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合成生物学点亮木质素增值之路

新兴科学和技术趋势

新兴科学和技术趋势 2024年第01期 83-93页

作者：李炳志郭一鸣天津大学化工学院教育部合成生物学前沿科学中心山西大学合成生物学学院

木质素是自然界最丰富的芳香化合物来源。然而，受到木质素结构复杂性和异质性的限制，木质素的解聚和转化一直是其可持续利用的主要难题。新兴的合成生物学为木质素有效增值提供了良好的技术支持。本文简要介绍了木质素解聚的多种策略... 详细信息

木质素是自然界最丰富的芳香化合物来源。然而，受到木质素结构复杂性和异质性的限制，木质素的解聚和转化一直是其可持续利用的主要难题。新兴的合成生物学为木质素有效增值提供了良好的技术支持。本文简要介绍了木质素解聚的多种策略，重点讨论了合成生物学在木质素转化为高附加值化学品的应用，并展望了今后木质素生物转化的研究和应用的关键挑战。

关键词：木质素合成生物学生物转化高附加值化学品

饲粮蛋白水平和酿酒酵母对秦川肉牛血常规指标和氮磷代谢的影响

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 40-50页

作者：王晓慧于胜晨梁成成李炳志王思虎江中良赵春平昝林森西北农林科技大学动物科技学院陕西杨凌712100 国家肉牛改良中心陕西杨凌712100

【目的】研究不同蛋白水平饲粮及酿酒酵母(SC)对秦川肉牛血液生理生化指标和氮磷代谢的影响。【方法】选择18头14月龄初始体质量为(298±9.78)kg/头、健康的秦川肉牛(母牛)作为试验动物,采用2种蛋白水平(13.23%(A1)和(10.59%(A2))饲粮和... 详细信息

【目的】研究不同蛋白水平饲粮及酿酒酵母(SC)对秦川肉牛血液生理生化指标和氮磷代谢的影响。【方法】选择18头14月龄初始体质量为(298±9.78)kg/头、健康的秦川肉牛(母牛)作为试验动物,采用2种蛋白水平(13.23%(A1)和(10.59%(A2))饲粮和3种酿酒酵母添加水平(0(B1),4×10^(8) CFU/kg(B2),8×10^(8) CFU/kg(B3))作为两因素进行饲喂试验。采用全收粪(尿)法测定各处理秦川肉牛粪便和尿液中的氮磷含量,试验结束时于晨饲前采用颈静脉穿刺法采血,测定血常规指标和酶活性,试验期55 d。【结果】①试验期11~55 d,饲粮中添加8×10^(8) CFU/kg SC显著提高了秦川肉牛的采食量(P<0.05),A1B3组秦川肉牛采食量最高,显著高于A1B1组(P<0.05)。②B3组秦川肉牛血清中甘油三酯含量显著低于B1组(P<0.05),A2B3组秦川肉牛血清中总蛋白、白蛋白、球蛋白、免疫球蛋白G和免疫球蛋白M含量均显著高于A2B1组(P<0.05)。③B3组秦川肉牛粗蛋白(CP)和中性洗涤纤维(NDF)的表观消化率较B1组分别显著提高了8.44%和16.90%(P<0.05),A2B3组秦川肉牛的粗蛋白、有机物和酸性洗涤纤维表观消化率最高。④与A2B1组相比,A2B3组秦川肉牛粪氮排放减少了31.28%,尿氮排放减少了19.67%,氮消化率提高了7.66%,氮沉积率提高了62.57%。⑤B2和B3组秦川肉牛的粪磷含量显著低于B1组,A2B3组秦川肉牛磷消化率、磷沉积率相较于A2B1组显著升高了35.96%和45.94%(P<0.05)。【结论】本试验条件下,添加8×10^(8) CFU/kg酿酒酵母能够提高秦川肉牛的采食量、免疫水平和营养成分消化率,减少氮磷排放。在10.59%粗蛋白水平下,饲粮添加8×10^(8) CFU/kg酿酒酵母饲喂秦川肉牛效果最好。

关键词：秦川肉牛粗蛋白水平酿酒酵母氮磷代谢血清指标

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基于二硫化钼和分子印迹聚合物的液相色谱串联质谱法检测N-亚硝胺类物质的研究

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基于二硫化钼和分子印迹聚合物的液相色谱串联质谱法检测N-亚硝胺...

