河北大学学报(自然科学版)

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1. SnO2和TiO2薄膜在钙钛矿材料上的原子层沉积工艺

罗浩,张慧玉,刘红燕,刘海旭,路万兵

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (4): 370-375. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.04.006

摘要（664）

PDF（pc）（999KB）（561）

金属电极与卤素之间的扩散反应是造成钙钛矿太阳电池(PSC)衰退的重要因素,而利用原子层沉积(ALD)技术在金属电极和钙钛矿活性层之间沉积致密且电学性能良好的缓冲层,是解决上述问题的优选方案之一.本文主要研究了利用ALD技术在金属有机卤化物钙钛矿材料上沉积SnO₂和TiO₂薄膜的工艺兼容性问题.通过X线衍射和紫外-可见吸收光谱等技术,表征了分别作为钛源和锡源的四(二甲氨基)钛(TDMATi)和四(二甲氨基)锡(TDMASn)脉冲以及不同温度下水脉冲对钙钛矿薄膜结构的影响,分析了不同前驱体源的脉冲及吹扫时间对薄膜沉积模式的影响,获得了与钙钛矿材料相兼容的SnO₂和TiO₂薄膜的优化ALD工艺.将优化后的SnO₂和TiO₂薄膜ALD工艺应用于倒置PSC制备,对电池的J-V曲线和大气环境下的稳定性测试结果表明,基于ALD技术沉积的SnO₂和TiO₂缓冲层的引入,使得PSC的稳定性明显改善,而且其功率转换效率也有所提高.

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2. 超声波对小鼠活动行为的影响及其驱鼠机制研究

邵建泽,韦梦祎,陈凯,张玉明,柳峰松

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (5): 504-510. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.05.009

摘要（556）

PDF（pc）（1017KB）（498）

为了探究超声波对小鼠行为的影响以及超声波驱鼠器的作用机制,建立评价超声波驱鼠器效果的简便方法,使用市售超声波驱鼠器进行旷场驱离小鼠实验,通过自发活动、高架十字实验和蔗糖水偏好实验统计了小鼠在超声波发生器与超声波驱鼠器胁迫下的行为学变化.结果显示,超声波驱鼠器连续10 d处理,具有驱离小鼠效果.超声波发生器和超声波驱鼠器连续10 d处理都会引起小鼠运动和探索能力下降,诱发其焦虑和抑郁情绪,并且超声波发生器处理引发的上述变化更为显著.本研究可为超声波驱鼠机制提供数据支持,也可为相关驱鼠器的效果评价与研发提供技术参考.

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3. 一类动态Melan方程的解的存在唯一性

唐梦影,张健,王永达

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (5): 449-453. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.05.001

摘要（408）

PDF（pc）（327KB）（409）

为解决悬索桥的动态横梁模型——动态Melan方程的问题,采用Galerkin方法和压缩映射原理,对这类非线性非局部Melan方程进行了研究,得出了该方程的解的存在唯一性.

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4. La_0.67Sr_0.33MnO₃/PbZr_0.4Ti_0.6O₃/La_0.67Sr_0.33MnO₃外延铁电电容器物理性能

薛迎港,孟浩,王照文,赵文泽,刘保亭,代秀红

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (4): 364-369. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.04.005

摘要（270）

PDF（pc）（755KB）（351）

采用脉冲激光沉积法制备La_0.67Sr_0.33MnO₃(LSMO)薄膜,溶胶-凝胶法制备PbZr_0.4Ti_0.6O₃(PZT)薄膜,在SrTiO₃(STO)基片上制备了LSMO/PZT/LSMO异质结电容器.X线衍射(XRD)研究表明LSMO和PZT薄膜在STO基片上实现了外延生长.LSMO/PZT/LSMO电容器具有良好的铁电性能,在5 V测试电压下,剩余极化强度为26.9 μC/cm²,矫顽电压为2.5 V,LSMO/PZT/LSMO电容器显示出了良好的抗疲劳性能.5 V电压下电容器的漏电流密度为7.4×10^-6 A/cm²,在0~2.9 V为欧姆导电机制,2.9~5 V满足空间电荷限制电流(SCLC)导电机制.

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5. 多项分数阶非线性波动方程的数值方法及其快速实现

邵林馨,沈卓旸,马葛沁舟,闵婕,黄健飞

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (5): 454-462. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.05.002

摘要（276）

PDF（pc）（490KB）（322）

对带有空间四阶导数的多项时间分数阶非线性波动方程构造了一个线性化数值方法. 该方法采用线性化技术离散非线性项,从而避免求非线性方程组,并严格地证明了该方法的收敛性,在时间方向具有一阶精度,在空间方向具有四阶精度.该方法同样适用于初始奇异性问题,并且还可以用指数和技术来进行快速实现. 最后,通过数值实验验证了该方法的有效性和理论分析的正确性.

