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改性生物质炭的制备及其去除水中氨氮的研究

改性生物质炭的制备及其去除水中氨氮的研究

作者：赵松岩大连海洋大学

学位级别：硕士

随着我国农业的迅速发展,水环境问题日趋严重,越来越多未经处理的氨氮废水直接排放,会引发水体富营养化等问题。水中氨氮污染来源广泛,在生物化学作用下易转化为其他形态,为减小氨氮及氮化物对人类生存发展带来的危害,寻求一种经济高效... 详细信息

随着我国农业的迅速发展,水环境问题日趋严重,越来越多未经处理的氨氮废水直接排放,会引发水体富营养化等问题。水中氨氮污染来源广泛,在生物化学作用下易转化为其他形态,为减小氨氮及氮化物对人类生存发展带来的危害,寻求一种经济高效的吸附剂来去除具有重要意义。生物质炭因其孔隙结构丰富、高比表面积且富含酸碱性官能团等特点,具有良好的吸附性能,在水体污染物净化研究中备受关注。本文以东北地区产量较高的农业废弃生物质玉米秸秆为原料,采用制备条件温和、转化率高的水热炭化技术制备生物质炭。首先分析不同制备参数（温度和时间）下生物质炭的表面形貌、元素组成、孔径大小、表面官能团等特征,选取氨氮（NH-N）和氮化物硝酸盐（NO-N）为测试指标,测试所制备的生物质炭的吸附性能。当制备温度为250℃、时间为6h时,生物质炭对NH-N和NO-N的吸附量最大,并对其吸附动力学与吸附等温线特性进行研究,分别用准二级动力学模型和Langmuir模型描述,分析生物质炭的吸附机理。上述最佳制备工艺条件下的生物质炭可以吸附去除水中氨氮及氮化物,但吸附量仍较小。为进一步提高吸附量,采用化学浸渍法改性生物质炭,利用三种改性剂（硫酸、氢氧化钾、氯化铁）对其进行表面改性,分别考察改性剂浓度、反应时间、改性温度对生物质炭吸附性能的影响,对优化的改性工艺进行筛选,研究改性前后玉米秸秆生物质炭理化结构的差异。使用硫酸作为改性剂,改性后的生物质炭用于吸附NH-N和NO-N的最佳改性工艺（硫酸浓度、反应时间、改性温度）分别为（60%;24h;40℃）、（60%;24h;50℃）,硫酸改性后出现的酸性官能团和大量介孔使得吸附量是未改性生物质炭的2.1倍和1.3倍。使用氢氧化钾作为改性剂,改性后的生物质炭用于吸附NH-N和NO-N的最佳改性工艺（氢氧化钾浓度、反应时间、改性温度）为（1mol/L;6h;40℃）,KOH改性后丰富的孔结构和含氧官能团使得吸附量是未改性生物质炭的3.7倍和2.2倍。使用氯化铁作为改性剂,改性后的生物质炭用于吸附NH-N和NO-N的最佳改性工艺（氯化铁浓度、反应时间、改性温度）为（1mol/L;24h;50℃）,氯化铁改性后铁元素的介入使得生物质炭比表面积显著增大并形成大量微孔结构以及Fe-O官能团,使得吸附量是未改性生物质炭的2.1倍和4.2倍,对于NO-N的吸附量进一步提升。

关键词：生物质炭化学浸渍表面改性吸附性能

采用定-转子反应器制备电池用磷酸铁工艺研究

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采用定-转子反应器制备电池用磷酸铁工艺研究

作者：刘玉岩北京化工大学

学位级别：硕士

本课题的研究内容是针对磷酸铁锂电池存在能量密度较低的问题,从提高磷酸铁材料振实密度的角度出发,提高磷酸铁锂材料的振实密度,进而提高电池性能。在定-转子反应器中纳米颗粒的成核过程是在微观均匀的环境中进行的,因此创新性地将磷... 详细信息

