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基于聚合酶链式反应灵敏检测5-羟甲基胞嘧啶

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基于聚合酶链式反应灵敏检测5-羟甲基胞嘧啶

作者：于智琦河北大学

学位级别：硕士

5-羟甲基胞嘧啶(5-hydroxymethylcytosine,5hmC)是一种重要的DNA表观遗传修饰。因其在5-甲基胞嘧啶(5-methylcytosine,5mC)后被发现的,所以也被称为“第六种碱基”。5hmC广泛存在于哺乳动物的组织和细胞中,但在不同组织间存在差异分布... 详细信息

5-羟甲基胞嘧啶(5-hydroxymethylcytosine,5hmC)是一种重要的DNA表观遗传修饰。因其在5-甲基胞嘧啶(5-methylcytosine,5mC)后被发现的,所以也被称为“第六种碱基”。5hmC广泛存在于哺乳动物的组织和细胞中,但在不同组织间存在差异分布。先前的研究表明,5hmC的异常表达通常与一些发育性疾病、神经系统疾病以及肿瘤等密切相关,因此,5hmC的灵敏检测能够对上述疾病起到评估或预测作用。然而,5hmC与5mC的结构具有高度相似性,而丰度仅约为后者的十分之一甚至百分之一,且5hmC随机分布在DNA序列中约80%的Cp G位点,开发准确、灵敏、高特异性的5-hmC分析方法是一项充满挑战且十分必要的工作。本研究基于***甲基转移酶催化5hmC氨衍生化和实时荧光定量PCR技术开发了一种快速、灵敏、无需标记的5hmC荧光传感新方法。首先***催化巯基乙胺中的巯基取代5hmC中的羟基,发生5hmC的氨衍生化(NH-5hmC-双链DNA),然后催化剂催化NH-5hmC-双链DNA与5′端羧基修饰的支链DNA通过酰胺反应发生缩合,生成5hmC-双链DNA-支链DNA的三链复合物。切胶回收之后,以三链复合物中的支链DNA为模板,在引物和聚合酶作用下实行PCR扩增,产生实时荧光定量曲线,曲线的C值与5hmC浓度的负对数呈正相关,线性范围为100 f M-10 n M,达到5个数量级,检出限为33.5 f M,灵敏度较高。该方法具有良好的选择性,能够排除C和5mC的干扰,并且能够应用于复杂基质血清中5hmC水平的检测,能够准确定量小鼠不同组织基因组中的5hmC含量,展现出临床应用潜能。

关键词： 5-羟甲基胞嘧啶 M.HhaI甲基转移酶聚合酶链式反应荧光分析

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基于硼氮共掺杂金刚石的水系超级电容器

基于硼氮共掺杂金刚石的水系超级电容器

作者：聂万里天津理工大学

学位级别：硕士

基于金刚石的水系电容器具有工作电压高、充放电速度快和安全稳定等优点,适合作为高频滤波电容器元件。在这项研究中,将硼和氮共掺杂金刚石(BNDD)纳米结构原位生长在掺硼金刚石(BDD)薄膜上构造了BNDD/BDD电容器电极,并系统地研究了B和N... 详细信息

基于金刚石的水系电容器具有工作电压高、充放电速度快和安全稳定等优点,适合作为高频滤波电容器元件。在这项研究中,将硼和氮共掺杂金刚石(BNDD)纳米结构原位生长在掺硼金刚石(BDD)薄膜上构造了BNDD/BDD电容器电极,并系统地研究了B和N掺杂对BNDD层形貌和成分的影响。本文成功揭示了B和N原子协同作用下BNDD蚀刻和生长的竞争控制机制,提出了一种多孔BNDD及BNDD纳米片的可控制备方法。在3 mol L的Na Cl水溶液中,BNDD电极的正电位窗口达到0～1.2 V,负电位窗口达到-1.6～0 V,构建的电容器工作电压达到了2.8 V。如此的BNDD基电容器,在0.02μWh·cm能量密度下具有21458.33μW·cm的高功率密度,在1224.22μW·cm功率密度下具有0.42μWh·cm的高能量密度。此外,基于BNDD的电容器具有出色的稳定性,在50000次循环测试后具有104.8%的电容保持率和101.2%的库仑效率。电容器在50 Hz～1 MHz的宽频率范围内能够对把交流(AC)信号滤为直流电信号,输出信号的电压损耗在0.17～0.48 V之间。本文为可控制备BNDD纳米结构及金刚石微加工技术的发展提供了一种新的策略;所提出的基于BNDD的水系电容器在宽频率范围和高频交流信号的滤波方面具有相当大的应用潜力。

