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  • 生物活性分子在种植体骨结合中的研究进展!
    生物活性分子在种植体骨结合中的研究进展!百欧博伟生物 良好的骨结合是人工种植体成功的关键,钛或钛合金人工种植体由于其较为理想的生物相容性和机械性能植入体内后与骨组织形成良好的骨结合而成为目前临床上应用最广的人工种植体。但钛类材料表面生物惰性的缺点不利于种植体骨结合的进一步提高,尤其对一些伴有系统性疾病如骨质疏松、糖尿病的缺牙患者,这些全身代谢性疾病使种植体周骨愈合能力下降,使种植体骨结合产生时间上的延迟或质量上的下降,导致种植体骨结合率下降。 因此,提高种植体骨结合率和初期稳定性进而提高种植体长期成功率仍是需要进一步研究的课题。其中种植体表面生物化学改性提高种植体骨结合率成为该领域近年来的研究的重要方向,方法是将生物活性分子如具有生物活性的蛋白、小分子多肽等采用一定的方式固定于种植体表面,通过其成骨诱导作用促进种植体周骨形成,提高种植体骨结合。本文就近年来应用于钛类人工种植体表面的生物化学改性方法以及几类主要生物活性分子对种植体骨结合作用及其机理的研究进展进行综述。 一、生物化学改性方法 1、物理吸附 物理吸附是在对种植体表面进行一定的粗糙处理后,将种植体浸入生物活性物质与磷酸缓冲盐溶液混合后的溶液中一段时间,使生物活性物质吸附在种植体表面。此法操作简单,对设备要求较低,但是吸附形成的作用力为静电力、范德华力或氢键,较难牢固结合在种植体表面,并且较难控制生物活性物质在种植体表面的均匀分布。 2、共价结合 生物活性物质可通过接枝分子共价结合在种植材料表面,接枝分子在种植材料表面形成自组装单分子层再与生物活性物质的某些基团共价连接,使生物活性物质稳定连接在种植材料表面。常见的接枝分子包括聚乙二醇、硅烷偶联剂、聚多巴胺、磷酸自组装单分子层等。此外,近些年人们通过噬菌体展示技术发现一些可以直接与金属钛共价结合的短肽(ATWVSPY、RKLPDAPGMHTW等)可以将某些生物活性物质(如层粘连蛋白衍生肽)连接在金属钛表面,从而对钛种植体进行表面改性。共价结合可以将生物活性分子稳定的结合在种植体表面,避免了初始爆发释放,但生物活性分子可能在共价结合的过程中发生构象的改变。 3、聚电解质多层 聚电解质多层由层层自组装技术将带相反电荷的聚电解质顺序吸附到带电表面制备而成。这种方法的特点是改变电解质沉积数量可以调控聚电解质多层的厚度,逐层组件可以将生长因子、蛋白质、遗传物质、抗体等直接集成到层中,或者可以用聚电解质预先络合各组分,然后组装成复合物。分子量大于10kDa的生物活性物质可以永久固定在聚电解质层中,随着聚电解质逐层的降解实现药物的逐渐释放。 二、钛种植体表面生物化学改性主要生物活性蛋白 1、胶原蛋白 胶原蛋白是骨组织细胞外基质中的主要成分,也是骨组织的钙化中心,可促进间充质干细胞中成骨相关基因的表达,进而诱导间充质干细胞向成骨方向分化,同时可以提高成骨细胞对骨基质的黏附。在钛片表面沉积磷酸钙和Ⅰ型胶原制备的矿化胶原涂层利于细胞伸展以及伪足的生长,可以有效促进成骨细胞的黏附及增殖。 此外,吸附有Ⅰ型胶原的钛片也更有利于促进小鼠前成骨细胞株MC3T3-E1黏附斑蛋白与护骨素基因的表达。将Ⅰ型胶原修饰的钛种植体植入SD大鼠胫骨内,HE染色发现4周后种植体周围形成的新生骨的密度要优于对照组。Ⅰ型胶原还可以参与携带药物,从而调控种植体骨结合过程。Li等通过层层自主装技术将Ⅰ型胶原和透明质酸修饰在钛纳米管表面,使管内的依诺沙星缓慢释放,抑制破骨细胞活性的同时还促进了种植体表面新生骨的形成。 2、非胶原蛋白 结合在胶原表面特定位点的非胶原蛋白,包括纤连蛋白(fibronectin)和层粘连蛋白(laminin)等在启动羟基磷灰石晶体成核、生长及调控无机相相变的过程以及促进细胞黏附、迁移和分化等过程中都发挥了至关重要的作用。越来越多的研究显示,将非胶原蛋白结合在种植体表面能够有效提高骨结合的效果。纤连蛋白能够增强对成骨细胞的粘附,进一步提升种植体表面微槽对细胞的粘附作用,加快成骨细胞的成熟,使种植体表面接触的间充质干细胞细胞呈现出成骨细胞自然成熟的多边形态。 Chang等将纤连蛋白吸附在钛种植体表面,发现其在诱导成骨细胞分化、增加骨形成量以及提升种植体初期稳定性方面较无纤连蛋白组有一定的提高。纤连蛋白上存在增强细胞活性的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(arginine-glycine-asparticacid,RGD)序列和RGD协同序列(PHSRN)以及其中间一段有20个氨基酸的序列F20(PHSRNSITGTNLTPGYTITVYAVTGRGD)。 有学者推测是纤连蛋白中间的这一段活性序列在发挥促进骨结合的作用。将F20和纤连蛋白分别吸附到钛片上,发现二者对基质细胞系ST2粘附、增殖和分化能力的提升效果相似,此外还发现F20对成骨作用的促进可能与Erk信号通路有关。层粘连蛋白作为细胞与基质黏着的介质,参与调节细胞的黏附、生长和分化。 Bougas等将层粘连蛋白浸泡吸附在钛种植体表面后植入兔的股骨中,4周后发现种植体周围的骨结合程度得到明显提高。在一项层粘连蛋白对种植体骨结合作用的回顾性研究中,91%的研究都表明层粘连蛋白可以促进相关成骨相关标记物的表达和(或)种植体周围新骨形成。 3、生长因子 骨形态发生蛋白(Bone morphogenic proteins,BMP)是一组信号分子,是转化生长因子(transforming growth factor,TGF)-β超家族的成员,可以促进间充质干细胞向成骨细胞分化,促进骨缺损区新骨的形成。BMP-2修饰的脱蛋白牛无机骨块在犬牙槽嵴进行垂直覆盖提升术并同期植入种植体的第3个月时比未使用BMP-2的骨块显示出更高的骨矿化水平和更多的新骨形成量。 BMP-2缓慢均匀释放似乎有利于促进骨结合。Seo等发现在水凝胶环境中BMP-2的持续释放显著促进了钛种植体周围垂直骨的再生。Yang等利用肝素连接BMP-2与生长分化因子5(growth and differentiation factor-5,GDF-5)结合在钛片形成Ti-BMP-2-GDF-5涂层,肝素延长了BMP-2和GDF-5的半衰期,并且使其持续均匀释放30天,将MC3T3-E1细胞放置含有该涂层的表面,细胞增殖和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性显著增加,骨钙素(osteocalcin,OCN)、Ⅰ型胶原蛋白的表达也明显升高。兔体内实验显示植入兔股骨内的表面修饰有BMP-2和GDF-5的钛棒也表现出骨与种植体界面处新骨形成明显的增加。 但种植体表面的BMP-2剂量对种植体骨结合有一定的影响,高剂量的BMP-2会导致局部、暂时的骨损伤。在一项高剂量BMP-2(150μg/mL)治疗大鼠的临界大小的股骨缺损实验中,2周后观察到炎症和异常骨形成。Guillot等也发现当大剂量BMP-2(9.3μg)附着于种植体表面时,第4和第8周BMP-2修饰的种植体骨结合率都低于无BMP-2组。 TGF-β2和TGF-β3是TGF-β超家族的两个亚型,调节细胞的增殖和分化以及参与骨改建过程。在新西兰兔拔牙窝内即刻植入种植体,种植体周围增加TGF-β2以及牙髓干细胞,术后第4、8周骨涎蛋白、骨钙蛋白、Ⅰ型胶原表达水平明显提高,种植体骨结合率以及种植体周围骨小梁宽度明显增加。Kim等通过电喷涂技术将聚乳酸丙交酯(PLGA)/重组人类TGFβ2颗粒喷涂在阳极氧化钛种植体表面,种植体植入兔的胫骨第3周骨形态计量学分析发现实验组的种植体骨接触率(Bone-To-Implant Contact,BIC)和骨面积百分比明显高于未喷涂重组人TGFβ2的对照组。 血管内皮生长因子(Vascularendothelial growth factor,VEGF)可诱导成骨细胞和内皮细胞增殖,促进局部血管生成并且增加ALP的活性。Guang等将大鼠重组VEGF吸附于钛片表面,发现其可以明显促进大鼠成骨细胞的增殖,将大鼠重组VEGF修饰的钛种植体植入大鼠膝内,在第2周和第4周免疫组织化学检测发现CD31阳性和骨钙素阳性细胞的比例明显增多。 VEGF对放疗患者种植体骨结合也有一定的促进作用。将钛种植体植入经过15Gy射线辐射的兔胫骨中,在种植体中心的孔隙注射高表达BMP-2/VEGF165的慢病毒载体,第2周和第8周通过PCR分析发现Runt相关转录因子2(Runt-related transcription factor2,Runx2)、骨钙素、ALP和CD31表达水平增加,Micro-CT显示新骨形成量明显增加。 神经生长因子(nerve growth factor,NGF)是神经营养因子家族的成员,对交感和感觉神经元以及神经元嵴细胞有很强的促进作用。近年来研究发现,NGF还参与骨改建过程,对骨再生有一定的促进。将含NGF的明胶海绵应用于犬前磨牙缺损模型可以有效刺激骨的形成。在小鼠腿骨植入钛种植体区局部注射外源性NGF,可以促进小鼠股骨钛种植体植入早期的骨再生,加速早期骨胶原以及骨小梁的成熟,缩短种植体骨结合时间。但由于NGF半衰期较短,NGF多被用于种植体局部注射,用于种植体表面改性的研究还较少。 骨的改建由多种生长因子共同参与,BMP、VEGF、TGF、NGF等在促进骨生成方面有积极作用,控制生长因子在种植体表面的缓慢持续释放,增加其作用时间可以进一步促进成骨,并且多种生长因子的联合使用似乎可以取到更好的促进效果。 三、生物活性肽 生物活性蛋白因其固有的生物活性为种植体表面的生物功能化提供了选择,但是蛋白质分子存在免疫原性且缺乏良好稳定性,动物提取的蛋白也具有病原体传播和变异的风险。相比较而言,仅包含细胞结合序列的短肽可以发挥生物活性作用并能规避这些风险,具有良好应用潜能。它们易合成、纯化和存储消毒,与大分子蛋白相比具有成本效益,并且其活性不依赖于其三级结构。 下面着重于介绍4种具有促进细胞粘附、增殖和分化功能多肽或寡肽,如RGD,P-15,成骨生长肽(osteogenic growth peptide,OGP)以及胰岛素样生长因子(insulin-like growth factors-1,IGF-1)。RGD序列存在于纤连蛋白的细胞结合域,是细胞粘附所需要的最小序列,可以促进细胞的扩散粘附和增殖。 贻贝来源蛋白(mussel derived peptide,MP)是一种包含L-3,4二羟基苯丙氨酸(DOPA)结构的蛋白,可以作为接枝分子把RGD和肝素结合蛋白(heparin binding protein,HBP)固定在钛片上。Pagel等将人类骨肉瘤细胞(sarcomaosteogenic,SaOS-2)置于附着MP-RGD的钛片上培养,发现其可以促进SaOS-2黏附、生存和增殖,MP-RGD-HBP的促进作用则进一步增强。 将抗菌肽和RGD肽共同结合在钛种植体表面,不仅可以促进SaOS-2细胞的附着和扩散,同时阻止了细菌的生长。此外肽的结构也对骨结合过程也有一定影响,研究发现环状RGD相比线性RGD会引起垂直方向骨量的更明显增加,并且发现环状RGD可能是通过激活成骨细胞的黏着斑激酶(FAK),上调MARK信号通路c-fos转录阈值水平,进而促进成骨细胞的增殖。 P-15是模拟Ⅰ型胶原蛋白结合域合成的短肽(GTPGPQGIAGAGQRGVV),具有促进成骨细胞分化、增强细胞黏附、迁移和存活的功能。Fu等通过表面引发的原子转移自由基聚合(surface-initiated atom transfer radical polymerization,SI-ATRP)原位生长含酮聚合物,并通过肟化反应将P-15共价连接在钛表面。结果显示聚合物接枝P-15的实验组相比未含P-15的对照组在第6h展现出更高的细胞存活率,细胞核染色法检测24h细胞数显示共价接枝P-15的钛片吸附有更多细胞,21d茜素红S染色也显示P-15的存在增加了钙沉积。 Lutz等将P-15吸附修饰在钛棒表面并植入猪股骨中,组织形态计量学分析发现30d时相比未修饰的种植体展现出更高的BIC值。同样,将磷酸钙和P-15沉积吸附修饰的钛种植体植入成年比格犬的双侧胫骨中,1周时也呈现出比其它对照组更高的BIC值,提示P-15能够有效诱导种植体周围的骨形成。然而植入部位以及个体异质性对生物活性物质的作用可能会有一定的影响。Schmitt等对植入比格犬颌骨内的种植体中部、顶部以及顶部两侧进行骨形态计量学分析后,发现在第2d和7d,P-15修饰的钛种植体与对照组种植体周围的BIC无统计学差异,因此P-15以及其它生物活性物质在人体内对骨结合的促进作用仍需进一步验证。 成骨生长肽是由14个氨基酸组成的多肽(ALKRQGRTLYGFGG),能增强ALP活性,加速基质矿化、促进骨再生。沉淀吸附有成骨生长肽的钛片可以促进大鼠间充质干细胞的附着、增殖和成骨分化。当纤连蛋白与成骨生长肽共同附着于钛片时,成骨分化作用进一步加强。Lai等通过聚多巴胺将成骨生长肽共价连接在有钛纳米管的钛片上,在其上接种大鼠颅骨成骨细胞,相比未修饰成骨生长肽的钛片,ALP的水平明显提高,成骨相关基因表达增加。 IGF-1是一种与胰岛素结构相似的小分子肽,可作为骨骼生长的调节剂,具有促进细胞粘附的作用。Xing等将大鼠骨髓间充质干细胞接种在加载有IGF-1的明胶/壳聚糖聚电解质多层的钛种植体表面,检测发现ALP、Runx2、Ⅰ型胶原和骨钙素的mRNA的表达水平提高,细胞增殖以及基质矿化水平增加。 将IGF-1修饰的种植体植入骨质疏松模型大鼠股骨中,8周后通过亚甲蓝/品红和micro-CT观察,相比对照组,实验组新骨厚度和连续性明显增加,当IGF-1为100ng/mL时促进作用最强,为骨质疏松症患者的种植修复提供了新的策略。肽类生物活性物质克服了生物活性蛋白的诸多缺陷,降低了在体内被内源性酶降解的风险,在促进细胞的粘附,增殖和分化以及促进新骨形成增加种植体初期稳定性方面具有良好的效果,在种植体表面改性方面具有良好的应用潜力。但这些肽类生物活性物质发挥促进骨结合效果最恰当的浓度还有待进一步确定,如何使肽类活性物质在种植体表面更稳定的释放也有待进一步研究。 四、小结 生物活性分子在种植体表面的应用有助于提高种植体骨结合。这通过其促进成骨相关标记物表达,促进间充质干细胞向成骨细胞分化,增加细胞的粘附和增殖等方式证实,而且动物体内研究也表明种植体表面的生物活性分子增加了种植体周围新骨的形成,促进种植体骨结合,展示了良好的临床应用前景。目前聚电解质多层、水凝胶、纳米粒子以及微球等缓释系统的研究为生物活性物质更加稳定持久释放提供了更广阔的前景,但缓释系统在种植表面对生物活性物质的缓释效果仍需在进一步验证。 目前研究大多数都是体外或动物体内实验,由于体内影响因素较多,缺乏对其确切效果的临床证据,尚未转化为可供临床应用的产品。而且,这些生物活性分子用于种植体表面的制备方法、对种植体储存和消毒带来的难题以及体内吸收、降解等对骨形成的影响体等一系列问题尚需更多、更深入的研究来解决,尤其是大量的、严谨科学设计的体内研究有助于揭示其临床应用价值。欢迎访问微生物菌种查询网,本站隶属于北京百欧博伟生物技术有限公司,单位现提供微生物菌种及其细胞等相关产品查询、咨询、订购、售后服务!与国内外多家研制单位,生物医药,第三方检测机构,科研院所有着良好稳定的长期合作关系!欢迎广大客户来询!
