NMT论文集

NMT论文集在线

Proceedings of Non-invasive Micro-test Technique

(NMT)

in China

(Issue No. 3, 2013)

非损伤微测技术论文集

(第三册)

旭月（北京）科技有限公司

2013年11月

北京

NMT论文集在线 - 序

序

纵观2012年，这一因为“末日论”而不平凡的一年，同样的对于任何一个利用非损伤微测技术（NMT）做科研的人来说，也是不平凡的，意义重大的一年。原因很简单，2012年是丰收的一年，因为在国内科研工作者和旭月人的共同努力之下，2012年发表的SCI文章总数超越了国际上其他区域的所有文章的总和。这意味着已全面超越了国际同行，这着实是一件鼓舞人心的事情。

回想当年初来旭月公司的时候，作为一个刚刚走出校门的毛丫头，便接触到了位列世界前列的尖端技术——NMT技术，这让我的内心充满了期待。

诞生于MBL（美国海洋生物学实验室），MBL诞生了52位诺贝尔奖得主；

不破坏样品就可以获得如此微观的变化信息；

中关村高新技术企业；……

这一个个含金量极高的关键词，都让我在感慨自己的幸运的同时也激励着我在这条路上认真钻研和努力推动技术的发展，并将协助科研工作者用好NMT技术为己任。

时间飞逝，2012年底我已来到公司三年半了，我亲身体验和目睹了NMT技术在中国的遍地开花，同时也见证了NMT技术的一个个突破性的发展。 特别是2011年一篇发表在《Nature Cell Biology》上面的含有NMT技术数据的文章。这篇文章的出现对于一项刚刚被人熟知起来的新技术，能够在国际尖端杂志现身，如重磅炸弹般砸中了每个有志青年的心。长久以来国内动物/医学方面利用NMT技术发表出的SCI文章数量很少，这与植物研究领域发表的文章数量形成了巨大的反差，这不仅使得很多做动物/医学研究的工作者迟疑，也使得他们陷入了误区，对NMT技术缺少信心。而这篇文章的材料正是动物/医学领域的科研工作者最熟悉的——神经元细胞，以此为材料做的研究，并在《Nature Cell Biology》上面成功发表，这无疑是开启了一扇新的大门。不仅仅说明了NMT技术完全可以在动物/医学研究领域发挥作用，并且也说明了NMT技术在这个领域的潜力是巨大的。只要用好它，前途将是无可限量的。一起创造新的奇迹！

新的年度来临了，勤奋的旭月人，没有忘记自己的使命，将继续为国内的科研工作者服务着，并协助科研工作者发表高水平的文章。相信2013年也会是丰收的一年，让我们共同努力，一起创造奇迹！

测试中心主任 刘烨

于北京2013年初

NMT论文集在线 - 前言

前言

自NMT技术在二十世纪九十年代发明至上个世界末，长期在实验室进行小范围的应用，虽然在《Nature》等著名期刊发表了文章，但是依然发展的很慢。

2006年，伴随着旭月公司的成立，NMT技术也从大洋彼岸来到中国，经过两年多的辛勤耕耘，2008年NMT中国开始生根发芽，中科院植物所林金星实验室、北京生命科学研究所郭岩实验室、北京林业大学陈少良实验室率先应用NMT在IF大于5的杂志上连续发表文章，使中国使用NMT的成果在世界上有了一席之地。

2008-2012年5年来，中国科学家应用NMT发表了49篇SCI文章，累计影响因子（IF）为204，单篇平均影响因子为4.16。而2012年，中国科学家在应用NMT发表了21篇SCI文章，累计影响因子为91，不论是在文章数量，还是累计影响因子，均超越了海外应用NMT文章的总和（17篇，IF 71），一举成为NMT的研究中心。

回顾12年这硕果累累的一年，非损伤微测技术的研究成果体现在多个领域中，在植物盐胁迫方面给我们带来了更深的认识，而且更在医学方面给我们打开了一片全新的世界。无论是肝脏缺血再灌注损伤（HIRI）的机制研究，来研发帮助肝细胞分泌功能修复的药物，还是在糖尿病和鼻咽癌方面的研究，都为人类的身体健康提供了重要的理论支持。再到环境科学方面，不仅为植物修复重金属污染提供了依据，更为真菌的废水处理提供了新的技术和思路。

伴随着中国科研的快速发展，新技术在研究中的作用也日益突出。在这里，谨以第三册非损伤微测技术论文集来见证中国非损伤微测技术的迅速发展。我们相信，2013年中国NMT的用户将快速增长，成为世界NMT应用的中心。

第一部分 植物盐胁迫

脂肪酸去饱和酶影响拟南芥的盐忍耐

植物细胞膜上高水平的不饱和脂肪酸是一个重要特征，FAD与冷积累、热处理有关，最近发现FAD与盐胁迫也有关。

2012年1月，中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所张洪霞研究员课题组应用非损伤微测技术（NMT）的研究成果“Arabidopsis fatty acid desaturase FAD2 is required for salt tolerance during seed germination and early seedling growth”在生命科学领域综合性杂志PLoS ONE发表。

本文利用非损伤微测技术研究了脂肪酸去饱和酶对拟南芥耐盐能力的影响，发现脂肪酸去饱和酶的缺失会导致高盐处理后拟南芥根部外排Na⁺的能力明显降低，这显示脂肪酸去饱和酶对跨膜Na⁺/H⁺转运具有重要的调控作用。

图注：拟南芥根部分生区的Na⁺外排结果图。Col的Na+外排最大，fad2的Na⁺外排最小。

Zhang JT, et al. Arabidopsis fatty acid desaturase FAD2 is required for salt tolerance during seed germination and early seedling growth. PLoS ONE, 2012, 7: e30355. (2011 IF 4.411)

外生菌根真菌调节杨树的K⁺/Na⁺平衡

土壤的盐胁迫是一个严重的环境因子，限制农林的发展。在新的生物技术研究中发现外生菌根（EM）能够提高盐胁迫下林木的生物量，EM是通过增加矿质营养和减少Na⁺的吸收促进宿主植物在盐环境中的生长。Paxillus involutus菌株MAJ和NAU是高度耐盐的真菌，能够减少杨树的Na⁺吸收和增加K⁺的积累。然而，EM真菌如何协助植物通过提高盐胁迫下K⁺/Na⁺比的关系还不清楚。

2012年5月，北京林业大学陈少良实验室的文章“Paxillus involutus strains MAJ and NAU mediate K+/Na+ homeostasis in ectomycorrhizal Populus × canescens under NaCl stress”在Plant Physiology发表。文中使用非损伤微测技术（NMT）测定了H⁺、Na⁺、K⁺和Ca²⁺的离子图谱，研究了外生菌根真菌（EM）调节盐敏感杨树的K⁺/Na⁺平衡，进而提高抗盐性的机理，发现EM植物在盐胁迫下通过改变Ca²⁺流速，然后调节K⁺/Na⁺平衡，减少了K⁺外流，促进H⁺吸收和Na⁺排出。

