拉曼光谱检测胃癌变信号的研究

利用激光拉曼光谱对胃癌患者血清及非胃癌患者血清进行对比检测,并结合对体外培养胃癌细胞分泌物的检测,对胃癌特征拉曼峰作初步探讨。得出一种有重要临床应用价值的癌症辅助快速诊断方法。     

基于小波分析的大豆叶面积高光谱反演

实测了不同水肥耦合、经营制度及有效营养面积条件下的大豆(Glycinemax)冠层高光谱反射率与叶面积指数(LAI),并对光谱反射率、微分光谱与LAI的关系进行了分析;采用比值植被指数(RVI)与归一化植被指数(NDVI)建立了大豆LAI反演模型;采用小波分析对采集的光谱反射率数据进行了能量系数提取,并以小波能量系数作为自变量进行了单变量与多变量回归分析,对大豆LAI进行估算。结果表明:大豆LAI与光谱反射率在可见光波段呈负相关;在近红外波段呈正相关;微分光谱在红边处与大豆LAI密切相关(R2=0.92);RVI与NDVI可以提高大豆LAI的估算精度(R2分别达0.79、0.84);各植被指数各有优缺点,应根据需要进行选择;小波能量系数回归模型可以进一步提高大豆叶面积的估算水平,以一个特定小波能量系数作为自变量的回归模型,大豆LAI回归确定系数R2高达0.884;以4个和6个小波能量系数建立LAI回归分析模型(R2分别达0.92、0.93),2个模型LAI预测值与大豆LAI实测值线性回归确定性系数R2分别为0.90、0.92。比较可知,小波分析可以对高光谱进行特征变量提取,进而反演大豆生理参数,并且反演的LAI精度较光谱反射率、微分光谱及植被指数都有明显提高,小波分析在植被生理参数的高光谱提取方面有着广阔的应用前景。     

苦楝果多糖的分离纯化及组成分析

利用水提醇沉法提取苦楝果实中的多糖,经DEAE-52柱层析分离,得到MP1、MP2和MP3三个多糖组分,用Sephadex G-100凝胶色谱柱对MP1进行纯化鉴定,结果显示为单一峰。借助气质联用仪,对苦楝粗多糖和组分MP1进行了成分分析。红外光谱分析表明苦楝多糖的单糖残基以吡喃环和呋喃环的形式存在。     

咖啡因对胰β-淀粉酶部分理化性质的影响

运用紫外光谱和荧光光谱技术研究咖啡因与胰α-淀粉酶的结合。反应类型为非竞争性抑制。Ki值为0.47×10-2mol/L。根据Stern-Volmer方程,计算了咖啡因对胰α-淀粉酶的表观淬灭常数,推测其荧光影响可能属于静态淬灭机制。     

紫菜多糖提取的研究

研究了热水浸提法提取紫菜多糖的最佳提取工艺,同时,对粗多糖进一步分离,并测定红外光谱图。实验表明：用热水浸提法提取的多糖产率在0．87％-2．55％之间,且多糖浸提液毫无凝固性。当料液比为1：30（g／mL）,温度为95℃,pH值为7,浸提时间为1．5h时提取的效果最好,得率可达2．546％。从紫菜粗多糖中可分离出两种多糖PP1和PP2,其中PP2的红外光谱图与标准琼脂糖样品相类似,而PP1的红外光谱图与PP2存在着较大的差异。     

受渍冬小麦不同叶位叶片的SPAD高光谱估算

实时、准确获取叶绿素含量信息对及时了解农作物受害程度、指导农业生产和估测产量等具有重要意义。为探索受渍冬小麦各层叶片叶绿素相对含量(SPAD)的最优估测模型,本研究设置排灌可控的冬小麦渍害胁迫梯度微区试验,分析了15个常用高光谱特征指数与SPAD的相关关系,并对基于多元线性回归、支持向量机、BP神经网络、决策树和随机森林模型的受渍冬小麦各层叶片SPAD的估算结果进行了对比分析。结果表明：短期渍水(≤3 d)对冬小麦分层叶片的SPAD值影响不明显,当渍水时间大于9 d时,SPAD值随着渍水时间的增加降低较为明显,在生长后期为0;15个高光谱特征指数与SPAD均达到极显著相关水平(P<0.05),其中Ctr2、Dy、NDVI和SIPI 4个指数与SPAD的相关性最好,其相关系数的绝对值分别达到0.880、0.868、0.868和0.833;与基于L1、L2和L3层叶片SPAD相比,基于平均SPAD的高光谱估算结果最好,其R²达到0.719;与其他4个估算模型相比,随机森林模型可较好地估算各层叶片的SPAD值,其R²、RMSE、RE分别为0....     

