基于鲸鱼算法优化的BP神经网络的尿液成分浓度预测方法

针对尿液成分浓度实时分析精度低的问题,提出了一种颜色传感器结合WOA算法优化BP神经网络的预测方法。利用颜色传感器采集尿液试纸条上各试剂块的RGB值,并通过白平衡原理校准数据,利用Kubelka-Munk和Beer-Lambert定律构建反射光与浓度的关系。通过参数优化模型最小化目标函数以消除系统误差,基于最小二乘法建立色标卡颜色值与浓度的数学模型。采用WOA算法优化神经网络的权重和阈值,并使用大量数据训练BP神经网络对颜色值与浓度进行回归分析。实验结果表明,预测值与真实值的MAE为3.1415,RMSE为4.328,R2接近1,WOABP神经网络模型对尿液成分浓度预测具有高精度和准确性。

核酸提取装置的移液精度优化设计研究

为了提高核酸提取装置的移液精度和稳定性,以基于空气置换原理、活塞驱动方式的移液模块作为研究对象,提出了一种基于正弦函数的S型加减速曲线算法,并将其与匀加减速、抛物线型加减速曲线算法进行了仿真对比和实验验证。结果表明:采用基于正弦函数的S型加减速曲线算法的核酸提取装置,在移液量为10μL、20μL、50μL、100μL和200μL的不同工作条件下,移液精度均取得了显著的提升,同时实验数据的CV值满足JJG 646-2006移液器检定规程。

乙肝表面抗原小蛋白S基因导入番茄的遗传转化体系的建立

以丽春番茄无菌苗的子叶为外植体,以农杆菌菌株EHA105(包含质粒pBin438S)为载体,将乙肝表面抗原小蛋白S基因导入番茄组织中.基本培养基采用MS+6-BA1 0mg/L+IAA0 2mg/L,在共培养时加入乙酰香酮100μmol/L作为诱导剂,经过组织培养得到转基因植株.对转化植株基因组进行的分子学PCR检测表明,外源基因有可能已整合到番茄基因组中.该转基因遗传体系的建立为利用转基因植物生产乙肝口服疫苗奠定了基础.

生物矿化合成纳米管状SiO_2

生物体利用生物矿化作用,在有机分子模板上,通过蛋白和多糖生物分子的诱导及有机-无机界面分子识别自组装合成物貌形态可控的固态SiO2结构。本文以真核生物细胞根霉菌为模板,以正硅酸乙酯(TEOS)作为硅源进行了生物矿化实验,并采用TEM、SEM、FTIR、XPSEDX、TGA等手段对实验结果进行了表征。结果表明,TEOS/培养基浓度为80mg·L-1时,矿化合成了一种厚度为5nm的管状SiO2纳米结构材料。

培养真核微生物矿化生成纳米SiO_2构筑体及其表征

分别用正硅酸乙酯(TEOS)和Na2SiO3为硅源培养真核啤酒酵母、近似内孢霉酵母和黑根霉菌,进行纳米SiO2的生物沉积实验,对沉积的SiO2采用SEM、TEM、EDX、ED等测试技术进行表征。结果表明,(1)啤酒酵母沉积颗粒状SiO2纳米粒子;(2)近似内孢霉酵母沉积壳鞘状的SiO2纳米结构;(3)黑根霉菌沉积管状的SiO2纳米结构;(4)真核微生物既能利用TEOS也可以利用Na2SiO3进行矿化。说明真核微生物矿化与模板组成、表面张力、空间结构及硅营养等因素有关,为利用真核微生物矿化材料提供了有益信息。

根霉菌为模板矿化合成纳米结构SiO_2材料的研究

在人工培养条件下,以真核生物细胞根霉菌为模板,以正硅酸乙酯(TEOS)作为硅源进行了生物矿化实验,并采用TEM、SEM、FTIR、EDX、TGA等手段对实验结果进行了表征。结果表明,TEOS/培养基浓度为80mg/L时,矿化合成了一种厚度为5nm的管状SiO2纳米结构材料。本实验为利用生物细胞模板合成介观尺寸有序的SiO2纳米结构材料提供了技术基础。

睾丸酮诱导下的不同菌种中3α-HSD的表达及含量检测

3-羟类固醇脱氢酶(3α-hydroxysteroid dehydrogenase,3α-HSD)是睾酮丛毛单胞菌分泌的一种类固醇脱氢酶。本实验利用已构建的pET-3α-HSD转化BL21,得到BL21pET-3α-HSD,经IPTG诱导表达提纯3α-HSD蛋白,建立了3α-HSD蛋白标准曲线。应用ELISA方法检测在睾丸酮的诱导下,三种工程菌C.testosterone,Ca3,BL21PET-3 hsd对3α-HSD的表达量,经过对比研究发现,在三种工程菌中,C.testosterone更宜适合作为检测环境中载体类化合物的指示菌种,并且得出3α-HSD是C.testosterone和Ca3在降解载体化合物的关键酶,在检测中可作为目标蛋白。

