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关键词： 清污分离   设计洪水   冲刷分析   壅水计算  

摘要： 结合丁山河清污分离工程建设方案,从建设项目占用河道情况,利用数理统计分析和水文水利计算方法,计算项目建设位置处设计洪峰流量、设计洪水水位、阻水比、壅水高度、冲刷深度等相关技术指标,结合项目建设位置所在河段防洪任务、防洪标准和防洪工程建设等实际情况,从建设项目对现有水利规划、河道行洪安全、河势稳定及防汛抢险等方面产生的影响进行防洪综合评价,研究分析得出对应的结论,并提出建议,减小或者消除对河道及水利工程设施的影响。

关键词： interfacial engineering   heterojunction   transfer resistance   inverse opal   solar water splitting  

摘要： Herein,we report a three-dimensional porous TiO_(2)/Fe_(2)TiO_(5)/Fe_(2)O_(3)(TFF)inverse opal through in situ thermal solid reactions for photoelectrochemical water *** Fe_(2)TiO_(5) interfacial layer within TFF acting as a bridge to tightly connect to TiO_(2) and Fe_(2)O_(3) reduces the interfacial charge transfer resistance,and suppresses the bulk carrier *** optimized TFF displays a remarkable photocurrent density of 0.54mAcm^(-2) at 1.23V *** hydrogen electrode(RHE),which is 25 times higher than that of TiO_(2)/Fe_(2)O_(3)(TF)inverse opal(0.02mAcm^(-2) at 1.23V ***).The charge transfer rate in TFF inverse opal is 2-8 times higher than that of TF in the potential range of 0.7-1.5V *** effects of the Fe_(2)TiO_(5) interfacial layer are further revealed by X-ray absorption spectroscopy and intensity-modulated photocurrent *** work offers an interfacial engineering protocol to improve charge separation and transfer for efficient solar water splitting.

关键词： 雨课堂   混合式教学   化工分离工程   教学设计  

摘要： 混合式教学是实现教师对不同知识层次学生实施因材施教的一种有效的教学模式,以《化工分离工程》为例探讨了雨课堂在混合式教学过程中的设计与实施。根据《化工分离工程》的课程特点及学生的层次水平,设计了基于雨课堂的混合式教学方法并将其应用到教学实践中,以弥补并改善传统课堂教学过程中存在的不足与弊端,以提升教学效果;同时,对教学过程中存在的一些问题进行了思考和探索。

关键词： 生物分离工程   创新应用型人才   教学改革  

摘要： 为满足生物工程相关产业对创新应用型人才的需求,对专业核心课程"生物分离工程"教学改革路径进行探索。通过对教学内容、教学方法、课程考核方式等方面的改革,培养学生对理论知识的实践应用能力,创新能力和解决工程实践中问题的能力,激发学生内在学习动力,提高主动性,增强教学效果。

关键词： 生物工程   生物分离工程   教学质量   提升   对策  

摘要： 生物分离工程是生物工程专业的核心课程,是一门理论性和实践性都很强的课程。提高《生物分离工程》课程的教学质量对现代生物技术至关重要。作者结合多年教学经验,分别从选择适合的教材,规划课程内容,与学生专业见习、实习以及毕业论文(设计)相结合等方面探讨如何提升《生物分离工程》课程的教学质量,为生物工程专业发展提出建议。

关键词： 化工分离工程   OBE理念   改革路径  

摘要： 随着高等教育改革的深入推进,化工专业教育教学理念也在不断向着多样化、现代化方向发展。在此背景下,OBE成果导向理念被广泛应用于一些高校工科专业的教学中,以确保教学有效性和提高专业育人效果。基于此,以高校《化工分离工程》教学改革为契机,在阐述OBE理念内涵与特点的同时,就该理念下《化工分离工程》教学的改革路径进行了详细探讨,以期能够给广大教师提供一些借鉴参考,共同为《化工分离工程》教学的现代化改革和发展贡献力量。

