稀有原人参二醇型皂苷的人肠道菌群生物转化

利用高分离度液相色谱-四极杆飞行时间质谱(RRLC-Q-TOF MS)和超高效液相色谱-三重四极杆质谱(UPLC-QQQ MS)定性定量分析了稀有原人参二醇型皂苷Rd, F₂, Rg₃, CK和Rh₂在离体人肠道菌群中的生物转化过程. 并将上述二醇型皂苷与人肠道菌群在体外厌氧, 37 ℃下共温孵育, 采用电喷雾质谱在负离子模式进行检测, 鉴定代谢产物, 监测其含量变化, 拟合代谢路径. 结果表明, 人参皂苷Rd主要被代谢为F₂, Rg₃, CK, Rh₂和PPD; 人参皂苷F₂主要被代谢为CK和PPD; 人参皂苷Rg₃主要被代谢为Rh₂和PPD; 人参皂苷CK和Rh₂主要被代谢为PPD. 在离体条件下, 人参皂苷Rd, F₂和Rg₃会被肠道菌群完全转化为其代谢产物, 而人参皂苷CK和Rh₂则不能被肠道菌群完全转化为其代谢产物. 原人参二醇型皂苷在人肠道菌群中的主要转化为脱糖基反应, 单糖苷和苷元是稀有原人参二醇型皂苷在人体内发挥药效的物质基础.     

小分子优先结晶构筑聚合物/非富勒烯共混体系互穿网络结构

非富勒烯小分子受体(SMAs)有序聚集决定聚合物/非富勒烯共混体系光伏电池的双分子复合几率。 然而,由于非对称相分离聚合物趋于优先形成网络,抑制小分子受体分子结晶。 在聚[(2,6-(4,8-二(5-(2-乙基己基噻吩-2-基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩))-alt-(5,5-(1',3'-二-2-噻吩基-5',7'-二(2-乙基己基)苯并[1',2'-c:4',5'-c']二噻吩-4,8-二酮))](PBDB-T)/9-二(2-亚甲基(3-(1,1-二氰基亚甲基)-6,7-二氟-茚酮))-5,5,11,11-四(4-己基苯基)-二噻吩并[2,3-d:2',3'-d']-s-引达省[1,2-b:5,6-b']二噻吩(IT-4F)共混体系,四氢呋喃蒸汽处理可提高IT-4F结晶性,150 ℃热退火可提高PBDB-T的结晶性。 因此,依次利用蒸汽退火和热退火处理薄膜,诱导小分子先结晶、聚合物后结晶,从而降低PBDB-T对小分子扩散的限制,构建高结晶互穿网络结构。 形貌优化后降低了双分子复合,器件光电转换效率从5.95%提高至7.18%。     

