关键词： 生物质能   甲烷   厌氧发酵   曲线拟合   高粱秸秆   低温冻融  

摘要： 以高粱秸秆为原料,分别研究酸、碱、氧化试剂与低温冻融联合预处理对高粱秸秆与沼泥混合厌氧发酵产甲烷的影响。试验结果表明:经过预处理后各试验组高粱秸秆组分含量比CK对照组均有显著变化(p<0.05),木质素去除率在29.85%~41.71%之间,纤维素相对含量提高率在10.08%~17.27%之间,半纤维素去除率在1.30%~9.62%之间。预处理可有效改变高粱秸秆宏观和微观结构,改变高粱秸秆的组织结构特性,纤维素、半纤维素与木质素的连接被打断,木质素被脱除。各试验组累积甲烷产量比CK对照组显著提高30.69%~90.28%,经5%冰乙酸和低温冻融联合预处理后的试验组在试验周期内有最大累积甲烷产量351.85 mL/(g·VS)。Logistic增长曲线方程对于高粱秸秆与沼泥混合厌氧发酵产甲烷规律具有较好的拟合效果,可对累积甲烷产量做出合理解释和准确预测,经济性和能量分析可为规模化生产提供参考。

关键词： 微波熟化   超低温冷冻   煎炸薯条   油脂吸附   微观油脂分布   淀粉脂质复合物   微观结构  

摘要： 对比分析不同熟化方式(漂烫熟化、微波熟化)和不同冷冻方式(常规冷冻、超低温冷冻)的结合预处理对煎炸薯条油脂吸附的影响。发现与传统的漂烫熟化结合常规冷冻预处理相比,将漂烫熟化改为微波熟化,煎炸薯条的总油含量下降15.86%;将常规冷冻改为超低温冷冻,总油含量下降6.09%;而微波熟化结合超低温冷冻预处理使总油含量降低20.46%。激光共聚焦显微镜(CLSM)、差示扫描量热仪(DSC)和扫描电镜(SEM)结果证实:微波结合超低温冷冻预处理使煎炸薯条外壳层产生了较多VII型淀粉脂质复合物,外壳表面结构致密光滑、附着的油脂较少,内部结构破损较小。结合感官评价结果,表明微波熟化结合超低温冷冻预处理可以在改善薯条品质的同时降低油脂吸附。

关键词： 温度   预处理   黄帚橐吾   发芽率   发芽指数  

摘要： 黄帚橐吾是分布在高寒草甸的一种常见毒害草,研究黄帚橐吾种子萌发的影响因素,对于探索黄帚橐吾在高寒草地上的扩散机制以及有效防除黄帚橐吾具有重要意义。通过对不同年份采集的黄帚橐吾种子进行不同的低温预处理,比较其发芽率、发芽指数、根长和苗长等的变化,探讨低温预处理对黄帚橐吾种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:经过4℃预处理24 h和-20℃预处理2 h,当年采集的黄帚橐吾种子发芽率有明显提高;经过-20℃预处理2 h,黄帚橐吾种子发芽指数无明显变化,4℃处理24 h后发芽指数也无明显变化,但经过48、72 h的4℃低温预处理后,发芽指数显著低于对照;随着4℃处理时间的延长,黄帚橐吾根长和苗长均有降低的趋势,而经过短时间(0.5 h)的-20℃预处理,储存1年后的黄帚橐吾种子苗长显著高于对照,根长无显著变化。综上所述,储存1年的黄帚橐吾种子的萌发活力低于当年采集的种子,但经过低温预处理后二者在发芽指数和苗长上的差距有所减小。因此,低温处理可以改善黄帚橐吾种子经过长期储存而引起的萌发活力降低的现象,但长时间低温处理会对黄帚橐吾幼苗的生长产生一定的抑制。

