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三维打印技术在产科的应用

中华围产医学杂志 2024年第1期27卷 78-80页

作者：张瑜亮胡淼张丽姿杜丽丽陈敦金广州医科大学附属第三医院妇产科广州510150 广东省产科重大疾病重点实验室广州510150 粤港澳母胎医学高校联合实验室广州510150 广东省母胎医学工程技术研究中心广州510150 广东省妇产疾病临床医学研究中心广州510150

三维(three-dimensional, 3D)打印是一种通过逐层堆叠材料来构建三维物体的制造技术。近年来, 随着3D打印技术的不断改进、堆叠材料成本的降低、生物材料的开发以及细胞培养技术的改进, 3D打印技术已经在骨科、口腔科、泌尿外科等临床... 详细信息

三维(three-dimensional, 3D)打印是一种通过逐层堆叠材料来构建三维物体的制造技术。近年来, 随着3D打印技术的不断改进、堆叠材料成本的降低、生物材料的开发以及细胞培养技术的改进, 3D打印技术已经在骨科、口腔科、泌尿外科等临床医学领域快速发展。产科是一门注重理论与实践相结合的临床医学专业, 是3D打印技术的新兴应用领域。3D打印技术已经用于产科中的胎儿及母体疾病问题, 如胎儿畸形的产前诊断、胎盘植入性疾病的术前规划等。此外, 3D打印可模拟外科手术场景, 能够根据需要对医生进行培训。本文总结了3D打印技术在产科临床应用中的最新进展。

关键词：打印,三维产科学胎儿疾病侵入性胎盘精准医学

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基于聚类和自适应滤波的成像式心率检测方法

光学学报 2024年第9期44卷 200-210页

作者：黄漫萍彭力韩鹏骆开庆刘冬梅陈淼邱健华南师范大学电子与信息工程学院广东佛山528225 广东省光电检测工程技术研究中心广东佛山528225

提出了应用于成像式光电容积描记(IPPG)的凹透镜变形算法和肤色像素聚类的感兴趣区域(ROI)动态选取方法,以及针对脉搏波(BVP)信号的自适应归一化最小均方误差(NLMS)滤波算法来解决IPPG心率检测方法在头部运动及光照变化干扰等运动场景... 详细信息

提出了应用于成像式光电容积描记(IPPG)的凹透镜变形算法和肤色像素聚类的感兴趣区域(ROI)动态选取方法,以及针对脉搏波(BVP)信号的自适应归一化最小均方误差(NLMS)滤波算法来解决IPPG心率检测方法在头部运动及光照变化干扰等运动场景下存在的测量结果准确度低和波动性大等问题。首先,利用凹透镜变形算法将面部肤色区域进行图像扭曲和膨胀。其次,通过K-means++聚类方法进行皮肤区域像素选取。然后,应用CHROM算法对BVP信号进行预降噪处理。上述处理方法构成了ROI动态选取方法,可解决头部运动带来的影响。最后,采用提出的自适应NLMS算法对BVP信号进行光照变化干扰的自适应滤波后,完成心率的计算。实验结果表明,所提出的心率检测方法在运动场景下的平均绝对误差(MAE)达到0.92次/min,即使在光照剧烈变化的条件下MAE也能达到2.20次/min。该方法能够有效解决IPPG技术中ROI定位不准、选取困难以及受光照变化影响严重等不足。

关键词：生物技术成像式光电容积描记凹透镜变形 K-means++聚类归一化最小均方误差算法

老鼠簕生物碱A对胰腺癌L3.6细胞增殖和凋亡的影响

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中国中药杂志 2024年第9期49卷 2355-2363页

作者：梁嘉敏杨思淇胡文浩李旭艳王锂韫粤西特色生物医药工程技术研究中心广东湛江524048 广东省粤西蓝碳资源保护与利用工程技术研究中心广东湛江524048 岭南师范学院红树林研究院广东湛江524048 岭南师范学院生命科学与技术学院广东湛江524048 广东省粤西海鲜资源可持续利用工程技术研究中心广东湛江524048

