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病毒学是微生物学领域,涉及病毒及其引起的疾病的研究。在全球的病毒研究实验室中,科研工作者们借助各种工具对病毒本身的结构、组成进行研究,并且深入研究病毒寄生的原理,寻求防控或治疗病毒引起的相关疾病的方法。

病毒研究的必需设备和实验室资质常见的病毒作用机制和对应疾病的药物研究

病毒研究的必需设备和实验室资质

2020年2月15日,科技部社会发展科技司司长吴远彬在今天(15日)的国务院联防联控新闻发布会上介绍,为加强规范管理和服务,高效有序推进全国应急科技攻关,科技部出台了《关于加强新冠病毒高等级病毒微生物实验室生物安全管理的指导意见》。这也说明并非所有的生命科学实验室可以开展病毒研究。而是需要具备一定资质的实验室才能开展。目前,开展“新型冠状肺炎病毒”研究的实验室均有生物安全三级及以上的实验室。

生物安全防护实验室根据微生物及其毒素的危害程度不同而分级。从事致病性微生物实验的单位,作为各类传染病菌(毒)研究操作的基本单元,实验室必须有防止致病性微生物扩散的制度和人体防护措施;不同危害等级的微生物,必须在不同的物理性防护条件下操作,一方面防止实验人员和其他物品受污染,同时也防止其释放到环境中。

赛默飞是全球科学服务供应商,生产并提供一系列生物安全等级实验室所需的设备。一般情况下,开展病毒研究的生物安全实验室都会具备以下基本装置和设备:

Thermo Scientific Barnstead GenPure 实验室超纯水机

  • 提供稳定18.2 MΩ-cm超纯水
  • 具备进水水质监控及紫外灯能量监控,确保数据准确
  • 可远端取水及全系统管道消毒
  • 符合GLP 规范,数据可打印

Thermo Fisher F1-ClipTip移液器

  • 高精度微量移液Thermo Fisher QSP移液吸头
  • 高精度微量移液

Thermo Fisher LabServ组织研磨仪

  • 3D高速震荡
  • 0-37°温度可调
  • 集成离心功能
  • 单次处理24个样本

生物安全柜——完美设计、卓越性能

  • 独有节能无碳刷直流双风机,确保气流稳定平衡,增强安全性
  • 专利的前窗清洗位置设计,安全便捷
  • 专利的“低速节能模式”,提供24小时不间断保护
  • 10°倾角的双层贴膜防爆前窗,安全舒适
  • 新型的风压测速仪和数字气流验证系统,及时掌控生物安全柜状态
  • 易操作控制面板, 状态显示清晰易识别
  • 符合人体工效学专利设计的搁手架
  • 腔体内壁可选择

液氮储运罐

  • Arctic Express Dual 双功能罐
  • 作为干式运输容器长途低温运输样品,可静态保存3周
  • 作为储存容器进行样品低温储存,静态储存时间长达125天
  • 另可提供经IATA认证的航空运输方案

超低温冰箱

  • 优异的温控性能,提供样品最安全的保存条件
  • 齐视线高度的中央信息处理中心,进行温度设置和报警监控
  • 符合人体工程学设计的门把手,实现方便的单手操作

CO2细胞培养箱

  • 便捷的菜单提示
  • 直热式箱体可以快速调节箱体温度
  • 通过腔内HEPA空气过滤进行保护
  • 高温灭菌可以实现有效的污染去除
  • 可配合独特的蜂巢培养系统更好保护样品
  • 多种CO2培养箱满足不同实验需求

Gibco™ 细胞培养基,添加剂以及消化酶

  • 细胞培养领域的行业领导者与金标准
  • Gibco细胞培养系列产品种类丰富,安全可靠,满足不同的科研和生产需求,为您提供无与伦比的可重复性和专业性能
  • Gibco提供DMEM、RPMI 1640、MEM、DMEM/F-12等多种细胞培养基,专业性能保证, 满足不同的科研和生产需求

Gibco™ 胎牛血清

  • Gibco血清自1962年来对高品质的追求始终如一,在原料采集、原始加工、无菌过滤等每一个步骤,都坚持一以贯之的高标准,以无与伦比的创新、可靠性和可追溯性为科研生产提供坚实的质量保障
  • 全球科学杂志中最常引用的血清,占所有FBS引用率的45%
  • 最受信赖的血清品牌,15个顶级药厂中14个使用

Thermo Scientific细胞培养耗材产品

  • 赛默飞世尔科技有限公司旗下Thermo Scientific™ 品牌,可以提供基础科研各类耗材,产品品种规格齐全,无论您是想要进行细胞的培养,高通量筛选或者是蛋白表达实验,又或者是简单的离心吸液等研究步骤,赛默飞旨在为您提供最优质易用的耗材。
  • Thermo Scientific™ 品牌耗材,工艺质量源自欧洲,配合赛默飞旗下Gibco、Invitrogen等著名品牌的试剂联合使用,能够为病毒研究提供整套的解决流程和技术支持,从而大大提高科研人员的效率。

Thermo Scientific涡旋振荡器: 混匀搅拌

  • 设计紧凑,大屏幕显示
  • 点振模式或连续振荡可选
  • 速度范围:200-3000 rpm
  • 多种振荡模块可选,10mm-26mm试管均可振荡

Thermo Fisher LabServ恒温水浴

  • PID 温度控制 ,控温精度高
  • LED 数字显示,界面简洁
  • 薄膜面板,按键操作简单
  • 工作噪音低,环境友好
  • 具备温度校准、报警、干烧保护等功能,使用安全可靠

酶标仪

  • 检测波长范围从340到850nm
  • 快速读取96和384孔板
  • 振荡和孵育功能,孵育温度最高可达50°C,适用于对温度有严格要求的检测
  • 简单易用的大屏幕彩色液晶显示和多种语言版本
  • 自带的 Thermo Scientific™ SkanIt™ 软件有卓越的可用性和逻辑性
  • USB 接口使数据传输更加简单

台式冷冻离心机

  • 较小的实验台面上,实现最大化的样本离心容量
  • 直观的控制系统,简化了操作,减少编程错误
  • 丰富的转头选择及配套适配器,满足各种不同的离心应用需要
  • 设计紧凑,节省实验室空间
  • 基本设备
  • 样本储存
  • 培养相关
  • 样品处理
  • 纯水机

  • 移液器与耗材

  • 常用实验室器皿
  • 研磨仪

  • 生物安全柜

  • 洁净工作台
  • 液氮罐

  • 超低温冰箱

  • 培养箱

  • Gibco™ 细胞培养基,添加剂以及消化酶

  • Gibco™ 胎牛血清

  • Thermo Scientific 细胞培养塑料耗材

  • 涡旋混合器

  • 凝胶电泳仪
  • 水浴锅

  • 酶标仪

  • 离心机

  • 实时荧光定量PCR
  • 带摄影附件的荧光显微镜
  • 基本设备
  • 样本储蓄
  • 培养相关
  • 样品处理
  • 纯水机

  • 移液器与耗材

  • 常用实验室器皿
  • 研磨仪

  • 生物安全柜

  • 洁净工作台

Thermo Scientific Barnstead GenPure 实验室超纯水机

  • 提供稳定18.2 MΩ-cm超纯水
  • 具备进水水质监控及紫外灯能量监控,确保数据准确
  • 可远端取水及全系统管道消毒
  • 符合GLP 规范,数据可打印

Thermo Fisher F1-ClipTip移液器

  • 高精度微量移液Thermo Fisher QSP移液吸头
  • 高精度微量移液

Thermo Fisher LabServ组织研磨仪

  • 3D高速震荡
  • 0-37°温度可调
  • 集成离心功能
  • 单次处理24个样本

生物安全柜——完美设计、卓越性能

  • 独有节能无碳刷直流双风机,确保气流稳定平衡,增强安全性
  • 专利的前窗清洗位置设计,安全便捷
  • 专利的“低速节能模式”,提供24小时不间断保护
  • 10°倾角的双层贴膜防爆前窗,安全舒适
  • 新型的风压测速仪和数字气流验证系统,及时掌控生物安全柜状态
  • 易操作控制面板, 状态显示清晰易识别
  • 符合人体工效学专利设计的搁手架
  • 腔体内壁可选择
  • 液氮罐

  • 超低温冰箱

液氮储运罐

  • Arctic Express Dual 双功能罐
  • 作为干式运输容器长途低温运输样品,可静态保存3周
  • 作为储存容器进行样品低温储存,静态储存时间长达125天
  • 另可提供经IATA认证的航空运输方案

超低温冰箱

  • 优异的温控性能,提供样品最安全的保存条件
  • 齐视线高度的中央信息处理中心,进行温度设置和报警监控
  • 符合人体工程学设计的门把手,实现方便的单手操作
  • 培养箱

  • Gibco™ 细胞培养基,添加剂以及消化酶

  • Gibco™ 胎牛血清

  • Thermo Scientific 细胞培养塑料耗材

CO2细胞培养箱

  • 便捷的菜单提示
  • 直热式箱体可以快速调节箱体温度
  • 通过腔内HEPA空气过滤进行保护
  • 高温灭菌可以实现有效的污染去除
  • 可配合独特的蜂巢培养系统更好保护样品
  • 多种CO2培养箱满足不同实验需求

Gibco™ 细胞培养基,添加剂以及消化酶

  • 细胞培养领域的行业领导者与金标准
  • Gibco细胞培养系列产品种类丰富,安全可靠,满足不同的科研和生产需求,为您提供无与伦比的可重复性和专业性能
  • Gibco提供DMEM、RPMI 1640、MEM、DMEM/F-12等多种细胞培养基,专业性能保证, 满足不同的科研和生产需求

Gibco™ 胎牛血清

  • Gibco血清自1962年来对高品质的追求始终如一,在原料采集、原始加工、无菌过滤等每一个步骤,都坚持一以贯之的高标准,以无与伦比的创新、可靠性和可追溯性为科研生产提供坚实的质量保障
  • 全球科学杂志中最常引用的血清,占所有FBS引用率的45%
  • 最受信赖的血清品牌,15个顶级药厂中14个使用

Thermo Scientific细胞培养耗材产品

  • 赛默飞世尔科技有限公司旗下Thermo Scientific™ 品牌,可以提供基础科研各类耗材,产品品种规格齐全,无论您是想要进行细胞的培养,高通量筛选或者是蛋白表达实验,又或者是简单的离心吸液等研究步骤,赛默飞旨在为您提供最优质易用的耗材。
  • Thermo Scientific™ 品牌耗材,工艺质量源自欧洲,配合赛默飞旗下Gibco、Invitrogen等著名品牌的试剂联合使用,能够为病毒研究提供整套的解决流程和技术支持,从而大大提高科研人员的效率。
  • 涡旋混合器

  • 凝胶电泳仪
  • 水浴锅

  • 酶标仪

  • 离心机

  • 实时荧光定量PCR
  • 带摄影附件的荧光显微镜

Thermo Scientific涡旋振荡器: 混匀搅拌

  • 设计紧凑,大屏幕显示
  • 点振模式或连续振荡可选
  • 速度范围:200-3000 rpm
  • 多种振荡模块可选,10mm-26mm试管均可振荡

Thermo Fisher LabServ恒温水浴

  • PID 温度控制 ,控温精度高
  • LED 数字显示,界面简洁
  • 薄膜面板,按键操作简单
  • 工作噪音低,环境友好
  • 具备温度校准、报警、干烧保护等功能,使用安全可靠

酶标仪

  • 检测波长范围从340到850nm
  • 快速读取96和384孔板
  • 振荡和孵育功能,孵育温度最高可达50°C,适用于对温度有严格要求的检测
  • 简单易用的大屏幕彩色液晶显示和多种语言版本
  • 自带的 Thermo Scientific™ SkanIt™ 软件有卓越的可用性和逻辑性
  • USB 接口使数据传输更加简单

台式冷冻离心机

  • 较小的实验台面上,实现最大化的样本离心容量
  • 直观的控制系统,简化了操作,减少编程错误
  • 丰富的转头选择及配套适配器,满足各种不同的离心应用需要
  • 设计紧凑,节省实验室空间

自新冠肺炎疫情发生以来,科技部动员全国优势科研力量,围绕新冠肺炎的诊疗方案、有效药物筛选、病毒溯源和中西医结合等领域即时组织开展应急防控技术科研攻关,也取得了阶段性成果。此次研究,各部门都高效配合,研究速度都在提升。然而,科研没有捷径,无论是“新型冠状病毒”,还是其他类型的病毒,它的形态、寄生机制和防控方法都是科研工作者关心的。

病毒的分子机制研究

世界卫生组织总干事谭德塞不止一次高度 评价中国此次抗击疫情的努力,其中很重要的 原因之一就是中国以前所未有的速度分离出病 毒,进行基因测序并立即同世卫组织分享。病 毒毒株的分离,是对病毒开展系列研究的重要前提。

有了毒株,才能促进快速检测试剂盒的开发,才能开展一系列实验去探寻病毒基因组复 制、基因表达及其调控机制,提示病毒感染、 致病的分子本质,为病毒基因工程疫苗和抗病 毒药物的研制以及病毒病的诊断,预防和治疗 提供理论基础和依据。

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可以看到,针对病毒分子机制的研究涉及到分子生物学,细胞生物学,蛋白生物学等各个学科 的研究领域,且相互交叉。赛默飞针对病毒鉴定、病毒与细胞之间的免疫反应检测、细胞凋亡检测 和细胞信号传导部分都有相关的解决方案供选择。

  • 病毒鉴定
  • DNA技术
  • 免疫反应检测试验
  • 细胞功能检测
  • 细胞信号蛋白分析

    获取病毒全基因组序列

  • Ion S5 高通量测序平台

    Sanger 金标准测序,序列确认

  • 3500/SeqStudio 基因测序平台

    检测特异性序列,确定病毒拷贝数

  • 荧光 PCR 检测平台

Thermo Scientific™ KingFisher Flex高通量自动化核酸提取仪

Thermo Scientific™ KingFisher Flex 是一款高通量自动化核酸提取仪器(具备NMPA,一类备案),适用于各类样本的核酸提取,能够提供更高效样品制备、更稳定的样品结果、更简单的样品分析。上市10年以来,从H1N1、SARS到H7N9、猪瘟,KingFisher始终坚守在重大疫情检测一线。

