2024年2月28日上海 —— 布鲁克公司于2月28日至29日出席了在上海举办的AntibodyChina 2024第七届求实抗体药物深度聚焦峰会。继多款国产ADC药物相继出海，抗体药物继续高速发展。双抗药物与ADC药物持续火热，三抗/四抗等多抗药物开启新型抗体的新篇章，“新型免疫检查点”点燃行业靶点新风向，工艺生产技术持续优化加速产业化进程。本届论坛由求实药社主办，携手120+讲者与2000+行业同仁，深度探讨抗体药物开发中难点，分享最新技术与研究成果。作为药物分析检测领域的行业领军者，布鲁克公司以“持续创新，赋能抗体药物研发质控”为主题亮相会议。AntibodyChina 2024第七届求实抗体药物深度聚焦峰会本届大会上，布鲁克质谱与核磁共振两大部门携手，积极响应会议的主题，发布了创新的抗体药物高通量筛选表征研发全平台解决方案，并为大家带来了相关最新技术与产品。布鲁克展台——高通量筛选表征研发全平台解决方案布鲁克在抗体药物高通量分析领域，拥有丰富的高分辨质谱产品线如QTOF系列、timsTOF系列、MALDI-TOF系列等，表面等离子体共振仪SPR系列， 磁共振产品线 MHz（超）高场核磁、80 MHz台式核磁、时域核磁、顺磁等XK星空体育，能够针对于不同类型的抗体药物，提供从深度研发到高通量质控等精准化与数智化分析的解决方案。为进一步提升抗体药物研发分析通量，布鲁克公司于今年2月美国波士顿举行的SLAS 2024会议上发布了全新表面等离子共振平台SPR #64。该SPR平台将高灵敏度的检测与卓越的微流控性能相结合，通过创新的8 通道流通池正交旋转设计，实现对64个传感器检测点位的同时检测。这种创新设计使其具有广泛的应用范围，包括药物筛选、动力学、表位表征、条件探索、浓度分析、热力学等，从而极大地提高抗体药物研发效率。在软件部分，质谱解决方案整合了专为生物药物设计的合规软件Arxspan及BioPharma Compass，全面满足FDA 21 CFR Part 11要求，保证数据完整性和安全性。基于云计算的Arxspan软件，提供完整的企业信息学套件，包括用于ELN、化学和生物注册、化学和生物库存以及分析数据管理的模块，具有全系统的搜索和报告功能。BPharma Compass软件拥有丰富的生物药物分析流程，能够全面满足不同类型生物药物的分析需求，并且能够同时支持LC-MS及MALDI-TOF双平台数据。PAT知识管理软件synTQ是实现质量源于设计（QbD）的成熟推动者，能够将核磁共振（NMR）、质谱（MS）和FTIR/NIR/Raman等生物分析技术整合到创新药物发现、开发、PAT和质量控制工作流程中，在符合监管环境下简化从开发到生物制药生产的过渡，从而极大地提高生产力和质量，同时减少浪费，缩短生产时间和上市时间。关于布鲁克布鲁克公司创立于55年前，总部位于美国，是在纳斯达克上市的世界著名的高科技分析仪器跨国企业（NASDAQ: BRKR）。布鲁克始终坚持一个理念：针对当今的分析需求，开发最先进的技术和最全面的解决方案。今天，遍布全球90多个地点的6000多名员工正在为这个信念努力工作。布鲁克质谱部研发生产各类先进质谱系统，主要产品包括：基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪（MALDI-TOF/TOF）、超高分辨电喷雾-四极杆-飞行时间串联质谱仪（ESI-(Q)TOF）、捕集离子淌度质谱仪（timsTOF）、磁共振质谱仪（MRMS）、气相-三重四极杆质谱仪（GC-MS/MS） 、液相-三重四极杆质谱仪（LC-MS/MS）等。布鲁克制造高性能磁共振谱仪可提供从台式到超高场谱仪的全覆盖解决方案。在制药/生物制药市场，我们拥有完整的小分子及大分子药物解决方案及合规软件，全面满足高校科研、监管机构、企业及CXO等不同用户的需求。了解更多，请关注。
每年年初，都是跨国仪器企业布鲁克(纳斯达克股票代码：BRKR)密集开展收购交易的时间。开年不到一个月，布鲁克已官宣3笔仪器收购案，先是收购透射电镜制造商Nion，后又买下拉曼光谱制造商Tornado Spectral Systems，1月25日布鲁克再次官宣，收购全球知名实验室自动化技术厂商Chemspeed。Chemspeed Technologies AG是一家提供vendor-agnostic(供应商中立)的实验室全流程自动化解决方案公司，专注于化学研究、制药配方、清洁技术、材料研究和消费者应用的模块化自动化和机器人解决方案。Chemspeed主打的模块化、紧凑型FLEX自动化工作站提高了化学分析和材料科学研发实验室的生产力和质量，并提高了研发投资回报率。Chemspeed FLEX自动化工作站Chemspeed的收购加速了布鲁克进入实验室自动化、数字化和科学软件解决方案的步伐。Chemspeed提供模块化和自动化的产品，以提高研发和质量控制部门的生产力，从而在不增加员工的情况下在更短的时间内实现更多目标。Chemspeed补充了布鲁克原有的供应商中立软件解决方案SciY™，实现向生命科学、生物制药和清洁技术行业研发实验室的软件自动化和数字化转型。从战略上讲，Chemspeed的自动化解决方案加强了布鲁克Project Accelerate 2.0计划，聚焦“分析、软件和售后市场”。该交易预计将于2024年上半年完成，但需接受监管审查，交易的财务细节没有披露。2023年，Chemspeed的收入超过5000万美元，实现了盈利。Chemspeed创始人兼首席执行官Rolf Gueller博士表示：“很高兴能加入布鲁克，以进一步推动面向客户的自动化和数字化工作流程。凭借在实验室自动化工作流程积攒的数十年经验，Chemspeed的模块化解决方案加速了开发进程，使实验室技术人员和科学家能够专注于他们的核心能力和创造力。”布鲁克BioSpin集团总裁Falko Busse博士表示：“Chemspeed可扩展的模块化和灵活性展示了当今实验室自动化可触达的目标，即定制工作流程，将自动化与高效的工作流程和数据管理相集成。我们十分欢迎这支经验丰富的团队的到来，他们对卓越的承诺体现在领先的Chemspeed自动化产品以及对客户服务的奉献精神上。”
布鲁克公司宣布收购 Tornado Spectral Systems Inc. Tornado 在拉曼技术创新和行业应用解决方案方面拥有十多年的经验，其成熟的产品将扩大布鲁克公司的生物制药PAT产品组合。Tornado 的专利产品 Process Guardian™，为RAMAN 生物制药工艺应用提供卓越性能Tornado的专利高通量虚拟狭缝 （HTVS™）技术即使在困难的拉曼分析中也能测量出最高质量的光谱。Tornado的拉曼分析仪产品组合包括 HyperFlux™ PRO Plus、Process Guardian™ 和 SuperFlux™，与传统的过程拉曼光谱仪相比，它们都具有卓越的性能，可以在混合物和低浓度条件下进行更准确的化学鉴定和定量。Tornado分析仪还能更快地测量动态反应，并且激光功率低，即使在危险环境中也能安全操作。Tornado 的产品线还包括坚固耐用的高性能拉曼探头，用于浸泡、流动池、非接触式和大点测量，每种探头都针对不同的应用环境进行了优化。Tornado分析仪可通过光纤开关附件进行多路复用，一台分析仪最多可监测八个不同采样点，多达八个探头。布鲁克光学公司总裁Andreas Kamlowski先生表示：“收购Tornado工艺拉曼技术和产品非常适合扩大我们的生物制药PAT分析仪系列产品，他们拥有宝贵的专业应用知识和多年经验，我们十分欢迎才华横溢的Tornado团队。”Tornado Spectral Systems 首席执行官 Ambrish Jaiswal 先生表示：“Tornado 团队非常荣幸能够加入布鲁克公司。我们相信布鲁克公司能为我们在PAT领域的不断拓展提供理想的环境，我们期待着进一步扩大和增强布鲁克公司的光谱工艺组合。”注：Tornado Spectral Systems 成立于 2013 年，设计、制造和销售基于拉曼光谱的化学分析系统。Tornado的无损实时测量解决方案为既定的分析实践提供了许多优势，并促进了拉曼方法在制药、石化、生物技术和其他应用领域的更广泛应用。Tornado的总部位于加拿大密西沙加，负责包括房屋销售与营销、工程设计、技术支持和运营等。
