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精准调控COFs负载双金属单原子的制备及肿瘤催化治疗

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精准调控COFs负载双金属单原子的制备及肿瘤催化治疗

作者：成国栋临沂大学

学位级别：硕士

癌症是全球范围内威胁人类生命和健康的重大恶性疾病。目前,癌症治疗方法在临床医学中取得了重大进展,但药物副作用或耐药性限制了对肿瘤的治疗效果。近年来,随着“纳米催化医学”的快速发展,通过芬顿（Fenton）反应将过氧化氢（H2O2）... 详细信息

癌症是全球范围内威胁人类生命和健康的重大恶性疾病。目前,癌症治疗方法在临床医学中取得了重大进展,但药物副作用或耐药性限制了对肿瘤的治疗效果。近年来,随着“纳米催化医学”的快速发展,通过芬顿（Fenton）反应将过氧化氢（H2O2）转化为羟基自由基（·OH）来消灭癌细胞的化学动力学疗法（CDT）,成为最广泛的纳米催化抗肿瘤策略之一。此外,肿瘤微环境（TME）中的酸性环境以及H2O2浓度明显高于正常组织,为CDT治疗提供了基础。因此,充分利用TME中有限的生化物质,实现多种方法的协同进一步提高治疗效果对于癌症的治疗具有极大的意义。单原子催化剂（SAC）具有优异的催化活性、高原子利用率以及高度可调的配位环境等催化特性而受到广泛研究。此外,单原子催化剂还可以催化Fenton反应、过氧化氢酶和氧化酶模拟反应,为其在生物医学领域的应用奠定了基础。目前,通过引入第二金属原子制备双原子催化剂（DAC）,得益于双金属原子之间的相互作用改变活性表面位点或调整反应物的催化位点来提高催化性能的被认为是最有前景的方法。在本论文中,基于共价有机框架（COF）中亚胺键的强配位作用,通过对吸附位点的精准设计和化学平衡的进一步调控,采用一种特殊铁-铂双金属配体试剂作为金属源精准合成COF衍生的铁/铂双原子催化剂（FePt-DAC/NC）,同时制备了相应的单原子催化剂（Fe-SAC/NC和Pt-SAC/NC）。受益于两种金属原子之间的配位,Pt单原子的存在可以成功调节Fe单原子的催化活性,FePt-DAC/NC比Fe-SAC/NC表现出更强的催化H2O2产生·OH的能力（催化效率提高了186.4%）,实现肿瘤的化学动力学疗法;同时,FePt-DAC/NC纳米催化剂在808 nm激光照射下表现出优异的光热性能,实现肿瘤的光热疗法。随后修饰透明质酸（HA）用于肿瘤治疗,体外和体内实验结果均表明,FePt-DAC/NC@HA可以通过双原子位点协同促进纳米催化疗法,同时光热增强纳米催化疗法的协同作用有效抑制肿瘤细胞的生长。这种新型双金属活性位单分散催化剂为纳米催化疗法协同光热治疗以改善肿瘤治疗效果在生物医学领域的应用提供了重要的范例,凸显了其广阔的临床应用潜力。

关键词：共价有机框架双原子催化剂化学动力学疗法光热疗法协同治疗

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基于3D卷积神经网络的肺结节检测研究

基于3D卷积神经网络的肺结节检测研究

作者：张弛临沂大学

学位级别：硕士

肺癌是全球最致命的癌症。治疗肺癌的最佳选择分为两个阶段,一是进行早期的诊断,二是根据诊断结果制定治疗方案。肺癌常在肺部形成结节,因此结节可能是肺癌早期的病理变化。为了降低肺癌的死亡率,胸部CT被用于肺结节的早期诊断。随着深... 详细信息

