残联述职述廉范文
时间:2023-05-16 14:58:39
导语:如何才能写好一篇残联述职述廉,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
一、统一思想,始终把招商引资作为发展的第一要务紧抓不放。
全市招商引资工作会后,我单位召开了会议,布置了全年的招商引资工作,并分解了任务,落施到人头,并创立了与岗位责任制奖金挂钩的奖惩激励机制。
二、加大领导,实在增强全员招商引资的紧迫感和责任感。
立即调整了招商引资工作领导小组,在机关人手紧张的情况下,抽调了1名专职人员,负责招商引资工作,形成了领导重视,全员紧迫的招商气氛。
三、主动出击,利用各种人脉关系强力推广招商引资工作。
我们单位性质关系与外商接触较少,面对市政府下达的招商引资任务,深感压力巨大,今年,我们克服了人手人,经费不足,业务工作繁重等诸多困难,积极主动的走出去,利用各种人脉关系,广泛的与客商加大交换,联络感情,积极推介我市的区位优势,招商引资优惠政策和我市的产业发展计划和前景。在招商引资过程中,理事长,副理事长金云峰多次与客商接触、洽谈,我们用真诚的态度打动了投资者,增强投资者投资,创立的信心。理事长在外出开会时,也没忘记招商引资工作,利用会议空闲时间,主动上门拜会客商,目前,我单位共联络两家有投资意向的客商,其中山东的客商于6月12日由我单位负责人陪同到市工业园实地考察,该项目正在跟踪落施。他们对市情有独钟,非常希望在投资,我们与他经常保持联络,希能实如今投资。
四、热情服务,坚决了投资客商落户的信心。
篇2
一、残疾人事业宣传工作力度加大
为了在全社会营造扶残助残的浓厚氛围,区残联采取了各种措施,加大了宣传工作力度,取得了明显成绩。
(一)开展了第次全国“助残日”活动。区残联围绕“保障残疾人权益,共建和谐社会”这个主题,通过区电视台播放了宣传“助残日”活动的公益广告;区领导、有关部门负责人在助残日期间走访慰问残疾人,关心残疾人事业的动人场面都通过区电台、电视台和区政府网站进行了宣传;区残联还策划由市电视台和区电视台拍摄制作了介绍残疾人章立新带领群众脱贫致富、残疾人崔德益以残助残事迹和我区残联开展的民生工程建设共3部专题片,分别在市电视台《家园》栏目和区电视台《太平话题》栏目播放。
开展了一系列慰问残疾人活动。区领导等带领区残联、人事局、民政局、教育局、扶贫办等相关单位负责人,深入社区、小学、市特校和残疾人福利企业督查残疾人危房改造工程、走访慰问残疾人,向他们送去慰问金和轮椅。
(二)制定了《区残疾人事业宣传工作奖励办法》。为做好我区残疾人事业宣传工作,制定了《区残疾人事业宣传工作奖励办法》,通过激励机制,推动区内外宣传工作能手,积极参与残疾人事业的宣传工作。
(三)扎实开展了国务院《残疾人就业条例》和《省优待扶助残疾人规定》的宣传。以区政府残工委名义下发了《关于组织开展〈条例〉和〈规定〉学习的通知》,要求区内各单位组织开展《条例》和《规定》的学习,并在工作中予以贯彻落实。
(四)开展了“爱我中华
轮椅行”活动。汤口镇云海楼总经理程剑组织全国22个省市自治区共56名肢体残疾人在几十名志愿者陪同下,坐轮椅游览了宏村、千岛湖。充分展示了广大残疾人自强不息的精神,在社会上引起了强烈反响。
(五)加大宣传载体建设力度,建成区残联网站。
二、残联的组织建设和自身建设进一步加强
(一)区残联自身建设力度加大。一是明确了工作职责,实行了分工负责制。二是完成区残联机关内部机构设置。报区编委批准设立了办公室、就业科、综合科三个内设科室。三是成立了区残联党支部。四是加强作风建设,建立完善了各项制度。(二)残联基层组织不断壮大。区残联与区委组织部联合下发了《关于加强基层残联组织建设的通知》。(三)根据《中国残疾人联合会章程》规定和上级残联要求,认真扎实地组织开展了残联换届工作。年月底前,我区区乡两级残联换届全面完成。
