外泌体来源非编码RNA对骨关节炎微环境的作用及临床应用进展

背景:骨关节炎是一种常见的关节退行性疾病,其发生发展的病因学机制尚不清楚。早期骨关节炎的及时诊治十分重要,目前尚无确切有效的方法。外泌体来源广泛,其中包含非编码RNA(Non-coding RNAs,ncRNAs),如微小RNAs、环状RNAs和长链非编码RNAs。外泌体ncRNAs可直接从原始细胞递送至邻近或远程细胞,通过细胞间通讯调节细胞活性,在重塑骨关节微环境中具有重要的调控作用。目的:总结外泌体来源ncRNAs对骨关节炎关节内微环境的干预作用,以及在临床应用中取得的进展,阐明其在骨关节炎诊治方面的潜力。方法:以“exosomes,non-coding RNA,osteoarthritis,application,signal pathway,synovial fluid,cartilage cells,cartilage matrix,subchondral bone,mechanism”为检索词在PubMed数据库中进行检索,最终纳入66篇相关文献进行综述分析。结果与结论:①外泌体来源ncRNAs在骨关节炎的发病过程中对关节内微环境具有重要调控作用,主要体现在外泌体ncRNAs调控关节内炎症反应、软骨细胞及软骨基质的退化,软骨下骨重塑和细胞间通讯。②外泌体中的ncRNAs可以作为骨关节炎的生物标志物,帮助骨关节炎的早期诊断和监测疾病进展与预后。③外泌体ncRNAs可作为骨关节炎的治疗靶点,外泌体携带miRNAs递送到关节的软骨细胞及软骨基质,发挥调控作用。④外泌体ncRNAs可以通过调控基因表达、促进细胞间通讯,提高软骨组织工程的效果,修复或再生受损软骨。⑤未来研究者应继续发掘外泌体来源ncRNAs对骨关节炎的干预机制,并可结合最新软骨组织工程的研究成果应用到临床之中,这将有效帮助解决骨关节炎患者的病痛。

中老年2型糖尿病患者合并认知功能障碍的相关因素

目的:探讨中年和老年两个年龄段的2型糖尿病(T2DM)患者合并认知功能障碍的相关因素。方法:2018年9月至12月在北京市一大型社区居民中筛选出970名T2DM患者(中年585例,老年385例)。用简易精神状态量表(MMSE)评估认知功能。使用多因素logistic回归进行相关因素分析。结果:认知功能障碍检出率中年组12.0%,老年组13.5%。在中年T2DM人群中,工作(OR=0.22,95%CI:0.03~0.77)和受教育程度为大专/本科及以上(OR=0.18,95%CI:0.04~0.55)是保护因素,合并心梗(OR=4.13,95%CI:1.26~13.63)是危险因素。在老年T2DM人群中,每周饮茶1~2次(OR=0.11,95%CI:0.01~0.58)和受教育程度为大专/本科及以上(OR=0.19,95%CI:0.05~0.54)是保护因素,合并脑卒中(OR=3.64,95%CI:1.55~8.39)和很好的睡眠自我评价(OR=2.75,95%CI:1.13~7.35)是危险因素。结论:中年T2DM患者合并认知功能障碍与工作、受教育程度和心梗有关,老年T2DM患者合并认知功能障碍与生活方式、受教育程度和脑卒中有关。

三种木材纤维微细结构分析及制浆性能研究

制浆造纸企业纤维原料供应持续紧缺,如何拓宽原料来源渠道是造纸企业普遍关心的问题。为缓解造纸原料短缺的问题,采用柳树、美人梅、猕猴桃作为制浆造纸原料,分析三种木材原料的组分、纤维长度、宽度以及表面形态,解析纤维的红外结构、元素组成、结晶度、热稳定性。柳树、美人梅、猕猴桃纤维的长度范围分别为:0.1 mm~1.2 mm,0.1 mm~1.0 mm,0.1 mm~2.0 mm,平均宽度分别为16.5μm,15.7μm,25.1μm,长宽比分别为27.2,30.6,35.9猕猴桃纤维的长度范围、宽度和长宽比均优于柳树和美人梅,具有造纸的潜力。通过硫酸盐法蒸煮实验发现柳树、美人梅、猕猴桃三种木材具有较高的制浆得率,纸张物理性能良好,能够满足生产质量的要求,可以替代部分现有的纤维原料,以减轻造纸工业对木材原料需求的压力,缓解制浆造纸原料短缺的问题。

