DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 分水岭分割(Watershed Segmentation) S. Beucher [ 9 ] 等最早提出将分水岭算法用于图像处理，因其在图像边缘检测中独到的思想，独立于其他的分割算法。分水岭算法可以得到单一像素宽度的连续的边界，能检测出图像中粘连物体的微弱边缘并形成连续封闭的分割边缘，特别适用于堆叠工件的图像分割。但是，传统的分水岭算法存在过分割问题，严重干扰了目标工件的真实边缘提取。高丽 [ 10 ] 等人提出在梯度图像低频部分标记局部极小值，然后将标记的极小值叠加到原始梯度图像形成标记图像，由此设计了一种结合频域低通滤波和H-minima技术的改进分水岭算法。虽然过分割现象得到明显抑制，但存在边缘定位不准和弱边缘提取困难等问题，不利于进行相似目标在堆叠情况下的边缘检测。为了解决这类问题，本文采用Canny算子 [ 11 ] 进行边缘检测代替传统的梯度图像，并通过标记局部极大值来得到更好的前景标记。 2.1. Canny边缘检测(Canny Edge Detection) Canny边缘检测算子对于不同类型的边缘，均具有良好的性噪比，优异的定位性能、对单一边缘产生多个相应的低概率性和对虚假边缘相应的最大抑制能力。这些性能对具有重叠工件的工件堆图像的边缘提取有很好的效果。其流程图如图1所示。 图1. Canny算子流程图 针对工件堆图像中出现的重叠边缘，Canny算法具有较高的性噪比， S N R = | ∫ − ω + ω G ( − x ) f ( x ) d x | n 0 ∫ − ω + ω f 2 ( x ) d x (1) 其中 f ( x ) 是区间为 [ − ω ， + ω ] 的滤波脉冲相应， G ( − x ) 为边缘函数， n 0 为高斯噪声均方根。由此可知，信噪比越大，提取边缘的精度越大。Canny算子不但能够准确检测出图像真实边缘，而且不会检测出非边缘点。 为了便于提取工件的位姿信息，需要准确定位工件的边缘信息， L o c a l i z a t i o n 数值越大，定位精度将越高。Canny算子检测出的边缘点能够极大程度接近实际边缘的中心越大。 L o c a l i z a t i o n = | ∫ − ω + ω G ′ ( − x ) f ′ ( x ) d x | n 0 ∫ − ω + ω f ′ 2 ( x ) d x (2) 因为工件是堆叠放置的，所以会形成遮挡、阴影等不利于边缘检测的因素，进而导致相关工件的边缘距离较小，Canny对单个边缘的检测出现多个响应的概率很低，使得其能够很好地抑制虚假边缘响应对边缘检测的影响。检测算子的脉冲响应导数的零交叉点平均距离 D ( f ′ ) 满足公式(3)，就能够保证单边缘只有一个响应。 D ( f ′ ) = π [ ∫ − ∞ + ∞ f 1 / 2 ( x ) d x ∫ − ∞ + ∞ f ( x ) d x ] 1 2 (3) 输入的图像经过二维高斯函数 G ( x ， y ) = 1 2 π σ 2 exp [ − x 2 + y 2 2 σ 2 ] 平滑处理后，会变得更加平滑，噪声也能够得到较好的抑制。式中 σ 是平滑参数，当其较小时，虽然对噪声的鲁棒性能、对图像的平滑能力都较低，但是却有较高的边缘定位精度；当 σ 较大时，高斯平滑模板也会随其增大，随之而来的就是运算量的大幅度增加和边缘位置的大幅度偏移，进而 σ 的值应该在1.0和2.0之间。梯度计算，能够完成对平滑后数据阵列的梯度方向 H ( x ， y ) 和梯度幅值 M ( x ， y ) 的计算。可以采用2 × 2领域一阶偏导的有限差分计算，如式(4)、(5)所示： M ( x ， y ) = E x ( x ， y ) + E y ( x ， y ) (4) H ( x ， y ) = arctan E y ( x ， y ) E x ( x ， y ) (5) 其中 E x 和 E y 分别是原图像被滤波器 f x = [ − 0.5 0.5 − 0.5 0.5 ] 和 f y = [ 0.5 0.5 − 0.5 − 0.5 ] 沿行、列作用的结果。 图2. 四种边缘检测算法的效果比较 将使用Canny算子处理后的工件堆图像与Sobel算子、Roberts算子、Prewitt算子分割的图像进行效果对比分析。图2所示为上述3种边缘检测算子和Canny算子处理后的工件堆边缘检测效果图。Sobel算子、Roberts算子和Prewitt算子对工件的边缘检测效果都很差，几乎没有封闭的区域；Canny边缘检测各工件区域边缘效果非常好，不但精准检测出了各个工件的边缘，而且形成了连续封闭的区域，为下一步分水岭分割提供了有效的分割函数。 2.2. 标记局部极大值(Marked Local Maximum) 传统H-minima技术 [ 12 ] [ 13 ] 存在因h值取值过小而造成虚假种子点不能有效抑制而造成过分割；取值过大而造成欠分割的矛盾。方红萍 [ 14 ] 等提出一种自适应H-minima的改进分水岭算法，有效改善了分割性能。摄像机获取的原始图像比较复杂，图中灰度极值点比较多，不利于选择种子像素。为此，使用形态学中的基于重建的开闭操作 [ 15 ] 来清理图像。 开闭操作可以去除较小的非目标结构的特定图像细节，同时保证用于描述工件信息的全局不失真。基于开闭的重建操作是腐蚀后再进行形态学重建。设原始图像 Q ( i ， j ) 及模板图像 ，对每一个像素 ( i ， j ) 满足 q ¯ ( i ， j ) ≥ Q ( i ， j ) 。定义用结构元素B对像素 q ¯ 的腐蚀如下： q ¯ ( i ， j ) 的每个像素与B的领域具有相同的形状和尺寸，选择该领域中的最小值并将其赋给 的中心像素，迭代公式为： q ¯ k + 1 ( i ， j ) = min { Q ( i ， j ) ， q ¯ k ( i ， j ) Θ B } (6) 结果如图3所示，左图为局部极大值检测的结果，右图是将其叠加在原始图像上的效果。 图3. 局部极大值标记结果 基于上述处理，使用MATLAB软件中的watershed函数对图像进行基于分水岭的图像分割，结果如图4所示。右图中位于顶端的工件均被检测出来，并且背景也被很好的分离出来。左图为灰度化图像，是下一步强度分层的输入图像。 图4. 分水岭分割结果
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user: 3. 强度分层(Intensity Stratification) 强度分层是由Papakostas等人 [ 15 ] 提出的。这一方法的思想是把图像按照切片的形式进行分解。一个切片是具有相同灰度值的像素集合。原始图像可以看出由切片及其对应的灰度值的乘积再累加求和： f ( x ， y ) = ∑ k = 1 L − 1 k f k ( x ， y ) (7) 其中L是灰度级(通常L = 256)并且切片 f k ( x ， y ) 只包含灰度级为k的像素，即 f k ( x ， y ) = { 1             ( f ( x ， y ) = k ) 0         ( f ( x ， y ) ≠ k ) (8) 通过这一方法，把计算灰度图像矩这一问题转换为二值图像矩的计算。每一个切片是一个二值图像，并且可以确定每一个切片 f ( x ， y ) 的矩： m p q ( f ) = ∑ k = 1 L − 1 k m p q ( f k ) (9) 把分割好的图像分解成切片如图5所示，根据 是灰度图像的第K个强度切片，计算出最适合机器人抓取的工件的深度及中心坐标。 图5. 工件二值图像及特征参数
