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Implantable Electrochemical Microsensors for In Vivo Monitoring of Animal Physiological Information

Nano-Micro Letters 2024年第3期16卷 183-211页

作者： Jin Zhou Shenghan Zhou Peidi Fan Xunjia Li Yibin Ying Jianfeng Ping yuxiang pan Laboratory of Agricultural Information Intelligent Sensing College of Biosystems Engineering and Food ScienceZhejiang UniversityHangzhou 310058People’s Republic of China ZJU-Hangzhou Global Scientific and Technological Innovation Center Zhejiang UniversityHangzhou 311200People’s Republic of China

In vivo monitoring of animal physiological information plays a crucial role in promptly alerting humans to potential diseases in animals and aiding in the exploration of mechanisms underlying human ***,implantable electrochemical microsensors have emerged as a prominent area of *** microsensors not only fulfill the technical requirements for monitoring animal physiological information but also offer an ideal platform for *** have been extensively studied for their ability to monitor animal physiological information in a minimally invasive manner,characterized by their bloodless,painless features,and exceptional *** development of implantable electrochemical microsensors for in vivo monitoring of animal physiological information has witnessed significant scientific and technological advancements through dedicated *** review commenced with a comprehensive discussion of the construction of microsensors,including the materials utilized and the methods employed for *** this,we proceeded to explore the various implantation technologies employed for electrochemical *** addition,a comprehensive overview was provided of the various applications of implantable electrochemical microsensors,specifically in the monitoring of diseases and the investigation of disease ***,a concise conclusion was conducted on the recent advancements and significant obstacles pertaining to the practical implementation of implantable electrochemical microsensors.

关键词： Electrochemical microsensors Implantable sensors In vivo monitoring Animal physiological information

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3D microgroove electrical impedance sensing to examine 3D cell cultures for antineoplastic drug assessment

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Microsystems & Nanoengineering 2020年第1期6卷 1199-1208页

作者： yuxiang pan Deming Jiang Chenlei Gu Yong Qiu Hao Wan Ping Wang Biosensor National Special Laboratory Key Laboratory for Biomedical Engineering of Education MinistryDepartment of Biomedical EngineeringZhejiang UniversityHangzhou 310027China State Key Laboratory of Transducer Technology Chinese Academy of SciencesShanghai 200050China

In recent decades,three-dimensional(3D)cancer cell models have attracted increasing interest in the field of drug screening due to their significant advantages in more accurate simulations of heterogeneous tumor behavior in vivo compared to two-dimensional ***,drug sensitivity testing based on 3D cancer cell models can provide more reliable in vivo efficacy *** gold standard fluorescence staining is hard to achieve real-time and label-free viability monitoring in 3D cancer cell *** this study,a microgroove impedance sensor(MGIS)was specially developed for the dynamic and noninvasive monitoring of 3D cell viability.3D cancer cells were trapped in microgrooves with gold electrodes on opposite walls for in situ impedance *** change in the number of live cells caused inversely proportional changes to the impedance magnitude of the entire cell/Matrigel construct and reflected the proliferation and apoptosis of the 3D *** was confirmed that the 3D cell viability detected by the MGIS was highly consistent with the standard live/dead staining by confocal microscope ***,the accuracy of the MGIS was validated quantitatively using a 3D lung cancer model and sophisticated drug sensitivity *** addition,the parameters of the MGIS in the measurement experiments were optimized in detail using simulations and experimental *** results demonstrated that the MGIS coupled with 3D cell culture would be a promising platform to improve the efficiency and accuracy of cell-based anticancer drug screening in vitro.

关键词： impedance walls electrical

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Integrated nanoporous electroporation and sensing electrode array for total dynamic time-domain cardiomyocyte membrane resealing assessment

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Bio-Design and Manufacturing 2024年第6期7卷 972-982页

作者： Weiqin Sheng Ying Li Chunlian Qin Zhonghai Zhang yuxiang pan Zhicheng Tong Chong Teng Xinwei Wei School of Electronic Information Hangzhou Dianzi UniversityHangzhou 310018China College of Basic Medical Sciences Zhejiang Chinese Medical UniversityHangzhou 310058China ZJU-Hangzhou Global Scientific and Technological Innovation Center Zhejiang UniversityHangzhou 311200China Department of Orthopedics The Fourth Affiliated HospitalZhejiang University School of MedicineYiwu 322000China Key Laboratory of Advanced Drug Delivery Systems of Zhejiang Province College of Pharmaceutical SciencesZhejiang UniversityHangzhou 310058China 123

