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血液样本中DNA与RNA提取效率的研究
1
作者 宿星蕾 路平 +3 位作者 彭俊杰 汪滋民 宋萍 韩达 《上海交通大学学报(医学版)》 北大核心 2025年第4期476-486,共11页
目的·全面评估不同试剂盒及不同方法对血液样本中DNA与RNA提取的效率。方法·收集来自阿尔茨海默病(20例)、纤维化(5例)、结直肠癌患者(108例)及健康个体(12例)的血液样本,共145例。采用柱法试剂盒(Kit A)和核酸提取仪来提取... 目的·全面评估不同试剂盒及不同方法对血液样本中DNA与RNA提取的效率。方法·收集来自阿尔茨海默病(20例)、纤维化(5例)、结直肠癌患者(108例)及健康个体(12例)的血液样本,共145例。采用柱法试剂盒(Kit A)和核酸提取仪来提取血液中白细胞的基因组DNA(genomic DNA,gDNA)。使用5种试剂盒(Kit B~F),通过柱法(Kit B、E)或磁珠法(Kit C、D、F)对血浆中的游离DNA(cell-free DNA,cfDNA)和游离RNA(cell-free RNA,cfRNA)进行提取。对Kit B提取过程进行优化,包括增加血浆上样体积和延长洗脱孵育时间,并且采用该方案对100例结直肠癌患者血浆样本cfDNA进行提取。使用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qPCR)对提取出的DNA和RNA进行定量分析,比较提取的DNA或RNA分子的数量以评估提取效率,并结合成本及操作时间等进行综合评价。结果·在gDNA提取中,尽管核酸提取仪缩短了操作时间,但Kit A(柱法)提取的DNA分子数的中位数是其25.36倍(P<0.001)。对于cfDNA提取,3种试剂盒(Kit B~D)的总体效率相近,但Kit B(柱法)在低浓度样本中的表现较为突出,其DNA提取量的平均值分别是基于磁珠法的Kit D和Kit C的4.24倍和1.18倍。提取步骤优化后的Kit B进一步提高了cfDNA的提取效率。对比3例样本在不同血浆上样体积下的cfDNA提取量,结果显示大上样体积提取的cfDNA量分别为小上样体积的3.98倍、2.38倍和3.82倍;对100例结直肠癌患者血浆样本cfDNA提取结果表明,该提取方案可在临床样本中稳定提取足够量的cfDNA。在cfRNA提取方面,Kit E(柱法)因其高效、便捷且经济性好,被广泛推荐;其提取的cfRNA含量中位数是Kit F(磁珠法)的5.01倍。比较血浆中cfDNA与cfRNA的拷贝数,结果显示每毫升血浆中cfRNA的拷贝数平均数是cfDNA的27.65倍。结论·Kit A、Kit B和Kit E分别在白细胞gDNA、血浆cfDNA以及血浆cfRNA提取方面表现出更高的效率。然而,尽管Kit E在提取效率和成本上具有优势,其安全性仍需进一步评估。 展开更多
关键词 核酸提取 血浆游离DNA 血浆游离RNA 提取试剂盒 实时荧光定量PCR
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重要甾体化合物的化学酶法合成研究进展 被引量：2
2
作者 郑梦梦 刘犇犇 +1 位作者 林芝 瞿旭东 《合成生物学》 CSCD 北大核心 2024年第5期941-959,共19页
甾体化合物因其多功能生物活性和理化特性备受生物医药行业的高度重视,被誉为自然界的“生命之钥”。随着植物甾醇代谢途径的不断解析,国内逐渐形成了“植物甾醇原料-甾体药物中间体-甾体药物”的工业合成路线。日益发展的甾药行业需要... 甾体化合物因其多功能生物活性和理化特性备受生物医药行业的高度重视,被誉为自然界的“生命之钥”。随着植物甾醇代谢途径的不断解析,国内逐渐形成了“植物甾醇原料-甾体药物中间体-甾体药物”的工业合成路线。日益发展的甾药行业需要不断开发新的合成技术推进甾体药物自上而下高效合成。基于生物信息学、合成生物学、代谢工程以及酶工程的快速发展,甾体化合物的合成技术也取得了重大突破。本文对重要甾体化合物的最新合成进展,包括甾体药物中间体的多样化合成、复杂甾体的化学酶法合成和酵母从头合成植物甾醇原料等方面进行了综述,特别强调了近年来P450羟化酶、3-甾酮-Δ^(1)-脱氢酶、还原酶以及酶级联参与的化学酶法在高效简易合成复杂甾体药物中的代表性工作;在此基础上,也从新一代甾药中间体的开发、新型甾体生物催化剂的挖掘、以分枝杆菌为底盘的甾体合成途径的构建等方面对甾体化合物未来的研究机会和挑战进行了展望。 展开更多