SPA-PLS的高含水原油近红外光谱含水率分析

准确及时的检测原油含水率对注水策略调整、原油开采能力评估、油井开发寿命预测等均具有重要意义。然而,当前我国大多数油田均已进入高含水的开发中晚期,含水率测量难度大且准确率不高。在此背景下,开展了高含水情况下利用近红外光谱进行原油含水率测量的研究。 首先介绍了目前原油含水率检测的常用方法,分析了它们的优劣。理论上,由于水的近红外光吸收带与原油中C-H键的吸收带有明显区别,根据Lambert-Beer吸收定律和吸光度线性叠加定律可知,不同含水率高含水原油近红外光谱会存在较强响应差异。为此,对高含水原油进行近红外光谱检测,建立原油含水率与近红外光谱响应间的非线性映射模型,可实现高含水原油含水率的精确测量。为了验证该方法的有效性,搭建了近红外光谱数据采集实验装置：采用白炽灯作为光源,经过光路调节成平行光后垂直射入样品池,用近红外光谱仪（海洋光学NIR512）采集光谱用于分析。其中,接收光谱仪带宽为900～1 700 nm,平均分成512个波段。光谱数据利用光谱仪配套软件储存在电脑中。样本采用相同厚度不同比例的油水混合物,样本含水率范围为70%～99%,共采集数据60组,每组重复3次取平均值。得到原始数据后,先进行原始数据预处理,以减少数据采集时来自高频随机噪音及温度不稳定、样本不均匀、基线漂移、光散射等不利因素的影响。分别选用了S-G滤波、一阶导数和S-G滤波+一阶导数作为数据预处理的方法,利用连续投影算法(SPA)对光谱数据进行降维,并利用偏最小二乘法（PLS）和多元线性回归（MLR）进行建模,模型精度通过计算均方根误差值（RMSE）和相关系数（r）来验证。对比发现,使用S-G滤波+一阶导数建立的模型RMSE值最小（RMSE=0.007 0,r=0.998 3）。使用SPA降维后的模型要优于全波段PLS模型（RMSE=0.083 3,r=0.920 6）与MLR模型（RMSE=0.099 9,r=0.967 1）。利用SPA提取出的31个特征波长建立的模型仅占全波段的6.05%,并获得了较好的精度。证明了利用光谱检测高含水原油含水率可行性,并且得到了满意的精度,为高含水原油的含水率检测提供了新的方法, 为进一步利用近红外光进行高含水原油的快速检测与在线监测提供参考。     

红外光谱的陆生动物油脂中反刍动物成分鉴别分析

为有效应对违法掺加导致的饲料安全隐患,完善饲用油脂的高效检测手段,满足饲料质量安全的监管需求,以来源可靠的不同种属动物油脂为研究对象,通过在非反刍动物油脂中掺加不同比例（1%,5%,10%,20%,30%和40% W/W）的反刍动物油脂获得试验样品,首次系统应用傅里叶变换红外光谱结合化学计量学方法探讨了陆生动物油脂中掺加反刍成分的鉴别分析方法与模型。研究表明基于掺加比例1%～40%样品集,偏最小二乘判别分析模型正确判别率为100%,无假阳性和假阴性样品;进一步研究发现,基于陆生动物油脂中反刍成分低掺加比例0.1%～40%,0.2%～40%,0.4%～40%,0.6%～40%和0.8%～40%样品集,偏最小二乘判别分析模型的正确判别率均低于100%。且随着最低掺加比例的降低,假阳性与假阴性样品数明显增多,其正确判别率逐步降低。因此,陆生动物油脂中掺加反刍成分判别分析检量限约为1%;进一步通过脂肪酸组成与差异性分析、红外光谱特征波段和特征化学键对比分析探讨其判别分析机理。非反刍动物油脂光谱3 006 cm-1处吸收峰（代表=C-H(cis-)的拉伸振动）和914 cm-1处吸收峰（代表=HC=CH-(cis-)的弯曲振动）明显高于反刍动物油脂样品,主要表征了顺式脂肪酸和不饱和脂肪酸的显著差异。非反刍动物油脂光谱965 cm-1处吸收峰（代表-HC=CH-(trans-)的弯曲振动）明显低于反刍动物油脂样品,主要表征了反式脂肪酸和饱和脂肪酸的显著差异。掺加比例为1%的混合样品中反式C=C键含量显著高于其他低掺加比例的样品,而不同掺加比例样品的顺式C=C键含量和C-H(-CH₂-)键含量均无显著性差异。因此,基于红外光谱的陆生动物油脂中反刍动物成分鉴别分析主要是基于反式C=C键结构的信息表征。综上所述,红外光谱可作为一种兼顾检测效率与检测精度的技术应用于陆生动物油脂中反刍成分的鉴别分析。     

