兰科药用植物活性多糖研究进展

兰科(Orchidaceae)是有花植物中第二大科,目前已确认的兰科植物有736属28 000种,其中有82属343种可作药用。常见的兰科药用植物有铁皮石斛、天麻、白及和金线莲等。兰科药用植物功效成分主要为糖类、茋类、酚类、萜类、生物碱类、黄酮类和甾醇等,其中主要由甘露糖和葡萄糖等单糖构成的水溶性多糖是其重要活性成分之一,具有增强免疫力、抗肿瘤、抗氧化、降血糖和改善记忆等多种药理功能。对兰科药用植物活性多糖的结构、药理作用和生物合成等方面的研究进展进行了综述,并提出今后需要重点研究的方向,为进一步推动兰科药用植物资源保护及合理开发利用提供参考。

铁皮石斛WOX转录因子的鉴定和分析

为了解铁皮石斛(Dendrobium officinale)WOX转录因子的功能,采用全基因组分析技术对铁皮石斛WOX家族成员进行鉴定,并进行生物信息学和表达模式分析。结果表明,铁皮石斛基因组中有9个WOX转录因子(DoWOX 1~DoWOX 9),大部分的DoWOXs含有2~3个外显子,启动子含有与激素诱导、逆境胁迫和生长发育有关的顺式作用元件。qPCR分析表明,DoWOX1、DoWOX2、DoWOX3、DoWOX4和DoWOX9在类原球茎中的表达量最高,DoWOX4在小花蕾中表达最高,随着花的发育,表达呈现下降趋势。此外,DoWOX3、DoWOX7和DoWOX9在合蕊柱上的表达量最高,而DoWOX4在唇瓣的表达量最高。因此,DoWOXs可能参与调控铁皮石斛的生长发育,且可能在维持类原球茎状态和花的发育中起重要作用。

铁皮石斛花总RNA提取方法的比较研究

为筛选铁皮石斛(Dendrobium officinale)花总RNA提取方法,对8种提取方法进行了比较研究,包括改良CTAB-LiCl法(M1)、改良CTAB-异丙醇法(M2)、改良SDS-LiCl法(M3)、改良SDS-异丙醇法(M4)、多糖多酚植物RNA提取试剂盒法(M5)、柱式植物RNAout 2.0试剂盒法(M6)、RNAprep Pure多糖多酚植物总RNA提取试剂盒法(M7)和Biospin多糖多酚植物总RNA提取试剂盒法(M8)。结果表明,以M4和M5提取的总RNA带型清晰,完整性好,A260 nm/A280 nm为1.8~2.0,A260 nm/A230 nm大于2.0,RNA产率分别为(159.45±1.45)和(170.84±3.53)μg/g。利用M4、M5提取霍山石斛、金钗石斛、鼓槌石斛和美花石斛花的总RNA,样品的完整性、浓度和纯度均符合质量要求。以M4、M5提取的铁皮石斛总RNA为模板,扩增Actin基因片段,扩增产物大小与预期一致且条带单一。这说明M4、M5方法操作简便,结果重复性好,能够较好地提取石斛属植物花的总RNA。

3株H9N2亚型禽流感病毒基因组分子特征及遗传进化分析

为了解山东省活禽市场上分离的H9N2亚型禽流感病毒(AIV)的分子特征及遗传进化规律,试验选取本实验室分离鉴定的3株H9N2 AIV进行遗传进化分析,并对数据库中历年分离的H9N2毒株血凝素(HA)的关键氨基酸位点残基组成、变异趋势,以及分离株与疫苗株HA、NA基因的核苷酸差异性进行统计分析。结果显示:3株分离株的基因同源性依次为PB2 96.4%~96.8%、PB1 94.8%~97.6%、PA 96.3%~96.9%、HA 95.6%~98.0%、NP 97.3%~98.7%、NA 97.3%~97.6%、M 94.2%~97.8%、NS 97.4%~98.3%。PB1、NP、PA基因属于F98分支,M基因属于G1分支,PB2、NS基因与早年分离的代表性流感病毒毒株的遗传进化关系比较远,形成单独的Unknown Avian分支。H9N2 AIV的HA蛋白第183位(对应H3亚型位置)由早年的H逐渐向N转化,第190位点主要比例由A向T转化,第226位氨基酸由早年的Q突变为L。本试验说明H9N2 AIV不断变异,与疫苗株的差异性逐渐增大,需对其关键位点变异及跨种间传播进行持续监测。

基于重力势能的模块化机械臂构型设计

针对模块化机械臂面向任务进行构型设计时,自重过大会降低机械臂输出精度的问题,提出了一种基于重力势能的多目标构型设计方法。首先,介绍了机械臂的模块库,包括模块库中模块的种类划分和模块的数学表达方式;其次,对构型的优化设计标准进行了说明,对重力势能作为优化目标的合理性和可行性进行了分析,介绍了可操作度和任务点处所需克服重力作为评价标准的函数表达;最后,结合机械臂的约束条件,选用遗传算法对机械臂构型进行了优化设计,并通过喷涂机械臂设计实例证明了设计方法的可行性。研究结果表明:该方法设计得到的喷涂机械臂能够在保证灵活性的同时拥有更小的自重,减少了机械臂自重对输出精度的影响;该方法可为模块化机械臂构型设计提供理论依据。

