1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所，安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学，安徽 合肥 230026
3 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室，安徽 合肥 230031
空间外差拉曼光谱技术因其非接触、无损、快速、高稳定性和高光谱分辨率等特点，已经广泛应用于各个物质探测领域。由于复原光谱中存在荧光背景干扰，对样品进行定性和定量分析时需要对光谱进行基线校正。为了解决由拉曼峰引起的拟合基线抬升的问题，提出了一种改进的自适应迭代重加权惩罚最小二乘（airPLS）的基线拟合方法，即基于拉曼峰截断的airPLS基线拟合方法。该方法能够自动识别拉曼峰，并在对光谱进行拉曼峰截断后进行airPLS迭代拟合，以获得更准确的基线。使用仿真光谱和实测光谱进行验证，并与常见的基线拟合方法进行对比，结果显示，改进的airPLS基线拟合准确度显著提升，仿真光谱的基线拟合均方根误差优于0.0052。实测拉曼光谱的校正谱特征峰清晰可见，荧光基线趋势被有效去除，满足拉曼光谱数据处理的需求。
拉曼光谱 空间外差 基线校正 最小二乘法
1 湖南师范大学，生命科学学院基因功能与调控研究室，长沙 410081
2 湖南师范大学，工程与设计学院，长沙 410081
程序性死亡受体 1（PD-1）/程序性死亡配体 1（PD-L1）信号通路主要参与免疫负调控作用，且在许多类型的肿瘤的恶性发展中具有关键作用。 PD-L1的高表达可促进肝细胞癌（ HCC）的侵袭，提高肿瘤复发的风险。另外， PD-L1常作为免疫检查点的阻断靶点，主要通过单抗将其中和，引发抗肿瘤免疫反应。因此， PD-L1是 HCC免疫治疗中极具潜力的靶点之一。本文主要探究纳米级功能化氧化石墨烯（ GO-PEI-PEG）携带 PD-L1 siRNA对肝癌细胞的恶性生物学行为的影响。研究结果显示，将 GO-PEI-PEG/PD-L1 siRNA转染至 MHCC97H细胞后，细胞的增殖和迁移均被抑制，细胞周期阻滞在 G1期，且细胞凋亡的数目增多。进一步研究发现， GO-PEI-PEG/PD-L1 siRNA对 MHCC97H细胞的抑制作用是通过阻碍 AKT信号通路激活实现的。这些试验结果表明， GO-PEI-PEG具备优秀的递送性能，携带 PD-L1 siRNA可有效干扰 PD-L1表达，进而抑制肝癌细胞的恶性生物学行为，这为治疗 HCC提供了更安全、有效的递送新策略。
氧化石墨烯 siRNA递送 肝癌 AKT信号通路 graphene oxide PD-L1 PD-L1 delivery of siRNA liver cancer AKT signaling pathway
Author Affiliations
Abstract
1 School of Electronic and Electrical Engineering, Shanghai University of Engineering Science, Shanghai 201620, China
2 State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Networks, School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
3 Shanghai Research Center for Quantum Sciences, Shanghai 201315, China
4 Collaborative Innovation Center of Light Manipulation and Applications, Shandong Normal University, Jinan 250358, China
Optical frequency conversion based on the second-order nonlinearity () only occurs in anisotropic media (or at interfaces) and thus is intrinsically polarization-dependent. But for practical applications, polarization-insensitive or independent operation is highly sought after. Here, by leveraging polarization coupling and second-order nonlinearity, we experimentally demonstrate a paradigm of TE/TM polarization-independent frequency upconversion, i.e., sum frequency generation, in the periodically poled lithium niobate-on-insulator ridge waveguide. The cascading of quasi-phase-matched polarization coupling and nonlinear frequency conversion is exploited. With a proper transverse electric field, TE and TM mode fundamental waves can be frequency-upconverted with an equal efficiency in the frequency converter. The proposed method may find ready application in all-optical wavelength conversion and upconversion detection technologies.
