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蛋白质计算中的机器学习

物理学报 2024年第6期73卷 95-107页

作者：张嘉晖中国科学技术大学生命科学学院合肥230027

蛋白质计算一直以来都是科学领域中的重要课题,而近年来其与机器学习的结合,更是极大地推进了相关学科的发展.本综述主要讨论了机器学习在四个重要的蛋白质计算领域内的研究进展,这四个领域包括:分子动力学模拟、结构预测、性质预测和... 详细信息

蛋白质计算一直以来都是科学领域中的重要课题,而近年来其与机器学习的结合,更是极大地推进了相关学科的发展.本综述主要讨论了机器学习在四个重要的蛋白质计算领域内的研究进展,这四个领域包括:分子动力学模拟、结构预测、性质预测和分子设计.分子动力学模拟依赖于力场参数,准确的力场参数是分子动力学模拟的必需品,而机器学习可以帮助研究者得到更加准确的力场参数.在分子动力学模拟中,机器学习也可以从复杂的体系中以较小的代价计算出所需求解的自由能.结构预测一般是给定蛋白质序列预测其结构.结构预测复杂度高、数据量大,而这恰恰是机器学习所擅长的.在机器学习的协助下,近年来科研人员已经在单个蛋白质三维结构预测上取得了不错的成果.性质预测则是指通过给定的已知蛋白质信息,推断其可能拥有的性质,这对于蛋白质的研究也是至关重要的.更具挑战性的是分子设计,虽然近年来机器学习在蛋白质设计上取得突破,但这一领域还有很大空间值得探索.本综述将针对以上四点分别展开论述,并对蛋白质计算中的机器学习研究进行展望.

关键词：蛋白质机器学习分子动力学模拟结构预测性质预测分子设计

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间皮瘤的分子遗传学研究进展

中华病理学杂志 2024年第5期53卷 507-510页

作者：张嘉雯贡其星南京医科大学第一附属医院(江苏省人民医院)病理学部南京210029

间皮瘤是一种少见且具有侵袭性的恶性肿瘤,其异质性大,组织学谱系广泛,分子遗传学改变多样,手术治疗及化疗后患者生存状况不理想。深入了解间皮瘤的分子遗传学机制有助于明确诊断并开展个性化治疗,从而改善患者预后。本文对间皮瘤分子... 详细信息

间皮瘤是一种少见且具有侵袭性的恶性肿瘤,其异质性大,组织学谱系广泛,分子遗传学改变多样,手术治疗及化疗后患者生存状况不理想。深入了解间皮瘤的分子遗传学机制有助于明确诊断并开展个性化治疗,从而改善患者预后。本文对间皮瘤分子遗传机制新进展进行综述。

关键词：间皮瘤个性化治疗恶性肿瘤明确诊断侵袭性分子遗传机制分子遗传学研究组织学

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温泉旅店

长江文艺 2024年第6期 136-145页

作者：段子期重庆移通学院

我是半个月前来到这家温泉旅店的,人秋后的缙云山景区天气转凉,天空整日灰蒙蒙的,不见太阳。对于一个刚出院的伤患来说,这里算不上康复疗养的最佳选择。但这家店的王老板跟我父亲是故友,他听说我在旅途中摔下山受了伤,特地邀请我来这里... 详细信息

我是半个月前来到这家温泉旅店的,人秋后的缙云山景区天气转凉,天空整日灰蒙蒙的,不见太阳。对于一个刚出院的伤患来说,这里算不上康复疗养的最佳选择。但这家店的王老板跟我父亲是故友,他听说我在旅途中摔下山受了伤,特地邀请我来这里疗养身体。我父母都在国外没法陪护,又碍于礼节,我便答应了。

关键词：王老板在旅途中旅店康复疗养温泉最佳选择

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蛋白质计算中的机器学习研究

物理学报 2024年

作者：张嘉晖中国科学技术大学生命科学学院

蛋白质计算一直以来都是科学领域中的重要课题，而近年来其与机器学习的结合，更是极大地推进了相关学科的发展。本综述主要讨论了机器学习在四个重要的蛋白质计算领域内的研究进展，这四个领域包括：分子动力学模拟、结构预测、性质预... 详细信息

蛋白质计算一直以来都是科学领域中的重要课题，而近年来其与机器学习的结合，更是极大地推进了相关学科的发展。本综述主要讨论了机器学习在四个重要的蛋白质计算领域内的研究进展，这四个领域包括：分子动力学模拟、结构预测、性质预测和分子设计。分子动力学模拟依赖于力场参数，准确的力场参数是分子动力学模拟的必需品，而机器学习可以帮助研究者得到更加准确的力场参数。在分子动力学模拟中，机器学习也可以从复杂的体系中以较小的代价计算出所需求解的自由能。结构预测一般是给定蛋白质序列预测其结构。结构预测复杂度高、数据量，而这恰恰是机器学习所擅长的。在机器学习的协助下，近年来科研人员已经在单个蛋白质三维结构预测上取得了不错的成果。性质预测则是指通过给定的已知的蛋白质信息，推断其可能拥有的性质，这对于蛋白质的研究也是至关重要的。更具挑战性的是分子设计，虽然近年来机器学习在蛋白质设计上取得突破，但这一领域还有很大空间值得探索。本综述将针对以上四点分别进行展开，并对蛋白质计算中的机器学习研究进行展望。

