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高通量蛋白质结构生物信息学进展

生物化学与生物物理进展 2024年第9期51卷 1989-1999页

作者：祝云篪陆祖宏东南大学生物科学与医学工程学院数字医学工程全国重点实验室南京211189

本文总结了高通量蛋白质结构生物信息学的最新进展,包括结构数据管理、工具软件开发和结构数据挖掘三个主要方面。结构数据管理方面,得益于类AlphaFold系统的发展,蛋白质结构数据量实现爆发式增长,直接促进了压缩技术的升级,也吸引了研... 详细信息

本文总结了高通量蛋白质结构生物信息学的最新进展,包括结构数据管理、工具软件开发和结构数据挖掘三个主要方面。结构数据管理方面,得益于类AlphaFold系统的发展,蛋白质结构数据量实现爆发式增长,直接促进了压缩技术的升级,也吸引了研究者对结构数据管理的关注。工具软件开发方面,以Foldseek为代表的新算法实现了高速的结构比对,突破了结构分析的通量瓶颈,此外深度学习模型的大量应用从多个方面改进了基于结构的蛋白质功能注释。结构数据挖掘方面,研究者以组学思维处理结构大数据,在持续的探索中提炼分析要素、优化方法,并在新工具的帮助下推动着结构数据挖掘的进阶。随着高通量方法的发展,结构生物信息学有望在生命科学中发挥更重要的作用。

关键词：蛋白质结构生物信息学高通量类AlphaFold系统结构蛋白质组学

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气体拉曼光谱检测技术的研究进展

分析化学 2024年第7期52卷 925-936页

作者：周启帆陆于李澳刘畅张家和杨羲黄炎赵祥伟东南大学生物科学与医学工程学院数字医学工程全国重点实验室

气体的高灵敏多重检测和准确识别在公共安全、环境保护、健康诊断和工业生产等领域中具有重要意义。传统的气体检测方法存在灵敏度低、耗时长、设备沉重、流程繁琐和成本高等不足。近年来，拉曼光谱检测技术因其具有快速、灵敏和无损的... 详细信息

气体的高灵敏多重检测和准确识别在公共安全、环境保护、健康诊断和工业生产等领域中具有重要意义。传统的气体检测方法存在灵敏度低、耗时长、设备沉重、流程繁琐和成本高等不足。近年来，拉曼光谱检测技术因其具有快速、灵敏和无损的特点，已成为气体检测领域的研究热点，并与人工智能的结合愈加紧密。本文综述了近年来拉曼光谱技术在气体检测方面的应用研究进展，包括常规拉曼光谱检测和增强拉曼光谱检测；同时，介绍了人工智能算法在气体拉曼检测技术中的融合应用，并对气体拉曼光谱检测技术的未来发展进行了分析和展望。

关键词：气体检测拉曼光谱增强拉曼光谱光谱分析算法评述

来源：博看期刊

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高效稀土上转换纳米晶体合成

东南大学学报（自然科学版） 2024年第4期54卷 981-989页

作者：王睿梁高林东南大学数字医学工程全国重点实验室南京211189 东南大学生物科学与医学工程学院南京211189 邯郸诺曼科技有限公司邯郸057750

详细介绍了上转换纳米晶体的主要合成方法及其优缺点.共沉淀法具有产率高、易大规模制备等优点,但后续需要煅烧结晶,晶体形貌控制较差.水热/溶剂热法能够制备结晶性良好、尺寸均一的纳米晶体,但其发光性能的可调控性相对较差.热分解法... 详细信息

详细介绍了上转换纳米晶体的主要合成方法及其优缺点.共沉淀法具有产率高、易大规模制备等优点,但后续需要煅烧结晶,晶体形貌控制较差.水热/溶剂热法能够制备结晶性良好、尺寸均一的纳米晶体,但其发光性能的可调控性相对较差.热分解法能够获得粒径均一的纳米晶体,但需要使用预先制备的金属前驱体.晶种介导的高温生长法和阳离子交换法均可优化晶体的形貌与功能,易获得尺寸分布均一、光学性能优异的上转换纳米晶体.通过主体材料优化、纳米晶体结构设计和仿真设计指导等方法,可以有效提高纳米晶体的发光效率,优化后合成的纳米晶体在生物成像和疾病诊断中展示出良好的应用前景.

