甜瓜尾孢叶斑病的高光谱成像检测

农作物生长发育过程中经常会遭到病虫害等外界因素侵染，如果不能实施有效的监测诊断和科学的防治，极易引起农药喷洒不当或过量，不仅会影响作物的产量和种植户的经济效益，还会造成严重的环境污染。近年在广西大棚厚皮甜瓜上发生了一种严重的由瓜类尾孢（Cercospora citrullina）引起的甜瓜叶斑病，导致甜瓜减产和种植户的经济损失。故此应用高光谱成像开展甜瓜叶片的尾孢叶斑病检测，获取健康甜瓜叶片和受瓜类尾孢感染的具有不同病变程度的甜瓜叶片在380~1 000和900~1 700 nm的高光谱图像，选取感兴趣区域并获取相应的平均光谱反射率，比较发现健康叶片和不同病变程度叶片染病区域的平均反射率差异显著。在540 nm处附近，健康叶片和病变程度轻微的叶片的光谱具备波峰形态，随着病变程度增加，波峰逐渐消失；在700~750 nm处附近，叶片反射率曲线急剧上升，出现绿色植物光谱曲线显著的“红边效应”特征；750~900 nm范围，健康叶片与轻微病变区域的光谱反射率变化趋于平稳，而其他病变区域的反射率呈上升趋势，且健康叶片的反射率高于病变区域，反射率随病变程度增加而下降，这一变化规律一直持续到近红外波段的900~1 350 nm范围。运用主成分分析、最小噪声分离法观察叶片早期病变的特征，经主成分分析和最小噪声分离法处理后，特别是对于早期病变，样本受感染后发病的区域更为明显。基于高光谱图像提取的前三个主成分得分绘制三维散点图，虽然不同病变程度的部分样本有重叠，但病变样本与健康样本的分布区分明显。应用K-近邻法和支持向量机方法建立叶片病变判别模型，结果显示：KNN模型对健康样本测试集判别率为98.7%，病变样本的判别率随病变程度加重而逐渐升高；对病变程度较轻样本，支持向量机模型相比于KNN模型而言，判别正确率更高、分类效果更好；总体上，高光谱图像对健康样本的判别率较高（>97%），可用于健康样本与病变样本的识别，但对不同病变程度的区分效果欠佳。研究结果表明，高光谱成像可用于甜瓜尾孢叶斑病的检测，对不同病变程度的区分效果仍有待提高。     

原子光谱/元素质谱在生命分析中的应用进展

原子光谱/元素质谱是元素分析的强有力手段，其在生命分析领域的应用也越来越广泛。在单细胞元素分析方面，相关研究工作主要关注元素在单细胞中的分布和形态变化；在元素标记策略分析领域，利用原子光谱（atomic spectrometry, AS）和电感耦合等离子体质谱（inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS）实现对小分子、核酸、蛋白质等目标分析物的高灵敏检测是研究热点；在金属药物分析领域，ICP-MS为研究金属药物在生物体中的摄入、分布、代谢和排泄等过程提供了便利，也为进一步阐明药物作用机理以及金属药物的设计和改进提供了数据支持；在生物元素成像领域，ICP-MS与激光剥蚀技术（laser ablation, LA）联用，可以对生物样品进行原位分析和微区分析，结合有机质谱实现元素相关生物过程的分子机制研究；与相关分离方法联用，原子光谱和元素质谱还可以对生物组织中元素进行形态分析，研究其在相关过程中的生物转化过程。本文从单细胞元素分析、元素标签标记策略、金属药物转运与代谢以及生物组织中元素分布分析等方面，评述了原子光谱和ICP-MS在生命分析中的应用实例，并对该领域的发展前景进行了展望。     

