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关键词:钢丝环扎 四肢长骨骨折 济南论文 开题报告
一、选题依据、目的和意义:
骨折不愈合是骨科临床常见病症,其中以四肢长骨多发,例如胫骨,股骨,肱骨等,针对四肢长骨骨折不愈合二次手术我院多才用植骨术配合LCP重新内固定。自体髂骨作为植骨材料具有较多的优点:如取材简单、组织相容性好、无移植排斥反应、骨诱导作用强等,这些优点使得髂骨成为一种最佳的植骨供材,这在临床上已形成共识。植骨是治疗骨折不愈合的重要方法,其机制是爬行替代所引起的支架作用与供给矿物质的作用,爬行替代顺利进行的条件要求准确的复位、充分的植骨和坚强的固定。为达到充分的植骨,及早促进骨折愈合,我们采用髓内外360植骨的方法,外用钢丝环扎,配合LCP坚强内固定,术后3~12个月内进行随访,根据愈合情况和功能恢复情况分析手术的临床疗效。选题目地在于探讨治疗四肢长骨骨折不愈合的手术改进方法和疗效,为临床治疗提供参考。
本课题以导师多年的临床资料为依据,通过对骨折不愈合手术治疗的国内外文献进行系统整理,结合山东中医药大学附属医院骨科病房对四肢长骨骨折不愈合患者的随访调查及回顾性分析,根据骨科特殊生物力学特点和导师治疗骨折不愈合的多年临床体会,分析治疗效果,并对手术中的细节问题做初步探讨与论述。同时也希望可以通过对导师的临床实践的研究、总结,能为今后的临床工作提供一些帮助和指导。
二、本课题目前国内外研究的动态、水平
治疗骨折不愈合,可分为手术治疗和非手术治疗,其中手术治疗最重要的就是植骨术加更改断端内固定。骨折不愈合应用自体骨移植治疗效果显著,已经形成共识。 植骨是治疗骨不连的重要方法,植骨方式临床多采用髓内外联合植骨。沿肌间隙进入, 骨膜下小心剥离显露骨折部位, 取出内固定器械, 清除骨断端间瘢痕, 咬除硬化骨, 打通髓腔, 修整骨折端, 手法复位, 按照骨缺损情况取骨。髓内植骨以比髓腔稍粗的骨棒,贴紧髓腔骨质;髓外上盖植骨宜用螺丝钉固定植骨块;骨碎屑充分填充残余的空隙,这样才能确实达到植骨的目的和要求。自体皮- 松质骨植骨的爬行替代缩短了骨折愈合过程,新鲜的自体骨具有生物活性,不存在免疫排异,无传染疾病的风险,同时存在骨传导和骨诱导能力。
内固定物更换得坚持以下原则,原钢板内固定者,可更换成交锁髓内针或更长的钢板置于张力侧;原交锁髓内针内固定者,可选用更大号髓内针或钢板内固定;原先短钢板内固定者,可改成较长的钢板。所有病例均需植骨。更换内固定物后,,术后石膏外固定者,应及早进行肌肉收缩锻炼活动,骨痂生长良好后,去石膏开始关节屈伸功能锻炼。但是临床上医师应该具体问题具体对待,可以根据骨痂生长情况酌情处理,出院时务必详细医嘱病人注意事项,配合医生,直到骨折完全愈合。LCP钢板内固定适用于四肢长骨骨折不愈合,可用拉力螺钉固定碎骨块及移植骨块, 并对断端行轴向加压锁定。手术关键是将骨折端的瘢痕结缔组织全部切除, 骨端硬化骨全部咬除, 露出正常骨质, 钻通髓腔, 植入的骨块必须牢固的嵌入缺损区, 间隙用松质骨填满,。应积极正确指导术后功能锻炼, 严格定期随访及指导。避免过早的不正确的负重。综上所述,对于骨折不愈合的治疗,自体骨移植疗效确切,安全稳妥,技术成熟,应用广泛,值得提倡。
三、课题研究的主要内容
1.临床资料
病例来源
本研究病例均采集于山东中医药大学附属医院骨科病房
(二)采集时间
2009年5月~2010年12月
(三)病例选择
1.诊断标准[2]
(1)病史:明确的外伤史,骨折后6个月没有愈合,并且没有进一步愈合倾向已有3个月。
(2)症状:患者骨折端成角、旋转、侧移位、短缩畸形或者节段性骨缺损、持重疼痛或不能持重、局部在应力下疼痛等。
(3)体征:局部窦道形成、流脓、假关节形成或伴有局部软组织瘢痕、缺损等
(4)辅助检查:X线表现:骨端硬化,髓腔封闭;骨端萎缩疏松,中间存在较大的间隙;或骨端硬化,相互成为杵臼假关节等这三种形式中的任何一种就可以定为骨折不愈合。
2.纳入病例标准:
(1)符合本病诊断标准;
(2)骨折平均愈合时间超过半年以上,有假关节形成;
(3)骨折平均愈合时间超过半年以上,多次复查X线拍片显示,骨折线
清晰可见,未见内外骨痂或内外骨痂极少;
(4)拍片显示骨折线增宽,骨折端骨面致密性硬化,骨髓腔封闭,骨质疏松,骨痂间无骨小梁形成,或伴有明显的骨缺损;
(5)临床表现有骨的感染、缺损、畸形、肢体不等长、局部窦道形成、流脓等。
3.排除病例标准:
(1)不符合上述诊断标准者
(2)患者有严重的内科疾病,不能够耐受手术者
(3)精神疾病患者
(4)资料不全影响判断者
2.疗效观察方法
对骨不连愈合的评价应包括骨愈合和功能恢复双重评价:
(1)骨愈合评价标准:本评价结果决定于四项指标:骨愈合、感染、畸形和肢体长度,其中骨愈合标准为X线示骨折线模糊,有连续骨痴通过骨折线,拆除或试行松动外固定物后骨折无异常活动,下肢可无痛行走,上肢持物骨折处有稳定感。 评价标准:
优:骨折愈合,无感染,断端畸形,双侧肢体不等长2 CM。
良:骨折愈合及其他三标准中两项。
可:骨折愈合及其他三标准中一项。
差:骨折未愈合或再骨折或虽愈合但不具备其他三标准中任何一个。
(2)功能评价标准
功能的评价分上肢与下肢的不同,上肢主要考虑其灵活性,而下肢主要功能为负重行走。
将下肢评价指标定为以下五项:①明显跛行;②踝或膝任何一关节僵硬(完全伸膝或踝完全背伸时,活动范围较正常或对侧丧失15以上):③软组织情况不良;④有限制活动或影响睡眠的疼痛存在:⑤丧失工作能力或生活不能自理。
优:存在工作能力且无其他四项指标。
良:存在工作能力且具以上四指标中一至二项。
可:存在工作能力并具以上指标中三至四项。
差:丧失工作能力或生活不能自理,不考虑是否具备其他指标。
对上肢功能评价参照Steuart和Hdlly对上肢功能评价标准[3]
观察指标为三项:疼痛、关节活动范围、日常活动能力。
l:上肢功能评价标准
分数 痛疼 任一关节活动受限 日常活动
优 无 完全不受限
良 用力或疲劳后 20~40 轻微受限
差 持续性 严重受限
四、本课题特色、预期取得的结果
骨折不愈合应用自体骨移植治疗效果显著已经形成共识,治疗过程中的经验总结需要不断的进行,更要求开展回顾性工作及进行系统的整理。因此,骨折不愈合的`临床资料分析就显得尤为重要。
本课题通过搜集整理山东中医药大学附属医院骨科2009至2010年期间的患者临床资料,对于自体骨移植治疗骨折不愈合的相关性问题进行临床研究与总结。应用统计分析评分进行术前、术后及相关方面比较,对自体骨移植治疗骨折不愈合的临床疗效获得客观、真实、准确的评价,并进一步指导临床工作。
五、可行性分析
山东中医药大学附属医院骨科是山东省中医管理局评定的重点学科、重点科室,在省内知名度较高,病人来源广泛。导师王明喜主任医师从事临床工作30余年,具有丰富的临床经验,对治疗骨折不愈合做过大量研究、临床工作,并取得了良好的效果。本课题搜集整理山东中医药大学附属医院骨科近几年的临床资料,并在导师指导下对这些一手资料进行研究与总结。
四肢长骨骨折不愈合由于并发症较多,治愈比较困难,手术后功能恢复过程漫长,因此在治疗过程中,经验的总结是非常必需的,也是可行的。本课题主要研究山东省中医院近年应用钢丝环扎360植骨配合LCP内固定治疗四肢长骨骨折不愈合的治疗效果分析情况,因此在选题上可行性较强。课题的研究也得到了学校、附院等各部门、科室的大力支持。相信可以圆满地完成课题。
六、工作进度安排(时间、内容、步骤)
(一)准备阶段
年12月10日至20XX年1月8日,查阅收集文献资料,确定论题,准备开题报告。
年1月9日至2月17日,进一步修正研究目标、内容和方法,完成开题报告。
年1月18日至3月1日,进一步查阅文献,在网上开展问卷调查,收集资料,为论文写作做准备。
(二)写作阶段
年3月2日至3月9日,整理文献资料和数据。
年3月10日至3月31日,撰写论文初稿。