  • 更高效的样品制备:KingFisher具有专利的转移磁珠技术,无需离心或转移液体,快速高效。针对伴随病毒流行可能出现的大规模提取需求, KingFisher仪器能够实现15-45min快速实现96个样本的高通量自动化提取,工作体积20-1000ul。
  • 更稳定的样品结果:自动化处理,减少用户手工操作错误,标准化的提取流程,确保实验结果的可再现性。这对于诸如qPCR、NGS、数字PCR和质谱分析等更为灵敏的下游应用至关重要。
  • 更简单的样品分析:KingFisher Flex与Fisher Scientific™ LabServ™预分装病毒总核酸提取试剂盒配合,专为病毒核酸提取优化提取方案,为几乎所有下游应

荧光定量PCR检测

病微生物分子检测技术中最成熟、应用最为广泛的就是定量 PCR (RT-PCR) 技术,利用荧光标记的分子探针检测特定病原物的特征性序列位点,可以快速准确地实现感染样本筛查和病原物鉴定,操作简单,检测速度快,准确度高,成本低, 可以实现大量样本的快速准确筛查。

Thermo Fisher 旗下子品牌Applied Biosystems™设计生产的实时荧光定量 PCR 系统旨在提供高品质数据和卓越的可靠性,并提供智能工作流程体验,为您的实验室研究带来革新性 qPCR 检测平台。

Applied Biosystem 7500

十五年临床分子诊断全行业产品金标准,5色通道荧光检测, 新型光路设计,性能强大,结果稳定,模块化软件交互界面友好,反应设置快捷方便。临床绝大多数qPCR 检测试剂盒适配机型。

  • 经典工业设计:卤钨灯光源,冷CCD检测实现高数据稳定性和重复性
  • 性能稳定:半导体温控96孔模块,支持8联管和标准96孔板型
  • 多重检测能力强:5个光学通道,宽广光谱范围覆盖常见荧光染料
  • 结果精准:CCD信号检测组件,系统精度高,支持HRM分析
  • 精确检测:单重分析灵敏度2倍拷贝数差异,获得9 log线性动态范围
  • 卓越运行速度:40分钟内完成实验
  • 模块化软件设计:操作软件内含基因表达与SNP鉴定等多个软件功能
  • 性能校验保证:内置光源使用时间监测及仪器系统自我诊断程序

Applied Biosystem 7500 该款机型在临床市场上得到了高度的认可,而且该机型适配市场上绝大多数qPCR的IVD试剂盒。针对此次新冠状病毒的大多数试剂盒及目前所有获批的qPCR新冠状病毒检测试剂盒都可以在此款平台上面检测使用。

  • bDNA 专利技术进行信号放大与专一性的病毒检测
  • viewRNA 技术

  • 细胞成像仪

病毒检测的ViewRNA技术

ViewRNA Assay

  • 定制服务-无需担心没有抗体,根据序列定制探针
  • 灵敏度高-可达单细胞水平单拷贝检出率
  • 中通量-单细胞可以检测4种RNA(ViewRNA Tissue assay仅2种)
  • 兼容性-可连用抗体同时检测单细胞内RNA及蛋白表达
  • ELISA

  • ProcartaPlex

  • 流式检测仪

  • 流式检测抗体试剂

ELISA 单因子试剂盒

  • 专业即用型ELISA
  • 高敏即用型ELISA
  • 独家一步法ELISA
  • 涵盖6大物种

ProcartaPlex 多因子试剂盒

  • 节省样本
  • 节省时间
  • 因子多且组合灵活
  • 6个物种
  • 免费分析软件

Attune Nxt流式细胞仪

  • 专利声波聚焦技术,高速获取细胞信号及适用于稀有细胞分析
  • 专利抗堵塞设计,极低维护成本
  • 多达4激光16个检测通道,满足不同应用需求
  • 样本简易制备,实现全血检测,无需裂红和清洗

Invitrogen eBioscience流式抗体试剂

  • >10,000 流式检测抗体
  • eFluor 抗固定液染料
  • Super Bright 超亮紫光染料
  • 流式辅助试剂
  • 适用于所有流式细胞仪
  • 细胞凋亡

  • 自噬

  • 细胞毒性活力代谢

CellEvent Caspase-3/7 细胞凋亡检测试剂

  • 优化的Caspase-3/7底物适用于凋亡分析
  • 操作简单,仅需30min且无需洗涤无需裂解细胞;
  • 可实现连续动态监控
  • 兼容活细胞荧光成像和甲醛固定
  • 可与其他荧光试剂结合进行多重分析
  • 适用于多种检测平台

Premo™ Autophagy Sensor系列细胞自噬检测试剂

基于LC3B和p62特异性追踪自噬过程:

  • 可持续监控整个自噬过程
  • 有GFP和RFP两种颜色,可与其他荧光标记进行多重分析
  • 适用于多种检测平台

LIVE/DEAD™ 细胞毒性活力代谢检测试剂盒

  • 操作简单:加入后孵育30min-45min即可检测,无需洗涤
  • 特异直观:绿色为活细胞,红色为死细胞
  • 灵活多样:适用于贴壁细胞、非贴壁细胞、某些组织等多种样本,兼容多种仪器检测平台,如荧光显微镜、高内涵筛选、荧光微孔板仪、流式细胞仪等
  • 蛋白制备 & 纯化

  • Western Blot

  • 蛋白 - 蛋白相互作用
  • 蛋白核酸相互作用

蛋白制备 & 纯化

我们提供各种试剂盒、试剂和实验用小装置,您可以轻松提取、纯化、除杂(脱盐、透析)并浓缩靶标蛋白质。 这些产品经过优化适用于多种组织和细胞类型,针对不同“个性”的靶标蛋白,提供了更多的选择以确保更好的蛋白回收率和蛋白活性。

赛默飞Western blot高效全流程

赛默飞 iWestern 流程旨在提升实验效率、提高数据重现性和结果可靠性,致力于以最少的手动操作时间实现卓越的免疫印迹结果。

借助我们的iWestern 工作流程,实验室中的生活将会变得更轻松、更省时,可以腾出时间专注于最重要的事情–数据分析,并对研究进行深入思考。

病毒结构相关研究

病毒主要由核酸和蛋白质组成,结构相对简单,然后要对病毒结构做综合研究,需要配合生物化学和分子生物学方法研究蛋白结构与功能,各个层次的生命活动,都需要在分子水平上进行物质结构和功能的研究才能最终阐明其本质。赛默飞利用其全球化资源优势,为病毒结构研究添砖加瓦。

以下是分子生物学水平上的病毒结构研究流程图:

  • 病毒鉴定
  • 载体构建
  • 重组病毒蛋白
  • 蛋白纯化和浓缩
  • 蛋白的鉴定分析
  • 蛋白质结构解析

    病毒序列及进化树绘制

  • 3500/SeqStudio基因分析仪
  • Ion Genexus

    病毒基因提取

  • Purelink病毒RNA/DNA小量提取试剂盒

  • TRIzol溶液

  • Qubit荧光计及试剂

    目标基因扩增

  • Applied Biosystems ProFlex PCR系统
  • Taq热启动DNA聚合酶

  • E-Gel PowerSnap核酸电泳

    载体构建

  • FastDigest快速内切酶

  • T4 DNA连接酶

  • Invitrogen感受态细胞

  • Purelink™ Expi无内毒素质粒大量提取试剂

    载体鉴定

  • 3500/Seqstudio 基因分析仪进行Sanger测序

PureLink 病毒RNA/DNA 小量提取试剂盒

  • 快速、简单的分离高质量病毒 RNA 或 DNA
  • 获得高度浓缩的病毒核酸,检测的灵敏度更高
  • 一个试剂盒可以同时提取和浓缩RNA 和 DNA 病毒
  • 采用离心柱技术,实现方便快捷的纯化,兼具卓越的可重复性
  • 产生高质量的 DNA 和 RNA - 非常适合下游应用,例如实时 PCR 和终点分析

TRIzol溶液

  • 化学试剂法RNA提取王牌产品
  • 更值得信赖且使用更广泛的用于制备优质完整RNA的试剂
  • 适用于复杂样本 (如脂肪组织、血清、病毒、细菌)
  • 一步、单相溶液 (酚和异硫氰酸胍)
  • 从相同样本中分离DNA和蛋白质的替代实验方案

Invitrogen Qubit系列荧光定量仪及试剂

精准核酸定量专为您的珍贵样品设计

  • 准确且可靠:荧光染料法可特异性精准定量dsDNA、ssDNA、RNA、蛋白质
  • 灵敏且特异:比紫外吸光法更灵敏,可区分游离核苷酸或盐离子等杂质,样品仅需低至1μL
  • 高效且便捷:3秒即可完成检测,通量可选1~8孔,大触摸屏直观易用
  • Qubit 4可轻松评估RNA完整性和质量(RNA IQ)以区分降解RNA

Invitrogen Platinum Taq热启动DNA 聚合酶

Invitrogen Platinum Taq热启动DNA聚合酶上市二十多年来,已经被上千篇的文献引用。作为Platinum Taq热启动酶的升级版,新一代的Platinum II Taq热启动DNA聚合酶能让PCR扩增变得更快、更简单。

  • 使用60°C通用的引物退火温度 - 所有不同PCR反应均可使用同一种退火温度
  • 基因工程改造的Taq DNA聚合酶 - 实现15 s/kb的快速扩增,同时耐受常见抑制剂Platinum热启动技术 - 确保超高特异性、灵敏度和产量;可在室温下配制反应体系

E-Gel PowerSnap核酸电泳系统

  • 集凝胶电泳和成像功能于一体
  • 只需15分钟,即可完成从上样到图像采集的过程
  • 大尺寸触摸屏显示界面,直观的操作系统
  • 配合使用E-Gel Power Snap和E-Gel预制凝胶凝胶,避免有毒的化学品危害

FastDigest快速内切酶

  • 专为快速酶切而设计
  • 所有176种限制性内切酶均使用统一缓冲液
  • 5-15分钟快速完全酶切
  • 绿色缓冲液可实现酶切后快速直接上样电泳

T4 DNA连接酶

  • 10分钟完成粘性末端连接
  • 提供多种浓度,常规浓度、高浓度和低浓度可选
  • 随附提供PEG溶液,增强平末端连接效率

Invitrogen感受态细胞

  • 可提供多种类型的感受态细胞株,以适合您的研究需求
  • 针对不同转化方式,可提供化学感受态和电转感受态细胞
  • 适合多种应用,如蛋白表达、文库制备、常规克隆
  • 多种规格类型可选,One Shot、MultiShot以及大包装,适合不同通量

PureLink™ Expi 无内毒素质粒大量提取试剂盒

  • 快速、高产量的获得无RNA和基因组DNA污染的无内毒素质粒DNA
  • 节省大量时间 - 纯化无内毒素质粒DNA只需90分钟
  • 高产量 - 用大提、超大量提取和宏量提取试剂盒分离,产量分别高达1.5 mg、5 mg和15 mg
  • 高品质、高级转染级、无内毒素质粒 - 质粒的内毒素含量低于0.1 EU/µg,非常适合对灵敏度要求高的应用

    Gibco™ Expi蛋白表达系统(包含细胞、培养基,转染试剂、载体等)

  • Expi293™ 蛋白表达系统

  • ExpiCHO™ 蛋白表达系统

  • ExpiSf™ 蛋白表达系统

Expi293™ 蛋白表达系统

  • HEK 293 表达的行业标杆产品
  • 在减少手动操作时间和废弃物量的情况下,获取更多蛋白
  • 使用您喜欢的培养形式而无需牺牲产量
  • 完整记录的 cGMP 库细胞
  • 用于结构生物学和诱导表达

ExpiCHO™ 蛋白表达系统

  • 从研究到生物转化过程中保持蛋白质的质量和功能
  • 在更小的培养体积中获得高达20x的蛋白产量
  • 选择可灵活适应您开发过程各个阶段的系统

ExpiSf™ 蛋白表达系统

  • 首个化学成分确定的昆虫表达系统
  • 具有超高蛋白得率的系统
  • 一个步骤实现杆状病毒生产到蛋白表达
  • 一个可从发现扩展至生产的系统
  • Thermo Scientific™ Zeba™ 脱盐装置

  • Thermo Scientific™ Slide-A-Lyze™透析装置

    • 蛋白纯化树脂

Thermo Scientific™ Zeba™ 脱盐装置

  • 高效 - 出色的蛋白回收率,对盐和其他小分子的去除率高于95%
  • 灵活 - 形式丰富,包括离心柱、过滤离心多孔板和色谱柱
  • 快速 - 无需坐等蛋白重力排出,也无需检测流份
  • 经济 - 提供比其他市售产品更优的性价比

Thermo Scientific™ Slide-A-Lyze™透析装置

  • 卓越的样品回收率 - 低结合性的塑料和膜可以最大程度的减少样品损失
  • 方便 - 易于握持,方便使用注射器和/或移液器进行加样和取样。
  • 安全 - 密封膜有助于防止渗漏,而透析袋和自制装置可能产生渗漏
  • 经过验证 - 每个产品装置在生产过程中都通过了漏液试验。

蛋白纯化填料

我们提供多种形式的蛋白质纯化和抗体纯化树脂,您可从中选出适合蛋白纯化实验流程的最佳方案。或者通过将特定配体共价交联到我们提供的活性介质上,获得您的定制化纯化树脂。

我们提供预先活化的磁珠、磁性琼脂糖微珠、标准品及Superflow琼脂糖树脂、POROS™ 树脂,以及其它色谱填料,可以进行几乎任何规模的蛋白质纯化:检测、筛选、小试、中试,以及工艺建立。

