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Recent advances in enzyme-free and enzyme-mediated single-nucleotide variation assay in vitro

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National Science Review 2024年第05期 365-384页

作者： Erhu Xiong Pengfei Liu ruijie deng Kaixiang Zhang Ronghua Yang Jinghong Li Key Laboratory of Chemical Biology &Traditional Chinese Medicine Research Ministry of EducationCollege of Chemistry and Chemical Engineering Hunan Normal University College of Biomass Science and Engineering Healthy Food Evaluation Research CenterSichuan University School of Pharmaceutical Sciences Key Laboratory of Targeting Therapy and Diagnosis for Critical Diseases Zhengzhou University Department of Chemistry Center for Bioanalytical Chemistry Key Laboratory of Bioorganic Phosphorus Chemistry& Chemical BiologyTsinghua University Beijing Institute of Life Science and Technology

Single-nucleotide variants(SNVs) are the most common type variation of sequence alterations at a specific location in the genome, thus involving significant clinical and biological information. The assay of SNVs has engaged great awareness, because many genome-wide association studies demonstrated that SNVs are highly associated with serious human diseases. Moreover, the investigation of SNV expression levels in single cells are capable of visualizing genetic information and revealing the complexity and heterogeneity of single-nucleotide mutation-related diseases. Thus, developing SNV assay approaches in vitro, particularly in single cells, is becoming increasingly in demand. In this review, we summarized recent progress in the enzyme-free and enzyme-mediated strategies enabling SNV assay transition from sensing interface to the test tube and single cells, which will potentially delve deeper into the knowledge of SNV functions and disease associations, as well as discovering new pathways to diagnose and treat diseases based on individual genetic profiles. The leap of SNV assay achievements will motivate observation and measurement genetic variations in single cells, even within living organisms, delve into the knowledge of SNV functions and disease associations, as well as open up entirely new avenues in the diagnosis and treatment of diseases based on individual genetic profiles.

关键词：

Pattern-based rapid and robust profiling of gut microbiota and its metabolism with a single fluorescent probe

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Science China Chemistry 2024年

作者： Hongli Tan Meizi Zeng Cong Fang Xiaohua Zhu Feng Liu Ying Long ruijie deng Peng Yin Meiling Liu Haitao Li Youyu Zhang Shouzhuo Yao Key Laboratory of Chemical Biology and Traditional Chinese Medicine Research (Ministry of Education) College of Chemistry and Chemical EngineeringInstitute of Interdisciplinary StudiesHunan Normal University Hunan Cancer Hospital/The Affiliated Cancer Hospital of Xiangya School of Medicine Central South University College of Biomass Science and Engineering Healthy Food Evaluation Research CenterSichuan University

The gut microbiota and the associated metabolism play a pivotal role in maintaining human health,yet their assessment is challenging due to their inherent diversity,variety,and ***,we developed a multichannel sensor array based on a single fluorescent probe,allowing for rapid and robust profiling gut microbiota and their key metabolites including cysteine(Cys),glutathione (GSH),and homocysteine (Hcy).The assay leverages the single fluorescent probe that is with multiple binding sites and the cross-reactive sensing principle to specifically recognize different biological *** analyzing the pattern of biological thiols,the assay is capable of rapidly identifying six gut-derived bacteria including probiotics,neutral,and pathogenic strains based on fluorescent fingerprints within 5 min,and also discriminating bacteria and their mixtures with different *** the assay that enables the simultaneous measurement of multiple gut-derived bacteria and their metabolites,the designed array achieved an accuracy of 0.99 when discriminating colorectal cancer (CRC) patient feces samples from healthy ***,the as-prepared sensor array can also be used to identify various stages of *** simplicity,rapidness,and cost-effectiveness of our approach render it a robust platform for the analysis of gut microbiota.

