绿色水处理药剂的合成及其与静电场协同性能研究

采用不含磷氮的药剂衣康酸(IA)和甲基丙烯磺酸钠(SMAS)合成了环保型的两元共聚物药剂,并系统研究了合成工艺条件对共聚物性能的影响。最终得到最佳合成条件如下:原料质量比(IA∶SMAS)为2∶1,聚合温度为95℃,聚合时间为6 h;此外,引发剂和链转移剂的添加量均为原料总质量的5%。经静态阻垢实验研究表明,合成的共聚物具有优异的阻垢性能和分散性能。将该共聚物与静电场结合用于阻垢性能研究,结果表明静电场的存在使IA/SMAS的阻垢性能提高了17%,静电与IA/SMAS共聚物具有协同增效作用。

静电场能量之两种表述及等价性探讨

为给出静电场能量电荷体密度积分形式成立的条件和澄清把体密度积分形式直接改写为面密度积分形式的不恰当,从静电场能量的定义式出发,采用麦克斯韦方程和静电势公式推导出静电场能量的另一表达式,并对该静电场能量表达式作一般性推广,用于处理电荷分布不连续的任意无限空间或有限空间区域内的静电场能量问题,具有普适性。举例说明2种能量表述形式的等价性。澄清面电荷积分形式1/2∬σϕdS来自于积分-1/2∳ϕD∙dS,而非来自积分1/2∭ϕρdV。

静电场对熟猪肉冷冻过程影响的研究

为了研究外加静电场对食品冷冻过程的影响,通过流体力学计算软件CFD模拟静电场下熟猪肉中心温度由5℃降低至-10℃的冷冻过程,同时试验测量了汁液损失率和电导率。结果表明:实验结果与仿真结果吻合,外加静电场会提高相变温度,减少相变潜热的释放,缩短相变时间。外加电场降低了汁液损失率和电导率,可以改善肉类的品质,有利于保证肉类细胞的完整性。

声振和静电场耦合作用下漏电介质平面液膜的线性不稳定性

在超声电喷推力器中,声振与电场力共同作用使得液膜界面失稳破裂,进而发射液滴并产生推力.为了揭示超声电喷推力器中液膜初始失稳的物理机制,针对超声与电场力耦合作用下液膜的线性不稳定性进行了理论研究.基于Floquet理论,对声振和静电场耦合作用下漏电介质平面液膜进行了线性不稳定性分析,求解了扰动增长率、频率与波数之间的色散关系,通过绘制色散曲线,获得电学、振荡及物性参数对线性失稳的影响规律.结果表明,根据极板间距与液膜厚度之比的不同,液体电导率和介电常数对不稳定性的影响规律会发生改变.当参数不稳定区域增长率较大时,电场力的增强会促进失稳,而当参数不稳定区域增长率较小时,电场力的增强会抑制失稳.

高压静电场及其在水产上的研究和应用进展

高压静电场(high voltage electrostatic field,HVEF)技术涉及物理、化学、电子、生物等多个学科,具备能耗低、效率高、清洁环保等优点,是未来消毒杀菌和低碳环保的重要发展方向,并逐渐成为农业领域新兴研究热点。综述了近20年来HVEF在灭菌和食品保鲜等方面的主要研究进展及其在水产领域的应用,旨在促进其在水产品处理以及水产育种等方面的应用。

低压静电场对红虾微冻贮藏过程中品质的影响

为研究添加低压静电场对红虾微冻贮藏保鲜过程中品质的影响,以舟山海捕红虾为研究对象,通过测定0~25 d内-3℃普通微冻及电场微冻条件下虾肉的各项指标,包括持水力(water-holding capacity,WHC)、挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)值、盐溶性蛋白(salt soluble protein,SSP)含量、硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)值、总巯基含量、菌落总数(total viable count,TVC)等,并通过十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)电泳探究红虾蛋白构象变化,比较分析有无低压静电场添加时舟山红虾品质的差异。结果表明,在25 d贮藏期内,-3℃普通微冻组样品的持水力大幅下降,TVB-N值和TBA值分别高达32.39 mg/100 g和1.03 mg/kg,TVC增加至7.98 lg(CFU/g),蛋白质变性程度高,已处于不可食用状态;相较之下,-3℃电场微冻组样品的持水力高达82.82%,TVB-N、TBA值和TVC均远低于对照组产品,肌原纤维蛋白受破坏程度低,虾肉仍能食用。综上说明,低压静电场与微冻技术叠加应用能够更长时间保持舟山海捕红虾的营养价值。

