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基于深度学习、小波变换和可见光谱的茶树冻害程度评估

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光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 234-240页

作者：李赫王玉范凯毛艺霖丁仕波宋大鹏王梦琪丁兆堂山东省农业科学院茶叶研究所山东济南250108 青岛农业大学茶叶研究所山东青岛266109 日照市农业科学研究院茶叶研究所山东日照276827

茶树冻害鉴定是评价茶树抗逆性、指导茶园越冬管理的基础。茶树冻害鉴定的传统方法主要通过人工观察茶树叶片的冻害数量和冻害程度,存在准确率低,效率低,主观性强等缺点。提出一种基于深度学习、小波变换和可见光谱的茶树冻害程度评估... 详细信息

茶树冻害鉴定是评价茶树抗逆性、指导茶园越冬管理的基础。茶树冻害鉴定的传统方法主要通过人工观察茶树叶片的冻害数量和冻害程度,存在准确率低,效率低,主观性强等缺点。提出一种基于深度学习、小波变换和可见光谱的茶树冻害程度评估框架。首先,采集了1 000张茶树受冻后的树冠图像,并且按照4∶1分为训练集和测试集,并对训练集图像的冻害叶片进行标注。其次,采用Faster R-CNN网络对茶树的冻害叶片进行识别提取,并且分别选择了AlexNet、 VGG19和ResNet50三种特征提取器,选择鲁棒性最高的特征提取器作为主干网络。然后,将提取到的茶树冻害叶片图像进行小波变换增强处理,从而得到了一张低频率和三张高频率的图像。将小波变换处理后的图像和未经小波变换处理的图像分别输入到VGG16、 SVM、 AlexNet、 ResNet50等网络对冻害叶片进行分级,比较四种网络的分类性能。根据冻害叶片的数量、冻害叶片的程度,不同冻害程度叶片的权重系数,对茶树受冻程度打分,从而对茶树整体的冻害程度进行评估。结果表明:(1)基于ResNet50的Faster R-CNN模型提取茶树冻害叶片的性能最好,其查准率为93.33%,查全率为92.57%,高于VGG19和AlexNet作为主干网络的识别性能,可以确保大多数的冻害叶片都能被提取出来,并为叶片的冻害程度进一步分级提供基础。(2)VGG16模型分类不同冻害程度的叶片的整体准确率为89%,高于其他模型(SVM、 AlexNet、 ResNet50)的整体分类准确率,表明VGG16模型具有较高的鲁棒性。(3)小波变换处理后的冻害叶片图像与未经小波变换处理后的冻害叶片相比较,能提升模型的整体分类准确率2%~6%。说明小波变换增强技术可以提高网络的准确率。因此,本实验框架可以准确和高效地将茶树冻害叶片进行分级,对于茶园冻害程度的评估具有重要价值,为北方茶园的越冬防护提供技术支撑。

关键词：茶树冻害叶片 Faster R-CNN VGG16 小波变换

黄渤海沉积物有机碳光谱分析在不同仪器间的差异

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光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 52-55页

作者：范萍萍李雪莹邱慧敏侯广利刘岩齐鲁工业大学(山东省科学院) 山东省科学院海洋仪器仪表研究所山东青岛266061

光谱仪作为可见-近红外光谱分析核心工具,对于光谱分析的影响还有待深入研究。这里,以黄渤海沉积物为研究对象,利用安捷伦Cary 5000、 ASD FieldSpec 4、海洋光学QEPro三种光谱仪,研究有机碳含量的反射光谱及其光谱分析在不同光谱仪间... 详细信息

