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基于DNA折纸的动态可编程自组装及其应用研究

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基于DNA折纸的动态可编程自组装及其应用研究

作者：温锦达广州大学

学位级别：硕士

随着摩尔定律的逐渐失效和信息处理需求的不断增长,传统的硅基计算机面临着越来越大的挑战。在这种背景下,科学家开始转向探索DNA计算作为一种全新的计算范式。DNA计算作为一种基于生物分子的计算方法,具有信息容量大、高并发能力等诸... 详细信息

随着摩尔定律的逐渐失效和信息处理需求的不断增长,传统的硅基计算机面临着越来越大的挑战。在这种背景下,科学家开始转向探索DNA计算作为一种全新的计算范式。DNA计算作为一种基于生物分子的计算方法,具有信息容量大、高并发能力等诸多优势,可应用于分子计算,信息存储,生物医疗,纳米材料等前沿领域,因此被广泛认为是未来计算领域的一个重要发展方向。DNA计算将问题编码为DNA序列,通过特定的实验步骤使得DNA分子发生反应从而实现数据存储,逻辑计算等任务。而随着DNA自组装技术的不断进步,性质各异的DNA折纸单体被不断的构建出来,为DNA计算提供了一个解决问题的工具箱。单体折纸通过定义不同的连接规则,可以形成有序的大规模结构,组装规模的可控性,和组装过程的可编程性,高稳定使得DNA折纸及其自组装在生物计算领域具有巨大潜力。本文的主要思路是将DNA折纸作为计算的基本单元,并根据折纸的几何特性和自组装的技术制订了一套动态可编程自组装的组装规则,并创建了一个DNA计算模型。下文简述主要的实验内容:首先,本文通过软件设计了一个具有几何性质的包含12条编码位点的可编码DNA折纸结构,通过不同的实验手段:结构设计,仿真实验,生物实验,成功实现了一个包含12个编码位点的具有三角形几何性质的DNA折纸单元并对其进行了稳定性优化。其次,将上述设计好的DNA折纸作为计算的基本单元,并在此基础上开发了一套针对于此三角形折纸单元的动态组装规则,随后将编码后的DNA折纸单元分为AB两组进行连接与解离,展示并生成了可控的定向逻辑自组装阵列和不可控的非定向随机自组装阵列,并为了提高组装的产率和稳定性,探索了影响组装稳定性的因素。最后,基于上述生成的可控的定向逻辑组装阵列,以此三角形DNA折纸作为基本计算单元,设计并编码连接规则,构建了算法自组装模型。并通过此DNA计算模型实现了全加器电路,mi RNA检测,3-SAT问题的求解。这些实验表明了本文提出的基于DNA折纸的算法自组装模型在生物计算领域具有可挖掘的应用潜力。

关键词： DNA计算动态可编程自组装 DNA折纸 3-SAT问题求解全加器电路

基于Arduino的轨道车辆测障紧急刹车系统

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轻工科技 2019年第8期35卷 102-103页

作者：温锦龙李立明吴懿祺吴梓豪上海工程技术大学城市轨道交通学院

对城市轨道交通站台缝隙与屏蔽门、车门夹人的事故进行讨论和分析,针对列车门与站台、屏蔽门之间的间隙问题,提出声波测距传感器与Arduino单片机综合应用的轨道车辆测障紧急刹车系统。

关键词：城市轨道交通地铁车门传感器 Arduino

基于改进灰狼群优化算法的水下机器人海底电缆定位算法

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控制与决策 2024年

作者：黄文超温锦嵘徐哲壮福州大学电气工程与自动化学院

随着海上风力发电和光伏发电的快速发展,海洋输电工程的地位越来越重要,海底电缆的应用也越来越广泛.获得精确的海底电缆的位置不仅有利于日常巡检,而且提高了故障检测的效率,因此海底电缆的路由定位和故障检测将会是未来维护和维修的... 详细信息

随着海上风力发电和光伏发电的快速发展,海洋输电工程的地位越来越重要,海底电缆的应用也越来越广泛.获得精确的海底电缆的位置不仅有利于日常巡检,而且提高了故障检测的效率,因此海底电缆的路由定位和故障检测将会是未来维护和维修的重要环节.由于海底电缆的小直径和内部电流的变化性,导致了定位准确度的下降以及定位难度的上升.针对上述问题,本文首先基于海底环境和水下机器人,利用三芯铠装海底电缆的电缆结构推导了海底电缆外磁场的近似方程.水下机器人根据检测到的磁感应强度值进行姿态调整,在此基础上,提出了一种基于改进灰狼优化算法(Improved Grey Wolf Optimization,IGWO)的海底电缆定位算法,利用基于磁通密度模的适应度函数,设计了一种用于海底电缆探测的在线路径定位方法.最后,通过仿真实验,验证了IGWO算法实现海底电缆定位的精确性与有效性.

