磁性纳米材料在磁传感和生物探针中的应用

磁性纳米材料因其具有独特的性质,被广泛应用于研制和发展具有高灵敏度、高选择性的化学磁传感器和生物探针.总结了磁性纳米材料在化学磁传感和生物探针中的主要功能,介绍了近几年来国内外基于磁性纳米材料构建的化学磁传感器和生物探针中的研究进展,并对该领域的发展前景做出了展望,为其进一步研究提供参考.     

荧光探针在生物大分子中的应用

介绍了荧光探针定量测定生物大分子的基本原理、测定方法及新型荧光探针技术在生物大分子研究中的一些新进展.     

RecA介导的特异性DNA片段捕获

外显子捕获联合高通量测序技术在检测新的致病基因,特别是罕见的基因变异时,表现出很高的检测效率.但在具体使用过程中,探针易出现非特异性杂交,设计探针时需考虑Tm值均一性、所需初始样品量较大等问题.RecA是原核生物同源重组的中心分子,参与DNA损伤的重组修复.通过在体外模拟RecA蛋白在原核生物体内重组寻找同源序列的途径,用以捕获目标DNA分子,以期提高外显子捕获过程中的探针杂交效率和特异性.根据RecA在体内同源重组中的作用模式,先将基因组染色质片段化,再纯化DNA,设计生物素标记的特异性探针,在RecA蛋白的介导下以捕获基因组中的目的同源片段.结果显示:设计的和目标片段互补的探针高效而特异地捕获了目标DNA片段,ATP和水能够破坏RecA介导形成的三链复合体的稳定性,可以作为很好的杂交后洗脱试剂,而且水直接作为洗脱试剂可以提高洗脱目的 DNA片段的效率和纯度.     

核酸分子杂交检测黄瓜花叶病毒

为检测黄瓜花叶病毒的存在,应用Northernblot,将提取的黄瓜花叶病毒RNA样品,经甲醛变性凝胶电泳分离,使RNA解离成单链,然后用上行毛细管转移法,将凝胶上的单链RNA片段转移到尼龙膜上.经适当洗涤、干燥后,在烤箱中80℃保温2h,用于杂交.以带有黄瓜花叶病毒目的片段的细菌质粒制备DNA探针,用放射性同位素32P标记探针DNA,100℃变性处理用于杂交的探针,然后进行杂交.结果表明,在杂交膜上显示与特异性探针结合的阳性RNA条带,检测到了黄瓜花叶病毒的存在.     

运用交流阻抗技术直接监测DNA杂交

介绍了基于交流阻抗技术构建非标记型脱氧核糖核酸（DNA）杂交传感器的方法.以24个碱基长度的寡聚DNA作为实验对象,将5′端巯基化的单链寡聚DNA（SH-ssDNA）探针与巯基乙酸（RSH）同时自组装到金电极表面,形成杂交识别层,利用交流阻抗技术测量出杂交前后金电极表面电子传递电阻R_et的增量作为杂交信号.实验中对DNA探针的自组装时间、杂交温度、杂交时间和阻抗测量液等实验条件进行了观察和优化;通过选择自组装液中SH-ssDNA探针和RSH的浓度,减少DNA在金电极表面的非特异性吸附,同时保证金电极表面自组装的SH-ssDNA探针有合适的疏密度,提高了杂交效率.在各优化条件下,无需扩增杂交信号,此非标记型DNA杂交传感器的检测下限为3.0×10^-14mol/L;和完全互补序列相比,一个和三个碱基错配序列分别产生55.6%和1.3%的杂交信号.     

荧光碳量子点的合成与生物成像应用及生物安全性研究进展

荧光探针在生命科学领域被广泛应用于生物成像领域.随着纳米技术的迅速发展,一些新类型的纳米荧光探针应运而生.荧光碳量子点(carbon dots)以其良好的生物相容性、优异的的抗光漂白能力、长荧光寿命和宽荧光光谱区域,在生物成像方面有广泛的应用前景.重点关注近年来碳量子点在合成、生物成像以及生物安全性方面的进展,对开发成更安全和更灵敏的碳量子点探针进行了探讨.     

生物体系中有机小分子构建的pH值检测荧光探针研究进展

由于传统的pH计不能很好地应用在微环境(如亚细胞器)和复杂生物体系中的pH值动态和精确定量检测,因此迫切需要研究可监测复杂多变生物体系中pH值变化且具有高灵敏度的pH值响应分子探针.就近年来用于生物体系(主要是活细胞内)pH值检测的小分子荧光探针作简要综述,同时对目前基于有机小分子构建的荧光探针用于生物体系pH值检测研究及其未来的发展趋势进行展望.     

