快速定量

2024-07-07

快速定量（共8篇）

快速定量篇1

中国有句古话叫“民以食为天”,食品安全是人类生存和社会发展最基本的一项生存条件。食品的安全关系到全人类的生存、延续,是人类的重要课题。近年来,频繁曝光的食品安全事件,使食品安全问题日益成为全社会关注的焦点,加强对食品安全的监控已成为政府和社会关注的重大问题,政府对食品安全监管的要求也越来越高。目前,食品中有害化合物主要来源于农药、兽药、霉菌毒素和非法添加物等的残留以及食品添加剂的滥用,这些有害化合物通过食物链的生物富集最终进入人体,从而引起人类急性食物中毒或慢性中毒的发生,导致细菌耐药性增强,甚至引发“三致”(致突变、致畸、致癌)。因此,食品中的农药残留、兽药残留、非法添加物、真菌毒素等的检测技术的应用具有重要的现实意义。

常规检测方法存在一定局限

目前,食品安全检测的确证检测方法主要为仪器分析方法,其虽然具有灵敏、精确的优点,但普遍存在着仪器昂贵、检测成本高、操作繁琐、人员要求高、耗费时长、时效性差等问题,限制了推广和应用,不利于常规检测。

随着国家对食品质量安全把控力度的加强,筛选样本量的加大,对快检产品的市场需求量也越来越大。食品安全检测方法正朝着小型化、智能化、数据化、便携式的方向发展,使其能够更加适合基层及现场检测的需求。近年来,胶体金免疫层析技术由于其快速、方便、价廉等特点使其广泛应用于临床、食品安全、环境等领域,但由于胶体金免疫层析技术检测信号的局限性,限制了其方法学的灵敏度。

荧光定量快速检测技术在检测方面具备相当优势

荧光定量快速检测技术恰好能够解决胶体金免疫层析信号局限性的问题,在荧光定量快速检测系统中,荧光供体预先包被在整个尼龙膜上,在反应过程中荧光淬灭发生在胶体金颗粒与位于尼龙膜上的荧光供体之间(图1)。荧光定量快速检测技术方便快捷,每台荧光定量检测仪均配备内置检测项目的定量曲线,用户只需进行取样-加样-读数操作,从加样到荧光值的读取再到计算浓度整个流程仅需13min。

相比胶体金免疫层析技术,荧光定量快速检测技术具有显著的优势,基于两种技术的检测卡性能对比结果如表1所示。

具体说来,荧光定量快速检测卡的优势主要表现在:

①胶体金检测卡只能对检测结果进行肉眼判读,导致结果准确度较低,而荧光定量检测卡采用匹配的仪器进行读数,结果准确度高,判定结果不受人为因素影响,可靠性强。

②胶体金检测卡只能判读阴性、1/2检测限以及检测限的结果,判读结果只能显示阴性或阳性,而荧光定量快速检测卡可以定量检测范围内的任意浓度并以具体数值的形式表示,定量范围广,定量结果显示清晰。

③荧光定量快速检测系统配套软件可以将样本数据进行自动保存,数据中心远程监控,实现各地样品检测的同步性,保证实时监测的准确性和稳定性。

北京维德维康生物技术有限公司,是一家专业从事兽药残留快速检测技术、动物疫病快速诊断技术研究及产品开发的高新技术企业。在兽药(包括饲料添加剂)、毒素、细菌蛋白等化合物的抗原和抗体制备方面具有丰富的理论基础和实践经验,已经建立起完善的食品安全快速检测试剂盒、胶体金免疫试纸条开发以及单克隆抗体和抗原合成、免疫检测技术的研究平台。同时,公司是中国农业大学国家兽药安全评价中心的产业化基地,在国家兽药安全评价中心的支持下,维德维康公司实现了高效的产业化,借助先进的技术平台,能够迅速推出当前市场紧缺的检测产品。目前,公司已自主研发出一系列荧光定量检测卡,产品覆盖兽药残留、非法添加物以及真菌毒素等领域,如:氯霉素荧光定量检测卡、林可霉素、磺胺类、喹诺酮类、呋喃四项、四环素类、克伦特罗、莱克多巴胺、沙丁胺醇、三聚氰胺、黄曲霉素、呕吐毒素、伏马毒素等系列荧光定量检测卡、试纸条。作为国内首批将荧光定量检测技术用于农业食品安全的检测产品,其技术指标达到国际领先水平,满足了当前市场需求,检测方法简便、灵敏,效果可视化,检测成本低,可同时检测数十个甚至上百个样品,为多个食品加工企业和食品安全检测机构提供科学可靠的检测方法和快速筛选的检测产品。

快速定量篇2

海产品中指示性多氯联苯单体的GC/MS/MS法快速定量测定

目的:探讨和建立食品中7种指示性多氯联苯的.前处理和GC/MS/MS检测方法.方法:食品中7种指示性多氯联苯用正己烷:丙酮(1:1)提取,经乙腈脱脂,浓硫酸和硅胶柱净化后,用GC/MS/MS测定.优化了食品中多氯联苯的提取、净化和测定条件,有效去除样品中的干扰成分,定量检测7种指示性多氯联苯单体.结果:7种指示性多氯联苯单体的检测限为1.5～58 ng/kg,线性回归系数大于0.995.平均加标回收率为82%～101%.结论:本法快速、准确、灵敏、检测限低,是检测海产品中多氯联苯污染的一种高效、专一的方法.

作者：王玉飞金米聪陈晓红 Wang Yu-fei Jin Mi-cong Chen Xiao-hong 作者单位：浙江省宁波市疾病预防控制中心,浙江,宁波,315010刊名：中国卫生检验杂志 ISTIC英文刊名：CHINESE JOURNAL OF HEALTH LABORATORY TECHNOLOGY年，卷(期)：18(8)分类号：O657.63关键词：多氯联苯 GC/MS/MS

快速定量篇3

关键词：定量装车,快速装车,控制系统,控制策略,自动给料

0 引言

随着煤炭开采技术的不断提高以及年产量500万t大型矿井的不断涌现[1],煤矿企业对铁路装卸点的效率和占用机车车皮的时间提出了更高的要求。传统的基于轨道衡的计量方式[2]和基于人工或单片机顺序控制的控制手段已不能满足矿井快速精确装车的需求。鉴此,本文介绍一种铁路快速定量装车站控制系统的设计方案。快速定量装车站控制系统采用PLC技术、数字化仪表技术、高精度称量技术、现场总线技术及适应性控制策略,极大地提高了装车自动化程度。

1 快速定量装车站的组成和工艺流程

快速定量装车站主要由大型钢结构、装车机械设备、称重系统、液压系统、控制系统、软件系统等组成[3]。以下为装车工艺流程。

(1) 待装列车到站后,首先确定待装品种,启动初始静态计算软件,确定开启给煤机的台数及给煤量,启动输煤系统,所需煤种经输送带、过渡溜槽等运输后卸至装车站内的缓冲仓(容量为300 t),同时启动动态优化计算软件,根据缓冲仓煤位、列车装车情况及煤种自动调节变频给煤机,控制给煤量,形成闭环控制系统。

