DNA存储技术的数据安全研究进展 被引量：2

1

作者 刘德瑞霖 沈玥 平质 《集成技术》 2024年第3期74-88,共15页

随着现代科学技术的不断迭代升级,人类生产生活中产生的数据量呈爆炸式增长,传统的硅基存储介质(如硬盘、闪存等)逐渐无法满足全球范围内的数据存储需求。DNA因其存储密度大、存储时间长、能源消耗低等颠覆性的优势被认为是新一代的理... 随着现代科学技术的不断迭代升级,人类生产生活中产生的数据量呈爆炸式增长,传统的硅基存储介质(如硬盘、闪存等)逐渐无法满足全球范围内的数据存储需求。DNA因其存储密度大、存储时间长、能源消耗低等颠覆性的优势被认为是新一代的理想存储介质。该文围绕DNA存储技术,首先阐述了其基本原理与流程;其次,在传统数据安全的范畴下,结合近期DNA存储领域的相关研究,归纳介绍了DNA存储技术的数据安全研究现状,包括数据加密、数据弹性、恶意攻击检测等;最后,讨论了现阶段DNA存储技术的数据安全所面临的挑战及发展趋势。随着多学科交叉协同发展,在广角度多层面的数据安全保护下,DNA存储技术有望解决海量数据存储需求与有限存储资源间的供需不平衡问题,实现多场景的商业化应用。 展开更多

关键词 DNA存储 数据存储 数据安全

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TiO_(2)纳米层(110)表面对DNA强吸附的第一性原理研究 被引量：1

2

作者 杨晋 胡书环 +1 位作者 刘雯 孟范超 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2023年第3期129-136,共8页

纳米二氧化钛(TiO_(2))由于具有卓越的生物相容性和优异的物理性能,因此有望在生物医学领域中发挥重要的作用,且应用前景广阔.利用第一性原理计算,深入地研究了金红石型TiO_(2)纳米层(110)表面与脱氧核糖核酸(DNA)不同碱基在界面之间的... 纳米二氧化钛(TiO_(2))由于具有卓越的生物相容性和优异的物理性能,因此有望在生物医学领域中发挥重要的作用,且应用前景广阔.利用第一性原理计算,深入地研究了金红石型TiO_(2)纳米层(110)表面与脱氧核糖核酸(DNA)不同碱基在界面之间的吸附性能及相互作用的原子机制.通过分析结合能和功函数的计算结果发现,TiO_(2)纳米层(110)表面对DNA碱基的吸附强度显著增强,比典型二维纳米材料的吸附强度大两倍以上.进而,通过研究电子能带结构和态密度计算结果,阐明了二者在界面之间的吸附机制,其起源于吸附体系显著降低的能级和C、N和/或O的2p轨道与费米能级附近Ti原子的3d轨道的强烈杂化.纳米TiO_(2)为DNA传感器和测序仪的设计提供了一种极具潜力的候选材料. 展开更多

关键词 过渡族金属氧化物 TiO_(2) DNA 吸附 第一性原理

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消费级基因检测标准化研究 被引量：1

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作者 吴静静 吕金玲 +2 位作者 黎东初 王晓龙 王然 《中国标准化》 2022年第17期100-104,共5页

本文论述了消费级基因检测标准化的重要意义,并对国内外消费级基因检测行业发展趋势进行阐述。通过对比目前国内外消费级基因检测的标准情况,构建标准体系并提出相关工作建议,为消费级基因检测行业标准化建设提供理论参考,以期能够对产... 本文论述了消费级基因检测标准化的重要意义,并对国内外消费级基因检测行业发展趋势进行阐述。通过对比目前国内外消费级基因检测的标准情况,构建标准体系并提出相关工作建议,为消费级基因检测行业标准化建设提供理论参考,以期能够对产业发展起到指导和规范的作用。 展开更多

关键词 消费级基因检测 数据处理 标准化

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标准化变革助力生命健康产业(续) 被引量：1

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作者 徐讯 姜华艳 李倩一 《质量与标准化》 2020年第5期1-4,共4页

标准化变革助力健康中国全民健康是建设"健康中国"的根本目的,而预防是最经济最有效的健康策略。华大基因普惠精准医疗模式以"防大于治"为核心理念,推出惠及全人群和覆盖全生命周期的精准医疗服务,包括出生缺陷防... 标准化变革助力健康中国全民健康是建设"健康中国"的根本目的,而预防是最经济最有效的健康策略。华大基因普惠精准医疗模式以"防大于治"为核心理念,推出惠及全人群和覆盖全生命周期的精准医疗服务,包括出生缺陷防控、肿瘤精准诊治、感染精准检测等. 展开更多

