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2018年  第50卷  第4期

物理学与光学工程
SO(4)/SO(3)对称破缺的Goldstone玻色子有效拉氏量的构造
黄家辉, 邓芳清, 郭光洲, 谢浩瑜, 刘琪汕, 江浩湘
2018, 50(4): 1-4. doi: 10.6054/j.jscnun.2018072
摘要:
采用CCWZ方法和最近几年提出的移位对称性(Shift-symmetry)方法分别计算了SO(4)/SO(3) 对称破缺的Goldstone玻色子的有效拉氏量,并对2种方法的计算结果进行了对比. 研究表明:通过对Shift-symmetry方法构造的拉氏量中的自由参数f作f2f的标度变换,则用2种方法构造的有效拉氏量是一致的. 这证明了移位对称性方法在Goldstone玻色子有效拉氏量的构造方面的有效性.
基于RK2818的电泳电子纸驱动系统设计
易子川, 李宏实, Alex HENZEN, 水玲玲, 周国富
2018, 50(4): 5-9. doi: 10.6054/j.jscnun.2018070
摘要:
为了提高电泳电子纸系统驱动性能和显示质量,文中提出了一种基于RK2818的电泳电子纸显示系统. 首先,利用RK2818平板处理器进行系统硬件设计,实现系统的图形图像处理能力;然后,围绕图片刷新过程,结合Pango和Cairo第三方开源库,对文本显示和图片显示效果进行研究,改善图片显示质量;最后,在Linux操作系统上实现了阅读器与浏览器的核心功能. 结果表明:电泳电子纸驱动系统实现了较好的图像显示效果,提高了电子纸阅读器的阅读体验.
一种基于改进替代数据法的图形化混沌判据
王桓, 水玲玲, 孟庆元, 李笑然, Nicolass Frans DE ROOIJ, 周国富
2018, 50(4): 10-16. doi: 10.6054/j.jscnun.2018073
摘要:
替代数据法是非线性系统分析的一种有效方法. 该方法不能直接判断信号是否处于混沌状态,而是基于排除法思路,提高混沌识别的置信度. 文中引入一种针对类周期信号混沌识别的伪周期替代数据法,在数值实验中发现了该算法的3个缺陷:一是相空间重构在实际信号分析中效果不佳;二是替代数据直线化;三是检验统计量容错性较差. 针对这些问题分别提出了改进方法. 使用改进算法对不同类别信号(包括由Logistic模型产生的周期信号和混沌信号以及其它典型混沌信号等)进行数据实验. 发现所有混沌信号在各噪声半径下的复杂度都呈线性增长趋势;而周期信号在噪声半径小于0.1时,复杂度的取值保持平稳,噪声半径大于0.1时,复杂度取值开始单调增长. 对数据实验的结果分析表明:在各噪声半径下复杂度的线性增长趋势是混沌信号的共同特征,可作为一种有效的图形化混沌判据.
基于光学脑成像的抑郁症前额皮层静息态网络的研究
朱绘霖, 许洁, 李江雪, 彭红军, 何赛灵
2018, 50(4): 17-22. doi: 10.6054/j.jscnun.2018074
摘要:
抑郁症患者通常表现出心境低落,并且伴随许多认知和生理症状. 文中使用功能性近红外光谱成像技术(fNIRS)来测量28名抑郁症患者和30名对照组8 min前额皮层的自发血液动力活动. 通过图论和拓扑分析对大脑前额皮层静息态网络属性进行分析,结果表明,抑郁症患者前额皮层网络表现出异常的模式:显著降低的网络密度(低的平均节点等级)、显著降低的聚集程度(低的聚类系数)、显著降低的网络信息传输效率(高的平均路径长度)以及显著增加的随机性(低的小世界属性). 这些结果表明使用近红外光谱技术能够揭示抑郁症患者脑网络的异常特性.
