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实时直接分析质谱法在中药质量研究中的应用进展

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中草药 2023年第13期54卷 4377-4384页

作者：胡双飞张奥王永刚苏薇薇中山大学生命科学学院广东省中药上市后质量与药效再评价工程技术研究中心/广东省热带亚热带植物资源重点实验室广东广州510275

中药化学成分组成是其物质基础,针对中药中有效成分、特征成分及有害物质的定性、定量分析,是阐明中药药效成分和鉴定其品质的主要方式。实时直接分析质谱(direct analysis in real time-mass spectrometry,DART-MS)技术无需或仅需简单... 详细信息

中药化学成分组成是其物质基础,针对中药中有效成分、特征成分及有害物质的定性、定量分析,是阐明中药药效成分和鉴定其品质的主要方式。实时直接分析质谱(direct analysis in real time-mass spectrometry,DART-MS)技术无需或仅需简单的样品处理,具有快速、直接、现场检测等特点,将其引入到中药质量研究,有助于评价中药质量的稳定性和安全性。通过对DART-MS离子源结构、原理及在中药质量研究中的应用进行综述,为该技术在中药领域的应用提供参考。

关键词：实时直接分析质谱有效成分成分分析中药质量快速分析

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拨杆喂入式菠萝采收机构设计与试验

农业工程学报 2023年第19期39卷 27-38页

作者：刘天湖程一丰李加仪陈思远赖嘉上刘莹齐龙杨秀丽华南农业大学工程学院广州510642

为解决菠萝采收效率低、成本高等问题,该研究根据菠萝果实的几何特征和花萼结合处易折断、茎秆较脆等生物学特性设计了一种拨杆喂入式菠萝采收机构,分析了影响收获效率的主要因素,包括:拨禾轮半径、拨禾轮转速、履带行走机的前进速度等... 详细信息

为解决菠萝采收效率低、成本高等问题,该研究根据菠萝果实的几何特征和花萼结合处易折断、茎秆较脆等生物学特性设计了一种拨杆喂入式菠萝采收机构,分析了影响收获效率的主要因素,包括:拨禾轮半径、拨禾轮转速、履带行走机的前进速度等,并确定了关键部件的结构和运动参数。在对菠萝果实与茎秆分离的运动学和动力学分析的基础上,确定了菠萝果实在花萼与茎秆连接处或在靠近花萼的茎秆处断裂的力学依据,其中成熟度较高时,菠萝花萼处的脱落区结合强度较小,受切应力作用而断裂;成熟度较低时,茎秆较细处因弯曲过大而断裂。建立采收过程的多体运动学仿真模型,分析了收获过程中菠萝植株的力学和动力学特征,求解不同运动情况下拨杆接触果实时的接触力峰值。两因素五水平正交台架试验表明,菠萝收获效果最佳的参数组合为前进速度0.4 m/s、拨禾轮转速22.8 r/min。最优参数组合的田间试验结果表明:拨杆喂入式菠萝收获机进行收获作业时工作顺畅,采收后的植株生长状态良好;菠萝果实收获成功率为84%,损伤率为9.53%,综合评价指标为85.94%。研究结果可为菠萝采收机械的研究提供参考。

关键词：农业机械收获试验菠萝仿真

基于改进RRT*算法的菠萝采收机导航路径规划

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农业工程学报 2022年第23期38卷 20-28页

作者：刘天湖张迪郑琰程一丰裘健齐龙华南农业大学工程学院广州510642

为了提高菠萝收获的机械化和自动化水平,该研究采用改进RRT*(Rapidly-exploring Random Trees Star)算法进行菠萝采收机全局作业路径规划。首先引入自启发式思想约束采样点的生成,借鉴人工势场引入方向权重对新节点拓展方向进行约束,同... 详细信息

