一流课程视域下微视频+翻转课堂教学模式在波谱解析课程中的实践与思考

波谱解析课程在药学、中药学、化学等相关专业中占据非常重要的地位,学习和教学难度较大。教研组构建了波谱解析课程的微视频库,探索了将微视频结合翻转课堂应用于波谱解析课程教学的实践,并从课程思政、课程内涵、教学手段、信息技术及评价体系等五个方面进行了教学反思,为进一步提高教学效果、实现课程“两性一度”提供可供借鉴的范式。

波谱分析一流课程建设与优质教学资源进课堂教学改革探索

一流课程建设是高等学校质量工程建设的中心工作,是保证高等学校人才培养目标实现的重要举措,是促进高校教学改革和提升人才培养质量发展的关键,是高等学校“双一流”建设的核心内容。作者结合主持波谱分析一流课程建设经验,从课程建设历程、一流教材、一流师资、一流教学方法及一流教学管理等方面对波谱分析一流课程建设及优质资源进课堂的做法进行探讨,以期与同行的一流课程建设及优质资源进课堂的教学改革共享。

月经相关性偏头痛患者脑代谢的磁共振波谱研究

目的采用氢质子磁共振波谱成像研究月经相关性偏头痛(MRM)不同状态下脑代谢情况,并探讨其与临床特征及雌激素孕激素的相关性。资料与方法招募2019年4月—2022年8月河南科技大学第一附属医院神经内科门诊确诊的MRM患者36例,同时招募年龄和受教育程度相匹配的正常女性29例。采用氢质子磁共振波谱成像分别于发作间期(卵泡后期)、发作期(围月经期)检测内侧前额叶皮层(mPFC)和丘脑的主要代谢物N-乙酰天门冬氨酸、γ-氨基丁酸(GABA)、谷氨酸复合物(Glx)和胆碱(Cho)与肌酸(Cr)的比值。每次MRI成像当天同时采集静脉血检测雌激素孕激素水平。比较发作间期、发作期各脑区两组间代谢物比值及激素水平、围月经期激素下降率的差异,同时观察MRM组从发作间期到发作期脑代谢的变化。结果MRM患者较正常人卵泡后期、围月经期雌激素孕激素水平及围月经期雌激素孕激素下降率均无显著差异(P>0.05)。在发作间期,MRM组左侧mPFC Cho/Cr较对照组降低(U=-2.957,P=0.003),且与发作频率呈负相关(r=-0.398,P=0.018)。在发作期,MRM组左侧mPFC GABA/Cr较对照组降低(U=-2.015,P=0.044),左侧丘脑Glx/Cr较对照组升高(t=2.213,P=0.033),上述结果与临床特点均无显著相关性(P>0.05)。MRM患者从发作间期到发作期GABA/Cr未发生显著变化(P>0.05),而右侧丘脑Glx/Cr显著升高(t=-2.181,P=0.038),右侧丘脑Cho/Cr显著升高(Z=-2.414,P=0.016)。结论MRM患者存在与正常人不同的脑代谢情况,且伴随头痛发作存在脑代谢的变化,但本研究未发现与月经周期相关雌激素孕激素的差别,其神经机制仍需进一步研究。

磁共振波谱成像联合弥散加权成像在早产儿脑白质损伤诊断及预后评估中的应用

目的探讨磁共振波谱成像(MRS)联合弥散加权成像(DWI)在早产儿脑白质损伤早期诊断以及其预后评估中的应用价值。方法选取2021年1月-2023年1月102例脑白质损伤早产儿作为病例组,同期选取98例非脑白质损伤早产儿作为对照组,记录两组早产儿相关临床指标,并在出生后7d实施MRS、DWI检查,比较两组MRS代谢指标、DWI参数差异,使用点二列相关性检验MRS代谢指标、DWI参数与早产儿脑白质损伤的关系,并绘制受试者工作曲线(ROC)分析MRS联合DWI对早产儿脑白质损伤的早期诊断价值。予以病例组患儿长期随访,在矫正年龄6个月时使用Gesell发育诊断量表将患儿分为预后不良组与预后良好组,比较并分析2组患儿MRS代谢指标、DWI参数对早产儿脑白质损伤预后的评估价值。结果病例组N-乙酰天冬氨酸(NAA)、NAA/Cr、rADC明显低于对照组,肌酸(Cr)明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。经点二列相关性检验显示NAA、NAA/Cr、rADC与早产儿脑白质损伤存在负相关关系(r<0,P<0.05);Cr与早产儿脑白质损伤存在正相关关系(r>0,P<0.05)。绘制ROC显示NAA、Cr、NAA/Cr以及rADC对早产儿脑白质损伤诊断具有较低的诊断价值,AUC分别为0.629、0.630、0.605、0.603;MRS联合DWI具有良好的诊断价值,AUC为0.713。随访结果显示102例患儿中21例为边缘状态,53例为发育异常,共74例为预后不良组,另28例发育良好为预后良好组。预后不良组患儿NAA、NAA/Cr、rADC明显低于预后良好组,Cr明显高于预后良好组,差异有统计学意义(P<0.05)。经点二列相关性检验显示NAA、NAA/Cr、rADC与脑白质损伤患儿预后不良存在负相关关系(r<0,P<0.05);Cr与预后不良存在正相关关系(r>0,P<0.05)。绘制ROC曲线显示NAA、NAA/Cr以及rADC对脑白质损伤患儿预后具有较低的评估价值,AUC分别为0.641、0.639、0.688;Cr、MRS联合DWI对脑白质损伤患儿预后具有良好的评估价值,AUC分别为0.755、0.833,以联合评估价值最高。结论MRS联合DWI对早产儿脑白质损伤以及其预后均有良好的评估价值。

