一种基于三苯胺-噻吩基团的新型荧光探针在藻细胞中检测CN‒的应用

氰根离子(CN‒)是最具毒性的阴离子之一,一些食用藻类可以从其生活环境中释放氰化物或吸收氰化物,这可能对人类健康造成危害。因此,设计并合成了一种新的荧光探针TI,可用于在活体藻类细胞中检测CN‒。探针TI由三苯胺-噻吩部分和吲哚部分组成,其分子结构中碳氮双键易与CN‒发生亲核加成反应,碳氮双键中共轭π键被打断,探针TI在473 nm处出现显著的蓝色荧光,从而可用来检测CN‒。探针TI可单一性识别CN‒,最低检测限可达95.7 nmol/L。最重要的是,探针TI可用于实时检测活藻类细胞和食用藻类中的CN‒。

RECAT-CN间隔下点融合系统进场航班排序研究

为提升终端区进场航班运行效率,针对大连机场终端区点融合系统设计进场航班排序模型,改进遗传算法求解实际航班流的最优排序并提出了一种航班换序运行模式。通过分别对比在RECAT-CN间隔和CAAC间隔下航班换序运行模式与先到先服务(FCFS)运行模式的运行效率,得出了如下结论:1)CAAC间隔下实施航班换序运行模式较FCFS运行模式对航班总等待时间、总飞行时间、航班流总运行时间均有优化;2)在航班换序运行模式下采用RECAT-CN间隔可进一步提升运行效率;3)采用航班换序运行模式可以一定程度上缓解FCFS原则下航班延误逐渐累积的问题。

基于前期降雨指数的SCS-CN模型在三峡库区改进与应用

径流是土壤流失的主要载体,准确预测径流量对于三峡库区土壤侵蚀预报和水库安全管理至关重要。为优化径流曲线数模型(SCS-CN)中土壤前期含水量核算方法,提高径流模拟准确性,研究通过引入前期降雨指数来表征土壤含水量,并基于实测的土壤饱和含水量设定上限阈值,对SCS-CN模型进行了改进,利用忠县水土保持监测站2019-2022年的场次降雨径流监测数据评估了模型准确性,并对改进前后模型在不同降雨类型和土地利用条件的适用性进行评价。结果表明,在两种初始模型和两种改进模型中,基于MSCS-CN改进的模型(M4)对于径流深的模拟精度更高,纳什效率系数(NSE)较原始SCS-CN模型(M1)提高了134%,尤其是在前期土壤含水量达饱和状态的情况下NSE提升至0.74,引入最大前期降雨指数(APImax)作为前期降雨指数上限值能减弱以往模型对高径流事件预测值的高估。此外,改进模型M4对三峡库区主要的产流性降雨类型(高雨强)以及主要的土地利用(耕地、果园)适用性良好,有效提高了小雨量产流事件和高侵蚀风险土地利用类型的径流模拟精度(雨型Ⅱ的NSE为0.66,耕地、果园NSE分别为0.69和0.75)。总体而言,改进模型M4提高了径流模拟精度,更适合三峡库区的产流机制、土地利用类型,能为三峡库区径流预测及水土流失防治工作提供参考。

焦炉煤气脱硫废液中CN^(-)、SCN^(-)的测定

为解决焦炉煤气脱硫产生的废水中多种离子干扰导致CN^(-)、SCN^(-)难以准确检测问题,基于分析化学和消除离子间干扰的基本原理,提出常规无机化学分析方法检测真空碳酸钾法焦化煤气脱硫产生的碱性废液中CN^(-)、SCN^(-),包括预处理方法和仪器检测步骤。其中,易释放氰化物通过第一次酸化蒸馏,第二次沉淀配合蒸馏的预处理方法实现了消除SCN^(-)、S^(2-)、SO_(3)^(2-)和S_(2)O_(3)^(2-)对硝酸银容量法检测CN^(-)过程中的干扰,再利用硝酸银容量法测定CN^(-)浓度。利用沉淀、萃取和配合的预处理方法实现CN^(-)、S^(2-)和苯酚对SCN^(-)检测干扰的消除,在此基础上再利用硫氰酸铁分光光度法测定SCN^(-)。还给出了更明确的检测步骤和影响因素讨论,方法可用于复杂环境样品中CN^(-)、SCN^(-)的检测,为焦炉荒煤气脱硫过程控制和废水处理提供更好的技术支持。

