无人机怎么能拖得动?仪器在飞机上怎么控制?这个问题比较棘手。不过美国的空气监测设备厂家解决了这个问题，专门为他们的飞机量身定做了一批监测仪器。彭仲仁说，经过比对，这些小型设备和大型设备监测出来的数据基本差不多，于是监测PM 2.5的“大杀器”就完成了。　　实测数据显示锻炼还是早上好　　到了开始使用大杀器的时候。他们首先确定飞行的区域为一个四公里乘以四公里的正方形范围内，飞行时间分别分布在上午和下午的四个不同时段。飞机起飞之后，让飞机每上升100米就围绕这个正方形盘旋一周然后继续爬升，通过控制装载在飞机上的仪器记录下不同时间，不同位置的PM 2.5浓度。　　监测数据显示，PM 2.5的浓度在清晨6：00-7：30左右最低。随着太阳的逐渐升起，辐射量增加、空气温度升高，人们开始外出活动，污染物排放开始积累，PM 2.5的浓度也随之升高。所以，锻炼什么时候好?从空气污染的角度来看早晨更合适。在水平方向，此前有专家认为，非常细小的PM 2.5在空中的分布是比较均匀的。但彭仲仁团队监测到的实测数据显示，相比PM 10的空间分布确实要均匀很多，但PM 2.5同一水平位置的分布没有此前推测的那么均匀。彭仲仁说，这表明即使在小范围内，PM 2.5浓度仍因风向、地面排放、外部传输等原因呈现不均匀分布。　　而且有一次实测数据发现，PM 2.5也并不完全遵循高度越高PM 2.5浓度越低的规律。有一次他们将飞机从地面一直往上飞，发现从300多米往上一直到500米，PM 2.5的浓度反而越来越高，再继续往上污染浓度又急剧下降。查看温度才发现，气温也是随着地面升高而升高的，而不是每上升100米下降0 .6℃，因此判断300米到500米的这一高度区间恰好有一个逆温层，导致污染物难以扩散。　　链接　　广州借助“小蛮腰”研究PM2.5垂直分布规律　　此前一篇网络帖子中，自称“退役”售楼部小姐称，千万别买9楼到11楼的房子。因为这三层楼的高度是PM 2.5的最爱，是空气最脏的位置。这篇文章的论断很快就被专家和监测人员用理论和数据证明不靠谱。　　在PM2.5的垂直分布规律上，研究的城市并不多。广州借助“小蛮腰”，较早研究了广州PM2.5的垂直分布规律。根据广州市环境监测站的研究，在几十米以下的高度，PM2.5的浓度其实差别不大，越往高处PM2.5浓度越低，空气也就越清洁。但这只是小蛮腰所在位置的监测数据，其它地方是这样吗?中山大学的范绍佳教授曾表示，具体到某栋楼某个楼层，差别是非常大的。因为局部地区的扩散条件、小气候都不一样，一栋楼前面有一口池塘和没有一口池塘情况可能都不一样，根本没办法比较。

p■ 系统概述/pp 近年来，对于环境质量检测的联网综合监测系统的需求越来越迫切，这一类联网综合测量系统的特点是利用分布在区域内相关的多个单点测量设备的数据，再结合相关气象及环境信息数据，使用一定的算法分析模型计算出区域内各空间位置的环境数据从而对区域内总体的环境质量情况有一个明确的掌握和了解，进而还可以预算出未来一段时间内的区域环境质量情况变化做到对环境质量的提前预警预报。激光雷达设备由于其能向一定程度的高空探测环境数据，所以如果使用相关算法分析模型利用激光雷达测量的高度空间的环境测量数据作为基础数据来进行计算繁衍，就可以在很大程度上进行区域内空间立体环境质量数据的监测和预测，对于整个区域的立体空间环境监测和预报有着很大的现实意义，比如一个城市区域或一个工业园区空间立体监测等。/ppimg title="640.webp.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201601/uepic/53deeae0-078b-4d52-a0a2-cc8b1303ed58.jpg"//pp■ 系统功能说明/pp(1) 雷达组网解决的问题/pp※ 空间立体评价区域环境空气质量：区域污染的时空立体演变情况、区域污染的生消过程、典型区域污染过程的解析、区域污染的主要来源等；/pp※ 区域污染贡献率问题：区域污染输送通量计算，本地污染及外来污染所占的贡献率；/pp※ 区域环境空气质量预警预测：通过相应的计算模型结合环境气象信息来预测未来一段时间内空间立体区域的环境空气质量变化；/pp（2）雷达组网系统主要有四个部分的功能/pp※ 区域内联网的雷达设备信息及状态监视/pp※ 区域内联网的各雷达单点设备数据收集与显示/pp※ 区域立体空间雷达数据的由点到面的同化繁衍计算/pp※ 区域立体空间雷达数据的未来发展预测数据的计算/pp /pp(3) 雷达组网系统中实时雷达测量数据主要有以下类型/pp※ 355消光系数/pp※ 532消光系数/pp※ 退偏振度/pp※ 波长指数/pp※ 颗粒物浓度空间分布/pp※ 边界层/pp※ 能见度/pp※ 光学厚度/pp※ 污染物分布/pp※ 污染物输送通量/pp(4) 雷达组网系统会使用相关计算模型结合相关环境和气象数据来进行区域空间立体雷达检测数据的同化繁衍计算，可以在系统中进行立体空间雷达数据的展示/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="6401.webp.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201601/uepic/f30a694d-a87f-4f6b-b39e-6c3efec20b9b.jpg"//pp※ 各高度水平层面的雷达数据繁衍计算/pp※ 各垂直剖面的的雷达数据数据繁衍计算/pp(5) 雷达组网系统会使用相关计算模型结合相关环境和气象数据来进行区域空间立体雷达检测数据的未来一段时间的预测计算，可以对未来的空气质量的变化趋势进行提前预警预测/ppbr//pp 安徽蓝盾LGJ-01激光雷达系统以激光为光源，运用空间遥感技术原理，利用其发射的激光与大气的相互作用，产生包含气体分子和气溶胶粒子有关信息的辐射信号，再结合相关反演算法就可以从中得到关于气体分子和气溶胶粒子的信息。/pp 本激光雷达同时发射出355nm和532nm激光，利用接收望远镜收集气溶胶、沙尘暴粒子等对激光的后向散射信号，通过接收355nm信号以及532nm的2路消偏信号，分析其回波强度和消偏振特性，可解析出大气中粒子的属性，识别沙尘暴粒子（非球形）及气溶胶粒子的垂直廓线信息。/pp 该款雷达可置于室内、室外环境（配置箱体）。/pp 适用于：环境监测、气象探测、相关研究单位。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img style="WIDTH: 1px HEIGHT: 1px" title="6402.webp.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201601/uepic/04c46d7b-7571-4eba-acc3-91b50e2c18ac.jpg"/img style="WIDTH: 357px HEIGHT: 327px" title="6402.webp.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201601/uepic/22393891-a47c-4092-b5ef-91ac27bb9f77.jpg"//ppbr//pp关注微信公众号“蓝盾环保”请扫描以下二维码，为您提供及时的环保行业动态信息和解决方案！/pp style="TEXT-ALIGN: center"img style="WIDTH: 307px HEIGHT: 244px" title="6403.webp.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201601/uepic/3f91991c-3402-4a9a-92a0-fdc9f5958ad4.jpg"//p