(2) 待缓冲仓煤位达到一定值后,开启缓冲仓下面的配料平板闸门,将煤放至定量仓中,定量仓内的称重传感器实时测量煤炭重量。当煤炭重量达到预定值时,关闭缓冲仓配料平板闸门,实现静态精确称重。

(3) 待车厢到位后,通过定量仓下的摆动式装车溜槽将首次定量的物料装入第一节车厢,溜槽的唇部自动将煤刮平,最终使煤成梯形堆积。

(4) 装完第一节车厢后,溜槽自动微抬,关闭闸门。

(5) 缓冲仓下的配料平板闸门自动打开,进行第二次配料称重循环作业。定量完毕后,匀速行驶的列车进入下一装车位置,此时放下装车溜槽并打开定量仓下的双翼滑动式液压无尘排料闸门,将煤装入第二节车厢。如此连续循环作业,实现快速准确装车。

(6) 列车继续匀速前进,直至装完最后一节车厢。之后溜槽自动提升到锁定位置上栓固定,打印机随即打印出包含空车重量、净煤重量和毛重量等数据的装车清单。

2 快速定量装车站控制系统的功能及配置

2.1 控制系统功能

(1) 通过PLC和各类开关完成SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition,数据采集与监视控制)功能。

通过传感器、继电器、辅助接点、限位开关、仪表等采集现场设备的状态并将其转换为满足PLC要求的开关量和模拟量输入信号。PLC实时扫描输入状态,并执行能够反映装车工艺流程和控制要求的预置程序,驱动继电器、接触器(控制各种电动机)、电磁阀(控制油缸动作)、变频器等执行相应指令。

(2) 通过工控机和相应软件实现HMI(Human Machine Interface,人机界面)功能。

工控机监测硬件状态,通过预置程序进行分析判断和数据处理,并将结果通过HMI以画面和图表的形式呈现给操作人员。

(3) 数据管理功能。

建立历史数据库,用于存储实时生产数据,为以后的数据分析以及事故诊断等提供数据。

2.2 控制系统配置

控制系统主要由主控PLC、上位软件平台、称重仪表、操作台、各类传感器和保护开关等组成,如图1所示。

主控PLC用于实现数据采集、逻辑判断及输出控制功能。本系统中PLC选用Allen-Bradly公司生产的Control Logix系列产品。上位机软件开发平台选用罗克韦尔公司推出的RSView32软件。称重仪表选用Mettlor-Toledo公司生产的高端称重仪表Jaguar。传感器选用美国STS公司生产的65058系列双剪切梁式称重传感器。为确保系统可靠运行,安装了各类输送带检测传感器,煤仓闸门接近和限位开关,车位判别光电开关,液压泵站压力传感器、液位传感器、温度传感器,缓冲仓点料位传感器、连续料位传感器。系统选用ControlNet 和AB Remote I/O现场总线通信方式,安装及维护简单,数据传输准确性和可靠性高。

3 快速装车控制策略

控制模型输入参数:装车速度为5 400 t/h;装车精度为单节车厢0.1%,整列0.05%;每列列车有60节车厢,每节车厢核定载煤量为62 t(本文以最大载煤量66 t计算),每节车厢长12.5 m,节间距为1.1 m。

3.1 定量装车控制策略

单节车厢的装车时间为

$\begin{array}{l} Τ_{列} |_{\min} = \frac{66 \times 60}{5 400} \times 60 = 44 \\ Τ_{单节} |_{s} = \frac{Τ_{列}}{60} \times 60 = 44 (1) \end{array}$

式(1)表明,系统要在44 s内完成定量仓卸空和重新配仓流程。

每节车厢前端进入装车范围时开始装车。装车溜槽可容纳8 t煤,在距车厢后端2 m时,定量仓已卸空并关闭闸门,开始下一次配仓,并在下一节车厢前端到达装车位置时完成一次配仓。配仓时间为

$\begin{array}{l} Τ_{p} |_{s} = 44 \times \frac{车皮间距 + 2}{车皮长度 + 车皮间距} = \\ 44 \times \frac{1.1 + 2}{12.5 + 1.1} \approx 10 (2) \end{array}$

煤从缓冲仓闸门流出的速度为

$\begin{array}{l} v |_{m / s} = λ δ \sqrt{3.2 g R} = \\ 0.5 \sqrt{3.2 \times 9.8 \times \frac{1 524 - 50}{4 \times 1 000}} \approx 1.75 (3) \end{array}$

式中:λ为放料系数,取决于散状物料的性质,洗精煤的放料系数为0.5;δ为缓冲仓经验补偿系数,缓冲仓煤量在40%～80%时δ=1,低于40%时δ=0.8,高于80%时δ=1.1,本文取δ=1;g为重力加速度,g=9.8 m/s2;R为闸门有效半径,对于方形闸门, $R = \frac{A - α^{'}}{4}$ ,其中A为闸门边长,α′为煤的粒度,精煤粒度取为50 mm。

通过缓冲仓闸门的煤流量为

式中:γ为物料堆密度,精煤取γ=0.9;w0为闸口面积。

缓冲仓共有4个闸门,完全满足10 s内配仓的速度要求,但精度控制不佳,原因是称重传感器实际测量的是力而非重量。称重传感器的反馈重量为

$F = G + F_{c} = m g + m f_{v, γ} (5)$

式中:G为需要测量的煤炭重量;Fc为关于煤流速度和煤的粒度的一次函数。

由于煤流速度是一个定值,因此Fc是一个与质量成正比的函数。当煤处于静态时(即装入定量仓后),Fc=0。煤的质量越大,Fc越大,测得的实时重量误差也越大。试验中将30 t煤装入定量仓,上位机软件采集到的冲击曲线如图2所示。

从图2可看出,30 t煤装入定量仓时,由冲击产生的Fc造成了最大8 t的尖峰误差,在煤装入定量仓后经过几次震荡才反映出实际重量。因此在接近62 t上限时要尽量减小缓冲仓的放煤流量。本系统采用分次关闭缓冲仓闸门的配仓控制策略,如图3所示。

装前37 t煤时,4个闸门全部打开,至37 t时关闭2个闸门,至52 t时关闭3个闸门,至60.8 t时关闭3.5个闸门,至61.8 t关闭所有闸门,关门过程中还有0.2 t煤放出,至此配仓结束。0.2 t提前量是对粒度为50 mm的洗精煤进行配仓试验得出的经验值。当煤的粒度改变时,该值需进行相应修正,修正系数为

$β = \frac{v_{50}}{v_{D}} = \frac{λ \sqrt{3.2 g R_{50}}}{λ \sqrt{3.2 g R_{D}}} = \sqrt{\frac{1 474}{1 524 - D}} (6)$

