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基于AAindex数据库和机器学习的酶的热稳定性预测研究

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基于AAindex数据库和机器学习的酶的热稳定性预测研究

作者：李高林浙江科技大学

学位级别：硕士

在酶工程中,定向进化是用于改变酶特性的重要技术手段。通过“突变-筛选”这一自然法则的定向进化方案是目前最广泛使用的改造策略。然而传统的湿实验筛选往往复杂且耗时。在工业应用中,土曲霉的（R）-ω-转氨酶(（R）-ω-transaminase,... 详细信息

在酶工程中,定向进化是用于改变酶特性的重要技术手段。通过“突变-筛选”这一自然法则的定向进化方案是目前最广泛使用的改造策略。然而传统的湿实验筛选往往复杂且耗时。在工业应用中,土曲霉的（R）-ω-转氨酶(（R）-ω-transaminase,（R）-ω-TA)具有较高的对映选择性和产率,展现出较好的应用前景,但由于其热稳定性较差,在实际应用中受到较大限制。因此,提高转氨酶的热稳定性以拓展其在工业应用中的范围,已成为当前研究的重要方向。本论文运用机器学习方法,结合已知的转氨酶热稳定性湿实验数据进行计算机建模,用于预测转氨酶的热稳定性,加速了实验中“突变-筛选”的进程,提高了效率。另外,采用分子动力学模拟研究了（R）-ω-TA预测突变体、实验突变体与野生型的热稳定性差异,对机器学习的预测结果进行了验证。本文的主要工作和成果如下:（1）将多位点组合突变的湿实验数据与机器学习相结合是蛋白质工程中的一种创新方法。在这项研究中,我们采用了一种基于新型蛋白描述符和数字信号处理（Digital signal processing,DSP）的创新序列-活性关系（Innovative sequence-activity relationship,ISAR+）方法,以21个（R）-ω-TA湿实验数据作为输入来构建预测模型,通过预测结果成功地筛选出半衰期更优的突变体。最佳突变体P1的半衰期为107分钟,相较于野生型增加了约15倍。与此同时,ISAR+方法采用新型蛋白描述符和迭代索引的策略,成功地将模型的决定系数（coefficient of determination,R2）从0.66提高到了0.92。（2）通过分子动力学模拟,我们分析了ISAR+方法预测的突变体、实验突变体和野生型的热稳定性差异,如均方根偏差（Root mean square deviation,RMSD）、均方根波动（Root mean square fluctuation,RMSF）、溶剂可及表面积（Solvent accessible surface area,SASA）、氢键（hydrogen bond,H-bond）和回旋半径（radius of gyration,Rg）。结果表明,预测的突变体P1在各项指标中都表现出更高的热稳定性。ISAR+算法在提高（R）-ω-TA热稳定性方面的成功应用,为实验者改造土曲霉（R）-ω-TA的热稳定性提供了更多见解,有助于定向进化筛选,为蛋白质工程开辟了新途径。同时,分子动力学模拟也在验证（R）-ω-TA热稳定性的预测方面提供了辅助手段。

关键词：机器学习热稳定性 (R)-ω-TA 分子动力学模拟

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2d-3d回音壁模式固态荧光蛋白激光器

中国激光 2024年

作者：曹越李高尚麻霁阳北京理工大学物理学院量子技术研究中心先进光电量子结构设计与测量教育部重点实验室

荧光蛋白因其高量子产率、卓越的光稳定性和可调谐性而在光学器件领域展现出巨大潜力。本研究中，我们利用咖啡环效应在二氧化硅基板上制备了二维形态的固态荧光蛋白回音壁模式激光器，并将其与微泡腔相结合，以优化其阈值等方面的激光... 详细信息