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 iTRIO/i对氯喹给药后大鼠视网膜进行检测的示例。/pp 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"//pp style="text-align: center "图1 氯喹的结构式/pp 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/pp 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 iTRIO/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iMScopei 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。/pp 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"//pp 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"//pp style="text-align: center "图2 组织切片上的MS/MS质谱图/pp 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"//pp style="text-align: center "图3 光学图像和MS/MS质谱图像/pp 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/pp 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/MSspan 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 /spani style="text-indent: 2em "TRIO /ispan 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/pp 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 iTRIO/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。/pp 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"//pp style="text-indent: 2em "strongspan style="text-align: justify text-indent: 2em "基质涂敷方式的比较/span/strong/pp 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。/pp 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"//pp style="text-align: center "图6 基质升华方式示意图/pp 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/pp 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 iTRIO/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。/pp 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"//pp 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/pp style="text-align: center"img style="" src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/b8099d01-93e1-49aa-9926-907aeab7a6d9.jpg" title="8.png"//pp style="text-align: center "图5 升华法获得的氯喹分布质谱图像/pp style="text-align: center"img style="" src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/c8b163cf-961b-4c26-8d20-902c68beed0f.jpg" title="9.png"//pp style="text-align: center "图7 喷雾法获得的氯喹分布质谱图像/pp style="text-align: center"img style="" src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/d51c038b-8e0c-4efa-8ecf-87c964a43b83.jpg" title="10.png"//pp 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/ppbr//p

“十四五”时期，科学仪器产业迎来发展高峰，各地抢抓机遇，大干快上，积极建设各类精密仪器产业园。仅2023年，仪器信息网就已跟进江苏省首批仪器仪表产业园、天津高端精密仪器产业园、上海张江高端装备精密仪器产业园等产业园的落成信息。叠加早前已发展的丹东仪器仪表产业园区、北京怀柔科学城、青岛科学仪器产业园、无锡量子感知产业园等，我国科学仪器产业集群建设已初具规模。　　为此，仪器信息网特别绘制全国科学仪器产业园区分布图，为行业发展添一笔注脚。(注：本文仅统计省市级以上的产业园区，不含企业自建产业园，如有遗漏欢迎补充。) 详细视频：“十四五”全国科学仪器产园区分布情况　　跟随仪器信息网来看各省市对于科学仪器产业园区的规划：产业集群　　河南省　　2023年，河南省人民政府发布《关于进一步做好计量工作的实施意见》，明确：加强新型传感器与高端仪器仪表核心材料、核心器件、核心算法和核心溯源技术研究，推动关键计量测试设备国产化，促进量子芯片、物联网、区块链、人工智能等新技术在计量仪器设备中应用。实施仪器设备质量提升工程，建设重点实验室，强化计量在仪器仪表研发、设计、试验、生产和使用中的基础保障作用。建立仪器仪表计量测试评价制度，推动计量器具制造企业转型升级。支持郑州、开封、许昌等地建设仪器仪表产业集群，培育具有核心技术和核心竞争力的仪器仪表品牌。　　深圳市　　深圳市明确到2025年，精密仪器设备产业增加值达到200亿元。在南山区布局研发设计环节，在光明区、宝安区、龙华区布局研发设计和生产制造环节。以光明科学城为核心，重点发展科学测试分析仪器，打造精密仪器设备产业基础和应用基础研究中心。发挥南山区大型科学仪器共享平台和创新型企业集聚优势，重点打造精密仪器设备研发创新集聚区。依托宝安区高端装备产业基础，重点发展工业自动化测控仪器与系统、信息计测与电测仪器等，打造覆盖精密仪器设备研发设计、生产制造、应用示范的全链条集聚区。发挥龙华区空间优势，培育未来精密仪器设备产业重要承载区。　　北京市　　怀柔区按照“整合统筹、功能优化、突出特色”的思路，以科学城为核心向外辐射，构建了“一核三区多点”的高端仪器装备和传感器产业空间格局。“一核”引领，即国家高端科学仪器装备产业基地，位于怀柔科学城中心区。　　为支持怀柔区发展高端科学仪器和传感器产业，北京市将高端仪器装备和传感器产业列为全市十大高精尖产业体系的29个细分领域之一，出台《关于支持发展高端仪器装备和传感器产业的若干政策措施》及实施细则。2020年至2022年，市区两级在重点专项、空间建设等方面累计投资超100亿元。怀柔区目前已落地仪器和传感器相关企业286家。　　广东省　　《广东省制造业高质量发展“十四五”规划》指出，精密仪器产业集群纳入广东省“十四五”十大战略性支柱产业布局之一。以广州、深圳为核心，支持东莞、佛山、江门、肇庆、珠海、中山、汕头等市发挥生产制造优势，建设精密仪器设备生产基地，支持其他市做好产业配套发展。支持广州加快建设粤港澳大湾区高端科学仪器创新中心，以质谱仪器开发为主线，重点攻克激光器、离子源、真空系统、数据采集等关键核心技术。在广州、深圳、佛山、东莞、珠海等市布局建设精密仪器设备科技产业园区，支持中山西湾国家重大仪器科学园、东莞松山湖科技产业园区、广州生命科学大型仪器区域中心等各类专业园区(中心)建设。产业园　　江苏无锡，江苏省传感器仪器仪表产业园　　该产业园依托中国物联网国际创新园创建，为江苏省首家传感器领域省级仪器仪表产业园。进一步强链补链和提升产业集聚度，加快推进传感器新技术自主创新和国产化替代，加快培育具有自主知识产权和国际竞争力的传感器企业，助力提升江苏传感器产业核心竞争力　　江苏淮安，金湖仪器仪表产业园　　从石油装备配套仪表拓展到温度、压力、流量、液位、显示控制等五大类168种，并逐步向成套智能化系统拓展。　　山东，青岛市精密仪器仪表产业园　　规划在青岛高新区建设青岛市精密仪器仪表产业园，支持全市仪器仪表领域，特别是工业测控系统与装置、实验分析仪器、传感器及核心元器件三大重点领域上下游产业链项目向园区集聚，将更多的项目、技术、资金和人才等资源要素优先导入园区。连续三年由市财政每年出资1亿元用于园区建设。　　上海，张江高端装备精密仪器产业园　　该产业园位于浦东南北科创走廊中段，张江科学城中部核心位置，一期现有空间总建筑面积约21.3万平方米，二期规划面积1平方公里，在产业发展上将强化产业链、供应链自主可控，促进高端装备精密仪器产业集群式发展，助力构建高质量、现代化产业链体系。　　湖南长沙，湖南省检验检测特色产业园科学仪器产业基地　　湖南省检验检测特色产业园，集聚SGS、中大检测等检验检测头部企业近200家，先后获批国家检验检测认证公共服务平台示范区以及国家检验检测高技术服务业集聚区等国家级平台。　　天津市津南区，天津高端精密仪器产业园　　该项目投资总额5亿元人民币，整体占地面积144亩，主要引进精密仪器、智能装备制造、医疗器械、新材料、物联网、传感器等行业。该项目主动融入大学科技园建设，以海河教育园两所双一流大学，及十余所高职院校优势学科、科研实力、创新能力和人才团队为依托，以成熟技术的产业化发展为目标，重点引进与培育高端精密仪器领军企业，打造高端精密仪器装备全产业链专业化园区。　　广东省中山市，西湾国家重大仪器科学园　　将以“建成全球仪器科技创新高地”为目标，打造全国首个国家级高端仪器专业园区，建设国家级仪器产业专项孵化器及高端仪器科研成果产业化示范基地，并力争成为粤港澳大湾区产业园运营管理标杆园区。用10年时间使西湾国家重大仪器科学园在仪器研发能力、技术水平、仪器行业产值、高端人才集聚、科研成果转化达到国内及至国际领先地位。　　江苏，无锡量子感知产业园　　2020年2月28日，江苏省省级重大项目“无锡量子感知产业园”开工奠基，总投资约21亿元。未来将依托无锡量子感知研究所，以量子精密测量技术为核心，致力于打造“园中设计、园内制造”的科学仪器装备产业新模式，构建中国高端科学仪器装备全产业链园区。　　广东省广州市，粤港澳科学仪器创新中心　　2019年5月，广东省粤港澳大湾区高端科学仪器产业促进会筹备工作宣告正式启动，并将成立粤港澳大湾区高端科学仪器创新中心。中心拟采用“政产学研用金”发展道路，新建6个创新平台：产业研究院、技术研究院、企业孵化器、人才培养基地、应用示范中心、科普教育平台，将汇聚港澳及国内优势资源，实现高端科学仪器产业集聚。　　上海市松江区，上海分析技术产业研究院　　依托于启迪漕河经科技园、松江区政府创建，致力于科技成果转化与行业创新发展的综合性专业性科技创新机构。研究院位于G60科创走廊的松江新城总部研发功能区，建设科学仪器设备产业化基地和科技成果与转化中心，推动分析技术的创新应用，打造世界一流的分析技术产业集群。　　辽宁(丹东)仪器仪表产业基地　　2009年建立，省级重点产业基地，总规划面积8平方公里。现已建成40栋50万平方米标准厂房、4万平方米的研发检测中心、2万平方米的综合服务中心和10万平方米的辽宁仪器仪表学院。目前，产业基地已初步形成以自动化控制系统及设备为主，以专用仪器仪表和电子电工监测为辅，医疗与科学检测仪器、传感器及仪器仪表元器件等多种门类共同发展的独具特色的产业体系。