年4月1日至4月21日,提交论文初稿,并根据指导教师意见修改论文初稿和二、三稿。
年4月22日至4月25日,论文定稿、打印、送审,准备论文答辩。
(三)答辩阶段
论文答辩的具体时间由系确定。
主要参考文献
[1] 胥少汀,葛宝丰,徐印坎,等.实用骨科学[M]. 北京人民军医出版社,2007
[2] 王亦璁,等.骨与关节损伤[M].人民卫生出版社,2007
[3] 夏和桃.组合式外固定器简介[EB/OL].北京骨外固定技术研究所,2005
[4] 蒋协运.骨科临床疗效评价标准[M].人民卫生出版社, 2005
[5] Boyd HB, Lipinski SW, Wiley JH J Bone Joint Surg Am, 1961; 43(2):159168
[6] Audige L,Griffin D,Bhandari M,et al. Path analysis of factors for delayed healing and nonunion in 416 operatively treated tibial shaft fractures [J].Orthop Relat Res, 2005; 438:2
药学毕业设计(论文)开题报告范本
课题名称 HPLC法测定伏立诺他有关物质和含量的研究
[研究的主要目的和意义]
vorinostat (商品名Zolinza) 是Merck 公司开发的世界上第一个抑制组蛋白脱乙酰基酶( his2tone deacetylase ,HDAC) 的新型抗癌药物,该药于2006 年10 月6 日获得美国FDA 批准上市,用于其他药物治疗时或治疗后仍不能治愈、或恶化、或病情反复情况下的转移性皮肤T 淋巴细胞瘤。vorinostat 化学名: N-羟基-N苯基辛二酰胺;英文名: N-hydroxy-N-phenyloctane-diamide
vorinostat 属于组蛋白去乙酰化酶抑制剂类抗肿瘤药物,低浓度( IC50 < 86 nmol·L - 1) 即可以有效抑制组蛋白脱乙酰酶HDAC1 、HDAC2 、HDAC3 和HDAC6 的活性,抑制组蛋白次乙酰化,因而从基因水平调控细胞周期,阻断癌细胞基因复制,并激活其凋亡基因,达到抑制和杀灭癌细胞的效果。但vorinostat 的抗癌机制仍在深入研究之中,其具体作用机制尚不完全清楚[6 - 7 ] 。两项临床试验证明了vorinostat 的安全性和有效性,其中包括107 名接受其他药物治疗后又复发的CTCL 患者。按皮肤损伤改善标准评分等级的判断,接受Zolinza 治疗的患者中30 %有所改善,疗效平均持续168 d。
一些生物学数据已经证明了vorinostat 在皮肤癌,前列腺癌治疗中的有效性。而且近年研究vorinostat 不仅可以单独作为肿瘤治疗药物,还可以与其它抗癌药物联合用药, 减少对正常细胞的'毒性,具有增效作用。可与转录调节因子(如52 杂氮22′2 脱氧胞苷、视黄酸、mRNA 转录抑制剂flavopiridol)[51- 53] 、凋亡受体配体(如阿霉素、长春新碱、依托泊苷、多 烯 紫杉醇)[54- 56]、化疗药物(如抗代谢药吉西他宾、全反式维甲酸) [57,58]以及激酶抑制剂、放射线等联合用药。近年来研究发现vorinostat
还可影响到有丝分裂、DNA 复制和修复以及调控非组蛋白的蛋白质乙酰化程度。但是该药用于临床治疗癌症仍然需要解决一些问题如: 抑制剂对HDAC 酶系的选择识别作用、选择最佳药用剂量、治疗周期以及寻找更多可以促进这种药抑制作用的物质等。毋庸置疑,随着对HDACIs 抗癌机理的深入研究,vorinostat 将会有广阔的应用前景。
伏诺立他目前在国内还没有上市,我们准备仿制该品种,建立该药的质量标准,用建立的标准对原料和制剂进行有关物质和主药含量进行研究。
[采用的研究手段及文献综述]
根据破坏试验的结果,结合伏立诺他合成工艺,建立伏立诺他有关物质检查方法,并对其进行方法学验证。
1.仪器与药品
Waters 996光电二极管阵列检测器,Waters Empower色谱工作站,试药及其中间体均由南京海纳医药科技公司提供
2. 色谱条件的建立
检测波长的选择
取伏立诺他适量,用流动相制成每1ml含15μg的溶液,照分光光度法(中国药典2005年版二部附录Ⅳ A)在200~400 nm波长范围内扫描测定
系统使用性试验
色谱柱:Diamonsil C18 ( 250 mm ×4. 6 mm, 5μm)色谱柱为分析柱;乙腈- 磷酸溶液(三乙胺调)为流动相,不断调节流动相比例,梯度洗脱,流速为 ml ·min- 1 , 检测波长为241nm, 柱温30℃, 进样量: 20μl。
根据合成工艺,伏诺立他成药中可能引入一系列的合成中间体及原料还有杂质,取本品可能带入的杂质、中间体分别加流动相适量溶解;另取杂质中间体及伏立诺他适量,用流动相制成适宜浓度的溶液,精密吸取杂质,中间体与吡非尼酮混合溶液各20 μl,分别进样,考察分离度,理论塔板数,及拖尾因子,再根据具体条件进行调整,选出最适合的条件。
专属性试验
取供试品,进行高温、光照、酸、碱、氧化破坏试验。
热降解溶液的配制:取本品20 mg,置25 ml量瓶中,置140℃高温4 h后,用流动相溶解并稀释至刻度; 光降解溶液的配制:取本品20 mg,置25 ml量瓶中,用流动相制成每1 ml含吡非尼酮0. 8 mg的溶液,置紫外灯光下48 h;
酸降解溶液的配制:取本品20 mg,置25 ml量瓶中,加2mol·L - 1盐酸溶液5 ml,放置4 h,用2 mol·L - 1氢氧化钠溶液调至中性,加流动相稀释定容;
碱降解溶液的配制:取本品20 mg,置25 ml量瓶中,加2mol·L - 1氢氧化钠溶液放置4 h,溶液颜色变黄,另加2 mol·L - 1盐酸溶液调至中性,加流动相稀释定容;
氧化破坏溶液的配制:取本品20 mg,置25 ml量瓶中,加过氧化氢5 ml,避光放置4 h,用流动相稀释定容。照高效液相色谱法,取上述各溶液各20μl进样,记录结果,进行分析 线性范围:
精密称取伏立诺他对照品约15 mg,置50ml量瓶中,加流动相溶解并稀释至刻度,摇匀,作为贮备液。分别精密量取贮备液1、2、3、4、5 ml置10 ml量瓶中,加流动相稀释至刻度,摇匀。分别取溶液20μl分别注入色谱仪,记录色谱图,量取峰面积,由溶液浓度(C) 对峰面积(A)线性回归。
检测限:取空白基线一段,计算其噪音峰高,再将伏立诺他样品溶液用流动相稀释适当浓度进样,使其峰高为噪音峰高的3倍,记录检测限。
精密度试验
进样精密度:取标准曲线项下高、中、低三种浓度的溶液,分别重复进样5 次,以峰面积来考察精密度。
中间精密度:选择不同人员,分别测定同一批样品的含量。
重复性试验:分别取同一批样品, 6份,精密称定,照样品测定项下操作,计算含量。 稳定性试验:照标准曲线项下的方法配制高、中、低三种浓度 的溶液,分别于0、1、2、4、6、8 h测定。考察其稳定性
含量测定:取本品适量,精密称定,用流动相制成每1ml含50μg的溶液,作为供试品溶液,精密量取20μl,注入液相色谱仪,记录色谱图,量取峰面积;另取经干燥至恒重的伏立诺他对照品适量,同法测定,按外标法以峰面积计算,即得。
有关物质测定:取本品适量,精密称定,用流动相制成每1 ml含的溶液,作为供试品溶液;精密量取供试品溶液1 ml,置100 ml量瓶中,用流动相稀释至刻度,摇匀,作为对照溶液。精密量取对照溶液20μl,注入液相色谱仪,调节检测灵敏度,使主成分色谱峰的峰高为满量程的10% ~25%;再精密量取供试品溶液和对照溶液各20μl,分别注入液相色谱仪,记录色谱图至主成分峰保留时间的4倍。供试品溶液色谱图中如有杂质峰,最大单个杂质峰面积不得大于对照溶液主峰面积的1 /2 ( ) ,各杂质峰面积总和,不得大于对照溶液主峰面积( 1% )。
参考文献:
【1】胡 杨,陈国华,吴 燕,杨尚彦.伏诺立他的合成[J].中国医药工业杂志,2009,40(7):481-482.