关键词： 反渗透   膜生物污堵   低温   氯消毒   群落结构  

摘要： 水危机已成为生态文明建设和社会高质量发展的重要障碍,而城市污水再生利用是缓解水危机的重要途径。反渗透（Reverse osmosis,RO）技术在污水再生回用领域应用逐渐广泛,但面临着严重的生物污堵问题。此前研究多集中于低纬度、温度较高地区,低水温条件下运行的RO膜污堵问题相关研究较少。此外有研究发现常用的氯消毒预处理在常温环境下并不能控制RO膜面生物污堵的发展,低温环境下氯消毒对RO膜生物污堵的控制影响还没有明确的研究考察。本研究以青岛某市政污水处理厂三级出水为进水,开展了低进水温度条件下的RO膜污堵试验,考察了RO膜通量的变化以及膜面污染物的组成特征和表面形貌等,旨在探究低水温环境下的RO膜生物污堵动态发展变化以及氯消毒预处理对RO膜生物污堵的影响。本研究发现低温环境下RO膜通量下降相较于常温下更为缓慢,形成的污堵层厚度更薄,低温环境下的污堵有机组分更多,但无机污堵相对较少。低温环境下膜面污堵层生物量与常温环境下的类似,在3-7 d时膜面就已形成成熟的生物膜污堵。在低温环境下,氯消毒不能有效缓解RO膜的生物污堵,且一些污堵潜势大的耐氯细菌在形成污堵中丰度上升。实验研究具体结果如下:（1）低进水温度（10℃）环境下,膜初始绝对通量约为25℃进水温度下的1/2,但相较于25℃,通量下降更为缓慢,在运行3 d后,绝对通量和25℃下的绝对通量达到同一水准。标准化通量变化结果表明10℃进水温度下标准化通量下降相对缓慢,利用中间堵塞模型拟合发现,10℃下的进水污堵潜势k值为0.004m-1,而25℃组污堵潜势k值为0.019 m-1。（2）同等运行时间后,10℃环境下膜面单位面积上的有机物质多于25℃下的,但总污堵物质量相对25℃组更少,10℃下的膜面污堵层厚度更小。模拟运行14 d后10℃下形成的膜面污堵层厚度为7μm,而25℃下污堵层厚度达到了16μm。富里酸类、腐殖酸类腐殖质随着系统运行时间增长在膜面有机物污堵中的比重变多。膜污堵表面原子力显微镜和电子扫描显微镜-能谱扫描结果表明10℃组污堵表面粗糙度较小,膜表面钙元素的元素占比远远低于25℃组,膜面上出现的无机污堵更轻。（3）随运行时间增加,25℃组污堵的微生物群落多样性逐渐升高,而10℃组多样性逐渐降低,说明低温对膜污堵中微生物选择性更大。高通量测序结果表明Proteobacteria、Patescibacteria和Bacteroidota是两种温度下膜污染中主要的细菌门类,纲水平上,10℃环境温度下的膜污堵中Parcubacteria和Bacteroidia相对丰度显著高于25℃环境温度下的,但Alphaproteobacteria在10℃下相对丰度更低,同时优势菌属也存在显著差异,如Flavobacterium在和Pseudomonas分别在10℃和25℃组中丰度更大。（4）开展了低水温环境下氯消毒预处理对膜污堵的影响试验研究发现系统模拟运行28 d内,两组系统膜脱盐率始终保持在97%以上。氯消毒并没有降低低温环境下进水的污堵潜势,运行28 d后5 mg-Cl2/L消毒预处理组膜标准化通量下降到0.29,而0 mg-Cl2/L预处理组则维持在0.33。5 mg-Cl2/L消毒预处理组观察到更大的标准化通量下降,5 mg-Cl2/L实验组膜面上的污堵物质也相对较多、单位面积上有机物含量远高于0 mg-Cl2/L组。（5）氯消毒使进水群落丰富度和群落多样性均显著下降。5 mg-Cl2/L氯消毒30 min可有效灭活水中Proteobacteria类细菌,残余菌群大部分属于对氯消毒耐受性更强的Actinobacteriota与Firmicutes类,其中耐氯菌属Mycobacterium丰度显著升高。RO膜污堵微生物群落结构在门水平上,0 mg-Cl2/L RO膜中主要的类群为Proteobacteria、Myxococcota和Patescibacteria,而5 mg-Cl2/L RO膜中Proteobacteria和Bacteroidota为主要的类群。纲水平上,在0 mg-Cl2/L RO膜中主要的微生物类群变成了Gammarproteobacteria、Polyangia、Bacteroidia和Alphaproteobacteria,而在5 mg-Cl2/L RO膜中主要的微生物类群为Gammarproteobacteria、Bacteroidia和Alphaproteobacteria。在5 mg-Cl2/L RO膜中,Pseudomonas和Sphingomonas相对丰度比未消毒进水形成的膜污堵中更多。

