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基于脑肌电信号融合的下肢动作识别

中南民族大学学报（自然科学版） 2025年第1期44卷 58-67页

作者：周慧李鹏飞周松波中南民族大学生物医学工程学院武汉430074 中南民族大学认知科学国家民委重点实验室武汉430074 中南民族大学医学信息分析及肿瘤诊疗湖北省重点实验室武汉430074

为识别踝背屈、踝跖屈两类下肢动作,采集了5名受试者的脑电信号和肌电信号.挑选9通道脑电信号和2通道肌电信号进行预处理及特征提取,脑电信号计算事件相关去同步化(Event Related Desynchronization,ERD)特征,肌电信号计算平均绝对值(Me... 详细信息

为识别踝背屈、踝跖屈两类下肢动作,采集了5名受试者的脑电信号和肌电信号.挑选9通道脑电信号和2通道肌电信号进行预处理及特征提取,脑电信号计算事件相关去同步化(Event Related Desynchronization,ERD)特征,肌电信号计算平均绝对值(Mean Absolute Value,MAV)和斜率符号变换次数(Slope Sign Changes,SSC)特征,特征单独或组合后送入XGBoost(Extreme Gradient Boosting)和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)分类器,对不同特征、分类器的识别效果进行比较,结果显示基于XGBoost分类器的脑肌电信号融合识别模式效果最优.

关键词：肌电信号脑电信号特征提取 XGBoost算法动作识别

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基于化学修饰玻碳电极的血清素生物医学传感

化学试剂 2025年第2期47卷 55-60页

作者：张少洋刘晓军朱春楠刘超郑冬云中南民族大学生物医学工程学院湖北武汉430074 医学信息分析及肿瘤诊疗湖北省重点实验室湖北武汉430074 认知科学实验室国家民委重点实验室湖北武汉430074

以玻碳电极为基底,多壁碳纳米管-聚溴酚蓝纳米复合膜为敏感功能材料,采用简单可控的滴涂成膜法和电化学聚合法,构建了一种新型血清素生物医学传感界面。借助于电化学技术、扫描电镜技术和交流阻抗技术对传感界面的构建和适用条件进行了... 详细信息

以玻碳电极为基底,多壁碳纳米管-聚溴酚蓝纳米复合膜为敏感功能材料,采用简单可控的滴涂成膜法和电化学聚合法,构建了一种新型血清素生物医学传感界面。借助于电化学技术、扫描电镜技术和交流阻抗技术对传感界面的构建和适用条件进行了优化,对传感机理进行了探讨,并对传感器的性能进行了评价。在最佳检测条件下,传感器用于血清素检测的线性范围为:2.0×10^(-7)~2.0×10^(-5) mol/L,检出限为6.0×10^(-8)mol/L,灵敏度为2.26μA/(μmol·L^(-1))。此外,该传感器性能良好,用于血清样品中血清素含量检测时,响应迅速,结果准确。

关键词：溴酚蓝多壁碳纳米管化学修饰电极血清素检测

小鼠S100A9蛋白在枯草芽孢杆菌中的表达及生物学活性分析

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中南民族大学学报（自然科学版） 2025年第1期44卷 36-42页

作者：李婷李甜甜丁明玲彭勇波中南民族大学生命科学学院武汉430074 中南民族大学生物医学研究所武汉430074 中南民族大学武陵山区特色资源植物种质保护与利用湖北省重点实验室武汉430074

钙结合蛋白S100A9与细胞炎症应答及肿瘤生长等密切相关,但对其生物学功能还不十分清楚.本研究构建了小鼠S100A9基因的枯草芽孢杆菌诱导表达载体,以期获得具有生物活性的S100A9蛋白并探讨其功能.采用无缝克隆将小鼠S100A9基因编码区序列... 详细信息

钙结合蛋白S100A9与细胞炎症应答及肿瘤生长等密切相关,但对其生物学功能还不十分清楚.本研究构建了小鼠S100A9基因的枯草芽孢杆菌诱导表达载体,以期获得具有生物活性的S100A9蛋白并探讨其功能.采用无缝克隆将小鼠S100A9基因编码区序列克隆至pHT43载体的Pgrac启动子区,并将重组载体pHT43-S100A9转化至芽孢杆菌WB800N菌株,经IPTG诱导S100A9蛋白表达.通过LPS诱导的RAW264.7细胞炎症模型检测了重组蛋白S100A9对炎症应答的调控作用.Western Blot证实了S100A9重组蛋白分泌表达,且在0.2 mmol/L的IPTG、30℃的发酵条件下其表达水平最佳.ELISA检测表明S100A9重组蛋白分泌表达量达到了15.47 ng/mL.分别利用含有1.54、3.09、6.59 ng/mL三种不同浓度S100A9重组蛋白的发酵液上清作用于LPS诱导的RAW264.7细胞,与空载组比较,1.54 ng/mL的S100A9重组蛋白能显著抑制LPS诱导的RAW264.7细胞促炎因子TNF-α及IL-6等的表达(P<0.05).