本课题的研究内容是针对磷酸铁锂电池存在能量密度较低的问题,从提高磷酸铁材料振实密度的角度出发,提高磷酸铁锂材料的振实密度,进而提高电池性能。在定-转子反应器中纳米颗粒的成核过程是在微观均匀的环境中进行的,因此创新性地将磷酸铁的成核过程置于定-转子反应器中进行。主要研究内容及结果如下:（1）采用桨式搅拌反应器,以NH4H2PO4和Fe2（SO4）3为原料,使用沉淀法制备Fe PO4,探究了影响制备Fe PO4的部分工艺条件,指出了合成Fe PO4的形貌、振实密度等性质与反应p H、反应温度、加料速率、磷铁投料摩尔比、陈化时间等因素有关。本课题采用桨式搅拌反应器制备Fe PO4的较优反应条件:反应p H为2、反应温度为100℃、加料速率为1 m L/min、P:Fe=1.25:1、陈化时间为2 h。在此反应条件下能够制备出振实密度为1.13 g/cm3,微观粒径尺寸均匀,形貌为规整的球形、分散性好且结晶度较好的Fe PO4。（2）依据桨式搅拌反应器优化后得到的实验反应条件运用于定-转子反应器来进一步模拟和探索工业化生产Fe PO4的工艺优化条件。分别探讨了转子转速,反应介质循环量以及多种不同形式的反应器对制备的Fe PO4的形貌和振实密度的影响。当浓度为2.187 mol/L的NH4H2PO4溶液和浓度为0.875 mol/L的Fe2（SO4）3溶液分别以50mL/min的速率并加,同时滴加氨水控制溶液p H为2,控制反应温度为100℃,转子转速为2800 rpm,循环量为400 L/h,陈化2 h时,为定-转子反应器制备Fe PO4的较优反应条件,制备得到的磷酸铁微观形貌均匀、振实密度达1.27 g/cm3。采用定-转子反应器得到的较优Fe PO4作为原料,通过水热反应进行陈化处理,获得椭球形粒状产物,提高振实密度。对结果进行表征分析,获得较优的水热反应条件:水热温度170℃,水热时间24 h,初始溶液p H为2,此时可得到结晶度高、分散性好,振实密度达1.27 g/cm3的均匀粒状产物。研究表明,水热过程并不能有效提高产物振实密度,但可以有效提高产品的结晶度和分散性。综上所述,本文立足于提高磷酸铁材料的振实密度,探究采用定-转子反应器制备球形形貌的电池用磷酸铁,并通过水热反应进行物料的陈化处理,得到了振实密度可达1.27 g/cm3的磷酸铁材料,为工业化应用提供理论依据。

关键词：定-转子反应器磷酸铁振实密度水热反应

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面向多任务的多模态知识图谱嵌入方法研究

面向多任务的多模态知识图谱嵌入方法研究

作者：明岩齐鲁工业大学

学位级别：硕士

随着机器学习和深度学习的发展,知识图谱(Knowledge Graphs,KGs)因其强大的知识表示和推理能力,逐渐成为人工智能领域研究的热点。在实际应用中,提高知识图谱中知识的覆盖率,对知识图谱进行补全一直是一个重要研究方向。知识图谱嵌入(Kn... 详细信息