药学有机化合物波谱解析课程思政教学改革探讨

药学有机化合物波谱解析课程是面向中药学、药学等相关专业本科生的核心专业基础课程。目前教学中存在的主要问题为基础理论比较抽象,学习研究难度大;而且专业课程教学重点关注专业知识的传授,与思政教学融入度不高。教师要深度挖掘药学有机化合物波谱解析课程思政教育资源,根据不同专业人才培养目标制定相应的教学方案,采用多元化的教学方法,完善考核制度。

氢质子磁共振波谱成像结合视频脑电图诊断癫痫的价值

目的探讨氢质子磁共振波谱成像结合视频脑电图对癫痫诊断的临床价值。方法选取2021-06—2023-06湖北医药学院附属东风总医院收治的65例疑似癫痫患者为研究对象,比较分析氢质子磁共振波谱成像、视频脑电图检查及联合检查的敏感性、特异性、准确性之间的差异,并制作3种检查方法的ROC曲线。结果65例疑似癫痫患者中,确诊阳性50例(76.92%),确诊阴性15例(23.08%)。3种检查方法特异度比较,差异无统计学意义(P>0.05)。联合检查、氢质子磁共振波谱成像及视频脑电图检查的灵敏度、准确率依次降低,差异有统计学意义(P<0.05)。氢质子磁共振波谱成像、视频脑电图检查、联合检查诊断脑梗死的ROC曲线下面积(AUC)分别为0.8187、0.7766、0.8519。结论氢质子磁共振波谱成像结合视频脑电图有利于提高癫痫患者诊断的灵敏度、准确率及AUC水平,值得推广应用。

轻型脑损伤后早期海马磁共振波谱变化与认知功能障碍的相关性

目的通过单体素氢质子磁共振波谱(1H-MRS)测定轻型脑损伤(mTBI)患者伤后早期海马区域的神经元代谢状态,探讨^(1)H-MRS测定结果与患者伤后认知功能障碍发生的相关性。方法72例mTBI患者在伤后1周内进行1H-MRS检查,将双侧海马区域作为感兴趣区,测定N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、胆碱(Cho)、肌酸(Cr)等代谢物的浓度,计算NAA/Cr、Cho/Cr比值,并与36名健康志愿者(对照组)进行比较。选用蒙特利尔认知评估量表(MoCA)作为认知功能的测评工具,分析mTBI患者海马区域^(1)H-MRS检测结果与MoCA评分的相关性。结果MoCA测试结果显示72例中有13例在脑损伤后6个月出现了轻度认知功能障碍(mi-TBI组),与未发生认知功能障碍的mTBI患者(no-TBI组)、对照组相比,mi-TBI组NAA/Cr值下降,Cho/Cr值升高(均P<0.05),no-TBI组与对照组NAA/Cr值、Cho/Cr值差异均无统计学意义(均P>0.05)。Spearman相关分析显示mi-TBI组双侧海马区域的NAA/Cr值与MoCA评分呈正相关(r=0.75,P<0.05),双侧海马区域的Cho/Cr值与MoCA评分无相关性(r=-0.17,P>0.05)。结论1H-MRS检查能早期发现mTBI患者隐匿存在的神经组织代谢损伤变化,海马区域早期1H-MRS检查有助于预测mTBI患者伤后继发的认知功能障碍。

