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200 m^(3)透明质酸生物反应器的流场模拟

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食品与发酵工业 2024年第10期50卷 76-80页

作者：于婷婷韩鸿宇刘元涛冯世红张永刚董学前齐鲁工业大学(山东省科学院)食品科学与工程学部山东济南250353 山东省食品发酵工业研究设计院山东济南250013 新疆阜丰生物科技有限公司新疆乌鲁木齐831302

随着透明质酸市场规模不断扩大,发酵生产透明质酸产量日益增多,为了对大型透明质酸生物反应器的放大设计提供理论依据,该文将透明质酸发酵液视为非牛顿流体,使用剪切应力输运模型对200 m^(3)生物反应器中不同搅拌器组合下的流场进行模... 详细信息

随着透明质酸市场规模不断扩大,发酵生产透明质酸产量日益增多,为了对大型透明质酸生物反应器的放大设计提供理论依据,该文将透明质酸发酵液视为非牛顿流体,使用剪切应力输运模型对200 m^(3)生物反应器中不同搅拌器组合下的流场进行模拟建模。计算结果表明,使用斜叶桨式搅拌器流速最低,功耗最低,三折叶桨式搅拌器流速最高,流体流动性增强效果最好,功耗最高;弧叶圆盘涡轮搅拌器流体流速分布好于直叶圆盘涡轮搅拌器,功耗更低,更适合作为发酵罐底桨。综合流场分布,表观黏度分布以及轴功率数据考虑,选定最佳桨叶组合为三层三折叶桨式搅拌器+弧叶圆盘涡轮搅拌器进行发酵试生产,经过24 h发酵,透明质酸产率达到12.53 g/L。为工业高黏物料生物反应器放大设计提供了思路。

关键词：计算流体力学非牛顿流体黏度生物反应器桨叶组合

济南城区冬季PM_(2.5)中硝基苯酚类化合物昼夜变化特征及生成机理

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环境化学 2024年第9期43卷 3152-3164页

作者：范晶刘晨苑金鹏张桂芹魏小锋王淑妍孙友敏山东建筑大学市政与环境工程学院济南250101 齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省分析测试中心济南250101 山东建筑大学资源与环境创新研究院济南250101

硝基苯酚类化合物(Nitrophenols,NPs)是细颗粒物中含氮有机物的重要组成部分,来自于污染源的一次排放或由前体物经过二次反应生成.采集了济南城区2021年12月17日—2022年1月19日冬季大气昼夜PM_(2.5)样品,利用超高效液相色谱-质谱联用... 详细信息

硝基苯酚类化合物(Nitrophenols,NPs)是细颗粒物中含氮有机物的重要组成部分,来自于污染源的一次排放或由前体物经过二次反应生成.采集了济南城区2021年12月17日—2022年1月19日冬季大气昼夜PM_(2.5)样品,利用超高效液相色谱-质谱联用仪定量分析了样品中的7种硝基苯酚类化合物.结果表明,济南市区冬季大气PM_(2.5)中ρ(∑NPs)范围为13.22—72.42 ng·m^(-3),平均值为(45.56±13.22)ng·m^(-3).单个硝基苯酚类化合物中,4-硝基苯酚(4NP)占比最大,与国内其他城市监测结果一致.清洁天和污染天对比分析发现硝基苯酚类化合物在污染天的浓度更高,除4-硝基愈创木酚和5-硝基邻甲氧基苯酚外,其余硝基苯酚类化合物均是污染天浓度高.昼夜浓度对比发现ρ(∑NPs)在白天和夜间时段分别为(41.5±16.35)ng·m^(-3)和(49.08±20.18)ng·m^(-3),大部分硝基苯酚类化合物的昼夜浓度呈现夜间浓度高于白天,但PM_(2.5)污染加重时,白天时段的硝基苯酚类化合物浓度明显升高,甚至高于夜间浓度.利用量子化学高斯程序计算发现夜间硝基苯酚生成更容易,这跟晚上时段观测的硝基苯酚浓度高的现象相一致.当苯酚邻位和对位的取代基是给电子基团可以减小O—H解离焓,有利于苯氧自由基的生成.化学反应动力学给出了2-硝基苯酚(2NP)和4NP的生成路径,其反应活化能分别为49.6 kcal·mol^(-1)和84.2 kcal·mol^(-1),生成速率常数分别为7.93×10^(-37) cm^(3)·molecules^(-1)·s^(-1)和5.75×10^(-60) cm^(3)·molecules^(-1)·s^(-1),可知在清洁干燥天气的时候,硝基苯酚化合物的生成是非常困难的.但当有水分子和氨气等催化剂的协助后,2NP和4NP生成的活化能明显减小,其生成反应速率常数显著增大,说明重污染过程中,湿度增加和有氨气存在时会促进硝基苯酚的生成和积累.研究结果为城市氮氧化物削减和含氮有机物的二次生成提供一定的科学支撑.