复杂静电场问题中电势零点选取的合理性

对一个复杂静电场问题分解为两个甚至多个子问题利用叠加原理进行电势求解时,如何合理地选取各个子问题的电势零点的问题进行了研究和讨论。首先讨论了电势参考点选取的任意性和相对性,然后通过一个实际的静电场问题引出了电势参考点选取的合理性。最后,从做功与能量和唯一性定理两个方面对电势参考点选取的合理性进行了分析与讨论。

超高效液相色谱-四极杆静电场轨道阱高分辨质谱法测定米炒人参炮制前后皂苷成分及其裂解规律的研究

目的建立超高效液相色谱-四极杆静电场轨道阱高分辨质谱法(ultra performance liquid chromatography-quadrupole-orbitrap-mass spectrometry,UPLC-Q-Orbitrap-MS)检测米炒人参炮制前后皂苷成分的方法,并研究其裂解规律。方法采用Supelco C18色谱柱,以乙腈-0.1%甲酸水溶液梯度洗脱,应用电喷雾离子源,负离子全扫描模式采集一、二级质谱数据,扫描范围为150~2000 m/z。结合质谱数据库及相关文献信息,运用X Calibur2.2软件对米炒人参中皂苷类成分进行鉴定。以6种人参皂苷Re、Rg_(1)、Rb_(1)、Rc、Rb_(2)、Rb_(3)进行模拟炮制,确定皂苷类成分裂解产物,明确皂苷成分的裂解规律。结果从人参中检测出14个成分,鉴定出13种人参皂苷成分;米炒人参中检测出23个成分,鉴定出20种人参皂苷成分。通过比较人参米炒前后的皂苷类成分,发现米炒人参中存在人参中未检测到的8种稀有人参皂苷20(S)-Rg_(2)、20(S)-Rh_(1)、20(R)-Rh_(1)、F_(2)、20(S)-Rg_(3)、20(R)-Rg_(3)、20(S)-Rs_(3)、20(R)-Rs_(3)。模拟炮制结果表明,人参皂苷Re脱去C-20糖基,转化为稀有人参皂苷20(S)-Rg_(2);人参皂苷Rg_(1)脱去C-20位糖基,转化为稀有人参皂苷20(S)-Rh_(1)、20(R)-Rh_(1);人参皂苷Rb_(1)、Rb_(2)、Rb_(3)、Rc脱去C-20或C-3位糖基,转化为稀有人参皂苷20(S)-Rg_(3)、20(R)-Rg_(3)或F_(2)。结论人参经米炒后,稀有人参皂苷成分增加,产生的稀有皂苷为原型皂苷发生苷键裂解而获得,模拟炮制可作为其裂解规律研究的有效方法。

基于超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱法的清热凉血方化学成分分析

目的研究清热凉血方的化学成分。方法查阅中国知网、PubChem等数据库,检索清热凉血方药材化学成分的相关文献,建立化学成分数据库。采用超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱(UPLC-Q Exactive Focus MS/MS)法分析该方剂的图谱数据,并以Xcalibur 4.0软件拟合分子式,与自建数据库信息进行匹配,初步推测分子式信息,并结合相关化学成分数据和文献信息对目标化学成分进行鉴定和确证。结果共鉴定出66个化学成分,包括单萜苷类20个,酚酸类10个,环烯醚萜苷类8个,糖苷类、没食子酰葡萄糖类各4个,有机酸类、苯乙醇苷类、香豆素类各2个,苯丙素类、生物碱类、黄酮类、环肽类、萘醌类、糠醛类各1个,其他类8个。结论所建立的方法可系统地对清热凉血方中的化学成分进行定性分析。

