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高通量技术在萜类合成酶筛选中的应用

微生物学报 2024年第2期64卷 408-431页

作者：李贝邓子新徐敏侯安伟中国科学院天津工业生物技术研究所天津300308 合成生物学海河实验室天津300308 江西省科学院微生物研究所江西南昌330096

萜类化合物种类繁多,生物活性多样,在食品、药品与化妆品等行业中具有广泛的应用。萜类化合物多来源于植物,然而随着合成生物学的快速发展,相较于传统的天然植物提取与化学合成方法,利用工程微生物进行萜类化合物异源合成的方法显得更... 详细信息

萜类化合物种类繁多,生物活性多样,在食品、药品与化妆品等行业中具有广泛的应用。萜类化合物多来源于植物,然而随着合成生物学的快速发展,相较于传统的天然植物提取与化学合成方法,利用工程微生物进行萜类化合物异源合成的方法显得更为经济与环保。萜类合成酶的催化活性及合成产物的结构特性是萜类化合物异源合成的关键。通过蛋白定向进化与理性设计可以有针对性地优化萜类合成酶的催化性能及产物专一性,但该方案需要一个特异的筛选方法来实现蛋白突变体库的高通量筛选。近年来,一系列高通量筛选方法的建立使得萜类合成酶的筛选变得更加灵敏与高效。本文对近期建立的萜类合成酶高通量筛选方法进行了综述,简要概述了各种筛选方法的基本原理与优缺点,并对高通量筛选技术在萜类合成酶改造中的应用做出了展望。

关键词：高通量筛选萜类合成酶定向进化萜类化合物

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基于异步光学采样的电光频率梳时间抖动测量

物理学报 2024年第14期73卷 99-106页

作者：马博文戴雯孟飞陶家宁武子铃石岩青方占军胡明列宋有建精密测试技术及仪器全国重点实验室天津大学天津300072 上海无线电设备研究所上海201109 中国计量科学研究院时间频率计量研究所光学频率标准实验室北京100029

电光频率梳是一种单频激光器经相位调制构造的光学频率梳,具有重复频率高、灵活可调等特点,通过精确的色散控制,电光频率梳在时域上可以输出超短脉冲激光序列,其时间抖动特性对于开展精密测量等应用十分重要.本文提出一种基于双光梳异... 详细信息

电光频率梳是一种单频激光器经相位调制构造的光学频率梳,具有重复频率高、灵活可调等特点,通过精确的色散控制,电光频率梳在时域上可以输出超短脉冲激光序列,其时间抖动特性对于开展精密测量等应用十分重要.本文提出一种基于双光梳异步光学采样原理测量电光频率梳时间抖动的方案.建立了时间抖动测量的理论模型并进行数值模拟.搭建了一台重复频率为10 GHz、脉冲宽度为2.6 ps的电光频率梳,并开展了时间抖动的测量实验.测量的直方图分析表明,电光频率梳的周期抖动为3.86 fs.测量装置主体为光纤结构,且不需要高速光电探测器,有望对电光频率梳、微环频率梳等新型高重频光学频率梳时间抖动的测量与优化起到关键作用.

关键词：电光频率梳时间抖动异步光学采样相位噪声

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木屑颗粒堆积参数对液体渗流特性的影响规律

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第3期57卷 254-264页

作者：刘丽艳李金秋吕东天津大学化工学院天津300350 天津市化工安全与装备技术重点实验室天津300350 应急管理部天津消防研究所天津300381

为了探究木屑颗粒堆积参数对液体渗流特性的影响规律,参照达西渗流实验,设计开发了渗流实验系统,选取颗粒床层湿度、渗流速度、床层储水量及透水率作为评价颗粒床层内液体渗流特性的指标,在对各因素进行初步筛选的基础上,实验研究木屑... 详细信息

