BCEIA2023 第四屆青年分析科學(xué)家論壇：推動(dòng)分析化學(xué)前沿領(lǐng)域的新發(fā)展
?2023年9月6日-8日，第二十屆北京分析測(cè)試學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)暨展覽會(huì)（BCEIA 2023）在北京?中國國際展覽中心開幕。同期會(huì)議——青年分析科學(xué)家論壇是北京分析測(cè)試學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)暨展覽會(huì)（BCEIA）學(xué)術(shù)活動(dòng)的同期特別推薦論壇。論壇自2017年起已經(jīng)成功舉辦了三屆，為海內(nèi)外青年分析化學(xué)學(xué)者提供深度交流的平臺(tái)，獲得了熱烈反響和廣泛好評(píng)。
本次會(huì)議的報(bào)告人將邀請(qǐng)近年來分析化學(xué)領(lǐng)域的杰出青年分析科學(xué)家，將圍繞在生命科學(xué)、材料分析、環(huán)境科學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域中的最新方法、最新技術(shù)及最新應(yīng)用進(jìn)行展示和交流，旨在進(jìn)一步推動(dòng)分析化學(xué)前沿領(lǐng)域新技術(shù)、新概念、新應(yīng)用的發(fā)展。
白玉 教授 北京大學(xué)
報(bào)告題目：《常壓離子化質(zhì)譜及其生物分析應(yīng)用》
白玉教授首先介紹了傳統(tǒng)質(zhì)譜分析與敞開式離子化質(zhì)譜分析的發(fā)展歷程及趨勢(shì)。通過引入科學(xué)問題及挑戰(zhàn)，提出解決方案及研究結(jié)果，詳細(xì)介紹了團(tuán)隊(duì)研究成果；主要包括樣品前處理技術(shù)與實(shí)時(shí)直接分析質(zhì)譜聯(lián)用構(gòu)建生物醫(yī)藥類樣品中目標(biāo)化合物的快速篩查新方法、實(shí)時(shí)直接分析質(zhì)譜與多波長激光技術(shù)融合發(fā)展了新型的敞開式離子化質(zhì)譜離子化新裝置、激光解吸附與等離子體離子化結(jié)合搭建了一套新型敞開式離子化質(zhì)譜裝置等，并講述了這些新技術(shù)、新裝置在蛋白質(zhì)超靈敏檢測(cè)、單細(xì)胞分析及臨床腫瘤疾病診斷等中的最新應(yīng)用實(shí)例。
瑕瑜 教授 清華大學(xué)
報(bào)告題目：《基于異構(gòu)體分辨質(zhì)譜技術(shù)的脂質(zhì)組分析方法及應(yīng)用》
瑕瑜教授主要從其課題組的研究方法（質(zhì)譜）和研究對(duì)象（脂質(zhì)）兩個(gè)方面進(jìn)行了引入。她表示分析化學(xué)是一門飛速發(fā)展、高度交叉，為探索和創(chuàng)造提供新工具的學(xué)科，其廣泛應(yīng)用于食品分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)、藥物分析、毒品分析、材料分析、考古分析、礦產(chǎn)勘探、商品檢驗(yàn)、臨床化驗(yàn)、核酸檢測(cè)等眾多領(lǐng)域。日常生活中的抗原檢測(cè)“假陽性”、“低靈敏度”無不說明著分析技術(shù)的重要性。質(zhì)譜主要的優(yōu)勢(shì)是其可以進(jìn)行混合物分析，并具有高靈敏度、高通量的優(yōu)點(diǎn)。在一級(jí)電噴霧電離質(zhì)譜法（ESI-MS）中，待測(cè)分子在溶劑分子的包圍下通過泰勒錐形成帶電小液滴并不斷分解，最終變?yōu)閱畏肿雍筮M(jìn)入檢測(cè)m/z的質(zhì)量分析器（圖1），待測(cè)分子基本上不發(fā)生裂解。在一級(jí)質(zhì)譜的基礎(chǔ)上，串聯(lián)質(zhì)譜（MS/MS）是混合物定性、定量的主要工具。對(duì)于指定的母離子，氣相裂解可以使之碎裂出帶有重要官能團(tuán)信息的分子離子碎片。總之，面對(duì)脂質(zhì)組分析中脂質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、異構(gòu)體多、異構(gòu)體分離難、缺乏標(biāo)準(zhǔn)品等諸多困難，瑕瑜課題組發(fā)展了一系列針對(duì)不同類型脂質(zhì)分子的精細(xì)結(jié)構(gòu)鑒定技術(shù)，為疾病尋找更多分型方法或相關(guān)標(biāo)志物創(chuàng)造了更多可能，大大拓寬了脂質(zhì)組分析的界限。未來，瑕瑜課題組將繼續(xù)延伸深度解析脂質(zhì)組的方法至更多類型的脂質(zhì)和體系中，并致力于發(fā)展脂質(zhì)-蛋白質(zhì)的光交聯(lián)技術(shù)，在區(qū)分異構(gòu)體的同時(shí)探究脂質(zhì)與蛋白質(zhì)的相互作用。
