鉴定识别漏报率

近日，北京大学王初课题组与芝加哥大学Ben May癌症研究所赵英明课题组合作，在Science Advances杂志上发表题为“Identification of 113 new histone marks by CHiMA, a tailored database search strategy”的研究文章。在这项工作中，作者详细探索了传统数据分析方法应用于组蛋白修饰组鉴定修饰肽段存在的问题，并进行了针对性优化发展了一种名为“Comprehensive Histone Mark Analysis (CHiMA)”的数据分析方法。应用CHiMA对此前的组蛋白修饰组数据进行重分析发现了113个新的组蛋白修饰位点(histone mark)。　　组蛋白翻译后修饰是细胞对DNA转录调控的重要手段之一。蛋白质组作为一种高通量全局性分析蛋白质翻译后修饰的技术，在组蛋白修饰的发现和功能研究中发挥了重要作用。如赵英明课题组在2019年利用蛋白质组手段首次鉴定到了组蛋白上来源于L型乳酸(L-lactate)的赖氨酸乳酰化修饰，并揭示了其在调控基因表达中的重要作用。组蛋白修饰组相对于全蛋白质组数据有着显著的区别，譬如：1)组蛋白修饰组中包含的肽段数目远少于全蛋白质组中的肽段数目 2) 组蛋白由于富含赖氨酸和精氨酸，经过胰蛋白酶切后，氨基酸数目小于或等于6个的短肽占比远超全蛋白质组中比例。尽管如此，目前还没有研究探索传统蛋白质组数据分析策略是否适用于组蛋白修饰组中修饰位点的鉴定，以及针对组蛋白修饰组优化开发的搜库方法。为了验证传统蛋白质组数据分析策略应用于组蛋白修饰位点鉴定是否会产生漏报的情况，作者首先准备了四组组蛋白乳酰化修饰组数据。这些数据使用同样色谱条件和质谱条件采集，因此同一条修饰肽段在四组数据中应在相似时间被色谱洗脱并送入质谱鉴定，从而可以利用在其他三组数据中的鉴定肽段来检查漏报。作者使用ProLuCID+DTASelect2.0作为搜库软件并使用传统分析策略进行搜库，发现在这四组数据中均存在着不同比例(12.5%-36.4%)的修饰位点漏报。为了验证这一结果不是由特定搜库引擎的算法所导致，作者使用另一种常用的搜库引擎Andromeda(内置于MaxQuant)进行了同样的测试并得到了相似的结果。　　搜库分析首先将实验产生的二级谱图与蛋白质数据库中模拟酶切产生肽段的理论谱图进行比对，以得到每个二级谱图潜在的匹配肽段。随后需要对所有的肽段-谱图匹配(peptide-spectrum matches, PSMs)进行过滤以筛选出高置信度的鉴定结果。传统的搜库方法通常使用target-decoy策略来进行PSM筛选[3]。这一策略首先在蛋白质数据库中产生与正确蛋白质序列(target)同样数目的诱饵序列(decoy，通常为正确序列的反向序列)。诱饵序列不存在于细胞中，所以匹配于诱饵序列的鉴定结果均为假阳性。同时由于数据库中正确序列与诱饵序列数目相同，可以通过decoy PSMs的数目估算出同等打分筛选条件下的target PSMs数目，从而估算出假阳性率(false discovery rate, FDR)。由于组蛋白修饰组通常只含有数十条或最多上百条修饰肽段，作者猜测使用 target-decoy-based FDR进行PSM过滤会导致打分线完全取决于打分最高的1-2个decoy PSM，从而丧失统计效力。为了验证这一猜测，作者对数据A搜库过程每一步的结果进行了仔细检查，发现所有漏报的修饰肽段均被搜库软件正确匹配到了相应的二级谱上，而漏报确实产生于后续的PSM过滤过程。作者随后绘制了测试数据中target PSM和decoy PSM的打分分布曲线，发现两者也几乎完全重合，只有65个target PSMs的打分高于打分最高的decoy PSM，因此在该数据中打分线仅由这一个decoy PSM决定，导致其他正确修饰肽段被漏报。作者随后对搜库策略进行优化以解决这一问题。谱图匹配的质量是最重要的衡量肽段鉴定可靠性的标准。因此，对于组蛋白修饰组这样的小数据集来说，完全可以根据谱图质量来筛选高置信度的PSM。由于数据中仅含有少量阳性肽段，筛选出的鉴定结果可以在随后很方便地进行手动验证。通常来说，一个正确的PSM中肽段的碎片离子(fragment ion)应该尽可能多地被匹配到谱图中的离子。因而，我们选择碎片离子覆盖率(fragment ion coverage，FIC)作为筛选高质量PSM的标准。经过一系列的评测，作者证明基于FIC的筛选策略在测试数据集中显著优于基于FDR的筛选策略，而50% 的FIC可以在不引入过多假阳性鉴定的情况下鉴定到所有的正确修饰肽段。　　作者随后对组蛋白修饰组数据更进一步探索发现组蛋白赖氨酸乙酰化(Kac)和一甲酰化(Kme1)和精氨酸一甲基化(Rme1)在测试数据集中被广泛发现共存于目标修饰的肽段上。这些赖氨酸和精氨酸上的背景修饰(尤其是Kac)可以导致酶切效率的降低，产生更长的含目标修饰的肽段，从而使得短肽上的修饰位点被鉴定到。因此考虑这些高丰度的背景修饰可以促进对目标修饰位点的鉴定，同时也有助于对组蛋白修饰crosstalk的研究。在两个测试数据集中，作者证明在搜库时考虑Kac，Kme1和Rme1帮助多鉴定到了45%和75%的组蛋白乳酰化修饰位点。基于以上对搜库分析流程的优化，作者建立了深度组蛋白修饰鉴定分析方法CHiMA (Comprehensive Histone Mark Analysis)。作者在两个测试数据集中对CHiMA进行详细地测试证明其相对传统搜库方法能够多鉴定到近一倍的组蛋白修饰位点。在以上方法开发过程中，所有鉴定结果作者均进行了手动验证以确保准确性。　　作者最后使用CHiMA对组蛋白赖氨酸乳酰化、2 -羟基异丁酰化、巴豆酰化和苯甲酰化的数据进行重分析，发现了113个新的组蛋白修饰位点(histone mark)，将此前的数目提高了几乎一倍。作者手动检查了所有新鉴定位点肽段的PSM质量，并将其分为了高置信度和中等置信度两类，其中后者的PSM可能有如下瑕疵：1) 肽段碎片离子的信号强度过低 2)谱图中高质核比区间(大于母离子质核比)有无法被解释的高强度离子。为了确保这些新鉴定的组蛋白修饰位点的可靠性，作者合成了所有中等置信度的乳酰化和巴豆酰化新鉴定位点的肽段。所有合成肽段的二级谱图均与鉴定肽段的谱图一致，证明了这些新鉴定位点的正确性。除了这些新鉴定位点之外，作者还总结了所有共存于同一条肽段上的修饰组合，并人工合成了其中部分肽段以验证其正确性。　　综上所述，CHiMA提供了第一个专为组蛋白修饰鉴定量身定做的数据分析方法，为组蛋白修饰参与的表观遗传学研究提供了重要工具。在本工作中新发现的组蛋白修饰位点也将为未来表观遗传学的机制研究提供重要的基础。本文的通讯作者为芝加哥大学Ben May癌症研究所的赵英明教授和北京大学化学与分子工程学院、北大-清华生命联合中心、北京大学合成与功能生物分子中心的王初教授。赵英明课题组博士后高晋君(王初课题组2019届毕业生)为本文第一作者，明尼苏达大学陈悦教授、北京大学张迪教授、赵英明课题组盛心磊博士等合作者为本课题做出了贡献。该工作得到了国家自然科学基金委、科技部重点研发计划、北京市杰出青年科学家等项目的经费支持。　　文章链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adf1416　　原文引用：DOI: 10.1126/sciadv.adf1416

多变量气体传感器在火灾早期预警中的应用。　中国科大 供图中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室易建新副教授课题组近日在多维探测和识别的气体传感器方面取得进展。相关成果发表在国际学术期刊《自然通讯》(Nature Communications)上。 据悉，研究人员提出了一种化学电阻-电位型多变量传感器，实现了单一传感器对多种气体和火灾特征的三维探测和准确识别。　　低浓度气体的高灵敏探测和准确识别对于公共安全、环境保护、健康诊断和工业生产等诸多应用具有重要意义。相比于气相色谱和质谱等传统气相分析技术，气体传感器具有成本低、尺寸小、易集成和实时监测等优点，有利于大规模应用。　　但是，常规传感器仅输出单一信号，不能识别气体，因此探测准确性低，在实用中易受其它气体或环境湿度等干扰而引起误报或漏报。这一问题严重限制了气体传感器的应用。　　研究人员首先利用半导体氧化物电极在表面和界面上不同的响应机制，在同一电极上成功提取出化学电阻和电位两种不同原理的传感信号，并进一步配对获得了输出三个独立响应信号的双敏感电极传感器。得益于钙钛矿非常规的反向电位响应，传感器的气敏性能得到了显著提高，实现了2-乙基己醇、一氧化碳等多种危险和火灾特征气体的(亚)ppm级三维探测和准确识别，并展现出在火灾危险早期预警方面的应用潜力。　　据介绍，这种兼具探测和识别功能的多变量气体传感器简单、高效、成本低，可适用于不同半导体材料电极和固体电解质基底，工作温度范围宽，并可进一步拓展获得更高维度的响应，为复杂环境中气体的高灵敏和准确探测提供了新思路。

近日，中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室易建新副教授课题组提出一种化学电阻-电位型多变量传感器，实现了单一传感器对多种气体和火灾特征的三维探测和准确识别。相关成果以“A chemiresistive-potentiometric multivariate sensor for discriminative gas detection”为题发表在国际学术期刊《自然通讯》上（Nature Communications 14,2023, 3495）。低浓度气体的高灵敏探测和准确识别对于公共安全、环境保护、健康诊断和工业生产等诸多应用具有重要意义。相比于气相色谱和质谱等传统气相分析技术，气体传感器具有成本低、尺寸小、易集成和实时监测等优点，有利于大规模应用。但是，常规传感器仅输出单一信号，不能识别气体，因此探测准确性低，在实用中易受其它气体或环境湿度等干扰而引起误报或漏报。这一问题严重限制了气体传感器的应用。图1. 基于双敏感电极的化学电阻-电位型多变量气体传感器的原理和三维响应研究人员首先利用半导体氧化物电极在表面和界面上不同的响应机制，在同一电极上成功提取出化学电阻和电位两种不同原理的传感信号；进一步，采用钙钛矿型氧离子-电子混合导体氧化物取代贵金属铂电极，和常规的电子导电的敏感材料进行配对，获得了输出三个独立响应信号的双敏感电极传感器。得益于钙钛矿非常规的反向电位响应，传感器的气敏性能得到了显著提高，实现了2-乙基己醇、一氧化碳等多种危险和火灾特征气体的(亚)ppm级三维探测和准确识别，并展现出在火灾危险早期预警方面的应用潜力。图2. 多变量气体传感器在火灾早期预警中的应用这种兼具探测和识别功能的多变量气体传感器简单、高效、成本低，可适用于不同半导体材料电极和固体电解质基底，工作温度范围宽，并可进一步拓展获得更高维度的响应，为复杂环境中气体的高灵敏和准确探测提供了新思路。论文的第一作者为宋卫国研究员和易建新副教授共同指导的博士生张红，通讯作者为易建新副教授。研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费的资助。

进行代谢组学、环境、法医和食品安全研究的科学家们可以借助一款新型全球通用的网络数据库利用高质量的高分辨率精确质量(HRAM)质谱数据鉴定未知物质。此数据库叫做mzCloud (www.mzCloud.org)，是赛默飞世尔科技与HighChem公司的合作结晶。它是一款支持搜索的新型HRAM质谱数据库。所有高质量的数据来自赛默飞Orbitrap质谱仪。　　&ldquo 集合大家的力量是建立一个结构设置多元化综合数据库的唯一途径。&rdquo HighChem公司CEO Robert Mistrik说。&ldquo 赛默飞和其他合作伙伴的投入使我们有机会为科学研究创造了这样一个功能强大的工具，它还具有直观而简单的网络界面。&rdquo 　　mzCloud为使用质谱鉴定未知物的科学家提供了一个新工具，它能提供多样的化学物质深度信息。另外，对完全未知的物质可采用子离子指纹识别，利用大量质谱数据鉴定结构。　　&ldquo 识别未知物是代谢组学、毒理学、食品安全和环境应用研究的瓶颈之一。很多研究者在鉴定时需要参考碎片数据库，数据库的高质量和多样性是非常必要的。&rdquo 赛默飞数据库技术经理Tim Stratton说。&ldquo 把在质谱和化合物方面的资源与HighChem的化学结构知识相结合，我们创造了一个能帮助科学家鉴定未知化合物的碎片数据库。&rdquo 　　mzCloud将在第十一届代谢组学国际会议(2015年 美国三藩市)上展示。编译：郭浩楠