为了提高菠萝收获的机械化和自动化水平,该研究采用改进RRT*(Rapidly-exploring Random Trees Star)算法进行菠萝采收机全局作业路径规划。首先引入自启发式思想约束采样点的生成,借鉴人工势场引入方向权重对新节点拓展方向进行约束,同时计算合适的权重取值范围,采用双向拓展加快迭代速度,然后利用贪心算法修剪路径冗余节点,并利用Cantmull-Rom插值函数对路径进行平滑处理。根据农田道路情况创建多障碍物、迷宫和狭窄通道3种仿真环境,分别对RRT*算法、双向RRT*算法和改进后RRT*算法的性能进行测试。试验结果表明:3种环境下,本文算法的平均收敛时间是RRT*算法的18%,是双向RRT*算法的46.12%,平均规划速度是RRT*算法的5.7倍,是双向RRT*算法的2.3倍左右,平均拓展节点数量比RRT*算法减少87.23%,比双向RRT*算法减少52.52%,平均路径长度比RRT*算法减少3.81%,比双向RRT*算法减少6.08%。田间试验结果表明:本文算法的规划时间仅为RRT*算法的14.12%,为双向RRT*的20.34%,迭代次数比RRT*算法减少80.89%,比双向RRT*减少69.70%。另外,RRT*和双向RRT*算法规划路径上大于60°的转角分别是本文算法的1.56和2.06倍,大于100°的转角分别是本文算法的1.55和2.18倍,本文算法规划的路径更平滑。研究结果可为菠萝采收机导航提供参考。

关键词：雷达算法菠萝收获路径规划快速搜索随机树

柑橘黄龙病菌亚洲种微滴数字PCR检测方法的建立

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农学学报 2024年第1期14卷 39-43页

作者：宋晓兵黄峰崔一平彭埃天岳茂峰广东省农业科学院植物保护研究所/农业农村部华南果蔬绿色防控重点实验室/广东省植物保护新技术重点实验室广州510640 广东石油化工学院广东茂名525000

柑橘黄龙病是世界柑橘产业的毁灭性病害,带病苗木、带菌接穗和田间病株是病害的初侵染源,建立一套病原菌超灵敏检测方法对柑橘黄龙病的早期预警及防控具有重要意义。根据柑橘黄龙病亚洲种16S rDNA基因序列设计特异引物,建立基于微滴数字... 详细信息

柑橘黄龙病是世界柑橘产业的毁灭性病害,带病苗木、带菌接穗和田间病株是病害的初侵染源,建立一套病原菌超灵敏检测方法对柑橘黄龙病的早期预警及防控具有重要意义。根据柑橘黄龙病亚洲种16S rDNA基因序列设计特异引物,建立基于微滴数字PCR技术的检测方法,并评价该方法的灵敏度和检测准确性。结果表明,研究建立的柑橘黄龙病亚洲种微滴数字PCR检测方法特异性强、灵敏度高,其检测灵敏度是荧光定量PCR的10倍。建立的微滴数字PCR检测技术为柑橘种质资源的早期黄龙病检测提供了一种新方法。

关键词：柑橘黄龙病菌亚洲种 ddPCR 早期检测柑橘种苗

基于改进YOLOv4的轻量化菠萝苗心检测算法

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农业工程学报 2023年第4期39卷 135-143页

作者：张日红区建爽李小敏凌轩朱政侯炳法仲恺农业工程学院机电工程学院广州510225

当前菠萝催花作业以人工喷洒为主,生产效率低、劳动强度大。菠萝苗心位置的精准识别和定位是实现机械化、智能化菠萝催花的核心问题。该研究在YOLOv4目标识别算法的基础上,选择GhostNet作为主干特征提取网络,构建了一种混合网络模型,并... 详细信息

当前菠萝催花作业以人工喷洒为主,生产效率低、劳动强度大。菠萝苗心位置的精准识别和定位是实现机械化、智能化菠萝催花的核心问题。该研究在YOLOv4目标识别算法的基础上,选择GhostNet作为主干特征提取网络,构建了一种混合网络模型,并在颈部网络中融合深度可分离卷积与轻量级的注意力模块。改进后的模型相较于YOLOv4模型的总参数量减少70%。与YOLOv4、Faster R-CNN和CenterNet 3个模型进行检测对比试验,结果可得:改进模型在菠萝植株种植密集与稀疏的条件下识别精度分别为94.7%和95.5%,实时识别速度可达27帧/s,每张图像平均检测时间为72 ms,相比常规YOLOv4模型用时缩短23%。总体性能表现均优于对比组的目标检测模型。总的来说,改进模型YOLOv4-GHDW在一定程度上实现了检测速度、识别精度和模型体量三者之间平衡,能够在实际种植环境下对菠萝苗心有较好的识别效果。研究结果可为智能化菠萝精准催花设备研发提供视觉技术支持。

