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微纳材料在氢分子医疗中的应用

西安交通大学学报 2025年

作者：李东林展乐冯璟师进文孙成珍张浩余泽佳陈斌王国祥周致富姚亮郑玉萍王慧渊高宁西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室美国俄亥俄州阿克伦大学机械工程系西安交通大学第二附属医院眼科西安交通大学第一附属医院

自2007年首次发现氢分子具有选择性的抗氧化特性以来，氢分子迅速成为现代医学研究的热点，多项研究已证实其在多种动物模型和人类疾病中发挥着积极作用。针对传统氢分子给药（如吸入氢气、饮用富氢水和注射氢盐水等）存在的利用率低、... 详细信息

自2007年首次发现氢分子具有选择性的抗氧化特性以来，氢分子迅速成为现代医学研究的热点，多项研究已证实其在多种动物模型和人类疾病中发挥着积极作用。针对传统氢分子给药（如吸入氢气、饮用富氢水和注射氢盐水等）存在的利用率低、释放难以控制和靶向性不足等问题，微纳材料给出了新的解决方案。本文从微纳材料的释氢原理出发，综述了吸附载氢与原位释氢两种主要策略，以及它们在协同治疗中的前沿应用。吸附载氢依靠物理或化学吸附储存氢气，通过温度、压力等外部调控实现释放；原位释氢则利用化学反应、光热催化或生物手段在特定病理环境中生成氢气，可通过内源响应或外源调控达到更高的靶向性和可控性。以微纳材料为媒介，结合氢分子的抗炎、抗肿瘤等功能，氢分子还可通过与化疗药物、光热疗法及光动力疗法的协同作用，显著增强对肿瘤疾病的治疗效果。本文还总结了当前面临的生物安全性、靶向性及规模化生产等挑战，并提出未来需通过设计智能响应材料及氢分子多模式协同治疗相结合，进一步提高治疗效果与精准性，为后续基于微纳材料的氢分子医学提供了指导。

关键词：氢分子微纳材料吸附载氢原位释氢协同治疗

水下/水面信息物理系统感知-通信-控制理论及其应用专刊序言

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控制与决策 2025年第1期 1-6页

作者：闫敬关新平刘妹琴燕山大学电气工程学院上海交通大学电子信息与电气工程学院西安交通大学人机混合增强智能全国重点实验室

0引言水下/水面信息物理系统是集感知传输和控制于一体的智能系统,包括探测与采集、通信与组网、控制与融合等过程.近年来,水下/水面信息物理系统及其相关技术的快速发展,推动了自主水下机器人、水下搜救与目标抓取、海洋牧场、水下传...

0引言水下/水面信息物理系统是集感知传输和控制于一体的智能系统,包括探测与采集、通信与组网、控制与融合等过程.近年来,水下/水面信息物理系统及其相关技术的快速发展,推动了自主水下机器人、水下搜救与目标抓取、海洋牧场、水下传感器网络、水声通信、水面救援、水下预警与监控等领域关键技术的升级换代和跨越发展.目前,水下/水面信息物理系统理论已经有部分成果涌现,然而相关研究正面临诸多亟待解决的难题.与陆地信息物理系统相比,水下/水面信息物理系统具有弱感知、弱通信以及强干扰等特点.例如:电磁波在水下快速衰减,导致GPS、北斗定位系统、雷达探测系统不能应用于水下;水下节点间时钟难以精确同步,且多径通信、声线弯曲、高传输能耗、长通信时延等因素不容忽视;潮汐、洋流、海面波浪、海洋生物群体和交通航运等干扰严重.

关键词：

脂肪肝中的线粒体氧化应激分子机制及营养素干预策略

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中国科学:生命科学 2025年第1期 67-81页

作者：王颖王一方罗朝桂刘健康龙建纲彭韵桦西安交通大学生命科学与技术学院线粒体生物医学研究所生物医学信息工程教育部重点实验室康复大学健康与生命科学学院

线粒体是真核细胞中发生生物氧化和能量转换以及产生活性氧的主要细胞器,线粒体的稳态平衡保证肝脏等各个器官代谢功能.线粒体氧化应激可以通过损伤线粒体DNA、蛋白质、脂类等生物大分子引发线粒体稳态失衡和线粒体功能障碍并通过影响... 详细信息

线粒体是真核细胞中发生生物氧化和能量转换以及产生活性氧的主要细胞器,线粒体的稳态平衡保证肝脏等各个器官代谢功能.线粒体氧化应激可以通过损伤线粒体DNA、蛋白质、脂类等生物大分子引发线粒体稳态失衡和线粒体功能障碍并通过影响能量代谢相关信号通路导致脂肪肝病理发生.深入研究线粒体氧化应激参与脂肪肝病理发生的机制有助于发现脂肪肝防治的靶点.本文综述关于线粒体氧化应激的产生及其在脂肪肝病理发生中的作用机制及靶向线粒体的营养素干预策略.