近日智谱科技携自主研发的红外光谱气体泄漏检测系统参加由中国仪器仪表行业协会主办的“第二十一届中国国际科学仪器及实验室装备展览会（CISILE 2024）”，荣获“自主创新金奖”。气体泄漏实时监测预警的必要性化工行业危化气体泄漏易引发爆炸和火灾事故，造成严重的人员伤亡与经济损失。根据2023年的全国化工事故分析报告[1]，中毒、窒息、火灾爆炸引起的事故占比达到55%，死亡人数占比达60%，而这些事故大多源于危险气体泄漏。因此，实现关键区域气体泄漏实时监测预警，对于化工行业的安全生产具有至关重要的意义。传统的气体在线监测技术主要依赖电化学、半导体、催化燃烧等点式传感器，这类传感器以其较高定量精度和成本效益而受到青睐。然而由于需要与气体接触并发生反应，因此易受到环境因素的干扰，导致出现漏报、误报、报警滞后等情况发生，且难以迅速定位泄漏源。为了解决现有点式气体监测技术存在的问题，促进化工行业安全生产水平的提升，智谱科技开发了系列基于红外光谱成像技术的气体泄漏监测系统，能够实现非接触、大范围、实时且精确的气体泄漏实时监测预警，目前可监测气体种类已覆盖烷类、苯类、烯类、醇类、醚类等60种常见化工危险气体。该系统能够迅速确定泄漏位置、泄漏气体的扩散方向与泄漏浓度，为应急指挥提供关键信息。且得益于红外光谱技术独特的“指纹”特征【2】，本系统能有效减少环境干扰，确保监测的准确性和可靠性。图1 工业危险气体红外吸收光谱[3]推荐应用场景1) 储罐罐区在生产装置中，储罐常用于储存大量的易燃、易爆及挥发性液体和气体。当储罐在超温、超压、超负荷状态下工作时，易发生气体泄漏，进而引发爆炸。为了对这些潜在的危险源进行监控，可部署云台式或固定式气体泄漏监测设备可以对罐区及周边设施进行大范围、实时在线、全天候的气体监控。图3 罐区泄漏监测效果2) 装卸区在危化品运输过程中，装卸作业是关键环节，涉及鹤管、泵管、阀门等设备的频繁操作，且作业人员密集。管道砂眼、车辆移动或法兰垫片阀门失效等因素可能导致物料泄漏，进而引发中毒、火灾或爆炸事故。为防范这些风险，装卸区可部署云台式或固定式气体泄漏监测设备，对装卸全过程进行实时监控。同时，巡检人员可使用手持式气体泄漏监测摄像机对管道、阀门等进行近距离检查，以确保安全。图4 装卸过程监测效果3) 工艺设备区化工厂区的工艺设备构成复杂，包括反应塔、分析塔、中间罐以及各类管路等。这些设备通常在震动和高温的环境下运行，内部承受强压和溶液腐蚀，易产生微小泄漏。由于工艺设备体积庞大复杂，仅依靠人员巡检难以迅速发现泄漏点。因此，部署云台式或固定式气体泄漏监测设备，可以对多个工艺设备进行远程在线监测，及时识别微小泄漏，确保安全生产[4]。图5 生产装置运行过程监测效果4) 管廊管道区管廊管道系统是炼油化工企业能源或原料输送的关键组成部分，具有分布广泛、数量众多、布局距离长的特点，人工巡检需要大量的人力投入，且巡检周期较长。因此管廊管道发生泄漏时被发现的时间滞后严重，这段时间内的气体泄漏可能造成重大的经济损失和人身安全风险。为了提高管廊管道系统安全的监控效率，部署云台式或固定式监控产品可以实现大范围的实时监控，同时可结合手持和移动式智能巡检设备进行细致的现场勘查的方案正在成为智慧管廊监管的新趋势。图6 管廊泄漏监测效果目前智谱科技研发的红外光谱气体泄漏监测系列产品已在国内数十家油田和石化企业中成功应用。我们期待通过这些产品与解决方案，帮助更多企业有效解决危险气体监测的难题，为化工企业的安全生产保驾护航。我们提供免费的产品借测和园区定制化的解决方案。欢迎各界与我们联系，共同探讨合作。参考文献：[1]2023年全国化工事故分析报告.[2]袁盼，谭竹嫣，张旭等. 工业气体泄漏红外成像检测及差分光谱滤波检测方法研究[J].红外与激光工程,2022,51(8),20210714-1: 20210714-14.[3]沈英，邵昆明，吴靖等.气体光学检测技术及其应用研究进展[J].光电工程,2020，47(4), 190280-1: 190280-16.[4]朱渊，陈国明，刘德旭.复杂地形天然气净化厂脱硫装置泄漏事故模拟及危害评价[J].化工学报,2010，61(10),2758:2764

日前， 北京检验检疫局承担的国家质检总局科技计划项目《食品中动物源性成分种类识别技术研究》顺利通过鉴定，并获得广泛好评。　　近年来，食品安全问题广受社会关注。北京检验检疫局一直将食品检验检疫和食品快速检测技术的研究作为科研工作的重中之重。《食品中动物源性成分种类识别技术研究》项目针对目前不法商家为追逐经济利益在食品加工过程中动物源性原料以次充好、存在欺诈的现象，将着眼点放在食品中动物源性成分种类识别技术上。该课题利用限制性酶切末端片段长度多态性技术(T-RFLP)，融合先进的具有高灵敏度的荧光标记技术和高分辨率的毛细管电泳技术，在我国率先建立了包括猪、狗、牛、水牛、山羊、绵羊、马、鸡、火鸡、鼠、三文鱼、鲟鱼、鹿等13种食源性动物种类的T-RFLP鉴定方法。该方法的建立，对于提高动物源性食品安全监管水平，确保食品质量安全，保障广大人民群众的身体健康和生活质量，维护社会稳定和经济发展都具有积极作用。　　来自中国检科院、中国疾病预防控制中心、北京畜牧兽医总站、中国农业大学、北京师范大学等单位的专家及国家质检总局科技司的领导对该项目给予了积极肯定和较高评价，认为该项目建立的方法灵敏度较高，简便、快速、准确，完善了动物源性食品中动物种类的鉴定方法，具有较强的科学性、实用性和创新性，在食品中动物源性成分识别方面达到国际先进水平。

大理局通过谷斑皮蠹幼虫识别与鉴定能力验证　　参加能力验证，是锻炼和提高实验室人员检测能力的很好途径，也是衡量实验室检测技术能力综合水平的主要手段。近日，大理局综合技术中心收到CNCA《能力验证合格实验室证书》，确定该局综合技术中心报名参加的由国家认监委组织实施的“CNCA-09-B03谷斑皮蠹幼虫识别与鉴定能力验证”项目已获得通过，9份测试样品中鉴定结果全部正确，实验室能力验证结果为“满意”，作为能力验证判定参考依据的种类鉴定结果也与指定目标完全一致。　　2007年以来，大理局综合技术中心积极报名参加CNAS、CNCA以及云南局组织的实验室检测能力验证活动。参加“CN?鄄CA-09-B03谷斑皮蠹幼虫识别与鉴定能力验证”项目是该局综合技术中心第八次参加能力验证计划，也是第二次参加国家认证认可机构组织的植物检疫领域的能力验证计划。这次顺利通过能力验证，表明该局综合技术中心在相关领域的检测能力水平符合要求，也将进一步坚定该局加快技术中心检测能力建设的信心和决心。

2008年4月28日，由梅特勒托利多（常州）称重设备系统有限公司、天津港（集团）有限公司共同研制开发的集装箱双箱称重系统通过了交通运输部组织的专家鉴定。 课题组人员在作相关报告鉴定委员会专家组由中国计量科学研究院研究员李振民、国家质量监督检验检疫总局调研员赵燕，中国衡器协会秘书长刘晓华，上海海事大学教授黄有方，交通部水运科学研究院研究员郑见粹，武汉理工大学教授董明望，秦皇岛港集团李欣、塘沽计量检定所董伟组成，交通运输部科教司领导仉伯强、李奇出席并主持了鉴定会。会上，专家组认真听取了课题组的工作报告、技术报告和用户报告，审查了相关技术资料，并对现场演示进行了考察。 鉴定委员们在激烈讨论此次课题该系统通过采用三个独立的称重平台设计，配合多秤接口的称重仪表，集装箱运输车辆的各轴（轴组）只要停在不同秤台上，就可以实现通过一次静态称量车辆的总重及各轴重的称重计量，计量精度达到OIML（ III）级。经过专家认真讨论，一致形成以下鉴定意见： 1. 该项目提供的技术资料齐全、完整，符合交通运输部科技项目技术鉴定的要求； 2. 该系统在受力结构上采用了分体式称重平台替代了传统的整体式称重平台，具有创新性； 3. 建立了识别系统的力学模型，进行了双箱称重的理论研究，提出了基于轴荷变化的误差修正方法； 4. 成功开发了该系统的识别软件，建立了&ldquo 基础车型数据库&rdquo 、&ldquo 车辆信息管理库&rdquo ，软件功能齐全，界面友好，可操作性强； 5. 该项目实现了一次双箱过衡单箱分别计重，提高了集装箱港口生产效率，为船舶合理配载提供依据；同时具有识别超载集装箱功能，为港口集装箱装卸设备的安全运行提供保障。 该项目达到了预期的研究目标，技术先进，创新性强，为集装箱物流口岸的智能化管理提供技术支撑。新型集装箱汽车衡称重识别系统的成功开发与应用填补了国内在该领域的空白，达到国内领先水平。并且在港口及集装箱物流行业有着良好的应用推广前景。

近日，浙江省计量科学研究院主持起草的国家计量校准规范JJF1964-2022《卤素检漏仪》经国家市场监督管理总局批准发布，将于2022年10月29日实施。 　　卤素检漏仪是广泛用于化工、制冷、电力等涉及卤素气体生产及使用相关行业的分析仪器，多用于泄漏报警和安全防护，因此其计量性能指标尤为重要。新发布的校准规范主要规定了卤素检漏仪漏率示值误差、报警响应时间等计量特性的校准方法，为卤素检漏仪校准工作提供了科学统一的技术依据，为制冷、电力、化工、消防等行业和相应的质检机构服务，确保各领域中漏率检测的准确可靠。 　　浙江省计量院长期以来一直致力于漏率检测及检测方法的研究，主持制定《空气微泄漏检测仪校准规范》，参加制定《真空氦漏孔校准规范》，具备开展空气微泄漏检测仪CNAS校准资质能力，同时还建有真空氦漏孔校准装置和通道型标准漏孔校准装置等。 　　目前漏率检测不仅是汽车、制冷、电器制造等产业产品质量的保证，更是关乎大气污染和环境安全，省计量院将不断研究漏率计量检测技术，进一步提高计量供给和服务能效，助力企业产品质量和公共安全，为市场监管作出新的计量贡献。

近日，满洲里检验检疫局技术中心林木实验室获得了国家认监委颁发的“谷斑皮蠹幼虫识别与鉴定”能力验证满意证书。2009年9月，满洲里局技术中心林木实验室申请参加了国家认监委组织的“CNCA- 09-B03谷斑皮蠹幼虫识别与鉴定”能力验证，满洲里局技术中心工作人员对提供的9个样本认真地进行了玻片制作和鉴定，结果全部正确，2010年1月，国家认证认可监督管理委员会实验室与检测监管部为满洲里检验检疫局技术中心颁发了能力验证合格实验室证书。这再一次证明满洲里局技术中心的检验检疫工作能力和水平在不断增强。　　我国许多口岸都有截获谷斑皮蠹幼虫的报道，谷斑皮蠹疑似种一旦在口岸发现后，由于疫情较重大，一般没有时间等待将幼虫养成成虫后再鉴定，所以相关部门必须根据幼虫给出准确、及时的鉴定结果。而谷斑皮蠹的近似种类较多且外部形态变化小，要准确鉴定其种类，只凭幼虫的大小、长短、体色等外部特征是远远不够的，必须经过实验室玻片制作，在显微镜下观察其主要的鉴定特征。　　为此，满洲里局技术中心林木实验室工作人员经过反复尝试，制作出了完整、清晰的、显微特征明显的谷斑皮蠹幼虫标本。从而确保了林木实验室顺利通过了该项能力验证工作，并为今后快速检疫鉴定谷斑皮蠹幼虫工作奠定了基础。同时，此次能力验证工作的圆满完成对于满洲里口岸谷斑皮蠹幼虫检疫鉴定工作具有重要意义。　　谷斑皮蠹是仓库害虫中最为危险的种类，也是世界上最重要的检疫性害虫之一。由于其危害严重，耐热、耐寒、耐干性强，并对许多药剂都有抗性，因此防除十分困难。谷斑皮蠹以幼虫取食危害，幼虫贪食，除直接取食外，还有粉碎食物的习性，对谷物造成的损失一般为5%~30%，有时高达73%甚至100%。据记载谷斑皮蠹幼虫期可达26～87天，休眠幼虫期甚至可达数年，但成虫期仅10天左右，正是由于幼虫期长，其体型显著大于成虫，因此在检疫过程中发现的基本都是幼虫。

导读 7月中旬，湖北孝感某黑作坊通过自购的烟花爆竹，在非法“提取黑火药”的过程中发生爆炸，致3死3伤。枪爆物品问题直接关系公共安全和社会大局稳定,直接关系人民群众根本利益和国家长治久安。X射线荧光可快速无损地对黑火药等爆炸物进行早期的定性-定量分析，帮助公安司法机关初步快速查明爆炸物的来源。岛津EDX-7000能量色散型X射线荧光光谱仪具有高灵敏度和高分辨率的特点，无需复杂的化学前处理，可快速鉴定黑火药等爆炸物，为打击犯罪活动提供科学依据。 目前市面上爆炸物主要来源有以下几种： 1）黑火药类：硝酸钾、硫磺、炭粉；2）烟花类：氯酸钾、高氯酸钾、硫磺及产生颜色的金属粉未(Mg/Al/Cu/Ti等)；3）高锰酸盐类：高锰酸钾、硫磺、炭粉；4）灼热剂类：黑铜矿、赤铁矿、金属铝；5）肥料类易爆物：硝酸铵；6）有机类爆炸物：三硝基甲苯（TNT）、戊硝酯（PETN）、1.3.5三氮杂苯（RDX）等。 根据各类爆炸物的主量元素不同，通过X射线荧光的定性-定量分析即可初步筛查为何种爆炸物，这为公安司法机关的快速查明爆炸物的来源提高了效率。 表1. 爆炸物主要成分及元素 根据爆炸物定性主要元素进行爆炸物来源的初步判定如图1。 图1. 爆炸物来源初步判定程序 说明：1）主要针对表1中爆炸物主要成分及元素而进行爆炸物种类的初步判定；2）有机爆炸物如三硝基甲苯（TNT）、戊硝酯（PETN）、1.3.5三氮杂苯（RDX）等的最终精确判定需要傅里叶变换红外光谱（FTIR系列）的定性分析及确认以后的GC-MS进一步的定量分析。 将爆炸物样品直接装样品杯中直接使用定性-定量分析条件进行分析，无须化学前处理（如图2）。根据目前爆炸物来源的主要成分及其含有元素, 使用岛津EDX-7000（如图3）进行定性-定量分析。 定性-定量分析结果及谱图如图4。 说明：归一法定性-定量分析结果中不包括仪器不能测试的Na以前的元素（如C等） 图4. 分析结果及谱图 根据爆炸物定性主要元素进行爆炸物来源的初步判定程序得出，上述样品定性-定量结果中主要元素为S/K，无高Cl, 无高Mn，无高Al/Cu/Fe，故样品可初步判定为黑火药类爆炸物。进行以C（炭）作平衡、K以KNO3的形式表示的数据重新归一法处理后结果如图5。 图5. 定性分析处理后结果 如果需要更进一步确认爆炸物为黑火药中硝酸钾、硫磺、炭粉的含量及物相，也可使用岛津电子探针显微镜分析仪（EPMA系列）、X射线衍射仪（XRD系列）、原子光谱（AAS/ICP系列）、傅里叶变换红外光谱（FTIR系列）等仪器配套完成。 岛津EDX-7000能量色散型X射线荧光光谱仪可快速对爆炸物进行快速定性-定量分析，以初步确认爆炸物的来源。正所谓： 轰隆一响天地动，荧光一扫露真容。硫氯钾锰各为主，镁铝铜铁在其中。简捷无损速定性，寻根溯源解迷踪。安保维稳添慧眼，识别鉴定显神功。

