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用于光交换的硅基二氧化硅阵列波导光栅路由器的设计与研究

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光通信研究 2024年

作者：李奕璇钱灏泽张世成薛旭伟郭秉礼黄善国北京邮电大学信息光子学与光通信全国重点实验室

【目的】以N×N矩阵形式构成的阵列波导光栅路由器(Array Waveguide Grating Router， AWGR)具有光学并行和波长路由能力，能在不同信道上同时传输N路信号，具有扩展性好、延时低和频带宽等优势，结合可调谐光源能实现快速光交换，是下... 详细信息

【目的】以N×N矩阵形式构成的阵列波导光栅路由器(Array Waveguide Grating Router， AWGR)具有光学并行和波长路由能力，能在不同信道上同时传输N路信号，具有扩展性好、延时低和频带宽等优势，结合可调谐光源能实现快速光交换，是下一代光交换数据中心网络的潜在技术方案之一。为了解决现有AWGR在实际应用中存在的串扰大、有额外的耦合损耗、偏振敏感、损耗非均匀性大等问题，进一步扩大数据中心规模和提升数据交换速度，本文分别对4×4通道，12×12通道的AWGR进行了研究。【方法】通过仿真软件进行基本设计参数的计算，分析研究了AWGR设计流程，并采用光束传播法(Beam Propagation Method， BPM)进行仿真模拟。同时，采用在平板波导和条形波导连接处加入锥形波导taper结构，增大输入、输出波导间距等方法进行性能优化。【结果】仿真结果显示良好的性能参数：4×4 AWGR插入损耗-0.714dB，串扰-35.556dB，损耗非均匀性1.907dB；12×12 AWGR插入损耗-0.294dB，串扰-36.019dB，损耗非均匀性3.428dB。将设计好的器件流片制作进行性能测试。测试结果表明：4×4 AWGR插入损耗-2.586dB，串扰-29.473dB，损耗非均匀性1.921dB；12×12 AWGR插入损耗-3.692dB，串扰-23.874dB，损耗非均匀性3.873dB。【结论】本文研究在串扰和损耗非均匀性等方面进行了性能优化，为后续设计迭代，进一步提升性能参数积累了经验。

关键词：波分复用光交换阵列波导光栅路由器复用器/解复用器

芝麻籽粒植酸含量高通量检测方法的建立与低植酸种质的筛选

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中国农业科学 2024年第12期57卷 2282-2294页

作者：杨茜游均周瑢方圣张艳欣吴自明王林海中国农业科学院油料作物研究所/农业农村部油料作物生物学与遗传育种重点实验室江西农业大学作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室

【目的】植酸是芝麻中主要的抗营养成分之一。探究芝麻籽粒植酸高效提取最优条件，建立植酸含量高通量检测方法，并应用于芝麻群体材料植酸含量变异检测和低植酸种质资源筛选，推动芝麻植酸基础研究和低植酸品种选育。【方法】以0.4mol... 详细信息

【目的】植酸是芝麻中主要的抗营养成分之一。探究芝麻籽粒植酸高效提取最优条件，建立植酸含量高通量检测方法，并应用于芝麻群体材料植酸含量变异检测和低植酸种质资源筛选，推动芝麻植酸基础研究和低植酸品种选育。【方法】以0.4mol·L-1HCl为提取溶剂，进行种子量、捣碎时间、捣碎频率、提取液体积等单因素试验，对芝麻籽粒植酸进行提取，结合微量化铁沉淀法高通量测定植酸含量。在单因素试验的基础上，进行Box-Behnken四因素三水平的响应面试验，建立植酸得率为响应值的二次多项式回归方程模型，并绘制响应曲面图和等高线图，分析影响植酸得率的主要因素及各因素间的交互作用，确定植酸含量检测的最优提取条件。利用该参数条件对2个环境下种植的200份芝麻种质资源进行植酸含量测定，筛选低植酸种质。【结果】方差分析显示，建立的回归模型具有高度显著性（P0.05），方程对试验拟合较好，可用此回归方程对芝麻籽粒植酸提取试验进行优化。4个因素的一次项对植酸得率的影响均达到极显著水平，对植酸得率的影响大小依次为种子量>捣碎时间>捣碎频率>提取液体积。响应面分析图表明，种子量和捣碎时间、种子量和捣碎频率、捣碎时间和捣碎频率、捣碎时间和提取液体积、捣碎频率和提取液体积之间具有一定的交互作用。经过单因素条件及响应面设计优化的植酸最佳提取条件参数为种子量30 mg、捣碎时间6.5 min、捣碎频率50 Hz、提取液体积435μL，在此条件下的植酸得率预测值为14.03 mg·g-1，实际植酸平均得率为14.14 mg·g-1，模型预测值与试验实际值十分接近。从200份种质资源中筛选出3份稳定的低植酸芝麻种质，平均含量为11.63 mg·g-1。【结论】建立了芝麻植酸高效提取检测技术，可以显著减少试验时长，减少样品使用量，检测结果重复性好，准确性高。

