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基于地理加权随机森林的长三角PM_(2.5)建模

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中国环境科学 2024年第8期44卷 4240-4248页

作者：陈艺敏苏漳文陈移萍林子彭漳州职业技术学院石油化工学院福建漳州363000 福建省精细化工应用技术协同创新中心福建漳州363000

采用随机森林(RF)和地理加权随机森林(gWRF)对长三角地区2003~2019年的PM_(2.5)浓度及其驱动因素数据进行训练、校验与测试,并探讨它们之间的关系.结果表明:(1)相比RF模型,gWRF模型对PM_(2.5)浓度的训练和预测更优,其各项模型评估指标... 详细信息

采用随机森林(RF)和地理加权随机森林(gWRF)对长三角地区2003~2019年的PM_(2.5)浓度及其驱动因素数据进行训练、校验与测试,并探讨它们之间的关系.结果表明:(1)相比RF模型,gWRF模型对PM_(2.5)浓度的训练和预测更优,其各项模型评估指标均优于RF模型,且gWRF模型残差的空间自相关性更低.(2)gWRF模型预测2019年PM_(2.5)浓度分布优于RF模型,与实际观测浓度分布基本一致,但两个模型均存在北部高估南部低估的情况,且高估区域大于低估区域.(3)RF模型在研究PM_(2.5)浓度分布最重要且显著的驱动因子方面是全局性的,而gWRF模型得到干旱、气温、温差、风速以及人类干扰对PM_(2.5)分布的影响是局部性的.在大尺度下,这种局部性的效应对于PM_(2.5)精细化防控更具实际性的指导意义.此外,在全球气候暖干化和区域气候空间异质性的背景下,把干旱融入PM_(2.5)预测并建立具有局部效应的模型有助于环境监管机构及决策者制定防控措施.

关键词： PM_(2.5)驱动因素地理加权随机森林空间效应长三角地区

基于光学反馈频率锁定的窄线宽稳定中红外激光产生技术研究

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物理学报 2024年第1期73卷 193-200页

作者：杨家齐赵刚焦康高健闫晓娟赵延霆马维光贾锁堂山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室太原030006 山西大学极端光学协同创新中心太原030006

中红外精密激光光谱技术在痕量气体检测、基本物理常数测定等领域都有重要应用,然而由于缺乏窄线宽、稳定的中红外光源,很难实现中红外精密光谱测量.本文介绍了一种基于光学反馈频率锁定的窄线宽稳定中红外激光产生技术,分析了光学反馈... 详细信息

中红外精密激光光谱技术在痕量气体检测、基本物理常数测定等领域都有重要应用,然而由于缺乏窄线宽、稳定的中红外光源,很难实现中红外精密光谱测量.本文介绍了一种基于光学反馈频率锁定的窄线宽稳定中红外激光产生技术,分析了光学反馈实现激光到F-P腔锁定的可行性,利用一个高精细度中红外超稳F-P腔作为频率参考,基于光学反馈技术实现了量子级联激光器到该超稳腔的锁定.经过评估得到激光器线宽被压窄到1.1 Hz,压窄激光线宽的同时稳定了激光频率,将激光器的长期漂移控制在20 kHz/12 h.其中,为了获取长时间稳定的光学反馈,基于PDH技术获取了误差信号,用于对反馈相位的实时伺服控制.

关键词：激光频率锁定中红外激光线宽压窄光学反馈

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不同PPg/PCL比例对聚氨酯制备及性能的影响

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工程塑料应用 2024年第2期52卷 9-14页

作者：关静曾鑫志刘佩佩张彦飞中北大学材料科学与工程学院太原030051 山西省煤矿矿井水处理技术创新中心太原030006

鉴于多元醇种类繁多、性能各异,且在成型过程中,反应物的黏度、反应活性等对聚氨酯成型操作以及制品性能具有重要影响,因此采用预聚体法,以二苯基甲烷二异氰酸酯的混合异构体(MDI-50)、相同分子量的聚丙二醇(PPg)和聚己内酯二醇(PCL),以... 详细信息