基于SCS-CN模型地表径流时空演变格局及影响因素研究

极端降雨导致的超标雨水径流对人们的生命和财产造成严重威胁,探究超标径流的特征与其驱动效应尤为重要。文章以长沙市为案例地,运用SCS-CN模型、地理探测器等方法,模拟2000—2020年超标径流的时空分布特征,揭示径流量与土地利用的内在关联,并探究其影响因素。结果表明:2000—2020年长沙市建设用地由中心向四周扩张,地表径流也随着建设用地扩张而不断向外辐射式增大;从影响因素看,降雨量对地表径流的影响最大,解释力为0.705,GDP对其解释力最小,解释力仅为0.022;降雨与固定资产交互作用下对径流空间分布的影响最大,而坡度和GDP的交互作用的影响最小。

基于CSS-Cascade Mask R-CNN的有遮挡多片烟叶部位识别

烟叶部位信息是进行烟叶分级的重要参考信息,准确识别烟叶部位对实现烟叶智能分级具有重要意义。在实际的烟叶智能分级应用中,为了提高分级效率,需要对多片烟叶等级进行同步识别。受现行上料方式的限制,同步识别的多片烟叶间往往存在局部遮挡的问题,给烟叶的目标检测和部位识别带来挑战。该研究提出一种基于改进Cascade Mask R-CNN,融合通道、非局部和空间注意力机制,并引入柔性极大值抑制检测框交并操作与斯库拉交并比损失函数(SIoU)的目标检测与识别模型(CSS-Cascade Mask R-CNN)。该模型对Cascade Mask R-CNN进行了三方面的改进:一是在其骨干网络Resent101上同时引入通道、非局部、空间3种注意力机制,使网络更加关注未被遮挡且部位特征明显区域的显著度;二是将Cascade Mask R-CNN中的损失函数SmoothL1Loss替换为SIoU损失函数,将预测框与真实框之间的方向差异引入到模型训练中提高模型检测精度;三是在筛选候选框时将常规的非极大抑制(non-max-suppression)替换为柔性非极大抑制,以避免删除候选框造成信息丢失。试验结果表明,利用提出的模型对有遮挡多片烟叶进行检测和部位识别,检测框平均准确率均值(bbox_mAP50)达到了80.2%,与改进前的Cascade Mask R-CNN模型相比提高了7.5个百分点。提出的模型与多个主流的目标检测模型(YOLOvX、YOLOv3、YOLOv5、Mask R-CNN、Cascade R-CNN)相比,分别高7.1、10.2、5.8、9.2、8.4个百分点,尤其是对较难区分的下部烟叶优势明显,因此研究结果可以为有遮挡多片烟叶部位的检测识别提供参考。

基于CN-FRAM的公共交通设备设施系统运营安全韧性度量

设备设施故障是公共交通系统运营安全事故发生的主要原因,为更好地度量和增强系统的安全韧性,提出融合复杂网络(CN)与功能共振分析方法(FRAM)的CN-FRAM运营安全韧性度量模型,并将系统韧性定义为扰动下系统性能损失与性能基线之比。首先,根据设备设施系统构成和节点功能,建立CN;其次,将FRAM模型嵌入到CN中,以扩展节点和连接,构建CN-FRAM模型;然后,基于CN-FRAM韧性度量模型分析系统组件之间功能变化的聚合,并在量化系统韧性时综合考虑网络整体效益和组件之间的耦合程度;最后,以南京市地铁信号系统为例,验证方法的可行性和有效性。结果表明:该模型可以量化系统破坏-恢复全过程的韧性,计算故障对系统的影响程度,并以韧性值最大化为目标,展现不同修复策略下的韧性表现,从而为确定最佳恢复顺序提供依据。对比现有方法,该方法所确定的最优恢复策略能显著减少系统因故障造成的整体性能损失,从而提高系统的韧性。

