微生物源范文（精选10篇）
微生物源 第1篇
1. ε-聚赖氨酸
ε-聚赖氨酸的研究在国外特别在日本已比较成熟, ε-聚赖氨酸日本已被批准作为防腐剂添加于食品中, 目前广泛用于方便米饭、湿熟面条、熟菜、海产品、酱类、鱼片和饼干的保鲜防腐中。在美国, 研究者建议把ε-聚赖氨酸作为防腐剂用于食品中。实践发现, ε-聚赖氨酸可与食品中的蛋白质或酸性多糖发生相互作用, 导致抗菌能力丢失, 并且ε-聚赖氨酸有弱的乳化能力, 因此ε-聚赖氨酸被限制于淀粉质食品。对于类此情况, 目前我国还处于实验室研发阶段。当然, 我国也有学者研究了ε-聚赖氨酸对牛奶的保鲜效果。当采用420mg/L的ε-聚赖氨酸t和2%甘氨酸复配时, 保鲜效果最佳, 可以保存11d, 并仍有较高的可接受性, 同时还发现ε-聚赖氨酸和其他天然抑菌剂配合使用, 有明显的协同增效作用, 可以提高其抑菌能力。总之, 由于ε-聚赖氨酸是一种天然的生物代谢产品, 它具有很好的杀菌能力, 良好的热稳定性, 因此, 其商业开发潜力可能巨大。
2. 乳酸链球菌素
乳酸链球菌素是由多种氨基酸组成的多肽类化合物, 可作为营养物质被人体吸收利用。1969年, 联合国粮食及农业组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会, 确认乳酸链球菌素可作为食品防腐剂。1992年3月我国卫生部批准实施的文件指出:“可以科学地认为乳酸链球菌作为食品保藏剂是安全的”。它能有效抑制引起食品腐败的许多革兰氏阳性细菌, 如肉毒梭菌、金黄色葡萄球菌、溶血链球菌、利斯特氏菌, 嗜热脂肪芽孢杆菌的生长和繁殖, 尤其对产生孢子的革兰氏阳性细菌有特效。乳酸链球菌素的抗菌作用是通过干扰细胞膜的正常功能, 造在细胞膜的渗透、养分流失和膜电位下降, 从而导致致病菌和腐败菌细胞的死亡。它是一种无毒的天然防腐剂, 对食品的色、香、味、口感等无不良影响。现已广泛应用于乳制品、罐头制品、鱼类制品和酒精饮料中。
3. 纳他霉素
纳他霉素是由纳他链霉菌受控发酵制得一种白色至乳白色的无臭无味的结晶粉末, 通常以烯醇式结构存在。它的作用机理是与真菌的麦角甾醇以及其他甾醇基团结合, 阻遏麦角甾醇的生物合成, 从而使细胞膜畸变, 最终导致渗漏, 引起细胞死亡。焙烤食品用纳他霉素对面团进行表面处理, 有明显的延长保质期作用。在香肠、饮料和果酱等食品的生产中添加一定量的纳他霉素, 既可以防止发霉, 又不会干扰其他营养成分。
4. 溶菌酶
杭州拓源生物科技有限公司介绍 第2篇
——不断改善人类生活品质，做行业一流企业
公司简介
杭州拓源生物科技有限公司是一家专门从事维生素、保健品、食品添加剂、饲料添加剂以及其他医药原料的现代高科技企业。公司坚持以人为本，质量优先，服务至上的经营理念。产品远销50多个国家，和国内外主要的行业领袖制造商、经销商和进口商都建立了坚固的合作关系，并赢得了良好的口碑。
公司名称：杭州拓源生物科技有限公司
英文名称：HANGZHOU TOYOND BIOTECH CO., LTD
公司类型：工厂
所属产业：化工产品
公司地址：杭州市江干区凤起东路189号
成立时间：2009年
主营产品：
合成维生素E，天然维生素E，维生素A，维生素H（生物素），辅酶Q10，胡萝卜素，虾青素，天然虾青素等。
企业文化：
开拓，源于质量；开拓，源于健康；开拓，源于激情。
质量和信誉是我们的生命、服务和激情是我们的根本、安全和健康是我们的承诺。
公司实力：
公司成立于2009年，主营业务涉及维生素、保健品、食品添加剂、饲料添加剂以及其他医药原料。公司拥有非常完整和稳固的产品供应链，代理国内外众多行业知名品牌。出色和渠道供应和直销式的销售体系保证我司的产品在质量、价格和速度上都能做到领先。
经过多年的市场开拓，公司在维生素市场上已具备了一定的影响力。目前公司自主品牌维生素E：TOCOFEN;胡萝卜素：CAORMAX已经在注册中，品牌下的各种规格产品的质量与公司的配套服务在国内外市场上已经取得了客户的充分肯定。在公司不断的发展过程中，敏锐的市场洞察力，被视为企业生存的基本前提，更是壮大的重要条件。在保持原有竞争力的同时，不断开拓高新技术产品，为公司注入新鲜的血液，发现新的增长点。有效保证的公司的可持续发展。
公司未来：
拓源人秉持“不断改善人类生活品质，做行业一流企业”的发展愿景，在未来的岁月里将一如既往地开拓进取、精益求精，开发生产供应出更多高技术、高品质的产品，不断满足人们对健康生活的追求。
微生物源 第3篇
我国虽然为海洋大国，海洋生物资源相当丰富，但是在海洋天然产物应用基础研究以及海洋药物的研究与开发方面却与发达国家的差距非常显著。究其原因，主要是我国在海洋药物先导化合物发现方面的基础研究力量薄弱，从事相关研究、尤其是从事海洋天然产物发现和研究的科研机构相对偏少、人才匮乏，药物发现的活性评价模型不够全面、科学，未能提供足够的新型结构化合物用于生物活性和新药研发筛选，致使新药先导化合物发现的几率偏低。因此，建立合理、科学的药物发现和评价模型，加强对我国海洋动、植物化学成分的研究，从中发现、鉴别得到大量的海洋天然产物以供新药研发筛选是我国产生具有自主知识产权的海洋药物的关键。
海洋软体动物主要生活于海底，以海绵、海藻、水螅虫、苔藓虫、海葵和珊瑚为食，可以是肉食性的、也可以是草食性的，生命周期及生长特性与生活习性密切相关，寿命的长短取决于其食物寿命的长短。这些软体动物色彩艳丽、行动缓慢，主要依赖次生代谢产物形成的化学防御机制对抗天敌的捕食以求得生存。这种由生物进化形成的化学防御策略为我们从自然界寻找某种具有生物活性的化合物提供了一条简洁、有效的途径。在此基础上再进行高通量活性筛选无疑将更容易发现新的活性天然产物，大大提高新药先导化合物的发现几率。
软体动物个体较小，且多生长在深海，导致样品采集非常不易，这给对其化学成分的研究以及随后的生物活性筛选带来极大的困难和挑战。这一矛盾可以通过研究软体动物的食源生物得到解决：研究发现，很多软体动物的次生代谢产物同样可以从其食源生物中获得。这是因为除少数软体动物能够生物合成自身所需要的化学物质而建立其化学防御体系外，多数软体动物是通过选择适当的食物并将其中有用的代谢物质经过进一步的生物转化或直接积累到身体的特定部位以保护自己不受天敌捕食的。这样，对软体动物的食源生物的研究不但可以从化学角度确证它们的生态学关系（捕食-被捕食）、拓展其次生代谢产物的生物多样性，而且可以补充由于软体动物难以采集造成的因化合物得量太少所致对随后生物活性研究的制约。
对海洋软体动物及其食源生物的化学成分的研究不但有利于发现新药先导化合物，而且可以从化学角度阐明其食物链上的生态关系。因此，这一研究领域越来越得到世界海洋天然产物界的重视，成为近年来海洋天然产物研究的热点。意大利的Cimino教授是国际同行公认的海洋软体动物研究权威，他近年来发表的一系列综述总结了其研究小组在此研究领域所作出的贡献[1]。
我国海洋中蕴藏着丰富的海洋软体动物资源。据不完全统计，我国海洋中生活着2 500余种软体动物[2]。由于海洋软体动物标本的采集极为困难，加上生物样本不易富集，致使研究者们经常只能在极少样本量（有时只有1个个体）的情况下对样本进行化学成分的研究，这就要求研究人员必须具有较高的分离和结构解析技能，同时也对配套的仪器性能和分析方法提出了较高要求。基于上述在海洋软体动物研究方面存在的诸多困难，我国虽然在海洋天然产物研究方面已有20多年历史，但对软体动物的研究报道却非常少。我们希望通过对我国南海软体动物及其食源生物的深入研究获得大量有关我国软体动物的资源分布、生物学、生态学、化学及药理等方面的信息和知识。同时，通过课题的开展，还可以开辟一个提供新型结构海洋天然产物的重要来源，大大提高新药先导化合物的发现几率，并从中筛选出一批化学结构新型、生物活性显著的海洋新药先导化合物，提高我国新药研发的自主创新能力和知识产权的保护能力。
1研究与结果
东南沿海是我国海洋生物种类最丰富的海域，我们经过多次采集得到了30余种海洋软体动物及其70余种食源生物（海绵、珊瑚各30余种，海藻10余种）。通过现代分子药理学（靶受体、靶基因）、高通量筛选技术、药效学、毒理学、海洋生态和分类学、海洋天然有机化学等多学科的密切配合和综合应用，对其中40种海洋生物的活性成分进行了系统研究，考察食物链关系；同时，对得到的化学成分进行抗肿瘤、抗艾滋病毒、降血糖、抗菌和抗真菌活性评价，并对具有显著生物活性的化合物的药理及构效关系进行了系统研究，为进一步发现新药先导化合物打下了实验基础。