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6. Cd与Se比例对CdSe量子点发光性能的影响

丁亚楠,郑一博,赖伟东,李曙光,韦志仁,李志强,王春生

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (5): 463-467. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.05.003

摘要（311）

PDF（pc）（827KB）（279）

硒化镉(CdSe)量子点具有荧光量子产率高、稳定性好以及光谱易于调节等优点,在发光二极管、太阳能电池及荧光标记等领域有着广阔的应用前景,而研究不同工艺条件对其性能的影响具有重要意义.以金属氯化物为Cd和Se源,以巯基丙酸(3-MPA)为包覆剂利用水相回流反应法在100 ℃下反应120 min制备了系列CdSe量子点,并讨论了不同Cd与Se比例时样品的形貌、带隙及光学性能的变化.CdSe量子点的尺度在2.19~2.57 nm,最强激发峰位于431 nm,发射峰位于561 nm,吸收光谱带边从460 nm蓝移到450 nm,表明样品在合成过程中,Cd与Se比例对样品的性能有一定的影响.

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7. 可见光催化降解水中邻苯二甲酸二丁酯

雷源,刘桂随,朱爱雪,李牧原,刘芃岩

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (5): 474-482. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.05.005

摘要（302）

PDF（pc）（1283KB）（265）

合成了复合材料g-C₃N₄/Bi₄O₅I₂,并进行了表征分析,以其为催化剂,研究了可见光照射下,水中邻苯二甲酸二丁酯(DBP)光催化降解的影响因素:催化剂投加量、溶液初始浓度、pH及水中常见阴离子Cl^-、NO^-₃和SO^2-₄等,并通过对降解产物的分析,提出了可能的降解机理. 结果表明:g-C₃N₄/Bi₄O₅I₂的最佳投加量为0.6 g/L;在研究范围内初始浓度越高,降解率越低;当溶液为中性时,对水中DBP的光催化降解效果最好;Cl^-、NO^-₃和SO^2-₄都对光催化降解产生了一定的抑制作用. 通过对反应后降解产物的分析,推测DBP是在活性物质的攻击下,侧链先发生断裂,再继续降解为小分子物质. 研究结果对水环境中邻苯二甲酸酯类的去除具有重要的实际意义和参考价值.

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8. 轮轨激励条件下轴箱轴承内圈故障振动特性分析

邓飞跃,王红力,高瑞洋,李浩

河北大学学报(自然科学版) 2023, 43 (6): 561-570. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.06.001

摘要（339）

PDF（pc）（2669KB）（254）

高速列车运行过程中,轮轨复杂激励会对轴箱轴承的动力学行为产生不可忽视的影响.首先利用UM(universal mechanism)软件建立车辆-轨道动力学模型,在对车辆模型进行稳定性、平稳性和安全性验证的基础上,获取了复杂激励下轴箱轴承所受的垂向、纵向和横向载荷;然后,通过Solidworks软件和ADAMS软件建立了轴箱轴承内圈剥离故障动力学模型,通过与滚振实验台轴箱轴承实验对比,验证了所提模型的准确性.通过动力学仿真分析可知,轴箱轴承故障侧的滚子与内圈接触载荷大于非故障侧与正常轴承,故障侧保持架的振动大于非故障侧与正常轴承,内圈故障冲击加剧了轴承保持架与外圈的质心波动.最后,进一步对比考虑轮轨激励下与定载荷下故障轴承仿真结果发现,受轮轨激励的影响轴承内部各个元件间的接触载荷显著增大,轴承保持架与外圈质心运动轨迹盒维数显著增大.研究成果对揭示实际工况下高速动车组轴箱轴承内部元件振动特性规律具有重要意义.

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9. 白洋淀流域大型底栖无脊椎动物群落结构分析

武志鑫,王玺,刘瑀璇,孙枭琼,王宏伟

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (4): 424-432. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.04.013

摘要（291）

PDF（pc）（1827KB）（252）

2019年5月、8月和10月对白洋淀流域的淀区、2个上游水库和4条上游河流中大型底栖无脊椎动物的不同季节群落结构变化进行了调查,发现其优势物种均为耐污种.淀区群落结构主要表现出受区域性影响较大,受季节性影响不大的特点,分析其生物量和生物多样性指数,呈现出淀区南部生物量高于淀区北部,淀区中心生物多样性高于淀区边缘;2个水库生物量与丰度变化具有一定的相似性,均表现为春季和秋季高于夏季;府河、孝义河和拒马河表现为春季生物量最低,沙河春季生物量最高,在4条河流中春季生物多样性均高于夏、秋季.总之,从生物量和生物多样性两方面来看,上游河流和水库主要表现为不同季节间差异显著,而不同区域间差异不显著.

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10. 柱前衍生-SPE-GC/MS法测定水中痕量溴代苯酚

葛嘉雨,梁海燕,刘冬,李春灵,张丰泉,赵茜

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (4): 395-402. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.04.009

摘要（252）

PDF（pc）（964KB）（250）

采用固相萃取法对水样中的溴酚(BPs)进行富集纯化,以乙酸酐为衍生化试剂,气相色谱-质谱联用仪为检测仪器,建立适于水中痕量BPs的分析方法,并通过以市政供水为测试水样的加标回收实验对该方法进行评价. 在优化后的实验条件下,BPs衍生后具有较好的色谱响应信号和色谱行为,定性检出限为0.8~17.7 ng/mL,空白加标回收率为93.2%~114.5%,以市政供水为水样加标回收率为68.3%~110.1%(其中仅2,4,6-三溴苯酚加标回收率相对较低,为68.3%~73.0%),相对标准偏差均小于20%. 所建立的分析方法灵敏度、回收率和重复性均较好,可以用于实际水样中BPs的测定.