超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱法检测婴幼儿配方奶粉中苯并三唑类紫外线吸收剂

目的建立超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱法检测婴幼儿配方奶粉中苯并三唑类紫外线吸收剂。方法样品经乙腈提取,-20℃冷冻1 h,离心取上清后上机测定。以ACQUITY UPLC BEH C8色谱柱(100 mm×2.1 mm,1.7μm)为分析柱,甲醇-5 mmol/L乙酸铵为流动相进行梯度洗脱分离,采用电喷雾电离源正离子模式,高分辨质谱全扫描模式检测,基质匹配外标法定量。结果6种苯并三唑类紫外线吸收剂在0.05~10.00ng/mL范围内线性关系良好,相关系数均大于等于0.9977。空白样品的加标回收率为50.39%~109.00%,相对标准偏差为2.88%~17.99%,方法检出限为0.01~0.97ng/g,定量限为0.04~3.23ng/g。结论该方法操作便捷、快速,能够准确检测婴幼儿配方奶粉中6种苯并三唑类紫外线吸收剂的含量,对于婴幼儿食品安全监测具有良好的现实意义。

高压静电场对绿豆萌发和抗氧化生理影响的差异

为了探明高压静电场对绿豆(Vigna radiata L.)种子萌发生长调控的有效性及其对抗氧化生理的影响,研究了不同方向和强度高压静电场对绿豆种子萌发特性及其抗氧化特性影响的差异性。结果表明,同一强度(3 kV/m)高压正静电场处理对2个绿豆品种的发芽率、简化活力指数、芽长和根长都有明显的促进作用,相同强度的高压负静电场对2个绿豆品种的简化活力指数和芽长的生物学效应相反。不同方向高压静电场处理对2个绿豆品种鲜重的影响不明显。抗氧化生理研究显示,2个绿豆品种的SOD活性和含量出现峰值时的高压正静电场处理强度相同,小于12 kV/m高压正静电场处理可以诱导激活2个绿豆品种的SOD活性。2个绿豆品种萌发时的抗坏血酸含量(ASA)对不同强度高压正静电场处理表现不敏感,其萌发过程中H2O2的清除可能主要由CAT调控,而与APX无关。研究探讨了不同方向和强度高压静电场对绿豆种子萌发和抗氧化生理影响差异的原因。

高压静电场辅助解冻技术应用实验研究

随着食品保鲜需求的不断增长,冷库冷冻冷藏技术的优化及发展变得愈发重要。本研究评估了高压静电场辅助解冻在冷库中的应用效果,监测了冷库内部三层货架区域的各项参数,包括温度、湿度、风速变化以及货架电压分布。以冷冻猪肉作为实验样品,观察解冻速率、温度均匀性和解冻效果。研究结果表明,冷库三层货架的温度分布、相对湿度以及温度均匀度无显著性差异,但中层货架的电压最大,能够有效加快冷冻猪肉解冻速率,相比于电压微弱的下层,中层平均升温速率比下层提高78.7%左右,并保持良好的肉类解冻品质。本实验研究结果可为高压静电场技术在冷库食品解冻、贮藏保鲜等领域发展提供参考。

低压静电场对冷冻-解冻后南美白对虾品质的影响研究

南美白对虾富含蛋白质和虾青素,具有极高的营养价值。改善冷冻贮藏后南美白对虾的品质,有利于提高其经济效益。现以南美白对虾为试验材料,进行不同低压静电场强度(400 V/m、800 V/m、1 600 V/m)对冷冻-解冻后南美白对虾品质的影响研究。结果表明,冷冻贮藏后南美白对虾的硬度、咀嚼性显著低于新鲜样本(未冷冻处理),离心损失率显著高于新鲜样本。相比于对照组(未施加低压静电场),施加低压静电场处理能够显著改善冷冻-解冻后虾肉的质地品质、稳定虾肉的色泽以及降低离心损失率。其中,在冷冻-解冻过程中均使用电场强度为800 V/m的低压静电场可以更好地维持南美白对虾的品质。

以大概念推进高中物理结构化教学——以人教版“静电场”单元为例

基于单元整体的结构化教学系统整合知识,发展学生思维,培养学生能力,是改变学生学习内容零散且缺乏衔接的重要举措。大概念作为统领经验事实和学科本质的聚合概念,具有联系整合作用,且能广泛迁移,对设计结构化的单元教学具有重要价值。以静电场单元为例,提出以大概念推进结构化教学的实践路径:提取核心大概念,创建进阶学习层级,创设真实问题情境,开展素养导向评价,从而促进学生核心素养的发展。

