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超灵敏检测核酸修饰的荧光生物传感器研究

超灵敏检测核酸修饰的荧光生物传感器研究

作者：蔡延博山东师范大学

学位级别：硕士

核酸修饰在基因表达调控中起着重要作用。其中,DNA修饰在发育、衰老和癌症等多种生物过程和疾病中扮演关键角色。这些修饰不干扰沃森-克里克配对,但会影响DNA-蛋白质在双螺旋主槽中的相互作用。RNA修饰更加多样,能够影响RNA的稳定性、... 详细信息

核酸修饰在基因表达调控中起着重要作用。其中,DNA修饰在发育、衰老和癌症等多种生物过程和疾病中扮演关键角色。这些修饰不干扰沃森-克里克配对,但会影响DNA-蛋白质在双螺旋主槽中的相互作用。RNA修饰更加多样,能够影响RNA的稳定性、成熟度和二级结构,进而调控胚胎发育、神经调节和肿瘤发生等多个生物学过程。鉴于核酸修饰对癌症等人类疾病的重要影响,它们已成为多种疾病的候选生物标志物。因此,精确识别和定量基因组或转录组上的特定修饰,对于揭示这些修饰的生物学功能至关重要。荧光生物传感器,凭借其高时间分辨率、高灵敏度、紧凑的体积和良好的生物相容性的优点,能够直接、即时地识别多种生物和化学化合物。荧光生物传感器因其出色的性能,已成为生物分析和临床医学领域中的核心检测工具。单分子荧光检测通过对生物分子进行适当的标记,能够在单个分子水平上进行物质定量,可以用于分析个体差异,实现更精准的诊断和治疗。稳态荧光光谱检测高度灵敏且用途广泛,被广泛用于基础研究。在本论文中,结合单分子荧光检测技术和稳态荧光检测技术,成功开发了两种荧光生物传感器,分别用于检测DNA中的5-羟甲基尿嘧啶（5?hydroxymethyluracil,5hm U）修饰和RNA中的肌苷（Inosine,I）修饰。本论文的主要内容包括:（1）5-羟甲基尿嘧啶,作为胸腺嘧啶的氧化衍生物,在多种生物基因组中扮演着重要的角色,既是表观遗传标志,也是潜在的肿瘤生物标志物。在本研究中,开发了一种基于生物正交反应介导的酶促延伸驱动的树突状纳米组装方法,用于乳腺组织中5-羟甲基尿嘧啶的全基因组分析。具体来说,该方法利用5-羟甲基尿苷DNA激酶（5-hydroxymethyluridine DNA kinase,5-HMUDK）将叠氮化物（azide,N）修饰的磷酸盐标记到双链DNA（double-stranded DNAs,ds DNAs）中的5hm U羟基上,通过点击化学进一步掺入生物素部分。随后,通过特定的链霉亲和素-生物素相互作用,将ds DNAs富集在磁珠（magnetic bead,MB）表面。经过磁分离后,富集的ds DNAs诱导超支化扩增,形成树突状DNA纳米结构,进而将大量的Cy5荧光分子固定在磁珠表面。最终,通过磁分离和核酸外切酶消化,释放的Cy5荧光团通过单分子检测系统进行定量。当靶标5hm U缺失时,由于尿嘧啶（Uracil,U）DNA无法被5-HMUDK磷酸化,后续的点击化学介导的生物素掺入无法进行。因此,既没有ds DNAs在磁珠表面的富集,也没有末端转移酶（terminal transferase,Td T）介导的超支化扩增。由于这一系列的连锁反应受阻,最终无法检测到Cy5信号。该方法具有高灵敏度、高选择性和超低背景等特点,能够准确测量基因组DNA中0.001%的5hm U水平,并适用于单细胞水平的分析。此外,还成功地应用该方法评估了健康人和乳腺癌患者之间的5hm U水平差异。（2）肌苷作为一种重要的惰性嘌呤核苷,对RNA的成熟、稳定性、选择性剪接具有调控作用,并影响RNA的翻译和定位。鉴于肌苷修饰失调与多种人类疾病之间的关联,提出了一种基于丙烯腈介导的DNA延伸阻滞机制,并结合引物生成介导的滚环扩增（primer generation-rolling circle amplification,PG-RCA）策略,实现了乳腺癌细胞和肺癌细胞中肌苷修饰的定量检测。首先,利用丙烯腈对RNA中的肌苷进行选择性标记,通过迈克尔加成反应生成N-氰乙基肌苷（N-cyanoethylinosine,ceI）。随后,加入特定的DNA探针与靶标RNA退火,形成DNA-RNA杂交双链。ceI上的N-氰乙基基团会阻碍Bst 3.0DNA聚合酶介导的逆转录反应,从而保护DNA探针不被延伸。通过磁分离技术,将DNA探针富集在磁珠表面。随后,将杂交链水解为单链,启动PG-RCA过程,获得大量扩增产物。这些扩增产物与插入的荧光染料SYBR Gold结合,产生增强的荧光信号,实现对肌苷修饰的定量检测。值得注意的是,当RNA没有肌苷修饰时,逆转录反应不会受阻,DNA探针能够以RNA为模板进行链的延伸。这种情况下,无法启动后续的PG-RCA过程,因此不会产生荧光信号。该方法利用丙烯腈特异性介导的氰乙基化来识别RNA链中的肌苷修饰,具有高灵敏度和高特异性,能够在单细胞水平检测肌苷表达,并有效区分乳腺癌组织与正常个体,为探究肌苷修饰与人类疾病之间的潜在联系提供了宝贵的分析工具。

