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多色比色法在生物传感平台的研究进展

应用化学 2024年第1期41卷 3-20页

作者：徐一林梦瑶宫晓群天津大学生命科学学院天津300072

比色法是生物传感中较为常用的一种检测手段,因其具有较高的灵敏度和特异性而受到广泛关注。其中,基于多色探针的多色比色法已成为近年来的研究热点,灵敏度较单色比色法显著提高、且具有更高的分辨率和肉眼辨识度,通过观察颜色变化可进... 详细信息

比色法是生物传感中较为常用的一种检测手段,因其具有较高的灵敏度和特异性而受到广泛关注。其中,基于多色探针的多色比色法已成为近年来的研究热点,灵敏度较单色比色法显著提高、且具有更高的分辨率和肉眼辨识度,通过观察颜色变化可进行可视化半定量检测,又可通过计算颜色比率或基于智能手机图像处理软件进行快速定量检测。基于有机小分子荧光显色、纳米材料显色及酶促反应显色3种不同的显色机理,综述了多色荧光小分子探针、多色纳米材料比色探针及多色酶促反应比色探针的检测机理以及它们在实际样本检测中的应用,并进一步探讨了其面临的挑战及未来发展机遇。

关键词：荧光分子探针金纳米粒子银纳米粒子量子点酶联免疫吸附法纳米酶

不同调理剂施用对富磷土壤磷素吸收及其形态变化影响

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土壤 2024年第3期56卷 488-494页

作者：郭刘明卢树昌天津农学院农学与资源环境学院天津300392

针对集约化设施土壤中磷素过度累积,本文开展盆栽试验,探究不同类型土壤调理剂施用对糯玉米干物质积累、磷素吸收及土壤磷素形态变化的影响。结果表明,生物质炭70%+明矾30%处理玉米的长势最好,其盆干生物量最高为44.6 g/plant,显著高于... 详细信息

针对集约化设施土壤中磷素过度累积,本文开展盆栽试验,探究不同类型土壤调理剂施用对糯玉米干物质积累、磷素吸收及土壤磷素形态变化的影响。结果表明,生物质炭70%+明矾30%处理玉米的长势最好,其盆干生物量最高为44.6 g/plant,显著高于对照处理19.57%。土壤总磷和水溶性磷含量在施用调理剂后与种植前相比均有不同程度的降低。在土壤无机磷组分变化方面,明矾100%与生物质炭100%处理均提高了缓效性磷源的含量,生物质炭70%+明矾30%处理显著提高了速效性磷源含量。生物质炭70%+明矾30%、生物质炭30%+腐植酸30%+明矾30%处理可以有效抑制土壤碱性磷酸酶的活性,同时抑制土壤有机磷素的矿化。综合来看,生物质炭70%+明矾30%处理在释放土壤潜在性磷源、提高土壤速效性磷源、促进作物磷素吸收、提高作物干物质量积累等方面的综合表现较好。

关键词：土壤调理剂富磷土壤磷素吸收磷素形态变化

基于超声扩散场的焊接节点疲劳损伤早期检测及剩余寿命评估

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土木工程学报 2024年第9期57卷 22-33,45页

作者：高树灵李宁岳亚男张芮天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350 天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350

钢结构焊接节点在疲劳载荷作用下易发生损伤、破坏,目前基于超声技术检测疲劳损伤的方法已得到初步验证,但早期裂纹萌生预警和剩余寿命评估仍存在困难和挑战。该研究基于超声扩散场能量密度提出一种检测焊接节点疲劳损伤的方法。该方法... 详细信息