关键词：芝麻植酸提取工艺响应面分析法种质筛选

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非接触式生命体征检测装置的设计

传感技术学报 2024年第1期37卷 156-162页

作者：庄超活陈军波陈心浩中南民族大学生物医学工程学院认知科学国家民委重点实验室湖北武汉430074 医学信息分析及肿瘤诊疗湖北省重点实验室湖北武汉430074

为解决临床医学、急救或居家养老等应用场景中无法直接使用传统穿戴式监测仪器实时监测人体生命体征的问题,设计了一种基于多普勒雷达的非接触式生命体征检测装置,该装置通过STM32F429IGT6控制器从多普勒雷达检测的信号中实时提取人体... 详细信息

为解决临床医学、急救或居家养老等应用场景中无法直接使用传统穿戴式监测仪器实时监测人体生命体征的问题,设计了一种基于多普勒雷达的非接触式生命体征检测装置,该装置通过STM32F429IGT6控制器从多普勒雷达检测的信号中实时提取人体呼吸和心跳信号。其硬件主要由微控制器、多普勒雷达传感器信号放大电路、滤波器、电平抬升电路等部分组成,系统通过IIR带通滤波实现呼吸和心跳信号分离与提取,使用FFT对分离的呼吸和心跳信号进行实时频谱分析,计算并显示呼吸和心跳次数。实验测试结果表明,该装置能有效实时检测人体的呼吸和心跳次数,实现2 m范围内的非接触式人体生命体征检测,心跳次数最大均值误差为9.14%,呼吸次数最大均值误差为4.7%。

关键词：生命体征检测非接触多普勒雷达信号分离

挥发性有机化合物对桃果实采后褐腐病控制及感官品质的影响

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浙江大学学报（农业与生命科学版） 2024年第1期50卷 75-85页

作者：李志昊林斯茵高颖杨灿蒋丹张波浙江大学农业与生物技术学院果实品质生物学实验室/浙江省园艺植物整合生物学研究与应用重点实验室浙江杭州310058 浙江大学山东(临沂)现代农业研究院山东临沂276000

桃果实在采后贮藏物流过程中易受到果生链核盘菌(Monilinia fructicola)的侵染,导致褐腐病发生和果实品质劣变,有关的挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)对褐腐病的调控效果尚不清楚。本研究分析了成熟桃果实中主要VOC... 详细信息

桃果实在采后贮藏物流过程中易受到果生链核盘菌(Monilinia fructicola)的侵染,导致褐腐病发生和果实品质劣变,有关的挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)对褐腐病的调控效果尚不清楚。本研究分析了成熟桃果实中主要VOCs对果生链核盘菌的抑菌效果,结果表明,香芹酚、反-2-己烯醛等12种VOCs可以显著抑制病原菌在培养基上的生长。进一步开展上述12种VOCs对桃果实采后褐腐病的调控效应研究,结果表明,采用VOCs熏蒸处理可以有效抑制果生链核盘菌的生长,延缓褐腐病发生,其中挥发性醛类物质对果实品质的保持效果较好。采用25μL/L反-2-己烯醛熏蒸处理可以显著抑制果生链核盘菌生长,减轻褐腐病症状,同时不影响果实外观、乙烯释放速率、硬度、总可溶性固形物含量和感官品质指标,有效维持桃果实在采后贮藏过程中的商品性。综上所述,反-2-己烯醛具有开发为植物源抑菌剂的潜力,可为桃果实供应链提供品质保障。

