水凝胶中的抗菌技术

细菌感染及其耐药性是当今世界面临的巨大健康难题之一,每年给全世界造成了巨大的人员伤亡和经济损失。水凝胶是一种三维聚合物网络结构胶体,其亲水性好,具备独特的三维网络、良好的生物相容和细胞粘附性,因而水凝胶是一种适用于抗菌领域的新型生物材料,也有望于成为解决抗生素耐药性的潜力抗菌材料。根据相应的抗菌方式,水凝胶中的抗菌技术可以大致归纳为以下几类:(i)负载抗菌物质水凝胶;(ii)具有固有抗菌活性水凝胶;(iii)利用光响应疗法的抗菌水凝胶。文章简略介绍各种水凝胶抗菌技术的基本原理,方法和应用,并对未来存在的困难和挑战进行初步探讨。

MOF基单原子催化剂用于CO_(2)还原的研究进展

CO_(2)资源化利用是实现“双碳”目标的重要途径之一。金属有机框架(metal-organic frameworks,MOF)材料具有高孔隙率、可调节的功能、丰富的活性位点和潜在锚定位点等优点;单原子催化剂(single-atom catalysts,SAC)有独特的电子结构和最大化金属利用率的优点。结合二者的优势,MOF基单原子催化剂在光/电催化CO_(2)还原反应中表现出良好的应用前景。系统地总结了MOF基单原子催化剂在光/电催化CO_(2)还原中的最新研究进展,主要分为2个部分:纯MOF固定的SAC和MOF衍生的SAC,分别探讨了各种制备策略和原理及在光/电催化CO_(2)还原中展现的独特优势,并从理化特性上分析了材料性能优势的成因。最后对以MOF基材料为光/电催化CO_(2)还原催化剂的研究进行了总结和展望。

面向空天地海一体化的卫星通信关键技术研究

构建空天地海一体化网络是6G的愿景之一,也是实现“万物智联”的重要手段。卫星通信具备全球覆盖、广域连接能力,是未来空天地海一体化网络的关键要素。首先,讨论空天地海一体化网络的基本架构和发展现状,介绍面向空天地海一体化网络的卫星通信技术;然后,分析空天地海一体化网络场景下卫星通信的若干关键技术,包括体系架构、空中接口、资源调度、网络切片和组网管理等技术;最后,讨论空天地海一体化发展趋势下,卫星通信面临的挑战及其发展前景。

厚硬石灰岩顶板工作面顺槽支护优化研究

为解决厚硬石灰岩顶板回采巷道原支护方案存在支护不当、成本过高且受采动影响时两帮围岩变形量大的问题,以山西灵石华苑煤业9103轨道顺槽为研究对象,通过现场监测并结合回采巷道煤与岩石的物理力学参数,采用工程类比法对原支护方案进行优化。运用FLAC3D数值模拟软件对优化前后巷道在掘巷期间及在受相邻工作面和本工作面采动影响后的支护效果进行对比分析,证明其优化方案的可行性。研究结果表明:优化方案在巷道掘巷完成后的顶板变形量较原方案增大2.6%,两帮变形量减小13.1%;优化支护方案在相邻工作面和本工作面采动应力作用下,顶板变形量较原方案均无明显增大,两帮移近量较原支护方案分别减小26.2%和32.8%。

Power-Domain Collision-Tolerant Random Access Method with Auxiliary Beam for Satellite Internet of Things:A New Solution

There are numerous terminals in the satellite Internet of Things(IoT).To save cost and reduce power consumption,the system needs terminals to catch the characteristics of low power consumption and light control.The regular random access(RA)protocols may generate large amounts of collisions,which degrade the system throughout severally.The near-far effect and power control technologies are not applicable in capture effect to obtain power difference,resulting in the collisions that cannot be separated.In fact,the optimal design at the receiving end can also realize the condition of packet power domain separation,but there are few relevant researches.In this paper,an auxiliary beamforming scheme is proposed for power domain signal separation.It adds an auxiliary reception beam based on the conventional beam,utilizing the correlation of packets in time-frequency domain between the main and auxiliary beam to complete signal separation.The roll-off belt of auxiliary beam is used to create the carrier-to-noise ratio(CNR)difference.This paper uses the genetic algorithm to optimize the auxiliary beam direction.Simulation results show that the proposed scheme outperforms slotted ALOHA(SA)in terms of system throughput per-formance and without bringing terminals additional control burden.