“10分钟便可识别子宫内膜癌。”3月28日，在中国地质大学（武汉）生物地质与环境地质国家重点实验室，娄筱叮教授用镊子拿着4平方厘米大小的芯片告诉记者，芯片上的检测探针，可以轻松地“抓取”蛋白质，检测时间从5天缩短至10分钟，检测精度也上升3个量级。娄筱叮教授向记者展示研发的检测芯片。通讯员孟梓娟 摄“目前，检测样机已经进入组装尾声。”娄筱叮教授边介绍边演示，手持移液枪，向芯片上加入20微升的样品，肿瘤相关的蛋白质信息就会显示出来，实现10分钟快速识别子宫内膜癌，而一般情况下诊断子宫内膜癌需要血液生化检查、肿瘤标志物检查、影像学检查、子宫内膜活检和细胞学检查等一系列的处理步骤，需要5天时间来确保准确性。在娄筱叮的检测样机中，探针和芯片是主要组成部分，也是检测样机的核心技术。她创新性地提出绕开传统检测的繁琐环节，将穿膜—识别—输出一体化检测技术作为科研目标，相较于传统检测步骤大为缩短。这个清明节，娄筱叮最想把“10分钟识别癌细胞”的科研突破告诉母亲。“2017年母亲因为癌症去世，就是没有早发现。”娄筱叮告诉记者，她的丈夫是武汉三甲医院的妇产科专家。丈夫给她传递了很多信息——很多年轻女性罹患妇科癌症，没有及时发现而丧失治疗时机，而且患癌年龄越来越早。尤其是子宫内膜癌，是妇科高发的恶性肿瘤，我国每年有20万新发病例。娄筱叮用移液枪操作加样。通讯员孟梓娟 摄一直耕耘在分析化学基础研究领域的娄筱叮，2018年开始专注于妇科癌症的早期发现的研究。她了解到：过去，临床上缺乏有效的子宫内膜癌早期筛查方法。常规的病理学筛查需要利用刮匙深入脏器进行有损取样，这不仅会令受检者经历难以忍受的痛苦，还有可能在采样过程“刮不到”“取不准”。经过5年努力，去年底娄筱叮研发了一种高灵敏高特异性探针，用探针“抓取”蛋白质，让蛋白质细胞“说话”——“看得到的数字，如同能够看清人的五官”，娄筱叮通过研发的检测芯片读懂细胞“语言”，检测精度比传统检测的灵敏度高了三个数量级。“快速检测可以让更多的患者得到及时的诊断与治疗。”娄筱叮表示，传统子宫内膜癌检测方法可能在设备和操作上成本较低，但在时间和劳动力上的成本较高。而现在她开发的新型生物传感检测技术，虽然初期投资可能较高，但更适合大规模检测，每次成本不过几十元。目前，芯片和探针都是娄筱叮团队自主研发，拥有自主知识产权，争取5年后检测样机能进入临床。

我国是化学品生产和消费大国，全国重点化工园区超过600家，一旦发生危险化学品泄漏事故，将对国民经济和社会稳定及环境造成严重影响。因此，急需研发适用于危险化学品泄漏预警和准确识别的检测设备。近日，中国科学院大连化学物理研究所李海洋研究员团队，自主研制出一款并联离子迁移谱—离子阱质谱联用仪，为危险化学品运输、存储、生产等过程中的实时预警和准确识别提供了设备和方法支撑。离子迁移谱基于不同离子在电场中迁移速度的差异实现分离与表征。它具有检测速度快、灵敏度高、便携等优点，能够实时在线监测；但准确率较低，易发生误报。离子阱质谱通过气相离子质荷比的不同对物质进行表征，具有灵敏度高、便携等优点，但对于存在时间1秒以内的样品，易发生漏报。为了实现对化工园区危险化学品“实时预警”和“准确检测”的双重目标，团队基于离子阱质谱和离子迁移谱两种检测技术，利用离子迁移谱对危险化学品进行实时监控预警；当发现可疑物时，触发离子阱质谱完成定性检测。李海洋介绍，新型仪器中离子迁移谱和离子阱质谱共用一个电离源，可同时提供危险化学品的迁移率和质荷比二维信息，显著地增强了实时预警和准确定性识别能力。数据显示，新型仪器能够检出存在时间为0.5秒的危险化学品，检出率高达99.5%，大大降低了误报率。据悉，该仪器方便携带，适合用于危险化学品巡检和固定点现场检测场合，具有广阔的应用前景。

2021年6月10日，北京大学医学部精准医疗多组学研究中心黄超兰团队，与中国科学院生物物理研究所薛愿超团队、广东省第二人民医院孙青原团队，合作在Nature Cell Biology上发表了题为“Global profiling of RNA-binding protein targetsites by LACE-seq”的论文，该研究开发了可在微量细胞中鉴定RNA结合蛋白(RNA-binding protein, RBP)作用靶点的新技术LACE-seq(Linear amplificationof cDNA ends and sequencing)。通过线性扩增逆转录酶在RBP结合位点处的终止信号，首次实现了在单碱基分辨率和单细胞层面精准鉴定RBP的结合位点，为研究 RBP在胚胎发育和生殖疾病中的功能机制打开了大门。　　在本研究中，黄超兰团队使用原创新颖的微量样品蛋白质组学技术对Ago2-/-卵母细胞和空白对照细胞进行蛋白质组学分析，共鉴定到2715个蛋白，其中与Ago2结合的蛋白数量为1155个。与对照组相比，在Ago2-/-卵母细胞中出现特异性上调和下调的蛋白数量分别为170和80个。根据endo-siRNA密度将蛋白分为两组后的分析结果显示，Ago2-/-卵母细胞中endo-siRNA密度与蛋白质水平变化呈正相关趋势。此外，黄超兰团队还根据LTR序列逆转录建立了新的数据库进行de novo分析，结果表明在Ago2-/-卵母细胞中可检测到的LTR衍生且上调的嵌合蛋白比例为17.6%。蛋白组学分析结果证实了嵌合蛋白的存在，并进一步说明Ago2-endo-siRNA介导的翻译调控广泛存在于小鼠卵母细胞中。　　此前，黄超兰团队与浙江大学方群团队合作在单细胞蛋白组学分析研究领域取得突破性进展，成果于2018年发表在AnalyticalChemistry上[1]。目前基于质谱的“单细胞”和“极微量样品”蛋白质组学技术已上升到皮升级gOAD chip (3.0), 连续在2019和2020年的国际权威会议上被认可为单一体细胞中鉴定最高蛋白量的最灵敏方法。多组学中心在黄超兰教授的带领下，将继续深耕前沿技术方法开发，为推动基础生物学和临床领域的创新研究提供最有质量保证的蛋白质组和质谱技术手段。　　北京大学医学部精准医疗多组学研究中心主任黄超兰教授，中国科学院生物物理研究所薛愿超研究员，广东省第二人民医院孙青原教授为本文的共同通讯作者 中科院生物物理所博士研究生苏瑞宝、生物物理所副研究员曹唱唱、动物所博士研究生樊立华为本文的共同一作。

HRS-5A是一款专业的手持式物质识别仪，体积小、重量轻，具有强大的云端开发，管理和计算功能。采用拉曼光谱技术作为无损检测手段。设备可以进行易制毒化学品、易燃易爆危险品、剧毒物质、珠宝玉石、药品API、普通化学品的无损检测，操作简单，识别快速准确。产品功能自建库：用户可根据需求自建模型库，并通过云端同步至其他设备上使用标准库：可选违禁品，危化品，矿物珠宝，工业化学品等标准物质库激光功率可调节：用户可自行设定激光功率0-500mW用户管理：操作软件带有权限管理，可分级指定用户权限混合物识别：可以识别混合物的组成成分云平台：支持设备管理， 远程升级，模型同步，在线报告，云计算等可快速更换电池，电池可独立充电，可拓展长寿命电池可更换SIM卡设计，支持4G网络（可选）产品优势高灵敏度，高质量光谱体积小，重量轻可调节探头，适配不同包装友好易用的用户界面远程管理设备和维护数据，方便快捷智能算法，适应不同类型样品，识别快速准确可靠的安全辅助功能应用领域缉毒安检制药工业品控消防危化品检查邮件/快递检查食品安全科研筛选 设备管理 远程设备管理，每个终端分配到不同组织组织，组织之间相互独立，在不同应用场景实现设备优化和云端控制，实现了专机专用和统一设置。云计算 将终端获取的光谱信息发送至更强大的计算中心，通过智能算法处理数据，轻松实现复杂样 品的解析和鉴别，彻底打通了终端硬件和数据库容量计算瓶颈。使用监控 终端开关机及状态云监控，便于后台及时了解设备状态及使用情况，可用于快速分配资源和异常处理，缩短了应对突发状况的时间周期。物质库管理 拉曼数据库的建立，审核，管理和下发，实现终端数据库在线更新，解决终端使用过程中，数据库老旧而发生的误判或漏判问题。在线升级 系统固件在线升级，随设备发展升级新算法和功能，保证设备鉴定鉴别能力和使用功能始终保持先进。检测记录 云端记录并备份终端的检测结果，包含光谱数据，测试参数和地理信息，保证了数据的安全性，可复现性及可追溯性，并提供可以在线查看的检测报告。用户管理云平台自身具有操作者及使用者权限控制，适应不同组织的组织架构及数据安全的要求。参数外形尺寸180*85*30mm（不含探头伸出部分）重量550g光谱范围200~3200cm-1光谱分辨率15cm-1典型值激发波长785±0.5nm，线宽＜0.1nm激光功率0~500mW连续可调算法多级匹配算法，荧光消解算法，混合物算法触摸屏1920*1080 全高清电容屏物理按键一键测试键，开关机，返回拍摄功能1300万像素，高清摄像头定位GPS/北斗/GLONASS定位，WiFi/4G网络定位网络Wi-Fi，4G操作系统Android智能终端检测距离可无级调节，0.5-7.5mm工作温度-10~50℃存储温度-20-60℃工作湿度小于等于90%（无冷凝）电源适配器输入120~220V AC；输出5V 1A DC电源接口Micro USB电池可更换锂电池╳2节，可独立充电连续工作时间≥3.5小时长寿命电池（可选），连续工作时间≥12小时本地存储数据量1000000条记录采样附件集成可变距探头；小样品适配帽，校准帽多功能液体样品探头（可选）创新点：可更换电池，实现独立充电；云平台管理，实时上传测试数据

一、项目基本情况项目编号：GZZJ-ZG-2023163项目名称：广医大2023年科研仪器设备购置项目（六）采购方式：公开招标预算金额：7,713,300.00元采购需求：合同包1(低温保存箱等设备):合同包预算金额：2,562,700.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)1-1临床检验设备二级生物安全柜（A2型）20(台)详见采购文件1,260,000.00-1-2临床检验设备二级生物安全柜（B2型）13(台)详见采购文件819,000.00-1-3试验箱及气候环境试验设备电热恒温干燥箱7(台)详见采购文件117,600.00-1-4试验箱及气候环境试验设备低温保存箱7(台)详见采购文件171,500.00-1-5试验箱及气候环境试验设备生化培养箱7(台)详见采购文件194,600.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限：合同签订后90个日历日内交货、安装及调试。（不包含质保期）合同包2(常温台式离心机等设备):合同包预算金额：3,395,600.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)2-1消毒灭菌设备及器具高压灭菌锅7(台)详见采购文件306,600.00-2-2显微镜普通倒置显微镜7(台)详见采购文件420,000.00-2-3离心机台式冷冻离心机7(台)详见采购文件595,000.00-2-4离心机常温台式离心机7(台)详见采购文件420,000.00-2-5分析仪器辅助装置移液器14(套)详见采购文件142,100.00-2-6试验箱及气候环境试验设备恒温金属浴7(台)详见采购文件24,500.00-2-7试验箱及气候环境试验设备恒温沙浴7(台)详见采购文件22,400.00-2-8试验箱及气候环境试验设备过氧化氢消毒机1(台)详见采购文件265,000.00-2-9显微镜倒置荧光显微镜4(台)详见采购文件1,200,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限：合同签订后90个日历日内交货、安装及调试。（不包含质保期）合同包3(直热式二氧化碳培养箱):合同包预算金额：1,755,000.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)3-1试验箱及气候环境试验设备直热式二氧化碳培养箱27(台)详见采购文件1,755,000.00-项目编号：GZZJ-ZG-2023164项目名称：广医大2023年科研仪器设备购置项目（三）采购方式：公开招标预算金额：4,490,000.00元采购需求：合同包1(全景组织单细胞识别及图像分析系统等设备):合同包预算金额：2,990,000.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)1-1其他分析仪器全景组织单细胞识别及图像分析系统1(套)详见采购文件2,590,000.00-1-2临床检验设备石蜡切片机1(台)详见采购文件400,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限：合同签订后90个 日历日内交货、安装及调试。（不包含质保期）合同包2(全自动数字玻片扫描系统):合同包预算金额：1,500,000.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)2-1其他分析仪器全自动数字玻片扫描系统1(套)详见采购文件1,500,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限：合同签订后90个 日历日内交货、安装及调试。（不包含质保期）二、获取招标文件时间： 2023年05月06日 至 2023年05月25日 ，每天上午 00:00:00 至 12:00:00 ，下午 12:00:00 至 23:59:59 （北京时间,法定节假日除外）地点：广东省政府采购网https://gdgpo.czt.gd.gov.cn/方式：在线获取售价： 免费获取三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：广州医科大学地 址：广州市番禺区新造镇新造路1号联系方式：371031322.采购代理机构信息名 称：广州中经招标有限公司地 址：广州市越秀区寺右一马路18号泰恒大厦14楼1409室联系方式：020-873851513.项目联系方式项目联系人：陈秀洁电 话：020-87385151

