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基于近红外光谱的山核桃检测研究

基于近红外光谱的山核桃检测研究

作者：汤文涛浙江农林大学

学位级别：硕士

山核桃是一种营养价值极高的药食同源食物,主要分布于浙皖交界的天目山地区和湖南、云南等部分地区。不同地区的环境、气候、湿度等条件不同,造成山核桃的品质差异较大。同时,随着贮藏时间的延长,山核桃的营养成分含量也会发生变化。本... 详细信息

山核桃是一种营养价值极高的药食同源食物,主要分布于浙皖交界的天目山地区和湖南、云南等部分地区。不同地区的环境、气候、湿度等条件不同,造成山核桃的品质差异较大。同时,随着贮藏时间的延长,山核桃的营养成分含量也会发生变化。本文通过近红外光谱结合化学计量学方法,首先对山核桃的蛋白质和脂肪含量建立定量分析模型,用于判别其品质的好坏;对浙林山3号、宁国1号、黄山1号、川核1号四种山核桃建立定性分析模型,用于山核桃品种的鉴别;对不同贮藏时间的浙江临安山核桃建立定性分析模型,用于山核桃陈化时间的检测。本文的主要内容和结论如下:(1)采集了119份山核桃样品的近红外光谱,并使用凯氏定氮法和索氏提取法分别测定其蛋白质和脂肪含量。采用马氏距离法和浓度残差法剔除异常样本后,使用SPXY分类法将剩余样品按照3:1划分为校正集和验证集。使用不同的光谱预处理和特征波段选取方法,结合偏最小二乘法建立山核桃蛋白质和脂肪含量的近红外模型。结果表明,使用一阶导数(First derivative)预处理的模型预测性能最佳,蛋白质和脂肪含量的校正相关系数(R)分别为0.9061、0.8995,校正均方根误差(RMSEC)分别为0.0025、0.0167;交叉验证相关系数(R)分别为0.8616、0.8358,交叉验证均方根误差(RMSECV)分别为0.0032、0.0218。经过无信息变量消除法(UVE)和竞争性自适应权重取样法(CARS)处理后,光谱变量数目大大减少,模型的精度有一定提升。山核桃蛋白质、脂肪近红外模型可以实现对山核桃蛋白质和脂肪的快速检测。(2)通过采集川核1号、黄山1号、浙林山3号和宁国1号四种山核桃样品近红外光谱各50份,使用Kennard-Stone法将山核桃样品按照3:2划分为校正集和验证集。使用不同的光谱预处理方法,结合主成分分析(PCA)、聚类分析(CA)2种无监督分类法,类类比软独立建模分析(SIMCA)、支持向量机(SVM)、线性判别分析(LDA)3种有监督分类法,对四种山核桃进行品种判别分析。结果表明:2种无监督分类法中,PCA对不同产地的山核桃可以成功分为四类;CA只能实现对黄山1号、川核1号两种山核桃的判别;3种有监督分类法中,SIMCA的识别率达到90%,拒绝率达到100%;SVM和LDA的分类准确率均接近100%。其中,近红外光谱技术结合LDA的判别效果最好,校正集和预测集的识别正确率均达到100%。近红外光谱技术可以实现不同品种山核桃的快速鉴别。(3)通过采集以贮藏3-7个月的浙江临安山核桃样品的近红外光谱各50份,总计共250份光谱,使用Kennard-Stone法将山核桃样品按照3:2划分为校正集和验证集。使用不同的光谱预处理方法,结合主成分分析(PCA)、聚类分析(CA)2种无监督分类法和类类比软独立建模分析(SIMCA)、支持向量机(SVM)、线性判别分析(LDA)3种有监督分类法对不同贮藏时间的浙江临安山核桃样品进行判别分析。结果表明:在无监督分类法下,PCA和CA均只能识别贮藏时间为3个月的样本,对贮藏时间为4-7个月的样本无法区分;在有监督分类法中,SIMCA只有对贮藏时间为3个月和7个月这两类样本的识别率和拒绝率超过90%,对其余样本的判别低于80%;SVM对不同贮藏时间的样本的识别正确率可以达到84%;LDA的判别效果最好,校正集和验证集的分类准确率分别达到97%和95%。因此,综上所述,近红外光谱技术可以实现对不同贮藏时间山核桃的快速区分。综上,本文建立了山核桃蛋白质和脂肪含量的定量分析模型、不同产地山核桃判别定性分析模型以及不同贮藏时间山核桃的判别定性分析模型。为实现山核桃的品质快速鉴定、产地区分以及贮藏时间判定提供了理论依据,有助于规范山核桃市场,促进山核桃产业的健康、快速发展。

