以有机酸类成分提取率为指标,通过单因素实验考察提取温度、提取时间、料液比、粉碎粒径等因素对水提法提取结果的影响;以温度、时间、料液比为因素,通过Box-Behnken设计建立响应面模型优化金银花中有机酸类成分的提取工艺参数。 结果表明,金银花中有机酸类成分最佳提取工艺为:提取温度72 ℃,提取时间90 min,料液比1 g∶40 mL。在此条件下,有机酸类成分的提取率可达5.16%,与理论值的相对误差为0.96%。

利用大孔树脂、MCI柱色谱、凝胶柱色谱和制备液相等对绵萆薢化学成分进行研究。通过¹H-NMR、¹³C-NMR、ESI-MS等波谱方法鉴定分离得到的化合物结构,从绵萆薢中分离得到10个化合物,分别鉴定为3个芳香族化合物:diosniponol C(1)、3,5-dihydroxy-4,4'-dimethoxybibenzyl(9)、覆盆子酮(10);2个皂苷类化合物:甲基原薯蓣皂苷(2)、原纤细薯蓣皂苷(6);3个二芳基庚烷类化合物:(3R,5R)-3,5-dihydroxy-1,7-bis -(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-heptane 3-O-β-D-glucopyranoside(3)、(3R,5R)-3,5-dihydroxy-1,7-bis(4-hydroxyphenyl)heptane 3-O-β-D-glucopyranoside(4)、(3R,5R)-3,5-dihydroxy-1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-7-(4-hydroxyphenyl)heptane 3-β-D-glucopyranoside(5);1个生物碱类化合物cyclo(l-Pro-l-Leu)(7);1个甾醇类化合物:β-谷甾醇(8),其中化合物(3~5)、(7)、(9)为首次从绵萆薢药材中分离得到。本研究对绵萆薢70%乙醇提取物化学成分进行系统性分离,丰富了绵萆薢化学成分组成,为绵萆薢的综合开发利用奠定基础。

药物性肝损伤(drug-induced liver injury,DILI)是最常见的药物不良反应之一。基于计算生物学和人工智能模型探索中药复方不良反应的物质基础和作用机制,对于提升临床用药安全性具有重要意义。检索复方首乌地黄丸(CPRP)的化学成分及靶点信息和DILI相关靶点,构建CPRP-DILI蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络包含362个节点和1 518条相互作用关系;GO分析表明CPRP-DILI在分子功能主要涉及对化学物质、化学刺激、有机物的反应等,细胞组分定位于细胞外、细胞质膜部分、细胞表面等,生物过程涉及酶、蛋白、小分子及信号受体结合等;KEGG信号通路涉及PI3K-Akt、MAPK信号通路等;miRNA调控网络涉及的关键miRNA包括hsa-mir-34a-5p、has-mir-155-5p;两个核心子网络的HubGene包括AKT1、CTNNB1、MAPK3、HIF1A、JUN、TP53、STAT3;关联临床药物主要为抗肿瘤药、非甾体抗炎药、免疫抑制剂等;预测CPRP中大黄素、大黄酸、没食子酸等14个DILI高风险化合物。复方首乌地黄丸中的化学成分可能影响易感人群某些生物途径,干扰肝脏血管新生和自噬平衡,从而减慢肝脏修复进程加重肝损伤,并可能与嘧啶类抗肿瘤药、非甾体抗炎药、免疫抑制剂等具有交叉肝毒性,提示临床与上述药物联用需要谨慎。

为了研究可溶性膳食纤维缓解便秘的作用和机制,在便秘模型小鼠上,通过16S rRNA测序、气相质谱联用仪以及定量聚合酶链反应和免疫印迹方法,从肠道微生态相关的菌群分布、代谢产物短链脂肪酸、肠道上皮屏障等多个方面,探讨了可溶性膳食纤维缓解小鼠便秘的作用和分子机制,并在人体试验中确证了可溶性膳食纤维对便秘的缓解作用。研究发现,可溶性膳食纤维显著缓解了小鼠和便秘人群的便秘症状,其作用机制包括:增加小鼠肠道中副拟杆菌和联合乳杆菌属等益生菌的数量;促进乙酸等短链脂肪酸生成;显著提高了维护肠道屏障的完整性的肠道紧密连接蛋白基因和蛋白的表达。研究结果表明可溶性膳食纤维通过产生短链脂肪酸、改善肠道菌群和肠道屏障,对小鼠和人群均具有良好的缓解作用。该结果进一步确证了可溶性膳食纤维在便秘人群中的应用价值,为肠道研究和产品开发提供了科学依据。

为了探究领鞭毛虫的纤毛组装机制,以群体形成性领鞭毛虫(Salpingoeca rosetta)为研究对象,首次利用机械力切割使领鞭毛虫纤毛脱落,用氯化锂(LiCl)诱导纤毛的延伸实验,对领鞭毛虫的纤毛脱落再生、纤毛组装和延伸的机理进行了研究。在LiCl诱导纤毛延伸实验中,确定了250 mmol/L的终浓度为实验浓度;在纤毛脱落再生实验中,确定了机械力切割的工作条件。 结果显示,施加机械力处理后,领鞭毛虫纤毛经120 min恢复至原长;LiCl处理180 min后,领鞭毛虫纤毛延长了60%以上。机械力切割与冷胁迫诱导领鞭毛虫纤毛脱落的方式相比,机械力切割的方式更迅速便捷高效,并且操作简单,实验可重复性好。该研究可作为探究领鞭毛虫纤毛组装分子机制的基础。

