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当期目录

    2016年 第55卷 第6期    刊出日期:2016-11-25
    研究论文
    磨刀门水道咸潮上溯数值模拟及其分析
    刘祖发;丁波;关帅;陈记臣;张泳华;于海霞
    2016, 55(6):  1-9. 
    摘要 ( 213 )   PDF (6168KB) ( 540 )  
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    根据磨刀门水道2006年11月和2007年1月的实测水位、盐度等资料,利用MIKE3对该地区咸潮上溯进行数值模拟。经率定验证后,水位与盐度模拟结果与实测值契合度较高,两者的拟合效果检测指标均较好。对数值模拟结果进行分析,结果表明:盐度的层化受地形、分流比及潮汐涨落变化等因素的影响,且由分层带来的盐度差造成水体密度差,进而产生垂向环流致使盐度出现异常变化;潮通量与盐通量的变化具有良好的相关性,反映出潮水运动的物质运输载体功能。

    基于Copula的东江流域丰枯遭遇及洪水频率分析
    张正浩;张强;史培军
    2016, 55(6):  10-19. 
    摘要 ( 156 )   PDF (7583KB) ( 167 )  
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    利用Copula函数分析了东江流域径流量边缘分布,分析各水文站点洪水频率,得出水库建成前后流域上中下游丰枯遭遇变化。研究表明:① 广义极值分布与对数分布为东江流域洪水过程研究的最优分布。Gumbel Hougaard Copula函数对所有站点丰枯组合拟合效果较优;② 三大水库对6组丰枯组合遭遇的影响有显著差异性:下游水库削峰填谷作用对丰枯组合影响明显,博罗-岭下组合平平遭遇概率增大最多,为4%;中上游水库削峰填谷作用对丰枯组合遭遇影响不明显,但其平平遭遇概率均有增大趋势,东江流域径流整体趋于平坦化;③ 龙川、河源、岭下、博罗4个水文站点水文过程皆受水利工程影响,洪峰流量与洪水总量在1974年后不再同时出现最大值,有效减小了洪灾威胁;④ 水库建成后不仅能通过削峰填枯作用降低洪峰流量与洪水总量,更能提高其联合重现期与同现重现期,减少洪水极大值分别或同时出现的概率,对流域的防洪有利。

    基于贝叶斯模式平均与标准化异常度的东江汛期降水预报
    吴裕珍;冯志州;王大刚
    2016, 55(6):  20-27. 
    摘要 ( 180 )   PDF (3440KB) ( 201 )  
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    考察贝叶斯模式平均(BMA)对第二代气候预报系统(CFSv2)在东江流域汛期月降雨量预报的订正效果,同时引入标准化异常度(SA)指标识别异常的降雨值,分别进行SA的确定性预报以及集合预报,通过建立SA和BMA结果之间的联系构建一个较为完整且精度较好的降雨预报模型,提高东江流域中长期降雨预报的精度。主要结论如下:①BMA50%以下的分位数不具有预报作用,75%分位数具有最优的预报效果。但BMA还存在不足之处,常表现为对极端降雨的低估;②利用CFSv2集合平均值进行SA计算时,SA严重偏小,可能说明CFSv2存在系统性误差。对CFSv2原始预报分别进行伽玛函数订正以及多项式订正后,降水预报成功指数(Ts)和异常值报对的次数有明显地提高,但预报偏差(Bs)也相应地增大;③ SA与BMA之间大致可建立如下的关系,即当SA判断会出现异常值时可选择95%分位数的预报值,相反则选择75%分位数预报值。

    汉江上游汉中市洪水灾害风险评价研究
    张国芳;查小春;石晓静;刘嘉慧;姬霖;王光朋
    2016, 55(6):  28-34. 
    摘要 ( 128 )   PDF (3362KB) ( 192 )  
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    以县级行政单元为基本评价单元,对汉江上游的陕西省汉中市洪水灾害进行了综合风险评价。在洪水灾害危险性评价中,综合考虑了降水量、降水变率、地形高程、坡度、河网分布等自然因素;在洪水灾害易损性方面,综合考虑了人口密度、单位面积年粮食产量和GDP密度等社会经济因素,运用层次分析方法并结合GIS技术,分别得到洪灾危险性和易损性评价等级图。在此基础上利用GIS方法进行叠加分析,得到汉中市洪灾综合风险评价结果。研究结果表明:汉中市洪水灾害风险主要集中在汉中盆地,且以河流干流为中心向两边递减,汉中市南部、城固县中部、南郑县的东北部等的洪水灾害风险等级最高;勉县、洋县、西乡县洪灾风险等级次之;留坝县的洪水灾害风险等级最低。洪灾风险评价结果与2012年汉中市发生的洪灾情况能较好的吻合。此研究结果可为汉中市制定合理的防洪减灾规划提供科学依据。