关键词 甾体化合物 底盘菌株 化学酶法 区域-立体选择性 酶级联
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DeepSeek模型分析及其在AI辅助蛋白质工程中的应用 被引量：1
3
作者 李明辰 钟博子韬 +6 位作者 余元玺 姜帆 张良 谭扬 虞慧群 范贵生 洪亮 《合成生物学》 北大核心 2025年第3期636-650,共15页
2025年年初,杭州深度求索人工智能基础技术研究有限公司发布并开源了其自主研发的DeepSeek-R1对话大模型。该模型具备极低的推理成本和出色的思维链推理能力,在多种任务上能够媲美甚至超越闭源的GPT-4o和o1模型,引发了国际社会的高度关... 2025年年初,杭州深度求索人工智能基础技术研究有限公司发布并开源了其自主研发的DeepSeek-R1对话大模型。该模型具备极低的推理成本和出色的思维链推理能力,在多种任务上能够媲美甚至超越闭源的GPT-4o和o1模型,引发了国际社会的高度关注。此外,DeepSeek模型在中文对话上的优异表现以及免费商用的策略,在国内引发了部署和使用的热潮,推动了人工智能技术的普惠与发展。本文围绕DeepSeek模型的架构设计、训练方法与推理机制进行系统性分析,探讨其核心技术在AI蛋白质研究中的迁移潜力与应用前景。DeepSeek模型融合了多项自主创新的前沿技术,包括多头潜在注意力机制、混合专家网络及其负载均衡、低精度训练等,显著降低了Transformer模型的训练和推理成本。尽管DeepSeek模型原生设计用于人类语言的理解与生成,但其优化技术对同样基于Transformer模型的蛋白质预训练语言模型具有重要的参考价值。借助DeepSeek所采用的关键技术,蛋白质语言模型在训练成本、推理成本等方面有望得到显著降低。 展开更多
关键词 大语言模型 AI蛋白质 深度自注意力变换网络 蛋白质语言模型 深度学习
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聚酮化合物非天然延伸单元的生物合成与结构改造应用 被引量：2
4
作者 张俊 金诗雪 +1 位作者 云倩 瞿旭东 《合成生物学》 CSCD 北大核心 2024年第3期561-570,共10页
聚酮天然产物包括10000多种具有广泛生物活性的分子,是获批临床药物中最著名的类别之一。已知活性先导化合物通常需要经过结构修饰改良其吸收、分布、代谢和排泄等特性,从而促进成药开发,但针对聚酮化合物的结构修饰极具挑战,需要应对... 聚酮天然产物包括10000多种具有广泛生物活性的分子,是获批临床药物中最著名的类别之一。已知活性先导化合物通常需要经过结构修饰改良其吸收、分布、代谢和排泄等特性,从而促进成药开发,但针对聚酮化合物的结构修饰极具挑战,需要应对聚酮骨架中大量的立体中心以及多个惰性碳原子,导致化学合成手段难以对聚酮骨架进行精准和高效的衍生化,因此,通过合成生物学方法实现其结构优化就成为了研究者们关注的热点。自然界中,绝大多数聚酮化合物主要由简单的乙酸盐和丙酸盐结构单元通过聚酮合酶组装而成,而少数存在的具有特殊结构单元的聚酮案例给了研究者以灵感——通过设置和引入非天然结构单元从而有选择性地高效改造聚酮结构。聚酮骨架的生物合成有赖于一个起始单元与多个延伸单元的组装,因此,通过人工设计延伸单元向聚酮引入预期结构被认为是精准高效改造聚酮的有力突破点。本文在此总结了近十年来报道的聚酮非天然延伸单元的三种重要的酶促合成方法,通过挖掘新颖的延伸单元合成酶并探索其底物宽泛性,或利用酶工程手段改造延伸单元合成酶的底物催化范围,获得了大量自然界不存在的延伸单元。此外,本文还归纳了利用非天然延伸单元对聚酮结构进行改造的案例,借助聚酮的天然合成途径或利用改造的合成途径达到预期目的。最后,作者讨论了该研究领域内存在的一些制约因素以及可优化的研究方向,包括聚酮合酶对非天然延伸单元的兼容性问题、非天然延伸单元的前体供给等。近年来,利用非天然延伸单元改造聚酮结构的研究兴趣和热度日益高涨,本文绘制了一份基于延伸单元改造聚酮结构研究的简明清晰的图谱,期望为加速聚酮类药物的高效开发打下坚实基础。 展开更多