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11. 基于双域信息的深度残差网络图像去噪

李凯,张辉,崔丽娟,彭锦佳,陈泰熙

河北大学学报(自然科学版) 2023, 43 (2): 216-224. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.02.014

摘要（210）

PDF（pc）（1255KB）（235）

基于深度学习的去噪技术,通过考虑视觉伪影和整体平滑噪声,提高了图像的质量.然而,它们很少涉及边缘细节的恢复.为此,本文提出了一种基于双域信息的深度残差网络去噪模型,利用小波域信息与空间域信息的融合来扩展网络学习信息,通过在激活单元内引入多尺度学习和空洞卷积,以此提取图像特征,并减少了网络参数.为了进一步改善去噪结果,结合小波域损失和空间域损失构造联合损失函数,使得网络获取更多的边缘与细节.实验结果表明,本文提出的方法不仅可以有效去除图像噪声,而且可以更好地恢复图像纹理细节,在主观和客观评价中均获得了更好的结果.

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12. 马铃薯淀粉的场流分离表征过程回收率研究

张文惠,宋天歌,孙瑜珊,申世刚,窦海洋

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (4): 376-383. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.04.007

摘要（256）

PDF（pc）（1376KB）（234）

采用场流分离技术探究了马铃薯(Solanum tuberosum L.)淀粉分离表征过程中样品间以及样品与超滤膜的交联,评价了载液离子强度、样品进样量、交叉流流速和聚集时间对马铃薯淀粉回收率的影响,并对结果重复性进行了考察.结果表明:在载液(含5 mmol/L NaNO₃,3 mmol/L NaN₃)pH 7.00,样品进样量15 μg,交叉流流速1.0 mL/min,聚集时间2.5 min的条件下,马铃薯淀粉的回收率为(97.30±0.02)%,回转半径相对标准偏差为1.18%,分子摩尔质量的相对标准偏差为5.67%.

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13. 海藻多肽的提取分离及抗肿瘤活性研究进展

沈金阳,张烜,于媛媛,张世诚,施柳清,董自波

河北大学学报(自然科学版) 2023, 43 (4): 379-386. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.04.006

摘要（231）

PDF（pc）（578KB）（226）

海藻是重要的海洋生物,也是人们食物的重要来源.前期广泛的研究已经证实,海藻含有大量的蛋白质.但由于多肽含量低,在提取纯化时,传统的方法存在一定难度,目前较常用酶解法和化学提取法进行提取,用色谱法和膜分离法进行纯化,从海藻中获取较高纯度的多肽,使用与MS相关的技术对其结构进行鉴定.海藻多肽对抗肿瘤具有较强作用,其作用机制表现在多个方面.本文综述了海藻多肽最新的提取纯化和鉴定方法及抗肿瘤活性的研究进展,为其进一步开发利用提供参考.

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14. 基于营养成分和主成分分析的驴肉与其他肉类分类研究

牛晓颖,牟晓晴,孙杰,张春江,赵志磊,田特

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (5): 483-493. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.05.006

摘要（387）

PDF（pc）（1007KB）（224）

选取生鲜驴肉样品40个,生鲜猪肉、牛肉、羊肉样品各8个,使用索氏抽提法和凯氏定氮法分别检测了样品的肌间脂肪和蛋白质含量,采用气相色谱法检测了样品的多种脂肪酸,并使用阳离子交换色谱分离、茚三酮柱后衍生法对样品的多种氨基酸含量进行了检测.对驴肉和其他肉类样品的多种营养成分含量进行了单因素方差分析. 结果发现:脂肪、蛋白质、肉豆蔻酸、十五碳酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、亚油酸、油酸及总不饱和脂肪酸、总饱和脂肪酸具有极显著差异,二十四碳一烯酸、反式油酸、苏氨酸、丝氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、组氨酸和脯氨酸具有显著差异,门冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、酪氨酸、精氨酸和总氨基酸具有一定差异.对不同差异水平指标组合分别进行了主成分分析,发现有明显的聚类趋势,其中极显著差异指标数据(多为风味成分)能够完全将驴肉和其他肉类分开.研究结果表明:使用营养成分对驴肉和其他肉类进行分类是可行的,不同肉类所具有的不同风味特征是分类的关键.