随着机器学习和深度学习的发展,知识图谱(Knowledge Graphs,KGs)因其强大的知识表示和推理能力,逐渐成为人工智能领域研究的热点。在实际应用中,提高知识图谱中知识的覆盖率,对知识图谱进行补全一直是一个重要研究方向。知识图谱嵌入(Knowledge Graph Embedding,KGE)技术能够将知识图谱中的知识表示为低维向量,是知识图谱补全(Knowledge Graph Compleion,KGC)的关键技术之一。关系抽取(Relationship Extraction,RE)、类比推理(Analogical Reasoning,AR)、实体对齐(Entity Alignment,EA)作为知识图谱嵌入技术研究中的三个任务,是对知识图谱补全的有效手段。随着多模态数据的不断丰富以及研究人员对多模态技术的深入研究,单一模态的知识图谱嵌入技术已经无法满足当前知识图谱补全的需求,知识图谱也逐渐多模态化。近年来,多模态知识图谱嵌入技术发展迅速,其能够为多模态知识图谱中的实体生成更丰富的多模态表示,在多模态知识图谱补全问题上表现出了卓越的性能。但是,由于多种模态数据间的复杂关系,之前的多模态知识图谱嵌入方法往往无法充分表示实体的多模态特征。同时,先前的研究往往会忽略掉多模态知识图谱本身存在视觉模态模糊和缺失问题。为了解决上述问题,基于多模态知识图谱嵌入技术,本文做了以下三个任务的工作:(1)针对目前多模态知识图谱关系抽取任务中存在的结构知识利用不足等问题,提出一种基于知识增强与提示调优的嵌入模型(REKP)。模型首先采用文本编码器和图像编码器分别抽取图像和文本特征,同时利用知识增强提示调优模块增强文本嵌入;然后在跨模态编码器中利用交叉注意力和相似聚合器对两种模态特征进行交互并增强以得到最终的多模态表示。实验结果表明,该嵌入模型可以有效提高关系抽取精度和效率,为多模态知识图谱补全提供可靠的保障。(2)针对目前多模态知识图谱类比推理任务中存在的对类比关系信息利用不足等问题,提出了一种基于关系增强与提示调优的嵌入模型(Mar TRP)。模型首先利用提示模板和单模态编码器分别获取文本、图像和关系三种模态的嵌入表示;然后,通过图文对比匹配以及跨模态编码器对齐并融合图像和文本信息,得到多模态表示;而后在关系约束模块中为多模态表示注入关系信息。实验结果表明,该嵌入模型在类比推理任务中的性能超越了其他基线模型。(3)针对多模态知识图谱中普遍存在视觉模态缺失或模糊的问题,提出了一种应用于多模态知识图谱实体对齐任务上的基于模态感知与不完全学习的嵌入模型(Mea TMa)。Mea TMa首先将多模态知识图谱中的图像、图结构、关系和属性信息进行特征表示;然后通过多尺度实体对齐策略以及模态过滤与增强方法对模型进行训练;最后加入单独训练的循环模态缺失想象模块对模型进行训练。在五个真实多模态双语数据集的十五个划分子集上进行了大量实验,实验结果表明,该嵌入模型可以在视觉模态缺失或模糊的情况下有效地进行实体对齐任务。

关键词：多模态知识图谱嵌入知识图谱补全关系抽取类比推理实体对齐

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黄河题材纪录片生态文明观建构

黄河题材纪录片生态文明观建构

作者：刘珂岩山东师范大学

学位级别：硕士

“黄河”作为中华民族精神文明象征,承载着厚重的历史底蕴与精神传承。近年来,党中央更是把黄河流域生态保护和高质量发展放在国家现代化发展的战略高度。黄河题材纪录片是传播黄河文化展现黄河生态的有效手段,探讨如何在黄河题材纪录... 详细信息

“黄河”作为中华民族精神文明象征,承载着厚重的历史底蕴与精神传承。近年来,党中央更是把黄河流域生态保护和高质量发展放在国家现代化发展的战略高度。黄河题材纪录片是传播黄河文化展现黄河生态的有效手段,探讨如何在黄河题材纪录片中建构生态文明观,发挥纪录片“文以载道”的社会使命和责任,将社会主义生态文明观的时代价值更深更远地植入在普罗大众心中,具有较强的理论价值和实践意义。论文以“黄河题材纪录片中的生态文明观”为切入点,结合个人的毕业作品与创作实践,以马克思主义生态观、影像学、图像学、诗意美学等相关理论为基础,采用文献研究法、比较研究法、调查法等研究方法,从主题凝练、价值取向、修辞手法以及视听手法等方面对黄河题材纪录片的生态文明观建构展开分析。论文主要包括五个部分。在绪论以及第一章中,本文梳理了黄河题材纪录片的生态文明观构建研究的背景、意义、研究现状,以及相关的概念界定、理论基础以及时代价值。第二章主题上凝练了中国传统文化中“天人合一”的生态观念、“人民至上”的社会主义生态价值取向、历史唯物主义话语的生命共同体思想。第三章基于修辞学的相关理论,运用隐喻、拟人、白描等修辞手法将黄河题材纪录片中生态文明观念构建出来。通过运用这些修辞手法,黄河题材纪录片可以更生动地展现生态文明观念,引导观众深入思考人类与自然的关系,呼吁保护环境、建设美丽家园的重要性。第四章借助视听元素的艺术呈现手段,结合自身创作经历,探讨生态文明观建构最终的创作与表达。深入探讨生态文明观的内涵和价值,将其转化为具有艺术感和感染力的创作作品,从而更好地传达并引发观众对生态环境的关注和行动。黄河题材纪录片的创作为中国生态文明建设注入信服力、亲和力、感召力;为讲好中国故事提供可行路径,为呈现中国生态文明建设成果、传递中国生态文明思想提供启示。

