【CN110111849A】一种基于高性能计算平台的核酸适配体计算机辅助筛选方法及核酸适配体【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910379241.4
(22)申请日 2019.05.08
(71)申请人 北京市计算中心
地址 100094 北京市东城区东四南大街249
号
申请人 北京理工大学
(72)发明人 刘彤 屈锋 裴智勇 刘书霞
陆晓娟 刘满姣 袁寒玉 杨杰
(51)Int.Cl.
G16B 50/00(2019.01)
G16B 30/00(2019.01)
(54)发明名称一种基于高性能计算平台的核酸适配体计算机辅助筛选方法及核酸适配体(57)摘要本发明提供了一种基于高性能计算平台的核酸适配体计算机辅助筛选方法，涉及分子生物学检测技术领域，根据匹配原则查询筛选平台集成的数据库系统中是否有与目标蛋白匹配的蛋白结构，如果有则作为受体模板，如果没有则进行同源构建，通过分子动力学模拟和分子对接筛选得到初选的核酸适配体，最为核酸适配体候选物，具有高效、快捷、准确率高的特点。该筛选方法可与“湿法”实验结合，减少“湿法”实验次数，节省实验成本，提高筛选成功率。通过计算机辅助模拟分析得到适配过程中蛋白质与核酸分子间化学反应机理等信息，并将数据在终端进行展示，并在揭示相应生物材料与核酸分子间可能的相互作用机理方面提供数据支撑，因此具有重要
的研究意义和使用价值。权利要求书2页 说明书11页 附图2页CN 110111849 A 2019.08.09
C N 110111849
A
权 利 要 求 书1/2页CN 110111849 A
1.一种基于高性能计算平台的核酸适配体计算机辅助筛选方法，其特征在于，包括：
步骤一，对数据库进行筛选，筛选出具有蛋白A相应结构的蛋白质数据库和核酸数据库，蛋白A为目标蛋白；
步骤二，对经过第一步筛选后的数据库进行下载，并对所述经过第一步筛选后的所述数据库中的数据进行数据处理，所述经过第一步筛选后的数据库和经过第一步筛选后的所述数据库中的数据存储录入筛选平台数据库系统中；
步骤三，搭建核酸适配体计算生物学筛选平台进行核酸适配体筛选；
包括：蛋白体系的构建：
所述蛋白体系的构建包括：
S01：根据匹配原则查询所述筛选平台数据库系统中是否有与所述蛋白A匹配的蛋白结构：
如果所述筛选平台数据库系统中具有与所述蛋白A匹配的蛋白结构，则下载所述蛋白结构作为受体模板；
如果所述筛选平台数据库系统中没有与所述蛋白A匹配的蛋白结构，则进行同源构建；
S02：根据所述受体模板或所述同源构建方法构建A蛋白三维结构；
S03：对所述蛋白A进行分子动力学模拟，获得A蛋白稳定结构；
S04：将所述蛋白A稳定结构与所述筛选平台数据库系统中的核酸分子进行对接；判断所述蛋白A稳定结构与所述核酸分子是否对接成功：
如果对接成功，则所述核酸分子为初选核酸适配体。
2.根据权利要求1所述的基于高性能计算平台的核酸适配体计算机辅助筛选方法，其特征在于，步骤二中所述数据处理包括：对经过所述第一步筛选后的所述数据库需求数据，从后台下载，对所述需求数据进行统一整合形成存储数据，存储录入筛选平台中数据库系统中。
3.根据权利要求2所述的基于高性能计算平台的核酸适配体计算机辅助筛选方法，其特征在于，所述存储数据包含蛋白的三维晶体结构序列信息、名称信息，将所述存储数据录入相应的后台数据库表格中，用以后续的存取、调用和删减操作。
4.根据权利要求1所述的基于高性能计算平台的核酸适配体计算机辅助筛选方法，其特征在于，所述S01步骤中是在所述筛选平台数据库系统中的所述蛋白质数据库进行查询；所述S04步骤中是与所述筛选平台数据库系统中的所述核酸数据库中的核酸分子进行对接。
5.根据权利要求1所述的基于高性能计算平台的核酸适配体计算机辅助筛选方法，其特征在于，所述S03步骤中所述分子动力学模拟过程包括：
S0301：构建所述蛋白A格式文件；
S0302：选择与所述蛋白A格式文件合适的力场文件；
S0303：提交所述蛋白A格式文件与所述力场文件，进行计算。
6.根据权利要求1所述的基于高性能计算平台的核酸适配体计算机辅助筛选方法，其特征在于，所述S04步骤中所述核酸分子对接过程包括：安装分子对接软件；
还包括：
S0401：构建与所述蛋白A进行分子对接的格式文件；
2
最新高性能计算平台设计方案模板
XXXX 高性能计算平台建设方案 XXXXX 2013年4月
目录 1 概述 (2) 1.1 背景概况 (2) 1.2 建设内容 (3) 1.3 设计原则 (3) 2 总体架构 (5) 3 高性能计算平台硬件系统 (6) 3.1 平台架构图 (6) 3.2 主要设备选型 (8) 3.3 Cluster集群系统 (9) 3.4 计算节点 (10) 3.5 管理节点 (10) 3.6 I/O存储节点 (11) 3.7 网络系统方案............................................................................... 错误！未定义书签。 3.8 管理网络 (12) 3.9 监控网络 (12) 3.10 存储系统 (12) 4 高性能计算平台软件系统 (13) 4.1 64位Linux操作系统 (13) 4.2 集群管理软件 (14) 4.3 作业调度系统 (14) 4.4 并行文件系统 (15) 4.5 集群并行计算环境 (15) 4.6 标准库函数 (16) 4.7 标准应用软件 (16) 5 项目经费预算 (17) 5.1 经费来源 (17) 5.2 经费支出预算 (17) 附页——高性能计算平台技术参数要求 (18)