钢结构焊接节点在疲劳载荷作用下易发生损伤、破坏,目前基于超声技术检测疲劳损伤的方法已得到初步验证,但早期裂纹萌生预警和剩余寿命评估仍存在困难和挑战。该研究基于超声扩散场能量密度提出一种检测焊接节点疲劳损伤的方法。该方法通过计算有损和无损状态下超声能量密度的差异,定义焊接节点疲劳损伤指数;采用对接焊缝和十字形传力角焊缝试件,验证损伤指数对焊接节点疲劳损伤的敏感性和普适性;而后,对早期裂纹萌生预警和剩余寿命评估与棘轮应变检测结果进行对比。试验结果表明:所提出的损伤指数变化趋势与棘轮应变检测结果吻合度高;焊接节点疲劳裂纹扩展时,损伤指数增长尤为快速;当裂纹萌生时,损伤指数表现出突然增大的趋势,据此定义早期裂纹萌生预警判据,实现对焊接节点疲劳全寿命60%~80%的早期剩余寿命评估;同时,根据损伤指数曲线明显的谷值点,实现焊接节点寿命30%~50%的早期剩余寿命评估。

关键词：超声扩散场焊接节点疲劳损伤检测早期预警剩余寿命评估

石灰粉煤灰固化硫酸盐渍土的水稳定性与微观结构特征

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工程地质学报 2024年第2期32卷 430-439页

作者：柴寿喜田萌萌魏丽张琳天津城建大学地质与测绘学院天津300380

高含盐量硫酸盐渍土的抗压强度低、水稳定性非常差,不能直接用于道路工程建设,应采用石灰和粉煤灰对其固化。为解决超硫酸盐渍土的工程应用问题,选择石灰掺量6%、8%、10%、12%、14%与石灰︰粉煤灰1︰1、1︰1.5、1︰2、1︰2.5、1︰3的固... 详细信息

高含盐量硫酸盐渍土的抗压强度低、水稳定性非常差,不能直接用于道路工程建设,应采用石灰和粉煤灰对其固化。为解决超硫酸盐渍土的工程应用问题,选择石灰掺量6%、8%、10%、12%、14%与石灰︰粉煤灰1︰1、1︰1.5、1︰2、1︰2.5、1︰3的固化方案,开展未浸水与浸水固化土的抗压试验,评价石灰和粉煤灰掺量对固化土水稳定性的影响;通过扫描电镜观察与能谱测试,分析石灰和粉煤灰掺量对硫酸盐渍土微观形貌的影响;计算微观结构指标,辅助分析石灰和粉煤灰对硫酸盐渍土的固化机理。试验结果显示:(1)在硫酸盐渍土中掺入适量的石灰和粉煤灰,固化土的抗压强度与水稳定性明显提高。随石灰粉煤灰掺量的增加,固化土的强度呈先增长后降低趋势。(2)石灰和粉煤灰化学反应产生了凝胶物质与针棒状物质,填充土的孔隙,增强土颗粒间的胶结力,提高了硫酸盐渍土的抗压强度与水稳定性。(3)采用8%石灰+24%粉煤灰配合比,固化土的抗压强度最高且水稳定性最好。8%石灰+24%粉煤灰固化土的颗粒胶结更紧密,土团粒粒径较大,土团粒形状更趋向于扁圆状,土的结构更稳定。研究结果表明,8%石灰+24%粉煤灰配合比可为超硫酸盐渍土改性与固化的工程利用提供参考。

关键词：硫酸盐渍土无侧限抗压强度水稳定系数扫描电镜能谱分析

基于改进YOLOv7算法的建筑垃圾分类检测

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环境工程学报 2024年第1期18卷 270-279页

作者：刘进军李磊磊张昊宇荣辉王少坡赵坚天津城建大学控制与机械工程学院天津300384 天津城建大学材料科学与工程学院天津300384 天津城建大学环境与市政工程学院天津300384

基于深度学习算法的建筑垃圾分类检测技术对建筑垃圾回收和资源再利用具有重要意义。提出了改进的YOLOv7算法实现对建筑垃圾的分类检测。改进算法采用内容感知特征重组(content-aware reassembly of features,CARAFE)上采样算子替换YOL... 详细信息

基于深度学习算法的建筑垃圾分类检测技术对建筑垃圾回收和资源再利用具有重要意义。提出了改进的YOLOv7算法实现对建筑垃圾的分类检测。改进算法采用内容感知特征重组(content-aware reassembly of features,CARAFE)上采样算子替换YOLOv7中最邻近插值方式的上采样算子,从而提高了目标检测精度;引入分布移位卷积(distribution shifting convolution,DSConv)模块替换YOLOv7的头部网络中部分传统卷积,实现了模型的轻量化。结果表明,改进算法的m AP值达到了90.7%,模型计算量仅为96G。该方法具有准确率高、稳健性强等特点,在建筑垃圾分类检测实际场景中具有较高的应用价值。