式中:D为待装煤的粒度。

3.2 自动给料控制策略

给料控制即通过给定变频给煤机的频率来控制缓冲仓煤量,以保证装车的连续性。通过在钢结构4根主立柱上钻孔并安装应变检测传感器,大致得到缓冲仓煤量,煤量大小与变频给煤机的频率给定形成一个闭环控制,将煤量控制在40%～80%。给煤机的给定电流值为

$Ι |_{m A} = \frac{80 % - \frac{Μ}{300}}{80 %} + 4 = 5 - \frac{Μ}{240} (7)$

式中:M为缓冲仓当前煤量。

4 工业性试验

按照快速装车控制策略进行了PLC及上位机编程,在装车站进行了工业性试验。上位机软件采集到的装车过程数据如图4所示。

从图4可看出,快速定量装车站可在10 s内按照预置吨数完成定量仓的配仓。由于列车牵引速度受限,定量仓的煤量会保持一段时间的稳定,缓冲仓煤量则呈波浪形,单节车厢的配仓误差小于0.05 t,满足精度设计要求。

5 结语

铁路快速定量装车站控制系统采用现场总线控制方式,通过合理的配置,实现了对整个装车过程的全面监控。试验结果表明,该系统所采用的定量装车及自动给料控制策略正确、可行,单节车厢及整列装车精度均小于0.1%,单节车厢装车时间小于45 s,实现了快速精确装车。

参考文献

[1]田长海,魏瑜,向泽伟,等.大秦线2亿吨运输能力若干问题的探讨[J].中国铁道科学,2004(1):115-119.

[2]宋军.2万t装车站设计探讨[J].山西建筑,2004(15):16-17.

[3]王学诚,张健.定量漏斗仓装煤站站场布置方式初探[J].铁道运输与经济,2003(11):22-23.

[4]康斌栋,王志新.基于PLC模糊控制软件的设计研究[J].机电一体化,2000(1):54-55.

快速定量篇4

1 原装车系统存在的问题

田庄选煤厂原装车系统为移动式胶带输送机装车系统。该系统主要由一台固定式胶带输送机和一台移动式胶带输送机组成。装车时通过调度绞车将车皮运至装车点下称量轨道衡上, 需要装几号仓就由岗位职工通过操作放仓按钮将精煤放至仓下固定式胶带输送机, 再通过溜槽转载至移动式胶带输送机, 进行多点装车, 如此反复直到整列车装完为止。整个装车过程需要放仓、操作胶带输送机、移动装车、绞车操作及装车计量等工序, 最少需要3人密切配合, 一般装完一节车皮大约需7 min。装车过程中由于人为因素, 往往会出现偏装偏载现象, 这种现象发生时, 需要进行人工平车。装车计量是人工截取, 人为干扰因素比较多, 经常会出现亏涨吨现象, 涨吨会造成铁路罚款, 亏吨会导致客户商务纠纷。这样的装车速度严重影响了田庄选煤厂的小时处理量, 偏装偏载及亏涨吨现象大大增加了选煤生产成本核算费用。

2 精确快速定量装车系统的结构和性能

2.1 精确快速定量装车系统的技术性能

缓冲仓容量:200 t;

称重仓容量:80 t;

装车能力:5 400 t/h;

称重精度:±0.1%;

装车精度:单车装车精度±0.1%, 整列车装车精度±0.05%。

2.2 精确快速定量装车系统原理及结构

精确快速定量装车站系统是将煤炭、矿石、粮食等散装物料快速精确装入火车、汽车中的大型计量装车系统, 它以大承载剪切梁传感器为计量基础, 通过控制称量仓入料闸门的开闭来控制物料称量精度。该系统通过对闸门的控制, 实现对连续动态行进中的列车一次或两次快速精确装载, 将物料按规定的重量连续自动称量并装入车辆系统中。装车系统主要包括装车全过程的各种运转、控制、保护、监测和显示设备装置, 是目前最为先进的煤炭及大宗物料装车系统。

装车系统主要由大型钢结构、称量系统、液压系统、电控系统、PLC控制系统、车辆自动识别系统等组成。

2.3 精确快速定量装车系统的主要系统

2.3.1 大型钢结构

精确快速定量装车站系统钢塔架结构复杂, 工作荷载大, 工作环境条件严酷, 是一套大型重载钢结构装车塔架, 是装车系统中的重要部分。钢结构采用优质钢材, 低温脆性满足低温环境要求。钢结构塔架由钢结构塔架本体、称量仓、缓冲仓等组成。

(1) 钢结构本体。钢结构塔架本体主要承载缓冲仓、称量仓、闸门、可伸缩滑移溜槽及其他设备的荷载, 缓冲仓及称量仓所装煤量的活动荷载, 同时, 还要承受地震荷载、风荷载、雪荷载等。

(2) 缓冲仓。缓冲仓容重为190 t, 体积为185 m3, 为圆柱—圆锥形结构, 仓下设四开闸门, 缓冲仓内料位用四个连续料位传感器与一个FT-11表实时显示, 以保证装车过程的连续性。

(3) 称量仓。称量仓用于精确计量, 仓容重为80 t, 体积为80 m3, 圆柱—圆锥形结构;仓下设一个排料口, 尺寸为1 525×1 525 mm, 用法兰与卸料闸门连接。仓体顶部设有两个排气通道, 以减缓物料快速进入时所产生的气流冲击。称量仓通过四个称量传感器与钢结构接触连接, 称量仓、称量传感器、钢结构之间均采用螺栓连接, 既保证了稳固性, 还可提高读数的精度。

(4) 装车溜槽。装车溜槽可以滑移伸缩, 其截面为1 940×2 340 mm的长方形。可适应C61、C62、C64、C70、C80、C100等系列车辆, 溜槽还包括一个平整段, 用以调整煤炭的装车高度, 并完成整形。

2.3.2 称重系统

称重系统包括4个Race Lake负载传感器、1个Race Lake 920i显示器和4个紧凑型传感器固定支座。

2.3.3 砝码标定系统

称重系统配置砝码校正装置, 配备10个重1t的标定砝码, 全液压提升, 以完成整个称重系统的标定。标定砝码经省级技术监督部门检定合格, 附检定合格证书。砝码的作用是定期校准称量仓的称重精度, 一般每半年校准一次。

2.3.4 液压系统

液压系统采用双泵双电机为各种闸门提供动力, 其中液压泵、电机设置备用泵、备用电机各一台, 还包括加热及冷却装置。当发生临时断电和液压泵失效时, 蓄能器的容量仍可完成一个工作循环, 使系统工作平稳、动作精确灵敏、安全可靠的运转。液压系统包括液压泵站, 控制阀站及蓄能器站, 液压油缸, 蓄能装置, 加热制冷装置几部分。

2.3.5 自动控制系统

自动控制系统对装车过程中所有设备进行检测和自动控制, 从给煤系统到装车站系统的所有设备、保护装置及检测装置等均纳入装车站的控制及检测范围。根据装车工艺及控制要求, 控制系统采用集中控制方式, 分为给煤控制、称重控制和装车控制三部分。在三个部分的控制中, 各个环节都在PLC的监控之下。控制方式有手动和半自动两种模式, 并可按需转换, 过程监控。

