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学术简报 | 近期学校科研成果展示(20210419)

经学校申报、专家组考察评估、市领导研究,我校被定位为北京市重点建设的高水平研究型大学,学校的教育事业发展进入了新阶段。学校将以此为契机,以高水平科研平台建设、科研项目申报、科研成果获批为导向,提升科研创新能力,推动科技成果转化,为实现具有商科、轻工和食品特色的世界一流大学不懈努力,力争为国家和首都经济社会发展做出新的更大贡献。

为激发全校师生的科研热情,展示学校各类高水平科研成果,科学技术处、党委宣传部推出《学术简报》栏目,在栏目中推送各学科的最新科研成果,以便师生全面、准确了解各学科科研发展状况,促进各学科间相互交流与合作,推动学校整体科研工作水平的整体、稳步提升。

食品与健康学院刘新旗教授团队关于谷物煮制杀菌一体化技术开发研究成果

2021年3月9日,中科合创科技成果评价中心组织专家,以视频连线方式召开了由北京工商大学刘新旗教授课题组完成的“谷物煮制杀菌一体化技术开发”项目科技成果评价会。与会专家有国家粮食局粮食科学院教授曹阳、中国农业科学研究院研究员木泰华、中粮营养健康研究院有限公司教授级高工张连慧等7位专家。

该项目来源于国家十三五重点研发计划,研制出的连续式谷物粥煮制杀菌一体化设备具有可实现喂料、与水混合、蒸汽加热、持温熟化杀菌、安全分离蒸汽、真空吸料的连续化生产等良好性能;基于创新的谷物颗粒适度破碎及均一熟化技术,可实现多种谷物同煮同熟;同时基于创新的蒸汽喷射串联负压分离的谷物粥去腥技术,可去除主要腥味物质90%以上。此外该项目相关应用广泛,与山东望乡,山东谷霖等公司达成合作,具有良好社会经济效益。专家组听取了项目总结汇报,经过质询、答疑和讨论,一致认为项目成果整体达到国际领先水平,通过鉴定。

该研究工作受到国家重点研发计划(2016YFD0400401)资助。

食品与健康学院李秀婷教授团队在《Carbohydrate Polymers》(IF: 7.182)发表综述文章《Potential applications of hydrophobically modified inulin as an active ingredient in functional foods and drugs - A review》

近年来,疏水改性菊粉因其优异的益生活性、较好的生物降解性和生物相容性、低毒性等特点受到研究人员的广泛关注。本综述文章系统全面地总结并探讨了疏水改性菊粉的抗菌、抗氧化等生物活性,以及在药物控释和功能食品中的应用等方面的研究进展,与此同时,文章还对疏水改性菊粉在乳剂、悬浮液和润湿膜等领域的应用价值进行展开深入的讨论。本研究不仅可以作为读者全面了解疏水改性菊粉的综合性参考文献,还能为相关领域研究人员提供利用疏水改性菊粉在疏水物质分散增溶、靶向递送、控制释放、生物利用度提升及稳态化等方面的应用提供切实的研究思路。

团队成员张成楠副教授和博士留学生Muhammad Usman为论文第一作者,该研究工作得到国家重点研发计划项目(2017YFD040020601)资助。

原文链接:

Muhammad Usman#, Chengnan Zhang#, Prasanna Jagannath Patil, Arshad Mehmood, Xiuting Li*, Muhammad Bilal, Junaid Haider, Shabbir Ahmad, Potential applications of hydrophobically modified inulin as an active ingredient in functional foods and drugs - A review. 2020, 252(15):117176.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.117176

轻工科学技术学院徐嘉良副教授在Foodborne Pathogens and Disease中发表文章

轻工科学技术学院生物化工系徐嘉良副教授的文章《Rapid Identification of Plasmid Replicon Type and Coexisting Plasmid-Borne Antimicrobial Resistance Genes by S1-Pulsed-Field Gel Electrophoresis-Droplet Digital Polymerase Chain Reaction》在Foodborne Pathogens and Disease杂志发表。

细菌耐药性是一个重大的食品安全问题并对公共健康造成威胁。携带耐药基因的质粒可能导致耐药性在不同细菌、宿主和环境中快速传播。因此,迫切需要对抗生素耐药性进行监测并对耐药机制开展持续研究。在过去的研究中使用带有抗生素抗性基因探针的Southern印迹,甚至下一代测序的方法来检测质粒携带的抗性基因,但是这些方法复杂且耗时。下一代测序还需要严格的实验室条件和生物信息学分析能力。在本研究中,作者开发了一种简单而灵敏的方法来检测质粒携带的抗微生物基因和质粒复制子类型。为了验证新方法的可靠性,本研究使用沙门氏菌菌株作为研究对象,其携带三种不同复制子类型的质粒,包含mcr-1和两个产生ESBL的基因。沙门氏菌携带的质粒通过S1核酸酶处理和脉冲场凝胶电泳(PFGE)分离,将其产物回收并用作微滴式数字聚合酶链式反应(ddPCR)的模板以鉴定靶基因。目标基因在质粒上的拷贝数明显高于背景噪音。所得结果与质粒测序结果一致。这种S1-PFGE-ddPCR方法比Southern印迹和完整的质粒测序耗时更少。因此,本研究为检测质粒携带的基因提供了一种省时的可替代方法,并有潜力成为检测共存质粒携带耐药基因的有效工具。

