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基于ARM嵌入式系统的便携式白细胞平衡仪的设计

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基于ARM嵌入式系统的便携式白细胞平衡仪的设计

作者：罗朝兵西北工业大学

学位级别：硕士

嵌入式系统是以应用为中心,硬件可裁剪,适于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统的硬件核心是嵌入式微处理器,它具有体系结构可扩展,功耗低和支持处理实时多任务等特点。ARM体系作为专为嵌... 详细信息

嵌入式系统是以应用为中心,硬件可裁剪,适于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统的硬件核心是嵌入式微处理器,它具有体系结构可扩展,功耗低和支持处理实时多任务等特点。ARM体系作为专为嵌入式系统设计的处理器内核,由于其高性能、低功耗、易扩展的特点,已经成为嵌入式系统领域应用最广泛的处理器之一;另一方面,受嵌入式系统软件实时性和多任务性的需求,使用嵌入式实时操作系统已是嵌入式系统发展的必然趋势。而嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ具有源代码开放,性能稳定,移植性好等优点,是目前分析和使用嵌入式实时操作系统的较好选择。本文提出并研究设计了一种基于ARM7处理器LPC2114的嵌入式应用系统——便携式白细胞平衡仪。它的基本原理是低频脉冲电疗法,就是利用控制系统产生和控制特定的低频脉冲作用于人体的不同穴位,其脉冲频率和电压幅度完全适合人体弛张节奏,从而达到治疗的目的。文章讲述了便携式白细胞平衡仪的软硬件设计、电源设计、抗干扰及软硬件调试这四个重要部分的设计步骤和方法。文章首先从总体角度讲述了嵌入式系统的含义、组成、特征,白细胞平衡仪器的原理,医疗电子仪器的发展趋势;其次介绍了ARM系列处理器的情况;然后详细介绍白细胞平衡仪硬件设计方法,分模块地介绍了系统各个功能硬件电路的具体实现,重点讲述了PWM斩波电路的设计方法;接下来介绍了白细胞平衡仪软件系统的设计,μC/OS-Ⅱ实时操作系统的移植方法、应用μC/OS-Ⅱ编写应用软件的流程、便携式白细胞平衡仪的软件结构与流程;之后介绍了作为系统的重要组成部分—电源系统的设计方法,利用UC3845设计单端反激式多路输出开关电源,以及其高频变压器的计算方法;最后介绍了系统设计中的抗干扰措施,以及PCB设计原则,软硬件调试方法。本文对广大嵌入式系统的初学者和开发人员都有很好的参考价值,可以帮助他们尽快掌握嵌入式系统的基本硬件设计和底层软件设计方法,并指出了在软硬件设计和调试过程中的注意事项。

关键词： ARM嵌入式系统白细胞平衡仪斩波电路实时操作系统林μC/OS-II 开关电源

青杄转录因子PwERF8及其启动子序列的克隆与分析

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林业科学 2018年第3期54卷 48-60页

作者：张鹤华刘嘉欣罗朝兵张凌云北京林业大学森林培育与保护教育部重点实验室北京100083

【目的】AP2/ERF是植物的转录因子家族之一,广泛参与生物胁迫和非生物胁迫过程。从青杄中克隆ERF类转录因子PwERF8及其启动子序列,研究PwERF8基因的表达特性、启动子序列功能,并进一步分析其对非生物胁迫的响应模式,为深入了解青杄的耐... 详细信息

【目的】AP2/ERF是植物的转录因子家族之一,广泛参与生物胁迫和非生物胁迫过程。从青杄中克隆ERF类转录因子PwERF8及其启动子序列,研究PwERF8基因的表达特性、启动子序列功能,并进一步分析其对非生物胁迫的响应模式,为深入了解青杄的耐逆调控机制提供理论基础。【方法】通过RACE-PCR技术获得青杄PwERF8编码区全长序列。通过染色体步移技术克隆PwERF8启动子序列。通过PlantCARE在线软件和BDGP在线软件预测启动子序列上的顺式作用元件、基础启动子和转录起始位点,构建pBI121-PwERF8 promoter∷GUS启动子表达载体,采用农杆菌注射法瞬时转化烟草叶片来验证启动子的功能。构建PGBKT7-PwERF8载体,转化AH109酵母菌株验证其转录激活活性。构建35S∷PwERF8-GFP融合表达载体,通过PEG介导瞬时转化拟南芥原生质体进行基因表达的亚细胞定位分析,应用RT-qPCR技术分析该基因的组织特异性和在非生物胁迫下的时空表达特征。【结果】PwERF8基因的编码区全长序列共1 191 bp,开放阅读框共765 bp,开放阅读框翻译成255个氨基酸。在肽链的N端具有1个保守的由58个氨基酸组成的AP2结构域,在C端含有1个EAR转录抑制基序(DLNLPP)。组织特异性表达分析表明,PwERF8在茎、根、针叶、花粉、种子中均有表达,但在花粉中,PwERF8的表达量最高,其次为种子,在茎中的表达量最少。酵母单杂交试验表明,PwERF8蛋白不具有转录激活活性。亚细胞定位分析发现PwERF8蛋白主要定位于细胞核。将启动子序列进行在线分析显示PwERF8含有GA、ABA、JA和SA等激素的顺式作用元件。进一步在烟草中瞬时过表达PwERF8启动子并用GUS染色显示,PwERF8启动子能响应GA、ABA、MeJA和SA等外源激素的处理。GA、ABA、MeJA和SA分别处理青杄幼苗3、6、12 h后,PwERF8的表达量均显著高于对照,干旱、4℃和42℃处理均能诱导PwERF8表达,但盐胁迫不能诱导其表达。【结论】青杄转录因子PwERF8参与了GA、ABA、JA和SA激素的信号通路,广泛响应干旱、温度逆境等非生物胁迫,且可能作为一个转录抑制子在细胞核中发挥功能。