光谱仪作为可见-近红外光谱分析核心工具,对于光谱分析的影响还有待深入研究。这里,以黄渤海沉积物为研究对象,利用安捷伦Cary 5000、 ASD FieldSpec 4、海洋光学QEPro三种光谱仪,研究有机碳含量的反射光谱及其光谱分析在不同光谱仪间的差异。其中,Cary 5000为室内台式光谱仪,FieldSpec 4和QEPro是便携式光谱仪;QEPro只能采集200~1 000 nm的反射率,而且反射率在三种光谱仪中最高;Cary 5000和FieldSpec 4能够采集完整的可见-近红外反射率(350~2 500 nm),光谱曲线几乎完全一致,尤其是近红外部分,但Cary 5000采集的反射率高于FieldSpec 4。三种光谱仪的光谱分析能力也存在显著差异,其中,Cary 5000的光谱分析能力最强,其光谱模型具有很强的预测能力,建模集r^(2)高达0.99,验证集r^(2)高达0.86,均方根误差(RMSE)在建模集和验证集分别为0.04、 0.11,相对分析偏差(RPD)高达2.6,显示了对黄渤海沉积物有机碳强大的预测能力。FieldSpec 4的建模集r^(2)很高,达到0.98,但验证集r^(2)仅为0.56, RMSE从建模集的0.06降为预测集的0.19, RPD仅为1.4,显示在黄渤海沉积物有机碳的预测中准确度很低。QEPro的建模集和验证集r^(2)都很低,分别为0.75、 0.59, RMSE保持稳定,均为0.18, RPD刚超出1.5(RPD=1.6),显示在黄渤海沉积物有机碳的预测上具有一定的准确度。可见,室内光谱仪比便携式光谱仪具有更强的光谱分析能力,可能是因为室内光谱仪的配置更好。同为便携式光谱仪,在黄渤海沉积物有机碳的光谱分析方面,QEPro具有和FieldSpec 4一样的光谱分析能力,甚至在稳定性上更好。由于QEPro的价格相对低廉,因此在室外沉积物/土壤碳氮光谱分析中,具有更好的性价比。该研究深入比较了不同光谱仪在相同样品的光谱分析中的差异,为不同研究的光谱分析及其模型转移提供了有效参考。

关键词：海洋沉积物黄渤海光谱分析光谱仪海洋光学

腺相关病毒载体介导的眼部基因治疗相关免疫应答的研究进展

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中华眼科杂志 2024年第3期60卷 289-295页

作者：朱鑫磊张碧凝谢立信山东第一医科大学附属眼科研究所、山东省眼科学重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地青岛266071

腺相关病毒载体已广泛应用于眼部及全身疾病的基因治疗中,然而,临床试验结果表明基因治疗可能引发与免疫炎性反应相关的严重不良事件,从而影响基因治疗的安全性和有效性。基因治疗后引起的眼内免疫炎性反应被称为基因治疗相关葡萄膜炎,... 详细信息

腺相关病毒载体已广泛应用于眼部及全身疾病的基因治疗中,然而,临床试验结果表明基因治疗可能引发与免疫炎性反应相关的严重不良事件,从而影响基因治疗的安全性和有效性。基因治疗后引起的眼内免疫炎性反应被称为基因治疗相关葡萄膜炎,这已成为限制眼部长期和有效基因治疗的主要障碍之一。本文从基因治疗的免疫应答机制、相关葡萄膜炎的眼部表现、免疫炎症影响因素和防治策略4个方面进行综述,旨在为发展更安全、有效的眼部基因治疗提供参考。

关键词：基因治疗依赖病毒葡萄膜炎炎症

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抗黄曲霉侵染与产毒的花生品种筛选

花生学报 2024年第2期53卷 77-82,90页

作者：沈文凤王明清于丽娜宋昱高远迟晓元杨珍江晨毕洁王希平山东省花生研究所山东青岛266100

花生是我国重要的经济作物和油料作物,易被黄曲霉侵染。黄曲霉产生的黄曲霉毒素具有强毒性和强致癌性,严重威胁花生食品安全和人体健康,不利于花生产业健康发展。为了筛选抗黄曲霉侵染与产毒的花生品种,本研究采用孢子菌悬液侵染法,以3... 详细信息

