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“实验设计与数据处理”教学设计与实践

实验室研究与探索 2024年第1期43卷 192-198页

作者：刘红梅李可意韩永萍侯春娟北京联合大学生物化学工程学院北京100023

基于成果导向教育理念,依据“实验设计与数据处理”课程所支撑的毕业要求观测点,反向设计课程目标。围绕课程目标整合教学内容和教学资源、设计教学过程、组织教学活动、评价学习成效,并基于评价结果持续改进,形成“实施-评价-反馈-改... 详细信息

基于成果导向教育理念,依据“实验设计与数据处理”课程所支撑的毕业要求观测点,反向设计课程目标。围绕课程目标整合教学内容和教学资源、设计教学过程、组织教学活动、评价学习成效,并基于评价结果持续改进,形成“实施-评价-反馈-改进”闭环。教学过程引入“工艺优化驱动教学”的项目式教学法,与“专业综合实验”“科研实践”等实践环节形成跨课程教学联动,以实践环节中的实验方案设计和数据处理的实际需求推动“实验设计与数据处理”课程的理论教学和课下实践,将零散的知识体系化,碎片化的应用系统化,着力提升学生实验方案设计、实验结果统计分析和模拟预测以及方案优化能力。

关键词：实验设计与数据处理项目式教学跨课程教学联动课程目标达成评价

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自适应融合气体-光谱双模态信息花生产地溯源方法

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农业机械学报 2024年第4期55卷 176-183,203页

作者：石岩任宇琪王思远殷崇博门洪东北电力大学自动化工程学院吉林132012 重庆大学生物工程学院重庆400044

不同产地的花生质量差异明显,贴优质产地标签贩卖劣质花生的现象时有发生。本文基于电子鼻与高光谱系统的无损检测技术,提出双模态融合特征注意力(Bimodal fusion feature attention,DFFA)并设计DFFA-Net以实现花生质量辨识。首先,利用... 详细信息

不同产地的花生质量差异明显,贴优质产地标签贩卖劣质花生的现象时有发生。本文基于电子鼻与高光谱系统的无损检测技术,提出双模态融合特征注意力(Bimodal fusion feature attention,DFFA)并设计DFFA-Net以实现花生质量辨识。首先,利用电子鼻与高光谱系统获取7个不同产地花生气体信息和光谱信息,花生自内而外的气体信息可以表征其整体宏观质量,不同化学键及官能团的光谱信息差异可以表征其整体微观质量;然后,提出DFFA以自适应融合气体-光谱双模态信息并关注影响分类性能的重要特征,并结合消融实验证明了双模态信息融合的必要性;最后,基于提出的DFFA模块,经网络结构优化得到DFFA-Net以实现不同产地花生质量的有效辨识。通过消融分析、多注意力机制分类性能对比,DFFA-Net获得了最佳分类性能:准确率为98.10%、精确率为98.15%、召回率为97.88%,验证了DFFA-Net在花生产地辨识中的有效性。提出的DFFA-Net结合电子鼻和高光谱系统实现了不同产地花生的质量辨识,为花生市场质量监督提供了有效的技术方法。

关键词：花生产地辨识电子鼻高光谱信息融合卷积神经网络

石墨烯柔性生物传感技术与可穿戴式精准医疗健康监护应用

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中国激光 2024年第9期51卷 215-226页

作者：杨晗王铈弘钟豪黄乐阳赵建鑫吕文琦毛则尹邓安妮石艺璇黄琴王一璐黄国亮清华大学生物医学工程学院北京100084

可穿戴柔性电子技术是医疗健康监测,尤其是心血管疾病监测的重要发展方向之一。脉搏波是评估心血管健康的重要信息来源,但它属于非平稳弱信号,对检测端的灵敏度与稳定性具有较高要求。为解决可穿戴健康监测的柔性传感关键技术问题,设计... 详细信息