p　　近日，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室金春水研究团队在极紫外多层膜膜厚分布超高精度控制研究方面取得新进展：通过采用遗传算法，实现了Φ200mm曲面基底上极紫外多层膜膜厚分布控制精度优于± 0.1%，镀膜引起的不可补偿面形误差小于0.1nmRMS，相关指标达到国际先进水平。相关结果在线发表于近期的Optics Letters(dx.doi.org/10.1364/OL.40.003958)上。/pp　　极紫外多层膜反射镜是极紫外光刻系统的核心光学元件。极紫外光刻系统需要高性能的极紫外多层膜，包括高反射率、低应力、高稳定性和高均匀性。对于极紫外光刻系统中的投影物镜，必须对镀制在其上的极紫外多层膜进行超高精度的膜厚分布控制，以便实现波长匹配和减小镀膜引起的面形误差。/pp　　该研究团队采用遗传算法，完成了磁控溅射源特性参数的反演和用于控制膜厚分布的公转调速曲线的反演，避免了直接测量磁控溅射速率空间分布的繁琐过程，减少了极紫外多层膜膜厚控制工艺的迭代次数，大大降低了获得超高膜厚分布精度极紫外多层膜反射镜的工艺成本。/pp　　该工作得到了“国家科技重大专项-02专项”项目经费的支持。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201512/insimg/23f88bde-dfca-408c-bbba-0cd143198760.jpg" title="W020151215486777681302.png" width="600" height="225" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 600px height: 225px "//pp style="text-align: center "长春光机所极紫外多层膜膜厚分布超高精度控制研究获进展/ppbr//p

导 读药物片剂中成分的分布和内部空隙的状态会影响其溶解的速度，并导致其疗效的差异。在含有不同成分的多层药物的片剂中，药物层厚度的不均匀性可阻止各层获得足够的疗效。因此，片层厚度和压片角度是重要的质量控制标准。 实验方法使用XRAY透视和CT 扫描，对其内部进行扫描和分析。除了不需要任何特殊的预处理，X射线CT检查系统允许在不损坏样品的情况下获得内部信息。因此，它们可用于三维观察和分析药物层的分布状态或厚度。 实验方法使用XRAY透视和CT 扫描，对其内部进行扫描和分析。除了不需要任何特殊的预处理，X射线CT检查系统允许在不损坏样品的情况下获得内部信息。因此，它们可用于三维观察和分析药物层的分布状态或厚度。 具体案例数据本例描述了使用inspeXio SMX-90CT Plus台式微焦点X射线CT系统（图1）分析两种药片。图1 inspeXioSMX-90CT Plus台式微焦点X射线CT图2 样品照片：左边片剂A,右边片剂B 在本例中，观察到两种具有不同结构的片剂（片剂A和B）（图2）。片剂的透视图像如图3所示。片剂A （左） 片剂B（右）图3 片剂透视图图4片剂A的CT效果图（左）图5片剂B的CT效果图（右）图6高密度药物分离的片剂A 分析片剂图像的一个例子除了观察片剂内部外，CT X射线图像还可用于执行各种图像分析。在本例中，利用CT数据结合三维图像处理软件，分析药物的分布状态，分析药物的层厚。 图6所示为片剂A与高密度药物分离的区域。这些区域使用VGStudio MAX 3D图像处理软件（来自Volume Graphics GmbH）以及缺陷和夹杂物分析模块隔离。这种图像处理软件可以对分离的体积进行颜色编码，从而可以确定药物在三维空间的分布和每个体积的大小。 图7测量B片包衣厚度示例 图7示出了分析片剂B中的层厚度的示例。该分析是使用VGStudio MAX 3D图像处理软件与厚度分析模块一起执行的。厚度用从红色到蓝色的颜色进行颜色编码，其中最薄的区域用红色表示，最厚的位置用蓝色表示。这样可以直观地理解厚度变化的分布。 结论应用inspeXio公司的SMX-90CT-Plus结合三维图像处理软件，可以对片剂内部进行观察和特征分析。利用该系统对药物的分布和厚度进行定量和非破坏性分析，并对其他性质进行评价，对药物的开发尤其有用。inspeXio SMX-90CT Plus由于其紧凑的工作台设计和简单的操作，是一个非常有用的工具，可以快速、方便地获得关于药片内部的信息。 撰稿人：宁棉波

法国LOV（Laboratoire d'Océanographie de Villefranche-sur-Mer；索邦大学和法国国家科学研究中心的联合研究单位）实验室的科学家Laetitia等人利用UVP的水下原位观测结果，结合机器学习模型，预测了19个浮游动物类群（ESD范围为1-50mm）的全球生物量分布，并探讨了其与环境因素的关系。研究背景浮游动物存在于全球所有海洋中，它们在海洋食物网和生物地球化学循环中发挥着重要的作用，是生物碳泵的主要驱动力，并为维持鱼类群落的稳定作出了巨大贡献。但浮游动物对环境条件很敏感，因此被认为是海洋变化的哨兵。它们的分布受到海洋中物理、化学、以及生物因素的相互作用及调控。为了更好地理解浮游动物的重要性，需要对浮游动物的生物量和功能群进行全球定量评估。目前只有少数浮游动物群体的全球分布得到了很好的研究，这些群体通常使用浮游生物网采样。但还有很多浮游动物类群非常脆弱，非常容易受到浮游生物网的破坏，或者易在固定液中保存不良，导致它们的生物量和在海洋生态系统中的生态作用被低估。在这种情况下，使用非侵入式的原位成像方法对浮游动物进行研究，显得尤为必要。在众多水下原位成像系统中，只有水下颗粒物和浮游动物原位成像系统（UVP）在全球范围内被广泛应用。研究过程Laetitia等人通过对全球范围内2008年-2019年之间获得的超过3549个UVP剖面（0-500米，图1）上的466872个个体进行了分类，估计了它们的个体生物量，并使用分类特定的转换因子将其转换为生物量。然后将这些生物量与环境变量（温度、盐度、氧气等）的气候学联系起来，使用增强回归树等机器学习算法，建立了生物量与环境因素之间的关系模型，以此预测全球浮游动物的生物量。图1 本研究使用的UVP数据集地图。透明度用来说明地图上点的密度。水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统UVP（图2）主要用于同时研究水下的大型颗粒物（80μm）和浮游动物（700μm），并在已知水体体积下对水中颗粒物和浮游动物进行量化。UVP使用传统的照明设备和经电脑处理的光学技术，来获得浮游动物原位数字图像，图像后续可以通过EcoTaxa浮游动物数据库共享平台（图3）来进行浮游动物种类鉴定及分类。图2 水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统UVP。左图为本实验中使用的UVP5（目前已停产）；右图为升级版本UVP6-HF，与UVP5功能相同，且重量更轻图3 EcoTaxa浮游动物数据库共享平台对浮游动物进行种类鉴定及分类研究结果结果表明，浮游动物对环境很敏感，并会对环境的变化作出反应。全球浮游动物的生物量呈现出一定的空间分布模式，生物量最高的区域位于大约60°N和55°S附近（图4），而在海洋环流附近最低。此外，预计赤道的浮游动物生物量也会增加。保守预估，全球综合浮游动物生物量最小值（0-500 m）为0.403 PgC。在不同的浮游动物群体中，桡足类为最主要的群体（35.7%，主要分布在极地地区），其次为真软甲类（26.6%）和有孔虫类（16.4%，主要分布在热带辐合带）。图4 利用分类群预测的0 ~ 500m全球生物量分布图图5 在世界范围、高纬度和低纬度模式下，0-200 m（A）和200-500 m（B）深度下预测平均生物量（PgC）的条形图，从高到低排列。研究结论尽管研究取得了一些重要发现，但也存在一些限制和挑战。机器学习模型对浮游动物数据库的大小比较敏感，并且对于稀有类群的预测能力较弱。因此，在未来的研究中，需要进一步改进模型以提高对这些类群的预测能力。总而言之，本研究提供了有关全球浮游动物生物量分布的重要预测结果，并揭示了其与环境因素之间的关系。这对于深入了解浮游动物在海洋食物网和生物地球化学循环中的作用具有重要意义。随着UVP等数字成像方法的不断发展和应用，科学家们将能够更准确地估计全球浮游动物的生物量分布，并为保护海洋生态系统提供更有效的决策依据。参考文献1. Drago L, Panaï otis T, Irisson J O, et al. Global distribution of zooplankton biomass estimated by in situ imaging and machine learning[J]. Frontiers in Marine Science, 2022, 9.

