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用于三维单颗粒示踪的多焦面双螺旋点扩散函数显微研究

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物理学报 2024年第10期73卷 362-371页

作者：马光鹏龚振权聂梦娇曹慧群屈军乐林丹樱于斌深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室深圳518060 深圳大学化学与环境工程学院深圳518060

双螺旋点扩散函数(double-helix point spread function,DH-PSF)显微可实现纳米尺度的三维单颗粒示踪(three-dimensional single particle tracking,3D SPT),被广泛应用于生命科学等领域,但DH-PSF显微的成像景深和定位精度有限,限制了其在活体厚样品中的应用.为了解决此问题,本文提出了一种基于轴向分光棱镜的多焦面DH-PSF显微(z-splitter prism-based multifocus DH-PSF microscopy,ZPMDM)方法和系统,通过将基于轴向分光棱镜的多焦面显微与DH-PSF相结合,在无需扫描的情况下提高DH-PSF显微的轴向定位范围和定位精度,解决完整活细胞内3D SPT的大景深探测难题.通过系统标定,ZPMDM中3个通道的平均三维定位精度分别为σ_(L(x,y,z))=(4.4 nm,4.6 nm,10.5 nm),σ_(M(x,y,z))=(4.3 nm,4.2 nm,8.2 nm),以及σ_(R(x,y,z))=(4.8 nm,4.4 nm,10.3 nm),DH-PSF的有效景深扩展至6μm,实现了大景深范围内的甘油-水混合溶液中的荧光微球示踪,并初步研究了活巨噬细胞的吞噬现象,进一步验证了该方法的有效性,对于3D SPT的发展和应用具有重要意义.

关键词：三维单颗粒示踪双螺旋点扩散函数多焦面显微

基于数字微镜器件的快速超分辨晶格结构光照明显微研究

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物理学报 2024年第9期73卷 297-306页

作者：杨浩智聂梦娇马光鹏曹慧群林丹樱屈军乐于斌深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室深圳518060 深圳大学化学与环境工程学院深圳518060

超分辨结构光照明显微成像技术(super-resolution structured illumination microscopy,SR-SIM)具有时间分辨率高、光漂白和光毒性低和对荧光探针的要求少等优点,适用于活细胞的长时程超分辨成像.采用二维晶格结构光作为照明光,可以实... 详细信息

超分辨结构光照明显微成像技术(super-resolution structured illumination microscopy,SR-SIM)具有时间分辨率高、光漂白和光毒性低和对荧光探针的要求少等优点,适用于活细胞的长时程超分辨成像.采用二维晶格结构光作为照明光,可以实现更快的成像速度和更低的光毒性,但同时也增加了系统的复杂性.为了解决此问题,本文提出了一种基于数字微镜器件的快速超分辨晶格结构光照明显微成像方法(digital micromirror device-based lattice SIM,DMD-Lattice-SIM),通过同步分时触发DMD和sCMOS相机的方式实现二维正交晶格结构光的产生,且只需要采集5幅相移原始图像即可重构出超分辨图像,相比于传统SR-SIM需要9幅相移原始图像的方法,图像采集时间减少了约44.4%.同时,在基于空域和频域联合的SIM重构算法(joint space and frequency reconstruction method-SIM,JSFR-SIM)的基础上,本文还发展了用于Lattice-SIM的JSFR超分辨图像重构方法(Lattice-JSFR-SIM),先在频域对原始图像进行预滤波处理;然后,在空域对滤波后的图像进行超分辨重构处理.与传统频域图像重构处理对比,该方法在512×512像素数的成像视场下重构时间减少了约55.6%,对于实现活细胞实时超分辨成像具有重要意义和应用价值.

