应用研究进展（精选12篇）
应用研究进展 篇1
据估计,化学工业每年向大气中排放挥发性有毒有机化合物(VOCs)达2000万吨之多。离子液体,是一种完全由离子组成,且在低温下呈液态的盐,与一般的高温熔融态盐类化合物相似,在该液体盐体系中不存在中性分子,一般由有机阳离子和无机阴离子组成。其中常见的阳离子有季铵阳离子、N-烷基吡啶阳离子、季膦离子和N,N'-二烷基咪唑阳离子等,常见的阴离子有Al Cl3-、B F4-、PF6-、NO3-、CF3C O O-、CF3SO3-和PO4-等。由于人们发现离子液体具有高热稳定性、可忽略的蒸汽压、宽的液态温度区间、可调控的对极性及非极性物质的良好溶解性,它能够替代传统有机溶剂介质进行化学反应,从而实现反应过程的绿色化,因此离子液体具有广阔的应用前景。
1 离子液体在电化学中的应用
1.1 离子液体在锂离子二次电池中的应用
锂离子电池由于具有工作电压高、重量轻、比能量大、自放电小、循环寿命长、无记忆效应、无环境污染等突出优点,被称为“绿色电池”。以吡唑阳离子为基础的1,2-二甲基-4-氟吡唑-四氟化硼(DMFPBF4)作为电解液,装配可再充电的锂离子电池,这种离子液体的热稳定温度在300℃,并可在一个宽的温度范围内和锂稳定共存,电化学窗口约41V,氧化电位大于5V(vs.Li/Li十),实验证明,以离子液体为电解液的Li Mn204/Li电池显示了高度的可逆性(>96%)。
1.2 离子液体在太阳能电池中的应用
Kang等报道了合成出一种新型离子液体碘化1-乙烯基-3-庚基甲基咪唑鎓盐(VHpⅡ)并将其用作染料敏感化太阳能电池的氧化还原电解液。他们研究了涉及碘化锂添加物的V H pⅡ型染料敏感化太阳能电池的能量转化率。结果表明,含有VHpⅡ和碘的氧化还原对的太阳能电池展现了AM1.5时1太阳光强度下转化率为2.63%。添加0.4M的Li使转化率达到3.63%,这大约有4%的提高,且转化率的增加是由于外部量子效应的增加。
Mikoshiba等报道了当将少量的水添加到含锂和叔丁基吡啶的碘化甲基丙基咪唑盐离子液体中时,检测到染料敏感化太阳能电池的光的性能增加了,且实验结果叫用I3-的扩散系数、反电极上的电荷转移抑制、Ti O2的平谱带电势、
I-/I3-的氧化还原电势、电子扩散常数、电子寿命和Ti O2层的扩散长度来表明。
1.3 离子液体在燃料电池中的应用
Hagivara等用室温离子液体1-乙基-3-甲基咪唑烷鎓氟代氢盐EMIm(HF)n F构造燃料电池,这种电池在无增湿作用下工作且由氟代氢阴离子(HF)n F-中氢转移来驱动。在298K下通入H2和O2时,开路电压近于1.1V。在EMIm(HF)23F中H2阳极和O2阴极的极化行为显示了其作为燃料电池电解液有很好的性能。EMIm(HF)1.3F比EMIm(HF)23F热力学上更稳定且在373K时不释放HF,通过提高工作温度,EMIm(HF)1.3F有明显改进的可极化行为。
1.4 离子液体在金属的电沉积中的应用
电沉积是电镀的主要方法。电沉积需要在一定的媒介中进行,选择环保的媒介和提高金属涂层的纯度是电镀工业中的首要问题。
Abbott等在比较了A1和Pt/Al合金在各种离子液体中的沉积现象后,选择离子液体氯化三甲基苯胺(BTMAC/Al C13)作为电沉积的媒介,在镍和铁的表面得到了结构致密的Al涂层,这种致密的涂层具有防腐的作用,而沉积得到的Pt/A1合金是航空工业中用来制造喷气引擎中耐高温、高压部件的主要材料。
Yang等研究了三价锑在离子液体中的电沉积现象。使用氯化1-乙基-3-甲基咪唑四氟化硼(Emic BF4)离子液体作为导电介质,锑在镍电极上沉积时,温度对沉积物的表面形态具有明显的影响。在30℃,沉积物中会呈现节结;而在80℃~120℃则分布比较均匀且致密,甚至会有分散的结晶出现。这一电沉积反应工艺被应用于半导体材料锑化铟(In Sb)的制备。
1.5 离子液体在双电层电容器中的应用
Sato等研究将新型离子液体——N,N-二乙基-N-甲基-N-(2-甲氧基乙基)四氟硼酸季铵盐(DEME-BF4)用于电化学电容器,它有较宽的电位窗(6.0V)和高离子导电率(25℃时4.8m S/cm)。制备了含一对活性炭电极的双层电容器(EDLC)并以DEME-BF4作电解液,和以往用有机液作电解液的E D L C相比,此EDLC(工作电压近于2.5V)在室温附近有更高的电容量且在100℃时有较好的充放电循环的耐用性。Balducci等报道了用N-丁基-N-甲基吡啶烷鎓盐双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺离子液体作电解液的一种杂化的活性炭/聚3-甲基噻吩超电容器的循环稳定性。
2 离子液体在脱硫中的应用
2.1 离子液体在柴油脱硫中的应用
Akzo Nobel Chemical公司开发了一种柴油脱硫新技术。该技术比加氢处理方法更廉价,在室温、无氢气的条件下就可以完成反应,同时该技术能够脱除所有的芳烃和硫化物,包括加氢方法难以脱除的DMDBT,现已经完成了实验室的研究工作。该技术主要采用三种离子液体,即1-乙基-3-甲基咪唑四氟合硼酸盐(EMIM+BF3-)、1-丁基-3-甲基咪唑六氟合磷酸盐(EMIM+PF6-)、1-丁基-3-甲基咪唑四合硼酸盐(EMIM+BF4-),所有这些物质在常温下均为液体,升温至约300℃该溶液仍然具有热稳定性。这些液体和柴油混合,吸收其中的含硫组分,然后与柴油分离,含硫组分可以在大约110℃用蒸馏法与离子液体分开,离子液体可以再循环使用。
2.2 离子液体在汽油脱硫中的应用
加氢精制是汽油脱硫的主要手段,但加氢工艺设备投资大,操作费用高,而且因烯烃的加氢饱和,将导致催化汽油的辛烷值明显降低。因此近年来相继出现了生物脱硫、吸附脱硫等各种非加氢脱硫技术,但普遍存在产物有色、产物和催化剂难分离、腐蚀设备和废液污染环境等不足。离子液体因其独特的物理化学性质和对环境友好等优点被逐渐应用到汽油脱硫的领域。
张成中等发现Cu Cl/[BMin]Cl对汽油具有较高的萃取脱硫能力,多步萃取后能使汽油中硫含量降至(20~30)μg/g且容易与汽油分离,不会造成汽油中烯烃的聚合。黄蔚霞等研究了离子液体加入量对汽油脱硫率及汽油成分的影响,发现脱硫率可达80%以上,脱硫后的汽油中芳烃、正构烷烃的含量变化不大,环烷烃和异构烷烃的含量增加,烯烃含量显著降低;但处理后油样的辛烷值变化不大。张妹妍等研究了不同Al Cl3量对氯铝酸离子液体脱除催化裂化汽油中硫含量的影响,发现当Al Cl3与1-丁基-3-甲基咪唑氯化物液体比(物质的量比)为2:1时,离子液体的脱硫效果最好,离子液体可以重复使用。
2.3 离子液体在分离过程中的应用
在分离过程中,最引人注目的离子液体是[bmim]PF6。该离子液体不溶于水,不挥发,故蒸馏过程中不损失,可以反复循环使用,它既不污染水相,也不污染大气,因此是真正意义上的绿色溶剂。离子液体中被萃取的低挥发性有机物可以用超临界流体除去,这是两种绿色过程的完美结合。
Khachatryan等利用室温离子液体进行溶剂萃取和萃取-伏安法测定苯酚类。在p H小于或等于P K a时,苯酚类化合物4-硝基苯酚、2,4-二硝基苯酚、2,6-二硝基苯酚,1-萘酚、2-萘酚和4-氯苯酚几乎定量地以分子形式从水溶液中被萃取到室温离子液体1-丁基-3-甲基烷鎓六氟磷酸盐(BMIMPF6)中,苦味酸以阴离子形式被有效地萃取出。邻苯二酚和间苯二酚的回收率相当低,离子液体BMIMPF6适合用于苯酚类的萃取-伏安法测定,且不用进行反萃取或添加辅助的电解液。
Liu Jing-fu等报道了用离子液体并采用液相微萃法可萃取出一些典型的环境污染物。证明了1-烷基-3-甲基咪唑烷鎓六氟磷酸盐([Cn MIM][PF6],n=4,8)两种典型的离子液体可有效地萃取4 5种典型的环境污染物,包括BTEX(苯、甲苯、乙苯和二甲苯)、多环芳香族碳氢化合物、邻苯二甲酸盐、苯酚、芳胺、除草剂、有机锡、有机汞。
2.4 离子液体在色谱中的应用
由于离子液体不挥发、不燃,能够溶解许多化合物,且具有很大的粘度等特点,被用作气相色谱的固定相,而且此固定相非常稳定,具有特殊的选择性。这些离子液体通常被认为是双性的,当它们分离非极性的化合物时,体现出非极性作用;当分离极性化合物时,又体现出极性作用。Armstrong等对将离子液体应用于气相色谱固定相有深入的研究,由于一般的离子液体对于某些分子保留能力并不是很理想,于是Armstrong等设计并合成了1-苯基-3-甲基咪唑三氟甲磺酰、1-(4-甲氧苯基)-3-甲基咪唑三氟甲磺酰等离子液体以克服这方面的缺陷。另外手性离子液体也能很好地应用于气相色谱的固定相。
离子液体应用于液相色谱时,一般作为流动相使用。Liu等报道使用带有烃基甲基咪唑阳离子([Cnmim]+)的离子液体作为流动相,使用硅烷醇作固定相时,离子液体阳离子将会在烷基硅的表面与分析物的极性基团相竞争,这样离子液体有效的遮蔽了分析物中残余的硅烷醇,改善了峰形,同时也减少了分析物的保留时间。
3 离子液体在各类化学反应中的应用
3.1 Diels-Alder反应
Diels-Alder反应主要是有环戊二烯参与的环加成反应。Kumar等研究了在离子液体氯化正丁基吡啶(BPC)和氯化1-乙基-3-甲基咪唑(EMIC)中进行环戊二烯二聚反应,并与在传统有机溶剂中的反应速率进行了比较。在25℃含60%Al C13的BPC中的环戊二烯二聚速率是在正辛烷中速率的4倍,在含6 0%Al C13的EMIC中速率可达其6倍之多。由于A l C 1 3的催化作用,随着加入量的增加,在离子液体中的二聚速率也随之加快。在相同条件下,EMIC中的二聚速率要高于在BPC中的速率。
Meracz等报道了在离子液体氢化丁烯基咪唑四氟化硼和1,3-二丁烯基咪唑四氟化硼中进行噁唑烷酮与环戊二烯的Diels-Alder反应,同时与在传统溶剂Zn(OAc)2的乙醚溶液中的反应进行比较,反应主产物是内消旋产物。发现离子液体作为溶剂不仅增加了Diels-Alder反应的速率,收率提高,而且表现出了很高的立体异构选择性,同时增加了环戊二烯的二聚速率。
3.2 Michael加成反应
Michael加成反应是构成C-C键的反应之一,此类反应一般使用强碱、Lewis酸或一些金属化合物的混合试剂作催化剂,然而这些催化剂会带来副反应等弊端。在Michael加成反应中,离子液体不仅作为溶剂使用,而且还充当了催化剂的角色。Ranu[26]等研究了在离子液体氢氧化1-丁基-3-甲基咪唑(Bmim OH)中的一系列亚甲基化合物与不同受体进行的Michael加成反应,并与钌化合物催化下的反应作比较。在钌催化剂作用下,这些Michael加成反应在50℃~70℃需进行48h~96h,产率在60%~89%之间。当使用离子液体Bmim OH作为催化剂时,在室温下反应时间仅为1.5h~2.5h,产率可达85%~95%。
3.3 Heck芳基化反应
以Pd/C为催化剂,在离子液体[bmim]PF6中芳基卤与烯烃进行反应,优点是催化剂很好的分散在离子液体中构成稳定的催化体系,反应完成后,用正己烷萃取出产物,催化剂可循环使用,催化的活性并不降低;另外一个优点是反应在无磷配体条件下进行,因为磷配体通常是昂贵的,毒性大,而且会污染产物。
3.4 氧化反应
Owens等报导了以[bmim]BF4为溶剂,用甲基三氧化铼和过氧化氢脲(UHP)催化烯烃与烯丙基醇的环氧化反应,生成环氧化物的转化率和选择性都很高,但当用过氧化氢溶液代替UHP时,几乎完全生成二醇。Song等[研究了在离子液体中进行环氧化物的不对称开环反应。使用了一系列[bmim]十为阳离子的离子液体作为反应溶剂,结果表明:使用[bmim]PF6、[bmim]Sb F6疏水离子液体时,得到了高的产率和对映异构体选择性;然而在亲水离子液体[bmim]BF4和[bmim]Tf0中进行反应时,在同样的反应条件下,几乎没有产物生成,然而催化剂可完全溶于后者,在前者中保持悬浮状态。然后又使用离子液体的混合物([bmim]PF6[bmim]Tf O=5:1)进行反应产率为68%,对映异构体选择性为94%,催化剂循环使用5次后,催化活性不降低。
3.5 聚合反应
由于阴离子为Al Cl3-、PF6-或BF4-的离子液体与过渡金属具有弱配位作用。此类离子液体作为烯烃低聚的反应介质,克服了过渡金属催化剂在有机溶剂中溶解性差的缺点。Ma等人在离子液体[emin]Cl-Al Cl3中用Cp2Ti Cl2为催化剂,AICl3-XRX(R=Me,Et)为助催化剂催化乙烯聚合。Carlin等人在[emin]Cl-Al Cl3烷基铝组成的离子液体中,研究了Ti Cl3催化乙烯聚合,当Al Cl3的摩尔分数为0.52时,得到熔点为120℃~130℃的聚乙烯,而通常高相对分子质量的聚乙烯的熔点在136℃左右,所以可以认为乙烯在离子液体中发生了低聚反应。
以离子液体为溶剂的自由基聚合,是目前高分子合成的重要研究方向,Perrier等人报道了离子液体中的可逆加成-断裂链转移活性自由基聚合,以离子液体1-烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Cx][PF6],x=4,6~8)为溶剂,分别对M M A、M A、S t进行R A F T活性自由基聚合,结果表明,由于聚苯乙烯不溶于离子液体,使聚合在较早阶段即停止;而丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的聚合得到相对分子质量与理论值接近且多分散指数<1.3的聚合物,甲基丙烯酸甲酯的聚合遵循聚合动力学且相对分子质量随转化率呈线性增长,表现为活性聚合。在离子液体中的聚合所得聚合物的相对分子质量增大且分布较窄,聚合速率比在本体和其他溶剂中的聚合速率大,并且与离子液体的结构有关。
4 前景展望
离子液体要走向工业化需逐步解决如下一些问题:成本高、粘度高、研究分散、实验数据、毒性数据缺乏,这些问题已经引起人们的注意。离子液体的研究已成为国际上新近发展起来的热门课题。近年来,随着研究的日益深入,离子液体己经被开发和应用到诸多领域,例如:有机反应的介质、催化、萃取和电化学等。可见,它在不同领域都具有潜在的应用价值;同时其种类繁多,可以根据不同需要改变阴阳离子,来调节其物理化学性质,达到不同的目的。因此,离子液体的研究与开发必将为“绿色化学”和“绿色工艺”开辟新的道路。
摘要：离子液体是一类性能优异、用途广泛、安全环保的新型溶剂,离子液体的应用受到越来越多的关注。本文简要介绍了离子液体的优点,并综述了离子液体在电化学、脱硫、分离、色谱以及在化学反应中的应用研究进展。
关键词：离子液体,新型溶剂,应用研究进展
应用研究进展 篇2
干细胞是具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的细胞群体,即这些细胞可以通过细胞分裂维持自身细胞群的大小.同时又可以进一步分化成为各种不同的组织细胞,从而发育成机体各种复杂的组织和器官.随着干细胞技术的发展以及干细胞本身所具有的特性,干细胞生物学的`研究与应用几乎涉及了所有生命科学和生物医学领域,除了在细胞治疗、组织器官移植、基因治疗外,还将在新基因发现与基因功能分析、发育生物学模型、新药开发与药性、毒性评估等领域产生极其重要的影响.
