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壳聚糖的研究进展论文感想

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壳聚糖的研究进展论文感想

申请专利号 本发明公开了水溶性壳聚糖的制备方法。是用2~4倍55~70%的浓氢氧化钠在75~95℃处理10~20小时进行脱乙酰化,获得壳聚糖粗品;再在5—25℃静置水解并纯化获得水溶性壳聚糖精品。本发明的方法制备的壳聚糖可以溶于水,人体吸收好,对肿瘤的抑制效果好,又可以制成多种可溶性的医药保健产品。 申请专利号 本发明公开了一种水溶性壳聚糖衍生物的制备方法,该法是在壳聚糖的重复单元上,于20—80℃的温度下在氢氧化钠的低碳醇溶液中与含羟基和羧基的取代基反应,衍生物具有水溶性,并有较高的特性粘度。 可控分子量水溶性壳聚糖的制备方法一种可控分子量水溶性壳聚糖的制备方法,将各种脱乙酰度的壳聚糖充分溶解于盐酸中,缓慢加入次氯酸钠-过氧化氢的氧化剂,室温下反应,1,4-β-D-糖苷键断裂,生成低分子量水溶性壳聚糖。本发明工艺简单,制备的低分子量壳聚糖具有良好的水溶性,并且保留了壳聚糖的主链结构,不仅可以作为口服药物及保键品的原料,也可作为化妆品、食品业的添加剂。 主权项权利要求书 1、一种可控分子量水溶性壳聚糖的制备方法,其特征在于将壳聚糖溶解于摩/升的盐酸溶液,形成2%重量百分比的壳聚糖溶液,滤去不溶物后充分搅拌,缓慢加入的次氯酸钠,壳聚糖与次氯酸钠的摩尔比为5-50∶ 1,搅拌均匀后再逐滴加入的过氧化氢,壳聚糖与过氧化氢的摩尔比为 1-25∶1,继续搅拌,反应结束后,将反应液真空浓缩,滤去不溶物,将滤液在室温下减压浓缩,用甲醇沉淀,充分洗涤,真空干燥后得低分子量水溶性壳聚糖。 低聚水溶性壳聚糖的制备方法及研究进展金鑫荣 柴平海 《化工进展》,1998年 17卷 2期华东理工大学化学系摘 要:低聚水溶性壳聚糖的制备是目前非常热门的一个研究课题,本文对壳聚糖降解以制备低聚水溶性壳聚糖的各种方法及目前的研究进展情况进行了综述。

虾壳蟹壳漂洗----脱钙及无机盐----脱蛋白质及脂----脱碱,漂洗----水洗;烘干----甲壳素产品----浓碱处理----水洗;烘干----壳聚糖初产品----提纯----壳聚糖初产品----提纯-----壳聚糖产品

壳聚糖及其衍生物有较好的抗菌活性,能抑制一些真菌、细菌、和病毒的生长繁殖。截止到2013年认为其可能的机制有三:一是由于壳聚糖的多聚阳离子,易于真菌细胞表面带负电荷的基团作用,从而改变病原菌细胞膜的流动性和通透性;二是干扰DNA的复制与转录;三是阻断病原菌代谢。2010年以来,有许多研究者提出壳聚糖通过诱导病程相关蛋白,积累次生代谢产物和信号传导等方式来达到抗菌的目的的观点。Papineau等认为,由于壳聚糖分子的正电荷和细菌细胞膜上负电荷的相互作用,使细胞内的蛋白酶和其他成分泄漏,从而达到抗菌、杀菌作用。

甲壳低聚糖研究论文

甲壳素经脱乙酰化反应后便得到壳聚糖。常见的制备法有化学法和酶法。一般情况下,影响脱乙酰化程度的主要因素有原料的种类(晶型)、甲壳素的制备方法、甲壳素颗粒的大小和密度、碱液的浓度、反应的温度和时间等。衡量壳聚糖产品性能的主要指标是脱乙酰化度和分子量(或黏度)等。一般提高反应温度、碱液浓度和延长反应时间等均可提高脱乙酰化度,但这样会伴随有甲壳素主链的降解,影响分子量。 目前,大部分的壳聚糖都是由α-Chitin制备的,对由β-Chitin制成的β-Chitosan的研究尚少,但该型壳聚糖具有优于前者的性能。 酶法制备壳聚糖是利用专一性酶对甲壳素进行脱乙酰基反应。这种方法的关键是如何获得甲壳素脱乙酰酶。到目前为止人们已经发现许多微生物、真菌中均存在脱乙酰酶。国外在此方面进展较快。日本科学家已成功地从土壤中分离出某种具有脱乙酰活度的细菌。 微生物培养法生产壳聚糖的研究现在也比较活跃。其主要原理还是利用微生物本身存在的酶进行自身催化,从而脱去乙酰基。陈忻等用丝状真菌提取的壳聚糖的脱乙酰化度为85%~90%,用它制成的食品保鲜剂的抗菌能力比从虾壳来源的壳聚糖高1-2倍。 南开大学和天津大学从1998年11月开始研究以家蝇幼虫为原料制备甲壳素、壳聚糖。经过反复研究和论证,发现选用家蝇幼虫为原料生产的甲壳素、壳聚糖具有以虾、蟹壳为原料的产品无法比拟的优势:杂质少、收率高,易获得高质量产品;在提取过程中对水、酸、碱消耗少;由于是工厂化生产家蝇,原料供应稳定,成本低。与高分子的壳聚糖相比,分子量低于1万的低分子壳聚糖具有更好的溶解性,更高的生物活性,更多的生理功能,更利于人体肠道的消化吸收。甲壳低聚糖的制备方法主要包括水解法、物理法、利用糖转移反应、利用转基因合成、化学合成法几大类。目前以水解法(酸水解法和酶水解法)为主。 酸水解法制备甲壳低聚糖研究较早,主要包括Baketr法、Rupley法、Capon法、Horowritz法等。甲壳素/壳聚糖在HCl、HF和HNO3等强酸作用下发生剧烈降解。但酸解的条件不易控制,选择性较差,分离纯化困难,且产量低。目前,国外工业生产是采用HCL水解法。 酶法降解主要是由甲壳素酶、壳聚糖酶和溶菌酶进行水解,但这类酶较难获得,造成生产成本过高。因此寻找非专一酶来对壳聚糖进行水解就显得较为重要。扬州大学酶工程研究室建立了一个用蛋白酶降解高分子壳聚糖的制备工艺,制备的甲壳低聚糖平均分子量约为1500,2000,3000,4000,1万,2万。无锡轻工大学多年来对壳聚糖的水解进行了深入的研究,发现应用多种非专一性酶组成的复合酶(糖酶、蛋白酶、脂肪酶等)对壳聚糖水解的作用,其产物的平均分子量可达1万以下,这为甲壳低聚糖的制备开辟了一条新途径,经过中试试验后,证明该方法和工艺条件可用于工业化生产。 由于酸水解法难于控制和产物转化率低,而专一性水解酶又因价格昂贵难以商业化,因此采用非专一性水解酶来生产甲壳低聚糖是一条经济可行的途径。 采用酶的糖转移法可制得高级寡聚糖。另外还有转糖苷酶合成的报道。 除此之外,用过氧化氢水溶液处理壳聚糖来制备甲壳低聚糖的方法国内外也正在研究,据文献报道,将壳聚糖溶解在0。8%~10%的过氧化氢水溶液中,在40~1000C下反应至壳聚糖全部溶解也可得到甲壳低聚糖产品。γ-射线法制备甲壳低聚糖的研究也较多,是通过壳聚糖在辐射过程中因分子键发生断裂而降解,但难以得到分子量在40000以下的产品。 采用微生物发酵法合成低聚合度的壳聚糖也是一条有前途的方法,但由于产量过低,目前尚在研究阶段。

