BCEIA2023第四屆青年分析科學家論壇：推動分析化學前沿領域的新發展

 2023年9月6日-8日，第二十屆北京分析測試學術報告會暨展覽會（BCEIA 2023）在北京?中國國際展覽中心開幕。同期會議——青年分析科學家論壇是北京分析測試學術報告會暨展覽會（BCEIA）學術活動的同期特別推薦論壇。論壇自2017年起已經成功舉辦了三屆，為海內外青年分析化學學者提供深度交流的平臺，獲得了熱烈反響和廣泛好評。

本次會議的報告人將邀請近年來分析化學領域的杰出青年分析科學家，將圍繞在生命科學、材料分析、環境科學等學科領域中的最新方法、最新技術及最新應用進行展示和交流，旨在進一步推動分析化學前沿領域新技術、新概念、新應用的發展。

白玉 教授 北京大學

報告題目：《常壓離子化質譜及其生物分析應用》

白玉教授首先介紹了傳統質譜分析與敞開式離子化質譜分析的發展歷程及趨勢。通過引入科學問題及挑戰，提出解決方案及研究結果，詳細介紹了團隊研究成果；主要包括樣品前處理技術與實時直接分析質譜聯用構建生物醫藥類樣品中目標化合物的快速篩查新方法、實時直接分析質譜與多波長激光技術融合發展了新型的敞開式離子化質譜離子化新裝置、激光解吸附與等離子體離子化結合搭建了一套新型敞開式離子化質譜裝置等，并講述了這些新技術、新裝置在蛋白質超靈敏檢測、單細胞分析及臨床腫瘤疾病診斷等中的最新應用實例。

瑕瑜 教授 清華大學

報告題目：《基于異構體分辨質譜技術的脂質組分析方法及應用》

瑕瑜教授主要從其課題組的研究方法（質譜）和研究對象（脂質）兩個方面進行了引入。她表示分析化學是一門飛速發展、高度交叉，為探索和創造提供新工具的學科，其廣泛應用于食品分析、環境監測、藥物分析、毒品分析、材料分析、考古分析、礦產勘探、商品檢驗、臨床化驗、核酸檢測等眾多領域。日常生活中的抗原檢測“假陽性”、“低靈敏度”無不說明著分析技術的重要性。質譜主要的優勢是其可以進行混合物分析，并具有高靈敏度、高通量的優點。在一級電噴霧電離質譜法（ESI-MS）中，待測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，最終變為單分子后進入檢測m/z的質量分析器（圖1），待測分子基本上不發生裂解。在一級質譜的基礎上，串聯質譜（MS/MS）是混合物定性、定量的主要工具。對于指定的母離子，氣相裂解可以使之碎裂出帶有重要官能團信息的分子離子碎片。總之，面對脂質組分析中脂質結構復雜、異構體多、異構體分離難、缺乏標準品等諸多困難，瑕瑜課題組發展了一系列針對不同類型脂質分子的精細結構鑒定技術，為疾病尋找更多分型方法或相關標志物創造了更多可能，大大拓寬了脂質組分析的界限。未來，瑕瑜課題組將繼續延伸深度解析脂質組的方法至更多類型的脂質和體系中，并致力于發展脂質-蛋白質的光交聯技術，在區分異構體的同時探究脂質與蛋白質的相互作用。

于萍  研究員 中科院化學所

報告題目：《調控限域離子傳輸的化學測量》

于萍研究員首先從傳統電分析化學領域面臨的科學問題——“如何改變電分析化學中的決速步驟—離子傳輸”入手，詳細介紹了納米通道在電分析化學中的重要作用和基于測量回路限速的離子電流變化的分析方法。隨后針對現有基于測量限域離子流的分析化學領域中檢測原理單一、應用體系簡單的問題，重點介紹了聚電解質刷功能化微納米管離子傳輸方面的工作。于萍老師團隊通過表面引發原子轉移自由基聚合的方法，實現了玻璃微納米管內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象，提出了同時適用于微米和納米尺度整流的模型。并在上述研究的基礎上，他們進一步發現不同于Cl-，ClO4-受疏水作用的驅動，更易吸附于聚咪唑陽離子表面，在高鹽濃度時發生過吸附，從而使得聚咪唑陽離子的表觀電荷發生反轉，使得功能化微納米管的離子傳輸表現為濃度依賴的整流反轉。該研究為通過調控孔內壁表面化學進而構筑基于納米孔的離子器件和傳感器提供了理論和實驗基礎。針對非電化學活性分子的檢測，于萍老師重點介紹了調控離子傳輸的腦化學測量新策略，并且發展了高時空分辨的微米管傳感原理和方法，為非電化學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

