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An integrated portable bio-monitoring system based on tough hydrogels for comprehensive detection of physiological activities

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Nano Research 2024年第1期17卷 321-332页

作者： Congcong Yang Chenchen Ji Fengjiao Guo Chunjiang Jin hongyu mi Zhongchang Wang State Key Laboratory of Chemistry and Utilization of Carbon Based Energy Resources School of Chemical Engineering and TechnologyXinjiang UniversityUrumqi 830017China International Iberian Nanotechnology Laboratory(INL) Avenide Mestre Jose VeigaBraga 4715-330Portugal

Advanced soft ion-conducting hydrogels have been developed rapidly in the integrated portable health monitoring equipment due to their higher sensitivity,sensory traits,tunable conductivity,and stretchability for physiological activities and personal healthcare detection.However,traditional hydrogel conductors are normally susceptible to large deformation and strong mechanical stress,which leads to inferior electro-mechanical stability for real application scenarios.Herein,a strong ionically conductive hydrogel(poly(vinyl alcohol)-boric acid-glycerol/sodium alginate-calcium chloride/electrolyte ions(PBG/SC/EI))was designed by engineering the covalently and ionically crosslinked networks followed by the salting-out effect to further enhance the mechanical strength and ionic conductivity of the hydrogel.Owing to the collective effects of the energy-dissipation mechanism and salting-out effect,the designed PBG/SC/EI with excellent structural integrity and robustness exhibits exceptional mechanical properties(elongation at break for 559.1%and tensile strength of 869.4 kPa)and high ionic conductivity(1.618 S·m^(-1)).As such,the PBG/SC/EI strain sensor features high sensitivity(gauge factor=2.29),which can effectively monitor various kinds of human motions(joint motions,facial micro-expression,faint respiration,and voice recognition).Meanwhile,the hydrogel-based Zn||MnO_(2)battery delivers a high capacity of 267.2 mAh·g^(-1)and a maximal energy density of 356.8 Wh·kg^(-1)associated with good cycle performance of 71.8%capacity retention after 8000 cycles.Additionally,an integrated bio-monitoring system with the sensor and Zn||MnO_(2)battery can accurately identify diverse physiological activities in a real-time and non-invasive way.This work presents a feasible strategy for designing high-performance conductive hydrogels for highly-reliable integrated bio-monitoring systems with excellent practicability.

关键词： Ionically conductive hydrogel strain sensor Zn-based battery integrated bio-monitoring system human motion monitoring

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Polyanionic hydrogel electrolyte enables reversible and durable Zn anode for efficient Zn-based energy storage

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Journal of Energy Chemistry 2023年第11期86卷 373-381,I0008页

作者： Chunjiang Jin Congcong Yang hongyu mi Chenchen Ji Fengjiao Guo Chengzhe Liu Ziqiang Liu Nianjun Yang State Key Laboratory of Chemistry and Utilization of Carbon Based Energy Resources School of Chemical Engineering and TechnologyXinjiang UniversityUrumqi 830017XinjiangChina Department of Chemistry Hasselt UniversityDiepenbeek 3590Belgium

Aqueous Zn-ion energy storage systems,which are expected to be integrated into intelligent electronics as a secure power supply,suffer poor reversibility of Zn anodes,predominantly associated with dendritic growth and side reactions.This study introduces a polyanionic strategy to address these formidable issues by developing a hydrogel electrolyte(PACXHE)with carboxyl groups.Notably,the carboxyl groups within the hydrogel structure establish favorable channels to promote the transport of Zn^(2+)ions.They also expedite the desolvation of hydrated Zn^(2+)ions,leading to enhanced deposition kinetics.Additionally,these functional groups confine interfacial planar diffusion and promote preferential deposition along the(002)plane of Zn,enabling a smooth surface texture of the Zn anode.This multifaceted regulation successfully achieves the suppression of Zn dendrites and side reactions,thereby enhancing the electrochemical reversibility and service life during plating/stripping cycles.Therefore,such an electrolyte demonstrates a high average Coulombic efficiency of 97.7%for 500 cycles in the Zn‖Cu cell and exceptional cyclability with a duration of 480 h at 1 mA cm^(-2)/1 mA h cm^(-2)in the Zn‖Zn cell.Beyond that,the Zn-ion hybrid micro-capacitor employing PACXHE exhibits satisfactory cycling stability,energy density,and practicality for energy storage in flexible,intelligent electronics.The present polyanionic-based hydrogel strategy and the development of PACXHE represent significant advancements in the design of hydrogel electrolytes,paving the way for a more sustainable and efficient future in the energy storage field.

