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基于磁性Fe_(3)O_(4)纳米材料的电化学传感器快速测定烤肉中的苯并[a]芘

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食品科学 2024年第12期45卷 261-268页

作者：田野宋紫薇李书国河北科技大学食品与生物学院河北石家庄050018

本研究以磁性四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))、羧基化多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes-COOH,MWCNTs-COOH)和Nafion为复合修饰材料,以玻碳电极(glassy carbon electrode,GCE)为载体,制备了Fe3O4/MWCNTs-COOH/Nafion/GCE电化学传感器,建立了一种快速、灵敏测定烧烤肉制品中苯并[a]芘(benzo[a]pyrene,BaP)的电化学分析方法。优化结果:电解质溶液为磷酸氢二钠-磷酸二氢钾溶液,pH 2.5,最佳分散剂为0.5%的Nafion溶液,修饰液滴涂量为6μL(2 mg/mL)、富集时间为15 min。在最优条件下,BaP浓度在0~100 nmol/L范围内和峰电流具有良好的线性关系,决定系数R^(2)=0.9970,检出限为3.12×10^(-10)mol/L,加标回收率为86.65%~96.97%。该电化学传感器稳定性和重复性较好,可以用于烧烤肉类食品中BaP快速检测。

关键词：苯并[a]芘食品安全电化学分析方法肉类食品快速检测

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多孔钛合金拓扑优化设计及性能研究

稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 807-814页

作者：张永弟孙宝钰王伟志杨光河北科技大学机械工程学院河北石家庄050018

为了得到具有良好力学性能和高渗透性的钛合金多孔结构,需要在多孔结构的孔隙率与强度之间保持权衡。以人体膝关节胫骨假体为研究对象,首先,根据胫骨受力状态,采用拓扑优化设计并重构不同载荷工况下的抗压、抗剪单胞结构(TO-P1、TO-P2、... 详细信息

为了得到具有良好力学性能和高渗透性的钛合金多孔结构,需要在多孔结构的孔隙率与强度之间保持权衡。以人体膝关节胫骨假体为研究对象,首先,根据胫骨受力状态,采用拓扑优化设计并重构不同载荷工况下的抗压、抗剪单胞结构(TO-P1、TO-P2、TO-S1、TO-S2),与几种常见的基本单胞结构(bcc、fcc、rdc、dcc)进行研究比较;其次,通过对不同类型多孔钛合金进行压缩、剪切性能仿真,研究不同拓扑形态的多孔钛合金关于抗压、抗剪的力学性能,并采用SLM技术成型多孔钛合金压缩试件,验证了仿真分析的有效性;最后,选择力学性能较优的4种多孔钛合金进行渗透性分析。结果表明,TO-S2结构的抗压、抗剪力学性能和渗透性能最为出色,适合作为压剪载荷类植入物的多孔结构。

关键词：多孔结构拓扑优化 Ti6Al4V合金选区激光熔化力学性能渗透性能

TaqMan多重实时定量PCR快速检测3种常见食源性病原菌

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中国食品学报 2024年第5期24卷 373-380页

作者：艾鹏飞王珊高辉明王雁伟庞艳荣张萌河北科技大学食品与生物学院石家庄050018

建立一种可同时快速检测大肠杆菌O157:H7、单增李斯特菌和蜡样芽孢杆菌的多重实时定量PCR(qPCR)方法。依据大肠杆菌O157:H7 tir基因、单增李斯特菌mpl基因和蜡样芽孢杆菌entFM基因的保守序列分别设计特异性引物和TaqMan探针,建立多重qPC... 详细信息