1概述 1.1背景概况 20世纪后半期，全世界范围掀起第三次产业革命的浪潮，人类开始迈入后 工业社会——信息社会。在信息经济时代，其先进生产力及科技发展的标志就是 计算技术。在这种先进生产力中高性能计算机（超级计算机）更是具有代表性。 时至今日，计算科学（尤其是高性能计算）已经与理论研究、实验科学相并列，成为现代科学的三大支柱之一。 三种科研手段中，理论研究为人类认识自然界、发展科技提供指导，但科学 理论一般并不直接转化为实用的技术；实验科学一方面是验证理论、发展理论的重要工具，另一方面，它是在理论的指导下发展实用技术，直接为经济发展服务；计算科学的发展也有相当悠久的历史，只是在计算机这一强大的计算工具问世之前，计算只能利用人类的大脑和简单的工具，计算应用于科学研究有天然的局限性，限制了它作用的发挥；随着计算机技术的发展，使用科学计算这一先进的技术手段不断普及，逐渐走向成熟。科学计算可以在很大程度上代替实验科学，并能在很多情况下，完成实验科学所无法完成的研究工作。科学计算也直接服务于实用科技，并为理论的发展提供依据和机会。在许多情况下，或者理论模型过于复杂甚至尚未建立，或者实验费用过于昂贵甚至不允许进行，此时计算模拟就成为求解问题的唯一或主要手段了。 目前，高性能计算已广泛应用于国民经济各领域，发挥着不可替代的重要作用： a) 基础学科中深入的知识发现，问题规模的扩大和求解精度的增加需要更 高性能的计算资源。例如，计算立体力学、计算材料学、计算电磁学。 b) 多学科综合设计领域中大量多部门协同计算需要构建高性能的综合平 台。例如，汽车设计、船舶设计。 c) 基于仿真的工程科学结合传统工程领域的知识技术与高性能计算，提供 经济高效地设计与实践方法。例如，基于仿真的医学实践、数字城市模拟、核电、油田仿真工具、新材料开发、碰撞仿真技术、数字风洞。
DNA核酸适配体合作协议书【模板】
DNA核酸适配体合作协议书 甲方：我方 乙方：合作方 本协议甲方和乙方就靶标名称？？？？ DNA核酸适配体的相关合作达成共识，双方本着平等自愿、互惠互利原则，就结成长期合作关系，经友好协商达成以下合作意向。 一、合作总则 为特异性结合靶标名称？的单链DNA核酸适配体更好的进行应用，双方同意建立合作关系，甲方负责提供特异性结合靶标名称？的核酸适配体序列，乙方在此基础上开展应用方面的实验研究。 二、责任和义务 1.甲方责任和义务 1.1甲方承诺提供给乙方的数据以及实验条件真实可靠。提供的数据包含OX40?? 特异 性核酸适配体筛选方法和亲和力测试方法，亲和力数据，核酸适配体序列信息等（附 件一）。 1.2根据乙方的实际情况和要求，乙方在研究过程中，如果遇到了需要甲方提供该适配 体相关信息的地方，甲方应积极配合乙方，共同制定具体实施方案和安排，以促进 项目的顺利进行。 1.3在项目进行过程，未经乙方同意，甲方不得自行公开本合同中乙方基于甲方的核酸 适配体序列取得的研究进展，但不包括双方合作前甲方已得到该核酸适配体的信息。 1.4甲方应当保证其交付给乙方的研究开发成果和样品不侵犯任何第三人的合法权益， 如因甲方提供的研发成果及样品等导致乙方遭受任何索赔、指控时，甲方应承担相 应法律责任并承担乙方由此受到的损失。 1.5甲方不得限制乙方就甲方提供的核酸适配体所获得的研究成果发表研究论文或申 请专利。 2.乙方责任和义务 2.1乙方应尽力推进课题的实施，实验过程中应与甲方及时沟通研究进展。 2.2未经甲方同意，乙方不得公开本合同中甲方使用的实验方法和数据，不得公开甲方 提供的核酸适配体序列。乙方在以甲方提供的核酸适配体为基础，获得的研究成果 发表第一篇论文或申请第一项专利前，应征得甲方许可。
高性能计算-国家科技管理信息系统公共服务平台
附件1 “高性能计算”重点专项2016年度 项目申报指南 依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》，科技部会同有关部门组织开展了《高性能计算重点专项实施方案》编制工作，在此基础上启动“高性能计算”重点专项2016年度项目，并发布本指南。 本专项总体目标是：在E级计算机的体系结构，新型处理器结构、高速互连网络、整机基础架构、软件环境、面向应用的协同设计、大规模系统管控与容错等核心技术方面取得突破，依托自主可控技术，研制适应应用需求的E级（百亿亿次左右）高性能计算机系统，使我国高性能计算机的性能在“十三五”末期保持世界领先水平。研发一批重大关键领域/行业的高性能计算应用 精品资料
软件，建立适应不同行业的2—3个高性能计算应用软件中心，构建可持续发展的高性能计算应用生态环境。配合E级计算机和应用软件研发，探索新型高性能计算服务的可持续发展机制，创新组织管理与运营模式，建立具有世界一流资源能力和服务水平的国家高性能计算环境，在我国科学研究和经济与社会发展中发挥重要作用，并通过国家高性能计算环境所取得的经验，促进我国计算服务业的产生和成长。 本专项围绕E级高性能计算机系统研制、高性能计算应用软件研发、高性能计算环境研发等三个创新链（技术方向）部署20个重点研究任务，专项实施周期为5年，即2016年—2020年。 按照分步实施、重点突出原则，2016年启动项目的主要研究内容包括：E级计算机总体技术及评测技术与系统，高性能应用软件研发与推广应用机制，重大行业高性能数值装置和应用软件，E级高性能应用软件编程框架及应用示范，国家高性能计算环境服务化机制与支撑体系，基于国家高性能计算环境的服务系统等 —2—
粘附素核酸适配体及其筛选方法和应用的制作技术
本技术公开了一种黏附素适配体及筛选该黏附素适配体的方法，本技术以幽门螺杆菌基因组DNA为模板，扩增得到其黏附素基因，将得到的基因与表达载体连接获得筛选靶标，再将筛选靶标与随机单链ssDNA文库孵育，SELEX筛选，PCR扩增文库，然后经多轮筛选得到黏附素核酸适配体。本技术还公开了该黏附素适配体在制备幽门螺杆菌的检测试剂盒以及制备幽门螺杆菌免疫药物中的应用。本技术的黏附素核酸适配体具有较高的亲和力与特异性，分子量小、渗透性强，相对现有技术能够更直观的反应机体感染Hp的状况。 技术要求 1.一种黏附素核酸适配体，其特征在于，所述核酸适配体的核苷酸序列含有SEQ IDNO.1所示的核苷酸序列；或含有以下任意一种核苷酸序列：与SEQ ID NO.1限定的核苷酸序列同源性在60％以上、与SEQ ID NO.1限定的核苷酸序列进行杂交的序列、SEQ ID NO.1限定的核苷酸序列转录的RNA序列。 2.