【2】黄小平,徐江. 组蛋白去乙酰化酶抑制剂类抗癌药Vorinostat[J].化工中间体,2009,06:11-13.
【3】Sakajiri S, Kumagai T, Kawamata N, et al. Histone deacetylase inhibitors profoundly decrease proliferation of human lymphoid cancer cell lines [J]. Exp Hematol, 2005,33(1): 53-61.
【4】Robert , Julianne , Jan , Suresh Ramalingama, Merrill J. Egorin. A liquid chromatography–electrospray ionization tandem mass spectrometric assay for quantitation of the histone deacetylase inhibitor, vorinostat (suberoylanilide hydroxamicacid, SAHA),and its metabolites in human serum[J]. Chromatography B, 840 (2006) 108
开题要介绍你的东西的目前的用途,发展历史,目前的研究状况,已经未来发展,说些无关紧要的,然后才转入正题,研究方法,你的实验目的,方法,操作,鉴别,用途……最后再做一个小结,整个的论文的大体结构就出来了!!
1、理论意义或应用前景
要着重说明你为什么要选这个题,写它有没有必要,你选这个题目有什么理论意义和实践意义 。要简洁、直观,很清楚地告诉人家你为什么要定这个,有什么意义。
2、发展趋势
要扣题,要说明进一步探讨这个话题的好处,从自己的条件看可以从哪些方面获得新的突破。有了这样细致的分析与估价,写作者就能确定自己的定位,顺利地进入写作阶段。
总之所写的一定要围绕告诉人家你怎么想到定这个题目,为什么写,有什么意义,有没有必要,有什么作用。这样才能说服人家接受你的想法。
3、研究内容
选题的背景和意义,主要说明所选课题的历史背景、国内外研究现状和发展趋势。历史背景部分着重说明本课题前人研究过,研究成果如何。国内外研究现状部分说明本课题目前在国内外研究状况,介绍各种观点,比较各种观点的异同,着重说明本课题目前存在的争论焦点,同时说明自己的观点。
意义一定要叙述的清晰并且是有一定新意的其次注意自己所使用的理论,是用什么理论证明你的观点,也要叙述清楚,否则难以有说服力,在做文献综述和国内外研究水平的评价等等也要有翔实的根,这样才能衬托出选题的意义所在研究的目的、意义。
特点
开题报告包括综述、关键技术、可行性分析和时间安排等四个方面 。由于开题报告是用文字体现的论文总构想,因而篇幅不必过大,但要把计划研究的课题、如何研究、理论适用等主要问题写清楚。
开题报告一般为表格式,它把要报告的每一项内容转换成相应的栏目,这样做,既避免遗漏;又便于评审者一目了然,把握要点。
开题报告的内容一般包括:题目、理论依据(毕业论文选题的目的与意义、国内外研究现状)、研究方案(研究目标、研究内容、研究方法、研究过程、拟解决的关键问题及创新点)、条件分析(仪器设备、协作单位及分工、人员配置)、课题负责人、起止时间、报告提纲等。
化工专业毕业论文开题报告范文
1.引言
中国有82%的人饮用浅井和江河水,其中水质污染严惩细菌超过卫生标准的占了75%,受到有机物污染的饮用水人口约亿。长期以来,人们一直认为自来水是安全卫生的。但是,因为水污染,如今的自来水已不能算是卫生的了。一项调查显示,在全世界自来水中,测出的化学污染物有2221种之多,其中有些确认为致癌物或促癌物。从自来水的饮用标准看,中国尚处于较低水平,自来水目前仅能采用沉淀、过滤、加氯消毒等方法,将江河水或地下水简单加工成可饮用水。自来水加氯可有效杀除病菌,同时也会产生较多的卤代烃化合物,这些含氯有机物的含量成倍增加,是引起人类患各种胃肠癌的最大根源。目前,城市污染的成分十分复杂,受污染的水域中除重金属外,还含有甚多农药、化肥、洗涤剂等有害残留物,即使是把自来水煮沸了,上述残留物仍驱之不去,而煮沸水中增加了有害物的浓度,降低了有益于人体健康的溶解氧的含量,而且也使亚硝酸盐与三氯甲烷等致癌物增加,因此,饮用开水的安全系数也是不高的。据最新资料透露,目前中国主要大城市只有23%的居民饮用水符合卫生标准,小城镇和农村饮用水合格率更低。水污染防治当务之急,应确保饮用水合格。为此应加大水污染监控力度,设立供水水源地保护区。母亲河黄河1972年第一次断流,1997年断流226天,近700公里河床干涸。海河300条支流,无河不干,无河不臭。华北地下水严重超采,形成面积7万多平方公里的世界上最大的地下水漏斗区,地面下沉,海水入侵。全国668个城市中,有400多个供水不足,100多个严重缺水。上世纪九十年代末以来,土地沙化速度上升到每年3400多平方公里。
更可怕的是,中国水资源总量还在下降。1997年总量为27855亿立方米,而2004年就降到24130亿立方米。从上世纪50年代以来,长江上游20多条河流平均萎缩了。世界自然基金会3月19日发表报告,将长度与水量均为世界第三的长江列入世界面临干涸的10条大河之一。水体污染影响工业生产、增大设备腐蚀、影响产品质量,甚至使生产不能进行下去。水的污染,又影响人民生活,破坏生态,直接危害人的健康,损害很大。目前,人们已意识到不能以破坏生态环境来发展经济,这样的代价太大了。中国已提出社会经济可持续发展和保护人民的身体健康的战略,对整治水域污染采取了一系列强有力的措施。
水污染处理有三种方法:物理法、化学法、生物降解法。
物理法:废水处理方法的选择取决于废水中污染物的性质、组成、状态及对水质的要求。一般废水的处理方法大致可分为物理法、化学法及生物法三大类。
利用物理作用处理、分离和回收废水中的污染物。例如用沉淀法除去水中相对密度大于1的悬浮颗粒的同时回收这些颗粒物;浮选法(或气浮法)可除去乳状油滴或相对密度近于1的悬浮物;过滤法可除去水中的悬浮颗粒;蒸发法用于浓缩废水中不挥发性的可溶性物质等[2]。
化学法:利用化学反应或物理化学作用回收可溶性废物或胶体物质,例如,中和法用于中和酸性或碱性废水;萃取法利用可溶性废物在两相中溶解度不同的“分配”,回收酚类、重金属等;氧化还原法用来除去废水中还原性或氧化性污染物,杀灭天然水体中的病原菌等[2]。
生物法:利用微生物的生化作用处理污水中的.有机物。例如,生物过滤法和活性污泥法用来处理生活污水或有机生产污水,使有机物转化降解成无机盐而得到净化[2]。
长期以来污水多采用活性污泥法处理,也是世界各国应用最广泛的一种生物处理流程,具有处理能力高,出水水质好的优点。
