轻量级脑机接口AR探究工具的科学课堂应用研究

本研究在心流理论的指导下,开发了一款基于轻量级脑机接口的增强现实科学探究工具,对两组参与基于脑机接口和无脑机接口的AR科学探究活动的41名小学生开展实验。结果显示,基于脑机接口的AR探究工具提高了学生科学探究成绩和参与自我效能,而对认知负荷无显著影响。访谈结果也表明,学生对脑机接口的AR探究工具持正面态度。本研究的发现可为未来虚实融合学习环境的学习监测系统构建提供参考。

基于非稠环核心的小分子受体材料的合成与光伏应用

近年来,基于非稠环核心的电子受体因具有结构简单的优势,成为有机光伏材料领域的研究热点。本研究通过将2个环戊二烯并二噻吩单元和1个氟代苯并[c]-[1,2,5]噻二唑单元通过Stille偶联反应合成非稠环核心单元,随后与末端吸电子单元3-已基罗丹宁通过Knoevenagel缩合反应合成小分子受体材料(5Z,5'Z)-5,5'-((6,6'-(5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑-4,7-二基)双(4,4-双(2-乙基己基)-4H-环戊二烯[1,2-b:5,4-b']二噻吩-6,2-二基))双(甲亚基))双(3-己基-2-硫代噻唑啉酮)(MAZ-4)。该受体材料在350~710 nm范围内具有强的吸收,在给体材料聚(3-己基噻吩)和受体材料MAZ-4质量比为1∶1.2的条件下,有机太阳能电池的最佳能量转换效率为0.76%。

一款预防褥疮的水动力漂浮减压病床的设计

针对褥疮导致的一系列并发症使患者病死率升高、住院时间延长、生命质量下降等情况,该研究设计了一款预防褥疮的水动力漂浮减压病床,旨在为长期卧床的人群提供更优的生活方式,有效预防褥疮,进而提高其生命质量。该病床根据水动力漂浮减压原理,将患者全身压力分散到各个部位;利用电气石发射红外线,促进患者血液循环;通过采用新型材料,增大表面空气流通;通过水动力微波,造浪减压放松患者全身。此外,该病床能够双向调节水温,多途径、全方位、全自动地预防褥疮,具有操作方便、节省人力、经济成本较低、收纳方便、可绝缘减噪等优点,具有较高的临床价值和社会经济价值。

基于加权基因共表达网络的复方红豆杉胶囊治疗肺腺癌有效成分及作用机制分析

目的基于加权基因共表达网络(WGCNA)分析复方红豆杉胶囊治疗肺腺癌(LUAD)的有效成分及作用机制。方法使用TCMSP数据库、BATMAN数据库筛选复方红豆杉胶囊的活性成分及治疗靶点;使用TCGA数据库及GEO数据库对LUAD的表达谱数据进行WGCNA分析,筛选LUAD的共表达模块。将复方红豆杉胶囊活性成分治疗靶点、TCGA数据库及GEO数据库中相关性差异最大的基因模块进行相互映射,取交集获得复方红豆杉胶囊治疗LUAD的加权共表达基因;使用R语言绘制加权共表达基因的药物—化合物—靶点图,并对加权共表达基因进行GO功能和KEGG通路富集分析。使用R语言对TCGA数据库的临床数据进行生存分析,绘制Kaplan-Meier单变量生存分析图,筛选复方红豆杉胶囊治疗LUAD的核心靶基因,并通过HPA数据库对该核心靶基因进行免疫组化分析,验证其在正常组织及LUAD组织中是否有差异。结果共得到复方红豆杉胶囊活性成分141个,作用靶点356个。TCGA数据库中共得到15个基因共表达模块,GEO数据库中共得到5个基因共表达模块,其中TCGA数据库中的绿松石色模块(正常样本r=0.77,LUAD样本r=-0.77,P=9E-119)及GEO数据库中的绿松石色模块(正常样本r=0.88,LUAD样本r=-0.88,P=5E-22)相关性差异最明显,分别包含了6587、649个基因。将复方红豆杉胶囊活性成分治疗靶点、GEO数据库绿松石色基因、TCGA数据库绿松石色基因取交集,共得到复方红豆杉胶囊治疗LUAD的加权共表达基因14个,分别为LDLR、FOS、IL6、CAV1、TUBB3、TUBB6、MCL1、CA2、JUN、SLC6A4、CD36、ALDH1A1、MAOB、TFAP2C。加权共表达基因的药物—化合物—靶点图显示,红豆素A和紫杉碱为复方红豆杉胶囊治疗LUAD的主要活性成分。GO功能分析显示,复方红豆杉胶囊治疗LUAD的主要生物过程为有机羟基化合物转运、细胞对氧化应激的反应、对脂多糖的反应等,主要细胞成分为内吞囊泡膜、内吞囊泡、膜筏等,主要分子功能为低密度脂蛋白颗粒受体活性、一氧化氮合酶结合、脂蛋白颗粒受体活性等;KEGG通路分析显示,复方红豆杉胶囊治疗LUAD主要通过致病性大肠杆菌感染、朊病毒病、苯丙胺成瘾等通路发挥作用。Kaplan-Meier单变量生存分析图显示,CAV1基因为复方红豆杉胶囊治疗LUAD的核心靶基因(P<0.009)。HPA数据库中免疫组织化学染色显示,CAV1在肺正常组织中染色中等,在LUAD组织中无染色。结论复方红豆杉胶囊治疗LUAD的主要的活性成分为红豆素A和紫杉碱,核心靶基因为CAV1,其可通过有机羟基化合物的转运、调节低密度脂蛋白颗粒受体的活性等方式与致病性大肠杆菌感染信号传导通路协同发挥治疗作用。