关键词：近红外光谱山核桃品质检测产地判别贮藏时间

miR-29a促进结直肠癌远处转移的机制研究

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miR-29a促进结直肠癌远处转移的机制研究

作者：汤文涛扬州大学

学位级别：硕士

第一部分miR-29a促进结直肠癌远处转移的研究目的和意义远处转移是结直肠癌(CRC)患者死亡的主要原因。肿瘤远处转移是一个复杂的多步骤过程,包括原发肿瘤的生长,血管生成,癌细胞侵袭,渗入血管或淋巴管,外渗到远处的器官以及转移瘤的定... 详细信息

第一部分miR-29a促进结直肠癌远处转移的研究目的和意义远处转移是结直肠癌(CRC)患者死亡的主要原因。肿瘤远处转移是一个复杂的多步骤过程,包括原发肿瘤的生长,血管生成,癌细胞侵袭,渗入血管或淋巴管,外渗到远处的器官以及转移瘤的定居和生长。大量研究证实miRNA在CRC远处转移过程中起重要作用。本实验分析miR-29a在CRC患者临床标本中的表达及miR-29a对CRC细胞恶性表型的影响。评估miR-29a在CRC患者诊断或预后判断的应用价值。研究方法运用荧光定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)检测68例CRC患者肿瘤组织中miR-29a的表达,并分析miR-29a表达水平与临床病理特征的关系。然后将miR-29a mimics和antmiR-29a分别转染CRC细胞系LoVo和HCT-116。运用transwell小室分析miR-29a对CRC细胞侵袭的影响,运用蛋白质印迹(Western blot)检测基质金属蛋白酶2和9(MMP2/9)蛋白的表达。最后,利用慢病毒技术构建miR-29a稳定转染的LoVo细胞株,建立裸鼠CRC肝转移模型,体内水平分析miR-29a对CRC远处转移的影响。研究结果qRT-PCR结果显示miR-29a表达水平与CRC肝转移正相关,而与其它临床病理特征均无显著显著相关性。细胞侵袭实验显示miR-29a mimics促进LoVo和HCT-116细胞的侵袭,而anti-miR-29a抑制LoVo和HCT-116细胞侵袭。Western blot结果显示miR-29a mimics促进MMP2和MMP9蛋白的表达,而antmiR-29a抑制MMP2和MMP9表达。裸鼠CRC肝转移模型显示miR-29a促进CRC体内远处转移。结论miR-29a表达水平与CRC远处转移正相关。miR-29a促进CRC细胞侵袭和远处转移,是CRC潜在的癌基因。第二部分miR-29a靶基因的鉴定目的确定CRC中miR-29a的靶基因,并研究miR-29a如何通过其靶基因参与CRC的远处转移。研究方法我们前期研究已筛选出CRC中miR-29a可能作用的靶点,克隆其3’UTR,构建靶基因3’UTR野生型报告基因质粒。然后将重组质粒中miR-29a的结合位点反向突变,构建靶基因3’UTR突变型报告基因质粒。运用荧光素酶实验分析miR-29a对靶基因调控作用。运用western blot技术在CRC细胞中验证miR-29a对靶基因的调控作用。运用免疫组织化学(IHC)技术检测靶基因在CRC组织及配对的非癌组织(NCT)中的表达,并运用qRT-PCR检测靶基因高低表达两组间miR-29a的表达,分析靶基因表达与miR-29a之间的相关性。最后运用transwell小室分析miR-29a所诱导的CRC细胞侵袭是否主要通过下调靶基因来实现的。研究结果根据软件预测和查阅文献,筛选出KLF4可能为miR-29a靶基因。荧光素酶实验显示miR-29a mimics和ani-miR-29a分别显著下调或上调KLF43'UTR野生型报告基因荧光素酶活性,但对KLF43'UTR突变型报告基因荧光素酶活性无明显影响。Western blot结果进一步证实miR-29a反向调控KLF4蛋白表达。IHC结果显示与配对的NCT相比,KLF4蛋白在64%(54/85)的CRC肿瘤组织中表达下调,并且KLF4蛋白表达与miR-29a表达水平呈显著负相关。细胞侵袭试验证实KLF4过表达能够阻碍miR-29a所诱导的促进侵袭作用,而KLF4siRNA能逆转antmiR-29a所导致的侵袭下调。研究结论KLF4是miR-29a的靶基因,]miR-29a可能是通过下调KLF4表达促进CRC远处转移。