对广大采购用户而言，面对市场上，鱼龙混杂、成千上万的品牌和仪器，想要挑选出靠谱、耐用的仪器，是一件头疼的事情。为了提升用户的仪器选型效率，品类先锋本着“大品牌、好仪器、放心选”的理念，聚焦高度竞争、快速增长的仪器品类，为用户严格甄选国产或进口市场前5品牌！【品类先锋专题全新上线，点击开启新体验】品类先锋企业因长期专注于某特定细分市场，不断打磨生产技术或工艺，经受万千用户工作中长期使用的考验，最终在单项产品市场占有率位居全国甚至全球前列，品类先锋仪器也收获了众多用户的好评和使用反馈。今日分享布鲁克-核磁共振品类先锋仪器心得，摘自用户“通标小菜鸟”在社区举办的“第3季仪器心得”活动中分享的仪器心得。Bruker 400MHz核磁共振波谱仪“浅尝”分享核磁共振波谱仪是一种现代化的高精密分析仪器，它可以对化合物分子结构、动态过程和化学反应进行非侵入性、非破坏性且准确定量的分析研究。虽然它的功能很强大，但由于其设备价格昂贵且后期维护成本高而让不少企业望而却步。之前工作的单位都没有这台设备，而且工作中也几乎用不到核磁共振分析及NMR图谱分析。后来因为工作变动，新单位有这方面的工作需求，因而也开始接触这台精密设备。这台设备对环境要求比较高，单位单独给它设置了一个房间，严格控制室内的温湿度，并且使得它尽可能远离其它大型设备，避免电磁干扰带来的影响。由于工作中用到它的频率比较高，在做一些未知物结构鉴定及化合物结构表征的时候都会用到它，因而每周都会分析一些样品，仪器也就常年不关机。在日常使用中，需要定期补加液氦及液氮，保证其能够维持稳定的超强磁场。Bruker 400MHz核磁共振波谱仪对于仪器设备操作人来说，有一些注意事项，人员在进入实验室之前，需要对自己随身携带物品进行检查，比如那些容易磁化的物品不能带（例如磁卡，银行卡，金属钥匙等等），还有如果身体有植入心脏起搏器等电子器件的更不能进入，以免发生意外伤害。对于仪器操作来说，只要严格按照操作规程进行，基本上也不会有什么问题。在样品准备方面也有一些注意点，NMR分析以液体样品分析为主，假如你拿来的样品是固体，那首先要用溶剂进行溶解，核磁分析使用的溶剂跟其它仪器也有所不同，基本上以氘代试剂为主，最常用的溶剂为氘代氯仿，还有氘代DMSO、氘代丙酮、氘代四氢呋喃这些。要想做好一个NMR分析，需要保证样品能够完全地溶解，样品溶解后转移到核磁管中。对于核磁管中加入的样品量也有要求，多了不行，少了也不行，一般加到核磁管长度1/3处比较合适。由于核磁管是一根长度约16cm，内径只有5mm的细长管子，所以加样品的时候很容易洒出来，我们可以拿1mL移液枪吸取样品溶液，然后转移到核磁管中，因为移液枪的1mL枪头比较尖，正好可以插入核磁管口。有些人喜欢直接倒，对于氘代氯仿这些好倒，但如果是氘代DMSO就不行，因为其粘度比较大。就我个人而言，这台仪器优点就是能够帮助我们很直观的了解一个未知化合物的结构，它可以做一维和二维，也可以做定量核磁对样品进行准确定量。在未知物结构推断定性中是一个不可或缺的重要手段。当然了它的缺点也有，比如价格昂贵，一台设备大几百万，维护成本也贵，特别是加的液氦，液氮，也是一笔不小的支出。再说售后服务方面，目前这种仪器完全依赖于进口且国内BRUKER只此一家，所以就难说了。总之如果你们公司有钱且这种测试需求量比较大，那可以考虑入手一台，因为让外面第三方测试，单价也比较昂贵。今天的分享就到这里结束啦。欢迎分享你使用过的品类先锋仪器心得，比如使用感受、应用领域、维护保养、故障排除，以及仪器采购或使用过程中的体验。第16届科学仪器网络原创作品大赛（简称“第16届原创大赛”）将于2023年8月1日正式开赛，大赛投稿阶段为2023年7月1日-10月31日。作为仪器信息网最大型线上活动，原创大赛秉承着“促进产业技术交流，提高仪器应用水平”的宗旨，为科学仪器行业的用户提供宽阔的交流机会和展示平台。欢迎各位小伙伴积极投稿原创内容！活动规则见附：2023-2024年度品类先锋名录（排名不分先后）品类名客户名称分子荧光光谱HORIBA 科学仪器事业部激光拉曼光谱HORIBA 科学仪器事业部红外光谱赛默飞世尔科技分子光谱北京北分瑞利分析仪器（集团）公司原子荧光光谱仪北京海光仪器有限公司原子吸收光谱北京普析通用仪器有限责任公司紫外分光光度计上海元析仪器有限公司北京普析通用仪器有限责任公司上海美谱达仪器有限公司ICP-AES珀金埃尔默企业管理（上海）有限公司液质联用SCIEX中国广州禾信仪器股份有限公司ICP-MS安捷伦科技(中国)有限公司气质联用上海舜宇恒平科学仪器有限公司离子色谱青岛盛瀚色谱技术有限公司安徽皖仪科技股份有限公司液相色谱上海伍丰科学仪器有限公司华谱科仪（北京）科技有限公司科诺美（北京）科技有限公司气相色谱仪浙江福立分析仪器股份有限公司吹扫捕集装置奥普乐科技集团（成都）有限公司热解析仪北京中仪宇盛科技有限公司奥普乐科技集团（成都）有限公司顶空进样器奥普乐科技集团（成都）有限公司吹扫捕集装置北京聚芯追风科技有限公司核磁共振布鲁克（北京）科技有限公司苏州纽迈分析仪器股份有限公司能量色散型X荧光光谱仪苏州浪声科学仪器有限公司自动电位滴定仪上海禾工科学仪器有限公司上海仪电科学仪器股份有限公司（原上海雷磁仪器厂）pH计上海仪电科学仪器股份有限公司（原上海雷磁仪器厂）定氮仪艾力蒙塔贸易（上海）有限公司卡氏水分测定仪上海禾工科学仪器有限公司流动注射分析仪北京宝德仪器有限公司TOC分析仪艾力蒙塔贸易（上海）有限公司高锰酸盐指数测定仪上海北裕分析仪器股份有限公司水质分析仪上海仪电科学仪器股份有限公司（原上海雷磁仪器厂）连华科技氨氮测定仪连华科技总磷总氮测定仪连华科技COD测定仪连华科技BOD测定仪连华科技VOC检测仪青岛众瑞智能仪器股份有限公司甲烷/非甲烷烃检测仪青岛明华电子仪器有限公司生物安全柜力康集团摇床艾卡（广州）仪器设备有限公司（IKA 中国）微波消解仪培安有限公司上海屹尧仪器科技发展有限公司安东帕(上海)商贸有限公司离心机湖南湘仪实验室仪器开发有限公司冻干机东京理化器械株式会社移液器大龙兴创实验仪器（北京）股份公司洗瓶机天津语瓶仪器技术有限公司四川杜伯特科技有限公司美诺中国 Miele China研磨机北京飞驰科学仪器有限公司北京格瑞德曼仪器设备有限公司蚂蚁源科学仪器（北京）有限公司氮气发生器毕克气体仪器贸易（上海）有限公司氢气发生器毕克气体仪器贸易（上海）有限公司氮吹仪天津市恒奥科技发展有限公司旋转蒸发仪东京理化器械株式会社纯水器上海乐枫生物科技有限公司上海和泰仪器有限公司四川优普超纯科技有限公司废水处理机四川优浦达科技有限公司扫描电镜日本电子株式会社(JEOL)激光粒度仪HORIBA 科学仪器事业部丹东百特仪器有限公司珠海欧美克仪器有限公司纳米粒度仪丹东百特仪器有限公司比表面及孔径分析仪贝士德仪器科技（北京）有限公司PCR北京深蓝云生物科技有限公司硬度计弗尔德(上海)仪器设备有限公司
采访布鲁克BioSpin的生物安全负责人MRI技术在临床前神经科学研究中的重要性神经科学研究如何帮助我们进一步了解脑机能我们可以使用核磁共振成像（MRI）提供大脑的二维或三维图像，用于研究其解剖构造、功能或分子机制……或这三者的结合。MRI的好处在于，研究人员可以选择把重点放在解剖兼功能层面或是分子层面。体内神经影像学能给我们提供关于大脑功能和代谢的哪些信息？使用一种称为扩散MRI的技术，我们能够以非侵入性和非破坏性的方式，追踪整个大脑的轴突方向，并创建大脑的连接图。在功能性方面，我们有多种选择。功能MRI（fMRI）使我们能够在大脑思考时观察它。这项技术属于临床标准，在过去十多年里，我们已经能够将其应用于包括大鼠和小鼠在内的动物。fMRI不需要造影剂。我们只需监测由于氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白转换而产生的细微信号变化，即可清楚地检测大脑活动。此外，我们还能监测脑血流的变化，这是一个重要的标志。在中风研究中，我们可以看到受影响的大脑区域，其精确度可能比大多数其他非破坏性方法更高。活体波谱可以研究体内的代谢物。借此，我们可以获得大脑区域的化学“指纹”。