2.课题名称、专业年级、学生、指导老师
课题名称:三价盐氯化铝对活性污泥降解性能的影响
专业年级:××××级应用化工技术
成 员:×××
指导老师:×××
3.课题内容
①活性污泥的培养
实验室活性污泥培养是利用间歇培养的方法,利用曝气装置向活性污泥曝气,即闷曝,只是通入氧气,隔一段时间进行静置沉淀一小时,然后换水,要加入适量养料培养,如此反复,维持实验所需的活性污泥的浓度。
②三价盐氯化铝对活性污泥降解性能研究方法
水体质量的判断主要是依靠某些指标来表示,包括DO,COD,BOD等。其中COD是“化学需氧量(chemical oxygen demand)”的英文缩写,是反映水体中还原性污染物(包括有机的和无机的还原性物质)的指标。这里就采用COD指标来表示。COD的测定方法有很多种。参照大量文献最总总结出一种测定方法,即往试样中加入已知量的重铬酸钾溶液,在强酸介质中,以硫酸银作为催化剂,经高温消解后,用分光光度法测定COD值。当试样中COD值为100mg/L至1000mg/L,在60020纳米波长处测定重铬酸钾被还原产生的三价铬离子的吸光度,试样中COD值与三价铬离子的吸光度的增加值成正比例关系,将三价铬离子的吸光度换算成COD的值。当试样中COD值为15mg/L至250mg/L,在440±20纳米的波长处测定重铬酸钾未被还原的六价铬离子和被还原产生的三价铬离子两种铬离子的总吸光度;试样中COD值与六价铬离子的吸光度的减少值成正比,和三价铬离子的吸光度的增加值成正比,将总吸光度换算成COD值[3-8]。
配置不同浓度的三价盐氯化铝水样,在回流装置中加热,沸腾一小时后,放入锥形瓶中冷却,而后加入指示剂用而配置好的已知浓度的硫酸亚铁铵标准溶液进行滴定,记录数据。再重复上述操作,从而研究三价盐氯化铝对活性污泥降解性能的影响。
③验证
通过实验数据,作出不同浓度氯化铝水样的COD值随时间的变化曲线,从而分析三价盐氯化铝对活性污泥降解性能是否有影响。
4.本课题的目的、意义
随着社会的发展,造纸、化工行业都排放大量的工业废水。含重金属的废水污染环境,破坏生态平衡,影响动植物生长,严重危害人类健康。因此,国内外学者都在积极探索和研究一种高效的降解活性污泥的方法。
本文主要研究了废水中不同浓度的氯化铝对活性污泥降解性能的影响,通过测定污泥处理前后工业污水的COD值,研究不同浓度驯化下的活性污泥的生长及对有机物的降解情况,为进一步推广活性污泥在工业中的应用提供有力的数据支持[9]。
5.拟使用的主要试剂和仪器
①试剂:
无水氯化铝(分析纯)、六水合硫酸亚铁铵(分析纯)、重铬酸钾(优级纯)、浓硫酸(分析纯)、硫酸汞(分析纯)、硫酸银(分析纯)、葡萄糖(优级纯)(50g/L)、1,10-邻菲罗琳、蒸馏水等。
②仪器:
智能恒温电热套、鼓泡机、托盘天平、电子天平、圆底烧瓶(250mL)、空气冷凝管、小烧杯(50mL)、量筒(100mL)、量筒(10mL)、量筒(5mL)、锥形瓶(250mL)、离心机等。
6.预期目标
影响活性污泥活性的因素有很多,而本实验只研究不同浓度的氯化铝对活性污泥降解能力是否有影响,因此我们选氯化铝为研究对象,测定污泥处理前后污水的COD值,研究不同浓度氯化铝驯化下的活性污泥的生长及对有机物的降解情况,可以给对于活性污泥降解能力的研究提供一个客观的数据支持,另外在课题实验中还要最大可能的排除氯离子的影响,以达到一个客观准确的测量结果。
7.阶段性工作
第4~5周 文献查阅。
第6周 完成开题报告及文献综述,制定实验方案。
第7周 准备实验室,领取仪器和药品,配制所需试剂。
第8~14周 按实验方案完成实验,同时总结试验过程中的不足,以及实验过程中的现象和结论,记录并处理数据。
第15~16周 整理数据,制表画图,撰写毕业论文。
第17周 论文答辩
参考文献
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研究目的:主要是该论题所要体现的价值何在,推动。。。探索。。。有助。。。这样的话。意义:有点类似语文课文的中心思想,1,2,3,分段来写主要研究内容:包含题目,结构框架,研究重点,研究难点
一般包括下面的内容 一、课题来源(如属导师或本人主持、参加的课题,注明课题名称、来源、起止时间等) 二、选题的国内外研究现状及水平、研究目标及意义(包括应用前景、科学意义、理论价值)以及主要参考文献 三、研究的主要内容、研究方案及准备采取的技术路线、拟解决的关键问题 四、已进行的科研工作基础和已具备的科学研究条件(包括已经取得的科研成果、已经完成的科学实验及调查研究、具备的主要仪器设备及资料与数据等),以及可行性分析 五、课题研究起止年限、任务安排、分阶段要求和预期结果
数学硕士论文开题报告
导语:数学是一门博大高深的学科,要想学好数学必须进行艰苦的研究与知识的积淀。数学硕士撰写论文可以提高学术水平,在写作之前需要提交开题报告。下面和我一起来看数学硕士论文开题报告,希望有所帮助!
一、数学文化的内涵
数学作为一种科学的语言、工具和技术渗透在现代科技的方方面面早已是不争的事实,但是现代数学在人们心中的地位却远远没有达到它应当达到的高度。随着数学专业化程度的提高,它仿佛离人们越来越远了。专业的知识因为艰涩和高深仅仅掌握在少数人手中而无法被大众共享,这直接导致了新的成果无人理解,获得的奖项无人关注,所以数学人是“孤独的”.孤独造成高傲,高傲造成疏远,这其中有误解也有无奈。所以我们强调文化,因为脱离了文化基础的数学只能离人们越来越远。
受目前学校教育情况的影响,很多人认为数学是高高在上的,除了作为升学的工具,毫无用处。这样一来,对于数学这样一门富有深刻文化内涵的学科,就连一些受过良好教育的人也持无视的态度,对数学的无知成了一种很普遍的社会现象,这是一个令人十分担忧的事实。就像美丽的图画并非只是线条和色彩,动人的乐曲并非只是音符和节拍,数学也不是只有数字、符号和运算。了解数学的人都知道,运算只是数学微不足道的方面,数学的精神、思想、方法都蕴藏着无比深刻的内涵,渗透到科学的每个角落。如果将数学比作一棵大树,那么这棵大树的生命力是旺盛的,这种生命力体现在数学起源、发展、完善和应用的每一个过程当中,而数学文化就像土壤一样几百几千年来滋养这棵大树,使它繁衍生息,长盛不衰。因此,扎根于文化土壤的数学教育是十分必要的,也是我们目前十分需要的,这一点将在第五章进行详细论述。
