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具有发酵工程学科特色的合成生物学研究生教学改革

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生物工程学报 2024年第6期40卷 1963-1971页

作者：徐国强余世琴周景文江南大学生物工程学院江苏无锡214122 江南大学粮食发酵与食品生物制造国家工程研究中心江苏无锡214122 江南大学未来食品科学中心江苏无锡214122

工业生物技术被认为是推动工业可持续发展最有希望的技术。合成生物学的发展为工业生物技术的进步带来了新的机遇同时创造了无限可能。发酵工程是所有生物技术产业化实现的抓手和落脚点。为进一步建立与发酵工程学科相匹配的合成生物学... 详细信息

工业生物技术被认为是推动工业可持续发展最有希望的技术。合成生物学的发展为工业生物技术的进步带来了新的机遇同时创造了无限可能。发酵工程是所有生物技术产业化实现的抓手和落脚点。为进一步建立与发酵工程学科相匹配的合成生物学教学体系,教学团队优化了教学内容,创新了教学模式,突出了教学特色(发酵故事讲述培养工匠精神、生物经济教育强化工程化思维和生物伦理与安全教育培育担当精神),并对本课程教学改革进行了总结和展望。通过教学改革,合成生物学的研究生教学工作有望取得新的进展,为相关领域的合成生物学教学提供参考,同时为工业生物技术的发展(加强生物制造创新能力,培育生物经济新动能)提供人才培养的保障。

关键词：工业生物技术合成生物学发酵工程教学改革

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冠心病合并慢性肾脏病患者院内死亡风险预测模型的建立与验证

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陆军军医大学学报 2024年第6期46卷 630-636页

作者：漆智睿蒲云飞余世权冉擘力川北医学院临床医学系四川南充637000 重庆市人民医院心血管内科重庆401120

目的探讨冠心病(coronary artery disease, CAD)合并慢性肾脏病(chronic kidney disease, CKD)患者院内死亡的危险因素,建立死亡风险预测模型并验证其预测效果。方法回顾性分析2008-2019年重症监护医学信息数据库-Ⅳ(medical informat... 详细信息

目的探讨冠心病(coronary artery disease, CAD)合并慢性肾脏病(chronic kidney disease, CKD)患者院内死亡的危险因素,建立死亡风险预测模型并验证其预测效果。方法回顾性分析2008-2019年重症监护医学信息数据库-Ⅳ(medical information mart for intensive care-Ⅳ,MIMIC-Ⅳ)诊断为CAD合并CKD患者数据。将1 609例患者数据按照7∶3比例分为构建模型的建模组(1 126例)和内部验证组(483例),以院内死亡为结局事件,采用单因素及多因素Logistic回归分析筛选出变量,绘制预测院内死亡风险列线图,并通过受试者工作特征曲线下面积(area under curve, AUC)、敏感度、特异度、Hosmer-Lemeshow检验以及校正曲线对模型进行检验,对模型进行内部验证;收集2023年1-10月重庆市人民医院CAD合并CKD患者287例作为外部验证组,对模型进行外部验证。结果多因素Logistic回归结果表明,年龄(OR=1.031,95%CI:1.015~1.049)、抗血小板药物(OR=0.520,95%CI:0.342~0.792)、他汀类药物(OR=0.312,95%CI:0.212~0.460)、白细胞计数(OR=1.035,95%CI:1.016~1.057)、主要不良心血管事件(major adverse cardiovascular events, MACE)(OR=2.417,95%CI:1.330~4.643)、eGFR(OR=0.986,95%CI:0.978~0.995)、磷酸盐(OR=1.226,95%CI:1.104~1.362)、碳酸氢盐(OR=0.938,95%CI:0.900~0.977)、氯化物(OR=0.969,95%CI:0.942~0.997)、PCI或CABG(OR=0.362,95%CI:0.174~0.685)均与CAD合并CKD患者发生院内死亡事件相关。由此绘制列线图,建模组AUC为0.800(95%CI:0.768~0.832),敏感度为0.693,特异度为0.760;内部验证组预测模型的AUC为0.724(95%CI:0.663~0.785),敏感度为0.689,特异度为0.682;外部验证组AUC为0.858(95%CI:0.809~0.907)、敏感度为0.800,特异度为0.787,表明该模型具有较好预测能力。建模组与外部验证组Hosmer-Lemeshow检验校准曲线显示模型校准能力良好(χ^(2)=5.975,P=0.650;χ^(2)=7.891,P=0.444)。结论 CAD合并CKD患者院内死亡与年龄、抗血小板药物、他汀类药物、白细胞计数、MACE、eGFR、磷酸盐、碳酸氢盐、PCI或CABG及氯化物有关,构建的列线图对临床CAD合并CKD患者的死亡风险具有良好的预测价值。

关键词：冠心病慢性肾脏病列线图预测模型

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海绵城市建设能否缓解城市蔓延?