作 者：王玉红 陈静波 Wang Yuhong Cheng Jingbo 作者单位：王玉红,Wang Yuhong(新疆农业大学动物科技学院,乌鲁木齐,830000;新疆天康畜牧生物技术股份有限公司,乌鲁木齐,830000)
陈静波,Cheng Jingbo(新疆天康畜牧生物技术股份有限公司,乌鲁木齐,830000;新疆畜牧科学院,乌鲁木齐,830000)
语义出版应用与研究进展 篇3
[关键词] 语义出版 数字出版 关联数据 研究进展
[中图分类号] G237 [文献标识码] A [文章编号] 1009-5853 （2016） 03-0033-07
Applications and Research Progress in Semantic Publishing
Xu Lei
（School of Information Management， Wuhan University， Wuhan， 430072）
[Abstract] In this paper， standards and norms relevanted to semantic publishing， situation of linked dataset of publications， semantic publishing process and its technical requirements are discussed comprehensively， also including semantic publishing application scenario at present. All of these illustrates the advantages of semantic publications comparing with traditional ones. It also points out the problems and challenges in semantic publishing field， such as low usage of publication dataset， lack of mature semantic publishing process and platform， and low degree of automation， and user experience is yet to be promoted， and so on. Therefore， we need to solve specific problems in the areas of semantic web and publishing respectively to promote the development of semantic publishing better.
[Key words] Semantic publishing Digital publishing Linked data Research progress
1 引 言
语义出版（Semantic Publishing）是借助信息技术对传统数字出版物进行语义标注、语义关联等富语义化操作并形成语义出版物的一系列过程。相对于传统出版物，语义出版物的互联与交互性更强，具有精确查询、阅读便利等诸多优势，近年来已引起学术界和产业界的关注。语义出版的概念最早由肖顿（Shotton）[1]在2009年正式提出，他认为语义出版是指那些增强已出版的期刊文献的内涵意义的过程，以便利科学文献的自动发现、使文献之间产生语义关联、提供对文献内部数据的动态访问接口，同时也便利文献之间的数据集成。目前学术出版是语义出版技术应用最广泛的领域之一，肖顿最初也将语义出版的定义定位在学术出版领域，不过从目前的发展形势来看，语义出版已经引起诸多领域越来越多的重视。语义出版相关的技术（简称语义出版技术）相对于传统的数字出版技术而言，具有更强的资源组织能力，能够对出版物资源进行更细粒度的标注与结构化，同时将与出版物有关的事物，如出版社、作者、相关出版物、内容中提及的实体信息等与该出版物互联，极大地减轻读者阅读过程中对外部信息获取的负担，带给读者更强的阅读交互体验。从长远来看，语义出版技术的应用也减轻了编辑人员、出版机构、读者、作者之间在各个出版流程中对出版物元数据的交互需求。本文主要从语义出版的相关标准与规范、出版物关联数据集的利用、语义出版流程及参与者角色定位、语义出版的应用现状等几个方面对语义出版目前的发展状况进行梳理，总结存在的问题，并提出解决对策及发展方向。
2 语义出版相关标准与规范
语义出版物的制作过程，需要对数字资源内容进行不同程度的标注、分割、重组、关联等结构化操作，为了便于不同出版物之间的语义互操作，一般需要相应的标准或元数据等来规范语义出版物的制作过程。由于语义出版技术主要来自互联网与语义网领域，有大量的标准、元数据、词汇、语言框架可利用，如XML、RDF、OWL等表达语言，这些语言作为顶层框架有助于资源共享与互操作的规范化。如RDF是W3C制定的专门用于资源描述的标准语言，也是目前关联数据（linked data）采用的主要格式之一，在数字出版及其他众多领域中被广泛使用。其他在数字出版领域应用比较多的语言，还有如Schema.org、 Microdata、Microformat、RDFa、JSON-LD等微语义表达方式[2]，它们大都通过在网页等文档中嵌入结构化标签的方式在一定程度上实现文档的语义和语义化。
语义出版作在为数字出版的一个子集，在广义上，数字出版标准和语义出版标准的区别有时并不明显，一般认为凡是涉及出版物结构化与关联操作，以及更深层次的实体标注等相关词汇集合都是语义出版标准及规范的范畴。W3C早在2013年6月25日就启动了数字出版计划，支持面向数字出版产业的Web平台，在开放Web平台的开发者和出版产业之间搭建桥梁。目前，（X）HTML、CSS、SVG、SMIL、MathML等语言及其他各种Web APIs等已经广泛服务于电子书读者、电子书的阅读设备、电子期刊与在线教育资源。
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另外，数字出版兴趣组（Digital Publishing Interest Group）[3]作为W3C面向数字出版生态系统专家的论坛，是数字出版相关标准的主要制定者。2014年12月4日，该兴趣组发布了数字出版注释用例（Digital Publishing Annotation Use Cases）[4]的工作组备忘，简称Web注释，希望在不同的Web信息片段之间建立联系。现在，用户可以通过各种Web站点内置的工具、外部的Web服务，或特定Web注释客户端的特定功能来对在线资源进行评价互动。当读者阅读电子图书时，可以通过这些工具和服务来增加批注，分享阅读体会，或在一段文字上圈点来标出重点。同样，在线图片、视频、音频、地图、社会媒体等各种不同应用形式都可以使用该注释。
另一个语义出版相关规范的制定工作是2015年7月由W3C发布的WAI-ARIA模块首个公开工作草案[5]。该规范扩展了无障碍Web应用技术并针对数字出版定义了一个角色、状态及属性的本体（Ontology）。通过提供不包含在基础语言（如HTML）中的语义，该规范使得自动化处理与无障碍访问支持变得更为容易。该标准草案和Web注释是W3C近期制定的语义出版的技术规范，其处理技术已经深入文档中的知识片段、知识点之间的关联，甚至已经用到本体这一核心的语义技术，可见W3C对语义出版的支持力度之大。
除了上述介绍的一些语义出版的规范外，表1给出了其他被广泛使用的语义出版技术相关的领域词汇、元数据和本体，并简要说明其内容及局限。
SPAR全称是Semantic Publishing and Referencing，一个出版领域的本体，几乎包含了出版过程的所有方面，如文档描述、书目数据标识、文献引用类型及统计（CiTO/C4O）、书目参考（BiRO）、文档区块及状态（DoCO/PSO）、作者角色及贡献（PRO）、文献发布工作流（PWO）等。该本体的构建过程参考了其他已有本体，如FRBR、DC、SKOS等，并以本体模块的形式集成，目前提供OWL 2 DL语言实现。
3 出版物关联数据集
在语义网领域有大量的语义数据集合，称为关联数据，有时也称为关联数据云图[6]，这些数据集合一般采用RDF或OWL的语言表示，并通过一定的规则在网络上发布以供用户研究和使用。关联数据将所有的资源对象，包括术语、概念等抽象事物，都进行统一编码，以保证资源的可定位性，同时将资源进行广泛互联，使得资源的获取与发现更为便利精确。关联数据云图中，有大量各个领域的数据集，目前国际上已公布的关联数据约860亿三元组[7]，并仍在快速增长。关联数据云图涵盖领域主要包括生命科学、出版物、社会网络、地理数据、政府数据、媒体数据、语言、用户产生数据（UGC）以及跨领域等，其中出版物在整个关联数据云图中也占有很大比例。
3.1 出版物关联数据概况
关联数据云图中的出版物数据集主要来自图书馆的书目数据、期刊文献的题录数据、档案馆的资料数据等。其中一部分由数据提供者提供以及来自Billion Triple Challenge 2012 dataset数据集，还有一部分则源于由上一部分数据作为种子在网络上抓取的关联数据集。以2014年8月30日的关联数据集为例，整个云图中共有约1000个数据集，其中出版物数据集占整个数据集总数的10%左右，是排在政府数据集之后第二大关联数据集合。由于出版物关联数据比较多，本文选取几个有代表性的数据集予以介绍，如表2所示。
3.2 出版物关联数据集分析
仍以2014年8月30日的关联数据集为例，本文从数据集的词汇使用、数据的内容与关联、数据描述、数据获取、数据的来源信息等几个角度对出版物关联数据集合作了简单分析，以了解该数据集目前的状况。
在数据集的词汇使用方面，整个出版物数据集中，使用最多的三个谓词是owl：sameAs、dct：language、rdfs：seeAlso ，其中dct：language是该领域比较特有的谓词词汇，全球不同国家的出版物所使用的语言是有差异的，dct：language在出版物数据集中比较常见，用于标注出版物内容所使用的语言。owl：sameAs、rdfs：seeAlso谓词在数据集中主要用来关联不同的数据集合。在使用术语词汇方面，除了rdf， rdfs和owl等在所有数据集中较为常见外，出版物数据集中较常见的术语有dcterm（http：//purl.org/dc/terms/）、foaf（http：//xmlns.com/foaf/0.1/）、bibo（http：//purl.org/ontology/bibo/）。其中，dcterm 是Dubolin Core元数据词汇，foaf是一个关于人、网络信息之间关系的语言词汇，bibo是一个书目数据本体词汇，这也正符合出版物数据的领域特点。
从关联数据集的内容与关联程度看，对出版物领域而言，数据集的内容主要是关于出版物的基本信息，内容包括图书的书名、作者、出版社、ISBN、价格、期刊刊号、期刊名、编委、发行机构、论文的作者、题目、摘要、关键词、发表时间、发表期刊等。数据集的关联信息很少有深入到出版物的内容层面或词汇层面。由于这些关联数据集一部分是由传统的出版物元数据、数据库等转换而来的，导致这些关联数据中有效实体链接并不多，实际的关联程度并不高。虽然在整个数据集中，出版物数据集的个数较多，但其包含的三元组个数却不是最多的。这意味着出版物数据集的平均三元组包含量比较少。
从数据集的描述上看，由于关联数据很多，为了便于用户获取，关联数据一般要求在提交数据时提供关于数据集的概要描述，如数据集的提交时间、作者、三元组数量、数据样本以及数据访问或获取方式等，用户通过该描述可以获知该数据集的基本信息，进而决定是否需要使用以及如何获取这些数据。W3C还推荐使用VoID[8]标准来对关联数据集进行规范描述。出版物数据集在数据描述上整体表现较好，基本对所有数据都进行了简要描述，但提供标准的VoID的描述方式较少。
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从数据获取的角度看，这些关联数据集合可通过直接下载的方式获取，或者通过一种类似于SQL的SPARQL查询服务来按需获取，这也是语义技术的标准实现。通过实际测试发现，提供SPARQL查询服务的数据集并不多，或者这些查询服务并不可用，这是整个关联数据云图中都存在的问题。
从数据的来源与许可信息看，在关联数据中有相应的数据来源（Provenance）和使用许可（Licensing）信息。从目前整个关联数据的情况来看，这些信息在数据集中的使用较少，数据提供者并不重视数据的来源和许可，虽然目前关联数据都向用户开放查询和下载，但对用户而言，他们不知道这些数据是由哪个人或哪个机构提供，进而不能确认这些数据集的质量，同时由于不含有许可信息，对于数据的使用是否会侵犯知识产权也无从可知。
4 语义出版流程
传统出版过程是由选题、组稿、编辑、校对、装帧设计、出版发行等一系列环节组成的完整流程。语义出版属于数字出版的范畴，数字出版过程颠覆了传统的单一介质的线性出版流程，它以内容管理为核心，形成以内容为核心的业务管理模式。由于数字出版当前正处于探索发展的高峰期，还没有一套业界比较认可和成熟的数字出版流程体系，但一个总的原则是该流程体系要围绕数字内容的策划、创作、结构化处理、发布、营销进行。图1是数字出版中的语义出版流程示意图。
在数字资源的收集加工阶段，除了传统的各种文档、图片、视频、电子书等素材收集、数字化、格式转换、分类与结构化处理操作外，语义出版过程还需要采用语义技术标准对数字资源进行组织、语义描述，甚至直接利用语义知识库。比如构建、收集本体数据，并对数字资源进行粗略标注，如果没有相应的标注词汇集合，可能还会涉及数字资源的碎片化、结构化操作，以有效进行资源片段、知识元的重组。
在数字内容制作阶段，一般采用协同编辑、自动排版技术或平台，同时语义出版过程需要专业编辑参与资源的语义化加工过程，当然也需要界面设计与排版等技术人员的参与。由于语义出版物的语义化过程也是一种创作过程，同样需要进行内容审核，以检查语义内容是否正确或处理得当。内容的语义加工包括语义标注、语义关联等诸多细节，标注的内容可以是出版物元数据、内容标签、关键词、实体信息等。这一过程需要解决标注词汇的歧义、标注深度等实际问题。
