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Non-invasive Healthcare Analytical Platform Based on Organic Electrochemical Transistors

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Chemical Research in Chinese Universities 2024年第5期40卷 824-848页

作者： HU Xingyu MAO Ning YAN Xinwen HUANG Ling LIU Xu YANG Huige SUN Qingqing LIU Xuying jia hanyu School of Materials&Engineering Zhengzhou UniversityZhengzhou450001P.R.China Key Laboratory of Catalysis and Energy Materials Chemistry of Ministry of Education&Hubei Key Laboratory of Catalysis and Materials Science Hubei R&D Center of Hyperbranched Polymers Synthesis and ApplicationsSouth-Central University for NationalitiesWuhan430074P.R.China Science&Technology Innovation Center for Advanced Materials of Intelligent Equipment Longmen LaboratoryLuoyang471000P.R.China

Non-invasive bioelectronics,especially organic electrochemical transistors(OECTs),have drawn extensive attentions of academical and medical communities by virtue of their efficient bio-electronic interfacing,water-involved ionic transport,excellent ionic-electronic coupling,ultralow power consumption,wide detectable range,and outstanding detection *** structure diversity,low-temperature solution processability,facile bio/chemical functionalization,and excellent biocompatibility of organic mixed ionic-electronic conductors(OMIECs)render OECTs particularly suitable for non-invasive or minimally invasive healthcare analytical ***,we comprehensively review recent advances of the non-invasive analytical healthcare applications based on OECTs,especially on the detection of biomarkers or metabolites in the excretory biofluids,as well as the recording of electrophysiological signals.A brief introduction of OECT and its comparison with other organic thin-film transistors upon device configuration and working mechanism are firstly ***-of-the-art non-invasive OECT-based biosensors are summarized on their detection of ionic and molecular biomarkers,following with circuit design strategies of OECTs for real-time and in-situ electrophysiological recording from skin *** conclusion,remaining barriers and future challenges of non-invasive OECT-based bioelectronics towards lower detection limit,more accurate quantitative relationship between analyte concentrations and measured parameters,more intimate device-tissue interface,and long-term operation stability are deeply analyzed with a critical outlook.

关键词： Organic electrochemical transistor Non-invasive Bioelectronics Ion-selective Electrophysiological monitoring

Construction of Type I Aggregation-Induced Emission Photosensitizers for Photodynamic Therapy via Photoinduced Electron Transfer Mechanism

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有机化学 2024年第8期44卷 2530-2537页

作者： jia hanyu Yu Yuewen Feng Guangxue Tang Ben Zhong Guangdong Provincial Key Laboratory of Luminescence from Molecular Aggregates State Key Laboratory of Luminescent Materials and DevicesSchool of Materials Science and EngineeringSouth China University of TechnologyGuangzhou 510640 Shenzhen Institute of Aggregate Science and Technology School of Science and EngineeringThe Chinese University of Hong KongShenzhenGuangdong 518172

Photodynamic therapy(PDT)as a non-invasive anticancer modality has received increasing attention due to its advantages of noninvasiveness,high temporospatial selectivity,simple and controllable operation,*** mainly relies on the generation of toxic reactive oxygen species(ROS)by photosensitizers(PSs)under the light irradiation to cause cancer cell apoptosis and ***,solid tumors usually exhibit an inherent hypoxic microenvironment,which greatly limits the PDT efficacy of these high oxygen-dependent conventional type II ***,it is of great importance to design and develop efficient type I PSs that are less oxygen-dependent for the treatment of hypoxic ***,a new strategy for the preparation of efficient type I PSs by introducing the photoinduced electron transfer(PET)mechanism is ***-NO_(2) is obtained by introducing 4-nitrobenzyl to(Z)-2-(5-(4-(diethylamino)-2-hydroxybenzylidene)-4-oxo-3-phenylthiazolidin-2-ylidene)malononitrile(DR-OH)with aggregation-induced emission(AIE)*** AIE feature ensures their high ROS generation efficiency in aggregate,and the PET process leads to fluorescence quenching of DR-NO_(2) to promote triplet state formation,which also promotes intramolecular charge separation and electron transfer that is conducive for type I ROS particularly superoxide radicals *** addition,DR-NO_(2) nanoparticles are prepared by nanoprecipitation to possess nanoscaled sizes,high cancer cell uptake,and excellent type I ROS generation ability,which results in an excellent performance in PDT ablation of MCF-7 cancer *** PET strategy for the development of type I PSs possesses great potential for PDT applications against hypoxic tumors.