  • “产品活性成分研究实验室” 启动仪式在天津召开
    2024年3月29日,由天津国际生物医药联合研究院,瀚盟测试科技(天津)有限公司主办,北京国科优选科技有限公司承办,京津冀智能医药产业园医智(天津)产业园区运营管理有限公司协办的“产品活性成分研究实验室”启动仪式在天津召开。随着全球生物医药产业的飞速发展,大健康产品活性成分研究已成为提升产品品质、有效及安全性的关键。北京国科优选科技有限公司紧跟时代步伐,通过与天津国际生物医药联合研究院分析测试中心的强强联合,成立产品活性成分研究实验室,旨在加强科研合作,推动大健康产品活性成分研究的深入发展,为大健康产业的科技创新贡献力量。会议前,与会领导、专家、企业代表在中心领导的引导下,一同走进了这个在生物医药领域具有重要影响力的企业。让各界人士更深入地了解分析测试中心在生物医药领域的研究实力和技术水平,以及他们为推动行业发展和服务社会所做出的贡献。在参观过程中,分析测试中心的领导向各位来宾详细介绍了中心的成立背景、发展历程、技术特色以及未来的发展规划等。天津国际生物医药联合研究院分析测试中心内参观天津国际生物医药联合研究院分析测试中心内参观天津国际生物医药联合研究院分析测试中心内参观本次活动由天津国际生物医药联合研究院园区孵化总监沈亚文主持, 国家科学技术奖励工作办公室工业处原处长刘鹏飞,中关村科技园区石景山园管理委员会非公党建部部长林茂盛,北京市石景山区商务局代表李璨,北京国科优选科技有限公司总裁朱子瞳,中关村社团第五联合党委副书记赖伟中,中国科学院过程工程研究所生物制药高级工程师罗小川,天津国际生物医药联合研究院有限公司总经理贾晖,瀚盟测试科技(天津)有限公司总经理李安平等多位领导、专家学者莅临出席。活动现场天津国际生物医药联合研究院有限公司总经理贾晖表示,北京国科优选科技有限公司联合天津国际生物医药研究院分析测试中心成立的“产品活性成分研究实验室”,是对双方实力与信心的充分体现,相信通过双方的努力和协作,实验室一定会取得丰硕的成果。将秉承创新、协作、共赢的理念,不断提升实验室的研发能力和技术水平,为消费者提供更加优质、安全和健康的产品。愿携手并进,共创美好未来。天津国际生物医药联合研究院有限公司总经理贾晖北京国科优选科技有限公司总裁朱子瞳表示,北京国科优选科技有限公司,作为一家专注于大健康产业销售的公司,始终坚持以客户为中心,以质量为生命,以安全为底线。在不断追求卓越的路上,深知科技创新的重要性,产品活性成分研究实验室成立,旨在深入研究产品的活性成分,为消费者提供更加安全、有效、高品质的健康产品。在未来的日子里,会以更加饱满的热情和更加坚定的信念,为实现公司的长远发展和人类健康事业的进步而不懈努力。北京国科优选科技有限公司总裁朱子瞳国家科学技术奖励工作办公室工业处原处长刘鹏飞在致辞中表示,大健康产业关乎着国民的福祉,活性成分,是大健康产品的灵魂。它决定了产品的功效和品质,直接关系到消费者的健康和满意度。因此,对活性成分的研究和检测,是大健康产业发展的关键。产品活性成分研究实验室,不仅是对消费者负责,更是对科技创新的执着追求。其将极大提升公司在活性成分研究和检测方面的能力,为消费者提供更加安全、有效的产品。同时,这也是公司对行业发展趋势的积极响应,标志着我国大健康产业在科技创新和质量提升方面迈出了坚实的一步。国家科学技术奖励工作办公室工业处原处长刘鹏飞中关村科技园区石景山园管理委员会非公党建部部长林茂盛在致词中表示,国科优选,这个名字已然成为大健康产业的璀璨明星。自成立以来,国科优选以卓越的品质、创新的理念,深耕大健康领域,不断为消费者带来高品质的健康产品。同时,国科优选不仅在产品研发上追求卓越,还积极参与社会公益事业,回馈社会、造福民生,这样有爱心、有责任感的企业,值得我们每一个人去崇敬和祝福,希望你们在大健康产业中取得更加辉煌的成就,为推动京津冀协同发展和大健康产业繁荣做出更大的贡献。中关村科技园区石景山园管理委员会非公党建部部长林茂盛中关村社团第五联合党委副书记赖伟中表示,活性成分是决定大健康产品质量和效果的关键因素。北京国科优选科技有限公司在活性成分研究领域的投入和布局,不仅体现了企业对消费者负责的态度,更是对科技进步和社会发展的有力回应。实验室的启动,将提供更加精准、高效的活性成分检测手段,为大健康产品的安全性和有效性提供有力保障。期待北京国科优选科技有限公司与天津国际生物医药联合研究院分析测试中心依托该实验室,能够持续推出更多安全有效的产品,为保障公众健康做出更大贡献。中关村社团第五联合党委副书记赖伟中中国科学院过程工程研究所生物制药高级工程师罗小川表示,实验室的成立,不仅将为国科优选的产品研发提供强有力的技术支持,还将推动我国大健康产业向更高质量、更安全可靠的方向发展。我相信,在政府部门的支持引导下,在专家学者的智慧引领下,国科优选一定能够充分发挥实验室的作用,为人民的健康福祉贡献更大的力量。同时促进京津冀协同发展战略在生物医药领域的深入实施。中国科学院过程工程研究所生物制药高级工程师罗小川瀚盟测试科技(天津)有限公司总经理李安平表示,实验室的成立,是北京国科优选科技有限公司追求卓越、不断创新的具体体现。并从专业角度阐述了产品活性成分检测的重要意义和作用,并期待实验室在未来能够充分利用先进的分析测试技术,深入研究产品活性成分,为消费者提供更加安全、有效的健康产品。同时,我们也期待与在座的各位领导和专家学者进一步深化合作,共同推动大健康产业的发展。瀚盟测试科技(天津)有限公司总经理李安平随着全球生物医药产业的飞速发展,大健康产品活性成分研究已成为提升产品品质、有效及安全性的关键。天津国际生物医药联合研究院分析测试中心,则是生物医药领域的科研高地,拥有雄厚的研究实力和丰富的创新资源。北京国科优选科技有限公司,深耕大健康产业,始终坚持以科技创新引领市场,以优质服务满足消费者需求。今天,双方携手共建产品活性成分研究实验室,推动大健康产业的技术革新和产业升级,为大健康产业的科技创新、高质量发展贡献力量。在这春意盎然的时节,我们欢聚一堂,共同见证北京国科优选科技有限公司与天津国际生物医药联合研究院分析测试中心携手合作,举行产品活性成分研究实验室的揭牌启动仪式。这是一个值得我们铭记的时刻,标志着我们在追求健康产业的科技创新之路上,又迈出了坚实的一步。朱子瞳总裁和李安平总经理为“产品活性成分研究实验室”揭牌最后,北京国科优选科技有限公司总裁朱子瞳发表了启动宣言,产品活性成分研究实验室是国科优选在科技创新道路上迈出的坚实一步,也是天津国际生物医药联合研究院分析测试中心积极开拓新合作模式的重要举措。希望通过双方的紧密合作和共同努力,实现资源共享、优势互补,推动实验室在活性成分研究领域取得重大突破,助力生物医药大健康产业发展建设迈上新台阶!活动部分人员合影本次会议作为北京国科优选科技有限公司联合天津国际生物医药联合研究院分析测试中心共建“产品活性成分研究实验室”的启动仪式,旨在汇聚政府领导、行业专家、科研团队及媒体代表,共同见证生物医药与大健康产业的科技创新深度融合。会议以创新驱动、合作共赢为核心思想,聚焦生物医药领域的前沿技术和发展趋势,旨在通过成立“产品活性成分研究实验室”,搭建一个开放、共享、创新的平台,促进产学研用深度融合,推动大健康产业的可持续发展。
  • 地质地球所火星研究团队关于天问一号火星探测最新研究成果发表
    9月26日,中科院地质地球所火星研究团队召开“祝融号巡视雷达揭秘火星浅表结构”媒体解读会,解读“天问一号”火星探测最新研究成果。   2021年5月15日,我国首次火星探测任务“天问一号”携带的“祝融号”火星车在乌托邦平原南部预选着陆区成功着陆,开启巡视探测工作。乌托邦平原是火星最大的撞击盆地,曾经可能是一个古海洋,预示着火星早期可能存在过宜居环境。这里的地质如何演化?现今具有怎样的地下结构?地下是否存在水或冰?我所联合中国科学院国家空间科学中心和北京大学,利用“祝融号”获得的第一手科学探测数据分析结果,通过最新《自然》论文,报道了围绕这些重要科学问题取得的突破性进展。研究表明,“祝融号”火星车着陆区火表数米厚的风化层下存在两套向上变细的层序,可能反映了约35-32亿年以来多期次与水活动相关的火表改造过程。现今该区域火表以下0-80米未发现液态水存在的证据,但不排除存在盐冰的可能。   详细的火星地下结构和物性信息是研究火星地质及其宜居环境演化的关键依据。我国“天问一号”携带的“祝融号”火星车次表层探测雷达能够对巡视区地下浅层结构进行精细成像,深化我们对乌托邦平原演化、地下水/冰分布等关键科学问题的认识。   “祝融号”火星车搭载的次表层探测雷达是世界上首次在火星乌托邦平原实施的巡视器雷达探测。到目前为止,人类在地外天体上共开展了四次巡视雷达探测。其中,我国嫦娥三号和嫦娥四号分别实现了对月球正面和背面浅表结构的精细探测。美国毅力号和我国“祝融号”火星车于2021年先后开启了火星巡视雷达探测。不同的是,毅力号的探测区域为杰泽罗撞击坑边缘,其实际最大探测深度为15米。“祝融号”火星车探测区域为乌托邦平原南部,雷达频带较宽,其实际最大探测深度达80米。   在最新的研究中,科研人员对前113个火星日、探测长度达1171米的“祝融号”火星车低频雷达数据展开了深入分析,获得了浅表80米之上的高精度结构分层图像和地层物性信息,发现该区域数米厚的火壤层之下存在两套向上变细的层序。第一套层序位于地下约10-30米,含有较多石块,其粒径随深度逐渐增大。距今大约16亿年以来的短时洪水、长期风化或重复陨石撞击作用可能导致了这一套向上变细沉积层序的形成;第二套层序位于地下约30-80米,其石块粒径更大(可达米级)且分布更为杂乱,反映了更古老、更大规模的火表改造事件。基于前人撞击坑统计定年结果推测,这次改造事件可能发生在距今35-32亿年前,与乌托邦平原南部的大型洪水活动有关。   “祝融号”火星车次表层探测雷达的主要目标之一是探测乌托邦平原南部现今是否存在地下水/冰。低频雷达成像结果显示,0-80米深度范围内反射信号强度稳定,介质具有较低的介电常数,排除了巡视路径下方含有富水层的可能性。热模拟结果也进一步表明,液态水、硫酸盐或碳酸盐卤水难以在“祝融号”火星车着陆区地下100米之内稳定存在,但目前无法排除盐冰存在的可能性。   研究所高度重视“天问一号”火星探测的研究工作,在“天问一号”科学探测数据发布后,第一时间组织全所行星科学领域的科研人员,成立所内火星探测研究工作任务团队,开展多学科交叉的优势队伍协同攻关,全面开展开“天问一号”载荷数据的综合分析和研究。此次发表于《自然》的论文文章,是该团队取得的首批研究成果,也是研究所前沿科学联合攻关模式下的新收获。由国家航天局探月与航天工程中心发布的“天问一号”科学探测数据,为本次火星研究工作提供了坚实的数据保障。
