当期目录

2021年 第34卷 第1期 刊出日期：2021-02-15

  

药理与毒理

基于网络药理学与分子对接的新冠肺炎三焦疫毒寒湿症用药机理研究

杜海涛, 王平, 李娜, 丁洁, 张敬, 袁成民, 孙铁锋, 韩莉, 张忠法

2021, 34(1):  1-9.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2021.01.001

摘要 ( 1018 )   PDF (13037KB) ( 340 )  

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针对新冠肺炎（COVID-19）中三焦疫毒寒湿症的一个临床用药药队，运用网络药理学和分子对接方法分析其药物作用机制。结果显示，筛选到中药活性成分 77 种，作用靶标 4760 个；使用DAVID（the database for annotation,visualization and intergated discovery)数据库对核心靶点进行GO（gene ontology)和KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomes)富集分析，主要涉及蛋白结合、ATP结合等生物过程和PI3K-Akt、FOXO等信号通路；Maestro对接结果表明COVID-19涉及靶点与药物有效入血分子成分的对接分数均小于-5。研究显示药队中的多种活性成分可通过与新型冠状病毒（SARS-CoV-2）的相关靶标结合发挥直接抗病毒作用，并通过多种途径与通路发挥对COVID-19的系统调节作用。

基于BATMAN-TCM在线分析平台的浙贝母-瓜蒌配伍治疗慢性阻塞性肺病的网络药理学研究

曹铭晨, 徐龙, 辛兆洋, 方孟香, 邢晓敏, 陈萧, 汪川, 魏欣欣, 任炜

2021, 34(1):  10-20.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2021.01.002

摘要 ( 722 )   PDF (10972KB) ( 341 )  

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基于中药分子机理的生物信息学分析工具（bioinformatics analysis tool for molecular mechanism of traditional Chinese medicine，BATMAN-TCM）挖掘浙贝母-瓜蒌治疗慢性阻塞性肺病的分子作用机制。应用BATMAN-TCM预测浙贝母-瓜蒌的潜在靶点，GeneCards数据库检索慢性阻塞性肺病的靶点；应用Cytoscape 3.7.1软件构建化合物-疾病-靶点相互作用网络、蛋白质-蛋白质相互作用( protein-protein interaction，PPI) 网络，进行基因本体( gene ontology，GO) 功能富集分析和京都基因与基因组百科全书( Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG) 的生物通路富集分析。结果筛选得到浙贝母-瓜蒌中21种活性成分，基于STRING构建的浙贝母-瓜蒌靶点PPI网络包含131个节点和236条相互作用关系，关键节点包括ANXA1、EDN1、HDAC1、RXRA、ADRA2A、OXT、RXRB等。GO富集分析途径主要涉及离子门控通道活性、底物特异性通道活性、被动跨膜转运活性、细胞外配体门控离子通道活性、神经递质受体活性、配体门控离子通道活性等。KEGG通道分析主要涉及神经活动配体-受体相互作用、cAMP信号通路、钙离子信使通路、类胆碱能突触、逆行内源性大麻素信号传导、5-羟色胺能突触、多巴胺能突触等途径。研究结果提示浙贝母-瓜蒌关键的作用靶点包括ANXA1、HDAC1等，信号通路方面涉及类胆碱能、5-羟色胺、多巴胺等神经受体相关通路，体现了中药复方的整体性特点,为进一步研究浙贝母-瓜蒌的分子作用机制提供了新思路。

青霉菌组蛋白去乙酰化酶基因的敲除及其次级代谢产物变化

赵佩佩, 刘海溶, 杨梦, 王红, 齐君, 刘昌衡, 夏雪奎

2021, 34(1):  21-27.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2021.01.003

摘要 ( 519 )   PDF (5976KB) ( 347 )  