根据权利要求1所述的黏附素核酸适配体，其特征在于，所述核酸适配体的核苷酸序列被甲基化、巯基化、磷酸化、氨基化或同位素化。 3.根据权利要求1或2所述的黏附素核酸适配体，其特征在于，所述核酸适配体的核苷酸序列上连接有荧光物质、治疗性物质、放射性物质、生物素、地高辛、纳米发光材料或酶标记。 4.一种权利要求1所述的核酸适配体的的筛选方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)以幽门螺杆菌基因组DNA为模板，PCR扩增得到幽门螺杆菌黏附素(Hpa A)基因； (2)将得到的基因与表达载体Pet28a质粒经酶切后连接，连接产物转入大肠杆菌E.coli BL21菌株并诱导表达，裂解细菌，纯化，获得的重组粘附素Hpa A即为筛选靶标； (3)将步骤(2)得到的黏附素Hpa A与ssDNA文库进行孵育，收集与筛选靶标结合的ssDNA； (4)将得到的ssDNA进行PCR扩增，得到dsDNA； (5)得到的dsDNA与pUC19质粒经酶切后连接，并转入大肠杆菌E.coli DH5α菌株； (6)选取阳性克隆测序，并验证阳性克隆扩增得到的ssDNA与Hpa A的结合力，得到核酸适配体。 5.如权利要求4所述的筛选方法，其特征在于，步骤(1)中Hpa A引物序列为： F:5’-CGGATCCTGCAGCCCGCATATTATTG-3’； R:5’-CAAGCTTTCGGTTTCTTTTGCCTTTT-3’。 6.如权利要求4所述的筛选方法，其特征在于，步骤(3)中，ssDNA文库包括序列： 5’-CGGATCCATCCAGAGTGACGCAGCA-N45-TGGACACGGTGGCTTAGT-3’； 引物P1：5’-CGGATCCATCCAGAGTGACGCAGCA-3’； 引物P2：5’-GAAGCTTACTAAGCCACCGTGTCCA-3’。 7.如权利要求4所述的筛选方法，其特征在于，步骤(3)中，将纯化的粘附素Hpa A包被于聚苯乙烯微孔中，然后将合成的ssDNA文库溶于筛选缓冲液投入其中，洗下结合的ssDNA作为下一轮的模板；第五轮后以空白孔为负向筛选介质。 8.权利要求1-3任意一项所述的黏附素核酸适配体或其衍生物在制备检测幽门螺杆菌的试剂盒、分子探针或靶向介质中的应用。
高性能计算云平台解决方案
高性能计算云平台 解决方案
目录 1概述 (3) 1.1建设背景 (3) 1.2设计范围 (3) 1.3总体设计原则 (3) 2系统平台设计 (4) 2.1项目需求 (4) 2.2设计思想 (5) 2.3云存储系统方案 (6) 2.4系统优势和特点 (6) 2.5作业调度系统方案 (8) 3系统架构 (9) 3.1cStor系统基本组成 (9) 3.2cStor系统功能描述 (10) 3.3Jobkeeper系统基本组成 (17) 4系统安全性设计 (20) 4.1安全保障体系框架 (20) 4.2云计算平台的多级信任保护 (21) 4.3基于多级信任保护的访问控制 (25) 4.4云平台安全审计 (28) 5工作机制 (31) 5.1数据写入机制 (31) 5.2数据读出机制 (32) 6关键技术 (33) 6.1负载自动均衡技术 (33) 6.2高速并发访问技术 (33) 6.3高可靠性保证技术 (33) 6.4高可用技术 (34) 6.5故障恢复技术 (34) 7接口描述 (35) 7.1POSIX通用文件系统接口访问 (35) 7.2应用程序API接口调用 (35) 8本地容错与诊断技术 (36) 8.1 cStor高可靠性 (36) 8.2 cStor数据完整性 (36) 8.3 cStor快照技术 (37) 8.4 Jopkeeper故障处理技术 (37) 9异地容灾与恢复技术 (39) 9.1cStor数据备份与恢复系统功能 (39) 9.2cStor异地文件恢复 (40)
1概述 1.1建设背景 云存储平台与作业调度为本次高性能计算总体解决方案的一部分。主要针对海量的数据的集中存储、共享、计算与挖掘，建立一套具有高可靠、可在线弹性伸缩，满足高吞吐量并发访问需求的云存储与计算平台。为数据存储和高效计算提供便捷、统一管理和高效应用的基础平台支撑。 1.2设计范围 本技术解决方案针对海量数据集中存储、共享与计算，提供从系统软硬件技术架构、原理、硬件选型、网络接入以及软件与应用之间的接口等方面的全面设计阐述。 1.3总体设计原则 针对本次工程的实际情况,充分考虑系统建设的建设发展需求，以实现系统统一管理、高效应用、平滑扩展为目标，以“先进、安全、成熟、开放、经济”为总体设计原则。 1.3.1先进性原则 在系统总体方案设计时采用业界先进的方案和技术，以确保一定时间内不落后。选择实用性强产品，模块化结构设计，既可满足当前的需要又可实现今后系统发展平滑扩展。 1.3.2安全性原则 数据是业务系统核心应用的最终保障，不但要保证整套系统能够7X24运行，而且存储系统必须有高可用性，以保证应用系统对数据的随时存取。同时配置安全的备份系统，对应用数据进行更加安全的数据保护，降低人为操作失误或病毒袭击给系统造成的数据丢失。 在进行系统设计时，充分考虑数据高可靠存储，采用高度可靠的软硬件容错设计，进行有效的安全访问控制，实现故障屏蔽、自动冗余重建等智能化安全可靠措施，提供
