铁皮石斛药用成分研究进展

在系统的文献调研基础上,结合该实验室先前的科研工作,对兰科石斛属植物铁皮石斛的药用成分和药理活性加以综述.据该文统计,铁皮石斛药用成分的报道主要集中于近20年,主要药用成分有铁皮石斛多糖、生物碱、氨基酸、微量元素.因其具有广泛的药效作用、卓越的经济价值和良好的观赏价值,备受世人关注.该文对其药用成分和药理活性做了详细而全面的总结,为今后铁皮石斛更好的开发利用提供参考.     

三种石斛及其提取物的红外光谱法整体结构解析与鉴定

运用红外光谱法对铁皮石斛、金钗石斛、鼓槌石斛及其两种提取物所含化学成分的红外谱图整体变化规律进行解析和鉴定。采用傅里叶变换红外光谱对三种石斛及其提取物进行结构分析及鉴别。原药材粉末一维红外光谱图反映出铁皮石斛、金钗石斛和鼓槌石斛均含有2 920,2 852,1 737和1 509 cm-1附近的特征峰;1 000~1 200 cm-1波段内的特征峰,推测三种石斛均含有脂类、芳香类和淀粉类成分。二阶导数谱进一步佐证了以上结果。根据峰强来判断三种石斛所含化合物含量的差别,得出铁皮石斛和金钗石斛中的脂类和淀粉类成分含量较鼓槌石斛高,三者中以金钗石斛的脂类成分、铁皮石斛的多糖成分含量较高。三种石斛原药材粉末二阶导数光谱中观察到1 318和782 cm-1处草酸钙的吸收峰。三种石斛的两种提取物中的成分种类和含量与其原药材均有所不同,且不同种石斛之间也存在峰形、峰位、峰强的差别。在水提醇沉提取物、无水乙醇提取物中均发现油脂类、芳香类和多糖类成分的特征吸收峰。与标准品比对分析发现,金钗石斛和鼓槌石斛的多糖成分以淀粉为主,而铁皮石斛则以黏多糖为主;三种石斛无水乙醇提取物的红外光谱分析更清楚地发现脂类成分和芳香类成分的存在,且脂类成分以金钗石斛提取物的含量相对较高。芳香类成分以鼓槌石斛提取物的含量相对较高,红外光谱整体结构解析与鉴定方法能够递进式地验证铁皮石斛、金钗石斛和鼓槌石斛所含物质结构和量的差异,适合于不同种石斛的快速鉴别及质量评价与控制。     

红外光谱结合化学计量学快速预测铁皮石斛中总黄酮含量

评价药用植物质量的主要手段之一是有效成分含量检测,不同采收期对药用植物有效成分含量有明显影响。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合化学计量学建立快速预测不同采收期铁皮石斛中总黄酮含量的方法,以期为铁皮石斛质量快速预测评价提供研究基础。采收2014年1至12月的铁皮石斛样品干燥粉碎;以氯化铝显色法测定铁皮石斛中总黄酮含量,分析不同采收时间铁皮石斛总黄酮的累积规律;采集样品红外光谱信息,归属红外吸收峰,拟合红外光谱数据和总黄酮含量数据,结合一阶导数、二阶导数、多元散射校正、标准正态变量、正交信号校正等对数据进行预处理,建立偏最小二乘回归模型预测样品中总黄酮含量。结果显示：(1)样品和标准品芦丁均在270 nm附近有共有吸收峰,实验以270 nm为总黄酮定量波长,标准曲线为y=6.076 5x+0.055 8,相关系数r=0.996 6,线性关系良好;重现性、精密度和稳定性相对标准偏差分别为1.00%,0.37%和0.28%,该方法稳定可靠;(2)总黄酮含量随时间变化趋势为先升高后降低,6月-8月样品含量较高,平均含量大于64.10 mg·g-1;(3)铁皮石斛红外光谱数据与总黄酮含量拟合后进行一阶导数、二阶导数、多元散射校正、标准正态变量、正交信号校正等组合处理,用PLSR模型预测铁皮石斛的总黄酮含量,结果最佳预处理方式为2D+SG5+SNV+OSC-PLSR,训练集和验证集r分别为0.979 0和0.882 4,验证均方根误差(RMSEE)和预测均方根误差(RMSEP)分别为2.438 2和4.169 9,铁皮石斛中总黄酮含量预测值与测量值较接近,表明PLS模型可用于总黄酮含量的快速预测。傅里叶变换红外光谱结合化学计量学能实现铁皮石斛中总黄酮含量准确预测,为铁皮石斛质量评价提供快速、有效的方法。     