生物细胞作载体矿化合成SiO_2纳米材料的研究

根据无机盐可以在生物细胞膜上沉积形成纳米结构材料的现象和生物矿化理论,以原核细胞、低等生物细胞和高等生物细胞为模板,矿化合成了SiO2纳米结构材料,探讨了采用不同种类细胞模板和硅营养矿化合成了SiO2纳米材料的可能性、规律性和结构特点。研究表明,SiO2生物纳米材料的排列方式和结构形成主要取决于模板,也与生物细胞吸收的硅营养形式有关。

酵母细胞为模板矿化合成SiO_2纳米结构材料的研究

根据无机盐可以在生物细胞膜上沉积形成纳米结构材料的现象和生物矿化理论,在人工培养条件下,成功地以低等真核生物细胞-酵母菌为模板,以正硅酸乙酯(TEOS)作为硅源,矿化合成了一种壳鞘状的SiO2纳米结构材料,厚度达150nm左右,并采用TEM、SEM、EDX、FT-IR、TGA等表征手段对实验结果进行了深入细致的研究,获得了大量的实验数据,为利用生物细胞模板合成介观尺寸有序SiO2纳米材料作出了有益的尝试.

八氢番茄红素合酶基因对人参的遗传转化

八氢番茄红素合酶(phytoene synthase,PSY)是类胡萝卜素生物合成的限速酶,通过建立psy基因的人参转化体系,可促进相应类胡萝卜素的合成,从而提高人参的营养价值。以人参愈伤组织为受体,以psy为目的基因,应用根癌农杆菌介导法进行遗传转化。以抗性筛选人参受体转染效率为指标,从菌液浓度、侵染胞龄、侵染时间、共培养时间四方面优化了转化体系。进行了PCR,PCR-Southern和RT-PCR分析鉴定及β-胡萝卜素含量测定,初步证明外源基因psy已整合到人参的基因组中并在转录水平上进行了表达,β-胡萝卜素含量平均提高了26倍。为改善和提高人参中类胡萝卜素含量提供了一种新的途径。

环境中甾体激素降解菌的筛选及功能基因的克隆

利用生物技术解决环境中日益增长的甾体类激素污染的环境问题,寻找相关的菌及其关键基因就非常重要。本研究利用含1.6-4.1%NaCl的SIN培养基从大连海港附近所取海水样中筛选能够降解并利用甾体激素作为唯一碳源和能源的微生物。ELISA检测3-羟基类固醇脱氢酶/羰基还原酶(3-HSD/CR)活性。利用PCR技术克隆3,17-羟基类固醇脱氢酶基因,ELISA技术检测该基因的活性。结果表明筛选到的微生物为一种革兰氏阴性菌,命名为H5-1,具有3-HSD/CR活性,对PCR克隆的3,17-羟基类固醇脱氢酶基因经测序比对同源性为99%,ELISA检测初步证实了该基因的活性。该基因的成功克隆为后期转入受体细胞进行目的蛋白的表达、酶活性鉴定及构建甾体激素降解工程菌株等工作奠定基础。

一种简便高效提取细菌总DNA和RNA的方法

本科实验教学中,细菌总DNA和RNA的提取是一个基础实验。但该实验中经常出现DNA提取不出来、产量低、条带不清晰、RNA降解、蛋白残留多等问题,影响了学生对细菌DNA和RNA的直观认识,降低了实验教学效果。将常规提取方法进行精简优化,摸索出一种简便、稳定、高效、成功率高的DNA和RNA同时提取的方法。所获样品电泳条带清晰,无降解,蛋白残留少;且实验步骤少,基本每个学生都能获得理想结果,明显改善了教学实验效果,值得在本科生物化学实验教学中推广。

生物荧光方法快速测定环境水体中的甾体类激素

建立了环境中甾体类激素的生物荧光测定方法。利用睾丸酮丛毛单胞菌的生物酶基因与甾环结构特异的分子识别特性,结合绿色荧光蛋白(GFP)的荧光标记技术,通过基因同源重组技术建立了特异性生物荧光检测系统,实现对环境中甾环类化合物的灵敏监测。制备绿色荧光突变菌及总蛋白含量为1.0g/L的非细胞体系工作液,在室温条件下对不同浓度雌二醇标准品进行检测,10min即可检测出fg级的甾体类激素,最佳检测时间为30min,方法的线性范围1.0～266ng/L,灵敏度高于高效液相色谱方法。本方法可应用于环境的实际检验工作。

嗜中性粒细胞中N-乙酰氨基葡萄糖-6-硫酸酯酶的研究

本文对嗜中性粒细胞中N -乙酰氨基葡萄糖 - 6 -硫酸酯酶进行了分离纯化与性质鉴定。采用了 2 -D电泳 ,Mono -S柱层析 ,Mono -P柱层析 ,MS/MS及MALDI -Tof等方法 ,最终获得N -乙酰氨基葡萄糖 - 6 -硫酸酯酶 ,结果表明 ,其分子量为 75kDa ,最适PH7 0 ,Km =13 0 ,Vmax =176 3 7nM/ (min/mg) ,并且在人体的不同部位具有异质性。