这篇文章解决了盐胁迫中离子流图谱变化对抗盐影响的问题，尤其是EM真菌如何通过调节离子流来提高宿主的抗盐性提供了证据。

图注：杨树根部、外生真菌MAJ和NAU在NaCl处理下的K⁺流速。

Li J, et al. Paxillus involutus strains MAJ and NAU mediate K+/Na+ homeostasis in ectomycorrhizal Populus× canescens under NaCl stress. Plant Physiology, 2012, 159(4): 1771-1786. (Five-Year Impact Factor: 7.016)

胡杨的双孔K⁺通道（PeTPK1）超表达增强烟草细胞的抗盐性

胡杨是研究林木盐忍耐生理和分子机制的模型。过去的研究表明双孔K⁺（TPK）家族的液泡K⁺通道在维持细胞的K⁺平衡中起到重要作用。

2012年，北京林业大学的陈少良研究组在Plant Cell, Tissue and Organ Culture发表 “Overexpression of a poplar two-pore K⁺ channel enhances salinity tolerance in tobacco cells”的文章，使用NMT测定了烟草细胞的K⁺流速。他们在胡杨中克隆了一个TPK通道基因，命名为PeTPK。PeTPK1在烟草BY-2细胞中超表达提高了盐忍耐，但是没有促进甘露醇（200-600mM）引起的对高渗胁迫的忍耐。NaCl（100和150mM）胁迫处理3周后，PeTPK1的转基因细胞比野生型细胞表现出更高的活性和干重。

盐胁迫引起了野生型烟草细胞比转基因细胞更高的Na⁺积累和K⁺流失。在短期盐胁迫（100mM NaCl，24h）处理下，PeTPK1转基因细胞表现出更高的细胞活性和减少了膜的通透性。离子流数据表明盐胁迫引起了K⁺外流的改变。研究结果认为PeTPK1可能作为一个外向的K⁺通道，使液泡中的K⁺流入到胞质中，维持K⁺的平衡，调节胡杨的盐忍耐。

图注：NaCl瞬时处理对野生型和转基因烟草细胞K⁺流速的影响。上图为愈伤细胞的K⁺流速，下图为原生质体的K⁺流速。

Wang FF, et al. Overexpression of a poplar two-pore K⁺ channel enhances salinity tolerance in tobacco cells. Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC), 2013, 112(1): 19-31. (2011 IF 3.09)

外源H₂O₂、NO和Ca²⁺调节NaCl胁迫下两种红树的离子流

红树是在热带和亚热带生活的盐生植物，有泌盐和非泌盐的种类。红树耐盐的机制涉及形态和生理等多方面的综合作用。在自然盐生环境中，通过根部排盐是植物耐盐的重要机制，维持体内正常的K⁺/Na⁺平衡对植物适应盐胁迫非常重要。

2012年10月，北京林业大学陈少良研究组在Tree Physiology发表“Exogenous hydrogen peroxide, nitric oxide and calcium mediate root ion fluxes in two non-secretor mangrove species subjected to NaCl stress”的文章，使用NMT测定了非泌盐红树木榄和秋茄根部的Na⁺、H⁺、K⁺和Ca²⁺的流速。比较了木榄和秋茄控制离子平衡的差异性。实验发现，高盐（400mM NaCl）处理4周导致根和叶片组织中的K⁺/Na⁺比下降。外源的H₂O₂，NO和Ca²⁺改变盐胁迫（100mM NaCl处理24h和200mM NaCl处理7天）下根的Na⁺、K⁺、H⁺和Ca²⁺流图谱。短期和长期盐胁迫导致木榄和秋茄根部的Na⁺外排，相应增加了H⁺外流，加速了K⁺外流。外源H2O2（10mM）处理显著增加了木榄根部Na⁺的外流和限制了K+的外流。CaCl2（10mM）减少了K⁺的外流，促进了木榄中的Na⁺外排。在短期处理下，NO处理增加了Na⁺的外排，但只抑制了秋茄中K⁺的流失。

总之，NaCl引起了木榄根部显著的Ca²⁺内流，H₂O₂能够促进这种外流。因此，盐诱导的Ca²⁺有益于维持高盐胁迫下木榄中的K⁺/Na⁺平衡，外源H₂O^{2、NO和Ca2+调节NaCl胁迫下两种红树根的离子流。}

图注：木榄和秋茄根在NaCl短期和长期处理以及TEA处理下不同部位K⁺外流大小的图谱。

Lu YJ, et al. Exogenous hydrogen peroxide, nitric oxide and calcium mediate root ion fluxes in two non-secretor mangrove species subjected to NaCl stress. Tree physiology, 2013, 33(1): 81-95. (2011 IF 2.876)

eATP调节盐诱导下胡杨的信号转导机制

胞外的ATP（eATP）调节植物的生长和抗氧化防御，然而，eATP调节盐忍耐的机制还不清楚。

2012年12月，北京林业大学陈少良实验室在Plos One发表了“Extracellular ATP signaling is mediated by H₂O₂ and cytosolic Ca²⁺ in the salt response of Populus euphratica cells”的文章，研究中使用confocal、NMT（非损伤微测技术）、实时定量PCR等技术分析了eATP对培养的盐忍耐木本植物胡杨细胞抗盐的作用机制。实验中用200mM NaCl处理胡杨细胞诱导了eATP水平的改变，P2受体suramin和PPADS抑制了eATP的效应。eATP调节广泛的细胞过程，是植物适应盐胁迫的重要因子，包括影响液泡Na⁺的区隔化、质膜的Na⁺/H⁺交换、K⁺平衡、ROS调控、盐响应基因的表达、K⁺/Na⁺平衡以及质膜的修复。而且，在胡杨细胞对高盐的反应中，H₂O₂和胞内的Ca²⁺调节eATP的信号转导。

文章认为盐诱导的eATP通过质膜上的嘌呤受体感受盐刺激，并诱导了下游的信号，例如H₂O₂和胞内的Ca²⁺，进而改变K⁺/Na⁺平衡和质膜的修复，维持胡杨细胞自身的活性。研究中使用eATP来调节细胞的抗盐过程，并揭示了eATP的信号机制，为提高其他盐敏感树木的抗盐性提供了参考。

图注：NaCl和ATP以及抑制剂对Ca²⁺流速的影响。

Sun J, et al. Extracellular ATP signaling is mediated by H2O2 and cytosolic Ca²⁺ in the salt response of Populus euphratica cells. PLoS One, 2012, 7(12): e53136.（2011 IF 4.411）

6．新的CBL激酶HbCIPK2提高拟南芥抗盐和抗旱的能力

盐和干旱严重威胁着作物的发育和产量，提高作物的抗盐和抗旱能力是应对这种威胁的重要方法。植物的盐和干旱忍耐是一个复杂的多基因调控的性状，许多基因参与了这种胁迫反应。其中CBL蛋白激酶在调节植物对非生物胁迫的反应中扮演着重要作用。CBL家族中的CIPKs是一类植物特异的信号传感器，然而，它在胁迫反应中的精确功能还不清楚。

