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关键词:生物制药;生物检测;药理;药品
前 言
现代生物制药技术是一项与制药产业结合极为密切的高新技术,不断为医药行业提供新产品、新剂型,为制药界开创一条崭新之路,正在改变生物制药业的面貌,为解决人类医药难题提供最有希望的途径。结构分析、价态分析、晶体分析等方面的研究又促进了光谱分析的发展。以计算机应用为主要标志的信息时代的来临,仪器分析迅速发展,为药物检测提供各种非常灵敏、准确而快速的分析方法。生物测定受到了极大的挑战,其发展前景令我们从事药品生物测定工作者所关注。
一、生物制药技术简介
1.基因工程技术
激素和许多活性因子是调节人体生理代谢与机能的重要物质,其活性强,临床疗效明显,但这些物质自然界甚为稀少,从人体及动物中提取难度大,来源有限,无法满足临床需要,而现代生物制药技术却为临床提供了这类廉价、高效的药品。
2.酶及细胞固定化技术
微生物转化及酶催化工艺早已在制药工业中广泛应用。酶与固定化技术结合弥补酶的不足,在制药界取得显著发展,如用大肠杆菌酞化酶生产、犁头霉素生产氢化可的松、乳酸菌转化蔗糖制备右旋糖醉等。
3.细胞工程及单克隆抗体
植物细胞工程培养技术为开辟药物新资源、使微生物原料生产工业化、保护自然界生态平衡具有重要意义。
二、生物制药现状
1.肿瘤在全世界肿瘤死亡率居首位,肿瘤是多机制的复杂疾病,目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会急剧增加。
2.神经退化性疾病、老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗,胰岛素生长因子rhlGF-l已进入Ⅲ期临床。神经生长因子(NGF)和BDNF(脑源神经营养因子)用于治疗末稍神经炎,肌萎缩硬化症,均已进入Ⅲ期临床。
3.自身免疫陛疾病,许多炎症由自身免疫缺陷引起,如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。一些制药公司正在积极攻克这类疾病。
4.冠心病。防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。Centocor'sReopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功,这标志着一种新型冠病治疗药物的延生。
三、药品生物检测的特点与范围
1.药品生物测定的定义与特点
药品生物测定(简称生测)是利用药品(或药品中的有害杂质)对生物(或离体器官及组织)所引起的反应来测定药品的含量或安全性的一种方法。
1.1 生测法的优点是测定的结果与医疗要求基本一致,能直接反映药品的效果或毒副作用,这是其他物理学方法或化学方法所不能达到的。因此,目前各国药典仍大都采用这一方法。
1.2 生测法的缺点是检验周期长,微生物有生长繁殖过程,动物有生理代谢过程,观察分析时间一般在2~7天,有些试验会更长。影响因素多,有生物差异性,也有系统操作误差和环境条件等造成的影响。用品用具、动物质量、仪器设备都会对结果产生影响。所以,以生测主检的品种在中国药典中逐版减少。
2.生物制药检测的范围
中国药典是法定的药品标准,它将药品质量控制项目归为四类:性状、鉴别、检查和含量。生测的业务主要涉及到中西药品的检查类和含量类。
四、生物制药检测的现状
1.品种和范围的变化
抗生素的含量测定,最初大部分抗生素用微生物法测定含量。随着制药工业发展,提纯方法不断改进,有效组分更加明确,许多品种检测方法不断改为仪器测定和化学测定。药品注射剂的热源检查。中国药典还要继续增加品种,热源项都将被内毒素代替。动物试验改为生化试验。
2.实验动物
生测离不开实验动物,在实验中,为了减少生物差异,提高动物反应敏感性,以最少的动物达到最满意的结果。一般动物实验必须达到清洁动物标准,种系清楚,不杂乱,无规定指出的疾病。
3.药品生物测定在方法上的改进与变化
为了缩短操作时间,减少实验误差,近年来生测方面也研制并投入使用了部分仪器设备,减轻了工作强度,提高了工作效率,检测结果更加准确可靠。
五、生物制药技术及检测的发展趋势
1.各种新技术的出现有助于新药物的开发计算机模拟和分子图像处理技术(例如原子力显微镜、质量分光仪和扫描探测显微镜湘结合可以继续提高设计具有特定功能特性的分子的能力,成为药物研究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方面会成为越来越有用的工具。这种方法到2015年可能会成为心脏等系统临床药物试验的主流方法,而复杂系统(例如大脑)的药物临床试验需要对这些系统的功能和生物学进行更为深入的研究。
2.生物检测
作为经典方法沿用至今,表明它有其他方法不能替代的特点,在药品检验中发挥了重要作用。不少老产品改为其他方法控制质量,也会不断有新产品离不开生测法,我们应当充分发挥它的优点,尽量克服它的不足,开拓新的业务范围。
3.微生物限度检查工作量大
在这项检查中,有大量的业务技术需要我们进一步研究,改进试验条件,使数据准确,探讨陕速检测的新方法。药包材的检查,国家药监局已经试行标准,业务范围将更加扩大,这是我们进一步做好工作,努力探讨研究的新领域。
4.药品生物检测在中药开发中的作用
我国是中药王国,2000年版中国药典一部共收载920种,其中中成药398种。有含量测定的157种,仅占总数的17%,中药成分多,杂质和干扰物质很多。复方制剂,尤其大复方制剂专属性的检出处方中所含药材很困难,有大量的研究工作需要做。中成药中的杂质如重金属、残留农药等达到一定水平会产生毒副作用,影响药物安全。要让中药制剂打进国际市场,我们在检查类的控制项目和含量类的方法探讨方面有大量工作要做,生物测定可以在毒理、药理方面进行研究、探讨,逐步完善质量控制标准,提高制剂质量发挥更大的作用。
5.新药研制开发与安全性评价
新药研制开发是多学科合作的系统工程。在获得一个具有生物涪胜的化合物后,研究开发组织者要在生物医学领域进行药物评价研究,首先必须组织药理学、毒理学、病理学、兽医学、遗传学、生物化学、药代动力学方面的专家进行合作研究,按药物非临床研究管理规范GLP进行管理。组织药理、毒理(包括一般毒理和特殊毒理)、病理、药代动力学和毒代动力学、药物分析、临床化学、实验动物、生物统计、质量保证等部门有关人员进行讨论,分阶段做出评价。生测在这方面可以参加开发研究或进行技术指导。
六、结束语
生物制药技术及检是药物医药生产要组成部分,是不可缺的专业,现代高科技的大量使用,不仅不会影响其发展,而是如虎添翼,让生物制药技术及检测展示出新的前景。
参考文献
[1]陈文晖.中国生物技术产业发展现状问题及对策[J].经济管理,2004(01).
[2]程跃,银路,李天柱.中国生物技术制药产业创新现状可视化研究-基于科学计量学的专利数据分析[J].技术经济,2010(05).