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丝状真菌尤其是青霉菌Penicillium代谢的各类次级产物日趋成为研制新药的重要来源，很多药物如抗癌药物、抗生素、免疫抑制剂等均来源于真菌。然而真菌次级代谢受多因素的影响，其中表观遗传修饰起到重要的调控作用。组蛋白乙酰化表观遗传修饰常与转录激活相关，从而促进次级代谢产物的合成。以青霉属真菌Penicillium christenseniae SD-193.84为研究对象，利用生物信息学手段确定其组蛋白去乙酰化酶（HDAC）基因，建立该菌中同源重组基因敲除技术，对该基因进行敲除，并比较了基因敲除前后次级代谢产物的变化，发现HDAC影响了多种次级代谢产物的合成。本研究为青霉菌分子遗传操作及次级代谢调控提供了参考。

新材料

基于极化不敏感超材料的类电磁诱导透明特性研究

李荣, 郑文

2021, 34(1):  28-34.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2021.01.004

摘要 ( 576 )   PDF (7641KB) ( 448 )  

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设计了一种由4条金属直线和1个圆环构成的类电磁诱导透明超材料，当电磁波垂直入射到该超材料表面时，其具有水平极化和垂直极化不敏感特性。仿真了超材料的传输曲线特性，以及其表面电流分布特点，计算了相位传输曲线和群折射率，并对其介电常数传感特性进行了分析。计算所得群折射率最大值可达380，说明该超材料可用于制作慢光器件。用于制作传感器时，其D_FOM值约为20.13，与前人所设计的传感器相比，具有较高的灵敏特性。研究结果表明，该超材料在制作慢光器件和传感器件方面具有一定的应用价值。

基于 Ti-Nb-Zr 三元系合金的相图优化

徐丽丽, 徐勇, 许荣福, 王志刚, 田彬, 于美杰

2021, 34(1):  35-42.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2021.01.005

摘要 ( 823 )   PDF (9610KB) ( 681 )  

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利用Pandat软件优化和计算了Ti-Nb-Zr三元系相图。采用SGTE(scientific group thermodata Europe)数据库中的表达式描述纯组元的吉布斯能，选取置换溶体模型和双亚点阵模型来描述液相和固溶体相。利用Pandat软件的PanOptimizer模块并结合文献中相平衡和热力学性质的实验数据，重新评估了Ti-Nb和Ti-Zr二元系的热力学参数以改善Ti-Nb-Zr三元系的热力学描述。利用优化得到的热力学参数进行相平衡和热力学性质的计算，计算结果与文献实验结果吻合较好，该结果对Ti-Nb-Zr三元系生物医学材料的开发有重要的指导意义。

交通运输

基于铁路运输限界的特种车辆最优包络型面研究

张佳林, 张涛华, 王真真, 刘相新, 刘琦

2021, 34(1):  43-52.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2021.01.006

摘要 ( 370 )   PDF (20915KB) ( 130 )  

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特种车辆使用铁路线路机动运输时，由于受到铁路基本轮廓限界和动态转向安全性的影响，导致其外形及合成质心必须满足铁路运输限界的要求。开展了特种车辆的总体设计边界研究，建立数学模型并计算了按外形居中和质心居中等不同装载方式下整车三维型面设计形状和尺寸范围，构建了能够适应多种装载方式的最大立体包络型面。通过对质心高度包络域的研究，得出60~70 t规模的特种车辆质心高度不应超出1284~1213 mm，为特种车辆外形及质心优化设计提供了技术支撑。

考虑拥堵道路停车惩罚的定制公交调度研究

程仁辉, 贾顺平

2021, 34(1):  53-61.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2021.01.007

摘要 ( 363 )   PDF (4042KB) ( 305 )  

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为了满足城市产业聚集区乘客出行的个性化需求，同时缓解路网过饱和问题，提出了考虑拥堵道路停车惩罚的定制公交调度模型。分析定制公交运营条件和调度规则，标定拥堵道路停车载客成本惩罚函数和违反乘客时间窗惩罚函数，以乘客在车时间成本、车辆运行时间成本、违反乘客时间窗惩罚成本和拥堵道路停车惩罚成本构成的系统总成本最优为目标，建立了响应实时需求的定制公交调度决策模型。设计了改进遗传算法和插入算法进行问题的求解，以中关村软件园为实例来验证模型和算法的有效性。结果表明，定制公交在班次时长、满载率以及成本控制等目标上均能达到预期效果，模型和算法具有一定的可行性。

