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基于硫化氢信号分子的群体感应型基因回路在大肠杆菌中的设计和构建研究

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基于硫化氢信号分子的群体感应型基因回路在大肠杆菌中的设计和构...

作者：樊凯丽山东大学

学位级别：硕士

细菌的群体感应系统中,自诱导物通常并非常见的代谢中间产物,而是自身分泌的特定小分子物质。硫化氢（H2S）作为微生物产生的一种内源性小分子物质,具有自由跨膜的特性。大肠杆菌释放的H2S主要由3-巯基丙酮酸硫转移酶（3-MST）途径产生... 详细信息

细菌的群体感应系统中,自诱导物通常并非常见的代谢中间产物,而是自身分泌的特定小分子物质。硫化氢（H2S）作为微生物产生的一种内源性小分子物质,具有自由跨膜的特性。大肠杆菌释放的H2S主要由3-巯基丙酮酸硫转移酶（3-MST）途径产生。以大肠杆菌为研究对象,我们发现作为第三类气体信号分子的H2S与菌体密度线性相关,而与大肠杆菌的种类、培养基类型以及培养基pH值无关。从动态调控工程的角度,H2S符合群体感应信号分子的特征,于是我们设计并构建了基于H2S信号分子的群体感应型基因回路。动态调控基因回路涉及几个关键元件:信号转换器-信号感受器-启动器。硫醌氧化还原酶（SQR）是定位于质膜内侧的一种硫氧化蛋白,其功能是氧化H2S生成硫烷硫（HSnH,n＞2）,相比于H2S的自由穿膜,生成的HSnH会保存于胞内,因此SQR可以充当信号转换器的角色,将胞外H2S信号转换成胞内HSnH信号。由于大肠杆菌自身并不含有SQR,故将PpSQR和CpSQR分别在大肠杆菌中异源表达并检测其功能。结果显示二者都可以在大肠杆菌中正常发挥作用,但酶活具有差异显著。目前研究发现自然界存在多个能特异性感应硫烷硫的转录调控因子,我们选择FisR、CstR和BigR为研究对象,验证其受HSnH诱导的特异性,结果显示在大肠杆菌中只有CstR特异性感应硫烷硫。因此我们选择CstR作为信号感受器元件。至于启动器,我们通过组合不同的启动子和操纵子,得到了多个不同强度的启动器,具有对菌体密度不同的响应灵敏性。将构建好的基因回路应用于细胞工厂,成功实现了菌体由生长阶段到发酵阶段的自动过渡,以木糖酸发酵生产为例,实现了 9.68g/L的产量（10g/L木糖）。为进一步提高启动器的强度,我们引入了 T7 RNA聚合酶和T7启动子,构建了双层基因回路:第一层,以H2S为信号分子的群体感应型基因回路依据菌体密度的变化控制T7 RNA聚合酶的表达;第二层,由T7RNA聚合酶开启T7启动子的表达。实验结果显示,与IPTG诱导相比,双层基因回路具有蛋白表达量高和自诱导的优势。至此,全部基因回路的设计和构建都是以质粒作为平台进行的,考虑到质粒载体容量和转化效率的影响,我们决定直接改造大肠杆菌的基因组:将基因回路中的感应器（cstR基因）和启动器元件通过基因重组的方法构建到*** BL21（DE3）基因组中,成功构建了两株稳定的重组菌株BL21（CstR-DE3）。随后逐步优化配套表达质粒PET30,使之与重组菌株相适配。新的蛋白表达系统继承了先前双层基因回路的优点。综上所述,本文的研究工作围绕H2S具有群体感应信号分子的特点而展开,构建了一系列不同感应强度和不同灵敏度的群体感应型基因回路,实现了生产发酵过程中大肠杆菌由生产阶段到产物合成阶段的自动化切换,从细胞工厂角度来看,具有很好的生产效益和应用价值,为合成生物学和动态代谢工程的研究提供了新的研究工具。