为了探究木屑颗粒堆积参数对液体渗流特性的影响规律,参照达西渗流实验,设计开发了渗流实验系统,选取颗粒床层湿度、渗流速度、床层储水量及透水率作为评价颗粒床层内液体渗流特性的指标,在对各因素进行初步筛选的基础上,实验研究木屑颗粒堆积床层的粒径分布、压缩高度比以及渗透压力(注水量)对液体渗流特性的影响.实验结果表明,相同粒径分布,注水量为1500 mL时,压缩高度比从0.80降到0.50,木屑颗粒床层湿度变化幅值为3.32%;相同粒径分布,压缩高度比为0.50,注水量从1500 mL增加到3000 mL时,木屑颗粒床层湿度变化幅值为2.30%;相同压缩高度比和注水量,全粒径分布、不同级配粒径分布及小粒径分布时木屑颗粒床层最大湿度分别为54.4%、54.0%及53.7%,变化幅值为0.7%.在本文研究范围内,压缩高度比对颗粒床层湿度影响最大,初始注水量次之,颗粒级配影响最小.相同粒径分布,注水量为2000 mL时,压缩高度比从0.80降到0.50,木屑颗粒床层渗流速度变化幅值为18.92×10^(-4) m/s;相同粒径分布,压缩高度比为0.50,注水量从1500 mL增加到3000 mL时,木屑颗粒床层渗流速度变化幅值为1.08×10^(-4) m/s;相同压缩高度比和注水量,全粒径分布、不同级配粒径分布及小粒径分布时木屑颗粒床层最大渗流速度分别为20.7×10^(-4) m/s、15.4×10^(-4) m/s及18.2×10^(-4) m/s,变化幅值为5.3×10^(-4) m/s.在本文研究范围内,压缩高度比对颗粒床层渗流速度影响最大,颗粒级配次之,初始注水量影响最小.综合各类因素考虑,不同粒径级配的木屑颗粒床层,压缩高度比为0.70、注水量为2000 mL时木屑颗粒床层中的液体渗流特性较好,此时,床层湿度为52.5%,平均渗流速度为9.86×10^(-4) m/s,床层储水量为1149 mL,床层透水率为42.56%.相关结果可为后续可压缩性颗粒堆积物的存放以及水基灭火剂开发需要关注的参数提供指导.

关键词：木屑颗粒颗粒级配压缩高度比渗流速度透水率床层储水

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形状记忆材料在骨科的应用研究进展

中华骨科杂志 2024年第15期44卷 1048-1055页

作者：王颖马剑雄柏豪豪马信龙天津市天津医院(天津大学天津医院)骨科研究所天津市骨科生物力学与医学工程重点实验室天津300050

形状记忆材料是一种具有形状记忆效应的智能材料,能够在外界刺激下记忆并恢复其原始形状,制备方法包括合金记忆材料的热处理法和激光烧结法,以及聚合物类和复合材料类形状记忆材料的热塑法。形状记忆材料在骨科领域,如骨折治疗、骨组织... 详细信息

形状记忆材料是一种具有形状记忆效应的智能材料,能够在外界刺激下记忆并恢复其原始形状,制备方法包括合金记忆材料的热处理法和激光烧结法,以及聚合物类和复合材料类形状记忆材料的热塑法。形状记忆材料在骨科领域,如骨折治疗、骨组织工程修复、脊柱矫形及关节置换等方面展现出了巨大的应用价值。形状记忆材料具有优良的生物力学性能,在骨折治疗中提供持续有效的压力、支撑力以及抗扭转力,还具有降低骨折内固定应力遮挡的优势。因环境因素变化对周围骨组织产生的持续应力作用为脊柱畸形矫正提供了持续的矫形力,在关节置换方面提高了假体的耐久性。形状记忆材料具有良好的生物相容性和可诱导细胞增殖的性能,可制作具有自拟合功能的组织工程支架,在精准填充骨缺损部位时向自体骨施加机械力,刺激骨细胞的增殖与分化,引导骨再生,加速骨修复。此外,形状记忆材料可被用于药物传递释放的载体,通过控制温度、应力等环境因素控制药物的释放,实现药物的靶向治疗。形状记忆材料伴随着4D打印技术的发展,在骨科个性化诊疗、个性化定制方面有广阔的应用前景。

关键词：材料科学矫形外科学综述

9Cr-1.5W-0.15Ta耐热钢搅拌摩擦焊焊缝组织和冲击性能分析

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焊接学报 2024年第4期45卷 36-42,I0005页

