封面介绍
市政污泥已成为许多城市面临的重大环境和社会问题。生物精炼技术通过热水解和真菌发酵可以将市政污泥转化为纤维材料，如封面图中所示的菌丝纤维。市政污泥中的有机物通过热水解被释放到液相中，溶解的有机物经过黑曲霉（Aspergillus niger）真菌发酵，进一步合成具有高附加值的菌丝纤维。菌丝纤维经过自组装，形成易于回收的菌丝球。菌丝纤维是一种优质的纤维材料，可用于制备纸基材料、包装和填充材料。这些菌丝纤维还可以作为理想的前驱体用于制备杂原子掺杂的碳基材料，可用作电池、超级电容器、燃料电池和氢存储材料。因此，生物精炼技术在通过真菌发酵将有机废物转化为高增值的生物基材料（如菌丝纤维）方面具有诱人的潜力。
诱导性多能干细胞（iPSC）在许多方面，如再生医学和药物筛选方面，是理想的细胞来源，其开发前景广阔。但是，目前还没有一种有效的大规模生产系统来确保诱导性多能干细胞的稳定供应。本文综述了近年来为了实现诱导性多能干细胞的稳定生产所采取的方法。本文首先讨论了诱导性多能干细胞培养过程中需要控制的因素，如养分供应、废物清除和氧气供应。然后，介绍了基于黏附、悬浮和支架的诱导性多能干细胞培养系统的最新研究。本文还讨论了细胞培养阶段之后进行的过程，如灌装和冻存过程，由于细胞悬浮液在超低温保存培养基中存活率降低，所以其生产规模受到了限制。最后，我们总结了实现诱导性多能干细胞稳定生产的可能性，并强调了仍有待克服的局限性。本文表明为了获得最佳且稳定的大规模生产诱导性多能干细胞系统，运用多学科研究手段对研究影响细胞生长和质量的复杂因素是至关重要的。
我们之前已经研发了一种生物工程化的左旋聚乳酸（PLLA）前交叉韧带（ACL）基质，该基质在植入兔模型之前被接种了原代ACL细胞，表现出比基质单独作用时更强的愈合能力。这表明改善细胞在基质上的黏附性可能有益于生物工程化的ACL基质的愈合反应和长期性能。一种与即时诊疗干细胞疗法相结合的再生工程方法是，增强基质的表面特性来支持细胞黏附和生长。在本文中，我们研究了通过纤连蛋白的物理吸附和空气等离子体处理来增强PLLA编织超细纤维基质的细胞黏附性能。我们在三个时间点和三个纤连蛋白浓度下评估了纤连蛋白在基质上的动力学和结合效率。在25 μg·mL–1纤连蛋白溶液中孵育120 min，可实现基质的最大结合效率和细胞黏附性。在纤连蛋白吸附之前将基质置于空气等离子体中处理5 min，可显著增强接种24 h后兔骨髓间充质干细胞（R-BMMSC）的黏附性。最后，监测细胞增殖长达21 d，将基质用空气等离子体处理后，发现纤连蛋白的吸附性导致细胞数量增加。这些发现表明，空气等离子体处理和纤连蛋白吸附可以增强PLLA编织超细纤维基质的细胞黏附性，可改善基质在即时诊疗干细胞疗法中的临床疗效。
本文的研究目的是基于疾病危险度指数（disease risk index, DRI）和造血干细胞移植共患病指数（hematopoietic cell transplantation-specific comorbidity index, HCT-CI），提出适合单倍型造血干细胞移植（haploidentical hematopoietic stem cell transplantation, haplo-HSCT）患者的疾病危险度-共患病指数（disease risk comorbidity index, DRCI）。文中通过一个训练队列（n = 593）中确定了无疾病生存（disease-free survival, DFS）的预测因素，然后对这些因素进行赋值，从而建立DRCI，并通过验证队列（n = 296）检验积分系统的有效性。多因素分析确定了DFS的两个独立影响因素：移植前DRI以及HCT-CI。