1.1软体动物及其食源生物的化学成分研究和生态食物链关系考察
1.1.1软体生物的化学及化学生态学研究
软体生物与其食源生物之间的生态学关系是国际上海洋天然产物研究的前沿和热点。但因其研究难度大（个体小、生物量少、采集难、化学成分研究更难），国内相关研究基本上是空白，国际上也只有欧美少数几个国家在从事相关研究。我们在国内率先开展了这方面的研究，先后完成了15种软体动物的化学及化学生态学研究。这15种软体动物包括后鳃亚纲裸鳃目海神鳃科（Glaucidae）软体动物Phyllodesmium magnum和Phidiana militaris[3]，车轮海牛科（Actinocyclidae）软体动物日本车轮海牛（Actinocyclus papillatus）[4]，杜五海牛科（Tritoniidae）软体动物Tritoniopsis elegans[5]，六鳃科（Hexabranchidae）软体动物血红六腮（Hexabranchus sanguinus）[6]，片鳃科（Arminidae）软体动物美丽拟皮片鳃（Dermatobranchus ornatus）[7]，舌尾海牛科（Glossodorididae）3种软体动物双色玻缘海牛（Glossodoris cincta）、地母多彩海牛（Chromodoris geometrica）和Chromodoris reticulate，刺海牛科（Kentrodorididae）软体动物烟囱壶形海牛（Jorunna Funerbris），叶海牛科（Phyllididae）2种软体动物丘凹叶海牛（Phyllidia pustulosa）及未定名叶海牛（Phyllidia sp.），肺螺亚纲石璜科（Onchidiidae）软体动物瘤背石璜（Onchidium verruculatum）[8]，前腮亚纲腹足目海兔螺科（Ovulidae）软体动物海兔螺（Ovula ovum）以及鲍科软体动物耳鲍（Halotis asinine）。我们从中发现了一系列的生物活性物质，如二聚四氢异喹啉生物碱（图1中的化合物1）以及新骨架吲哚生物碱菲地鳃甲素（图1中的化合物2）和菲地鳃乙素（图1中的化合物3）等，其中化合物1正是ecteinascidin系列化合物中ecteinascidin-637（ET637）的去乙酰化物，而菲地鳃甲素和菲地鳃乙素为首次从自然界中分离得到的具有1, 2, 4-oxadiazole结构片段的化合物，对多种肿瘤细胞生长显示有强烈的抑制活性（表1）[3]，为新药先导化合物的发现提供了物质基础。通过对上述软体动物的捕食生物进行化学成分研究或与文献中相关生物化学成分进行比对，我们发现美丽拟皮片鳃和软体动物P. Magnum与柳珊瑚，血红六腮、Glossodoris属和Phyllidia属软体动物与海绵以及Halotis属软体动物与Cladophora属绿藻间可能存在捕食与被捕食的生态学关系，部分实验结果仍在整理之中。
上述软体动物多为后鳃亚纲软体动物，这是因为该种群动物基本失去了物理外壳的保护，它们的化学防御体系更加重要和完善，具有可有效地将活性物质积累到身体中容易受到攻击的部位以抵御天敌捕食的特点，使我们更容易通过化学成分的研究获得具有强力生物活性的化合物，为新药先导化合物的发现提供物质基础[9]。
1.1.2海绵的化学及化学生态学研究
海绵是肉食性软体动物的重要食源生物，也是新药先导化合物的重要来源。我们先后对10种海绵及两株海绵内生菌的化学成分进行了系统研究，它们分别是4种Dysidea属海绵[10-15]、2种Axinyssa属海绵[16-19]、蜂海绵Haliclona sp.[20]、海绵Acanthella sp.[21]、海绵Hyrtios erectus[22]和海绵Neopetrosia exigua[23]以及海绵内生菌Streptomyces sp.和Bacillus vallismortis[24]，获得了倍半萜、倍半萜二倍体、二萜、二倍半萜、噻唑生物碱、大环二胺生物碱和二酮哌嗪等许多结构新型的活性化合物，并探讨了这些化合物的可能的生物防御作用及生物来源，证实了Dysidea属海绵与丘凸叶海牛属和Doriopsilla属软体动物间[12,19]以及海绵Acanthella与Hexabranchus属和Phyllidiella软体动物间存在着捕食与被捕食的化学生态学关系[21]。体外活性筛选结果显示，这些化合物具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤和降血糖等多种生物活性，其中来自海绵Dysidea villosa的dysidine（图2中的化合物4）[11]和来自海绵Hyrtios erectus的hyrtiosal（图2中的化合物5）[22]分别显示具有良好的蛋白酪氨酸磷酸酶1B（PTP1B）抑制活性及抗艾滋病毒活性，IC50分别为1.50和9.60 µM，具有进一步研究的价值。
1.1.3珊瑚的化学及化学生态学研究
珊瑚是肉食性软体动物的另一类重要食源生物，全球约有7 000多种，主要分为八放珊瑚和六放珊瑚两个亚纲。化学成分研究集中在八方珊瑚、包括软珊瑚和柳珊瑚上，萜类和甾醇化合物是它们的特征性化学成分。
我们对采自中国南海的10种软珊瑚和3种柳珊瑚的化学物质进行了系统研究。软珊瑚包括3种短指软珊瑚（Sinularia sp., S. depressa, S. parv）[25-27]、3种肉芝软珊瑚（Sarcophyton glaucum, S. latum, S. tortuosum）[28-31]、2种豆荚软珊瑚(Lobophytum sp., L. Crassum)[32-34]、多棘软珊瑚（Spongodes sp.）[35-37]和软珊瑚Scleronephthya sp.[38]；柳珊瑚包括中华小尖柳珊瑚Muricella sinensis[39]、小月柳珊瑚Menella sp.和弯曲小尖柳珊瑚Muricella flexuosa[40,41]。化学物质的类型主要涉及倍半萜、二萜、二萜二聚体和甾体等。软珊瑚中富含cembrane型二萜，其二聚体是肉芝软珊瑚的典型次生代谢产物。这类大环化合物的绝对构型的鉴定是天然产物结构鉴定的难点之一，我们首次将固体圆二色谱/含时密度泛函方法应用到此类化合物的结构鉴定中并取得了良好效果[34]。从多棘软珊瑚中得到的新甾体化合物多棘酸酯（图2中的化合物6，methyl spongoate）对人肝癌细胞BEL-7402显示有较强的抑制活性，IC50为0.14 µg/ml，具有进一步研究的价值[35]。从中华小尖柳珊瑚中分离得到的二萜化合物与软体动物美丽拟皮片腮中得到的化合物结构相似，但含量不到后者的1/20，故推测中华小尖柳珊瑚可能是美丽拟皮片腮的食源动物，且美丽拟皮片腮具有极强的从食物中选择并富集次生代谢产物并将这些化学物质转移到身体的特定部位以形成自身化学防御体系的能力[39]。
1.1.4海藻的化学成分研究
海藻是许多素食性软体动物的食源生物。我们从我国东海海域采集到了红藻冈村凹顶藻（Laurencia okamurai）和绿藻杉叶厥藻（Caulerpa taxifolia）。从红藻冈村凹顶藻中分离得到20余种laurane型倍半萜及其结构重排物，这些化合物在抗真菌以及环氧化酶-2和PTP1B抑制活性测试中均显示阴性結果。但它们在结构上与Aplysia属海兔中分离鉴定出的倍半萜类化合物相似，提示Aplysia属海兔与Laurencia属红藻间可能存在捕食-被捕食的化学生态学关系[42]。从绿藻杉叶厥藻中也分离并鉴定出了11种化合物、包括芳香化valerenane型倍半萜类化合物和吲哚生物碱caulerpin，其中caulerpin具有显著的PTP1B抑制活性，IC50为3.77 µM[43]。
1.2活性化合物的活性评价、合成及构效关系研究
对在前期活性测试中分别显示具有PTP1B抑制活性、抗艾滋病毒和抗肿瘤活性的3个不同类型化合物dysidine[10]、hyrtiosal[21]和多棘酸酯[35]进行活性的重新评价及合成研究，以初步探讨它们可能的作用机制，为新药先导化合物的发现提供实验依据。
