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酶催化和离子液体水解转化盾叶薯蓣皂苷及黄姜淀粉基抗菌膜的开发

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酶催化和离子液体水解转化盾叶薯蓣皂苷及黄姜淀粉基抗菌膜的开发

作者：周金伟江苏大学

学位级别：硕士

盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis C.H.Wright)根茎俗称黄姜,其主要化学成分为甾体皂苷,目前主要用于制备甾体激素类药物的重要原料薯蓣皂苷元。薯蓣皂苷元在黄姜中则以甾体皂苷的形式存在,传统的无机酸水解等制备方法难以实现催化剂... 详细信息

盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis C.H.Wright)根茎俗称黄姜,其主要化学成分为甾体皂苷,目前主要用于制备甾体激素类药物的重要原料薯蓣皂苷元。薯蓣皂苷元在黄姜中则以甾体皂苷的形式存在,传统的无机酸水解等制备方法难以实现催化剂的循环使用,并产生大量废液排放,污染较为严重。薯蓣次苷A具有较强的抗肿瘤活性和较低的溶血性,是一种潜在的抗癌先导化合物,但其在原植物中含量极低,难以直接大量获取。此外,黄姜中淀粉、纤维素等天然大分子常被直接丢弃,造成资源的极大浪费。本论文基于酶催化和离子液体水解技术,转化黄姜甾体皂苷获取薯蓣次苷A和薯蓣皂苷元;此外,以黄姜淀粉为原料开发具有抗菌功能的包装膜材,实现黄姜资源的综合利用。研究工作包括以下四个部分:(1)采用硅胶柱层析、C制备高效液相色谱法从黄姜粗皂苷中分离、鉴定了三个单体化合物,分别为neosolanigroside Y6、原纤细薯蓣皂苷和Zingiberensis saponin I,其中neosolanigroside Y6为首次从盾叶薯蓣中分离得到。从4种水解酶中筛选出β-葡聚糖酶用于水解原纤细薯蓣皂苷以获取薯蓣次苷A,经单因素实验优化,结果表明水解时间为4 h,水解温度为55℃,β-葡聚糖酶/原纤细薯蓣皂苷比例为4:1(w/w),缓冲液p H为4.5时,薯蓣次苷A的产率最高可达97.6±1.0%。本章所建立的方法可以高效、特异性地转化原纤细薯蓣皂苷为薯蓣次苷A,为其工业化制备提供了试验基础。(2)采用物理分离法获得黄姜粗皂苷,经D101大孔树脂联合聚酰胺柱纯化得到甾体总皂苷(TSS),其回收率为87.6%,纯度提高到83.2%。此后,从5种水解酶中筛选出纤维素酶对TSS进行水解并获取了薯蓣次苷A,通过单因素实验和正交实验设计优化了水解条件。结果显示,各因素对薯蓣次苷A产率的影响依次为水解时间>缓冲液p H>水解温度>酶/TSS比例;在最佳水解条件下,即水解温度为53℃,水解时间为6 h,纤维素酶/TSS比例为3:1(w/w),缓冲液p H为4.2时,以干黄姜计,薯蓣次苷A产率达到5.62%,且产物纯度高。本章建立的方法能够高效地利用TSS获取薯蓣次苷A,在从天然药用资源中制备稀有生物活性成分方面体现出较好的可行性和应用潜力。(3)在加压条件下采用酸性离子液体[BHSOMIm]HSO水解黄姜粗皂苷获取薯蓣皂苷元。通过单因素实验优化了水解条件,当离子液体浓度为0.5 M,料液比为1:30g/m L,水解温度为140℃,水解时间为0.5 h时,薯蓣皂苷元的产率最高可达3.71±0.18%。[BHSOMIm]HSO连续使用6次后,薯蓣皂苷元产率为2.80±0.53%,仍达到最高时的75.67%。与常压酸水解、加压酸水解、微波辅助离子液体水解相比,本方法的催化剂消耗量为0.123 mol/g薯蓣皂苷元,远低于微波辅助离子液体水解法(0.600mol/g);在最优水解条件下,薯蓣皂苷元产率达到3.71±0.18%,略低于加压酸水解法(3.84±0.03%);同时[BHSOMIm]HSO可重复使用6次,且水解反应在0.5 h内完成。本章建立的方法反应时间短,催化剂消耗少,并且[BHSOMIm]HSO可重复使用,是一种更加绿色、经济的获取薯蓣皂苷元的方法。(4)采用物理分离及碱漂洗纯化法制得黄姜淀粉,并对其直观性质进行了表征,SEM检测显示其颗粒呈扁平圆形和椭圆形,整体光滑,边缘无明显缺陷或棱角;淀粉中蛋白质、脂质和灰分含量较低,直链淀粉含量高达64.33±1.13%,表明其具有生产高机械强度和阻隔性能薄膜的潜力。从牛至、百里香和迷迭香挥发油中筛选出牛至挥发油(OEO)的抗菌活性最强。此后,以黄姜淀粉为基质,制备不同OEO含量的黄姜淀粉膜,并对膜的理化性质和抗氧化、抗菌活性进行一系列表征。结果表明,在添加了OEO之后,膜的紫外-可见光屏蔽性能和抗氧化活性明显提高,同时还具有较强的透明度、机械强度和水蒸气透过性能;此外,Film+3%OEO的抑菌活性最强,以其为包裹材料的新鲜鸡肉在4℃下保存7 d,能有效降低内容物的TVC,表明载有OEO的黄姜淀粉膜对维持鲜肉品质和延长其货架周期有积极作用。本章研究制备的抗菌膜可实现黄姜淀粉的综合利用,为食品药品的绿色功能性包装材料的开发提供新的研究思路。