基于波谱响应特征的雄安新区农田土壤重金属含量反演

分析并监测雄安新区农田土壤污染状况,对于保障粮食安全、建设绿色雄安具有重要意义。该研究以雄安新区为研究区,基于多源遥感数据珠海一号(Zhuhai-1)OHS数据、哨兵二号(Sentinel-2)L2A级数据的波谱响应特征及实地测得的农田土壤重金属含量数据,在对土壤重金属含量单因子与多因子污染评价的基础上,筛选出3种超标的农田重金属元素铅(Pb)、铜(Cu)、锌(Zn),采用偏最小二乘回归方法(partial least squares regression,PLSR)建立农田土壤重金属含量反演模型。利用Zhuhai-1提取土壤样本点的原始光谱反射率以及4种变换后的光谱反射率,Sentinel-2提取7种对重金属胁迫敏感的植被指数,将其与3种土壤重金属含量作相关性分析,筛选出敏感波段与植被指数,即波谱响应特征,构建土壤重金属含量反演模型。结果表明,3种模型整体反演精度较为优良,Pb含量反演模型决定系数(determination coefficient,R^(2))为0.490,均方根误差(root mean squared error,RMSE)为4.66 mg/kg,平均绝对值误差(mean absolute error,MAE)为1.92 mg/kg;Cu含量反演模型R^(2)为0.491,RMSE为16.85 mg/kg,MAE为3.69 mg/kg;Zn含量反演模型R^(2)为0.664,RMSE为20.63 mg/kg,MAE为9.36 mg/kg。将该模型应用于雄安新区农田区域,得到大部分农田土壤中Pb含量均未超过风险筛选标准,在研究区西南部、西部部分区域Cu含量超过土壤污染风险筛选值,同时在研究区西部、西南部Zn污染较严重,雄安新区东南部部分农田有Zn零星分布,其他区域Cu和Zn含量未超过国家土壤污染风险管控值。因此,利用多源遥感数据波谱响应特征反演土壤重金属Pb、Cu和Zn含量,能够快速准确地实现对雄安新区土壤重金属污染情况的调查,同时为大面积土壤重金属含量监测提供解决方案。

定量核磁共振波谱法快速测定灭火剂材料中全氟辛烷磺酰基化合物

泡沫灭火剂中全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)的使用受到严格管控.针对灭火剂中PFOS快速测定的需求,建立了基于19F的定量核磁共振波谱(qNMR)检测方法.方法以全氟丁基磺酸钾为标准物质,通过计算全氟丁基磺酸钾的-CF3在化学位移δ-78.94处19F特征峰和PFOS的-CF2在化学位移δ-117.12处19F特征峰的积分面积比值,进而实现PFOS定量分析.经测试,全氟丁基磺酸钾百分含量与定量峰面积线性相关系数为0.9955,检出限为0.024%,定量限为0.080%.8种灭火剂产品的定性测定结果与实际标注情况相吻合,其中4种泡沫灭火剂产品中PFOS含量在0.106%~1.339%之间.研究结果表明,方法受基质干扰小、检测速度快、灵敏度高,可为泡沫灭火剂中PFOS的管控提供可靠的检测方法与数据支撑.

波谱分析一流课程建设与课堂教学改革探索

一流课程建设是高校质量工程建设的中心工作,是保证高校人才培养目标实现的重要举措,是促进高校教学改革和提升人才培养质量的关键,是高等学校“双一流”建设的核心内容。从课程建设历程、一流教材、一流师资、一流教学方法及一流教学管理等方面对波谱分析一流课程建设进行探讨,以期为同行的一流课程建设提供参考。

CFOSAT SWIM波谱仪中法产品差异性分析

中法海洋卫星(China-France Oceanography SATellite,CFOSAT)搭载了世界上第一颗专门探测二维海浪谱的雷达,即SWIM(Surface Waves Investigation and Monitoring)波谱仪。该雷达能通过旋转6个不同波束的方式扫描海面从而得到二维海浪谱信息,并通过控制天线旋转速度来控制沿轨向二维谱的分辨率。中法双方都会发布相同软件处理的波谱仪2级产品,但由于中法双方接收站位置不同、地面数据处理时输入的气象辅助数据源不完全一致,因此双方发布的2级产品有一定差异,这给波谱仪产品的应用带来不确定性。为了明晰不同数据下载源得到的相同版本波谱仪产品之间的差异,选取2024年3月中法相关单位发布的最新版本2级数据,采用5.0 s、3.0 s、1.0 s和0.1 s的时间匹配窗口,获取中法数据不同匹配时间下二维海浪谱3个波浪参数的一致性对比结果。结果表明:有效波高比较稳定,在半个地理单元的空间差别下仍然保持几乎不变的精度;随着匹配时间增大,主波波长和主波波向的差别越来越大,匹配时间为5.0 s时,二者分别达到约21.5 m和46.5°的差异,匹配时间为0.1 s时,其差异很小,表明中法不同地面处理系统输入的气象辅助数据源差异而引起的产品差别可以忽略。

