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Allosteric DNAzyme-based encoder for molecular information transfer

Chinese Chemical Letters 2024年第7期35卷 235-241页

作者： minghao hu Tianci Xie Yuqiang hu Longjie Li Ting Wang Tongbo Wu School of Pharmacy Tongji Medical CollegeHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430030China Department of Oncology Tongji Hospital of Tongji Medical CollegeHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430030China GI Cancer Research Institute Tongji HospitalHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430030China School of Life Science and Technology Wuhan Polytechnic UniversityWuhan 430023China State Key Laboratory of Bioelectronics National Demonstration Center for Experimental Biomedical Engineering EducationSchool of Biological Science and Medical EngineeringSoutheast UniversityNanjing 210096China

Dynamic DNA nanotechnology plays a significant role in nanomedicine and information science due to its high programmability based on Watson-Crick base pairing and nanoscale *** DNA machines and networks have been widely used in various fields,including molecular imaging,biosensors,drug delivery,information processing,and logic *** serve as crucial components for information compilation and transfer,allowing the conversion of information from diverse application scenarios into a format recognized and applied by DNA ***,there are only a few encoder designs with DNA ***,the molecular priority encoder is hardly *** this study,we introduce allosteric DNAzyme-based encoders for information *** design of the allosteric domain and the recognition arm allows the input and output to be independent of each other and freely *** pre-packaged mode design achieves uniformity of baseline dynamics and dynamics *** also integrated non-nucleic acid molecules into the encoder through the aptamer design of the allosteric ***,we developed the 2^(n)-n encoder and the EndoⅣ-assisted priority encoder inspired by immunoglobulin's molecular structure and effector *** our knowledge,the proposed encoder is the first enzyme-free DNA encoder with DNA output,and the priority encoder is the first molecular priority encoder in the DNA reaction *** encoders avoid complex operations on a single molecule,and their simple structure facilitates their application in complex DNA circuits and biological scenarios.

关键词： DNAzyme Encoder Nucleic acids DNA circuit DNA strand displacement Dynamic DNA nanotechnology

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基于深度旋转不变特征图哈希的遥感图像检索

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南京理工大学学报 2024年第4期48卷 434-441页

作者：胡明浩张博文沈肖波孙权森南京理工大学计算机科学与工程学院江苏南京210094

哈希技术采用紧致哈希码表示数据,因其高效性被广泛应用于大规模遥感图像检索任务。受卫星观测影响,同一地物在不同遥感图像中呈现不同角度,导致检索性能下降。为解决该问题,该文提出深度特征图旋转不变哈希方法(DRIFMH),包括特征提取... 详细信息

哈希技术采用紧致哈希码表示数据,因其高效性被广泛应用于大规模遥感图像检索任务。受卫星观测影响,同一地物在不同遥感图像中呈现不同角度,导致检索性能下降。为解决该问题,该文提出深度特征图旋转不变哈希方法(DRIFMH),包括特征提取、哈希量化2个模块。特征提取模块对特征图进行不同角度旋转,提出特征一致性损失,使不同旋转角度的图像特征保持一致,克服旋转带来的不利影响。哈希量化模块对图像特征进行二值量化,生成哈希码,引入分类交叉熵损失,提升哈希码的鉴别能力。该文选取经典遥感图像数据集AID、UCMD作为实验数据集,将DRIFMH与多个哈希方法进行实验对比,结果表明DRIFMH能够生成旋转不变的遥感图像特征,提升大规模遥感图像检索性能。

关键词：遥感图像检索哈希特征图旋转不变性

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两类无卤阻燃体系对mPE树脂基体阻燃和力学性能的影响

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塑料 2024年第1期53卷 1-6页

作者：胡明浩周松王涛杨青林李璨然西南石油大学新能源与材料学院四川成都610500

以乙烯-辛烯共聚物(POE)及乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为增韧剂、马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯(LLDPE-g-MAH)为增容剂,分别采用磷氮阻燃剂(PN)和纳米蒙脱土(nano-OMMT)、氢氧化铝(ATH)和氢氧化镁(MH)阻燃体系,利用双螺杆挤出和注射成... 详细信息

以乙烯-辛烯共聚物(POE)及乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为增韧剂、马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯(LLDPE-g-MAH)为增容剂,分别采用磷氮阻燃剂(PN)和纳米蒙脱土(nano-OMMT)、氢氧化铝(ATH)和氢氧化镁(MH)阻燃体系,利用双螺杆挤出和注射成型制备无卤阻燃茂金属聚乙烯(mPE)复合材料。测试并分析了PN/nano-OMMT/mPE、ATH/MH/mPE和PN/ATH/MH/mPE复合材料的热稳定性、阻燃和力学性能。结果表明,与mPE树脂基体相比,ATH/MH的热分解温度范围较大。PN/nano-OMMT的阻燃效率高于ATH/MH。当PN/nano-OMMT含量为50%时,PN/nano-OMMT/mPE的LOI为30.8%,垂直燃烧等级达到UL 94 V-0级;当ATH/MH含量由40%增大至70%时,mPE复合材料拉伸强度从10.86 MPa增大至12.48 MPa,断裂伸长率从539%下降至109%。在满足阻燃性能相同的条件下,PN/nano-OMMT/mPE的断裂伸长率高于ATH/MH/mPE,但拉伸强度较低。10%PN部分替代ATH/MH后,60%PN/ATH/MH/mPE的断裂伸长率和LOI均提高。