2012年3月，北京农林科学院魏建华实验室在Plant, Cell & Environment发表了“HbCIPK2, a novel CBL-interacting protein kinase from halophyte Hordeum brevisubulatum, confers salt and osmotic stress tolerance”的文章，报道了HbCIPK2是一个对盐和渗透胁迫忍耐的正调控因子，主要定位在质膜和细胞核。使用非损伤微测技术（NMT）直接测定了拟南芥根部的离子流，发现HbCIPK2阻止拟南芥根部K⁺流失和减少茎部Na⁺积累，维持K⁺/Na⁺平衡和保护根细胞。

这项研究表明HbCIPK2调节盐胁迫的信号转导途径，建立了HbCIPK2提高盐忍耐的新机制。

图注：HbCIPK2的超表达影响拟南芥在盐胁迫下H⁺和K⁺的流速

Li RF, et al. HbCIPK2, a novel CBL-interacting protein kinase from halophyte Hordeum brevisubulatum, confers salt and osmotic stress tolerance. Plant, Cell & Environment, 2012, 35 (9): 1582-1600. (2011 IF 5.215)

7．SOS1通过维持较高的K⁺/Na⁺比增加转基因烟草的盐忍耐

土壤盐胁迫减少了作物的产量，限制农业的发展。因此，提高作物的盐忍耐是许多逆境研究的主要目标。作物生长和发育中必须吸收矿质营养成分，然而，高浓度的Na+和Cl-限制作物的生长。盐胁迫涉及细胞渗透胁迫，离子毒害和次级胁迫，因此，维持胞内的K+/ Na+平衡很重要。SOS1基因是拟南芥质膜上的Na+/H+反向转运体，在根尖的表皮细胞中强烈表达，调节Na+的排出和长距离运输。

为了研究SOS1在烟草中的抗盐能力，2012年10月，中国农业大学李召虎研究组发表了“SOS1 gene overexpression increased salt tolerance in transgenic tobacco by maintaining a higher K+/ Na+ ratio”的文章，他们在烟草中超表达了拟南芥的SOS1基因，和非转基因植物相比，转基因烟草的种子在120mM NaCl胁迫下有更高的萌发率，在150mM NaCl处理下积累更少的Na+和更多的K+。使用NMT测定了NaCl处理下烟草的K+外流的大小，发现SOS1基因超表达阻止了K+更多地排出，因而增加了转基因烟草的抗盐性。

研究结果表明拟南芥的SOS1基因能够提高烟草的盐忍耐。文章所使用的方法是研究转基因耐盐性的重要手段，可为研究其他物种的耐盐性提供参考。

图注：50mM NaCl引起了K⁺的显著外流，但是SOS1转基因植株的K⁺外流较少，WT的K⁺外流较大。

Yue YS, et al. SOS1 gene overexpression increased salt tolerance in transgenic tobacco by maintaining a higher K+/Na+ ratio. Journal of Plant Physiology, 2012, 169(3): 255-261. (2011 IF 2.791)

8．Na⁺/Ca²⁺交换体参与拟南芥的盐胁迫反应

在细胞的生理活动中Ca²⁺起到重要作用，维持体内的Ca²⁺平衡是生理反应的第一要务。Na⁺/Ca²⁺交换体（NCXs）在动物激动细胞的Ca²⁺平衡的维持中起到重要作用。生物信息学分析发现拟南芥的基因组也存在NCX基因，即NCX相似蛋白AtNCL，但是与之前鉴定的Ca²⁺/H⁺交换体和Na⁺/H⁺交换体不同。

2012年10月，河北师范大学崔素娟研究组发表了“A Na⁺/Ca²⁺ exchanger-like protein (AtNCL) involved in salt stress in Arabidopsis”的文章，他们发现AtNCL定位在细胞膜上，能够结合Ca²⁺，非生物胁迫刺激它的转录表达。缺失atncl功能的突变体对盐胁迫缺乏敏感性。此外，atncl突变体植株中的Ca²⁺含量高于WT，胞内自由Ca²⁺和根尖的Ca²⁺流速也强于WT，恢复到原来水平比WT需要的时间更长。

文章中使用NMT测定了拟南芥根的Ca²⁺流速，在植物中发现了Na⁺/Ca²⁺交换体且在逆境时对调节Ca²⁺的平衡起到重要作用。研究表明AtNCL编码Na⁺/Ca²⁺交换体相似蛋白，参与了维持拟南芥的Ca²⁺平衡，AtNCL可能代表高等植物中一类新的Ca²⁺转运体。

图注：50mM NaCl引起了拟南芥根部Ca²⁺的显著内流，atncl-2的Ca²⁺内流显著大约WT的Ca²⁺内流。负值代表Ca²⁺内流。

Wang P, et al. A Na⁺/Ca²⁺ exchanger-like protein (AtNCL) involved in salt stress in Arabidopsis. Journal of Biological Chemistry, 2012, 287(53): 44062-44070. (2011 IF 4.773)

第二部分 植物重金属Cd²⁺胁迫

9．Cd²⁺超积累和非超积累的东南景天对Cd²⁺吸收的时空动力学研究

Cd²⁺是对活细胞有严重毒害的重金属。有些超积累的植物能够在重金属Cd²⁺污染的土壤中生长，用于植物修复，例如龙葵和东南景天。之前使用非损伤微测技术测定了根部的Cd²⁺流速，但是这些应用都没有监测Cd²⁺转运的空间特征。

2012年10月，江苏师范大学孙健研究组和农业部农业环境保护研究所王瑞刚研究组发表的文章，使用非损伤微测技术测定了超积累（HE）和非超积累（NHE）生态型的东南景天不同细胞类型的Cd²⁺流速的空间特征和实时动力学。实验发现，用10μM CdCl2前处理2h后HE东南景天根尖和根毛区有更高Cd²⁺内流，叶柄处有更高的Cd²⁺外流。因此，HE东南景天有更高的吸收Cd²⁺并转运到茎部的能力。从HE东南景天的叶肉组织分离的原生质体和液泡也表现出高于NHE的东南景天的Cd²⁺内流。

这些研究发现了东南景天超积累Cd²⁺的基本途径，即HE东南景天超积累是通过根部特殊的区域如根尖区和根毛区与快速吸收Cd²⁺，然后从根快速运输Cd²⁺到茎部，可能是在质膜和叶肉细胞膜上存在高效的Cd²⁺通透转运系统。

图注：10μM CdCl2前处理2h后超积累（HE）和非超积累（NHE）东南景天根部不同区域的Cd²⁺流速。负值为Cd²⁺内流。

Sun J, et al. Non-invasive microelectrode cadmium flux measurements reveal the spatial characteristics and real-time kinetics of cadmium transport in hyperaccumulator and nonhyperaccumulator ecotypes of Sedum alfredii. Journal of Plant Physiology, 2013, 170(3): 355-359. (2011 IF 2.791)

10．Cd²⁺通过改变K⁺和Ca²⁺通道的活性破坏了水稻根毛的离子平衡

重金属镉离子（Cd²⁺）的毒性机制是近期生命科学、环境科学等领域的研究热点。Cd²⁺影响植物对营养物质的吸收、转运和利用。但是，Cd²⁺毒害的作用机制还不清楚。

2012年，南京大学盐生植物实验室的研究成果“Cadmium Impairs Ion Homeostasis by Altering K⁺ and Ca²⁺ Channel Activities in Rice Root Hair Cells”在《Plant, Cell & Environment》杂志发表，揭示了Cd²⁺造成毒害的重要机制。研究中使用非损伤微测技术（NMT）等手段深入研究了Cd²⁺对水稻根毛细胞Ca²⁺、K⁺平衡的影响，发现Cd²⁺能诱导细胞的去极化，阻碍细胞对Ca²⁺和K⁺的吸收，减少根内K⁺的净含量。这是Cd²⁺破坏植物离子平衡的直接证据。

