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CRISPR-Cas12a-Empowered Electrochemical Biosensor for Rapid and Ultrasensitive Detection of SARS-CoV-2 Delta Variant

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Nano-Micro Letters 2022年第10期14卷 83-94页

作者： Chenshuo Wu Zhi Chen Chaozhou Li Yabin Hao Yuxuan Tang Yuxuan Yuan Luxiao Chai Taojian Fan Jiangtian Yu Xiaopeng Ma Omar AAl-Hartomy SWageh Abdullah GAl-Sehemi zhiguang luo Yaqing He Jingfeng Li Zhongjian Xie Han Zhang International Collaborative Laboratory of 2D Materials for Optoelectronics Science and Technology of Ministry of EducationInstitute of Microscale OptoelectronicsCollege of Physics and Optoelectronic EngineeringShenzhen UniversityShenzhen 518060People’s Republic of China Shenzhen International Institute for Biomedical Research Shenzhen 518116People’s Republic of China Department of Respiratory Shenzhen Children’s HospitalShenzhen 518038People’s Republic of China Institute of Pediatrics Shenzhen Children’s HospitalShenzhen 518038People’s Republic of China Shenzhen Han’s Tech Limited Company Shenzhen 518000People’s Republic of China Hospital of Guangzhou Medical University Qingyuan city People’s HospitalQingyuan 511518People’s Republic of China Department of Physics Faculty of ScienceKing Abdulaziz UniversityJeddah 21589Saudi Arabia Research Center for Advanced Materials Science(RCAMS) King Khalid UniversityP.O.Box 9004Abha 61413Saudi Arabia Department of Chemistry College of ScienceKing Khalid UniversityP.O.Box 9004Abha 61413Saudi Arabia Zhongmin(Shenzhen)Intelligent Ecology Co. LtdShenzhen 518055People’s Republic of China Shenzhen Center for Disease Control and Prevention Shenzhen 518055People’s Republic of China

Coronavirus disease 2019(COVID-19)is a highly contagious disease caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2(SARS-CoV-2).The gold standard method for the diagnosis of SARS-CoV-2 depends on quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction till now,which is time-consuming and requires expensive instrumentation,and the confirmation of variants relies on further sequencing techniques.Herein,we first proposed a robust technique-methodology of electrochemical CRISPR sensing with the advantages of rapid,highly sensitivity and specificity for the detection of SARS-CoV-2 variant.To enhance the sensing capability,gold electrodes are uniformly decorated with electro-deposited gold nanoparticles.Using DNA template identical to SARS-CoV-2 Delta spike gene sequence as model,our biosensor exhibits excellent analytical detection limit(50 fM)and high linearity(R2=0.987)over six orders of magnitude dynamic range from 100 fM to 10 nM without any nucleic-acid-amplification assays.The detection can be completed within 1 h with high stability and specificity which benefits from the CRISPR-Cas system.Furthermore,based on the wireless micro-electrochemical platform,the proposed biosensor reveals promising application ability in point-of-care testing.

关键词： SARS-COV-2 variant Methodology of electrochemical CRISPR sensing(MOECS) Gold nanoparticles(AuNPs) Point-of-care testing(POCT)

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非编码RNA N6-甲基腺苷修饰在糖尿病及其并发症中的作用

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中华糖尿病杂志 2024年第5期16卷 573-578页

作者：肖紫琳罗说明周智广中南大学湘雅二医院代谢内分泌科糖尿病免疫学教育部重点实验室国家代谢性疾病临床医学研究中心长沙410011

非编码RNA(ncRNA)作为糖尿病表观遗传学的一种常见形式,在糖尿病的发生发展中扮演着重要角色。N6-甲基腺苷(m6A)是腺嘌呤(A)第6位氮原子被甲基转移酶催化形成的一种RNA甲基化修饰。m6A是已知最丰富的ncRNA修饰方式,可调控靶标RNA代谢的... 详细信息

非编码RNA(ncRNA)作为糖尿病表观遗传学的一种常见形式,在糖尿病的发生发展中扮演着重要角色。N6-甲基腺苷(m6A)是腺嘌呤(A)第6位氮原子被甲基转移酶催化形成的一种RNA甲基化修饰。m6A是已知最丰富的ncRNA修饰方式,可调控靶标RNA代谢的大多数过程,包括RNA的成熟、剪接、翻译和RNA稳定性等,从而调节下游信号通路并改变细胞生理功能。现有研究表明,ncRNA m6A修饰中在糖尿病等多种疾病中发挥重要作用。该文总结了ncRNA m6A修饰在糖尿病及其并发症中的作用,并展望未来ncRNA m6A修饰在糖尿病发生发展中的研究方向,为科学研究提供参考。