我们为极高危DRI赋值2分，为高危DRI和中、高危HCT-CI各赋值1分，从而形成适合haplo-HSCT的DRCI（即haplo-DRCI）。在验证队列中，低危、中危、高危组患者移植后3年的累积DFS率分别为65.2％ (95％CI, 58.2％~72.2％)、55.8％ (95％CI, 44.9％~66.7％)和32.0％ (95％CI, 5.8％~58.2％) (P = 0.005)。Haplo-DRCI 还可以预测不同疾病亚组，尤其是急性白血病患者移植后的DFS。此外，在独立的历史队列中 (n = 526)，较高的haplo-DRCI积分同样与较高的复发率、较高的非复发死亡率（non-relapse mortality, NRM）、较差的DFS率和较差的总体生存率（overall survival, OS）相关。这些结果表明，haplo-DRCI积分可以有效地对接受haplo-HSCT的患者进行危险分层，更好地预测哪些患者更能获益于haplo-HSCT。
遗传因素、生活方式和环境因素与多囊卵巢综合征（PCOS）的发生相关。身体质量指数（BMI）的增加会加剧生殖及代谢障碍，降低PCOS女性的生育能力。本文对在中国大陆21个研究中心开展的一项大样本、多中心、随机对照试验进行二次分析。共有1000名PCOS女性参加本试验。其中，998名PCOS女性被纳入分析。BMI增加与月经失调加剧、高睾酮水平、高代谢综合征患病率以及生活质量降低相关。BMI正常组、超重组和肥胖组的女性人均排卵率分别为83.0%、78.2%和63.6%（P < 0.001），活产率分别为23.6%、18.1%和15.3%（P = 0.030）。与中国南方的PCOS患者相比，北方的PCOS患者生殖结局较差，血糖和血脂代谢不良，运动量少，以及总排卵率更低（81.2% vs 74.8%，绝对差：6.4%，95%置信区间：1.2%~11.5%）。结果显示，中国南北方的汉族PCOS女性具有典型的表型特征。与生活在中国南方的女性相比，在同样的干预措施下，中国北方的女性BMI更高，糖脂代谢障碍更严重，临床结局更差。表型特征及排卵的差异可以通过BMI差异加以解释。
保护濒危和重要经济鱼类以及控制入侵鱼类是全世界水利工程的巨大挑战。人们已经认识到流速会影响鱼类在河流中的产卵。但是，目前缺乏可靠的科学支持和相关机制，以综合考虑产卵、受精、孵化、存活等因素，建立流速与鱼类繁殖之间的定量关系。本研究通过实验室控制实验和野外现场实验，量化了流速与家鱼繁殖率之间的关系。结果表明，促发家鱼产卵需要一个最小的速度，并且需要一定的速度范围以维持其产卵过程。但是，实验发现随着流速的增加，家鱼的胚胎孵化和仔鱼发育会受到抑制。综合考虑产卵和孵化以及仔鱼存活需求，本文确定了河流中家鱼繁殖的优化流速过程。该发现对改进水库运行以构建合理、精确的生态流量来调控鱼类繁殖具有重要意义，并在三峡工程应用中取得了有前景的效果。
城市河流生态流量不足的现象普遍存在。除各用水部门之间竞争加剧以及生态流量保障措施执行不彻底等已知原因外，堰高设计中未明确考虑生态流量，是导致生态流量无法满足的另一个重要原因。本研究建议将生态流量的保障措施从供水阶段扩展到河道的设计阶段。为了更有效地满足城市河流的生态流量，本文构建了一个新的堰高确定框架。有别于传统框架中堰高设计重点关注防洪和蓄水要求，并以洪水入流作为设计依据，新的框架中增加了对生态流量以及河流流速维持的考虑，将城市河流中能为生态流量保障提供的实际流量作为入流。本研究以典型的城市渠化河流——合肥市十五里河为案例，对新框架的有效性进行实证研究。研究结果表明，旧框架会导致设计的堰高过高，无法有效满足生态流量保障的要求，而新框架可确定更为合理的堰高，从而改善了生态流量的保障效果。