frequency upconversion polarization coupling lithium niobate on insulator ridge waveguide cascading process Chinese Optics Letters
2023, 21(12): 121901
1 中国人民解放军 32181部队，陕西 西安 710032
2 西安应用光学研究所，陕西 西安 710065
3 河北工业大学 人工智能与数据科学学院，天津 300131
4 郑州科技学院，河南 郑州 450064
基于CMOS器件的低照度夜视装备隐蔽性好，成本较红外热像装备低，是拓展人眼低照度条件下视觉感知的重要手段，在**和民用领域都有广泛应用。为满足夜间低照度天候条件下装备维修保障需求，设计了一款大视场低照度夜视头戴目镜光学系统。通过选择合适的光学玻璃材料，在可见/近红外波段均有很好的光谱响应。设计完成的大相对孔径目镜视场角为74.46°，焦距为46 mm，F数为1.2，畸变小于?7.14 %，系统总长小于80 mm，且镜头总质量小于100 g。该目镜在486 nm~950 nm光谱范围内能够满足夜间无照明条件下的维修、训练和场景观察，为低照度夜视头戴系统光学模组研制提供了新的技术手段。
光学系统 夜视头戴 目镜设计 大相对孔径 optical system night vision headwear eyepiece design large relative aperture
1 山西农业大学农业工程学院, 山西 太谷 030801
2 山西农业大学谷子研究所, 山西 长治 046000
准确预测农田土壤有机质含量有助于评估农田肥力状况, 为精准农业提供数据依据。 为解决单模型实现快速估测农田土壤表层有机质含量精度较低和泛化能力较弱的问题, 以山西省典型褐土农田表层土壤为研究对象, 基于近红外-可见光高光谱数据, 提出了一种堆叠泛化模型(SGM)用于预测有机质含量。 首先对原高光谱数据采用小波平滑, 对平滑数据进行倒数一阶微分、 对数倒数一阶微分变换, 采用相关系数与递归特征消除法进行特征波段提取。 同时, 引入机器学习中的集成学习随机森林Random Forest(RF)、 梯度提升决策树Gradient Boosting Decision Tree (GBDT)、 极限梯度提升eXtreme Gradient Boosting (XGBoost)、 AdaBoost 4个初级机器学习器模型通过5折交叉验证对有机质含量进行预测, 在初级学习器预测结果基础上, 采用随机梯度下降SGD (stochastic gradient descent)作为元学习器建立SGM堆叠泛化模型。 突破单模型精度较低和不稳定的制约, 实现有机质含量的快速稳定检测。 结果表明: 倒数一阶微分变换后的光谱信息与有机质含量具有较好的相关性, 相关性最大值达到了-0.611; 相比单模型, 堆叠泛化预测模型的决定系数(R2)和相对分析误差(RPD)分别为0. 819和2.256, 较其他算法平均决定系数(R2)和平均相对分析误差(RPD)分别提高了0.055和0.323; 平均绝对误差(MAE)、 均方根误差(RMSE)分别为1.742和2.308 g·kg-1, 较其他算法平均绝对误差(MAE)和平均均方根误差(RMSE)分别降低了0.406和0.389 g·kg-1, 优化效果明显, 可用于农田土壤表层有机质含量的有效估测。 研究成果可为农田土壤表层有机质含量的高光谱快速检测提供依据和参考。
可见光-近红外 高光谱预测 有机质含量 堆叠泛化模型 Visible-near infrared Hyperspectral estinmation Soil Organic Matter Stacked generalization model
1 上海工程技术大学电子电气工程学院，上海 201406
2 东华大学信息科学与技术学院，上海 201620
图像去雨指通过去除图像中的雨痕来重构出高清背景图像的过程。目前最广泛应用于图像去雨任务的是深度卷积神经网络。卷积操作的核心是参数共享，这大大减少了计算量并提升了算法的泛化能力，然而这也导致卷积操作无法有效考虑到局部之间的联系和较远的像素点对所操作区域的影响，出现图像去雨中的过平滑现象。结合图网络的思想和机制，提出一个改进卷积方式。首先将所有像素点视为一个图节点，计算相邻像素点之间的相似度，根据设定的阈值判断有无边联系，完成图结构构建后，所得到的邻接矩阵与相似度矩阵会在卷积操作时对卷积核参数进行调整，充分考虑像素点之间的联系与提取拓扑信息。在图像去雨领域若干公开数据集上对多个最新算法进行对比，实验结果显示所提改进卷积的有效性，可以在不增加许多计算资源的前提下有效提升算法的性能。
图像去雨 深度卷积神经网络 图网络 图节点 改进卷积 激光与光电子学进展
2023, 60(4): 0410016
湖南师范大学生命科学学院基因功能与调控研究室，长沙 410081
肝癌是肝脏中最常见的恶性肿瘤，是全球癌症相关死亡的第三大主要原因。肝癌发病具有隐蔽性、细胞异质性、耐药性的特点，且肿瘤易侵袭、转移和复发，使得其临床治疗效果欠佳。转录因子AP-2α在肝癌中作为肿瘤抑制因子发挥作用，其表达与肝癌患者的预后呈现正相关。SOX9在细胞分化、性别决定和肿瘤发生中起主要作用。在肝癌细胞中，SOX9异常增加可以促进癌细胞的生长。本研究利用JASPAR软件预测到SOX9的启动子区域含有潜在的AP-2α结合位点，通过萤光素酶和凝胶迁移试验(EMSA)证实了AP-2α可以与SOX9的启动子区域直接结合，抑制SOX9的转录活性。通过实时定量PCR和蛋白质免疫印迹发现，AP-2α抑制了SOX9的mRNA和蛋白质水平表达。这些结果提示了AP-2α可与癌基因SOX9的启动子区域结合，负调控肝癌细胞中SOX9的表达。
肝癌 基因调控 转录因子 liver cancer AP-2α AP-2α SOX9 SOX9 gene regulation transcription factor
1 中国人民解放军32181部队, 陕西 西安 710032
2 河北工业大学人工智能与数据科学学院, 天津 300131
3 陆军工程大学武汉士官学校, 湖北 武汉 430076
为满足夜间低照度天候条件下装备维修保障需求, 设计了一款大相对孔径的可见光/近红外波段的复消色差物镜。通过选择合适的光学玻璃材料, 在可见/近红外波段很好地校正了二级光谱。设计完成的大相对孔径物镜焦距3.75 mm, F#为1.2, 视场70.25°, 畸变 -17.5%, 系统总长40 mm。该共焦型物镜在486~950 nm光谱范围条件下, 无需调焦即能满足夜间观察使用需求, 为低照度夜视头戴系统光学模组研制提供了新的技术手段。
光学系统设计 夜视头戴 大相对孔径 物镜 宽光谱 optical system design night vision head-mounted large relative aperture objective lens broad spectrum