花生粕发酵工艺条件优化及其提取物体外抗氧化活性研究

试验以花生粕为原料,利用乳酸菌、芽孢杆菌和酵母复合发酵技术进行固态发酵,探究不同含水量、接种量、发酵时间对发酵花生粕体外抗氧化活性的影响。利用3因素3水平的响应面试验设计对花生粕发酵条件进行优化,以发酵花生粕水溶性提取物对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)清除率为评价指标,确定最适发酵条件。同时考察提取物对2,2’-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐自由基(ABTS^(+)·)、羟自由基(·OH)、DPPH自由基清除率和铁还原能力的影响,来评估其体外抗氧化活性。响应面优化结果为含水量52%、接种量5%、发酵时间85 h,在此条件下发酵的花生粕,其水溶性提取物对DPPH的清除率可达到60.58%,比未发酵花生粕的52.96%提高了14.39%(P<0.05)。体外抗氧化活性研究结果显示:当提取物质量浓度大于0.2 mg/mL时,发酵组对ABTS^(+)·、·OH清除能力以及铁还原能力显著高于对照组(P<0.05),当提取物质量浓度大于0.8 mg/mL时,发酵组对DPPH自由基清除能力显著高于对照组(P<0.05),但均显著低于L-抗坏血酸(VC)组(P<0.05)。研究表明,发酵显著提高了花生粕的抗氧化活性,可为花生粕功能性物质的研发和高值化利用提供参考。

Controllable Synthesis of Au NRs and Its Flexible SERS Optical Fiber Probe with High Sensitivity

The surface-enhanced Raman scattering(SERS) optical fiber probes were successfully prepared by self-assembling on polyelectrolyte multilayers. Gold nanorods(Au NRs) were used as SERS enhancement material to give excellent biological affinity and stability to the SERS optical fiber probes. Au NRs were synthesized by seed growth method. The synergistic effect between AgNO_(3) and surfactant was investigated, and the highest yield was found when AgNO_(3) was 500 uL. Meanwhile, different SERS optical fiber probes were obtained by selecting silane coupling agent, polyelectrolyte multilayer and graphene oxide(GO) to treat quartz fiber. It was found that the SERS optical fiber probes obtained by the self-assembled on polyelectrolyte multilayers method performed better than those by other methods. In addition, Mapping was combined with finite element simulation to analyze the electromagnetic field distribution at the fiber end face.The electromagnetic field distribution of Au NRs was investigated, the difference of electromagnetic field intensity around the Au NRs with different arrangements was compared, the strongest signal was obtained when the Au NRs were head-to-head. Finally, sensitivity of the optimized SERS optical fiber probes could reach 10^(-9)mol/L, with excellent stability and repeatability.

