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第二十届全国分子光谱学学术会议暨2018年光谱年会

作者：许远杰黄慧涵黄磊陈义平潘海波福州大学化学学院福建省医疗器械和医药技术重点实验室

提高光催化剂降解污染物的效率和选择性,近年来引起了诸多研究者的关注。通过原位中心取代合成方法合成了Meso-四（对磺酸基苯基）卟啉锌/氧化锌（ZnTPPS/ZnONAs）复合材料。通过X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可... 详细信息

提高光催化剂降解污染物的效率和选择性,近年来引起了诸多研究者的关注。通过原位中心取代合成方法合成了Meso-四（对磺酸基苯基）卟啉锌/氧化锌（ZnTPPS/ZnONAs）复合材料。通过X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）和红外光谱（FTIR）等方法,对其晶体结构、形貌、组成和官能团进行表征,证明了在二维ZnO表面上的Zn原子,原位取代Meso-四（对磺酸基苯基）卟啉（TPPS）中心的氢原子,并与之形成中心配位。同时,对二维ZnO进行表面改性,增强其亲水性。分别将ZnTPPS/ZnONAs和ZnO,对亲水性染料罗丹明B（RhB）和疏水性的苯酚（PL）,进行可见光光催化实验,结果表明,亲水性ZnTPPS/ZnONAs对罗丹明B降解效率高,呈现出显著的光催化选择性。

关键词：光催化 Meso-四(对磺酸基苯基)卟啉原位中心取代亲水性

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基于迭代学习控制的肘关节功能性电刺激系统

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电气技术 2018年第3期19卷 31-36,43页

作者：陈盛勤李玉榕陈军陈建国福州大学电气工程与自动化学院福州350116 福州大学福建省医疗器械和医药技术重点实验室福州350116

为帮助肢体功能障碍患者上肢运动功能的康复和重建,本文设计针对肘关节运动康复的功能性电刺激(functional electrical stimulation,FES)系统。首先应用动态神经网络建立电刺激下肘关节运动的模型。根据模型的非线性与肘关节运动轨迹的... 详细信息

为帮助肢体功能障碍患者上肢运动功能的康复和重建,本文设计针对肘关节运动康复的功能性电刺激(functional electrical stimulation,FES)系统。首先应用动态神经网络建立电刺激下肘关节运动的模型。根据模型的非线性与肘关节运动轨迹的重复性,采用迭代学习控制(iterative learning control,ILC)算法设计FES系统的控制器,实现肘关节角度精确控制的FES系统。经过10次迭代控制,肘关节实际运动轨迹与期望轨迹之间的最大误差为0.438°,相对平均误差为0.32%,均方根误差为0.245°。结果表明,所设计的基于ILC算法的FES系统能够实现肘关节运动功能性电刺激的精确控制,对帮助肘关节运动康复的FES系统研究具有一定的指导意义。

关键词：功能性电刺激系统肘关节运动模型迭代学习控制

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近红外特征波长筛选在勾兑梨汁中原汁含量的快速检测中的应用

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光谱学与光谱分析 2017年第10期37卷 3058-3062页

作者：王武王建明李颖李玉榕福州大学电气工程与自动化学院福建福州350116 福建省医疗器械和医药技术重点实验室福建福州350002 福州大学生物科学与工程学院福建福州350116

为实现近红外光谱进行勾兑梨汁中原汁含量的快速检测,采用相同可溶性固形物含量的新鲜梨汁和果汁粉冲剂按照原汁含量为0%~100%进行勾兑,并结合遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)以及萤火虫算法(GSO&FA)进行特征波长筛选,比较分析四种... 详细信息

为实现近红外光谱进行勾兑梨汁中原汁含量的快速检测,采用相同可溶性固形物含量的新鲜梨汁和果汁粉冲剂按照原汁含量为0%~100%进行勾兑,并结合遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)以及萤火虫算法(GSO&FA)进行特征波长筛选,比较分析四种算法分别建立的偏最小二乘(PLS)模型。结果表明,GA-PLS,PSO-PLS,GSO-PLS,FA-PLS四种模型均能够剔除大部分波长变量,其中以FA-PLS模型效果最佳,不仅保证模型的稳健性,而且简化了模型,提高了预测的精度。为了进一步优选特征波长,利用连续投影算法(SPA)在FA基础上做进一步波长筛选,并比较全波段PLS,SPA-PLS,FA-PLS,FA-SPA-PLS模型,四种模型泛化能力为:FA-PLS>PLS>FA-SPA-PLS>SPA-PLS,其预测均方根误差分别为0.029 1,0.033 3,0.033 9和0.137 0,相应的波长变量数量依次367,765,20和18。其中SPA-PLS波长变量最少,但预测误差远远高于其他三种模型,综合考虑预测精度与波长变量数目,FA-SPA-PLS模型不仅波长变量较少而且预测精度较高,能够有效鉴别勾兑梨汁中原汁含量。研究利用近红外光谱技术为快速鉴别勾兑果汁提供一种有益思路,并通过波长变量筛选简化定量分析模型。