基于面板混合Logit模型的中长途高速客运方式分担率预测

盛冬冬, 孙明妹

2021, 34(1):  62-71.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2021.01.008

摘要 ( 467 )   PDF (4484KB) ( 256 )  

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针对高铁和民航在中长途高速客运中的方式分担率变化问题，考虑到不同旅客群体间的异质性及旅客在不同情景下选择的相关性，以旅客性别、年龄、月收入等为基本属性，程前程后费用和时间、旅程费用和时间作为特性变量，建立了面板混合Logit模型。利用NLOGIT软件，基于北京—南京客运通道旅客出行意向调查数据，分别对传统Logit模型、横截面混合Logit模型和面板混合Logit模型进行参数估计。模型估计结果表明,面板混合Logit模型具有更好的行为解释能力和预测精度。基于面板混合Logit模型，使用仿真方法预测了高铁和民航的方式分担率随旅程费用和时间的变化趋势，得到高铁分担率随旅程费用差的增大而增加、随旅程时间差的增大而减小，民航则相反，并且旅程费用差对方式分担率的影响比旅程时间差更加显著。

基于ANSYS的电动汽车2AMT壳体强度与模态分析

徐海港, 张建武, 林连华, 陆星阳

2021, 34(1):  72-81.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2021.01.009

摘要 ( 431 )   PDF (12797KB) ( 206 )  

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两档机械式自动变速器（2AMT）因其可以进一步提升电动汽车的动力性与经济性而被广泛研究。在设计2AMT过程中，需要对其进行反复校验、优化以同时满足轻量化、高强度、低噪音等要求。根据经典力学理论，对2AMT的电机以最大扭矩输出时齿轮、齿轮轴和壳体的受力进行了分析。基于有限元分析理论，利用ANSYS软件对壳体进行强度与模态分析，并根据分析结果对结构进行了优化。结果表明，2AMT壳体满足强度要求，优化结构使最大形变减少0.057 mm、最大应力减少20 MPa，且其固有频率能够避开常见转速范围内的齿轮啮合冲击频率。

环境与生态

土壤磷形态的反射光谱特征及其光谱建模

侯广利, 李雪莹, 邱慧敏, 吕红敏, 刘钰祥, 范萍萍

2021, 34(1):  82-88.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2021.01.010

摘要 ( 425 )   PDF (6385KB) ( 374 )  

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由于对土壤磷的可见-近红外反射光谱的特征认识不足，土壤磷的光谱模型稳定性较差。为此，通过分离不同磷组分，分别以标准白板和残渣样品为参考光谱，间接和直接测定了不同磷组分的反射光谱。通过分析其光谱特征及光谱模型的间接和直接结果，发现各磷形态具有显著不同的反射光谱特征，光谱形状、反射率大小及峰/谷位置均不同，能够被现有可见-近红外光谱（200~1000 nm）定性和定量分析。在现有研究波段内，250 ~750 nm是土壤磷的敏感波段。研究结果为认识全磷的反射光谱特征及预测全磷含量提供了理论依据。

基于CFD和城市形态参数的风环境评价

郭其锦, 常方强, 黄清祥

2021, 34(1):  89-97.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2021.01.011

摘要 ( 412 )   PDF (7615KB) ( 616 )  

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风环境对城市居民舒适度影响较大，是城市气候研究的重点。以大庆市东城区为对象，研究基于计算流体力学（computational fluid dynamics，CFD）和城市形态参数的风环境评价方法。首先使用CFD软件对城市中心片区进行风环境模拟，得到风速云图；再将风速云图分割为多个网格，利用SPSS计算得到网格风速比与城市形态参数的回归拟合方程；最后通过回归拟合方程，计算东城区全域的风速比，评价风环境。结果表明,天空开阔度和迎风面积密度是影响风速比的最主要城市形态参数，综合多种城市形态参数能更好地解释风速比的变化；结合风速比计算方程和风环境评价标准能够发现城市中风环境不良的区域并提出优化建议。

大物质分选机在餐厨垃圾预处理中的应用

郑云锋, 黄兴刚, 张力, 刘翠, 朱丽可, 吴元, 刘建亮, 姚聪

2021, 34(1):  98-104.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2021.01.012