g-C_(3)N_(4)锚定Cu(Ⅰ)高选择性催化CCl_(4)合成2,4,4,4-四氯丁腈

以尿素和Cu(NO_(3))_(2)·3H_(2)O为前体,采用热缩合法制备了不同Cu负载量的氮化碳(g-C_(3)N_(4))基催化剂Cu/CNn(n=1、2、3),采用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、比表面积测试、扫描电子显微镜及透射电子显微镜对其结构和形貌进行了表征,比较了不同Cu负载量的Cu/CNn催化CCl_(4)与丙烯腈(AN)的原子转移自由基加成(ATRA)反应合成2,4,4,4-四氯丁腈(TBN)的催化性能。结果表明,Cu/CN1呈现优异的催化性能,以乙腈(MeCN)为溶剂,n(Cu/CN1)∶n(AN)=1∶1000,120℃反应12h,TBN的选择性可达96.5%,产率可达83.3%,Cu/CN作为多相催化剂,经过滤处理便可重复利用,使用7次其催化活性仍能稳定保持。基于相关的实验结果,提出了Cu/CN催化CCl_(4)和AN的ATRA反应的氧化-还原循环机理。实验结果揭示了Cu与g-C_(3)N_(4)载体的协同作用机制,为CCl_(4)深加工开发高效的催化体系提供了新的思路。

滇池西岸山地区域SCS-CN模型优化

[目的]模拟计算滇池西岸山洪产流量,为该区面山截洪设施的修建,减少山洪灾害和保护滇池水环境提供科学决策的依据。[方法]基于SCS-CN产流模型,选取昆明滇池西岸山地区域2019,2020年的33场实测降雨径流数据,通过坡度结合前期影响雨量对CN值进行分级优化设定。采用穷举法对λ进行优化取值。再以2021年的19场实测降雨径流数据验证优化SCS-CN模型的模拟精度及其参数适用性。[结果]①采用坡度及前期影响雨量分级优化得到的CN值仅适用于降雨量<30 mm的中小型降雨;对于降雨量≥30 mm的强降雨,需根据场次降雨前5 d的降雨总量采用线性内插法对标准SCS-CN模型中AMC等级进行修改,再确定对应的坡度CN修正值。②适合滇池西岸山地区域中小型降雨和强降雨的最佳初损系数λ值分别为0.15,0.2。③经验证,中小型降雨和强降雨下的NSE值分别为0.8522,0.7978,模型合格率分别为93.33%和75%。[结论]优化的SCS-CN模型用于滇池西岸山地区域<30 mm的中小型降雨和≥30 mm的强降雨情况下的产流计算是可行的,可为该区地表径流预测及SCS-CN模型的进一步优化提供科学依据和理论参考。

分布式SCS-CN有效降雨修正模型建立及应用

为解决SCS-CN模型改进后方程结构复杂的问题,基于SCS-CN标准模型,经与SCS-CN改进模型比较,引入有效降雨修正系数建立SCS-CN有效降雨修正模型,并对城市低影响开发复杂区域综合考虑LID设施蓄存容积对降雨径流的影响,构建基于水文响应单元的分布式SCS-CN有效降雨修正模型,以北京双紫园小区为例开展降雨径流模拟与效果检验。分析SCS-CN有效降雨修正模型,当对修正系数取值等于1.0时其等同于标准模型,当对修正系数取值小于1.0时其等效于改进模型;修正系数表征了径流系数随降水量增大而变化趋向稳定的极限值。模型应用结果表明,分别对渗透地表有效降雨修正系数取值等于1.0与小于1.0,两者对不同场次降雨径流深的计算值与实测值散点均位于45°线附近、符合较好,确定性系数与Nash-Sutcliffe效率系数值分别为0.91与0.83、0.92与0.91,后者效果优于前者,说明对渗透地表有效降雨修正系数取值小于1.0能够有效提高模拟效果。

