酶催化固碳过程及其强化技术研究进展

全球范围迅猛发展的工业生产导致温室气体CO_(2)的排放,引发人们对全球气候变化的普遍关切。在发展清洁能源、工业流程再造等减少碳排放的同时,开发高效、经济的CO_(2)捕集、利用与储存(CCUS)技术显得尤为迫切。本文基于CO_(2)资源化利用的目的,对生物体外酶催化固碳过程及其强化技术的研究进展进行综述。首先,介绍了CO_(2)转化过程中涉及的关键催化酶及其优化,阐述了CO_(2)资源化利用的具体策略,涵盖了将CO_(2)催化转化为甲酸、甲醇、甲烷、淀粉以及L-乳酸、丙酮酸等特定产物分子。进而,重点阐述了辅因子的原位再生、酶的固定化、反应系统的优化设计、反应条件优化(pH、温度、底物浓度)以及产物原位分离等技术对CO_(2)生物酶催化反应过程的强化,实现CO_(2)的高效固定与资源化利用。旨在通过多方面交叉论述,为生物酶催化过程及路线设计包括固定化酶催化剂的制备、反应器选择设计与开发、酶催化过程调控、高值化产品定向合成等提供有益的启发和思考。最后,总结了酶催化固碳过程存在的问题和挑战,并对其未来值得研究的方向进行了展望。

中国南北方植物对土壤加固机制的差异性

为深入分析植物对土壤加固的影响效益和机制,该研究选取重庆缙云山地区和陕西延安黄土丘陵区种植一年的乔木(火炬树、榆树)和灌木(荆条、酸枣),测定其根系形态、力学参数和土壤的抗剪强度,通过RBMw模型计算根系固土效益,综合评估不同植物的固土效能和贡献度。结果表明:2地种植的物种平均根直径的差异不显著(P>0.05),重庆种植的乔木(火炬树、榆树)的根长、分叉数和根尖数显著高于延安,灌木未出现显著差异(P<0.05)。根系的抗拉强度与直径都符合负幂函数关系,其中平均抗拉强度最大的为荆条。除荆条外,同种植物根系的抗拉强度并未因不同地区的种植产生显著差异。4个植物种根系的固土效率为0.65~4.12 kPa,各物种间存在显著差异(P<0.05)。重庆2种乔木种植下的根土复合体有效黏聚力高于裸地(约10%),灌木种植下则普遍略低于裸地。除酸枣外,种植于重庆的4种植物的根系固土作用和效率都显著的高于延安(P<0.05)。研究结果可为不同地区固土护坡的树种选择提供理论依据。

边坡工程与堤坝工程研究进展

边坡稳定性问题是土力学的三大经典问题之一,由于其受地质、环境等复杂因素影响始终无法完全解决。近年来,随着我国交通强国、一带一路及西部大开发等国家战略的相继实施和推进,土木、交通、水利等领域中的边坡工程与堤坝工程又面临许多新的难题和挑战。该文简要评述边坡工程与堤坝工程的国内外研究现状,主要包括三个方面:边坡稳定性理论与方法、堤坝灾害机理与分析方法以及边坡和堤坝工程加固技术,重点探讨土坡与堤坝的破坏机理、灾变数值模拟方法、稳定性分析理论与安全评价等研究的最新进展,并展望未来研究方向。随着地质学、地震学、土壤学、生物学、计算力学、人工智能等学科发展,交叉学科的互融共通将有力促进土坡工程与堤坝工程的科技进步。

飞翼布局飞行器研究现状分析

对飞翼布局飞行器的发展脉络进行了梳理,涵盖了从其早期的进化史到现阶段的研究进展,并对未来的发展方向进行了思考和展望。同时,论述了飞翼布局飞行器的几个主要控制难点,具体包括:宽速域非线性状态下的姿态控制问题、多效应耦合下的高精度自主起降控制问题、气动模型近似及强扰动状态下的鲁棒控制难题,以及因多舵面冗余而引起的控制分配问题。此外,还深入讨论了当前重点研究的飞翼布局飞行器的流动控制问题,并对接下来主动流动控制技术的研究动向进行了阐述。