1.1高水平团队与专业人才的缺乏,学术创业环境并不成熟
生物技术药物的研发并不同于一般药物的研究与制造,其在生物技术上,生物与化学方面,药理方面等诸多的领域均有着较高的要求,当前我国虽然已经认识到了生物技术药物的重要性并极力对其进行研发,在较短的时间取得了较为理想的成绩,然而,从实际上来说,虽然当前我国该领域有着较为庞大的科研团队力量,并且有许多的工作者具有国外工作的经验,但实力并没有理想中的雄厚,在同其他国家的竞争之中也处于劣势。在我国,绝大多数的生物技术是在科研院所之中进行研究的,科研人员也大多是使用国家的资源来进行研究,存在着体制上的约束,导致了在许多时候缺乏冒险的精神以及创业的激情,许多科研成果明明已经研究出来,然而,却不进行实际应用,不投入市场来获得经济上的效益,并且,科研院所在进行相关研究时并不具备着市场的导向,这也使得许多的研究项目在实际的市场之中得不到有效的应用,绝大部分的有那就产品在获得专利后便被束之高阁,不再过问。
1.2并不具备着较多的实力雄厚的企业,融资较为困难
同其他的发达国家相比,我国生物技术药物方面的上市公司在总体上的规模比较小,由于资金有限,在对产品进行研发时也存在着较大的制约,无法吸引到具有着高水平与能力的人才,循环下去也就限制了企业的创新能力,并且,我国在研发的环节中仍然处在仿制的阶段之中,缺少核心的技术,也就无法较好的提高企业产品的竞争能力。与此同时,生物技术药物在研发的过程中需要较长的时间、较高的投资以及较大的风险,这些要求也导致了只有拥有着雄厚财力与人才的公司才能够实现,风险投资一般都只是注重短期的资本,希望能够将投资的风险降到最低。对于生物技术药物的公司来说,其在进行研究时很难较快地为风险投资提供回报,这也使得风险投资并不会将这一行业当做主要投资的目标,而当前我国尚未建立起科学合理的同生物技术药物这一领域的特点比较适应的融资体系。这也极大地限制了我国生物技术药物领域企业的进一步发展。
1.3产品的更新换代比较缓慢
我国的绝大多数生物技术药物企业主要生产干扰素系列的产品、促红细胞生成素的产品、肿瘤坏死因子系列的产品等,大部分企业缺乏着具有自身知识产权的核心产品,许多种类有着较多的厂家,导致了同质化竞争的空前严重。产品的更新较慢也导致了企业竞争力的降低,也就导致了人才的流失与资金的缺乏,久之便形成了一个制约企业发展的循环体系。
1.4产品的价格较高导致患者无法承受
生物技术的药物在制作时有着较为复杂的流程,且对于技术也有着较大的要求,这也使得许多的企业会具有着垄断的性质,导致了在临床之中此类药品有着十分昂贵的价格。举例来说,应用于治疗HER2过度表达的转移性乳腺癌的曲妥珠单抗每一只的售价便能够达到20000元以上,六只为一个疗程,这也就是说,一个疗程单单这一种药物的治疗费用便能够达到120000元以上。这些生物技术的药物在价格上要远远超过了正常家庭所能承担的费用,患者在进行治疗时也往往不会考虑这类药物,即使其有着显著理想的治疗效果。
2相关建议与对策
2.1加强转化的研究,鼓励学术性创业
虽然当前我国在生物技术领域特别是其中的基础研究方面取得了一定的成果,然而,在目前整体的实际市场经营之中,许多的医药研制企业的实力并不能仅仅使用文献的数量来进行衡量,大部分学术文献都将有那研究精力放在了基础的研究之上,其同市场的实际应用之间仍然存在着十分遥远的距离。转化研究思想便是将当前基础的研究成果以及思维理念转化成为具体的生物药物产品,将早期的基础研究同临床的实践进行连接,涵盖目标的确认和识别。除此之外,还应大力地鼓励学术性的创业,若是仅仅有研究而不进行创业,研究的成果也只能停留在试验的阶段之上,以专利与论文的形式呈现在人民大众的面前,然而若是将研究的成果转换为能够满足广大人民群众需求的实质性商品,不仅能够方便人民群众,还能够创造出巨大的经济与社会价值,更好地发挥这一研究成果的作用。
2.2大力地创新与支持国际化的合作
生物技术药物领域属于技术要求较高的领域,因此,在对其进行发展的同时,必须要正确地判断其发展的趋势以及实际的动态情况,了解研究的具体方向并对其中的制约性因素进行分析,在研究之中应倡导勇于创新的精神,在不断地创新之中求得突破性的发展,提高企业的国际竞争能力。由于我国生物技术药物领域的研究起步较晚,因此,在许多的方面较之于发达国家仍存在着较大的差距,这不仅仅是技术上的差距,还有经验上的差距,因此,想要促进我国的生物技术药物能够得到更好的发展,支持国际化的合作,促进同发达国家之间共同的合作与研究则显得十分必要。
2.3制定合理的发展政策,加大政府的扶持力度
我国政府应从大方向上帮助生物技术药物领域的发展制定出科学合理的发展政策,在能够确保质量的前提下加快临床中的试验与审批的流程,从整体上提高审批的效率,建立相关的制度。在此基础上,政府更应加大对这一类新兴企业扶持的力度,给予其更大的便利,使其在发展之中能够获得政策上的支持,提高企业的发展速度。
3总结
关键词 竞技武术 散打踹腿技术 运动生物力学 分析
1绪论
根据散打的动作特征和技术要求,每一个踹腿动作过程中都要经历提膝、翻小腿和踹击三个阶段,而踹腿动作中的翻小腿和踹击往往是同时进行的,所以我们将其分为提膝和翻踹两个阶段。同时为了叙述方便,我们将为完成技术动作支撑人体重心的腿称为支撑腿,而进攻击打目标的腿称为攻击腿。运动技术水平的表现跟腿法技术密切相关,自古就有谚语“手是两扇门,全凭腿打人”,这充分说明了腿法技术在散打运动中的重要作用。根据马学智对1999年全国武术散打锦标赛的研究表明:在进攻技术中,腿法比拳法的运用次数多。而在众多的腿法中踹腿是直线性腿法的典型代表,又有“先锋腿”之称。因它在技、战术上具有能攻善守之优点,且在打击力量、打击速度等方面明显优于其它腿法动作故被运动员视为进攻得分的主要动作之一,是散打中运用率较高的腿法。马莉芳、韦海峰对武术散打王争霸赛腿法技术的运用进行分析得知,侧踹腿共运用544次,占整个腿法使用总数的24.8%,仅次于横踢腿,是有效的得分手段之一。从现场观察统计来看,侧踹腿攻击部位多在胸腹部,缺乏高、中、低位的变化,攻击距离也有一定的局限性。梁亚东、肖红征对“第5届世界武术锦标赛”散打决赛腿法技术运用进行分析,结果表明:运动员掌握腿法技术的好坏直接影响其比赛成绩。腿法技术训练质量越高,在瞬息万变的激烈比赛中运用的实效性越好。蹬腿和侧踹腿是遏止国外运动员擅长的重拳及近身搂摔打法的实效技术。在训练中要针对性的提高其动作速度和攻击威力。对前腿侧踹这个具有代表性的动作进行客观而系统的分析,从而归纳其内在的运动生物力学特点和规律,对今后的教学与训练提供科学的理论依据将有十分重要的意义。
