黑龙江大学自然科学学报

综述

  • 准二维钙钛矿发光二极管中的相调控研究

    刘少威;战宏梅;秦川丽;秦川江;

    金属卤化物钙钛矿凭借其优异的光电性能和易于制备的特点,近年来在光电子学领域引起了广泛关注,被认为是具有广阔应用前景的革命性新型光电半导体材料。准二维钙钛矿作为其中一类重要材料,具有可调的光物理性质,包括更高的激子结合能、多重量子阱结构、自然级联能量漏斗和带隙可调性,这使其成为有前途的下一代发光二极管(Light-emitting diodes, LED)侯选材料。调控准二维钙钛矿的相分布是实现高效钙钛矿LED的关键。本文基于课题组的研究工作,深入讨论了通过精准调控相分布实现高效准二维钙钛矿LED的策略和应用。

    2024年04期 v.41 379-391+505页 [查看摘要][在线阅读][下载 2674K]

数理科学与信息技术

  • 均值回归OU过程驱动的具有有限Markov链和Lévy跳的随机Gilpin-Ayala模型的动力学研究

    高蒙;艾晓辉;

    提出了均值回归OU(Ornstein-Uhlenbeck)过程驱动的具有有限Markov链和Lévy跳的随机Gilpin-Ayala模型,并研究了该随机Gilpin-Ayala模型的渐近行为。首先,选用适当的李雅普诺夫函数,证明随机Gilpin-Ayala种群模型全局解的存在性;其次,证明了随机Gilpin-Ayala种群模型解的矩有界性;再次,证明了随机Gilpin-Ayala种群模型解的平稳分布的存在性;最后,证明了随机Gilpin-Ayala种群模型的灭绝性。通过例子和数值模拟图验证了理论结果。

    2024年04期 v.41 392-405页 [查看摘要][在线阅读][下载 1498K]
  • MS-DFM模型的参数估计及其在股市周期识别中的应用

    杨柳;刘鑫;马维军;袁超凤;

    对已有的马尔科夫转移动态因子模型提出了一个新的参数估计方法——两步最大期望(Expectation-maximization, EM)法,通过对马尔科夫转移动态因子模型进行重新参数化,将其转换为混合动态因子模型,并将因子与状态均视为潜变量,利用EM算法实现对重新参数化后的参数以及因子得分的估计。将因子得分视为已知数据、状态视为潜变量,针对每个因子序列建立马尔科夫转移自回归模型,利用EM算法对依状态变化的截距项和自回归系数进行估计,并对状态与拐点进行识别。通过数值模拟验证该方法的有效性,并将该模型与估计方法用于我国沪深股市股票数据分析中,对股市行业周期进行度量和识别。

    2024年04期 v.41 406-416页 [查看摘要][在线阅读][下载 2026K]

化学与材料科学

  • 锰钴金属氧化物的制备及其铀吸附性能

    王月;王添祎;范雪琪;郝少娴;杨嘉梁;乔志强;吴红军;纪德彬;

    核能因其清洁、高效、来源广泛,被认为是最有前景的替代传统化石燃料的能源之一。遗憾的是,铀矿石储存量有限,限制了核能的可持续发展,同时产生的含铀废水会造成环境污染问题。因此,从放射性含铀废水中提取和回收铀对于核能的可持续发展和环境保护是必要的。本文以高锰酸钾(KMnO_4)和氯化钴(CoCl_2·6H_2O)为原料,采用水热法和共沉淀法制备了2种锰钴尖晶石氧化物(CoMn_2O_4和MnCo_2O_4)。通过X射线衍射仪(X-ray diffractometry, XRD)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy, SEM)和BET(Brunauer-Emmett-Teller)比表面积测试对2种材料的晶体结构、形貌及比表面积进行分析,探究了溶液pH对2种材料吸附铀酰离子的影响。结果表明,水热法制备的CoMn_2O_4吸附效果更好。因此,研究了吸附时间、吸附温度和轴溶液初始浓度对CoMn_2O_4吸附性能的影响。在298 K、pH=5的条件下,CoMn_2O_4对铀酰离子的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,最大吸附量为229.06 mg·g~(-1)。本文采用水热法制备的材料在从含铀废水中吸附铀方面表现出巨大潜力。