建立一种可同时快速检测大肠杆菌O157:H7、单增李斯特菌和蜡样芽孢杆菌的多重实时定量PCR(qPCR)方法。依据大肠杆菌O157:H7 tir基因、单增李斯特菌mpl基因和蜡样芽孢杆菌entFM基因的保守序列分别设计特异性引物和TaqMan探针,建立多重qPCR反应体系,进行灵敏度、特异性和稳定性试验,同步检测人工染菌牛奶样品中的病原菌并与国家标准方法作对比。结果表明,建立的多重qPCR方法灵敏度高,最低检出限为12 CFU/mL;特异性强,只对3种目标菌进行PCR扩增;稳定性好,各重复性试验中Ct值的变异系数<1%;所有受污染样品阳性检出率均为100%,与国家标准方法检测结果一致,且检测周期缩短至6 h。本研究建立的TaqMan多重qPCR方法能同时快速、准确地检测乳品中的大肠杆菌O157:H7、单增李斯特菌和蜡样芽孢杆菌,为食品安全提供技术支撑。

关键词： TaqMan探针多重实时定量PCR 大肠杆菌O157:H7 单增李斯特菌蜡样芽孢杆菌

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超声辅助提取油莎豆油的工艺优化及品质分析

食品工业科技 2024年第10期45卷 207-216页

作者：权煜刘学强赵丹丹饶欢吴彤娇郝建雄河北科技大学食品与生物学院河北石家庄050000

为提高油莎豆油的得率且保证成品品质,本研究采用超声辅助正己烷法对油莎豆油的提取工艺进行响应面试验优化,确定最优提取条件后对油莎豆油品质进行分析。在油的品质研究中,采用25℃(常温)、47℃(超声辅助提取最佳温度)、60℃(高温)三... 详细信息

为提高油莎豆油的得率且保证成品品质,本研究采用超声辅助正己烷法对油莎豆油的提取工艺进行响应面试验优化,确定最优提取条件后对油莎豆油品质进行分析。在油的品质研究中,采用25℃(常温)、47℃(超声辅助提取最佳温度)、60℃(高温)三个温度对比超声作用对油样中总酚含量、总黄酮含量、1, 1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除率、脂肪酸组成及含量的影响。结果表明:脱皮油莎豆研磨后在料液比1:15 (g/mL)、超声时间20 min、超声温度47℃、粉碎粒度70目时,油莎豆油的得率为25.01%±0.03%,油样为黄橙色微浊状态,具有豆类特有的香气。油莎豆油对DPPH自由基有一定的清除作用,超声可更好地溶出油莎豆中的营养物质,但对油莎豆中黄酮类物质的破坏效应相对较大,酚酸类物质在高温时含量显著(P<0.05)下降。在25~60℃间超声作用和温度的变化对脂肪酸的种类和含量的影响不大,油酸(C18:1)含量最高,约为73.81%~74.00%。本试验结果可以为油莎豆油脂的开发利用提供一定基础和理论依据。

关键词：油莎豆油超声辅助提取工艺优化抗氧化活性气相色谱黄酮多酚脂肪酸组成

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三套管式加肋相变蓄热单元的强化传热特性

化工进展 2024年第8期43卷 4210-4221页

作者：蒋静智邵国伟崔海亭李洪涛杨奇河北科技大学机械工程学院河北石家庄050018

相变蓄热技术在利用工业余热、太阳能等解决热能与用户之间的供需不平衡问题方面起着重要的作用,然而受相变材料自身物性的限制,蓄热熔化时仍存在蓄热速度低、熔化不均匀等问题。本文以三套管式相变蓄热单元为基本结构,利用FLUENT软件... 详细信息

相变蓄热技术在利用工业余热、太阳能等解决热能与用户之间的供需不平衡问题方面起着重要的作用,然而受相变材料自身物性的限制,蓄热熔化时仍存在蓄热速度低、熔化不均匀等问题。本文以三套管式相变蓄热单元为基本结构,利用FLUENT软件模拟研究了在考虑自然对流情况下添加纵向肋片的不同参数(肋片数量、长度、厚度、偏心距及肋片排布方式)对三套管式相变蓄热单元蓄热性能的影响。结果表明,三套管式蓄热单元内外双壁面共同加热,与普通套管式蓄热单元相比,换热面积增大,相变材料全部熔化需要的时间缩短;加装纵向直肋片的三套管蓄热单元的熔化速度进一步加快,相同数量肋片下,肋片的长度和厚度是影响蓄热单元蓄热量与平均蓄热速率的主要因素,肋片长度占相变材料区域径向长度的50%时,蓄热单元的熔化速度加快幅度明显且蓄热量与平均蓄热速率较高。通过优化设计,发现内管向下偏移距离e对相变材料的熔化过程作用显著,偏心距离较短时相变材料完全熔化所需时间最少,相比光滑管蓄热单元,相变材料的熔化速率提升了48.5%,偏移距离过长则会延长蓄热时间;通过加密蓄热单元底部外层肋片的排布,蓄热单元的熔化进程有不同程度的加快,总体蓄热速率较原肋片结构有所提高。

