结核分枝杆菌潜伏感染抗原Rv2628c-Rv1737c融合蛋白的原核表达与免疫原性分析

目的原核系统表达、纯化结核分枝杆菌潜伏感染抗原Rv2628c-Rv1737c融合蛋白,并检测其能否被结核感染者外周血PBMC细胞识别,通过小鼠模型判定其免疫原性。方法按照原核系统密码子特点,全基因合成Rv2628c-Rv1737c表达核酸序列,构建表达质粒pET24a-Rv2628c-Rv1737c,原核细胞内诱导表达、亲和层析纯化Rv2628c-Rv1737c蛋白;分离不同患者样本PBMC细胞,抗原刺激后,通过q-PCR分析IFN-γmRNA表达差异,判定融合蛋白能否被TB感染者识别;联合融合佐剂DMT免疫BALB/c小鼠,检测体液免疫应答水平。结果原核克隆的重组表达质粒pET24a-Rv2628c-Rv1737c测序正确,融合蛋白以包涵体表达形式存在,经复性、亲和纯化后,分子量为57 kDa,纯度90%以上。以Rv2628c-Rv1737c融合蛋白刺激TB感染者,尤其TB潜伏感染(LTBI)者,外周血PBMC细胞IFN-γmRNA水平高于健康对照者(P<0.05);同时,BCG+Rv2628c-Rv1737c/DMT诱导小鼠能产生高水平的IgG抗体。结论原核重组可获得高纯度Rv2628c-Rv1737c融合蛋白,其作为潜伏感染抗原,可被TB感染者PBMC细胞识别,具有较强的免疫原性,是具有潜力的TB候选亚单位疫苗靶抗原,可用于TB感染尤其是潜伏感染的预防及实验室诊断。

RV减速器的多目标层次优化设计

为了使RV减速器的结构更加紧凑、传动效率更高和承载能力更强,提出了一种基于层次分析法(AHP)的RV减速器多目标优化设计方法。以RV减速器的体积、传动效率和摆线轮接触应力为多目标函数,借助层次分析法(AHP)对优化目标进行评估,计算各个目标的权重,将多个目标通过加权法转化为单目标函数,其次建立了包含参数范围、强度校核及结构限制的约束条件。最后利用遗传算法(GA)实现多目标优化设计问题的求解。优化结果表明,优化后的RV减速器体积减小、传动效率更高、承载能力更强,综合性能提高了8.0%。为实际生产应用中减速器的优化设计提供理论和方法指导。

偏载作用下RV减速器主轴承启停动态特性研究

为了获得RV减速器启停工况下主轴承的动态响应特性,以某型RV减速器主轴承为研究对象,分析轴承的径向和轴向偏载作用情况;在此基础上建立轴承多刚体动力学仿真模型,结合工况设置载荷、转速和接触参数,并验证模型有效性;仿真分析了RV减速器主轴承启动和减速停止工况对轴承滚子与保持架、内外圈接触力的影响规律。结果表明,RV减速器主轴承滚子与保持架接触力受启停工况的影响,启动加速阶段碰撞最为激烈,平稳时次之,减速时最小;在启动加速和减速停止阶段,滚子与内圈接触力波动范围为平稳运行时的15倍,为研究RV减速器主轴承的动态特性及寿命试验提供了理论基础。

具有变/定转轴的一类分岔2Rv广义并联机构构型综合

现有大部分2R并联机构靠近定平台的第1个转轴方向矢量不变,靠近动平台的第2个转轴方向矢量只随着第1个转轴而变化,第2转轴相对于动平台不变。本文利用有限旋量理论,在具有变/定转轴分岔1Rv(Rv表示变转轴转动)并联机构基础上,提出一类具有变/定轴线的2Rv并联机构。分析了机构装配条件和驱动配置。此种分岔2Rv并联机构包含4种运动模式,即定-定转轴运动模式、定-变转轴运动模式、变-定转轴运动模式和变-变转轴运动模式。将传统的2条定转轴2R并联机构拓展为具有变/定转轴(变转轴和定转轴)的分岔2Rv广义并联机构。

