SHBS活动 | 科学展优秀项目展示(二)
  • 2024-05-25
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超声波悬浮

Ultrasonic Levitation


TinyLev是一款创新的声学悬浮装置,可在无接触的情况下悬浮相对小的物体,在医疗,精密制造等领域未来的应用有十分大的潜力。TinyLev的核心是利用两个相对的超声波产生器矩阵,通过发出频率为40kHz的超声波并控制声波的频率以及波长,以使其在装置的中轴线上形成驻波节,达到可以让物体悬浮在空中的效果。另外,通过程序控制波节的位置可以使悬浮的物体上下移动。




基因“魔剪”

Gene "Magic Scissors"


基于CRISPR/Cas9系统的高效基因组编辑工具——基因“魔剪”应用研究项目介绍:


生物DNA由于某些外界因素或疾病会发生改变,那么在科学界是否有一种魔法,可以对DNA进行修剪,就像人类的剪刀一样,进行修修补补?答案是肯定的,在生物医学界,有一种技术叫CRISPR/Cas9,它的主要作用就是将DNA进行修剪。CRISPR/Cas9系统是一项革命性的基因编辑技术,可以定点修饰DNA序列。CRISPR是一种天然存在于细菌和古细菌中的一种防御机制,可以抵御病毒入侵,Cas9则是CRISPR系统的一种蛋白酶,能够实现对目标基因的修饰。


CRISPR/Cas9系统通过gRNA分子引导Cas9蛋白到目标基因的特定位置,从而实现基因组的精准修饰,一旦Cas9与目标基因结合,它将切割DNA双链,实现目标基因的敲除、插入或替换。这项技术具有广泛的应用范围,包括基因功能研究、治疗遗传疾病、农业生产改良等领域。由于其高效、精准和便捷的特点,CRISPR/Cas9系统已成为当前最受欢迎的基因编辑工具之一。


本项目中我们通过人为设计不同的gRNA序列,使其结合Cas9蛋白并对大肠杆菌基因组上长度达1723bp的lacZ基因进行不同长度的剪切,剪切的长度分别是100bp、200bp、300bp和800bp,剪切的同时需要加入同源臂,让剪断的DNA再修复。首先我们需要构建含有Cas9编码基因的重组质粒,后热激转化导入大肠杆菌感受态DH5α细胞,转移到抗性培养皿中筛选,之后挑选单克隆扩大培养,使用PCR扩增和电泳验证,确定Cas9编码基因导入成功后,再把含有四种gRNA的重组质粒以及同源臂分别转入携带Cas9编码基因的大肠杆菌内,再转移到抗性培养皿中,随后进行单克隆扩大培养,并以菌落为模版使用PCR扩增和电泳验证剪切是否成功。



AI技术结合3D打印

Integration of AI Technology with 3D Printing


智能化和个性化已成为人类未来发展的趋势,科技的赋能予人类的创造力以新的台阶。无论是一尊塑像、一件工具还是某种一闪而逝且难以诉说的灵感,AI技术的出现使大众有机会深度参与创造的过程。本项目建立了一套以大众视角为前提的技术流程,从2D的Midjourney AI绘画,再到能够将2D图片转换为3D模型的TripoSR,最后再由软件处理后通过3D打印机将作品打印出来。排除了绝大多数需要熟练技术才能完成的步骤,为创新作出了深刻探索。


文 | 科学展项目负责同学

审核 | Flora

翻译 | ChatGPT

排版 | Jang

配图 | Max Guo(G12)