关键词： Polyanionic hydrogel electrolyte Zinc anode issues Dendrite suppression Electrochemical performance Zinc-ionhybrid micro-capacitor

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基于VOSviewer和CiteSpace对中药注射剂类过敏反应研究热点和趋势的可视化分析

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中草药 2024年第3期55卷 907-918页

作者：邓国艳米惠刘红宇欧阳林旗肖小河湖南中医药大学第一附属医院药学部湖南长沙410007 湖南中医药大学药学院湖南长沙410208 中国人民解放军总医院第五医学中心全军中医药研究所北京100039

目的分析中药注射剂(traditional Chinese medicine injections,TCmis)致类过敏反应(anaphylatiod reactions,ARs)相关研究文献,了解其研究脉络、热点和发展趋势。方法检索中国知网(CNKI)、维普(VIP)、万方(Wanfang)、Web of Science(WOS)、PubMed数据库中建库至2023年5月1日收录的TCmis相关ARs的中、英文文献,采用VOSviewer1.6.18绘制核心作者、机构合作及关键词共现网络,运用CiteSpace 5.7.R5进行关键词聚类及突现展示。结果共纳入中文文献190篇,英文文献48篇,文献发文量总体呈波浪式上升又缓慢下降趋势;发表机构以中国中医科学院中药研究所为主,发表文献高达41篇;形成了52位核心作者及梁爱华、易艳等代表性研究团队;研究机构间的合作以中医药大学及附属医院为主;关键词共现与聚类分析显示研究内容侧重于TCmis相关ARs的作用机制、模型建立、评价方法、检测指标、质量控制;关键词突现分析提示大分子物质、G蛋白偶联受体B2(Mas-related G protein-coupled receptor B2,MRGPRB2)、安全性评价是TCmis相关ARs未来研究领域的发展趋势。结论TCmis相关ARs研究热点主要围绕其作用机制、安全性评价展开,体现在TCmis致ARs成分的筛选、剂量选择及相关通路、受体分析,但此方面研究尚浅,需要借助新的技术手段进行系统挖掘,促进TCmis相关ARs研究领域的深入发展。

关键词：中药注射剂类过敏反应 CiteSpace VOSviewer 作用机制安全性评价可视化分析

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基于生物信息学的心肌缺血/再灌注损伤与坏死性凋亡共表达基因分析

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中国医科大学学报 2024年第1期53卷 67-74页

作者：赵耀伟李宏玉马西元孟享泓唐强黑龙江中医药大学研究生院哈尔滨150006 黑龙江中医药大学附属第二医院康复科哈尔滨150001

目的基于生物信息学分析心肌缺血/再灌注损伤(mi/RI)与坏死性凋亡共表达基因并验证。方法基因表达图谱(GEO)数据库下载mi/RI表达谱数据(GSE67308和GSE19875),对GSE67308表达谱进行差异表达分析,筛选差异表达基因(DEGs)并进行基因集富分... 详细信息