关键词 精准医疗 全民健康 出生缺陷 全生命周期 华大基因 健康策略 标准化 全人群

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标准化变革助力生命健康产业 被引量：1

5

作者 徐讯 姜华艳 李倩一 《质量与标准化》 2020年第4期1-4,共4页

生命科技的持续突破正在推动着全球技术变革和社会进步,以基因为核心的生命科技已经成为全球竞争的焦点。生命科技的快速发展,为我们带来了前所未有的战略发展机遇,也为推进健康中国战略、实现"生优病少、健康长寿"的美好愿... 生命科技的持续突破正在推动着全球技术变革和社会进步,以基因为核心的生命科技已经成为全球竞争的焦点。生命科技的快速发展,为我们带来了前所未有的战略发展机遇,也为推进健康中国战略、实现"生优病少、健康长寿"的美好愿景提供了实现路径。而标准则是护航生命科技产业蓬勃发展的重要支撑。 展开更多

关键词 基因组测序 中心法则 人类基因组计划 生命健康产业

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肠道微生物群落研究进展及合成微生物群落面临的挑战

6

作者 胡政 周茜 +1 位作者 张蒙蒙 肖敏凤 《集成技术》 2021年第4期102-114,共13页

近年来,虽然肠道微生物群落与人类健康方面的研究在快速发展,但肠道微生物群落的调控和应用仍处于起步阶段。这主要是因为对人类肠道微生物群落结构和功能的理解不够深入。合成微生物群落通过人工合成的多个物种建立新的微生物群落体系... 近年来,虽然肠道微生物群落与人类健康方面的研究在快速发展,但肠道微生物群落的调控和应用仍处于起步阶段。这主要是因为对人类肠道微生物群落结构和功能的理解不够深入。合成微生物群落通过人工合成的多个物种建立新的微生物群落体系,利用各种体内和体外实验模型及数学建模方法进行模拟、测试、优化,有助于深化对人类肠道复杂微生物群落的结构、稳定性和功能活性的了解。该文概述了肠道微生物群落的研究方法、影响微生物群落稳定性的因素及合成肠道微生物群落面临的挑战,以期为肠道微生物群落理论研究和临床应用的双向转化提供参考。 展开更多

关键词 肠道微生物 合成生物学 宏基因组 微生物相互作用

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南方鲜食玉米秸秆营养品质评价 被引量：1

7

作者 倪雪梅 胡玉兰 +3 位作者 谈聪 刘欢 张耕耘 魏桐 《中国饲料》 北大核心 2024年第21期168-174,共7页

鲜食玉米秸秆用作青贮饲料,能弥补南方优质饲草缺口,促进畜牧业发展,环保又增收。本试验对南宁鲜食玉米国家区域试验中33个生物产量较高的品种秸秆进行了营养品质评价。结果表明:测试品种粗蛋白质含量为8.5%~11.6%,粗脂肪含量为1.5%~3.0... 鲜食玉米秸秆用作青贮饲料,能弥补南方优质饲草缺口,促进畜牧业发展,环保又增收。本试验对南宁鲜食玉米国家区域试验中33个生物产量较高的品种秸秆进行了营养品质评价。结果表明:测试品种粗蛋白质含量为8.5%~11.6%,粗脂肪含量为1.5%~3.07%,每吨干物质产奶量为1168~1354.67 kg,此三项重要青贮指标均显著优于作为对照的当地青贮玉米品种‘桂单162’的6.3%,1.2%,984 kg;中性洗涤纤维含量为55.73%~68.27%,酸性洗涤纤维含量为55.73%~68.27%,对照为72.3%和44.15%;据聚类分析结果显示,纤维含量低而淀粉和每吨干物质产奶量高的品种分别是‘华美甜12号’‘白色恋人’‘珠玉糯1号’‘斯达糯54’‘庆甜香糯5号’,其秸秆可加工成较好的青贮饲料。本研究显示鲜食玉米秸秆是很好的青贮来源,在青贮饲料缺乏的区域,可通过选种青贮品质优秀的鲜食玉米品种,增加青贮饲料的原料供应。同时,在鲜食玉米育种中提升秸秆的青贮品质,亦可明显提升相关品种的种植收益。 展开更多

关键词 鲜食玉米 秸秆青贮 营养分析 主成分分析

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dsDNA与TiO_(2)(110)在溶液中相互作用的动力学行为和机制

