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DNA合成错误纠正及相关检测新技术研究

DNA合成错误纠正及相关检测新技术研究

作者：沈皖珠安徽医科大学

学位级别：硕士

DNA从头合成技术是以化学合成寡核苷酸链为起始制备长片段DNA技术。凭借设计灵活、不受天然模板限制、可规模化生产等显著优势,DNA从头合成迅速发展成为合成生物学的底层支撑技术。目前基因片段的人工合成及组装中存在的一个重大问题是... 详细信息

DNA从头合成技术是以化学合成寡核苷酸链为起始制备长片段DNA技术。凭借设计灵活、不受天然模板限制、可规模化生产等显著优势,DNA从头合成迅速发展成为合成生物学的底层支撑技术。目前基因片段的人工合成及组装中存在的一个重大问题是DNA产物保真度较差,在寡核苷酸的化学合成、短片段组装及拼接过程中都会引入碱基错误,导致获得正确产物的筛选难度增大、测序成本增加,严重影响合成效率。基于错配切割法和错配结合法的DNA合成错误纠正技术可有效降低合成序列的错误率,减少重复克隆筛选工作量、时间和成本。但现有DNA合成错误纠正技术因试剂昂贵、单种纠错酶纠错效果不稳定、操作复杂等问题,并没有大规模应用于DNA合成中。在本研究中,我们提出了一种基于多种错配切割酶协同作用的组合酶纠错体系,利用多种酶之间不同的作用机制来开发纠错效果稳定、适合不同目标序列且成本较低的酶法纠错新技术。同时,对基于错配结合酶Mut S蛋白的物理分离纠错法进行了验证,利用Mut S蛋白固定化的FeO颗粒作为错配双链捕获工具,简化纠错后DNA溶液回收操作,使DNA合成错误纠正法可以向着自动化方向发展。最后,基于磁性纳米标签材料开发了新型的表面增强拉曼光谱(Surface enhanced Raman spectroscopy,SERS)免疫层析检测新技术,用于DNA错配序列及肿瘤标志物的高灵敏检测。论文的主要研究内容如下:(1)一种新型的组合酶纠错体系的开发及优化筛选十种常用错配切割酶,比较各酶纠错特性如正确克隆提高比例、错误率降低幅度,选择纠错效果最佳的错配切割酶组合。试验不同组合酶(种类、数量等)纠正1.2千碱基对(kb)和3.7kb序列效果。优化组合酶纠错反应条件,包括反应时间、反应温度、反应缓冲液、酶用量、纠错次数。对组合酶纠正2.1kb和2.5kb序列进行性能验证。经过筛选和优化,建立了组合酶错配切割纠错法,合成的DNA序列正确率比T7核酸内切酶I纠错后正确率提高1～2倍,二轮纠错效率与商业化纠错试剂Surveyor相当,对部分序列纠错效果甚至超过Surveyor。(2)基于Mut S蛋白固定化磁珠的纠错能力评价采用碳二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺(EDC/NHS)化学偶联法将三种Mut S蛋白分别修饰在羧基化磁珠上,试验磁珠@Mut S特异性结合固定错配双链和非特异性结合同源双链能力,并筛选出纠错活性最强的Taq Mut S蛋白。设计两种磁珠@Mut S纠错策略,一是试验磁珠@Mut S单独纠正1.2kb序列效果,二是试验核酸内切酶V与磁珠@Mut S联合纠正1.2kb序列效果。实验结果表明核酸内切酶V与磁珠@Mut S联合纠正1.2kb DNA序列可将错误率从2.35/kb降至1.64/kb。磁珠@Mut S与核酸内切酶V联合纠错法可有效降低序列错误率,为DNA人工合成中的错误纠正提供了新的研究方法与思路。(3)发明一种磁性SERS层析法用于DNA错配序列及肿瘤标志物的检测首先采用具有SERS活性及磁富集能力的金壳磁性纳米材料(FeO@Au)作为检测标签,在其表面修饰Taq Mut S蛋白用于溶液中DNA错配序列的捕获。通过在免疫层析试纸条上构建检测线(T线)的方式,捕获形成的FeO@Au-Mut S-DNA错配序列,并通过检测T线产生的SERS信号实现对错配序列的快速检测。此外,为了进一步提升磁性SERS层析的灵敏度,发明了一种树莓状的FeO@Au作为新型SERS标签,具有精密的表面缝隙和极强的SERS性能。最后利用基于树莓状FeO@Au标签构建用于肿瘤标志物联合检测的磁性SERS免疫层析体系,实现了三种常见肿瘤标志物的高灵敏定量检测。