水力耦合下煤样声发射分形−渗透率模型及试验研究

煤样轴向应力加载-水压渗流作用下裂隙(孔隙)发展直接影响煤样试件的力学指标与渗流特性,文中通过理论解析与力学试验方法,分析了煤样试件裂隙(孔隙)主导下渗透率与声发射分形维数、振铃计数响应关系,建立了水力耦合作用下煤样声发射分形-渗透率模型,开展了不同围压(2~5 MPa,Δpw(渗透压)/p'c(围压)=0.75)下水力耦合煤样渗流试验,分析了不同围压(水压)下煤样试件的力学行为、声发射规律与渗流特征,探讨了不同围压下煤样试件的强度提升特点与破坏形态-声发射定位关系,验证了水力耦合下煤样试件的声发射分形-渗透率模型合理性。结果表明:煤样试件渗流试验中裂隙(孔隙)变化与声发射振铃具有一致性,裂隙(孔隙)扩展与声发射分形维数、渗透率密切相关,声发射分形、渗透率可用体积应变表征,基于声发射分形的水力耦合下煤样试件的声发射分形-渗透率模型可采用2段式数学模型解析;煤样渗流全应力-应变过程中渗透率表现为短时减少—长时缓慢增加—急速增加—小幅回落过程,振铃计数呈快速增加—减少—增加—减少波浪型发展,渗透率最小值滞后体积应变压缩与膨胀临界点,最小渗透率变化在0.124×10^(-17)~1.250×10^(-17)m^(2);随着围压(2~5 MPa)增加,煤样峰值偏应力、峰值轴向应变与峰值体积应变均呈增大趋势,线性特征显著,煤样峰值渗透率滞后峰值强度呈减小趋势,减幅达到93.34%,最大声发射振铃计数(对应峰值强度位置)表现为增加趋势;水力耦合下煤样试件有效黏聚力和有效内摩擦角分别提高到6.5116 MPa与36.56º,随着围压(2~5 MPa)增加,煤样试件的声发射信息由单斜面向不规整斜面过渡,主控破裂面角度由小角度向高角度转变,失稳由单块体剪切变为多块体压缩形态,试件破裂可采用声发射定位振铃计数表达;煤样试件声发射分形-体积应变、渗透率与体积应变、分形与渗透率3个试验曲线与理论曲线较为吻合,围压2~5 MPa试件压缩阶段相关性分别在0.882~0.999、0.950~0.998与0.849~0.997,围压2~5 MPa试件膨胀阶段相关性0.937~0.996、0.891~0.998与0.873~0.966。

一种咪唑季铵盐Gemini表面活性剂的合成及性能研究

超声条件下以咪唑、1,4-二溴丁烷、1-溴代十六烷为主要原料合成了一种咪唑季铵盐Gemini表面活性剂。通过FTIR和熔点测量对产物进行了结构分析,采用液体折光率法测定了产物的临界胶束浓度(CMC),对产物的泡沫性能和乳化性能进行了研究。实验结果表明:产物的产率为82.7%,CMC为2.5×10^(-3)mol/L,泡沫稳定性高,起泡能力强,乳化能力好,是一种性能良好的O/W型乳化剂,可应用于日用化工、皮革造纸、纺织印染、石油化工等领域。

一种双电容换流型混合式直流断路器

混合式直流断路器可以快速、准确隔离线路故障,在直流电网故障清除难题中发挥重要作用。为解决直流断路器开断能力要求高、限流能力弱、制造成本大、故障隔离速度慢等问题,提出一种双电容换流型混合式直流断路器(Double capacitor commutated hybrid DC circuit breaker,D-C-DCCB)拓扑。构建断路器时,巧妙利用自充电通路实现电容预充电及反向充电后电容能量的耗散。通过电容反向充电与阻感限流支路降低故障电流上升速率及峰值,利用限流电阻与二极管组实现限流电感,完成限流工作后被短路及储存能量耗散,加快故障隔离速度的同时,有效减少了避雷器吸收能量。对所提断路器的拓扑结构及工作原理进行分析及推导,在PSCAD/EMTDC中对所提断路器拓扑进行了四端直流电网仿真验证,与现有的直流电网故障清除拓扑在性能及经济性方面进行了对比,证明了所提断路器具有性能好、经济性高的优点。

元宇宙应用于麻醉学教学的探索与思考

随着虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术的快速发展,元宇宙成为科技界的焦点,其在医学教育中所展现的潜力非常显著。由于传统教学方式存在实际感知、时空限制和高成本问题,麻醉学教学正逐渐向元宇宙技术助力的教育模式转型。本研究回顾了元宇宙在医学教育中的应用,探索其在麻醉学教学领域的潜在价值;讨论了利用元宇宙进行麻醉学教学的可能方向、优势与面临的挑战;分析了实施中可能遇到的主要问题。元宇宙为麻醉学教学带来创新的教学工具和体验,但其未来的应用发展仍需依赖持续的研究和技术革新。