关键词：近红外特征波长偏最小二乘连续投影法

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基于连续-离散扩展卡尔曼建模的p53-Mdm2调控关系研究

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中国生物医学工程学报 2017年第2期36卷 180-186页

作者：姜莉李玉榕福州大学电气工程与自动化学院福州350116 福州大学福建省医疗器械和医药技术重点实验室福州350116

生物医学研究揭示,肿瘤抑制基因p53的表达水平与肿瘤的形成相关。p53相关的信号转导网络研究为揭示癌症、肿瘤的发病机制和寻找其治疗方法提供新思路,而p53和癌基因Mdm2的负反馈关系是该信号转导网络的核心部分。因此,研究p53-Mdm2的调... 详细信息

生物医学研究揭示,肿瘤抑制基因p53的表达水平与肿瘤的形成相关。p53相关的信号转导网络研究为揭示癌症、肿瘤的发病机制和寻找其治疗方法提供新思路,而p53和癌基因Mdm2的负反馈关系是该信号转导网络的核心部分。因此,研究p53-Mdm2的调控关系意义重大。基于电离辐射后人类白血病细胞中测得的时间序列基因表达数据,利用连续-离散的扩展卡尔曼(EKF)算法,建立带有延迟特性的非线性动态连续随机生物网络模型,模拟电离辐射后的p53-Mdm2动态调控过程。同时,对所建立网络的准确性进行验证,可得模型的误差率为0.85%。结果表明:所提出的算法是收敛的,可以预测基因的表达水平,准确地模拟p53-Mdm2调控网络受到电离辐射后的衰减震荡响应过程,该过程和生物实验结果一致。所提出的算法为生物学实验建模提供一种有效的方法,并可以为网络系统动力学特性的研究提供条件。

关键词： p53-Mdm2网络连续-离散扩展卡尔曼(EKF)算法时间序列数据延迟

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海蛾活性部位抑制人宫颈癌HeLa细胞增殖及诱导凋亡作用研究

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中国药理学通报 2017年第11期33卷 1546-1552页

作者：李锋裴世锋石贤爱福州大学药物生物技术与工程研究所室福建福州350116 福州大学化学学院福建福州350116 福州大学福建省医疗器械与医药技术重点实验室福建福州350116

目的从中药材海蛾中分离具有抑制人宫颈癌HeLa细胞增殖活性的组分,并探讨其诱导凋亡的机制。方法采用生物活性追踪法对海蛾乙醇浸提物进行硅胶柱层析、葡聚糖凝胶Sephadex LH-20柱层析分离抗肿瘤活性组分;采用MTT法评价其对肿瘤细胞的... 详细信息

目的从中药材海蛾中分离具有抑制人宫颈癌HeLa细胞增殖活性的组分,并探讨其诱导凋亡的机制。方法采用生物活性追踪法对海蛾乙醇浸提物进行硅胶柱层析、葡聚糖凝胶Sephadex LH-20柱层析分离抗肿瘤活性组分;采用MTT法评价其对肿瘤细胞的抑制作用;采用AO/EB、PI及Annexin V-FITC/PI荧光染色流式细胞术分析其诱导凋亡作用;通过分析肿瘤细胞中caspase-3活性及凋亡相关基因的蛋白表达水平,探讨其诱导凋亡的可能机制。结果从海蛾中分离得到了具有较高HeLa细胞抑制活性的组分C22,得率为0.73‰,IC50为36.3 mg·L-1;组分C22作用于HeLa细胞后,可致细胞处于亚二倍期的比例增加、磷脂酰丝氨酸外翻等典型细胞凋亡现象,且具有剂量依赖性;组分C22可下调HeLa细胞Bcl-2的表达,降低胞内Bcl-2/Bax比例,增加caspase-3酶活性。结论海蛾活性组分C22能诱导人宫颈癌HeLa细胞凋亡,抑制肿瘤细胞增殖,其诱导凋亡的机制可能是通过线粒体途径的Bcl-2/caspase通路发挥作用。