探讨老鼠簕生物碱A[4-hydroxy-2(3H)-benzoxazolone,HBOA]对胰腺癌细胞增殖和凋亡的影响及其分子机制。0~1.0 mmol·L^(-1) HBOA处理体外培养的胰腺癌L3.6细胞,采用细胞计数试剂盒-8(cell counting kit-8,CCK-8)法测定细胞活力并计算半数抑制浓度IC50,筛选药物作用浓度和时间。利用倒置显微镜、吖啶橙(acridine orange,AO)染色观察细胞形态,活细胞计数、细胞集落形成实验检测细胞增殖、自我更新能力,流式细胞术检测细胞周期进程和细胞凋亡比率,扫描电镜观察细胞凋亡形态,qPCR检测增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)、细胞周期蛋白A(cyclinA1、cyclinA2)、细胞周期蛋白依赖性激酶2(cyclin dependent kinase 2,CDK2)、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子1A(cyclin dependent kinase inhibitor 1A,P21)mRNA表达,流式细胞术检测细胞活性氧(reactive oxygen species,ROS)、脂质过氧化物、线粒体膜电位水平,Western blot检测蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信号通路活性。与对照组相比,HBOA处理组细胞活力显著下降,筛选出0.4、0.6 mmol·L^(-1) HBOA干预48 h为后续实验剂量与时间;与对照组相比,0.4、0.6 mmol·L^(-1) HBOA处理组细胞增殖和集落形成能力被抑制,PCNA、cyclinA1、cyclinA2、CDK2 mRNA表达水平显著降低,P21 mRNA表达水平显著升高,细胞周期阻滞于S期,细胞凋亡率显著增加、出现凋亡小体,ROS水平显著升高,脂质过氧化物水平显著升高,线粒体膜电位降低,其中0.6 mmol·L^(-1)处理组显著降低,p-Akt、p-mTOR蛋白水平显著降低。该研究表明HBOA抑制胰腺癌L3.6细胞增殖,诱导细胞凋亡,其机制可能与ROS增加、Akt/mTOR通路活性抑制有关。

关键词：老鼠簕生物碱A 胰腺癌细胞细胞增殖细胞凋亡

水泥分解炉SNCR脱硝系统的深度强化学习多目标优化控制研究

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中国电机工程学报 2024年第12期44卷 4815-4825,I0017页

作者：刘定平吴泽豪广东省能源高效低污染转化工程技术研究中心(华南理工大学) 广东省广州市510640

选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)脱硝过程的工艺参数优化可以有效减少水泥分解炉NO_(x)排放和脱硝运行成本。以某水泥分解炉为研究对象,建立基于LightGBM的NO_(x)浓度预测模型,以脱硝成本和NO_(x)浓度最小化... 详细信息

选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)脱硝过程的工艺参数优化可以有效减少水泥分解炉NO_(x)排放和脱硝运行成本。以某水泥分解炉为研究对象,建立基于LightGBM的NO_(x)浓度预测模型,以脱硝成本和NO_(x)浓度最小化为优化目标,采用深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)算法对水泥分解炉掺烧污泥协同SNCR脱硝过程的相关工艺参数进行优化控制建模。结果表明,NO_(x)浓度预测模型均方根误差(root mean squared error,RMSE)为6.8,平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)为3.48%;采用DDPG算法可以对相关工艺参数进行优化,喷氨量和污泥掺烧量分别为427.87 L/h和9.78 t/h时,NO_(x)排放浓度为225.99 mg/(Nm^(3)),脱硝运行成本为1 747.8元/h。该优化结果与其他优化算法结果和常规工况对比,NO_(x)排放浓度和脱硝运行成本均呈现不同程度下降;对模型进行仿真及效果验证可知,所建立模型能输出合理的喷氨量和污泥掺烧量组合,减少SNCR出口NO_(x)浓度波动,有效降低NO_(x)排放浓度和脱硝成本,可实现对SNCR脱硝系统的多目标优化控制。该结果可为基于智能算法的水泥分解炉SNCR脱硝的多目标优化控制设计提供一定参考。

关键词：喷氨污泥掺烧选择性非催化还原优化控制 LightGBM 强化学习深度确定性策略梯度

非粮生物质糖平台合成5-羟甲基糠醛的研究进展

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林业工程学报 2024年第3期9卷 10-21页

作者：李明富张平军胡双岚莫柳珍孙潇黄俊生蒋丽群广东省科学院生物与医学工程研究所广州510316 广东省绿色制糖工程技术研究中心广州510316 广东省生物质高值化利用工程实验室广州510316

非粮生物质作为一种可再生的能源资源,其净二氧化碳排放为零,被认为是生产液体燃料、生物基化学品和聚合物最有前途的替代品之一。随着可再生能源需求的不断增加,促进了绿色合成生物基化学品的不断发展。5-羟甲基糠醛(HMF)作为一种重要... 详细信息