2研究现状
查阅《体育与科学》、《中国体育科技》、《体育文史》及北京体育大学、上海体育学院等12所体育院校的学报,《浙江体育科技》、《辽宁体育科技》等14家体育科技期刊近十年来有关散打运动方面的研究文献以及武术领域专著和论文后得知,国内学者对散打运动训练方法、战术应用、营养卫生及赛制改革等方面的研究取得了一定的成绩,但真正对散打运动技术动作进行深入研究还显得不够,运用运动生物力学的研究方法进行探讨散打动作技术的成果还非常有限,其文献报道寥寥无几,更谈不上综合分析和量化指标。关于竞技武术散打踹腿术的生物力学分析这一课题目前尚属缺乏。武术对抗性项目的开展,从武术套路的攻防含义中彻底地分离出来,形成了具有实用性技击对抗的体育项目――竞技武术散打。它是两人按照一定的规则,运用武术中的踢、打、摔和相应的防守等技法进行徒手格斗对抗的现代竞技体育项目。是中国武术的重要组成部分。武术是中华民族文化的瑰宝,在几千年的发展过程中,由于科学技术不发达,没有先进的实验仪器和科学的理论支持,没有条件对拳理、拳法做科学的分析研究。因此,前辈武术家在练拳习武的过程中,只能由感而发,将拳理、拳法中的一些原理及规律以感性认识的方式记录下来,以指导后人习练武术,少走弯路。理论源于实践,理论反过来又能指导实践,促进实践更好地发展。竞技武术散打作为一项体育运动,已经推向世界,如果没有坚实的理论为基础,它的发展就不容乐观。所以,竞技武术散打的发展需要有一系列的科学理论为其奠定基础,对散打基础理论的科学化、系统化研究已经成为摆在我们面前亟待解决的问题。运动生物力学作为体育运动的基础理论,也是散打技术改M和提高的重要依据之一,故用运动生物力学原理对散打技术动作进行分析具有重要意义。人体任何合理的动作都要遵循运动生物力学原理,竞技武术散打运动也不例外。任何合理的散打技术动作都必须符合人体解剖学、运动生物力学原理、运动学规律和武术技击原理。运动生物力学是散打运动存在和发展的最重要的理论依据之一,散打任何技术动作都是在人体自身的内力与外力整体作用下完成的,运动生物力学原理贯穿在散打每个技术动作中。竞技武术散打与运动生物力学原理交融渗透、密不可分。竞技武术散打作为一项体育项目,其动作技术有着自身内在的规律性,如果不对这些规律进行科学把握,没有一个标准化的通用技术,竞技武术散打就不可能更好地发展下去,甚至难以让世人接受。竞技武术散打要想走向世界,和西方体育运动相互融合,共享一个“蛋糕”,就必须与现代科学知识相结合,走科学化的发展道路。本人在查阅了大量的文献资料发现在散打中有关技法的论述较多,但大多是基于经验介绍,缺乏应有的理论依据。运用生物力学手段对技术动作进行诊断和评价的报道极为鲜见,即使有也是零星的缺乏理论深度的或者研究方法和测试仪器已经不能适应现代体育运动发展要求的。从目前运动生物力学动作技术研究的方法和范畴分析,已经深入到通过三维测试分析系(下转第146页)(上接第144页)统等来评价和诊断动作技术,但在竞技武术散打运动中还很少见到。
3研究方法
本人采用QUALISYS-MCU500红外远射测试系统与三维测力平台测试系统对散打腿法中较为常用的前腿踹腿技术进行研究,对不同水平运动员(优秀组与非优秀组)每组10人,共20人的踹腿技术进行髋、膝、踝关节角度测试、速度测试,并分析,力求找出前踹腿技术的运动生物力学特点及内在的规律,为进一步丰富、完善散打技术理论、优化动作技术、规范技术规格、预防损伤和科学选材作前瞻性探索。
5结论
建议散打运动应该更加科学化地发展,对动作技术的研究应该多借助一些运动生物力学、解剖学、生理学的研究方法和手段,并采用当今先进的实验仪器进行测试与分析,使散打理论得到科学的验证与补充,不断丰富散打理论,以推动其更好的发展。
参考文献
关键词:食品检验 生物检测技术 应用
随着社会的进步和人们生活水平的提高,食品安全问题越来越受到重视。为保障食品质量和食品的安全性,必须采取有效方法对食品进行检验、检测。生物检测技术作为食品检验的重要方法,具有显著的优点,主要体现在特异性强、灵敏度高、简便快捷等方面。近年来,生物检测技术在食品检验中发挥着越来越重要的作用,具有广阔的发展前景。
1、在食品检验中常见的几种生物检测技术
1.1免疫技术
免疫技术作为生物检测技术之一,具有显著的特点,主要体现在特异性强、灵敏度高、操作简单、再现性较好等方面,具有广阔的应用前景。该技术主要用于分析蛋白质结构,鉴于蛋白质间存在的物理、化学性质基本相同,一般常采用免疫检测法或标记探针法来进行分辨,具体应用手段主要包括放射免疫法、沉淀反应法、免疫电泳法等。
1.2生物酶技术
生物酶技术是一种常见的生物检测方法,具有较强的特异性,能用于分辨结构、性质差别很小的物质,可用于检测食品中残余农药的含量以及微生物污染等。该方法与免疫法联合构成的酶联免疫分析检测技术,已经广泛应用于食品检验中的各个领域,其最大的优点是准确灵敏,尤其适合用于检测蔬菜和水果中的杀菌剂噻菌灵,此外也可用于检测牛奶中的除草剂津玛的,该技术在国外得到了广泛的推广,我国在这方面的起步较晚,但是也取得了一定的进步。
1.3 PCR技术
PCR技术是聚合酶链式反应技术的简称,可以在生物体外快速扩增指定基因或DNA序列,所以又称之为基因体外扩增法。PCR技术起初应用在基因克隆和转基因技术方面,由于具有显著的特点表现在精度和微量方面,其应用范围得到了拓展,逐渐延伸到其他领域。随着对食品中微生物的遗传性质以及致病菌的遗传背景的深入研究得出:食品是否受到污染,关键在于能否对基因序列和遗传背景进行准确检测。PCR技术正是基于这一机理来判断食品是否受到微生物的污染。
近年来,PCR技术广泛的应用于食品中病原菌微生物的检测,在国外采用该方法已成功的检测出牛肉中的大肠杆菌污染;在国内已采用该技术对水产品、肉制品以及奶制品中的小肠耶尔森氏菌进行检测。随着PCR技术的日益发展,对其灵敏性和准确性要求越来越高。在实际应用中,PCR技术也存在一定的不足,只有将PCR技术与其他技术有机结合,才能更好的进行食品检测,以弥补自身的缺陷。相信在不久的将来,PCR技术会具有更为广阔的发展前景。
1.4生物芯片
生物芯片技术是一种食品检验中最适用的高新技术,其工作原理是通过光导原位合成或者微量点样,将大量的生物分子在载体表面进行有序地固化,形成密集的二维分子排列,进而与已标记的待测样品分子进行杂交,然后通过特定的仪器对杂交分子的信号强度进行快速、高效的测定,通过分析确定样品中品靶分子的含量。通过生物芯片技术,人们对食品安全状态有了科学的了解,能够很好的确定食源性疾病的阂值,并且有利于建立用于进出口食品监管方面的预警及反应系统。但就当前来看,该技术的成本较高,再加上其应用性能还达不到要求,严重制约了其在食品检测中的应用。但是鉴于该技术具有较大发展潜力以及商业前景,各国及地区已投入大量的人力和财力相继开展了研究工作,相信,随着生物技术的快速发展,生物芯片技术在食品工业领域的应用会日益广泛。