三、认真组织实施了惠及广大残疾人的民生工程
加强组织领导,明确职责,全员行动;采取各种措施,争取各方支持,确保各项工程进展顺利;所有项目齐头并进,进展顺利,成果初现。
“千人复明工程”,全区共开具白内障筛查通知单220份,根据乡镇(街道)残联上门了解反馈的信息,都已全部到市3家医院进行了筛查;精神病患者防治工程,为60名精神病患者发放了医疗救助卡,请市二院专家为他们提供了诊疗、药物;残疾人危房改造工程,全区100户残疾人户的危房改造工作已全部完工;“万人就业工程”,对全区80名“万人就业工程”扶持对象进行了劳动就业技能培训,区残联为每个扶持对象提供了1000元就业资金扶持。
四、残疾人就业、康复、教育、扶贫等工作取得突破
加大残疾人保障金征收工作力度,激励区内用人单位安置残疾人;加快残疾人就业基地建设,促进残疾人劳动就业;加强对外联系,促进残疾人异地就业。
残疾人康复工作蓬勃开展。一是根据残疾人需求,向上级争取或与有关部门联系,争取社会资助。年共得到了台湾曹仲植基金会捐赠的轮椅30辆,通过区妇联得到市妇联捐赠的轮椅20辆,这些轮椅已全部发放到残疾人手中。二是开展了残疾儿童肢体矫正工作。在月中旬,共组织了20名肢体残疾儿童,邀请省中医院专家来我区开展了全区肢体残疾人儿童手术筛查,并将符合条件的10人送往省中医院,开展了肢体矫正手术。筛查和实施肢体矫正儿童均占全市任务的近一半,为全市第一。
贫困残疾人得到扶持,生活状况得到改善。年,区残联通过与区民政、劳动、扶贫等部门联系,共为近100名残疾人办理了最低生活保障,为120名残疾人办理了各类社会保险,减免相关费用,为80名残疾人提供经济发展扶持资金。
五、对上争取和招商引资工作取得成果。
年,区残联加大了对上争取力度,抓住区作为旅游对外窗口的有利机遇,中残联已将区残疾人康复综合设施立项,年内可望得到国家发展资金40万元的资金扶持。
一年来,区残联组织人员深入某、南京、常熟和宁波、萧山等地开展招商活动,并积极与谭家桥镇联系,共同引进“红稼农林公园”项目。该项目占地120亩,总投资1000万元。目前某红稼农林开发有限公司已到位资金340万元,其中残联引进资金100万元。
篇3
为改善残疾人身体缺失功能,提高生活质量,实现残疾人平等参与社会生活,市慈善基金会和残联今年将继续共同组织开展假肢安装救助工作,为30名下肢缺失的残疾人免费安装普及型假肢。为确保此项工程顺利实施,现将有关事项通知如下:
一、实施对象
1、下肢缺失残疾人;
2、低保、五保、低保边缘户及一户多残家庭中的残疾人优先;
3、2014年以来免费安装过假肢的不在救助之列。
二、时间部署
1、调查登记阶段(4月10日-4月30日)
各镇(区)对下肢缺失残疾人进行调查并填写《南通市助行工程免费装配假肢、矫型器申请表》(一式三份)(附件1)和《南通市普及型假肢装、矫型器装配筛查汇总表》(附件2)。调查登记对象须同时符合以下条件:(1)年龄小于70周岁(2)无糖尿病、脉管炎等疾病(3)2014年以来未接受过假肢安装救助。
2、统计上报(5月4日)
将经镇(区、街道)残联盖章的《南通市普及型假肢、矫型器装配筛查汇总表》纸质表报市残联康复部,同时将电子版报康复部邮箱。逾期不报,视作无救助需求,本年度不再救助。
3、筛查、取样、建档(5月17日)
各镇通知筛查上报的下肢缺失残疾人持经镇(区、街道)残联盖章的《南通市助行工程免费装配假肢、矫型器申请表》(一式三份)于5月17日到市残疾人托养中心一楼大厅接受筛查、打样。对确诊符合安装条件的,由南通假肢站填写《普及型假肢装配审批及受助情况登记表》,市残联在名额范围内按照低保、五保、低保边缘户及一户多残家庭优先的原则确定免费安装对象,并在《普及型假肢装配审批及受助情况登记表》上盖章确认。
4、安装(时间待定)