这些区域的大小通常为几毫米立方，定域活体波谱使我们能够识别和量化其中的数十种代谢物，包括与大脑能量通路有关的主要神经递质和分子。并非所有生物学家都了解MRI技术，为什么？MRI通常不属于生物学课程范畴。医学博士会接受关于MRI的基本培训，如果最终成为放射科医生，还会接受进一步的相关训练。但对于生物学家而言，他们与MRI的接触始于将其用于解决生物学问题。我以前兼修生物学和化学课程，而关于NMR和MRI的所有基础知识，我是在化学课程中学到的。如果我只学习生物学，我将对MRI的巨大潜力一无所知。每个生物学家都会学习如何使用光学显微镜，但除非所在大学配备有临床前MRI扫描仪，他们很难对MRI技术有所了解。布鲁克的MRI应用专家已经将他们的知识融入到预先优化的协议中，即使用户对MRI不甚了解，也能快速解答生物学相关问题。请概述MRI和PET/MRI在基础神经科学研究中的应用和重要性。PET缺乏解剖学信息。一般来说，使用PET，您可以追踪示踪剂在体内的任何位置，而您最终看到的只是功能化示踪剂所在的区域。如果您单独使用PET，则无法确定这些活动区域在体内的位置，因为没有解剖学相关参照。而使用PET/MRI组合，通过在灰度高分辨率MRI图像上的彩色PET图像，您可以高精度地看到示踪剂的确切位置。PET和MRI结合的重要性和美妙之处在于，您可以同时执行这两种操作，并从MRI中获得出色的软组织对比。与其他方法相比，这些成像技术有什么优势？除了非破坏性之外，还有一个事实是，我们可以使用更少的动物获得更多的信息。您可以实现更大的统计相关性，因为您可以使用扫描仪在数周或数月内反复研究同一只动物。在每个研究时点后，动物不会被处置。相反，我们扫描整个队列，从所有动物那里获取全部信息。每只动物都作为自己的对照。这减少了许多临床前研究固有的生物散射问题。我认为这是一个经常被忽视的巨大优势。临床前研究的发现能完全转化为临床应用吗？临床前脑成像能做到临床上不可能做到的事情吗？是的，可以转化。对动物使用PET和MRI成像与在医院对患者使用临床仪器进行的操作相同。当然，临床前成像也有好处，比如在进入临床前测试新的疾病治疗方法。您还可以使用基因剔除模型来研究疾病进展的机制。请介绍用于临床前神经科学研究的布鲁克仪器吧：早在40多年前，我们就推出了一系列临床前MRI扫描仪，在市场上处于领先地位。布鲁克的临床前MRI扫描仪品牌称为BioSpecs，有各种不同的版本。您可以从一系列磁场中进行选择。磁场越强，通常成像效果越好。您还需要确定孔径，也就是磁体内部的小通道， 动物在检查时就躺在里面。小孔径扫描仪只能容纳一只小鼠，而其他较大孔径扫描仪可以容纳大鼠甚至更大的动物。我们的PET扫描仪也设有供大鼠和小鼠使用的小通道。我们还提供PET和MRI的组合。在其中一款PET/MR设计中，PET通道设在MRI通道的前面，所以这两台机器是相邻的。动物安置在一种类似单轨的轨道上，首先进入PET通道进行快速扫描。然后将其向前移动约20英寸，在 MRI扫描仪中定位，执行MRI扫描。在另一款PET/MR设计中，小型PET环直接安装在MRI通道中，使动物能够直接进入MRI扫描仪的中心，这也是PET扫描仪的中心，可以实现同时扫描。这种仪器已用于研究哪些临床前疾病模型？是否能够帮助确定任何潜在的治疗方法？嗯，应用非常广泛，从阿尔茨海默氏症和帕金森氏症模型到记忆、衰老和认知衰退模型等等。这种仪器也用于中风研究。通过在啮齿类动物中人为地诱发中风，我们可以对受影响的大脑区域进行量化，这可能比任何其他不涉及解剖大脑的方法都更有效。许多制药公司在药物研发中使用布鲁克扫描仪。
难民是指为逃离本国境内的战争、暴力或迫害，跨境到另一个国家寻求安全庇护的人。难民接纳国需要根据难民的年龄，遵循相应的程序。然而，难民离家时携带物品通常较少，极少会携带年龄证明（例如，出生证明）。因此，相关法院和政府当局通常需要进行法医学年龄推测（FAE），以确保依法行事。在法医学年龄推测（FAE）过程中，需要对个人牙齿的特定方面进行检测，并将测定结果与参考值进行比对。牙齿发育大多于13岁完成。第三磨牙（智齿）萌出发生在17-21岁之间，但并非每个人都会萌生智齿。因此，FAE所关注的通常是牙齿退化特征。次生牙本质的形成牙齿由牙釉质、牙骨质和牙本质这三个硬组织以及牙髓这个软组织组成。成牙本质细胞位于软牙髓和硬牙本质之间，负责生成牙本质。牙本质有三种类型：第一期原发性、第二期继发性和第三期。第一期原发性牙本质于牙齿萌出之前形成，第二期继发性牙本质于牙齿萌出之后形成，因为牙齿随着年龄增长而逐渐发育，第三期牙本质则于创伤后形成。第二期继发性牙本质会加入到面向牙髓的牙本质中，使牙髓腔的体积在人的一生中逐渐缩小。此外，与第三期牙本质不同，第二期继发性牙本质不受外部因素（例如，创伤）的影响。因此，检测牙髓体积是FAE中的一种常用方法。利用MRI技术检测牙髓萎缩情况使用锥束计算机断层扫描（CBCT）技术来检测牙髓体积的做法在相关报道中已屡见不鲜。通过该技术生成的三维数据集可用于重建牙齿结构。然而，在CBCT检测过程中，被检测者需要暴露于高辐射环境。近年来，无辐射的磁共振成像（MRI）技术的普及给FAE带来曙光，但挑战仍然存在，因为牙齿等坚硬结构含水量低，导致T2弛豫时间超短，故难以进行分析。超短回波时间（UTE）MRI这一相对较新的技术有望克服这一难题，因为该技术能够在很短的弛豫时间（低至40µs）下，对物质进行表征。实践证明，该技术可实现以相对较高的空间分辨率和高信噪比，对皮质骨等硬组织进行分析。德国明斯特大学医院的一组研究人员使用布鲁克的超高场9.4 T Biospec 94/20 MRI波谱仪，对人体拔牙进行了分析，以确定FAE过程是否适用超短TE磁共振成像方法。超短TE磁共振成像 利用超短TE磁共振成像技术，生成高质量的牙齿硬组织及软组织数据在牙科成像中，图像质量是最重要的参数之一，因为研究人员通常需要对一些微小细节进行识别。本次研究实现了66μm3的平面内空间分辨率——与CBCT的分辨率相当。在这种高空间分辨率下，研究人员得以将软牙髓至根尖孔的部分与其他牙齿组织和样品包埋材料区分开来，从而获得切牙、尖牙、前磨牙和磨牙这四类人体牙齿的细节图像。通过半自动分割并基于不同强度的MRI数据集结构，研究人员可进行三维重建，从而计算出这四类人体牙齿的牙髓体积。此次分析还表明，牙髓（尤其是根髓）可能存在多种不同的形式，并可能在根管内发生分离和聚合。超短TE磁共振成像技术可用于FAE上述数据表明，超短TE磁共振成像技术有望以较高的空间分辨率实现牙齿的三维成像，以及对各种不同牙齿的牙髓体积进行量化。然而，此次研究的样本量很小，仅对四颗人体牙齿进行了分析。因此，我们计划在后续研究中扩大样本量，以测试此方法（结合参考库）能否测定牙齿年龄。此外，超短TE磁共振成像技术可能存在的局限在于，临床环境中的磁共振场强目前只能达到7 T，因此超短TE磁共振成像尚未全面普及。然而相比于CBCT，超短TE磁共振成像技术在无辐射分析方面具有显著优势，同时，鉴于此次研究提供了一系列非常具有前景的初步数据，因此，该技术有可能成为未来FAE的首选常规方法。全面的法医学解决方案组合布鲁克为法医学分析提供了最全面的解决方案组合——包括鉴定和量化麻醉品及、化学战剂、表征爆炸物、检测食品欺诈、识别艺术品及文件伪造、环境取证（包括废弃物分析），以及犯罪现场调查（例如，玻璃、纤维和枪弹残留物分析）。布鲁克的技术不仅应用于日常的例行分析，还被用于开发和改进本研究案例所述的其他新方法。布鲁克的使命是帮助执法部门针对法律程序生成连贯、可靠的数据，从而让社会更加安全。作为磁共振分析解决方案的领先研发企业，布鲁克服务于40多个国家的警署、海关，以及联邦级、州级实验室和边境管控实验室的数百个客户，为其提供丰富的高性能落地式磁共振系统，以及易操作的台式自动化磁共振系统。参考文献 Timme, M., et al. (2020). Evaluation of Secondary Dentin Formation for Forensic Age Assessment by Means of Semi-automatic Segmented Ultrahigh Field 9.4 T UTE MRI Datasets. International Journal of Legal Medicine.