关键词：氢氧化铝氢氧化镁磷氮无卤阻燃剂纳米蒙脱土茂金属聚乙烯阻燃力学性能

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DNA Reaction Network Mimicking the Basic Steps of Synaptic Communication

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Chinese Journal of Chemistry 2023年第11期41卷 1313-1318页

作者： minghao hu Yuqiang hu Wenqian Yuan Zhen Zhang Tongbo Wu School of Pharmacy Tongji Medical CollegeHuazhong University of Science and TechnologyWuhanHubei430030 China

Biological systems use intricate networks of chemical reactions to exchange information. How to simulate complex systems with simple strand-displacement reactions is crucial to broaden the application scenario of the DNA reaction network. Here, we report the artificial DNA reaction network to mimic the operation and function of biological information transfer via strand-displacement reaction. DNA is used as simple artificial analogs to schematize structures and transmit information. Using chemical synapses in neural networks as an example, we show that the proposed network enables core functions of biological systems, such as the long-term potential of synapses, which underpin learning and memory. Also, we performed the simple “silicon mimetic” to link electronic circuits to chemical network-based biological structures. As such, synaptic communication simulated by the DNA reaction network provides a complete demonstration for designing artificial reaction networks based on the essence of information interaction.

关键词： Reaction networks Strand-displacement cascades DNA nanotechnology Synapse Nucleic acids Fluorescence Synthetic biology

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Experimental investigation on the bursting of single molten droplet in coolant

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Nuclear Science and Techniques 2007年第6期18卷 376-380页

作者： LI Tianshu YANG Yanhua YUAN minghao hu Zhihua School of Mechanical Power Engineering Shanghai Jiaotong University Shanghai 200030 China

An experiment facility for observing low-temperature molten tin alloy droplet into water was es- tablished to investigate mechanisms of vapor explosion occurring in severe accidents of a fission nuclear *** vapor explosion behaviors of the molten material were observed by a high-speed video cam- era and the vapor explosion pressures were recorded by a pressure transducer mounted under the water *** results showed that the pressure reached a peak value when the molten metal temperature was 600℃-650℃,and the coolant temperature had an obvious decreasing effect on the droplet breakups.A model for single droplet fuel/coolant interaction is *** considers that in the case of Rayleigh-Taylor instability,the coolant that jets from opposite direction penetrates into the fuel and the vapor explosion occurs because of the rapid *** model explained the effect of metal droplet temperature and coolant temperature on vapor explosion.

关键词：蒸汽爆炸 FCI 实验装置冷却剂

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文化因子在盲盒类产品设计中的应用研究——以巴蜀地区红色文化为例

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玩具世界 2024年第1期 148-150页

作者：胡茗皓董婉婷张灿四川音乐学院成都美术学院

红色文化具有深厚的革命精神与文化内涵，为了丰富红色文化的传播途径，引导年轻一代人感受红色文化的魅力，提出设计一款关于红色文化的盲盒产品。首先聚焦现有盲盒类产品与文化相结合的方式，梳理出设计元素的文化性、形象种类的多元... 详细信息

红色文化具有深厚的革命精神与文化内涵，为了丰富红色文化的传播途径，引导年轻一代人感受红色文化的魅力，提出设计一款关于红色文化的盲盒产品。首先聚焦现有盲盒类产品与文化相结合的方式，梳理出设计元素的文化性、形象种类的多元性、感官交融的自在性在产品中的表现特点；其次对文化因子在盲盒类产品中的文化载体、IP形象以及感官刺激层面的应用手法进行探索；最后在产品形象以及产品体验方面更好地与红色文化贴合，最大程度宣扬中国红色文化精神，达到推动红色文化多层次发展的目的，从而激发年轻一代人对于红色文化的热爱。

关键词：巴蜀红色文化盲盒类产品设计文化创意产品

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Effects of molten material temperatures and coolant temperatures on vapor explosion

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Nuclear Science and Techniques 2007年第5期18卷 311-315页

作者： LI Tianshu YANG Yanhua YUAN minghao hu Zhihua School of Mechanical Power Engineering Shanghai Jiaotong University Shanghai 200240 China

An observable experiment facility for low-temperature molten materials to be dropped into water was set up in this study to investigate the mechanism of the vapor explosion. The effect of the fuel and coolant interaction (FCI) on the vapor explosion during the severe accidents of a fission nuclear reactor has been studied. The experiment results showed that the molten material temperature has an important effect on the vapor explosion behavior and pressure. The increase of the coolant temperature would decrease the pressure of the vapor explosion.