南通假肢站制作完成后直接通知救助对象进行安装训练。
篇4
关键词:大跨长联;连续梁;桥梁施工;敏感性;参数分析
中图分类号:U448.21 文献标识码:A 文章编号:1006―7973(2017)07-0047-03
大跨长联连续梁桥以结构变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观等特点,这几年在国内逐渐得到广泛应用。但同时这种结构也存在施工工序复杂,施工控制难度大等问题。因此很有必要针对这种大跨长联连续梁桥施工过程中的参数敏感性分析,以期找出施工过程中对结构状态影响较大的设计参数,以便我们更好的完善设计和施工工作。
桥梁施工控制的主要目的是使施工实际状态最大限度地与理论设计状态相吻合。要实现这个目标,就必须全面了解可能使施工状态偏离理论设计的所有因素,以便对施工过程实施有效的控制。施工控制受到诸多因素的影响,主要有:结构参数、施工方法、温度变化、混凝土收缩徐变等。本章主要讨论结构参数对成桥状态下主梁挠度和应力的敏感性。结构参数主要包括:结构构件的尺寸、材料容重、材料弹性模量、预应力参数。
1 工程背景
本文以安徽省济南至祁门高速公路利辛至淮南段工程中茨维新河特大桥为工程背景,主桥上部采用大跨长联的变截面连续刚构和连续梁组合体系现浇箱梁,主桥跨径组合为45m+80m+4×85m+80m+45m,如图1所示。主桥下部连续主墩采用圆端型实体墩、承台接群桩基础,刚构主墩采用双肢薄壁墩、承台接群桩基础,过渡墩采用盖梁接双柱式墩、系梁接桩基础;引桥上部采用装配式组合箱梁,先简支后连续,下部构造桥墩采用柱式墩,桥台采用肋式台,基础均采用桩基础。
2 各主要参数计算和分析
选取混凝土容重、弹性模量和预应力误差参数,将成桥状态下主梁挠度和应力作为控制目标,分析各参数对结构的影响。由于该桥共计8跨,为对称结构,以16#墩为中心为对称轴选取1/2桥跨进行分析。本节约定挠度向上为正,向下为负;应力以压为正,以拉为负。
2.1 混凝土容重敏感性分析
桥梁本身的自重对结构施工的线形和应力有着不容忽视的影响。悬臂箱梁在施工过程中,由于箱梁下部没有竖向支撑,箱梁本身的自重以及其上的施工荷载将对悬臂结构产生很大的弯曲变形和弯曲应力。
由于施工中挂篮模板发生胀模现象以及顶板厚度控制不准等问题,易使主梁存在尺寸误差。另外,混凝土容重也有一定的离散性,这些因素都会造成主梁自重的误差。施工过程中对主梁自重的误差主要有:主梁成型后尺寸与设计的尺寸之间的误差、施工过程中混凝土实际容重与理论值之间的误差、考虑普通钢筋后的自重和设计理论值之间的误差。
本桥设计中混凝土容重γ取值为26kN/m3,现假设该桥所有梁段的混凝土都变化10%,进行敏感性分析,计算成桥状态下挠度和应力变化值。
由图2可知,当混凝土容重增大10%时,成桥时向下的挠度变大,挠度差最大变化量为7.0mm,即结构主梁的挠度最大增幅为17.7%;当混凝土容重减小10%时,成桥时向下的挠度变小,挠度差变化量为6.9mm,即结构主梁的挠度最大降幅为17.4%。
由图3及图4可知,当混凝土容重增大10%时,成桥时主梁墩顶处上缘拉应力最大增加0.1MPa,主梁下缘压应力最大增加1.0MPa,增幅分别为0.7%和13.2%;当混凝土容重减小10%时,上缘压应力最大增加1.0MPa,下缘压应力最大减小1.0MPa,变化幅度分别为11.7%和13.2%。
由此可以看出,结构混凝土容重的误差对主梁挠度和应力的影响显著,施工监控中应加强结构尺寸和混凝土方量的控制,使其符合设计要求。
2.2 混凝土弹性模量的敏感性分析
材料的弹性模量具有离散性,弹性模量的实际值与设计值往往有一定偏差。结构刚度主要与构件的截面特征值、支承的弹性条件和材料的弹性模量有关。为了分析方便,仅考虑弹性模量误差对结构的挠度和应力的影响,主梁截面面积和惯性矩的误差影响与弹性模量类似。