关键词：脂肪肝线粒体活性氧氧化应激

汉坦病毒感染后血管内皮细胞及外周血单细胞基因表达差异生物信息学分析及防治药物筛选

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心脏杂志 2025年 436-443页

作者：杨子麒于昊祯李莉余璐马恒空军军医大学西京医院放射科西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室联勤保障部队临潼康复疗养中心空军军医大学西京医院病理科空军军医大学基础医学院生理与病理生理学教研室

目的探讨汉坦病毒（Hantan virus,HTV）感染对血管内皮细胞及外周血细胞基因表达的影响和潜在的病理机制以及可能的治疗靶点。方法通过基因表达综合数据库（gene expression omnibus,GEO）分别获取HTV数据集转录组GSE133751(3例HTV、... 详细信息

目的探讨汉坦病毒（Hantan virus,HTV）感染对血管内皮细胞及外周血细胞基因表达的影响和潜在的病理机制以及可能的治疗靶点。方法通过基因表达综合数据库（gene expression omnibus,GEO）分别获取HTV数据集转录组GSE133751(3例HTV、3例对照)和单细胞测序数据集GSE161354(6例HTV、2例对照)进行联合分析。通过筛选确定了HTV对于血管内皮细胞的影响以及其中的差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs），并进行功能富集分析。结合HTV患者血液单细胞测序数据分析疾病相关的细胞亚型、关键基因以及细胞之间的互作关系。基于分子对接结果筛选潜在的疾病治疗药物。结果通过对GSE133751的数据集分析，共获取了338个差异基因，包含288个上调基因以及50个下调基因，通过GO以及KEGG功能富集揭示了主要的相关功能与抗病毒以及炎性功能相关。结合单细胞数据GSE161354联合分析定位了与疾病相关的细胞类型：CD4＿Naive＿T＿cell，并定位了其中的核心基因TXNIP以及IL7R。通过分子对接对TXNIP以及IL7R进行药物预测，最终获得了雷迪帕韦（Ledipasvir）与利福昔明（Rifaximin）两个可能的靶向药物。结论本研究筛选和定位了HTV感染后内皮细胞及外周血细胞中基因表达差异，并确定核心基因以及关键细胞亚型。进而，通过分子对接筛选获得了潜在的HTV感染后循环系统损伤的治疗药物，为HTV感染患者的临床治疗提供新的实验依据。

关键词：汉坦病毒血管内皮细胞外周血细胞单细胞数据

凝胶网络模板法可控制备NaYF_4:Yb^(3+),Er^(3+)稀土上转换纳米颗粒

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无机材料学报 2014年第5期29卷 545-549页

作者：裘慕书林敏赵英董宇卿卢天健徐峰西安交通大学生物医学信息工程教育部重点实验室西安710049 西安交通大学生物仿生工程与生物力学中心西安710049

采用水凝胶空间网孔结构作为纳米级反应容器可控制备了NaYF4:Yb3+,Er3+稀土上转换发光纳米颗粒。通过控制交联剂密度可以改变网络凝胶网孔结构,用不同网孔结构的凝胶模板可以控制合成纳米颗粒。通过XRD、TEM、PL等方法研究了不同凝胶模... 详细信息

采用水凝胶空间网孔结构作为纳米级反应容器可控制备了NaYF4:Yb3+,Er3+稀土上转换发光纳米颗粒。通过控制交联剂密度可以改变网络凝胶网孔结构,用不同网孔结构的凝胶模板可以控制合成纳米颗粒。通过XRD、TEM、PL等方法研究了不同凝胶模板对颗粒的尺寸、发光性能的影响。结果表明,利用高分子交联后形成的凝胶网络,可以制得粒径在10 nm左右的NaYF4:Yb3+,Er3+纳米颗粒。随着交联剂浓度的升高,颗粒粒径及荧光强度都有所下降。本研究为稀土上转换发光纳米颗粒的制备提供了工艺简单、绿色环保的新方法。

关键词：稀土上转换纳米颗粒水凝胶网络结构交联度

采用小波变换和双向长短期记忆网络的脑电睡眠分期模型

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西安交通大学学报 2022年第9期56卷 104-111页

作者：王天宇陈晗王刚吴宁西安交通大学电子与信息学部西安710049 西安交通大学生物医学信息工程教育部重点实验室西安710049 西安交通大学生命科学与技术学院西安710049

针对睡眠生理信号采集难度大、睡眠分期精度低的问题,提出一种采用小波变换和双向长短期记忆网络的脑电睡眠分期模型。首先使用连续小波变换提取睡眠脑电的时频图;然后使用卷积神经网络从脑电信号的时频图中提取睡眠相关的脑电特征,作... 详细信息