白绢病是危害鱼腥草生长的重要病害之一。为明确引起鱼腥草白绢病的病原菌,对湖北当阳地区患白绢病鱼腥草进行组织分离,并对其进行形态学和分子生物学鉴定,同时以分离的病原菌为靶标筛选拮抗木霉菌株。结果表明分离获得的病原菌为罗氏阿太菌(Athelia rolfsii),通过平板对峙共筛选出3株抑菌率大于95%的木霉菌,其中棘孢木霉QT21918具有菌丝重寄生及溶菌现象,其挥发性和非挥发性代谢产物的抑菌率分别为38.21%和50.54%,离体叶片实验显示,该菌株对病斑扩展的抑制率为67.7%。盆栽实验表明同时接种棘孢木霉QT21918和病原菌以及先接种棘孢木霉QT21918 7d后再接种病原菌的防治效果最好,防效都为100%。以上结果表明棘孢木霉QT21918对鱼腥草白绢病具有一定的生防潜力。

大姜根腐病是大姜种植中危害较大的一种土传病害,主要由镰刀菌属引起,发病时能够引发大姜的严重减产甚至绝产。从大姜种植区土壤中分离获得了34株有抑菌活性的木霉,根据抗生作用、拮抗系数与产孢能力筛选得到了高效拮抗尖孢镰刀菌大姜专化型(Foz)的木霉菌株3株:TW20111、TW20321和TW20323。通过形态学观察和分子生物学鉴定,TW20111为深绿木霉(Trichoderma atroviride),TW20321和TW20323均为哈茨木霉(Trichoderma harzianum)。采用温室盆栽实验和田间小区试验检测了3株木霉对大姜根腐病的防治效果,温室盆栽条件下哈茨木霉TW20321防效最好,达86.33%,且对大姜株高有显著的促生效果;田间小区试验发现3株生防木霉菌株的两两复配效果显著高于单独施用,其中TW20111+TW20321联合施用的防效最高,为68.90%,对大姜株高和单株产量的促进作用也最好,分别较对照组提高了19.31%和27.43%。该研究为研发有效防治大姜根腐病的新型生物农药提供了依据。

为探寻西洋参绿色栽培的有效生物防治资源,针对威海地区栽培西洋参根腐病,开展病原菌种类鉴定与高效生防木霉筛选工作。研究运用组织分离法,结合形态学观察及双基因(ITS/TEF1-α)系统发育分析,对西洋参根腐病病原真菌进行分离鉴定;借助柯赫氏法则测定其致病性;利用qPCR技术定量分析发病与健康西洋参根际土壤中主要病原菌的丰度差异;通过平板拮抗实验与盆栽实验筛选生防木霉菌株。结果表明,从西洋参根腐病病根组织共分离出125株真菌,其中镰孢菌属占比达70.91%,为优势属。经鉴定,腐皮镰孢(XYS-1)、尖孢镰孢(XYS-2)、层出镰孢(XYS-33)和交链格孢(XYS-44)这4株真菌体外接种可引发西洋参根腐病。qPCR分析表明,发病根际土壤中腐皮镰孢、尖孢镰孢和交链格孢的丰度分别比健康植株高出42.35%、13.80%和33.44%。此外,筛选出的木霉菌株HB20111、KZ23651、QT20747对相应病原菌抑制效果良好,抑制率分别为66.94%、76.00%和65.20%。温室盆栽实验进一步证实,接种木霉能提升西洋参株高、根鲜重、叶绿素含量和根系活力,降低根腐病发生率。该研究明确了威海西洋参根腐病病原菌种类,筛选出具有生防活性的木霉,为该地区西洋参根腐病的绿色防治奠定了重要基础。

为提高微藻中油脂产率,对小球藻进行超声波诱变育种。在超声波40 kHz、100 W、20 min的条件下通过诱变筛选了10株(M1~M10)诱变株,并进一步筛选获得了M2、M5和M7共3株能够稳定遗传的高产油脂藻株,对其进行生物量、油脂产率及占比、叶绿素质量浓度及占比、蛋白质质量浓度及占比的检测。研究结果表明,M2、M5和M7的生物量分别为0.384、0.379、0.443 g/L。M2、M5和M7的油脂产率分别为14.70、13.34、25.11 mg/L,均高于野生型(WT)的9.38 mg/L。相比WT,诱变株叶绿素质量浓度分别提高14.41%、3.01%、10.24%,诱变株蛋白质质量浓度分别提高7.30%、10.52%和13.66%。该研究对生物柴油工业化生产具有重要借鉴意义。