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15. 花生壳生物质炭的响应面法优化制备及其对水中Cr(Ⅵ)的吸附

邓天天,李晗晟,马培,徐梦醒,叶子昕,翟丽苹

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (4): 384-394. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.04.008

摘要（242）

PDF（pc）（1777KB）（222）

为探究生物质炭用于重金属废水处理的效果,选用花生壳为原料,ZnCl₂为改性剂,采用响应面优化法,得出最优生物质炭的制备条件,并探究了不同单因素对花生壳生物质炭吸附水中Cr(Ⅵ)的效果.结果表明:处理含50 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液,花生壳生物质炭的最优制备条件为ZnCl₂改性剂浓度4 mol/L,炭烧温度500 ℃,炭烧时间3 h,单因素实验最佳反应条件为pH=2,投加量=50 mg,此时吸附率为93.72%,且温度越高越有利于吸附.等温吸附实验符合Langmuir模型,表明吸附过程以单分子层吸附为主,属于吸热反应;动力学符合准二级方程,吸附过程中以化学吸附为主.

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16. 基于案例分析的人工湿地尾水处理技术进展

赵春霞,李天一,付亿俊,王洪杰

河北大学学报(自然科学版) 2023, 43 (1): 75-82. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.01.011

摘要（293）

PDF（pc）（1289KB）（222）

人工湿地技术综合了基质、微生物和植物对水中污染物的协同去除机制,广泛用于提升污水厂尾水水质,是一种绿色低耗的生态修复技术.本文汇总了以人工湿地为核心技术的众多城镇污水处理厂尾水资源化案例,对人工湿地技术的不同工艺运行方式和优缺点进行了分类归纳,提出依据不同水质特征量身设计复合人工湿地工艺的策略,为污水处理厂尾水的资源化利用提供参考.

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17. 重组人瘦素蛋白的原核表达、纯化和生物学活性鉴定

周向阳,李仲凯,郝腾飞,丁光硕,郑文慧,李文娟

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (5): 511-518. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.05.010

摘要（289）

PDF（pc）（852KB）（219）

为解决重组人瘦素蛋白(hLeptin)大规模生产过程中包涵体的形成以及体外重折叠过程中蛋白聚集导致的低产量,探究在大肠杆菌中hLeptin高水平可溶性的表达,并进行生物学活性检测.利用hLeptin成熟肽基因与pET-30a(+)-SUMO系统构建融合表达质粒pET-30a(+)-SUMO-Lep,转化至大肠杆菌BL21(DE3),加入异丙基-β-D-硫代半乳糖(IPTG)进行诱导表达,之后经Ni金属亲和层析纯化,并切去SUMO融合标签后获得成熟hLeptin.重组hLeptin表达量高,主要以可溶形式存在.通过KM小鼠减肥实验和CCK8实验证明重组hLeptin具有生物学活性.综上,使用SUMO融合标签,以增强hLeptin在大肠杆菌中的高效可溶性高纯度的表达,为大规模生产hLeptin提供了一种新方法,同时为表达可溶性重组蛋白研究提供了一定的基础.

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18. IAA对幼苗期夏橡生长及光合特性的影响

石海燕,张志刚,李宏,杨建军,李斌,史开奇,杨璐

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (5): 519-529. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.05.011

摘要（311）

PDF（pc）（1148KB）（219）

幼苗期夏橡在生长发育过程中存在封顶现象,为探究外源植物生长调节剂吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)对封顶现象的破除作用,以1年生夏橡播种苗木为研究对象,在夏橡封顶时喷施不同质量浓度的IAA.通过对夏橡生长特性、光合特性的测定,运用最小显著性差异法(least significant difference,LSD)及沃勒-邓肯对比分析在喷施不同质量浓度IAA后幼苗期夏橡生长特性与叶片光合性能的差异,结果表明:喷施IAA提高了夏橡光合特性日变化指标G_s、T_r及C_i,进而提高了植株的净光合速率(P_n),低质量浓度IAA处理下幼苗期夏橡P_n下午峰值提前,高质量浓度处理后光合“午休”现象消失;IAA处理对于延缓P_n下降有一定作用,质量浓度为60 mg/L的IAA处理时P_n最大;IAA处理前期主要受气孔限制,后期以非气孔限制为主.得出结论:IAA的喷施会提高夏橡幼苗的P_n,延缓P_n的下降,此外IAA质量浓度为100~120 mg/L时,破除幼苗期夏橡封顶现象效果最显著.

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19. 基于改进LMMSE的UFMC信道估计算法

刘子昌,郝玉莲,张锁良

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (4): 433-437. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.04.014

摘要（273）

PDF（pc）（663KB）（217）

针对将线性最小均方误差(linear minimum mean square error, LMMSE)算法直接应用于通用滤波多载波(universal filter multi-carrier,UFMC)系统中需要先验信道相关矩阵信息的不足,提出基于LMMSE的改进算法.该算法在频域对使用最小二乘(least square, LS)算法获得的信道频率响应进行平滑处理,在时域通过优化采样点的截短以确定理想的信道采样长度,并采用迭代估计方法获得最优信道相关矩阵,从而避免先验信道相关矩阵信息.经MATLAB仿真验证,改进后的算法对噪声的干扰可以有效抑制,对比传统LMMSE算法误码性能提升约2 dB,可以有效改善信道估计的准确度.