【CN110111849A】一种基于高性能计算平台的核酸适配体计算机辅助筛选方法及核酸适配体【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910379241.4 (22)申请日 2019.05.08 (71)申请人 北京市计算中心 地址 100094 北京市东城区东四南大街249 号 申请人 北京理工大学 (72)发明人 刘彤 屈锋 裴智勇 刘书霞 陆晓娟 刘满姣 袁寒玉 杨杰 (51)Int.Cl. G16B 50/00(2019.01) G16B 30/00(2019.01) (54)发明名称一种基于高性能计算平台的核酸适配体计算机辅助筛选方法及核酸适配体(57)摘要本发明提供了一种基于高性能计算平台的核酸适配体计算机辅助筛选方法，涉及分子生物学检测技术领域，根据匹配原则查询筛选平台集成的数据库系统中是否有与目标蛋白匹配的蛋白结构，如果有则作为受体模板，如果没有则进行同源构建，通过分子动力学模拟和分子对接筛选得到初选的核酸适配体，最为核酸适配体候选物，具有高效、快捷、准确率高的特点。该筛选方法可与“湿法”实验结合，减少“湿法”实验次数，节省实验成本，提高筛选成功率。通过计算机辅助模拟分析得到适配过程中蛋白质与核酸分子间化学反应机理等信息，并将数据在终端进行展示，并在揭示相应生物材料与核酸分子间可能的相互作用机理方面提供数据支撑，因此具有重要 的研究意义和使用价值。权利要求书2页 说明书11页 附图2页CN 110111849 A 2019.08.09 C N 110111849 A
权 利 要 求 书1/2页CN 110111849 A 1.一种基于高性能计算平台的核酸适配体计算机辅助筛选方法，其特征在于，包括： 步骤一，对数据库进行筛选，筛选出具有蛋白A相应结构的蛋白质数据库和核酸数据库，蛋白A为目标蛋白； 步骤二，对经过第一步筛选后的数据库进行下载，并对所述经过第一步筛选后的所述数据库中的数据进行数据处理，所述经过第一步筛选后的数据库和经过第一步筛选后的所述数据库中的数据存储录入筛选平台数据库系统中； 步骤三，搭建核酸适配体计算生物学筛选平台进行核酸适配体筛选； 包括：蛋白体系的构建： 所述蛋白体系的构建包括： S01：根据匹配原则查询所述筛选平台数据库系统中是否有与所述蛋白A匹配的蛋白结构： 如果所述筛选平台数据库系统中具有与所述蛋白A匹配的蛋白结构，则下载所述蛋白结构作为受体模板； 如果所述筛选平台数据库系统中没有与所述蛋白A匹配的蛋白结构，则进行同源构建； S02：根据所述受体模板或所述同源构建方法构建A蛋白三维结构； S03：对所述蛋白A进行分子动力学模拟，获得A蛋白稳定结构； S04：将所述蛋白A稳定结构与所述筛选平台数据库系统中的核酸分子进行对接；判断所述蛋白A稳定结构与所述核酸分子是否对接成功： 如果对接成功，则所述核酸分子为初选核酸适配体。 2.根据权利要求1所述的基于高性能计算平台的核酸适配体计算机辅助筛选方法，其特征在于，步骤二中所述数据处理包括：对经过所述第一步筛选后的所述数据库需求数据，从后台下载，对所述需求数据进行统一整合形成存储数据，存储录入筛选平台中数据库系统中。 3.根据权利要求2所述的基于高性能计算平台的核酸适配体计算机辅助筛选方法，其特征在于，所述存储数据包含蛋白的三维晶体结构序列信息、名称信息，将所述存储数据录入相应的后台数据库表格中，用以后续的存取、调用和删减操作。 4.根据权利要求1所述的基于高性能计算平台的核酸适配体计算机辅助筛选方法，其特征在于，所述S01步骤中是在所述筛选平台数据库系统中的所述蛋白质数据库进行查询；所述S04步骤中是与所述筛选平台数据库系统中的所述核酸数据库中的核酸分子进行对接。 5.根据权利要求1所述的基于高性能计算平台的核酸适配体计算机辅助筛选方法，其特征在于，所述S03步骤中所述分子动力学模拟过程包括： S0301：构建所述蛋白A格式文件； S0302：选择与所述蛋白A格式文件合适的力场文件； S0303：提交所述蛋白A格式文件与所述力场文件，进行计算。 6.根据权利要求1所述的基于高性能计算平台的核酸适配体计算机辅助筛选方法，其特征在于，所述S04步骤中所述核酸分子对接过程包括：安装分子对接软件； 还包括： S0401：构建与所述蛋白A进行分子对接的格式文件； 2
CAE对高性能计算平台的选择
CAE对高性能计算平台的选择 高性能计算（HPC）正逐步进入制造行业，承担诸多关键的计算应用。该领域中用户主要分成两类，一类是实际制造企业，如汽车设计制造厂商、航空工业企业、电力企业及消费产品生产商等。这一类用户通过高性能计算技术来提高产品的性能，减低成本，同时缩短产品的设计、生产周期，以使企业在市场上更具竞争力，另一类是研发单位，如政府、国防和大学中涉及制造行业的部门或专业。这一类用户的目标是利用高性能计算技术改善设计方法，提高设计水平从而为实际生产服务。 下图给出了制造行业中采用计算机进行产品开发的流程，包括建模、前处理（模型修改和网格生成）、计算分析、交叉学科综合及后处理几个部分。其中高性能计算主要应用于计算分析部分，统称为计算机辅助工程（CAE）。 制造行业CAE应用程序的特点 制造行业CAE的应用可以分为隐式有限元分析（IFEA）、显式有限元分析（EFEA）和计算流体动力学（CFD）三个子学科。几乎所有的制造企业的高性能计算都依赖于独立软件开发商（ISV）提供的商业软件，只有计算流体动力学中结构网格计算类型的部分软件是
用户自己开发的。因此制造行业中的用户在购买硬件平台的同时通常会购买相应的科学计算软件产品。而在某种程度上，往往是应用软件的特性决定了硬件平台的选择。 下表中给出了CAE常用的应用软件，并列出这些软件的特点，包括并行方式和可扩展性。 从上表中我们可以了解到CAE应用软件具有以下特点： 特点1：IFEA类应用软件（如ABAQUS, ANSYS和MSC Nastran）的可扩展性不是很好。当使用超过8个CPU来处理一个任务时，通常不会再有性能上的提升； 特点2：IFEA类应用软件通常使用共享内存方式（pthreads或OpenMP）进行并行处理，其中ABAQUS不支持消息传递方式（MPI）的并行； 特点3：EFEA类应用软件（如LS-DYNA, PAM-CRASH和RADIOSS）和计算流体动力学软件（如FLUENT, STAR-CD和PowerFlow）的扩展性相对较好； 特点4：EFEA类应用软件和CFD软件以采用消息传递并行方式（MPI）为主。 高性能计算（HPC）服务器体系结构分类及特点 目前市场上常用的高性能计算服务器大致可以分为以下3种体系结构，即： 并行向量处理机（PVP）： PVP系统含有为数不多、功能强大的定制向量处理器（VP），定制的高带宽纵横交叉开关及高速的数据访问。由于这类系统对程序编制的要求较高，价格很昂贵且难于管理，因此，这种类型计算机主要集中在一些大型国家关键部门，在本文中不再赘述。 对称多处理机（SMP）：
