科研产出
氧化石墨烯量子点对鸡卵清蛋白递送-免疫增强佐剂效力评估
《无机化学学报 》 2024 SCI 北大核心 CSCD
摘要：利用改进的Hummers法氧化鳞片石墨，获得富含羟基和羧基的氧化石墨烯量子点(GOQDs)。通过透射电子显微镜、X射线衍射、红外光谱及拉曼光谱测试表征其理化性质。此外，利用鸡卵清蛋白(OVA)作为模式抗原，构筑GOQDs/OVA纳米疫苗并评估其载量、安全性、免疫效力等。结果显示，GOQDs/OVA纳米疫苗直径在5 nm左右，具有高度的水分散性和稳定性。其对OVA的最大负载量约为500 mg·g~(-1)，在p H=5.5和7.4环境下24 h的释放率分别为74.65%和56.93%，表现出p H刺激响应释放性能。当GOQDs浓度在500μg·m L~(-1)以下时，不会引起溶血、细胞损伤、重要组织发生病变等现象。免疫后，与OVA单独免疫对照组相比，GOQDs/OVA纳米疫苗可以诱导产生高水平的免疫球蛋白G(Ig G)、免疫球蛋白G1(Ig G1)及免疫球蛋白G2a(IgG2a)抗体，提高白细胞介素(IL)-1β、IL-2、IL-4和IL-6、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和γ干扰素(IFN-γ)的分泌，同时促进脾中辅助性(CD4~+)和细胞毒性(CD8~+)T淋巴细胞百分比的增加。
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基于显微高光谱成像技术判别食源性致病菌种类的方法研究
《光谱学与光谱分析 》 2024 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：如何实现对食源性致病微生物的早期快速检测是全球食品安全领域面临的挑战之一。传统的致病菌生化检测方法虽然准确性高，但是过程复杂、耗时漫长，易错过控制疫情爆发的窗口期。该研究提出一种基于暗场显微高光谱成像技术的检测方法，能够借助显微镜技术突破传统光谱成像的灵敏度和分辨率极限，并利用可见/近红外光谱为单个致病菌细胞添加高分辨率的图像和光谱信息。以空肠弯曲杆菌、大肠埃希氏菌O157:H7和鼠伤寒沙门氏菌为检测对象，采用显微高光谱成像技术进行数字化表征和数据采集，结合双向长短期记忆网络（Bi-LSTM）算法对各致病菌细胞的图像和光谱数据进行建模分类。结果显示，显微尺度的致病菌光谱数据呈现可判别的分布规律，新采用的Bi-LSTM网络在光谱数据集中表现优异，在三种致病菌的分类任务中取得了91.0%的平均准确率，而传统的线性判别分类器（LDA）和支持向量机分类器（PCA-SVM）的平均准确率分别为80.1%和88.5%。但是，仅依赖光谱数据进行致病菌种类判别仍然存在较为严重的假阳性问题，尤其是在大肠埃希氏菌O157:H7和鼠伤寒沙门氏菌的分类中存在错误分类。图像信息的加入则能够显著改善各分类的识别准确率，其中Bi-LSTM分类器取得了高达98.1%的准确率，LDA和PCA-SVM均取得了95.3%的准确率。研究结果表明，显微高光谱成像技术在食源性致病菌的特异性光谱和图像表征中具有优势，提出的Bi-LSTM网络能够直接处理高维的图谱特征，两种技术的融合在食源性致病菌细胞级别的早期检测应用中展现潜力。
关键词： 食源性致病菌 细菌细胞检测 显微高光谱成像技术 光谱识别
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无人机多光谱影像的小麦倒伏信息多特征融合检测研究