关键词：相变蓄热数值模拟强化换热传热肋片潜热存储单元

基于SPR的液晶填充双D型PCF双参量传感器设计

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光学学报 2024年第9期44卷 247-257页

作者：范振凯孟俊皓褚世超河北科技大学信息科学与工程学院河北石家庄050018

提出了一种基于表面等离子体共振(SPR)原理的液晶填充的双D型光子晶体光纤(PCF)传感器,用于温度和折射率(RI)的双重检测。选用金作为金属对PCF中的两个大开环以及第二包层的4个气孔进行镀膜以激发SPR现象,实现了外部传感与内部传感的结... 详细信息

提出了一种基于表面等离子体共振(SPR)原理的液晶填充的双D型光子晶体光纤(PCF)传感器,用于温度和折射率(RI)的双重检测。选用金作为金属对PCF中的两个大开环以及第二包层的4个气孔进行镀膜以激发SPR现象,实现了外部传感与内部传感的结合,并进一步增强了SPR效应。为了实现温度与RI的双重检测,将温敏材料液晶E7填入中央大气孔形成纤芯,进而提升温度传感性能,通过上下两侧的大开环与待测分析液的接触实现折射率传感。使用全矢量有限元法,在完美匹配层条件下对传感性能进行了分析,并研究了中央液晶孔、小气孔及普通气孔的大小对传感性能的影响。仿真结果表明,所设计的传感器在温度为15~50℃、折射率为1.48~1.55的检测范围内具有良好的温度和RI传感性能。

关键词：传感器光子晶体光纤表面等离子体共振双重检测传感器双D型液晶

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POSS改性氧化石墨烯对涂层防腐和疏水性能的影响

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化工学报 2024年第5期75卷 1977-1986页

作者：赵璐璐唐二军邢旭腾刘少杰褚晓萌呼娜张泽河北科技大学化学与制药工程学院河北石家庄050018

通过有机硅化合物γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)自水解缩合制得有机-无机杂化材料笼型倍半硅氧烷(POSS),将其接枝到氧化石墨烯(graphene oxide,GO)上以克服GO的聚集,利用Boehm滴定法测定接枝率为98.3%,进一步负载锌离子制得复合纳米粒子... 详细信息

通过有机硅化合物γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)自水解缩合制得有机-无机杂化材料笼型倍半硅氧烷(POSS),将其接枝到氧化石墨烯(graphene oxide,GO)上以克服GO的聚集,利用Boehm滴定法测定接枝率为98.3%,进一步负载锌离子制得复合纳米粒子POSS/GO/Zn。通过FT-IR、XRD、Raman、NMR和SEM对POSS/GO/Zn结构及微观形貌进行了表征,并将其应用在水性环氧树脂(WEP)涂层材料中,电化学阻抗谱(EIS)和水接触角测试结果表明,所制得的纳米粒子的复合涂层具有优异的防腐和疏水性能,在3.5%氯化钠溶液中浸泡40 d后POSS/GO/Zn/WEP的阻抗值为8.33×10^(5)Ω·cm^(2),大于空白环氧涂层浸泡第一天的初始值1.46×10^(5)Ω·cm^(2),水接触角由48.42°增大至98.11°,涂层由亲水转为疏水特性,表明该材料在涂层材料中具有良好的应用潜能。

