综合集成研讨厅的几个示例

顺应于国际系统反思的浪潮,以钱学森为首的我国系统科学家于1990年正式提出了从定性到定量综合集成方法论用以处理以往还原论所无法解决的开放复杂巨系统问题.1992年钱学森又继而提出了综合集成研讨厅的概念(简称为HWMSE)作为该方法论的实践平台,其中特别强调利用信息技术的优势.此后,不断有HWMSE的研制来体现综合集成方法论的功力,同样也引来质疑.通过3个未自称为HWMSE的示例,包括国外实验室反恐系统、笔者提出的“在线会场”及众所周知的搜索引擎,对每一个示例阐明了其中含有的构成研讨厅的专家体系、机器体系与知识体系的内容及在该研讨厅中正在进行的综合集成复杂问题求解的活动.期望以此扩展对HWMSE功能的理解,促进HWMSE的推广和综合集成方法论的实践.     

中国科大发明新型多功能材料“纳米之星”

<正>近日,中国科学技术大学曾杰教授课题组发明了一种具有优良光学性质和催化性能的星型纳米材料,相关研究成果发表在7月7日出版的《自然·通讯》上。该"纳米之星"新材料是一种具有五重孪晶的高分枝五角星形金铜合金纳米晶体,该材料在近红外区有很强的光吸收和光热转化能力。研究人员在患有乳腺癌的小鼠体内注射此材料,并在肿瘤处用近红外激光进行照射,利用产生的局部高温杀死癌细胞。采用此种疗法,小鼠仅用四天的时间便成功实现肿瘤的痊愈。     

复杂样品近红外光谱定量分析模型的构建方法

针对复杂样品近红外光谱分析中校正集的设计问题, 探讨了标准样品参与复杂样品建模的可行性. 通过标准样品和复杂基质样品共同构建的偏最小二乘(PLS)模型, 考察了波段筛选和建模参数对预测结果的影响. 结果表明, 采用PLS方法建立定量模型时, 校正集样品性质应该尽量与预测集样品相似, 当样品的性质相差较大时, 适当增加校正集样品的差异性可使模型具有更强的预测能力. 同时, 波段优选对提高预测结果的准确性具有重要的意义.     

CL-7301微色谱柱分离铀化合物中痕量镉的方法研究

采用CL-730l树脂微色谱柱研究了铀化合物中基体铀和痕量镉的分离条件,并用在线富集法测定了铀化合物中的痕量镉.通过试验选择0.125mol/L的HI酸介质中,镉的吸附率接近100%,而铀不被吸附,分离效率达到99.9%以上.吸附在柱上的镉用10 g/L EDTA 洗脱,原子吸收光度法测定.利用在线富集技术,镉的检出限降低至2.3μg/L.对八氧化三铀和分析纯醋酸双氧铀样品中痕量镉进行测定,方法精密度为1.5%,加标回收率为96%～98%.     

心肌细胞膜ATP酶活性在线测定及变化规律研究

基于流动注射停流技术和软物质在线采集技术建立了一种快速磷钼染色法测定细胞膜三磷酸酰苷(ATP)酶活性的方法.与传统方法相比,该分析方法速度提高了7倍,而且操作简便,试剂消耗少.将该方法应用于兔心肌细胞膜ATP酶活性变化规律的研究,结果显示酶活性在研究时间内按一定规律递减.为细胞膜及其受体的纯度、活性等相关研究提供了重要信息.     

液相色谱在线净化-电喷雾串联质谱测定水产品中大环内酯和林可胺类药物残留

建立了水产品中大环内酯类抗生素[红霉素(ERM)、罗红霉素(ROM)、替米卡星(TIL)、泰乐菌素(TYL)、北里霉素(KIT)、交沙霉素(JOS)、竹桃霉素(OLM)、螺旋霉素Ⅰ(SPM-Ⅰ)]和林可胺类(林可霉素(LIN)和氯林可霉素(CLD))的高效液相色谱-电喷雾串联质谱(LC-ESI-MS/MS)检测方法.样品经提取、反相液相色谱分离净化后进行质谱分析,在选择反应监测模式(SRM)下进行特征母-子离子对信号采集.根据保留时间和母离子及两个特征子离子信息定性分析,以基峰离子进行定量.大环内酯类残留的检出限(S/N=3)为0.1～0.2μg/kg,定量限为1.0μg/kg,在1.0～200 ng/mL时峰强度与质量浓度的线性关系良好(R~2 >0.99).在虾、鳗鱼和带鱼3种基质中1.0、2.0、10.0μg/kg 3个添加水平下,除个别药物外,药物的平均回收率范围为64%～114%,RSD<12%.该法适用于各种水产品中大环内酯类残留的分析.     