关键词：硝基苯酚超高效液相色谱-质谱联用仪 PM_(2.5) 生成机制.

基于预定义时间收敛的容噪零化神经网络求解时变Sylvester方程

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聊城大学学报（自然科学版） 2024年第4期37卷 33-42页

作者：岳远达宓玲陈川齐鲁工业大学(山东省科学院)数学与人工智能学部山东济南250353 齐鲁工业大学(山东省科学院) 山东省计算中心(国家超级计算济南中心)算力互联网与信息安全教育部重点实验室山东济南250353 山东省计算机网络重点实验室山东省基础科学研究中心(计算机科学)山东济南250014

Sylvester方程在数学和控制理论中经常使用,而零化神经网络(ZNN)在求解此类时变方程方面非常有效。对ZNN的收敛性能进行了研究,基于一个预定义时间稳定性定理设计了一个新的激活函数,进而得到了一个用于求解时变Sylvester方程的新的ZNN... 详细信息

Sylvester方程在数学和控制理论中经常使用,而零化神经网络(ZNN)在求解此类时变方程方面非常有效。对ZNN的收敛性能进行了研究,基于一个预定义时间稳定性定理设计了一个新的激活函数,进而得到了一个用于求解时变Sylvester方程的新的ZNN模型。该模型被称为预定义时间收敛零化神经网络(PTZNN)模型。与之前的ZNN模型相比,所提出的模型提高了收敛速度使其达到了预定义时间收敛并进一步提高了容噪声能力。最后通过仿真模拟验证了该模型在求解时变Sylvester方程方面优于其他已知模型。

关键词：零化神经网络容噪声能力预定义时间收敛 Sylvester方程

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基于注意力机制的联邦无线流量预测模型

软件学报 2024年

作者：柴宝宝董安明王桂娟韩玉冰李浩禹继国山东科技大学计算机科学与工程学院齐鲁工业大学(山东省科学院) 中国石油大学(华东)计算机科学与技术学院

移动数据每天都在不断增长,如何精准预测无线流量对高效、合理的配置通信和网络资源至关重要.现有的流量预测方法多采用集中式训练架构,涉及大规模的流量数据传输,会导致用户隐私泄露等安全问题.联邦学习可以在数据本地存储的前提下训... 详细信息

移动数据每天都在不断增长,如何精准预测无线流量对高效、合理的配置通信和网络资源至关重要.现有的流量预测方法多采用集中式训练架构,涉及大规模的流量数据传输,会导致用户隐私泄露等安全问题.联邦学习可以在数据本地存储的前提下训练一个全局模型,保护用户隐私,有效减轻数据频繁传输负担.但是在无线流量预测中,单个基站数据量有限,且不同基站流量数据模式异构,流量模式难以捕捉,导致训练得到的全局模型泛化能力较差.此外,传统联邦学习方法在进行模型聚合时采用简单平均,忽略了客体贡献差异,进一步导致全局模型性能下降.针对上述问题,提出一种基于注意力的“类内平均,类间注意力”联邦无线流量预测模型,该模型根据基站的流量数据进行聚类,更好地捕捉具有相似流量模式基站的流量变化特性;同时,设计一个预热模型,利用少量基站数据缓解数据异构,提高全局模型的泛化能力;在模型聚合阶段引入注意力机制,量化不同客体对全局模型的贡献,并在模型迭代过程中融入预热模型,大幅提升模型的预测精度.在两个真实数据集(Milano和Trento)上进行大量实验,结果表明该方法优于所有基线方法.并且与目前最先进的方法相比,在两个数据集上的平均绝对误差性能增益最高分别达到10.1%和9.6%.