关键词： S100A9蛋白枯草芽孢杆菌异源表达 RAW264.7细胞炎症因子

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有氧运动改善化疗期间乳腺癌患者体质及生活质量研究:一项随机对照试验

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中国全科医学 2025年第3期28卷 285-292页

作者：李红梅张一民王勇张育荣贾潇于晶晶桑蝶中南民族大学体育学院湖北省武汉市430074 北京体育大学运动人体科学学院运动与体质健康教育部重点实验室北京市100084 中国医学科学院肿瘤医院超声科北京市100000 北京市朝阳区三环肿瘤医院乳腺内科 100122

背景蒽环类药物是乳腺癌基础化疗药物之一,但化疗常伴随着体质改变如体脂增加和心肺功能下降,胃肠道反应和骨髓抑制等毒副作用,影响患者的生活质量。目前关于运动改善以上毒副作用的研究结果不一致,有待进一步研究。临床上,应用运动处... 详细信息

背景蒽环类药物是乳腺癌基础化疗药物之一,但化疗常伴随着体质改变如体脂增加和心肺功能下降,胃肠道反应和骨髓抑制等毒副作用,影响患者的生活质量。目前关于运动改善以上毒副作用的研究结果不一致,有待进一步研究。临床上,应用运动处方改善乳腺癌患者以上化疗毒副作用的效果和安全性需要进一步探究。目的探究有氧运动改善蒽环类药物化疗期间乳腺癌患者体质和生活质量的效果及有氧运动的安全性。方法本研究是一项随机对照试验,纳入2022年3月—2023年1月在北京市朝阳区三环肿瘤医院接受蒽环类药物化疗方案的44例成年女性乳腺癌患者为研究对象,随机分为运动组(23例)与对照组(21例),对照组患者在化疗结束后提供个性化运动指导。运动组患者在化疗住院期间在康复师监督下进行锻炼,在家时通过患者自我监督和试验人员远程监督进行个性化运动干预。在化疗前后收集主要结局指标,包括体质和生活质量,记录胃肠道反应、骨髓抑制的发生次数、严重程度及运动相关不良事件。以化疗前数据为协变量,采用协方差分析比较两组体质情况和生活质量情况。结果本研究干预、随访过程中共流失4例,最终纳入40例患者(运动组21例,对照组19例)。运动干预期间未观察到严重不良事件。运动干预期间,患者平均依从性为81.8%;每次运动时长的平均依从性为91.9%;运动强度平均依从性为92.5%。化疗后,运动组体脂重、体脂百分比、内脏脂肪面积、腰围、腰臀比低于对照组,惯用手握力、相对峰值摄氧量(VO_(2)peak)高于对照组(P<0.05)。化疗后运动组患者功能性障碍发生率(7/20)低于对照组(12/16)(χ^(2)=5.707,P=0.017)。化疗后运动组生理状况、情感状况、附加得分低于对照组,功能状况得分高于对照组(P<0.05)。化疗后对照组生理状况分数(P<0.001)、运动组功能状况分数(P=0.017)高于化疗前。对照组和运动组患者分别共接受了84例次和94例次蒽环类药物化疗,对照组分别发生了84例次胃肠道反应和71次骨髓抑制,运动组分别发生了54例次胃肠道反应和45例次骨髓抑制,两组患者胃肠道反应和骨髓抑制发生情况比较,差异有统计学意义(P<0.05)。结论在蒽环类药物化疗期间进行有氧运动可以改善乳腺癌患者的体质和生活质量,且有监督的有氧运动是安全的。

关键词：乳腺肿瘤运动疗法化疗反应生活质量有氧运动体质随机对照试验

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用于快速检测铅离子的新型双发射碳点比率荧光探针

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光谱学与光谱分析 2023年第12期43卷 3788-3793页

作者：易敏娜曹汇敏黎双娜丝张朱珊莹朱春楠中南民族大学生物医学工程学院湖北武汉430074 中南民族大学认知科学国家民委重点实验室湖北武汉430074 中南民族大学医学信息分析及肿瘤诊疗湖北省重点实验室湖北武汉430074

碳量子点(CQDs),一类具有显著荧光性能的零维碳纳米材料,是近年来生物传感应用研究的热点材料。铅在化妆品、工业污染等环境的来源众多,吸入或误食吸附在颗粒物上的铅都会造成铅中毒,从而引发各种疾病,因此快速检测Pb^(2+)含量在临床医... 详细信息

