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《使用非FSIS实验室结果的政策》

  • 来源专题：食物与营养
  • 编译者： 李晓妍
  • 发布时间：2020-11-05

  • 作为一个公共卫生监管机构，食品安全检验局（FSIS）调查与食品安全检验局监管产品潜在相关的食源性疾病、污染和掺假的报告。在调查之前或调查期间，非FSIS实验室可以对FSIS管制产品进行测试，并与FSIS分享结果。FSIS公共卫生科学办公室(OPHS)将审查非FSIS实验室共享的结果和相关文件，以确定FSIS是否接受这些结果。
    在某些情况下，例如在暴发或疾病调查期间，非FSIS实验室的结果将与FSIS共享。如果FSIS认为结果可以接受，则机构可以采取行动（例如，建议召回或扣留产品）。 该指令描述了FSIS为确定对非FSIS测试结果的适当使用而遵循的决策过程。 FSIS全面重新发布该指令，以澄清FSIS所需的文件和信息，以完成对非FSIS实验室提供给FSIS的结果的审查。

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  • 《布鲁克海文国家实验室（BNL）研究团队使用先进的X射线成像技术探索单个细胞》
    • 编译者：李晓萌
    • 发布时间：2024-08-20
    • 每一种植物、动物和人都是微小、特化细胞的丰富缩影。这些细胞本身就是世界，每个细胞都有自己独特的部分和过程，肉眼无法看到。能够以纳米分辨率看到这些微观构建块的内部运作而不损害其精细的细胞器一直是一个挑战，但来自美国能源部（DOE）布鲁克海文国家实验室不同学科的科学家已经找到了一种使用多种技术对单个细胞进行成像的有效方法。捕捉这些图像的迷人过程发表在《Communications Biology》期刊中。 能够理解细胞的内部结构、化学物质和蛋白质在细胞内的相互作用方式，以及这些相互作用如何以纳米分辨率发出某些生物过程的信号，可以在医学、农业和许多其他重要领域产生重大影响。这项工作也为更好的生物成像技术和优化生物成像的新仪器铺平了道路。 布鲁克海文实验室的结构生物学家Qun Liu说：“研究人类细胞及其内部的细胞器令人兴奋，但我们结合了硬X射线计算机断层扫描和X射线荧光成像的多模式方法有很多机会受益。我们可以研究致病真菌或有益细菌。我们不仅可以看到这些微生物的结构，还可以看到细胞以不同方式相互作用时发生的化学过程。” 拔出生命的基石之一 在研究人员开始成像之前，他们最大的挑战之一就是准备样本本身。该团队决定使用来自人类胚胎肾（HEK）293系的细胞。众所周知，这些细胞易于生长，但很难进行多次X射线测量。即使它们很小，细胞也很容易受到X射线引起的损伤。 科学家们经过了一个谨慎的多步骤过程，使样本更加坚固。他们使用多聚甲醛来化学保存细胞的结构，然后让机器人通过将样品浸入液态乙烷中快速冷冻样品，将其转移到液氮中，最后冷冻干燥以去除水分，但保持细胞结构。一旦这一过程完成，研究人员将冻干细胞置于显微镜下，对其进行定位和标记，以进行靶向成像。 直径仅为12-15微米（人类头发的平均厚度为150微米），设置用于测量的样品并不容易，特别是对于不同光束线上的测量。该团队需要确保细胞的结构能够在高能X射线的多次测量中幸存下来，而不会造成重大损坏，并且细胞可以可靠地保持在一个地方进行多次测量。为了克服这些障碍，科学家们创建了标准化的样品架，用于多台设备，并实施了光学显微镜，以快速发现和成像细胞，并最大限度地减少可能损坏细胞的长时间X射线照射。 多模态测量 该团队使用了在布鲁克海文的美国能源部科学办公室用户设施国家同步辐射光源II（NSLS-II）发现的两种成像技术——X射线计算机断层扫描（XCT）和X射线荧光（XRF）显微镜。 