关键词： DNA从头合成错配切割组合酶 MutS蛋白表面增强拉曼光谱纸层析

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新型冠状病毒突变及其检测技术研究进展

中华实验和临床病毒学杂志 2022年第3期36卷 354-360页

作者：姜博叶尔林·阿斯哈尔刘隽雯李欢沈皖珠王瑞丽郝荣章首都医科大学公共卫生学院北京100069 中国医科大学药学院沈阳110122 北京电子科技职业学院北京100176

新型冠状病毒(2019 novel coronavirus,2019-nCoV)突变频发,当前以omicron为代表的2019-nCoV变异株显著增强了病毒的传播力,大幅增加了疫情防控难度。为有效应对新型冠状病毒肺炎(Coronavirus Disease 2019,COVID-19)疫情,亟需研发针对2... 详细信息

新型冠状病毒(2019 novel coronavirus,2019-nCoV)突变频发,当前以omicron为代表的2019-nCoV变异株显著增强了病毒的传播力,大幅增加了疫情防控难度。为有效应对新型冠状病毒肺炎(Coronavirus Disease 2019,COVID-19)疫情,亟需研发针对2019-nCoV突变株的精准、灵敏或现场适用的多样化检测技术。本文介绍了2019-nCoV几种重要突变体的特性和危害,综述了主要的检测技术,着重描述不同方法在突变检测方面的应用,并分析讨论了各种检测技术的优缺点。除了核酸和免疫学等传统检测技术,本文还探讨了建立2019-nCoV突变株亲和力等表型相关检测方法的重要性,对于准确发现和分析2019-nCoV突变株的传染性、致病性等重要指标,提高疫情筛查效率和防控治疗针对性具有参考意义。

关键词：新型冠状病毒肺炎新型冠状病毒突变表型

初产妇围产期护理中采用一对一责任制助产护理干预对顺产率及妊娠结局的影响

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当代医药论丛 2024年第13期22卷 154-157页

作者：沈陨珠南京医科大学附属无锡人民医院产科江苏无锡214000

目的:探讨一对一责任制助产护理干预在初产妇围产期护理中的应用效果。方法:选择2022年1月至2023年12月在南京医科大学附属无锡人民医院分娩的146例初产妇,根据随机数表法实施分组,其中参照组73例行常规围产期护理,干预组73例在参照组... 详细信息

目的:探讨一对一责任制助产护理干预在初产妇围产期护理中的应用效果。方法:选择2022年1月至2023年12月在南京医科大学附属无锡人民医院分娩的146例初产妇,根据随机数表法实施分组,其中参照组73例行常规围产期护理,干预组73例在参照组基础上予以一对一责任制助产护理干预。观察并比较两组的顺产率、分娩疼痛控制效果、产程时间及妊娠结局。结果:干预组顺产率高于参照组(P<0.05)。干预组分娩疼痛控制效果优于参照组(P<0.05)。干预组第一产程、第二产程、第三产程及总产程时间均短于参照组(P<0.05)。干预组产后2 h出血量少于参照组,新生儿Apgar评分高于参照组,母婴不良事件总发生率低于参照组(P<0.05)。结论:一对一责任制助产护理干预能够提高初产妇的顺产率,缓解其分娩疼痛,并可加速产程,对于产妇及新生儿结局均有良好的改善效果,有助于减少母婴不良事件。

关键词：初产妇围产期助产护理干预顺产率妊娠结局

基于分数阶模型和FOMICKF-FOUKF算法的锂电池SOC估计

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电源学报 2024年

作者：宋杨皖豪李昕安徽理工大学电气与信息工程学院

针对离线参数辨识方法只能辨识单一固定的参数而导致SOC估计不够准确，以及传统卡尔曼滤波算法对不同温度适应性差的问题，本文提出了分数阶多新息容积卡尔曼滤波联合分数阶无迹卡尔曼滤波（Fractional Order Multi-Innovation Cubature... 详细信息