葛根芩连汤对抗生素相关性腹泻大鼠模型肠系膜淋巴结IRF4与XBP-1的影响

目的:探究葛根芩连汤对抗生素相关性腹泻(AAD)大鼠模型肠系膜淋巴结干扰素调节因子4(IRF4)与X-盒结合蛋白1(XBP-1)的影响。方法:SD大鼠180只,随机取150只用于制备AAD模型,给予克林霉素(250 mg/kg)灌胃,1次/d,持续给药7 d,剩余30只作为正常组并灌胃等体积生理盐水。造模成功后随机分为5组,即模型组、葛根芩连汤高(GQD-H组,10.08 g/kg)、中(GQD-M组,5.04 g/kg)、低剂量组(GQD-L组,2.52 g/kg)和双歧杆菌活性菌胶囊组(双歧菌组,0.15 g/kg),每组30只。以上6组大鼠分别在灌胃后3 d、7 d、14 d每组随机取10只于麻醉后处死,提取结肠组织,分别采用HE染色法及免疫组化方法观察结肠组织形态及IRF4与XBP-1蛋白表达量变化,无菌条件下采集大鼠肠系膜淋巴结,提取淋巴结总RNA后经过反转录PCR合成cDNA,随后采用qPCR技术检测3 d、7 d、14 d不同持续给药时间段内葛根芩连汤对大鼠AAD模型中淋巴结IRF4与XBP-1 mRNA的表达水平。结果:3个时间段的检测结果均显示模型组结肠组织明显损伤,炎性细胞浸润,且IRF4与XBP-1 mRNA表达水平较正常组均显著上调(P<0.05),与模型组比较,葛根芩连汤高、中、低剂量组以及双歧杆菌活性菌胶囊组结肠组织均有不同程度恢复,且IRF4与XBP-1 mRNA表达水平较正常组均显著下调(P<0.05)。结论:葛根芩连汤可以降低因服用克林霉素导致的AAD引起的肠系膜淋巴结IRF4与XBP-1 mRNA高表达及结肠组织损伤,调节肠道炎症。

基于16S测序与非靶向代谢组学探究黄连解毒汤对大鼠结肠肠道菌群及代谢物的变化

目的采用16S rRNA技术与非靶向代谢组学技术探究黄连解毒汤水提物对大鼠肠道菌群结构及结肠代谢产物的影响。方法SD大鼠给予黄连解毒汤水提物进行连续7天灌胃后在麻醉状态下处死,提取大鼠结肠内容物,利用Illumina Miseq平台对大鼠结肠段肠道菌群进行16S rRNA高通量测序,结合粪便非靶向代谢组学方法检测并进行差异菌群、差异代谢产物及相关通路分析。结果黄连解毒汤水提物能在维持肠道菌群各菌门比例相对稳定的情况下影响大鼠肠道菌群结构,对多个菌属具有显著的促进和抑制作用,其中对乳酸杆菌属及黏液乳杆菌属抑制作用最强,对梭菌属促进作用最明显。分析两组实验数据发现76个差异代谢物和70个潜在生物标志物,其中排名前十的差异代谢物及差异情况分别为木糖、乙酸、丙酸、二甲基甘氨酸生成量减少,而棕榈油酸、脯氨酸、牛磺-α-鼠胆酸、牛磺-β-鼠胆酸、去氢胆酸、猪胆酸生成量增多。涉及最强的8个代谢通路分别为丙酸代谢、丁酸代谢、三羧酸循环、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、D-谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢、初级胆汁酸生物合成、氮代谢、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成,而这些代谢通路均与胆汁酸生成密切相关。结论黄连解毒汤水提物通过促进大鼠糖类、氨基酸类以及脂肪酸类代谢方式共同促进初级胆汁酸生成,同时黄连解毒汤水提物引起大量的梭菌属增殖,多种梭菌将初级胆汁酸代谢成次级胆汁酸,共同导致胆汁酸类代谢正向调节。