作者：李炳志烟台大学

学位级别：硕士

N-亚硝胺类物质是含有亚硝基的一类有机化合物,具有强烈的致癌性。近年来在环境水体和食品基质中被频繁检出,严重威胁消费者生命健康。针对N-亚硝胺类物质,现有的前处理方法(如蒸馏法和液液萃取法)存在有机试剂消耗大,基质干扰严重,不... 详细信息

N-亚硝胺类物质是含有亚硝基的一类有机化合物,具有强烈的致癌性。近年来在环境水体和食品基质中被频繁检出,严重威胁消费者生命健康。针对N-亚硝胺类物质,现有的前处理方法(如蒸馏法和液液萃取法)存在有机试剂消耗大,基质干扰严重,不能有效地提取基质中的N-亚硝胺,难以实现对该类物质的高灵敏检测。固相萃取技术具有机试剂消耗少,萃取速度快,操作简便等优势而被广泛应用于痕量物质的富集,所用到的纳米材料决定了该萃取过程的性能。为了解决N-亚硝胺类物质所面临的检测问题,本实验首先制备二硫化钼纳米材料,利用其比表面积大,吸附位点多的优势,将其作为固相萃取吸附剂,实现环境水样中N-亚硝胺的快速富集,结合液相色谱串联质谱,建立了环境水样中N-亚硝胺的检测方法。随后针对复杂食品基质,制备了分子印迹聚合物,利用其选择性吸附能力,将其作为固相萃取吸附剂,应用于肉制品中N-亚硝胺的富集和检测,主要研究结果如下:(1)建立了四种N-亚硝胺类物质的液相色谱串联质谱仪器方法。优化质谱条件,设置电喷射电压5500 V,碰撞气体压力8 psi,气帘气体压力30 psi,离子源温度550℃,离子源气体压力1为30 psi,离子源气体压力2为30 psi。多反应监测模式下,正离子扫描,确定出四种N-亚硝胺的质谱信息(母离子,子离子)。利用C18柱对四种物质进行分离,优化色谱条件。流动相包括0.1%的甲酸-水溶液(A)和甲醇(B),流速保持0.3 m L/min,进样量10μL。梯度洗脱程序:0～2min,保持10%B;2～6 min,从10%B到90%B;6～9 min,保持90%B;9～10min,从90%B到10%B;10～12 min,保持10%B。(2)采用水热法制备了二硫化钼纳米材料,表征结果显示为直径约500 nm的三维花状微球,将其作为固相萃取吸附剂,考察了吸附和解吸条件对N-亚硝胺类物质萃取效率的影响。在最佳条件下(上样体积为50 m L,p H为7,淋洗液为2 m L HO,洗脱溶剂为3 m L 0.05%氨水-甲醇),建立了基于二硫化钼的固相萃取-液相色谱串联质谱检测环境水样中N-亚硝胺类物质的方法。四种N-亚硝胺类物质在1～100 ng/m L范围内线性关系良好,R均大于0.9900,在三种不同添加水平下(2,5,8 ng/m L),回收率为68.9%～106.1%,RSD为0.46%～7.17%。该研究首次将二硫化钼作为固相萃取吸附剂用于富集和检测N-亚硝胺物质,所建立的方法具有高灵敏度,操作简单等特点,为富集环境水样中的N-亚硝胺类物质引入了一种新的固相萃取剂。(3)采用沉淀聚合法,以二苯甲醇、5-壬醇和1-甲酰吡咯烷作为虚拟模板分子,以甲基丙烯酸为功能单体制备了虚拟模板分子印迹聚合物。通过表征,结果显示印迹聚合物为近似微球状,直径为500 nm左右,非印迹聚合物为不规则块状连接。通过动静态吸附实验和Scatchard方程对聚合物的吸附性能进行评价,印迹聚合物的吸附量(7270μg/g)明显高于非印迹聚合物(5460μg/g)。优化了固相萃取条件,在最佳条件下(上样溶剂为HO,p H值为7,淋洗液为2 m L HO,解吸条件为5 m L甲醇),建立了基于分子印迹聚合物的富集和检测肉制品中四种N-亚硝胺的固相萃取-高效液相色谱串联质谱的方法。实验结果表明,四种N-亚硝胺在1～500 ng/m L的范围内呈现良好的线性,R为0.9990～0.9997,在三个添加水平下(5,10,20 ng/m L),四种N-亚硝胺的回收率为61.0%～105.2%,RSD值为1.2%～9.76%。所建立的方法具有灵敏度高,选择性好等优点,为富集复杂肉制品中的N-亚硝胺提供了一种新的特异性识别吸附剂。

