如何确定NMT测到的就是Ca2+流|审稿人疑问解答_生命科学仪器综合讨论_生命科学仪器_仪器论坛

主题:【原创】如何确定NMT测到的就是Ca2+流|审稿人疑问解答

浏览 |回复0 电梯直达
xu_yue
结帖率:
100%
关注:0 |粉丝:0
新手级: 新兵

你如何确定测到的数据就是某某离子或分子流速?


作者:许越  点击查看作者自传




许越,男,1967年生于北京。



  • 1993年和2000年分别获得首都师范大学及美国麻省州立大学,植物生理学双硕士学位。



  • 2001年在美国创建基于NMT技术的美国扬格公司,次年运用NMT服务于设立在美国北卡州立大学的美国航空航天局(NASA)空间植物学研究项目。



  • 2005年成立旭月(北京)科技有限公司,在匡廷云院士、杨福愉院士和林克椿教授的帮助,以及各级政府的大力支持下,将非损伤微测技术引进中国大陆。



  • 2014年带领旭月团队提出被誉为“第二个人类基因组计划”的“动态分离子组学(imOmics)”创新概念,同年成立旭月生物功能研究院。



  • 2015年推出世界领先的“自动化非损伤微测系统”,并倡导建立中关村NMT产业联盟,开启以水安全、个体化精准医疗、粮食安全等民生应用为代表的NMT产业化进程。



  • 截至2016年,已帮助国内400多个科研单位及实验室,利用NMT实现了科研水平的跨越式发展。


尽管NMT:非损伤微测技术在中国生物学界几乎已经家喻户晓,但是在世界范围内对于很大一部分科学家,仍属于阳春白雪。那么当我们的科学家向国际期刊投递了应用了NMT的科研论文的时候,面临着过去很少遇到的一个棘手问题就是,这些国际期刊审稿人对于NMT并不像大家所期望的那样熟悉,此时的老师和同学们在惊讶之余,多少也感受到了一些‘高处不胜寒’的滋味儿。也就是说,来自于先进技术的实验数据固然是个优势,但是如何回答这些不熟悉NMT的审稿人的有关NMT的一些细节方面的问题,还是有一定难度的,因为毕竟大家的兴趣所在是NMT产出的数据,而非其技术本身。这既是一个可理解的客观事实,但也暴露了我们实现弯道超车时,对于技术细节理解的欠缺和不够扎实。因此,我认为有必要在这里和大家分享一下这方面的知识和经验,让大家更有信心去冲击各自学术领域的理论高峰!






“如何确定所测到的数据是某某离子或分子的流速?”,是NMT文章审稿人的高频问题之首。这个问题的棘手之处在于它实际上包含了生命科学家不是很擅长的非生物学问题,一是离子分子的选择性/特异性定性问题,二是流速的概念和定量问题。下面分别说明。
1)如何简单说明NMT离子分子传感器的选择性/特异性定性问题?
或许是近些年,特异性/选择性的离子分子传感器/电极技术发展的过于迅猛,很多科研人员对于这一点似乎还没有反应过来和充分的认识,没有从过去传统的化学/荧光/光度计/放射性标记等方法中跳出来。尤其是像我们有些多年使用膜片钳技术的老师们,根本不能相信一个长得和膜片钳玻璃电极长得几乎一样的东西,前面灌冲了几微米的化学物质就可以直接告诉科学家此时检测到的是什么离子啦?!特别是略知一些膜片钳技术的学者都知道,膜片钳是要通过置换电极内外溶液,电压钳位,后续计算等复杂步骤才能够确定所测得的电信号是哪种离子(详情请见笔者博文《PC膜片钳到NMT非损伤微测技术》。
有一些极端的例子,是我们和应用膜片钳技术多年的老师沟通NMT时,要花费老师非常多的时间,甚至是勇气来认识到NMT是可以这么简便快速地检测离子,甚至分子的。这说明我们大家先入为主的思维定势是多么的厉害!但是,也正因为如此,我们也完全理解了老师和同学们在面对审稿人的某些问题时的无助与无奈!除了我们必须有极大的耐心之外,我们还是应该在如何能给别人讲明白里面的道理上多下些功夫!下面就是我们过去积累的一些尝试,和大家一方面在这里分享,一方面希望能够抛砖引玉,因为我们自己何尝不是身在NMT的庐山中。



“从已知到未知”一直以来似乎是人们比较容易接受新鲜知识的有效途径。





这里我们不妨就用科学家,尤其是生命科学家都熟悉不过的pH计为例来说明NMT离子分子(电极)传感器的特征。pH计本质上就是H+传感器,随溶液环境里的H+浓度而变化,通过校正就可以知道未知溶液的pH值。NMT的H+传感器则是小型化了的,通过尖端LIX(液态离子交换剂)实现对H+进行选择性测量的装置。
那么,NMT分子传感器则是利用电化学/荧光染料/碳纳米等技术,实现的对某种分子的选择性或特异性检测。通常我们给审稿人们解释到这里就可以了,把省下的解释交给前人的技术文献去完成即可。
2)如何说明所测到的离子分子流速概念?

这里我们以NMT-H2O2分子传感器为例,说明如何设计和实施一个实验,一举两得地向审稿人同时证明在测量的是什么离子/分子,以及检测到的是它们流速,而不是其它假象。不必紧张,通常这个工作可以委托国内的NMT专业测试中心来完成,不必自己动手。




我们把这类实验叫做,NMT(人工)流速信号源实验,有时也会根据具体的离子/分子进行称呼,比如这里的实验是围绕着H2O2,因此,我们也可以称它为‘NMT-H2O2流速信号源实验’。
信号源实验非常简单,就以H2O2的实验为例,将较高浓度的H2O2灌冲到一个开口约为几个微米的玻璃毛细管中,将其固定在一个乘有你实验测试液的培养皿的边缘(如下图所示),静置30分钟后,在玻璃毛细管尖端的周边液体里就会形成一个H2O2的分子浓度梯度。换个角度理解,就是我们制作了一个人工H2O2流速信号源,或H2O2流速源。



下面我们引入H2O2流速传感器,对这个刚刚制作的人工H2O2流速源进行检测。将H2O2传感器在红黄绿三点进行依次测量后,如果这些流速值满足Ficks'第一扩散定律公式,那么我们就一次验证了两个问题,一是测到的是H2O2,二是的确有一个H2O2流速源存在。



通常,我们会建议老师同学们再多走一步,让审稿人无话可说,就是在任何实验条件都不变的情况下,将人工流速源换成你的待测样品(如下图所示),并进行同样的红黄绿三点检测,并证明其符合Fick's扩散第一定律。



至此,我们利用‘从已知到未知’的原则,既解释了离子分子传感器是什么,又说明了所得流速数据和这些NMT流速传感器不容置疑的必然联系。当然,有时审稿人仍不满足这些介绍,会有其它各式各样的问题,我们将随后把我们帮助老师同学们的作答分享给大家!




参考文献

请大家在百度学术搜索“非损伤微测技术”即可。
为您推荐