本桥主梁混凝土为C50,弹性模量E规范取值为3.45×104MPa,假设本桥主梁混凝土弹性模量E变化10%,进行敏感性分析,计算成桥状态下挠度和应力变化值。
由图5可知,当混凝土弹性模量增大10%时,挠度差最大变化量为8.2mm,即结构主梁的挠度最大增幅为9.1%;当混凝土弹性模量减小10%时,挠度差变化量为10.0mm,即结构主梁的挠度最大降幅为11.1%。
由图6及图7可知,混凝土弹性模量增大、减小对主梁截面应力影响很小,最大差值0.2MPa,幅度不足1%。
由此可以看出,混凝土弹性模量的误差对主梁挠度影响明显,对主梁应力的影响较小,施工监控中应注意弹性模量对预抛高的影响。
2.3 预应力误差的敏感性分析
预应力钢束是预应力混凝土桥梁中承受弯矩的主要构件。预应力误差主要有两种误差,一是施加预应力时存在的初始控制应力误差;二是预应力损失计算的误差,包括预应力管道的摩擦系数μ、预应力管道的偏差系k。
本桥初始张拉控制应力σcon为1395MPa,预应力管道摩擦系数μ为0.17,偏差系数k为0.0015。分别将上述参数增减10%,进行敏感性分析,计算成桥状态下挠度和应力变化值。
2.3.1 张拉控制应力σcon敏感性分析
由图8可知,初始张拉控制应力的误差对挠度的影响很显著,最大差值达到11.0mm,幅度为30.0%。
由图9及图10可知,初始张拉控制应力的误差对应力的影响也很显著,最大差值为2.1MPa,幅度为19.6%。
由此可以看出,初始张拉应力的误差对主梁挠度和应力的影响明显,这种误差完全是可以避免的。因此在施工中应消除人为因素和外界因素引起初始张拉应力的误差,预应力张拉油表应进行标定,预应力张拉值进行“双控”控制。
2.3.2 预应力管道摩擦系数μ敏感性分析
由图11可知,预应力管道摩擦系数的误差对挠度的影响很小,最大差值为0.6mm,幅度仅为1.4%。
由图12及图13可知,预应力管道摩擦系数的误差对应力的影响也不明显,最大差值仅为0.1MPa,幅度不足1.0%。
由此可以看出,预应力管道摩擦系数的误差对主梁挠度和应力的影响不明显。但并不是说可以忽视预应力管道摩擦系数,必要时可以通过现场摩阻试验来确定实际管道摩擦系数来修正模型,从而更好的指导施工监控控制。
2.3.3 预应力管道偏差系数k敏感性分析
由图14可知,预应力管道偏差系数的误差对挠度的影响很小,最大差值为0.3mm,幅度不足1.0%。
由图15及图16可知,预应力管道偏差系数的误差对应力的影响也不明显,最大差值仅为0.1MPa,幅度不足1.0%。
由此可以看出,预应力管道偏差系数的误差对主梁挠度和应力的影响不明显。同样的并不是说可以忽视预应力管道偏差系数。施工中应加强定位钢筋的布置,使波纹管平顺,必要时可以通过现场摩阻试验来确定实际管道偏差系数来修正模型,从而更好的指导施工监控控制。
2.4 参数对比分析
根据以上参数敏感性分析,各参数对结构挠度和应力的影响程度汇总、对比如下表1所示,表中挠度和应力变化量为参数引起的最大变化值。
由表1可知,初始张拉控制应力σcon对结构的挠度和应力影响最大,但是该误差可以人为消除或减小。其次是混凝土的弹性模量和容重误差对主梁挠度和应力影响较大,实际监控中可以通过现场测试来确定实际值,并与理论值相比较来修正模型,为后续施工提供提供科学的指导。预应力管道摩阻系数和偏差系数对主梁挠度和应力影响最小。
3 小结
本文介绍了茨维新河特大桥结构参数的敏感性对本桥成桥时挠度和应力的影响,分析表明初始张拉控制应力对结构的挠度和应力影响最大;其次是混凝土的弹性模量和容重误差对主梁挠度和应力影响较大;预应力管道摩阻系数和偏差系数影响最小。
