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Improved forecasting via physics-guided machine learning as exemplified using“21·7”extreme rainfall event in Henan

Science China Earth Sciences 2024年第5期67卷 1652-1674页

作者： Qi ZHONG Zhicha ZHANG xiuping YAO Shaoyu HOU Shenming FU Yong cao Linguo JING China Meteorological Administration Training Center Beijing 100081China State Key Laboratory of Severe Weather Chinese Academy of Meteorological SciencesBeijing 100081China Zhejiang Meteorological Observatory Hangzhou 310017China Hebei Provincial Weather Modification Center Shijiazhuang 050020China Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of SciencesBeijing 100029China National Meteorological Center Beijing 100081China School of Computer Science Chengdu University of Information TechnologyChengdu 610225China

As a natural disaster,extreme precipitation is among the most destructive and influential,but predicting its occurrence and evolution accurately is very challenging because of its rarity and uniqueness.Taking the example of the“21·7”extreme precipitation event(17–21 July 2021)in Henan Province,this study explores the potential of using physics-guided machine learning to improve the accuracy of forecasting the intensity and location of extreme precipitation.Three physics-guided ways of embedding physical features,fusing physical model forecasts and revised loss function are used,i.e.,(1)analyzing the anomalous circulation and thermodynamical factors,(2)analyzing the multi-model forecast bias and the associated underlying reasons for it,and(3)using professional forecasting knowledge to design the loss function,and the corresponding results are used as input for machine learning to improve the forecasting accuracy.The results indicate that by learning the relationship between anomalous physical features and heavy precipitation,the forecasting of precipitation intensity is improved significantly,but the location is rarely adjusted and more false alarms appear.Possible reasons for this are as follows.The anomalous features used here mainly contain information about large-scale systems and factors which are consistent with the model precipitation deviation;moreover,the samples of extreme precipitation are sparse and so the algorithm used here is simple.However,by combining“good and different”multi models with machine learning,the advantages of each model are extracted and then the location of the precipitation center in the forecast is improved significantly.Therefore,by combining the appropriate anomalous features with multi-model fusion,an integrated improvement of the forecast of the rainfall intensity and location is achieved.Overall,this study is a novel exploration to improve the refined forecasting of heavy precipitation with extreme intensity and high variability,and provides a reference for the deep fusion of

关键词： Extreme precipitation event Refined assessment Anomalous physical features Multi-model fusion Machine learning

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Construction of nanocarriers based on nucleic acids and their applications in nanobiology delivery systems

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National Science Review 2022年第5期9卷 181-195页

作者： Yingshu Guo xiuping cao Xiaofei Zheng Sk Jahir Abbas Juan Li Weihong Tan Shandong Provincial Key Laboratory of Molecular Engineering School of Chemistry and Chemical EngineeringQilu University of Technology (Shandong Academy of Sciences) School of Chemistry and Chemical Engineering Linyi University Institute of Molecular Medicine State Key Laboratory of Oncogenes and Related Genes Renji Hospital Shanghai Jiao Tong University School of MedicineCollege of Chemistry and Chemical Engineering Shanghai Jiao Tong University Institute of Cancer and Basic Medicine Chinese Academy of Sciences The Cancer Hospital of the University of Chinese Academy of Sciences

In recent years,nanocarriers based on nucleic acids have emerged as powerful and novel nanocarriers that are able to meet the demand for cancer-cell-specific targeting.Functional dynamics analysis revealed good bio compatibility,low toxicity and programmable structures,and their advantages include controllable size and modifiability.The development of novel hybrids has focused on the distinct roles of biosensing,drug and gene delivery,vaccine transport,photosensitization,counteracting drug resistance and functioning as carriers and logic gates.This review is divided into three parts:(ⅰ) DNA nanocarriers,(ⅱ) RNA nanocarriers and(ⅲ) DNA/RNA hybrid nanocarriers and their applications in nanobiology delivery systems.We also provide perspectives on possible future directions for growth in this field.