异丙酚通过GLUT4抑制肺癌糖酵解及肿瘤进展

目的 研究异丙酚对肺癌糖酵解的作用,并进一步探究其通过葡萄糖转运体4(Glucose transporter 4,GLUT4)抑制肺癌糖酵解的潜在机制。方法 培养A549人源肺癌细胞系和LLC鼠源肺癌细胞系,实验分组设置为空白对照组(Control组)和异丙酚(10μmoL)组(Propofol组)。采用CCK-8检测细胞活力;免疫荧光检测细胞及肿瘤组织Ki-67表达水平;细胞外酸化率(Extracellular acidification rate, ECAR)和线粒体耗氧量(Mitochondrial oxygen consumption, OCR)实验检测细胞代谢水平;ELISA检测细胞乳酸和丙酮酸含量;采用CB-Dock在线工具进行分子对接实验,检测GLUT4与异丙酚结合能力;葡萄糖摄取试剂盒检测葡萄糖摄取情况;Western blot检测各组的GLUT4、HK2和PFK1的蛋白表达变化。结果 在10μmoL异丙酚的作用下,A549细胞(0.661±0.052)和LLC细胞(0.632±0.033)的细胞活力被明显抑制(P<0.001)。与对照组相比,A549和LLC阳性细胞的Ki-67荧光平均强度(0.663±0.064和0.540±0.070)均被明显抑制(P<0.001)。ELISA结果显示,与对照组相比,异丙酚组乳酸和丙酮酸水平降低(P<0.001),在异丙酚的作用下,细胞的葡萄糖摄取能力降低(P<0.001)。采用CB-Dock在线工具进行分子对接实验,检测出GLUT4与异丙酚结合力最强,Western blot结果显示GLUT4及其下游HK2和PFK1蛋白表达水平下降。瞬时转染敲低GLUT4后,细胞乳酸(P<0.001)和丙酮酸含量(P<0.01)下降,葡萄糖摄取能力降低,异丙酚对糖酵解的抑制作用消失。肺肿瘤组织中,给药组的肿瘤大小明显小于模型组(P<0.001)。与模型组相比,异丙酚组乳酸含量和丙酮酸含量降低(P<0.001)。结论 异丙酚能够通过抑制肺癌细胞糖酵解抑制肺癌细胞增殖及荷瘤小鼠肺癌进展,其机制可能与靶向GLUT4影响肺癌细胞糖酵解有关。

绿色缓蚀剂的应用研究进展

随着全球油气资源的不断开发和利用,注水管道腐蚀,穿孔,更换管线等一系列原因均导致安全隐患巨大,油田设备和管道的腐蚀问题日益严重,国家高度重视石油产业的资源开发与环境保护并对油田缓蚀剂的研究与发展提出了更高的要求,希望在做到注水开发与环境保护的同时达成可持续发展的行业目标。综述了油田缓蚀剂的原理、类型以及未来发展趋势,以期为油田缓蚀剂的研究和应用提供参考。

深井超深井注入过程井筒温度场模型研究及应用

低温流体的注入过程若使井筒温度场发生较大变化,管柱会因温度变形而产生较大的附加轴向力,导致管柱变形和封隔器失封。为此,考虑深井、超深井井身结构特点及地层传热机理,根据能量守恒定律和热力学定律,建立深井、超深井注入过程井筒温度场模型。采用稳态假设消除时间项并连续使用解析法得到模型解析解,结合某超深井井身结构与施工参数,分析了复杂井身结构和地层温度对计算结果的影响,得到了不同注入温度和排量下井筒温度分布规律。研究结果表明,考虑复杂井身结构后模型精度更高,与井底温度的绝对误差为-0.56%,不考虑复杂井身结构的绝对误差为1.52%;地层温度对井筒温度的影响较小。研究结果可为管柱力学分析提供数据支撑、为作业参数优化提供理论依据。

车辆载荷下钢弹簧浮置板轨道振动特性分析

建立车辆-钢弹簧浮置板轨道垂向耦合振动有限元模型,分析车载作用下的浮置板轨道和车辆垂向振动特性。结果表明,钢轨和车体垂向振动在浮置板1阶弯曲频率(10 Hz)、P2共振频率、部分阶次的轮对弯曲频率及车轮辐板模态频率处存在明显峰值,其中车体振动在车体浮沉频率(1 Hz左右)处也存在明显峰值。扣件刚度和阻尼的影响主要在轮对1阶弯曲频率以内的车辆-轨道系统耦合振动行为,扣件阻尼在高频处对轨道垂向振动也有较大影响。钢弹簧刚度和阻尼主要影响浮置板1阶弯曲频率附近的车辆和轨道响应,对车辆运行平稳性影响显著。车辆悬挂参数及车体和构架质量对轨道振动基本无影响,簧下质量通过P2共振以及系统约束下的轮对1阶弯曲和辐板对称伞形模态影响轨道振动。增大一系悬挂刚度和阻尼以及二系悬挂阻尼会增大中高频的车体垂向振动加速度,二系悬挂刚度主要影响车体浮沉频率附近的车体垂向振动。车体、构架和簧下质量对车体浮沉运动、浮置板1阶弯曲和P2共振处的车体振动加速度峰值有影响。