作为动态生物分子，蛋白质在肿瘤产生和发展过程中会发生丰度和结构的变化。与肿瘤发生关联的蛋白质异质性为阐明癌症发病机制提供了诊断信息，因此特异性蛋白是肿瘤诊断和药物设计的重要生物标志物。小细胞外囊泡（sEV）是由细胞释放的纳米尺度（直径30–200 nm）的膜囊泡。来自源细胞的蛋白质、核酸和脂质等与肿瘤产生发展相关的生物载物可以选择性地包装到sEV中，并通过膜融合和内吞作用等生理途径传递到受体细胞，影响受体细胞的生理功能，进而促进肿瘤的发生和发展。图 1 细胞外分泌囊泡的提取和纯化由于肿瘤来源sEV中的蛋白质异质性与肿瘤的恶性程度相关，并反映了肿瘤进展和转移的能力，因此对sEV蛋白组分的研究，有助于阐明sEV在肿瘤转移和侵袭中的作用，并促进体液活检的发展和癌症标志物的开发。传统蛋白质组学仅限于获得肿瘤细胞衍生的sEV族群的蛋白质表达信息，其在用于研究单个sEV蛋白组分时缺乏分辨率和灵敏度，特别是对蛋白质结构信息的获取。因此单个sEV的分子分析和异质性评估在技术上仍具有挑战性。光学表征提供了无损、快速、非侵入性的便捷探测手段研究蛋白质的组分和结构信息，然而由于远场光谱学的微米级光斑与百纳米级sEV直径之间的尺寸差异，使得远场光谱技术仅限于开展对sEV族群的大样本分析，其检测灵敏度和特异性受到sEV的异质性和sEV纯化挑战的影响。针对单个sEV蛋白组分分析的瓶颈，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心L04组陈佳宁研究员，SM4组叶方富研究员与国家纳米科学中心朱凌研究员、杨延莲研究员、王琛研究员和中国科学技术大学附属第一医院马小鹏副主任医师合作。利用自搭建纳米红外光谱系统（nano-FTIR）的10 nm尺度红外光场局域增强，在蛋白质酰胺I带（1600–1700 cm-1）和酰胺II带（1510–1580 cm-1）的指纹光谱频段内，通过对直径160–200 nm，高度为50–60 nm的单个sEV开展原位红外指纹光谱研究。图 2 单个细胞外分泌囊泡的近场红外成像和原位红外吸收光谱结合酰胺I带吸收频率对蛋白质骨架结构的高度敏感性，通过对健康和不同恶性程度细胞来源的单个sEV的红外光谱进行统计分析发现由于蛋白质中的C-O键和氨基酸C-OH基团中的氢键随着癌症的发展遭到破化，酰胺I/II吸收比值随着sEV来源细胞系的恶性程度增加而增加；高恶性癌症细胞来源sEV中蛋白质二级结构α-螺旋+随机卷曲的含量发生显著下降，反平行β-折叠+β-转角显著增加，这种蛋白质二级结构的改变一方面与癌细胞来源sEV在癌症发展演化起到的生理功能有关，另一方面在癌变细胞中富含β-折叠+β-转角的蛋白质的生物合成消耗更多的能量，癌症中线粒体异常的有氧糖酵解表现出异常能量代谢（即Warburg效应）在癌症的发生和发展中起着至关重要的作用，而癌变细胞来源sEV中β-折叠+β-转角含量增加带来的更多能量消耗是Warburg效应的一种表现。图 3 单个细胞外分泌囊泡的蛋白指纹光谱作为癌症恶性程度的指标作为临床应用的探索，进一步分析了从两名乳腺癌患者的原发肿瘤组织中提取的sEV（I期，无转移；IIB期，有淋巴结转移）。相较于无转移患者来源的sEV，淋巴结转移患者的α-螺旋+随机卷曲比例显著降低，分子间反平行β-折叠+β-转角比例显著提高，病人组织来源sEV蛋白质二级结构占比的变化与细胞来源的sEV中的结论一致。研究结果显示了nano-FTIR在单个sEV分子鉴定的优势，证明了sEV蛋白异质性在癌症检测和肿瘤恶性评估中的意义和临床价值，为基于sEV的nano-FTIR分子指纹谱识别的癌症诊断提供了体液活检解决方案。图 4组织来源细胞外分泌囊泡的蛋白指纹光谱区分无转移和淋巴结转移的乳腺癌患者国科温州研究院博士后薛孟飞（中国科学院物理研究所毕业）和清华大学博士叶思源（国家纳米科学中心联合培养）为共同一作。陈佳宁研究员和国家纳米科学中心的朱凌研究员、杨延莲研究员为共同通讯作者。相关工作近期以“Single-vesicle Infrared Nanoscopy for Noninvasive Tumor Malignancy Diagnosis”发表在《JACS》杂志上，上述研究工作得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项、中国博士后科学基金和中国科学院青年创新促进会的支持

大家好，本周为大家分享一篇发表在Anal. Chem.上的文章，Hydrogen/Deuterium Exchange Aiding Metabolite Identification in Single-Cell Nanospray High-Resolution Mass Spectrometry Analysis1。该文章的作者是中国地质大学（武汉）的彭月娥老师。在生物医药研究中，从单细胞水平进行代谢物的分析可以揭示细胞异质性。但由于样本量较小、代谢转化率快、浓度范围广以及分子结构多样，单细胞中代谢物的准确识别和定量具有挑战性。毛细管微采样电喷雾电离质谱（Capillary microsampling ESI-MS）以及单细胞质谱（single-cell MS）技术的使得单细胞代谢物分析得以发展。但目前其常规实验方案是没有与色谱（LC）耦联的，单靠一级谱图精确质量、二级碎裂谱图以及目前已知代谢物谱图数据库对于鉴定的准确性仍是有局限的。氢氘交换（HDX）技术可以用于氘代小分子中含氢的官能团（-OH、 -COOH、 -NH和-SH）从而起到区分作用。本文将HDX与nanospray 高分辨质谱（nanospray HRMS）结合起来提高Allium cepa L.细胞中的代谢物鉴定效率。图1. 实验装置。（a）微采样系统。（b）捕捉细胞时的电镜图。（c）HDX nanospray离子源。（d）源内HDX原理。图2. 鉴定流程实验装置如图1所示，用于提取细胞代谢物并在喷雾时进行HDX反应。鉴定流程如图2所示。作者首先用[(H3PO4)n-H]-评价了该体系的氘代能力，如图3，最终确定该体系能够使可氘代化合物发生80-83%的氘代。图3. [(H3PO4)n-H]-的氘代谱图如图4是该方法的应用实例。对于洋葱细胞样品中代谢物的谱图，作者首先用多个商业化软件进行了初次匹配。接着通过匹配其发生的氘代数从而进行进一步确证。例如一级谱图中观测到的m/z 178.0530一物质，软件给出该分子量对应元素组成只有C6H11O3NS这一选项。氘代后的谱图显示该物质含有3个不稳定H。562个备选化合物中只有65个符合该特点。通过碎裂模拟发现其中只有27个物质的二级谱图与该峰的二级谱图能够匹配。通过寻找碎片离子不稳定H将可能化合物数量又降至了25。只通过MS法几乎无法区分立体异构体，因此忽略备选化合物中的立体异构体，将备选数量降至11。通过调研文献，并利用标准物参考中确定，该物质极可能是isoalliin。图4. Isoalliin的鉴定流程基于该鉴定作者接下来分析了单细胞中isoalliin的分解途径。据报道isoalliin首先降解为sulfenic acid，然后降解为propanethial S-oxide。但sulfenic acid和propanethial S-oxide属于同分异构体（C3H6OS），且sulfenic acid是瞬时存在的，因而常规的LC-MS流程很难鉴定区分。通过HDX nanospray HRMS，作者发现细胞中C3H6OS的不稳定H在喷雾后10~15min间从2个变为了1个（图6）。Sulfenic acid中理论不稳定H为2，propanethial S-oxide中理论不稳定H为1。这表明sulfenic acid转化成了propanethial S-oxide，时间尺度是15min左右。图5. C3H6OS采样10min后（a）和采样15min后（b）的HDX分布。（c）C3H6OS 氘代数随时间变化。本研究整合HDX与单细胞HRMS法，提高了单细胞代谢物分析的准确度，并利用HDX特性分析了物质在单细胞水平的代谢过程，为细胞代谢过程中生化反应的监测提供了新方法。撰稿：罗宇翔编辑：李惠琳原文：Hydrogen/Deuterium Exchange Aiding Metabolite Identification in Single-Cell Nanospray High-Resolution Mass Spectrometry Analysis李惠琳课题组网址：https://www.x-mol.com/groups/li_huilin参考文献1.Osipenko, S. Zherebker, A. Rumiantseva, L. Kovaleva, O. Nikolaev, E. N. Kostyukevich, Y., Oxygen Isotope Exchange Reaction for Untargeted LC-MS Analysis. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2022, 33 (2), 390-398.

近日，由上海交通大学朱卫仁教授与重庆西南医院神经外科冯华教授/陈图南副教授团队、爱德万测试（中国）管理有限公司三方合作在国际高水平期刊《Biosensors and Bioelectronics》上发表题为“Highly sensitive detection of malignant glioma cells using metamaterial-inspired THz biosensor based on electromagnetically induced transparency”的研究结果，首次展示了一种针对不同胶质瘤分子分型细胞进行无标记识别的太赫兹超材料检测方法，该研究也得到了天津大学姚建铨院士团队的指导和支持。胶质瘤是颅内最常见的、造成最多死残病例的中枢神经系统肿瘤，目前临床主张进行整合诊断，将胶质瘤分为多个特定的分子亚类，其中IDH是与肿瘤进展、治疗反应和预后密切相关的经典分子分型标记。快速早期无标记区分IDH1野生/突变两种胶质瘤对于术中和术后早期精准诊疗具有重要价值。研究团队提出了一种无标记的脑胶质瘤细胞“分子分型（IDH1野生/突变）”生物传感超材料，通过在生物传感器表面加载人原代胶质瘤细胞进行太赫兹波谱探测，其频率偏移和峰幅变化与不同类型细胞及其浓度呈现相关性；通过观察超材料传感器共振频率的变化，可以区分不同分子分型的胶质瘤细胞，这种识别是在没有引入抗体等生化标记方法的情况下，在多个不同细胞浓度下实现的。基于该项研究结果，太赫兹超材料生物传感器在识别胶质瘤细胞类型中显示出了巨大的潜力，基于肿瘤分子分型的太赫兹波谱识别策略也拓展了新的太赫兹波生物传感技术发展方向。太赫兹技术在生命科学领域有广阔的应用前景，第十届光谱网络会议（iCS2021）邀请了四位来自国内外高校的专家学者们，届时，专家将介绍太赫兹技术的更多应用，点击下方链接立即报名哦。5月25-28日 光谱网络会议相约十年（iCS2021）专家报告推荐之光谱在生命科学领域的应用1、《太赫兹生物医学与生物物理发展概况》(中国生物物理学会-太赫兹生物物理分会 何明霞副会长/秘书长)2、《纳米-生物界面作用的定量分析》（中国科学院高能物理研究所 王黎明研究员）3、《面向生物医学检测的LIBS/Raman联用装置与方法研发》（四川大学 林庆宇副教授）4、《新型冠状病毒核酸检测技术研究进展》（阿尔伯塔大学 庞博博士）立即报名（免费哦）：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCS2021/

移液器是实验室日常使用最多的小仪器之一，移液器的精准度在很大程度上也影响着实验的结果，怎样知道您正在使用的移液器是否精准呢?德国BRAND明星产品- PLT unit (移液器泄漏检测仪)能为您的实验准确度保驾护航!有数据显示，导致活塞式移液器精准度下降最常见的原因是泄漏。而泄漏可能来自于密封圈，活塞或者吸头锥的损坏。而许多时候这种导致显著体积误差的泄漏无法用裸眼识别。 根据计量仪器监测要求，空气活塞移液器需要定期检查并将结果与ISO 8655-2规定的误差极限相比较。 然而，校准证书仅反映了测试当时的结果。两次测试之间的时间非常关键，因为在这段时间内随时可能发生泄漏。即便看不出明显的滴漏,超过80%的送修移液器有泄漏现象并且超出了他们的容差范围。PLT可以作为两次校准间的日常的移液器检查提供保障， 即便最小的泄漏，BRAND 泄漏测试仪 (PLT unit) 也可在数秒内检出。 预设市售量程范围自1 &mu l至 10 ml的单通道与多通道移液器的极限值。那么测漏仪的原理是什么呢?我们来简单了解一下几个定义。泄漏率为单位时间内泄漏的物质的量(质量)。对于空气活塞移液器，PLT检漏仪通过测量压力变化确认泄漏率的值。即在创造一个负压之后，测定在给定时间内压力的升高值。泄漏率的测量需考虑一系列 复杂的物理关系。PLT检漏仪内置极限值的计算必须包含如移液器/吸头系统的死体积，移液器吸头的流体截面，单位时间的压力升高， 移液器的量程与型号，等等因素。泄漏率 QL：为pV值与单位时 间的比率，即单位时间流经 某一截面的气体的量。pV值：是一定量的气体在当 时的温度下压力与体积的乘 积。它可作为物质的量或气 体的量的衡量标准。体积损失 ：对于测试移液器，hPa ml/s 是泄漏率QL的合适单位。在 空气压力为1000 hPa的条件 下1 hPa ml/s的泄漏率意为 着体积损失率为1 &mu l/s。德国BRAND 泄漏测试仪 (PLT unit)可进行如下状态的测试：*带吸头或不带吸头测试 ：测试安装新吸头的移液器可以 检查整个移液系统。当发现泄漏时，可以通过重复 测试不带吸头的移液器，鉴定 泄漏发生的位置是否在吸头锥/ 吸头接触的位置。*动态测试：使用动态测试可以快速确定是 否是活塞的问题( 污染， 刮伤)造成的泄漏。测试时，需 按压移液器移液按钮数次。带 动活塞的移动可以帮助识别活 塞上的缺陷。*静态测试：静态测试时，不需按压移液器 按钮，即活塞不移动。这仅仅 能确定通常意义的泄漏存在， 但并不能确定来自于哪一组件。以上就是移液器测漏的一些小常识，您了解了吗?想知道您手中的移液器是否准确吗?快快拨打BRAND普兰德中国 T: 021-64222318-103 以及北京五洲东方科技发展有限公司T:010-82388866。

