人D6S1043-1型STR质粒DNA标准物质的研制

短串联重复序列（short tandem repeat，STR）是存在于人类基因组中的一类具有长度多态性的DNA序列，由含2~6个碱基对的重复单位串联构成。DNA STR分型检验是当前法庭科学进行个体识别和亲缘鉴定的主要依据。STR分型标准物质是DNA STR检验量值溯源的基础和关键物质，对其进行研究将极大推动我国法庭科学DNA STR检验的标准化进程。以STR基因座D6S1043为例，介绍人类基因组中STR序列的质粒DNA标准物质的制备过程。首先，合成包含13个重复单元（\[ATCT\]13）的D6S1043序列（定义为D6S1043-1）并将其与pUC57载体连接构建重组质粒，制备质粒溶液。其次，通过酶切鉴定、Sanger测序、多种STR分型试剂盒的分型鉴定等方法检验DNA序列的准确性。再次，采用微滴式数字PCR方法（droplet digital PCR，ddPCR）检测质粒浓度，评估质粒溶液的均匀性和稳定性。最后，由8家实验室协作，测定浓度标准值，综合分析均匀性检验、稳定性检验、定值过程等引入的不确定度，得到总不确定度；由6家实验室协作，测定D6S1043-1的分型值。结果表明：该标准物质的均匀性、稳定性良好，在-20 ℃可保存6个月，在4 ℃可保存14 d；核酸拷贝数为（7.7±1.2）×103 copies·μL-1；在D6S1043基因座上的分型值为13。人D6S1043-1型STR质粒DNA标准物质 \[编号：GBW（E）091072\] 是我国法庭科学DNA检验领域首批有证标准物质之一，其研制过程为其他STR基因座的质粒DNA标准物质的研制提供了一定的借鉴。     

DNA-金属纳米材料在分子识别和药物递送中的应用

分子识别和药物递送对疾病的早期诊断和靶向治疗至关重要。DNA作为一种天然纳米分子，具有良好的生物相容性、分子识别性及序列可编程性等特点，因此在生物医学研究中受到广泛关注。然而，DNA纳米材料存在依赖于光响应系统且不能穿透细胞膜等缺点，导致单独使用无法满足实际应用的需求。近年来，涌现出大量DNA-金属纳米材料，这些复合材料具有光化学特性、组织穿透能力和药物装载能力等功能，克服了单一材料的缺陷，在生物传感、生物成像和药物靶向递送中表现出巨大的应用潜力。本文集中于3种近年热门的DNA-金属纳米材料（DNA-铜纳米材料、DNA-上转换纳米材料、DNA-金属有机框架纳米材料），依据DNA与各金属纳米材料的结合方式进行合理分类，介绍其在生物传感、生物成像和药物递送中的最新应用进展，并对未来发展方向进行了展望。     

内生真菌印度梨形孢诱导小麦抗根腐病作用研究

【目的】明确印度梨形孢(Piriformospora indica)诱导小麦对根腐病产生抗性的作用机制。【方法】用印度梨形孢悬液浸种,以无菌培养液为对照,用病原菌禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)侵染小麦,对其相关生理生化指标及转录组变化进行分析。【结果】禾谷镰孢菌能诱导小麦产生过氧化氢,降低细胞内水含量,破坏细胞膜的稳定性;根部定殖印度梨形孢的小麦细胞内抗氧化酶活性增强,活性氧自由基含量降低,胞内水含量提高,细胞膜稳定性增强;印度梨形孢定殖能改变由于病原菌引起的mRNA转录组变化,抗性相关基因的表达增强。综合表明印度梨形孢定殖能有效地提高小麦对禾谷镰孢菌的抗性。【结论】研究结果为深入理解植物与微生物互作、开发新型高效环保抗根腐病生物制剂提供理论和实验依据。     