基于多信号特征融合的硬件木马识别技术

针对现有基于信号特征的硬件木马检测方法中存在木马特征集单一、检测精度低和普适性差等问题,提出一种基于多信号特征融合的硬件木马识别方法。通过分析硬件木马的隐藏性,建立触发节点植入与载荷节点植入的硬件木马隐藏性模型,构造低静态翻转率、低动态翻转率、低组合0可控性、低组合1可控性和低组合可观察性的硬件木马特征集,利用KNN算法建立硬件木马检测模型。实验结果表明,该方法达到了98.23%的木马信号平均识别率,与文献[3]和文献[15]相比,分别提高了16.30%和10.24%,大幅提升了木马检测能力。

基于DT-CWT和SVM的踏面旋转不变纹理提取算法

针对列车车轮踏面旋转纹理信息无法准确、有效提取的问题,提出一种基于Radon变换和双树复小波变换(DT-CWT)的列车车轮踏面特征提取方法。首先,对车轮踏面图像进行Radon变换;然后,对变换后的图像进行DT-CWT分解,使用分解后的各层低频子带系数和高频子带系数模的均值和标准方差构造特征向量,将其作为区分列车车轮踏面是否发生损伤的依据;最后,由支持向量机(SVM)进行分类决策。使用动车所采集的图像及人为加噪声后的图像进行分类实验,结果表明,本文使用的Radon和DT-CWT算法能有效地进行旋转不变纹理的提取,SVM分类正确率可以达到95%,可为列车车轮踏面状况检测提供更为准确便捷的方法支撑。

DNA免疫技术制备H10亚型禽流感病毒HA蛋白单因子血清的研究

为优化H10亚型禽流感病毒快速检测方法,按照鸡偏嗜性密码子将A/Jiangxi/IPB13/2013(H10N8)的血凝素(HA)基因序列优化后人工合成,克隆至真核表达载体pCAGGs。将重组质粒双酶切后测序证明该质粒构建成功。用200μg的表达载体免疫6周龄SPF鸡,分别在第一次免疫后的第30天和第60天用相同剂量实施第二次和第三次免疫,末次免疫后的第10天心脏采血,分离血清,制备单因子血清。间接免疫荧光试验和western blot试验证明HA蛋白成功表达,单因子血清制备成功。血凝抑制试验结果表明抗体效价≥128,单因子血清特异性强,与其他亚型禽流感病毒无交叉反应。该研究为H10亚型流感病毒快速鉴定和研究奠定了基础。

H4N6亚型禽流感病毒的进化和生物学特性分析

H4N6亚型禽流感病毒(AIV)在全球多个地区的多种动物和鸟类中存在,为了解其对动物和人类健康的潜在威胁,本研究对H4N6亚型AIV A/chicken/Shanxi/S1452/2018(H4N6)(CK/SX/S1452/2018)株进行了病毒全基因组测序和遗传进化分析,结果显示该病毒具有明显的遗传多样性,其内部基因与鸭或水鸟体内分离的H2N8、H3N3、H3N8、H4N8或H7N3等亚型AIV的相关基因高度同源。HA蛋白存在T^(160)A突变,并且碱性裂解位点基序仅有一个碱性氨基酸,符合低致病性AIV分子特征。通过固相结合ELISA分析CK/SX/S1452/2018病毒株的受体结合特性,结果显示该病毒具有结合禽型α-2,3和人型α-2,6两种唾液酸受体的能力。以10^(6) EID_(50)/50μL剂量经鼻腔感染小鼠进行小鼠感染性评估实验,结果显示该病毒株可未经预先适应即可直接感染小鼠,并在小鼠鼻甲和肺脏中有效复制。以上研究结果对全面了解H4N6亚型AIV的生物学特性及其对公共卫生风险有重要意义,为对该亚型AIV流行病学的持续监测和对其感染防控措施的拟定提供了数据支持。

微针贴片传感器的研究进展

微针贴片因其具有微创、高集成度和良好的生物相容性等特点,将在下一代生物传感器的个性化、数字化和智能化建设中发挥重要作用。在生物医学领域,微针贴片可以突破皮肤的角质层障碍,在皮肤中形成数百条可逆微通道,为间质液中生物标志物提取分析提供了一种安全、无痛和高效的方式,有望帮助实现更好的个性化医疗保健、远程医疗和早期疾病诊断。在食品检测和植物检测方面,微针贴片的针尖可穿透表面检测样品内部,实现快速可靠的质量评估。近年来有大量研究使用微针贴片进行快速采样和生物标记物的针上定量。该文主要介绍微针的制备方法以及微针贴片生物传感器的研究进展。