关键词：蛋白质机器学习分子动力学模拟结构预测性质预测分子设计

基于准三维电磁场模型的电机电磁振动磁–固双向耦合分析方法

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中国电机工程学报 2024年

作者：徐晨期祝长生浙江大学电气工程学院

本文提出了一种基于准三维电磁场模型的电机电磁振动磁–固双向耦合分析方法，能够考虑转子轴向偏心和端部效应的影响。首先，建立了电机的磁–固双向耦合动力学模型，分析了耦合计算过程中的各类激励力。然后，提出了一种准三维电磁场... 详细信息

本文提出了一种基于准三维电磁场模型的电机电磁振动磁–固双向耦合分析方法，能够考虑转子轴向偏心和端部效应的影响。首先，建立了电机的磁–固双向耦合动力学模型，分析了耦合计算过程中的各类激励力。然后，提出了一种准三维电磁场模型，将转子轴向偏心问题轴向分段简化，并用修正函数来考虑端部效应的影响。其次，提出了一种结构场与电磁场的初始网格划分和网格节点标记方法，实现了不同物理场在双向耦合计算中的数据快速、精确传递，并通过循环迭代计算的方式实现了基于准三维模型的磁–固双向耦合计算。最后，利用本文提出的电机磁–固双向耦合电磁振动分析方法对一台MW级永磁同步电机的电磁振动特性进行了定量分析，并与试验结果进行了比较，验证了本方法的准确性。

关键词：电机电磁振动磁–固双向耦合准三维模型转子轴向偏心端部效应

基于磁-固-路双向耦合的电机电磁振动分析方法

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机械工程学报 2024年

作者：徐晨期祝长生浙江大学电气工程学院

电机的电磁振动是由电机的电磁场与结构场之间的相互作用产生的，研究电机的电磁振动就必须考虑这种磁-固双向耦合的影响。结合电机驱动与控制系统，提出了一种磁-固-路双向耦合的电机电磁振动分析方法。首先建立了电机转子及定子在磁-... 详细信息

电机的电磁振动是由电机的电磁场与结构场之间的相互作用产生的，研究电机的电磁振动就必须考虑这种磁-固双向耦合的影响。结合电机驱动与控制系统，提出了一种磁-固-路双向耦合的电机电磁振动分析方法。首先建立了电机转子及定子在磁-固双向耦合条件下的动力学模型，基于场路耦合方程建立了电机驱动与控制系统和电磁场之间的联系。然后提出了电机电磁振动的磁-固-路双向耦合循环迭代方法，分析了多场路双向耦合分析中需要解决的关键问题。接着提出了一种多场耦合分析的节点标记方法，实现了电机电磁场与结构场间数据的快速、准确传递和交换。最后以一台1 MW-4极72槽永磁同步电机为例，进行了电机振动的分析及试验测试，对电机电磁振动磁-固-路双向耦合循环迭代分析方法的可行性和准确性进行了验证。结果表明，提出的节点标记及磁-固-路双向耦合循环迭代分析方法能够实现不同场网格节点间信息的准确传递，能考虑转子偏心、结构、轴承、驱动及控制系统等对电机电磁振动特性的影响，为精确预测电机的电磁振动和噪声提供了一种可行的方法。

关键词：电机电磁振动磁-固双向耦合场路耦合

西格列汀激活基质细胞衍生因子-1/CXC趋化因子受体4信号通路对脂多糖诱导的人牙周膜干细胞增殖、凋亡、炎症和成骨分化的影响

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华西口腔医学杂志 2024年第1期42卷 37-45页

作者：唐小雪周政李启期姜丹丹石河子大学第一附属医院口腔科石河子832008

目的探讨西格列汀对脂多糖(LPS)诱导的炎症微环境下人牙周膜干细胞(hPDLSCs)增殖、凋亡、炎症和成骨分化的影响及分子机制。方法体外培养hPDLSCs,用不同浓度的西格列汀处理后检测细胞活力,以确定后续西格列汀实验浓度。采用1μg/mL LP... 详细信息