铁皮石斛品质影响因素快速无损检测及光谱特性分析

随着人民生活水平的提高,中草药的保健功能越来越得到大家的重视,铁皮石斛是我国名贵中药材,素有“救命仙草”之称。尝试用叶绿素、糖度和pH值作为铁皮石斛的品质指标,选择安徽霍山、浙江雁荡山和云南3个不同产地的铁皮石斛作为研究对象,提取不同铁皮石斛的光谱数据和理化参数,然后进行各品质指标的反演,最终建立品质指标与光谱之间的相关模型,并对模型的有效性进行分析。实验中的研究对象是铁皮石斛的茎,用ASD光谱仪得到三种铁皮石斛茎的光谱数据,再把同一批样本研磨碎,放入离心管中加入甲醇溶液密封,并用锡箔纸包装处理制成相应的溶液,采用分光光度计、糖度计和pH计测量叶绿素含量、糖度和pH值,每个样本分别选取离心试管中的上层,中层,下层溶液检测糖度,测量3次并取平均值,以此结果作为对照组。原始光谱数据通过小波变换去除噪声和降维,将得到的能量系数（包括波段与尺度）,与铁皮石斛对照组的理化参数进行相关性分析,选取决定系数中较高的能量系数作为小波特征,用最小化二乘法对小波特征拟合。用全部实验样本作为测试集,随机选取70%作为验证集,对于浙江雁荡山、安徽霍山和云南三种不同品种铁皮石斛：叶绿素含量反演模型的决定系数（R2）分别为0.819,0.820和0.865,均方根误差（RMSE）分别为为0.035,0.013和0.017;糖度反演模型的决定系数（R2）分别为0.756,0.764和0.823,均方根误差（RMSE）分别为0.025,0.030和0.0368;pH值的反演模型决定系数（R2）分别为0.819,0.820和0.865,均方根误差（RMSE）分别为0.0345,0.013和0.017。从中可以发现,三种不同铁皮石斛的品质反演模型和决定系数（R2）均大于0.80,均方根误差（RMSE）小于0.10。实验证明了铁皮石斛中叶绿素、糖度和pH值的光谱特性对其进行品质评估的可行性。     

声波扰动对大气湍流内外尺度与折射率功率谱函数的影响分析

声波是一种机械波,作为能量的载体,在大气湍流环境下传输会“扰动”湍流耗散率的变化,从而会影响湍流物理结构演化.本文基于声波能量和湍流能量平衡方程,结合湍流内外尺度和大气折射率功率谱函数,研究了在不同声波扰动下大气湍流的内外尺度和折射率功率谱函数的变化特征.结果表明:不同声波的传播会使得湍流的内外尺度发生变化,声源功率越大,对湍流尺度的影响越大,然而声源频率越大,对湍流尺度的影响并不是特别明显;不同声波的传播会使大气折射率功率谱函数发生改变,在惯性区内,考虑到声波对湍流内外尺度的影响,不同声源对大气折射率功率谱的影响程度不同,在耗散区内,大气折射率功率谱都出现随声波传输距离波动的情况.本文探索声波扰动对大气湍流折射率功率谱函数特征参数的变化规律,为激光在声波扰动大气湍流中传输特性以及声光耦合研究提供理论依据.     

