光譜生物技術及應用分會：設計儀器方法探索生命奧秘

分析測試百科網訊 2020年11月1日，第21屆全國分子光譜學學術會議暨 2020年光譜年會，在四川成都世外桃源酒店繼續召開。在第一天大會報告后，組委會安排了精彩的分會報道，光譜生物技術及應用分會場報告精彩紛呈，學者們綜合利用了分子光譜和原子光譜等多種手段，對生命體系進行高靈敏度、高選擇性、多組分、高通量的檢測。

中國科學院生態環境研究中?汪海林研究員做“核酸修飾分析與DNA表觀遺傳”的報告。課題組致力于開發精準而可溯的表觀遺傳調控，主要利用UPLC-MS/MS的方法檢測DNA/RNA的修飾，使用包括增強離子化和定量，樣品制備和酶解，同位素標記等技術，課題組總結了多種方法。并介紹發現的DNA的羥甲基化上發生的修飾調控，維生素C的調控等。接下來介紹，對DNA的腺嘌呤甲基化的研究富有挑戰性。課題組檢測到該甲基化，并繼續檢測哺乳動物的腺嘌呤甲基化。并通過大量研究得到了一些階段性的結果，外源性的插入引起了腺嘌呤甲基化，并繼續研究6mA的生物學意義。

中國科學院生態環境研究中?汪海林研究員做“核酸修飾分析與DNA表觀遺傳”的報告

四川大學劉睿副教授做“金屬穩定同位素標記-準確定量生物分析探索” 的報告。高靈敏度生物分子檢測具有挑戰性，稀土元素標記最近獲得較好的進展。課題組使用色譜分離準確定量分析，把釕標記蛋白獲得很高靈敏度。用多肽標記金屬元素，并用ICP-MS和GC-MS檢測。生物分離準確定量分析方面，課題組使用了納米金、磁珠、內標法，DNA walker的方法等，實現高靈敏度的檢測。還介紹了如何使用內標物質校準，銅納米粒子的檢測，臨床準確定量分析應用等研究。總結來看，課題組開展了基于金屬穩定同位素檢測的生物分析研究，包括準確分析、高靈敏度分析、多組分分析等，但ICP-MS無法像熒光那樣實現無損分析。

 四川大學劉睿副教授做“金屬穩定同位素標記-準確定量生物分析探索” 的報告

中科院蘭州化學物理研究所陳佳博士做 “碳納米材料在生物標志物檢測中的應用研究”的報告。介紹了基于碳點的細胞凋亡熒光成像與藥物篩選。石墨烯/銀納米復合材料用于CT增強成像，部分燃燒法制備多塊石墨烯。此外，還介紹了燃燒發制備多空石墨烯及其復合材料，從石墨到多孔石墨烯的直接制備等。介紹了多個應用，如磁性多孔石墨烯用于谷胱甘肽的檢測，手性硅納米粒子識別D-氨基丙醇等。最后對蘭州化物所邱洪燈實驗室做了介紹。

 中科院蘭州化學物理研究所陳佳博士做 “碳納米材料在生物標志物檢測中的應用研究”的報告

賽默飛世爾科技（中國）有限公司徐菁博?做“賽默飛分子光譜在生物分析及環境領域應用進展”的報告。首先介紹分子光譜的全系列傅立葉紅外、顯微紅外、和紅外聯機產品、拉曼光譜、專用于氣體分析的紅外、紅外光學模塊等，以及近紅外系列。隨后介紹應用，在生物制藥方面，用顯微紅外或顯微拉曼光譜分析注射液的雜質、異物研究。在生物制藥QA/QC蛋白質分析方面，用紅外光譜探索了蛋白質二級結構，比如分析蛋白質是否變質。在環境方面，介紹了原位紅外光譜在脫硫脫硝催化劑的應用，DXR3和iN10MX自動化、多點分析微粒，IGS用于大氣空氣質量的測試等。

 賽默飛徐菁博?做“賽默飛分子光譜在生物分析及環境領域應用進展”的報告

湖南大學陳卓教授做“基于烯碳納米探針的活體拉曼分析”的報告，課題組構筑石墨納米囊狀結構，解決信號弱、多信號分析能力有限的問題，其靈敏度高、穩定性高，可簡單調制。石墨納米囊的應用如：黃疸檢測試紙條的開發，癌細胞分子分型與模式識別，活體精準診療。在活體診療上，實現了極端條件下的超穩定信號輸出。最后舉例了胃液體系，活體極酸性體系的幽門螺旋桿菌的原位無創檢測。結合MRI和拉曼成像，磁性石墨納米囊可防止酸和胃蛋白酶的腐蝕，具有很好的造影能力，實現了活體胃部幽門螺旋桿菌的靶向成像與分析，并證明其有很高的靈敏度。繼續探索是否在磁場下實現磁性石墨烯納米囊的針狀組裝，研究表明納米囊針狀組裝體增強細胞靶向與毒性的能力。

 湖南大學陳卓教授做“基于烯碳納米探針的活體拉曼分析”的報告

復旦大學盧建忠教授做“多組分microRNA流式熒光檢測”的報告。根據背景討論，課題組主要研究多種microRNA的同時檢測，多組分檢測模式需考慮標記物識別和載體識別。研究各文獻表明，需要發展單一樣品中多個組分同時檢測的方法，并能夠高通量、樣品消耗少、耗時短。課題組應用Luminex多功能流式熒光技術（液態芯片系統），FDA已認證其可用于臨床診斷，標記物分辨和載體分辨混合模式，開放模式。隨后介紹了課題組的工作，基于分子信標的多組分檢測技術；目標啟動表面標記技術，用TdT酶啟動。隨后開發基于核酸外切酶保護的miRNA多組分流式熒光檢測法。還發展了基于催化發夾自主裝的miRNA多組分流式熒光檢測法。課題組還探索了將miRNA轉變為小分子后，用label-free方法質譜分析的方法。實驗室還開展生物發光的研究。總結來看，新檢測方法需要高靈敏度、高選擇性，簡單性。