MgWO_4:Nd~(3+)的水热合成及近红外发光性能研究

采用水热法制备MgWO_4:Nd~(3+)近红外发光材料.通过XRD,SEM和发光光谱等手段对样品的物相、形貌、发光性质进行表征.XRD测试结果表明:水热法制备MgWO_4:Nd~(3+)在850℃以上煅烧时,四方晶系转变为单斜晶系;1050℃煅烧后,sEM显示样品形貌由片状变为棒状且分散良好;激发和发射光谱的对比研究表明,MgWO_4:Nd~(3+)中WO_4~(2-)对Nd~(3+)存在有效的能量传递.研究了Nd~(3+)的掺杂量、煅烧温度、煅烧时间对材料近红外发光的影响.结果表明:在1050℃煅烧时,Nd~(3+)掺杂量为0.5%时发光最强;随着煅烧温度的升高,MgWO_4:Nd~(3+)的近红外发光强度先增强后减弱,而煅烧时间对发光强度影响很小.     

基于主成分分析和小波神经网络的近红外多组分建模研究

将小麦叶片原始光谱经过预处理后,采用主成分分析(PCA)对数据进行降维,取前3个主成分输入小波神经网络,建立了基于主成分分析和小波神经网络的近红外多组分预测模型(WNN);进一步研究了小波基函数个数的选取(WNN隐层节点数)对小波神经网络模型性能的影响,并将WNN模型与偏最小二乘法(PLS)和传统的反向传播神经网络(BPNN)模型进行了比较.结果表明,所建立的WNN模型能用于同时预测小麦叶片全氮和可溶性总糖两种组分含量,其预测均方根误差(RMSEP)分别为0.101%和0.089%,预测相关系数(R)分别为0.980和0.967.另外,在收敛速度和预测精度上,WNN模型明显优于BPNN和PLS模型,从而为将小波神经网络用于近红外光谱的多组分定量分析奠定了基础.     

固相萃取-在线凝胶渗透色谱-气相色谱/质谱法测定板栗中44种有机磷农药残留

建立了板栗中44种有机磷农药多残留的分析方法.样品以V(乙腈)∶ V((水)=4∶ 1为提取剂,经高速匀浆方法提取,提取液以ENVI-18固相萃取柱净化,除去样品中大部分的脂肪和甾醇等干扰基质,再经在线凝胶渗透色谱-气相色谱/质谱(GPC-GC/MS)分析,进一步除去样液中色素和脂肪等大分子干扰物质,有效地降低了样品中的复杂基质所带来的背景干扰.加标水平为0.05 mg/kg时,大部分农药的回收率为65%～120%, 相对标准偏差小于15%;44种农药的检出限为0.002～0.05 mg/kg.采用外标法定量,气相色谱-质谱法(GC-MS)定性定量分析,线性关系和回收率结果均满意.实验证明,本方法是一种快速、准确、灵敏度高的同时检测板栗中有机磷农药多残留的检测方法.     

近红外特征谱段相关系数法测定中药胶囊中添加枸橼酸西地那非

利用近红外特征谱段相关系数法对中药胶囊中是否添加枸橼酸西地那非进行快速定性分析.分别使用近红外光谱仪的积分球和光纤附件测定光谱,以枸橼酸西地那非化学对照品的近红外光谱为参照光谱,选择特定谱段,根据枸橼酸西地那非被掺入胶囊中的最小起效浓度建立待测样品光谱与参照光谱在该谱段的相似系数阈值,定性判断待测样品是否含有枸橼酸西地那非.积分球方法:选择6070～5800 cm~(-1)和4170～4070 cm~(-1)谱段,阈值为70%,用79个含枸橼酸西地那非的市售样品验证该方法,相关系数大于70%的有72个,占样品总量的91.14%;光纤方法:选定6070～5800 cm~(-1)谱段为特征谱段,设定阈值为65%,用247个含枸橼酸西地那非的市售样品进行验证,相关系数大于65%的有216个,占样品总量的87.45%.实验证明此方法具有较好的预测能力,可作为市场上该种非法添加药物的快速有效检查手段.