关键词：改进灰狼优化算法海底电缆电磁定位水下机器人电磁探测电磁场传播

折角波纹夹芯结构参数分析及冲击防护性能研究

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折角波纹夹芯结构参数分析及冲击防护性能研究

作者：温贤龙广州大学

学位级别：硕士

随着科技的不断发展和社会的快速进步,人们对建筑、航天航空和交通运输等领域的安全性要求越来越高。在此背景下,轻质夹芯结构因其高比强度、高比刚度以及优异的能量吸收性能而被广泛运用于实际防护工程领域。然而,传统轻质夹芯结构如... 详细信息

随着科技的不断发展和社会的快速进步,人们对建筑、航天航空和交通运输等领域的安全性要求越来越高。在此背景下,轻质夹芯结构因其高比强度、高比刚度以及优异的能量吸收性能而被广泛运用于实际防护工程领域。然而,传统轻质夹芯结构如蜂窝、泡沫和波纹等,在实际工程应用中仍面临着加工制造相对繁杂以及抗冲击性能还有待提升的挑战。针对这一现状,新型折角波纹结构因其出色的耐撞性能以及简便的制造方式吸引了许多学者的关注,认为其在新型轻质夹芯结构抗冲击性能中具有巨大的潜力。鉴于新型折角波纹结构出色力学性能及简便的加工优势,本文基于前人研究成果对其做进一步的研究。结构几何参数的改变能显著影响其外形特征,进而改变结构的受力变形模式以及力学性能,故本文首先探究了几何参数对折角波纹结构变形模式和耐撞性能的影响,通过准静态压缩试验对折角波纹单元的力学性能进行了初步分析,为有限元模型有效性的验证提供依据,并通过有限元模拟的方式研究单元侧壁长度、高度、上平台宽度以及长度这四种几何构型参数对折角波纹单元变形模式和耐撞性能的影响,获得了具有最优耐撞性能的折角波纹单元构型。研究发现由单元侧壁长度和高度共同决定的单元侧壁倾斜角度在50°至60°范围内单元具有出色的耐撞性能,通过合理地调整侧壁倾斜角度,其比吸能最高可提升127%,平均压溃力提升244%。而单元上平台宽度和长度对结构耐撞性能影响相对较小,其中随着单元高度的增加,单元长度对单元比吸能的影响逐渐减小。夹芯结构作为防护结构中一种重要形式,具有优异的抗冲击性能,将折角波纹单元引入夹芯结构中,能更充分发挥其抗冲击与吸能性能。为探求在不使用复杂加工工艺和不增加成本的前提下进一步提高折角波纹夹芯结构抗冲击性能的方法,本研究基于具备较优力学性能的折角波纹单元构型设计了单层和双层折角波纹夹芯结构,并采取有限元模拟方式研究单元数量、单元排布方式、层间排布方式及芯层方向对结构抗冲击性能的影响,通过结构变形模式、力学性能以及能量吸收特性等指标分析评估不同拓扑构型结构的抗冲击性能,并与传统波纹夹芯结构进行对比分析。研究结果表明:相比于传统波纹夹芯结构,折角波纹夹芯结构能有效减小其背板峰值和残余挠度,降低可达44%和72%。对于单层夹芯结构,局部冲击范围内的单元折角数量越多,其抗冲击性能越好。而对于双层夹芯结构,通过层间排布或芯层方向改变,可以调整层间支撑的个数和位置,使结构变形更加均匀,从而有效减少结构背板挠度,提高结构的抗冲击性能。

关键词：折角波纹结构夹芯结构拓扑构型冲击载荷动态响应

抗铜绿假单胞菌生物膜和毒力因子小分子化合物的筛选与作用机制研究

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抗铜绿假单胞菌生物膜和毒力因子小分子化合物的筛选与作用机制研...