关键词 天然产物 聚酮化合物 聚酮合酶 延伸单元 生物合成 酶工程
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负碳人工光合群落的设计、优化与应用 被引量：2
5
作者 郑皓天 李朝风 +3 位作者 刘良叙 王嘉伟 李恒润 倪俊 《合成生物学》 CSCD 北大核心 2024年第5期1189-1210,共22页
CO_(2)生物转化技术的开发为解决能源转型和气候变化问题提供了可能。人工光合群落是由密切协作的光合自养微生物与异养微生物组成的新一代生物炼制平台,能够通过群落成员间的互利代谢分工,高效地利用光能将CO_(2)直接转化为生物质和多... CO_(2)生物转化技术的开发为解决能源转型和气候变化问题提供了可能。人工光合群落是由密切协作的光合自养微生物与异养微生物组成的新一代生物炼制平台,能够通过群落成员间的互利代谢分工,高效地利用光能将CO_(2)直接转化为生物质和多种化学品,是实现负碳生物制造的潜在途径之一,因其在适用性和鲁棒性方面的优势受到了广泛的关注。近年来,随着系统生物学研究和合成生物技术的快速发展,多种研究策略被用于人工光合群落的设计与优化,取得了长远的进展,促进了对光合群落生产的理解。本文综述了光合群落的互作机制、独到优势和系统生物学研究方法,着重介绍人工光合群落的底盘升级、固定化/区室化技术、加强内部多层次调控等设计与优化策略以及在不同领域的应用进展。在此基础上,探讨了进一步将人工光合群落规模化应用所面临的光合效率和中间碳水化合物限制以及外源生物污染等潜在挑战,对纳米半导体材料杂合、物种间精细互作关系调控、基于多组学数据的群落模型构建等未来的改造方向和研究策略进行了展望。 展开更多
关键词 合成生物学 光合群落 负碳生物合成 CO_(2)利用 系统生物学 群体感应
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超支化芘基聚芳基哌啶阴离子交换膜及其碱性电解水应用 被引量：1
6
作者 房梓榆 刘莹莹 +3 位作者 陆陈宝 朱金辉 柯长春 庄小东 《功能高分子学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期277-286,共10页
以芘(py)为支化基团,基于对三联苯(TP)和N-甲基-4-哌啶酮(NM4P)单体,经强酸催化聚合得到超支化芘基聚三联苯哌啶聚合物(h-PTPE-py-n)。通过调整支化基团和三联苯的比例,可以得到不同支化度的超支化聚三联苯哌啶阴离子交换膜h-PTP-py-n... 以芘(py)为支化基团,基于对三联苯(TP)和N-甲基-4-哌啶酮(NM4P)单体,经强酸催化聚合得到超支化芘基聚三联苯哌啶聚合物(h-PTPE-py-n)。通过调整支化基团和三联苯的比例,可以得到不同支化度的超支化聚三联苯哌啶阴离子交换膜h-PTP-py-n。对该聚合物的化学结构、热性能、力学性能、离子传导性质进行了系统表征和测试,并将该类型膜应用于阴离子交换膜电解水(AEMWE)器件,评估其在实际工况下的运行基本表现。结果表明,芘引入导致的支化有效提高了阴离子交换膜的力学性能和尺寸稳定性,所制得的阴离子交换膜在80℃下的氢氧根离子传导率最高达到168.0 mS/cm,应用到AEMWE中时,h-PTP-py-n展示出了优异的导电性,在3 V条件下电流密度达到1.95 A/cm^(2),并且能稳定运行超过90 h。 展开更多