19世纪末到20世纪初的几十年是数学哲学研究领域的黄金时代,关于数学基础的讨论十分活跃,也形成了不同的学派,包括逻辑主义学派、形式主义学派、直觉主义学派、集合论公理化学派等,大家都在筹划为数学建立牢固的哲学基础。虽然几个学派各有优缺点,但都为数学基础的严密性做出了贡献。然而哥德尔的工作击碎了他们的幻想,使数学哲学的研究一度陷入谷底。直到20世纪60年代,西方学者提出了数学文化观,从新的立场为数学哲学研究提出新的观点、新的方法。最早系统地完成这一开创性工作的是美国数学家怀尔德(),他提出了数学作为文化体系的数学哲学观。怀尔德是一名出色的数学家,主要从事拓扑学和数学基础的研究。他的《数学基础引论》和《数学概念演变初探》对数学基础研究有着深远的意义。受到人类学家朋友的影响,他对人类学产生了浓厚的兴趣,并大胆地从人类学的视角考察数学的本质和发展,在数学研究中融入了人类学的研究体会,出版了着作《数学概念的进化》和《作为文化体系的数学》。
他在著作中从文化生成和发展的理论等角度考察数学,率先提出了数学文化的概念并构建了数学文化的理论体系,形成了很长时期以来出现的第一个成熟的数学哲学观,强调了数学的发展动力、发展规律、思维方式等文化内涵,强调了遗传、环境、人类以及人类文化等对数学的作用影响。
二、数学文化研究的意义
区别于其他文化,数学文化具有独特的研究对象、研究视角及价值评判标准,它的出现为数学研究提出了新的思想和方法,使得我们可以从人类文化的任意一个角度切入数学、理解数学、解构数学,最大范围地打开研究思路,拓宽研究范围。
数学文化首先研究的是数学本身,包括从科学体系角度对数学科学进行研究和从哲学角度对数学哲学进行研究。数学科学研究就是一般意义上的数学理论研究,而数学哲学研究则是对数学基础、数学悖论和数学本体论进行探讨,包括数学的对象、性质、特点、地位与作用,数学新分支、新课题提出的哲学意义,着名数学家和数学流派的数学和哲学思想以及数学方法、数学的实在性和真理性等。
数学文化同时研究的是数学学科与其他学科、数学文化与其他文化之间的交互作用,比如数学与文学、数学与经济学之间的渗透影响等。
数学文化研究从文化因素思考数学的演变和发展,为数学史的研究提供新的思考方向。数学文化的历史研究不同于数学史的研究,数学史研究追求的是完善数学知识、数学思想的演化史,数学文化的历史研究是基于全局视角,思考数学与其他文化系统历史的互动关系,关注这些关系对现代数学发展的影响和启示。
如中国的传统文化和实用哲学使中国传统数学重视实用性,制定实际问题的算法成为中国传统数学的本质,也是中国数学存在和发展的基点。古希腊的数学思想产生在城邦航海贸易的氛围中,兼容并追求独立的思辨思想孕育了演绎数学,这是古希腊哲学的深入渗透和文化价值观的体现。从中西文化的差异角度,我们找到了东西方数学体系大相径庭的原因,不是数学本身的要求,而是文化的要求。
数学文化研究强调和突出社会文化心理、价值观念以及人类文化对数学发生的作用,从新的角度诠释了某些理论出现、发展、停滞或覆灭的原因。如古希腊的数学之所以昌盛,是因为希腊人以数学为万学之基,二元论的宇宙观也引导科学家将物质与自身分离而进行科学有效的客观分析。中国的儒家思想将数学放在六艺之末,天人合一的宇宙观使得东方人表现出长于直觉而短于抽象,擅于综合而不擅分析。这也是古代东方数学不能蓬勃发展的原因。
三、数学的文化特征
1.数学的抽象性
在早期的人类文明,数学的创始之初,人类学会了思考数字并进行一定程度的运算。苏联数学家亚历山大洛夫()说:“抽象性在简单的计算中就已经表现出来。我们运用抽象的数字,却并不打算每次都把它们同具体的对象联系起来。我们在学校学的是抽象的乘法表--总是数字的.乘法表,而不是男孩的数目乘上苹果的数目,或者苹果的数目乘上苹果的价钱等等。”
数学成为抽象的学科,人们将这一巨大的功劳记在希腊人身上,毕达哥拉斯学派纯凭心智考虑抽象问题,认为数是真实物质的终极组成部分,是宇宙的要素,完全的演绎推理证明也加深了数学的抽象程度。希腊人有意识地承认并强调:数学上的东西如数和图形是思维的抽象,同实际事物或实际形象是完全不同的。物质实体是短暂的、不完善的,而抽象概念却是永恒的、完美的。虽然抽象相对实体更困难,但它的优点也是实体无法企及的,那就是一般性。在抽象的世界里,点没有大小,线没有宽度,面没有厚度,堆积的石子、成捆的树枝都可以表示数量关系。
2.数学的确定性
数学追求一种完全确定、完全可靠的知识。这种结果得益于数学体系的特殊而有效的方法,即从一系列不证自明的公理出发,准确地描述将要讨论的概念和定义,经过严密的逻辑推理演绎得出明确无误的结论,这也是数学得以长足发展的动力因素。几千年来,数学的真理性得到人们的高度认同和尊崇。
然而,十九世纪以后,数学的这种真理性地位却一次次受到巨大的冲击。非欧几何、四元数理论、集合论悖论给数学“真理的化身”形象笼罩上了阴影,使得数学丧失了揭示客观世界的“真理性”,也丧失了自身基础的严密性。克莱因(Morris Kline)在《数学:确定性的丧失》中提到“数学的当前困境是有许多种数学而不是只有一种,而且由于种种原因每一种都无法使对立学派满意。显然,普遍接受的概念、正确无误的推理体系--1800年时的尊贵数学和那时人的自豪--现在都成了痴心妄想。与未来数学相关的不确定性和可疑,取代了过去的确定性和自满。关于”最确定的“科学的基础意见不一致不仅让人吃惊,而且,温和一点说,是让人尴尬。”
3.数学的继承性
科学知识是在长期的历史发展过程中形成的,其过程就说明了知识具有继承性,没有继承,就没有积累。我认为继承性应该从两方面理解。
从个人来讲,我们学习一些知识,无须重新经历科学家们艰苦的实践过程,短时间内就可以掌握到一门学科千百年来积累的成果。这种继承通过教育实现,极大的加速了科学技术的发展,故而现在一个中学生掌握的知识可以超过若干古代著名的科学家。“只有有效地继承人类知识,同时把世界最先进的科学技术知识拿到手,我们再向前迈出半步,就是最先进的水平,第一流的科学家(诺贝尔物理学奖得主温伯格(Steven Weinberg))。”正因如此,知识领域才能发展成今天的面貌。法国的着名科学家庞加莱被誉为“全能数学家”,因为他在数学、天文、物理的几乎每一个领域都做出了杰出的贡献,然而今天,一个人想要掌握全部数学知识的三分之一都是不可能的。
四、提纲
目录
第1章 概述
文化的内涵
文明的内涵
数学文化的内涵
数学文化研究的意义与现状
第2章 数学的文化特征
数学的文化特征
数学的抽象性
数学的确定性
数学的继承性
数学的简洁性
数学的统一性
数学的功能特征
数学的渗透性
数学的传播性
数学的工具性
数学的预见性
数学的艺术特征
数学的艺术性
数学与音乐
数学与美术
数学与文学
第3章 数学与人类文明
数学是人类逻辑能力的来源
数学唤醒人类理性精神
数学促进人类思想解放
数学改善人类生活
数学完善人类品格
数学提高人类文化素质
第4章 数学与社会文明
数学促进社会进步
数学推动知识发展
第5章 我国数学文化与数学教育的研究进展
数学文化与数学教育研究综述
数学文化与数学教育活动进展
第6章 对数学教育的若干思考
数学素养是国民文化素质的重要构成.