组织忘却对组织惰性的影响研究—–环境动态性与创新导向的调节作用

组织惰性是客观存在于组织机体内的消极行为表现, 对组织的可持续发展产生阻碍作用. 如何克服组织惰性、提升组织效率是组织惰性研究的关键问题. 本文主要探讨了组织忘却对组织惰性的影响作用. 以长三角地区的260个调查样本为研究对象, 对组织忘却与组织惰性的关系进行了分析, 并探讨了环境动态性、创新导向以及环境动态性和创新导向交互在两者之间的调节作用. 结果表明 组织忘却对组织惰性具有显著的负向作用, 环境动态性和创新导向均显著正向地调节了两者之间的负向作用, 环境动态性和创新导向的交互对两者之间的关系具有调节作用, 但调节作用最强的情况出现在环境动态性或创新导向单方面较强, 而非环境动态性和创新导向两者均强时.     

聚乳酸组织工程支架结构的精密调控

采用糖球模板法结合热致相分离技术,制备了孔径尺寸、内连通度及孔隙率高度可控的左旋聚乳酸(PLLA)支架材料,并通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)以及示差扫描量热法(DSC)对其空间结构及性能进行了系统研究.支架材料孔径从50μm到800μm及内连通孔径从10μm到200μm连续可调,微观孔壁结构根据不同溶剂可形成各异的微纳米结构.支架的制备对PLLA化学结构无显著影响,但相分离过程会不同程度地降低PLLA的结晶度.     

ITER导体用铠甲现状综述

ITER超导磁体均采用管内电缆(CICC)结构,铠甲采用奥氏体无磁不锈钢无缝管。针对ITER项目,并通过对国内生产的ITER磁体铠甲性能与ITER性能设计要求值的比较分析,介绍了国内ITER PF、TF等磁体铠甲的生产现状。     

皮肤组织容积脉搏波400~1000 nm光谱特性仿真研究

根据皮肤组织解剖结构特性建立了六层层状模型,并给出了皮肤组织各层的特性参数;考虑了氧合血红蛋白和还原血红蛋白的吸收特性,依据皮肤组织各层的水、血、脂肪、血氧饱和度含量以及血管大小给出了皮肤组织各层的光谱吸收系数;对不同波长散射系数做了适当简化,给出了皮肤组织各层的光谱散射系数。利用蒙特卡罗方法仿真血管组织在收缩与舒张两种状态下, 400~1 000 nm波长光在皮肤组织多层模型中的传输过程,并通过统计大量光子的分布特性,获得了皮肤组织光谱反射系数,并利用模拟所得的两种状态下的反射系数计算得到了光谱容积脉搏波幅度。仿真结果表明,当入射光强一定时,绿光的容积脉搏波幅度优于红光和蓝光。通过计算不同波长光沿皮肤组织深度方向光能流率衰减为1/e时对应的皮肤组织深度,获得了皮肤组织光谱穿透深度。结果显示,血管舒张状态下蓝光和绿光的穿透深度较小,蓝光大部分只能达到表皮层,绿光能到达微循环层,红光可直达真皮层。考虑到光在皮肤组织中传播包含了一个从收缩到舒张的动态过程,基于此,根据穿透深度定义了脉搏波信号产生深度,利用血管舒张与收缩两种不同状态下的穿透深度计算得到了光谱产生深度。结果表明,不同波长光产生深度大于其穿透深度,蓝光产生深度较浅,且其受到的血液吸收调制较小,因而其获得的脉搏信号易受噪声干扰;红光的容积脉搏波产生深度较大,但是相比于绿光其受血液吸收调制较小,且绿光产生深度足够达到真皮血管层,因而红光容积脉搏波的幅度小于绿光。上述仿真结果明确了皮肤组织部分光谱特性,为皮肤组织多光谱容积脉搏波的精确获取及其他相关研究提供了一定的理论基础。     