这项研究证实了cd²⁺通过改变Ca²⁺和K⁺的变化而影响胞内的离子平衡，并伴随着H⁺的改变。使用NMT进行的活体测定，是研究进出细胞离子的关键手段，揭开了离子之间相互作用破坏胞内的离子平衡，进而产生离子毒害。

图注：水稻根毛在CdCl2处理下Ca²⁺、K⁺和H⁺流速的变化。

Li S, et al. Cadmium impairs ion homeostasis by altering K⁺ and Ca²⁺ channel activities in rice root hair cells. Plant, Cell & Environment, 2012, 35(11): 1998-2013.（2011 IF 5.215）

11．龙葵和水茄对Cd²⁺胁迫的生理反应机制

镉（Cd）是有毒性的重金属，对植物的生长和发育造成不利影响，逐渐成为新的研究热点。茄科植物具有特殊的Cd²⁺忍耐能力，龙葵在叶片中积累更多的Cd²⁺.，并能够忍耐Cd²⁺。但是，对Cd²⁺胁迫和在两个茄科种中忍耐Cd²⁺差异的生理机制还不清楚。

2012年6月，中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心徐进实验室研究了两个茄科种龙葵和水茄对Cd²⁺吸收差异的代谢组机理，并使用非损伤微测技术测定了Cd²⁺的吸收。文章发现抗氧化系统和有机酸、氨基酸参与了Cd²⁺的胁迫反应。在Cd²⁺胁迫下龙葵比水茄有更高水平的抗氧化能力。代谢组学分析表明Cd²⁺处理显著增加了龙葵的有机酸和氨基酸。脯氨酸和组氨酸前处理增加了Cd²⁺的积累，而且，柠檬酸前处理增加了叶片中Cd²⁺的积累，但是减少了根中Cd²⁺的积累，这表明它的生物合成可能与Cd²⁺的长距离运输以及在叶片中的积累有关。

这项研究提供了新的代谢物的证据，Cd²⁺处理龙葵促进了柠檬酸和氨基酸的生物合成，这些代谢物提高了植物对Cd²⁺的忍耐和积累，帮助我们更好地理解茄科植物对胁迫的适应机制，尤其是代谢物提高了茄科植物对Cd²⁺胁迫的适应能力。

图注：外源柠檬酸，组氨酸，脯氨酸前处理对龙葵和水茄Cd²⁺流速的影响。负值代表内流。

Xu J, et al. Comparative transcriptome analysis of cadmium responses in Solanum nigrum and Solanum torvum. New Phytologist, 2012, 196(1): 110-124.（2011 IF 6.645）

12．龙葵和水茄对Cd²⁺反应的转录组差异

Cd²⁺虽然对植物有很高的毒性，但是有些植物却能够积累和忍耐Cd²⁺，比如茄科植物龙葵。龙葵是高积累Cd的植物，具有很强的Cd²⁺吸收能力，而同为茄科的水茄是低积累Cd的植物，Cd²⁺的吸收能力不及龙葵。但是我们对其中Cd²⁺积累的分子机制还了解的不多。

2012年6月，中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心徐进实验室研究了两个茄科种龙葵和水茄对Cd²⁺吸收差异的转录组学机理，并使用非损伤微测技术测定了Cd²⁺的吸收。研究发现，Cd²⁺装载在根的木质部，这和两种茄科植物对Cd²⁺积累的差异有关。水茄叶片中的低Fe积累与Cd²⁺的敏感性有关。转录组分析揭示龙葵在Cd²⁺处理后的基因表达更高，例如，编码金属转运体的基因、抗氧化相关的基因、几个有机酸和氨基酸生物合成的基因和代谢相关的基因都出现更高的表达。

这项研究发现转运体基因对Fe缺乏的反应机制可能与两个茄科种中金属的不同吸收和重新分布有关。这些结果为将来探索Cd²⁺积累和忍耐的分子机制提供了基础，并提供了一个新的研究策略用于植物修复。

图注：龙葵和水茄根部Cd²⁺流速的差异。负值表示Cd²⁺内流。

Xu J, et al. Comparative physiological responses of Solanum nigrum and Solanum torvum to cadmium stress. New Phytologist, 2012, 196(1): 125-138.（2011 IF 6.645）

第三部分 植物营养和信号调节

13．14-3-3蛋白在植物适应低磷胁迫中的作用

14-3-3蛋白质是一个大的蛋白质家族，但是他们的成员在植物应对非生物胁迫的作用还不清楚，特别是在营养缺乏的条件下。

2012年6月，中国科学院南京土壤研究所施卫明实验室与香港中文大学张建华实验室联合发表了题为“TFT6 and TFT7, two different members of tomato 14-3-3 gene family, play distinct roles in plant adaption to low phosphorus stress”的文章，发现了14-3-3蛋白家族中的TFT6 和TFT7具有调节植物忍耐低磷（LP）胁迫的作用，阐述了这种调节作用的机理。

这项工作使用非损伤微测技术测定了拟南芥根部的H⁺流速，发现TFT超表达的植物在LP胁迫下增加H⁺的流速和质膜H⁺-ATPase的活性。结果表明TFT6和TFT7在植物适应LP中起着不同的作用，TFT6主要在叶片中通过调节叶片碳的固定和增加韧皮部蔗糖的运输促进根的生长进而参与对LP的系统反应，TFT7通过激活根部质膜H⁺-ATPase的活性促进拟南芥在LP下释放更多的H⁺，从而使植物适应低磷环境。

这篇文章是使用非损伤微测技术研究植物应对非生物胁迫的范例，即从基因到蛋白，再到生理功能的一系列工作，清晰地阐明了基因的功能。

图注：不同基因型的拟南芥在正常（CK）和低磷（LP）处理下根部的H⁺流速。正值为H⁺外流，负值为H⁺内流。

Xu WF, et al. TFT6 and TFT7, two different members of tomato 14-3-3 gene family, play distinct roles in plant adaption to low phosphorus stress. Plant, Cell & Environment, 2012, 35, 8: 1393-1406. (2011 IF 5.215)

14．PIN2通过质子（H⁺）分泌调节拟南芥对碱胁迫的适应

土壤的碱胁迫是一个普遍的环境问题，造成农业减产。高pH主要影响植物根部的生长和发育，研究表明质膜H⁺-ATPase通过调节质子分泌，在适应碱胁迫中起到重要作用。之前的研究中有个假说认为，生长素通过质膜H⁺-ATPase调节的质子分泌在植物适应碱胁迫中起到重要作用。

2012年8月，香港中文大学张建华实验室和中国科学院南京土壤研究所施卫明实验室联合发表了题为“PIN2 is required for the adaptation of Arabidopsis roots to alkaline stress by modulating proton secretion”的文章，证实了PIN2在通过质膜H⁺-ATPase引起的质子分泌调控根适应碱胁迫的过程中起到重要作用的假说。