针对离线参数辨识方法只能辨识单一固定的参数而导致SOC估计不够准确，以及传统卡尔曼滤波算法对不同温度适应性差的问题，本文提出了分数阶多新息容积卡尔曼滤波联合分数阶无迹卡尔曼滤波（Fractional Order Multi-Innovation Cubature Kalman Filter-Fractional Order Unscented Kalman Filter， FOMICKF-FOUKF）算法估计锂电池SOC。算法采用多时间尺度方法，在宏观时间尺度下以FOUKF进行在线参数辨识，在微观时间尺度下用FOMICKF估计SOC。不同算法其收敛能力不同，本文对多种算法做了收敛性对比实验。此外，在不同温度下，电池内部活性不同，要准确估计电池SOC较为困难，为了验证所提算法对不同温度的适应能力，分别在0℃、25℃和45℃温度下估计SOC。结果表明，FOMICKF-FOUKF双卡尔曼在线联合算法估计SOC精度高，收敛性好，对不同温度具有较好的适应性。

关键词：荷电状态估计分数阶多新息容积卡尔曼滤波联合估计

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基于声誉的协同众包激励机制研究

华中科技大学学报(自然科学版) 2024年

作者：刘辉章闯李晓皖安徽工业大学计算机科学与技术学院

针对协同众包中的搭便车、不公平和不安全等问题，提出基于声誉的激励机制．该机制综合考虑成员的直接声誉和间接声誉评估其贡献，并利用区块链技术的透明性和不可篡改性存储声誉值，确保声誉数据的真实可靠．首先，采用高斯混合模型对... 详细信息

针对协同众包中的搭便车、不公平和不安全等问题，提出基于声誉的激励机制．该机制综合考虑成员的直接声誉和间接声誉评估其贡献，并利用区块链技术的透明性和不可篡改性存储声誉值，确保声誉数据的真实可靠．首先，采用高斯混合模型对成员任务完成的质量进行预测，并结合其历史声誉值来计算直接声誉值；然后，为了衡量每个成员在团队中的重要程度，采用聚集函数和PageRank算法．前者评估成员的局部影响力，后者衡量其全局影响力．基于成员在团队中的重要性区分度和执行任务的历史记录，分别计算成员在团队中的重要性及成员与其交互成员间的相似度对其间接声誉的影响权重，计算成员的间接声誉值．在此基础上，运用Shapley值实现收益分配的公平性，解决了成员搭便车问题．最后，基于实际数据集，将此激励机制与现有的报酬分配方法进行比较，验证其公平性和有效性．

关键词：协同众包激励机制区块链聚集函数高斯混合模型 Shapley值声誉

基于大数据变量最优组合的违约预测模型——以中国小企业为例

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系统工程理论与实践 2024年第3期44卷 912-931页

作者：沈隆周颖大连理工大学经济管理学院大连116024

以提升商业银行企业客户信用风险识别和管理水平为目的,本文提出了一种系统的违约预测方法.一是在高维大数据变量集的构建上,通过基尼指数最小,反推出指标区间划分的最优切分点,确保决策树群中的每一个路径能最大限度地区分客户违约与否... 详细信息

以提升商业银行企业客户信用风险识别和管理水平为目的,本文提出了一种系统的违约预测方法.一是在高维大数据变量集的构建上,通过基尼指数最小,反推出指标区间划分的最优切分点,确保决策树群中的每一个路径能最大限度地区分客户违约与否,并把每一个路径作为一个虚拟变量,即客户属于这个路径则变量数值取1,否则为0.二是在虚拟变量的降维上,通过Lasso回归的违约预测误差最小,反推一组最优的虚拟变量组合.三是以客户判对率之和最高反推逻辑回归模型的最优违约预测临界点,提高了违约企业预测的准确率.实证研究表明,1)决策树路径变量的违约鉴别能力要强于原始信用指标,信息含量更丰富.2)净利润现金含量,城市居民人均可支配收入和企业法律纠纷情况指标对中国小企业的违约预测具有重要影响,这3个指标的个数占比是3.704%,精度贡献占比却达到了41.639%.3)该方法在准确性和稳健性方面优于对比模型,可以揭示影响企业信用风险的关键因素和关键阈值,为商业银行授信审批和贷前审查工作提供依据.且该方法可以拓展到个人以及大、中型企业违约预测模型的构建.