关键词：糖尿病糖尿病并发症非编码RNA N6-甲基腺苷

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Wastewater surveillance and an automated robot:effectively tracking SARS-CoV-2 transmission in the post-epidemic era

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National Science Review 2023年第6期10卷 86-95页

作者： Guanyong Ou Yuxuan Tang Shiyu Niu Liwen Wu Shaxi Li Yang Yang Jun Wang Yun Peng Chuanfu Huang Wei Hu Qinghua Hu Yinghui Li Yang Ping Chao Lin Boping Yu Qi Han Yabin Hao zhiguang luo Wende Tian Han Zhang Yingxia Liu School of Civil and Environmental Engineering Harbin Institute of Technology (Shenzhen) 1Institute of Solid Wastes and Physical Environment Research Shenzhen Academy of Environmental Sciences Shenzhen Metasensing Technology Co. Ltd. 13. Zhongmin (Shenzhen) intelligent ecology Co. Ltd. Research Centre for Eco-Environmental Sciences Chinese Academy of Sciences National Clinical Research Center for Infectious Disease State Key Discipline of Infectious Disease The Third People's Hospital of Shenzhen Second Hospital Affiliated to Southern University of Science and Technology School of Medicine Southern University of Science and Technology International Collaborative Laboratory of 2D Materials for Optoelectronics Science and Technology of Ministry of Education Institute of Microscale Optoelectronics College of Physics and Optoelectronic Engineering Shenzhen University Shenzhen Longhua Drainage Co. Ltd. Shenzhen Center for Disease Control and Prevention Microbiology Laboratory Shenzhen Center for Disease Control and Prevention Power China Eco-Environmental Group Co. Ltd. Shenzhen Water Planning & Design Institute Co. Ltd. Shenzhen Academy of Environmental Sciences

Wastewater-based epidemiology(WBE) has exhibited great utility in the early and rapid identification of SARS-C oV-2.However,the efficacy of wastewater surveillance under China’ s previous strict epidemic prevention policy remains to be described.We collected the WBE data of wastewater treatment plants(WWTPs) in the Third People’s Hospital of Shenzhen and several communities to determine the significant effectiveness of routine wastewater surveillance in monitoring the local spread of SARS-C oV-2under tight containment of the epidemic.The results of 1 month of continuous wastewater surveillance showed that positive signals for SARS-C oV-2 RNA were detected in the wastewater samples,and a significant positive correlation was observed between the virus concentration and the number of daily cases.In addition,the community’ s domestic wastewater surveillance results were confirmed even 3 days before,or simultaneously with,the infected patient being confirmed as having the virus.Meanwhile,an automated sewage virus detection robot,ShenNong No.l robot,was developed,showing a high degree of agreement with experimental data,offering the possibility of large-scale multi-point surveillance.Overall,our results illustrated the clear indicative role of wastewater surveillance in combating COVID-19 and provided a practical basis for rapidly expanding the feasibility and value of routine wastewater surveillance for future emerging infectious diseases.

关键词： SARS-CoV-2 wastewater surveillance wastewater-based epidemiology WWTP automated robot

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A CRISPR/Cas12a-empowered surface plasmon resonance platform for rapid and specific diagnosis of the Omicron variant of SARS-CoV-2

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National Science Review 2022年第8期9卷 100-109页