基于UHPLC-Q-Orbitrap HRMS雀嘴茶醇提液的成分及活性研究

基于超高效液相色谱串联四级杆/静电场轨道阱高分辨质谱快速分析雀嘴茶醇提液的成分,对其体外抗氧化活性和酪氨酸酶抑制活性进行研究。结果表明:从雀嘴茶醇提液中鉴定出1 321个代谢物,其中有1 085个代谢物包括11个超类匹配到人类代谢数据库中,含量较高的活性代谢物,包括新甘草苷、扁蓄苷、醋硝香豆素、槲皮素-3-O-葡萄糖苷桂皮鞣质B1等苯丙素类和芳香聚酮类、咖啡因等有机杂环化合物类、阿糖腺苷等核苷酸及其衍生物以及1-咖啡酰-β-D-葡萄糖、3-O-阿魏酰奎尼酸、绿原酸、2-O-咖啡酰熊果苷等咖啡酰类。雀嘴茶醇提液的DPPH·清除率可达93.56%,ABTS^(+)·清除率可达99.04%,OH·清除率可达94.82%,总还原能力随着醇提液中总多酚浓度的增加而升高且效果极为接近阳性对照抗坏血酸;对酪氨酸酶单酚酶和二酚酶的抑制率分别可达81.50%和58.58%。

基于BD-RRT算法的动态路径规划研究

针对Bi-RRT算法规划路径不平滑、路径生成冗余、规划时间长和动态环境不适用等问题,展开了基于BD-RRT(bidirectional-dynamic-RRT)算法的动态路径规划研究,以解决实际场景中障碍物变化时的避障问题。在路径生长方面,提出动态步长增长策略提高对障碍物附近点的采样精度,减少采样点以增强算法的探索能力;在环境发生改变时,引入动态RRT算法,可以修剪首次规划路径中有碰撞的节点,在无碰撞的节点的基础上继续重规划;采取B样条曲线平滑生成的路径以达到减少能耗的目的。仿真结果表明,在静态环境中,BD-RRT算法较其它传统算法能生成更简短有效的路径,路径规划的时间更短,生成的路径更加平滑,且平均路径规划长度与时间分别为Bi-RRT算法的21.1%和95.3%,证明了改进的有效性;在动态环境中,BD-RRT算法的平均重规划时间和路径长度都短于Extended-RRT,仅为该算法的5.2%和95.8%,有着更好的动态环境实用性。

南海夏季沿岸内波与定点声起伏特征分析

利用2020年6月海南岛沿岸试验数据,分析内波及声能量起伏特征。试验海域以全日潮内波为主,并伴随有高频内波活动。内波活动引起360 Hz单频信号20 km定点声起伏峰峰值超过30 dB,320~400 Hz线性调频信号起伏峰峰值超过15 dB。利用测量数据结合数值仿真,讨论了内波引起单频信号和线性调频信号呈现不同起伏特征的原因。结果表明:试验海域内波活动导致单频声场模态间干涉条纹出现移动,进而导致接收位置处特定频率的声能量出现大幅度的快速起伏;由于带宽内的平均作用,宽带信号的能量起伏远小于单频信号的能量起伏。当内波传播速度变化时,各内波成分在声传播路径上出现的时间和位置发生了变化,使得声场出现剧烈起伏的时间也随之变化。