胞内细胞器实时发生快速的结构和分布变化，这些改变受到细胞内部环境的调控，反过来作为调控手段去影响细胞内环境，进而执行复杂的细胞功能。细胞器分布的调节对细胞健康至关重要。细胞器通过motor和adaptor蛋白沿着微管双向移动，进而建立和维持其适当的分布和功能【1】。微管通过可逆的翻译后修饰（包括乙酰化、去酪氨酸化和谷氨酰化）获得调节特异性，这些修饰共同构成了微管蛋白密码（tubulin code）的关键元素【2】。研究表明，tubulin code参与微管cargo选择以及细胞器定向运动【2】，但细胞如何破译这些tubulin code以选择性地调节细胞器定位尚不清楚。内质网（Endoplasmic reticulum, ER）是一个由不同形态组成的相互连接的网络，在整个细胞质中混杂延伸，与其他细胞器形成丰富的接触。内质网形态失调与神经系统疾病和癌症密切相关。2021年12月15日，来自美国国立卫生研究院的Craig Blackstone团队在Nature杂志上在线发表了题为ER proteins decipher the tubulin code to regulate organelle distribution的研究论文，阐释了内质网蛋白调控细胞器分布的具体机制。研究人员证明了三种膜结合的内质网蛋白优先与不同的微管群体相互作用：CLIMP63结合中心体微管，KTN1结合核周多聚谷氨酰化微管，p180结合单谷氨酰化微管。这些内质网蛋白质的敲除或微管群的操纵和谷氨酰化状态改变均会导致内质网定位的显著变化，进而引起其他细胞器在胞内的重新分布。大多数关于ER shaping和细胞器接触的研究都集中在外周管状ER，而更致密的核周ER是如何形成和不对称分布的目前还不清楚。三种ER膜结合蛋白— CLIMP63，p180和KTN1—主要定位于核周ER，被认为是内质网片状形成（sheet-forming）蛋白【3】。作者首先探究了这三个蛋白在调控内质网形态和分布中的功能。如图1所示，在CLIMP63和KTN1单敲除细胞的外周ER中的致密基质或片状结构数量增加，该现象定义为“分散（dispersed）”表型；而p180敲除细胞中的ER则表现出一种相反的“聚集（clustered）”表型——其外周网络保持管状，但核周 ER 在核的一侧不对称地塌陷成较小的区域；CLIMP63-KTN1双敲导致更明显的“dispersed”ER，而CLIMP63-p180双敲细胞中的ER与野生型中的类似；值得注意的是，p180-KTN1双敲造成比p180单敲更多的ER聚集；在CLIMP63-p180-KTN1三敲的细胞中，高密度的ER基质或片状结构在核周区域富集。为了更好地定量评估ER形态和分布的变化，作者开创了互补算法（complementary algorithms），利用基于概率密度估计的统计方法来分析荧光标记的ER和其他细胞器的空间分布，使用实验得出的空间概率质量函数来量化图像上的荧光变化，以计算细胞器的径向分布和细胞不对称程度。数据显示，CLIMP63 和 KTN1 单敲除或双敲除增加了 ER 平均分布半径 （Mean distribution radius, MDR），说明ER 的外周分布更广；相反，p180敲除或p180-KTN1双敲增加了ER不对称性。其中微管MDR和不对称性仅略有变化。图1. CLIMP63、p180 和 KTN1 差异性调节 ER 形态及分布随后，作者通过co-sedimentation实验评估了多种ER蛋白与微管的结合能力。与预期的结果一致，CLIMP63、p180和KTN1均可以结合大量微管。作者发现，只有能够进行微管结合的野生型蛋白质或突变体才能恢复相应敲除细胞系中的ER形态。例如，CLIMP63错义突变体R7A，K10A和R70A不能结合微管或抑制CLIMP63敲除细胞中的ER分布缺陷，而结合微管的CLIMP63（H69A）可以拯救表型；对于KTN1，只有结合微管的缺失突变体可以抑制异常的ER表型；缺乏kinesin-1结合结构域的p180s仍然可以抑制p180-敲除细胞中的ER聚集表型。这些数据表明CLIMP63-、p180-和KTN1-敲除细胞中ER形态的改变可能都与微管结合改变相关。因此，作者推测这些蛋白质可以结合不同的微管群体，并采用邻近连接测定（proximity ligation assay, PLA）来可视化它们在细胞中的微管结合情况。作者使用centrinone B耗尽中心体微管，并通过敲除AKAP450去除高尔基源性微管。结果显示CLIMP63-microtubule association对中心体耗竭敏感，但高尔基体微管耗竭不敏感；KTN1-microtubule association对两者都敏感；p180-microtubule association对中心体或高尔基微管的消耗都不敏感。进一步分析证明，CLIMP63优先结合中心体微管，KTN1优先结合来自中心体或高尔基体的核周微管，p180优先结合更多的外周微管。为了获得调节特异性，微管经历可逆的翻译后修饰，包括乙酰化、去酪氨酸化和谷氨酰化【2】。虽然 CLIMP63、p180 或 KTN1 敲除不影响这些修饰的总体水平，但微管蛋白多聚谷氨酰化在中心体或高尔基体微管耗尽的细胞中降低。因此，作者纯化了含有微管结合域的p180、KTN1和CLIMP63片段，并在体外探究它们与谷氨酰化微管的结合。与KTN1相比，p180与单谷氨酰化微管表现出更高的体外结合，而p180和KTN1与多聚谷氨酰化微管结合能力相似。同时，KTN1更倾向于结合具有多聚谷氨酸链的微管，而不是具有多位点单谷氨酸链的微管。与p180和KTN1相反，CLIMP63对微管谷氨酰化的反应较差，不同的微管蛋白修饰或相互作用可能介导了CLIMP63与中心体微管的优先结合。总的来说，如图2所示，CLIMP63，p180和KTN1分别优先结合中心体、多聚谷氨酰化和谷氨酰化微管，进而协同调节ER分布。图2. CLIMP63结合中心体微管，KTN1结合多聚谷氨酰化微管，p180结合谷氨酰化微管。接下来，作者对其他细胞器的分布进行了分析。通过同时对六个细胞器的活体成像显示，大多数细胞器的分布与ER相似，提示 ER 可能广泛调节细胞器分布。值得注意的是，在CLIP63-，p180-和KTN1-敲除细胞中，所有细胞器都表现出与ER相似的分布变化：在CLIMP63-或KTN1-敲除细胞中更分散，在p180-敲除细胞中更不对称。此外，分散ER的CCP1过表达也增加了野生型细胞中溶酶体，线粒体和过氧化物酶体的MDR。最后，作者探究了在自噬过程中ER和溶酶体的迁移活动。核周溶酶体聚集是早期自噬的标志性事件，对于适当的自噬通量很重要【4-5】。与溶酶体类似，ER 在早期自噬期间迁移至核周，随后重新分布到外周。CLIMP63蛋白水平在早期自噬期间显着增加，CLIMP63敲除可以阻止ER向核周区域移动，并抑制自噬体-溶酶体融合和自噬降解，但并不影响溶酶体活性。p180和KTN1蛋白水平在早期自噬期间保持不变，KTN1-microtubule association不变，但p180-microtubule association增加，进而重新分布ER和溶酶体。p180-敲除细胞中的ER和溶酶体始终留在核周。作者还阐释了p180与微管结合的生理学意义，如图3所示，p180L的核糖体结合区（主要的异构体）包含41个带正电荷的十肽重复，该区域在正常细胞条件下（Normal）被核糖体占据，但在饥饿条件下（Starved），与核糖体发生解离，暴露出这些带正电的区域，随后结合微管。图3. (e) p180结构域组成；(f) p180在正常和饥饿条件下与微管结合。总的来说，该研究证明了CLIP63，p180和KTN1优先结合微管的不同子集以维持核周ER的特征性分布，从而解释了它们缺失的差异效应。微管在细胞器分布中起着关键作用，它们选择性分配细胞器的能力依赖于“tubulin code”。该研究表明：（1）ER分布是通过特定的膜结合蛋白介导的，与不同水平和类型的微管谷氨酰化有差异结合，广泛影响大多数其他细胞器的分布；（2）细胞不是通过赋予每个细胞器自己的感知和响应机制，而是通过将ER作为一线传感器和响应器来实现组织效率。作者认为可能还有其他ER蛋白也可以破译tubulin code，对ER在健康和疾病中的功能具有重要意义。原文链接:https://doi.org/10.1038/s41586-021-04204-9制版人：十一参考文献1. Barlan, K. & Gelfand, V. I. Microtubule-based transport and the distribution, tethering, and organization of organelles. Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 9, a025817 (2017).2. Roll-Mecak, A. The tubulin code in microtubule dynamics and information encoding. Dev. Cell 54, 7–20 (2020).3. Shibata, Y. et al. Mechanisms determining the morphology of the peripheral ER. Cell 143, 774–788 (2010).4. Korolchuk, V. I. et al. Lysosomal positioning coordinates cellular nutrient responses. Nat. Cell Biol. 13, 453–460 (2011).5. Jia, R. & Bonifacino, J. S. Lysosome positioning influences mTORC2 and AKT signaling. Mol. Cell 75, 26–38 (2019).