可穿戴柔性电子技术是医疗健康监测,尤其是心血管疾病监测的重要发展方向之一。脉搏波是评估心血管健康的重要信息来源,但它属于非平稳弱信号,对检测端的灵敏度与稳定性具有较高要求。为解决可穿戴健康监测的柔性传感关键技术问题,设计并开发了具有多级分支微结构的石墨烯柔性压力传感器,显著提高了对脉搏波的传感性能,并构建了可穿戴柔性传感脉搏波健康监测系统,建立了基于单点桡动脉脉搏波和Transformer架构的类感知无袖带血压监测算法,对人体收缩压和舒张压的预测误差分别为(0.7±10.5)mmHg和(0.5±6.1)mmHg。本工作可以为心血管健康动态监测系统与应用研究、可穿戴式精准医疗健康监护提供重要技术支持。

关键词：石墨烯柔性压力传感器脉搏波可穿戴设备无袖带血压测量

水飞蓟提取物及复合制剂对乙醇中毒小鼠肝的保护作用

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中国临床药理学杂志 2024年第7期40卷 1009-1013页

作者：王亭乔任吴疆吕梁彧魏嵘郭月逸赵建北京联合大学生物化学工程学院北京100023 北京联合大学生物活性物质与功能食品北京市重点实验室北京100023 东华大学化学化工与生物工程学院上海201620

目的探究水飞蓟提取物(SME)及其复合制剂对乙醇性肝损伤的保护作用。方法通过灌胃12mL·kg~150%乙醇建立乙醇肝损伤模型。将小鼠随机分为空白组(给予蒸馏水)、模型组(乙醇肝损伤模型)、SME低和高剂量组(分别给予0.06、0.20g·kg^(-1)SME... 详细信息

目的探究水飞蓟提取物(SME)及其复合制剂对乙醇性肝损伤的保护作用。方法通过灌胃12mL·kg~150%乙醇建立乙醇肝损伤模型。将小鼠随机分为空白组(给予蒸馏水)、模型组(乙醇肝损伤模型)、SME低和高剂量组(分别给予0.06、0.20g·kg^(-1)SME)、SME+灵芝提取物(GLE)低和高剂量组(分别给予0.10、0.30g·kg^(-1)SME+GLE,SME:GLE=1:1)、水飞蓟丹参片(JAS)低和高剂量组(分别给予0.68、2.04g·kg^(-1)JAS),每组12只。用全自动生化分析仪测定法测定小鼠血清中谷丙转氨酶(GPT),用酶联免疫吸附试验法测定小鼠血清中白细胞介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的水平,用紫外分光光度计测定肝组织氧化应激指标[过氧化氢酶(CAT)和总超氧化物歧化酶(T-SOD)]。结果空白组、模型组、SME低和高剂量组、SME+GLE低和高剂量组、JAS低和高剂量组的T-SOD含量分别为(192.54±49.00)、(141.65±34.72)、(205.83±32.77)、(191.68±25.83)、(192.31±28.79)、(177.82±32.61)、(218.58±74.80)和(210.24±31.65)U·mg·prot,CAT含量分别为(37.78±5.73)、(28.92±8.44)、(44.12±11.52)、(41.41±9.15)、(47.01±10.48)、(41.63±8.95)、(47.14±8.91)和(48.29±10.06)U·mg^(-1),GPT含量分别为(47.61±13.00)、(97.84±26.00)、(62.33±18.92)、(51.84±17.91)、(70.77±28.00)、(58.00±21.27)、(52.28±18.78)和(45.55±9.27)U·L^(-1),IL-6水平分别为(21.03±1.52)、(28.43±5.75)、(21.90±3.24)、(21.23±1.55)、(22.26±2.58)、(21.24±2.91)、(22.17±4.14)和(21.14±3.02)pg·mL^(-1);模型组的上述指标与空白组比较,SME组、SME+GLE组和JAS低、高剂量组的上述指标与模型组比较,在统计学上差异均有统计学意义(均P<0.01)。空白组、模型组、SME低和高剂量组、SME+GLE低和高剂量组、JAS低和高剂量组的TNF-α水平分别为(28.07±7.72)、(69.02±16.34)、(40.29±8.94)、(48.84±10.17)、(41.91±14.96)、(40.07±12.75)、(50.72±11.44)和(45.05±11.34)pg·mL^(-1)。模型组与空白组比较,SME低和高剂量组、SME+GLE低和高剂量组、JAS低剂量组与模型组比较,在统计学上差异均有统计学意义(均P<0.01)。结论SME及其复合制剂可以提高小鼠肝的抗氧化水平、减轻小鼠肝的炎症,对于急性乙醇中毒导致的肝损伤具有一定的改善作用。