利用分子水平的PTP1B抑制剂筛选技术发现，dysidine能够显著抑制PTP1B的活性（IC50为1.5 µM），且其主要选择性地作用于PTP1B，对PTP家族其它成员的影响则较小。在细胞水平上，dysidine能够显著激活胰岛素信号通路中的2个关键因子I受体和丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（AKT）的磷酸化，对胰岛素通路的下游效应因子糖原合酶激酶-3和细胞外调节蛋白激酶同样也有激活作用。dysidine还可显著增加3T3-L1细胞吸收葡萄糖的能力，20 µM浓度的激动能力与胰岛素相当。
抗艾滋病毒系统研究显示，hyrtiosal能够竞争性地抑制艾滋病毒整合酶与艾滋病毒的结合。使用表面等离子共振技术进行活性测试证实，hyrtiosal作用于艾滋病毒整合酶的N端域。利用定点突变技术发现，hyrtiosal能与艾滋病毒整合酶N端域结合位点中3个影响活性的重要氨基酸残基Ser17、Trp19和Lys34发生相互作用。hyrtiosal也具有PTP1B抑制作用，能在细胞水平上对胰岛素信号通路进行调控、包括促进AKT和葡萄糖转运蛋白-4的激活。
多棘酸酯对人肝癌细胞BEL-7402的良好抑制活性促使我们对其进行了系统的活性考察。研究发现，多棘酸酯对多种非多药耐药人肿瘤细胞株和正常细胞株都具有抑制活性，平均IC50为5.72 μM。多棘酸酯对肝癌细胞的作用最强，对白血病、结肠癌、生殖系统肿瘤、胃癌和肺癌细胞的作用次之，对乳腺癌细胞的作用相对较差。应用多种凋亡检测方法进行研究，结果表明多棘酸酯有很强的凋亡诱导活性。值得注意的是，多棘酸酯作用24 h后对肿瘤细胞周期基本没有影响，这与很多抗肿瘤化合物、尤其是细胞毒药物都会引起细胞周期阻滞的作用不同。进一步的细胞凋亡通路研究表明，多棘酸酯会引起caspase-8激活以及Bid蛋白的切割，表明有外源性死亡受体凋亡途径的参与。同时，多棘酸酯也可激活caspase-9、降低Bcl-2/Bax比率并引致细胞色素C从线粒体释放进入胞浆，表明内源性线粒体途径亦参与了多棘酸酯的凋亡诱导作用。此外，Rh123和JC-1染色试验结果也表明，多棘酸酯可浓度依赖性地降低BEL-7402的线粒体膜电位，从而进一步表明了有内源性线粒体途径的参与[44]。
為进一步研究多棘酸酯的抗肿瘤活性，我们对其进行了化学合成及构效关系研究。经以孕烯醇酮醋酸酯为起始原料，经10余步反应（图3）合成得到了多棘酸酯，其为+57º，与天然产物的+64°十分接近，说明合成产物与天然产物一致，且此结论也通过1H NMR和13C NMR分析得到了确认[45]。
对多棘酸酯的进一步的结构衍生及构效关系研究表明，其结构中A环上的α,β-不饱和酮功能基是活性中心；侧链对抗肿瘤活性有显著影响，不同侧链可选择性地抑制不同肿瘤细胞株；不同的肿瘤细胞模型对不同衍生物的活性应答也有区别[46]。
2讨论和结语
本研究是我国国内首次开展的对海洋软体动物及其食源生物间化学生态学关系的研究，标志着海洋天然产物研究从以活性成分为主导的传统研究模式到海洋生物化学生态学研究的转变。这是我国海洋天然产物研究方向和理念的重要转变，具有重要的引领和示范作用。海洋软体动物并不懂得化学知识，但它们却能通过选择适当的食物并从中汲取有用的化学物质而有效地保护自己。考察后鳃亚纲软体动物及其食源动物的化学防御性物质可为我们寻找有生物活性的新化学物质提供另一条可能的途径。在此基础上再进行高通量活性筛选无疑将更容易发现新的活性天然产物，从而进一步提高新药先导化合物的发现几率。
通过开展本研究课题，从学术的角度看，可以帮助我们了解这些海洋生物资源、分布化学和生态学特征以及它们在海洋生物系统食物链中所起的作用，从而加深我们对海洋生命现象、进而对人类自身的了解，为促进海洋天然产物化学、海洋生物学和生态学的发展提供理论基础；从药用角度看，从海洋软体动物中提取分离并发现有生物活性的新化合物、进而将其开发成为新药或新药先导化合物必会产生巨大的社会和经济效益，同时也可对我国南海软体动物资源的保护、合理开发和利用提供科学依据。
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（收稿日期：2012-03-20）
生物感染源监测体系研究 第4篇
近年来,频繁的生物病原性威胁,如SARS(重型呼吸综合症)、禽流感、甲型H1N1流感等引起了广泛社会关注。由于此类生物病原的严重危害性和流行性,往往给公众造成巨大心理压力,成为我们必须面对的社会问题。另外,同样存在一些有关生物病原的突发性事件,如工业化生产或生物实验室中的生物病原泄漏、医院生物病原的失控、甚至是人为恶意释放生物病原,等等。因此,建立完善的相关监测机制,以确定生物感染源的种类、发生/扩散范围、存在程度,从而一方面为公众提供早期预警,另一方面为政府部门提供决策参考,即显得极为必要。
目前,针对生物感染源,国内外均尚未建立完善的监测机制。对感染源的检测,则基本沿用战时应对生化战剂的设备及相应机制。如在欧美国家,仅在少数重要场所建立了预警系统,如美国在邮政系统内设置的“炭疽”检测装置,在部分军事、行政场所建立的生物监测系统等。多数国家则仅在重大群众活动场所临时布置感染源监测装置,如奥运会等。以上用于感染源现场监测的设备,均来自于军用的生物战剂检测装备,而对检测感染源所必需的进一步种属鉴别,则通过传统生物或医学实验室实施,并沿用相应检测流程[1,2,3,4,5]。
社会性的生物感染源与生物战剂所造成的威胁及危害存在不同。前者包含的生物种类更广,影响范围更广泛,危害程度更复杂。因此,面对如此复杂的局面,现有设备和检测机制无法适应此类危害监测的需要,既不能为社会大众提供保护服务,也不能实现及时预警服务。
本文首先分析了生物感染源的特点,以此为基础,结合现有技术水平,对生物感染原检测装置中的各种影响因素及相关机制进行了讨论,最后提出多级层次化的联动监测体系,以满足应对该类威胁的实时监测需求。本研究一方面为预警装置的研究提供指导,另一方面为预警体系的建立提供参考。
2 生物感染源的特点决定监测体系的建立模式
建立完善的监测体系以适应对感染源的实时检测,则必须适应感染源的特性,包括物理、化学及生物性质。
通常,生物病原主要基于3类,即病毒、细菌及毒素。其中,前2类同属微生物,第3类则为微生物的代谢产物。对整个自然界生物种群产生威胁的生物病原种类繁多,而且生物本身不断发生进化/变异,因此,生物病原威胁源相当庞大。鉴于此,本研究将专注于人及家禽的保护,但研究成果将同样惠及其他生物种群,并以最终利于人类社会的发展为目标。
各种生物感染源可能产生的原因复杂,如自然环境变化、意外泄露、出于各种原因的人为释放等。但无论何种原因,这种感染源本身均具有以下某种或多种特点[6]:
(1)存在形式多样性。仅就病毒、细菌和毒素而言,其生物特性决定了其可能存在于寄主,亦可能生存与自然环境,如空气、水源、土壤或其他附着物等。因此,也带来多样的传播途径和感染模式。
(2)种属多样性。微生物、毒素本身及其进化/变异的结果;或者微生物本身并无感染性,仅在某些条件下产生感染物质。这些均导致了感染源的复杂多样性。这种多样性必然对快速确认感染源种属带来较大困难,而给受感染者的诊治带来障碍,感染早期也难以引起重视。感染早期无法发现,更将恶化生物威胁的局势。
(3)感染机制的复杂性。对感染首先应确定其属内源或是外源;感染本身又往往具一定隐蔽性。由于感染源在低浓度下即可对生物体产生影响,其对感官,如视、嗅、触等直接刺激较小,甚至无影响;而某种感染后又具有一定潜伏期,故不易即时察觉,往往得不到及时控制。
(4)可扩散性。由于感染源体积极小的物理特性,以及其在自然环境中较强生存能力的生物性,意味着其较易扩散;而部分病源甚至拥有较强的传染性。由于生物种群对生物危害的免疫力存在局限,加上生物种群本身的流动,使得生物危害的流传范围、程度较难控制。
而受制于季节、气候或是人为等引发自然环境变化的诱因,以上感染源的相关生物活性、存在形式等性质又会发生某种程度的变化,这种变化导致其对生物体的感染能力、感染途径也随之产生变化,这种变化均将进一步对监测体系的建立产生较大影响。特别值得注意的是,由于现代人类社会活动所引发的环境复杂性,对感染源的监测提出了更高的要求,体系运转的模式亦应反映此方面的要求。
总结以上生物感染源的特点,所建立的监测体系应具有如下能力:
(1)不同介质样本的检测。
(2)多种感染源的同时检测。
(3)较高的检测敏感性和动态范围。
(4)提供快速而精确检测结果。
(5)监测范围可控。
(6)有效机制以保证低误报率。
