CMA、CNV-seq诊断引产胎儿DNA异常及病因效果

目的:探讨染色体微阵列芯片技术(CMA)、低深度全基因组测序技术(CNV-seq)对引产胎儿DNA异常的诊断价值及病因检出情况。方法:将2021年1月-2023年12月于本院进行引产的150例孕妇作为研究对象,以产前无创基因筛查(NIPT)技术检测结果作为引产胎儿DNA结果的金标准,对引产胎儿行CMA、CNV-seq检测。比较CMA、CNV-seq检测结果与金标准的符合情况;受试者特征曲线(ROC)分析CMA、CNV-seq检测对引产胎儿DNA异常的诊断价值;对比CMA、CNV-seq检测对引产胎儿DNA异常病因检测结果。结果:引产胎儿DNA异常的阳性检出率CNV-seq检测(85.9%)高于CMA检测(73.7%);CNV-seq检测诊断引产胎儿DNA异常的曲线下面积(0.870)高于CMA检测(0.761),CNV-seq检测对引产胎儿DNA异常病因的检出情况(85.9%)高于CMA检测(73.7%)(均P<0.05)。结论:CMA、CNV-seq对引产胎儿DNA异常及其病因均有较高检出率,且CNV-seq检测诊断效能更高,可为产前诊断胎儿DNA异常提供参考。

基于不同方法的微量细胞全基因组遗传变异检测和比较分析

旨在用不同方法对微量细胞全基因组遗传变异进行检测和比较分析。本研究首先以3、5、7、10个猪耳缘成纤维细胞为试验材料,利用不同方法提取微量细胞基因组,进行全基因组测序(whole genome sequencing,WGS),比较不同细胞数及不同提取方法之间的遗传变异检测性能。随后利用牛囊胚的5个和7个滋养外胚层细胞获得的基因组进行全基因组测序和SNP芯片技术的比较分析,每组均进行3次重复。结果表明,针对不同细胞数,基于全基因组扩增技术(whole genomic amplification,WGA)的MDA(multiple displacement amplification)方法均比其他方法的DNA产物浓度、测序质量及SNP检出性能效果更优。使用REPLI-g^((R)) Single Cell Kit扩增7、10细胞数的DNA浓度显著高于3、5细胞数,但质量评估的各项性能基本无显著差异,且不同细胞数检测到的SNP位点数量相似。5、7细胞数的Illumina Bovine GGP芯片SNP位点call rate分别为74.09%和81.52%。全基因组测序相较于芯片可以获得更丰富的遗传变异信息,但两种检测手段共同检测到的SNP以及基因型相同的位点数占比较低。综上所述,本研究系统比较了不同细胞数下不同微量细胞基因组提取方法以及不同全基因组遗传变异检测技术的各项性能,结果显示利用REPLI-g^((R)) Single Cell Kit扩增7细胞进行二代测序可得到较为准确且稳定的结果,本研究建立了一套较为可靠的家畜胚胎微量细胞样品基因组提取和遗传变异检测方案,为将来实现准确的胚胎基因组选择和胚胎质量评估具有重要的意义和价值。

水禽基因组选择研究进展

水禽是世界家禽养殖的重要组成部分,我国水禽产业包括肉鸭、蛋鸭及鹅三大产业。中国已经成为世界上最大的水禽生产国,中国的鸭和鹅饲养量和出栏量稳居世界第一。基因组选择作为一项重要的育种技术,已经在奶牛、生猪等家畜中得到广泛应用,其利用覆盖整个基因组的SNP位点,通过固态芯片、液态芯片、全基因组重测序、简化基因组测序等多种基因型测定手段,通过提高育种值估计的准确性、早期选择并为难以度量性状的提供基因组育种值等方法来加快性状改良速度,显著加快了性状遗传进展。然而,水禽基因组选择刚刚起步,如何根据水禽育种特点,加快基因组选择在水禽育种应用具有重要价值。本文综述了水禽基因组育种相关技术发展现状,并对未来发展提供了相关建议,以期为我国水禽育种工作提供参考和借鉴。

