蒙特卡罗不确定性分析在受体模型来源解析中的应用

利用蒙特卡罗模拟和虚拟数据矩阵对一种受体模型(非负约束的因子分析模型)来源解析结果的不确定性进行了分析. 假设多氯联苯(PCBs)产品Arolcor1016, Aroclor1248 和Aroclor1260 为PCBs 的3 个主要污染源, 并设定它们在40 个样品中的贡献值, 由此组成一个有25 种PCBs 系列物和40 个样品的虚拟数据矩阵, 通过对每个PCBs 系列物依次取变异系数(C_v) 0.1, 0.2, 0.4 和0.6, 以考察输入参数的不确定性对非负约束的因子分析模型输出结果的影响, 模型以随机数组为输入数据运行1000 次, 对输出结果进行统计分析得到均值和标准偏差等指标. 通过本研究表明, 当C_v 在0.4 之内时, 模型能够较为准确地解析出主要污染源的指纹谱图和贡献率, 在输入数据为正态分布的情况下, 输出结果也呈正态分布, 说明非负约束的因子分析模型有较好的稳健性. 受体模型解析结果的不确定性主要受到输入参数误差、污染源指纹谱图的相关性等因素的影响.     

基于超声显微镜的脊髓损伤的术中观测:动物预研

脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)是一种严重的中枢神经损害,许多基于动物模型的实验证明神经再生和细胞植入方法对于脊髓修复是有效的.为了更好地应用这些方法进行脊髓修复与桥接,对脊髓损伤区域的准确定位与识别成为术中必须解决的问题.本文的目的在于评估超声显微成像(ultrasound backscatter microscopy,UBM)是否能够有效地识别脊髓损伤区域,以及UBM图像与组织学图像的一致性.实验选择了Wistar大鼠(1只正常与7只SCI造模)作为实验对象,在进行椎板切除术后,使用中心频率为55MHz的超声显微系统进行脊髓损伤部位的定位与成像,并与常规B超图像和组织学图像进行了对照.结果显示,与常规B超相比,从UBM图像中能够有效识别大鼠在脊髓损伤后形成的囊腔和继发损伤形成的陈旧性胶质瘢痕.该研究结果表明,UBM在神经再生与修复手术中具有潜在的临床应用价值.     

我国大豆主产区黑龙江省田间种植大豆的转基因成分检测

采集黑龙江省不同地区田间210份大豆检测样品, 利用定性PCR技术分析检测其中是否含有转基因成分(CaMV35S启动子、NOS终止子和CP4-EPSPS基因). 结果表明, 210份样品中均未检测到CaMV35S启动子成分; 在13个样品中虽扩增出类似CP4-EPSPS的条带, 但对PCR产物的进一步酶切鉴定表明, 所有扩增结果为假阳性. 利用巢式PCR对样品0x1的进一步分析表明, 该样品中不含有转基因大豆(roundup ready)成分. 对0x1样品用CP4-EPSPS引物扩增得到的片段进行了测序. 序列分析表明, 该片段与CP4-EPSPS基因的同源性仅有81%, 再次证明它不是转基因大豆的CP4-EPSPS基因.     

心脏收缩时间间期,心输出量及其相关性

心脏收缩时间间期(STl)、心输出量是评定心脏射血功能的重要指标.其非损伤性测定在临床心功能研究和心脏疾病的诊断中具有重要价值.本文用RM-6000型多道生理记录仪(日本电光)非损伤地同步快速描绘了本学院33名正常大学生呼气末的心电图、心音图、颈动脉脉搏图和心阻抗血流微分图约8~10个心动周期,纸速为50mm/s,分别测定了他们的(1)电—机械收缩期:即Q-S_2(从心电图QRS复合波起点到心音图第二心音主动脉瓣高频高幅成分的起始时     

