Aim Blue pigments have broad applications in foods, cosmetics, and clothing. However, natural blue pigments are rare. At present, the majority of blue pigments for sale are chemically synthetic. Owing to the safety risks of chemical pigments, it is an urgent demand to develop novel natural blue pigments. Methods and Results The fermentation medium and culture conditions of blue pigment produced by Quambalaria cyanescens QY229 were optimized by Plackett-Burman (PB) experimental design and response surface methodology (RSM) for the first time. The stability, bioactivity, and toxicity of the obtained blue pigment were studied after isolation and purification. Conclusion The results showed that the optimal fermentation parameters were 34.61 g & BULL;L-1 of peptone concentration, 31.67 & DEG;C of growing temperature, and 72.33 mL of medium volume in a 250-mL flask, and the yield of blue pigment reached 348.2 & PLUSMN; 7.1 U & BULL;mL(-1). QY229 blue pigment is stable to light, heat, pH, most metal ions, and additives, and has certain antioxidant and inhibitory activity of & alpha;-glucosidase in vitro. QY229 blue pigment at concentrations of 0-1.25 mg & BULL;mL(-1) was nontoxic to Caenorhabditis elegans in an acute toxicity trial.
土壤有机碳(SOC)、土壤无机碳(SIC)和土壤碳氮比(C/N)是土壤的重要化学性质,研究不同放牧策略对土壤化学性质的影响,对于维持草原生态系统可持续发展有重要意义.以锡林郭勒草原为例,分析不同放牧策略对土壤化学性质的影响,取锡林郭勒草原某指定区域不同放牧策略下的土壤化学性质数据,利用主成分分析中的因子分析法判断土壤各化学性质对环境影响的响应,得出土壤有机碳、土壤无机碳和土壤碳氮比受环境影响较大的结论.采用时间序列方法中的ARIMA模型(整合移动平均自回归模型),预测放牧区的有机碳、无机碳、全氮含量,给出相应的预测模型,不同放牧策略对土壤有机碳含量影响的预测模型为ARIMA(2,0,0),对土壤无机碳含量影响的预测模型为ARIMA(2,1,1),对土壤碳氮比影响的预测模型为ARIMA(3,0,0).
研究了连续推力航天器轨道转移燃料最优轨迹优化问题.考虑到实际工程需求,将3 个方向的推力控制分开进行独立优化.使用间接优化方法,利用同伦法将能量最优解过渡至燃料最优解,以克服bang-bang控制造成的不平滑积分问题.针对间接法的初值敏感问题,基于简化的动力学模型提出一种初始化方法,可以快速生成高质量的协状态初始猜测值,提高收敛性.数值仿真结果表明,利用此初始化方法生成的初始猜测值可以求得收敛且可行的能量最优解和燃料最优解,验证了此初始化方法的可行性与高效性.
在工件材料塑性应力波波速阶段脆性切削工件,可以避免材料因软黏性大而产生的难断屑、应变硬化、黏刀等问题.选用硬质合金刀具、陶瓷刀具和立方氮化硼(PCBN)刀具高速(线速度高达 8 000 m/min)脆性切削纯铁,观察各类刀具切削后刀具的磨损情况、切削力和已加工表面质量.结果表明:3 种刀具中,硬质合金刀具磨损最为严重,其次是PCBN刀具,陶瓷刀具磨损最小.硬质合金刀具后刀面发生剧烈的磨粒磨损,PCBN前刀面出现月牙洼磨损,在月牙洼内充满高温熔化物和脆性断裂碎片,陶瓷刀具无明显磨损特征,但前、后刀面上有大量的工件黏附.相比于硬质合金和PCBN刀具,陶瓷刀具加工的加工表面缺陷较少,有极少的侧向流动,粗糙度和硬化层最小,是高速切削纯铁比较理想的刀具材料.