LA-PCR法制备赤麂Y2涂染探针与原位杂交

应用显微切割技术获得赤麂的Y2单条染色体,经LA-PCR（linker-adaptor PCR）扩增后用DIG标记制备探针,然后用Southern blot杂交法对所制备的探针进行验证并对毛冠鹿的中期核型进行原位杂交.结果表明：用该法制备的涂染探针是成功的,原位杂交也获得了阳性结果,可以初步验证毛冠鹿中的Y染色体.     

地高辛标记cDNA探针检测植物谷胱甘肽过氧化物酶基因表达及方法研究

本文利用RT-PCR和PCR技术制备地高辛标记的谷胱甘肽过氧化物酶(ATGPX3)cDNA探针,分别进行DNA和RNA斑点和印迹杂交分析.通过调整杂交液组分的浓度和增加10%硫酸葡聚糖的方法,改进杂交反应.实验结果表明,改良的方法不仅提高了杂交效率,而且明显检测到RNA杂交印迹反应.另外,利用地高辛标记cDNA探针技术也检测到了植物激素ABA诱导的ATGPX3基因的表达,同时证明了该方法可以用来检测植物基因的表达.     

有机小分子荧光探针的设计及其在酶类肿瘤标志物检测中的研究进展

高时空分辨率和高灵敏度的荧光成像技术是一种新兴的活体可视化检测工具,广泛应用于分子生物学、细胞免疫学、微生物学以及肿瘤学等领域.由于有机荧光探针具有安全性高、生物相容性好、光学稳定性强等优点,目前已开发了一系列生物相容性好、具有易于修饰、调节光谱且易于被生物体代谢的有机小分子荧光探针,包括可见光区有机小分子染料以及近红外有机染料等.本文综述了近些年新型有机小分子荧光探针在2种肿瘤标志物检测中的研究进展.     

钢铁冶炼中的DCS波动温度稳定控制技术研究

钢铁冶炼中的温度是一个时变性、非线性的控制对象,很难对其构建准确的模型,采用数学模型技术在很大程度上无法得到准确的控制结果。为此,提出一种新的钢铁冶炼中的DCS波动温度稳定控制技术,给出钢铁冶炼炉DCS控制系统结构,介绍了钢铁冶炼中的DCS波动温度稳定控制原理,在PC机设定炉内最高温度后,下位机依据设定温度值令温度上升,通过模糊上升原理进行升温控制,达到设定温度值后,执行单神经元PID控制。将炉内温度偏差作为输入,将热电偶温度作为输出,通过单神经元PID技术进行DCS波动温度稳定控制。实验结果表明,所提方法稳定性和控制精度高。     

基于敏感测温点的浮标舱温监测系统设计

为监测海洋资料浮标的舱温变化,设计了一种基于敏感测温点的浮标舱温监测系统。利用单总线和寄生电源供电技术,将温度传感器布设在浮标内部多个测温点,组成舱温监测网络,然后挂接到浮标采集系统的核心单元微控制器(MCU)上,只占用一个I/O口线实现对浮标多个测温点的实时监测。海试结果表明,该系统可用于对大型浮标舱温的网络化监测。     

1961～2011年山东地区气温变化的区域差异特征及突变分析

利用山东地区17个气象站1961 ～2011年逐日平均气温、最高气温、最低气温等资料,采用线性倾向率法、Mann-Kendall法、累积距平法等方法,分析了山东地区近50年的气温变化特征和突变特征.结果表明：1961 ～2011年山东地区各气象站年平均气温、年平均最高气温和年平均最低气温均呈现增温趋势,平均增温速率分别为0.22℃/10a、0.17℃/10a和0.33℃/10a,年平均最低温度的上升幅度大于年平均最高温度的上升幅度,山东地区气候变暖主要体现在年最低温度的升高上.近50年来山东地区气温变化过程具有显著的阶段性,而不是单调递增.山东地区增温主要发生在最近的20余年内,各气象站点的年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温集中在20世纪80年代末至90年代初发生增温性突变.山东地区气候变暖的区域差异比较明显,龙口地区的年平均气温增温最明显;年平均最高气温增温最为明显的是日照地区;龙口地区年平均最低气温增温趋势较为显著.     

An internal thermal sensor controlling temperature preference in Drosophila

Animals from flies to humans are able to distinguish subtle gradations in temperature and show strong temperature preferences. Animals move to environments of optimal temperature and some manipulate the temperature of their surroundings, as humans do using clothing and shelter. Despite the ubiquitous influence of environmental temperature on animal behaviour, the neural circuits and strategies through which animals select a preferred temperature remain largely unknown. Here we identify a small set of warmth-activated anterior cell (AC) neurons located in the Drosophila brain, the function of which is critical for preferred temperature selection. AC neuron activation occurs just above the fly's preferred temperature and depends on dTrpA1, an ion channel that functions as a molecular sensor of warmth. Flies that selectively express dTrpA1 in the AC neurons select normal temperatures, whereas flies in which dTrpA1 function is reduced or eliminated choose warmer temperatures. This internal warmth-sensing pathway promotes avoidance of slightly elevated temperatures and acts together with a distinct pathway for cold avoidance to set the fly's preferred temperature. Thus, flies select a preferred temperature by using a thermal sensing pathway tuned to trigger avoidance of temperatures that deviate even slightly from the preferred temperature. This provides a potentially general strategy for robustly selecting a narrow temperature range optimal for survival.     