不同风场中特高压换流站阀厅屋盖风压特性试验研究

特高压(ultra high voltage,UHV)换流站阀厅的金属屋面系统在风荷载作用下易发生屋面表层风揭事故。为深入探讨该类建筑屋面的风压极值特性,基于风洞试验分别探讨了大气边界层(atmospheric-boundary-layer,ABL)风、壁面射流、均匀湍流三种风场作用下的屋面风压特性,比较了平均风剖面、风速、风向、湍流强度等因素对屋面风压的影响。结果表明:阀厅屋盖迎风前缘负风压最大,且控制风向角在45°左右;壁面射流风场下平均风压系数与脉动风压系数均超过大气边界层风场的结果;风速对阀厅屋盖的负风压系数均值和极值影响较小,而湍流度对风压系数的极值影响较大;大气边界风场时,JGJ/T 481—2019《屋盖结构风荷载标准》的最不利风压系数建议值偏于安全;而在壁面射流风场下,阀厅屋盖全风向最不利风压系数在所有区域都大于JGJ/T 481—2019的建议值,设计中应加以重视。

藤黄健骨胶囊对PMOP大鼠RANKL/c-Fos/NFATc1通路的影响

目的探讨免疫调节分子IL-33对绝经后骨质疏松症(postmenopausal osteoporosis,PMOP)模型鼠RANKL/c-Fos/NFATc1信号轴的调控作用及藤黄健骨胶囊(Tenghuang Jiangu capsule,TJC)的干预机制。方法构建PMOP大鼠模型,设置假手术组、PMOP模型组、阳性对照组(0.09 mg/kg)和TJC高、中、低剂量组(0.36、0.18、0.09 g/kg),灌胃给药,每天1次,持续8周。从大鼠末次给药后体质量、骨密度(bone mineral density,BMD)及股骨组织微结构等方面评价TJC的疗效;通过ELISA分析TJC对大鼠血清免疫调节因子IL-33、IL-1、IL-31变化;运用qPCR和Western blotting分析TJC对大鼠股骨OPG、RANKL、RANK、c-Fos、NFATc1表达量的影响。结果与假手术组相比,PMOP模型组大鼠的体质量、骨髓脂肪组织相对面积(relative area of bone marrow adipose tissue,BMAT),IL-1、IL-31变化,RANKL、RANK、c-Fos、NFATc1的表达均出现了明显升高的趋势,而BMD、IL-33变化、OPG的表达则出现了明显下降的趋势(P<0.01);与PMOP模型组相比,TJC高剂量组大鼠体质量出现显著下降趋势、IL-33变化出现显著升高趋势(P<0.01),TJC中、高剂量组大鼠BMAT、RANK的表达出现显著下降趋势、OPG的表达出现显著升高趋势(P<0.05或P<0.01),TJC各剂量组大鼠IL-1、IL-31变化,RANKL、c-Fos、NFATc1出现显著降低趋势,BMD出现显著增加趋势(P<0.05或P<0.01)。结论TJC能够提高PMOP大鼠免疫调控分子IL-33含量,抑制免疫调控分子IL-1、IL-31含量和破骨细胞分化标志分子NFATc1的表达,其机制可能与RANKL/c-Fos/NFATc1抑制骨代谢通路密切相关。

红外通信特性实验中用解析解计算材料的光学常数

在红外通信特性实验中测量材料的光学常数,可以通过测量反射率和透射率来获得,但现有的近似求解方法存在误差,并因此导致实验只能测量衰减很小或者很大的材料。针对此问题,通过求解关于待测量的方程组得到其解析解,由解析解可直接计算材料的消光系数、衰减系数和折射率,改进的计算方法具有更大的普适性。

