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荧光偏振成像技术及其生物学应用

激光与光电子学进展 2024年第18期 1-15页

作者：杨子仪李世晗刘芷如钟素艺李美琪席鹏北京大学生物医学工程系北京大学力学与科学工程系北京大学生命科学学院

荧光偏振成像通过测量样品中荧光分子的偏振状态，得到样品的取向结构特征，在生物学领域有着广泛的应用。偏振成像常与其他荧光显微技术结合，用来解析细胞结构的排列方向、生物大分子的实时动态取向和组织的有序性等信息，以研究细胞... 详细信息

荧光偏振成像通过测量样品中荧光分子的偏振状态，得到样品的取向结构特征，在生物学领域有着广泛的应用。偏振成像常与其他荧光显微技术结合，用来解析细胞结构的排列方向、生物大分子的实时动态取向和组织的有序性等信息，以研究细胞的生理过程、药物对细胞的作用及异常结构的检测。本文阐述了荧光偏振成像在生物学等领域的应用，对利用偏振信息获取不同样品取向结构的研究方法进行分析比较，并对其未来发展趋势进行展望。

关键词：荧光偏振成像分子取向解析生物显微成像

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面向EUV光源的实验流体力学研究进展

力学进展 2024年第1期54卷 138-172页

作者：邓巍巍翟天琪高立豪许晟昊赵新彦刘艳初南方科技大学力学与航空航天工程系

EUV (极紫外)光源是EUV光刻机的核心部件,其原理是基于纳秒脉冲激光轰击锡液滴靶产生的等离子体辐射发光. EUV光源本质是一种流体光源,涉及丰富而复杂的流体力学基本问题,跨越从皮秒到毫秒的四个特征时间尺度.本文综述了面向EUV光源的... 详细信息

EUV (极紫外)光源是EUV光刻机的核心部件,其原理是基于纳秒脉冲激光轰击锡液滴靶产生的等离子体辐射发光. EUV光源本质是一种流体光源,涉及丰富而复杂的流体力学基本问题,跨越从皮秒到毫秒的四个特征时间尺度.本文综述了面向EUV光源的实验流体力学研究进展.首先根据靶的类型,分别介绍了射流、液滴和液膜靶的生成与调控基本原理和技术路线.之后对三种靶与激光相互作用过程的特征时刻与典型现象进行了梳理,重点放在各个特征时间尺度内激光轰击液滴靶的研究进展,总结了不同参数激光脉冲轰击后靶的推进、变形和破碎规律.最后对EUV光源中值得重点关注的实验流体力学关键问题进行了总结和展望,提出改善激光等离子体EUV光源稳定性、亮度和寿命需要从以下三方面持续开展研究:高频率、小直径、长间距液滴靶串的精准生成和调控,激光辐照产生等离子体的膨胀和辐射规律,以及液滴靶变形破碎机理和碎屑抑制、收集及清洁技术.

关键词： EUV 激光实验流体力学等离子体

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束浆挤扩钢管桩竖向抗拔承载力计算方法

岩土力学 2024年第3期45卷 846-856页

作者：王长虹杨天笑马铖涛沈洋上海大学力学与工程科学学院土木工程系上海200444

随着城市地下空间的开发,深厚黏性土地区的基础抗浮问题愈发凸显。钻孔预制桩因环境友好,得到了广泛的应用,但钻孔过程削弱了预制桩的抗拔性能。拟开发一种新型的约束注浆挤扩钢管桩,为了准确评估束浆挤扩桩的承载力,分析了抗拔桩的破... 详细信息

随着城市地下空间的开发,深厚黏性土地区的基础抗浮问题愈发凸显。钻孔预制桩因环境友好,得到了广泛的应用,但钻孔过程削弱了预制桩的抗拔性能。拟开发一种新型的约束注浆挤扩钢管桩,为了准确评估束浆挤扩桩的承载力,分析了抗拔桩的破坏模式。基于对数螺旋线,提出局部滑裂面理论。采用经典案例,验证了抗拔承载力公式的有效性。基于正交试验设计理念,研究了束浆挤扩桩承载力的影响因素。结果表明,桩径和桩-土界面强度,对抗拔承载力的贡献最大。开展束浆挤扩桩的现场抗拔试验,与同直径钢管桩相比,束浆挤扩工艺可提高抗拔承载力达到70%。使用简化计算公式,计算基桩的抗拔承载力,误差控制在5%以内,更为准确安全。研究结果为约束注浆挤扩钢管桩承载力的设计和优化,提供了理论和技术参考。

关键词：束浆挤扩钢管桩抗拔承载力对数螺旋线简化计算方法

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基于组合超表面的跨水空声波调控研究

力学学报 2024年第2期56卷 409-421页

作者：张少聪朱家辉李辰洋瓮佳轩王艳锋汪越胜天津大学力学系天津300350 北京交通大学力学系北京100044

现有声学超表面的研究多是针对空气或水等单一介质,有关跨介质声波调控的研究相对较少.文章主要基于组合超表面研究跨水空界面声波的调控特性.首先,利用遗传算法设计了可以调控波前的高透射空气声超表面.接着,通过复合离散型跨水空高透... 详细信息

