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关键词： Wetting   Contact angle   Image analysis   MATLAB   Open-source   DropenVideo   CONTACT-ANGLE HYSTERESIS   DROPLET   MODEL  

摘要： Hypothesis: Investigating solid-liquid interactions to determine advancing and receding contact angles, and consequently contact angle hysteresis, is crucial for understanding material wetting properties. A reliable, automated, and possibly open-source tool is desirable, to standardize and automatize the measurement and make it user-independent. Experiments: This study introduces an open-source software, DropenVideo, as an extension of Dropen. DropenVideo automates frame-by-frame video analysis for the advancing and receding contact angle determination, by considering needle presence, contrast tuning, and compensating for missing drop edge data. Contact angles are calculated using convolution mask, circle, and polynomial fittings. An innovative feature in DropenVideo is the automatic protocol for identifying advancing and receding contact angles: (i) the advancing contact angle is determined as the average value during drop inflation; and (ii) the receding contact angle is determined from the frame of incipient motion during drop deflation. Findings: Exploring the application of DropenVideo across a range of complex surfaces as representative test cases, we highlight existing challenges in interpreting wetting measurements by addressing different wetting scenarios. Our study demonstrates that employing frame-by-frame automatic analysis of contact angle measurement videos using DropenVideo significantly mitigates the potential risks of subjective bias associated with manual interpretation and enhances the precision of identified wetting characteristics.

关键词： 心血管疾病   流行病学   疾病负担   危险因素   患病率   死亡率   康复   基础研究   器械研发   费用  

摘要： 中国心血管病(CVD)患病率处于持续上升阶段。推算CVD现患人数3.3亿,其中卒中1300万,冠心病(CHD)1139万,心力衰竭(HF)890万,肺源性心脏病500万,心房颤动487万,风湿性心脏病250万,先天性心脏病200万,外周动脉疾病(PAD)4530万,高血压2.45亿。2021年中国心脑血管疾病患者出院总人次数为2764.98万,占同期出院总人次数(包括所有住院病种)的15.36%,其中CVD 1487.23万人次,占8.26%,脑血管病1277.75万人次,占7.10%。CVD给居民和社会带来的经济负担仍在加重,CVD防治的拐点尚未到来。

关键词： Water recovery   Membrane phenomenological modeling   Nucleation and crystal growth kinetics   Hypersaline brine processing   Zero liquid discharge   PERFORMANCE   SIMULATION   TRANSPORT   MATLAB  

摘要： Membrane Distillation and Crystallization (MDCr) processes are notable in membrane engineering for their capacity to recover valuable resources from hypersaline brines while water recovery, positioning itself as a sustainable alternative to conventional evaporative techniques. This study introduces a phenomenological model for the MDCr process that addresses challenges such as modeling multicomponent hypersaline brines, integrating mass and heat transfer phenomena, salt crystallization, a semi-empirical representation of membrane fouling, and crystal nucleation and growth kinetic. The methodology encompasses developing and validating the model against experimental data through a meticulous calibration process. The results demonstrate the predictive capability to dynamically simulate this process and accurately estimate the main variables, such as trans- membrane flux, temperatures, and crystallization kinetics. The model validation demonstrates good precision in the prediction of transmembrane flux, with an average root mean square deviation (RMSE) and mean absolute percentage error (MAPE) of 0.29 kg/m2h 2 h and 8.9 %, respectively. The outlet temperatures of the membrane module for brine and distillate exhibit an average RMSE of 1.24 and 0.97 degrees C and an average MAPE of 2.5 and 3.2 %, respectively. Although the crystal size distribution (CSD) displays a higher level of variability in prediction, the estimation remains satisfactory in terms of order of magnitude and trends. These findings underscore the model's capability as a robust tool for designing, optimizing, and scaling MDCr processes in various industrial settings.

