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一个关于化学探针的故事
热度 1 wfangimm 2019-10-26 16:10
昨天,我收到 Nature Materials 的通知,一名荷兰合作者题为 “Taxanes convert regions of perturbed microtubule growth into rescue sites” 的论文刚刚被接受。该文是一篇基础生物学文章。作为一名化学工作者,我的贡献是提供了供该研究使用的小分子探针,而且不谦虚地说探针(结构如下图中的 3a )在其中还起了不小的作用(从用这个探针做了哪些工作可以看出,有兴趣的可以自己去看)。 说起探针合成,当初是因为发现了高亲和力紫杉烷,对耐药肿瘤细胞有明显强于紫杉醇的作用( Chem Biol 2008 ),而我在西班牙的合作者 Dr. Diaz 与化学家不久前合作制备了荧光探针 Flutax-1 (结构为下图中的 2a , Angew Chem 2005 ),就想这种分子是否能进一步在生物学研究中发挥作用。 我询问合作的 Dr. Diaz 是否对此有需求,他说有,于是我就合成了如下图 3a, 3b 和 4 三个基于高亲和力的紫杉醇类似物的荧光探针( Bioorg Med Chem Lett 2009 )。不过遗憾的是, Dr. Diaz 此后一直未使用该探针,或者试过但不好用,总之这些探针是被 “ 深锁宫中 ” 。 有意思的是, 2017 年 Angew Chem 又出现了美国学者的一篇基于紫杉醇的荧光探针文章。文中声称,针对已有商业化探针 Flutax-2 和其他基于紫杉醇的荧光探针的缺点,主要是脂溶性和紫杉醇差别较大、不能准确反映紫杉醇的性质,以及原有的荧光探针不适用于细胞成像,合成了如下 1-3 的荧光探针,比较了它们与微管的结合、细胞水平的作用,优选探针 1 用于生物学研究,特别是细胞成像。 这篇论文引发我的困惑:该文工作深度与我们的 Bioorg Med Chem Lett 2009 论文深度相差不大,内容比我们较为全面,就能发在 Angew Chem 这种杂志上?从化学的角度我未能看出其重要价值,于是询问生物学合作者,他说他也不明白。如果说按论文所述,这个系列的探针具有其他荧光探针都不具备的成像优势,而且这是其重要价值的话,那么我参与的即将发表的 Nature Materials 文章否定了这个说法。当然可以说 2017 年时作者的声称还是对的。另外要指出,我们在 Bioorg Med Chem Lett 2009 已给出了成像的照片,只是文中没有就成像问题单独予以探讨。 虽说我在很多场合批评过单纯以文章 IF 来评价业绩的做法,但在这篇博文里还是流露出对 IF 的“特殊感情”。没办法,咱也是俗人一个,还做不到云淡风轻。或者说,对文章的 IF 我可以云淡风 轻 ,但由此的评价差别却让我心有不甘。 作为该论文一个“三不沾”的作者(就是非第一、通讯作者,非第一完成单位的意思),我的心情有点复杂:一方面为合作者在这个高 IF的Nature 子刊上发文,而作为合作者我也能分享这项工作的荣誉感到高兴;另一方面,“三不沾”署名位置注定让我在现行的评价体系里不可能沾什么光(如果想沾的话)。至于参与人数较多的大课题中怎么评价第一、通讯之外作者的贡献,是一个大话题,也和本文不够切题,就不谈了。 好了,一个关于化学探针的故事讲完了。也许不同的人能从中读到不同的东西吧!