关键词：硫化氢群体感应大肠杆菌合成基因回路动态代谢工程

Fe/Al碳基复合材料制备及对重金属离子脱除研究

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Fe/Al碳基复合材料制备及对重金属离子脱除研究

作者：樊凯丽华北理工大学

学位级别：硕士

碳基复合材料因其独特的理化性质和结构在环境、材料、电子、化工等领域广泛应用。尤其能够有效去除重金属等污染物使其在环境治理领域展现出良好的应用前景。而设计开发结构新颖、制备工艺简单、成本低廉、吸附能力强的新型碳基复合材... 详细信息

碳基复合材料因其独特的理化性质和结构在环境、材料、电子、化工等领域广泛应用。尤其能够有效去除重金属等污染物使其在环境治理领域展现出良好的应用前景。而设计开发结构新颖、制备工艺简单、成本低廉、吸附能力强的新型碳基复合材料是该领域关键问题。首先以无机金属铁盐和铝盐为原料,用水热法合成了Fe/Al双金属氢氧化物(Fe/Al-OH),然后与天然高分子腐植酸钠(HANa)通过混合沉淀制备出一种Fe/Al碳基复合材料(Fe/Al-HANa)。以Fe/Al-HANa对水中铅离子的去除率为评价指标,探究不同的Fe/Al摩尔比、水热时间和水热温度对Fe/Al-HANa吸附效果的影响,确定Fe/Al-HANa的最佳制备条件;运用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪等对Fe/Al-HANa进行表征;通过p H、Fe/Al-HANa加入量、温度对Fe/Al-HANa吸附铅、铜离子的影响探讨其吸附机理;采用去除铅离子前后的水饲养斑马鱼,观察斑马鱼存活时间和运动状态,初步评价Fe/Al-HANa的生物安全性。结果表明,Fe/Al摩尔比为2:1、水热温度120℃、水热时间24 h、m(Fe+Al):m(HANa)=2:1时,制备的Fe/Al-HANa吸附性能最好,对铅离子和铜离子的最大吸附量分别为80.60 mg/g和44.89 mg/g。经动力学吸附模型拟合,Fe/Al-HANa吸附水体铅离子和铜离子的过程符合二级动力学模型,属于化学吸附;经热力学等温吸附模型拟合,Fe/Al-HANa对铜离子吸附过程符合Langmuir热力学模型,属于单分子层吸附,对铅离子吸附符合Freundlich模型,为非均一吸附;Fe/Al-HANa与HANa、Fe/Al-OH和腐植酸(HA)对铅的吸附对比实验,结果表明Fe/Al-HANa的吸附率比HANa、Fe/Al-OH和HA分别高71.11%、51.84%、19.38%;斑马鱼饲养实验初步证明Fe/Al-HANa对水体有一定的净化作用,生物安全性好。图38幅;表11个;参69篇。

关键词： Fe-Al双金属氢氧化物腐植酸钠水热法混合沉淀重金属吸附生物安全

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乡镇初中生数学阅读的现状研究

乡镇初中生数学阅读的现状研究

作者：樊凯丽山西师范大学

学位级别：硕士

阅读是人们获取知识的途径之一。在这个信息化的数字时代,数学已经影响到我们生活的方方面面,数学阅读显得尤为重要。初中阶段是培养学生数学阅读能力的绝佳时期,本文主要以问卷形式对WR县的几个乡镇初中学生的数学阅读现状进行了调查... 详细信息

