过氧化氢激活的纳米药物用于原位自生磁共振成像和热成像

恶性肿瘤的早期检测在降低死亡率方面发挥着关键作用。双模态生物医学成像策略能够为癌症的精确诊断提供更多的可用信息,成为当前研究热点。该文通过简便的一锅水热法制备了高度生物相容的多功能纳米粒子（CuSSe NPs）,可以特异性响应肿瘤部位过量的过氧化氢（H2O2）,实现Cu（Ⅰ）向Cu（Ⅱ）的转化,可作为原位自生磁共振成像（MRI）造影剂用于肿瘤诊断。此外,由于近红外（NIR）区域的强吸收,CuSSe NPs表现出良好的光热转换性能,可作为体内实时癌症监测的光热成像剂。血液分析结果表明CuSSe NPs具有较好的生物相容性,无急性、长期毒性。该纳米材料已被证明是一种潜在的纳米探针,可用于临床癌症治疗中具有高肿瘤对比度的双模态成像。     

具有智能评阅功能的在线有机化学习题平台:ACE: Organic简介及其在教学中的应用*

ACE: Organic(Achieving Chemistry Excellence: Organic Chemistry)是具有智能反馈功能的在线有机化学习题平台。学生利用系统中的画图软件在线完成每个练习题后,平台会判断学生的回答是否正确,即时给出评价与提示,引导学生找到解决问题的思路。对于复杂的机理与合成题,ACE可以接受多种合理的回答。教师可以通过查看平台的统计数据,随时了解学生对知识点的掌握情况。ACE设有论坛,便于教师和学生互动。教学实践证明,ACE的开放有效地提高了学生对有机化学的学习兴趣,培养了学生严谨的科学态度。     

近红外二区聚集诱导发光探针在生物医学中的应用

近红外二区聚集诱导发光探针在生物医学中的应用是一个新兴的研究领域。近红外二区聚集诱导发光探针突破了传统荧光探针穿透深度浅、光损伤小以及聚集态荧光效率低下的限制,为深层组织的高分辨率荧光成像提供了可能。研究表明,通过合理的分子设计可实现近红外二区聚集诱导发光探针激发态能量辐射跃迁与非辐射跃迁之间的可控调节,即单一近红外二区聚集诱导发光探针可同时兼具荧光、光声和光热三模态成像能力,以及多模成像指导的光热和光动力治疗。目前,近红外二区聚集诱导发光探针已发展为构建疾病诊疗一体化平台的重要选择之一。基于此,本综述系统总结了近红外二区聚集诱导发光探针的最新研究进展,主要包括分子设计及其在生物医学中的应用。最后提出目前的发展瓶颈,并对其未来的发展方向与前景进行了展望。     

基于颜色预测和语义感知双分支结构的近红外图像彩色化算法北大核心CSCD

针对近红外图像彩色化过程中因近红外与可见光图像间模态差异较大,导致着色后图像在纹理细节处存在颜色晕染、区域误着色的问题,提出了颜色预测和语义感知相结合的生成对抗网络。设计颜色预测和语义感知双分支生成器,颜色预测分支采用带有跳转连接的残差网络,语义感知分支采用带有语义融合的空洞卷积金字塔结构;不同的扩张率,能够获得多个感受野提取多尺度语义特征,将感知到的语义嵌入到颜色预测分支,提高模型的语义理解能力,改善颜色晕染、区域误着色问题;设计循环一致语义损失函数,约束生成器中语义信息的一致性;算法在RGB-NIR场景数据集上进行性能实验比对以及消融实验。实验表明,所提算法相比于现有彩色化算法,PSNR、SSIM和LPIPS评价指标优于现有算法,着色效果更符合视觉感受。     

小班研讨式教学在线演示互动平台的搭建及应用——以多缝衍射的Geogebra模拟演示为例

以光线通过单个及多个狭缝产生的衍射现象这一相关教学知识点的GeoGebra动态演示为案例,介绍了在线演示及互动探索平台的建立方法以及在小班研讨式教学实践中的应用.案例通过一幅图动态展示了各相关物理参量对干涉及衍射结果的影响,不仅能在课堂教学过程中起到很好的辅助作用,而且为学生自主探索隐藏在物理公式后的规律及真相提供了一种易学易用的方法.在线演示及互动探索平台的建立成本低、方法易、效果好,具有很高的应用推广价值.     