基于核酸适配体化学发光检测新技术(精)
基于核酸适配体化学发光检测新技术 核酸适配体是近年来发展起来的一类经体外人工合成筛选出的单链寡核苷酸,能高效、特异性地结合各种生物目标分子,故它的出现为化学生物学界和生物医学界提供了一种新的高效快速识别的研究平台。目前生物分子检测通常采用抗原抗体特异相互作用识别模式,但由于受到抗体易失活、制备时间较长等因素的影响,在一定程度上限制了抗体检测技术的广泛应用。相比之下,核酸适配体自身稳定性好、制备合成相对简单、快速、易获得、易功能化修饰与标记,且在生物传感器设计中应用灵活等优点,近几年在生物分析检测方面备受关注。目前已经成为临床诊断、环境监测、药学研究等许多领域中的研究热点。化学发光(CL)分析法具有不需光源,避免了杂散光的干扰,仪器设备简单、操作简便,具有极高的灵敏度,较宽的检测范围,可实现全自动化等特点,正逐渐成为分析检测中极为有用的工具,随着与众多学科交叉研究和应用领域的扩展,目前已成功地应用在药学、生物学、分子生物学、临床医学和环境学等诸多领域。在本论文中,我们采用化学发光分析法,利用核酸适配体对目标分子的高分辨识别,发展了多种具有创新意义的化学发光适配体生物传感器,也实现了同一份样品中双组分的同时检测。整个论文由以下五部分构成:第一章:绪论本绪论由两节构成,第一节介绍了核酸适配体技术检测生物分子的研究进展,包括了三部分。第一部分中简单介绍了核酸适配体的制备、特点、优势以及在分析领域中的应用;第二部分中介绍了基于核酸适配体识别模式的单组分检测技术的研究进展及其意义,主要内容包括:光检测、电化学检测以及其他检测方法,并列举了近年来分析领域中的部分典型示例;第三部分中介绍了基于核酸适配体识别模式的多组分检测技术的研究进展及其意义,也列举了近年来它们在该分析领域中的部分典型示例。第二节阐述了化学发光多组分酶检测研究进展以及本课题研究的目的、意义、主要研究内容以及创新之处,即核酸适配体在化学发光领域中应用与展望。第二章:基于核酸适配体的化学发光无标记检测腺苷的新技术由于目标分子在适配体上精确的结合位点与构象变化通常并不十分清楚,直接导致合适标记核酸适配体存在一定的难度,因此,适配体的无标记型检测技术已成为近年来的研究热点,尤其在生物检测、环境监控等领域无标记简单快速检测具有非常重要的意义。本章以腺苷为研究对象,采用羧基修饰的磁性微球作为分离载体,基于3,4,5-三甲氧基苯甲酰甲醛(TMPG)与鸟嘌呤(G)碱基之间的瞬时化学发光衍生反应,实现了生物小分子腺苷的无标记检测。本章包括以下两种腺苷检测原理的设计,具体实验步骤如下:(1)活化磁性微球,固定捕获探针序列;(2)方法A:一定量的适配体先与不同量的腺苷特异性结合,随后剩余的自由腺苷适配体与捕获探针序列在磁性微球表面进行杂交反应,从而连接在磁性微球上;方法B:适配体先与捕获探针序列进行杂交反应,随后加入不同量的腺苷,导致部分适配体序列脱离磁性微球表面,与溶液中腺苷形成复合物;(3)磁性分离后,TMPG直接检测结合在磁性微球表面的适配体中G碱基产生的CL信号,进行腺苷间接定量。结果表明:该两种方法均具有准确可靠、重现性和选择性好的特点。第一种方法的最低腺苷检测限为8×10~(-8)M,腺苷浓度在4×10~(-7)-1×10_(-5)M范围内,CL 信号呈线性增加(R~2=0.9852);第二种方法的腺苷浓度在4×10~(- 2)5×10(_5)M范围内,CL信号呈线性增加(R~=0.9764)。综合而言:本章发展的无标记检测生物小分子腺苷的CL新技术,具有简单,快速,灵敏度高等特点,有望在临床诊断、药学研究以及环境监测等领域发挥作用。第三章:基于核酸适配体
核酸适配体
SELEX适体选择的过程 RNA或DNA的核酸片段，与蛋白质，多肽或小分子结合，使三维结构互补。蛋白质，多肽或小分子。“适”来自拉丁词Aptus匹配。可应用于各种领域包括传感器探针，用于医疗诊断和环境毒性检测，分子成像，病毒治疗如疫苗和抗病毒药物，靶向药物送的发展与开拓新兴心态注定改变范式病人的护理。这个有前途的适体可在体外用。这个过程被称为“SELEX（系统的演变通过指数enrechiment 配体）”，在体外进化，库的单链DNA或RNA包含40-60基地随机序列区在~ 20基本常数序列引物地区有利于放大产生。SELEX过程继续，直到收敛于一个收集池序列为目标的亲和力和通常得到的周期后8-15选择。由于他们的高亲和力和选择性，适配体已经成功地分离出目标包括范围广泛小分子，肽，蛋白质，甚至整个cells5-8。在这里，在技术回顾系列，我们将在评价的适体技术更集中毒性。特别是，在这个问题上，不同的技术为获得适体，包括“技术”要讨论。传统的适体的选择技术的“技术”采用SELEX最成功的适体代表1 109 1013的分子在1从library9。通常选择过程的开始与低比例的核酸蛋白质为检查是否所有的分子结合的target10。选择第一轮需要长时间的培养时间和不严格的条件，而后来的周期通常需要严格的条件，如改变缓冲液条件下，反应体积和时间的潜伏期。 之间的核苷酸结合后的反应图书馆与靶分子，绑定物种分离通过各种分离技术。然后，该放大的分子被用于下一轮选择过程。目标结合的分离未结合的适配体在筛选的过程是成功的适体的选择是至关重要的一步。适体的选择是通过连续重复丰富目标绑定和未绑定的寡核苷酸去除步骤，其次洗脱，放大，和所选择的寡核苷酸净化。由于蒂尔克和黄金的第一次尝试使用硝酸纤维素过滤方法，其他几个适体被选定，它仍然被认为是一种有效的分离的方法。硝化纤维素过滤器的结合用于广泛调查的平衡结合和蛋白质oligonucleitides络合物的动力学性质由于硝基优先保留蛋白质和蛋白质的DNA或RNA复杂但不是免费的寡核苷酸。完成整个选择的过程，通常需要12个周期，之后选定的分子可以被克隆到一个合适的载体并测序。SELEX方法，而过滤策略已用于隔离适体对各种靶蛋白，这种技术仍然是一个繁琐，耗时的过程。此外，一些DNA核酸适配体已选择使用硝酸纤维素大肠杆菌RecA protein11）。同时，由于分离过滤效率，大量的选择轮是必需的。传统的各种改进技术1990中描述的方法已被报道在近十年来，如毛细管电泳（CE）- SELEX，量身定制的SELEX，切换技术，照片—研究开发新的技术应用简单，容易和廉价的方法，如非SELEX，NP（纳米）- SELEX（例如，磁珠，胶体金粒子），细胞SELEX，溶胶-凝胶技术和微流控技术。在本审查，几个隔离高亲和力的先进的分离方法和特异性核酸适配体的提供。这些新的变异大大缩短时间的选择和改进适体的亲和性和特异性。基于核酸适体的选择neccem；非SELEX毛细管电泳的应用（CE）为SELEX造成了巨大的改进