1.5生物传感器技术
生物传感器是一种新型的生物检测技术,该技术的工作原理是通过选用良好的活性物质,如酶、抗体、抗原、DNA等进行处理作为分子识别元件,当这种分子识别元件与待测物进行特异性结合后,会产生光、热等复合物,经由信号转换器来传播信息并放大输出,进而得到相应的检测结果。生物传感器具有显著的优势,主要体现在灵敏度高、特异性强、使用微量、操作简便、检测速度快等方面,具有广阔的发展前景。
基于生物传感器自身的优势,广泛应用于食品残余农药检测、病原菌检测等多个领域,并取得了不少突破性的进展。但是,生物传感器也存在一些缺陷,表现在稳定性、重现性以及使用寿命的限制,从很大程度上制约了在食品检测领域的发展。不过,随着生物微材料技术的不断发展,生物传感器必定会在食品工业领域得到广泛的采用。
1.6核酸探针技术
核酸探针技术又称基因探针技术或核酸分子杂交技术,对不同的基因链可以进行敏感的鉴别。对来源不同的两条核酸链所含的互补碱基序列,能够通过特异性的结合而成为分子杂交链。根据这一特性,可以将可识别的标记加到已知的DNA或RN段上,形成探针,可以对未知样品中是否具有相同的序列进行检测。目前,核酸探针技术已经在进出口动植物及其产品的检验方面得到广泛应用,多用于常见的致病菌和毒素菌的检验,尤其是产肠毒素性大肠杆菌的检测。
2、生物检测技术在食品检测中的应用领域
生物检测技术基于自身的独特优势,在食品检测领域发挥着越来越重要的作用,接下来就该技术在食品检测中的具体应用进行分析:
2.1有害微生物的检测
有害微生物的检测是生物检测所研究的热点。食品中有害微生物的存在会给人类的健康带来巨大伤害,为此,迫切需要找到快速有效的食品检测方法来控制有害微生物的传播。生物检测技术基于自身显著的优势,在这一方面已取得了可喜的成绩。目前,针对有害微生物的检测,常采用PCR 技术、酶联免疫技术以及生物传感器技术。
2.2食品中残余农药的检测
近年来,由于食品中残余农药而引发的毒性问题日益突出,残余农药的分析方法和技术越来越受到人们的重视。酶技术和生物传感器技术已经应用到残余农药的检测中来。
2.3食品成分和品质的检测
食品成分和品质检测常采用的方法是生物感应器法,这一方法在很早的时候就已经得到采纳。葡萄糖传感器就是最早的生物传感器,其主要作用是对食品中的含糖量进行检测。早在20世纪90年代,国外开发了介体酶传感器,用于测定食品原料中的谷氨酸的含量。在日本,生物传感器广泛的应用于鱼类鲜度的测定。此外,可以将某种气味与蛋白进行结合作为生物敏感材料,进而制成气味生物传感器,专门针对食品中的香味物质进行测定。
2.4转基因食品的测试
随着基因工程的不断发展,转基因食品越来越受到人们的关注。转基因食品对人类健康和生态环境是否存在不利影响,对于这一热点问题,可谓是仁者见仁智者见智。对转基因食品进行准确检测是解决这一问题的有效措施。目前,多采用酸检测法、蛋白质检测法以及酶活性检测法对转基因食品进行检测。
3、结语
生物检测技术基于自身独特的优势,在食品检验领域已取得了可观的成绩,发展前景极为广阔。随着生物技术的快速发展,生物检测方法将会不断的完善和补充。相信,在不久的将来,生物检测技术在食品检验领域中将会得到越来越广泛的应用。
参考文献:
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[2]罗梅兰,叶云,梁超香.生物检测技术在食品检验中的研究[J].食品与机械,2006(2).
关键词:食品安全 微生物 检测 分子生物学 免疫学
一、前言
随着食品工业的快速发展,对食品检测技术提出了更高的要求,传统分析方法难以满足当前食品检测的需要,灵敏度高、特异性强、简便快捷的生物技术逐渐在食品检测行业发展起来。目前,国内的食品安全问题的产生既有政府监管不严、制度体系不完全的原因,也有食品检测技术不够科学先进的原因。食品安全问题是由于食品中含有毒、有害物质,对人体健康产生危害而造成的公共卫生问题。
二、生物技术分析
生物技术在食品领域的应用已经有几百年的历史,从最初的面包、酱油生产,如今已延伸到食品领域的各个方面,得到了长足的发展和不断的完善。现代生物技术是建立在细胞生物学等学科基础之上的高科技技术,包括细胞工程、酶工程、基因工程、发酵工程等诸多类型的技术。生物技术是利用生物有机体及其组成部分,或是利用其组织、细胞、酶来进行合成、转化、降解,从而实现生产产品等目的的技术。细胞工程是以动物、植物细胞及细胞融合技术为基础的一类生物技术,主要用于食品生产;酶工程是通过特定细胞酶来控制食品生产过程中的物质转化;基因工程是通过重组基因来改造食品生物特性,起到生产特殊产品的作用;食品发酵技术如今已发展为发酵工程学,用于预定食品及成分的生产。
三、分子生物学的应用
1.基因芯片技术
基因芯片,即DNA微探针阵列(Microarray),是生物芯片的一种。基因芯片技术是在分子生物学与微电子技术等发展基础上,将标记了的基因探针与芯片上寡核苷酸点杂交后,用激光共聚焦荧光检测系统等对芯片进行扫描,来确定是否存在一些特异的微生物。理论上讲,基因芯片技术可以在一次实验中检测出所有潜在的致病原,也可以在同一张芯片上检测出某一致病原的各种遗传学指标。基因芯片在数据处理和信息提取过程中,需要对图象中杂交样点进行精确定位,因为样点自动识别的结果将会对芯片检测结果的精度和准确性产生很大影响。
2.基因探针技术应用
基因探针技术依据2条碱基互补的DNA链在适当条件下互补形成稳定的DNA、RNA或DNA—DNA链的原理,通过DNA探针与待检样品之间是否形成杂交分子,从而判定样品中是否存在某种微生物。从二十世纪90年代中期诞生开始,美国和法国等很多国家已普遍运用。最近设计的DNA指纹图谱自动分析系统,由于引入了化学发光标志物,将会更好地对得到的图谱与核酸碱基进行比较,最终得到对微生物的鉴定。
四、免疫学技术的应用
1.免疫荧光技术
免疫荧光技术就是先通过抗原和抗体的特异性结合反应,然后在荧光显微镜下来鉴别细菌的一种技术。具体操作方法是:首先把受检标本(测定其中的抗体或抗原)和酶标抗原或抗体按不同的步骤与固相载体表面的抗原或抗体起反应,然后用洗涤的方法使固相载体上形成的抗原抗体复合物与其他物质分开,最后结合在固相载体上的酶量与标本中受检物质的量成一定的比例。加入酶反应的底物后,底物被酶催化变为有色产物,产物的量与标本中受检物质的量直接相关,故可根据颜色反应的深浅给受检物质做定性或定量分析。