关键词：无线流量预测联邦学习聚类注意力机制

基于^(13)C同位素标记法探究连作对丹参生长及光合碳分配的影响

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山东农业科学 2024年第2期56卷 95-103页

作者：孟缘付心雨鞠吉东周冰谦卢恒王晓郭兰萍刘伟山东中医药大学药学院山东济南250355 齐鲁工业大学(山东省科学院)/山东省分析测试中心山东济南250014 中国中医科学院中药资源中心北京100700

以1年龄盆栽丹参为研究对象,设置^(13)C脉冲标记处理与^(12)C正常处理,应用^(13)C脉冲标记法研究连作与非连作丹参光合碳分配规律,比较植株标记40 d后的形态学与理化指标差异,分析丹参地上部、根部以及根际土壤碳的^(13)C丰度、碳同位... 详细信息

以1年龄盆栽丹参为研究对象,设置^(13)C脉冲标记处理与^(12)C正常处理,应用^(13)C脉冲标记法研究连作与非连作丹参光合碳分配规律,比较植株标记40 d后的形态学与理化指标差异,分析丹参地上部、根部以及根际土壤碳的^(13)C丰度、碳同位素比率、^(13)C原子百分比以及单位干重样品的^(13)C总量,以明确连作对丹参生长与光合作用的影响机理。结果表明,连作条件下,丹参各部分生物量与叶绿素含量明显下降,抗氧化酶活性升高;有效成分中的丹参酮Ⅰ、丹参酮Ⅱ_(A)、二氢丹参酮Ⅰ以及迷迭香酸含量均降低;连作显著影响^(13)C-光合碳分配比例,非连作丹参地上部、根部以及根际土壤中^(13)C-光合碳比率分别为27.14%、72.80%和0.06%,连作丹参为59.38%、40.59%和0.03%。综上,连作后,丹参生长发育与次生代谢受到明显影响;光合产物向地下部的转移能力降低,导致连作丹参根部生长发育受到明显抑制;丹参光合作用的强弱是反映丹参生长状况的重要指标。

关键词： ^(13)C脉冲标记法光合碳丹参生长代谢连作障碍

基于Th17/Treg免疫平衡研究黄芩醇提物治疗溃疡性结肠炎的作用机制

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中国新药杂志 2024年第4期33卷 390-399页

作者：郭春雨董红敬郭兰萍李佳潘少斌李庆军王晓山东中医药大学药学院济南250300 齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省分析测试中心山东省大型精密分析仪器应用技术重点实验室济南250014 中国中医科学院中药资源中心道地药材国家重点实验室培育基地北京100700

目的:探究黄芩醇提物调节免疫平衡治疗溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)的作用及机制。方法:将24只C57BL/6小鼠随机分为正常组、模型组、美沙拉嗪组(500 mg·kg^(-1))、黄芩醇提物(400 mg·kg^(-1))组,每组6只。采用2.5%葡聚糖硫酸... 详细信息