关键词：上转换纳米晶体发光性能优化纳米晶体合成水热法阳离子交换法

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二维半导体的相干声学声子研究进展

发光学报 2024年第8期45卷 1232-1246页

作者：许文雄张何崔乾楠徐春祥东南大学生物科学与医学工程学院数字医学工程全国重点实验室江苏南京210096 东南大学电子科学与工程学院江苏南京210096

飞秒脉冲激光激发固体薄膜材料产生的相干声学声子可以快速无损获取发光材料与器件结构特性,对于光电器件功能界面的无损检测及成像具有重要意义。相较于热弹性机制的传统金属薄膜光声换能器,二维半导体材料具备宽谱吸收、表面原子级平... 详细信息

飞秒脉冲激光激发固体薄膜材料产生的相干声学声子可以快速无损获取发光材料与器件结构特性,对于光电器件功能界面的无损检测及成像具有重要意义。相较于热弹性机制的传统金属薄膜光声换能器,二维半导体材料具备宽谱吸收、表面原子级平整、层数易控等优良特性。飞秒激光激发二维半导体能原位产生相干声学声子振荡,为进一步发射超快声波脉冲获取界面信息创造了条件,广泛适用于无损评测发光器件的缺陷分布、力学性能和界面品质。本文主要介绍二维半导体中相干声学声子的研究进展,并讨论利用超快光声转换的高穿透深度、高时空分辨测量技术重大的科学意义与社会价值。

关键词：二维半导体异质界面相干声学声子

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诺贝尔奖成果案例在生物医学工程专业基础课“分子与细胞”中的教学实践

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生物学杂志 2024年第1期41卷 120-122页

作者：姜晖李艳东南大学生物科学与医学工程学院南京210096

探索了以诺贝尔奖成果案例为主干线索牵引生物医学工程专业基础课“分子与细胞”课程教学的改革试点,遴选课程11个核心章节的15个获奖案例,建议学生以诺贝尔奖得主的获奖报告为蓝本开展合作调研,重点关注科学家的研究背景、发现发明的... 详细信息

探索了以诺贝尔奖成果案例为主干线索牵引生物医学工程专业基础课“分子与细胞”课程教学的改革试点,遴选课程11个核心章节的15个获奖案例,建议学生以诺贝尔奖得主的获奖报告为蓝本开展合作调研,重点关注科学家的研究背景、发现发明的亮点、成果的理论或应用价值。在课堂实践中,构筑导入-汇报-互动-总结的研讨单元,采用同行组引导讨论的方法,提升教学效果。融入国家需求、科学艺术、应对挑战、创新精神等要素,通过课外调研和课堂研讨来激发学生的自主学习热情,培养学生的生物医学基本素质和理念,在有限学时下取得良好成效,90%的学生认为学习收获显著。进一步提出该课程的方法优化、观点更新、思政融合、视野提升等改进设想,对生物医学类专业生物基础课程教学的提质增效具有潜在借鉴意义。

关键词：分子与细胞诺贝尔奖教学创新生物医学

一流高校研究生教育管理模式对比——以约翰·霍普金斯大学和东南大学为例

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东南大学学报(哲学社会科学版) 2024年第S1期 53-57页

作者：王晓宇姜飞月东南大学生物科学与医学工程学院东南大学继续教育学院

霍普金斯大学首创了“专业式”研究生教育管理模式，该校在参考德国的“学徒式”教育模式的基础上，结合美国的基本国情进行了重大创新，形成了独具美国特色的“专业式”研究生培养模式，对于推动研究生的规模培养和研究型大学的改革都... 详细信息

霍普金斯大学首创了“专业式”研究生教育管理模式，该校在参考德国的“学徒式”教育模式的基础上，结合美国的基本国情进行了重大创新，形成了独具美国特色的“专业式”研究生培养模式，对于推动研究生的规模培养和研究型大学的改革都产生了很大的影响。东南大学是我国最早开展研究生教育的高等学校之一，早在20世纪50年代就开始招收研究生，1996年3月经国家教委批准，正式建立研究生院。东南大学在如今已成为中国研究生教育与培养的一个重要基地。通过对两所学校的研究生教育管理制度进行研究，比较两所学校的研究生教育管理模式，总结出异同点，提出启示。

关键词：约翰·霍普金斯大学东南大学管理模式研究生教育

硅基InGaN/GaN多量子阱微盘器件的发光、探测和数据传输

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发光学报 2024年第6期45卷 978-985页

作者：秦飞飞卢雪瑶王潇璇吴佳启曹越张蕾樊学峰朱刚毅王永进南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003 东南大学生物科学与医学工程学院江苏南京210096