    2024年04期 v.41 417-426页 [查看摘要][在线阅读][下载 1920K]

环境科学与生命科学

  • 蒽醌类化合物大黄酚和大黄素甲醚对人类细胞色素CYP1B1的抑制作用(英文)

    贾力维;周蕾;王振月;王谦博;刘笑妍;孟鑫;

    使用乙氧基试卤灵作为底物,评估了大黄酚和大黄素甲醚对CYP1B1的抑制作用。这些化合物对CYP1B1的抑制动力学通过逐步增加乙氧基试卤灵的剂量进行评估。抑制动力学结果显示,大黄酚(IC_(50)(0.47±0.01)μmol·L~(-1))和大黄素甲醚(IC_(50)(0.35±0.02)μmol·L~(-1))对CYP1B1的催化能力均具有明显的抑制作用。大黄酚的V_(max)和K_m值分别为(51.991 2±10.054 7) pmol·μg~(-1)(protein)·min~(-1)和(0.966 3±0.298 7) nmol·L~(-1),而大黄素甲醚的V_(max)和K_m值分别为(45.422 7±1.997 8) pmol·μg~(-1)(protein)·min~(-1)和(0.436 7±0.038 6) nmol·L~(-1)。动力学分析表明,大黄酚和大黄素甲醚均具有混合性抑制作用。这种混合抑制主要表现为化合物能够竞争性地结合CYP1B1的活性位点,同时也可能通过非竞争性机制降低酶的催化效率。通过分子对接研究蒽醌衍生物与CYP1B1之间的相互作用,分子对接结果表明,蒽醌衍生物可能通过附着在酶的活性位点上抑制CYP1B1。大黄酚和大黄素甲醚阻止CYP1B1的催化功能的能力揭示了它们的抗癌机制之一,有助于了解蒽醌衍生物结构和其CYP1B1抑制能力之间的联系,为开发新的癌症治疗药物做出探索。

    2024年04期 v.41 427-433页 [查看摘要][在线阅读][下载 1403K]
  • 一株野生乳孔硫磺菌Laetiporus cremeiporus的分离鉴定及其生物学特性研究

    黄嘉鸣;刘文琪;段应策;刘成伟;张杰;

    在东北林业大学校园内采摘到一株野生硫磺菌子实体,经分离纯化培养后,利用分子生物学分析,基于内转录间隔区(Internal transcribed spacer, ITS)序列建立系统发育树,鉴定其为乳孔硫磺菌(Laetiporus cremeiporus,L.cremeiporus)。采用单因素实验研究了不同碳源、氮源、pH和温度对菌丝生长的影响,乳孔硫磺菌菌丝生长的最适碳源为葡萄糖,最适氮源为硫酸铵,最适pH为4.0,最适温度为20℃。根据单因素实验结果,设计了正交实验,乳孔硫磺菌菌丝最适生长因子组合为葡萄糖、牛肉膏、pH 4.0、 30℃,各因素对菌丝生长的影响程度为pH>温度>碳源>氮源。

    2024年04期 v.41 434-442页 [查看摘要][在线阅读][下载 1436K]
  • puuC基因过表达对肺炎克雷伯氏菌发酵甘油生产3-HP的影响

    涂绣军;田甜;葛菁萍;