数学教育现状
数学文化教育亟需解决的问题与建议
结束语
参考文献
致谢
五、亟需解决的问题与建议
1.数学技能的培养与数学素养的培育应当紧密结合为一个有机的整体,一方面提高学生对于数学的学习兴趣,另一方面,也可以使学生在学习数学技能的过程中,不断地加深对于数学的理解,提高逻辑思维能力,养成理性思考的习惯。高等学校数学文化教育普遍存在的一个问题是数学文化与数学技能培养相脱节。目前,数学文化课或者数学教育课都是选修课,在本质上仍属于“弥补型”课程,通常都是在学生入学一到两个学期以后开设的。当数学文化课引发了学生对于数学的兴趣和思考的时候,数学基础课程已经修完或即将修完,于是,对于学生来说,数学文化课有着某种“相见恨晚”的感觉。正像有些学生所反映的那样,如果早一点开设数学文化课,早一点了解数学的文化内涵,他们的高等数学会学得更好。由于一直以来积重难返的应试教育所致,学生在初、高中阶段主要接受的是数学技能方面的知识,而极少接触到数学文化方面的知识,于是,在进入高等学校以后,学生对于数学文化的了解几近空白。这也在客观上造成了数学文化与技能的培养脱节。
2.近年来,由于各个领域对工作者建模能力的需要,数学建模教育逐渐得到了重视。在建模过程中培养学生的创新意识、思维能力,培养学生良好的数学素养是数学建模教育的主要目标。路易斯安那州立大学一项研究表明,与细菌的生存发展方式类似,学生对知识的探求和接受并非只是个体行为,学生与学生之间形成的交流网络会使学生相互影响、相互促进,对教学效果产生质的影响。数学建模教育形式正是突破了时间和空间的限制,改变“师对生”的传统、单一的教学
六、进度安排
20XX年11月01日-11月07日 论文选题。
20XX年11月08日-11月20日 初步收集毕业论文相关材料,填写《任务书》。
20XX年11月26日-11月30日 进一步熟悉毕业论文资料,撰写开题报告。
20XX年12月10日-12月19日 确定并上交开题报告。
20XX年01月04日-02月15日 完成毕业论文初稿,上交指导老师。
20XX年02月16日-02月20日 完成论文修改工作。
20XX年02月21日-03月20日 定稿、打印、装订。
20XX年03月21日-04月10日 论文答辩。
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立题意义:通过研究探求初中数学教学中的学困生的有效转化方法主要内容:1、学困生的几种类型2、数学学习困难学生的成因分析3、数学学习困难学生的转化策略立论根据及研究创新之处初中数学由于在教材、教学要求、教学方法和学习方法上与小学数学的不同,造成许多学生在进入初中后数学方面学习困难,数学成绩下降。根据多年的教学实践,本人认为学困生的形成主要有以下几个方面:缺乏学习数学的兴趣和学习意志薄弱;掌握知识、技能不系统,没有形成较好的数学认知结构;思维方式和学习方法不适应数学学习要求。在此基础上,对如何防差转差就这一问题进行了探索,认为可以从这几个方面来解决:帮助差生树立学好的信心;在各章节入门前做知识补缺,为学习新知识打下基础;抓好入门知识;培养学生学习兴趣;加强对学法指导;改进教法参考文献目录(暂无)拟采用的研究方法、步骤、技术路线及可行性论证主要总结本人历年的教学实践,同时借鉴教育专家学者的成功经验研究工作总体安排及具体进度2011年5月提交开题报告以后根据指导老师意见及学院进度要求进行修改写作
毕业论文开题报告是研究生在进行毕业论文研究前向导师和评审委员会汇报自己的研究计划和方案,其作用如下:
1. 确定研究方向和问题。在撰写开题报告时,需要明确研究的方向、问题和目标,并说明研究的意义和价值,有助于研究生进一步明确研究方向。
2. 提供研究框架和方法。开题报告需要说明研究的框架和方法,包括理论基础、研究问题、研究方法、数据来源和分析方法等,使导师和评审委员会对研究方案有一个清晰的了解。
3. 发现和解决问题。通过撰写开题报告,可以发现和解决研究中可能存在的问题和困难,使研究更加系统和完整。
4. 及早接受指导和建议。开题报告是与导师和评审委员会交流的机会,他们会根据你的报告提出建议和指导,帮助你完善研究方案和方法。
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总之,毕业论文开题报告是进行毕业论文研究前向导师和评审委员会汇报自己的研究计划和方案,通过撰写开题报告可以明确研究方向和问题,提供研究框架和方法,发现和解决问题,及早接受指导和建议,提高论文质量。
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药学毕业论文开题报告篇3 题 目 名 称: 番泻叶对小鼠尿量的影响 研究现状: 一、普鲁兰酶 普鲁兰酶(Pullulanase,. 2. 1. 41)是一种能够专一性切开支链淀粉分支点中的α糖苷键,从而剪下整个侧枝,形成直链淀粉的脱支酶。普鲁兰酶还可以分解普鲁兰多糖,普鲁兰酶来源于微生物,R-酶则来源于植物。普鲁兰酶最初是由Bender和Wallenfels于1961年通过产气气杆菌Aerobacter. aerogenes}(典型菌为肺炎克雷伯氏杆)发酵获得,他们报道了该酶良好的酶学性能。之后,各国的科研人员经过广泛深入研究,从不同的地区、微生物中获得该酶,掀起了开发普鲁兰酶的高潮。 在淀粉加工工业中,α淀粉酶最为常用,它的功能是水解淀粉的α-1,4糖苷键,单独用它时,产物中含有大量分支结构的糊精,其中就含有大量的α-1,6糖苷键。假如不把淀粉的α-1,6糖苷键彻底分解的话,势必会造成很大的浪费。自然界中,存在有能分解淀粉的α-1,6糖苷键的酶,通称为解支酶。如寡α-1,6葡萄糖苷酶( , Oligo-l,6-glucosidase ),普鲁兰酶( ),异淀粉酶( , Isoamylose ),支链淀粉一6-葡聚糖酶( ),其中普鲁兰酶要求的底物分子结构最小,故而可以将最小单位的支链分解,导致可以最大限度的利用淀粉,所以在淀粉加工工业中有着重要的用途和良好的市场前景。故而许多国家都争相开发,但是到现在为止,只有丹麦的NOVO公司具有普鲁兰酶的生产能力。我国只有向其进口,但是其价格昂贵,限制了普鲁兰酶在我国的应用。其实,我国早在七十年代就开发普鲁兰酶的产生菌,但是该菌的酶学性质不适合生产,至今我国在普鲁兰酶的国产化方面还没有报道。 在淀粉的加工行业上,对普鲁兰酶的酶学性质的要求是耐酸耐热,其原因是因为通常使用外加酶化法,由于所用酶类的限制,普鲁兰酶的添加可以在两步反应的任何一步,但必须满足上述的反应的条件。因此所开发的普鲁兰酶的酶学性质必须满足现有的酶法水解制糖的条件,也就是耐酸耐热。 二、普鲁兰酶的研究现状 1.产普鲁兰酶的微生物 普鲁兰酶最初是由Bender和Wallenfels于1961年通过产气杆菌(Aerobacter aerogenes)发酵获得。他们报道了该酶的良好性能之后,各国的科研人员经过广泛深入的研究,从不同的地区的微生物中获得该酶,掀起了开发普鲁兰酶的高潮。但是迄今为止,尽管发现许多微生物能够产普鲁兰酶,但是由于当今工业生产条件(酸性,温度),大多数微生物所产的普鲁兰酶并无商业价值。以下便介绍一下普鲁兰酶的生产菌种。 蜡状芽抱杆菌覃状变种(Bacillus cereus ) 由日本的ToshiyukiTakasaki于1975年发现。该菌同时产生两种淀粉酶:β-淀粉酶和普鲁兰酶。最佳作用条件为pH6~,温度50℃,最大转化率(淀粉水解产生麦芽糖)大约为95%.