干货！新芝超声应用分享

SCIENTZ-IID超声波细胞粉碎机是一款利用超声波的空化效应对实验样品进行处理的多功能、多用途仪器。它适用于100μl-600ml容量的样本，具有超声时间、功率连续可调等优势，能够破碎各类动植物组织、细胞、细菌，同时可用来乳化、分离、分散、提取及加速化学反应等等。广泛应用于生命科学、材料科学和环境保护等领域。

01

西南交通大学的Yinfen Cheng等人通过新芝SCIENTZ-IID超声波细胞粉碎机将水热制备得到的In2S3微球剥离成二维单晶胞厚（~3nm）纳米薄片，同时将N掺杂剂插入晶格中制备获得3D氮掺杂In2S3微球，并在室温下发现3D氮掺杂In2S3微球对10ppm NO2表现出15%的响应幅度，可见将二维掺杂金属硫化物及其衍生物用于高性能室温气体传感器的可能性。

具体制备过程如下

In2S3微球是使用水热反应合成的。简而言之，将0.22g InCl3•4H2O和0.15g硫代乙酰胺溶解在40mL去离子水中。剧烈搅拌30分钟形成透明溶液后，将混合物放入50mL高压釜中，在160℃加热16小时。反应完成后，高压釜自然冷却至室温。将获得的橙色溶液转移到烧杯中并通过新芝SCIENTZ-IID超声波细胞粉碎机在400W下进行3小时的探头式超声处理。通过在4000rpm下离心30分钟来分离分散体。然后将20ml上清液稀释到乙醇溶液中以增加材料的分散性。最 终产物含有大约0.125mg/mL的N掺杂In2S3。合成过程示意性地显示在图S1中：

FigureS1: The diagram of synthesis process for N-doped In2S3micro-comb.

Yinfen Cheng, Zhong Li, Tao Tang, Kai Xu, Hao Yu, Xuewei Tao, Chu Manh Hung, Nguyen Duc Hoa, Yuqiang Fang, Baiyun Ren, Hui Chen, Jian Zhen Ou, 3D micro-combs self-assembled from 2D N-doped In2S3 for room-temperature reversible NO2 gas sensing. Applied Materials Today, 26, 2022: 101355. https://doi.org/10.1016/j.apmt.2021.101355

02

南开大学的Yaqin Ji等人共采集天津地区食品（大米、馒头、蔬菜、肉类、家禽、鱼、奶、水果）、环境PM10、饮用水、土壤、室内PM10、室内粉尘等448个样品，采用宁波新芝的SCIENTZ-IID超声细胞粉碎机以10mL正己烷萃取,确定了6种优先邻苯二甲酸酯的分布情况。PAEs并评估人类对它们的暴露。

其中对于食品的处理方法如下

称取5g新鲜食品到25mL玻璃管中，用宁波新芝的SCIENTZ-IID超声细胞粉碎机以10mL正己烷萃取。将浆料振摇10分钟后分离混合物，并以3500rpm的转速离心5分钟。然后通过Florisil相萃取(SPE)净化合并的萃取物。加入已知量的内标后，溶液在温和的氮气流下用二氯甲烷浓缩至最 终体积为2mL。

▲人类通过环境接触邻苯二甲酸酯不应被忽视画面

Yaqin Ji, Fumei Wang, Leibo Zhang, Chunyan Shan, Zhipeng Bai, Zengrong Sun, Lingling Liu, Boxiong Shen. A comprehensive assessment of human exposure to phthalates from environmental media and food in Tianjin, China. Journal of Hazardous Materials, 279(2014): 133–140. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2014.06.055 

03

由于其固有的高亲核性，半胱氨酸在所有蛋白质编码氨基酸中是独 一无 二的。半胱氨酰硫醇基团可以通过广泛的氧化还原机制或通过衍生自外源或内源来源的各种亲电子试剂进行共价修饰。测量蛋白质半胱氨酸对氧化还原扰动或亲电体的反应，对于理解所涉及的潜在机制至关重要。基于硫醇反应性探针的基于活性的蛋白质分析已成为此类分析的首 选方法。

因此，北京生命科学研究所的Ling Fu等人开发了一个新的化学蛋白质组学平台，称为“QTRP”（定量硫醇反应性分析），在30W和20kHz下使用宁波新芝的SCIENTZ-IID超声波细胞粉碎机进行声处理HEK293T细胞，通过破坏细胞膜和破坏其他（亚）细胞结构从沉淀细胞中提取蛋白质，并还通过剪切裂解样品中的基因组DNA来降低溶液的粘度。

例如，我们通常使用500μl的冷冻裂解缓冲液来裂解从10厘米的HEK293T细胞培养皿中产生的沉淀细胞。在30W和20kHz下使用超声探头（宁波新芝的SCIENTZ-IID超声波细胞粉碎机）进行声波处理。在冰上以5秒的间隔以10秒的脉冲施加功率3次。超声处理用于通过破坏细胞膜和破坏其他（亚）细胞结构从沉淀细胞中提取蛋白质。它还通过剪切裂解样品中的基因组DNA来降低溶液的粘度。

Fu, L., Li, Z., Liu, K. et al. A quantitative thiol reactivity profiling platform to analyze redox and electrophile reactive cysteine proteomes. Nat Protoc 15, 2891–2919 (2020). https://doi.org/10.1038/s41596-020-0352-2

