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  • ISSN 1006-3080
  • CN 31-1691/TQ

2011年37卷5期

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一株高耐受性乳酸菌的分离及其在木质纤维素发酵生产高浓度L-乳酸中的应用
楚德强, 赵凯, 吴倩, 陶泰河, 鲍杰
2011, (5) :521-523.
摘要:
利用资源丰富的纤维质原料生产新一代可降解聚乳酸塑料的单体原料L乳酸,是目前一个极为重要的研究热点和产业方向。从高温纤维乙醇发酵介质中分离到一株高耐受性乳酸菌,经16S rDNA分子生物学鉴定为乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici),并命名为P. acidilactici DQ2。此菌株具有极为优异的耐高温和耐受高浓度木质纤维素降解产物的特性,这一特性可能与母株的环境变异和体系中存在的调控物质有关。利用该乳酸菌以稀酸预处理后的玉米秸秆为原料进行同步糖化与乳酸发酵,发酵液中的乳酸质量浓度为75 g/L,乳酸对纤维素得率达到0.63 g/g,具备了纤维素乳酸产业化生产的潜力。
真空变压吸附过程捕获烟道气中CO2的数值模拟
沈春枝, 孙玉柱, 李平, 于建国
2011, (5) :524-531.
摘要:
真空变压吸附(VPSA)过程的影响因素很多,且为一组复杂的非线性关系。通过计算来了解各变量对过程分离性能的影响有着实验无法替代的作用。采用沥青基活性碳小球为吸附剂,建立了VPSA过程及其能耗计算的模型,模拟研究了P/F、真空压力和CO2进料浓度对VPSA过程分离性能及其总能耗的影响。研究结果表明:P/F存在一个最佳值,使得VPSA过程的总能耗最小;随着真空压力的减小,产品气的纯度和回收率均增大,风机能耗减小,真空泵能耗增大,总能耗增大;随着CO2进料浓度的增加,产品气的纯度和回收率均增大,相反地,风机、真空泵及过程总能耗均减小。
鼠源抗过敏融合蛋白的瞬时表达及纯化
程露, 易小萍, 孙祥明, 张元兴
2011, (5) :532-537.
摘要:
采用流加和降温培养工艺,实现在5 L搅拌式生物反应器规模的瞬时基因表达。首先比较了两种表达载体在CHOS细胞中的瞬时基因表达,发现pIDmAAFP载体介导的瞬时转染表达可以获得mAAFP的高水平表达。采用pIDmAAFP载体在1.3 L搅拌式生物反应器中进行瞬时基因表达,与分批培养相比,通过流加和降温培养工艺对转染过程进行控制,培养时间延长1倍,蛋白表达浓度提高8倍。在5 L搅拌式生物反应器中对上述工艺进行成功放大,mAAFP质量浓度达到25 mg/L。之后,利用rProtein A Sepharose Fast Flow介质纯化mAAFP,并通过SDSPAGE、Western blot验证其纯度,为下一步利用小鼠模型研究蛋白功效和作用机理做好准备。
粪产碱杆菌来源的青霉素G酰化酶拆分制备(S)-2-氨基-4-苯基丁氨酸
许伟钦, 林金萍, 魏东芝
2011, (5) :538-543.
摘要:
粪产碱杆菌来源的青霉素G 酰化酶(Alcaligenes faecalis penicillin G acylase ,AfPGA)可以对映选择性地水解N苯乙酰苯基丁氨酸制备(S)-2-氨基-4-苯基丁氨酸。反应体系的pH及温度对酶的对映选择性影响不显著。研究表明,水饱和的乙酸乙酯体系要优于传统的水相体系,该体系显著提高了底物N苯乙酰化苯基丁氨酸的溶解度,并可简化产物的分离过程。当底物的转化率为48.6%时,(S)2氨基4苯基丁氨酸的光学纯度(e.e.值)为99.8%。
ICR小鼠胚胎NSCs体外培养和诱导分化
邓磊, 郭元昕, 庄英萍, 储炬, 郭美锦
2011, (5) :544-549.
摘要:
利用表皮生长因子(EGF)和碱性成纤维生长因子(bFGF)的联合促进作用使原代胚胎皮层神经干细胞(Neural Stem Cells,NSCs)稳定增殖,以此来分离培养ICR小鼠胚胎NSCs,并在体外高效诱导成神经元。通过诱导分化的对照实验获得神经元分化比例最高的方法。免疫细胞化学不仅证实了培养的NSCs可表达Nestin并具有多分化潜能,还发现NSCs与支持细胞(SCs)共培养时神经元分化比例高达60%(P<5)。研究发现细胞生长因子EGF(20 ng/mL)和bFGF(20 ng/mL)能有效促使NSCs在无血清条件下增殖,并且支持细胞促进其向神经元分化。
甜菜碱对脱氮假单胞菌发酵维生素B12的影响及其过程控制
赵琳琳, 王泽建, 刘玉伟, 黄明志, 储炬, 庄英萍
2011, (5) :550-554.