对于初始张拉应力的误差可以通过人为的控制来避免或减小影响;弹性模量和容重的误差可以通过现场的控制和试验,来确定实际值,并与理论值比较来修正模型,为后续施工阶段提供科学的指导;预应力管道摩阻系数和偏差系数,必要时可以通过现在做摩阻试验来确定实际值,同时施工过程中应保证波纹管道定位准确、预埋平顺过渡。
参考文献:
[1].叶再军.多跨长联预应力混凝土连续梁桥施工控制研究.武汉:武汉理工大学,2006.
[2].向|刚.高墩大跨度连续刚构桥施工控制及影响参数分析.西安:长安大学,2014.
[3].李健伟等.大跨长联连续梁桥施工监控参数敏感性分析[J].中国会议,2012:359-362.
[4].张 誉,蒋利学,张伟利等.混凝土结构耐久性概况[M].上海:上海科技出版社,2003.
[5].张继尧,王昌将.悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥[M].北京:人民交通出版社,2000.
[6].Aryana F, Bahai H. Sensitivity Analysis and Modification of Structural Dynamic Characteristics Using Second Order Approximation[J].Engineering Structures, 2003,25:1279-1287.
[7].向中富.桥梁施工控制技术[M].北京:人民交通出版社,2001.
篇5
【关键词】残联;免费白内障;术前组织
【中图分类号】R453【文献标识码】A【文章编号】1044-5511(2011)10-0395-01
宁夏南部山区是我国最贫困的地区之一,由于资源贫乏,经济落后,交通不便,信息闭塞及文化上的障碍。虽然近十年每年都有相当名额的免费白内障手术,但那里仍有大量的白内障患者得不到治疗或不愿接受治疗,白内障手术率低,为了解决这个问题,2003至2009年我院组织人员配合残联进行积极的术前组织,取得良好的社会效益,现将经验总结如下:
一,组织宣传:
白内障的手术治疗已大幅度减少了盲和低视力患者,但是由于宁夏南部山区信息闭塞,经济和文化方面的障碍,使得白内障患者得不到治疗,缺乏对手术益处的认识使患者拒绝治疗。残联免费项目一旦确定,立刻组织人员进行大量宣传,落实到各乡村,依靠政府,动用广播,电视等媒介,大力宣传深入到各家各户,做到家喻户晓。残联人员走乡串户的普查,登记造册。同时组织白内障术后,效果满意,视力提高明显的患者团在各村进行正面巡回宣传,通过人与人之间的交流是动员白内障患者接受手术治疗的最好方式[1],消除患者恐惧心理。
二,定点定时医学筛选:
尽管农村有大量的低视力患者,但有一部分并不是白内障,目前我国盲的主要原因为白内障,其余依次为角膜病、沙眼、青光眼、,视网膜脉络膜病、先天或遗传眼病、视神经病、屈光不正或弱视和眼外伤。这就要求眼科人员下基层筛选,减轻患者往返的负担。由残联人员预先约定,每天100名低视力患者在所在乡卫生院聚集,缩短就诊距离。我院组织3位医护人员,由经验丰富的副住任以上医师带队,以防漏掉核性白内障等早期不易诊断的白内障,携带裂隙灯,眼底镜,眼科A/B超等设备前往,详细检查角膜,充分散瞳检查晶状体,眼底等,排除其他低视力病,明确诊断为可手术的白内障,给予泪道冲洗排除泪囊炎,单纯泪道阻塞者仍给予手术机会,详细登记造册。在当地卫生院测血压,血常规,血糖,心电图,有异常者给与积极治疗。
三,统一定额抵达手术医院:
由于患者经济承受能力低,当地医院没有手术设备和相应技术的眼科医师,我院没治疗白内障的手术车,因此,手术适应症明确的患者由残联统一组织带队,每天最多30名前往我院接受手术治疗,术后统一返乡。
四,结果请自己添加数据