关键词：硼氮共掺杂金刚石纳米结构水系电容器交流信号滤波

河北省某市气象因素对手足口病发病影响的研究

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河北省某市气象因素对手足口病发病影响的研究

作者：李晨晨河北大学

学位级别：硕士

目的:本研究旨在掌握2017～2019年河北省某市手足口病(hand-food-mouth Disease,HFMD)病例的三间分布特征,探索研究期间该市易感人群与发病高峰。基于分布滞后非线性模型探讨气象因素对手足口病发病效应的非线性、滞后性和累积性,从而... 详细信息

目的:本研究旨在掌握2017～2019年河北省某市手足口病(hand-food-mouth Disease,HFMD)病例的三间分布特征,探索研究期间该市易感人群与发病高峰。基于分布滞后非线性模型探讨气象因素对手足口病发病效应的非线性、滞后性和累积性,从而为该市手足口病的预防预警工作提供参考依据。方法:1、收集河北省某市2017～2019年HFMD的发病资料,建立时间序列,描述河北省某市2017～2019年HFMD的流行病学特征,掌握该市的易感人群,发病高峰与高危聚集区。2、利用河北省某市2017～2019年手足口病每日监测数据及同期气象指标(日均气温、相对湿度、日均风速等),采用分布滞后非线性模型评估其对HFMD发病的非线性、滞后和累积效应,并划分不同性别和年龄进行亚组分析。结果:1、2017～2019年河北省某市共报告手足口病病例26923例,年平均发病率为86.10/10万。各个月份均有病例报告,具有明显的季节性周期特征,呈双峰分布流行,6～8月病例数为15773例,占报告病例数的58.59%,10～11月病例数为5074例,占报告病例数的17.14%,其余月份为24.27%;男女发病比例为1.48:1,散居儿童历年来发病数均最高,累计达到17667例,占比超过一半(65.62%),各年龄组均有病例发生,以5岁以下的年龄组为主,累计达到23158例,占报告病例总数的86.02%。从地区来看,东北部地区发病率较高,西部地区发病率较低,莲池区(156.42/10万)、容城县(151.54/10万)、竞秀区(126.56/10万)居前三位。2、分布滞后非线性模型分析结果显示:(1)气温(P50:14.0℃)与其滞后14天内的手足口病累积发病数为非线性的关系,大致呈“M”型,在25.3℃时发病风险最大(RR=1.892),极高气温(P95:29.3℃)的单日滞后效应在第0～7天危险作用有统计学意义;累积-滞后后效应逐渐增加,滞后第0～14天时累积危险效应达到最大(RR=1.703)。(2)相对湿度(61.4%)与其滞后14天内的手足口病累积发病数为非线性的关系,呈“M”型,相对湿度在15.7%～34.2%时,累积滞后效应大于1。极高相对湿度(P95:91.8%)的单日-滞后暴露效应在第3天显著;累积-滞后效应高相对湿度对手足口病呈现保护作用,Lag0～5天时,保护作用最高(RR=0.858,95%CI:0.778～0.946,P<0.05),保护效应有统计学意义。(3)风速(1.5m/s),与其滞后14天内的手足口病累积发病数为非线性的关系,呈“N”型,随着日均风速的增加,发病风险上升,在1.2m/s时达到第一个最高值,是手足口病发病的危险因素(RR=1.424);极低风速(P5:0.9m/s)的单日-滞后效应在第3天开始显著,第6天时保护作用最高(RR=0.975),累积-滞后效应在第Lag0～5天开始显著;极高风速(P95:2.8m/s)的单日-滞后暴露效应在滞后第5天开始显著,滞后第7天效应最低。(4)亚组分析:对于不同性别而言,男性较女性更易受到极高气温、相对湿度的影响;不同年龄组中,4～5岁的儿童更易受到极端高温影响;1岁以下儿童对高湿度、高风速更敏感。结论:1、2017～2019年该市手足口病发病整体呈下降趋势,每年有两个发病高峰期(6～8月,10～12月);男性多于女性,5岁以下儿童高发;地区分布上,莲池区和竞秀区年均发病率居前两位。2、日均气温、日相对湿度、日均风速与手足口病发病之间均存在非线性滞后效应,暴露反应曲线各不相同;极端高温呈现出危险作用,高相对湿度、高风速、低风速是手足口病的保护因素。3、不同性别和年龄段人群对各气象因素变化的敏感程度存在差异,极端气象因素在特定范围内对不同亚组人群效应均不同。