BiOBr/CN的制备及光催化降解6-APA性能研究

通过原位生长法成功制备了BiOBr/CN复合光催化剂,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱(FT-IR)和X射线能谱(XPS)等对所制备的催化剂的微观结构和形貌进行表征,通过在可见光照射下光催化降解罗丹明B(RhB)来评价催化剂的活性,并考察了其降解青霉素类抗生素母核6-APA的性能和机理。结果表明,可见光照射60 min时,BiOBr/CN对RhB的降解效率为84.52%;可见光照射120 min时,其对6-APA的降解效率为95.32%。根据活性物种捕获实验,·O_(2)^(-)和·OH是主要活性物种,h+和e-是次要活性物种。环境毒性实验结果表明,制备的催化剂为环境友好型催化剂。

基于短链抗菌肽Cn-AMP1的拼接肽合成及抗菌活性研究

目的以短链抗菌肽Cn-AMP1为基础拼接得到的抗菌肽C2和C4的抗菌活性和抗菌机制研究。方法应用生物信息学方法分析多肽的理化性质参数;使用圆二色光谱法测定其二级结构;使用CCK-8法测定其对BEAS-2B细胞毒性;通过抑菌实验和细菌细胞外膜实验,研究Cn-AMP1、C2、C4肽靶向细菌细胞膜的作用机制。结果圆二色光谱测定结果表明,在模拟膜环境中设计合成的C2和C4为α-螺旋结构;抗菌肽C2和C4相较于母肽Cn-AMP1具有良好的抗菌活性以及较低的细胞毒性;此外抗菌肽C2和C4与母肽Cn-AMP1相比都具有个更强的破坏细胞膜能力。结论C2和C4肽具有比Cn-AMP1肽更好的抗菌活性。

径流曲线模型(SCS-CN)在延庆典型下垫面中的优化及应用

【目的】优化CN值构建SCS-CNP模型,探讨SCS-CNP模型在延庆地区典型下垫面条件下的适用性。【方法】以延庆区7种典型下垫面为研究对象,利用研究区长期观测的降水-径流数据,采用多元回归线性回归法,基于场降水量构建CN值估算方法并改进SCS-CN模型,并探究改进CN值后的模型(SCS-CNP)在不同下垫面中的适应性。【结果】(1)基于标准SCS-CN模型,7种不同下垫面条件(T1—T7处理)下的径流实测值整体低于模拟值;(2)改进的SCS-CNP模型在不同下垫面中的总体应用效果优于标准SCS模型;(3)改进SCS-CNP模型在休耕地下垫面条件下的模拟精度依次优于林地、耕地。【结论】标准SCS-CN模型不适用于延庆区典型下垫面条件下的径流模拟,改进后的SCS-CNP模型在延庆区典型下垫面条件下的径流模拟具有良好的适应性。