一、方案目的　　1、通过检测可疑物可以有效的防止危险恐怖事件的发生 　　2、通过检测爆炸残留物来推断爆炸物的材料性质 　　二、行业应用背景　　随着防恐防暴安全意识的增强，对于能够快速、准确的鉴别出危险爆炸物及其前制备材料的方法也变得越来越迫切。与传统检测手段相比，拉曼光谱作为物质的分子“指纹”图谱，能够快速、准确、无损的鉴别出易燃易爆危险品的种类。　　X射线技术和离子迁移谱探测技术是目前主要的防恐防暴技术手段。X射线技术对于检测出的隐藏物体，不能将其定性，需要将检测出的疑似物送到检测中心进行判断，需要时间较长。离子迁移谱探测技术是一种气相分析技术，它的检测原理是首先将样品分子电离形成产物离子，产物离子随之注入一均匀电场中迁移，也就是被测样品需要成蒸汽或微粒气化的状态。离子迁移技术存在的缺陷主要有以下几点：　　1、检测探头易被污染，不易清洁，更换成本高 　　2、不能检测不易挥发的无机爆炸物等 　　3、检测精确度低，一般只能达到50%左右的准确率。　　去年，巴黎系列恐袭自杀式炸弹所用材料就是被恐怖分子称呼为“撒旦之母”新型炸药TATP，这种自制爆炸物同样是2005年伦敦地铁爆炸案的“主角”，双氧水和丙酮是这种新型炸药的主要原材料。现在的X射线和离子迁移谱探测等技术手段并不能有效的检测出这种新型炸药及其前制备的主要原材料。而南京简智仪器设备有限公司自主研发的便携式拉曼光谱仪SSR-3000不仅可以检测常规的爆炸物及其制备原材料，对于这种新型炸药及其制备原材料也可以快速准确的识别出，能够有效的控制这种炸药的合成及防止恐怖爆炸事件的发生。　　三、仪器介绍　　南京简智仪器设备有限公司自主研发的便携式拉曼光谱仪SSR-3000如图1所示，在危险爆炸物识别和分析中优势十分明显，主要表现在以下几个方面：　　1、检测时间短(1-5s) 　　2、检测结果重复性高 　　3、无需前处理，检测方便 　　4、对检测物无损检测 　　5、可持续工作6-8h 　　6、可定制探头长度、焦距等(目前基本探头光线长度在1.5m左右，焦距7.5mm)图1　　四、检测方法　　1、对于检测物质(固体、粉末或者液体)装在透明的玻璃瓶或者塑料瓶里面，我们可以直接将探头贴近容器进行检测，如图2所示 图2 图3　　2、对于直接检测固体或者物质装在透明塑料袋等里面，我们可以将我们的定制固体探头冒加在探头上，然后贴近塑料袋等检测，如图3所示 　　3、对于液体装在不透明的载体时，需要将被测液体取出，放置在比色皿中，再将比色皿放置在比色皿槽内，如图4所示，再将样品池冒盖上，探头摆放如图5所示进行检测(图4和图5中的样品池及探头摆放位置为实际SSR-3000的检测示意图)。 图4 图5　　五、部分爆炸物谱图　　图6-图7是硝酸钾和过氧化氢两种常见的无机爆炸物的拉曼谱图，图8-图10硝酸铵、硝化纤维素和TNT三种常见的有机爆炸物的拉曼谱图图6 图7图8图9图10　　六、结论　　在易燃易爆危险品的检测应用中，拉曼光谱技术与目前的检测手段相比，无论是在准确性、对样品无损还是检测所用的时间比较短都有着明显的优势，尤其是现在的高性能便携式产品的推出，大大提高了使用的便携性。并且现在无论是对于拉曼光谱仪的操作还是配套的软件的操作都非常简便，真正实现“傻瓜式”操作。从拉曼光谱对于有机爆炸物和无机爆炸物的几幅谱图中我们也可以看出，不同 的物质的谱图是不一致的，并且拉曼光谱检测易燃易爆危险品时基本上不需要前处理，对于用透明塑料袋以及透明玻璃品装的样品，甚至不需要取出样品，直接就可以检测，大大降低了样品被污染的可能性。但是拉曼光谱技术也有一定的缺陷，对于目前比较难解决的黑火药的检测，我们对其也有着较好的检测技术手段。　　未来，无论是在爆炸物现场快速检测，还是在各个卡扣，安全检查口的快速筛查，拉曼光谱技术都会是一种强而有力的检测手段。而南京简智仪器设备有限公司自主研发的便携式拉曼光谱仪，不仅性能好、携带方便、谱图数据库全而且软件使用的简单、智能程度高、检测准确度高，在易燃易爆危险品检测领域有着其无可替代的作用，探头的可定制化服务大大的提升了使用的范围，增加了操作人员的安全性。(内容来源：南京简智)

11月18日，记者从西北农林科技大学党委宣传部获悉，由该校专家张海辉、孙广宇团队联合研制的国内首型苹果霉心病无损检测仪在杨凌问世。该型设备的成功研发结束了我国苹果霉心病检测设备长期依赖国外进口的历史，具备完全自主知识产权，已获得国家发明专利。目前，该型设备已经在我省永寿、白水、礼泉等苹果产区投入使用。　　苹果霉心病是由多种病毒侵入果心引起的病变，人长期食用具有致癌等健康危害。由于苹果霉心病害区域由内向外扩散，缺乏直接有效的判别方法，已成为影响苹果鲜果销售、储藏及果汁生产的重要难题之一。作为全球最大苹果连片种植区，今年我省部分苹果产区受气候因素影响霉心病害严重，急需霉心病检测专用设备。为此，西农大机电学院张海辉教授和植保学院孙广宇教授从苹果霉心病的致病机理和特点出发，基于投射光谱检测技术，集成研发成功了一型操作简单，方便携带的苹果霉心病无损检测仪。据实际应用的数据显示，该型设备对同一产区的病果识别率可达85%以上。　　在国际上，只有意大利生产苹果霉心病无损检测仪。因此，国内龙头苹果果品企业和果汁生产企业不得不花高价从国外进口，设备笨重不易携带，无法在苹果产地开展霉心病无损检测。西农大研制的检测仪，机型小巧、操作流程简单，果农仅需一小时培训即可掌握，具备在“最先一公里”降低霉心病果比例的功能，对我国苹果产业的可持续发展和保障人民群众健康具有重要实践意义。记者了解到，张海辉、孙广宇教授和他们的团队正在进一步研制可用于规模化检测的病果实时分选设备，进一步降低我国苹果产业对进口设备的依赖程度。

毒 品从它诞生初始就披着美丽的外衣在诱惑民众，它不断变换形态、外貌引诱人们，从而扑倒在它的阴影下，迈入罪恶的深渊而无从挣扎。为警醒人们，我们好好剥开笼罩在它身上的外衣，让它真实面貌暴露在人们面前。“彩虹烟”的外观颜色酷炫,闻起来有香气,吸食有特殊烟雾,非常具有迷惑性。它是由小树枝、香料掺杂混合毒 品(系合成大麻素)制成,具有较强的兴奋、致幻效果,也会令吸食者出现头晕、恶心、气短、胸痛等症状。其危害丝毫不亚于海洛因、冰 毒等。“奶茶”是一种以小型冲泡饮品包装为伪装的新型毒 品的统称,这类毒 品的外形与真正的奶茶极度相似,却混合了冰 毒、氯胺酮、摇头丸等成分,服用后会产生中毒性精神障碍,情感变得脆弱不稳定,注意力无法集中,轻度意识模糊,产生日夜颠倒的幻觉,甚至陷入昏迷。“可乐”的主要成分是氯胺酮(K粉),外包装与普通可乐极为相似,吸食微量就会使人亢奋、出现幻觉,甚至会引起发狂。它与冰 毒相比危害更大,售价也高出10倍左右,吸食方法也不同。“跳跳糖”表面上看和普通的跳跳糖无异。普通的跳跳糖含二氧化碳,遇水时外边的糖分溶解,里边的二氧化碳冒出就产生“跳”的感觉 而毒 品“跳跳糖”主要含有摇头丸成分,遇水即溶、冲水即饮,服用后两到三天都会处于兴奋之中,会对人的大脑造成不可逆的损伤。“曲奇饼干”从外表看与饼干无异,打开包装袋有明显的异味,含有四氢大麻酚或合成大麻素类新精神活性物质成分。这种“大麻饼干”价格高昂。“迷幻蘑菇”是一种蘑菇外形的新型毒 品,涉毒圈内称之为“金老师”。吸食大麻的人也将“迷幻蘑菇”作为大麻的替代品。“迷幻蘑菇”中含有的成分为赛络新和赛洛西宾,致幻性强,短时间内能迅速作用于人的神经系统,使人对周围感知无限放大。这种伪装成“巧克力”的新型毒 品,是犯罪分子掺入了四氢大麻酚或合成大麻素类新精神活性物质制成的,其包装粗糙简陋,而且没有标明任何品牌。食用后会引起手脚颤抖、心跳加快、头脑昏沉、反应迟钝、短期失忆等不良反应。面对这种毒 品种类多样化，新型毒 品的伪装性及诱惑性极强，一线工作人员的危险性极大的情况下，赛纳斯基于自有搭建物联网平台，运用大数据、物联网、云端管理、人工智能等技术手段，并结合自主研发拉曼光谱技术光谱快检装备，构建了合成大麻素物联网检测与防控系统，实现合成大麻素的可管可治、严防严控，有效抑制合成大麻素的蔓延。结合拉曼光谱技术完美覆盖合成大麻素检测每一种合成大麻素类化学物质都有其独有的光谱特征谱，它就像人的指纹一样具有唯一性。常见的手持拉曼光谱仪的激发光源为785 nm激光，可以实现大部分毒 品标准品的鉴定。但是贩毒链中毒 品纯度较低，且含有的杂质容易带来荧光干扰，甚至有些毒 品本身的就具有较大的荧光基团。785 nm波长激发光下测试的拉曼特征谱峰往往会被被湮没在荧光信号当中，无法实现有效鉴定。而公共安全联合实验开发的SHINS 1064手持拉曼仪，配备1064 nm红外激光器，可以有效规避物质荧光干扰，如此实现合成大麻类毒 品的一网打尽。赛纳斯SHINS-P1000手持式拉曼光谱仪有效降低荧光干扰，能够覆盖荧光强的实际样品检测；用于烟油中合成大麻素样品的隔包装定性识别检测；采用专利的空间位移拉曼光谱（SORS）技术，能够快速无损检定密封在单个包装内的危险物质、爆炸物和麻醉剂等。与传统拉曼光谱仪仅能穿透透明包装不同，赛纳斯SHINS-P1000手持式拉曼光谱仪可穿透透明的塑料、玻璃、纸盒、卡套、包装盒以及编织袋等。该系统采1064nm 激光光源，可减少荧光干扰，同时配置了不断更新的新型精神药物（NPS）的标准谱库，是一款检测和检定管制类药物的强大工具。可检测的物质包括：合成大麻素，芬太尼、卡芬太尼及衍生物 新型精神药物 安非他命 可卡因 海洛因 管制前体。SHINS-P1000现场快检装备介绍（1）信息特异性强，可透过透明包装直接鉴定（2）GPS定位、身份证识别、拍照取证、智能辅助为执法工作减负（3）本土化数据库，基于中国毒情建立物联网系统检测流程：合成大麻素类物质的主要滥用方式是溶于电子烟油或喷涂于烟丝、花瓣等植物表面吸食，主要形态俗称为“小树枝”“电子烟油”“娜塔莎”等。直接进行拉曼信号采集容易有杂质干扰，此处采用简单的前处理方式（①），然后将处理后的样品直接滴于增强芯片表面（②）。再将芯片插于拉曼光谱仪的检测槽中（③），进行拉曼检测，直接输出结果，检测限低至ppm级别，检测时间数十秒即可。

大家好，本周为大家介绍的是一篇发表在Analytical chemistry上的文章Epitope Mapping of Polyclonal Antibodies by Hydrogen–Deuterium Exchange Mass Spectrometry (HDX-MS)1，文章通讯作者是意大利锡耶纳葛兰素史克公司实验室主任Nathalie Norais和丹麦哥本哈根大学药学系教授Kasper Rand。抗体表位定位对理解适应性免疫、研究治疗性抗体和疫苗的作用方式至关重要。对疫苗接种后产生的多克隆抗体群（pAb）的结合特性的深入了解将为疫苗开发提供重要价值，但很少有表位定位方法能耐受pAb样品的复杂性。本文使用氢氘交换质谱（HDX-MS），通过检测存在不同量的pAb时抗原的HDX值变化，绘制了pAb样品识别的表位，并提供了表位与抗体的相互作用信息。因子H结合蛋白（fHbp）是被广泛研究的脑膜炎奈瑟菌抗原之一，在人体中能引发强大的保护性免疫反应。fHbp是27kDa的脂蛋白，N端为一个饼状的β-sheet，C端为一个8股β桶，两端由linker连接。本文的研究对象是fHbp和用fHbp免疫的兔pAb。首先作者进行了被pAb识别的fHbp抗原表位的鉴定。重组fHbp在不孵育和孵育两倍量的pAb下进行了30秒到20分钟的HDX实验，在抗原的多个区域检测到了抗体导致的HDX降低，标记10min后HDX的变化最为显著，因此接下来的HDX-MS实验选择了10 min时间点。随后作者进行了孵育比例的考察以判断结合亲和力，考察了Ag：pAb从1:2、1:5、1:10到1:15，氘代时间为10分钟（图1），可以观察到抗原的3-26、44-72、104-120三个区域的氘代被抗体显著的保护住了，从1:5时开始看出差异，从1:2到1:15，所有肽的平均氘代降低率从3%增加到了16%，104-120的氘代降低率最高。之前的研究表明，fHbp的兔抗中存在与抗原亲和力在1nM及以下的抗体，故氘代保护率随抗体用量增加的原因可能是，在低比例的多克隆抗体中，每种抗体的占比有限，高亲和力的抗体还没达到能与抗原形成1:1复合物的浓度。作者将实验结果与前人研究的fHbp的单克隆抗体结果进行比对，多个氘代减少的区域得到了印证，尤其是104-120区域，残基S112、G116和K117可被认定为抗原表位。同时，抗体之间也存在组合功能，即单个抗体无法发挥的功能会由两到三个抗体协同产生，本实验中使用多克隆抗体研究的优势在于，通过与单克隆抗体研究中氘代降低的区域对照，判断表位抗体间的组合功能和起到免疫效果所需的交叉区域。图1. 不同比例的Ag：pAb对抗原fHbp氘代率的影响。A.颜色由浅到深依次是1:2、1:5、1:10、1:15，正值代表加入抗体后氘代率降低。B.映射到晶体结构上的氘代变化（PDB：3kvd）。C. 15-31、44-71、102-120、209-234区域随抗体加入比例的变化，灰色线为不加抗体时的氘代值，所有氘代是最大氘代值（MX）的相对值，最大氘代值为1:15比例下氘代24h的结果。接着，作者使用VADAR分析研究fHbp的主要表位区。VADAR v1.8算法基于蛋白的X射线结构原子坐标测量fHbp单个残基的表面可及性，将其与HDX结果相结合可进一步描述fHbp的表位区域。可及表面积分数（ASA）超过50%的残基为暴露残基，图2总结了映射到fHbp晶体上的所有暴露的残基，每个识别的表位区域的范围为1992-2509 Å2，作者强调位于表位区的暴露残基不一定都参与表位组成，也可能是间接稳定抗体的结合引起的HDX保护。图2. 结合VADAR和HDX数据的抗原表位区。两个在N端结构域（黑灰、浅绿），两个在C端结构域（浅蓝深蓝、深绿），紫色代表不在HDX鉴定的表位区域内的暴露残基。最后，作者使用了变性剂和盐来评估结合特异性和非特异性相互作用。由于亲和力低的抗体在变性剂存在时可与抗原解离，作者将此策略应用到了HDX实验中，选择1:10结合比例进行HDX，标记缓冲液使用含有或不含有盐（0.5M NaCl）或变性剂（硫氰酸铵AT或尿素），探究这些情况对HDX结果的影响（图3）。在存在0.5M、2M和4M AT的情况下，fHbp的多个区域获得了更多的氘代，N端区域3-26和44-71，以及C端区域176-184显示出氘代增加（相对于不加AT结果），因此作者推断即便在0.5M的浓度水平下AT也能影响fHbp与抗体的结合，2M尿素存在下也是如此。但0.5M尿素和0.5M NaCl的存在没有明显影响fHbp与抗体的结合。因为非结构肽中酰胺氢的交换速率会受到溶剂离子强度、pH值、温度、以及相邻残基侧链的诱导和空间效应的影响，作者额外考察了0.5M尿素和0.5M NaCl是否会影响fHbp酰胺氢自身的交换速率，即在对照条件（PBS缓冲液）和实验条件（加入0.5M尿素或 NaCl）下分别标记5秒和30秒，控制缓冲液的pH相同且控温（在冰浴进行标记）。结果表明实验组序列覆盖率没有降低，相比于对照组，肽的回收率也高达91.8%，三次重复实验可表明0.5M尿素或 NaCl的加入不会对fHbp自身的氘代特性产生任何显著性影响，也不影响fHbp的构象。将0.5M尿素或 NaCl添加到抗原抗体孵育后的氘代实验中，发现fHbp上的所有表位在抗体结合后仍被显著保护，排除了抗体非特异性结合的可能。值得注意的是，在存在尿素或NaCl的情况下，fHbp的表位区域氘代降低变化幅度不同，尤其是在标记30秒时，这说明了不同表位在与抗体互作时的特性不同，例如残基3-26和104-120可能为静电相互作用（被NaCl破坏），残基133-166和209-234可能为氢键作用（被尿素破坏）。图3. 添加剂对抗原结构和抗原-抗体结合的影响。A.在0.5M AT存在下，30秒氘代后fHbp结构中氘代增加的区域（蓝色）。B.抗原-抗体1:10孵育对fHbp氘代的影响。C.49条鉴定肽在30秒氘代时的变化，蓝色为添加0.5 M AT，紫色为添加0.5 M尿素。D. 抗原-抗体1:10孵育后，49条鉴定肽在30秒氘代时的变化，橙色为对照组，蓝色为添加0.5 M NaCl，紫色为添加0.5 M尿素。总结：本文通过监测fHbp与多克隆抗体群pAb孵育后的HDX-MS变化，绘制了fHbp的抗原表位，并使用尿素和NaCl深入了解了抗体群的相对丰度和亲和力，以及潜在的非特异性结合，这种方法可以广泛应用于其他抗原和pAb样品，为免疫学和疫苗设计提供有价值的信息。参考文献：1.Ständer, S. R. Grauslund, L. Scarselli, M. Norais, N. Rand, K., Epitope Mapping of Polyclonal Antibodies by Hydrogen–Deuterium Exchange Mass Spectrometry (HDX-MS). Analytical Chemistry 2021, 93 (34), 11669-11678.