关键词：海蛾 HeLa细胞生物活性追踪法诱导凋亡流式细胞术 Bcl-2 caspase-3

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有机介质处理酿酒酵母对其催化不对称还原反应性能的影响

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过程工程学报 2017年第6期17卷 1281-1286页

作者：李锋方世银石贤爱福州大学药物生物技术与工程研究所福建福州350116 福州大学化学学院福建福州350116 福建省医疗器械与医药技术重点实验室福建福州350116

采用不同有机介质处理酿酒酵母细胞,改变细胞膜的通透性、流动性及完整性等膜生物学特性,考察有机介质处理对酵母细胞催化2-辛酮不对称还原反应性能的影响.结果表明,在实验条件下,当细胞内核酸和蛋白泄露值达0.057和0.046,或细胞的碘化... 详细信息

采用不同有机介质处理酿酒酵母细胞,改变细胞膜的通透性、流动性及完整性等膜生物学特性,考察有机介质处理对酵母细胞催化2-辛酮不对称还原反应性能的影响.结果表明,在实验条件下,当细胞内核酸和蛋白泄露值达0.057和0.046,或细胞的碘化丙啶(PI)吸收因子达1.157时,反应产率显著降低;有机介质处理的细胞膜的各向异性值为未处理细胞的111.7%时,细胞丧失催化2-辛酮不对称还原反应的能力;膜受损的细胞占比达到或超过41.8%时,反应产率明显降低.在细胞膜完整的前提下,细胞膜通透性和流动性处于合适范围才能使酵母细胞催化2-辛酮不对称还原反应的性能良好.

关键词：酿酒酵母不对称还原细胞膜特性有机介质

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傅里叶变换近红外光谱结合RVM与新聚类算法鉴别灵芝孢子油多样掺假类别

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光谱学与光谱分析 2017年第4期37卷 1064-1068页

作者：王武王建明李颖李祥辉李玉榕福州大学电气工程与自动化学院福建福州350116 福建省医疗器械和医药技术重点实验室福建福州350002 福州大学生物科学与工程学院福建福州350116 福建医科大学医学技术与工程学院福建福州350004

食品掺假种类众多,手段隐蔽,成为食品安全检测一个重要难题。为摆脱传统模型识别食品中是否存在新掺假类别的局限性,实验以纯净的灵芝孢子油和掺杂不同比例花生油、玉米油、薏仁油、地沟油的五种类别为研究对象,采用傅里叶变换近红外光... 详细信息

食品掺假种类众多,手段隐蔽,成为食品安全检测一个重要难题。为摆脱传统模型识别食品中是否存在新掺假类别的局限性,实验以纯净的灵芝孢子油和掺杂不同比例花生油、玉米油、薏仁油、地沟油的五种类别为研究对象,采用傅里叶变换近红外光谱(Fourier transform near infrared spectroscopy,FT-NIR)收集12 400~4 000cm^(-1)范围内的近红外光谱。假设掺杂地沟油为新掺假类别,利用前四种类别的校正集样本构建相关向量机(RVM)多分类器,分别对建模的预测集样本和掺杂地沟油样本进行判别,并借助新聚类算法对判别为纯净的灵芝孢子油的样本做进一步分析验证。研究表明,RVM分类器对于建模的预测集样本判别准确率高达93.75%,说明模型有较强的判别能力,但由于模型局限性,掺杂地沟油样品被误判为纯净的灵芝孢子油;在新聚类算法的决策图上,纯净灵芝孢子油校正集和预测集混合样本的聚类中心数为1,而纯净灵芝孢子油校正集和掺杂了地沟油混合样本聚类中心数为2,直观验证判别结果的准确性。结果表明利用FT-NIR技术结合RVM分类器与新聚类算法对于灵芝孢子油掺假能够有效识别,并且能够定性识别新型掺假类型,为解决食品掺假多样化问题提供一种新思路。

关键词：食品掺假 FT-NIR RVM 新聚类算法

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植入式人体通信中电磁波在不同组织分界面上的传播特性研究

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电波科学学报 2017年第2期32卷 134-143页

作者：陈志英高跃明杜民福州大学电气工程与自动化学院福州350116 福建省医疗器械和医药技术重点实验室福州350116 厦门理工学院电气工程与自动化学院厦门361024 福州大学物理与信息工程学院福州350108 福建省生态产业绿色技术重点实验室武夷山354300

通过计算电磁波在不同人体组织分界面的入射情况,研究人体信道电磁波跨越不同组织分界面时的传播特性.文章首先利用电磁场边界条件推导均匀平面电磁波向单层与多层导电媒质入射时的反射系数、透射系数及电磁波表达式;然后以人体手臂为... 详细信息