Intracellular electrophysiological research is vital for biological and medical *** planar microelectrode arrays(MEAs)have disadvantages in recording intracellular action potentials due to the loose cell-electrode *** investigate intracellular electrophysiological signals with high sensitivity,electroporation was used to obtain intracellular *** this study,a biosensing system based on a nanoporous electrode array(NPEA)integrating electrical perforation and signal acquisition was established to dynamically and sensitively record the intracellular potential of cardiomyocytes over a long period of ***,nanoporous electrodes can induce the protrusion of cell membranes and enhance cell-electrode interfacial coupling,thereby facilitating effective *** signals over the entire recording process can be quantitatively and segmentally analyzed according to the signal changes,which can equivalently reflect the dynamic evolution of the electroporated cardiomyocyte *** believe that the low-cost and high-performance nanoporous biosensing platform suggested in this study can dynamically record intracellular action potential,evaluate cardiomyocyte electroporation,and provide a new strategy for investigating cardiology pharmacological science.

关键词： Nanoporous electrode array(NPEA) Electroporation Intracellular potential recording Cardiomyocyte Membrane resealing

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Covalently grafting first-generation PAMAM dendrimers onto MXenes with self-adsorbed AuNPs for use as a functional nanoplatform for highly sensitive electrochemical biosensing of cTnT

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Microsystems & Nanoengineering 2022年第2期8卷 119-133页

作者： Xin Liu Yong Qiu Deming Jiang Fengheng Li Ying Gan Yuxuan Zhu yuxiang pan Hao Wan Ping Wang Zhejiang University 310027 HangzhouChina Cancer Centre Zhejiang University310058 HangzhouZhejiangChina State Key Laboratory of Transducer Technology Chinese Academy of Sciences200050 ShanghaiChina Binjiang Institute of Zhejiang University 310053 HangzhouChina. School of Biomedical Engineering Tianjin Medical University300070 TianjinChina Research Center of Smart Sensing ZhejiangLab310027 HangzhouChina

2D MXene-Ti3C2Tx has demonstrated promising application prospects in various fields;however,it fails to function properly in biosensor setups due to restacking and anodic oxidation *** expand beyond these existing limitations,an effective strategy to for modifying the MXene by covalently grafting first-generation poly(amidoamine)dendrimers onto an MXene in situ(MXene@PAMAM)was reported *** used as a conjugated template,the MXene not only preserved the high conductivity but also conferred a specific 2D architecture and large specific surface areas for anchoring *** PAMAM,an efficient spacer and stabilizer,simultaneously suppressed the substantial restacking and oxidation of the MXene,which endowed this hybrid with improved electrochemical performance compared to that of the bare MXene in terms of favorable conductivity and stability under anodic ***,the massive amino terminals of PAMAM offer abundant active sites for adsorbing Au nanoparticles(AuNPs).The resulting 3D hierarchical nanoarchitecture,AuNPs/MXene@PAMAM,had advanced structural merits that led to its superior electrochemical performance in *** a proof of concept,this MXene@PAMAM-based nanobiosensing platform was applied to develop an immunosensor for detecting human cardiac troponin T(cTnT).A fast,sensitive,and highly selective response toward the target in the presence of a[Fe(CN)6]^(3-/4-)redox marker was realized,ensuring a wide detection of 0.1-1000 ng/mL with an LOD of 0.069 ng/*** sensor's signal only decreased by 4.38%after 3 weeks,demonstrating that it exhibited satisfactory stability and better results than previously reported MXene-based *** work has potential applicability in the bioanalysis of cTnT and other biomarkers and paves a new path for fabricating high-performance MXenes for biomedical applications and electrochemical engineering.