关键词：腐蚀表面纳米材料氧化石墨烯

长期秸秆还田对下茬还田秸秆的降解及土壤微生物群落的影响

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环境科学 2024年

作者：周斯豪王美琦宋瑶牛宏进赵经纬侯瑞楠陈晓波黄亚丽河北科技大学环境科学与工程学院河北科技大学食品与生物学院

探究长期秸秆还田土壤残留效应对秸秆降解及微生物群落的影响. 以连续15 a秸秆还田土壤（SS）和秸秆未还田土壤（NS）为研究对象，通过模拟试验分析两种土壤同时秸秆还田后秸秆的降解情况和土壤微生物种群的变化. 采用沙袋法测定秸秆降... 详细信息

探究长期秸秆还田土壤残留效应对秸秆降解及微生物群落的影响. 以连续15 a秸秆还田土壤（SS）和秸秆未还田土壤（NS）为研究对象，通过模拟试验分析两种土壤同时秸秆还田后秸秆的降解情况和土壤微生物种群的变化. 采用沙袋法测定秸秆降解率，稀释涂布平板法测定土壤可培养微生物数量，高通量测序技术分析土壤微生物群落多样性和结构. 结果表明，与NS相比，SS显著增加15 d和30 d秸秆降解率，增幅为14.16%和26.57%；显著增加0～60 d内土壤可培养真菌的数量，增幅为43.10%～185.92%；显著增加0 d和42 d和56 d时纤维素降解菌数量，增幅为55.12%～92.04%. 秸秆还田7 d时，SS中的细菌ACE指数、真菌ACE指数和Chao1指数低于NS，说明SS土壤中微生物群落丰富度显著降低. 在门水平上，SS中酸杆菌门、浮霉菌门和己科河菌门等细菌门相对丰度显著增加，增幅为25.92%～45.17%；油壶菌门、捕虫霉亚门和球囊菌门等真菌门相对丰度显著增加，增幅为12.09%～176.00%. 在属水平上，SS中Subgroup6纲未定属和罗库菌目未定属等细菌属相对丰度显著增加，增幅为28.91%～31.26%；拟青霉菌属、被孢霉菌属和青霉菌属等真菌属相对丰度显著增加，增幅为2.98%～8.79%. 分子生态网络分析表明，SS细菌网络互作程度更高、网络连接更紧密，真菌网络则呈现更加复杂和稳定的结构. RDA结果显示，土壤微生物群落组成与秸秆降解率呈极显著相关. SS对下茬还田秸秆的降解、土壤可培养微生物数量和种群结构变化在一定时间内表现出明显的残留效应，其微生物菌群更利于下茬还田秸秆的降解.

关键词：秸秆还田残留效应秸秆降解微生物群落网络分析

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基于外泌体的纳米材料治疗肿瘤研究进展

中国生物工程杂志 2024年第6期44卷 25-32页

作者：饶佩韩泽旭史海涛齐奕珂郭学玲王英泽河北科技大学食品与生物学院石家庄050018

外泌体(exosome)是指从细胞膜上脱落或由细胞分泌的双层膜结构的纳米级囊泡状小体,直径为40~150 nm,它可以包裹DNA、mRNA、microRNA、circRNA、蛋白质等。包括肿瘤细胞在内的几乎所有活细胞都能分泌外泌体,在细胞通信、信号转导、包裹... 详细信息

外泌体(exosome)是指从细胞膜上脱落或由细胞分泌的双层膜结构的纳米级囊泡状小体,直径为40~150 nm,它可以包裹DNA、mRNA、microRNA、circRNA、蛋白质等。包括肿瘤细胞在内的几乎所有活细胞都能分泌外泌体,在细胞通信、信号转导、包裹递送、肿瘤治疗和诊断中均起关键作用。外泌体具有独特的生物学特性,优良的肿瘤归巢性和对递送药物靶向性使外泌体成为癌症诊断中极具吸引力标志物和有效的肿瘤治疗工具,因此,对外泌体作为纳米材料更全面的研究,必将加速其在治疗肿瘤的研究进展。总结了外泌体的靶向递送功能,以及外泌体在肿瘤诊断、免疫疗法、肿瘤微环境、药物耐药性等癌症治疗相关问题,期望对基于外泌体在肿瘤治疗中的开发和评估提供思考。

关键词：外泌体纳米材料肿瘤