几丁质是一种除了纤维素之外最 丰富的天然生物聚合物,含有丰富的C、N元素,能被微生物降解利用,作为一种无污染的微生物肥料供给植物生长的养分。 1 甲壳质简介甲壳质是地球上最丰富的天然高分子化合物之一,其年生物合成量估计可达百亿吨之多,足可与纤维素的年产量相匹敌。甲壳质属于直链氨基多糖,学名为(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖],分子式为(C8H13NO5)n,单体之间以β(1-4)甙键连接,分子量一般在106左右,理论含氮量(图1)。甲壳质是自然界中唯一带正电荷的一种天然高分子聚合物,其化学结构与植物中广泛存在的纤维素非常相似,若把组成纤维素的单个分子——葡萄糖分子第二个碳原子上的羟基(OH)换成乙酰氨基(NHCOH3),纤维素就变成了甲壳质,从这个意义上讲,甲壳质可以说是动物纤维。在甲壳质分子中,因其内外氢键的相互作用,形成了有序的大分子结构,溶解性能很差,这限制了它在许多方面的应用,而甲壳质经脱乙酰化处理的产物——壳聚糖,却由于其分子结构中大量游离氨的存在,溶解性能大大改观,具有一些独特的物化性质及生理功能,在农业、医药、食品、化妆品环保诸方面具有广阔的应用前景。目前,国内外常采用化学法,经过酸碱处理,脱支钙盐和蛋白质,然后用强碱在加热条件下脱去乙酰基就可得到应用十分广泛的可溶性甲壳质(壳聚糖)。壳聚糖的分子量为十几万至几十万。因制法、工艺条件和要求不同,脱乙酰基度可由60%到95%以上。这种壳聚糖较甲壳质的溶解性能大大改善,可溶解于酸各酸性溶液中,但不能直接溶于水。当壳聚糖经过降解成为低分子量的寡聚糖,产品可直接溶于水,从而扩大适用范围。大量的研究结果表明,甲壳质及其衍生物以其独特的作物机理用于维护农业生态环境,保护人民身体健康,是用于生产绿色食品的一种环保型农药, 是无公害农产品生产和可持续农业的重要资源。2 甲壳质在农业上的应用 病虫害防治剂 植物病原菌生长阻制剂在植物病原菌与寄生植物之间,壳聚糖对植物病原菌的孢子萌发和生长有阻碍作用,并对病原菌感染的防护机能有诱导作用。在25。C分别以~1%壳聚糖溶液浸泡棉花组织细胞,结果表明,随着壳聚糖浓度、脱乙酰基度的增加,其抑制作用增强,1%壳聚糖能阴抑90%病原菌的生长。用的壳聚糖溶液喷洒烟草,10天内可减少烟草斑纹病毒的传播;喷洒的壳聚糖可阻止豆科植物免遭受病原菌的侵染,菜豆将减少由苜蓿花叶病毒造成的损伤;浸种处理,可使小麦纹枯病发病率降低30%~50%,大豆根腐病发病率降低42%;种子处理可防治水稻胡麻斑病、花生叶斑病和埃及豆萎蔫病;芹菜苗用25~50μg/ml壳聚糖浸根可防治尖孢镰刀菌引起的萎蔫症;番茄浸根或喷施可防治根腐病;黄瓜水培液中加入壳聚糖可控制由腐霉菌引起的猝倒病等。 植物或园艺作物的抗病诱活剂甲壳质的诱导抗病性,近年来报道较多,如壳聚糖的降解产物对黄瓜的幼苗离体叶片及整株都能诱导出几丁质酶活性,而且这种诱导作用是可以传导的。植物体内不含甲壳质、壳聚糖的成分,但却具有几丁质酶。这些酶能与植物病原菌或害虫外皮的甲壳质反应,并阻止其侵入植物组织内,从而增强了植物自身对敌害的防御能力。树组织附上层甲壳质膜后,这些植物组织中的几丁质酶活性比没有覆盖甲壳质薄膜的去皮树组织提高4倍,并且这层甲壳质膜在4~24周内被树组织降解、吸收,且加快了树组织的伤口愈合。用氨基糖喷施黄瓜幼苗,500倍液;800倍液及1000倍液处理后,几丁质酶的活性分别提高了,和;500倍液处理黄瓜枯萎病的诱导活性提高,表明壳低聚糖对植物防御酶系有较强的诱导作用。 杀线虫剂线虫近些年来给水果、蔬菜和粮食作物造成很大危害。将壳聚糖与适当的载体物质相混,可制成一种对防治线虫非常有效的天然物农药。它不溶于水,不会对地下水造成污染。它的杀虫作物与化学制剂在美国已开始使用,其商品名是CLANDO SAN,主要用于苗圃及园艺作物,如草莓等。当用1%量施入土壤时,能在60天内控制线虫的发生。 种子处理剂壳聚糖用于多种粮食、蔬菜作物的种子处理(浸种、拌种、包衣)可促进种子提前发芽、作物生长、激发抗病能力、提高产量和品质。这一领域近年来研究成果较多。关于甲壳质应用于种子处理后提高产量和改进品质,增加抗病的机理,正在深入的研究中。壳聚糖能在种子表面形成一层保护膜 ,利于保持种子水份,又能吸收环境中的水份供作物需要,如果土壤水分过多,又能阻断水分,防止种子烂掉,有利于种子发芽和出苗。用不同数量的壳聚糖处理小麦、水稻、玉米、棉花、大麦、燕麦、大豆、甘薯、疏菜等几个物种子处理上,均有取得增产的报道,国外报道,国外报道可使茶叶道更香醇,提高水稻的抗寒能力,番茄颜色靓丽,提高含糖量等。 肥料和土壤改良剂甲壳质/壳聚糖有改善土壤性质的作物,加上壳聚糖的抑菌作用,可将壳聚糖与可溶性蛋白(如胶原蛋白)合成液体土壤改良剂。这种改良剂有适当的稳定性和可降解性,降解后是优质的有机肥料,供作物吸收利用。还能抑制土壤中的病原菌生长繁殖,有效地改善土壤的团粒结构和微生物区系。这种液体土壤改良剂,喷洒到土壤表面后,能形成一层薄膜,起到保墒作物。施加粘土土壤中,可大大提高作物的产量。以壳聚糖为基本成份,配以化肥、微量元素等营养成分及防腐剂,可制成用于无土栽培的叶面肥料。 果蔬保鲜剂和食品防腐剂壳聚糖保鲜剂天然、安全、无毒,是来自于自然又回归自然的环保保健型保鲜剂;具有优良的成膜性和附着性。形成一层选择透气性保护膜,限制了氧气的进入,但不影响二氧化碳的通透,使果实处于自发调节的微气调状态从而延缓了果实的成熟衰老进程;具有广谱的抗菌活性。不但影响二氧化碳的通透,使果实处于自发调节的微气调状态从而延缓了果实表面的细菌,还能抵御外面病菌的侵入,达到防腐保鲜的作用;具有良好的保湿性。一方面抑制了果蔬的蒸腾作物,另一方面又有良好的保湿性能,创造了一个良好的稳定的湿度环境,利于保持鲜度;具有优良的抗氧化活性。防止果蔬变色提高商品价值。总之,壳聚糖保鲜剂的功能在于为果蔬产品创造成了一个良好的气体环境,减缓了果蔬菜成熟衰老的生化反应,降低了水份的蒸腾,抵抗和抑制了病原菌的侵染,提高了保鲜率,延长了货架寿命,从而达到保鲜的效果。3 甲壳质产品作为农药的一些特点甲壳质产品作为农药在种植业的实际应用中表现出许多优秀的特性,概括起来可以归纳以下10个方面。 完全无毒无害甲壳质、壳聚糖均属天然高分子化合物,无毒无味,可被生物降解。甲壳质对动物经口的亚急性实验表明,LD50为16g/kg鼠体重。以壳聚糖对ICP系鼷鼠按每日18g/kg鼠体重进行连续19日经口投入的亚急性毒性实验,未发现异常现象。可以认为壳聚糖与蔗糖、食盐一样,对人和动物是无害的。在国内外已有用甲壳质、壳聚糖制成的保健食品、化妆品、医药等作为商品出售。这是甲壳质产品能成为绿色农业主导产品的必备和基本的特点。甲壳质产品的毒性等级应为实际无毒,然而我国现行农药管理体系中对农药毒性等级的划分还没设这个等级(过去从来还没有完全无毒的农药),因此,甲壳质产品(如OS-施特灵)还不得不在包装上标明低毒的字样。 有效诱导作物增强抗性这是甲壳质产品最具有竞争力,最被看好的特点。传统的植保技术过份依赖化学农药,而几乎所有的农药都是遵循直接杀灭原则。在这种观念和技术的主导下,使病虫的抗药性不断增加,而植物自身的抗病抗逆机制却逐渐被削弱、钝化、休眠甚至丧失。这就是现今病虫害防治越来越困难的根本原因。由此可见,要使植保走出误区,摆脱胎换骨困境,应该首先着眼于千方百计调动作物自身的免疫机制,甲壳质产品恰好为此创造了条件,提供了物质基础。甲壳质作物于植物能诱导其在短时间内产生大量多种抗性物质,使作物用于植物能诱导其在短时间内产生大量多种抗性物质,使作物自身免疫能力大大提高,一旦病菌侵犯,这些抗性物质就能从多个靶位对之加以消灭。这种作用持久,而且病菌难以产生抗药性。实践表明,抓住了调动作物自身免疫这条主线,强调预防为主,辅助科学管理和适当的外部农药的抑控,许多病害的防治都变得不再困难。甚至给那些长期困扰被认为几乎无望解决的病害的防治带来了光明的前景。 可防可治应用甲壳质强调预防为主,甲壳质产品最好在作物发病前使用才能获得最佳效果。然而,由于甲壳质的作物机制是诱导作物产生抗性物质,这些抗性物质可以迅速歼灭入侵的病菌,因此,在作物已经发病后及时使用甲壳质产品,往往也可取得较好的效果。实践表明,应用甲壳质产品对炭疽、疫病、病毒、枯黄萎、根腐等病害均可直接控制。对其他多数病害,或病情严重时,可与外抑农药(减量)配伍,内抗外抑,协同作物,多数情况也都能取得满竟的效果。这一点对于甲壳质产品的前期市场开拓竟义尤为重要。 防治病害范围广泛甲壳质诱导作物产生多种抗生物质,因此对病毒、真菌、细菌三方面病害的防治都有效,尤其是对病毒病的防治过过往往是植保的难题,而用甲壳质产品防治效果却十分理想。这些均已得到实践的验证。辅助防治虫害实践表明,经常使用甲壳质的作物较少发生虫害。对这种效果的作物机制还缺少深入的研究,有报导说由于昆虫外皮均含有几丁质,而甲壳质诱导作物产生的几丁质酶可降解昆虫外皮的几丁质从而破坏昆虫表皮使之死亡;也有人认为,几丁质聚糖被作物吸收后,在植物吸吮后进入体内把内壁的几丁质壳素酶分解掉,使其失去了生物被膜而丧失生存条件。这些情况均在昆虫则孵化成幼虫时效果最好。甲壳质产品对各种蚜虫均有明显的触杀作物,这已经得到实践的验证。 增强作物的抗逆能力甲壳质诱导作物的抗性不仅表现在抗病,也表现在抗逆方面。施用甲壳质,对作物的抗寒冷、抗高温、抗旱涝、抗盐碱、抗肥害、气害、抗营养失衡等方面有良好作物。这是由于甲壳质对作物本身以及土壤环境均产生多方面的良好影响,譬如甲壳质诱导作物产生的多种抗性物质中,有些具有预防、减轻或修复逆境对植物细胞的伤害作用;再如甲壳质能促使作物生长健壮,健壮植株自然也有较强的抗逆能力;甲壳质对土壤环境的影响将在下面加以介绍。实践中,当作物幼苗遇低温冷害而萎蔫时,及时使用甲壳质很快植株就恢复了长势;当作物不论是什么原因导致根系老化时,使用甲壳质很快就会促使焕发出有活力的新根系;当作物受农药药害枝叶枯萎时,使用甲壳质可以辅助解毒并使之很快就抽出新的枝叶。这些都是甲壳质增强作物抗逆性能的典型实例。 提高产量,改善品质甲壳质对作物的增产作用也十分突出,这是因为甲壳质可以激活、增强植株的生理生化机制,促使根系发达,茎叶粗壮,使植株吸收和利用水肥的能力以及光合作用等都得到增强。实践表明,甲壳质用于粮食作物,仅处理种子即可增产5%-15%;用于果蔬喷灌等可增产20%-40%或更多。对作物品质的改善如增加粮食蛋白质和面筋的含量、果蔬糖的含量,产品风味的改善等作用也十分明显。随着人们生活质量的提高,产品的品质将会越来越受到重视,甲壳质在这一方面的作用将日益显得重要。 有利于改善土壤中微生物的分布这是甲壳质很有意思的特点。研究表明,甲壳质进入土壤后可以大大促使有益细菌如固氮菌、纤维分解菌、乳酸菌、放线菌的增生,抑制有害细菌如霉菌、丝状菌的生长。譬如使放线菌的数量可增加近30倍。这一特点决定了甲壳质可以有效改良土壤,改善作物的生存环境,也是它可以防控土传病害和促进作物生长的一个重要原因。 广谱抗菌,良好的成膜性、保湿性和选择透气性甲壳质有广谱的抗菌性。研究表明,甲壳质对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的多数菌都有很好的一杀作用。甲壳质在植株和产物表面形成薄膜,对病菌的侵害起阻隔作用,而且这层膜有良好的保湿作用和选择性透气作用。这些特性决定了甲壳质可以成为果蔬保鲜剂的最好原料。现在甲壳质保鲜剂已经问世,其保鲜作用十分良好。甲壳质的抗菌作用也表现在甲壳质产品的一些辅助用途上,譬如可治疗外伤,消炎,止血,止痛,促进伤口愈合,治疗脚气等等。 使用方便,价格不贵甲壳质产品多为水剂,对水就可以利用。价格不贵农民比较容易接受。综上所述,甲壳质产品集诸上许多独特优点之大成,特别是它的诱抗特性在植保方面有重大意义,这些在现有农药中是少见的。甲壳质产品的广泛应用将会导致植物保护从观念到技术的一次根本性变革,将会为减少作物病虫害,发展两高一优(高产、高效、优质)的绿色农业带来美好的前景,其前途不可限量。这已经在实践中日益明显地表现出来了。4 典型作物典型病害的防止 瓜、菜、草莓等作物连作减产的防治瓜、菜(主要是茄果类)、草莓等作物的连作减产,历来被视为难题,一直未能找到理想的解决办法。连作减产的原因是多方面的,如土壤养分的失调,土壤盐分含量过高,上茬同类作物所产生的废酸中毒,以及镰孢菌为主的土传病菌的危害等。要彻底解决连作问题必须采取综合的防治措施。传统的防治方法,如轮作倒茬,选用抗病品种,嫁接,淹水改土灭菌,化学药剂防治等,均存在各种局限和困难,难以取得理想的效果。利用生物农药健根宝(沈阳农业大学开发的微生物农药)和甲壳质生物农药(施特灵),辅以合理施肥和科学管理,有望为解决连作减产开辟出一条崭新而有效的途径。健根宝和甲壳质产品主要解决重茬最关键、最棘手的防控土传病害问题。仅仅应用健根宝和甲壳质产品就可以解决连作减产的主要问题,实现防病、增产,这已经得到了实践的验证。 水稻立枯病的防治水稻旱育苗已成为我国水稻栽培的主要技术。面积不断扩大,然而水稻苗期的立枯病也相应肆虐,成为制约旱育苗发展的主要障碍。立枯病因源于幼苗出土后的寒潮、冷害,小苗的正常代谢受到阻碍,原生质受到破坏,生理机能减弱,以致内抗性减弱甚至丧失,病菌就相机侵染。由此可见,防治苗期立枯病,增强秧苗自身的抗性是关键所在,甲壳质产品恰可担当此任。用甲壳质产品浸种,出苗后,小苗一叶一针到三叶一针时喷2遍甲壳质产品。最好在喷第一遍(一叶一针)时加入常规50%量的叶面肥,效果更好。 地下块茎(含鳞茎、根茎)类作物的防病和增产甲壳质生物农药对块茎类作物的抗病增产效果特别显著,应积极倡导采用。甲壳质的作用主要表现在作物的早期发育中,以土豆为例,施用甲壳质产品后,其主要有效成分壳聚糖被土豆块茎的淀粉粒子吸收后,作为细胞高效活化因子可取代其他植物激素,促进生根早发,提高出苗率,促进淀粉的大量合成。这是实现高产的基本因素。当苗出齐后,尤其在插墒时和土豆形成期是薯类晚疫病盛发期,可用甲壳质产品喷防,如见病则提高甲壳质产品浓度控制。按上述措施,出苗率已平展叶期计算,展叶出苗率比对照高,平均提前三天出苗;须根增加5%,主根直径比对照平均增粗,主根长度比对照增长,在生长中期计算,没进行任何喷雾情况下产生量比对照增加,可以认为:所有地下块茎、鳞茎、根茎类作物应用甲壳质产品处理是挖掘增产潜力的最简便有效的方法。5 结论面临新世纪到来之际,人类对于保护地球、保护生存环境,发展绿色农业,生产无公害、无污染、无残毒的农产品已成为时尚的追求。可以预见,甲壳质生物农药的广泛应用,必将成为绿色农业的发展开拓出一片崭新的天地,为广大农民的增产增收带来美好的前景。