关键词：盾叶薯蓣酶水解薯蓣次苷A 薯蓣皂苷元淀粉抗菌膜

基于CUDA的同态加密算法中余数系统加速技术研究

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基于CUDA的同态加密算法中余数系统加速技术研究

作者：周金伟华中科技大学

学位级别：硕士

在密文上执行计算的同态加密真正做到了数据的“可用而不可见”,是实现隐私计算的绝佳选择。为了提升同态方案执行速度,近年来不少密码学工作者使用中国剩余定理、余数系统等方法将部署在CPU上的并行计算简单移植到GPU上并获得了性能提... 详细信息

在密文上执行计算的同态加密真正做到了数据的“可用而不可见”,是实现隐私计算的绝佳选择。为了提升同态方案执行速度,近年来不少密码学工作者使用中国剩余定理、余数系统等方法将部署在CPU上的并行计算简单移植到GPU上并获得了性能提升,但他们仅仅关注了高并行度而没有充分挖掘和利用GPU的存储特征和调度特性,导致了访存不连续、线程束分化程度高和内存管理划分粒度过大等问题,严重影响同态计算的效率。针对以上问题,提出基于CUDA同态加密算法中余数系统的实现与优化方案,并最终实现支持同态计算的系统cu FV。首先,实现了符合同态计算特征的数据表示和存储方式,引入过渡域构建更高效的存储和计算模式,将繁重的数据转换任务迁移到GPU中执行;接着,提出了更贴合GPU特性的数据转换方案,引入共享内存重新组织数据结构保证内存可合并访问,提出“提前借位”方法使线程可高度并行;此外,还提出了更细粒度的内存管理方案,使用“最佳适应法”替代固定大小内存分配机制,实现更灵活的内存划分和合并方式,进而提供统一内存管理调用接口,提升方案的可移植性。实验中与现有的CPU库SEAL、PALISADE以及GPU实现cu HE、GPU-FV进行了对比,结果表明本优化方案在较大系数多项式中性能提升效果明显。优化后的数据转换方案实现了100%访存带宽利用率,计算速度是PALISADE多线程实现的95倍,是cu HE的1.9倍;优化后的全局内存管理方案将内存分配与释放的时间消耗降低为原来的1/15;集成优化方案的cu FV系统在密钥生成、加密、同态加法、同态乘法和解密中,对比SEAL分别有10、10、16、4和115倍的加速效果,对比PALIDADE分别加速了9、12、4、38和51倍,相比于GPU-FV,则分别获得1.2、1.2、1.4、1.9和2.1倍的性能提升。