  • 兰州化物所药用植物活性成分研究取得新进展 分离鉴定出全新抗肿瘤活性基团
    天然产物一直是药物研发的重要资源。据领域权威期刊Journal of Natural Products 报道,1981至2019年,近50%上市药物的分子结构或核心药效结构来源于天然产物。其中,全新碳骨架天然产物的发现往往是创新药物研发的第一步。中国科学院兰州化学物理研究所中科院西北特色植物资源化学重点实验室杨军丽研究员团队,利用现代分离技术、结构鉴定技术和药物筛选技术,从藏族习用药材甘松(Nardostachys jatamansi)中分离鉴定了1个具有全新碳骨架的17个碳的螺[2.4]-3/5/7三环的类愈创木烷型倍半萜内酯类化合物Narjatamolide(图1),通过X-射线单晶衍射和ECD实验确证其绝对构型为1R,4S,5R,6S,7R,16S。这是首次从甘松中分离鉴定了含有α-亚甲基-γ-内酯基的倍半萜结构,该片段被认为是抗肿瘤活性基团。Narjatamolide可抑制肝癌细胞株BEL-7402、HepG2和Huh-7以及宫颈癌细胞株HeLa的增殖(IC50 = 5.67 ± 1.43, 21.84 ± 1.62, 25.5 ± 3.14, 15.46 ± 0.69 μM)。进一步研究发现该化合物可将BEL-7402细胞周期阻滞在G2/M期(J. Org. Chem. 2021, 86, 11006)。近期,该化合物被天然产物化学领域顶级学术期刊《Natural Product Report》(Nat. Prod. Rep. 2021, 38, 1715)评选为热点化合物。图1 甘松中发现的新骨架化合物Narjatamolide上述研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目、甘肃省杰出青年基金、中科院西部之光交叉团队项目、兰州化物所“一三五”重点培育项目和兰州化物所青年科技工作者协同创新联盟合作基金的支持。
  • 研究发现新活性物质可抑制白血病细胞分裂
    上海沪峰日前发表研究公报,称发现了一种新的活性物质,可以抑制白血病细胞分裂,而且有望在抗癌治疗中发挥重要作用。这种被称为XD14的活性物质可以抑制BET蛋白家族中的几种蛋白功能。BET蛋白也称为表观遗传识别蛋白,可以识别细胞组蛋白中的表观遗传学信息变化,并传递激发细胞分裂等的信号。以白血病为例,血细胞内BET蛋白的基因突变会干扰这种信号传输,导致病变细胞不受控制地分裂,从而损害人体的组织器官。研究人员采用了一种虚拟筛选的方法,找到了这种新的活性物质。他们在计算机模拟的模型中,研究了大约1000万种分子化合物的特性,以鉴别出能够阻止某些BET蛋白传递信号的物质。研究人员对60种不同类型的癌细胞进行了XD14的测试。实验结果证明XD14能够显著抑制白血病细胞的分裂。上海沪峰生物科技有限公司是一家集经销批发鸡elisa试剂盒,牛elisa试剂盒,羊elisa试剂盒,猪elisa试剂盒,elisa试剂盒厂家培养基专卖,培养基,干燥培养基,显色培养基,招商代理的有限责任公司,是一家经国家相关部门批准注册的企业。主要经营ELISA试剂盒、细胞、血清、抗体、金标试剂盒、生物试剂、耗材、培养基、一抗、二抗、毒素、移液器等产品,产品畅销国内大部分地区 ,销售额逐年稳步提高。上海沪峰生物科技拥有雄厚的实力、合理的价格和优良的服务,能够及时解决和满足客户的各方面的需求,与国内多家企业建立了良好的长期合作关系,在市场上树立了公司的良好信誉和形象。
  • 合肥研究院阐明贵金属微纳结构的拉曼增强和光催化活性
    近期,中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所刘锦淮课题组的杨良保研究员等人在阐明单个的各向异性的金微米片上拉曼增强与光催化活性之间关系的研究上取得新进展。相关成果已发表在《欧洲化学》杂志上。该研究对于理解SERS活性纳米结构的增强机制和等离子体有关的催化效应具有重要的意义。  各向异性贵金属微纳结构因其独特的尺寸依赖效应和形状依赖效应,成为了越来越多的研究领域的热点,逐渐应用于光学、催化等领域。但是,在如何克服化学效应的贡献并获得分子层面信息的同时,阐明贵金属结构上的拉曼散射和光催化活性之间的关系,仍然是一个巨大挑战。  研究人员刘洪林博士等人通过简单的方法合成了纳米厚度的金微米三角片和六角片,并直观地展示了这些结构不同位置上拉曼信号和光催化活性之间关系。通过等离子体光催化敏感分子的结构的变化,利用其SERS信号峰相对强度的变化,成功刻画了金微米片角、边、面上不同位置的光催化活性的可视画面,排除了常规研究中浓度效应和分子覆盖度差异的问题。  研究结果表明,金微米片上特定位点分子吸附数目的增加,并不必然导致更高的光催化转化率,而是与其等离子体共振强度、电磁场强度密切相关,这与理论模拟的结果一致。相关研究策略排除或者弱化了等离子体局域热效应,也在一定程度了成功克服了浓度差异效应和化学贡献效应在贵金属等离子体光催化中的作用,清晰的刻画了等离子体共振强度相关的催化特性。  该研究工作得到了科技部重大科学研究计划纳米专项项目&ldquo 应用纳米技术去除饮用水中微污染物的基础研究(2011CB933700)&rdquo 以及国家重大科学仪器设备开发专项子任务&ldquo 动态表面增强拉曼光谱技术用于农药残留检测&rdquo 和&ldquo PERS仪器在环境污染物检测领域中的应用&rdquo (2011YQ0301241001 & 2011YQ0301241101)等项目的支持。   合肥研究院阐明各向异性贵金属微纳结构的拉曼增强和光催化活性之间的关系
  • 应用 | 有机硅表面活性剂在乙醇-水体系中的起泡机制研究
    研究背景泡沫是一种气体分散于液体中的分散体系。通常,纯的液体是不会起泡的。泡沫产生的条件有两个:需要气体和液体充分接触,并使气体分散于液体中;还需要气泡产生的速度明显大于消泡的速度,使得气泡可以聚集成泡沫,行之有效的办法是在液体中加入表面活性剂。对于表面活性剂水基泡沫人们已经做了大量的研究,然而近年来水-低碳醇体系也有着较为广泛的应用, 例如化学清洗、制备多孔材料、杀菌洗手液等。因此,本文着重对FC-7160在乙醇-水溶液和水溶液中的泡沫行为,尤其是泡沫形成后的排液行为、结构变化、表面弹性等,为其以后的实际应用提供理论指导。实验仪器DFA100动态泡沫分析仪、DSA100液滴形状分析仪,德国KRÜSS公司。DFA100动态泡沫分析仪DSA100液滴形状分析仪实验结果与讨论2.1 泡沫高度衰减曲线起泡性和稳定性是表面活性剂溶液泡沫行为中最重要的特征。为了与碳氢表面活性剂对比,本实验选择了阴离子表面活性剂AES-3、非离子表面活性剂AEO-9、两性离子表面活性剂CAB。由图1a可以看出,在水溶液体系中, 实验中所用的碳氢表面活性剂的起泡性和泡沫的稳定性都优于FC-7160,FC-7160的泡沫甚至没有经历tend这个时间段,起泡后立即伴随着泡沫的崩塌。而在50%乙醇-水溶液体系中,如图1b所示,只有FC-7160可以形成泡沫,碳氢表面活性剂的“泡沫”在停止通气后很短的时间内完全消失,不能形成有效的泡沫。 图1 1 g/L不同表面活性剂的泡沫高度随时间的变化:水溶液(a);50%乙醇-水溶液(b)2.2 泡沫的结构与尺寸分布通过动态泡沫仪的结构分析模块,对泡沫中气泡的大小分布和其随时间的变化进行了精细的测量。在图2a中,在50%乙醇-水溶液中,泡沫中的气泡大小均一且近乎圆形,而在水溶液中气泡大小不一,呈现出多边形的结构。在图2b中,在前10 min内,50%乙醇- 水溶液中的气泡面积主要集中在0~0.5 mm2,没有超过1 mm2的气泡,气泡从产生到消失面积都较小;而在水溶液中气泡面积分布较宽,在1 min时,水溶液中的气泡面积就可以达到1~2 mm2。在乙醇的存在下,FC-7160泡沫中的气体扩散过程受到了限制,聚并过程和熟化过程都较慢,气泡较小且均一。图 2 1,5和10 min时(从上到下)1 g/L的FC-7160在50%乙醇-水溶液(左)和水溶液(右)中的泡沫结构图(a);与a相对应的气泡尺寸分布直方图(b)2.3 泡沫的排液过程泡沫的稳定性主要取决于排液快慢和液膜的强度, 排液速度越慢,液壁可以保持一定厚度,泡沫也越稳定。在50%乙醇-水混合体系中,泡沫携带有乙醇和水两种组分,所以排液行为显得更为重要。在水溶液中, FC-7160的泡沫排液过程较短且非常混乱(图3a),所以在水溶液中的泡沫稳定性也较差。在50%乙醇-水溶液中(图3b),FC-7160的排液时间有所延长,泡沫中的液体含量明显高于水溶液中。在乙醇的存在下,由于FC-7160与乙醇分子之间的作用使得液体更容易携带,不易流失,所以泡沫液体含量较大且排液时间延长。图 3 1 g/L的FC-7160在水溶液中(a)和在50%乙醇-水溶液中(b)泡沫液体含量随时间变化2.4 液膜的界面黏弹性表面活性剂在气-液界面的吸附不仅可以降低体系的表面张力,而且也可以使得界面具有黏弹性。当泡沫受到扰动表面积增加时,液膜局面会变薄,变薄处的表面活性剂分子浓度降低,表面活性剂浓度差异导致液膜中产生了表面张力梯度。没有变薄处的表面活性剂分子会迁移到局部变薄处。在这个迁移过程中,液体也会随着表面活性剂分子迁移,液膜厚度和膜的强度也得以恢复,这就是膜的弹性。液膜弹性越大,抵抗外界干扰的能力越强,泡沫也越稳定。界面扩张流变可以反映液膜弹性,界面扩张模量的大小在数学上分为弹性和黏性分量,如E*=E'+iE''所示,其中E*为复合模量,E'为弹性模量,E''为黏性模量。根据文献[19,20]中报道,E*和泡沫稳定性有密切的关系,E*值越大,泡沫越稳定;而弹性模量E'和泡沫的排液行为相关,其大小依赖于tdev的值。从图4中可以看出,这些表面活性剂的E*大小关系为:FC-7160AES-3AEO-9,这和它们在50%乙醇-水溶液中的泡沫稳定性是一致的。对于AES-3和AEO-9, 它们的界面扩张模量几乎为0 mN/m,说明它们在50% 乙醇-水溶液中形成的液膜几乎没有弹性,所以气泡在产生之后立即消失不能形成泡沫。图 4 1 g/L不同表面活性剂在50%乙醇-水溶液中的界面扩张模量E*、弹性模量E'、黏性模量E''结论对有机硅表面活性剂FC-7160和几种典型的碳氢表面活性剂在50%乙醇-水溶液中的泡沫结构、含液量和液膜的表面弹性进行了研究。泡沫稳定性和泡沫液膜之间的界面粘弹性有很大的关系,界面粘弹性可以帮助分析泡沫稳定性的机理。参考文献:牛奇奇,白艳云,台秀梅,王万绪,王国永.有机硅表面活性剂在乙醇-水体系中的起泡机制研究【J】。日用化学工业,2021.
