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基于DNA分子步行器的电致化学发光传感器研究

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基于DNA分子步行器的电致化学发光传感器研究

作者：徐子棋西南大学

学位级别：硕士

癌症的出现给众多病人的生活造成了极大的困扰,甚至直接威胁着人们的健康和生命。尽早发现并及时治疗是预防癌症的最有效手段。近年来,随着临床检验医学的快速发展与深入研究,一些癌症标志物的相继问世。其中microRNA(miRNA)这种长度介... 详细信息

癌症的出现给众多病人的生活造成了极大的困扰,甚至直接威胁着人们的健康和生命。尽早发现并及时治疗是预防癌症的最有效手段。近年来,随着临床检验医学的快速发展与深入研究,一些癌症标志物的相继问世。其中microRNA(miRNA)这种长度介于18-24个核苷酸之间,内源性的单链RNA,由于其在基因表达方面卓越的调控能力,吸引了科学家的注意,成为备受瞩目的癌症标志物。定量逆转录聚合酶链反应,荧光法和Northern blotting等常规方法已被用于miRNA检测,但上述方法的敏感性和特异性并不能满足日益严苛的检测需求。目前,电致化学发光(ECL)以其稳定性高、背景低、检测范围广等优点,广泛应用于免疫分析的各个领域,如适体传感器和生物标志物检测等方面,是疾病标志物分析和早期癌症检测的有效途径。为了提高ECL检测的灵敏度,一些核酸放大方法,如核酸扩增法、聚合酶链反应等广泛应用于传感器的构建。然而,这些方法不仅反应条件严格,而且对反应仪器和操作都有非常高的要求。同时,这些方法也可能增加传感器假阳性或假阴性信号。DNA分子步行器是一种由可智能编辑的DNA合成的人造分子机器。因为其高效的自组装纳米结构、卓越的货物运输的能力和良好的生物模拟现象,引起了大量学者的关注。基于此,本论文主要从提高传感器灵敏度出发,通过设计并应用DNA纳米机器,结合DNA放大策略以及多种纳米复合物,构建了多个ECL生物传感器,实现针对癌症标志物的超灵敏检测。本论文的研究工作主要分为以下几部分:1.基于三维DNA分子步行器和距离调控信号猝灭与增强策略的ECL传感器研究DNA分子步行器以其高效的自组装纳米结构、货物装卸能力和生物模拟现象等优点,在生物应用中有着广阔的前景。但由于一维、二维DNA分子步行器轨道的固定空间和低浓度的track DNA组分,其行走效率不高,放大效果也有限。本研究在ECL领域中,引入行走效率高、信号放大能力强的三维DNA分子步行器进行从少量目标物到大量中间产物的转化,以实现信号放大的效果,为三维DNA分子步行器在ECL领域的应用奠定了基础。其次,利用纳米金和CdS:Mn量子点独特的距离调控能量转移现象,提出了“on-off-super on”策略,克服了常规直接检测的背景信号高的缺点,也解决了通常“on-off-on”模式第二个“on”状态信号低的问题,从而提高了检测灵敏度。该工作为基于三维DNA分子步行器的传感器的构建提出了一种新型的信号放大方法,并拓宽了其应用。2.基于三维DNA分子步行器网络结构的无酶ECL传感器对两种癌症标志物的检测研究三维DNA分子步行器行走效率高、信号放大能力强、能显著提高传感器灵敏度,然而,生物传感器界面有限,这就导致了三维DNA分子步行器固载量不足的问题。基于此,我们拟设计一种基于三维DNA分子步行器网络。它是由两种固载着不同支链(DNA H1和H2)的三维DNA分子步行器,通过H1和H2的碱基互补配对组成的网络结构,从而显著提高三维DNA分子步行器的固载量。此外,巧妙的通过AuNP和CdS:Mn量子点的距离调控实现针对同一癌症的不同种类目标物的检测,使检测数据更全面,检测效果更准确,为ECL技术更好地应用于临床分析提供了可能。3.基于DNA分子棘轮和目标物循环放大策略的ECL传感器的超灵敏检测研究智能型DNA分子步行器已成为生物传感领域的一大热点,但由于DNA分子步行器的DNA组分局部浓度低,因布朗运动诱发的脱轨趋势等原因,其步行效率仍然受到限制。为了克服上述不足,本研究提出了一种锌离子驱动的DNA分子棘轮。通过修饰在纳米金上的高局部浓度的leg DNA和传感界面相匹配的track DNA互补配对形成锌离子识别位点,使得DNA分子棘轮能在锌离子驱动下高速滚动,将运动方式由一步一步的行走转变为高速滚动,削弱了腿部DNA的脱轨,缩短了运动时间。这样一个优秀的DNA分子机器被用于传感器的构建,为癌症标志物的快速检测提供了一种超灵敏、可控的策略。