关键词：同态加密余数系统中国剩余定理 GPU优化 CUDA编程

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关于营林作业区规划及技术方案的分析

现代农业研究 2018年第3期24卷 78-79页

作者：周伟金黑龙江省亚布力林业局红旗林场

营林作业区规划及技术方案包括资金使用、技术情况、建设任务、工程效益等多个方面。在具体施工过程中,需要对区规划及技术方案进行全面的资料采集、整理与分析,且不要过分强调标准化,确保设计内容与设计形式的创新,充分体现树种特性与... 详细信息

营林作业区规划及技术方案包括资金使用、技术情况、建设任务、工程效益等多个方面。在具体施工过程中,需要对区规划及技术方案进行全面的资料采集、整理与分析,且不要过分强调标准化,确保设计内容与设计形式的创新,充分体现树种特性与区域特点。本文说明了营林作业区规划在造林过程中的作用,阐述了营林作业区规划及技术方案的具体实施策略。

关键词：营林作业区规划设计技术方案

冠状动脉造影及冠脉内支架植入术后并发症护理措施研究

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智慧健康 2020年第21期6卷 60-61页

作者：周伟金中国科学院大学深圳医院广东深圳518107

目的探析冠状动脉造影及冠脉内支架植入术后并发症护理措施。方法选取2019年6月至2020年4月在我院就诊的300例急性冠脉综合征老年患者作为研究对象。按护理分组分为观察组和对照组2组,每组150例患者。其中对照组在冠脉造影术后进行常规... 详细信息

目的探析冠状动脉造影及冠脉内支架植入术后并发症护理措施。方法选取2019年6月至2020年4月在我院就诊的300例急性冠脉综合征老年患者作为研究对象。按护理分组分为观察组和对照组2组,每组150例患者。其中对照组在冠脉造影术后进行常规康复治疗,观察组在对照组护理的基础上给予SMART护理原则联合细节护理干预,观察患者的自我护理能力、迟发性术肢血肿及疼痛发生情况进行评定。结果护理后观察组饮食管理、自我监测、运动管理等自我护理能力指标评分高于对照组,P<0.05;观察组迟发性术肢血肿发生率低于对照组,P<0.05。结论针对冠状动脉造影以及冠脉内支架植入术患者,SMART护理原则联合细节护理干预的效果确切,不仅可以提高患者自我护理能力,还可以避免迟发性术肢血肿现象发生,使患者疼痛程度减轻,具有显著临床价值。

关键词：冠状动脉造影冠脉内支架植入术并发症护理措施

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浅谈营林造林中播种育苗技术

现代农业研究 2018年第1期24卷 103-104页

作者：周伟金黑龙江省亚布力林业局红旗林场 150631

现阶段,随着人们环境保护的意识逐渐增强,越来越多的社会成员开始关注林业工程建设问题。在林业工程的建设过程中,培养和苗木种植尤为重要,播种育苗技术直接关系到可持续利用自然资源问题。因此,对苗木培育和种植环节不容忽视。

关键词：营林播种育苗技术

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当下林业营林工作中存在的问题及应对措施

现代农业研究 2018年第2期24卷 96-97页

作者：周伟金黑龙江省亚布力林业局红旗林场 150631

林业营林在中国经济发展中扮演着重要的角色,并对林业管理工作产生重要影响。目前,我国林业营林工作中取得了一系列成果,但是也存在着一些不足。本文说明了当下林业营林工作中存在的问题,并阐述了具体的解决对策。

