新型煤矿巷道随掘超前探测方法研究

本文提出了新型煤矿巷道随掘超前探测方法,为实现巷道掘进和超前探测并行作业提供了可行思路。首先,提出随掘超前探测方案,将掘进机的截割头作为随掘场源,融合物探方法与掘进主体;然后,构建随掘超前探测理论模型并获取测点电位变化规律,与有限元计算结果比对,验证了测点电位数值计算方法的准确性与可行性;最后,确定随掘场源的分流规则,以正常地质体作为参照,对比研究随掘过程中低阻和高阻两类不同异常体的视电阻率演化规律,当场源越接近低阻含水带,视电阻率均值降幅从5.40%提高至29.80%,越接近高阻断层,视电阻率均值增幅从7.12%提高至35.53%,水箱模拟实验表明,所提煤矿巷道随掘超前探测方法可实时、连续探测掘进工作面前方地质状况。

随掘连续超前探测异常体辨识成像研究

本文提出了一种新型随掘连续超前探测异常体辨识成像方法,有效解决了固定场源超前探测单次成像准确度差的问题,为巷道掘进与超前探测并行作业提供有力支撑。首先,构建了随掘连续超前探测异常体辨识成像理论模型;然后,对异常体辨识成像效果及成像准确度提高方法进行研究,在可有效辨识前方异常几何体形态的基础上,通过扩大随掘里程、加快电位采集频率和增加电位测点数量,将电导率均方误差分别从0.273降至0.156、0.173降至0.153、0.183降至0.167,成像准确度逐渐增高;最后,分析了随掘场源前方不同类型、形状异常体成像效果,构建泥槽实验系统并进行了成像效果对比实验,验证了本方法的有效性。

积木式脑综合标本的制作

制作脑标本时,若单独显示某一结构,则需去除其余大部分脑组织,造成材料浪费,且脑内部结构复杂,分离显示会造成学习者对脑整体观及立体空间感的缺失。笔者在解剖前辈积累经验的基础上,采用九刀法完整分离脑,并设计支架展示成积木式立体结构,为神经科学工作者及医学院校师生参考学习脑的结构提供帮助。

基于三节臂最优路径的智能挖掘机轨迹规划研究

以智能挖掘机三节臂的快速、安全运动规划为研究目的,建立了挖掘机三维几何模型,并在机器人操作系统(ROS)平台中进行运动配置,建立运动规划分析模型。模拟对比分析了快速扩展随机树算法(RRT)和双向扩展平衡的结构型双树算法(RRT-connect)的路径搜索能力,并量化了具体参数指标。进一步分别采用RRT和RRT-connect算法完成具体复杂约束环境下挖掘机臂的运动规划,结果表明,RRT-connect算法,搜索能力强,更适用于复杂环境下挖掘机臂的运动规划计算求解。

基于参数优化的动车组铝合金车体轻量化设计

采用参数优化的方法,对某型动车组的铝合金车体进行轻量化设计,先通过结构优化提升车体的一阶垂弯模态频率和一阶菱形模态频率,再通过合理分配型材的蒙皮厚度、优化型材内部筋板的形式及调整型材宽度等参数优化手段,降低车体质量,满足优化目标的要求。

基于CODESYS的机器人控制系统设计

随着机器人技术的不断发展,机器人在工业自动化、医疗卫生和服务业等领域得到广泛应用。为满足机器人控制系统对开放性、通用性和扩展性的要求,本文在IEC61131-3标准的基础上,使用CODESYS软件开发环境设计了一种机器人开放式运动控制系统,该系统能够实现机器人的正逆运动学求解、插补运动等功能,并设计了可视化界面进行操作。此外,还使用UG MCD模块进行了UR5机器人控制仿真,通过观察仿真过程中机器人的运行状态,验证了机器人控制系统的有效性。实验结果表明,该机器人控制系统运行稳定,具有良好的应用前景和广泛的适用性。

高速动车组受电弓区域车顶结构降噪优化试验数据分析与仿真

当前我国高速动车组列车运行速度超过350 km/h,受电弓区域车顶结构产生的噪声已成为车厢内最大噪声源,影响乘客乘坐体验。文章采用试验数据分析与仿真方法,对CRH380B型和CR400BF型动车组受电弓区域车顶结构进行全路径降噪优化措施试验研究,包括顶板型材阻尼处理优化、车顶内饰板声辐射控制与结构优化、车体顶板组合结构吸声/隔声材料优化处理、顶板结构全路径结构传声控制优化;在考虑受电弓区域和转向架区域联合声振激励的前提下,采用FE-SEA法,基于优化后车顶结构的细节特征,建立整车车厢内噪声仿真模型,定量评估车顶结构各项降噪优化措施对车厢内噪声的改善效果。仿真结果表明:车顶结构降噪优化设计可使CRH380B型动车组受电弓区域下方车厢内噪声降低3 dB,使CR400BF型动车组进一步降低1 dB以上。