关键词： photodynamic therapy aggregation-induced emission photoinduced electron transfer type I photosensitizer hypoxic tumor microenvironment

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基于共轭聚合物的近红外光传感器

化学通报 2017年第2期80卷 123-131页

作者：贾晗钰王亚培中国人民大学化学系北京100872

近红外光(NIR)传感器在军事警戒、空间勘探、科研检测、医疗诊断等领域有着极为重要的应用价值。传统的NIR传感材料主要是基于半金属的无机材料,借助窄带隙来吸收低能量的NIR而改变材料自身的电导率,继而实现检测。无机传感材料由于加... 详细信息

近红外光(NIR)传感器在军事警戒、空间勘探、科研检测、医疗诊断等领域有着极为重要的应用价值。传统的NIR传感材料主要是基于半金属的无机材料,借助窄带隙来吸收低能量的NIR而改变材料自身的电导率,继而实现检测。无机传感材料由于加工繁琐、不具备柔性、成本高昂以及难降解等因素致其进一步发展受到限制。新兴的共轭聚合物材料通过光热转换或者能级可调的光电效应实现对NIR的高灵敏传感,同时能够实现快速响应。该类聚合物材料具有π电子离域的共轭结构,同样具有较窄的带隙,在NIR照射下能够通过自身电导率的改变或光热转换作用将热量传递至其他超热敏材料来实现对光的检测。借助柔性、环境友好、制备简单、便于掺杂、灵敏度高等优势,共轭聚合物材料为新一代NIR传感器的应用与普及开辟了新的前景。

关键词：光热转换共轭聚合物近红外光传感器

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全印刷制备有机薄膜晶体管:进展与挑战

中国材料进展 2021年第12期40卷 982-995页

作者：贾晗钰邹晓兰孙晴晴刘旭影郑州大学材料科学与工程学院河南郑州450001

近几十年来,有机薄膜晶体管由于自身优异的柔性、溶液加工、物化性质可调、基底适用性广等优势在柔性显示、全贴合传感器阵列等现代电子产业领域展现着远超常规硅基薄膜晶体管的应用潜力。因有机薄膜晶体管溶液加工的特征,其制备可与多... 详细信息

近几十年来,有机薄膜晶体管由于自身优异的柔性、溶液加工、物化性质可调、基底适用性广等优势在柔性显示、全贴合传感器阵列等现代电子产业领域展现着远超常规硅基薄膜晶体管的应用潜力。因有机薄膜晶体管溶液加工的特征,其制备可与多种印刷技术高度整合,尤其是晶体管沟道的活性层印刷。从有机薄膜晶体管的全印刷制备出发,探讨并总结了多种可用于晶体管制备的印刷策略,包括丝网印刷技术、刮涂印刷技术、凹版印刷技术、喷墨印刷技术以及其他印刷策略;还总结了薄膜晶体管不同部件的可印刷油墨材料,包括用于印刷金属电极的金属纳米颗粒油墨、可用于印刷介电层的高介电常数交联型高分子油墨、可用于印刷晶体管沟道的碳基、共轭小分子基、共轭聚合物基油墨;此外,根据晶体管的工作模式进一步讨论了可实现全印刷制备的有机薄膜晶体管类型,包括有机场效应晶体管、电解质门控有机晶体管、有机电化学晶体管。最后,对有机薄膜晶体管及更复杂电路在全印刷制备中的挑战和未来研究方向进行了展望。