关键词：电致化学发光 DNA分子步行器 DNA棘轮纳米材料 microRNA

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微博热搜中的新闻误读现象研究

微博热搜中的新闻误读现象研究

作者：徐子棋武汉大学

学位级别：硕士

新闻误读即新闻在传播过程中混入噪音,媒体、意见领袖或受众对新闻的理解产生较大偏差,以至于未达到理想的传播效果的情况。与虚假新闻不同的是,新闻误读并不是主观故意造成的,而是伴随传播过程而生中的客观产物。根据解释学理论,误读... 详细信息

新闻误读即新闻在传播过程中混入噪音,媒体、意见领袖或受众对新闻的理解产生较大偏差,以至于未达到理想的传播效果的情况。与虚假新闻不同的是,新闻误读并不是主观故意造成的,而是伴随传播过程而生中的客观产物。根据解释学理论,误读是文化差异造成的,并且永远也不可能消解。在类型上,新闻误读在互联网语境下分为媒体误读、受众误读、意见领袖误读三种。媒体误读是指媒体工作者在编码过程中对客观事实的叙述产生了主观性偏差,受众误读是受众在解码新闻时对新闻内容产生与文本传达内容偏离的误解,意见领袖误读是指介于专业媒体工作者和受众之间的传播者对信息发布者所发布的对客观事实的叙述产生与文本内容偏离的误解,从而进行了有偏差的传播。这三种误读的情况在互联网语境下交叉重叠、相互交错、相互作用。在如今复杂的网络环境中,新闻误读的发生更具有普遍性,也有了很多不同的表现。传统媒体时代,新闻误读归因于文本间距、媒体失误、文化差异、受众认知心理等因素,在互联网传播条件下,新闻误读还受到平台权重和互动机制和议程设置、碎片化阅读、文字和影像间距的影响,发生的频次变高、错误理解的扩散能力增强。微博作为中国互联网日活最高的新闻发表和传播平台,是目前中国互联网热点事件讨论传播平台,具有“广场”属性。在微博的架构设置中,最具影响力的就是微博热搜,因此本文选取微博热搜为研究样本,更加细致地研究新闻误读在互联网群体传播条件下更为复杂的表现,总结其特征并尝试还原其接近真相的路径,扩充新闻传播领域的理论和方法。微博热搜中的新闻误读给媒介生态和舆论环境都带来了许多不良影响,包括信息失实、新闻反转、网络暴力、群体极化效应等,但同时它也可能是对新闻的创造性再生产,给新闻引流,从而推动人们更好地接近新闻真实。

关键词：新闻误读微博热搜意见领袖传播机制

论自动驾驶汽车对于辅助驾驶人的警示及责任后果 ——以L2、L3级自动驾驶汽车为研究对象

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论自动驾驶汽车对于辅助驾驶人的警示及责任后果 ...

作者：徐子棋苏州大学

学位级别：硕士

随着人工智能和5G信息技术的迅猛发展,自动驾驶汽车逐渐成为社会各界关注的重点。自动驾驶汽车分为L0—L5六个级别,本文研究对象为正在市场实际流通的L2、L3级自动驾驶汽车,此二类自动驾驶汽车不能完全独立驾驶,需要在探测到险情时警示... 详细信息

随着人工智能和5G信息技术的迅猛发展,自动驾驶汽车逐渐成为社会各界关注的重点。自动驾驶汽车分为L0—L5六个级别,本文研究对象为正在市场实际流通的L2、L3级自动驾驶汽车,此二类自动驾驶汽车不能完全独立驾驶,需要在探测到险情时警示辅助驾驶人进行接管。L2、L3级自动驾驶汽车发生交通事故,不仅涉及自动驾驶汽车自身警示是否合理,还涉及到汽车制造商与辅助驾驶人的相关义务。L2、L3级自动驾驶汽车警示功能的合理性标准可参照相关行业规定与国家标准,辅以“不合理危险”标准加以判定,但自动驾驶汽车制造商是否可以免除产品责任,则应参照行业最高技术标准。L2、L3级自动驾驶汽车制造商具有完全说明产品使用注意事项与维护系统后期运行的义务,辅助驾驶人则需要承担道路警觉与及时接管汽车的义务。本文将着重分析自动驾驶汽车在人机交互阶段发生的交通事故侵权责任认定问题,在传统机动车交通事故责任与汽车制造商的产品责任的基础上,分类进行相关责任分配的探讨。