基于微流控纸芯片-显色法快速测定全血中尿酸的含量

提出了基于微流控纸芯片-显色法快速测定全血中尿酸含量的方法。使用喷蜡打印机将设计的微通道网格打印在色谱纸上,经过加热处理得到微流控纸芯片。在微流控纸芯片I区(样品预处理区)滴加3.2μL 0.10 g·mL^(-1)乙二胺四乙酸(EDTA)溶液和4.8μL 0.015 g·mL^(-1)壳聚糖溶液,干燥,得到微流控纸芯片检测平台。全血样品与磷酸盐缓冲液(pH 7.4)按体积比1∶4混合,分取混合溶液13μL滴加至I区,红细胞与血浆在壳聚糖和EDTA的凝集作用下发生分离,血浆流动至II区(显色区);待血浆完全铺满II区后,滴加3μL三氯化铁和邻二氮菲的混合溶液,静置反应2 min,用手机拍照,采用Photoshop CS2软件分析显色区的颜色强度,得到RGB值(红、绿、蓝三色叠加值),根据标准曲线计算尿酸含量。结果表明:全血中葡萄糖等常见还原性物质均不影响尿酸含量的测定;尿酸浓度在0.05~0.85 mmol·L^(-1)内与RGB值呈线性关系,检出限(3.3s/k)为0.03 mmol·L^(-1)。方法用于实际全血样品分析,并与某医院检验科的测定结果进行比对,结果显示该方法所测结果与医院检测结果无显著性差异;按照标准加入法对实际样品进行回收试验,回收率为103%~110%。

深亚微米CMOS电路多电源全芯片ESD技术研究

深亚微米CMOS电路具有器件特征尺寸小、复杂度高、面积大、数模混合等特点,电路全芯片ESD设计已经成为设计师面临的一个新的挑战。多电源CMOS电路全芯片ESD技术研究依据工艺、器件、电路三个层次进行,对芯片ESD设计关键点进行详细分析,制定了全芯片ESD设计方案与系统架构,该方案采用SMIC0.35μm 2P4M Polycide混合信号CMOS工艺流片验证,结果为电路HBM ESD等级达到4 500 V,表明该全芯片ESD方案具有良好的ESD防护能力。

数控车床虚拟制造环境技术研究

提出数控车削特征参数化造型方法 ,实现含整个数控车削加工环境的全景仿真。基于切屑形成的几何形状及位置建立屑型判别式。基于屑型单体造型特征 ,利用特征体参数化方法实现加工过程切屑仿真。提出“三瞬心”成形法及“误差集聚法”,可模拟车削加工实际成形过程 ,预测加工误差趋势 。

胚胎干细胞分化为表皮样细胞的基因表达谱差异

【目的】用全基因表达谱芯片技术筛选小鼠胚胎干细胞(ESC)定向分化为表皮样细胞(ELC)的差异表达的基因并对其进行分析,以进一步阐明ESC分化为ELC的分子机制。【方法】利用人羊膜建立体外诱导体系,将小鼠ESC诱导定向分化为ELC,做3次生物学重复,分别取未分化的ESC和诱导分化的ELC提取总RNA进行扩增、Cy3标记,与NimbleGen135k小鼠全基因表达谱芯片(含44170个基因)杂交,荧光扫描,筛选出差异表达基因,并进行GO分析和pathway分析,用实时定量PCR对结果进行验证。【结果】芯片筛选结果显示,分化后的ELC与ESC间的差异表达的基因多达4856个(Cut off:2)。基因本体(GO)分析显示与生物学过程相关的差异表达基因最多的是细胞过程,1931个;与亚细胞组分(CC)相关的差基因中最多的是细胞和细胞组分相关基因,2391个;与分子功能相关的差异基因中最多是的结合功能(binding)基因,1869个。Pathway分析显示,与DNA复制通路相关的差异基因有23个;与蛋白酶体通路相关的24个;剪接体通路相关有47个;细胞周期相关的有44个。【结论】ESC体外诱导定向分化为ELC过程中,基因表达谱发生了巨大的变化,提示细胞分化是一个众多基因参与的复杂的生物学过程,这些基因在分化过程所起的作用和作用机制尚需大量的实验研究阐明。