个人分类: 药学研究|10670 次阅读|1 个评论
"人工舌头助假酒识别"--研究识别威士忌、葡萄酒、白酒、药物安全
hanjinsong 2017-7-4 07:33
“人工舌头”用于识别威士忌、葡萄酒、白酒真假及药物安全 人工舌头检测威士忌真假 (ScienceNet.cn 科学网新闻部分转载 ) 好酒?假酒?“化学舌头”告诉你! ( 亚科化学部分转载 ) “化学舌头”巧辨威士忌 ( X-MOL部分转载 ) ( Science AAAS原文: http://www.sciencemag.org/news/2017/06/how-tell-whether-whiskey-fake ) 近日,来自德国的研究团队提出了一个更加简便的鉴别酒类真假 ( 威士忌 ) 的方法:使用荧光材料(高分子材料或 荧光蛋白 )构建的人工舌头(人工鼻子)比较不同的酒类。该 结果发表在日前的Cell期刊《 化学 》杂志中。文章一经发表,引起广泛关注,有超过数百家新闻媒体的采访和报导(详细见最后列表)。 我们的舌头对于不同的味道具有不同的受体,如酸、甜、苦、辣、咸味等。当你吃东西时,食物中的分子与不同的受体相互作用,以形成一个整体味道。假如每个受体有4个不同程度的感觉, 那么我们理论上可以识别4 5 X10 = 10240种不同的味道。我们的鼻子也是通过类似的理论(不同受体)运作,因此2004年,瑞典卡罗林斯卡医学院决定,把诺贝尔生理学或医学奖授予两名美国科学家以表彰他们在气味受体和嗅觉系统组织方式研究中作出的贡献。 Bunz研究团队基于人或动物的舌头作用道理,用不同荧光物质模拟舌头的受体,制造出传感器阵列,尽管看起来不像一个舌头,但它们的工作方式相同,其是一系列充满不同颜色溶液的管子。所有这些都是荧 光的。当加入一滴威士忌时,威士忌中的化学物质与溶液相互作用,使其发出不同颜色和强度的荧光。由于荧光的检测灵敏度极高, 因此“人造舌头 ”的识别准确率将大大高于人类的舌头。 当威士忌开始在全球流行起来的时候,骗子也随之而来了。因为他们的伪劣假冒品很便宜,比如混合威士忌冒充纯麦苏格兰威士忌。但除了酿酒大师,很多人难以甄别。虽然,化学家们设计了各种方法甄别伪造威士忌。但这些方法需要对这种酒的复杂化学成分有深入了解才行,要知道普通的酒鬼才不愿意去了解这些。 据悉,这种新型材料包括合成的及生物表达的,会根据酒酿的分子构成发出不同的颜色。通过对33种不同的威士忌进行逐个测试,该团队已经能够将荧光信号按照酒的原产地、混合状态(纯麦或混合型)、酒龄、口味(重或清淡)来分类。 科学家还用这个荧光染料对白酒、果汁、毒品和蛋白质进行区分,他们表示这种鉴别工具将来或能应用于清除食品、饮料、药品和香水中的假货和杂质。 原文:     http://www.cell.com/chem/abstract/S2451-9294(17)30174-2     DOI:     http://dx.doi.org/10.1016/j.chempr.2017.04.008     Uwe Bunz教授主页:     http://www.uni-heidelberg.de/fakultaeten/chemgeo/oci/akbunz/   酒,尤其是高档酒,离我们的生活越来越近了,很多人都有睡前饮上一杯的小习惯。然而,说到品酒,或者鉴别酒,似乎又变得遥不可及了 。 专业的品酒师,往往要经过几年,甚至十几年的培养,通过捕捉鼻腔和唇齿间那极细微的差别,鉴别酒的好坏与真假,只是,再好的品酒师,感觉也会有出差错的时候。但是,数据是不会骗人的! 有这样一群人,由德国海德堡大学的Uwe H. F. Bunz教授带领,他们对于用化学方法品酒情有独钟,认为这是件有趣的事情。他们发现了“化学舌头”,可以用来分辨各种白葡萄酒,更是挑战了难度更大的威士忌。 “化学舌头”品白葡萄酒 去年,Uwe H. F. Bunz教授课题组在《Angew. Chem. Int. Ed.》上发表了他们的研究成果——可以轻松分辨各种白葡萄酒的“化学舌头”。 葡萄酒,不仅仅是餐桌上的佳酿,更是现代人生活品味的象征。而品酒师们要凭借自己灵敏的舌头,为客人分辨劣酒与佳酿。然而,葡萄酒造假是高端红酒市场所面临的一个严重问题。史上最为著名的红酒诈骗事件莫过于Jefferson藏酒造假事件。1988年,美国亿万富翁Bill Koch购买了4瓶原美国总统Thomas Jefferson所拥有的1784年Lafite葡萄酒。2005年,这4瓶葡萄酒被送至波士顿博物馆时却被发现为假酒,酒瓶上杰斐逊总统名字的首字母被证实是使用现代电动工具雕刻形成。可见,如何方便的鉴别不同种类,特别是味道相似的葡萄酒依旧是个不小的挑战。 这里所说的“化学舌头”,其实就是两种电荷性不同的离子型聚对苯撑乙炔(PPE)及它们的复合物。 这里所说的“化学舌头”,是由两种电荷性不同的离子型聚对苯撑乙炔(PPE)及它们的复合物组成的荧光传感器阵列。 酒中的羧酸化合物可与PPE的阴阳离子复合物相互作用,改变其荧光特性,导致荧光增强或荧光淬灭。而不同的酸具有不同的结合常数,从而可以依据荧光强度的变化辨别不同类型的酸。通过PPE的荧光信号变化辨别葡萄酒中酸的种类与含量,从而实现了对不同类型葡萄酒的辨别。 通过在不同pH值下的设计结合,这条“化学舌头”的灵敏性一点也不逊色于专业品酒师。在对52种不同白葡萄酒进行鉴别的过程中,准确率达98%。 