关键词： 金属-有机框架   孔环境工程   拓扑结构   有机致癌染料去除   气体储存与分离  

摘要： 金属-有机框架材料(MOFs),具有卓越的调节孔隙大小、内部环境的可操作性和预设计性,是探索高性能功能材料的优良平台,在气体燃料存储、工业气体混合物分离、有机污染物去除等领域得到广泛的研究。针对功能型MOFs的孔环境工程,本论文的主要设计思路是:一方面,利用孔限制效应,设计超微孔金属有机框架,以提高MOFs对不同气体分子的尺寸筛分效果;另一方面,在构建小孔窗口的基础上,协同功能结合位点(包括开放金属位点、路易斯碱性位点)或芳香环修饰构建惰性孔隙环境,以解决气体高选择性分离和良好的吸附储存性能之间的权衡问题。为此,本论文采用溶剂热反应,选择能够形成强配位键或高稳定性结构的金属节点和四羧酸有机配体结合,通过引入辅助配体或改变溶剂反应体系来调控MOFs的孔隙环境,成功地设计合成了7例结构新颖的MOFs材料。通过孔隙环境工程的设计,赋予了这些MOFs多种功能的孔结构和孔化学性质,实现了针对不同分离应用领域的高性能MOFs材料的定制。本论文的研究内容包括三个部分:(1)基于四羧酸有机配体HTPTA和金属锌,通过引入N供给体辅助配体,设计合成了一系列高度可调的Zn-MOFs吸附剂平台。在结构设计上,利用柱支撑策略,选择了金属锌与有机配体HTPTA和4,4’-联吡啶配位,获得了多孔吸附剂化合物Zn TPTA-1。移除长柱配体后,重组装得到了新结构Zn TPTA-2材料。为了缩小孔道尺寸,进一步改善孔隙环境,选择了较短的孔分割配体1,2,4-三氮唑代替4,4’-联吡啶重组装为Zn TPTA-3,其框架进一步优化为更适宜分离CH/CO混合气体的孔环境,形成分子笼结构,并在孔表面引入开放金属位点和路易斯O/N功能位点。对三种Zn-MOFs的孔隙结构、吸附等温线、密度泛函理论(DFT)计算和动态突破曲线实验进行详细研究,探究了孔隙环境工程设计对分离气体性能的影响,为具有结构复杂性、功能性的多孔材料的设计提供可行方法。(2)基于四羧酸配体HTPTA和高价金属铟,通过溶剂诱导效应和配体构象的灵活性,成功地制备了两种In(Ⅲ)-MOF,展示了拓扑结构的多样性和不同的稳定性。对两种In-MOFs的孔隙结构、吸附等温线、理想吸附理论(IAST)工业气体分离模拟和有机染料吸附分离实验进行了详细研究。其中,In TPTA-1为阴离子框架材料,具有超大的一维纳米孔道,能够有效去除大分子染料。In TPTA-2具有永久孔隙率,微孔环境和有效的吸附位点,使其表现出对CH的高吸附量和高选择性,具有优异的CH/CH和CO/CH分离选择性。对于纯乙炔制造和天然气净化,高选择性分离CH/CH的In TPTA-2材料具有良好的工业应用潜力。(3)基于含N位点的四羧酸配体HDDBP,通过网状化学原理,运用溶剂热反应成功合成了Cd DDBP和Mn DDBP两例不同结构的新型MOFs材料。对两种MOFs的孔隙结构、吸附等温线和IAST工业气体分离模拟进行了详细研究。其中,Cd DDBP具有多个开放金属位点结合中心,表现为高度极化的孔环境。这种孔隙环境导致了CH和CH的优先吸附行为,并有较高的CH储存能力。Mn DDBP由于完全配位的四核Mn簇的多配位连接,形成十二面体分子笼结构,具有较高的孔隙体积,其孔表面主要为低极性芳香环和未配位的N位点,无开放金属位点。这种孔隙环境增强了Mn DDBP对乙烷的作用力,使其在CH/CH反向吸附分离过程中优先与CH结合,从而达到一步纯化CH的效果。另外,Mn DDBP材料能够优异地分离CH/CH(分离比达到375),有望成为一种分离C-C轻烃的工业吸附剂材料。