碳量子点(CQDs),一类具有显著荧光性能的零维碳纳米材料,是近年来生物传感应用研究的热点材料。铅在化妆品、工业污染等环境的来源众多,吸入或误食吸附在颗粒物上的铅都会造成铅中毒,从而引发各种疾病,因此快速检测Pb^(2+)含量在临床医学应用中极其重要。基于CQDs的荧光特性,提出了一种新型蓝、红双发射比率荧光探针用于快速检测Pb^(2+)含量,采用透射电子显微镜、荧光光谱等多种手段对探针的形态结构与性质进行表征、检测和分析,对Pb^(2+)响应探针的光学特性以及应用可行性等进行了深入研究。双发射碳点通过与自身的对比标定,有效避免外界环境的干扰,从而提高对被测物浓度的检测效果和灵敏度。该探针采用水相合成,步骤简单可重复性高,且能够在短短几秒内对Pb^(2+)实现快速响应,检测过程无需借助大型仪器,仅在紫外灯辅助下便可裸眼观测到比率探针荧光从蓝色到红色的变化,可用于即时检测。在符合目前医学应用的Pb2+浓度范围0~0.5 mg·L^(-1)内,两种荧光基团之间的荧光强度比IBCDs/IRCDs与其浓度具有良好的线性关系,R^(2)=0.987 44,检出限为0.013 6mg·L^(-1)。选取Zn^(2+)、 Fe^(3+)、 K^(+)等十种金属干扰离子对探针的荧光传感性能进行研究,分析表明该探针对Pb2+具有良好的特异选择性,并在不同pH环境和孵育时间下测量铅响应,研究探针的稳定性。

关键词：碳量子点比率荧光探针荧光猝灭即时检测铅离子

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高性能氧温双传感材料的研究

光子学报 2020年第3期49卷 103-109页

作者：曹汇敏朱倩李发光吴超郑冬云朱春楠中南民族大学生物医学工程学院武汉430074 中南民族大学脑认知国家民委重点实验室武汉430074 医学信息分析及肿瘤诊疗湖北省重点实验室武汉430074

本文研究了荧光纳米材料与有机染料结合在多传感领域的应用:将荧光纳米材料CdSe/ZnS与有机染料铂(Ⅱ)四(五氟苯基)卟啉包埋于聚氨酯水凝胶D4,经过水解、缩合获得固体薄膜,来实现氧气浓度和温度的同时检测.利用发射峰在524nm的CdSe/ZnS... 详细信息

本文研究了荧光纳米材料与有机染料结合在多传感领域的应用:将荧光纳米材料CdSe/ZnS与有机染料铂(Ⅱ)四(五氟苯基)卟啉包埋于聚氨酯水凝胶D4,经过水解、缩合获得固体薄膜,来实现氧气浓度和温度的同时检测.利用发射峰在524nm的CdSe/ZnS荧光纳米材料提供温度传感,氧气传感则是基于发射峰为650nm的铂(Ⅱ)四(五氟苯基)卟啉的动态猝灭.所制得的薄膜具有良好的光学稳定性,由405nm的紫外光激发,得到两发射峰互不重叠的光谱.实验结果表明,在氧气浓度(0~30%)和温度(15~67℃)下传感膜能很好地应用于氧气和温度双传感系统,且氧气传感的灵敏系数为9.69×10-4,温度传感系数为-0.0035(误差在±0.0002),该技术为新型便携式多传感器提供了可能.

关键词：量子点聚氨酯水凝胶双传感氧气温度

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同步监测氧气和温度的新型便携式传感器

光学学报 2019年第6期39卷 359-364页

作者：曹汇敏李发光戴乐荣吴超郑冬云朱春楠中南民族大学生物医学工程学院湖北武汉430074 中南民族大学脑认知国家民委重点实验室湖北武汉430074 医学信息分析及肿瘤诊疗湖北省重点实验室湖北武汉430074

采用同时测量红绿蓝(RGB)三种颜色的数字颜色芯片,实现了一种同步监测氧气和温度的便携式传感器。涂覆于颜色芯片上的传感膜由三种荧光染料嵌入有机改性硅溶胶凝胶基质构成。所有染料均用405 nm的发光二极管光源激发,其荧光波长分别与... 详细信息

采用同时测量红绿蓝(RGB)三种颜色的数字颜色芯片,实现了一种同步监测氧气和温度的便携式传感器。涂覆于颜色芯片上的传感膜由三种荧光染料嵌入有机改性硅溶胶凝胶基质构成。所有染料均用405 nm的发光二极管光源激发,其荧光波长分别与颜色芯片的RGB三个通道相匹配且无光谱交叠。不同氧气浓度和温度下的实验结果表明,所研发的传感器能有效地同步监测氧气和温度,且在氧气浓度为0%~30%和温度为25~75℃时具有良好的线性响应。