(7)高度的环境适应性,满足持续性工作能力。如体积小、消耗低、集成化、智能化等。
(8)监测成本可控。
针对种种检测能力的要求,需要研究/选用相应感染源检测装置,用以构成并满足监测体系需要。结合对感染源特点的分析,以下对检测装置的原理与应用技术进行解析,并在此基础上讨论其各种因素对监测体系的影响。
3 感染源监测体系的构成
监测体系的构建基于各类检测装置,因此,分析感染源检测装置的种类和特点成为监测体系建立的基础。
通过对感染源特点的分析,可知其存在环境和传播范围具有高度不确定性。因此,相应检测装置应立足于现场点检测模式。基于目前的技术发展水平,所有检测装置均由样品采集和样品检测两部分组成。
3.1 感染源样品的采集
样品采集旨在实现对环境中感染源的采样与必要的加工。由以上对感染源特点的分析可知,环境中的感染源往往附着于其他物质或与之混合,且浓度较低,而无法直接对感染源执行检测,故需必要的加工。基本原则是应满足后续检测对样品的要求,以达到可检测水平。为此,对感染源的采集要实现以下4个目的:
(1)检测样与背景物的分离。
(2)检测样的富集。
(3)检测样的提纯,以排除干扰物质。
(4)介质转换,满足后续检测对介质的要求,如气、液或固态。
由于环境的复杂性和样品来源的多样性,实现检测样品采集的装置种类繁多,所采用技术也呈多样化。以下按照采集装置的工作原理、最终分离物、学科属性及分离特点等,列出装置的实现技术[6,7,8],见表1。
注:(1)即样品的质量,特指纯度(包括排除干扰物),从而与后续检测结果直接相关;(2)即样品的获取能力,与后续检测限(阈值)相关;(3)破坏性是指对感染源粒子造成损伤,并只能用于特定的检测技术;(4)感染源粒子可能是微生物、毒素自身,亦可能包含了其他附着物;(5)遗传物质特指RNA/DNA,专用于后续PCR(基因扩增)检测;(6)部分采样器效率较高,但样品需要消耗较长时间的进一步提取;(7)部分方法会对感染源粒子产生破坏作用
由表1可知,生物方法样品采集技术速度较慢,但样品质量较好;而物理方法则具有最快的样品获取速度,且对样品无破坏性,而可供任何后续检测装置使用,缺点则是其效率较低。但各指标又因所欲采集的目标感染源的不同,而可能存在较大变化范围,甚至某些方法与操作人员的熟练程度也有关联。因此,在实际使用中,对样品采集装置的选择,有如下原则:
(1)应满足后续检测需要(达到检测装置的可测要求)。
(2)根据感染源的性质来选择适合的采集装置。
(3)联合使用多种采集装置,以提供最适合的检测样品。
(4)在对检测结果有时间要求或是效果要求的局势下,需要在检测时间与检测效果之间取得某种妥协,而对采集装置的选择产生影响。
(5)受限于操作人员的技术水平、业务背景等因素,只能选用某些采集装置。
3.2 感染源样品的检测
样品的检测是通过对所采集样品进一步的加工,实现对感染源样品的特征获取,并以此为依据对感染源种属做出判断。这种判断结果将成为监测体系的决策基础,因此,检测技术及其能力也成为制约监测体系组成的重要因素。
随着相关技术的进步,感染源检测技术从最初的单纯的生物学方法到生物化学方法、物理化学方法,进而发展到免疫技术、核酸技术等,使得检测的范围更宽、精确度更高、耗时更短(具有相对性)。目前,用于生物感染源检测的技术[6,9,10,11,12,13,14]总结见表2。
另外,在工程学、信息科学等学科的进步与辅助下,检测流程、结果分析实现了流程化、自动化,使得对操作人员的专业要求越来越低,而检测结果也更加客观和精确。用于对辅助检测的工程化技术主要有流式分析、顺序注射分析、并行检测阵列和数理统计等。
注:(1)依赖并受限于事先建立的微生物“指纹”数据库,所以只能检测已知的部分细菌;(2)不包括新物种的检测;(3)指标只具相对性,与检测装置本身、检测环境以及采样装置均有关系;(4)检测通量,是单位时间所检测的样本量
3.3 小结
通过对采样-检测装置的分析可知,其有效性受各种因素制约。主要包括可检测种类、检测精确度、感染源敏感度、消耗时间和检测能量等多项指标。而这些指标在不同采样-检测装置、使用环境、检测对象等中的体现又呈现较大差异。如光谱学检测,虽然速度快、可检测种类多、检测通量大,但检测精确度低;而核酸和免疫学方法,虽然精确度高、更为敏感,但速度慢、检测通量较低。另外,实际使用中的检测成本(检测过程所需消耗的材料)通常与检测数据的精确性及检测项目正相关。
基于以上分析,期望某种单一装置完成多种感染源的检测并不现实,实现完善的监测体系则更不可能。因此,应考虑基于现有技术水平,首先实现采样-检测装置在优势检测项目方面的完善和高效;进而通过多种/台装置的有机结合实现各类感染源的有效检测。这种有机结合则通过建立监测体系来实现。
4 感染源监测体系的运行机制
体系的运行要实现这样的目标,通过合理配置各类检测装置,分析所反馈的检测信息并以此为依据,控制体系中的各检测装置,实现对感染源的发生程度、范围、种属等指标的实时、不间断、有效监测。从对感染源特点的分析可知,鉴于发生范围与程度的动态性,产生最大威胁的是流行性感染源,因此在对流行性感染源的监测基础上,进一步增加检测项目,即可实现对所有感染源的监测。
本研究提出,以各种感染源检测装置的检测信息为基础,建立信息传递及控制网络,以联动机制实现各装置的有机组合。体系的运转机制有2个特点,即层次化的结构与联动的信息网络。
4.1 层次化体系结构
建立本体系所需要的装置具有如表3所示特点,监测体系在逻辑上分为3层,检测水平为自下而上逐层升高,检测速度(监控能力)则逐层降低,单位样本量的检测成本逐层升高。
4.2 联动的信息传递、控制网络
如图1所示的网络连接,根据监测需要大量布设底层现场装置,且之间信息互联;适量布设中层现场装置且与对应区域底层信息互联。检测数据流与工作状态信息自下而上,控制数据流自上而下。顶层根据底层的监测与检测结果与底层与中层的检测装置产生联动,并按照实际监控需要控制它们的工作状态(频率)。
4.3 联动模式运转机制
体系在层次化结构和联动模式网络的支撑下,联动机制的实现表述如下:
(1)以部分底层装置执行持续、实时区域性监测,以算法A判断存在疑似感染源时,即适时启动中层检测。
(2)中层检测适时启动检测过程,以算法B判断存在高度疑似感染源时,则适时启动顶层检测,并以算法C启动更多底层装置执行持续、实时区域性监测。
(3)顶层检测适时启动检测过程,同时以算法D启动区域性底层和中层装置;以算法E,综合底层、中层信息,做出感染源种属、程度和范围结论。
其中算法A、B、C、D和E的具体表述将在后续研究中作深入探讨。
4.4 小结
层次化的联动监控体系,以层次化的结构大大降低了监控成本和耗时;按需联动工作模式弥补了各层间的差异性,使得整个流程更加顺畅,实现了优势互补,并同时降低了网络信息负荷及体系监测成本而联动机制;综合信息的分析与处理则进一步降低了误报率。因此,本体系最终实现了区域性感染源的实时监控,整个监控体系具有真正意义上的持续工作能力,提高了对感染源的检测水平,并保证了监控质量。
5 结论与讨论
本研究在对生物感染源特点分析的基础上,根据现有技术水平,综合平衡使用环境、成本等因素,针对性地提出层次化联动模式监测体系,并分析、阐述了体系的组成和工作机制。进一步的研究需要对监测体系的机制进行细化和完善。体系运转的规模和监测的等级具有较高的灵活性和开放性,因此,所需的硬件(如检测装置、网络构成)可根据监测环境进行具体配置;实际运转机制可自动进行局部动态调整而不影响整个系统的完整性。虽然体系的监测水平仍然受限于当前各类感染源检测技术,但开放的体系结构对检测技术拥有巨大兼容空间,故性能的提升不存在障碍。
对本体系的初步研究表明,本体系适用于各种环境中各类生物感染源的监测,如楼、堂、会、所等各种聚集场所,以及自然环境中各种生物感染源的存在、变化及发展;尤其适用于存在高危生物感染区域的实时动态监测,如医院、突发性传染疫区等。另外,随着体系布置规模的进一步扩大和机制的完善,本体系可为小至地区性、大至国家性的感染源监测提供服务。鉴于此,本体系的研究具有现实社会意义和较大经济效益。
摘要：目的:研究并建立生物感染源监测体系。方法:针对生物感染源的特点,提出监测体系的建立目标,并在分析各种生物检测装置工作特点的基础上,提出基于网络的层次化联动模式监测体系,以实现监测目标。结果:层次化的结构较大程度上降低了监控成本及耗时;按需联动工作模式则同时降低了网络信息负荷及体系监测成本;综合信息的分析与处理则进一步降低了误报率。结论:监测体系工作模式适用于各种聚集场所及自然环境,具有现实社会意义和较高经济效益。