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壳聚糖的毕业论文

提取比较麻烦,自己在实验室提的质量也不好,建议你干脆买吧,一公斤也就150左右

几丁质是一种除了纤维素之外最 丰富的天然生物聚合物,含有丰富的C、N元素,能被微生物降解利用,作为一种无污染的微生物肥料供给植物生长的养分。 1 甲壳质简介甲壳质是地球上最丰富的天然高分子化合物之一,其年生物合成量估计可达百亿吨之多,足可与纤维素的年产量相匹敌。甲壳质属于直链氨基多糖,学名为(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖],分子式为(C8H13NO5)n,单体之间以β(1-4)甙键连接,分子量一般在106左右,理论含氮量(图1)。甲壳质是自然界中唯一带正电荷的一种天然高分子聚合物,其化学结构与植物中广泛存在的纤维素非常相似,若把组成纤维素的单个分子——葡萄糖分子第二个碳原子上的羟基(OH)换成乙酰氨基(NHCOH3),纤维素就变成了甲壳质,从这个意义上讲,甲壳质可以说是动物纤维。在甲壳质分子中,因其内外氢键的相互作用,形成了有序的大分子结构,溶解性能很差,这限制了它在许多方面的应用,而甲壳质经脱乙酰化处理的产物——壳聚糖,却由于其分子结构中大量游离氨的存在,溶解性能大大改观,具有一些独特的物化性质及生理功能,在农业、医药、食品、化妆品环保诸方面具有广阔的应用前景。目前,国内外常采用化学法,经过酸碱处理,脱支钙盐和蛋白质,然后用强碱在加热条件下脱去乙酰基就可得到应用十分广泛的可溶性甲壳质(壳聚糖)。壳聚糖的分子量为十几万至几十万。因制法、工艺条件和要求不同,脱乙酰基度可由60%到95%以上。这种壳聚糖较甲壳质的溶解性能大大改善,可溶解于酸各酸性溶液中,但不能直接溶于水。当壳聚糖经过降解成为低分子量的寡聚糖,产品可直接溶于水,从而扩大适用范围。大量的研究结果表明,甲壳质及其衍生物以其独特的作物机理用于维护农业生态环境,保护人民身体健康,是用于生产绿色食品的一种环保型农药, 是无公害农产品生产和可持续农业的重要资源。2 甲壳质在农业上的应用 病虫害防治剂 植物病原菌生长阻制剂在植物病原菌与寄生植物之间,壳聚糖对植物病原菌的孢子萌发和生长有阻碍作用,并对病原菌感染的防护机能有诱导作用。在25。C分别以~1%壳聚糖溶液浸泡棉花组织细胞,结果表明,随着壳聚糖浓度、脱乙酰基度的增加,其抑制作用增强,1%壳聚糖能阴抑90%病原菌的生长。用的壳聚糖溶液喷洒烟草,10天内可减少烟草斑纹病毒的传播;喷洒的壳聚糖可阻止豆科植物免遭受病原菌的侵染,菜豆将减少由苜蓿花叶病毒造成的损伤;浸种处理,可使小麦纹枯病发病率降低30%~50%,大豆根腐病发病率降低42%;种子处理可防治水稻胡麻斑病、花生叶斑病和埃及豆萎蔫病;芹菜苗用25~50μg/ml壳聚糖浸根可防治尖孢镰刀菌引起的萎蔫症;番茄浸根或喷施可防治根腐病;黄瓜水培液中加入壳聚糖可控制由腐霉菌引起的猝倒病等。 植物或园艺作物的抗病诱活剂甲壳质的诱导抗病性,近年来报道较多,如壳聚糖的降解产物对黄瓜的幼苗离体叶片及整株都能诱导出几丁质酶活性,而且这种诱导作用是可以传导的。植物体内不含甲壳质、壳聚糖的成分,但却具有几丁质酶。这些酶能与植物病原菌或害虫外皮的甲壳质反应,并阻止其侵入植物组织内,从而增强了植物自身对敌害的防御能力。树组织附上层甲壳质膜后,这些植物组织中的几丁质酶活性比没有覆盖甲壳质薄膜的去皮树组织提高4倍,并且这层甲壳质膜在4~24周内被树组织降解、吸收,且加快了树组织的伤口愈合。用氨基糖喷施黄瓜幼苗,500倍液;800倍液及1000倍液处理后,几丁质酶的活性分别提高了,和;500倍液处理黄瓜枯萎病的诱导活性提高,表明壳低聚糖对植物防御酶系有较强的诱导作用。 杀线虫剂线虫近些年来给水果、蔬菜和粮食作物造成很大危害。将壳聚糖与适当的载体物质相混,可制成一种对防治线虫非常有效的天然物农药。它不溶于水,不会对地下水造成污染。它的杀虫作物与化学制剂在美国已开始使用,其商品名是CLANDO SAN,主要用于苗圃及园艺作物,如草莓等。当用1%量施入土壤时,能在60天内控制线虫的发生。 种子处理剂壳聚糖用于多种粮食、蔬菜作物的种子处理(浸种、拌种、包衣)可促进种子提前发芽、作物生长、激发抗病能力、提高产量和品质。这一领域近年来研究成果较多。关于甲壳质应用于种子处理后提高产量和改进品质,增加抗病的机理,正在深入的研究中。壳聚糖能在种子表面形成一层保护膜 ,利于保持种子水份,又能吸收环境中的水份供作物需要,如果土壤水分过多,又能阻断水分,防止种子烂掉,有利于种子发芽和出苗。用不同数量的壳聚糖处理小麦、水稻、玉米、棉花、大麦、燕麦、大豆、甘薯、疏菜等几个物种子处理上,均有取得增产的报道,国外报道,国外报道可使茶叶道更香醇,提高水稻的抗寒能力,番茄颜色靓丽,提高含糖量等。 肥料和土壤改良剂甲壳质/壳聚糖有改善土壤性质的作物,加上壳聚糖的抑菌作用,可将壳聚糖与可溶性蛋白(如胶原蛋白)合成液体土壤改良剂。这种改良剂有适当的稳定性和可降解性,降解后是优质的有机肥料,供作物吸收利用。还能抑制土壤中的病原菌生长繁殖,有效地改善土壤的团粒结构和微生物区系。这种液体土壤改良剂,喷洒到土壤表面后,能形成一层薄膜,起到保墒作物。施加粘土土壤中,可大大提高作物的产量。以壳聚糖为基本成份,配以化肥、微量元素等营养成分及防腐剂,可制成用于无土栽培的叶面肥料。 果蔬保鲜剂和食品防腐剂壳聚糖保鲜剂天然、安全、无毒,是来自于自然又回归自然的环保保健型保鲜剂;具有优良的成膜性和附着性。形成一层选择透气性保护膜,限制了氧气的进入,但不影响二氧化碳的通透,使果实处于自发调节的微气调状态从而延缓了果实的成熟衰老进程;具有广谱的抗菌活性。不但影响二氧化碳的通透,使果实处于自发调节的微气调状态从而延缓了果实表面的细菌,还能抵御外面病菌的侵入,达到防腐保鲜的作用;具有良好的保湿性。一方面抑制了果蔬的蒸腾作物,另一方面又有良好的保湿性能,创造了一个良好的稳定的湿度环境,利于保持鲜度;具有优良的抗氧化活性。防止果蔬变色提高商品价值。总之,壳聚糖保鲜剂的功能在于为果蔬产品创造成了一个良好的气体环境,减缓了果蔬菜成熟衰老的生化反应,降低了水份的蒸腾,抵抗和抑制了病原菌的侵染,提高了保鲜率,延长了货架寿命,从而达到保鲜的效果。3 甲壳质产品作为农药的一些特点甲壳质产品作为农药在种植业的实际应用中表现出许多优秀的特性,概括起来可以归纳以下10个方面。 完全无毒无害甲壳质、壳聚糖均属天然高分子化合物,无毒无味,可被生物降解。甲壳质对动物经口的亚急性实验表明,LD50为16g/kg鼠体重。以壳聚糖对ICP系鼷鼠按每日18g/kg鼠体重进行连续19日经口投入的亚急性毒性实验,未发现异常现象。可以认为壳聚糖与蔗糖、食盐一样,对人和动物是无害的。在国内外已有用甲壳质、壳聚糖制成的保健食品、化妆品、医药等作为商品出售。这是甲壳质产品能成为绿色农业主导产品的必备和基本的特点。甲壳质产品的毒性等级应为实际无毒,然而我国现行农药管理体系中对农药毒性等级的划分还没设这个等级(过去从来还没有完全无毒的农药),因此,甲壳质产品(如OS-施特灵)还不得不在包装上标明低毒的字样。 有效诱导作物增强抗性这是甲壳质产品最具有竞争力,最被看好的特点。传统的植保技术过份依赖化学农药,而几乎所有的农药都是遵循直接杀灭原则。在这种观念和技术的主导下,使病虫的抗药性不断增加,而植物自身的抗病抗逆机制却逐渐被削弱、钝化、休眠甚至丧失。这就是现今病虫害防治越来越困难的根本原因。由此可见,要使植保走出误区,摆脱胎换骨困境,应该首先着眼于千方百计调动作物自身的免疫机制,甲壳质产品恰好为此创造了条件,提供了物质基础。甲壳质作物于植物能诱导其在短时间内产生大量多种抗性物质,使作物用于植物能诱导其在短时间内产生大量多种抗性物质,使作物自身免疫能力大大提高,一旦病菌侵犯,这些抗性物质就能从多个靶位对之加以消灭。这种作用持久,而且病菌难以产生抗药性。实践表明,抓住了调动作物自身免疫这条主线,强调预防为主,辅助科学管理和适当的外部农药的抑控,许多病害的防治都变得不再困难。甚至给那些长期困扰被认为几乎无望解决的病害的防治带来了光明的前景。 可防可治应用甲壳质强调预防为主,甲壳质产品最好在作物发病前使用才能获得最佳效果。然而,由于甲壳质的作物机制是诱导作物产生抗性物质,这些抗性物质可以迅速歼灭入侵的病菌,因此,在作物已经发病后及时使用甲壳质产品,往往也可取得较好的效果。实践表明,应用甲壳质产品对炭疽、疫病、病毒、枯黄萎、根腐等病害均可直接控制。对其他多数病害,或病情严重时,可与外抑农药(减量)配伍,内抗外抑,协同作物,多数情况也都能取得满竟的效果。这一点对于甲壳质产品的前期市场开拓竟义尤为重要。 防治病害范围广泛甲壳质诱导作物产生多种抗生物质,因此对病毒、真菌、细菌三方面病害的防治都有效,尤其是对病毒病的防治过过往往是植保的难题,而用甲壳质产品防治效果却十分理想。这些均已得到实践的验证。辅助防治虫害实践表明,经常使用甲壳质的作物较少发生虫害。对这种效果的作物机制还缺少深入的研究,有报导说由于昆虫外皮均含有几丁质,而甲壳质诱导作物产生的几丁质酶可降解昆虫外皮的几丁质从而破坏昆虫表皮使之死亡;也有人认为,几丁质聚糖被作物吸收后,在植物吸吮后进入体内把内壁的几丁质壳素酶分解掉,使其失去了生物被膜而丧失生存条件。这些情况均在昆虫则孵化成幼虫时效果最好。甲壳质产品对各种蚜虫均有明显的触杀作物,这已经得到实践的验证。 增强作物的抗逆能力甲壳质诱导作物的抗性不仅表现在抗病,也表现在抗逆方面。施用甲壳质,对作物的抗寒冷、抗高温、抗旱涝、抗盐碱、抗肥害、气害、抗营养失衡等方面有良好作物。这是由于甲壳质对作物本身以及土壤环境均产生多方面的良好影响,譬如甲壳质诱导作物产生的多种抗性物质中,有些具有预防、减轻或修复逆境对植物细胞的伤害作用;再如甲壳质能促使作物生长健壮,健壮植株自然也有较强的抗逆能力;甲壳质对土壤环境的影响将在下面加以介绍。实践中,当作物幼苗遇低温冷害而萎蔫时,及时使用甲壳质很快植株就恢复了长势;当作物不论是什么原因导致根系老化时,使用甲壳质很快就会促使焕发出有活力的新根系;当作物受农药药害枝叶枯萎时,使用甲壳质可以辅助解毒并使之很快就抽出新的枝叶。这些都是甲壳质增强作物抗逆性能的典型实例。 提高产量,改善品质甲壳质对作物的增产作用也十分突出,这是因为甲壳质可以激活、增强植株的生理生化机制,促使根系发达,茎叶粗壮,使植株吸收和利用水肥的能力以及光合作用等都得到增强。实践表明,甲壳质用于粮食作物,仅处理种子即可增产5%-15%;用于果蔬喷灌等可增产20%-40%或更多。对作物品质的改善如增加粮食蛋白质和面筋的含量、果蔬糖的含量,产品风味的改善等作用也十分明显。随着人们生活质量的提高,产品的品质将会越来越受到重视,甲壳质在这一方面的作用将日益显得重要。 有利于改善土壤中微生物的分布这是甲壳质很有意思的特点。研究表明,甲壳质进入土壤后可以大大促使有益细菌如固氮菌、纤维分解菌、乳酸菌、放线菌的增生,抑制有害细菌如霉菌、丝状菌的生长。譬如使放线菌的数量可增加近30倍。这一特点决定了甲壳质可以有效改良土壤,改善作物的生存环境,也是它可以防控土传病害和促进作物生长的一个重要原因。 广谱抗菌,良好的成膜性、保湿性和选择透气性甲壳质有广谱的抗菌性。研究表明,甲壳质对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的多数菌都有很好的一杀作用。甲壳质在植株和产物表面形成薄膜,对病菌的侵害起阻隔作用,而且这层膜有良好的保湿作用和选择性透气作用。这些特性决定了甲壳质可以成为果蔬保鲜剂的最好原料。现在甲壳质保鲜剂已经问世,其保鲜作用十分良好。甲壳质的抗菌作用也表现在甲壳质产品的一些辅助用途上,譬如可治疗外伤,消炎,止血,止痛,促进伤口愈合,治疗脚气等等。 使用方便,价格不贵甲壳质产品多为水剂,对水就可以利用。价格不贵农民比较容易接受。综上所述,甲壳质产品集诸上许多独特优点之大成,特别是它的诱抗特性在植保方面有重大意义,这些在现有农药中是少见的。甲壳质产品的广泛应用将会导致植物保护从观念到技术的一次根本性变革,将会为减少作物病虫害,发展两高一优(高产、高效、优质)的绿色农业带来美好的前景,其前途不可限量。这已经在实践中日益明显地表现出来了。4 典型作物典型病害的防止 瓜、菜、草莓等作物连作减产的防治瓜、菜(主要是茄果类)、草莓等作物的连作减产,历来被视为难题,一直未能找到理想的解决办法。连作减产的原因是多方面的,如土壤养分的失调,土壤盐分含量过高,上茬同类作物所产生的废酸中毒,以及镰孢菌为主的土传病菌的危害等。要彻底解决连作问题必须采取综合的防治措施。传统的防治方法,如轮作倒茬,选用抗病品种,嫁接,淹水改土灭菌,化学药剂防治等,均存在各种局限和困难,难以取得理想的效果。利用生物农药健根宝(沈阳农业大学开发的微生物农药)和甲壳质生物农药(施特灵),辅以合理施肥和科学管理,有望为解决连作减产开辟出一条崭新而有效的途径。健根宝和甲壳质产品主要解决重茬最关键、最棘手的防控土传病害问题。仅仅应用健根宝和甲壳质产品就可以解决连作减产的主要问题,实现防病、增产,这已经得到了实践的验证。 水稻立枯病的防治水稻旱育苗已成为我国水稻栽培的主要技术。面积不断扩大,然而水稻苗期的立枯病也相应肆虐,成为制约旱育苗发展的主要障碍。立枯病因源于幼苗出土后的寒潮、冷害,小苗的正常代谢受到阻碍,原生质受到破坏,生理机能减弱,以致内抗性减弱甚至丧失,病菌就相机侵染。由此可见,防治苗期立枯病,增强秧苗自身的抗性是关键所在,甲壳质产品恰可担当此任。用甲壳质产品浸种,出苗后,小苗一叶一针到三叶一针时喷2遍甲壳质产品。最好在喷第一遍(一叶一针)时加入常规50%量的叶面肥,效果更好。 地下块茎(含鳞茎、根茎)类作物的防病和增产甲壳质生物农药对块茎类作物的抗病增产效果特别显著,应积极倡导采用。甲壳质的作用主要表现在作物的早期发育中,以土豆为例,施用甲壳质产品后,其主要有效成分壳聚糖被土豆块茎的淀粉粒子吸收后,作为细胞高效活化因子可取代其他植物激素,促进生根早发,提高出苗率,促进淀粉的大量合成。这是实现高产的基本因素。当苗出齐后,尤其在插墒时和土豆形成期是薯类晚疫病盛发期,可用甲壳质产品喷防,如见病则提高甲壳质产品浓度控制。按上述措施,出苗率已平展叶期计算,展叶出苗率比对照高,平均提前三天出苗;须根增加5%,主根直径比对照平均增粗,主根长度比对照增长,在生长中期计算,没进行任何喷雾情况下产生量比对照增加,可以认为:所有地下块茎、鳞茎、根茎类作物应用甲壳质产品处理是挖掘增产潜力的最简便有效的方法。5 结论面临新世纪到来之际,人类对于保护地球、保护生存环境,发展绿色农业,生产无公害、无污染、无残毒的农产品已成为时尚的追求。可以预见,甲壳质生物农药的广泛应用,必将成为绿色农业的发展开拓出一片崭新的天地,为广大农民的增产增收带来美好的前景。