关键词： electrochemical anodic properly

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玉米须活性成分的提取分离及其生物活性研究

玉米须活性成分的提取分离及其生物活性研究

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作者： yuxiang pan 天津大学

学位级别：硕士

玉米须,又名玉蜀黍须,是禾本科植物玉蜀黍Zea mays L.的花柱和柱头。全国大部分地区均产,夏、秋果实成孰时收集,除去杂质,鲜用或晒干生用。玉米在我国大江南北广为栽培,因此玉米须资源十分丰富。玉米须是我国一种传统的中草药,被1985版... 详细信息

玉米须,又名玉蜀黍须,是禾本科植物玉蜀黍Zea mays L.的花柱和柱头。全国大部分地区均产,夏、秋果实成孰时收集,除去杂质,鲜用或晒干生用。玉米在我国大江南北广为栽培,因此玉米须资源十分丰富。玉米须是我国一种传统的中草药,被1985版(一部)的《中华人民共和国卫生部药材标准》收录为常用药材品种,作为我国的传统中药材,民间常用于治疗高血压和糖尿病。玉米须最早的入药记载是在《滇南本草》,谓其性微温,味甜,入阳明胃经,宽肠下气,治疗妇人乳汁不通、乳结红肿、睡卧压着、小儿吹着、头痛体困、怕冷发热等。医家认为玉米须味甘与淡,性平。不仅入阳明胃经,而且还归肝、胆、肾经,功能清肝利胆、利水消肿。现代药理研究也证实玉米须具有多种药理活性,如降血糖、降血压、降血脂、抗肿瘤、保肝、清热利胆、免疫调节等。玉米须化学成分复杂多样,主要含有黄酮类化合物、甾体类化合物、多糖、皂苷类化合物、有机酸、生物碱、氨基酸、维生素等。研究表明玉米须中的主要活性成分包括多糖、多酚类、黄酮类、皂苷等。为了明确玉米须中的化学成分及其生物活性,本文对玉米须的化学成分与其抗氧化、降血糖活性进行了系统的研究。银纳米颗粒在电学、光学、生物医学和催化等领域展现出了十分优异的性能,尤其在生物医学方面,具有广阔的应用空间。银纳米颗粒由于其生物兼容性、表面易修饰、小尺寸效应和极大的比表面积等特性,容易与病原微生物接触,从而发挥更大的生物效应,因此具有抗菌范围广和持续杀菌时间长的优点。然而,在对银纳米颗粒的利用过程中,人们逐渐发现银纳米颗粒的表面必须做到无化学试剂残留方可对其进行进一步的生物应用,从而达到预期的效果,而其中银纳米颗粒的品质直接取决于制备方法。生物还原法是近年来兴起的一种新的银纳米颗粒的合成方法,分为微生物法和植物取液法,生物还原法条件温和、安全、环保、能耗低。其中,植物取液法相比于微生物法更具优势,它不需要复杂的过程,如微生物细胞培养和多个净化步骤。植物取液的来源广泛,取便利,用植物取液合成的银纳米颗粒无毒、无污染,更利于银纳米颗粒在医学上的应用。目前,采用的植物主要包括西袖皮、红枣、橙子和称猴桃等。尚未见用玉米须取液来合成得到银纳米颗粒的报道。玉米须在中国的分布广泛,价格低廉,无毒,便于储存,不会造成环境污染,并且有药用价值,以玉米须取液来制备银纳米颗粒具有合成效果好和绿色安全无毒的优势。本文首先对玉米须中的多糖进行了结构表征和抗氧化、降血糖等生物活性的研究。采用80%乙醇取干燥玉米须粉末得到玉米须醇物和滤渣,滤渣再采用水醇沉法得到玉米须粗多糖,Savage法除去蛋白,反复醇沉除去小分子,得到的粗多糖再经过超滤得到分子量小于30000、30000-80000、大于80000道尔顿的多糖,通过体外抗氧化实验(DPPH自由基清除实验、铁还原力实验)和α淀粉酶抑制实验发现,分子量为30000-80000道尔顿间的多糖(PCS2)活性最好,故对其进行结构表征及进一步活性研究。采用GPC分子排阻色谱法确定PCS2的平均分子量为45500 Da左右,FT-IR红外数据表明了多糖的特征峰,扫电镜观察得到了多糖多孔且光滑的表面结构,气相色谱法确定了多糖的单糖组成及比例为半乳糖:甘露糖:葡萄糖:木糖:阿拉伯糖:鼠李糖=1.00:0.67:0.63:0.42:0.16:0.08。对于PCS2的降血糖活性研究,采用了高糖高脂饲料配合链脲佐菌素注射诱导的二型糖尿病小鼠模型,实验结果显示PCS2可以显著改善糖尿病小鼠的饮食摄水,显著降低了糖尿病小鼠的空腹血糖值。葡萄糖耐受实验结果表明PCS2显著改善了小鼠的葡萄糖耐受。通过测定血清指标发现游离脂肪酸、低密度脂肪酸、糖化血清蛋白等的水平较糖尿病小鼠阴性对照组都有了显著降低,同时体内抗氧化酶如谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶的活性都有了显著的增高。这些结果说明了PCS2作为一种天然的功能食品有用于治疗糖尿病的潜力。其次是对玉米须醇溶性成分进行分级(石油醚,乙酸乙酯,正定醇)萃取,对比不同极性部分的化学成分和生物活性,再采用活性追踪的方法对正丁醇层进行分离纯化。首先为了明确玉米须的活性部位,本文首先对比研究了玉米须不同极性部位(石油醚,乙酸乙酯,正定醇)的化学成分与抗氧化活性。实验结果表明玉米须石油醚层具有最高的总甾醇含量但是体外抗氧化活性和消化酶抑制活性(α-淀粉酶抑制实验、α-葡萄糖苷酶抑制实验)最低,而乙酸乙酯层和正丁醇层的总多酚、总黄酮含量及体外抗氧化活性(DPPH自由基清除实验,铁还原力实验)、消化酶抑制活性(α-淀粉酶抑制实验、α-葡萄糖苷酶抑制实验)相对较高,这说明了多酚和黄酮类物质可能是玉米须中起到抗氧化和消化酶抑制作用的主要成分。同样采用高糖高脂饲料配合链脲佐菌素注射诱导的二型糖尿病小鼠模型对正丁醇层萃取物进行体内降血

