广义Gauss-Markov模型参数估计的效率退化边界分析

广义最小二乘估计(Generalized least squares estimation,GLSE)是最佳线性无偏估计,却有计算复杂高和依赖未知信息的局限性,使得普通最小二乘估计(Ordinary least squares estimation,OLSE)经常成为应用的无奈之选。本文探讨该现象背后的三个循序渐进的理论问题:第一,GLSE的退化问题,给出GLSE完全退化为OLSE的充要条件;第二,退化的分类问题,依据设计矩阵和误差协方差阵的结构把退化现象分为三类,并给出典型的退化特例;第三,不完全退化问题,研讨导致效率退化的因素,刻画效率曲线和效率曲面,最后给出效率不低于95%的退化边界。效率退化和边界分析的潜在应用价值主要包括两方面:第一,为进一步优化试验方案提供效率视角和反馈信息;第二,为设计更简洁更可靠的算法提供理论依据。

融合魏斯氏菌P2胞外多糖对巨噬细胞RAW264.7增殖及免疫调节活性的影响

以乳酸菌融合魏斯氏菌(Weissella confusa,W.confusa)P2为出发菌株,通过去菌体、去蛋白、乙醇沉淀和凝胶过滤层析等步骤从发酵液中获得纯胞外多糖(Exopolysaccharides,EPS),并以巨噬细胞RAW264.7为模型,采用CCK-8(Cell counting kit-8)法、中性红实验和细胞因子试剂盒探究W.confusa P2 EPS的体外免疫调节活性。结果表明,W.confusa P2 EPS可以显著促进巨噬细胞的增殖,提升巨噬细胞的吞噬能力和释放NO的能力,并在生物量水平上提高巨噬细胞中白介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)、白介素-8(Interleukin-8,IL-8)和白介素-10(Interleukin-10,IL-10)细胞因子的含量,但不能提高单核细胞趋化蛋白-1(Monocyte chemotactic protein-1,MCP-1)和白介素-6(Interleukin-6,IL-6)细胞因子的含量,说明W.confusa P2 EPS具有良好的免疫调节能力。本研究结果可为W.confusa P2 EPS的构效关系研究和免疫产品开发提供理论基础。

根内根孢囊霉对连作大豆苗期植株生长发育的影响

以非转基因型大豆品种黑农48(病害敏感型的高蛋白品种)作为试验材料,以根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,R.intraradices)为试验菌剂分别接种于大豆连作1年和非连作的大田土壤中,采用碱解离-酸性品红染色法和形态观测法测定根内根孢囊霉对连作苗期大豆根系丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌侵染率、植株株高及茎粗的影响。结果显示,未施加根内根孢囊霉菌剂的大豆,连作导致AM真菌侵染率增高,株高和茎粗降低。而接种根内根孢囊霉的大豆,AM真菌侵染率、株高和茎粗均显著提高,表明根内根孢囊霉对连作大豆苗期植株生长发育具有一定促进作用。本研究为AM真菌的田间应用及提升黑龙江绿色大豆生产地位提供了理论依据。

不同形貌Co_(3)O_(4)的控制合成及其催化氧化甲苯性能

采用溶剂热方法控制合成了一系列具有球状、蝴蝶结状和块状的Co_(3)O_(4)催化剂,并评价其催化氧化消除甲苯的性能。通过X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy,SEM)、H2程序升温还原(H2-temperature programmed reduction,H2-TPR)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)等方法表征了这些催化剂的结构和表面性质,探讨其形貌结构与活性的关系。研究结果表明,在质量体积空速为40000 mL·g^(-1)·h^(-1)的条件下,所制备的具有不同形貌的三种催化剂中,球状Co_(3)O_(4)催化剂活性最佳,可以在246℃时使甲苯达到90%的转化(T_(90)),而蝴蝶结状和块状催化剂催化甲苯转化的T_(90)分别为250和263℃。而且球状Co_(3)O_(4)催化剂在250℃时,甲苯转化率可以在12 h内保持稳定。表征结果表明,在三种同为尖晶石相的Co_(3)O_(4)催化剂中,球状样品表面的Co3+和晶格氧含量最高,且其氧化能力最强,这可能是该样品具有优异催化氧化甲苯活性的原因。

