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PKI在蓉建客户体验中心:欲穷千里目,更上一层楼

2012.12.10

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四川大学分析仪器研究中心 段忆翔教授

  四川大学分析仪器研究中心的段忆翔教授做了题为《等离子体技术在分析化学及相关领域的应用》的报告。等离子体是物质的第4态,这是一个典型的氧等离子体,雷电中也会产生等离子体。在分析化学中,等离子体可以做发射光谱、吸收光谱、电离源、荧光光谱、微等离子体、手持式检测器、GC/LC的检测器。段老师介绍了课题组代表性的几方面工作。

       首先是现场可移动的微波等离子体光谱,用于检测空气颗粒和液流,设计了一种三轴腔体形成微波等离子体,对Ag(I)、Ba(I)、Be(II)等元素都获得亚ppb的检出限。现场便携式空气颗粒检测仪具有可以原位采样、实时现场监控、连续运行、结构紧凑、运营成本低等有优点,此外可以形成氩气、氦气、混合气体的等离子体。这项工作的意义在于,用氦来做工作气体的时候,基本上是在无背景的条件下来测同位素。段教授团队并对较难测定的Ca40 进行了测定。

  LIBS/LIBRAS技术的应用

   1.高科技:石油勘探(录井操作,钻井岩屑、气体和钻井液分析);水文和地质勘探(便携式分析仪器,方便、快速、准确);冶金和燃烧(在线热态钢水成分分析,燃料成分分析);材料分析(金属、塑料凳),危险材料(放射性、化学毒性材料)的远程探测个元素分析

   2.社会发展:环境监测(土壤污染、粉尘污染);医学与生物治疗(牙齿、骨骼分析);艺术品成份鉴定(颜料、重金属分析)

   3.战略需求:军事及国防(现场成份分析);航空航天(行星表面探测)

  用于质子转移反应的等离子体源技术

   大多数VOCs(除了CH4和C2H2等少数有机物)的质子亲合势比H2O的质子亲合势略大,可与H3O+发生质子转移反应;而空气中的主要成分(N2、O2、CO2和Ar等)的质子亲合势都小于H2O的质子亲合势,不与H3O+发生质子转移反应。因此可用H3O+分子电离大多数VOCs分子而不受空气组分的干扰。

  目前水合质子等离子体源技术:空心阴极放电、辉光放电、平面直流电极放电源、放射性离子源;现有技术的不足之处:前三种电离源由于其内置电极老化、腐蚀而导致的电离源使用寿命的限制。后一种电离源由于放射性物质的使用,在安全性方面不太保证;因此,我们提出了微波等离子体源技术及基于微波等离子体源质子转移反应质谱。

  微波等离子体源优势在于由于微波使用的频率为2450MHz,恰好落在水的吸收带内,水对微波有强烈的吸收,微波诱导水蒸气电离产生等离子体具有很好的电力效率。微波放电是利用高频电磁场使气体激发而产生等离子体。由于微波能穿透介质,无需内置电极,避免了由电极溅射、高温腐蚀所造成的使用寿命限制及污染等问题,可以产生均匀而纯净的等离子体,且无电极使得输出的微波功率可以局部地集中,因此能获得高密度、稳定的等离子体流。可使用多种气体(N2、He/Ar)作工作气体。我们的微波等离子体源体积较小、重量轻、结构简单且可在不破坏体系真空度的条件下进行简易的拆卸与安装,在实现现场再现监测及仪器小型化方面具有很大的优势。此微波等离子体源的工作功率低,通常为几到几十瓦,耗气量少,能量消耗低,系统散热需求低。

  MIP-PTR-MS质谱技术

   新型基于微波诱导等离子体的质子转移反应质谱离子源,具有低能耗,高效率,高灵敏度,不受大气本身成分干扰的几大决定特点,可用于会发性有机气体的快速实时准确定量分析。尤其是其革命性地采用微波诱导等离子体(MIP)产生试剂离子(reagent ion),其无电极放电的形式具有无电极污染与耗损,更换源不影响系统真空的特点。具体应用于氨基酸、维生素C、聚乙二醇及更复杂基体的样品直接分析。段教授并以药物分析为例具体分析了其特点。

 

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西藏海思科制药集团 叶飞博士

  来自西藏海思科制药集团叶飞博士带来了题为《高通量药物筛选简介及应用》的报告。

  高通量药物筛选(High-throughput screening, HTS)即应用分子细胞水平的药物活动评价方法(模型)。高通量药物筛选的规模至少为每日筛选数千个样品,一般而言,日筛选能力应在10000次以上;筛选样品量少,仅需微克级;该方法灵敏度高能够准确判断筛选样品的活性和选择性;且费用低。

  高通量药物筛选与创新药物研发

  药物筛选和发现是创新药研究的基础和关键。目前治疗药物的作用靶点约为500个,预测药物作用的靶标分子约有5000种,这些大量药物作用新靶标的发现推动高通量药物筛选的发展。同时高通量药物筛选所具备的微量、灵敏、快速、大规模、特异和稳定的优点,上述大量事实表明高通量药物筛选是创新药物研发的源泉,同时缺乏药物筛选能力是我国创新药物研究中最为突出的薄弱环节。模型建立、样品制备、自动化、数据处理是高通量筛选的四大要素。

  要素一:高通量筛选模型的建立

  高通量筛选模型的基本要求包括微量化、高灵敏度、操作简便、能反映药物作用。基本类型分为分子水平筛选模型和细胞水平筛选模型,前者靶点明确,药物作用机理明确,属于特异性检测;后者机理明确,检测指标特异性高,模型稳定。