致病性念珠菌DNA的AFLP指纹图谱

半知菌亚门中的念株菌(Candida)约有20个种是人体呼吸道,胃肠道,皮肤及生殖器官的常见腐生菌,它们还是AIDS患者念株菌性鹅口疮、食道炎及侵袭性感染常见的原因.通常的血清学鉴定方法是以不同菌体表面多糖抗原物质的差异为依据,但由于念珠菌有些菌体间抗原物质很相似,相互间有交叉反应,因此很难反映出实际的感染情况;而传统的表型分型法除了受环境因素和真菌本身变异的影响外,还受到实验本身重复性差,操作过程繁琐以及实验结果的判断有时并不十分明确等诸多因素的干扰.因此,建立一种稳定、快速、准确的致病性念珠菌基因分型鉴定方法在临床上对指导诊断和治疗具有重要的意义.由Zabeau等人1992年创立的AFLP(Amplified fragment length polymorphism)技术是目前国际上构建DNA指纹图谱的最新方法之一,该方法结合了RFLP(Restriction frag-ment length polymorphism)技术和RAPD(Random amplified polymorphic DNA)技术的特点,使用人工接头(Adapter)与限制性内切酶酶切的基因组DNA片段连接并以此为DNA模板,合成系列3’-末端随机变化数个碱基且与人工接头序列相互补的PCR引物进行PCR特异条件扩增,经电泳检测后可获得DNA指纹图谱.本研究针对临床上常见的8种致病性念珠菌,以Pst I酶切基因组DNA构建了致病性念株     

基于多功能纳米磁珠的DNA制备与基因分型

为了构建DNA样品制备芯片, 研发了一种以羧基修饰的磁性纳米粒子作为固相载体, 从全血、唾液和细菌培养基中快速提取基因组DNA并扩增靶基因的通用方法. 这种羧基修饰磁性纳米粒子不但可以从样品中富集靶细胞和从细胞裂解液中吸附DNA, 而且吸附在纳米磁珠表面的DNA可以不用洗脱而直接作为目标基因PCR扩增的模板, 从而通过功能集成简化了从靶细胞富集到靶基因扩增的全过程. 利用该方法实现了微量唾液样品中HLA基因的快速制备与扩增, 扩增产物与固定于寡核苷酸基因芯片上的16条探针杂交进行HLA基因分型, 取得了良好的效果. 由于该方法快速简便, 不使用有毒试剂和离心操作, 便于用以构建快速高通量的核酸制备微芯片.     

丰中子锂同位素的Gamow壳模型计算

对丰中子锂同位素~(7～10)Li进行了现实核力Gamow壳模型计算,研究了同位素链接近中子滴线区的弱束缚和非束缚核的性质,并探讨了单粒子能级中能量高于费米面的连续谱对弱束缚核的低激发能级及其衰变性质的影响.本文从现实核力CD-Bonn势出发,在由质子轨道0p_(3/2)0p_(1/2)与中子轨道0p_(3/20)p_(1/2),及p_(1/2)分波中更高能量的连续谱轨道构成的模型空间内开展Gamow壳模型计算,得到同时具有激发能量与能级共振宽度物理意义的复本征能量.计算结果表明,现实核力Gamow壳模型能同时对稳定束缚以及弱束缚的原子核给出准确的激发能级以及高于核子发射阈值的共振能级的共振宽度.在对~(10)Li的计算中,现实核力Gamow壳模型计算证实了连续谱效应在弱、非束缚核能谱中具有重要的影响.另外,对于弱、非束缚核能级的共振宽度,现实核力相比唯象核力在Gamow壳模型计算中能够给出与实验结果更为吻合的结果,说明对于弱、非束缚原子核,基于拟合稳定核性质的相互作用存在一定缺陷,不能准确描述费米面附近高能核子的关联,而使用适当重整化的现实核力可以避免这一问题.     

城市大气可吸入颗粒物对质粒DNA的氧化性损伤

使用质粒DNA评价法(Plasmid DNA assay)研究了在北京市市区、郊区卫星城市南口镇和清洁对照点十三陵水库地区采集的PM₁₀和PM_2.5样品及部分源颗粒物的生物活性. 结果表明, 沙尘暴期间采集的颗粒物对DNA的生物活性小于非沙尘暴期间采集的样品. 不同时间和地点采集的大气颗粒物样品对质粒DNA 的损伤差别很大, 它们的TM50(造成50%的DNA损伤所需的剂量)相差可高达一个数量级, 其原因, 可能是北京市大气颗粒物中矿物质量百分比的变化引起了生物活性较强的细颗粒物相对含量的改变. 同PM₁₀ 相比, 大部分PM_2.5样品的生物活性相对较大. 最后, 对比水溶和总体颗粒物质粒DNA评价的结果得出, 大气颗粒物中的水溶组分是其生物活性的主要来源.     

