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苯基吸附剂的制备及其在复杂样品前处理中的性能研究

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苯基吸附剂的制备及其在复杂样品前处理中的性能研究

作者：候利悦河北大学

学位级别：硕士

生物样品组成复杂,待测组分通常含量较低,基质组分极易对待测组分的分析造成严重干扰,因此在对生物样品进行分析前必须经过前处理,以消除基质干扰,提高分析方法的灵敏度和准确度。固相萃取法操作简便、选择性好、萃取效率高,是目前最常... 详细信息

生物样品组成复杂,待测组分通常含量较低,基质组分极易对待测组分的分析造成严重干扰,因此在对生物样品进行分析前必须经过前处理,以消除基质干扰,提高分析方法的灵敏度和准确度。固相萃取法操作简便、选择性好、萃取效率高,是目前最常用的复杂样品前处理方法之一。本文针对上述问题,设计制备了一种苯基聚合物整体吸附剂,与C18分析柱相结合,建立了固相萃取-高效液相色谱法,对中药材提取液、小鼠血液和人尿液等复杂样品进行前处理,并对其中的目标组分进行定量分析。首先,以4-烯丙基氨甲酰基苯基硼酸为单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,通过聚合反应分别在色谱柱管和移液枪的枪头中设计合成了苯基聚合物整体吸附剂,制备了固相萃取小柱和管尖固相萃取装置。通过红外光谱法、扫描电子显微镜法和氮吸附-脱附法等多种方法对所得吸附剂进行了表征,结果表明自制的吸附剂具有相对均匀的大孔和介孔结构,比表面积可达428 m2/g。其次,将固相萃取小柱与C18分析柱通过高效液相色谱系统相结合,对中药材防风提取液和小鼠血液中的补骨脂素、欧前胡素、异欧前胡素等呋喃香豆素类成分进行了在线萃取与分析。结果表明,该固相萃取小柱对上述样品中的基质组分具有良好的去除效果,同时可选择性萃取这3种呋喃香豆素类组分。分析防风提取液的方法学验证结果表明,准确度在95.2%102.8%范围内,精密度相对标准偏差≤1.3%,检测限分别为5、20、20 ng/m L。为了深入研究该苯基吸附剂对生物样品前处理的性能,利用所建立的方法,对小鼠血液中蛇床子素和二氢欧山芹醇当归酸酯成分进行了在线萃取和定量分析,方法准确度在94.8%116.0%范围内,精密度相对标准偏差≤1.8%,定量下限均为50 ng/m L。以上结果表明,该苯基吸附剂对血浆中的这2种香豆素类成分均具有良好的选择性。再次,为了研究所建立的在线萃取和定量分析方法的适用性,利用该方法对中药复方甘姜苓术方中的6-姜酚、白术内酯Ⅲ和8-姜酚进行了在线萃取与定量分析,方法准确度在99.4%108.1%范围内,精密度相对标准偏差≤1.8%,检测限分别为30、50、40 ng/m L,表明本方法适用性良好。最后,基于吸附剂表面苯基硼酸官能团与具有顺式二醇结构的化合物之间的苯基硼酸亲和相互作用力,利用管尖固相萃取装置对人尿液中的S-腺苷同型半胱氨酸进行萃取,并经高效液相色谱法对萃取后的样品进行了分析,方法准确度在80.5%97.0%范围内,精密度相对标准偏差≤2.2%,定量限为100 ng/m L,表明用于离线萃取的苯基吸附剂对人尿液中的S-腺苷同型半胱氨酸具有良好的萃取效果。本文设计制备的苯基聚合物整体吸附剂不仅作用机制丰富,对中药材提取液、小鼠血液和人尿液等多种复杂生物样品中的多种目标组分萃取效果良好,对复杂基质组分具有良好的去除能力,而且作用模式多样,可用于在线和离线萃取,为复杂样品的分析提供了简便、高效的前处理方法。

关键词：样品前处理固相萃取苯基吸附剂香豆素生物样品

JIR-Net:用于光声层析图像重建的联合迭代重建网络

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中国图象图形学报 2024年第3期29卷 823-838页

作者：候英飒孙正孙美晨华北电力大学电子与通信工程系保定071003 华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室保定071003

目的高质量的图像重建是光声层析成像(photoacoustic tomography,PAT)技术的关键,有限角度稀疏测量和组织非均匀的声学特性都会影响重建图像质量。采用迭代重建技术可在一定程度上提高图像质量,但是其结果依赖于有关成像目标的先验假... 详细信息