只是为了提取壳聚糖的话,没有必要,还不如购买一些做改性,写论文要好得多

壳聚糖毕业论文

:①原料预处理:首先将虾壳、蟹壳的肉质、污物等杂质去除,用水洗净,然后干燥;②酸浸:去除原料中无机盐。将预处理后的虾、蟹壳置于5%稀盐酸中室温下浸泡2h,然后过滤、水洗至中性;③消化:去除原料中蛋白质和脂肪。将酸浸后的虾、蟹壳置于10%的氢氧化钠溶液中煮沸2h,然后过滤、水洗至中性、干燥后即得甲壳素;④脱色:有3种方法,包括日晒脱色,保持微酸湿润条件下,在阳光紫外线作用下用空气中的氧气进行漂白;采用高锰酸钾、亚硫酸氢钠等进行氯化脱色;也可采用有机溶剂如丙酮抽提除去色泽⑤脱乙酰基:甲壳素脱乙酰基。将甲壳素置于45%- 50%氢氧化钠溶液中在 100- 110℃水解 4h,然后过滤、水洗至中性、干燥得到壳聚糖。

临床药学是医院药学的核心工作,是世界药学发展的趋势。下面是我为大家整理的电大药学 毕业 论文 范文 ,供大家参考。

《 浅谈“越鞠丸”名方 》

摘要:本文浅谈“越鞠丸”名方创制,方名来由,方歌,组成,功用及临床应用。

关键词:越鞠丸 六郁病

元代朱震亨提出:“气郁、血郁、火郁、食郁、湿郁、痰郁”六郁之说,认为“气血冲和,万病不生,一有怫郁,诸病生焉。故人身诸病多生于郁。”(《丹溪心法·六郁》),而创制越鞠丸这一名方。“越鞠丸治六郁侵,气血痰火湿食因;芎苍香附加栀曲,气畅郁舒痛闷平”。全方由香附、川芎、苍术、神曲、栀子,五味药各等分为末成水丸,现临床学按原方量比例酌定作汤剂煎服。主治气郁所致胸膈痞闷,脘腹胀痛,嗳腐吞酸,恶心呕吐,饮食不消等症。六郁之中,以气郁为主,故方之功用以行气解郁为主,使气机流畅,则痰、火、湿、血、食诸郁自解,痛闷呕恶诸症可除。郁病多由精神因素所引起,以气机郁滞为基本病变,是内科病证中最为常见的一种。临证时气郁常见精神抑郁,情绪不宁,胸胁胀满疼痛等,为郁病的各种证型所共有,血郁:兼见胸胁胀痛,或呈刺痛,部位固定,舌质有瘀点、瘀斑,或舌质紫暗;火郁:兼见性情急躁易怒,胸闷胁痛,嘈杂吞酸,口干而口舌苦,便秘,舌质红,苔黄,脉弦数;食郁:兼见胃脘胀满,嗳气酸腐,不思饮食;湿郁:兼见身重,脘腹胀满,嗳气,口腻,便溏腹泻;痰郁:兼见脘腹胀满,咽中如物梗塞,苔腻。见上述证候者,用越鞠丸无不见效。笔者临床应用本方治疗胃肠神经官能症,加木香、枳壳、白蔻、厚朴;治疗慢性胃炎加苏梗、枳实、木香、炒莱菔子、砂仁、半夏、蒲公英;治疗消化性溃疡加白及、白术、海螵蛸、元胡、三七粉;治疗传染性肝炎加重栀子的用量,再加郁金、生大黄、绵茵陈、板蓝根、虎杖;胆石症再加金钱草、鸡内金、生大黄;治疗肋间神经痛加元胡、丹参、川楝子、乳香、没药;治疗精神抑郁症加石菖蒲、郁金、八月札、丹参、龙骨、牡蛎;治疗痛经加当归、元胡、郁金、细辛、益母草、红花、山楂。诸凡杂病有六郁见证者,投本方随症加味治之,常常会收到较好疗效。

越鞠丸出自朱震亨《丹溪心法·六郁》一书,此方为何取名越鞠丸?令人费解,笔者查阅文献,心中方为之一亮。

考方中栀子一味,《神农本草经》名木丹,《名医别录》称作越桃,至《药性论》始称山栀子,《唐本草》又名枝子。川芎一味,《神农本草经》原名为芎藭,别名抚芎,而在《左传》中,川芎名为鞠穷。丹溪翁从“越桃”与“鞠穷”中各摘取一字而名越鞠丸。丹溪翁创制的另一方剂越桃散,即栀子一味,亦是取自《名医别录》。

戴思恭承丹溪之学云:“郁者,结聚而不得发越,当升者不得升,当降者不得降,当变化者不得变化也;此为传化失常,六郁之病见矣。”郁症多缘于思虑不伸,而气先受病,故用越鞠丸总解诸郁。方中用香附行气解郁,以治气郁为主要药物,川芎活血祛瘀,以治血郁;栀子清热泻火,以治火郁;苍术燥湿运脾,以治湿郁;神曲消食导滞,以治食郁;均为辅助药物,气郁则湿聚痰生,若气机流畅,五郁得解,则痰郁随之而解,故方中不另加药。丹溪翁认为,凡郁在中焦,以苍术、川芎升提其气以升散之,并随症加入诸药。又认为,栀子“泻三焦火,清胃脘血,治热厥心痛,解郁热,行气结”。由此可见,川芎、栀子在本方中有很重要作用,这亦是丹溪翁用“越鞠”命名本方的用意所在。气不郁则痰不生,用越鞠丸以开胃肠三焦之郁,从而使胸膈痞闷,脘腹胀痛,嗳腐吞酸,恶心呕吐,饮食不消等症消失,继而命名气、湿、痰、火、食、血“六郁”得到宣发,促进机体的新陈代谢,改善全身的病理状态。

近贤冉雪峰指出:“查此方集香燥之品为剂,而能宣发脾气,又佐栀子以调之,在时方中颇有法度。……香能行气,燥可胜湿,湿郁夹秽,颇有可取。”当然,本方所治诸郁均为实证,若是虚证郁滞,宜选他方治之。正如《蒲辅周医疗 经验 ·方药杂谈》所说:“郁之为病,人多忽视,多以郁为虚,唯丹溪首创五郁六郁之治,越鞠丸最好。”

越鞠丸自创制以来,于今六百余年,众多医家名贤多有论述,可谓汗牛充栋,笔者浅谈于此,以起抛砖引玉之用,仅此而已!

