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两种呼吸道合胞病毒PreF三聚体重组蛋白疫苗的制备和免疫原性评价

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中华微生物学和免疫学杂志 2024年第2期44卷 101-109页

作者：张恒肖红剑李海巍杨耀云段金梅李智华中国医学科学院医学生物学研究所病原体感染防控教育部重点实验室(北京协和医学院)昆明650031

目的通过基因序列设计及优化,构建质粒并表达纯化出4种呼吸道合胞病毒(RSV)PreF蛋白,对其免疫原性进行评价。方法分别用Human和CHO密码子优化Coronin-1A和T4三聚体蛋白基因序列,并添加到RSV F蛋白序列后,将上述质粒转染Expi293F细胞进... 详细信息

目的通过基因序列设计及优化,构建质粒并表达纯化出4种呼吸道合胞病毒(RSV)PreF蛋白,对其免疫原性进行评价。方法分别用Human和CHO密码子优化Coronin-1A和T4三聚体蛋白基因序列,并添加到RSV F蛋白序列后,将上述质粒转染Expi293F细胞进行蛋白质表达,收获上清经镍柱纯化后,制备出4种三聚体蛋白,并进行SDS-PAGE分析及Western blot鉴定。于0周和3周免疫动物,采血后进行结合抗体和中和抗体活性检测。结果SDS-PAGE分析及Western blot鉴定结果表明,制备及表达的4种蛋白质具有稳定的三聚体结构;抗原抗体亲和力试验表明,4种三聚体蛋白与RSV特异性单抗8897、D25、Motavizumab、AM14和Palivizumab的亲和力均很强;免疫血清的结合抗体效价和中和抗体效价结果表明,初次免疫后,两种T4三聚体蛋白诱导的抗体水平更高,再次免疫后,Human密码子优化的三聚体蛋白抗体增长幅度较高。结论两种不同的异源三聚体基序添加均可产生有效的三聚体PreF蛋白,并能在小鼠体内诱导出有效的结合抗体和中和抗体。

关键词：呼吸道合胞病毒 PreF三聚体蛋白抗体效价

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天然产物生物合成与微生物制造的挑战

中国生物工程杂志 2024年第1期44卷 72-87页

作者：李秋阳孙文涛秦磊吕波李春北京理工大学医药分子科学与制剂工程工信部重点实验室化学与化工学院生物化工研究所北京100081 清华大学化学工程系北京100084 中国医学科学院药物研究所天然药物活性物质与功能国家重点实验室北京100050 清华大学工业生物催化教育部重点实验室北京100084

天然产物是大自然赐予人类的资源宝库,与人类的生活质量和健康息息相关。利用传统方式获取天然产物存在含量低、提取工艺复杂耗时以及资源不可持续等问题,而化学合成步骤繁琐、成本高,这些都严重制约了天然产物的广泛应用。合成生物学... 详细信息

天然产物是大自然赐予人类的资源宝库,与人类的生活质量和健康息息相关。利用传统方式获取天然产物存在含量低、提取工艺复杂耗时以及资源不可持续等问题,而化学合成步骤繁琐、成本高,这些都严重制约了天然产物的广泛应用。合成生物学赋能的微生物细胞工厂通过变革天然产物的传统获取方式,实现高效、绿色及可持续的生物制造。分析天然产物传统获取方式面临的挑战,总结不同类型微生物细胞工厂的特点及天然产物合成案例。基于天然产物代谢通路的复杂性、底盘细胞的稳定性可能导致产物的结构和性质难以预测以及纯度和收率低等问题,从催化元件的局限、途径组装调控及底盘网络重塑的角度分析设计微生物细胞工厂的应对策略,并针对微生物制造产品的发展与应用提出政策建议。

关键词：天然产物生物制造微生物细胞工厂底盘细胞生物安全

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工程微藻的生物安全风险、管控及生物封存

生物工程学报 2024年

作者：王晋宋馨宇陈磊张卫文教育部合成生物学前沿科学中心教育部系统生物工程重点实验室天津大学生物安全战略研究中心天津大学化工学院合成微生物学实验室

微藻具备利用太阳能固定CO2并转化为有机物的能力，已成为有前途的绿色细胞工厂。随着生物技术快速发展，前沿生物技术在光合微藻中的研究与应用不断拓展，对微藻的工程改造日益全面和深入，比如通过合成生物学和基因组编辑技术对微藻... 详细信息