简介锂离子电池可提供高性能的储能，让能量得以高效储存并按需输送，因而被广泛用作手机等便携式电子设备的充电电池1。此外，锂离子电池作为有效的储能装置所表现出的可靠功效，使其成为电动汽车的首选电池类型2。为实现全球减排目标并保护环境，电动汽车的产量显著增长，对锂电池的需求也随之激增。锂离子电池包括一个负极——石墨电极和一个正极——锂插层电极，两电极之间以合适的电解液隔开。在提供能量时，锂离子从负极通过电解液移动到正极，充电时则相反。为支持电动汽车的大规模投放，锂电池的产量大幅增长，对相应化学成分的需求随之激增。由于电池产量的扩大旨在降低交通运输领域的碳足迹，因此，锂离子电池生产过程中使用的原材料也需要以可持续的方式获得2。为此，下述最新研究探索了如何从生物质和农业废弃物中获得适用于生产锂离子电池的电解质，从而减少自然资源消耗。商用锂电池商用锂离子电池中的电解质通常是溶解于有机碳酸盐基溶剂中的六氟磷酸锂（LiPF6）。这些溶剂具有挥发性和易燃性，因而在恶劣条件下可能造成严重的化学危害，并可能引发火灾3。此外，LiPF6具有热不稳定性，约343K温度下，会在有机溶剂基电解液中分解，产生有毒和腐蚀性的氟化氢。因此，氟化氢可能与电池组件发生反应，从正极释放过渡金属，并腐蚀集电器。此过程产生的热量可能引发热失控，不仅对电池性能造成不利影响，还会对水和土壤造成污染，在回收过程中还可能危害人类健康4。鉴于目前，大量锂离子电池正在进入日常充放电循环，因此，有必要更换锂离子电池中存在的大量氟和易燃有机溶剂，以提高新一代电池的安全性和性能。为此，科研人员对许多新型锂盐进行了电池组件测试，但其中大多数在热应用和电化学应用中的表现非常不稳定5。然而，一些引入了芳基的锂盐表现出较高的热稳定性，并且易溶于有机溶剂或离子液体，因而在电池应用中具有很大潜力6。因此，离子液体正在成为锂离子电池电解液的潜在替代材料。离子液体电解质离子液体是指室温条件下的熔盐，其不易燃，并且具有较高的热稳定性和良好的离子导电性。因此，它们有望成为锂离子电池目前使用的挥发性有机溶剂基电解质的更安全替代材料7。经确定，在将用于锂离子电池的离子液体中，最有效的阳离子是四烷基铵、环状脂肪族季铵和咪唑啉7。近期，相关科研人员正在开展研究，试图使用可再生资源来制备这些无氟电解质8。例如，在最近的一项研究中，科研人员利用从大规模产生的生物质和农业废弃物中获得的阴离子，制得无氟电解质——使用木质纤维素生物质制得2-糠酸。人们希望，此工艺将有助于开发可再生的电池电解质。科研人员使用布鲁克Ascend Aeon WB 400波谱仪并通过核磁共振（NMR）波谱分析，获得了所制得的锂盐和电解质的结构表征，并使用布鲁克Avance III波谱仪，通过脉冲梯度场自旋回波核磁共振分析，获得NMR扩散和弛豫数值；然后，使用配有氘代硫酸三甘氨酸（DTGS）检测器和金刚石ATR附件的布鲁克IFS 80v波谱仪，获得样本的傅里叶变换衰减全反射红外光谱（ATR-FTIR）。科研人员发现，该电解质的分解温度高于568K，并且在较宽的温度范围内表现出可接受的离子电导率。脉冲梯度场核磁共振分析证实，锂离子与该电解质中的羧酸盐官能团发生强烈的相互作用，并且在整个研究温度范围内，扩散速度低于其他离子。此外，核磁共振波谱和傅立叶变换红外光谱也证实了锂离子与羧酸基团的相互作用。锂离子的迁移数量随锂盐浓度的增加而增加。线性扫描伏安法表明，在超过313K的温度条件下，锂离子会发生欠电位沉积和体积还原。这些数据证明，通过具有较高成本效益、良好环保性和可持续性的工艺来开发具有热稳定性和电化学稳定性的无氟电解质是可行的。我们希望，这项研究将帮助行业开始克服锂离子电池的安全性、可回收性、可获得性、可负担性和使用寿命方面的挑战。布鲁克独特的技术组合覆盖锂离子电池供应链和价值链中的各个环节，其中包括用于对本文所述的新型电解质配方进行分析的核磁共振波谱仪和傅立叶变换红外光谱仪。同时，布鲁克的技术还覆盖对锂金属在阳极材料上的沉积现象（称为锂镀层）的研究——该研究利用的关键技术是电子顺磁共振（EPR）2。此外，固体魔角旋转（MAS）核磁共振波谱仪被用于了解电池充放电过程中的离子迁移率。最后，灵敏度增强的低温冷却CP-MAS探头被用于识别和测量电池回收过程中产生的黑色物质中有价值的微量元素。在将循环经济概念应用于电池行业的过程中，磁共振分析辅助下的新型回收工艺也发挥了至关重要的作用。参考文献：1. Scrosati B, Garche J. Lithium Batteries: Status, Prospects and Future. J. Power Sources 2010, 195, 24192430.2. Loftus PJ, Cohen AM, Long JCS, Jenkins JDA. Critical Review of Global Decarbonization Scenarios: What Do They Tell Us About Feasibility? Wiley Interdiscip. Rev. Clim. Change 2015, 6,93112.3. Wang Q, Ping P, Zhao X, et al. Thermal Runaway Caused Fire and Explosion of Lithium Ion Battery. J. Power Sources 2012, 208, 210224.4. Contestabile M, Panero S, Scrosati BA. Laboratory-Scale Lithium-Ion Battery Recycling Process. J. Power Sources 2001, 92, 6569.5. Barbarich TJ, Driscoll PF, Izquierdo S, et al. New Family of Lithium Salts for Highly Conductive Nonaqueous Electrolytes. Inorg. Chem. 2004, 43,77647773.6. Armand M, Johansson P, Bukowska M, et al. Review-Development of Hückel Type Anions: From Molecular Modeling to Industrial Commercialization. A Success Story. J. Electrochem. Soc. 2020, 167,No. 070562.7. Appetecchi GB, Montanino M, Passerini S. Ionic Liquid-Based Electrolytes for High-Energy Lithium Batteries. In Ionic Liquids:Science and Applications; Visser, A. E.; Bridges, N. J.; Rogers, R. D.,Eds.; ACS Symposium Series 1117; Oxford University Press, Inc.,American Chemical Society: Washington DC, 2013; pp 67128.8. Khan IA, Gnezdilov OL, Filippov A, et al. Ion Transport and Electrochemical Properties of Fluorine-Free Lithium-Ion Battery Electrolytes Derived from Biomass. ACS Sustainable Chem. Eng. 2021.
