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石墨烯介导巨噬细胞膜涂层的制备及对钛种植体防污和免疫调控性能的影响

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高等学校化学学报 2024年第3期45卷 37-46页

作者：雷嘉辉罗斌孙小庆张宇佳胡筱琴蓝芳吴尧四川大学国家生物医学材料工程技术研究中心成都610064 四川大学分析测试中心成都610064

钛种植体容易受到生物污染和炎症反应的影响,从而导致骨融合不良甚至种植失败.本文通过聚多巴胺将石墨烯固定于钛种植体表面,然后利用石墨烯与M2型巨噬细胞膜之间极强的相互作用力,将M2型巨噬细胞膜结合到氧化石墨烯层表面,在宏观水平... 详细信息

钛种植体容易受到生物污染和炎症反应的影响,从而导致骨融合不良甚至种植失败.本文通过聚多巴胺将石墨烯固定于钛种植体表面,然后利用石墨烯与M2型巨噬细胞膜之间极强的相互作用力,将M2型巨噬细胞膜结合到氧化石墨烯层表面,在宏观水平上制备了一种具有生物活性的细胞膜涂层.该天然细胞膜涂层可以有效防止蛋白的非特异性吸附,具有良好的抗生物污染性能.同时,由于天然细胞膜存在高细胞亲和力,修饰上细胞膜涂层的钛种植体表现出良好的生物相容性.此外,采用免疫荧光和实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)对促炎因子(iNOS和TNF-α)和抗炎因子(IL-10和IL-1ra)进行了检测.实验结果表明,在炎症环境下,修饰上M2型巨噬细胞膜涂层的钛种植体可诱导RAW264.7细胞向M2型极化,具有优异的免疫调控能力.因此,这种依靠石墨烯与磷脂之间相互作用力的细胞膜涂层制备策略为解决钛种植体生物污染和炎症反应等问题提供了一种全新的思路.

关键词：钛种植体石墨烯细胞膜涂层生物相容性免疫调控

富含支化精氨酸的两亲性阳离子脂质肽体内外mRNA基因递送能力及安全性评价

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药学学报 2024年第4期59卷 1079-1086页

作者：王一醇蒲艺瑶毕群杰宋相容金蓉蓉聂宇四川大学国家生物医学材料工程技术研究中心/四川大学生物医学工程学院四川成都610064 四川大学生物治疗全国重点实验室四川成都610041

mRNA基因治疗因其可扩展、修饰,不需要进入细胞核及不整合宿主遗传基因等优势而备受关注。在基因治疗中,将mRNA安全有效地递送到细胞内对于基因治疗的成功至关重要。本研究基于前期设计合成的富含支化精氨酸的两亲性阳离子脂质肽(dendri... 详细信息

mRNA基因治疗因其可扩展、修饰,不需要进入细胞核及不整合宿主遗传基因等优势而备受关注。在基因治疗中,将mRNA安全有效地递送到细胞内对于基因治疗的成功至关重要。本研究基于前期设计合成的富含支化精氨酸的两亲性阳离子脂质肽(dendritic arginine&disulfide bond-containing cationic lipopeptide,RLS)基因载体在斑马鱼体内成功实现比商品化试剂Lipofectamine 2000高1.5倍的mRNA转染效果,并通过体外细胞毒性和斑马鱼体内生物安全性研究证实其具有良好的生物安全性。首先,通过核磁共振氢谱(1H NMR)及飞行时间质谱(MALDI-TOF)对阳离子脂质肽的化学成分进行表征。通过动态光散射粒度分析仪(DLS)测试的粒径和电位结果显示,在氮磷(N/P)比为20时,RLS与mRNA复合组装体形成平均粒径约220 nm、表面ζ电位约+21 mV的均匀纳米粒子。体外基因转染中,RLS在人胚肾293细胞(HEK293)和大鼠间充质干细胞(MSC)中的转染效率较Lipofectamine 2000分别提高1.2和3倍。此外,将RLS显微注射至斑马鱼胚胎后,通过评价生存率、孵化率和致畸率等指标,进一步证实了其在体内良好的安全性。综上所述,该富含支化精氨酸的两亲性阳离子脂质肽RLS具有优良的mRNA递送性能和安全性。