关键词：挥发性有机化合物抑菌活性桃果实褐腐病果生链核盘菌

基于甘露糖结合凝集素探讨川芎嗪对脑缺血缺氧后神经炎症的影响

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中国药理学通报 2024年

作者：段彦哲孙宇康滑键林温春丽田昊杨依楼秀马存根闫玉清宋丽娟山西中医药大学国家中医药管理局多发性硬化益气活血重点研究室/神经生物学研究中心山西省人民医院中医科山西大同大学脑科学研究所/附属第一医院神经科山西医科大学细胞生理学省部共建教育部重点实验室

目的探究川芎嗪（tetramethylpyrazine，TMP）通过甘露糖结合凝集素（mannose-bindinglectin，MBL）对脑缺血缺氧后神经炎症的影响。方法纳入在山西省人民医院诊断为缺血性脑卒中的患者，在经患者及家属同意后，收集其临床病理资料以及... 详细信息

目的探究川芎嗪（tetramethylpyrazine，TMP）通过甘露糖结合凝集素（mannose-bindinglectin，MBL）对脑缺血缺氧后神经炎症的影响。方法纳入在山西省人民医院诊断为缺血性脑卒中的患者，在经患者及家属同意后，收集其临床病理资料以及血液和尿液。利用患者的生物样本，通过蛋白组学分析筛选差异蛋白和靶点，并用动物实验验证。小鼠分为sham组、dMCAO组、TMP低、中、高剂量(10、20、40 mg·kg-1)组，在给药7d后取材。同时采用mNSS法评估神经功能；TTC染色检测脑梗死体积；行为学评测运动功能；ELISA法检测MASP1、sC5b-9、TNF-α、IL-6和IL-1β；Westernblot测定MBL2、MASP2、C3等相关蛋白表达。结果与sham组相比，dMCAO组神经功能损伤加重，给予TMP能明显改善神经功能。dMCAO组中MBL2、C3和MASP2表达升高，TMP治疗后降低。dMCAO组炎症因子IL-1β、IL-6和TNF-α表达升高，TMP抑制了这些炎性因子的表达。结论TMP通过调节MBL抑制缺血缺氧后的炎性反应，从而减轻脑损伤。

关键词：缺血性脑卒中川芎嗪补体系统甘露糖结合凝集素炎性因子神经炎症

迷迭香酸的生物学功能及其在畜禽生产中的应用

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动物营养学报 2024年第2期36卷 769-778页

作者：李晓鹏刘云龙蒋林树屠焰中国农业科学院饲料研究所农业农村部饲料生物技术重点实验室北京100081 北京农学院动物科学技术学院奶牛营养学北京市重点实验室北京102206

自饲料禁抗实施后,寻找绿色、安全和高效的抗生素替代品成为畜牧业发展的重要环节,其中植物提取物具有很大潜能。迷迭香酸是一种广泛分布在植物中的天然酚酸类化合物,具有抗氧化、抗炎和抗菌等诸多生物学功能,对动物疾病的预防和治疗有... 详细信息

自饲料禁抗实施后,寻找绿色、安全和高效的抗生素替代品成为畜牧业发展的重要环节,其中植物提取物具有很大潜能。迷迭香酸是一种广泛分布在植物中的天然酚酸类化合物,具有抗氧化、抗炎和抗菌等诸多生物学功能,对动物疾病的预防和治疗有一定潜力。本文通过对文献进行分析整理,介绍了迷迭香酸的理化性质与吸收代谢,综述了其抗氧化、抗炎和抗菌等生物学功能以及潜在的作用机理,提示了迷迭香酸对维持动物氧化应激、炎症反应和免疫三方效应稳定有一定作用,但目前对迷迭香酸的研究主要集中在模型动物上,在畜禽方面的研究不够深入,将来还需对迷迭香酸在畜禽机体的作用进行更加深入和全面的研究。

关键词：迷迭香酸生物学功能机制畜禽应用

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反应堆冷却剂流量质量位异常分析与处理

核动力工程 2024年第3期45卷 263-267页

作者：刘丹会徐涛朱加良何正熙秦越李卓玥石亚东中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213

针对海南昌江核电1、2号机组调试期间发生的单泵运行时环路上3个流量计全部超量程触发质量位异常现象,从反应堆冷却剂流量信号测量原理、停堆保护逻辑和质量位设置原则入手,对环路流量测量方法及冷停堆状态下流量信号实测数据进行了分... 详细信息