  • 长春光机所大面积可控高活性拉曼光谱增强基底研究获进展
    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在大面积可控高活性a title="" href="http://www.instrument.com.cn/zc/34.html" target="_self"拉曼光谱/a增强基底的研究中取得进展:世界上首次利用溶致液晶软模板可控生长出大面积均匀的高活性表面拉曼散射增强基底,增强因子达到国际先进水平。相关结果发表在近期的Scientific Reports(2015, vol. l5, 12355)上。/pp  表面拉曼散射增强由Martin Fleischmann 在1974年发现,是一种能够显著提高拉曼光谱灵敏度的技术。通常稀有金属纳米微结构被用于制备表面拉曼散射增强基底,但目前存在的多种制备方法(刻蚀法、种子生长法、各种化学沉积法)都不理想,没有系统解决耗时长、重复性差、成本高、不可控等问题。因此,研发一种全新的简单低成本可控的生长方法对表面拉曼散射技术的发展具有重要的应用价值。/pp  该工作利用三相溶致液晶软模板并结合协同自组装生长原理可控制备了大面积均匀的银花纳米表面散射增强基底。使用琥珀酸钠、对二甲苯和硝酸银水溶液按照三相图进行配比,在适当的温度下发生相分离,琥珀酸钠分子亲水端相互靠拢将硝酸银溶液局限在其中,疏水端向外与对二甲苯结合。局域在亲水端的银离子在电化学沉积过程中结晶成核,逐渐长大,最终打破液晶软模板的束缚,在自组装效应的协同下生长为花形结构。该纳米结构具有较多的尖端与缝隙,可形成大量“热点”从而实现拉曼散射增强和荧光增强。该方法具有工艺简单、成本低廉、重复型号、形貌可控、易于大面积生长等优点,为表面拉曼散射增强和荧光增强基底的制备提供了新的研究思路,可广泛应用于食品安全、环境保护、生化检测等领域,同时为其批量化的工业生产打下了基础。/pp  该工作得到了国家自然基金项目等经费的支持。/pp style="text-align: center "img width="600" height="91" title="W020151214364646416690.jpg" style="width: 494px height: 116px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201512/noimg/1cc076f2-4fe1-4f5e-af83-db28c29c6f99.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"//pp style="text-align: center "img width="500" height="403" title="W020151214364646424163.jpg" style="width: 500px height: 403px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201512/noimg/20cd9ad6-1ec6-4676-a03b-e16f1b0117c0.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"//pp style="text-align: center "img width="500" height="403" title="W020151214364646425930.jpg" style="width: 500px height: 403px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201512/noimg/32caa395-1b77-4582-9e7d-9c264138220d.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"//pp style="text-align: center "溶致液晶软模板和自组装协同生长纳米银表面增强材料br//ppbr//ppbr//p
  • 中药复杂体系活性成分系统分析方法及其在质量标准中的应用研究获2012国家自然科学二等奖
    1月18日,中共中央、国务院在北京人民大会堂举行2012年度国家科学技术奖励大会。上海药物所“中药复杂体系活性成分系统分析方法及其在质量标准中的应用研究”获得2012年度国家自然科学二等奖,主要完成人为果德安、叶敏(北京大学)、吴婉莹、关树宏、刘璇。  该项目综合应用中药化学、分析化学、中药药理学及现代生物学等多学科的技术和方法,创新性地构建了“化学分析-体内代谢-生物机制”中药复杂体系活性成分的系统分析方法学体系,并在此基础上建立了中药现代质量控制标准模式并成功用于中国药典和美国药典标准中,取得了系列具有国际影响的研究成果。该项目在化学成分分析方面,在国内外率先开展中药指纹图谱研究并将LC/MS技术应用于中药复杂体系的分析,提出了化学指纹图谱分析结合多指标成分定量的中药质量控制新模式,深入研究一个对照品测定多个成分含量的“一测多评”方法 在体内代谢分析方面,率先开展中药复杂体系的体内代谢及药代动力学分析研究,提出并建立了生物转化作为中药体内代谢研究的体外研究模型,为中药的体内代谢研究增加了新的研究手段 在中药复杂体系作用的生物学机制的系统研究方面,建立了以蛋白质组为主的系统生物学方法运用于中药生物学作用研究的新模式 本项目对“化学分析-体内代谢-生物机制”的中药现代化研究方法体系进行了10多年的研究与实践,提出了“深入研究,浅出标准”构建现代中药质量标准的基本理念。该项目发表SCI论文89篇,20篇核心论文累积SCI他引605次。完成的8个中药标准收载入2010年版《中国药典》,中药丹参药材和粉末2个标准被《美国药典》采纳,是第一个由我国学者完成被《美国药典》接受的中药标准,并被美国药典会认定为今后中药标准收入美国药典的典范和模板,也充分说明了该项目的国际影响力。
  • ​基于HOOKE单细胞分选平台的嗜冷电活性微生物的mini-metagenome分析研究
    2020年11月,哈尔滨工业大学城市水资源与环境国家重点实验室邢德峰教授团队应用辰英核心产品——拉曼单细胞分选仪HOOKE PRECI SCS-R300,在期刊《Science of the Total Environment》上发表文章“Mini-metagenome analysis of psychrophilic electroactive biofilms based on single cell sorting”。相关文章链接一、研究背景微生物群落的活性对生物电化学系统(BES)中的细胞外电子转移(EET)过程具有重要影响,而了解这些复杂的微生物代谢相互作用是一个巨大的挑战。温度是影响细菌活性和胞外电子转移效率的主要环境因素之一。嗜冷电活性细菌的代谢功能对于研究低温(4-15℃)下细胞外电子转移(EET)机制具有重要意义。本研究采用拉曼细胞分选耦合高通量测序技术,准确获得嗜冷细菌群落的基因信息。首次通过拉曼光谱聚类分析,精准识别出杆菌属目标类群,并通过mini-metagenome测序分析,获知生物膜群落中膜运输功能基因ftsEX的相对丰度较高,说明其对低温的适应有助于电活性细菌在低温下生存;基础代谢如柠檬酸循环和糖酵解途径为胞外电子转移过程提供电子,高丰度铁(iii)转运系统基因的鉴定表明它们存在于电子转移过程的主动代谢反应中,细胞色素c(coxA和cox1)可能参与胞外电子转移。本研究揭示了嗜冷地杆菌在低温下具有细胞色素c介导的有效EET。二、实验设计mini-metagenome具有单细胞分辨率、低复杂度和高通量等优点,非常适合环境样本。在本研究中,作者通过单细胞拉曼分选获得了嗜冷微生物Geobacter,通过MDA扩增获得mini-metagenome。通过结合SCS和宏基因组测序,进而对嗜冷EABs的代谢功能有了更深入的了解。三、结果与讨论1. 单细胞分选和分类鉴定嗜冷微生物燃料电池(MFC)的电压持续时间曲线如图1A所示,峰值电压达到0.419~0.448 V。对运行至300天的嗜冷MFC中的微生物群落进行了基于16S rRNA基因的扩增子高通量测序,分析了嗜冷阳极生物膜的细菌群落结构。分析表明,大多数优势种群属于地杆菌属 Geobacter(相对丰度为68.29%)(图1B)。Fig.1 嗜冷MFC的电压持续时间曲线(A)和原始生物膜的群落结构(B)。结合拉曼光谱对35个具有短杆状形态的细菌细胞进行了检测,并通过依照其拉曼图谱进行的聚类分析将它们分为3个聚类组别(图2A和B)。单细胞拉曼分选后,目标菌从分选芯片上调入接收器中,其他菌保持不变(图2C和D)。Fig.2 基于拉曼光谱的嗜冷微生物单细胞聚类分析。不同簇的拉曼光谱(A)和聚类分析图(B),分选前(C)和分选后(D)。分离菌成功获得基因组DNA,并通过16S rRNA基因扩增验证(图3)。Fig.3 分选细胞的基因组扩增(A)和PCR验证(B)。通过16S rRNA基因测序确定了mini-metagenome(聚类组别)的群落组成。从三个拉曼聚类组别样本中获得了超过100,000个高质量的16S rRNA基因有效reads。 Chao1以及Shannon和Simpson多样性指数表明,Cluster2的丰富度和物种均匀度比其他簇最低(Table 1)。Table 1. 16S rRNA基因测序分析不同类群的群落多样性在纲水平上确定的主要菌群是Cluster1中的Alphaproteobacteria(94.41%)和Cluster2中的Deltaproteobacteria(99.97%),而在Cluster3中,GammaProteobacteria(53.16%)和Deltaproteobacteria(46.56%)占主导地位(图4A)。此外,在属水平上,不同簇之间的微生物群落组成存在实质性差异(图4B和C)。在Cluster1和Cluster2中,主要属为Sphingomonae(94.41%)和Geobacter(99.97%),而在Cluster3中,Geobacter(46.56%)和Polaromonas(44.25%)是两种主导菌属。在Cluster1和Cluster3中,本研究感兴趣的Geobacter的相对丰度分别为5.43%和46.56%。这些结果表明,Cluster2是目标细菌的准确选择,因为Geobacter的相对丰度为99.97%。随后,对Cluster2进行了宏基因组测序,以生成微型宏基因组,以研究嗜冷细菌的潜在代谢活性。Fig.4 (A)和(B)不同簇的微生物群落结构,基于OTU(C)的PCA和基于微型宏基因组(D)中代表性回收细菌的基于16S rRNA基因的系统树。2. 嗜冷微生物的mini-metagenome分析基于16S rRNA基因的系统发育研究表明,基于单细胞分选回收得到的mini-metagenome与Geobacter thiogenes 和 Geobacter lovleyi的基因组相似(图4D)。 与KEGG数据库匹配的mini-metagenome序列显示了嗜冷细菌的代谢网络和功能的概述。这表明,膜运输(membrane transport)功能在mini-metagenome中占主导地位(图5A)。Fig.5 mini-metagenome中KEGG注释基因的数量(A)和特定基因的相对丰度(B)。此外,有大量的基因参与细胞运动(cell motility)、信号转导(signal transduction)、转运(translation)和碳水化合物代谢(carbohydrate metabolism),也有很多占比的未知功能基因。为了进一步表征嗜冷EAB的潜在代谢途径,列举了一些重要代谢途径(翻译、膜运输、电子转移和能量代谢物)的功能基因(图5B)。其中,与膜转运相关的基因afuAB和ftsEX的丰度相对较高(12%)。其他相对丰度较高的基因序列包括核糖体蛋白编码基因rpsDEKM(0.33%)和rplFTOQR(2.10%),编码cox1的细胞色素c氧化酶亚基1(1.36%),柠檬酸循环(TCA循环)或与糖酵解相关的korABD (0.51%) icd(0.50%)和pckA(1.31%)。此外,鞭毛蛋白(fliEOZ)、电子转移黄蛋白β亚基(fixA)和细胞色素c氧化酶亚基I (coxA)相关基因的相对丰度也较低。四、结论采用单细胞分选、层次聚类分析和群落结构高通量测序、宏基因组测序相结合的方法,深入研究了嗜冷EAB的代谢功能。成功地表征了地杆菌属Geobacter的生理信息和胞外电子传递的潜在代谢途径,并实现了准确的分离。mini-metagenome表现出嗜冷MFC群落结构对低温的适应和对电位电子转移过程的主动代谢反应。细胞色素c等关键基因在低温嗜冷EAB的EET中起重要作用。文章中提到的相关仪器:辰英科仪自主研制的单细胞分选仪PRECI SCS具有独特的可视化分选功能,所见即所得,精准实现目标细胞的逐一分离。采用独特的激光与物质相互作用原理,对于复杂生物样本中形态各异的细胞,可实现非标记状态下的精准分离。对于百纳米级的单个微生物细胞也同样适用。单细胞分选仪HOOKE PRECI SCSPRECI SCS具有可视化、精准、广泛适用等特点。分选过程不依赖标记,可与形态、拉曼、荧光等多种识别方式结合,多种机型可选,满足不同应用需求。搭载潜心研制的HOOKE IntP智能软件,实现单细胞图像智能识别、一键自动分选、全自动细胞获取等。设备操作流程简易,为单细胞测序、未培养微生物开发、工程细胞筛选、细胞图谱绘制等研究提供完美解决方案,助力前沿科学研究。拉曼单细胞分选仪HOOKE PRECI SCS-R300PRECI SCS具有可视化、精准、广泛适用等特点。分选过程不依赖标记,可与形态、拉曼、荧光等多种识别方式结合,多种机型可选,满足不同应用需求。搭载潜心研制的HOOKE IntP智能软件,实现单细胞图像智能识别、一键自动分选、全自动细胞获取等。设备操作流程简易,为单细胞测序、未培养微生物开发、工程细胞筛选、细胞图谱绘制等研究提供完美解决方案,助力前沿科学研究。
  • Sapphire平台助力SARS-CoV-2 Mpro抑制剂和活性探针研究