城市规划 2024年第6期48卷 25-35,46页

作者：李悦杨玖伦谢子涵余重阳中国人民大学公共管理学院

海绵城市是一场城市建设理念的系统性变革,以解决城镇化进程中出现的诸多问题。2015年起我国逐步开展“海绵城市”试点,本文运用双重差分模型系统评估了海绵城市建设对城市蔓延的影响。研究发现:(1)海绵城市建设可有效缓解城市蔓延,稳... 详细信息

海绵城市是一场城市建设理念的系统性变革,以解决城镇化进程中出现的诸多问题。2015年起我国逐步开展“海绵城市”试点,本文运用双重差分模型系统评估了海绵城市建设对城市蔓延的影响。研究发现:(1)海绵城市建设可有效缓解城市蔓延,稳健性检验表明缓解作用显著存在。(2)机制检验发现,相比于数量,绿色基础设施与存量规划相结合的建设方式,通过反向挤出效应显著缓解了城市蔓延。(3)海绵城市建设呈现“边际效应递减”的规律,行政等级与城镇化水平较低的城市获得了显著的缓解效应。(4)海绵城市建设对城市蔓延的缓解效应具有地区选择性,对中部地区城市具有显著影响。未来在中国海绵城市建设的过程中,不能一味追求数量上的提升,绿色基础设施的建设方式是有效实现海绵城市政策效应最大化的重要路径。

关键词：海绵城市建设城市蔓延绿色基础设施反向挤出效应 PSM-DID

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考虑连杆和关节柔性的工业机器人大臂静动态性能优化

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农业机械学报 2024年第7期55卷 449-458页

作者：肖正明段俊杰周川余世科伍星昆明理工大学机电工程学院昆明650500 云南省先进装备智能制造技术重点实验室昆明650500 中国船舶第七〇五研究所昆明分部昆明650003

为提高工业机器人整体性能,减小其静动态性能误差,提出一种综合考虑工业机器人连杆和关节柔性的拓扑优化方法。将机器人动力学与拓扑优化相结合,以变密度法(Solid isotropic material with penalization,SIMP)为基础,通过线性加权和法... 详细信息

为提高工业机器人整体性能,减小其静动态性能误差,提出一种综合考虑工业机器人连杆和关节柔性的拓扑优化方法。将机器人动力学与拓扑优化相结合,以变密度法(Solid isotropic material with penalization,SIMP)为基础,通过线性加权和法建立工业机器人大臂的多目标拓扑优化函数模型,基于柔性多体动力学理论,利用有限元软件和多体动力学软件建立含关节、连杆柔性的机器人刚柔耦合动力学仿真模型,获得机器人在极限工况下大臂载荷谱,最后,利用层次分析法确定优化目标函数中各子目标的权重系数,并对函数进行求解。优化结果显示,优化后机器人大臂刚度和固有频率都得到提高,并且质量下降18.71%。通过虚拟样机技术重构机器人模型,并对其整体进行分析,结果表明,最大负载作用下,机器人最大变形量从0.208 mm降至0.188 mm,静态变形量误差减小9.62%;动态定位误差从0.777 mm降至0.687 mm,定位精度提高11.58%。上述拓扑优化方法为提升工业机器人整体静动态性能提供了有效的理论参考。

关键词：工业机器人静动态性能拓扑优化刚柔耦合动力学层次分析法定位精度

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工业纯钛在硫酸中的腐蚀行为及其机理研究

钛工业进展 2022年第2期39卷 18-23页

作者：孔玢李丽刘正乔余世伦张孝军雷霆陈辰湖南湘投金天钛金属股份有限公司湖南长沙410025 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519080 中南大学粉末冶金研究院湖南长沙410083 郑州大学材料科学与工程学院河南郑州450001

研究了工业纯钛在硫酸溶液中的腐蚀行为及表面形貌演变,利用扫描电镜、粗糙度仪、能谱分析仪和X射线衍射分析仪对蚀刻前后的表面形貌、粗糙度、成分及物相组成进行分析,利用电子背散射衍射仪及透射电镜对纯钛基体的织构和显微组织进行... 详细信息