2.3.6 车辆识别系统

铁路车辆识别系统采用了微波射频技术、计算机技术和网络技术, 能够将采集到的车号数据进行处理后通过计算机网络传送到运输管理信息中心。该系统主要由电子标签、射频读出装置、编程器、车站控制与车号处理系统 (CPS) 和列检复示系统五部分组成。

3 精确快速定量装车系统的应用及改进

3.1 加装风力吹仓系统

该装车系统在田庄选煤厂投入使用后, 由于所装物料为炼焦精煤而不是设计中的动力煤, 炼焦精煤中浮选精煤粒度小, 水分相对较高, 造成了精煤装车时缓冲仓、称量仓不同程度的粘煤, 降低了装车速度。

为解决缓冲仓堵煤问题, 在快速装车站的适当位置安装了3 m3风包, 铺设风管至缓冲仓、称量仓, 实现“风力吹仓”。并将“风力吹仓”与缓冲仓、称量仓闸板放料操作联锁, 实现放料时自动风力吹仓, 装车过程无需人工参与捅仓操作, 减轻了职工的劳动强度, 实现了连续放料, 连续装车, 提高了装车效率。改造方式如图1所示。

3.2 解决复杂车型的装车问题

3.2.1 改进车辆基础信息录入内容

田庄选煤厂精煤车皮主要分为铁路用车和集团内部自备车, 同一列次车型混杂。如按照厂家设计车型进行装载, 造成部分路用车、集团内部自备车信息无法准确扫描, 所以必须改进车型基础信息录入系统。

更改后的车辆基础信息录入内容包括:列车序列号、车箱序号、车号、自重信息、标重信息。要求快装站操作人员按照车型、车号信息不同录入单个车皮标重信息, 改进后的车辆基础信息录入功能更加灵活, 完全满足田庄选煤厂复杂车型车辆信息录入、装载需要。

3.2.2 加设溜槽保护装置

由于各车皮高度不同, 因此装载时溜槽需适时调节其高度。安装调试前期, 操作人员不仅需观察称量仓内煤量、煤质变化、每节车皮装载位置、绞车运行情况, 而且要控制好溜槽高度, 过高或过低都会造成车皮前后偏装。运行前期, 由于操作人员提升溜槽延时, 频繁发生撞溜槽事故, 严重时液压缸下段溜槽四周高强螺栓全部切断, 溜槽下半部整个脱离。

为切实解决这一问题, 考虑安装防撞溜槽保护装置。根据现场情况, 防撞保护装置计划安装在溜槽右侧。由于集控室位于18、19道装车作业点两个伸缩溜槽的中间, 根据现场实际, 18道防撞保护装置安装在溜槽右前方, 19道安装在溜槽右后方, 便于操作人员在集控室内清晰地观察。防撞保护装置采用拆除的溜槽堵塞检测装置改装而成, 将内部行程开关的检测联杆由原来的50 mm延长到300 mm。装载车皮车帮与防撞保护联杆接触时, 行程开关动作信号传入PLC内部, 程序自动控制伸缩溜槽液压缸动作, 溜槽向上提升, 防止溜槽与车帮碰撞。安装使用现场如图2所示。

改造后近1 a的使用情况表明, 防撞溜槽保护装置起到了很好地保护伸缩溜槽的作用, 再未发生撞落溜槽影响生产的事故。

3.2.3 自主设计、加装平煤器

由于田庄选煤厂精煤装载后, 车皮内部精煤高度超出车帮较多, 每车都需要二次平整, 溜槽平整段使用频率高。装载后的车皮在绞车的推动下溜槽逆向平整的阻力加大, 平整段耐磨胶皮有时不到一天就出现变形、脱落的情况, 伸缩溜槽也不同程度地出现一侧倾斜, 需频繁提升溜槽调节液压缸比例阀, 纠正溜槽位置。另外, 溜槽在平整到接近下一车位置时, 需人工提前将其提起, 以防止溜槽撞到车帮, 这就造成每车右侧存在一个溜槽的位置不能进行平整, 从外观上看, 车皮内右侧高出左侧一个溜槽位置的煤, 不仅影响美观, 而且多次受到铁路部门“偏载”的质疑。

由于平整段安装在伸缩溜槽下部, 两段固定在一起, 因此平整段出现变形、脱落时直接影响装车过程中伸缩溜槽的行程控制, 进而影响装车效率, 加大更换维护工作量。另外, 平整后的精煤车皮达不到车皮平整要求, 高出车帮的物料存在高速行车时撒落的危险, 直接影响铁路行车安全。

为解决此难题, 选煤厂自行设计了具有固定式平整效果的平煤器 (见图3) , 采用直径165mm钢管与12 mm厚的钢板焊接, 安装在装车点前方钢梁两侧, 实现了装载后的车皮自动平整。改进后的平煤器安装牢固, 高度适宜, 平整效果好, 受到操作、维护人员的好评。

4 实施效果

实施改进措施后, 精确快速定量装车站在田庄选煤厂精煤装车系统的装车时间大幅度减少, 快速装车站最初投入使用时19道单车用时为:

改造后19道单车用时为:

整列车节约时间: (7.26 min-5 min) ×25车≈57 min

通过以上数据对比, 快速定量装车站在田庄选煤厂改造后比改造前单车快2 min, 每列车节约近57 min, 达到了快速定量装车站的设计要求。

5结语

快速定量篇5

安山煤矿快速定量充装防寒闸门电、液控系统主要由煤仓、腭式液压闸门、平板液压闸门、4.6米层就地电控箱、3米人工近控柜、连续的自动称量汽车衡和远方集中控制室组成。各落煤点的液压闸门通常情况下由多点联合进行精确控制, 对于快速装车来说, 其核心就是实现定量配料。在快速装车系统内, 通过电控系统对液压闸门的驱动进行控制, 进而在一定程度上实现对闸门的控制。在这种情况下, 电、液压系统成为快速装车系统进行快速装车的关键设备, 可以将其称为快速装车系统的心脏。

所谓快速定量装车系统是指, 按照规定的重量对物料进行连续自动称量, 同时将其装入车辆的系统。通常情况下, 该系统由输煤系统、定量装车汽车衡设备、液压控制系统、电脑监控系统等组成。

1 研究解决的主要问题

本文介绍了快速定量装车系统的原理、功能设计和技术参数, 同时对国产化研制中需要解决的问题进行了总结。在整个装车过程中, 装车配料环节是其中的关键环节, 其配料方式一般采用多仓口电、液压系统控制方式, 配料的精度通常情况下需要以仓下汽车衡的准确计量为基础。对于液压系统来说, 由于具有快速重载的特性, 因此在装车速度和准确性方面, 对快速定量装车系统要求比较高。