研究人员在全场X射线成像（FXI）光束线上收集了XCT数据，该数据使用X射线告诉科学家细胞的物理结构。断层扫描使用X射线显示固体样品的横截面。一个熟悉的例子是CT扫描，医生用它来对身体任何部位的横截面进行成像。 研究人员收集了XRF显微镜数据，这些数据在亚微米分辨率X射线光谱（SRX）光束线上提供了更多关于细胞内化学元素分布的线索。在这项技术中，研究人员将高能X射线直接照射到样品上，激发材料并使其发出X射线荧光。X射线发射有其独特的特征，让科学家确切地知道样品由哪些元素组成，以及它们是如何分布以实现其生物功能的。 FXI首席束线科学家Xiaonghui Xiao说：“我们有动力根据各自提供的独特互补信息将XCT和XRF成像结合起来。”。“荧光为我们提供了许多关于细胞内微量元素及其分布的有用信息。这对生物学家来说是非常关键的信息。不过，在许多细胞上获得高分辨率的荧光图可能非常耗时。即使只是二维图像，也可能需要几个小时。” 这就是使用XCT获得细胞3D图像的地方。这些信息可以帮助将荧光测量引导到特定的感兴趣位置。它为科学家节省了时间，提高了吞吐量，还确保了样本不需要长时间暴露在X射线下，从而减轻了对脆弱细胞的潜在损伤。 SRX的束线科学家Yang Yang表示：“这种相关方法提供了有用的、互补的信息，可以推进几个实际应用。”。“对于药物输送这样的事情，可以识别特定的细胞器子集，然后在治疗过程中重新分配特定的元素时可以追踪它们，让我们更清楚地了解这些药物是如何在细胞水平上起作用的。” 尽管成像技术的这些进步为细胞世界提供了更好的视角，但仍然存在挑战和进一步改进成像的方法。作为NSLS-II实验工具III项目的一部分，Yang是即将推出的定量细胞断层扫描（QCT）波束线团队的科学负责人，该项目将致力于生物成像。QCT是一种全场软X射线断层扫描束线，用于以纳米级分辨率对冷冻细胞进行成像，而不需要化学固定。这种低温软X射线断层扫描束线将与当前的方法相辅相成，为细胞结构和功能提供更多细节。 未来的研究结果 虽然能够窥探构成人体系统的细胞是令人着迷的，但能够了解攻击和破坏这些系统的病原体可以使科学家在抗击传染病方面具有优势。 Liu解释说：“这项技术使我们能够研究病原体与其宿主之间的相互作用。”。“我们可以在感染前观察病原体和健康细胞，然后在感染期间和之后对它们进行成像。我们将注意到病原体和宿主的结构变化，并更好地了解这一过程。我们还可以研究人类微生物组中有益细菌或与植物共生的真菌之间的相互作用。” Liu目前正与美国能源部生物与环境研究项目的其他国家实验室和大学的科学家合作，研究高粱与炭疽病病原真菌Colletotrichum sublineola之间的分子相互作用，炭疽病会损害植物的叶子。高粱是美国能源部的一种主要生物能源作物，也是世界上第五大谷物作物，因此，通过了解这种毁灭性真菌的策略以及高粱的防御机制如何在细胞和分子水平上发挥作用，人类将受益匪浅。 能够看到这样的规模，可以让科学家深入了解病原体对作物、环境甚至人体发动的战争。这些信息可以帮助开发正确的工具来对抗这些入侵者，或者修复在基础层面无法最佳工作的系统。第一步是能够看到一个人眼无法看到的世界，同步加速器科学的进步已被证明是揭开这个世界的有力工具。 这项工作得到了布鲁克海文实验室指导的研究和开发基金以及美国能源部科学办公室的支持。
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  • 《美国能源部（DOE）费米国家加速器实验室（Fermilab）发布μ子g-2实验的最新测量结果》
    • 编译者：张宇