束缚应激小鼠血中产生的免疫抑制因子及其调节

1977年,Constantian等首先报告,机体在受到严重的创伤性应激时,血中可产生一类能抑制淋巴细胞转化的免疫抑制因子。随后,更多的实验表明,各种严重的组织损伤都可引起血中某些抑制因子的出现。但对于非损伤性应激时免疫抑制因子的产生尚未见到报道。本工作利用非损伤性的束缚作为应激刺激,观察在非损伤性应激条件下,机体血中免疫抑制因子的产生及其生成调节。     

基于基因表达谱与系统发育树的肿瘤细胞多药耐药性表型预测

应用基因芯片技术预测抗肿瘤药物多药耐药性(multiple drug resistance, MDR)表型时, 探针表达值归一化策略和特征基因集的选取往往是导致实验间结果不一致性的重要原因. 从基因芯片数据出发, 如何建立一个统计学上稳定的预测模型, 已成为MDR表型预测建模研究中迫切需要解决的问题. 本研究以多药耐药肿瘤细胞系的基因表达数据为研究对象, 将探针表达定性为有无表达(1/0)两种状态, 再将其归类到由蛋白质结构域组序(protein domain organization, PDO)定义的基因集中. 在此基础上, 通过引入系统发育学中的基因含量方法(gene content), 在PDO基因集水平上建立了系统发育学模型(细胞树), 并用于MDR表型的预测. 结果显示, 肿瘤细胞系的分类主要受细胞病理分型和MDR表型(紫杉醇和长春碱)的影响. 系统发育学模型在预测样本的MDR表型方面优于特征基因模型. 尽管本文方法的应用受到样本混杂度的限制, 但其对于血液系统肿瘤或纯度较高的细胞系仍具有潜在的应用价值.     

情绪反应习惯化的正性优势:行为与电生理证据

情绪反应习惯化对个体的生存和适应具有重要的作用.为了研究大脑对不同情绪强度的正性和负性刺激的情绪习惯化,本研究设计2个实验条件,对极端正性(HP)、中等正性(MP)和中性图片以及极端负性(HN)、中等负性(MN)和中性图片的事件相关电位进行记录.使用双选择oddball范式,要求被试按不同的键做标准刺激和偏差刺激的分类任务.结果显示,重复呈现图片时,被试对HP刺激的唤醒度评定显著降低;在正性条件下,当重复呈现情绪刺激时N1潜伏期缩短;HP和MP刺激诱发的P3波幅随正性刺激的重复呈现显著降低,且下降的程度相似.与此相反,负性条件下,在上述所有指标上均未观察到显著的情绪习惯化效应.这提示,在自动化加工阶段和受控加工阶段,无论强度如何,正性刺激诱发的情绪反应都出现了显著的习惯化效应,而各种强度的负性刺激诱发的情绪反应均未出现习惯化效应;刺激的情绪强度对该习惯化效应无显著影响.     

Science Bulletin 2016年第2期中文概要

正偶数汞同位素非质量分馏蔡虹明,陈玖斌同位素方法为研究汞生物地球化学循环开辟了新领域.除被大量报道并被实验验证的奇数汞同位素非质量分馏(D~(199)Hg和D~(201)Hg)外,自然样品中还发现了奇特的偶数汞同位素非质量分馏(D~(200)Hg和D~(204)Hg).与奇数汞同位素异常不同,偶数同位素非质量分馏的产生过程和机制尚不清楚.本文系统总结了当前关于偶数汞同位素异常的所有报道,详细讨论了发现偶数汞同位素异常的分析方法及其可能的产生过程和机理,并展望了其在汞     

从大豆疫霉菌ESTs中发掘SSR标记

通过对5800条大豆疫霉菌EST进行电子查询, 在369条EST中发现415个SSR. 在筛选的EST序列中SSR平均密度为每 8.9 kb含有1个SSR. 在鉴定的SSR中, 三核苷酸重复基元的SSR类型最多, 占鉴定总数的50.1%, 四核苷酸重复基元的SSR类型最少, 为8.2%. 设计40个SSR引物对对5个大豆疫霉菌菌株基因组DNA进行PCR扩增, 有33个引物对扩增出SSR特征条带, 其中有28个引物对扩增出在预期片段大小范围之内的条带. 在33个功能性引物对中, 有15个引物对在5个大豆疫霉菌菌株间扩增出多态性, 多态性引物对占45.5%. 基于SSR标记进行聚类分析, 可将5个检测大豆疫霉菌菌株划分为不同的3个组. 本研究建立了大豆疫霉菌的SSR标记, 为大豆疫霉菌及相关属种的鉴定、遗传变异、分子作图等研究提供了一种更加有效的分子标记系统.     