妊娠中期羊水过少胎儿的遗传学分析

目的采用基因芯片技术及全外显子检测技术,对妊娠中期羊水过少的病因进行遗传学分析。方法收集2015年9月-2017年12月我院收治的妊娠中期羊水过少病例15例,进行染色体微阵列分析(chromosomal microarray analysis,CMA)和(或)全外显子组基因检测(whole exome sequencing,WES),对查找到的可疑基因突变位点进行家系验证。结果 1)15例胎儿进行了CMA检测,均未发现异常;2)12例胎儿进行WES检测,10例未发现可疑致病基因,2例发现可疑致病基因;3)1例ACE基因c.1631T>C(p.L544P)和c.3070-3071del CT(p.L1024Lfs*17)复合杂合突变,相关疾病为肾小管发育不良(renal tubular dysgenesis,RTD);4)1例ANKS6 c.2394+1G>A(IVS13)、c.621(exon2)_c.622(exon2)ins TGGTG复合杂合突变,相关疾病为肾消耗病16型(nephronophthisis-16,NPHP16)。结论染色体微缺失重复与孕中期羊水过少未见相关性,CMA不是孕中期羊水过少必需的检查项目;部分妊娠中期羊水过少是由常染色体隐性遗传病引起,全外显子检测有助于明确病因,指导再次妊娠。

1553B总线全仿真平台的研究与实现

为有效掌握1553B总线技术,培养总线系统和So C芯片开发应用能力。介绍了一种基于HKS1553BCRT芯片的1553B总线全仿真平台的解决方案、硬件架构、软件设计,并进行了大量验证和结果分析。分析结果表明,该1553B总线全仿真平台功能完备、性能良好,可以满足全仿真平台的应用需求。1553B全仿真平台研究对推广1553B总线技术,以及So C芯片的一些基本使用技巧具有良好的工程应用价值。

基于十二指肠全基因表达谱研究模型大鼠脾虚湿阻的分子机制

目的:研究脾虚水湿不化大鼠脾虚湿阻的分子机制。方法:20只Wistar大鼠随机分为模型组和正常对照组,每组10只。高脂低蛋白加负重力竭游泳复合因素诱导6周,建立脾虚水湿不化大鼠模型。Agilent全基因组表达谱芯片检测大鼠十二指肠组织基因表达谱变化,筛选差异基因,基于基因本体数据库(GO)进行基因功能分类,基于《京都基因与基因组百科全书(KEGG)》数据库进行信号通路分析,实时荧光定量PCR验证部分基因Tff2和Trpm6表达。结果:与正常对照组比,模型大鼠筛选出1275个差异表达基因,上调660个,下调615个。GO分析结果显示差异基因生物学过程主要包括跨膜转运、免疫应答、铁离子稳态等,分子功能主要包括水通道活性、磷脂酶D活性、受体活性、氧化还原酶活性等,细胞组分包括微绒毛、刷状缘膜等。信号通路主要包括矿物质吸收、补体级联反应、细胞因子-细胞因子相互作用、钙离子信号通路、甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸代谢通路。结论:模型大鼠十二指肠组织参与消化吸收、水及离子代谢、免疫功能的基因出现异常,其脾虚湿阻的机制涉及矿物质吸收、钙离子信号通路、补体激活通路及甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸代谢等。

机械应力相关基因在骨关节炎软骨下骨的表达

背景:机械应力改变是骨关节炎发生发展的关键因素。目的:观察机械应力相关基因在关节不稳所致的骨关节炎大鼠模型中软骨下骨的表达情况,为阐述机械应力因素在骨关节炎发病中的重要作用提供依据。方法:将SD大鼠分为实验组和对照组,每组30只。实验组行右膝内侧半月板及内侧副韧带切除术,对照组仅切开关节囊。分别于术后1,2,4周取右膝关节标本,提取软骨下骨的RNA,并采用全基因表达谱芯片技术研究软骨下骨全基因表达,根据现有文献报道,探索机械应力相关基因在该大鼠模型软骨下骨中的表达情况,并通过qRT-PCR对结果进行验证。结果与结论:发现3个重要的与机械应力相关的差异表达基因:Postn,Ihh,Bmp5,并由qRT-PCR得到验证:实验组中,Postn在术后第1周显著高表达,与对照组比较差异有显著性意义(P<0.05),术后第2周也出现高表达的趋势,但与对照组比较差异无显著性意义(P>0.05)。Bmp5也在术后第1周显著高表达,与对照组比较差异有显著性意义(P<0.05),第2周及第4周也有高表达的趋势,但与对照组比较差异无显著性意义(P>0.05)。Ihh在术后第1周及第2周同时出现高表达,与对照组比较差异有显著性意义(P<0.05)。结果可见机械应力因素是骨关节炎发病的重要因素,深入研究与其相关的基因或其通路,可能为揭示骨关节炎发病机制提供更多的依据,从而发现早期诊断及早期治疗的靶点。