化学与环境
高密度有序银纳米球阵列的模板辅助退火制备
张璋, 曾志强, 程鹏飞, 林晓姿, 胡先标, 苏绍强
2018, 50(4): 23-27. doi: 10.6054/j.jscnun.2018075
摘要:
纳米结构的有序性对表面拉曼增强光谱(SERS)的均匀性起决定性作用,然而如何大面积制备有序的超高密度贵金属纳米结构依旧是个挑战. 文中提出了一种通过模板辅助退火方法,用于大面积制备结构可控、高密度有序的银纳米球阵列,研究了退火温度、压强和银膜厚度对银纳米球阵列形貌结构的影响. 制备的高密度有序银纳米球阵列可以进一步应用于SRES基底.
基于芘希夫碱的汞离子荧光探针的合成与性能研究
马立军, 吕足, 周洪齐, 谢政, 何颂华
2018, 50(4): 28-32. doi: 10.6054/j.jscnun.2018076
摘要:
以4-氯-7-硝基苯并呋咱(NBD-Cl)和芘甲醛为原料,设计合成了一种荧光化合物芘苯并呋咱类希夫碱,并通过核磁、质谱对其结构进行了表征. 结果表明:在二甲基亚砜(DMSO)水溶液中,该化合物能够对Hg2+表现出荧光增强响应,而相同条件下其他重金属离子对该化合物几乎没有类似的荧光识别现象. 因此,该荧光化合物对Hg2+具有专一荧光识别作用,是一种有效的Hg2+荧光探针.
不同产地与品种的斑蝥中金属元素的差异性研究
娄方明, 李晓飞, 刘云
2018, 50(4): 33-36. doi: 10.6054/j.jscnun.2018061
摘要:
为了研究斑蝥体内金属成分与产地及品种的关系,分别以产自11个地区2个品种的斑蝥为实验材料,采用火焰原子吸收光谱法,对比研究了斑蝥体内7种金属元素的含量及相对组成. 结果表明:斑蝥中含有丰富的钙、铁、镁、钾、钠元素以及微量的铜、锰元素;在不同产地和不同品种的斑蝥体内,同种金属元素的质量分数差异明显,表明同种金属元素的含量存在品种差异性和产地差异性,这种差异性可以成为判断产地与品种的重要指标.
Cu2O/(rGO-TiO2)复合薄膜的制备及其光催化产氢性能
王熙, 董海太, 石思琦, 陈可欣, 李来胜, 杜譞
2018, 50(4): 37-43. doi: 10.6054/j.jscnun.2018063
摘要:
在氧化亚铜(Cu_2O)和二氧化钛(TiO_2)的复合材料中,引入石墨烯(rGO),制备出新型的Cu_2O/(rGO-TiO_2)光催化薄膜. 首先通过电化学沉积法在铜片上制备Cu_2O;然后通过水热法在TiO_2悬浊液中,将氧化石墨烯(GO)还原为rGO,并制备出rGO-TiO_2复合光催化颗粒;最后将rGO-TiO_2涂覆在Cu_2O表面制备出Cu_2O/(rGO-TiO_2)光催化剂. 催化剂的形貌和表面特征采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)进行表征,材料晶体结构采用X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)分析,其光学特性采用紫外-可见漫反射分光光度计(UV-Vis DRS)、荧光分光光度计(PL)进行表征. 结果表明:与Cu_2O-TiO_2比较,Cu_2O/(rGO-TiO_2)薄膜表现出很强的光催化产氢性能,其中负载rGO质量分数为1.0%的样品Cu_2O/(1.0% rGO-TiO_2)薄膜在300 W氙灯的照射下,对体积分数为20%的甲醇溶液进行光催化反应,其产氢速率(326 mmolh-1m-2)是Cu_2O-TiO_2薄膜产氢速率的3.5倍. 此外,分别探讨牺牲剂类型和pH对Cu_2O/(rGO-TiO_2)光催化薄膜的光催化产氢活性的影响. 结果表明:在体积分数为20%的甲醇水溶液(中性)中,该催化剂的产氢性能最佳.