关键词：核酸修饰检测荧光生物传感器单分子检测临床诊断

音乐特质、历史连结、文化语境——多元音乐文化思维下的记谱法使用与内涵

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中国音乐学 2024年第2期 50-61页

作者：刘小鼎蔡宗德云南大学艺术与设计学院音乐系台南艺术大学民族音乐学研究所

记谱法一直是民族音乐学重要的研究议题,然而过去国内外民族音乐学界在讨论记谱法时,大多以记谱法外在形式、记谱法分类、记谱法发展或记谱法与译谱关系为探讨主轴,对于记谱法内在结构系统的逻辑性、合理性较少做深入分析。对于一个国... 详细信息

记谱法一直是民族音乐学重要的研究议题,然而过去国内外民族音乐学界在讨论记谱法时,大多以记谱法外在形式、记谱法分类、记谱法发展或记谱法与译谱关系为探讨主轴,对于记谱法内在结构系统的逻辑性、合理性较少做深入分析。对于一个国家音乐发展而言,记谱法与音乐特质、历史连结以及文化语境的相关性研究,往往成为一个国家或民族的保存传承与文化认同的关键因素。为了深入分析记谱法在不同民族中存在的价值及其合理性与逻辑性,本文除了对西方记谱法发展做概括性的了解外,也会针对记谱法的类型以及近代印度尼西亚与中国记谱法发展为案例,深入探究多元音乐文化思维下记谱法的使用与内涵。

关键词：记谱法多元音乐文化文化语境中国传统音乐印度尼西亚加美兰音乐

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教育民族音乐学:民族音乐学的一种发展趋势与可能性

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音乐艺术（上海音乐学院学报） 2024年第3期 138-154页

作者：蔡宗德刘小鼎台南艺术大学民族音乐学研究所中国台南72045 云南大学艺术与设计学院音乐系昆明650031 泰国易三仓大学

民族音乐学界始终关注音乐教育,以致近年“教育民族音乐学”这个新的研究领域逐渐成型。“教育民族音乐学”旨在从文化的视角将音乐教育看成一种社会行为,借鉴民族音乐学理论和方法,梳理音乐教育的社会文化语境,帮助音乐教育者理解、诠... 详细信息

民族音乐学界始终关注音乐教育,以致近年“教育民族音乐学”这个新的研究领域逐渐成型。“教育民族音乐学”旨在从文化的视角将音乐教育看成一种社会行为,借鉴民族音乐学理论和方法,梳理音乐教育的社会文化语境,帮助音乐教育者理解、诠释音乐教育,并对其理论和方法进行批判与调整,让音乐教育适应音乐社会语境的变迁,以达到音乐教育的社会目标。“教育民族音乐学”研究的新领域涉及应用民族音乐学下的教育民族音乐学、教学意义上的教育民族音乐学等诸多层面,也涉及中国语境下的教育民族音乐学多种发展趋势与可能性。

关键词：教育民族音乐学应用民族音乐学多元文化音乐教育社会文化语境中国传统音乐

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从工业革命视角看金融强国建设

中国金融 2024年第6期 50-52页

作者：朱勇程垒田宗博中国建设银行研修中心(研究院) 中国建设银行博士后科研工作站

令人瞩目的中央金融工作会议是我国在全面建设社会主义现代化国家开局起步关键时期召开的一次十分重要的会议。会议首次提出建设金融强国的目标,强调坚定不移走中国特色金融发展之路,并从加强党中央对金融工作的集中统一领导、金融为经... 详细信息

令人瞩目的中央金融工作会议是我国在全面建设社会主义现代化国家开局起步关键时期召开的一次十分重要的会议。会议首次提出建设金融强国的目标,强调坚定不移走中国特色金融发展之路,并从加强党中央对金融工作的集中统一领导、金融为经济社会发展提供高质量服务和全面加强金融监管等方面提出具体要求,为新时代新征程推动金融高质量发展提供了根本遵循和行动指南。本刊特别开辟“学习贯彻中央金融工作会议精神”专栏,约请金融业人士深入探讨如何贯彻落实中央金融工作会议精神,做好科技金融等“五篇大文章”,为强国建设、民族复兴伟业提供坚实金融支撑。

