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基于改进YOLOv7的微生物细胞识别算法

现代电子技术 2025年第1期48卷 47-54页

作者：吕彦朋赵颖彤苏晓明刘占英内蒙古自治区发酵产业节能减排工程技术研究中心内蒙古呼和浩特010051 生物发酵绿色制造内蒙古自治区工程研究中心内蒙古呼和浩特010051 内蒙古工业大学数据科学与应用学院内蒙古呼和浩特010051

针对传统及人工方法识别多种类、大量微生物细胞存在耗时长、准确率低等问题,文中提出一种改进YOLOv7的微生物细胞识别算法YOLOv7-PN。通过引入改进的路径聚合网络(PANet)提取和融合不同尺度的特征,以捕捉细胞图像中的多尺度信息,从而... 详细信息

针对传统及人工方法识别多种类、大量微生物细胞存在耗时长、准确率低等问题,文中提出一种改进YOLOv7的微生物细胞识别算法YOLOv7-PN。通过引入改进的路径聚合网络(PANet)提取和融合不同尺度的特征,以捕捉细胞图像中的多尺度信息,从而提高细胞的检测精度和鲁棒性;在骨干网络添加注意力模块(NAM),能够自适应地学习每个通道的权重,提高细胞的特征表示能力;将传统的IoU边界框损失函数替换为DIoU_Loss,以考虑边界框之间的距离和重叠程度,能够更准确地衡量检测框的精度,从而提高细胞的定位准确性。实验结果表明,使用BCCD数据集进行评估时,文中算法在微生物细胞识别任务中取得了显著的提升,与基准算法YOLOv7相比,YOLOv7-PN的Precision值提高了1.46%、F_(1)值提高了2.61%、Accuracy值提高了0.86%。实验结果验证了该算法的有效性和性能优势,为微生物学研究和医学诊断等领域的微生物细胞分析提供了有力支持。

关键词：微生物细胞 YOLOv7 YOLOv7-PN PANet NAM DIoU_Loss

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随机突变文库构建策略研究进展

化学与生物工程 2025年第2期42卷 1-8页

作者：柴迎楠刘丽霞宋亚妮闫德琛刘占英内蒙古自治区发酵产业节能减排工程技术研究中心内蒙古呼和浩特010051 生物发酵绿色制造内蒙古自治区工程研究中心内蒙古呼和浩特010051 内蒙古自治区生物发酵专业化研发与中试平台内蒙古呼和浩特010051 内蒙古工业大学化工学院内蒙古呼和浩特010051 内蒙古阜丰生物科技有限公司内蒙古呼和浩特010050

构建突变文库是定向进化研究中的一个关键步骤。随机突变是通过变异使DNA序列发生变化从而影响生物体性状和功能的人工诱导基因变异的方法,基于突变发生的环境和后续筛选过程,可分为体外突变和体内突变。综述了随机突变文库构建策略体... 详细信息

构建突变文库是定向进化研究中的一个关键步骤。随机突变是通过变异使DNA序列发生变化从而影响生物体性状和功能的人工诱导基因变异的方法,基于突变发生的环境和后续筛选过程,可分为体外突变和体内突变。综述了随机突变文库构建策略体外突变技术(如易错PCR、DNA改组、转座子插入和CRISPR/Cas系统等)和体内突变技术(如MAGE、OrthoRep和CasPER体系等)的优缺点和应用进展,为促进酶工程与合成生物学技术的发展和推动新药研发、生物能源生产等领域的创新提供了参考。

关键词：突变文库随机突变体内突变体外突变

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基于任意四边形拟合的轨道分割算法

铁道学报 2025年第1期47卷 112-122页

作者：郭浩齐咏生张嘉英马然刘利强内蒙古工业大学电力学院内蒙古呼和浩特010080 内蒙古工业大学大规模储能技术教育部工程研究中心内蒙古呼和浩特010080 内蒙古工业大学内蒙古自治区高等学校智慧能源技术与装备工程研究中心内蒙古呼和浩特010080

精准高效地完成轨道分割与障碍物检测对于智能行车具有重要意义。现有深度学习算法对轨道区域分割与障碍物识别区分不明确,复杂区域极易出现多轨融合、识别率低等情况。为此,提出一种基于任意四边形拟合的轨道分割框架,实现轨道分割任务... 详细信息