化工与材料化学等专业波谱解析课程教学改革探索

波谱解析是一门以化学、数学和物理学科学为基础的专业基础课程,面向化学、化工、材料化学等专业开设,是探索有机化合物结构的最主要手段。本文在前期教学研究的基础上,对目前化工与材料化学等专业波谱解析的教学改革进行分析和总结,运用积极教学法提高了学生学习的主动性。

基于磁共振波谱分析评估高频重复经颅磁刺激治疗脑损伤后慢性意识障碍患者的促醒疗效

目的基于磁共振波谱对高频重复经颅磁刺激对重症颅脑损伤后慢性意识障碍的促醒疗效进行评估分析。方法回顾2018年1月至2022年12月收治的106例重症颅脑损伤慢性意识障碍患者的临床资料,采用倾向性评分匹配法进行1∶1匹配。对照组接受常规康复治疗,观察组接受以M1作为刺激靶点的高频重复经颅磁刺激治疗,每组各含53例。两组治疗前后均进行头颅磁共振波谱(MRS)检查。比较两组脑代谢指标[N乙酰天冬氨酸(NAA)/肌酸(Cr)值、胆碱复合物(Cho)/Cr值]、格拉斯哥昏迷量表(GCS)评分、脑电图(EEG)分级、昏迷恢复量表(CRS-R)评分、脑干听觉诱发电位(BAEP)分级、上肢体感诱发电位(SSEP)分级及脑血流灌注指标[脑血流容积(CBV)、脑血流平均通过时间(MTT)、脑血流量(CBF)]。结果治疗后,两组丘脑、脑干NAA/Cr数值升高,Cho/Cr数值降低,且观察组指标水平明显优于对照组(P<0.05);两组GCS评分、CRS-R评分均提高,且观察组改善程度优于对照组(P<0.05);两组BAEP分级、EEG分级、SSEP分级均改善,且观察组优于对照组(P<0.05);两组CBF、CBV均升高,MTT下降,且观察组指标水平优于对照组(P<0.05)。结论高频重复经颅磁刺激对重症颅脑损伤后慢性意识障碍患者促醒效果明显,分析其作用机制可能与改善患者脑组织血流速度及脑内代谢有关。

慢性疼痛患者脑磁共振波谱成像的研究进展

慢性疼痛给个人及社会都带来了严重的负面影响,但目前慢性疼痛的治疗效果仍然欠佳,其中枢机制仍不明了。因此积极研究慢性疼痛的中枢机制以及寻找慢性疼痛潜在的中枢治疗靶点至关重要。近年来,随着磁共振波谱技术的发展,磁共振波谱在探究慢性疼痛的中枢机制以及寻找慢性疼痛潜在治疗靶点上发挥着重要作用。本文将对慢性疼痛患者脑磁共振波谱的研究进展进行综述。

5.0T与1.5T MR波谱定量肝脏质子密度脂肪分数的一致性

目的观察5.0T与1.5T MR波谱(MRS)定量肝脏质子密度脂肪分数(PDFF)的一致性。方法分别以5.0T及1.5TMR仪对脂质含量各为0、5%、10%、15%、20%、25%及30%的脂质乳液模型采集^(1)H-MRS,以jMRUI软件分析获得PDFF。前瞻性对11例脂肪肝患者及12名健康成人肝脏感兴趣容积(VOI)采集^(1)H-MRS,分别以jMRUI软件及相应工作站进行分析并获得PDFF。观察各方法所测脂质乳液模型及肝脏PDFF的一致性。结果针对脂质含量0、5%、10%、15%、20%、25%及30%的脂质乳液模型,以jMRUI软件基于5.0T与1.5T^(1)H-MRS所测PDFF均一致性良好并呈正相关。针对全部人体肝脏VOI,以jMRUI软件及工作站针对5.0T与1.5T^(1)H-MRS所测的PDFF亦均一致性良好且均呈正相关。结论5.0T与1.5T^(1)H-MRS用于定量肝脏PDFF一致性良好且呈正相关;临床以工作站测量肝脏PDFF有利于简化工作流程。