《光谱学与光谱分析 》 2024 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：为探究多特征融合方法在作物倒伏领域快速精准识别中的适用性，利用无人机获取多田块冠层尺度的不同倒伏率麦田多光谱数据，对原始倒伏图像进行图像拼接、辐射校正、几何校正等预处理，并利用重归一化差值植被指数和阴影指数分别剔除土壤和阴影背景，提取小麦倒伏DSM模型和植被指数分别与多光谱图像进行多特征图像主成分变换融合，筛选差异性较大的纹理特征，采用支持向量机（SVM）、人工神经网络（ANN）和最大似然法（MLC）监督分类模型对多光谱和DSM融合图像、多光谱和归一化植被指数（NDVI）融合图像、多光谱图像和纹理特征图像进行监督分类，并采用总体精度（OA）、 Kappa系数和提取误差综合评价各监督模型的分类性能和倒伏提取精度。分类结果表明：各监督分类方法在不同倒伏区域提取结果建模效果趋势一致，SVM和ANN整体提取精度高于MLC,在高倒伏区域，多光谱与NDVI融合图像的SVM监督模型（OA:92.63%, Kappa系数：0.85,提取误差：1.11%）提取效果最好；在中倒伏区域，多光谱与DSM融合图像的SVM监督模型（OA:90.35%, Kappa系数：0.79,提取误差：9.34%）提取效果最好；在低倒伏区域，均值纹理特征图像的ANN监督模型（OA:91.05%, Kappa系数：0.82,提取误差：8.20%）提取结果较好。本研究将DSM模型、植被指数、纹理特征与多光谱图像进行融合对比，并对多特征融合方法能否高精度有效提取小麦倒伏信息进行了探究，结果表明无人机多光谱遥感结合特征融合技术能有效提取小麦倒伏面积，提取效果优于单特征小麦倒伏图像。本研究结果可为助力小麦倒伏灾情调查数据的精确获取方法提供参考。
关键词： 无人机遥感 图像处理 多光谱 特征融合 倒伏 小麦
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基于铂修饰丝网印刷电极检测土壤中铵态氮的电化学传感器
《高等学校化学学报 》 2023 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：土壤中铵态氮(NH4+)含量的现场检测对于提高氮肥的利用率、减少环境污染,从而实现精准农业具有重要意义.针对目前土壤检测方法存在的周期长、成本高及时效性差等问题,本文基于铂粒子对NH4+具有特异性电催化响应,通过在丝网印刷电极(SPE)表面电沉积铂颗粒,制备了一种电化学传感器.采用碳酸盐排除土壤中未知离子的干扰,结合土壤铵态氮快速提取装置,实现了对土壤中铵态氮的现场快速检测.该传感器对NH4+检测的线性范围为0.1~5 mmol/L(R2=0.997),检出限为13 μmol/L(S/N=3),检测时间约5 min;并且对土壤中NH4+具有良好的选择性和稳定性,可应用于实际土壤样品中NH4+的快速检测.相比于传统的检测方法,该方法无需大型仪器、操作便捷、检测速度快,可望为土壤中铵态氮的快速检测提供新方法,为精准农业提供重要的数据支持.
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‘灿烂’品种兔眼蓝莓花青素提取物在体内的抗氧化活性（英文）
《Journal of Zhejiang University-Science B(Biomedicine & Biotechnology) 》 2023 SCI CSCD
摘要：蓝莓富含花青素等酚类化合物，具有良好的保健功能。本研究旨在研究从‘灿烂’品种兔眼蓝莓中提取的蓝莓花青素在小鼠体内的抗氧化活性。C57BL/6J健康雄性小鼠被分成不同剂量组，各组蓝莓花青素提取物（BAE）浓度分别为100、400和800 mg/kg。在不同时间点（0.1、0.5、1、2、4、8和12 h）将小鼠处死，收集其血浆、眼球、肠、肝和脂肪组织，比较其抗氧化活性，测定指标包括总抗氧化能力（T-AOC）、超氧化物歧化酶（SOD）活性、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX/GPX）含量，以及氧化应激标志物丙二醛（MDA）水平。结果表明：蓝莓花青素在小鼠体内具有良好的抗氧化活性，并呈浓度依赖性，BAE浓度越高，T-AOC值越高，MDA水平越低。抗氧化酶SOD活性、GSH-PX含量以及Cu,Zn-SOD、Mn-SOD和GPX的m RNA水平均证实，BAE在小鼠消化后通过改善其抗氧化防御系统发挥抗氧化作用。蓝莓花青素提取物的体内抗氧化活性表明，蓝莓花青素可以被开发成功能性食品或营养配料，用于预防或治疗氧化应激相关的疾病。