傅里叶中红外光谱结合稀疏表示分类方法鉴别小麦赤霉病感染等级

旨在探索感染不同等级赤霉病的小麦中主要成分含量变化引起的傅里叶中红外光谱信息响应,并结合模式识别方法实现基于傅里叶变换中红外光谱的小麦赤霉病等级无损检测。以感染不同等级赤霉病小麦为研究对象,在4 000~400 cm-1波数范围内采集95个小麦样本的傅里叶中红外光谱数据,利用载荷系数法（XLW）与随机森林算法（RF）分析选取小麦样本傅里叶中红外光谱中的敏感波长,利用稀疏表示分类（SRC）算法建模识别小麦感染赤霉病等级。结果表明：XLW算法和RF算法选择的特征波长作为定性分析模型的输入时模型鉴别准确率与全波段光谱数据作输入时均达90%以上,特征波长提取算法可以有效简化模型并提高效率。RF-SRC模型鉴别效果最好,建模集鉴别准确率达97%,测试集鉴别准确率达96%。小麦感染赤霉病等级的不同会引起小麦中水分、淀粉、纤维素、可溶性氮素、蛋白质、脂肪等物质含量的变化,采用RF算法选择的特征波长均反映了这些物质所对应的傅里叶中红外光谱透射光谱特征的差异,结合SRC模型进行小麦赤霉病等级鉴别可达到最好的鉴别效果。因此,利用傅里叶中红外光谱技术结合模式识别方法对小麦赤霉病等级鉴别是可行的,解释了傅里叶中红外光谱技术检测小麦赤霉病等级的机理。     

荧光褪色效应与拉曼光谱基线干扰消除

荧光是直接测定的拉曼光谱中背景的最主要来源,需要采用真实、准确的方法消除,以得到纯净的拉曼响应。基线拟合消除和查找荧光贡献扣除是解决背景问题的两条思路,目前多采用基线拟合方法,其优点是满足用户“视觉”要求,无需额外硬件,但并非机理或实质上的解释,因而难以保证数据的真实性与合理性;查找荧光的方法,更为真实,但是目前提出的方法,需要增加光源等额外设计和成本。另外,在实验方法上,也有采用消荧光剂和长时间照射漂白的,存在操作繁琐、效率低等不足。利用稳定体系中拉曼和荧光的时间差异解决体系中荧光问题。在微小的时间段内,例如几个毫秒,激发光不会导致体系性质发生显著变化,荧光具有寿命周期,会随激发时间延长强度下降的“褪色”,“褪色”的强度差异可以被认为是整体荧光的一个微元;与此同时,由于体系组成未发生显著变化,拉曼光对于短时间照射可以保持稳定。利用此差异可以区分出混合信号中的荧光和拉曼光。根据该原理,提出了荧光褪色差分法(FBDA),实现拉曼光谱的背景校正。方法的主要步骤：测量微小时刻内的多张直接拉曼光谱,求取系列光谱的差分,对差分值作高频滤波降噪,可获得荧光强度微元;然后,多个荧光微元平均归一化后,得到荧光强度单元。以拉曼光谱2 000～2 500 cm-1的静默区,即通常不会出现拉曼信号的频段为基准,对荧光单元作逆差分,逆差分累计值与原始光谱在此频段一致时,得到整体荧光响应;最终,从原始光谱中扣除荧光成分,完成背景扣除和基线校正。以盐酸二甲双胍片的拉曼测量为例,说明和讲解了所提出的原理和方法,验证方法的有效性。与目前效果较好的基线校正方法(不对称最小二乘和自适应迭代再加权惩罚偏最小二乘)进行了对比,表明FBDA方法更为客观真实,FBDA的另一个优势是不需要额外的设计和成本,所有数据都是在现有设备直接采集和完成。需要说明的是,微小时刻光谱差异的要求,可以确保FBDA光谱实时性,长时间的光谱差异,将会影响结果的准确性;另外,对于光化学反应体系和其他非荧光引起的复杂背景,FBDA的适用性有待改善。     

含POSS光刻胶材料研究进展

光致抗蚀剂又称光刻胶,是微电子加工过程中的关键材料。多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）是一种具有规则的笼型结构的聚合物增强材料,由POSS改性的聚合物实现了有机-无机纳米杂化,POSS刚性结构的引入阻碍了聚合物分子的运动,可以显著提高聚合物的玻璃化转变温度（T_g）,降低聚合物的介电常数,提高聚合物的力学性能,也提高了含POSS光致抗蚀剂的耐蚀刻性。基于这些优点,含POSS的光刻胶材料得到广泛关注。本文对含POSS光刻胶的研究进展作了简要介绍。     