基于三维点云的采后香蕉表征褐变定量评估方法

【目的】研究采后香蕉的表征褐变并评估其衰老程度对香蕉保鲜管理至关重要,本研究致力于解决传统人工测量香蕉表征褐变存在的劳动强度大、效率低下的问题。【方法】提出一种基于三维点云的采后香蕉表征褐变过程定量评估方法。首先利用三维扫描仪获取香蕉的三维点云模型,重构出香蕉的几何模型;然后使用欧式聚类对香蕉几何模型进行点云滤波降噪处理;再结合图像阈值分割法与散点轮廓算法(Alpha Shapes)求出香蕉的体积、表面积和黑斑面积;最后利用傅里叶函数对香蕉表面黑斑变化过程进行模拟,确定香蕉表征褐变过程的评估模型。设计本算法与溢水法测量实际香蕉体积、手绘测量面积的对比试验。【结果】拟合香蕉的生长函数,回归直线对观测值的拟合程度R2=0.9816>0.75,验证了算法的有效性。对比试验结果表明,本算法与实际测量值的平均相对误差小于1%,验证了该算法的准确性和可行性。【结论】本研究可为香蕉的保鲜管理提供数据及技术支撑。

基于工程教育专业认证的化工专业课程教学改革与实践——以滁州学院为例

深化专业课程教育教学改革,培养大学生的创新精神、职业素养和工程实践能力,是地方本科院校普遍面临的难点问题。以滁州学院为例,介绍了该校化学工程与工艺专业教师团队将工程教育专业认证和学习产出教育(outcomes based education,OBE)理念融入专业课程改革,并从教育教学改革理念与思路、课程思政育人模式、课程内容体系设计、教学方法改革及教学考评方式5个方面采取的具体举措。结果表明:上述措施有利于知识传授和价值塑造互融互通,提升地方院校化工专业人才的工程实践能力。

恶性肿瘤同步放化疗患者的营养状况及其影响因素

目的调查恶性肿瘤同步放化疗患者营养状况并分析其影响因素。方法以自设问卷方式收集2019年3-5月于北京大学肿瘤医院行同步放化疗恶性肿瘤患者的相关临床资料。采用患者参与主观整体评估量表(PG-SGA)评估患者的营养状况,并分析其影响因素。结果共收回有效问卷150份。150例患者的PG-SGA评分中位数为6.0(3.0,11.0)分。56例(37.3%)患者重度营养不良,49例(32.7%)患者中度营养不良。单因素分析显示,老年、食管癌或头颈部肿瘤、Ⅳ期、放疗次数>15次、化疗次数>4次、紫杉醇+铂或铂类单药治疗方案是患者营养不良的影响因素(Z=-3.839~-2.087,P<0.05)。二元logistic回归分析显示,老年、食管癌或头颈部肿瘤、放疗次数>15次是患者重度营养不良的独立危险因素(P<0.05)。结论恶性肿瘤同步放化疗患者营养不良比例高,尤其是老年、食管癌或头颈部肿瘤、同步放化疗后期患者。医务人员应动态评估、监测患者营养状况,并及时干预。

基于层次分析法的黑龙江省区域水资源承载力研究

为探究区域水资源承载力影响因素及时空演变趋势,以2012—2021年黑龙江省13个地区指标数据为例进行标准化处理,基于PSR模型、层次分析法结合的算法,构建水资源承载力评价模型并进行综合性分析。结果表明:黑龙江省水资源承载力强度排序为大兴安岭(3.472)>黑河(3.306)>齐齐哈尔(3.271)>绥化(3.144)>伊春(3.100)>鸡西(3.014)>佳木斯(3.006)>牡丹江(2.986)>大庆(2.868)>鹤岗(2.825)>七台河(2.796)>哈尔滨(2.493)>双鸭山(2.391);采用自然断点法划分等级,大兴安岭水资源承载力最高,双鸭山水资源承载力最低,总体时空分布呈现由东南向西北逐渐增强的态势。