不过,由于红葡萄酒中存在的色素会使得荧光淬灭较为严重,这种传感器很难在红葡萄酒的鉴别中发挥作用。在未来的研究中,如何实现对红酒的辨别将会是一个新的挑战。 “化学舌头”挑战威士忌 威士忌就像中国的白酒一样,不同产地、发酵工艺、储藏条件、年份等因素会孕育出不同风味的威士忌。但不同威士忌之间化学成分又极为相似,通过一般的分析手段很难辨别。 最近,UweBunz教授课题组和荷兰格罗宁根大学Andreas Herrmann教授课题组的科学家们合作发明了一种“化学舌头”,它能根据原产国、品牌、调配方式、酿造时间和味道区分出33种不同威士忌,还可以鉴别真假。相关研究发表在Cell Press旗下化学综合类期刊《Chem》上。 他们设计了两类荧光探针,一种是化学合成的离子型聚合物荧光探针聚对亚芳基亚乙烯(Poly(p-aryleneethynylene)s,PAEs),另一种是基于绿色荧光蛋白(Green fluorescent protein,GFP)的探针。 不同分子式的酒酿分子和荧光试剂结合后,会强行改变荧光试剂的化学结构,而使新的化学物质因结构不同而产生不同的颜色。研究者从二十多种修饰过的离子聚合物中筛选出三种响应最佳的高分子荧光探针,于是每种威士忌有三个荧光变化的特征值。 最后读出的荧光信号与威士忌的酒龄、麦芽状态(单一或混合)、原产地、口味有关。这相当于是给不同原产国家、品牌、聚合状态、年份和口感的分子们,贴上不同颜色的“标签”一样。综合这两种荧光探针的结果可以使准确率提高到近乎100%。 理论上,该方法同样适用于饮料,以及生物样本,红酒、白酒、啤酒、果汁、药物……只要是复杂混合物都可以用它鉴别真伪。以往,化学家也设计了许多种鉴别酒的方法,但是较为复杂,使用的人还需要有较为深入的背景知识。而荧光检测方法十分简单,是一项很有应用前景的发明。 以后可能还会搞成试纸条也说不定,想测的时候随时随地可测:只需要把荧光染料呈现出的颜色和标准色谱作对比,就可以推断出酒酿分子的品种,甚至判断真假。改工作被来自马萨诸塞大学UMass的Vincent M. Rotello教授 以Preview Article形式报导: P. Keshri and V. M. Rotello. Array-Based Sensing of Whisky: A Whiff of the Spirit World. Chem (Cell Press). 2017, 2, 755-756. (https://doi.org/10.1016/j.chempr.2017.05.005) 总之,有了“化学舌头”,我们都是品酒师,而且妈妈再也不用担心我们喝了假酒啦! Künstliche Zunge erkennt Alter von Whisky - science.ORF.at ORF.at, 13 Jun 2017 Ein deutscher Chemiker hat ein Gerät entwickelt, das den Jahrgang von Whiskysorten bestimmen kann: Die Methode ist erstaunlich… Chemists develop 'synthetic tongue' to test whisky Digital Journal, 12 Jun 2017 Print By 1 min ago in Science Aside from the connoisseur, companies that manufacture whisky rely upon traditional chemical… New analytical method has a taste for catching counterfeit whiskeys Chemical Engineering News, 12 Jun 2017 ‘Artificial tongue’ can distinguish between high-value brands and cheap imitations of the malted beverage Whether you pay $50… Synthetic tongue can detect fake whiskies: study Global Times (China), 11 Jun 2017 Source:Xinhua Published: 2017/6/9 8:43:59 Scientists have developed an artificial tongue that can tell if you are drinking… This Synthetic 'Tongue' Is an Insufferable Whiskey Snob Gizmodo UK, 10 Jun 2017 Whiskey tastes like warm poison. To be fair, if you add an ice cube to the mix, it tastes like chilly poison. 研究识别威士忌真假 Sciencenet (CHN), 10 Jun 2017 近日来自德国的研究团队提出了一个更加简便的鉴别威士忌真假的方法:使用荧光染料比较不同的饮料。 当威士忌开始在全球流行起来的时候,骗子也随之而来了。