目的:探究黄芩醇提物调节免疫平衡治疗溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)的作用及机制。方法:将24只C57BL/6小鼠随机分为正常组、模型组、美沙拉嗪组(500 mg·kg^(-1))、黄芩醇提物(400 mg·kg^(-1))组,每组6只。采用2.5%葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate sodium,DSS)的饮用水建立UC小鼠模型。每天观察各组小鼠体重及一般情况,d 6计算疾病活动指数(DAI);测量结肠长度;采用流式细胞术检测肠系膜淋巴结和脾脏中辅助性T细胞17(T helper 17,Th17)和调节性T细胞(regulatory T cells,Treg)比例;苏木精-伊红染色观察结肠组织损伤程度;酶联免疫吸附法检测结肠白细胞介素-6(interleukin,IL-6),IL-10和IL-1β的含量;蛋白免疫印迹法检测结肠Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)、核因子κB p65(nuclear factor-kappa B,NF-κB p65)、p-NF-κB p65及核因子κB抑制蛋白-α(I kappaB-alpha,IκB-α)的表达水平;气相色谱-质谱联用检测短链脂肪酸的含量;高内涵成像技术观察RAW264.7细胞核转位情况。结果:黄芩醇提物可改善DSS诱导的小鼠结肠炎症状,恢复肠系膜淋巴结和脾脏中Th17/Treg免疫平衡,降低结肠组织中IL-1β和IL-6水平、提高IL-10表达水平,降低TLR4,NF-κB p65和p-NF-κB p65表达水平,提高IκB-α表达水平,提高肠道短链脂肪酸含量,抑制脂多糖诱导引起的核转位。结论:黄芩醇提物可以改善UC小鼠的症状,其机制可能是通过改善肠道稳态,抑制TLR4/NF-κB通路以恢复Th17/Treg免疫平衡。

关键词：黄芩醇提物溃疡性结肠炎 Th17/Treg免疫平衡 TLR4/NF-κB信号通路短链脂肪酸

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小型太阳能测波浮标标体优化设计与分析

船海工程 2024年第3期53卷 125-130页

作者：郑珊珊郑良张继明宋苗苗雷卓闫星魁高赛玉程凯宇扈威姜梓良齐鲁工业大学(山东省科学院)海洋仪器仪表研究所山东青岛266061 齐鲁工业大学(山东省科学院)海洋技术科学学院山东青岛266061 国家海洋监测设备工程技术研究中心山东青岛266001

为解决小型测波浮标电量储存有限,无法长期海上服役,以及须定期拖曳上岸进行人工充电,维护成本高的问题,设计一种新型太阳能测波浮标。基于光照面积计算,增设柔性太阳能电池板及其透明保护罩,且对太阳能板的固定方式进行,优化设计,利用I... 详细信息

为解决小型测波浮标电量储存有限,无法长期海上服役,以及须定期拖曳上岸进行人工充电,维护成本高的问题,设计一种新型太阳能测波浮标。基于光照面积计算,增设柔性太阳能电池板及其透明保护罩,且对太阳能板的固定方式进行,优化设计,利用Inventor软件建立三维仿真模型,在此基础上借助Maxsurf软件及HydroStar软件对模型进行稳性分析和水动力分析,生产样机并进行海试实验。海试结果显示,浮标下水后姿态良好,新增设太阳能电池板日均发电量可达5.29 Ah,满足浮标日常需求,浮标整体性能得到有效优化和提升。

关键词：小型测波浮标优化设计稳性分析水动力分析

指纹图谱、一测多评与模式识别相结合的忍冬藤配方颗粒质量评价

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中草药 2024年第4期55卷 1202-1214页

作者：曹桂云宁波余彩娟庄雪松刘羽康王岱杰林永强董晓弟杨纯国崔伟亮刘洪超孟兆青山东宏济堂制药集团股份有限公司山东省中医药治疗呼吸系统疾病技术创新中心山东济南250103 齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省分析测试中心山东济南250014 山东省食品药品检验研究院山东济南250101 山东一方制药有限公司山东临沂276000

目的建立指纹图谱、一测多评与化学模式识别分析相结合的忍冬藤配方颗粒质量评价方法。方法利用制备的15批忍冬藤标准汤剂和10批忍冬藤配方颗粒建立了HPLC指纹图谱,进行相似度评价、层次聚类分析(hierarchical cluster analysis,HCA)、... 详细信息