关键词：青杄 ERF转录因子激素非生物逆境胁迫启动子基因表达

纤维素降解菌Raoultella ornithinolytica LL1的筛选及基因组测序

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生物技术通报 2021年第6期37卷 85-96页

作者：唐昊孙灿李沅秋罗朝兵乐山师范学院生命科学学院乐山614000

纤维素作为一种资源丰富的天然聚合物,可被微生物降解为可溶性糖,因此筛选高效纤维素降解菌备受关注。本研究利用CMC选择培养基筛选出一株纤维素降解菌Raoultella ornithinolytica LL1,采用三代Pacbio Sequl和二代Illumina Novaseq平台... 详细信息

纤维素作为一种资源丰富的天然聚合物,可被微生物降解为可溶性糖,因此筛选高效纤维素降解菌备受关注。本研究利用CMC选择培养基筛选出一株纤维素降解菌Raoultella ornithinolytica LL1,采用三代Pacbio Sequl和二代Illumina Novaseq平台进行基因组测序,并采用DNS法测定其纤维素酶活。*** LL1基因组大小为5584354 bp,包含5512个基因,其中NR、Swiss-Prot、Pfam、COG、GO、KEGG和CAZyme数据库中分别注释有5511、4419、4584、4745、3610、3336和128个基因,同时基因组注释有大量木质纤维素降解相关基因。*** LL1具有较高的纤维素酶活性,其中β-葡萄糖苷酶活性最高,其次是内切葡聚糖酶,外切葡聚糖酶活性最低。本研究通过基因组测序及酶活测定揭示了*** LL1降解纤维素的能力,为其降解纤维素及进一步纤维素转化奠定了基础。

关键词： Raoultella ornithinolytica LL1 纤维素降解基因组测序纤维素酶

基于广泛代谢组学分析慈竹笋营养成分及其提取物的抗氧化活性

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现代食品科技 2021年第6期37卷 304-311页

作者：唐昊李沅秋甘晓凤罗朝兵乐山师范学院生命科学学院四川乐山614000

本研究运用气相色谱-质谱联用(GC-MS)和液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)广泛代谢组手段全面分析慈竹笋的营养成分组成,并从清除自由基、相对还原力、总抗氧化能力、羟自由基清除能力和超氧自由基清除能力方面系统研究其抗氧化活性。结果表... 详细信息

本研究运用气相色谱-质谱联用(GC-MS)和液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)广泛代谢组手段全面分析慈竹笋的营养成分组成,并从清除自由基、相对还原力、总抗氧化能力、羟自由基清除能力和超氧自由基清除能力方面系统研究其抗氧化活性。结果表明,GC-MS代谢组共鉴定到75种代谢物,其中含量超过10%的主要为糖类物质,如葡萄糖(34.98%)、果糖(19.18%)和蔗糖(14.99%),且另有9种代谢物的相对含量大于1%。LC-MS/MS代谢组共检测出226种代谢物,相对含量最高的是有机酸,16种代谢物相对含量大于0.5%,其中相对含量大于1%的代谢物共有9种。抗氧化活性结果表明,慈竹笋提物含量与自由基清除能力、相对还原能力、总抗氧化能力成正相关,其中1 mg/mL提取物DPPH自由基清除率为82.70%,羟自由基清除率为89.70%,超氧自由基清除率为43.80%,相对还原力为27.90%,FRAP值为100.10μmol/L。基于慈竹笋富含糖类、有机酸、氨基酸等成分并表现出较高的抗氧化活性,因而在加工成功能性食品上具有很大的前景。

关键词：慈竹竹笋营养成分抗氧化气相色谱-质谱联用液相色谱-串联质谱

纤维素降解菌烟曲霉HZ1的基因组测序及生物信息学分析

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微生物学报 2021年第8期61卷 2382-2396页