▲超声提取蛋白结果画面

（只做样品展示，跟文献无关） 

04

暨南大学的公颜慧等人用新芝SCIENTZ-IID超声波细胞粉碎机在大肠杆菌E．coliBL21(DE3)中实现酯酶EstP8的高效异源表达和纯化。

将测序正确的重组质粒pET28(+)-EstP8转入E．coliBL21(DE3)中，将E．coliBL21(DE3)涂布到100mg/ml卡那霉素的LB平板，37℃培养过夜后，挑取单菌落于含卡那霉素LB液体培养基中进行培养。取样测定菌体浓度达到OD600为0.8左右时，加入0.2mmol/L IPTG在22℃诱导16～20h。4℃离心收集菌体，用预冷的50mmol/L pH 8.0的Tris-HCl缓冲液冲洗菌体并重悬浮，置于冰上超声破碎，将破碎完的菌体裂解液在4℃下9000r/min离心30min，将10ml上清转移到50mmol/L的pH7.5的Tris-HCl缓冲溶液预先平衡的镍柱中，用40mmol/L咪唑缓冲溶液冲洗杂蛋白，用300mmol/L的咪唑缓冲溶液洗脱目的蛋白。得到的酶溶液用脱盐柱脱盐。取全菌体、上清和沉淀用12%的SDS-PAGE进行凝胶电泳检测。

酯酶EstP8是一种新型的低温微生物酯酶，具有耐金属离子、耐有机溶剂的特性；酯酶EstP8能通过选择性水解乙酸苏合香酯来制备手性(R)-1-苯基乙醇，不同有机溶剂的加入可以极大促进该酯酶拆分的光学选择性和产率。酯酶EstP8具有良好的产业化应用前景。

公颜慧;马三梅;张云;王永飞;胡云峰.新颖微生物低温酯酶EstP8的酶学性质研究与在手性催化中的应用.中国生物工程杂志2016, 36(10), 35–44.  

05

河南科技大学的Huiyun Zhang等人开发了一种含有壳聚糖(CH) 和荆芥精油(STEO)的纳米乳液基可食用涂层，并研究其涂层对在4±1°C条件下储存16年的新鲜猪肉的质量和保质期的影响。通过对含有0.5%、1%和2% (v/v) 的CH 和STEO的粗乳液进行超声乳化。特别是CH-STEO纳米乳液涂层在肉类保鲜方面表现出最 佳性能，这可能归因于其较小的粒径、增强的防腐功能和稳定性。研究表明，负载活性纳米乳液的生物聚合物可食涂层在鲜肉保鲜方面具有巨大潜力。

CH-STEO纳米乳液制备过程中作为表面活性剂的吐温-80预先与STEO以1:1(v/v)的比例充分混合。STEO和吐温-80的比例保持在1:1，因为如前所述，发现该比例高度稳定，没有任何相分离，并且与其他油-表面活性剂比例相比，粒径较低。进行了初步测试以确定用于粗乳液制备的STEO的合适浓度。当STEO的浓度大于2%时，观察到对乳液的感官质量有显着的负面影响。因此，为了制备粗乳液，在13,000rpm的磁力搅拌下，将0.5%、1%和2%(v/v)的STEO逐滴添加到获得的CH溶液中，持续5分钟。使用超声波均质器（SCIENTZ-IID，宁波新芝）以20kHz的频率运行6分钟，将粗乳液的粒径减小以形成纳米乳液。操作功率调整为200W，超声的实际功率密度为0.29W/ml。探头放置在距装有100ml样品的烧杯底部10mm处。脉冲持续时间设置为5秒开启时间和5秒关闭时间，同时在恒温水浴超声处理期间溶液的温度保持恒定在25°C。

Zhang, H., Li, X., Kang, H., Peng, X. Antimicrobial and antioxidant effectsof edible nanoemulsion coating based on chitosan and Schizonepe tatenuifolia essential oil in fresh pork. Journal of Food Processing and Preservation, 2021, 45, e15909. https://doi.org/10.1111/jfpp.15909

▲超声乳化结果画面

（只做样品展示，跟文献无关） 

  新芝生物简介 

宁波新芝生物科技股份有限公司（股票代码：430685），总部位于宁波市国家高新区，是知名的生物样品处理设备提供商，也是国内超声波技术应用探索的先行者。新芝生物是一家为生物医药、医疗卫生、IVD、生物安全、食品安全、疾病预防与控制、检验检疫、环境保护及新材料研究等诸多领域提供相关科学仪器的高新技术企业。

依托强大的科研技术实力，公司在超声波细胞粉碎，萃取，分散，除垢、高压均质及超低温、冷冻干燥、基因细胞重组等技术领域积累了丰厚的经验，并研发了包括超声波破碎仪器、冷冻干燥设备、分子生物学仪器、实验室洁净设备、工业防垢除垢设备等产品。公司始终坚持业界前沿的技术研究和应用开发，致力于为客户提供先进的仪器设备和行业解决方案。

公司目前拥有宁波、杭州两地研发中心，拥有高水平研发人员数十人，专 利60余项。公司曾承担卫生部重大科研项目，是国家发改委高技术产业化示范工程中心、科学仪器产业化基地、宁波企业工程（技术）中心。公司研制的高压气体基因枪一举打破国外技术垄断，填补国内相关领域空白，并荣获浙江省科技进步二等奖。2019年公司荣获了浙江省科技进步一等奖。2021年公司入选工信部第三批“专精特新小巨人”企业名单，同年被宁波市经济和信息化局认定为“宁波市制造业单项冠 军示范企业”。 

公司高度重视品牌培育和市场开拓，为更好地服务客户，在全国各地建有30个办事处，办事处配备销售工程师和售后工程师，可随时满足客户需求，产品远销美、英、法、俄、日、韩等国家，公司已成为国内乃至全 球知名的生物样品制处理设备研制专家。

新芝人励经多年的风雨兼程，坚定以新致心，凭着“发展生物科技术，振兴民族高新产业”的理念，坚定致力于为用户提供优质的产品和贴心的服务。创新让我们走的更远，致心让我们的心更贴近用户。让“发展生物技术，服务人类文明”的新芝梦渐变现实。