  • Invitrogen 蛋白电泳系统

  • 高效全流程Western blot产品

Invitrogen 蛋白电泳系统

  • NuPAGE蛋白预制胶 - 采用中性pH体系,可最大程度地减少蛋白降解,保护样本的完整性,确保条带平整清晰;恒压下电泳最快35分钟完成,极大节省时间;质控标准严格,批次间一致性好。
  • 预染蛋白质分子量标准 - 上样量更省,条带依然清晰锐利,覆盖10-250kDa宽检测范围。

赛默飞Western blot高效全流程

赛默飞 iWestern 流程旨在提升实验效率、提高数据重现性和结果可靠性,致力于以最少的手动操作时间实现卓越的免疫印迹结果。

借助我们的iWestern 工作流程,实验室中的生活将会变得更轻松、更省时,可以腾出时间专注于最重要的事情 - 数据分析,并对研究进行深入思考。

  • Orbitrap 高分辨质谱

  • 冷冻透射电镜

  • 常温透射电镜

Orbitrap Exploris 480组合型高分辨质谱仪

作为革命性全新一代组合型超高分辨质谱系统,Orbitrap Exploris™ 480质谱仪占用的空间更小,同时保持了高分辨率、高质量精度和图谱质量。新仪器具有很多新特性,可以延长正常运行时间,并在高通量分析试验中提高超强稳定性 。其结合成熟的技术,先进的功能和智能驱动分析框架为研究科学家更广泛应用质谱进行高通量的蛋白质鉴定、定量和结构表征。全新的SureQuant及BoxCar方法包为超敏感目标蛋白定量提供强大助力。其新增主要性能如下:

  1. 体积减少为原Q Exactive的一半:主要通过优化泵体积和离子传输部分。
  2. 增加Biopharma选项,可扩展m/z范围至8,000 Da
  3. 具有48万的分辨率
  4. 增加IC(Internal calibration内标校正)选项,可进行现场升级

Krios G4 Cryo-TEM冷冻透射电镜

新一代Thermo Scientific Krios G4冷冻透射电镜(Cryo-TEM)使您能够在分子水平上更容易、更快、更可靠地揭示生命。最紧凑设计的Krios G4配备了高度稳定的300 kV TEM平台和行业领先的Autoloader设备,适应于冷冻电镜单颗粒分析(SPA)、冷冻电子断层扫描(cryo-tomography)和微电子衍射(MicroED),让每位用户包括新用户都能很容易得到最佳的实验结果。通过对机械底座框架和设备外壳的全新设计,该款设备净身高缩短至 3 m 以内,适用于任何天花板高度在 3.04 m(10 ft)以上的实验室,由此可省去昂贵的实验室改造费用。

核心优势

  • 空间适配性增强: 全新设计的内部基础框架和系统外壳降低了设备高度(<3 m或 < 10ft),其系统性能有所提升,可避免昂贵的实验室改造
  • 实验效率显著提升:
    • 改进后的漂移性能让实验启动速度提高至3倍
    • EPU载网网格聚类功能帮助用户自动选择最佳网格
    • 无边缘效应成像(Fringe-Free Imaging,FFI)、无像差成像区域位移(Aberration-Free Image Shift,AFIS)和Falcon 4相机结合将单颗粒分析的实验效率提高至4倍
    • EPU质量监控软件支持单颗粒分析实验中数据的实时预处理,以优化数据采集过程
    • 高级性能监控软件APM确保每个颗粒自动采集前仪器都处于的最佳初始状态
  • 最佳成像质量:领先的电子光学性能-信息极限0.12 nm线性失真度<0.5%; Falcon 4直接电子相机:具有同类产品最高的检测量子效率(DQE)
  • 更连贯的工作流程:内置的可交换样品载网盒设计,在配备了Autoloader的设备(如Krios、Arctica和Glacios系列电镜)之间样品传输更为方便连贯-确保样品筛查和数据采集过程的系统连贯性

常见的病毒作用机制和对应疾病的药物研究

病毒结构解析利器- 冷冻透射电镜

在电子显微镜下,新型冠状病毒的外膜上有明显的棒状粒子突起,呈球形或椭圆形,使其形态看上去像中世纪欧洲帝王的皇冠,因此获名“冠状病毒”。

电子显微镜对病毒的研究常见的有以下几个方面:

  1. 病毒形貌观察:形态结构观察、鉴定和分类,细胞或组织中病毒的分布和宿主细胞的关系等
  2. 免疫电镜检查: 免疫组织化学技术与透射电镜技术相结合,在超微结构水平研究和观察抗原、抗体结合定位的一种方法
  3. 治疗和疫苗策略信息提供:冷冻电子显微镜和电子断层扫描等方法已证明课用来观察病毒结构组件如何装配在一起,附着在细胞上,在复制过程中吸收,以及在复制和流出过程中与细胞机械结合等研究

2020年2月15日,美国得克萨斯大学奥斯汀分校Jason S. McLellan教授团队和美国国立卫生研究院NIH联合在预印版网站bioRxiv上发表了首篇使用冷冻电镜解析新冠病毒S蛋白的研究文章。Jason Mclellan团队通过冷冻电镜Cryo-EM技术,解析了新冠病毒S蛋白三聚体的3.5Å的近原子分辨率结构,从生物物理及结构生物学的角度加深了我们对新冠病毒的认知。

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奥斯汀分校的研究团队展示了新冠病毒的S 蛋白结构。然 而,ACE2 到底在细胞膜上是以什么状态存在?新冠病毒对比 SARS 病毒与ACE2 结合有何异同?获取ACE2 的全长蛋白及 其与S 蛋白的复合物结构,将有助于解答上述疑问。 2020 年 2 月19 日,西湖大学周强实验室利用冷冻电镜技术首次成功 解析此次新冠病毒的受体——ACE2 的全长结构。

冷冻电镜工作流程:首先通过快速冲入式冷冻,在载网上形成一层薄的无定形冰,这个过程可 以将病毒蛋白或者受感染的细胞保存于接近天然状态的结构,然后在冷冻电镜上采集数据,最后通 过三维重构获得病毒近原子级分辨率的结构,甚至可以看到病毒和宿主细胞结合的过程,以了解其侵入机制,实现从结构到功能的飞跃,从而为未来抗病毒药物的开发提供依据。

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作为冷冻电镜(cryo-EM)技术的开拓者,赛默飞世尔科技一直致力于该技术的研发和普及,在不断推出新产品的同时,还专门与客户合作开发了冷冻电镜免费在线学习工具 https://em-learning. com,为广大生命科学工作者及相关行业提供更完备更易用的解决方案。目前,赛默飞世尔科技冷 冻电镜产品家族包括:

  • 旗舰级300 kV 产品Krios G4
  • 最新推出的200 kV 产品Glacios
  • 用于冷冻样品制备的Vitrobot
  • 用于样品筛查的入门级产品 Talos L120C G2
  • 用于冷冻电子断层扫描(cryo-ET)细胞 样品减薄的冷冻聚焦离子束Aquilos 2
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同样在结构分析方面,还可以利用Orbitrap 高分辨质谱解析具有挑战性的天然和生物治疗性蛋白的组装,如核糖体颗粒、基于蛋白质的 纳米颗粒,及分析病毒组装的异质性,区分加 载不同基因组或片段的病毒颗粒,为病毒性质 和质控提供重要信息,整体解决方案图4所示

非变性质谱(Native MS)即保证被分析病 毒或蛋白处于非变性状态,维持其原有的空间 构象,通过高分辨质谱获得完整病毒颗粒或蛋 白、蛋白复合物的分子量,用于研究病毒蛋白 组装、加载蛋白的化学计量学、病毒异质性和 病毒蛋白与宿主蛋白相互作用等领域可以通过 Orbitrap 高分辨质谱测定不同质量大小的蛋白及 核糖体、颗粒,并区分空壳和基因加载腺病毒 颗粒(Journal of the American Chemical Society, 2014, 136(20):7295-7299.), 如下图所示。

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氢氘交换质谱(HDX-MS)即将非变性的目标蛋白、蛋白复合物、病毒衣壳蛋白置于氘水中, 放置不同时间后取出进行猝灭,在完整蛋白或多肽水平进行质谱测定,通过观测氢氘交换速率的变 化来确定蛋白或病毒衣壳蛋白空间结构变化以及衣壳蛋白与宿主蛋白相互作用区域。

相比于经典的结构学研究技术,无需大量的样本及复杂的晶体制备,对样品要求较低,能够实 现从完整水平、局部水平以及单个氨基酸的水平上获得详细信息,使得最终的蛋白质高级结构的信 息更加全面和准确(Biophysical journal, 2017, 112(6): 1157-1165)。技术路线见下图。

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病毒感染后体内物质定量研究

通过结合免疫沉淀富集功能,结合 LC-MS 的多反应监测功能对病毒抗原的特征项肽段进行检测,从而能直接对患者血液样本中与疾病相关的抗原定量分析, 不但能快速检测出病毒,并且可以通过病毒体内检测浓度的变化对感染的患者进行监测,确定感染阶段以及评估病患对药物的反应,及时调整治疗方案。根据实际临床需求,可以通过进一步优化方案,同时对多个病毒抗原进行检测,例如针对 HIV/TB 合并感染的患者的联合检测方案。

病毒侵染细胞前后的蛋白质组学研究

病毒个体微小,结构简单,由核酸和蛋白质组成,且只含一种核酸(DNA 或 RNA),必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞型生物,离开宿主无法单独存活。因此研究病毒侵染细胞前后的蛋白质组变化研究,有利于发现病毒侵染轨迹和致病机制,从而寻求阻断方法。赛默飞高分辨质谱技术 Orbitrap,凭借其高灵敏度、高精度、高通量等特性在该领域表现出色,能有效应用于病毒侵染前后宿主细胞的蛋白质组变化。

基于亲和纯化分离蛋白质复合物随后进行赛默飞世尔科技高分辨质谱分析(AP-Orbitrap)的方法可以用于分离病毒-病毒和病毒 - 宿主多蛋白复合物,可识别间接和直接的蛋白质相互作用,提供相互作用事件的瞬时信息,或跟踪单个病毒基因产物的过表达,以深入了解单个蛋白质的功能;表达蛋白质组学技术(定量蛋白质组学和翻译后修饰组学)可以研究病毒蛋白的组成,宿主在病毒入侵过程中蛋白质和翻译后修饰的动态变化 (Viruses 2019, 11, 878; doi:10.3390/v11090878)。相关策略见图 8。

例如,寨卡病毒(ZIKV)是世界范围内的公共卫生问题,但是目前尚无许可的药物或疫苗。尽管越来越多的证据将 ZIKV 感染与婴儿的小头畸形和先天性眼病以及成人的 Guillain-Barré 综合征,不育和眼部异常相关联,但目前尚不清楚导致这些病理结果的潜在细胞途径。为了更好地了解病毒与宿主细胞蛋白之间的相互作用,利用 Orbitrap 质谱技术进行全蛋白质组学和修饰蛋白质组学(图 9),研究对象为神经细胞系 SK-N-BE2 和 NPC 细胞,表征细胞对病毒的反应,在蛋白质组和磷酸化蛋白质组水平上的变化,利用亲和蛋白组学方法鉴定 ZIKV 蛋白的细胞靶点。使用这种方法,找到了 386个与 Zikv 相互作用的蛋白质,导致宿主在神经发育受损,视网膜缺陷和不孕。在功能上,系统地理解了ZIKV诱导后的宿主的蛋白质和细胞通路水平的扰动,并对感染后细胞施加Rock抑制剂药物干预,还利用非标定量蛋白质组学方法分析差异蛋白进行验证 (Nature volume 561, pages253–257(2018)

病毒侵染细胞前后的代谢组学和脂质研究

目前的研究显示,新型冠状病毒进入细胞的路径与 SARS 冠状病毒一样,均是通过血管紧张素转化酶 2(ACE2)细胞受体入侵宿主。但入侵之后,作为从基因到蛋白作用下游的小分子,其发生的变化尚未可知。开展针对这些入侵后代谢物组和脂质组的研究,将为明确病毒 - 宿主相互作用,了解其相互作用的关系,从而加速开发新的更有针对性的治疗和检测手段,同时为疫苗的开发和效果预测提供帮助。

小分子代谢物对免疫细胞的增殖分化及其功能息息相关,同时不同年龄层,性别因素对疫苗接种效果有显著的差异。 2017 年发表在 Cell 杂志的一项研究,整合转录组学和代谢组学研究显示,代谢反应是人类对带状疱疹病毒疫苗的免疫反应有效性的基础。研究人员采用带状疱疹病毒疫苗接种在健康成人上的纵向研究,结果显示,接种疫苗后,嘌呤代谢,亚油酸代谢、蛋氨酸和半胱氨酸代谢、甘油磷脂代谢和糖磷脂代谢等于转录组学密切相关。通过构建 MMRN 网络,结合接种者年龄、性别和病毒载量相关的网络来预测有效性,揭示甾醇代谢整合了体液免疫与细胞免疫的联系,磷酸肌醇代谢提供了代谢表型,影响免疫结果。

通过此项研究,可以帮助研究人员对疫苗接种的免疫反应进行情境分析,确定影响疗效的相关因素,同时为免疫反应提供新的生物学见解,促进未来的生物标记物研究和疫苗开发。(Cell. 2017;169(5):862–877.e17.)

