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NISC文献编号：C2017-034
研究使用设备
NMT活体生理检测仪 NMT Physiolyzer®
已有文章报道硅能够缓解水稻细胞的Cd毒性，但是硅性质的影响及其分子机制仍然不清楚。
2017年，广东省生态环境技术研究所李芳柏课题组在Environmental Pollution上发表了题目为“Silica nanoparticles alleviate cadmium toxicity in rice cells:Mechanisms and size effects”的研究成果，探究不同尺寸的Si纳米颗粒对于缓解Cd毒性的影响。
实验材料为水稻悬浮细胞，检测其在有无硅纳米颗粒（SiNPs）条件下的Cd毒性。不同尺寸（19nm、48nm、201nm）的SiNPs处理时，活细胞的比例大致分别提高到95.4%、78.6%和66.2%，表明Cd毒性缓解程度随着SiNPs尺寸增大而减小。形态学观察结果表明：SiNPs不存在时，胞内细胞器的完整性出现严重的结构改变与损伤，而有SiNPs的细胞即使是在高浓度Cd环境下仍然几乎保持完整。SiNPs会积聚在水稻细胞表面。通过ICP-MS检测发现，Cd优先聚集在细胞壁上。
水稻悬浮细胞在不同尺寸Si纳米颗粒处理后的吸Cd2+速率。负值表示吸收
同时，研究中还利用基于非损伤微测技术（Non-invasive Micro-test Technology, NMT）的NMT活体生理检测仪 Physiolyzer®，检测了水稻细胞的Cd2+流速，发现经过SiNPs（19nm、48nm、201nm）处理后，Cd2+吸收速率分别平均下降了15.7倍、11.1倍和4.6倍。SiNPs抑制了Cd吸收转运(OsLCT1 and OsNramp5)的基因表达、促进了Cd向液泡转运基因(OsHMA3)和Si吸收基因(OsLsi1)的表达。
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此研究表明，SiNPs存在时，水稻悬浮细胞吸收Si的能力至少提高了1.87倍，而且抑制了其Cd吸收能力，从这两方面缓解了Cd对水稻细胞的毒性。
随着广东省科研单位应用NMT取得的成果越来越多，省内众多科研单位了解NMT的需求也愈加迫切。2018年7月5日，旭月研究院受邀在中山大学有害生物控制及资源利用国家重点实验室，举行非损伤微测技术应用培训，美国扬格（旭月北京）的经销商广州千江生物，全程协办。来自中山大学、广东省生态环境技术研究所、暨南大学、南方医科大学、广州中医药大学、广东省农科院、华南师范大学、华南农业大学等近20家科研单位的人员，参与了此次培训。
此次培训内容包含非损伤微测技术入门、NMT实验设计、流速数据分析、样品上机演示。现场互动解答环节中，华南农业大学的老师重点询问了NMT在食品微生物领域中的应用。
非损伤微测技术高级应用顾问刘蕴琦，以2018年6月20日旭月公司应邀参加的，由中关村京企云梯科技创新联盟和中关村大健康产业联盟共同组织的“走进三元—乳品生产与检测：前沿技术交流与新技术新产品推介会”为例，详细讲解了NMT如何在食品微生物领域应用，以及应用现代 NMT技术如何提高奶制品安全和品质（附内容）。
每年全世界有近420,000人死于与食物有关的疾病（世卫组织WHO数据）。中国近年对食品安全和品质也越发重视。因此，食品公司都在努力筛选和检验他们销售的产品，此次活动就是三元等公司正在寻找改进现有食品安全检测方法新技术和新思路的一种尝试。
令人欣慰的是，在这次活动结束后，大家都认为扬格公司的NMT技术非常适合应对这些创新问题。扬格公司也确信NMT技术完全可以为食品安全和营养研究做出自己的贡献，提升这些企业产品在市场上的竞争力！
下面我们将就如何应用现代 NMT 技术提高奶制品安全和品质的新策略新想法，做初步讨论。
1、NMT快速检测奶制品微生物污染
应用NMT的微生物污染测试比目前的传统方法要快得多。传统的细菌培养方法需要5-10天，而我们的NMT Physiolyzer®这可以将时间缩短到1个小时以内。
这个应用中，NMT技术的高灵敏度给三元牛奶公司留下了深刻的印象。NMT Physiolyzer®在用于检测微生物呼吸速率时，其灵敏度可以达到皮摩尔（10-15摩尔）的O2或H+流速。与他们目前使用的其它检测设备相比，这对他们有很大的吸引力。
2、应用NMT替代实人品尝安全措施
牛奶厂目前使用的另一种做法是人体安全测试。在牛奶加工过程中的三个关键节点，公司利用员工亲口品尝牛奶。
尽管这是业界的普遍标准做法，但是，如果我们能以另一种方式达到同样的目的呢？他们可以通过NMT测量活细胞和组织样本来实现相同的安全性测试，而不是让员工喝牛奶，从而降低对员工身体健康的潜在伤害。而且用NMT测量，只需要使用非常小的样品量，就可以显示潜在对人体的不良反应。特别是可以检测出，比用人体检测反应速度快得多的，那些未知的微生物及化学污染。
3、母乳配方优化
人类母乳是婴儿最好的食物，但并非所有母亲都能够母乳喂养。北京三元和其他乳制品公司已表示有兴趣尝试开发更接近真实母乳的配方，以改善婴儿营养。同样，我们的NMT技术可以帮助他们通过比较一些培养细胞或组织样品，在引入配方时与真正母乳相比的生理反应来测试这种配方是否满足预期。
4、酸奶益生菌的筛选及优化
当今酸奶已经成为乳制品行业中非常受欢迎的产品，特别是随着公众对益生菌和与其相关的肠道健康的兴趣的增加。北京三元一直在努力研究一种优质的酸奶配方，目的是通过几种不同的方式测试他们的酸奶配方，使其更富营养，更健康：
就此，我们提出了几种基于NMT技术的方法来帮助他们改进酸奶配方：
例如，通过使用NMT人体肠道上皮细胞或组织模型，对不同的酸奶配方进行生理状态评估，可以轻松地区分不同配方的优劣；用于测试乳制品的细胞或组织不仅对食品安全有用，而且对许多质量测试应用也有用。通过测量活肠样品与牛奶的反应，就好像一个真人喝了它一样，你可以真正评估产品的质量，不会对样品造成损害，它是以这种方式测量活体样品的生理反应的完美工具。
再有，可以通过NMT直接进行益生菌的分类。因为益生菌是健康的细菌，对肠道有许多有益的特性，我们的技术可以直接测量我之前提到的活细菌的细菌的生理行为。哪种酸奶似乎是最健康的肠道？人们真正喜欢哪种？如果你从最好的酸奶中取出细菌并用NMT测量它们，可以比较各种离子分子流速特征，来帮助识别最好的细菌并进一步改善酸奶配方。
5、高钙奶配方
如果另一家牛奶公司声称钙含量高于另一家牛奶公司怎么办？有什么技术可以给出令人信服的科学数据？哪家的配方的确能够促进人体对钙的吸收？使用活体样本模型，我们的NMT技术可以用科学的数据证明，一种牛奶比另一种牛奶可以帮助人体吸收更多的钙。
NMT技术奥秘在于它不只是测量钙浓度，而是它可以判断钙是否真正进入了人体细胞，甚至骨骼。
截止2018年5月份，国内学者发表的NMT相关SCI文章共216篇，总影响因子为846.033。
注：SIET、MIFE、SVET、SPET等技术名称，已经统一为Non-invasive Micro-test Technology，中文名“非损伤微测技术”，简称NMT。
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