关键词：

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加热卷烟辊压法薄片丝吸湿性影响因素研究

轻工学报 2024年第5期39卷 109-117页

作者：刘广超邓莎高峄涵吴涛邓锐杰上海新型烟草制品研究院有限公司上海201315 四川大学轻工科学与工程学院四川成都610065

为研究加热卷烟烟芯材料的吸湿性,以辊压法薄片丝为研究对象,通过单因素试验考查外部环境相对湿度、甘油质量分数和烟粉粒径对其吸湿性的影响,并对比其与稠浆法和造纸法薄片丝吸湿性的差异;利用一级和二级吸附动力学模型分析薄片丝吸湿... 详细信息

为研究加热卷烟烟芯材料的吸湿性,以辊压法薄片丝为研究对象,通过单因素试验考查外部环境相对湿度、甘油质量分数和烟粉粒径对其吸湿性的影响,并对比其与稠浆法和造纸法薄片丝吸湿性的差异;利用一级和二级吸附动力学模型分析薄片丝吸湿动力学特性,同时利用6种常见吸附模型考查辊压法薄片丝的吸湿热力学特性。结果表明,环境相对湿度和甘油质量分数对辊压法薄片丝的吸湿性影响较大,环境相对湿度越大,甘油质量分数越高,吸湿性则越强;烟粉粒径对辊压法薄片丝吸湿性的影响不明显;辊压法薄片丝与稠浆法薄片丝的吸湿性基本接近,均强于造纸法薄片丝;辊压法薄片丝的吸湿时间曲线更符合二级吸附动力学模型,其等温吸湿曲线更符合Peleg模型。

关键词：加热卷烟辊压法薄片丝吸湿性影响因素动力学热力学

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烟芯材料吸湿特性评价技术研究进展

轻工学报 2024年第3期39卷 109-118页

作者：郑赛晶刘广超陈嘉彬高峄涵张轶辉邓锐杰上海新型烟草制品研究院有限公司上海201315 深圳新型烟草制品有限公司广东深圳457001 四川大学轻工科学与工程学院四川成都610065

针对烟芯材料在加工贮藏过程中极易受到环境湿度影响而产生吸湿或解湿的问题,对烟芯材料吸湿特性的评价技术进行梳理。指出:平衡含水率能够反映烟芯材料的持水能力,测试技术主要包括有损检测(烘箱法、气相色谱法、卡尔费休法、差量法)... 详细信息

针对烟芯材料在加工贮藏过程中极易受到环境湿度影响而产生吸湿或解湿的问题,对烟芯材料吸湿特性的评价技术进行梳理。指出:平衡含水率能够反映烟芯材料的持水能力,测试技术主要包括有损检测(烘箱法、气相色谱法、卡尔费休法、差量法)和无损检测(核磁法、微波法、红外法),前者具有较高的准确性,但耗时长;后者具有快速无损的优点,但易受样品形态、堆积状态等的影响。进一步地,水分赋存形态则可通过水分活度表征法和低场核磁共振法进行解析,水分活度反映了水分的可利用程度,而低场核磁共振法则能监测区分自由水和结合水,但会受其他含氢成分干扰。吸附热力学可通过等温吸湿曲线、吸附模型、吸附热进行探究,吸湿动力学可通过吸湿时间曲线及其相关模型进行探讨,但仅从热力学或动力学角度来评价吸湿特性可能存在评价维度的片面性、适用范围的局限性等问题。未来可将二者结合,以建立更为合理、适用性更广的烟芯材料吸湿特性评价技术,为烟草制品在加工贮藏过程中的吸湿特性研究提供参考。

关键词：吸湿特性烟芯材料动力学热力学评价技术

北半球中高纬度低频振荡对2012/2013年冬季中国东北极端低温事件的影响

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大气科学 2016年第4期40卷 817-830页

作者：苗青巩远发邓锐捷魏挪巍成都信息工程大学大气科学学院/高原大气与环境四川省重点实验室成都610225

利用NCEP／DOE的逐日再分析资料和国家气象信息中心的常规观测站温度资料，首先分析了2012／2013年冬季中国东北区域极端低温事件过程中区域平均温度的低频振荡变化特征，然后分析了北半球中高纬度对流低层和中层低频环流系统配置的变... 详细信息