DosR抗原Rv2626c通过lncRNA MacORIS诱导巨噬细胞活化的结核潜伏感染机制研究

目的 探讨结核潜伏感染(LTBI)表达的DosR抗原Rv2626c在巨噬细胞活化中的作用和长链非编码RNA(lncRNA)MacORIS对其的调控作用。方法 将人急性单核细胞白血病细胞系THP-1诱导为巨噬细胞,根据转染物的不同分为4组:阴性对照(NC)组[转染NC-小干扰RNA(siRNA) 24 h]、MacORIS-siRNA组(转染MacORIS-siRNA 24 h);NC-siRNA+重组蛋白Rv2626c(rRv2626c)组(转染NC-siRNA 24 h,再用3μg·mL^(-1)rRv2626c刺激24h)、MacORIS-siRNA+rRv2626c组(转染MacORIS-siRNA24h,再用3μg·mL^(-1)rRv2626c刺激24h)。检测各组细胞lncRNAMacORIS、Toll样受体(TLR)2、TLR4、表面共刺激分子(CD80、CD86、CD163、CD206)、吲哚胺2,3-双加氧酶1(IDO1)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素(IL)-6、IL-8、IL-1β的表达情况。采用生物信息学方法预测并构建lncRNA MacORIS的竞争内源RNA(ceRNA)网络,对lncRNA MacORIS潜在的靶微小RNA进行验证。结果 rRv2626c可有效促进巨噬细胞lncRNA MacORIS和IDO1上调(P<0.05)。rRv2626c可依赖于lncRNA MacORIS诱导THP-1细胞中TLR2的表达(P<0.05)。rRv2626c可依赖于lncRNA MacORIS上调巨噬细胞中CD80、CD86、TNF-α、IL-1β的表达(P<0.001)。与NC组比较,MacORIS-siRNA组miR-141-3p、miR-150-5p、miR-33-5p、miR-200-3p和miR-203-3p相对表达量均显著升高(P<0.05)。结论 rRv2626c可促进巨噬细胞极化到M1表型,并促进TLR2和炎症因子表达,这些变化均依赖于lncRNA MacORIS。lncRNA MacORIS可负调控miR-141-3p、miR-150-5p、miR-33-5p、miR-200-3p和miR-203-3p的表达。

结核分枝杆菌Rv2647蛋白对肺组织损伤效应的初步研究

目的:通过噬菌体重组技术分别构建结核分枝杆菌Rv2647基因的敲除株和回补株以及过表达Rv2647的耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis,Ms),评估结核分枝杆菌Rv2647蛋白对模型鼠肺组织的损伤效应。方法:构建同源交换位点并整合到结核分枝杆菌噬菌体基因组,获取噬菌粒并将其导入Ms,构建具有同源交换位点的重组噬菌体。体外扩增获得高滴度重组噬菌体并转染结核分枝杆菌(H37Rv),37℃静置培养28 d,挑取单克隆进行PCR验证,获得Rv2647基因敲除株(H37RvΔRv2647)。PCR扩增Rv2647基因并通过无缝克隆分别将其整合到载体pMV361和pMV261多克隆位点处,获得阳性质粒后分别电转化H37RvΔRv2647和Ms,获得结核分枝杆菌回补株(H37RvΔRv2647::Rv2647)及过表达Rv2647的耻垢分枝杆菌(Ms::Rv2647)。分别以H37Rv、H37RvΔRv2647、H37RvΔRv2647::Rv2647、Ms及Ms::Rv2647的菌液经气管攻击C57BL/6小鼠,分别比较H37Rv(30 d)与Ms(7 d)模型鼠的存活率、肺组织细菌负荷及肺组织病理损伤程度。结果:PCR结果显示,H37RvΔRv2647中Rv2647基因缺失,而H37RvΔRv2647::Rv2647及Ms::Rv2647中Rv2647基因皆存在。H37RvΔRv2647、H37Rv及H37RvΔRv2647::Rv2647组模型鼠30 d存活率分别为100.00%、83.33%及83.33%;Ms和Ms::Rv2647组模型鼠的7 d存活率分别为100.00%和83.33%;H37RvΔRv2647组模型鼠肺组织细菌负荷(lgCFU)为(3.40±0.18),显著低于H37Rv组(3.86±0.15,P<0.001)和H37RvΔRv2647::Rv2647组(3.80±0.16,P<0.01);H37RvΔRv2647组模型鼠肺组织炎症面积(%)为(4.37±3.06),显著低于H37Rv组(62.76±14.24,P<0.001)和H37RvΔRv2647::Rv2647组(67.37±0.45,P<0.001);Ms组模型鼠肺组织lgCFU为(2.53±0.16),显著低于Ms::Rv2647组(2.81±0.13,P<0.01);Ms组模型鼠肺组织炎症面积(%)为(5.71±1.29),显著低于Ms::Rv2647组(33.13±13.84,P<0.05)。结论:成功构建了结核分枝杆菌Rv2647基因敲除株(H37RvΔRv2647)及回补株(H37RvΔRv2647::Rv2647)以及过表达Rv2647的耻垢分枝杆菌(Ms::Rv2647)。Rv2647蛋白可能通过抑制宿主对结核分枝杆菌的清除,加重了模型鼠肺组织病理损伤。