关键词：支化精氨酸两亲性阳离子脂质肽基因载体 mRNA递送斑马鱼

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纳米药物载体用于治疗胞内菌感染的研究进展

化工学报 2024年第4期75卷 1153-1166页

作者：巨晓洁宋婉璐周宸宇沈秋彤廖雨田龚珏颖褚良银四川大学化学工程学院四川成都610065

胞内菌能够逃避机体免疫并在宿主细胞内正常生长繁殖,比起胞外细菌更难清除,容易造成较为严重的感染。传统的抗生素治疗,药物无法突破宿主细胞膜的屏障,并且容易引起较强的毒副作用和多药耐药性。优良的纳米载体具有良好的生物相容性且... 详细信息

胞内菌能够逃避机体免疫并在宿主细胞内正常生长繁殖,比起胞外细菌更难清除,容易造成较为严重的感染。传统的抗生素治疗,药物无法突破宿主细胞膜的屏障,并且容易引起较强的毒副作用和多药耐药性。优良的纳米载体具有良好的生物相容性且易于修饰,有望通过构建纳米药物递送系统增强抗菌药物的细胞膜穿透性和胞内菌靶向性,在治疗胞内菌感染上具有巨大潜力和广阔前景。介绍了目前可用于治疗胞内菌感染的各种纳米颗粒,归纳总结了增强纳米药物递送系统治疗效果的机制和方法,阐述了目前在使用纳米药物递送系统治疗胞内菌感染时仍存在的问题,以期为构建更优良的纳米药物递送系统治疗胞内菌感染提供启发。

关键词：纳米载体胞内菌细菌靶向抗菌策略

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马来酸酐与烯丙基磺酸钠共聚物的聚合过程及阻垢性能

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油田化学 2024年第2期41卷 335-342页

作者：梁骏逸邹金成李林张熙梁兵四川大学匹兹堡学院四川成都610207 高分子材料工程国家重点实验室(四川大学) 四川大学高分子研究所四川成都610065

为了分析马来酸酐(MA)与烯丙基磺酸钠(SAS)聚合过程的影响因素,在配方和工艺基本不变的情况下,设计了两种变量:中和度和引发剂加量。通过改变其中一个变量,合成了一系列MA/SAS共聚物,采用核磁共振波谱仪和凝胶渗透色谱仪对产物进行了表... 详细信息

为了分析马来酸酐(MA)与烯丙基磺酸钠(SAS)聚合过程的影响因素,在配方和工艺基本不变的情况下,设计了两种变量:中和度和引发剂加量。通过改变其中一个变量,合成了一系列MA/SAS共聚物,采用核磁共振波谱仪和凝胶渗透色谱仪对产物进行了表征。结果表明,MA与SAS共聚活性良好,中和度不超过100%时(相对于MA的物质的量分数),少量引发剂加量(2.4 g过硫酸钠)下就有较高的单体转化率,但仍有6%~8%的单体未聚合。剩余单体的种类和数量与中和度以及引发剂加量息息相关。MA在水溶液中部分水解成了马来酸,尽管马来酸数量较少,但其聚合活性相对较差,导致共聚物的分子量呈双峰分布。添加碱可以中和马来酸,当中和度不超过100%时,马来酸主要变为具有较好聚合活性的马来酸单钠盐,间接促进了MA类单体的聚合;当中和度为200%时,马来酸主要变为马来酸二钠盐,其聚合活性相对较差,严重阻碍了聚合;未中和以及中和度为100%时,需7.0~7.2 g引发剂才能将单体全部转化,而在适当的中和度(约20%)下,用少量引发剂(4.0~4.2 g)就可以获得聚合较完全的共聚物,节约了大约40%的引发剂用量。用较佳条件下合成的MA/SAS共聚物对碳酸钙、磷酸钙和硫酸钙的静态阻垢性能进行了研究,共聚物表现出良好的阻磷酸钙垢和阻硫酸钙垢、较好的阻碳酸钙垢性能,对应的最大阻垢率分别为94.38%、100.00%、59.03%。