8

作者 杨晋 胡书环 +1 位作者 刘雯 孟范超 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2024年第1期154-160,共7页

金红石型TiO_(2)(110)在DNA传感领域具有广阔的应用前景,然而其与DNA在溶液中相互作用的动力学行为和机制尚不清楚.利用分子动力学模拟,深入研究了双链DNA (dsDNA)在初始时沿轴向平行或垂直于金红石型TiO_(2)(110)表面时二者在溶液中的... 金红石型TiO_(2)(110)在DNA传感领域具有广阔的应用前景,然而其与DNA在溶液中相互作用的动力学行为和机制尚不清楚.利用分子动力学模拟,深入研究了双链DNA (dsDNA)在初始时沿轴向平行或垂直于金红石型TiO_(2)(110)表面时二者在溶液中的相互作用.通过分析dsDNA在吸附后的稳定构型、吸附动力学过程和结构稳定性发现,与一些典型二维纳米材料不同,dsDNA倾向于水平吸附到TiO_(2)(110)表面.水平吸附不仅使得dsDNA的四种碱基均吸附到TiO_(2)(110)表面,增加了吸附稳定性,而且不破坏dsDNA的结构稳定性.进而,通过分析dsDNA与TiO_(2)(110)表面的相互作用能和水分子密度/数量发现,dsDNA的平行吸附可能源于二者之间的短程范德华和长程静电相互作用.此外,纳米级脱湿也增强了dsDNA的吸附.对dsDNA与TiO_(2)(110)在溶液中的相互作用研究有助于实现TiO_(2)(110)在DNA传感中的应用. 展开更多

关键词 过渡族金属氧化物 TiO_(2) DSDNA 相互作用机制 分子动力学模拟

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基于太赫兹光谱分析技术的肉类鉴别 被引量：5

9

作者 杨少壮 李灿 +2 位作者 李辰 王志琪 黄略略 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期227-235,共9页

利用太赫兹时域光谱仪,获取和分析不同来源及品种肉质冻干及压片后的太赫兹光谱参数信息,从而实现不同肉类组织之间的鉴别。研究表明,含水量差距较大的新鲜肉组织,可直接通过太赫兹时域/频域信号的强度差异进行快速判别;含水量相近的不... 利用太赫兹时域光谱仪,获取和分析不同来源及品种肉质冻干及压片后的太赫兹光谱参数信息,从而实现不同肉类组织之间的鉴别。研究表明,含水量差距较大的新鲜肉组织,可直接通过太赫兹时域/频域信号的强度差异进行快速判别;含水量相近的不同肉类,通过定性分析冻干样品在0.6~1.4 THz波段上的吸收系数、折射率、介电常数虚部和介质损耗角正切等多维光谱参数,采用主成分分析-支持向量机可实现不同肉类之间的准确判别。研究结果展示了太赫兹光谱分析技术在不同组织、不同品种及同品种不同品牌肉类鉴别上的可行性,为在肉类掺假打击等实际应用场景中提供了理论基础和实验依据。 展开更多

关键词 肉类鉴别 太赫兹光谱 主成分-支持向量机 光谱分析 吸收系数 折射率

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具有潜在改善炎症反应益生菌的筛选 被引量：5

10

作者 崔鹏月 彭灿 +3 位作者 刘松玲 朱宗涛 苏敦 双全 《食品工业科技》 CAS 北大核心 2020年第9期314-319,共6页

目的:探讨供试菌株对脂多糖(LPS)诱导THP-1细胞分泌炎性细胞因子的调节作用,筛选出具有潜在改善炎症反应的益生菌。方法:通过佛波酯(PMA)诱导THP-1成为成熟巨噬细胞,脂多糖(LPS)刺激成熟巨噬细胞产生炎症反应,评价益生菌对这种炎症反应... 目的:探讨供试菌株对脂多糖(LPS)诱导THP-1细胞分泌炎性细胞因子的调节作用,筛选出具有潜在改善炎症反应的益生菌。方法:通过佛波酯(PMA)诱导THP-1成为成熟巨噬细胞,脂多糖(LPS)刺激成熟巨噬细胞产生炎症反应,评价益生菌对这种炎症反应的改善作用,并对具有改善炎症反应潜力的益生菌株进行胃肠道耐受能力、粘附能力、抑菌能力及抗生素敏感性评价。结果:植物乳杆菌SS-9、SD-H9、鼠李糖乳杆菌SD-L8及罗伊氏乳杆菌WX-94具有改善机体炎症反应的潜力,其中SS-9和SD-H9能显著降低炎症模型细胞IL-1β的分泌(P<0.05),WX-94和SS-9能显著降低炎症模型细胞的IL-6的分泌(P<0.05);同时四株菌均具有较高的胃肠道耐受能力、粘附能力,具有安全通过肠道的潜力;并可以不同程度地抑制致病菌大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌及阴沟肠杆菌的生长,具有抑制肠道感染的潜力;抗生素敏感性研究表明,四株菌均未发现抗生素耐受的风险。结论:植物乳杆菌SS-9、SD-H9、鼠李糖乳杆菌SD-L8及罗伊氏乳杆菌WX-94均可作为具有潜在炎症调节能力的益生菌进行开发和应用。 展开更多