    2020年10月22日,由Wioletta Rut 、Katarzyna Groborz、Linlin Zhang和Xinyuanyuan Sun等在《nature chemical biology》期刊发表了《SARS-CoV-2 Mpro inhibitors and activity-based probes for patient-sample imaging》的文章。SARS-CoV-2的主要蛋白酶(Mpro)是关键的抗病毒药物靶标,作者首先获得了该蛋白酶的荧光底物(HyCoSuL)靶向库,并确定了P4-P2位点的底物特异性,比较了SARS-CoV和SARS-CoV-2主要蛋白酶的底物偏好性。其次,作者设计并合成了一种有效的SARS-CoV-2抑制剂(Ac-Abu-dTyr-Leu-Gln-VS)和两种活性探针,其中一种探针与SARS-CoV-2 Mpro配合物的晶体结构被确定。最后,作者观察了SARS-CoV-2 Mpro在COVID-19感染患者鼻部咽上皮细胞中的活性。这些数据为COVID-19有效诊断和治疗的化合物设计提供了支撑。在本次研究中,作者使用美国Azure Biosystems Sapphire平台检测SARS-CoV-2 Mpro 探针的敏感性,其中抑制剂是Ac-QS5-VS(Ac-Abu-dTyr-Leu-Gln-VS),活性探针是Bodipy-QS5-VS(Bodipy-PEG(4)-Abu-dTyr-Leu-Gln-VS)。Sapphire以其超高的分辨率,更宽的动态范围和更高的检测灵敏度助力此项研究。▲ Sapphire双模式多光谱激光成像系统☑ 双模式成像:扫描检测和CCD成像双模式。☑ 4个固态激光器激光激发:488nm(蓝色)、520nm(绿色)、658nm(红色) /685nm/638nm、784nm(NIR),给用户更多荧光选择。☑ 唯一的3种检测器设计:PMT,APDs和CCD检测器,PMT检测器用于蓝色荧光检测和磷屏成像;3个独立的APD检测器用于绿色、红色荧光检测和双近红外荧光检测,高分辨CCD用于高灵敏化学发光检测。☑ 扫描方式:4通道同时扫描,扫描更快速。☑ 分辨率更高:可达10微米的分辨率,成像更清晰。☑ 动态范围更宽:同时定量低丰度蛋白和高丰度蛋白,定量更准确 。
  • 中国农科院油料所邓乾春研究员团队顶刊综述:纯油体系缔合胶体中抗氧化剂界面活性的研究进展
    2024年2月,中国农业科学院油料作物研究所邓乾春研究员团队在国际Top期刊Advances in Colloid and Interface Science(Q1,IF: 15.6)发表题为“Recent advances in understanding the interfacial activity of antioxidants in association colloids in bulk oil”的综述论文。中国农业科学院油料作物研究所博士研究生王新天为第一作者,通讯作者为湖北大学健康科学与工程学院陈洪建特任副研究员和中国农业科学院油料作物研究所邓乾春研究员。脂质氧化是导致油脂质量和安全性下降的主要原因。近几十年,对油脂氧化的关注已从简单的化学反应(链式反应)转变为同时考虑物理化学和结构方面,如分子的相对位置和相互作用,并突破了最初的极性悖论理论的一些局限性。此外,对非均相体系中的脂质氧化也有了新的认识,如抗氧化剂在乳液中的“cut-off”效应,描述界面氧化反应的伪相动力学模型的发展,胶束参与分子交换事件的能力。这些进展有助于对纯油和乳液体系中发生的复杂脂质氧化反应有更深入的了解。本文综述了近年来对纯油体系中脂质氧化的研究进展,重点介绍了界面和胶体现象在这些系统中的作用。强调了缔合胶体形成的因素,以及在脂质氧化的各个阶段中其组成和结构的变化。本文还重点介绍了在这些体系中影响抗氧化剂效果的因素,特别是它们在油水界面上分配的影响。对纯油体系氧化过程中发生的物理化学变化以及微量化合物对抗氧化剂功效的影响有进一步了解,为更有效的控制食品中脂质氧化提供新策略。 综述亮点 本文综述了两亲性抗氧化剂/表面活性剂引起的脂质氧化过程中胶体组成和结构的变化。在脂质氧化的不同阶段,抗氧化剂与LOOH在反胶束中相互作用的能力可以加速或延迟氧化。非抗氧化表面活性剂引起的胶体结构变化可产生抗氧化作用。 综述结论 纯油体系中存在的缔合胶体可以作为有效的纳米反应器。人们普遍认为缔合胶体是脂质氧化的位点,但仍然很难预测这些胶体结构对脂质氧化的影响。通常,人们认为抗氧化剂位于氧化发生的位置是很重要的。然而,文献综述表明,界面抗氧化剂=良好抗氧化性能的假设过于简单。总的来说,界面抗氧化剂的存在似乎是非常重要的,但其他因素也很重要。在脂质氧化的不同阶段,抗氧化剂与LOOH在反胶束中相互作用的能力尤为重要。这些相互作用可能加速或延迟脂质氧化。在油脂中加入两亲性抗氧化剂或表面活性剂会改变反胶束的数量、大小、结构和组成,这也会影响脂质氧化。在某些情况下,表面活性剂引起的结构变化可以产生抗氧化作用,即使表面活性剂分子本身不表现出传统的抗氧化活性。从一个角度来看,表面活性剂可以通过增加反胶束的数量和体积来增加抗氧化剂对活性氧化位点的可用性,从而被视为新一代抗氧化剂。仍然需要更多的研究来更好地理解结构组织的复杂变化和参与脂质氧化反应的不同分子的相互作用。该领域的主要挑战之一是确定合适的分析方法来跟踪脂质氧化过程中发生的成分和结构变化。使用小角x射线散射(SAXS)和光散射方法可以获得油脂中反胶束和其他缔合胶体的大小和结构变化。油水界面的变化可以通过界面张力、石英晶体耗散微天平、核磁共振、分子对接等来研究。胶体体系的结构组织变化和分子交换事件可以通过液相透射电镜(LTEM)和流式细胞仪获得。使用荧光探针方法可以研究界面上抗氧化剂与反胶束之间的相互作用。然而,抗氧化剂究竟位于反胶束的栅栏层、疏水核还是外层,目前仍难以区分。仍然需要更复杂的分析仪器来监测抗氧化剂和其他两亲分子之间的界面相互作用。提高对脂质氧化的理解可能需要开发新的分析方法,包括可以测量系统内不同位置的成分和结构变化的方法。计算机模拟技术对于揭示在纯油体系氧化过程中发生的复杂分子事件以及抗氧化剂和表面活性剂的作用可能特别强大。提高我们对反胶束在脂质氧化中的复杂作用的认识应该有助于设计更有效的抗氧化技术。 图文赏析
  • 探测火星生命有何挑战?国际研究称当前部署科学仪器灵敏度不够
    施普林格自然旗下学术期刊《自然-通讯》最新发表一篇天文学论文指出,作为探测火星生命面临的一项挑战,当前火星上部署的科学仪器,可能达不到在火星环境下发现可能生命迹象的灵敏度。论文第一作者在位于智利的“红石”检测地点。Margarita Azua摄位于智利的“红石”检测地点1。Armando Azua-Bustos摄该论文介绍,自1970年代启动“维京”(Viking)任务以来,人类为寻找火星上的生命迹象一直在反复尝试。如今,半个世纪后,美国宇航局(NASA)的“好奇号”和“毅力号”火星车也只能发现含量很低的简单有机分子。这些结果引出了一些疑问:当前设备的水平或是火星岩内部物质的特性是否限制了人们找到生命证据的能力。论文通讯作者和第一作者、西班牙天体生物学研究中心和智利自治大学生物医学科学研究所阿玛多阿祖亚布斯托(Armando Azua-Bustos)与合作者一起,测试了当前与先进实验室设备一起或可能送上火星的仪器,使用它们分析了来自“红石”(Red Stone)的样本。“红石”是位于智利阿塔卡马沙漠一个河流三角洲的沉积物化石遗存。这些沉积物是在1.6亿-1亿年前极度干旱的条件下形成的,与“毅力号”正在火星上研究的耶泽罗陨击坑具有相似的地质学特性。论文第一作者在位于智利的“红石”检测地点。Margarita Azua摄论文作者利用高灵敏度的实验室技术,发现了已灭绝微生物和现生微生物的混合生物特征。微生物培养和基因测序结果显示,这些DNA序列中有很多主要来自无法辨认的“暗微生物组”,其大部分遗传物质来自从未描述过的微生物。不过,对火星上在役检测仪器的分析显示,这些设备几乎无法在检测限探测到分子化石特征。《自然-通讯》同期发表同行专家的“新闻与观点”文章指出,如果数十亿年前火星上确实有过生命,就会存在低水平的有机质,而这次研究结果表明,火星上当前使用的技术很难或是不可能检测到这么低水平的有机质。该观点文章还强调了将样本带回地球的必要性,因为这样才能得出火星上是否曾有生命的最终结论。
  • 广东省化妆品科学技术研究会立项《一种含结晶型表面活性剂的洗涤用品微生物检验方法》等三项团体标准
    按照国家标准化管理委员会及民政部《团体标准管理规定》以及《广东省化妆品科学技术研究会团体标准管理办法》相关规定,由相关单位申请立项的《一种含结晶型表面活性剂的洗涤用品微生物检验方法》、《适合中国人肤质的素颜霜产品》、《素颜霜持妆、防水、防汗》三项团体标准,经研究会标委会评审符合立项条件,现批准立项。请参编单位严格把控标准质量,保证标准的科学性,严谨性,实用性,并按计划完成标准编制的相关工作。 如有单位或者个人对标准项目有任何建议或要求,请与广东省化妆品科学技术研究会联系。欢迎相关单位参与团体标准的起草制订工作。 联系人:林芝联系电话:18520226299邮箱:3126145286@qq.com地址:广州市天河区东莞庄路110号赛宝科技园E栋104室
  • 蛋白质免疫亲和活性浓度绝对测量方法的建立
    p style="margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em text-align: left text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "近期,中国计量科学研究院武利庆及其合作者杨屹、苏萍等发表系列文章(Anal.Bioanal.Chem. 412(2020)2777-2784、Talanta 178(2018)78-84、Microchem. J. 157(2020)104954),介绍了基于表面等离子共振光谱法和数字ELISA的蛋白质免疫亲和活性浓度绝对测量方法。/spanbr//pp style="text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em "蛋白质是一类重要的生物大分子,免疫分析是其常用的定量分析手段,在测量和质控中不仅关心目标蛋白的含量,更为关注它的活性与功能,其量值的准确对于保证人民大众健康与安全具有重要意义。活性浓度测量手段的匮乏限制了蛋白质产品活性量值的质控与标准的建立。/pp style="text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em "针对这一难题,作者以G2-EPSPS、人肌红蛋白为例,通过表面等离子共振,在部分传质限制条件下,通过扩散速率等测定直接计算出可被抗体识别的目标蛋白浓度,即免疫亲和活性浓度;或采用寡聚核酸标记抗体,借助邻位连接技术和数字PCR技术,以数字ELISA的方式直接测定样本中目标蛋白的免疫亲和活性浓度。两种方法均无需外部标准品,是一种绝对测量手段。/pp style="text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em " /pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 241px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/06042747-02ad-460f-82a4-752c907691ff.jpg" title="图片1.png" alt="图片1.png" width="600" height="241" border="0" vspace="0"//pp style="margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em text-indent: 0em text-align: center "图1 基于表面等离子共振技术的蛋白免疫活性浓度测定原理图span style="text-align: center text-indent: 0em " /span/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/82c05090-1aa2-4789-9467-c4fd8c632095.jpg" title="图片2.png" alt="图片2.png"//pp style="margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em text-indent: 0em text-align: center "图2 基于数字ELISA技术的蛋白免疫活性浓度测定原理图/pp style="text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em " /pp style="text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em "蛋白质免疫亲和活性浓度的绝对测定将有助于准确表征蛋白质与其抗体之间的相互作用,保证免疫分析的准确可靠,同时有助于蛋白质产品的活性量值的质控与标准的建立。/pp style="text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em "2020年11月10-12日,中国计量科学研究院和国际计量局拟联合举办第三届 “药物及诊断试剂研发与质控——测量与标准,质量与安全(TD-MSQS 2020)” 国际研讨会,以期进一步促进该领域的学术交流和技术发展,提升企业的研发水平和产品质量。本次会议将在南京市政府的支持下,在江苏省南京市举行。/pp style="text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em "本次会议可通过官方网站a href="http://tdmsqs.ncrm.org.cn" target="_blank"http://tdmsqs.ncrm.org.cn/a注册或扫描二维码注册,注册成功后请填写参会回执发送至会议邮箱pptd@nim.ac.cn。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/c475b4b8-ad00-4d02-bdea-04a9663c0909.jpg" title="图片5.png" alt="图片5.png"//pp style="margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em text-indent: 0em text-align: center "欢迎各位专家、同仁报名参会!/pp style="text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em "更多信息请关注会议官方网站:a href="http://tdmsqs.ncrm.org.cn。" _src="http://tdmsqs.ncrm.org.cn。"http://tdmsqs.ncrm.org.cn。/a /pp style="text-indent: 2em "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "strong学者简介:/strong/span/pp style="text-indent: 2em "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "武利庆,研究员,中国计量科学研究院前沿计量科学中心蛋白质室主任/span/pp style="text-indent: 2em "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "杨屹,教授,北京化工大学化学学院/span/pp style="text-indent: 2em "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "苏萍,副教授,北京化工大学化学学院/span/p