光源和探测器的集成可有效促进轻量化和小型化光电系统的发展,InGaN/GaN多量子阱器件中发光与探测共存现象为收发一体芯片的设计提供了可能。本文采用标准半导体工艺制备了硅片上集成的圆盘形InGaN/GaN多量子阱阵列器件,并对其发光、探... 详细信息

光源和探测器的集成可有效促进轻量化和小型化光电系统的发展,InGaN/GaN多量子阱器件中发光与探测共存现象为收发一体芯片的设计提供了可能。本文采用标准半导体工艺制备了硅片上集成的圆盘形InGaN/GaN多量子阱阵列器件,并对其发光、探测以及基本通信特性进行了研究。微盘型器件中的共振模式有助于提升其探测特性,同时各向同性的辐射特性有助于器件作为光源时与探测器在空间上的耦合。作为光源,该器件的开启电压为2.5 V,中心波长455 nm,-3 dB带宽为5.4 MHz。作为探测器,该器件对紫外到蓝光波段的光有响应,探测性能随波长增加而减弱,截止波长450 nm。在365 nm光源激发下,该器件具有最高开关比7.2×10^(4),下降沿时间为0.41 ms。同时,基于单个微盘器件,本文构建并演示了半双工通信系统,在不同频段实现数据传输。这项研究对于电驱动光源制备以及收发一体的光通信具有重要意义。

关键词：硅基InGaN/GaN 多量子阱器件发光与探测半双工通信

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大学生生命教育的内涵解读、特性探析与路径优化

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东南大学学报(哲学社会科学版) 2024年第S1期 29-31页

作者：陈雨张胤东南大学生物科学与医学工程学院东南大学发展规划与学科建设部

大学生生命教育拓宽了生命教育研究对象，它既是大学生自身健康成长的必然要求，也是高校人才培养和社会发展的客观需要。大学生生命教育是为了生命的教育，是有关生命的教育，是生命化的教育，具有目标导向性、内容广博性、理念超前性... 详细信息

大学生生命教育拓宽了生命教育研究对象，它既是大学生自身健康成长的必然要求，也是高校人才培养和社会发展的客观需要。大学生生命教育是为了生命的教育，是有关生命的教育，是生命化的教育，具有目标导向性、内容广博性、理念超前性、方式多样性的特征，可通过融合多元教育元素、拓展教育平台与载体、结合后疫情时代背景与联动多教育主体打造有深度、有精度、有温度、有广度的大学生生命教育实施路径。

关键词：大学生生命教育内涵特性路径

骨陷窝-小管结构改变对骨细胞流体动力学微环境的影响

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医用生物力学 2024年第4期39卷 607-614页

作者：王晨璐王慧茹杨海胜北京工业大学生物医学工程系北京100124

目的探讨废用条件引起的骨陷窝-小管系统(lacunar-canalicular system,LCS)结构改变对力学刺激作用下骨细胞流体动力学微环境的影响。方法首先,以轴向加载的小鼠胫骨为对象,建立“整骨-单个骨细胞LCS”多尺度模型。然后,将整骨多孔弹性... 详细信息

目的探讨废用条件引起的骨陷窝-小管系统(lacunar-canalicular system,LCS)结构改变对力学刺激作用下骨细胞流体动力学微环境的影响。方法首先,以轴向加载的小鼠胫骨为对象,建立“整骨-单个骨细胞LCS”多尺度模型。然后,将整骨多孔弹性有限元模型计算得到的压力梯度等结果作为单个骨细胞LCS模型的边界条件,以计算骨细胞周围的流速和剪切应力。最后,采用实验设计(design of experiment,DOE)方法确定LCS结构参数(陷窝体积、陷窝形状与小管直径)对LCS内骨细胞流体动力学微环境的独立及交互影响。结果当陷窝体积、陷窝形状与小管直径分别从正常变为废用条件时,流速分别增加了5.3%、39.3%和37.0%。DOE结果显示,陷窝形状与小管直径对流速和剪切应力具有显著影响(P<0.05),且贡献比为0.38∶0.62,而陷窝体积以及各参数交互作用影响不显著。结论废用条件致陷窝形状和小管直径的改变是影响力学刺激作用下LCS内骨细胞流体动力学微环境的主要因素。通过合理的运动方式有望防治太空失重等带来的废用性骨丢失。

关键词：骨重建废用骨陷窝-小管系统流体流动

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