关键词： Cu/Ag纳米颗粒   甲酸   预处理   烧结   Cu-Cu键合  

摘要： Cu、Ag纳米颗粒因其可满足低温烧结、高温服役的需求,近年来成为了功率器件封装材料领域的研究热点。Cu纳米颗粒在成本及抗电迁移方面具有一定的优势,但其表面易氧化,进而需要更高的烧结温度。相较于Cu纳米颗粒,Ag纳米颗粒具有出色的化学稳定性、导电性及相同尺寸下更好的低温烧结性能,但其使用成本较高。为了在获得较好的低温烧结性能的基础上降低成本,本文提出了一种基于甲酸预处理的Cu/Ag纳米颗粒中间层的Cu-Cu低温键合方法。本文首先研究了甲酸气体预处理对不同温度下Cu纳米颗粒浆料烧结及基于Cu纳米颗粒中间层的Cu-Cu低温键合的影响。通过分析200、225及250℃的烧结和键合温度下的实验结果发现,甲酸气体预处理后Cu纳米颗粒表面的氧化物得到了有效还原,使得Cu纳米颗粒烧结得更充分,250℃下烧结后的薄膜电阻率达到99.6μΩ·cm,Cu-Cu键合样品的剪切强度在5 MPa的键合压力、250℃的键合温度下达到41.0 MPa。为了进一步改善纳米颗粒浆料的烧结性能,以提高基于纳米颗粒中间层的Cu-Cu低温键合的质量,本文按3:1的Cu/Ag原子比制备了Cu/Ag混合纳米颗粒浆料用于Cu-Cu低温键合。通过分析相同的烧结和键合温度下的实验结果发现,甲酸气体预处理前后Cu/Ag混合纳米颗粒浆料的烧结性能较Cu纳米颗粒浆料均有了明显提升,且250℃下甲酸气体预处理后烧结薄膜电阻率达到39.7μΩ·cm,Cu-Cu键合样品的剪切强度达到60.5 MPa。此外,文中对不同条件下纳米颗粒浆料烧结后的微观形貌及Cu-Cu键合样品的微观形貌进行了研究,并进一步解释了烧结及键合的机理。研究结果表明,该种键合方法可靠,为功率器件封装中高质量的Cu-Cu键合提供了新的解决方案。