基于傅里叶变换近红外光谱实时分析1,3-丙二醇发酵过程生物量的在线监测方法

生物量是反映生物发酵过程进展的重要参数,对生物量进行实时监测可用于对发酵过程的调控优化。为克服目前主要采用的离线方法检测生物量时间滞后和人工测量误差较大等缺点,本研究针对1,3-丙二醇发酵过程设计了一个基于傅里叶变换近红外光谱实时分析技术的生物量在线监测实验平台,通过对实时采集光谱预处理以及敏感光谱段分析,应用偏最小二乘算法,建立了1,3-丙二醇发酵过程生物量变化的动态预测模型。以底物甘油浓度为60 g/L和40 g/L的发酵过程作为外部验证实验,分析得到模型的预测均方根误差分别为0.341 6和0.274 3,结果表明所建立的模型具有较好的实时预测能力,能够实现对1,3-丙二醇发酵过程中生物量的有效在线监测。     

利用细丝热电偶评估涡度相关系统开路分析仪表面加热效应

目前广泛使用的涡度相关系统开路CO₂/H₂O分析仪存在表面加热效应,可能影响涡动通量测量精度.以帽儿山森林生态站温带落叶林的开路涡度相关系统为例,采用细丝热电偶评估了开路CO₂/H₂O分析仪(Li-7500)的加热效应,并检验Burba方程的适用性.结果表明: 2016年4月23日至5月28日,白天Li-7500光路中部温度比环境空气温度高0.2 ℃以上,夜间二者很接近,加热峰值多出现在清晨转换期和正午或午后.Burba第4种方法的一元模型(BurbaLF)估计的感热通量加热效应(H_S,HE)日变化大体呈矩形波型,多元线性回归模型(BurbaMR)的估计值呈微弱的单峰型.与K079型细丝热电偶(单裸丝线径0.079 mm)测定(K079)和细丝热电偶模拟(K079Model)的感热通量相比,BurbaLF和BurbaMR估算的白天变化小且波峰低而宽(20 W·m^-2),昼夜过渡急剧,夜间一般低于5 W·m^-2.K079和K079Model法的H_S,HE峰值在40 W·m^-2以上,夜间H_S,HE在零值上下波动.白天Li-7500光路的感热通量增量为13.6%. K079和K079Model估算的白天加热对CO₂湍流通量影响(F_c,HC)的平均值约0.5 mg CO₂·m^-2·s^-1,是以往估值的2倍.与实测法相比,Burba方程正午由于H_S,HE不足而低估了F_c,HC,但因高估了清晨、傍晚和夜间加热效应,导致整体上高估F_c,HC.研究结果证实K079和K079Model法均可用于估计F_c,HC.     

城市黑臭水体遥感监测与筛查研究进展

持续改善城市水环境,加强黑臭水体整治,不仅是“水污染防治行动计划(水十条)”的国家战略需求,也是人民群众的关注热点.国内外以往的研究侧重于黑臭水体的成因、评价方法和治理措施,而关于遥感手段监测黑臭水体的研究十分少见,很难满足国家的业务化监测需求.本文总结了黑臭水体遥感监测与筛查迫切需要解决的问题,包括完善城市黑臭水体的识别和分级标准,开展遥感监测黑臭水体的关键技术研究,构建城市黑臭水体遥感筛查体系.其中,重点归纳了核心关键技术,主要包括: 面向黑臭水体提取的高分影像预处理技术,城市水体提取技术,黑臭水体分类技术,基于星、空、地基遥感的黑臭水体识别与分级模型.本文总结基于高分遥感技术手段监测与筛查城市黑臭水体的研究进展、提出研究思路,将利于全面掌握黑臭水体的空间分布状况、治理进展情况,为城市黑臭水体整治提供有力的技术支撑.     

北京松山国家级自然保护区兽类活动节律初步研究

在动物行为生态学研究中,了解动物的活动节律是分析其生存策略的重要前提。基于2013年3月—2014年2月北京松山国家级自然保护区红外相机监测资料,通过相对丰富度指数分析10种最常见兽类的季节性节律和日活动节律。结果显示:(1)岩松鼠Sciurotamias davidianus、北花松鼠Tamias sibiricus、亚洲狗獾Meles leucurus、猪獾Arctonyx collaris、豹猫Prionailurus bengalensis和貉Nyctereutes procyonoides在夏季活动最频繁,果子狸Paguma larvata、中华斑羚Naemorhedus griseus和野猪Sus scrofa在秋季活动最频繁。通过分析松鼠的年活动节律,推测其可能为2013年11月人为放生至保护区的新物种。(2)果子狸、中华斑羚、猪獾、豹猫和野猪为典型的夜行性动物,北花松鼠、松鼠Sciurus vulgaris和岩松鼠为昼行性动物。(3)依据兽类探测红外相机的行为表现,发现不同种类动物对红外相机产生了回避或受到吸引的行为。研究表明,红外相机是一种长期监测林地兽类活动节律的有效技术手段,可为制定区域性生物多样性保护措施提供数据支持。