关键词：有机薄膜晶体管金属纳米颗粒油墨有机半导体高分子介电材料全印刷制备

Effect of wet flue gas desulfurization(WFGD) on fine particle(PM_(2.5)) emission from coal-fired boilers

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Journal of Environmental Sciences 2019年第3期31卷 32-42页

作者： Sen Yao Shuiyuan Cheng jianbing Li hanyu Zhang jia jia Xiaowei Sun Key Laboratory of Beijing on Regional Air Pollution Control Beijing University of Technology Environmental Engineering Program University of Northern British Columbia

In this study, the characteristics of fine particles before and after wet flue gas desulfurization(WFGD) in three coal-fired heating boilers in northern China were investigated by using a dilution-based emission sampling experimental system. The influences of the WFGD process on the mass and number concentrations as well as the chemical composition of fine particles were analyzed. The removal efficiency of desulfurization processes on particulate matter mass was 30.06%–56.25% for the three study units. The WFGD had a great influence on the size distributions of particle mass concentration and number concentration. A significant increase in the number and mass concentration of particles in the size range of 0.094–0.946 μm was observed. The watersoluble ion content accounted for a very large proportion of PM_(2.5) mass, and its proportion in PM_(2.5) increased from 28.39%–41.08% to 48.96%–61.21% after the WFGD process for the three units. The desulfurizing process also drastically increased the proportion of cation component(Ca^(2+) for unit A, Mg^(2+) for unit B, and Na+for unit C) and the proportion of SO_4^(2-) in PM_(2.5), and it increased the CE/AE values of PM_(2.5) from 0.82–0.98 to 0.93–1.27 for the three study units.

关键词： PM2.5 Wet flue gas desulfurization Size distribution Number concentration

基于基因表达数据库(GEO)的大鼠中暑神经损伤mRNA表达差异分析

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职业卫生与应急救援 2023年第5期41卷 623-630页

作者：王蕾姜岱山朱保锋贾寒雨沈君华张毅南通大学第二附属医院急诊中心江苏南通226001 南通大学附属医院急诊中心江苏南通226001 南通大学第二附属医院科教科江苏南通226001

目的基于基因表达数据库(GEO)分析大鼠中暑神经损伤的基因表达差异,探讨lncRNA-miRNA-mRNA共表达调控网络(ceRNA网络)参与中暑神经损伤的作用。方法通过GEO数据库检索中暑相关数据集GSE64778获得差异表达基因(differential expression g... 详细信息

目的基于基因表达数据库(GEO)分析大鼠中暑神经损伤的基因表达差异,探讨lncRNA-miRNA-mRNA共表达调控网络(ceRNA网络)参与中暑神经损伤的作用。方法通过GEO数据库检索中暑相关数据集GSE64778获得差异表达基因(differential expression genes,DEGs),结合GeneCards和CTD数据库检索中暑相关靶基因,取交集筛选获得候选靶基因。采用R语言对中暑相关候选靶基因进行GO和KEGG富集分析;进一步STRING数据库构建靶基因的交互作用网络图,并对关键基因进行相关性分析获得核心基因。通过RNAInter、miRWalk及RAID2数据库对候选靶基因的上游miRNA进行预测,再利用miRDB数据库预测与lncRNA靶向结合的miRNA,筛选并构建lncRNA-miRNA-mRNA共表达调控通路。结果GSE64778数据集的SRA数据筛选,共获得1178个DEGs,其中322个上调,856个下调。GeneCards数据库筛选到2914个基因,CTD数据库筛选到2377个基因。将GSE64778数据集差异表达排名前300的基因,与GeneCards和CTD数据库检索结果取交集,最终筛出25个候选DEGs。GO功能注释结果表明靶基因主要参与细胞凋亡、应激反应以及细胞过程的负调控,在蛋白质二聚化和蛋白结合等过程中发挥功能。KEGG富集分析提示候选靶基因主要富集在PI3K-Akt信号通路。蛋白-蛋白交互作用(PPI)网络分析Hsp90aa1是degree值最高的枢纽基因,且在PI3K-Akt信号通路中富集。对Hsp90aa1基因的上游miRNA以及候选lncRNA的靶miRNA进行预测,锁定3个lncRNAs、8个miRNAs和1个mRNA,DIANA TOOLS数据库通路富集和相关性分析得到LOC102547734与miR-206-3p、miR-206-3p与Hsp90aa1存在靶向结合位点。结论基于生物信息学分析,中暑神经损伤与细胞凋亡、应激反应以及细胞过程的负调控相关;LOC102547734-miR-206-3p-Hsp90aa1调控网络可能抑制中暑神经损伤的发生。

