DNA二代测序技术在30年陈旧骨骼检验中的应用

基于毛细管电泳的复合荧光短串联重复序列(short tandem repeat,STR)检测技术在各类案件DNA检验中起到主导作用,但对高度降解的骨骼等疑难生物检材,往往因检出STR基因座数量过少无法发挥效用。本文阐述了二代测序技术在高度降解的骨骼这类疑难生物检材DNA检验中的应用。在一起长达30年未破的杀人案物证检验中,用传统STR检测方法未得到骨骼足够STR基因座分型,通过二代测序方法使用Precision ID Global Filer^(TM) NGS STR Panel v2试剂盒得到了31个常染色体STR基因座的完整分型,帮助办案单位认定了尸源,为案件侦破提供了关键技术支撑。分析二代测序(next generation sequencing,NGS)技术对此类高度降解检材的优势,并探讨CE电泳检测的STR基因座分型结果与NGS分型结果一致性的问题,表明NGS技术可以突破CE对于此类高度降解检材的分析限制,补充CE技术不足,为疑难生物检材的法医DNA检验和分析提供了新方法和手段。

运用法医学二代测序技术侦破19年久冷案

基于Y染色体STR(Y-STR)多态性的男性家系排查技术帮助全国各地破获了诸多冷案积案。然而对于出现明显降解的生物检材,或因检出Y-STR基因座数量过少而无法开展有效排查。STRSeqTyperY68男性家系精细化排查试剂盒,定位于二代测序技术,利用Mi Seq FGx二代测序平台可单管实现52个单拷贝Y-STR基因座、6个二拷贝Y-STR基因座、1个三拷贝Y-STR基因座和1个性别判定基因座的分型检测,并能同时支持STR长度和/或序列多态分型,全部基因座扩增子长度在350bp以下,且其中62个不大于300bp,适用于降解检材的检测。本文报道一起长达19年未破的强奸杀人案,用传统STR检测方法仅得到24个Y-STR基因座分型,部分300bp以上的Y-STR片段未检出,但通过二代测序方法使用STRSeqTyperY68试剂盒完整得到了67个Y-STR和1个性别基因座分型,从而帮助办案单位锁定了嫌疑人所在的男性家系,为案件侦破提供了关键技术支撑。

基质金属蛋白酶-9抑制剂对犬体外循环肺损伤的影响

目的研究外源性基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinases-9,MMP-9)抑制剂多西环素(Doxycycline)对体外循环(CPB)引起肺损伤的保护作用。方法将20只健康杂种幼犬(体重10～12kg),采用随机数字表法随机分为对照组(n=10)和实验组(n=10);对照组:CPB前后不采取任何肺保护措施;实验组:CPB术前3d每天饲料拌食多西环素(30mg/kg体重)。采用酶联免疫吸附(ELISA)法检测血浆MMP-9浓度;监测两组犬血流动力学和呼吸参数,计算术前和术后肺泡-动脉氧分压差(A-aDO2)和呼吸指数(RI);比色法测定支气管肺泡灌洗液(BALF)髓过氧化物酶(MPO)活性;考马斯亮蓝G-250法测定BALF总蛋白。CPB后,在光学显微镜和电子显微镜下观察肺组织形态学改变;计算肺组织干湿重系数(W/D)。结果两组犬血浆MMP-9浓度随CPB时间延长而显著增高,CBP150min和270min时实验组血浆中MMP-9含量较对照组显著下降(9.45±5.29ng/mlvs.18.66±5.90ng/ml,t=3.664,P=0.005;16.63±2.90ng/mlvs.26.17±5.96ng/ml,t=5.216,P=0.001)。实验组MPO活性,BALF中总蛋白浓度,肺组织W/D,术后A-aDO2和RI均较对照组均明显减低,差异有统计学意义(t=5.622,P=0.000;t=5.081,P=0.001;t=2.266,P=0.050;t=4.927,P=0.001;t=6.679,P=0.000)。肺组织病理和电子显微镜显示实验组损伤明显减轻。结论多西环素通过抑制MMP-9的分泌,降低细胞基底膜的降解,减轻肺泡白细胞浸润和肺水肿,可起到对肺的保护作用。

氮杂石墨烯/硫化铋近红外光催化降解氨氮

采用水热法一步合成氮杂石墨烯/硫化铋(NG/Bi2S3)复合材料,以X射线粉末衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜、紫外可见近红外漫反射光谱等对催化剂进行了表征。以此复合材料为催化剂,在近红外光辐射下研究了氨氮催化降解。结果表明,当氨氮初始浓度为100.0 mg·L^-1、溶液的pH值为9.0、催化剂量为0.050 g、NG负载量为3 wt%、近红外光照射10 h时,氨氮的降解率达到91.4%。相同条件下,Bi2S3对氨氮的降解率只有65.5%。动力学研究表明,氨氮降解遵循一级反应动力学规律,其表观速率常数为0.1240 h^-1。7次循环氨氮的降解率仍然大于85.5%,显示出NG/Bi2S3复合催化剂非常稳定。