语义出版物的最终形式可以是电子书、网页、App等形式，因此可以使用目前数字出版的一套网络营销方案，如出版物网络购买、阅读权限设置、提供用户交互功能等。另外，在目前的语义出版应用中，将数字出版物进行自动语义处理也比较常见，如在一些浏览器上安装自动化插件，当浏览出版物内容时，插件将自动对内容进行语义化处理等操作，或者在浏览平台上提供可语义操作的功能选项，由用户决定是否对浏览的内容进行语义化处理。该类型的语义出版物的形成是在数字出版物制作完成以及发布后自动进行的，它并不需要编辑人员在出版物制作过程中进行语义操作，由于其主要依赖于实体识别与关联等语义技术的自动化程度，因此自动化语义处理的结果可能存在错误。
语义出版最明显的特征是数字内容得到更深入的加工与制作，包括数字资源的语义化预处理、数字内容的语义加工和审核。编辑人员的作用得到加强，除了传统的编辑审校、数字出版平台的操作使用外，语义出版中编辑人员还增加了更多具有 “创造性”的工作，比如数字内容的语义标注、抽取领域词汇、建立内容中实体之间的关联等。该过程需要编辑人员具备更专业的领域知识。对数字内容进行结构化处理，尤其是细粒度的处理，如词汇级别，对领域知识的需求将更为迫切，也导致编辑流程变得更为细化，需要根据领域进行编辑人员的细分。同时，由于编辑人员工作量的增加，语义处理流程有必要进行平台化集成设计以减轻编辑人员的工作负担。另一方面，借助互联网越来越便利的交互能力，读者也可以参与语义出版物的创作过程，借助数字阅读平台，读者可以对数字资源进行个性化操作，如让用户在阅读过程中给出版物添加语义标注信息，并交给后台审核，从而形成越来越丰富的数字产品，这是当前流行的采用众包方式进行语义出版物制作的过程。这种创作方式也将极大减少编辑人员的工作量。
5 语义出版的应用场景
语义出版技术给用户带来的阅读体验的提升是巨大的，由于出版物经过丰富的语义标注与关联，用户在阅读过程中，可以无障碍地理解资源内容进行非线性阅读。特别是在学术出版领域中，对于专业性特别强的文献，通过提供丰富的语义信息，读者能够快速理解文献背景知识等相关信息。同时，语义出版物将关于一个主题的详尽信息进行交叉引用，就可以使用逻辑规则进行知识推断。例如，读者可以询问“《平凡的世界》的作者是哪一年出生的？”“《信息简史》中提到的鼓是哪个国家的？”“列举某抗生素有副作用的所有文献”等问题。
在学术界，欧洲语义网大会（Extended Semantic Web Conference，ESWC）从2011年开始组织语义出版物（Semantic Publication）研讨会，国际语义网大会（International Semantic Web Conference，ISWC）同年举办了首届关联科学（Linked Science）研讨会，这两个研讨会是语义出版中重要的前沿会议。由于语义技术的逐渐普及，语义出版也逐渐得到众多学者关注，目前已经涌现许多关于语义出版的典型应用。
语义出版技术在学术出版领域中的应用最广，它极大促进了学术研究的开展，且容易和新的商业模式进行打包组装，使资源更容易被发现。如使用关联数据技术发布OA期刊及相应的科学数据[9-10]，将学术会议信息发布为关联数据[11]，使用语义出版技术进行科学文献的自动推送[12]，对科学文献进行语义标注，提取文献中的引言、背景、假设、模型、分析方法与结果等[13-15]；还有通过DBPedia、DBLP关联数据集合获取待查询作者的真实URI，并通过一个关于作者的“概念集成框架”映射作者的简介、学术、贡献等信息，以便于找到学术交流与合作的对象[16]；以及为科研人员建立语义Wiki，便于科员人员之间的交流[17]；使用语义出版技术建立科研工作流[18]、分析文献之间引用的目的[19] 等。同时为了使科学文献的语义处理规范化，也出现了各种标注模型与规范，如纳米出版物[20]、模块内容对象[21]等。学术出版领域的语义出版平台也很多，表3中列举了其中一些。
脂质体应用的研究进展 篇4
1 脂质体的特点
脂质体具有的独特分子结构和理化性质使其具有如下特点[1]:①靶向性。脂质体能选择性地分布于人体内某些组织和器官, 俗称药物导弹。②缓释性。药物被包在脂质体内, 在组织和血液中的扩散速率降低, 药物作用的时间延长。③长效性。在脂质体双分子层的保护下, 药物可避免氧化、降解和破坏, 药物的疗效延长。④无毒性。脂质体膜与哺乳动物的细胞相似, 对机体无免疫原性, 不会引起局部组织损伤、不诱发过敏反应。⑤与细胞有亲和性。可增加药物通过细胞膜的能力, 起到增强疗效的作用。⑥给药途径多样性。脂质体不仅可静脉给药, 也可通过皮肤、皮下、肌肉、黏膜给药, 还可以将脂质体制成涂擦剂、膏剂、口服液等。⑦可控性。在制备的过程中, 通过改变其表面的性质如颗粒大小、表面电荷等改变脂质体药物的靶向性, 从而控制药物在体内的分布。
2 脂质体的制备方法及分类
脂质体制备方法的研究已有20多年的历史, 形成了很多方法。例如, 薄膜法、逆相蒸发法、复乳法、离心法、钙融合法、注入法、超临界流体技术、pH梯度法等。对前体脂质体制备的方法还有喷雾干燥法、冷冻干燥法、真空干燥法、薄膜沉淀法等。脂质体的分类方法很多, 但没有一种分类方法能包含所有类型的脂质体。如按其性能可分为:①普通脂质体。指一般脂质组成的脂质体。②变形脂质体。指在普通磷脂双分子层中加入某些表面活性剂, 使其具有充分的柔性和变形性, 能大量透过皮肤角质层的脂质体。③长循环脂质体。在普通脂质体表面修饰了聚乙二醇, 使其在血液里的保留时间延长。④智能脂质体。利用机体内外特殊的理化性质而构建的脂质体。例如, 各类敏感脂质体、多糖包覆脂质体、磁性脂质体和免疫脂质体等。智能脂质体目前还处于实验室研究阶段。
3 脂质体的应用
3.1 作为药物载体
现有的药物载体有高分子聚合物载体和脂质载体两类。脂质载体是属于第4阶段的药物制剂。20世纪60年代末, Rahman Y E等人研究发现脂质体可作为生物降解性和生物相容性药物载体。1988年, 第一个脂质体包裹的药物在美国进行临床实验。目前, 我国也有多个以脂质体作载体的新药进入了临床验证阶段, 如阿霉素脂质体和替米考星脂质体等。
3.1.1 作为抗肿瘤药物的载体
抗肿瘤药物一般是细胞毒性化合物, 对肿瘤细胞缺乏特异性, 在杀伤肿瘤细胞的同时也杀伤正常细胞。脂质体抗肿瘤药物的临床应用, 既增加了疗效又降低了药物的不良反应。1974年, Gregoriadis G等首次提出脂质体可作为药物载体用于肿瘤的治疗。1995年, 获得美国食品和药物管理局 (FDA) 批准的阿霉素脂质体, 成为世界上第一个临床应用的抗肿瘤药物脂质体, 也是目前研究较深入的脂质体制剂[2]。由美国Regulon公司开发的顺铂脂质体 (Lipoplatin) 的粒径小于130 nm, 可延长药物在机体内的作用时间, 并对肿瘤组织具有靶向性, 药物浓度是正常组织的2～50倍。临床前的研究表明, 顺铂脂质体在小鼠经腹腔给药过程中, 对肾的毒性明显小于顺铂[3]。英国Skyepharma制药公司将阿糖胞苷利用其脂质体技术平台 (Depofoam) 制成阿糖胞苷脂质体注射剂 (Depocyt®) , 主要用于淋巴性脑膜炎的治疗。目前, 爱尔兰Elan公司研制出了阿霉素柠檬酸盐脂质体注射液 (Myocet®) , 主要用于治疗乳腺癌。我国抗癌药物脂质体的研究始于20世纪80年代。林巧平等对注射用多西他赛脂质体的研究发现, 多西他赛脂质体的平均粒径为 (85.3±4.8) nm, 包封率为 (99.89±0.06) %, 用5%葡萄糖注射液稀释后 8 h内稳定;在1 mol/L水杨酸钠磷酸盐缓冲液中 24 h累积释放约85%, 且对血浆蛋白结合率均高于注射液;多西他赛脂质体对肿瘤细胞的IC50均较注射液低, 对肿瘤细胞的抑制作用强于注射液。2009年, 上海复旦张江生物医药股份有限公司研发的聚乙二醇 (PEG) 化阿霉素脂质体用于临床, 是我国目前首个用于临床的阿霉素脂质体。其采用隐性脂质体技术, 对肿瘤组织具有较精确的靶向性, 不良反应较常规化疗药物小。
3.1.2 作为抗寄生虫、抗菌和抗病毒药物的载体
由于脂质体具有靶向性, 静脉注射后可迅速被网状内皮细胞所摄食, 利用这一特点可以用含药物脂质体治疗内皮系统疾病, 如利什曼病、血吸虫病等。山羊静注吡喹酮脂质体3 mg/kg的药代动力学研究表明, 吡喹酮脂质体在山羊体内的半衰期t1/2β为 (10.00±0.59) h, 比家兔单剂量静注吡喹酮的半衰期延长5倍。家兔单剂量静注吡喹酮脂质体的药动学试验研究表明, 其半衰期t1/2β为 (12.42±0.36) h, 比游离吡喹酮延长5倍[4]。刘伟等[5]用伊维菌素脂质体对猪疥螨病的治疗效果表明, 高、低剂量的伊维菌素脂质体对猪疥螨病的治愈率明显高于伊维菌素, 且用药剂量小、药效时间长和药物残留低。穿心莲内酯在临床上主要用于治疗上呼吸道炎症和细菌类痢疾。于波涛等[6]制备的穿心莲内酯脂质体的体积平均粒径为6.7 μm, 包封率为92.7%, 载药量为9.3%。由美国Aradigm公司开发的吸入性环丙沙星脂质体可减少患者痰中绿脓杆菌的数量。患者在使用穿心莲内酯治疗14 d后, 其痰中绿脓杆菌减少, 治疗结束后1周, 其病菌仍持续减少, 表明脂质体耐受性好, 无严重不良反应[7]。瑞士血清和疫苗研究所研制的脂质体甲肝疫苗含有灭活的甲肝病毒颗粒和流感病毒血凝素, 不仅能诱导甲肝抗原的抗体产生, 而且能在脂质体表面表达流感病毒蛋白。Ahmad N等[8]将鸡蛋卵清蛋白包裹于膜融合脂质体中制备抗感染疫苗并免疫小鼠, 结果表明这种疫苗可以成功诱导细胞毒T淋巴细胞 (CTL) 反应, 杀死被病毒感染的细胞。阿昔洛韦是一种广谱抗病毒药, 但其水溶性很差, 口服吸收少, 生物利用度低, 并容易产生抗药性, 有人将其制成阿昔洛韦脂质体, 包封率达到90%以上。将抗病毒药物制成脂质体可明显提高抗病毒疗效, 降低用量和减少不良反应。
3.2 作为基因转染载体
脂质体用于基因载体始于20世纪70年代末期。通常是将基因包裹在脂质体内并转移至受体细胞以获得表达, 迄今作为转基因载体的脂质体主要是阳离子脂质体。马百超等[9]以阳离子脂质体Lipofectamine 2 000为基因载体, 研究了其对不同细胞的转染效率, 并将其与转染试剂Sofast和DOTAP进行比较, 结果表明随着复合物中转染试剂比例的增加, DNA延滞作用明显增强。当Lipofectamine 2 000与DNA的质量比增至5∶1时, 仅有小部分DNA移出原点。其对SW-480细胞的转染效率明显高于其他3种细胞, 对B16细胞株的转染效果要优于Sofast。脂质体与其他非病毒类基因转运系统一样, 具有制备简便、毒性低、无感染危险等优点。
3.3 用于免疫学检测
脂质体用于免疫学检测主要有荧光抗体脂质体 (FAL) 和脂质体免疫传感器 (LIS) 。荧光抗体脂质体是把荧光性物质、酶活性物质包裹于脂质体中, 再于脂质体上连接特异性抗体, 抗体与抗原的特异性结合会导致脂质体破裂, 释放出荧光素, 然后测定其荧光强度, 即可求出抗原含量。该法可用于定性或定量分析, 操作快速而简便, 现已用于一些病毒和药物的检测。脂质体免疫传感器是把信号物质或生物识别分子连接于脂质体, 再将脂质体与传感器连接, 通过检测脂质体由于结构或性质发生改变而产生的响应信号, 间接测定被检测物质的量。脂质体免疫传感器不仅保持了传统免疫传感器高度的专一性和高效性的优点, 还极大地增强了响应信号。当抗原或抗体与脂质体结合后, 传感器只对抗原与抗体的特异性吸附进行检测, 避免了非特异性吸附的干扰, 从而提高了脂质体传感器的灵敏度。脂质体免疫传感器为临床诊断学、流行病控制、食品安全检测以及环境监测提供了一种新型、快速、高效的分析工具。
3.4 作为免疫增效剂
1974年, Allison A C发现脂质体对白喉类毒素具有免疫增效作用, 从而揭开了脂质体作为免疫增效剂的序幕。目前, 已经发现脂质体对一系列物质具有免疫增效作用, 如酶、血清蛋白、合成多肽、类脂、脂多糖、单糖、寡糖等, 并成功地用脂质体增强了许多病原微生物及肿瘤抗原的免疫原性。张静等[10]用脂质体包被的轮状病毒基因疫苗pcDNA1/VP7, 经肌注及鼻黏膜两种途径免疫Balb/c小鼠, 并用酶联免疫吸附法 (ELISA) 对其诱导产生的体液免疫应答进行测定后发现, 脂质体在DNA接种中不仅作为质粒DNA疫苗的载体, 而且起到免疫佐剂的作用。脂质体作为疫苗佐剂虽然能够诱导机体产生良好的免疫应答, 但也有轻微的不良反应。
3.5 在其他领域中的应用
脂质体不仅用于疾病的治疗和诊断, 而且在生物化学、生物物理学、免疫学及免疫诊断等许多领域中得到应用[11]。此外, 脂质体还在食品行业、化妆品行业及血液学等方面得到了应用。
3.5.1 脂质体在食品行业中的应用
脂质体日益成为食品体系的一种常见组分载体, 受到越来越多的关注。脂质体在食品工业中主要用于敏感性营养成分的保护性载体。例如, 维生素、微量元素、酶和免疫蛋白等。有研究表明, 脂质体微胶囊化能有效地在胃蛋白酶环境下保护免疫球蛋 (IgY) 活性。有人将脂质体用于肉嫰化包载菠萝蛋白酶, 改善了在肉制品处理过程中酶的稳定性, 并提高了酶的活性。脂质体还可以作为食品中特殊组分的缓释载体。例如, 风味组分、抗菌组分、防腐组分等。
3.5.2 脂质体在化妆品行业中的应用
化妆品脂质体具有皮肤护理和功能性成分载体的作用, 有着非常重要的实际研究和应用价值, 是目前化妆制剂的研究热点[12]。脂质体在化妆品中不仅可作为添加剂, 发挥其独特的作用, 而且还可用作功能性成分的载体, 提高功能性成分的皮肤美容效果。1986年, 迪奥 (Dior) 为法国Lancome公司开发了世界上第一个叫做“capture”的脂质体化妆品, 随后在各国家逐渐推广。目前, 含各种脂质体的化妆品已得到广泛应用。
3.5.3 制作血液替代品
脂质体包封的血红蛋白 (LEH) 是一种血液替代品, 也是第3代人工血红蛋白制品。血红蛋白可有效扩充血容量, 并向组织供氧, 能长期冻干保存, 并能有效地复苏致死性出血性休克的动物, 具有比单纯的血容量扩充剂更好的复苏特性。脂质体包裹血红蛋白不仅可用于常规输血、特殊血液病传播的区域和地震、战争等灾难的救护中, 且在损伤、器官灌注骨髓细胞造血、外科手术、抗休克等方面具有良好的应用前景[13]。
4 脂质体应用研究中存在的问题
膜分离技术及其应用的研究进展 篇5
（中国石油大学
摘
理学院，北京
102249）
要：简要介绍了微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析等几种膜分离技术的分离机理、制备方法和特
点；并介绍了膜分离技术在食品、医药、石油化工、水处理等方面的应用及其膜分离技术的发展趋势.