关键词：中暑神经损伤基因表达 ceRNA网络 Hsp90aa1 PI3K-Akt信号通路 miR-206-3p LOC102547734

基于GEO数据库的热射病神经损伤相关基因的生物信息学分析

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中华神经创伤外科电子杂志 2023年第2期9卷 76-84页

作者：王蕾姜岱山朱保锋贾寒雨沈君华张毅南通大学第二附属医院急诊中心江苏南通226001 南通大学附属医院急诊中心江苏南通226001 南通大学第二附属医院科技处江苏南通226001 南通大学第二附属医院神经外科江苏南通226001

目的通过生物信息学检索热射病神经损伤的相关基因,探究热射病神经损伤的可能分子机制并进行初步验证。方法(1)以2022年4月作为时间截点,基于基因表达数据库(GEO)筛选热射病神经损伤相关基因表达谱数据,通过检索数据集GSE64778获得差异... 详细信息

目的通过生物信息学检索热射病神经损伤的相关基因,探究热射病神经损伤的可能分子机制并进行初步验证。方法(1)以2022年4月作为时间截点,基于基因表达数据库(GEO)筛选热射病神经损伤相关基因表达谱数据,通过检索数据集GSE64778获得差异表达基因(DEGs),结合GeneCards和CTD数据库检索热射病相关靶基因,取交集筛选获得候选靶基因。采用R语言的"ClusterProfiler"包对热射病相关候选靶基因进行GO和KEGG富集分析;进一步使用STRING数据库构建靶基因的交互作用网络图,并对关键基因进行相关性分析获得核心基因。(2)收集江苏省南通市第一人民医院自2022年6~8月收治的热射病患者的外周血,通过PCR技术进行核心基因的表达验证。结果(1)GSE64778数据集的SRA数据筛选,共获得1178个DEGs,其中322个上调,856个下调。GeneCards数据库筛选出2914个基因,CTD数据库筛选出2377个基因。将GSE64778数据集差异表达排名前300的基因,与GeneCards和CTD数据库检索结果取交集,最终筛选出25个候选DEGs。(2)GO功能注释结果显示靶基因主要参与细胞凋亡、应激反应以及细胞过程的负调控,在蛋白质二聚化和蛋白结合等过程中发挥功能。KEGG通路富集分析显示候选靶基因主要富集在PI3K-Akt信号通路。PPI网络分析显示Hsp90AA1是Degree值最高的枢纽基因,且在PI3K-Akt信号通路中富集。(3)经qRT-PCR验证,Hsp90AA1在热射病早期神经损伤患者中的表达均与生物信息学分析结果一致。结论Hsp90AA1可能为热射病神经损伤主要的影响基因,与细胞凋亡、应激反应以及细胞过程的负调控相关。

关键词：热射病神经损伤生物信息学 Hsp90AA1 PI3K-Akt信号通路

疫情常态化时期某三级甲等医院医护人员心理状况调查

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江苏卫生事业管理 2021年第7期32卷 870-872,888页

作者：贾寒雨王蕾冯素娟严红燕王召张毅南通大学第二附属医院科教科江苏南通226001 南通大学第二附属医院急诊科江苏南通226001 南通大学第二附属医院血透室江苏南通226001 南通大学第二附属医院神经外科江苏南通226001

目的:通过对医务工作者心理应激压力情况的调查分析,了解他们在后疫情时代的心理状况。方法:研究采用微信问卷星和纸质问卷形式,于2020年10月12日至12月30日随机邀请本地某三级甲等医护人员填写应激压力反应问卷(Stress Response Questi... 详细信息