  新药靶点类型包括受体、酶、离子通道、激素与各种因子,这些靶点均来源于基础科学对于一种疾病进行细致研究后的理解和发现;根据这些结果可以选择其中关键的生物效应环节进行干预。

  要素二:高通量药物筛选样品

  首先样品类型分为单一化合物和混合物,其中单一化合物来源于合成化合物和天然化合物;混合物来源于天然提取物和合成化合物。样品来源包括天然产物提取物、组合生物合成和代谢产物。由于样品量非常大因此需数据库的管理,瑞士Tecan公司具备REMP样品自动化存储系统产品。

  要素三:高通量药物筛选自动化

  高通量药物筛选系统包括自动操作(加样、稀释、混合、温孵、转移等);自动检测(时间、顺序、条件等);数据获得(原始数据、简单处理数据)以及结果的存储。

  其中微孔板(Mircoplate)的应用实现了将多个反应管以平行方式同时处理的概念,这些概念在一定程度上大大促进了自动化筛选系统和工作站的快速发展。微孔板包括96孔板、384孔板和1536孔板;颜色分为透明、不透明和底部检测三种类型;制作材料包括聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)和UV透明材料。聚苯乙烯(PS)特点疏水性、透明度高,可多用于筛选板;聚丙烯(PP)特点为化学稳定性高,适合化合物的存储;UV透明材料光吸收率低,适合UV检测。

  高通量药物筛选常用检测方法和检测系统包括比色法,荧光法(均相时间分辨荧光分析法、极化荧光分析法、荧光共振能量转移分析法、ALPHA Screen),发光计数法(化学发光、生物发光),放射性活性分析技术(SPA)以及离子共振技术和生物芯片等其他方法。

  最新的微孔板检测器具备高速、高灵敏度以及通用等特点。PerkinElmer公司具备的EnVisionTM检测器可以在36s内完成对一块1536孔板的荧光强度检测;该方法整合了光吸收、荧光强度、荧光偏振、时间分辨荧光、化学发光、激光灯多种检测手段。

  要素四:高通量药物筛选数据处理(质量控制)

  样品管理包括称量、配制、储液和工作液的存放和取用,以及样品信息的计算机化管理。

  随后,叶博士例举了GLP1R高通量筛选模型构建及激动剂的筛选分析实例。

 

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四川大学华西第二医院 刘珊玲教授

   来自四川大学华西第二医院的刘珊玲教授带来了题为《产前筛查对于出生缺陷干预的重要性》的报告。

   刘教授介绍到导致出生缺陷的因素主要有:遗传因素;环境因素;遗传、环境因素综合因素。当前,在中国出生缺陷发生率为5.6%,每年新增病例90万,出生时临床明显可见的病例25万。1988年1月14日,全国妇幼卫生监测办公室/中国出生缺陷监测中心在华西第二医院成立,拥有目前国内最先进的标本储备管理系统。全国出生缺陷医院监测网目前覆盖近800所医院。接下来刘教授重点介绍了出生缺陷患儿的三个预防措施:

   一级预防是指防止出生缺陷儿的发生,具体措施包括:健康教育、婚前医学检查、孕前保健、遗传咨询、计划生育、最佳生育年龄选择、增补叶酸、孕早期保健(包括合理营养、预防感染、谨慎用药、戒烟戒酒、避免接触放射线和有毒有害物质、避免接触高温环境)等。

  二级预防是指减少严重出生缺陷儿的出生。主要是在孕期通过早发现、早诊断和早采取措施,以减少严重出生缺陷儿的出生。广泛开展常规孕产期保健服务,包括产前检查和产前诊断等。产前筛查是指通过经济简便、安全性佳、风险性低、监测面广、可行性强、依从性好的无创伤的生化检测方法,查找出患有严重遗传病症的个体,并提前采取相应措施,从而最大限度地减少异常胎儿的出生。

  产前血清学筛查通过测定血清中的特定标记物,间接地判断胎儿患遗传缺陷疾病的风险度。目前能够筛查的疾病主要为21-三体综合征、18-三体综合征和神经管缺陷等。孕妇有以下情形之的应进行产前诊断:羊水过多或者过少;胎儿发育异常或者有可疑畸形的;孕早期接触过可能导致胎儿先天缺陷的物质的;有遗传病家族史或者曾经分娩过先天性严重缺陷婴儿的;出产妇年龄超过35周岁的(含35岁)。

  产前筛查过程中,医师进行遗传咨询,并在孕妇知情同意的基础上进行产前筛查,结合超生检查结果及进一步的产前诊断结果予以建议,是出生缺陷预防的重要环节。

   三级预防是指出生缺陷患儿出生后采取及时、有效的诊断、治疗和康复,以提高患儿的生活质量,防残促健。例如:新生儿先天性甲状腺功能减低症、苯丙酮尿症等。

   出生缺陷的预防和控制中,孕前识别、产前诊断及出生后治疗三环节缺一不可。产前筛查与诊断作为必不可少的一环,在整体提高人口素质方面起着举足轻重的作用。

 

  研讨会结束后,各位嘉宾参观了PerkinElmer成都客户体验中心,体验中心陈列了PerkinElmer各款分析仪器,产品专员为嘉宾进行了详细的讲解。

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与会嘉宾参观客户体验中心

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工程师在Optima 8000 ICP-OES前讲解

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培训教室

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成都分公司

 

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