基于底噪拟合的Ku频段卫星频谱信号检测方法

卫星通信在民用和军用通信中承担着越来越重要的责任,针对卫星频谱进行监测有助于提高卫星频谱利用率。由于地面通信、干扰信号和其他噪声分布情况具有不可预知性,待检测卫星频谱中的噪声基底往往起伏较大,这提高了频谱信号参数感知的难度。文中提出了一种适用于Ku频段卫星频谱监测场景的频谱信号检测方法。对于每一条频谱数据,算法首先使用五阶傅里叶级数拟合该条数据的噪声基底以降低其对频谱感知的影响,然后对处理后的频谱进行能量检测。经过仿真实验证明,五阶傅里叶级数能利用部分底噪较为准确地还原出完整的频谱底噪,文中提出的方法在Ku频段卫星频谱数据上相对于传统的能量检测法能够实现更好的信号检测效果。

基于ERIC-PCR技术分析黄连解毒汤对2型糖尿病大鼠肠道菌群结构及DNA同源性的影响

目的:基于ERIC-PCR技术分析黄连解毒汤对2型糖尿病(diabetes mellitus type 2,T2DM)大鼠肠道菌群结构及DNA同源性的影响。方法:从36只SD大鼠中随机选取6只作为对照组,其余大鼠给予高脂饲料联合1%链脲佐菌素(30 mg·kg^(-1))建立糖尿病模型。将造模成功的大鼠随机分为模型组、黄连解毒汤高剂量组(6.25 g·kg^(-1))、黄连解毒汤中剂量组(3.13 g·kg^(-1))、黄连解毒汤低剂量组(1.56 g·kg^(-1))及二甲双胍组(100 mg·kg^(-1)),每组各6只。各药物组按照相应剂量灌胃给药,对照组和模型组灌胃等体积生理盐水,连续21 d。第7天、第14天及第21天灌胃后,收集大鼠粪便,提取肠道菌群DNA。利用ERIC-PCR技术和Sanger测序检测大鼠肠道菌群结构与DNA同源性。结果:灌胃第7天,对照组条带较多集中在100~750 bp;与对照组比较,模型组条带在1 000~2 000 bp的亮度增强,在300~750 bp的亮度减弱;与模型组比较,黄连解毒汤各剂量组和二甲双胍组条带在750 bp的亮度增强。灌胃第14天,与模型组比较,黄连解毒汤各剂量组和二甲双胍组条带在1 000 bp以上的亮度减弱。灌胃第21天,与模型组比较,黄连解毒汤各剂量组和二甲双胍组条带在300~750 bp的亮度增强。DNA测序结果显示,灌胃第21天,对照组500 bp条带的优势菌群为拟杆菌属、杜氏邓氏菌和金黄杆菌属;模型组400 bp和1 000 bp条带的优势菌群为梭菌目细菌、普拉梭菌、铜绿假单胞菌和杆菌属。灌胃第7天,黄连解毒汤高剂量组750 bp条带的优势菌群为布劳特菌和拟杆菌属;黄连解毒汤中剂量组200 bp条带的优势菌群为脆弱拟杆菌和拟杆菌属;黄连解毒汤低剂量组1 200 bp条带的优势菌群为双发酵副梭菌;二甲双胍组1 000 bp条带的优势菌群为大肠埃希杆菌。灌胃第14天,黄连解毒汤高剂量组700 bp条带的优势菌群为拟杆菌目细菌和假单胞菌;黄连解毒汤中剂量组550 bp条带的优势菌群为假锁杆菌属和链霉菌属;黄连解毒汤低剂量组350 bp条带的优势菌群为Muribaculum gordoncarteri、肠杆菌、杜氏邓氏菌和杆菌科细菌;二甲双胍组290 bp条带的优势菌群为弗格森埃希菌和大肠埃希杆菌。灌胃第21天,黄连解毒汤高剂量组1 000 bp条带的优势菌群为普雷沃氏菌属;黄连解毒汤中剂量组600 bp条带的优势菌群为Muribaculum gordoncarteri、杜氏邓氏菌和拟杆菌属;二甲双胍组400 bp条带的优势菌属为Muribaculum gordoncarteri、肠杆菌、普雷沃氏菌属、杆菌科细菌和杆菌属。结论:黄连解毒汤对T2DM大鼠的肠道菌群结构具有调节作用,菌群调节效果受药物剂量和治疗时间的影响。