水性聚氨酯/硫酸化壳聚糖复合膜的制备及其血液相容性
王倩, 李国明, 石光
2018, 50(4): 44-47. doi: 10.6054/j.jscnun.2018083
摘要:
采用己二异氰酸酯(HDI)三聚体合成了水性聚氨酯(WPU),采用浸渍法将WPU与硫酸化壳聚糖(SCS)通过接枝反应制备出WPU/SCS复合膜. 通过红外光谱、热重分析、差示扫描量热法对复合膜进行了表征,并采用动态凝实验研究了复合膜的血液相容性. 结果表明:WPU与SCS发生了共价结合;复合膜的玻璃化转变温度为53.2 ℃,热分解温度为300~400 ℃;WPU/SCS复合膜的血液相容性优于水性聚氨酯. 因此WPU/SCS复合膜是具有潜力的生物医用材料.
珠江广州河段沉积物中典型抗生素的污染特征
刘叶新, 周志洪, 区晖, 魏晓东, 赵建亮, 刘有胜
2018, 50(4): 48-54. doi: 10.6054/j.jscnun.2018084
摘要:
采用乙腈/柠檬酸缓冲液超声提取沉积物中的抗生素,并以固相萃取法富集和净化萃取物,以高分离度快速液相色谱/质谱(SPE-RRLC-MS/MS)进行测定,研究了珠江广州河段13个采样点41种目标抗生素的质量分数水平和时空分布特征. 结果表明,珠江广州河段沉积物在枯水期或丰水期共有24种抗生素被检出,枯水期和丰水期质量分数范围分别为ND(未检出)~54.800 g/g和ND~3.433 g/g,两季质量分数最高的抗生素均为氧四环素;沉积物中氟喹诺酮类和四环素类抗生素占比较高;在枯水期总抗生素质量分数整体上高于丰水期,抗生素的质量分数在珠江广州河段沉积物中空间分布整体上呈现人口密集城区河涌人口密集城区航道航道中下游航道上游,与广州市区产污排污的分布状况基本一致.
氧化石墨烯对亚甲基蓝废水的絮凝效果研究
刘玲玲, 刘峻光, 贾珍珍, 黄仁龙, 舒月红
2018, 50(4): 55-61. doi: 10.6054/j.jscnun.2018078
摘要:
以氧化石墨烯(GO)为絮凝剂,以水溶性阳离子型染料亚甲基蓝(MB)为处理对象,研究了GO对MB的絮凝效果,拟突破传统絮凝剂不能有效去除可溶性染料的瓶颈. 通过改进的Hummers法制备了GO,利用SEM、XRD、FT-IR对其进行了表征. 探讨了染料初始质量浓度、絮凝剂投加量、溶液pH以及搅拌时间对絮凝效果的影响,并通过测定GO、MB、反应前后溶液的电位和反应前后物质的红外光谱,分析了可能存在的絮凝机理. 同时,比较了几种常用的无机、有机絮凝剂对MB的絮凝效果. 结果表明:当pH=4,染料初始质量浓度为70 mg/L,絮凝剂投加量为180 mg/L,絮凝时间为9 min时,絮凝效率达到95%. 电性中和对絮凝过程起着主要作用,同时还存在吸附架桥作用. 与其他常用絮凝剂相比,GO具有投加量少、去除率高、pH适用范围广等优点,是一种具有广阔应用前景的絮凝剂.
生物学与生物工程
尼罗罗非鱼IgT重链的蛋白表达及表达分析
曹琦琦, 王玉红, 仲小芳, 陈常仪, 王安利
2018, 50(4): 62-67. doi: 10.6054/j.jscnun.2018080
摘要:
IgT(Immunoglobulin T)作为新型免疫球蛋白在粘膜免疫中具有重要作用. 文中根据尼罗罗非鱼IgT基因序列构建原核表达载体获得IgT重组蛋白,相对分子量约75 kDa,并制备出效价较高的小鼠抗罗非鱼IgT的多克隆抗体. 荧光定量PCR检测证明:健康尼罗罗非鱼中IgT在多种组织中都有表达,其中脾脏、皮肤、肠和鳃中表达量相对较高. 无乳链球菌感染后,皮肤和头肾中IgT mRNA的相对表达量分别在12 h和4 d显著上调. 免疫组化结果显示:IgT蛋白在头肾和皮肤中均有少量分布,在无乳链球菌刺激后,在皮肤中出现大量分布. 以上结果表明:IgT在尼罗罗非鱼皮肤粘膜免疫中具有重要作用.