作者：温福龙成都大学

学位级别：硕士

抗生素的滥用和过度使用,细菌耐药性已成为威胁全球公共卫生安全的重要隐患。铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,PA)是一种条件致病菌,常造成免疫低下患者的感染。由于PA较大的基因组和基因易突变的特性,其耐药性愈发严重,目前,耐碳... 详细信息

抗生素的滥用和过度使用,细菌耐药性已成为威胁全球公共卫生安全的重要隐患。铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,PA)是一种条件致病菌,常造成免疫低下患者的感染。由于PA较大的基因组和基因易突变的特性,其耐药性愈发严重,目前,耐碳青霉烯类的PA已被世界卫生组织列为一级危险病原菌。为应对PA不断增长的耐药风险,亟需新的抗生素或治疗策略。群体感应(Quorum Sensing,QS)是细菌间的信号交流系统,QS调控着PA众多毒力因子的产生并且与影响PA适应性耐药的生物膜的形成密切相关。相比于传统抗生素直接杀死细菌,通过靶向QS的抗毒力策略能够有效抑制PA产生毒力因子和形成生物膜,进而降低耐药性。本研究主要以模式菌株PAO1为研究对象,通过从来源于川产道地药材的单体化合物中筛选具有抗PA毒力因子与生物膜的化合物,课题主要研究内容如下:(1)通过虚拟筛选,确定了8个化合物能有效结合Las R;利用LB培养基和M9-腺苷培养基确定其中4个具有显著抑制QS的活性。通过表型实验筛选,确定木香烃内酯和补骨脂素具有同时抑制PAO1的胞外蛋白酶的产生、绿脓菌素的产生、运动能力和生物膜形成的作用。(2)通过转录组学分析、q PCR验证,确定木香烃内酯和补骨脂素能够调控QS相关基因的表达;通过分子对接预测,2个化合物都能结合QS的3个关键调控蛋白;通过突变菌株靶点验证并选取补骨脂素进行探究,实验确定补骨脂素能够靶向QS的3个调控蛋白。(3)化合物与抗生素联合用药中,木香烃内酯与多粘菌素B、左氧氟沙星具有协同抑菌效果;补骨脂素与多粘菌素B、左氧氟沙星、卡那霉素有着协同抑菌效果。(4)通过构建秀丽隐杆线虫快杀感染模型并对化合物进行体内活性评价,木香烃内酯和补骨脂素对感染线虫有着显著保护活性。本研究通过体外活性筛选、机制研究、联合用药、体内活性评价,得到木香烃内酯和补骨脂素能有效抑制PA产生毒力因子和形成生物膜、能靶向QS调控蛋白调控QS相关基因表达、能与临床常用抗生素表现协同抑菌效果、具有对感染线虫的保护活性。本研究同时也为抗毒力和抗生物膜化合物的筛选提供了方法学参考。

关键词：木香烃内酯补骨脂素铜绿假单胞菌群体感应生物膜作用机制

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指形龙隙蛛毒腺中抗凝活性多肽挖掘

中国生物工程杂志 2024年第2期44卷 76-84页

作者：黄彪温巧龙承波谷陟欣成都佩德生物医药有限公司成都610219

目的:有毒动物毒腺分泌大量结构多样和功能丰富的活性多肽,是多肽药物开发的天然宝库。目前仅有一小部分有毒动物活性多肽被研究,因此有必要建立一种更加高效的活性多肽挖掘方法。方法:以指形龙隙蛛为研究对象,通过对毒腺样本进行转录... 详细信息

目的:有毒动物毒腺分泌大量结构多样和功能丰富的活性多肽,是多肽药物开发的天然宝库。目前仅有一小部分有毒动物活性多肽被研究,因此有必要建立一种更加高效的活性多肽挖掘方法。方法:以指形龙隙蛛为研究对象,通过对毒腺样本进行转录组测序、数据分析与多肽挑选,多肽重组表达制备,体外活性筛选和动物模型体内活性评价等方法,进行抗凝活性多肽的开发。结果:筛选到一种凝血因子Xa抑制剂PDBPE-001,多肽分子量为9889.82 Da,由92个氨基酸残基组成,有4对二硫键。该多肽可通过重组表达的方式高效制备,对凝血因子Xa的抑制活性呈浓度依赖性,其半抑制浓度约为0.807μmol/L。在体内血栓模型中,30 mg/kg PDBPE-001能起到良好的抗血栓效果。结论:首次从指形龙隙蛛中获得了一个新型Factor Xa抑制剂,为新型抗凝血药物开发提供了一个全新的先导多肽分子。