聚磷酸铵(APP)作为常见的阻燃剂,可显著改善橡胶阻燃性,但APP分子结构中含有大量的磷铵基团,容易吸水受潮。基于APP受潮问题,采用密胺树脂将APP微囊包覆,得到微囊化聚磷酸铵(MF201),虽然MF201可解决受潮问题,但微囊化外壳的存在可能对橡胶性能产生影响。为研究两种阻燃剂的差距,分别将APP和MF201引入到天然橡胶/顺丁橡胶(NR/BR)复合材料,研究其对NR/BR复合材料的硬度、阻燃性、耐磨性和其他物理机械性能影响。 结果表明,APP和MF201的添加,使NR/BR复合材料的硬度增加、阻燃性提高、耐磨性降低、力学性能降低。APP和MF201对NR/BR复合材料的耐磨性降低相同以及阻燃性提升相同,45 phr APP和MF201使NR/BR复合材料的极限氧指数(LOI)提高到25.5%,UL-94燃烧等级达到HB。此外,添加MF201的NR/BR复合材料硬度较低、断裂伸长率较高。综上,微囊化外壳没有改变APP对NR/BR复合材料阻燃性和耐磨性,但提高了断裂伸长率,降低了硬度。

微纳塑料(MNPs)在水体中广泛分布,其可吸附在水中微藻表面或进入微藻内部,这导致MNPs会通过食物链大量进入食物网对水生生态系统造成巨大威胁。MNPs粒径的大小会影响藻类的生理效应,选取聚苯乙烯微纳塑料(PS-MNPs)作为目标污染物,探讨不同质量浓度(5、10、50和250 mg/L)和不同粒径(100 μm和80 nm)的PS-MNPs对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa FACHB 905)的毒理效应。 结果表明,粒径为80 nm的PS-MNPs对藻细胞生长、叶绿素a (Chla)和藻胆蛋白的抑制作用均强于100 μm,且质量浓度越大,抑制作用越明显;此外在高质量浓度PS-MNPs胁迫下,微藻细胞内过氧化氢酶(CAT)、丙二醛脱氢酶(MDA)、谷胱甘肽(GSH)活性均显著升高,表明高质量浓度的PS-MNPs对藻细胞造成了氧化损伤,且PS-MNPs粒径越小,氧化损伤越严重。PS-MNPs主要通过表面吸附作用影响藻细胞的光合作用和能量代谢,从而阻碍藻细胞进行正常生理生化反应。实验探究了PS-MNPs对铜绿微囊藻的毒性机制,为预防铜绿微囊藻水华提供理论依据,对PS-MNPs的风险评估具有重要意义。

结垢会显著降低传热效率、危害设备运行安全,是能源高效转化和利用过程中的常见问题。近年来随着聚合物驱油技术的应用,采出液中的聚丙烯酰胺(HPAM)造成的结垢问题逐渐引发关注。HPAM环境下结垢过程更为复杂,污垢更为顽固。针对换热设备表面的含聚污水结垢问题,研究了换热表面温度、HPAM质量浓度、水解度、溶液矿化度和表面粗糙度等因素对结垢速率的影响,获得了含聚污水在换热表面的结垢规律。发现聚合物质量浓度是影响含聚污水结垢速率的最主要因素,结垢速率随HPAM质量浓度增加而先减后增,HPAM对结垢速率存在相互拮抗的两方面作用。结垢速率随换热表面温度升高而增加,且沸腾能加速表面结垢速率,此外,存在一个HPAM水解度临界值使得结垢速率最高,而表面粗糙度对结垢速率却无明显影响。

为解决能源短缺的问题,余热资源的回收和利用受到越来越多的重视,其中工业低品位余热尤为突出。传统整体式余热吸附床传热缓慢、升温不均等问题严重影响和制约了余热存储的效率,由此提出了一种错位交叉吸附床,利用热化学水合盐储热的方法对低品位余热进行回收。结果表明,该吸附床的储热速率是传统吸附床的3倍。在传热方面有效抑制了吸附床前后部分材料受热时长不均的问题;在传质方面,多方向传质能减少水蒸气与材料的接触时间,规避了水蒸气与储热材料二次水合的条件。因此,错位交叉吸附床具有独特的热传质优势,本研究为废弃余热回收的吸附储热吸附床的设计和改进提供一种新的思路。

随着新能源装机规模的快速增加,火电机组在电网调峰方面的作用变得日益显著。快速、准确地预测火电机组“启动-并网”过程时长对调度人员及时调整电网运行状态至关重要。针对目前依赖人为经验预估“启动-并网”时长的问题,提出了一种火电机组“启动-并网”过程时长预测方法。对火电机组“启动-并网”过程进行全面分析,确定各阶段的关键运行参数;通过建立监测模型,判断机组响应状态;通过逻辑计算,实现对机组“启动-并网”过程时长的预测。在“网源平台”上对典型机组进行试点研究的结果表明,该模型能够精确的监测机组“启动-并网”响应状态,并成功预测机组“启动-并网”时长。这一方法为调度人员提供了及时的决策支持,有助于确保电网运行的安全性和稳定性。