不同等级径山茶特征香气成分分析

为深入探究不同等级径山茶的香气差异,采用搅拌棒吸附萃取-气相色谱-质谱-联用技术(SBSE-GC-MS)、顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)以及气相色谱-嗅闻分析技术(GC-O)对特级、一级、二级、三级径山茶的挥发性物质进行分析。从4个等级的径山茶中共鉴定出161种挥发性化合物。通过主成分分析(PCA)和聚类分析(HCA)揭示了不同等级的径山茶之间的差异。运用正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)的变量投影重要性(VIP)确定不同等级茶叶样品间的候选差异挥发物并通过相对香气活度值(ROAV)和GC-O的分析进一步对差异化合物进行筛选。18种挥发性化合物,芳樟醇、香叶醇、吲哚、(Z)-茉莉酮、二甲基硫醚等物质被鉴定为不同等级径山茶的关键差异挥发性化合物。其中,二氢芳樟醇、茉莉酸甲酯和吲哚在特级径山茶样品中的含量显著高于其他等级,并与(Z)-茉莉酮、δ-癸内酯和1-辛烯-3-醇等香气活性物质共同构成了特级径山茶样品中清花香的特征香气品质。本研究揭示了不同等级径山茶的特征性挥发物具有显著差异,从化学计量学和多元统计分析的角度为绿茶的等级区分提供参考。

预测肾脏血管平滑肌脂肪瘤自发性破裂出血风险列线图模型的建立与评价

目的 建立并评价预测肾脏血管平滑肌脂肪瘤(RAML)自发性破裂出血的风险模型,帮助临床更好地评估患者疫情与应对风险。方法 回顾性分析新疆医科大学第一附属医院泌尿外科2018年1月-2022年12月诊断为RAML的436例患者资料,根据纳入排除标准最终有216例患者被纳入研究,根据是否破裂出血分为非破裂出血组(181例)和破裂出血组(35例)。采用单因素和多因素分析影响RAML自发性破裂出血的影响因素并根据R语言建立列线图模型,使用Calibration曲线和受试者工作特征曲线(ROC)线下面积(AUC)对模型进行评价。结果 研究发现临床表现、肿瘤直径、肿瘤外凸率、肿瘤血供、是否合并结节性硬化症(TSC)与破裂出血显著相关(P<0.05),建立的列线图Calibration曲线拟合度较好,AUC线下面积为0.956(95%CI:0.856~0.943),表明该模型具有良好的判别力。结论 本研究建立的列线图模型可以帮助临床较好地预测RAML自发性破裂出血的风险。

小麦中miR164的靶基因鉴定及其在衰老过程中的表达

miR164是植物中一种重要的非编码RNA,对植物的生长发育具有重要作用。为了解miR164靶基因与小麦衰老的关系,本研究通过在线软件对小麦中miR164家族成员进行了鉴定并对其进行生物信息学和表达分析。结果表明,从小麦中共鉴定出13个miR164家族成员,其不均匀分布在9条染色体上。系统进化分析表明,13个小麦miR164与同属于禾本科单子叶植物的水稻亲缘关系较近。13个Tae-miR164均能形成稳定的二级结构,成熟序列碱基具有高保守性,仅有3个Tae-miR164成员在第21位存在差异,成熟序列产生于前体中具有碱基高保守性的第1~21位。Tae-miR164的靶基因中,有18个为NAC转录因子,占所有靶基因总数的75%,表明Tae-miR164的主要靶基因为NAC转录因子。Tae-miR164家族成员在小麦叶片中的表达量明显高于其他组织;在小麦叶片衰老过程中,与其他Tae-miR164靶基因相比,有3个Tae-miR164靶基因表达差异显著,其ID分别为TraesCS4A02G225100、TraesCS5B02G054800和TraesCS5A02G04910,其中TraesCS5A02G04910为NAC转录因子,推测NAC转录因子与小麦叶片衰老密切相关。比较不同物种中miR164家族成员数量,发现miR164家族成员数量与物种基因组大小和物种亲缘关系无关。