应用圆二色光谱研究交变应力对烟草细胞膜蛋白结构的影响

本文用圆二色光谱(CD)研究了交变应力对烟草细胞膜蛋白结构的影响 采用本实验室研制的强声波发生装置来产生交变应力场,研究了不同强度和频率的交变应力场作用后烟草细胞膜蛋白结构的变化 研究结果表明:细胞膜蛋白结构变化与应力的频率和强度密切相关,一定频率和强度范围内的交变应力能使得烟草细胞膜蛋白的二级结构发生明显的变化,表现为α螺旋的增加和 β转角的减少 这反映了细胞膜蛋白和磷脂相互作用的增强和细胞膜流动性的增加,进而为细胞的生长和分裂提供有利的条件 从细胞和分子水平研究交变应力对植物生长、发育的影响及其作用机制是一个很有意义的尝试.     

温度对一维异质双周期镜像声子晶体带隙的影响

设计了一种由铝和塑料组成的ABBA结构的一维异质双周期镜像声子晶体.用传递矩阵法研究了温度参量的变化对该声子晶体的声波带隙的影响.当温度发生变化时,声子晶体除了发生线膨胀之外,组成声子晶体材料的铝和塑料的杨氏模量也会发生变化,这就导致了声波在介质内的传播速度发生变化.通过观察分析透射谱线,发现在温度变量的影响下,声波带隙能够可控的出现和消失,随着温度的升高,声波带隙会向频率减小的方向移动.特别是在一定温度条件下出现带隙的反转,由带隙变为通带.结果表明,温度对声子晶体带隙有着明显的影响.这个特性可为新型声学器件的设计提供理论参考.     

超高压处理对荔枝果肉中两种酶和可溶性蛋白的影响

 为了研究超高压处理对荔枝果肉中过氧化物酶（POD）、果胶甲基酯酶（PME）及可溶性蛋白含量的影响,将荔枝（“淮枝”品种）果肉在100~400 MPa压力、10 ℃温度条件下处理30 min,采用分光光度法测定果肉中POD、PME的活性,用天然凝胶电泳法以及活性染色法测定POD、PME同工酶的变化,用SDS凝胶电泳法测定果肉中可溶性蛋白含量。结果表明：100~200 MPa超高压处理使荔枝果肉中POD活性上升且出现新的同工酶,300~400 MPa超高压处理则使其活性降低且新出现的同工酶消失;100 MPa压力处理使荔枝果肉中PME活性上升且出现新的同工酶,200~400 MPa超高压处理则使其活性降低且新出现的同工酶消失;100 MPa超高压处理使荔枝果肉中可溶性蛋白含量有所增加,而在200~400 MPa压力处理下其含量持续下降。     

双横波声速法检测单向受压混凝土构件永存应力*

该文力求寻找一种高效准确检测混凝土构件永存应力的方法。基于声弹性理论提出了一种双横波声速法检测单向受压混凝土构件永存应力的方法,该方法通过测试受力构件第一波速和第二波速,以第一波速和第二波速的平方差为基础构建综合声学参数来检测单向受压混凝土构件永存应力。所述第一波速为声波传播方向与应力方向垂直、质点振动方向与应力方向平行的横波波速,第二波速为声波传播方向及质点振动方向均与应力方向垂直的横波波速。实验结果显示,该声学参数用于检测混凝土单向受压构件永存应力的效果与使用单一声速参数相比,对应力的敏感性有所提高,受混凝土黏滞性及材质离散性的影响更小,并且测试结果基本不受温度和湿度变化影响。     

铁皮石斛多糖含量的高光谱反演研究

铁皮石斛是我国传统的中草药,多糖含量是衡量其品质优劣的一个重要指标。主要研究铁皮石斛多糖含量与光谱间的关系,旨在寻找铁皮石斛多糖含量的无损检测方法。研究方法:实验材料选自不同处理铁皮石斛组培苗和不同生长阶段的驯化苗。其中36个样本作为建模样本建立模型,11个样本作为检验样本对模型进行检验。分别采用偏最小二乘回归法和因子分析法建立样本光谱与多糖含量间的关系。结果表明:(1)光谱一阶微分与多糖含量的相关性优于光谱反射率,其中对多糖含量较敏感的波段主要集中在可见光区域。(2)偏最小二乘回归法的模型决定系数最高,但其预测能力较差。因子分析法模型具有较好预测能力,基于光谱反射率因子分析模型和基于光谱一阶微分因子分析模型的相对分析误差分别为2.269和2.305。     