关键词：水飞蓟提取物护肝抗氧化能力炎性因子

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牛磺酸代谢与肠道微生物互作的研究进展

食品科学 2024年

作者：杨欣雨武庆洁米生权张艳贞郭俊霞北京联合大学生物活性物质与功能食品北京重点实验室北京联合大学生物化学工程学院食品科学系

牛磺酸（Taurine）是人体内广泛分布的非必需含硫氨基酸，主要通过饮食补充。牛磺酸可与胆汁酸形成牛磺酸结合型胆汁酸（Tau-Bas），而Tau-Bas经肠道微生物修饰转化或释出牛磺酸。牛磺酸和Tau-Bas与肠道微生物相互作用，对生理和病理过... 详细信息

牛磺酸（Taurine）是人体内广泛分布的非必需含硫氨基酸，主要通过饮食补充。牛磺酸可与胆汁酸形成牛磺酸结合型胆汁酸（Tau-Bas），而Tau-Bas经肠道微生物修饰转化或释出牛磺酸。牛磺酸和Tau-Bas与肠道微生物相互作用，对生理和病理过程都有重要影响。本综述以牛磺酸和肠道微生物为对象，探讨了肠道菌群概况、体内牛磺酸的来源与转化、牛磺酸与肠道菌群的相互作用，以及给予牛磺酸对肠道菌群稳态的重塑作用。旨在深入阐明牛磺酸与肠道菌群的关系，为开发与菌群失调相关疾病的预防和治疗措施提供科学依据。

关键词：牛磺酸肠道菌群胆汁酸

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枸杞子在我国保健食品中的应用

食品工业科技 2024年第6期45卷 12-23页

作者：段昊刘改改松伟闫文杰北京联合大学生物化学工程学院生物活性物质与功能食品北京市重点实验室北京100023

枸杞子属于食药同源物质,富含多糖、甜菜碱、花色苷、类胡萝卜素等活性成分,在免疫力提升、缓解视疲劳、抗氧化等保健功能中具有良好的应用价值,也因此受到了国内外研究者和消费者的喜爱。目前,枸杞子在我国保健食品中的应用频率较高,... 详细信息

枸杞子属于食药同源物质,富含多糖、甜菜碱、花色苷、类胡萝卜素等活性成分,在免疫力提升、缓解视疲劳、抗氧化等保健功能中具有良好的应用价值,也因此受到了国内外研究者和消费者的喜爱。目前,枸杞子在我国保健食品中的应用频率较高,但缺乏系统的整理和分析。基于此,本文分析了枸杞子在我国保健食品中的应用现状、合规性使用依据、主要功效成分的影响因素,并详细论述了枸杞子主要的保健功能和作用机制,以期为枸杞子在我国保健食品中的研究开发和应用提供一定的参考及依据。

关键词：枸杞子保健食品保健功能应用现状影响因素

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PHBV-硫铁矿基人工湿地处理实际污水处理厂尾水混合营养反硝化研究

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第2期60卷 315-328页

作者：许正阳周琦贾利霞吴为中邢传宏郑州大学生态与环境学院郑州450001 北京大学环境科学与工程学院北京100871

以河南省新乡市某大型污水处理厂尾水为研究对象,开展模拟人工湿地尾水深度脱氮除磷研究。选用聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)和硫铁矿作为湿地系统的主要功能填料,构建异养反硝化与自养反硝化相结合的混合营养反硝化系统。通过水质指标监测和... 详细信息