关键词：玉米须多糖正丁醇层萃取物抗糖尿病作用银纳米颗粒

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土地经营权流转期限的分层调整制度设计与战略构想——基于分配正义视角

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现代经济探讨 2024年第4期 125-132页

作者：潘雨祥西南政法大学民商法学院重庆401120

土地经营权被先后纳入土地承包法和民法典,搭建起农地三权分置格局,但其权利构建尚未完成。土地经营权制度构建事关农地权利分配正义,维护承包权主体利益、满足经营权主体需求、促进农地资源优化利用是其基本要求,土地经营权流转期限正... 详细信息

土地经营权被先后纳入土地承包法和民法典,搭建起农地三权分置格局,但其权利构建尚未完成。土地经营权制度构建事关农地权利分配正义,维护承包权主体利益、满足经营权主体需求、促进农地资源优化利用是其基本要求,土地经营权流转期限正是这些基本要求的集中体现。因此,流转期限的分层调整负载了土地经营权制度构建的现实基础、价值依据和技术路径。根植于农地流转实践,因循中国物权和债权制度现实,可将土地经营权流转期限分层为短期、中长期以及长期,赋予不同期限的土地经营权以不同性质。并在此基础上通过确保土地收回权落地等保障性措施,促进土地经营权的中长期流转,为土地经营权制度构建奠定符合中国实际的法理和制度基础。

关键词：分配正义土地经营权流转期限分层调整中长期流转

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美国创业风险投资税收政策演变及其启示

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中国科技论坛 2012年第7期 142-147页

作者：潘玉香天津工业大学管理学院天津300387

美国是创业风险投资的发源地,是世界上创业风险投资规模最大、组织化、制度化程度最高、创业风险投资体系最为健全的国家。在创业风险投资业发展的不同时期,美国创业风险投资税收政策对其成长产生了有效的推动作用。研究探讨美国创投业... 详细信息

美国是创业风险投资的发源地,是世界上创业风险投资规模最大、组织化、制度化程度最高、创业风险投资体系最为健全的国家。在创业风险投资业发展的不同时期,美国创业风险投资税收政策对其成长产生了有效的推动作用。研究探讨美国创投业税收政策经验,对于推动中国创投业的繁荣健康发展具有重要启示。

关键词：创业风险投资税收演变税收效应

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类器官芯片在生物医学中的研究进展

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科学通报 2019年第9期64卷 902-910页

作者：吴谦潘宇祥万浩胡宁王平浙江大学生物医学工程与仪器科学学院生物传感器国家专业实验室生物医学工程教育部重点实验室杭州310027 中国科学院传感技术国家联合重点实验室上海200050 Biomaterials Innovation Research Center Center for Biomedical Engineering Harvard Medical School

目前国际上药物筛选技术主要是依据药效学模型进行细胞和动物实验,测试给药前后的变化,但是这种初筛方法的效率并不够理想.近年来,随着生物技术和信息技术的迅速发展,使得类器官芯片成为生物医学中极具特色而富有活力的新兴领域.相比传... 详细信息