    • 发布时间：2025-06-24
    • 近日，美国能源部（DOE）费米国家加速器实验室（Fermilab）发布了针对μ子的异常磁矩g-2实验精确测量的最新结果。基于过去三年的数据，第三次测量也可以说是最新的结果与之前实验的成果完全一致，进一步巩固了实验测量的世界平均值。这一备受期待的数值将在未来许多年成为世界上对μ子磁异常状态测量的最精确数值 。 由美国能源部费米国家加速器实验室（Fermilab）主办的μ子g-2实验的科学家们发布了他们对μ子的异常磁矩第三次也是最后一次测量结果。该数值与实验名称中的测量值g-2有关。最新的测量结果与他们在2021年和2023年公布的结果一致，但精度要高得多，为127ppm，超过了实验最初设定的140ppm的设计目标。 “μ子的异常磁矩，即g-2，之所以很重要，因为它为粒子物理学的标准模型提供了一个高度敏感的测试途径。这是一个令人兴奋的结果，很高兴看到实验以精确测量的明确结果告终，“美国能源部高能物理办公室副主任Regina Rameika说。 这一备受期待的结果是精确测量的巨大成就，并将在未来许多年内保持世界上最精确的μ子异常磁矩测量记录。尽管最近在理论预测方面遇到了一些挑战，这些挑战削弱了来自μ子g-2新物理学的证据，但这一结果为粒子物理学标准模型的扩展理论提供了一个严格的基准。 “这是一个非常激动人心的时刻，因为我们不仅实现了目标，还超出了目标，这对于精密测量工作来说并不容易，”阿贡国家实验室的物理学家、μ子g-2合作研究小组的联合发言人彼得·温特（Peter Winter）说。“在资助机构和美国能源部费米国家加速器实验室（Fermilab）的支持下，总体上非常成功，因为我们达到或超越了我们预期的几乎所有目标。” “一个多世纪以来，g-2一直在帮助我们揭示自然界的本质，”康奈尔大学教授兼该研究成果的分析联合协调员劳伦斯·吉本斯（Lawrence Gibbons）说。“能够增加一项我认为会长期有效的精确测量记录是令人振奋的。” μ子g-2（读作“g减2”）实验着眼于一种称为μ子的基本粒子的摆动。μ子类似于电子，但质量大约是电子的200倍；与电子一样，μ子具有称为自旋的量子力学特性，可以被理解为一个微小的内部磁体。当存在外部磁场的情况下，这个内部磁体会像旋转时陀螺的轴一样不停的摆动或震动。 在磁场中μ子的摆动频率取决于其特性，该特性由称为g因子的数字描述。理论物理学家根据对宇宙在基本层面上运行方式的现有知识来计算g因子，这些知识包含在粒子物理学的标准模型中。 大约100年前，g的值被预测为2。但实验测量很快证明，g与2略有不同，这个差值被称为μ子的异常磁矩，记作aμ，通过(g?2)/2计算得出。μ子的g-2实验正是由此关系得名。 μ子的异常磁矩几乎对所有标准粒子模型都产生影响，理论物理学家能够以令人难以置信的精度计算出这些异常磁矩所带来的影响。但之前在1990年代末和2000年代初在布鲁克海文国家实验室进行的测量表明，其结果可能与当时的理论计算数值存在差异。 当实验结果与理论数值不一致时，这可能意味着存在新的物理现象。具体而言，物理学家们怀疑这种差异是否可能是由尚未发现的粒子拉动μ子的异常磁矩而引起的。 因此，物理学家决定升级μ子g-2实验，以进行更精确的测量。2013年，Brookhaven的磁性存储环从纽约长岛被运往伊利诺伊州巴塔维亚的费米实验室。经过多年的重大升级和改进后，费米实验室μ子g-2实验于2017年5月31日启动。 与此同时，物理学家们组成了一个国际性合作团队，即μ子g-2理论倡议（Theory Initiative），以改进理论计算。2020年，Theory Initiative团队发布了一个更新的、更精确的标准模型值，该值基于一种使用其他实验输入数据的技术而生成。 