电压源电流源教案 第5篇
教师：程玉景
教学目地：（1）认识电压源模型和电流源模型
（2）掌握电压源和电流源的特点及符号
（3）掌握理想电压源和电流源的特点及符号
教学重点：（1）主要是其特点及符号 教学难点：
（1）对电流源的理解 教学方法：
举例，提问，讲授 教学时间：
45分钟
教学过程：
复习导入：
电压源电气符号
电流源电气符号
电源外特性：Ｕ＝Ｅ－Ｉｒ
并联分流公式: I1=(R2/R1+R2)I 新授：
导入： 向电路提供电压或电流的装置称为独立电源
举例: 稳压电源，稳压电源由稳压电源，发电机，太阳能电池
一.电压源
1.用途：
向外电路输出稳定电压。例：干电池（1.5V）
发电机（220V）
特点：
内阻较低
分类：
直流，交流
例：干电池，直流发电机，蓄电池 2.实际电压源
电气符号
特点：（1）电动势E和内阻ｒ串联,注意电压正负极性
（2）输出形式：电压U=Ｅ－Ｉｒ
3.理想电压源（恒压源）
电气符号：
特点：(1)r=0
(2)U=E
二．电流源
１.用途： 提供稳定的电流。例如：稳流电源 特点：
内阻很大
２.实际电流源
电气符号：
特点：（1）I S 和ｒ并联，注意电流方向
（2）输出形式：电流IL=(r/RL+r)I
3.理想电流源（恒流源）
电气符号：
特点：（1）ｒ趋于无穷大
（2）Is=IL
三．小结：
（1）实际电压源和电流源符号及其特点
（２）理想电压源和理想电流源符号及其特点
四．作业：
（１）笔试：整理笔记，将重点记忆。下一节提问
（２）口头：预习实际电压源和实际电流源的等效变换
五．板书设计：
主板书设计
副板书设计
电压源与电流源
一电压源
二电流源
复习：１.电压源与电流源符号 １.用途
１.用途
２.电源外特性： ２..实际电流源
２.实际电流源
３.并联分流公式:
微生物源 第6篇
生物体在特定的应激状态下会产生过量自由基,使生物体产生病理反应。抗氧化剂能有效清除自由基,改善生物体的生理状况,因而广受关注。目前常见的抗氧化剂有人工合成和天然产物提取两大类,微生物源性抗氧化剂(micro-derived antioxidants,MA)属于发酵物提取抗氧化剂,较传统的植物提取而言,有着来源丰富、品质易控制、提取分离方便等诸多优势,但目前鲜见关于微生物源性抗氧化剂的研究。本研究对上海创博生态工程有限公司提供的微生物源性抗氧化剂进行体外抗氧化能力测定,并与常见的食品、饲料抗氧化剂进行对比,旨在初步探讨微生物源性抗氧化剂的抗氧化能力,并为微生物源抗氧化剂的开发应用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 实验材料
微生物源性抗氧化剂,由上海创博生态工程有限公司提供。
1.1.2 试剂
α-生育酚(VE)、抗坏血酸(VC)、L-硫辛酸、表没食子酸儿茶素(EGCG)、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、2-脱氧-D-核糖、2-硫代巴比妥酸、吩嗪硫酸甲酯、还原型辅酶Ⅰ、氯化硝基四氮唑蓝、牛血清白蛋白购自阿拉丁试剂有限公司,均为分析纯,其它试剂购自国药集团化学试剂有限公司,均为国产分析纯。试验中所用水均为双蒸水。
1.1.3 仪器
T6紫外可见光分光光度计,北京普析通用有限公司;电子天平,赛多利斯集团;5804R台式离心机,eppendorf公司。
1.2 方法
1.2.1 样品制备及成分分析
试验用微生物源性抗氧化剂由上海创博生态工程有限公司提供,该产品是刺梨、沙棘等果实,经枯草芽胞杆菌、乳酸杆菌、酪酸梭菌、啤酒酵母菌等有益微生物经固、液复合发酵后,再经提取、浓缩、灭活、冻干等加工工艺制成。主要成分由食品质量监督检测上海站按国标方法测定。
1.2.2 还原能力测定
采用普鲁士蓝Fe4(Fe(CN)6)生成实验进行还原能力测定[1]。采用终浓度为5 μg/ml的VC、VE、硫辛酸、EGCG作为对照。
1.2.3 羟自由基清除能力测定
采用Fe3+-H2O2-EDTA-VC体系测定微生物源性抗氧化剂的羟基自由基清除能力[1]。终浓度为5 μg/ml的VC、VE、硫辛酸、EGCG作为比较。以加纯水为对照,以不加脱氧核糖为空白。羟自由基清除率由以下公式表示:
羟自由基清除率undefined
1.2.4 超氧阴离子清除能力测定
超氧离子自由基在PMS-NADH系统中收集并通过NBT还原法检测。终浓度为5 μg/ml的VC、VE、硫辛酸、EGCG作为比较。以加纯水为对照,以不加NBT为空白。超氧离子自由基清除率由以下公式表示:
超氧阴离子自由基清除率undefined
1.2.5 DPPH自由基清除能力测定
DPPH自由基清除活性检测采用高昌勇的方法[2]。终浓度为5 μg/ml的VC、VE、硫辛酸、EGCG作为比较。以加纯水为对照,以不加DPPH为空白。采用以下公式计算清除率:
DPPH清除率undefined
1.2.6 抗脂质过氧化能力测定
采用Fe2+诱发磷脂C-2位上的极低密度脂蛋白和低密度脂蛋白过不饱和脂肪酸过氧化模型[3,4]。终浓度为5 μg/ml的VC、VE、硫辛酸、EGCG作为比较。以加纯水为对照。采用以下公式计算抗脂质过氧化率:
抗脂质过氧化率undefined
1.2.7 数据处理与分析
所有试验均重复3次。数据处理采用Excel 2003进行统计分析,结果表示为平均数±标准差形式。采用origin8.0进行回归分析和作图。
2 结果与分析
2.1 微生物源性抗氧化剂的成分分析
试验用微生物源性抗氧化剂主要成分由食品质量监督检测上海站按国标方法测得。相关元素组成如下: Mg,13 600 mg/kg;Fe,503 mg/kg;Mn,367 mg/kg,;Cu,1.07 mg/kg;Se,0.18 mg/kg。相关抗氧化成份含量如下:SOD,194 000 U/100g;VC,322 mg/100g;VE,908 μg/100g;总黄酮,4.43 %;异黄酮,1.37 %;谷胱甘肽,886 mg/100g。
2.2 微生物源性抗氧化剂的还原能力研究
还原力测定是以普鲁士蓝Fe4(Fe(CN)6)生成量为指标,抗氧化剂能将铁氰化钾还原,再利用亚铁离子生成普鲁士蓝,该物质在700nm处有最大吸收峰。吸光值越大,表明样品还原力越强[5]。
由图1可以看出,微生物源抗氧化剂具有很强的还原能力。且在较低浓度下保持较好的线性(在5~150 μg/ml 浓度内,R2 = 0.9988)。常见的抗氧化剂中,VC和EGCG的还原力较强,而VE和硫辛酸则较弱。
2.3 微生物源性抗氧化剂的氧自由基清除能力研究
羟自由基和超氧阴离子自由基是两种常见的氧自由基。本研究利用Fe3+-EDTA-抗坏血酸-过氧化氢体系产生·OH,而脱氧核糖作为·OH的攻击靶。脱氧核糖在受到·OH攻击后裂解,与TBA反应生成红色化合物。532nm下有最大吸收峰[6]。采用PMS-NADH系统产生超氧阴离子,超氧阴离子能减少NBT的蓝色,通过检测560nm处的吸光值来判断系统内超氧阴离子的浓度[7]。
由图2可以看出,微生物源性抗氧化剂有一定的羟自由基清除能力,且随浓度的增加而清除效果增强,但较常见抗氧化剂清除效果弱,EC50=184.5μg。常见的抗氧化剂中,硫辛酸及维生素E表现出了非常强的羟自由基清除能力,在浓度为5μg/ml时清除率就分别达到了90.95%和87.35%。
由图3可以看出,微生物源性抗氧化剂有一定的超氧阴离子自由基清除能力,且随浓度的增加而清除效果增强,当浓度达到75μg/ml以上时,增幅减缓,EC50=48.7μg。常见的抗氧化剂中,仅EGCG表现出了较强的超氧阴离子自由基清除作用,在5μg/ml的浓度时清除率达到54.18%,而硫辛酸则不表现出超氧阴离子自由基清除能力(与阴性对照比较,P > 0.05)。
2.4 微生物源抗氧化剂的含氮自由基清除能力研究
每个DPPH分子在溶液中可生成一个稳定的含氮自由基,因此通过DPPH法对这种稳定存在的自由基清除能力的检查,可以反映被测物清除含氮自由基的活性[8]。由图4可以看出,微生物源性抗氧化剂有较强的DPPH自由基清除作用,且在低浓度范围内(1~100 μg/ml)表现出较好的线性关系(R2=0.9963),当浓度超过150 μg/ml时,清除率几乎不随浓度的增加而显著升高,在250 μg/ml 时清除率为93.54%,EC50=66.1μg。常见抗氧化剂中,VC和EGCG的清除DPPH自由基效果较好,而VE和硫辛酸的清除率相对较低。