关键词：传感器双传感荧光传感器氧气浓度温度数字颜色芯片

基于SiPLS-SPA波长优选的血红蛋白定量分析研究

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光谱学与光谱分析 2023年第1期43卷 50-56页

作者：高西娅张朱珊莹卢翠翠蒙泳吉曹汇敏郑冬云张莉谢勤岚中南民族大学生物医学工程学院湖北武汉430074 认知科学国家民委重点实验室湖北武汉430074 医学信息分析及肿瘤诊疗湖北省重点实验室湖北武汉430074

血红蛋白是人体的一项重要生理指标,浓度异常会导致人体产生各种疾病。红外光谱技术具有简单、无损、快速等优点,非常适合用于生理参数的定量分析。由于光谱背景复杂、有效信息弱,如何提取有效特征变量,构建精准定量模型是个难题。针对... 详细信息

血红蛋白是人体的一项重要生理指标,浓度异常会导致人体产生各种疾病。红外光谱技术具有简单、无损、快速等优点,非常适合用于生理参数的定量分析。由于光谱背景复杂、有效信息弱,如何提取有效特征变量,构建精准定量模型是个难题。针对此问题,以血液样本和血红蛋白仿体溶液样本光谱数据为研究对象,采用SPXY法、K_S法、duplex法、等间隔划分法四种数据集划分方法划分数据并通过建模对比,优选出最佳数据集划分方法为SPXY法。遍历了SavitzkyGolay一阶求导滤波(S_G1)+小波变换、小波变换+S_G1、标准正态变量变换(SNV)+S_G1三种预处理方法,优选出SNV+S_G1预处理方法。结合串联思想,提出组合区间偏最小二乘法(SiPLS)与连续投影算法(SPA)串联的特征波长优选方法,构建SiPLS-SPA-PLS预测模型,用两组数据对模型进行验证,依据评价指标判断模型的优劣,并与全谱PLS,SPA-PLS和SiPLS三种定量模型相比较。实验结果表明:(1)使用SiPLS-SPA-PLS模型进行定量分析,血液样本的R_(c),R_(p),RMSEC和RMSEP值分别为0.9936,0.9906,0.1992和0.1846,仿体溶液样本的R_(c),R_(p),RMSEC和RMSEP值分别为0.9989,0.9985,1.8489和2.0074。相比全谱PLS,SPA-PLS,SiPLS三种定量模型,R_(c)和R_(p)值最大,RMSEC和RMSEP值最小,该模型最优,可以更精准地实现血红蛋白的定量分析。(2)SiPLS-SPA-PLS定量模型能更加准确地筛选最优波段,两种样本筛选出来的有效波段分别为血液(1144~1264,1606~1798 nm)、仿体溶液(1018~1390,1600~1700 nm),剔除掉仪器的影响因素,大致相同,此方法可以精准优选出特征波长。(3)该模型可以提取有效变量,去除无用噪声影响,血液样本从全谱的700个光谱变量中优选出28个,仿体溶液样本从全谱的1201个光谱变量优选出41个,提高检测速度和预测效率。该方法为血红蛋白快速精准检测提供了一种思路。

关键词：红外光谱 SiPLS-SPA 定量分析波长优选

Syntaxin-1通过激活突触递质传递加速早期突触的形成

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生物化学与生物物理进展 2020年第7期47卷 626-633页

作者：裴青林寅荣伊刘孟雪吴世平阳小飞认知科学重点实验室湖北省医学信息分析与肿瘤诊疗重点实验室膜离子通道与药物研发实验室中南民族大学生物医学工程学院武汉430074

Syntaxin-1是一种多结构域蛋白,通过与synaptobrevin-2和SNAP-25形成SNARE复合体调节囊泡融合.然而,syntaxin-1在突触形成过程中是否发挥作用,目前尚不清楚.本研究显示syntaxin-1的表达水平与突触形成过程高度相关.Syntaxin-1的R151A和I... 详细信息

Syntaxin-1是一种多结构域蛋白,通过与synaptobrevin-2和SNAP-25形成SNARE复合体调节囊泡融合.然而,syntaxin-1在突触形成过程中是否发挥作用,目前尚不清楚.本研究显示syntaxin-1的表达水平与突触形成过程高度相关.Syntaxin-1的R151A和I155A突变影响其在突触形成中的促进作用,而Habc结构域或跨膜结构域在突触形成中无显著作用.结果表明,syntaxin-1通过激活突触囊泡释放来加速突触的形成.

关键词： syntaxin-1 突触形成突触囊泡动作电位触发的胞吐作用