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合成生物学产品商业化安全监管思考

生物工程学报 2024年第3期40卷 758-772页

作者：曾小美朱泽熙翁俊华中科技大学生命科学与技术学院湖北武汉430074

随着合成生物学技术的迅猛发展,很多合成生物学技术成果在多个应用领域已商业化且具有广阔市场前景。合成生物学技术制造产品(简称合成生物学产品)的商业化给人类带来了福祉,但也产生了潜在的安全风险。目前对合成生物学产品商业化(comm... 详细信息

随着合成生物学技术的迅猛发展,很多合成生物学技术成果在多个应用领域已商业化且具有广阔市场前景。合成生物学技术制造产品(简称合成生物学产品)的商业化给人类带来了福祉,但也产生了潜在的安全风险。目前对合成生物学产品商业化(commercialization of synthetic biology products,CSBP)的风险大多采用生物技术或转基因生物相关法律规范进行监管,但是由于合成生物学具有复杂性和不确定性的特点,这些法律规范不能全面监管合成生物学产品商业化的安全风险,因此制定专门监管合成生物学产品商业化安全风险的管理办法具有重要意义。本文总结了合成生物学产品在食品、医疗、农业、环境、能源和材料领域商业化现状,分析了合成生物学产品商业化存在的安全风险,梳理了欧美国家和我国对合成生物学产品商业化安全风险监管现状,并进一步提出了针对合成生物学产品商业化安全监管办法的建议,包括入市前产品分类审批和分类标识及市场主体准入严格筛选审批、入市后加强安全监管及应急处理和事故责任追究的全过程监管办法,为合成生物学产品商业化的安全提供支撑,并促进合成生物学行业健康长远发展。

关键词：合成生物学产品商业化安全风险安全监管办法入市审批

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基于改进灰狼算法的WSN覆盖优化研究

基于改进灰狼算法的WSN覆盖优化研究

作者：曾蝶重庆三峡学院

学位级别：硕士

为确保较高的网络检测质量,基于应用场景的未知性,无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)的覆盖优化与节点连通情况已然成为衡量传感器网络感知和通信等各个方面服务质量的重要指标。首先,基于操作简单、容易实现、调节参数少... 详细信息

为确保较高的网络检测质量,基于应用场景的未知性,无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)的覆盖优化与节点连通情况已然成为衡量传感器网络感知和通信等各个方面服务质量的重要指标。首先,基于操作简单、容易实现、调节参数少、划分等级制度和抽象处理等优势,采用灰狼算法(Grey Wolf Optimizer,GWO)进行研究。其次无线传感器网络在处理节点时与灰狼群体狩猎的社会等级制度活动极其类似,将传感器节点与灰狼个体一一对应,按照灰狼捕食规律优化传感器节点位置,可取得较好的优化效果。因此本研究立足于灰狼算法,深入研究WSN二维与三维各种复杂环境,同时兼顾网络连通率与覆盖率,切实保证网络检测质量。但经典的灰狼算法仍然存在求解精度不高,迭代后期种群多样性小和收敛速度慢,最终易陷入局部极值等问题,所以有必要针对具体环境改进灰狼算法。具体的研究内容如下:(1)在描述GWO算法的基础上,简要阐述了灰狼算法理论收敛验证过程,为之后的改进灰狼算法性能测试做铺垫。其次,群智能优化算法中常利用混沌映射理论,但混沌映射的选择标准并不完善,综合各类混沌映射模型,通过混沌映射分布图与直方图仿真结果验证Tent混沌映射更加适合传统的群智能优化算法。(2)在二维WSN中提出一种多策略灰狼算法(Multi Strategy Grey Wolf Optimizer,MSGWO),该算法融合Tent混沌映射、改进的双曲正切收敛因子、差分变异重构包围步长、瞬态优化方程等策略,以改进GWO算法的缺陷。其次,利用高维单峰、多峰和平移函数从收敛曲线、箱线图和数值优化三方面统筹验证MSGWO该算法的稳定性、波动性及鲁棒性,性能测试中MSGWO算法在稳定性与波动性上颇具优势。无障碍物情况下,MSGWO算法相比SSA、LGWO、PSO和PSOGWO算法的平均覆盖率增量分别为12.52%、6.054%、7.53%和3.45%,该算法具有较高的平均覆盖率;同参数下,仅改变传感器节点感知半径或者节点个数,MSGWO算法的覆盖率与连通率更高,且具有更优的传感器节点的分布状态。含障碍物情况中,MSGWO算法的WSN覆盖率增量最高,随着障碍物形状复杂化,覆盖效果稍有下降,但连通效果仍具优势。(3)随机部署三维空间与三维曲面WSN节点会出现覆盖率低的情况,鉴于二维MSGWO算法不适用于三维WSN,提出一种三维WSN的EGWOEO算法(Enhanced Grey Wolf Optimizer and Equilibrium Optimizer,EGWOEO),该算法从增加Tent混沌映射、反向学习策略、融合平衡优化算法和改进灰狼位置方程四方面入手。此外,对EGWOEO算法进行性能测试确保所提算法的可行性。一方面检验算法的收敛精度与速度的提升程度,另一方面检验算法的稳定性和应对复杂问题的能力。性能测试表明该算法具有更强的稳定性和波动性。将EGWOEO算法应用于三维空间WSN覆盖优化中,与GWO、PSOGWO、LGWO算法相比,EGWOEO算法的平均覆盖率增量分别为11.382%、11.021%和12.759%,改善了节点分布不均现象,提高了节点利用率;在三维WSN简单曲面中,EGWOEO算法相较于GWO、PSOGWO和LGWO算法平均覆盖率增量分别为16.285%、15.757%和3.77%;在三维WSN复杂曲面中,相比GWO、PSOGWO和LGWO算法,EGWOEO算法的平均覆盖率增量分别是0.9%,2.52%和1.58%。无论是三维空间还是三维曲面中该算法都能保证最高的连通效果。