关键词： 蓝莓花青素 体内抗氧化活性 超氧化物歧化酶(SOD) 谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX/GPX) 丙二醛(MDA)
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不同浓度猪、奶牛粪水中温厌氧发酵沼液中DOM的光谱特征
《光谱学与光谱分析 》 2022 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：养殖粪水中物质的组成变化决定其潜在的环境效应,溶解性有机质(DOM)是养殖粪水的重要组成部分.研究对总固体浓度(TS)分别为4% 和8% 的猪、奶牛粪水进行批次中温厌氧发酵试验,分析了猪粪和奶牛粪沼液中DOM的含量变化,并结合三维荧光光谱(3DEEM)和平行因子分析法(PARAFAC),解析沼液DOM的荧光光谱特性及组分变化特征.结果表明,中温厌氧发酵结束后,沼液中DOM含量均极显著(p<0.001)降低.沼液DOM主要包含类酪氨酸、类富里酸、类色氨酸和类胡敏酸4种荧光组分,其中类胡敏酸的相对含量均显著(p<0.05)增加,但类富里酸的相对含量仅在TS为8% 的处理中增加,而在TS为4% 的处理中降低.沼液DOM的腐殖化指数均极显著(p<0.01)增加,但猪粪沼液DOM的腐殖化程度明显高于奶牛粪沼液.研究结果为畜禽粪便沼液农田利用的潜在环境效应评价提供理论支撑.
关键词： 猪、奶牛粪水;中温厌氧发酵;溶解性有机质;三维荧光光谱;平行因子分析
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不同预处理方法对多位置种蛋性别鉴定的影响研究
《光谱学与光谱分析 》 2022 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：由于猪瘟影响,鸡蛋作为动物性蛋白的需求大幅增加,蛋鸡养殖行业也在逐步发展与壮大以满足人们的需求.如何在幼雏阶段甚至胚胎发育阶段能够简单、准确与方便地判断出雌雄,对蛋鸡养殖行业的发展具有重要意义.对此,选用96个壳色相近、表面无裂纹的新鲜种鸡蛋,以其可见/近红外漫反射光谱为研究对象,探讨数据采集位置、光谱预处理方法对种蛋胚胎性别鉴定定性模型的影响.在样本表面钝端、锐端和赤道共三个不同位置分别采集漫反射光谱强度,经校正后选择(440.27~874.6)nm作为有效光谱波段进行分析,并按照2:1的比例划分训练集和测试集,分析了采用归一化(Normalize),二阶导数(2nd Deriva-tive),标准正态变量变换(SNV),多元散射校正(MSC),去趋势法(Detrend),光谱转换法(Spectroscopic)共六种方法预处理后的偏最小二乘法判别模型和线性判别分析模型的预测集准确率,与原始数据(Raw)的预测集准确率进行对比,得出准确率差异.通过对入孵后216,240,264,288和312 h不同位置所采光谱数据,与种蛋性别信息综合分析,发现胚胎发育288 h时的预处理效果最好,有效提高了35个模型的准确率;264 h时的预处理效果在分析时间内最差,其处理降低了19个模型的判别准确率;312 h的预处理降低了12个模型的判别准确率;Detrend和Spectroscopic两种预处理方法可显著提高判别效果,其中经Spectroscopic处理后的模型可能无法进行预测;SNV和MSC对模型具有相同作用效果,Normalize对模型的作用效果不能确定,经2nd Derivative处理后准确率不确定,有时与原始数据建模效果一致.综合实验结果发现,对种鸡蛋胚胎发育288 h的数据进行预处理可有效提高模型的判别准确率,其中对种蛋钝端处数据进行Detrend去趋势预处理并利用LDA模型分析较好.研究结果为建立种鸡蛋基于可见/近红外的性别信息早期、快速检测模型提供了参考.