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 μm x 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

纳米颗粒因尺度效应而具有传统大颗粒所不具备的独特性能，被广泛应用于生物医药、化工、日用品、润滑产品、新能源等领域。而纳米颗粒的粒度形状分布，直接关系到相应产品的性能质量及安全性，需要进行准确的测量表征。扫描电子显微镜（SEM）作为最直观、准确的显微测量仪器之一，在纳米颗粒测量表征中不可或缺。本标准等同采用ISO 19749：2021《Nanotechnologies — Measurements of particle size and shape distributions by scanning electron microscopy》，从很大程度上完善和补充国内现有标准的不足，给出较为完整的颗粒粒径测量的分析评价方法，对于采用不同扫描电子显微镜（SEM）得到的颗粒测量结果一致性评判，具有重要的参考价值。视具体需求以及仪器性能而定，本标准中涉及到的方法，也适用于更大尺寸的颗粒测量。一、背景纳米颗粒形态多种多样，很多情况下也会存在聚集、团聚的现象，这为SEM的观测与分析带来了较大的挑战。由于不同设备、不同人员的操作习惯以及采用不同分析策略所引起的粒度粒形测量结果的一致性问题也十分值得探讨。现行的相关国家标准大多关注采用SEM手段对特定被测对象的特征进行测量、表征、区分、定义等，具有较强的针对性，但缺乏系统性，特别是对设备性能的计量评定、样品处理及制样过程、图像处理的依据、测量结果的准确性与统计性等技术内容并未给出更为充分的、本质的、系统的说明。二、规范性引用文件本标准在制定过程中，在符合等同采用国际标准的要求的基础上，充分参照了现行相关国家标准中的相关术语及技术内容的表述，包括计量学、粒度分析、数理统计、微束分析、颗粒表征、纳米科技等各个专业领域；同时，在一些习惯性表达上，也充分征求了行业专家、资深从业者、用户的意见和建议，力求做到专业、通俗、易懂。三、制定过程本标准涉及的专业领域较为广泛，因此集合了国内相关领域的一批权威代表性机构和企业合作完成。牵头单位为中国计量科学研究院，主要参加单位包括国家纳米科学中心、北京市科学技术研究院分析测试研究所（北京理化分析测试中心）、山东省计量科学研究院、卡尔蔡司（上海）管理有限公司、北京海岸鸿蒙标准物质技术有限责任公司、中国检验检疫科学研究院、北京粉体技术协会等。对于标准中的重要技术内容，如SEM性能验证方法、典型样品（宽窄分布颗粒样品）制样方法、比对报告中涉及的颗粒测试及统计方法（算法）等均进行了方法学验证，验证了标准中相关技术操作的可行性。修正了ISO 19749：2021中的一些编辑性错误。四、适用范围本标准适用于各类纳米颗粒及其团聚、聚集体，甚至更大尺寸颗粒的粒度及形状分布测量。前提应将SEM作为一个测量系统进行评定，以确定所用SEM的性能范围，这包括设备自身的扫描分辨力、漂移、洁净度等特性。同时，也取决于观测者所需要的测量准确性。高的测量准确性需要高性能的SEM设备+高精度校准+洁净的样品前处理+匹配的测试参数+足够多的被测颗粒数量+合适的阈值算法，其中每一步都会影响最终的测试结果。因此，根据实际工作中对测试结果准确性、重复性和一致性的需求，可对上述环节进行不同程度的限定。五、主要内容本标准涉及的主要内容覆盖SEM测量颗粒粒度及形状分布的全流程，从一般原理到设备校准，样品制备到测试参数选用，图像采集到数据处理，均给出了较为详细的阐述，并在附录中给出了实用的案例。术语及定义：包括纳米技术的通用术语，图像分析、统计学和计量学专业核心术语、SEM核心术语等。一般原理：概括性地介绍了SEM成像原理及粒度、粒形测量原理。样品制备：较为系统地介绍了典型的粉末及悬浮液从取样、制样到分散的过程，并重点阐述了颗粒在硅基底和TEM栅网上的沉积方法。可根据需求，采用几种不同层次的硅片清洗与处理方法，一方面确保硅片的洁净，另一方面可使其表面带有正电或负电的捕获分子层，以确保颗粒在硅片上的有效分散。必要时采用TEM栅网，可提高颗粒与背底的对比度。考虑样本颗粒数量时，一般而言假设颗粒是对数正态分布的，本标准给出了一个颗粒数与误差和置信区间的计算公式可供参考。SEM设备的评价方法：给出了SEM成像能力的影响因素，包括空间分辨率、漂移、污染、水平垂直范围及线性度、噪声等，具体的验证方法在附件中有较为详细的描述，此外也可依照其他相关的技术规范或标准定期进行校准。图像采集：重点给出了不同粒度测量时放大倍率和像素分辨率的选择策略，取决于实际的测量需求。测量者需要充分考虑要求的误差和放大倍率来计算所需的像素分辨率，当颗粒分布较宽时可能有必要在不同放大倍率下进行拍摄，以兼顾颗粒的测量效率及测量精度。颗粒分析方法：手动分析可能准确率很高，能较好地界定测量区域以及筛选合格的颗粒（例如单分散颗粒体系中去除黏连颗粒），但采用软件自动处理往往更为高效。采用软件处理时，阈值的设定会对颗粒的筛选、粒度的大小产生较为关键的影响，必要的时候可以采用自动处理与手动处理相结合的方式。数据分析：给出了筛选数据可采用的统计学方法（方差分析、成对方差分析、双变量分析等方法）、模型拟合方法的参考，重点讲解了不确定度的来源与计算。结合60 nm颗粒测量结果，阐述了典型的不确定度来源。在上述基础上，给出了测量报告的信息及内容。本文作者： 黄鹭 副研究员； 中国计量科学研究院 前沿计量科学中心 Email:huangl@nim.ac.cn常怀秋 高级工程师； 国家纳米科学中心 技术发展部 Email：changhq@nanoctr.cn