高性能计算平台 ABAQUS 算例
高性能计算平台ABAQUS算例 贺有为（heyouwei66@https://www.360docs.net/doc/422421344.html,），June.2010 作者简介：贺有为，中南大学材料学院研究生，师从邓运来教授，在邓运来和唐建国老师的指导下研究功能材料与分子的模拟计算。 目录 ABAQUS简介 (1) ABAQUS的主要功能 (1) ABAQUS的优点 (2) 为什么要利用高性能计算平台运行ABAQUS作业 (2) LINUX系统下ABAQUS应用算例 (3) ABAQUS简介 ABAQUS是一套功能强大的工程模拟有限元软件，是材料计算软件里的贵族，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。ABAQUS包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库。并拥有各种类型的材料模型库，可以模拟典型工程材料的性能，其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡沫材料以及土壤和岩石等地质材料。作为通用的模拟工具，ABAQUS 除了能解决大量结构（应力∕位移）问题，还可以模拟其他工程领域的许多问题，例如热传导、质量扩散、热电耦合分析、声学分析、岩土力学分析（流体渗透∕应力耦合分析）及压电介质分析。 ABAQUS的主要功能
ABAQUS为用户提供了广泛的功能，且使用起来又非常简单。大量的复杂问题可以通过选项块的不同组合很容易的模拟出来。例如，对于复杂多构件问题的模拟是通过把定义每一构件的几何尺寸的选项块与相应的材料性质选项块结合起来。在大部分模拟中，甚至高度非线性问题，用户只需提供一些工程数据，像结构的几何形状、材料性质、边界条件及载荷工况。在一个非线性分析中，ABAQUS能自动选择相应载荷增量和收敛限度。他不仅能够选择合适参数，而且能连续调节参数以保证在分析过程中有效地得到精确解。用户通过准确的定义参数就能很好的控制数值计算结果。 ABAQUS的优点 ABAQUS软件在求解非线性问题时具有非常明显的优势。其非线性涵盖材料非线性、几何非线性和状态非线性等多个方面。与其他有限元软件的界面程序比，ABA QUS/CAE具有以下的特点： 1．采用CAD方式建模和可视化视窗系统，具有良好的人机交互特性。 2．强大的模型管理和载荷管理手段，为多任务、多工况实际工程问题的建模和仿真提供了方便。 3．鉴于接触问题在实际工程中的普遍性，单独设置了连接（interaction）模块，可以精确地模拟实际工程中存在的多种接触问题。 4．采用了参数化建模方法，为实际工程结构的参数设计与优化，结构修改提供了有力工具。 为什么要利用高性能计算平台运行ABAQUS作业 和很多有限元软件一样，其基本思想是将连续的求解区域离散为一组有限个、且按一定方式相互连接在一起的单元组合体，利用在每个单元内假设的近似函数分片地表示全求解域上待求的未知场函数。一经求解出这些未知量，就可以通过插值函数计算出各个单元内场函数的近似值，从而得到整个求解域上的近似解。 这种求解就利用到网格计算。由于ABAQUS是有限元软件里的贵族，尤其非线性功能的强大，所以该软件对计算机的硬件要求很高。一些多场耦合，而且网格又画
HPC高性能计算平台Linpack测试手册_infiniband网络
Linpack测试手册（1） Voltaire Infiniband： Step1：安装voltaire MPI(与HCA卡驱动集成在一起) 安装HCA卡驱动： 将驱动安装包VoltaireOFED-5.1.3.1_5-k2.6.18-92.el5-x86_64.tar.bz2放到/root 目录下，运行命令： tar –zxvf VoltaireOFED-5.1.3.1_5-k2.6.18-92.el5-x86_64.tar.bz2 cd VoltaireOFED-5.1.3.1_5-k2.6.18-92.el5-x86_64 ./install.sh 安装完毕后查看voltaire MPI是否正常 Which mpicc 提示/opt/vltmpi/OPENIB/mpi/bin/mpicc则返还正常,可进行下一步。 Step2：安装数学库（GotoBLAS） 将数学库安装包GotoBLAS-1.26.tar.gz放到/hpc目录下，运行： tar –zxvf GotoBLAS-1.26.tar.gz cd GotoBLAS 32 bit安裝：./quickbuild.32bit 64 bit安裝：./quickbuild.64bit 安裝完成后，在当前目录下会生成3个文件，系統根据你的CPU型式來取名，例如： libgoto.a libgoto_core2p-r1.14.a 系統根据你的CPU型式來取名 libgoto_core2p-r1.14.so 其中libgoto.a 即为使用的数学库函数，记下该路径 Step3：安装linpack测试包（hpl.tgz） 将linpack测试包hpl.tgz放到/hpc目录下，运行 tar –xvf hpl.tgz cd hpl cd setup cp ./Make.Linux_PII_FBLAS /hpc/hpl/Make.test cd .. pwd 目录为/hpc/hpl/ vi Make.test编辑该文件如下地方需要更改：