作者：唐昊郑莉雷露王明珺李沅秋罗朝兵乐山师范学院生命科学学院四川乐山614000

【目的】烟曲霉Aspergillus fumigatus作为一类具有纤维素降解能力的真菌,对其基因组的研究,将有利于从***中挖掘和开发利用与纤维素降解相关的酶资源。【方法】利用CMC选择培养基和刚果红染色法从长足大竹象肠道中分离和筛选出纤维素... 详细信息

【目的】烟曲霉Aspergillus fumigatus作为一类具有纤维素降解能力的真菌,对其基因组的研究,将有利于从***中挖掘和开发利用与纤维素降解相关的酶资源。【方法】利用CMC选择培养基和刚果红染色法从长足大竹象肠道中分离和筛选出纤维素降解菌*** HZ1,同时采用Illumina PE150平台进行基因组测序,随后进行了相关的生物信息学分析,此外还利用了DNS法测定了其纤维素酶活。【结果】纤维素降解菌*** HZ1基因组大小为27.45 Mb,GC含量为49.43%;通过NR、KOG、GO、Swissprot、eggNOG、KEGG和Pfam数据库注释结果表明基因组包含9473个基因;同时碳水化合物活性酶(CAZyme)注释结果表明基因组含有534个CAZyme基因,并与其他4种***基因组CAZyme分布无显著差异;本研究还鉴定出多种与木质纤维素降解相关的纤维素酶基因、半纤维素酶基因和木质素酶基因;此外纤维素酶活结果表明,在CMC培养基中其酶活呈上升趋势且具有较高活性。【结论】本研究首次对*** HZ1基因组进行了测序和分析,探讨了其纤维素降解的遗传基础,并通过酶活验证了其纤维素降解潜力,为该菌的实际应用提供了理论基础。

关键词：烟曲霉HZ1 长足大竹象基因组测序生物信息学分析纤维素酶纤维素降解真菌

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慈竹ARF基因的鉴定及虫害胁迫下的表达

东北林业大学学报 2019年第2期47卷 56-63页

作者：李沅秋罗朝兵廖鸿罗芮杨瑶君西华大学成都610039 竹类病虫防控与资源开发四川省重点实验室(乐山师范学院)

植物生长素响应因子(ARF)参与调节了植物的向性运动、子叶发育、胚胎形成、叶片器官衰老、维管束形成等,在植物生长发育过程发挥重要调控作用。为研究慈竹ARF基因家族及虫害胁迫下的表达,通过查询慈竹竹笋转录组数据库,分离出24个ARF基... 详细信息

植物生长素响应因子(ARF)参与调节了植物的向性运动、子叶发育、胚胎形成、叶片器官衰老、维管束形成等,在植物生长发育过程发挥重要调控作用。为研究慈竹ARF基因家族及虫害胁迫下的表达,通过查询慈竹竹笋转录组数据库,分离出24个ARF基因家族成员。利用生物信息学方法分析,发现慈竹ARF家族序列保守,与毛竹亲缘性较近。通过对慈竹竹笋转录组中ARF基因表达模式分析发现,大部分ARF基因在竹笋中表达,少数ARF基因表达量在受到虫害胁迫后表达量发生显著变化。qRT-PCR结果表明,ARF基因在竹笋的几个部位在虫害胁迫后表达量均显著变化,推测其可能参与了竹笋对虫害胁迫响应,且在笋毛中表达量均升高,推测笋毛在抵御虫害胁迫中发挥了重要作用。

关键词：慈竹 ARF基因虫害胁迫基因表达

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青杄CYP1基因的克隆与表达

东北林业大学学报 2015年第10期43卷 14-20页

作者：罗朝兵鞠丹刘中帅张凌云省部共建森林培育与保护教育部重点实验室(北京林业大学) 北京100083

以青杄(Picea wilsonii)的c DNA文库为模板,根据青杄基因Pw CYP1的EST序列设计引物,通过RACE-PCR方法获取Pw CYP1的全长c DNA序列。生物信息学分析表明:Pw CYP1全长c DNA为962 bp,编码框为516 bp组成,编码一个171氨基酸的多肽,Protpara... 详细信息

以青杄(Picea wilsonii)的c DNA文库为模板,根据青杄基因Pw CYP1的EST序列设计引物,通过RACE-PCR方法获取Pw CYP1的全长c DNA序列。生物信息学分析表明:Pw CYP1全长c DNA为962 bp,编码框为516 bp组成,编码一个171氨基酸的多肽,Protparam工具预测蛋白的分子量约为17.98 k Da,理论等点为8.34。组织特异性试验表明,Pw CYP1在青杄花粉中的表达量最高,种子中最少。花粉萌发试验显示,Pw CYP1在青杄花粉萌发中表达量先下降,在后期表达量重新上调。在青杄种子萌发试验中,Pw CYP1表达量先下降,在第4天达到最低值后表达量被上调。同时,Pw CYP1受脱落酸(abscisic acid,ABA)、茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,Me JA)、赤霉素(Gibberellin,GA)、干旱和盐胁迫的诱导且表达量上调,这些结果显示Pw CYP1参与了发育及多种逆境胁迫和对激素的响应过程。