DosR抗原Rv1737c用于活动性肺结核和潜伏性结核病感染的区分诊断评价

目的评价结核分枝杆菌(MTB)潜伏相关抗原Rv1737c用于活动性肺结核(ATB)和潜伏性结核病感染(LTBI)的诊断价值。方法纳入西安交通大学第一附属医院感染科2022年1月—2023年8月294例ATB病例和299例LTBI病例。用荧光斑点(FluoroSpot)法检测特异性T细胞经MTB毒力因子ESAT-6和CFP-10、MTB潜伏相关抗原Rv1737c刺激后分泌的IFN-γ和IL-2。受试者操作特征(ROC)曲线用于定义在区分ATB和LTBI时潜伏期相关抗原的最佳截断值。结果在MTB特异性ESAT-6和CFP-10肽刺激后,ATB组仅分泌IFN-γ的T细胞(IFN-γ+T细胞)百分比显著高于LTBI组(P<0.001);相反,仅分泌IL-2的T细胞(IL-2+T细胞)百分比显著低于LTBI组(P<0.001)。MTB潜伏相关抗原Rv1737c刺激后,LTBI组IL-2+T细胞百分比显著高于ATB组(P<0.001)。由Rv1737c刺激的IL-2+T细胞百分比得出的ROC曲线下面积(AUC)为0.812(95%CI:[0.775,0.850]),区分ATB和LTBI的敏感性和特异性分别为81.9%和84.4%。仅考虑ESAT-6或CFP-10刺激的IFN-γ+T细胞百分比,ESAT-6及CFP-10 FluoroSpot对ATB和LTBI鉴别诊断的敏感性和特异性分别为77.6%和75.3%,AUC值为0.739(95%CI:[0.695,0.782])。在ESAT-6和CFP-10 FluoroSpot的基础上,与Rv1737c联合使用可将特异性提高到92.3%(95%CI:[0.872,0.994]),AUC增加至0.881(95%CI:[0.853,0.910])。结论Rv1737c与ESAT-6和CFP-10结合,可作为基于T细胞的结核病诊断测试的候选抗原,用于区分ATB和LTBI。

伺服特征信息与RV减速器负载关联性研究

针对现有RV减速器工况识别中传感器安装位置受限和采集信号易受外界噪声干扰等问题,综合利用伺服特征信息对RV减速器工作状况进行监测,提高工业机器人在制造领域的服役性能。首先,根据RV减速器的结构参数及工作机制,分析输入转速与RV减速器关键频率、伺服特征信息与负载之间的关联性;然后,基于K-means聚类算法构建伺服特征信息与RV减速器负载之间的关联性辨识模型;最后,通过搭建RV减速器试验平台采集不同负载工况下伺服系统反馈信息,进行相应处理后运用关联辨识模型,实现了对负载状态的精确识别,识别率高达97.45%。本文可为基于伺服特征信息的RV减速器运行状态监测提供技术支撑。