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20. 排序集抽样下定时截尾指数寿命数据的参数估计

董晓芳,高阳,张良勇

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (4): 337-342. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.04.001

摘要（345）

PDF（pc）（345KB）（212）

针对定时截尾指数寿命数据的参数估计问题,采用排序集抽样方法,研究了指数分布参数的极大似然估计.针对排序集抽样下似然方程求不出解的问题,似然方程的部分项替换为期望,并给出修正极大似然估计.估计效率的比较结果说明:基于排序集抽样方法的修正估计量优于基于简单随机抽样方法的极大似然估计量.

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21. 菲涅尔衍射积分的角谱算法

韩佳成,郭文雅,赵亚楠,杨丽君,王颖,张素恒

河北大学学报(自然科学版) 2023, 43 (3): 237-247. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.03.003

摘要（276）

PDF（pc）（1023KB）（211）

菲涅尔衍射可看作一个线性空间平移不变系统,因此可以在频谱域中,利用角谱算法来数值计算菲涅尔衍射积分.首先详细阐明了角谱算法的具体实施过程,澄清了理想采样条件、卷绕误差产生的原因和影响范围以及计算窗口尺寸的选取依据等相关问题.然后采用角谱算法数值计算了高斯光束照明余弦光栅的菲涅尔衍射场.数值解与解析解的对比表明,当满足理想采样条件并正确选取计算窗口尺寸时,角谱算法可以达到非常高的计算精度.最后数值仿真了单透镜相干成像实验,进一步展示了角谱算法的应用过程.

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22. 中国垂蕈甲属1新纪录种(鞘翅目:大蕈甲科)

闫子晗,侯家霖,臧昊明,王海姗,李静

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (5): 501-503. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.05.008

摘要（272）

PDF（pc）（452KB）（209）

记述了中国大蕈甲科垂蕈甲属1新纪录种——阿蒙垂蕈甲Triplax amoena Solsky,1871.对该种进行了形态描述,并提供形态特征图.研究标本存放于河北农业大学植物保护学院生物防治实验室.

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23. 白色放线动孢菌 DSM 45114^T rpf基因的克隆表达及结构预测

张宇帆,刘菁菁,曹敏,刘彤彤,陈雪,张秀敏

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (4): 411-420. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.04.011

摘要（281）

PDF（pc）（1684KB）（196）

复苏促进因子(Rpf)广泛存在于高 G+C 含量的革兰氏阳性细菌中,与休眠细胞的复苏有关,且不同细菌Rpf的种类和数量有一定差异.为了解不同物种中rpf基因的差别,对白色放线动孢菌(Actinokineospora alba)DSM 45114^T的3个Rpf蛋白的氨基酸序列、疏水性、信号肽、磷酸化位点、三级结构以及结构功能域进行生物信息学预测分析.设计了白色放线动孢菌(A. alba)DSM 45114^T rpf基因的特异性引物,从其基因组中扩增出了3个不同的rpf基因,随后构建pET-28a(+)-rpf表达载体,在Escherichia coli BL21(DE3)中进行诱导表达,成功表达了Rpf-2蛋白.将重组Rpf-2蛋白加入到活的非可培养(viable but non culturable,VBNC)状态的藤黄微球菌(Micrococcus luteus)和滨海红球菌(Rhodococcus marinonascens)中,结果表明,重组Rpf-2蛋白可以促进其复苏,添加量在体积分数为10%时复苏效果最好.本研究为后续探讨白色放线动孢菌(A. alba)Rpf蛋白的功能奠定了基础.

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24. 基于改进的Faster R-CNN的息肉目标检测和分类方法

杨昆,原嘉成,高聪,孙宇锋,路宇飞,常世龙,薛林雁

河北大学学报(自然科学版) 2023, 43 (1): 103-112. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.01.015

摘要（325）

PDF（pc）（1255KB）（193）

为了解决结肠镜下腺瘤性息肉和增生性息肉不易分型的问题,提出一种基于改进的Faster R-CNN的目标检测及息肉分类模型.在数据预处理阶段,对原有的2 426张息肉图像(1 582张腺瘤性息肉图像,844张增生性息肉图像)通过2种方式进行图像增强,并且通过改进的特征提取、边界框回归以及非极大值抑制的网络,用602张图像(386张腺瘤性图像,216张增生性息肉图像)进行测试.通过实验证明,在交并比(IoU)取0.5时,获得了86.8%的平均精度均值,相较于改进之前提升了2.3%.实验结果验证了该模型的潜在临床应用价值.

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25. 基于网络药理学及动物实验探讨瑞香狼毒治疗RA作用机制

胡伊力格其,白小红,白梅荣,包文双,胡和珠拉,拉喜那木吉拉

河北大学学报(自然科学版) 2023, 43 (1): 48-57. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.01.008