关键词：高质量服务金融支撑金融监管金融强国工业革命强国建设金融业根本遵循

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非共沸工质分液板式冷凝器实验研究

化工进展 2024年

作者：蔡楷楠陈健勇陈颖罗向龙梁颖宗何嘉诚广东工业大学材料与能源学院

将“分液冷凝”应用于板式冷凝器中，并采用非共沸工质R134a/R245fa作为制冷剂，分别研究了工质流量、泡点温度以及工质组分（质量分数比）对分液板式冷凝器换热性能的影响，并与普通板式冷凝器进行对比，揭示非共沸工质在分液板式冷凝... 详细信息

将“分液冷凝”应用于板式冷凝器中，并采用非共沸工质R134a/R245fa作为制冷剂，分别研究了工质流量、泡点温度以及工质组分（质量分数比）对分液板式冷凝器换热性能的影响，并与普通板式冷凝器进行对比，揭示非共沸工质在分液板式冷凝器中的热力性能。研究结果表明：低沸点工质在非共沸工质中的占比越高，气液分离的效果越好，分液效率最高可达到99.74%；“气液分离”可有效调节非共沸工质的组分，经过“气液分离”后低沸点工质在非共沸工质中的占比会提高；与普通板式冷凝器相比，分液板式冷凝器传热系数提高了5.6%～46.9%，并且与工质流量成反比，与泡点温度成正比；压降降低了12.6%～44.3%，且受工质流量、泡点温度的影响较小，低沸点工质在非共沸工质中的占比越高，压降越小。

关键词：非共沸工质分液冷凝两相流传热压降

走近时光里的英雄,传承长征精神——《七律·长征》课文解读及教学设计

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福建教育 2024年第32期 9-12页

作者：蔡宗胜福州教育学院附属第一小学

文章强调从学情出发,锚定学生学习的重难点,通过创设情境、想象品读、链接拓展,充分整合教学资源,实现听、说、读、写的有机结合,引导学生走进历史,深刻理解并继承弘扬长征精神,提升语文核心素养。

关键词：长征精神跨学科学习教学设计

“双减”背景下小学语文大单元全景式作业设计研究——以统编版三年级下册第一单元为例

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教育界 2024年第4期 77-79页

作者：蔡宗胜福州教育学院附属第一小学

“双减”背景下,“减负”成为关键词。教师必须对语文作业进行优化设计,提高语文作业的质量,增强学生的作业效果,切实减轻学生的负担。单元作业具有系统性、结构性与关联性等特点,是学生巩固所学知识、掌握学科技能、涵养思维能力的重... 详细信息

“双减”背景下,“减负”成为关键词。教师必须对语文作业进行优化设计,提高语文作业的质量,增强学生的作业效果,切实减轻学生的负担。单元作业具有系统性、结构性与关联性等特点,是学生巩固所学知识、掌握学科技能、涵养思维能力的重要支撑。指向核心素养的语文学习应具有情境性、实践性、综合性。为此,教师设计大单元全景式作业势在必行。文章以统编版语文三年级下册第一单元为例,深入研究大单元全景式作业设计,以供教师参考。

关键词： “双减” 小学语文作业设计

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数学的巨大作用超乎想象

中学数学杂志 2024年第1期 5-8页

作者：蔡宗奎浙江省瑞安市第十中学 325200

数学是一门科学,是一种文化,也是一门艺术.随着经济社会的高速发展,高科技已成为国家实力的象征、成为提升国家话语权的助推器,而高科技的开发离不开数学,数学已渗透到现代经济社会发展的各个领域的方方面面,实例证明数学的巨大作用无... 详细信息

数学是一门科学,是一种文化,也是一门艺术.随着经济社会的高速发展,高科技已成为国家实力的象征、成为提升国家话语权的助推器,而高科技的开发离不开数学,数学已渗透到现代经济社会发展的各个领域的方方面面,实例证明数学的巨大作用无处不在且愈来愈凸显.简述数学的内涵及巨大作用,旨在期待激发青年学生学习数学的兴趣和热情,实现学好数学立志成才报效祖国的宏愿.

关键词：数学内涵作用数学学习

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“柏柱洋”红色文化的传承和发展

宁德师范学院学报（哲学社会科学版） 2024年第2期 37-42页

作者：蔡宗贵中共福安市委党校教务处

“柏柱洋”曾是闽东苏区的首府,是中国南方最后一个被称为“闽东延安”的红色革命根据地,红色文化资源丰富。如今,当地正加强柏柱洋基础设施建设,着力提升红色品牌知名度,但在红色文化的保护和发展上出现的一些问题也亟待解决。针对这... 详细信息

“柏柱洋”曾是闽东苏区的首府,是中国南方最后一个被称为“闽东延安”的红色革命根据地,红色文化资源丰富。如今,当地正加强柏柱洋基础设施建设,着力提升红色品牌知名度,但在红色文化的保护和发展上出现的一些问题也亟待解决。针对这些问题,通过加强保护意识,加大资金投入,完善管理机制,整合资源打造精品线路,用活红色文化展示方式,加强红色文化人才建设等措施促进柏柱洋红色文化高质量发展。

关键词：柏柱洋红色文化传承发展路径