参考文献

[1]许济群. 方剂学. 上海科学技术出版. 1985: 137

[2]张伯臾. 中医内科学. 上海科学技术出版、发行. 1985:121

[3]王永炎. 中医内科学. 上海科学技术出版社、发行. : 274

《 中药凝胶剂研究近况 》

[摘要] 中药凝胶剂是一种新型的中药外用制剂。本文从中药凝胶剂基质的选择、释药机制研究、渗透促进剂的应用、质量控制等方面阐述中药凝胶剂的研究近况,并对中药凝胶剂的未来发展进行了展望。

[关键词] 中药凝胶剂;释药机制;渗透促进剂;质量控制

中药凝胶剂是一种新型的中药外用制剂,具有涂展性好,无油腻感,易于清洗,透皮吸收好等特点。凝胶剂系指药材提取物与适宜基质制成的、具有凝胶特性的半固体或稠厚液体制剂[1]。中药凝胶剂常用于皮肤或黏膜给药,用于抗炎镇痛、抗菌抗病毒、局部止血等[2-3]。目前,中药凝胶剂研究取得了较大的发展,在医院制剂中广为应用。本文对中药凝胶剂近年的研究进展概述如下职称论文:

1 基质材料

中药凝胶的基质材料根据其性能不同,可分为水性凝胶基质与油性凝胶基质。水性凝胶基质的构成一般为水、甘油或丙二醇与纤维素衍生物、卡波姆和海藻酸盐、西黄蓍胶、明胶、淀粉等;油性凝胶基质则由液状石蜡与聚氧乙烯或脂肪油与胶体硅或铝皂、锌皂构成。必要时可加入保湿剂、防腐剂、抗氧剂、透皮促进剂等附加剂[1]。不同的基质材料的释药特性和临床应用不同,因此,需结合药物特性和临床应用选择合适的基质材料。目前,水溶性凝胶基质应用较多,主要代表为卡波姆及纤维素类。

李秀青等[4]以卡波姆940、PEG4000、甘油为基质制,以辣椒碱,苦参碱为主药,研制了瘢痕止痒凝胶,药效学实验表明其烧伤烫伤愈后瘢痕止痒及各种皮肤瘙痒症具有较好的效果。王芊等[5]制备丹参酮凝胶,以羟丙基纤维素、卡波姆、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为混合基质,不仅使凝胶剂的黏附力得到了提高,还可对丹参酮的释药速率在一定范围之内进行调节。张小军等[6]以卡波姆940为基质制备了复方芦荟凝胶剂,涂展性好,无油腻感,易于清洗,透皮吸收好,治疗痤疮效果良好。王雷等[7]以壳聚糖和卡波姆为基质制备黄芩苷凝胶,以达到局部迅速给药、避免胃肠道对药物的降解及肝脏的首过效应的目的并起到长效、缓释的作用。张蜀艳等[8]用正交实验对麻疯树酚凝胶的最佳配方进行了筛选,以卡波姆为基质制备的凝胶剂,光滑细腻,释药快且稳定。

基质材料的选择对于制剂中药物的释放有着重要的影响。陈秋红等[9]以离体鼠皮为屏障,采用改良的Franz扩散池法,以秋水仙碱为检测指标比较了3 种基质对秋水仙碱凝胶体外透皮速率的影响,结果为以Carbomer为基质的秋水仙碱凝胶体外透皮速率最高,其次为HPMC基质凝胶,CMC-Na基质凝胶体外透皮速率最低。

2 释药机制

中药凝胶剂释药机制复杂,受较多因素影响。一般情况下,亲水凝胶骨架中药物的释放符合Fick定律,可以用Higuchi动力学方程描述其动力学过程。张蜀艳等[8]为比较不同浓度各基质对麻疯树酚释药的影响,采用透析膜扩散法进行体外释药实验,结果发现麻疯树酚凝胶剂释药过程符合Higuchi方程。梁学政等[10]采用Franz扩散池,以离体小鼠皮肤为透皮屏障,进行双柏凝胶剂中大黄素体外透皮吸收的实验,结果表明大黄素体外经皮吸收符合Higuchi动力学过程。有时凝胶剂中的药物具有溶出控制的特征,呈恒速释放,或符合其他模式,用Fick扩散机制无法解释。这种非Fick扩散模式可能是由于凝胶溶胀前沿移动后,聚合物松弛产生的。如以卡波姆为基质材料时,可以零级动力学释放药物。付毅华等[11]采用改良Franz扩散池,以离体小鼠皮肤为透皮屏障,以青藤碱为指标性成分,研究祛风止痹凝胶剂体外渗透性,结果表明青藤碱经皮吸收过程为零级动力学过程。

3 渗透促进剂的研究应用

经皮给药制剂研究必须首先解决药物对皮肤的穿透性和透皮速率的问题。除少数剂量小且具有适宜溶解性的小分子药物外,大多数药物的透皮速率都无法满足治疗需要。因而提高药物的透皮速率是开发经皮给药系统的关键[12]。经皮吸收促进剂能加速药物穿过皮肤。常用经皮吸收促进剂主要有有机酸、脂肪醇类、表面活性剂、氮酮、醇类化合物、角质层保湿剂、精油等。方世平等[13]以离体小鼠鼠皮为透皮屏障,采用改进Franz扩散池装置,对不同浓度的薄荷脑和氮酮对姜赤凝胶剂体外透皮作用的影响进行了研究,结果表明不同浓度薄荷脑和氮酮均有促进姜赤凝胶剂中芍药苷透皮的作用,其促渗透作用强弱顺序为:10%薄荷脑>7%薄荷脑>13%薄荷脑>4%薄荷脑>1%薄荷脑,9%氮酮>7%氮酮>5%氮酮>3%氮酮>1%氮酮。薄荷脑浓度在1%~10%之间时,对芍药苷的促渗透作用与薄荷脑浓度呈正相关,但薄荷脑浓度超过10%后其促渗作用反而下降。陈秋红等[9]以离体昆明小鼠皮为屏障,采用改良的Franz扩散池法,对加入了不同透皮促进剂的秋水仙碱凝胶的体外透皮速率进行了考察,结果表明透皮促进剂促进秋水仙碱体外透皮的强弱顺序为:丙二醇>冰片>氮酮>薄荷油,并且秋水仙碱凝胶体外透皮释药符合Higuchi动力学过程。

4 质量控制研究

中药凝胶剂的质量控制项目主要有性状、鉴别、pH值、含量测量、刺激性、稳定性及微生物限度检查等。目前多采用HPLC法进行含量测定,而稳定性检查则主要包括离心、耐热耐寒实验及室温留样观察等。罗毅等[14]以卡波姆940为凝胶基质制备柏竹凝胶,建立了质量标准。不但对柏竹凝胶的性状、鉴别进行了研究,并对其进行了稳定性考察。分别将柏竹凝胶进行了离心,在55℃和-4℃进行耐热耐寒实验,结果未出现分层、沉淀、变色等现象,并将柏竹凝胶室温保存6个月,其质量无变化,表明其所制备的柏竹凝胶稳定。王芊等[5]制备了丹参酮凝胶,并对其质量进行了全面考察,应用HPLC建立了丹参酮ⅡA的含量测定 方法 ,通过离心、耐热耐寒实验及室温留样观察等考察了凝胶的稳定性,结果表明丹参酮凝胶稳定。孙栋梁等[15]通过薄层色谱法对盆炎净凝胶剂处方中赤芍、丹参、延胡索进行了鉴别,并采用高效液相色谱法测定了盆炎净凝胶剂中芍药苷的含量,建立盆炎净凝胶剂的质量标准。

5 展望

中药凝胶剂是一种新型的外用制剂,同时具有使用方便、舒适、生物相容性好等多种优点,适用于皮肤及黏膜给药,不仅可避免首过效应对口服给药的影响,还可减轻药物的不良反应,符合中医的“内病外治”的理念。中药凝胶剂制备工艺简单,可容纳中药复方的极细药粉、提取物等,便于推广应用,可作为改进中药传统外用制剂的一种选择。但目前由于中药凝胶剂基础研究薄弱,尚存在较多问题,如中药凝胶可选用的基质材料少,尚满足不了日益多样化的需求。另外由于中药的特殊性,其成分复杂、含量低,且相互干扰,不便于分析检测。这些都要求加强中药的基础研究,尽可能明确中药的有效成分和作用机制,充分利用新技术、新方法对中药进行提取、分离、纯化,提高制剂的质量,使中药凝胶剂发挥更大的防病治病作用。

[参考文献]

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《 单胺氧化酶的研究进展 》

【摘要】近年来,关于单胺氧化酶在临床上的应用研究越来越受到人们的关注,本文将对其理化性质、检测方法及临床应用作一综述。

【关键词】单胺氧化酶;研究进展

1MAO理化性质单胺氧化酶(Monoamine oxidase,MAO)的分类名为单胺:氧氧化还原酶,是含Fe2+、Cu2+和磷脂的结合酶,主要作用-CH2NH2基团催化各种单胺类脱胺生成相应的醛,然后进一步氧化成酸;或使醛转化为醇再进一步代谢。MAO是一种上具多个结合部位的单一分子酶,故对底物的特异性不高,可使多种胺类氧化脱氨。MAO广布于体内各组织器官,尤以肝、肾、胃和小肠含量最多,主要位于线粒体膜外表面,并与膜紧密结合,以黄素腺嘌呤二核苷酸为辅酶;另一类存在于结缔组织,不含FAD,以磷酸吡哆醛为辅酶。

脑组织中的MAO随年龄增加、神经胶质细胞的增多其活性增强。MAO能分解儿茶酚胺类激素,可间接反映心脏交感神经结功能。现已证实,不同来源的MAO的相对分子质量相差很大,小者约100,000,大者可达1,000,000以上,是由于同一亚基的聚合程度不同所致。

2MAO实验室检测方法

最早检测MAO是用荧光测定法[1]和醛偶氮萘酚法[2],目前常用方法包括以下几种。

醛苯腙比色法该方法通过MAO氧化苄胺,再与2,4二硝基苯肼作用生成的醛苯腙在碱性条件下产生棕红色,于470nm比色测定,计算MAO的浓度。

比色法该法是通过MAO氧化苄胺产生过氧化氢,过氧化氢在过氧化物酶存在下与MCDP作用生成有色的甲烯蓝,于660nm处比色测定,计算MAO的浓度。此法需要加入终止液后测定,不宜于大批量标本的检测,而且MCDP见光易分解。

连速监测法该方法是通过MAO催化苄胺生成氨,氨在α-酮戊二酸、NADPH和GLDH的存在下生成谷氨酸,同时NADPH还原成NADP+,引起340nm处吸光度的下降,通过监测其下降的速率即可得出样本中MAO的活性。此方法快捷、操作简单、适合自动化分析,可减少人为误差,具有良好的准确度与精密度,适合大多数临床实验室应用。

3MAO测定的临床应用

血清单胺氧化酶活性高低能反映肝纤维化的程度,是诊断肝硬化的重要指标。肝硬化病人MAO活性升高的阳性率在80%以上,最高值可达对照值的倍(n=30)。酶活性与腹腔镜所见肝表面的结节变化,以及与活组织镜检所见的纤维化程度相平行。纤维变仅限于汇管区或小叶中心者,其MAO活性大致正常;纤维变侵入肝实质内时,MAO升高率为30%;汇管和汇管区之间有架桥性纤维化时,则有83%升高;如在假小叶周围有广泛纤维化形成时,则几乎全部均升高,且升高幅度最大。国内报道阳性率均在85%(天津公安医院:17例,88%,高玑山等:32例,;薛德义等:71例,;黄泽伦:20例,85%;刘览等:30例,),其升高幅度及阳性率均超过急性或慢性肝炎。同工酶分离证实,慢性肝病SMAO-III有增高趋势;肝硬化代偿组MAO-III占总活性的()%,其阳性率为(13/18);肝硬化失代偿组MAO-III占总活性的()%,其阳性率为,故检测MAO同工酶有助于肝硬化的早期诊断(陈道宏等)。

虽然肝硬化时,结缔组织纤维释放MAO增多,但在纤维化甚为明显的血吸虫肝病,患者SMAO并不一定升高,故纤维化并非MAO活性升高的唯一原因。现已知大动脉和肺组织内MAO的浓度比血清高100-150倍,血中MAO可能部分来自血管内皮细胞。肝硬化时,病人体内的水分增加,末梢扩张和高动力型循环等有可能促使血管壁内MAO释放人血。由于胃肠组织也含有丰富的MAO,因此门-体静脉短路时,肠内MAO可经短路进入体循环。

各型肝炎:各型肝炎急性期患者的MAO活性多数不升高,但在暴发型重症肝炎时,因肝细胞坏死,线粒体释放大量的MAO,可致MAO活性升高,阳性率可达,其升高幅度与病情轻重程度成正相关;急性肝炎经久不愈,病程超过3个月者,MAO活性亦可升高;活动型慢性肝炎有半数左右病例MAO活性升高。肝炎与肝硬化病人MAO活性差别显著,而各型肝炎之间的MAO活性无显著差异。

糖尿病可因合并脂肪肝,充血性心力衰竭可因肝郁而继发肝纤维化,以至人MAO活性增高;甲状腺功能亢进可因纤维组织分解与合成旺盛,肢端肥大症可因纤维过度合成等原因,从而引起MAO活性不同程度的升高。有些无纤维增生的结缔组织疾病的病人MAO活性不升高。原发性肝癌、继发性肝癌、畸胎瘤、胆汁性肝硬化、血吸虫性肝硬化、慢性胆汁郁积型肝炎等患者的SMAO活性不变。

测定血小板MAO活性发现,正常对照组女性大于男性。

慢性精神分裂症患者血小板MAO活性明显低于正常组,而急性精神分裂症与对照组无明显差别,但抗精神病药物能引起MAO活性升高。双向情感性障碍患者,血小板MAO活性显著低于对照组,且男性低于女性;躁狂型患者显著低于抑郁型患者患者,单相抑郁症患者显著公共开支对照组。但美国学者最近研究认为,血小板MAO活性与精神病学检查结果没有明显关系。酒精中毒者男性血小板MAO与女性有明显差异。

此外,测定肿瘤组织匀浆MAO和二胺氧化酶的活性,有助于区别前肠和中肠的类癌瘤肿瘤,前肠类癌肿组织中MAO活性[(1850+342)mol/,n=16]明显高于中肠类癌肿瘤[(407+43)mol/]。

参考文献

[1]王坤,等.实用诊断酶学[M].重庆:科技文献出版社重庆分社,1989:259-267.