与此同时,探讨新型冠状病毒感染引起急性呼吸窘迫综合征的发病机制,筛选有助于诊断和治疗的生物标志物,也可为及时控制病情发展、减少重症疾病的发生提供理论依据。赛默飞在代谢组学研究中提供全流程方案,有利于生物标志物的寻找。埃博拉病毒是目前最致命的烈性传染病之一,死亡率高达 50% 以上。研究人员通过研究埃博拉病毒感染幸存者,致死患者死亡前样本,以及健康志愿者样本,整合代谢组学、脂质组学、蛋白组学和转录组学的多组学分析结果。结果筛选出 11 个 Biomarkers,能有效地区分病毒感染致死患者和幸存者样本。

通过此研究,可以帮助研究者探究不同患者对埃博拉病毒反应差异的机制,并寻找感染病毒死亡病例的生物标志物。(Cell Host & Microbe: Volume 22, Issue 6, 13 December 2017, P 817-829.e8)

病毒致病疾病的药物防治研发

赛默飞荧光定量 PCR 仪助力 COVID-19 药物开发。在药物开发阶段,使用 qPCR 仪器可以检测使用药物是否会减少病毒量,从而判断药物作用;在临床试用上,也可以使用荧光定量PCR 仪监控病毒感染的动态变化。另外,赛默飞数字 PCR 仪无需对照样品和标准品即可精确定量检测病毒载量,帮助病情诊断辅助指导用药。衡量病毒载量对于判断药物作用、药效药理评估,以及诊断病程和预后状况都将起到巨大作用。

与此同时,我们也看到有新闻报道中医药在新冠肺炎的防治上显示出非常好的疗效,各省市均广泛结合中医药进行治疗。新冠肺炎诊疗方案第六版中列举了医学观察期、临床治疗期(初期至中、重证,恢复期)的中医治疗药方,体现了中医辨证论治原则。

赛默飞可提供完整的中药分析解决方案,涵盖了从药用植物天然产物分析到中药治疗控制,临床中药代谢组学分析等应用领域,确保中药质量,阐明作用机理,明确中医药临床价值。

采用 Q Exactive 高分辨质谱对附子黄芪配伍理论进行了分析。依据中医药性理论,黄芪具有补气升阳,固表止汗,利水消肿的作用;附子具有回阳救逆,温肾助阳,祛寒止痛作用。我们对附子单煎组、黄芪单煎组、附子黄芪合煎组、附子黄芪混合的化学成分进行系统考察,以期为黄芪附子药对的临床应用提供理论依据。

利用 Compound Discoverer 软件,结合标准中药数据库及公开数据库模式对样品中的化合物进行鉴定,共鉴定 179 种可能的成分,主要为氨基酸、生物碱、黄芪皂苷、黄酮类。这些鉴定成分为黄芪对附子的解毒机理提供了物质基础。

现代药理研究表明,附子与黄芪配伍使用,LD50 值显著增大,表明黄芪对附子有显著的解毒作用。按照 p≤0.05, FC ≥2 为标准选择差异性代谢物,附子黄芪合煎组中可见乌头碱、新乌头碱等双酯型乌头碱含量降低。文献报道,双酯型乌头碱是附子中主要毒性成分,这与合煎组此类物质含量的降低相互验证,为黄芪附子药对的减毒机制和临床应用提供理论依据。最终药物离不开临床实验,此次抗疫活动中,瑞德西韦引起的大家的注意,这个药物能否起到作用还有待研究,尤其 是临床实验,必不可少。在临床试验中不可缺少的一环就是生物样品分析。通过受试者血浆,血清等生物样本的分析,提供药物在体内药代动力学信息,目前最主要的分析手段是通过液相 - 串联质谱联用技术。同时,因新冠患者的临床症状,不同的患病人群如孕妇、儿童等的治疗方案存在不同,液质联用技术可提供治疗药物监测数据,帮助医生调整用药方案和剂量。

这里,我们以艾滋病治疗药物监测实验为例,该研究通过对 14 种抗逆转录病毒药物和 2 种助推器药物在人血浆中的定量进行了验证。赛默飞三重四极杆质谱方法准确、特异性强、重复性好(J Pharm Biomed Anal. 2019;181:113057. doi:10.1016/j.jpba.2019.113057)。

临床上抗病毒治疗方案中,药物联用是重要的治疗手段之一,因此一个方法中包含多化合物检测是必要的。 Transcend TLX1 联合 TSQ Altis 提供的快速样本制备,所有化合物的快速检测,对生物样本分析的时效性提供非常重要的技术支撑,非常适合于临床药代动力学和治疗药物监测研究。

病毒的分子机制研究

世界卫生组织总干事谭德塞不止一次高度 评价中国此次抗击疫情的努力,其中很重要的 原因之一就是中国以前所未有的速度分离出病 毒,进行基因测序并立即同世卫组织分享。病 毒毒株的分离,是对病毒开展系列研究的重要前提。

有了毒株,才能促进快速检测试剂盒的开发,才能开展一系列实验去探寻病毒基因组复 制、基因表达及其调控机制,提示病毒感染、 致病的分子本质,为病毒基因工程疫苗和抗病 毒药物的研制以及病毒病的诊断,预防和治疗 提供理论基础和依据。

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可以看到,针对病毒分子机制的研究涉及到分子生物学,细胞生物学,蛋白生物学等各个学科 的研究领域,且相互交叉。赛默飞针对病毒鉴定、病毒与细胞之间的免疫反应检测、细胞凋亡检测 和细胞信号传导部分都有相关的解决方案供选择。

Thermo Scientific™ KingFisher Flex高通量自动化核酸提取仪

Thermo Scientific™ KingFisher Flex 是一款高通量自动化核酸提取仪器(具备NMPA,一类备案),适用于各类样本的核酸提取,能够提供更高效样品制备、更稳定的样品结果、更简单的样品分析。上市10年以来,从H1N1、SARS到H7N9、猪瘟,KingFisher始终坚守在重大疫情检测一线。

  • 更高效的样品制备:KingFisher具有专利的转移磁珠技术,无需离心或转移液体,快速高效。针对伴随病毒流行可能出现的大规模提取需求, KingFisher仪器能够实现15-45min快速实现96个样本的高通量自动化提取,工作体积20-1000ul。
  • 更稳定的样品结果:自动化处理,减少用户手工操作错误,标准化的提取流程,确保实验结果的可再现性。这对于诸如qPCR、NGS、数字PCR和质谱分析等更为灵敏的下游应用至关重要。
  • 更简单的样品分析:KingFisher Flex与Fisher Scientific™ LabServ™预分装病毒总核酸提取试剂盒配合,专为病毒核酸提取优化提取方案,为几乎所有下游应

荧光定量PCR检测

病微生物分子检测技术中最成熟、应用最为广泛的就是定量 PCR (RT-PCR) 技术,利用荧光标记的分子探针检测特定病原物的特征性序列位点,可以快速准确地实现感染样本筛查和病原物鉴定,操作简单,检测速度快,准确度高,成本低, 可以实现大量样本的快速准确筛查。

Thermo Fisher 旗下子品牌Applied Biosystems™设计生产的实时荧光定量 PCR 系统旨在提供高品质数据和卓越的可靠性,并提供智能工作流程体验,为您的实验室研究带来革新性 qPCR 检测平台。

Applied Biosystem 7500

十五年临床分子诊断全行业产品金标准,5色通道荧光检测, 新型光路设计,性能强大,结果稳定,模块化软件交互界面友好,反应设置快捷方便。临床绝大多数qPCR 检测试剂盒适配机型。

  • 经典工业设计:卤钨灯光源,冷CCD检测实现高数据稳定性和重复性
  • 性能稳定:半导体温控96孔模块,支持8联管和标准96孔板型
  • 多重检测能力强:5个光学通道,宽广光谱范围覆盖常见荧光染料
  • 结果精准:CCD信号检测组件,系统精度高,支持HRM分析
  • 精确检测:单重分析灵敏度2倍拷贝数差异,获得9 log线性动态范围
  • 卓越运行速度:40分钟内完成实验
  • 模块化软件设计:操作软件内含基因表达与SNP鉴定等多个软件功能
  • 性能校验保证:内置光源使用时间监测及仪器系统自我诊断程序

Applied Biosystem 7500 该款机型在临床市场上得到了高度的认可,而且该机型适配市场上绝大多数qPCR的IVD试剂盒。针对此次新冠状病毒的大多数试剂盒及目前所有获批的qPCR新冠状病毒检测试剂盒都可以在此款平台上面检测使用。

病毒检测的ViewRNA技术

ViewRNA Assay

  • 定制服务-无需担心没有抗体,根据序列定制探针
  • 灵敏度高-可达单细胞水平单拷贝检出率
  • 中通量-单细胞可以检测4种RNA(ViewRNA Tissue assay仅2种)
  • 兼容性-可连用抗体同时检测单细胞内RNA及蛋白表达
  • 病毒鉴定
  • 病毒检测的分支D
    N
    A技术

    获取病毒全基因组序列

  • Ion S5 高通量测序平台

    Sanger 金标准测序,序列确认

  • 3500/SeqStudio 基因测序平台

    检测特异性序列,确定病毒拷贝数

  • 荧光 PCR 检测平台

  • bDNA 专利技术进行信号放大与专一性的病毒检测
  • viewRNA 技术

  • 细胞成像仪

免疫反应检测试验
细胞功能检测
细胞信号蛋白分析
  • ELISA

  • ProcartaPlex

  • 流式检测仪

  • 流式检测抗体试剂

  • 细胞凋亡

  • 自噬

  • 细胞毒性活力代谢

  • 蛋白制备 & 纯化

  • Western Blot

  • 蛋白 - 蛋白相互作用
  • 蛋白核酸相互作用

ELISA 单因子试剂盒

  • 专业即用型ELISA
  • 高敏即用型ELISA
  • 独家一步法ELISA
  • 涵盖6大物种

ProcartaPlex 多因子试剂盒

  • 节省样本
  • 节省时间
  • 因子多且组合灵活
  • 6个物种
  • 免费分析软件

Attune Nxt流式细胞仪

  • 专利声波聚焦技术,高速获取细胞信号及适用于稀有细胞分析
  • 专利抗堵塞设计,极低维护成本
  • 多达4激光16个检测通道,满足不同应用需求
  • 样本简易制备,实现全血检测,无需裂红和清洗

Invitrogen eBioscience流式抗体试剂

  • >10,000 流式检测抗体
  • eFluor 抗固定液染料
  • Super Bright 超亮紫光染料
  • 流式辅助试剂
  • 适用于所有流式细胞仪

CellEvent Caspase-3/7 细胞凋亡检测试剂

  • 优化的Caspase-3/7底物适用于凋亡分析
  • 操作简单,仅需30min且无需洗涤无需裂解细胞;
  • 可实现连续动态监控
  • 兼容活细胞荧光成像和甲醛固定
  • 可与其他荧光试剂结合进行多重分析
  • 适用于多种检测平台

Premo™ Autophagy Sensor系列细胞自噬检测试剂

基于LC3B和p62特异性追踪自噬过程:

  • 可持续监控整个自噬过程
  • 有GFP和RFP两种颜色,可与其他荧光标记进行多重分析
  • 适用于多种检测平台

LIVE/DEAD™ 细胞毒性活力代谢检测试剂盒

  • 操作简单:加入后孵育30min-45min即可检测,无需洗涤
  • 特异直观:绿色为活细胞,红色为死细胞
  • 灵活多样:适用于贴壁细胞、非贴壁细胞、某些组织等多种样本,兼容多种仪器检测平台,如荧光显微镜、高内涵筛选、荧光微孔板仪、流式细胞仪等

蛋白制备 & 纯化

我们提供各种试剂盒、试剂和实验用小装置,您可以轻松提取、纯化、除杂(脱盐、透析)并浓缩靶标蛋白质。 这些产品经过优化适用于多种组织和细胞类型,针对不同“个性”的靶标蛋白,提供了更多的选择以确保更好的蛋白回收率和蛋白活性。

赛默飞Western blot高效全流程

赛默飞 iWestern 流程旨在提升实验效率、提高数据重现性和结果可靠性,致力于以最少的手动操作时间实现卓越的免疫印迹结果。

借助我们的iWestern 工作流程,实验室中的生活将会变得更轻松、更省时,可以腾出时间专注于最重要的事情–数据分析,并对研究进行深入思考。

病毒结构相关研究

病毒主要由核酸和蛋白质组成,结构相对简单,然后要对病毒结构做综合研究,需要配合生物化学和分子生物学方法研究蛋白结构与功能,各个层次的生命活动,都需要在分子水平上进行物质结构和功能的研究才能最终阐明其本质。赛默飞利用其全球化资源优势,为病毒结构研究添砖加瓦。

以下是分子生物学水平上的病毒结构研究流程图:

PureLink 病毒RNA/DNA 小量提取试剂盒

  • 快速、简单的分离高质量病毒 RNA 或 DNA
  • 获得高度浓缩的病毒核酸,检测的灵敏度更高
  • 一个试剂盒可以同时提取和浓缩RNA 和 DNA 病毒
  • 采用离心柱技术,实现方便快捷的纯化,兼具卓越的可重复性
  • 产生高质量的 DNA 和 RNA - 非常适合下游应用,例如实时 PCR 和终点分析

TRIzol溶液

  • 化学试剂法RNA提取王牌产品
  • 更值得信赖且使用更广泛的用于制备优质完整RNA的试剂
  • 适用于复杂样本 (如脂肪组织、血清、病毒、细菌)
  • 一步、单相溶液 (酚和异硫氰酸胍)
  • 从相同样本中分离DNA和蛋白质的替代实验方案

Invitrogen Qubit系列荧光定量仪及试剂

精准核酸定量专为您的珍贵样品设计

  • 准确且可靠:荧光染料法可特异性精准定量dsDNA、ssDNA、RNA、蛋白质
  • 灵敏且特异:比紫外吸光法更灵敏,可区分游离核苷酸或盐离子等杂质,样品仅需低至1μL
  • 高效且便捷:3秒即可完成检测,通量可选1~8孔,大触摸屏直观易用
  • Qubit 4可轻松评估RNA完整性和质量(RNA IQ)以区分降解RNA

Invitrogen Platinum Taq热启动DNA 聚合酶

Invitrogen Platinum Taq热启动DNA聚合酶上市二十多年来,已经被上千篇的文献引用。作为Platinum Taq热启动酶的升级版,新一代的Platinum II Taq热启动DNA聚合酶能让PCR扩增变得更快、更简单。

  • 使用60°C通用的引物退火温度 - 所有不同PCR反应均可使用同一种退火温度
  • 基因工程改造的Taq DNA聚合酶 - 实现15 s/kb的快速扩增,同时耐受常见抑制剂Platinum热启动技术 - 确保超高特异性、灵敏度和产量;可在室温下配制反应体系