关键词：膜分离；应用；发展趋势
中图分类号：TQ028．8文献标识码：A文章编号：1673－260X（2013）10－0041-
03
为1￣10万的大分子．超滤膜的筛分孔径小，它可截
油脂、蛋白质、有机大分子、悬浮物等留病毒病菌、
［4］
．高亚宁等［5］使用0．8％￣1％的硼酸作为交联剂对纤维强度进行改进，原液中硼酸的目的是使挤入碱性凝固浴中的纺丝原液与硼酸发生交联反应减少大分子的缠结，形成网络状凝胶．肖凯军等［6］采用戊二醛交联法，通过用聚乙二醇（PEG－1000）和戊二醛交联剂对基膜进行亲水化预处理，制备了一种新型聚乙烯醇（PVAL）超滤膜．该PVAL超滤膜具有耐污
耐酸性和耐高温，可获得广泛的应用．超滤膜具染、
有以下特点：（1）超滤可在常温下进行，那些对热敏
浓缩、精制都可在不影响质量的情况物质的分离、
下进行．（2）超滤过程不会发生相变，因此与一般相变分离法相比，它的能耗较低．（3）超滤过程以压力作为驱动力，装置结构简单，操作简便，容易维修［7］．1．3纳滤
纳滤膜分离的基本技术原理［8］较为简单（见图1），在过滤过程中料液通过泵的加压，料液以一定流速沿着滤膜的表面流过，大于膜截留分子量的物质分子不透过膜流回料罐，小于膜截留分子量的物质或分子透过膜，形成透析液．因此膜系统都有两个出口，一是回流液（浓缩液）出口，另一是透析液出口，影响膜通量的因素有温度、压力、固含量、离子浓度、黏度等．赵理等［9］以聚砜为膜原料，添加一定量的新型二胺，以DMAC溶剂，得到中空纤维PSF
膜分离是指借助膜的选择渗透作用，在外界能
量或化学位差的推动下对混合物中溶质和溶剂进
分级、提纯和富集．该技术作为新的分离净行分离、
化和浓缩技术，与其他传统的分离方法相比，常温
节能、工艺简便、投资少、污染小，下操作，有高效、
并且膜分离具有过程简单、经济适用、分离系数较
没有污染、能适合常温下连续操作、可直接放大、大、可专一配膜等优点［1］．人类对于膜的研究源于18世纪，但是膜分离技术的工业应用是在上个世纪60年代以后．从六十年代的反渗透到九十年代的渗透汽化，膜分离技术发展迅速．膜分离技术的应用
、微领域不断扩大，常用的膜分离技术有超滤（UF）
滤（MF）、反渗透（RO）、纳滤（NF）、电渗析（ED）、等．现已涉及人们生产和生活的各个方面，对水处理工
化工生产、医药、食品生产和生物工程等领域的业、
发展产生了巨大的作用．
1膜分离技术的分离原理及其特点1．1微滤
微滤（MicroporousFiltration）膜分离技术起始于十九世纪中期，是以静压差为动力，利用筛网状过滤介质膜的“筛分”作用进行分离的膜过程．张庆勇等［2］简单阐述了利用固态粒子烧结法制备技术和方法．并应用于水处理和油水分离等领域．微滤膜的特点（1）孔隙大，流速快．由于膜很薄，阻力小，其过滤速度较常规过滤介质快几十倍．（2）孔径均匀，过滤精度高．能够将液体中所有大于制定孔径的微粒全部截留．（3）无吸附或少吸附．微孔膜厚度一般在90￣150Lm之间，因而吸附量很少，可忽略不计．（4）无介质脱落．微滤膜为均一的高分子材料，过滤时没有纤维或碎屑脱落，因此能得到高纯度的滤液［3］．1．2超滤
超滤是一种以机械筛分原理为基础，以膜两侧压（100￣1000kPa）差为驱动力的膜分离技术．它可分离液相中直径在0．05￣0．2μm的分子和分子量
图1膜分离操作基本工艺流程
－41－
基膜．再以TMC和PIP为缩聚单体，正己烷和水为两相溶剂，并在水相中添加一定量的二氧化硅纳米颗粒．制备了所需的纳滤膜．
纳滤膜的特点：（1）离子选择性，纳滤膜对单价盐的截留率仅为10％～80％，具有相当大的渗透性，而二价及多价盐的截留率均在90％以上．（2）截留相对分子质量，截留相对分子质量（MWCO）在200￣1000之间，适宜于分离相对分子质量在200
以上，大小约为1nm的溶解组分［10］．（
3）操作压力低，操作压力低，纳滤膜组件的操作压力，一般为0．7MPa，最低为0．3Mpa［11］．1．4反渗透
反渗透（ReverseOsmosis）是利用膜的选择性，以反渗透膜两侧静压差为驱动力，允许溶剂通过而第一文库网截留离子物质，对液体混合物进行分离的过程．进行反渗透分离过程有2个必要条件［12］：一是外加压力必须大于溶液的渗透压力（操作压力一般为1．5￣10．5MPa）；二是必须有一种高透水性、高选择性的半透膜．反渗透膜微孔孔径一般小于1nm，对绝大部分无机盐、溶解性有机物和胶体有很高的去除率．周勇等［13］采用间苯二胺分别与均苯三甲酞氯、5一异氰酸醋异酞酞胺（ICIC）、5一氯甲酸异酞酞氯（CFIC）通过界面聚合工艺制备反渗透复合膜．反渗透的特点：（1）在常温不发生相变的情况下，可以对水和溶质进行分离．（2）具有较高的水回用率和脱盐率．（3）反渗透膜分离技术杂质去除的范围广．（4）利用较低压力作为膜分离动力，分离装置简单，操作、维护和自控简便，现场安全卫生［14］（．5）膜分离技
术有冷杀菌的作用，且能耗低、
费用省、速度快、不污染环境［15］．1．5电渗析
电渗析（ED）是在外加直流电场的作用下，利用离子透过选择性离子交换膜而迁移，使带电离子从水溶液和其他不带电组分中部分分离出来的一
种电化学分离过程［16］．其原理
（如图2）所示，在外加直流电场的作用下，以电位差为驱动力，原水中的阳离子向阴极迁移，淡化室中的阳离子透过阳膜进
图2
电渗析技术原理
－42－
入浓缩室，但浓缩室中的阳离子受阻于阴膜而留
下；同时原水中阴离子向阳极迁移，淡化室中的阴离子透过阴膜进入浓缩室，但浓缩室中的阴离子受阻于阳膜而留下．电渗析技术具有以下特点：电渗
析技术由于具有能耗低、
药剂耗量少、环境污染小、操作简便、使用寿命长、无污染等特点，广泛地应用于海水、苦咸水脱盐［17］．2膜分离技术的应用
膜分离技术，作为一种新型的分离技术，既能对废水进行有效的净，高效地去除污染物，又能回收一些有用物质，同时具有节能、无相变、安全性高、生物稳定性好、设备简单、操作方便等特点，因此在生产生活中得到了广泛的应用并显示了广阔的发展前景．
2．1在化工生产中的应用
在合成氨方面，可用于高压机后新鲜气油分离采用超滤，技术除去新鲜气中的油水尘等杂质，大大改善了冷交换器的油污和积炭堵塞现象，进一步优化了操作条件，降低了能耗，有效保护了合成塔触媒．联碱生产过程中经常会产生重碱、食盐、纯碱等有用物质的母液泄漏及生产设备冲洗水外排，既造成了浪费，又对环境造成了污染［18］．徐昌松等［19］采用电渗析技术处理联碱含盐废水，可将含盐质量分数为1％的联碱废水浓缩到10％，而淡液含盐的质量分数0．05％．结果表明采用电渗析技术处理联碱废水是可行的，可实现联碱生产废水零排放．大多数有机溶剂（如醇类、酮类、酯类等）常含有少量水会形成共沸物，用恒沸精馏、萃取精馏等特殊精制工
艺脱水，存在工艺复杂、
能耗高等问题．使用膜选择分离技术进行脱水就不再受恒沸点制约，容易从有机溶剂混合物中脱除微量水，可大幅度降低分离过程能耗［20］．
2．2在环境中的应用
随着我国经济社会的快速发展和人们生活水平的不断提高，人们对水质量的`要求也不断提．柴克鹏［6］在对星级宾馆的扩建改造中，将宾馆所排放的污水进行收集后处理后，将其用于绿化和厕所用水．所选用的超滤膜为聚丙烯中空纤维膜，利用该膜组件和采用反洗工艺来处理污水，处理后的水质完全符合预期要求．王立国等［21］采用核桃壳过滤器―超滤装置组合工艺处理油田含油污水，油的质量浓度由10．98mg／L降到0．33mg／L，出水达到A1类标准的要求．
填埋式处理垃圾的方法，是我国处理垃圾的主要方式，因此将会产生大量的垃圾渗透液．王薇等［22］采用MBR和纳滤集成处理工艺对垃圾渗透液进行处理可有效截留MBR产生中的COD、色度等，经过纳滤处理过的垃圾渗透液符合污染物的特别排放标准．李黎等［23］
在峨眉山市垃圾渗滤液处理工程
中，纳滤系统采用纳滤卷式膜，运行压力0．5￣1．7Mpa．运营至今运行情况稳定，纳滤出水完全达标排放．
2．3在医药生产中的应用
超滤技术是一种用以分离、
提纯和浓缩物质的新方法．以膜两侧压差为推动力，利用膜孔径大小来进行筛分．邱礼新等［24］采用中空纤维超滤膜法制备精制双秦滴眼液，采用中空纤维超滤设备，所用原液采用经鉴定的生药加水煎煮而成．经研究证明，经过超滤技术所制备的双秦滴眼液的PH为7．5接近中性，并且具有良好的稳定性；其中所含的药物成分有所提高．刘洪谦等［25］运用超滤法精制生脉饮口服液，利用外压式中空纤维超滤膜来进行筛分证明超滤法能有效去除杂质、提高产品澄清度，并且能保留原配方的成分．2．4在食品中的应用
乳清是干酪生产中排出的质量约为加工原料奶90％比例的副产物．孔凡丕等［26］运用GFLB－75N型管式分离机纳滤膜选用OsmonicsDK2540F纳滤膜，以及小型喷雾干燥设备等仪器对干酪进行乳清脱盐处理．所得的乳清酚灰为4．76％比原料降低了45．28％，乳清蛋白几乎完全截留．在对脱脂牛奶的处理中．食盐的截留率约为60％．结果表明，采用纳滤处理可有效地去除杂味和盐味，并不破坏牛奶的口味和营养价值．3发展趋势
随着我国经济的快速发展，膜分离技术作为一种新型的单元操作过程，在许多行业已经得到广泛的应用，并且在某些行业应用的比较成熟．在对于
生产成本要求不断降低、
产品质量要求不断提高的今天，膜技术的优势会越来越明显．
由于膜分离技术的大量应用是近些年开始的，因此膜技术的发展也受到一些因素的制约：如膜污
染、
膜产品的价格和膜分离要求的提高．如果我国的科研人员能将这几个方面的问题更好的解决，膜分离技术将在我国的经济发展中发挥更重要的作用．―――――――――――――――――――
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中药灌肠技术临床应用研究进展 篇6
【关键词】中药灌肠技术；临床应用；研究进展
【中图分类号】R452【文献标志码】 A【文章编号】1007-8517（2014）22-0025-03
中医外治又称为中医内病外治，是通过人体体表、孔窍、穴位给以不同制剂的药物或者物理治疗方法，以调节机体的功能来治疗五脏六腑的疾病。中医外治历史悠久，源远流长，是中医药宝库中熠熠闪光的瑰宝。为能充分利用现代科学技术，中医外治技术在不断完善、提高、创新、规范，使之成为更完善的医疗体系。
中药灌肠技术是中医外治技术重要方法之一，最常用于治疗的疾病：溃疡性结肠炎、肝性脑病、肝功能衰竭、肾功能衰竭及病情严重，昏迷不能口服用药和小儿难以用药时给药。由此可见，中药灌肠治疗各种疾病疗效肯定、副作用小、起效快，但是目前由于缺乏中药灌肠法技术操作规范化研究，使该项技术在临床治疗疾病时随意性较大，不利于规范交流，不利于临床疗效的提高，因此，有必要对中药灌肠技术作一综述。
1灌肠器具
1.1早期的灌肠工具教科书里最早的灌肠工具为注射器[1] 。用物为注射器、治疗碗、弯盘、止血钳、石蜡油、棉签、肛管等。操作时先把灌肠液倒入治疗碗内，用注射器抽吸药液，取棉签蘸石蜡油润滑肛管前端，连接肛管，排气于弯盘内，用止血钳夹管，插入后缓缓注入药液。
1.2传统的灌肠工具传统的灌肠工具为灌肠器[2] ，由灌肠筒、导管及肛管三部分组成，灌肠筒的材料为搪瓷类，不透明，不能从外面观察到液面下降情况、灌入量及灌入速度，不能显示灌肠筒液面距肛门的高度，只能用目测或用尺子测量。导管为不透明胶管，有时肛门内有粪块堵塞肛管也不易及时发现，且导管因长期用血管钳夹闭及高压灭菌容易损坏；肛管为黑色硬质木，硬、粗、短，操作时很容易损伤粘膜。
1.3自由组合的灌肠工具传统的灌肠工具由于存在药液易在灌肠筒内附壁、灌肠管道不能控制速度、橡胶肛管对肠道刺激性大等弊端；肛管质地硬，对病灶刺激大，患者易产生恐惧心理，不但影响治疗效果，而且容易造成医源性感染[3]，由此产生自由组合的灌肠用具：临床护士常常用一次性导尿管和尿袋、一次性吸痰管、一次性冲洗袋、一次性输液管等部件进行组合成灌肠工具。罗丽芳[4]以一次性尿管和喂灌器为灌肠工具，钟佳梅[5]用一次性输血器和一次性双腔气囊导尿管进行保留灌肠，叶红[6]则采用一次性导尿管连接输液器的方法灌肠，经临床实践，效果满意。
1.4一次性灌肠器随着社会的发展，自由组合的灌肠工具已不能满足护士及病人的需求，配套齐全的一次性灌肠工具产生了。目前可用于灌肠的工具从中华人民共和国国家知识产权局查询系统获悉[7]，从1991年7月至今的23年里，共有7种一次性灌肠器获中华人民共和国国家知识产权局实用新型专利，最早获专利的简易灌肠器为马志远的自助式简易灌肠器；小儿科专用的刘国荣和赵敬河的2种；通用的灌肠工具有3种，为谭柳纯等研制的简易灌肠器，各种一次性灌肠器在使用过程中各有利弊，由于其操作技术上尚未进行优化、完善、规范等缘故未能广泛推广应用。