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user: 4. 基于边界的图像矩计算(Image moment Calculation Based on Boundary) 在离散域，对边界的离散化和线积分的计算的不同会使每一种方法各不相同。Philips [ 16 ] 提出使用离散格林定理而不是使用连续情况下的离散化形式。该方法在没有使用如何逼近的情况下得到了准确的结果。Philips使用连续域格林定理的不同表达方法来设计算法： ∮ ∂ Ω h ( x ， y ) d x + g ( x ， y ) d y = ∯ Ω ( ∂ g ∂ x − ∂ h ∂ y ) d x d y (10) 其中， g ( x ， y ) 和 h ( x ， y ) 是具有连续偏导数的任意函数。按照该定理的离散化形式，Philips证明了离散矩可以由边界像素表示如下： m ¯ p ， q Ω = ∑ ( x ， y ) ∈ ∂ Ω + y p ∑ i = 1 x i p − ∑ ( x ， y ) ∈ ∂ Ω − y p ∑ i = 1 x i p (11) 其中 ∂ Ω + 和 ∂ Ω − 分别是右手边和左手边边界。它们定义如下： { ∂ Ω + = { ( x ， y ) | ( x ， y ) ∈ Ω ， ( x + 1 ， y ) ∉ Ω } ∂ Ω − = { ( x ， y ) | ( x ， y ) ∉ Ω ， ( x + 1 ， y ) ∈ Ω } 式(12)定义了区域的形心。该坐标用于唯一地检测目标工件在图像平面上的位置。 x ¯ = m 1 ， 0 m 0 ， 0 ，   y ¯ = m 0 ， 1 m 0 ， 0 (12) 式(11)中矩 m ¯ p ， q Ω 的值取决于目标工件在图像平面中的位置。因此常常要用到所谓中心距，其定义为 μ i ， j = ∑ X I ， Y I ∈ R ( X I − x ¯ ) i ( Y I − y ¯ ) j (13) 若区域是不对称的，可以用对应于最大矩的主轴和轴X之间的夹角 α 的形式来表示R的方向。该角度可用以下方程计算 α = 1 2 arctan ( 2 μ 1 ， 1 μ 2 ， 0 − μ 0 ， 2 ) (14) 以参考文献 [ 4 ] 为例，为了实现四自由度机器人的末端执行器定位作业，计算出图4中工件的相关图像矩特征集： { 形 心 坐 标 ( x ¯ ， y ¯ ) = ( 231.28 ， 195.74 ) 面 积 m 00 = 171390 夹 角 α = 47.55 ∘
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user: 5. 结论(Conclusion) 1) 通过对比Canny算子和3种经典边缘检测算子的边缘检测效果，发现Canny算子边缘检测效果最好，可以作为分水岭分割的分割函数。 2) 利用基于重建的开闭操作得到最佳的种子区域，并进行分水岭分割。结果表明，该方法可进行有效的图像分割。 对分水岭分割后的工件图像进行强度分层，计算其图像矩特征集，获得用于四自由度机器人的抓取任务的视觉信息。
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user: 摘 要 运用水热法，以Ce(NO 3 ) 3 ·6H 2 O为铈源、CO(NH 2 ) 2 为沉淀剂，在140℃下分别水热反应5 h、9 h、11 h和在160℃下反应11 h，成功制备了CeO 2 纳米颗粒。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光光度计(PL)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)，分别对合成样品的结构、形貌、缺陷和光学性能进行了表征。结果表明：随着反应时间的延长和温度的升高，颗粒的团聚现象加重。样品缺陷随时间的延长先减小后增多，随温度的升高而增多。对样品的光学性能进行了研究，四个样品都显现出了很好的紫外线吸收能力，对可见光透射性良好。 关键词 :纳米CeO 2 ，水热法，缺陷，紫外吸收，能隙 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 我国稀土储量居世界之首，具有分布广、品种多、质量好等特点，其中铈约占稀土总量的50% [ 1 ] ，因此对铈基功能材料的开发和利用具有重要意义。CeO 2 是一种典型的稀土氧化物，因其低廉的价格、独特的晶体结构以及Ce 3+ /Ce 4+ 的可逆转换 [ 2 ] ，被广泛应用于固体氧化物燃料电池(SOFC)、工业催化剂、气敏传感器、紫外吸收剂和抛光磨料等领域 [ 3 ] 。CeO 2 对紫外线表现出较强的吸收性能，可用作防紫外线材料 [ 4 ] 。同时也具有良好的荧光发光性质，对可见光穿透性良好。这些性质使得CeO 2 在相关领域具有重要应用。近些年来，许多技术被用于合成不同形貌和特性的纳米CeO 2 ，比如：水热合成法、微波法、微乳液法、反相胶束法以及均匀沉淀法 [ 5 ] 。与其他方法相比，水热合成法制得的粉体纯度高，且晶粒发育完整、分散性好、粒径小、分布范围窄、比表面积大、活性中心多 [ 6 ] 。本文采用水热法合成CeO 2 纳米颗粒，并对其进行XRD、SEM、PL、UV-Vis测试与分析，研究水热反应时间和温度对其光学性能的影响。
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user: 2. 实验材料与方法 称取2.5 g Ce(NO 3 ) 3 ·6H 2 O，加入到20 mL蒸馏水中，磁力搅拌0.5 h；称取1.0373 g CO(NH 2 ) 2 ，加入到20 mL蒸馏水中，磁力搅拌0.5 h之后，将两者混合，再称取0.25 g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)加入其中，磁力搅拌1 h。待溶液搅拌均匀后，将其加入到50 mL聚四氟乙烯衬里的高压釜中，在140℃下分别反应5 h、9 h、11 h以及160℃下反应11 h并依次标记为样品A、B、C、D。待样品自然冷却至室温，取出混合液体，除去上清液，得到白色沉淀，用蒸馏水和乙醇各洗涤三次，置于烘箱中70℃烘干。最后在500℃下煅烧5 h，得到淡黄色粉末。 采用XD-3型X射线衍射仪对样品进行晶相鉴定与分析，辐射源为Co靶，入射X射线波长λ = 0.15405 nm。采用日本日立公司生产的S-4800型扫描电子显微镜观测分析样品的形貌。采用日本日立公司生产的U-4100型紫外可见近红外分光光度计和F-4500型荧光分光光度计进行吸收光谱和荧光光谱的测量。
