生命科学“闪耀”第十五届全国青年分析测试学术报告会

  2018年7月26-27日，由中国分析测试协会青年学术委员会主办的“第十五届全国青年分析测试学术报告会”在安徽合肥成功召开。会议开设生命科学、环境与食品安全、化学计量与标准物质三个专题的分会报告，安排近60位来自科研院所、仪器企业的青年分析测试工作者做精彩报告。生命科学专题自带热度，吸引众多参会代表聆听关注。

  报告重点介绍了课题组基于芯片-质谱技术的亚细胞代谢组学分析的研究进展。课题组开发了具备微萃取分离、细胞代谢物分离和分步裂解的微流控芯片，通过结合质谱技术，实现了包浆和线粒体的同时分析，极大地缩短了亚细胞代谢组学的分析时间。对线粒体和包浆能量代谢的初步研究也表明，微流控芯片-质谱平台在药物筛选和机制阐释方面具有潜力。

  报告介绍了一种基于活性分子探针的化学蛋白质组学技术(Activity-based Protein Profiling,ABPP)。利用共价修饰蛋白活性中心的化学小分子探针,可以在复杂的细胞或组织的蛋白质组样品中直接监测和读取该类蛋白酶家族成员的活性状态,通过探针上的报告基团将被标记的蛋白酶富集出来,在生物大分子质谱上加以检测和分析，用于分析比较不同蛋白酶的活性状态，加速对未知功能蛋白酶的功能分类和解析。

  结合高分辨串级质谱,基于同位素质荷比和轮廓指纹比对的整体蛋白质数据库搜索引擎ProteinGoggle 2.0在组蛋白翻译后修饰的自上而下鉴定方面拥有诸多独特的优势。通过同位素质荷比及轮廓指纹对比(iMEF)，课题组实现了对具有复杂组合修饰及氨基酸变异的蛋白质组进行数据库搜索和蛋白质变体鉴定。iMEF算法绕过了传统算法所面临的瓶颈和挑战，很好地适应了生物质谱的新特征，从而提供了对生物质谱的准确解释。

  珀金埃尔默仪器产品覆盖从原子水平、分子水平、细胞水平到活体动物水平、组织切片水平再到临床的多重维度，可用于元素测量、机理研究、新药/材料研究、组织切片及定性定量研究等。报告重点介绍了珀金埃尔默单颗粒、单细胞ICP-MS分析在环境和生物分析中的应用。

  报告就核酸扩增与组装、构建高效联级扩增方法及其临床应用研究方面做了精彩讲解，详细的介绍了课题组构建的三元结构定向联级扩增、连续识别-扩增、金属配位纳米探针等策略，发展了基于核酸扩增和纳米材料信号放大的系列传感新方法，实现了复杂样品中目标分子的无偏识别以及高灵敏检测，有效改善了分析、诊断的准确性。

  报道介绍课题组开展小分子介导的精准蛋白翻译后修饰调控的研究成果：丰富了已有的能轻松实现蛋白质位点乙酰化修饰手段;首次通过小分子的合理设计实现了小分子介导的蛋白质特定位点赖氨酸表现遗传学翻译后乙酰化修饰的目标;为表现遗传学研究蛋白质翻译后修饰提供了一种方便快捷且位点选择性和特异性良好的化学手段。

  光学成像、核素成像、核磁共振成像等常用分子影像技术在实现生物体内多种分子的高覆盖、高灵敏检验测试方面仍存难点，质谱成像作为新型分子影像技术之一正显示出巨大的发展前途。报告详细的介绍课题组开展的新型常压式离子化研发技术、空气动力辅助离子化质谱成像系统(AFAI-MSI)研制及应用等工作。

  课题组针对200-300nm范围内的生物分子，发展了基于Mn-ZnS量子点的磷光内滤传感体系;实现XOD分析及其抑制剂的筛选;实现高灵敏ALP检测，明确了ALP检测中，不同源性的ALP，活性差异极大。研究表明大肠杆菌源性ALP活性最高，人源性ALP活性次之，二者差异近60倍。

