《1.3GHz超导腔研发获新进展》

  • 来源专题:中国科学院亮点监测
  • 编译者: yanyf@mail.las.ac.cn
  • 发布时间:2019-04-06
  • 在北京先进光源技术研发与测试平台(PAPS)与上海硬X射线自由电子激光装置(SHINE)的关键样机研制中,中国科学院高能物理研究所在高性能(高Q值、高梯度)超导腔的研发上持续攻关。经过深入细致优化超导腔的加工工艺及流程和制造环节、完善超导腔表面处理及测试技术,在2018年年末之际,1.3GHz 9-cell超导腔(细晶串腔)及1.3GHz 1-cell超导腔(细晶单腔)的研制再获新进展。

      研制完成的两只1.3GHz 9-cell超导腔,经2.0K垂测,均达到了SHINE关键样机的非掺氮超导腔的技术指标上限。其中,1300-N001超导腔加速梯度Eacc达到18.5MV/m,在16MV/m的加速梯度下,Q0达到1.5×1010,较高能所研制的1.3GHz 9-cell超导腔的品质因数提高了约50%。此外,两只超导腔垂直测试中均无明显辐射剂量,标志着洁净间组装技术达到国际先进水平。

      同时,对1.3GHz 1-cell超导腔进行了掺氮(N-doping)实验,垂测结果达到3.3 ×1010@18MV/m,Q值比掺氮前提高了1倍。这是国产超导腔(细晶单腔)第一次达到SHINE的设计指标(2.7×1010@16MV/m)。此外,测试过程中观察到了明显的anti-Q-slope现象,即超导腔的Q值随加速梯度Eacc的升高而变大,这是1.3GHz超导腔进行掺氮后的典型现象。

      下一步将总结和进一步优化研制工艺步骤并固化流程,同时采取EP及掺氮等手段进一步提高1.3GHz 9-cell超导腔的Q值及加速梯度,以最终达到工程的大批量、高性能需求。

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  • 《莱斯大学在基因电路分析领域获新进展》

    • 来源专题:生物科技领域知识集成服务
    • 编译者:丁陈君
    • 发布时间:2014-05-06
    • 美国莱斯大学生物工程学家利用工程菌创造了基因和相关硬件的工具盒,使基因电路设计领域可以实现数学预测以及如同剪切、粘贴的简单操作。这是合成生物学领域发展取得的一个显著进步,相关成果发表于《自然-方法》。这项研究获得了美国国家科学基金会,海军研究和美国航空航天局办公室的支持。 生命活动由基于DNA的电路控制,类似于智能手机等电子设备中的电路。其中主要的区别是,电气工程师以电压来测量流经电路的电子信号,而生物工程师以基因开启和关闭状态来测量基因电路的信号。 莱斯大学生物工程学家泰伯及其研究小组开发了一个创建和测量细菌内基因表达信号的超高精度的新方法,通过将来源于光合藻类的感光蛋白与简单红绿LED光源列阵以及标准荧光蛋白报告基因相结合。通过改变灯光的开启时间和强弱,研究人员能够精确控制基因何时表达以及不同基因的表达量。 电子电路由晶体管、电容器和二极管等元件由导线相连。随着信息以电压形式流经电路,电路元件会对其进行处理。同样,通过将正确元件以正确的顺序组合,工程师可构建出执行计算和进行复杂信息处理的电路。 遗传电路的成分是控制基因是否被表达的DNA片段。基因表达是DNA读取并转化成产物的过程。此项研究中涉及的细菌大约含有4000个基因,而人类大概有20000个基因。生命过程是由基因关闭和开启的不同时序组合来协调。基因电路中每个组分成分都会作用于接收到的输入信息,例如来自其他元件的一个或多个基因表达产物,随后产生自身的基因表达产物作为输出。将正确的基因元件组合起来,合成生物学家就能构建基因电路,从而编程细胞执行复杂功能,如计数、存储、生长成组织或诊断体内疾病信号等。 在以前的研究中,研究小组设计的基因回路,使得细菌可以基于入射光来改变自身的颜色。该技术使团队在培养皿中创建细菌菌落,就像在相纸上重现黑白图像。在新的研究中,他们意识到光可用于创建随时间变化而上升下降的基因表达信号。 在电子产品中,函数发生器和示波器是两个关键工具。荧光蛋白报告基因系统则行使生物电路中示波器的功能。它可以清楚的提供电路中输入输出的信号。此外,研究小组还利用8×8的LED灯组形成64孔的测试管作为相应的函数发生器。在每个测试管周围加入遮光泡沫,他们可以发送独立的程序化光信号到列阵中的每个测试管中。通过改变信号,利用示波器来测量相应的输出,以此确定测试基因电路是否正常运行。
  • 《单细胞测序技术的研究新进展》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:huangcui
    • 发布时间:2019-01-03
    • 单细胞测序技术通过在单个实验中快速分析数千个甚至数百万个细胞,能够发现许多疾病的病因,细胞间如何相互作用,以及哪些分子参与其中。11月21日,STAT网站发表的一篇文章介绍了单细胞测序的新进展。 寻找新的药物靶点 尽管人们可通过显微镜或组织活检来确定组织是否癌变,但很难分离出哪些细胞是良性的,哪些可能逃避治疗,继续突变并引发转移。大部分的临床测序工作都遵循平均法则,对整个细胞群体进行遗传分析。因此,这些细胞之间的微妙差异并不清楚,也很难分离出恶性程度最高的细胞。不过,正是这些微妙的差异,才造成每种癌症的独特病理。 单细胞测序的工作原理是:将癌症活检样本中的单个细胞分离,锁定在微流体芯片的迷你检测管中,然后通过一系列的酶和化学试剂处理从而释放遗传物质。此时,细胞被标上独特的“条形码”。之后,研究人员可以检测细胞是否携带特定突变,或表达与疾病相关的特定分子。Celsius Therapeutics公司正在利用单细胞测序来寻找新的药物靶点。Mission Bio公司正与MD安德森癌症中心、美国国家癌症研究所和斯坦福大学癌症研究中心等机构合作,通过患者组织样本寻找残留的癌症。单细胞测序有望帮助临床医生了解某种疗法是否针对特定的细胞类型。 发现新的人体细胞 “人类细胞图谱计划”(Human Cell Atlas)是一项为创建人体每种细胞类型的详细分类而发起的国际行动。它的部分资金来自“扎克伯格-陈计划”(Chan Zuckerberg Initiative)。随着一些成果的陆续发布,研究人员已经获得了一些新的研究进展。 美国艾伦脑科学研究所科学家Ed Lein正致力于揭开人类大脑的细胞组成。他表示,这个想法是对大脑皮层进行逆向工程,试图了解其中所有类型的细胞,然后了解它们如何连接在一起。单细胞测序技术的优势在于能够测定每个细胞中5000到10000个基因,并对数千个细胞同时开展分析。这项工作也取得了丰硕的成果。2018年8月,Lein团队宣布通过单细胞RNA测序发现了一种“玫瑰果神经元(rosehip neurons)”,这些细胞的轴突束就像吐露花瓣的玫瑰花。现有的结论表明,这些细胞似乎只存在于人体中,可能以一种非常特殊的方式控制信息流。 推动药物发现 Celsius Therapeutics公司正利用单细胞测序来推动整个药物发现的过程。这家公司在2018年的首轮风险融资中获得6500万美元,其研究对象是癌症和自身免疫性疾病。该公司正在分析癌症等疾病中的单细胞RNA,以寻找药物靶点。事实上,单细胞测序为药物开发开辟了一条全新的道路。