肺癌是全球最致命的癌症。治疗肺癌的最佳选择分为两个阶段,一是进行早期的诊断,二是根据诊断结果制定治疗方案。肺癌常在肺部形成结节,因此结节可能是肺癌早期的病理变化。为了降低肺癌的死亡率,胸部CT被用于肺结节的早期诊断。随着深度学习的发展,卷积神经网络(CNN)已被用于帮助检测肺结节,并被证明比传统方法更有效。本研究的重点是医学图像CT在肺结节检测方面的应用,并对其中存在的不足进行了深入的分析和研究:(1)信息传递不畅和信息筛选不足;(2)远距离元素之间的有效关联难以捕捉。关于上面提到的问题,本文的具体研究内容如下所述:(1)为了解决肺结节检测网络模型中信息传递不畅和信息筛选不足的问题,设计了一种基于3D卷积神经网络和注意力机制的肺结节检测模型。该网络模型采用了3D Bridge Attention模块和3D Attention Gates模块,以增强模型在医学图像信息传递和筛选方面的能力,可以提升肺结节检测的灵敏度。最终,使用自由响应接收操作特征(FROC)作为评估指标,对比实验数据,并对结果进行深入分析。经过实验,当该模型的平均假阳性密度为0.125、0.25、0.5、1.0、2.0、4.0和8.0时,FROC得分分别达到了40.83%、48.33%、55.56%、66.50%、76.41%、83.90%和88.20%,并且平均FROC得分为65.68%。与Deep SEED网络模型、Nodule Net网络模型和SANet网络模型这三种最新的肺结节检测网络模型相比,该模型显著提升了医学图像在肺结节检测方面的FROC得分,从而证实了该模型在肺结节检测能力上相对于其他网络模型具有明显的优势。(2)为了解决肺结节检测网络模型中远距离元素之间的有效关联难以捕捉的问题,设计了一种基于3D注意力卷积和多层感知器的检测模型。该网络模型采用了3D MultiHead Self-Attention模块和3D Axial Shifted Multilayer Perceptron模块,以增强其在医学图像捕获远距离元素之间的有效关联方面的能力,可以进一步提升肺结节检测的灵敏度。经过实验,当该模型的平均假阳性密度为0.125、0.25、0.5、1.0、2.0、4.0和8.0时,FROC得分分别达到了41.74%、48.97%、56.58%、66.82%、76.80%、84.92%和89.63%,并且平均FROC得分为66.50%。在各种平均假阳性密度的情况下均有较好的FROC得分。未来将考虑不同类别的属性,以更好地检测肺结节。同时将简化设计的模型,使用参数剪枝技术去除冗余的参数,进一步优化网络,缩短模型的预测时间。

关键词：深度学习卷积神经网络肺结节检测注意力机制多层感知器

甲基营养型芽胞杆菌NKG-1对番茄灰霉病的防治效果及全基因组分析

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中国生物防治学报 2024年第3期40卷 679-689页

作者：张丝雨高文静张丙翠杨吉刘焕珊刘炳花临沂大学农林科学学院临沂276000

为了研究甲基营养型芽胞杆菌NKG-1对番茄灰霉病的防治效果,采用NKG-1发酵液处理番茄灰霉菌,观察番茄灰霉菌菌丝生长状态,测定菌丝干重、抑菌率,调查其对番茄离体叶片、苗期灰霉病防治效果。结果显示甲基营养型芽胞杆菌NKG-1显著抑制番... 详细信息

为了研究甲基营养型芽胞杆菌NKG-1对番茄灰霉病的防治效果,采用NKG-1发酵液处理番茄灰霉菌,观察番茄灰霉菌菌丝生长状态,测定菌丝干重、抑菌率,调查其对番茄离体叶片、苗期灰霉病防治效果。结果显示甲基营养型芽胞杆菌NKG-1显著抑制番茄灰霉菌菌丝的生长和产孢,对番茄离体叶片灰霉病防治效果达80.00%,对苗期番茄灰霉病的防治效果达73.14%。通过对NKG-1全基因组进行分析预测,发现该菌含有12个次级代谢产物基因簇,其中脂肽类抗生素表面活性素和丰原素具有抑菌作用,且丰原素已被证实具有强烈的抗真菌活性。本研究为甲基营养型芽胞杆菌NKG-1防治番茄灰霉病的应用和解析防病机理提供了重要的理论基础。

关键词：甲基营养型芽胞杆菌番茄灰霉病全基因组 NKG-1

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二硫化钼纳米材料的制备方法及应用研究进展

人工晶体学报 2024年第4期53卷 600-619页

作者：张家豪王德修李玉琦徐英梁士明宋学省临沂大学材料科学与工程学院临沂276000

本文深入探讨了二硫化钼(MoS 2)纳米材料的合成策略及其在能源转换与存储等领域的应用前景,综合分析包括溶剂热法、溶胶-凝胶法在内的多种合成方法,揭示了这些方法对MoS 2纳米结构形态和性能的具体影响。研究表明,通过精确控制合成条件... 详细信息