用人工神经网络方法测量生物组织光学参数γ

提出了一种利用亚扩散空间分辨漫反射预测生物组织约化散射系数μ_s'和相函数参量γ的人工神经网络方法 .采用蒙特卡罗方法得到光子经生物组织漫反射的数据样本,利用这些数据样本训练反向传播神经网络,用于从亚扩散散射光中预测γ的信息.为了解决同时预测μ_s'和γ两个参数时会产生较大误差的问题,分段数据训练两个BP网络,依次识别μ_s'和γ.研究发现3.64l_(th)(l_(th)表示平均输运自由程)是对γ的不敏感点,可用该点附近的数据样本训练网络用于预测μ_s',用2l_(th)范围内的数据样本训练网络用于预测γ.蒙特卡罗仿真结果表明,在1.3≤γ≤1.9范围内,预测结果与真实值的相对均方根误差在1%以内.与现有的测量方法相比,所提的人工神经网络方法更加简单,且提高了预测精度.     

ZCuPb20Sn5合金耐磨性能研究

ZCuPb₂₀Sn₅合金作为柱塞泵转子内衬材料，因其含铅量高，而具有良好的减摩耐磨性能，可避免转子在工作中的磨损失效问题. 选用销盘式摩擦磨损试验机，以ZCuPb₂₀Sn₅和45钢为摩擦副，研究了不同PV值和油润滑条件下，ZCuPb₂₀Sn₅合金的摩擦磨损性能. 结果表明:随着PV值的增加，ZCuPb₂₀Sn₅合金的摩擦系数先增加后减小，而磨损率呈增加趋势. 在载荷50 N和线速度2.410 m/s条件下，摩擦系数和磨损率最低，摩擦系数最低能达到0.010，平均摩擦系数达到1个最低峰值点0.063；在载荷250 N、线速度3.610 m/s以及PV值为126 MPa·m/s的条件下，摩擦系数达到另一低峰值0.070，磨损率为2.972×10?7 mm3/(N·m). PV值最大时，摩擦系数和磨损率最大. 载荷小于150 N时，在油润滑的作用下，主要磨损机制为轻微黏着磨损；载荷大于150 N时，在铅和油的协同作用下，以黏着磨损为主，少量磨粒磨损；当载荷大于250 N时，摩擦系数与磨损率均偏高，以磨粒磨损为主，局部有少量氧化磨损.      

基于先进生物材料的心肌细胞力——电微环境体外构建

心血管疾病是当前全球范围内导致人类死亡的首要原因, 心肌组织工程的发展为心血管疾病的治疗, 尤其是心肌组织再生修复提供了最有潜力的解决方案.心血管疾病的发生发展与细胞力--电微环境的变化密切相关. 近十几年, 随着先进生物材料和微纳生物制造技术的发展, 越来越多的研究表明, 细胞力--电微环境的调控对工程化心肌组织的成熟和功能化以及心肌组织再生修复具有重要意义. 本文首先阐明了在体心肌细胞所处力学微环境的生物学基础以及电信号的传导过程, 包括正常和疾病状态下心肌细胞所处的力--电微环境.其次调研了用于心肌组织工程的先进生物材料的研究现状.最后总结用于基底硬度与应力应变细胞微环境以及细胞电学微环境的构建和调控, 以及细胞对力--电微环境的生物学响应.%      

英国国家科研与创新署学科交叉研究资助机制及启示

Newly established in 2018, the UK Research and Innovation (UKRI) strengthens the strategic coordination of the UK research and innovation system by bringing together seven Research Councils, Research England, and Innovate UK. Through its nine organizations, UKRI funds multidisciplinary and interdisciplinary research in a number of priority areas. It also runs the Strategic Priorities Fund to support multidisciplinary and interdisciplinary research in strategic areas identified by government policies as well as the Global Challenges Research Fund to promote challenge-led interdisciplinary research needed by developing countries. The UKRI makes significant efforts to engage stakeholders in the development, design, and implementation of multidisciplinary and interdisciplinary programs. It has also developed a range of mechanisms to improve the evaluation of multidisciplinary and interdisciplinary projects. Chinese science and innovation funding agencies could draw upon the UKRI experience from four aspects to advance interdisciplinary research in China.