关键词：结构光照明显微术超分辨成像晶格结构光照明空域重构

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ERAS干预措施对胆囊切除患者术后胃肠功能的影响

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河北医药 2024年第1期46卷 75-79页

作者：胡静江赟曹群项丹安徽省安庆市立医院手术室 246000

目的观察ERAS护理干预措施对胆囊切除患者术后胃肠功能的影响。方法选择2020年5月至2022年5月行胆囊切除的患者106例,按随机数字表法分为研究组和对照组,每组53例。对照组围术期予以常规护理措施,研究组在对照组基础上给予ERAS理念的... 详细信息

目的观察ERAS护理干预措施对胆囊切除患者术后胃肠功能的影响。方法选择2020年5月至2022年5月行胆囊切除的患者106例,按随机数字表法分为研究组和对照组,每组53例。对照组围术期予以常规护理措施,研究组在对照组基础上给予ERAS理念的护理措施。采用胃肠道症状分级评分量表(GSRS)、胃肠道生活质量指数(GIQLI)评估干预效果,记录2组患者术后首次进食时间、术后首次肛门排气时间、术后首次排便时间,住院时间,并发症发生情况。结果研究组干预后GSRS量表评分中各维度评分及总分均低于对照组(P0.05)。结论 ERAS护理干预措施能够改善胆囊切除患者术后胃肠道不适症状,提高患者胃肠道生活质量,促进患者胃肠功能恢复及术后康复,降低患者住院时间。

关键词：加速康复外科胆囊切除术围术期胃肠功能护理

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CNT负载纳米铁阴极电芬顿降解左氧氟沙星

中国环境科学 2024年第10期44卷 5513-5521页

作者：冯凡郭波曹群金史怡王瑞麟陈彩玉太原理工大学环境科学与工程学院山西太原030024

利用浓硫酸对碳纳米管(CNT)进行改性,并以改性CNT(MCNT)上负载铁(MCNT-Fe)作为阴极,构建非均相电芬顿体系,用于去除左氧氟沙星(LFV)的研究.阴极材料的SEM、XPS、XRD和FTIR的表征结果显示:负载铁以纳米Fe_(2)O_(3)形式存在,大多数粒子(>8... 详细信息

利用浓硫酸对碳纳米管(CNT)进行改性,并以改性CNT(MCNT)上负载铁(MCNT-Fe)作为阴极,构建非均相电芬顿体系,用于去除左氧氟沙星(LFV)的研究.阴极材料的SEM、XPS、XRD和FTIR的表征结果显示:负载铁以纳米Fe_(2)O_(3)形式存在,大多数粒子(>80%)大小在8nm以内;MCNT表面存在多种含氧基团.阴极材料的循环伏安曲线(CV)和阻抗分析(EIS)表明:与CNT和MCNT比较,MCNT-Fe阴极的氧还原活性更大,电子传递能力更强.因而MCNT-Fe阴极的电芬顿法有更高的LFV去除效率.该电芬顿法在优化条件下,pH值3~9,反应240min时LFV去除率可达92.7%~95.7%;线态氧(^(1)O_(2))起主要作用(贡献率达64.6%).此外,MCNT-Fe阴极在多次重复使用中性质稳定,经6次循环使用后的LFV去除率仍可达到89.3%.拓宽的pH值适用范围、稳定的阴极表现以及良好的LFV去除效果非常利于MCNT-Fe阴极的电芬顿法的实际应用,本文提出的^(1)O_(2)可能的形成机制为该法的应用提供了理论依据.

关键词：改性阴极电芬顿碳纳米管左氧氟沙星线态氧

MULTISCALE FINITE ELEMENT METHOD FOR SUBDIVIDED PERIODIC ELASTIC STRUCTURES OF COMPOSITE MATERIALS

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Journal of Computational Mathematics 2001年第2期19卷 205-212页

作者： Li-qun cao Jun-zhi Cui De-chao Zhu Jian-lan Luo Institute of Computational Mathematics and Science-Engineering Computing Academy of Mathematics and Systems SciencesChinese Academy of SciencesBeijing 100080China Solid Mechanics Research Center Beijing University of Aeronautics and AstronauticsBeijing 100083China Department of Applied Physics Beijing University of Aeronautics and AstronauticsBeijing 100083China

Deals with a study which discussed the mechanical behaviour for subdivided periodic elastic structures of composite materials, from the viewpoint of macro- and meso-scale coupling. Multiscale asymptotic expansion and truncation error estimates; Discussion on multiscale finite element method; Details of higher order difference quotients and total error estimates; Numerical experiments.