关键词：黄河题材纪录片生态文明观符号修辞

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基于样本处理的任务知识迁移长尾分类方法

基于样本处理的任务知识迁移长尾分类方法

作者：徐峻岩闽南师范大学

学位级别：硕士

基于金纳米簇的荧光传感平台的构建及其应用研究

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基于金纳米簇的荧光传感平台的构建及其应用研究

作者：郭永岩吉林大学

学位级别：硕士

金纳米簇（AuNCs）作为新型的荧光纳米材料,由于尺寸超小,表现出与大尺寸的金纳米颗粒不同的荧光特性而受到广泛关注。AuNCs由几个到几十个金原子组成,平均粒径小于3 nm,具有独特的物理性质和光化学性质。在不同金属纳米团簇中,金纳米... 详细信息

金纳米簇（AuNCs）作为新型的荧光纳米材料,由于尺寸超小,表现出与大尺寸的金纳米颗粒不同的荧光特性而受到广泛关注。AuNCs由几个到几十个金原子组成,平均粒径小于3 nm,具有独特的物理性质和光化学性质。在不同金属纳米团簇中,金纳米簇因其低毒性、高稳定性以及良好的生物相容性等特点成为生物医学领域最具吸引力的候选材料。除此之外,蛋白质、多肽、DNA以及硫醇分子等易于获得的生物分子常作为合成AuNCs的配体。另外,其物理化学以及光学性质受到配体显著影响,经进一步修饰使其成为极具前景的纳米材料,在分析检测、催化、生物传感以及成像领域取得了重要进展。在众多分析方法中,荧光光谱法由于灵敏度高、响应速度快、操作简便等优势,备受研究学者青睐。在本文中,我们结合AuNCs的性能特点以及荧光检测方法的优势建立了两种传感平台用于卡托普利和褪黑素两种药物分子的灵敏检测。具体内容如下:第一章,我们首先对金纳米簇做了简要概述,介绍了金纳米簇的合成方法,并对其荧光特性以及在生物医学传感方面的应用进行概述。最后,对本论文的设计思路及研究意义进行了阐述。第二章,我们以AuNCs@ZIF-8为荧光探针建立了一种“开-关-开”荧光传感平台,实现了对卡托普利的灵敏检测。AuNCs@ZIF-8是通过静电吸引作用将ZIF-8原位生长在带相反电荷的AuNCs上制备而成,其荧光强度约是AuNCs的5倍。Hg2+具有高度亲金属性,可以与Au（Ⅰ）相互作用导致AuNCs@ZIF-8荧光猝灭。当卡托普利加入体系中,它优先与Hg2+结合,从而恢复AuNCs@ZIF-8的荧光。因此,可以通过测定AuNCs@ZIF-8的荧光强度变化实现对卡托普利的定量检测,线性范围为1-100μM,检出限为0.134μM。此外,该“开-关-开”荧光传感平台具有良好的选择性和抗干扰能力,并被成功应用于实际药物的检测。第三章,我们以谷胱甘肽为还原剂和稳定剂合成了AuNCs,并基于AuNCs和铁钴氧化物纳米片（FeCo-ONSs）设计了荧光和比色双模式传感平台检测褪黑素。FeCo-ONSs具有过氧化物酶活性,能催化H2O2生成·OH,进而催化N-乙基-N-（3-磺丙基）-3-甲基苯胺钠盐（TOPS）氧化偶联4-氨基安替比林（4-AAP）生成一种紫色化合物,并在549 nm处出现明显的紫外吸收峰。由于AuNCs在577nm处的荧光发射峰与紫色化合物的吸收峰有明显重叠,二者之间发生荧光共振能量转移,导致AuNCs的荧光猝灭。褪黑素具有清除自由基的作用,它的存在会消耗·OH并阻碍紫色化合物的生成,导致549 nm处的紫外吸收信号减弱。与此同时,AuNCs的荧光恢复,577 nm处的荧光信号增强。因此,基于荧光和紫外双信号的变化实现了双模式检测褪黑素,线性范围分别为5-300μM和5-800μM,检出限分别为1.17μM和2.13μM。此外,该传感平台被成功用于实际药物褪黑素的检测,表明该方法具有较高的准确性和可靠性。第四章,我们对本论文主要研究内容进行了总结,并对未来的发展方向进行了展望。