核酸适配体在治疗肿瘤中的的作用
核酸适配体在治疗肿瘤中的的作用 江西理工大学邹涛 摘要： 核酸适配体是一类能够特异性地和靶物质结合的寡核苷酸序列。它可作用于蛋白质、金属离子、小分子化合物、细胞膜表面受体等靶标。该寡核苷酸序列可以是RNA也可以是DNA，较其他识别分子而言，适配体具有性质稳定、易合成、易标记、分子量较小和目标分子广泛等优势。其结合能力可与抗体相当甚至更强, 并可结合各种药物及载体构建多元复合靶向给药系统用于肿瘤靶向治疗, 在生物医学领域引起了极大的关注.。 关键词：核酸适配体；肿瘤治疗；量子点 1990年，Ellington与Szostak及Tuerk与Gold筛选出了能与T4 DNA聚合酶高亲和力和特异性结合的随机寡核苷酸，并命名为核酸适配体(aptamer,Apt)，该筛选方法被命名为指数富集的配体系统进化技术(SELEX)，原理是首先构建容量巨大的随机寡核苷酸序列库，然后经过多轮结合和洗脱，从中筛选得到能够和靶标物质高亲和力结合的寡核苷酸。核酸适配体是通过折叠形成特定空间结构而与靶标结合，其亲和力可与抗体相当，亲和常数(Kd)可达纳摩尔或皮摩尔水平。近年来，核酸适配体受到科学家的广泛关注，由于其分子量较小、可化学合成、生物相容性好等优点，其在基础、临床、药物开发中的研究不断增多，越来越多的针对生命活动中重要分子的适配体被筛选出来，各种基于核酸适配体的分析方法和技术也有报道，核酸适配体在生物医学、疾病诊疗领域已显示出广阔的应用前景。靶向配体在抗肿瘤药物靶向传递方面有很大的应用潜能，其对靶分子结合的选择性可赋予抗癌药物靶向特异性，同时增加药物在病变组织内的富集。核酸适配体可体外合成且易于修饰，同时因其带负电荷，在体循环中很少参加非特异性相互作用。它们对靶物质可高亲和力并特异性地结合，使其具有高的穿透性。抗肿瘤药物一般都是在细胞内发挥作用，提高药物摄取量是其有效性的关键。纳米粒子能通过细胞内吞途径进入细胞，如果将核酸适配体连接到纳米粒子表面，药物靶向肿瘤细胞后，可介导内吞发生，有利于提高药物摄取量，这种给药方式成为目前研究的热点。以下综述了核酸适配体在肿瘤靶向治疗中的研究进展。 1 肿瘤标志物 肿瘤标志物(Tumor Marker)是反映肿瘤存在的化学类物质。它们或不存在于正常成人组织而仅见于胚胎组织，或在肿瘤组织中的含量大大超过在正常组织里的含量，它们的存在或量变可以提示肿瘤的性质，借以了解肿瘤的组织发生、细胞分化、细胞功能，以帮助肿瘤的诊断、分类、预后判断以及治疗指导。利用它的这一特性，可以筛选出某一肿瘤标志物的特异性适配体，从而靶向肿瘤细胞，达到诊断和治疗的目的。 1.1甲胎蛋白 甲胎蛋白（AFP）是肝细胞癌定性诊断中最重要的血清肿瘤标志物。利用
高性能计算平台建设方案
高性能计算平台建设方案1.验证理论、发展理论的重要工具，另一方面，它是在理论的指导下发展实 用技术，直接为经济发展服务；计算科学的发展也有相当悠久的历史，只是在计算机这一强大的计算工具问世之前，计算只能利用人类的大脑和简单的工具，计算应用于科学研究有天然的局限性，限制了它作用的发挥；随着计算机技术的发展，使用科学计算这一先进的技术手段不断普及，逐渐走向成熟。科学计算可以在很大程度上代替实验科学，并能在很多情况下，完成实验科学所无法完成的研究工作。科学计算也直接服务于实用科技，并为理论的发展提供依据和机会。在许多情况下，或者理论模型过于复杂甚至尚未建立，或者实验费用过于昂贵甚至不允许进行，此时计算模拟就成为求解问题的唯一或主要手段了。 目前，高性能计算已广泛应用于国民经济各领域，发挥着不可替代的重要作用： a) 基础学科中深入的知识发现，问题规模的扩大和求解精度的增加需要更高性能的计算资源。例如，计算立体力学、计算材料学、计算电磁学。 b) 多学科综合设计领域中大量多部门协同计算需要构建高性能的综合平台。例如，汽车设计、船舶设计。
c) 基于仿真的工程科学结合传统工程领域的知识技术与高性能计算，提供经济高效地设计与实践方法。例如，基于仿真的医学实践、数字城市模拟、核电、油田仿真工具、新材料开发、碰撞仿真技术、数字风洞。 d) 高性能计算提升众多行业服务、决策的时效性，提高经济效益。例如，实时天气预报、城市交通控制、视频点播服务、动漫设计、网络游戏、基于RFID 的货物跟踪、智能电子商务。 e) 数据密集型应用需要高性能数据处理，以应对数据爆炸式增长带来的难题。例如，高能物理实验数据处理、遥感数据处理、商业智能、生物信息学、RFID 数据挖掘、金融业分析抵押借贷、移动电话流量分析。 1.1建设内容 高性能计算平台是面向全校提供高速计算服务的公共计算平台，主要运行科研计算任务，并且能够根据应用任务对硬件资源的不同需求，动态分配和调整平台资源，管理计算作业。用户通过校园网或VPN远程提交计算作业、获取计算结果，并能够根据权限调整，实现权限控制，硬件细节对用户透明。用户界面实现图形化交互窗口和SSH登陆相结合方式。 平台的主要硬件设备有：管理节点、计算节点、存储IO节点、Infiniband交换机、高速存储、千兆以太网交换机；软件方面有：64位Linux操作系统、并行开发环境、并行文件系统、作业调度管理系统、硬件集群管理系统等，利用高速infiniband网络互联构成计算环境，通过并行计算支撑软件和作业调度系统使它们协同工作。 平台支持同时运行Ansys、Fluent、Gauss、Materials Studi、ADMS、Opera、HFSS、MTSS、MAGIC、CST、Icepak等商业软件，并支持C（C++）、Fortran77/90等语言的编译和运行环境，以保证学院自编应用程序的计算求解需求。
中国传媒大学高性能计算中心高性能计算平台