关键词：手足口病分布滞后非线性模型气象因素累积效应

维生素C缓解四氯苯醌的细胞凋亡效应及其机理研究

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维生素C缓解四氯苯醌的细胞凋亡效应及其机理研究

作者：庞梦帆河北大学

学位级别：硕士

四氯苯醌(TCBQ)是持久性污染物五氯苯酚(PCP)的活性代谢产物,也是处理种子的杀真菌剂,以及工业生产中的氧化剂和脱水剂。TCBQ可经皮肤、消化道和呼吸道进入人体,主要在肝脏和肾脏内进行代谢,代谢过程会产生严重的毒性效应,包括肝毒性、... 详细信息

四氯苯醌(TCBQ)是持久性污染物五氯苯酚(PCP)的活性代谢产物,也是处理种子的杀真菌剂,以及工业生产中的氧化剂和脱水剂。TCBQ可经皮肤、消化道和呼吸道进入人体,主要在肝脏和肾脏内进行代谢,代谢过程会产生严重的毒性效应,包括肝毒性、遗传毒性、神经毒性以及炎症反应等,深入探究四氯苯醌的致毒机理及建立有效的预防方法显得尤为重要。现阶段研究结果基本认定TCBQ的毒性主要是通过诱导细胞产生大量ROS造成,细胞在氧化应激下发生凋亡反应。维生素C是一种水溶性抗氧化剂和自由基清除剂,在水果和蔬菜中含量丰富,在日常生活中即可获得。鉴于此本研究选择维生素C缓解TCBQ的细胞毒性,结果显示维生素C预处理可明显降低TCBQ诱导的细胞氧化应激损伤,降低细胞内ROS水平,恢复线粒体膜电位,逆向调节凋亡关键基因m RNA和蛋白表达,提高细胞存活率。更值得注意的是,文献报道TCBQ和维生素C均可调节DNA 5-羟甲基胞嘧啶(5hm C)水平。基因发生差异羟甲基化会引起m RNA表达变化,进而影响多种生理过程的正常进行。鉴于此本研究推测TCBQ基于DNA羟甲基化路径诱导细胞凋亡的新机理,并猜测维生素C也可通过此路径抑制其细胞毒性。本研究利用高效液相色谱-质谱联用(UHPLC-MS/MS)方法联合羟甲基化DNA免疫共沉淀测序(h Me DIP-seq)技术研究发现TCBQ通过降低Tet双加氧酶m RNA和蛋白表达,整体下调基因组DNA5hm C水平,启动子区5hm C丰度明显下降。探究TCBQ下调5hm C与凋亡之间的相关性发现,TCBQ主要通过调控线粒体凋亡路径关键基因启动子区5hm C丰度而调节其m RNA表达,其中74%基因m RNA变化趋势与凋亡趋势一致。Vc反向调节TCBQ对启动子区5hm C水平的改变,随之改变其m RNA表达,确定了Vc通过5hm C路径抑制TCBQ细胞凋亡的机制,并进一步确定了TCBQ诱导细胞凋亡的5hm C机制。综合两部分研究内容揭示了TCBQ诱导细胞凋亡的5hm C新机制,以及Vc通过清除ROS和反向调节其5hm C水平缓解TCBQ诱导凋亡的新机理,为TCBQ以及类似机理致毒化合物毒性作用的缓解提供新思路,同时为PCP和TCBQ职业暴露人群健康的保护提供理论依据,研究也拓宽了Vc在人类生活中的应用。

关键词：四氯苯醌细胞凋亡 DNA羟甲基化活性氧维生素C

基于等温指数放大技术检测DNA甲基转移酶活性和5-羟甲基胞嘧啶

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基于等温指数放大技术检测DNA甲基转移酶活性和5-羟甲基胞嘧啶

作者：安雅倩河北大学

学位级别：硕士

DNA甲基化作为主要的表观遗传修饰之一,其发生依赖于DNA甲基转移酶(DNA methyltransferases,DNMT),异常的DNA MTase活性会影响机体的DNA甲基化水平,沉默肿瘤抑制基因或激活原癌基因,导致许多疾病和癌症的发生。5-羟甲基胞嘧啶(5-hydroxy... 详细信息