讨论:虽然残联免费白内障手术已间断开展有10余年,但是,由于广大农民信息闭塞,残联人员有限,与政府部门脱节,宣传力度不够,加之患者缺乏手术信任,早期开展的白内障手术质量不高,术中术后出现严重并发症,手术效果不佳,部分医院将防盲致盲手术作为青年医生的培训手段,造成医源性白内障致盲率高。多数患者缺乏手术益处的认识,,严重影响到白内障手术率,不仅如此,相反,一部分经济收入相对较好的关系户乘机骗取名额,造成国家扶贫资源的流失和浪费。据调查还有一部分患者是因为承担不起往返的路费,检查费,住宿费而不得不放弃手术机会。这就要求政府加大公共卫生的资源投入,根据不同地区做好财力资源规划,争取在尽量短的时间内根治我国的可避免盲。以往的白内障手术中,医院侧重手术中的组织而忽略了手术前的组织,虽然,残联工作人员下基层竭尽全力宣传但因相关医学知识不足,没有说服力也是导致白内障手术率低的原因之一。在我们的协助下残联免费白内障的手术率明显提高,取得良好社会效益,大大降低农民在免费白内障术前的经济负担,值得推广。
篇6
关键词:ZigBee;MSP430;JN5139;物联网
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2014) 04-0000-01
本文主要描述联网技术的低功耗信息采集系统中数据采集传输的部分。数据采集采用传感器,传感器将数据采集后,将数据传输到ZigBee网络模块中,利用ZigBee的一系列优势,快速准确将各个传感器中的数据传输到FFD,最后各个FFD通过GPRS将数据发送到控制中心的GPRS接受模块上。MSP430处理芯片为硬件核心,以JN5139为RF发射前端的硬件设计为原理,让ZigBee无线传感网络节点与节点之间传输效率更高。
一、硬件的设计
(一)MSP430
强大的处理能力MSP430系列单片机是一个16位的单片机,采用了精简指令集(RISC)结构,具有丰富的寻址方式(7种源操作数寻址、4种目的操作数寻址)、简洁的27条内核指令以及大量的模拟指令;大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算;还有高效的查表处理指令;有较高的处理速度,在8MHz晶体驱动下指令周期为125ns。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。
在运算速度上,MSP430系列单片机能在8MHz晶体的驱动下,实现125ns的指令周期。16位的数据宽度、125ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器(能实现乘加)相配合,能实现数字信号处理的某些算法(如FFT等)。因为其降低芯片电源电压和灵活可控的运行时钟上,MSP430非常的省电。它的电源采用1.8~3.6V,让其在1MHz的时钟下运行,电流仅有200~400uA,当时钟关断模式时,最低功耗只有0.1uA。
(二)ZigBee的核心模块
ZigBee的核心模块非常小,使用的是JN5139,JN5139是一个低功耗,低成本的无线微控制器,适合IEEE802.15.4和ZigBee应用,它继承了一个32位的RISC处理器,病完全兼容的2.4GHz IEEE802.15.4收发器,192K的ROM,96K的RAM,以及丰富的混合模拟和数字外部设备。JN5139的ROM/RAM架构支持存储系统软件,包括协议栈、路由表、应用程序代码和数据。该器件集成MAC和AES加密加速器,省电模式和睡眠模式,为安全机制和关键程序代码加密。
在ZigBee网络中,节点可以分为两种类型:有路由功能的节点和没有路由功能的节点。通常终端设备经常采用的是没有路由功能的RFD精简设备,而路由器和协调器是有FFD全功能设备组成的。
GPRS是在现有的GSM网络基础上发展起来的一种分组交换和传输方式,在嵌入式系统中应用非常广泛。它的基本功能是在移动终端与标准数据通信网络的路由器之间传递分组数据。GPRS具有数据传输速率高、永久在线等优点,被广泛应用于远程监控系统。