关键词： N-亚硝胺类物质二硫化钼分子印迹聚合物固相萃取高效液相色谱串联质谱

多种外源激素联合诱导德国牧羊犬同期发情的效果研究

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家畜生态学报 2022年第8期43卷 43-47页

作者：修福晓王国华李炳志中国刑事警察学院警犬技术学院辽宁沈阳110034 西北农林科技大学动物科技学院陕西杨凌712100 河北北方学院动物科技学院河北张家口075131

为探讨外源激素对德国牧羊犬同期发情和相关指标的影响,该试验选取36只德国牧羊犬母犬(年龄3~4岁),随机分为A、B、C、D 4个组,每组3个重复,每个重复3只。A、B、C组分别采用激素PG/PMSG/HCG、PG/PG600/HCG、PG/FG600/HCG进行处理,D组不... 详细信息

为探讨外源激素对德国牧羊犬同期发情和相关指标的影响,该试验选取36只德国牧羊犬母犬(年龄3~4岁),随机分为A、B、C、D 4个组,每组3个重复,每个重复3只。A、B、C组分别采用激素PG/PMSG/HCG、PG/PG600/HCG、PG/FG600/HCG进行处理,D组不使用任何激素处理;分别测定其同期发情率、受胎率、产仔数,并对阴道上皮细胞进行涂片监测、对卵泡的发育进行超声监测。结果表明:B组同期发情率最高,为90%,与其它组相比差异显著(P<0.05);A、B、C组卵泡数量较对照组多,平均排卵时间比对照组缩短;使用激素和未使用激素组犬的卵泡平均直径无显著差异;C组受胎率最高,为100%,与其它组相比差异显著(P<0.05);A组产仔数最高,平均为8只,与其他组相比差异显著(P<0.05)。可见,外源激素PG/PMSG/HCG组合诱导德国牧羊犬产仔数最高,可以为德国牧羊犬繁育提供一定临床指导。

关键词：外源激素德国牧羊犬同期发情受胎率产仔数

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泥石流泥舌动力过程的数值模拟研究

山地学报 2022年第1期40卷 84-95页

作者：孔玲潘华利邓其娟杨奉广李炳志中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所中国科学院大学四川建筑职业技术学院四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室

泥石流下泄泥舌运动特征参数是制约下泄泥舌冲击特性和拦砂坝下游沟道冲刷研究的重要因素。大多数研究基于模型实验来研究泥石流过坝形成泥舌，成果受到观测手段与研究条件等限制，成果的实际应用意义不大。利用数值模拟方法研究清水或... 详细信息

泥石流下泄泥舌运动特征参数是制约下泄泥舌冲击特性和拦砂坝下游沟道冲刷研究的重要因素。大多数研究基于模型实验来研究泥石流过坝形成泥舌，成果受到观测手段与研究条件等限制，成果的实际应用意义不大。利用数值模拟方法研究清水或挟沙水流过坝现象，反演泥石流在过坝过程中的流动规律和流动状态，已经证明了数值模拟方法模拟泥石流运动特性的可行性，然而少有学者利用数值模拟针对泥舌运动进行仿真研究。本文针对拦砂坝满库状态，采用基于能有效追踪自由界面的VOF方法的k-ε紊流模型，模拟泥舌下泄运动过程，利用室内模型实验中无法获得的较为详细的流场信息，重点研究泥舌的纵向厚度、下游入射角以及流速分布的变化规律，分析泥舌运动参数与水平抛射距离之间的变化关系，探讨在不同泥石流容重和沟床条件下泥舌断面形态的沿程变化规律，并与已有的室内水槽模型实验结果进行比较分析。结果表明：(1)根据泥舌断面形态，泥舌空中运动段可分为密实段、扩散段和破碎段三个阶段；(2)泥舌的纵向厚度和下游入射角均随抛射距离的增大而增大，同时随泥石流容重和沟床纵坡的变化而变化；(3)泥舌的断面平均速度随抛射距离的增大而增大，且射距越大，流速分布越不均匀，呈中间大、周围小的特点。模拟结果与实验结果吻合良好，说明利用该数学模型模拟泥舌运动是可行的。本研究利用数值模拟对泥舌运动过程进行研究，弥补了模型实验中无法直接测量空中泥舌的形态和流速分布的不足，为准确认识泥舌水力特性提供了依据。