摘要（229）

PDF（pc）（2988KB）（186）

为探讨瑞香狼毒(Stellera chamaejasme L.)治疗类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)的潜在机制,利用TCMSP、PubMed及TCMID数据库和文献挖掘获得瑞香狼毒主要化学成分,利用Swiss Target Prediction、Uniprot数据库获得瑞香狼毒治疗疾病靶点,运用OMIM、GeneCards及PharmGKB数据库获取RA主要作用靶点,通过对化学成分靶点与疾病基因进行交集整合,筛选瑞香狼毒治疗RA的潜在治疗靶点.使用Cytoscape 3.6.1 软件构建“药物-活性成分-靶点-疾病”相互作用网络图,将潜在治疗靶点用DAVID软件分析预测相关的生物学过程,并通过动物实验对主要生物学过程进行验证.采用ELISA检测瑞香狼毒对RA模型大鼠血清炎症因子的影响,该研究共筛选出瑞香狼毒60个活性成分,5 017个与RA潜在治疗靶点及380个交集靶点;动物实验结果表明,瑞香狼毒可以通过抑制炎症因子肿瘤坏死因子(TNF-α)、白介素-6(IL-6)、白介素-1β(IL-1β)表达以发挥抗RA作用.该研究揭示了网络药理学预测并指导实验设计的合理性,证实瑞香狼毒可以通过抑制炎症因子以发挥抗RA作用,为瑞香狼毒治疗RA的机制研究提供依据.

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26. 不确定语言广义加权Heronian平均算子及决策应用

胡喜梅,杨淑霞,田大增

河北大学学报(自然科学版) 2023, 43 (2): 113-120. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.02.001

摘要（221）

PDF（pc）（851KB）（186）

在实际多属性决策问题中,属性间有时会存在一定的关联关系,且属性值有时以不确定语言的形式给出.为解决不确定语言环境下属性间存在关联关系的多属性决策问题,首先给出不确定语言广义加权Heronian平均(uncertain linguistic generalized weighted Heronian mean, ULGWHM)算子,并研究该算子的性质,包括幂等性、有界性、单调性、置换性及极限性质,然后给出了基于该算子的多属性决策方法,最后通过实例说明了基于ULGWHM算子的多属性决策方法的可行性.

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27. 光动力疗法在糖尿病足治疗中的应用及机制

赵建喜,庞静文,田翔,闫星寒,张秩铭, 赵占娟

河北大学学报(自然科学版) 2023, 43 (2): 188-196. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.02.011

摘要（297）

PDF（pc）（609KB）（181）

糖尿病足是糖尿病导致的与其他外伤因素等无关的足部组织破坏,在临床上属于慢性伤口,常合并缺血、周围神经病变以及感染,其愈合受损增加了感染的可能,因此在糖尿病足的治疗过程中,抗感染治疗是关键.目前临床上多使用抗生素进行抗感染治疗,但糖尿病足的病理生理变化阻碍了抗生素在溃疡中的渗透,使其难以到达病变部位,同时,由于抗生素多重耐药现象逐渐严峻,也增加了糖尿病足的治疗难度.光动力疗法以其靶向性好、副作用低、对微生物无耐药性等优点给糖尿病足的医治提供了新的选择.近年来,光动力疗法在治疗糖尿病足方面取得了不错的进展.因此,本文对光动力疗法在糖尿病足中的应用、治疗机制、近期的研究成果等方面进行阐述.

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28. 一种基于SSA-BRF的网络入侵检测方法

魏明军,张鑫楠,刘亚志,周太宇

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (5): 552-560. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.05.014

摘要（261）

PDF（pc）（916KB）（175）

针对随机森林(random forest,RF)超参数的选择会对RF的分类结果产生较大影响的问题,提出一种基于麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)的RF超参数寻优方法,利用该方法帮助RF寻找一组优秀的超参数.并针对RF较难准确识别出少数类数据的问题,利用平衡随机森林(balanced random forest,BRF)来提高模型对少数类的召回率.综合SSA和BRF构建SSA-BRF模型,并在CIC-IDS-2017数据集对模型的分类效果进行验证.实验结果表明,SSA-BRF相较于RF在准确率、宏召回率和宏F1分数上分别提升了9.57%、26.62%和0.17,该模型在一定程度上可以提高网络入侵检测系统的性能.

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29. 基于自适应Levy飞行改进的TDOA三维定位算法

韦子辉,李小阳,王勒,蔡大鑫,叶兴跃,丁振君

河北大学学报(自然科学版) 2023, 43 (2): 207-215. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.02.013

摘要（238）

PDF（pc）（1222KB）（163）

针对已有的算法在基于到达时间差(time difference of arrival,TDOA)测量方案中存在的搜索能力不均衡,导致三维定位区域局部存在定位精度低甚至求解失败的问题,提出了一种基于改进探路者优化算法(pathfinder algorithm,PFA)的TDOA定位算法,通过将自适应Levy飞行和改进后的PFA算法进行融合,增强了个体对定位区域复杂环境的适应性,解决算法早熟、易陷入局部最优等问题,提升了算法综合性能.通过仿真和实验,结果表明:与Taylor算法、LM算法相比,本文提出的算法(Levy-pathfinder algorithm,LPFA)可以提高定位精度;与PSO算法、PFA算法相比,LPFA算法可以在提高运算速度的同时得到更准确的定位结果.