2.酶联免疫吸附技术
酶联免疫吸附技术其实是免疫荧光技术和放射免疫技术的结合,其原理是将抗原或抗体吸附于固相载体,在载体上进行免疫酶染色,底物显色后,通过定性或定量分析有色产物量,从而确定样品中待测物质含量。目前的分类方法众多。主要技术类型有双抗体夹心法、间接法、捕获法、竞争法。这种技术具有可定量、反应灵敏准确、标记物稳定、适用范围宽、结果判断客观、简便完全、检测速度快以及费用低等特点,且同时可进行上千份样品的分析。
五、代谢学
1.阻抗法
阻抗法的原理为:微生物在生长繁殖过程中,会使培养基中的电惰性底物代谢成活性底物,从而增加培养基中的电导性,使培养物中的阻抗降低;通过检测培养基的电阻抗的变化情况,从而对检测的细菌做鉴定。阻抗法具有高敏感性、特异性、快反应性和高度重复性,非常适于临床样本细菌检测、食品质量与病原体检测、工业生产中的微生物过程控制及环境卫生细菌学研究。
2.放射法
放射测量法(radiometry,RM)是多种物理、化学诊断新技术。其原理是根据细菌在生长繁殖过程中可利用培养基中的“C”标记的碳水化合物或盐类的底物,代谢产生CO,然后通过仪器测量CO的含量增加与否,来确定样品中有无细菌存在。这一方法具有快速、准确度高和自动化等优点。适合大批量样品的细菌数检验,以及各类物品的无菌监测。
六、PCR
该技术即聚合酶链式反应,也称无细胞克隆系统,是1985年诞生的一项DNA体外扩增技术。通过扩增某些难以培养的微生物相应的DN段,检测扩增产物含量,从而快速地对食品中致病菌进行检测。检测时,首先在高温下(95℃)使得蛋白质变性,DNA双链变成单链;再迅速降温(55℃),每条DNA单链退火,这就是所谓的热循环。之后温度重新上升到95℃,开始新的循环。经一套扩增循环(21到31次)将1个单分子DNA扩增到107分子。整个过程可以在1h内通过自动热量循环器完成。这种测定方法的优点是测定结果迅速、灵敏度和特异性高、检测成本低;但其存在的最大问题在于PCR产品的污染。
七、“干片”法
它主要是利用无毒的高分子材料为培养基载体,能快速、定性和定量检测试纸和胶片的食品微生物。这种方法已经达到作为定量常规法的水平。对有些项目的测定,几乎可与标准方法相媲美。由于准确度和精确度高,这种方法对于测定少量样品,既不需要配制试剂,操作又简便快速,而且易于消毒保存,便于运输,携带方便,价格低廉,可随时进行;加之除“干片”外无其他任何废液废物,大大减少或消除对环境的污染,所以在实验室、生产现场和野外环境,防疫工作人员随时都可以取样检查,大大减轻了劳动的强度,提高了检验的质量。
八、恒温扩增技术
随着分子生物学技术的迅速发展,基于核酸(DNA或RNA)检测的诊断方法(如各种PCR、Southern杂交和Northern杂交)已大量建立并获得广泛应用。这给临床诊断提供了快速、灵敏和准确的方法。虽然这些方法在临床实践中也遇到一些问题,如假阳性与假阴性问题,但基因诊断具有一些特殊优点,如:需样量少、快速灵敏和准确、应用范围广泛;因此,众多学者不断改进现有技术探索新方法。
九、生物芯片技术
生物芯片是将大量生物识别分子按预先设置的排列固定于一种载体(如硅片、玻片及高聚物载体等)表面,利用生物分子的特意性亲和反应,如核酸杂交反应,抗原抗体反应等来分析各种生物分子的存在及其量的一种技术。基因芯片的最大优点在于其高通量。传统方法检测众多基因要经历多次实验而且自动化程度低,因而每次实验之间是存在系统误差的。基因芯片可以克服这个缺点,众多基因的探针的标记、杂交等过程是在一次实验过程中完成的,而且自动化程度高,数据客观可靠。基因芯片的缺点在于其不能对待检测基因在多细胞类型组织中的精确定位进行判断。另外很多蛋白质调节其功能主要不是依赖其是否表达或表达量的高低,而是依赖蛋白质磷酸化-去磷酸化等方式。在这种情况下,用核酸类生物芯片就没有什么意义了,正在研究开发中的蛋白类芯片可能会有所作为的。
【关键词】水处理生物活性炭技术应用
中图分类号:G633.91 文献标识码:A
随着工业的发展,饮用水源的污染日益加剧,饮用水的卫生和安全也受到越来越广泛的关注,水中所含污染物的种类和数量不断增多,污染成分也越来越复杂。采用常规的水处理方法已不能满足要求,必须进行深度处理,一些作用单一的材料和方法已不适用。所以,来源广泛且容易再生,能反复利用的活性炭倍受关注,其发达的细孔结构和特异的表面特性使它不仅具有极强的吸附性能、氧化还原性能、电性能,而且还可以与其它材料联合应用,作为催化剂及催化剂和生物的载体.所有这些结构特性使活性炭在水处理技术中得以广泛应用。
一、生物活性炭的净水原理
1、工程菌的再生作用
吸附饱和的活性炭经过驯化培养的菌种处理后,可恢复吸附能力。生物的再生作用是由于工程菌的降解作用可使活性炭表面和水中的有机物浓度降低,破坏了原有的固液平衡关系,产生了逆浓度梯度脱附,从而使活性炭得以再生。再生处理只要求恢复活性炭的吸附能力,但不一定能形成生物活性炭。
2、生物活性炭的协同净化作用
由于大多数细菌的大小均为微米量级,故工程菌主要集中于炭颗粒的外表及邻近的大孔中,而不能进入微孔中。工程菌能直接将活性炭表面及大孔中吸附的有机物降解掉,从而使活性炭表面的有机物浓度相对降低,造成炭粒内存在一个由内向外减小的浓度梯度,有机物就会向活性炭表面扩散,可逆吸附的有机物会因此脱附下来而被微生物利用。另外,细胞分泌的胞外酶和因细胞解体而释放出的酶类(纳米级大小),能直接进入BAC过渡孔和微孔中去,与孔隙内吸附的有机物产生作用,使其从原吸附位上解脱下来,并被BAC表面上的工程菌所分解,从而构成了吸附和降解的协同作用,即BAC具有的双重功能。这样就能保证BAC在生物降解和活性炭物理吸附的双重作用下长期稳定地运行,已有实验结果也证明了这一点。Mark等对吸附用和生物载体用的活性炭进行了研究[3],结果表明BAC运行稳定,有机物的去除率主要是靠生物降解的作用。
生物活性炭的形成
BAC的形成有两种方式:工程菌人工固定化与自然形成。人工固定化BAC是人为投加已经过筛选、驯化的工程菌,具有很高的生物活性;自然形成的BAC无选择性,生物相复杂,所以在短时间内难以适应环境,生物降解作用较小。在协同净化作用上两者也有很大差异:
1、生物降解与活性炭吸附协同作用的起始时间不同
人工固定化BAC对有机物的降解自始至终是物理吸附和生物降解协同作用的结果,即处于稳定期;而自然形成BAC需要经过驯化阶段、增长阶段才能达到稳定。
2、物理吸附作用的时间不同
