• 2022年第11卷第5期文章目次
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    • >生物医药与生物医学工程
    • 贴壁细胞超声脱壁技术研究

      2022, 11(5):1-11. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.20211229001

      摘要 (394) HTML (0) PDF 3.60 M (1776) 评论 (0) 收藏

      摘要:细胞从培养皿表层脱壁是贴壁细胞传代的必须操作,目前,胰蛋白酶消化法是细胞脱壁的主要方法,但该方法操作复杂,难以实现自动化细胞培养。此外,胰蛋白酶还会对细胞蛋白造成不可逆的伤害,造成细胞产量下降及自修复时间长等问题。超声脱壁技术使用物理手段完成细胞脱壁,可以避免损伤细胞蛋白,实现脱壁过程的自动化。该文研究了一种超声脱壁技术,采用基于亮场显微镜的细胞融合度检测方法,对超声脱壁技术的脱壁效果进行评估,以人脐带间充质干细胞为目标细胞,研究了贴壁细胞超声脱壁技术的关键控制参数。实验结果显示,当超声换能器输入电压为 255 V、超声频率为 159~161 kHz 扫频、超声时间为 2 min 时,将细胞与超声换能器距离调至 3 mm,使用 12 mL 生理盐水作为震荡液体,可以使 T75 瓶中细胞脱壁面积达到 95%,细胞成活率达到 70%。

    • 两种靶向间皮素的 CAR-T 细胞杀伤三阴乳腺癌效果的对比研究

      2022, 11(5):12-22. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.20220225003

      摘要 (475) HTML (0) PDF 2.93 M (1741) 评论 (0) 收藏

      摘要:间皮素(Mesothelin)是一个潜力巨大的治疗三阴乳腺癌(Triple Negative Breast Cancer,TNBC)的 CAR-T 靶点。目前,在临床试验中开发的 Mesothelin CAR-T 大多使用小鼠单克隆抗体 SS1 来源的 scFv 作为抗原结合结构域,易引起体内抗 CAR 的抗体产生,导致治疗效果不甚理想,因此,亟需开发新的抗原结合结构域构建 CAR-T。该研究选择了靶向 Mesothelin 的纳米抗体 VHH,其亲和力与 SS1 scFv 相似,基于 scFv 和 VHH 的序列,该文分别构建了 scFv CAR-T 和 VHH CAR-T 细胞,并比较了两种 CAR-T 对靶点阳性 TNBC 细胞系的体外杀伤效果。结果显示,与临床试验中常用的 scFv CAR-T 相比,VHH CAR-T 对 TNBC 细胞系的体外杀伤能力更好,且可表达更高水平的 CD107a 和 CD69。这是目前国内外报道的第一个基于 VHH 序列构建的 Mesothelin CAR-T,为后续靶向 Mesothelin CAR-T 的开发奠定了基础。

    • 大鼠毛发再生与药物成瘾易感性的相关性分析

      2022, 11(5):23-33. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.20220217001

      摘要 (276) HTML (0) PDF 4.41 M (1192) 评论 (0) 收藏

      摘要:药物成瘾是一种顽固的慢性神经精神疾病,会引发一系列严重的社会问题。在不同个体间,药物成瘾易感性存在差异。成瘾易感性研究对药物成瘾的神经机制研究和评估、预测个体成瘾风险具有重要意义。针对 Sprague-Dawley 大鼠毛发再生能力差异和药物成瘾易感性,该文进行了 Pearson 相关分析,采用灰度分析法观察毛发再生差异,进行条件性位置偏好实验和大鼠自给药实验,评估大鼠成瘾易感性。实验结果表明:毛发再生能力与大鼠成瘾易感性呈负相关,即毛发再生能力较强的大鼠对吗啡条件性位置偏好显著降低,甲基苯丙胺自给药次数相对较低。此外,毛发再生能力对大鼠运动能力和焦虑水平无影响。该文的研究结果有助于评估、预测药物成瘾风险,进一步探讨其神经机制。

    • 用于血管内成像的 60 MHz 高频超声换能器设计及其成像实验

      2022, 11(5):34-44. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.20220517001