沙棘粕醇提物的定性定量分析及其对衰老小鼠肝脏抗氧化指标的影响

利用沙棘粕为研究对象,经乙醇提取、大孔吸附树脂纯化获得沙棘粕醇提物(sea buckthorn seed extract,SBSE)。利用超高效液相色谱-串联四极杆飞行时间质谱(ultra-performance liquid chromatography coupled with quadruple time-of-flight tandem mass spectrometry,UPLC-QTOF-MS/MS)对SBSE进行定性研究,通过超高效液相色谱-串联三重四极杆质谱(ultra performance liquid chromatography coupled with triple quadruple mass spectrometry,UPLC-QQQ-MS)定量分析SBSE活性成分。最后研究分析SBSE对以D-半乳糖诱导的衰老小鼠的抗氧化功效,不同浓度SBSE灌胃衰老小鼠模型42 d后,比较小鼠肝脏组织中总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性以及丙二醛(malondialdehyde,MDA)和脂褐素(lipofuscin,LP)水平。结果表明:通过UPLC-QTOF-MS/MS分析方法共鉴定出24种化合物,其中与标准品比对共确认14种物质;利用UPLC-QQQ-MS法,采用负离子多反应监测方式,建立SBSE的14种化合物的定量分析方法,通过检测分析,SBSE中山柰酚及其衍生物所占比例最大,质量浓度为(667.94±5.61)μg/mL;其次为槲皮素及其衍生物((204.01±0.04)μg/mL),原花青素类物质为(33.97±0.49)μg/mL。经过42 d的衰老小鼠灌胃实验,与模型组相比,灌胃一定剂量SBSE可以提高小鼠肝脏组织中GSH-Px、SOD和CAT的活力;低剂量组小鼠肝脏组织中的T-AOC水平极显著高于模型组(P<0.01);3种灌胃剂量小鼠的肝脏组织LP和MDA含量均极显著低于模型组(P<0.01)。

甜叶菊废渣提取物的主要成分分析及其抗氧化作用

研究甜叶菊废渣提取物的主要成分及其抗氧化活性,并阐明其对甜叶菊废渣提取物总抗氧化能力的贡献情况。通过高效液相色谱-串联质谱法和高效液相色谱法对甜叶菊废渣提取物的主要成分进行定性和定量分析,采用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼法、2,2’-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐法、铁离子还原法3种体外抗氧化方法分别对甜叶菊废渣提取物中主要成分的抗氧化活性进行测定,并采用抗氧化活性综合(antioxidant potency composite,APC)指数法进行比较分析。甜叶菊废渣提取物含有8种主要成分分别为绿原酸、隐绿原酸、咖啡酸、异绿原酸A、异绿原酸B、异绿原酸C、槲皮苷和槲皮素,其中异绿原酸C最高((126.7±1.27)mg/g),其次为咖啡酸((97.2±0.36)mg/g)和绿原酸((46.5±0.29)mg/g)。APC指数显示8种主要成分抗氧化活性由强到弱依次为:咖啡酸(92.56%)>槲皮素(78.31%)>异绿原酸B(62.09%)>绿原酸(58.92%)>异绿原酸A(48.15%)>异绿原酸C(36.55%)>隐绿原酸(35.5%)>槲皮苷(34.24%)。通过对模拟提取物和甜叶菊废渣提取物的抗氧化性进行比较发现,在质量浓度为50~400μg/mL时,甜叶菊废渣提取物的抗氧化能力均强于模拟提取物。结果表明,甜叶菊废渣提取物富含绿原酸类和黄酮类化合物,具有较强的抗氧化能力,其中咖啡酸对甜叶菊废渣提取物抗氧化活性贡献最大。除8种主要成分外,甜叶菊废渣提取物中还存在其他抗氧化活性物质。

