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基于p-n异质结CuO/TiO_(2)复合物高效的载流子分离能力构建超灵敏AFP光电化学分析

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高等学校化学学报 2024年第8期45卷 52-59页

作者：郑德论张锐龙汕头职业技术学院建设生态学院汕头515041

将TiO_(2)纳米粒子与Cu(pta)MOFs复合,通过高温煅烧策略制得CuO/TiO_(2)复合物.在最优实验条件下,基于复合物对可见光更强的吸收利用效率,CuO/TiO_(2)修饰的ITO电极展现出显著的光电化学(PEC)响应信号,其光电流值(59.4μA)分别是单组分T... 详细信息

将TiO_(2)纳米粒子与Cu(pta)MOFs复合,通过高温煅烧策略制得CuO/TiO_(2)复合物.在最优实验条件下,基于复合物对可见光更强的吸收利用效率,CuO/TiO_(2)修饰的ITO电极展现出显著的光电化学(PEC)响应信号,其光电流值(59.4μA)分别是单组分TiO_(2)和CuO粒子的15.5和7.4倍.线性扫描伏安法(LSV)测试结果证实CuO/TiO_(2)/ITO电极比CuO和TiO_(2)材料具有更大的LSV响应强度.这可归因于获得的薄片层状CuO粒子及其兼有的多孔隙特征促进了光的多重散射/反射效应,同时CuO/TiO_(2)复合材料具有的典型p-n异质结构(能级带隙匹配)大幅促进了光生电荷载流子(e^(-)/h^(+))的分离与转移.选用戊二醛(GA)作为交联手臂分子,通过温和的醛胺反应将壳聚糖(CS)和anti-AFP抗体组装于CuO/TiO_(2)/ITO电极表面,再用牛血清蛋白(BSA)封闭活性位点,构建出PEC传感平台(BSA/anti-AFP/GA-CS/CuO/TiO_(2)/ITO),实现了对不同浓度甲胎蛋白(AFP)的高灵敏检测(检出限达到2.63×10^(-4) ng/mL).制备的传感电极同时展示出良好的稳定性和选择性.

关键词：薄片层CuO粒子 CuO/TiO_(2)复合物 p-n异质结光电化学传感器 AFP检测

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基于转录组信息的百合SWEET基因家族鉴定及表达特性分析

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北方园艺 2024年第3期 50-57页

作者：杨成龙徐小萍郑益平郭文杰方少忠福建省农业科学院生物技术研究所福建福州350003

以东方百合品种‘西伯利亚’为试材,采用生物信息学方法,研究了百合SWEET基因家族成员编码蛋白的理化性质、二级结构、系统进化、保守结构域、Motif及基因表达模式,对百合SWEET基因家族成员进行鉴定,探究其在鳞茎发育过程中的作用,以期... 详细信息

以东方百合品种‘西伯利亚’为试材,采用生物信息学方法,研究了百合SWEET基因家族成员编码蛋白的理化性质、二级结构、系统进化、保守结构域、Motif及基因表达模式,对百合SWEET基因家族成员进行鉴定,探究其在鳞茎发育过程中的作用,以期为该类基因生物学功能和百合地下茎生鳞茎发育机制的研究提供参考依据。结果表明:从转录组数据鉴定到了12个SWEET基因,所有家族成员都为稳定的疏水蛋白,且均含有MtN3_slv结构域,可划分为4个亚家族,不同成员在百合茎生鳞茎形成和进一步发育中差异表达。

关键词：百合转录组测序 SWEET家族

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排水管线外业自动化及数据入库系统研究

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第10期 0120-0124页

作者：魏德标郑益民王志华东勘测设计院(福建)有限公司福建福州350001

城市排水管线是城市的重要基础设施,它的安全运行是现代化城市高效率、高质量运转的保证,它承担着传输能源流、物质流和信息流的重要使命,被称为城市的血液。本研究利用多个项目外业真实排水管线调绘成果,研究开发基于QGIS的管线数据检... 详细信息

