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新型光纤生物传感器的构建及在食品污染物检测中的应用

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化学进展 2024年第1期36卷 120-131页

作者：黄家麟秦垚华唐盛孔德昭刘畅江苏科技大学环境与化学工程学院镇江212003 江苏科技大学粮食学院镇江212003

食品安全与人们的生活质量息息相关,简便、灵敏及智能化的食品污染物检测方法是食品安全和健康管理的重要保障。传统的分析方法存在检测过程耗时长、成本较高、操作复杂等局限性。基于光与流体相互作用所构建的光纤生物传感器具有信号... 详细信息

食品安全与人们的生活质量息息相关,简便、灵敏及智能化的食品污染物检测方法是食品安全和健康管理的重要保障。传统的分析方法存在检测过程耗时长、成本较高、操作复杂等局限性。基于光与流体相互作用所构建的光纤生物传感器具有信号灵敏、检测快速、实时响应等特点,是近年来兴起的具有多样化功能和高灵敏性的先进光学传感方法,能够实现对食品中各类污染物地快速、精准检测。本文总结了各类新型光纤生物传感器的基本原理、分类及研究现状,综述了其在食品中真菌毒素、重金属离子、抗生素、农药残留物等各类污染物检测方面的应用进展,并展望了这种新型生物传感策略的发展趋势。

关键词：光纤生物传感器食品污染物高灵敏检测

射频仿真系统中幅度误差对角模拟精度的影响分析

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航空兵器 2024年第3期31卷 88-93页

作者：蒋冬冬王强胡东许磊郭波南京电子技术研究所南京210039

角模拟精度是射频仿真系统的一项重要指标,而三元组幅度控制误差是影响角模拟精度的重要因素,分析角模拟误差与幅度误差的关系具有重要意义。首先,在三元组最大幅度误差限制下,对固定角位置下的最大角模拟误差问题进行建模,该优化问题... 详细信息

角模拟精度是射频仿真系统的一项重要指标,而三元组幅度控制误差是影响角模拟精度的重要因素,分析角模拟误差与幅度误差的关系具有重要意义。首先,在三元组最大幅度误差限制下,对固定角位置下的最大角模拟误差问题进行建模,该优化问题是一个非凸优化问题,通过分析其结构特性,获得最优解的六组可能取值。其次,对三元组内任意角位置下的最大角模拟误差问题进行建模,基于固定角位置的优化结果与该问题的结构特性,获得三元组最大角模拟误差的闭式表达式,揭示最大角模拟误差对应的视在辐射中心。然后,分析幅度误差较小时,三元组最大角模拟误差的渐进特性,揭示了渐进角模拟误差随幅度误差变化的线性关系。最后,仿真验证了角模拟精度分析结果的准确性。

关键词：射频仿真系统三元组角模拟精度幅度控制误差非凸优化

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阿奇霉素急性暴露对斑马鱼幼鱼的毒性效应

中国环境科学 2024年第3期44卷 1671-1678页

作者：蒲倩张尚祎陈晨刘兴成王慧利钱秋慧苏州科技大学环境科学与工程学院江苏苏州215009

选用斑马鱼作为模式生物,以探究阿奇霉素(AZM)急性暴露下对斑马鱼幼鱼的毒性效应.结果表明,在AZM急性暴露下,斑马鱼幼鱼出现脊柱弯曲、游囊发育不完整、卵黄囊肿现象.在神经系统方面,研究发现斑马鱼脑内神经元数量明显减少、AChE活性降... 详细信息

选用斑马鱼作为模式生物,以探究阿奇霉素(AZM)急性暴露下对斑马鱼幼鱼的毒性效应.结果表明,在AZM急性暴露下,斑马鱼幼鱼出现脊柱弯曲、游囊发育不完整、卵黄囊肿现象.在神经系统方面,研究发现斑马鱼脑内神经元数量明显减少、AChE活性降低和光暗节律失衡.进一步地,使用PharmMapper网站预测AZM可能靶向的基因,并对这些靶基因进行GO和KEGG富集分析,结果显示,AZM可能还具有影响斑马鱼血管和免疫系统的潜力.更进一步的实验验证表明,AZM暴露确实导致了斑马鱼幼鱼血管分支异常以及免疫系统功能紊乱的现象.

