Team:SJTU-BioX-Shanghai/HP/Gold Integrated-cn

社会交互

主体分析方法

今年，SJTU-BioX-Shanghai团队创造了一个原创的分析和展现integrated HP的方法。我们可以采用这种方法来认识、策划和展现队伍的integrated HP，我们称之为主体分析方法。

在Integrated HP部分，我们的目标是将自己与社会的工作整合进我们的项目，这一过程一定涉及到两个主体，“我们”和“我们所作用的对象”（在我们的理论中，解释成“他们”），我们认为：

设计HP工作的时候应该从两个主体的角度出发，分析我们需要什么，他们能得到什么，这样能够更合适的开展我们的工作，达到更好的效果。
总结我们的HP工作的时候应该从两个主体的角度出发，从不同的角度看待事情的结果，有没有达到效果，各方的收获都有什么。
展现我们的HP工作的时候应该从两个主体的方式展现，这样能够让读者体会两方的感受，同时更好的理解我们的integrated HP工作。

我们将会先做个示范，用这个方法分析我们的integrated HP工作，也许看完，你就能清楚的体会到我们的整体思路，感受到这种方法的漂亮之处！

我们认为，从两个角度看待我们的HP工作，能够更高效的阐释清楚什么是integrated HP，并且，这种分析方式可以为其他的iGEM队伍提供借鉴和思路。在认识、策划、展示你们的iGEM integrate HP的时候，你可以尝试一下这种方法，兴许会有意想不到的发现！

这种方法主要由以下几个方面构成：

对于“WE”的部分，主要采用“我们想……”“我们了解到……”等语句组织，主要阐述你们项目发展过程中的遇到的问题和你们的想法，你们的措施，以及你们的解决方案。

对于“THEY”的部分，主要采用“他们提供了……”“他们需要……”“他们告诉我们……”，主要阐述他们对我们的帮助和他们需要我们什么方面的帮助。

注意，THEY的部分建议以小条形式列出，建议不要采用故事形式，因为THEY的具体心理活动我们是不知道的，而对于WE，我们了解自身的想法，我们的想法也在支配着我们的行为，所以WE的板块建议以故事的形式展现，能够更好的分析结果。

下面来看一下我们的分析吧！点击下方的“WE”或者“THEY”，你可以看到两个不同的页面分析。

项目设计

寻找载体

我们团队研究今年的项目时，参观了青岛大学生命科学学院院长李荣贵教授的实验室，他向我们介绍了他在2006年进行的一项研究工作——累积番茄红素的大肠杆菌工程菌及其培养条件的研究。他的这项研究，分析了玉米黄素二核糖苷合成途径的基因和代谢回路，通过同时克隆回路中合成番茄红素相关基因，高效表达番茄红素。他向我们展示了完整的回路，并告诉我们在这个回路中，通过基因的组合和排序能够表达出不同的色素，从而使菌产生不同的颜色变化。

这不禁让我们想到了可以利用这些基因作为报告基因，利用这个代谢回路做一个检测系统，这个系统的优点在于

颜色无需激发，是可视的；
能够同时检测多种因子的存在。

经过查阅相关文献和资料，我们确定了项目的核心思想——制作一个可视化的多因子检测系统。而这个系统的初步构想很大程度上来自于李教授实验项目的介绍启发。

为了更多的了解我们项目的可行性，我们向教授了解了该代谢回路作为报告基因的可能性，在他的实验过程中，发现该基因回路存在着表达效率较低、色谱范围较窄且颜色区别较小、渗漏表达(leakage expression)等缺点。由于色素的这些缺点，我们试图探索其他的可视化指示因子，李教授向我们提供了色素蛋白的想法，我们上网查阅相关资料，发现色素蛋白相比于色素，表达效率较高，色谱范围很宽，有着色素不可比拟的优点，最终，我们决定采用色素蛋白作为我们的颜色报告因子。

原理难题的攻克

由于是通过显色对多因子系统进行检测，这便涉及到色彩的混合和叠加，同时，我们还期望叠加荧光蛋白和色素蛋白来丰富我们的系统，但是，荧光蛋白和色素的发光原理不尽相同，想利用颜色混合，我们就要探讨关于发光机理和色彩混合机理，于是我们寻找到了上海交通大学物理与天文系教授刘士勇，请他给我们的项目进行一个最终颜色的混合猜想，询问了光的三原色机理和颜料的三原色机理，对于色彩混合和色彩发光原理都有了更为深入的了解，这对于我们education hp板块的游戏设计起到了很大的帮助。

