穆桂英挂帅

新方法使科学家们能够以前所未有的细节观察细胞的分泌情况_我的网站

A |     冀时新闻报道 是钢铁大省。立足产业基础，省不断推动钢铁产业高端化、智能化、绿色化转型，培育形成了10个拳头产品，加快从原料级向材料级转变。

B | 今天起，本台推出系列报道《钢铁"焕新"记》，探寻钢铁拳头产品"含新量""含金量"持续攀升的创新路径。

C | 首篇一起认识稀土耐蚀钢，看稀土赋能，如何让钢铁自带"防锈铠甲"。本台记者 杨晨曦：大家有没有想过一个问题：生锈，对于户外钢材来说一定是一件坏事吗？普通钢材风吹日晒，一旦生锈腐蚀，不仅寿命会缩短，后期的维护成本也会大大增加。但大家看我身后这座刚刚建成的通信铁塔，既没有镀锌，也没有刷漆！它的表面虽然看着有一层锈，但这层锈反而是一层"保护膜"，可以实现"以锈防锈"。使用寿命可以达到50年，且终身免维护。它采用的，正是我们的创新材料——稀土耐蚀钢。

D |     由麦凯尔维工程学院机械工程和材料科学的Lilyan & E. Lisle Hughes教授Srikanth Singamaneni和Singamaneni实验室的前博士后Anushree Seth领导的研究人员开发了FluoroDOT测定法。该研究最近发表在《细胞报告方法》上。钢铁腐蚀，一直是基建领域绕不开的"老大难"。这种高度敏感的检测方法能够在大约30分钟内看到并测量单个细胞分泌的蛋白质。针对这一技术难题和市场空白，秦皇岛佰工钢铁与上海大学董瀚教授团队联合攻关，在国内首创多元合金协同技术与稀土微合金化工艺，研发并量产了稀土耐蚀钢这一特种钢材，走出了一条与众不同的防腐新路径。树突状细胞在不同时间点分泌蛋白1（TNFa，红色显示）和蛋白2（IL-6，黄色显示）的FluoroDOT检测图像（从左到右。通过在钢材中添加微量镧、铈稀土元素，在钢材表面催生一层致密的钝化锈层，进而隔绝水和氧气的侵蚀，实现了钢材长效防护。秦皇岛佰工钢铁有限公司技术中心主任 张维军：我们的这款产品性能十分突出，它的耐腐蚀性是传统钢材的2-3倍，在室外使用寿命达到2倍以上。未受刺激、受刺激30分钟、1小时、2小时和3小时）。

E | 细胞的细胞核以蓝色显示。白色箭头突出显示了只分泌一种蛋白质或两种蛋白质的不同数量和不同时间点的细胞。另外它的防腐成本由500-1500块钱降到了200-500元左右，能起到提质、降本、减碳的作用，可以说是一举三得。稀土，在大众认知里，是稀缺的战略资源，身价不菲。加入稀土，怎么能做出"更省钱的钢材"？这背后，藏着一个"变废为宝"的巧思。上海大学（浙江）高端装备基础件材料研究院院长 董瀚：稀土一共17个元素，它不是每个元素都很珍贵，现在比较贵的元素是用作功能材料这些元素，把这些元素提取完了剩下的就是这种镧、铈、钇这种稀土（元素），大量富余，实际上堆积如山，（也是）资源合理利用。富余的镧、铈稀土，供应充足，但要实现它与钢水的完美融合，还要跨过一道技术难关。上海大学（浙江）高端装备基础件材料研究院院长 董瀚：稀土特别有意思，它是很大的原子，而且稀土它很活泼，你加热方法不对或者是控制不太好，收得率可能很低很低，你收得率低意味着什么？都变成夹杂物了。那么，如何才能破解"收得率"难题，让稀土元素稳定存在于钢水中呢？秦皇岛佰工钢铁有限公司技术中心主任 张维军：要使它在钢中稳定存在，就需要在钢水里边给它（稀土元素）创造一个稳定存在的环境，比如说控制钢中的氧含量、硫含量（等）各种能和它反应的化学元素都要控制含量，这样的话它加入钢水里边没有污染源，没有和它反应的一些东西。图像: Srikanth Singamaneni/华盛顿大学与来自其他大学和华盛顿大学医学院的科学家一起发现FluoroDOT检测法用途广泛，价格低廉，可适应任何实验室环境，并且有可能比目前常用的检测法更全面地了解这些蛋白质。面对"稀土收得率"这一核心痛点，秦皇岛佰工团队与上海大学董瀚教授团队，经过反复试验与工艺优化，彻底打通了从实验室配方到工业化量产的一系列难题。生物医学研究人员通过分泌蛋白来了解细胞间通讯、细胞信号传导、激活和炎症等方面的信息，但目前的方法在敏感性方面受到限制，而且可能需要24小时的繁琐处理流程。