基于IAS信号自适应窄带解调的RV减速器摆线轮故障特征提取

RV(rotary vector)减速器广泛应用于工业机器人,研究其关键零部件的故障检测方法具有重要意义。由于RV减速器结构复杂、摆线轮转速低、故障冲击较弱等问题,造成摆线轮故障特征难以用常规振动分析方法提取。针对上述问题,提出一种基于瞬时角速度信号自适应窄带解调的RV减速器摆线轮故障特征提取方法。首先对编码器角度信号进行采集,然后使用向前差分法获得瞬时角速度信号,在此基础上,使用角域同步平均提取摆线轮周期相关同步分量,消除非同步干扰,并通过构建边带信噪比指标选取故障信息丰富的啮合谐波频带进行带通滤波,最后对滤波后的信号进行窄带解调,实现对RV减速器摆线轮的故障特征提取。试验结果表明,该方法可以有效地提取RV减速器摆线轮故障特征,且自适应实现优化带宽选择。

RT-3DE联合Autostrain RV技术评价冠心病合并右冠状动脉狭窄患者右心室功能

[目的]探讨实时三维超声心动图(RT-3DE)联合二维斑点追踪成像技术(2D-STI)中的右心室自动应变定量技术(Autostrain RV)评估冠心病合并右冠状动脉狭窄患者右心室功能的临床价值。[方法]收集132例疑诊为冠心病的患者,根据冠状动脉造影结果分为未发现有大于50%冠状动脉狭窄的对照组、冠心病未合并右冠状动脉狭窄组(单纯冠心病组)及冠心病合并右冠状动脉狭窄组,对三组研究对象进行常规超声测量、Autostrain RV技术分析以及RT-3DE分析。[结果]与对照组相比,单纯冠心病组、冠心病合并右冠状动脉狭窄组右心室游离壁基底段心肌纵向应变(Basal RVFWSL)、右心室游离壁中间段心肌纵向应变(Medial RVFWSL)、右心室游离壁心尖段心肌纵向应变(Apical RVFWSL)、右心室游离壁纵向应变(RVFWSL)、右心室四腔整体纵向应变(RV4CSL)、右心室射血分数(RVEF)、右心室每搏量(RVSV)及右心室每搏量指数(RVSVI)均降低,右心室收缩期末容积(RVESV)及右心室收缩期末容积指数(RVESVI)升高,差异均有统计学意义(均P<0.05);ROC曲线分析发现2D-STI各参数中RVFWSL指标以及RT-3DE各参数中RVEF指标诊断效能较高;2D-STI RVFWSL指标与RT-3DE RVEF指标联合诊断效能更高,灵敏度为90.9%,特异度为95.3%。[结论]RT-3DE联合Autostrain RV技术可提高评估冠心病合并右冠状动脉狭窄患者右心室功能损伤的准确性,为早期治疗提供依据,临床应用价值高。

面向传动性能的分体式RV减速器结构优化

针对当前国产RV减速器加工成本高,传动效率低等问题,提出分体式摆线轮结构对原齿廓进行优化以减少加工难度,提升加工效率。分析RV减速器传动原理,提出了分体式摆线轮的设计方法,确定各零部件的参数尺寸,以负载性能,传动精度,传动效率为评价指标,构建多目标评价函数,采用NSGA算法实现面向性能的RV减速器结构参数优化。构建RV减速器三维模型,采用Adams动力学分析对其各项指标进行评定,验证设计方法的有效性。同时,采用有限元分析对设计出RV减速器结构的合理性进行验证分析。

Autostrain RV技术联合TDI-Tei指数对肺心病患者右心室收缩功能的评估价值

目的 探讨右心室自动应变定量技术(Autostrain RV)联合组织多普勒(TDI)-Tei指数对慢性肺源性心脏病(CPHD)患者右心室收缩功能的评估价值。方法 根据肺动脉收缩压(PASP)将111例CPHD伴三尖瓣反流患者分为3组:A组(35~49 mmHg, 1 mmHg=0.133 kPa)40例,B组(50~69 mmHg)36例,C组(≥70 mmHg)35例,纳入同期40名健康体检者作为对照组,测量4组常规超声参数及TDI-Tei指数,应用Autostrain RV技术获取右心室整体长轴应变(RV4CSL)、右心室游离壁纵向应变(RVFWSL)、游离壁基底部纵向应变(B-RVFWSL)、中部纵向应变(M-RVFWSL)及心尖部纵向应变(A-RVFWSL)数据,比较各组间差异。结果 与对照组相比,A、B、C组RV4CSL、RVFWSL、B-RVFWSL、M-RVFWSL、A-RVFWSL绝对值及三尖瓣环收缩期平面位移(TAPSE)均减小(P<0.05),且随着PASP升高依次降低,TDI-Tei指数升高(P<0.05),且随着PASP升高依次升高,组间比较差异均有统计学意义(P<0.05)。相关分析显示TDI-Tei指数与RVFWSL相关性较高(r=0.553,P<0.001)。ROC曲线显示Autostrain RV技术、TDI-Tei指数单独及联合评估右心室收缩功能的AUC均大于0.70,联合评估价值更高。结论 Autostrain RV技术能够敏感、准确地评价CPHD患者早期心肌功能障碍,联合TDI-Tei指数可进一步提高评估效能,为临床及时干预提供客观依据。