集成磁共振成像技术评估COVID-19康复患者神经损伤

【目的】应用集成磁共振成像技术(SyMRI)评估COVID-19康复患者脑灰质微结构的改变。【方法】29例COVID-19康复患者分为重症患者组(SG=11例)和普通患者组(OG=18例),选取年龄、性别、体质指数(BMI)和教育年限相匹配的健康志愿者作为健康对照组(HC=23例)。所有受试者均行SyMRI扫描,生成T1、T2定量图谱,利用自动解剖标记(AAL)模板将T1和T2图谱分割成90个感兴趣区(ROIs)。通过对ROI内的所有体素进行平均得到每个ROI的T1、T2弛豫值。分析比较三组间90个脑区的T1、T2值。【结果】HC相比,SG在双侧眶内额上回、双侧海马旁回、双侧豆状壳核、双侧颞中回、双侧颞下回、左侧眶部额上回、左侧眶部额下回、左侧直回、左侧前扣带与旁扣带脑回、右侧内侧和旁扣带脑回、左侧后扣带回、左侧缘上回的T2值显著升高(P<0.05);与OG相比,SG在左侧直回、左侧海马旁回、双侧颞中回、双侧颞下回的T2值显著升高(P<0.05)。与HC相比SG在双侧眶内额上回、左侧直回、左侧前扣带和旁扣带脑回、右侧后扣带回、左侧海马旁回、左侧舌回、左侧豆状壳核、左侧丘脑的T1值显著升高(P<0.05);与OG相比,SG在右侧后扣带回、右侧距状裂周围皮层、左侧豆状壳核的T1值显著升高(P<0.05)。【结论】COVID-19患者即使在康复后脑灰质微结构仍可能存在持续性或迟发性损伤,且损伤程度与病情严重程度相关;SyMRI可作为一项敏感的工具评估中枢神经系统(CNS)微结构损伤情况,有助于早期临床诊断。

丙氨酸扫描法探究Cn-AMP2肽结构与抗菌活性关系

为研究抗菌肽Cn-AMP2的结构与抗菌活性之间的关系,采用丙氨酸扫描法进行突变,设计一系列抗菌肽Cn-AMP2丙氨酸扫描突变体.应用生物信息学法研究突变体的理化性质参数,测定抗菌肽Cn-AMP2和突变体肽对8种革兰阴性菌和革兰阳性菌的抗菌活性,并以此为基础对抗菌肽Cn-AMP2的构效关系进行深入研究.结果表明,丙氨酸突变后,分子量和净电荷数量无明显变化,但疏水力矩有明显变化.Cn-AMP2和突变体肽抗革兰阴性菌最低抑菌浓度(MIC)为16~354μmol/L,抗革兰阳性菌最低抑菌浓度为26~250μmol/L.圆二色光谱测定表明,Cn-AMP2和突变体肽在222 nm处的摩尔椭圆率分别为-1362,-401 deg·cm^(2)·dmol^(-1).NPN荧光探针实验表明,Cn-AMP2和突变体肽对细菌细胞外膜破坏强度有明显差异.实验结果表明,第3位丝氨酸、第4位酪氨酸、第8位丝氨酸和第11位甲硫氨酸为关键位点.

不锈钢Z2CN19-10NS超声检测用对比试块的研制

试块是超声检测必备的重要器材。为保证钢板超声波探伤检测结果的准确性,须用一个带有人工制作的平底孔钢板试块对检测系统进行校验。鉴于此,具体阐述核电堆内构件用不锈钢Z2CN19-10NS超声检测用对比试块的设计、制作、平底孔尺寸的检验及校准,并对自行研制的对比试块在实际检测中的应用进行了验证。实际检测应用表明,自行研制的不锈钢Z2CN19-10NS超声检测用对比试块完全满足相关标准及项目检测技术要求,校验稳定性好,检测结果准确、可靠。

砂岩-混凝土结构面剪切特性试验研究及离散元模拟

为从宏、细观角度揭示常法向刚度(Constant Normal Stiffness,CNS)条件下锯齿状砂岩-混凝土结构面剪切机制,首先采用湖南大学自主改造的CNS岩石直剪仪开展3组砂岩-混凝土结构面室内剪切试验.在此基础上,采用刚性墙替代法建立与室内试验相应的离散元数值模型,并引入3个显式运动学方程控制砂岩试样运动轨迹从而实现CNS条件加载,将数值模拟与试验结果对比验证了模型的合理性.随后,开展16个工况的数值剪切试验,通过观察剪切裂纹扩展和力链演化形态,从细观角度揭示结构面破坏模式和荷载传递机制,并从宏观角度分析锯齿几何尺寸(半波长λ、起伏角θ)和加载边界条件(初始法向应力σn0、法向刚度K)对剪切强度和法向膨胀的影响.结果表明:剪切裂纹按照“平稳增加—急剧增加—增幅减小”的发展趋势由结构面区域逐渐向岩石内部扩展,结构面破坏模式随起伏角的增大由滑移磨损向剪断破坏过渡,剪切强度随λ、θ、σn0和K的增加呈指数函数型增加.