  • 中国首次火星探测火星全球影像图发布
    4月24日,在2023年“中国航天日”主场活动启动仪式上,国家航天局和中国科学院联合发布了中国首次火星探测火星全球影像图。  本次发布的影像图为彩色,包括按照制图标准分别制作的火星东西半球正射投影图、鲁宾逊投影图和墨卡托投影加方位投影图,空间分辨率为76米,将为开展火星探测工程和火星科学研究提供质量更好的基础底图。  天问一号任务获取的包括影像图在内的一批科学探测数据,将为人类深入认知火星作出中国贡献。
  • 德研制新方法以生产药用大麻活性成分
    德国多特蒙德工业大学8月19日发表公报说,该校研究人员开发出一种用生物手段生产药用大麻的活性成分——四氢大麻酚的新方法。  研究人员先是在药用大麻中找到能促使四氢大麻酚产生的基因,然后提取该基因,再植入特定微生物中,接着在培养皿中让这些微生物不断繁殖,最后促使这些微生物生产出四氢大麻酚。研究人员表示,与传统的四氢大麻酚生物合成制造法相比,新方法更经济简便。  四氢大麻酚是药用大麻的主要活性成分,它可应用于癌症、多发性硬化症等疾病的治疗中。在德国,由于法律限制,人们只能从四氢大麻酚含量仅为0.2%的药用大麻——纤维汉麻中提取这种物质,因此德国四氢大麻酚年产量仅为20千克,但德国每年的医用需求量在一吨以上。
  • 表面活性剂:从分子到纳米粒子
    p  韩国科学技术信息通信部发布消息称,韩国先进软性物质研究团组利用纳米粒子研制出表面活性剂。该研究结果刊登在国际学术杂志《自然》上。/pp  表面活性剂是广泛用于肥皂、洗涤剂、洗发水等生活用品的化学物质。在一个分子中存在易粘附于水和易粘附于油两个部分,使用表面活性剂可将水、油分离,呈现水滴形态。因此,利用表面活性剂传送特定物质(药物等)可作为新一代医学材料,特别是作为调节液体水滴的技术可广泛应用于制药、疾病诊断、新药开发等领域。/pp  现有调节液体水滴的技术多采用“分子表面活性剂”,是使表面活性剂包裹的液体水滴受到外部刺激的分子结构设计方式,但想实现两种以上刺激反应难度较大。此次研究组利用纳米粒子具有杀死细菌以及运送酵素等多种功能的特点,研制出可在多种刺激下控制液体水滴的“纳米粒子表面活性剂”,比现有分子表面活性剂具有更多样的功能。通过纳米表面活性剂可对电、光、磁场全部反应,磁场和光可以调节液体水滴的位置以及移动、旋转速度,并可以与电场结合。例如,使用操纵液体水滴移动或组合的工具可将活体细胞植入液体水滴里培养或将利用液体水滴还原细胞内的酵素反应等需要特殊环境的制药、生物医学领域。/ppbr//p
  • 多国探测器飞抵火星,科学仪器助力火星探测
    近日,中国“天问一号”、美国“毅力号”以及阿联酋“希望号”火星探测器飞抵火星轨道。中国“天问一号”携13台科学仪器踏入环火轨道2月10日,“天问一号”火星探测器顺利实施近火制动,完成火星捕获,正式踏入环火轨道。据了解,天问一号共携带了13个高科技科学仪器,火星磁力仪,火星矿物学光谱仪,火星离子和中性粒子分析仪,火星高能粒子分析仪,火星轨道地下探测雷达,地形摄像机,火星探测器地下探测雷达,火星表面成分检测器,火星气象监测器,火星磁场检测器,光谱摄像机,还有两个先进摄像头。其中,轨道器配备了7个科学仪器,火星巡视车配备了6个科学仪器。火星表明成分探测仪结合了被动短波红外光谱探测和主动激光诱导击穿光谱探测技术,可以探测火星表面物质反射太阳光的辐射信息,同时其可主动对几米内的目标发射激光产生等离子体,测量原子发射光谱可准确获取物质元素的成分和含量。火星矿物光谱分析仪搭载在火星环绕器上。在环绕器对火星开展科学遥感探测期间,该仪器可在近火段800km以下轨道,通过推帚式成像、多元实时动态融合的总体技术,获取火星表面的地貌图像与相应位置的光谱信息,为探测火星表面元素与矿物成分等提供科学数据。小型化、高集成化是深空探测载荷发展的主要趋势。火星离子与中性粒子分析仪采用从传感器到电子学进行最大限度共用的设计思路,在一台仪器中实现对离子和能量中性原子进行能量、方向和成分的探测,大大降低了仪器对卫星平台的资源需求。仪器采取静电分析进行离子的方向和能量测量、采取飞行时间方法进行离子成分的测量。中性原子采用电离板电离成带电离子,后端的能量测量和成分测量与离子相同。鉴定件样机已经完成了初步的测试定标,结果表明其满足设计要求。 阿联酋“希望号”携3组设备抵达火星当地时间2月9日,阿联酋“希望号”火星探测器抵达火星,对火星大气开展科学研究。这是阿联酋首枚火星探测器,由阿联酋和美国合作研制。“希望”号探测器历经半年时间,飞行近5亿公里,阿联酋由此成为第五个到达火星的国家。“希望”号于2020年7月20日从日本鹿儿岛县种子岛宇宙中心发射升空。“希望”号主要任务是研究火星气候和大气的日常和季节变化。由于阿联酋政府明确要求该国项目团队不能直接从别国购买探测器,阿联酋的工程师深度参与了合作研发。“希望”号高约2.9米,其太阳能电池板完全展开时宽约8米,重1.5吨,携带3组研究火星大气层和监测气候变化的设备。“希望”号的主要任务是拍摄火星大气层图片,研究火星大气的日常和季节变化。与人类今年计划发射的另外两个火星探测器不同,“希望”号不会在火星着陆,而是在距火星表面2万至4万公里的轨道上环绕火星运行。“希望”号绕火星运行一周需要大约55小时,它将持续围绕火星运行至少两年。美国“毅力号”漫游者火星车将登录火星美国宇航局的“毅力号(Perseverance)”漫游者火星车目前计划于2021年2月18日着陆。该次着陆顺序大多为自动化。据了解,“毅力号”(Perseverance)火星探测器为NASA公布的新一代火星车,由美国的初一学生亚历山大马瑟命名,用于搜寻火星上过去生命存在的证据。2020年5月18日,NASA公布“毅力号”火星车多项测试视频集锦,由于火星车登陆后无法对其进行维修,团队需确保其能承受极端温度变化及持续辐射的环境。2020年7月30日,美国“毅力”号火星车从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空。毅力号探测器将进行一次近7个月的火星旅行,并于2021年2月18日在火星杰泽罗陨坑(Jezero)内以壮观的“空中起重机”方式安全着陆。“毅力号”是一个2300磅(1043千克)的火星车,是世界最大的行星漫游车。其样品处理臂由一对组件组成:Bit Carousel和Adaptive Caching Assembly(自适应缓存装置),它们将用于收集、保护这些灰尘和岩石样本并将其返回给科学家。Bit Carousel 由9个钻头组成,火星车将使用它们钻入地面,拉动样本并将它们传递到火星车内部,以通过自适应缓存装置进行分析。该系统具有七个电机和总共3000个零件,并负责存储和评估岩石和灰尘样品。毅力号身上总共安装了五款成像工具,首先是桅杆头上的SuperCam(位于大的圆形开口中),其次是两个位于桅杆下方灰框中的Mastcam-Z导航摄像头。激光、光谱仪、SuperCam成像仪将用于检查火星的岩石和土壤,以寻找与这颗红色星球的前世有关的有机化合物。两台高分辨率的Mastcam-Z相机能够与多光谱立体成像仪器一起工作,以增强毅力号火星车的行驶和岩心采样能力。该探测器的10个科学设备中有一个叫做“MOXIE”,它能从火星稀薄、以二氧化碳为主的大气层中制造氧气,这些的设备一旦扩大规模,就可以帮助未来宇航员探索火星,这是美国宇航局将在21世纪30年代实现的重要太空目标。此外,一架被命名为“Ingenuity”的1.8公斤重的小型直升机将悬挂在毅力号腹部位置抵达火星,一旦毅力号找到合适位置,Ingenuity直升机将分离,并进行几次试飞,这将是首次旋翼飞行器在地外星球飞行。美国宇航局官员表示,如果Ingenuity直升机成功飞行,未来火星任务可能经常采用直升机作为探测器或者宇航员的“侦察兵”。旋翼飞行器可以进行大量科学勘测工作,探索难以到达的区域,例如:洞穴和悬崖。同时,Ingenuity直升机配备一个摄像系统,可以拍摄具有重要研究价值的火星表面结构 。美国洞察号执行任务失败,被迫“冬眠”然而,火星探测并非一帆风顺,与此同时,也传来了美国“洞察号”任务失败的消息。“洞察”号火星无人着陆探测器是美国宇航局向火星发射一颗火星地球物理探测器,它的机身设计继承先前的凤凰号探测器,着陆火星之后将在火星表面安装一个火震仪,并使用钻头在火星上钻出迄今最深的孔洞进行火星内部的热状态考察。根据项目首席科学家布鲁斯巴内特(Bruce Banerdt)的说法,这一探测器将是一个国际合作进行的科学项目,并且几乎是先前大获成功的凤凰号探测器的翻版。据了解,洞察号搭载完全不同的3种科学载荷,包括两台由欧洲提供的仪器,专门设计用于探查这颗红色星球的核心深处,从而了解与其形成过程相关的线索。它将探测这里是否存在任何地震现象,火星地表下的地热流值,火星内核的大小,并判断火星的内核究竟处于固态还是液态。巴内特说:“地震仪设备(即SEIS,全称为‘内部结构地震实验’)由法国提供,地热流值探测仪(HP3,即热流和物理属性探测仪)则由德国提供。按照计划,热流探测器需要将探头打入地下5米深的位置。然而,由于热探针始终无法获得挖掘所需的摩擦力,美国NASA官方宣布,用于探索火星的洞察号执行任务失败。与此同时,由于“洞察”号使用太阳能电池板从太阳获取能量,而火星的冬季也是火星距离太阳最远的时候,再加上洞察号火星探测车的太阳能电池板目前被灰尘覆盖,大大减小了它能获取到的太阳能,“洞察”号将被迫进入“冬眠”。火星探测道阻且长。
  • 第三届可食植物资源及活性成分国际学术研讨会
    在植物资源开发上,研究人员需要在前期进行大量分离制备工作,往往耗费大量人力、物力以及很高的时间成本。如今,高通量筛选的方法便是发现活性成分的有效途径之一。 为了让大家有深入的认识,力扬企业将会出席「第三届可食植物资源及活性成分国际学术研讨会 (ISEPR2012)」,展示 Sepiatec Sepbox 产品在活性成分研究中的作用。 固相萃取技术 (SPE) 是一种常规的分离技术,现已广泛地应用于活性成分的研究中。本著推动实验室自动化方案,力扬带来了德国 Sepiatec 的 Sepbox 系列。通过将 SPE 与高效液相色谱 (HPLC) 巧妙地串接在一起,建立全自动二维制备分离系统,为复杂的天然产物提取物的分离提供了更高效、快速的可靠方法,亦加速活性成分研究进程。了解更多产品信息:http://www.instrument.com.cn/netshow/C59262.htm#活动及产品查询:event@nikyang.com活动信息:日期:2012 年 7 月 29 - 31 日地点:中国新疆乌鲁木齐市 火炬大厦活动网站:www.xjipc.cas.cn/qtgn/zt/gjxsyh/index.html
  • 第四届国际振动光学活性学术大会
    第四届国际振动光学活性学术大会(VOA-4)于2014年10月29日在中国保定河北大学圆满落下帷幕,此次大会主要研究以及探讨振动光学活性技术在物理化学、生命科学以及生物、化学、制药、材料等领域的发展与应用。来自美国、英国、德国、法国、比利时、意大利、瑞士、捷克、日本、韩国等二十多个国家近百位该领域顶级科学家和学者专家出席了此次大会,其中包括英国皇家院士Laurence Barron 教授以及美国雪城大学荣誉教授Laurence Nafie教授。 大会开幕式 大会报告厅 英国皇家院士Laurence Barron 教授 大会主席美国雪城大学荣誉教授Laurence Nafie教授 齐爱华董事长主持大会邀请报告 VOA国际大会是由英国皇家院士Laurence Barron教授和美国雪城大学荣誉教授Laurence Nafie 教授共同发起的两年一届的国际科学盛会。首届VOA会议在英国曼彻斯特大学举办,随后两届分别在美国和意大利举行。今年首次于中国的河北大学召开,短短的四天里,相关领域的科学家以及学者们汇聚一堂,共同交流了各自最新的研究成果, 从而使得人类手性科学研究领域得到了更进一步的发展。目前,该会议已在国际生命科学、材料科学、药物化学、物理化学等领域拥有极高的知名度,以及推动力, 现今已得到了科学领域前沿的科学家们的广泛关注以及认可。 大会晚宴现场一撇左三:英国皇家院士Laurence Barron教授左四:华洋科仪董事长齐爱华女士右四:美国伊利诺伊大学 Timothy Kingderling 教授右二:中国河北大学化学与环境学院马刚教授 在此次大会开幕的前一天,华样科仪与美国BioTools公司邀请了世界顶级光谱专家与量子化学理论专家前来,为大会奉献了一场精彩的振动圆二色光谱技术理论与仪器操作实物专场讲座, 讲座内容丰富,互动热烈,效果空前绝佳。 大会报告嘉宾一览: 华洋科仪2014.11.01
  • 2012天然产物活性成分提取分离关键技术与装备高级研讨会通知
    由中国生物产业发展协会定于2012年7月18-20日在广东*深圳市举办“2012天然产物活性成分提取分离关键技术与装备高级研讨会”,详情请致电会务组。  随着科学技术的发展,生物技术已经成为21世纪的主力军,它广泛的应用领域和前景已经成为当今科学界重要的研究发展方向之一,随之而来的也推动了整个产业链的快速发展和庞大的市场经济效益。各种先进技术、仪器设备的研发与应用,使得生物技术的研究更加准确和高效,因此,为总结国内外生物技术的研究进展、仪器设备的开发与应用,提升我国生物技术领域的发展水平,推动生物产业的健康快速发展,由中国生物产业发展协会定于2012年7月18日-20日在深圳市举办“2012生物产业发展暨天然产物活性成分提取分离关键技术与装备”高级研讨会”。届时将邀请行业内知名专家、学者和有关部门领导出席,就共同关心的热点议题做精彩演讲和讨论。欢迎有关单位积极安排人员参加,  会议交流议题:  涉及生物化学、生物分子学、合成生物学、蛋白质组学、色谱技术、生物农业、生物活性物质提取、分离,天然产物研究等。  参会对象:  生物化学、生物分子学、合成生物学、蛋白质组学、基因工程、色谱、食品、生物农业、生物活性物质与医药等研究的大专院校、科研院所的行业专家学者及研究人员 从事生物产业研发、医药、食品、等生产、研发、设备制造的企业等均可参加。  时 间:2012年7月18-20日(18日为全天报到)  地 点:广东*深圳市(具体地点请见第二轮报到通知)  ----------------------------------  中国生物产业发展协会  组委会联系人:陶老师 李老师 赵老师  电 话:010-57406551 邮 箱:tougaotg@163.com