基于瞬时角速度信号增强的RV减速器行星齿轮局部故障检测

针对旋转矢量(rotary vector, RV)减速器多源耦合严重,行星齿轮局部故障所引起的冲击易被其他干扰分量所淹没,故障特征提取困难的问题,结合编码器信号的优势提出了一种基于自适应最大二阶循环平稳盲解卷积(adaptive maximum second order cyclostationarity blind deconvolution, ACYCBD)的RV减速器行星齿轮局部故障检测方法。首先,拾取伺服电机内置光编码器信号,并利用向前差分计算获得瞬时角速度(instantaneous angular speed, IAS)信号;然后,依据特征评价指标(characteristic evaluation indicator, CEI)最大化原则自适应确定ACYCBD优化滤波器长度,并对IAS信号进行增强;最后,通过识别时域中与故障冲击周期相匹配的理论齿数实现RV减速器故障检测。通过试验数据分析,并将所提方法与现有的稀疏低秩分解算法和增强CYCBD算法对比,验证了所提方法的有效性。

基于改进NSGA-Ⅱ算法的RV减速器参数多目标优化研究

旋转矢量(RV)减速器是工业机器人核心部件,对于机器人的性能起到关键作用。针对提升RV减速器综合性能的问题,从优化传动压力角的相关参数出发,对其结构参数(摆线轮齿数、短幅系数、针径系数、摆线轮宽度等)的多目标优化设计进行了研究。首先,研究了摆线轮平均压力角、传动效率和传动机构体积三者的相关参数之间的关系;然后,以此为优化目标,在摆线轮标准齿廓方程的基础上建立了多目标优化数学模型(该模型采用了基于非支配占优排序遗传学算法(NSGA-Ⅱ)改进了交叉算子系数生成的改进NSGA-Ⅱ算法);通过模型求解得到了帕累托最优解集,根据模糊集合理论的相关方法选取了最优解;最后,以某公司220-BX型RV减速器为例,进行了优化设计,建立了3D模型后进行了有限元分析,并加工出实验样机,进行了传动效率对比实验。实验结果表明:摆线轮平均压力角减小了7.19%,体积减小了11.1%,传动效率提高了4.9%。研究结果表明:该模型交互性强,能提高设计效率并节省设计开销,可为实际RV减速器工程优化设计提供参考。

基于改进MOPSO的RV减速器摆线轮齿廓多目标修形研究

在精密RV减速器摆线轮修形过程中,RV减速器回差和传动误差难以获得综合提升,且摆线轮的修形方式多为单目标修形或加权单目标修形,不符合实际工程情况。为此,采用TCA法建立传动误差模型和回差模型,提出一种带有指数型非线性递减惯性权重和迭代更新学习因子的多目标粒子群算法。以回差和传动误差为目标函数,利用改进算法进行复合修形量的优化,通过隶属度函数获得最优化解。利用Adams和MATLAB分别分析不同修形方法下RV减速器的回差和传动误差情况。结果表明:最终优化修形后的回差比等距、移距修形分别减少了0.02′、0.04′,传动误差分别减少了6.6%、7.8%。