近日，中科院大连化学物理研究所研究员王方军团队与南方科技大学教授田瑞军、副教授李鹏飞等人合作，利用193nm紫外激光解离—质谱装置，实现了免疫共受体CD28磷酸化胞质端与激酶PKCθ的C2结构域识别结合机制解析。相关研究成果发表在Cell Chemical Biology上。与常规毫秒级碰撞诱导质谱解离（CID）相比，5ns单脉冲193nm紫外激光解离（UVPD）可直接激发非变性蛋白质骨架共价键至高能态引发高效解离，激发解离速率提升6个数量级，位点解离效率和碎片离子产率与其局部非共价作用和微观结构密切相关，通过碎片离子和解离产率分析可同时获得蛋白质序列和结构信息。目前，193nm紫外激光解离质谱尚未商品化设备，仅在少数实验室有自主搭建设备。免疫共受体CD28是癌症免疫治疗的重要靶点，其胞质端酪氨酸磷酸化激活引起的下游蛋白识别结合机制尚不清楚。本工作中，研究人员采用光亲和质谱法发现CD28磷酸化胞质端与激酶PKCθ的C2结构域特异性结合；利用193nm紫外激光解离质谱对C2结合前后进行了全序列覆盖位点光解离效率的差异分析，发现了光解离效率显著下降的三个关键结合区域和核心识别位点K49、H63、R68；证明了高能紫外激光解离策略在蛋白质动态识别结构变化分析中的高灵敏度和单位点分辨高精度优势。团队通过交叉学科联合攻关，在大连相干光源搭建了193nm紫外激光解离-高分辨质谱装置，在前期工作中通过高能光子对多肽分子的高效激发解离实现了多磷酸化肽修饰位点精确定位和蛋白质组学规模化序列鉴定。相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2022.01.005

摘要：微生物是地球上最古老且延续至今的生命形式。它们种类繁多、功能多样、分布极广、数量庞大，扮演着生产者、消费者和分解者的角色，参与近40亿年的地球演化，并且还在持续影响地球的物质元素循环和气候环境变迁等。开展现代环境中微生物多样性和地质记录中微生物化石综合研究，是理解微生物参与地球和生命演化过程和机制的关键所在。尽管微生物的研究已有三百多年的历史，然而目前成功分离培养的微生物仅占0.1%-1.0%，自然界中仍有大量不可培养微生物资源有待挖掘和开发利用。近日，中国科学院地质与地球物理研究所李金华研究员与潘永信院士生物地磁学团队联合法国巴黎第六大学、澳大利亚国立大学等国内外多个单位科研人员，将微生物分子生态学与电子显微学技术相结合，在单细胞水平上，实现了环境样品中脱硫菌门趋磁细菌的特异性鉴定和生物矿化研究。针对环境中大量的未培养趋磁细菌，该项研究还提出了单细胞鉴定和综合研究技术路线图，为地质微生物的种类鉴定及生物地球化学关联研究提供了新思路。本研究提出的环境趋磁细菌单细胞鉴定和综合研究技术路线图：第①步：趋磁细菌分离或收集（A-E）。A.野外采集含趋磁细菌的沉积物或水体样品。B.实验室建立有氧-无氧过渡区(OATZ)微环境，富集培养环境趋磁细菌。C.通过过滤或其他非磁性方法从分层水柱或沉积物中浓缩细菌(包括趋磁细菌)。D.单细胞显微操作分选目标趋磁细菌细胞。E.利用各种磁分离装置收集活的趋磁细菌细胞。第②步：单细胞水平细菌种类和磁小体结构关联鉴定（F-I）。F.利用通用或类群特异性引物扩增趋磁细菌细胞的16S rRNA基因测序。G.基于目标16S rRNA基因序列设计类群/物种特异性寡核苷酸探针。H.利用荧光标记的类群/物种特异性探针对目标趋磁细菌细胞进行荧光原位杂交实验。I.在单细胞水平上对经荧光标记的细胞开展“荧光显微镜—扫描/透射电镜”或“荧光显微镜—聚焦离子束—扫描电镜”关联分析。第③-⑤步：趋磁细菌单细胞水平综合显微学关联研究（J-L）。J.同步辐射扫描透射X-射线显微镜对趋磁细菌细胞开展化学组成和磁学性质分析（纳米尺度）。K.综合透射电镜对趋磁细菌和磁小体进行结构、形貌、磁性和化学成分分析（原子尺度）。L.纳米二次离子质谱对趋磁细菌细胞进行化学元素和同位素分析（纳米尺度）。 　　一、硫酸盐还原趋磁细菌趋磁细菌是经典的地磁微生物和地质微生物功能群，它们广泛分布于各种水体环境中，在细胞内合成膜包被的纳米磁铁矿（Fe3O4）或（Fe3S4）晶体颗粒，也叫磁小体。趋磁细菌可以感知地磁场，并在地质记录中形成磁小体化石，因而是生物矿化、生物地磁学和古地磁学研究的理想模式系统。趋磁细菌种类和形貌极其多样，但对生长条件要求极其苛刻，因而实验室纯培养非常困难。建立不依赖纯培养的综合研究体系，在单细胞水平上实现趋磁细菌的生物学、矿物学和磁学综合研究，是全面且深入认识趋磁细菌多样性和磁小体生物矿化机制的关键所在。在众多类群中，隶属于脱硫菌门的硫酸盐还原趋磁细菌尤为独特。已知的变形菌门、硝化螺菌门和暂定杂食菌门趋磁细菌只能合成磁铁矿成分的磁小体，且都是单细胞原核生物。与它们不同，脱硫菌门趋磁细菌中，除了能合成磁铁矿型磁小体，也能合成胶黄铁矿型磁小体，除了有单细胞型，还有多细胞型。从生态学上讲，脱硫菌门微生物主要以硫酸盐为电子最终受体，进行厌氧呼吸，因此在自然界的硫-碳循环中起关键作用。二、西安未央湖硫酸盐还原趋磁细菌的发现和鉴定自上世纪八十年代以来，国内外多个研究团队陆续在海洋和盐碱湖等环境中发现并鉴定了多种硫酸盐还原趋磁细菌。然而，对淡水环境中的硫酸盐还原细菌鲜有报道和缺乏深入研究。2013年，中国科学院地质与地球物理研究所生物地磁学研究团队在西安未央湖和护城河中，通过16S rRNA基因序列检测和透射电镜观测，首次在淡水环境中发现了多种硫酸盐还原趋磁细菌(Wang et al., 2013 陈海涛等，2013)。随后，研究团队通过建立的“荧光显微镜-扫描电镜”联用技术(Li et al., 2017)，从西安未央湖中鉴定了一株新的淡水硫酸盐还原趋磁杆菌WYHR-1，在细胞内合成“子弹头形”磁铁矿晶体颗粒，沿[001]方向拉长，具有典型的“多阶段晶体生长”模式，在细胞内组装成2-3条紧密排列的磁小体链束结构 (Li et al., 2019, 2020)。然而，由于丰度低，且与其它门类趋磁细菌混合存在，其它种类硫酸盐还原趋磁细菌的鉴定和生物矿化研究并未成功。在本研究中，研究团队设计了特异性上游引物390F，与下游引物1492R配合使用，特异性地检测环境样品中硫酸盐还原趋磁细菌。实验结果表明，利用细菌通用引物对27F/1492R对环境趋磁细菌样品的16S rRNA基因序列进行扩增，只能得到相对丰度高的α-变形菌纲趋磁螺旋菌WYHS-1的基因序列。然而，利用390F/1492R引物对，对同一个环境趋磁细菌样品的16S rRNA基因序列进行扩增，成功地获得了三条新的硫酸盐还原趋磁细菌16S rRNA基因序列，分别命名为菌株WYHR-2，WYHR-3和WYHR-4（图1）。生物信息学分析证实，尽管390F/1492R引物对，对脱硫菌门微生物的覆盖度低于27F/1492R引物对（前者20.6%，后者为32.2%），然而对其它细菌门类的覆盖度仅有0.5%，远远低于27F/1492R的26.0%，因此可以作为类群特异性引物对，从环境样品中特异性地检测脱硫菌门细菌。图1 未央湖淡水硫酸盐还原趋磁细菌WYHR-2、WYHR-3和WYHR-4的系统发育树他们进一步采用三种不同策略，在单细胞水平上分别对这三种新的趋磁细菌开展生物学种类与磁小体结构的关联鉴定和研究。（1）荧光—扫描电镜联用（FISH-SEM）鉴定WYHR-2（图2）。结果显示，菌株WYHR-2为平均长度为2.9±0.6μm，平均宽度为1.5±0.3μm (n=29)的杆状细胞，合成58±16个平均长度为77.9±22.3nm，平均宽度为31.4±5.8nm (n=681 共分析29个细胞)的排列成一条链束状结构的直子弹头形磁铁矿成分的磁小体。（2）荧光—透射电镜联用（FISH-TEM）鉴定WYHR-3（图3）。结果显示，WYHR-3除了合成 33±13个平均长度为71.0±18.7 nm，平均宽度为30.3±4.9nm (n=846 共分析31个细胞)的直子弹头形磁铁矿成分的磁小体外，还合成18±11个平均长度53.7±13.1nm，平均宽度44.0±9.7nm的立方体或棱柱形胶黄铁矿成分的磁小体。（3）荧光—聚焦离子束-扫描电镜（FISH-FIB-SEM）鉴定WYHR-4（图4）。结果显示，WYHR-4也能在细胞内同时合成磁铁矿型和胶黄铁矿型磁小体。图2 趋磁细菌WYHR-2的FISH-SEM关联分析图3 趋磁细菌WYHR-3的FISH-TEM关联分析。使用TEM是因为，WYHR-3细胞相对较大较厚， SEM不能获得相对清晰的磁小体图像图4 趋磁细菌WYHR-4的FISH-FIB-SEM关联分析。使用FIB-SEM是因为，WYHR-4细胞相对较大较厚，单纯的SEM并不能获得相对清晰的磁小体图像，同时由于WYHR-4丰度太低，并不适合FISH-TEM关联分析。因此，在本研究中采用FISH-SEM将目标细菌共定位后，采用聚焦离子束技术（FIB）将目标细菌逐层切开，然后使用SEM对细胞内的磁小体进行形貌和成分分析　　三、硫酸盐还原趋磁细菌磁小体晶型和矿化机制完成了三株新的未培养硫酸盐还原趋磁细菌的种类鉴定后，他们进一步采用先进的透射电镜技术对其磁小体晶型和矿化机制开展研究（图5-图6），并与前人以及他们前期的研究结果进行对比。结果表明：（1）脱硫菌门趋磁细菌合成的磁铁矿型磁小体，通常不弯曲，颗粒多沿[001]拉长，底端可保留一个大且平整的{001}面（如WYHR-1和WYHR-2）。然而，硝化螺菌门趋磁细菌合成的磁铁矿型磁小体，通常为弯曲形状，颗粒底端多保留为一个大且平整的{111}面，最终沿[001]拉长。这表明，磁小体的形状与趋磁细菌门类相关，地质记录中直的和弯曲形子弹头形磁小体化石可以用来指示上述两类趋磁细菌及其古环境。（2）与磁铁矿磁小体的结晶度高且通常至少保留一个可明显识别的晶面相比，胶黄铁矿磁小体的结晶度相对较差，形状多变，颗粒外围晶面欠发育且难识别。与棱柱形磁铁矿磁小体（变形菌门趋磁细菌合成）多沿磁铁矿晶体的[111]晶面拉长不同，棱柱形胶黄铁矿磁小体沿胶黄铁矿的晶体[001]方向拉长，其生长机制和磁学性质值得进一步深入研究。图5 趋磁细菌WYHR-2及其磁小体的形貌、尺寸和链束结构特征图6 趋磁细菌WYHR-3的磁铁矿（A-C）和胶黄铁矿（D-F）磁小体的形貌和晶型研究成果发表于国际学术期刊Environmental Microbiology（李金华*, 刘沛余, Menguy Nicolas，Benzerara Karim，白金伶，赵翔，Leroy Eric，张朝群，张衡，刘嘉玮，张荣荣，朱珂磊，Roberts Andrew，潘永信. Identification of sulfate-reducing magnetotactic bacteria via a group-specific 16S rDNA primer and correlative fluorescence and electron microscopy: Strategy for culture-independent study[J]. Environmental Microbiology, 2022. DOI: 10.1111/1462-2920.16109）。研究受中国国家自然科学基金重点国际（地区）合作研究项(41920104009)、国家自然科学基金重大项目课题（41890843）和国家自然科学基金创新研究群体项目（41621004）资助。

