简介:文章以生物纳米通道及纳米孔中的离子传输及化学反应为背景,以离子流整流、电渗流整流、离子积累耗散模型为理论基础,使用有限元数值计算方法研究压力及电场交互作用下的锥形纳米孔孔内离子浓度分布及速度场分布现象.分析了不同电压下压力和电场的交互作用对锥形纳米孔中速度场、流场及浓度分布的影响.结果表明纳米孔孔内氢离子运动方向主要受电场方向影响.由于静电吸附效应,沿着孔壁流动的电渗流中的氢离子浓度会高于体溶液中的氢离子浓度.当电压较小时,流场方向主要受压力流的影响,当电压较大时,流场流动方向由电渗流带动的流体流动和压力驱动的流体流动共同决定.
简介:摘要:生物类纳米流体器件是指关键尺寸小于或等于100nm的流体器件,包括纳米孔结构和纳米通道结构,在生物DNA、水处理等领域具有广泛的应用前景。由于多个物理场的耦合,如流场、电场和离子运动,以及尺寸减小到纳米级,物理现象非常复杂,通常伴随着强非线性。这种非线性特性是纳米流体器件固有的,其内部机制仍然缺乏明确的阐述。因此,本文结合实际设计一种纳米孔测序流道及微流体装置,采用仿真软件对设计的纳米孔测序流道微流体进行仿真,结果表明,生物纳米孔测序流道内部具有较好亲水性或疏水性可使微流体更具有优越的流动性,可以更好的适用于生物纳米孔DNA测序领域,避免操作复杂和测序液浪费(特别是文库的浪费),减少了现有技术中的测序成本,为纳米流体装置的应用和发展提供一定的理论基础和创新实现路径。
简介:摘要下呼吸道感染在我国所致的社会和经济负担巨大,针对下呼吸道感染的病原体进行早期快速检测,是提高患者救治成功率的重要途径。经典的微生物分离和培养等传统的病原学检测方法存在如操作复杂、耗时长、阳性率低等诸多局限,因此,临床实践中迫切需求呼吸道病原体的新型快速精准检测方法。近年来,纳米孔基因测序技术飞速发展,其具备长读长、设备便携、可进行实时测序和直接分析等技术优势,使其在呼吸系统感染中的病原学诊断方面展示出了巨大的潜力。本文将从纳米孔测序技术的进展及其在呼吸系统感染性疾病中的应用做一综述,以期为临床病原学快检提供新思路,更好的为临床服务。
简介:摘要目的探讨纳米孔测序技术在检测血友病A倒位的可行性。方法采集临床上已经明确为血友病A倒位携带者的外周血样,提取基因组DNA,应用纳米孔测序技术进行测序和生物信息学分析家系携带者的基因变异情况。结果纳米孔测序结果显示,家系1的先证者外甥女为血友病A Inv22携带者,家系2的先证者母亲为血友病A Inv1携带者,与临床诊断结果一致,且精确定位倒位的断裂位点。此外,对测序结果进行统计分析发现,携带者的基因组存在大量的结构变异如缺失、重复、插入、倒位和易位等。结论纳米孔测序技术可用于血友病A倒位的基因变异分析,并为基因倒位导致相关遗传疾病的诊断提供可选择的方法。
简介:摘要目的初步建立纳米孔16S测序技术检测下呼吸道感染细菌性病原的流程和方法,并评估其可行性。方法收集北京医院呼吸与危重症医学科2019年7月至2020年9月就诊的33例下呼吸道感染患者的支气管肺泡灌洗液标本,进行纳米孔16S测序。采用χ²检验对16S测序结果和细菌培养结果进行统计分析,比较病原检出率以及病原种类,对纳米孔测序在病原体检测的应用进行评估。结果33例患者的16S测序病原检出率高于传统的细菌培养[75.8%(25/33),45.5%(15/33),χ²=5.140,P<0.05]。25份纳米孔16S测序阳性样本中,共检测出16种病原体,主要包括副流感嗜血杆菌、流感嗜血杆菌、肺炎链球菌、嗜麦芽窄食单胞菌、鲍曼不动杆菌、琼氏不动杆菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、粪肠球菌、鹑鸡肠球菌、纹带棒状杆菌、副胞内分枝杆菌、黏质沙雷菌、Insuavis无色杆菌、默氏枸橼酸杆菌以及肺炎支原体,多于临床培养检测的6种病原体,包括副流感嗜血杆菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌和嗜麦芽窄食单胞菌(χ²=7.949,P<0.05)。纳米孔16S测序比对至种水平的序列占属水平的80.0%(60.0%,86.0%),与细菌培养结果的一致率为33.3%(11/33)。结论本研究建立的纳米孔16S扩增子测序流程能够从下呼吸道感染患者的支气管肺泡灌洗液中快速鉴定细菌性病原。纳米孔16S扩增子测序病原检出率高,检出病原种类多于细菌培养,且可以将多数细菌鉴定至种水平。该技术是一种非常有潜力的平台,具有广阔的应用前景。