现有声学超表面的研究多是针对空气或水等单一介质,有关跨介质声波调控的研究相对较少.文章主要基于组合超表面研究跨水空界面声波的调控特性.首先,利用遗传算法设计了可以调控波前的高透射空气声超表面.接着,通过复合离散型跨水空高透射超表面设计组合超表面实现了对跨水空界面声波的波前调控,并讨论了组合超表面间距对波控性能的影响.最后加工制作组合超表面试样,并对跨水空声波聚焦功能进行了实验验证.结果表明通过复合两种独立设计的超表面可以实现跨水空界面声波的异常折射和聚焦功能.组合超表面的间距会影响其对声波的调控效果.当间距较小时,组合超表面虽然可以实现对跨水空界面声波的调控,但是调控效果较差;随着间距的增加,组合超表面对跨水空声波的调控效果会迅速增强并趋于稳定.在实验中观察到了跨水空界面的声聚焦现象以及组合超表面间距对跨水空界面声波聚焦效果的影响,实验结果与仿真结果基本一致.研究工作为跨水空声学器件的设计提供了一定的数值和实验基础.

关键词：组合声学超表面水空气界面间距异常折射声聚焦

可解释机器学习在信息资源管理领域的应用研究综述

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数据分析与知识发现 2024年第1期8卷 16-29页

作者：刘智锋王继民北京大学信息管理系北京100871

【目的】对可解释机器学习方法及其在信息资源管理领域的应用研究进行梳理和总结,发现不足并做出展望。【文献范围】使用可解释机器学习的相关关键词构建检索式,在中国知网和Web of Science等平台中检索,根据纳入排除标准,共获取44篇相... 详细信息

【目的】对可解释机器学习方法及其在信息资源管理领域的应用研究进行梳理和总结,发现不足并做出展望。【文献范围】使用可解释机器学习的相关关键词构建检索式,在中国知网和Web of Science等平台中检索,根据纳入排除标准,共获取44篇相关文献进行评述。【方法】从机器学习流程出发,构建一般性的可解释机器学习框架,重点梳理可解释机器学习方法分类,然后对可解释机器学习在信息资源管理领域的应用现状进行归纳总结。【结果】一般性的可解释机器学习框架包含事前解释、可解释模型以及事后解释三个不同的模块;事后可解释方法在健康信息学、网络舆情、科学计量学以及社交网络用户行为等领域具有广泛的应用,其中常用的方法为SHAP和特征重要性分析;现有研究存在应用方法单一和融合不足、因果关系探究不够、针对多源异构数据的解释不足以及领域应用有待拓宽等问题。【局限】本文重点关注可解释机器学习的应用及存在的不足,未对算法原理进行深入阐述。【结论】未来研究应加强可解释机器学习方法的融合使用,探究基于因果机器学习的可解释机器学习,引入面向多源异构数据的可解释机器学习方法,拓宽在信息推荐、信息检索和信息计量等多个领域的应用。

关键词：可解释机器学习 SHAP 信息资源管理研究进展

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洞庭湖生源要素分布特征及生态效应

北京大学学报（自然科学版） 2024年第2期60卷 341-349页

作者：林婕李斌陈倩北京大学深圳研究生院环境与能源学院深圳518055 北京大学环境工程系教育部水沙科学重点实验室北京100871

根据洞庭湖城陵矶站1990—2015年月平均COD,TN和TP浓度的监测资料,基于趋势分析方法,系统地研究洞庭湖水体生源要素的年内变化和年际变化规律,进一步揭示其化学计量比例特征,在此基础上探讨生源要素浓度及结构对藻类生长的影响。结果表... 详细信息

根据洞庭湖城陵矶站1990—2015年月平均COD,TN和TP浓度的监测资料,基于趋势分析方法,系统地研究洞庭湖水体生源要素的年内变化和年际变化规律,进一步揭示其化学计量比例特征,在此基础上探讨生源要素浓度及结构对藻类生长的影响。结果表明,多年平均COD,TN和TP浓度的年内变化规律相似,均表现为非汛期>汛期;多年变化趋势方面,1990年以来,洞庭湖城陵矶站年平均COD,TN和TP浓度均呈现显著的上升趋势,对应C:N和C:P随时间推移而下降,N:P则表现为上升。洞庭湖城陵矶站水体C:N:P平均为13:18:1,冗余分析结果表明水体生源要素浓度及化学计量比会影响藻类生长,其中C:N,C:P和COD起主导作用。研究时段内城陵矶站水体氮磷含量整体偏高,已满足藻类生长需求,为避免水华爆发等不良生态后果,应控制外来氮磷输入,保持湖体化学计量比的平衡。

