当期目录

2015年 第28卷 第1期 刊出日期：2015-02-20

  

高速逆流色谱分离制备大黄化学成分

吴秋霞, 孙常磊, 王晓, 周洁, 郑振佳, 杨丙田, 孙卫红

2015, 28(1):  1-6.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.01.001

摘要 ( 586 )   PDF (1630KB) ( 1439 )  

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采用pH-区带精制逆流色谱(pH-ZRCCC)与常规高速逆流色谱(HSCCC)结合技术分离制备大黄粗提物中的化学成分。首先采用pH-ZRCCC分离大黄粗提物，溶剂体系为石油醚-乙酸乙酯-甲醇-水(3：7：4：6，V/V)，上相加TFA(10 mmol/L)作为固定相，下相加NaOH(15 mmol/L)作为流动相。从1.3 g粗提物中得到140 mg桂皮酸(纯度为96.1%)、130 mg大黄酸(纯度为92.5%)和560 mg尾吹物。称取260 mg该尾吹物采用常规HSCCC的方法进一步分离，溶剂体系为石油醚-乙酸乙酯-甲醇-水(7：3：7：4，V/V)，得到约98 mg大黄素(纯度为96.5%)和60 mg芦荟大黄素(纯度为94.6%)。用HPLC检测纯度，用ESIMS和1HNMR鉴定结构。研究结果表明pH-ZRCCC与HSCCC结合是分离大黄中化合物的一种有效方法。

中药与天然活性产物专栏

核磁共振内标法测定覆盆子酮对照品的含量

仙云霞，耿岩玲，周洪雷，王晓，于金倩

2015, 28(1):  7-11.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.01.002

摘要 ( 452 )   PDF (1014KB) ( 2085 )  

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建立了用核磁共振内标法快速、准确地测定覆盆子酮对照品含量的方法。采用Bruker公司400 MHz核磁共振仪，在以氘代DMSO为溶剂、苯甲酸为内标、测定温度25 ℃和扫描32次条件下采集覆盆子酮和苯甲酸混合物的核磁共振氢谱。以覆盆子酮中化学位移在δ 6.97和苯甲酸中化学位移在δ 7.95的质子信号峰为定量峰，其峰面积比y(As/Ar)与其质量比x(ms/mr)的线性回归方程为y = 0.197x+0.783，相关系数r = 0.997 0，含量测定重复性实验的RSD值为0.47% (n=6)，稳定性的RSD值为0.58%，加样回收率的RSD值为1.18%。测得3批覆盆子酮的质量分数分别为99.53%，99.46%和99.49%。结果表明，在没有对照品的情况下，核磁共振内标法测得对照品的质量分数略低于HPLC的面积归一化法，可用于覆盆子酮对照品的含量测定和质量控制，同时也能够为其他化学对照品的含量测定提供参考。

能源与动力

流体横掠顺排和错排方形微针肋阵列的流动传热和熵产分析

赵红霞，匙明申，管宁

2015, 28(1):  12-19.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.01.003

摘要 ( 536 )   PDF (1697KB) ( 1401 )  

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采用数值模拟的方法研究了流体横掠错排和顺排方形微针肋的流动、传热和熵产。结果发现，雷诺数Re≤50时顺排和错排微针肋阵的熵产接近，Re在50~100之间两者流动熵产和传热熵产的差距开始增加，Re≥100之后错排微针肋阵流动熵产远大于顺排微针肋阵，传热熵产小于顺排针肋。传热熵产数值大于流动熵产，总熵产趋势同传热熵产。以Re=100为例，详细分析发现错排针肋阵内速度场较顺排针肋阵均匀，产生的漩涡较小，温度场分布也较顺排针肋阵均匀。局部熵产分析发现错排针肋和顺排针肋传热熵产分布不同，流动熵产分布近似。

水在不同管径超疏水性微管内的流动特性

姜桂林, 张承武, 管宁, 刘志刚, 邱德来

2015, 28(1):  20-27.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.01.004

摘要 ( 448 )   PDF (2198KB) ( 1261 )  

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在改性有机硅稀溶液中加入2%全氟辛基氟硅烷以及添加剂配制成超疏水液，采用滴定法在内径分别为0.447、0.728和0.873 mm的3种微铜管内壁实现微米级超疏水性涂层涂覆，其水滴表观接触角超过150°。建立微管内流动特性实验系统对超疏水性处理的减阻规律进行了实验研究，分别测量了雷诺数为100~3 000时去离子水流过处理前后微铜管时的内部摩擦阻力系数f。研究发现，内壁面的超疏水性处理显著降低了微管内的流动阻力，且该影响随微管内径的增加而增大，实验范围内流动阻力系数最大降幅达29.08%。超疏水涂层使得微管内的流动转捩现象出现滞后，且转捩Re随微管管径增加而略有增大。

