基于SDN的高性能QoS保障低轨道卫星星间路由算法

低轨道卫星通信系统具有全球覆盖性、移动性、可扩展性等优势,在提供全球互联网服务、灾难应急处理等方面发挥重要作用,但由于星上有限的存储和计算资源,传统路由算法不适用于低轨道卫星通信网络。结合软件定义网络架构,提出一种支持服务质量(QoS)的高性能低轨道卫星星间路由算法。根据剩余链路持续时间定义星间链路生存时间,确定每条星间链路的稳定度,缓解由于链路切换导致的业务路径重构问题。基于高轨道卫星得到的星间链路的流量状态,定义链路负载矩阵,给出星间链路负载度函数,并利用标签交换路径集合获得每条路径的负载度,避免节点拥塞,实现网络负载均衡。针对不同要求的业务服务类型定义权重因子矩阵,通过调整因子来减小瓶颈节点对路由算法的影响,满足多用户的QoS要求。仿真结果表明,在不同的QoS要求下,该算法在业务时延、系统吞吐量、网络负载均衡等方面均具有明显优势,且算法复杂度低,大幅节省了有限的星上存储与计算资源。

DSN结合CHA用于miRNA的可视化检测

为了研究灵敏特异、方便快捷的新型microRNA(miRNA)检测技术,试验采用双链特异性核酸酶(DSN)结合CHA(catalyzed hairpin assembly)恒温核酸扩增技术产生的双重信号放大方法,以试纸条作为信号输出方式用于miRNA的检测,将含有miRNA识别部分和CHA启动序列的复合探针与靶标miRNA结合后,DSN循环反应酶切释放CHA的启动序列T-trigger并引发CHA反应,最终产物可在试纸条检测线上留下红线。结果表明:本体系最低检测限可达到7.66 pmol/L,灵敏性好,且除靶标miRNA-21外,其余非特异性靶标均不能使试纸条留下红线,即使单碱基也能够被很好地区分,特异性强。说明本研究成功建立了等温、灵敏、特异的miRNA检测新方法,可用于miRNA的便携分析。

基于核酸横流生物传感器的沙门氏菌快速、可视化检测方法

为了建立沙门氏菌的快速、可视化检测方法,根据核酸横流生物传感器(lateral flow nucleic acid biosensor,LFNAB)的检测原理,对沙门氏菌核酸扩增产物进行改良。以沙门氏菌DNA为模板,通过PCR技术和DNA酶的介导,将生物素-三磷酸碱基脱氧核苷酸(Biotin-dNTP)引入DNA链中,使高拷贝的DNA双链携带一定含量的生物素分子。在DNA链上,由于上游引物修饰的异硫氰酸荧光素抗原(FAM)和dNTP上携带的生物素分子(Biotin),导致新产生的PCR产物可采用LFNAB进行检测。实验证明,Biotin-dUTP最佳的使用量是脱氧胞嘧啶核苷三磷酸(dTTP)和Biotin-dUTP混合物的总量的5%,且LFNAB的样品检验效果清晰直观、肉眼可见,能够检测出101 CFU·mL-1浓度的沙门氏菌。

CHA结合DNAzyme用于沙门氏菌核酸的可视化检测

为建立简洁、灵敏、快速的食源性沙门氏菌核酸可视化检测方法,试验采用靶标催化发夹装置(Catalyzed hairpin assembly,CHA)结合功能性核酸DNAzyme的方法,设计沙门氏菌核酸发夹型抓取探针(Capture probe,CP),CP结合靶标并启动H1、H2引发CHA反应,形成DNAzyme结构并发生显色反应。试验中对CP、H1、H2最佳浓度及缓冲液pH进行优化,对灵敏度与特异性进行分析。结果表明:该方法对沙门氏菌核酸片段的可视化检测具有高特异性,灵敏度达到3.9pM,且存在一定的线性关系。说明此方法的建立可为食源性病菌可视化检测奠定相应基础。

心血管疾病相关的MicroRNA-21新型检测方法的建立

[目的]建立一种测定miR-21含量新型实验方法。[方法]利用microRNA-21(miR-21)作为靶标,并设计基于双链特异性核酸酶(Duplex specific nuclease,DSN)及杂交链式反应(Hybridization chain reaction,HCR)的探针MP、H1及H2,通过加入靶标从而引起DSN和HCR反应,达到双重信号放大的目的,最终信号输出方式为DNAzyme显色,裸眼可视,根据其产生颜色强度对靶标进行定量检测。[结果]DSN结合HCR靶标的最低检测限可达1 pmol/L,线性范围为1 pmol/L^1μmol/L,特异性良好,除靶标miR-21外,非特异性靶标均无明显信号产生,在人体血清实际样品中检测miR-21,其回收率可达到92. 3%~101. 5%。[结论]该检测方法成功建立测定miR-21含量的技术平台,灵敏性可达1 pmol/L,且特异性好、快速可视,为研究及临床诊断心血管疾病提供技术依托。