关键词：机器视觉图像处理菠萝催花目标检测深度可分离卷积 GhostNet YOLOv4

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气调包装对鲜切菠萝品质的影响分析

现代食品科技 2023年第11期39卷 135-142页

作者：陈敏惠陈于陇李佳鸿戴凡炜陈飞平王玲戚英伟广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所农业农村部功能食品重点实验室广东省农产品加工重点实验室广东广州510610

该试验研究了包装材料对鲜切菠萝贮藏品质的影响。采用自发气调袋包装鲜切菠萝,对照组选用普通菠萝保鲜袋,置于4℃低温贮藏。测评了鲜切菠萝感官评价,探究了包装袋气体成分变化、硬度、可溶性固形物(TSS)、可滴定酸(TA)、抗坏血酸(Vc)... 详细信息

该试验研究了包装材料对鲜切菠萝贮藏品质的影响。采用自发气调袋包装鲜切菠萝,对照组选用普通菠萝保鲜袋,置于4℃低温贮藏。测评了鲜切菠萝感官评价,探究了包装袋气体成分变化、硬度、可溶性固形物(TSS)、可滴定酸(TA)、抗坏血酸(Vc)、丙二醛(MDA)、乙醇等各项指标。结果表明,与对照组相比,气调袋包装的鲜切菠萝在贮藏期间O2浓度保持在11.29%以上,CO_(2)浓度保持在3.03%以下,贮藏12 d感官得分为9.67分,硬度下降11.17%,TSS下降19.44%,TA下降12.14%,Vc含量下降21.78%,有效缓解了鲜切菠萝各生理指标下降的趋势。与普通保鲜袋相比,气调袋抑制了菠萝MDA含量和乙醇含量的增加,普通袋MDA含量为3.52μmol/g,而气调袋为2.99μmol/g,缓解了鲜切菠萝的膜脂过氧化;普通袋乙醇含量高达615.9μg/g,而气调袋乙醇含量仅为120.68μg/g,大大减少了菠萝在贮藏期间无氧呼吸产生乙醇。因此,采用自发气调袋包装有效的保持了鲜切菠萝的品质,延长了鲜切菠萝的贮藏期,具有广阔的市场前景。

关键词：自发气调袋鲜切菠萝品质贮藏期

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固定式天然橡胶自动割胶机设计与试验

农业机械学报 2023年第S2期54卷 128-135页

作者：温翔宇洪苑妹熊建明余以刚谭俭辉孟祥宝广东省现代农业装备研究所广州510630 农业农村部华南现代农业智能装备重点实验室广州510630 深圳市现代农业装备研究院深圳518022 东莞市翊顺智能科技有限公司东莞523920

为解决天然橡胶夜间割胶作业劳动强度大、割胶工短缺、割胶效率低等问题,设计一种固定式天然橡胶自动割胶机,采用行走电机与丝杆电机分别驱动割胶刀绕树转动以及沿竖直方向运动,2种运动复合形成割胶刀螺旋线作业轨迹,实现割胶机根据橡... 详细信息

为解决天然橡胶夜间割胶作业劳动强度大、割胶工短缺、割胶效率低等问题,设计一种固定式天然橡胶自动割胶机,采用行走电机与丝杆电机分别驱动割胶刀绕树转动以及沿竖直方向运动,2种运动复合形成割胶刀螺旋线作业轨迹,实现割胶机根据橡胶树生长状况调节螺旋线升角,保证排胶顺畅。采用丝杆电机与旋转编码盘配合,实现割胶机耗皮量的调整,通过仿形双弹簧实现割刀割深均匀稳定,适应不同割胶需求,降低橡胶树损伤。以螺旋线升角、割刀运行速度、耗皮量为试验因素,以割胶机能耗、耗皮量变异系数为试验指标,进行三因素三水平正交试验。试验结果表明:螺旋线升角为25°、割刀运行速度为0.6 m/min、耗皮量为0.8 mm时,试验结果最优,平均耗电量为0.48 W·h,耗皮量变异系数为7.61%,割深变异系数为4.78%,试验结果满足要求。

