微流控聚合物链式反应芯片的多色荧光检测

为了实现微流控芯片上多目标DNA片段的同时检 测,建立了基于光棒匀光结构的微流控芯片多色 荧光检测系统。根据微流控芯片中的聚合物链式反应(PCR)反应腔的特点,设计了基于超亮 白光LED模组、光棒、二向色镜 和CCD的正交型荧光检测系统。CCD可一次采集微流控芯片上所有PCR反应腔中的荧光信号 ,通过滤光 片轮组合的变换,可实现多种荧光标记物的同时检测。采用荧光素钠溶液对激发光的均匀性 进行了测试, 激发产生的荧光图像均匀度达到93.99%,可满足微流控芯片上多反应 腔同时检测的需求。同时,以pUC-18人工质粒DNA作为标准品,开展了微流控荧光PCR生物实验,对系统性能进行验证。实验结 果表明:微 流控PCR反应腔的 DNA浓度变化与荧光信号的变化相一致,pUC-18样品的检测限达到0.05pg/uL,扩增 效率为97.28%,熔解曲线显示无引物二聚体产生,特异性好,达到了 商业化仪器的水平。     

普鲁兰生物合成中底物的作用及其生理机制

以1 株出芽短梗霉（Aureobasidium pullulans）CCTCC M 2012259为出发菌株,考察不同底物（葡萄糖、蔗糖和木糖）对普鲁兰分批发酵的影响。结果发现,蔗糖有利于实现普鲁兰的高产（72.33 g/L）,而葡萄糖有助于获得更高的普鲁兰分子质量（5.9×105 Da）。通过对不同底物条件下的发酵动力学参数进行计算以及对相关生理生化指标进行测定,发现蔗糖提高了普鲁兰生物合成途径中的关键酶活性,增加了胞内尿苷二磷酸葡萄糖水平和能量物质ATP的供给,促进了普鲁兰的高产;而葡萄糖降低了普鲁兰降解酶系的活性,最终将普鲁兰分子质量维持在更高的水平。研究结果部分揭示了底物影响普鲁兰生物合成的生理机制,同时也为实现不同分子质量普鲁兰的高效生产提供了可行的技术参考。     

用于基因检测的微流控PCR荧光信号提取方法研究

针对微流控聚合酶链式反应(PCR)芯片荧光图像中反应腔识别与荧光信号提取的难题,提出了一种基于算法集成的微流控PCR芯片荧光信号提取方法。首先提取CCD图像中包含多个反应腔的目标区域,采用最小误差阈值分割法分离背景和反应腔,使用网格划分法提取单个反应腔区域,通过小波变换和改进的Canny算子相结合的方法实现反应腔边缘识别。然后对每个反应腔的识别区域进行像素灰度值求和,计算均值来表征本次循环荧光信号的强度。以人工质粒PUC-18基因为检测对象,开展了反应条件相同的四腔微流控实时荧光PCR实验。结果表明,本文方法可快速有效识别PCR反应腔并实时提取每个反应腔的荧光信号,绘制的扩增曲线一致性好,避免了亮、暗斑的影响,提高了基因扩增分析的准确性。     

基于微流控荧光定量PCR的MRSA快速检测技术研究

针对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)检测的问题,发展一种基于微流控荧光定量PCR的致病菌快速检测新技术。采用光刻法制作了微流控PCR芯片,研制了集成高性能温度控制模块和高灵敏度荧光检测模块的微流控荧光定量PCR分析系统。通过检测特异性基因femA和mecA对MRSA进行快速鉴别。实验结果表明,使用微流控PCR芯片可以成功实现MRSA特异性基因的快速检测,相对传统的管式PCR,芯片使用6μL试剂在56 min完成了MRSA特异基因的检测,不仅节约了反应试剂,而且极大提高了检测速度。该技术可扩展到其他致病菌的检测,具有良好的应用前景。     

搅拌速率对旧报纸回用白水中微细胶黏物稳定性的影响

以实验室模拟旧报纸回用白水为研究对象,通过改变搅拌速率并实时监测其各项物理化学性能以及微细胶黏物数目、粒径、浊度、电导率、Zeta电位等,来揭示微细胶黏物失稳机理。实验结果表明,微细胶黏物的稳定性与搅拌速率有着明显的关系。搅拌速率低(小于300 r/min)时,胶体物质(CS)和微细胶黏物会因为不能有效的打散而聚合,微细胶黏物的总数从一开始的5.1509×10~6个/mL降到4.8491×10~6个/mL。随着搅拌速率的增加(从300 r/min增加到350 r/min),部分结合不牢固的微细胶黏物会分散成为更细小的颗粒,微细胶黏物的总数从5.0350×10~6个/mL(300 r/min)升到5.3153×10~6个/mL(350 r/min),总体积从0.64492 mm3/mL增长到0.73218 mm3/mL,当搅拌速率超过400 r/min之后,虽然打散强度变大,但是聚合能力也增强,数均粒径和质均粒径分别为1.85~1.92μm和6.24~6.56μm之间波动;当搅拌速率高于700 r/min时,微细胶黏物的总数从5.7626×10~6个/mL(700 r/min)快速上升到6.3115×10~6个/mL(750 r/min),平均粒径减小,以分散为主。