当前，出水总氮（TN）稳定达标是我国城镇污水处理厂面临的关键问题。本文基于我国城镇污水处理厂主流工艺——序批式活性污泥工艺（SBR），构建了一种基于可控参数的前馈神经网络（FFNN）出水总氮预测模型。与已有预测模型相比，本模型具备以下两个特点：①采用可控参数（表面气速与缺氧段时长）代替溶解氧作为模型主要输入参数，明显提高模型可用可控性；②采用算法优化的前馈神经网络构建模型，显著提高模型预测精准度。研究结果表明：量化共轭梯度法优化的FFNN模型预测精准，其拟合相关系数（R）明显高于其他相关模型；优化后的FFNN模型可根据进水与关键控制参数实现出水TN精准预测，有望实现城镇污水处理厂总氮稳定去除、系统节能降耗，助力国家“3060”碳目标实现。
市政污泥的处理已成为许多大城市的环境治理难题。本研究提出了基于热水解—真菌发酵—厌氧消化的三阶段精炼策略，旨在实现市政污泥的减量化和资源化。在市政污泥热水解处理中，当热水解温度由140 ℃升至180 ℃时，可以显著地提升市政污泥的减量效果和有机物的释放效率（p < 0.05）。市政污泥经过140 ℃、160 ℃和180 ℃两级热水解处理后，总挥发性固体（TVS）的去除率分别为36.6%、47.7%和58.5%，总有机碳（TOC）的溶解释放效率分别达到28.0%、38.0%和45.1%。在160 ℃下，污泥热水解上清液中的多糖和蛋白质的含量最为丰富，而在180 ℃时，由于在热水解过程中发生了美拉德反应，污泥热水解上清液的腐殖酸类物质的含量显著增加（p < 0.05）。采用黑曲霉（Aspergillus niger）进行真菌发酵，可以将市政污泥热水解上清液中的有机物转化为高附加值的菌丝纤维。在140 ℃和160 ℃下，污泥热水解上清液经过真菌发酵后，菌丝纤维的生物量分别达到1.30 g·L–1和1.27 g·L–1，对应的有机物转化率为24.6%和24.0%。从污泥热水解上清液真菌中回收的菌丝纤维可以用于生产纸基材料等高附加值产品。菌丝纤维纸结构致密，具有较好的力学性能，抗张强度可以达到10.75 N·m·g–1。在160 ℃下，污泥热水解上清液经真菌发酵耦合厌氧消化两级生物处理，能将热水解上清液超过75%的有机物进行综合利用以回收菌丝纤维和沼气。
本文简要介绍了现代人慢性疾病与肠道健康的关系，指出肠道菌群失调和膳食纤维摄入不足是慢性疾病发生的两大重要诱因。本文重点对益生菌发酵果蔬的研究现状、本团队在该领域取得的主要创新性成果以及相关产业未来发展趋势进行了综述。将益生菌发酵技术引入果蔬精深加工领域，开发益生菌发酵果蔬全新系列产品，不仅可以提高果蔬的附加值，还可将益生菌及其活性代谢产物与益生元（膳食纤维等）有机结合起来，对改善肠道健康、预防和缓解慢性疾病具有重要作用。果蔬益生菌发酵技术为益生菌影响人体健康的研究开辟了新思路，将为益生菌应用和果蔬加工新兴产业带来革命性影响，具有很大的市场潜力。
本研究采用解淀粉芽孢杆菌发酵红小豆（Vigna umbellata）,并评价了发酵红小豆的理化特性和生物活性。以纤溶酶活性为指标优化了发酵条件，在最适发酵条件下，纤溶酶活性最高达78.0 FU∙g-1（4890 IU∙g-1，纤维蛋白平板法）。发酵红小豆中多肽含量（2.1~10.9 g∙100 g-1）、总酚含量（116.7~388.5 mg没食子酸∙100 g-1）、总黄酮含量（235.5~354.3 mg芦丁∙100 g-1）、花青素含量（20.1~47.1 mg∙100 g-1）和超氧化物歧化酶活性（55.3~263.6 U∙g-1）显著增加。红小豆经发酵后的2,2-二苯基-1-苦肼基（DPPH）和2,2-联氮双（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二铵盐（ABTS）自由基清除活性和铁离子还原抗氧化能力（FRAP）较未发酵的红小豆提高1.9~4.8倍。此外，发酵红小豆的二肽基肽酶Ⅳ（DPP-Ⅳ）抑制活性、α-葡萄糖苷酶抑制活性和抗凝血活性显著提高。解淀粉芽孢杆菌发酵红小豆具有多种功能活性，对开发预防血栓性疾病的功能食品具有重要意义。