本研究使用非损伤微测技术（NMT）测定了拟南芥根部的H⁺流速，发现碱胁迫增加了野生型拟南芥根尖生长素的转运和PIN2的表达。在碱胁迫下，和WT相比，pin2突变体质膜H⁺-ATPase的活性、根的伸长、生长素的转运和质子的分泌都有所下降。pks5突变体缺乏PIN2，丧失了在碱胁迫下原有的更高的质子分泌能力和更强的初生根的伸长能力。在碱胁迫下PIN2的转录水平与初生根的伸长速率以及质子分泌能力呈正相关。

图注：距拟南芥根尖（根帽生长连接处）750μm处的H⁺外流大小。正值为⁺外流。

Xu WF, et al. PIN2 is required for the adaptation of Arabidopsis roots to alkaline stress by modulating proton secretion. Journal of Experimental Botany, 2012, 63(17): 6105-6114. （2011 IF 5.364）

15．硝酸盐转运体改变NO3-的长距离运输，不改变根对NO3-的吸收

植物为了应对土壤中不同浓度的硝酸盐，形成了至少三种硝酸盐吸收系统，两种高亲和转运系统（HATS）和一种低亲和转运系统（LATS）。LATS和HATS分别受到NRT1和NRT2的调节。

为了研究清楚NRT2转运NO₃^-的机制，2012年12月，南京农业大学资源环境学院徐国华实验室在Plant Physiology发表题为“Knockdown of a rice stelar nitrate transporter alters long-distance translocation but not root influx”的文章，研究了水稻OsNRT2转运NO₃^-的过程。OsNRT2.3a属于水稻高亲和硝酸盐转运体2（NRT2）家族，定位在质膜上，主要在根木质部中柱细胞中表达。敲低OsNRT2.3a减小了木质部硝酸盐的转运，导致植物生长的缓慢。使用非损伤微测技术测定了水稻根部的NO₃^-流速，这在敲低的水稻和WT中没有差异。但是转录nia1（硝酸还原酶）使NO₃^-的吸收增加，转录OsNRT2.1，OsNRT2.2时NO₃^-的吸收减少。

这篇文章发现OsNRT2.3a在低硝酸盐环境中硝酸盐从水稻根到茎的运输中扮演着重要作用，第一次说明根的硝酸盐库不是氮信号调节NO₃^-吸收的指示者。

图注：WT和敲低NRT基因的水稻根部的NO₃^-流速。负值表示NO₃^-内流

Tang Z, et al. Knockdown of a rice stelar nitrate transporter alters long-distance translocation but not root influx. Plant Physiology, 2012, 160(4): 2052-2063. （Five-Year Impact Factor: 7.054）

第四部分 藻类光合作用

16．同时测定H⁺和O₂的流速研究大叶藻的光合作用

大叶藻是浅滩上重要的生态链组成部分。以前的研究表明大叶藻有高校的碳酸氢盐利用能力，能够通过质子分泌和形成酸化区域促进碳酸盐的利用。H+在这个过程中非常重要，那么同时测定光合作用的状态和H+流速则显得非常重要。然而，由于缺乏合适的工具，这种同时测定的想法从未实现。

2012年12月，中国科学院海洋研究所王广策实验室在《Physiologia Plantarum》发表了题为“Simultaneous measurements of H⁺ and O₂ fluxes in Zostera marina and its physiological implications”的文章。使用NMT同时测定了H⁺和O₂流速，揭示了大叶藻在碳利用的同时H⁺和光合作用的关系。实验发现50mM的Tris显著抑制了大叶藻的光合O₂释放，因为Tris能结合细胞外的H⁺。

在这个研究中，使用非损伤微测技术同时监测大叶藻的H⁺和O₂流速，，以及电子传递链的速率。在稳定的光合作用期间，O₂明显外流，H⁺明显内流。Tris和呼吸抑制剂明显抑制O₂的释放。这为我们认识H⁺与光合作用的关系提供了有力的工具。

图注：大叶藻叶片在光/暗和DCMU处理前后的H⁺和O₂流速的变化。正值表示外流，负值表示内流。

Lin AP, et al. Simultaneous measurements of H+ and O2 fluxes in Zostera marina and its physiological implications. Physiologia Plantarum, 2012, doi: 10.1111/ppl.12008 (2011 IF 3.112)

17．钙池操控的Ca2+通道阻止大鼠肝脏缺血再灌注损伤的机制

肝脏缺血再灌注损伤（HIRI）对临床诊断和手术状态有广泛的影响，包括失血性休克、肝创伤、肝切除手术等。HIRI导致肝脏紊乱，甚至失去功能，因此如何避免HIRI是一个主要的医疗挑战。Ca²⁺在HIRI中起到关键作用，因为Ca²⁺激活Ca²⁺依赖的磷酸酯酶、核酸酶和蛋白酶，以及氧化磷酸化

为了研究清楚Ca²⁺在HIRI中的作用机制，2012年1月，清华大学张宗明实验室和旭月公司合作研究Ca²⁺池操控的Ca²⁺通道（Ca²⁺ store-operated calcium channels，SOCs）阻止大鼠肝脏缺血再灌注伤害机制的文章在《World Journal of Gastroenterology》发表。研究的目标是进一步确认SOCs在大鼠肝脏细胞中的重要性，发现SOCs在HIRI中的影响，研究SOC抑制剂对保护HIRI的潜在用途。研究中使用非损伤微测技术、Ca²⁺成像和膜片钳等技术，实验测定了从HIRI模型大鼠急性分离的肝细胞的各种变化，发现Ca²⁺振荡和Ca²⁺流速受到SOCs的Ca²⁺内流调节，La³⁺抑制了SOC的电流。

这项研究发现了SOCs在HIRI中的重要作用，即SOC抑制剂保护HIRI并帮助肝细胞分泌功能的修复。因此，这种抑制剂将来很可能作为一种有效的药物对HIRI病人进行治疗。

图注：急性分离的大鼠肝细胞在不同抑制剂处理后Ca²⁺的流速。

Pan LJ, et al. Effects and mechanisms of store-operated calcium channel blockade on hepatic ischemia-reperfusion injury in rats. World Journal of Gastroenterology, 2012, 18(4): 356-367. (2011 IF 2.24)

18．鼻咽癌细胞体积减小过程中K⁺和Cl^-具有解偶联现象

细胞体积调控是各种细胞功能的基础，例如细胞分裂、细胞增殖、细胞凋亡、细胞迁移和细胞调控，这些过程都需要细胞体积的变化和跨膜离子的参与。体积变化激活的K⁺和Cl^-通道已经用膜片钳进行了广泛的研究，发现在调控体积减小（RVD）中K^+-紧密偶联。

2012年5月，暨南大学医学院王立伟教授研究组的成果发表在国际药理学刊物Biochemical Pharmacology上。实验发现低渗降低了胞内的pH值（pHi），激活了依赖于质子泵的H⁺外流，导致胞外pH值（pHo）下降，pHo的适度减小抑制了体积激活的K⁺外流和RVD，但是没有Cl^-外流，当H⁺外流被抑制或者pHo的缓冲能力增加时促进了K⁺外流和RVD。这个结果说明在RVD过程中K+通道的动力学与Cl^-通道不同，是由于K⁺和Cl^-通道对pHo的敏感性不同。