航空透明件表面波声弹效应

表面波作为超声波的一种特殊形式,由于其传播特性,使得通过改变频率检测距物体表面不同深度处的;初邕应力成为可能,因此,各种产表面波声弹理论与实验技术的研究不断受到重视。本文从弹性波和有限变形理论出发,推导了表面波在有初始应力的各同性弹性体中传播时,物体表面应力与超声波传播速度之间的一般关系。对作为收音机坐舱的航空透年ＹＢ－３有机玻璃试件进行了声弹性实验。同时还给出了由实验数据回归的三次多项式声弹公式     

水下强声频率对巴马小型猪肺脏病理损伤效应的观察

为探索大功率水声信号对入水哺乳动物肺脏的生物效应,以佩戴专用水下呼吸装置的巴马小型猪为实验对象,采用大功率连续声波为暴露手段,对水下正常体征状态的小型猪进行强声辐射,通过大体解剖、HE染色显微病理图像观察等方法,分析水下强声对哺乳动物肺脏器官的损伤效应。在300 Hz^10 kHz的正弦频段中,当声压级大于190 dB时,出现了不同程度的肺脏损伤。大功率水声信号对入水哺乳动物肺脏的生物效应显著,在相同声压级条件下,3 kHz水下连续波对实验动物肺脏病理损伤效应最大。      

径向声子晶体隔声特性*

该文构造了由两种匀质材料交替分布的径向声子晶体柱壳模型。首先,针对声波在其中的轴对称传播情况进行了理论分析,建立了声波由内向外传播的传递矩阵,进而导出了声压透射系数和隔声量表达式。采用数值分析的方法系统地讨论了径向声子晶体柱壳的隔声特性,并与单一材质柱壳的传播规律进行对比分析,其次,借助有限元仿真分析的手段对数值结果进行了验证。最后,详细分析了内外流体的特性阻抗对径向声子晶体柱壳隔声特性的影响,得到了相应的参数影响规律。研究表明,径向声子晶体柱壳存在声波带隙,导致其在带隙范围内的隔声效果远远优于单材质柱壳,并且该结构的固有特性突破了质量定律的限制;声波带隙内表面局域态现象出现与否由内外声场和结构场共同决定。     

Electron-phonon coupling and longitudinal sound velocity of La0.5Ca0.5MnO3

In this paper, the microscopic theory of the relative change in velocity of sound with temperature of La_0.5Ca_0.5MnO₃ is reported. The phonon Green function is calculated using the Green function technique of Zubarev in the limit of zero wave vector and low temperature. The lattice model electronic Hamiltonian in the presence of the phonon interaction with hybridization between the conduction electrons and the l-electrons is used. The relative change in velocity of sound at various temperatures is studied for different model parameters, namely the position of the l-level, the effective phonon coupling strength and hybridization strength. The phonon anomalies observed experimentally at different temperatures are explained theoretically. An abrupt change in velocity at Neel temperature (T_N) is observed clearly. It is observed that different parameters influence the velocity of sound.     

Sound velocity in La0.5Ca0.5MnO3

In this Letter the microscopic theory of the relative change in velocity of sound with temperature of La_0.5Ca_0.5MnO₃ is reported. The phonon Green function is calculated using the Green function technique of Zubarev in the limit of zero wave vector and low temperature. The lattice model electronic Hamiltonian in the presence of the phonon interaction with hybridization between the conduction electrons and the l-electrons is used. The relative change in velocity of sound at various temperatures is studied for different model parameters namely the position of the l-level, the effective phonon coupling strength and hybridization strength. The phonon anomalies observed experimentally at different temperatures are explained theoretically. An abrupt change in velocity at Neel temperature (TN) is observed clearly. It is observed that different parameters influence the velocity of sound.     