关键词：结直肠癌 miR-29a 远处转移侵袭 KLF4

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面向动态聚合的异步联邦学习系统设计与实现

面向动态聚合的异步联邦学习系统设计与实现

作者：汤文涛郑州大学

学位级别：硕士

联邦学习是一种以隐私保护为前提的分布式机器学习范式,用户首先完成本地模型训练,然后共享本地模型参数并通过聚合的方式得到高精度全局模型。联邦学习通常采用同步聚合方式进行模型聚合,即收集到所有客户端的本地模型后一起完成全局... 详细信息

联邦学习是一种以隐私保护为前提的分布式机器学习范式,用户首先完成本地模型训练,然后共享本地模型参数并通过聚合的方式得到高精度全局模型。联邦学习通常采用同步聚合方式进行模型聚合,即收集到所有客户端的本地模型后一起完成全局模型的聚合。但实际情况下,客户端之间存在数据量、处理能力等方面的差异,使得训练时间不一致,导致全局模型出现聚合时间长、聚合效率低等问题,从而严重影响联邦学习的性能。为了应对上述问题,相关工作提出可以采用异步聚合方式,即不需要等待全部客户端训练完成,每当有客户端训练完成即可进行全局聚合,从而提升全局模型聚合效率。然而现有的异步联邦学习研究工作在进行全局聚合时每轮仅选择固定个数的客户端,使得部分客户端参与聚合不及时,导致客户端本地模型过时,从而影响联邦学习的全局模型精度。另一方面,尽管联邦学习可以做到数据不出本地,但是其处理过程中还存在一定安全隐患,可能存在恶意服务器识别模型参数来源,甚至可以通过客户端多次提交的模型推测出原有数据信息,进而造成用户的隐私泄露,因此需要为联邦学习过程引入合理的隐私保护机制。基于上述分析,本文设计并实现了一个面向动态聚合的异步联邦学习系统,有效地解决了因聚合客户端数量不合理导致的模型过时问题,以及恶意服务器攻击带来的隐私泄露问题。本文主要贡献如下:(1)设计并实现了基于训练时间聚类的动态聚合方案,根据客户端本地数据和算力预估出其本地训练时间,进而通过K-means聚类算法对客户端进行分类,动态确定聚合客户端个数,解决本地模型过时问题,提升全局模型精度。(2)设计并实现了基于差分隐私的联邦学习隐私保护方案。通过对本地模型梯度添加高斯噪声的方式实现隐私保护,利用差分隐私技术通信开销低、容易部署的特点,解决恶意服务器通过推测客户端模型造成的隐私泄露问题。(3)搭建了面向动态聚合的异步联邦学习实验场景,并对系统进行测试。测试结果表明:与传统异步联邦学习聚合算法FedAsync相比,系统全局模型精度提升5.6%。

