基于IPSO-Elman的气液两相流含气率测量方法

为安全且非侵入式地测量气液两相流含气率,提出一种电阻层析成像(ERT)陈列电阻与Elman神经网络相结合的含气率测量方法。首先,为加快模型训练速度并避免数据冗余,使用主成分分析(PCA)算法对120维的阵列电阻特征降维。然后,在粒子群(PSO)算法中引入自适应惯性权重和非线性学习因子,并加入遗传算法(GA)的交叉和变异行为以加快算法收敛速度。最后,通过改进的粒子群(IPSO)算法优化Elman神经网络初始权值和阈值,并建立含气率测量模型。经对比实验发现,PCA-IPSO-Elman含气率测量模型的平均绝对百分比误差为2.92%,且训练时间较IPSO-Elman模型减少68.8%。说明所提方法可以达到预期的测量效果。

代谢组学联合网络药理学分析香蜂草苷缓解非酒精性脂肪肝大鼠的作用机制

目的:利用非靶向代谢组学联合网络药理学研究香蜂草苷改善非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)脂代谢的作用机制。方法:将大鼠随机分为正常组、模型组和香蜂草苷组。模型组与香蜂草苷组给予高脂饮食(HFD)8周诱导NAFLD动物模型。灌胃给药,连续8周。采用苏木精—伊红(HE)、油红染色观察细胞形态和脂质堆积情况。用高分辨液相色谱—质谱(UPLCQTOF/MS)对大鼠肝组织进行代谢组学检测,并利用KEGG数据库分析代谢通路。采用网络药理学对香蜂草苷与NAFLD共同作用的靶点进行预测,并联合代谢组学进一步分析潜在的靶点。结果:香蜂草苷明显减轻大鼠肝损伤、抑制肝脏脂质的过度沉积;正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)分析显示组间的代谢物有显著差异,火山图显示正常组与模型组存在404个差异代谢物(上调293个,下调111个),模型组与香蜂草苷组存在147个差异代谢物(上调95个,下调52个);代谢通路分析显示差异代谢物主要富集于鞘脂代谢通路;网络药理学筛选药物与疾病共同靶点共139个,联合代谢组学和网络药理学分析显示,香蜂草苷可通过调节TNF、Bcl2、Mapk8、Pik3ca、Akt1、mTOR、Gsk3β来调控鞘脂代谢通路和胰岛素抵抗。结论:香蜂草苷能够通过鞘脂代谢通路和胰岛素抵抗调节脂质代谢紊乱从而发挥治疗NAFLD的作用。

基于HPLC-Q-Exactive MS和网络药理学探讨红花清肝十三味丸治疗非酒精性脂肪肝的药效物质基础及作用机制

目的利用高分辨液相色谱-质谱联用仪,快速准确地对红花清肝十三味丸中复杂的化学成分进行分析鉴定,旨在明确其缓解非酒精性脂肪肝的有效成分,同时结合网络药理学和分子对接,探索红花清肝十三味丸潜在的作用机制。方法使用甲醇和含有0.1%甲酸的水溶液作为流动相,进行梯度洗脱;采用正负离子交替扫描模式切换扫描,扫描范围m/z 110~1200;通过与对照品、参考文献与自建数据库比对后对复方中化合物进行识别鉴定;基于液质联用数据,通过中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)数据库进一步筛选活性化合物,并利用SwissTargetPrediction、GeneCards等在线数据库预测分析红花清肝十三味丸在治疗非酒精性脂肪肝可能的靶点并进行KEGG与GO的富集分析;利用蛋白质-蛋白质相互作用网络筛选核心靶点;最后运用分子对接技术验证活性化合物与靶点的潜在结合活力。结果从红花清肝十三味丸中共鉴定出75个化合物,其中黄酮类化合物31个,有机酸类化合物17个,鞣质类化合物9个,环烯醚萜类化合物8个,木质素类化合物3个及其他类化合物7个。利用网络药理学方法筛选出核心靶点5个:丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1(AKT1)、表皮生长因子受体(EGFR)、人表皮生长因子受体2/酪氨酸激酶受体2(HER2/ERBB2)、磷脂酰肌醇-3-激酶调节亚基1(PI3KR1)及非受体酪氨酸激酶Src。KEGG富集通路主要为:PI3K-AKT信号通路、EGFR酪氨酸激酶抑制剂抵抗通路、ERBB信号通路。结论对红花清肝十三味的复杂化学成分进行了快速准确地分析鉴定,同时探讨其治疗非酒精性脂肪肝的可能作用机制,为红花清肝的质量控制及后续研究提供科学参考。