人工固定化BAC一开始就存在工程菌,在物理吸附的同时又有生物降解作用,工程菌的存在也不影响物理吸附作用,所以有机物在 被吸附的同时就被降解掉,这样就大大延长了活性炭的吸附饱和期,即延长了活性炭的使用寿命。
水处理中生物活性炭技术的应用分析
1、饮用水源处理
以生物活性炭为中心的深度处理技术是提高饮用水水质的最主要技术之一,在降低出水中溶解性有机物浓度、提高后续消毒功能、去除原水中的微量持久性有机物、改善感官指标等方面发挥了重要的作用。生物活性炭能够迅速地吸附水中的溶解性有机物,同时能够富集水中的微生物,生物活性炭表面吸附的大量有机物也为微生物提供了充足的养分。
2、生活污水处理
BAC技术在生活污水处理中也取得了很好的效果,尤其由于BAC法结合了生物降解和吸附两个过程,对于去除非离子合成表面活性剂(NISS)非常有效。Alexander等人对此进行了深入研究,证明了BAC技术对生物降解和活性炭吸附两个过程的优化主要体现为:微生物活动对活性炭起到了生物再生作用,其比例达到20%~24%;活性炭的存在也减轻了废水中有害物质对微生物的影响。在实际应用中,BAC法处理生活污水在高负荷时能够表现出稳定的处理效果。
3、工业废水处理
(1)印染废水
对于染整类生产企业所排放的生产废水,由于废水中含有一定量的染料、助剂及其他化学类物质,具有废水色度高、COD含量高、难于生化处理等特点,采用“酸化预处理+生化处理+絮凝过滤+生物活性炭”的综合处理流程,染整类废水经过处理后基本可以达到生产回用水水质标准的要求。国内已有多家生产企业采用此种工艺,运行结果表明,生物活性炭用于生化后续处理,可以保证出水色度、异味及有机耗氧物的稳定达标,表现出了良好的应用前景。BAC技术与其他工艺相结合也可以处理难度较高的工业废水。
(2)制药废水
制药废水由于含有有机物种类多、浓度高、色度深、固体悬浮物浓度高、组分复杂,且含有难降解物质和抑制细菌生长的抗生素而成为废水处理中的难题。胡妙生采用厌氧生物活性炭流化床来处理制药厂生产氯苯胍和络硝眯唑两个车间的排放液,试验发现,与其他工艺相比,该工艺停留时间短,耐冲击负荷大,在高进水负荷下出水稳定,COD去除率达80%以上。比利时Gent大学研究的生物活性炭氧化过滤器系统(BACOF),在处理制药废水上取得了良好效果。经处理后的制药厂出水中,COD去除率在70%以上,处理后出水的COD低于25mg/L。废水中对硝化菌有害的微污染物被去除,使得难生物降解的含氮化合物被硝化。制药厂废水经生化处理后的出水对鱼类有较强的毒害作用,而再经BACOF系统处理后的出水,在检测范围内对鱼类既无急性的亦无慢性的毒害作用。
(3)含油废水
李伟光等采用人工固定生物活性炭处理含油废水,油去除效率达80%~95%,COD平均去除率达53%,出水油质量浓度小于5 IIl=玑,试验结果表明,该工艺对污染物的去除效果明显高于颗粒活性炭和传统的二级气浮工艺。李安捷等用果壳颗粒活性炭为载体的内循环流化床反应器工艺,在好氧条件下净化采油废水。结果表明,果壳粒状活性炭投加质量分数为15%时处理效果较好,最优化水力停留时间为5 h。借助有机物的表征参数COD、UV抓Uv410、有机酸以及GC/MS分析方法对该工艺净化采油废水中的有机物能力进行了研究。结果表明,其对COD的去除率为25%45%,、和有机酸的平均去除率分别为85.9%、73.6%和51.5%,油去除率达100%,但很难去除长链烷烃。研究还发现.由于采油废水中含有某些高浓度的无机离子,占据了活性炭吸附活性中心,从而对活性炭吸附和降解有机物的性能产生不利影响,采油废水温度较高也是影响生物活性炭处理效果的一个因素。
总结
由于经BAC工艺处理的出水水质优良,近10年来,国外对BAC技术机理及工业应用的研究兴趣不断增加。除以上所述,BAC技术的最新应用研究还包括处理胶片废水,石化工业废水及食品废水等。随着人口增长、饮用水源污染的日益加剧和应用水质?标准的提高,对BAC系统的深入研究显得极为重要。可以预见,BAC技术作为一种优水质、低能耗、无污染的绿色处理技术,在我国必将获得更广泛的发展和应用。
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[关键词] 延胡索;液质联用;生物碱
[中图分类号]R917 [文献标识码]A [文章编号]1673-7210(2008)04(b)-048-02
Analysis of alkaloids in water extract of Corydalis yanhusuo W. T. Wang by liquid chromatography-mass spectrometry
HOU Peng-fei, SU Shu-lan, DUAN Jin-ao, LIU Han-qing
(Jiangsu Key Laboratory for TCM Formulae Research, Nanjing University of Traditional Chinese Medicine, Nanjing210046, China)
[Abstract] Objective:To analyze alkaloids in the root of Corydalis yanhusuo W. T. Wang. Methods: Liquid chromatography-electrospray ionization-mass spectrometry method was developed for the analysis and identification of alkaloids in water extract from the root of Corydalis yanhusuo W. T. Wang. Results:11 compounds , such as tetrahydrocolumbamine,protopinecorydaline,coptisine and etc,were determined tentatively by comparison of their MS spectra with literature data. Conclusion:The result of this study will be helpful to analyze the alkaloids in the root of Corydalis yanhusuo W. T.Wang. and to build its quality control standard.