2.5 微生物源性抗氧化剂的抗脂质过氧化作用
多不饱和酸在自动氧化过程中的最终产物是丙二醛(MDA),在较低pH和高温下,它可以与硫代巴比妥酸(TBA)反应生成一种粉红色物质,该物质在532nm下有特征吸收[9],通过对该物质的检测可以分析出样品对脂质过氧化的抑制作用。从图5中可以看出,微生物源抗氧化剂对小鼠肝细胞细胞膜的自氧化的抑制非常显著,在浓度为25μg/ml时抑制率就高达90.60%,在浓度为5μg/ml时抑制率为61.26%,较同浓度的VC、硫辛酸高(抑制率分别为4.28%和12.49%),但较同浓度的VE和EGCG的抑制率低(分别为91.42%和99.68%)。
3 讨论
自由基是生物细胞进行正常代谢时产生的。实验证明,机体细胞存在少量氧自由基是维持生命所必需的[10]。但是,在一些特定的生理状态下(氧化应激),机体代谢产生异常而产生大量自由基,或者由于某些原因机体内抗氧化系统(如SOD、过氧化氢酶、GSH-Px等)功能障碍时,自由基-抗自由基生成系统平衡失调,机体产生氧化应激反应,从而导致多种疾病[11]。因此,现在许多疾病的根治都归结到对氧化损伤的预防上来[12]。
目前广泛研究和使用的抗氧化剂按来源一般可分为合成小分子、植物提取物两类。合成小分子抗氧化剂如维生素C、维生素E、BHT等等,具有研究充分,成分简单,价格低廉的特点。但同时也存在清除自由基种类单一,合成存在安全隐患等问题[13]。植物提取抗氧化剂近年来发展极为迅速,仅2008年一年,发表在Journal of Agricultural and Food Chemistry上的与天然抗氧化剂相关的文章就多达158篇[12],其中多为植物源性抗氧化剂相关研究。植物源性抗氧化剂如茶多酚、人参皂苷、各种植物黄酮等具有多种自由基清除能力强、来源安全可靠、同时兼具其它如免疫调节等功能的特点[14],但存在原料来源有限,提取成本高、受气候、海拔、地域等多种因素影响而品质稳定性差的缺点。微生物源性抗氧化剂目前局限在某些菌种的抗氧化作用研究,复合抗氧化剂的研究非常罕见,但依据本课题组先前的研究[11,15],其体内抗氧化作用较好,有较大的开发价值。且相较植物源性抗氧化剂而言,微生物源性抗氧化剂有着来源丰富、品质易控制、提取分离方便等诸多优势,是一种理想的食品、饲料抗氧化添加剂。
体外抗氧化试验研究具有方便、快速、数值稳定的特点而常被抗氧化剂初步分析筛选时采用。还原力实验的结果表明,微生物源性抗氧化剂具有较好铁氰化钾还原能力,说明其具有潜在的抗氧化能力。但从VC、VE、硫辛酸及EGCG的还原力测定数据来看,还原力强并非对所有自由基的清除作用都强,如VC的还原力数值约是VE的6倍,而5 μg/ml的VC的羟自由基清除率仅同浓度VE的1/9。羟自由基和超氧阴离子自由基是体内常见的氧自由基,DPPH自由基常作为含氮自由基的代表进行研究,实验结果说明常见的合成抗氧化剂在清除自由基方面选择性很强,同浓度的VC在羟自由基及超氧阴离子自由基的清除方面都较VE弱,但DPPH自由基清除能力却很强。而硫辛酸在体外仅羟自由基的清除能力非常强,其它自由基清除能力相对均较弱。这种差异与其分子结构及构象有关[16],也可能与其所处的溶液环境有关。这也说明在日常饲料及食品中,单独添加某一种合成小分子抗氧化剂可能效果并不能达到最佳,而VC、VE、硫辛酸及EGCG在体内共存时,具有一定的协同作用[17]。在羟自由基、超氧阴离子自由基和DPPH自由基的清除方面,EGCG的效果均较好,且较为平衡。但考虑到EGCG的提取成本,所以其可能更适合作为食品的添加剂,作为饲料添加则可能不太被生产商所接受。在体外抗脂质过氧化方面,VE和EGCG的效果非常好,但二者都是脂溶性成分,因此在生产添加时,可能有一定局限性。而本实验采用的微生物源性抗氧化剂虽然在同浓度与常见抗氧化剂比较时(5 μg/ml),效果都不是最佳。但其在各种自由基清除、抗脂质过氧化方面都有一定效果,且作用较为平衡。因此作为饲料或食品抗氧化剂添加时,效果可能会较单一添加某种抗氧化剂更好。另外本实验采用的微生物源性抗氧化剂未经过进一步的有效成分分离与纯化,还存在较大的提升空间。
4 结论
微生物源性抗氧化剂在体外有良好的抗氧化作用,是一种经济、可靠、理想的饲料、食品抗氧化添加剂,具有进一步研究与开发的价值。
摘要：目的:研究微生物源性抗氧化剂的体外抗氧化能力。方法:在体外分别测定微生物源性抗氧化剂、α-生育酚(VE)、抗坏血酸(VC)、L-硫辛酸、表没食子酸儿茶素的还原能力,羟自由基、超氧阴离子自由基和DPPH自由基清除能力及抗脂质过氧化能力,比较微生物源性抗氧化剂与其他抗氧化剂抗氧化能力。结果:微生物源性抗氧化剂有较强的抗氧化能力,体外清除羟自由基、超氧阴离子自由基、DPPH自由基能力的半数有效量(EC50)分别为184.5μg、48.7μg、66.1μg。与常见抗氧化剂相比,微生物源性抗氧化剂对氧自由基及氮自由基都有较好的清除自由基作用。结论:微生物源性抗氧化剂体外抗氧化作用明显,有进一步开发的价值。
奕源生物菌剂在水稻上应用效果 第7篇
1 试验材料与方法
试验地于2011年设在黑龙江省前进农场科技园区, 土壤类型为草甸白浆土, 前茬水稻, 秋整地, 其本田基本情况, 有机质含量4.20%, pH值为5.93, 土壤中含碱解氮199mg/kg、速效磷41mg/kg、速效钾110mg/kg。供试水稻品种为龙粳26号, 主茎11片叶, 活动积温2350℃, 生育日数为128～130d。
试验采取大区对比法, 每处理面积为467m2, 5月12日插秧。试验共设2个处理, 处理1基肥每公顷施尿素50.4kg、磷酸二铵73.5kg、氯化钾73.5kg;蘖肥每公顷施奕源生物菌剂2100mL、尿素37.8kg;处理2为对照, 基肥每公顷施尿素50.4kg、磷酸二铵73.5kg、氯化钾73.5kg, 蘖肥每公顷施尿素37.8kg, 穗肥每公顷施尿素37.8kg、氯化钾31.5kg。
氮肥按照基、蘖、穗肥比例4∶3∶3施入;钾肥按照基肥、穗肥比例7∶3施入;磷肥全部作基肥施入。奕源生物菌剂共施用2次, 施用量分别为2100mL/hm2, 第1次施用时间为5月23日, 第2次施用时间为6月26日。田间管理同大田生产。各肥料含量:尿素46%, 磷酸二铵18%～46%, 氯化钾60%。
2 试验结果与分析
2.1 生育期调查
各处理生育期调查结果, 处理1插秧期为5月12日, 分蘖期为6月12日, 抽穗期为7月20日, 乳熟期为8月5日, 蜡熟期为8月19日, 黄熟期为8月29日;处理2插秧期为5月12日, 分蘖期为6月10日, 抽穗期为7月19日, 乳熟期为8月3日, 蜡熟期为8月18日, 黄熟期为8月27日。由于秧苗根系粗壮、发达, 移栽到大田2～3d就完成返青期。由以上调查结果可知, 施奕源生物菌剂的处理在抽穗期和成熟期期间较对照提前1～2d。
2.2 叶龄跟踪调查
从各处理株高变化调查结果可知, 施用奕源生物菌剂的处理与对照相比稍有缓慢, 从整个生育期来看, 株高相差不明显。由此可见, 奕源生物菌剂对株高无促进作用。从各处理单株分蘖变化趋势结果显示, 初期分蘖增长呈缓慢趋势, 直至6月16日分蘖开始急剧上升, 6月25日达到分蘖高峰期, 之后呈下降趋势。在管理水平相同的条件下, 施用奕源生物菌剂后的单株分蘖变化没有明显差异。
2.3 考种测产调查
从试验结果可知 (见表1) , 施用奕源生物菌剂的处理可以增加水稻的有效穗粒数, 使水稻穗长、粒多, 进而增加产量, 于10月8日进行实收脱粒后计算得出各处理产量, 处理1与对照相比, 每公顷增产712.6kg, 增产率为6.6%, 增产效果较为显著。施用奕源生物菌剂可使水稻增产, 其原因是施用奕源生物菌剂可减少水稻的无效分蘖, 增加大穗数量, 从而导致增产。
3 小结
微生物源 第8篇
关键词：内燃机,生物柴油,喷雾特性,喷雾贯穿距,喷雾锥角,高速摄影
0 概述