CuO/CN催化过一硫酸盐降解四环素性能及机理研究

利用室温合成和高温热解法制备了不同负载量的CuO/CN非均相催化剂,用于活化过一硫酸盐(PMS)降解四环素(TC)。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线荧光光谱仪(EDS)、X射线粉末衍射仪(XRD)等表征仪器对材料进行了详细表征,评价了Cu O/CN材料的表面形貌和物质状态。结果表明,铜以Cu O的形式均匀地负载在CN上,并对PMS降解四环素表现出高效的催化性能。在四环素初始质量浓度为20 mg/L、p H=5.5、PMS浓度为0.3 mmol/L、2.5%Cu O/CN投加量为0.2 g/L的条件下,处理120 min后TC降解率达93.72%。采用猝灭实验和电子自旋共振(EPR)技术分析降解过程的活性物质,结果表明^(1)O_(2)是TC降解过程的主要活性物种。催化剂历经5次循环实验后,TC降解率仍能够达到86.39%,表明催化剂具有较好的稳定性和重复使用性。因此,CuO/CN在催化PMS降解TC等抗生素方面具有良好的应用前景。

CN1/18道岔辙叉轨件力学响应特征及裂纹整治方法

针对CN系列道岔在不利条件下可能出现的心轨、翼轨及叉跟尖轨伤损等问题,建立CN1/18道岔辙叉轨件有限元模型,计算分析其力学响应特征;采用容许应力法分析验证病害产生原因,根据轨件受力状态提出了相应整治措施。结果表明:心轨和叉跟尖轨薄弱断面应力较大,有加工缺陷或划痕硌伤的条件下可能出现应力集中;准静态荷载作用下,翼轨强度满足要求,但安全余量较小,在长期服役条件下可能由于外部环境变化出现钢轨伤损,导致裂纹萌生和断裂。对于心轨,应加强凸缘和轨底交角位置的目视检查和涡流探伤,及时开展人工打磨整治或换轨处理;对于翼轨,应及时开展专项探伤,做好内倾的检查和调整;对于叉跟尖轨,应及时开展磁粉探伤,发现裂纹时须进行换轨处理。

基于SCS-CN模型的暴雨情景下河南省历史遗存淹没风险评价

暴雨灾害是威胁城市生命财产安全的常见灾种,暴露于其中的历史遗存更是面临着极大的淹没风险。科学预测历史遗存的淹没风险,及时开展抢救工作,可有效提升救援效率。以河南省域范围内154个历史遗存点为研究对象,基于SCS-CN模型和GIS空间分析技术,通过水文分析提取出65个包含历史遗存点的汇水区,进行暴雨情景下历史遗存淹没风险的研究。首先,计算每个汇水区内历史遗存被淹没的临界降雨量;然后,选取“7∙20河南暴雨”期间的“7月20日08时—21日06时”“7月20日00时—21日24时”“7月18日00时—21日24时”3个时间段,将临界降雨量与真实降雨情景进行对比,分别识别具有淹没风险的区域;最后,对历史遗存点的淹没风险进行系统评价。得到以下结论:(1)连续多日极端降雨易于在汇水区内形成大范围积水,并且随着连续降雨时间的延长,历史遗存面临的淹没威胁也愈发严重;(2)临界降雨量比较低的汇水区在暴雨来临时更易被淹没,历史遗存的淹没风险也相对较高;(3)地形条件和发展程度成为影响极端降水条件下历史遗存淹没风险的重要因素,风险较高的区域多位于地势低洼且发展程度比较高的地区;(4)规划中应重点关注高风险点及其对应的汇水区域,实行分级分类防控、构建防洪救灾系统、建立风险预警机制,有效提升城市韧性。研究成果希望能为暴雨灾害情景下的历史遗存应急管理提供有益借鉴。