线粒体靶向型荧光探针研究进展

线粒体作为真核细胞内重要的细胞器,对维持细胞的正常状态和功能起至关重要的作用。异常的线粒体代谢与诸多疾病的发生发展密切相关。因此,探究细胞中线粒体在生理和病理条件下分子机制和微环境变化,对阐明线粒体的生理活动过程具有重要意义。荧光探针具有灵敏度高、选择性好、成本低等的特点,已成为该领域不可或缺的研究工具。通过荧光成像技术监测线粒体功能和行为已成为生物成像领域的研究热点。该文主要介绍近年来线粒体靶向型荧光探针用于成像的研究进展。

H3N2亚型禽流感病毒的潜在威胁解析

历史上,1968年H3N2流感大流行给人类带来了严重灾难,但感染H3N2亚型禽流感病毒(AIV)后的家禽不出现严重症状,因此人们对该类病毒的重视程度远不如H5N1和H7N9,使得病毒在家禽中长期广泛存在。流感病毒在复制时容易发生突变,跨越至人类并适应后可能在人群中传播流行。

碳量子点的摩擦学研究进展

机械设备的摩擦和磨损,造成了大量材料和能量消耗。碳量子点(Carbon Quantum Dots,CQDs)是一种新型零维纳米材料,具有独特的物化性质和良好的摩擦学性能,能够提高基础油的润滑性,延长机械设备的使用寿命,逐渐成为润滑领域中绿色、有前途的减摩抗磨材料。首先简要概述制备CQDs的至上而下和至下而上的两大类方法,然后着重介绍了CQDs作为润滑添加剂表面功能化、杂原子掺杂、纳米复合材料制备3种改善摩擦性能的策略,通过梳理CQDs基纳米材料作为减摩抗磨剂添加剂在摩擦学领域的应用实例,发现与其他纳米材料相比,CQDs具有超小的尺寸、表面官能团可调、分散性好、吸附稳定性好、毒性低、环境友好、易合成、成本低等优点,这些独特的性质造就了其优异的减摩抗磨性,证明了CQDs基纳米材料在摩擦学中拥有巨大的应用潜力。之后对CQDs作为润滑油添加剂的滚动轴承效应、形成润滑保护膜、填充修复效应和抛光效应4种润滑机制进行了总结和分析。最后概述了目前CQDs在摩擦学领域一些亟待解决的关键性问题,并展望了CQDs在未来摩擦学领域应用的发展趋势。CQDs在润滑领域的成功应用为具有更好减摩和抗磨性能的下一代碳纳米颗粒提供了参考和可能性,促进了碳纳米材料和纳米技术在节能和环保方面的重大发展。

功能核酸稳定性改进策略研究进展

功能核酸是指具有特殊结构,能够执行特定生物功能的核酸分子。由于其具有易合成、生物相容性好、可编程性、可修饰性以及分子识别特性等独特的属性,功能核酸已经在生物成像、生物传感、生物医学等多种领域发挥不可替代的作用。然而,未经任何修饰的功能核酸在复杂生物体系中易被核酸酶降解,半衰期短,极大限制了其在生物医学中的应用。近年来,许多功能核酸稳定性改进策略被提出,包括碱基修饰改性策略、纳米材料保护策略、结构改变策略和构建左旋核酸策略等。在该篇综述中,讨论了目前具有代表性的功能核酸稳定性改进策略,并对这一前景广阔的领域进行了介绍。

生物正交点击化学在生物成像中的应用

近年来,随着生物正交点击化学的快速发展,在生命体系中实现特异性选择标记和成像生物分子成为了可能。生物正交点击化学反应能够在保证对生物活性干扰忽略不计的前提下,在生物系统中实现两个外源互补部分之间快速和选择性化学反应的能力,这使得其在多种生物应用中具有很高的前景。该文综述了生物正交点击化学在生物成像中的最新进展。该文讨论了在体内系统中常见的生物正交点击反应及其在体内的生物标记和成像应用,特别是在细胞中生物分子、肿瘤和细菌的可视化方面。并对生物正交领域的潜在发展方向进行了展望。

细胞膜受体蛋白的荧光成像与寡聚化调控研究进展

细胞膜受体作为真核细胞膜上一类重要的蛋白质,其在细胞通讯、增殖、迁移和周期以及众多人类生理和病理过程中起着至关重要的作用。近年来,一些能特异性识别细胞膜受体的分子探针已经被开发用于活细胞膜受体的成像和细胞内下游信号转导调节。该文主要介绍近年来细胞膜受体靶向监测成像策略与调控细胞膜受体寡聚化策略的发展。

三链核酸分子探针的稳定性及其生物传感应用

由于独特的可设计性和分子识别能力,核酸分子探针已被广泛应用于生物传感领域。DNA三链结构是继Watson和Crick等发现DNA双螺旋结构后发现的一种特殊结构。它是由第三条寡聚核酸链与DNA双螺旋结构通过Hoogsteen氢键杂交形成的三股螺旋DNA结构。由于第三条核酸链的引入,三链核酸分子探针在信号输出,信号放大和信号编码方面具有操控性,拓展了核酸分子探针在生物传感中的功能应用。该文讨论了影响三链核酸稳定性的主要因素,综述了三链核酸分子探针在生物传感领域的功能应用。