F | 秦皇岛佰工钢铁有限公司总经理 迪林：上海大学发挥他们在研发、在测试方面的优势，我们发挥在生产和应用方面的优势，通过双方的技术合作，突破了稀土合金收得率的这个行业难题，从原来的30%-40%，现在可以提高到85%以上。

G | 质子-荧光是Singamaneni实验室创造的一种质子增强的纳米标签，比传统的荧光标签亮16000倍，信噪比超过30倍，这是FluoroDOT检测法与其他检测法的区别所在。Singamaneni说："质子-荧光剂是由金属纳米粒子组成的，它作为天线拉入光线并增强分子荧光团的荧光发射，从而使它成为一种超亮的纳米粒子。这一技术路线的打通，不仅显著提升了稀土的利用率与稳定性，也为稀土耐蚀钢规模化量产铺平了道路。秦皇岛佰工钢铁有限公司总经理 迪林：目前，佰工的稀土耐蚀钢的年产能可以达到140万吨以上，包括应用到光伏、交通运输、电力、通讯铁塔等各个领域。产能上来了，市场空间究竟有多大？据测算，全国每年有7000万吨镀锌防腐钢材，其中80%可被稀土耐蚀钢替代。"这种质子-荧光的超亮发射使用户能够看到极少量的分泌蛋白，这是他们在现有测定法中无法做到的，加上利用定制的算法，用每个簇或斑点的颗粒数量或点状图案，实现以数字方式测量高分辨率信号。目前，省已形成秦皇岛、邯郸两个生产基地，累计产销量已达25万吨。不仅为海量普钢的升级打开了全新赛道，更形成了完整的产业闭环。

H | 此外，它不需要特殊设备。省工信厅钢铁工业处处长 张晓辉：稀土耐蚀钢是传统材料迭代升级的典型代表。下一步，我们计划推动更多标准转化成行业的设计依据，在交通、能源、通讯等领域打造应用的示范标杆，全力攻关技术、拓展市场。中国钢铁工业协会党委书记、副会长兼秘书长 姜维：从全国视角来看，正在成为稀土耐蚀钢这个产品技术研发、标准构建、场景落地、规模化推广应用的首发地、样板地，正是因为模式，2026年1月，中钢协组织在行业成立了以三名院士为组长的稀土耐蚀钢推广应用工作组，而且在全国范围内广泛推广经验。Singamaneni和他的合作者于2020年在《自然-生物医学工程》杂志上首次发表了他们的等离子体氟化物工作。

I | 这项正在申请专利的质子荧光技术由圣路易斯华盛顿大学技术管理办公室授权给Auragent生物科学有限公司。

J | "使用一个简单的荧光显微镜，我们能够同时对一个细胞以及它周围分泌的蛋白质的空间分布进行成像，"Seth说，他作为Singamaneni实验室的博士后学者从事这个项目，并作为Auragent生物科学公司的首席科学家（细胞应用）继续从事这项工作。

K | "我们看到不同细胞类型的有趣分泌模式。这种检测方法还能同时观察来自单个细胞的两种类型的蛋白质。

L | 当多个细胞受到相同的刺激时，我们可以将同时分泌两种蛋白质的细胞与只分泌一种蛋白质或根本不分泌的细胞区分开来。

M | "为了验证这项技术，该团队使用了从人类和小鼠细胞中分泌的蛋白质，包括感染了结核分枝杆菌的免疫细胞。合作者和共同作者之一，医学博士Jennifer A. Philips，医学和分子微生物学系的Theodore和Bertha Bryan教授，以及医学院传染病科的共同主任，已经在她的实验室中使用了FluoroDOT测定。Philips举例说："当结核分枝杆菌感染免疫细胞时，这些细胞通过分泌重要的免疫蛋白（称为细胞因子）做出反应。但不是所有的细胞都以同样的方式对感染做出反应。FluoroDOT测定使我们能够看到群体中的单个细胞如何对感染做出反应--看到哪些细胞正在分泌以及朝哪个方向分泌。这在旧技术中是不可能的。

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Published on:14:47:17