    海拉尔盆地莫达木吉凹陷下白垩统烃源岩地球化学特征研究
    杨鹏;任战利;田涛;赵筱艳;祁凯
    2016, 55(6):  35-43. 
    摘要 ( 147 )   PDF (10555KB) ( 155 )  
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    海拉尔盆地莫达木吉凹陷下白垩统是区域油气勘探潜在目标层系,缺乏对烃源岩地球化学特征的详细研究。通过有机地球化学方法对莫达木吉凹陷下白垩统烃源岩地球化学特征进行了研究,认为南屯组(K1n)和大磨拐河组(K1d)烃源岩有机质类型以Ⅱ2-Ⅲ型为主,差异性主要体现在有机质丰度和成熟度。同时,在恢复埋藏史的基础上建立了研究区主力烃源岩在该地质时期成熟度演化模型,模拟结果显示:大二段烃源岩处于未成熟-低成熟阶,大一段烃源岩处于低成熟阶段;南二段烃源岩处于低成熟-成熟阶段;南一段烃源岩热演化程度相对较高,达到成熟生油气阶段。综合分析得出大磨拐河组(K1d)烃源岩有机质丰度整体较高,但热演化程度低,生烃潜力小;随着埋深的增加,烃源岩热演化程度增加,到南二段(K1n2)开始进入成熟生烃阶段,生烃潜力较大;南一段(K1n1)烃源岩有机质丰度低,为差烃源岩,生烃潜力较小。

    Brownian运动首次离开指定边界的概率表达式
    邹浪,蓝师义
    2016, 55(6):  44-51. 
    摘要 ( 151 )   PDF (1503KB) ( 184 )  
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    Brownian运动在随机过程与Schramm-Loewner演变(SLE)中扮演着非常重要的角色。首先,利用Brownian运动的性质导出了Brownian运动首次离开指定区域边界的概率表达式,并且通过数值模拟进一步验证了所得到结果的正确性。其次,讨论单连通域内调和测度与Brownian运动首离指定边界概率之间的关系,通过后者的结果给出了前者的具体表达式,同时得到一些相关的结果。

    一类具阻尼项的三阶非线性中立型泛函微分方程的振动性
    林文贤
    2016, 55(6):  52-56. 
    摘要 ( 121 )   PDF (463KB) ( 175 )  
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    作为机械、电子振荡的数学模型——泛函微分方程的振动性研究在理论和实际中都有着重要意义。研究一类具连续分布滞量和阻尼项的三阶非线性中立型泛函微分方程的振动性,利用广义Riccati变换、H函数和积分平均技巧, 建立了保证该类方程的所有解振动或收敛于零的若干新的充分条件, 推广和改进了最近文献的结果。

    零度为 n-4 的图的特征多项式
    吴廷增;冯立华;马海成
    2016, 55(6):  57-63. 
    摘要 ( 133 )   PDF (698KB) ( 172 )  
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    图的零度是指图的邻接谱中零特征根的重数。显然, n 个顶点的图G的零度等于 n 减去其邻接矩阵的秩。计算了零度为 n-4 的所有图的特征多项式。特别地, 证明了许多零度为 n-4 的图是谱唯一确定的, 并构造了许多对零度为 n-4 的同谱图。

    |x| 在Newman结点组的有理插值
    张慧明;李建俊
    2016, 55(6):  64-66. 
    摘要 ( 111 )   PDF (467KB) ( 163 )  
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    研究Newman型有理算子逼近 |x| 的收敛速度,在Newman结点组的零点附近[0,e-〖KF(〗n〖KF)〗]增加结点。通过对Newman不等式进行改进,得到确切的逼近阶为O〖JB((〗〖SX(〗1〖〗〖KF(〗n〖KF)〗e〖SX(〗3〖KF(〗n〖KF)〗〖〗2〖SX)〗〖SX)〗〖JB))〗,这个结果优于Newman的经典结果。进一步说明:在零点附近增加结点可以提高原来的逼近阶。