关键词：天然橡胶固定式自动割胶电动割胶增程式

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产共轭亚油酸乳酸菌的筛选及体外特性评价

中国食品学报 2023年第3期23卷 51-59页

作者：莫嘉玲肖沐岩熊涛食品科学与技术国家重点实验室南昌330047 南昌大学国际食品创新研究院南昌330047

从117株泡菜和婴儿粪便源中筛选高产共轭亚油酸(CLA)的乳酸菌,对其进行功能性和安全性评价。采用紫外分光光度法初筛得到27株CLA转化率大于8%的菌株,通过GC-Q-TOFMS验证其CLA异构体组成,最终获得8株CLA转化率在10%以上,同时发酵液中c9,t... 详细信息

从117株泡菜和婴儿粪便源中筛选高产共轭亚油酸(CLA)的乳酸菌,对其进行功能性和安全性评价。采用紫外分光光度法初筛得到27株CLA转化率大于8%的菌株,通过GC-Q-TOFMS验证其CLA异构体组成,最终获得8株CLA转化率在10%以上,同时发酵液中c9,t11-CLA、t10,c12-CLA异构体质量浓度高于20μg/mL乳酸菌。对这8株菌进行自凝集、疏水性、黏附性能、胃肠道耐受能力、抑菌活性、安全性等体外特性评价。结果表明,植物乳杆菌NCU001044、NCU006007整体表现优异,自凝集率皆大于60%,具有中度疏水能力,且黏附率分别为8.81%,9.10%。两株菌在pH 2.5酸性条件下存活率分别为95.68%,84.63%,在质量分数为0.3%的胆盐中存活率均高于65%。安全性方面,两株菌对青霉素、苄卡西林、四环素、红霉素中性敏感或敏感,无溶血活性。本研究筛选到具有高效生物转化有益CLA异构体能力的植物乳杆菌2株,这2株菌具有良好的胃肠道定植能力,以及酸、胆盐耐受力,对致病菌表现出较高的抑制作用,可进一步投入发酵产品及功能性微生态制剂的开发。

关键词：乳酸菌共轭亚油酸体外特性

基于牛顿迭代法的香蕉采摘机器人逆运动学求解研究

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中国农机化学报 2023年第12期44卷 200-209页

作者：付根平朱立学张世昂伍荣达黄伟锋仲恺农业工程学院自动化学院广州市510225 仲恺农业工程学院机电工程学院广州市510225

香蕉采摘机器人要在各采样时刻根据果柄夹持机构的目标位置和姿态求得4个自由度的逆运动学解,其底座转角和末端转角可根据几何关系求得解析解,但水平位移和垂直位移因相互耦合呈非线性关系,难以通过解析法求得逆运动学解,故提出一种基... 详细信息

香蕉采摘机器人要在各采样时刻根据果柄夹持机构的目标位置和姿态求得4个自由度的逆运动学解,其底座转角和末端转角可根据几何关系求得解析解,但水平位移和垂直位移因相互耦合呈非线性关系,难以通过解析法求得逆运动学解,故提出一种基于牛顿迭代法的香蕉采摘机器人逆运动学数值求解方法。首先根据采摘机器人的机械结构和几何关系,建立由4个自由度表示果柄夹持机构位置和姿态的正运动学模型,再据此构造水平位移和垂直位移2个自由度满足的方程组,并求出其雅可比矩阵的逆矩阵,然后利用牛顿迭代算法根据果柄夹持机构的目标位置和姿态求得水平位移和垂直位移的逆运动学解。试验结果表明:该方法求得采摘机器人底座转角和末端转角的逆解无误差。而对于水平位移和垂直位移的逆解,当果柄夹持机构取单个任意的目标位置和姿态,且牛顿迭代初值取固定初始位姿时,2次迭代的逆解误差小于0.1 mm,3次迭代的逆解无误差;当果柄夹持机构取连续运动中各采样时刻的目标位置和姿态,且牛顿迭代初值取上一采样时刻的逆解时,只需1次迭代即可得到高精度的逆解。

关键词：香蕉采摘机器人牛顿迭代法逆运动学求解正运动学建模