生物柴油是一种可再生、易于生物降解的清洁含氧燃料,与石化柴油的物化特性相近,具有燃烧后污染物排放低且温室气体排放少等特点。生物柴油在近年来已成为代用燃料研究和应用的热点之一[1],故生物柴油喷雾特性的研究对生物柴油在发动机上的应用有着重要指导意义。在定容弹喷雾试验系统上采用高压共轨喷射系统研究了不同背压对3种不同生物柴油喷雾贯穿距的影响[2]。在高压定容容器中采用电控单体泵研究了喷油持续期以及背压对喷雾贯穿距和喷雾锥角的影响[3],但目前有关多种不同来源生物柴油在不同混合比下的喷雾特性研究鲜见报道。
本文利用自行研制的大可视化场的定容弹和油泵试验台以及高速摄影装置研究了3种非食用源生物柴油在不同掺混比下的喷雾特性,包括喷雾贯穿距、喷雾锥角以及喷雾前端面速度等特性参数,并与柴油的喷雾特性进行了差异分析和对比。
1 喷雾试验系统
1.1 喷雾可视化试验装置
可视化喷雾试验系统原理如图1所示。可视化单次喷雾试验系统主要包括定容弹、油泵试验台与单次喷射装置、高速摄影装置及图像处理、数据采集与控制子系统组成。
试验过程中采用高压氮气钢瓶通过减压阀向定容弹内充气。进排气口附近均有手动调压阀门,用于调整容弹内气体压力。容弹上接有一个三通接头分别与机械式压力表以及压力传感器相连接,用于监测容弹内气体压力。定容弹的实体图如图2所示。
油泵试验台采用直流电机作动力源来驱动直列高压供油泵。直列供油泵采用无锡威孚的P型泵,该油泵试验台可以稳定工作的转速范围为400～1 100 r /min。试验中通过调节直流电机控制器改变直流电机的工作电压来调节油泵的转速,喷油器的最高喷射压力随油泵转速的增加而升高。单次喷射是通过高速强力电磁阀控制停油拉杆断油和回位的两个位置来实现的[4]。油泵试验台如图3所示。
1.2 生物柴油燃料选型及其物化特性
生物柴油的成分为脂肪酸甲酯,是一种很有效的柴油替代燃料,其可通过甘油三酸酯与甲醇进行酯化反应得到,主要的原料有植物油、动物脂肪和回收的餐饮废油。
本文研究中选取3种具有代表性的非食用源生物柴油, 分别源自棕榈油、餐饮废油以及麻风树油。3种非食用源生物柴油及0#柴油的主要物性参数如表1所示。
1.3 喷孔及喷雾特性
喷油器经过特殊加工,为喷孔直径D=0.18 mm的单孔喷嘴,喷嘴孔长度L=0.8 mm。喷油嘴喷孔尺寸如图4所示。本试验主要研究生物柴油的喷雾贯穿距、喷雾锥角以及前端面速度等宏观特性参数,如图5所示。
2 试验结果及分析
试验过程中向定容弹内充入氮气,背压恒定在1.1 MPa,油泵转速设定为850 r/min,在该转速下测得油泵与喷油器间的油管压力如图6所示。试验测得该单孔喷油器启喷压力为20 MPa。从图6中可以看出,喷雾过程中最高喷射压力为43 MPa,喷射持续时间T2-T1约为1.6 ms。
试验选取了源自麻风树油、棕榈油以及餐饮废油的3种非食用源生物柴油以B5、B10、B20、B50和B100 的5种掺混比例,并研究其对应的喷雾宏观特性。不同掺混比下生物柴油喷雾贯穿距和喷雾锥角分别如图7和图8所示。图中用D代表柴油,B代表生物柴油,BX中的X代表柴油与生物柴油掺混燃料中生物柴油的体积百分比。
从图7中可以看出,随着燃料中生物柴油掺混比的增加,燃料黏度增大,喷雾贯穿距呈增大趋势。这主要是因为燃料黏度的增大会阻碍射流的破碎,使射流雾化液滴的尺寸增大。较大的液滴尺寸增加了液滴运动的动量,同时降低了液滴向前运动的迎风面积,从而降低阻力[5,6]。
从图8中可以看出,随着燃料中生物柴油掺混比的增加,燃油喷雾锥角变小,不同燃油的喷雾锥角经历一个先增大后减小再至稳定的变化历程。这主要是因为随着喷射压力的增大,喷雾向四周扩散使锥角逐渐增大。在喷雾过程中由于喷雾边界液滴颗粒较小,容易挥发,且随喷雾过程中喷射压力下降,喷雾液滴颗粒直径增加,喷雾锥角逐渐减小。喷雾的后续过程中,喷雾周边挥发燃油与后续喷射补充的燃油达到动态平衡,使得锥角稳定在一定范围内。
试验中为了简化喷雾锥角ϕ的寻找计算工作量,采用如图9所示的替代算法。在喷雾过程中XL(三角形底边到喷孔之间的距离)在0～S之间变化,在图9所示的三角形中计算出最大角度作为此时刻的喷雾锥角。
试验中研究了喷雾锥角计算过程中所取值XL在整个喷雾过程中随时间的变化关系,如图10所示。XL在整个喷雾过程中呈不断增加的趋势:在0～0.6 ms时间内XL的增加趋势呈线性关系;0.6 ms后呈缓慢增加的趋势。从图10中可以看出,喷雾起始时刻XL的值约为0.05 S,而喷雾终了时XL的值在0.475 S附近。这表明在整个喷雾过程中,0.05 S～0.475 S处这段喷雾对喷雾锥角的大小和确定起关键作用。
同时,通过大量试验数据研究了XL值与该时刻的喷雾贯穿距S1的比值在整个喷雾过程中的变化趋势,如图11所示。XL/S1的变化趋势在喷雾初始(0～0.6 ms)期间,呈现较为复杂的W形变化趋势,在0.6 ms后呈缓慢下降趋势,最终收敛于0.475附近。
不同掺混比下生物柴油喷雾的前端速度如图12所示。可以看出,喷雾前端速度经历几次大小不同的波动。这主要是因为高压油管内存在压力波动导致燃油液滴喷射速度变化,同时由于前端面推进过程中带动气流运动,使喷雾前端面后扫过的区域气压低于背压,故后续喷雾的液滴颗粒可以高速向前推进,并和前端面液滴颗粒发生撞击,结果是前端面速度产生较为明显波动。从图12中可以看出,喷雾前端面速度最大值在200 m/s左右。喷雾过程中喷雾前端面速度在1.2 ms前后稳定在20～40 m/s之间,并向前推进[7,8,9,10]。
通过试验结果处理,研究了不同时刻下生物柴油相对于柴油贯穿距的偏差变化趋势。图13和图14分别为整个喷雾过程中不同时刻下生物柴油相对柴油喷雾贯穿距和喷雾锥角的偏差率。在整个喷雾过程中,3种不同生物柴油B5、B10及B20喷雾贯穿距较柴油该时刻喷雾贯穿距偏差大部分保持在6 %范围内,喷雾锥角偏差范围在7 %内。不同掺混比生物柴油在喷雾开始后0.6～0.8 ms之间相对柴油贯穿距的偏差较小,在0.8 ms后随生物柴油掺混比例的增加,喷雾贯穿距偏差率呈现明显增加的趋势,即不同掺混比下生物柴油的贯穿距在喷射0.8 ms后开始出现较为明显的区别。从图7喷雾贯穿距曲线可见,对应0.8 ms时的柴油喷雾贯穿距曲线斜率已明显开始减小,即所谓的柴油喷注破碎雾化阶段开始点。而生物柴油相比柴油破碎晚,在0.8 ms尚未雾化,故偏差增大。图14中喷雾锥角偏差率在0.8 ms后的偏差也有同类现象。这意味着生物柴油的喷雾破碎贯穿距较长,雾化质量下降。
3 结论
(1) 3种生物柴油的喷雾宏观特性基本相似。随生物柴油掺混比例的增加,喷雾贯穿距与喷雾前端面速度呈增大的趋势,同时喷雾锥角呈减小趋势,即喷雾的雾化质量下降。
(2) 混合燃料中生物柴油的掺混比例为B5、B10及B20时与柴油的喷雾宏观特性接近,但B20个别情况开始有显著变化。不同掺混比下生物柴油的喷雾贯穿距从0.8 ms开始出现较为明显区分,且随生物柴油掺混比例增加呈增大的趋势。
(3) 在整个喷雾过程中,0.05 S～0.475 S区域对喷雾锥角大小的确定起关键作用,随着喷雾过程的延续XL/S将收敛于0.475附近,即喷雾的稳定锥角基本保持在0.475 S处。
(4) 在喷射0.8 ms后,生物柴油与柴油喷雾贯穿距和喷雾锥角相对偏差率明显增大,柴油与生物柴油的雾化质量有显著区别,后者喷雾破碎贯穿距加长,雾化质量下降。
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福建源华打造生物质行业领军企业 第9篇
经财政部、国家发展改革委、国家林业总局、商务部以及外交部的层层严格把关遴选, 巴黎时间2014年3月26日17时, 在中法两国元首的共同见证下, 源华能源科技 (福建) 有限公司与法国开发署 (下称法开署) 在巴黎爱丽舍宫正式签署贷款协议。中国驻法大使翟隽代表财政部与法开署署长安娜·保加姆 (Anne Paugam) 共同在协议上签字。根据协议, 法开署将以“法国关于应对气候变化的扶持性优惠贷款”名义, 向福建源华提供3 000万欧元的贷款, 用于公司18万t生物柴油生产暨福建建宁5万亩无患子能源林基地建设。
公司董事长张雄枝表示, 生物柴油作为新能源, 对降低大气污染有很好的作用, 已成为各国发展可再生能源的首选, 市场前景十分广阔, 将引领未来能源发展新的趋势。
东亚地区生物源异戊二烯排放的估算 第10篇
VOCs(Volatile organic compounds)是由各种人类活动和生物代谢排放到大气中的挥发性有机化合物的总称。由人类活动产生的 VOCs,称为人为源VOCs(Anthropogenic volatile organic compounds,AVOCs),由自然界生物代谢排放的VOCs称为生物源VOCs(Biogenic volatile organic compounds,BVOCs)。