花生是我国重要的经济作物和油料作物,易被黄曲霉侵染。黄曲霉产生的黄曲霉毒素具有强毒性和强致癌性,严重威胁花生食品安全和人体健康,不利于花生产业健康发展。为了筛选抗黄曲霉侵染与产毒的花生品种,本研究采用孢子菌悬液侵染法,以37个花生品种的籽仁为试验材料,利用黄曲霉侵染指数和黄曲霉毒素B_(1)(AFB_(1))含量分析比较各品种的抗侵染性。结果显示,37个花生品种籽仁的黄曲霉侵染指数分布范围为11.00%~80.33%,筛选出中抗黄曲霉侵染品种13个,中感黄曲霉侵染品种19个,感黄曲霉侵染品种4个和高感黄曲霉侵染品种1个,未筛选出高抗品种。AFB_(1)检测结果表明,黄曲霉毒素B_(1)含量最低的3个花生品种为花育23号、花育616和花育9121。相关性分析结果表明黄曲霉侵染指数与AFB_(1)含量呈显著正相关。

关键词：花生品种筛选黄曲霉黄曲霉毒素侵染抗性

固态锂金属电池中不均匀离子通量介导的正负极串扰失效机制

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科学通报 2024年第3期69卷 317-319页

作者：郑越马君孙富崔光磊中国科学院青岛生物能源与过程研究所青岛266101 山东能源研究院青岛266101 青岛新能源山东省实验室青岛266101

锂离子电池是一种重要的电化学储能技术,可为便携式电子设备、电动汽车和智能电网等应用场景的能源存储与高效利用提供关键技术支持.锂离子电池主要由电极、电解质和隔膜构成.然而,受隔膜厚度、负极析锂、电极容量发挥有限等问题的制约... 详细信息

锂离子电池是一种重要的电化学储能技术,可为便携式电子设备、电动汽车和智能电网等应用场景的能源存储与高效利用提供关键技术支持.锂离子电池主要由电极、电解质和隔膜构成.然而,受隔膜厚度、负极析锂、电极容量发挥有限等问题的制约,商业化液态锂离子电池无法满足市场对能量密度日益增长的需求,更难以达到国家对动力电池更高的能量追求和目标(>500 Wh/kg).

关键词：锂离子电池便携式电子设备智能电网失效机制能量密度能源存储动力电池正负极

慢性泪囊炎相关角膜溃疡的临床特征及治疗转归

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中华实验眼科杂志 2024年第5期42卷 442-447页

作者：黄晴单凤梅李洁张晓玉鹿秀海王富华高华亓晓琳山东第一医科大学附属眼科医院(山东省眼科医院)、山东第一医科大学(山东省医学科学院)、山东省眼科研究所、山东省眼科学重点实验室、省部共建国家重点实验室培育基地济南250021

目的分析慢性泪囊炎相关角膜溃疡的临床特征及治疗转归,为临床合理诊疗提供依据。方法采用系列病例观察研究方法,纳入2016年1月至2020年1月于山东第一医科大学附属眼科医院诊断为慢性泪囊炎相关角膜溃疡患者31例31眼,平均年龄(53.0±10... 详细信息

目的分析慢性泪囊炎相关角膜溃疡的临床特征及治疗转归,为临床合理诊疗提供依据。方法采用系列病例观察研究方法,纳入2016年1月至2020年1月于山东第一医科大学附属眼科医院诊断为慢性泪囊炎相关角膜溃疡患者31例31眼,平均年龄(53.0±10.8)岁。随访观察眼部临床特征、病原微生物检查及药物敏感试验、治疗及转归。结果患者慢性泪囊炎病史平均(3.6±1.9)年,角膜溃疡多位于角膜周边部,形态呈圆形,边界清晰。角膜刮片培养阳性率为74.2%(23/31),19眼查见细菌,3眼查见真菌菌丝,1眼同时查见革兰阳性球菌及真菌菌丝。微生物培养阳性率为74.2%(23/31),20眼细菌培养阳性(革兰阳性球菌16眼,革兰阴性杆菌4眼),3眼真菌培养阳性。革兰染色阳性球菌对万古霉素、利福平、莫西沙星、左氧氟沙星敏感率分别为100%(16/16)、87.5%(14/16)、81.3%(13/16)、75.0%(12/16)。所有患者均通过手术治疗慢性泪囊炎,其中22眼行鼻内镜下泪囊鼻腔造口吻合术,7眼行泪囊摘除术,2眼行泪道探通联合置管术。角膜溃疡深度2/3 CT者16眼,其中6眼行板层角膜移植术,8眼行穿透性角膜移植术,2眼合并感染性眼内炎行眼内容物剜除术。结论慢性泪囊炎相关角膜溃疡多位于角膜周边部,以革兰阳性球菌感染最为常见。轻症患者应用敏感抗生素治疗后角膜溃疡逐渐愈合,感染严重的患者需要根据角膜溃疡的深度选择合适的手术进行治疗。