1.5灌肠仪的应用各种医用灌肠仪的出现，无疑给医院及病人带来了福音，但临床使用过程中仍发现有不足之处。具体为：①需要熟悉掌握操作技术的医务人员操作，需要专业人员定期保养和维修，一旦仪器出现故障病人治疗被迫终止，将严重影响临床疗效；②灌肠仪价格昂贵，基层医院及家庭难以具备，收费偏高；③药液容易滞留在灌肠仪管道里，造成药液浪费或药量不足；④灌肠仪有固定的进水排水口，不能随意搬动仪器，昏迷或卧床病人很难使用；⑤灌肠仪在操作过程中有发生交叉感染的隐患[8]。
2灌肠时间
2.1根据效果和人性化护理服务选择灌肠时间黄建秀等[9] 在子宫全切除术前不同时间灌肠的效果观察中，既考虑了灌肠效果，又体现了人性化护理服务，把原来的灌肠时间改良在术前1d的4PM、8PM、11PM，患者睡眠时间可达7～8 h，情绪平稳，增加了对麻醉药物的敏感性，提高了痛阈，术后患者能较早地进行床上活动，促进排气功能的恢复；最后1 次灌肠时间为手术前晚11PM，灌肠后有充裕的时间排便，提高了灌肠效果，同时灌肠液对肠道机械性刺激经6～7h的休息得以恢复，提高了患者对手术刺激的承受力，术后肠蠕动功能较易恢复。
2.2根据患者活动规律选择灌肠时间患者如在白天保留灌肠，药液会因活动、进食刺激肠蠕动，或在排小便时腹压增加一同排出，药物保留时间短，因药物不能保留吸收，患者质疑治疗方法。文晓芸[10]在治疗慢性盆腔炎时，治疗组保留灌肠选择在睡前排净大小便后保留灌肠，这样患者可卧床休息，能减少灌肠后的不适，增加患者的舒适感，对照组在白天保留灌肠，结果治疗组效果优于对照组，其方法简单，患者容易接受， 也可在家中自行操作。
2.3根据临床择优选择灌肠间隔时间灌肠间隔时间是影响疗效的关键[11]，中药药味众多，很难测定其半衰期时间，只能在临床实践中总结择优灌肠间隔时间，李瑞琼等[12] 对先天性巨结肠术后灌肠次数及灌肠间隔时间进行研究，收到满意疗效。常规组：qd或q12h，直到治愈。改进组：q4h 灌肠直到患儿体温恢复正常，大便颜色、气味恢复正常，腹胀缓解，进食无呕吐后灌肠循序渐减（q6h→q8h→q12h→qd）至食欲恢复正常，仍每日一次灌肠，持续1～2 个月。
2.4根据调理五脏最佳时机选择灌肠时间中医的子午流注中讲到，肝胆在晚上11点至凌晨3点最兴盛，各个脏腑的血液都经过肝，此刻肝脏的解毒作用也达到了最高峰，故临卧时中药灌肠给药效果最佳；同时根据自然界的阴阳消长、气机升降规律基础上，顺应人体自身的生理病理节律变化择时灌肠[13]。
3插管深度
3.1根据病灶位置确定插管深度刘燕等[14]用一次性吸痰管直接替代肛管的灌肠法，缘于传统的灌肠法肛管长度只有10～15cm，而一次性吸痰管灌肠法插入肛门长度为20～30cm，可直接插入肛门为20～30cm的溃疡性部位治疗溃疡性结肠炎，效果显著。用传统的肛管因长度不够，药液不能到达溃疡部位却直接作用于直肠，且易刺激直肠壁的感受器而产生便意，药液保留时间缩短，效果不明显。王硕等[15]的改良灌肠法在肠梗阻保守治疗中，也把传统的灌肠方法肠管插入7～10cm，改进为肠管插入20～22cm，可以使肠管到达乙状结肠，可减轻灌肠液对肠黏膜的刺激，使灌肠液在肠道保留的时间更长，以利于粪便充分软化容易排出，以更好的达到灌肠的目的。
3.2根据临床效果优化插管深度张景岚[16]用中药灌肠治疗慢性盆腔炎时将肛管插入深度改为30cm，结果显示保留时间和治疗效果都明显优于对照组。王红玲[17]在急性农药中毒抢救中也证实了高位灌肠的优点，在彻底洗胃后行高位清灌肠，肛管插入深度15～18cm，抬高臀部10～15cm，保留5～10min，排泄时放低臀部，观察排泄液至无色无味时停止灌肠（一般需7～8次）。最大限度清除肠道内毒物，操作持续时间长，可将“肝肠循环”到肠道的毒物灌出。屈轶等[18]给骨科病术后及术前肠道灌肠时，做了大量研究，根据肛管、直肠解剖认为以18～ 22cm 为宜，此深度一方面可使灌肠液保留时间适当延长，可促使干结粪便软化，另一方面可使大量灌肠液产生冲击压力，使粪便排出，从而较好的达到大量不保留灌肠的目的。
4药液温度
杜鑫等[19]治疗输卵管性不孕，灌肠药温为37～39℃，每晚临睡前保留灌肠。凌霞[20]治疗慢性盆腔炎时药物的温度选择在37～40℃左右，接近肠道内的温度。因为温度过高、会使局部肠黏膜充血、水肿或烫伤；过低不利于药物的吸收，同时可能会刺激肠黏膜引起肠蠕动而不利于药物的存留。王红玲[21]在抢救急性农药中毒抢救中行高位灌肠时特别强调，灌肠液温度为28 ～32 ℃为宜，灌肠液温度略低可以刺激肠管壁血管收缩，减少血流量使吸收减慢，减少农药吸收。陈娜等[22]总结出溃疡性结肠炎中药灌肠液温度不宜太高，灌肠液温度37～39℃左右为最佳，适宜的温度对肠腔物理刺激较小，患者更容易耐受，保留灌肠时间更长，药物作用更充分，以保证疗效。陶俊等[23]灌肠液温度以39～41℃为宜，是将药物对肠道的冷刺激降到最小化。根据病人证型选择药温，应因人因病而异， 湿热蕴结者药温应偏低一些，虚寒者药温应偏高些。李儒贵[24] 在治疗肝硬化上消化道出血时，即用中药从肛门低压缓慢注入温度为35～40℃为宜。陈秀荣[25] 用清热利湿煎剂灌肠治疗小儿手足口病时，灌肠药液温度36～39℃，高热者药液温度34℃，手足口病辨证多属于湿热型，治宜清热解毒利湿，但小儿服药困难，使口服汤药受到限制，所以外治疗法治疗手足口病受到患儿及其家长欢迎。
灌肠液温度过低肠蠕动过快造成腹痛，药液不易保留，灌肠液温度过高患者可感觉不适，加重肠粘膜水肿充血，由此可见，适温的灌肠液是治疗局部病灶的关键，药物温度适应，吸收快，保留时间长[26]，是患者舒适及疗效的保障。
5给药速度
方成华等[27]用中药保留灌肠治疗慢性盆腔炎时，研究出以每100ml药液15min匀速滴完的速度行输液式中药保留灌肠，防止了快速灌肠影响药物保留时间，也防止了药物灌肠速度太慢药液温度降低影响疗效。袁晓燕[28]强调灌药时，应以循证护理为原则，治疗慢性结肠炎时灌肠速度不宜过快，使肠腔快速充盈，当直肠内压力>56.25mmHg时，直肠壁感受器即产生强烈兴奋，引起排便反射，药液就随同排便一同排泄，影响疗效，药液滴速应控制在30～60滴/min为宜。
6药液剂量
关于保留灌肠溶液量的选择目前开展的研究不多，《临床技术操作规范·护理分册》[29]及《医疗护理常规·护理常规》[30]中对保留灌肠溶液量的要求均为不超过200ml。这样的范围在实践中可操作性不够具体，操作者难以作出最佳的具体选择，如对溃疡性结肠炎患者采用合适保留灌肠的药液量至关重要[31]。药量过少的一方面会导致药物浓度高，对局部溃疡面有刺激作用，加重溃疡面的损伤；过多的容量会致使直肠压力增大，引起排便反射，不利于药物的保留，如果药液调配低于100ml会导致药液变厚变稠，难以抽吸，灌肠困难，因此对溃疡性结肠炎患者行保留灌肠时采用100ml的灌肠量为宜。徐英[32]在重症胰腺炎承气散中药灌肠中提出，要根据腹泻情况加减灌肠剂量，使腹泻维持在4～5次/日，一般灌肠3～5d，既减轻患者的痛苦，又提高患者生活质量，促进患者康复，预防疾病的复发。
7灌肠时及灌肠后患者体位
黄爱玲[33]等在治疗慢性肾衰竭患者灌肠时取左侧卧位，抬高床尾10cm，俯卧40min以上，中药煎液注入后，臀部应抬高10cm，使药液不致溢出，从而延长灌肠液的保留时间，使肠壁对药物的吸收更加充分，最大限度地发挥药效，是对延长中药保留灌肠时间的有效护理措施，大大提高了慢性肾衰竭患者综合治疗的效果。朱晓烨[34] 对慢性盆腔炎病人中药保留灌肠后采取俯卧位，此时直肠在子宫下，并且骶曲凸面向下，灌肠液容易在此潴留，刺激排便。而观察组灌肠后取俯卧位，直肠在子宫上，直肠位置抬高，骶曲凸面向上，灌肠液不易在此停留，促使药液引流入乙状结肠，其容量较大，充分接收灌入的药物，使药液在肠道内停留的时间延长，有利于肠黏膜对药液的充分吸收，从而提高治疗效果。综上所述，中药保留灌肠后取俯卧位药液保留效果优于传统卧位。
根据病灶位置，确定病人体位。高真理[35]结直肠癌的中药控热灌肠治疗时、缓慢推入或滴完药物后，嘱患者缓慢翻转身体360度，以便药物在肠道内均匀分布；乙状结肠和直肠取左侧卧位，回盲部取右侧卧位，其他灌肠则根据病灶位置，确定病人体位。
8药液保留时间
药液保留时间为影响治疗效果最主要的因素。宁晓梅等[36]总结出治疗溃疡性直肠炎最佳保留灌肠时间以8h为最佳，由于保留灌肠是通过灌肠的方法将药液注入肠道，通过肠壁吸收而发挥药效。因此，药物在肠道内存留的时间越长，肠壁吸收越充分，治疗效果也越好；但是过长则影响病人的依从性，因此研究最佳的保留灌肠时间尤为必要。毛德文等[37]也证实了药液保留时间是影响疗效的关键，插管深度次之，灌肠后体位再次之，而药液温度对疗效的影响最小。临床研究表明影响药液保留时间还有：灌肠时操作者操作规范程度（如操作前评估大小情况、手法轻柔程度）、灌肠时及灌肠后患者体位、药液温度、药液剂量、导管插入深浅度及粗细程度、灌肠速度、患者自身原因（老人肛门松弛、小孩不配合、灌肠部位敏感、心理因素等）、药物类型及性能；药物性能方面，谈利利[38]提出要尽量选择分子型、脂溶性大肠易吸收的药物；灌肠剂配伍时避免拮抗作用，加强协同作用，灌肠剂应为低、等渗液体，应当用净水或生理盐水调和。
总之，中药灌肠治疗各种疾病疗效肯定、副作用小、起效快，但是目前由于缺乏中药灌肠法技术操作规范化研究，故还有待进一步研究。
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卵黄抗体的应用研究进展 篇7
1 Ig Y在医学疾病诊断方面的应用
1.1 细菌性疾病的诊断
Kim等人用单核李斯特菌的鞭毛蛋白作为抗原免疫蛋鸡,制备抗鞭毛蛋白抗原的特异性Ig Y,并通过ELISA法以抗鞭毛蛋白的单抗为包被抗体、特异性Ig Y为检测抗体进行该菌的检测,结果显示此特异性Ig Y的敏感度高,特异性强,并且不与其它菌种发生交叉反应[4]。Vasconcellos等人采用三种不同的测试方法对多克隆抗体和特异性Ig Y进行包被以检测人体血液中的钩端螺旋体,得出最佳包被模式的检测限为l0个钩端螺旋体/ml[5]。大肠杆菌O157:H7常存在于日常食品中,由于低剂量就会导致出血型大肠炎感染,严重危及生命,因此需要快速、精确、高灵敏度的检测体系;Sunwoo[6]等人采用灭活的大肠杆菌O157:H7为免疫抗原免疫蛋鸡,分离制备了抗大肠杆菌O157:H7的特异性Ig Y,以O157:H7的单抗为检测抗体,用此特异性Ig Y为包被抗体,进行分析,结果显示此检测体系可检测到的大肠杆菌O157:H7的最低剂量是40CFU/m L,大大提高了检测的灵敏度。
1.2 病毒性疾病的诊断
Juliarena等人表达制备了牛白血病病毒包膜糖蛋白gp51上的重要蛋白抗原-p24的融合蛋白,并用此蛋白来免疫蛋鸡制备特异性抗体,用于免疫诊断牛白血病病毒的存在,结果显示此Ig Y抗体在检测过程中避免了常规哺乳动物Ig G所带来的交叉反应现象[7]。Ivano等人制备了抗蜱传脑炎病毒(TBEV)的鸡Ig Y抗体,并建立了ELISA方法用于检测TBEV抗原的存在[8]。SARS病毒的主要结构蛋白是核衣壳(NP),感染SARS病毒的病人在感染一周后在其血浆和鼻咽呼出物中大量出现核衣壳,Kammilaa等运用重组表达的NP分别免疫小鼠和蛋鸡,获得NP特异性Ig G及Ig Y,之后分别用作包被抗原和检测抗原进行免疫检测分析,结果发现特异性Ig Y对NP的检出限是10pg/m L[9],显示此免疫拭子试验有效、方便、灵敏度最高,可以用于未来SARS流行时疑似病例的快速诊断。狂犬病是由狂犬病病毒所致的人畜共患病,潜伏期为数天至数年,该病毒会导致患者极度神经兴奋继之局部或全身麻痹而死亡,因此尽早诊断尽早治疗是关键。Motoi等学者用重组的狂犬病病毒核蛋白(r N)和磷蛋白(r P)免疫蛋鸡获得抗狂犬病病毒的特异性Ig Y,并通过免疫组化实验、免疫荧光、及Western-blotting等方法研究其特异性,发现抗r P和r N的特异性Ig Y可以特异性地结合狂犬病毒的蛋白,这表明抗狂犬病重组蛋白的特异性Ig Y可作为检测狂犬病病毒感染的有效工具进行快速诊断[10]。
1.3 寄生虫病的诊断