于萍? 研究員 中科院化學(xué)所
報(bào)告題目：《調(diào)控限域離子傳輸?shù)幕瘜W(xué)測(cè)量》
于萍研究員首先從傳統(tǒng)電分析化學(xué)領(lǐng)域面臨的科學(xué)問題——“如何改變電分析化學(xué)中的決速步驟—離子傳輸”入手，詳細(xì)介紹了納米通道在電分析化學(xué)中的重要作用和基于測(cè)量回路限速的離子電流變化的分析方法。隨后針對(duì)現(xiàn)有基于測(cè)量限域離子流的分析化學(xué)領(lǐng)域中檢測(cè)原理單一、應(yīng)用體系簡單的問題，重點(diǎn)介紹了聚電解質(zhì)刷功能化微納米管離子傳輸方面的工作。于萍老師團(tuán)隊(duì)通過表面引發(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的方法，實(shí)現(xiàn)了玻璃微納米管內(nèi)表面的聚咪唑陽離子刷的可控修飾，并在該微米管中，率先觀察到了整流現(xiàn)象，提出了同時(shí)適用于微米和納米尺度整流的模型。并在上述研究的基礎(chǔ)上，他們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)不同于Cl-，ClO4-受疏水作用的驅(qū)動(dòng)，更易吸附于聚咪唑陽離子表面，在高鹽濃度時(shí)發(fā)生過吸附，從而使得聚咪唑陽離子的表觀電荷發(fā)生反轉(zhuǎn)，使得功能化微納米管的離子傳輸表現(xiàn)為濃度依賴的整流反轉(zhuǎn)。該研究為通過調(diào)控孔內(nèi)壁表面化學(xué)進(jìn)而構(gòu)筑基于納米孔的離子器件和傳感器提供了理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。針對(duì)非電化學(xué)活性分子的檢測(cè)，于萍老師重點(diǎn)介紹了調(diào)控離子傳輸?shù)哪X化學(xué)測(cè)量新策略，并且發(fā)展了高時(shí)空分辨的微米管傳感原理和方法，為非電化學(xué)活性分子的活體分析提供了新的思路。
孫俊良 教授 北京大學(xué)
報(bào)告題目：《三維電子行射技術(shù)簡介》
孫俊良教授介紹了正空間和倒易空間，并以一種COF結(jié)構(gòu)的解析為例介紹了單晶衍射衍射技術(shù)和粉末衍射技術(shù)，孫俊良教授提到粉末衍射可以表征化合物骨架結(jié)構(gòu)及孔道內(nèi)的小分子。之后，孫教授講述了電子衍射的應(yīng)用，利用電子衍射得到物質(zhì)三維電勢(shì)圖，精修后得到物質(zhì)結(jié)構(gòu)。孫俊良教授在介紹了單個(gè)衍射結(jié)構(gòu)分析技術(shù)后，以Bi-Fe-Ti體系相圖的研究為例介紹了SCXRD、PXRD、ED、HRTEM等技術(shù)的配合使用來解析物質(zhì)結(jié)構(gòu)，最后介紹了非公度材料的解析。
趙永席 教授 西安交通大學(xué)
報(bào)告題目：《單細(xì)胞核酸編碼擴(kuò)增分析》
趙永席教授團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了多級(jí)DNA分支組裝編碼的熒光納米梯，發(fā)展目標(biāo)轉(zhuǎn)錄本自引發(fā)擴(kuò)增編碼成像策略，攻克了外加引物造成的非特異擴(kuò)增問題，突破了光譜通路限制，實(shí)現(xiàn)了單細(xì)胞內(nèi)多種轉(zhuǎn)錄本的同時(shí)特異成像分析。該方法的核心設(shè)計(jì)是擁有核酶活性的環(huán)狀探針和靈活可編程的分支條碼。首先環(huán)狀核酶探針可特異切斷目標(biāo)轉(zhuǎn)錄本，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄本的自引發(fā)擴(kuò)增，消除了原位成像中非特異性擴(kuò)增帶來的成像噪音。其次擴(kuò)增產(chǎn)物上的DNA分支組裝編碼了多種虛擬信號(hào)，最終僅使用兩個(gè)檢測(cè)光譜通道實(shí)現(xiàn)了九種轉(zhuǎn)錄本的同時(shí)成像。通過對(duì)不同乳腺細(xì)胞系中多種轉(zhuǎn)錄本的同時(shí)成像分析，揭示了癌癥相關(guān)的靶標(biāo)基因與癌癥進(jìn)程間的潛在關(guān)聯(lián)。此外，該方法可以通過增加檢測(cè)通道數(shù)目和分支條碼上編碼區(qū)的重復(fù)次數(shù)，從而拓展實(shí)現(xiàn)超高多重的成像分析。