阅读是人们获取知识的途径之一。在这个信息化的数字时代,数学已经影响到我们生活的方方面面,数学阅读显得尤为重要。初中阶段是培养学生数学阅读能力的绝佳时期,本文主要以问卷形式对WR县的几个乡镇初中学生的数学阅读现状进行了调查。问卷的设计从以下几个维度进行:学校对数学阅读的重视程度;家长对数学阅读的意识;教师对数学阅读的意识,数学阅读指导;学生对数学阅读的意识、兴趣、动机、态度、方法、能力、影响课外阅读的因素。本次调查共发放问卷980份,收回有效问卷946份。通过SPSS17.0对所收集的数据进行统计,得出以下结论:(1)学校对学生数学阅读能力的培养不够重视。(2)家长缺乏培养孩子数学阅读的意识。仅有40.5%的家长给学生买过数学资料,其中,52.6%属于试卷类,30.8%属于参考书类,16.7%属于数学课外书。(3)教师培养学生数学阅读能力的意识薄弱。只有20.1%的老师上课会留给学生较多的时间看课本。其中,仅有10.8%的老师经常会在学生阅读过程中进行指导。(4)学生对数学阅读没有正确的认识,缺乏兴趣,缺少方法,导致其数学阅读能力低下。在以上调查结论的基础上,又访谈了部分学生和教师,了解了在数学阅读过程中具体存在的问题,进而分别从家庭、学校、教师、学生四个方面提出相应的策略:(1)学校方面:开展数学课外活动,激发阅读兴趣;建立阅读评价体系,鼓励学生阅读。(2)家庭方面:回归家庭,多陪伴孩子;改变观念,树立正确的阅读观;树立榜样,营造阅读氛围;加强沟通,获取指导方法;及时评价,鼓励孩子阅读。(3)教师方面:创设情境,激发阅读兴趣;制定阅读提纲,明确阅读目的;教授阅读方法,养成阅读习惯;精选阅读材料,提高阅读效率;提供交流平台,共享阅读成果。(4)学生方面:正确认识数学阅读;培养数学阅读兴趣;掌握数学阅读方法;养成数学阅读习惯;撰写数学阅读心得。

关键词：乡镇初中数学阅读教师学生

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基于硫源介导的低碳脱氮技术研究进展

环境科学研究 2023年第12期36卷 2221-2234页

作者：陈川张雨张权樊凯丽哈尔滨工业大学环境学院城市水资源与水环境国家重点实验室黑龙江哈尔滨150090

在“双碳”目标背景下,以异养反硝化为技术核心的传统工艺尚不能满足低碳脱氮的需求.硫源介导的自养反硝化工艺(sulfur-driven autotrophic denitrification,SDAD)因其高效脱氮且同步减碳的优势而在生物脱氮领域受到广泛关注.在国内外... 详细信息

在“双碳”目标背景下,以异养反硝化为技术核心的传统工艺尚不能满足低碳脱氮的需求.硫源介导的自养反硝化工艺(sulfur-driven autotrophic denitrification,SDAD)因其高效脱氮且同步减碳的优势而在生物脱氮领域受到广泛关注.在国内外已有研究的基础上,本文系统梳理了SDAD及其衍生工艺的最新进展,重点关注工艺效能、功能微生物代谢机制、温室气体(N_(2)O)减排机制及其工程化应用进展.结果表明:(1)SDAD体系由自养硫氧化反硝化细菌(autotrophic sulfur-oxidizing nitrate-reducing bacteria,a-soNRB)、异养硫氧化反硝化细菌(heterotrophic sulfur-oxidizing nitrate-reducing bacteria,h-soNRB)和硫歧化细菌(sulfur disproportionating bacteria,SDB)三类微生物相互作用,共同完成脱氮.低硫化物浓度(S~(2-)浓度为6.25 mmol/L)下,a-soNRB是主要的功能菌.当硫化物浓度增加时,系统内a-soNRB与h-soNRB互作以确保高工艺效能.(2)在碳减排方面,不同运行工况主要通过影响N_(2)O还原酶(Nos)活性从而控制N_(2)O产量.总体而言,SDAD在实际应用中处理含硫废水等复合污染物方面发挥着重要作用,且相同工况下SDAD中N_(2)O的排放量仅为传统异养反硝化工艺的1/5,实现高效脱氮的同时具有显著的减碳效益,为传统生物脱氮工艺的改进提供了有效的解决方案.(3)在工程应用方面,SDAD与异养反硝化、厌氧氨氧化等工艺的耦合也进一步拓展了其应用领域,充分发挥了SDAD低碳脱氮优势的辐射效应.针对以SDAD为技术核心的污水脱氮工艺所面临的挑战,鼓励未来基于可行性和环境友好性研发适用于不同场景的多途径工艺组合(如厌氧氨氧化、短程反硝化、硫自养反硝化和与硝酸盐/亚硝酸盐依赖型厌氧甲烷氧化间的偶联),同时进一步优化基于模型的碳减排策略并预测新污染物的行为,以期为推进污水低碳脱氮领域的进一步发展提供理论依据.