生物荧光传感器检测环境水样中氨基甲酸酯类农药残留

建立了简便、灵敏的氨基甲酸酯类农药生物荧光传感器及其检测方法。通过构建氨基甲酸酯类农药降解菌H5基因组文库，筛选出氨基甲酸酯类农药特异性响应功能基因的调控序列，将其与增强型绿色荧光蛋白基因（EGFP）连接，构建了非细胞体系生物荧光传感器H12-E，非细胞体系蛋白浓度为1．0g/L。在室温条件下，对不同浓度呋喃丹标准液进行检测，30min即可检测出龟级氨基甲酸酯类农药总量，灵敏度高于国家标准，线性范围1×10^-9～1×10^-4g/L。采集吉林省松花江流域等水样，检测氨基甲酸酯类农药残留，并向伊通河水样中添加高中低3个水平呋喃丹标准液，方法回收率95％-110％，相对标准偏差（RSD）2．4％～4．9％。本方法可望用于环境水体中氨基甲酸酯类农药残留的快速检测。

基于创新竞赛的实验室开放运行机制改革

针对开放性实验室管理和运行出现的诸多问题和困难,建立了以多种形式的本科生创新竞赛与实验室开放运行的互促双赢机制,不仅能提高本科实验室的使用效率和开放质量,而且对培养学生主动学习模式、提高学生的实践兴趣和创新能力上也发挥着重要作用。该文总结了创新竞赛与实验室开放的实践经验,对学生创新能力培养和实验室开放运行机制改革提供了一定的参考。

细胞工厂光学显微成像与图像处理技术

针对细胞工厂监控系统长工作距和大倾斜角的观测需求,设计了一种结构简单、成像清晰的光学显微成像系统.由于获得的细胞图像光照和色彩不均、样本浑浊、细胞重叠、边界粘连较多、细胞间距不明显,采用单尺度Retinex算法进行图像预处理,并结合Otsu阈值分割法与K均值聚类法进行细胞图像分割处理,最后应用改进的快速连通区域标记以及高准确度细胞计数方法进行细胞个数统计.仿真实验和实际测试结果表明:该系统成像分辨率和清晰度均达到工程需求,能够较清晰地辨识出培养皿中细胞的形态和分布情况.细胞显微图像处理方法取得了良好的图像增强效果,弱化了由光照不均和样本浑浊造成的人眼视觉无法清晰分辨细胞的现象,消除了由于图像分割不到位造成统计误差,细胞计数准确度达到95%以上.该方法适合多种类型细胞监测与计数处理,可满足细胞工厂实时准确监控的要求.

独角莲提取液体外抗宫颈癌Hela细胞增殖和诱导凋亡的研究

目的探讨独角莲对宫颈癌的治疗作用,揭示其抑癌机理。方法利用独角莲根茎水提物,作用宫颈癌Hela细胞株,通过噻唑氮蓝比色实验(MTT)、流式细胞仪(FCM)和Western blot分析,研究独角莲对细胞增殖和细胞调亡的影响。结果独角莲对Hela的增殖抑制率为65.08%。并能引起凋亡细胞的增加,成剂量依赖性,作用72 h后的凋亡率最高达24.5%。Western blot检测Hela细胞经不同浓度的块茎提取液处理48h后,caspase-3蛋白表达逐渐增强。独角莲抗肿瘤作用可能与上调Hela细胞中caspase-3蛋白的表达有关。结论独角莲是一种在宫颈癌治疗上有前景的中草药。

电磁振动式凝血过程动态测试传感器

随着对手术外科、重症监护室（ICU）等科室患者血液凝固情况床旁快速检测（POCT）的需求越来越大,凝血快速检测技术及方法引起学者及商业的广泛关注。采用电磁振动原理,通过动力学建模,建立由弹性支撑和电磁感应器件组成的振动系统微分方程,并进行谐响应分析与振动疲劳耦合分析,优化分析结果并搭建测试装置。利用本装置与凝血试剂配套,建立POCT快速检测血凝的标准曲线,并与进口POCT凝血仪进行方法学比对。结果表明,本研究设计的传感器一阶固有频率为11.368 Hz,其与进口POCT凝血仪测试结果相关性达到0.996,重复性达到0.002。设计的电磁振动式凝血过程动态测试传感器可以满足临床检测精度的要求,本研究可为开发干生化凝血过程动态测试POCT仪器提供核心技术。

血清二胺氧化酶测定的临床应用进展

二胺氧化酶（diamine oxidase;DAO,E.C.1.4.3.6）是存在于哺乳动物小肠的黏膜或纤毛上皮细胞中催化二胺的细胞内酶,它可通过调节细胞内的离子平衡、影响传导通路、促进细胞修复,对肠黏膜具有保护作用[1]。小肠黏膜屏障功能衰竭时或肠黏膜细胞坏死时血清DOA升高,因此,血液中的DOA活性可反映肠道损伤状态[2,3]。