一种S频段反射型可调模拟移相器的设计

设计了一种应用于S频段卫星通信相控阵系统的反射型可调模拟移相器。该移相器利用三分支线定向耦合器扩展了带宽,改善了工作频段内驻波;采用传输线和变容二极管构成的L型反射负载扩大了相移量。测试结果表明,在上行频段1.98~2.01 GHz内,相移量达到191°±1°,在下行频段2.17~2.2 GHz内,相移量达到186°±0.1°;插入损耗优于3.3 dB且插入损耗波动小于1 dB,回波损耗在整个电压调谐范围内均大于20 dB。该移相器结构简单、便于调节且价格低廉,在卫星通信领域有一定的应用价值。

卫星互联网若干关键技术研究

卫星互联网具备全球广域无缝覆盖能力,是未来陆海空天一体化网络的重要组成部分。首先,讨论了卫星互联网体系架构,包括系统一般组成、组网方式、工作过程等,研究了卫星互联网场景下的宽带和窄带业务模型建模方法,以提取业务的空时分布不均特征;然后,分析了频谱共享中的星间同频干扰问题,初步分析表明未来非地球同步轨道(NGSO)星座间会存在较严重的同频干扰,探讨了低轨卫星波束成形设计和高轨卫星跳波束设计方案,通过高效挖掘空间域资源,可显著提升系统容量;最后,对卫星互联网领域的几个技术发展方向进行了展望。

深度学习在认知无线电中的应用研究综述

无线通信业务的发展使得频谱资源变得越发紧张,而现有的频谱利用效率却不高,这一矛盾很大程度上可归结为频谱的静态分配策略.认知无线电(Cognitive Radio, CR)技术被广泛认为是解决频谱静态分配问题的可行方案.深度学习作为机器学习的新兴分支,近几年在学术界和产业界都取得了许多成果,成为人工智能的驱动性技术之一.对深度学习在认知无线电中的应用进行了调研,简要介绍了认知无线电和深度学习各自的发展,且着重介绍了深度学习算法在频谱预测、频谱环境感知、信号分析等认知无线电关键技术环节中的应用,并在最后对此进行了总结和探讨.

基于跳波束的新一代高通量卫星通信系统设计

跳波束技术为卫星资源的灵活分配和高效利用提供了实现基础,被认为是新一代高通量卫星的关键技术。以业务驱动、资源高效利用、随需覆盖为目标,从系统架构、通信体制、工作机理、资源分配和波束跳变图案设计、用户接入策略、空口协议设计和系统工作流程等维度,自顶向下为基于跳波束的高通量卫星通信系统设计提供可行性方案、奠定技术基础,可以满足天地一体化信息网络灵活机动的信息服务,以及高可靠、大容量传输的天基骨干网需求。