关键词：低碳脱氮自养反硝化硫温室气体减排微生物代谢机制

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顺胃降逆方治疗复发反流性食管炎的疗效研究

世界科学技术-中医药现代化 2018年第11期20卷 2051-2057页

作者：樊凯丽李廷荃王雁彬孟洋山西中医药大学附属医院太原030000 山西中医药大学太原030024

目的:运用顺胃降逆方治疗肝脾胃不和,寒湿热错杂型复发反流性食管炎,评价其临床疗效及远期疗效。方法:采用随机对照原则,将100例复发RE患者分为治疗组和对照组。两组各50例,分别给予口服顺胃降逆方、泮托拉唑钠肠溶胶囊治疗,疗程均为8... 详细信息

目的:运用顺胃降逆方治疗肝脾胃不和,寒湿热错杂型复发反流性食管炎,评价其临床疗效及远期疗效。方法:采用随机对照原则,将100例复发RE患者分为治疗组和对照组。两组各50例,分别给予口服顺胃降逆方、泮托拉唑钠肠溶胶囊治疗,疗程均为8周。通过比较两组患者治疗前后的中医证候积分、食管24h-pH值参数变化以及胃镜下食管黏膜炎症改善情况,评价该方治疗肝脾胃不和,寒湿热错杂型复发反流性食管炎的临床疗效与安全性,并在治疗结束半年后统计患者的复发情况。结果:(1)治疗组中医证候痊愈4例,显效17例,有效22例,总有效率为86%;对照组中医证候痊愈2例,显效8例,有效14例,总有效率为48%。两组总有效率比较差异具有统计学意义(P 5 min次数方面相较对照组效果明显,且差异具有统计学意义(P 0.05)。(4)治疗组治疗后半年再次复发率为6.0%,而对照组复发率为28%,两组的差异具有统计学意义(P <0.05)。结论:顺胃降逆方治疗肝脾胃不和,寒湿热错杂型复发RE患者,疗效显著,能够减少反流发生次数,减轻食管黏膜炎症,降低再次复发率,且在使用期间无明显不良反应,值得推广运用。

关键词：顺胃降逆方反流性食管炎临床疗效

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李廷荃治疗功能性消化不良经验撷英

国际中医中药杂志 2024年第6期46卷 801-803页

作者：张园李廷荃樊凯丽山西中医药大学太原030024 山西中医药大学附属医院脾胃病科太原030024 山西中医药大学附属医院科教科太原030024

李廷荃教授提出,脾阳虚弱是功能性消化不良(FD)的基本病机,寒湿热阻是治疗难点,肝气郁滞是病情反复的重要因素。李教授治疗FD注重振脾阳、调营卫,平寒热、化湿邪,和肝脾、复升降,在诊疗中还注重与患者沟通交流,对其进行情志方面的开导,... 详细信息

李廷荃教授提出,脾阳虚弱是功能性消化不良(FD)的基本病机,寒湿热阻是治疗难点,肝气郁滞是病情反复的重要因素。李教授治疗FD注重振脾阳、调营卫,平寒热、化湿邪,和肝脾、复升降,在诊疗中还注重与患者沟通交流,对其进行情志方面的开导,常收获较好疗效。