目的:通过对医务工作者心理应激压力情况的调查分析,了解他们在后疫情时代的心理状况。方法:研究采用微信问卷星和纸质问卷形式,于2020年10月12日至12月30日随机邀请本地某三级甲等医护人员填写应激压力反应问卷(Stress Response Questionnaire,SRQ)。利用SPSS 20.0软件进行数据处理,P<0.05有统计学意义。结果:本次调查100名医护人员。应激压力状况得分为52~79分,平均(66.04±6.023)分;情绪反应得分为15~30分,平均(23.12±5.51)分;躯体反应得分为17~24分,平均(19.89±1.50)分;行为反应得分为11~17分,平均(14.07±1.31)分。按性别、职业及职称情况分组比较,女性应激压力状况得分低于男性(P<0.05),护理人员得分低于医生,压力反应得分随着职称正相关(P<0.05)。结论:疫情防控工作常态化,医护工作者在长时间的防控疫情工作中会感到压力,出现焦虑、疲惫状况,需要给予持续关注,及时有针对性的给予心理疏导,帮助及时解决问题。

关键词：新冠肺炎疫情医护人员心理压力

血清指标的联合检测对重症中暑的诊断意义:附70例重症中暑患者的临床资料分析

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职业卫生与应急救援 2022年第2期40卷 180-186页

作者：王蕾姜岱山张毅沈君华陈振华贾寒雨朱保锋南通大学第二附属医院急诊中心江苏南通226001 南通大学附属医院急诊中心江苏南通226001 南通大学第二附属医院神经外科江苏南通226001

目的通过分析重症中暑患者的临床特征,探讨热射病(heat stroke,HS)辅助诊断的早期敏感临床指标,以期及早干预病情。方法选择南通大学第二附属医院收治的70例重症中暑住院患者为研究对象,根据患者中暑的严重程度,分为热痉挛与热衰竭组(n=... 详细信息

目的通过分析重症中暑患者的临床特征,探讨热射病(heat stroke,HS)辅助诊断的早期敏感临床指标,以期及早干预病情。方法选择南通大学第二附属医院收治的70例重症中暑住院患者为研究对象,根据患者中暑的严重程度,分为热痉挛与热衰竭组(n=28)、劳力型热射病(exertional heat stroke,EHS)组(n=24)、经典型热射病(classic heat stroke,CHS)组(n=18)。记录患者的一般资料及入院24 h的临床检验指标,比较各组患者临床指标的差异,进一步绘制热痉挛与热衰竭组和HS组的受试者工作特征曲线(ROC)。结果70例患者中男性46例,女性24例;平均年龄(65.72±16.64)岁。最高体温(39.66±1.08)℃,住院时间(15.58±14.49)d。61例病情好转,9例死亡。3组患者入院24 h内多项临床指标差异有统计学意义(P0.05);EHS组的D-二聚体(DD)、降钙素原(PCT)高于热痉挛与热衰竭组、CHS组(P<0.05);EHS组的血小板(PLT)、超敏C反应蛋白(CRP)、血钠(Na)、静脉血糖(GLU)、APACHEⅡ低于热痉挛与热衰竭组、CHS组(P<0.05),PLT的降低最为显著;CHS组糖化血红蛋白(HbA1C)高于热痉挛与热衰竭组、EHS组(均P<0.05)。各指标在热痉挛与热衰竭组、HS组患者间的受试者工作特征曲线显示:各指标均无法同时达到较高的特异度和敏感度;而串联DD、PCT、PLT三者后的AUC上升至0.838(95%CI:0.731~0.916),敏感度为71.43%,特异度为85.71%,该联合指标的诊断效能高于任何单一指标。结论PLT的显著下降、PCT和DD的增高可能是HS的早期敏感指标,三者联合检测可作为HS早期诊断以及病情危重的参考依据。

关键词：重症中暑劳力型热射病经典型热射病降钙素原 D-二聚体血小板联合检测