关键词： nanocarriers based on nucleic acids biosensing targeted delivery cell

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Reduced Thiol Compounds-Induced Biosensing,Bioimaging Analysis and Targeted Delivery

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Chinese Journal of Chemistry 2020年第12期38卷 1793-1806页

作者： Yingshu Guo Xiaofei Zheng xiuping cao Wenxin Li Di Wu Shusheng Zhang Collaborative Innovation Center of Tumor Marker Detection Technology Equipment and Diagnosis-Therapy Integration in Universities of ShandongShandong Province Key Laboratory of Detection Technology for Tumor MarkersSchool of Chemistry and Chemical EngineeringLinyi UniversityLinyiShandong 276005China

Reduced thiol compounds(RTCs),such as glutathione(GSH),cysteine(Cys),and homocysteine(Hcy),are important components of many amino acids andproteins.They are also basic buiding blocks that make up organisms and play an important role in physiology and pathology.Therefore,based on thefundamental characteristics of RTCs in vivo,researchers have reported their use in biosensing and imaging analysis and as carriers inlfe sciences andhealth sciences.n this review,we will itroduce the principles of RTLs and highlight their applications in biosensing and imaging analysis and as carriersreported from 2015 to 2020.

关键词： thiol principles fundamental

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柑橘感染褐斑病过程中BAG1的作用

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园艺学报 2024年第5期51卷 956-970页

作者：周慧珍张嘉胡军华李白雪曹立余歆王福生邹修平周彦西南大学柑桔研究所国家柑桔工程技术研究中心重庆400712

本研究旨在探究柑橘BAG1参与褐斑病菌(Alternaria alternata)侵染的调控机制。从‘秤砣红橘’(Citrus tangerina Hort.ex Tanaka)、‘宫本温州蜜柑’(C.unshiu Macf)、‘爱媛38’杂柑(C.reticulata Blanco)和‘金秋砂糖橘’(C.reticulata Blanco)叶片中扩增BAG1基因。BAG1蛋白相对保守,均具有Ubiquitin泛素结构域和BAG结构域,‘爱媛38’的BAG结构域存在3个新的氨基酸变动,导致侧链基团变动。上游启动子序列显示4个柑橘品种均包含相同的激素和胁迫相关顺式作用元件。系统分析显示4个柑橘品种与宽皮柑橘类BAG1蛋白聚为一支,相似度最高,与甜橙类、柚类亲缘关系较远。qRT-PCR显示在褐斑病菌THJ菌株侵染的抗、感品种上BAG1的表达差异显著。BAG1受外源Me JA、ABA和SA诱导上调表达。烟草亚细胞定位显示BAG1存在于细胞核和细胞膜中。BAG1沉默能够增强对A.alternata的抗性,过表达对A.alternata的抗性降低。表明BAG1通过参与活性氧激发和ABA、JA或SA信号途径,参与柑橘对褐斑病菌的调控。

关键词：柑橘 BAG1 褐斑病菌感病基因活性氧

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白花蛇舌草多糖对异烟肼致肝损伤的影响及机制

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中国药房 2024年第6期35卷 665-670页

作者：庄秀萍李莉陈超王丽媛曹广尚周朋王信山东中医药大学药学院济南250355 山东中医药大学附属医院儿科济南250011 山东中医药大学附属医院药学部济南250011

目的探讨白花蛇舌草多糖(HDP)对异烟肼致肝损伤的影响及机制。方法以正常发育的具有肝脏特异性荧光的转基因斑马鱼为对象,分为正常组、模型组(4 mmol/L异烟肼)、HDP低浓度组(4 mmol/L异烟肼+50 mg/mL HDP)和HDP高浓度组(4 mmol/L异烟肼+... 详细信息