微藻具备利用太阳能固定CO2并转化为有机物的能力，已成为有前途的绿色细胞工厂。随着生物技术快速发展，前沿生物技术在光合微藻中的研究与应用不断拓展，对微藻的工程改造日益全面和深入，比如通过合成生物学和基因组编辑技术对微藻进行工程改造，使其有潜力应用于医学、农业、食品、能源、环境等领域。然而，与此同时，工程微藻在环境中存活和扩散的风险也随之增加，给生态环境和人类健康带来潜在安全风险。为避免其在环境中扩散对生态环境和人体健康造成生物安全风险，需要强化工程微藻生物安全风险管控政策，并针对其开发生物风险防控技术。为了这一目标，研究人员开发了生物封存系统(biocontainment)，包括利用有毒蛋白设计杀伤开关等主动策略和敲除必需基因制造营养缺陷型菌株等被动策略，对工程微藻进行空间上的封存。本文对近几年前沿生物技术在微藻生物工程领域的应用、工程微藻逃逸的生物安全风险及管理规范以及工程微藻中建立的多种新型生物封存技术的研究进展进行了总结和评述，最后对微藻生物封存领域的未来发展方向进行了展望。

关键词：工程微藻前沿生物技术生物安全风险管理生物封存

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基于U-Net的压缩光场显示图案生成方法

光学学报 2024年第10期44卷 366-384页

作者：高晨谭小地李海峰刘旭福建师范大学光电与信息工程学院福建福州350117 福建省光子技术重点实验室福建福州350117 医学光电科学与技术教育部重点实验室福建福州350117 福建省光电传感应用工程技术研究中心福建福州350117 福建师范大学信息光子学研究中心福建福州350117 浙江大学光电科学与工程学院浙江杭州310027

压缩光场显示具有结构简单紧凑、显示空间分辨率高的优点,但求解压缩光场显示图案的迭代算法存在计算量大的问题。随着人工智能技术的发展,基于深度学习的图像生成算法也被应用到三维显示中。提出一种将计算机视觉中执行图像分割任务的U... 详细信息

压缩光场显示具有结构简单紧凑、显示空间分辨率高的优点,但求解压缩光场显示图案的迭代算法存在计算量大的问题。随着人工智能技术的发展,基于深度学习的图像生成算法也被应用到三维显示中。提出一种将计算机视觉中执行图像分割任务的U-Net作为优化压缩光场显示图案的网络模型。根据给定的观看角度生成几组经过数据增强的目标光场数据集作为U-Net的训练集;在U-Net收敛后,将训练完成的U-Net用于生成重建测试目标光场的显示图案。训练和测试结果表明,相比基于堆叠CNN和迭代算法的方法,所提出的基于U-Net的压缩光场显示图案生成方法具有重建质量更高、计算资源少的优势。

关键词：物理光学成像系统压缩光场显示光场渲染深度学习

基于真实世界数据的肺癌根治术中不同可吸收止血纱使用方式评价

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中国循证医学杂志 2024年第5期24卷 550-556页

作者：潘燕君孙静潘瑾吴韬胡坚冯靖祎浙江大学医学院附属第一医院医学工程与物资部杭州310003 浙江省医疗器械临床评价技术研究重点实验室杭州310003 浙江大学医学院附属第一医院普胸外科杭州310003

目的评估不同的可吸收止血纱使用方式在腔镜下肺癌根治术中的有效性、安全性和经济性。为可吸收止血材料的遴选、临床选择和合理使用提供参考。方法回顾性搜集2019年7月至2020年1月和2020年7月至2020年12月在某三甲医院行腔镜下肺癌... 详细信息