关键词： 循环肿瘤细胞   工程化细胞   功能化磁珠   邻位增强效应   细胞分离  

摘要： 循环肿瘤细胞(circulating tumor cells,CTCs)是从原发肿瘤部位脱落进入到外周血中的各类肿瘤细胞的统称,它们是肿瘤研究中一类重要的新型标志物,在癌症诊断以及治疗效果评估方面都具有很高的应用价值,因此成为肿瘤标志物研究中广泛关注的对象。目前已有一些循环肿瘤细胞的分离分析方法被开发出来,但这些方法对不同类型的循环肿瘤细胞不具有通用性。在本论文的工作中,我们结合功能化纳米材料和工程化细胞技术,开发了一种捕获分离循环肿瘤细胞的新方法。其中,功能化纳米材料是DNA四面体核酸框架修饰的磁珠,两者之间通过生物素与链霉亲和素结合而成,DNA四面体作为一种刚性核酸结构,为捕获工程化细胞的单链DNA提供方向以及相邻位置,与其他纳米材料相比具有更好的捕获效率和生物相容性。工程化细胞则是通过对细胞进行糖代谢工程化,再通过点击化学反应使DNA修饰到细胞表面,由于肿瘤细胞比普通细胞的糖代谢速度快,DNA工程化的肿瘤细胞远多于被工程化的正常细胞,这样构建的DNA工程化肿瘤细胞能与功能化磁珠通过DNA互补结合,再通过磁吸作用可轻松地将循环肿瘤细胞从细胞群中分离出来。我们使用该方法成功构建了多种DNA工程化肿瘤细胞系,并通过磁吸作用成功进行分离。该方法可对多种循环肿瘤细胞进行分离捕获,具有较好的普适性,对于临床研究循环肿瘤细胞的分离和分析也具有较高的参考价值。论文的研究内容主要包括以下三个方面工作:***功能化磁珠的构建与表征DNA功能化磁珠是本工作中用来分离循环肿瘤细胞的纳米材料和工具,在这部分工作中,我们首先构建DNA功能化磁珠并对其进行一系列表征和考察。我们采用链霉亲和素磁珠为基底,通过亲和素与生物素的特异结合,把修饰有生物素的DNA四面体核酸框架结合在磁珠表面,得到DNA功能化修饰的磁珠。选择DNA四面体框架对磁珠进行功能化的原因是四面体具有极佳的刚性和稳定性,其顶点上向外延伸的两条单链尾巴则用于后续利用邻位增强效应去结合工程化细胞。DNA四面体核酸框架的组装过程通过琼脂糖凝胶电泳加以表征,DNA四面体核酸框架在磁珠上的修饰过程则通过DNA链上的荧光修饰加以鉴别。实验结果表明,DNA四面体可成功、稳定地修饰于磁珠的外表面,为后续捕获工程化细胞提供了有利的前提条件。***工程化细胞的构建与应用DNA工程化细胞的成功构建对循环肿瘤细胞的分离分析十分重要。其构建策略是让细胞代谢含叠氮基团的化学糖(四酰化-N-叠氮基乙酰-甘露糖胺),使细胞膜蛋白糖链带上叠氮基团,再通过点击化学反应将DNA链修饰到细胞表面,构建DNA工程化细胞。由于肿瘤细胞对糖代谢的偏爱,血液中的循环肿瘤细胞表面修饰的DNA链密度会比正常血细胞更大,从而让功能化磁珠利用邻位增强效应去捕获工程化循环肿瘤细胞成为可能。我们对三种肿瘤细胞(人宫颈癌细胞Hela,人胰腺癌细胞PATU-8988和人肝癌细胞HepG2)以及两种正常血液细胞(红细胞和白细胞)进行相同的工程化处理,再用功能化磁珠分别去结合这几种细胞,结果发现,三种肿瘤细胞均能结合功能化磁珠,而两种正常血液细胞无法跟功能化磁珠结合。这样的结果说明肿瘤细胞可被成功工程化,并能与功能化磁珠紧密结合,而正常血液细胞不可以,这是后续对血液中的循环肿瘤细胞进行分离分析的基础。3.基于邻位增强效应捕获检测DNA工程化循环肿瘤细胞本章利用DNA功能化磁珠作为细胞捕获器,对DNA工程化循环肿瘤细胞进行捕获,并对分离得到的循环肿瘤细胞进行培养和分析。通过裂解人全血中的红细胞,向所得白细胞中加入DNA工程化的肿瘤细胞来模拟外周血中工程化的循环肿瘤细胞,再用功能化磁珠和外加磁场进行捕获分离。实验结果表明,DNA功能化磁珠会结合到DNA工程化的循环肿瘤细胞上,流式细胞仪可将结合了磁珠的少量工程化循环肿瘤细胞从未结合磁珠的大量白细胞中检测分析出来;另一方面,在外加磁场的作用下,循环肿瘤细胞也可从细胞混合物中分离出来,对分离得到的循环肿瘤细胞进行常规的细胞培养后发现,细胞生长和增殖态势良好,72 h内可铺满培养皿,活细胞率达到95%以上。以上结果对不同种类的两种肿瘤细胞(人宫颈癌Hela细胞和人肝癌HepG2细胞)均适用,说明我们发展的DNA工程化循环肿瘤细胞分离分析方法具有较好的普适性。