对于快速定量装车系统来说, 其优势主要表现为性能优越、工作稳定、称重精度高、装车速度快等, 在一定程度上具有配煤以及自动采样的功能。对于该系统来说, 为了确保计量的准确性, 通常情况下, 需要在该系统中配备完整的数据采集系统和微处理机称重控制系统。

2 系统设备简述

2.1 卸料闸门

在实际运行过程中, 为了确保卸料闸门准时抬起, 需要将一个判断是否打开的接近开关设置在每个卸料平板闸门的每块闸板上, 在一定程度上确保闸门真正到位时能够反映出来, 进一步提高系统的可靠性。同时, 在配料过程中, 为了提高配料的准确性, 需要按照各阶段所设置的称重值, 对配料周期中闸板的动作节奏进行调整, 通常情况下就是通过逼近的方式进行配料。通过设置2个闸板的半开半闭状态的限位开关, 进而在一定程度上将闸板设定为半位状态, 准确调整煤量, 进一步提高定量仓的配料精度。

2.2 液压装置

对于液压装置来说, 通常情况下, 其组成主要包括液压泵、阀组、液压缸管路等。为了确保装车系统运行的安全性、可靠性, 作为执行机构需要采用双电机双液压泵系统进行处理, 其中一套用于工作, 另一套留作备用。作为执行机构, 系统同时还使用了相应的蓄能器。对于闸门来说, 由于选择了常闭状态, 在这种情况下, 电源断电蓄能器能够关闭闸门, 在正常使用时, 也可以进一步加快闸门开启、关闭的速度。

2.3 控制室

对于控制室来说, 通常情况下位于靠近装车的位置。控制室是一个封闭的房间, 透过窗户, 操作员可以看清物料装入车厢的整个过程, 并且所有的控制部分都在操作员掌控范围之内, 操作员可以对装车的程序进行操作和监视等。在控制室中, 各种按钮、开关、指示灯和仪表等都分布在操作台上, 操作员通过多个主屏幕和若干个次屏幕, 可以了解从产品仓到装车各个环节的工作状态, 并且可以对其进行控制。在控制室中往往设置相应的计算机系统, 通过PLC系统与主控室连接。

2.4 监控

在装车过程中, 给料机的起停、带式输送机的运行状态、缓冲仓煤位变化、各闸门开关状态、三级取样系统各设备的运行状况、定量仓煤量变化等所有设备的运行状态, 通过计算机得以充分显示, 进而在一定程度上便于对整个装车过程进行监控。

3 快速定量装车系统的工作原理

在设计过程中, 要求能防止发生断绳、断电造成的“窜仓”事故。闸门要求内衬耐磨钢板, 抗冲击。闸门开闭极限位置设机械和磁接近双重保护, 液压系统原理。

在快速装车站液压系统中, 在压力源部分, 通常情况下, 采用双泵双电机备份, 以进一步确保系统平稳运行。在一个工作循环中, 为了满足流量不平衡的需要, 采用定量泵+蓄能器+卸荷阀的方式对压力供油回路进行相应的处理。在系统及蓄能器充油压力达到设定值时, 卸荷阀可以自动完成液压泵的卸载, 进而在一定程度上降低溢流损失, 同时可以延长液压泵的使用时间, 并且可以对液压油温升情况进行控制。

在整个装车站液压系统中, 配料闸门组液压回路是重点所在, 通常情况下采用8组独立的液压阀组控制回路的方式进行设计, 并且闸门闸板的开关控制通过采用二位四通大流量电液换向阀来实现, 其调速通过采用叠加式双向节流阀来实现。采用PLC程序逐次逼近方式对电液换向阀进行控制, 在一定程度上对高速煤流进行精确的控制, 进一步确保配料的快速性和准确性。另外, 在系统中采用了二位四通换向阀配合蓄能器, 当系统发生意外掉电时, 闸门可以实现自动关闭, 进一步避免发生安全事故, 同时可以避免出现撒煤、漏煤等现象。

在整个系统中, 完成配料后, 其快速卸料通过卸料闸门组和装车溜槽来完成。采用与配料闸门组相同的控制回路对卸料闸门组回路进行处理, 采用了三位四通大流量电液换向阀对装车溜槽控制回路进行处理。根据车厢高度可以使溜槽自由地调整溜槽高度, 同时可以避免配液压锁溜槽出现不同程度的下溜。

4 液压系统计算

4.1 负载分析

根据煤仓理论及《选煤手册》相关理论及公式, 通过力学分析, 可以计算出各条液压缸所驱动负载的大小, 如表1所示。

4.2 蓄能器选型计算

蓄能器工作过程多属于多变过程, 在储油时, 气体压缩为等温过程, 放油时气体膨胀为绝热过程。蓄能器总容积通过下列公式进行计算, 蓄能器有效排油量:

其中, a—系统中各工作点耗油量总和;b—在一个工作循环内系统所需的平均流量;t—最大耗油时液压泵工作时间K1—系统泄漏系数;K2—泄漏系数。

蓄能器总容积:

V0=ΔV/P1/n0[ (1/p1) 1/n- (1/p2) 1/n]=315 (L) 。

其中, p0—蓄能器充气压力;p1—蓄能器最低工作压力p2—蓄能器最高工作压力;n—多变系数, 一般取1.25;ΔV—有效排油量。

5 结论

(1) 分析和掌握工况是设计快速装车站液压系统的关键其重点主要集中在负载分析和流量分析。

(2) 负载数据通过煤仓理论和应力分析进一步获得, 基本能够准确反映负载状况, 在数套快速装车站实际使用中, 这一点已经得到证实。

(3) 对于该系统来说, 闸门的快速打开和关闭为快速准确配煤奠定了基础、提供了保障。在设计过程中, 采用定量泵+卸荷阀+蓄能器的方式, 从流量上确保闸门瞬间的动作, 同时也可以有效地降低泵的排量。

(4) 近3年来, 在10套煤矿快速装车站中实际使用了该系统, 实践表明, 系统设计的计算选型是合理的、准确的, 完全可以满足快速装车的需求。

参考文献

[1]成大先.机械设计手册 (第3版) [M].北京:化学工业出版社, 1994.

[2]雷天觉.新编液压工程手册[M].北京:北京理工大学出版社, 1998.

[3]张利平.液压站设计与使用[M].北京:海洋出版社, 2004.