在我们的日常生活中，充斥着各种各样的塑料制品。全球近一半的塑料资源被用于生产包装材料2。塑料材料固有的卫生特性为消费包装商品（CPG）市场提供了巨大的优势。然而，在这一领域，我们有必要识别一些对消费者或环境存在潜在危害的化合物、对其进行研究，并将其从全球供应链中消除。因此，我们亟需对塑料的合成以及该过程中使用的有毒材料进行研究。例如，双酚A（BPA）就是这样一个例子，它是一种主要的聚碳酸酯塑料，许多科研人员都在研究它与肥胖和糖尿病等不健康症状的相关性。此外，还有一些科研人员正在研究双酚A作为一种内分泌干扰物与不孕症和癌症等疾病之间的关系。塑料垃圾通常以微塑料形式存在，除了损害人类健康之外，还会污染自然环境，并危害生态系统及其中的生物。对于一些致力开发更具可持续性和可再生性方案的化学家和生物学家而言，造成人类并发症和环境破坏的塑料及其生产是一个重要的突破口。这些方案包括——使用更清洁、更具可持续的替代材料来取代双酚A，从而取代它形成的有毒的聚碳酸酯。为此，对全球研究人员而言，利用有效的分析技术，对新塑料材料的分子间和分子内特性进行实时研究是至关重要的。根据设计，这些新材料将适合回收再利用，并对环境的影响降低到最小。什么是姜黄素？为何姜黄素是替代BPA的合适选择？来自意大利巴里大学化学生物学系的一组科研人员打破了BPA作为塑料产品先驱物的主导地位——他们使用姜黄素来替代双酚A，合成了一种新型生物基可再生聚碳酸酯。姜黄素（CM）是一种天然抗氧化剂，并且具有抗炎、抗菌和抗癌特性。姜黄素源于姜黄植物，其化学结构与双酚A类似。在对姜黄素的稳定性和水溶性及其结构适应性作出改善之后，巴里大学研究团队选择将其作为先导物来制备双酚A聚碳酸酯的合适替代产品。利用姜黄素和THCM合成生物基双酚A替代产品该研究团队参与了生物基双酚A替代产品的合成过程，该合成过程可分解为反式聚合过程，主要分为两个步骤。第一步是双酚A聚碳酸酯（BPA-PC）与苯酚解聚，生成一种名为“碳酸二苯酯”（DPC）的产物。然后，研究人员使用姜黄素或四氢姜黄素（THCM），对DPC进行熔融酯交换反应，以制备作为双酚A聚碳酸酯替代产品的最终产物。这些产品仍然具有与双酚A聚碳酸酯相同的功用，但不具有双酚A的负面特性。在寻求获得星空体育清洁聚碳酸酯的实验中，科研人员同时使用了姜黄素和THCM。THCM是姜黄素的一种形式，其化学结构比姜黄素多出额外四个氢原子。THCM保留了姜黄素的所有结构与药物优势，但不会产生姜黄素在作为聚碳酸酯合成单体时产生的不太好的浓黄色。科研人员在紫外-可见光谱仪的监测下，通过选择性还原过程，从姜黄素衍生得到THCM，并通过13C-NMR波谱，对该过程予以确认。当最终产物姜黄素聚碳酸酯和TCHM聚碳酸酯合成完毕时，布鲁克500 MHz核磁共振波谱仪立即生成相应的1H-NMR波谱表征。最终，该研究团队成功地将有毒的塑料废料双酚A聚碳酸酯转化为由可再生单体组成的等效聚合物。通过进一步的红外光谱分析，可证明该碳酸盐化合物的形成过程。这一观察结果还证明，利用姜黄素和THCM可成功地发生聚合反应。此外，姜黄素聚碳酸酯和THCM聚碳酸酯的聚合产率较高，与双酚A聚碳酸酯的聚合产率相似，这一点增强了姜黄素作为塑料产品先驱物的可用性。无双酚A塑料的生产和循环经济的未来这项研究率先尝试以姜黄素作为双酚A的可持续替代材料来合成聚碳酸酯。对双酚A的可再生替代材料的需求源于文首所述的健康和环境风险。因此，这项新研究的目标包括——使用可再生能源生产塑料，并根据循环经济原则，设计可回收的消费品。布鲁克Avance系列核磁共振波谱仪是聚合物研究与开发工作中的关键工具。该仪器提供了独特的探头组合，让研究人员能够迅速适应新的趋势，并如本文所述，对新型聚合物的分子结构进行验证。循环经济旨在建立一种更具可持续性的社会生产与消费模式，它强调使用可再生能源和提高材料的可重复利用性。姜黄素不仅是一种天然的、可再生的塑料先驱物，而且使用其生产的双酚A聚碳酸酯可重新转化为高纯度的双酚A，供进一步加工和反复循环。因此，我们可利用姜黄素的这一可持续性优势来帮助实现循环经济。这项研究的负责人承认，目前，将姜黄素投入大规模塑料生产的成本较高。然而，他们仍然倡导消费者、生产商和政策制定者给予相应支持，从而助力建设无双酚A塑料的未来。消费者环保意识的增强将对塑料行业，进而对其生产工艺产生影响，使之转向可持续替代材料，与此同时，致力于实现循环经济的政策制定者可通过制定相关政策，降低姜黄素的相应成本。参考文献：DeLeo,V.;Casiello,M.; Deluca, G.; Cotugno, P.; Catucci, L.; Nacci, A.; Fusco, C.; D’Accolti, L. Concerning Synthesis of New Biobased Polycarbonates with Curcumin in Replacement of Bisphenol A and Recycled Diphenyl Carbonate as Example of Circular Economy. Polymers 2021, 13, 361.