目的探讨白花蛇舌草多糖(HDP)对异烟肼致肝损伤的影响及机制。方法以正常发育的具有肝脏特异性荧光的转基因斑马鱼为对象,分为正常组、模型组(4 mmol/L异烟肼)、HDP低浓度组(4 mmol/L异烟肼+50 mg/mL HDP)和HDP高浓度组(4 mmol/L异烟肼+100 mg/mLHDP),分组处理后观察斑马鱼肝脏荧光面积、荧光强度以及肝组织病理变化。以人肝L02细胞为对象,分为正常组、模型组(4mmol/L异烟肼)、HDP低浓度组(4mmol/L异烟肼+2mg/mLHDP)和HDP高浓度组(4mmol/L异烟肼+4mg/mLHDP),分组处理后检测细胞存活情况,细胞上清液中丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)水平及细胞裂解液中谷胱甘肽(GSH)含量,沉默信息调节因子1(Sirt1)、核转录因子红系2相关因子2(Nrf2)、血红素加氧酶1(HO-1)、醌氧化还原酶1(NQO1)蛋白的表达水平。结果与模型组比较,HDP低、高浓度组斑马鱼肝脏荧光面积和荧光强度(HDP低浓度组除外)均显著增加(P<0.05或P<0.01),肝损伤坏死特征均有不同程度改善。与模型组比较,HDP低、高浓度组L02细胞存活率,GSH含量(HDP低浓度组除外),Sirt1(HDP低浓度组除外)、Nrf2、NQO1、HO-1(HDP低浓度组除外)蛋白表达水平均显著升高(P<0.05或P<0.01);ALT、AST(HDP低浓度组除外)水平均显著降低(P<0.05);存活细胞数量均明显增加,损伤或死亡细胞数量均明显减少。结论HDP对异烟肼诱导的肝损伤具有一定的改善作用,其机制可能与激活Sirt1/Nrf2信号通路、改善线粒体功能、提高抗氧化能力相关。

关键词：白花蛇舌草多糖异烟肼肝损伤斑马鱼人肝L02细胞 Sirt1/Nrf2信号通路

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220例肺结核合并慢性肺曲霉病患者的临床特征

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中国防痨杂志 2024年第7期46卷 770-777页

作者：杨澄清陈淑芳梅春林曹探赜冯伟刘修平徐文静杜荣辉武汉市肺科医院呼吸与危重症医学科武汉430030

目的:分析肺结核合并慢性肺曲霉病的临床特征,以提高我国临床医生对肺结核合并慢性肺曲霉病的诊疗能力。方法:回顾性纳入2022年武汉市肺科医院收治的肺结核合并慢性肺曲霉病的患者220例,收集患者的临床资料,包括患者性别、年龄、既往病... 详细信息

目的:分析肺结核合并慢性肺曲霉病的临床特征,以提高我国临床医生对肺结核合并慢性肺曲霉病的诊疗能力。方法:回顾性纳入2022年武汉市肺科医院收治的肺结核合并慢性肺曲霉病的患者220例,收集患者的临床资料,包括患者性别、年龄、既往病史、症状、病程、影像学表现及分类、实验室及病理检查结果、治疗方案及疗程、转归及随访等临床资料。结果:220例患者中,合并活动性肺结核21例(9.55%),合并结核后肺疾病199例(90.45%),其中139例(63.18%)患者合并其他基础疾病,最常见为慢性阻塞性肺疾病(49例,22.27%)和糖尿病(44例,20.00%)。最常见类型为慢性空洞型肺曲霉病(120例,54.55%)。临床症状以咳嗽(207例,94.09%)、咳痰(178例,80.91%)及咯血(126例,57.27%)为主,而实验室检查主要表现为贫血(112例,50.91%)、白蛋白降低(102例,46.36%)及血红细胞沉降率(151例,68.64%)和超敏C反应蛋白(117例,53.18%)升高。胸部CT扫描显示病变常累及上肺(189例,85.91%)及右肺(162例,73.64%),常见的征象有肺空洞(192例,87.27%)、空洞内分隔(166例,75.45%)、胸膜肥厚(166例,75.45%)、空气新月征(147例,66.82%)、肺纤维化(129例,58.64%)及肺气肿(121例,55.00%)。痰或支气管肺泡灌洗液曲霉菌核酸检测、血清曲霉菌IgG检测及支气管肺泡灌洗液半乳甘露聚糖抗原试验表现出对慢性肺曲霉病诊断较高的阳性率,分别为54.09%(119/220)、68.18%(150/220)和60.91%(134/220)。抗真菌治疗组病情稳定率为80.77%(126/156),明显高于未接受抗真菌治疗组的40.35%(23/57),差异有统计学意义(χ^(2)=32.447,P=0.001)。随访1年共45例(30.20%)患者复发,其中抗真菌治疗组复发率为19.84%(25/126),远低于未抗真菌治疗组的89.96%(20/23),差异有统计学意义(χ^(2)=41.561,P=0.001)。结论:肺结核尤其是结核后肺疾病易合并慢性肺曲霉病,肺结核反复出现咳嗽、咳痰、咯血且胸部CT显示合并肺空洞及胸膜肥厚需警惕合并慢性肺曲霉病,推荐血清曲霉菌IgG检查和(或)支气管肺泡灌洗液半乳甘露聚糖抗原试验或曲霉核酸检查及时明确诊断,足疗程的抗真菌治疗及手术治疗是慢性肺曲霉病的有效治疗手段。