[Key words] Corydalis yanhusuo W. T.Wang ;HPLC-MS; Alkaloids
延胡索又称元胡,为罂粟科植物延胡索Corydalis yanhusuo W. T. Wang的干燥块茎,具有活血、利气、止痛之功效,临床用于治疗胸胁、脘腹疼痛、经闭痛经、产后瘀阻、跌扑肿痛等症[1]。延胡索的主要成分是生物碱,其类型分属原小檗碱型、原托品碱型、阿朴菲型、苯并菲啶型等四种异喹啉类生物碱,其中多数属原小檗碱型,少数为阿朴菲型与原托品碱型[2~5]。通过高效液相色谱法(HPLC)对其中的一种或多种生物碱进行分析,可以确定延胡索中主要组分并测定其含量[6,7],但该法对化合物的定性能力很有限,必须在有标准对照品的情况下才能进行保留时间的比对定性和定量分析,据此所建立的延胡索质量控制方法大多只针对延胡索乙素等少数生物碱,不够全面。液质联用技术(HPLC-MS)是目前广泛应用的分析方法之一,它利用液相色谱的高效分离能力对被分析样品进行分离,再以质谱为检测器在线提供化合物的分子量信息,特别是电喷雾(ESI)软电离质谱技术的出现,为研究热不稳定和极性较大的化合物提供了简捷快速的分析方法,而多级串联质谱技术还可以提供被分析成分的结构信息。有些微量、痕量成分和无紫外吸收的化合物在用HPLC分析时很可能被忽略,而MS具有高度的灵敏性,可检测到皮克级物质,因此很容易发现这些化合物的存在[8]。目前,HPLC-ESI-MS技术已被广泛用于植物有效成分的分离及结构鉴定中[8]。此实验采用HPLC-MS联用技术分析了延胡索中的主要季铵碱类和叔铵碱类成分。
1仪器与试药
1.1 仪器
Agilent 1100 HPLC-DAD高效液相色谱仪,Waters SunFire ODS-C18柱,英国Micromass LC/TOFMS (飞行时间质谱仪)。
1.2 药材与试剂
延胡索(浙江松阳产,经南京中医药大学刘汉清教授鉴定为Corydalis yanhusuo W. T. Wang 的干燥块茎);延胡索乙素(中国药品生物制品检定所,批号0726-200510);甲醇、乙腈为色谱纯,水为超纯水。
2 方法与结果
2.1 样品(YHS)制备
取延胡索100 g,粉碎,加1 000 ml纯净水回流提取1 h,水提液减压回收至80 ml,量取此浓缩液1 ml,加入1 ml甲醇,混匀,离心,取上清液过0.45 μm微孔滤膜,制得待测样品。
2.2 仪器条件
2.2.1 液相色谱条件 ODS C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流动相:A为5%冰醋酸水溶液,B为乙腈;流速0.8 ml/min;采用线性梯度洗脱,梯度洗脱程序为0~10 min B为10%,10~35 min B为10%~20%,35~60 min B为20%~44%,60~85 min B为44%~80%,85~90 min B为80%~95%,90~100 min B为95%;进样量为10 μl。
2.2.2 电喷雾质谱条件ESI离子源,正离子检测模式;Capillary 3 000 V;Sample cone 50 V;Extraction cone 3 V;RF lens 300 V;Desoluation Temp 110℃;Source Temp 90℃;MCP Detector 2 670 V。
2.3 实验结果
延胡索水提取物(YHS)的HPLC-UV图谱和HPLC-MS总离子流图如图1所示,两者的峰形和峰与峰之间的分离度都较好。根据MS所测定的[M+H]+值,通过检索文献[2~5],鉴定出了YHS中的11个化学成分,分别为四氢非洲防己碱、原托品碱、延胡索碱、黄连碱、延胡索乙素、非洲防己碱、四氢黄连碱、四氢小檗碱、小檗碱、巴马亭、脱氢紫堇碱,见表1。为了确证以上推论,本研究做了延胡索乙素的HPLC-MS的研究,HPLC和MS的条件即用分析YHS的条件,结果延胡索乙素在HPLC中的保留时间为27.915 min,[M+H]+值为356,与YHS中的第5号成分相符,所以可以判断第5号成分为延胡索乙素。
3 讨论
电喷雾(ESI)质谱是一种“软电离”质谱,碎片离子很少。延胡索中叔、季铵生物碱电离出的分子离子峰主要以[M+H]+的形式存在,在质谱中可得到很好的响应。由于除延胡索乙素外,其他成分没有对照品,还不能充分断定这些成分的化学结构,所以还需对这些成分的分子离子峰做二级或多级电离质谱,获取更多的碎片离子峰信息,再根据延胡索中各种生物碱的裂解规率,最终确定其化学结构。
本实验利用HPLC的高分离性能和ESI-TOF/MS的强大定,建立了一种快速分析延胡索水提物中各种主要生物碱的方法,为延胡索的质量控制提供了可行依据。
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《微机原理及接口技术》是生物医学工程专业的一门重要的专业基础课程,具有承上启下的作用,是学习《单片机原理》的先导课程,能为学生后续课程的学习奠定基础[1]。通过对本门课程的学习,要求学生全面了解微型计算机的内部结构、原理和接口应用,并能够掌握典型机的工作原理,具备简单的微机应用系统设计及开发能力。《微机原理及接口技术》课程的特点是理论联系实际,软硬件相结合,理论概念抽象,内容涵盖多,记忆起来较困难。教学中一般采用理论为主、实验为辅的授课方式,但由于实验条件的限制,学生很难理解抽象的概念,并难以达到教学目标。因此,在日常的教学工作中存在两个突出问题,一是教师难教,二是学生难学[2]。为了解决这些问题我校对《微机原理及接口技术》课程改革进行了初步探讨。
1《微机原理及接口技术》课程教学中存在的问题
1.1教学内容与所学专业脱节
该课程目前的主要教学内容以80X86CPU和其组成的微型计算机系统为重点,包括微机原理和外部接口两大部分内容,并且已经形成了相对稳定的课程体系。但是,伴随着计算机技术的日益发展,以80X86CPU组成的微型计算机已经逐步退出了常见应用领域。因此,存在着教学内容相对陈旧的问题,并且缺少与学生所学专业相联系的实际案例,加之实验条件有限等诸多问题,不能很好地激发学生学习的积极性,更难以调动学生的主观能动性。因此,需要进一步调整教学内容,以适应学生就业的需要。
1.2教学方法过于陈旧
本课程的第一部分主要以微型计算机的原理为重点,抽象的概念较多,各个章节的名词术语和知识点多且复杂,并且各部分内容前后交叉。传统教学主要采用理论讲解为主的授课方式,教学方法单一陈旧,致使学生学习起来枯燥难懂、兴趣不高,学生学习的积极性差,课堂气氛较沉闷,导致教学效果欠佳。因此,教学方法亟需改进。
1.3实践教学环节薄弱
本门课程的实践性很强,其实验课程由软件部分和硬件部分组成。所开设的实验大部分属于验证性实验,只要学生按照实验指导编写的程序连接电路图就能得到结果,整个实验过程自主创新少,学生缺少自主学习与思考;并且,书写实验报告时存在袭现象。目前的《微机原理及接口技术》实验课程难以达到让学生自主学习、提高动手能力的目标。
1.4考查方式单一
现行的考查方式是期末一卷定终身。这种考查方式容易使学生出现期末考试前突击复习、背书应付考试,考后遗忘的现象。因此,需要改革这种单一的考查方式,以达到全面评价学生学习过程和学习效果的目的。
2教改措施
2.1优化教学内容,与本专业相联系