通过计算电磁波在不同人体组织分界面的入射情况,研究人体信道电磁波跨越不同组织分界面时的传播特性.文章首先利用电磁场边界条件推导均匀平面电磁波向单层与多层导电媒质入射时的反射系数、透射系数及电磁波表达式;然后以人体手臂为研究对象,采用4阶Cole-Cole模型获取10 Hz^100GHz人体组织介电参数,计算向单层、多层组织入射时各个分界面上的最大入射角、反射系数、透射系数与平均能流密度,结果显示,垂直入射是电磁波透射多层人体组织的主要路径,皮肤与空气分界面的反射系数最大,频率小于1MHz或大于10GHz的电磁波能量比较难在人体内外传播,电磁波平均能流密度传播随频率呈带通特性,带宽及中心频率与器件植入位置有关等;最后采用COMSOL Multiphysics建立电磁波向3层人体组织垂直入射的有限元仿真模型,仿真结果与理论计算结果相比误差小于0.000 08,验证了理论推导与计算的正确性.

关键词：植入式人体通信组织分界面垂直入射反射系数平均能流密度

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CRP荧光免疫层析定量检测仪

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电气技术 2018年第10期19卷 36-39,49页

作者：杨建鹏高跃明魏建崇陈建国姜海燕福州大学物理与信息工程学院福州350108 福建省医疗器械和医药技术重点实验室福州350108 江夏学院电子信息科学学院福州350116 福州大学电气工程与自动化学院福州350108 福建省激光精密加工工程技术研究中心福建莆田351100

本文研制开发一套用于血清C-反应蛋白(CRP)定量检测的荧光免疫层析试纸检测设备。运用CMOS图像传感器采集荧光试条图像信息,使用数学形态学方法滤除图像噪声,使用Otsu图像阈值分割算法得到图像有用信息进而计算得到检测结果。本文采用... 详细信息

本文研制开发一套用于血清C-反应蛋白(CRP)定量检测的荧光免疫层析试纸检测设备。运用CMOS图像传感器采集荧光试条图像信息,使用数学形态学方法滤除图像噪声,使用Otsu图像阈值分割算法得到图像有用信息进而计算得到检测结果。本文采用多种不同浓度的荧光免疫层析试纸条进行检测,实验结果显示,该CRP荧光免疫层析定量检测仪的重复性和线性度良好,CV<3.4%,拟合优度R^2>99%。结论:该检测仪有着良好的性能,能够准确检测CRP的数值。

关键词： CRP 荧光免疫层析图像

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基于傅里叶近红外特征光谱的血流感染致病菌鉴别研究

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福州大学学报（自然科学版） 2017年第5期45卷 713-718页

作者：王建明王武李祥辉李玉榕福州大学电气工程与自动化学院福建福州350116 福建省医疗器械和医药技术重点实验室福建福州350002 福建医科大学医学技术与工程学院福建福州350004

利用傅里叶变换近红外光谱(FT-NIR)收集1 000~1 852 nm范围内3种常见病原菌大肠杆菌(ATCC25922)、金黄色葡萄球菌(ATCC 29213)、铜绿假单胞菌(ATCC 27853)的近红外透射光谱,采用竞争性自适应重加权算法(CARS)对波长变量进行筛选,并分别... 详细信息

利用傅里叶变换近红外光谱(FT-NIR)收集1 000~1 852 nm范围内3种常见病原菌大肠杆菌(ATCC25922)、金黄色葡萄球菌(ATCC 29213)、铜绿假单胞菌(ATCC 27853)的近红外透射光谱,采用竞争性自适应重加权算法(CARS)对波长变量进行筛选,并分别结合偏最小二乘判别分析(PLS-DA)、最小二乘-支持向量机(LS-SVM)建立鉴别模型.比较两种鉴别模型在进行波长变量优选前后的性能发现,采用全波段建模的PLS-DA与LS-SVM两种模型的预测性能较低;利用CARS对波长变量进行筛选后,对优选的24个特征波长分别建立两种鉴别模型,模型预测性能明显提高,其中以LS-SVM模型最优,3种病原菌准确率分别为85.0%,100%和100%.研究结果表明,利用CARS能够有效去除光谱无用信息,减少模型复杂度,增强模型预测性能,结合LS-SVM可为临床利用近红外快速检测血流感染病原菌提供一种新的方法.

关键词：血流感染傅里叶变换近红外光谱偏最小二乘判别分析最小二乘-支持向量机竞争性自适应重加权算法病原菌鉴别

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