关键词：阿奇霉素神经毒性血管毒性免疫毒性斑马鱼

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氯代乙烯的厌氧微生物还原脱氯特性

环境科学 2024年第2期45卷 1080-1089页

作者：李伟刘贵平刘峻吕良华乔文静余欣张晓旸蒋建东南京农业大学生命科学学院农业农村部农业环境微生物重点实验室南京210095 江苏省环境科学研究院江苏省环境工程重点实验室南京210036

四氯乙烯(PCE)和三氯乙烯(TCE)是地下水中典型的卤代有机化合物,严重威胁生态环境与人体健康.为获得氯代乙烯高效厌氧降解菌剂并探究其在污染地下水中的应用潜能,利用某工业污染场地的地下水,通过投喂PCE或TCE进行长期富集培养,获得了可... 详细信息

四氯乙烯(PCE)和三氯乙烯(TCE)是地下水中典型的卤代有机化合物,严重威胁生态环境与人体健康.为获得氯代乙烯高效厌氧降解菌剂并探究其在污染地下水中的应用潜能,利用某工业污染场地的地下水,通过投喂PCE或TCE进行长期富集培养,获得了可将PCE和TCE完全脱氯成无毒乙烯的厌氧菌剂W-1.菌剂W-1的PCE和TCE脱氯速率分别是(120.1±4.9)μmol·(L·d)^(-1)和(172.4±21.8)μmol·(L·d)^(-1).16S rRNA基因扩增子测序和qPCR结果表明,98.3μmol PCE还原脱氯至顺-1,2-二氯乙烯(cis-1,2-DCE)时,Dehalobacter丰度从1.9%增长至57.1%,基因拷贝数每释放1μmol Cl-增加1.7×10^(7)copies;cis-1,2-DCE完全还原脱氯至乙烯时,Dehalococcoides丰度从1.1%增长至53.8%;PCE完全还原脱氯至乙烯过程中Dehalococcoides基因拷贝数每释放1μmol Cl^(-)增加1.7×10^(8)copies.以上结果说明Dehalobacter与Dehalococcoides协同互作实现PCE完全降解解毒.当菌群W-1以TCE为电子受体时,222.8μmol TCE完全还原脱氯至乙烯时候,Dehalococcoides丰度从(29.1±2.4)%增长至(77.7±0.2)%,基因拷贝数每释放1μmol Cl-增加(1.9±0.4)×10^(8)copies.结合PCR和Sanger测序,获得了菌剂W-1中主要脱卤菌Dehalococcoides LWT1较完整的16S rRNA基因序列,其与*** strain 19516S rRNA基因序列相似度达100%.将菌群W-1添加至受TCE(418.7μmol·L^(-1))污染的地下水中,28 d内实现了(69.2±9.8)%的TCE被完全脱毒至乙烯,TCE脱氯速率为(10.3±1.5)μmol·(L·d)^(-1).研究成果可为PCE或TCE污染地下水开展厌氧微生物修复提供菌剂资源和理论指导.

关键词：四氯乙烯(PCE) 三氯乙烯(TCE) 厌氧微生物还原脱氯有机卤呼吸细菌脱卤拟球菌(Dehalococcoides)

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面向小样本学习的轻量化知识蒸馏

软件学报 2024年第5期35卷 2414-2429页

作者：陈嘉言任东东李文斌霍静高阳南京大学计算机科学与技术系江苏南京210023

小样本学习旨在模拟人类基于少数样例快速学习新事物的能力,对解决样本匮乏情境下的深度学习任务具有重要意义.但是,在诸多计算资源有限的现实任务中,模型规模仍可能限制小样本学习的广泛应用.这对面向小样本学习的轻量化任务提出了现... 详细信息

小样本学习旨在模拟人类基于少数样例快速学习新事物的能力,对解决样本匮乏情境下的深度学习任务具有重要意义.但是,在诸多计算资源有限的现实任务中,模型规模仍可能限制小样本学习的广泛应用.这对面向小样本学习的轻量化任务提出了现实的需求.知识蒸馏作为深度学习领域广泛使用的辅助策略,通过额外的监督信息实现模型间知识迁移,在提升模型精度和压缩模型规模方面都有实际应用.首先验证知识蒸馏策略在小样本学习模型轻量化中的有效性.并结合小样本学习任务的特点,针对性地设计两种新的小样本蒸馏方法:(1)基于图像局部特征的蒸馏方法;(2)基于辅助分类器的蒸馏方法.在miniImageNet和TieredImageNet数据集上的相关实验证明所设计的新的蒸馏方法相较于传统知识蒸馏在小样本学习任务上具有显著优越性.

