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微流控离子浓差极化芯片研制及其生化检测中的应用

微流控离子浓差极化芯片研制及其生化检测中的应用

摘要：离子浓差极化（ion concentration polarization，ICP） 现象是在外加电场作用下发生在微纳交界面处的一种电富集现象，将ICP 现象与微流控分析技术相结合，可广泛应用于生化分析中带电粒子预富集、目标物分离、靶标物检测等领域。本文首先对ICP 原理及微流控ICP 芯片进行了简要介绍，梳理总结了ICP 芯片的制备技术和方法，其中重点关注了微流道结构设计、纳米结构制备与设计等方面的研究现状与进展。首先对基础单通道ICP 芯片的结构进行分析，进而对并行通道ICP芯片结构以及集成多功能的微流控ICP 芯片进行了总结和讨论，列举了ICP 芯片中纳米结构的制备方法及其优缺点。进而，讨论了优化ICP 芯片的富集效能途径，可通过引入多场耦合、阀门控制等多种手段，实现对靶标物的富集效能优化。最后，针对ICP芯片在多种带电生化样本分析检测中的应用进行综述，指出ICP芯片在匹配检测目标生物特性方面面临挑战，需要提高富集效率和选择性，解决流体控制、混合及传输问题。可以看到，微流控ICP 芯片具有处理样本流量低、分离富集效果好、检测效率高以及易于集成化和小型化等优势，在生化检测领域展示出很好的研究意义和实用前景。
医疗 2025年02月25日
化学动力学疗法的反应机制及其抗肿瘤应用

化学动力学疗法的反应机制及其抗肿瘤应用

摘要：化学动力学疗法（CDT）是指利用金属离子介导的芬顿/类芬顿反应催化过氧化氢生成高细胞毒性的羟基自由基杀伤肿瘤细胞的方法，具有肿瘤特异性、副作用小，以及治疗过程仅由肿瘤内部物质如过氧化氢、谷胱甘肽引发，无需外部刺激等优点。然而肿瘤微环境中高浓度的谷胱甘肽、内源性过氧化氢不足及乏氧等阻碍了CDT的治疗效果。为了提高CDT的疗效，研究人员探索了多种金属离子介导的芬顿/类芬顿反应，进而实现CDT与其他疗法的联合治疗。本文综述了CDT的反应机制及其与多种疗法协同抗肿瘤应用的研究进展。首先讨论了不同金属离子介导的CDT的催化反应机制，深入分析了各种离子催化芬顿或类芬顿反应时的优势和不足。进而，分别详细描述了光热疗法、化疗、光动力疗法等多种疗法与CDT的联合治疗应用于抗肿瘤治疗中的最新研究进展。最后，提出了CDT未来发展的研究方向，以及进一步推动该疗法进行临床应用需要考虑的关键问题。
医疗 2026年04月30日
核酸信息材料研究进展

核酸信息材料研究进展

摘要：与传统的硬盘或磁带存储相比，DNA存储具有极高的存储密度和长期稳定性。通过将数字数据编码为DNA序列，利用合成和测序技术，可以将海量数据进行低成本、低能耗地存储及恢复。随着技术的不断进步，基于核酸信息材料的数据存储有潜力成为一种高效的数据存储解决方案，尤其适用于海量数据存储和长期数据存储。尽管DNA存储潜力巨大，但其大规模应用仍受限于合成成本及测序效率等瓶颈。本文综述了基于核酸信息材料的数据存储技术，探讨了利用核酸分子作为数据存储介质的最新研究进展，并提出了核酸存储在未来的研究方向和发展趋势。
医疗 2026年04月03日
非侵入式脑机接口在脑卒中手功能康复中的临床应用进展：预测、评估、干预

非侵入式脑机接口在脑卒中手功能康复中的临床应用进展：预测、评估、干预

摘要：脑卒中可引发患者的肢体运动功能异常，其后遗症中手功能障碍发生率高且恢复难度大，严重影响患者的日常生活质量。近年来，脑机接口技术逐渐被应用于脑卒中康复，其中非侵入式脑机接口（non-invasive brain-computer interface, NBCI）因安全便捷、无需手术植入等优势，已广泛应用于脑卒中手功能康复研究领域。本文围绕NBCI在脑卒中手功能康复中的临床应用，系统综述其在预后预测、功能评估和康复干预方面的研究进展，梳理以上3个方向的核心内容与发展现状，总结当前研究的优势与不足，以期为深化NBCI在脑卒中手功能康复领域的临床应用、多中心验证及居家康复推广提供参考。
医疗 2026年10月30日
面向人工耳蜗的改进Wave-U-Net算法