基于网络药理学和生物信息学的大黄牡丹汤治疗结肠癌的分子靶点鉴定和预后模型构建

目的 鉴定大黄牡丹汤治疗结肠癌的核心化合物和靶点,以及构建预后模型来评估患者的总体生存情况。方法 通过检索多个数据库筛选得到大黄牡丹汤治疗结肠癌的靶点;通过GO和KEGG富集分析探讨大黄牡丹汤治疗结肠癌的作用机制;在使用单因素Cox分析筛选出与生存相关的靶点后,使用LASSO回归构建预后模型,计算模型风险评分;KM生存分析和ROC曲线用以验证和评估模型的可靠性;构建蛋白互作(proteinproteininteraction,PPI)网络和疾病-药物-化合物-靶点网络以筛选出核心靶点;使用HPA免疫组化数据库和Image J软件对核心靶点进行蛋白表达的验证;分子对接和分子动力学以评估核心化合物和靶点的结合情况。结果 共筛选出22个大黄牡丹汤治疗结肠癌的靶点,其主要参与调控对酮、氧水平的反应等生物学过程,与胃泌素信号、DNA损伤应答通路有关。LASSO回归去除冗杂因素,对单因素Cox分析筛选出的5个基因(CHEK1、BIRC5、GSTM2、CCNB1、VEGFA)构建预后模型。疾病-药物-化合物-靶点网络共筛选出2个核心化合物:槲皮素和芦荟大黄素。PPI网络共筛选出4个核心靶点:CCNB1、MYC、CCND1、PCNA。将核心靶点和预后模型的基因取交集,得到核心的1个靶点:CCNB1。生存分析显示CCNB1在高低风险组之间具有显著性差异。免疫组化结果表明,CCNB1在正常组织和结肠癌组织中差异表达,其差异具有统计学意义(P<0.01)。分子对接和分子动力学结果验证了芦荟大黄素、槲皮素和CCNB1具有稳定的结合能。结论 大黄牡丹汤治疗结肠癌发挥作用主要可能通过槲皮素、芦荟大黄素靶向CCNB1来实现,大黄牡丹汤治疗结肠癌的预后模型可以用于患者预后的评估,效能良好。

三种miRNA对肝癌预后预测的生物信息学分析模型

目的通过TCGA数据库构建一种miRNA预后模型,预测肝癌的预后。方法通过edgeR软件包对miRNA和mRNA的表达数据进行分析和标准化,并与生存率相结合分为两组。通过单因素和多因素Cox回归分析构建3种与总生存率明显差异相关的miRNA,使用ROC曲线评价其可靠性。通过miRDB、TargetScan和miRTarBase 3个数据库筛选出miRNA的靶基因,并运用GO和KEGG探究其相关作用机制。使用Cytoscape3.7.2和String数据库筛选出前10个中枢基因。结果共筛选出47个靶基因与生存预后显著相关;ROC曲线结果显示,三组的AUC分别为0.789、0.730、0.763,说明模型预测HCC患者预后的能力;回归分析显示,该模型可独立影响肿瘤的预后情况,包括T分期、临床分期及远处转移的存在。结论hsa-miR-3682-3p、hsa-miR-9-5p和hsa-miR-139-5p三种miRNA的生物学分析模型可以预测HCC患者的预后,且可以作为HCC中独立的预后因素。