荧光蛋白因其高量子产率、卓越的光稳定性和可调谐性而在光学器件领域展现出巨大潜力。本研究中，我们利用咖啡环效应在二氧化硅基板上制备了二维形态的固态荧光蛋白回音壁模式激光器，并将其与微泡腔相结合，以优化其阈值等方面的激光性能。实验结果表明，二维激光器的激光阈值为35.5μJ/mm2，而三维激光器的激光阈值为1.33μJ/mm2，相对于二维模式降低了约27倍。此外，我们的研究结果还表明，所开发的固态荧光蛋白回音壁激光器具有低成本、便捷和生物相容性等特点，并且具有较低的阈值。在三维激光器中，光束受到微泡腔的有效约束，并且便于与其他光学元件的耦合，进而提高了激光器的效率和性能。本研究为固态蛋白与微腔的耦合研究提供了新的方案，同时也开发了新型的生物相容性激光器，为光学器件的设计和应用提供了新的思路和可能性。

关键词：光学微腔微型激光器荧光蛋白回音壁模式

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钻削300M钢中的刀具设计及钻削参数优化

钻削300M钢中的刀具设计及钻削参数优化

作者：李高伟陕西理工大学

学位级别：硕士

300M超高强度钢(简称300M钢)具有比强度高、耐磨性好、疲劳性能优良、塑性和韧性强等优点,被大量应用于飞机起落架、机轮摇臂、旋转套筒、作动筒等关键零组件。然而,传统标准麻花钻在300M钢的制孔过程中,存在轴向力和扭矩过大、刀具磨... 详细信息

300M超高强度钢(简称300M钢)具有比强度高、耐磨性好、疲劳性能优良、塑性和韧性强等优点,被大量应用于飞机起落架、机轮摇臂、旋转套筒、作动筒等关键零组件。然而,传统标准麻花钻在300M钢的制孔过程中,存在轴向力和扭矩过大、刀具磨损严重和孔壁表面质量较差等加工难点,本文开展了钻削300M钢中所用刀具设计与钻削性能研究。为提高300M钢小孔钻削工艺性,本文的主要研究内容如下:(1)设计并加工一款适合钻削300M钢的曲刃钻。基于钻头和工件材料的匹配特性,选出合适的刀具基体材料和涂层材料,依据工况选择冷却形式,然后对钻头的主要结构(修磨横刃、外缘转点倒角等)进行设计,使用Helitronic Tool Studio刀具设计软件编程模拟,并结合Walter五轴数控磨床完成了钻头的制造。(2)建立钻削300M钢的有限元模型。利用Helitronic Tool Studio软件和UG软件逆向建模出所设计的曲刃钻的钻尖形貌,然后导入到Advant Edge软件中进行钻削仿真,分别探究了曲刃钻和标准麻花钻的钻削参数(机床主轴转速、钻头进给量)在钻削轴向力、钻削扭矩和切屑形态方面的影响,并通过对比分析,发现曲刃钻的钻削轴向力降低了大约30%,钻削扭矩降低了大约10%,曲刃钻形成的切屑更容易排屑。(3)300M钢小孔钻削试验。使用设计的曲刃钻进行单因素钻削300M钢试验,对曲刃钻的钻削过程进行了分析,然后对比仿真和试验的结果,验证钻孔仿真模型的准确性。通过单因素试验结果选出显著的三个水平进行全因子实验,根据极差分析与方差分析进行数据处理,确定各因素对钻削轴向力和孔壁表面粗糙度影响的主次顺序及显著性。(4)300M钢钻削参数多目标优化。利用MATLAB软件对全因子试验数据进行多元线性回归分析,建立钻削轴向力的多元回归预测模型,并结合方差分析检验回归方程的显著性,残差分析判断是否存在过拟合。以机床主轴转速、钻头进给量作为约束条件,以最大钻削效率、最小钻削轴向力为目标进行参数优化,得到最优钻削参数组合为机床主轴转速2200rpm,钻头进给量0.1014mm/r,并对最优钻削参数组合进行试验验证。

关键词： 300M钢钻头结构设计逆向建模参数优化

环县 “四个聚焦”精准助力县属国资国企改革发展

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环县 “四个聚焦”精准助力县属国资国企改革发展

大豆玉米带状复合种植一体化播种机作业质效试验与探究

陇东报

作者：乔洁高祺

本报讯（庆阳融媒记者乔洁通讯员高祺）企业是高质量发展的基石，国有企业是经济社会发展的重要支撑力量。2023年，环县国企改革突出主业，聚焦党建引领、职能转变、高效发展、转型升级“四个重点”，加快提升“国企保建设”能力，全... 详细信息

本报讯（庆阳融媒记者乔洁通讯员高祺）企业是高质量发展的基石，国有企业是经济社会发展的重要支撑力量。2023年，环县国企改革突出主业，聚焦党建引领、职能转变、高效发展、转型升级“四个重点”，加快提升“国企保建设”能力，全力推进国企改革走深走实。环县有25家县......