DNA甲基化作为主要的表观遗传修饰之一,其发生依赖于DNA甲基转移酶(DNA methyltransferases,DNMT),异常的DNA MTase活性会影响机体的DNA甲基化水平,沉默肿瘤抑制基因或激活原癌基因,导致许多疾病和癌症的发生。5-羟甲基胞嘧啶(5-hydroxymethylcytosine,5hmC)是10-11易位介导的5-甲基胞嘧啶(5-Methylcytosine,5mC)氧化过程中的中间体,在DNA去甲基化、基因组重编程和基因表达中发挥重要作用,更重要的是,癌变时5hmC的含量会下降,因此,5hmC作为一种重要的表观遗传标记。开发简单、灵敏的DNA MTase活性和5hmC含量的检测方法对疾病的诊断和治疗具有重大意义。本文基于等温指数放大技术(Exponential isothermal amplification reaction,EXPAR)分别建立了DNA MTase和5hmC检测新方法。主要研究内容如下:1.本研究提出了一种HpaⅡ辅助结合等温指数扩增的检测策略,用于快速、灵敏、无标记检测*** I MTase活性。P1探针3’-端含有自身互补序列5′-CTAGCCGGCTAG-3′,经变性和退火,其自身杂交生成P1双链。*** I MTase催化P1双链5′-CG-3′位点中的胞嘧啶发生甲基化,限制性内切酶HpaⅡ对甲基化敏感,因此无法在5′-CCGG-3′位点中的5′-CC-3′之间进行切割,P1双链得以完整保存。这些完整的P1双链在Vent(exo)DNA聚合酶作用下沿3′-端延伸生成ds DNA,*** NBI识别双链中的酶切位点并进行切割,释放出引物X。引物X与扩增模板T1(X′-Y′-X′)中的X′杂交,引发等温指数放大反应(EXPAR)。在0.125-8 U/m L范围内,实时荧光曲线的POI(拐点)值与*** I MTase浓度的对数呈线性相关,检出限为0.034 U/m L。该策略对其他类型的MTase和蛋白质具有良好的选择性,并且在血清样本分析中表现出良好的性能。此外,该分析方法具有通用性,可推广到其他DNA MTase类型的分析。2.本研究基于***催化5hmC的巯基取代和改进的等温指数放大技术,开发了一种快速灵敏的检测5hmC的方法。*** MTase催化β-巯基乙胺中的巯基取代5hmC中的羟基,生成氨基衍生化的5hmC-ds DNA(NH-5hmC-ds DNA)。5′端羧基修饰的单链DNA(COOH-ss DNA)与NH-5hmC-ds DNA通过酰胺反应,形成5hmC-ds DNA-ss DNA的三链复合DNA。利用切胶回收试剂盒将三链结构纯化回收,除去没有连接的COOH-ss DNA。接下来以三链复合DNA中的支链DNA作为引物,结合环化模板引发指数放大反应。在100 a M-1 n M范围内,实时荧光曲线的POI值与5hmC浓度的负对数呈线性相关,线性范围跨越7个数量级,检测限为37.4 a M,灵敏度较高。此外,该传感器不受序列的影响,展现了良好的选择性,并实现了小鼠不同组织基因组DNA中5hmC水平的定量分析,在促进恶性肿瘤诊断、治疗以及肿瘤标志物的检测方面具有重要意义。

关键词：等温指数放大技术 DNA甲基转移酶 HpaⅡ 5-羟甲基胞嘧啶 M.HhaⅠ甲基转移酶荧光分析

基于Au-TiO2/AlN的声表面波CA153免疫传感器

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基于Au-TiO2/AlN的声表面波CA153免疫传感器

作者：张泽宇天津理工大学

学位级别：硕士

肿瘤标志物是肿瘤细胞产生并释放的一种物质,主要存在于患者的体液中,对肿瘤的早期预防、临床检测、术后恢复具有重要的指示意义。CA153作为乳腺癌的肿瘤标志物,是乳腺癌早期预防与术后康复检测的重要参考指标。乳腺癌作为女性群体中最... 详细信息