在新冠肺炎(COVID-19) 疫情爆发期间，一次性聚丙烯口罩为我们提供了有效保护。据相关统计及估计，疫情大流行期间欧美有超过60%的人在公共场所佩戴口罩，在我国这一比例达到了90%；2020年全球每月消耗约1290亿个口罩。考虑到口罩中的添加剂及副产物，以及大量微纳米级的颗粒物，大量废弃口罩导致的污染物的环境释放以及长期佩戴口罩可能造成的健康影响引起了广泛关注。中国科学院生态环境研究中心环境分析与毒理研究组在口罩中污染物分析与识别方面开展了系统工作，取得重要进展。研究成果以“Disposable Polypropylene Face Masks: A Potential Source of Micro/Nanoparticles and Organic Contaminates in Humans"为题，发表于环境领域顶级期刊Environ Sci & Technol （2023, 57, 5739-5750）上（文末阅读原文可查看）。选取一次性医用口罩(DMM)、外科口罩（MSM）和 (K)N95 口罩为研究对象 表征了口罩中微纳米颗粒的形状、尺寸、数量以及化学组成；使用GC-Orbitrap/MS，通过非靶向分析技术，在口罩中鉴定出了79种有机化合物，在口罩纺粘无纺布和熔喷布脱落的微纳米颗粒上鉴定出了18种化合物； 开展了初步健康风险评估。△ 研究内容示意图（点击查看大图）01口罩中有机化合物的筛查 针对佩戴口罩中的有机化合物，研究者首先提取了完整口罩中的有机化学物质。同时，收集口罩生产原材料（散装纺粘无纺布和熔喷无纺布）中的微纳米颗粒，提取颗粒上的有机化学物质。利用GC-Orbitrap/MS，在60,000分辨率下全扫描获得高分辨数据。基于TraceFinder 5.0和Deconvolution软件，结合保留指数进行非靶向分析，在整体口罩中初步检测到79种化合物，包括苯衍生物16种、烷烃20种、酚类10种、卤化物11种、萘类5种、酯类5种、联苯类2种、酮类3种、醚类3种。在颗粒物检出的18种化合物中，有 10种与口罩中检出物重合。 TraceFinder软件非靶向分析中，数据过滤条件包括精确质量偏差、信噪比、峰强度、离子重叠窗口、谱匹配参数、保留指数差值、标准品确认等。图1以随机样品为例，展示了筛选过程中化合物数量的变化情况。△图1. 随机抽取DMM、MSM 和 (K)N95 口罩中化合物数量随过滤条件的变化（点击查看大图）△图 2.口罩中二丁基羟基甲苯(BHT）、2,4-二叔丁基苯酚（DTBP）和三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯（TMS）在Tracefinder 数据处理软件的光谱解卷积结果 （上图）与其分析标准品的 EI质谱图匹配（下图）（点击查看大图）02去除背景 从采样到测试整个过程都可能引入分析伪影。由于完全物理去除污染物无法实现，尤其是当背景和伪影峰重叠时。有效解决办法是在分析过程始终正确采用程序空白。基于程序空白，数据处理过程中出现的任何背景可有效去除。 本文所有分析数据均附有程序空白。其中，从口罩原材料的颗粒中提取有机化合物的程序空白是对铝箔进行清洗、提取的提取液。GC-Orbitrap/MS配套的数据处理软件可自动扣除背景空白，当样品中色谱峰的响应比空白中峰响应高一定倍数时，便计入特征。 03定性识别的置信度 在非靶向和疑似靶向分析中，即使是 HRMS，仍存在假阳性率高的问题。因此，定义报告化学注释置信度的框架尤为重要。本研究基于Koelmel等人提出的置信框架（图3）对所识别化合物结构的可信度进行注释。口罩中共筛选出79种化合物，其中置信度为1的化合物4种，置信度为2的化合物70种，置信度为3的化合5种。置信度1有标准品。且在实验室内部用相同方法测试，对比保留时间、EI 质谱和参考质量一致。置信度2没有标准品，通过外部质谱库检索匹配到的唯一可能结构或母核相同的异构体，△RI、分子离子、EI谱图匹配。置信度3没有标准品，通过外部质谱库检索匹配到的暂定侯选物，△RI或分子离子或EI谱图匹配。置信度4没有标准品，外部谱库无匹配结果，可得到唯一化学式或化学系列类别。置信度5没有标准品。不能识别，但具有可重现的质谱图。△图3. GC-HRMS非靶向分析的置信度框架 04稳定性 在整个仪器分析过程中，每间隔 6-7 个样品注入质控混标溶液（含10个浓度均为10 ng/mL的目标物和1个内标）对 GC-HRMS 仪器的稳定性进行监测，总共测试 11 次质控样。计算每种化学品的绝对峰面积和内标校正峰面积的标准偏差，绝对峰面积RSD小于10% ，IS 校正峰面积RSD小于 4%，表明仪器的稳定性满足分析要求。△图 4. 质控混标10 种化学品的绝对峰面积 (a) 和 IS 校正峰面积 (b)（点击查看大图）05检出率 鉴定出的79种化合物中，18 种化合物的检出频率≥80%，44 种化合物的检测率低于20%，该特征在三类口罩中类似。低检出频率的化学品可能与个性化设计、制造、包装和储存条件有关，例如，在仅有的2个印刷口罩样本中检测到了5种着色剂。高检出频率的化合物反映了口罩生产中原材料和标准工艺流程相关的风险。例如，香兰素和二苯甲酮在口罩中的检出率较高，它们分别被用作塑料生产中的光引发剂，这表明口罩中存在有意添加的化学物质（IASs）；此外，萘的高检出频率也说明非有意添加物(NIASs)的存在。这些有害物质或与工艺相关的未知化合物显然不属于常规检测的清单化合物，其发现依赖于非靶向分析。GC-Orbitrap/MS具备高灵敏度、高选择性、宽线性范围、完善的工作流，非常适用于此类分析。 06健康风险评估 以3种置信度为1的酚类为例进行初步的健康风险评估，发现计算出的暴露水平处于总允许暴露限值的1%以下，提示戴口罩造成的这些化合物相关的健康风险较低。当然，有些化学品即使在低暴露水平下也可能毒性很大，并且可能会发生复合暴露，因此需要进行详细的健康风险评估。GC-Orbitrap/MS实力非凡，对口罩这类重要的日用品开展非靶向分析，鉴定出79种置信度较高的化合物，发现了与原材料和生产工艺相关的添加剂和副产物。结语中科院生态环境研究中心江桂斌课题组主要开展新污染物的环境转化过程、毒理与健康效应研究，发展分析新技术、新仪器与新方法。研究成果发表在Nat Nanotechnol、Nat Commun、Chem Rev、Chem Soc Rev、Angew Chem Int Ed、Environ Health Perspect、 Environ Sci Technol等期刊。2021年课题组研制成功国际首台高通量多功能成组毒理学分析系统，为环境中未知有毒污染物的筛查及复合效应等的研究提供了全新的技术手段和通用平台。课题组成员包括多名杰青、优青，曾获得国家自然科学奖、美国化学会ES&T杰出成就奖、长江学者成就奖、科学探索奖、中国分析测试协会科学技术奖、 国家环保总局科学技术奖、中国科学院杰出科技成就奖等。

“智能水杯你知道吗?”　　“知道，一个杯子加个APP就说是智能了，其实没卵用。”　　这是硬创邦记者和朋友的一段简短的对话。　　对于很多普通用户来说，智能水杯给人的印象大概就是这样，一个水杯上装几个感应模块，再连个手机APP，就能帮人们识别水的温度、容量、计算累计喝水量等等，这些功能在实用性和需求上都显得十分的鸡肋。然而，我们今天要说的这款智能水杯显得有些与众不同，它能够实现一些更高端的功能，比如：液体识别。　　硬创邦记者约到了这款“液体识别智能水杯”的研发负责人穆允翔，跟他仔细的聊了聊这一个与众不同的智能水杯。　　能鉴别液体的杯子想知道你的喝的是可口可乐还是橙汁、或者红茶绿茶蓝茶各种茶么?只需要把饮料倒进这个智能水杯里，在手机APP上点击一下识别键，杯子就可以帮你鉴别你所喝的饮料是什么。看到这，有些读者估计就要骂娘了：“我XX又不是瞎子，喝什么我自己还不知道么?”。别急，这只是这款杯子目前能实现的基础功能，更强大的在后面。　　这个水杯最初诞生在穆允翔和他团队参加的一个创客大赛，在大赛上，他们用几个元器件和一个普通的水杯搭建了这个智能水杯的雏形。简而言之，其原理就是利用高精度的光模块来识别液体的光谱，从而鉴定液体的种类。　　创客比赛的智能水杯原型　　穆允翔说，识别液体的种类只是目前能实现的最基础的功能，因为目前这款杯子还在研发和测试阶段，所以后期还会添加更高级别的检测能力，比如食物的种类、营养成分、甚至奶粉和药物等的产地以及真假。　　这种功能对于普通人来说就有些难以理解了，这款智能水杯是如何做到如此精细的识别的呢?　　光谱识别和光谱云分析系统此前说过，这款智能水杯的原理是利用光模块来鉴别液体，所以这个“光谱识别模块”就是整个杯子的核心。　　杯子在工作时，能看到杯子底部发出光源，这是一种近红外线的光，在模块的另一边，有接收光源的感应器。当光源穿透液体到达接收器上的时候，光已经通过液体的分子进行反射、折射发生变化，这种变化过的光信息就能通过光谱分析模块根据其光学特性确定材料组成成分，然后通过iOS或Android智能手机APP将这些信息传入云端对比数据，几秒后物品的相关信息就会显示在手机APP上。　　据穆允翔介绍，目前分子识别模块目前可以识别包括饮料、盐水、糖水、凉茶、味素等大类信息，随着数据的增加未来会增加更多的识别空间。　　手机APP端识别功能　　说到这，硬创邦记者还是有些不解，这些光谱数据是如何定义的呢?标准是什么?　　穆允翔解释说，除了杯子上的光模块之外，液体识别水杯最核心的就在于“光谱云分析系统”了。　　他首先给记者解释了关于光谱的相关知识。　　当电磁辐射与物质分子作用时，物质内部会发生量子化的能级跃迁，测量由此产生的反射、吸收、散射的波长与强度而进行分析的方法称为分子光谱分析法。它是光谱分析的一个重要分支，主要包括紫外-可见光谱、近红外光谱、红外光谱、拉曼光谱等。　　光谱云分析系统是一种基于云计算的、智能型的分子光谱分析系统。它整合了前端光谱采集设备、光谱数据压缩传输、光谱预处理、光谱数学建模等环节。光谱云解决了分子光谱应用中最复杂的建模问题，为用户提供稳健、灵活的光谱分析数学模型。前端分子光谱采集设备通过无线和有线的方式接入光谱云，光谱云对输入的光谱按照预先建立的模型进行分析，用户无需关心如何建立数学模型，经过云端分析后，检测结果回传给用户。　　简而言之，所有的分子在发生光反射时、吸收、散射时所产生的波长和强度都是不同的，通过这个就能鉴别分子的种类，从而鉴定液体的结构组成。　　而鉴别时的标准还是需要人工设定的。比如说，这有一个苹果，你想要鉴别它的产地是美国还是中国东北，这就需要先采购美国和东北的两种苹果，通过仪器先进行光谱测量，然后将数据信息上传到云端进行标准的记录，然后在去测量其他苹果的光谱，用得出的测量信息与之前上传的标准信息进行对比，这样才能得出结论。　　识别模块　　穆允翔说，目前他们做的杯子还不能实现更精细的测量，主要在于两个原因。　　第一，光谱数据还没有来得及去采样和整理，所以云端能够做对比的数据有限，这些在以后会陆陆续续的进行扩充。　　第二，光谱模块的精度低。据他介绍，这种技术一直以来都是小众，只有在一些高精尖的科研领域才能用到。高精度的设备价格非常昂贵，他们做这个杯子的光谱模块对其进行了低成本的简化，所以在精度上也有一定的限制。　　醉翁之意不在水杯，在光谱当记者问到，为什么想到会做这个智能水杯的时候，穆允翔坦言，最开始做智能水杯只是应客户需求所研发，他自己本身也觉得智能水杯这种东西没什么用处，既没有广阔的市场也没有具有刚性需求的用户群体。　　不过后来他的想法发生了转变，他说，想利用这个“没什么用”的产品让大众能够接触和了解到光谱技术。　　原型和成型的测试产品　　目前分子光谱分析便捷高效，适合多种物态分析且结构信息丰富，在常规分析中有广泛的应用。不过在民用级领域由于其高昂的价格和让人理解不了的技术门槛，还没有被广泛普及。　　如今，在云计算和互联网的推动下，分子光谱分析技术的外延进一步扩展，以后应用在民用级智能硬件的机会也会增加不少，所以他们想趁着这个契机，做最早吃螃蟹的那一批人。　　目前，穆允翔的团队已经尝试利用光谱技术做了一些其他的东西，比如一种防止“代打卡”的指纹打卡机，能鉴别打卡的是人的手指还是淘宝买的硅胶套。类似这种光谱技术的应用在未来会更多的扩展成各种智能硬件的产品。　　目前他的团队已经开始研究如何低成本的制作更高精度的光谱分析设备和系统，扩充更多的云端图谱模型，未来这个小众技术能否普及到人们的生活中还是个未知数。