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30. 基于频域和时域的内模PI控制器性能评价与参数优化

李士哲,刘畅

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (5): 530-541. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.05.012

摘要（321）

PDF（pc）（1058KB）（157）

由于控制系统的性能降低通常与比例积分(proportion integration,简称PI)控制器不合理的参数有关,而且单一的时域性能评价指标不准确,因此,针对具有纯迟延特性的控制对象,给出了基于频域和时域相结合的性能评价方法,克服了单一性能指标的不准确性.在不同控制策略和参数下,分析了系统性能指标与基准曲线或基准点的距离.针对2个典型的高阶被控过程,分别给出了不同的降阶模型,并把拟合对象特性最好的模型用于内模PI控制器的设计.基于频域和时域评价的结果,给出了PI控制器参数重新优化和整定的方法,用于改善控制系统的性能,该方法通过数据驱动方法对参数进行重新整定来实现,提高了运算效率.仿真实验验证了上述性能评价和参数优化方法的有效性.

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31. 齐墩果酸对衰老大鼠睾丸间质细胞胰岛素/IGF1通路关键基因表达的影响

李少华,牛双,董子怡,宋邑诚,牛嗣云

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (4): 403-410. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.04.010

摘要（285）

PDF（pc）（1280KB）（155）

为了探讨齐墩果酸对衰老大鼠睾丸间质细胞的作用,采用MTT法确定齐墩果酸最适药物浓度,氧化应激创建大鼠睾丸间质细胞衰老模型,RT-qPCR、免疫荧光和免疫印迹检测胰岛素/胰岛素样生长因子1(insulin-like growth factor 1, IGF1)信号通路关键基因转录情况和蛋白翻译情况,采用INSR抑制剂处理细胞,流式细胞术检测细胞凋亡情况.结果显示:与正常组相比,INSR、IRS1、IRS2、IGF1的mRNA转录水平和蛋白翻译水平显著下降(P<0.05);IGFBP3的mRNA转录水平显著提高(P<0.05),免疫荧光和免疫印迹均未检测到此基因表达;与衰老组相比,齐墩果酸组明显逆转此现象(P<0.05);齐墩果酸能明显抑制衰老组细胞的凋亡(P<0.05),INSR抑制剂处理后,细胞凋亡率明显高于齐墩果酸组(P<0.05).综上可知,齐墩果酸通过调控胰岛素/IGF1信号通路关键基因的转录和翻译延缓Leydig细胞衰老.

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32. 基于Weil和的一类线性码的研究

卢虹,杨淑娣,张同慧

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (4): 350-357. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.04.003

摘要（274）

PDF（pc）（385KB）（154）

研究具有较少重量线性码的重量分布在编码理论中具有重要的意义. 通过选取适当的定义集,构造一类新的二重或三重线性码;利用有限域上的指数和确定此类码的重量分布;进一步给出了一些例子证明了结论的正确性,并根据Griesmer界验证了其中一些码是最优码.

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33. 含类分数阶Hukuhara导数集值积分微分方程的稳定性

王培光,毕佳慧,鲍俊艳

河北大学学报(自然科学版) 2023, 43 (1): 1-8. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.01.001

摘要（208）

PDF（pc）（389KB）（154）

讨论了一类特殊的集值积分微分方程的稳定性.通过类Lyapunov函数和比较原理,得到了一类特殊的方程解的等度稳定性、一致稳定性、等度渐近稳定性和严格稳定性准则.

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34. 中国刃颚隐翅虫属1新纪录种(鞘翅目:隐翅虫科)

许旺,曾清怀,唐戎,蔡余杰

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (4): 421-423. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.04.012

摘要（272）

PDF（pc）（482KB）（153）

在对广东省梧桐山自然保护区的隐翅虫资源调查中, 发现了1中国新纪录种:光亮刃颚隐翅虫Hesperus laevigatus Fauvel, 1895,对其形态特征进行了描述,并提供了雄成虫整体照片.

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35. 基于目标检测和迁移时间序列的教室人员检测

丛帅,杨磊,华征豪,杨晓晖

河北大学学报(自然科学版) 2023, 43 (4): 432-441. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.04.012

摘要（147）

PDF（pc）（1826KB）（151）

为了解决教育智能化重构中对于教室人员的高效监督管理和数据分析,结合单阶段目标检测算法的优良特性和卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)良好的特征提取能力,提出了一种基于注意力机制网络和迁移时间序列改进YOLO目标检测算法的教室人员目标检测算法.首先,对源视频流进行逐帧抽取和非畸变的图像放缩,通过生成对抗网络(generative adversarial network,GAN)进行图像超分辨处理;其次,对每帧图像进行多尺度采样和初步目标检测;然后,根据不同尺度得到的候选结果进行非极大抑制(non maximum suppression,NMS)以去除置信度较低的个体;之后,对候选结果进行融合,再使用交并比(intersection over union,IoU)进行重叠度计算以更新数据、去除重合或过于紧密的定位位置,然后将当前帧的检测结果与先前时间区间中的检测结果作为时间序列进行统计学数据迁移融合(time series migration,TSM)获得最后的检测结果.实验结果表明,本文方法不仅有效地提升了教室人员目标检测的准确率,并且可以进行实时检测.