关键词：违约预测大数据决策树路径变量 Lasso 违约预测临界点

数字化转型赋能企业价值提升的研究 ——以海康威视为例

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数字化转型赋能企业价值提升的研究 ——以海康威视为例

作者：杨皖婷集美大学

学位级别：硕士

近年来,随着数字经济的蓬勃发展和产业改革的持续深入,物联网、大数据等数字技术不仅改变了人们的生活,更为企业的技术升级和产业转型提供了助力。对于传统制造业而言,数字技术既是机遇又是挑战。作为中国制造业的重要组成之一,安防行... 详细信息

近年来,随着数字经济的蓬勃发展和产业改革的持续深入,物联网、大数据等数字技术不仅改变了人们的生活,更为企业的技术升级和产业转型提供了助力。对于传统制造业而言,数字技术既是机遇又是挑战。作为中国制造业的重要组成之一,安防行业对于保障国家安全、全力搭建数字化可视化社会治安防控体系、维护人民人身安全等方面都起到了举足轻重的作用。但随着安防产品对数字技术的不断探索和深入,加之消费群体对安防产品需求日益多样化长尾化,安防企业亟需把握数字化浪潮全面转型,由内而外为企业研发数字产品、拓展数字版图提供内生保障和动力。与此同时,数字化转型同样引发学术界的热议浪潮。诸多国内外学者对数字化转型动因、作用效果等进行了实证研究,但针对安防企业数字化转型具体路径和对企业价值的影响效果的相关案例研究较少。因此,对具体企业进行案例分析,剖析其具体转型路径和作用效果存在必要性,能够为我国安防企业数字化转型提供参考价值,也对其他传统制造企业应用数字技术完成变革具有参考意义。本文以海康威视为例,首先,以文献研究法、案例研究法和对比分析法为主要研究方法,研读梳理国内外有关数字化转型、企业价值等内容的相关文献确定研究思路,结合相关理论为行文提供理论依据。其次,着重进行案例分析,对海康威视数字化转型的内外部动因进行简要分析;随后基于技术研发优化、产品服务升级和组织架构变革对转型具体路径展开论述并总结现阶段数字化转型存在的不足之处;最后重点以数字化转型对企业价值的短期影响和长期影响的作用效果展开分析,通过事件研究法研究转型对海康威视企业价值的短期影响,通过托宾Q值法研究转型对企业整体长期价值的影响,并从营运能力、盈利能力、创新能力和组织管理能力四个方面研究数字化转型对企业长期价值影响的具体表现。最终研究发现,海康威视数字化转型对企业短期价值、长期价值一定程度上均存在积极影响,从财务、非财务绩效方面均能提升企业价值。通过对海康威视数字化转型对企业价值影响的研究,本文得到如下启示:一是海康威视应持续深入数字化转型,持续利用数字技术提升企业价值;二是海康威视应持续推进供应链数字化体系建设,提升企业营运能力;三是海康威视应持续拓展产品边界,加大对创新业务的投入建设;四是行业应积极推动数字转型落地,加速产业高质量发展。

关键词：海康威视数字化转型企业价值

五种内固定方式治疗SeinsheimerⅤ型股骨转子下骨折的生物力学特性比较

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中华骨科杂志 2024年第9期44卷 616-625页

作者：徐志李豫皖刘子铭杨民张家港市第五人民医院骨科张家港215600 浙江大学医学院附属第一医院骨科杭州310009 北京大学第三医院运动医学科北京100191 皖南医学院代矶山医院创伤骨科芜湖月241000

目的通过有限元分析比较股骨近端锁定钢板、头干髓内钉+钢板、头干髓内钉+钛缆、重建髓内钉+钢板、重建髓内钉+钛缆固定SeinsheimerⅤ型股骨转子下骨折的生物力学特性。方法采集1名健康成年志愿者左侧股骨CT数据,通过软件构建Seinsheime... 详细信息