    为获得高产3-羟基丙烯酸(3-hydroxypropionic acid, 3-HP)的基因重组菌,从肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae,K.pneumoniae)HD79中克隆乙醛脱氢酶基因puuC,进行同源过表达,探究其对K.pneumoniae HD79甘油还原途径中乙醛脱氢酶(Aldehyde dehydrogenase, ALDH)活性与3-HP产量的影响。结果表明,成功构建了同源过表达puuC的重组菌株K.pneumoniae HD79-T,过表达puuC基因后提高了K.pneumoniae HD79的3-HP生产能力。K.pneumoniae HD79-T的3-HP最高产量为(2.05±0.03) g·L~(-1),比K.pneumoniae HD79((1.47±0.02) g·L~(-1))提高了39.46%。K.pneumoniae HD79-T中puuC基因、甘油脱水酶基因(dhaB)和1,3-丙二醇氧化还原酶基因(dhaT)的相对表达量较K.pneumoniae HD79分别提高94.35、1.72和1.35倍。K.pneumoniae HD79-T中ALDH、甘油脱水酶(Glycerol dehydratase, GDHt)和1,3-丙二醇氧化还原酶(1,3-propanediol oxidoreductase, 1,3-PDOR)的酶活性相比,K.pneumoniae HD79分别提高了27.40%、18.85%和5.10%。本研究构建的K.pneumoniae HD79-T提高了甘油还原途径关键酶ALDH的酶活性,是高效利用甘油发酵生产3-HP的前景菌株。

    2024年04期 v.41 443-452页 [查看摘要][在线阅读][下载 1525K]
  • 肠膜明串珠菌二鸟苷酸环化酶生物信息学分析

    李腾鑫;于连升;周渤森;杨义;杜仁鹏;

    环二鸟苷酸(Cyclic diguanosine monophosphate, c-di-GMP)可以调控细菌的生存优势,从而使细菌适应环境的改变。二鸟苷酸环化酶(Diguanylate cyclase, DGC)可以通过催化2个GTP分子合成c-di-GMP,虽然不同来源的DGC的催化功能类似,但是催化方式及调控通路存在较大差异,因此表征新来源的DGC具有重要的意义。以肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides,Ln.mesenteroides)DRP105中的DGC序列为基础,进行了生物信息学分析。结果表明,DGC含有5个开放阅读框和1个保守结构域,并且与Ln.mesenteroides CBA3607中含有GGDEF结构域的蛋白高度相似。理化性质分析结果表明,DGC是一种定位于细胞膜上的亲水蛋白,存在6段跨膜螺旋结构。结构预测结果显示,DGC含有3段保守序列,主要由α-螺旋和β-折叠组成,含有GGEEF结构域和Mg~(2+)结合位点。分子对接结果表明,2个GTP分子与c-di-GMP的活性口袋稳定结合。本研究结果可为后续深入探索Ln.mesenteroides DGC的催化功能提供理论基础。

    2024年04期 v.41 453-462页 [查看摘要][在线阅读][下载 4557K]
  • 不同土壤pH对甜菜幼苗生长与光合参数的影响

    李珅源;吕春华;王堽;耿贵;

    以甜菜H004品系为试验材料,设置9个不同pH水平(pH=5.0、6.0、7.0、7.5、8.0、9.0、9.5、10.0、11.0)探究甜菜生长的适宜pH条件。结果表明,甜菜幼苗株高、鲜重、叶面积、叶绿素含量、净光合速率(Net photosynthetic rate, Pn)、蒸腾速率(Transpiration rate, Tr)、气孔导度(Stomatal conductance, Gs)和胞间二氧化碳浓度(Intercellular carbon dioxide concentration, Ci)在酸性环境下降低,在碱性环境中(pH=7.5~9.5)升高,且各指标随着土壤pH的升高呈先上升后下降的趋势,在pH=9.5时达到最大值。综上所述,甜菜在碱性环境中生长较好,pH=9.5是甜菜H004品系生长与进行光合作用的适宜条件,适度的碱性盐处理可以促进甜菜生长。

    2024年04期 v.41 463-469页 [查看摘要][在线阅读][下载 1249K]

电子科学与通讯工程

  • 基于改进SMOTE算法的网络入侵检测研究

    王震;佟志勇;彭美华;杨自恒;