基于修正非线性薛定谔方程的三维聚焦波组波谱演化

为了研究深水三维聚焦波的定向演化,对4阶修正非线性薛定谔方程(MNLSE)、3阶非线性项薛定谔方程(NLSE)以及线性方程等3种演化模型进行数值求解,并对生成的波谱特征以及其演化过程中的能量转移、波陡变化、平均波数变化以及带宽变化等特征进行对比研究。研究结果表明:在2种非线性演化模型的演化过程中均存在能量向高波数和低波数的转移,导致波浪波形发生变化,且非线性还会影响聚焦波陡、聚焦波组达到聚焦所需时间以及带宽等参数的变化;上述特征在2种非线性演化模型中存在着显著差异,4阶MNLSE演化下的三维聚焦波组特征优于3阶NLSE的演化。

介绍一个核磁共振波谱解析的学习网站

核磁共振技术是化学工作者分析化合物结构与纯度的重要工具,尤其在有机化学方向的科研工作中,这项技术得到了广泛的应用。本文介绍了一个交互式的核磁共振波谱解析练习网站,通过练习解析真实核磁共振波谱,学生可以逐步建立对核磁共振波谱技术的认知,逐渐学会如何解读学习、工作中遇到的核磁共振谱图。在本科阶段学习与练习核磁共振波谱解析技能,将有助于学生未来科研工作的顺利进行。借助文中介绍的练习网站,学生可以方便地选择难度合适的练习题进行学习提升。

磁共振波谱在中医药研究中的应用进展

磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy,MRS)将磁共振数据应用于测定分子结构的谱学技术,为中医药领域的机制研究和发展提供了创新性的研究手段,有助于深化对中医药理论的现代化理解,推动中医药学科的持续发展。通过MRS技术可以探测脑内代谢物及体外鉴定体液或组织中存在的未知化合物,揭示中医药手段干预下的脑中枢机制。本研究聚焦于MRS技术概述、MRS技术与中医药领域结合的优势、MRS技术在中医药领域的应用研究现状等方面进行总结,并探讨MRS技术在中医药领域应用的既往研究空白与缺陷,以期为研究者提供有益参考。

氢质子MR波谱成像评估轻中度甲状腺相关性眼病视放射的微代谢改变

目的应用氢质子MRI波谱成像(^(1)H-MRS)技术探讨轻、中度甲状腺相关性眼病(TAO)视放射(OR)代谢物浓度的改变,探究甲状腺异常性视神经病(DON)的发病机理。方法本研究为前瞻性,研究对象为2020年11月—2021年7月来我院就诊的眼科门诊(22例)及内分泌科住院(12例)的轻、中度TAO患者34例及同期向社会招募的15例健康志愿者[健康对照组(HC组)]。根据纳入和排除标准,纳入TAO患者33例。根据临床活动评分(CAS)将TAO患者分为非活动性组14例、活动性组19例,根据病程分为慢性组(病程>6个月)17例、急性组(病程≤6个月)16例。研究采用用3.0 T MR设备、单体素^(1)H-MRS技术,对研究者行轴面T1-反转恢复序列、水抑制点分辨频谱脉冲序列扫描;同时测量TAO患者的双侧突眼度,检测血清游离甲状腺激素(FT3、FT4)、促甲状腺激素(TSH)、抗甲状腺激素受体抗体(TRAb)、抗甲状腺过氧化物酶抗体(TPOAb)、抗甲状腺球蛋白抗体(TgAb)。采用单因素方差分析对TAO非活动性组、活动性组及HC组之间及TAO慢性组、急性组及HC组之间年龄及^(1)H-MRS检测的代谢物[谷氨酰胺(Gln)、谷氨酸(Glu)、肌醇(mI)等]进行比较。采用χ^(2)检验比较TAO组和HC组的性别差异。使用Spearman相关分析对TAO患者突眼程度、血清检测指标与^(1)H-MRS检测的代谢物浓度之间的相关性进行分析。结果与HC组和活动性组相比,非活动性组患者OR中mI水平显著减低(F=3.29,P<0.05)。与HC组相比,慢性组患者OR中Gln水平升高(F=3.31,P<0.05)。在TAO各组中(非活动性组、活动性组,慢性组、急性组)突眼度均与TSH水平呈正相关,(r值分别为0.373,0.411,0.347,0.489;P均<0.05)。结论单体素^(1)H-MRS能有效评估TAO患者OR微代谢的改变。

替加环素的波谱学特征和结构确证

通过高分辨质谱(HRMS)、核磁共振谱(NMR)、热重分析/差热扫描量热(TGA/DSC)、X射线粉末衍射(PXRD)对替加环素进行结构表征,运用多种谱学方法确证了替加环素的结构,为其质量研究提供参考依据。