利用NCEP／DOE的逐日再分析资料和国家气象信息中心的常规观测站温度资料，首先分析了2012／2013年冬季中国东北区域极端低温事件过程中区域平均温度的低频振荡变化特征，然后分析了北半球中高纬度对流低层和中层低频环流系统配置的变化及其与东北地区强冷空气活动过程的联系，最后进一步研究了中高纬度低频环流系统的传播特征及其对温度变化的影响。主要结果有：（1）2012／2013年冬季东北区域平均温度存在很强的30～60d的周期振荡特征，同时伴随较强的10-30d低频振荡，后者与实际降温过程对应关系更好：（2）对10-30d的低频振荡而言，在东北地区低频温度变化降低最大的位相7（位相3升高最大），500hPa上，我国东部地区正好处于贝加尔湖地区的低频高压（低压）环流和日本海的低频低压（高压）环流型之间的低频偏北（偏南）的较强引导气流中；同时在850hPa上，我国东部从东北到南海都是较强的偏北（偏南）低频风控制，这使得东亚冬季风环流系统加强（被抑制），东北区域则经历一次大幅度的低频温度降低（升高）过程，这些高低空低频环流系统的配置和演变导致了2012／2013年冬季一次次强（或较强）的冷空气沿偏东偏北的路径影响我国东北地区，并导致极端低温事件的出现；（3）沿着乌拉尔山-贝加尔湖-我国东北地区-西北太平洋传播的500hPa低频波列，是驱动2012／2013年冬季东亚冬季风低频振荡和我国东北地区极端低温事件的环流系统。

关键词：东北地区极端低温低频环流系统

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795nm两组份偏振纠缠光场的实验制备

光学学报 2017年第5期37卷 325-330页

作者：吴量刘艳红邓瑞婕闫智辉贾晓军山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室山西太原030006

理论分析并实验制备了795nm两组份偏振纠缠光场。当分析频率为1.8~6.5 MHz时,归一化的斯托克斯算符的量子关联噪声小于1,得到了两组份偏振纠缠态;当分析频率大于3 MHz时,关联噪声达到0.5左右。该非经典光源可应用于未来的量子存储,并且... 详细信息

理论分析并实验制备了795nm两组份偏振纠缠光场。当分析频率为1.8~6.5 MHz时,归一化的斯托克斯算符的量子关联噪声小于1,得到了两组份偏振纠缠态;当分析频率大于3 MHz时,关联噪声达到0.5左右。该非经典光源可应用于未来的量子存储,并且可能用于实现量子通道和量子节点之间、两个量子节点之间的纠缠以及量子态的传输。

关键词：量子光学两组份偏振纠缠光场光学参量放大器斯托克斯参量

热耦合电晕放电空气消毒装置的设计及特性分析

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高电压技术 2022年第2期48卷 798-807页

作者：兰贵天张勇窦超吴隆文邓锐杰程伟四川大学电气工程学院成都610065 四川大学轻工科学与工程学院成都610065 四川大学华西医院呼吸与重症医学科成都610041

由新冠病毒引起的新冠肺炎疫情仍在全球蔓延,阻断其气溶胶传播对控制疫情具有重要意义。传统等离子空气消毒装置具有动态和快速的优点,但消毒效果受到单一手段限制,维护过程存在二次感染风险。为此,根据新冠病毒的生理特性,改进传统等... 详细信息

由新冠病毒引起的新冠肺炎疫情仍在全球蔓延,阻断其气溶胶传播对控制疫情具有重要意义。传统等离子空气消毒装置具有动态和快速的优点,但消毒效果受到单一手段限制,维护过程存在二次感染风险。为此,根据新冠病毒的生理特性,改进传统等离子空气消毒技术,设计了基于热耦合电晕放电技术的空气消毒装置。采用阵列线–板电极结构实现电晕放电,采用极板内嵌发热丝实现集中加热。对放电参数进行测量,发现在高至5.6 W的放电功率下可以稳定运行,放电规律服从汤森关系。对热参数测量和仿真表明,集中加热相比空气整体加热,加热效率提高17倍,同时对环境温度影响极小。使用解淀粉芽孢杆菌和枯草杆菌噬菌体作为模型病菌对消毒性能进行验证,结果表明热耦合电晕放电能有效提高病菌杀灭效果,极板残留病毒去除率提升99.97%,从而降低二次感染风险。该研究为气溶胶传播的新冠病毒杀灭提供装置基础,为阻断其气溶胶传播途径提供技术参考。