关键词：泪囊炎角膜溃疡细菌药物敏感试验治疗预后

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聚环氧乙烷固态聚合物电解质基室温固态锂金属电池的研究进展

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化学学报 2024年第6期82卷 690-706页

作者：张仕杰王朵崔浩然张雅岚张浩苑志祥韩鹏献姚树玉黄浪张建军崔光磊山东科技大学材料科学与工程学院青岛266590 中国科学院青岛生物能源与过程研究所青岛储能产业技术研究院青岛266101 山东省青岛第二中学青岛266061 山东能源研究院青岛266101 青岛新能源山东省实验室青岛266101

锂离子电池已被广泛应用于国民经济的诸多领域,然而采用液态电解液的锂离子电池可能会存在电解液泄漏、挥发、燃烧甚至爆炸等潜在安全隐患.相对比而言,采用固态电解质的固态锂电池具有高安全特性,已成为科研界和产业界研发的热点和重点... 详细信息

锂离子电池已被广泛应用于国民经济的诸多领域,然而采用液态电解液的锂离子电池可能会存在电解液泄漏、挥发、燃烧甚至爆炸等潜在安全隐患.相对比而言,采用固态电解质的固态锂电池具有高安全特性,已成为科研界和产业界研发的热点和重点.作为固态锂电池的核心部件,固态电解质至关重要.聚环氧乙烷(PEO)固态聚合物电解质(SPE)具有较高的柔韧性、优良的加工性和良好的界面接触性,且与锂金属负极兼容性好,是固态锂金属电池(SSLB)相对理想的电解质材料.但PEO固态聚合物电解质室温离子电导率偏低,严重制约了其在室温固态聚合物锂金属电池领域的进一步广泛发展和应用.经过国内外科研人员等的不断努力,截至目前PEO固态聚合物电解质基室温SSLB已经取得了相当大的研究进展.从纳米填料复合、三维(3D)骨架增强、分子水平调节、与其他聚合物共混及正极内部构建离子快速传输通道等策略出发,对PEO固态聚合物电解质用于室温SSLB的研究进展进行了详细阐述.最后还对PEO固态聚合物电解质基室温SSLB所面临的挑战以及未来发展趋势进行了系统展望.

关键词：聚环氧乙烷固态聚合物电解质室温高效离子传输固态锂金属电池

2018至2022年感染性角膜炎病原体分布及变化趋势的单中心研究

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中华眼科杂志 2024年第10期60卷 832-837页

作者：鹿秀海乌澜刘金辉苑东敏杜满张莉亓晓琳山东第一医科大学附属眼科医院(山东省眼科医院)山东第一医科大学(山东省医学科学院)山东省眼科研究所山东省眼科学重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地山东第一医科大学眼科学院

目的探讨山东省及其周边地区感染性角膜炎的病原体种类、构成及分布特征。方法横断面研究。收集2018年1月1日至2022年12月31日在山东省眼科医院进行角膜取材和微生物培养的角膜炎患者。刮取所有患者的角膜病灶组织, 分别进行细菌和真菌... 详细信息