目前国际上药物筛选技术主要是依据药效学模型进行细胞和动物实验,测试给药前后的变化,但是这种初筛方法的效率并不够理想.近年来,随着生物技术和信息技术的迅速发展,使得类器官芯片成为生物医学中极具特色而富有活力的新兴领域.相比传统的平面细胞培养和动物模型,类器官具有更接近在体器官的结构和功能的优势,可以更好地反映人体生理学特性.结合类器官芯片与微流控技术构建的生理微系统,可以在体外模拟人体组织器官的主要结构和功能特征.本文综述了类器官的培养现状、器官芯片的制作和应用以及结合仿生传感技术的研究工作进展.这些技术研究在药物研发、疾病模型和个性化医疗方面具有广阔的应用前景.

关键词：类器官芯片仿生传感技术生物医学工程生物传感药物研发

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智能网联汽车预期功能安全风险评估3σ接受准则

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机械工程学报 2024年第10期60卷 182-191页

作者：白先旭潘宇翔陈浩李维汉石琴合肥工业大学自动驾驶汽车安全技术安徽省重点实验室合肥230009 合肥工业大学安徽省智慧交通车路协同工程研究中心合肥230009 合肥工业大学车辆工程系合肥230009

预期功能安全(Safety of the Intended functionality,SOTIF)问题是智能网联汽车商业化推广的最大难题之一。在对智能网联汽车进行SOTIF分析的过程中,建立合适的风险接受准则能为危害识别和风险评估提供更准确的判别标准,有助于降低开... 详细信息

预期功能安全(Safety of the Intended functionality,SOTIF)问题是智能网联汽车商业化推广的最大难题之一。在对智能网联汽车进行SOTIF分析的过程中,建立合适的风险接受准则能为危害识别和风险评估提供更准确的判别标准,有助于降低开发成本、提高整车的SOTIF信心度和开发效率。为建立合适的风险接受准则,对自然驾驶数据中部分驾驶人交通特性关键参数进行提取以验证驾驶人行为的“极值特性”和参数的正态分布,并分析建立安全接受准则需要遵循的三类基本原则。在结合6标准差(6sigma,6σ)理论在工科领域中的实际应用的基础上,提出将6σ理论用于建立SOTIF风险评估的3σ接受准则,并基于该接受准则重新定义行车安全场(Driving safety field,DSF)中驾驶安全系数(Driving safety index,DSI)标准值的计算方法。利用TrafficNet数据库计算不同基础场景下的DSI的标准值(DSI*),量化基础场景下的SOTIF风险接受准则。研究结果完善智能网联汽车的SOTIF评价体系,有利于从源头提升智能网联汽车安全水平,对避免无止境地推高累积测试里程具有指导意义。

关键词：智能网联汽车预期功能安全风险评估驾驶安全系数接受准则

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钢板-砖砌体组合异形柱轴压性能试验研究与分析

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建筑结构学报 2014年第8期35卷 113-119页

作者：潘宇翔曹双寅敬登虎杨金鑫东南大学土木工程学院江苏南京210096

钢板-砖砌体组合结构是一种新型的托换改造技术。为了研究钢板-砖砌体组合异形柱的轴心受压性能,共完成了6根组合异形柱试件的静载试验,考虑了施工过程中常用的L形、T形两种截面形式,螺栓间距为300,400 mm两种情况以及螺栓约束对组合柱... 详细信息

钢板-砖砌体组合结构是一种新型的托换改造技术。为了研究钢板-砖砌体组合异形柱的轴心受压性能,共完成了6根组合异形柱试件的静载试验,考虑了施工过程中常用的L形、T形两种截面形式,螺栓间距为300,400 mm两种情况以及螺栓约束对组合柱轴压承载力的影响,探讨了组合柱受压破坏的机理。试验结果表明:钢板-砖砌体组合异形柱的破坏始于外包钢板的局部弹性屈曲;不同侧面的钢板屈曲存在先后顺序,但通过截面应力重分布,在接近极限荷载时其应力水平基本接近;对拉螺栓对异形截面组合柱的影响要远大于矩形截面柱;对拉螺栓失效后构件存在二次刚度;局部冷弯处理的钢板连接方式能够有效提高构件的延性。此外,给出了可供此类型柱进行轴压承载力的计算公式。

关键词：钢板-砖砌体组合柱 T形截面柱 L形截面柱轴心受压静载试验局部屈曲

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