生物传感器

我国生物传感器研究现状及发展方向

史建国，李一苇，张先恩

2015, 28(1):  28-35.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.01.005

摘要 ( 1046 )   PDF (1204KB) ( 2141 )  

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生物传感器是一个内容广泛、多学科介入和交叉的研究领域。本文以固定化酶传感器为重点，对我国生物传感器技术现状和特点进行了总结。在生物活性元件的种类、固定化策略和推广应用方面进行了分析，指出影响我国生物传感器实用化进程的主要问题是传感器酶品种缺乏、稳定性差以及检测底物范围受限等。以此为基础，在酶分子元件、生物电子器件、传感器制造技术及市场开发等几个方面，对今后发展重点和方向进行了探讨，建议加强新型酶分子元件、生物电子器件的标准化和分析系统的集成技术研究。

生物传感分析仪在共固定化酶中的应用研究

张利群，任婷月，赵晓华，张金玲，毕春元

2015, 28(1):  36-42.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.01.006

摘要 ( 476 )   PDF (1047KB) ( 1388 )  

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本文研究了生物传感分析仪在共固定化GODCAT树脂的过氧化氢（H2O2）质量浓度的测定和酶活力的表征中的应用。首先，采用过氧化氢电极法检测了反应液中过氧化氢的质量浓度，过氧化氢由不同GOD/CAT酶活比条件下制备的共固定化GODCAT树脂催化氧化葡萄糖生成，从而找出了最适的GOD/CAT酶活比；然后，采用葡萄糖氧化酶电极法检测了催化氧化过程中反应液中底物葡萄糖质量浓度的变化，提供了一种共固定化GODCAT树脂的活力表征方法，并以此为基础研究了共固定化GODCAT树脂的酶学性质。结果表明，共固定化GODCAT树脂的最适GOD/CAT活力比是1:1；共固定化酶的最适温度是45 ℃，最适pH值为6.0，其热稳定性、pH稳定性、操作稳定性及贮存稳定性较游离酶均有一定的提高。

基于沉金电极修饰醛氧化酶的甲醛气体传感器

高广恒，毕春元，朱思荣，周万里，赵晓华，张利群，史建国

2015, 28(1):  43-46.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.01.007

摘要 ( 451 )   PDF (1486KB) ( 1363 )  

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本文设计了一种基于醛氧化酶原理来检测甲醛的气体传感器，该传感器的敏感元件以沉金电极为基底经过自组装、活化、吸附等工艺制作而成，对甲醛有较好的电催化氧化作用。利用该电极，以LPC1788为处理核心设计了一套生物传感器甲醛气体检测装置。利用0.1 mg/m3的甲醛气体对传感器进行测试，结果表明传感器对甲醛响应时间为20 s、恢复时间短,检测下限为0.01 mg/m3。

光纤与光子传感技术

矿用光纤气体检测中的最小二乘拟合方法研究

张婷婷,胡杰,魏玉宾,刘统玉

2015, 28(1):  47-50.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.01.008

摘要 ( 407 )   PDF (1123KB) ( 1427 )  

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由于矿用光纤气体检测系统中线性最小二乘拟合方法只适用于光谱吸收率小于0.1的气体检测，针对光谱吸收率增大时气体吸收谱线与浓度的变化呈现非线性的问题，本文采用阻尼最小二乘拟合算法进行气体浓度的计算。实验结果表明，改进的矿用光纤气体检测系统检测极限由原来的100 ppm提高到了30 ppm量级，简化了标定程序，能够更好地满足煤矿安全生产的需求。

基于薄壁圆筒结构的光纤光栅瓦斯压力传感器

宋广东, 孟祥军, 宫志杰, 胡宾鑫, 刘统玉, 李连庆

2015, 28(1):  51-55.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.01.009

摘要 ( 469 )   PDF (1492KB) ( 1494 )  