关键词：消化不良中医药疗法李廷荃名医经验医案

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李廷荃教授诊治难治性胃食管反流病经验

山西中医学院学报 2017年第5期18卷 57-58,61页

作者：樊凯丽李廷荃王雁彬山西中医药大学山西太原030024 山西中医学院附属医院山西太原030024

胃食管反流病为胃肠动力障碍性疾病,系由胃内容物反流入食管从而引起烧心、反酸等症状。其中有约40%的患者对质子泵抑制剂治疗不敏感,称为难治性胃食管反流病。难治性胃食管反流病发生率逐年升高,采用西药及中药常规治疗效果均不佳。李... 详细信息

胃食管反流病为胃肠动力障碍性疾病,系由胃内容物反流入食管从而引起烧心、反酸等症状。其中有约40%的患者对质子泵抑制剂治疗不敏感,称为难治性胃食管反流病。难治性胃食管反流病发生率逐年升高,采用西药及中药常规治疗效果均不佳。李廷荃教授提出脾胃虚寒为发病之本,病机为肝脾胃不和,寒湿热错杂。治疗原则包括脾升胃降调病势,温运脾阳以培本,清化湿热以除邪。温运脾阳以治本,加之祛除湿热之邪,调节脾胃升降,使人体中焦之气畅则不得作酸。

关键词：难治性胃食管反流病脾升胃降温运脾阳清化湿热

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反流性食管炎的中医治疗研究进展

中医临床研究 2020年第2期12卷 146-148页

作者：樊凯丽李廷荃王雁彬山西中医药大学附属医院山西太原030000

反流性食管炎(Reflux Esophagitis,RE)是一种临床常见的难治性慢性疾病,并有着较高的复发率。近年来随着人们生活水平的提高,该病的发生率逐年上升。西医治疗本病,主要以抑酸为主,效果单一,且治疗后易复发。本文则从中医学出发,总结有... 详细信息

反流性食管炎(Reflux Esophagitis,RE)是一种临床常见的难治性慢性疾病,并有着较高的复发率。近年来随着人们生活水平的提高,该病的发生率逐年上升。西医治疗本病,主要以抑酸为主,效果单一,且治疗后易复发。本文则从中医学出发,总结有关反流性食管炎的辨证论治现状及有代表性医家们的独特治疗经验,为临床治疗本病提供新思路。

关键词：反流性食管炎中医治疗综述

温阳化饮方加减联合穴位按摩对不稳定型心绞痛患者心功能及活动能力的影响

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四川中医 2023年第8期41卷 113-115页

作者：王衍琪樊凯丽乔缘宋江河北北方学院附属第一医院河北张家口075000

目的:观察温阳化饮方加减联合穴位按摩对不稳定型心绞痛(UAP)患者心绞痛发作、心功能及活动能力的影响。方法:选择2020年7月~2021年7月本院收治的不稳定型心绞痛(UAP)患者146例,按照随机数字表法分为联合组(n=73)和常规组(n=73),常规组... 详细信息

目的:观察温阳化饮方加减联合穴位按摩对不稳定型心绞痛(UAP)患者心绞痛发作、心功能及活动能力的影响。方法:选择2020年7月~2021年7月本院收治的不稳定型心绞痛(UAP)患者146例,按照随机数字表法分为联合组(n=73)和常规组(n=73),常规组予以常规西医治疗,联合组在常规组治疗之上予以温阳化饮方加减联合穴位按摩治疗,治疗4周,比较两组临床疗效、治疗前后中医证候积分、心绞痛发作情况、心功能、心肌损伤标志物水平及6min步行距离,并记录不良反应发生情况。结果:联合组临床总有效率高于常规组(χ^(2)=5.352,P=0.021);联合组治疗后各项中医证候积分低于常规组(P0.05)。结论:温阳化饮方加减联合穴位按摩可有效缓解UAP患者心绞痛发作,改善其心功能,减轻心肌损伤,提高患者活动能力,具有较好的临床疗效,安全性良好。

关键词：不稳定型心绞痛温阳化饮方穴位按摩心绞痛心功能活动能力