关键词：国资国企国企改革

来源： cnki报纸评论

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中国农机化学报 2024年

作者：张长明高祺朱冠雄高凤菊太荣建德州市农业机械服务中心德州市农业科学研究院德州学院能源与机械学院

播种机的作业成效对提高大豆玉米带状复合种植播种质量、保证作物产量具有决定性意义。试验采用二因素裂区设计，在复合种植4：2模式下，用一体化的勺轮式排种器播种机和气吸式排种器播种机，分别以5 km/h、7 km/h、9 km/h三种不同速度... 详细信息

播种机的作业成效对提高大豆玉米带状复合种植播种质量、保证作物产量具有决定性意义。试验采用二因素裂区设计，在复合种植4：2模式下，用一体化的勺轮式排种器播种机和气吸式排种器播种机，分别以5 km/h、7 km/h、9 km/h三种不同速度进行播种作业，对播种期、出苗期、成熟期、收获期的参数以及机具性价比、经济指数进行比较，对两种播种机的质效进行探究性评价。结果表明，勺轮式播种机在5 km/h、气吸式播种机在9 km/h播种作业速度下的出苗质量、成熟效果、收获产量最好，勺轮式播种机适于低速作业、气吸式播种机适于高速作业；最优作业速度下，两种机型在收获产量上差异不显著，气吸式播种机在效率经济指数、出苗质量、成熟性状、收获产量上优于勺轮式播种机，但在产量经济指数、机具产投比上低于勺轮式播种机。因此根据种植规模优选一体化播种机，且采用适宜的作业速度从而提高作业质效可提供参考和支持。

关键词：大豆玉米带状复合种植 4:2模式一体化播种机作业质效

人教版高中生物学教科书中科学论证内容分析与教学建议

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课程．教材．教法 2024年第6期44卷 129-135页

作者：杨洪斌李高峰陕西师范大学教育学部西安710062 重庆市教育科学研究院重庆400015 陕西师范大学生命科学学院西安710062

科学论证是科学实践的重要组成部分,人教版高中生物学教科书中分布着大量的科学论证内容。人教版高中生物学教科书具有如下特点:论证内容编写特色化,促进学生科学核心概念的形成;论证主题材料多样化,激发学生科学学习兴趣;论证技巧全面... 详细信息

科学论证是科学实践的重要组成部分,人教版高中生物学教科书中分布着大量的科学论证内容。人教版高中生物学教科书具有如下特点:论证内容编写特色化,促进学生科学核心概念的形成;论证主题材料多样化,激发学生科学学习兴趣;论证技巧全面化,培养学生科学思维能力;论证训练方式主体化,丰富学生科学论证的路径。在进行科学论证教学时,可通过统筹论证内容、完善证据链条、强化论证过程、注重口头论证提高教科书中科学论证教学内容的实施水平。

关键词：生物学教科书人教版科学论证特色化多样化

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水热法制备硫掺杂氧化锌及其气敏性能

河南科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期45卷 17-23,31页

作者：杜凯李高杰河南科技大学物理工程学院河南洛阳471023

针对纯氧化锌(ZnO)禁带宽度高、气体灵敏度较低的问题,采用水热法以硫代乙酰胺为硫(S)源对氧化锌进行掺杂,制得氧化锌纳米片状结构。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对硫掺杂氧化锌纳米材料进行表征,并进一步探究该材料的气敏... 详细信息