鉴于多元醇种类繁多、性能各异,且在成型过程中,反应物的黏度、反应活性等对聚氨酯成型操作以及制品性能具有重要影响,因此采用预聚体法,以二苯基甲烷二异氰酸酯的混合异构体(MDI-50)、相同分子量的聚丙二醇(PPg)和聚己内酯二醇(PCL),以及3,3′-二氯-4,4′-二苯基甲烷二胺(MOCA)作为原料制备聚氨酯,研究了多元醇PPg与PCL比例对聚氨酯黏度、反应活性等性能的影响。通过旋转黏度计测试不同PPg/PCL比例预聚体的黏度,发现随着PCL含量增加,预聚体的黏度由166 mPa·s逐渐增大至374 mPa·s。经过傅里叶变换红外光谱结构表征,显示聚氨酯制备成功。利用树脂凝胶试验仪测试聚氨酯的树脂反应活性,发现PPg与PCL的不同配比对聚氨酯的反应活性影响不大。此外,通过万能试验机以及热重分析仪测试聚氨酯的力学性能与热稳定性,结果表明,随预聚体中PCL含量的增加,聚氨酯的拉伸强度呈现先升高后降低的趋势,当PPg与PCL质量比为2∶3时,聚氨酯的拉伸强度达到最大,为19.81 MPa,断裂伸长率为332%,热分解温度最高,最终质量损失率最小。

关键词：聚氨酯聚丙二醇聚己内酯二醇异氰酸酯预聚体

冰温贮藏对玉露香梨果心褐变的影响及代谢组学分析

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果树学报 2024年第8期41卷 1665-1677页

作者：赵迎丽张微杨志国王亮陈会燕李超山西农业大学食品科学与工程学院农产品贮藏保鲜研究所太原030031 山西省果蔬贮藏保鲜与加工技术创新中心山西晋中030801

【目的】探讨冰温(-1℃)贮藏下玉露香梨果心差异代谢物及其对褐变的影响机制。【方法】利用超高效液相色谱-质谱法对Y-I-C(-1℃,贮藏240 d)和Y-S-C(0℃,贮藏240 d)处理组进行非靶向代谢组学分析,通过主成分分析、偏最小二乘判别分析和K... 详细信息

【目的】探讨冰温(-1℃)贮藏下玉露香梨果心差异代谢物及其对褐变的影响机制。【方法】利用超高效液相色谱-质谱法对Y-I-C(-1℃,贮藏240 d)和Y-S-C(0℃,贮藏240 d)处理组进行非靶向代谢组学分析,通过主成分分析、偏最小二乘判别分析和KEgg富集等多元统计,筛选组间果心差异代谢物,结合贮藏期间生理变化探讨冰温对果心褐变的影响。【结果】玉露香梨采后果心共鉴定出331种代谢产物,包括黄酮、苯丙烷类、萜类、糖及糖醇、生物碱、有机酸、脂质、氨基酸、醌类、单宁、核苷酸等类物质。相对于Y-C(采后0 d)处理,Y-S-C处理组果心共有27种差异代谢物显著下调,4种物质上调。与0℃贮藏相比,-1℃贮藏延缓了果心多酚氧化酶活性的上升及总酚、总黄酮的氧化,抑制了果心褐变。Y-I-C与Y-S-C处理组筛选出50种显著差异代谢物,Y-I-C处理组上调的26种物质主要为苯丙烷类、黄酮类、有机酸类等物质,差异代谢物富集在代谢通路、氨基酸代谢、次生代谢产物的生物合成、碳水化合物代谢等途径。【结论】-1℃冰温贮藏下邻苯二酚、熊果苷、柠檬酸等物质的上调增强了果实的抗氧化性,并通过相关途径协同影响果心氧化代谢。

关键词：玉露香梨冰温代谢组学果心褐变

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光丝激光在大气中的传输及中红外波谱特性

量子光学学报 2024年第2期30卷 108-120页

作者：冯志芳郝婷刘勋刘丽娜李维舒小芳刘渊太原科技大学应用科学学院山西省光场调控与融合应用技术创新中心山西太原030024 中国空间技术研究院、北京空间机电研究所北京100094 北京量子信息科学研究院北京100088

本文通过数值模拟,利用大气分层模型,研究了强飞秒激光脉冲在距地面1 km以内不同高度处产生光丝,分析了压强、束腰宽度、脉宽以及散射介质的衰减对光丝传输特性和超连续波谱的影响。结果表明,压强的微小变化导致光丝特性的显著变化,从... 详细信息

本文通过数值模拟,利用大气分层模型,研究了强飞秒激光脉冲在距地面1 km以内不同高度处产生光丝,分析了压强、束腰宽度、脉宽以及散射介质的衰减对光丝传输特性和超连续波谱的影响。结果表明,压强的微小变化导致光丝特性的显著变化,从而直接影响超连续波谱的特性。在不同束宽和脉宽下,等离子体丝激发的波谱覆盖了整个可见光波长范围,并延伸到中红外波段,适当地减小束宽和脉宽,可以增强波谱强度和扩展红移截止波长,并且波谱的强度与光丝的长度及稳定性有关,而波谱的红移由光丝的动力学特性决定。散射介质(包括雨滴、雾和气溶胶)对光丝传输特性有较大的影响,但当初始参数选取合适时,衰减对超连续波谱中的中红外波谱强度和展宽的影响是比较小的。此研究为利用中红外波谱探测不同高度处大气污染物成分提供了重要的理论依据。