钢-混凝土结合梁试件降温与升温过程的数值计算

根据非稳态导热的控制微分方程,建立了钢-混凝土结合梁试件降温与升温过程的数学模型.将恒热流的三维导热问题视为相应的3个一维导热问题的叠加,并采用有限差分法对控制微分方程进行离散,对钢-混凝土结合梁试件在强迫对流环境下的降温(25～-45 ℃)和自然对流环境下的升温(-45～25 ℃)中的温度分布进行了数值计算.研究结果表明:在降温与升温过程中,钢-混凝土结合梁试件内部各点温度变化速率不相同,导致试件内温度分布不均匀,形成了温度梯度;气温的较大变化会使钢-混凝土结构内部温度分布不均匀,由此产生的温度应力可能会破坏桥梁结构.     

富气原油在湍流条件下的蜡沉积

采用自动化蜡沉积循环管道流动系统研究含蜡富气原油在现场的温度变化范围内和流动条件下的蜡沉积过程 .将油田现场取得的脱气原油在高压下加气加水配成富气油样 ,分别采用冷却测试和等温测试两种实验过程 ,测试在湍流条件下的蜡沉积规律 .冷却测试过程精确地测试含蜡原油从高于原油析蜡点温度到较低环境温度范围内在现场流速、油温和环境温度下的蜡沉积过程 ,同时结合等温测试过程研究蜡沉积的机理 .实验结果表明 :含蜡原油蜡沉积与环境温度、油温、油温与环境温度的温差有关 ;在湍流条件下 ,剪切效应不容忽视     

含水层重力-温度-介质压缩驱动水流分析

含水层水流在重力势－介质压缩作用下,水头随介质压密而增高,渗流速度随介质压密而减小。含水层水流在重力势－温度差－介质压缩作用下,当温度不足以改变流体的物理性质时,水头与温度分布有关,线性温度分布对水头无影响,而非线性温度分布使水头随温度升高而增高;当温度足以改变本的物理性质时,水头随温度升高而增高。     

洞庭湖表层水温变化特征及其对气候变化的响应

根据洞庭湖城陵矶站1991-2019年月平均水温和气温的同步资料,基于线性趋势分析和小波分析方法,系统地研究气温与水温的年内变化、年际变化趋势及周期性特征,并探讨水温变化对气温、降水和风速变化的响应关系.结果表明,多年平均水温与气温的年内变化规律相似,1-8月为升温期,9-12月为降温期;近29年,洞庭湖年平均水温和气...     

曝气生物滤池中硝化活性的热不稳定性

考察了温度对处理氨氮较高的河水的两级曝气生物滤池系统中硝化反应的影响．春季温度的快速升高导致了氨氮去除率的降低。但当水温不低于5℃时,温度升高对硝化反应并没有负面影响。短期温度变化对硝化生物膜活性的影响研究表明,温度升高对长期适应于低温(0．5℃)的硝化生物膜活性影响很大,但对于适应于常温(15℃)的硝化生物膜并没有表现出热不稳定性效应。用模型表示温度对曝气生物滤池中硝化反应影响时,必须认真考虑冷适应反应,低温下温度对硝化反应影响尤为显著。     

不同环境温度下照明光源对人体体温调节的影响

研究人在不同环境温度下,光源照度和色温对人体体核温度、皮肤平均温度和皮肤血流量的影响,探索光源照明对人体体温调节的作用.对8名受试者在人工气候室不同环境温度(18,30 °C)、光源照度(300,1 000 lx)和色温(3 000,6 000 K)下的体核温度、平均皮肤温度和皮肤血流量进行了60 min的测量和记录.结果表明：无论在高温还是低温条件下,当人体暴露于低色温光源下时人的体核温度较高色温光源下时高;在较低的环境温度下,平均皮肤温度和皮肤血流量在冷色温光源下的值高于低色温光源下的值;在较高温度下,平均皮肤血流量和皮肤温度在低色温光源下的值高于冷色温光源下的值.因此,在环境温度发生变化时,光源照明对人体的热调节起着一定的作用,在环境高温下以运用高色温光源为宜,反之亦然.这提示人们在不同的环境温度下对于光源照度和色温的选择是一个值得重视的问题,除视觉需要外,选择时还应考虑人体生理功能的平衡和舒适感.