质量平衡法及其在标准物质定值中的应用进展

为保证不同地区、不同时间测量结果的可比性，测量结果需溯源至适当的、规定的参考标准。对于化学、生物、工程、物理学领域的材料和样品测量，该参考标准为标准物质。由此可见，标准物质的定值对物质的检测及定量是十分重要的。标准物质（reference material，RM）是一种足够均匀的、具有一种或多种相对容易确定的特性值的材料或物质，可用于给材料赋值、评价测量方法及校准测量仪器等。质量平衡法作为标准物质的定量方法之一，是一种常用的纯度测量方法，将水分、灰分、挥发组分、无机元素等杂质的含量从100%中扣除，再根据主要组分在有机组分中的百分比来确定物质纯度。质量平衡法具有较高准确度，能够溯源到国际单位制中的质量单位，且若使用基准方法测量样品中的主成分及各部分杂质以完成整个质量平衡法的测量，质量平衡法则有望成为新的基准方法。基于此，对质量平衡法原理及质量平衡法在标准物质的研制中的应用进行了介绍，并对近期质量平衡法在标准物质中的最新应用进行了总结，以期探索质量平衡法在标准物质研制中的更多可能。     

生物计量与标准物质:分析结果有效一致的保障

2006年，联合国工业发展组织（United Nations Industrial Development Organization, UNIDO）和国际标准化组织（International Organization for Standardization, ISO）正式提出国家质量基础设施（national quality infra-structure, NQI）的概念，将计量、标准化、合格评定（主要包含认证认可、检验检测）并称为国家质量基础的三大支柱。其中，计量是基准，是控制质量的基础；标准是依据，用以引领质量提升；合格评定是手段，控制质量并建立质量信任，三者构成一个完整的链条，是保护消费者权利、提高企业生产力、保证产品质量、保护环境和维护生命健康安全的重要技术手段，能够有效支撑国际贸易与可持续发展。 计量是实现单位统一、保障量值准确可靠并与国际一致的科学和管理活动。 计量在科研、工业、贸易和日常生活中起着非常重要的作用，是一个国家的重要技术基础保障。现代生命科学始于1953年沃森和克里克发现DNA双螺旋结构，至今已经从现象描述发展到了精准定量的阶段。生物计量是确保在不同时间、不同地点、不同操作者对同一生物量实现测量一致的专业领域。生物计量研究起始于2000年，标志性事件是国际计量局BIPM-CCQM建立了生物分析工作组。至今该领域已有20年的研究历史，从蛋白质、核酸到细胞，已形成了较为完善的研究体系。我国蛋白质含量和活性的计量技术已跻身国际前列，核酸和细胞计量研究水平处于跟跑阶段。基准器的开发与计量溯源至SI单位仍然是生物计量领域下一阶段的研究重点。 标准物质是具有足够均匀性和稳定特性的物质，其特性被证实适合用于测量或标称特性检查中的预期用途。附有由权威机构发布的文件，提供使用有效程序获得的具有不确定度和溯源性的一个或多个特性值的标准物质称为有证标准物质（certified reference material, CRM）。标准物质是量值的载体，其量值向上可溯源至SI单位或扩展单位，向下可传递至分析测试实验室。我国生物标准物质研究起步晚，但发展迅速，涵盖了医疗、农业、食品、司法等行业，成为标准物质研究的新兴领域。生物分析领域对标准物质的认识、选择和使用仍然存在不足。作为计量与标准物质从业人员，我们要把握契机，抓紧调研，通过标准物质这个量值载体，提升生物领域分析结果的有效性和一致性。2020年新冠疫情全球爆发，分子诊断提升至前所未有的地位，前期积累的计量技术开发了标准物质，用于试剂盒评价、检验检测实验室能力验证、实验室质控等各个领域。自此，生物计量与标准物质给了人们一个崭新的认识。 本专刊主要集中于生物计量与分析测试领域的最新技术开发与评述。在此，感谢同仁不吝赐稿，专刊共刊发20余篇论文，分为三个板块：计量与标准、新技术与新方法、检测与应用。期望本专刊能够为相关研究领域企事业单位、政府部门的研究人员和管理者提供独特而重要的参考。