FIG. 1. A series of diluted plasmid DNA was amplified by ddPCR. The DNA concentrations and the Cq value of real-time fluorescence PCR was shown.

图1 用ddPCR方法扩增一系列稀释的质粒。显示了实时荧光聚合酶链式反应的DNA浓度和Cq值。

该研究工作受到国家重大专项:基于病原细菌基因组的传染病网络化监测技术体系研究(2018ZX10714002)的资助。

论文信息:

Jialiang Xu, Ning Zhang, Ming Luo, Mengyu Wang, Ling Wang, Jiaqi Li, Zhe Li, Hongqun Zhao, Zhenpeng Li, Biao Kan, Xin Lu. Rapid Identification of Plasmid Replicon Type and Coexisting Plasmid-Borne Antimicrobial Resistance Genes by S1-Pulsed-Field Gel Electrophoresis-Droplet Digital Polymerase Chain Reaction [J]. Foodborne Pathogens and Disease, 2021.

DOI: 10.1089/fpd.2020.2865

化学与材料工程学院马东阁副教授关于近红外荧光探针检测体内过氧亚硝酸根的研究成果

化学与材料工程学院化学系马东阁副教授发表题为“Selective detection of peroxynitrite in living cells by a near-infrared diphenyl phosphinate-based dicyanoisophorone probe”在《Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy》上。

过氧亚硝酸盐(ONOO-)作为一种活性氧物种(ROS)存在于生物体内的各种病理生理过程,它是由超氧自由基(O2•—)和一氧化氮(NO•)结合反应形成的。在生物系统中,过氧亚硝酸盐含量低,但在信号转导中起着关键作用,但高过氧亚硝酸盐水平可引起某些生物分子的损伤,如脂质、蛋白质和核酸等。过氧亚硝酸盐的浓度的异常波动最终会引起各种疾病,包括炎症,癌症,心血管疾病,动脉粥样硬化,缺血再灌注损伤与糖尿病等。因此,发展在生物系统中过氧亚硝酸盐的活体检测方法已成为迫切需要。

基于荧光探针的成像技术具有灵敏度高、侵入性小、收敛性强等优点,因此受到了广泛的关注。然而,大多数先前报道的过氧亚硝酸盐的荧光探针,只能覆盖650 nm的范围,不适合在体内检测过氧亚硝酸盐。近红外荧光(650–900 nm)探针避免了生物自体荧光背景的影响,组织穿深大。

我们开发了一种新的近红外荧光探针NR-ONOO,用双氰基异膦酮作为荧光团检测过亚硝酸根,斯托克斯位移大,光稳定性好,生物毒性低。另外,选择了二苯基膦基作为识别基团,具有高选择性和灵敏性。该探针同时具有良好的膜透性和较低的细胞毒性,适用于HeLa细胞中过氧亚硝酸盐的检测。

全文链接:https://doi.org/10.1016/j.saa.2020.118890

生态环境学院丁宁副教授发表磁技术耦合混凝提高污泥脱水性能的学术论文

随着我国经济发展和城镇化水平的不断提高,近年来污水排放量也不断上升。污水处理最常用的方法是活性污泥法,但其不可避免的产生大量剩余污泥。混凝是污泥处理工业最常用的化学调理方式,尽管成本低廉,但会产生二次污染,效果也往往差强人意,大多情况下机械脱水后的泥饼含水率仍高于80%。磁技术因其清洁、能耗低等优点,近年来逐渐应用于污水处理领域,取得了一定效果。通过将外磁场耦合混凝剂对市政污水处理厂剩余污泥和柠檬酸废水处理剩余污泥调理的对比研究发现,外磁场对两种污泥混凝后的脱水性能均有一定提高,且由于污泥性质不同而基于不同的机理。该研究充分证实了磁技术对提高混凝效果的作用,为磁技术应用于调理污泥脱水的指出了新途径。

生态环境学院姚志良教授/申现宝副教授团队在《Science of the Total Environment》上发表文章《Particle number emissions from light-duty gasoline vehicles in Beijing, China》

近日,生态环境学院姚志良教授和申现宝副教授团队在国际期刊《Science of the Total Environment》(IF= 6.551)发表题为《Particle number emissions from light-duty gasoline vehicles in Beijing, China》的研究论文。