关键词：自动驾驶汽车辅助驾驶人警示义务

多重线性算子，重写系统与Gr(?)bner-Shirshov基

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多重线性算子，重写系统与Gr(?)bner-Shirshov基

作者：徐子棋兰州大学

学位级别：硕士

作用于研究对象上的线性算子,在数学研究中起着重要的作用,比如微分代数中的微分算子(它是分析中微分算子的代数化)和Rota-Baxter代数中的罗巴算子(它是分析中积分算子的代数化).受此启发,著名组合学家Rota提出了如下的公开问题:寻找代... 详细信息

作用于研究对象上的线性算子,在数学研究中起着重要的作用,比如微分代数中的微分算子(它是分析中微分算子的代数化)和Rota-Baxter代数中的罗巴算子(它是分析中积分算子的代数化).受此启发,著名组合学家Rota提出了如下的公开问题:寻找代数上的线性算子满足的所有代数等式,称之为Rota分类问题.后来郭锂教授等人利用Gr(?)bner-Shirshov基理论和重写系统方法对Rota分类问题进行了精确的描述和刻画,并证明了一族线性算子多项式等式是Gr(?)bner-Shirshov基当且仅当它们诱导出的重写系统是收敛的,这里的线性算子是单重线性算子.在这篇文章中,我们继续Rota分类问题的研究,把郭锂教授等人的部分结果推广到多重线性算子版本.我们利用Gr(?)bner-Shirshov基理论和重写系统方法,来研究多重线性算子,证明一族多重线性算子多项式等式是Gr(?)bner-Shirshov基当且仅当它们诱导出的重写系统是收敛的.作为应用,我们验证了定义权重为的微分Rota-Baxter代数的双重线性算子等式诱导出的重写系统是收敛的,从而证明了这组等式是一个Gr(?)bner-Shirshov基.全文共分为三章.第一章介绍了多重线性算子的起源,发展历程和它在代数学中的地位:多重线性算子理论作为一门介于非交换环理论和泛代数理论之间的独立学科,在代数学中有很大的发展前景.另外,简要说明了本文研究的主要内容,解决的关键问题和文章的结构安排.第二章首先回顾算子幺半群,算子代数,正向系统和正向极限等概念,重现自由算子幺半群的构造过程.其次介绍了算子多项式等式,算子理想的定义,和从一族给定的多重算子多项式等式诱导出的一个重写系统的概念.了解重写系统和重写系统中的基本性质,引入首项多项式,单项序和关于某一多项式的相交合成,包含合成的定义,同时给出例子进行阐示.最后,探讨Gr(?)bner-Shirshov基和CompositionDiamond引理.第三章通过再现Newman引理在重写系统中的应用和项重写系统中关于系统汇合或终止的一些性质,来探讨由多重线性算子多项式等式生成的Gr(?)bner-Shirshov基和它导出的重写系统之间的关系.其中解决的关键问题是探究多重线性算子多项式等式生成的Gr(?)bner-Shirshov基和它诱导出的重写系统收敛的等价性.随后通过具体计算验证了定义权重为的微分Rota-Baxter代数的双重线性算子等式诱导出的重写系统是收敛的,进而证明了这组等式是一个Gr(?)bner-Shirshov基.

关键词：多重线性算子重写系统 Gr(?)bner-Shirshov基

不同改良剂对吉林西部重度盐碱土的改良及牧草的增产

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森林工程 2020年第2期36卷 25-34页

作者：张瑜徐子棋杨献坤吉林省水土保持科学研究院长春130033

为研究磷石膏、有机肥在吉林省西部重度苏打盐碱地上改土、增产效果,提供苏打盐碱地化学改良的理论支持。本研究开展室外试验,研究不同用量的磷石膏、有机肥对盐碱土理化性质及当地优质牧草-水稗(Echinochloa crusgalli(L.) Beauv.)产... 详细信息