这是第一次发现在低渗诱导的RVD过程中K⁺和Cl^-的转运不偶联（解偶联），而且H⁺外流在细胞体积调控中扮演着重要作用，可能是治疗鼻咽癌的一个靶标。这项工作中使用非损伤微测技术克服了膜片钳技术不能测定活细胞和长期测定的限制，研究结果也改变了人们对RVD的认识。

图注：低渗对鼻咽癌细胞H⁺流速的影响。

Yang LJ, et al. Uncoupling of K⁺ and Cl- transport across the cell membrane in the process of regulatory volume decrease. Biochemical Pharmacology, 2012, 84(3): 292-302. (2011 IF 4.705)

第六部分 环境科学

19．碱蓬根部吸收Cd²⁺的途径

Cd²⁺是环境中常见的重金属，对植物的生长和发育造成了严重伤害。近几年的研究发现，我们可以通过植物修复来吸收环境中的Cd²⁺。盐生植物碱蓬能在高浓度的盐浓度中存活，也能适应重金属的环境，因此，碱蓬可能作为一种修复重金属环境的植物。

2012年初，中国科学院烟台海岸带研究所吴惠丰研究组发表了题为“Pathways of cadmium fluxes in the root of the halophyte Suaeda salsa”的文章。实验中使用非损伤微测技术（NMT，文中用SIET表示）研究了植物修复过程中盐生植物碱蓬吸收Cd2+的途径，发现了碱蓬根尖不同区域Cd²⁺吸收的模式，在距离根尖端150μm处的Cd²⁺内流最大。Cd²⁺内流受Ca²⁺通道抑制剂LaCl3和verapamil的显著抑制，也被巯基阻滞剂N-乙基马来酰亚胺（N-ethylmaleimide）所抑制。

研究结果说明盐生植物和甜土植物具有相似的Cd²⁺转运系统，都受Ca²⁺通道的调节，这为Cd2+的植物修复提供了理论基础

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图注：碱蓬根部的测定点和不同点的Cd²⁺内流的图谱。负值为Cd²⁺内流。

Li LZ, et al. Pathways of cadmium fluxes in the root of the halophyte Suaeda salsa. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2012, 75(1): 1-7. (2011 IF 2.294)

20．真菌H⁺、O₂和Cd²⁺流速与环境污染的生理机制

在环境治理中，使用微生物进行环境修复非常有价值，因为廉价、环境友好，以及能够高效地去除多种环境污染物。白腐真菌是非常有效的木质素降解者，代表性的种类如黄孢原毛平革菌，已经被用来降解有机污染物。

2012年6月，湖南大学环境科学与工程学院曾光明、陈桂秋实验室在环境科学领域的顶级杂志《Environmental Science & Technology》发表了题为“Responses of Phanerochaete chrysosporium to toxic pollutants: physiological flux, oxidative stress, and detoxification”的文章。研究中使用非损伤微测技术（noninvasive microtest technique，NMT）实时测定了白腐真菌黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）暴露在环境毒物2,4-DCP和Cd²⁺下的H⁺、O₂和Cd²⁺的流速。发现暴露在10 mg/L 的2,4-DCP和0.1 mM 的Cd²⁺下H⁺和O₂的流速出现了显著改变，这种流速的改变与氧化胁迫有关。

本文的研究促进了人们理解真菌对毒物的生理反应，阐述了这种反应的机制，为基于真菌的废水处理提供了新的技术和思路。

图注：2,4-DCP和Cd²⁺处理下白腐真菌黄孢原毛平革菌的H⁺和O₂流速的变化。正值为外流，负值为内流。

Zeng GM, et al. Responses of Phanerochaete chrysosporium to toxic pollutants: physiological flux, oxidative stress, and detoxification. Environmental Science & Technology, 2012, 46(14): 7818-7825. （2011 IF 5.228）

附录1：其他应用实例

1.植物学--用NMT发现了质膜上新的Ca²⁺通道GLR

葡萄牙里斯本大学José Feijó教授研究组使用非损伤微测技术研究了氨基酸刺激后花粉管的Ca²⁺流动，发现谷氨酸受体类似基因（GLRs）减少了通过质膜的Ca²⁺内流，进而调节花粉管顶端胞质中的Ca²⁺浓度梯度，最终影响花粉管的生长和形态建成。此外，敲除花粉管丝氨酸消旋酶（SR1的突变体）后GLRs活性下降，导致生长发生缺陷。这些结果直接证实了植物中具有和动物中相似的神经传递系统。文章在在著名杂志《Science》封面以“Research Article”的形式发表。文中提到的“vibrating-probe measurements”是非损伤微测技术的一种。

Michard E, et al. Science, 2011, 332: 434 - 437.

2.动物学--青鳉尤鱼线粒体富集细胞NH₄⁺的吸收依赖于Na⁺的吸收

中国台湾的科学家使用非损伤微测技术对青鳉幼鱼皮肤表面线粒体富集细胞（MRCs）的H+、Na+和NH4+的流速进行了测定，发现Na⁺/H⁺交换器（NHE）与Na⁺和NH₃/NH₄⁺的转运相关，提高胞外的NH₄⁺浓度显著抑制NH₃/NH₄⁺的分泌和Na⁺的吸收。相反，提高溶液的酸性可增强细胞对NH₃/NH₄⁺的吸收和Na⁺的分泌。Na⁺的吸收与NH₃/NH₄⁺的外排是通过淡水鱼的MRCs实现，也说明了与斑马鱼通过HRCs细胞对Na⁺的吸收作用机制不同。

WuSC, et al. American Journal of Physiology-Cell Physiology, 2010, 298: C237 - C250.

本文的研究促进了人们理解真菌对毒物的生理反应，阐述了这种反应的机制，为基于真菌的废水处理提供了新的技术和思路。

3.医学

（1）骨骼研究

骨骼作为离子交换的器官

《Bone》杂志报道了数名科学家使用非损伤微测技术测定生理状态下骨骼的Ca²⁺流，发现Ca²⁺在ECF溶液中出现内流，在无Ca²⁺的ECF溶液中出现外流，这种内外流的转变在整个实验期间都非常稳定。当添加10mM的NaCN时，10min之内Ca²⁺外流消失，说明这种外流具有细胞依赖性。这项研究为我们理解Ca²⁺在骨骼和胞浆中的平衡提供了依据，可以据此为人体补钙。

Marenzanaa M., et al. Bone, 2005, 37: 545 - 554.

本文的研究促进了人们理解真菌对毒物的生理反应，阐述了这种反应的机制，为基于真菌的废水处理提供了新的技术和思路。

（2）伤口愈合

电流激活伤口愈合的信号通路

加州大学的赵敏实验室使用非损伤微测技术研究了内生伤口的电流，测定了Na⁺、K⁺和Cl^-电流，发现电信号通过激活特定的酶，可以调控伤口愈合过程中细胞的迁移，并选择性地激活信号通路。

Zhao M, et al. Nature, 2006, 442: 457 -460.