基于GC-QTOF构建挥发性有机物的非靶标筛查方法

挥发性有机物(volatile organic compounds, VOCs)是一类影响大气质量的重要污染物,对生态安全与人体健康都具有重要影响. VOCs种类众多,全面的环境监测存在很大的技术挑战.本研究从环境空气样品中VOCs的定性筛查出发,采用气相色谱-四级杆飞行时间串联质谱(GC-QTOF)建立了一套VOCs的非靶标筛查方法,其主要流程如下:(1)在70 eV下对样品中VOCs进行分析,将获得的质谱图与仪器配套的谱图库比对,筛选出可能的候选物;(2)在15 eV条件下获取分子离子峰,根据候选物分子离子的准确度误差5 ppm(parts per million)作为阈值鉴定化合物;(3)如果分子中涉及同位素元素,进行质谱同位素分析;(4)使用保留时间预测模型,进一步辅助识别;(5)使用标准样品对识别的VOCs进行确证.采用108种VOCs进行非靶标筛查流程测试发现, 94种可以被正确识别,准确率为87%,显著高于采用GC-MS分析和谱库对比的识别率58%.对大连某企业环境大气中的VOCs进行了采样分析,筛查出30种VOCs,其中有23种通过标准样品确认,初步说明本研究构建的非靶标筛查方法可以作为环境大气中未知VOCs定性识别的技术工具.在后续研究中,将进一步对非靶标筛查方法进行环境样品分析验证和完善优化.     

一些分圆整数环的Goldbach及非Goldbach扩环

本文继作者前一文的工作(中国科学,1984,1:16—23),用模型论及数论方法讨论某些分圆整数环及一些其他有关数环的Goldbach扩环及非Goldbach扩环的存在性。得到下列初步结果(下列引理不是新结果,但为了便于读者参照前文的思路来了解定理1,故在此列出):     

高精度热电离质谱(TIMS)铀系法对第四纪标样年龄测定的研究

全球变化研究已成为第四纪地质学中的热点,其中年代尺度的高灵敏度、高精度测量又成为迫切需要解决的课题之一.Edwards工作表明,用热电离质谱(TIMS)技术研究珊瑚的~(238)U-~(234)U-~(230)Th体系,可以得到高精度的年龄谱.例如, Vanuatu地区 TAN珊瑚的年龄值为(180± 5) a, CWS珊瑚为(845± 8)a, Hispaniola珊瑚为(8294± 44) a, Barbados地区珊瑚为(128.1± 1.7) ka.这些结果引起了年代学工作者的兴趣.与通常的 α谱仪法相比较,质谱铀系法有明显的优点:(ⅰ)样品用量少,千年以下样品约用3～5g,万年以上样品用几百毫克;(ⅱ)测试时间短,铀、钍测量分别为 3～ 4 h;(ⅲ)测年精度高,百年至千年之间精度为 1％～3％,万年至 20万年之间为< 1％;( ⅳ)测年范围宽,可以测试 500 ka年以来的样品. 本实验使用的铀系标样为GBW04412, GBW04413和RKM-4.前两个标样经过《国家铀系标样对比计划》(USIP)的研究.它们取自贵州犀牛洞的石笋.4412为文石,有明显的年轮结构.4413为 50％文石, 50％方解石,两者皆呈白色、纯净. RKM-4采自 Barbados Kendal山阶地,为群体珊瑚Acropora palmata,文石占 99％.此样品经过 USIP研究,有 α谱仪法确定的数据.1 分析方法     