    探讨树的(k,d)- 边魔幻全标号
    赵喜杨;姚兵
    2016, 55(6):  67-73. 
    摘要 ( 151 )   PDF (1492KB) ( 165 )  
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    研究了树的(k,d)-集有序优美标号和(k,d)-超级集有序边魔幻全标号。通过连接顶点个数较小的(k,d)-集有序优美树的方式, 利用可算法化的构造性证明可得到具有较大顶点数目的(k,d)-边魔幻全标号的树, 建立了(k,d)-集有序优美标号和(k,d)-边魔幻全标号之间的联系。

    单位球Dirichlet空间上的紧Toeplitz算子
    陈建军;王晓峰
    2016, 55(6):  74-78. 
    摘要 ( 97 )   PDF (471KB) ( 175 )  
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    研究单位球上Dirichlet空间上的Toeplitz算子的紧性,得到结论:有限个具有有界符号的Toeplitz算子乘积的有限和是一个紧算子,等价于它的Berezin型变换消失于单位球面。

    基于Caputo导数下的含时滞的Hamilton系统的分数阶Noether理论
    丁金凤;金世欣;张毅
    2016, 55(6):  79-85. 
    摘要 ( 162 )   PDF (502KB) ( 168 )  
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    提出并讨论了Caputo导数定义下的含时滞的Hamilton系统的分数阶Noether对称性与守恒量。 根据含时滞的Hamilton系统的分数阶Hamilton原理,建立了相应的含时滞的分数阶Hamilton正则方程;依据分数阶Hamilton作用量在无限小变换下的不变性,得到了含时滞的Hamilton系统的分数阶Noether对称性;最后,建立了系统的含时滞的分数阶Noether理论,并举例说明结果的应用。

    晶硅光伏组件在典型气候环境下的性能研究
    曾湘安;冯江涛;揭敢新;冯皓;陈心欣;李慧
    2016, 55(6):  86-91. 
    摘要 ( 146 )   PDF (6205KB) ( 176 )  
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    选取海南琼海湿热气候环境试验场和广州花都亚湿热气候环境试验场作为典型气候环境试验基地,将多晶硅光伏组件直接固定电阻负载投试到这两个典型气候环境试验场,研究晶硅组件在真实典型气候环境应用的性能变化规律。利用户外I-V测试仪、实验室I-V测试仪对不同的组件的I-V特性参数进行测试以及利用热电偶对组件的表面温度进行实时记录。结果表明:投试在湿热气候环境试验场的光伏组件,其短路电流Isc、最大功率Pmax等I-V特性参数值的衰减较投试在亚湿热气候环境试验场的光伏组件多,且在组件整个实验过程中,湿热试验场投试的光伏组件的表面温度也高于亚湿热试验场投试的光伏组件的表面温度。

    面向交通安全管控的高速公路基础路网模型及其应用
    张学强;黄敏;张汉林;钮中铭
    2016, 55(6):  92-96. 
    摘要 ( 97 )   PDF (4016KB) ( 154 )  
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    从满足高速公路交通安全联网联控对路网模型的精细化需求角度分析了路网建模的要点,提出了一种适合高速公路路网数据表达、操作的高速公路基础路网数据模型。该模型基于分层拓扑组织路网要素,以里程桩号作为路网建模划分的最小粒度,同时包含车道信息,可根据不同需求组合为抽象路网。模型包含有向路段、有向路段结点、有向子路段、有向子路段结点、车道、车道连接器六个部分,能够细致的描述高速公路路网拓扑结构。选取沈海高速与沪陕高速共用路段区域路网作为试验区域,建立了基于该模型的高速公路路网数据库,并将模型应用于高速公路突发事件处理,实例表明该模型有利于迅速响应高速公路网络的突发事件,满足高速公路交通安全联网联控相关应用对路网模型的需求。