关键词：马来酸酐烯丙基磺酸钠中和度无机盐垢阻垢率

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光热响应型控释微球的可控制备及其性能

化工进展 2024年第3期43卷 1474-1483页

作者：杨嘉琪巨晓洁谢锐汪伟刘壮潘大伟褚良银四川大学化学工程学院四川成都610065 四川大学高分子材料工程国家重点实验室四川成都610065

单一的光热治疗(PTT)效果有限,往往不能彻底治愈肿瘤。随着材料科学与生物医学的融合,多功能药物载体材料得到了很好的开发利用,有助于将PTT与其他治疗方法联合使用,为协同增强抗肿瘤疗效提供了有效的策略。本研究以载有吲哚菁绿(ICG)... 详细信息

单一的光热治疗(PTT)效果有限,往往不能彻底治愈肿瘤。随着材料科学与生物医学的融合,多功能药物载体材料得到了很好的开发利用,有助于将PTT与其他治疗方法联合使用,为协同增强抗肿瘤疗效提供了有效的策略。本研究以载有吲哚菁绿(ICG)的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米粒子为光热剂,以聚乙烯醇(PVA)/海藻酸钠(SA)为载体基材,采用微流控技术可控制备了一种新型光热响应型控释微球(PLGAICG@PVA/SA)。系统研究了微球的形貌尺寸可控性、光热转化性能、机械性能和生物相容性,并以盐酸阿霉素(DOX)为模型药物,探讨了该微球载体对DOX的负载能力和光热响应性控释能力。结果表明,所制备的PLGAICG@PVA/SA微球具有良好的单分散性,表现出优异的光热转换效应,0.5W/cm^(2)近红外光照射15min的温度增量为18.5℃且稳定性良好;微球亦具有良好的可压缩性和弹性性能,其杨氏模量为317.0kPa。在模拟生理环境中,微球中DOX药物的释放行为符合一级释放动力学模型并具有明显的光热刺激响应性。该微球材料在药物控释及肿瘤的光热/化疗联合治疗等领域具有广泛的应用前景。

关键词：微流体学光热治疗复合微球吲哚菁绿纳米粒子药物释放弹性

利用副干酪乳酪杆菌SCFF20高效生物合成纳米硒颗粒:一种潜在的亚硒酸盐生物转化工厂(英文)

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微生物学报 2024年第7期64卷 2352-2367页

作者：赵志峰曹雨澜陈晓蝶王佐军徐腾熊大可胡陆军四川轻化工大学生物工程学院、四川省白酒酿造生物技术及应用重点实验室四川宜宾644005 四川大学生物质科学与工程学院四川成都610000

【目的】硒(Se)是人体必需的微量元素,在维持人体生理代谢中起着至关重要的作用。在硒的各种形态中,纳米硒颗粒(selenium nanoparticles,Se NPs)被发现具有较高的生物利用度和较低的毒性。本研究拟筛选一株能将亚硒酸盐高效合成纳米硒... 详细信息