关键词：青杄亲环素蛋白 CYP1基因植物激素

青杄生长素抑制蛋白基因PwARP-1的克隆及表达分析

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生物技术通报 2014年第4期30卷 64-70页

作者：孙帆罗朝兵周燕妮张凌云北京林业大学林学院森林培育与保护教育部重点实验室北京100083

从青杄的cDNA文库中筛选出一个生长素抑制蛋白基因PwARP-1(Auxin-repressed protein 1),并通过RACE-PCR技术获得PwARP-1 cDNA全长。生物信息学分析显示,PwARP-1基因编码155个氨基酸残基的蛋白,分子量为17.1 kD,理论等电点为10.07,富含... 详细信息

从青杄的cDNA文库中筛选出一个生长素抑制蛋白基因PwARP-1(Auxin-repressed protein 1),并通过RACE-PCR技术获得PwARP-1 cDNA全长。生物信息学分析显示,PwARP-1基因编码155个氨基酸残基的蛋白,分子量为17.1 kD,理论等电点为10.07,富含无规则卷曲。以多年生青杄和青杄幼苗为研究材料,通过RT-qPCR技术检测PwARP-1的组织特异性表达、激素的响应模式及种子萌发过程中的表达量模式。结果表明,PwARP-1在青杄各个组织中均有表达,在花粉中表达量最高,在种子中的表达量最低。PwARP-1在种子萌发过程中表达量呈先上升,在第10天表达量达到最高后开始下降。进一步试验表明,PwARP-1能响应多种逆境胁迫和激素处理。在赤霉素(GA)和生长素(IAA)处理下PwARP-1的表达量被抑制。在干旱胁迫和油菜素内酯(BR)激素处理下PwARP-1的表达量逐渐升高,而在在盐胁迫、茉莉酸甲酯(MeJA)和脱落酸(ABA)等激素处理下PwARP-1的表达量先下降后上升。这些结果显示PwARP-1可能参与了植物种子萌发、多种逆境胁迫和激素响应过程。

关键词：青杄生长素抑制蛋白表达分析植物激素

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象甲科线粒体基因组特征及系统发育分析

环境昆虫学报 2019年第6期41卷 1297-1310页

作者：陈英罗朝兵李沅秋杨瑶君西华大学食品与生物工程学院成都610000 乐山师范学院竹类病虫防控与资源开发四川省重点实验室四川乐山614000

昆虫线粒体基因组广泛应用于系统发育关系的重新建立、分子进化、谱系地理学及物种诊断等领域。为揭示象甲科昆虫线粒体全基因组序列的主要结构特征,探究其系统发育相关信息,为进化遗传学研究和分子标记选取等提供参考依据,本研究利用... 详细信息

昆虫线粒体基因组广泛应用于系统发育关系的重新建立、分子进化、谱系地理学及物种诊断等领域。为揭示象甲科昆虫线粒体全基因组序列的主要结构特征,探究其系统发育相关信息,为进化遗传学研究和分子标记选取等提供参考依据,本研究利用比较基因组学和生物信息学方法,对NCBI上已公布的35种象甲科物种线粒体全基因组序列进行了分析。结果显示:(1)象甲科tRNA基因存在排序及数目异常情况,不同物种中蛋白质编码基因和2种rRNAs排列相同,线粒体全基因组具有明显AT偏向;(2)COX1、ATP6、ND5、ND4、ND4L和ND1基因除标准三联密码子外,还存在特殊的起始密码子AAT、TTG和GTG;(3)13种蛋白质编码基因的进化速率顺序为COX3>ATP8>ND2>ND5>ND1>ND4>ND6>ND4L>ND3>ATP6>Cytb>COX1>COX2;(4)13个蛋白编码基因和rRNAs基因中,ND5、rrnL、ND4和ND2基因变异位点数较高,可作为备选的分子标记;(5)各亚科的系统发育关系可能为(((小蠹亚科Scolytinae+长小蠹亚科Platypodinae)+(隐喙象亚科Cryptorhynchinae+魔喙象亚科Molytinae+象虫亚科Curculioninae)+((孢喙象亚科Cyclominae+粗喙象亚科Entiminae)+(隐颏象亚科Dryophthorinae+长小蠹亚科))),为象甲科的系统发育分析有提供参考。

关键词：象甲科线粒体基因组基因重排进化系统发育