多数寄生虫病的症状在临床上很难做出诊断,很大程度上依赖于实验室检测,这就需要特异性强、灵敏度高、快速简便的检测手段。邵兆霞等用间接免疫荧光检测的方法用抗隐孢子虫Ig Y检测隐孢子虫卵囊,结果发现,以3%的BSA稀释抗体能有效减少非特异性染色,Ig Y的最佳稀释工作浓度在1:4000-1:8000范围内,能检测到的卵囊阈值为每毫升样品180-360个,该方法具有隐孢子虫属特异性和良好的敏感性[11]。Lei等运用免疫磁珠酶联免疫法,用抗可溶性虫卵抗原(SEA)Ig Y检测感染日本血吸虫小鼠血液循环中的抗原(CA),结果显示该法对血吸虫抗原血症的检测灵敏度很高,并可用于小鼠血吸虫病化疗效果的评价指标[12]。
1.4 其他诊断
张明娟在研究抗哇巴因鸡Ig Y与兔抗体Ig G在酶联免疫检测中的比较中发现,鸡抗体Ig Y比兔抗体Ig G的检测准确性高、特异性强,在一定程度上提升了哇巴因的检测水平[13]。Xizo等利用作为乳腺癌诊断标志因子的HER2和端粒酶为抗原免疫蛋鸡,产生抗HER2和端粒酶的Ig Y代替哺乳动物多抗进行诊断,结果发现Ig Y比哺乳动物的Ig G和Ig M更加灵敏[14],有望作为癌症检测和治疗新手段。
2 Ig Y在疾病治疗方面的应用
2.1 细菌性疾病的治疗
Lee等用灭活肠炎沙门氏菌免疫蛋鸡制备出特异性Ig Y,体外实验表明特异性Ig Y浓度为0.9mg/m L时,对照组细菌增殖到1.2PFU/m L而实验组细菌仅增殖到0.3PFU/m L,说明该特异性Ig Y能显著抑制该病原菌的生长[15]。郭洁等用金黄色葡萄球菌灭活疫苗免疫蛋鸡获得抗金葡菌的特异性卵黄抗体,并通过体外抑菌实验研究该抗体的抑菌活性,结果表明,抗体抑菌活性随浓度的增加而增强,当特异性Ig Y的浓度为10mg/m L时就能完全抑制该病原菌的生长[16]。
2.2 病毒性疾病的治疗
对虾白斑综合症病毒(WSSV)是危害对虾养殖业最严重的病毒,卢亚楠利用灭活的WSSV免疫蛋鸡获得特异性Ig Y并溶于饲养水体,研究抗WSSV特异性卵黄抗体对WSSV的治疗效果,结果显示,灭活疫苗的特异性Ig Y浸泡处理后累计死亡率降低至33.3%与对照组呈显著差异[17]。王昕等以强毒新城疫(VND)及禽流感(AI H5、H9型)高效价抗原对健康蛋鸡进行多次免疫,得到抗新城疫及禽流感(H5、H9)的多价二联高免特异性Ig Y;用该高免Ig Y对1月龄雔鸡进行预防免疫实验以及攻毒治疗实验,实验结果显示,预防VND和AI的免疫保护率分别为87-100%和100%;治疗保护率达分别达到73%和80%以上[18]。
2.3 真菌性疾病的治疗
白色念珠菌主要攻击一些免疫功能低下的患者,如大面积烧伤患者或癌症患者等,临床常常用抗真菌药物进行治疗但是副作用明显,不适合长期使用。傅颖媛等在烧伤病人继发感染白色念珠菌的创面分离出白色念珠菌,并用该菌免疫蛋鸡获得特异性Ig Y,用于治疗感染白色念珠菌的烧伤大鼠,结果显示特异性Ig Y能显著抑制烧伤大鼠痂下组织继发感染白色念珠菌,与对照组比呈显著性差异[19]。El-Sayed等制备抗白色念珠球菌的特异性Ig Y用于治疗低免小鼠口腔白色念珠球菌感染,实验表明口服特异性Ig Y能显著减少小鼠口腔内的白色念珠球菌[20]。另外Ig Y用于阴道念珠球菌的治疗也取得了良好的效果[21]。
2.4 寄生虫病的治疗
郑明学研究发现,口服抗球虫Ig Y可使感染E.tenella鸡的死亡率降低33.34%,增重率提高39.19%,抗球虫指数提高73.50%,机理研究表明Ig Y对E.tenella孢子具有显著的溶解和致弱作用[22]。邵兆霞等研究了抗隐孢子虫特异性Ig Y治疗感染动物的效果,实验结果表明特异性Ig Y能显著改善和缓解病症,切片观察发现,实验组的虫荷数明显下降并且鸡群OPG值显著减少[11]。
3 Ig Y在其他方面的应用
Ig Y可作为保健品和功能性食品,美国食品药品监管局(US Food and Drug Administration,FDA)认为Ig Y作为功能性食品比作为药物更有利,已将Ig Y认定为“一般公认安全物质(Generally Accepted as Safe,GRAS)”,并将其确定为抗生素替代品的首选。Ig Y可以添加到中老年人、婴幼儿、及体弱多病者的食品中,用以提高人体的抵抗力。目前市售百贝宁(纯天然口服抗轮状病毒免疫球蛋白)为葫芦岛爱克生物工程有限公司与江西中德联合研究院共同生产的,自2001年上市以来,经临床试验发现在治疗轮状病毒性肠炎方面百贝宁具有疗效显著、服用方便等特点,并且在治疗过程中未发现毒副作用[23]。此外利用纯化的Ig Y作为亲和配基可以分离纯化抗原[24]。
污泥堆肥的应用研究进展 篇8
污泥是污水处理后的附属品,是一种有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。由于污泥的成分复杂,通常含有重金属、有机污染物以及少量的病原微生物和寄生虫卵等毒害物质[3,4],大量未经处理的污泥任意堆放和排放会对环境造成新的污染。为寻求经济与环保的方式解决当前城市污泥的排放出路,促进污泥无害化及资源化利用,土地利用是最有效的方式。此方法充分实现了污泥的使用价值,并杜绝其危害性及二次污染;同时可以解决农业急需的有机肥料原料的来源问题。经过堆肥化处理的污泥质地疏松,容重减小,可被植物利用的营养成分增加,病原菌和寄生虫卵几乎全被杀死[3],是一种良好的土壤结构改良剂,不仅可以改善土壤物理性质[4],还可提高土壤保水能力及土壤团粒结构稳定性[5]。本文综述了污泥堆肥在农业上的应用,并指出今后污泥堆肥在农业中的发展趋势。
1 污泥堆肥在农田上的应用
1.1 污泥堆肥在粮食作物上的应用
研究表明,城市污泥复混肥还可促进玉米籽粒增产,与对照差异达极显著水平[7]。将城市污泥复混肥和化肥分别对小麦施肥,发现前者显著促进小麦增产[6];城市污泥作为肥料不仅对当季作物具有增产作用,同时还具有显著的后效。丁文等[8]应用污泥有机肥进行大田试验表明,在常规施肥的基础上增施污泥有机肥可显著提高水稻产量、糙米营养品质。王连敏等[9]也发现,适量施用污泥,水稻返青加快、分孽增多,体内叶绿素含量增高,但与施用化肥相比,施用污泥的处理分葵发生偏晚。戈乃纷等[10]研究表明施用城市污泥后的第二季小麦增产28.9%~30.8%,后效极为显著,说明城市污泥复混肥中污泥带入的养分具有良好的增产效果。可见,城市污泥可作为一种长效肥料。污泥作为肥料能提高水稻、大豆对N、P、K的吸收量,并且有明显的增产效果[11]。施用城市污泥堆肥还可增加粮食作物的蛋白质含量[12]。但在施用污泥堆肥过程中要严格控制施用量,肖玲等[13]进行的盆栽试验结果显示,当污泥施用量在2%以下时,小麦茎叶中铜、锌的含量均在正常范围之内,铅、隔与对照相近。综上所述,施用污泥堆肥不仅可使作物增产,还可提高果实的营养成分,在合适的施用量下,重金属含量不会超标。
1.2 污泥堆肥在蔬菜上的应用
污泥堆肥不仅在粮食作物上得到广泛应用,近年来,有关蔬菜方面的应用研究也逐渐增多。金燕等[14]研究表明,施用城市污泥复合肥对生菜、菜花和窝笋有明显的增产作用,其增产效果相当于或略高于等养分的化肥和等氮量的市售复合肥,比对照增产19.8%~30.6%。廖宗文等[15]研究表明施用城市污泥的处理生菜增产达61%,而且菜茎较对照短,叶片数增多。但也有研究表明,只有通过增加污泥堆肥施用量或者配合施用化肥,才能获得较高的产量[16]。还有研究表明,在施化肥的基础上,施用污泥有机肥可显著提高蔬菜的产量、等级和品质[17]。可见,污泥堆肥还可应用于蔬菜种植,但由于污泥中含有重金属,所以还需进步跟踪试验,检测蔬菜中重金属含量是否超标。
2 污泥堆肥在林业上的应用
随着城市建设的不断加速,城市污水处理厂污泥在林地、园林绿化等方面的应用越来越多。李艳霞等[18]对城市污泥堆肥作为林木容器育苗基质进行了研究。在基质中添加1/2~2/3的城市污泥堆肥,可以使国槐和刺槐的株高及地径增加34.1%~51.3%和8.3%~20.8%,叶片的叶绿素含量提高9.9%~26.7%,同时绿色期延长。Labrecque等[19]对柳树(Salix)进行施用污泥试验结果表明,总生物量与污泥量呈显著相关性,而且植物吸收Cd和Zn比Ni、Hg和Pb要强,证明柳树可以作为污水污泥的过滤器和净化器,并有高的生物量。张天红等[20]研究发现,施用污泥1年后,杨树、泡桐和小油松的树高和地径比对照增长了9.2%~41.2%和5.6%~20.8%,并且试验树木的生长效应均随污泥的施用量增加而相应增加。王新等[21]研究表明,污泥堆肥(有机质44.39%)施于榆树较对照树高增加11%~25%,地径粗增加19%~50%。Lee等[22]利用污泥进行火柜松(Loblolly Pine)试验,统计分析指出,施用污泥量至800kg/hm2对火炬松机械性能没有影响。张增强等[23]对白蜡和国槐所作的研究表明,当污泥堆肥施用量在3~9kg/m2时,白蜡树的高度、地茎增加量和当年生枝条长度,国槐的高度增加量、地茎及根茎比分别比对照处理增加较为明显。污泥和垃圾堆肥(全N 23.6g/kg),明显促进苗木生长,提高叶片叶绿素含量,延长叶片生长期[24]。可见,长期施用污泥堆肥可促进苗木生长,将污泥堆肥应用于园林绿化将会成为污泥土地利用的主要趋势。
3 污泥堆肥在花卉果树上的应用
污泥堆肥可应用于多种花卉植物,研究表明,月季、扶桑、木槿、金枣、美人蕉、旱荷花、龟背竹、五叶地锦等施用污泥堆肥后均有较好的生长响应,其中月季、扶桑、木槿、美人蕉、旱荷花等的开花量增加、花期延长,金枣的挂果量增加,金枣、龟背竹、五叶地锦等的生物量明显增大[25]。同时,在常规施肥的基础上,施用污泥堆肥可显著提高蜜柚产量、改善蜜柚品质,施用污泥堆肥的蜜柚果肉中Hg、As、Pb、Cd、Cr重金属含量均低于GB2762—2005《食品中污染物限量》(水果)标准[26]。研究表明,污泥堆肥在花卉果树上的应用也存在着积极作用。
4 污泥堆肥在草业上的应用
采用城市污泥堆肥作为草皮基质,可以明显促进高羊茅的生长。施用20t/hm2的污泥堆肥,能够提高高羊茅生物量及促进其根系生长,草坪的密度和盖度明显提高,降低草皮生产成本,而且也有利于保护耕地和提高土壤肥力。城市污泥堆肥可作为草皮基质培育黑麦草,研究表明,施用城市污泥堆肥的黑麦草的长势始终最好,比化肥处理生物量大,且有明显的后效。无论是城市污泥用作堆肥基质还是城市污泥复合肥,均明显促进黑麦草的生长,叶绿素和黑麦草对养分的吸收,均高于化肥空白及化肥对照[27]。这说明对园林绿地植物而言,城市污泥与其它肥料具有同等的肥效,甚至优于等量化肥。污泥堆肥可明显促进黑麦草的分蘖能力,较空白及化肥对照提高28%和15%,黑麦草、紫羊茅、匍枝翦股颖每茬鲜重和总干重随污泥堆肥使用量的增加而增大。白三叶和马尼拉草的鲜重随污泥堆肥施用量的增加而增大,这两种草坪草的绿色期以9kg/m2的污泥堆肥处理的为最长[28]。
城市污泥堆肥可以增强栽培基质的保水性能和植物的抗旱能力,采用经过堆肥化处理的污水厂污泥作为植物栽培基质是可行的资源化技术途径。对黑麦草而言,施用14~70t/hm2的污泥堆肥(全N 16.1g/kg),黑麦草的地上地下生物量和叶绿素含量明显提高;与不施化肥和施用化肥的对照相比,污泥堆肥可增加土壤有效态氮、磷含量[29];而施用污泥与化肥的复合肥可促进其根系发达及叶片对N的吸收,并提高草密度、覆盖度以及质量[30]。同样,紫羊茅、马尼拉草和白三叶等施用污泥堆肥后,均获得良好生长响应,土壤理化性质明显改善;长期施用没有镉、汞毒害现象[31]。可见,污泥堆肥可促进多种草皮的生长,作为基质施肥还可改善土壤环境。
5 污泥堆肥在土地修复和重建上的应用
Cai等[32]研究表明污泥经过堆肥处理后可用于土地修复,提高土壤肥力。姚天举[33]利用污泥好氧静态堆肥装置生产的堆肥对月季、杨树、油松等花卉树木及草坪进行了栽种施用的对比试验,结果表明,污泥堆肥不仅对树木生长具有良好的效果,而且还可起到土壤修复的作用。目前,污泥堆肥在土地修复和重建方面的报道还很少。但根据已有研究表明,污泥堆肥可以修复经过严重扰动的土壤。
6 污泥堆肥在农业中的发展趋势
污泥经堆肥化处理后,虽然解决了其易腐烂发臭、含水量高、含有病原菌和寄生虫等有害特性,但其应用还存在着一些问题:土壤重金属积累,尽管污泥好氧发酵过程存在一定的重金属生物钝化作用,但仍然含有大量生物有效态的重金属,长期施用必将造成土壤重金属累积。所以,在污泥堆肥处理技术、用量、工艺方面还有待进一步研究开发。
目前,将污泥在堆肥化的基础上与化肥或者其它固体废弃物按一定比例混合制成有机-无机复混肥或有机肥[34],是应用于农业的主要发展趋势。制成的有机-无机复混肥除含氮、磷、钾三要素外,还含钙、镁、硼、硫、锌等元素和有机质,不但可使供肥过程稳定、协调,取得较好的肥效,而且可不断培肥地力[35]。这既解决了污泥堆肥产品养分含量低,又能实现土地增肥的长效作用,符合农业的可持续发展战略。污泥和其它固体废弃物按一定配比进行堆肥可弥补各自存在的营养缺陷,提高其土地利用水平,促进城市节能减排[36]。