酶学研究中发现,此酶在pH5,温度60℃依然保持大部分活性,该菌的营养细胞呈棒杆状,聚集成长短不等紊乱链状,无运动性,格兰氏阳性,产芽抱时细胞无明显膨胀。该菌最适生长温度30℃~37℃ ,最高生长温度在41℃~45℃,可以利用葡萄糖,甘露糖,麦芽糖,海藻糖,淀粉和糖原。 嗜酸性分解普鲁兰多糖芽抱杆菌() 上世纪八十年代初,丹麦Novo公司获得此菌,此菌所生产的普鲁兰酶耐热 (60℃),耐酸()。该公司经过投入巨资开发研究,1983年Nov。公司在日本和欧洲市场同时商业化销售,商品名Prornozyme。如今,它是应用最广,产量最大的普鲁兰酶。呈棒状,深层发酵几小时后,可观察到类原生质体的膨胀细胞,较稳定,饱子呈圆柱体或椭圆体。格兰氏反应阳性,37℃生长良好,45℃以上和pI-1高于以上不长,在以普鲁兰糖为碳源的培养基(( ~)上生长良好。 枯草芽饱杆菌(Bacillus subtilis) 1986年,日本的Yushiyuki Takasaki报道了一株能产生耐热耐酸普鲁兰酶的菌种,被命名为Bacillus subtilis TU。此菌种所产生的酶为普鲁兰酶和淀粉酶的混合物,可水解淀粉为麦芽三糖和麦芽搪.水解普鲁兰糖为麦芽三糖,其中普鲁兰酶最佳作用pH为~,但在时亦有约50%的酶活,此普鲁兰酶最佳作用温度60℃。 耐热产硫梭菌(Clostridum Themosulfurogenes) 1987年.德国的等报道了一株能同时产a淀粉酶、普鲁兰酶和葡萄糖淀粉酶的菌种:耐热产硫梭菌。该菌种所产普鲁兰酶有较广的温度适应范围(40℃~85℃),在~有较高的活性,在如此广的范围内都有较强活力无疑将扩大该普鲁兰酶的应用领域. Bacillusnaganoensis,Bacillus deramificans, 上世纪九十年代,Deweer发现了普鲁兰酶产生菌Bacillus naganoensis;Tomimura筛选出Bacillus deramifrcans。这两株菌所产的普鲁兰酶的酶学性质与Bacillus. Acidopullulyticus的酶学性质相似。这两株菌都是中度嗜酸菌,在以上就不生长,温度超过45℃以上同样也不生长。这两株普鲁兰酶产生菌的发现,进一步拓宽了普鲁兰酶的应用。 产普鲁兰酶的高温菌菌种 自上世纪八十年代以来,人们逐渐意识到在通常的自然条件下,很难筛选得到极端耐热的普鲁兰酶生产菌种,于是各国的科学家便把目光转移到温泉嗜高温细菌的筛选,而且现在已经取得较多的成果。Bacillus如vorcaldarius所产普鲁兰酶的最适温度和pH分别是75~85℃, , Thermotoga maritime的最适温度和pH分别是90℃, , Thermurs caldopHilus的最适温度和pH分别是75℃,, Fenidobacterion pernnavoran最适温度和pH分别是80~85℃, 2.普鲁兰酶的分子结构 至今为止,许多普鲁兰酶的基因己经被克隆,但是还没有见到任何有关普鲁兰酶结构的报道,但是在根据序列相似性对糖普键水解酶的分类,普鲁兰酶属于第13家族,α淀粉酶家族,这个家族中包含了30多种酶,可以分为水解酶,转移酶。异构酶三大类。这些酶能够水解和合成α~,α~,α~,α~,α~,α~糖苷键。其中很多酶的结构已经被报道,它们都采取了(β/α)8的结构,通过生物信息学的研究,这个家族的蛋白都有一个共同的结构,酶的活性中心都是(β/α)8折叠筒的结构,命名为结构域A。第13家族的大多数酶还具有结构域B,它是位于(β/α)8折叠筒中,第三个β片层与第三个α螺旋之间的一段序列,其特点是结构和长度差异较大,推测其功能是与底物的结合有关。在紧接着(β/α)8折叠筒后,还有C结构域,紧接C结构域,部分家族成员还有结构域D。 3.普鲁兰酶的应用 普鲁兰酶,在食品工业中是一种用途广泛的酶制剂和加工助剂。它能专一性分解淀粉中的支链淀粉和糖原分子及其衍生的低聚糖分支中的α~l, 6糖苷键,使分支结构断裂,形成长短不一的直链淀粉。因此,将该酶与 其它 淀粉酶配合使用时,可使淀粉糖化完全。近年来,普鲁兰酶己作为淀粉酶类中的一个新酶种,应用于淀粉为原料的食品等工业部门,在食品工业中有如下几方面的作用: 单独使用普鲁兰酶,使支链淀粉变为直链淀粉 直链淀粉具有凝结成块,易形成结构稳定的凝胶的特性,因此,可作为强韧的食品包装薄膜。这种薄膜对氧和油脂有良好的隔绝性,又因涂布开展性好,故适合于作为食品的保护层。它还适合于淀粉软糖制造,也可用作果酱增稠剂,用于装油脂含量高的食品,以防止油的渗出以及肉食品加工。近年来在食品工业中提倡使用可被生物降解的薄膜,直链淀粉在这些方面具有较大的发展前途。豆类直链淀粉含量较高,因此绿豆淀粉制成的粉丝韧性比其它淀粉好,如果用普鲁兰酶处理谷物淀粉,再制成直链淀粉后,可以制成高质量的粉丝。一般谷物淀粉中,直链淀粉含量仅占20%,支链淀粉含量约为80%。工业上每生产1吨直链淀粉就有4吨副产品的支链淀粉。美国虽然通过遗传育种的方法.得到含直链淀粉60%玉米新品种,但不大适于大量生产。国外已采用普鲁兰酶改变淀粉结构,可使支链淀粉变为直链淀粉。据报道,采用此法收率可达100%.制造直链淀粉的方法为,先采用普鲁兰酶分解经液化的分支部分,使其转变为直链淀粉,并以丁醇或缓慢冷却法沉淀淀粉。再回收含少量水分的晶型沉淀物,最后通过低温喷雾干燥法制成粉状的直链淀粉。 普鲁兰酶与β~淀粉酶配合使用生产麦芽搪 饴糖是我国传统的淀粉糖产品,其中所含部分麦芽糖,广泛用于糖果、糕点等食品工业。目前生产方法是以α~淀粉酶进行液化,再用β~淀粉酶水解支链淀粉,这样只能水解侧链部分。接近交叉地位的α~糖苷键时,水解反应停止。但如果使用普鲁兰酶共同水解,便能使分支断裂,提高淀粉酶水解程度,降低了β极限糊精的含量,大大提高了麦芽糖的产率,有利于生产麦芽搪浆。目前对加普鲁兰酶进行糖化己作了较大规模的试验。 试验条件为。每批投料量约为900公斤碎米,粉浆浓度为15~16Be°数皮用量(对碎米计),β~淀粉酶活性2,000单位/克以上,;普鲁兰酶活性45,000~55,0 00单位/克,系由产气气杆菌生产,每批用量为1公斤。试验结果表明,加入普鲁兰酶糖化的试验糖与对照糖品相比,还原糖平均增加,麦芽糖含量平均增加了,糊精含量平均减少了高浓度麦芽糖浆较之高浓度葡萄搪浆,具有不易结晶,吸湿性小的特点,所以高浓度麦芽糖浆在食品工业中有着广泛的用途。采用普鲁兰酶与p一淀粉酶配合使用,成本低廉,麦芽糖收率达到70%左右,其至更高。 用于啤酒外加酶法糖化 啤酒生产中麦芽,既是酿造啤酒的主要原料,也为酿造过程提供了丰富的酶源。在啤酒酿造的糖化过程中,麦芽中分解淀粉的主要酶是α~淀粉酶、β~淀粉酶和分解淀粉α~1. 6糖瞥键的R一酶(植物普鲁兰酶或植物茁霉多糖酶)。β~淀粉酶与另两种淀粉酶协同作用,可使淀粉分解成麦芽糖(也包括少量的麦芽三糖和极少量的葡萄糖)和低分子糊精。使麦芽汁有比较理想的糖类组成。在工业生产中为了节约麦芽用量,采用所谓外加酶法糖化,即在减少麦芽用量的前提下,增加淀粉质辅助原料的比率,并加入适当种类的酶制剂进行搪化。要使大麦及其它辅助原料糖化完全,需要外加a一淀粉酶和分解α~糖苷键的普鲁兰酶制剂等。单独使用a一淀粉酶时产生麦芽糖和麦芽三搪是很不完全的。假如分解淀粉α~糖苷键的酶活性不足,淀粉分解就不完全,其结果是可发酵性糖含量低,制成的啤酒发酵度达不到要求。若采用能分解α~和α~糖苷键的糖化型淀粉酶,则其反应产物为葡萄糖,容易使酒味淡薄。采用普鲁兰酶与α~淀粉酶协同,效果良好,其分解产物主要是麦芽糖和少量的麦芽多糖。