目的基于生物信息学分析心肌缺血/再灌注损伤(mi/RI)与坏死性凋亡共表达基因并验证。方法基因表达图谱(GEO)数据库下载mi/RI表达谱数据(GSE67308和GSE19875),对GSE67308表达谱进行差异表达分析,筛选差异表达基因(DEGs)并进行基因集富分析和生物信号通路分析。对GSE67308表达谱数据进行免疫细胞浸润分析。利用分子标记数据库(MSigDB)和京都基因与基因组数据库(KEGG)检索坏死性凋亡相关基因,将DEGs与其交叉构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络确定关键基因。通过单细胞测序分析平台分析关键基因在心脏各细胞类型中的表达情况,同时使用GSE19875数据集对关键基因表达进行验证。结果共鉴定出1054个DEGs,其中363个上调,691个下调。基因富集分析显示,DEGs功能主要与凋亡过程、免疫反应、细胞内信号转导调节相关;生物信号通路分析显示,DEGs主要参与TNF、NF-κB等信号通路的调控。免疫浸润分析结果表明,mi/RI心肌组织中自然杀伤细胞、单核细胞等免疫浸润程度高。PPI网络分析显示Il1b、TNF、Birc3、Ripk1是坏死性凋亡的关键基因。单细胞测序分析表明,白细胞中关键基因表达升高。GSE19875数据集中与对照组比较,mi/RI模型组中Il1b、TNF、Birc3、Ripk1表达显著升高(Pmi/RI和参与调控坏死性凋亡的TNF信号通路、NF-κB信号通路高度相关;Il1b、TNF、Birc3、Ripk1是同时参与调节mi/RI和坏死性凋亡的关键基因;IL-1b、TNf、Birc3、Ripk1可能作为坏死性凋亡关键调节因子参与mi/RI过程。

关键词：心肌缺血/再灌注损伤坏死性凋亡共表达基因生物信息学

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甲状腺转移癌临床和超声特点分析并文献复习

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中华转移性肿瘤杂志 2024年第2期7卷 137-142页

作者：孙英姿吴丽萍白庆双刘鸿玉吕言玲姜士芹米加薛晓蕾山东大学附属山东省立第三医院超声医学科济南250031 天津市第四中心医院核医学科天津医科大学第四中心临床学院天津300140

目的探讨甲状腺转移癌的临床和超声特点。方法回顾性分析经病理证实的4例甲状腺转移癌(肾癌2例、恶性黑色素瘤1例,肺癌1例)的临床和超声资料,结合相关文献复习总结甲状腺转移癌的临床和超声特点。结果4例甲状腺转移癌患者均为老年女性,... 详细信息

目的探讨甲状腺转移癌的临床和超声特点。方法回顾性分析经病理证实的4例甲状腺转移癌(肾癌2例、恶性黑色素瘤1例,肺癌1例)的临床和超声资料,结合相关文献复习总结甲状腺转移癌的临床和超声特点。结果4例甲状腺转移癌患者均为老年女性,甲状腺超声均表现为结节型,均为多发实性低回声结节,回声与原发肿瘤回声相似。肾癌患者生存时间较长(>1年),恶性黑色素瘤患者生存时间仅6个月。结论甲状腺转移结节回声与原发肿瘤的回声高度相似是甲状腺转移癌的典型超声特征,结合病史有助于提高甲状腺转移癌超声诊断的准确性。

关键词：甲状腺转移癌超声临床特点诊断

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Effects of Cell microtopology on the In-plane Dynamic Crushing Analysis of Re-entrant Square Cellular Material

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Automotive Innovation 2018年第1期1卷 24-34页

作者： Fangwu Ma Ying Zhao hongyu Liang Jiawei Wang State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control Jilin UniversityChangchun 130025China Department of Mechanical Engineering University of MichiganAnn ArborMI 48109-2102USA

With the development of three-dimensional printing technologies, so-called cellular materials have achieved increasingattention due to outstanding properties. Unlike pure solid structures, properties of cellular materials are influenced by bothutilized material and cell microtopology. The present paper proposes a novel type of re-entrant square cellular material.To explore the relationship between microtopology and macrodynamic responses systematically, an explicit dynamic finiteelement simulation method is used. This work starts by constructing theoretical models of relative density employing atwo-dimensional unit cell. Then, the effects of geometric features and configurations on dynamic properties are explored,and simulations indicate that variations of geometric parameters strongly affect properties and that the staggered re-entrantsquares are more stable than the regular re-entrant squares. Subsequently, the effects of the impact velocity on dynamiccrushing behaviors are elaborated. On this basis, the relationship of unit mass energy absorption and geometric features isobtained by employing the response surface method. Furthermore, with targets of maximum unit mass energy absorption andminimum relative density, the optimal structural parameters are achieved by using non-dominated sorting genetic algorithm.The study provides a detailed introduction to dynamic behaviors of cellular materials and guidance to design new structureswith superior characteristics of energy absorption.