E-Gel PowerSnap核酸电泳系统

  • 集凝胶电泳和成像功能于一体
  • 只需15分钟,即可完成从上样到图像采集的过程
  • 大尺寸触摸屏显示界面,直观的操作系统
  • 配合使用E-Gel Power Snap和E-Gel预制凝胶凝胶,避免有毒的化学品危害

FastDigest快速内切酶

  • 专为快速酶切而设计
  • 所有176种限制性内切酶均使用统一缓冲液
  • 5-15分钟快速完全酶切
  • 绿色缓冲液可实现酶切后快速直接上样电泳

T4 DNA连接酶

  • 10分钟完成粘性末端连接
  • 提供多种浓度,常规浓度、高浓度和低浓度可选
  • 随附提供PEG溶液,增强平末端连接效率

Invitrogen感受态细胞

  • 可提供多种类型的感受态细胞株,以适合您的研究需求
  • 针对不同转化方式,可提供化学感受态和电转感受态细胞
  • 适合多种应用,如蛋白表达、文库制备、常规克隆
  • 多种规格类型可选,One Shot、MultiShot以及大包装,适合不同通量

PureLink™ Expi 无内毒素质粒大量提取试剂盒

  • 快速、高产量的获得无RNA和基因组DNA污染的无内毒素质粒DNA
  • 节省大量时间 - 纯化无内毒素质粒DNA只需90分钟
  • 高产量 - 用大提、超大量提取和宏量提取试剂盒分离,产量分别高达1.5 mg、5 mg和15 mg
  • 高品质、高级转染级、无内毒素质粒 - 质粒的内毒素含量低于0.1 EU/µg,非常适合对灵敏度要求高的应用

Expi293™ 蛋白表达系统

  • HEK 293 表达的行业标杆产品
  • 在减少手动操作时间和废弃物量的情况下,获取更多蛋白
  • 使用您喜欢的培养形式而无需牺牲产量
  • 完整记录的 cGMP 库细胞
  • 用于结构生物学和诱导表达

ExpiCHO™ 蛋白表达系统

  • 从研究到生物转化过程中保持蛋白质的质量和功能
  • 在更小的培养体积中获得高达20x的蛋白产量
  • 选择可灵活适应您开发过程各个阶段的系统

ExpiSf™ 蛋白表达系统

  • 首个化学成分确定的昆虫表达系统
  • 具有超高蛋白得率的系统
  • 一个步骤实现杆状病毒生产到蛋白表达
  • 一个可从发现扩展至生产的系统
  • 病毒鉴定
  • 载体构建
  • 重组病毒蛋白表达

    病毒序列及进化树绘制

  • 3500/SeqStudio基因分析仪
  • Ion Genexus

    病毒基因提取

  • Purelink病毒RNA/DNA小量提取试剂盒

  • TRIzol溶液

  • Qubit荧光计及试剂

    目标基因扩增

  • Applied Biosystems ProFlex PCR系统
  • Taq热启动DNA聚合酶

  • E-Gel PowerSnap核酸电泳

    载体构建

  • FastDigest快速内切酶

  • T4 DNA连接酶

  • Invitrogen感受态细胞

  • Purelink™ Expi无内毒素质粒大量提取试剂

    载体鉴定

  • 3500/Seqstudio 基因分析仪进行Sanger测序

    Gibco™ Expi蛋白表达系统(包含细胞、培养基,转染试剂、载体等)

  • Expi293™ 蛋白表达系统

  • ExpiCHO™ 蛋白表达系统

  • ExpiSf™ 蛋白表达系统

重组病毒蛋白的纯化和浓缩
重组病毒蛋白的鉴定分析
病毒/蛋白质结构解析
  • Thermo Scientific™ Zeba™ 脱盐装置

  • Thermo Scientific™ Slide-A-Lyze™透析装置

    • 蛋白纯化树脂

  • Invitrogen 蛋白电泳系统

  • 高效全流程Western blot产品

  • Orbitrap 高分辨质谱

  • 冷冻透射电镜

  • 常温透射电镜

Thermo Scientific™ Zeba™ 脱盐装置

  • 高效 - 出色的蛋白回收率,对盐和其他小分子的去除率高于95%
  • 灵活 - 形式丰富,包括离心柱、过滤离心多孔板和色谱柱
  • 快速 - 无需坐等蛋白重力排出,也无需检测流份
  • 经济 - 提供比其他市售产品更优的性价比

Thermo Scientific™ Slide-A-Lyze™透析装置

  • 卓越的样品回收率 - 低结合性的塑料和膜可以最大程度的减少样品损失
  • 方便 - 易于握持,方便使用注射器和/或移液器进行加样和取样。
  • 安全 - 密封膜有助于防止渗漏,而透析袋和自制装置可能产生渗漏
  • 经过验证 - 每个产品装置在生产过程中都通过了漏液试验。

蛋白纯化填料

我们提供多种形式的蛋白质纯化和抗体纯化树脂,您可从中选出适合蛋白纯化实验流程的最佳方案。或者通过将特定配体共价交联到我们提供的活性介质上,获得您的定制化纯化树脂。

我们提供预先活化的磁珠、磁性琼脂糖微珠、标准品及Superflow琼脂糖树脂、POROS™ 树脂,以及其它色谱填料,可以进行几乎任何规模的蛋白质纯化:检测、筛选、小试、中试,以及工艺建立。

Invitrogen 蛋白电泳系统

  • NuPAGE蛋白预制胶 - 采用中性pH体系,可最大程度地减少蛋白降解,保护样本的完整性,确保条带平整清晰;恒压下电泳最快35分钟完成,极大节省时间;质控标准严格,批次间一致性好。
  • 预染蛋白质分子量标准 - 上样量更省,条带依然清晰锐利,覆盖10-250kDa宽检测范围。

赛默飞Western blot高效全流程

赛默飞 iWestern 流程旨在提升实验效率、提高数据重现性和结果可靠性,致力于以最少的手动操作时间实现卓越的免疫印迹结果。

借助我们的iWestern 工作流程,实验室中的生活将会变得更轻松、更省时,可以腾出时间专注于最重要的事情 - 数据分析,并对研究进行深入思考。

Orbitrap Exploris 480组合型高分辨质谱仪

作为革命性全新一代组合型超高分辨质谱系统,Orbitrap Exploris™ 480质谱仪占用的空间更小,同时保持了高分辨率、高质量精度和图谱质量。新仪器具有很多新特性,可以延长正常运行时间,并在高通量分析试验中提高超强稳定性 。其结合成熟的技术,先进的功能和智能驱动分析框架为研究科学家更广泛应用质谱进行高通量的蛋白质鉴定、定量和结构表征。全新的SureQuant及BoxCar方法包为超敏感目标蛋白定量提供强大助力。其新增主要性能如下:

  1. 体积减少为原Q Exactive的一半:主要通过优化泵体积和离子传输部分。
  2. 增加Biopharma选项,可扩展m/z范围至8,000 Da
  3. 具有48万的分辨率
  4. 增加IC(Internal calibration内标校正)选项,可进行现场升级

Krios G4 Cryo-TEM冷冻透射电镜

新一代Thermo Scientific Krios G4冷冻透射电镜(Cryo-TEM)使您能够在分子水平上更容易、更快、更可靠地揭示生命。最紧凑设计的Krios G4配备了高度稳定的300 kV TEM平台和行业领先的Autoloader设备,适应于冷冻电镜单颗粒分析(SPA)、冷冻电子断层扫描(cryo-tomography)和微电子衍射(MicroED),让每位用户包括新用户都能很容易得到最佳的实验结果。通过对机械底座框架和设备外壳的全新设计,该款设备净身高缩短至 3 m 以内,适用于任何天花板高度在 3.04 m(10 ft)以上的实验室,由此可省去昂贵的实验室改造费用。

核心优势

  • 空间适配性增强: 全新设计的内部基础框架和系统外壳降低了设备高度(<3 m或 < 10ft),其系统性能有所提升,可避免昂贵的实验室改造
  • 实验效率显著提升:
    • 改进后的漂移性能让实验启动速度提高至3倍
    • EPU载网网格聚类功能帮助用户自动选择最佳网格
    • 无边缘效应成像(Fringe-Free Imaging,FFI)、无像差成像区域位移(Aberration-Free Image Shift,AFIS)和Falcon 4相机结合将单颗粒分析的实验效率提高至4倍
    • EPU质量监控软件支持单颗粒分析实验中数据的实时预处理,以优化数据采集过程
    • 高级性能监控软件APM确保每个颗粒自动采集前仪器都处于的最佳初始状态
  • 最佳成像质量:领先的电子光学性能-信息极限0.12 nm线性失真度<0.5%; Falcon 4直接电子相机:具有同类产品最高的检测量子效率(DQE)
  • 更连贯的工作流程:内置的可交换样品载网盒设计,在配备了Autoloader的设备(如Krios、Arctica和Glacios系列电镜)之间样品传输更为方便连贯-确保样品筛查和数据采集过程的系统连贯性

常见的病毒作用机制和对应疾病的药物研究

病毒结构解析利器- 冷冻透射电镜

在电子显微镜下,新型冠状病毒的外膜上有明显的棒状粒子突起,呈球形或椭圆形,使其形态看上去像中世纪欧洲帝王的皇冠,因此获名“冠状病毒”。

电子显微镜对病毒的研究常见的有以下几个方面:

  1. 病毒形貌观察:形态结构观察、鉴定和分类,细胞或组织中病毒的分布和宿主细胞的关系等
  2. 免疫电镜检查: 免疫组织化学技术与透射电镜技术相结合,在超微结构水平研究和观察抗原、抗体结合定位的一种方法
  3. 治疗和疫苗策略信息提供:冷冻电子显微镜和电子断层扫描等方法已证明课用来观察病毒结构组件如何装配在一起,附着在细胞上,在复制过程中吸收,以及在复制和流出过程中与细胞机械结合等研究

2020年2月15日,美国得克萨斯大学奥斯汀分校Jason S. McLellan教授团队和美国国立卫生研究院NIH联合在预印版网站bioRxiv上发表了首篇使用冷冻电镜解析新冠病毒S蛋白的研究文章。Jason Mclellan团队通过冷冻电镜Cryo-EM技术,解析了新冠病毒S蛋白三聚体的3.5Å的近原子分辨率结构,从生物物理及结构生物学的角度加深了我们对新冠病毒的认知。

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奥斯汀分校的研究团队展示了新冠病毒的S 蛋白结构。然 而,ACE2 到底在细胞膜上是以什么状态存在?新冠病毒对比 SARS 病毒与ACE2 结合有何异同?获取ACE2 的全长蛋白及 其与S 蛋白的复合物结构,将有助于解答上述疑问。 2020 年 2 月19 日,西湖大学周强实验室利用冷冻电镜技术首次成功 解析此次新冠病毒的受体——ACE2 的全长结构。

冷冻电镜工作流程:首先通过快速冲入式冷冻,在载网上形成一层薄的无定形冰,这个过程可 以将病毒蛋白或者受感染的细胞保存于接近天然状态的结构,然后在冷冻电镜上采集数据,最后通 过三维重构获得病毒近原子级分辨率的结构,甚至可以看到病毒和宿主细胞结合的过程,以了解其侵入机制,实现从结构到功能的飞跃,从而为未来抗病毒药物的开发提供依据。

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作为冷冻电镜(cryo-EM)技术的开拓者,赛默飞世尔科技一直致力于该技术的研发和普及,在不断推出新产品的同时,还专门与客户合作开发了冷冻电镜免费在线学习工具 https://em-learning. com,为广大生命科学工作者及相关行业提供更完备更易用的解决方案。目前,赛默飞世尔科技冷 冻电镜产品家族包括:

  • 旗舰级300 kV 产品Krios G4
  • 最新推出的200 kV 产品Glacios
  • 用于冷冻样品制备的Vitrobot
  • 用于样品筛查的入门级产品 Talos L120C G2
  • 用于冷冻电子断层扫描(cryo-ET)细胞 样品减薄的冷冻聚焦离子束Aquilos 2
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同样在结构分析方面,还可以利用Orbitrap 高分辨质谱解析具有挑战性的天然和生物治疗性蛋白的组装,如核糖体颗粒、基于蛋白质的 纳米颗粒,及分析病毒组装的异质性,区分加 载不同基因组或片段的病毒颗粒,为病毒性质 和质控提供重要信息,整体解决方案图4所示

非变性质谱(Native MS)即保证被分析病 毒或蛋白处于非变性状态,维持其原有的空间 构象,通过高分辨质谱获得完整病毒颗粒或蛋 白、蛋白复合物的分子量,用于研究病毒蛋白 组装、加载蛋白的化学计量学、病毒异质性和 病毒蛋白与宿主蛋白相互作用等领域可以通过 Orbitrap 高分辨质谱测定不同质量大小的蛋白及 核糖体、颗粒,并区分空壳和基因加载腺病毒 颗粒(Journal of the American Chemical Society, 2014, 136(20):7295-7299.), 如下图所示。

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氢氘交换质谱(HDX-MS)即将非变性的目标蛋白、蛋白复合物、病毒衣壳蛋白置于氘水中, 放置不同时间后取出进行猝灭,在完整蛋白或多肽水平进行质谱测定,通过观测氢氘交换速率的变 化来确定蛋白或病毒衣壳蛋白空间结构变化以及衣壳蛋白与宿主蛋白相互作用区域。

相比于经典的结构学研究技术,无需大量的样本及复杂的晶体制备,对样品要求较低,能够实 现从完整水平、局部水平以及单个氨基酸的水平上获得详细信息,使得最终的蛋白质高级结构的信 息更加全面和准确(Biophysical journal, 2017, 112(6): 1157-1165)。技术路线见下图。

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病毒感染后体内物质定量研究

通过结合免疫沉淀富集功能,结合 LC-MS 的多反应监测功能对病毒抗原的特征项肽段进行检测,从而能直接对患者血液样本中与疾病相关的抗原定量分析, 不但能快速检测出病毒,并且可以通过病毒体内检测浓度的变化对感染的患者进行监测,确定感染阶段以及评估病患对药物的反应,及时调整治疗方案。根据实际临床需求,可以通过进一步优化方案,同时对多个病毒抗原进行检测,例如针对 HIV/TB 合并感染的患者的联合检测方案。