关键词：深度学习小样本学习图像识别知识蒸馏模型轻量化

螺[4,5]-癸烷和螺[5,6]-十二烷燃料热解机理及反应动力学研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第7期52卷 1020-1034页

作者：王鸿燕孙欣悦周雨柔刘国柱王宇桐曹景沛中国矿业大学江苏省碳资源精细化利用工程研究中心江苏徐州221116 天津大学化学工学院教育部绿色化学技术重点实验室天津300072 沈阳化工大学化工学院辽宁沈阳110142

采用B3LYP/6-311++G(d,p)和反应性分子动力学方法,对螺[4,5]-癸烷(C_(10)H_(18))和螺[5,6]-十二烷(C_(12)H_(22))的热解机理进行研究,揭示不同碳环结构和尺寸效应对燃料初始分解反应活性及小分子和芳烃产物生成行为的影响。结果表明,两... 详细信息

采用B3LYP/6-311++G(d,p)和反应性分子动力学方法,对螺[4,5]-癸烷(C_(10)H_(18))和螺[5,6]-十二烷(C_(12)H_(22))的热解机理进行研究,揭示不同碳环结构和尺寸效应对燃料初始分解反应活性及小分子和芳烃产物生成行为的影响。结果表明,两种螺环烷烃燃料初始分解路径相似,均通过单分子碳碳键解离发生开环异构反应和小分子自由基进攻燃料母体的氢提取反应而消耗。相较于C_(10)H_(18),C_(12)H_(22)中分子张力更大的七元环使速控步碳碳键及碳氢键能更低,导致燃料呈现出更低的初始分解温度和更高的反应活性。两种螺环燃料初始分解产生的自由基进一步影响了C1−C7小分子烃类和环烯产物的生成。其中,乙烯的生成始终占据主导地位。由于螺环尺寸效应的影响,链烃和环烯烃的生成表现出明显的结构差异性。对于C_(10)H_(18)分解而言,生成大量的五元环烯产物,包括环戊二烯、环戊烯、富烯、甲基环戊二烯和甲基环戊烯;而C_(12)H_(22)中更大的七元环结构,将生成对应的七元环烯产物(环庚烯、亚甲基环庚烷)。

关键词：螺环烷烃高密度燃料热解机理反应动力学密度泛函理论

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融合TKEO和Goerztel算法的感应电机转子断条故障诊断

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电工技术学报 2024年第12期39卷 3679-3690页

作者：王照伟郭雯君宋向金赵文祥江苏大学电气信息工程学院镇江212013 南京工程学院电力工程学院南京211167

针对电机电流信号特征分析进行转子断条故障诊断时,在低负载工况或早期,转子断条故障存在故障特征微弱以及难以分离等问题,同时需借助速度传感器获取转速信息,增加了硬件成本,该文提出了融合Teager-Kaiser能量算子(TKEO)和Goertzel算法... 详细信息

针对电机电流信号特征分析进行转子断条故障诊断时,在低负载工况或早期,转子断条故障存在故障特征微弱以及难以分离等问题,同时需借助速度传感器获取转速信息,增加了硬件成本,该文提出了融合Teager-Kaiser能量算子(TKEO)和Goertzel算法的感应电机转子断条故障诊断方法。首先,采用Teager-Kaiser能量算子对定子电流进行解调处理,将基频分量转化为直流分量并去除,实现边带故障特征分量到转子断条故障特征分量以及固有偏心谐波分量到转子速度谐波分量的转变,抑制基频频谱泄露对故障诊断和转速估计造成的干扰;其次,利用Goertzel算法对归一化解调信号进行频谱分析,完成转子断条故障特征分量和转子速度谐波分量的快速提取,进而实现不同负载和不同严重程度工况下转子断条的故障诊断。此外,与归一化频域能量算子进行比较,分析其计算效率和稳定性。实验结果表明,所提方法在不同负载和不同严重程度工况下均能够有效地识别转子断条故障特征分量,并且计算量少、可靠性高、实时性强以及硬件成本低。

关键词：转子断条 Goertzel算法固有偏心 Teager-Kaiser能量算子归一化频域能量算子

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一种基于GaAs pHEMT工艺的18~40 GHz六位高精度数控移相器

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固体电子学研究与进展 2024年第3期44卷 213-218页

作者：张天羽韩群飞陶洪琪南京电子器件研究所南京210016 东南大学信息科学与工程学院南京210096

基于0.15μm GaAs pHEMT工艺研制了一款工作频率为18~40 GHz的高精度六位数控移相器芯片。其中5.625°、11.25°和22.5°移相位采用了改进型的串并联电容移相结构,该结构可通过增加串联电感改善移相精度;45°和90°移相位采用了磁耦合... 详细信息