非粮生物质作为一种可再生的能源资源,其净二氧化碳排放为零,被认为是生产液体燃料、生物基化学品和聚合物最有前途的替代品之一。随着可再生能源需求的不断增加,促进了绿色合成生物基化学品的不断发展。5-羟甲基糠醛(HMF)作为一种重要的生物基平台化学品,可广泛应用于合成乙酰丙酸、2,5-呋喃二羧酸、2,5-二甲酰呋喃、2,5-双(羟甲基)-呋喃和5-羟甲基-2-呋喃胺等多种化学品,其可用于精细化工、医药中间体合成、生物可降解材料和液体燃料等领域。目前,HMF的工业生产主要是通过果糖脱除3分子水来实现的,而果糖价格高及HMF的分离效率差,导致HMF的生产成本较高,因此亟须拓展糖源和提高HMF的分离效率。非粮生物质糖平台包含葡萄糖、蔗糖、纤维素、菊粉和琼脂糖等,利用这些糖制备HMF已有广泛研究,有望在未来替代果糖。笔者从非粮生物质衍生糖平台角度出发,综述了近年来合成生物基HMF的研究及应用现状,重点介绍了均相和非均相体系催化不同糖原料合成HMF性能及机制,对比液体酸/盐及固体酸催化糖原料的差异性,分析了不同合成工艺的工业化应用前景,旨在探讨非粮生物质衍生糖平台合成HMF的应用潜力和价值,并为降低HMF及衍生化合物制备成本、合成生物基呋喃化学品的进一步发展提供理论借鉴。

关键词：非粮生物质 5-羟甲基糠醛催化剂反应可持续性

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脉冲放电等离子体光谱干扰机制及其修正方法研究

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 347-353页

作者：陈伟泽喻子彧覃淮青卢志民姚顺春华南理工大学电力学院广东广州510640 广东省能源高效低污染转化与工程技术研究中心广东广州510640

为解决脉冲放电击穿颗粒流的等离子体光谱(PF-SIBS)中钨电极激发引起的谱线干扰问题,研究了基于等离子体信号探测优化的谱线干扰修正方法。搭建PF-SIBS测量实验系统,以化学纯石墨的颗粒流为研究对象,根据电极间等离子体产生和消亡过程... 详细信息

为解决脉冲放电击穿颗粒流的等离子体光谱(PF-SIBS)中钨电极激发引起的谱线干扰问题,研究了基于等离子体信号探测优化的谱线干扰修正方法。搭建PF-SIBS测量实验系统,以化学纯石墨的颗粒流为研究对象,根据电极间等离子体产生和消亡过程、各特征谱线在等离子体内的分布情况以及各特征谱线信号强度在电极间的变化规律,解析了放电等离子体内各特征元素蒸发、解离和激发的过程,并据此优化光谱探测位置以减弱谱线干扰。研究结果表明:电子在阴极斑点生成,向阳极发射的过程中与电极金属、石墨颗粒流和电极间空气介质发生碰撞电离,产生更多的电子发射,从而形成并维持从阴极向阳极的放电通道。在阴极区域,高能电场产生的焦耳热促使阴极尖端钨金属蒸发溅射,膨胀产生的冲击使得颗粒和空气被排出阴极区域,钨金属的原子及电子占据在阴极区域;在放电通道中部,电子与密集的石墨颗粒流发生碰撞电离;在阳极区域,剩余的放电能量难以蒸发阳极金属,电子主要电离空气介质。可将阴极到阳极的区域划分为阴极金属激发区、中部颗粒激发区和阳极空气激发区。被电离的电极金属、石墨颗粒、空气介质的离子和中性原子占据各自的激发区域,形成等离子体并辐射出对应的特征谱线。从阴极到阳极的特征谱线强度变化呈现了与上述相同的结果,W 247.78 nm谱线强度在阴极区域较强并呈现逐步降低的趋势;C 247.86 nm谱线强度先增后减,在电极间距中心处达到最大;N 744.23 nm谱线强度逐步增强,在阳极尖端处达到最大。以C-W信号强度比作为C-W谱线干扰程度的评价指标,确定了最佳的光谱探测位置为距阳极0.5 mm处。相比于常见的光谱探测位置(电极间距中心),C-W信号强度比从1.200提升至1.348,C 247.86 nm的分峰拟合值与观测值之比从86.02%提升到94.93%,C-W谱线干扰效应显著降低。

关键词：脉冲放电等离子体谱线干扰颗粒流等离子体特性在线监测

光学基因组图谱技术在染色体结构变异检测中的应用

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中华医学遗传学杂志 2024年第3期41卷 257-265页

作者：张志强何姝婧李小兰程宽魏月娥任姿中山大学附属第六医院生殖医学中心广东省生育力保存工程技术研究中心广州510655

目的探讨光学基因组图谱(OGM)技术在检测环状染色体、平衡易位、插入易位等染色体结构异常中的应用。方法收集2022年1月至10月因染色体结构异常在中山大学附属第六医院生殖医学中心接受胚胎植入前遗传学检测并进行OGM和染色体微阵列检测... 详细信息