硼酸镁晶须应用研究进展 篇9
晶须是以晶体形式生长的一类纤维材料, 由于具有高强度、高硬度、高弹性模量、高伸长率、质轻、耐高温、耐高热、耐腐蚀等优异性能[1,2,3,4,5], 已在航空航天、交通运输、塑料、化工、冶金、机械、石油、电子、国防等领域得到越来越广泛的应用[5,6,7,8]。
硼酸镁是一种非常重要的金属硼酸盐, 具有多种结构形式[9], 不同结构形式的硼酸镁可作为烃类转化催化剂[10]、荧光灯的发光材料、阴极射线和X射线屏[11,12,13,14,15]等。硼酸镁还是一类重要的陶瓷材料, 可作塑料等的增强材料[16]。
硼酸镁晶须通常所指为Mg2B2O5, 亦称焦硼酸镁晶须。硼酸镁晶须轻质、高韧、耐磨、耐强碱、抗氧化、耐腐蚀、耐高温、绝缘性好、不易被浓热碱所浸蚀, 微溶于水, 水溶液呈中性, 能很好地分散在有机和无机溶液中, 经表面处理可以应用于铝、镁及合金、塑料复合材料以及高分子材料中[17,18]。并且它在增强铝镁合金复合材料时, 不会象硼酸铝晶须那样发生界面反应, 因此, 它在增强铝镁合金方面比硼酸铝晶须具有更好的应用前景。硼酸镁晶须作为一种高性价比的晶须产品, 是新型增强材料潜在的有力竞争者, 有望在复合材料领域得到广泛应用。
2 硼酸镁晶须的应用
2.1 硼酸镁晶须增强金属复合材料
硼酸镁晶须经表面处理, 与金属基体间具有很好的相容性[19], 形成的金属基增强复合材料, 具有强度高、韧性高、弹性模量高等优点[20]。
李慧青等[5,8]利用挤压铸造法制备了硼酸镁晶须增强铝6061复合材料。研究表明:添加20%的硼酸镁晶须, 使复合材料弹性模量由70GPa增加到105GPa, 增加了50%;拉伸强度由250MPa增加到280MPa, 增加了12%。
吴小王等[1]用硼酸镁晶须制备铝基增强复合材料的研究表明, 其抗拉强度和弹性模量分别达到420MPa和105GPa, 已接近于钛合金性能。该铝基复合材料重量轻 (密度仅为2.7~2.9g/cm3) 、强度高 (抗拉强度是传统铝合金的2倍, 弹性模量是传统铝合金的1.5倍) 、成本低 (仅为钛合金材料的1/3) , 可在一定程度上取代传统的钛合金材料, 而在军事工业、航空、航天工业等材料中得到普遍应用。
以硼酸镁晶须作为增强体的铝基复合材料具有高比强度、高比刚度、低热膨胀系数、高耐磨性等优点, 可以通过常规的热加工方法对其进行二次加工, 试验发现, 5%硼酸镁晶须增强铝基材料热挤压型材的性能可以达到:抗拉强度80~750MPa, 弹性模量75~135GPa, 密度2.75~2.90g/cm3, 延伸率5%~70%[21]。
硼酸镁晶须和陶瓷颗粒增强铝基复合材料具有高耐磨性, 稳定的摩擦系数, 良好的导热性能和优良的高温性能。可用于摩托车、汽车制动器衬片, 其性能指标为:抗拉强度500~650MPa, 弹性模量110~120GPa, 密度2.6~3.0g/cm3, 不同温度下的摩擦系数分别为0.25~0.65 (100℃) 、0.25~0.70 (150℃) 、0.25~0.70 (200℃) 、0.20~0.70 (250℃) 、0.15~0.70 (300℃) [22]。
研究表明, 硼酸镁晶须能提高铝基材料的力学性能, 利用其轻质、高韧、耐磨、耐蚀的特点, 可将其应用到许多场合, 如用于发动机活塞、连杆、压缩机气缸、汽车刹车片和离合器的衬片等耐热、耐磨部件。
研究还表明, 硼酸镁晶须不仅可增强铝合金, 也可以增强镁合金。如利用硼酸镁晶须制备增强镁合金MB15的研究中, 为了增加晶须分布的均匀性, 减少复合材料内部的制备缺陷, 对复合材料进行了挤压, 挤压比为1∶10, 结果使弹性模量增加了10%~20%[5,8]。
2.2 硼酸镁晶须增强塑料复合材料
硼酸镁晶须增强塑料 (尼龙-6) 复合材料的研究结果显示[8], 其热变形温度可由75℃提高到200℃, 拉伸强度可由72113MPa提高到116102MPa, 断裂伸长率可由11185%提高到16118%, 弯曲强度可由12412MPa提高到21513MPa, 弯曲模量可由2166GPa提高到7019GPa, 比钛酸钾晶须具有更强的增强能力, 更适宜制作精小的工程塑料零部件 (如手表、照相机等内部零件) 及超薄壁零部件。
填充硼酸镁晶须的塑料成型流动性好, 接近于无填充的树脂, 晶须可达到精细部件的任意角落, 并且表面平洁光滑, 成型精度高, 部件尺寸稳定性强。硼酸镁晶须增强塑料复合材料具有优异的耐磨损及滑动性能, 可用于汽车的刹车片和离合器的衬片;滚压设备上的轴承、齿轮等;也可用于滑轮、凸轮、拉锁、体育运动用品[5,7,8,23,24]。
2.3 增强陶瓷基复合材料
硼酸镁晶须用于增强陶瓷和玻璃可提高材料的冲击强度、弹性模量、硬度和压伸强度等。到目前为止, 晶须增韧的陶瓷材料已成功地应用在切削刀具、耐磨件、宇航及军用零件上[6]。
2.4 其他应用
大量实验证明, 当硼酸镁在电熔氧化镁中的质量分数为0.3%时, 掺杂电熔氧化镁的适用温度比原氧化镁砂提高了200℃[25]。
润滑油中添加硼酸镁纳米丝, 可以显著降低其摩擦系数, 用于耐磨纳米装置中[26]。
可以预见, 硼酸镁晶须将以性能价格比高的特点, 出现在复合材料市场上, 在航天航空先进复合材料技术的民用化进程中, 硼酸镁晶须增强材料的开发, 将占有重要地位。
3 存在的问题与发展方向
通过对硼酸镁晶须制备与应用的初步研究表明, 硼酸镁晶须对于改造传统产业, 提高产品的技术含量和附加值具有重要意义。由于硼酸镁晶须的制备与应用尚处于发展阶段, 它涉及到物理、化学、化工、材料等众多学科, 还存在许多问题, 因此需要各方面的研究力量和技术支持。
为了能更好地应用硼酸镁晶须, 不仅需要对其进行微观分析、测试和表征, 同时还应对其宏观特性 (其机械、力学特性等) 作出系统研究, 这是有待科研工作者进一步研究的课题之一。
目前, 晶须增强的铝、镁基复合材料已在一些领域应用成功, 并且对晶须增强铝基复合材料的腐蚀行为、热膨胀、超塑性以及晶须取向等进行了较为广泛的研究, 但晶须增强机理、制备工艺和结构特性尚不是十分明朗, 为了进一步提高材料的性能, 降低制造成本, 必须加强晶须增强机理、制备工艺和结构特性等问题的进一步研究, 以促进其产业化进程。
研究表明, 硼酸镁晶须增强塑料复合材料具有许多优异的性能, 但在成型工艺与设备方面还存在一些问题, 因此应加强成型工艺研究 (包括复合体系中偶联剂的类型及处理方法) , 加强晶须增强塑料设备的研究, 开发出混合效果好、剪切作用低的造粒与成型设备。
由于应用研究开展较少, 目前硼酸镁晶须的应用范围还较窄, 因此要拓宽硼酸镁晶须的应用领域。为此, 应加强科研院所与企业的联合, 增大投入力度, 促进传统产业的系统改造和产品的升级换代。可以预计, 通过各方面的协同努力, 硼酸镁晶须将展现出更加广阔的应用前景。
摘要：硼酸镁晶须作为一种新型的功能材料已在金属及其合金、陶瓷、塑料及高分子化合物等许多领域获得应用, 本文对硼酸镁晶须在应用技术方面的国内外研究现状进行了系统回顾, 详细论述了硼酸镁晶须的应用范围和应用效果, 并针对硼酸镁晶须在应用技术中存在的问题, 指明了发展方向。
离子液体的应用研究进展 篇10
1 离子液体在电池技术和作为电解质和溶剂的应用
1.1 离子液体在电池技术中的应用
在电池技术中, 研究较多的包括锂离子电池、太阳能电池和燃料电池。目前锂离子电池所使用的有机电解质溶液存在易燃、易爆等安全隐患, 离子液体由于具有蒸气压低、无可燃性和导电性高等优点, 有望在彻底解决锂离子电池的安全性问题上发挥重要作用。不挥发、高电导率的离子液体替代有机电解质溶液用于染料敏化电池中, 也提高了电池寿命稳定性。离子液体的特殊性质也使其非常适合用于光电化学太阳能电池的电解液。
1.2 做溶剂和支持电解质
离子液体具有蒸汽压低和电导率高等优点使其作为电解液时, 既是溶剂, 又是电解质, Buzzeo[1]和Endres[2]就室温离子液体在电化学中的应用进行了综述, 详细地介绍了室温离子液体在各种电化学过程的应用。中国科学院有机固体重点实验室[3]通过改变阳离的烷基链来调节离子液体的熔点, 并用离子液体作为离子载体构置了离子液体电致发电化学电池。Duffy等[4]用离子液体充当甲苯溶液的电解质, 在玻碳电极与铂电极上研究了C60、[Ru (bipy) 3]2+等在混合液中电化学行为, 证明离子液体适合于用作高阻抗体系电解质;Compton[5]等人研究了氯化血红素在咪唑盐类离子液体中的电化学行为, 对其电化学行为与离子液体的性质进行了探讨, 在不同的离子液体中, 氯化血红素的氧化还原式电位有所差别, 这是由于离子液体的溶剂强度和介电常数的不同而引起的。
2 离子液体在萃取分离中的应用
萃取分离作为一种有效的分离方法, 应用范围极为广泛。传统萃取剂选择基本是以萃取效果为衡量标准, 对环境影响考虑较少, 故导致了大量有机溶剂的使用, 环境污染严重。离子液体具有选择性的溶解能力, 对有机和无机材料具有合适的溶解能力, 与一些有机溶剂不互溶, 可以提供非水的极性可调的两相体系, 使其在液液萃取、固相萃取等多种条件下得以广泛的应用, 离子液体是一种可以设计、安全稳定、环境友好的分离提纯溶剂, 被称为“液体分子筛”, 使其在液液萃取、液相微萃取、固相微萃取、离子液体/超临界CO萃取等多种条件下得以广泛的应用。Matsumoto等[6]将离子液体[Bmim][PF6], [Hmim][PF6], [Omim][PF6]与聚二氯乙烯复合成膜, 研究芳香烃苯、甲苯、对二甲苯与庚烷在离子液体膜中的通量及选择透过性。结果表明, 芳香烃能大量通过离子液体膜, 芳香烃与庚烷的选择性很好, 它们在离子液体支持膜中的透过率比在水和液体表面活性剂支持膜中高20倍左右, 说明离子液体支持膜可作为芳香烃与饱和链烃分离的有效手段。
3 离子液体作为功能材料方面的应用
3.1 离子液体作为新型润滑材料
离子液体是良好润滑抗磨损性能的润滑剂, 在信息、航空航天领域具有重要的应用前景。传统采用的石油基润滑剂通常难以满足低倾点 (50℃以下) 、高黏度指数 (120以上) 、高热氧化稳定性、低挥发性等性能要求。刘维民等[7]首先发现离子液体是一类性能优异的多用途润滑剂, 并研究了1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体 ([Hmim][BF4]) 和1-己基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐离子液体 ([Heim][BF4]) 的润滑效果, 证明离子液体可作通用型润滑剂使用。
离子液体具有的特点与理想润滑剂所期望的性能极为吻合。将室温离子液体涂敷在金属与金属、金属与氧化物及金属与陶瓷表面之间的摩擦性能研究表明, 室温离子液体作为润滑剂具有良好减阻抗磨损以及高承载能力。
3.2 离子液体作为储能材料和光学材料
太阳能的收集和存储一直是能源工业中难以解决的问题。室温离子液体具有低熔点、好的热稳定性以及其他的特殊性质, 使其成为一种良好的能量存储和传输的介质。研究表明, [Omim]PF6的存储密度是378mj/m3, 而其液态范围是-75~416℃。这比现今普遍使用的储热油的存储密度 (59mj/m3) 高614倍。离子液体作为储能材料的研究, 引发了人们对离子液体在燃料和太阳能电池领域应用的极大关注。
离子液体兼有透光和导电的特性, 使得离子液体可成为一类新型的软光学材料。
4 展望
离子液体的特殊结构赋予了它许多特殊的性质, 即使我们已经在多个领域发现它令人惊叹的一面, 但令人激动的应用可能还没被发现, 特别是在环境日渐恶化、资源逐步枯竭的今天, 离子液体在其他应用领域发展的机遇和潜力也是无法估计的。
摘要：室温离子液体作为一类环境友好的绿色溶剂已经被开发和应用到诸多领域。本文主要综述了离子液体在电化学、分离过程以及在新材料等方面的应用。
关键词：离子液体,萃取分离,电化学,功能材料
参考文献
[1]Buzzeo M C, Evans R G, ComPton R G, Non-haloaluminateroom-temperature ionic Liquids in electroehemistry-a review.ChemPhys Chem, 2004, 5:1106-1120.
