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关键词： 页岩气   采出水   多环芳烃   生物降解:生物处理技术  

摘要： 赋存于页岩层中的甲烷(页岩气)的成功开发是当前和未来全球天然气增产的主要来源,对能源供给、结构调整和绿色过渡至关重要.然而,伴随页岩气开采产生的采出水中有机物来源及潜在健康风险不明确.其中,具有致癌、致畸、致突变危害的多环芳烃(PAHs)是广受关注的一类高风险污染物,但目前对其在页岩气采出水中的赋存和环境风险等缺乏整体认识,亦未成为采出水处理的目标.通过总结国内外文献报道发现,国内外采出水中的PAHs在种类上无明显差异,但国内采出水中低分子量PAHs浓度要高于国外,其种类和浓度受到地质储存条件、开采工艺等多种因素的影响.目前对于生物降解PAHs的研究主要通过中间产物来识别降解路径,且主要集中在好氧生物降解,对于不同体系中厌氧生物降解机理的研究有待进一步深化与完善.结合国内外已有针对PAHs的生物处理技术研究可以发现,生物处理技术对于处理页岩气采出水中的PAHs有着较大的潜力.建议未来关于页岩气采出水中PAHs的研究聚焦于高分辨识别采出水中的PAHs种类及浓度并进行溯源、深化和完善PAHs厌氧生物降解的机理以及开发针对PAHs降解的页岩气采出水处理技术等方面.(图6表1参98)

关键词： 舌骨   舌骨上肌群   吞咽障碍   生物力学   有限元   工程化骨组织  

摘要： 背景:目前对于吞咽障碍的临床研究较多,而吞咽障碍状态对骨骼及舌骨肌群应力影响的研究较少。目的:建立吞咽肌骨三维模型,探讨吞咽运动中舌骨及舌骨上肌群的应力变化。方法:选取1名健康成年男性并拍摄头颈部CT,通过影像数据提取法构建三维模型。根据舌骨的位移情况,设定舌骨的最低位置及最高位置,依次加载舌骨上肌群的肌力,观察生理状态下舌骨上肌群对舌骨的应力影响。通过改变肌肉的材料属性,模拟不同程度吞咽障碍,观察吞咽异常状态下舌骨上肌群的应力变化。结果与结论:①建立了包含C2-C4椎体、部分颞骨、下颌骨、舌骨及下颌舌骨肌-颏舌骨肌的有限元模型,可反映患者吞咽时舌骨位移情况及应力变化。②生理状态下,舌骨上肌群中下颌舌骨肌对舌骨的应力影响最大,其次是二腹肌、颏舌骨肌及茎突舌骨肌。③通过模拟不同程度的吞咽障碍,发现随着吞咽障碍严重程度增加,舌骨上肌群的应力也逐渐增加。④结果说明,舌骨上肌群中下颌舌骨肌及二腹肌对舌骨应力影响较大,提示特定肌肉刺激的重要性。吞咽障碍的加重与舌骨上肌群的应力改变呈正相关,该结果为吞咽障碍的机制研究及临床诊疗提供了生物力学参考。

关键词： 地铁站空气   抗生素抗性基因   微生物群落   赋存特征  

摘要： 地铁系统内抗生素抗性基因(antibiotic resistancegenes,ARGs)和微生物的传播可能带来健康风险.为揭示地铁站内微生物群落和ARGs的存在状况、赋存特征及影响因素,采用定量qPCR和高通量测序对上海市地铁站台和车厢内采集的18个空气样品和13个擦拭样品进行微生物群落结构分析和ARGs定量检测.结果显示,除ermB在空气样本中没有检出外,4种典型ARGs(sul1、sul2、tetW、tetG)和遗传元件int/1在空气和擦拭样品中均有检出,且擦拭样品的检出率均高于空气样品.空气样品中sul1、sul2、tetG和int/1基因的相对丰度显著大于擦拭样品(P<0.05).擦拭和空气样品的细菌群落结构存在显著差异(P<0.01),且擦拭样品的丰度和多样性均显著高于空气样品(P<0.05).车厢内细菌的丰度显著高于站台,地上站台的细菌丰度显著高于地下站台,半高屏蔽门站台的细菌丰度显著高于全高屏蔽门站台。相关性分析显示微生物的赋存特征主要与温度、湿度、PM_(10) 、 PM_(2.5)、CO_(2)浓度和建筑特征有关.本研究表明地铁站是ARGs和微生物传播的热点场所,存在一定的条件致病菌感染风险.(图3表1参49)

关键词： 综合性学术期刊   数学   月刊   生物  

摘要： 《河北北方学院学报(自然科学版)》是由河北省教育厅主管、河北北方学院主办的自然科学综合性学术期刊,月刊,单月期刊登自然科学类稿件,双月期刊登医学类稿件。国内外公开发行。主要刊登数学、计算机、物理、化学、生物、农学、植物保护、园艺、林学、食品科学、畜牧兽医、机电工程、工程设计与质量检测、医学等学科的基础研究和应用研究的学术论文。读者对象为国内外科技工作者及高等院校师生。本刊欢迎广大科技工作者和高等院校师生赐稿。