关键词： 可见/近红外光谱;漫反射;种鸡蛋;预处理方法;判别位置;性别鉴定
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云计算的蚕豆虫害可见-近红外光谱分类
《光谱学与光谱分析 》 2018 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：利用蚕豆叶片可见-近红外反射光谱结合导数光谱对健康、少量、大量虫害三种等级的实验样本进行光谱特征分析,并选择虫害检测最优波段。采用Hadoop,Spark和VMWare虚拟机搭建云计算平台,使用MLlib机器学习库实现人工神经网络(ANN)和支持向量机(SVM)分类算法,并对三种等级蚕豆叶片全波段和最优波段光谱进行分类建模与预测。结果表明ANN虫害光谱分类模型准确率优于SVM虫害光谱分类模型,并且在云平台上运行效率更高,同时全光谱波段的预测准确性高于最优波段。通过扩展光谱数据集,云计算技术在光谱数据挖掘中的计算效率有显著提升。云计算分类检测可以为作物生物胁迫光谱识别提供新的技术和方法。
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基于三唑磷残留限量值的多检测线免疫试纸条的制备与应用
《分析化学 》 2018 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：建立了基于三唑磷残留限量值(MRL)的免疫层析检测方法,可裸眼观察判断谷物、蔬菜和水果中的三唑磷农药残留水平。以粒径20 nm的胶体金标记三唑磷单克隆抗体于金标垫上,包被不同浓度的三唑磷包被原(检测线T1、T2、T3线)、羊抗小鼠Ig G抗体(质控线C线)于硝酸纤维素(NC膜)上,与吸水垫及PVC底板组合成层析试纸条。以大米、甘蓝和苹果为对象,优化了样品前处理方法、提取试剂等条件。结果表明,基于1/10三唑磷MRL值的试纸条(I)对三唑磷的裸眼观察检测灵敏度可达0.005、0.01和0.02μg/m L,优化调整后获得试纸条Ⅱ灵敏度设定为国标GB2763中的三唑磷MRL值依次为0.05、0.1和0.2μg/m L,并与3条检测线一一对应。结合前处理方法优化结果,样品经乙腈提取后,用PBS稀释10倍或者等体积溶剂置换后检测,此两种试纸条在8~12 min内均可准确判定农产品中三唑磷的残留是否超过MRL值,同时多区间定量范围的设定亦可较为准确地定量其残留值,结果与GC方法一致。本研究采用基于MRL值的3条检测线,对检测结果的判定更为直接、准确,无需换算,为基于MRL农产品安全性的快速判断提供了更为直观、简单、准确的方法。
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原位土培秸秆育苗容器的降解特性光谱分析
《光谱学与光谱分析 》 2017 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：为研究新型可降解育苗容器降解行为,以改性大豆胶为基体树脂,秸秆为增强材料热压制备的秸秆育苗容器为研究对象,利用原位土培降解秸秆育苗容器,采用纤维素测定仪、傅里叶红外光谱(FTIR spectra)、扫描电镜-X能谱(scanning electron microscopy-energy dispersive X-ray spectroscopy,SEM-EDS)以及热重(thermo-gravimetry,TG)等分析手段,对秸秆育苗容器土培降解前后物理、化学组分和结构变化进行表征。研究结果表明:与土培前秸秆育苗容器相比,土培降解秸秆容器中纤维素、半纤维素和木质素相对含量从29.03%,30.44%和12.52%降低至21.43%,21.41%和9.54%;FTIR分析表明土培降解后秸秆育苗容器中酯键和脂肪键发生断裂,且芳香族特征峰明显减弱;SEM-EDS谱图结果证明秸秆容器中微纤丝链段、基体树脂溶解,材料表面发生氧化降解;TGA结果分析表明土培秸秆容器内部存在大量小分子物质,分解后残余物耐热性提高。
关键词： 秸秆育苗容器 原位土培 降解特性 FTIR SEM-EDS
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