关键词：金纳米簇生物传感荧光分析纳米酶药物分子

大鲵肽复合固体饮料性质及其在临床营养上的应用

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大鲵肽复合固体饮料性质及其在临床营养上的应用

作者：吴松岩大连海洋大学

学位级别：硕士

大鲵(Andrias davidianus)是我国特有的国家二类保护动物,养殖存池数量飞速增长。大鲵肉营养丰富,有“水中人参”的称号。以子二代养殖大鲵肉为原料酶解制备的大鲵肽,具有多种生物活性。本文对大鲵肽进行了理化性质分析、复合固体饮料... 详细信息

大鲵(Andrias davidianus)是我国特有的国家二类保护动物,养殖存池数量飞速增长。大鲵肉营养丰富,有“水中人参”的称号。以子二代养殖大鲵肉为原料酶解制备的大鲵肽,具有多种生物活性。本文对大鲵肽进行了理化性质分析、复合固体饮料配制优化、腹部外科手术和胃肠道恶性肿瘤患者肠内营养支持观测,为其应用提供了基础数据。所取得的主要结果如下:大鲵肽含7种人体必需氨基酸,占总氨基酸18.43%,呈味氨基酸占总氨基酸53.16%,支链氨基酸占总氨基酸7.42%。大鲵肽颗粒呈球状,且大多数颗粒的直径约为100μm,具有较强的紫外吸收能力,二级结构主要为无规则卷曲。大鲵肽比汉中大鲵肽含有更多种类。大鲵肽具有较好的体外抗氧化活性,经过人工胃液消化、胃肠液消化及肠液消化后,也具有较好的抗氧化活性。大鲵肽复合固体饮料最佳配方为:大鲵活性肽用量为1 g,鱼胶原蛋白肽用量为1 g,牡蛎粉用量为0.5 g,低聚异麦芽糖添加量为1 g,麦芽糊精添加量为1 g,姜粉为0.25g,甜橙香精添加量为0.025g。大鲵肽复合固体饮料具有良好的溶解性、分散性、流动性、稳定性的特点,且营养丰富、具有大鲵独特风味、便于携带。大鲵肽复合固体饮料适合用于需要营养补充的人群使用。2021年6月1日～2022年4月1日期间对腹部外科手术治疗患者口服大鲵肽,术后口服补充大鲵肽复合粉7 d后,试验组的血清白蛋白(ALB)、血清前白蛋白(PA)指标高于对照组,试验组的血清总蛋白指标显著高于对照组(P0.05),患者在治疗期间均未见腹泻、腹胀、过敏等不良反应发生。口服补充大鲵肽复合粉行肠内营养支持,有效地改善了患者的营养状况,且对肝、肾功能影响不大,安全性良好,有利于患者术后的康复。

关键词：大鲵肽腹部外科手术胃肠道恶性肿瘤肠内营养营养状况

肺血管靶向性细胞外囊泡的构建及其在急性肺损伤治疗中的作用研究

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肺血管靶向性细胞外囊泡的构建及其在急性肺损伤治疗中的作用研究

作者：顾铮岩中国人民解放军海军军医大学

学位级别：硕士

一、研究背景及目的急性肺损伤(Acute lung injury,ALI)是一种常见的临床综合征,患者主要表现为肺顺应性降低、严重的低氧血症和进行性呼吸衰竭。机械通气和类固醇药物是临床常用的治疗手段。虽然上述疗法在一定程度上缓解ALI症状,但病... 详细信息