目的高质量的图像重建是光声层析成像(photoacoustic tomography,PAT)技术的关键,有限角度稀疏测量和组织非均匀的声学特性都会影响重建图像质量。采用迭代重建技术可在一定程度上提高图像质量,但是其结果依赖于有关成像目标的先验假设模型。而且在迭代优化过程中需要反复计算前向成像算子及其伴随算子,因此计算成本较高,需要合理选择正则化方法及其参数。为了解决该问题,提出一种根据不完备光声测量信号联合重建光吸收能量分布图和声速分布图的深度学习方法。方法设计并搭建基于学习迭代策略的联合迭代重建网络(joint iterative reconstruction network,JIR-Net),网络由4个结构单元组成,每个单元包括特征提取、特征融合和重建3个模块。网络的输入是探测器在成像平面中采集的不完备光声信号和预设的常数声速,输出是重建的光吸收能量分布图和声速分布图。分别构建仿真、仿体和在体数据集,用于训练、验证和测试网络。在训练网络的过程中,将光吸收能量密度和声速的梯度下降信息整合到网络训练中,并利用反向传播梯度下降法求解非线性最小二乘问题。结果数值仿真、仿体和在体实验结果表明:与交替优化法、U-Net后处理法和深度梯度下降法相比,JIR-Net重建的光吸收能量分布图的结构相似度可分别提高约39.5%、26.4%和7.6%,峰值信噪比可分别提高约95.6%、71.4%和15.5%。与交替优化法相比,JIR-Net重建的声速分布图的结构相似度和峰值信噪比可分别提高约34.4%和22.6%。结论 JIR-Net解决了由于有限角度稀疏测量和组织声速分布不均匀所致的光声图像质量下降问题,实现了从光声信号到高质量光吸收能量分布图和声速分布图的映射。

关键词：图像重建技术光声层析成像(PAT) 深度学习光吸收能量密度声速(SoS) 联合重建梯度下降

利用动态阈值决策树分类的华北平原冬小麦动态监测

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农业工程学报 2024年第8期40卷 125-132页

作者：乔梦琦周德成南京信息工程大学中国气象局生态系统碳源汇重点开放实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

华北平原是中国最大的粮食生产基地,准确监测其冬小麦种植面积及其变化对粮食产量预测和国家粮食安全具有重要意义。然而,不同土地利用产品所估算的小麦面积、空间分布及其动态变化均存在较大分歧,不能有效反映出冬小麦的长期变化特征... 详细信息

华北平原是中国最大的粮食生产基地,准确监测其冬小麦种植面积及其变化对粮食产量预测和国家粮食安全具有重要意义。然而,不同土地利用产品所估算的小麦面积、空间分布及其动态变化均存在较大分歧,不能有效反映出冬小麦的长期变化特征。该研究结合作物物候特征和已有小麦专题数据产品,首先构建动态阈值决策分类算法,以降低传统方法在阈值设定和样本筛选方面的不确定性;进而分析了2003—2022年华北平原区冬小麦播种面积的长期变化规律。结果表明:1)该研究提出的动态阈值决策分类算法能准确地提取冬小麦面积,平均总体精度为93.44%,且与统计数据具有较高的一致性;2)2003—2022年华北平原冬小麦种植面积整体呈上升趋势,不同地区变化类型差异较大;3)研究时段内,持续种植冬小麦的耕地面积仅占各年份种植范围总面积的5%,种植次数低于10 a的面积占比达55%;4)河北省中南部、山东省西部和河南省中北部冬小麦种植面积相对稳定,京津冀地区以及山区冬小麦播种面积变化相对频繁。该研究可为大尺度冬小麦动态监测提供了新的方法视角,并对科学制定耕地调控策略具有重要意义。

关键词：遥感农作物分类动态阈值决策树 MODIS 华北平原

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稳定的多彩环烯烃聚合物基长余辉材料

稳定的多彩环烯烃聚合物基长余辉材料

作者：候佳宏重庆理工大学

学位级别：硕士

基于聚乙烯醇（PVA）的刺激响应材料得到了长足的发展,在各个领域显示出巨大的应用潜力。然而,在潮湿大气或高温下,氢键相互作用的解离会导致发光猝灭。与PVA相比,环烯烃共聚物（COPs）主链刚性更大,玻璃化转变温度（r）高,且具有优异... 详细信息