2023年2月3日，瑞士费兰登报道。布鲁克今日宣布，提前于2022年底成功为客户安装两套全新紧凑型1.0GHz核磁共振波谱仪，用于结构分子生物学高级应用。这两套全新Ascend Evo 1.0 GHz核磁共振系统在4.2 K温度条件下运行，无需在液氦温度以下进行低温冷却，因而液氦消耗量比以前的1.0 GHz 2 K双层磁体低65%左右。此外，新型1.0 GHz核磁共振磁体对占地面积、重量和天花板高度的要求也显著降低，适用于大多数单层实验室。紧凑型系统更易于制造、选址和安装，从而能够在更短时间内完成验收。这两套紧凑型超高场核磁共振系统正在为功能结构分子生物学以及表型临床研究提供优秀的科学数据。这让科研人员得以深入研究蛋白质结构及复合物的结构细节、结合和动力学，从而开展基础细胞生物学和病理生物学研究。位于日本横滨的RIKEN生物系统动力学研究中心是首个收到Ascend Evo 1.0 GHz核磁共振系统的客户，该系统在不到两个月的时间内即成功完成安装并通过验收。Ichio Shimada博士带领的RIKEN团队将使用GHz级NMR，研究溶液中生物分子的动态结构，并探索动态结构与生物功能或病理生物学之间的关系。Ichio Shimada教授表示：“这款全新Ascend Evo 1.0 GHz波谱仪在2022年底顺利完成交付和安装，这让我非常满意。在成功完成调试后的几周内，我们便开始收获第一批核磁共振研究结果。这套超高场GHz级核磁共振波谱仪拥有卓越的分辨率以及对15N和13C的高度灵敏的直接检测能力，为我们新启动的GPCR（G蛋白偶联受体）和RNA研究提供了新的见解。这将支持并加强我们在结构生物学——尤其是动力学方面的研究。”2022年，西班牙奇异的科学和技术基础设施（ICTS）高场核磁共振网络（节点位于巴塞罗那、马德里和毕尔巴鄂）采购了两套1.0 GHz系统，并分别为其选址于巴塞罗那和毕尔巴鄂。这两套系统将保持开放，并将为西班牙新成立的结构生物学中心铺平道路。选址于巴塞罗那的Ascend Evo 1.0 GHz核磁共振波谱仪在不到6周时间内即成功完成安装，并已开始生成优秀数据。另一套1.0 GHz系统预计将于2023年夏季，交付给位于毕尔巴鄂的CIC bioGUNE。巴塞罗那大学生物核磁共振组组长Miquel Pons Valles教授和他的团队采用生物物理方法——尤其是核磁共振法，以及化学生物学、分子生物学和计算方法，来研究蛋白质的调节过程（其中，动力学分析对功能研究至关重要）。Ascend Evo 1.0 GHz NMR还将推进他们对功能非常重要的固有无序蛋白（IDP）的研究。布鲁克BioSpin集团总裁Falko Busse博士表示：“我们很高兴地宣布，这两套1.0 GHz核磁共振系统非常迅速地完成了交付并通过了客户的验收。这些维护要求低、结构紧凑且液氦消耗量低的核磁共振波谱仪将给越来越多的实验室带来GHz级核磁共振系统的助力。”
日前，布鲁克公布了2022年第四季度财报及截至12月31日的全财年业绩。2022年第四季度，布鲁克收入7.084亿美元，同比增长3.6%，有机增长8.9%；2022全财年营收25.31亿美元，同比增长4.7%，有机增长10.2%；此外，预计2023财年有机收入同比增长8%至10%。第四季度财报据了解，布鲁克在2021年第四季度的收入为6.835亿美元，2022年同期的收入与之相比增长3.6%，同比有机增长8.9%；其中收购带来的增长为1.7%，而外币折算对此产生了7.0%的负面影响。作为各部门的情况，布鲁克科学仪器(BSI)的收入为6.518亿美元，同比增长3.6%，有机收入增长8.5%；布鲁克能源与超导技术公司(BEST)的收入为5890万美元，同比增长1.9%，有机收入增长13.6%。 2022年第四季度，GAAP摊薄后每股收益(EPS)为0.66美元，而2021年同期为0.50美元；non-GAAP摊薄后每股收益为0.74美元，与2021年同期的0.59美元相比增长25.4%。 全年财报2022，布鲁克的全财年收入为25.31亿美元，比2021财年的24.18亿美元增长4.7%，全财年收入同比有机增长10.2%；收购增长为1.4%，而外币折算产生了6.9%的负面影响。作为各部门的情况，BSI全财年收入为23.06亿美元，比2021财年增长4.4%，有机增长9.5%；BEST全财年收入为2.371亿美元，同比增长5.9%，有机增长17.4%。2022全财年GAAP摊薄后每股收益为1.99美元，而2021财年为1.81美元。non-GAAP摊薄后每股收益为2.34美元，与2021财年的2.10美元相比增长11.4%。 关于2023年的展望对于2023财年，布鲁克预计收入为28.1至28.6亿美元，同比增长11%至13%，其中包括以下增长点：Ø 有机收入增长8%至10%Ø 并购贡献约为1.5%Ø 外币折算，若顺风则约为1.5%据报道，布鲁克打算进一步增加其研发和商业投资，特别是在蛋白质组学和空间生物学方面。预计在2023财年，其研发费用将约占收入的10%。布鲁克总裁兼首席执行官Frank H. Laukien评论到：“在过去的13个月里我们进行了重要的收购，以扩展蛋白质组学耗材、自动化、软件和专业生物制药服务。对于2023财年，我们的目标是再次实现强劲的收入增长及稳健的每股收益增长，同时加快投资。”
2023年1月5日，布鲁克公司（纳斯达克股票代码：BRKR）宣布收购 ACQUIFER Imaging GmbH，该公司是生物成像和高内涵显微镜大数据管理解决方案的先驱。此次收购增加了高性能的本地处理、安全存储和网络技术，补充了布鲁克先进的荧光显微镜成像产品，如可生成高信息内容的光片和超分辨率显微镜产品。ACQUIFER的旗舰HIVE™数据管理系统具有快速骨干，可实现非常高的数据收集速度和多核，多GPU处理，以及可扩展的即插即用存储模块，最高可达PB（PB）范围。此次收购还包括创新的IM04成像仪器，这是一种强大的自动化高内涵成像系统，用于细胞、整个生物体和类器官的可重复表型筛选。交易的财务细节没有披露。“尖端的生物研究通常需要高性能的大数据管理，而HIVE可以提供，”ACQUIFER首席运营官兼销售和营销总监Peter Zehetmayer博士说。“此外，IM04系统将布鲁克的荧光显微镜产品组合扩展到高内涵筛选领域。作为布鲁克的一部分，我们期待能够在全球范围内大大扩展我们的科学计算和成像技术的范围。“ACQUIFER HIVE系统的开发是为了跟上生命科学研究可以产生的不断增长的数据量。结合布鲁克的荧光显微镜平星空体育台，包括光片显微镜仪器，现在可以为高级成像和大数据管理提供整体解决方案，“布鲁克Luxendo光片显微镜业务董事总经理兼应用、支持和服务主管Malte Wachsmuth博士补充道。“我们也非常高兴能够通过IM04高内涵筛选系统增强我们对类器官，干细胞和发育生物学研究的支持。关于ACQUIFER Imaging GmbHACQUIFER成立于2012年，总部位于德国海德堡，是一家私营公司，由两个法人实体组成：Acquifer Imaging GmbH和Deltabyte GmbH。其旗舰产品HIVE是用于图像处理，高性能计算，深度学习和大数据存储的高端集中式工作站。它具有强大的计算资源（多核CPU、大RAM、一个或多个 GPU）和大型安全数据存储（RAID），非常适合要求苛刻的应用程序和多用户设置。数据始终可从内部的任何笔记本电脑/PC 或通过 VPN 安全的远程桌面连接远程访问。 IM04成像仪器是一款全自动宽场显微镜，用于各种小型模式生物的明场和荧光成像。其静态样品架与移动光学单元相结合，可防止在对运动敏感样品进行成像时出现任何扰动，非常适合基于细胞的高内涵筛选测定或表型筛选。