    非线性振荡电路的一种新算法
    黄偲
    2016, 55(6):  97-102. 
    摘要 ( 131 )   PDF (2109KB) ( 156 )  
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    提出非线性振荡电路的一种新的计算方法,称之为响应频率迭代法。引进相位角作为自变函数,将非线性振荡电路的波形泛函表示成自变函数的余弦泛函,电路的响应频率即为自变函数对自变量的一阶导数,将电路非线性状态方程的求解归结为响应频率的确定,并用迭代法近似计算之;利用响应频率与相位角的微分关系,计算出反变换即时间与相位角的近似关系式,从而将非线性振荡电路的波形泛函随时间变化而变化的关系表示为以自变函数为参量的参数形式,突破摄动法的激励参数远小于1(即弱非线性)的限制,适用于强、弱非线性电路。具体分析了一类三极管振荡电路,取激励参数为0.8和1,经二次频率迭代,计算结果与数值积分法吻合良好,但摄动法已失效。

    高密度聚乙烯单轴拉伸力学性能试验研究
    陈自鹏;石少卿;罗伟铭
    2016, 55(6):  103-108. 
    摘要 ( 132 )   PDF (3141KB) ( 189 )  
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    随着高密度聚乙烯(HDPE)被广泛应用于化工,建筑,军工等各个领域,高密度聚乙烯的型号,使用环境也越来越多样化。因此,对在不同拉伸速率和拉伸方向下的光面HDPE片材和花纹面HDPE片材进行单轴条带拉伸试验。试验表明:光面横向受拉片材随着拉伸速率的提升,其屈服平台强度也随着提升,在拉伸速率为150 mm/min时,光面横向受拉片材的第二屈服点不明显,材料抗拉性能较好。花纹面片材的最大拉伸强度的率相关性较好,在已有的3组拉伸速率下平均增长5.02%,但花纹面所受最大荷载较光面片材小。花纹面片材较光面片材更易断裂,纵向受拉片材较横向受拉片材更易断裂。结果表明,光面横向受拉片材的抗拉性能较好。

    界面强度对混凝土双丝拉拔性能的影响
    高照;张亚芳;刘浩
    2016, 55(6):  109-114. 
    摘要 ( 107 )   PDF (4440KB) ( 159 )  
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    从细观角度考虑界面、骨料、钢丝、混凝土基体四相材料物理力学参数的非均匀分布,利用有限元软件建立双丝拉拔数值模拟模型,研究界面强度变化对双丝拉拔试件破坏模式和力学性能的影响,给出双丝-混凝土基试件在位移加载下的荷载-位移曲线、声发射计数曲线和剪应力分布。研究表明:界面强度变化会改变拉拔试件的破坏模式和声发射现象。界面强度较低时,双丝拉拔试件峰值荷载和韧性随界面强度增加而增加;而界面强度较高时,界面强度的提高对峰值荷载和韧性影响不明显。

    布洛芬分子手性转变裸反应机理及水分子的催化作用 ——基于羰基和苯环作H迁移桥梁
    高峰;王佐成;闫红彦;杨晓翠;佟华
    2016, 55(6):  115-124. 
    摘要 ( 130 )   PDF (6210KB) ( 180 )  
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    采用基于密度泛函理论的B3LYP方法和微扰理论的MP2方法,研究了布洛芬分子手性转变裸反应和水助质子从手性碳向羰基迁移的机理。分子结构分析表明:水助质子从手性碳向羰基迁移过程的8元环过渡态bTS2·2H2O和10元环过渡态bTS2·3H2O对应的氢键键角都远大于6元环过渡态bTS2·1H2O;过渡态bTS2·2H2O的8元环结构基本共面,过渡态a_TS1·3H2O和bTS2·3H2O的10元环结构明显偏离平面。反应路径研究发现:标题反应有6条路径,分别是质子只以羰基氧、以甲基碳和羰基O及以羧基和苯环联合作桥,从手性C的一侧迁移到另一侧。势能面计算表明:质子以羧基和苯环联合作桥迁移的路径为优势反应路径,裸反应的决速步吉布斯自由能垒为287.1 kJ·mol-1,2个水分子构成的链使决速步的吉布斯自由能垒降为144.9 kJ·mol-1。结果表明:布洛芬分子的手性转变存在多条可能的路径,水分子对布洛芬分子的H迁移异构反应有明显的催化作用,生命体内水分子的存在、温度的涨落、分子的频繁碰撞和某种酶的作用等综合因素,是导致左旋布洛芬旋光异构的原因。

