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基于高光谱图像技术的高粱品种识别研究

光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1392-1397页

作者：宋少忠刘园园周紫阳滕星李继红刘君玲高勋吉林工程技术师范学院数据科学与人工智能学院吉林长春130052 长春理工大学物理学院吉林长春130022 吉林省农业科学院吉林长春130033

高粱是酿造白酒的重要原料,高粱内的成分对白酒中微量成分含量和品质十分重要,并且高粱品质影响着白酒的质量和风味,因此,无损快速鉴别高粱品种对于提高白酒质量是个迫切需要的重要问题。采用高光谱成像技术结合机器学习算法对高粱品种... 详细信息

高粱是酿造白酒的重要原料,高粱内的成分对白酒中微量成分含量和品质十分重要,并且高粱品质影响着白酒的质量和风味,因此,无损快速鉴别高粱品种对于提高白酒质量是个迫切需要的重要问题。采用高光谱成像技术结合机器学习算法对高粱品种进行分类鉴别,通过高光谱成像技术,获取了10个品种高粱的高光谱谱线以及图像纹理数据。采用多元散射校正(MSC)对光谱进行预处理,并用连续投影算法(SPA)筛选出62个特征波段,采用灰度共生矩阵提取高粱的4种纹理特征,分别以高光谱数据和光谱-图像数据融合,采用PLS-DA、SVM、ELM和RF等4种机器学习算法模型对10个高粱品种进行分类识别。结果表明,高光谱经MSC预处理后,用SPA降维提取的高光谱特征波段可以代表全光谱的数据信息,提高了PLS-DA模型识别高粱品种的稳定性。10个品种高梁的分类准确度从67.58%提高到93.85%,识别精度提升了27%。高光谱数据与图像纹理特征数据融合后,PLS-DA基于模型全光谱和特征谱段的高粱品种分类识别精度分别提升到96.47%和97.16%,相比于单一的高光谱数据更适用于高粱品种分类识别。相比于SVM、ELM和RF三种分类机器学习算法模型结果,PLS-DA机器学习算法模型的高粱品种分类识别精度最好。研究证明了高光谱成像技术结合机器学习算法在高粱品种鉴别中的有效性,可实现快速精确的高粱品质检测。

关键词：高粱高光谱成像机器学习算法品种识别

适应与创新:日本职业教育与产业的协同发展研究

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现代日本经济 2024年第4期43卷 83-94页

作者：于洪洋王哲吉林工程技术师范学院教育科学学院吉林长春130062

日本职业教育体系与产业协同发展的历史变革,既是职业教育体系不断适应产业发展需求的过程,同时也起到了推动产业发展的积极效应。在平成时期,面对经济低迷和技术快速发展的挑战,日本职业教育体系积极应对,通过不断改革和创新,保持了与... 详细信息

日本职业教育体系与产业协同发展的历史变革,既是职业教育体系不断适应产业发展需求的过程,同时也起到了推动产业发展的积极效应。在平成时期,面对经济低迷和技术快速发展的挑战,日本职业教育体系积极应对,通过不断改革和创新,保持了与产业发展的高度契合。职业教育体系的多样性和灵活性使其能够迅速适应市场需求的变化,为日本经济产业的持续发展提供了助力。此外,日本职业教育通过在法律和政策层面的调整,以满足经济转型和技术革新带来的多重需求,积极构建与经济产业紧密联系的职业教育体系,通过教育改革和政策优化来提升日本产业发展的国际竞争力。日本的经验对中国在推动职业教育与产业协同发展方面具有重要的参考价值。

关键词：日本职业教育平成时期产业发展教育改革

不同种植方式对土壤细菌群落结构及魔芋生长的影响

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南方农业学报 2024年

作者：王文鹏叶昌焕黄振懿和秋凤亐开兴王柱华楚雄师范学院科学技术研究院楚雄师范学院资源环境与化学学院

【目的】揭示不同种植方式对土壤细菌群落结构及魔芋生长的影响，为掌握魔芋种植系统中土壤健康状况、改善土壤微生态环境、维持魔芋可持续种植提供科学依据。【方法】利用高通量测序技术分析未种植过魔芋（N）、前茬种植作物为魔芋（R... 详细信息

