基于斑马鱼模型和代谢组学技术筛选天麻中潜在抗癫痫活性成分

从确有疗效的中药天麻中挖掘潜在的抗癫痫活性成分对于癫痫的防治意义重大。使用斑马鱼幼鱼癫痫模型评价两个产地天麻样本的抗癫痫活性;利用基于LC-MS/QE plus(液相色谱-质谱)的代谢组学技术检测天麻成分,结合模式判别分析方法寻找重要差异代谢物;通过一级质谱与二级质谱数据及文献进行代谢物鉴定,并利用斑马鱼癫痫模型进一步对代谢物的抗癫痫活性进行确认。结果显示9个天麻提取物能够显著减少斑马鱼的涡旋数量,并且两产地天麻在抗癫痫活性上有着显著差异(P<0.05)。代谢组学检测以及模式判别分析筛选并鉴定出了6个重要差异代谢物(巴利森苷E、天麻素、巴利森苷C、巴利森苷D、N6-对羟基苄基腺苷、4, 4′-二羟基二苄基醚)。活性验证发现巴利森苷E、天麻素、N6-对羟基苄基腺苷能够显著抑制斑马鱼癫痫样行为。该研究运用斑马鱼模型与代谢组学找出并确定了天麻中多个具有抗癫痫活性的成分,其中巴利森苷E以及N6-对羟基苄基腺苷首次被发现具有抗癫痫活性,为天麻抗癫痫作用的研究提供了参考价值。

基于动态增益的可见光定位系统研究

采用固定增益的RSS可见光定位技术可探测的信号光强变化范围小,在弱信号区域定位精度很低、有效定位空间小。提出了基于动态增益的RSS可见光定位系统,通过将接收电路输出信号反馈至控制电路,自动调节主放大器的增益,扩大可探测的信号光强变化范围,提高在弱信号区域的定位精度,从而扩大有效定位空间。实验结果表明,在空间大小为1 m×1 m×1.89 m的实验环境内,可以实现在1.0 m×1.0 m×0.6 m的空间内高精度定位,相比于固定增益的定位系统有效定位空间扩大了约86.72%。在弱信号区域二维定位对比实验中,较固定增益的定位系统平均定位误差降低了47.05%。系统平均误差均小于5 cm。表明基于动态增益的RSS可见光定位系统在满足室内定位精度要求的同时,可以增大定位空间范围、提高弱信号区域定位精度。

基于多探测器融合的非视线链路通信系统研究

非视线链路可见光通信具有信号覆盖范围广、不易因遮挡而出现链路阻塞等优点,但存在着链路信号弱、采用单探测器的接收系统视场小等问题。针对上述问题,提出多探测器融合的接收模式。通过实验研究了接收方位角对接收信号的影响,对比了单探测器接收系统和四探测器接收系统接收信号的信噪比分布,测试了基于四探测器的非视线链路通信系统的通信性能。实验结果表明:采用多探测器融合的接收模式可以显著改善通信系统性能,采用四探测器接收可使非视线链路通信的系统最大信噪比提高10.71 dB,在视线链路被完全阻塞时系统的最高通信速率可达1 Mbps,且误码率低于10^(-6)。

一种涂覆水凝胶的模间干涉型光纤pH传感器

为了实现pH值测量的微型化和智能化,提出了一种涂覆水凝胶的模间干涉型光纤pH传感器,满足了对光纤pH传感器结构紧凑、灵敏度高、稳定性好的需求。模间干涉型光纤干涉仪采用标准单模光纤错位熔接制得,对干涉仪进行拉锥提高其对外界折射率的响应灵敏度。将水凝胶涂覆在拉锥后的光纤干涉仪表面,当传感器周围pH值变化时,会引起感应区折射率的变化进而引起传输光谱发生变化,通过测量干涉仪光谱的漂移即可得到对应溶液的pH值。实验结果表明,传感器拉锥8 000μm后在pH值为1.88~7.61的测量灵敏度为0.76 nm/pH,线性相关系数为0.994。所提出的传感器pH值测量范围广、灵敏度高且成本较低,在pH值检测中具有广阔的应用前景。