关键词：异步联邦学习差分隐私动态聚合 K-means聚类

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结直肠癌肝转移的治疗进展

中华消化外科杂志 2016年第2期15卷 107-112页

作者：许剑民汤文涛朱德祥复旦大学附属中山医院普通外科上海200032

肝转移是结直肠癌患者最主要的死亡原因,多学科团队诊断与治疗模式已成为结直肠癌肝转移规范化诊断与治疗的首要模式.通过对肝转移患者精准分期和分子分型,实现个体化的治疗.术前肝动脉联合肿瘤区域动脉灌注化疗,以及术中门静脉灌注化... 详细信息

肝转移是结直肠癌患者最主要的死亡原因,多学科团队诊断与治疗模式已成为结直肠癌肝转移规范化诊断与治疗的首要模式.通过对肝转移患者精准分期和分子分型,实现个体化的治疗.术前肝动脉联合肿瘤区域动脉灌注化疗,以及术中门静脉灌注化疗可减少Ⅲ期结直肠癌患者术后肝转移的发生.结直肠癌肝转移行手术切除已为所有学者所接受,并可辅以微创外科治疗.手术切除的适应证已扩展至肝内外肿瘤全部切除、切缘阴性、肝脏储备功能足够即可.原发灶和肝转移灶同期切除手术安全可行,但是否行新辅助化疗仍有争议.对于不可切除的肝转移,可实施转化治疗使肝转移灶转为可切除,对于无法转化不可切除的结直肠癌肝转移,需要积极综合治疗以控制疾病的进展.

关键词：结直肠肿瘤肝转移多学科团队手术适应证

谷胱甘肽巯基转移酶在黏液性大肠癌中的表达及其临床意义

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中国肿瘤生物治疗杂志 2012年第6期19卷 639-642页

作者：王光辉汤文涛周辉翁子毅崔龙上海交通大学附属新华医院肛肠外科上海200092

目的:分析谷胱甘肽巯基转移酶(glutathione S-transferase,GST)在黏液性及非黏液性大肠癌组织中的表达情况,并探讨其临床意义。方法:选取2007年1月至2012年5月在上海交通大学附属新华医院肛肠外科行手术治疗的109例黏液性大肠癌标本和44... 详细信息

目的:分析谷胱甘肽巯基转移酶(glutathione S-transferase,GST)在黏液性及非黏液性大肠癌组织中的表达情况,并探讨其临床意义。方法:选取2007年1月至2012年5月在上海交通大学附属新华医院肛肠外科行手术治疗的109例黏液性大肠癌标本和441例非黏液性大肠癌标本,运用免疫组化方法检测蛋白GST、nm23、细胞角蛋白7(cytokeratin 7,CK7)在黏液性大肠癌和非黏液性大肠癌组织中的表达情况,并探讨其临床意义。结果:GST和nm23在黏液性大肠癌组织中的阳性表达率分别为52.3%和57.8%,明显低于非黏液性大肠癌组织中的阳性率(64.7%,73.0%;均P<0.05),而CK7在黏液性大肠癌组织中的阳性表达率明显高于非黏液性大肠癌组织中的阳性率(27.5%vs 18.4%,P=0.033)。GST的表达与黏液性大肠癌的较低分化程度和较多淋巴结转移相关,nm23和CK7的表达与黏液性大肠癌的临床特征无明显相关性。结论:GST在黏液性和非黏液性大肠癌中存在异常表达,GST蛋白有可能成为检测黏液性大肠癌淋巴结转移和分化程度的生物学指标。

关键词：结直肠肿瘤黏液性大肠癌谷胱甘肽转移酶 nm23 细胞角蛋白7 免疫组织化学

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车载中放废液运输贮罐装置的验证与仿真分析

原子能科学技术 2014年第S1期48卷 763-767页

作者：初丽丽吕海雷张存平李美山汤文涛中国原子能科学研究院退役治理工程部北京102413

为了验证并分析车载中放废液(ILW)运输贮罐装置在机械性能、辐射防护等方面的安全性,本文通过理论计算和软件仿真分析等方法,对该装置机械性能方面的主要技术参数和辐射防护方面的屏蔽效果进行验证和分析,结果表明:该装置的壁厚、盖厚... 详细信息