近日，布鲁克公司宣布已签署最终协议，收购Neurescence 100%的股份。Neurescence是一家创新的超轻型光纤束Multiscope供应商，其产品主要进行同步多区域光学功能神经成像。Neurescence的旗舰产品Chromatone™可以将光源和检测硬件从动物头部移开，这使得其可对多达四个区域中的三种神经元亚型中同时进行刺激和成像，以便在自然行为中的单个神经元分辨率灵活地研究中枢神经系统。该平台与布鲁克现有的Ultima多光子解决方案和新收购的Inscopix头戴式微信显微镜产生强大的协同效应。该收购协议的财务细节没有披露。在这之前，布鲁克刚刚宣布收购Inscopix公司。Inscopix公司是神经科学的先驱，也是用于自由移动动物大脑成像的小型化显微镜（称为迷你显微镜）的市场领导者。相关新闻：。对于此次收购，布鲁克纳米集团总裁Mark R. Munch博士表示，“伴随着Inscopix也加入我们，此次收购将巩固了布鲁克作为自由行为动物成像方面的领导地位。
日前，布鲁克宣布收购Inscopix公司。Inscopix公司是神经科学的先驱，也是用于自由移动动物大脑成像的小型化显微镜（称为迷你显微镜）的市场领导者。自2011年成立以来，Inscopix公司的旗舰小型显微镜系统已被安装在全球600多家研究机构和生物制药公司，使基础神经科学研究取得突破，并促进了对神经系统疾病机制的理解。此次收购增强了布鲁克公司作为活体脑功能成像技术领导者的强大声誉，在细胞水平上使用Ultima多光子显微镜，在生物体水平上使用临床前MRI系统。
寿命特别短！活性特别强！自由基的捕获和检测一度成为公认的难题！自由基从哪里来？有什么特征？起到什么作用？种类和浓度是怎样的……对致力于这一研究领域的科研人员来说，他们会面临一连串的问题。如果再遇到复杂基质，自由基捕获和检测的难度会再高一个台阶！如何破局？日前，跟随仪器信息网的镜头，我们走进了北京大学环境科学与工程学院刘文研究员的实验室。刘文研究员课题组主要研究方向是水污染控制，尤其是环境中新污染物的去除。他们基于布鲁克的电子顺磁共振（EPR）波谱仪（EMX plus6-1）构建的原位系统，可以实时、快速、精准的测定水环境中的自由基，为有机污染物的高效去除提供科学支撑。据刘文研究员介绍，在他们这个研究领域，电子顺磁共振是水环境中自由基检测最广泛应用的方法！由仪器信息网和布鲁克联合冠名的宝藏实验室系列活动本期走进了刘文研究员的实验室。跟随刘文研究员的引导，我们不仅了解了他们课题组在新污染物领域做的一系列的杰出成果，更是近距离的观察了电子顺磁共振波谱仪的工作流程和操作细节。详细内容请查看如下视频：
从液体核磁到固体核磁，从氢谱、碳谱，到各种低频的杂核探头、液氮探头、氦气低温探头……12台核磁产品，9台液体核磁，3台固体核磁，从300M到700M……这家宝藏实验室全了！跟着中科院化学所分析测试中心核磁组负责人向俊锋研究员，仪器信息网的镜头开启了一段探秘旅程，清一色的布鲁克核磁让大家大饱眼福，这些核磁仪器有哪些“过人”之处？能解决哪些关键问题？哪一台是实验室的“贵族”？普通的学生能自己上机操作吗……不仅如此，基于许多年的工作经验和积累，向俊锋研究员还给大家分享了其对核磁技术未来发展的期待，以及学生培养方面的心得。您能想象未来核磁仪器或许可以“人工智能”了吗？那些费解的谱图或许可以“不攻自破”？每一台仪器或许都能皮实到学生随时都可以操作……详细内容请看如下视频：据悉，中科院化学所分析测试中心拥有55台套仪器设备，其中布鲁克公司的十多台，包括核磁、光谱和质谱等。就核磁而言，已经安装12台核磁谱仪和1台 7T小动物成像。附个人简介向俊锋，中国科学院化学研究所分析测试中心核磁组负责人，2012年入选中国科学院“关键技术人才”。发表合作论文200余篇，主要擅长利用核磁共振解决分子结构解析、研究相互作用和结构-性能关系等。
1945年，物理学家Zavoisky首次提出了检测电子顺磁共振信号的实验方法，经过70多年的发展，电子顺磁共振（EPR）技术已经在物理学、化学、生物与医学等许多领域获得了越来越广泛的应用。我国的电子顺磁共振研究起步较早，卢嘉锡、裘祖文、徐元植等教授为该领域在我国的发展付出了巨大的努力。浙江大学徐元植教授从1960年开始从事电子顺磁共振波谱学研究，是我国在该领域研究的开拓者之一。为促进我国电子顺磁共振学科的发展，徐先生在浙江大学教育基金会设立顺磁共振发展专项奖励基金。华南理工大学自旋科技研究院的蒋尚达教授在使用电子顺磁共振技术研究磁性分子量子相干性方面做出了创新性的贡献，荣获2021年度“徐元植顺磁共振波谱学优秀青年奖”。近期，蒋尚达教授接受了仪器信息网的采访，分享了他的科研经历与科研成果，以及他利用电子顺磁共振仪器开展的一系列工作。远离“舒适圈” 填补知识空白蒋尚达在博士阶段主要从事单分子磁体合成方面的研究，但苦于缺乏先进的表征手段去研究磁性分子的电子结构，因此博士毕业后他并没有继续博士阶段更为熟悉的研究，而是选择门槛较高、难度更大的电子顺磁共振技术作为博士后的主要研究内容。蒋尚达就这样进入了顺磁共振研究的研究领域。蒋老师起初并不熟悉顺磁共振的相关知识，花费大量时间阅读基础书籍、查找原始文献，巩固基础知识，后来深入了解搭建EPR谱仪的基本原理和技术方案，再到使用商用顺磁共振仪器开展科学研究。从频域到场域再到时域顺磁共振，从“EPR小白”到“优秀青年专家”，顺磁共振的相关技术，蒋尚达都能够娓娓道来。而正是在理论知识足够扎实的基础上，才有了后面相对“平坦”的科研之路。但当他已经清晰掌握系综电子顺磁共振波的相关技术和研究范式之后，蒋尚达再次选择退出“舒适圈”，继续去探索新的研究方向：光探测单分子顺磁共振。蒋尚达提到，现在这个研究方向是基于几年的调研工作，经历了选定-推翻-再选定这样不断反复的过程最终选择出来的，创新的科研工作不会是凭空想出来的，是需要通过大量阅读文献、长期积累的过程。这无疑是一条艰难的道路，但对蒋尚达来说却是极具吸引力并充满乐趣的。九篇文章申基金 不靠数量靠深度当被问到自己引以为豪的科研成果时，蒋尚达戏称自己的文章少的可怜，但提到每篇文章都是自豪的语气。他分享了发表在npj Quantum Information上的工作，他和课题组成员使用脉冲激光将富勒烯分子激发至三线态，并在该三线态上制备了三能级叠加态，进而观测到新奇的量子相位干涉现象。蒋尚达说，这篇工作具有比较强的代表性，因为这是他们课题组在多能级磁性分子中观测到新奇物理现象的第一篇工作。与传统的量子比特不同，磁性分子往往具有更多的可调控能级，因此一个磁性分子的希尔伯特态空间也就更大，具有更多的量子相位，物理内涵也就更加丰富，量子拓展性更强，但其缺点是量子相干性较差。蒋尚达的研究团队提出化学分子的笼状结构保护方案可以很好的延长磁性分子的量子相干时间，比较典型的分子就是内嵌富勒烯。例如蒋尚达研究团队报道的Gd2@C79N分子的自旋基态为S=15/2，其相干时间可达5微秒，是可以观测到量子相干行为的最高自旋分子。此外，蒋尚达团队还搭建了五族元素内嵌富勒烯分子的合成和纯化装置，他们制备的N@C60分子浓度可达5000 ppm，相干时间在液氮温度下则有上百微秒，是目前报道的最长相干性的高自旋分子（S=3/2）。基于这类高自旋分子的较长量子相干时间，蒋尚达团队还发现了电子能级中的几何量子相位，并实现了具有纠错功能的量子算法演示。蒋尚达的研究成果可以用“少而精”来概括。今年3月，他参加国家自然科学基金委员会优秀青年科学基金的结题答辩，专家对蒋尚达的研究工作评价很高，认为他的研究更加深入、透彻和系统。蒋尚达在该项课题中仅有9篇文章，但他提出的笼状结构保护磁性分子量子相干性的学术思想，以及高自旋分子拓展量子态空间的研究思路极具创新性。经过评审专家的考评，蒋尚达的优秀青年基金项目结题被评为优秀。蒋尚达说：“做基础研究的最大乐趣就是满足求知欲和好奇心。”把每一个课题都研究透彻，进行更深层次的挖掘，确保每一篇文章的产出都能够清晰地说明一个问题，而非单纯的追求发文速度与数量。当被问及科学研究的初心时，蒋尚达说：“我做科研的初心是为了填补科学认知的空白。”