 復旦大學盧建忠教授做“多組分microRNA流式熒光檢測”的報告 

安捷倫公司張曉丹工程師做“生物樣品控溫測試的創新技術—安捷倫新一代 Cary3500 UV-Vis”的報告。Cary3500的設計理念是一個“Engine”單元，配置長壽命、超快閃爍的氙燈，可配置不同的測量模塊。隨后介紹在生命科學中的應用，如DNA變性溫度Tm值測試，測試微量核酸和蛋白的純度和含量，酶的活性測定等。從客戶面臨的主要挑戰（效率、工作環境、節省空間）來看，Cary3500具有如下特點：獨特創新的溫度探頭設計、多池單溫區模塊可實現多個樣品/多溫區同時測量，永久光路準直多池附件、創新的空氣冷卻溫控系統、高性能軟件等。

 安捷倫張曉丹做“生物樣品控溫測試的創新技術—安捷倫新一代 Cary3500 UV-Vis”的報告

國家納米科學中心孫佳姝研究員做“微流控腫瘤液體活檢技術”的報告。首先介紹腫瘤細胞外囊泡EV用于液體活檢的挑戰，介紹了課題組開發的技術。發展基于微流體界面的無標記分離新方法：基于微流體界面的EV無標記分離；發展基于微尺度熱泳的高靈敏度EV（miRNA）測量技術：實現臨床樣本中EV檢測；開發超聲微流控精準組裝技術，制備EV膜包覆的仿生納米顆粒。

 國家納米科學中心孫佳姝研究員做“微流控腫瘤液體活檢技術”的報告 

華中農業大學韓鶴友教授做“抗超級細菌的新策略新進展”的報告。首先介紹人類與細菌的戰爭：從細菌到抗生素再到超級細菌。超級細菌的“明星”之一是耐甲氧西林金黃色葡萄球菌MASR，課題組設計“光開關”MOF功能材料載藥治療MASR，并進行性能評價。還研發了“多米諾”納米反應器治療超級細菌MASR并進行評價。最后介紹了“無抗生素”金納米光熱法精準治療MRSA。課題組合成了金納米處理材料，用NIR照射時殺死MRSA。最近做“無抗生素”NO氣體納米發生器精確治療綠濃桿菌。納米技術為抗超級細菌提供了新的策略。

華中農業大學韓鶴友教授做“抗超級細菌的新策略新進展”的報告 

四川大學李峰研究員做“三維DNA納米機器的構建及在生物分析中的應用”的報告。從樂曉春組回四川大學后，李峰建立了一個ANDlab，研究分析化學+DNA納米技術，疾病體外診斷技術的開發和應用，從事動態DNA納米技術的基礎研究，目標是為化學測量提供更好的工具。包括設計新的反應及設計原理，理論模型開發，數據庫開發。隨后介紹動態DNA反應及設計的新原理，包括：分子傳譯技術，比如用于便攜式前列腺癌檢測。DNA納米馬達（DNA Walker），比如用于結核桿菌快速一步檢測，首先進行耐藥病原體篩查，根據理論模型指導DNA納米馬達設計，力圖實現堿基單點突變。關于如何快速啟動DNA納米馬達，探究生物-納米界面性質對反應的影響。

四川大學李峰研究員做“三維DNA納米機器的構建及在生物分析中的應用”的報告

東北大學楊婷教授做“基于硼酸識別的免疫傳感器”的報告，基于ELISA的一些缺點，課題組發展了基于硼酸識別的免疫傳感器。根據硼酸的親和性，構建了Wulff型硼酸化合物，利用BCNNS構建免疫傳感器。討論了糖蛋白結合、熒光響應等。研究抗體這種糖蛋白后，在BCNNS表面結合抗體后，獲得了很好的選擇性和抗干擾能力，建立了急性心肌梗死的標志物，并對比商品化ELISA方法具有很好的效果。隨后還考察了方法的通用性。

 東北大學楊婷教授做“基于硼酸識別的免疫傳感器”的報告

中國科學院青島生物能源與過程所徐健研究員離線視頻做“高通量流式拉曼細胞分選儀(Flow-RACS)：研制與應用”的報告。對細胞“照相”有一系列挑戰和需求，單細胞拉曼光譜有望滿足這些挑戰性需求。2017年課題組發表了拉曼組的論文，隨后發展了一系列技術，如彈射分選（RACE）、重力驅動光鉗液滴分選（RAGE）、細胞流式分選（RAMS）、微液滴流式分選（RADS）、介電微液滴流式分選（pDEP-RADS）等。綜述表明，現有RACS技術存在通量和信號質量的矛盾挑戰。課題組提出介電微液滴流式分選（pDEP-RADS）技術并隨后介紹了該技術，可以同時具有高靈敏度、高信號質量，高通量。課題組還設計flowRACS，可活性篩選DGATs。

中國科學院青島生物能源與過程所徐健研究員離線視頻做“高通量流式拉曼細胞分選儀(Flow-RACS)：研制與應用”的報告