快速定量篇6

关键词：微流控芯片,荧光定量PCR,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌,快速检测

前言

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 (M e t h i c i l l i nresistant Staphylococcus Aureus, MRSA) 是引起院内感染的主要病原菌之一, MRSA具有耐药性和致病能力强的特点易引起交叉感染, 极大地增加了临床治疗难度[1]。 MRSA检测的常用方法有纸片扩散法、琼脂稀释法、PCR扩增电泳法等[2,3,4], 但是这些方法耗时长、需要样本量多、实验成本高、操作复杂。因此, 研究针对MRSA的快速、准确检测方法具有重要意义。

研究发现, fem A基因是金葡菌携带的特异性基因, 而MRSA的耐药性是由于其携带的mec A基因编码对β-内酰胺类抗菌药物低亲和力的青霉素结合蛋白 (PBP2a) 而产生的。使用PCR方法同时检测fem A和mec A基因可提高MRSA鉴别的特异性[5]。管式荧光定量PCR方法进行金葡菌的检测需要2个多小时的时间[6,7], 微流控技术通过微加工工艺在芯片上制作微型PCR反应腔, 可极大减少PCR反应体系, 节约试剂, 提高升降温速度, 从而实现快速检测[8,9]。

本文采用光刻法制作了PDMS微流控PCR芯片, 在自主研发的集成高性能温度控制模块和高灵敏度荧光检测模块的微流控荧光定量PCR分析系统上实现了MRSA的快速检测。

1 材料与方法

1.1 实验仪器与试剂

实验所用的仪器及试剂:匀胶机 (中科院微电子所K W-4A型) ;紫外曝光机 (美国U v i t r o n I n t e r n a t i o n a l公司I N T E L L I-R AY 400型) ;微电脑加热板 (PERSDER公司) ;SU8 2150光刻胶 (美国Micro Chem公司) ;等离子体清洗机 (美国H a r r i c k P l a s m a公司P D C-32G型) ;P D M S (D o w Corning公司Silgard 184) ;TEC (富连京公司FPH1-19912ACS1型) ;MRSA试剂盒 (宁波基内公司) 。

研究中使用的PCR平台是自主研制的微流控荧光定量PCR系统, 该系统的结构原理图如图1所示。系统包括温度控制模块、荧光检测模块和计算机。温度控制模块由半导体制冷片、散热器及风扇组成, 结构如图2所示。半导体制冷片 (Thermoelectric Cooler, TEC) 具有加热和制冷两种功能, 热管鳍片式高性能散热器以及风扇是将TEC产生的热量充分散发至周围环境中, 通过优化设计后的温度控制算法可实现温度的精确控制[10]。

荧光检测模块利用L E D作为激发光源, 通过CCD (ICX412, SONY公司) 对PCR过程所发出的荧光信号进行收集, 传输到计算机中进行分析处理。

1.2 芯片结构与加工

微流控芯片如图3所示包含两层结构, 上层是通过光刻方法制作的PDMS基片, 利用氧等离子体与下层的玻璃板键合。硅片上阳模板的制作:2英寸的硅片利用等离子体清洗后涂以光刻胶, 先500 r/min匀胶10 s, 再1700 r/min匀胶30 s;前烘过程的温度设置为65 ℃→95 ℃→65 ℃, 三个阶段的时间分别为8 min, 80 min和10 min;在紫外曝光机中曝光15 s;后烘的温度设置为65 ℃→95 ℃→65 ℃, 时间为5 min, 25m i n和5 m i n;硅片与显影液 (丙酮) 中超声显影15min, 显影后晾干备用。

将PDMS与固化剂按照质量比10:1进行混合, 搅拌均匀, 经抽真空后倒在微流控芯片模板上, 置于微加热板上85 ℃固化1h;自然冷却后, 将PDMS基片从模板上剥离下来, 在反应腔的两端引流通道打孔;将打孔后的PDMS基片与玻璃基板用等离子体进行键合;键合好的芯片进行高温高压灭菌处理, 再烘干。

1.3 微流控PCR实验

P C R反应试剂按照P C R试剂盒说明进行配制。20.2 μL的反应体系包括18 μL的MRSA耐药基因核酸荧光PCR检测混合液与0.2 μL酶 (Taq+UNG) 以及2μL的DNA模板 (浓度为0.4 ng/μL) 。从20.2 μL的体系中抽取6 μL注入微流控芯片中, 密封芯片。在微流控荧光PCR平台上进行PCR反应。条件设置如下:37 ℃运行2 min, 94 ℃预变性2 min;然后进行PCR扩增, 93 ℃变性12 s, 60 ℃延伸45 s, 循环40个周期。

2 结果与讨论

我们对PCR循环过程中微流控芯片反应腔内部的温度和TEC的温度进行了测定, 所得到的结果如图 (4) 所示。从图中可以看出, TEC通过分段超前校正算法进行控制, 从而使芯片中的PCR试剂能够实现快速的升降温。目前, 平均升降温速率达到7.48℃/s, 其中升温速率为11.25 ℃/s, 降温速率为5.08℃/s。管式荧光定量PCR仪, 其负载的升降温速率为2℃/s, 单次实验需要2h以上才能完成整个PCR反应。本研究利用微流控荧光PCR的方法, 56 min就完成了MRSA的检测, 反应时间缩短至1h以内, 主要原因在于快速的升降温速度使得PCR循环中各个温区之间切换时间大大缩短。

将浓度为0.4 ng/μL的MRSA基因工程菌加入6μL微流控芯片, 进行了5次PCR实验, 扩增曲线如图 (5) 所示, 两个基因片段的Ct值分别为13.48和18.60, 被测基因fem A和mec A都有明显的扩增, 可以确认待测样品即为MRSA阳性样品。相对于试剂盒推荐使用的40 μL PCR反应体系, 微流控芯片的试剂量缩小至原来的1/6。本研究采用的PDMS芯片制作简单、成本较低, 而且具有很好的生物兼容性, 这使得MRSA检测成本大大降低。同时, 针对不同的待测样本量, 使用光刻法可以制作不同通量的微流控PCR芯片, 既可对单个样本进行检测, 又可以同时检测多个待测样本, 而且通过改变PCR反应腔的大小, 甚至能够实现纳升乃至皮升体积的微流体PCR反应。

3 结论

本研究将微流控芯片和荧光定量PCR技术相结合, 实现了MRSA的快速检测。芯片采用高性能温度控制模块进行加热, 该温度控制模块有较快的升降温速率, 可以减少微流控芯片在升降温过程中消耗的时间, 加快PCR反应速度。微流控PCR芯片反应腔体积和反应腔形状可以根据实际样本检测的需要进行个性化设计, 通过MEMS技术PCR反应腔可以缩小至微升级乃至纳升级, 在同样大小芯片上可以刻上更多的反应腔, 从而提高检测通量。本方法不仅可以用于致病菌的快速检测, 在其他病原体基因检测中也有着广泛的应用。

参考文献

[1]杨清宇, 刘荣森.耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的研究[J].中华医院感染学杂志, 2004, 14 (4) :478-480.

[2]晏群, 邬靖敏, 李军, 等.6种检测耐甲氧西林金黄色葡萄球菌方法的应用评价[J].中国现代医学杂志, 2012, 22 (026) :65-69.

[3]张凤笑, 石磊.PCR技术在金黄色葡萄球菌中的研究进展[J].现代食品科技.2008, 24 (10) :1042-1047.

[4]牟晓峰, 赵自云.实时荧光定量PCR检测耐甲氧西林金黄色葡萄球菌方法的建立与应用评价[J].中华医院感染学杂志., 2011, 21 (19) :4185-4187.