Mi基因过表达载体和16D10基因RNAi载体的构建及转化
吴倩倩, 胡敏伦, 钟云, 闫化学, 姜波, 吴波, 钟广炎, 高峰
2018, 50(4): 68-73. doi: 10.6054/j.jscnun.2018079
摘要:
文中采用PCR技术从番茄中克隆获得了Mi基因,采用反转录PCR(RT-PCR)技术从来源于红橘(Citus reticulate)的根结线虫中克隆获得了16D10基因,采用DNA重组技术构建了Mi基因的过表达载体和16D10基因的RNAi载体,分别命名为pB-Mi和pB-16DR. 通过根瘤农杆菌介导的遗传转化,获得了经PCR检测为阳性的沙田柚转基因植株. 这一结果将为研究Mi基因过表达和16D10基因的RNA干扰对柑橘根结线虫病的抗性影响提供试材和技术支持.
模拟酸雨对4种木本植物叶绿素荧光特性的影响
黄烜栋, 常诚, 俞正超, 彭长连
2018, 50(4): 74-80. doi: 10.6054/j.jscnun.2018081
摘要:
文中研究了不同pH(2.5、4.5)模拟酸雨对4种鼎湖山南亚热带森林优势树种:木荷(Schima superba)、黧蒴(Castanopsis fissa)、肖蒲桃(Acmena acuminatissima)、黄果厚壳桂(Cryptocarya concinna)叶片叶绿素荧光特性的影响,结果表明: 4种木本植物离体叶片经pH 4.5模拟酸雨处理7 d后未出现可见伤害, F_v/F_m与对照组相比无显著差异. 而在经pH 2.5 模拟酸雨处理7 d后,叶片均出现了明显的可见伤害,其中黄果厚壳桂的可见伤害程度和PSII受损程度较其他3种植物小. 经pH 2.5或pH 4.5的模拟酸雨处理后,黄果厚壳桂叶片光PSII电子传递速率(ETRII)大幅度降低,同时PSI环式电子流被激发,这可能是其提高自身抗酸能力的主动调节机制. 研究结果显示,黄果厚壳桂的抗酸雨胁迫的能力高于其他3种木本植物,酸沉降可能会提高南亚热带森林群落中黄果厚壳桂的相对优势地位.
地理与自然地理
长株潭“3+5”城市群经济系统协同演化的时空分析
黄玉兴, 陈忠暖, 陈婷
2018, 50(4): 81-89. doi: 10.6054/j.jscnun.2017075
摘要:
依据经济功能的分异将长株潭(长沙、株洲、湘潭)3+5城市群经济系统分解为生产子系统、流通子系统、分配子系统和消费子系统. 通过构建灰色系统熵、系统耦合度、耦合协调度以及序参量,对该城市群经济系统演化的时空分异特征及合理性进行刻画. 研究结果表明:(1)消费市场的发育与拓展主导推进长株潭3+5城市群经济系统持续有序演进;(2)交通网络的快速完善,推进了核心区乃至城市群整体的流通系统合理性发育,对于物流、人流突出的外围城市而言,则超出了其经济总系统的整体水平,产生负荷;(3)长株潭3+5城市群消费能力不足,但发展潜力较大.
区域旅游系统与交通系统耦合关系的时空分异——以广东省为例
李佳婧, 陈朝隆
2018, 50(4): 90-96. doi: 10.6054/j.jscnun.2018006
摘要:
以广东省21个地级市为例,通过构建区域旅游系统与交通系统的综合评价指标体系,运用耦合模型分析20062013年广东省区域旅游系统与交通系统耦合协调的时空变化. 研究结果表明:20062013年,广东省区域旅游系统与交通系统综合发展水平稳步提升,整体已从低度协调耦合迈入中度协调耦合阶段,但省内差距逐年增大;广东省区域旅游系统与交通系统的耦合协调程度逐年优化,从空间的角度看,耦合协调度呈现珠江三角洲地区高、粤东西北地区低的中心外围格局.