南瓜、山药、葛根和桑叶提取物复方对四氧嘧啶模型小鼠的降血糖作用

目的:研究南瓜、山药、葛根和桑叶提取物复方对四氧嘧啶糖尿病模型小鼠的降血糖作用。方法:以四氧嘧啶诱导建立糖尿病小鼠模型,实验保留10只小鼠作为正常对照组,并将建模成功的小鼠随机分为模型组、阳性组(阿卡波糖,200 mg/kg mb)、植物提取物复方低、高剂量组(12、36 g/kg mb,以原料干质量计)。连续灌胃给药4周,研究植物提取物复方对糖尿病小鼠体质量及饮食饮水量、空腹血糖浓度、肝糖原含量、糖化血清蛋白(glucosylated serum protein,GSP)浓度、糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin,GHb)相对含量和抗氧化指标的影响。结果:植物提取物复方中的主要有效成分为南瓜多糖、山药多糖和葛根素,含量分别为(0.93±0.04)、(1.01±0.06)、(0.28±0.01)g/100 g(以原料干质量计)。干预4周后,与模型组相比,植物提取物复方组小鼠体质量、肝糖原含量显著增加,饮食饮水量、空腹血糖浓度、GSP浓度和GHb相对含量明显降低,胰岛素敏感性增强,且高剂量效果优于低剂量。植物提取物复方组较模型组总抗氧化能力和超氧化物歧化酶活力明显升高,丙二醛含量显著降低,表现出改善小鼠氧化应激的作用。结论:南瓜、山药、葛根和桑叶提取物复方能够显著降低四氧嘧啶性糖尿病模型小鼠血糖浓度,有效改善氧化应激状态。

甜叶菊废渣提取物及其主要成分异绿原酸的抗炎作用

目的:研究甜叶菊废渣提取物及其主要成分异绿原酸的抗炎作用。方法:通过建立LPS诱导小鼠单核巨噬细胞(RAW264.7)炎症模型和角叉菜胶致小鼠足部肿胀模型,以一氧化氮(NO)、前列腺素E2(PGE2)、超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)等为检测指标,检测甜叶菊废渣提取物及其主要成分异绿原酸的体内外抗炎作用。结果:体外RAW264.7细胞炎症模型结果显示,甜叶菊废渣提取物及其主要成分异绿原酸均能抑制RAW264.7细胞产生NO,抗炎效果为异绿原酸C≈甜叶菊废渣提取物>异绿原酸A。3种样品对小鼠足肿胀有显著的抑制作用,抑制效果为异绿原酸C>异绿原酸A≈甜叶菊废渣提取物。高剂量的甜叶菊废渣提取物及其主要成分异绿原酸能抑制小鼠肝脏NO的生成,甜叶菊废渣提取物和异绿原酸C可显著降低小鼠血清NO和PGE2含量,且异绿原酸A与异绿原酸C能显著提高小鼠SOD活性并降低MDA含量,减轻机体自由基损伤。3种样品对小鼠肝脏PGE2生成无显著影响。结论:甜叶菊废渣提取物中的异绿原酸类物质具有很好的抗炎效果。

抹茶豆奶工艺探究

以黄豆、抹茶、代糖为主要原料,以感官评分为标准,在食用盐的添加量为0.03%的基础上,采用单因素试验和正交试验确定了抹茶豆奶的最佳工艺条件。结果表明,在黄豆和水的料液比为1∶5(g∶mL)、抹茶的添加量为0.6%、赤藓糖醇的添加量为7%、甜菊糖苷的添加量为3%、黄原胶的添加量为0.03%、羧甲基纤维素的添加量为0.04%以及单,双甘油脂肪酸酯的添加量为0.10%时抹茶豆奶品质最好,其沉淀率为(4.89±0.06)%。在此条件下,抹茶豆奶中茶多酚含量为(861.61±3.33)mg·L^(-1)、咖啡碱含量为(121.82±2.12)mg·L^(-1)、蛋白质含量为(2.02±0.11)%、总固形物含量为(10.70±0.09)%。

醇溶性栀子红色素衍生物的制备及稳定性研究

目的:基于化学改性法制备醇溶性栀子红色素衍生物,并评价其稳定性。方法:采用乙酸酐酯化法制备醇溶性栀子红色素衍生物,确定最佳工艺条件,研究醇溶性栀子红色素衍生物在不同条件下的稳定性。结果:紫外-可见光谱图结果显示:醇溶性栀子红色素衍生物的最大吸收波长为531 nm;制备最佳工艺条件:料液比为水溶性栀子红色素∶乙酸酐=1∶20(m∶V),反应时间4 h,反应温度为室温;醇溶性栀子红色素衍生物可溶于无水乙醇和水中,扩大了溶解范围;醇溶性栀子红色素衍生物在室内散射光、高温、酸性、氧化剂、无Sn2+和Fe2+离子存在条件下稳定性较好。结论:通过化学改性法获得栀子红色素衍生物,其溶解范围扩大。