关键词：结核肺曲霉菌病疾病特征

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花状钼酸钴的制备及其好氧氧化脱硫性能

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辽宁石油化工大学学报 2024年第2期44卷 14-21页

作者：曹雪李秀萍江进任铁强赵荣祥辽宁石油化工大学石油化工学院辽宁抚顺113001 浙江石油化工有限公司浙江舟山316299

有氧氧化脱硫是一种安全环保的脱硫方法,但是氧气常需要在较为苛刻的条件下才能被激活,合成高效的有氧氧化脱硫催化剂是提高脱硫活性的有效途径。以氯化钴、钼酸铵为原料,以尿素为沉淀剂和结构控制剂,采用一步水热法合成了大比表面积的... 详细信息

有氧氧化脱硫是一种安全环保的脱硫方法,但是氧气常需要在较为苛刻的条件下才能被激活,合成高效的有氧氧化脱硫催化剂是提高脱硫活性的有效途径。以氯化钴、钼酸铵为原料,以尿素为沉淀剂和结构控制剂,采用一步水热法合成了大比表面积的花状钼酸钴(CoMoO_(4))。通过FT-IR、XRD、SEM、XPS和N_(2)-吸附脱附技术确定了催化剂的形貌和结构特征;以CoMoO_(4)为催化剂、氧气为氧化剂,氧化脱除模拟油中的二苯并噻吩,考察了温度、氧气流量、催化剂质量以及硫化物类型对氧化脱硫的影响;此外,研究了花状CoMoO_(4)的循环使用性能。结果表明,在最适宜的反应条件下,脱硫率达到98.2%;催化剂循环使用5次后,氧化脱硫活性无明显降低,超氧自由基的形成提高了脱硫活性。

关键词： CoMoO_(4) 氧化脱硫花状比表面积超氧自由基

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产科护士职业倦怠与睡眠质量现状及相关性分析

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成都医学院学报 2024年第3期19卷 530-533页

作者：曹会鲲周珩李晓硕李庆霞耿秀苹北京中医医院顺义医院北京101300 北京儿童医院顺义妇儿医院北京101300

目的了解三级甲等医院产科护士职业倦怠与睡眠质量现状,分析睡眠质量的影响因素,为改善三级甲等医院产科护士睡眠质量提供新切入点及数据支持。方法采用方便抽样法于2021年3~5月,抽取北京市5家三级甲等医院157名产科护士为研究对象,... 详细信息

目的了解三级甲等医院产科护士职业倦怠与睡眠质量现状,分析睡眠质量的影响因素,为改善三级甲等医院产科护士睡眠质量提供新切入点及数据支持。方法采用方便抽样法于2021年3~5月,抽取北京市5家三级甲等医院157名产科护士为研究对象,进行横断面调查。通过自设问卷调查产科护士的性别、年龄、受教育程度、婚姻状况、工龄、职称、平均月收入,通过职业倦怠量表(MBI-GS)中文版调查护士职业倦怠情况,通过匹兹堡睡眠质量指数量表(PSQI)调查护士的睡眠质量。结果 157名产科护士职业倦怠得分为(43.07±9.14)分,睡眠质量得分为(7.74±3.04)分,睡眠障碍发生率为57.96%。单因素分析结果显示,不同年龄、婚姻状况、工龄和平均月收入的产科护士睡眠质量得分比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。相关性分析显示,情感耗竭、人格解体和成就感低均与睡眠质量各维度及总分呈正相关(P<0.05)。多因素分析显示,职业倦怠中情感耗竭、人格解体和成就感低3个维度以及婚姻状况、工龄、平均月收入均是产科护士睡眠质量的影响因素(P<0.05)。结论三级甲等医院产科护士存在较高程度的职业倦怠及睡眠障碍,且睡眠质量受职业倦怠的影响。应加强产科护士职业倦怠重视度,改善其睡眠质量。