高压静电场解冻对凡纳滨对虾肌球蛋白结构特征的影响

该研究以去头凡纳滨对虾为材料,以羰基与总巯基含量、表面疏水性与粒径大小、内源荧光光谱与傅里叶变换红外光谱和聚丙烯酰胺凝胶电泳的特征等作为考察指标,以自然解冻(nature thawing,NT)作为对照,研究了高压静电场解冻(high voltage electrostatic field thawing,HVEFT)的场强(1.8、3.8、4.3 kV)和温度(5、15、25℃)对去头虾肌球蛋白结构的影响。结果表明,当场强为3.8 kV时,随着温度的升高,总巯基、粒径、α-螺旋的含量呈先增后减的趋势,表面疏水性呈先下降后上升的趋势,羰基和内源荧光强度逐渐增加。当温度在15℃时,随着场强的增加,总巯基、α-螺旋表现为先增后减的趋势,羰基逐渐增加,表面疏水性则呈现出先下降后上升的趋势。综上所述,当场强为3.8 kV,温度为15℃时,高压静电场解冻对去头肌球蛋白结构影响最小。在此条件下,与NT处理组相比,HVEFT处理组样品的总巯基(3.35 mol/104g)和α-螺旋的占比(30.7%)分别是NT的1.15倍和1.17倍,表面疏水性是NT(22.54μg/mL)的0.42倍。结果表明,HVEFT能较好地维持虾肌球蛋白结构稳定性,有利于去头虾解冻后品质的保持。研究结果为高压静电场技术在水产制品解冻中的应用提供科学依据。

基于超高效液相色谱-四级杆-静电场轨道阱高分辨质谱建立鸡肉中双酰胺类和双酰肼类农药残留分析方法

该研究建立了超高效液相色谱-四级杆-静电场轨道阱高分辨质谱同时测定鸡肉中8种双酰胺类和5种双酰肼类农药残留的分析方法。样品用1%(体积分数)醋酸乙腈提取,盐析后经吸附剂净化,过0.22μm微孔滤膜后上机测定。以0.002 mol/L乙酸铵溶液和乙腈作为流动相进行梯度洗脱分离,采用电喷雾电离,在Full MS/dd-MS^(2)模式下正负离子扫描,提取母离子的色谱峰面积进行定量,以保留时间和数据依赖子离子扫描所得的二级子离子质谱图进行定性确证。13种农药在各自的线性范围内线性关系良好,相关系数大于0.997,空白样品在3个不同加标水平下的平均回收率为90.1%~117.7%,相对标准偏差为1.2%~8.6%,检出限为0.2~1.0μg/kg。该方法操作简单、快速,适用于鸡肉中双酰胺类和双酰肼类农药残留的筛查和确证。