仪器信息网讯 生物成像技术是了解生物体组织结构及其与生理或病理相关的分子变化及分布特征，阐明生物体各种生理功能的一种重要研究手段。它利用光谱、波谱或电子显微镜等技术直接获得生物组织和细胞的微观结构及分子分布图像，获取与生理过程及病理相关的关键信息。空间组学技术，包括空间转录组测序和基于质谱成像的空间代谢组学方法等，可以将生物组织中转录组和代谢组高通量分析结果和形态学背景整合，使基因表达谱和代谢分子被定位到组织的原始空间位置，实现转录组图谱和代谢组轮廓变化的空间特征绘制。　　近年来，随着成像技术和组学技术的发展，尤其是数字化成像技术和生物信息学的引进，生物成像与空间组学技术优势互补，并逐渐交叉和融合，已经成为生命科学研究、发病机制阐释、分子病理诊断、药物靶点发现、药物药效与安全性评价等方面的重要工具。　　因此，由中国医药生物技术协会药物分析技术分会主办，仪器信息网、中国医学科学院药物研究所天然药物活性物质与功能国家重点实验室、中央民族大学生物成像与系统生物学研究中心、上海鹿明生物科技有限公司、上海欧易生物科技有限公司协办的首届“生物成像与空间多组学”主题学术研讨会将于2021年4月16日举办，会议旨在聚焦生物成像技术和空间多组学的发展前沿与应用进展，从技术难点、数据分析到行业应用进行剖析，为相关人员提供更灵活的交流机会，促进合作。　　点击下方链接报名:　　https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/bioimagingspatialmultiomics/　　会议日程　　嘉宾一览

p　　近日，中国科学院大气物理研究所通过地球观测组织(GEO)年度大会，展示了中国碳卫星观测的首幅全球二氧化碳分布图，预示着中国碳卫星将为气候变化的研究提供数据支撑。该成果受到与会的美国航天局(NASA)、日本航天局(JAXA)和欧洲空间局(ESA)等国外研究机构代表的高度关注。/pp　　中国碳卫星是“十二五”期间，由科技部立项，中科院负责工程总体，中科院国家空间科学中心、中科院微小卫星创新研究院、中科院长春光学精密机械与物理研究所、中科院大气物理研究所和中国气象局国家卫星气象中心等多家单位共同承担的科学实验卫星计划，目标是实现全球大气二氧化碳柱平均干空气混合比(XCO2，下文简称“浓度”)的高精度监测，为碳排放科学研究提供卫星资料。2016年12月22日，中国碳卫星在酒泉卫星发射基地成功发射升空并在轨运行，成为继日本GOSAT和美国OCO-2后，国际上第三颗具有高精度温室气体探测能力的卫星。/pp　　大气所承担中国碳卫星二氧化碳浓度反演算法研发、碳源汇同化系统研发和卫星数据的科学应用等工作。其中卫星遥感大气二氧化碳的主要挑战是精度要求高，干扰因素多，反演难度大。在国家高技术研究发展计划(863)“中国碳卫星”和中科院战略性科技先导专项“碳专项”等的资助下，大气所团队核心成员、博士杨东旭研发了卫星遥感反演算法(Institute of Atmospheric Physics Carbon dioxide retrieval Algorithm for Satellite observation-IAPCAS)。该算法是基于非线性最优估计方法的“全物理”反演算法，需要高精度模拟太阳辐射在大气中的传输过程。算法充分优化气溶胶光学性质随波长的变化以及卷云的连续吸收等特征，显著降低系统误差，提高反演精度 另一方面，发展了快速矢量辐射传输计算方法，在保证精度的同时，大幅提高计算效率 前期研究表明，算法精度已达国际先进水平。利用该反演算法解析中国碳卫星观测数据，获得了首幅全球二氧化碳分布图。在4月分布图中，可以看出春季由于人为排放形成的北半球二氧化碳浓度高、南半球浓度低的特征 其次对比4月和7月分布图，清晰地显示出由春入夏北半球二氧化碳浓度降低的趋势，表明了生态系统随季节变化的“固碳”作用 分布图也反映出人类活动频繁地区二氧化碳浓度高的现象。/pp style="text-align: center "img title="001.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201802/noimg/a9c6c751-158b-490a-875e-1d7cfab310f0.jpg"//pp style="text-align: center "img title="002.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201802/noimg/2b18f41a-871e-4826-a1c7-cbeeeb284134.jpg"//pp 大气所反演算法获取的首幅中国碳卫星大气二氧化碳全球分布图，（上图)2017年4月，（下图)2017年7月。色标表示大气二氧化碳柱平均干空气混合比（XCO2）。/p

自硅基半导体作为一个规模庞大的产业发展起来后，集成电路单位面积上晶体管的数量增加趋势始终遵循摩尔定律[1]。目前，硅基半导体中的关键尺寸（线宽或特征尺寸）已经降低到到10nm以下[2]。相比于硅基半导体，化合物半导体如SiC和GaN基半导体可以满足更苛刻的工作条件（高击穿电场、高热导率、高电子迁移率、高工作温度等），具有更大的输出功率和更好的频率特性，市场需求方兴未艾。化合物半导体的应用场景面向射频、高电压大功率、光电子等领域，不追求硅基半导体级别的先进制程工艺。如GaN制程的基本线宽在0.25～0.50µ m ，生产线以4英寸为主[3]。图1 电子束和样品的相互作用区域及逸出的信号半导体器件结构的微细化演进对电子显微镜视野下的微区元素分析带来了很大的挑战。在电子显微镜中，电子束照射在观察区域上，形成水滴形的相互作用区域，如图1 所示。从该区域中会逸出多种信号，如观察表面形貌的二次电子（SE）、区分成分衬度的背散射电子(BSE）和分析成分的X射线。电子显微镜会配置不同的探测器来接收这些信号进行成像。能谱仪（EDS, Energγ Dispersive Spectrometer）以X射线为信号源分析微区成分分布。图1也显示，这几种信号源的深度不同，SE最浅，BSE次之，X射线最深。不同信号源的逸出深度可以解释同样条件下SE、BSE和EDS成像的空间分辨率差异。

2016年12月，国内套50mK热去磁系统在清华大学天体物理中心崔伟教授课题组成功完成安装和调试，并顺利验收。该系统是由美国 High Precision Devices（HPD）公司长期精心研制的低温平台，此系列恒温器具有很好的稳定性，恒温器腔体使用优化设计，美国HPD公司突出的设计能力和先进的加工技术，可为用户量身定制更专业的低温环境测量平台。国内套50mK热去磁系统在清华大学天体物理中心崔伟教授课题组成功完成安装调试 宇宙起源时能量密度和温度均超高无比，随着宇宙温度的迅速降低，若干基本物质粒子相继浮现，宇宙“大爆炸”发端时空中的能量场或由量子涨落而产生，此类射线的探测及研究无疑需要低温环境的助力。当然，宇宙的起源我们不敢妄下定论，但低温环境下的科学探索是我们必须努力实现和完善的关键部分，科学家们一直在努力开发、改进各种低温环境，以更深入地探索宇宙中我们未曾跨及的领域和。 宇宙微波背景辐射分布图 由美国HPD公司长期精心研制的低温平台是胜任这项任务的选择，此系列恒温器低温度可达20mk，在低温下，具有很好的稳定性（低于100mk保持约150/200小时以上），恒温器腔体使用优化（热性，防震动性，大样品腔）设计，恒温器支架更便于移动腔体及恒温器位置。清华大学天体物理中心拥有较完整的天体物理研究体系，同时侧重理论、观测和数据分析的研究，依托清华大学强大的工科优势，相信可为下一代空间和地面天文设备研究做出实质性贡献。此次HPD低温热去磁系统的顺利验收，也将有望助力探索全新宇宙微波背景辐射分布图。相关产品： HPD低温热去磁恒温器：http://www.instrument.com.cn/netshow/C201745.htm