摘要:
利用脱氮假单胞菌发酵生产维生素B12的过程中,甜菜碱是产物合成的前体,但高浓度的甜菜碱对细胞生长会产生抑制作用,将发酵液中甜菜碱浓度控制在适宜水平对维生素B12的高效生产有着重要的意义。考察了不同补料策略下,不同的甜菜碱浓度对维生素B12合成的影响。实验结果表明:在连续发酵过程中,维持低浓度的甜菜碱有利于维生素B12向胞外释放,尤其在产物大量合成期,低浓度甜菜碱能够明显促进胞外产物的积累。在50 L发酵罐中,当甜菜碱质量浓度控制在3.0 g/L时,维生素B12的产量最高,是甜菜碱质量浓度为9.0 g/L时的129%。
聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯交联微球的制备及表面化学镀镍磁性化处理
华丽, 朱世明, 张蕾, 董桃杏
2011, (5) :555-564.
摘要:
采用苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,聚乙烯基吡咯烷酮(PVPK30)为分散剂,无水乙醇和去离子水混合溶液为分散介质,三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)为交联剂,以饥饿态加料方式加入第2种单体,用单分散聚合法制备了粒径分布窄、平均粒径为3~4 μm的聚苯乙烯甲基丙烯酸甲酯(P(StMMA))交联微球,并对微球表面进行化学镀镍,成功获得了磁性微球。采用扫描电镜,结合X射线能谱仪等仪器对化学镀镍前后微球的形貌和成分进行分析,探讨了最佳化学镀镍工艺条件为:胶体钯活化液活化,酸性镀液配方B、pH=6.0,镀液注入速率0.5 mL/min,此时获得的镀球表面平整度好,包覆完全,且Ni与基材结合力强,在离心和超声条件下镀层不易脱落或开裂。最佳工艺条件下获得的镀球NiP(StMMA)的平均密度为2.3~2.5 g/cm3,同时具有高分子微球质量轻和镍的磁性优点。
表面改性对羟基磷灰石蛋白吸附的影响
王岩, 肖艳, 郎美东
2011, (5) :565-570.
摘要:
采用原子转移自由基聚合(ATRP)在羟基磷灰石(HAP)纳米粒子表面接枝了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。随着接枝的PMMA含量增加,改性粒子在水溶液中的分散性增强。以牛血清白蛋白(BSA)和溶菌酶(LSZ)为吸附目标,研究了HAP和改性后的粒子(gHAP)的蛋白质吸附性能。结果发现,gHAP比HAP对蛋白质的单位吸附量大,表面接枝PMMA可以增加HAP对蛋白质的吸附。
煅烧气氛对煤系高岭岩热活化的影响
司鹏, 乔秀臣, 于建国
2011, (5) :571-576.
摘要:
分别在空气、N2和CO2气氛下进行煤系高岭岩的热活化实验,通过热分析、X射线衍射、红外光谱和盐酸浸取等手段研究了煤系高岭岩的热分解过程,讨论了煅烧气氛对煤系高岭岩热分解产物结构和活性的影响。结果表明,煤系高岭岩煅烧产物的活性随着高岭石脱羟基和分解程度的提高而增加,空气气氛下煤质的燃烧促进了高岭石的分解。当温度超过600 ℃时,高岭石的分解产物偏高岭石开始进一步转化,煅烧产物的活性随之下降,不同气氛下的下降程度不同。空气气氛促进了偏高岭石向惰性产物的转变,而CO2气氛则有助于抑制这种转变。
F型粉煤灰氧化铝提取潜力
周华梅, 乔秀臣, 于建国
2011, (5) :577-581.
摘要:
对具有代表性的4种F型粉煤灰——低含钙灰(FCFA)、高含钙灰(CCFA)、高含铝灰(ACFA)、高烧失重灰(LCFA),运用XRF、XRD等表征方法及盐酸浸取手段,研究了原灰的化学组成、物相组成与反应活性,不同粉煤灰中Al2O3浸取活性不同的原因,以及提高粉煤灰化学反应活性的新方法。结果表明:FCFA中主要矿物为莫来石和石英,CCFA中主要为石英、生石灰,ACFA中主要为莫来石,LCFA中主要为玻璃相。CCFA和LCFA中的Al2O3主要以玻璃体形式存在,直接盐酸浸取可以分别实现47.62%和79.13%的Al2O3提取率。经800~1 100 ℃直接烧结1 h后,CCFA和LCFA中由于生成钙长石而明显提高了Al2O3的提取率。在FCFA和ACFA中添加钙质助剂经900 ℃烧结可生成钙长石,Al2O3提取率可以分别达到85.31%和70.22%。
紫外辐射加速磺胺甲恶唑(SMX)的生物降解
许琳科, 俞悦, 阎宁, 张永明
2011, (5) :582-586.
