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2025-08-08 0
生物活性物质分析与功效评价是药物研发、功能食品开发、食药质量控制等领域的核心环节,对推动生物经济的发展具有关键重要作用。北京市科学技术研究院分析测试研究所(北京市理化分析测试中心)(以下简称“分析测试所”)依托财政资金创新工程项目,开展了三维细胞疾病模型构建、单细胞囊泡神经递质检测等先进生物技术研发;开展了中药材川贝母真伪快速鉴别、食品安全全链条风险溯源等基于人工智能的食药质量控制技术研发,建立了活性成分的分析、制备、功能验证的完整技术链条。
图1.具有远端趋化功能的三维肝癌模型
图2.神经血管单元模型
图3.单细胞囊泡胞吐神经递质多巴胺的电化学检测
图4.基于拉曼光谱真伪鉴别方法
项目组利用凝胶支架结构开发了具有远端趋化功能的三维肝癌模型(图1),并通过肝脏原位荷瘤小鼠验证了体外三维肝癌模型的准确性和有效性,可用于肝癌药物,尤其是肝癌免疫药物的开发、筛选和功能评价;通过人神经母细胞瘤细胞、人脑微血管内皮细胞、人小胶质细胞构建了神经血管单元模型(图2),利用铁死亡诱导剂构建了血脑屏障损伤模型,并实现了筛选相关活性基因的功能;建立了基于碳纤维电极的单细胞囊泡胞吐神经递质多巴胺的电化学检测技术(图3),并基于该技术开展了阿尔茨海默症细胞模型的检测,发现了发病早期病变细胞释放多巴胺频率加快的现象,并以此为指征,成功筛选了可显著改善单细胞水平囊泡释放情况的中药单体1种;利用拉曼光谱(图4)及基于人工智能的图像识别技术(图5)构建了川贝母的真伪鉴别方法,实现了快速、准确、高效、无损的川贝母真伪鉴别技术,推进形成快检设备,可用于政府监管部门及相关人员实现对川贝母现场快速、准确的真伪鉴别,可有效保障用药安全;利用非靶向代谢组学技术,基于超高效液相色谱串联高分辨质谱开发了牛肉品质活性因子筛选鉴别技术,通过不同气调包装条件下牛肉在贮藏过程中品质活性因子的筛选,验证了筛选技术的有效性,能够指导肉制品工艺优化及确定货架期(图6),建立了食品全链条风险信息自动采集和关联分析技术(图7),实现了食品安全风险溯源。
图5.基于人工智能的图像识别掺伪鉴别方法
图6.食品品质因子非靶向代谢组学分析方法
图7.食品全链条风险信息自动采集和关联分析
项目坚持落实“出成果、出转化、出应用、出人才”的整体目标,取得了阶段性科研成果。共建立了“肝癌三维细胞模型构建”“神经血管单元模型构建”“单细胞胞吐检测”“基于计算机视觉重要鉴别模型分析”“手持式拉曼光谱中药基源鉴别技术”等标准操作规程及技术规范共5套;《溯源一张图系统软件》获得软件著作权;在Biomedical Analysis、《分析化学》等高水平科技期刊发表学术论文3篇;参与制订《老北京卤煮》(T/BMFA 003-2024)、《老北京炖吊子》(T/BMFA 002-2024)等中国细胞生物学学会、北京市肉类食品协会团体标准3项;获得北京市自然科学基金面上项目资助1项;组织举办了“动态类器官培养及在药物筛选中的应用”“体内外细胞研究模型构建及评价技术”“前沿分析测试技术在生物医药领域的应用”“活体脑化学分析技术”“聚吡咯石墨烯复合修饰电极电化学”等技术应用培训班6期,累计参加人员共200余人次;达成技术合作共8项,其中“微生物生物因子识别检测溯源技术”“基于食品供应链风险智能监控技术”“基于工业互联网的食品安全智慧监管平台”等技术成果实现在北京顺鑫鑫源食品集团有限公司、北京顺鑫农业股份有限公司创新食品分公司、北京雁栖月盛斋清真食品有限公司等单位开展了示范应用。
基于该创新工程项目实施,北科院分析测试所通过开发活性物质分析及功能构效的先进检测方法及推动技术落地应用,为首都生物医药重点企业高质量发展提供了技术支持,为首都食品、药品安全监管提供了科技助力。
(分析测试研究所 文/图)
公众号名称:北京市科学技术研究院
微信号:bjast-wx
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