黑木耳黑色素酸奶的研制及其抗氧化活性

黑色素作为黑木耳主要生物活性成分之一,具有较强的抗氧化性能。在酸奶中添加了黑木耳黑色素,进行了工艺优化,包括单因素及正交试验。获得的最佳制备工艺参数为:黑木耳黑色素添加量10%、菌种添加量10%、发酵时间5.0 h。用此工艺参数制得的酸奶色泽正常,呈淡灰色,组织状态均匀细腻,奶香浓郁,酸甜比例适宜,感官评分为95分。同时,测得其黏稠度为74.23 g,储藏期为13 d,抗氧化能力及乳酸菌总数指标也均高于未加黑木耳黑色素的酸奶。该酸奶营养丰富,有更高的保健功能和饮用价值,增加了人们对市售酸奶的选择。

菜豆炭疽病病原鉴定及研究

为了确定黑龙江省哈尔滨市呼兰区导致菜豆炭疽病的病原菌种类,通过分离培养得到了菌株WZL01,通过形态学和分子生物学的综合鉴定确定该菌株为炭疽菌(Colletotrichum spaethianum,C.spaethianum)。利用菌丝生长法和镜检法对该菌株进行了生物学特性研究,该菌株适宜在25~30℃、pH=6~8及黑暗条件下生长,适宜的培养基为马铃薯葡萄糖琼脂(Potato dextrose ager,PDA)和菜豆叶培养基,适宜的碳源为麦芽糖,适宜的氮源为硫酸铵。在室内进行了杀菌剂毒力测定,多菌灵等8种杀菌剂对该菌都有抑制作用,其中40%苯醚甲环唑和50%多菌灵的半效应浓度(Median effect concentration,EC50)值较小,分别为0.0318和0.4813,抑制效果较好。本研究明确了黑龙江省哈尔滨市呼兰区菜豆种植区菜豆炭疽病的病原菌、生物学特性和适用化学药剂,为今后当地抗病品种筛选及田间防治奠定了基础。

H_(2)O_(2)氧化-荧光法定量检测黑木耳黑色素

建立一种测定黑木耳黑色素含量的系统方法——H_(2)O_(2)氧化-荧光法,并测定了黑木耳黑色素含量。筛选了黑木耳黑色素氧化后产生的荧光的测定条件,并对检出限、精密度、稳定性和加标回收实验进行了评价。黑木耳黑色素的最佳激发波长为340 nm,发射波长为460 nm。当NaOH浓度为0.15 mol·L^(-1)、H_(2)O_(2)浓度为10%、氧化温度为60℃、氧化最佳时间为1.5 h、超声时间为40 min时,黑色素浓度在200~1200μg·mL^(-1)与荧光强度呈良好的线性关系,线性回归方程的R^(2)=0.9960,检出限为0.92μg·mL^(-1),平均回收率为102.75%,稳定性和精密度分别为1.19%和1.29%,黑木耳中黑色素含量为2.10%。以上结果表明,H_(2)O_(2)氧化-荧光法可以准确、简便地定量黑木耳中的黑色素。