关键词：泥石流泥舌水力特性 VOF法数值模拟

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动床条件下泥石流运动参数变化特征实验研究

防灾减灾工程学报 2022年第4期42卷 850-858页

作者：李炳志潘华利邓其娟欧国强孔玲中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610041 中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室四川成都610041 四川建筑职业技术学院四川成都610399 中国科学院大学北京100049

泥石流运动参数变化特征与泥石流流量、沟床纵坡和沟床物源物质组成等紧密相关,准确确定泥石流运动参数变化特征对于进行流域风险评估和防治工程规划设计具有重要意义。通过室内水槽实验探索了不同来流流量、沟床纵坡和物源细粒含量条件... 详细信息

泥石流运动参数变化特征与泥石流流量、沟床纵坡和沟床物源物质组成等紧密相关,准确确定泥石流运动参数变化特征对于进行流域风险评估和防治工程规划设计具有重要意义。通过室内水槽实验探索了不同来流流量、沟床纵坡和物源细粒含量条件下,沟槽观测点处泥石流流深、流速和容重的变化情况。结果表明:来流流量和沟床纵坡越大,物源细粒含量越小时,泥石流冲刷能力越强;相同实验条件下,流体流深与来流流量间呈正相关关系,与细粒含量间呈负相关关系,且流深受来流流量的影响大于细粒含量;流体流速与来流流量和沟床纵坡间呈正相关关系,与细粒含量间呈负相关关系,且流速受沟床纵坡的影响最大,受细粒含量的影响最小;流体容重与来流流量和细粒含量间呈负相关关系,与沟床纵坡间呈正相关关系,且容重受沟床纵坡和细粒含量的影响大于来流流量。通过水槽实验数据对泥石流流量进行拟合,采用流量拟合式对锅圈岩沟2013年“7·26”泥石流峰值流量进行计算,与野外实测值对比精度高于80%。

关键词：泥石流沟床侵蚀影响因素实验研究

907A低合金钢在模拟深海环境中的腐蚀行为及机理

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腐蚀与防护 2022年第12期43卷 68-77页

作者：孙静赵雨波李炳志张海兵侯健孟晓蔺存国山东科技大学机械电子工程学院青岛266590 中国船舶集团公司第七二五研究所海洋腐蚀与防护重点实验室青岛266101

利用自制试验装置,通过静态失重试验、电化学测试,研究了907A低合金钢在模拟1000m深海环境中的腐蚀行为,并对其腐蚀机理进行了分析。结果表明:907A低合金钢在模拟深海环境中的腐蚀速率随浸泡时间的延长而逐渐减小,最终趋于稳定,致密均... 详细信息

利用自制试验装置,通过静态失重试验、电化学测试,研究了907A低合金钢在模拟1000m深海环境中的腐蚀行为,并对其腐蚀机理进行了分析。结果表明:907A低合金钢在模拟深海环境中的腐蚀速率随浸泡时间的延长而逐渐减小,最终趋于稳定,致密均匀的锈层有效遏制了腐蚀性离子向基体渗透,起到防护作用;腐蚀产物主要以α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe_(3)O_(4)为主,随着浸泡时间的延长,γ-FeOOH向α-FeOOH的转化使907A钢的腐蚀速率降低;浸泡初期907A钢表面主要发生点蚀,点蚀萌生于基体与夹杂物界面处,随着浸泡时间的延长,点蚀逐渐转变为均匀腐蚀。

关键词：深海 907A低合金钢点蚀腐蚀行为

超滑表面技术及其在合金防腐蚀方面应用的研究进展

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腐蚀与防护 2022年第11期43卷 78-82,87页