作者： Zhi Chen Jingfeng Li Tianzhong Li Taojian Fan Changle Meng Chaozhou Li Jianlong Kang Luxiao Chai Yabin Hao Yuxuan Tang Omar A.Al-Hartomy Swelm Wageh Abdullah G.Al-Sehemi zhiguang luo Jiangtian Yu Yonghong Shao Defa Li Shuai Feng William J.Liu Yaqing He Xiaopeng Ma Zhongjian Xie Han Zhang Department of Physics Faculty of Science King Abdulaziz University Research Center for Advanced Materials Science (RCAMS) King Khalid University Department of Chemistry College of Science King Khalid University Zhongmin (Shenzhen) Intelligent Ecology Co.Ltd Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education and Guangdong Province College of Physics and Optoelectronic Engineering Shenzhen University Department of Laboratory Medicine Shenzhen Children’s Hospital Optoelectronics Research Center School of Science Minzu University of China NHC Key Laboratory of Biosafety National Institute for Viral Disease Control and Prevention Chinese Center for Disease Control and Prevention Research Unit of Adaptive Evolution and Control of Emerging Viruses Chinese Academy of Medical Sciences Institute of Pathogenic Organism Shenzhen Center for Disease Control and Prevention Shenzhen Engineering Laboratory of Phosphorene and Optoelectronics Respiratory Department Shenzhen Children’s Hospital Institute of Pediatrics Shenzhen Children’s Hospital International Collaborative Laboratory of 2D Materials for Optoelectronics Science and Technology of Ministry of Education 3. Shenzhen Institute of Translational Medicine 4. Department of Otolaryngology Shenzhen Second People’s Hospital 5. the First Affiliated Hospital 6. Institute of Microscale Optoelectronics Shenzhen University 7. Shenzhen International Institute for Biomedical Research 8. Shenzhen Han’s Tech Limited Company 9. Shenzhen Metasensing Tech Limited Company

The outbreak of the COVID-19 pandemic was partially due to the challenge of identifying asymptomatic and presymptomatic carriers of the virus, and thus highlights a strong motivation for diagnostics with high sensitivity that can be rapidly deployed. On the other hand, several concerning SARS-Co V-2 variants,including Omicron, are required to be identified as soon as the samples are identified as ‘positive’.Unfortunately, a traditional PCR test does not allow their specific identification. Herein, for the first time,we have developed MOPCS(Methodologies of Photonic CRISPR Sensing), which combines an optical sensing technology-surface plasmon resonance(SPR) with the ‘gene scissors’ clustered regularly interspaced short palindromic repeat(CRISPR) technique to achieve both high sensitivity and specificity when it comes to measurement of viral variants. MOPCS is a low-cost, CRISPR/Cas12a-systemempowered SPR gene-detecting platform that can analyze viral RNA, without the need for amplification,within 38 min from sample input to results output, and achieve a limit of detection of 15 fM. MOPCS achieves a highly sensitive analysis of SARS-Co V-2, and mutations appear in variants B.1.617.2(Delta),B.1.1.529(Omicron) and BA.1(a subtype of Omicron). This platform was also used to analyze some recently collected patient samples from a local outbreak in China, identified by the Centers for Disease Control and Prevention. This innovative CRISPR-empowered SPR platform will further contribute to the fast, sensitive and accurate detection of target nucleic acid sequences with single-base mutations.

关键词： surface plasmon resonance CRISPR SARS-CoV-2 Omicron variant

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自适应光学系统迭代控制算法超参数优化

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应用光学 2024年第1期45卷 126-133页

作者：罗宇湘杨慧珍何源烽张之光江苏海洋大学电子工程学院江苏连云港222005 金陵科技学院网络与通信工程学院江苏南京211169

无波前探测自适应光学系统中,选择合适的超参数是迭代控制算法达到最佳性能的关键。现有的迭代控制算法的超参数设置一般采用遍历法,这种方法虽然容易理解和实现,但计算量大、耗时较长,同时也可能因为找到一个局部最优值而错过全局最优... 详细信息

无波前探测自适应光学系统中,选择合适的超参数是迭代控制算法达到最佳性能的关键。现有的迭代控制算法的超参数设置一般采用遍历法,这种方法虽然容易理解和实现,但计算量大、耗时较长,同时也可能因为找到一个局部最优值而错过全局最优值。本文采用贝叶斯优化方法,选择适合自适应光学系统迭代控制算法的超参数。分别以常用的随机并行梯度下降算法(stochastic parallel gradient descent algorithm,SPGD)、Momentum-SPGD和CoolMomentum-SPGD控制算法为例,对比分析采用遍历法和贝叶斯优化方法选择超参数的控制算法的校正效果。结果表明,采用贝叶斯优化方法进行超参数选择优势明显。对于SPGD控制算法,取得相同收敛效果时,贝叶斯优化方法所需样本实例数量是遍历法的10%;对于Momentum-SPGD和CoolMomentum-SPGD控制算法,贝叶斯优化方法所需样本实例数量分别是遍历法的7%和9%。研究结果可为自适应光学系统迭代控制算法的实际应用提供超参数设置理论基础。

关键词：超参数优化贝叶斯优化自适应光学迭代控制算法

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湛江湖光岩玛珥湖沿岸植物正构烷烃分布特征及其H同位素组成