4.微生物学

菌根化过程中的信号转导机制

葡萄牙的Feijó实验室使用非损伤微测技术研究了离子流在菌根生长过程中的作用，发现真菌侵染主要作用于根部伸长区，离子运动及根部酸化发生了剧烈变化， 且离子流变化呈现周期性。通过这项研究他们构建模型解释了植物养分吸收和生长加速是通过侵染真菌所介导，依赖于pH的变化，发现Ca²⁺在这一过程中发挥了重要的作用，这为揭开植物和真菌共生互作提供了证据和模型。

Ramos AC, et al. New Phytologist, 2009, 181: 448 - 462.

本文的研究促进了人们理解真菌对毒物的生理反应，阐述了这种反应的机制，为基于真菌的废水处理提供了新的技术和思路。

5.环境科学

鱼胚胎耗氧流速作为环境监测的指标

普渡大学的科学家使用非损伤微测技术检测了鱼胚胎的O₂流，发现在微量有机污染物作用下，鱼类胚胎O₂内 流量会显著改变。这是真正意义上的环境污染生物学监测手段，表明污染物的作用可能比原先预计要严重的多。这项技术可用于其他有机生命体，如果将胚胎鱼结合 使用于瘤细胞，能够检测到潜在的致癌药物，或帮助发现新的治疗目标。这项研究非常令人欣慰，它能够成为保护人类健康的一项潜在应用工具。该研究采用非损伤 微测技术来监测环境毒物的存在，为水质监测提供了新的思路和方法。

Sanchez BC,et al. Environmental Science & Technology, 2008, 42: 7010 – 7017.

6.材料科学

腐蚀机制和动力学研究

葡萄牙的科学家使用非损伤微测技术检测了镁合金在NaCl水溶液中的腐蚀行为，对镁合金的腐蚀机制进行了精确清晰的描述，这项技术为研究金属材料微区域电化学腐蚀过程的机制和动力学提供了一个有力的工具。

Lamaka SV, et al. Electrochemistry Communications, 2008, 10: 259 - 262.

7.非损伤微测技术与其他技术的结合

（1）与膜片钳技术的结合

离子通道调节细胞凋亡早期的K⁺外流

墨西哥和澳大利亚的科学家使用非损伤微测技术和膜片钳技术研究了细胞凋亡，发现1μM STS（十字孢碱）会快速引起K⁺外流，同时记录到Kbg通道的电流增加，伴随着膜去极化的急剧下降。Kbg通道调节早期的K⁺外流，Kv1.3通道在后期起到主要作用。这一研究为认识细胞凋亡的内在机制提供了新的证据，这种实时和便于操作的研究手段有望在临床等实际应用领域诊断或检测凋亡细胞。

Valencia-Cruz G, et al. American Journal of Physiology-Cell Physiology, 2009, 297: C1544 - C1553.

（2）与荧光/激光共聚焦技术的结合

胞外的Ca²⁺内流参与了胞内Ca²⁺的增加

葡萄牙的Feijó实验室使用激光共聚焦显微镜技术测定了细胞内Ca²⁺的同时结合使用非损伤微测技术测量了进出细胞的Ca²⁺流。细胞融合一旦发生，使用非损伤微测技术测得一个显著的Ca²⁺内流，直接验证了胞外的Ca²⁺的参与了胞内Ca²⁺的升高这一生理过程。

Antoine AF, et al. Nature Cell Biology, 2001, 3: 1120 – 1123.

附录2：常问解答（FAQ）

1. 非损伤微测技术是一种什么样的技术?

非损伤微测技术是在近似生理条件的液体环境里，通过实时测量离子或分子进出活体材料的动态流速，反映该材料相关基因和蛋白质生理功能的技术。 对活体材料进行实时动态的测定是生命科学的发展趋势，也是科学仪器的发展方向。

非损伤微测技术是实时、动态的测定活体材料的技术，通过测定进出活体材料的离子和小分子的流速这一指标反映生命活动，是生理功能研究的最佳工具之一。

非损伤微测技术与其他活体测定技术有所不同，不受被测材料的限制，能够获得离子和小分子的空间运动大小和方向，具有广阔的应用前景。

2.非损伤微测技术测定的指标是什么

非损伤微测技术测定的是离子和小分子的流速，包括离子和小分子流动程度的大小和流动的方向，具有时间性和空间性的特征，即流速能够反映离子和小分子的流动行为随着时间、空间变化而产生的改变

非损伤微测技术目前测定已经非常成熟的离子有：Ca²⁺、H⁺、Na⁺、K⁺、Cl^-、NH₄⁺、NO₃^-、Cd²⁺、Mg²⁺、Pb²⁺；小分子有：O₂、H₂O₂、IAA、葡萄糖、谷氨酸。

更多的离子和小分子的测定在进一步开发中，如NO、Zn²⁺、Fe³⁺等。

非损伤微测技术获得的流速的单位是：10^-12 mol • cm^-2 • s^-1

3. 什么是流速（flux）?

广义的流速

流速是指物质在介质和空间中运动的速度，具有方向性和时间性。

狭义的流速

流速是指生物体由于内外交换形成的离子和小分子梯度中离子和小分子的运动速度。

注：这里的流速是指生命科学中的流速（flux）。

4. 流速的意义是什么？

流速是活细胞的语言

流速是活细胞信号转导过程的直观反映，是活细胞的语言。

流速是信号转导/功能的桥梁

流速是基因发挥功能的桥梁，基因表达的指令通过物质的流动进行传递。

流速是活体生命的本质特征

流速是活体生命的本质特征。

流速概念的引入，推动了生命科学研究从依赖大量前处理实验的传统模式飞跃到简便的活体和动态测量模式，测定流速的工具非损伤微测技术与活体成像技术成为这一模式下最为突出的两项技术。活体测量和活体研究极大地改变了人类对生命活动的认识。

注释：

• 实时：快速（以秒为单位）获取、呈现和记录数据
• 动态：长时间、连续不断地测量和获取数据
• 活体材料：具有生命的材料

5．应用非损伤微测技术的论文在哪些刊物上发表过？

据不完全统计，非损伤微测技术诞生以来已经在SCI收录的50多种刊物上发表了300多篇论文，以下是一些较有影响力的刊物的名称。

Science、Nature、Nature Protocols、Nature Cell Biology、New Phytologist

PNAS、 Plant Cell、Plant Physiology、Plant Journal、Plant, Cell and Environment、Plant Cell and Physiology、Planta、Physiologia Plantarum、Protoplasma、Plant Signaling & Behavior、Plos One

Journal of Cell Biology、Journal of Biological Chemistry、Journal of Experimental Botany、Journal of Experimental Biology、Journal of Microbiological Methods、Journal of Biological Engineering、Journal of Neurochemistry、Journal of Neuroscience、Journal of Cell Science、Journal of Physiology、Journal of Membrane Biology

American Journal of Physiology-Cell Physiology、Applied and Environmental Microbiology、Aquatic Toxicology

Biology of Reproduction、BMC Plant Biology、Bone、Biological Bulletin、Biophysical Journal、Biotechnology and Bioengineering、Comparative Biochemistry and Physiology、Diabetes、Development

Eukaryotic Cell、Environmental Science & Technology、FASEB Journal、FEMS Microbiology、Functional Plant Biology

Microbiology、Molecular Neurodegeneration、Molecular Biology of the C

Zygote

6. 非损伤微测系统有哪些型号？不同型号有哪些功能?