病毒侵染细胞前后的蛋白质组学研究

病毒个体微小,结构简单,由核酸和蛋白质组成,且只含一种核酸(DNA 或 RNA),必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞型生物,离开宿主无法单独存活。因此研究病毒侵染细胞前后的蛋白质组变化研究,有利于发现病毒侵染轨迹和致病机制,从而寻求阻断方法。赛默飞高分辨质谱技术 Orbitrap,凭借其高灵敏度、高精度、高通量等特性在该领域表现出色,能有效应用于病毒侵染前后宿主细胞的蛋白质组变化。

基于亲和纯化分离蛋白质复合物随后进行赛默飞世尔科技高分辨质谱分析(AP-Orbitrap)的方法可以用于分离病毒-病毒和病毒 - 宿主多蛋白复合物,可识别间接和直接的蛋白质相互作用,提供相互作用事件的瞬时信息,或跟踪单个病毒基因产物的过表达,以深入了解单个蛋白质的功能;表达蛋白质组学技术(定量蛋白质组学和翻译后修饰组学)可以研究病毒蛋白的组成,宿主在病毒入侵过程中蛋白质和翻译后修饰的动态变化 (Viruses 2019, 11, 878; doi:10.3390/v11090878)。相关策略见图 8。

例如,寨卡病毒(ZIKV)是世界范围内的公共卫生问题,但是目前尚无许可的药物或疫苗。尽管越来越多的证据将 ZIKV 感染与婴儿的小头畸形和先天性眼病以及成人的 Guillain-Barré 综合征,不育和眼部异常相关联,但目前尚不清楚导致这些病理结果的潜在细胞途径。为了更好地了解病毒与宿主细胞蛋白之间的相互作用,利用 Orbitrap 质谱技术进行全蛋白质组学和修饰蛋白质组学(图 9),研究对象为神经细胞系 SK-N-BE2 和 NPC 细胞,表征细胞对病毒的反应,在蛋白质组和磷酸化蛋白质组水平上的变化,利用亲和蛋白组学方法鉴定 ZIKV 蛋白的细胞靶点。使用这种方法,找到了 386个与 Zikv 相互作用的蛋白质,导致宿主在神经发育受损,视网膜缺陷和不孕。在功能上,系统地理解了ZIKV诱导后的宿主的蛋白质和细胞通路水平的扰动,并对感染后细胞施加Rock抑制剂药物干预,还利用非标定量蛋白质组学方法分析差异蛋白进行验证 (Nature volume 561, pages253–257(2018)

病毒侵染细胞前后的代谢组学和脂质研究

目前的研究显示,新型冠状病毒进入细胞的路径与 SARS 冠状病毒一样,均是通过血管紧张素转化酶 2(ACE2)细胞受体入侵宿主。但入侵之后,作为从基因到蛋白作用下游的小分子,其发生的变化尚未可知。开展针对这些入侵后代谢物组和脂质组的研究,将为明确病毒 - 宿主相互作用,了解其相互作用的关系,从而加速开发新的更有针对性的治疗和检测手段,同时为疫苗的开发和效果预测提供帮助。

小分子代谢物对免疫细胞的增殖分化及其功能息息相关,同时不同年龄层,性别因素对疫苗接种效果有显著的差异。 2017 年发表在 Cell 杂志的一项研究,整合转录组学和代谢组学研究显示,代谢反应是人类对带状疱疹病毒疫苗的免疫反应有效性的基础。研究人员采用带状疱疹病毒疫苗接种在健康成人上的纵向研究,结果显示,接种疫苗后,嘌呤代谢,亚油酸代谢、蛋氨酸和半胱氨酸代谢、甘油磷脂代谢和糖磷脂代谢等于转录组学密切相关。通过构建 MMRN 网络,结合接种者年龄、性别和病毒载量相关的网络来预测有效性,揭示甾醇代谢整合了体液免疫与细胞免疫的联系,磷酸肌醇代谢提供了代谢表型,影响免疫结果。

通过此项研究,可以帮助研究人员对疫苗接种的免疫反应进行情境分析,确定影响疗效的相关因素,同时为免疫反应提供新的生物学见解,促进未来的生物标记物研究和疫苗开发。(Cell. 2017;169(5):862–877.e17.)

与此同时,探讨新型冠状病毒感染引起急性呼吸窘迫综合征的发病机制,筛选有助于诊断和治疗的生物标志物,也可为及时控制病情发展、减少重症疾病的发生提供理论依据。赛默飞在代谢组学研究中提供全流程方案,有利于生物标志物的寻找。埃博拉病毒是目前最致命的烈性传染病之一,死亡率高达 50% 以上。研究人员通过研究埃博拉病毒感染幸存者,致死患者死亡前样本,以及健康志愿者样本,整合代谢组学、脂质组学、蛋白组学和转录组学的多组学分析结果。结果筛选出 11 个 Biomarkers,能有效地区分病毒感染致死患者和幸存者样本。

通过此研究,可以帮助研究者探究不同患者对埃博拉病毒反应差异的机制,并寻找感染病毒死亡病例的生物标志物。(Cell Host & Microbe: Volume 22, Issue 6, 13 December 2017, P 817-829.e8)

病毒致病疾病的药物防治研发

赛默飞荧光定量 PCR 仪助力 COVID-19 药物开发。在药物开发阶段,使用 qPCR 仪器可以检测使用药物是否会减少病毒量,从而判断药物作用;在临床试用上,也可以使用荧光定量PCR 仪监控病毒感染的动态变化。另外,赛默飞数字 PCR 仪无需对照样品和标准品即可精确定量检测病毒载量,帮助病情诊断辅助指导用药。衡量病毒载量对于判断药物作用、药效药理评估,以及诊断病程和预后状况都将起到巨大作用。

与此同时,我们也看到有新闻报道中医药在新冠肺炎的防治上显示出非常好的疗效,各省市均广泛结合中医药进行治疗。新冠肺炎诊疗方案第六版中列举了医学观察期、临床治疗期(初期至中、重证,恢复期)的中医治疗药方,体现了中医辨证论治原则。

赛默飞可提供完整的中药分析解决方案,涵盖了从药用植物天然产物分析到中药治疗控制,临床中药代谢组学分析等应用领域,确保中药质量,阐明作用机理,明确中医药临床价值。

采用 Q Exactive 高分辨质谱对附子黄芪配伍理论进行了分析。依据中医药性理论,黄芪具有补气升阳,固表止汗,利水消肿的作用;附子具有回阳救逆,温肾助阳,祛寒止痛作用。我们对附子单煎组、黄芪单煎组、附子黄芪合煎组、附子黄芪混合的化学成分进行系统考察,以期为黄芪附子药对的临床应用提供理论依据。

利用 Compound Discoverer 软件,结合标准中药数据库及公开数据库模式对样品中的化合物进行鉴定,共鉴定 179 种可能的成分,主要为氨基酸、生物碱、黄芪皂苷、黄酮类。这些鉴定成分为黄芪对附子的解毒机理提供了物质基础。

现代药理研究表明,附子与黄芪配伍使用,LD50 值显著增大,表明黄芪对附子有显著的解毒作用。按照 p≤0.05, FC ≥2 为标准选择差异性代谢物,附子黄芪合煎组中可见乌头碱、新乌头碱等双酯型乌头碱含量降低。文献报道,双酯型乌头碱是附子中主要毒性成分,这与合煎组此类物质含量的降低相互验证,为黄芪附子药对的减毒机制和临床应用提供理论依据。最终药物离不开临床实验,此次抗疫活动中,瑞德西韦引起的大家的注意,这个药物能否起到作用还有待研究,尤其 是临床实验,必不可少。在临床试验中不可缺少的一环就是生物样品分析。通过受试者血浆,血清等生物样本的分析,提供药物在体内药代动力学信息,目前最主要的分析手段是通过液相 - 串联质谱联用技术。同时,因新冠患者的临床症状,不同的患病人群如孕妇、儿童等的治疗方案存在不同,液质联用技术可提供治疗药物监测数据,帮助医生调整用药方案和剂量。

这里,我们以艾滋病治疗药物监测实验为例,该研究通过对 14 种抗逆转录病毒药物和 2 种助推器药物在人血浆中的定量进行了验证。赛默飞三重四极杆质谱方法准确、特异性强、重复性好(J Pharm Biomed Anal. 2019;181:113057. doi:10.1016/j.jpba.2019.113057)。

临床上抗病毒治疗方案中,药物联用是重要的治疗手段之一,因此一个方法中包含多化合物检测是必要的。 Transcend TLX1 联合 TSQ Altis 提供的快速样本制备,所有化合物的快速检测,对生物样本分析的时效性提供非常重要的技术支撑,非常适合于临床药代动力学和治疗药物监测研究。

病毒的分子机制研究

世界卫生组织总干事谭德塞不止一次高度 评价中国此次抗击疫情的努力,其中很重要的 原因之一就是中国以前所未有的速度分离出病 毒,进行基因测序并立即同世卫组织分享。病 毒毒株的分离,是对病毒开展系列研究的重要前提。

有了毒株,才能促进快速检测试剂盒的开发,才能开展一系列实验去探寻病毒基因组复 制、基因表达及其调控机制,提示病毒感染、 致病的分子本质,为病毒基因工程疫苗和抗病 毒药物的研制以及病毒病的诊断,预防和治疗 提供理论基础和依据。

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可以看到,针对病毒分子机制的研究涉及到分子生物学,细胞生物学,蛋白生物学等各个学科 的研究领域,且相互交叉。赛默飞针对病毒鉴定、病毒与细胞之间的免疫反应检测、细胞凋亡检测 和细胞信号传导部分都有相关的解决方案供选择。

Thermo Scientific™ KingFisher Flex高通量自动化核酸提取仪

Thermo Scientific™ KingFisher Flex 是一款高通量自动化核酸提取仪器(具备NMPA,一类备案),适用于各类样本的核酸提取,能够提供更高效样品制备、更稳定的样品结果、更简单的样品分析。上市10年以来,从H1N1、SARS到H7N9、猪瘟,KingFisher始终坚守在重大疫情检测一线。

  • 更高效的样品制备:KingFisher具有专利的转移磁珠技术,无需离心或转移液体,快速高效。针对伴随病毒流行可能出现的大规模提取需求, KingFisher仪器能够实现15-45min快速实现96个样本的高通量自动化提取,工作体积20-1000ul。
  • 更稳定的样品结果:自动化处理,减少用户手工操作错误,标准化的提取流程,确保实验结果的可再现性。这对于诸如qPCR、NGS、数字PCR和质谱分析等更为灵敏的下游应用至关重要。
  • 更简单的样品分析:KingFisher Flex与Fisher Scientific™ LabServ™预分装病毒总核酸提取试剂盒配合,专为病毒核酸提取优化提取方案,为几乎所有下游应

荧光定量PCR检测

病微生物分子检测技术中最成熟、应用最为广泛的就是定量 PCR (RT-PCR) 技术,利用荧光标记的分子探针检测特定病原物的特征性序列位点,可以快速准确地实现感染样本筛查和病原物鉴定,操作简单,检测速度快,准确度高,成本低, 可以实现大量样本的快速准确筛查。

Thermo Fisher 旗下子品牌Applied Biosystems™设计生产的实时荧光定量 PCR 系统旨在提供高品质数据和卓越的可靠性,并提供智能工作流程体验,为您的实验室研究带来革新性 qPCR 检测平台。

Applied Biosystem 7500

十五年临床分子诊断全行业产品金标准,5色通道荧光检测, 新型光路设计,性能强大,结果稳定,模块化软件交互界面友好,反应设置快捷方便。临床绝大多数qPCR 检测试剂盒适配机型。

  • 经典工业设计:卤钨灯光源,冷CCD检测实现高数据稳定性和重复性
  • 性能稳定:半导体温控96孔模块,支持8联管和标准96孔板型
  • 多重检测能力强:5个光学通道,宽广光谱范围覆盖常见荧光染料
  • 结果精准:CCD信号检测组件,系统精度高,支持HRM分析
  • 精确检测:单重分析灵敏度2倍拷贝数差异,获得9 log线性动态范围
  • 卓越运行速度:40分钟内完成实验
  • 模块化软件设计:操作软件内含基因表达与SNP鉴定等多个软件功能
  • 性能校验保证:内置光源使用时间监测及仪器系统自我诊断程序

Applied Biosystem 7500 该款机型在临床市场上得到了高度的认可,而且该机型适配市场上绝大多数qPCR的IVD试剂盒。针对此次新冠状病毒的大多数试剂盒及目前所有获批的qPCR新冠状病毒检测试剂盒都可以在此款平台上面检测使用。

病毒检测的ViewRNA技术

ViewRNA Assay

  • 定制服务-无需担心没有抗体,根据序列定制探针
  • 灵敏度高-可达单细胞水平单拷贝检出率
  • 中通量-单细胞可以检测4种RNA(ViewRNA Tissue assay仅2种)
  • 兼容性-可连用抗体同时检测单细胞内RNA及蛋白表达
  • 病毒鉴定
  • 病毒检测的分支D
    N
    A技术

    获取病毒全基因组序列

  • Ion S5 高通量测序平台

    Sanger 金标准测序,序列确认

  • 3500/SeqStudio 基因测序平台

    检测特异性序列,确定病毒拷贝数

  • 荧光 PCR 检测平台

  • bDNA 专利技术进行信号放大与专一性的病毒检测
  • viewRNA 技术

  • 细胞成像仪

免疫反应检测试验
细胞功能检测
细胞信号蛋白分析
  • ELISA

  • ProcartaPlex

  • 流式检测仪

  • 流式检测抗体试剂

  • 细胞凋亡

  • 自噬

  • 细胞毒性活力代谢

  • 蛋白制备 & 纯化

  • Western Blot

  • 蛋白 - 蛋白相互作用
  • 蛋白核酸相互作用

ELISA 单因子试剂盒

  • 专业即用型ELISA
  • 高敏即用型ELISA
  • 独家一步法ELISA
  • 涵盖6大物种

ProcartaPlex 多因子试剂盒

  • 节省样本
  • 节省时间
  • 因子多且组合灵活
  • 6个物种
  • 免费分析软件

Attune Nxt流式细胞仪

  • 专利声波聚焦技术,高速获取细胞信号及适用于稀有细胞分析
  • 专利抗堵塞设计,极低维护成本
  • 多达4激光16个检测通道,满足不同应用需求
  • 样本简易制备,实现全血检测,无需裂红和清洗