缙云山4种植物幼苗氮磷含量及生态化学计量特征对模拟酸雨的响应

为研究酸雨对植物幼苗氮(N)、磷(P)含量及生态化学计量特征,探讨植物养分及其化学计量之间的关系及对酸雨的响应。以1年生杉木、马尾松、香樟和毛竹幼苗为研究对象,于2021年5月在重庆缙云山,设置pH值7.0(对照)、4.5、3.5和2.5共4个处理,分别记为CK、pH4.5、pH3.5和pH2.5,进行为期4个月的原位模拟酸雨喷洒试验,分析不同植物幼苗N、P含量及其化学计量比。结果表明:不同浓度酸雨下,杉木、马尾松、香樟和毛竹4种植物叶的N、P含量大于根和茎;不同树种和不同器官的N含量对酸雨淋溶的响应不同,杉木和香樟幼苗的根和叶N含量对酸雨处理响应敏感系数高于茎。在pH3.5和pH4.5时,杉木和马尾松为N限制,毛竹在pH3.5时为N限制,而香樟在pH3.5和pH4.5时为P限制,不同酸雨浓度对植物各器官N:P计量特征存在不同影响,影响植物幼苗N、P含量平衡;杉木、马尾松、香樟和毛竹根N、P含量之间呈正相关,N、P含量表现出一定的比例组成和协调关系。不同植物对于酸雨处理的响应不同,植物营养元素含量及其在各个器官间的分配与植物自身形态结构特点和外界环境变化特征有关。

重庆缙云山马尾松和润楠径向生长的酸雨响应

【目的】探究南方典型酸雨区树木生长的酸雨响应,为明晰酸雨对森林生态系统的影响提供科学依据。【方法】以重庆缙云山优势树种马尾松和润楠为研究对象,采用树轮气候学方法,分别采集马尾松40株和润楠35株建立树轮宽度年表,计算胸径断面积增长量,分析马尾松和润楠的生长趋势及其对酸雨因子的响应。【结果】1)马尾松和润楠标准年表的样本总体代表性分别为0.942和0.869,马尾松标准年表的样本总体代表性、平均敏感度、一阶自相关和第一主成分解释量均大于润楠;2)1961—2020年马尾松和润楠生长均曾受酸雨抑制,其中马尾松生长受抑制时间长于润楠,但均在2010年后出现生长恢复;3)缙云山酸雨类型从硫酸型过渡到硫酸-硝酸混合型,平均气温和降水量不是近20年树木生长的主要限制因子;马尾松和润楠径向生长与降雨pH呈显著正相关(P<0.05),与降雨中SO_(4)^(2-)浓度呈显著负相关(P<0.05);润楠径向生长与降雨中NO_(3)^(-)浓度呈显著负相关(P<0.05),马尾松径向生长与降雨中NH_(4)^(+)浓度呈显著负相关(P<0.05);4)多元线性逐步回归模型表明,年尺度的降雨SO_(4)^(2-)浓度和NO_(3)^(-)浓度分别对马尾松和润楠径向生长有极显著负面影响(P<0.01),分别可解释65.5%和29.5%的生长变异。【结论】酸雨中SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-)浓度是缙云山地区树木生长的主要限制因子,利用树轮研究酸雨对树木生长的影响具有很大潜力。

头颈部恶性肿瘤放疗患者接受管饲的促进及障碍因素研究

目的了解头颈部恶性肿瘤放疗患者接受管饲的促进和障碍因素,为医护人员制订提高患者管饲接受度的干预措施提供参考。方法通过目的抽样纳入患者、家属及医务人员进行半结构化访谈,采用定向内容分析法结合健康信念模式进行资料提取与分析。结果共20名受访者,提取出3个促进因素(感知到未来症状严重、获知管饲的益处、获得提示因素)和4个障碍因素(感知到的威胁较小、感知到障碍、缺乏自我效能、缺乏相关知识)。结论未来医护人员应指导患者和家属树立正确的健康信念、加强相关知识培训,增强其自我效能,提高患者管饲意愿。