非损伤微测系统分为美国原装进口系统和国内组装系统两大系列，分为以下型号:

美国原装进口系统：

NMT100-I-YG或NMT200-I-YG（功能：同一时间只能测量一种离子的信号）

NMT100-IM-YG或NMT200-IM-YG（功能：同一时间只能测量一种离子或一种分子的信号）

NMT100-SIM-YG或NMT200-I-SIM-YG（功能：既可单独测量离子或分子，也可在同一时间测量两种信号）

国内组装系统（国产）：

NMT100-I-XY或NMT200-I-XY（功能：同一时间只能测量一种离子的信号）

NMT100-IM-XY或NMT200-IM-XY（功能：同一时间只能测量一种离子或一种分子的信号）

NMT100-SIM-XY或NMT200-I-SIM-XY（功能：既可单独测量离子或分子，也可在同一时间测量两种信号）

7. 原装进口系统与国内组装系统有什么区别?

① 相同型号的原装进口系统与国内组装系统的性能和使用方法完全相同。

② 区别在于部分配件产地、组装地不同：

原装进口系统：由美国生产，直接从美国进口（附件除外）。

国内组装系统：主要配件由美国进口，在国内进行组装、调试。

8.从哪里可以购买非损伤微测技术的实验设备——非损伤微测系统?

<a data-lightbox="on" href="NMTlunwenji/2012lunwenjitupian30.jpg"><img alt="" height="100" src="NMTlunwenji/2012lunwenjitupian30.jpg" width="220" /></a>

非损伤微测系统在中国大陆的销售工作由各地经销商负责，您可以直接联系非损伤微测系统的本地经销商，也可请直接联系旭月（北京）科技有限公司（以下简称旭月公司），由旭月公司代为安排。

10. 非损伤微测系统的售后服务水平如何？

旭月公司拥有一只优秀的售后服务团队，除公司自身经验丰富的技术工程师外，很多国内外知名学者应邀担任了旭月公司的顾问，他们共同为客户提供各种形式的优质售后服务。

旭月公司制定了完善的售后服务流程和规章制度，客户使用非损伤微测系统使用时出现的任何问题联系旭月公司后，旭月公司都会在第一时间提供问题的解决方案。

11. 如果我暂不购买非损伤微测系统，但希望开展相关的实验，是否有可行的办法？

上文中提到的测试服务非常适合于您。旭月公司设有测试服务中心，只要您设计好实验方案，将实验样品和其他去辅助材料拿到测试服务中心，就可以比较低廉的价格 使用中心的非损伤微测系统开展实验。中心配备了专业的技术工程师，无需您亲自操作系统。具体情况请参考旭月公司主页“测试服务”模块或直接咨询旭月公司。

12. 非损伤微测系统可测量的对象有哪些？目前测试中心已检测过的样品有哪些？

非损伤微测技术可测量样品的范围较广：整体→器官→组织→细胞层→单细胞→细胞器（富集）。

迄今为止，测试中心测试过的样品种类已超过百种，包括植物类、动物类、微生物类以及非生物类，具体（图片）如下：

植物类：如根、叶片、花粉管、保卫细胞、液泡等。

动物类：如胚胎、胰岛、耳蜗组织、卵细胞等。

微生物类：如丛枝菌根、大肠杆菌、根瘤菌等。

非生物类：如镁合金、陶瓷、碳钢、铝合金等。

非生物类：如镁合金、陶瓷、碳钢、铝合金等。

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13. 非损伤微测技术实验中获取的数据是什么？它们的含义是什么？

通过实例予以说明：下图为非损伤微测系统同时测定植物根K⁺和H⁺的流速时数据采集软件的截图。

图中红色的线代表H+，绿色的线代表K+，所记录数据为样品离子的流速或者是距样品两点间的电压差ΔV（μV）（纵坐标），横坐标为记录的时间，在零线上方（正值）的曲线是指离子外流（Efflux），零线下方的曲线是指离子内流（Influx），白色点是指进行了一个刺激处理，当受到刺激处理后，H⁺和K⁺的外流增加。

14.如果非损伤微测技术实验数据不够理想，一般是什么原因造成的？如何发现问题？

数据不够理想的最可能原因是被测样品的活性状态不佳，其次是配制的测试液存在问题。当然也可能是测试系统本身存在故障，但这种可能性很小，而且很容易及时发现和纠正。

为确认测试中问题产生的原因，可进行人工离子源实验。在相应的测试溶液中进行人工离子源实验，若能观察到正常浓度梯度反应曲线则基本可以排除系统故障的可能性。

注意：样品间某些离子可能存在个体间的差异，因此测试时会出现重复性不好的情况，这种情况需要从样品和测试液本身入手寻求解决的办法。

15. 在完成非损伤微测技术实验后，如何快速完成数据处理和文章撰写等工作？

实验结束后，您可以根据我们公司提供的NMT流速换算表(JCal) 及其教程完成数据处理的工作，也可以选择我公司推出的“快速数据处理服务”，充分利用我们中心长期积累的丰富经验，为您节省宝贵的时间。

撰写文章时，您可以从旭月公司主页中的“常用文件下载”中进行“文章撰写参考资料”的下载，该文件中包含NMT技术实验方法部分的常用参数资料，便于您快速、准确地获取到所需要的信息；您还可以选择我公司推出的“文章NMT方法学撰写”和“文章翻译及润色”服务，具体情况请参考旭月公司主页或直接咨询旭月公司。

结束语

第三册非损伤微测技术论文集的编写，对于国内科学家以及旭月公司都非常具有纪念意义。在过去的2012年中，中国科学家利用非损伤微测技术所发表的文章总数以及总影响因子均超过了国外所有科学家发表的总和。文章涉及的研究领域也非常广泛，包括植物、动物、医学，以及目前非常热门的环境科学。

2012年，环境、食品安全问题日益突出，已经成为最热门的民生话题。而非损伤微测技术能够直接检测Cd²⁺、Pb²⁺等重金属离子，直接为环境污染及治理研究提供了最直接、最有效的方式，因而利用非损伤微测技术进行环境问题研究也掀起了一阵热潮。在全国闹得沸沸扬扬的广东垃圾种菜事件中，旭月公司更是本着“让人民生活更美好”的使命，自主进行蔬菜重金属的研究，接受广大热心民众的参观，积极在微博上和广大粉丝互动，分享实验的结果，为人民健康贡献自己的力量。

人类研究已经步入后基因组时代，在这个大的环境和背景下，不论是涉及基因还是关于蛋白的研究，最终都将走向其功能的研究。回顾过去，非损伤微测技术在各个领域的广泛应用证实，非损伤微测技术已经成为广大科学家功能研究必不可少的武器。

希望第三册非损伤微测技术论文集的问世，能帮助更多的科研人员快速使用非损伤微测技术，为更多的科研工作者带来便利。