目的探讨西格列汀对脂多糖(LPS)诱导的炎症微环境下人牙周膜干细胞(hPDLSCs)增殖、凋亡、炎症和成骨分化的影响及分子机制。方法体外培养hPDLSCs,用不同浓度的西格列汀处理后检测细胞活力,以确定后续西格列汀实验浓度。采用1μg/mL LPS刺激诱导24 h建立hPDLSCs炎症模型并分为空白组、对照组、西格列汀低浓度组(0.5μmol/L)、西格列汀中浓度组(1μmol/L)、西格列汀高浓度组(2μmol/L)、西格列汀高浓度+基质细胞衍生因子-1 (SDF-1)/CXC趋化因子受体4 (CXCR4)通路抑制剂(AMD3100)组(2μmol/L+10μg/mL)。细胞计数试剂盒-8检测培养24、48、72 h后的hPDLSCs增殖活性;流式细胞术检测培养72 h后hPDLSCs凋亡情况;诱导成骨分化21 d后茜素红染色检测hPDLSCs成骨分化能力,试剂盒测定hPDLSCs中碱性磷酸酶(ALP)活性;酶联免疫吸附检测hPDLSCs培养上清液中炎症因子肿瘤坏死因子(TNF)-α、白细胞介素(IL)-1β、IL-6水平;实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)检测hPDLSCs中成骨分化相关基因Runt相关转录因子2 (RUNX2)、骨钙素(OCN)、骨桥蛋白(OPN)及SDF-1和CXCR4 mRNA表达;Western blot检测hPDLSCs中SDF-1、CXCR4蛋白表达。结果与空白组比较,对照组hPDLSCs增殖活性、矿化结节数量、染色强度、ALP活性和RUNX2、OCN、OPN mRNA及SDF-1、CXCR4 mRNA和蛋白表达水平显著降低,凋亡率、TNF-α、IL-1β、IL-6水平显著升高(P<0.05);与对照组比较,西格列汀低、中、高浓度组hPDLSCs增殖活性、矿化结节数量、染色强度、ALP活性和RUNX2、OCN、OPN mRNA及SDF-1、CXCR4 mRNA和蛋白表达水平依次升高,凋亡率、TNF-α、IL-1β、IL-6水平依次降低(P<0.05);AMD3100可部分逆转高浓度西格列汀对LPS诱导的hPDLSCs的作用效果(P<0.05)。结论西格列汀可能通过激活SDF-1/CXCR4信号通路促进LPS诱导的炎症微环境下hPDLSCs的增殖和成骨分化,抑制hPDLSCs凋亡和炎症反应。

关键词：西格列汀脂多糖人牙周膜干细胞成骨分化基质细胞衍生因子-1 CXC趋化因子受体4

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三元锂电池热失控射流可视化及速度场测试

化工进展 2024年第2期43卷 703-712页

作者：刘昊东张鹏飞黄钰期浙江大学能源工程学院浙江杭州310027

三元锂电池在电动汽车领域得到了越来越广泛的应用。对电池发生热失控时的喷阀射流速度场开展研究,将有助于反推热失控过程中电池内部的临界压力及压力变化,对辅助优化电池设计、准确预测火焰传播等具有重要意义。但是,锂电池在热失控... 详细信息

三元锂电池在电动汽车领域得到了越来越广泛的应用。对电池发生热失控时的喷阀射流速度场开展研究,将有助于反推热失控过程中电池内部的临界压力及压力变化,对辅助优化电池设计、准确预测火焰传播等具有重要意义。但是,锂电池在热失控过程中往往存在两次喷射,喷射产物不仅包括电池内的化学反应产气、电解液蒸发等,还包含部分颗粒和电池内部各部件的碎片等;此外,蒸发后的电解液也会在遇冷后凝结,使整个喷阀射流过程呈现气-液-固三相混合状态,提高了速度场辨识与测试的难度。因此,为实现在高温情况下喷阀射流的可视化及速度场辨识计算,本研究搭建了主要由高速相机、激光系统和电池防爆箱组成的实验台架,采用高速相机对电池热失控射流过程进行拍摄及处理。首先对流场流态开展初步分析;然后通过自适应滤波算法,有效降低成像时噪声的影响,并增强液滴的边缘细节信息;同时利用直方图均衡化进一步提高图像的对比度;最后,采用基于亚像素精度插值的互相关算法对喷射流场的速度场进行分析计算,得到了不同时刻的二维平面下的速度场数据,并进一步对不同时刻不同区域的速度特性进行了分析,为后续电池热失控机理研究和电池安全性能提升工作提供了基础。

关键词：成像电解液两相流图像预处理速度场

基于粒子群算法的高均匀性水滴角测量光源研究

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激光与光电子学进展 2024年

作者：张嘉显王军曹召良苏州科技大学物理科学与技术学院苏州科技大学电子与信息工程学院中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室

接触角测量设备中的光源均匀度直接影响液滴图像采集，间接影响接触角的测量结果，而国内接触角设备并未对此有系统的研究和设计。因此，为达到低成本和高均匀度的目的，本文利用粒子群优化算法并通过实际情况分析设计了一套最佳排列的... 详细信息

接触角测量设备中的光源均匀度直接影响液滴图像采集，间接影响接触角的测量结果，而国内接触角设备并未对此有系统的研究和设计。因此，为达到低成本和高均匀度的目的，本文利用粒子群优化算法并通过实际情况分析设计了一套最佳排列的光源模块和控制系统。最后用接触角标准片进行测量，对30°、60°、90°、120°的测量数据分别计算出方差、均方差和相对误差，并得到图片的灰度图，经与其他方法测出的数据相对比，结果说明该设计可信度高，可用于工业测量便携式接触角设备的光源部分。

关键词：光源系统设计改进的粒子群优化算法水接触角高照度均匀度