因为他们的伪劣假冒品很便宜,比如混合威士忌冒充纯麦苏格兰威士忌。但除了酿酒大师,很多人难以甄别。虽然,化学家们设… New ‘synthetic tongue’ can best whisky sommeliers at guessing your Scotch Rocket News, 09 Jun 2017 synthetic tongue whisky 21187859 l More Jakub Gojda/123RF Once robots steal all of our jobs, we’ll be able to sit around and… New ‘synthetic tongue’ can best whisky sommeliers at guessing your Scotch Yahoo!, 09 Jun 2017 Jakub Gojda/123RF Once robots steal all of our jobs, we’ll be able to sit around and become experts on things like fine whiskies… This Synthetic 'Tongue' Is an Insufferable Whiskey Snob Gizmodo India, 09 Jun 2017 Continue reading Photo: Getty Whiskey tastes like warm poison. To be fair, if you add an ice cube to the mix, it tastes like… This Synthetic 'Tongue' Is an Insufferable Whiskey Snob Gizmodo, 09 Jun 2017 Whiskey tastes like warm poison. To be fair, if you add an ice cube to the mix, it tastes like chilly poison. Выявление поддельного виски доверили искусственному интеллектуVesti.ru, 09 Jun 2017 После того, как робот выполнит за вас вашу работу, он точно так же сможет прокатиться в метро, а может, и выпить виски после труд… This Synthetic 'Tongue' Is An Insufferable Whiskey SnobGizmodo Australia, 09 Jun 2017 Whiskey tastes like warm poison. To be fair, if you add an ice cube to the mix, it tastes like chilly poison. 人工“舌头”区分威士忌 可能还有助于药物安全 sina.com.cn, 09 Jun 2017 据外媒报道,周四发表在在国际知名杂志《化学》(Chem)上的一项新研究显示,科学家已成功研发出一种人工“舌头”,可以被用来区分不同味道的威士忌,这种方法未来可能对药物安全有所帮助。科学家们试图开发出一种在化学水平上区分威士忌的方法。 因此,他们创造出… Synthetic tongue can detect fake whisky_Science Asia Pacific Daily, 09 Jun 2017 APD NEWS | Fri,2017-06-09 Scientists have developed an artificial tongue that can tell if you are drinking fake whiskies, a… Una lingua artificiale per degustare il whisky - GalileoGalileonet, 09 Jun 2017 Composta da una serie di sensori, questa lingua sintetica sarebbe in grado di stabilire quanto sono simili due diversi whisky… Researchers Use a Synthetic ‘Tongue’ to Sort Out WhiskiesHealth Medicinet, 09 Jun 2017 Biology Researchers Use a Synthetic ‘Tongue’… Published: June 8, 2017. Released by Cell Press Whiskies may differ in taste and… Scientists create a 'tongue' that taste tests whiskyTMCnet.com, 09 Jun 2017 Be afraid bartenders. Be very afraid. 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