摘要 ( 422 )   PDF (10157KB) ( 294 )  

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餐厨垃圾预处理阶段物质分选对整体处理工艺影响较大，如果分选不到位，浆料中杂物多，会导致管道磨损严重、设备故障率高等问题。通过调节进料频率及大物质分选机的运行频率，探究大物质分选机较优的运行参数范围，使分选工作更加有效。试验结果表明：大物质分选机运行频率为70 Hz，进料频率小于17 Hz为较优运行参数，此时设备电流值较低且波动曲线较为平稳，分选料中有机质质量占比在33%~37%，与其他工况相比，有机质质量占比至少低了3%；运行工况的变化不会对浆料的组成成分造成影响，其中剩余物、果皮和骨头质量占比较大，三者占比总和在98%以上，其他杂物质量占比不超过2%。

其他研究论文

6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪-3-甲腈的合成研究

程伟, 陈启绪, 张向龙, 祁祺, 王明君, 刘圣玮, 袁文鹏

2021, 34(1):  105-112.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2021.01.013

摘要 ( 438 )   PDF (3337KB) ( 350 )  

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6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪-3-甲腈是抗癌新药新型TGF-β R1抑制剂BMS-986260的关键中间体。以水合肼和马来酸酐为起始原料,在酸催化下发生缩合反应，再用三氯氧磷进行氯化，与氨水发生氨解反应，接着与N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛进行亚胺化反应，最后与溴乙腈发生关环缩合共5步反应合成。总收率为69.4%，产品经高效液相色谱（HPLC）紫外检测（波长254 nm）纯度为98.3%。产物结构经 ¹H NMR、¹³C NMR 确证。与已有的文献方法相比较，报道的合成路线具有化学选择性好、成本低廉、操作简便、收率高、避免柱层析分离、适合工业化生产的特点。

基于PLC的起重机主梁加工设备控制系统设计

吴昊, 王鹏, 陈铁, 张树文

2021, 34(1):  113-120.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2021.01.014

摘要 ( 389 )   PDF (8917KB) ( 226 )  

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针对起重机主梁的生产特点与加工方式，开发了一套基于可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)的起重机主梁加工设备控制系统。重点介绍了起重机主梁加工设备控制系统的硬件组成和控制系统软件设计以及加工流程，并根据工作流程进行各控制部分PLC程序编写。设计的起重机主梁加工系统实现了自动化生产，且可一次加工长度为6 m的单段起重机主梁，工作效率大为提高。验证结果表明，该系统性能稳定，可靠性高，具有工程实用价值。

气候变化背景下济南短历时暴雨强度及雨型特征

刘焕彬, 邱粲, 王荣

2021, 34(1):  121-129.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2021.01.015

摘要 ( 633 )   PDF (3339KB) ( 588 )  

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城市暴雨强度和暴雨雨型的确定是科学合理规划和设计城市排水系统的基础。根据济南国家基本气象站1961—2017年分钟降水数据，采用概率分布模型、芝加哥法及同频率法，研究济南1961—1990年、1971—2000年、1981—2010年、1991—2017年等4个不同年代下短历时暴雨强度和雨型变化特征。结果表明：济南短历时强降水自20世纪80年代开始增强，特别是20世纪90年代以来增大的趋势较明显；短历时和长历时强降水都主要集中在降水过程的前半程且有推后的趋势时段。建议每隔10年或当暴雨强度变化率超过5%时，对当地暴雨强度公式进行修订。

中国乳嘴衣属地衣分类学研究

姚宗廷, 蒋淑华, 贾泽峰

2021, 34(1):  130-137.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2021.01.016

摘要 ( 465 )   PDF (5496KB) ( 451 )  

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乳嘴衣属为壳状地衣，其所属的乳嘴衣科为热带地区树皮上仅次于文字衣科的第二大丰富类群，目前中国对该属尚无系统性研究。通过处理广东采集的乳嘴衣属标本，扩增其ITS和LSU序列，构建系统发育树，揭示了该属的亲缘关系，并给出了该属中国报道种的相关描述和讨论，以及中国报道种的检索表。