12月15日，为严厉打击重点区域固体废物非法转移、倾倒、填埋等违法犯罪行为，及时消除生态环境风险隐患，提升固体废物综合治理水平，辽宁省召开2023—2024年重点区域“清废行动”动员部署暨工作推进会。辽宁省生态环境系统以及各市（区县）政府和住建、农业农村、公安等部门负责同志共400余人参加会议。会上，辽宁省生态环境厅副厅长米金套表示，“清废行动”将全面排查全省重点区域固体废物堆放、贮存、倾倒和填埋点位，对固体废物违规堆放、非法转移、倾倒和填埋等问题依法整治，坚决彻底整改到位。到2024年9月底前，“清废行动”所有交办问题基本完成整改，涉及固体废物体量大、环境危害大且整改进展缓慢的将实施挂牌督办。据悉，此次辽宁开展的重点区域“清废行动”，是除长江黄河流域外，首个运用卫星遥感进行固废排查整治的省份。遥感等信息技术的应用，为“清废行动”提供了有力支撑。多方联动形成合力，将从源头推动污染治理，进一步防范固体废物非法转移倾倒引发的生态环境风险。采取卫星遥感与现场核查相结合方式，确保全覆盖、无遗漏近年来，涉固体废物环境问题屡屡曝光。人民群众对固体废物的关注度越来越高，对良好生态环境的期盼也越来越强烈。“开展‘清废行动’，既是保障生态环境安全的需要，也是回应全省人民群众对良好生态环境殷切期望的有效途径。”米金套介绍，围绕“清废行动”，辽宁省精心谋划、统一部署。在出台的《辽宁省2023-2024年重点区域“清废行动”工作方案》中，明确此次排查整治范围包括辽河、浑河、太子河、大辽河、大凌河、小凌河、鸭绿江等主要干流两岸约5公里；以及大连复州河、营口熊岳河等重要入海河流两岸约5公里；重点产废集中区域周边10公里，高铁高速沿线两侧约3公里等区域。此外，还包括国家级、省级自然保护区，总排查面积约66542平方千米，约占全省地域面积44%。如此大范围、大面积排查，仅依靠人工核查，在短时间内是无法完成的。为此，辽宁省“清废行动”采用“遥感排查—分批交办—地方整改—专家帮扶—遥感再看”的非现场监管执法模式，通过卫星遥感影像解译，识别重点区域疑似固体废物堆放点位，形成遥感疑似问题清单。在具体工作中，“清废行动”将进一步优化并完善卫星遥感识别、APP系统手机端与网页端等功能，充分发挥遥感排查高效发现问题的优势，为现场核查人员精准定位、快速处置问题提供了便利，节省了人工核查成本，提高执法效能。与此同时，辽宁省生态环境厅梳理2022年以来全省涉及固体废物群众信访举报和投诉件，形成信访投诉问题清单。“两个清单”作为重点问题分批交办各市。对交办的重点问题，各市相关领域执法部门第一时间组织进行全方位现场核查，于问题交办后15个工作日内，在辽宁省“清废行动”系统平台上完成上报。“除交办点位外，各市还要对排查范围开展自查，并在系统中填报自查信息，充分运用卫星遥感、无人机等科技手段，提高排查质效，确保全覆盖、无遗漏。”米金套表示。多部门分工协作突出问题整改，“回头看”严防问题反弹“清废行动”涉及环节多，如何确保分工明确、整治到位？辽宁省将强化部门协同配合和信息共享，进一步压实责任。按照辽宁省“清废行动”相关要求，各市生态环境部门牵头负责一般工业固废、危险废物问题整改的检查督导；各市住房和城乡建设部门牵头负责涉及建筑垃圾、生活垃圾和城市污泥等问题整改的检查督导；各市农业农村部门负责农业废弃物问题整改的检查督导；各市公安机关依法及时受理各牵头部门移送的涉嫌犯罪案件，适时开展调查处理。“要各司其职，协同联动，挂图作战，挂账销号，推动完成清废任务。”米金套在启动会上强调，各地在“清废行动”中发现的涉及危险废物问题，要深挖扩线，向上游产废单位、中间收集单位、下游经营单位进行延伸检查，依法追究涉案企业的主体责任；对链条式、团伙式作案，要形成“打源头、端窝点、摧网络、断链条、追流向”的全链条打击，查办一批典型案件，坚决遏制危险废物非法倾倒、转移和处置的行为。辽宁省生态环境厅固体废物与化学品处相关负责人介绍，对核实的问题，各地将对照“清理、溯源、处罚、公开”要求，制定整改方案，积极实施整改，整改进度和结果及时反馈。2024年3月底前，所有立查立改类问题完成整改，对整改难度大、短时间内难以完成整改的，应制定整改方案并公开，限期完成整改。辽宁省生态环境厅将针对整改完成的问题点位，采用卫星遥感技术开展遥感“回头看”，严防问题反弹。对敷衍排查、漏排漏报和拖延整改、整改不彻底的进行通报批评并督办。上述负责人表示，“针对此次‘清废行动’，将力争做到排查无盲区、核查无错报、整治无死角，实现问题按期清零。辽宁省生态环境厅将把固体废物贮存、利用处置作为省级生态环境保护督察重点，推动突出问题的解决。”

中药鉴定是中药学中的一个关键学科，它在鉴别中药品种、评价中药品质等方面有着不可替代的作用。随着新技术的引入和多学科的交叉发展，中药鉴定学已经走出了外观鉴别、显微鉴别、理化鉴别等老方法的局限，发展出了众多新技术方法，为制定中药现代化标准和中药品质评价提供了有力的工具。红外指纹图谱法就是其中的一种。　　近日，本网（以下简称：Instrument）专门走访了清华大学，就利用红外光谱“指纹”快速识别中药的有关问题采访了清华大学分析测试中心副主任孙素琴教授（以下简称：孙）。　　Instrument：孙教授，您好！首先，能否请您谈谈为何采用红外光谱“指纹”图谱法来进行中药鉴定的？　　孙：好的。许多的现代仪器分析鉴别和质量控制方法如色谱法、质谱法和生物DNA技术的应用等，促进了中药质量研究的发展，但是，仍存在许多困难和不足。色谱法（TLC、GC和HPLC）不仅需要事先破坏试样或对其进行分离提取，从而失去了其原本性与配伍性等，更需要以标准品为参照进行鉴别和测定，面对中药这种复杂的混合物体系，存在着主要的问题，一个是目前并没有确定中药中所有的有效成分，其次要找到所含各种化学成分的标准品也是很困难的，而且由于在许多情况下分析前要对试样预处理，掺入了人为因素，重现性令人不太满意；另外由于只有部分物质具有紫外吸收，况且其指纹性远不如红外，所以紫外光谱分析法不能做到对中药进行全组分的测定，这些方面都限制了其它分析方法的广泛使用。当务之急是急需建立一种快速、有效、方便易行的质量控制方法。　　我们所提出的宏观指纹鉴定法作为红外光谱分析法可以对中药材进行快速无损鉴别及质量控制。此鉴别方法有别于其他分析方法的优点是：①.更具直接；②.快速；③.不破坏样品的原性质等特点；④.重现性很好；⑤.仪器相对便宜；⑥.方法较易掌握，普适性强；⑦.可数字化，更具科学性和便于管理；⑧.更符合中医中药的医治原则。　　Instrument：但是常规的红外光谱法在较长时期内却没能在中药质量控制和管理中发挥其应有的作用，您是如何看待和解决这一问题的？　　孙：红外光谱是反映分子中所含基团的特征振动形式的。对于单一组分，人们通常利用这些特征频率来推断分子内的基团，进而推测、判断和鉴定化合物，这是比较容易进行的，同时，人们还是利用了红外整体谱形一起来判定的。不过，迄今为止，人们过分地重视和习惯于以局部分子片断来推断分子总体，忽略了难以描述清楚的整体行为来判定。对于几个组分体系已不便于进行分析和推断了，因此很少有人用红外光谱来确定混合物的，对于中药这一极其复杂的混合物体系而言更是如此！尽管也有人采用红外光谱法进行中药的鉴别研究，其思路是将中药进行分离提取后对不同提取部分进行红外测定。但是，众所周知，中药讲究“君臣佐使，生克乘诲”，只有对中药进行全组分测定，宏观的整体分析，才能不破坏它的原本性、配伍性。单一组分分子振动光谱中的峰位、峰形、峰强度代表着体系中所含相应各种基团的微观指纹，其全谱便是它的宏观指纹。一个混合物的谱则是其所含各种成分的叠加谱，构成谱图的宏观“指纹”性，显然它是寓于单组分的微观指纹的基础之上的。它貌似“简单”，却具有丰富的内涵。因此我们坚信利用这样的宏观指纹性在当今计算机的时代是可以用来鉴定、鉴别复杂体系的！尽管中药的红外光谱组成极为复杂，谱峰重叠较为严重，但采用计算机辅助解析技术和数学（如高阶导数或二维相关光谱技术等）相结合，便可增强谱图的“指纹”特征，从而达到分类鉴别的目的。在凭借中药的宏观“指纹”特征的同时，将数学、计算机、分析化学、中医学和中药学等学科渗透进来，融合在一起，实现优势互补。我们创立了红外宏观指纹鉴定法是可以使红外光谱法在中药的鉴定与质量控制和管理中发挥非常强有力的作用的。这一点已为我们所承担的国家中医药管理局的重大科技专项“中药材光谱法快速检测系统的研究”通过验收所证实。　　目前，我们正在承担科技部国家重大科技专项“重要技术标准研究”课题“食品中药与天然药物有效成分检测技术研究”建立中药红外光谱筛选方法，并申报国家标准。国家标准方法《中药筛选红外光谱方法通则》已起草完毕，进入征求意见阶段，预计2004－2005年实施。　　Instrument：就红外光谱“指纹”而言，中药鉴别相对于西药鉴别有哪些区别和难点？　　孙：由于西药是单一组分的物质，其红外光谱“指纹”特征性可视为该单分子的微观行为，比较简单，大体上是可以从红外理论来分析预言的，比较容易指认和辨认。以红外光谱具有的“指纹”特性作为西药鉴定的依据，是各国药典多年以来共同采用的方法。中药材、中药饮片和中成药本身都是远比西药复杂得多得多的混合物体系，谱图解析的困难，使常规红外光谱法在较长时间内未能在中药质量控制和管理中发挥其应有的作用。中药的特殊性就要求我们在解析其红外光谱图时，既要结合以往的解析经验，又要突破传统的分析思路，因此我们在重视微观指纹性的同时更注重其宏观指纹性，进行谱图的宏观整体解析。这一点是至今没有人敢想敢做的。　　另外，充分利用与其它学科之间的相互渗透，也使得我们的红外宏观指纹图谱法大放异彩，它不仅能得到中药的数字化的描述，而且它与中医紧密配合，使它迅速进入实用阶段。当然，如何建立起中药的宏观指纹特征性也是我们的难点。　　Instrument：那么，红外光谱“指纹”在中药鉴定过程中具体能完成哪些任务呢？　　孙：经我们研究表明，主要有如下几种用途：中药材及其制剂的真伪鉴定；野生和栽培药材的聚类分析和识别；药材品种的分类与鉴定；判定辅料的用量；制药工艺的稳定性检查等。我们知道，因中药材成分复杂，且生长环境(如地质、气候条件和地形等)、栽培期不同，其功效也有明显区别，如：野生和栽培丹参从外观形态不易辨认，但对比两者的中红外和远红外谱，则能很好地将两者区分开来；另外，通过比较产品的二维相关红外光谱图，还可推断产品在生产过程中是否发生氧化，从而监控生产过程和生产工艺。　　Instrument：能谈谈您的实验室在利用红外光谱“指纹”进行中药识别方面所取得的理论和应用方面的进展吗？　　孙：目前红外光谱“指纹”识别中药在理论方面的最大进展是从“微观”指纹法鉴定发展到“宏观”指纹法鉴定。也就是说，我们不仅可以利用红外光谱本身，可以利用其导数谱等静态谱的各种信息外，还可以利用对体系引入可能导致影响其红外微观行为的各种外界微扰而呈现的动态谱的更广泛、更新的有用的信息；同时，还可以借助于数学和计算机技术等一起对图谱进行整体考察，即构成了识别中药的现代红外光谱技术。　　目前我们已提出了红外光谱的“三级鉴定”法。它利用了一维红外光谱、二阶导数谱和二维相关红外光谱。差异性较大的不同种药材仅需要一般的红外图谱就能够简单地做出判定，我们称其为一级鉴定。当药品的差异性较小，用普通的一维红外图谱显示不出它们的差异性，我们可以采用导数光谱对其进行特征提取，在中药分析中常用的导数光谱为二阶导数谱，这是因为在二阶导数谱中半峰宽只有原谱的1/3左右，大大提高了谱图的分辨率。采用红外光谱图和二阶导数谱图相结合，称其为二级鉴定。至于四阶导数谱的半峰宽更窄，谱图的分辨率更高于二阶导数谱，但它对原谱的质量要求更高，且噪音的影响较大，所以通常不便使用。在当红外光谱和二阶导数图谱差异性较小而不足以作判断时，则可凭借二维相关红外光谱加以判定，称为三级鉴定。目前我们暂且选用了热微扰来得到药材的二维相关谱。　　至此，我们已经利用这三种手段相互结合、互相映证，对不同种的中药材300种进行了鉴定，其中包括了中药材的真伪、产地鉴别4种、保健品 5种、配方颗粒430种和中药注射剂10种的质量控制以及跟踪中药10种炮制过程的物理化学变化等等方面都得到了广泛应用。目前，我们的红外光谱技术已经应用于首创大地药业有限公司和培力药业有限公司的实际生产中，用于控制药材原料、中间品和产品的质量。　　尽管我们已提出了中药宏观指纹的三级鉴定方法并相应作了大量的分析、归纳的工作，但仍有大量的工作需要仔细研究并加以推广。　　Instrument：您认为该项目下一步急需开展的工作是什么？　　孙：我们认为在这个方面还有极其大量的工作要做，既要做深，还要做广。当前急需要开展的工作有以下几点：　　1. 尽快建立起“中药材红外光谱数据库”：自然界的中药材是成千上万，我们目前所做的药材仅仅占据了非常小的一部分，我们想大量采集不同种的中药材，包括同科同属不同种不同生态环境和真伪药材等，然后通过规范化的检测条件，包括实验室条件、样品制备要求和仪器参数设置等，获得各种药材的标准谱图，尽快建立起“中药材红外光谱数据库”； 　　2. 尽快确定中药制剂的红外对照参考图谱：包括配方颗粒、中药注射剂和保健品等的红外对照参考图谱，用于识别真伪优劣和质量稳定性控制；　　3. 中药炮制学的红外研究：中药炮制是影响中药用药疗效的关键所在，我们想通过做不同的炮制品，来追踪炮制过程的物理化学变化，为传统的炮制标准提供一个科学客观的理论依据和评价体系；　　4. 红外光谱技术与标准谱图逐渐纳入国家药典：希望我们的红外光谱技术能够成为一项中药质量控制和管理的标准方法，逐渐将中药的红外标准光谱纳入国家药典。更广泛地应用于生产实际，加快我国中药现代化、国际化和标准化的步伐！为弘扬与发展我国中医学、中药学贡献一份力量！　　整个采访过程中，孙教授笑称搞了五年的中药鉴定，自己从对中药一窍不通，到现在也快成中药专家了，谈起红外光谱分析来更是如数家珍，特别是孙教授的忧患意识，令人肃然起敬。从FDA到COS，中国的制药企业战战兢兢地应付着各种不同的规则，而对规则的制定却没有半点发言权。“西药”，也许我们无能为力，但“中药”是中华民族的瑰宝，沉淀了华夏神州千年文化的底蕴，我们没有理由放弃而把规则的制定权再次拱手让与他人，“中药”— 这一古老的中国文化在走向世界的漫漫征程中，中国人的声音理应得到世界的尊重。 　　联系方法：　　北京100084 清华大学化学系 孙素琴 邮编：100084　　电话010-62781689 传真010-62770327 　　E-mail：sunsq@chem.tsinghua.edu.cn