城市排水管线是城市的重要基础设施,它的安全运行是现代化城市高效率、高质量运转的保证,它承担着传输能源流、物质流和信息流的重要使命,被称为城市的血液。本研究利用多个项目外业真实排水管线调绘成果,研究开发基于QGIS的管线数据检查软件,形成一套普查数据综合质量检查方法,解决普查过程中管线探测错误、数据录入错误、数据影像缺失等造成的排水管线探测数据与现实不符的情况,并可以有效的提高普查排水管线数据库内业检查工作效率。

关键词：排水管线管线探测 QGIS 数据入库

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基于强化学习的航天器姿态预设性能容错控制

北京航空航天大学学报 2024年第8期50卷 2404-2412页

作者：金磊杨绍龙北京航空航天大学宇航学院北京100191

针对惯量不确定性和执行机构故障的航天器姿态控制问题,提出了一种基于强化学习的预设性能容错控制方法。采用预设性能方法设计航天器的姿态控制器,以保证控制过程的暂态响应。为在线补偿惯量不确定,在预设性能控制器的基础上引入强化... 详细信息

针对惯量不确定性和执行机构故障的航天器姿态控制问题,提出了一种基于强化学习的预设性能容错控制方法。采用预设性能方法设计航天器的姿态控制器,以保证控制过程的暂态响应。为在线补偿惯量不确定,在预设性能控制器的基础上引入强化学习算法,使用评判网络近似代价函数,用于评估系统性能,同时使用动作网络产生前馈补偿控制,用于处理惯量不确定;设计自适应补偿控制,补偿执行机构故障和外扰动对航天器姿态的影响。基于Lyapunov稳定性理论证明整个闭环系统的稳定性。仿真结果表明:所提容错控制方法能够实现航天器执行机构故障情况下的稳定控制。

关键词：强化学习容错控制预设性能航天器姿态控制

中国露天煤矿70年成就回顾及高质量发展架构体系

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煤炭学报 2024年第1期49卷 235-260页

作者：才庆祥陈彦龙中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室江苏徐州221116

露天煤矿作为我国煤炭工业的重要组成部分,具有生产能力大、开采成本低、安全条件好等优势,近年来在建设规模、生产总量、开采工艺及技术装备等多方面均取得了跨越式的发展,有力保障了煤炭作为国家能源安全稳定供应的“压舱石”地位。... 详细信息

露天煤矿作为我国煤炭工业的重要组成部分,具有生产能力大、开采成本低、安全条件好等优势,近年来在建设规模、生产总量、开采工艺及技术装备等多方面均取得了跨越式的发展,有力保障了煤炭作为国家能源安全稳定供应的“压舱石”地位。首先回顾了新中国成立后我国露天煤矿70年来的发展历程,将其划分为起步恢复阶段(1949—1979年)、快速发展阶段(1980—1999年)、综合发展阶段(2000—2020年)和智能化初级发展阶段(2021年以后)4个时期;系统总结了每个时期的产量与数量规模、开采理论与技术、开采工艺与装备、资源开发与环境保护方面取得的突出成就。然后,探讨了现阶段露天煤矿发展面临的4个方面的主要问题,包括发展布局不均衡、可持续发展面临瓶颈、关键技术难题需深入攻关、人才短缺培养机制不完善。最后,提出构建以“安全、高效、绿色、低碳、智能”为总体目标的全链条、全周期、全要素露天煤矿高质量发展架构体系,其内涵特征包括以时效边坡理论、开采扰动指数理论、绿色开采理论、生态型开采理论、零碳负碳开采理论、智能化开采理论6种学术思想为理论基础,以灾害安全监测防控、复杂条件协同保障、生态源头减损开采、节能减污清洁利用、数字-自动-智能同建5类技术体系为核心支撑,以透明地质模型动态重构、边坡蠕滑全程精准预测、深大孔低扰动控制爆破、采空区超前探测与处置、粉尘抑制及煤自燃防治等30项关键技术为重点突破,以设计理念先进化、安全保障标准化、建设规模大型化、生产工艺综合化、开采装备智能化、核心制造国产化、矿区生态绿色化、煤炭利用清洁化、组织管理科学化、人才队伍国际化的“十化型”露天矿山为建设任务;同时给出了以规划引领为基础,以科技创新为驱动,以人才培育为保障的露天煤矿高质量发展实现路径。最终为推动我国露天煤矿向持续健康高质量方向发展提供指导。