在城市道路交通中,人类更容易吸入轻型汽油车(LDGVs)排放的超细颗粒(UFPs),这可能对人体造成严重伤害。因此,基于实际道路测试的LDGVs颗粒数(PN)排放定量引起了国内外研究者的关注。在这项研究中,姚志良教授、申现宝副教授课题组进行了实际道路轻型汽油车排放测试,以探究在北京具有代表性的路段上18辆国3、国4、国5 标准的LDGVs的PN排放特征。为了阐明关键影响因素(排放标准,行驶工况和发动机技术)对PN排放的影响,该研究对排放结果进行了全面分析。

研究发现,在更严格的排放标准下,多点电喷(PFI)车辆的PN排放因子(EFs)相对于缸内直喷(GDI)显著降低。此外,国5标准GDI-LDGVs的平均PN EF是PFI车辆的10倍,PFI车辆的PN EF随着发动机使用年限的增加而增加,两者有较高的相关性(R2 = 0.59)。在不同的道路条件下,所有测试车辆在高速公路行驶条件下的PN EF均低于非高速公路行驶条件下的PN EF(6.5%-82.0%)。PFI-LDGVs在上坡时的PN EF是下坡的1.9-2.8倍,启动时,LDGVs的PN EF比热运行时的PN EF高18-47%。研究还发现,在发动机正比功率(VSP)下会产生较高PN排放,并且PN排放会随VSP的增加而变大。稀释倍数对测试结果有显著影响,特别是在较高的VSP区间下,表明较高的稀释倍数可能会导致测试值偏差,需要进一步研究确定最佳稀释倍数以最大程度地降低测试偏差。这项研究将为控制PN排放提供重要的数据支持,初级稀释比的最佳上限应进一步研究,并在标准中规定。

该研究工作受到北京市杰出青年基金(No. JQ19030)等项目资助。

原文信息:

Shen Xianbao, Shi Yue, Kong Lei, Cao Xinyue, Li Xin, Wu Bobo, Yao Xiaolong, Yao Zhiliang ⁎, 2021. Particle number emissions from light-duty gasoline vehicles in Beijing, China, Science of the Total Environment, 773, 145663.

人工智能学院冯涛教授获中国一汽科技创新奖二等奖

课题名称:汽车内饰行业NVH数据库与CAE拓展模拟获奖情况:中国一汽科技创新奖二等奖

冯涛教授于2016年与长春一汽富晟汽车毯业有限公司签订了横向项目“材料声特性数据管理与预报服务”,以帮助此公司实现车用材料声学特性的预报及材料声特性数据的管理。自主研发的系统可以实现材料声特性的测量,预测,优化设计以及测量数据库管理等工作。

此项研究工作紧贴工程实际,使用测量与数值计算混合模型,通过自主开发的多层材料声特性预测软件,解决了汽车内饰企业长期以来声学设计和材料组合效率极低的难题,为汽车内部声学舒适性的改善提供了高效的预测设计手段。近几年来,一直配合企业进行汽车内饰材料的创新研发工作。

我校“智能感知与优化控制”团队研究成果获2020年中国仪器仪表学会科技进步二等奖

我校人工智能学院“智能感知与优化控制”团队科研成果“基于物联网的水环境智能监测设备与管控系统”获2020年中国仪器仪表学会科学技术奖科技进步二等奖,团队负责人王小艺教授入选2020年北京市百千万人才工程。“智能感知与优化控制”团队是北京市青年拔尖团队,该团队长期致力于信息科学与环境科学交叉领域的研究工作,解决水环境领域中复杂系统建模、评估、预测与决策问题。

获奖项目针对水环境监测及水污染防治的迫切需求,研发了多情形下的水环境监测设备,构建水环境信息智能管控系统,实现基于时空大数据的水环境状态综合分析。该获奖项目得到了国家自然科学基金、国家社会科学基金、北京市自然基金重点项目及市属高校创新能力提升计划等项目支持。该项目共授权国家发明专利21项,软件著作权等其他知识产权15项。项目成果在北京重点河湖、太湖流域、唐山环城水系、衡水工业新区等得到应用,在城市水环境治理改善、环保领域科技发展和交叉领域人才培养等方面具有显著成效。

人工智能学院赵峙尧副教授在复杂系统健康管理研究领域取得新进展

人工智能学院赵峙尧副教授、王小艺教授近期在计算机科学Top期刊《Applied Soft Computing》、自动化学会A类期刊《Nonlinear Dynamics》《Microbial Risk Analysis》《食品科学》上发表复杂系统健康管理研究论文4篇,授权发明专利1项,获得中国发明协会发明创新奖二等奖1项,赵峙尧副教授入选北京市科协2021-2023年度青年人才托举工程。相关成果通过分析复杂系统的动态演化特性,建立其健康行为模型,并研究复杂动态系统健康性能的智能化评估、预测与运行决策,旨在打造面向复杂动态系统的健康管理理论和方法技术,解决信息科学、食品科学、环境科学交叉领域中的系统健康状态智能感知与管理问题。