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为提高瓦斯压力监测的精度和准确性，设计了一种带温度补偿、基于薄壁圆筒结构的高灵敏度新型光纤光栅瓦斯压力传感器。通过理论分析，确定了传感器的结构和尺寸。该传感器采用内径15 mm、壁厚0.13 mm、材料为30CrMnSiA的薄壁圆筒。通过测试，传感器灵敏度为220 pm/MPa，瓦斯压力为10 MPa时光纤光栅中心波长漂移量为2.93 nm，基本误差小于0.05 MPa，具有较好的可重复性。现场应用表明，新型传感器具有较高精度，克服了温度对监测结果的影响。

交通运输专栏

大型城市职住分布与通勤出行相关关系的网络动力学模型

刘阳，赵晖，周艳龙

2015, 28(1):  56-63.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.01.010

摘要 ( 479 )   PDF (1253KB) ( 1281 )  

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居住与就业分布不平衡是大型城市快速发展过程中一个非常突出的问题，会引发交通需求失衡以及严重拥堵。为探讨城市发展过程中职住分布与出行需求的交互关系，依据城市发展宏观数据作为影响变量，建立职住分布与通勤出行的网络动力学模型，并构建以参数关系为基础的小波神经网络作为求解算法。使用北京市宏观经济发展数据和9个典型居住区的职住出行数据进行模型标定和验证，结果显示，该网络动力学模型能够较好地描述大型城市职住分布结构对通勤出行特征的影响关系，并对通勤出行特征变化趋势做出预测。

基于随机参数模型的非机动车骑行稳定性研究

陈丽烨，余荣杰

2015, 28(1):  64-70.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.01.011

摘要 ( 435 )   PDF (1690KB) ( 1396 )  

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近年来我国非机动车的交通安全问题日益凸显。本研究基于非机动车骑行实验所采集的骑行行为数据、交通环境数据对非机动车的骑行稳定性进行研究。研究采用骑行转角变化率作为骑行稳定性的评价指标，基于所采集的骑行数据和骑行环境数据探索影响骑行稳定性的影响因素。采用基于贝叶斯推断的随机参数模型进行分析以考虑实验者之间的个体差异性。分析结果表明，非机动车骑行稳定性仅受骑行速度变异系数的影响；速度变异系数越大，转角变化率越大，骑行稳定性越差。通过与传统固定参数模型的拟合优度对比发现，考虑实验者个体差异的随机参数模型的拟合优度较好。

最优目标博弈下的空车调配效率模糊综合评价

胡志垚，朱海洋

2015, 28(1):  71-77.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.01.012

摘要 ( 353 )   PDF (1095KB) ( 1291 )  

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通过分析铁路网中空车调配的影响因素，确定了评价空车调配效率的指标体系，同时引入三方博弈的思想得出了空车调配问题中最优目标的评价等级。在此基础上，采用模糊综合评价法建立了铁路网中空车调配效率的模型，最后以兰州局管内的铁路网为例进行了验证。该方法对提高铁路货物运输质量具有重要的现实意义。

环境与生态

助剂对石油污染土壤生物修复的强化作用

张强，郑立稳，孔学，陈贯虹，张靖瑜，王加宁

2015, 28(1):  78-81.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.01.013

摘要 ( 509 )   PDF (1020KB) ( 1273 )  

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在添加高效降解菌剂的基础上，研究了营养物质的种类、添加量以及不同表面活性剂对石油污染土壤修复效果的影响。结果表明，营养物质种类对修复过程的影响显著，添加N、P含量较高的硝基磷酸铵以及自行配制的NH4NO3：NH4H2PO4=5：1混合肥料的处理石油降解率比对照分别提高15.1%以及17.2%，当土壤中C：N的比例控制在100：7.05~100：9.4之间时，修复效果较好，且肥料的添加宜采用少量多次的原则；添加表面活性剂的处理中，鼠李糖脂的处理效果最好，石油降解率比对照提高8%，优于其他化学表面活性剂处理。

中国主要滨海油田分布区的生态环境特征及保护对策——以环渤海油田区为例

郭书海, 王加宁, 高永超, 李婷婷

2015, 28(1):  82-87.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.01.014

摘要 ( 496 )   PDF (1002KB) ( 1416 )  

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环渤海地区是我国滨海油田的主要分布区，同时也是典型的生态脆弱区。多年来高强度的石油开采严重破坏了当地生态环境，油田企业虽采取了许多环境治理措施，但生态环境并未出现好转的趋势。本文概述了我国环渤海地区的生态环境特征和油田开发历史，分析了油田开发对生态环境的影响，阐述了油田现行污染物的治理措施，提出了滨海油田区环境的综合治理对策，以资借鉴。