左旋多巴(Levodopa,L-DOPA)能有效治疗帕金森病(Parkinson's Disease,PD),寻找能够专一性催化酪氨酸合成L-DOPA的新型酪氨酸酶(tyrosinase,TYR)具有重要意义.研究将来源于青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)的酪氨酸氧化酶(RsTYR)基因构建到重组质粒中化转至大肠杆菌中进行异源表达并对表达条件进行了优化.结果表明,在BL21(DE3)大肠杆菌中,当诱导温度达到 25℃,诱导剂异丙基β-D-1-硫代半乳糖苷(IPTG)的浓度为0.5 mmol/L,诱导时间设置为12h时,RsTYR蛋白能够获得较高表达量(0.4 mg/mL).随后,通过Ni树脂亲和层析、离子交换层析和凝胶过滤层析等方法对RsTYR蛋白进行纯化,获得高纯度的重组蛋白.随后利用精制的RsTYR蛋白,对其进行了产物鉴定和酶学性质表征研究,结果表明RsTYR能特异性的将L-酪氨酸合成 L-DOPA.该酶的最适反应温度为 45℃,最适反应 pH 为 6.5.在 pH 为 7.0 时RsTYR催化性质最稳定,最适缓冲液为PBS缓冲液,在 pH 6.0～7.5 间,酶分子仍具有50%以上的残余活性,且K+能够提高RsTYR的活性.同时测定了RsTYR的酶动力学参数,其Km和kcat值分别为 0.63 μmol/L和9.61 s-1.同源序列分析结果表明RsTYR属于Tyrosinase Superfamily,并且通过同源建模及序列对比分析预测了该酶的保守催化活性位点His81、His93、His102、His227、His231、His253.本研究为生物合成L-DOPA提供了一种新酶选择,为L-DOPA的生物催化合成提供了一定的理论基础.
对草原放牧稳定性进行了研究,主要采用食饵捕食模型研究最佳的放牧数量.在一般食饵捕食模型、互惠食饵捕食模型和将牧草分类分析建立的优化模型中分别求得平衡点,分别对 3 种模型求出的平衡点运用微分方程稳定性研究理论和MATLAB数值模拟考察平衡点稳定性,确定了牧草和放牧数量的最佳值,最后给出分类划片放牧和按季节轮牧的建议.
广义度量在分类、识别、图像处理等人工智能领域有着广泛的应用.聚焦于广义度量的聚合问题,分别讨论了广义度量的 3 种特殊情形:度量、伪度量、拟度量聚合(保留)函数的刻画及彼此间的联系,最后通过例子及结构图进行解释说明和直观呈现.
自适应滤波算法是主动控制系统的核心部分,为进一步优化归一化变步长滤波x-最小均方(NVSS-FxLMS)算法,本研究引入信号插值概念,构建结合信号插值与归一化变步长理念的INVSS-FxLMS算法,以进一步改善控制效果及算法收敛速度,并探究了信号插值数量对算法性能的影响.仿真结果表明,信号插值可改善NVSS-FxLMS算法的控制效果及收敛速度,且插值数量存在最佳范围,当插值数量为 10 左右时,控制效果及收敛速度较好,总声压级/加速度级降低率达 18%,而计算时间仅增加约 9.6%,为NVSS-FxLMS算法的发展提供了新思路,并为主动控制系统的改进奠定基础.
随着深度学习的发展,利用深度学习相关知识实现水面物体检测的信息化以及智能化具有重要的意义.受到水平面复杂环境的影响,水面物体的实例分割依然是如今的难点之一.以水面物体实例分割为研究对象,提出了一种改进的Mask R-CNN网络模型.在数据集的构建阶段,使用labelme标注工具对图像进行标注并且通过添加高斯噪声、随机亮度等方法实现图像的增强.对于Mask R-CNN网络模型的改进部分,采用ResNeXt50 作为骨干网络,并且在FPN网络中引入注意力机制SENet模块.实验结果表明,在IOU=0.5的判别方式中,改进后的网络模型相较于原始的Mask R-CNN网络模型,检测以及分割的平均精度分别提高到89.3%、88.5%.因此,改进后的Mask R-CNN网络模型相较于原始的Mask R-CNN网络模型更适合于水面物体的实例分割.