【目的】硒(Se)是人体必需的微量元素,在维持人体生理代谢中起着至关重要的作用。在硒的各种形态中,纳米硒颗粒(selenium nanoparticles,Se NPs)被发现具有较高的生物利用度和较低的毒性。本研究拟筛选一株能将亚硒酸盐高效合成纳米硒颗粒的益生菌菌株。【方法】从14株潜在益生菌中筛选出一株能有效将亚硒酸钠转化为Se NPs的耐硒菌株副干酪乳酪杆菌SCFF20。利用扫描电子显微镜X射线能量色散谱仪(scanning electron microscopy coupled with energy-dispersive X-ray,SEM-EDX)、动态光散射(dynamic light scattering,DLS)、X射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)、拉曼光谱(Raman spectroscopy)和傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)对副干酪乳酪杆菌SCFF20产生的Se NPs进行纯化、冷冻干燥和系统表征。【结果】SEM-EDX分析表明,Se是生物纳米硒颗粒的主要成分。合成的Se NPs呈球形、多分散、平均粒径约为500.62 nm。XRD图谱和拉曼光谱证实所制备纳米硒颗粒的生物无定形性质。FTIR分析证明蛋白质、胞外多糖和脂质包覆在Se NPs表面。电感耦合等离子体发射光谱(inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy,ICP-OES)测得Se NPs的还原率为91.42%。【结论】本研究证实了副干酪乳酪杆菌SCFF20作为纳米硒生产益生菌的潜力,可作为安全生产生物源纳米硒的生物工厂以便用于营养补充剂和功能食品。

关键词：细菌还原作用益生菌副干酪乳酪杆菌纳米硒颗粒

含酚类煤化工废水自还原Fe^(3+)类芬顿体系研究

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工程科学与技术 2024年第4期56卷 57-65页

作者：丛伯一刘杨殷浩翔张恒周鹏李伟赖波四川大学建筑与环境学院四川成都610065 四川大学化学工程学院四川成都610065 中国五冶集团有限公司四川成都610063

煤化工废水水质复杂,难降解有机物及氨氮含量高,给废水处理带来较大难度。现有的煤化工废水处理技术(混凝法、吸附法、膜生物反应法等)具有成本高、运行不稳定、预处理效果差等缺陷,难以满足煤化工行业发展的需要。为了高效处理煤化工废... 详细信息

煤化工废水水质复杂,难降解有机物及氨氮含量高,给废水处理带来较大难度。现有的煤化工废水处理技术(混凝法、吸附法、膜生物反应法等)具有成本高、运行不稳定、预处理效果差等缺陷,难以满足煤化工行业发展的需要。为了高效处理煤化工废水,本文利用煤化工废水中酚类有机物的还原性促进Fe^(3+)/Fe^(2+)的循环,提出了一种利用Fe^(3+)/H_(2)O_(2)类芬顿体系处理煤化工废水的方法。实验结果表明:Fe^(3+)/H_(2)O_(2)体系中COD、TOC、TN、NH3-N的去除率可以达到74.63%、52.62%、10.46%、15.11%;相比于其他体系,Fe^(3+)/H_(2)O_(2)体系出水色度明显降低,UV-Vis光谱下降幅度最大,铁泥量也明显减少。Q-TOF分析结果表明:废水中主要的8种有机物为酚类或具有醛基、羰基、羧基、碳碳双键或者酯基等还原性的官能团。通过测定COD去除率和pH、Fe^(3+)/Fe^(2+)、H_(2)O_(2)等含量随时间的变化趋势,提出了Fe^(3+)/H_(2)O_(2)体系去除有机物的机理:废水中的还原性有机物将Fe^(3+)还原为Fe^(2+),促进Fe^(3+)/Fe^(2+)循环,生成的Fe^(2+)与H_(2)O_(2)发生芬顿反应,实现废水中有机污染物的去除。利用控制变量法,确定了最佳运行工况为:Fe_(2)(SO_(4))_(3)添加量为1.0 g/L、H_(2)O_(2)添加量为50 mmol/L、反应温度为30℃、初始pH为6.8。在此工况下,反应60 min后,煤化工废水的COD、TOC、TN、NH_(3)-N去除效果良好,色度明显降低,BOD_(5)和COD的比值(B/C)从0.17提升至0.47,可生化性大幅提高。本文证实了利用含酚类煤化工废水自还原Fe^(3+)/H_(2)O_(2)体系的可行性,降低了运行成本,可为后续研究及工程应用提供理论基础。