论文信息:

[1] Y. Liu, Z. Zhao*, H. Ma, and Q. Quan, “A stochastic approximation method for probability prediction of docking success for aerial refueling,” Applied Soft Computing, vol. 103, Article No. 107139, pp. 1-11, 2021. (SCI, IF: 5.472, Q1)

[2] Z. Zhao, X. Wang*, P. Yao, and Y. Bai, “A health performance evaluation method of multirotors under wind turbulence,” Nonlinear Dynamics, vol. 102, no. 3, pp. 1701-1715, 2020. (SCI, IF: 4.867, Q1)

[3] Q. Chen, Z. Zhao*, X. Wang*, K. Xiong, and C. Shi, “A dynamic risk assessment approach based on stochastic hybrid system: Application to microbial hazards in food processing,” Microbial Risk Analysis, In press. (SCI, IF: 2.182, Q2)

王小艺,陈谦,赵峙尧*,熊科,史策,裴鹏刚. 基于蒙特卡洛仿真的小麦仓储环节菌落总数风险评估方法[J]. 食品科学, 2020, 41(23): 166-171.

人工智能学院周珺副教授发表高水平学术论文

周珺副教授长期从事无机发光材料的“组成-结构-性能”关系研究,在新型发光材料的设计、单晶生长、结构解析以及发光性能调控方面积累了丰富的经验。目前共以第一作者和共同第一作者发表国际SCI论文19篇,包括Angew. Chem. Int. Ed (1篇)、J. Mater. Chem. A (2篇)、J. Mater. Chem. C (5篇)、J. Mater. Chem(1篇)、Adv. Optical. Mater(2篇)、J. Phys. Chem. Lett(1篇),Inorg. Chem(1篇)等,其中中科院一区论文12篇。2021年获批北京市自然科学基金一项。

周珺副教授近期在国际一流期刊《Journal of Materials Chemistry C》(IF=7.059)上发表学术论文《A novel near-infrared LiGaW2O8:Yb3+,Cr3+ up-conversion phosphor with enhanced luminescence intensity based on Ho3+/Er3+ bridges》

人工智能学院李熊副教授发表高水平学术论文

近日,人工智能学院物理系副教授李熊在国际知名期刊《Solar RRl》(IF=7.518)发表题为《Electric-Induced Degradation of Cathode Interface Layer in PM7:IT-4F Polymer Solar Cells》的研究论文。

有机太阳能电池由于材料来源广泛、质轻、便于制备柔性器件、可以通过喷涂、刮板印刷等工业化方法大面积制膜,有望在解决能源问题上发挥重要作用。器件的稳定性是有机太阳能电池商业化过程中必须要考虑的问题。水、氧、热、光辐射是已经报道的可引起有机太阳能电池性能衰减的因素。在本论文中,李熊研究小组发现,在排除了上述四种可能引起太阳能电池性能降解的机制后,对有机太阳电池通电会引起PFN-Br阴极修饰层的破坏,从而显著增大活性层与电极之间的界面电阻,阻碍电荷输运和收集,使得有机太阳能电池性能出现严重衰减。本文提出的电致衰减为有机太阳能电池的稳定性研究提供了重要补充,为有机太阳能电池界面修饰层的选取提供了重要指导。

该研究工作受到国家自然科学基金项目(61705003)资助。

论文信息:

Tingting Dai, Xiong Li*, Yingying Zhang, Xuejiao Zhou, Yaohui Zhu, Jun Zhou,  Denghui Xu, Tao Lin. Electric‐Induced Degradation of Cathode Interface Layer in PM7:IT‐4F Polymer Solar Cells, Sol. RRL 2021, 2100151

DOI: 10.1002/solr.202100151

国际经管学院焦子豪发表高水平学术论文

国际经管学院大数据管理与应用系焦子豪在SSCI期刊Service Science以第一作者发表文章《Integrating Price-Incentive and Trip-Selection Policies to Rebalance Shared Electric Vehicles》,针对共享电动汽车分布不均衡的问题,提出了一个价格激励与出行选择策略相结合的综合策略,并开发了一种有效的精确算法对模型进行求解。

法学院佘倩影发表高水平学术论文

法学院佘倩影在SSCI期刊《EMERGING MARKETS FINANCE AND TRADE》上发表学术论文《Is “Born Global” a Viable Market Entry Mode for the Internationalization of SMEs? Evidence from China before COVID-19》。