摘要:
分别采用紫外辐射光解(Ph)、生物降解(B)以及光解与生物降解同步耦合(Ph&B)3种方法对磺胺甲恶唑(SMX)进行间歇降解,比较不同浓度的SMX在不同降解方法下的降解速率及矿化程度。通过比较SMX的初始浓度对初始降解速率和平均降解速率的影响,发现SMX对微生物具有较强的抑制作用,而紫外辐射则可以缓解其对生物膜的抑制作用,从而加快SMX的降解速率。方法Ph&B降解SMX的平均速率是方法Ph的2倍,方法B的4倍。在SMX生物降解过程中,氮素对微生物的活性有较大的影响。而在紫外辐射光解作用下,SMX结构中的氮素会部分脱落,并被微生物部分利用。此外,采用方法Ph&B时,紫外辐射与生物膜的协同作用可以提高SMX的矿化程度,矿化程度分别是方法Ph的8.4倍,方法B的2.2倍。
293.15 K时乙腈+水+[Hmim]Cl三元系统及其二元系统的折光率测定与关联
金胜哲, 郑叶玲, 何昌春, 彭昌军, 刘洪来
2011, (5) :587-593.
摘要:
主要通过折光率来研究离子液体对乙腈+水系统物理性质的影响。采用折光仪测定了乙腈+水+[Hmim]Cl(1-己基-3-甲基咪唑氯盐)三元系统及相应的乙腈+水、水+[Hmim]Cl、乙腈+[Hmim]Cl二元系统在293.15 K时的折光率,并获得了这些系统的过量折光率,建立了折光率与组成间的经验关系。结果表明,在全部浓度范围内过量折光率均为正值,且乙腈+水的折光率随组成变化出现极大值,而水+[Hmim]Cl、乙腈+[Hmim]Cl的折光率均随离子液体组成的增加而增加。用RedlichKister、Cibulka模型和Singh模型分别关联了二元和三元系统的过量折光率,证实可采用Kohler方程估算三元系统的折光率。
复合膜生物反应器脱除地下水中硝酸盐的性能
张立辉, 曹国民, 黄海苏, 盛梅, 刘勇弟
2011, (5) :594-600.
摘要:
将膜分离技术与细胞固定化技术结合起来,研究了一种可用于去除地下水中硝酸盐的复合膜生物反应器(CMBR),并分别通过正交实验及单因素实验考察了复合膜生物反应器的最佳脱氮条件及影响因素。结果表明CMBR平板状固定化细胞适宜的制备条件:厚度4 mm,w=15%聚乙烯醇溶液中细菌包埋量20 g/L,地下水反硝化脱氮适宜的碳氮比、温度、pH分别为6∶1、30 °C、7.0~8.0;适宜的反硝化碳源为乙醇,反硝化速率与硝酸盐初始质量浓度成正比。在最佳脱氮条件下,出水中硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和耗氧量等水质指标均符合生活饮用水卫生标准。
基于Statecharts的面向方面软件设计与验证
文欣秀, 虞慧群
2011, (5) :601-608.
摘要:
为了及时解决由于关注点横切所产生的“代码交织”与“代码散布”问题,提出了一种基于Statecharts的面向方面软件设计方法,并利用线性时态逻辑验证了编织过程的有效性。此外,为了验证方面Statecharts的介入是否破坏了基本Statechart的相关行为,引入扩展层次自动机解释面向方面Statechart的操作语义,使用线性时态逻辑描述系统的关键属性。最后通过一个案例证明了该设计方法的可行性。
基于Petri网的嵌入式系统失效模型与分析
陈丽琼, 虞慧群, 范贵生, 刘冬梅
2011, (5) :609-614.
摘要:
针对嵌入式系统的特点,提出一种基于Petri网的嵌入式系统失效模型与分析方法。依据嵌入式系统失效需求,采用Petri网建立嵌入式系统的形式化描述语言,并对嵌入式系统中的基本元素,如任务、资源、传感器、执行器等进行描述。构造任务间基本关系、任务与设备间交互的模型,并利用组合规则将这些模型动态地集成为一个完整的嵌入式系统失效模型。基于模型的运行特征和状态空间,分析模型的正确性。最后,应用具体实例模拟嵌入式系统失效模型与分析过程,验证了该方法的有效性。
一种基于变换域信息的H.264/AVC帧内4×4快速预测
箭庆辉, 丁勇
2011, (5) :615-620.