隔水管充气双梯度钻井充气水深和充气速率研究

为确定隔水管充气双梯度钻井充气水深和充气速率,根据气液两相流漂移流理论,考虑气体流动过程中其体积受隔水管环空压力变化的影响,建立了隔水管环空压力计算微元模型,推导出了隔水管充气双梯度钻井充气速率计算模型,并利用现场试验数据验证了模型计算结果的准确性。以南海某深水井为例,利用所建模型分析了施工参数对隔水管充气双梯度钻井充气水深、泥线处环空压力和充气速率的影响。结果显示:进行隔水管充气双梯度钻井时,在0~300.00 m水深段充气对井底压力的调节效果最明显,反应最迅速;在300.00~1 100.00 m水深段,充气只起到辅助调节井底压力的作用;在水深超过1 100.00 m处充气实现双梯度钻井所需的充气速率非常大;井口回压较小时,通过充气调节海底泥线处隔水管环空压力的效率高。研究结果表明,进行隔水管充气双梯度钻井时,应根据水深选择充气点,合理配置充气管路。

细胞水平评价沙棘粕醇提物的抗衰老功效

本实验以沙棘粕为研究对象,提取得到沙棘粕醇提物(sea buckthorn seed extracts,SBSE),对SBSE进行极性部位划分,得到乙酸乙酯层和萃余水层;对划分部分及SBSE(下称"粗提物")进行活性成分分析、化学水平自由基清除能力测定以及细胞水平过氧化氢酶活力、活性氧含量、基质金属蛋白酶1(matrix metalloproteinase-1,MMP-1)含量和Ⅰ型胶原含量分析。结果表明,粗提物、乙酸乙酯层和萃余水层主要活性成分均为黄酮类、原花青素类和总酚,三者均具有较为显著的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除能力,乙酸乙酯层和萃余水层对羟自由基(·OH)的清除能力显著,粗提物未表现出对·OH的清除效果;3种样品在0.05~5.00 mg/mL范围内,对人皮肤成纤维细胞均未表现出强烈的细胞毒性,细胞活力均在80%以上;3种样品刺激细胞后,其过氧化氢酶活力显著升高,除0.5 mg/mL萃余水层外,其余样品作用后细胞中活性氧水平高度显著降低(P<0.001),其中,粗提物比乙酸乙酯层和萃余水层具有更为优越的促进过氧化氢酶活性和抑制活性氧产生的能力;并且,3种样品特别是粗提物可以显著降低人皮肤成纤维细胞中MMP-1的含量(P<0.05),其细胞中Ⅰ型胶原含量也最高。由结果可知,SBSE具有潜在的抗衰老功效。

黑莓汁树脂降酸工艺研究及其复合果汁制备

基于紫薯糖液可提供一定糖分及其酰基化花色苷可提高花色苷稳定性,研究不同阴离子交换树脂和流速对黑莓汁降酸效果及紫薯糖液对黑莓汁口感的影响,比较黑莓紫薯复合果汁、黑莓汁和紫薯汁在加速贮藏期间花色苷含量的变化,探究紫薯糖液对黑莓汁花色苷稳定性的影响。结果表明,8种树脂对黑莓汁均有不同程度的降酸效果和花色苷、可溶性固形物吸附作用,其中LXZ-67树脂最适于黑莓汁降酸,脱酸率为55.6%,花色苷和可溶性固形物保留率分别为81.4%、87.1%,综合考虑生产效率和花色苷保留率,适宜生产流速为20 BV/h。黑莓汁与紫薯糖液的最佳调配比例为4∶1,此时复合果汁酸甜适口、香气浓郁。加速贮藏期间花色苷降解速率由大到小为黑莓汁>复合果汁>紫薯汁,表明紫薯糖液可提高黑莓汁花色苷稳定性。