作者：孙静魏露霞李炳志张海兵赵雨波孟晓山东科技大学机械电子工程学院青岛266590 中国船舶集团公司第七二五研究所海洋腐蚀与防护重点实验室青岛266101

液体灌注型多孔超滑表面(简称超滑表面)因具有稳定的疏水性,良好的耐蚀性和自修复能力,被广泛应用于去冰、防污、防腐蚀等领域。本文详细介绍了超滑表面的制备过程、防腐蚀机理及其在合金防腐蚀方面应用的研究进展。最后提出了超滑表面... 详细信息

液体灌注型多孔超滑表面(简称超滑表面)因具有稳定的疏水性,良好的耐蚀性和自修复能力,被广泛应用于去冰、防污、防腐蚀等领域。本文详细介绍了超滑表面的制备过程、防腐蚀机理及其在合金防腐蚀方面应用的研究进展。最后提出了超滑表面在合金防腐蚀应用中存在的问题,并对未来研究方向提出了展望。

关键词：超滑表面制备合金防腐蚀应用

奶牛子宫内膜炎菌群分析及微生态制剂对其疗效观察

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奶牛子宫内膜炎菌群分析及微生态制剂对其疗效观察

作者：李炳志西北农林科技大学

学位级别：硕士

奶牛子宫内膜炎是奶牛在产后普遍发生的一种常见多发病,国内统计奶牛子宫内膜炎的发病率高达20%～40%,使奶牛产犊间期延长、产奶量减少、淘汰率增加、治疗费用增加和抗生素治疗期间牛奶废弃,造成很大的经济损失。同时该病也是导致奶牛... 详细信息

奶牛子宫内膜炎是奶牛在产后普遍发生的一种常见多发病,国内统计奶牛子宫内膜炎的发病率高达20%～40%,使奶牛产犊间期延长、产奶量减少、淘汰率增加、治疗费用增加和抗生素治疗期间牛奶废弃,造成很大的经济损失。同时该病也是导致奶牛不孕症的重要原因之一,占不孕牛的70%左右。随着我国奶牛养殖业的大规模扩增,本病的发生有明显增加的趋势。本研究通过对健康奶牛、患子宫内膜奶牛生殖道内需氧及兼性厌氧菌的分离,健康奶牛生殖道乳酸菌的鉴定,健康奶牛生殖道乳酸菌生长曲线及产酸性能的研究和微生态制剂对21头奶牛子宫内膜炎疗效的观察,取得以下结果: 1选择20头健康奶牛和20头患子宫内膜炎奶牛,采用常规生理生化方法对其生殖道样品进行细菌的分离鉴定,比较其菌群差异。结果显示,健康奶牛乳酸杆菌、产乳酸球菌和表皮葡萄球菌的分离率明显高于患病奶牛的分离率,差异显著(P<0.05);大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、链球菌的分离率分别低于患病奶牛,差异显著(P<0.05)。研究表明健康奶牛和患子宫内膜炎奶牛生殖道需氧及兼性厌氧细菌差异明显。乳酸细菌的减少引起生殖道内菌群紊乱是奶牛子宫内膜炎发病的重要诱因。 2对分离自健康奶牛生殖道内的22株乳酸菌(其中乳酸杆菌15株,乳酸球菌7株)进行了初步的鉴定,鉴定结果为,15株乳酸杆菌中有5株为短乳杆菌,10株为嗜酸乳杆菌;7株乳酸球菌中有4株为粪肠球菌,2株为棉籽糖肠球菌,1株为屎肠球菌。 3对分离自健康奶牛生殖道内的嗜酸乳杆菌、短乳杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌、棉籽糖肠球菌5株细菌进行生长曲线和产酸性能的研究。结果表明嗜酸乳杆菌、短乳杆菌的生长性能优于3株乳酸球菌粪肠球菌、屎肠球菌、棉籽糖肠球菌,而产酸性能差异不显著。 4本试验采用微生态制剂乳酸杆菌发酵液对杨凌周边地区21头患子宫内膜炎奶牛子宫内灌注来进行治疗。结果表明,对奶牛子宫内膜炎有效率为95.23%(20/21),治愈率85.71%(18/21),说明微生态制剂可作为奶牛子宫内膜炎治疗药物使用,为解决生产中奶牛子宫内膜炎高发、奶中抗生素残留的难题提供了新途径。

关键词：奶牛子宫内膜炎微生态制剂疗效