摘要:
为了在保持较好H.264编码效果的同时,用尽可能少的额外计算量来减少H.264帧内预测候选模式数,从而降低编码复杂度,提高帧内编码速度,提出了一种基于变换域信息的帧内4×4快速预测算法。该算法利用帧内预测过程中的中间结果提取块的方向信息,以此指导帧内4×4预测;只搜索与块方向相近方向的几种高概率模式,而不再进行全搜索。实验结果表明该算法可以在大幅降低帧内预测计算复杂度的情况下保持较好的编码效果。
基于栅格-几何混合地图的移动机器人分层路径规划
张波涛, 刘士荣, 董德国
2011, (5) :621-626.
摘要:
针对人工势场法中的死锁问题以及栅格地图中的可行空间损失问题, 提出了一种基于特征与栅格混合地图的分层路径规划方法。上层使用改进的A*算法在高粒度的栅格地图中找到基本路径,以此克服人工势场中的死锁以及传统A*算法的回溯问题。为减小人工势场的抖振问题, 提出了一种惯性人工势场法(IAPF), 并用 IAPF 在底层中对基本路径进行平滑处理。 仿真实验结果表明:该路径规划策略可以有效地降低计算消耗, 所规划的路径优于单纯的栅格法或惯性人工势场法。
基于小波递归神经网络的间歇过程迭代学习优化控制
宋继荣, 侍洪波
2011, (5) :627-631.
摘要:
针对间歇过程提出了基于小波神经网络的迭代学习优化控制算法,实现产品终点质量指标的控制。小波递归神经网络用于建立提供长期预测的间歇过程模型。由于模型误差以及未知干扰的影响,基于预测模型得到的控制变量在实际应用中得不到期望的终点质量指标。利用间歇过程的重复特性,采用迭代学习优化控制改善批次间的产品质量,根据以前批次的模型预测误差均值来修正神经网络模型预测输出,继而计算出下一个批次的控制输入。随着批次的进行,模型误差逐渐消失,控制输入达到最优控制。仿真实验结果验证了该算法的有效性。
基于TAM谐波检测方法
程志友, 程晨, 刘阳, 左靖坤
2011, (5) :632-635.
摘要:
针对传统谐波检测方法及其存在的问题,将TAM方法应用于谐波检测。该方法以信号空间模型为基础,结合子空间旋转不变性和最小二乘法实现了电力系统的谐波检测。首先求解采样信号数据矩阵的协方差矩阵,然后对协方差矩阵进行奇异值分解,利用最小二乘法的原理减少噪声影响,得到较为精确的频率和幅值估计参数。仿真实验结果表明:该算法精确有效,实现过程简单,运算量小。实际数据分析表明,该算法可行,具有一定的应用前景。
单逆变器驱动多台电机的矢量控制方法
万衡,, 徐婧玥, 吴韬, 陈文博, 陈庆安
2011, (5) :636-643.
摘要:
在单电机矢量控制基础上,推导出一种适用于单逆变器驱动多台电机的通用控制方法。该算法考虑了电机的工作状态,基于平均转子磁链定向的矢量控制法,在新的同步坐标系上解耦,采用总的定子电流控制平均转子磁链中的平均磁链分量和平均转矩分量,从而实现单逆变器控制多台电机的目的。
基于肌音信号的四种手部动作模式的识别方法
曹炜, 夏春明, 曾勇, 曹恒
2011, (5) :644-650.
摘要:
肌音(MMG)是指肌肉收缩时发出的2~100 Hz的低频“声音”。近年来,有研究将前臂肌音信号作为生理信号源应用于假肢手的控制,并取得了一定的进展。利用主成分分析法(PCA)对多通道采集的前臂肌音信号的18个时、频域特征的特征空间进行降维,并采用线性分类器对4种手部动作模式(手掌握紧、手掌张开、腕部弯曲、腕部伸直)进行判别。用本方法对32名受试者的前臂肌音信号进行采集分析研究,并对通道数的确定和采集位置敏感性等作了研究。实验结果表明:该方法可以实现高达95%以上的识别率,在1~4通道采集点分布于前臂4块肌肉的情况下,采用3个通道综合性能最优,采用4个通道无明显优势,4块肌肉采集位置的选取对识别效果基本没有影响。
带复杂花纹的轮胎有限元分析
杨守彬, 束长东, 束永平, 高琪
2011, (5) :650-654.
摘要:
以12.00R20型全钢丝载重子午线轮胎为参考轮胎,使用组合二次周向保角映射建模法,建立了轮胎的三维有限元模型。采用通用有限元软件ABAQUS,对该模型进行了静负荷工况及稳态滚动工况下的接地性能分析,并对稳态滚动工况下花纹沟闭合情况进行了初步研究,为轮胎的胎面花纹设计提供了理论参考。