Diffraction of homogeneous and inhomogeneous plane waves on a doubly corrugated liquid/solid interface

This paper extends the theory of the diffraction of sound on 1D corrugated surfaces to 2D corrugated surfaces. Such surfaces, that are egg crate shaped, diffract incoming sound into all polar directions, which is fundamentally different from 1D corrugated surfaces. A theoretical justification is given for extending the classical grating equation to the case of incident inhomogeneous waves, for 1D corrugated surfaces as well as for 2D corrugated surfaces. Even though the present paper presents a theory which is valid for all angles of incidence, special attention is given to the particular case of the stimulation of surface waves by normal incident sound. The most interesting conclusion is that, depending on the frequency and the incident inhomogeneity, Scholte-Stoneley waves and leaky Rayleigh waves can be generated in different directions. This effect might be of particular interest in the development of surface acoustic wave devices and the basic idea of this steering effect can be of importance for planar actuators.     

Stress relaxation in the earth and seismic activity

Consideration of the models described in the preceding pages shows that a sound theoretical basis exists for a physical understanding of post-seismic ground deformations and several other phenomena associated with the asthenosphere relaxation. Since the asthenosphere seems to be involved in a direct way in the seismic mechanism, the knowledge of its rheological properties becomes an essential point to understand the seismic mechanism too. Once a reasonable knowledge of the asthenosphere behaviour is achieved, the models can tell us how the system lithosphere-asthenosphere will evolve after an earthquake or a similar perturbation of the stress field. It will be necessary to compute the stress pattern not only at the Earth surface, but also at the depth where the faults lay. By knowing how stress changes in space and time through the lithosphere, one might predict, for instance, the arrival of a stress wave on a seismogenetic structure: this wave might trigger an earthquake in this zone, if favourable conditions are found.     

浅海内波影响下的波导不变量变化特性分析

针对浅海内波引起波导不变量变化的问题,利用声场波导不变量的概率分布并结合声场简正波的理论,研究了内波活动下波导不变量的时变性,给出了波导不变量变化的机理和规律.具体结论是,在负跃层波导中,声场的波导不变量的最大概率取值具有明显的频变特性.内波环境下,当声传播方向与内波波阵面平行时,接收声场简正波的幅度变化不大,但是简正波的相慢度差和群慢度差的变化却能引起波导不变量最大概率取值的变化;而当声传播方向与内波波阵面垂直时,内波引起的简正波耦合同样会导致波导不变量的最大概率取值的明显变化.     

Band structures of two dimensional solid/air hierarchical phononic crystals

The hierarchical phononic crystals to be considered show a two-order “hierarchical” feature, which consists of square array arranged macroscopic periodic unit cells with each unit cell itself including four sub-units. Propagation of acoustic wave in such two dimensional solid/air phononic crystals is investigated by the finite element method (FEM) with the Bloch theory. Their band structure, wave filtering property, and the physical mechanism responsible for the broadened band gap are explored. The corresponding ordinary phononic crystal without hierarchical feature is used for comparison. Obtained results show that the solid/air hierarchical phononic crystals possess tunable outstanding band gap features, which are favorable for applications such as sound insulation and vibration attenuation.     

Microscopic theory of longitudinal sound velocity in CDW and SDW ordered cuprate systems

We address here the self-consistent calculation of the spin density wave and the charge density wave gap parameters for high-T_c cuprates on the basis of the Hubbard model. In order to describe the experimental observations for the velocity of sound, we consider the phonon coupling to the conduction band in the harmonic approximation and then the expression for the temperature dependent velocity of sound is calculated from the real part of the phonon Green’s function. The effects of the electron–phonon coupling, the frequency of the sound wave, the hole doping concentration, the CDW coupling and the SDW coupling parameters on the sound velocity are investigated in the pure CDW phase as well as in the co-existence phase of the CDW and SDW states. The results are discussed to explain the experimental observations.