[2]叶应妩,等.全国临床检验操作规程式[M].北京:人民卫生出版社,1997:229-231.

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聚合物薄膜传感器研究进展论文

浅谈传感器的现状以及发展趋势2007-1-25 16:39:00 转:中国工控展览网 供稿1 微型化(Micro)为了能够与信息时代信息量激增、要求捕获和处理信息的能力日益增强的技术发展趋势保持一致,对于传感器性能指标(包括精确性、可靠性、灵敏性等)的要求越来越严格;与此同时,传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程,因此还要求传感器必须配有标准的输出模式;而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求,所以它们已逐步被各种不同类型的高性能微型传感器所取代;后者主要由硅材料构成,具有体积小、重量轻、反应快、灵敏度高以及成本低等优点。 由计算机辅助设计(CAD)技术和微机电系统(MEMS)技术引发的传感器微型化目前,几乎所有的传感器都在由传统的结构化生产设计向基于计算机辅助设计(CAD)的模拟式工程化设计转变,从而使设计者们能够在较短的时间内设计出低成本、高性能的新型系统,这种设计手段的巨大转变在很大程度上推动着传感器系统以更快的速度向着能够满足科技发展需求的微型化的方向发展。对于微机电系统(MEMS)的研究工作始于20世纪60年代,其研究范畴涉及材料科学、机械控制、加工与封装工艺、电子技术以及传感器和执行器等多种学科,是一个极具前景的新兴研究领域。MEMS的核心技术是研究微电子与微机械加工与封装技术的巧妙结合,期望能够由此而制造出体积小巧但功能强大的新型系统。经过几十年的发展,尤其最近十多年的研究与发展,MEMS技术已经显示出了巨大的生命力,此项技术的有效采用将信息系统的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了一个新的高度。在当前技术水平下,微切削加工技术已经可以生产出来具有不同层次的3D微型结构,从而可以生产出体积非常微小的微型传感器敏感元件,象毒气传感器、离子传感器、光电探测器这样的以硅为主要构成材料的传感/探测器都装有极好的敏感元件[1],[2]。目前,这一类元器件已作为微型传感器的主要敏感元件被广泛应用于不同的研究领域中。 微型传感器应用现状就当前技术发展现状来看,微型传感器已经对大量不同应用领域,如航空、远距离探测、医疗及工业自动化等领域的信号探测系统产生了深远影响;目前开发并进入实用阶段的微型传感器已可以用来测量各种物理量、化学量和生物量,如位移、速度/加速度、压力、应力、应变、声、光、电、磁、热、PH值、离子浓度及生物分子浓度等2 智能化(Smart)智能化传感器(Smart Sensor)是20世纪80年代末出现的另外一种涉及多种学科的新型传感器系统。此类传感器系统一经问世即刻受到科研界的普遍重视,尤其在探测器应用领域,如分布式实时探测、网络探测和多信号探测方面一直颇受欢迎,产生的影响较大。 智能化传感器的特点智能化传感器是指那些装有微处理器的,不但能够执行信息处理和信息存储,而且还能够进行逻辑思考和结论判断的传感器系统。这一类传感器就相当于是微型机与传感器的综合体一样,其主要组成部分包括主传感器、辅助传感器及微型机的硬件设备。如智能化压力传感器,主传感器为压力传感器,用来探测压力参数,辅助传感器通常为温度传感器和环境压力传感器。采用这种技术时可以方便地调节和校正由于温度的变化而导致的测量误差,而环境压力传感器测量工作环境的压力变化并对测定结果进行校正;而硬件系统除了能够对传感器的弱输出信号进行放大、处理和存储外,还执行与计算机之间的通信联络。通常情况下,一个通用的检测仪器只能用来探测一种物理量,其信号调节是由那些与主探测部件相连接着的模拟电路来完成的;但智能化传感器却能够实现所有的功能,而且其精度更高、价格更便宜、处理质量也更好。与传统的传感器相比,智能化传感器具有以下优点:1.智能化传感器不但能够对信息进行处理、分析和调节,能够对所测的数值及其误差进行补偿,而且还能够进行逻辑思考和结论判断,能够借助于一览表对非线性信号进行线性化处理,借助于软件滤波器滤波数字信号。此外,还能够利用软件实现非线性补偿或其它更复杂的环境补偿,以改进测量精度。2.智能化传感器具有自诊断和自校准功能,可以用来检测工作环境。当工作环境临近其极限条件时,它将发出告警信号,并根据其分析器的输入信号给出相关的诊断信息。当智能化传感器由于某些内部故障而不能正常工作时,它能够借助其内部检测链路找出异常现象或出了故障的部件。3.智能化传感器能够完成多传感器多参数混合测量,从而进一步拓宽了其探测与应用领域,而微处理器的介入使得智能化传感器能够更加方便地对多种信号进行实时处理。此外,其灵活的配置功能既能够使相同类型的传感器实现最佳的工作性能,也能够使它们适合于各不相同的工作环境。4.智能化传感器既能够很方便地实时处理所探测到的大量数据,也可以根据需要将它们存储起来。存储大量信息的目的主要是以备事后查询,这一类信息包括设备的历史信息以及有关探测分析结果的索引等;5.智能化传感器备有一个数字式通信接口,通过此接口可以直接与其所属计算机进行通信联络和交换信息。此外,智能化传感器的信息管理程序也非常简单方便,譬如,可以对探测系统进行远距离控制或者在锁定方式下工作,也可以将所测的数据发送给远程用户等。 智能化传感器的发展与应用现状目前,智能化传感器技术正处于蓬勃发展时期,具有代表意义的典型产品是美国霍尼韦尔公司的ST-3000系列智能变送器和德国斯特曼公司的二维加速度传感器,以及另外一些含有微处理器(MCU)的单片集成压力传感器、具有多维检测能力的智能传感器和固体图像传感器(SSIS)等。与此同时,基于模糊理论的新型智能传感器和神经网络技术在智能化传感器系统的研究和发展中的重要作用也日益受到了相关研究人员的极大重视。指出的一点是:目前的智能化传感器系统本身尽管全都是数字式的,但其通信协议却仍需借助于4~20 mA的标准模拟信号来实现。一些国际性标准化研究机构目前正在积极研究推出相关的通用现场总线数字信号传输标准;不过,在眼下过渡阶段仍大多采用远距离总线寻址传感器(HART)协议,即Highway Addressable Remote Transducer。这是一种适用于智能化传感器的通信协议,与目前使用4~20mA模拟信号的系统完全兼容,模拟信号和数字信号可以同时进行通信,从而使不同生产厂家的产品具有通用性。能化传感器多用于压力、力、振动冲击加速度、流量、温湿度的测量,如美国霍尼韦尔公司的ST3000系列全智能变送器和德国斯特曼公司的二维加速度传感器就属于这一类传感器。另外,智能化传感器在空间技术研究领域亦有比较成功的应用实例[6]。发展中,智能化传感器无疑将会进一步扩展到化学、电磁、光学和核物理等研究领域。可以预见,新兴的智能化传感器将会在关系到全人类国民生的各个领域发挥越来越大作用。3 多功能传感器(Multifunction)如前所述,通常情况下一个传感器只能用来探测一种物理量,但在许多应用领域中,为了能够完美而准确地反映客观事物和环境,往往需要同时测量大量的物理量。由若干种敏感元件组成的多功能传感器则是一种体积小巧而多种功能兼备的新一代探测系统,它可以借助于敏感元件中不同的物理结构或化学物质及其各不相同的表征方式,用单独一个传感器系统来同时实现多种传感器的功能。随着传感器技术和微机技术的飞速发展,目前已经可以生产出来将若干种敏感元件综装在同一种材料或单独一块芯片上的一体化多功能传感器。 多功能传感器的执行规则和结构模式概括来讲,多功能传感器系统主要的执行规则和结构模式包括:(1) 多功能传感器系统由若干种各不相同的敏感元件组成,可以用来同时测量多种参数。譬如,可以将一个温度探测器和一个湿度探测器配置在一起(即将热敏元件和湿敏元件分别配置在同一个传感器承载体上)制造成一种新的传感器,这样,这种新的传感器就能够同时测量温度和湿度。(2) 将若干种不同的敏感元件精巧地制作在单独的一块硅片中,从而构成一种高度综合化和小型化的多功能传感器。由于这些敏感元件是被综装在同一块硅片中的,它们无论何时都工作在同一种条件下,所以很容易对系统误差进行补偿和校正。(3)借助于同一个传感器的不同效应可以获得不同的信息。以线圈为例,它所表现出来的电容和电感是各不相同的。(4)在不同的激励条件下,同一个敏感元件将表现出来不同的特征。而在电压、电流或温度等激励条件均不相同的情况下,由若干种敏感元件组成的一个多功能传感器的特征可想而知将会是多么的千差万别!有时候简直就相当于是若干个不同的传感器一样,其多功能特征可谓名副其实。 多功能传感器的研制与应用现状多功能传感器无疑是当前传感器技术发展中一个全新的研究方向,日前有许多学者正在积极从事于该领域的研究工作。如将某些类型的传感器进行适当组合而使之成为新的传感器,如用来测量流体压力和互异压力的组合传感器。又如,为了能够以较高的灵敏度和较小的粒度同时探测多种信号,微型数字式三端口传感器可以同时采用热敏元件、光敏元件和磁敏元件;这种组配方式的传感器不但能够输出模拟信号,而且还能够输出频率信号和数字信号.从目前的发展现状来看,最热门的研究领域也许是各种类型的仿生传感器了,而且在感触、刺激以及视听辨别等方面已有最新研究成果问世。从实用的角度考虑,多功能传感器中应用较多的是各种类型的多功能触觉传感器,譬如人造皮肤触觉传感器就是其中之一,这种传感器系统由PVDF材料、无触点皮肤敏感系统以及具有压力敏感传导功能的橡胶触觉传感器等组成。