基于彩色LED阵列的光学相机通信系统实验研究

针对可见光通信(VLC)技术存在数据传输速率低、收发端同步困难等问题,提出一种以彩色发光二极管(LED)阵列为发射端、手机摄像头为接收端的光学相机通信(OCC)系统。首先,设计了一种特殊的帧结构来解决系统收发端同步问题,并通过建立图像处理算法提取出彩色LED各通道灰度统计特性以区分LED颜色;然后,引入反向传播神经网络分类器提高颜色识别准确率;最后,以m伪随机序列作为测试数据进行系统通信误码率的测量,研究发射端LED阵列刷新率、相机偏转角、传输距离、LED颜色数对误码率的影响。实验结果表明:所设计的帧结构可以确保信息传输的稳定性;当使用8种颜色进行信息传输时,该系统可以在20~30 cm内实现误码率为10^(-6)量级、通信速率为4.824 kb/s的实时通信。

基于副载波调制的室内可见光定位系统研究

在室内可见光定位技术的实际应用中,由于环境光的存在使得接收信噪比降低,导致基于接收信号强度的可见光定位技术面临挑战。针对这一问题提出一种基于副载波调制的可见光三维定位系统,利用在接收端对副载波的频率选择来降低环境光对接收信号强度的干扰,通过非相干解调得到LED的身份信息和接收信号强度,并采用骨干粒子群优化算法获得定位目标的位置估计。根据上述方法设计了接收端和发送端,并在1 m×1 m×1.89 m的空间中分别进行了不同高度和不同强度环境光下的三维定位测试。结果表明,所有测试点的三维定位平均误差约为3.00 cm;在高度为0.21 m环境光为0、10和30 lx时平均定位误差分别为2.83、2.98和2.83 cm。证明了基于副载波调制的可见光定位系统可以有效降低由环境光引起的定位误差。

漫反射对白光可见光通信系统性能影响的实验研究

针对室内白光可见光通信系统基本集中在直射链路的研究时忽视了漫射链路实际应用价值的问题,通过建立一个封闭的实验空间环境,设计可见光通信实验系统,测量漫反射信号的空间分布规律,探索漫反射信号在实际环境中应用的可行性,并进行了基于漫反射的白光可见光通信实验。实验结果表明:漫反射为可见光通信直射链路中阻塞、阴影所导致的信号中断以及室内角落通信质量差等问题提供了解决途径。

基于代谢组学和斑马鱼模型探究西洋参抗疲劳的关键活性成分

探索西洋参皂苷类成分中抗疲劳关键活性成分。利用斑马鱼模型评价西洋参样本的抗疲劳活性;运用代谢组学技术分析鉴定不同产地西洋参中主要皂苷类差异成分;通过构建西洋参皂苷类成分-疾病靶点PPI蛋白互作网络初步筛选出西洋参发挥抗疲劳作用的活性物质和相关靶点,利用分子对接的方法筛选出关键活性成分;最后使用斑马鱼模型评价关键活性成分的抗疲劳活性,动物实验获得山东省医学科学院伦理委员会的批准(SYXK20220005)。斑马鱼活性评价结果显示,两个产地的西洋参样本的活性存在显著差异,进一步经过代谢组学检测、模式判别共鉴定出其中10个差异皂苷类成分可能与抗疲劳活性有关。借助成分-疾病靶点的PPI筛选的抗疲劳的核心靶点,结合类药性参数及分子对接技术发现其中pseudoginsenoside F11与5个靶点均具有较好的结合活性。经斑马鱼模型验证发现拟人皂苷F11具有显著的抗疲劳活性。本研究运用代谢组学和斑马鱼模型筛选出了西洋参发挥抗疲劳的关键活性物质,为西洋参皂苷类抗疲劳的进一步研究提供参考。