利用单细胞扩增技术解析母婴间肠道微生物构成及功能

微生物在人体中扮演重要角色,而婴儿早期微生物对日后健康发育至关重要.微生物可通过产道和母乳这2种主要途径从母亲传递给婴儿.本研究利用单细胞扩增技术对3对母婴粪便样品(共48份细菌悬液)进行宏基因组测序分析,旨在探究母婴间肠道微生物构成并对相关功能基因作出分析.结果显示,每对母婴间微生物尽管含量不同,但种类都高度相似(99%).三婴儿中,一个顺产婴儿显示与其母亲有相似的高丰度物种,如Roseburia hominis,Roseburia intestinalis,Eubacterium rectale,Eubacterium eligens等;另2个剖腹产婴儿显示与皮肤、口腔相关的高丰度物种,如Propionibacterium acnes,Staphylococcus saprophyticus/S.haemolyticus,Delftia acidovorans等.剖腹产婴儿中拟杆菌少于顺产婴儿,如Bacteroides(B.)fragilis,B.helcogenes,B.salanitronis等.本研究共检测到1283种细菌,除常见的人体肠道微生物外,还检测到4个低丰度物种,分别是Lactobacillus(L.)amylovorus,L.kefiranofaciens,L.sanfranciscensis和Bifidobacterium asteroids.粪便样品功能宏基因组显示,婴儿粪便中富有与碳水化合物相关的磷酸转移酶系统(PTS)和β-葡萄糖苷酶基因.本研究初次使用单细胞扩增技术对母婴间肠道微生物组成及功能做出探索,获得了较高测序深度及物种多样性,发现了之前鲜有报道的低丰度物种,证实单细胞扩增技术可用于后续不同生态环境微生物领域的研究.     

利用RFLP数据进行定向染色体步移

染色体步移是分子遗传学一个十分重要的技术,它在分子克隆上运用得日益广泛.但是,通常我们不能决定染色体步移的方向,从两个方向步移既费时又费力.本文阐述了一个能够确定染色体步移方向的方法.借助于这个方法,在粗糙脉孢霉成功地克隆了os-1基因.这个方法对其它生物也有借鉴意义.os-1突变株对高渗透压敏感,它在含4%氯化钠的固体培养基上不能生长.os-1在表型上与野生型很不相同.os-1突变株的无性孢子聚集成团,并带橘红或紫色.在非允许温度下,一个温度敏感型os-1突变(等位基因:NM233t)在含山梨糖和多氧菌素B的液体培养基     

海岛棉EST-SSRs分布特征及新标记的开发与利用

SSRs标记已成为目前应用最为广泛的一种分子标记. 相较之其他棉种, 海岛棉的ESTs及SSRs标记资源均相当匮乏. 本研究利用本实验室2个纤维cDNA文库随机测序获得的海岛棉ESTs序列, 进行海岛棉EST-SSRs分布特征分析及新SSRs标记开发与应用研究. 通过对9697条非冗余ESTs序列分析, 共发现SSRs位点638个, 分布于595条ESTs中, EST-SSRs序列的频率是6.13%, 平均相隔10.4 kb出现一个SSR. 在2~6 bp的重复基元中, 三核苷酸重复基元的SSRs出现频率最高(26.6%), 其次是六核苷酸重复(26.0%)和五核苷酸重复(25.9%). 在所有重复基元类型中所占比例最大的是(AAG)_n. 利用Primer3及virtual PCR程序开发SSRs引物, 并去除来源于海岛棉自身部分同源序列以及与CMD释放的不同棉种冗余SSRs引物后, 获得380对棉花新SSRs引物. 进一步对本实验室四倍体作图亲本陆地棉TM-1和海岛棉海7124进行多态性检测, 其多态率为25.8%. 利用BC1作图群体, 将来源于82对引物的95个多态位点定位在我室构建的海陆遗传图谱上, 其中42个定位在At亚组, 53个定位在Dt亚组. 研究结果为进一步饱和棉花遗传图谱以及开展基于图谱的比较基因组研究奠定了基础.     

原子核结构的自然基壳模型

在Woods-Saxon基下,用现实核力CD-Bonn势计算了壳模型的有效相互作用.CD-Bonn势中的硬芯通过能量无关的重整化方法V_(lowk)处理,重整化之后的核力能够让体系表现出更好的微扰性并且能够保证两自由核子的低能散射相移不变.同时,本文使用了扩展的Krenciglowa-Kuo迭代方法计算壳模型的有效相互作用,这种方法能够有效地处理非简并模型空间的多体关联,使得壳模型计算能够在较小的模型空间下给出体系的低激发态信息.分别在谐振子基和Woods-Saxon基矢下构建sd区的有效相互作用,其中在Woods-Saxon基的计算中,连续态的贡献通过多体微扰方法包含在有效相互作用中.通过对氧同位素的低激发态的计算,比较了谐振子和Woods-Saxon单粒子基在原子核壳模型计算中的优劣,并通过对两种单粒子基下核子分布的分析研究了非束缚态对原子核结构的影响.