保留肾单位手术治疗巨大肾错构瘤的疗效观察

目的观察保留肾单位手术治疗巨大肾错构瘤的疗效。方法收集2015年1月至2022年6月于新疆医科大学第一附属医院泌尿外科中心行保留肾单位手术的35例巨大肾错构瘤患者的临床资料,均在通过经腹途径开放手术或腹腔镜手术切除肿瘤的同时保留足够多的肾实质,对患者的手术疗效进行总结分析。结果35例手术均顺利完成,腹腔镜手术者无中转开放手术,无破裂出血。手术时间为65~265(139.82±54.94)min,出血量为20~1100(279.72±310.42)mL。22例开放手术冷缺血时间为15~65(36.43±13.92)min,13例腹腔镜手术热缺血时间为20~40(26.47±4.96)min。术后3~5 d内复查血肌酐为36~110(69.99±17.54)μmol/L。术后拔管时间为3~11(4.84±1.63)d,术后住院时间为4~12(6.71±1.73)d,术后有18例行肾脏发射计算机断层扫描(ECT)分肾功能检查,患侧肾脏肾小球滤过率(GFR)为28.7~57.6(37.38±8.15)mL·min^(-1)·(1.73 m^(2))-1。术后随访3~87(46.16±26.97)个月,肾功能均正常且未见肿瘤复发。结论保留肾单位手术治疗巨大肾错构瘤在技术成熟的医疗中心是安全可行的。

结合评估奖惩机制和邻域动态退化的协同蚁群算法

针对蚁群算法在求解旅行商问题中出现收敛速度慢以及易陷入局部最优等问题,提出一种结合评估奖惩机制和邻域动态退化的协同蚁群算法。根据路径评估值将路径划分为活跃路径和舍弃路径,以路径评估值作为权重对两类路径采取不同的信息素奖惩策略,加快算法的收敛速度。采用邻域动态退化策略,利用邻域半径将城市集分为探索区和退化区,自适应缩小蚂蚁的搜索范围,通过保留概率动态保留部分退化区中的城市,结合探索区中的城市一并计算状态转移概率,平衡算法的收敛速度和种群的多样性。采取种间协同进化机制,根据Tanimoto相关系数确定种群间的交互周期,并在算法的不同阶段选择合适的交互方式帮助算法跳出局部最优,提高算法的求解精度,达到种群间有效交流的目的。

低临界胶束浓度PEGMA-b-PCL的制备及其药物缓释性能

以ε-己内酯(ε-CL)为疏水链段、聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(PEGMA)为亲水链段、4-氰基-4-[(十二烷基硫烷基硫代羰基)硫烷基]戊醇(CDPA)为可逆加成-断裂链转移(RAFT)试剂、甲苯为溶剂,在N_(2)氛围、80℃、反应24 h的条件下,通过RAFT聚合法制备了两嵌段共聚物(PEGMA-b-PCL)。将其自组装为胶束,作为纳米药物载体用于负载姜黄素(Cur)。采用FTIR、^(1)HNMR、GPC、SEM、DLS对PEGMA-b-PCL进行了表征,测试了胶束载体的载药和释药性能。结果表明,两嵌段共聚物数均相对分子质量范围为1478~7318,其具有较低的临界胶束浓度(在pH=5.0~7.4,范围为0.920~1.600 mg/L)。胶束载体粒径范围为68.34~186.93 nm。当n(CDPA)∶n(ε-CL)=1∶200时,胶束载药率和包封率最高,可达12.05%±0.29%和75.26%±2.41%。在不同pH环境下,药物缓释性能可达15 d,其中pH=5.0时的累积释药率最高,可达38.20%。