VOCs中很多成分具有高度的化学活性,极易与大气中的各种气体(NO,NO2)、氧化剂、OH自由基等发生反应,在对流层大气光化学过程、特别是臭氧光化学过程中具有重要作用。光化学过程产生的有机酸、气溶胶、以及二次产物等对大气环境有严重的危害,VOCs作为臭氧形成的重要前体物之一,是光化学污染、大气环境质量控制等领域的重要研究对象,同时对气候变暖也有间接影响[1]。
在区域和全球尺度上,植被排放的 VOCs已远远超过了人为排放量。Guenther等(1995)估算,全球 BVOCs排放量达1.150×10-12g,约占全球 VOCs年排放量的90%;异戊二烯和单萜烯是全球年排放量最大的2类BVOCs,其中异戊二烯在总BVOCs排放量中所占的比重约为44%[2]。因此,对区域植被异戊二烯排放的研究可为进一步探讨植被对大气环境的贡献提供重要依据。
BVOCs的排放与区域气候以及植被类型、分布状况密切相关,国内外在BOVCs排放影响因素方面都有相应的研究工作。Guenther等(1995)建立了BVOCs全球背景站,对不同类型植被BVOCs排放进行了长时间的监测,给出了不同植被的BVOCs排放因子,并在环境因子对BVOCs排放影响研究的基础上开发了BVOCs排放模型,估算了全球BVOCs排放总量和异戊二烯排放量[2,3],这些工作已经被应用于全球气候变化的研究中[4]。在中国地区的7处站点实测了各树种的排放速率,得到中国地区的标准排放因子。
国内对中国及区域 BVOCs排放也做了不少工作,对于我国不同地区代表的植被的异戊二烯排放速率进行了广泛而基础地研究,了解我国排放异戊二烯的优势树种,获取了模型所需要的基本参数;张莉等[11];闫雁等[12];郑君瑜[13],通过将植被分布类型分布图矢量化得到植被的分布信息并用于排放量的估算,这样带来的问题就是矢量化后的精度问题,难以满足研究区域空气质量问题的需要。
为了未来能将天然源排放模式在线嵌入到区域大气化学模式中,本研究中利用MODIS卫星影像,在东亚地区反演最新的与大气化学模式相匹配的植被类型分布,30s分辨率标准排放因子,以东亚地区BVOCs中排放量最大、化学活性高的异戊二烯作为研究对象,应用最新的自然排放气体和气溶胶模MEGAN(Modelof Emissions of Gasesand Aerosols from Nature),估算东亚地区高分辨率天然源异戊二烯排放,旨在有利于了解东亚地区区域异戊二烯的分布特征,同时为建立覆盖整个东亚地区高分辨率的区域空气质量模型系统做准备。
2 方法描述
用MEGAN估算天然源排放VOC,公式如下:
Emission=[ε][γ][ρ] [3]。
这里ε(mg·m-2·h-1)是排放因子,γ是排放活动因子标准化率,ρ是冠层内VOC产生和消耗因子。通过标准化排放因子加订正因子的方式来估算排放量。标准条件下,冠层尺度的排放因子处于叶面积指数LAI为5(80%成熟叶,10%成长叶,10%老叶),太阳高度角为60°,光通量密度PPFD比为0.6,空气温度为303K、湿度为 14g ·kg-1、风速为3m·s-1,土壤湿度为0.3m3·m-3,在过去24～240h内的叶面温度为297K,光通量密度PPFD向阳叶为200μmol·m-2·s-1,背阴叶为50μmol·m-2·s-1。
本研究采用的排放因子为基于全球90个站点的野外观测以及80个实验室研究。30s数据给定每一网格中排放因子,这种方法综合了地理位置和物种的差异因素。计算方法通过地面调查植被构成,在地面调查没有触及的区域,结合卫星遥感数据,计算每种植被的排放速率和面积,经加权平均后得到不同植被的标准排放因子。
中国地区30s排放因子由Klinger[4]实测确定。采样站点位于中国的内蒙古(温带),长白山(北温带),北京山区(温带),鼎湖山(亚热带),哀牢山(亚热带),昆明(亚热带),西双版纳(热带),从植物种类、生长构成、叶生物量到叶面积基本涵盖了中国所有的森林类型,得到中国地区的标准排放因子。
每个网格点根据不同类型植被覆盖的比例可以计算出标准排放因子,但这些标准排放因子是在标准环境下测得的,在实际中需要考虑环境因子的影响。这里考虑叶温、光通量密度、叶龄及土壤湿度对于排放因子的订正。
3 输入条件
3.1 叶面积指数LAI
MEGAN中LAI的标准数据库MEGAN-L数据库(MEGAN LAIv数据库)为全球范围内分辨率30s(～1km2)的估算值,时间跨度为2000～2005年,该数据库基于MODIS。
网格中的植被并非一致地散步到整个网格中。用网格平均LAI/网格内覆盖有植被的区域面积,得到LAIv(有植被覆盖地区LAI),对LAIv设定上限为6,目的是消除某些网格植被很少却估算出高的LAI这类错误。标准的MEGAN LAIv数据库使用该方法得出,数据由Zhang[14]的LAI估算值和Hansen[15]年的植被覆盖分数估算值确定。数据在处理时考虑了缺失值和城市区域。
3.2 气象场计算
MEGAN中的气象参数是由WRF(Weather Research and Forecasting Model)计算,WRF是由美国大气研究中心(NCAR)开发,本次模拟范围为东经57°～161°,北纬1°～59°;水平分辨率36km,网格数为200×160;采用Lambert 正形投影;垂直层次20层,模式顶高约为15 km,垂直分辨率在近地层较高;大尺度气象背景场和边界条件采用的NCEP资料(6 h间隔)。计算2010年的气象场状况,结果输出为每1h。
4 结果与分析
利用30s分辨率的标准排放因子计算东亚地区2010年异戊二烯的年排放量为91.24Tg,其中中国贡献13.1Tg,北京地区为0.045Tg,中国地区对于东亚异戊二烯的排放贡献可以达到14.4%。Zhang[16]在INTEX-B中估算东亚地区人为源异戊二烯的排放量为0.016 7Tg,其中中国0.007 6Tg,北京地区0.000 2Tg。可以看出东亚地区生物源排放的VOCs(以异戊二烯换算)远超人为源排放。从表1中可以看出,异戊二烯的排放具有非常明显的季节特征,这与温度和光照的季节变化有关。同时,可以看出在中国地区这种季节变化非常显著,其中异戊二烯的排放集中于华南地区,这可能与该地区植被覆盖及排放速率有关。但是在东南亚地区,4月的排放量却是一年中排放量最高的时期,这可能MEGAN估算中与光照的影响有关,7月东南亚处于雨季,会影响到光通量(图1和图2)。表2中给出了国内其他研究者模拟计算的中国区域异戊二烯的排放量,可以看出本研究的异戊二烯的排放量要低于[2]的研究结果,与其他研究结果相比要高,这是可能与本研究采用小时分辨率的气象数据有关,而且在模型机理上考虑了冠层环境和叶龄的订正。
考虑到估算过程中本身存在着误差,而且在模型算法的采用、植被类型分布数据、排放因子以及气象数据的输入上都有区别,本研究估算的中国植被 VOC年排放总量与文献报道较为一致。
在天然源VOCs排放的估算过程中,其估算误差主要来自:排放因子的不确定,在制定标准排放因子时,选取的植物数量是有限的,这必然会带来较大的误差,不同的排放因子的模拟估算值的差异可以达到30%以上;植被类型数量上的选取,模型在计算中为了提高效率而人为地将树种进行简化归类,植被实际地理分布的差异可以导致误差。用订正因子计算估算可以订正冠层环境、叶龄、土壤湿度的季节变化,但无法估计植被地理分布上的改变,因此将影响估算结果空间分布的准确程度;其它的影响因子目前还没有考虑在内,如生物气候、CO2浓度,环境压力等。
5 结语
东亚地区的异戊二烯排放量为91.24Tg,其中中国贡献13.1Tg,北京地区为0.045Tg,天然源排放异戊二烯远远高于人为源排放。MEGAN模拟的异戊二烯排放具有明显的季节变化,正确地反映了植物异戊二烯的排放与温度、光照的关系。模拟结果中,中国地区的模拟结果变化不如在美国的结果有明显的地区差异,这与在中国地区的排放因子的测定站点偏少有关,以后需要加强中国地区标准排放因子的本地化。
摘要：指出了挥发性有机物(VOCs)是重要的臭氧形成前体物,在对流层大气化学中起重要作用。利用MEGAN估算了东亚地区天然源异戊二烯的排放量,计算出了东亚地区异戊二烯的年排放量达到91.24Tg,结果表明:天然源排放远远超过人为源,具有明显季节特征。