精准高效地完成轨道分割与障碍物检测对于智能行车具有重要意义。现有深度学习算法对轨道区域分割与障碍物识别区分不明确,复杂区域极易出现多轨融合、识别率低等情况。为此,提出一种基于任意四边形拟合的轨道分割框架,实现轨道分割任务;将其嵌入YOLOv5网络中,设计出一种全新的轨道交通双视觉任务网络(YOLOv5-DVT),该网络可根据轨道的不同特征,使用任意四边形切分轨道;经过多边形角点排序、自适应正样本匹配、相对重心位置编解码及顺序预测约束等环节完成对任意四边形轨道的预测,利用多边形寻迹拟合算法实现对轨道区域的恢复与分割;通过设计双任务结构,采用端到端的轨道分割与障碍物检测并行训练策略实现同步分割与障碍物识别,提升推理速度。采用自建数据集对该算法进行验证,试验结果表明:与经典分割算法相比,本文方法在复杂轨道的分割中更加清晰准确,其双任务精度分别达到95.10%、93.51%,推理速度达32 FPS,具备实际场景的应用价值。

关键词：任意四边形检测轨道分割障碍物检测深度神经网络

基于改进人工神经网络的多指标冷鲜羊肉新鲜度无损检测

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光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 291-300页

作者：徐子洋姜新华翟成珺马学磊李靖内蒙古农业大学计算机与信息工程学院内蒙古呼和浩特010018 内蒙古自治区农牧业大数据研究与应用重点实验室内蒙古呼和浩特010018 内蒙古自治区教育考试院内蒙古呼和浩特010018

冷鲜羊肉新鲜度受多种因素影响,可通过多个理化和微生物指标综合评价。传统检测方法操作复杂、效率低。高光谱成像作为一种快速且非破坏性的检测技术,可以有效地检测冷鲜羊肉新鲜度改变过程中不同成分的变化。为了研究采用高光谱成像技... 详细信息

冷鲜羊肉新鲜度受多种因素影响,可通过多个理化和微生物指标综合评价。传统检测方法操作复杂、效率低。高光谱成像作为一种快速且非破坏性的检测技术,可以有效地检测冷鲜羊肉新鲜度改变过程中不同成分的变化。为了研究采用高光谱成像技术实现冷鲜羊肉新鲜度多指标评价的可行性,提出一种改进人工神经网络算法,通过重新定义损失函数加强标记之间的相关性,充分采用多个新鲜度指标对冷鲜羊肉新鲜度分类。试验收集了0~14 d冷鲜羊肉样本在400~1000 nm范围的高光谱图像,采用实验室方法测定挥发性盐基氮(TVB-N)、pH值、菌落总数(TAC)和大肠菌群近似数(ANC)指标值。通过S-G平滑滤波法和多元散射校正对冷鲜羊肉样本原始光谱数据进行预处理,采用连续投影法(SPA)选择光谱数据的18个特征波长作为输入数据,采用所提出的改进人工神经网络算法建立多指标冷鲜羊肉新鲜度等级模型。结果表明,改进人工神经网络对测试集的分类准确率达96%,三个新鲜度等级样本的识别率分别为100%、89.28%和98.68%,采用汉明损失(hamming loss)、1-错误率(one-error)、排序损失(ranking loss)和覆盖率(coverage)四种多标记模型指标进行评价,评价指标分别为0.008、0.002、0.0025和4.048。改进人工神经网络分类模型的准确率和各项模型评价指标均优于传统ANN,证明改进人工神经网络用于多指标冷鲜羊肉新鲜度的无损检测具有可行性。

关键词：无损检测高光谱神经网络多指标分类

不同干细胞来源外泌体及其携非编码RNA诊疗骨性关节炎

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中国组织工程研究 2025年第19期29卷 4122-4131页

作者：王喆齐岩松徐永胜内蒙古自治区人民医院骨科中心(运动医学中心) 内蒙古自治区呼和浩特市010017

背景:外泌体可在骨性关节炎患者滑液和血浆中检测出来,其水平随着骨性关节炎的进展而不断变化,并且可以对骨性关节炎的局部炎症、软骨钙化和关节退化起缓解作用。目的:旨在全面了解不同干细胞来源外泌体在骨性关节炎诊疗中的作用和机制... 详细信息