关键词：有毒动物活性多肽凝血因子Xa 抗凝血药物

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高中地理主观题解题方法

中学政史地（高中文综） 2024年第3期 82-84页

作者：温锦广西贵港市高级中学

地理主观题是高中地理考试中的必考题型,能够综合考查学生的地理学科能力和地理学科核心素养。解答主观题,需要学生在深度理解题意的基础上,利用专业术语组织语言,规范答题,这就对学生地理知识的广度和深度提出了较高的要求。与高中地... 详细信息

地理主观题是高中地理考试中的必考题型,能够综合考查学生的地理学科能力和地理学科核心素养。解答主观题,需要学生在深度理解题意的基础上,利用专业术语组织语言,规范答题,这就对学生地理知识的广度和深度提出了较高的要求。与高中地理客观题相比,高中地理主观题考查方式灵活,许多学生都觉得高中地理主观题比较难。基于此,本文就地理主观题解题方法进行了探究。一、仔细审题,精准定位审题是解答高中地理主观题的基础。

关键词：高中地理地理主观题综合考查规范答题理解题意解题方法考查方式专业术语

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猫肠黏膜免疫的营养调控研究进展

中国饲料 2024年

作者：邹依锦杨鹰武振龙中国农业大学动物医学院中国农业大学动物科学技术学院

肠道是营养物质消化吸收的场所,食物中大分子有机物在各种酶的作用下被分解为小分子,并通过肠上皮细胞进入机体内环境,维持各组织、器官和系统的生理功能。肠道也是重要的免疫器官,机体70%左右的免疫细胞位于消化道。食物中的营养素能... 详细信息

肠道是营养物质消化吸收的场所,食物中大分子有机物在各种酶的作用下被分解为小分子,并通过肠上皮细胞进入机体内环境,维持各组织、器官和系统的生理功能。肠道也是重要的免疫器官,机体70%左右的免疫细胞位于消化道。食物中的营养素能直接或间接作用于消化道内的免疫细胞,调节机体的肠黏膜免疫功能。因此,通过优化或调整饮食结构,靶向调节消化道免疫功能,有望成为改善猫整体免疫和健康的重要途径。本文综述了蛋白质、小肽、氨基酸、脂肪等营养素对猫消化道黏膜免疫系统的影响及调节作用,为宠物食品的合理配制进而保障宠物健康提供科学依据。

关键词：宠物猫营养素消化道黏膜免疫功能蛋白质氨基酸脂肪

雷州半岛地区禽源致病性大肠杆菌和沙门氏菌分离鉴定及耐药分析

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黑龙江畜牧兽医 2024年第1期 59-64页

作者：温锦芳周慧姚秋成葛叶广东海洋大学滨海农业学院广东湛江524088

为了了解雷州半岛雷州市规模化家禽养殖场腹泻家禽的细菌感染情况,试验对采集的20余份病料(脾脏、肝脏、心包液)进行病原菌的分离培养、革兰氏染色和镜检、麦康凯和伊红美蓝培养基筛选,对筛选到的病原菌进一步进行生化试验和16S rRNA鉴... 详细信息

为了了解雷州半岛雷州市规模化家禽养殖场腹泻家禽的细菌感染情况,试验对采集的20余份病料(脾脏、肝脏、心包液)进行病原菌的分离培养、革兰氏染色和镜检、麦康凯和伊红美蓝培养基筛选,对筛选到的病原菌进一步进行生化试验和16S rRNA鉴定确定其种类,最后对病原菌进行药敏试验和动物回归试验。结果表明:从病料中分离出31株大肠杆菌和10株沙门氏菌。分离得到的大肠杆菌对多黏菌素B的敏感率仅为58.0%,对头孢噻肟的敏感率为100%,对其他14种药物的耐药率在67.7%~100%之间;沙门氏菌对环丙沙星、多黏菌素B和头孢噻肟的敏感率分别为50.0%、80.0%和100%,对其他13种药物的耐药率在50.0%~100%之间。大肠杆菌和沙门氏菌均对雏鸭具有致病性,病理解剖肝脏和脾脏肿大,表面分布白色坏死点和坏死灶,病原菌分离呈阳性。说明在雷州半岛雷州市规模化家禽养殖场可选择多黏菌素B和头孢噻肟防治致病性大肠杆菌和沙门氏菌的感染。

关键词：大肠杆菌沙门氏菌生化鉴定药敏试验家禽