关键词 阴离子交换膜 超支化结构 碱性电解水 聚芳基哌啶 芘
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人工智能赋能癌症协同药物组合预测的现状与挑战 被引量：1
7
作者 谭洪 林圣庚 熊毅 《中国癌症杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期807-813,共7页
近年来,癌症的发病率和死亡率不断攀升,耐药性已成为目前癌症治疗的重大挑战。传统的单一化治疗方法并不能有效地应对肿瘤细胞的异质性及其多重耐药,常导致疗效不理想。药物联合治疗作为一种重要的治疗策略,可通过多药协同作用提高疗效... 近年来,癌症的发病率和死亡率不断攀升,耐药性已成为目前癌症治疗的重大挑战。传统的单一化治疗方法并不能有效地应对肿瘤细胞的异质性及其多重耐药,常导致疗效不理想。药物联合治疗作为一种重要的治疗策略,可通过多药协同作用提高疗效并延缓耐药性的发展。然而,传统的药物组合筛选方法耗时且成本高昂。随着数据的积累和计算方法的发展,人工智能特别是深度学习在癌症协同药物组合预测中展现出巨大潜力。通过人工智能技术,研究人员可以更高效地预测药物组合是否存在协同作用,降低实验成本,发现新的潜在协同药物组合。然而,人工智能模型仍存在可解释性差、特征融合不充分及标注数据缺乏等问题。本文就人工智能在癌症药物组合协同作用预测中的应用进展予以综述。首先,介绍药物耐药机制及联合治疗的挑战,指出传统方法在药物组合筛选中的局限性。然后,介绍不同深度学习模型在癌症协同药物组合预测中的优缺点,包括前馈神经网络、图神经网络、自编码器、可见神经网络、Transformer及其扩展模型等。针对现有深度学习模型普遍存在的问题,本文提出了解决方案,包括利用多模态数据增强模型的泛化能力,采用迁移学习和多任务学习应对数据不足问题,以及设计更具可解释性的模型以推动临床应用。未来,药物协同组合预测领域有望通过开发标准化的协同指标、提升模型的可解释性、整合多模态数据及应对数据稀缺问题,进一步推动模型从实验室研究走向临床应用,从而为癌症治疗提供更有效的解决方案。 展开更多
关键词 癌症 协同药物组合 人工智能 深度学习
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Sc/O掺杂硫化物固态电解质的制备及全固态电池性能 被引量：4
8
作者 赵争光 陈振营 +2 位作者 翟光群 张希 庄小东 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2412-2423,共12页
近年来,硫化物固态电解质凭借其高安全性、高离子电导率、较宽电化学窗口等诸多优点受到了人们的广泛关注。掺杂改性被认为是一种提高硫化物固态电解质电化学性能的有效方法。鉴于稀土元素具有独特的电子结构与功能特性,掺杂稀土元素已... 近年来,硫化物固态电解质凭借其高安全性、高离子电导率、较宽电化学窗口等诸多优点受到了人们的广泛关注。掺杂改性被认为是一种提高硫化物固态电解质电化学性能的有效方法。鉴于稀土元素具有独特的电子结构与功能特性,掺杂稀土元素已成为提升固态电解质的离子导电性和降低晶界阻抗的有效策略之一。本工作使用稀土元素化合物氧化钪(Sc_(2)O_(3))作为掺杂剂合成了一系列改性后的硫化物固态电解质。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜以及色散能谱(EDS)等表征手段证明了Sc_(2)O_(3)的成功掺杂。通过使用交流阻抗法测试了其电导率,结果表明当Sc_(2)O_(3)的掺杂量为x=0.04时,Li_(6.08)P_(0.96)Sc_(0.04)S_(4.94)O_(0.06)Cl硫化物固态电解质显示出较高的离子电导率,可以达到3.17×10^(-3)S/cm。用Sc_(2)O_(3)掺杂量为x=0.04的硫化物固态电解质Li_(6.08)P_(0.96)Sc_(0.04)S_(4.94)O_(0.06)Cl组装锂-锂对称电池显示出0.95 mA/cm^(2)的高临界电流密度(CCD)和在0.1 mA/cm电流密度下超过300 h的稳定锂-锂对称电池循环过程。