    Ca2+对希瓦氏菌MR-1胞外多糖的影响
    唐连凤;周丽华;孙丽华;宋少云
    2016, 55(6):  125-131. 
    摘要 ( 150 )   PDF (3612KB) ( 182 )  
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    希瓦氏菌是一类革兰氏阴性土壤铁还原菌,具有胞外电子传递能力,其胞外聚合物的组成是直接影响其电子传递效应的重要因素之一。胞外多糖(EPS)是胞外聚合物的重要组成成分,该文以Shewanella oneidensis MR-1为对象,采用苯酚-硫酸法结合光谱法、色谱法及质谱法等系统地研究了含不同浓度(0、0.7、1.4、2.1和5.0 mmol/L)CaCl2培养基对MR-1胞外多糖的影响。结果表明,不同浓度Ca2+影响下的MR-1多糖的分泌量各不相同,其中Ca2+浓度为21 mmol/L时,MR-1分泌多糖质量浓度最高,为0.3 g/mL,是无Ca2+影响的EPS分泌量的5倍;而Ca2+浓度为1.4 mmol/L 时,EPS为0.08 g/mL,与无Ca2+影响时EPS分泌量相近;Ca2+对MR-1分泌的EPS结构没有显著性影响,获得的EPS均为由α-D-吡喃甘露糖通过 1,3-苷键形成的多糖。研究结果为深入研究希瓦氏菌胞外聚合物提供数据参考。

    新型二氢-3-芴酮的合成、结构表征以及荧光性质
    霍应鹏;仇旭;先章
    2016, 55(6):  132-135. 
    摘要 ( 115 )   PDF (1258KB) ( 158 )  
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    在浓硫酸或者氯化铜催化下,3,4,5-三甲氧基苯甲醛与过量乙酰丙酮可生成4-乙酰基-5,6,7-三甲氧基-1,4a-二甲基-4,4a-二氢-3H-芴-3-酮。产物结构经过核磁共振(1H NMR、13C NMR、H-H COSY、HSQC和HMBC)、液相色谱质谱联用(LC-MS)及元素分析结果表征,并由单晶衍射结果确证。产物具有较强荧光,在乙醇中最大激发波长为370 nm,最大发射波长为529 nm,可进一步开发为荧光探针。

    新型巯基功能化二氧化硅微球的制备及其对银离子的吸附
    刘岩;白晓;李婷婷;孙杨;沈启慧;于东冬;周建光
    2016, 55(6):  136-139. 
    摘要 ( 198 )   PDF (2352KB) ( 170 )  
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    表面具有大量巯基的二氧化硅微球与介孔二氧化硅一样,具有吸附重金属离子的功能。通过溶胶凝胶一步法制备巯基功能化的二氧化硅微球,该微球粒度分布均匀、成球率高,直径在1 μm左右。红外和拉曼光谱证明,微球表面富含大量的巯基,超短的吸附平衡时间说明巯基与Ag+迅速螯合,而不同于介孔的扩散吸附。溶液的pH对Ag+吸附量的影响不明显,巯基功能化的微球对Ag+的吸附遵守Slips等温模型,最大吸附量能够达到102 mg/g,并且拟合度达到99.6%。

    几种植物浮床的水质净化及水华防治效率
    朱术超;刘毅;李善;关易云;徐建区;蒋海龙;刘蔚秋
    2016, 55(6):  140-147. 
    摘要 ( 148 )   PDF (4122KB) ( 161 )  
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    分别构建香根草Vetiveria zizanioides、黄菖蒲Iris pseudacorus、西芹Apium graveolens浮床及其不同组合的植物浮床,并在水体中加入6种不同种类的浮游植物及一种水生动物-斑马鱼Danio rerio,研究不同浮床系统对水质的净化效应及其对水生生物的影响。结果显示三种植物在浮床上能健康生长,其生物量、株高和根长均明显增加,且香根草和黄菖蒲的长势优于西芹。植物浮床均能有效防止水体的中化学需氧量(CODMn)的上升,但各生态浮床植物之间无显著性差异;植物浮床能显著去除水体中的氮(N)、磷(P)营养盐,其中,香根草的去除效果最好,而西芹的效果相对较差。总体而言,在系统中添加斑马鱼能在一定程度上提高浮床系统对水体的净化功能。香根草浮床能显著抑制水体中浮游植物的生长,相对而言其他类型的植物浮床对浮游植物的抑制能力较弱或无显著影响,且不同种类浮游藻类对植物浮床的敏感度不同。香根草和黄菖蒲对生态浮床系统中斑马鱼的生物量具有促进作用,香根草的促进作用大于黄菖蒲。综上所述,香根草是一种优良的浮床植物,可广泛用于水体净化及水华防治,而黄菖蒲可用于城市景观水体的净化。