采用外加酶法糖化时,加入酶制剂的用量为:淀粉酶6~7单位/克大麦及大米:蛋白酶,60-80单位/克,并配合以菠萝蛋白酶10ppm,普鲁兰酶50单位/克大麦。以上三种酶制剂均添加于糖化或酒化开始。 总之,普鲁兰酶无论作为酶制剂和食品工业的加工助剂均有广阔的发展前途。 研究目的和意义: 酶制剂工业是上世纪七十年代就己经形成的一个重要的产业,目前世界酶制剂总产值达100亿美元,我国的产值约为100亿人民币,并且随着其应用领域的不断扩大以及新酶种的开发,这一市场正在迅猛发展。但是全球酶制剂产业几乎被几家外国公司所垄断,其中丹麦的NOVO公司几乎占全球总销售额的一半。本研究对普鲁兰酶的开发,对酶制剂产业的发展有重要的意义。 其次我国自从七十年代开始便对普鲁兰酶进行研究开发,但是所开发得到的普鲁兰酶,既不耐热也不耐酸,这就使其在工业化应用中受到了局限。为了改变我国对进口产品的依赖,填补我国这一领域的空白,寻找一条国产化的道路,本研究的目的是利用自然微生物资源,普鲁兰酶,提高我国淀粉原料的利用率,从而提高整个淀粉加工行业的生产率,这对我国淀粉加工产业的意义是不言而喻的。 研究内容(内容、结构框架以及重点、难点): 一.普鲁兰酶产生菌的筛选 (1)样品的采集; (2)菌种初筛; (3)菌种复筛; (4)菌种保藏方法; (5)酶活力测定方法的建立。 二.产普鲁兰酶菌株的产酶条件的研究 (1)碳源,氮源对发酵产酶的影响; (2)初始PH对发酵产酶的影响; (3)接种量对发酵产酶的影响; (4)发酵温度对产酶的影响; (5)金属离子对产酶的影响。 重点或关键技术: (1)纯菌株的分离; (2)菌株的鉴定方法的选择。 研究方法、手段: 一.普鲁兰酶产生菌的筛选 (1)样品的采集:选择适合产生的地点(面粉厂.菜地.果园等)采集土样 (2)菌种初筛:在采集的土样用无菌水稀释后,在含有淀粉类的培养基中做平板涂步, 37℃培养48h后,用碘液进行显色反应,将有淀粉酶产生的菌落接于斜面中保存。 (3)菌种复筛:将前期分离的能产生淀粉酶的菌株涂步于普鲁兰糖平板上,37℃培养48h后用95%乙醇进行透明圈实验。有透明圈产生说明菌株产生普鲁兰酶,将产生透明圈的菌落挑于斜面培养基培养。 (4)菌种保藏方法: 采用4℃低温保藏。 (5)酶活力测定方法的建立:采用发酵培养液经过离心后利用DNS显色法 520nm测定吸光值,测定标准葡萄糖标准曲线,利用标准曲线计算普鲁兰酶酶活大小。 二.产普鲁兰酶菌株的产酶条件的研究 (1)碳源,氮源对发酵产酶的影响:采用不同碳源,氮源培养基培养一段时间,测定酶活力。(其他条件相同:接种量,装瓶量,初始PH值,转速,培养时间。) (2)初始PH对发酵产酶的影响:采用相同发酵培养基,在不同初始PH下接种等量种子液。在相同条件下培养,测定发酵液的酶活。(其他条件相同:接种量,装瓶量,转速,最佳培养温度,最佳培养时间。) (3)接种量对发酵产酶的影响:在发酵培养基中分别接入2%,4%,6%,8%, 10%,14%,18%的种子培养液于最佳碳源,氮源,最佳初始PH的培养基中,在相同条件下培养,分别检测酶活。(采用以上确定的最佳碳源,氮源,最佳初始PH。) (4)发酵温度对产酶的影响:采用相同培养基,在不同温度下(25℃,30℃,35℃,40℃,45℃)培养一定时间,测定酶活力。 (5)金属离子对产酶的影响:在基础培养基中加入少量不同金属离子,发酵后测酶活。(金属离子有: 锰离子,钙离子,锌离子,镁离子,铁离子,铜离子。) 研究进度 :完成项目总体进度30%,样品土样的采集及前期的准备工作,菌株的初筛,包括(样品土样原液的涂步培养及摇床培养,产支链淀粉酶菌株的挑选及斜面培养)。 :完成项目总体进度50%,菌株的复筛,包括(产普鲁兰酶菌株的筛选及斜面培养),葡萄糖标准曲线的测定,酶活测定方法的建立,并以酶活大小对菌株进行再次筛选。 :完成项目总体进度80%,产酶条件的研究。包括:碳源,氮源,初始PH值,接种量,发酵温度,金属离子。并通过各中单因素试验确定发酵培养基的最佳碳源,氮源,初始PH值,接种量,发酵温度,金属离子。 2009、4—2009、5 :完成项目总体进度100%,课题总结,撰写论文。 文献综述(包括:国内外研究理论、研究方法、进展情况、存在问题、参考依据等) 自从1961年Bender H.等人在研究一株产气气杆菌Aerobacter aerogenes(典型菌为肺炎克雷伯氏杆菌)时首次发现普鲁兰酶后,国际上对产生这种酶的微生物进行了广泛研究,发现许多微生物可以产生此酶,并筛选出一些适用于工业化生产的优良菌株。随着该酶的应用发展,对耐热性普鲁兰酶的研究也逐渐增多,已成功克隆并表达了该酶的基因。国内1976年开始对一株产气气杆菌(Aerobacteraerogenes 10016)的普鲁兰酶进行研究,对该菌株的产酶条件、酶的分离提取及酶学性质作了报道,并研究了该酶的食品级提取技术。此外,陈朝银、刘涛等人从云南温泉水样中筛选到一株产普鲁兰酶高温栖热菌菌株,通过诱导等实验将该酶的酶活从提高到170u/mL,酶产量提高了近2500倍左右,酶的最适作用温度及pH分别是75℃和,具有一定的耐热和耐酸特性。 陈金全等从温泉水样中筛选到一株产耐热耐酸普鲁兰酶的野生菌株,并根据形态、生理生化特征、细胞化学组分分析及16SrDNA序列比对、基因组DNA的G+C摩尔百分含量、同源性比对等实验,鉴定其为脂环酸芽抱杆菌属(Alicyclobacillus)的一个新种,所产酶最适作用温度为60℃,最适pH值,具有较好的耐热耐酸特性。杨云娟等利用毕赤酵母成功构建了普鲁兰酶表达量较高的基因工程菌,摇瓶发酵酶活可达,最佳发酵条件下产量可达 .酶的最适作用温度为600C,最适pH值,具有较好的耐热耐酸性。目前我国仍没有具备独立生产普鲁兰酶能力的厂商,要实现低成本、国产化的生产,还有很长的路要走。 技术应用于耐热脱支酶的研究,使耐热异淀粉酶的研究有了很大发展。Coleman等人将嗜热厌氧菌T. brockii普鲁兰酶基因克隆到中得到的克隆子分泌的普鲁兰酶数量高于出发菌株,Okada等人将Bacillus Steanther, onhiu:中编码热稳定异淀粉酶的基因克隆到:中,得到的转化菌株其异淀粉酶能在60 ℃稳定15分钟。Burchadf将。ostridium thermosulf urogenes DSM38%的嗜热异淀粉酶基因克隆并在中表达,所得酶的最适pH和最适温度与出发菌相同,而且在高温下仍能保持活性.Antranikiam等人将Pyrococcus舟riousous的异淀粉酶基因克隆到中并分离得到了酶蛋白。尽管如此,目前尚未有已将转基因的耐热性异淀粉酶工程菌应用到工业生产中的报道。众所周知,利用物理和化学诱变剂单独或复合处理微生物细胞是选育高产变种菌株行之有效的经典方法,它在为培育多种抗生素、氨基酸、核苷酸激酶(尤其是蛋白酶和淀粉酶)的高产变种菌株方面曾经起过极为重要的作用,至今仍然是方便易行和行之有效的方法之一。 主要参考文献: [1][美]惠斯特勒等编王雏文等译.淀粉的化学与工艺学[M].北京:中国食品出版社,1988 [2]张树政.酶制剂工业[M]. 北京: 科学出版社,1998 [3]邬显章.酶的工业生产技术[M]. 吉林: 吉林科学技术出版社,1988 [4]Taniguchi H, Sakano Y, Ohnishi M, Okada G(1985) Pullulanase[J].TanpakushitsuKakusan Koso. 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