针对睡眠生理信号采集难度大、睡眠分期精度低的问题,提出一种采用小波变换和双向长短期记忆网络的脑电睡眠分期模型。首先使用连续小波变换提取睡眠脑电的时频图;然后使用卷积神经网络从脑电信号的时频图中提取睡眠相关的脑电特征,作为单个睡眠片段的分期依据,再使用双向长短期记忆网络进一步提取睡眠片段之间的状态转换规则;最后利用深度学习方法建立特征、规则与睡眠阶段的映射,使用数据扩充和两步训练法训练模型,削弱数据不均衡的影响,完成连续片段的睡眠分期。采用SHHS公开数据库的5793名被试者的睡眠脑电数据对该模型进行验证,实验结果表明,睡眠分期准确率达到85.82%,整体F1达到78.39,Kappa系数达到0.799,和现有方法相比性能明显提升。

关键词：睡眠分期脑电信号连续小波变换卷积神经网络双向长短期记忆网络

基于自适应中值滤波的脑事件关联电位单次提取

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中国生物医学工程学报 2003年第3期22卷 220-227页

作者：齐春邸双亮梁德群黄华姜杭毅西安交通大学电子与信息工程学院霍普金斯大学生物医学工程系

提出一种基于自适应中值滤波的脑事件关联电位单次提取方法。刺激方式为odd ball模式 ,直接用实测的数据进行实验。背景噪声从波形上看呈现为脉冲状形式 ,中值滤波可以有效地去除脉冲噪声。利用零交叉方法估计各单次记录信号中噪声的脉... 详细信息

提出一种基于自适应中值滤波的脑事件关联电位单次提取方法。刺激方式为odd ball模式 ,直接用实测的数据进行实验。背景噪声从波形上看呈现为脉冲状形式 ,中值滤波可以有效地去除脉冲噪声。利用零交叉方法估计各单次记录信号中噪声的脉冲宽度 ,取其最大值作为基准参数 ,自适应地动态确定各单次滤波时所用窗口的大小。在窗口大小确定后 ,对各单次记录到的信号进行中值滤波器处理 ,最后对结果进行低通平滑。实验结果表明 ,本文提出的方法不但具有良好的单次提取效果。

关键词：事件关联电位单次提取自适应中值滤波零交叉

一种提取近红外光谱信号中诱发血液动力学反应的方法

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西安交通大学学报 2016年第7期50卷 152-158页

作者：蔡云丽高琳王逸飞闫相国西安交通大学生物医学信息工程教育部重点实验室西安710049

为了更好地提取与大脑功能活化有关的诱发血液动力学反应(EHR),综合比较了不同经验模态分解算法的优缺点,提出了一种提取近红外光谱信号中EHR的方法——ICEEMDAN-RLS。利用5种经验模态分解算法对近端通道信号进行分解,根据分解结果对远... 详细信息

为了更好地提取与大脑功能活化有关的诱发血液动力学反应(EHR),综合比较了不同经验模态分解算法的优缺点,提出了一种提取近红外光谱信号中EHR的方法——ICEEMDAN-RLS。利用5种经验模态分解算法对近端通道信号进行分解,根据分解结果对远端通道信号进行自适应滤波,借助皮尔森相关系数和相对均方误差评估不同经验模态分解算法的EHR提取性能,在此基础上分析经验模态分解和传统块平均方法的块平均次数与EHR信号质量之间的关系。结果表明,基于5种经验模态分解算法的自适应滤波方法都能有效提取远端通道信号中包含的EHR,ICEEMDAN-RLS具有更大的皮尔森相关系数和更小的相对均方误差,仅需要进行10次块平均便可获得稳定的EHR信号,比传统方法的块平均次数减少了75%,且具有较高的EHR信号质量,可以更有效地提取淹没在全局干扰中的EHR。该结果可为大脑功能活化的研究提供参考。

关键词：近红外光谱技术诱发血液动力学反应经验模态分解块平均

256阵元高强度聚焦超声相控阵系统误差与多焦点模式精确控制

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物理学报 2010年第2期59卷 1349-1356页

作者：徐丰陆明珠万明习方飞西安交通大学生物医学信息工程教育部重点实验室西安710049

对一种256阵元中心开孔凹球面二维相控阵合成三维多焦点声场进行了系统的误差分析,总结了阵元激励信号的幅度和相位误差对声场参数的影响规律,为上百阵元相控阵驱动控制提供了设计容差依据.分析表明:上百阵元相控阵在声场合成能力方面... 详细信息

对一种256阵元中心开孔凹球面二维相控阵合成三维多焦点声场进行了系统的误差分析,总结了阵元激励信号的幅度和相位误差对声场参数的影响规律,为上百阵元相控阵驱动控制提供了设计容差依据.分析表明:上百阵元相控阵在声场合成能力方面具有很强的鲁棒性,5位相位量化精度足以保证合成声场的有效性,误差主要影响声场焦域能量的分布,通过提高相控阵发射总声功率等途径降低幅度误差百分比可以有效减弱固定方差的幅度误差的影响.

关键词：高强度聚焦超声幅度和相位误差多焦点