关键词：无线传感器网络灰狼算法 MSGWO算法 EGWOEO算法覆盖优化

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Y公司非金属材料库存管理优化研究

Y公司非金属材料库存管理优化研究

作者：曾铠贵州大学

学位级别：硕士

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基于斑马鱼模型研究天麻多糖的免疫调节作用

基于斑马鱼模型研究天麻多糖的免疫调节作用

作者：曾易重庆理工大学

学位级别：硕士

天麻(Gastrodiae Rhizoma)为兰科植物天麻的干燥块根,临床上常用于预防和治疗小儿惊厥、坐骨神经病、癫痫等。研究表明天麻多糖(Gastrodiae Rhizoma polysaccharides,GRP)是天麻中一种重要的活性成分,并被报道具有抗癌、抗病毒、抗骨质... 详细信息

天麻(Gastrodiae Rhizoma)为兰科植物天麻的干燥块根,临床上常用于预防和治疗小儿惊厥、坐骨神经病、癫痫等。研究表明天麻多糖(Gastrodiae Rhizoma polysaccharides,GRP)是天麻中一种重要的活性成分,并被报道具有抗癌、抗病毒、抗骨质疏松、抗氧化、免疫调节等一系列药理活性。相对于GRP其他生物活性方面的研究,目前对GRP免疫调节效应的研究相对较少,导致GRP的应用受到一定限制。本研究首次通过斑马鱼模型对GRP的安全性以及免疫调节作用等方面进行评价,并尝试探究其作用机制,为后续天麻多糖类成分的研究开发提供数据支持。本文主要研究内容和结果如下:(1)GRP的安全性研究。通过监测不同浓度GRP对斑马鱼胚胎的存活率、形态、心率以及卵黄囊面积的影响,评价其安全浓度范围。结果显示,在200μg/m L的孵育浓度下,天麻多糖会抑制斑马鱼胚胎的发育,显著降低孵化率;在150μg/m L的浓度下观察到心跳率略有增加;在0-100μg/m L浓度范围内,斑马鱼的形态健康,无畸形、心率升高和卵黄囊肿大的等发育不良现象。因此GRP在斑马鱼体内的安全浓度为100μg/m L以内。此外,我们还通过用吖啶橙染色来评估GRP处理的斑马鱼胚胎中可能出现的细胞凋亡水平情况,以进一步证实GRP在体内的安全性。染色结果表明,与空白对照组相比,GRP在测试浓度范围内GRP不会引起细胞凋亡。(2)采用脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)诱导构建斑马鱼炎症模型,探究GRP对斑马鱼炎症及发育情况的保护作用。在此研究中,10μg/m L LPS可显著提高斑马鱼幼鱼的心率,诱导卵黄囊水肿,同时显著提高斑马鱼体内的活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)生成率及凋亡细胞数量,表现全面的炎症现象。使用50-100μg/m LGRP和LPS与胚胎共孵育后,发现LPS诱导的心率升高、卵黄囊肿大和形态畸形等不良现象可以被显著改善,证明GRP对LPS诱导的斑马鱼胚胎毒性具有保护作用。(3)采用斑马鱼模型评价GRP的免疫调节活性。分别通过DAF-FM DA和DCFH DA荧光探针和吖啶橙检测斑马鱼体内活性氮(Nitric Oxide,NO)、ROS和凋亡细胞含量,发现GRP以剂量依赖的方式抑制LPS诱导的NO、ROS的产生和细胞凋亡,另外GRP在没有外界刺激的情况下可以通过增加NO和ROS的产生来发挥保护机体免受感染作用。用中性红和苏丹黑B染色法检测GRP对斑马鱼巨噬细胞和中性粒细胞的影响,证实GRP减少了炎症部位巨噬细胞和中性粒细胞的募集。此外,我们还通过实时荧光定量PCR检测了GRP对LPS诱导的C3a、i NOS、TNF-α和IL-10 m RNA表达水平改变的影响。结果显示GRP可以缓解LPS诱导的C3a、i NOS和TNF-α的m RNA水平增高现象,并能够增加IL-10的m RNA表达。综上所述,GRP对于斑马鱼具有一定的抗炎及免疫调节功能,本研究可能为未来的多糖类天然产物研究与开发提供了一定的数据支持。

关键词：天麻多糖免疫调节斑马鱼抗炎