波束域特征融合的浅海水平阵目标方位估计

针对实际海洋环境影响下水平阵目标方位估计性能降低的问题,提出了一种基于水平阵波束域特征融合的卷积神经网络方位估计方法。首先建立数据计算仿真模型用于生成数据集,利用常规波束形成和最小方差无失真响应两种波束形成器得到波束域特征数据。然后,利用两种波束域特征数据分别训练卷积神经网络模型,仿真和海试数据均表明,训练后的卷积神经网络模型方位估计精度优于常规波束形成、最小方差无失真响应和匹配波束处理,尤其是在端射方向性能提升明显。最后,将两种波束域特征进行前端特征融合后再训练卷积神经网络模型,海试数据测试结果表明,特征融合后的卷积神经网络模型方位估计性能进一步提升,在5°误差范围内的可靠测向概率比单一特征卷积神经网络估计结果高约4%,均方根误差降低约0.2°。

基于跳跃连接多尺度CNN的锂离子电池剩余寿命预测

为更好地利用卷积神经网络(CNN)中所有卷积层获取的特征信息,提出一种基于跳跃连接多尺度CNN的锂离子电池剩余寿命预测模型。该模型以电池的健康因子作为输入,利用基于跳跃连接的多尺度CNN模型,同时提取锂离子电池健康因子不同尺度的局部特征信息和全局特征信息,并通过信息融合模块融合所有的局部特征信息和全局特征信息,最后输出剩余寿命的预测值。实验结果表明,所提方法可更准确地预测锂离子电池剩余寿命,与经典的CNN方法、Bi-LSTM方法、EMD-LSTM方法和VMD-GRU方法相比,其均方根误差(ERMSE)分别降低75.7%、78.3%、83.8%、77.8%,平均绝对误差(EMAE)分别降低80.7%、80.9%、86.8%、82.3%,平均绝对百分误差(EMAPE)分别降低81.0%、82.2%、87.0%、83.1%,模型判定系数(R2)分别增加17.4%、23.2%、44.5%、25.8%。

基于两间隙异步联动的一体化高压真空灭弧室电场设计

输电等级真空灭弧室是迫切需要解决的行业级难题,为克服单断口真空灭弧室绝缘瓶颈和多断口串联结构复杂等问题,该文提出了一种基于两间隙异步联动的一体化高压真空灭弧室结构,该结构采用辅间隙与主间隙串联异步联动,辅间隙协助主间隙绝缘和灭弧,有望实现252kV及以上电压等级真空灭弧室的工程应用。建立了两间隙异步联动的一体化高压真空灭弧室电场仿真模型,分析了进出线方向、主辅间隙、屏蔽罩等对电场强度和电压分布关系的影响规律,并研究了屏蔽罩结构和环形陶瓷分压电容器等分压措施对电场提升的效果。研究表明:静端盖为出线端、动端盖为进线端时,主间隙开距为60 mm、辅助间隙开距为30 mm可以满足分压关系按照开距大小分布,最大电场强度相比于长间隙开距60 mm时降低27.3%。外部并联环形陶瓷分压电容器可以满足双向分断的要求,进线端在静端盖时外部并联环形陶瓷分压电容器灭弧室相较于未并联电容的灭弧室最大电场强度降低30%左右,初步说明了基于两间隙异步联动的一体化高压真空灭弧室结构的可行性和有效性,研究可为高电压等级真空灭弧室研制提供新思路和新方法。

面向虚拟电厂的电力调峰市场隐私保护交易策略

为解决虚拟电厂参与的集中式电力调峰辅助服务市场中因交易关键信息、敏感数据泄露而引发恶意竞价、扰乱市场秩序等问题,设计了一种基于“服务提供商-区块链-电力调度控制中心”的集中式市场隐私保护交易策略,实现了隐私保护和网络安全双约束下的电力调峰市场可信交易。首先,设计了基于价格混淆随机预言机和改进Shamir秘密共享网络的竞标信息隐私保护方案,对提交到区块链上的量价信息进行严格保护;其次,基于同态加密技术,以价格、信用值、时间依次优先的原则设计了区块链智能合约,实现了竞标量的隐私排序和可信自动出清;然后,为了实用价值,在区块链上部署安全性校验合约实现了交易结果的网络安全约束校验,保证了配电网的运行安全和服务提供商的结算安全;最后,通过算例分析和评估,验证了该隐私保护交易策略的有效性和优越性,表明了该策略可以在保护参与方隐私的同时,提高电力系统的灵活性和可靠性。