面向人工耳蜗的改进Wave-U-Net算法

摘要: 针对人工耳蜗在噪声环境下言语感知效果差，以及现有算法降噪能力不足的问题，本研究提出了一种改进的Wave－U－Net 模型。通过采取轻量化卷积，引入注意力机制，改进损失函数，优化数据集结构，以提高人工耳蜗的降噪效果。使用短时客观可懂度( short－time objective intelligibility，STOI) 、语音质量评估( perceptual evaluation of speech quality，PESQ) 、浮点运算次数( floating point operations per second，FLOPs) 和参数量( Params) 对模型的降噪效果和复杂度进行了评估，分别达到0．81、2．75，0．83 G，1．04 M。实验结果表明，本研究算法在符合人工耳蜗产品规范的基础上，实现了明显的降噪效果，提高了人工耳蜗使用者在复杂噪声环境中的语音感知效果。本研究方法为人工耳蜗算法的改进提供了新的可能，可为听力受损患者提供更好的听觉感受。
医疗 2024年10月31日
合成生物学的发展与展望

合成生物学的发展与展望

摘要： 合成生物学集合了传统生物学、工程学及数学的知识体系和方法，通过建立人工系统创造或改造生命体从而理解生命、应用生命。在可持续发展的背景下，合成生物学的绿色、可再生的优点使其成为21 世纪以来研究的热点。然而，合成生物学依然面临着许多亟待解决的问题，如设计过程中的不可预测性、规模化生产中成本较高、政策法规相对滞后等。本文在介绍合成生物学发展的基础上，重点介绍了合成生物学在高分子材料、化工、生物医药、食品以及能源领域的应用，分析了合成生物学目前产业化现状、所面临的问题以及未来发展的机遇。
医疗 2026年03月30日
骨螺纹成形器械及骨螺钉稳定性进展研究

骨螺纹成形器械及骨螺钉稳定性进展研究

摘要：骨折是骨外科常见的疾病之一，骨折内固定术是治疗骨折的主要手段。患者低骨密度、手术过程的先导孔及螺纹孔质量不佳、选用不合理的骨螺钉结构及表面特性都将引起骨螺钉松动失稳，最终导致骨折固定术失败，并且二次手术给患者带来更多的损伤，同时也增加医生的工作强度。因此，充分了解骨螺纹孔成形过程及成形器械结构设计优化对骨螺钉稳定性的影响因素，为提高临床骨折内固定的稳定性提供新的思路，对于提高人民群众的健康水平和生活质量有着重要的价值。本文在总结骨螺钉和医用丝锥结构的基础上，综述骨螺纹成形器械的设计准则、结构特性、材料特性、表面改性、切削机理和结构设计等对骨螺钉稳定性影响的研究进展，指出骨螺钉稳定性的相关研究存在的主要科学问题和未来研究方向。
医疗 2026年10月12日
DNA 数据存储——机遇与挑战

DNA 数据存储——机遇与挑战

摘要： 自人类进入信息时代以来，全球信息总量飞速膨胀，为数据存储行业带来极大挑战。当前的信息存储工具存在许多缺陷，如信息密度低、使用寿命短、环境污染等，而脱氧核糖核酸(DNA)作为天然的遗传信息载体，具有信息密度高、稳定性高、保存时间长、维护成本低等优点，可能成为信息存储领域的卓越选择。尽管 DNA 存储目前面临读写成本高、速度慢、错误率高等挑战，但在某些领域也有着独特的优势，如“冷”数据存储和军事加密存储等。目前，DNA 存储的潜在发展方向主要包括在军事、航空航天等特殊场景下的应用，高容错的编解码方案，生物活体存储体系，脱离测序的信息读取方法，以及集成化的存储系统和统一行业标准等。希望在不久的将来，DNA 存储能够实现规模化应用，迎来数据存储的新纪元。
医疗 2024年10月16日
高性能医疗器械用TC4EL钛合金丝材的制备技术

高性能医疗器械用TC4EL钛合金丝材的制备技术

摘要:针对高性能医疗器械用钛合金材料国产化替代需求,开展TC4ELI钛合金丝材全流程制备技术研究。基于工业大生产流程,系统研究了热加工及热处理工艺对TC4ELI钛合金丝材显微组织和力学性能的影响。研究结果表明,退火温度为650~700℃,屈服强度Rp0.2大于900 MPa,退火温度高于700 ℃时,屈服强度Rp0.2小于900MPa。采用“固溶+时效”热处理工艺可以获得屈服强度Rp0.2大于1100 MPa、抗拉强度大于1200 MPa级、伸长率大于10%、断面收缩率Z 约50%的高性能丝材产品。开发的工业化制备“固溶+时效”的热处理工艺方案可操作性强,产品性能稳定,具备产业化供应能力。
医疗 2024年12月24日
人工智能驱动的药物递送: 革新与挑战

人工智能驱动的药物递送: 革新与挑战

摘要：人工智能(artificial intelligence, AI)技术已成为应对药物开发中传统实验方法局限性的有效工具之一, 为加速药物递送的研发提供了前所未有的机遇. 本文首先探讨了人工智能技术在药物研究中的应用进展, 总结了其从早期到现在的技术演变. 其次, 我们总结了一个在药物递送领域开发人工智能模型的框架, 旨在为研究人员使用人工智能技术提供实用指南. 文章最后讨论了未来阶段先进算法的应用以及多学科合作带来的新兴机遇, 同时强调了当前面临的挑战, 包括数据质量要求、模型透明度和监管考虑等因素.
医疗 2026年03月27日