  • 中国技术经济学会批准发布《生物活性肽的鉴别和细胞活性测定》团体标准
    各相关单位:根据《中国技术经济学会团体标准管理办法》的有关规定,中国技术经济学会批准《生物活性肽的鉴别和细胞活性测定》团体标准。现予以发布,详细信息见下表:序号标准编号标准名称实施日期1T/CSTE 0379-2023生物活性肽的鉴别和细胞活性测定2023-09-01 中国技术经济学会2023年8月15日2023(53号文)关于批准发布《生物活性肽的鉴别和细胞活性测定》团体标准的公告.pdf
  • 煤基活性炭行业大气污染物排放标准编制工作展开
    记者近日从宁夏环境监测中心站获悉,中心站正在组织有关方面专家和专业技术人员编制《煤基活性炭行业大气污染物排放标准》。目前,各项工作已全面展开,并完成了区内活性炭生产企业碳化、活化工序、废气实地部分监测项目测试工作。  全国目前活性炭企业已发展到400余家,制定活性炭行业大气污染物排放标准,对节能降耗,减少污染物排放量,推动产业结构调整,促进技术进步,优化经济增长具有重要意义。  据介绍,课题组将通过活性炭工业排放污染物种类、排放方式、浓度限值、排放速率等项目的调查、调研,参考环境保护部有关固定污染源废气监测技术规范、采样方法规范、采样器技术规范等36个技术规范,通过实地监测、试验、验证,对活性炭 行业大气污染物排放制定详细标准。  宁夏回族自治区环保厅十分重视标准的制定工作,专门召开启动会议进行安排部署。自治区环保厅副厅长强小媛要求,狠抓工作落实,深入开展课题研究,圆满完成国家课题研制任务。
  • 拉曼光谱解密细胞内结冰如何影响细胞活性
    冷冻保存技术是将细胞长期维持在稳定的状态,从而应用于各种疾病的诊断和治疗。据1970年代以来的研究显示,多种类型细胞冷冻保存后的存活率会随着冷冻速率的不同而不同。大多数种类细胞的存活率与冷冻速率呈倒U形关系:即当超过最佳冷却速率后,细胞存活率随冷冻速率的增加而迅速下降,当低于最佳冷却速率时,细胞存活率随冷冻速率的降低而迅速下降。在快速冷冻速率下,细胞内的冰晶形成(Intracellular ice formation,IIF)会对细胞造成损害,并随着冷冻速率的增加导致细胞活性丧失。然而,IIF的机制仍无定论,目前业内存在的主要有以下三个假设:(1)Mazur假设称细胞外冰晶可以穿过膜孔生长进而诱导细胞内冰晶形成;(2)Asahina则认为冷冻直接破坏细胞膜是导致IIF的原因;(3)Toner等人则提出表面催化形成晶核是造成IIF的原因。  传统低温光学显微镜技术是有限的,高速图像采集和双光子显微镜可以提高观察细胞冷冻的空间和时间分辨率,虽然可以在低温下观察细胞反应,却不能与每个细胞的活性相关联。显微拉曼光谱技术可对细胞进行无标记检测,并可用于细胞内水的热力学状态(即液态水与冰)等化学属性进行识别,因此可作为探究细胞冷冻反应的有力工具。此外,显微拉曼光谱的高空间分辨率和可区分细胞膜、线粒体等亚细胞结构的能力意味着该工具可用于进一步探究IIF及其成因,并通过拉曼光谱能够直接表征IIF对细胞活性的影响进而判别冷冻细胞后的活性。  明尼苏达大学研究团队在Biophysical Journal发表题为“CharacterizingIntracellular Ice Formation of Lymphoblasts Using Low-Temperature RamanSpectroscopy”的研究成果(图1)[1]。研究结果表明显微拉曼光谱技术可用于研究细胞在不同冷冻速率和冷冻液成分下的冷冻反应。通过拉曼光谱发现胞内冰晶形成并不一定会导致细胞死亡,但细胞内冰晶的数量及大小会影响细胞活性。另外研究还发现,细胞内冰晶形成靠近于细胞膜并靠近于细胞外冰晶,而通过增加细胞膜和细胞外冰晶间的距离可以减少IIF;实验使用细胞松弛素D破坏肌动蛋白细胞骨架以改变细胞膜的渗透性来增加胞内冰晶形成量,当存在胞内冰晶时,可以显著的观察到细胞内渗透梯度,这些观察结果揭示了细胞膜与胞外冰晶的相互作用是导致IIF的原因。图1 研究成果(图源:[1])  此项研究选用Jurkat细胞作为淋巴细胞的模型细胞,采用的共聚焦显微拉曼系统Alpha 300R配备:UHTS300光谱仪、600 l/mm光栅以及DV401 CCD检测器。激发光源波长为532 nm,100×物镜(NA=0.9),聚焦在被测物上的光功率为10mW,显微分辨率约为296 nm。将细胞冷冻至-50℃,并在成像前保持20分钟。每幅图像有60×60个像素,每个像素点采集的积分时间为0.2秒,因此,对整个细胞进行成像总共需要12分钟。分别在第20、80和140分钟时对相同细胞进行拉曼光谱成像采集,以排除来自激光照射带来的光损伤/光漂白的热量影响。  单细胞中细胞色素c的分布被作为冷冻状态下细胞活性的衡量标准,其拉曼成像结果与台盼蓝染色结果高度一致。细胞色素c的空间分布使用 Moran' s I量化,并被用作细胞活性的标记。Moran' s I是一种基于信号位置和强度的进行空间相关性度量的方法,其值为-1时表示信号完全分散,+1时表示信号完全相关,0时表示信号随机分布。细胞色素c在750、1127、1314和1585 cm-1处具有强烈的拉曼信号,本实验以1127 cm-1作为标记峰用于生成细胞色素c的拉曼成像,并通过吖啶橙/碘化丙啶(Acridine orange/Propidium iodide,AO/PI)染色验证解冻后细胞的活性。根据常见的细胞内、外物质的特征峰位置(表1,图2),整合每个像素的光谱来组合拉曼成像,表征冰晶的大小、冷冻保护剂的细胞内浓度以及外部冰与细胞膜的接近程度。表1 拉曼光谱的波数分布数据来源:[1]∣制表:生物探索编辑团队图2 不同物质的拉曼光谱(图源:[1])  注:1)海藻糖;2)葡聚糖;3)DMSO;4)=细胞色素c;5)冰;6)冷冻保存在10% DMSO中的Jurkat细胞。根据左边的特定信号渲染出右边图像,并以光学显微镜图像为参考。  结果发现:1  细胞色素c的拉曼光谱可表征细胞复温后活性  解冻后细胞复苏率与冷冻速率的之间的函数绘制曲线呈倒U形,可知“最佳”冷冻速率为1-3℃/min,当冷冻速率高于该曲线时认为是过快的,并会与IIF相关(图3A)。在冷冻细胞的不同焦平面上获得的拉曼成像显示,细胞中间(中心)的细胞色素c图像提供了最强的信号(图3B)。台盼蓝染色阴性细胞(活细胞)的细胞色素c局部拉曼信号强且最低Moran' s I值为0.65,而台盼蓝染色阳性细胞(死细胞)没有可区分的细胞色素c拉曼峰(图3C)。因此,可使用0.65的Moran' s I值作为区分活细胞和死细胞的阈值水平。图3 Jurkat细胞活性的拉曼检测(图源:[1])  注:(A)在10% DMSO中冷冻Jurkat细胞后的复苏率与冷冻速率的函数曲线图。(B)冷冻细胞在三个不同深度焦平面上细胞色素c的拉曼成像。(C)通过拉曼光谱检测冷冻后Jurkat细胞的活性并使用台盼蓝进行验证,对应的细胞色素c的拉曼特征、拉曼成像和计算的Moran' s I值。2  拉曼光谱可分析细胞内冰晶的形成  拉曼光谱测定了细胞在1、10和50℃/min冷冻速率下的细胞活性:以1℃/min冷冻保存后的细胞中有80%是活的,以10℃/min冷冻保存后的有60%的细胞是活的,而以50℃/min冷冻保存后的只有20%的细胞是活的(图4A)。每个细胞内冰的相对量可以根据冰的横截面积与细胞的横截面积的比值(Aic)来估计。Aic与不同冷冻速率相关性函数(图4B),Aic随着冷却速率的增加而增加。统计Aic与Moran' s I值的函数曲线图,结果表明活细胞中的冰晶比死细胞少,但存在群体上的差异(图4C)。图4 不同冷却速率下细胞内细胞色素C和冰晶的分布(图源:[1])3  基于拉曼图像可计算IIF的冰晶尺寸及位置  在不同冷冻速率下,大多数细胞仅存在小冰晶。图5 细胞内冰晶的拉曼成像(图源:[1])4  拉曼图像可表征冰晶、细胞膜和IIF的相互作用  分别将细胞以10℃/min的冷冻速率在10% DMSO或10% DMSO+10%葡聚糖中进行冷冻保存。通过拉曼成像分析IIF和Aic,细胞通常存在于相邻冰晶之间的未冷冻溶液中(图6A)。实验观察指定了两个不同的区域:1)细胞外冰晶靠近细胞膜的区域;2)相邻冰晶之间的区域,其中细胞膜远离细胞外冰晶(图6B)。通过测量细胞和细胞外冰晶之间的未冷冻溶液的厚度来表示细胞膜与细胞外冰晶的接近度(图6C)。图6 在10% DMSO或10% DMSO+10%葡聚糖中冰和Aic的拉曼图像(图源:[1])5  拉曼验证破坏细胞骨架增加了细胞内冰晶的形成量  质膜不是孤立地起作用,而是与细胞中的其他结构相互作用,特别是细胞骨架。为了确定破坏膜结构对IIF的影响,将Jurkat细胞放置于50以及250μM细胞松弛素D(Cytochalasin D,CD)中培养30分钟,然后在10% DMSO中以10℃/分钟的速率进行冷冻。对于存在CD的实验,在10个细胞中有2个中观察到大块冰晶(图7A)。约83%的细胞靠近细胞膜存在比例很高的细胞外冰晶,其中带有大块冰晶的细胞确认死亡,而带有小冰晶的细胞部分死亡部分存活。细胞内冰晶与细胞膜的空间定位确证在细胞外冰晶附近(图7B)。在所有实验条件下,IIF的细胞比例相同(100%),但结果显示Aic会随着CD浓度的增加而显著增加(图7C)。图7 细胞松弛素破坏细胞骨架对IF的影响(图源:[1])此项研究证实了拉曼光谱技术可用于研究细胞在不同冷冻速率、不同冷冻保护剂下的冷冻反应。此外研究还表明了IIF靠近于细胞膜,特别是与细胞外冰晶相邻的位置。随着靠近细胞膜且与胞外冰晶相邻的比例增加,IIF比例也会增加,并且随着细胞膜和胞外冰晶之间的距离减小,IIF比例也会随之增加,这些结果表明细胞膜和细胞外冰晶之间的相互作用是造成IIF的原因。该研究还进一步了解了冷冻保护剂的潜在作用机制,但是,研究中无法通过拉曼技术将细胞骨架与细胞内其他蛋白质成分区分开来,因此也无法明确IIF是否会损害细胞骨架。
  • 大连化物所实现表面金属—氢物种精确表征及活性探索
    近日,大连化物所固体核磁共振及前沿应用研究组(510组)侯广进研究员团队利用固体核磁共振技术在金属氧化物催化剂表面上金属—氢(M-H)活性物种的研究方面取得新进展。   M-H是一类特殊的物种,已有近百年的研究历史。其通常具有很高的反应活性和独特的化学性质,在许多化学反应中作为中间体普遍存在。然而,在多相催化体系中,鉴于实际固体催化剂表面生成的金属氢物种固有的高反应活性,以及固体催化剂表面结构的复杂性,针对它们的全面表征和化学性质探索一直具有挑战。迄今为止,在常用的表征方法中,表面镓—氢(Ga-H)物种的特征信号仅在有限的文献中通过红外光谱检测到。 本工作中,研究人员利用固体核磁共振技术研究纳米Ga2O3催化剂上直接H2活化和丙烷脱氢反应中产生的表面物种,提出了表面Ga-H物种的明确的固体核磁共振谱学证据。Ga-H物种由于强的1H-69Ga/71Ga核自旋耦合作用(J耦合和偶极/四极耦合)产生了复杂的1H核磁共振特征信号,研究人员利用先进多维核磁技术对复杂谱线进行解析,并结合数值模拟与DFT理论计算,揭示了这种特殊中间体物种的结构构型、形成机制。进一步利用CO2吸附模型实验,研究人员揭示了Ga-H物种是CO2加氢转化过程中的关键中间体。   相关成果以“Direct Detection of Reactive Gallium-Hydride Species on Ga2O3 Surface via Solid-state NMR Spectroscopy”为题,于近日发表在《美国化学会志》(The Journal of the American Chemical Society)上。该工作的共同第一作者是我所510组博士研究生陈虹余和高攀副研究员。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、辽宁省兴辽英才计划、国家博士后创新人才支持计划、中国博士后科学基金等项目的资助。
  • 利用预注石灰与活性炭的布袋除尘器脱除汞
    使用NIC产品制作的科学出版物:注:一, 此科学出版物是由我们的客户使用NIC产品完成。二, 此页仅供文摘参考。请参阅此展位友情链接以获取完整信息。 Process Safety and Environmental ProtectionVolume 148, April 2021, Pages 323-332利用预注石灰与活性炭的布袋除尘器脱除汞作者: MasakiTakaokaa , YingchaoChenga,b , KazuyukiOshitaa , TomoakiWatanabec , ShojiEguchida. Department of Environmental Eng., Graduate School of Eng., Kyoto University, C-cluster, Kyoto Daigaku Katsura, Nishikyo-ku, Kyoto, 615-8540, Japan b. Center for Material Cycles and Waste Management Research, National Institute for Environmental Studies, 16-2, Onogawa, Tsukuba, Ibaraki, 305-8506, Japan c. Nippon Instruments Corporation, 14-8, Akaoji-cho, Takatsuki, Osaka, 569-1146, Japan d. Taiyo Chikuro Industries Co., ltd., 6-21, Higashi Kouen, Hakata-ku, Fukuoka, 812-0045, Japan 文摘: 火葬场已被确定为目前尚未得到治理的汞排放源之一。然而,通过安装布袋除尘器(FF)以改变操作条件,从而去除火葬场烟气中的汞的效果却未得到深入研究。本研究采用连续排放监测设备记录了火葬场烟气通过增加预处理的FF和选择性催化反应器(SCR)前后的汞浓度,验证了将石灰与10%活性炭的混合物预先注入烟道的汞去除效果。经该除尘系统处理后,SCR出口处的汞浓度极低,最高排放浓度低于5 μg/Nm3,汞去除率达87.5-99.9%。FF表面的石灰与活性炭的厚层有效地抑制了SCR出口处的汞浓度峰值。FF入口处的平均汞浓度与遗体死亡年龄之间的关系表明,死亡年龄或为火葬场控制汞排放的关键因素之一。 有关详情,请浏览NIC仪器信息网友情链接。