  荧光蛋白、蛋白标签，非天然氨基酸、生物正交反应的发展给超分辨成像荧光染料带来机遇，但怎么来实现单分子和超分辨成像分析也是荧光染料所面临的新挑战。课题组曾利用氮丙啶作为荧光团电子供体，有效抑制淬灭荧光和易使染料光漂白的分子内电荷转移态(TICT)的形成，获得了高荧光强度和光稳定性的系列新型荧光染料。

  半导体材料本身不具备手性识别能力，且手性识别过程中没有或很少有被分析物电荷的变化，溶液检测环境下半导体材料性能衰退。课题组通过有效传感单位的构建(半导体——手性选择材料)，实现了手性识别过程中弱相互作用力改变的传感(信号提取&放大&输出)，实现快速、灵敏的在线定量手性分析。

  傅里叶变换离子回旋共振质谱仪(FT ICR MS)技术集超高分辨率,超高质量精度和高灵敏度等优良性能于一体,在蛋白质组学,生物医药,石油组学,材料科学等众多领域很有广泛的应用。课题组基于高能硬球碰撞模型，提出了一种新的算法，利用离子信号在傅里叶变换离子回旋共振质谱仪分析池随时间衰减的特征，实现了对选择离子碰撞截面积的测量。

  细胞中的线粒体不只是ATP工厂，调控信号转导，细胞凋亡，物质代谢等，是细胞内重要的应激性感受器。课题组发展分子探针用于生物成像和检测分析，发展分子-纳米复合结构用于多功能载体构建，实现线粒体靶向的光热治疗与化疗结合应用研究、线粒体靶向的PDT和PTT联合治疗。

  课题组利用具有纳米几何构型纳米孔道的“电化学空间限域”效应，将单个分子的“电化学过程”限域在单个纳米孔道内，通过调控纳米孔尖端电场，在单分子水平上实现电活性物质的可控氧化还原反应，建立了具有孔尖电荷极化增强效应的纳米孔电化学分析新机制，实现对单个活细胞内电子传递载体还原型辅酶Ⅰ(NADH)的高选择性，高灵敏度，低损伤测量。

  SEA方法是一种基于DNA“呼吸”作用引起的变性泡介导的等温核酸扩增技术。仅需设计两条引物，通过侵入变性泡结构，在聚合酶的作用下延伸并置换下原有的互补链对靶核酸区域进行指数式扩。该方法相比PCR等技术简单易操作，能满足现场快速检测需求，适用于快检初筛POCT市场。

  通过将贵金属纳米粒子包裹在石墨烯薄层中，课题组设计构造了贵金属石墨纳米囊拉曼生化分析平台。课题组研制了超级稳定的银纳米颗粒，并通过功能化修饰核酸适配体等分子，实现了对肿瘤细胞的靶向、低背景、快速拉曼成像。课题组还研制了金石墨纳米囊复合纳米结构，结合拉曼与双光子荧光成像等模式，实现了对细胞的多模态检测与成像，进一步提升了成像的灵敏度。

  近年来，纳米材料因具有小尺寸效应﹑表面效应﹑量子尺寸效应等优势而得到了普遍的发展应用。随着研究的不断深入，各种纳米材料也被广泛的应用到了癌症治疗的研究中，进而产生了一些新的治疗方法。其中，可以应用近红外光只照射肿瘤部位的光热疗法和光动力疗法由于对正常组织损伤较少得到了广泛关注。报告重点介绍了课题组构建的纳米硫化铜体系实现药物靶向肿瘤的光热治疗和光动治疗。

  mTORC2可调控胚胎发育、细胞骨架重组与细胞迁移及蛋白质合成等过程，并作用于Akt、PKC、SGK等形成信号通路。对mTORC2的具体分子机制研究，可能为相关的靶向抑制药物的研究乃至肿瘤治疗提供新思路。报道介绍课题组利用蛋白质组学技术探讨研究mTORC2在肿瘤中的调控作用及其机制。

  课题组构建了一种基于静电纺丝纳米纤维膜的无酶、便携式的可视化纳米平台，用于核酸、蛋白等生物标志物的超灵敏检测。为准确滴定超低浓度的疾病标志物提高了可靠方法。该方法为进一步开发其他超灵敏疾病生物标志物传感器提供了研究基础，有望在快速检测、早期疾病诊断和临床分析等领域发挥及其重要的作用。