关键词：强飞秒激光脉冲中红外波谱压强散射介质光丝

双波长圆偏振光场中分子电离动力学的研究新进展

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光学学报 2024年第2期44卷 10-23页

作者：郭振宁刘运全北京大学物理学院人工微结构与介观物理国家重点实验室北京100871 量子物质协同创新中心北京100871 极端光学协同创新中心山西太原030006

超短激光脉冲的出现为人们研究原子分子内电子的超快动力学过程提供了重要的技术手段。强激光诱导原子分子的光电离过程是光诱导物理过程的基石,也是目前强场物理领域的前沿热点之一。本文重点综述了双波长圆偏振光场中分子电离动力学... 详细信息

超短激光脉冲的出现为人们研究原子分子内电子的超快动力学过程提供了重要的技术手段。强激光诱导原子分子的光电离过程是光诱导物理过程的基石,也是目前强场物理领域的前沿热点之一。本文重点综述了双波长圆偏振光场中分子电离动力学的研究进展。首先,介绍了研究强场分子电离动力学的半经典模型,给出了电离电子波包的相位和振幅分布。然后,介绍了利用双波长圆偏振光场测量H2分子和CO分子的电离动力学的研究,发现电离电子的振幅结构以及隧穿后电子受到的长程库仑势都会影响电子的动力学过程。此外,电子波包的相位结构也会包含在光电子的发射角中,这个初始相位编码了电子吸收光子而电离过程中的时域信息。最后,对新型阿秒钟在分子光电离过程中的应用进行了总结,并展望了未来复杂分子体系的应用前景。

关键词：原子分子物理学强场光物理隧道电离多光子电离分子半经典模型

苯并(a)芘诱导的肺细胞癌变过程中时间异质性的拉曼光谱分析

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生物化学与生物物理进展 2024年第6期51卷 1458-1470页

作者：周海涛姚伟崔曹哲周晓彤梁喜龙秦成兵肖连团武志芳李思进山西医科大学第一医院核医学科山西医科大学分子影像精准诊疗省部共建协同创新中心太原030001 山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室激光光谱研究所极端光学省部共建协同创新中心太原030006 太原市中心医院中心实验室太原030001

目的肺癌在生物学特性、基因组变异、增殖速度及化疗响应方面的时间异质性,构成了对有效治疗的显著阻碍。肺癌时间异质性的复杂性,结合其空间异质性,为研究带来了极大挑战。本文将为肺癌研究开辟新的方向,有助于更深入地理解肺癌的时间... 详细信息

目的肺癌在生物学特性、基因组变异、增殖速度及化疗响应方面的时间异质性,构成了对有效治疗的显著阻碍。肺癌时间异质性的复杂性,结合其空间异质性,为研究带来了极大挑战。本文将为肺癌研究开辟新的方向,有助于更深入地理解肺癌的时间异质性,从而提升对肺癌的治疗成功率。方法应用拉曼光谱显微技术作为监测肺癌细胞生物分子组成实时变化的有力工具,揭示了疾病的时间异质性。通过拉曼光谱与多元统计分析的结合,对苯并(a)芘处理后人类肺上皮细胞的生物分子变化进行了细致观察。结果随时间推移,核酸、脂质、蛋白质及类胡萝卜素含量呈现下降趋势,而葡萄糖浓度上升。这些变化模式暗示,苯并(a)芘可导致遗传物质结构损伤、促进脂质过氧化、干扰蛋白质代谢、降低类胡萝卜素生成,并改变葡萄糖代谢路径。运用拉曼光谱技术,以实时、无侵入性、非破坏性的方式监控肺癌细胞内的生物分子动态,进而阐明其关键分子特性。结论本项研究深化了对肺癌演进的认识,并为发展个性化治疗策略提供支持,助力提升患者的临床治疗效果。