载体化系统

至于我们项目所应用的检测系统，我们初步决定对水中的重金属离子进行检测，于是我们采访宁波市内河处相关管理人员。

他们表示，目前采用的重金属检测方法是国家标准，若国家标准没有，则采用行业标准CJ／T51-2004。这些方法多依赖于实验室，如原子吸收光谱分析，化学试剂显色等。同时管理人员表示，对水质的监测，通常需要去往相关厂实地取样，再将样品带回实验室进行检测。由此我们想到，我们可以利用我们工程菌廉价、可视、便携的特点，做一个便携的重金属检测仪。而要实现可携带性和安全性，我们则需要一个载体来携带我们的工程菌。

底盘和湿实验室实验

我们选择的细菌底盘，将为用户各种各样的颜色体系，同时需要满足多因子检测的要求。我们在与以前的SJTU iGEM团队成员讨论并研究了许多细菌后，我们最终选择了常用的E-coil。大肠杆菌以它的兼容性和研究的透彻性著称，是我们的良好工程菌对象。同时，在实验室实验的过程中，我们遇到了很多问题，也请教了以前的SJTU iGEM团队成员。

承接载体

对于最初的载体系统，我们决定使用一个微流控芯片进行研究。我们联系上了上海交通大学微纳米研究院的陈翔教授，陈翔教授的实验室有做微流控芯片相关的研究，认为我们的菌体显色系统可以利用芯片作为载体，和移动设备结合，因此我们准备采用芯片作为我们的工程菌载体。

另外，由于陈翔教授的团队最近在做微流控芯片的条件控制，需要能够诱导显色的指示菌，所以我们将能够被IPTG（异丙基硫代半乳糖苷）诱导产生绿色荧光蛋白的菌提供给他们，帮助他们进行他们的科学研究。

然而，经过实验，我们发现芯片并不适合作为我们的载体，因为颜色难以辨别。我们分别将可见的RFP菌液和amilCP菌液加入芯片腔室，肉眼甚至在10倍显微镜下都难以观察到颜色。我们也尝试了离心，效果依旧不理想，因此我们开始考虑其他可能的载体。

此时，陈翔教授建议我们可以尝试一下试纸和微液滴的方法。我们对两个方案的可行性进行了分析。结果表明，试纸能够富集菌体，会使颜色更为明显，便于分析，同时制作一片试纸的步骤非常容易。而微液滴需要依靠特定的仪器制作，但能利用琼脂糖加培养基为在液滴内的菌体提供营养。让我们放弃微液滴想法的，是一位实验室的学长给我们提出，微液滴不利于拍照分析，因为液滴会悬浮在待测液内，导致拍摄出来的颜色会因分布不均有较大偏差。我们因而尝试了试纸，利用抽取真空的方法和玻璃纤维滤纸，使带颜色的菌体附着在滤纸上。由于滤纸上呈现出了明显的颜色，且在不同浓度的菌液在试纸上呈现的颜色有明显的梯度。最终，我们采用了滤纸的想法。(更多详细信息在Loader)

检测系统的制作

我们的检测系统主要包括盒子和手机检测APP两个方面，在这个领域，微纳科学技术研究院为我们提供了很大的帮助。在APP制作方面，微纳实验室向我们提供了Java语言的opencv jar包，给我们的取色提供了一定的借鉴和参考，帮助我们完善了我们的调色盘2048的游戏。在盒子的制作方面，我们的模具是在微纳科学技术研究院制作的，在盒子做完之后，他们对我们的盒子进行了检查，并提出了修改建议，如对一些参数进行了调整，使盒子更加适应需求。

解决实验室以外的问题

商业计划

虽然我们在实验室中对我们的设计进行了修改，但我们还研究了当前市场环境下我们的设备如何融入社会。如果我们想将我们的设备推向市场，我们需要评估产品的相关情况。

于是，为了更好地评估我们的产品以适应社会需求并推广到社会，我们制作了一份商业计划。在其中，我们详细地讨论了产品的开发背景、市场以及风险。在做市场调查的同时，总结的结论也指导我们更好地完善我们的产品，以使其在市场具有更高的竞争力。我们思考了我们的产品对社会的意义，同时也针对社会需求对产品有了一定的设计改动。

生物安全

为了探讨我们的生物安全性质，我们寻找到了石建新教授，我们把项目的简要的向他进行介绍。

由于我们项目是便携式设备，无法采用高压高温灭菌，于是我们期初想采用燃烧的方式对我们的菌进行处理，因为民众在日常生活中能够接触到火炎等燃烧形式。但是与石教授交流之后，我们了解到，这种处理方式也会造成污染气体排放、试纸不干难以点燃等众多问题。我们向石教授了解现在对于微生物的处理方法，当教授提及杀菌剂时，我们团队成员突然想到，是不是可以用民众日常所能接触到的消毒液（其主要成分是NaClO）进行灭活处理，石教授向我们咨询了菌的浓度和滤纸情况之后，告诉我们用较高浓度NaClO过夜处理，基本上可以达到消灭细菌的效果，保证了产品的处理安全问题。