  • 欧盟“假冒药品指令”活性物质出口确认新规即将生效
    2011年,欧盟颁布了2011/62/EU指令(假冒药品指令,FMD),对人用药品指令2001/83/EC进行了修正。FMD指出,在欧盟境内发现药品造假现象有惊人的增长,严重威胁到公众健康,应通过加强药品生产商的确认要求来消除。因此,FMD的颁布旨在禁止假冒药品进入欧盟。根据该指令,所有出口到欧盟的人用药品、活性物质(active substances)均需出具出口国监管部门的书面声明,证明其符合相当于欧盟GMP规范的要求 并保证对生产企业实施定期而严格的GMP检查,且为不提前通知的飞行检查,一旦发现违规,立即采取措施 并须及时向欧方通报违反欧盟GMP的案例。或者,可选择申请被列入一份“第三国”名单,以表明申请国与欧盟具有等同性的监督和检测体系。该指令将于2013年7月2日起在各成员国生效。  FMD对假药做出了定义:假药是指有以下几点有虚假表现的任意药品:  l 药品特性,包括包装与标签、药品名称或组成(含药用辅料)、以及药品组份的强度   l 药品来源,包括生产商、生产国家、来源国家或上市许可持有者信息,  l 药品历史,包括与销售渠道相关的记录与存档  FMD的制定对我国原料药和化学药生产商造成了极大影响。过去,企业只要符合中国的GMP标准,就可以正常出口欧洲了,而新的指令则要求出口商具备所在国监管部门出具的书面确认。同时,EC药品委员会也指出,当有必要确保某种药品的供应时,欧盟成员国可对书面确认进行豁免,但前提条件必须是该成员国已对特定的生产厂进行检查。而对于已获得欧盟GMP认证的原料药企业,可能也需要出具书面证明,具体由欧盟各个成员国自行决定。书面证明并不适用于血浆,但经过加工的具有药理、免疫或代谢作用的血浆衍生物被视为活性物质,因此需要书面确认。此外,用于研究性医药产品或用于研究和开发的试验药物中的活性物质被排除在新规则之外。  另外,如果出口国要求免于执行欧盟新的规定,则需要向欧盟递交等同性评估申请,在收到申请后欧盟将对第三国开展现场核查工作已评估第三国是否具有与欧盟监管框架的等同性。欧盟于2012年正式出台了2012/715/EU执行决议,关于建立人用药品活性物质监管框架等同性第三国名单,根据2013年6月21日的最新更新,目前已有澳大利亚、日本、瑞士以及美国通过了欧盟委员会的评估。由于中国既不是国际人用药物注册技术要求国际协调委员会(即ICH)成员国,也不属于药品检测互认协议(即MRA)与药品检查合作计划(PIC/S)的国家,因此,中国加入豁免名单难度很大。
  • 奔赴火星的承诺:火星车设计制造中的测量工程
    奔赴火星的计量承诺  在起飞后8个月多一点,好奇号火星车在8月6日凌晨降落在那片红色的土地。采用精密的着陆技术,利用空中起重机将好奇号降落在盖尔陨坑内部的山脚下。历经近两年的时间或者称为一个火星年 — 在着陆后的主要任务是研究火星是否适合微生物生存,包括适合生存的化学成分。  在好奇号火星车翱翔太空之前,为了完成这个6个轮子、18,000磅重、小型汽车大小的好奇号火星车的制造,我们进行了大量辛苦的工作。  制造之初好奇号火星车  对于喷射推进实验室(JPL, Pasadena, CA)来说,压力可以说是巨大的,在这里,科学家、工程师以及技术人员夜以继日的工作,为火星科学研究实验室(MSL)进行火星车巡航阶段以及下降阶段设备的设计、制造与测试。  Gerald Clark,JPL的高级质量工程师与品质保证检测服务的负责人说,MSL项目是一个银河级的原型系统,产品开发阶段涉及了数以万计的零部件。在大多数情况下,团队需要为该项目的每一个零部件制造三个及以下的部件。  第一批零部件用于各种破坏与非破坏性试验。第二批用于火星任务。一个完全一样的火星车将建造于模拟火星环境实验室,用来演练飞跃数百万英里到达火星的动作。  NASA火星实验室的成员在5月将测试火星车带到了位于加利福尼亚莫哈韦沙漠的杜蒙特沙丘。测试火星车经历了各种沙质的斜坡。  除了管理一个10人的团队、开展各种检测工作,Clark的工作还包括了评估与采购用于完成超过10,000种零件、组件、装配件验证的测量设备。  尽管MSL项目中硬件的建造方法被称为“并行工程”,对Clark和他的团队来说,这意味着“所有的事情同时发生”。  Clark过去工作于传统的军工/航天制造环境下,在那里设计、计划与制造是严格组织的。“最初,我想我们的工程师和制造人员是一帮牛仔,” Clark说。“看起来他们缺乏严格的管理。但是,退一步了解这个运行时间短、一次性制造许多零部件的环境,就会发现相对之前许多的任务,实验室是多么的成功,我觉得我是一个需要适应的人。”  整合是关键好奇号火星车正在制造中  Clark觉得他那支精干的团队要适应令人发狂工作节奏、完成海量同时制造的零部件验证工作,关键所在是质量团队要成为专家 — 不仅是测量设备和软件应用,还需要帮助设计与制造人员实现特殊零部件的开发,并制造出符合要求的成品,绝对不存在失败的可能性。事实上,一些测量机(CMMs)和其他一些设备缺乏统一的接口,在Clark的建议下,被搬离制造现场。  今天,JPL拥有来自海克斯康计量各种尺寸的测量机,还包括配备触发测头的ROMER关节臂以及Leica激光跟踪仪,均配备来自海克斯康计量统一的PC-DMIS企业计量解决方案(EMS)软件。另外,JPL超过200个合约部件制造商以及所有独立的测量实验室可以采用不同类型的测量设备,使用同一软件完成工件的测量、产生标准化的报告。作为回报,精干的测量团队有个各种不同的选择,以配合实验室无法预测的工作节奏。  除了使用的测量设备,通用测量程序一般在JPL编制,采用脱机编程工作站在设计之初以及制造阶段。最终,这些程序被应用于并行工作的工程和制造环节,产生标准化的输出:PDF、RTF文件或者PC-DMIS数据程序文件。  在JPL,编程的第一步是将A版本的UG CAD文件以step格式导入到PC-DMIS。在这一步,工程师将与质量人员合作,明确最为重要的设计参数和适合的基准。来自检测团队的人员凭借指向与点击编程技术建立检测程序。  因为整个太空船是一个样品,设计指标直到制造已经开始了还没有确定。“我们需要制造之前从未做过的,取得之前没有的成就,”Clark说。“设计修改在整个制造与装配过程中不断的出现。”  例如,决定将一些的重要的部件精炼以减轻重量,这就导致了增加结构刚性的需要,以增强刚性质量比。这样,更改的设计与制造过程要求对关键参数和测量策略进行更改 – 这是经常要发生的事情。  当需要验证一个完工部件,设计一般需要从Rev A升级到Rev E、F甚至G。对程序的更改需要进一步咨询工程师,这样使得测量程序能够很快的更改。PC-DMIS开放的结构允许修改可以在任何地点、任何顺序进行。  每天都不平凡好奇号主机检测  如此众多的零部件,分布于设计与制造的不同阶段,对Clark和他的同事来说难以预测每天会发生什么。“有时,你都不知道下个小时会发生什么,”Clark说。“我们80%的零部件都是由外部供应商提供。我们能够知道它们何时到位,我们提前对最复杂的工件进行编程使之不成为检测领域的瓶颈。”  JPL的计划不是以周计,而是以天甚至小时。“我们保持着持续的沟通,”Clark说。“在不同测量系统上拥有统一的软件平台帮助我们适应这变化的环境。谁测量、测量什么、在那里测量、用那台设备 - 我们经常做最后一分钟的改变。”  通过邮件远程进行源头测试。Clark最近一天内进行了三次,而一天内两次是经常的事。不用到供应商现场进行工件验收,Clark要求其制造伙伴将测量程序以及所有的数据点发邮件给他,减除CAD模型一边减小文件的大小。“我们不能承受派人出差只进行源头测试,”Clark说。“只要我们能够获得数据,PC-DMIS允许我们对任何过程进行分析,使用的基准或者相关特征的位置。拥有可分析的数据和派人到现场观察测量过程具有同等效果。我们甚至可以用这些数据回答‘如果…又怎样’这样的问题。”  “你可以在软件中随意的调整,分析发现的不符合之处,与工程师商议判定汞加纳的验收,”Clark说。“这样,我们可以远程进行源头测试认定,推荐需要的更改,并在我们的实验室进行检测工作。”  JPL购买的ROMER关节臂测量机,配备的是PC-DMIS Portable软件,并将其整合于检测团队的工作过程中,用于加工过程中的检测。只需很少的调整,用于测量机的程序也可以应用于关节臂。利用关节臂,一些工件还固定在设备上时,利用原来的基准就可以测量。  JPL还通过利用关节臂测量测量机行程范围外的特征而实现测量范围的扩展。这种测量可以通过将关节臂与测量机纳入到同一测量程序中或者是将关节臂采集的数据导入到主程序中获得。任何一种情况下,JPL都能够避免将工件送到一个独立实验室所需的时间和费用 。  当实验室需要测量的工件很大,JPL使用一台DEA龙门式测量系统,是从JPL一个加工供应商那里,利用夜班的时间租用。JPL还利用来自独立检测实验室的服务以应对测量的高峰。无论零件在那里测量,检测设备使用的都是同一测量软件,这样程序和报告在JPL检测供应商层面保持一致。  Clark说统一测量软件的最大好处在于给予了实验室何时、何地、如何测量工件、谁来测量的灵活性。 “PC-DMIS EMS允许利用单一检测程序传递检测规划,在各种设备、各种场合完成测量,”Clark说。“一旦条件变化,我们还有其他选择。统一的软件平台使得检测团队将注意力集中在完成全部工件品质控制的大场景。”  好奇号与火星会面好奇号的相机  一旦在火星着陆,固定在好奇号机械臂的相机将会在很近的距离拍摄岩石、泥土图片,了解小于头发丝宽度的细节。在制造机械臂和立体相机的过程中,超高精度测量机Leitz PMM-C,配备LSP-S扫描测头以及PC-DMIS软件用于镜头的检测,因为该机精度高、触测力小。  一个测量需要在500 mm的行程区间测量一个3英寸直径的镜头,测量重复性达到位置精度的五分之一。尽管在理论上能够实现,在实际操作中,由于过程的不确定性而增加了测量的难度。另外一项测量的挑战存在于镜头的组装,需要将支撑杆保持垂直与平行。  来自海克斯康计量的应用专家进行了详尽的重复性试验,意图找到不确定度的源头。应用团队确定测量不确定度在温度变化过程中表现明显。利用自动测头更换架以及温度补偿系统,并贯彻一些基本的计量理念,帮助获得理想的结果。关于镜头的匹配,在科学家们移动镜头时,PC-DMIS进行测量,这确保了镜头在伸缩过程中保持居中。  控制温度帮助减少由于机器结构以及测量机部件不对等伸缩所造成的误差,比如测头加长杆、探针以及夹具。采用自动测头更换架、选定适合的测量时间也能够优化测量结果。重复性从五分之四降低到了五分之一,稳定了制造过程,减少装配时间,提升了制造产品的确信度,并满足了制造要求。因为在火星上设备更换出错是不允许的。
  • 快速高效判断病毒活性,何惧“疫”军突起
    农历庚子年春节,“疫”军突起,新型冠状病毒(2019-nCoV)肆虐中华大地,全国上下正在面临一场疫情阻击战。医务工作者日以继夜救治病患,科研人员加班加点投入到抗击新冠病毒的相关研究中。在病毒学研究中,病毒空斑实验(virus plaque assay)将各稀释度的病毒液接种到单层细胞培养环境中,吸附2小时后,在单层细胞上覆以琼脂糖,病毒感染细胞并在细胞中增殖,使细胞破裂死亡。由于固体介质的限制,释放的病毒只能由最初感染的细胞向四周扩展。经过几个增殖周期,便形成一个局限性病变细胞区,即病毒空斑。理论上,当病毒液充分稀释后,获得的每个空斑均源于最初感染细胞的一个病毒颗粒。空斑实验是病毒滴定,筛选病毒突变株,检测病毒抗体和抗病毒药物研究的常规手段。区别于传统的只检测病毒颗粒的PCR和免疫荧光方法,病毒空斑实验检测有活性的感染性病毒颗粒,即空斑形成数(PFU)。目前,病毒空斑实验主要还是通过人工计数的方式在6孔,12孔或24孔板里实现。这样的操作速度慢,主观因素大,出错率高;尤其当病毒活性比较高时,很难准确统计出空斑数。相比之下,利用成像配合自动计数的方法可以提高病毒空斑的检测通量,提升计数的准确性。如下图所示,用AlexaFluor™ 488染色的病毒进行空斑实验,在病毒空斑形成后通过明场成像和荧光成像,可以看到感染后病毒引起宿主细胞的结构改变,也称为细胞病变效应(CPE)。这类效应可能是或者细胞裂解导致单层(溶斑)出现孔洞(A),也可能是形态改变如细胞脱离(非溶斑)(B)。利用模块化的分析算法,计算机可以非常准确地判断出这两种细胞病变状态。如图C中,红色标注的是溶斑空洞,而蓝色的则是非溶斑的细胞脱离。为了验证计算机分析的准确性,研究人员进行了人工计数和计算机分析的比对实验。将病毒按不同倍数进行稀释,进行空斑实验。实验完成后,由3名分析人员进行人工计数,同时利用EnSight™ 多模式检测仪进行成像和空斑计数分析(下图)。实验结果显示:人工计数和自动图像分析都具有非常好的线性回归,其R2值非常相似。但是当病毒稀释倍数很低(病毒浓度高)的时候,人工计数就很难实现了 ,如下图中的1:20和1:10两个病毒浓度点(图D)。从空斑计数结果看(图E),第一次实验在人工可计数的病毒浓度下,计算机分析和人工计数值基本一值;但第二次实验中,在1:160和1:640两个病毒浓度下,2号分析人员明显高估了空斑的个数。这也说明人工计数存在一定的主观性,具有计数值偏离真实值的风险。以上实验是使用珀金埃尔默的EnSight™ 多模式检测系统完成的。结果表明成像自动分析可以显著提升病毒空斑实验的通量以及实验结果的准确性和稳定性。珀金埃尔默公司的EnSight™ 多模式检测仪是一款集传统酶标技术和高速微孔成像于一体的系统。EnSight™ 成像模块专为高速高效的细胞成像而设计,采用先进的sCMOS相机以降低信号背景噪音,激光自动聚焦以快速成像,固态光源 (LED) 以进行短时照明;配备高内涵(HCS)图像分析内核的软件Kaleido™ ,使图像数据准确地转化成数字信息。同时,EnSight™ 的Alpha和TR-FRET等模块,可以在成像的同时检测同一样品中其他生化指标,让研究变得多维度,让科研人员对实验结果有更好的把握。扫描下方二维码,即可下载珀金埃尔默EnSight™ 多模式检测系统相关资料。
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