在光刻机可变狭缝系统（VS）中，紧凑型复合节流静压气浮导轨是实现高精度、高加速度运动的首选结构。研究表明，导轨气浮工作面上加工浅腔、凹槽等微结构可以改善负载性能。然而，微结构微米级变化对导轨性能的影响尚不清晰。文中采用作者提出的网格自适应法，定量研究了微结构四个参数的影响，揭示了微结构变化对导轨负载性能的影响规律，并利用这些规律对微结构参数进行设计。设计方法的特点在于：通过调节浅腔参数，使承载力、刚度和转动刚度的工作点都统一起来。采用文中的设计流程和调整方法，可以在一定程度上缓解供气压力的限制和各项负载性能间的相互制约。实验结果表明，采用该方法所设计导轨的转动刚度达到2.14 × 104 Nm·rad–1，提高了69.8%。在ArF光刻机上的VS上对气浮导轨进行加速扫描实验，平均扫描加速度达到67.5 m·s–2，
达到了设计要求。
滚刀的磨损是一个影响盾构隧道掘进效率和滚刀更换决策的关键问题。本研究提出了一种估算滚刀寿命（Hf）的新模型，模型将分组数据处理（GMDH）型神经网络（NN）与遗传算法（GA）整合在一起。遗传算法优化了GMDH网络结构的效率和有效性，使得每个神经元都能从上一层网络搜索最佳连接集。使用所提出的模型，可以分析盾构机性能数据库、滚刀的消耗、地质条件和操作参数等监测数据。为了验证所提出模型的性状，进行了案例研究，用数据说明了混合模型的优越性。 结果表明，使用该混合模型预测的滚刀使用寿命的准确率高。灵敏度分析表明，盾构切入速率（PR）对滚刀的使用寿命有重要影响。研究结果对盾构隧道的设计和施工都很有意义。
昭阳湖是韩国最大的湖泊，与江原道的春川市、杨口郡和麟蹄郡接壤。作为环境资源，昭阳湖被广泛用于水电、防洪和供水。为此，本文调查了昭阳湖洪滩区，并对该地区的沉积物进行了分析。文中利用GPS数据和航空摄影技术监测了昭阳湖洪滩区的沉积物。为了确保采样位置测量的准确性，我们比较了来自三个GPS单元的数据。在三个地点采集了沉积物样本：两个地点在洪滩区的东部平原地区；一个地点在西部地区。总共收集了8个样本：其中在东部采样点采集了三个样本，采集深度以每10 cm的间隔采集到30 cm的深度。在西部采样点采集了两个样本，采集深度分别为10 cm和30 cm。收集样品后分析了颗粒大小和含水量的垂直趋势和水平趋势。沉积物样品的大小从粗粒到极粗粒，呈负斜率趋势分布，这表明溃口有东移的趋势。洪滩区东侧的含水量高，有发生溃口的可能性，且东侧发生溃口的概率比西侧高。这项研究结果表明，通过对颗粒细度、含水量、泥沙沉积量和泥沙去除率的分析，可以了解和预测昭阳湖的溃口运动方向和泥沙分布情况。
在洲际贸易和经济中，商品是从全球供应商那里购买的。有时，预期批次可能包括一小部分残次品。这些残次品可以在修理后出售给顾客，因而仍具有价值。在附近的维修车间对此类产品进行返工而不是退货，既经济划算又可持续。当缺货数量与残次品数量一致时，返工产品可以从车间返回给买方。同时，供应商也会相应地与采购商采取多期延迟付款的策略。整体利润通过中期融资的回报得到最大程度的提高。本研究的目的是建立一个协同库存模型，通过考虑返工、多期延迟付款政策及库存短缺等因素，以获得最大的利润。该模型的研究结果表明，在库存乐观的情况下，通过监控周期时间和阶段比例，可以提高供应链的库存管理绩效。结果证明，当供应商给予买方的许可期限等于或大于生产周期时，利润较小；反之，则利润较大。本文采用代数方法求解封闭系统的最优解。本研究的数学实验旨在提供管理见解与切实可行的实践。