目的探讨山东省及其周边地区感染性角膜炎的病原体种类、构成及分布特征。方法横断面研究。收集2018年1月1日至2022年12月31日在山东省眼科医院进行角膜取材和微生物培养的角膜炎患者。刮取所有患者的角膜病灶组织, 分别进行细菌和真菌培养, 必要情况下行棘阿米巴培养。细菌培养阳性者采用全自动微生物系统或基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱进行鉴定;真菌培养阳性者依据形态学进行真菌种属鉴定, 鉴定困难的菌株外送测序公司进行测序。收集患者的人口学资料及病原体的种类和数量, 获得培养阳性率, 并根据患者就诊时间观察病原体的季节分布。结果共收集到感染性角膜炎患者4 024例, 其中男性2 510例(62.3%), 女性1 514例(37.6%), 年龄46 d至94岁。病原体培养结果为阳性的患者2 363例(58.7%), 其中单纯细菌感染906例(38.3%), 单纯真菌感染1 231例(52.1%), 棘阿米巴阳性28例(1.2%), 真菌和细菌混合感染198例(8.4%)。共分离得到病原体2 561株, 其中细菌1 104株, 真菌1 429株, 棘阿米巴28株。常见细菌依次为凝固酶阴性的葡萄球菌(623株, 占56.4%)、链球菌属(131株, 占11.9%)、铜绿假单胞菌(68株, 占6.2%)等;常见真菌依次为镰刀菌属(634株, 占44.4%), 其次是曲霉菌属(279株, 占19.5%)、链格孢霉属(229株, 占16.0%)等。细菌性角膜炎多发于夏、秋季, 而真菌性角膜炎多发于秋、冬季。结论山东省眼科医院收治的感染性角膜炎中, 真菌感染以镰刀菌为主, 细菌感染以凝固酶阴性的葡萄球菌为主, 两者的分布均存在季节性差异。

关键词：角膜炎眼感染, 细菌性眼感染, 真菌性棘阿米巴角膜炎横断面研究

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视网膜中小胶质细胞对光感受器细胞的作用

中华实验眼科杂志 2024年第8期42卷 768-773页

作者：宋蔚林(综述) 杨柳(审校) 北京大学第一医院眼科北京100034 山东第一医科大学附属眼科研究所山东第一医科大学附属青岛眼科医院青岛266071

小胶质细胞作为视网膜的固有免疫细胞,能够主动监测周围微环境的变化。光感受器细胞作为视网膜的一级神经元,能够将光信号转换为电信号。在视网膜的多种生理、病理环境中,小胶质细胞对光感受器细胞的功能或存活具有重要影响。在视网膜... 详细信息

小胶质细胞作为视网膜的固有免疫细胞,能够主动监测周围微环境的变化。光感受器细胞作为视网膜的一级神经元,能够将光信号转换为电信号。在视网膜的多种生理、病理环境中,小胶质细胞对光感受器细胞的功能或存活具有重要影响。在视网膜发育过程中,小胶质细胞吞噬细胞碎片、促进神经发生及突触塑形。在健康视网膜环境中,小胶质细胞能够维持内环境稳定、维持神经元突触结构和功能、分泌营养因子。关于视网膜疾病的研究,既往多关注小胶质细胞的损害作用。随着研究进展发现,在视网膜急性损伤和应激(视网膜脱离、朊病毒损伤、光损伤)中,小胶质细胞对光感受器细胞的保护作用大于损害作用。在视网膜慢性炎性疾病,如视网膜色素变性、年龄相关性黄斑变性、糖尿病视网膜病变中,免疫微环境失衡,小胶质细胞被过度激活,释放大量炎性因子,吞噬非凋亡光感受器细胞,其损害作用大于保护作用。如何发挥小胶质细胞的保护作用而抑制其损害作用,对视网膜疾病,尤其是慢性炎性疾病的治疗具有重要意义。本文就不同视网膜条件下小胶质细胞对光感受器细胞的作用进行综述。

关键词：小胶质细胞光感受器细胞视网膜视网膜疾病

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