免疫组化（IHC）是用于表征细胞间蛋白、各种组织表面细胞的技术手段。在肿瘤病理研究中，常常通过免疫组化分析来确定疾病的标志物，它不仅可以用于指导合适的治疗方法设计，还可以帮助找出不同病理亚型的生物学特征，以作为预后或预测性的评估。在很多实际的分析实验中，常常需要同时获取一系列生物标志物的空间位置信息，以及它们潜在的、可能出现的共定位分布，这就对方法的检测通道数量有较高的要求。免疫组化技术在检测通量方面具有一定的局限性。以免疫荧光为例，分子发色团通常具有较宽的激发谱带和发射谱带，会导致光谱的重叠。由于上述原因，免疫荧光的平行检测通道上限常常是3-5个，通过多光谱组合的方法最多也只能实现8个平行检测通道[1]。 为了解决上述的局限性、并进一步拓展免疫组化技术所能提供信息的维度，布鲁克和AmberGen公司合作，将其深耕多年的MALDI质谱成像技术与经典的IHC相结合，于今年6月份推出了MALDI HiPLEX-IHC多重抗原检测结合质谱成像的一站式解决方案。MALDI质谱成像是一种免标记的分析技术，它可以实现多种生物分子（如药物小分子、代谢小分子、脂质、糖类、核酸、蛋白质等）的空间位置表征。它的分子辨别能力（或多通道平行检测能力）来自于质量数差异，以常规的质谱仪为例，通常质量数差异1.0Da，即可对具有特定分子量的目标分子实现特异性检测，因此在单次实验中，常常可达几百到上千个分子通道。利用上述特性，只需要在抗体上连接设计好的肽质量标签（PC-MT），经过抗体跟抗原的特异性反应，肽质量标签就会“聚集”在目标抗原位置，再通过MALDI质谱成像技术检测肽质量标签特征片段，就可以以高通量的检测方式、给出多种目标抗原的空间分布信息。图1不仅展示了PC-MT肽质量标签的化学结构，也给出了MALDI HiPLEX-IHC的工作流程：首先，形成“肽质量标签-抗体”复合物。其次，使复合物中的抗体与组织切片中的目标抗原发生特异性结合。第三步，发生光解反应，使“报告离子”释放出来。最后，喷涂基质，随后进行MALDI质谱成像数据采集，通过检测“报告离子”位置、进而描绘出目标抗原在组织中的空间分布。图2a展示了利用MALDI HiPLEX-IHC技术，对小鼠鼠脑FFPE类型矢状切片、同时进行五分子通道空间蛋白组学表征。图中的五种颜色分别代表了Myelin（髓鞘质，神经纤维轴突鞘的标志物）、NeuN（神经元细胞核的标志物）、Synapsin（突触蛋白） 、GLUT1（一种在脑组织毛细血管中含量很高的蛋白）、MAP2（一种在神经组织中、与微管相关的蛋白）。在一张图中，五种蛋白的同时呈现、有效地描绘出了鼠脑的特征性多层次剖面结构。图2b为连续切片，但在实验流程中将抗体替换为兔的IgG抗体，保持肽质量标签不变。由于抗体被替换，无法与鼠脑切片的抗原发生特异性结合，因此无法检测到任何质量信号；该实验也说明鼠脑切片中不会出现任何与报告离子质量接近的内源性背景分子干扰。图2c为Myelin、NeuN和Synapsin的免疫荧光图像的叠加谱图，该图与图2a完全一致，充分验证了MALDI HiPLEX-IHC实验的专一性及其结果的可靠性。图3展示了利用MALDI HiPLEX-IHC技术，在新鲜的小鼠鼠脑矢状切片上实现了真正的空间多组学表征。首先，以1,5-DAN为基质、在负离子模式下对鼠脑切片进行第一轮MALDI成像数据采集（针对小分子的非靶向成像实验）。然后，用低温丙酮洗去1,5-DAN基质，执行如图1展示的MALDI HiPLEX-IHC的工作流程，并进行第二轮MALDI成像数据采集（针对目标蛋白的靶向成像实验）。对第一轮MALDI成像的实验结果做分析，经过与METLIN数据库比对并结合已报道的实验数据，得到图3a和图3d中的三个脂质分子：红色为ST (24:1)，m/z 888.7；绿色为PI (38:4)，m/z 885.4；蓝色为PE (40:6)，m/z 790.5。其中ST与另外两个脂质的空间分布有很大的差异，而PI与PE的空间分布具有一定的相似性，即呈现出一定的“空间共定位”效果。图3b同时展现了ST脂质与NeuN蛋白的空间分布，两者的分布截然不同，几乎没有重叠的部分。图3c同时展现了ST脂质与Myelin蛋白的空间分布，ST的红色与Myelin的绿色在图片的下方表现出很多交叠——形成了大片黄色区域，证明两者具有很强的“空间共定位”效果。图3b与图3c 所展现的实验结果与文献报道具有高度的一致性：ST脂质通常不会出现在神经元细胞核的周围，而它常常在神经纤维的轴突鞘中具有很高的含量。图3的实验结果与之前图2的具有高度的一致性，说明图3所采用的“同一个组织切片、一先一后的两轮成像方式”并没有引起大蛋白的位置迁移，是行之有效的空间多组学表征方案。布鲁克所推出的MALDI HiPLEX-IHC空间多组学表征方案，将蛋白分子的空间表征提升到新的水平，即在同一块组织切片中、同时实现了代谢小分子成像和与转录组相关的靶向蛋白成像。该技术不仅可以绘制蛋白质表达图谱，还可以研究相关的代谢活动。在新药开发领域，布鲁克MALDI HiPLEX-IHC可以用于研究小分子药物与药物作用靶点（例如受体、酶等）等的共定位分析；通过空间分布分析，还能找出与参与到细胞对药物响应过程的生物分子。 该方案适用于布鲁克的rapifleX和timsTOF fleX质谱仪。两款成像质谱仪均具有优异的MALDI成像性能，布鲁克MALDI HiPLEX-IHC空间多组学表征方案的引入，将从数据采集速度、信号分辨能力和分子分析深度三个维度，实现空间组学表征能力的全方位提升，推动空间组学技术的长足发展。参考文献： [1] Highly Multiplexed Immunohistochemical MALDI-MS Imaging of Biomarkers in Tissues, J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2021, 32, 977−988.