关键词：林业营林工作问题措施

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广西金矿矿床类型、成矿规律及找矿方向

矿产与地质 2022年第3期36卷 467-474页

作者：韦安伟周伟金梁标志农刚广西壮族自治区地质调查院广西南宁530023

广西金矿形成和演化具有多期次、多成因和成矿物质多来源的特点。金矿多赋存于寒武系、三叠系中,多期次的构造、岩浆活动造就了种类繁多的金矿床。矿床类型可划分为微细粒浸染型、破碎带蚀变岩型、含金石英脉型、火山—次火山岩型、矽... 详细信息

广西金矿形成和演化具有多期次、多成因和成矿物质多来源的特点。金矿多赋存于寒武系、三叠系中,多期次的构造、岩浆活动造就了种类繁多的金矿床。矿床类型可划分为微细粒浸染型、破碎带蚀变岩型、含金石英脉型、火山—次火山岩型、矽卡岩型、砂矿型等6种类型,成矿时代以燕山期为主,空间分布可划分为桂西、桂西南、桂东、桂东南、桂北、桂中6个成矿集中区。文章从广西金矿成矿条件、矿床类型、成矿规律研究出发,提出广西金矿找矿远景区,为今后广西金矿勘查提供借鉴。

关键词：广西金矿矿床类型成矿时代找矿方向

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广东省和平枫树墩遗址2014年发掘简报

南方文物 2023年第3期 42-52页

作者：无周繁文邓宏文金志伟中山大学社会学与人类学学院广东省文物考古研究院和平县博物馆

枫树墩遗址位于广东省河源市和平县大坝镇上正村,1991年经调查发现。2014年,广东省文物考古研究院、中山大学社会学与人类学学院、和平县博物馆联合对该遗址进行了主动性考古发掘,发现灰坑、墓葬、柱洞、灰沟等遗存,出土石、陶、原始瓷... 详细信息

枫树墩遗址位于广东省河源市和平县大坝镇上正村,1991年经调查发现。2014年,广东省文物考古研究院、中山大学社会学与人类学学院、和平县博物馆联合对该遗址进行了主动性考古发掘,发现灰坑、墓葬、柱洞、灰沟等遗存,出土石、陶、原始瓷等各类遗物,主要可分为新石器晚期至商代、战国中晚期、南越国三个时期。枫树墩遗址地处沟通珠江与长江流域的粤赣通道,各时期遗存中都可观察到与广东其他地区及赣南的考古学文化交流。

关键词：河源新石器时代商代战国时期南越国时期

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人呼吸道合胞病毒疫苗的研究进展

中国生物制品学杂志 2023年第3期36卷 379-384页

作者：周红军(综述) 王金伟(审校) 江苏瑞科生物技术股份有限公司江苏泰州225300 江苏省药品监督管理局审查核验中心江苏南京210019

人呼吸道合胞病毒(human respiratory syncytial virus,hRSV)是导致婴幼儿及老年人下呼吸道感染的主要病原体之一。hRSV基因组全长为15 222 bp,包含10个基因,共编码11种蛋白质(9种结构蛋白,2种非结构蛋白),不同蛋白在hRSV致病过程中发... 详细信息

人呼吸道合胞病毒(human respiratory syncytial virus,hRSV)是导致婴幼儿及老年人下呼吸道感染的主要病原体之一。hRSV基因组全长为15 222 bp,包含10个基因,共编码11种蛋白质(9种结构蛋白,2种非结构蛋白),不同蛋白在hRSV致病过程中发挥不同作用。随着对hRSV生物学和结构特性的深入研究,已研发出多种类型的hRSV疫苗,如hRSV减毒活疫苗hRSV △NS2/△1313/I1314L已进入Ⅱ期临床试验,hRSV亚单位蛋白疫苗Pre-F-GCN4t已进入Ⅲ期临床试验等。本文就hRSV的生物学特性及研制进展较快的hRSV疫苗类型作一综述,以期为我国hRSV疫苗的研发提供参考。

关键词：人呼吸道合胞病毒减毒活疫苗亚单位疫苗载体疫苗