Invitrogen eBioscience流式抗体试剂

  • >10,000 流式检测抗体
  • eFluor 抗固定液染料
  • Super Bright 超亮紫光染料
  • 流式辅助试剂
  • 适用于所有流式细胞仪

CellEvent Caspase-3/7 细胞凋亡检测试剂

  • 优化的Caspase-3/7底物适用于凋亡分析
  • 操作简单,仅需30min且无需洗涤无需裂解细胞;
  • 可实现连续动态监控
  • 兼容活细胞荧光成像和甲醛固定
  • 可与其他荧光试剂结合进行多重分析
  • 适用于多种检测平台

Premo™ Autophagy Sensor系列细胞自噬检测试剂

基于LC3B和p62特异性追踪自噬过程:

  • 可持续监控整个自噬过程
  • 有GFP和RFP两种颜色,可与其他荧光标记进行多重分析
  • 适用于多种检测平台

LIVE/DEAD™ 细胞毒性活力代谢检测试剂盒

  • 操作简单:加入后孵育30min-45min即可检测,无需洗涤
  • 特异直观:绿色为活细胞,红色为死细胞
  • 灵活多样:适用于贴壁细胞、非贴壁细胞、某些组织等多种样本,兼容多种仪器检测平台,如荧光显微镜、高内涵筛选、荧光微孔板仪、流式细胞仪等

蛋白制备 & 纯化

我们提供各种试剂盒、试剂和实验用小装置,您可以轻松提取、纯化、除杂(脱盐、透析)并浓缩靶标蛋白质。 这些产品经过优化适用于多种组织和细胞类型,针对不同“个性”的靶标蛋白,提供了更多的选择以确保更好的蛋白回收率和蛋白活性。

赛默飞Western blot高效全流程

赛默飞 iWestern 流程旨在提升实验效率、提高数据重现性和结果可靠性,致力于以最少的手动操作时间实现卓越的免疫印迹结果。

借助我们的iWestern 工作流程,实验室中的生活将会变得更轻松、更省时,可以腾出时间专注于最重要的事情–数据分析,并对研究进行深入思考。

病毒结构相关研究

病毒主要由核酸和蛋白质组成,结构相对简单,然后要对病毒结构做综合研究,需要配合生物化学和分子生物学方法研究蛋白结构与功能,各个层次的生命活动,都需要在分子水平上进行物质结构和功能的研究才能最终阐明其本质。赛默飞利用其全球化资源优势,为病毒结构研究添砖加瓦。

以下是分子生物学水平上的病毒结构研究流程图:

PureLink 病毒RNA/DNA 小量提取试剂盒

  • 快速、简单的分离高质量病毒 RNA 或 DNA
  • 获得高度浓缩的病毒核酸,检测的灵敏度更高
  • 一个试剂盒可以同时提取和浓缩RNA 和 DNA 病毒
  • 采用离心柱技术,实现方便快捷的纯化,兼具卓越的可重复性
  • 产生高质量的 DNA 和 RNA - 非常适合下游应用,例如实时 PCR 和终点分析

TRIzol溶液

  • 化学试剂法RNA提取王牌产品
  • 更值得信赖且使用更广泛的用于制备优质完整RNA的试剂
  • 适用于复杂样本 (如脂肪组织、血清、病毒、细菌)
  • 一步、单相溶液 (酚和异硫氰酸胍)
  • 从相同样本中分离DNA和蛋白质的替代实验方案

Invitrogen Qubit系列荧光定量仪及试剂

精准核酸定量专为您的珍贵样品设计

  • 准确且可靠:荧光染料法可特异性精准定量dsDNA、ssDNA、RNA、蛋白质
  • 灵敏且特异:比紫外吸光法更灵敏,可区分游离核苷酸或盐离子等杂质,样品仅需低至1μL
  • 高效且便捷:3秒即可完成检测,通量可选1~8孔,大触摸屏直观易用
  • Qubit 4可轻松评估RNA完整性和质量(RNA IQ)以区分降解RNA

Invitrogen Platinum Taq热启动DNA 聚合酶

Invitrogen Platinum Taq热启动DNA聚合酶上市二十多年来,已经被上千篇的文献引用。作为Platinum Taq热启动酶的升级版,新一代的Platinum II Taq热启动DNA聚合酶能让PCR扩增变得更快、更简单。

  • 使用60°C通用的引物退火温度 - 所有不同PCR反应均可使用同一种退火温度
  • 基因工程改造的Taq DNA聚合酶 - 实现15 s/kb的快速扩增,同时耐受常见抑制剂Platinum热启动技术 - 确保超高特异性、灵敏度和产量;可在室温下配制反应体系

E-Gel PowerSnap核酸电泳系统

  • 集凝胶电泳和成像功能于一体
  • 只需15分钟,即可完成从上样到图像采集的过程
  • 大尺寸触摸屏显示界面,直观的操作系统
  • 配合使用E-Gel Power Snap和E-Gel预制凝胶凝胶,避免有毒的化学品危害

FastDigest快速内切酶

  • 专为快速酶切而设计
  • 所有176种限制性内切酶均使用统一缓冲液
  • 5-15分钟快速完全酶切
  • 绿色缓冲液可实现酶切后快速直接上样电泳

T4 DNA连接酶

  • 10分钟完成粘性末端连接
  • 提供多种浓度,常规浓度、高浓度和低浓度可选
  • 随附提供PEG溶液,增强平末端连接效率

Invitrogen感受态细胞

  • 可提供多种类型的感受态细胞株,以适合您的研究需求
  • 针对不同转化方式,可提供化学感受态和电转感受态细胞
  • 适合多种应用,如蛋白表达、文库制备、常规克隆
  • 多种规格类型可选,One Shot、MultiShot以及大包装,适合不同通量

PureLink™ Expi 无内毒素质粒大量提取试剂盒

  • 快速、高产量的获得无RNA和基因组DNA污染的无内毒素质粒DNA
  • 节省大量时间 - 纯化无内毒素质粒DNA只需90分钟
  • 高产量 - 用大提、超大量提取和宏量提取试剂盒分离,产量分别高达1.5 mg、5 mg和15 mg
  • 高品质、高级转染级、无内毒素质粒 - 质粒的内毒素含量低于0.1 EU/µg,非常适合对灵敏度要求高的应用

Expi293™ 蛋白表达系统

  • HEK 293 表达的行业标杆产品
  • 在减少手动操作时间和废弃物量的情况下,获取更多蛋白
  • 使用您喜欢的培养形式而无需牺牲产量
  • 完整记录的 cGMP 库细胞
  • 用于结构生物学和诱导表达

ExpiCHO™ 蛋白表达系统

  • 从研究到生物转化过程中保持蛋白质的质量和功能
  • 在更小的培养体积中获得高达20x的蛋白产量
  • 选择可灵活适应您开发过程各个阶段的系统

ExpiSf™ 蛋白表达系统

  • 首个化学成分确定的昆虫表达系统
  • 具有超高蛋白得率的系统
  • 一个步骤实现杆状病毒生产到蛋白表达
  • 一个可从发现扩展至生产的系统
  • 病毒鉴定
  • 载体构建
  • 重组病毒蛋白表达

    病毒序列及进化树绘制

  • 3500/SeqStudio基因分析仪
  • Ion Genexus

    病毒基因提取

  • Purelink病毒RNA/DNA小量提取试剂盒

  • TRIzol溶液

  • Qubit荧光计及试剂

    目标基因扩增

  • Applied Biosystems ProFlex PCR系统
  • Taq热启动DNA聚合酶

  • E-Gel PowerSnap核酸电泳

    载体构建

  • FastDigest快速内切酶

  • T4 DNA连接酶

  • Invitrogen感受态细胞

  • Purelink™ Expi无内毒素质粒大量提取试剂

    载体鉴定

  • 3500/Seqstudio 基因分析仪进行Sanger测序

    Gibco™ Expi蛋白表达系统(包含细胞、培养基,转染试剂、载体等)

  • Expi293™ 蛋白表达系统

  • ExpiCHO™ 蛋白表达系统

  • ExpiSf™ 蛋白表达系统

重组病毒蛋白的纯化和浓缩
重组病毒蛋白的鉴定分析
病毒/蛋白质结构解析
  • Thermo Scientific™ Zeba™ 脱盐装置

  • Thermo Scientific™ Slide-A-Lyze™透析装置

    • 蛋白纯化树脂

  • Invitrogen 蛋白电泳系统

  • 高效全流程Western blot产品

  • Orbitrap 高分辨质谱

  • 冷冻透射电镜

  • 常温透射电镜

Thermo Scientific™ Zeba™ 脱盐装置

  • 高效 - 出色的蛋白回收率,对盐和其他小分子的去除率高于95%
  • 灵活 - 形式丰富,包括离心柱、过滤离心多孔板和色谱柱
  • 快速 - 无需坐等蛋白重力排出,也无需检测流份
  • 经济 - 提供比其他市售产品更优的性价比

Thermo Scientific™ Slide-A-Lyze™透析装置

  • 卓越的样品回收率 - 低结合性的塑料和膜可以最大程度的减少样品损失
  • 方便 - 易于握持,方便使用注射器和/或移液器进行加样和取样。
  • 安全 - 密封膜有助于防止渗漏,而透析袋和自制装置可能产生渗漏
  • 经过验证 - 每个产品装置在生产过程中都通过了漏液试验。

蛋白纯化填料

我们提供多种形式的蛋白质纯化和抗体纯化树脂,您可从中选出适合蛋白纯化实验流程的最佳方案。或者通过将特定配体共价交联到我们提供的活性介质上,获得您的定制化纯化树脂。

我们提供预先活化的磁珠、磁性琼脂糖微珠、标准品及Superflow琼脂糖树脂、POROS™ 树脂,以及其它色谱填料,可以进行几乎任何规模的蛋白质纯化:检测、筛选、小试、中试,以及工艺建立。

Invitrogen 蛋白电泳系统

  • NuPAGE蛋白预制胶 - 采用中性pH体系,可最大程度地减少蛋白降解,保护样本的完整性,确保条带平整清晰;恒压下电泳最快35分钟完成,极大节省时间;质控标准严格,批次间一致性好。
  • 预染蛋白质分子量标准 - 上样量更省,条带依然清晰锐利,覆盖10-250kDa宽检测范围。

赛默飞Western blot高效全流程

赛默飞 iWestern 流程旨在提升实验效率、提高数据重现性和结果可靠性,致力于以最少的手动操作时间实现卓越的免疫印迹结果。

借助我们的iWestern 工作流程,实验室中的生活将会变得更轻松、更省时,可以腾出时间专注于最重要的事情 - 数据分析,并对研究进行深入思考。

Orbitrap Exploris 480组合型高分辨质谱仪

作为革命性全新一代组合型超高分辨质谱系统,Orbitrap Exploris™ 480质谱仪占用的空间更小,同时保持了高分辨率、高质量精度和图谱质量。新仪器具有很多新特性,可以延长正常运行时间,并在高通量分析试验中提高超强稳定性 。其结合成熟的技术,先进的功能和智能驱动分析框架为研究科学家更广泛应用质谱进行高通量的蛋白质鉴定、定量和结构表征。全新的SureQuant及BoxCar方法包为超敏感目标蛋白定量提供强大助力。其新增主要性能如下:

  1. 体积减少为原Q Exactive的一半:主要通过优化泵体积和离子传输部分。
  2. 增加Biopharma选项,可扩展m/z范围至8,000 Da
  3. 具有48万的分辨率
  4. 增加IC(Internal calibration内标校正)选项,可进行现场升级

Krios G4 Cryo-TEM冷冻透射电镜

新一代Thermo Scientific Krios G4冷冻透射电镜(Cryo-TEM)使您能够在分子水平上更容易、更快、更可靠地揭示生命。最紧凑设计的Krios G4配备了高度稳定的300 kV TEM平台和行业领先的Autoloader设备,适应于冷冻电镜单颗粒分析(SPA)、冷冻电子断层扫描(cryo-tomography)和微电子衍射(MicroED),让每位用户包括新用户都能很容易得到最佳的实验结果。通过对机械底座框架和设备外壳的全新设计,该款设备净身高缩短至 3 m 以内,适用于任何天花板高度在 3.04 m(10 ft)以上的实验室,由此可省去昂贵的实验室改造费用。

核心优势

  • 空间适配性增强: 全新设计的内部基础框架和系统外壳降低了设备高度(<3 m或 < 10ft),其系统性能有所提升,可避免昂贵的实验室改造
  • 实验效率显著提升:
    • 改进后的漂移性能让实验启动速度提高至3倍
    • EPU载网网格聚类功能帮助用户自动选择最佳网格
    • 无边缘效应成像(Fringe-Free Imaging,FFI)、无像差成像区域位移(Aberration-Free Image Shift,AFIS)和Falcon 4相机结合将单颗粒分析的实验效率提高至4倍
    • EPU质量监控软件支持单颗粒分析实验中数据的实时预处理,以优化数据采集过程
    • 高级性能监控软件APM确保每个颗粒自动采集前仪器都处于的最佳初始状态
  • 最佳成像质量:领先的电子光学性能-信息极限0.12 nm线性失真度<0.5%; Falcon 4直接电子相机:具有同类产品最高的检测量子效率(DQE)
  • 更连贯的工作流程:内置的可交换样品载网盒设计,在配备了Autoloader的设备(如Krios、Arctica和Glacios系列电镜)之间样品传输更为方便连贯-确保样品筛查和数据采集过程的系统连贯性