作者：张超周猛兵崔雷陶欣王军王伟刘永长中国核动力研究设计院第四研究所成都610213 天津大学天津市现代连接技术重点实验室天津300354 天津大学水利安全与仿真国家重点实验室天津300354

对9Cr-1.5W-0.15Ta耐热钢搅拌摩擦焊焊缝的微观组织演变和冲击性能进行了分析.结果表明,由于搅拌针剧烈的机械搅拌和焊接热循环的双重作用,搅拌摩擦焊缝区域内发生晶粒破碎、完全奥氏体化动态再结晶、晶界处M23C6相溶解和晶内M3C相析出... 详细信息

对9Cr-1.5W-0.15Ta耐热钢搅拌摩擦焊焊缝的微观组织演变和冲击性能进行了分析.结果表明,由于搅拌针剧烈的机械搅拌和焊接热循环的双重作用,搅拌摩擦焊缝区域内发生晶粒破碎、完全奥氏体化动态再结晶、晶界处M23C6相溶解和晶内M3C相析出,焊后较大的冷却速率抑制晶粒长大,促进了马氏体转变.在−100~20℃温度内进行了冲击试验,随着冲击试验温度的增加,母材和FSW焊缝的冲击吸收能量均表现为单调增大的特征,同时冲击断裂模式由脆性断裂逐渐转变为延性断裂.由于FSW焊缝中板条马氏体的形成、“针状”M3C碳化物的析出,FSW焊缝的硬度显著增大,并且在相同温度下FSW焊缝的冲击韧性发生降低,韧—脆转变温度由母材的−50℃升高至−40.2℃.

关键词： 9Cr-1.5W-0.15Ta耐热钢搅拌摩擦焊微观组织冲击韧性韧—脆转变温度

抗氧化小分子体掺杂对锡铅钙钛矿太阳电池性能的影响

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太阳能学报 2024年第4期45卷 2-9页

作者：董婧刘辉王三龙王鹏阳赵颖张晓丹南开大学光电子薄膜器件与技术研究所可再生能源转换与存储中心天津300350 天津市光电薄膜器件与技术重点实验室天津300350 物质绿色创造和制造海河实验室天津300192 教育部薄膜光电技术工程研究中心天津300350

锡铅钙钛矿中存在各种缺陷,且Sn^(2+)容易被氧化成Sn^(4+),从而导致太阳电池的转换效率和稳定性较差。研究发现4-香豆酸(p-C)的引入可显著改变薄膜的表面形貌、有效提高结晶性,且抑制Sn^(2+)的氧化,有利于提高钙钛矿层与传输层之间的能... 详细信息

锡铅钙钛矿中存在各种缺陷,且Sn^(2+)容易被氧化成Sn^(4+),从而导致太阳电池的转换效率和稳定性较差。研究发现4-香豆酸(p-C)的引入可显著改变薄膜的表面形貌、有效提高结晶性,且抑制Sn^(2+)的氧化,有利于提高钙钛矿层与传输层之间的能级匹配度。通过对钙钛矿光吸收层的缺陷进行钝化,可显著提升太阳电池的光电特性。最终,锡铅钙钛矿太阳电池的开路电压提升65mV,光电转换效率由18.14%提升至20.37%,并且电池稳定性得到显著提升。

关键词：钙钛矿太阳电池抗氧化剂开路电压添加剂

1,3-丙二醇的微生物合成:C6-C3-C1原料体系的转变

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生物工程学报 2024年第8期40卷 2371-2385页

作者：果士婷刘盼王钰中国科学院天津工业生物技术研究所低碳合成工程生物学重点实验室天津300308 国家合成生物技术创新中心天津300308

1,3-丙二醇(1,3-propanediol,1,3-PDO)是一种具有广泛应用价值的二元醇化合物,可用于制造多种医药中间体、食品和化妆品,也是合成纤维材料聚对苯二甲酸丙二醇酯的关键单体。微生物转化葡萄糖等可再生原料合成1,3-PDO因具有环境友好、高... 详细信息