针对纯氧化锌(ZnO)禁带宽度高、气体灵敏度较低的问题,采用水热法以硫代乙酰胺为硫(S)源对氧化锌进行掺杂,制得氧化锌纳米片状结构。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对硫掺杂氧化锌纳米材料进行表征,并进一步探究该材料的气敏性能。结果表明:相对于纯的氧化锌样品,不同的硫掺杂质量分数对氧化锌气敏性能的影响有所不同,其中硫掺杂质量分数1.57%,氧化锌结构的气敏性能最佳,对乙醇气体的灵敏度达到9.25,具有最短响应时间(14 s)和恢复时间(4 s)。

关键词：水热法氧化锌气敏硫掺杂灵敏度乙醇气体

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可见光波段多路激光合束及闭环校正技术研究

中国光学（中英文） 2024年第2期17卷 342-353页

作者：徐新行李高生谢兵韩旭东中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中航凯迈(上海)红外科技有限公司上海201306 中国人民解放军32031部队河南开封475000

为了实现可见光波段多路不同波长激光的周期性闭环校正,设计了一种具有光束指向和位置偏差独立监测与调节的激光合束系统。首先,根据系统的应用需求,提出了合束系统的设计指标与整体合束方案。然后,在合束方案的基础上,建立了合束系统... 详细信息

为了实现可见光波段多路不同波长激光的周期性闭环校正,设计了一种具有光束指向和位置偏差独立监测与调节的激光合束系统。首先,根据系统的应用需求,提出了合束系统的设计指标与整体合束方案。然后,在合束方案的基础上,建立了合束系统的光束控制模型,并通过数值仿真得到了合束系统光束控制的解算方法。闭环合束系统通过光束指向和位置监测装置分别实现合束激光指向偏差与位置偏差的独立监测,并根据监测结果进行光束调节装置控制量的解算;进而通过两维摆镜和一维平移台分别实现光束指向和位置偏差的独立高效调节。最后,采用两路不同波长的激光束,配合光束监测与调节装置,搭建了闭环合束模拟实验平台,对周期性闭环合束系统的合束效果进行了验证。实验结果表明:在长时间的工作过程中,两路激光均实现了与基准光路的精密合束,合束指向精度优于±7μrad,位置精度优于±0.84 mm。本研究所组建的激光合束系统不仅具有合束精度高、校正速度快、光路扩展性强的优势,而且可实现激光束的周期性闭环校正,能够有效保证合束激光的长期工作稳定性。

关键词：激光合束光束监测光束控制指向偏差位置偏差

基于改进蜣螂优化的GEO轨道多脉冲追逃博弈

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中国空间科学技术（中英文） 2024年第4期44卷 1-10页

作者：郭延宁李高健于永彬哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

研究了考虑J_(2)摄动、脉冲推力情况下,具有感知延迟的GEO(geosynchronous Earth orbit)轨道追逃博弈问题,建立了综合考虑燃料消耗、单次脉冲速度增量、脉冲时间间隔、任务时长、脉冲数量以及终端距离下的轨道追踪策略优化模型。涉及的... 详细信息

研究了考虑J_(2)摄动、脉冲推力情况下,具有感知延迟的GEO(geosynchronous Earth orbit)轨道追逃博弈问题,建立了综合考虑燃料消耗、单次脉冲速度增量、脉冲时间间隔、任务时长、脉冲数量以及终端距离下的轨道追踪策略优化模型。涉及的优化变量包括脉冲个数、机动时刻序列以及脉冲增量序列。追踪航天器通过多次脉冲追踪目标航天器。为了提高问题求解效率,提出了一种利用Bernoulli混沌映射和最优值引导的改进蜣螂优化算法IBDBO(improved Bernoulli dung beetle optimization),并且为解决终端约束难以满足的问题,引入Lambert机动修正。通过与其他智能算法的对比试验,验证了本算法在收敛速度、收敛稳定性和优化效率上的优势。进而,在一些存在感知延迟的真实场景下的仿真验证了本算法规划追踪策略的有效性,探讨了博弈双方最小距离与目标航天器机动能力以及感知延迟时间之间的因果关系。

关键词：脉冲推力轨道追逃博弈追踪策略改进蜣螂优化算法最小距离

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