关键词： 5-氨基乙酰丙酸   桃树   低温胁迫   光合系统   抗氧化酶   转录组测序  

摘要： 低温胁迫是限制植物生长发育的主要非生物因素之一。阳春三月,天气回暖,百花盛开。受北方南下冷空气影响,此时极易出现“倒春寒”现象,严重的寒流可导致气温骤降至0℃以下。这对刚刚开花的果树来说,危害极大。生殖器官受冻会导致产量下降,减产,甚至绝收。桃树（Prunus persica L.）是一种重要的温带落叶果树,其冬季休眠期花芽可以忍受-23℃～-26℃低温,但在春季,花蕾的受冻温度为-1.7℃,开放花朵的受冻温度为-1.1℃。“倒春寒”现象常常难以预测,若没有及时的预防措施,一旦寒潮来临,将会对生产造成灾难性损失。因此,如何提高桃树在花期抵御低温胁迫的能力,是一个具有生产实践意义的重大课题。5-氨基乙酰丙酸（5-Aminolevulinic acid,ALA）是卟啉类化合物的生物合成的前体,参与合成叶绿素、亚铁血红素和维生素B12（钴胺素）等。众多学者研究发现,ALA除作为中间产物参与生物代谢之外,还具有类似植物激素的作用,可以参与调节植物的生长发育,并在帮助植物抵御非生物胁迫等方面具有重要作用。ALA能够提高植物耐寒性已被前人证实,但ALA提高桃花耐寒性效应与机理迄今还鲜有报道。本文以桃树花期叶片、花朵和雌蕊为材料,进行不同时间的低温处理后测定相关生理指标,并通过对子房转录组测序,筛选出了ALA调控桃花耐寒性的关键转录因子,为探究ALA防寒机制提供了参考依据。研究主要结果如下。1.为了解外源5-氨基乙酰丙酸（ALA）预处理对桃树幼叶低温胁迫的影响,本试验以春季桃树幼叶为试材,用50 mg·LALA溶液喷施叶片,然后于处理后第3、6、9和12 d采集幼叶,置于-6℃低温冰柜中处理0、2、4和6 h。结果表明,与清水对照相比,ALA预处理6-12 d,可以显著抑制低温胁迫导致的桃树叶片叶绿素快速荧光诱导动力学曲线早期荧光上升和晚期荧光下降。方差分析表明,ALA预处理6 d时显著提高PSII和PSI反应中心最大光化学效率（分别为φP_o和φR_o）、PSI反应中心被氧化的最大速率(V)以及PSII传递电子还原PSI反应中心的最大速率(V)。生理生化分析表明,低温胁迫导致桃树叶片相对电导率上升,而ALA预处理显著抑制其上升幅度。ALA预处理提高了低温胁迫下的桃叶SOD、CAT和POD酶活性,提高了可溶性蛋白质、可溶性糖和脯氨酸含量,降低了MDA含量。q RT-PCR分析表明,ALA预处理上调了PSII反应中心关键基因Psb B、Psb28、Psb O、Psb R和Psb Y以及脯氨酸合成关键基因P5CS1和P5CR的表达,下调了脯氨酸降解基因PDH的表达。2.为研究ALA根灌对花期整株桃树遭受低温胁迫的影响,本试验以盆栽水蜜桃树为实验材料,在盛花期前10 d左右用50 mg·LALA溶液进行根灌,然后于盛花期将整株桃树置于-4℃低温冷库中处理0.5、1.5、2.5和3.5 h,测定不同处理的幼叶叶绿素快速荧光曲线,分析相关叶绿素荧光参数;测定花瓣相对电导率、细胞相对活力、可溶性糖含量及可溶性蛋白质含量,并将不同处理的子房制成石蜡切片观察其细胞形态结构的变化。结果表明,ALA预处理可以显著抑制低温胁迫导致的桃树叶片叶绿素快速荧光诱导动力学曲线早期荧光上升和晚期荧光下降,增加PSII反应中心活性,减少低温导致的热量散失,缓解低温胁迫对光合系统的伤害;能降低低温胁迫下花瓣的相对电导率,提高细胞相对活力、可溶性糖含量及可溶性蛋白质含量,能提早子房细胞质壁分离,减缓细胞变大变形,减轻细胞破裂程度。3.为了探究ALA提高桃树耐寒性的分子生物学机理,本试验以常温对照、-4℃低温处理6 h及ALA预处理后低温处理的桃花雌蕊为材料,开展转录组测序分析。结果表明,9个样品纯化后共获得382,950,276条Clean Reads,有86.44%～93.57%均能比对到桃参考基因组。三个处理组一共鉴定到3138条差异基因,L＿C vs A＿L鉴定到379个共同差异基因,379个DEGs中共预测到7个转录因子,其中Pp WRKY24、Pp WRKY18、Pp ERF110在L＿C和A＿L中均上调表达。将L＿C和A＿L上下调基因分别进行GO富集分析,发现L＿C-up和A＿L-down有5条相同GO条目。分别将L＿C-down vs A＿L-up,L＿C-up vs A＿L-up,L＿C-up vs A＿L-down共同差异基因进行KEGG代谢通路分析,分别富集到5、12和13条代谢通路。另外,ALA预处理能够诱导低温下桃花雌蕊中与光合作用、呼吸作用和ABA、JA信号转导通路有关的大部分关键基因表达上调,而使病程相关蛋白PRs等编码基因表达下调。PPI分析表明,L＿C vs A＿L共有16个关联基因,其中Pp WRKY24处于核心调控位置。整体分析表明,ALA可