【目的】揭示不同种植方式对土壤细菌群落结构及魔芋生长的影响，为掌握魔芋种植系统中土壤健康状况、改善土壤微生态环境、维持魔芋可持续种植提供科学依据。【方法】利用高通量测序技术分析未种植过魔芋（N）、前茬种植作物为魔芋（R）、种植魔芋后轮作了1茬玉米（L1）和种植魔芋后轮作了2茬玉米（L2）4种种植方式土壤细菌群落结构和多样性的差异；结合土壤理化性质分析，探究不同种植方式形成的土壤微生态对下茬魔芋生长的影响。【结果】R处理的土壤电导率、有机质、碱解氮和速效钾含量显著高于N处理和L2处理，pH则显著低于N处理和L2处理。4种种植方式土壤细菌群落的Sobs指数、ACE指数和Shannon指数均为N处理>L2处理>L1处理>R处理。PCoA分析显示R处理和L1处理的土壤细菌群落结构较相似，显著不同于N处理和L2处理的土壤细菌群落结构。N处理的变形菌门（Proteobacteria）、黏球菌门（Myxococcota）和芽单胞菌门（Gemmatimonadota）相对丰度显著高于R处理中的相对丰度，绿弯菌门（Chloroflexi）相对丰度则显著低于R处理中的相对丰度；但这4个优势细菌门的相对丰度在N处理和L2处理之间的差异均不显著。Spearman相关分析结果显示，土壤pH、电导率、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量与芽孢杆菌属（Bacillus）、盖亚菌属（Gaiella）、土壤红杆菌属（Solirubrobacter）、MND1属和斯科曼氏球菌属（Skermanella）等土壤中优势细菌的相对丰度显著相关。N处理和L2处理之间下茬魔芋出苗率、存苗率、株高、叶长和单株块茎鲜重的差异均不显著，但均显著大于R处理。【结论】种植魔芋后轮作2茬玉米的种植方式能通过调控土壤微生态来恢复土壤健康、促进下茬魔芋的生长，有效缓解魔芋连作障碍的危害。

关键词：魔芋种植方式细菌群落结构连作障碍高通量测序

超声辅助天然低共熔溶剂提取柚皮总黄酮及其抗氧化活性评价

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粮食与油脂 2024年第8期37卷 78-84页

作者：向思颖鲁治宇张硕王芳谢文黄昕懿成都师范学院化学与生命科学学院四川成都611130

采用超声辅助天然低共熔溶剂(NDES)法提取柚皮总黄酮。在筛选出最佳NDES的基础上,通过单因素试验和正交试验进一步优化总黄酮提取工艺,并对其抗氧化活性进行评价。结果显示:以氯化胆碱-甘油-乳酸为提取溶剂,在料液比1∶35(g/mL)、加水量... 详细信息

采用超声辅助天然低共熔溶剂(NDES)法提取柚皮总黄酮。在筛选出最佳NDES的基础上,通过单因素试验和正交试验进一步优化总黄酮提取工艺,并对其抗氧化活性进行评价。结果显示:以氯化胆碱-甘油-乳酸为提取溶剂,在料液比1∶35(g/mL)、加水量30%(以NDES体积计)、超声时间15 min、超声温度60℃的条件下,得到总黄酮提取量最高为17.999 mg/g。在一定质量浓度范围内,提取的柚皮总黄酮对DPPH自由基清除率、亚铁离子螯合率、羟基自由基清除率、铁离子还原力和脂质过氧化抑制率最高分别为92.36%、42.93%、87.94%、0.513和22.43%,表明柚皮总黄酮具有较好的抗氧化活性。

关键词：柚皮总黄酮超声辅助提取天然低共熔溶剂抗氧化活性

CDs@NH-MIL-101（Cr）荧光探针的制备及其对水体中Cr（VI）的检测

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分析试验室 2024年

作者：吴冬仪陈佳琳谢咏欣梁学文龙思明刘冰艳何静谢丽君广东第二师范学院化学与材料科学学院

本文构建了能够选择性检测Cr（VI）的CDs@NH2-MIL-101（Cr）荧光探针。通过低温煅烧经济易得的葡萄糖浸渍金属—有机框架纳米颗粒，将碳量子点（CDs）嵌入到NH2-MIL-101（Cr）孔道中，实现CDs在NH2-MIL-101（Cr）载体上的均匀分布，构... 详细信息