关键词：新冠病毒空气消毒热耦合电晕放电等离子体

稀土铽离子介导的非标记适配体传感器评估食品中的重金属银污染

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现代食品科技 2023年第6期39卷 284-289页

作者：杨淏徐依琳孙思瀚高鸿邓锐杰四川大学轻工科学与工程学院四川成都610065 抚顺市食品检验检测中心辽宁抚顺113000

作为最具毒性的重金属之一,银在食品和环境中的污染对人体健康会造成严重危害。该研究基于稀土铽离子(Tb^(3+))能够结合单链DNA发出特征荧光的原理,利用Ag^(+)能与胞嘧啶(C)结合形成C-Ag^(+)-C结构以组成双链DNA的特性,构建了一种特异... 详细信息

作为最具毒性的重金属之一,银在食品和环境中的污染对人体健康会造成严重危害。该研究基于稀土铽离子(Tb^(3+))能够结合单链DNA发出特征荧光的原理,利用Ag^(+)能与胞嘧啶(C)结合形成C-Ag^(+)-C结构以组成双链DNA的特性,构建了一种特异性识别Ag^(+)的非标记核酸适配体荧光传感器。该传感器通过Tb^(3+)对单双链DNA结构变化灵敏的特征荧光响应,能够实现对Ag^(+)的高灵敏和快速的定量检测。该方法对Ag^(+)的检测限为391.50 nmol/L,满足国家对于饮用水中Ag^(+)限量检测的要求(0.05 mg/L,即463.50nmol/L)。该方法的回收率测定结果在93.02%~102.72%范围内,其相对标准差范围为1.27%~7.14%,证明了它的应用有效性;相较于其他的分子检测方法,该方法具有无需进行化学标记以降低成本,且操作简便,检测响应速度快等优点,为临场快速检测重金属银污染提供了一种可能的途径。

关键词：重金属银稀土铽离子核酸适配体食品安全

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地衣芽孢杆菌的双位点荧光原位杂交检测

现代食品科技 2022年第6期38卷 318-326页

作者：吴茗花朱小颖邓锐杰罗爱民王西王鼎四川大学轻工科学与工程学院四川成都610065 四川郎酒股份有限公司四川泸州646500 四川宜府春酒厂有限责任公司四川成都610065

为了研究芽孢杆菌荧光原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization,FISH)检测的影响因素,该实验以地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)为研究对象,分析了不同探针、菌体预处理方式、细胞通透化处理条件及杂交条件对FISH检测结... 详细信息

为了研究芽孢杆菌荧光原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization,FISH)检测的影响因素,该实验以地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)为研究对象,分析了不同探针、菌体预处理方式、细胞通透化处理条件及杂交条件对FISH检测结果的影响,并进一步对选出来的探针进行特异性检测。结果表明,在设计的探针中有两个可以特异性识别地衣芽孢杆菌,且使用双探针检测比单探针荧光效果更好,提高1.54倍灰度值;当反应条件为超声分散菌体时间120 s、溶菌酶处理40 min、杂交时间为6 h、甲酰胺浓度为30%时检测结果最佳,其灰度值为41.16、菌体检出率为96.35%;特异性检测表明该方法可以特异性识别地衣芽孢杆菌。该研究建立了一种操作简单的地衣芽孢杆菌的双位点荧光原位杂交检测方法,无需核酸提取及扩增,且具有较强特异性。

关键词：荧光原位杂交地衣芽孢杆菌双位点