关键词： Re-entrant cellular material Dynamic crushing microtopology In-plane Finite element analysis

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玉米秸秆木聚糖的硫酸化修饰及抗氧化活性研究

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日用化学工业 2022年第9期52卷 975-980页

作者：米浩宇刘婉怡段虹钰张天春韩鲁平南通职业大学药品与环境工程学院江苏南通226007

以玉米秸秆为原料采用碱提醇沉法提取木聚糖,通过筛选合适的酯化体系(ClSO_(3)H/C_(5)H_(5)N法、C_(5)H_(5)N·SO_(3)/C_(5)H_(5)N法、氨基三磺酸钠法)制备了玉米秸秆木聚糖硫酸酯,产物结构特征经IR、^(13)C NMR确证,进一步考察了其抗... 详细信息

以玉米秸秆为原料采用碱提醇沉法提取木聚糖,通过筛选合适的酯化体系(ClSO_(3)H/C_(5)H_(5)N法、C_(5)H_(5)N·SO_(3)/C_(5)H_(5)N法、氨基三磺酸钠法)制备了玉米秸秆木聚糖硫酸酯,产物结构特征经IR、^(13)C NMR确证,进一步考察了其抗氧化活性。通过碱提醇沉法获得木聚糖,经氨基三磺酸钠法酯化体系(反应时间2.5 h,反应温度45℃),所获得的产物硫酸取代度(DS)为1.566。体外抗氧化实验表明,玉米秸秆木聚糖硫酸酯对·OH有较好的清除能力,具有剂量依赖性,并且硫酸酯化可以提高玉米秸秆木聚糖的抗氧化活性。

关键词：玉米秸秆木聚糖硫酸酯抗氧化合成

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剪切波弹性成像评估颈动脉斑块与冠状动脉病变程度的相关性

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中国医学影像学杂志 2023年第4期31卷 326-331页

作者：朱珊孙楠陶宏宇王福霞米成嵘王文宁夏医科大学临床医学院宁夏银川750004 宁夏医科大学总医院心脑血管病医院超声科宁夏银川750002 宁夏医科大学总医院超声科宁夏银川750004

目的采用二维超声联合剪切波弹性成像(SWE)评价颈动脉斑块回声及弹性模量(E)值,进一步探讨颈动脉斑块E值与冠状动脉病变程度的相关性。资料与方法回顾性选取2021年1月—2022年3月在宁夏医科大学总医院心脑血管病医院拟行冠状动脉造影(C... 详细信息

目的采用二维超声联合剪切波弹性成像(SWE)评价颈动脉斑块回声及弹性模量(E)值,进一步探讨颈动脉斑块E值与冠状动脉病变程度的相关性。资料与方法回顾性选取2021年1月—2022年3月在宁夏医科大学总医院心脑血管病医院拟行冠状动脉造影(CAG)的患者92例,术前行颈动脉超声,根据回声及形态将斑块分为均质(低、等、强)、不均质及溃疡斑块,再对目标斑块行SWE检测E值;通过CAG观察患者冠状动脉病变累计支数、狭窄程度及冠状动脉病变严重程度Gensini评分,分析斑块E值与冠状动脉病变程度的关系。结果二维超声下,冠状动脉重度狭窄时均质低回声斑块与均质强回声斑块比较差异有统计学意义(χ2=13.78,P=0.01),均质低回声斑块Gensini评分高于均质强回声斑块,不均质回声斑块Gensini评分高于均质等、强回声斑块,差异有统计学意义(P均min、Emean值呈负相关(r=−0.43、−0.47、−0.47,P均min、Emean值辅助诊断冠状动脉重度狭窄的最佳界值为57.25、31.70、45.65 kPa。结论颈动脉斑块E值可反映冠状动脉病变程度,与冠状动脉狭窄程度呈负相关,为预测冠状动脉病变提供参考价值。