一、研究背景及目的急性肺损伤(Acute lung injury,ALI)是一种常见的临床综合征,患者主要表现为肺顺应性降低、严重的低氧血症和进行性呼吸衰竭。机械通气和类固醇药物是临床常用的治疗手段。虽然上述疗法在一定程度上缓解ALI症状,但病死率仍居高不下。因此,寻找一种高效、低毒的治疗药物成为当前的研究热点。细胞外囊泡(Extracellular vesicles,EVs)是一类由细胞分泌具有脂质双层结构的小囊泡。大量研究表明,多种天然细胞来源的EVs在ALI中发挥显著的疗效。然而,天然EVs存在组织靶向性差、活性物质含量低等缺陷,使其在临床转化中受限。为了克服上述问题,本课题设计了一种工程化EVs,即LET-EVs-miRNA-125b。利用内皮细胞来源的EVs作为修饰母体,通过基因工程手段将一段肺微血管内皮靶向肽(Lung microvascular endothelial cell targeting peptides,LET)修饰于EVs表面,提高肺组织靶向性。采用化学转染试剂将一段具有抗炎和血管修复作用的miRNA-125b(hasmiRNA-125b-5p)负载其中以提高生物活性。为了探究LET-EVs-miRNA-125b在ALI治疗中的可行性,分别在ALI动物模型和内皮细胞损伤模型进行LET-EVs-miRNA-125b靶向性和药效学评价。二、研究方法构建LAMP-2B-LET慢病毒载体转染内皮细胞,通过实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR,q RT-PCR)和蛋白免疫印迹(Western blot,WB)验证细胞转染效率;采用尺寸排阻法分离获得LET-EVs,采用纳米颗粒跟踪分析(Nanoparticle tracking analysis,NTA)、透射电镜(Transmission electron microscope,TEM)和WB对其进行表征;采用化学转染试剂将miRNA-125b负载于LET-EVs,通过q RT-PCR验证miRNA-125b的负载效率。LET-EVs与肺微血管内皮细胞(Human Pulmonary Microvascular Endothelial Cells,HPMVECs)共孵育评价LET-EVs的体外靶向性;利用小动物成像系统和组织免疫荧光(Immunofluorescence,IF)染色评价LET-EVs的肺组织靶向性;利用LPS构建ALI小鼠模型,通过给ALI小鼠静脉注射LET-EVs-miRNA-125b,检测肺组织病理变化、肺泡灌洗液(Bronchoalveolar lavage fluid,BALF)中炎性细胞及炎性因子数量、肺湿/干重比(Wet weight/dry weight,W/D)、BALF蛋白浓度等指标,探究LETEVs-miRNA-125b对ALI的治疗作用。为探究LET-EVs-miRNA-125b对ALI中内皮屏障的修复作用,对小鼠肺组织进行TUNEL、Ki67、内皮细胞连接蛋白IF染色,在动物水平上评价LET-EVs-miRNA-125b对内皮屏障的修复作用。在细胞水平上利用TNF-α构建内皮屏障损伤细胞模型,通过测定细胞跨膜电阻值(Trans-epithelial electrical resistance,TEER)、细胞活力、细胞凋亡、细胞增殖、细胞间连接蛋白等指标,进一步验证LET-EVs-miRNA-125b对内皮屏障的修复作用。为探究LET-EVsmiRNA-125b修复内皮屏障的作用机制,对小鼠肺组织进行了转录组测序分析,筛选出差异基因及关键信号通路。利用WB验证关键基因及相关通路的在蛋白水平的表达。通过生物信息学分析和双荧光素酶报告验证实验寻找miRNA-125b与关键基因的作用关系。三、研究结果1、成功构建LET-EVs-miRNA-125b。转染的内皮细胞表达绿色荧光标签蛋白且LAMP-2B在m RNA和蛋白水平表达上调,表明成功构建LET细胞株。分离获得的LET-EVs呈现杯状结构,直径在130 nm范围,表达EVs标志分子,符合国际EVs的鉴定标准。q RT-PCR实验表明,LET-EVs-miRNA-125b成功包载了miRNA-125b且包封效率为41.65%。细胞摄取、小动物成像和组织IF实验提示,LET-EVs具有优越的肺组织靶向性且可以直接作用于损伤的内皮细胞。2、LET-EVs-miRNA-125b能有效地减轻ALI。我们利用LPS成功构建了ALI小鼠模型。在ALI小鼠模型中,静脉注射LET-EVs-miRNA-125b后,小鼠肺组织中肺泡数增多、肺泡壁厚度降低、平均线性截距减少,表明LET-EVs-miRNA-125b可以改善肺损伤;BAL

关键词：急性肺损伤细胞外囊泡工程化细胞外囊泡肺微血管内皮屏障 miRNA-125b