闪烁体探测器中光的衰减通式(英文)

闪烁体探测器被广泛应用于当今粒子物理与原子核物理实验中。研究闪烁探测器的光衰减规律（LASD）对时间和能量的准确测量都十分重要,这一点对条形闪烁探测器尤为如此。本文以圆柱闪烁探测器为例,对各向同性的闪烁光进行立体角积分,进而研究不同立体角下光程差异对结果的影响。在数值计算的基础上,导出了描述LASD的通用公式。在一定条件下,公式可以约化为双指数衰减形式。对于DAMPE上PSD的实验数据,该公式能使闪烁体远端的拟合偏差从大约10%降低至2%以下。同时,模型也能够很好地描述Kaiser实验、Gierlik实验和Platino实验的实验数据。Scintillator detectors are widely used in modern nuclear and particle physics experiments. Studying the light attenuation of scintillator detector (LASD) is vitally important for extracting proper measurements of energy and time. In this paper, we integrate the isotropic fluorescence over solid angle to study the influence on overall light-intensity from varying optical path at different angle. Based on numerical results, a universal formula for describing LASD is derived. Under certain condition, our formula can be written as a form of widely-used double-exponential function. The universal formula describes the experimental data of PSD at DAMPE, reducing the maximum deviation at far-side of the scintillator from~10% to less than 2%. Moreover, our model also deciphers Kaiser's experiment, Gierlik's experiment and Platino's experiment successfully.     

固定化胰蛋白酶整体小柱的制备及其用于微量蛋白质的快速酶解

发展了一种光引发聚合法制备固定化胰蛋白酶整体小柱的方法,以用于微量蛋白质的快速酶解。整体小柱由功能单体4-戊烯酸琥珀酰亚胺酯、甲基丙烯酸羟乙酯,交联剂季戊四醇三丙烯酸酯和三元致孔剂二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、十二醇在20 μL的移液器吸头尖端原位聚合而成。形成整体柱后,胰蛋白酶分子通过氨基与琥珀酰亚胺酯反应实现固定化。系统研究了聚合溶液中活性酯含量与柱床体积对胰蛋白酶固载量的影响,评价了固定化酶整体小柱对标准蛋白细胞色素C和牛血清白蛋白的酶解效率,以及整体小柱的稳定性和重复性。结果表明,在离心辅助下,酶解过程可在10 min内完成,批次间具有良好的重复性。最后将固定化酶整体小柱应用于1×10⁵个人急性早幼粒白血病（NB4）细胞与人急性T细胞白血病（Jurkat T）细胞的快速酶解,经纳升级液相色谱与高分辨质谱联用分析后鉴定得到2489个和2572个蛋白质。相比于溶液状态下的酶解,分别提高了2.2%和6.1%的蛋白鉴定数量,展现了其在蛋白组学研究中的应用潜力。     

产腈水解酶重组菌的发酵工艺及催化性质研究

为了提升腈水解酶转化3-氰基吡啶制备烟酸的工艺经济性并为其工业应用奠定基础,对重组大肠杆菌E.coli BL21（DE3）-NIT进行了pH-stat高密度发酵以及催化性质研究.结果显示,高密度发酵实验中获得最高菌体OD₆₀₀为136.8,细胞干重61.97 g/L,最高酶活为558.6 U/mL;进一步考察了重组菌在不同温度、pH、金属离子以及有机溶剂等条件下的催化特性.最后,将高密度发酵获得的菌体制备成静息细胞,在30℃、pH 7.2条件下,280 min内共转化200 mmol/L底物总计24批次,烟酸累积浓度590 g/L,是目前文献所报道生物法合成烟酸最高水平.