关键词：剪切波弹性成像斑块,动脉粥样硬化冠状动脉粥样硬化性心脏病定量分析

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精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸环肽修饰的纳米粒在小鼠乳腺癌细胞中的靶向性及超声成像研究

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中国医学影像学杂志 2022年第5期30卷 423-429页

作者：申洪远陶宏宇张芙蓉王晨雨米成嵘宁夏医科大学临床医学院宁夏银川750004 宁夏医科大学总医院超声科宁夏银川750004

目的制备精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸环肽(c RGD肽)修饰的聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸(PEG-PLGA)高分子聚合物靶向纳米造影剂c RGD-PEG-PLGA@PFPNPs(c RGD-NPs),探究其表征、相变及对小鼠乳腺癌细胞(4T1)的靶向性及超声成像。材料与方法利用... 详细信息

目的制备精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸环肽(c RGD肽)修饰的聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸(PEG-PLGA)高分子聚合物靶向纳米造影剂c RGD-PEG-PLGA@PFPNPs(c RGD-NPs),探究其表征、相变及对小鼠乳腺癌细胞(4T1)的靶向性及超声成像。材料与方法利用双乳化法制成c RGD-NPs,验证c RGD与PEG-PLGA连接情况,观察cRGD-NPs表征、热致相变稳定性等基本特征;检测其对4T1细胞活性的影响;使用激光共聚焦显微镜,将BALB/c小鼠分为靶向组3只及非靶向组3只,通过活体成像观察小鼠体内外乳腺癌细胞摄取c RGD-NPs情况;观察c RGD-NPs声致相变及造影效果。结果成功制备c RGD-NPs,光镜与透射电镜下均表现为形态规则、大小均一的球形,平均粒径为(93.19±31.41)nm;不同浓度c RGD-NPs同4T1细胞共孵育不同时间后,细胞活力均>85%。激光共聚焦显微镜及活体组织荧光成像观察显示,与非靶向纳米粒组相比,c RGD-NPs组更多聚集于肿瘤细胞周围。随着低强度聚焦超声辐照时间推移增加,体外超声造影成像效果越好,在相同条件下也实现了体内乳腺肿瘤显影。结论cRGD-NPs是一种可靶向聚集于4T1细胞区域,具有靶向定位释药潜能且可显影的纳米级载体,可为临床乳腺癌化疗及靶向治疗提供新思路。

关键词： cRGD肽纳米造影剂靶向性乳腺肿瘤超声检查

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浙江农村生活污水处理设施水污染物排放标准修订需求分析与建议

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环境污染与防治 2022年第2期44卷 272-277页

作者：徐志荣叶红玉姚轶邱琳周密孔令为浙江省生态环境科学设计研究院浙江杭州310007 浙江省生态环境厅浙江杭州310012 西湖大学工学院浙江杭州310024

以浙江《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》(DB33/973—2015)的修订为研究切入点,对比了现行标准与国家和浙江农村生活污水治理的管理要求,分析了浙江农村生活污水处理现状并梳理其他省(自治区、直辖市)标准情况。研究发现DB33/97... 详细信息

以浙江《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》(DB33/973—2015)的修订为研究切入点,对比了现行标准与国家和浙江农村生活污水治理的管理要求,分析了浙江农村生活污水处理现状并梳理其他省(自治区、直辖市)标准情况。研究发现DB33/973—2015已不符合浙江实际情况且不能满足浙江对农村生活污水的管理需求,必须开展修订工作。对DB33/973—2015修订提出以下建议:(1)以设计处理规模5 m^(3)/d为界,将农村生活污水处理设施划分为集中处理设施和户用处理设备,并形成以集中处理设施为主的强制性排放标准和以户用处理设备为辅的推荐性排放要求共同构成的标准体系;(2)控制指标项目方面,仍保留DB33/973—2015中的粪大肠菌群指标,但按标准级别和实际管理需求进行差异化管控;对敏感水体新增TN管控指标,并列为选择性控制项目;(3)强化户用处理设备排放要求,增设COD、氨氮等污染物去除性能要求;(4)明确直接排入和间接排入的定义,以增强标准的可操作性。

关键词：农村生活污水集中处理设施户用处理设备标准体系粪大肠菌群

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