常见的病毒作用机制和对应疾病的药物研究

病毒结构解析利器- 冷冻透射电镜

在电子显微镜下,新型冠状病毒的外膜上有明显的棒状粒子突起,呈球形或椭圆形,使其形态看上去像中世纪欧洲帝王的皇冠,因此获名“冠状病毒”。

电子显微镜对病毒的研究常见的有以下几个方面:

  1. 病毒形貌观察:形态结构观察、鉴定和分类,细胞或组织中病毒的分布和宿主细胞的关系等
  2. 免疫电镜检查: 免疫组织化学技术与透射电镜技术相结合,在超微结构水平研究和观察抗原、抗体结合定位的一种方法
  3. 治疗和疫苗策略信息提供:冷冻电子显微镜和电子断层扫描等方法已证明课用来观察病毒结构组件如何装配在一起,附着在细胞上,在复制过程中吸收,以及在复制和流出过程中与细胞机械结合等研究

2020年2月15日,美国得克萨斯大学奥斯汀分校Jason S. McLellan教授团队和美国国立卫生研究院NIH联合在预印版网站bioRxiv上发表了首篇使用冷冻电镜解析新冠病毒S蛋白的研究文章。Jason Mclellan团队通过冷冻电镜Cryo-EM技术,解析了新冠病毒S蛋白三聚体的3.5Å的近原子分辨率结构,从生物物理及结构生物学的角度加深了我们对新冠病毒的认知。

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奥斯汀分校的研究团队展示了新冠病毒的S 蛋白结构。然 而,ACE2 到底在细胞膜上是以什么状态存在?新冠病毒对比 SARS 病毒与ACE2 结合有何异同?获取ACE2 的全长蛋白及 其与S 蛋白的复合物结构,将有助于解答上述疑问。 2020 年 2 月19 日,西湖大学周强实验室利用冷冻电镜技术首次成功 解析此次新冠病毒的受体——ACE2 的全长结构。

冷冻电镜工作流程:首先通过快速冲入式冷冻,在载网上形成一层薄的无定形冰,这个过程可 以将病毒蛋白或者受感染的细胞保存于接近天然状态的结构,然后在冷冻电镜上采集数据,最后通 过三维重构获得病毒近原子级分辨率的结构,甚至可以看到病毒和宿主细胞结合的过程,以了解其侵入机制,实现从结构到功能的飞跃,从而为未来抗病毒药物的开发提供依据。

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作为冷冻电镜(cryo-EM)技术的开拓者,赛默飞世尔科技一直致力于该技术的研发和普及,在不断推出新产品的同时,还专门与客户合作开发了冷冻电镜免费在线学习工具 https://em-learning. com,为广大生命科学工作者及相关行业提供更完备更易用的解决方案。目前,赛默飞世尔科技冷 冻电镜产品家族包括:

  • 旗舰级300 kV 产品Krios G4
  • 最新推出的200 kV 产品Glacios
  • 用于冷冻样品制备的Vitrobot
  • 用于样品筛查的入门级产品 Talos L120C G2
  • 用于冷冻电子断层扫描(cryo-ET)细胞 样品减薄的冷冻聚焦离子束Aquilos 2
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同样在结构分析方面,还可以利用Orbitrap 高分辨质谱解析具有挑战性的天然和生物治疗性蛋白的组装,如核糖体颗粒、基于蛋白质的 纳米颗粒,及分析病毒组装的异质性,区分加 载不同基因组或片段的病毒颗粒,为病毒性质 和质控提供重要信息,整体解决方案图4所示

非变性质谱(Native MS)即保证被分析病 毒或蛋白处于非变性状态,维持其原有的空间 构象,通过高分辨质谱获得完整病毒颗粒或蛋 白、蛋白复合物的分子量,用于研究病毒蛋白 组装、加载蛋白的化学计量学、病毒异质性和 病毒蛋白与宿主蛋白相互作用等领域可以通过 Orbitrap 高分辨质谱测定不同质量大小的蛋白及 核糖体、颗粒,并区分空壳和基因加载腺病毒 颗粒(Journal of the American Chemical Society, 2014, 136(20):7295-7299.), 如下图所示。

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氢氘交换质谱(HDX-MS)即将非变性的目标蛋白、蛋白复合物、病毒衣壳蛋白置于氘水中, 放置不同时间后取出进行猝灭,在完整蛋白或多肽水平进行质谱测定,通过观测氢氘交换速率的变 化来确定蛋白或病毒衣壳蛋白空间结构变化以及衣壳蛋白与宿主蛋白相互作用区域。

相比于经典的结构学研究技术,无需大量的样本及复杂的晶体制备,对样品要求较低,能够实 现从完整水平、局部水平以及单个氨基酸的水平上获得详细信息,使得最终的蛋白质高级结构的信 息更加全面和准确(Biophysical journal, 2017, 112(6): 1157-1165)。技术路线见下图。

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病毒感染后体内物质定量研究

通过结合免疫沉淀富集功能,结合 LC-MS 的多反应监测功能对病毒抗原的特征项肽段进行检测,从而能直接对患者血液样本中与疾病相关的抗原定量分析, 不但能快速检测出病毒,并且可以通过病毒体内检测浓度的变化对感染的患者进行监测,确定感染阶段以及评估病患对药物的反应,及时调整治疗方案。根据实际临床需求,可以通过进一步优化方案,同时对多个病毒抗原进行检测,例如针对 HIV/TB 合并感染的患者的联合检测方案。

病毒侵染细胞前后的蛋白质组学研究

病毒个体微小,结构简单,由核酸和蛋白质组成,且只含一种核酸(DNA 或 RNA),必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞型生物,离开宿主无法单独存活。因此研究病毒侵染细胞前后的蛋白质组变化研究,有利于发现病毒侵染轨迹和致病机制,从而寻求阻断方法。赛默飞高分辨质谱技术 Orbitrap,凭借其高灵敏度、高精度、高通量等特性在该领域表现出色,能有效应用于病毒侵染前后宿主细胞的蛋白质组变化。

基于亲和纯化分离蛋白质复合物随后进行赛默飞世尔科技高分辨质谱分析(AP-Orbitrap)的方法可以用于分离病毒-病毒和病毒 - 宿主多蛋白复合物,可识别间接和直接的蛋白质相互作用,提供相互作用事件的瞬时信息,或跟踪单个病毒基因产物的过表达,以深入了解单个蛋白质的功能;表达蛋白质组学技术(定量蛋白质组学和翻译后修饰组学)可以研究病毒蛋白的组成,宿主在病毒入侵过程中蛋白质和翻译后修饰的动态变化 (Viruses 2019, 11, 878; doi:10.3390/v11090878)。相关策略见图 8。

例如,寨卡病毒(ZIKV)是世界范围内的公共卫生问题,但是目前尚无许可的药物或疫苗。尽管越来越多的证据将 ZIKV 感染与婴儿的小头畸形和先天性眼病以及成人的 Guillain-Barré 综合征,不育和眼部异常相关联,但目前尚不清楚导致这些病理结果的潜在细胞途径。为了更好地了解病毒与宿主细胞蛋白之间的相互作用,利用 Orbitrap 质谱技术进行全蛋白质组学和修饰蛋白质组学(图 9),研究对象为神经细胞系 SK-N-BE2 和 NPC 细胞,表征细胞对病毒的反应,在蛋白质组和磷酸化蛋白质组水平上的变化,利用亲和蛋白组学方法鉴定 ZIKV 蛋白的细胞靶点。使用这种方法,找到了 386个与 Zikv 相互作用的蛋白质,导致宿主在神经发育受损,视网膜缺陷和不孕。在功能上,系统地理解了ZIKV诱导后的宿主的蛋白质和细胞通路水平的扰动,并对感染后细胞施加Rock抑制剂药物干预,还利用非标定量蛋白质组学方法分析差异蛋白进行验证 (Nature volume 561, pages253–257(2018)

病毒侵染细胞前后的代谢组学和脂质研究

目前的研究显示,新型冠状病毒进入细胞的路径与 SARS 冠状病毒一样,均是通过血管紧张素转化酶 2(ACE2)细胞受体入侵宿主。但入侵之后,作为从基因到蛋白作用下游的小分子,其发生的变化尚未可知。开展针对这些入侵后代谢物组和脂质组的研究,将为明确病毒 - 宿主相互作用,了解其相互作用的关系,从而加速开发新的更有针对性的治疗和检测手段,同时为疫苗的开发和效果预测提供帮助。

小分子代谢物对免疫细胞的增殖分化及其功能息息相关,同时不同年龄层,性别因素对疫苗接种效果有显著的差异。 2017 年发表在 Cell 杂志的一项研究,整合转录组学和代谢组学研究显示,代谢反应是人类对带状疱疹病毒疫苗的免疫反应有效性的基础。研究人员采用带状疱疹病毒疫苗接种在健康成人上的纵向研究,结果显示,接种疫苗后,嘌呤代谢,亚油酸代谢、蛋氨酸和半胱氨酸代谢、甘油磷脂代谢和糖磷脂代谢等于转录组学密切相关。通过构建 MMRN 网络,结合接种者年龄、性别和病毒载量相关的网络来预测有效性,揭示甾醇代谢整合了体液免疫与细胞免疫的联系,磷酸肌醇代谢提供了代谢表型,影响免疫结果。

通过此项研究,可以帮助研究人员对疫苗接种的免疫反应进行情境分析,确定影响疗效的相关因素,同时为免疫反应提供新的生物学见解,促进未来的生物标记物研究和疫苗开发。(Cell. 2017;169(5):862–877.e17.)

与此同时,探讨新型冠状病毒感染引起急性呼吸窘迫综合征的发病机制,筛选有助于诊断和治疗的生物标志物,也可为及时控制病情发展、减少重症疾病的发生提供理论依据。赛默飞在代谢组学研究中提供全流程方案,有利于生物标志物的寻找。埃博拉病毒是目前最致命的烈性传染病之一,死亡率高达 50% 以上。研究人员通过研究埃博拉病毒感染幸存者,致死患者死亡前样本,以及健康志愿者样本,整合代谢组学、脂质组学、蛋白组学和转录组学的多组学分析结果。结果筛选出 11 个 Biomarkers,能有效地区分病毒感染致死患者和幸存者样本。

通过此研究,可以帮助研究者探究不同患者对埃博拉病毒反应差异的机制,并寻找感染病毒死亡病例的生物标志物。(Cell Host & Microbe: Volume 22, Issue 6, 13 December 2017, P 817-829.e8)

病毒致病疾病的药物防治研发

赛默飞荧光定量 PCR 仪助力 COVID-19 药物开发。在药物开发阶段,使用 qPCR 仪器可以检测使用药物是否会减少病毒量,从而判断药物作用;在临床试用上,也可以使用荧光定量PCR 仪监控病毒感染的动态变化。另外,赛默飞数字 PCR 仪无需对照样品和标准品即可精确定量检测病毒载量,帮助病情诊断辅助指导用药。衡量病毒载量对于判断药物作用、药效药理评估,以及诊断病程和预后状况都将起到巨大作用。

与此同时,我们也看到有新闻报道中医药在新冠肺炎的防治上显示出非常好的疗效,各省市均广泛结合中医药进行治疗。新冠肺炎诊疗方案第六版中列举了医学观察期、临床治疗期(初期至中、重证,恢复期)的中医治疗药方,体现了中医辨证论治原则。

赛默飞可提供完整的中药分析解决方案,涵盖了从药用植物天然产物分析到中药治疗控制,临床中药代谢组学分析等应用领域,确保中药质量,阐明作用机理,明确中医药临床价值。

采用 Q Exactive 高分辨质谱对附子黄芪配伍理论进行了分析。依据中医药性理论,黄芪具有补气升阳,固表止汗,利水消肿的作用;附子具有回阳救逆,温肾助阳,祛寒止痛作用。我们对附子单煎组、黄芪单煎组、附子黄芪合煎组、附子黄芪混合的化学成分进行系统考察,以期为黄芪附子药对的临床应用提供理论依据。

利用 Compound Discoverer 软件,结合标准中药数据库及公开数据库模式对样品中的化合物进行鉴定,共鉴定 179 种可能的成分,主要为氨基酸、生物碱、黄芪皂苷、黄酮类。这些鉴定成分为黄芪对附子的解毒机理提供了物质基础。

现代药理研究表明,附子与黄芪配伍使用,LD50 值显著增大,表明黄芪对附子有显著的解毒作用。按照 p≤0.05, FC ≥2 为标准选择差异性代谢物,附子黄芪合煎组中可见乌头碱、新乌头碱等双酯型乌头碱含量降低。文献报道,双酯型乌头碱是附子中主要毒性成分,这与合煎组此类物质含量的降低相互验证,为黄芪附子药对的减毒机制和临床应用提供理论依据。最终药物离不开临床实验,此次抗疫活动中,瑞德西韦引起的大家的注意,这个药物能否起到作用还有待研究,尤其 是临床实验,必不可少。在临床试验中不可缺少的一环就是生物样品分析。通过受试者血浆,血清等生物样本的分析,提供药物在体内药代动力学信息,目前最主要的分析手段是通过液相 - 串联质谱联用技术。同时,因新冠患者的临床症状,不同的患病人群如孕妇、儿童等的治疗方案存在不同,液质联用技术可提供治疗药物监测数据,帮助医生调整用药方案和剂量。

这里,我们以艾滋病治疗药物监测实验为例,该研究通过对 14 种抗逆转录病毒药物和 2 种助推器药物在人血浆中的定量进行了验证。赛默飞三重四极杆质谱方法准确、特异性强、重复性好(J Pharm Biomed Anal. 2019;181:113057. doi:10.1016/j.jpba.2019.113057)。

临床上抗病毒治疗方案中,药物联用是重要的治疗手段之一,因此一个方法中包含多化合物检测是必要的。 Transcend TLX1 联合 TSQ Altis 提供的快速样本制备,所有化合物的快速检测,对生物样本分析的时效性提供非常重要的技术支撑,非常适合于临床药代动力学和治疗药物监测研究。