目的探讨光学基因组图谱(OGM)技术在检测环状染色体、平衡易位、插入易位等染色体结构异常中的应用。方法收集2022年1月至10月因染色体结构异常在中山大学附属第六医院生殖医学中心接受胚胎植入前遗传学检测并进行OGM和染色体微阵列检测的4例患者的资料进行回顾性分析,同时对部分患者样本采用荧光原位杂交技术进行验证。结果1例疑似为平衡易位的患者通过OGM检测出平衡易位,并对断裂点进行了精确定位;2例染色体插入易位的患者中,1例3号染色体插入6号染色体的患者通过OGM检测获得了比核型分析更精细的断裂点位置并确定了染色体片段的插入方向,另1例8号染色体插入Y染色体的患者未能检测到染色体插入的信号;1例环状染色体嵌合体患者未检测到成环信号。结论OGM技术准确检测出4例患者是否存在染色体异常,为家系遗传咨询提供依据。

关键词：染色体结构变异光学基因组图谱平衡易位插入易位环状染色体

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单细胞多组学技术和应用

海军军医大学学报 2024年第2期45卷 161-167页

作者：张静江燕訾晓渊江苏省单细胞测序工程技术研究中心南京市高通量单细胞测序工程技术研究中心南京210016

单细胞多组学技术是指结合多种不同的生物学技术,对单个细胞进行多方面的分析和研究,从而获得更全面、更准确的单细胞数据。该技术包括单细胞基因组学、单细胞转录组学、单细胞蛋白质组学、单细胞表观组学等。单细胞多组学技术的发展为... 详细信息

单细胞多组学技术是指结合多种不同的生物学技术,对单个细胞进行多方面的分析和研究,从而获得更全面、更准确的单细胞数据。该技术包括单细胞基因组学、单细胞转录组学、单细胞蛋白质组学、单细胞表观组学等。单细胞多组学技术的发展为我们提供了一种更加精确理解生物体内复杂的细胞类型和功能的方式,尤其是对于异质性细胞群体中少数的特殊细胞类型如干细胞或罕见癌细胞,具有非常重要的应用价值。通过融合不同技术获得的信息,单细胞多组学可以更准确地描述单个细胞在多个生命事件和过程中的状态与变化,为生命科学的研究提供更加全面和深入的视角。本文系统概述了目前代表性单细胞多组学技术的发展现状,总结了其在生物学研究中的重要应用和巨大潜力。

关键词：单细胞测序单细胞多组学基因组学转录组学蛋白质组学表观组学异质性

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射流撞击式低压喷头设计与水力性能试验

农业工程学报 2024年第6期40卷 220-227页

作者：王子鑫蒋跃潘绪伟王莉莎江苏大学流体机械工程技术研究中心镇江212013

为分散喷头主射流,提高喷头的喷洒均匀度,使喷头适用于农业低压喷灌,该研究结合射流与撞击流提出了一种射流撞击式旋转喷头。首先对比了射流撞击喷头与射流不撞击喷头的水力性能,通过正交试验分析了各结构参数值对射程和组合均匀系数的... 详细信息

为分散喷头主射流,提高喷头的喷洒均匀度,使喷头适用于农业低压喷灌,该研究结合射流与撞击流提出了一种射流撞击式旋转喷头。首先对比了射流撞击喷头与射流不撞击喷头的水力性能,通过正交试验分析了各结构参数值对射程和组合均匀系数的影响,得到副喷嘴结构优化参数,最后将优化后的射流撞击喷头与改进前的传统15PY2喷头进行水力性能及水滴粒径分布对比。研究结果表明,射流撞击使射程末端水量高点降低,同时射程得到提升,射程平均提升4.39%,在相同压力及组合间距下覆盖范围更大。影响喷头工作性能的结构参数依次为副喷管长度、副喷嘴进口锥角、副喷管内径、副喷嘴仰角,而副喷嘴仰角对射程与组合均匀系数影响最大,15型射流撞击喷头最佳结构参数组合为:副喷管长度20 mm、副喷嘴进口锥角55°、副喷管内径6 mm、副喷嘴仰角33°。射流撞击喷头在压力150~300 kPa下组合均匀系数和综合评分均高过传统15PY2喷头,组合均匀系数平均提升4.84%,综合性能平均提升4%,证明了射流撞击应用于旋转式喷头具有优势。在射程前中段,150和250 kPa下射流撞击喷头水滴直径更大;在射程后段,150 kPa下射流撞击喷头水滴直径更大,但在250 kPa下水滴直径更小。研究所得到的喷头结构及结论可为后续研究射流撞击对水力性能的影响提供参考。

关键词：灌溉喷嘴水力性能射流撞击正交试验