德国PEA Geschko 气化过氧化氢发生器是德国高端进口用于洁净室、传递窗和隔离器等空间消毒灭菌的便捷移动式设备，该蒸发器采用独特的第三代干法闪蒸技术完全气化，产生的过氧化氢气体广谱灭菌效果强，对嗜热脂肪芽孢杆菌灭菌效果达log-6级，消杀空间病毒细菌等微生物；且不容易在物品表面冷凝，故具有良好的材料兼容性。灭菌后使用催化剂快速降解为水和氧气，保证安全性。灭菌标准符合美国FDA、欧盟中国GMP要求等，同时可提供完整的3Q验证服务。VHP（干法工艺）通过欧美三十多年的实际应用，被全球客户公认为到目前为止安全、高效、环保的替代甲醛、臭氧的空间灭菌方法。气化过氧化氢灭菌工艺已经非常成熟，重复性好，有专门的化学指示剂和生物指示剂验证过氧化氢气体分布均匀情况和无菌保证水平。MLT Zeta单台可满足600m3 灭菌；MLT 19ii单台可满足200m3 灭菌，适用于实验室，生物安全实验室，动物房及笼具，隔离器，冻干机，生物安全柜及高效过滤器，传递窗，Car-T生产及研发等。产品特性有效灭菌适用于对真菌、细菌、病毒和芽孢的广谱灭菌，对嗜热脂肪芽孢杆菌灭菌能力保证SAL≤10-6，且用化学指示剂和生物指示剂易于验证安全不腐蚀严格的国际标准，低温生物消毒法，可快速降解为无毒的H2O和O2；干法工艺充分气化，控制湿度不冷凝，可兼容电子设备等多种敏感材料；第三代闪蒸技术采用德国第三代闪蒸技术，充分气化为气态过氧化氢，配合LiRo气体分布系统，保证气体分布均匀，4-6小时就可完成高效杀菌 可移动智能型可移动灭菌器满足您空间多变和灭多个空间的灭菌需求；操作界面采用西门子PLC，可设置13到500个程序；外接Tablet远程智能控制。合规性符合欧盟和中国GMP，符合美国FDA 21 CFR Part11，数据完整性可靠性，审计追踪功能，完善的验证服务德国品质德国制造工艺，原装进口，严格的国际质量标准保证创新点：1、德国PEA第三代干法闪蒸技术，闭环循环式喷射，这样可保证气化完全为气态过氧化氢，气体分布均匀无死角，且干法气态不冷凝，防止腐蚀2、更小体积和性价比更高，满足，生物安全实验室，动物房及笼具，隔离器，冻干机，生物安全柜及高效过滤器，传递窗，Car-T生产及研发等。3、适用于对真菌、细菌、病毒和芽孢的广谱灭菌，对嗜热脂肪芽孢杆菌灭菌能力保证SAL≤ 10-6，且用化学指示剂和生物指示剂易于验证。德国PEA MLT 19ii气化过氧化氢空间灭菌器

低能量边缘光致发光的研究对提高Ruddlesden-Popper钙钛矿太阳能电池效率有着十分重要的影响和意义。然而对其机制的研究却一直面临着巨大挑战：（1）材料的结构难以确定；（2）理论模型与观测结果始终不一致。因此，寻找可靠、有效的表征手段对于揭示相关机制有着至关重要的意义。红外光谱对于有机物的变化十分敏感，在有效探知电池材料的分布变化方面具有天然的优势。近期，Photothermal Spectroscopy Corp公司研发推出的新一代的非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统-mIRage在此研究中脱颖而出，该技术采用激光探针，能够对样品的表面实行非接触式光热红外探测，具备亚微米的空间分辨率并且无边缘散射问题。近日，电子科技大学王志明教授课题组与Photothermal Spectroscopy Corp公司合作，使用新一代的非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统-mIRage研究MAPbBr3在(BA)2(MA)2Pb3Br板边缘的分布情况。在此项研究中，所测试的(BA)2(MA)2Pb3Br10和MAPbBr3之间缺少BA，使其红外光谱有显著差异；同时无论是BA缺陷，还是BA对MA的比例都已有使用FTIR光谱研究的报道，因此具备良好的实验基础。进一步使用O-PTIR技术进行非接触式探测，有效避免了样品高度，探针污染所带来的问题，使得结果更加。通过使用mIRage的测量（图1），能够观测到随着BA含量的降低，~1580 cm-1处的峰相对强度减小，峰值伴随着向1585 cm-1的峰值偏移。这主要是由于(BA)2(MA)2Pb3Br10在1580 cm-1附近有两个涉及NH3振动的红外吸收带:分别为1575 cm-1处(BA+)和1585 cm-1处(MA+)。当BA含量降低时，1575 cm-1处的带强度降低，导致峰值强度在约1580 cm-1处降低，并伴随向1585 cm-1偏移。在测试中观测到的另外一个现象为~1480 cm-1与~1580 cm-1的相对强度比增大，这是由于1478 cm-1的振动(CH3振动)仅与MA+相关，因此~1480 cm-1的强度没有变化，而1580 cm-1却由于BA含量降低而降低，导致比值的降低。上述结果清晰地显示了MAPbBr3在(BA)2(MA)2Pb3Br板边缘的组成分布情况。由此可见，mIRage 的O-PTIR技术在电池低能量边缘光致发光的研究中有十分理想的效果，具应用前景。图1. O-PTIR观测边缘的MAPbBr3的红外光谱信息。(a)(BA)2(MA)n-1 bn br3n+1(n = 1，2，3，∞)钙钛矿的红外光谱。（b-c）(BA)2(MA)2Pb3Br10和MAPbBr3的中MA+分子在1480 cm-1 (b)和BA+分子 1580 cm-1 (c)的图谱；(d) (BA)2(MA)2Pb3Br10的PL图像。(e)在(d)中所示的中心区域和边缘的红外光谱图参考文献：[1] Zhaojun Qin, Shenyu Dai et al., Spontaneous Formation of 2D/3D Heterostructures on the Edges of 2D Ruddlesden-Popper Hybrid Perovskite Crystals, Chemistry of Materials, DOI: 10.1021/acs.chemmater.0c00419.产品信息：非接触式亚微米分辨红外拉曼同步测量系统：https://www.instrument.com.cn/netshow/C363244.htm

自由基是具有非偶电子的基团或原子，它具有非常强的化学反应活性。在生物体内，自由基高度的化学活性使得它可以与各类生物大分子反应使其变性，这使它成为了一把生物体的“双刃剑”：在炎症反应中自由基可以攻击外来病原体来保护生物体自身，而过度的自由基又会导致DNA变性甚至细胞坏死和凋亡。因此检测自由基的含量，尤其是在体内检测尤为重要。以一氧化氮为代表的自由基药物一直是药物学研究的重点。传统的药代动力学自由基测量，需要从生物体的不同部位提取体液，然后再使用电子顺磁共振波谱仪（electron paramagnetic resonance，EPR）来测量体液样品内的自由基含量。然而如何在生物体内定点、定时、定量地检测释放自由基药物，以及如何在时间、空间、剂量上测量生物体内的自由基药物，一直是药代动力学领域的难题。波兰Novilet公司新推出的小动物活体自由基检测系统ERI TM 600，是一款可对小鼠与大鼠等动物进行活体顺磁成像的商业化仪器。ERI TM 600突破了传统电子顺磁共振波谱仪仅能对体外提取物进行定量分析的局限，实现了对小鼠体内的自由基药物进行长时间的3D/2D实时成像观测。同时ERI TM 600配置了温度控制与呼吸监测仪，有效保证小动物在成像时维系正常的生理活动。ERI TM 600成像原理图ERI TM 600成像非常简单，仅需将小鼠麻醉之后，对荷瘤小鼠与对照小鼠注射OX063自旋探针即可。ERI TM 600在2分钟内可对小鼠进行255个投影扫描（25 cm2，精度500 μm），获得一系列的2D图像，然后通过软件对这些2D图像进行重构，获得小鼠的实时3D图像。ERI TM 600成像结果 近期发表于J. Phys. Chem.C的工作“Dynamic Electron Paramagnetic Resonance Imaging: Modern Technique for Biodistribution and Pharmacokinetic Imaging”表明与荷瘤小鼠相比，对照组小鼠探针（尤其在肿瘤部位）分布均匀。荷瘤小鼠探针的信号强度、峰值时间、流入流出比等药代动力学参数与对照小鼠差异明显。将3D成像图与小鼠体表照片相拟合，可以明显观察到肿瘤部位的ERI探针成像表征的药代动力学参数异常。ERI TM 600所得3D图像可以更加直观、准确、长时间地展现自由基药物在小鼠体内的药代动力学分布。 作为中国与进行先进技术、先进仪器交流的重要桥头堡，Quantum Design中国于2020年初引进了波兰Novilet公司的先进产品小动物活体自由基检测系统——ERI TM 600，欢迎感兴趣的老师咨询！