胜利油田土壤中重金属的污染特征分析

傅晓文，陈贯虹，迟建国，邱维忠，王加宁，崔兆杰

2015, 28(1):  88-96.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.01.015

摘要 ( 488 )   PDF (1307KB) ( 1259 )  

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长期油田开发造成了胜利油田采油区土壤环境质量恶化，然而目前对油田土壤中重金属的污染特征尚不十分明确。本文通过对胜利油田孤岛油区土壤中8种重金属（Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni、V和Mn）进行采样和分析，发现研究区土壤中Cu、Zn、Cd和Ni的富集因子分别达到了3.44、5.79、8.08和2.47，存在不同程度的富集现象，且具有潜在污染风险；重金属形态分析结果表明，油区土壤中重金属的形态分布很可能受到了石油污染的影响。

钢渣免烧砖碳化影响因素研究

胡玉芬

2015, 28(1):  97-101.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.01.016

摘要 ( 353 )   PDF (1255KB) ( 1323 )  

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针对钢渣制品在使用过程中存在安定性不良的问题，本文通过钢渣免烧砖碳化试验，从钢渣粒度、碳化时间、CO2气体压力、物料水分和成型压力5个方面探讨了钢渣免烧砖中钢渣碳化的影响因素。在试验范围内，这5个因素对碳化增重量和试块强度均产生明显影响，但影响趋势不尽相同。X射线衍射、扫描电镜和能谱成分分析表明，钢渣碳化后形成了大量细棒状的CaCO3晶体。碳化后试块压蒸安定性合格，抗压强度≥15 MPa。对钢渣进行碳化制作免烧砖，能充分利用钢渣，吸收温室气体CO2，节约能源和养护时间，是钢渣利用的有效途径。

论文

野大豆与栽培大豆愈伤组织耐盐性比较

赵忠娟，魏艳丽，李哲，吴晓青，李纪顺，杨合同

2015, 28(1):  102-108.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.01.017

摘要 ( 440 )   PDF (2023KB) ( 1154 )  

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野大豆（Glycine soja）是唯一能与栽培大豆（Glycine max）杂交而后代能育的野生近缘种，具有极强的耐盐碱性，利用野大豆与栽培大豆有性杂交，结合离体组织培养技术，进行耐盐性变异体的离体筛选，是提高大豆耐盐性的一种有效途径。本研究选择5种栽培大豆品种和从黄河三角洲地区（山东东营）获得的野大豆，进行了大豆成熟胚愈伤组织诱导及愈伤组织耐盐性研究。结果显示,不同浓度NaCl胁迫下，野大豆愈伤组织的存活率明显高于栽培大豆，与对照相比鲜重下降幅度明显低于栽培大豆；NaCl胁迫下，野大豆愈伤组织的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性明显高于栽培大豆愈伤组织，MDA含量明显低于栽培大豆，表明野大豆愈伤组织耐盐性明显优于栽培大豆。该研究为耐盐大豆新品种培育提供了理论依据。

不同贮藏温度对4种杨树花粉生活力的影响

孙超，台秀国，杨振亚，陈建建，曹帮华，李善文

2015, 28(1):  109-113.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.01.018

摘要 ( 537 )   PDF (1038KB) ( 1285 )  

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采用花粉离体培养的方法对不同温度条件下贮藏的4个杨树无性系花粉活力进行了研究，并对超低温贮藏1年后杨树花粉用于杂交育种的可行性进行了研究。结果表明，杨树花粉在离体培养28 h萌发率达到最大。贮藏3个月后，-20 ℃贮藏条件下4个杨树无性系花粉的萌发率最高，分别是：白杨84 K为36%，白杨毛新杨×银灰杨为35.2%，中菏1号为39.2%，钻天杨为41.9%。-80 ℃贮藏1年后的花粉仍具有生活力，能够正常授粉并获得正常发育的种子。

变电站智能巡检机器人全局路径规划设计

陈瑶，陈阿莲，李向东，陈伟

2015, 28(1):  114-119.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.01.019

摘要 ( 544 )   PDF (1058KB) ( 1631 )  

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针对国内变电站智能巡检机器人行走路线的特点，建立半结构化的道路模型。提出将改进的Dijkstra算法与模拟退火算法相结合，应用到变电站智能巡检机器人的全局路径规划中，在数据库技术的基础上采用VC++对上述算法进行软件设计与实现，构建具有全局路径规划功能的电子地图系统。该系统已在变电站的智能巡检机器人系统平台下进行实验并投入使用，现场运行结果证明该方法高效可行。