1,3-丙二醇(1,3-propanediol,1,3-PDO)是一种具有广泛应用价值的二元醇化合物,可用于制造多种医药中间体、食品和化妆品,也是合成纤维材料聚对苯二甲酸丙二醇酯的关键单体。微生物转化葡萄糖等可再生原料合成1,3-PDO因具有环境友好、高效节能、安全可持续等优点,已实现产业化,是微生物化学品工厂设计与应用的成功案例。但是,粮食紧缺和气候变化等问题正在推动化学品生物制造的原料朝着非粮化、低成本、可持续的方向转变。微生物转化C3原料甘油合成1,3-PDO的研究已较为深入。近年来,以能量密度更高的甲醇等C1原料合成1,3-PDO也受到广泛关注,多条新的人工合成途径被创建并成功验证,为1,3-PDO可持续生物合成奠定了基础。本文重点从C6-C3-C1原料体系转变的角度综述了1,3-PDO的微生物合成研究进展,对不同原料体系下提升1,3-PDO合成效率的代谢途径改造策略进行了讨论,并对C1原料合成1,3-PDO的发展前景进行了展望。

关键词： 1,3-丙二醇可再生原料葡萄糖甘油甲醇

1,1’-磺酰基双(2-甲基-1H-咪唑)对宽带隙钙钛矿太阳电池性能的影响

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太阳能学报 2024年第4期45卷 43-50页

作者：戴峣王鹏阳赵颖张晓丹南开大学光电子薄膜器件与技术研究所可再生能源转换与存储中心太阳能研究中心天津300350 天津市光电薄膜器件与技术重点实验室天津300350 物质绿色创造和制造海河实验室天津300192 教育部薄膜光电技术工程研究中心天津300350

对倒置结构,带隙为1.68 eV的钙钛矿太阳电池光吸收层掺杂1,1’-磺酰基双(2-甲基-1H-咪唑),以改善钙钛矿薄膜质量,提高太阳电池性能。空间电荷限制电流(SCLC)测试结果表明,掺杂后的钙钛矿薄膜的缺陷密度明显降低;稳态光致发光光谱(PL)结... 详细信息

对倒置结构,带隙为1.68 eV的钙钛矿太阳电池光吸收层掺杂1,1’-磺酰基双(2-甲基-1H-咪唑),以改善钙钛矿薄膜质量,提高太阳电池性能。空间电荷限制电流(SCLC)测试结果表明,掺杂后的钙钛矿薄膜的缺陷密度明显降低;稳态光致发光光谱(PL)结果表明,掺杂后的钙钛矿薄膜的非辐射复合被显著抑制;最终太阳电池的开路电压达到1.17 V,光电转换效率达到21.42%,在氮气环境下储存1000 h后,未封装的太阳电池仍能保持初始效率的96%,稳定性显著提高。

关键词：钙钛矿太阳电池晶体生长宽带隙半导体钝化 1,1’-磺酰基双(2-甲基-1H-咪唑)

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基于联络馈线负载率松弛约束的中压配电网供电单元划分

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电力自动化设备 2024年第7期44卷 108-115页

作者：刘洪王浩嘉徐正阳王冰赛马良杨帆天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072 国网经济技术研究院有限公司北京102209 国网天津市电力公司经济技术研究院天津300171

当前中压配电网供电单元划分时未能充分考虑相互联络馈线间所供负荷的互补特性,易造成供电单元数量偏多、整体线路利用效率偏低等问题,为此提出了一种基于负载率松弛约束的供电单元划分方法。构建了以供电单元数量最少、各供电单元内N-... 详细信息

当前中压配电网供电单元划分时未能充分考虑相互联络馈线间所供负荷的互补特性,易造成供电单元数量偏多、整体线路利用效率偏低等问题,为此提出了一种基于负载率松弛约束的供电单元划分方法。构建了以供电单元数量最少、各供电单元内N-1校验后转供馈线负载率均衡为目标的中压配电网供电单元划分数学模型;解析了网格中站内供电单元与站间供电单元之间的划分次序问题,并提出了基于馈线负载率松弛约束的站间供电单元划分方法及以此为基础的站内供电单元划分方法。通过实例分析验证所提模型和方法可以对供电单元进行合理划分,节约变电站出线条数与供电单元数量,有效提高配电线路的资产利用效率。

关键词：中压配电网供电网格供电单元负荷特性负载率松弛