数学与应用数学
一类非线性差分方程亚纯解的值分布
张然然, 吴丽镐, 黄志波
2018, 50(4): 97-101. doi: 10.6054/j.jscnun.2018085
摘要:
研究了一类非线性差分方程fn(z)+b_n-1(z)fn-1(z)++b2(z)f2(z)+L(z,f)=h(z),其中,b2(z),,b_n-1(z)为多项式,L(z,f)为f(z)的线性差分多项式,得到了这类方程亚纯解的存在性、增长性和值分布的一些结果.
一类由积分算子定义的p-叶解析函数的性质
李宗涛, 郭栋
2018, 50(4): 102-106. doi: 10.6054/j.jscnun.2017028
摘要:
利用卷积和广义Hurwitz-Lerch 函数(z,s,a)定义了广义Srivastava-Attiya 积分算子,研究了一些由广义Srivastava-Attiya 积分算子定义的p-叶解析函数类,证明了它们的一些包含关系以及积分保持的性质.
某类解析函数的三阶Hankel行列式
张海燕, 汤获, 马丽娜
2018, 50(4): 107-110. doi: 10.6054/j.jscnun.2018086
摘要:
利用从属关系定义了与贝努利双纽线有关且具有对称点的一类解析函数L*s,讨论了函数类L*s的三阶Hankel行列式H3(1),得到了该行列式的上界估计. 其结果改进并推广了一些已有结论.
一类数论函数的新进展
陈亚菲, 尤利华
2018, 50(4): 111-114. doi: 10.6054/j.jscnun.2017027
摘要:
进一步研究了满足条件 f(u2+kv2)=f2(u)+kf2(v)的数论函数 f(n),证明了其在k=6的情形下可分成3类,进而验证了关于f(n)的猜想在k=6时是正确的. 进一步地,总结了研究过程中出现的一些有趣结果,指出了该数论函数在参数k的不同取值下,其证明过程中出现的一些联系与区别,旨在为猜想的完全证明提供一些可能的理论支撑.
计算机科学与软件工程
基于LAZE先验的机器学习方法在癌症数据上的应用——以前列腺癌数据集为例
叶颀, 林颖
2018, 50(4): 115-120. doi: 10.6054/j.jscnun.2018089
摘要:
针对高维癌症数据的特征构建稀疏化模型,分析了已有的稀疏化方法能够取得稀疏化结果的原因,以此为基础改进了使用LAZE先验的贝叶斯方法,得到了2个适用于癌症数据的新稀疏化方法(使用半混合先验的贝叶斯方法和使用完整LAZE先验的贝叶斯方法);并利用前列腺癌数据集对2个新稀疏化方法的可行性与有效性进行验证. 数值实验结果表明:与传统稀疏化方法相比较,新稀疏化方法不仅能够得到较好的稀疏效果,能够完全剔除与目标指标无关的临床指标,还能得到较低的误差.
基于概念语义相关性和LDA的文本标记算法
周春, 蒋运承
2018, 50(4): 121-128. doi: 10.6054/j.jscnun.2018088
摘要:
为了提高文本标记和分类的效率,提出了基于概念语义相关性和LDA的文本自动标记算法(Text Mark Label,TML),用以代替人工标记的文本分类标记. 该算法在概念语义相关性计算的基础上,使用LDA(Latent Dirichlet Allocation)提取文本的主题表示,通过计算文本主题从属于各分类目录的期望从而实现文本自动标记. 为验证TML算法的效果,在标准文本分类数据集上使用文本分类器进行有监督文本分类实验. 为对比数据集和分类器对分类效果的影响,在3个数据集(WebKB、Reuters-21578、20-NewsGroup)上分别使用3种不同的分类器(Rocchio、KNN、SVM)进行实验. 实验结果表明:TML算法有效地提高了文本分类效率及文本标记效率.