关键词：视觉实验设备蒸汽爆炸反应堆事故预防

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Probing and modulating the interactions of the DNAzyme with DNA-functionalized nanoparticles

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Chinese Chemical Letters 2022年第6期33卷 3026-3030页

作者： Yuqiang hu Zhen Zhang Wei Zhang minghao hu Xianjin Xiao Tongbo Wu School of Pharmacy Tongji Medical CollegeHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430030China Institute of Reproductive Health/Center of Reproductive Medicine Tongji Medical CollegeHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430030China Department of Obstetrics and Gynaecology Union HospitalTongji Medical CollegeHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430022China

DNA-functionalized gold nanoparticles are one of the most versatile bionanomaterials for biomedical and clinical diagnosis. Herein, we discovered that the performance of DNAzyme cleaving the substrate is highly related to its length. This intriguing phenomenon only appears at the interfaces of DNAfunctionalized gold nanoparticles. We systematically investigated the causes of this phenomenon. We conjectured that the DNAzyme with extended nucleotides that do not match its substrate strand is vulnerable to non-specific adsorption, electrostatic repulsion, and steric hindrance. Based on our improved understanding of this phenomenon, we have successfully developed a highly sensitive and specific amplifiable biosensor to detect human apurinic/apyrimidinic endonuclease 1.

关键词： Gold nanoparticles DNAzyme Interface interaction Rate difference human apurinic/apyrimidinic endonuclease 1

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大模型驱动的科技政策法规问答系统研究

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计算机科学与探索 2024年第9期18卷 2349-2360页

作者：向小伟申艳光胡明昊闫天伟罗威罗准辰河北工程大学信息与电气工程学院河北邯郸056038 军事科学院军事科学信息研究中心北京100142 国防科技大学计算机学院长沙410037

科技政策法规问答系统(Q&A)在帮助公众理解和应用科技法规方面发挥关键作用。大语言模型(LLM)可以显著提升科技政策法规问答系统的准确性和效率。然而,基于大语言模型的科技政策法规问答系统仍然存在以下问题:缺乏大规模高质量的科技政... 详细信息

科技政策法规问答系统(Q&A)在帮助公众理解和应用科技法规方面发挥关键作用。大语言模型(LLM)可以显著提升科技政策法规问答系统的准确性和效率。然而,基于大语言模型的科技政策法规问答系统仍然存在以下问题:缺乏大规模高质量的科技政策法规问答数据集,且现有自动构建大规模数据集的方法在引用和整合政策法规知识方面存在不足;问答系统在处理科技政策法规问题时,专业性、准确性不足且模型知识更新滞后。为解决这些问题,提出了一种检索增强自提示的问答数据集构建方法,并构建了一个大规模高质量的科技政策法规问答数据集;同时,构建了科技政策法规问答系统,该系统结合了经过低秩自适应(LoRA)微调技术优化的大语言模型与科技政策法规知识库,并运用提示学习技术,来引导系统生成准确的答案。实验结果显示,构建的问答数据集在引用和整合科技政策法规知识方面,比传统方法构建的问答数据集有显著提升;相较于通用大语言模型驱动的问答系统,该问答系统在各项指标上也有明显提高。

关键词：大语言模型问答数据集低秩自适应微调提示学习科技政策法规问答系统

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Decoupled Two-Phase Framework for Class-Incremental Few-Shot Named Entity Recognition

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Tsinghua Science and Technology 2023年第5期28卷 976-987页

作者： Yifan Chen Zhen huang minghao hu Dongsheng Li Changjian Wang Feng Liu Xicheng Lu College of Computer National University of Defense TechnologyChangsha 410073China Information Research Center of Military Science PLA Academy of Military ScienceBeijing 100091China

Class-Incremental Few-Shot Named Entity Recognition(CIFNER)aims to identify entity categories that have appeared with only a few newly added(novel)class ***,existing class-incremental methods typically introduce new parameters to adapt to new classes and treat all information equally,resulting in poor ***,few-shot methods necessitate samples for all observed classes,making them difficult to transfer into a class-incremental ***,a decoupled two-phase framework method for the CIFNER task is proposed to address the above *** whole task is converted to two separate tasks named Entity Span Detection(ESD)and Entity Class Discrimination(ECD)that leverage parameter-cloning and label-fusion to learn different levels of knowledge separately,such as class-generic knowledge and class-specific ***,different variants,such as the Conditional Random Field-based(CRF-based),word-pair-based methods in ESD module,and add-based,Natural Language Inference-based(NLI-based)and prompt-based methods in ECD module,are investigated to demonstrate the generalizability of the decoupled *** experiments on the three Named Entity Recognition(NER)datasets reveal that our method achieves the state-of-the-art performance in the CIFNER setting.

关键词： named entity recognition deep learning class-incremental learning few-shot learning

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