据悉,美国MERRITT公司研制开发的无触点皮肤敏感系统获得了较大的成功,其无触点超声波传感器、红外辐射引导传感器、薄膜式电容传感器、以及温度、气体传感器等在美国本土应用甚广。与其它方面的研究成果相比,目前在人工嗅觉方面的研究还似乎远远不尽人意。由于嗅觉元件接收到的判别信号是非常复杂的,其中总是混合着成千上万种化学物质,这就使得嗅觉系统处理起这些信号来异常错综复杂。人工嗅觉传感系统的典型产品是功能各异的Electronic nose(电子鼻),近10多年来,该技术的发展很快,目前已有数种商品化的产品在国际市场流通,美、法、德、英等国家均有比较先进的电子鼻产品问世。“电子鼻”系统通常由一个交叉选择式气体传感器阵列和相关的数据处理技术组成,并配以恰当的模式识别系统,具有识别简单和复杂气味的能力,主要用来解决一般情况下的气味探测问题。根据应用对象的不同,“电子鼻”系统传感器阵列中传感器的构成材料及配置数量亦有所不同,其中,构成材料包括金属氧化物半导体、导电聚合物、石英晶振等,配置数量则从几个到数十个不等。总之,“电子鼻”系统是气体传感器技术和信息处理技术进行有效结合的高科技产物,其气体传感器的体积很小,功耗也很低,能够方便地捕获并处理气味信号。气流经过气体传感器阵列进入到“电子鼻”系统的信号预处理元件中,最后由阵列响应模式来确定其所测气体的特征。阵列响应模式采用关联法、最小二乘法、群集法以及主要元素分析法等方法对所测气体进行定性和定量鉴别。美国Cyranosciences公司生产的Cyranose 320电子鼻是目前技术较为先进、适用范围也比较广的嗅觉传感系统之一,该系统主要由传感器阵列和数据分析算法两部分组成,其基本技术是将若干个独特的薄膜式碳-黑聚合物复合材料化学电阻器配置成一个传感器阵列,然后采用标准的数据分析技术,通过分析由此传感器阵列所收集到的输出值的办法来识别未知分析物。据称,Cyranose 320电子鼻的适用范围包括食品与饮料的生产与保鲜、环境保护、化学品分析与鉴定、疾病诊断与医药分析以及工业生产过程控制与消费品的监控与管理等。4 无线网络化(wireless networked)无线网络对我们来说并不陌生,比如手机,无线上网,电视机。传感器对我们来说也不陌生,比如温度传感器、压力传感器,还有比较新颖的气味传感器。但是,把二者结合在起来,提出无线传感器网络(Wireless Sensor Networks)这个概念,却是近几年才发生的事情。这个网络的主要组成部分就是一个个可爱的传感器节点。说它们可爱,是因为它们的体积都非常小巧。这些节点可以感受温度的高低、湿度的变化、压力的增减、噪声的升降。更让人感兴趣的是,每一个节点都是一个可以进行快速运算的微型计算机,它们将传感器收集到的信息转化成为数字信号,进行编码,然后通过节点与节点之间自行建立的无线网络发送给具有更大处理能力的服务器 传感器网络传感器网络是当前国际上备受关注的、由多学科高度交叉的新兴前沿研究热点领域。传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等,能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,通过嵌入式系统对信息进行处理,并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端。从而真正实现“无处不在的计算”理念。传感器网络的研究采用系统发展模式,因而必须将现代的先进微电子技术、微细加工技术、系统SOC(system-on-chip)芯片设计技术、纳米材料与技术、现代信息通讯技术、计算机网络技术等融合,以实现其微型化、集成化、多功能化及系统化、网络化,特别是实现传感器网络特有的超低功耗系统设计。传感器网络具有十分广阔的应用前景,在军事国防、工农业、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等许多领域都有重要的科研价值和巨大实用价值,已经引起了世界许多国家军界、学术界和工业界的高度重视,并成为进入2000 年以来公认的新兴前沿热点研究领域,被认为是将对二十一世纪产生巨大影响力的技术之一。 传感器网络研究热点问题和关键技术传感器网络以应用为目标,其构建是一个庞大的系统工程,涉及到的研究工作和需要解决的问题在每一个层面上都很多。对无线传感器网络系统结构及界面接口技术的研究意义重大。如果我们把传感器网络按其功能抽象成五个层次的话,将会包括基础层(传感器集合)、网络层(通信网络)、中间件层、数据处理和管理层以及应用开发层。其中,基础层以研究新型传感器和传感系统为核心,包括应用新的传感原理、使用新的材料以及采用新的结构设计等,以降低能耗、提高敏感性、选择性、响应速度、动态范围、准确度、稳定性以及在恶劣环境条件下工作的能力。 传感器网络的应用研究传感器网络有着巨大的应用前景,被认为是将对21 世纪产生巨大影响力的技术之一。已有和潜在的传感器应用领域包括:军事侦察、环境监测、医疗、建筑物监测等等。随着传感器技术、无线通信技术、计算技术的不断发展和完善,各种传感器网络将遍布我们生活环境,从而真正实现“无处不在的计算”。以下简要介绍传感器网络的一些应用。(1)军事应用传感器网络研究最早起源于军事领域,实验系统有海洋声纳监测的大规模传感器网络,也有监测地面物体的小型传感器网络。现代传感器网络应用中,通过飞机撒播、特种炮弹发射等手段,可以将大量便宜的传感器密集地撒布于人员不便于到达的观察区域如敌方阵地内,收集到有用的微观数据;在一部分传感器因为遭破坏等原因失效时,传感器网络作为整传感器网络体仍能完成观察任务。传感器网络的上述特点使得它具有重大军事价值,可以应用于如下一些场景中:▉监测人员、装备等情况以及单兵系统:通过在人员、装备上附带各种传感器,可以让各级指挥员比较准确、及时地掌握己方的保存状态。通过在敌方阵地部署各种传感器,可以了解敌方武器部署情况,为己方确定进攻目标和进攻路线提供依据。▉监测敌军进攻:在敌军驻地和可能的进攻路线上部署大量传感器,从而及时发现敌军的进攻行动、争取宝贵的应对时间。并可根据战况快速调整和部署新的传感器网络。▉评估战果:在进攻前后,在攻击目标附近部署传感器网络,从而收集目标被破坏程度的数据。▉核能、生物、化学攻击的侦察:借助于传感器网络可以及早发现己方阵地上的生、化污染,提供快速反应时间从而减少损失。不派人员就可以获取一些核、生、化爆炸现场的详细数据。(2)环境应用应用于环境监测的传感器网络,一般具有部署简单、便宜、长期不需更换电池、无需派人现场维护的优点。通过密集的节点布置,可以观察到微观的环境因素,为环境研究和环境监测提供了崭新的途径传感器网络研究在环境监测领域已经有很多的实例。这些应用实例包括:对海岛鸟类生活规律的观测;气象现象的观测和天气预报;森林火警;生物群落的微观观测等▉洪灾的预警:通过在水坝、山区中关键地点合理地布置一些水压、土壤湿度等传感器,可以在洪灾到来之前发布预警信息,从而及时排除险情或者减少损失。▉农田管理:通过在农田部署一定密度的空气温度、土壤湿度、土壤肥料含量、光照强度、风速等传感器,可以更好地对农田管理微观调控,促进农作物生长。(3)家庭应用建筑及城市管理各种无线传感器可以灵活方便地布置于建筑物内,获取室内环境参数,从而为居室环境控制和危险报警提供依据。▉ 智能家居:通过布置于房间内的温度、湿度、光照、空气成分等无线传感器,感知居室不同部分的微观状况,从而对空调、门窗以及其他家电进行自动控制,提供给人们智能、舒适的居住环境[16]。▉建筑安全:通过布置于建筑物内的图像、声音、气体检测、温度、压力、辐射等传感器,发现异常事件及时报警,自动启动应急措施。▉智能交通:通过布置于道路上的速度、识别传感器,监测交通流量等信息,为出行者提供信息服务,发现违章能及时报警和记录[17]。反恐和公共安全通过特殊用途的传感器,特别是生物化学传感器监测有害物、危险物的信息,最大限度地减少其对人民群众生命安全造成的伤害。(4)结论无线传感器网络有着十分广泛的应用前景,它不仅在工业、农业、军事、环境、医疗等传统领域有具有巨大的运用价值,在未来还将在许多新兴领域体现其优越性,如家用、保健、交通等领域。我们可以大胆的预见,将来无线传感器网络将无处不在,将完全融入我们的生活。比如微型传感器网最终可能将家用电器、个人电脑和其他日常用品同互联网相连,实现远距离跟踪,家庭采用无线传感器网络负责安全调控、节电等。无线传感器网络将是未来的一个无孔不入的十分庞大的网络,其应用可以涉及到人类日常生活和社会生产活动的所有领域。但是,我们还应该清楚的认识到,无线传感器网络才刚刚开始发展,它的技术、应用都还还远谈不上成熟,国内企业应该抓住商机,加大投入力度,推动整个行业的发展。无线传感器网络是新兴的通信应用网络,其应用可以涉及到人类生活和社会活动的所有领域。因此,无线传感器网络将是未来的一个无孔不入的十分庞大的网络,需要各种技术支撑。目前,成熟的通信技术都可能经过适当的改进和进一步发展,应用到无线传感器网络中,形成新的市场增长点,创造无线通信的新天地。5 结语当前技术水平下的传感器系统正向着微小型化、智能化、多功能化和网络化的方向发展。今后,随着CAD技术、MEMS技术、信息理论及数据分析算法的继续向前发展,未来的传感器系统必将变得更加微型化、综合化、多功能化、智能化和系统化。在各种新兴科学技术呈辐射状广泛渗透的当今社会,作为现代科学“耳目”的传感器系统,作为人们快速获取、分析和利用有效信息的基础,必将进一步得到社会各界的普遍关注。微波传感器依靠微波的很多优点,将广泛地用于微波通讯、卫星发送等无线通讯,和雷达、导弹诱导、遥感、射电望远镜中。并且在一些非接触式的监测和控制中也有很好的应用。