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地球化学 2024年第2期53卷 246-256页

作者：陈静怡罗涛詹兆文王遥平宋之光广东海洋大学化学与环境学院广东湛江524088 中国科学院广州地球化学研究所广东广州510640 南方海洋科学与工程广东省实验室(湛江) 广东湛江524013 广东海洋大学深圳研究院广东深圳518120

从湛江湖光岩玛珥湖沿岸随机采集主要的草本和木本植物,分析其叶蜡正构烷烃分布特征及单体H同位素(δ^(2)H)。结果表明,湖光岩玛珥湖沿岸植物叶蜡正构烷烃主要由长链烷烃(n-C29~n-C31)组成,具有明显的奇偶优势;平均碳链长度(ACL值)与碳... 详细信息

从湛江湖光岩玛珥湖沿岸随机采集主要的草本和木本植物,分析其叶蜡正构烷烃分布特征及单体H同位素(δ^(2)H)。结果表明,湖光岩玛珥湖沿岸植物叶蜡正构烷烃主要由长链烷烃(n-C29~n-C31)组成,具有明显的奇偶优势;平均碳链长度(ACL值)与碳优势指数(CPI值)呈负相关关系;不同种类植物之间的正构烷烃δ^(2)H值差异明显,木本植物正构烷烃的δ^(2)H值(-247‰~-107‰)比草本植物(-222‰~-94‰)低,可能与它们的内在特性和所利用的土壤水深度有关。通过对比不同生境下低、中、高纬度地区湖泊沿岸植物叶蜡正构烷烃δ^(2)H值发现,低纬度热带、亚热带地区的植物叶蜡正构烷烃具有更长的链长和更高的δ^(2)H值,但植物与降水之间的δ^(2)H分馏值随纬度变化相对恒定(约-120‰),说明湖泊生境沉积叶蜡正构烷烃单体δ^(2)H值是具有较大潜力的古水文代用指标。

关键词：玛珥湖陆生植物正构烷烃 H同位素

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Low friction of superslippery and superlubricity:A review

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Friction 2023年第7期11卷 1121-1137页

作者： Zijian ZHENG zhiguang GUO Weimin LIU Jianbin luo Ministry of Education Key Laboratory for the Green Preparation and Application of Functional Materials Hubei UniversityWuhan 430062China State Key Laboratory of Solid Lubrication Lanzhou Institute of Chemical PhysicsChinese Academy of SciencesLanzhou 730000China State Key Laboratory of Tribology Tsinghua UniversityBeijing 100084China

The issues regarding energy dissipation and component damage caused by the interface friction between a friction pair attract enormous attention to friction reduction.The key-enabling technique to realize friction reduction is the use of lubricants.The lubricants smooth the contact interfaces,achieving an ultralow friction contact,which is called superslippery or superlubricity.At present,superslippery and superlubricity are two isolated research topics.There is a lack of unified definition on superslippery and superlubricity from the viewpoint of tribology.Herein,this review aims at exploring the differences and relations between superslippery and superlubricity from their origin and application scenarios.Meanwhile,the challenges for developing superslippery surface and superlubricity surface are discussed.In addition,perspectives on the interactive development of these two surfaces are presented.We hope that our discussion can provide guidance for designing superslippery or superlubricity surfaces by using varies drag-reduction technologies.

关键词： low friction superslippery superlubricity tribology lubricants

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湖光岩玛珥湖沉积物雨水芳烃化合物组成研究

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环境科学与技术 2024年第S1期47卷 21-27页

作者：马雪梅周迅高苑罗涛王遥平宋之光广东海洋大学化学与环境学院广东湛江524000

该文利用气相色谱-质谱联用仪,对大气降水、湖光岩玛珥湖表层湖水和沉积物中16种优控多环芳烃(PAHs)化合物进行研究。结果表明:(1)大气降水和表层湖水中检出15种优控PAHs,总浓度分别为244.78 ng/L和117.31 ng/L;沉积物中检出16种优控PA... 详细信息