目的建立指纹图谱、一测多评与化学模式识别分析相结合的忍冬藤配方颗粒质量评价方法。方法利用制备的15批忍冬藤标准汤剂和10批忍冬藤配方颗粒建立了HPLC指纹图谱,进行相似度评价、层次聚类分析(hierarchical cluster analysis,HCA)、主成分分析(principal component analysis,PCA)及偏最小二乘-判别分析(partial least squares-discriminant analysis,PLS-DA)。建立一测多评法同时测定忍冬藤标准汤剂与配方颗粒中新绿原酸、马钱苷酸、绿原酸、隐绿原酸、当药苷、马钱苷6种成分的含量,同时测定忍冬藤饮片中相应成分的含量,计算从饮片到标准汤剂及配方颗粒的转移率。结果15批忍冬藤标准汤剂和10批配方颗粒(S16~S25)HPLC指纹图谱有16个共有峰,相似度评价、HCA、PCA、PLS-DA表明,忍冬藤配方颗粒和标准汤剂成分相似。15批忍冬藤标准汤剂(S1~S15)的出膏率为7.80%~14.57%,新绿原酸、马钱苷酸、绿原酸、隐绿原酸、当药苷、马钱苷质量分数分别为2.09~8.60、6.91~21.84、2.71~6.83、1.94~8.72、1.51~6.81、10.26~33.88 mg/g,6种成分从饮片到标准汤剂的转移率分别为24.14%~41.75%、40.64%~70.83%、26.48%~44.22%、29.58%~51.97%、28.96%~46.59%、45.73%~84.73%。10批忍冬藤配方颗粒(S16~S25)的出膏率为14.4%~14.8%,6种成分从饮片到配方颗粒的转移率分别为46.16%~47.20%、41.87%~42.26%、39.64%~40.17%、58.20%~59.42%、31.14%~31.26%、84.06%~86.26%,与饮片到标准汤剂的转移率基本一致。结论建立基于标准汤剂的忍冬藤配方颗粒的质量控制标准,以出膏率、指纹图谱的一致性、新绿原酸等6种指标成分的含量及转移率等为指标,衡量忍冬藤配方颗粒与标准汤剂的一致性,结果合理可靠,可为忍冬藤配方颗粒的质量控制及工艺研究提供参考。

关键词：忍冬藤标准汤剂配方颗粒指纹图谱一测多评法层次聚类分析主成分分析偏最小二乘-判别分析质量评价新绿原酸马钱苷酸绿原酸隐绿原酸当药苷马钱苷化学模式识别分析

科教产融合背景下制浆造纸工程专业实验教学体系构建与实践

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中国造纸 2024年第9期43卷 191-195页

作者：吉兴香刘姗姗王宝斌王强齐鲁工业大学(山东省科学院)生物基材料与绿色造纸国家重点实验室山东济南250353

针对传统实验教学存在的不足,基于科教产融合理念,本文提出了以学生为中心、产学研结合和动态更新为原则的实验教学体系建设思路,通过优化教学内容、改革教学模式和制定实施策略,建成了系统化、创新型的实验教学体系。采用校企合作共建... 详细信息

针对传统实验教学存在的不足,基于科教产融合理念,本文提出了以学生为中心、产学研结合和动态更新为原则的实验教学体系建设思路,通过优化教学内容、改革教学模式和制定实施策略,建成了系统化、创新型的实验教学体系。采用校企合作共建实习实训基地、产学研一体化实验教学和虚拟仿真实验训练等方式,提升了学生实践能力、创新能力和综合素质。应用效果表明,科教产融合背景下的实验教学体系有效提升了学生的培养质量,深化了校企合作,推动了科研成果转化,为制浆造纸工程专业的人才培养提供了有力支持。

关键词：科教产融合制浆造纸工程实验教学体系