玉米黄粉二步酶解制备高F值寡肽的工艺优化

研究玉米黄粉二步酶解制备高F值寡肽的影响因素,优化其工艺参数。结果表明,蛋白酶种类、酶添加量、料液比、pH值、酶解温度和酶解时间对玉米蛋白转化率和活性肽F值产生一定影响。经单因素实验和正交试验设计优化的初次酶解条件为碱性蛋白酶添加量12.5 kU/g (以玉米黄粉质量为基准)、pH值9.0、料液比(g/mL)1∶35,50℃反应3.0 h,此条件下蛋白转化率达到85.61%。以初次酶解液为原料,经单因素实验和正交试验优化的二次酶解条件为复合风味蛋白酶添加量2.7 kU/mL(以玉米黄粉初次酶解液体积为基准)、pH值7.0、酶解温度45℃、反应时间2.5 h。玉米黄粉经二步酶解、活性炭吸附后,样品寡肽得率为35%,F值达到28.30,分子质量为493.46~912.84 Da,高F值寡肽占总含量85%以上。研究结果旨在为玉米黄粉资源综合利用提供理论和技术指导。

精氨酸等物质对紫色红曲菌产Monacolin K及红曲色素的影响

基于前期的非靶向代谢组学研究结果,在红曲菌发酵液原有营养成分的基础上添加精氨酸、L-苹果酸、D-葡萄糖、烟酰胺、α-酮戊二酸、苯丙氨酸、赖氨酸、焦磷酸硫胺素、黄素单核苷酸、L-乳酸等差异代谢物,对发酵第8天和第15天的红曲色素以及Monacolin K的产量进行了分析。结果表明:精氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸以及黄素单核苷酸的添加对Monacolin K产量的提高效果较好,推测氨基酸类物质的添加对Monacolin K产量有促进效果;其中精氨酸添加后效果最为显著,Monacolin K产量约为对照组的2.2~3.7倍。不同含量的烟酰胺对Monacolin K有不同的影响,低含量具有促进作用;而高含量则表现为抑制作用。赖氨酸、苯丙氨酸以及黄素单核苷酸对红曲色素提升效果较好,其中黄素单核苷酸可使红曲色素产量约提高至对照组的1.5~3.0倍。

微生物共培养对植物乳杆菌RX-8合成细菌素的诱导作用

目的:植物乳杆菌RX-8分离自中国传统泡菜,可代谢合成Ⅱb类细菌素plantaricin EF。该细菌素抑菌谱广,加工应用特性良好,有作为天然食品生物防腐剂的巨大潜力,然而,其合成水平较低,工业化生产及应用严重受限。本研究探讨外源微生物共培养作为环境刺激因子,诱导菌株RX-8高效合成plantaricin EF的可行性。方法:基于菌株RX-8代谢产细菌素的现有常规纯培养条件及其主要影响因素,构建低产、不产细菌素的纯培养模型体系,分别添加16株不同发酵食品来源菌株进行共培养,通过测定共培养前、后代谢所产细菌素的抑菌活性,筛选最佳共培养诱导菌株及其条件。对比分析诱导菌株不同处理菌体细胞及发酵上清液的诱导作用,初步推测起诱导作用的物质类型。结果:添加谷物醋来源的枯草芽孢杆菌BS-15共培养,可在低产、不产及常规培养体系中均表现显著诱导作用(P<0.01)。该菌株与植物乳杆菌RX-8共培养的最佳接种比例是10∶1、接种浓度分别是108CFU/mL和107CFU/mL。推测诱导作用是由菌株BS-15分泌产生的蛋白类物质所引起。结论:确定存在的特定微生物可以诱导细菌素plantaricin EF高效分泌表达,微生物共培养可作为提高乳酸菌细菌素产量的重要技术手段。

天然蓝色花色苷-亚铁螯合物的制备及稳定性研究

为缓解天然蓝色素资源稀缺的现状,本研究选择花色苷和Fe^(2+)为原料制备花色苷-Fe^(2+)螯合物,并采用酸性(pH=3.0)模拟饮料体系,评估其作为天然蓝色素的可行性,以及在储藏和热处理条件下的颜色稳定性。结果表明:以花色苷与Fe^(2+)摩尔比为1∶350制备的花色苷-Fe^(2+)螯合物颜色呈蓝紫色,其降解遵循一级反应动力学(R^(2)>0.80)。黑暗储藏14 d,花色苷-Fe^(2+)螯合物在4℃的颜色稳定性优于20℃,通过添加黄原胶能提高花色苷-Fe^(2+)螯合物的半衰期和活化能,进而减缓降解和蓝色损失。然而,热处理过程中,花色苷-Fe^(2+)螯合物的热稳定性较差,高温加速花色苷-Fe^(2+)螯合物降解。总之,花色苷-Fe^(2+)螯合物作为天然食用蓝色素,有较好的应用潜力,在低温食品加工和储藏中表现出较好的稳定性。