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user: 3. 结果与分析 3.1. XRD分析 图1为所得4个样品的XRD图谱。其中，A、B、C、D分别是在140℃下反应5 h、9 h、11 h以及160℃下反应11 h制备的样品。将其与CeO 2 的标准谱(JCPDS 81-0792)对照，完全吻合，没有杂质峰出现，表明四个样品都属于CeO 2 的立方萤石型结构。在2θ为28.54˚、33.09˚、47.5˚、56.28˚、59.08˚、69.41˚、76.71˚、79.08˚和88.41˚处的峰，分别对应CeO 2 密勒指数为(111)、(200)、(220)、(311)、(222)、(400)、(331)、(420)和(422)晶面。在XRD图谱中，没有发现Ce 2 O 3 结晶体的衍射峰。 图1. 在140℃下分别水热反应5 h (A)、9 h (B)、11 h (C)和在160℃下反应11 h (D)所制备样品的XRD图 3.2. 形貌分析 图2是四个样品的SEM图。可见所合成的CeO 2 纳米颗粒粒度小，粒径分布均匀，有较好的分散性。随着水热反应时间的延长和温度的升高，晶粒长大，颗粒之间的团聚现象有所加剧。 图2. 在140℃下分别水热反应5 h (A)、9 h (B)、11 h (C)和在160℃下反应11 h (D)所制备样品的SEM图 3.3. PL分析 图3是四个样品的PL谱。可以看出，四个样品具有相似的荧光光谱，在波长为473 nm处出现了最强的激发峰，在波长为429 nm和534 nm处也出现了一定强度的激发峰。众所周知，CeO 2 是一种宽禁带半导体，禁带宽度约为5.5 eV。Ce 4f能级局域在禁带中，位于价带(O 2p)以上3 eV左右，宽度约为1 eV [ 7 ] ，所以电子容易由价带跃迁到Ce 4f能带。研究发现，处于400 nm和500 nm范围内的激发峰是电子由位于价带和Ce 4f能带之间不同的缺陷能级向价带跃迁的结果 [ 8 ] 。处于534 nm的激发峰可能是由位于Ce 4f以下的氧空位能级造成的 [ 9 ] 。样品的荧光辐射强度越大，表明样品缺陷越多。从图3可以发现随着水热反应时间的延长，样品缺陷先减少后增多。升高反应温度，样品缺陷增多。 图3. 在140℃下分别水热反应5 h (A)、9 h (B)、11 h (C)和在160℃下反应11 h (D)所制备样品的PL图谱 3.4. UV-Vis分析 图4是四个样品的UV-Vis吸收谱。由于O 2− (2p)和Ce 4+ (4f)之间的电子跃迁，CeO 2 表现出很强的紫外吸收性能 [ 10 ] 。从图4可以看出，四个样品对200 nm~400 nm的紫外光都表现出很强的吸收能力，对可见光的透过性能非常好，有望用作防紫外线材料。 图4. 在140℃下分别水热反应5 h (A)、9 h (B)、11 h (C)和在160℃下反应11 h (D)所制备样品的UV-Vis吸收谱 图5是四个样品能隙的图解。光吸收系数α与带隙宽度Eg的关系可以表示为(αhν) n = A(hν-Eg)。式中ν为光的频率，A是与材料有关的常数，h为普朗克常数，当带隙是为直接带隙时n取2，当带隙是间接带隙时n为1/2 [ 11 ] 。由于CeO 2 是直接带隙，所以这里n取为2。由此，从图5的图谱中，可以得到A、B、C、D四个样品的带隙宽度分别为3.22 eV、3.19 eV、3.21 eV和3.17 eV。相较于块状CeO 2 的带隙3.19 eV [ 12 ] ，在140℃下反应5 h和11 h样品的禁带宽度增大，发生了蓝移现象；在160℃下反应11 h样品的禁带宽度减小，发生了红移现象。带隙宽度的改变可能与材料的形状 [ 13 ] 、纳米材料的小尺寸效应 [ 14 ] 以及CeO 2 颗粒中Ce 3+ 离子和氧空位的含量 [ 15 ] 有关。 图5. 在140℃下分别水热反应5 h (A)、9 h (B)、11 h (C)和在160℃下反应11 h (D)所制备样品的能隙图解
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user: 4. 结论 采用水热法，在140℃下分别反应5 h、9 h、11 h和160℃下反应11 h，成功制备了CeO 2 纳米颗粒。XRD结果表明制备的CeO 2 为立方萤石型结构，并且随着水热时间的延长和温度的升高，颗粒之间的团聚现象有所加剧。从PL谱中可以看出，随着时间的延长，样品缺陷先减小后增多；随着温度的升高，样品缺陷增多。四个样品都表现出很好的紫外吸收效果，并对可见光透射性良好，有望用作防紫外线材料。
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user: 摘 要 本文提出了一种H缝隙耦合馈电的超宽带小型化圆极化天线。该超宽带天线具有频带较宽、体积较小、圆极化性能较好等特点，应用范围很广。本次设计的天线工作频率范围是2.2 GHz~2.4 GHz，驻波相对带宽达28.9%，频带内最大增益值为5.74 dB。该天线可以单独使用，也可用作相控阵天线的单元天线使用，适用于导航和卫星通信领域。 关键词 :小型化，超宽带，圆极化，耦合馈电 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 天线作为移动通信系统中的一环已受到越来越多的关注，天线作为一种能量转换器，将传输线或者波导中的能量和自由空间中的电磁波进行转换。天线技术随着通信技术的发展不断地向着更高的层次演进：由全向性向特定方向、由单一极化向双极化、由单频段向多频段、由单天线向多天线、由单波束向多波束、由机械扫描向电控相扫、由低速低容量向高速高容量等方向发展。在众多的天线形式中微带天线具有低剖面、易加工、容易集成等特性，本文设计的天线采用微带天线的形式，工作于S频段，作为某种相控阵雷达天线的单元天线来使用。微带天线最初由Deschamps在1953年提出 [ 1 ] [ 2 ] 。圆极化天线广泛地应用在导航、卫星通信等领域，圆极化天线相对线极化天线可以有效降低极化失配并可以抑制多径干扰。本文中天线采用双H缝隙耦合馈电技术来实现天线的工作带宽宽带化，在文献 [ 3 ] 中对不同缝隙的情况做了说明。