关键词： 全基因组分析   亚单位疫苗   DNA核酸疫苗   联合免疫   保护效果  

摘要： 鸡传染性贫血(Chicken infectious anemia,CIA)是由鸡传染性贫血病毒(Chicken infectious anemia virus,CIAV)引起的,以雏鸡再生障碍性贫血和全身性淋巴组织萎缩为主要特征的免疫抑制病。CIAV主要感染10-14日龄雏鸡,被感染的雏鸡极易发生其他病原继发感染和疫苗免疫失败,从而给养禽业造成巨大经济损失。近年来,我国鸡场中CIAV阳性率逐年升高。根据流行病学调查数据,CIAV已广泛存在于我国的各种类型鸡群中。疫苗免疫是防控该病的重要方式。然而,目前国外使用的CIAV弱毒疫苗毒力较强;虽然已有灭活疫苗、基因工程疫苗的研究报导,但存在生产成本高、保护效果不佳等缺陷。本研究首先对采集自山东省肉鸡鸡群的疑似CIAV病料进行了检测,并对分离到的33株毒株进行了全基因组测序分析;进一步制备了CIAV亚单位疫苗和DNA核酸疫苗,并对两种疫苗联合接种“Prime-boost”免疫策略的保护效果进行了评价。1.山东省部分地区肉鸡源CIAV分离鉴定与全基因组序列分析为了解山东地区肉鸡CIAV感染情况及毒株基因组特征,本研究于2020年1月至2021年9月采集山东省疑似发病的肉鸡组织样本进行PCR检测,结果发现所采集样品的CIAV阳性率为52.05%(38/73)。将阳性病料接种于MDCC-MSB1细胞,成功分离出33株CIAV。随后,对这33株病毒全基因组序列进行了测定和分析。结果表明,33株CIAV全基因组序列同源性为95.7%～99.3%,与Gen Bank参考株的同源性为95.3%～99.3%。33株CIAV的VP1核苷酸序列同源性为95.1%～99.8%,在VP1氨基酸序列共发现了35个氨基酸位点发生了替换。分离株VP1的第394位均为Q,推测这些分离株可能具有较强致病性。通过RDP4软件对可能存在的基因组重组现象进行预测,发现SD2014、SD2009、SD2103和SD2102这四个毒株存在基因重组。上述结果有助于深入了解CIAV流行株的分子流行病学特征和基因演变规律,提示我们有必要加强对CIAV的监测和防控。***亚单位疫苗和DNA核酸疫苗的制备与免疫效果检测为制备安全有效的CIAV疫苗、探索高效的免疫方式,本研究首先构建了原核表达质粒pET32-VP1和pET28-VP2,利用大肠杆菌表达系统分别诱导表达VP1重组蛋白和VP2重组蛋白,SDS-PAGE和Western blot试验验证表明重组蛋白成功表达。将两种蛋白按1:1混合,与弗氏完全佐剂混合后即为亚单位疫苗。随后,将CIAV VP1基因和VP2基因连入pBud CE 4.0双向表达载体,构建同时表达VP1和VP2的真核表达质粒pBud-VP1-VP2。将真核质粒转染到DF-1细胞,Western blot试验证实目的蛋白可以成功进行表达。将pBud-VP1-VP2质粒与脂质体混合后即为DNA核酸疫苗。根据文献报道,亚单位疫苗免疫虽然能刺激产生抗体,但很难诱发机体细胞免疫;核酸疫苗诱发的免疫应答更加全面,但对动物保护效果不佳。据此,我们探索了先接种DNA核酸疫苗、再接种亚单位疫苗的“Prime-boost”免疫方式。将60只1日龄SPF鸡随机分为4组,第1组在1、14日龄免疫DNA核酸疫苗;第2组在1、14日龄免疫亚单位疫苗;第3组在1日龄免疫DNA核酸疫苗、14日龄免疫亚单位疫苗;第4组在1、14日龄免疫空载体质粒。一免后每周采集血清,检测CIAV抗体滴度。结果发现,亚单位疫苗和DNA核酸疫苗均可诱发抗体免疫反应,而且二免2周后DNA-亚单位疫苗联合免疫所诱发的抗体水平最高。为了解疫苗免疫对细胞免疫功能的影响,通过淋巴细胞增殖试验测定各组脾脏淋巴细胞增殖反应。结果显示,三个疫苗免疫组的SI指数均高于对照组,且DNA-亚单位疫苗联合免疫组的SI指数显著高于单独免疫组(P<0.05)。利用VP1重组蛋白刺激各组淋巴细胞并用ELISA方法检测上清中IL-2、IL6和IFN-γ的含量,结果显示,三个疫苗接种组的IL-2、IL-4和IFN-γ水平显著升高(P<0.05),其中DNA-亚单位疫苗联合免疫组细胞因子表达水平最高。为进一步验证联合免疫的保护效果,进行了动物攻毒保护试验。将75只1日龄SPF鸡随机分为5组,分别为DNA核酸疫苗免疫组、亚单位疫苗免疫组、DNA-亚单位疫苗联合免疫组、攻毒对照组和空白对照组。1～4组在21日龄肌肉注射CIAV SD15野毒株,通过红细胞压积(Hct)、胸腺指数和血浆病毒载量评估疫苗保护效果。结果表明,未免疫CIAV攻毒组的Hct值和胸腺指数显著降低,而免疫组Hct值和胸腺指数均有所恢复,其中联合免疫组恢复最为显著。在攻毒后的第1、2周采血,通过荧光定量PCR方法检测病毒载量。结果显示,除