为研究磷石膏、有机肥在吉林省西部重度苏打盐碱地上改土、增产效果,提供苏打盐碱地化学改良的理论支持。本研究开展室外试验,研究不同用量的磷石膏、有机肥对盐碱土理化性质及当地优质牧草-水稗(Echinochloa crusgalli(L.) Beauv.)产量的影响。结果表明:①有机肥和磷石膏均能改善土壤物理性质,LY(磷石膏20 t/hm^2+有机肥20 t/hm^2)处理改善效果最明显,该处理降低容重12.1%、提高土壤含水率17.5%、提高土壤总孔隙度11.3%;②磷石膏降低土壤盐碱化指标效果优于有机肥,且LY的改良效果最明显,降低pH和电导率的百分比分别为11.3%和32.7%;③有机肥提高有机质、全氮效果优于磷石膏,但二者对土壤全钾没有明显的影响。④有机肥促进水稗生长、生物量积累的效果优于磷石膏,LY的增产效果最佳,提高鲜草产量和干草产量的比例分别为208.4%和217.1%。⑤分析表明,吉林西部重度苏打盐碱土影响水稗产量最重要的3个因子为土壤总孔隙度、全氮和有机质。综上所述,磷石膏和有机肥在改良吉林西部重度苏打盐碱土理化性状和提高该区域牧草产量方面均具有较好效果,二者合理配合使用效果更佳,适于推广利用。

关键词：盐碱地改良磷石膏有机肥水稗

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吉林省西部菊芋品质及耐盐碱性优选研究

森林工程 2019年第6期35卷 6-15页

作者：徐子棋张瑜杨献坤吉林省水土保持科学研究院

为丰富苏打盐碱化土地生态经济植物种,提供菊芋在苏打盐碱化土地栽植的理论支持,本研究利用主成分分析法和聚类分析法对吉林省西部本地菊芋品种生长、生物量特点进行描述、分类,并在该区域苏打盐碱化淡黑钙土上进行"南芋1号"栽植试验,... 详细信息

为丰富苏打盐碱化土地生态经济植物种,提供菊芋在苏打盐碱化土地栽植的理论支持,本研究利用主成分分析法和聚类分析法对吉林省西部本地菊芋品种生长、生物量特点进行描述、分类,并在该区域苏打盐碱化淡黑钙土上进行"南芋1号"栽植试验,研究其适应性及产量性状。结果表明:①本地品种菊芋均自然分布于pH≤8.05、电导率≤0.159ms/cm的土壤上;②主成分分析可知,影响该区域菊芋生长、产量状况的主要正向因子包括块茎鲜重、块茎颜色和块茎平均直径等;③聚类分析可知,该区域菊芋品种分为3大类,第2类和第3类推广前景较好;④"南芋1号"在pH为8.82、电导率为0.261ms/cm的苏打盐碱化淡黑钙土存活、生长状况良好,栽植第2a紫色块茎植株和白色块茎植株的块茎鲜重分别可达到本地菊芋块茎鲜重平均值147.83%和119.59%。综上所述,吉林省西部本地菊芋品种产量差异较大,耐盐性较差,"南芋1号"对苏打盐碱化土壤的适应范围广于本地菊芋品种,且产量较高,适宜在苏打盐碱化土壤上种植、推广。

关键词：菊芋吉林省西部苏打盐碱化土地引种

吉林省山地丘陵区典型坡面水土保持措施适宜性研究

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森林工程 2021年第6期37卷 25-33,38页

作者：张瑜徐子棋杨献坤崔斌吉林省水土保持科学研究院长春130033

为满足黑土区山地丘陵地带提高坡耕地水土保持措施综合效益的需要,本文选取经济指标、生态指标和管护指标构建吉林省山地丘陵区典型坡面水土保持措施适宜性研究体系,利用层次分析法对区域各类坡耕地水土保持措施适宜性进行评价。结果表... 详细信息

为满足黑土区山地丘陵地带提高坡耕地水土保持措施综合效益的需要,本文选取经济指标、生态指标和管护指标构建吉林省山地丘陵区典型坡面水土保持措施适宜性研究体系,利用层次分析法对区域各类坡耕地水土保持措施适宜性进行评价。结果表明:山地丘陵区坡面水土保持措施生态因子、经济因子及管护因子在不同措施类型下差异性显著;从不同区域来看,除荣华小流域地埂植物带为适宜外,荣华小流域其他措施和其他流域各类措施适宜度均在中等适宜以下;从土层厚度来看,0~19.9 cm处的水平梯田和地埂植物带为较不适宜,20~39.9 cm处的水平梯田和地埂植物带、0~39.0 cm处的坡式梯田为中等适宜,40~70 cm的水平梯田和地埂植物带为较适宜;从坡度来看,3°~5.9°的坡式梯田为较不适宜,8.1°~15°的水平梯田、6°~8°和12.1°~15°的坡式梯田及6°~8°的地埂植物带为中等适宜,6°~8°的水平梯田为较适宜,3°~5.9°的地埂植物带为适宜;该区域小部分措施较不适宜,大部分措施为中等适宜和较适宜。本研究结果对黑土区坡耕地水土保持措施优选、技术优化和黑土地保护提供了新思路,为防治耕地水土流失和质量退化提供科学依据。