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36. 碳包覆钾离子电池正极材料K_0.5Mn₂O_4.3·0.5H₂O的研究

钱佳琦,李小亭,雷宇,张文明

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (5): 494-500. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.05.007

摘要（251）

PDF（pc）（1344KB）（149）

锰基氧化物正极材料具有低成本、高容量和高能量密度等优点,是钾离子电池正极材料研究的热点.然而,由于正极材料与电解液直接接触,发生副反应,导致容量迅速衰减,限制了它的广泛应用.为解决这一问题,对正极材料采用表面包覆的改性策略,以多巴胺为碳源,采用溶剂热法在K_0.5Mn₂O_4.3·0.5H₂O正极材料均匀地包覆碳涂层.碳包覆层阻止了正极材料与电解液的直接接触,有效地抑制了副反应.结果发现:在电流密度为50 mA/g的条件下,添加占正极材料质量10%的多巴胺时,放电容量为89.8 mA·h/g,容量保持率为63.4%,表现出优异的电化学性能,而未包覆的正极材料的放电容量为68.8 mA·h/g, 循环100圈后容量保持率为32%.这种表面涂层策略为提高钾离子电池阴极的循环稳定性提供了一种新的改性方法.

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37. 不同组装软件在系统发育基因组学中的应用比较

王耀卓,张文强,张俊霞

河北大学学报(自然科学版) 2023, 43 (2): 171-178. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.02.009

摘要（232）

PDF（pc）（1187KB）（146）

为了筛选出最适合于超级保守元件(ultra-conserved elements,UCE)序列组装的软件,分别使用5款组装软件SPAdes、ABySS、Velvet、Trinity和Minia对17个UCE捕获测序文库进行组装.结果发现:5款组装软件对UCE数据的组装结果不同,Trinity组装所耗时间明显比其他软件长;SPAdes和Trinity的组装结果较好,得到的可观长度的重叠群(contigs)总数较多,产生的长片段(>250 bp)contigs较其他3款软件更多,但是SPAdes捕获到的UCE数量最多,因此,相比于其他4款组装软件,SPAdes更适合UCE数据的组装. 本研究为基于UCE的系统发育基因组学分析提供了参考.

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38. 基于感受野扩增和注意力机制的U-Net脑肿瘤MR图像分割

郑伟,赵金芳,张奕婧,刘帅奇,张晓丹,马泽鹏

河北大学学报(自然科学版) 2022, 42 (5): 542-551. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2022.05.013

摘要（335）

PDF（pc）（1558KB）（142）

针对U-Net网络感受野受限以及信息丢失导致的分割精度低的问题,提出了一种基于感受野扩增和注意力机制的U-Net脑肿瘤MR图像分割算法.首先,在U-Net网络中引入感受野模块(receptive field block,RFB)来增大网络的感受野,解决了网络由于感受野受限带来的分割精度低的问题.此外在网络中引入有效的通道注意模块(efficient channel attention,ECA)来增加网络对有用特征的响应,抑制网络中的冗余特征.使用BraTS(the brain tumor image segmentation challenge)提供的脑肿瘤MR图像数据对本文算法进行测试,用Dice相似性系数等指标进行评价,结果显示在完整肿瘤、核心肿瘤以及增强肿瘤的Dice值分别可达到0.86、0.86、0.79.与U-Net模型以及其他的网络相比得到了提高.实验结果表明,本文提出的算法能够有效提升脑肿瘤分割的精度,具有良好的分割性能.

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39. 基于皮尔逊相关系数与SVM的居民窃电识别

郭亮,郭子雪,贾洪涛,范若禹

河北大学学报(自然科学版) 2023, 43 (4): 357-363. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.04.003

摘要（137）

PDF（pc）（914KB）（137）

居民窃电现象的存在,不仅损害了供电企业的经济利益,也对电网安全运行构成了威胁.随着中国数字经济的快速发展以及用电采集系统的不断完善,与大数据相结合的反窃查违手段不断更新.提出了将皮尔逊相关系数、SMOTE(synthetic minority oversampling technique)算法和SVM(支持向量机)相结合的居民窃电检测方法.首先利用皮尔逊相关系数收集历史窃电用户的有效窃电数据,再利用SMOTE算法丰富有效窃电数据并生成有效窃电数据库,在此基础上,通过支持向量机训练窃电用户的识别模型,最终对窃电识别模型筛选出的疑似窃电用户进行现场实际核实,核实结果表明本文提出方法具有有效性和可行性.该方法不仅为电力企业反窃查违提供了新思路,同时也提高了工作班组的工作效率.

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40. 猴痘病毒动物宿主的研究进展

耿彦生,夏子涵,石腾飞,曹志然

河北大学学报(自然科学版) 2023, 43 (3): 303-309. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.03.011

摘要（155）

PDF（pc）（491KB）（135）

猴痘是由猴痘病毒(monkeypox virus, MPXV)引起的人兽共患病. 最近,猴痘在非洲以外的多个国家人群中流行,成为全球重要的公共卫生事件.为了了解 MPXV 的可能宿主来源和传播途径,综述了MPXV在动物中的流行情况及动物对MPXV易感性研究进展,对MPXV “动物—人”相互传播的危险性进行了讨论,为人类及动物防疫部门共同制定有效措施,预防控制猴痘的流行提供参考.

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