关键词： 骨肉瘤   分子标志物   信号通路   药物预测   WGCNA   药物敏感性   生物信息学  

摘要： 背景:骨肉瘤发病机制复杂,预后较差,随着医疗技术的发展,其5年生存率有所改善,但仍未取得实质性进展。目的:筛选骨肉瘤中关键分子标志物,分析其与骨肉瘤治疗药物之间的关系,并从分子水平探讨骨肉瘤可能的疾病机制。方法:从基因表达谱数据库中获取GSE99671和GSE28425(miRNA),对GSE99671进行差异表达基因分析和加权基因共表达网络分析(WGCNA)。利用基因本体学(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)分别对差异表达基因和与疾病正相关性最高的模块基因进行功能富集分析。将上述模块基因与差异表达基因取交集作为关键基因,构建蛋白质相互作用网络,使用CytoScape软件对关键基因进行相关性分析,筛选枢纽基因(Hub基因)。使用GSE28425数据集对Hub基因进行外部验证,同时对Hub基因进行文本验证。使用CellMiner数据库对Hub基因进行药物敏感性分析,依据关联系数的绝对值|R|>0.3,P<0.05作为阈值进行筛选。结果与结论:(1)差异表达分析获得529个差异表达基因,其中177个表达上调,352个表达下调;WGCNA分析共得到592个与骨肉瘤相关性最高的基因;(2)GO富集结果显示骨肉瘤的发生发展可能与细胞外基质、骨细胞的分化与发育、人体的免疫调控、胶原蛋白的合成与分解相关;KEGG富集结果显示PI3K-Akt信号通路、焦点黏附信号通路、免疫应答等参与骨肉瘤疾病的发生;(3)交集结果显示,共获得59个关键基因,经蛋白质相互作用网络分析,筛选得到8个Hub基因,分别为LUM、PLOD1、PLOD2、MMP14、COL11A1、THBS2、LEPRE1、TGFB1,且均为表达上调;(4)外部验证发现调控Hub基因的miRNA明显下调,其中hsa-miR-144-3p和hsa-miR-150-5p的下调最为显著;文本验证结果显示Hub基因的表达与既往研究基本一致;(5)药物敏感性分析发现甲氨蝶呤、异环磷酰胺、帕博西尼的活性与PLOD1、PLOD2、MMP14的mRNA表达呈负相关关系;而唑来膦酸、雷帕霉素的活性与PLOD1、LUM、MMP14、PLOD2、TGFB1的mRNA表达呈正相关关系,提示唑来膦酸和雷帕霉素有望成为骨肉瘤的潜在治疗药物,但仍需进一步基础实验和临床研究加以验证。

关键词： CsPbI_(3)   第一性原理   电子结构   光学性质  

摘要： 采用基于密度泛函理论的第一性原理,计算了本征CsPbI_(3)和Mn、Zn、Sn掺杂体系的形成能、电子结构和光学性质.研究结果表明:Mn、Zn、Sn的掺入减小了材料晶格常数,Mn原子掺入CsPbI_(3)晶体结构使得体系的磁矩由0变为5.00μ_(B),丰富了材料磁性.与Zn掺杂体系相比,Mn、Sn掺杂体系更为稳定.Mn掺杂体系增大了材料带隙,Zn、Sn的掺入使材料带隙分别减小了30.2%和16.2%,有利于电子极化跃迁,但Zn掺入使CsPbI_(3)材料转变为间接带隙半导体.在可见光区域中Mn、Zn、Sn掺杂体均表现出优异的光学性能,Sn掺杂体系效果最佳.这些研究结果为实验方面CsPbI_(3)材料的掺杂改性提供了数据支持,有利于CsPbI_(3)钙钛矿在光电领域的应用.

关键词： 特发性正常压力脑积水   姿势控制   姿势稳定性   跌倒风险   平衡功能  

摘要： 背景:姿势控制能力受损是特发性正常压力脑积水患者发生跌倒、引发继发性损害的重要危险因素,现有研究大多是对患者直线行走时的步态参数进行分析,鲜有对患者在静态与动态活动中的姿势稳定性特征进行分析。目的:分析老年特发性正常压力脑积水患者的姿势稳定性特征。方法:选择2022年9月至2023年2月在上海市复旦大学附属华东医院神经外科临床诊断为特发性正常压力脑积水的患者22例作为患者组,同时选择健康陪诊家属18名作为健康对照组。分别采用计时起立-行走测试、多方向性伸展测试、Berg平衡量表和静态平衡功能测试(反应时间、移动速度、方向控制、最大偏移距离、端点行程)评估受试者的姿势稳定性特征。结果与结论:①患者组完成计时起立-行走测试所需时间及静态平衡功能测试的反应时间均长于健康对照组(P<0.05),前、后、左、右方向上的伸展测试手臂伸展距离均小于健康对照组(P<0.05),Berg平衡量表得分低于健康对照组(P<0.05),静态平衡功能测试的移动速度、方向控制、最大偏移距离和端点行程均小于健康对照组(P<0.05)。②结果提示,特发性正常压力脑积水患者表现出整体的姿势控制能力障碍,反应能力与执行能力受损使得这类患者在面对来自内部或外部的干扰时无法做出及时、准确的运动反应而出现姿势不稳,增加了发生跌倒的风险。

关键词： 载金黄铁矿   掺杂   密度泛函理论   氧化预处理  

摘要： Co、Ni、As掺杂的黄铁矿晶体具有不同物理性质,会影响其载金性能和氧化行为.论文基于密度泛函理论计算,采用了CASTEP软件对载金黄铁矿以及不同晶体缺陷的载金黄铁矿进行模拟计算,以研究Co、Ni、As掺杂载金黄铁矿的电子结构,并据此分析其稳定性.综合半导体类型和能量分析,不同晶体缺陷的载金黄铁矿稳定性顺序为:Fe_(32)S_(63)AsAu