田瑞軍 教授? 南方科技大學(xué)
報(bào)告題目：《高靈敏度空間蛋白質(zhì)組學(xué)分析》
癌癥的致死性極強(qiáng)，但治療方案卻非常有限。急需確定有效的早期生物標(biāo)志物和新的治療靶點(diǎn)。報(bào)告中，田瑞軍教授總結(jié)了癌癥功能和臨床蛋白質(zhì)組分析的最新進(jìn)展。關(guān)于功能蛋白質(zhì)組學(xué)，我們強(qiáng)調(diào)翻譯后修飾介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)，以及配體和質(zhì)膜受體介導(dǎo)的細(xì)胞間信號(hào)傳導(dǎo)。在臨床蛋白質(zhì)組學(xué)方面，我們重點(diǎn)介紹了用于診斷和治療靶點(diǎn)的大塊組織和血漿蛋白質(zhì)組學(xué)，以及用于研究腫瘤異質(zhì)性的空間蛋白質(zhì)組學(xué)。
陳卓 教授 湖南大學(xué)
報(bào)告題目：《胃部極酸性環(huán)境精準(zhǔn)診療》
陳卓教授介紹了納米生物化學(xué)分析方法，光譜分析化學(xué)等，基于功能材料的，對(duì)胃部疾病進(jìn)行精確診療的方式，并重點(diǎn)介紹了磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的納/微機(jī)器人，因其具有的精準(zhǔn)定位和無需化學(xué)燃料的特點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注，而動(dòng)態(tài)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的微/納機(jī)器人能夠磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)大范圍、長時(shí)間的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使磁性機(jī)器人像掃地機(jī)器人一般在胃壁上來回移動(dòng)，搜索幽門螺桿菌，滿足了藥物與細(xì)菌在不平坦的胃表面充分相互作用的要求。這種磁導(dǎo)航微型機(jī)器人不僅為幽門螺桿菌治療提供了新的平臺(tái)，也為其他胃部疾病的診療提供了新思路。
徐兆超 研究員 中科院大連化學(xué)物理研究所
報(bào)告題目：《超分辨熒光探針》
徐兆超教授認(rèn)為超分辨成像是功能染料發(fā)展的新機(jī)遇，他指出了傳統(tǒng)染料存在的問題，這些問題導(dǎo)致了時(shí)空分辨率低，為了克服這些問題，并提升熒光的動(dòng)態(tài)過程成像能力，徐兆超教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)了勻質(zhì)閃爍染料，其能多次均質(zhì)閃爍、連續(xù)成像，從而有效的提高時(shí)空分辨率。對(duì)于染料光漂白的問題，采用了在靶標(biāo)內(nèi)染料及時(shí)替換的策略，延長了成像的時(shí)長。最終實(shí)現(xiàn)了活細(xì)胞內(nèi)溶酶體過程動(dòng)態(tài)超分辨成像40分鐘的成像成果。并將該成果用于新冠、催化劑等實(shí)際應(yīng)用。
萬祎 教授 北京大學(xué)
報(bào)告題目：《環(huán)境中代謝干擾物質(zhì)的非靶向高通量鑒定研究》
萬祎教授介紹了其團(tuán)隊(duì)在外源污染物的非靶向高通量鑒定、內(nèi)源代謝分子網(wǎng)絡(luò)的可視化和代謝干擾物研究以及外源污染物和內(nèi)源分子的代謝反應(yīng)產(chǎn)物和毒性鑒定等方面的研究進(jìn)展。萬祎教授提到，污染物或代謝物的非靶向篩查和后續(xù)的靶向分析均離不開高分辨質(zhì)譜這一關(guān)鍵技術(shù)。得益于對(duì)高分辨質(zhì)譜技術(shù)和對(duì)小技巧、小分子的重視和深入探索，他們實(shí)現(xiàn)了特定官能團(tuán)污染物如環(huán)烷酸類、鹵代烷烴類物質(zhì)的高通量鑒定、內(nèi)源性代謝分子的代謝網(wǎng)絡(luò)可視化，以及酚類污染物干擾內(nèi)源酚類代謝分子體內(nèi)平衡的機(jī)理研究。
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