在水产养殖当中,水质数据的实时性和精确性对养殖活动具有重要作用.除从物理层面提高水质监测系统准确性外,对所获水质数据使用算法优化处理,可大幅提高数据的精确性.运用神经网络辅助卡尔曼滤波算法对水质监测数据进行处理,能够将溶解氧的平均绝对误差降低 27%以上,均方误差降低 39%以上,均方根误差降低22%以上,对pH的平均绝对误差也可以降低20%以上.精确的水质数据为养殖户的科学水产养殖提供了数据支撑.
为降低海带多糖中重金属铅、镉、铬的含量,选用改性硅胶作为吸附剂,以3 种重金属的脱除率、多糖保留率为评价指标,以pH、硅胶用量、温度和时间为因素进行了单因素试验;在此基础上通过正交试验设计和综合评价指标优化了海带多糖中重金属脱除工艺条件.结果表明,海带多糖中重金属脱除的最佳工艺条件为pH 8、温度50℃、时间3.5 h,对铅、镉、铬的脱除率分别可达到93.33%、97.27%、69.27%,此时的多糖保留率为83.28%.脱除后,海带多糖中重金属含量均低于国家标准的限值,且最大程度地保留了多糖,提高了再加工原料品质,为海带多糖在食品、保健食品和特医食品中的应用提供了高品质原料.
主要围绕聚乙二醇-1000(PEG-1000)和甲醇对牛γ-球蛋白(Bovine γ-Globulin)液-液相分离的调控展开.首先观察PEG-1000 对牛γ-球蛋白液-液相分离的影响,绘制其二维相图.其次在以上体系中加入甲醇,随着甲醇质量浓度从10 mg·mL-1提升至100 mg·mL-1,牛γ-球蛋白混合液的状态发生明显变化;当甲醇质量浓度处于50 mg·mL-1时,与未添加甲醇相比,相分离区域下移扩大.最后在含有甲醇的体系中再加入疏水屏蔽剂1,6-己二醇和静电作用屏蔽剂6-氨基乙酸进行调控,发现液-液相分离被有效抑制.同时结合微量紫外分光光度计测量溶液的吸光度变化,与上述结果一致,由此得出甲醇对液-液相分离的驱动是疏水和静电协同作用的结果.
八角茴香主要含有挥发油、有机酸、黄酮类、糖苷类、三萜类、矿物质等多种活性物质,具有较高的药用价值.对八角茴香活性成分的提取测定方法、不同结构化合物的发现、活性分析等方面的研究作归纳与论述,有利于八角茴香中天然活性成分和代谢产物多样性的利用,为功能食品、新型药物以及先导化合物的研究开发提供丰富来源.
我国海绵城市建设绩效评价尚处于起步阶段,亟需构建科学合理的指标体系和评价模型.首先,通过梳理国内外文献,构建了水生态、水环境、水资源与水安全在内的 4 个准则层,年径流总量控制率等 12 个评价指标的评价体系.其次,通过组合赋权模型对AHP(Analytic Hierarchy Process)法和熵权法两种单一赋权方法进行组合,结合物元可拓模型建立适应我国海绵城市绩效评价的指标体系.最后以青岛市为研究对象进行了实例分析,因地制宜构建了海绵城市建设绩效评价模型,科学评估建设成效并分析其现存问题,为衡量海绵城市建设成果提供了新的方法与工具.
CO2捕集与封存技术是在短期内能够稳定或降低大气中温室气体含量的一种有效途径,目前主要包括燃烧前捕集系统、富氧燃烧系统和燃烧后捕集系统三种主要方法.其中燃烧后捕集系统无需对现有燃煤电厂进行过多的结构改造便可实现CO2 捕集,具有较为广泛市场潜力.综合论述了现阶段国内外燃煤电厂CO2燃烧后捕集技术的研究进展,具体包括吸收法、吸附法、膜法、低温捕集法和新型碳捕集技术等,并对我国燃煤电厂开展CO2捕集的研究前景进行了展望.
选取Ivancevic期权模型中非线性薛定谔方程为研究对象,使用双线性方法、级数展开法对其求解,并绘制期权价格波函数与波动率和市场潜力的图像,进而分析其对于期权定价的影响,为后续期权模型投入使用提供一定的参考价值.