该文利用气相色谱-质谱联用仪,对大气降水、湖光岩玛珥湖表层湖水和沉积物中16种优控多环芳烃(PAHs)化合物进行研究。结果表明:(1)大气降水和表层湖水中检出15种优控PAHs,总浓度分别为244.78 ng/L和117.31 ng/L;沉积物中检出16种优控PAHs,总浓度为304.42 ng/g。大气降水、表层湖水、沉积物中2~3环PAHs占比呈顺序降低,4~6环PAHs占比呈顺序递增。(2)大气降水中Chr、BbF、BkF、BaP、IcdP致癌单体多环芳烃含量超过标准规定限值,BaA略低于标准规定限值;湖光岩玛珥湖表层湖水中的BaA、BbF、BkF、BaP等致癌性多环芳烃化合物含量低于标准规定的限值,Chr和IcdP含量略高于标准规定的限值。(3)湖光岩玛珥湖沉积物中Nap、Acy、Ace、Flu、Phe、Ant、Fla、Pyr、BaA、Chr、BaP、DahA化合物含量均远低于沉积物质量基准值ERL,无生态风险。而尚无规定安全值的BbF、BkF、InP和BghiP的生态风险需要进一步关注。总体上湖光岩玛珥湖表层湖水和沉积物PAHs生态风险低。

关键词：表层湖水沉积物大气降水多环芳烃化合物湖光岩玛珥湖

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联合疗法在炎症性肠病中的应用进展

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胃肠病学和肝病学杂志 2024年第2期33卷 214-217页

作者：彭雯罗超孙志广南京中医药大学第二附属医院脾胃科江苏南京210017 南京中医药大学

炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)是一种难治性肠道炎症性疾病,药代动力学的失效及药效学逃逸导致目前以单一靶向治疗为主的方案受到限制,而对于重症及肠外表现的治疗不尽如人意,加速了人们研究联合疗法的进度,既往比较成熟... 详细信息

炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)是一种难治性肠道炎症性疾病,药代动力学的失效及药效学逃逸导致目前以单一靶向治疗为主的方案受到限制,而对于重症及肠外表现的治疗不尽如人意,加速了人们研究联合疗法的进度,既往比较成熟的联合治疗案例进一步推动双靶向治疗方案的研究,该文就IBD联合疗法作一概述。

关键词：炎症性肠病联合疗法双靶向治疗

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3种最大摄氧量实验室直接测试方法结果比较、回归分析与应用

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中国运动医学杂志 2024年第1期43卷 29-38页

作者：林岭吴文腾罗嘉铭樊凯文王华叶李志广段小平宁波大学体育学院宁波315211 内蒙古自治区冬季运动项目管理中心呼和浩特010000 广东省体育科学研究所广州510663

目的:通过实验研究比较3种常用最大摄氧量(VO2max)实验室直接测试法测试结果间差异,探讨不同方法测试结果间线性回归关系,便于不同方法测试结果间的互相预测与实现可比性。方法:采用整群抽样、组内交互设计的准实验研究,对20名越野滑雪... 详细信息

目的:通过实验研究比较3种常用最大摄氧量(VO2max)实验室直接测试法测试结果间差异,探讨不同方法测试结果间线性回归关系,便于不同方法测试结果间的互相预测与实现可比性。方法:采用整群抽样、组内交互设计的准实验研究,对20名越野滑雪男运动员分别采用Bruce法(方法1)、功率自行车90秒递增负荷法(方法2)、跑台1分钟递增负荷法(方法3)3种方法进行最大摄氧量直接测试,每两种方法测试间歇期为1周。自变量为3种最大摄氧量测试方法,因变量为最大摄氧量。结果:(1)3种测试方法最大摄氧量的组间均值方差分析结果显示组间差异具有统计学意义(P方法3>方法2,差异均具有统计学意义(P<0.05);(2)3种方法测试结果个体差值的频数统计显示,测试方法1的最大摄氧量高于方法2约6 ml/min·kg,高于方法3约3 ml/min·kg;(3)同等跑台跑速下,方法3的平均血乳酸高于方法1,且方法3达有氧阈、无氧阈的跑速均低于方法1约一个速度单位(1 km/h);(4)方法1与方法2、方法1与方法3测试结果的线性回归分析显示,回归模型与回归系数均具有统计学意义(P<0.001),线性模型检验拟合度R2分别为9.25、9.05。结论:(1)Bruce法在评价运动员阶段最大摄氧量的最大值方面效果最好,其它两种方法与其存在线性回归关系,可用于不同测试方法结果间的互相预测;(2)不同项目、不同水平的运动员可分别采用适合其能力特点的方法进行最大摄氧量测试;(3)有氧阈、无氧阈对应的跑速、心率变化区间可作为把控有氧阈、无氧阈训练强度的有效、便捷方法。

关键词：最大摄氧量跑台测试法功率自行车测试法差值分布回归分析

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