关键词：职业倦怠睡眠质量产科护士相关性分析

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内蒙古典型草地不同时期根际土壤及植被重金属富集能力分析

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草学 2024年第3期 42-48页

作者：尹鑫狄彩霞李秀萍李宝贺栗艳芳任超曹彦孙东显吕福虎内蒙古自治区农牧业质量安全与检测研究所内蒙古呼和浩特010000 乌兰察布市农林科学研究所内蒙古乌兰察布012000 呼伦贝尔市农业科学研究所内蒙古呼伦贝尔021000 包头市农牧科学技术研究所内蒙古包头014000

本研究选取内蒙古荒漠草原、草甸草原、人工草地等8处典型草地为监测点,测定返青期、旺盛期、枯萎期土壤、植被重金属的含量,计算不同监测点土壤与植被的富集系数。得出4种重金属元素在土壤中的含量铬>铅>砷>汞。其中,汞含量远低于其他... 详细信息

本研究选取内蒙古荒漠草原、草甸草原、人工草地等8处典型草地为监测点,测定返青期、旺盛期、枯萎期土壤、植被重金属的含量,计算不同监测点土壤与植被的富集系数。得出4种重金属元素在土壤中的含量铬>铅>砷>汞。其中,汞含量远低于其他3种元素。4种元素含量在各个区域随时间变化波动不大,富集能力方面各个区域各有不同。其中,草原植物的旺盛期对铅的富集能力比枯萎期高出1倍左右,铬元素各个区域的返青期和旺盛期富集能力无显著性差异。包头、察右前旗和辉腾锡勒三处富集能力较低,砷元素呼伦贝尔、察右前旗、辉腾锡勒三处旺盛期草原植物的富集能力达到了15%以上,其他时期和地区的富集能力多在3%左右。汞的富集能力在4种重金属中最高,均达到了30%以上,且旺盛期富集能力均为返青期两倍左右。

关键词：草地土壤重金属富集系数

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Pharmaceutical compounds in aquatic environment in China： locally screening and environmental risk assessment

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Frontiers of Environmental Science & Engineering 2015年第3期9卷 394-401页

作者： Yongshan CHEN xiuping XI Gang YU Qiming cao Bin WANG Franfois VINCE Youwei HONG Key Laboratory of Urban Environment and Health Institute of Urban Environment Chinese Academy of Sciences Xiamen 361021 China School of Environment THU-VEOLIA Joint Research Center for Advanced Environmental Technology Tsinghua University Beijing 100084 China

An environmental risk assessment was performed for pharmaceutical compounds present in the aquatic environment of China. Predicted environmental concentration （PEC） of the compounds were calculated according to European Medicines Evaluation Agency （EMEA） guidelines. Available ecotoxicological data compromised by applying a very conservative assessment factor （AF） were employed to calculate the predicted noeffect concentration （PNEC）. The screening principle and the risk assessment were based on risk quotient （RQ）, which derived from the PEC and related PNEC values. PEC results indicated that all the compounds except sulfadimethoxine and levocamitine, should carry out phase II risk assessment in EMEA guideline. RQ values suggested that more than 36 pharmaceuticals may be imposed health threats to the aquatic environment; especially the antibiotic therapeutic class including amoxicillin, sulfasalazine, trimethoprim, oxytetracycline and erythromycin showed high RQ values. These substances with high RQ value （RQ≥ 1） were regarded as top- priority pharmaceuticals for control in the aquatic environment of China. However, the antibiotic substances which had low risk quotient （RQ 〈 1）, should be reassessed by its potentially induced resistance under low concentration in future.

关键词： pharmaceuticals aquatic environment risk assessment aquatic toxicity risk quotient

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