为了验证并分析车载中放废液(ILW)运输贮罐装置在机械性能、辐射防护等方面的安全性,本文通过理论计算和软件仿真分析等方法,对该装置机械性能方面的主要技术参数和辐射防护方面的屏蔽效果进行验证和分析,结果表明:该装置的壁厚、盖厚和焊缝应力满足钢制压力容器国家标准(GB 150.3—2011)的要求,其屏蔽效果能满足该装置技术规格书的要求,主筒体及封头的应力分布是均匀的,且壳体变形位移在允许范围内,该装置在机械性能和辐射防护方面是安全可靠的。

关键词：中放废液运输贮罐仿真

同期切除结直肠癌肝转移的长期疗效及其影响因素分析

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中华胃肠外科杂志 2015年第9期18卷 925-929页

作者：韦烨林奇汤文涛许平平许剑民复旦大学附属中山医院普通外科上海200032

目的：探讨同期手术切除结直肠癌肝转移的长期疗效及其影响因素。方法回顾性分析2003年7月至2013年7月间于上海复旦大学附属中山医院行同期切除的154例同时性结直肠癌肝转移患者的临床资料。观察患者术后的短期和长期疗效，并对可能影... 详细信息

目的：探讨同期手术切除结直肠癌肝转移的长期疗效及其影响因素。方法回顾性分析2003年7月至2013年7月间于上海复旦大学附属中山医院行同期切除的154例同时性结直肠癌肝转移患者的临床资料。观察患者术后的短期和长期疗效，并对可能影响预后的因素进行多因素Cox回归分析。结果全组无围手术期死亡病例，术后并发症发生率为29．9％（46／154），均经胸腹腔引流和抗感染支持治疗等非手术治疗措施获得治愈或明显缓解。全组5年总生存率为46％，5年无瘤生存率为35％。多因素分析显示，淋巴结阳性（P＝0．000）、转移灶数大于或等于4个（P＝0．017）、转移灶双叶分布（P＝0．004）和切缘阳性（P＝0．001）是总生存率低的独立预后因素；淋巴结阳性（P＝0．031）、转移灶双叶分布（P＝0．001）和合并肝外转移（P＝0．020）是无瘤生存率低的独立预后因素。结论同期切除结直肠癌肝转移安全可行，长期生存也较佳。淋巴结阳性、转移灶数4个以上、转移灶双叶分布、切缘阳性及肝外转移可作为长期预后较差的预测参考。

关键词：结直肠肿瘤肝转移同期切除并发症预后

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碳纤维布加固混凝土桥梁的施工技术

建筑 2011年第21期 62-63页

作者：汤文涛深圳广铁土木工程有限公司

介绍了碳纤维布加固混凝土结构的技术特点,并通过实例介绍了工艺流程和施工方法,总结了施工经验。

关键词：碳纤维布加固混凝土桥梁施工技术

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浅谈花岗岩明挖基坑降水施工技术

中国科技信息 2012年第12期 71-71页

作者：汤文涛广州市地下铁道总公司

广州市进行了大规模的轨道交通建设,正在建设的有六号线、广佛线、九号线,进入不同设计阶段的有七号线、十三号线等。其中六号线二期工程、十三号线均穿过花岗岩残积土分布区域,沿线地下水丰富,对线路的走向、敷设方式和施工工法的选择... 详细信息

广州市进行了大规模的轨道交通建设,正在建设的有六号线、广佛线、九号线,进入不同设计阶段的有七号线、十三号线等。其中六号线二期工程、十三号线均穿过花岗岩残积土分布区域,沿线地下水丰富,对线路的走向、敷设方式和施工工法的选择造成极大困难,也增加了工程设计、施工的难度和费用。虽然在设计过程中设计采取了一些设计方案,但是在三号线北延线的施工过程中,花岗岩残积土层仍对周围环境造成了较大影响,采取那种基坑降水方式,才能确保基坑的施工安全。

关键词：轨道交通建设花岗岩残积土基坑降水