关键词 益生菌 炎症反应 THP-1细胞 炎性细胞因子 黏附能力 抗生素

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可降胆固醇的优势乳杆菌筛选 被引量：5

11

作者 肖晨 何小芬 +3 位作者 徐敏 彭灿 刘松玲 苏敦 《食品工业科技》 CAS 北大核心 2019年第7期82-87,100,共7页

为丰富降胆固醇、降血糖的益生菌资源,以实验室10株潜力益生菌株为实验对象,进行体外降胆固醇能力、胆盐水解酶(BSH)活性及α-葡萄糖苷酶抑制率试验,测定菌株对人工胃液和胆盐的耐受性,评价优势菌株的细胞黏附性能及对抗生素的耐药安全... 为丰富降胆固醇、降血糖的益生菌资源,以实验室10株潜力益生菌株为实验对象,进行体外降胆固醇能力、胆盐水解酶(BSH)活性及α-葡萄糖苷酶抑制率试验,测定菌株对人工胃液和胆盐的耐受性,评价优势菌株的细胞黏附性能及对抗生素的耐药安全性能。结果表明,植物乳杆菌LH-511、植物乳杆菌10-12、植物乳杆菌10-4对胆固醇的降解率在50%以上,显著高于商业菌株植物乳杆菌299V(p<0.05)。植物乳杆菌10-12、植物乳杆菌SD-H9对α-葡萄糖苷酶的抑制率高达41.7%、40.1%。植物乳杆菌LH-511、植物乳杆菌10-12、植物乳杆菌10-4、植物乳杆菌10-14、卷曲乳杆菌OF48-2pH5这5株菌具有较好的BSH活力、α-葡萄糖苷酶抑制性、抗逆性以及对HT-29细胞的黏附能力。但仅植物乳杆菌LH-511和卷曲乳杆菌OF48-2pH5通过了10种抗生素的安全性试验。综上所述,植物乳杆菌LH-511和卷曲乳杆菌OF48-2pH5具有较好的降胆固醇、降血糖潜力,且通过了抗逆性、黏附性、安全性试验,可用于进一步的开发和应用。 展开更多

关键词 乳杆菌 降胆固醇 胆盐水解酶活 耐受性 黏附能力 抗生素

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人工智能在合成生物学的应用 被引量：1

12

作者 李敏 林子杰 +4 位作者 廖文斌 陈廷柏 李坚强 陈杰 肖敏凤 《集成技术》 2021年第5期43-56,共14页

生命系统极其复杂,难以精确描述和预测,这给高效设计合成生物系统提出了挑战,故在合成生物系统构建中往往须进行海量工程试错和优化。近年来,人工智能技术快速发展,其基于海量数据的持续学习能力和在未知空间的智能探索能力有效契合了... 生命系统极其复杂,难以精确描述和预测,这给高效设计合成生物系统提出了挑战,故在合成生物系统构建中往往须进行海量工程试错和优化。近年来,人工智能技术快速发展,其基于海量数据的持续学习能力和在未知空间的智能探索能力有效契合了当前合成生物学工程化试错平台的需求,在复杂生物特征的挖掘与生命系统的设计方面具备巨大潜力。该文回顾并总结人工智能在合成元件工程、线路工程、代谢工程及基因组工程领域的研究进展,并分析和讨论人工智能与合成生物学交叉研究在数据标准化、平台智能化、实验自动化、预测精准化方面存在的一系列挑战。人工智能和合成生物学的融合有望给"设计—构建—测试—学习"闭环的全流程带来变革,而孕育"类合成生物学家"也将反过来引起人工智能技术的飞跃。 展开更多

关键词 类合成生物学家 智能化试错 合成生物系统 生物铸造厂 海量工程平台

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响应面法优化乳酸片球菌冻干保护剂配方 被引量：2

13

作者 周小兵 林路英 +3 位作者 彭灿 何小芬 李卉 苏敦 《食品工业科技》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期105-109,共5页