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user: 2. 天线单元设计 如图1所示为天线结构模型的示意图。天线的结构模型由三部分组成，辐射贴片部分、馈电网络部分和金属腔体部分，前两者通过四个紧固螺钉安装在金属腔体上。其中辐射贴片部分由高介电常数的板材组成，这样做的目的是使天线的尺寸变小。馈电网络部分由两部分组成，位于底层的Wilkinson功分器和位于顶层的双H缝耦合馈电槽。Wilkinson功分器输出两路等幅，相位相差90˚的信号 [ 4 ] 。之后通过H形耦合馈电槽给上部的圆形微带天线进行馈电，产生一个宽带的圆极化天线 [ 5 ] [ 6 ] 。 图1. 天线结构模型 相比于矩形贴片，圆形贴片有时更具有优势。比如在三角形栅格排列的阵列天线中，圆形天线更能保持单元边界条件的一致性。一般利用腔体模型来分析圆形贴片 [ 2 ] ，其中圆形贴片的半径可以由以下公式给出： r = r 有 效 1 + 2 H / π a ε r [ ln ( π a 2 H ) + 1.7726 ] (1) 其中为有效半径，可由公式(2)给出： r 有 效 = X ′ n p c 2 π f ε r (2) 式中， X ′ n p 为n阶贝塞尔函数 J n ( x ) 导数的零次项。对于最低次模TM11，利用 X ′ 11 = 1.84118产生类似于方形贴片的线极化场。对于TM 01 ，利用 X ′ 01 = 3.83171产生类似于单极子形式的方向图。 图2中标示出了天线主要结构的尺寸，辐射贴片和馈电网络采用螺钉紧固于金属腔体内，这样起到保护天线和便于装配在其他载体之上。馈电网络采用了威尔金森功分器，在功分网络的两路输出端得到等幅，相位差为90˚的信号，之后信号通过H缝隙对辐射贴片进行耦合馈电，实现了右旋圆极化的辐射特性。这样馈电相比探针馈电的好处是：避免了探针馈电引入的电抗性以及探针形成的辐射场对微带天线辐射场的影响，耦合馈电的方式还可以有效地将天线的带宽进行展宽，本文中所设计的天线工作频带为：2.15 GHz~2.45 GHz，相对带宽为：22.8%，带内最大增益值为：5.68 dB。 图2. 天线结构尺寸
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user: 3. 功分网络设计 本次天线的馈电部分采用的是威尔金森(Wilkinson)功分器，此类功分器的常见形式有微带线和带状线，本文采用的形式为微带线。两种形式的功分器各有特点：微带线形式的功分器具有结构简单、易于调试、成本低等特点；带状线形式的功分器具有易于屏蔽电磁干扰、成本较高等特点。由于本文所设计的天线工作频率处于S频段，相对来说没有高频段天线对结构等敏感，所以本文采用了微带线的形式。Wilkinson功分器具有各个端口匹配、具有无耗的特性并且在输出端口实现了隔离的特性。输入端口的能量通过Wilkinson功分器对两个H形缝进行馈电，能量最终耦合至顶部的辐射贴片进行辐射。功分器的两个输出端口输出幅度相等、相位相差90˚以实现天线的圆极化辐射特性。 本文设计了一个等功分相位相差90˚的Wilkinson功分器 [ 7 ] [ 8 ] ，如图3所示为该功分器的简化电路模型。其中Z1 = Z2 = 70.7 Ω，Z0 = 50 Ω，R = 100 Ω，其中Z1和Z2的电长度为四分之一介质波长(90˚电长度)。当设计不同功率分配比的功分器时，两支路中的阻抗值Z1和Z2的取值决定于功率分配比，一般要在他们和Z0之间增加一段阻抗变换段进行匹配。 图3. Wilkinson功分器电路模型
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user: 4. 天线仿真与测试 如图4所示为天线的实物加工图(俯视图)，为了便于安装在载体上，天线的接插件位于金属壳体的底部。天线具有结构紧凑，体积小以及便于集成装配的特点，适用于组阵为大规模阵列天线。通过测试该天线具有较宽的带宽，可以省去调试的过程并基本达到了免调的状态，为该天线大批量地应用于阵列天线提供了便利性。图4中天线上的四孔通孔是将天线固定于金属底座上预留的螺钉孔，金属底座上的四个孔是将整个天线单元固定于载体上预留的螺钉孔。图5为天线的馈电网络加工图，为了提高空间利用率，网络的接插件使用了体积更小的SMP接头。PCB板上的覆铜层使用了镀金工艺，并在焊接电阻处使用了阻焊绿油以防止焊接式焊锡侵入电路上，馈电网络板四周都加载了金属化通孔来形成良好的接地。 图4. 天线实物图 图5. 馈电网络实物图 超宽带天线(UWB Antenna)一般要求相对带宽大于20%，或者绝对带宽大于500 MHz，并且具有很高的传输速率和较低的功耗等特点。下图6所示为天线总输入端口的驻波仿真和测试曲线，从图中可知在频率2040 MHz~2730 MHz范围内，完全满足天线工作与S频段的要求。天线端口的驻波比小于2，其相对带宽达28.9%，绝对带宽达到690 MHz。 图6. 天线端口驻波 下图7所示为天线总输入端口的驻波仿真和测试曲线，从图中可知在频率1965 MHz~2595 MHz范围内，天线的轴比小于3，其相对带宽达27.6%，绝对带宽达到630 MHz。 下图8为天线在φ = 0˚和φ = 90˚时的仿真值曲线，天线的主极化和交叉极化方向图曲线。在本次设计中，主极化为右旋圆极化，交叉极化为左旋圆极化。出图中可以看出，天线方向图的对称性较好且极化隔离度较好，在增益最大值方向上极化隔离度达到了26 dB。 下图9为增益随频率变化的曲线，从图中可以看出增益值在2.3 GHz左右达到最大值。增益大于3 dB的相对带宽为20.6%，绝对带宽为480 MHz。 图7. 天线轴比 图8. 天线方向图 图9. 增益值随频率变化曲线
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user: 5. 结论 本文设计了一种工作在2.2 GHz~2.4 GHz范围内的圆极化天线，该天线具有超宽带、小型化及结构紧凑的特点。不论天线的驻波带宽还是轴比带宽(相对带宽)都达到了20%以上，达到了超宽带天线的要求。通过使用高介电常数板材，天线的尺寸也大幅度缩小。该天线可以单独使用，也可以通过大规模组阵来实现相控阵天线，适用于导航和卫星通信领域。
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user: 摘 要 阿司匹林上市后，COX-2抑制剂进一步发展，成为消炎，镇痛和治疗风湿及类风湿性关节疾病的主流药物。然而，近些年研究发现，COX-2抑制剂不仅能应用于抗炎领域，也可以应用在肿瘤预防和治疗方面。这一点在分子生物学和细胞生物学的研究中也得到了证实。在单独给药和联合用药的研究中，COX-2抑制剂均表现出了良好的肿瘤抑制效果。本文关于COX-2基因的表达，COX-2抑制剂的作用机制和目前的应用的研究进程进行综述。 关键词 :COX-2抑制剂，肿瘤治疗 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 COX-2抑制剂是特异性抑制环氧酶-2 (COX-2)的药物，大部分为非甾体类抗炎药物。如氯美昔布，罗非昔布。COX-2抑制剂含有一个刚性侧链，呈现出的分子结构大，进入其通道比较困难。花生四烯酸位于细胞膜中，在磷脂酶作用下从细胞膜释放，可经COX-1和COX-2两条路径转化为前列腺素，其中COX-2为诱导途径，在大多数细胞中几乎不表达，感到刺激后COX-2多表达促进白细胞趋化，诱发组织红肿，进而引起炎症；COX-1途径为结构途径，具有保护胃黏膜，维持肾血流量以及调节内环境稳定的作用 [ 1 ] 。因此COX-2特异性抑制剂相比较于无选择性的COX抑制剂可大大降低胃肠毒副作用。有些研究表明COX-2不仅在炎症部位诱导产生，并且在许多的肿瘤细胞中也高度表达 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] ，使得炎症部位转化为癌前微环境(PCM) [ 6 ] [ 7 ] 。