关键词： 骨关节炎   膝骨关节炎   免疫机制   免疫细胞   孟德尔随机化   因果关系   全基因组关联分析   逆方差加权法   敏感性分析  

摘要： 背景:膝骨关节炎是一种常见的关节软骨及周围组织损伤的慢性炎症性疾病,而免疫细胞在膝骨关节炎免疫炎症反应中起到重要作用,但其中的具体机制仍有待深入研究。目的:采用孟德尔随机化方法来评估731种免疫细胞表型与膝骨关节炎风险之间的潜在因果关系。方法:使用全基因组关联分析(GWAS)目录中公开获取731种免疫细胞表型的全基因组关联分析统计数据(从GCST0001391到GCST0002121)和IEUGWAS数据库中膝骨关节炎的全基因组关联分析数据(ebi-a-GCST007090)。采用逆方差加权法、MR-Egger回归法、加权中位数法、加权模型法和简单模型法来研究免疫细胞与膝骨关节炎之间的因果关系。敏感性分析用于检验孟德尔随机化分析结果是否可靠,然后以同样方法进行反向孟德尔随机化分析。结果与结论:①正向分析结果表明,共有4种免疫细胞表型与膝骨关节炎有显著的因果关系(FDR<0.20),其中B细胞中的CD27 on CD24+CD27+(OR=1.026,P=0.00026,Pfdr=0.18)、髓系细胞中的CD33 on CD33dim HLA DR-(OR=1.014,P=0.00050,Pfdr=0.18)以及Treg细胞中的CD45RA+CD28-CD8br%CD8br(OR=1.001,P=0.00078,Pfdr=0.18)与膝骨关节炎风险呈直接的正向因果关联;单核细胞中PDL-1 on monocyte(OR=0.952,P=0.00098,Pfdr=0.18)与膝骨关节炎风险呈直接的负向因果关联。②反向分析结果表明,当膝骨关节炎作为暴露数据时,与731种免疫细胞表型均不具有显著因果关系(FDR<0.20)。③敏感性分析结果显示:双向孟德尔随机化的Cochran’s Q检验和MR-Egger回归法结果P值均大于0.05,表明免疫细胞表型与膝骨关节炎之间的因果效应分析不存在显著的异质性和多效性。④上述结果证实,CD27 on CD24+CD27+,CD33 on CD33dim HLA DR-,CD45RA+CD28-CD8br%CD8br以及PDL-1 on monocyte免疫细胞表型与膝骨关节炎之间可能具有较为显著的潜在因果关系,这为研究膝骨关节炎的生物学机制及探索膝骨关节炎的早期防治提供有价值的线索,也为干预性药物的开发提供了新的方向。

关键词： 体相二硫化铼   形成能   缺陷能级   稳定性  

摘要： 二硫化铼是过渡金属二硫族化合物的成员,由于层间的范德华作用、合适的带隙、高的光吸收系数和长的载流子迁移距离在光电子研究领域引起广泛的关注.其中光电材料及器件的优良特性由电子结构决定,而半导体的缺陷能级对电子结构具有重要的调控,且体相二硫化铼的缺陷研究尚且缺乏.本文基于密度泛函理论的第一性原理计算,对体相二硫化铼的铼空位、硫空位、钨掺杂(或替代)铼、钨掺杂硫、锝掺杂铼和锝掺杂硫的缺陷形成能和稳定性进行了研究.结果表明:钨掺杂硫和锝掺杂硫形成深施主能级缺陷,铼空位形成浅施主能级缺陷.在富铼和富硫条件下,钨掺杂铼的缺陷形成能低且能有效降低体系总能,提高体系稳定性.钨掺杂硫的缺陷虽然能降低体系的总能提高二硫化铼的稳定性,但较大的缺陷形成能表明钨掺杂硫缺陷难以形成.上述研究结果有助于理解缺陷能级对半导体深浅能级和稳定性的影响,同时也为未来实验上设计基于二硫化铼的高效的光电子器件提供理论依据.

关键词： 新型冠状病毒肺炎   脉冲干预措施   基本再生数   渐近稳定  

摘要： 建立了一类对易感人群实施脉冲干预措施的COVID-19模型，得出了模型的基本再生数R0和无病周期解。当R0<1时，根据脉冲微分不等式和Lyapunov函数分析了无病周期解的全局稳定性，并数值模拟了这一结论。最后，探讨了脉冲预防策略在COVID-19传染病预防中的效果。