为探讨牛仔经纱免退浆工艺的可行性及最佳工艺条件,选择了M-5A、M-5 两种环保浆料进行复配,研究其配比及调浆温度对浆液水溶性、黏度及黏附力的影响;进一步探究两种环保浆料配比及上浆温度、上浆压力、上浆速度等上浆工艺对浆纱上浆率、拉伸性能、毛羽指数、耐磨性能以及浆纱表面形态的影响,最终得到适宜的浆料配方及上浆工艺;将其应用于牛仔面料的实际生产中,对比并分析免退浆织物与传统上浆织物的透气性能、力学性能、弯曲性能、抗皱性能、色牢度等指标.结果表明:使用这两种浆料对纱线进行上浆,可以实现低上浆率上浆和低温上浆;使用免退浆工艺上浆得到的浆纱性能相较于原纱有了很大的提升,并且优于企业的传统上浆浆纱性能;得出最佳免退浆上浆工艺为上浆温度 55℃、上浆压力 3 kN、上浆速度25 m/min,浆料配方M-5A及M-5 质量比为7 ∶ 3;使用免退浆工艺上浆得到的织物性能可以达到传统上浆织物的性能,且具有更优异的抗皱性和柔软性.
采用激光熔覆技术在发动机气门工作锥面熔覆了AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层,采用光学显微镜和扫描电镜观察了熔覆层的组织形貌,采用能谱仪观察了枝晶和枝晶间区域各元素的分布情况,采用X射线衍射仪器对熔覆层结构相组成进行了分析,采用显微维氏硬度计对熔覆层的机械性能进行了测试.结果表明:熔覆层区域呈典型的树枝晶形貌,熔覆层与基体结合处区域呈胞状晶形貌,基体与熔覆层结合良好无明显缺陷.在硬度方面,熔覆层的平均硬度为620 HV,是基体平均硬度的 2.4 倍.在高温环境下,熔覆层区域的平均硬度下降至520 HV.
基于目前牛仔纱靛蓝上染的生产情况,选择阳离子改性剂提高棉纱线与靛蓝染料的亲和性,提高上染率和匀染率.选用分子量不同的两种改性剂CHPTAC(3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵)和聚环氧氯丙烷二甲胺进行复配改性,利用单因子试验探究单独使用两种改性剂的改性剂质量浓度、NaOH质量浓度、渗透剂ZD质量浓度、温度对改性效果的影响;利用正交试验探究最佳复配改性工艺;利用Minitab建立二次回归模型响应预测;最后对复配改性染色效果进行分析.结果表明:两种改性剂单独使用时,CHPTAC匀染效果优良,聚环氧氯丙烷二甲胺增深效果显著;将两者复配改性,最优复配比例 1 ∶ 4,氢氧化钠质量浓度 2g/L,渗透剂ZD质量浓度为3g/L;采用复配改性工艺,以染纱10 000 m测算,合计节约用水约14 t,节电约53.33 kW;通过10 组实验验证Minitab建立的二次回归响应预测模型,结果均在预测区间内,较能反映实际情况.对改性前后棉纱线的上染效果(色光、耐摩擦色牢度、染料分布)分析可知,改性剂不会对染色色光造成影响;复配改性上染棉纱线的耐干湿摩擦色牢度下降0.5 级;改性后棉纱线表面染色深度增加,其中复配改性上染棉纱线深度最大,且纵向色深分布均匀,无露白情况,染料渗透效果得当.
近年来,表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)技术因具有可实时、动态监测SPR芯片上分子间相互作用的优点,而广泛应用于小分子传感检测领域.信号放大是小分子SPR传感器的重要研究内容,它决定小分子能否被检出及传感器灵敏度,因此信号放大技术对其发展非常重要.纳米金因其高电子密度、介电特性及易修饰等特性而用于多种传感器的信号放大.重点介绍近 5 年来纳米金在小分子SPR传感器方面的应用情况,旨在为小分子SPR传感器的进一步发展提供参考依据.