本文深入探讨了二硫化钼(MoS 2)纳米材料的合成策略及其在能源转换与存储等领域的应用前景,综合分析包括溶剂热法、溶胶-凝胶法在内的多种合成方法,揭示了这些方法对MoS 2纳米结构形态和性能的具体影响。研究表明,通过精确控制合成条件,可以制备出具有优化电子性质和表面活性的MoS 2纳米材料。在锂离子电池和光电探测器等应用中,这些材料展现了卓越的性能,特别是在增强电池充放电循环稳定性和提升光电转换效率方面。本文进一步讨论了MoS 2应用发展面临的挑战,特别是在材料合成可扩展性和性能一致性方面。最后,文章对未来的研究方向进行了展望,提出了创新合成策略和优化材料结构的研究方向,进一步拓宽MoS 2在高性能能源设备中的应用潜力。

关键词：二硫化钼纳米材料能源转换能源存储合成策略

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光催化有机反应中的共价有机框架材料

化学进展 2024年第5期36卷 645-666页

作者：王静怡许昕郑仕佳魏丕峰安万凯临沂大学化学化工学院临沂276000 河南农业大学理学院郑州450002

共价有机框架(COFs)由于其优异的光催化活性成为多孔材料领域的研究热点。与其他多相光催化剂相比,COFs具有规整且可控的结构、大的比表面积、均匀的孔道、良好的稳定性、可回收利用性、合适的能带结构、可调节的吸光范围和易于功能化... 详细信息

共价有机框架(COFs)由于其优异的光催化活性成为多孔材料领域的研究热点。与其他多相光催化剂相比,COFs具有规整且可控的结构、大的比表面积、均匀的孔道、良好的稳定性、可回收利用性、合适的能带结构、可调节的吸光范围和易于功能化等优点,使其具有更高的研究潜力和工业化应用价值。近年来COFs在光催化领域的应用突飞猛进,尤其是在光催化有机反应方向取得了巨大进展,极大地促进了COFs的发展。本综述简单介绍一些光功能化COFs的合成策略,如:自下而上(bottom-up)的策略、后修饰方法和复合法,然后总结了COFs光催化反应机理分为能量转移和电子转移两种途径,而后重点总结和讨论COFs作为光催化剂在光催化选择性氧化反应、还原反应、偶联反应、环化反应、聚合反应和不对称有机合成等反应中的最新研究进展,最后对COFs在光催化有机反应中的应用进行总结和展望。

关键词：共价有机框架光催化氧化反应还原反应偶联反应环化反应不对称有机合成

可视化检测技术在生化分析领域中的应用研究进展

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应用化学 2024年第1期41卷 21-38页

作者：李凯璇陈晋荣邹倩倩时鹏飞刘丽赏张书圣临沂大学医学院临沂276000 临沂市中医医院检验科临沂276000

可视化检测技术是通过待测物的刺激引发一系列反应产生光学信号,进而在裸眼或者图像处理技术的辅助下,实现对待测物进行定量的技术。将可视化检测技术应用于生化分析领域中,可以有效降低检测成本,并改善依赖专业仪器、专业人员和操作繁... 详细信息

可视化检测技术是通过待测物的刺激引发一系列反应产生光学信号,进而在裸眼或者图像处理技术的辅助下,实现对待测物进行定量的技术。将可视化检测技术应用于生化分析领域中,可以有效降低检测成本,并改善依赖专业仪器、专业人员和操作繁琐等问题。本文介绍了近15年来可视化检测技术在生化分析领域中的最新研究进展,根据产生的信号可大致分类为颗粒计数法、比色法、液晶传感、距离信号和侧向流动试纸条等方法。最后,本文对可视化检测技术的优势以及挑战进行了分析,并对可视化检测技术的开发及其在生化分析领域的应用前景作了展望。

关键词：可视化生化分析颗粒计数距离信号显色分析

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类聚氨基酸大分子的制备及其减水分散性能

高分子材料科学与工程 2024年第8期40卷 11-18页

作者：蒋春源陈元丰马建峰李兴建徐守芳李法强李因文临沂大学化学化工学院临沂大学材料科学与工程学院山东临沂276000

聚羧酸减水剂因为具有掺量低、减水率高及绿色环保等优点备受青睐,但实际应用中却因受到混凝土骨料中泥含量的影响,也常伴有相容性差、减水率低及坍落度损失大等问题。因此,文中从聚合物分子结构设计入手,采用异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)... 详细信息