关键词：露天煤矿建设历程高质量发展煤炭工业架构体系实现路径

基于Transformer的乳腺组织病理图像自监督分类方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：丁维龙刘津龙朱峰龙浙江工业大学计算机科学与技术学院

基于自监督学习的乳腺组织病理图像分类可以辅助病理医生对乳腺癌患者进行筛查. 当前的自监督学习方法通过构造辅助任务学习图像的特征表示，但这种方式提取到的特征偏向于解决辅助任务，难以挖掘病理图像自身的特征信息，影响模型... 详细信息

基于自监督学习的乳腺组织病理图像分类可以辅助病理医生对乳腺癌患者进行筛查. 当前的自监督学习方法通过构造辅助任务学习图像的特征表示，但这种方式提取到的特征偏向于解决辅助任务，难以挖掘病理图像自身的特征信息，影响模型在下游任务中的性能表现. 为此，提出一种基于Transformer的乳腺组织病理图像自监督分类方法. 首先借助卷积神经网络和视觉Transformer，对病理图像的局部和全局信息的感知能力设计DenseSwinNet特征提取网络; 然后构建一种基于聚类和自注意力的分类器CSA-MIL，用于将乳腺组织病理图像的局部和全局特征进行聚合，预测其是否发生癌变. 在面向乳腺组织病理图像分类任务的公开数据集Camelyon16上的实验结果表明，所提方法的准确率、F1-Score和AUC分别达到0.901 6， 0.857和0.924 7，证明该方法可有效地提升分类性能; 此外，通过对模型关注区域进行可视化分析，证明了模型具有良好的可解释性.

关键词：对比学习自监督学习组织病理图像

光遗传学工具在神经系统疾病和运动中的应用研究

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生命科学研究 2024年

作者：郑益坤林理涵郑婕胡国鹏北京航空航天大学生物与医学工程学院华侨大学体育学院

光遗传学是一种神经科学的研究，能够对神经元进行单细胞和毫秒的精确控制。体育作为一门涉及身体运动和健康的领域，以其方便、无创、无副作用的特点，为维持和提升健康提供了自然而有效的方式。近年来，光遗传学技术因其高时空分辨率... 详细信息

光遗传学是一种神经科学的研究，能够对神经元进行单细胞和毫秒的精确控制。体育作为一门涉及身体运动和健康的领域，以其方便、无创、无副作用的特点，为维持和提升健康提供了自然而有效的方式。近年来，光遗传学技术因其高时空分辨率、非侵入性、可逆性、特异性、广泛适用性和实验灵活性等优势，为生物学研究提供了强大的工具，促进了细胞和生物体系中复杂生物学过程的深入理解。此外，与传统的药物治疗和手术干预相比，体育运动是一种被广泛接受的无创干预方式，为治疗和康复提供了有效途径。将光遗传学技术应用于体育领域，在改善神经疾病、提升运动表现、促进康复过程和增强身体控制等方面发挥独特优势。本综述主要介绍了光遗传学工具在神经系统疾病以及恢复和提高运动能力方面的应用，并对其未来发展前景进行展望。

关键词：光遗传学光敏感蛋白质神经系统疾病体育运动运动康复

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量子多体系统中的拓扑序与分数化激发

物理学报 2024年第7期73卷 1-7页

作者：顾昭龙李建新南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室南京210093 南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心南京210093