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user: 2. COX-2基因结构及表达 COX-2基因在lq25.2-q25.3位点，基本有10个外显子和9个内含子组成，长度约为8.3kb；在COX-2结构基因的上游有许多转录调控序列：其中包括SP-1位点3个，AP-2 (activator protein)位点、NF-κB (nuclear factor-kappa B)位点各2个，TATA box序列、CRE (cAMP responsive element)反应元件、Ets-1转录因子位点和C/EBP (CCAAT/enhancer binding protein)反应元件各1个 [ 8 ] 。肿瘤促进剂、抗原、AMPK、生长因子、NO、p53突变、COX-2启动子低甲基化 [ 9 ] 、NF-κB的过表达 [ 10 ] 均可引起COX-2表达量增加。COX-2基因编码一条3’端含有17个Shaw-Kamen序列长度为70 kDa或74 kDa的蛋白质。
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user: 3. COX-2抑制剂的作用机理 COX-2过多的表达与肿瘤之间的联系是多方面的，包括肿瘤的周期调控，凋亡抑制以及肿瘤血管的构成有关，见图1。因而，对COX-2的抑制可通过多方法实现肿瘤的预防和治疗，COX-2抑制剂在肿瘤医治的作用主要有以下几个方面。 3.1. 抑制肿瘤血管的形成 李晓光等研究发现在涎腺腺癌中COX-2的表达与iNOS和VEGF呈正相关性，见表1。因此推测他们可能存在关系，VEGF在肿瘤的血管生长中起着促进作用 [ 11 ] 。科学家们还发现大肠肿瘤、肝癌、口腔鳞癌、非小细胞肺癌、前列腺癌中COX-2过量表达均与血管内皮生长因子生成也存在密切关系 [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] 。进一步研究表明，只有存在乙酰肝素酶时COX-2才能发挥其促进肿瘤血管生成的作用 [ 16 ] 。Nakao等对IL-1β的表达与肿瘤血管生成进行研究发现，IL-1β表达促进肿瘤血管的形成与COX-2有关，COX-2抑制剂对肿瘤血管的形成确实具有抑制作用 [ 17 ] 。在探究小鼠Lewis肺癌模型时，COX-2抑制剂塞来昔布减缓肿瘤的生长速度，同时发现被塞来昔布抑制的肿瘤组织中血管密度明显降低 [ 18 ] 。 图1. COX-2作用机理 Table 1 Correlation of COX-2 expression with VEGF， iNOS and MVD in 63 cases of salivary adenocarcinom COX-2 n—VEGF—χ2 p—iNOS—χ2 P MVD t P + − + − + 46 33 13 − 17 7 10 5.00 0.03 8 9 4.03 0.04 31.2 ± 6. 3 3.43 0.00 表1. 63例涎腺腺癌组织 COX-2表达与VEGF、iNOS及MVD的关系 3.2. 细胞周期调控 当用转录生长因子-α处理癌细胞时，癌细胞COX-2出现过量表达，细胞出现有丝分裂现象，说明COX-2的表达与细胞周期调控相关 [ 19 ] 。张岭漪 [ 20 ] 等研究发现，COX-2抑制剂NS 398使HepG2细胞周期中的G0/G1期细胞比例增高，S期和G2M期细胞对比降低。有些COX-2抑制剂对细胞周期的阻挠作用并非是通过抑制COX-2实现的。由于COX-2抑制剂到达细胞周期调控所必要的量要高于抑制COX-2所必要的量。另外有些COX-2抑制能力强的COX-2抑制剂在抑制细胞周期转换方面却不一定起到同样强的效果。虽然对于COX-2抑制剂如何通过非抑制COX-2途径对细胞周期进行调控还不是特别明确，目前仅知道其应该与Akt或其上游的PDK-1有关。通过周期蛋白及周期抑制蛋白p17、p21的表达来调控周期变化。 3.3. 参与细胞凋亡 有研究发现当细胞COX-2表达过量时，通过Bcl-2表达增加，使得细胞凋亡受到阻碍，肿瘤细胞过度增殖 [ 21 ] 。张坚等用COX-2抑制剂SC-58125、塞来昔布与NS398分别作用于膀胱癌细胞T24时，三者均具有促凋亡的作用。但对Bcl-2的表达却没有显著的影响，说明COX-2抑制剂可能作用于Bcl-2下游的基因表达，也不排除COX-2抑制剂经非COX-2途径实现促凋亡作用的可能 [ 22 ] 。当用COX-2抑制剂塞来昔布和抗癌药物卡铂分别处理HeLa细胞，HeLa细胞有40.11%和21.8%的凋亡率，当二者联合用药时HeLa细胞的凋亡率为47.83%。在COX-2抑制剂作促使癌细胞凋亡时发现Par-4基因表达量也增加。因此判断COX-2抑制剂的促凋亡作用与Par-4会有关系 [ 23 ] 。 3.4. 抑制肿瘤的浸润和转移 当肿瘤细胞中COX-2的表达量增加时，肿瘤和浸润能力也相应程度的的增加。COX-2与可通过激活包括 MMP-2和MMP-9在内的MMPs家族，增加肿瘤侵袭和转移活性。COX-2也可以使基质金属蛋白酶的表达量增多，加快了肿瘤血管形成，从而增加其侵袭和转移活性 [ 24 ] 。当细胞过量表达CD44时，其浸润性加强，CD44的表达量增多，当降低COX-2的表达量时，CD44的表达量也会下降，肿瘤细胞的浸润性降低 [ 25 ] 。 3.5. 增强肿瘤细胞对常规治疗的敏感性 许多肿瘤细胞对射线都有较强的抵制作用。当COX-2表达时这种抵抗能力明显增强，这对肿瘤的放射治疗十分不利。刘方欣等利用克隆形成实验及流式细胞术检测不同剂量下尼美舒利处理的乳腺癌细胞对射线的增敏作用，发现不同浓度的尼美舒利均具有放射增敏作用且与其浓度呈相关性关系 [ 26 ] 。COX-2抑制剂的放射增敏的机理还不明确，其具体过程应当是多方面的。COX-2能够将花生四烯酸转变为PGE2，研究发现PGE2及许多其他PGs具有放射抵抗作用。另外，值得一提的是COX-2不会增加正常细胞的敏感性甚至还表现出了对射线的保护作用。 刘学军等对老年胃癌细胞与其他胃癌细胞相比具有更高的抗药性，同时也发现老年胃癌细胞的COX-2的表达量也高于其他肿瘤细胞，因此推测癌细胞的抗药性可能与COX-2有关 [ 27 ] 。于建平等人对于siRNA沉默转化生长因子β激活激酶(TAK1)基因，发现胃癌细胞BGC823对药物敏感性提高，与此同时COX-2的表达也明显降低，因此推测TAK1通过下调COX-2表达量以增强BGC823对药物敏感性 [ 28 ] 。张玲等人研究在不同浓度的尼美舒利作用下人乳腺癌细胞对化疗药物丝裂霉素的敏感性，发现尼美舒利可大大增强癌细胞对丝裂霉素的敏感性，这种作用与尼美舒利存在剂量依赖性 [ 29 ] 。