大鼠骨髓间充质干细胞分化成肝细胞过程中差异基因的功能研究

目的探寻大鼠骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)分化成肝细胞过程中的核心调控机制。方法利用芯片检测结果,筛选大鼠骨髓MSCs诱导分化成肝细胞样细胞(hepatocytelike cells,HLCs)、正常肝细胞(normal liver cells,NLCs)动态发展过程中差异表达的基因,利用基因的表达变化进行表达趋势聚类,筛选出显著性的表达趋势。集中分析具有相同趋势的共表达基因,构建基因的共表达调控网络,从中筛选在动态变化过程中的核心基因。结果从MSCs分化成NLCs的动态过程中,通过筛选得到4 938个差异表达基因,Fas、G6pc、IL1b、S100a1、Ndufa7等基因为关键基因。结论 MSCs最终分化成NLCs的过程中,与细胞周期调控、增殖、分化相关基因及糖、脂肪酸、胆固醇的代谢、解毒相关基因表达密切相关。

深亚微米CMOS IC全芯片ESD保护技术

CMOS工艺发展到深亚微米阶段,芯片的静电放电(ESD)保护能力受到了更大的限制。因此,需要采取更加有效而且可靠的ESD保护措施。基于改进的SCR器件和STFOD结构,本文提出了一种新颖的全芯片ESD保护架构,这种架构提高了整个芯片的抗ESD能力,节省了芯片面积,达到了对整个芯片提供全方位ESD保护的目的。

多电源电压SoC芯片ESD保护设计

ESD是集成电路设计中最重要的可靠性问题之一。显示驱动芯片是一款复杂的So C芯片,具有多电源电压、数模混合、面积大等特点,因此ESD设计具有很大的难度。该文根据芯片的特点,分析了ESD设计难点,在基本ESD电路的基础上,以电源钳位电路和轨到轨电路组成的电源ESD保护网络为介绍重点,给出了全芯片ESD保护设计方案。

分子遗传标记及芯片技术在地方牛群体遗传研究中的应用历程

目前,全世界地方牛品种超过300个。中国具有丰富的地方黄牛种质资源,列入最新2021版农业部修订《国家级畜禽遗传资源品种名录》的有55种。部分地方牛长期处于小群体闭锁繁育,导致许多地方牛存在种群近交程度增加、遗传多样性下降、种质特性退化的风险。随着群体遗传学研究的发展,特别是分子遗传标记的普及和全基因组芯片的出现,近年各地利用现代基因组学技术,系统深入地开展地方牛群体遗传学分析,建立全新的分子辅助保种方案,实现科学保种,更好地保护地方牛的优质种质资源。该文对分子遗传标记及芯片技术在肉牛中的遗传研究中的应用进行阐述,介绍群体遗传学研究的目的及其重要性,因为遗传多样性是育种所必需的原材料,对基因组选择的实施具有实际意义。遗传多样性的损失与近交衰退所导致的风险(成长率、生育能力、繁殖力、后代生存力等因素的下降)密切相关,随后阐述牛群体遗传学的发展历程,从最初的分子标记到50K低密度芯片如何运用到地方牛保种工作中,对家系构建起到关键作用。