目的评估不同的可吸收止血纱使用方式在腔镜下肺癌根治术中的有效性、安全性和经济性。为可吸收止血材料的遴选、临床选择和合理使用提供参考。方法回顾性搜集2019年7月至2020年1月和2020年7月至2020年12月在某三甲医院行腔镜下肺癌根治术的住院患者资料,根据可吸收止血纱使用方式的不同将患者分为两组:联合使用组(再生氧化纤维素止血纱和胶原蛋白海绵)和单种使用组(再生氧化纤维素止血纱),比较两组的有效性、安全性、经济性结局指标。结果主分析共纳入患者904例,其中联合使用组466例,单种使用组438例。相较于联合使用组,单种使用组的住院时间更长,但患者止血药使用率下降,止血材料费用均数降低,总住院费用中位数降低,差异均具有统计学意义(P<0.05);未发现两组在术中出血量、大量血液损失率、围术期输血率、二次手术率、术后48 h引流量、鲜血性引流液率、术后检验指标方面差异有统计学意义。结论在腔镜下肺癌根治术中仅使用可吸收止血纱与联合使用在有效性和安全性方面无较大差异,但单独使用降低了止血材料费用和住院总费用。在保证治疗效果的前提下,在腔镜下肺癌根治术中只使用可吸收止血纱可能是更具经济性的选择。

关键词：真实世界研究倾向性得分可吸收止血纱腔镜下肺癌根治术安全性有效性

生物质和塑料加氢脱氧制备燃料和化学品的双金属催化剂研究进展

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第7期62卷 1-31页

作者：刘露杰刘奔中川善直刘斯宝王亮藪下瑞帆冨重圭一浙江大学化学工程与生物工程学院生物质化工教育部重点实验室浙江杭州310027 日本东北大学(Tohoku University)工学部应用化学系仙台日本福建师范大学环境与资源学院聚合物资源绿色循环利用教育部工程研究中心福建省污染控制与资源循环利用重点实验室福建福州350007 日本东北大学(Tohoku University)材料科学高等研究所仙台日本复旦大学化学系上海200433

在全球致力于实现碳中和的大背景下,生物质和废弃塑料的高值化利用已成为科研领域的研究热点.加氢脱氧反应(HDO),作为实现这一目标的重要途径之一,通过精准解离C-O/C-C键,为生产燃料和化学品提供了有效方法.在HDO过程中,C-O键的氢解及... 详细信息

在全球致力于实现碳中和的大背景下,生物质和废弃塑料的高值化利用已成为科研领域的研究热点.加氢脱氧反应(HDO),作为实现这一目标的重要途径之一,通过精准解离C-O/C-C键,为生产燃料和化学品提供了有效方法.在HDO过程中,C-O键的氢解及不饱和键的氢化是主要步骤,而C-C键的氢解则是需要避免的副反应.与简单的氢化反应相比,HDO过程需要具有双功能特性的催化剂,特别是当目标产物为含氧化合物时,催化剂的区域选择性至关重要.近年来,双金属催化剂在生物质及其衍生物以及含氧塑料废弃物和聚合物的HDO过程中的应用受到广泛关注.通过深入理解金属纳米颗粒与金属氧化物之间的协同作用和强相互作用,双金属催化剂的理性设计取得了显著进展.特别是,部分金属氧化物(如ReO_(x),WO_(x),MoO_(x),FeO_(x))与贵金属(如Ir,Pt,Ru)之间存在的强相互作用,不仅促进了C-O键的断裂,还有效保留了C-C键,为催化剂的高活性和高选择性奠定了基础.通过调整催化剂组成、使用小比表面积的载体等方法,可以进一步优化催化剂性能.本综述聚焦于金属氧化物改性的贵金属催化剂在HDO反应中的最新研究进展,特别是总结了Ir、Pt和Ru基催化剂在HDO反应中的应用.由于这类催化剂的结构和性能能够精确控制,并且每种催化剂都具备独特的选择性,因此被广泛应用于生物质衍生物和塑料废弃物的HDO过程中.本文总结了双金属催化剂的结构特点、HDO反应机制、催化剂结构与催化性能之间的关联,以及这些催化剂在高附加值化学品生产中的实际应用.我们以甘油和1,2-丙二醇的氢解为模型反应,深入探讨了基于Ir、Pt和Ru的双金属催化剂的催化性能、结构特点和催化机理.这些催化剂在温和条件下实现了高效的氢脱氧反应,有效抑制了C-C键的断裂,并优化了化学选择性和区域选择性.双金属催化剂在生物质精炼和塑料/聚合物转化方面展现出广泛的适用性.本文还介绍了其在木质纤维素衍生原料、羰基化合物以及聚碳酸酯等塑料中的应用.然而,双金属催化剂的稳定性在实际应用中仍面临挑战,如金属烧结、浸出、积碳及金属-金属氧化物界面的重构等问题.因此,未来的研究重点是开发高效的再生方法和高度稳定的催化剂.综上所述,金属氧化物改性的贵金属催化剂在HDO反应中展现出巨大潜力.通过深入研究和优化,有望为生物质和塑料的高值化利用提供有效解决方案.本文旨在为双金属催化剂的理性设计和优化提供参考,以期推动生物质和塑料的高值化利用技术的进一步发展和应用.