关键词： 产品设计   螺旋压榨油脂分离设备   价值工程   QFD  

摘要： 我国装备制造业的转型升级进入新的历史阶段,大型机械装备在制造行业中的占比越来越大。目前,螺旋压榨油脂分离设备的研究主要集中在提升出油率和压榨级数等方面,存在用户需求与功能指标难以转化、设备优化目标多变和难以确定设计要素等问题。本课题以螺旋压榨油脂分离设备为研究对象,结合价值工程和质量功能展开原理(Quality Function Deployment,QFD),从用户需求、功能优化、人机操作和外观造型等方面进行设计实践。本课题综合运用QFD、灰色关联分析法、熵权法和模糊综合评价等方法,对螺旋压榨油脂分离设备的用户需求与功能指标展开设计研究。首先,通过用户访谈与网络调查问卷获取用户需求,采用KJ法对原始用户需求进行筛选,将筛选后的需求进行分类整理,并用AHP法确定各类用户需求权重。其次,运用价值工程理论对功能展开定义和描述,结合功能分析结果构建功能结构树。根据用户需求和功能指标间的相关强度建立相关关系矩阵,将用户需求、用户需求权重、功能指标及相关程度等输入质量屋模型中,得到功能指标的重要程度,并采用独立配点法和比例分配法求解螺旋压榨油脂分离设备的功能系数和成本系数。再次,根据价值系数和最合适区域曲线构建最合适区域图,对功能指标进行整合并确定方案的具体设计方向。运用灰色关联分析法对三个初步设计方案进行优劣排序,选择关联度系数高的方案进行深入设计。最后,根据价值机会分析表进行方案优化得到最终方案,采用基于熵权的模糊综合评价法对设计方案进行评价,以此验证理论应用的可行性。在螺旋压榨油脂分离设备的设计实践中提出基于价值工程的设计流程,有效的将功能指标与用户需求进行融合转化,提升螺旋榨油脂分离设备的功能性、交互性及整体价值,有利于国内企业更好地设计出满足用户需求的产品,也为同类型产品设计的方法研究与设计实践提供参考。