关键词： Fe^(3+) H_(2)O_(2) 类芬顿煤化工废水酚类化合物

机器学习在传统发酵食品微生物结构及品质控制中的应用研究进展

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食品工业科技 2024年第13期45卷 360-367页

作者：王宁晓璇李欣黄玉立王雅利赖海梅杨梦露汤臣薇葛黎红赵楠四川师范大学生命科学学院四川成都610101 四川省农业科学院农产品加工研究所四川成都610066 成都大学食品与生物工程学院四川成都610106 四川大学计算机学院四川成都610065

传统发酵食品独特的风味属性、丰富的营养成分与其复杂多变的微生物结构密切相关,这也使得发酵终产品的品质难以控制。为了探讨食品发酵过程中微生物结构、感官与营养品质变化规律及二者之间的内在联系,数据分析过程是关键步骤。因此,... 详细信息

传统发酵食品独特的风味属性、丰富的营养成分与其复杂多变的微生物结构密切相关,这也使得发酵终产品的品质难以控制。为了探讨食品发酵过程中微生物结构、感官与营养品质变化规律及二者之间的内在联系,数据分析过程是关键步骤。因此,建立发酵食品品质控制的快速、准确数据分析方法非常必要。机器学习具有维度简化率高、数据通量大、预测精度高等优势,在发酵食品品质控制领域展现出巨大的应用潜力,已成为研究热点之一。本文综述了机器学习在发酵食品品质控制中的应用,在概述常用机器学习分类模型的基础上,系统阐述了机器学习在食品发酵过程中菌群结构演变预测、风味化合物组成分析以及个性化消费定制等方面的应用,并对机器学习应用于传统发酵食品品质控制中存在的问题及发展趋势进行了总结和展望。尽管目前机器学习在发酵食品中的应用仍受限于模型普适应不足、预测指标单一、个性化消费场景有限等问题,但随着技术模型的迭代更新、面向工艺全流程多因素的适应性改进以及在个性化消费背景下的应用拓展,机器学习在发酵食品领域将发挥出更大的实际应用价值。本研究旨在为机器学习在传统发酵食品的标准化、可控化生产中的进一步应用提供参考。

关键词：机器学习传统发酵食品数据处理微生物结构风味个性化消费

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卷积神经网络在职业性尘肺病影像学诊断中的应用研究进展

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生物医学工程学杂志 2024年第2期41卷 413-420页

作者：王瑜吴江(综述) 伍东升(审校) 四川大学生物医学工程学院生物医学工程系成都610041 四川大学华西医院深地医学研究中心成都610041 四川大学华西第四医院放射科成都610041

尘肺病在我国每年报告的新发职业病中居首位,影像学诊断目前仍是其主要的临床诊断方法之一。然而,人工阅片对医生水平要求较高,尘肺影像学分期诊断的判别难度大,而且由于医疗资源分布不均衡等因素的影响,很容易导致基层医疗机构出现误... 详细信息

尘肺病在我国每年报告的新发职业病中居首位,影像学诊断目前仍是其主要的临床诊断方法之一。然而,人工阅片对医生水平要求较高,尘肺影像学分期诊断的判别难度大,而且由于医疗资源分布不均衡等因素的影响,很容易导致基层医疗机构出现误诊和漏诊。计算机辅助诊断系统可以实现尘肺病的快速筛查,以便辅助临床医生进行鉴别和诊断,提高诊断效能。作为深度学习的重要分支,卷积神经网络因具有局部关联、权值共享的特点,擅长处理图像分割、图像分类、目标检测等各种视觉任务,近年来已在尘肺病计算机辅助诊断领域得到广泛应用。本文就卷积神经网络(VGG、U-Net、ResNet、DenseNet、CheXNet、Inception-V3和ShuffleNet)在尘肺病影像学筛查诊断、分期诊断和病灶分割等方面的应用进行文献回顾,旨在总结卷积神经网络的方法、优缺点及优化策略,为尘肺病影像学计算机辅助诊断的进一步研究提供参考。

关键词：尘肺影像学诊断深度学习卷积神经网络