背景:外泌体可在骨性关节炎患者滑液和血浆中检测出来,其水平随着骨性关节炎的进展而不断变化,并且可以对骨性关节炎的局部炎症、软骨钙化和关节退化起缓解作用。目的:旨在全面了解不同干细胞来源外泌体在骨性关节炎诊疗中的作用和机制,并提出了外泌体治疗骨性关节炎的前景和挑战。方法:检索PubMed及中国知网数据库,英文检索词为“exosomes,osteoarthritis,mesenchymal stem cells,stem cells”,中文检索词为“外泌体,骨性关节炎,间充质干细胞,干细胞”,对2003年10月至2023年10月发表的文献进行检索,最终纳入99篇文献进行综述。结果与结论:外泌体的出现给骨性关节炎的诊断和治疗带来了希望。外泌体内含RNA、蛋白质及脂类的差异能够作为骨性关节炎的生物标志物用于诊断。同时,来自不同干细胞的外泌体均能够有效保护软骨细胞、缓解炎症、维持软骨基质代谢以及调节血管生成和软骨下骨重塑,表现出治疗骨性关节炎的优秀潜力。工程化外泌体则突破传统局限,通过调节特定非编码RNA表达增强治疗特异性与效率,为骨性关节炎的治疗提供新策略。

关键词：外泌体骨性关节炎间充质干细胞干细胞软骨修复软骨再生软骨细胞 RNA 工程化外泌体

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橡胶混凝土的疲劳行为与损伤机理

武汉大学学报(工学版) 2025年第1期58卷 67-75页

作者：朱浩君薛刚刘利强李京军内蒙古科技大学土木工程学院内蒙古包头014010 内蒙古自治区高校智能建造与运维工程研究中心内蒙古包头014010

为研究橡胶混凝土的疲劳行为及其损伤机理,将粒径为0.6 mm的橡胶颗粒以不同掺量掺入混凝土中制成橡胶混凝土进行单轴受压疲劳试验,得到不同应力水平下的疲劳寿命,并根据残余应变及疲劳变形模量的变化研究了橡胶混凝土疲劳损伤机理。结... 详细信息

为研究橡胶混凝土的疲劳行为及其损伤机理,将粒径为0.6 mm的橡胶颗粒以不同掺量掺入混凝土中制成橡胶混凝土进行单轴受压疲劳试验,得到不同应力水平下的疲劳寿命,并根据残余应变及疲劳变形模量的变化研究了橡胶混凝土疲劳损伤机理。结果表明:橡胶混凝土疲劳破坏呈现一定的延性特征;橡胶混凝土疲劳寿命服从两参数Weibull分布,相同应力水平下其疲劳寿命比普通混凝土高,疲劳强度折减系数亦有所提高;橡胶混凝土残余应变变化符合普通混凝土残余应变的3阶段规律,极限残余应变大于普通混凝土;可利用疲劳变形模量描述橡胶混凝土疲劳损伤,橡胶混凝土疲劳失稳破坏过程比普通混凝土长。

关键词：橡胶混凝土疲劳行为疲劳寿命残余应变疲劳损伤

外泌纤维素酶大肠杆菌ZH-4菌株中Ⅱ型分泌蛋白的生物信息学分析

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内蒙古工业大学学报(自然科学版) 2025年

作者：浩东昊张龙崔金娜刘占英苏晓明内蒙古工业大学内蒙古自治区发酵产业节能减排工程技术研究中心内蒙古工业大学生物发酵绿色制造内蒙古自治区工程研究中心内蒙古自治区生物发酵专业化研发与中试平台内蒙古工业大学化工学院内蒙古工业大学数据科学与应用学院

大肠杆菌作为一种重要的微生物工程研究对象，有着广泛的应用前景。课题组前期首次在牛胃中筛选分离出一株可以分泌胞外纤维素酶BcsZ的大肠杆菌（Escherichia coli ZH-4,ZH-4）。经推测其纤维素酶可能是通过Ⅱ型分泌系统向胞外分泌。为... 详细信息