关键词：黑土区山地丘陵区水土保持措施适宜性层次分析法

东北黑土区典型坡耕地土层厚度及退化程度分析

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中国水土保持科学 2021年第3期19卷 28-36页

作者：许文旭杨献坤崔斌徐子棋东北林业大学哈尔滨150040 吉林省水土保持科学研究院长春130033

黑土区坡地退化不仅降低水土资源质量,而且造成生态环境恶化。探索东北黑土区坡耕地土层厚度及退化规律,为区域坡地水土流失防治提供理论支持。选取吉林东辽杏木试验基地内坡度6°和10°2个坡面为研究对象,以已有水保措施的8°坡耕地中... 详细信息

黑土区坡地退化不仅降低水土资源质量,而且造成生态环境恶化。探索东北黑土区坡耕地土层厚度及退化规律,为区域坡地水土流失防治提供理论支持。选取吉林东辽杏木试验基地内坡度6°和10°2个坡面为研究对象,以已有水保措施的8°坡耕地中位作为对照,研究黑土区坡耕地不同坡位土层厚度和土壤退化程度。结果表明:1)研究区土壤厚度20 cm为临界厚度,小于临界厚度则说明该坡位受侵蚀影响,正在退化;2)6°和10°坡地土层厚度、土壤物理性质、土壤养分状况和产量均比对照坡地差(P坡上>坡中,6°的变化规律为坡下>坡中>坡上;3)土层厚度越薄,土壤理化性质和产量状况就越差;4)研究区10°和6°坡地各坡位退化程度分5类,第1类土壤退化程度偏弱,产量较好,第2类特点为土壤含水量较低,速效磷和速效钾含量较低,第3类特点为密度较大,有机质质量分数较低,第4类土壤理化性质良好,产量高,第5类特点为含水量极低,密度极大,养分含量极低,产量低下。综上,黑土区坡耕地土壤厚度削减程度及退化程度较严重,6°和10°土层厚度变化和退化规律不同,该结果可为黑土区坡耕地退化防治提供理论支撑。

关键词：坡耕地退化程度土层厚度黑土区

黑土区坡地环境因子对紫斑牡丹生长和产量的影响

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森林工程 2020年第4期36卷 21-28页

作者：张瑜刘肃徐子棋杨献坤吉林省水土保持科学研究院长春130033

本研究揭示黑土区坡地地形因子、土壤因子对不同苗龄紫斑牡丹存活、生长和产量的影响,为紫斑牡丹在东北黑土区栽植、应用提供理论支持。本文通过紫斑牡丹室外栽植试验,观测植物指标及土壤指标,从而获得数据,并利用SPSS 17.0和Canoco 4.... 详细信息

本研究揭示黑土区坡地地形因子、土壤因子对不同苗龄紫斑牡丹存活、生长和产量的影响,为紫斑牡丹在东北黑土区栽植、应用提供理论支持。本文通过紫斑牡丹室外栽植试验,观测植物指标及土壤指标,从而获得数据,并利用SPSS 17.0和Canoco 4.5进行数据分析。结果表明:①苗龄为2 a的紫斑牡丹,其存活和生长状况由优到劣排序为:阴坡坡下、阴坡坡上、阴坡坡中、阳坡坡中(P<0.05)。②苗龄为2 a的紫斑牡丹具有一定的耐寒性,阴坡低温未对其生长造成显著抑制,而阳坡的阳光直射和高温显著降低其生长量。③研究区土壤理化性状由优到劣排序为:阴坡坡下、阴坡坡上、阴坡坡中、阳坡坡中(P<0.05),土壤理化性状显著影响苗龄为2 a的紫斑牡丹存活和生长状况,CCA分析表明,影响黑土区坡地紫斑牡丹生长的主要土壤环境因子为土壤水分含量、土壤容重和土壤全氮含量。④苗龄为5 a的紫斑牡丹对黑土区坡地环境具有良好的适应性,存活率极高,能够正常地生长、结籽,其在坡度为8°适应性优于坡度为5°(P<0.05)。2019年坡度为5°和8°的紫斑牡丹株高分别为43.2 cm和55.0 cm。⑤苗龄为5 a的紫斑牡丹栽植第3年生长、产量状况优于第2年,差异显著(P<0.05)。苗龄为2 a和5 a的紫斑牡丹能够很好地适应黑土区坡地环境,其更适于栽植在阴坡,苗龄为5 a的紫斑牡丹栽植第3年产量状况良好,适宜在黑土区坡地进行推广、利用。

关键词：黑土区坡地紫斑牡丹 CCA分析环境因子