关键词：时间异质性肺癌拉曼光谱多元统计分析苯并(a)芘暴露

基于网络药理学探讨黄柏-王不留行药对治疗慢性非细菌性前列腺炎大鼠的作用机制

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天然产物研究与开发 2024年

作者：党静静于文涛莫小萱刘兴超邓国兴河北中医药大学河北省中药组方制剂技术创新中心河北省高校中药开发与产业化应用技术研发中心

探讨黄柏-王不留行（Phellodendri Chinensis Cortex-Vaccariae Semen，PCC-VS）对慢性非细菌性前列腺炎（chronic non-bacterial prostatitis，CNP）炎性损伤的保护作用。本研究使用TCMSP及文献检索的方式筛选黄柏-王不留行中药有效成分41个、对应靶点蛋白156个；利用OMIM、geneCards数据库筛选出9 848个与CNP关疾病靶点；使用Cystoscape、String软件构建蛋白靶点网络互作图（protein-protein interaction network，PPI）及药物-有效成分-疾病靶点-通路，PPI结果主要涉及白细胞介素-6（interleukin -6，IL-6）、肿瘤坏死因子-α（tumour necrosis factor-α，TNF-α）、白细胞介素-1β（interleukin-1 beta，IL1β）、肿瘤蛋白p53（tumor protein-53，TP53）、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（RAC-alpha serine/threonine-protein kinase，AKT1）等关键蛋白；使用Metascape对核心靶点蛋白基因进行基因本体（gene Ontology，gO）富集分析和京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of genes and genomes，KEgg）富集分析；KEgg富集通路主要涉及磷脂酰肌醇-3激酶/蛋白激酶B（phosphatidylinositol-3-kinase-protein kinase B，PI3K-AKT）、脂质与动脉粥样硬化、前列腺癌、丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）等信号通路；并将药物有效成分与核心靶点进行分子对接；为了验证以上数据，动物实验检测大鼠血清中IL-1β、白细胞介素-18（interleukin-18，IL-18）、TNF-α含量变化、对前列腺组织进行HE染色观察组织病理结构改变、蛋白免疫印迹（Western blot）检测药物与疾病相关的核心靶点蛋白IL-6、TNF-α、IL-1β及筛选出通路上相关蛋白表达。动物实验发现各给药组对炎症因子的调控及炎症相关蛋白的表达有抑制作用。研究结果表明黄柏-王不留行通过多成分多靶点途径，改善慢性非细菌性前列腺炎症状可能与调控PI3K-AKT信号通路有关。

关键词：网络药理学药对慢性非细菌性前列腺炎黄柏王不留行 PI3K-AKT信号通路

基于直接吸收光谱深度学习神经网络模型的CO_(2)浓度检测研究

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电力科技与环保 2024年第1期40卷 44-52页

作者：史文辉李凯亮宫廷田亚莉孙小聪郭古青邱选兵李传亮山西省精密测量与在线检测装备工程研究中心山西省光场调控与融合应用技术创新中心太原科技大学应用科学学院山西太原030024

CO_(2)是温室气体的主要成分之一,其对全球气候变化和环境质量有重大影响,燃煤电厂作为我国最大的CO_(2)排放源,面临着严峻考验。为准确、快速、低成本地检测燃煤电厂CO_(2)浓度,促进燃煤电厂低碳发展,本文利用分布反馈半导体激光器构... 详细信息

CO_(2)是温室气体的主要成分之一,其对全球气候变化和环境质量有重大影响,燃煤电厂作为我国最大的CO_(2)排放源,面临着严峻考验。为准确、快速、低成本地检测燃煤电厂CO_(2)浓度,促进燃煤电厂低碳发展,本文利用分布反馈半导体激光器构建了一种高灵敏度的CO_(2)气体检测系统,同时采用HITRAN数据库作为深度学习模型的数据集,建立了一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network,1D-CNN)模型,采用反向传播神经网络算法检测CO_(2)浓度并与直接吸收技术进行了对比,并通过K折交叉验证法和调整模型参数来提升1D-CNN模型的性能。结果表明,1D-CNN模型的决定系数R^(2)值可达到0.9997,相对误差为1.07%,绝对误差为7.88 mg/m^(3),模型建立较为符合要求;利用1D-CNN模型调用最优参数,对比预测数据和真实数据,平均相对误差为6.06%,平均绝对误差为17.97 mg/m^(3),决定系数R^(2)=0.99941,可得模型的预测结果具有较高的精度。这种基于直接吸收光谱深度学习神经网络模型的气体浓度检测模型在测量CO_(2)气体浓度方面具有较高的准确性和可靠性,可为电力行业的环保监测和节能减排提供有力的技术支持。

关键词：燃煤电厂碳排放深度学习吸收光谱 CO_(2) HITRAN数据库