本文构建了能够选择性检测Cr（VI）的CDs@NH2-MIL-101（Cr）荧光探针。通过低温煅烧经济易得的葡萄糖浸渍金属—有机框架纳米颗粒，将碳量子点（CDs）嵌入到NH2-MIL-101（Cr）孔道中，实现CDs在NH2-MIL-101（Cr）载体上的均匀分布，构筑了具有高荧光特性的CDs@NH2-MIL-101（Cr）复合材料。在优化条件下，所制备的荧光探针在Cr（VI）浓度为1～20 μmol/L和20～150 μmol/L范围内呈现良好的线性关系，检出限为0.19 μmol/L。CDs@NH2-MIL-101（Cr）荧光探针展示出优异的检测灵敏度，可应用于实际样品中Cr（VI）的含量测定。

关键词： NH -MIL-101(Cr) 碳量子点荧光探针 Cr(VI)

多离子可视化检测的纸基微流控芯片的构建及应用

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化学研究与应用 2024年第1期36卷 48-55页

作者：王璐瑶郭雅丹包头师范学院化学学院内蒙古自治区包头014030

本文基于纸基微流控技术,构建了一种基于Pb^(2+)、Cr^(6+)、Fe^(3+)以及NO_(2)^(-)多离子可视化检测的纸基微流控芯片,其具有可携带以及即时检测等优点,在水体离子污染检测方面具有潜在的应用价值。该纸芯片利用流体的亲疏水性质构建了... 详细信息

本文基于纸基微流控技术,构建了一种基于Pb^(2+)、Cr^(6+)、Fe^(3+)以及NO_(2)^(-)多离子可视化检测的纸基微流控芯片,其具有可携带以及即时检测等优点,在水体离子污染检测方面具有潜在的应用价值。该纸芯片利用流体的亲疏水性质构建了具有样品收集区、检测区的微平台,通过四种离子的不同显色反应可以实现对多离子的可视化检测,并且通过软件进行RGB色度分析,在0到20 ppm浓度范围内构建了色彩强度值RGB与NO_(2)^(-)浓度变化的定量检测分析标准曲线,根据该曲线计算出检出限为0.405 ppm,同时该纸芯片也可以完成对其他三种离子即时定性的检测。

关键词：纸基微流控芯片可视化离子检测 RGB色度分析应用

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单性木兰多糖的提取及其抗氧化稳定性能

化学工程 2024年第9期52卷 14-19页

作者：郑燕菲韦凤韦金田广西民族师范学院化学与生物工程学院

探索最优工艺对单性木兰多糖进行提取，为高效开发单性木兰多糖在食品、药品、化妆品等行业的应用提供参考依据。利用超声波辅助提取方法，结合单因素试验、响应面优化试验来确定最佳提取工艺。利用Fick第二定律研究单性木兰多糖提取过... 详细信息

探索最优工艺对单性木兰多糖进行提取，为高效开发单性木兰多糖在食品、药品、化妆品等行业的应用提供参考依据。利用超声波辅助提取方法，结合单因素试验、响应面优化试验来确定最佳提取工艺。利用Fick第二定律研究单性木兰多糖提取过程的动力学模型，并对单性木兰多糖的体外抗氧化作用及稳定性展开实验研究。结果表明：在超声时间60 min、超声功率300 W、超声温度60℃、料液比1∶40 g/mL的条件下，多糖得率最大，达到3.68%;建立多糖提取动力学模型，推算相对萃余率、表观速率常数、半衰期等函数值；单性木兰多糖总抗氧化活性弱于VC（抗坏血酸）,对·OH（羟基自由基）清除作用的半抑制质量浓度ρIC50为0.40 mg/mL;单性木兰多糖使用或储存时可加入适量防腐剂苯甲酸钠，但不宜与柠檬酸和氯化钠共用。单性木兰中的多糖有望开发为功能食品及天然药物。