添加冻干保护剂能有效提高微生物冻干存活率。为了提高乳酸片球菌冻干存活率,采用Plackett Burman实验设计与最陡爬坡实验结合响应面法,研究了不同冻干保护剂对冻干存活率的影响。结果表明,海藻糖、甘露醇、硫酸锰浓度对菌体存活率影响... 添加冻干保护剂能有效提高微生物冻干存活率。为了提高乳酸片球菌冻干存活率,采用Plackett Burman实验设计与最陡爬坡实验结合响应面法,研究了不同冻干保护剂对冻干存活率的影响。结果表明,海藻糖、甘露醇、硫酸锰浓度对菌体存活率影响显著,海藻糖与甘露醇交互作用显著,海藻糖与硫酸锰,甘露醇与硫酸锰交互作用不显著。最佳保护剂配方:海藻糖浓度为73.64 g/L,甘露醇浓度为43.76 g/L,硫酸锰浓度为1.91 g/L,冻干存活率为98.10%±1.03%。实验结果为益生菌生产提供了技术支持。 展开更多

关键词 乳酸片球菌 冻干保护剂 存活率 响应面法

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高产γ-氨基丁酸的双歧杆菌的筛选及对抑郁细胞模型的改善作用 被引量：5

14

作者 朱宗涛 屈婉 +4 位作者 刘松玲 何小芬 关卫霞 赵柳馨 苏敦 《食品工业科技》 CAS 北大核心 2020年第5期130-135,共6页

为了筛选出具有缓解抑郁作用的菌株,本研究以94株双歧杆菌为研究对象,以胆盐水解酶活性、抗生素耐性、抗逆性、粘附性作为益生菌评价的基本指标;以高产γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,GABA)作为潜在抗抑郁症菌株的筛选指标;最后... 为了筛选出具有缓解抑郁作用的菌株,本研究以94株双歧杆菌为研究对象,以胆盐水解酶活性、抗生素耐性、抗逆性、粘附性作为益生菌评价的基本指标;以高产γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,GABA)作为潜在抗抑郁症菌株的筛选指标;最后通过体外抑郁细胞模型试验,研究菌株对抑郁细胞模型的改善作用,进而评价菌株改善抑郁的潜力。结果显示:13株双歧杆菌的胆盐水解酶活性较高,且都不具有种属特异性耐性之外的抗生素耐性。耐酸耐胆盐实验证明:双歧杆菌ZT3、84和95都具有较高的抗逆性能;粘附结果表明:双歧杆菌91、92、95和98具有较强的粘附能力,粘附能力分别为:19.34、33.77、23.23、20.46 CFU/Cell。13株双歧杆菌产GABA能力检测结果显示,双歧杆菌98和95的GABA的产量较高,分别为285.0和232.8 mg/L。抑郁细胞模型试验结果显示:高、中、低剂量高产GABA的双歧杆菌98都具有缓解CORT诱导的细胞损伤的能力,而只有高剂量的双岐杆菌95可以缓解CORT诱导的细胞损伤。由于双歧杆菌98、95具有安全的抗生素耐受范围,较高的酸、胆盐耐受性和粘附能力以及高产GABA和缓解细胞模型损伤的能力,因此,其可以作为潜在的改善抑郁症状的菌株。 展开更多

关键词 双歧杆菌 Γ-氨基丁酸 抑郁

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DNA合成技术与仪器研发进展概述 被引量：6

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作者 江湘儿 王勇 沈玥 《集成技术》 2021年第5期80-95,共16页

基因组解读促使生命进入数字化时代,合成生物学赋予人类探索生命本质并改造利用的能力,且在医疗、化工、农业及信息等交叉融合领域实现快速发展。DNA合成是合成生物学的基础性技术,其重要性堪比测序技术对基因组学与精准医学的支撑。该... 基因组解读促使生命进入数字化时代,合成生物学赋予人类探索生命本质并改造利用的能力,且在医疗、化工、农业及信息等交叉融合领域实现快速发展。DNA合成是合成生物学的基础性技术,其重要性堪比测序技术对基因组学与精准医学的支撑。该文围绕DNA合成方法、技术路径及仪器研制与产业化进展进行了系统性的分析比较,并结合未来需求,对DNA合成技术拟解决的瓶颈问题及突破方向进行总结和建议。 展开更多

关键词 寡核苷酸合成技术 化学法合成 生物法合成 柱式合成仪 芯片合成仪

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