关键词： multi-scale asymptotic method finite element method composite medium

电动力绳系卫星系统长期离轨动力学建模与控制设计方法

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振动工程学报 2024年第10期37卷 1792-1802页

作者：颜家慧陈提文浩罗操群彭文轩恽卫东南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室江苏南京210016 上海宇航系统工程研究所上海201108

本文针对电动力绳系卫星系统的长期离轨问题,研究离轨过程中系统的非线性动力学建模以及离轨控制设计方法。基于哑铃模型假设,进行系统的姿态动力学建模。为提高动力学建模精度,计入电动力、大气阻力和地球J_(2)摄动等动力学载荷对系统... 详细信息

本文针对电动力绳系卫星系统的长期离轨问题,研究离轨过程中系统的非线性动力学建模以及离轨控制设计方法。基于哑铃模型假设,进行系统的姿态动力学建模。为提高动力学建模精度,计入电动力、大气阻力和地球J_(2)摄动等动力学载荷对系统轨道运动的影响,采用修正的非奇异轨道要素描述系统的轨道动力学。针对离轨的动力学控制问题,提出了常值电流输入、方向可变的电流输入和最优控制三种电流控制设计方法,通过系绳电流设计调节电动力载荷实现离轨机动。在最优控制设计方法中,构建了带非线性约束的动力学反问题,基于非线性规划算法求解该反问题,得到最优控制参考轨迹,通过闭环反馈跟踪修正电流进行离轨。另外,提出了一种基于能量的电流开关控制策略辅助离轨,以保持系统姿态稳定和高效地利用电动力。为高效离轨对系统进行了动力学设计,并通过仿真算例对比分析了控制方法的离轨效率,验证了控制方法的有效性。

关键词：绳系卫星系统电动力最优控制长期离轨

Multi-objective strategy to optimize dithering technique for high-quality three-dimensional shape measurement

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Chinese Physics B 2019年第10期28卷 381-386页

作者： Ning Cai Zhe-Bo Chen Xiang-qun cao Bin Lin State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation CNERC for Optical InstrumentsZhejiang UniversityHangzhou 310027China Research Institute of Zhejiang University-Taizhou Taizhou 318000China

Dithering optimization techniques can be divided into the phase-optimized technique and the intensity-optimized technique. The problem with the former is the poor sensitivity to various defocusing amounts, and the problem with the latter is that it cannot enhance phase quality directly nor efficiently. In this paper, we present a multi-objective optimization framework for three-dimensional(3D) measurement by utilizing binary defocusing technique. Moreover, a binary patch optimization technique is used to solve the time-consuming issue of genetic algorithm. It is demonstrated that the presented technique consistently obtains significant phase performance improvement under various defocusing amounts.

关键词： three-dimensional(3D) shape measurement multi-objective dithering genetic algorithm

MULTISCALE ASYMPTOTIC EXPANSION FOR A CLASS OF HYPERBOLIC-PARABOLIC TYPE EQUATION WITH HIGHLY OSCILLATORY COEFFICIENTS

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Journal of Computational Mathematics 2002年第5期20卷 505-518页

作者： Li-qun cao De-chao Zhu Jian-Lan Luo Institute of Computational Mathematics and Science-Engineering Computing The Academy of Mathematics and System SciencesThe Chinese Academy of SciencesP.O.Box 2719100080BeijingChina Center of Solid Research Beijing University of Aeronautics and Astronautics100083BeijingChina Department of Applied Physics Beijing University of Aeronautics and Astronautics100083BeijingChina

In this paper, we will discuss the asymptotic behaviour for a class of hyperbolic -parabolic type equation with highly oscillatory coefficients arising from the strong-transient heat and mass transfer problems of comp... 详细信息

关键词： multiscale asymptotic expansion hyperbolic-parabolic type equation highly oscillatory coefficient

Optimized dithering technique in frequency domain for high-quality three-dimensional depth data acquisition

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Chinese Physics B 2019年第8期28卷 124-131页

On the basis of the objective functions,dithering optimization techniques can be divided into the intensity-based optimization technique and the phase-based optimization ***,both types of techniques are spatial-domain optimization techniques,while their measurement performances are essentially determined by the harmonic components in the frequency *** this paper,a novel genetic optimization technique in the frequency domain is proposed for highquality fringe *** addition,to handle the time-consuming difficulty of genetic algorithm(GA),we first optimize a binary patch,then join the optimal binary patches together according to periodicity and symmetry so as to generate a full-size *** is verified that the proposed technique can significantly enhance the measured performance and ensure the robustness to various amounts of defocusing.

关键词： fringe generation genetic algorithm frequency domain 3D shape measurement