关键词：建筑垃圾检测 YOLOv7 CARAFE DSConv

基于重点区域采样深度神经网络代理模型的可靠性分析方法

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工程力学 2024年

作者：李宁张孝航天津大学建筑工程学院滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) 中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室(天津大学)

提出了一种自适应重点区域采样方法，通过建立深度神经网络代理模型，对结构可靠性进行评估。该自适应重点区域采样方法结合距离信息和概率分布信息，既可考虑极限状态面附近样本对结构可靠度存在较大影响，又可考虑样本空间全局概率分... 详细信息

提出了一种自适应重点区域采样方法，通过建立深度神经网络代理模型，对结构可靠性进行评估。该自适应重点区域采样方法结合距离信息和概率分布信息，既可考虑极限状态面附近样本对结构可靠度存在较大影响，又可考虑样本空间全局概率分布规律，从而协同局部搜索和全局探索的均衡。同时，为了避免采样点聚集导致的采样效率降低，提出了一种剔除候选点规则。最后，针对深度神经网络代理模型的特征，初始化采取均匀拉丁超立方实验设计，并给出可考虑深度神经网络预测结果有波动性的收敛准则，保证所提出算法收敛的鲁棒性。通过三个数值算例，验证本文方法在精度和效率方面均有较明显的优势。

关键词：结构可靠度自适应采样重点区域采样代理模型深度神经网络蒙特卡洛模拟

氯沙坦对脓毒症小鼠急性肾损伤的影响及其与线粒体融合-分裂的关系

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中华麻醉学杂志 2024年第2期44卷 220-224页

作者：王恩全阚宇飞孟姝岐宋宇谢克亮天津医科大学总医院麻醉科、天津市麻醉学研究所天津300052 天津医科大学总医院重症医学科天津300052

目的评价氯沙坦对脓毒症小鼠急性肾损伤的影响及其与线粒体融合-分裂的关系。方法 SPF级雄性C57BL/6J小鼠128只,6~8周龄,体质量20~25 g,采用随机数字表法分为4组(n=32):假手术组(Sham组)、假手术+氯沙坦组(Sham+LOS组)、脓毒症相关性急... 详细信息

目的评价氯沙坦对脓毒症小鼠急性肾损伤的影响及其与线粒体融合-分裂的关系。方法 SPF级雄性C57BL/6J小鼠128只,6~8周龄,体质量20~25 g,采用随机数字表法分为4组(n=32):假手术组(Sham组)、假手术+氯沙坦组(Sham+LOS组)、脓毒症相关性急性肾损伤组(SA-AKI组)及脓毒症相关性急性肾损伤+氯沙坦组(SA-AKI+LOS组)。采用盲肠结扎穿孔法建立小鼠脓毒症模型。Sham+LOS组及SA-AKI+LOS组分别于假手术或造模前3 d开始,腹腔注射氯沙坦5 mg/kg,1次/d,连续3 d;Sham组及SA-AKI组腹腔注射等量溶剂。随机取20只小鼠,观察术后7 d生存情况。于假手术或造模后24 h,采用比色法测定血清BUN及Cr浓度,采用ELISA法测定血清TNF-α、IL-6和高迁移率族蛋白B1(HMGB1)浓度;取肾组织,HE染色后光镜下观察病理学结果,并行肾小管损伤评分,采用荧光素酶法测定ATP含量,采用JC-1法测定线粒体膜电位(MMP)水平,采用Western blot法检测动力相关蛋白1(Drp1)及线粒体融合蛋白2(Mfn2)表达。结果与Sham组比较,SA-AKI组及SA-AKI+LOS组生存率降低,血清BUN、Cr、TNF-α、IL-6、HMGB1浓度和肾小管损伤评分升高,肾组织ATP含量及MMP下降,Drp1表达上调,Mfn2表达下调(P<0.05),肾组织发生病理学损伤;与SA-AKI组比较,SA-AKI+LOS组生存率升高,血清BUN、Cr、TNF-α、IL-6、HMGB1浓度和肾小管损伤评分下降,肾组织ATP含量及MMP升高,Drp1表达下调,Mfn2表达上调(P<0.05),肾组织病理学损伤减轻。结论氯沙坦可减轻脓毒症小鼠急性肾损伤,机制可能与促进线粒体融合,抑制线粒体分裂有关。