大肠杆菌作为一种重要的微生物工程研究对象，有着广泛的应用前景。课题组前期首次在牛胃中筛选分离出一株可以分泌胞外纤维素酶BcsZ的大肠杆菌（Escherichia coli ZH-4,ZH-4）。经推测其纤维素酶可能是通过Ⅱ型分泌系统向胞外分泌。为明确ZH-4中存在的Ⅱ型分泌系统（typeⅡsecretions system,T2SS）蛋白的数量、信号肽和跨膜结构域等信息是否与其他病菌有遗传关系。本研究将数据库中的细菌T2SS分泌蛋白序列，与ZH-4进行序列比对，筛选出7个候选的Ⅱ型分泌蛋白，并通过各种预测软件分析蛋白的亚细胞定位、跨膜结构、信号肽、理化性质、二级结构和三级结构等特征。通过对ZH-4中可能存在的Ⅱ型分泌蛋白进行预测，为深入开展ZH-4中Ⅱ型分泌蛋白的功能研究提供基础。

关键词：大肠杆菌外泌纤维素酶 Ⅱ型分泌蛋白生物信息学预测

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纳米颗粒嵌入型阻变存储器的研究进展

化工新型材料 2025年

作者：罗涵琼宋超胡全丽内蒙古民族大学纳米创新研究院内蒙古自治区纳米碳材料重点实验室锂硫电池储能内蒙古自治区工程研究中心内蒙古民族大学化学与材料学院

对近10年来纳米颗粒嵌入型阻变存储器（RRAM）的性能和电阻的转换机制进行了综述。在RRAM器件的电阻转换层中嵌入纳米颗粒能够有效地改善或提升器件的性能。首先，电阻转换层中的金属纳米颗粒作为电荷捕获和释放的场所，增强局域电场，... 详细信息

对近10年来纳米颗粒嵌入型阻变存储器（RRAM）的性能和电阻的转换机制进行了综述。在RRAM器件的电阻转换层中嵌入纳米颗粒能够有效地改善或提升器件的性能。首先，电阻转换层中的金属纳米颗粒作为电荷捕获和释放的场所，增强局域电场，促进氧离子迁移，促使氧空位缺陷沿着最短路径形成导电通道；其次，在纳米颗粒组装层中，纳米颗粒之间存在着边界，这些边界为导电细丝的形成提供了便利；第三，插入到介质层中的纳米颗粒引导导电细丝的形成和断开，并通过减小导电细丝形成的随机性，改善了器件电阻转变的均匀性和稳定性。因此，从阻变存储器的结构、组成和电阻转换机理进行了论述。总结了将金属或金属氧化物纳米颗粒嵌入介质层中对器件电阻转变性能的影响。最后，展望了纳米颗粒嵌入型阻变存储器的发展趋势和应用潜力。

关键词：嵌入型纳米颗粒阻变存储器

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花岗岩及细粒花岗岩声发射时频域特征分析

地下空间与工程学报 2025年第01期 100-108页

作者：王创业隋青瑞游茹韩天宇刘城成内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古自治区矿业工程重点实验室内蒙古自治区煤炭安全开采与利用工程技术研究中心内蒙古煤炭绿色开采与绿色利用协同创新中心

为进一步研究不同粒度花岗岩内部裂纹演化特征，对花岗岩及细粒花岗岩进行单轴压缩声发射试验。结果表明：对比事件率、累积事件数、能率、累积能量可知细粒花岗岩在裂纹不稳定扩展阶段裂纹萌生能力弱于花岗岩，在峰后破坏阶段表现出较... 详细信息

为进一步研究不同粒度花岗岩内部裂纹演化特征，对花岗岩及细粒花岗岩进行单轴压缩声发射试验。结果表明：对比事件率、累积事件数、能率、累积能量可知细粒花岗岩在裂纹不稳定扩展阶段裂纹萌生能力弱于花岗岩，在峰后破坏阶段表现出较强的脆性特征；花岗岩高幅值声发射(AE)信号占比约为细粒花岗岩的2倍，花岗岩高幅值声发射信号占比更多，破坏更剧烈；主破裂发生之前细粒花岗岩的平均频率(AF)值高于花岗岩，细粒花岗岩在主破裂发生之前孕育更高占比的张拉裂纹；对试样求取主频熵值，发现主频熵值的“波动升高■波动降低”的拐点可作为试样的临界破坏前兆点；试样内部各阶段不同类型AE信号演化规律进行分析，发现在裂纹稳定扩展阶段中花岗岩出现大量低幅值中主频的声发射信号，说明花岗岩在此阶段会积累更多的损伤。

关键词： RA-AF值主频熵值时频域归一化频谱图