朗道费米液体理论和金兹堡-朗道相变理论是传统凝聚态物理两座重要的基石,在处理BCS超导体和液氦超流体的形成机制等重要物理问题中取得了巨大成功.然而,以20世纪80年代量子霍尔效应和高温超导的发现为开端,人们逐渐认识到,对于一大类... 详细信息

朗道费米液体理论和金兹堡-朗道相变理论是传统凝聚态物理两座重要的基石,在处理BCS超导体和液氦超流体的形成机制等重要物理问题中取得了巨大成功.然而,以20世纪80年代量子霍尔效应和高温超导的发现为开端,人们逐渐认识到,对于一大类新的量子态,比如分数量子霍尔态和量子自旋液体,其性质超越了朗道费米液体理论和金兹堡-朗道相变理论.拓扑序及其所具有的长程多体量子纠缠和分数化激发成为我们理解这些奇异量子态的关键概念.在量子材料和量子模拟系统中设计并寻找具有拓扑序的物态、探测并操控其分数化激发是当代凝聚态物理重要的研究方向.近期,在里德伯原子体系、超导量子处理器和二维摩尔超晶格等具有高度可调控性的量子实验平台中,拓扑序的量子模拟和操控得到了快速发展并取得了重要成果.本文将简要论述拓扑序在传统凝聚态材料体系和量子模拟体系中最近的研究进展和挑战,并对该领域未来可能的发展方向做出展望.

关键词：拓扑序长程多体量子纠缠分数化激发

深度学习图像识别辅助原子力显微镜单细胞力学特性精准高效探测

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生物化学与生物物理进展 2024年第2期51卷 468-480页

作者：吕晓龙李密中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院沈阳110169 沈阳工业大学人工智能学院沈阳110870

目的原子力显微镜(AFM)的出现为生命科学研究提供了强大工具,特别是AFM压痕实验技术已成为细胞力学特性探测的重要方法,从单细胞尺度为生理病理活动过程带来了大量新的认识,是对传统生化集群平均研究方法的有力补充。然而现有AFM压痕实... 详细信息

目的原子力显微镜(AFM)的出现为生命科学研究提供了强大工具,特别是AFM压痕实验技术已成为细胞力学特性探测的重要方法,从单细胞尺度为生理病理活动过程带来了大量新的认识,是对传统生化集群平均研究方法的有力补充。然而现有AFM压痕实验技术存在着依赖人工、效率低下等不足,严重制约了其在生命科学领域的实际应用。本文通过将光学显微成像自动目标识别技术与AFM压痕技术结合,建立了单个游离态细胞及聚团生长细胞的力学特性精准高效测量方法。方法利用YOLO深度学习算法识别出光学图像中细胞的中心部位,并通过嵌入视觉转换器(ViT)模块的双UNet神经网络模型对细胞边缘部位进行精确分割,同时采用模板匹配算法对光学图像中AFM微球探针进行定位,在此基础上自动确定AFM探针上的微球针尖与细胞不同部位之间的空间位置关系,进而对细胞中心部位和边缘部位的力学特性进行快速测量。选取HEK 293(人胚胎肾细胞)和HGC-27(人未分化胃癌细胞)两种细胞进行验证实验,并利用Hertz模型对获取的力曲线进行分析以得到细胞杨氏模量。结果在深度学习光学图像自动识别导引下可将AFM探针准确移动至细胞不同部位(中心和边缘)进行力学特性测量,同时实验结果表明,本文提出的方法不仅可对单个游离态细胞进行可靠测量,也适用于聚团生长的细胞。结论深度学习图像识别在辅助AFM单细胞力学特性精准高效探测方面具有巨大潜力,将深度学习图像识别与AFM结合有助于发展面向生物医学应用的高通量单细胞力学特性测量方法。

关键词：原子力显微镜细胞力学特性光学图像深度学习杨氏模量微球探针