[2]Endres F.Ionic liquidss:olvents for the eleetrode position of met-als and semiconductors, Zeitschrift fur Physikalische chemie, 2004, 218:255-283.
[3]张普玉, 娄帅, 李文斌.离子液体应用研究进展[J].精细化工, 2005, 22:324-325.
[4]Duffy N W, Bond A M.Macroelectrode voltammetry in toluene us-ing a phosphonium-phosphate ionic liquid as the supporting elec-trolyte.Electrochem Commun, 2006, 8 (5) :892-898.
[5]Compton D L, Laszlo J A.Electrooxidation of methanol on silverin alkaline medium.J Electroanal Chem, 2002, 520:71-78.
[6]Matsumoto MI, nomoto Y.Kondo Y.Selective Separation of AromaticHydrocarbons through Supported Liquid Membranes Based on IonicLiquids[J].J.Membr.Sci., 2005.
畸形的基础研究和应用研究 篇11
但是因此便认为国家不应该发展基础研究就有问题了。
现在，实用为先的论调，在国内是很盛行的。中国管理资金的机构，有的时候，甚至是过于功利地重视实用。但现实却是：中国国内的所谓实用为先的论调，既没有真正的促进应用科学，更没有促进基础研究，只起到了养肥一群既没水平也没眼光的三流科研人员兼一流学霸的作用。国家的新药开发计划投进的钱，几乎都够买来一个美国的中等规模的药物公司了，可这么多年来有开发出什么新药吗?没有!
更值得批评的是，国家投入那么多的钱来开发和农业有关的研究，不想竟养出来了—个畸形的转基因作物的方向。
为什么我会这么说?其实，大部分应用研究，尤其是有关农业、牧畜业的应用研究，本质上是不需要高科技的。袁隆平的育种，本质上就没有任何科学上的突破。培育抗旱抗热抗害虫的品种，从自然界里筛选远远比从实验室里重新购建—个来得省事和高效，在地球气候变迁的大环境下，开发替代作物其实比往水稻里乱转什么基因重要得多。
但是现在国内的农业研究为什么走上了转基因这个奇怪的道路呢?首先，转基因足够容易做，是那些学霸们可以入手的东西，目标明确，不需要动太多的脑子。另外，转基因有一定门槛，能做传统育种的老农是做不了转基因的，所以忽悠这个就可以把一些传统育种领域的人全部踢出去了。
由此，转基因作物，就以高科技的面目出现在国人面前，忽悠了国家无数的资金投入，但是一直这么忽悠，没有产品也是不行的。怎么办呢?那就胡乱投入—个没有经过严格测试的中期产品呗!至于那个转基因作物对人的长期健康有没有妨害，还有那个什么所谓的抗虫害基因到底有没有用，他们就不关心了，只要吃不死^就行。
不光是生物上的育种，大部分其他学科，只要是涉及到应用的，国家一旦进行了专门的扶植，也会起了相反作用。为什么呢?因为应用的东西，是必须面向市场才能尽到它本来应有的作用的。但是国家的基金机构不是市场，不能代替市场来评价产品。
比如说汽车。国内大学有那么多的汽车系、自动化系，清华交大有那么多牛人，国家投入了那么多钱养他们，怎么这么多年了，居然就没看他们设计出能让小车用的发动机?而民营企业起来之后，为什么一两年就弄出了发动机?可能会有人指责说奇瑞的发动机有抄袭之嫌。那为什么你们清华交大那么多的牛人，连抄袭都抄不出一个发动机来?这个发动机难度真有那么高么?
这里面涉及到了很多体制上的问题，我就不做详细分析了。一句话概括：国家应该做的事情和市场应该做的事情是有差别的。国家对于那些特别面向应用的东西，可以用辅助的方式来促进市场对此进行发展，但是不应该越俎代庖地去主导这种东西。国家适合做的，是那些关系到军工的和基础研究的科学，因为这些是市场不能或者不愿意介入的。而基础学科，对于应用研究的发展是有根源上的推动作用的。
仔猪诱食剂应用的研究进展 篇12
在实际的养猪生产中, 为了增加每头母猪年产仔猪数, 提高产仔舍的利用率, 减少种猪群生产断奶仔猪的饲料用量, 促进仔猪断奶后生长, 缩短出栏时间, 有效减少和阻断一些疾病由母猪向仔猪的传播, 早期1周龄断奶技术应运而生, 广泛应用于商品化养猪生产。但是早期断奶仔猪由于本身的消化酶分泌不足、消化道及机体免疫机能不健全, 并表现出对一定饲粮的过敏反应, 再加上断奶所产生的环境、营养和心理应激使仔猪在断奶后一段时间内采食较少, 营养物质的摄入量不能满足小肠绒毛的生长发育, 从而导致小肠绒毛萎缩、隐窝增生、吸收功能减弱, 使仔猪发生断奶后腹泻和生长滞缓等断奶综合征。因此, 提高哺乳仔猪和断奶仔猪的采食量对提高养猪经济效益极其重要。香味剂和甜味剂是主要的2种饲料诱食剂, 并被广泛添加于家畜特别是乳仔猪的饲料中。诱食剂能提高饲料的适口性, 迎合仔猪的口味, 使仔猪产生嗅觉, 味觉刺激, 引诱其采食, 提高仔猪的采食量, 从而提高仔猪的生长速度。诱食剂可以刺激动物嗅觉、味觉, 然后经条件反射传导到消化系统, 引起唾液、胃液、肠液及胆汁等大量分泌, 提高蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶的含量, 加快胃肠蠕动, 增强消化运动, 提高仔猪对饲粮中养分的消化吸收, 减少营养物质在肠后段的堆积, 从而减少仔猪断奶后腹泻。
1 仔猪饲料诱食剂的应用效果
乳仔猪与成年猪由于生理阶段不同, 在采食嗜好上有明显不同。对于乳仔猪来说天性偏爱母乳的气味, 喜食具有奶香和甜味的饲料。猪喜爱含有牛奶香味、香兰素、食糖、乳酸脂类等的诱食料。据报道, 用添加甜奶味风味剂的仔猪料代替母乳喂养1～2周龄的仔猪, 不仅能诱导仔猪早日采食, 而且能使消化酶的分泌更加活跃。因此在乳仔猪饲料中应首选具有香和甜味的饲料调味剂。此类调味剂能较快地引诱仔猪开食, 早期断奶和增加采食量并能有效地缓减断奶应激。Makinde (1997) 等证明, 在刚断奶的仔猪中, 采用诱食剂补料的仔猪比没有采食诱食剂补料的仔猪肠道发育形态和生长速度更为良好。乳、仔猪饲喂调味剂作为一种有促使断奶仔猪尽早采食和提高采食量的有效手段, 对促进消化道的发育, 促使仔猪早期断奶, 采食营养水平全面而平衡的饲料, 促进生长发育, 减少消化疾病 (仔猪下痢等) , 提高饲料利用率等方面起着重要的作用。
据冯定远等 (1996) 研究表明, 在仔猪饲料中添加乳猪香可提高饲料采食量5%, 在应激情况下, 可使采食量提高9%～12%。樊哲炎 (2001) 在断奶仔猪料中添糖精和乳猪香, 结果表明糖精和乳猪香能有效的促进仔猪的采食量, 提高仔猪增重。云耀 (2001) 用2种商品诱食剂做仔猪饲喂试验, 结果添加2种商品诱食剂的处理较对照组采食量分别提高6.41%和3.46%, 增重分别提高29.39%和8.57%。张加 (2003) 研究表明, 在断奶仔猪饲料中添加香味剂与对照组相比可提高仔猪采食量9%提高日增重21.4%, 饲料利用率提高11.6%, 经济效益提高30.7%, 并且对饲料利用率几乎没影响。王艳青等 (2002) 在断奶仔猪日粮中添加0.5%的食必旺, 处理组采食量和增重均高于对照组, 且差异显著 (P<0.05) 。在综合有关试验报导, 在仔猪饲料添加诱食剂可提高采食量的4%～11%, 日增重提高8%～19%, 降低料肉比5%～6%, 饲料转化率显著改善。曾凡坤等 (2004) 研究表明, 甜味剂与奶酪风味的香味剂配合使用对断奶仔猪具有较好的诱食效果和促生长效果。Van Heugten等 (2002) 在断奶仔猪饲料中添加香味剂[乐达香 (LUCTAROM) ], 目的是为了帮助仔猪由母奶过渡到固体饲料 (试验第一阶段) 和由第一阶段料过渡到消化率和适口性较差的第二阶段料。尽管未能发现乳猪对第二阶段的料比母乳更偏好, 但他发现添加香味剂在阻止乳仔猪从母乳过渡到干饲料和由第一阶段料过渡到第二阶段料时采食量下降起到了很好的效果。
在母猪的试验中研究表明, 母猪产前3周和泌乳期日粮中添加的香味剂能部分进入乳汁中, 并影响仔猪对加有同样香味剂饲料的偏好, 在仔猪教槽料和断奶料中添加相同的香味剂, 对仔猪具有较好的诱食效果, 能减轻断奶和换料应激 (King, 1979;Campbell, 1976) 。鉴于香味剂的这种特殊功能, Campbell (1976) 提出了“印迹技术”这一概念:在产前及整个泌乳期母猪饲粮中加入一种特殊的香味剂, 母猪采食这种香味剂后, 其分泌的乳将这种香味剂与母乳联系在一起, 当同样的香味剂被添加到哺乳和断奶仔猪的日粮中时, 由于仔猪对这种香味剂与母乳建立了嗅觉和味觉上的联系, 故能促进它们提早采食和提高它们的生产性能。在国外, 考察猪对甜味剂的偏好试验往往是给断奶仔猪饲喂加甜味物质的饮水 (Maenz等, 1993) 。研究表明, 仔猪对蔗糖的喜好程度较高, 加10.3 g/L的蔗糖时, 仔猪的饮水量比对照组高6倍, 葡萄糖的浓度大于1.8 g/L时, 仔猪也较喜欢葡萄糖水, 但当葡萄水的浓度为21.6 g/L时, 仔猪的饮水量降低。因此, 在早期断奶仔猪中, 蔗糖或具有蔗糖口感的甜味剂是仔猪较好的诱食剂 (Kennedy等, 1972) 。
2 诱食剂对仔猪的影响
2.1 诱食剂对仔猪采食量及生长性能的影响研究
仔猪料中同时添加香味剂和甜味剂能提高采食量、生长速度和饲料转化率。Torrallardona等 (2000) 选用120头断奶的丹麦长白猪 (平均体重5.1 kg) 分5组, 分别为T-1 (对照组) 和T-2、T-3、T-4、T-5 4个试验组 (分别在对照组基础上加相同浓度但不同风味的水果香型香味剂) 。试验开始的前3周饲喂乳猪料, 3～5周用仔猪料。结果显示4个试验组之间生产性能没有显著差异, 而试验组与对照组间差异显著, 这说明添加香味剂有明显的诱食效果。在试验的第一阶段 (0～21d) , 香味剂可以提高采食量 (P>0.05) 和日增重, 对饲料转化率没有影响。提高日增重可能是香味剂改善了饲料适口性。在饲喂仔猪料阶段 (21～35 d) 和试验全期 (断奶后0～35 d) , 香味剂不仅提高采食量 (分别为P>0.05和P>0.05) 和显著提高体增重 (P<0.05和P<0.01) , 而且改善饲料报酬 (分别为P<0.05和P>0.05) 。香味剂在从乳猪料转换到仔猪料的过程中, 能非常有效地阻止采食量的下降, 能有效地阻止采食量的下降, 使饲料具有很好的适口性和较高的消化率。另外, 饲料利用率提高, 表明仔猪的胃肠道粘膜发育得较好。这项研究与Pluske等 (1996) 的研究结果一致。
2.2 诱食剂对仔猪断奶期间饮水量的影响
导致仔猪产生断奶应激的原因之一是仔猪获取水的方式, 断奶前水主要来自母奶, 而断奶后转变到从栏舍中的乳头式饮水器。研究发现, 可以通过加快饮水的转变过程减轻断奶引起的应激 (Bertram等, 2002) 。为了增加断奶饮水量, 减轻断奶应激, Bertram等 (2002) 进行了在饮水中添加草莓型香味剂的试验研究。1292头断奶仔猪按体重平分为4组。在饮水中分别添加0、1.929、2.051、3.270 g/L草莓风味的香味剂, 随机分配给各组。结果发现仔猪的饮水量随香味剂添加量的增加而增加, 与不加香味剂的对照组相比, 最高香味剂组24 h的饮水量提高了34%, 前5 d的采食量提高10%, 前14 d饮水量共增加4%。前5 d的采食量和体增重呈线性增加 (P<0.05) 。在每个阶段的日增重、体重均呈线性上升 (P<0.05) , 且差距逐渐增大。断奶后61d, 添加2.051、3.270 g/L香味剂的组饮水量比对照组增加了1.36 kg。
饲料适口性对仔猪的采食量有很大的影响, 饲料中的矿物质、无机酸等都会影响饲料适口性。为了保证断奶仔猪顺利由哺乳向采食饲料过度, 有必要模仿母乳香甜的特点。尽管有很多试验内证明调味剂对仔猪生产性能的改进, 但很难说清究竟是哪些味道对仔猪最有吸引力。mclaughlin等 (1983) 比较了129种不同的饲料味道, 发现只有5种味道猪最喜爱。对仔猪调味剂的研究还需要做更多的工作。
延伸阅读
改善饲料适口性的方法
现代猪每天吃得很少, 并因此影响猪的生长性和猪场的利润。要保证猪吃够, 首先就需要提供好吃的饲料, 总体说来, 对饲料的适口性的影响因子是多方面的, 改善饲料适口性也应该综合考虑: (1) 通过管理, 尽可能地保持原料的新鲜; (2) 设计饲料配方时, 不仅考虑营养的均衡性, 同时考虑饲料原料间在适口性方面的颉抗或协同作用; (3) 针对性添加适宜的风味剂 (香味剂、甜味剂、酸化剂) 与酶制剂等其它添加剂。需要关注的是, 在饲料组分中, 对风味剂使用效果会产生颉抗作用的因素有:铜、钾氯化胆碱、药物、防霉剂、鱼粉等, 可起增效作用的有:脂肪、食盐、味精、葡萄糖等。
参考文献
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