强化低温、低碳氮比污水脱氮的优势菌特性

低温、低碳氮比(BOD5/TN)污水的有效脱氮一直是北方城镇污水处理厂亟待解决的难题。对从哈尔滨地区低温(4~6℃)地下水中筛选获得的优势菌Y24-6进行研究,初步鉴定其为假单胞菌属(Pseudomonas),研究发现菌株Y24-6在自养条件下对硝酸盐去除率为(24.00±1.24)%。通过分析Pseudomonas sp.Y24-6对NO_(3)^(-)-N的去除过程,发现其在2 h内对硝酸盐的去除速率最高,为25.91 mg·L^(-1)·h^(-1)。基因组(序列号:JACBXG000000000)分析结果表明,菌株Y24-6通过CsrA、GlnL、GlnK和GlnA信号蛋白调控菌株的碳、氮代谢,且其中存在CO_(2)固定的关键酶基因(ppc和icd),在有机碳源不足时可通过固定环境中的CO_(2)来去除NO_(3)^(-)-N。将菌株Y24-6固定在S3型填料,24 h后每个填料可形成的菌量为(7.3±3.7)mg。用固定化的菌株Y24-6处理BOD5/TN<1、4℃的实际污水,TN的去除率平均为(34.55±0.09)%,对低温低碳氮比污水处理效果显著,本研究结果为寒区城镇污水冬季脱氮提供了参考依据。

改进YOLOv5的遥感图像目标检测

针对基于YOLOv5算法的小目标的检测精度低、密集目标识别效果差的问题,提出了一种改进YOLOv5目标检测框架。YOLOv5的主干网络加入卷积块注意力模块(Convolutional block attention module,CBAM)可提高特征提取能力,增强网络对图像纹理的感知能力,使小目标获取更多关注。为了解决密集目标检测的漏检问题,YOLOv5的颈部网络使用加权双向特征网络(Bidirectional feature pyramid network,BiFPN)替代原有的像素聚合网络(Path aggregation network,PAN),通过权值共享的方式实现多尺度特征融合。采用EIoU作为模型的边界框回归损失函数,提高了边界框回归性能,加快网络收敛速度。在DOTA数据集上,实验验证了YOLOv5的改进结果,此方法的mAP为80.0%,能够检测更多的目标,相较于YOLOv5,改进YOLOv5的mAP提升了5.2%。

基于磁流体填充微腔结构的光纤磁场矢量传感器

研制了一种基于磁流体填充的微腔式马赫-曾德干涉仪(Mach-Zehnder interferometer,MZI)结构的高灵敏的光纤磁场矢量传感器。采用大错位熔接三段单模光纤形成开腔结构,便于将磁流体注入传感器的开腔中,将MZI传感器封装在注有稀释磁流体的玻璃毛细管制成磁场传感器。由于磁流体的折射率会随着施加磁场的变化而改变,MZI的传输光谱会相应发生漂移。通过监测传输光谱的波长漂移,可以检测磁场强度。实验结果表明,具有轴向不对称结构的开腔式MZI传感器具有测量磁场的能力,在3.0~10.0 mT的磁场范围内灵敏度高达-5.51 nm/mT。该MZI磁场传感器由于其灵敏度高、结构紧凑、成本低的优点,适用于磁场测量。

黑木耳单孢杂交菌株筛选与灰色关联度分析

为了提高黑木耳品质、创造兼具优良产量和较高商品性的新品种,选择子实体差异较大的两株黑木耳菌株西藏6号和黑丰作为杂交亲本。采用单孢杂交方法选育优良的杂交子代,测量记录农艺学性状,通过灰色关联度和感官评价进行分析筛选。最终筛选出一株优良的杂交子代菌株a7d9,该菌株每袋干重58.33 g、干湿比13.62、单耳片鲜重5.14 g、子实体厚度1.35 mm、子实体最大直径59.25 mm、生物学效率99.31%、感官评价7.05分。杂交菌株a7d9产量较双亲菌株具有明显优势,农艺学性状加权关联系数要高于双亲菌株,感官评价较好,商品性强,具有开发为新品种的潜力。解决了双亲菌株部分性状较差问题,实现菌株改良,增加黑木耳优良菌株多样性,提高了经济效益。