关键词：氯沙坦脓毒症急性肾损伤线粒体融合线粒体分裂

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基于LED阵列的胶囊型光动力治疗光源研究

激光与光电子学进展 2024年

作者：董晓曦石霞飞胡嘉参钮鹏亮阴慧娟中国医学科学院生物医学工程研究所整合医学再生实验室

消化道肿瘤的早期精准诊疗有利于改善患者预后，提升患者生存率。胶囊内镜与光动力(PDT)技术结合形成的光动力胶囊诊疗一体化技术是本团队提出的消化道早期诊疗策略。其中有效的胶囊型光动力治疗光源是关键技术之一，电池供电条件下达... 详细信息

消化道肿瘤的早期精准诊疗有利于改善患者预后，提升患者生存率。胶囊内镜与光动力(PDT)技术结合形成的光动力胶囊诊疗一体化技术是本团队提出的消化道早期诊疗策略。其中有效的胶囊型光动力治疗光源是关键技术之一，电池供电条件下达到有效光剂量和胶囊内光场质量控制是技术难点。通过消化道肿瘤细胞模型和荷瘤小鼠模型，对比了LED阵列形成的高斯光场、非均匀光场和均匀光场对肿瘤的杀伤效应，确认了均匀光场杀伤效应最佳。为在胶囊尺寸上实现输出均匀光场的LED阵列，建立了LED阵列光场的三维数学模型，推导出胶囊光源的最佳分布半径和照射距离。模型显示，分布半径为7mm的等边三角形LED阵列在照射距离7.1～8.8mm范围内可实现均匀光场，最佳照射距离是7.8mm。按此参数制备的LED阵列光源和模型输出光场进行拟合，其R2值为0.9934。研究表明基于LED阵列的胶囊型光动力治疗光源可以实现工作距离范围内的均匀光场，完成光动力效应。本研究还建立了LED阵列光场分布预测模型，为LED光源在医学上的应用提供了研究工具。

关键词：光动力治疗胶囊内镜光场分布 LED阵列消化道肿瘤

区块链技术驱动下数字化平台隐私保护行为演化博弈策略研究

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工程管理科技前沿 2024年第4期43卷 17-26页

作者：杨斯博褚晓璇李敏强冯楠天津大学管理与经济学部天津300072 天津大学复杂管理系统实验室天津300072

当前,传统隐私保护技术难以有效解决数字化平台数据安全共享与信息回溯等问题,区块链具有非对称加密、分布式记账、不可篡改、信息可追溯等特点,成为解决上述问题的突破口,可满足数字化平台日益增长的数据隐私保护要求。考虑到政府监管... 详细信息

当前,传统隐私保护技术难以有效解决数字化平台数据安全共享与信息回溯等问题,区块链具有非对称加密、分布式记账、不可篡改、信息可追溯等特点,成为解决上述问题的突破口,可满足数字化平台日益增长的数据隐私保护要求。考虑到政府监管因素,本文构建了数字化平台与用户双方隐私保护行为策略的演化博弈模型,深入剖析双方最优策略选择的演化博弈过程及影响因素,并通过数值仿真实验对理论模型进行了验证。研究结果表明:隐私保护博弈双方最优策略的选择与隐私保护总成本、平台使用区块链获得的额外收益、用户附加收益、用户价值收益、隐私泄露总损失以及平台的隐私损失承担系数、用户信任水平与政府惩罚力度等均密切相关。本研究为研究人员、平台企业及政府的隐私保护决策提供了理论参考。

关键词：区块链数字化平台隐私保护演化博弈

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