当费米实验室在2021年公布其首个实验结果时，这种与该技术结果的差异继续增大，该结果以略微提高的精度确认了布鲁克海文的测量结果。与此同时，基于第二种严重依赖计算能力的技术得出了一个新的理论预测值。这个新数值更接近实验测量值，从而缩小了差异。 最近，Theory Initiative团队发表了一项新的理论预测，该预测结合了使用新计算技术的几个小组的结果。这一结果仍然更接近实验测量值，降低了新物理现象出现的可能性。然而，理论研究工作将继续努力理解数据驱动方式和计算方法之间的差异。 基于过去三年的数据，μ子g-2合作研究小组的第三次也是最后一次测量结果与之前的结果完全一致，进一步巩固了实验测量数据的世界平均值。（μ子g-2合作组）这项最新的测量结果是基于对2021年至2023年间获取的过去三年数据的分析，并结合之前发布的数据集。这使得用于2023年第二次结果的数据集规模增加了两倍多，并使该合作组最终实现了他们在2012年提出的目标精度。 这也代表了对实验最佳质量数据的分析。在第二次数据采集运行即将结束时，μ子g-2合作研究小组完成了对实验过程的一些调整和优化，这些改进提高了μ子束的质量并减少了不确定性。 “正如数十年来一样，μ子的异常磁矩仍然是标准模型的严格基准，”阿贡国家实验室的助理物理学家兼分析协调员西蒙·科罗迪（Simon Corrodi）说。“新的实验结果为这一标准模型的基本理论提供了新的思路，并将为即将到来的任何新理论计算设定基准。” 日本质子加速器研究复合体（J-PARC）未来将在2030年代初期进行另一次μ子磁异常测量实验，但最初他们的精度无法达到费米实验室的水平。 与此同时，理论倡议（Theory Initiative）将继续致力于解决他们两个理论预测之间的不一致性。 μ子g-2合作研究小组由来自七个国家的34个机构的近176名科学家组成。意大利国家比萨核物理研究所的物理学家兼μ子g-2 合作研究小组的联合发言人Marco Incagli强调，合作的国际性是实验成功的关键。 不同寻常的是，这些科学家还代表了不同的物理学领域。“这个实验非常奇特，因为它涉及的实验步骤非常独特，”Incagli说。“这确实是由通常从事不同实验的各个团体之间的合作完成的。” 与其他高能物理实验不同，μ子g-2实验的研究人员不仅仅是高能物理学家；该合作小组还包括加速器物理学家、原子物理学家和核物理学家。“看到所有这些不同领域的专家聚集在一起，我们就能够解决一个团队可能都无法单独完成的问题，这非常有价值，”Incagli 说。 尽管实验的主要分析工作已经结束，但在μ子g-2近六年的实验数据中还有更多有待挖掘的研究内容。未来，这项合作将测量μ子的一种特性（称为电偶极矩），以及测试物理定律中的一个基本定理（称为电荷、奇偶性和时间反转对称性）。 “这是一个非常漂亮的实验，”Gibbons说。“实验产生的数据非常精致，我们有幸能够记录到这些数据并对其进行分析研究。 “当然，结束这样一个项目令人感到惋惜，因为它一直是我们许多合作者工作和生活的重要组成部分，”自2011年以来一直参与该合作的Winter说。“但我们同时也希望转向其他领域的物理学，尽我们所能推动该领域在其他方面的发展。 “我认为这将是一个教科书式的实验，将在未来几十年里成为长期的参考依据，”Winter补充道。 美国能源部（DOE）费米国家加速器实验室（Fermilab）是美国首屈一指的粒子物理学和加速器研究国家实验室。Fermi Forward Discovery Group为美国能源部科学办公室管理费米国家加速器实验室（Fermilab）。
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