基于重影卷积的轻量化遥感图像超分辨重建

为了解决基于深度学习的遥感图像超分辨率重建算法模型复杂度高、纹理细节重建不准确的问题,本文提出了基于重影卷积的信息多蒸馏网络。采用重影卷积(Ghost convolution)代替传统卷积消除冗余,降低模型复杂度;通过引入改进的高频注意力块(Improved high-frequency attention block,IHFAB)提高网络对图像中高频成分的特征捕获能力,优化网络对纹理轮廓等细节的重建能力。实验结果表明,本文提出的方法相较于残差特征蒸馏网络(Residual feature distillation network,RFDN)等参数量明显降低,相较于蓝图可分离残差网络(Blueprint separable residual network,BSRN),在2倍、3倍和4倍放大下峰值信噪比分别提升0.33、0.30和0.11 dB,结构相似度分别提升0.017、0.005和0.007。

可兼容四种March系列算法的PMBIST电路设计

存储器是系统级芯片(System on chip,SoC)中最重要的组成部分之一,也是最容易出现故障的部件。存储器故障可能会导致整个SoC失效,对存储器进行充分的测试和验证是至关重要的。目前,主流的存储器测试方法是采用存储器内建自测试(Memory build-in-self test,MBIST)技术,传统的可测性技术采用单一的测试算法进行测试,为了满足不同类型存储器的测试需求以及不同工艺制造阶段的测试强度,需要使用不同类型的测试算法进行测试。结合存储器常见的故障模型以及多种测试算法,设计了具有较高灵活性和可扩展性的可编程存储器内建自测试(Programmable memory built-in-self test,PMBIST)电路,可兼容四种不同的March系列算法进行存储器内建自测试,采用寄存器传输语言(Reigster transfer language,RTL)级代码的编写方式,针对静态随机存储器(Static random-access memory,SRAM)采用不同March系列测试算法进行仿真,并以常用的March C+算法为例进行说明。仿真结果表明,所设计的PMBIST电路可对四种不同的March算法进行测试,满足不同类型存储器的内建自测试需求。

变温域纤维增强复合材料的损伤定位研究

纤维增强复合材料因其轻质高强、易成型和可设计性强等优异性能,成为众多工程结构用材首选,然而其结构易产生多种形式损伤,降低了材料的可靠性和安全性,故对复合材料进行实时健康监测及损伤定位研究具有重要意义。声发射(Acoustic emission,AE)技术可以有效地检测复合材料中的微小损伤,基于光纤光栅声发射监测系统不受电磁干扰,可在多点同时测量多个物理量,但实现高精度损伤定位仍需进一步研究。为此,构建了一种四通道温度自适应光纤布拉格光栅(Fiber Bragg gratings,FBG)声发射监测系统,可以快速追踪、及时反馈、实时监测FBG的中心波长变化,提高定位精度,在变温域内对碳纤维增强复合材料的损伤定位进行监测,研究结果表明,该系统平均损伤定位误差为12%。

基于激酶的蛋白水解靶向嵌合体研究进展

蛋白激酶是当前药物化学研究中最受关注的目标之一,在各种疾病如癌症、炎症或自身免疫性疾病的病理生理过程中发挥了重要的作用,因此开发以蛋白激酶为靶点的药物受到了广泛关注。自20世纪80年代以来,尽管许多有效的激酶抑制剂被陆续开发上市,但激酶抑制剂常存在耐药性和非靶向性等亟待解决的问题。为此,研究者致力于将有效的激酶抑制剂开发成蛋白水解靶向嵌合体(Proteolysis-targeting chimera, PROTAC),通过选择性地降解目标蛋白激酶来克服小分子抑制剂的耐药性问题。本文重点讨论了应用于激酶的PROTAC技术的最新发现,特别关注了2018年以来发表的化合物。

基于博弈论组合赋权的云南省水资源承载力评价

水资源承载力是指一个区域或国家所能提供的可持续利用的水资源量,它直接关系到社会经济的可持续发展和生态环境的健康,也是衡量特定区域水资源供需平衡能力的重要指标。本文将对云南省水资源承载力进行分析评价,首先运用博弈论组合赋权法,结合专家打分的层次分析法和客观分析原始数据的熵权法及变异系数法,得出综合权重;然后采用灰色关联度改进的逼近理想解的排序方法(Technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS)及耦合协调分析法,综合得出云南省在2008~2020年间水资源承载力的变化情况并做出评价。结果表明,2008~2020年水资源承载力总体呈上升趋势,其中,经济子系统和社会子系统的承载力始终保持持续上升的状态,而水资源子系统和生态环境子系统则出现波动情况。2008~2014年,云南省为大力发展经济,牺牲了一定的水资源合理开发利用,但在2014年后,开始注重水资源保护,实施绿色可持续发展战略,水资源子系统的承载力逐步提升。