    为了解决入侵检测领域中网络异常样本难以捕捉所导致网络数据正负样本不平衡的问题,提出了一种改进的人工少数类过采样法(Synthetic minority oversampling technique, SMOTE)算法,该算法增加了更多具有边界信息的样本,以提升少数样本的数量。通过对预处理后的少量数据进行过采样,实现数据平衡,将平衡后的数据输入机器模型以提高分类结果。在网络安全实验室-知识发现数据库(Network security laboratory-knowledge discovery in databases, NSL-KDD)数据集中使用了多种机器学习模型进行实验。结果表明,改进的SMOTE算法能够有效解决数据样本不平衡问题,相比于不做处理和传统SMOTE算法,具有较高的准确率、精确率、召回率和F1值(F1-score),此模型具有更快的收敛速度。

    2024年04期 v.41 470-476页 [查看摘要][在线阅读][下载 1474K]
  • FNPS:基于伪孪生网络的虚假新闻检测方法

    姜凯育;刘勇;杨雷;

    社交媒体的普及和信息传播的便捷化使得虚假新闻的传播和影响力不断增加,给社会带来了严重的负面影响。为了应对虚假新闻的干扰,提出了一种基于伪孪生网络的虚假新闻检测方法(Fake news detection method based on Pseudo-Siamese network, FNPS)。受计算机视觉领域任务的启发,将虚假新闻的检测视为多模态语义匹配问题,采用双向长短时记忆(Bi-directional long short-term memory, BiLSTM)网络和50层残差网络(50-layer residual nets, ResNet50)分别提取新闻数据的文本特征和图像特征,并将它们从原始空间映射至新的目标空间来衡量文本与图像的语义匹配程度。通过测试微博数据集,FNPS模型可以有效检测跨领域虚假新闻,并优于其他的多模态虚假新闻检测模型。

    2024年04期 v.41 477-484页 [查看摘要][在线阅读][下载 1691K]
  • 基于云边协同的通用板级自动测试系统方案设计

    林连冬;于化男;朱贺;蓝润泽;陈滨;

    针对当前数字电路自动测试领域,对通用板级自动测试系统进行了设计,完成了系统方案的设计开发和测试验证。为了解决通用板级自动测试系统的测试数据量大、本地存储容量不足、测试向量与被测试目标无法自动化匹配、无法进行批量快速测试等问题,采用云边协同架构设计了通用板级自动测试系统,避免了大量数据传输和数据集中式处理,使得云端计算资源能够集中解决关键数据处理任务。为了提高板级测试平台的通用性,使平台适配不同接口的电路板,同时具有高速网络数据处理能力,系统选用精简命令集处理器和现场可编程门阵列(Advanced RISC machines, Filed programmable gate array, ARM+FPGA)的异构计算平台作为边缘设备。为了提高系统的测试效率,采用模块化的设计思想,系统硬件测试平台设计了多总线分布式结构。系统采用扇出导向(Fan-out-oriented, FAN)算法生成测试向量,并基于浏览器/服务器(Brower/Server, B/S)架构设计了用户操作界面,用户可通过浏览器进行测试操作,完成板级自动故障测试,并自动生成故障诊断报告。实验结果表明,对两个待测板卡进行测试验证,通用板级自动测试系统可以自动识别目标板卡,自动匹配测试向量,进行自动测试,生成测试报表。基于云边协同的通用板级自动测试系统提高了测试效率,满足数字电路板卡出厂前批量测试的需求,具有实际应用价值。

    2024年04期 v.41 485-495页 [查看摘要][在线阅读][下载 2216K]
  • 用于雷达信号分选的K中位最近邻聚类算法

    伍佳钰;甄佳奇;

    在处理雷达信号时,基于密度的空间聚类(Density-based spatial clustering of applications with noise, DBSCAN)分选算法依赖于参数或阈值的选取,影响分选的准确率。为此提出了一种改进的雷达信号脉冲分选算法,在DBSCAN聚类基础上结合了K中位最近邻(K-median nearest neighbor, KMNN)算法,通过引入自衰减系数并设置阈值上限对参数值列表进行二次处理,可以自适应根据聚类结果与不同参数时的K值之间的关系确定最优的邻域半径和最少点个数,提高了分选的正确率。通过仿真实验验证了算法利用雷达脉冲描述字特征进行自适应分选的有效性。

    2024年04期 v.41 496-504页 [查看摘要][在线阅读][下载 2483K]
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