基于聚乙烯醇（PVA）的刺激响应材料得到了长足的发展,在各个领域显示出巨大的应用潜力。然而,在潮湿大气或高温下,氢键相互作用的解离会导致发光猝灭。与PVA相比,环烯烃共聚物（COPs）主链刚性更大,玻璃化转变温度（r）高,且具有优异的耐化学腐蚀和低吸湿性,若用作长余辉材料基体,有望改善其磷光的“热淬灭”和“水淬灭”性能。基于此,本论文设计合成了一系列含多环芳香族发色团的降冰片烯衍生物,并将其与5-降冰片烯-2-基-乙酸酯进行开环易位共聚合,成功获得了一系列具有辐照依赖性磷光发射行为的COP材料。发光颜色从蓝色到红色可灵活调控,且在水中,酸性溶液中,碱性溶液中和高温下依然能够呈现稳定磷光发射。主要工作内容如下:（1）以5-降冰片烯-2,3-二甲酸酐与1-氨基芘为原料,高效合成了芘取代的降冰片烯衍生物M-Py。在第三代Grubbs催化剂（G）催化下,成功实现了M-Py与5-降冰片烯-2基乙酸酯（NBAE）的开环易位共聚合。进一步调控M-Py与NBAE的投料比（1:10～1:300）,,制得了一系列M-Py含量为0.89-14 mol%,分子量高达169-262k Da,分子量分布指数为1.2-1.4,r为80℃的COP材料（COP-Py）。所制备的COP-Py均展现出了红色的辐照依赖性磷光发射。其中,当M-Py含量为0.89mol%时,相应COP-Py聚合物的室温磷光性能最佳。利用365 nm的紫外光连续辐照30 s后,磷光强度提升了4倍,磷光寿命由35 ms延长至427 ms。肉眼观察下,其红色余辉持续约为4 s。利用这一辐照以来的磷光发射性能,成功将所制备COP-Py材料应用于磷光成像领域。（2）为了验证COP基体的普适性,本文进一步合成萘、菲、萘二甲酰亚胺和三联苯胺取代的降冰片烯衍生物—M-Naph、M-Phe、M-Na DI和M-TPA。通过与NBAE共聚,制备出了M-Naph、M-Phe、M-Na DI和M-TPA含量分别为0.96mol%,0.82mol%,1.04 mol%和1.2 mol%的COP基长余辉材料—COP-Naph、COP-Phe、COP-Na DI和COP-TPA。经紫外光连续辐照30 s后,他们分别发出蓝色、绿色、黄绿色和黄色余辉,持续时间分别为,磷光寿命分别为242 ms、758 ms、574ms。无论是在水环境下或是酸性溶液碱性溶液中,所制备的COPs均具有良好的磷光发射,且磷光度和磷光寿命均为出现明显降低。此外,利用多元共聚手段将不同的生色团同时引入到COP基体中后,还成功获得了一类具有“四位一体”动态发光特性的COP材料。得益于这类COP基磷光材料的优异性能,成功实现了水下成像与高端防伪领域的应用。（3）所制备COPs的磷光“热淬灭”行为与其r之间存在一定的相关性。基于此,本文利用大位阻的5-降冰片烯-2,3-二羧酸-金刚烷-1-基酯（NBDAE）与M-Phe和NBAE进行三元共聚,进一步调控了COPs的r,获得了r分别为82°C、91°C和120°C的COP-Phe。COP-Phe主链的空间限域作用能与酯基的静电作用之间相互制约,从而对生色团产生协同禁锢。对于高r的COP-Ph来说,其主链在高温下仍能够保持极大刚性,有利于高温下生色团的稳定。得益于这一因素,COP-Phe-120在95°C下依然能够产生稳定的磷光发射。利用这一受阻“热淬灭”行为,本文还进一步探索了这类COP基磷光材料在高温下成像及磷光标识应用。本论文研究表明COP是一类可用于制备长余辉发光材料的聚合物基体,通过对其结构进行合理设计与调控,可以有效地提升聚合物基长余辉材料的发光寿命与效率,并且获得对水、热等条件稳定的磷光发射。

关键词：环烯烃共聚物余辉可调聚合物基长余辉材料极端环境耐受性

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基于深度学习的弱光目标检测算法研究

基于深度学习的弱光目标检测算法研究

作者：候鑫杰太原科技大学

学位级别：硕士

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软组织再生力医学

医用生物力学 2024年第4期39卷 756-767,774页

作者：师念园马玉菲徐峰西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室仿生工程与生物力学研究所西安710049

创伤、疾病和衰老造成的软组织、器官缺损或衰退对人类健康带来极大负担,软组织再生技术为解决上述问题带来了希望。近年来,随着生物力学、力学生物学与再生医学多学科交叉研究日益深入,力学逐渐成为调控软组织再生的关键因素之一。尽... 详细信息