Li_(6.08)P_(0.96)Sc_(0.04)S_(4.94)O_(0.06)Cl基全固态电池显示出了249.03 mAh/g和191.2 mAh/g的首圈充放电比容量以及76.78%的首圈充放电效率,循环950圈后仍能保持123 mAh/g的放电比容量。即使在空气中暴露90 min后,Li_(6.08)P_(0.96)Sc_(0.04)S_(4.94)O_(0.06)Cl电解质仍能表现出较好的晶形结构和良好的全固态电池循环性能。本工作为提高Li6PS5Cl型硫化物固态电解质的电化学性能提供了新的思路。 展开更多
关键词 硫化物固态电解质 离子电导率 掺杂改性 全固态电池
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马克思主义中国化视域下高校海归人才科技创新认同的问题与对策
9
作者 赵昕 姜燕媛 黄琚 《上海交通大学学报（哲学社会科学版）》 2024年第12期36-53,共18页
新中国从站起来、富起来到强起来的历史性飞跃,离不开马克思主义中国化的伟大创新和实践。在不同历史时期,马克思主义中国化持续为中国发展注入了强劲动力。当今世界新一轮的科技革命及产业变革加速演进,科技创新已经成为目前国际实力... 新中国从站起来、富起来到强起来的历史性飞跃,离不开马克思主义中国化的伟大创新和实践。在不同历史时期,马克思主义中国化持续为中国发展注入了强劲动力。当今世界新一轮的科技革命及产业变革加速演进,科技创新已经成为目前国际实力竞争中的关键要素,进入新时代,我国始终坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深入实施科教兴国战略、人才强国战略和创新驱动发展战略。虽然当前国内的科技发展态势迅猛,却依然面临核心技术受制于人、自主创新能力不强等令人忧虑的现实问题。而海归科技人才作为新时代的基础研究生力军,无疑肩负着推动原始创新、攻克“卡脖子”技术的重要责任。因此,如何凝聚海归人才共识、激发科创活力是目前高校亟待关注和思考的关键点。本研究通过对国内32所高校海归人才深入调研,旨在剖析高校海归人才在中国式现代化背景下对科技创新这一战略需求的认同现状,折射高校海归人才在新时代科技变革浪潮中的个人看法和科研实践。经过调研,本文认为凝聚科技创新共识既离不开对海归人才群像特征和需求的精准把控,也离不开对国内科研组织模式的顶层设计,政府、高校应联动提升高校海归人才对科技创新的认同感,最大程度释放创新策源活力。 展开更多
关键词 马克思主义中国化 高校海归人才 科技创新 认同
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学科交叉背景下的实验室管理体系优化策略
10
作者 张青青 田张琪 《实验室研究与探索》 2025年第9期222-226,238,共6页
针对学科交叉实验室管理在组织体系、资源整合与共享、实验室建设与安全等方面存在的问题,提出了强化顶层设计、构建新型管理体制、打造专业化管理队伍和加强软硬件环境建设的管理优化策略。通过实施“多部门协同、属地化落实”跨校区... 针对学科交叉实验室管理在组织体系、资源整合与共享、实验室建设与安全等方面存在的问题,提出了强化顶层设计、构建新型管理体制、打造专业化管理队伍和加强软硬件环境建设的管理优化策略。通过实施“多部门协同、属地化落实”跨校区协同管理模式,组建“专职+兼职+物业”多维管理支撑队伍,建设“虚实结合”交叉实验室组织模式,探索实验室安全管理新方法,构建了学科交叉实验室管理体系。实践表明,该体系明晰了管理责任、优化了资源配置、维护了安全稳定的实验室环境,为学科交叉创新研究提供了有力支撑。研究成果可为高校学科交叉实验室建设与管理提供参考。 展开更多
关键词 学科交叉 实验室管理 管理体系优化
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