关键词： 循环水管道   硫化氢   甲烷   微生物群落组成   代谢途径  

摘要： 滨海火电厂的循环水管道在停机检修时由于淤泥的厌氧发酵产生大量硫化氢(H_(2)S)和甲烷(CH_(4))等有毒有害气体,对设备和人员的安全造成严重危害,明确有毒有害气体的产生过程和机制,对开展相关的预防工作具有重要指导意义.通过构建淤泥-海水的厌氧发酵体系模拟循环水管道的环境,研究H_(2)S和CH_(4)的产生与微生物演替的关系.结果显示,模拟体系中H_(2)S在实验初期(0-15 d)迅速增加,而CH_(4)在25 d时达到峰值.在此过程中,微生物群落结构发生显著变化,在初始(0 d)时,Tindallia、Fusobacteriaceae和Bacteroidaceae为优势菌;在15-34 d,Lentimicrobiaceae、Thermovirgaceae、Gottschalkiaceae和Dethiosulfovibrionaceae的丰度逐渐上升并成为优势菌.H_(2)S含量的变化与Thermovirgaceae、Desulfobacteraceae等16个科的微生物呈正相关(r>0.8),CH_(4)含量的变化与Methanosarcinaceae、Sphingomonadaceae等46个科的微生物呈正相关(r>0.8),表明H_(2)S、CH_(4)的产生与Thermovirgaceae、Desulfobacteraceae等微生物相关.宏基因组数据分析显示H_(2)S主要由微生物通过同化硫酸盐还原、异化硫酸盐还原途径以及直接还原高半胱氨酸、甲硫醇和硫代硫酸盐产生;而CH_(4)主要通过CO_(2)还原、乙酸发酵和甲基化合物裂解途径产生.本研究揭示了滨海火电厂循环水管道中产生H_(2)S和CH_(4)等有毒有害气体的主要微生物组成,并初步明晰了其产生H_(2)S和CH_(4)的代谢途径,为滨海火电厂制定循环水管道中微生物产生H_(2)S等有毒有害气体的防治策略提供了理论依据.(图5表1参41)

关键词： 电容去离子   生物炭   重金属离子   水热-熔盐活化  

摘要： 以花生壳为前驱体,通过水热预处理-熔盐活化方法对其进行改性,成功地制备出了具有高比表面积(1619 m^(2)∙g^(−1))和丰富孔结构的生物炭材料HMC-3.结果表明:HMC-3具有较低的电荷转移电阻(2.87Ω),并且在电流密度为0.2 A∙g^(−1)时比电容高达251 F∙g^(−1),表现出良好的导电性和电容性能.将其制备为电极应用于CDI(电容去离子)技术体系,在工作电压为1.4 V和流速为2 mL∙min^(−1)的条件下,对50 mg·L^(−1)的Cu^(2+)去除率达到了95.9%,吸附容量为64.7 mg∙g^(−1).HMC-3电极表现出良好的循环性能,在5次连续循环之后,系统Cu^(2+)去除率仍保持在89%以上.这为绿色高效的CDI电极制备提供了一种新策略.

关键词： 再生医学   组织工程支架   生物矿物   聚己内酯   亲水性   细胞相容性   力学性能   工程化骨材料  

摘要： 背景:近年来,生物矿物用于骨组织工程支架制备的方法得到了广泛研究,包括溶剂铸造法、冷冻干燥法、3D打印等,然而,生物矿物种类多样、成分复杂,对支架性能的影响和制备工艺的要求各不相同,尚需对其适用性进行系统研究。目的:探索生物矿物的研磨及筛选工艺,评价生物矿物与高分子基体复合材料的溶液流变特性、亲水性、力学性能和生物相容性。方法:选取5种具有代表性的生物矿物,分别为鳖甲、蛋壳、海螵蛸、鹿角霜和珍珠,将5种生物矿物研磨成粉并筛选,按照特定比例分别与聚己内酯混合制备成复合材料。通过对粉末的元素成分、粒径分布以及复合材料的溶液流变特性、亲水性、力学性能和生物相容性进行测试,探究生物矿物在骨组织工程中应用的可行性。结果与结论:①大多数生物矿物粉末遵循研磨时间越长粒径越小的规律,通过过筛等方法可以分离获取所需粒度范围内的生物矿物颗粒。元素面扫和傅里叶红外光谱分析表明,这5种生物矿物的主要无机矿物成分为碳酸钙和磷酸钙,都含有C、O、P、Ca 4种元素。②使用1,4-二氧六环溶解聚己内酯并添加生物矿物粉末制备支架的方法,不会导致复合材料成分上发生显著变化,并且不会降低复合材料的生物相容性。生物矿物粉末的加入能够改善聚己内酯材料的亲水性和可3D打印性,但会导致复合材料力学性能的下降。③结果表明,将生物矿物粉末应用于骨组织工程支架时应注意粉末添加比例的选择,以平衡复合材料的亲水性、可打印性和力学性能。