生物传感器的研究现状及应用摘要:简述了生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用,对其发展前景及市场化作了预测及展望。生物电极是以固定化生物体组成作为分子识别元件的敏感材料,与氧电极、膜电极和燃料电极等构成生物传感器,在发酵工业、环境监测、食品监测、临床医学等方面得到广泛的应用。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展,生物传感器在市场上具有极强的竞争力。 关键词:生物传感器;发酵工业;环境监测。中图分类号: 文献标识码:a 文章编号:1006-883x(2002)10-0001-06一、 引言 从1962年,clark和lyons最先提出生物传感器的设想距今已有40 年。生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。在最初15年里,生物传感器主要是以研制酶电极制作的生物传感器为主,但是由于酶的价格昂贵并不够稳定,因此以酶作为敏感材料的传感器,其应用受到一定的限制。近些年来,微生物固定化技术的不断发展,产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件,与酶电极相比有其独到之处。它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外,还可以同时利用微生物体内的辅酶处理复杂反应。而目前,光纤生物传感器的应用也越来越广泛。而且随着聚合酶链式反应技术(pcr)的发展,应用pcr的dna生物传感器也越来越多。二、 研究现状及主要应用领域 1、 发酵工业各种生物传感器中,微生物传感器最适合发酵工业的测定。因为发酵过程中常存在对酶的干扰物质,并且发酵液往往不是清澈透明的,不适用于光谱等方法测定。而应用微生物传感器则极有可能消除干扰,并且不受发酵液混浊程度的限制。同时,由于发酵工业是大规模的生产,微生物传感器其成本低设备简单的特点使其具有极大的优势。(1). 原材料及代谢产物的测定微生物传感器可用于原材料如糖蜜、乙酸等的测定,代谢产物如头孢霉素、谷氨酸、甲酸、甲烷、醇类、青霉素、乳酸等的测定。测量的原理基本上都是用适合的微生物电极与氧电极组成,利用微生物的同化作用耗氧,通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量,从而达到测量底物浓度的目的。在各种原材料中葡萄糖的测定对过程控制尤其重要,用荧光假单胞菌(psoudomonas fluorescens)代谢消耗葡萄糖的作用,通过氧电极进行检测,可以估计葡萄糖的浓度。这种微生物电极和葡萄糖酶电极型相比,测定结果是类似的,而微生物电极灵敏度高,重复实用性好,而且不必使用昂贵的葡萄糖酶。当乙酸用作碳源进行微生物培养时,乙酸含量高于某一浓度会抑制微生物的生长,因此需要在线测定。用固定化酵母(trichosporon brassicae),透气膜和氧电极组成的微生物传感器可以测定乙酸的浓度。此外,还有用大肠杆菌()组合二氧化碳气敏电极,可以构成测定谷氨酸的微生物传感器,将柠檬酸杆菌完整细胞固定化在胶原蛋白膜内,由细菌―胶原蛋白膜反应器和组合式玻璃电极构成的微生物传感器可应用于发酵液中头孢酶素的测定等等。(2). 微生物细胞总数的测定在发酵控制方面,一直需要直接测定细胞数目的简单而连续的方法。人们发现在阳极表面,细菌可以直接被氧化并产生电流。这种电化学系统已应用于细胞数目的测定,其结果与传统的菌斑计数法测细胞数是相同的[1]。(3). 代谢试验的鉴定传统的微生物代谢类型的鉴定都是根据微生物在某种培养基上的生长情况进行的。这些实验方法需要较长的培养时间和专门的技术。微生物对底物的同化作用可以通过其呼吸活性进行测定。用氧电极可以直接测量微生物的呼吸活性。因此,可以用微生物传感器来测定微生物的代谢特征。这个系统已用于微生物的简单鉴定、微生物培养基的选择、微生物酶活性的测定、废水中可被生物降解的物质估计、用于废水处理的微生物选择、活性污泥的同化作用试验、生物降解物的确定、微生物的保存方法选择等[2]。2、 环境监测(1). 生化需氧量的测定生化需氧量(biochemical oxygen demand ?bod)的测定是监测水体被有机物污染状况的最常用指标。常规的bod测定需要5天的培养期,操作复杂、重复性差、耗时耗力、干扰性大,不宜现场监测,所以迫切需要一种操作简单、快速准确、自动化程度高、适用广的新方法来测定。目前,有研究人员分离了两种新的酵母菌种spt1和spt2,并将其固定在玻璃碳极上以构成微生物传感器用于测量bod,其重复性在±10%以内。将该传感器用于测量纸浆厂污水中bod的测定,其测量最小值可达2 mg/l,所用时间为5min[3]。还有一种新的微生物传感器,用耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料,在高渗透压下可以正常工作。并且其菌株可长期干燥保存,浸泡后即恢复活性,为海水中bod的测定提供了快捷简便的方法[4]。 除了微生物传感器,还有一种光纤生物传感器已经研制出来用于测定河水中较低的bod值。该传感器的反应时间是15min,最适工作条件为30°c,ph=7。这个传感器系统几乎不受氯离子的影响(在1000mg/l范围内),并且不被重金属(fe3+、cu2+、mn2+、cr3+、zn2+)所影响。该传感器已经应用于河水bod的测定,并且获得了较好的结果[4]。现在有一种将bod生物传感器经过光处理(即以tio2作为半导体,用6 w灯照射约4min)后,灵敏度大大提高,很适用于河水中较低bod的测量[5]。同时,一种紧凑的光学生物传感器已经发展出来用于同时测量多重样品的bod值。它使用三对发光二极管和硅光电二极管,假单胞细菌(pseudomonas fluorescens)用光致交联的树脂固定在反应器的底层,该测量方法既迅速又简便,在4℃下可使用六周,已经用于工厂废水处理的过程中[5]。(2). 各种污染物的测定常用的重要污染指标有氨、亚硝酸盐、硫化物、磷酸盐、致癌物质与致变物质、重金属离子、酚类化合物、表面活性剂等物质的浓度。目前已经研制出了多种测量各类污染物的生物传感器并已投入实际应用中了。测量氨和硝酸盐的微生物传感器,多是用从废水处理装置中分离出来的硝化细菌和氧电极组合构成。目前有一种微生物传感器可以在黑暗和有光的条件下测量硝酸盐和亚硝酸盐(nox-),它在盐环境下的测量使得它可以不受其他种类的氮的氧化物的影响。用它对河口的nox-进行了测量,其效果较好[6]。硫化物的测定是用从硫铁矿附近酸性土壤中分离筛选得到的专性、自养、好氧性氧化硫硫杆菌制成的微生物传感器。在ph=、31℃时一周测量200余次,活性保持不变,两周后活性降低20%。传感器寿命为7天,其设备简单,成本低,操作方便。目前还有用一种光微生物电极测硫化物含量,所用细菌是,与氢电极连接构成[7]。最近科学家们在污染区分离出一种能够发荧光的细菌,此种细菌含有荧光基因,在污染源的刺激下能够产生荧光蛋白,从而发出荧光。可以通过遗传工程的方法将这种基因导入合适的细菌内,制成微生物传感器,用于环境监测。现在已经将荧光素酶导入大肠杆菌()中,用来检测砷的有毒化合物[8]。水体中酚类和表面活性剂的浓度测定已经有了很大的发展。目前,有9种革兰氏阴性细菌从西西伯利亚石油盆地的土壤中分离出来,以酚作为唯一的碳源和能源。这些菌种可以提高生物传感器的感受器部分的灵敏度。它对酚的监测极限为5 ´10-9mol。该传感器工作的最适条件为:ph=、35℃,连续工作时间为30h[9]。还有一种假单胞菌属(pseudomonas rathonis)制成的测量表面活性剂浓度的电流型生物传感器,将微生物细胞固定在凝胶(琼脂、琼脂糖和海藻酸钙盐)和聚乙醇膜上,可以用层析试纸gf/a,或者是谷氨酸醛引起的微生物细胞在凝胶中的交联,长距离的保持它们在高浓度表面活性剂检测中的活性和生长力。该传感器能在测量结束后很快的恢复敏感元件的活性[10]。还有一种电流式生物传感器,用于测定有机磷杀虫剂,使用的是人造酶。利用有机磷杀虫剂水解酶,对硝基酚和二乙基酚的测量极限为100´10-9mol,在40℃只要4min[11]。还有一种新发展起来的磷酸盐生物传感器,使用丙酮酸氧化酶g,与自动系统cl-fia台式电脑结合,可以检测(32~96)´10-9mol的磷酸盐,在25°c下可以使用两周以上,重复性高[12]。最近,有一种新型的微生物传感器,用细菌细胞作为生物组成部分,测定地表水中壬基酚(nonyl-phenol etoxylate --np-80e)的含量。用一个电流型氧电极作传感器,微生物细胞固定在氧电极上的透析膜上,其测量原理是测量毛孢子菌属(trichosporum grablata)细胞的呼吸活性。该生物传感器的反应时间为15~20min,寿命为7~10天(用于连续测定时)。在浓度范围内,电信号与np-80e浓度呈线性关系,很适合于污染的地表水中分子表面活性剂的检测[13]。除此之外,污水中重金属离子浓度的测定也是不容忽视的。目前已经成功设计了一个完整的,基于固定化微生物和生物体发光测量技术上的重金属离子生物有效性测定的监测和分析系统。将弧菌属细菌(vibrio fischeri)体内的一个操纵子在一个铜诱导启动子的控制下导入产碱杆菌属细菌(alcaligenes eutrophus (ae1239))中,细菌在铜离子的诱导下发光,发光程度与离子浓度成正比。将微生物和光纤一起包埋在聚合物基质中,可以获得灵敏度高、选择性好、测量范围广、储藏稳定性强的生物传感器。目前,这种微生物传感器可以达到最低测量浓度1´10-9mol[14]。还有一种专门测量铜离子的电流型微生物传感器。它用酒酿酵母(saccharomyces cerevisiae)重组菌株作为生物元件,这些菌株带有酒酿酵母cup1基因上的铜离子诱导启动子与大肠杆菌lacz基因的融合体。其工作原理,首先是cup1启动子被cu2+诱导,随后乳糖被用作底物进行测量。如果cu2+存在于溶液中,这些重组体细菌就可以利用乳糖作为碳源,这将导致这些好氧细胞需氧量的改变。该生物传感器可以在浓度范围()´10-3mol范围内测定cuso4溶液。目前已经将各类金属离子诱导启动子转入大肠杆菌中,使得大肠杆菌会在含有各种金属离子的的溶液中出现发光反应。根据它发光的强度可以测定重金属离子的浓度,其测量范围可以从纳摩尔到微摩尔,所需时间为60~100min[15][16]。用于测量污水中锌浓度的生物传感器也已经研制成功,使用嗜碱性细菌alcaligenes cutrophus,并用于对污水中锌的浓度和生物有效性进行测量,其结果令人满意[17]。估测河口出水流污染情况的海藻传感器是由一种螺旋藻属蓝细菌( cyanobacterium spirlina subsalsa)和一个气敏电极构成的。通过监测光合作用被抑制的程度来估测由于环境污染物的存在而引起水的毒性变化。以标准天然水为介质,对三种主要污染物(重金属、除草剂、氨基甲酸盐杀虫剂)的不同浓度进行了测定,均可监测到它们的有毒反应,重复性和再生性都很高[18]。近来由于聚合酶链式反应技术(pcr)的迅猛发展及其在环境监测方面的广泛应用,不少科学家开始着手于将它与生物传感器技术结合应用。有一种应用pcr技术的dna压电生物传感器,可以测定一种特殊的细菌毒素。将生物素酰化的探针固定在装有链酶抗生素铂金表面的石英晶体上,用1´10-6mol的盐酸可以使循环式测量在同一晶体表面进行。用细菌中提取的dna样品进行同样的杂交反应并由pcr放大,产物为气单胞菌属(aeromonas hydrophila)的一种特殊基因片断。这种压电生物传感器可以鉴别样品中是否含有这种基因,这为从水样中检测是否含带有这种病原的各种气单胞菌提供了可能[19]。还有一种通道生物传感器可以检测浮游植物和水母等生物体产生的腰鞭毛虫神经毒素等毒性物质,目前已经能够测量在一个浮游生物细胞内含有的极微量的psp毒素[20]。dna传感器也在迅速的得到应用,目前有一种小型化dna生物传感器,能将dna识别信号转换为电信号,用于测量水样中隐孢子和其他水源传染体。该传感器着重于改进核酸的识别作用和加强该传感器的特异性和灵敏性,并寻求将杂交信号转化为有用信号的新方法,目前研究工作为识别装置和转换装置的一体化[21]。微藻素是一种从蓝藻细菌引起的水华中产生的细菌肝毒素,一种固定有表面细胞质粒基因组的生物传感器已经制得,用于测量水中微藻素的含量,它直接的测量范围是50~1000 ´10-6g/l[22]。 一种基于酶的抑制性分析的多重生物传感器用于测量毒性物质的设想也已经提出。在这种多重生物传感器中,应用了两种传导器―对ph敏感的电子晶体管和热敏性的薄膜电极,以及三种酶―尿素酶、乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶。该生物传感器的性能已经得到测试,效果较好[23]。除了发酵工业和环境监测,生物传感器还深入的应用于食品工程、临床医学、军事及军事医学等领域,主要用于测量葡萄糖、乙酸、乳酸、乳糖、尿酸、尿素、抗生素、谷氨酸等各种氨基酸,以及各种致癌和致变物质。三、 讨论与展望 美国的harold 指出,生物传感器商品化要具备以下几个条件:足够的敏感性和准确性、易操作、价格便宜、易于批量生产、生产过程中进行质量监测。其中,价格便宜决定了传感器在市场上有无竞争力。而在各种生物传感器中,微生物传感器最大的优点就是成本低、操作简便、设备简单,因此其在市场上的前景是十分巨大和诱人的。相比起来,酶生物传感器等的价格就比较昂贵。但微生物传感器也有其自身的缺点,主要的缺点就是选择性不够好,这是由于在微生物细胞中含有多种酶引起的。现已有报道加专门抑制剂以解决微生物电极的选择性问题。除此之外,微生物固定化方法也需要进一步完善,首先要尽可能保证细胞的活性,其次细胞与基础膜结合要牢固,以避免细胞的流失。另外,微生物膜的长期保存问题也待进一步的改进,否则难于实现大规模的商品化。 总之,常用的微生物电极和酶电极在各种应用中各有其优越之处。若容易获得稳定、高活性、低成本的游离酶,则酶电极对使用者来说是最理想的。相反的,若生物催化需经过复杂途径,需要辅酶,或所需酶不宜分离或不稳定时,微生物电极则是更理想的选择。而其他各种形式的生物传感器也在蓬勃发展中,其应用也越来越广泛。随着固定化技术的进一步完善,随着人们对生物体认识的不断深入,生物传感器必将在市场上开辟出一片新的天地。--------------------------------------------------------------------------------参考文献[1]韩树波,郭光美,李新等.伏安型细菌总数生物传感器的研究与应用[j].华夏医学,2000,63(2):49-52 [2]蔡豪斌.微生物活细胞检测生物传感器的研究[j]. 华夏医学,2000,13(3):252-256[3] trosok sp, driscoll bt, luong jht mediated microbial biosensor using a novel yeast strain for wastewater bod measurement[j]. applied micreobiology and biotechnology,2001, 56 (3-4): 550-554 [4] 张悦,王建龙,李花子等.生物传感器快速测定bod在海洋监测中的应用[j].海洋环境科学,2001,20(1):50-54[5] yoshida n, mcniven sj, yoshida a, compact optical system for multi-determination of biochemical oxygen demand using disposable strips[j]. field analytical chemistry and technology,2001,5 (5): 222-227[6] meyer rl, kjaer t, revsbech np. use of nox- microsensors to estimate the activity of sediment nitrification and nox- consumption along an 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通过探索沉积条件对薄膜结构的影响,在聚合过程中可实现烯丙基的保留,从而为聚合物进一步改性提供反应位点,并使其获得光响应性。在254nm的紫外光照射下,烯丙基可继续反应交联,并可通过调控UV辐照时间控制薄膜的交联度。结果表明在紫外光下曝光3小时后,薄膜可实现完全交联。借助光掩模,将薄膜置于UV光源下,可一步实现薄膜的图案化。采用AFM对光学图案进行表征发现,薄膜厚度及粗糙度随交联密度的增加而降低,厚度降幅可达。此外,UV辐照还可以改变薄膜在高极性有机溶剂中的溶解度

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