关键词： 低温缺血再灌注   醛类   小肠上皮细胞   紧密连接   Alda-1   乙醛脱氢酶2   深低温停循环   肠损伤   Alda-1   线粒体自噬   Parkin   PINK1  

摘要： 研究背景:体外循环(cardiopulmonary bypass,CPB)的不断完善极大的推动了心脏直视手术的发展,同时术后的并发症也不可忽视,其中心脏手术后肠损伤发生率低,但病死率高达50%。研究表明CPB期间低温缺血-再灌注的病理生理改变引起氧化应激是术后肠损伤的主要原因之一,其中4-羟壬烯醛(4-Hydroxynonenal,4-HNE)大量积蓄可能是导致肠粘膜屏障损伤的重要因素。因此本研究旨在通过建立体外细胞低温I/R模型,探究低温I/R对小肠上皮细胞和紧密连接结构的影响,明确4-HNE在此过程中的作用。研究方法:建立大鼠小肠隐窝上皮细胞IEC-6和人结肠腺癌细胞Caco-2低温糖氧剥夺-复糖复氧(hypothermia oxygen-glucose deprivation/reoxygenation,HOGD/R)模型,检测细胞凋亡程度、活性氧含量、紧密连接相关蛋白(ZO-1,Occludin和Claudin 1)的表达、4-HNE含量以及乙醛脱氢酶2(ALDH2)的表达情况。研究结果:与对照组相比,HOGD/R组IEC-6细胞凋亡率显著升高(1.8%±0.1%vs.30.8%±2.1%,p<0.001),抗凋亡蛋白Bcl-2表达水平下降(p<0.001),促凋亡蛋白Bax表达水平升高(p<0.001)。HOGD/R组Caco-2细胞的ZO-1、Claudin-1和Occludin的表达水平均显著降低(p<0.001)。蛋白免疫印迹和酶联免疫吸附实验结果均表明HOGD/R组细胞内活性氧明显增加,4-HNE大量蓄积。通过蛋白免疫印迹检测ALDH2表达水平,结果显示对照组和HOGD/R组细胞ALDH2在蛋白水平表达量无明显差异(p>0.05),通过酶联免疫吸附法检测ALDH2酶活性发现,HOGD/R组ALDH2酶活性明显低于对照组(p=0.037)。研究结论:HOGD/R导致小肠上皮细胞凋亡率显著增加,紧密连接蛋白表达水平降低,表明肠粘膜屏障受损。此外HOGD/R还会导致细胞内活性氧含量升高,4-HNE含量增加,虽然不影响ALDH2表达量,但能明显降低ALDH2活性。研究背景:深低温停循环(deep hypothermic circulatory arrest,DHCA)技术可为复杂心脏手术的开展提供清晰的手术视野并起到脑保护的作用,但DHCA术后相关并发症不容忽视。DHCA心脏术后肠损伤发生率虽然仅为1.1%,但预后不良。第一部分研究结果表明低温糖氧剥夺-复糖复氧(hypothermia oxygen-glucose deprivation/reoxygenation,HOGD/R)导致4-羟壬烯醛(4-Hydroxynonenal,4-HNE)生成增加。Alda-1可激活乙醛脱氢酶2(Aldehyde dehydrogenase 2,ALDH2)活性增强对4-HNE的清除能力。因此本部分研究旨在确认Alda-1预处理能否改善DHCA肠损伤。研究方法:建立大鼠DHCA模型,将动物分为三组:假手术组(Sham组)、DHCA组和Alda-1预处理组(Alda-1组)。体外建立IEC-6细胞和Caco-2细胞HOGD/R模型,分为以下三组:对照组(Control组)、HOGD/R组和Alda-1预处理组(Alda-1组)。分别检测组织和细胞的4-HNE含量、ALDH2酶活性、mRNA及蛋白表达量、细胞活性、HE染色观察病理改变、透射电镜观察超微结构、TUNEL细胞凋亡、炎症因子表达、Western blot法检测肠道紧密连接蛋白以及凋亡蛋白的表达情况。研究结果:与DHCA组和HOGD/R组相比,Alda-1预处理后能显著提高小肠组织和细胞的ALDH2酶活性(p<0.001),不影响ALDH2蛋白表达水平(p>0.05)。大鼠小肠组织4-HNE蛋白表达量显著高于Sham组(p<0.001),Alda-1预处理可明显降低4-HNE水平(p=0.028)。对于IEC-6细胞,HOGD/R组细胞活性显著低于Control组细胞,Alda-1预处理后明显提高细胞活性(p<0.001)。HE和透射电镜结果显示,DHCA组小肠绒毛和紧密连接结构损伤严重,Alda-1预处理可以减轻小肠组织结构损伤程度。TUNEL凋亡检测结果显示,DHCA组(HOGD/R组)的细胞凋亡率明显增加,Alda-1预处理可以显著减轻DHCA(HOGD/R)细胞凋亡程度(p<0.001)。WB检测小肠组织凋亡相关蛋白的表达水平,结果显示与DHCA组相比,Alda-1组的促凋亡蛋白Bax表达水平明显降低(p<0.001),抑凋亡蛋白Bcl-2表达水平显著升高(p<0.001)。此外,DHCA导致大鼠小肠组织TNF-a、IL-6和IL-1 β含量升高,MPO表达增多。A