報告題目：《三維電子行射技術簡介》

孫俊良教授介紹了正空間和倒易空間，并以一種COF結構的解析為例介紹了單晶衍射衍射技術和粉末衍射技術，孫俊良教授提到粉末衍射可以表征化合物骨架結構及孔道內的小分子。之后，孫教授講述了電子衍射的應用，利用電子衍射得到物質三維電勢圖，精修后得到物質結構。孫俊良教授在介紹了單個衍射結構分析技術后，以Bi-Fe-Ti體系相圖的研究為例介紹了SCXRD、PXRD、ED、HRTEM等技術的配合使用來解析物質結構，最后介紹了非公度材料的解析。

趙永席 教授 西安交通大學

報告題目：《單細胞核酸編碼擴增分析》

趙永席教授團隊構建了多級DNA分支組裝編碼的熒光納米梯，發展目標轉錄本自引發擴增編碼成像策略，攻克了外加引物造成的非特異擴增問題，突破了光譜通路限制，實現了單細胞內多種轉錄本的同時特異成像分析。該方法的核心設計是擁有核酶活性的環狀探針和靈活可編程的分支條碼。首先環狀核酶探針可特異切斷目標轉錄本，從而實現轉錄本的自引發擴增，消除了原位成像中非特異性擴增帶來的成像噪音。其次擴增產物上的DNA分支組裝編碼了多種虛擬信號，最終僅使用兩個檢測光譜通道實現了九種轉錄本的同時成像。通過對不同乳腺細胞系中多種轉錄本的同時成像分析，揭示了癌癥相關的靶標基因與癌癥進程間的潛在關聯。此外，該方法可以通過增加檢測通道數目和分支條碼上編碼區的重復次數，從而拓展實現超高多重的成像分析。

田瑞軍 教授  南方科技大學

報告題目：《高靈敏度空間蛋白質組學分析》

癌癥的致死性極強，但治療方案卻非常有限。急需確定有效的早期生物標志物和新的治療靶點。報告中，田瑞軍教授總結了癌癥功能和臨床蛋白質組分析的最新進展。關于功能蛋白質組學，我們強調翻譯后修飾介導的細胞內信號傳導，以及配體和質膜受體介導的細胞間信號傳導。在臨床蛋白質組學方面，我們重點介紹了用于診斷和治療靶點的大塊組織和血漿蛋白質組學，以及用于研究腫瘤異質性的空間蛋白質組學。

陳卓 教授 湖南大學

報告題目：《胃部極酸性環境精準診療》

陳卓教授介紹了納米生物化學分析方法，光譜分析化學等，基于功能材料的，對胃部疾病進行精確診療的方式，并重點介紹了磁場驅動的納/微機器人，因其具有的精準定位和無需化學燃料的特點而受到廣泛關注，而動態磁場驅動的微/納機器人能夠磁場驅動下實現大范圍、長時間的往復運動，使磁性機器人像掃地機器人一般在胃壁上來回移動，搜索幽門螺桿菌，滿足了藥物與細菌在不平坦的胃表面充分相互作用的要求。這種磁導航微型機器人不僅為幽門螺桿菌治療提供了新的平臺，也為其他胃部疾病的診療提供了新思路。

徐兆超 研究員 中科院大連化學物理研究所

報告題目：《超分辨熒光探針》

徐兆超教授認為超分辨成像是功能染料發展的新機遇，他指出了傳統染料存在的問題，這些問題導致了時空分辨率低，為了克服這些問題，并提升熒光的動態過程成像能力，徐兆超教授團隊開發了勻質閃爍染料，其能多次均質閃爍、連續成像，從而有效的提高時空分辨率。對于染料光漂白的問題，采用了在靶標內染料及時替換的策略，延長了成像的時長。最終實現了活細胞內溶酶體過程動態超分辨成像40分鐘的成像成果。并將該成果用于新冠、催化劑等實際應用。

萬祎 教授 北京大學

報告題目：《環境中代謝干擾物質的非靶向高通量鑒定研究》

萬祎教授介紹了其團隊在外源污染物的非靶向高通量鑒定、內源代謝分子網絡的可視化和代謝干擾物研究以及外源污染物和內源分子的代謝反應產物和毒性鑒定等方面的研究進展。萬祎教授提到，污染物或代謝物的非靶向篩查和后續的靶向分析均離不開高分辨質譜這一關鍵技術。得益于對高分辨質譜技術和對小技巧、小分子的重視和深入探索，他們實現了特定官能團污染物如環烷酸類、鹵代烷烴類物質的高通量鑒定、內源性代謝分子的代謝網絡可視化，以及酚類污染物干擾內源酚類代謝分子體內平衡的機理研究。