利用遥感技术对湿地变化进行绿色金融分析

利用卫星遥感技术对哈尔滨市群力外滩生态湿地进行了信息提取和分析,评估了该湿地近几年水体和绿地面积的变化情况,探讨了开展绿色金融对该湿地生态保护发展的影响。通过目视解译与实地考察获取训练样本和验证点,采用最小距离法(Minimum distance,MD)、最大似然法(Maximum likelihood,ML)和支持向量机(Support vector machine,SVM)进行监督分类并对比其精度,选择更适合北方湿地信息提取的支持向量机的方法进行湿地分类。结合该湿地的生态特征,分析了绿色金融对该湿地的发展潜力和影响因素,并提出了具体的绿色金融策略和建议。研究结果表明,群力外滩生态湿地的水体和绿地面积在近几年稳步增长,说明该湿地保护和修复工作效果显著。

关于段炼和张东东“全氘代提高蓝光热激活延迟荧光发射器的效率和稳定性”文章的评论(Nature Photonics,2024,29)

有机电致发光二极管(Organic light-emitting diode, OLED)是目前最具有发展前景的显示技术之一,而蓝光OLED的寿命和稳定性一直是亟需解决的问题。段炼和张东东在《自然光子学》上发表的成果表明,对蓝光热激活延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence, TADF)分子进行全氘代的策略,在保持其高电致发光效率的同时,可以显著提升其器件的寿命。

甜菜应答盐胁迫的E3泛素连接酶UPL家族基因的鉴定与分析

甜菜为二年生草本植物,是我国重要的糖料作物,广泛种植于我国东北、西北和华北等地区。本文以甜菜T710-Mu品系为试验材料,利用盐胁迫下的甜菜转录组数据库,通过建立隐马尔科夫模型筛选数据库得出3个响应盐胁迫的含有HECT结构域的UPL(Ubiquitin-protein ligase)家族基因。对3个UPL家族基因编码的蛋白质BvUPL3、BvUPL4和BvUPL5进行蛋白质理化性质预测、进化关系分析、蛋白质保守结构域分析和蛋白质互作网络等生物信息学分析。预测BvUPL3、BvUPL4和BvUPL5分别分布在Chr09、Chr07和Chr08,并且具有典型的HECT型结构域,鉴定得到的编码E3泛素连接酶UPL基因属于UPL家族基因。蛋白质互作预测结果表明,这些UPL蛋白质之间存在相互作用,并可能与泛素蛋白酶体系统中其他组分,如泛素藕合因子、E2共价结合酶以及26S蛋白酶体等相互影响。结合荧光定量PCR和转录组数据结果可知,BvUPL3基因在叶片和根部的相对表达量与对照组相比显著上升,BvUPL4和BvUPL5基因的相对表达量与对照组相比在叶片中显著下调,在根部显著上升,这些结果可为后续深入研究甜菜泛素连接酶提供理论基础。

沸石限域银纳米团簇发光材料的研究进展

沸石限域银纳米团簇具有制备方法简单、成本低、发光性能优异和稳定性好等优点,是一类具有广阔前景的新型发光材料,在发光二极管(Light emitting diode,LED)照明、防伪和传感等高新技术领域具有较高的应用价值,近来逐渐受到中外学者的广泛关注。本文总结了近年来沸石限域银纳米团簇的研究进展,重点讨论了这类发光材料的制备方法、发光性能调控以及它们在白光LED照明和小分子荧光检测方面的应用。此外,本文对该领域未来的发展进行了展望。