肿瘤标志物是肿瘤细胞产生并释放的一种物质,主要存在于患者的体液中,对肿瘤的早期预防、临床检测、术后恢复具有重要的指示意义。CA153作为乳腺癌的肿瘤标志物,是乳腺癌早期预防与术后康复检测的重要参考指标。乳腺癌作为女性群体中最高发的癌症之一,严重的威胁着女性的生理健康。近年来,随着人们饮食与生活习惯的改变,乳腺癌在我国的发病率逐年升高。因此需要一种检测方便、准确度高、灵敏度高的免疫传感器对肿瘤标志物进行实时检测。本文制备了一种基于Au-TiO/Al N的声表面波CA153免疫传感器,用于肿瘤标志物CA153的检测。实验选用延迟线型声表面波器件,通过磁控溅射技术,在器件表面生长致密的Al N薄膜,利用PDMS凝胶,在器件的延迟区制备微型测试室,利用热还原法,在器件延迟区生长Au-TiO复合薄膜,通过孵育CA153抗体与牛血清蛋白实现对CA153抗原的检测。通过优化敏感膜、抗体孵育时间、抗体孵育浓度、抗原孵育时间来增强声表面波免疫传感器的响应。通过对优化后的免疫传感器进行抗原浓度测试,得到传感器的灵敏度为-0.01643 MHz(ln(m U m L)),传感器的频率偏移与抗原浓度的线性方程为F=-0.04284-0.01643ln[CA153](MHz,m U m L),线性相关度R=0.98482,抗原浓度检测的线性范围为0.1 m U m L-100 m U m L,抗原浓度检测下限（LOD）为0.07372 m U m L,又对传感器进行了再现性、重现性、稳定性、特异性测试,证实本实验制备的声表面波免疫传感器在临床医学领域具有参考价值。

关键词：声表面波敏感膜 CA153 免疫传感器

基于用户画像的公共图书馆少儿阅读推广服务研究

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基于用户画像的公共图书馆少儿阅读推广服务研究

作者：李成林湘潭大学

学位级别：硕士

阅读是人类获取信息、了解世界、和建构知识的重要途径,对传播人类文明、提升国家的文化软实力、提高国民的知识素养具有极为重大的意义。少年儿童阶段作为每个人人生当中最为重要的启蒙阶段,是养成阅读习惯、培养阅读思维的黄金期,少... 详细信息

阅读是人类获取信息、了解世界、和建构知识的重要途径,对传播人类文明、提升国家的文化软实力、提高国民的知识素养具有极为重大的意义。少年儿童阶段作为每个人人生当中最为重要的启蒙阶段,是养成阅读习惯、培养阅读思维的黄金期,少儿阅读推广也直接影响“全民阅读”战略的成效。少儿读者群体人群众多,不同年龄阶段的认知水平不同导致其阅读需求各异,阅读行为和阅读兴趣复杂,若想针对性地开展少儿阅读推广,优化公共图书馆少儿阅读活动效果,则需要充分了解少儿群体的特征属性与需求,而用户画像作为大数据时代了解用户行为、刻画用户形象的全新技术,是实现精准化针对服务的利器。本文以公共图书馆少儿读者群体为研究对象,借助于文献分析法、问卷调查法、统计分析法和SPSS、Python等工具,构建出公共图书馆少儿推广用户画像,对不同用户群体提出针对性的少儿阅读推广优化策略。本文围绕公共图书馆少儿阅读推广用户画像构建和优化策略的研究主要围绕以下几方面进行:(1)研究现状和基础理论界定。通过文献调研等方法对目前国内外用户画像和少儿阅读推广研究现状进行梳理,并对本文需要用到的相关概念进行界定,借鉴前人研究成果,预设本文用户画像标签体系。(2)问卷设计与数据处理。在公共图书馆少儿阅读推广用户画像预设标签体系的基础上设计本文调查问卷,从用户基础属性维度、用户行为属性维度、用户兴趣属性维度、用户评价反馈维度四个维度收集本文构建用户画像所需的信息,并对问卷样本信息进行预处理和信度效度检测。(3)构建用户画像。通过数据因子分析提出本文各维度信息下的公因子,并利用SPSS的K-Means聚类形成“休闲阅读型”、“热爱阅读型”、“综合阅读型”、“活动参与型”四种用户群体。并利用Python对用户画像进行可视化展示,构建出公共图书馆少儿阅读推广用户画像。(4)提出优化策略。针对四种类型的用户画像提出对应的少儿阅读推广优化策略。

关键词：公共图书馆用户画像少儿阅读推广服务优化