关键词：单性木兰多糖提取工艺动力学抗氧化稳定性

不同冻融阶段表层季节冻土细菌群落结构和功能解析

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生态学报 2024年第13期44卷 5726-5734页

作者：关健飞曹阳徐鸿嘉牡丹江师范学院历史与文化学院牡丹江157000

冻土微生物对预测冻土和气候之间潜在反馈机制至关重要。为明确不同冻融阶段对冻土细菌群落的影响,揭示冻土性质变化与细菌群落之间的响应关系,选择黑龙江典型季节冻土表层土为研究对象并进行理化性质测定,采用16S rRNA高通量测序技术... 详细信息

冻土微生物对预测冻土和气候之间潜在反馈机制至关重要。为明确不同冻融阶段对冻土细菌群落的影响,揭示冻土性质变化与细菌群落之间的响应关系,选择黑龙江典型季节冻土表层土为研究对象并进行理化性质测定,采用16S rRNA高通量测序技术分析细菌群落结构和功能组成,通过冗余分析等方法探究土壤理化性质与细菌群落结构和功能之间的相关关系。结果表明:(1)不同冻融阶段对土壤pH和总磷含量影响不显著,完全冻结期土壤中机质和总氮含量显著高于冻融循环期(P<0.05)。(2)共获得OTU序列985111条,属于42个菌门,优势菌门中,放线菌门(Actinobacteria)相对丰度在完全解冻期显著高于冻融循环期和完全冻结期(P<0.05),变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)相对丰度在不同冻融阶段未表现出显著性差异。不同冻融阶段对细菌Alpha多样性和Beta多样性影响显著,其中冻融循环期显著增加了细菌群落的多样性,完全冻结期则使Beta多样性发生显著变化。此外,完全冻结期对细菌丰度之间的正相关性以及群落的稳定性影响较大。(3)细菌群落功能共5418种,分属于6大类,其中新陈代谢功能占比最大,不同冻融阶段平均值占比75%以上。一级功能在完全冻结期和完全解冻期之间均具有显著性差异(P<0.05)。具有显著性差异的二级功能中,几乎均在完全冻结期和完全解冻期之间存在显著差异(P<0.05)。(4)土壤有机碳(SOC)、总氮(STN)、总磷(STP)是影响细菌群落结构组成和功能的主要环境因子,pH影响不显著。综上所述,不同冻融阶段(特别是完全冻结期)对细菌群落结构组成和功能具有显著影响,这种影响的变化与土壤性质SOC、STN、STP呈现显著正相关或负相关关系,研究结果为进一步研究气候变暖背景下黑龙江省季节冻土微生物的响应机制提供科学依据。

关键词：季节冻土高通量测序土壤理化性质细菌群落

氮、硫共掺杂碳点对黄芩素的高灵敏检测及在生物流体中的应用（英文）

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无机化学学报 2024年第10期 2009-2020页

作者：范俊梅刘玮朱瑞涛秦晨曦雷晓灵王浩田王姣韩红斐太原师范学院化学与材料学院

以对苯二胺和L-半胱氨酸为原料，通过一步溶剂热法制备了性能优异的水溶性氮、硫共掺杂碳点（N,S-CDs）。利用透射电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱对N,S-CDs的形貌和结构进行了表征，并利用紫外可见吸收光... 详细信息

以对苯二胺和L-半胱氨酸为原料，通过一步溶剂热法制备了性能优异的水溶性氮、硫共掺杂碳点（N,S-CDs）。利用透射电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱对N,S-CDs的形貌和结构进行了表征，并利用紫外可见吸收光谱和荧光光谱对其基本光物理性质进行了研究。同时，N,S-CDs在pH、离子强度、辐射时间和储存时间方面表现出优异的发光稳定性。实验结果表明，该传感器平台对黄芩素表现出高灵敏、高选择性响应，检出限为85 nmol·L-1，其猝灭机理为内滤效应。此外，该传感器还可以在生物流体（血清和尿液）中检测黄芩素，表现出良好的准确性和重现性。

关键词：氮、硫掺杂碳点溶剂热法黄芩素荧光传感器