[5]陈智鸿, 范昕建, 吕晓菊.mecA, femA基因PCR联合扩增法检测耐甲氧西林金黄色葡萄球菌[J].四川大学学报 (医学版) :2003, 34 (4) :663-666.

[6]朱以军, 李向阳.荧光实时PCR法检测耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的研究[J].中华医院感染学杂志, 2007, 17 (7) :898-900.

[7]姚李英, 陈涛, 王升启等.高聚物基PCR微流控芯片技术[J].中国生物工程杂志, 2004, 24 (3) :90-93.

[8]Ramalingam N, Rui Z, Liu HB, et al.Real-time PCR-based microf luidic ar ray chip for simultaneous detection of multiple waterborne pathogens[J].Sensors and Actuators B:Chemical.2010, 145 (1) :543-552.

[9]Qiu X, Mauk MG, Chen D, Liu C, Bau HH.A large volume, por table, real-time PCR reactor[J].Lab Chip.2010, 10 (22) :3170-3077.

快速定量篇7

目前针对鹦鹉嗜热衣原体病的检测主要通过检测病原体是否存在来判断, 常用的有碘和Giemsa染色、免疫荧光法, 根据抗原抗体的酶联免疫技术以及灵敏度比较高的PCR技术。然而针对PCR反应, 目前主要体现在主要外膜蛋白 (MOMP) 基因、rRNA基因和内源性质粒[1]这三个目的片段。内源性质粒的敏感性和特异性高于MOMP基因、rRNA基因的检测, 能够检测敏感性达1 fg的质粒DNA, rRNA基因能够检测到10 fg的总DNA, MOMP基因的敏感性却为100 fg的总DNA, 为此我们建立基于Taq Man探针的Real time PCR技术, 针对MOMP基因中的omp A (major outer membrane protein A, omp A) 基因建立快速的、高灵敏的PCR检测试剂盒, 从而为鹦鹉嗜热衣原体感染检测提供强有力的技术保障。

1 材料和方法

1.1 菌株与细胞

阳性株鹦鹉嗜热衣原体SX5株 (牛源) 由中国农业科学研究院兰州兽医研究所分离保存;沙眼衣原体55Y120和肺炎衣原体AR39株由中国医学菌种保藏管理中心提供, Hela细胞为宁夏农林科学院畜禽疾病防治实验室保存。

1.2 样品制备

病例样品来自宁夏银川三个牛场 (A牛场n=164, B牛场n=115, C牛场n=97) , 分别采取疑似患病牛的血液样品以及对应的组织样本。鹦鹉嗜热衣原体的培养采用Hela细胞。将冻存的样品常温解冻后接种到培养状态良好的Hela细胞中, 同时接种阳性标准菌株鹦鹉嗜热衣原体 (牛源) SX5株作为阳性对照, 接种沙眼衣原体55Y120作为阴性对照, 5%CO2培养箱中37℃培养48~72 h, 最后收集细胞, 进行DNA的提取。鹦鹉嗜热衣原体DNA的提取按照UNIQ-10柱式细菌基因组DNA抽提试剂盒说明书进行。

1.3 DNA提取

用细菌基因组DNA提取试剂盒提取沙眼衣原体、肺炎衣原体、牛结核分枝杆菌、布鲁杆菌、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、乳链球菌、肺炎克雷伯杆菌和沙门菌的DNA和奶牛拭子的DNA (具体操作见试剂盒说明书) , 将提取后DNA置-70℃保存备用。

1.4 引物及探针设计

根据Gen Bank中牛鹦鹉嗜热衣原体主要外膜A蛋白omp A基因序列, 利用Primer 5.0软件设计引物, 上游序列为5'-GGCACCATGTGGGAAGGTGCT-TG-3', 下游序列为5'-GTCATTTGGAGAGGATCCT-GTG-3', 针对引物之间的基因片段利用Primer Express设计Taq MAN探针, 序列为5'-GCGCAG-GATACTACGGAGATTATG-3', 5'端标记FAM, 3'端标记NFQ-MGB, 扩增目标片段的长度为180 bp, 引物和探针由美国ABI公司合成和标记。

1.5 PCR与Real-Time PCR

PCR扩增采用Light Cycler (Roche) 4.8以及IQ5 (RD) 两台定量PCR扩增仪, 采用Ta KaRa试剂盒说明书提供的反应体系, Premix Ex TaqTM (Probe q PCR) 10.0μL, PCR Forward Primer (10μmol/L) 0.8μL, PCR Reverse Primer (10μmol/L) 0.8μL;Probe 1.0μL, 总DNA 2.0μL, dd H2O 5.4μL, 总体系20μL。反应条件为95℃预变性30 s;95℃5 s, 62℃20 s, 72℃20 s, 40个循环;最后37℃延伸20 min, 至反应结束。

1.6 灵敏性检测

将SX5株培养后提取DNA进行核酸定量检测, 采用10倍稀释法进行梯度稀释, 建立6个梯度, 最大DNA浓度为1μg, 最小DNA浓度为1 fg。按照前面所述PCR体系及条件用两台PCR仪分析。

1.7 特异性检测

阳性鹦鹉嗜热衣原体SX5株、沙眼衣原体55Y120株、肺炎衣原体AR39株、沙眼衣原体、肺炎衣原体、牛结核分枝杆菌、布鲁杆菌、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、乳链球菌、肺炎克雷伯杆菌和沙门菌同时采用1.4设计引物探针进行定量分析检测, 模板采用6个梯度, 最大DNA浓度为1μg, 最小DNA浓度为1 fg。

1.8 样品检测

对三个牛场流产的奶牛收集血液样本, 首先采用鹦鹉嗜热衣原体IHA诊断试剂盒 (由中国农业科学院兰州兽医研究所禽类中心研制) 进行初步诊断, 对阳性样品经行了Hela细胞的扩增培养, 提取DNA, 采用1 ng、100 fg、10 fg总DNA作为模板, 采用PCR和RT-QPCR分别进行血液和组织的检测, 3%琼脂糖凝胶检测结果, SPSS 18.0软件经行统计结果分析。

2 结果

2.1 敏感性检测

标准菌株总DNA经过稀释, 最大DNA浓度为1μg, 最小DNA浓度为1 fg, 每个样本3次重复, 结果见图1。结果显示1 fg的总DNA在两台仪器中都无扩增曲线, 说明最大灵敏度为总DNA 10 fg。两台仪器都显示出良好的标准曲线, IQ5仪器的相关系数R2=0.996, Light Cycler的相关系数R2=0.993, 溶解曲线峰值单一, IQ5仪器的Tm=74.3℃, Light Cycler的Tm=74.1℃。