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user: 4. COX-2抑制剂的应用 COX-2抑制剂可与传统抗癌药物和放射治疗联合以增强肿瘤抑制强度。刘江伟等用塞来昔布联合顺铂可提高癌细胞的凋亡诱导作用 [ 30 ] 。但也有研究指出当塞来昔布和顺铂联合使用治疗食道管癌时，塞来昔布可降低顺铂的细胞毒性，以至于联合用药的临床药效没有得到大幅度的提升。COX-2抑制剂也具有预防肿瘤的作用，防止肿瘤切除后复发 [ 31 ] 能力。目前在生物疗法中较为常用的有白介素干预。当用浓度不同的白介素-1β (IL-1β)对人肺腺癌细胞株A549细胞处理，具有不同程度的抑制COX-2的表达量，且抑制程度与IL-1β的浓度呈正相关 [ 32 ] 。除此之外，生物疗法还有反义RNA以及RNAi技术等。
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user: 5. 结语 如今，相比较于开发新的抗癌药物，COX-2抑制剂这一传统抗炎药物已在抗癌领域展现出了巨大的潜力。人们在对COX-2抑制剂的抗炎活性研究和临床应用过程中收集到大量关于其结构、作用机理以及不良反应的相关数据，这些数据在今后的抗癌研究中均可作为参照。COX-2抑制剂的发展也存在许多问题，COX-2抑制剂可增加严重心血管事件发生风险，1999年上市的罗非昔布(万络)因其增加心血管疾病的发病率而被迫在2004年撤市。虽然FDA在调查后允许其他COX-2抑制剂继续使用，但许多研究证明其他COX-2抑制剂也可提高严重心脑血管事件发生的概率 [ 32 ] 。使用抗癌药物的患者主要为中老年人，而这一群体往往也伴随着心脑血管疾病，这在以后抗癌应用中将会大大影响到COX-2抑制剂的使用范围。除此之外，目前关于COX-2抑制剂抗肿瘤的具体机理还不是特别明确，尤其是COX-2抑制剂经非COX-2途径抑制肿瘤机理的研究成果非常有限。同时，COX-2抑制剂抑制肿瘤不同的途径之间的复杂作用关系也存在许多未知。
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user: 摘 要 本文设计了一种电控圆极化漏波天线，通过在复合左右手传输线结构加载变容二极管，实现波束扫描。天线单元结构由两部分组成：三个定频电扫二极管以及一个实现圆极化辐射的方形贴片。引入了单电压偏置的直流馈线结构，通过均匀偏置电压控制，实现圆极化波束扫描。该天线工作在2.4 GHz，并且实现了从+40˚到−17˚的连续波束扫描。在不同的扫描角度下，轴比保持在3 dB以下。 关键词 :圆极化，复合左右手传输线，电控，漏波天线，单电压偏置 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 近些年来，复合左右手漏波天线由于其低剖面，高增益，可以进行从边射到端射的前后向连续波束扫描且不需要复杂的馈电网络等优点，受到了广泛关注 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 。 大多数的现代通信系统一般需要定频工作和圆极化，以此来实现通信信号的稳定传输和接收。一方面，定频波束扫描可以通过加载电控元件或者可控基板材料来实现。例如加载开关二极管(PIN二极管)，光敏开关，铁氧体基板和液晶等。通常在漏波天线上使用最多的电控元件是变容二极管。Lim等人首先提出了定频扫描复合左右手漏波天线 [ 5 ]，通过改变变容二极管的偏压实现了从端射到边射的连续波束扫描。Quiros等人提出了两种变容二极管加载的一维Fabry-Perot漏波天线 [ 6 ]，可应用于二维漏波天线。但是与加载复合左右手传输线的漏波天线进行比较，该天线需要较高的剖面。在这之后，一种半模SIW漏波天线通过引入串联和并联调谐电容元件，实现了定频扫描和圆极化辐射 [ 7 ]，但是其加载的并非是可直接应用的变容二极管，而是某些定值电容，实现较为困难。 本文提出了一种通过变容二极管加载复合左右手传输线结构的电控扫描漏波天线。漏波天线由25个方形贴片单元组成，每个方形贴片进行切角和开缝及添加缝隙补偿结构实现圆极化辐射。该天线通过引入单电压偏置直流馈线结构控制变容二极管，实现了圆极化波束扫描。实测结果显示天线的扫描角度范围为−17˚至+40˚，且具有较为稳定的增益，最大增益约为6.17 dB，轴比均小于3 dB，满足圆极化辐射特性。
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user: 2. 天线结构的分析与设计 2.1. 漏波天线结构及原理 不同于我们熟知的振子天线，微带天线和口径天线驻波天线等，漏波天线是一种行波天线。所谓行波天线指的是，馈入的电磁场会呈现行波状态分布的天线。行波天线一般都需要在终端连接匹配负载，以消除反射波，而由于行波天线中的电磁波呈行波状态，各处反射一般很小，因此行波天线在其输入端的输入阻抗近似于纯电阻，因而一般拥有较宽工作频带。漏波天线便继承了行波天线宽带的特点，并且具有主瓣波束随频率扫描的特性。 漏波天线的原理框图如图1所示，电磁波在沿天线方向传播的过程中，逐渐向自由空间泄露。现假设电磁波沿z方向传播，在漏波口面(y = 0)处，电场表达式为 E x ( 0 ， z ) = E 0 e − j k z z (1) 其中E 0 为电场幅度，k z 为沿波导z方向的复传播常数，有 k z = β z − j α z (2) 式中，β z 为沿z方向的相位常数，α z 为沿着z方向的衰减常数。则漏波天线中电场为 E x ( y ， z ) = E 0 e − j k z z e − j k y y (3) 其中 k y = k 0 2 − k z 2 ，为沿y方向的波数。图中，自由空间中的波数 k 0 = ω c 0 。 图1. 漏波天线原理图 由图1和上述公式可知，若相位常数β > k0，则天线中传播慢波，ky为虚数，电磁波沿y方向衰减，无法形成空间波辐射；若相位常数β < k0，则天线中传播快波，ky为实数，电磁波可沿y方向不断向外辐射，实现漏波辐射。这就是漏波天线的快慢波辐射机制。 复传播常数kz包括漏波结构的两个基本参数，波导内电磁波的相位常数β决定了主波束的辐射角 θ M B = arcsin ( β / k 0 ) (4) 其主瓣宽度为 Δ θ ≈ 1 ( l / λ 0 ) cos ( θ M B ) = 1 ( l / λ 0 ) cos [ arcsin ( β / k 0 ) ] (5) 由公式(4)可以看出，可以通过改变工作频率改变相移常数，进而改变辐射方向，也可以通过加载移相器改变相移常数从而改变辐射方向。 2.2. 复合左右手传输线结构 复合左右手传输线结构如图2所示。正常的传输线是为右手结构，其等效电路由串联电感和并联电容组成，复合左右手传输线的等效电路除了右手部分的等效串联电感和并联电容之外，还有存在串联的电容和并联的电感。