合理制定教学大纲,不断更新教学内容,补充与生物医学工程专业相关的实际案例,突出课程特色。以增强课程的实用性为原则,以微型计算机的基本原理和概念为主线,确保课程的系统性、完整性和应用性。授课时可将课程分为三大部分:基本概念、汇编指令、接口技术,以这三部分为重点,着重培养学生利用计算机技术的基本思想去发现、分析、解决问题的能力。以加强与所学专业联系为原则,在生物医学工程专业的基础上介绍微型计算机新的应用领域和发展趋势,帮助学生解决本专业要求的实际应用问题,以提高学生的学习兴趣,唤醒他们主动学习的潜能。
2.2采用多种教学模式,加强网络资源建设
为了获得好的教学效果,在《微机原理及接口技术》授课过程中采用了MOOC、翻转课堂、任务驱动法与传统教学方法相结合的多种教学方法,在一定程度上充分调动了学生学习的积极性,并培养了他们团队协作的能力[3]。结合我校多媒体网络课程复习互动中心(以下简称课程中心)的建设,将教学课件、网络课件以及一些其他教学资源到网站上,学生们可以登录学校的网站学习、观看、下载,不但方便了学生自主学习,并能帮助学生理解和消化课堂内容。在课程中心的网站上,学生们还能在线与教师和其他同学交流,不仅方便了学生学习,而且丰富了教师与学生的沟通方式。除开展网上课程中心的建设外,还开展了试题库的建设,主要题型包括选择、填空、判断、简答与编程等题型。
2.3加强实践教学环节
《微机原理及接口技术》是实用性非常强的一门专业基础课程,因此,非常有必要加强实践教学环节。由于学校的硬件条件有限,授课时将计算机仿真技术和网络平台引入到实践教学中,教会学生使用可视化软件Proteus、multisim,并鼓励学生用它们完成实验,以此来弥补仪器设备和经费的不足[4]。这样,不仅帮助学生掌握了微机原理的基本知识,也让他们对电工电子技术有了更为深刻的认识。
2.4改革考核模式
为达到检验教学效果的目标,应改变传统的考核模式,采用形成性评价的考核模式,以全面、客观、公正的反应学生的学习情况[5]。考核分两个部分,理论部分和实验部分。理论部分考试,采用期末试卷成绩占70%、平时成绩占30%的方式,平时成绩包括出勤、作业、提问、随堂测验等,每次课前公布上次课的平时成绩,可制定考核表贴于班级教室内或发至班级公共邮箱;实验部分考试从实验态度、操作能力、创新性和实验报告四个部分进行考核,考核方式和成绩公布同理论课平时成绩的公布方式。
3小结
近两年来,为了提高学生的学习兴趣,进一步改善教学效果,我校对《微机原理及接口技术》的课程改革进行了初步探索,并取得了一些成效。学生学习的积极性得到了明显提高,利用计算机思维提出问题、分析问题和解决问题的能力得到明显改善,对堆栈、指令队列、时序等抽象概念能够正确理解,基本能够完成简单的程序编写。但是还存在一些问题,如学习态度功利化,遇到问题容易浮躁、习惯性的去网上查找等,这些还有待继续探讨、改善。
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关键词 秸秆生物反应堆;行下内置式;行间内置式;效益;宁夏隆德
中图分类号 S216.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)14-0205-01
秸秆反应堆技术即采用生物技术将作物秸秆转化为农作物所需要的二氧化碳、热量、抗病孢子和有机无机养料等有益物质,从而促进作物生长发育,提高产量和品质,增强防病抗病能力,产生生防效应,进而培育获得高产、优质、无公害农产品的一项技术。秸秆生物反应堆技术在作物上的广泛应用,既能使丰富的秸秆资源得到有效合理的利用,又能从根本上解决因长期施用化肥导致的土壤生态恶化、农产品污染等问题[1-2]。
隆德县地处黄土高原西部,总面积985 km2,丘陵面积占总面积的63.8%,东西宽41 km,南北长47 km,海拔1 720~2 942 m。地理坐标为北纬35°21′~35°47′,东经105°48′~106°15′,气候属中温带大陆性半湿润向半干旱过渡区。春季风大,气候干燥,昼夜温差大,由于受西北利亚冷空气影响,常出现倒春寒天气;夏季气候温凉,降雨少,干旱、冰雹等自然灾害频繁发生,适宜种植冷凉型蔬菜韭菜。秋季气温下降迅速,早霜来的快,降雨主要集中在7—9月,易发生秋涝和连阴雨;冬季寒冷而漫长,气候干燥,易出现极端天气。年平均气温5.1 ℃,年平均无霜期125 d,最少94 d,早霜一般在9月20日左右出现,晚霜5月18日左右结束,年降水量542 mm。由于受海拔的影响,气候东南部较冷、湿润,西北部较暖、干燥,差异较大。因此,根据以上气候状况分析,隆德县秸秆生物反应堆正常生产期在4月下旬至10月中旬,安全生产期在5月中旬至10月上旬。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验在隆德县神林双村蔬菜标准园进行,选择有代表性的6 m×60 m的10栋钢竹结构拱棚,分别设行下内置式秸秆反应堆4栋、行间内置式秸秆反应堆4栋、对照2栋进行试验示范。
1.2 供试材料
秸秆采用玉米秸秆,菌种为专用菌种。示范作物为辣椒(亨椒一号)。
1.3 试验方法
1.3.1 开沟,铺秸秆,撒菌种。试验拱棚前茬为辣椒,整地前每棚施农家肥2 t、磷酸二铵20 kg、尿素5 kg。3月16日整地,在拱棚内沿拱棚长开沟,沟宽50 cm、深30 cm,沟与沟的中心距离110 cm。4月3日在开好的沟内铺满秸秆,厚度约为30 cm,每棚5垄,垄间距1.1 m,每栋拱棚用量为2 t。取5 kg菌种、5 kg麦麸混匀,均匀撒入秸秆上,并用铁锹轻翻1遍,同时撒入5 kg尿素以加速秸秆的腐解并培养出微生物。并将沟两边的土回填于秸秆上,覆土厚度30 cm左右,整平[3-4]。
1.3.2 定植。将秸秆用水浇透,隔3~4 d后,垡平垄面,秸秆上土层厚度保持30 cm左右。在垄上用12号钢筋打2行孔,行距40 cm,孔距30 cm,深度以穿透秸秆层为准。4月20日扣棚膜,4月27日定植辣椒,株距0.35 m,每棚定植2 057株。
1.3.3 定植后管理。4月28日灌定植水,5月5日中耕松土,5月8日灌缓苗水,5月20日灌催花水,6月2日灌第4水,6月22日灌第5水,7月10日灌第6水,8月6日灌7水,8月28日灌第8水。前5次灌水后进行中耕松土,6月1日用3%吡虫啉防治蚜虫。6月20日追肥1次,每棚穴施二铵7.5 kg、尿素3 kg,7月2日上市,10月上旬拉秧,采摘4次,无病虫害发生[5-7]。
行间内置式秸秆生物反应堆技术示范,其操作方法基本相同,不同的是在垄沟内进行。
2 结果与分析
从表1可以看出,开花期:行下内置式秸秆反应堆较对照提早9 d,行间内置式秸秆反应堆较对照提早4 d;始收期:行下内置式秸秆反应堆较对照提早8 d,行间内置式秸秆反应堆较对照提早3 d,生育期提前明显。
从表2可以看出,开花期干重:行下内置式秸秆反应堆较对照增加12.72g/株,行间内置式秸秆反应堆较对照增加1.10 g/株;果实膨大期干重:行下内置式秸秆反应堆较对照增加10.0 g/株,行间内置式秸秆反应堆较对照增加3.3 g/株。行下内置式秸秆反应堆干物质重量增加显著。
从表3可以看出,行下内置式秸秆反应堆辣椒产量为2 250 kg/栋,较对照增产15.44%;行间内置式秸秆反应堆辣椒
产量为2 120 kg/栋,较对照增产8.77%,行下内置式有明显的增产效果。
3 结论
试验结果表明,与对照相比,采用秸秆反应堆技术,辣椒的生育期提前,生长量和产量增加,其中以行下内置式秸秆反应堆效果最为明显,其开花期、始收期分别比对照提前9、8 d,开花期干重、果实膨大期干重分别比对照增加12.72、10.00 g/株,最终产量比对照增加15.44%,值得大范围推广应用。
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