中国传媒大学高性能计算中心高性能计算平台 用户账号申请与使用须知 一、申请资格 申请人须为中国传媒大学的任职教师或在读的硕士、博士研究生。 二、用户帐号申请 从https://www.360docs.net/doc/422421344.html,/files/userapplication.doc下载用户登记表格，认真填写相关信息后发送到高性能计算中心邮箱hpcc@https://www.360docs.net/doc/422421344.html,。在接收到审核通过的通知邮件后，到高性能计算中心进一步核对用户信息，然后签字并领取用户名和密码。 三、高性能计算平台的初步使用 用户获得用户名和密码后，首先下载SSH客户端软件，下载地址为https://www.360docs.net/doc/422421344.html,/files/SSHSecureShellClient.rar，解压并安装于本地计算机上。然后通过安装的SSH软件登录到高性能计算平台，平台的访问地址为https://www.360docs.net/doc/422421344.html,。关于平台的其它具体使用方法可参阅高性能计算中心用户培训讲义，相关资料下载地址为https://www.360docs.net/doc/422421344.html,/files/Introduct_to_cuc_hpcc.ppt。 四、并行计算平台的使用规范 (一)并行计算平台仅供我校任职教师或在读的硕士、博士研究生进 行科学研究和教学相关的活动之用，不得用于任何威胁国家、社会安全的高性能计算，也不能用于其它无关的用途； (二)用户所申请的账号只能在使用权期限内使用，过期后可以向中
心提出申请延期，并重新进行用户登记手续； (三)每一个用户至多只能申请一个帐号，请务必保存好个人帐号和 密码，且不能将帐号转借他人使用，一经发现，证实后立即取消该用户的使用资格； (四)每个用户同时只允许运行1个作业，每个作业最多使用8个处 理器，作业最长允许运行时间为12个小时。对于承担国家重大科研项目的人员除外，但需要提前1周向高性能计算中心提出大规模计算服务申请（可从https://www.360docs.net/doc/422421344.html,/files/computeserviceapplication.doc下载申请表格），经审核同意后为其预留相应的计算资源； (五)用户应在基于高性能计算平台进行研究的论文或研究成果报 告中指明使用中国传媒大学高性能计算平台进行计算，并向高性能计算中心提供成果副本一份； (六)若用户违反相关使用规定，本中心保留停止其使用系统的权 利。 (七)本文最终解释权归中国传媒大学高性能计算中心所有。 中国传媒大学高性能计算中心 2013年7月28日
核酸适配体用于肿瘤靶向治疗的研究进展汇总
高级生物化学 论文题：核酸适配体用于肿瘤靶向治疗的研究进展单位：中科院武汉物理与数学研究所 专业：分析化学 学号：XXX 学生姓名：XXX
核酸适配体用于肿瘤靶向治疗的研究进展 （XXX） 摘要 核酸适配体，包括DNA，RNA和多肽核酸适配体，是一类能够特异性地和靶标物质结合的寡核苷酸序列。核酸适配体与靶标具有非常高的亲和力，可以很好的选择性识别目标分子的性能，已经得到了了极大的关注。他们通长被用作生物分子探针、药物释放以及疾病的诊断和治疗（尤其是用于癌症诊断和治疗）。在这篇综述里，我们简要的综述了最近几年DNA和RNA核酸适配体用于肿瘤诊断和治疗的文献。 关键词：核酸适配体、肿瘤诊断、药物释放、纳米粒子、siRNA Abstract Aptamers, including DNA, RNA and peptide aptamers area group of promising recognition units that can specifically bind to target molecules and cells. Due to their excellent specificity and high affinity to targets, aptamers have attracted great attention in various fields in which selective recognition units are required. They have been used in biosensors, drug delivery, disease diagnosis and therapy (especially for cancer). In this review, we are concise and to the point to summarize recent applications of DNA and RNA aptamers in cancer treatment. Keywords: Aptamer, cancer diagnosis, drug delivery, nanoparticles, siRNA 1 引言 1990年，Ellington与Szostak[1]及Tuerk与Gold[2]筛选出了能与T4DNA聚合酶高亲和力和特异性结合的随机寡核苷酸，并命名为核酸适配体(aptamer，Apt)。随技术的发展，核酸适配体逐步扩展到非核酸结合蛋白(如蛋白激酶)、小分子有机物(如ATP、氨基酸等)、细胞膜蛋白、癌胚抗原等[3~5]。 近年来，核酸适配体受到科学家的广泛关注，由于其分子量较小、可化学合成、生物相容性好等优点，其在基础、临床、药物开发中的研究不断增多[6]。核酸适配体目前向配体在抗肿瘤药物靶向传递方面有很大的应用潜能。和抗体、多肽、小分子这些配体相比，核酸适配体可体外合成且易于修饰；同时因其带负电荷，在体循环中很少参加非特异性相互作用。而且由于它们对靶物质可高效的特异性地结合，因此其具有了较高的穿透性。 DNA核酸适配体可以在合适的条件下维持稳定且不被降解[7]。而RNA核酸适配体，易被体内的核酸酶降解，但经化学修饰后，可以延长其在体内的半衰期[8]。抗肿瘤药物一般都是在细胞内发挥作用，提高药物摄取量是其有效性的关键。纳米粒子能通过细胞内吞途径进入细胞，如果将核酸适配体连接到纳米粒子表面，药物靶向肿瘤细胞后，可介导内吞发生，有利于提高药物摄取量，这种给药方式成为目前研究的热点。本文综述了核酸适配体用于的肿瘤靶向治疗的研究进展。 1 核酸适配体与药物共价结合