中红外及近红外光谱在小杂粮品质检测中的应用进展

中红外光谱以及近红外光谱在现代分析化学中有重要的地位,是人类认识物质结构、功能、成分以及含量的重要途径。小杂粮泛指生育期短、种植面积少、种植地区和种植方法特殊,有特种用途的多种粮豆,其特点是小、少、特、杂。小杂粮营养丰富,既是传统口粮,又是保健食品资源。随着人民生活水平的提高和膳食结构的改善,小杂粮作为药食同源的新型食品资源,在现代绿色保健食品中占有重要地位。对小杂粮进行品质检测可为小杂粮生物活性物质研究、品质分级、小杂粮育种、产地溯源与真伪鉴别等方面提供可靠的数据支撑。按照麦类小杂粮及豆类小杂粮分类,对国内近30年来小杂粮品质检测有关文献加以综述。研究表明,麦类小杂粮品质检测文献更多,约占文献数量的2/3左右,且以近红外光谱技术应用居多;豆类小杂粮品质检测文献相对较少,约占文献数量的1/3左右,且以中红外光谱技术应用居多。中红外光谱、近红外光谱在小杂粮品质检测分析方面有诸多重要应用。其中,中红外光谱更多应用于小杂粮中活性物质以及小杂粮加工过程的表征,而近红外光谱则更多应用于小杂粮中粗蛋白、粗脂肪、水分等主要品质指标的定量分析检测,可为小杂粮品质监测、科学育种提供高效的数据来源。近年来,随着化学计量学的发展和计算机技术的进步,近红外光谱不再局限于小杂粮品质指标定量分析,而且还被应用于小杂粮产地溯源等领域,亦取得了良好的效果。最后对中红外光谱、近红外光谱在小杂粮品质无损分析检测方面做出了展望。     

应用最小角回归索套算法优选苹果糖度预测模型的建模样本和波长

糖度是评价苹果内部品质的重要指标之一。建立苹果糖度预测模型时,建模样本和波长的质量影响模型的准确性和后期的更新维护。以90个苹果样本为研究对象,采集350～1 150nm波段共1 044个波长的苹果近红外漫透射光谱,研究基于最小角回归索套算法(LASSOLars)优选建模样本和波长的有效性和可行性。结合使用Norris平滑、一阶微分和归一化变量排序对光谱预处理。根据浓度排序划分样本集的75%为原始训练集(68个)和25%为预测集(22个),使用LASSOLars建立优选训练集,对比LASSOLars和蒙特卡罗无信息变量消除、竞争性自适应重加权法,从样本、波长的数目和分布以及模型的结果进行对比分析。结果表明,优选训练集压缩了原始训练集16%的样本,在不改变原始训练集平均水平的前提下,更接近预测集分布,没有削弱模型质量。优选和原始的训练集交叉验证均方根误差RMSECV分别为0.460和0.491,交叉验证决定系数R²_CV分别为0.913和0.916,预测集均方根误差RMSEP分别为0.462和0.471,预测集决定系数R_P<...     

铅锌矿石稀散元素镉含量的高光谱反演研究

稀散元素矿产资源是国民经济中的关键性矿产资源,元素含量的提取是矿产资源潜力评价、靶区优选的基础。现有稀散元素含量分析面临快速检测、潜力评价的需求,基于高光谱的稀散元素含量反演是解决此问题的一种途径。因此,采集西藏斯弄多-则学矿集区的铅锌矿石,开展铅锌矿石稀散元素镉(Cd)含量的高光谱反演方法与反演模型研究。选用ASD Field Spec 3地物光谱仪及配套软件进行光谱数据采集和预处理;在光谱特征分析基础上,开展一阶微分(FD)、二阶微分(SD)、倒数的对数(AT)、倒数对数的一阶微分(AFD)、倒数对数的二阶微分(ASD)光谱数据变换处理,结合皮尔森相关性系数(r)筛选特征波段,进行随机森林(RF)、人工神经网络(ANN)、支持向量机(SVM)模型构建与反演,选用决定系数(R²)和均方根误差(RMSE)评价反演模型效果与预测精度。结果表明：样品反射率集中于40%～60%区间;1 420、 1 920和2 200 nm处形成吸收峰;特征波段覆盖可见光和近红外波段,771～2 051 nm为特征波段的最优区间。SD光谱变换的降维效果最好,筛选出15个特征波段;其次为...     

基于Unity3D的电流表改装虚拟实验系统

为了帮助线上物理实验课程的开展,同时进一步实现实验操作的上机考试,本文在Unity3D平台上设计开发了“电表改装”的虚拟仿真实验软件,使用软件可以进行电路连线和实际所有可控器件的调节,实现了实验过程的完全仿真,虚拟仪器在外观、操作步骤和精度上与教学使用的实验仪器一致,同时虚拟仪器配有简洁的UI界面,能够帮助学生在电脑上进行实验原理和实验过程的预习和复习.本文详述了虚拟仪器的设计方法和参数的选择依据.     

基于Ag2Se量子点的近红外自组装激光器

铅盐量子点的最低量子态的多重简并和胶体量子点与谐振腔耦合难度大,阻碍了近红外胶体量子点激光器的发展.本文利用基于Ag₂Se量子点的自组装激光器解决了上述问题.利用最低量子态二重简并的Ag₂Se量子点代替铅盐量子点来实现低阈值的近红外光增益.使用有限元法深入分析了咖啡环微腔的模场分布和振荡机制,结果表明光场在横截面内沿之字形路径传播振荡,量子点与腔模式实现了强耦合.分析了腔长与自由光谱范围和激光发射波长的关系,基于此关系以及Ag₂Se量子点的增益谱特性设计了单模近红外激光器,分析了该激光器的激光特性.以仿真结果为指导,实验制备了阈值低至158 μJ/cm²,线宽为0.3 nm的单模近红外激光器.通过增加激光器腔长,使发射波长从1300 nm增至1323 nm.此外,由于Ag₂Se量子点的毒性几乎可以忽略,所以本文推进了环境友好的近红外激光器向实用型激光器发展.