机器学习辅助的WiFi位置指纹算法研究

随着室内定位市场的不断扩大,人们对室内定位技术的要求越来越高。现有的WiFi位置指纹定位技术容易受到外部环境变化的影响,导致在中空楼宇进行平面定位时,存在将待定位点定位到中空区域的问题,不利于后续的导航规划。为了弥补这一不足,提出了一种基于机器学习辅助的WiFi位置指纹算法,通过机器学习将定位区域分割为不同的子区域,有效地避免了中空区域的误定位问题。实验结果表明,所提出的定位算法可以解决中空区域的误定位问题,具有较高的定位精度。

一种基于多波束天线增益差的单GEO卫星干扰源定位方法

卫星通信中单颗同步轨道(GEO)卫星受干扰后对干扰源很难定位。针对GEO卫星,提出了一种基于多波束天线的单颗卫星干扰源定位方法。介绍了单星多波束天线干扰源定位原理,分析了边缘波束受干扰情况下,邻波束的可用性,重点分析了增益测量误差、波束指向误差和海拔对定位精度的影响。从仿真结果可以得出,增益测量误差是导致定位误差的重要因素。波束指向存在0.01°误差时,最终的定位误差一般在几千米到十几千米。干扰源未知海拔高引入的误差相对增益测量差一般在500 m以下。当干扰源偏离星下点的时候,无论是增益误差还是波束指向误差对定位误差的影响都会偏大。

低轨星座的跳波束资源调度策略

跳波束技术作为一种高通量卫星资源分配方法,能够根据地面业务需求灵活配置星上资源,提高星上资源利用率。本文将跳波束技术应用到低轨星座场景中,针对用户业务先验未知和先验已知两种情况,考虑波束间的共信道干扰,基于迭代算法和凸优化制定了适用于低轨星座的两种跳波束资源调度策略。与传统策略对比,能达到更高的系统吞吐量,同时具有较好的时延性能,且适应用户业务的不均分布。

低光照环境下基于特征点补偿的图像匹配方法研究

图像匹配主要通过匹配图像中的大量特征点来实现图像处理,它是目标识别跟踪和室内定位导航等应用领域的重要技术基础。在低光照环境下,采集的图像往往存在局部特征缺失的问题,使提取的特征点数目损耗较大,导致图像匹配精度降低。因此,提出了一种基于同态滤波和多尺度色彩保护(Multi-scale retinex with chromaticity preservation,MSRCP)的特征点补偿算法,使用随机采样一致性(Random sample consensus,RANSAC)算法进行图像匹配。研究结果表明:在低光照环境下,采用基于特征点补偿的图像匹配方法可有效地增加特征点的提取数目,提高了图像匹配准确率,准确率最高可达74.32%,在一定程度上解决了图像匹配困难的问题。

COVERAGE PERFORMANCES ANALYSIS ON COMBINED-GEO-IGSO SATELLITE CONSTELLATION

The Combined-GEO-IGSO constellation is the combination of Geostationary Earth Orbit(GEO) satellite and Inclining GeoSynchronous Orbit(IGSO) satellite.The Combined-GEO-IGSO constellation can integrate the advantages of GEO and IGSO to achieve regional coverage.In order to discuss the performances of the Combined-GEO-IGSO constellation,the performances of coverage,elevation,diversity,and transmission are simulated in China and surrounding regions by Satellite Tool Kit(STK).The simulation results show that:the combined constellation can reach higher multi-satellite coverage and higher communication elevation in China and surrounding areas;the Doppler shift,delay,and propagation loss of this constellation have little impact on the system.As regional coverage constellation,the Combined-GEO-IGSO is feasible.