关键词： 骨缺损   骨水泥   硅酸盐生物活性玻璃   磷酸钙骨水泥   骨移植  

摘要： 背景:磷酸钙骨水泥的力学性能差、成骨能力弱等问题阻碍了其进一步发展。硅酸盐生物活性玻璃因具有良好的生物活性及成骨能力而备受青睐,同时其纤维结构能够加强材料的力学强度。目的:探究硅酸盐生物活性玻璃纤维复合磷酸钙骨水泥的力学性能、生物相容性及成骨效果。方法:将不同质量百分比(0%,10%,20%)的硅酸盐生物活性玻璃纤维分别加入磷酸钙骨水泥固相中,与液相混合后固化48 h,得到磷酸钙骨水泥与硅酸盐生物活性玻璃纤维复合磷酸钙骨水泥,表征骨水泥的力学性能、凝固时间及离子析出情况。将3组骨水泥浸提液分别与MC3T3-E1细胞共培养,通过CCK-8检测、活死染色、鬼笔环肽染色评估材料的细胞相容性;成骨诱导后,通过碱性磷酸酶染色、茜素红染色、RUNX2免疫荧光染色及RT-PCR检测评估材料的成骨诱导能力。结果与结论:①随着硅酸盐生物活性玻璃纤维含量的增加,骨水泥的抗压强度与抗弯强度均升高,凝固时间延长;将骨水泥浸泡于模拟体液中均可检测到硅离子、钙离子、磷离子析出,并且随着硅酸盐生物活性玻璃纤维含量的增加,骨水泥释放的硅离子、磷离子质量浓度升高,钙离子质量浓度降低;②活死染色、鬼笔环肽染色结果显示,硅酸盐生物活性玻璃纤维复合磷酸钙骨水泥对MC3T3-E1细胞无毒性作用;CCK-8检测结果显示,硅酸盐生物活性玻璃纤维复合磷酸钙骨水泥可促进MC3T3-E1细胞的增殖;③随着骨水泥中硅酸盐生物活性玻璃纤维含量的增加,MC3T3-E1细胞的碱性磷酸酶活性及细胞外钙沉积均增加,RUNX2蛋白表达增加,碱性磷酸酶、骨钙素、骨桥蛋白、RUNX2 mRNA表达增加;④结果表明,硅酸盐生物活性玻璃纤维可增强磷酸钙骨水泥的力学性能与成骨诱导能力,其中以20%硅酸盐生物活性玻璃纤维的效果更明显。

关键词： 识别码   科研人员   生物医学文献   生物医学领域   可重复性   生物医学研究   可靠性   透明度  

摘要： 在过去10年中,生物医学研究领域经历了诸多变化,特别是在提高研究质量和透明度方面。各种指南为科研人员提供了更为严谨的规范,确保了研究结果的可靠性和可重复性。2021年“提高卫生研究质量和透明度(EQUATOR)协作网”提出了一项指南“生物医学文献中研究资源的特定识别:研究资源识别码(RRID)”。

关键词： 介孔生物活性玻璃   铜   成血管   成骨   无机生长因子   组织工程学   生物材料   生物活性   工程化骨材料  

摘要： 背景:介孔生物活性玻璃因优异的生物相容性、骨诱导活性在骨修复方面具有巨大的应用潜力,将治疗性离子融入介孔生物活性玻璃颗粒中可赋予材料更加理想的生物学特性。目的:合成含铜介孔生物活性玻璃,探讨其体外促血管形成及成骨分化性能。方法:采用微乳液辅助溶胶-凝胶法合成介孔生物活性玻璃与含铜介孔生物活性玻璃,通过扫描电镜、透射电镜、能谱分析和X射线衍射等手段表征材料的形貌、结构和成分及离子缓释性能。将介孔生物活性玻璃浸提液、含铜介孔生物活性玻璃浸提液分别与小鼠成纤维细胞L929共培养,通过活死染色、CCK-8实验评价材料的生物相容性。将两种材料浸提液分别与人脐静脉内皮细胞共培养,通过Transwell实验、划痕实验和CD31免疫荧光染色评价材料的促血管形成性能。将两种材料浸提液分别与小鼠骨髓间充质干细胞共培养,通过碱性磷酸酶染色(未加入成骨诱导液)、茜素红染色(加入成骨诱导液)评估材料的促成骨性能。结果与结论:①表征结果显示,介孔生物活性玻璃和含铜介孔生物活性玻璃均呈现紧密排列的颗粒状形貌,内部介孔结构相似,含铜介孔生物活性玻璃可持续释放铜离子;②活死染色与CCK-8实验结果显示,相较于介孔生物活性玻璃,含铜介孔生物活性玻璃可促进L929细胞的增殖,具有良好的生物相容性;③Transwell实验、划痕实验和CD31免疫荧光染色结果显示,相较于介孔生物活性玻璃,含铜介孔生物活性玻璃可促进人脐静脉内皮细胞的迁移与CD31蛋白表达,促进血管形成;④碱性磷酸酶染色与茜素红染色结果显示,含铜介孔生物活性玻璃的促成骨性能强于介孔生物活性玻璃。结果表明:含铜介孔生物活性玻璃具有优异的生物相容性和促血管形成及骨再生潜力。