关键词： 煤焦油   预处理   电脱盐   破乳剂   有机氯  

摘要： 由于煤焦油中的水分、无机盐、炭颗粒、有机氯和金属等杂质含量高,容易造成煤焦油加氢处理装置中管道腐蚀、催化剂失活和反应器床层堵塞等问题。采用离心分离、电脱盐、化学反应等技术手段对煤焦油的脱水、脱盐、脱氯等预处理技术进行了研究。

关键词： 低共熔溶剂   预处理   木质素   结构演变   β-O-4键  

摘要： 本研究考察了不同ChCl/羧酸、氢键供受体比例,处理温度和时间对杨木木质素脱除效果的影响;并采用XRD、FT-IR、GPC、HSQC表征手段对固体残渣和提取木质素进行结构表征,研究木质纤维素三组分的结构演变规律。结果表明,低温下(90℃),ChCl/FA木质素脱除率高于90%,木质素提取率和纯度高达63%和90%。纤维素保留率>98%,纤维素晶型不变(I_(β)型),固体残渣结晶度高达70%。提取木质素平均相对分子质量为1400,β−O−4保留率高达71%,占所有连接键的84.8%,是制备单酚的理想原料。

关键词： 鱼腥草   液氮低温预处理   顶空固相微萃取   气相色谱-质谱联用  

摘要： 以贵州鱼腥草为试验材料,利用顶空固相微萃取联动气质色谱分析技术(HS-SPME-GC-MS),分析对比鱼腥草在常温和液氮低温预处理下挥发性香气成分的变化。结果显示:鱼腥草在常温和液氮低温预处理后,分别检出22种和29种挥发性香气成分,拥有19种相同的香气成分,共同拥有烯烃、酯类、醛类等6大类别,其中烯烃类和酯类含量占比较高;液氮低温对烯烃类提取物质提取效果更好;香气成分分析得出,鱼腥草香气主要以乙酸龙脑酯、乙酸松油酯为代表的木香和以柠烯、蒎烯为代表的新鲜辛木香为主构成的主体香气特征,佐以甲基正壬酮的特征蜡香和柑橘果香所构成的香气特征。