四君子汤对IEC-6细胞增殖相关指标及大鼠胃肠黏膜c-Myc表达的影响

目的观察四君子汤对IEC-6细胞(大鼠小肠上皮细胞)增殖,多胺调控生长相关基因细胞周期检测点激酶2(Checkpoint kinase 2,Chk2)、c-Myc表达,以及对大鼠胃肠黏膜c-Myc蛋白表达的影响。方法采用SD大鼠制备空白血清及四君子汤含药血清;无负荷细胞实验设空白对照组、腐胺组(10μmol·L^(-1))及四君子汤含药血清低、中、高(5%、10%、20%)剂量组;α-二氟甲基鸟氨酸(α-difluoromethylornithine,DFMO)负荷细胞实验设空白对照组、DFMO组(2.5 mmol·L^(-1))、腐胺组(10μmol·L;)及四君子汤含药血清低、中、高(5%、10%、20%)剂量组;动物实验将SD大鼠随机分为空白对照组、模型组(吲哚美辛组)及四君子汤低、高(5、15 g·kg^(-1))剂量组。采用MTT法检测IEC-6细胞增殖情况;qPCR法检测细胞Chk2、c-Myc mRNA表达;Western Blot法检测细胞Chk2、p-Chk2、c-Myc蛋白表达和大鼠胃肠黏膜的c-Myc蛋白表达。结果 (1)细胞实验:与空白对照组比较,10%、20%四君子汤含药血清可促进给药24 h后IEC-6细胞的增殖(P<0.01),提高p-Chk2蛋白及c-Myc m RNA/蛋白表达水平(P<0.05,P<0.01);5%、10%、20%四君子汤含药血清可促进给药48、72 h后细胞增殖(P<0.01),促进Chk2 mRNA/蛋白表达(P<0.05,P<0.01)。与DFMO组比较,5%、10%、20%四君子汤含药血清可促进给药48 h后细胞增殖(P<0.01),提高c-Myc mRNA/蛋白表达(P<0.05,P<0.01);10%、20%四君子汤含药血清可促进给药72 h后细胞增殖(P<0.01),促进Chk2及p-Chk2蛋白表达(P<0.05,P<0.01);20%四君子汤含药血清可促进Chk2 mRNA表达(P<0.05)。(2)动物实验:与模型组比较,四君子汤5、15 g·kg^(-1)可上调模型大鼠胃黏膜及小肠黏膜c-Myc蛋白表达(P<0.05,P<0.01)。结论四君子汤可促进IEC-6细胞增殖,其作用机制可能与影响多胺信号通路,上调生长相关基因Chk2、c-Myc表达有关。四君子汤可提高胃肠黏膜损伤模型大鼠胃及小肠黏膜c-Myc蛋白表达水平。

基于16S rRNA测序探究葛根芩连汤对抗生素相关性腹泻肠道菌群结构的影响

应用16S rRNA测序方法,观察葛根芩连汤对抗生素相关性腹泻SD大鼠肠道菌群结构的影响;将60只SD大鼠适应性喂养1周后,随机分为2组分别为空白组(C)(10只)和造模组(50只),其中空白组给予生理盐水灌胃,而造模组SD大鼠给予克林霉素250 mg/kg灌胃造模,两组均为1次/d,连续7 d。造模成功后,将其随机分为5组:丽珠肠乐组(P)、模型组(M)、葛根芩连汤高、中、低剂量组(GQD-H、GQD-M、GQD-L),每组10只。丽珠肠乐组(双歧杆菌活性菌胶囊,0.15 g/kg)、葛根芩连汤高剂量组(10.08 g/kg)、中剂量组(5.04 g/kg)低剂量组(2.52 g/kg)分别给予对应药物进行灌胃干预。空白组及模型组给予等体积生理盐水灌胃,1次/d。各组连续给药7 d后,在无菌操作下提取各组大鼠粪便DNA,进行16S rRNA测序并分析其结果。通过Alpha与Beta多样性分析发现,GQD具有增加抗生素相关性腹泻大鼠肠道菌群多样性的作用;GQD可在门水平增加厚壁菌门、拟杆菌门的丰度,在属水平增加乳酸杆菌属、拟杆菌属的丰度。通过LEfse分析,发现GQD能增加乳酸杆菌、拟杆菌丰度,降低变形菌丰度。提示GQD可能通过改善肠道微生态结构治疗抗生素相关性腹泻。