目的通过有限元分析比较股骨近端锁定钢板、头干髓内钉+钢板、头干髓内钉+钛缆、重建髓内钉+钢板、重建髓内钉+钛缆固定SeinsheimerⅤ型股骨转子下骨折的生物力学特性。方法采集1名健康成年志愿者左侧股骨CT数据,通过软件构建SeinsheimerⅤ型股骨转子下骨折有限元模型及股骨近端锁定钢板、头干髓内钉、重建髓内钉、钢板和钛缆内固定器械模型,完成骨折和内固定装配后比较股骨近端锁定钢板、头干髓内钉+钢板、头干髓内钉+钛缆、重建髓内钉+钢板和重建髓内钉+钛缆模型在生理载荷下骨折块和内固定系统各部件最大位移、最大应力以及对内外侧壁骨折断端应力激发效果的差异。结果股骨近端锁定钢板、头干髓内钉+钢板、头干髓内钉+钛缆、重建髓内钉+钢板和重建髓内钉+钛缆的最大位移分别为7.9、5.7、4.3、4.3和4.9 mm,内固定系统最大位移分别为7.4、5.8、4.3、4.3和4.9 mm,内固定系统最大扭转角度分别为1.8°、1.5°、1.4°、1.3°、1.5°,最大应力分别为172.0、114.1、115.4、93.5和118.5 MPa,内固定最大应力分别为4530.0、993.6、1179.0、890.4和847.2 MPa。股骨近端锁定钢板在内侧壁远端和近端骨折接触面、外侧壁远端和近端骨折接触面的最大接触应力在五种固定方式中最大,分别为48.9、37.9、4.4、18.7 MPa;头干髓内钉+钛缆在上述4个接触面上的最大接触应力分别为16.1、18.1、6.9、11.7 MPa超过了头干髓内钉+钢板的0.0、0.0、5.5、7.5 MPa;重建髓内钉+钛缆在上述4个接触面上的最大接触应力分别为13.7、13.4、6.9、14.1 MPa超过了重建髓内钉+钢板的0.0、0.0、5.6、11.0 MPa。结论采用重建髓内钉+钛缆的固定方式治疗SeinsheimerⅤ型股骨转子下骨折在结构稳定性、耐久性和对骨皮质的应力激发作用方面具有更好的表现。

关键词：股骨骨折内固定器有限元分析生物力学现象

免疫抑制治疗的肾脏疾病患者并发肺孢子菌肺炎的临床特点及死亡风险因素分析

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中华预防医学杂志 2024年第5期58卷 673-678页

作者：沈存许戎首都医科大学附属北京中医医院肾病科北京100010 北京大学第一医院肾内科北京大学肾脏疾病研究所中国医学科学院免疫介导肾病诊治创新单元北京100034

探讨免疫抑制治疗的肾脏疾病患者并发耶氏肺孢子菌肺炎(PJP)的临床特点及死亡风险因素。采用回顾性病例系列研究。收集2006年1月1日至2021年8月31日在北京大学第一医院肾内科或呼吸科就诊的接受免疫抑制治疗的肾脏疾病合并PJP的52例患者... 详细信息

探讨免疫抑制治疗的肾脏疾病患者并发耶氏肺孢子菌肺炎(PJP)的临床特点及死亡风险因素。采用回顾性病例系列研究。收集2006年1月1日至2021年8月31日在北京大学第一医院肾内科或呼吸科就诊的接受免疫抑制治疗的肾脏疾病合并PJP的52例患者,根据患者临床结局,分为存活组(36例)和死亡组(16例),单因素分析比较两组病例临床特点的差异,进一步采用多因素logistic回归模型分析其死亡风险因素。结果显示,临床资料分析显示52例患者入院时中位血肌酐192.5(109.8,293.7)μmol/L,急性肾损伤发生率为63.5%(33/52例)。单因素分析示存活组和死亡组在年龄(t=1.197,P=0.030)、C反应蛋白水平(t=2.378,P=0.022)、PJP起病至确诊时间(χ^(2)=6.62,P=0.010)、PJP严重程度(χ^(2)=5.482,P=0.019)、并发脓毒症休克(χ^(2)=3.997,P=0.046)、机械通气(χ^(2)=11.755,P=0.001)和血液净化治疗(χ^(2)=4.748,P=0.029)方面均差异有统计学意义。两组在性别、PJP发病前激素治疗时间和使用剂量、甲基泼尼松龙冲击、免疫抑制剂的使用和住院抗PJP治疗前后血肌酐水平方面差异均无统计学意义(均P>0.05)。进一步多因素分析显示PJP起病至确诊时间>10 d(OR=40.945,95%CI:1.738~451.214;P=0.021)和重度PJP(OR=25.502,95%CI:1.426~74.806;P=0.028)为免疫抑制治疗的肾脏疾病合并PJP患者发生死亡的独立危险因素。综上,PJP起病至确诊时间和重度PJP是免疫抑制治疗的肾脏疾病合并PJP患者发生死亡的独立危险因素,临床应密切关注患者氧合情况,早期确诊以预防PJP加重并改善预后。

关键词：肺孢子菌肺炎肾脏疾病免疫抑制治疗临床特点死亡危险因素