研究了工业纯钛在硫酸溶液中的腐蚀行为及表面形貌演变,利用扫描电镜、粗糙度仪、能谱分析仪和X射线衍射分析仪对蚀刻前后的表面形貌、粗糙度、成分及物相组成进行分析,利用电子背散射衍射仪及透射电镜对纯钛基体的织构和显微组织进行表征。结果表明,工业纯钛的表面酸蚀处理可看作微电池腐蚀过程,具体分为3个阶段:钛氧化膜去除、钛基体溶解以及钛表层形成氢化钛吸气层。钛晶粒的取向差异导致蚀刻后钛表面形成具有取向性的多孔形貌,钛基体内析出的纳米粒子使蚀刻后的钛表面形成丰富的多孔结构。

关键词：工业纯钛微电池腐蚀多孔结构纳米析出晶粒取向

基于YOLOv8-LGA的遥感图像目标检测算法

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光电子·激光 2024年

作者：刘勇吕丰顺李学琨左世余黑龙江大学黑龙江东部节水设备有限公司

针对遥感图像背景复杂、小目标分布密集、目标尺度多样、易受环境因素影响等问题，本文提出一种改进YOLOv8的遥感目标检测算法：YOLOv8-LGA。首先，在主干网中引入LSK（large selective kernel）注意力模块。通过捕获和突出显示各种空... 详细信息

针对遥感图像背景复杂、小目标分布密集、目标尺度多样、易受环境因素影响等问题，本文提出一种改进YOLOv8的遥感目标检测算法：YOLOv8-LGA。首先，在主干网中引入LSK（large selective kernel）注意力模块。通过捕获和突出显示各种空间信息，来增强特征选择。其次，使用GhostConv重构空间金字塔池化模块，利用其冗余特性来弥补最大池化层丢失细节信息的问题。然后，提出ABFPN（asymptotic bifurcated feature pyramid network）结构，巧妙地合并来自多个层级的特征，同时减少原网络在双向路径传播和交互过程中，造成的信息丢失情况。最后，在DOTAv1.0数据集上进行了实验验证。实验结果表明，YOLOv8-LGA模型的识别准确率为81.6%，召回率为68.8%，mAP为73.6%，比YOLOv8高出2.3%、0.3%和1.6%。

关键词：遥感图像卷积神经网络 YOLOv8 目标检测

高效分泌色氨酸羟化酶实现5-羟基色氨酸的生物转化

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食品与发酵工业 2024年

作者：吴美琪余世琴曾伟主周景文江南大学未来食品科学中心江南大学生物工程学院

5-羟基色氨酸(5-hydroxytryptophan， 5-HTP)是哺乳动物中重要的神经递质前体，已被证明在治疗多种神经疾病方面具有重要的医用价值，具有广阔的市场前景。酶催化法具有高转化率和可控的反应条件等优点，是一种有前景的生产方法。然而... 详细信息

5-羟基色氨酸(5-hydroxytryptophan， 5-HTP)是哺乳动物中重要的神经递质前体，已被证明在治疗多种神经疾病方面具有重要的医用价值，具有广阔的市场前景。酶催化法具有高转化率和可控的反应条件等优点，是一种有前景的生产方法。然而，酶法催化也存在蛋白纯化过程复杂且成本高昂等问题。该研究旨在提升色氨酸羟化酶的表达、催化和分泌效率，无需复杂蛋白纯化过程，利用分泌的酶蛋白粗酶液催化实现5-HTP的高效生物转化。通过基因工程对表达宿主进行了遗传改造，有效阻断了底物和产物的降解途径。通过蛋白截短和引入促融标签，获得了表达效率最佳且热稳定性较高的酶突变体M11。进一步通过优化催化体系参数，确立了最佳催化条件，提高了酶的催化效率，催化2 h获得了0.17 g/L的5-HTP，转化率达85%。结合绿色荧光蛋白变体与促释放化学试剂，建立了一种高效胞外分泌酶蛋白的策略，蛋白分泌效率高达90%，节省了传统纯酶催化的操作成本，为5-HTP的工业化生产提供了一个潜在的替代方案。