聚羧酸减水剂因为具有掺量低、减水率高及绿色环保等优点备受青睐,但实际应用中却因受到混凝土骨料中泥含量的影响,也常伴有相容性差、减水率低及坍落度损失大等问题。因此,文中从聚合物分子结构设计入手,采用异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)进行共聚,再利用支链末端功能环氧基团与氨基乙酸(GA)反应制备了类聚氨基酸大分子(PAAs)。采用凝胶色谱和动态光散射对PAAs相对分子质量与其分布以及在水溶液中的聚集形态进行了表征,通过水泥净浆和混凝土实验对PAAs减水分散和抗泥敏感性能进行了研究。结果表明,PAAs在水溶液中以纳米聚集体的形式存在,粒径约30~120 nm,而正是由于PAAs聚集体的空间位阻效应在有效分散水泥颗粒的同时,还能显著阻止混凝土骨料中“泥”(蒙脱土)对PAAs的竞争插层吸附消耗,因而PAAs具有优异的减水分散和抗泥敏感性能,应用前景广阔。

关键词：聚羧酸减水剂类聚氨基酸大分子自组装减水分散抗泥敏感

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基于缺陷工程改性富锂层状材料的研究现状

材料导报 2024年第4期38卷 1-9页

作者：陈艳丽解自奇王梦真马子晗李姗姗颜文超李法强临沂大学材料科学与工程学院山东临沂2760002菲律宾克里斯汀大学国际学院菲律宾马尼拉1004

随着长续航纯电动汽车的快速发展,开发高能量密度和低成本的动力电池成为影响其发展的重要因素。富锂层状材料具有高的能量密度和低的成本,有望成为下一代商业化正极材料,但循环过程中层状结构向尖晶石结构转变导致电压和容量快速衰减,... 详细信息

随着长续航纯电动汽车的快速发展,开发高能量密度和低成本的动力电池成为影响其发展的重要因素。富锂层状材料具有高的能量密度和低的成本,有望成为下一代商业化正极材料,但循环过程中层状结构向尖晶石结构转变导致电压和容量快速衰减,限制了其商业化的应用。针对上述问题,本文介绍了富锂层状材料的晶体结构、充放电机制、电压和容量衰减产生机理,基于缺陷工程角度综述了改性方法,最后对富锂层状材料的发展进行了展望。

关键词：富锂层状材料晶体结构充放电机制空位缺陷离子掺杂

甘蓝型油菜脂质转移蛋白基因BnLTP_C01的克隆和过表达遗传转化

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分子植物育种 2024年第13期22卷 4283-4290页

作者：王效华王梦繁盖凯悦李爽徐珂徐平临沂大学农林科学学院临沂276005

磷是植物体的重要组成元素,也是植物生长发育所必需的大量元素之一,当前土壤的低磷胁迫严重制约着中国油菜和其他作物的生产。脂质转移蛋白LTPs (Lipid transfer proteins)是植物体中一类重要小分子量碱性蛋白,在油菜的抗低磷胁迫中有... 详细信息

磷是植物体的重要组成元素,也是植物生长发育所必需的大量元素之一,当前土壤的低磷胁迫严重制约着中国油菜和其他作物的生产。脂质转移蛋白LTPs (Lipid transfer proteins)是植物体中一类重要小分子量碱性蛋白,在油菜的抗低磷胁迫中有着潜在的应用价值。本研究从甘蓝型油菜中克隆了脂质转移蛋白基因BnLTP_C01,生物信息学分析显示该基因全长411 bp,能够编码含有136个氨基酸的蛋白质。该蛋白质第7~24个氨基酸的位置为跨膜区域,第53~135个氨基酸的位置为脂质转移蛋白结构域AAI。过表达载体2X35S::BnLTP_C01已构建完成,并成功遗传转化到甘蓝型油菜中,获得了12个转基因阳性株系,为深入研究BnLTP_C01在油菜抗低磷胁迫中的作用提供实验材料,也为油菜抗低磷胁迫的分子育种提供一定理论基础。

关键词：甘蓝型油菜 BnLTP_C01 基因克隆遗传转化