创伤、疾病和衰老造成的软组织、器官缺损或衰退对人类健康带来极大负担,软组织再生技术为解决上述问题带来了希望。近年来,随着生物力学、力学生物学与再生医学多学科交叉研究日益深入,力学逐渐成为调控软组织再生的关键因素之一。尽管如此,目前临床对于软组织的力学特性缺乏深入认识,也未完全掌握其在软组织疾病诊疗及软组织缺损修复中的潜在价值。本文通过总结国内外相关研究进展,提出“软组织再生力医学”这一概念。随后,从软组织多尺度生物力学、软组织再生力学生物学、软组织再生力医学技术及软组织再生力医学应用4个方面,系统描述力学因素对软组织发育和再生的影响机制。最后,对力医学应用于临床软组织疾病诊疗及软组织缺损修复的潜能进行展望,为软组织再生力医学的发展提供新方向。

关键词：力医学力学生物学力治疗学力学微环境软组织再生

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集中采购模式对医药企业财务绩效的影响

集中采购模式对医药企业财务绩效的影响

作者：武念祖北京化工大学

学位级别：硕士

自集中采购政策出台以来,备受社会各界广泛关注。然而,目前关于集中采购政策与财务绩效之间关系的研究较为不足,已有研究对于二者关系还存在一定争议。鉴于此,本文旨在通过实证分析研究集中采购政策如何影响医药企业的财务绩效,以及厘... 详细信息

自集中采购政策出台以来,备受社会各界广泛关注。然而,目前关于集中采购政策与财务绩效之间关系的研究较为不足,已有研究对于二者关系还存在一定争议。鉴于此,本文旨在通过实证分析研究集中采购政策如何影响医药企业的财务绩效,以及厘清背后的因果机理和边界效应。此外,本文进一步结合我国国情以及企业股权性质和地区差异,深入研究集中采购政策对医药企业财务绩效的具体影响程度。本文以2014年至2022年沪深A股医药制造业上市公司的数据为基础,通过实证考察了集中采购政策对医药企业财务绩效的影响。研究结果表明:(1)集中采购政策对医药企业财务绩效具有显著的抑制效应;(2)中介效应表明,集中采购政策通过提升医药企业的行业竞争度降低企业财务绩效;(3)调节效应表明,融资约束正向调节集中采购政策对财务绩效的影响,即融资约束强化集中采购对财务绩效的抑制作用;(4)异质性分析发现,与国有企业相比,集中采购政策对非国有企业的财务绩效的影响更显著。与中西部地区企业相比,集中采购政策对东部地区企业的财务绩效的影响更显著。本文有助于更加全面、深入地理解药品集中采购制度,并推动其不断优化和完善。同时,研究结果可为政府部门在制定和优化药品集中采购政策时提供有价值的参考。政府可以更好地评估政策效果,并及时调整政策措施,进一步推动医药产业的发展。

关键词：集中采购政策财务绩效医药制造业行业竞争融资约束

AAR-Net:用于声学异质介质光声图像重建的深度神经网络

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智能系统学报 2024年第2期19卷 278-289页

作者：孙美晨孙正候英飒华北电力大学电子与通信工程系河北保定071003 华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室河北保定071003

在光声成像中,由于组织的吸收和扩散等引起的超声波衰减、由声速变化引起的相位偏差以及与声衰减相关的信号波形展宽都会降低图像的空间分辨率,针对该问题,提出一种基于深度学习的声学特性非均匀组织图像重建方法。通过将深度梯度下降(d... 详细信息

在光声成像中,由于组织的吸收和扩散等引起的超声波衰减、由声速变化引起的相位偏差以及与声衰减相关的信号波形展宽都会降低图像的空间分辨率,针对该问题,提出一种基于深度学习的声学特性非均匀组织图像重建方法。通过将深度梯度下降(deep gradient descent,DGD)网络与U-Net相结合构建声伪影去除网络(acoustic artifacts removal network,AAR-Net)。DGD模块利用梯度信息减少非均匀声学特性对重建图像质量的影响,实现信号域到图像域的转换。U-Net模块实现对DGD模块输出的低质量图像的优化,实现图像域到图像域的转换。仿真、仿体和在体试验结果表明,与传统的非学习图像重建方法和最新的基于图像后处理的深度学习方法相比,采用该方法重建的图像结构相似度和峰值信噪比分别可提高约20%和10%。AAR-Net无需任何有关成像对象声学特性的先验知识,即可重建高质量图像。

关键词：图像重建图像增强光声光谱成像声学特性反射深度学习深度神经网络梯度方法

星间链路收发系统的LDPC与捕获跟踪算法研究

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星间链路收发系统的LDPC与捕获跟踪算法研究

作者：候世豪中北大学

学位级别：硕士