间充质干细胞与肝样转化细胞的基因谱差异分析

目的用全基因表达谱芯片筛选大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)与定向分化为肝细胞样细胞(HLCs)的表达基因差异并对其进行分析研究。方法将大鼠MSCs诱导定向分化的肝样细胞做3次生物学重复,分别取MSCs和诱导分化的肝样细胞提取总RNA进行扩增,Cy3标记。与大鼠全基因表达谱芯片杂交,荧光扫描,筛选出差异表达基因,并进行GO分析和pathway分析。用实时定量PCR对结果进行验证。结果芯片筛选结果显示,分化后的MSCs与HLCs间的差异表达的基因多达839个,其中上调表达448个,下调表达391个。在差异基因当中有生物学过程注释的基因有363个,具有细胞组分注释的差异基因有377个,具有分子功能注释的差异基因364个。Pathwav分析结果中显示在差异基因参与的273个Pathway中有显著性变化的Pathway有45个,其中参与到显著性Pathway共有275个差异表达基因,其中上调基因122个,下调基因153个。通过差异基因构建基因调控网络,按照基因在网络的度(Degree)筛选出网络当中的5个关键基因:Pkm2、Nt5e、Fos、Adcy3、Itga7。结论 MSCs体外诱导定向分化为HLCs过程中,其调节的基因与肝细胞中细胞增殖、分化、凋亡、代谢和调控等密切相关。

基于SCR的全芯片ESD保护设计

随着集成电路特征尺寸的减小,集成电路对ESD的要求越来越高,同时集成电路面积和引脚数量的增加,使得全芯片的ESD保护成为挑战。SCR器件相对于其他器件,具有相同面积下最高的ESD保护性能。文章以SCR保护器件为基础,介绍一种新型的ESD保护架构——ESD总线。从全模式和混合电压芯片的ESD保护出发,进而提出了全芯片ESD保护结构,针对现代集成电路芯片引脚不断增多的特点,以及系统集成带来的多电压模式问题,提出了使用ESD总线结构的保护方案来实现全芯片的ESD保护。

全树削片的研究

本文概要介绍了国内外全树削片的情况.论述了全树木片的生产,应用,存在的问题。解决的办法和我国开展全树削片的前景.指出,我国在30多年木片生产的基础上.可开展全树削片试验。进而建造全树削片生产基地。利用抚育伐、低产林改造等林木或营造速生纤维林进行全树削片。它将成为林业企业新的经济增长点。是发展、振兴森林工业。使森工企业走出低谷的一项重要措施。

提高集成电路ESD防护能力的仿真方法

为解决集成电路的全芯片静电防护设计中寄生电阻导致的防护空间压缩问题,提出了一种实用的能够在版图设计过程中提高集成电路静电放电(ESD)防护能力的仿真方法,用于评估和控制ESD电流通路上的寄生电阻,辅助ESD防护设计,预估器件静电防护等级。详细介绍了仿真方法的原理和流程,以0.18μm SOI CMOS工艺制造的静态随机存储器电路为仿真和实验对象,应用此仿真方法,统计寄生电阻值,优化ESD防护设计,并进行ESD测试,记录未优化样品和优化样品的失效电压。通过对比寄生电阻和失效电压,证明降低寄生电阻可获得更好的ESD防护性能,而且器件失效电压和关键寄生电阻值R Vdd之间存在近似线性反比关系。

微球层叠微通道用于全血血浆分离

设计并制作了一款由两种大小不同微球层叠堆积的微通道与毛细通道阵列组合而成的微流控芯片装置,可以在全血样本流经微通道过程中,通过微球堆积层过滤、吸附其中的细胞组分,快速分离出血浆。采用负压进样方式在微通道中紧密堆积微球,并采用蛋白封闭液包被的方法增加微球表面亲水性,在毛细作用下,芯片烘干冷却后滴入的全血在微通道中前进,进而分离出血浆。测试了直径分别为10、15、20、23和40μm的不同微球对血浆分离速度的影响,当使用直径为10μm的微球堆积通道时,血浆分离速率最快。考察了堆积通道局部加宽设计等对血浆分离的影响,结果表明,相较于长直型通道,局部加宽通道的血浆分离速率大大增加,最快可达0.16μL/min,可在短时间内收集得到足量血浆,满足大多数临床血液检测等相关要求。利用本方法收集的血浆样本在芯片上进行血液凝集实验,可快速分析待测血液血型,具有良好的实际应用价值。