合理选择上述四个参数，并构造对应传输线单元，即可通过微调其中某个参数，使得天线方向图在第二象限与第一象限之间扫描，从而实现前向辐射与后向辐射。本设计通过加载变容二极管实现改变串联电容的大小，从而改变传输线的相移常数，实现了前后向波束扫描。 图2. 复合左右手传输线结构 根据图2，复合左右手传输线的串联部分的谐振频率为 ω s e = 1 L ′ R C ′ L (6) 并联部分的谐振频率为 ω s h = 1 L ′ L C ′ R (7) 因此，不同于正常的右手传输线，复合左右手传输线漏波天线漏波单元的相移常数β为 β = 1 p ( ω L ′ R C ′ R − 1 ω L ′ L C ′ L ) (8) 其中p为漏波天线周期长度，即单个单元长度。 2.3. 复合左右手漏波天线设计 本文所设计的基于复合左右手传输线结构的圆极化电扫漏波天线的结构如图3~6所示，主要由这几个部分组成：a.漏波天线单元；b.阻抗匹配网络；c.直流馈线结构。 图3. 天线整体结构图 天线结构如图3所示，天线制作在PTFE介质基板上，(其厚度为1 mm，介电常数为3.5，损耗角正切为0.0031)。天线单元结构如图4所示，主体是正方形贴片(a = 14 mm)，其上进行正方形切角(cut = 1.5 mm)并开矩形缝隙(lsa = 5 mm，wsa = 1.8 mm)，同时添加一个矩形缝隙的电流补偿结构(L3 = 2 mm，w2 = 0.8 mm)。切角的作用是实现圆极化辐射，但是过孔的存在将破坏传输线单元上的圆极化电流。为了补偿过孔结构引入的电流，本设计在单元上构造电流补偿结构，电流补偿结构可修正过孔结构对圆极化特性的干扰。 图4. 天线单元结构图 为简化所需电压种类，降低对直流供电模块要求，同时降低横向变容二极管加载电压，保护变容二极管，本文采用了一种接地中继式馈电结构。即每个天线单元之间由两个方向相反的变容二极管连接。信号从天线一端馈入，另一端接匹配负载从而实现行波传输。在每个单元的3个二极管上施加的电压大小是相同的，实现单电压控制。变容二极管的直流馈线结构在天线贴片单元的右上角接入，通过一个集总电感接入天线贴片，电感的作用是隔离微波信号传输，仅允许直流信号通过。该隔离结构不同于以往的四分之一开路线隔离结构，其尺寸较小，且隔离性能良好。如图5所示，天线一部分通过半径为r2的过孔接地，另一部分通过半径为r的过孔接地(L4处)。最后，在天线信号的输入和输出端设计了基于布洛赫阻抗的阻抗匹配器，实现天线的S参数的调节，如图6所示。 图5. 直流馈线结构 图6. 阻抗匹配网络
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user: 3. 仿真结果与实测结果分析 首先对漏波天线贴片模型进行仿真，模型如图3所示。不添加直流馈线的时候，图7为其加载不同电容下的回波损耗(S11)曲线。从图7中可以看出，在电容为2~2.5 pF，天线在2.4 GHz时，S11几乎均低于−10 dB，仅有电容值为2.2 pF时S11略高于−10 dB，整体具有良好的回波损耗。图8为其不同电容值下的方向图，可以从图8中看出，天线的扫描角度为−30˚到+29˚，且具有较为稳定的增益，最大增益约为9.8 dB，实现了稳定的前后向扫描。图9为其轴比扫描图，而表1列出了该天线贴片模型在不同电容值下的扫描角度、增益和轴比。从表1可以看出，该天线实现了从−30˚到+29˚的前后向扫描，增益较为稳定，且轴比均小于4.3 dB，符合圆极化辐射特性。而天线整体效率不高，其原因是该天线是行波天线，如果要提高效率，可以考虑继续增加天线单元个数。 图7. 不同电容值下天线贴片模型的回波损耗 图8. 不同电容值下天线贴片模型的方向图 图9. 天线贴片模型的轴比 Table 1 Simulation results of patch structure of antenna with different capacitanc 电容值(pF) 扫描角(˚) 增益(dB) 轴比 效率(%) 2 −30 8.78 4.34 54.21 2.1 −9.5 9.88 4.41 53.72 2.2 3 9.12 1.05 50.85 2.3 12 9.14 2.34 47.72 2.4 21 8.65 3.09 44.18 2.5 29 7.91 3.66 40.59 表1. 不同电容值时天线贴片模型的仿真结果 而后进行了加工测试，得到如下测试结果。图10为天线整体的回波损耗。从图10可以看出，在电容为2~2.5 pF，天线在2.4 GHz时，S11低于−10 dB，具有良好的回波损耗。图11是二极管添加不同的偏置电压下的方向图。可以从图11中看出，天线的扫描角度为−17˚到+40˚，且具有较为稳定的增益，最大增益约为6.17 dB，仍能实现稳定的前后向扫描。表2列出了该天线在不同电压下的扫描角度、增益、轴比和效率。从表2可以看出，仿真与实测较为吻合，该天线仍能实现从−17˚到+40˚的前后向扫描，增益较为稳定，且轴比均小于3 dB。 图10. 天线整体回波损耗 图11. 不同电压下天线整体的方向图 Table 2 Simulation results of the whole antenna with different capacitanc 电压(V) 扫描角(˚) 增益(dB) 轴比(dB) 3.5 +40 3.08 0.60 4.0 +26 4.01 1.13 4.5 +15 4.33 1.81 5.0 +8 6.17 1.47 5.5 −3 5.09 2.07 6.0 −7 4.99 1.36 6.5 −17 4.17 1.30 表2. 不同电容值时天线整体模型的仿真结果
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user: 4. 结论 本文提出了一种复合左右手传输线结构加载变容二极管的电控扫描漏波天线。漏波天线由25个方形贴片单元、阻抗匹配网络和直流馈线结构组成。每个方形贴片进行切角、开缝和添加缝隙补偿结构，其中切角实现了圆极化辐射。开缝和添加缝隙补偿结构使天线的圆极化较为稳定。引入了单电压偏置直流馈线结构，以此控制变容二极管，实现了良好的前后向波束扫描，扫描角度范围为+40˚到−17˚。实测结果与仿真结果较为吻合，具有较为稳定的增益，最大增益约为6.17 dB，且轴比均小于3 dB，满足圆极化辐射特性。