针对海南昌江核电1、2号机组调试期间发生的单泵运行时环路上3个流量计全部超量程触发质量位异常现象,从反应堆冷却剂流量信号测量原理、停堆保护逻辑和质量位设置原则入手,对环路流量测量方法及冷停堆状态下流量信号实测数据进行了分析研究,指出现设计流量信号物理量程无法包络多种运行工况下的相对流量值。根据分析,需对流量计测量范围进行调整,使其输出的4~20 mA电流换算后对应的工艺流量量程从0~120%FP(FP为满功率)调整为0~129%FP(环路流量信号显示为X%FP,表示当前流量为相对满功率运行时流量的X%),并在调试期间将正常满功率运行时的流量计输出电流标定至13.615 mA。

关键词：环路流量弯管流量计质量位异常

施氮量对强筋小麦光合、产量、蛋白质含量和加工品质的影响

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麦类作物学报 2024年第4期44卷 462-471页

作者：王文政李亚静张敏毕经鑫杨敏郭振清蔡瑞国河北省作物逆境生物学重点实验室河北科技师范学院农学与生物科技学院河北昌黎066600

为探究冀东地区强筋小麦适宜施氮量,以强筋小麦石优20号和中麦998为材料,通过大田试验设置0 kg·hm^(-2)(N_(0))、180 kg·hm^(-2)(N 180)、210 kg·hm^(-2)(N 210)和240 kg·hm^(-2)(N 240)4个施氮水平,分析了施氮量对强筋小麦光合、... 详细信息

为探究冀东地区强筋小麦适宜施氮量,以强筋小麦石优20号和中麦998为材料,通过大田试验设置0 kg·hm^(-2)(N_(0))、180 kg·hm^(-2)(N 180)、210 kg·hm^(-2)(N 210)和240 kg·hm^(-2)(N 240)4个施氮水平,分析了施氮量对强筋小麦光合、产量、蛋白质含量和加工品质的影响。结果表明,与N_(0)处理相比,施氮后石优20号和中麦998的产量均在N 240处理下增加显著,增幅分别为3.20%和13.95%。随施氮量的增加,小麦旗叶叶绿素含量和光合参数均呈先升后降趋势,且在花后15 d达到最大值。施氮对F v/F m影响较小,对ΦPSⅡ影响较明显。旗叶、籽粒内硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶均随施氮量的增加呈先升后降趋势。增施氮肥后籽粒蛋白组分中清蛋白、球蛋白比例下降,醇溶蛋白、谷蛋白比例上升,各组分含量在N 210处理下均最高。面筋含量、沉降值、形成时间和稳定时间均随施氮量的增加先升后降。这说明增施氮肥可改善強筋小麦植株的光合特性,进而提高产量,同时增加植株体内氮代谢相关酶活性和籽粒蛋白质含量并改变蛋白质组分所占比例,有效改善加工品质。本试验条件下,210 kg·hm^(-2)施氮量下,小麦产量和品质较优,该施氮量可作为冀东平原强筋小麦栽培的最佳施氮量。

关键词：施氮量强筋小麦光合产量蛋白质含量加工品质

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纳米凹槽表面结冰的分子动力学模拟研究

河南师范大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 93-99,F0002页

作者：王军张悦夏国栋北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

采用分子动力学模拟方法建立了水在金表面结冰的模型,在疏水表面上引入亲水纳米凹槽结构,模拟研究了纳米凹槽表面上的冰成核过程,揭示了凹槽深宽比对冰成核的影响规律和机制.结果表明,在疏水表面引入亲水纳米凹槽结构并改变表面的凹槽宽... 详细信息

采用分子动力学模拟方法建立了水在金表面结冰的模型,在疏水表面上引入亲水纳米凹槽结构,模拟研究了纳米凹槽表面上的冰成核过程,揭示了凹槽深宽比对冰成核的影响规律和机制.结果表明,在疏水表面引入亲水纳米凹槽结构并改变表面的凹槽宽度,可以调节疏水表面的结冰过程.当纳米凹槽与六边形冰结构相匹配时,凹槽内部更容易形成冰核,可以提高疏水表面的冰成核率的效果,其表面成核率接近与亲水表面成核率.当纳米凹槽结构与六边形冰结构不匹配时,凹槽内不易形成冰核,结冰过程受到抑制.为提高疏水表面成核率提供了新方法,为控制疏水表面冰成核位置和冰生长方向提供了新思路.

关键词：冰成核凹槽表面纳米结构