    穗花杉双黄酮抑制人脐静脉内皮细胞血管形成的实验研究
    张金丽;曹文娟 ;熊喜峰 ;戴丽冰 ;刘志河
    2016, 55(6):  148-152. 
    摘要 ( 96 )   PDF (2392KB) ( 168 )  
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    为探讨穗花杉双黄酮(Amentoflame, AF)对人脐静脉内皮细胞ECV304血管形成及机制的影响,从而为穗花杉双黄酮治疗肿瘤及其他血管增生性疾病提供理论基础,采用 MTS检测AF对ECV304血管内皮细胞增殖的作用,细胞划痕实验观察AF对ECV304细胞迁移的影响,体外血管形成实验观察AF对ECV304血管形成的影响,Western blot 检测AF对ECV304细胞血管形成相关信号通路及蛋白如磷酸化AKT(p-AKT)、金属基质蛋白酶9(Matrix metalloproteinase-9, MMP-9)、促血管生成素2 ( angiopoietin 2,Ang 2 )表达影响。结果表明AF能够抑制ECV304细胞的增殖作用,并呈梯度依赖性;AF具有抑制ECV304细胞迁移的作用,并且能够抑制ECV304体外血管样结构的形成;Western blot结果显示100 μmol/L 的AF能够降低ECV304细胞p-AKT、MMP-9、Ang-2的蛋白表达。

    三株具重金属抗性油菜内生真菌对镉铅锌富集特性研究
    徐在超;史亚楠;张仁铎;谢华蓉;袁保红;王卓娅;邓祖军
    2016, 55(6):  153-160. 
    摘要 ( 145 )   PDF (2081KB) ( 170 )  
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    为了筛选到对重金属具良好富集活性的微生物吸附剂,以分离于大宝山矿区重金属富集植物油菜的3株具重金属抗性的内生真菌Fusarium sp. CBRF14,Penicillium sp. CBRF65 和Alternaria sp. CBSF68为研究对象,分析了Cd、Pb和Zn的初始浓度对其活菌体的生物量、富集率及富集量的影响。研究结果发现,随着重金属初始浓度(试验设置的浓度范围内)的升高,Fusarium sp. CBRF14、Penicillium sp. CBRF65和Alternaria sp. CBSF68对Cd和Zn的富集率呈下降趋势,而对Pb的富集率则存在“先升高再下降”的过程;该3株内生真菌的生物量随着Cd、Pb和Zn初始浓度增加呈下降趋势,而对Cd、Pb和Zn的富集量则不断增加,它们对Cd的最大富集量介于20.5 ~ 53.4 mg·g-1,对Pb的最大富集量介于188.9 ~ 356.6 mg·g-1,对Zn的最大富集量介于28.4 ~ 292.8 mg·g-1。研究结果表明这3株油菜内生真菌可在含重金属液体条件下生长并具有良好的重金属富集能力,其在重金属污染废水的生物修复中具有潜在的应用前景,同时也表明重金属耐性植物内生真菌是获得具重金属富集能力微生物的重要资源库。

    尖吻蝮蛇凝血酶分离纯化新工艺研究
    邓沁;吴忠;彭维;王永刚;苏薇薇
    2016, 55(6):  161-164. 
    摘要 ( 213 )   PDF (1302KB) ( 178 )  
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    尖吻蝮蛇凝血酶是从尖吻蝮蛇蛇毒中分离纯化得到的一种类凝血酶,属于止血一类新药。建立了尖吻蝮蛇凝血酶分离纯化新工艺,采用切向流过滤技术,用两步离子交换层析分离得到高纯度的尖吻蝮蛇凝血酶,再采用两步凝胶排阻层析去除热原和脱盐。该工艺具有简便高效的特点,适合大规模工业化生产。