关键词：洞庭湖生源要素化学计量比趋势分析

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融合实体信息的古汉语关系分类研究

数据分析与知识发现 2024年第1期8卷 114-124页

作者：唐雪梅苏祺王军北京大学信息管理系北京100871 北京大学数字人文研究中心北京100871 北京大学外国语学院北京100871

【目的】将实体信息与预训练语言模型结合应用到古汉语关系分类任务中,构建古汉语关系分类模型。【方法】首先,在预训练模型输入层中使用特殊标记标出实体对的位置,同时在原关系句之后拼接实体类型描述句;其次,在预练语言模型的输出中... 详细信息

【目的】将实体信息与预训练语言模型结合应用到古汉语关系分类任务中,构建古汉语关系分类模型。【方法】首先,在预训练模型输入层中使用特殊标记标出实体对的位置,同时在原关系句之后拼接实体类型描述句;其次,在预练语言模型的输出中进一步提取实体语义信息;然后,通过CNN将每个字符相对于首尾实体的位置信息融入模型中;最后,将句表示、实体语义表示以及CNN输出拼接经过分类器得到关系标签。【结果】相较于仅使用预训练语言模型,本文模型在Macro F1指标上平均有3.5个百分点的提升。【局限】通过分析混淆矩阵发现本文模型在有相同实体类型组合的关系上容易出现预测错误。【结论】在预训练语言模型中结合实体信息能够提高古汉语关系分类的效果,且实验结果证明本文融合实体信息的方法是有效的。

关键词：古汉语关系抽取关系分类预训练语言模型实体信息

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长江入海热通量及其生态效应

北京大学学报（自然科学版） 2024年第4期60卷 682-690页

作者：尹航杨善卿梁恩航李斌教育部水沙科学重点实验室北京大学环境科学与工程学院环境工程系北京100871

通过对陆地卫星Landsat 5,7,8长时间序列遥感影像资料的提取和分析,采用实用单通道算法反演1997—2016年长江入海口逐月的长序列水温数据集,同时基于全球径流数据,核算同期长江河口处的多年月均热通量,分析其时空变化规律及对气候变化... 详细信息

通过对陆地卫星Landsat 5,7,8长时间序列遥感影像资料的提取和分析,采用实用单通道算法反演1997—2016年长江入海口逐月的长序列水温数据集,同时基于全球径流数据,核算同期长江河口处的多年月均热通量,分析其时空变化规律及对气候变化和人类热排放的响应特征。在此基础上,结合全球海洋表面温度数据和哥白尼全球海洋颜色与生物–地球–化学数据集,探究长江入海热通量变化对近海水温和近海生态环境的影响。结果表明,长江河口热通量总值为77.5EJ/年,热通量的季节性变化明显,对近海的热作用以输“热”为主,显著强于其他典型大河系统,预计年均向近海输入6.1EJ的热量,增温效应明显。相较海岸带,长江口对近海水域温度的影响程度更大,影响的空间范围更远。可将近海水温的空间影响划分为两个梯度,即温度下降的河流强作用带(0~40km)以及温度上升的海洋强作用带(40km以上)。1997-2016年间,长江口的近海水域温度整体上呈现先增后减的变化规律。进一步的分析表明,长江河口热通量的变化对近海水温产生深刻影响(R^(2)=0.7495),同时与近海初级生产力密切相关(R^(2)=0.9651),说明长江对近海的热输入是调控近海热环境和生态环境的重要因素。

关键词：长江口热通量环境遥感近海生态环境

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大气中黑碳的暴露及人体健康效应研究进展

科学通报 2024年第6期69卷 703-716页

作者：董千里孟鑫宫继成朱彤北京大学环境科学与工程学院北京100871

空气污染暴露是人类早亡的重要风险因素,黑碳作为大气颗粒污染物的重要组分,因具有显著的健康影响受到广泛关注.我国大气中黑碳污染情况较为严重,人为源黑碳排放总量和暴露水平全球最高.最新研究表明,黑碳因其特有的物化属性可能具有比... 详细信息

空气污染暴露是人类早亡的重要风险因素,黑碳作为大气颗粒污染物的重要组分,因具有显著的健康影响受到广泛关注.我国大气中黑碳污染情况较为严重,人为源黑碳排放总量和暴露水平全球最高.最新研究表明,黑碳因其特有的物化属性可能具有比细颗粒物更大的健康影响.为加强对黑碳健康效应的认识,本文从流行病学研究的方法、暴露评估、健康结局等角度介绍国内外最新的研究进展,重点关注黑碳对呼吸系统、心血管系统和神经系统的影响.与黑碳相关的健康危害包括但不限于肺功能下降、呼吸系统炎症、血压升高、动脉粥样硬化、认知和视觉功能下降等多种问题.最新研究发现黑碳在妊娠期间的暴露可能对母体和后代造成特殊的健康危害.虽然已有的流行病学研究采取了丰富的方法并得到了相对一致的结论,关于黑碳的健康效应仍有很大不确定性.我们建议对大气中黑碳浓度开展常规的监测工作,为更全面和深入研究黑碳的健康效应和制定控制政策提供必要的证据.

关键词：黑碳暴露评价流行病学环境健康空气污染

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