以河南省新乡市某大型污水处理厂尾水为研究对象,开展模拟人工湿地尾水深度脱氮除磷研究。选用聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)和硫铁矿作为湿地系统的主要功能填料,构建异养反硝化与自养反硝化相结合的混合营养反硝化系统。通过水质指标监测和高通量测序等手段,探究工艺运行效果与微生物群落结构机制。构建PHBV+硫铁矿组(实验组)和PHBV+陶粒组(对照组),反应器连续运行77天,结果表明,当水力停留时间(HRT)为2小时,进水水质为NO_(3)^(−)-N=8.39±1.72 mg/L,TN=10.41±1.58 mg/L,TP=0.37 mg/L,COD=15.7 mg/L时,平均出水TN浓度达到2.22 mg/L,TP浓度达到0.28 mg/L,COD浓度为32.7 mg/L,PHBV+硫铁矿组人工湿地脱氮效率(78.55%)明显优于PHBV+陶粒组(51.25%),基本上达到地表水环境质量标准(GB 3838—2002)V类。微生物群落结构分析表明,PHBV+硫铁矿组人工湿地中的优势菌属为自养菌Desulfobacter和异养菌unclassified_k__norank_d__Bacteria,丰度分别为23.98%和12.30%,通过自养与异养菌的协同,实现混合营养反硝化,其中与硫代谢相关Desulfobacter主导的自养反硝化在系统脱氮中可能起主要作用。研究结果可为PHBV+硫铁矿基人工湿地尾水生物脱氮除磷的工程实践提供参考。

关键词：人工湿地尾水固相碳源硫铁矿混合营养反硝化

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斑马鱼模型在阿尔茨海默病研究中的应用

中国实验动物学报 2024年第5期32卷 656-665页

作者：满海硕陈红利何悦孙雅煊霍清戴雪伶北京联合大学生物化学工程学院食品与生物医药系北京100023

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是一种中枢神经系统退行性疾病,主要表现为认知功能障碍、言语丧失等,其发病与多种因素有关。近年来,斑马鱼因其在大脑结构与功能、神经传导及AD致病基因等方面与人具有高度同源性而受到广泛关... 详细信息

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是一种中枢神经系统退行性疾病,主要表现为认知功能障碍、言语丧失等,其发病与多种因素有关。近年来,斑马鱼因其在大脑结构与功能、神经传导及AD致病基因等方面与人具有高度同源性而受到广泛关注。本文就斑马鱼作为动物模型探索AD发病机制、进行AD药物评估、药物筛选等方面的优势展开综述,以期为AD的发病机制及新药开发研究提供新思路。

关键词：阿尔茨海默病斑马鱼发病机制药物评估药物筛选

氯化钙/聚乙烯醇涂膜处理对脆红李生理生化的影响

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中国食品学报 2024年第2期24卷 218-227页

作者：李东郝旺雷雨李静雅张诗琪李甜四川轻化工大学生物工程学院四川宜宾643002

为降低脆红李采后腐烂率,减缓果实后熟与衰老,延长货架期,以脆红李为试材,对比2%氯化钙浸泡、聚乙烯醇涂膜、2%氯化钙浸泡+聚乙烯醇涂膜3种保鲜处理在4℃贮藏环境中对脆红李的可滴定酸(TA)、可溶性固形物(SSC)、呼吸强度、硬度、丙二醛... 详细信息

为降低脆红李采后腐烂率,减缓果实后熟与衰老,延长货架期,以脆红李为试材,对比2%氯化钙浸泡、聚乙烯醇涂膜、2%氯化钙浸泡+聚乙烯醇涂膜3种保鲜处理在4℃贮藏环境中对脆红李的可滴定酸(TA)、可溶性固形物(SSC)、呼吸强度、硬度、丙二醛含量(MDA)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)活性等生理、生化指标的影响。结果表明:2%氯化钙浸泡+聚乙烯醇涂膜的复合保鲜方式有效延缓TA含量降低并维持在0.8%以上,减缓SSC含量上升(P<0.05),保持在16°Brix左右,将果实硬度保持在14.11 N以上,较好地维持了脆红李风味及口感,同时把呼吸强度维持在4.9758~19.9898 mg/h·kg范围波动,抑制脆红李的呼吸强度(P<0.05),第30天时PG活性才逐步上升至70.72μg/h·g FW,显著抑制PG活性(P<0.05),降低MDA累积,在12~24 d内显著抑制PPO活性(P<0.05)使其从0.2 U/g FW逐步下降至0.058 U/g FW,延缓了果实的后熟与衰老。采后用2%氯化钙浸泡后结合聚乙烯醇涂膜复合处理的脆红李在4℃冷藏条件下保鲜效果最好,能有效延缓脆红李的衰老变质。

关键词：脆红李浸钙处理:聚乙烯醇涂膜保鲜生理生化