基于0.15μm GaAs pHEMT工艺研制了一款工作频率为18~40 GHz的高精度六位数控移相器芯片。其中5.625°、11.25°和22.5°移相位采用了改进型的串并联电容移相结构,该结构可通过增加串联电感改善移相精度;45°和90°移相位采用了磁耦合全通网络型移相结构;180°移相位使用了基于串并联谐振结构的改进型移相器电路,拓展了移相器带宽,提高了移相精度。移相器芯片的实际加工面积为2.8 mm×1.4 mm。芯片的测试结果表明,在18~40 GHz频率范围内,移相精度均方根误差小于2.3°,移相寄生调幅均方根误差小于0.7 dB,全态损耗小于13.5 dB,全态输入、输出驻波分别小于1.7、1.9。

关键词：移相器毫米波超宽带全通网络砷化镓

痤疮丙酸杆菌生物膜诱导角质形成细胞发生炎症反应的分子机制研究

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中华皮肤科杂志 2024年第4期57卷 302-308页

作者：裴璐郑娜娜曾荣谢媛媛徐浩翔段志敏刘宇甄李岷中国医学科学院北京协和医学院皮肤病研究所南京210042 南京医科大学附属江宁医院南京211100 江苏省皮肤病与性病分子生物学重点实验室南京210042

目的探讨痤疮丙酸杆菌生物膜诱导人原代角质形成细胞发生炎症反应的分子机制。方法体外构建痤疮丙酸杆菌生物膜模型,激光共聚焦显微镜观察其三维立体结构。将培养的人原代角质形成细胞分成3组:二甲基亚砜(DMSO)对照组(仅加入0.01%DMSO)... 详细信息

目的探讨痤疮丙酸杆菌生物膜诱导人原代角质形成细胞发生炎症反应的分子机制。方法体外构建痤疮丙酸杆菌生物膜模型,激光共聚焦显微镜观察其三维立体结构。将培养的人原代角质形成细胞分成3组:二甲基亚砜(DMSO)对照组(仅加入0.01%DMSO)、痤疮丙酸杆菌悬浮菌组(加入痤疮丙酸杆菌悬浮菌,简称悬浮菌组)、痤疮丙酸杆菌生物膜悬液组(加入痤疮丙酸杆菌生物膜悬液,简称生物膜悬液组)。实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测孵育6 h后各组白细胞介素6(IL-6)、IL-8以及肿瘤坏死因子α(TNF-α)mRNA相对表达水平,酶联免疫吸附试验(ELISA)检测孵育24 h后各组IL-6、IL-8及TNF-α游离蛋白水平,Western印迹法检测角质形成细胞Toll样受体2(TLR2)蛋白表达水平。进一步用TLR2/丝裂原激活蛋白激酶(MAPK)/核因子κB(NF-κB)信号通路关键分子的阻断剂(C29、ST2825、BAY11-7082、SB203580、U0126-EtOH)联合痤疮丙酸杆菌生物膜悬液作用于人原代角质形成细胞,同时设DMSO对照组和痤疮丙酸杆菌生物膜悬液阳性对照组,然后检测IL-6、IL-8及TNF-αmRNA和游离蛋白表达水平。多组间比较采用单因素方差分析,两两多重比较采用Bonferroni法。结果激光共聚焦显微镜下,痤疮丙酸杆菌生物膜形成草坪般的三维立体结构,生物膜生长状态良好。RT-qPCR及ELISA显示,生物膜悬液组、悬浮菌组、DMSO对照组炎症因子IL-6、IL-8、TNF-αmRNA及游离蛋白表达水平差异均有统计学意义(mRNA:F=89.70、312.17、46.09,均P0.05)。Western印迹结果显示,生物膜悬液组和悬浮菌组TLR2蛋白表达均明显高于DMSO对照组。经不同MAPK/NF-κB通路抑制剂预处理及痤疮丙酸杆菌生物膜悬液共孵育,C29组、ST2825组、BAY11-7082组、SB203580组、U0126-EtOH组及DMSO对照组IL-6、IL-8、TNF-αmRNA及游离蛋白表达水平均显著低于生物膜悬液组(均P<0.05)。结论痤疮丙酸杆菌生物膜诱导人角质形成细胞发生炎症反应能力较强,可能通过激活TLR2/MAPK/NF-κB信号通路实现。

关键词：痤疮丙酸杆菌生物膜角蛋白细胞 Toll样受体2 炎症反应 MAPK/NF-κB信号通路