- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
组织图像分割工作流程的多目标参数自动调优
摘要： 我们提出一个软件平台，该平台集成了组织图像分割工作流中多目标参数自动调优的方法与工具。本研究旨在通过调节输入参数来提升细胞核/细胞分割流程的准确性——组织中细胞核的形态、尺寸和纹理特征是疾病预后的重要生物标志物，而这些特征的精确计算依赖于细胞核边界的准确勾画。许多细胞核分割流程中的输入参数会影响分割精度，必须进行调优才能获得最佳性能。这一过程既耗时又需要大量计算资源；实现自动化有助于构建更稳健的图像分割流程，并能更高效地在大规模图像数据集中应用图像分析技术。 本软件平台通过调整细胞核分割算法参数，在最大限度缩短执行时间的同时优化图像分割结果质量。平台采用多种优化方法高效搜索参数空间，并开发了可在高性能计算系统上运行的方法学以缩短参数调优阶段的执行时间。这些功能封装于Docker容器中便于部署，用户可通过3D Slicer的友好界面扩展进行操作。 基于三个真实图像分割工作流的测试结果表明：本方案能够（1）在包含数十亿至数万亿参数点的空间中，仅搜索极小部分（约100个点）即可平均将分割输出质量提升1.20倍、1.29倍和1.29倍；（2）在提升输出质量的同时将分割工作流执行时间最高缩短11.79倍；（3）有效利用并行系统加速参数调优与分割阶段。
关键词： 参数自动调节、癌症、细胞形态学、计算机辅助图像分析、数字病理学
更新于2025-09-23 15:21:01
-
基于印刷脊间隙波导技术的双极化磁电偶极子天线
摘要： 我们从模拟电路与模拟计算的角度回顾合成生物学领域，重点关注已构建于活细胞中的电路。该视角能以图形化、符号化和定量化方式呈现严格描述合成学生物分子电路的非线性、动态及随机（含噪声）常微分与偏微分方程。通过这一视角，我们构建了一个标准模拟电路原理图，用以统一梳理近二十年来在DNA、RNA、蛋白质及小分子层面构建的众多基础合成生物电路的运行机制。我们选取文献中17个电路作为典型案例，这些前馈与反馈模拟电路源自标准模拟电路原理图的特殊拓扑变体。这些电路的数字电路行为实质上是饱和模拟电路特性的特殊表现，亦被自动纳入分析。阻碍合成生物学规?；⒄沟闹疃辔侍?，在模拟电路原理图中均能得到自然表征。此外，描述亚阈值晶体管中含噪声电子电流流动的玻尔兹曼热力学方程与生化反应中含噪声分子通量之间存在深刻相似性，这种"胞形"方法实现了电子模拟电路模块与细胞模拟电路?？榈乃蛴成洹Ｒ虼?，模拟电子电路设计、分析、仿真与实现的知识体系，亦可助力合成学生物分子电路的稳健高效设计，推动其未来向更复杂电路发展。
关键词： 反馈、资源消耗、细胞形态学、细胞工程、生物电路设计、合成生物学模拟计算、模拟电路、综述
更新于2025-09-23 15:19:57
-
N-TiO2在可见光下光催化降解鱼腥藻属（Cylindrospermopsis raciborskii）的应用——比光降解铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）更困难吗？
摘要： 如今，拟柱孢藻（C. raciborskii）及其产生的代谢物（如柱孢藻毒素CYN）对生态系统构成严重威胁。高级氧化技术已被证实是消除有害藻类风险极具前景的手段，但迄今为止鲜有研究聚焦于可见光催化降解拟柱孢藻细胞及其代谢物。本研究采用氮掺杂二氧化钛（N-TiO2）降解拟柱孢藻，并与铜绿微囊藻（M. aeruginosa）的降解效果进行对比。结果表明：虽然拟柱孢藻的光降解难度高于铜绿微囊藻，但N-TiO2处理仍取得满意效果。添加200 mg/L N-TiO2后，拟柱孢藻细胞（5×10?个/mL）在可见光照射20小时内完全被破坏，悬浮液中近90%的有机物和CYN也被降解，显著改善了水质。该光催化过程始于细胞膜损伤导致内含物泄漏，随后泄漏的代谢物被N-TiO2产生的活性氧化物质氧化。因此，应用N-TiO2是处理拟柱孢藻的有效方法。
关键词： 铜绿微囊藻、氮掺杂二氧化钛光催化、柱孢藻毒素、拉氏拟柱孢藻、细胞形态学
更新于2025-09-10 09:29:36