关键词：加氢脱氧氢解双金属催化剂生物质衍生物塑料废弃物

数字化技术构建SD大鼠颞下颌关节骨关节炎动物模型

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中国组织工程研究 2024年第35期28卷 5642-5648页

作者：刘鹏慧吴凡王泽杰吴高义周立波佳木斯大学附属口腔医院佳木斯大学口腔医学工程实验中心黑龙江省口腔生物医学材料与临床应用重点实验室黑龙江省佳木斯市154000

背景:颞下颌关节骨关节炎是一种发病率很高的口腔常见病,而颞下颌关节骨关节炎早期隐匿不易被发现,临床上病理标本获取难度较高,难以开展相关研究。将数字化3D打印技术应用到颞下颌关节骨关节炎动物模型上来增加动物模型的一致性,从而... 详细信息

背景:颞下颌关节骨关节炎是一种发病率很高的口腔常见病,而颞下颌关节骨关节炎早期隐匿不易被发现,临床上病理标本获取难度较高,难以开展相关研究。将数字化3D打印技术应用到颞下颌关节骨关节炎动物模型上来增加动物模型的一致性,从而促进颞下颌关节骨关节炎疾病的研究。目的:利用新型数字技术建立标准化的颞下颌关节骨关节炎大鼠模型。方法:将30只SD雌性大鼠根据单侧前牙反牙合建模方法的不同,随机分为3组,传统模型组、数字化模型组和对照组,每组10只。于建模后4,8周采集髁突软骨标本,体式显微镜观察表观形态,苏木精-伊红染色、番红O/固绿染色观察病理形态,ELISA观察白细胞介素1β、肿瘤坏死因子α的表达变化,免疫组织化学染色观察蛋白多糖、Ⅱ型胶原及基质金属蛋白酶13的表达变化。结果与结论:(1)数字化模型组和传统模型组观察到不同程度的退行性病变。干预后第1周,模型组大鼠体质量均呈下降趋势,随后呈增长趋势,且显著低于对照组。(2)体式显微镜观察结果显示,建模后4,8周,数字化模型组表面的变形及缺损程度明显高于传统模型组。(3)两个时间点,数字化模型组和传统模型组的国际骨关节炎研究学会(Osteoarthritis Research Society International,OARSI)评分均高于对照组,数字化模型组高于传统模型组(P<0.05)。(4)组织病理学观察显示,建模后4,8周,两个模型组的改良Mankin评分和OARSI评分均显著高于同龄对照组(P<0.05)。(5)免疫组织化学染色结果显示,建模后4,8周,与同龄对照组相比,蛋白多糖及Ⅱ型胶原在传统模型组与数字化模型组两个时间点表达降低,基质金属蛋白酶13表达增强(P<0.05)。(6)ELISA结果显示,传统和数字化模型组大鼠8周时炎性因子白细胞介素1β和肿瘤坏死因子α的表达水平均高于同龄对照组,数字化模型组高于传统模型组(P<0.05)。(7)采用3D打印技术设计制作的个性化金属管,无需反复试戴调整即能快速引导颞下颌关节发生骨关节炎样病变,可重复性好,适合推广应用。