电子顺磁共振波谱仪是实验室里的“生命线”蒋尚达之前在北京大学工作时使用的是布鲁克E580电子顺磁共振波谱仪，现在来到了华南理工大学自旋科技研究院，又采购了一台E580，由于疫情原因暂未安装，对于课题组来说，电子顺磁工作波谱仪就是实验室里的“生命线”。“应该说，我们课题组是E580的重度使用客户”，蒋尚达在采访中这样说道。布鲁克的顺磁共振谱仪开发也有二十余年了，特别是脉冲式顺磁共振波谱仪，国内外的用户很多，这是比较成熟的商业化产品，设置的应用场景能够满足99%以上的用户对于仪器的使用。以E580为例，一个主要功能是进行电子-电子双共振实验，E580对于该类测试已经做的比较成熟了。但是对于蒋尚达而言，课题组研究则会更多的关注涉及商业产品之外一些其他的应用，例如外部脉冲电场的使用、复杂任意波形的应用、多频率、高带宽谐振腔的设计等等。蒋尚达提到，自己的团队对于仪器内部的功能已经非常的熟悉，当需要对仪器功能进行进一步开发时，常常会与布鲁克国内外的技术人员沟通，布鲁克的工作人员响应非常积极，在联系过程中双方建立了深厚的友谊。在交流过程中，布鲁克工作人员会深度详细地介绍仪器的拓展性，蒋尚达团队则基于这些介绍，对其进行新功能的开发。电子顺磁共振技术应用领域及未来发展前景电子顺磁共振技术在化学、材料、生命科学中的应用十分广泛：在无机化学反应领域，电子顺磁共振可以很好的研究研究产物微观电子态，南京大学王新平教授、大连化物所叶生发教授、国科大的李剑锋教授在该领域都有很好的研究成果；在有机化学领域，顺磁共振技术可以研究自由基的机理XK星空体育，武汉大学雷爱文教授在该方向有很好的成果；在材料科学中的应用，华东师范大学胡炳文教授开辟了很重要的方向，探究锂电池里氧化还原反应的机理；在生物领域，通常使用脉冲式电子顺磁共振研究生物大分子的构象，清华大学的方显杨教授做出了重要的研究；蒋尚达教授的研究方向也是基于脉冲电子顺磁共振技术的重要应用，即研究磁性分子作为电子自旋载体在量子信息科技中的应用。关于电子顺磁共振技术的未来发展，蒋尚达认为自旋微观态在化学反应和催化中的作用有较大的发展潜力，这涉及到原位电子顺磁共振波谱与超快光谱等的联用。蒋尚达认为，电子顺磁共振技术具有不可替代性和技术门槛较高的特点，尽管很多人需要该技术，但能够熟练使用该技术的科学工作者较少。华南理工大学自旋科技研究院就是一个具有交叉学科背景的新型科研创新平台，成立于2021年。研究院以磁性分子为主要研究对象，探索自旋相关的化学反应和物理效应，突破单分子自旋操控和读出技术，发展自旋相关量子材料和器件，开发相关分子诊疗技术与药物。研究院涵盖自旋化学、自旋操控、自旋材料与器材、自旋生物医学等多个研究方向，旨在解决自旋国际科学前沿的重大科学问题，研发自旋关键技术，建设国际自旋创新交流平台。后记：蒋尚达要求学生在选择的研究领域中理解应当力求深刻，只有在自己的小方向上的认知超过了导师才算一名合格的研究生。对待每一个学生，课题团队都会对学生进行非常详细地仪器培训，要求学生们在较高的科学素养基础上，了解研究的目的，清楚实验设置的含义，预设有可能出现的问题以及对应的解决方案。蒋尚达分析道：对待在研究上没有锐气的学生，应当给予鼓励和帮助，和他共同解决困难，找到新的方向；对待相对浮躁的学生，则应要求他做充分的文献调研，将不断涌出的新想法成熟化。蒋尚达说：学生应当打好基础，切忌盲目追求热点，务必要把研究做得更有深度！
虽然造成新冠肺炎（COVID-19）的新型冠状病毒（SARS-CoV-2）主要是呼吸道病毒，但这种疾病会累及全身的器官。除了肺部损伤和呼吸困难外，新冠肺炎患者还表现出神经、肾、肝和血管受损的症状。 研究表明，新冠肺炎患者具有与健康对照者不同的、提示代谢紊乱和血脂异常的代谢谱，且它们也与疾病的严重度相关联。这提升了利用代谢组学来识别具有最高重症风险的新冠肺炎患者的可能性。然而，大多数此类研究只是将新冠肺炎患者与健康对照者进行比较，导致无法确定这种关联是新冠肺炎特有的，还是只是提示危重疾病的普适性标志。 来自德国吕贝克大学的研究人员，通过将接受重症监护室（ICU）治疗的新冠肺炎患者，与在同一ICU进行心源性休克治疗的患者进行比较，研究了代谢谱的特异性。 近乎完美的区分 研究人员分析了5名接受ICU治疗的新冠肺炎患者、11名新冠病毒检测阴性的心源性休克患者，以及58名健康对照者的代谢和脂蛋白谱。他们在布鲁克Avance IVDr平台*（配备TXI探头的布鲁克核磁共振代谢分析系统）上总共分析了276份血清样品。初步的非靶向NMR代谢组学和脂质组学研究表明，新冠肺炎患者与健康对照者及心源性休克患者之间都存在差异。通过针对性分析，研究人员能够量化来自NMR谱图的代谢物和脂蛋白，并识别引起最大差异的代谢物类别。这些分析实现了对新冠肺炎患者与健康对照者及心源性休克患者近乎完美的区分。 为了进一步研究新冠肺炎的代谢影响，研究人员对代谢物和脂蛋白进行了比对分析。结果显示，有许多与能量状态紊乱、肝损伤和血脂异常相关的一致变化。 与其他重症患者截然不同的代谢谱 被识别出的一些关键特征包括低谷氨酰胺/谷氨酸比值，这是由分解代谢疾病状态下谷氨酰胺消耗增加所导致的。这一重症感染的典型指标与新冠肺炎有关联，但与心源性休克无关联。 苯丙氨酸是新冠肺炎患者出现上升的另一特征参数。该氨基酸通常在肝脏中代谢，其水平上升提示肝功能受损。 一些标志物提示能量代谢严重紊乱和代谢抑制，包括葡萄糖水平升高，以及组氨酸、蛋氨酸和乳酸水平降低。但是，这些变化只是新冠肺炎患者相比健康对照者所存在的差异，而与心源性休克患者相比没有这些差异，这表明它们可能不是新冠肺炎所特有的，而是提示危重患者能量状态紊乱的普适性指标。 根据之前的研究，研究人员还发星空体育现，新冠肺炎患者的脂蛋白谱严重紊乱，提示心血管疾病风险上升。该脂蛋白谱中很大一部分都与心源性休克患者不同。尤其要提到的是，新冠肺炎患者的极低密度脂蛋白（VLDL）、小颗粒VLDL组分及中密度脂蛋白水平上升——它们相比更大的低密度脂蛋白颗粒更易导致动脉粥样化；因此是引起心血管疾病和心脏损伤的风险因素。此外，新冠肺炎患者的甘油三酯水平相比健康对照者和心源性休克患者都有上升。 惊人的关联 该研究还研究了无症状感染或轻症之后持续发生的代谢变化。为此，研究人员分析了来自18个具有新冠病毒抗体的人的34份血清样本，并与来自相同年龄和性别的、不具有新冠病毒抗体的对照者的样本进行了比较。两组患者在采血前的急性冠状病毒感染检测均为阴性。 主成分分析（PCA）显示，两组之间的代谢谱和脂蛋白谱无显著差异，区分度很低，说明总体血清谱无显著差异。研究人员表示，这意味着新冠肺炎感染康复之后代谢谱回归正常。 然而，在来自曾经的轻症感染者的样本中，发现了抗体滴度和代谢健康标志物之间的关联。例如，抗体滴度与心血管风险标志物（包括小颗粒LDL-6、胆固醇和磷脂）呈负相关。还发现抗体滴度与作为代谢健康标志物的甘氨酸呈正相关。研究人员指出，他们无法从现有数据中确定因果关系，但拥有健康的代谢状态的个体可能更有可能对病毒产生有效的免疫反应，使得感染后的抗体滴度更高。 总之，研究人员表示，他们的发现表明新冠肺炎重症患者的代谢高度紊乱，包括分解代谢状态、肝损伤和严重血脂异常等。这一信息表明，基于NMR的代谢组学研究可被进一步用于患者的识别和分层，以帮助预测新冠肺炎的严重度。 *布鲁克核磁共振波谱仪仅供研究人员使用，不能用于临床诊断。 参考资料 Schmelter F, Foeh B, Mallagaray A et al. (2021) Metabolic markers distinguish COVID-19 from other intensive care patients and show potential to stratify for disease risk. medRxiv preprint. doi:
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