关键词： 5-羟基色氨酸色氨酸羟化酶可溶性表达酶催化胞外分泌

人工智能在基层全科医生实践中的应用：基于皮肤病诊断与病程管理的视角

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中国全科医学 2024年

作者：刘环朱世飞陈法余王静华杭州师范大学附属医院全科医学科

背景基层全科医生在皮肤病诊断和管理方面面临挑战，突显了对人工智能（AI）辅助系统的迫切需求。AI技术在提高诊疗效率中具有潜力，但目前针对其在基层医疗实践中的应用研究相对有限。目的探讨AI辅助系统在基层全科医生皮肤病诊断与... 详细信息

背景基层全科医生在皮肤病诊断和管理方面面临挑战，突显了对人工智能（AI）辅助系统的迫切需求。AI技术在提高诊疗效率中具有潜力，但目前针对其在基层医疗实践中的应用研究相对有限。目的探讨AI辅助系统在基层全科医生皮肤病诊断与病程管理中的应用效果。方法于2022年12月—2024年3月，在杭州市社区卫生服务中心招募自愿参与研究的全科医生19名，采用随机分组法，将其分为AI组10名、对照组9名；选取该时期两组医生接诊的皮肤病患者90例，AI组50例、对照组40例。AI组医生使用睿肤AI辅助系统进行皮肤病的诊断和病程管理，对照组医生不使用AI系统、按常规流程诊治，两组医生在接诊过程中均收集了患者的病历、实验室检查报告和皮损照片。由2名皮肤病专家远程会诊，评估两组医生的诊断准确性。分别于接诊的第1、14 d对患者进行皮肤病生活质量指数（DLQI）评分，对两组患者进行满意度测评，对AI组全科医生进行睿肤AI辅助系统使用体验测评。结果 AI组和对照组患者的性别、年龄、学历比较，差异无统计学意义（P>0.05）；两组医生的性别、年龄、学历、职称比较，差异无统计学意义（P>0.05）。AI组全科医生的皮肤病诊断准确率高于对照组（64.0%比37.5%,P=0.012）。治疗14 d后，AI组、对照组患者的DLQI评分均有改善（P<0.05）,AI组改善程度优于对照组（P<0.05）。AI组患者的满意度高于对照组（P=0.024）,14 d DLQI评分与患者满意度呈正相关（rs=0.471,95%CI为0.186～0.683,P=0.002）,DLQI评分的改善程度与患者满意度亦呈正相关（rs=0.816,95%CI为0.676～0.899,P<0.001）。问卷调查结果显示，大多数医生对AI辅助系统的使用体验持积极态度，认为其在诊断选择（70.0%）、辅助诊断（80.0%）、治疗建议（60.0%）和专业知识提供方面（90.0%）具有实际价值，90.0%的医生表示会继续使用AI辅助系统。结论在基层医疗环境中应用AI辅助系统可以提升全科医生的皮肤病诊断准确率，改善患者的生活质量和就诊满意度，且大多数医生对AI辅助系统的使用体验持积极态度。

关键词：人工智能 AI辅助系统初级卫生保健全科医生皮肤疾病诊断疾病管理

改进型纯氧-纯氢燃烧Graz循环优化与参数影响规律

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中国电机工程学报 2024年第10期44卷 3962-3974,I0018页

作者：余世达胡博李雪松任晓栋李想顾春伟热科学与动力工程教育部重点实验室(清华大学能源与动力工程系) 北京市海淀区100084 北京大学能源研究院北京市海淀区100871

为提升储氢发电的能源利用率,该文在Graz循环的基础上,提出一种改进型Graz循环(R-Graz循环),可实现更为高效的氢-电转换。循环的建模与优化程序基于MATLAB平台开发,工质热力性质由REFPROP得到,计算结果表明:R-Graz循环的设计点净效率可... 详细信息

为提升储氢发电的能源利用率,该文在Graz循环的基础上,提出一种改进型Graz循环(R-Graz循环),可实现更为高效的氢-电转换。循环的建模与优化程序基于MATLAB平台开发,工质热力性质由REFPROP得到,计算结果表明:R-Graz循环的设计点净效率可达70.98%,比同等输入参数的Graz循环高约0.5%,远高于现代燃气-蒸汽联合循环。在相同的氢使用量下,R-Graz循环系统相较Graz循环系统,可多生产0.34%的电能。对关键参数的影响规律分析表明,提升高温燃气透平进口温度、进口压力、高压蒸汽透平进口温度,降低冷凝压力均有助于提升R-Graz循环效率,其中高温燃气透平进口压力、冷凝压力的影响尤为显著。结果为电-氢-电模式的应用提供了新的路径,为部件设计以及参数选择提供了参考。

关键词：纯氧燃烧燃气轮机循环氢能利用热力学分析

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