关键词：颞下颌关节骨关节炎数字化技术 3D打印动物模型单侧前牙反牙合咬合髁突软骨退行性病变高精度

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基于***的大学物理在线仿真实验开发

实验室研究与探索 2024年第1期43卷 180-183页

作者：曲典严华刚张智河许莉莉黄晓清师炜首都医科大学生物医学工程学院北京100069

***是用JavaScript编写的基于WebGL的在线三维场景和动画的开发引擎。为了使学生能在线开展虚拟仿真实验,探索学生线上自主学习和线下课堂学习相结合的实验教学模式,提升学生实操实验课时的有效利用,采用***提供的JavaScript库函数来开... 详细信息

***是用JavaScript编写的基于WebGL的在线三维场景和动画的开发引擎。为了使学生能在线开展虚拟仿真实验,探索学生线上自主学习和线下课堂学习相结合的实验教学模式,提升学生实操实验课时的有效利用,采用***提供的JavaScript库函数来开发分光计实验和密立根油滴实验等在线虚拟仿真实验。通过该仿真实验,学生能在实验课之前对实验的原理和操作细节有具体了解,从而对实验中遇到的问题进行深入探究,提高实验教学效果。这些仿真实验也可以作为由于其他原因无法实现线下实验的一种替代教学实验方案。以***为开源开发的物理在线仿真实验平台可推广。

关键词：大学物理在线仿真实验自主学习

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雷笋采后木纤化及调控基因差异表达研究

中国食品学报 2024年第3期24卷 183-190页

作者：胡杰吴伟杰房祥军刘瑞玲陈慧芝张红印陈杭君郜海燕浙江省农业科学院食品科学研究所、农业农村部果品采后处理重点实验室、农业农村部蔬菜采后保鲜与加工重点实验室(部省共建)、浙江省全省生鲜食品智慧物流与加工重点实验室、中国轻工业果蔬保鲜与加工重点实验室杭州310000 江苏大学食品与生物工程学院江苏镇江212013 浙江师范大学化学与生命科学学院浙江金华321004

为探究雷笋采后贮藏过程中木纤化规律,将雷笋分别置于常温(25℃)和低温(4℃)条件下贮藏,研究木质素含量及组分变化相关酶的活性和基因相对表达量。结果表明:在常温条件贮藏至6 d,笋肉表现出黄化、腐烂等变化。在低温条件下,贮藏至第24天... 详细信息

为探究雷笋采后贮藏过程中木纤化规律,将雷笋分别置于常温(25℃)和低温(4℃)条件下贮藏,研究木质素含量及组分变化相关酶的活性和基因相对表达量。结果表明:在常温条件贮藏至6 d,笋肉表现出黄化、腐烂等变化。在低温条件下,贮藏至第24天,笋肉出现黄化、腐烂现象。低温贮藏至6 d时,木质素含量为13.22 mg/g,到24 d时木质素含量增至26.31 mg/g。氨基酸总量在低温贮藏条件下变化不大。在常温条件下,其呈缓慢下降趋势,贮藏第6天时氨基酸下降了21.78%。苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、肉桂醇脱氢酶(CAD)和肉桂酸-4-羟化酶(C4H)等木质素代谢相关酶活性随贮藏时间的延长,均呈显著上升趋势。常温贮藏下的酶活性高于低温贮藏的酶活性,表明低温时通过降低雷笋木纤化相关酶活性,减缓木纤化进程。在低温贮藏环境中随着贮藏时间的延长,差异表达下调的基因数不断增加。低温贮藏24d时基因下调程度最明显,上调基因各组差别不大;贮藏12 d时上调基因数最少。LAC-10、POD-10、HCT-10、CAD-10和CCR-10等木质素代谢相关基因相对表达量在低温下整体呈上升趋势,而COMT-10基因相对表达量一直减小。本研究结果为雷笋采后木纤化控制提供了理论参考。

关键词：雷笋贮藏木纤化酶活性

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