基于低压静电场及高通量测序技术对中华管鞭虾(Solenocera crassicornis)保鲜过程中微生物群落影响分析

中华管鞭虾(Solenocera crassicornis)隶属于十足目、管鞭虾科、管鞭虾属,主要分布于我国东南沿海。其富含多种必需氨基酸和矿物质,高蛋白低脂肪,但易受微生物污染而发生腐败变质,需引用基于16S rRNA的高通量测序技术准确测定其微生物群落组成成分变化。以中华管鞭虾为试验材料,采用高通量测序技术对虾肉的微生物群落碱基进行基因测序,将产生的碱基序列通过OTU聚类、多样性及相关性分析手段研究了贮藏过程中电场处理后影响中华管鞭虾品质的微生物发育信息和群落组成变化规律。分组为新鲜样本(G0),2 kV、3 kV及对照组贮藏中期(G1、G2、G3),2 kV、3 kV、对照组贮藏末期(G4、G5、G6),通过物种韦恩图、Alpha和Beta多样性以及物种组成分析,研究不同强度电场环境对中华管鞭虾微生物群落组成的影响。结果表明,OTU聚类分析中优势菌群从属水平看为假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)、嗜冷杆菌属(Psychrobacter)和热杀索丝菌属(Brochothrix)等,其中假交替单胞菌属能够适应高盐浓度环境,是中华管鞭虾微生物腐败主要致腐菌。贮藏中期微生物物种多样性顺序为3 kV组>2 kV组>对照组(0 kV),电场能够有效抑制优势菌的生长;贮藏末期3组物种结构相近,此时电场对虾肉菌群结构无明显影响。PCoA主成分分析图中发现,在坐标系中贮藏中期的G1、G2、G3组距离较为接近,贮藏末期的G4、G5、G6组距离较为接近,说明在同一贮藏期间的各组微生物种群结构类似。综上,贮藏前中期低压静电场能够抑制优势菌的生长,维持微生物物种间平衡并使其物种多样性较高,且3kV更佳,贮藏末期时由于优势菌更适应环境,热杀索丝菌属和肉食杆菌属占比增加,电场对物种多样性的影响不大。研究结果可为深入探讨影响中华管鞭虾贮藏保鲜效果的微生物群落组成和基础发育信息提供有效依据。

UPLC-Q Exactive静电场轨道阱高分辨质谱法同时测定金胆片中6种成分的含量

目的 建立UPLC-Q Exactive静电场轨道阱高分辨质谱法同时测定金胆片中龙胆苦苷、虎杖苷、芦丁、白藜芦醇、槲皮素、山柰素的含量。方法 分析采用HYPERSIL GOLD C18色谱柱(2.1 mm×100 mm, 1.9μm);流动相甲醇-0.2%甲酸,梯度洗脱;体积流量0.3 mL/min;柱温35℃;电喷雾离子源;负离子扫描。结果 6种成分在各自范围内线性关系良好(r≥0.999 03),平均加样回收率96.4%~97.9%,RSD 0.6%~2.0%。结论 该方法快速简便,精密度好,灵敏度高,可用于金胆片的质量控制。

“静电场及其应用”单元教学设计

单元作为课程实施的基本单位,以主题为中心,对相关教学内容进行重组和整合,促进教学内容的结构化,且单元教学能有效发展学生的物理学科核心素养。以“静电场及其应用”为例,基于单元教学,通过主题任务驱动子任务的方式,促进学生物理学科核心素养的发展。

基于非标记分析方法应用四极杆-静电场轨道阱-线性离子阱三合一高分辨质谱仪鉴定中国仓鼠卵巢细胞膜蛋白

目的 探讨应用四极杆-静电场轨道阱-线性离子阱(Orbitrap fusion lumos)三合一高分辨质谱仪鉴定中国仓鼠卵巢(Chinese hamster overy,CHO)细胞的全蛋白质组和膜蛋白质组的非标记(label-free)分析方法,并评价其应用效果,为研究膜蛋白相关传染病的发生机制提供方法学基础。方法 贴壁培养中国仓鼠卵巢细胞,提取、富集和酶解处于对数生长期细胞的全蛋白和膜蛋白,用高效液相色谱仪联用四极杆-静电场轨道阱-线性离子阱三合一高分辨质谱仪对酶解后的多肽进行分析,利用Maxquant软件和Uniprot数据库进行搜库及鉴定,最后对鉴定膜蛋白进行基因本体论(gene ontology,GO)功能分类。结果 全蛋白组一共检测出14 300个肽段,搜库得到2708个蛋白,其中可信蛋白2002个(FDR<1%且特异性肽段>1);膜蛋白组一共检测出13 179个肽段,搜库得到2594个蛋白,其中可信蛋白1873个。在鉴定的全蛋白组和膜蛋白组中定量结果前20的蛋白中,全蛋白组中与膜相关的蛋白有4个,占比20%;膜蛋白组中与膜相关的蛋白有10个,占比50%。在膜蛋白组中,GO功能分类表明分子功能上主要涉及结合和催化活性,在生物学进程上主要涉及细胞进程、代谢过程等。结论 膜蛋白组中与膜相关的蛋白显著高于本实验的全蛋白组,基于非标记分析方法应用Orbitrap fusion lumos的分析技术是鉴定细胞膜蛋白的有效方法。