结核分枝杆菌Rv3425-16kD融合蛋白原核表达及其刺激ATB患者IFN-γ释放水平研究

目的 原核系统表达与纯化结核分枝杆菌(mycobacterium tuberculosis, MTB)融合蛋白抗原Rv3425-16kD,检测其能否被活动性结核病(active tuberculosis, ATB)中肺结核患者和结核潜伏性感染(latent TB infection, LTBI)者外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cells, PBMCs)识别,探讨作为诊断抗原鉴别活动性结核感染的可行性。方法 利用原核表达系统表达融合蛋白Rv3425-16kD并进行亲和纯化,以Western Blot法鉴定;收集结核病医学部收治的的ATB患者、LTBI者和健康人外周血,分离PBMCs,分别用Rv3425-16kD融合蛋白、早期分泌靶抗原6/培养液蛋白10(ESAT-6/CFP10)和MTB全菌裂解液刺激后,提取细胞总RNA,荧光定量PCR方法检测γ-干扰素(Interferon-γ,INF-γ) mRNA的表达,通过t检验分析刺激前后PBMCs IFN-γ mRNA的表达差异。结果 原核系统表达及纯化的Rv3425-16kD融合蛋白相对分子质量均为37kD。健康人PBMCs刺激前,IFN-γ mRNA表达量为4.2±1.6,MTB全菌裂解液刺激后为14.7±3.5,差异具有统计学意义(P<0.001),另外两组刺激没有明显变化;ATB患者PBMCs刺激前,IFN-γ mRNA表达量为3.7±1.2,经Rv3425-16kD融合蛋白、ESAT-6/CFP10抗原多肽和H37Rv全菌裂解液分别刺激后IFN-γ mRNA表达量为:166.0±29.7、13.7±5.8和213.0±33.5,三组抗原在刺激前后IFN-γ mRNA表达量差异均具有统计学意义(P<0.001)。结论 原核重组的Rv3425-16kD融合蛋白可被ATB患者PBMCs细胞识别,具有较强抗原刺激作用和特异性,可用作MTB感染的预防及诊断。

基于色度分析的RV减速器健康状态评估

针对基于声发射的RV减速器运行状态监测中,声发射信号易被噪声影响,并且判别性特征难以获取的问题,本文提出了基于小波变化的声发射信号降噪方法,在此基础上提取了具有判别性特征的峭度信息,作为判断RV减速器健康状态的重要指标。

RV减速机疲劳寿命分析与优化方法

本研究旨在深入探讨RV减速机的疲劳寿命及其优化方法,通过分析材料性能、制造工艺及载荷特性对疲劳寿命的影响,本研究提出结构优化设计、材料优化选择和应用拓扑优化算法等优化手段。实验和仿真结果表明,优化后的RV减速机在降低交变应力、延长疲劳寿命方面取得显著成效,为提升RV减速机的性能和可靠性提供理论支持和实践指导。

基于变分模态分解的阶次分析对RV减速器的故障诊断

在变转速工况下对RV减速器进行故障诊断存在诸多的问题,如信号采集频率不统一、分量调制、低频特征难以确定、频率模糊等,导致RV减速器的故障特征难以提取。针对此问题,提出一种变分模态分解的阶次跟踪分析方法,根据RV减速器的振动特征,确定RV减速器的瞬时转速信号和振动信号;再对RV减速器的转速进行二阶拟合差分,得到时间-转速信号;通过计算时间-转速积分对RV减速器的振动信号进行等角域划分,再利用变分模态分解和重构选取目标分量对其进行傅里叶包络变换,得到RV减速器故障信号的包络阶次图,通过对比故障阶次确定减速器的故障点。所提方法可以在振动信号和转速的采集频率不匹配的情况下进行故障诊断,解决了不能充分划分等角域的问题,为变转速工况下的复杂旋转机械的故障诊断提供了新方法。

一种未知转速下的RV减速器故障诊断方法

随着制造业的快速发展,工业机器人已经成为智能制造的核心执行单元。针对旋转矢量(Rotary vector,RV)减速器在运行过程中转速时变、瞬时转速不易被读取的问题,提出一种基于电流信号和振动信号的RV减速器健康状态评估方法。基于电流信号的瞬时频率获取输入转频信息,计算得出减速器组成部件的故障特征频率;同步截取平稳振动信号,再利用粒子寻优的变分模态分解算法对提取出来的振动特征进行分解,并基于多维评价函数选取故障敏感分量进行包络分析,以挖掘故障信息进而评估其健康状态。最后,通过实验数据集验证该方法的有效性。结果表明,本文所提方法可以获得工业机器人在作业时的关节输入转速,同时,多维评价函数可以从RV减速器信号中提取富含冲击信息的故障敏感分量。