2.2 特异性检测

对阳性鹦鹉嗜热衣原体SX5株、沙眼衣原体55Y120株、肺炎衣原体AR39株采用细胞培养分离, 提取总DNA, 并且进行梯度稀释, 采用Taq Man定量PCR上级分析, 结果显示阳性鹦鹉热衣原体10 fg以上的总DNA都显示出特异性扩增曲线, 并且溶解曲线单一, Tm=74.1℃, 见图1。沙眼衣原体、肺炎衣原体、肺炎衣原体、牛结核分枝杆菌、布鲁杆菌、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、乳链球菌、肺炎克雷伯杆菌和沙门菌均为典型阴性反应, 均未见特异性的荧光扩增曲线, 均无荧光值增长。结果表明, 所建立的鹦鹉嗜热衣原体Taq Man MGB探针实时荧光定量PCR检测方法具有较强的特异性。

2.3 样品检测

针对三个牛场流产的奶牛样本, 采用鹦鹉嗜热衣原体IHA诊断试剂盒检测、PCR和RT-QPCR分别经行血液和组织的检测, 结果显示A牛场 (n=164) IHA检测阳性样本47例, 阳性率为28.66%, PCR检测阳性样本54例, 阳性率为32.93%, RT-QPCR检测阳性样本60例, 阳性率为36.59%;B牛场 (n=115) IHA检测阳性样本26例, 阳性率为22.61%, PCR检测阳性样本29例, 阳性率为25.22%, RT-QPCR检测阳性样本31例, 阳性率为26.96%;C牛场 (n=97) IHA检测阳性样本17例, 阳性率为17.53%, PCR检测阳性样本21例, 阳性率为21.65%, RT-QPCR检测阳性样本23例, 阳性率为23.71%。

针对所有样品进行RT-QPCR、PCR与IHA方法的敏感性与特异性检测, 显示RT-QPCR的敏感性达到了99.03% (102/103) , 特异性为95.60% (261/273) , 见表1。

注:+/+表示RT-QPCR阳性, PCR或IHA也为阳性;+/-表示RT-QPCR阳性, PCR或IHA为阴性;-/-表示RT-QPCR、PCR与IHA全为阴性;-/+表示RT-QPCR阴性, PCR或IHA为阳性。

3 讨论与小结

动物衣原体病 (Chlamydiosis) 是由各类衣原体感染哺乳动物、禽类所发生的一类十分重要的自然疫源性传染病[2]。鹦鹉嗜热衣原体对各种畜、禽及其他动物均有致病性, 针对奶牛养殖业, 通常使怀孕4~5个月的奶牛流产, 造成巨大的经济损失, 如果能早期快速诊断鹦鹉热衣原体, 对其的防控具有重要意义。

主要外膜蛋白 (MOMP) 是鹦鹉嗜热衣原体在感染宿主过程中的主要致病因子, 鹦鹉嗜热衣原体主要外膜蛋白A具有种属特异性和血清型特异性的抗原决定簇[3], 本研究选取的是衣原体omp A基因保守的序列, 设计了针对鹦鹉热衣原体种属的特异性引物和Taq Man MGB探针, 通过摸索选用了优化后的实时荧光定量PCR反应条件和扩增体系, 提高了检测的特异性和敏感性, 建立了Taq Man MGB探针法实时荧光定量PCR检测鹦鹉嗜热衣原体的方法, 并将其固相化集成快速检测试剂盒, 敏感性为10 fg的总DNA, 同时不与沙眼衣原体55Y120株、肺炎衣原体AR39株、肺炎衣原体、牛结核分枝杆菌、布鲁杆菌、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、乳链球菌、肺炎克雷伯杆菌和沙门菌发生交叉反应, 具有较强的特异性。实时荧光定量PCR技术已经被广泛应用于已经被广泛应用于临床诊断, 鹦鹉热衣原体的检测尚缺乏这方面的试剂盒, 因此笔者建立鹦鹉嗜热衣原体omp A基因的简单快速、准确经济、灵敏度高的TaqMan MGB探针法实时荧光定量PCR检测方法, 为鹦鹉嗜热衣原体感染的早期诊断提供强有力的技术支持, 对鹦鹉嗜热衣原体感染的防控具有重要意义。

摘要：为了建立特异、敏感、快速检测鹦鹉热嗜衣原体的TaqMan MGB探针实时荧光定量PCR方法, 针对支原体ompA基因的保守区设计特异性引物和探针, 建立鹦鹉热嗜衣原体TaqMan MGB探针实时荧光定量PCR检测方法, 验证方法的特异性、敏感性和稳定性。并对来自宁夏地区三个规模化奶牛养殖场的376份流产奶牛样品利用鹦鹉热嗜衣原体IHA诊断试剂盒和TaqMan MGB探针实时荧光定量PCR进行检测。结果表明:建立的TaqMan MGB探针实时荧光定量PCR方法敏感性为10 fg的总DNA, 是一种可靠、快速、灵敏的检测鹦鹉热嗜衣原体的方法, 并且成功应用于奶牛鹦鹉热嗜衣原体样本的检测。

关键词：鹦鹉热嗜衣原体,小沟结合物 (MGB) 探针,IHA,实时荧光定量PCR

参考文献

[1]GOSBELL I B, ROSS A D, TURNER I B.Chlamydia psittaci infection and reinfection in a veterinarian[J].Aust Vet J, 1999, 77 (8) :511–513.

[2]OSMAN K M, ALI H A, EIJAKEE J A, et al.Prevalence of chlamydophila psittaci Infections in the eyes of cattle, buffaloes, sheep and goats in contact with a human population[J].Transbound Emerg Dis, 2013, 60 (3) :245-251.

快速定量篇8

我们建立的方法既能够检测目标分析物如多菌灵, 同时也可以检测非目标的化合物, 该方法依靠带有UltrasprayTM 2离子源的Ax ION®2时间飞行 (TOF) 质谱仪 (MS) 提供全范围, 高质量精度的数据, 该离子源在飞行校准过程中具有质量锁定功能。与三重四级杆仪器需要预先设定目标物不同, TOF可以通过不降低分析灵敏度的全范围扫描方式采集精确质量和高分辨率的数据, 该数据可鉴定无限制数量化合物的结构。任何感兴趣的目标化合物可以通过简单检索该分析物的精确质量而被检测到, 且通过保留时间的匹配度进行快速确认。利用一根表面多孔颗粒 (SPP) 的色谱柱, 使得稀释-上样的样品前处理方式成为可能同时可以保证分离度且缩短传统UHPLC色谱柱的分析时间。

试验

目标分析物:多灵菌;

液相色谱条件:

泵类柱:Flexar TM FX-15;

色谱柱:Perkin Elmer Brownlee TM SPP, C-18 (2.1mm*100mm, 2.7µm)

流动相:A:含有5m M甲酸和5m M甲酸铵的水溶液;B:含有5m M甲酸和5m M甲酸铵的甲醇溶液;

流速:0.3m L/min;

梯度条件:

进样体积:10µL

MS条件:

PERKINELMER Ax ION 2 TOF MS;

离子源:Ultrayspray TM 2 Dual ESI源;