液压运输车制动平衡阀先导液阻网络研究

为了降低液压运输车在复杂工程路面行驶过程中出现时候的速度异常波动,利用半桥液阻网络对马达进口压力与平衡阀先导压力进行分离,调节平衡阀开启的实际先导比。针对平衡阀先导压力进行稳定控制,提高了行走马达流量稳定性。应用流体力学理论,建立平衡阀动态数学模型并进行系统仿真分析。分析结果表明:应用半桥液阻网络能够有效减小先导压力波动,使平衡阀阀芯位移相对稳定,当阻尼孔A与阻尼孔B直径同为0.6 mm时,行走马达流量平稳性提高了71.6%。

基于多层加权复杂网络的气液两相流流型分析

提出一种基于多层加权复杂网络的流型分析方法。首先利用电阻层析成像系统获取垂直上升管道气液两相流流动信息,并将测量数据压缩处理以简化数据分析,然后使用多元经验模态分解算法对其进行多尺度分解,进而将流动系统映射到多层加权网络中,通过计算平均加权聚集系数与谱半径定量描述网络结构。研究结果表明,该网络模型可有效揭示泡状流到段塞流的演化过程,从气泡的聚合发展到气塞的逐渐破碎,从伪周期性的出现到衰退都可被网络参数的变化所反映。

白虎加人参汤治疗肥胖症合并2型糖尿病的潜在活性成分及作用机制分析

目的:通过网络药理学结合体内实验验证,探讨白虎加人参汤治疗肥胖症合并2型糖尿病(T2DM)的潜在活性成分和作用靶点。方法:利用超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱法(UPLC-Q-Exactive Orbitrap MS)分析鉴定白虎加人参汤物质基础。在ChEMBL、疗效药靶数据库(TTD)、YaTCM、DisGeNET和中药免疫肿瘤学(TCMIO)等数据库中查询活性成分作用的潜在靶点,并将这些靶点与疾病靶点取交集确定共同靶点。将共同靶点导入STRING数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,通过cytoHubba插件确定hub基因,利用分子对接验证hub基因与白虎加人参汤中生物活性成分的结合能。同时,将共同靶点导入DAVID平台进行基因本体(GO)功能注释及京都基因和基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。通过动物实验验证预测结果,将18只8周龄雄性骨骼肌胰岛素样生长因子-1受体功能缺失(MKR)小鼠高脂饮食饲养12周,制备肥胖症合并T2DM小鼠模型。随机将小鼠均分为模型组、二甲双胍组(0.2 g·kg^(-1))、白虎加人参汤组(以生药计27 g·kg^(-1)),另设6只同龄雄性FVB小鼠作为正常组,各组小鼠给予相应药物灌胃,正常组及模型组灌胃等量蒸馏水,1次/d,连续6周。给药结束后,检测各组小鼠的体质量、Lee's指数、空腹血糖(FBG)、口服糖耐量试验(OGTT),观察附睾白色脂肪组织病理形态,并采用实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)检测附睾白色脂肪组织中hub基因mRNA的表达水平。结果:共鉴定出白虎加人参汤200种化合物,其中64种生物活性成分反向匹配到384个靶点,与肥胖症合并T2DM相关的靶点共308个。hub基因包括丝裂原活化蛋白激酶1(MAPK1)、信号转导与转录激活因子3(STAT3)、MAPK3、白细胞介素(IL)-2、Janus酪氨酸蛋白激酶1(JAK1)、核转录因子-κB p65(RELA)、雌激素受体1(ESR1)、转录因子AP-1(JUN)、MAPK14和淋巴细胞特异性蛋白酪氨酸激酶(LCK)。GO功能注释结果显示,主要富集于细胞内的胞质、胞膜和胞核等成分,且与肽丝氨酸磷酸化、蛋白质磷酸化、炎症反应等重要生物过程密切相关。在KEGG富集分析中,代谢途径、脂质与动脉粥样硬化、磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)和MAPK等信号通路被明显富集。分子对接结果显示,hub基因与白虎加人参汤中的槲皮素、异甘草素、桑黄素等10种生物活性成分具有稳定的结合关系。动物实验结果显示,白虎加人参汤能够显著降低肥胖症合并T2DM小鼠的体质量、Lee's指数和FBG水平(P<0.01),并能够改善附睾白色脂肪组织的病理变化,下调附睾白色脂肪组织中hub基因的mRNA表达(P<0.01)。结论:该研究通过网络药理学及动物实验验证确定了白虎加人参汤中槲皮素、异甘草素、桑黄素等10种潜在活性成分,可能通过调节代谢途径、脂质与动脉粥样硬化、PI3K/Akt和MAPK等信号通路治疗肥胖症合并T2DM,为其机制与临床研究提供了重要的线索和理论基础。