基于N-掺杂碳包覆Fe_(3)N复合材料的高效异相电芬顿降解有机物

水污染导致的缺水危机、水质恶化和生态环境破坏等问题,严重影响人的健康及社会的和谐可持续发展.异相电芬顿技术因催化剂可循环利用、宽pH适用范围等优点而广受关注.常见的催化剂以铁、铁氧化物等铁基材料为主,存在金属颗粒分布不均匀、铁元素易溶出、铁循环易受阻和H_(2)O_(2)选择性和转化效率低等问题,严重制约该技术的发展.尽管可以通过变价金属和非金属掺杂提高H_(2)O_(2)转化效率和选择性等,但铁基催化剂的异相电芬顿性能仍有待提升.因此,亟待开发一种具有合金性质且宽pH响应的高H_(2)O_(2)选择性及转化效率、高稳定性的铁基催化剂.本文利用具有高分散的金属位点和丰富碳源的铁基金属有机骨架材料,采用同步高温煅烧和氨气刻蚀等手段,制备N-掺杂碳包覆Fe_(3)N复合材料(Fe_(3)N@NG/NC),并探究了该材料在异相电芬顿降解有机污染物体系中的应用前景.XRD,SEM和TEM测试结果表明,Fe_(3)N@NG/NC催化剂是由N-掺杂的石墨化碳包覆的Fe_(3)N纳米颗粒(大小约为70 nm)均匀分散在N-掺杂碳骨架材料中组成的,这一特殊结构有利于电荷的快速传输,有助于电催化氧还原产H_(2)O_(2)及其转化至·OH反应的发生.电化学测试结果表明,该催化剂具有良好的两电子氧还原性能,在电压范围为–0.3~0.1 V内的H_(2)O_(2)选择性为82.2%~74.5%,电子转移数为2.35~2.50.电子顺磁共振光谱结果表明,该催化剂在异相电芬顿体系中主要的活性物质为·OH.XPS结果表明,该催化剂中高含量的石墨N和吡啶N、Fe(Ⅱ)有利于电催化合成H_(2)O_(2)和活化H_(2)O_(2)至·OH,使其具有高效的异相电芬顿性能.异相电芬顿降解评估结果表明,该催化剂在pH 5.0体系中120 min内能高效去除罗丹明(RhB)、邻苯二甲酸二甲酯、亚甲基蓝和橙黄Ⅱ等多种有机污染物(有机物去除率为97%~100%,TOC去除率为49%~65%),不同RhB降解体对其去除率贡献程度依次为异相电芬顿>电催化>电生成H_(2)O_(2)氧化>O2氧化>吸附;能实现宽pH范围内RhB的高效去除(在pH为3.0,5.0,7.0和9.0条件下,在60 min内的RhB去除率分别为100%,96%,92%和81%);在宽pH范围内呈现出高稳定性,铁溶出量为0~0.03 mg/L;经过6次循环使用后,仍具有高的异相电芬顿性能(去除率达90%以上).综上所述,Fe_(3)N@NG/NC复合材料能作为良好的异相电芬顿催化剂,应用于污水处理领域.

冻融作用对退化紫花针茅草原有机碳含量及组分的影响

为进一步揭示典型高寒地区紫花针茅草原退化进程中土壤有机碳含量及组分的变化规律,在具有典型特征的高寒草原设置了不同退化程度的研究样地,进行了野外观测、土壤样品采集、室内冻融作用处理,测定了土壤有机碳含量,分析了不同冻结时间、不同冻融循环次数对退化草原土壤有机碳含量及组分的作用规律。结果表明:较长冻结时间处理下,土壤有机碳、轻组有机碳含量呈增加趋势,重组有机碳含量呈减少趋势,从未退化到重度退化,有机碳、轻组有机碳含量增幅范围分别为1.34%~3.00%、7.75%~34.48%,重组有机碳含量减少幅度为1.83%~6.08%;随着冻融循环次数的增加,土壤有机碳、重组有机碳含量总体呈减少趋势,轻组有机碳含量则呈增加趋势,从未退化到重度退化,土壤有机碳、重组有机碳含量减少幅度分别为4.65%~35.68%、10.99%~55.17%,轻组有机碳含量的增幅范围为12.41%~51.11%。说明不同冻结时间、不同冻融循环次数对不同退化程度草地土壤有机碳含量及组分的影响不同,冻融循环次数总体上较冻结时间对土壤有机碳含量及组分的影响更明显;草地退化程度不同,对冻结时间、冻融循环次数的响应不同,冻结时间、冻融循环次数对重度退化程度草地土壤有机碳含量及组分的影响更显著,反映出高寒草原退化程度越重、土壤冻融循环次数越多越不利于草地土壤有机碳的稳定,并对土壤碳循环过程产生影响。