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user: 摘 要 采用火焰原子吸收分光光度法测定马齿苋样品中的微量金属元素的含量。结果表明，马齿苋富含钙、镁、锰，回收率99.6%~103.2%。可为长白山药用植物马齿苋的综合开发利用提供理论依据。 关键词 :原子吸收分光光度法，马齿苋，金属元素 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 马齿苋为盛产于中国南北各地，属于石竹目马齿苋科植物。肥厚多汁，无毛，生于田野路边及庭园废墟等向阳处。国内各地均有分布。该种为药食两用植物。历代本草书中对马齿苋是这样描述的：“马齿苋，又名五行草，以其叶青，梗赤，花黄，根白，子黑也。”被誉为五行俱全的“长寿菜”。马齿苋性寒凉，能够清除心、肝、肺和大肠之热。有清热去火、散血消肿、治热痢肿血、痛疮、丹毒的作用，还可以解酒；结合猪苓配伍可以治疗治结肠癌，与赤芍配伍可以治疗治膀胱癌，由此可见，马齿苋是一种非常好的天然“绿色食品” [ 1 ] [ 2 ] 。马齿苋中因富含“钾”而对心脑血管有益，除此之外，马齿苋中还含有ω-3脂肪酸，能够促进肠道内脂质物质的代谢和排泄，有益于血脂的调控。同时马齿苋中还含有类维生素A的物质、维生素C和B族维生素以及少量的氨基酸，这些营养成分有益于促进上皮细胞的胜利功能趋于正常，有促进溃疡愈合的作用。近年来，马齿苋被更多的人搬上了餐桌，北方因受食用季节的限制，人们将其晒干后再食用或者待茶饮。 马齿苋中微量元素含量的测定，可为长白山药用植物马齿苋的开发利用值提高较高的理论研究参考。文献中 [ 1 ] [ 3 ] 测定其微量元素的含量鲜见报道。搜索中国药典2015版，对于药用植物中微量元素测定，前期样品处理也没有标准方法。且产地不同微量元素的含量也不同 [ 4 ] 。 本文用干灰化法 [ 5 ] [ 6 ] 提取采自吉林省长春市农安县的马齿苋中的微量元素，并用火焰原子吸收光谱法测定了马齿苋中的钙、镁、铁、锌、锰、铜等微量元素，结果表明了坚持食用马齿苋可补充人体需要的微量元素。研究结果渴望对长白山药用植物马齿苋的综合开发利用提供理论参考。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 实验仪器及药品 试剂：钙、镁、铁、锌、锰、铜标准储备液(1000 ug/mL)；马齿苋(采至吉林省长春市农安县，晒干)；蒸馏水(石英亚沸二次蒸馏)；浓硝酸(分析纯)。 仪器：TAS-990原子吸收分光光度计(北京普析)；马弗炉。 2.2. 样品处理方法 选定自采马齿苋10克，用自来水洗，再用蒸馏水洗净烘干，捣碎过塞，准确称量该样品1.028 g，放在干净、干燥的瓷坩埚中，并在电炉上加热使其炭化，炭化好的样品放于马弗炉中，温度调至560℃灰化3.5小时后，关闭马弗炉电源，冷却后得灰分为灰白色，再用浓硝酸酸化处理，冷却后的处理液及洗液一并移入容量瓶中定容至100 mL，备用。 2.3. 标准溶液的配制 将Ca标准溶液稀释至100 ug/mL工作液，分别移取0.50、1.00、1.50、2.00、2.50 mL于25 mL容量瓶中，定容，摇匀。Ca系列质量浓度为2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 ug/mL。Fe系列质量浓度为0.000、0.200、0.600、0.800 ug/mL；Zn系列质量浓度为0.000、0.200、0.400、0.600、0.800 ug/mL；Mn系列质量浓度为0.000、0.200、0.400、0.600、0.800 ug/mL；Mg系列质量浓度为0.000、0.200、0.400、0.600、0.800 ug/mL；Cu系列质量浓度为0.000、0.200、0.400、0.600、0.800 ug/mL。
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user: 3. 样品的测定 3.1. 实验条件的选择 测量Fe、Zn、Mg、Zn、Ca、Cu等元素，选用火焰原子吸收分光光度法，表1记录了待测元素的具体实验条件。 Table 1 Selection of experimental conditions for elements to be measure 待测元素 分析线波长(nm) 光谱带宽(nm) 灯电流(mA) 燃气流量(mL/min) Mg 285.2 0.4 2.0 1500 Ca 422.7 0.4 3.0 1700 Mn 279.5 0.2 2.0 1700 Zn 213.9 0.4 3.0 1000 Cu 324.7 0.4 3.0 2000 Fe 248.3 0.2 4.0 1700 表1. 待测元素实验条件的选择 3.2. 标准曲线的绘制 将各待测元素配成一系列的标准溶液，并在选定的波长下分别测定其吸光度，绘制标准曲线。所测各元素在一定浓度范围内均成线性关系，其限性关系分别为的标准曲线方程为：Ca为：A = 0.00734c − 0.0052，Mg为：A = 0.01967c + 0.0234，Zn为：A = 0.00601c + 0.006，Mn为：A = 0.00381c + 0.0012，Cu为：A = 0.00132c − 0.0016，Fe为：A = 0.0016c-0.0012。相关系R在均大于0.99。
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user: 4. 结果与讨论 4.1. 测定结果 按照表1选定的所需仪器工作条件进行测定，Ca、Zn和Fe元素均根据含量范围逐次稀释至一定质量浓度后再进行测定。其结果见表2。 Table 2 Contents of six elements in Portulaca oleracea sample 元素 吸光度(A) 浓度(mg/L) 回收率(%) 样品含M含量(ug/g) Ca 0.512 10.299 100.5 5149.5 Fe 0.027 0.096 100.7 154.575 Zn 0.246 0.771 103.2 177.1 Mn 0.405 0.171 99.6 187.1 Mg 0.092 0.137 100.2 13700 Cu 0.013 0.198 99.8 75.8 表2. 马齿苋样品中所测六种元素含量 4.2. 结论 从分析结果来看，样品中金属元素Mg、Ca、Fe、Zn的含量较其他元素的略高，与已有文献有差异 [ 1 ] 。分析可能的原因可能与地域有关。所测样品中镁的含量最高，镁是多种酶的激活剂，能够维护骨骼生长和神经肌肉的兴奋性，缺镁导致血清中钙含量的降低，引起骨质疏松，尤其是老年人，甚至引起手足抽搐。同时，镁元素含量高也可能是马齿苋食用时味道(酸涩)不被大众接受的原因之一。 微量元素对于我们的健康至关重要 [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] ，如钙是人体无机元素中含量最多的元素，而且也是维持和调节血液和各种酶活性正常生理功能的必需元素人体中缺少钙元素可以导致骨质疏松和肌肉抽搐等症状。适量的锌能够加强细胞免疫的能力，提高抗病能力，对机体的免疫系统、防御机能和抗体形成都有极强的作用。 缺铁会导致人精神萎靡不振、挑食从而导致生长发育迟缓、经常头晕、膝盖疼、失眠、感冒、腹泻等现象，即免疫力下降。锰对人体也起着非常大的作用，不仅能从人体含锰的含量中看出来，也能从人体缺锰的症状看出锰对我们的重要性。锰通常摄入量为每天2~5 mg。铜元素对于头发、血液、免疫系统，皮肤等组织以及脑子和肝、心等内脏的发育和功能有重要影响。 长白山药用植物马齿苋中上述微量元素含量又较高，适量食用马齿苋这种野菜，对我们的健康非常有益，能够让我们摄取身体所需要微量元素的量，延年益寿。本文研究结果可为长白山药用植物马齿苋的进一步开发利用提供理论参考。