      摘要 (500) HTML (0) PDF 8.09 M (3973) 评论 (0) 收藏

      摘要:在血管内超声成像系统中,超声换能器是重要的部件之一,对成像性能起决定性作用。提高超声换能器的成像分辨率可以获得更多图像细节,有助于临床获取动脉粥样硬化斑块的细节信息。此外,超声换能器还需要具有足够的穿透深度,能够对斑块和血管进行完整评估。而成像分辨率和成像深度都与超声换能器的频率密切相关,且二者相互制约。该文综合考虑了冠脉成像对成像分辨率与成像深度的要求,优化设计并制备了一种 60 MHz 的微型高频换能器。仿体实验表明,基于该换能器的超声成像分辨率可显著提高,且成像深度满足冠脉成像的需求。大动物活体实验结果表明,与商业 40 MHz 换能器相比,该文所设计的换能器能更清楚地看到血管中膜内层边界和支架结构,可以为临床提供更精细的指导优化。

    • 基于三维行为分析系统的视觉本能恐惧行为检测装置

      2022, 11(5):45-57. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.20220120001

      摘要 (473) HTML (0) PDF 8.55 M (1232) 评论 (0) 收藏

      摘要:动物的行为学分析是神经科学研究中的重要一环,然而,以往的分析方法大多基于人工识别或使用图像识别技术分析动物轨迹。前者耗时费力、主观性强,后者忽略了三维空间中动物的大量身体姿态信息。基于已有动物行为自然结构的三维行为分析框架,该文设计并搭建了一套适用于多场景,如视觉本能恐惧行为的三维空间姿态采集设备,优化了数据处理及分析流程中的部分环节。结果表明,该系统能够较为准确地识别小鼠的 5 大类特征性动作,并且高精度地还原小鼠在视觉恐惧信号刺激下的动态防御行为。该研究为视觉本能恐惧行为的自动化分析提供了一种高效、客观、可量化的解决方案,结合其他神经科学前沿研究手段,能更加精细、深入地解析该行为的神经环路机制。

    • >电子信息
    • 注意力机制在单图像超分辨率中的分析研究

      2022, 11(5):58-79. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.20211209001

      摘要 (583) HTML (0) PDF 14.39 M (1080) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于卷积神经网络的单图像超分网络性能已经远超传统算法,为进一步提升网络表征能力及网络性能,许多研究在网络架构中使用了注意力机制。该文首先回顾注意力机制在单图像超分中的研究,并将其划分为基于一阶注意力机制和基于高阶注意力机制两类方法;然后,对比基于注意力机制的超分网络在网络规模、内存占用、计算量、网络损失类型和注意力机制架构差异,验证了不同注意力机制模块的性能差异,并使用最新的超分可视化分析工具为实验提供侧面证明;最后,分析和讨论基于注意力机制的算法研究在处理真实退化图像方面存在的挑战,指出超分技术发展的关键瓶颈及未来发展方向。

    • 基于轻量级双层金字塔结构的伞裙破损检测算法

      2022, 11(5):80-87. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.20220504001

      摘要 (183) HTML (0) PDF 8.80 M (1118) 评论 (0) 收藏

      摘要:在无人机电力线路巡检系统中,针对伞裙破损检测的准确性和实时性,该文提出了一种基于双层金字塔结构的轻量级伞裙破损检测算法,通过充分提取图片中高低级语义特征,可有效防止有用信息被过滤。同时,利用多通道特征增加了模型特征表达能力。此外,该文还利用深度可分离卷积来优化卷积内核性能,使其可以在低功耗嵌入式系统上实时运行。实验结果表明,该算法在不同光照、拍摄角度和破损模糊条件下,对伞裙破损检测均有较好的准确性、实时性和鲁棒性。

    • >新能源新材料
    • 高温高湿环境下镍铬合金薄膜电阻器失效分析

      2022, 11(5):88-98. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.20220221001

      摘要 (755) HTML (0) PDF 16.00 M (1095) 评论 (0) 收藏

      摘要:在 85 ℃ 和 85% 相对湿度的环境下,对镍铬(Ni-Cr)合金薄膜电阻器进行带载老化试验(“双 85”老化试验),测试其老化试验 3 000 h 后的可靠性。测试结果显示,在“双 85”老化试验环境下,薄膜电阻器进行老化试验后,表现出两种失效模式:阻值漂移和开路。该文进一步对两种失效模式的失效机理进行分析,阐明了失效的原因。针对失效的薄膜电阻,采用 3D 共聚焦激光显微镜、扫描电子显微镜、X 射线能谱仪和聚焦离子束等分析手段进行检测,检测结果显示,薄膜电阻器的端电极处出现开裂。进一步对失效部位进行分析发现,电极层除开裂等明显问题外,还出现了银电极被硫化腐蚀的情况。

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