目前,利用微控制器接入互联网基本上有两种方式,一种是驱动以太网网卡,通过以太网接入互联网,另一种是直接驱动调制解调器,利用现有的电话系统,向ISP拨号上网。这两种方式都是有线上网,但对移动环境和难于布线的场所有其局限性。解决这一问题的方法之一是无线上网,相对比较成熟的一种技术是利用GPRS实现无线上网,即以微控制器为控制中心,驱动GPRS通讯模块,利用GPRS网络连接到互联网,实现无线上网,克服了有线上网的局限性。本文就将这一方面进行阐述和实现。
主站的工控机通过串口与GPRS模块通信,在每个监测点装上传感器,组成传感器网络。这个网络易于扩展,当有其他需要监测的点增加时,ZigBee具有自组网功能,在上电时会自动监测到新增的节点。
当传感器检测需要的信号后,经内含ZigBee传感器节点RFD模块处理后得到数据信息,然后协调器节点ZigBee FFD模块将数据信息打包处理,通过RS232与GPRS模块相连,经GPRS网络将数据信息传输至监控中心,监控中心可将信息统计存储。然后做出处理。
二、软件的开发
由于使用网络的结构不同如星型结构、簇状结构、网状结构,星型结构可以直接将数据传送,不用考虑数据转发的问题;若为簇状结构或网状结构,则影响着各个节点之间通过多跳数据发射进行数据传输。
在ZigBee网络中,节点使用Cluster-Tree算法,按照父子关系选择路径,即当收到一个节点的数据后,如果发现者条数据分组不是传送给自己的,那么,它只能将其转发给父节点或子节点。所以这样建立起来的路径不一定是最优的路径,就会给数据的发送增加延迟。为了提高效率,在ZigBee及诶单中使用AODVjr算法去发现路由,意思是,可以不按照父子关系而直接发送其到通信范围的其他路由节点,从而提升了效率。也就是FFD将单个RFD的监测数据进行整理,并通过无线网络将数据以帧的形式传送至网关节点,网关节点作为协调器与各路由节点进行动态组网构建网络。在传输过程中监测的数据可能被多个路由节点处理,经过多跳后汇集到网关节点。软件流程为上电后,首先进行软硬件初始化,扫描信道并新建网络,然后开始监听网络,如果监听到节点的入网请求,则为节点分配网络,如果监听到远程命令,则开始接收终端节点数据并向远程控制中心发送,在数据采集中,要求10分钟采集一次,那么期间让其休眠,能够节省电量。
三、结束语
物联网信息时代已经来临,它是既互联网后的又一次科技浪潮。将物联网技术应用与现生活相联系已经成为一种趋势。MSP430+ JN5139可以实现无线化、远程化。测温节点的ZigBee采用JN5139模块,不再需要其他处理器,不但降低了系统的成本,也大大降低了系统的结构和功耗,ZigBee无线传输网络可以实现主控模块与传感器节点之间的数据传输,GPRS网络解决了ZigBee的短距离传输局限性,实现远程无线监控,这种低碳科技能够准确的帮助我们获取到我们想要的数据,不管从理论还是现实上来说,它无疑会成为广泛应用的技术。
参考文献:
[1]施军,黄卫东.物联网打造智能家居[J].中国电信业,2010(12):70-71.
[2]南忠良,孙国新.基于ZigBee技术的智能家居系统设计[J].电子设计工程,2010(07).
篇7
(1. State Key Laboratory of Mechanical Transmission,Chongqing University,Chongqing 400030,China;
2. Shanxi Euease Automobile Co,Ltd,Xi'an,Shanxi 710043,China)
Abstract:The vehicle's fuel economy and emission are determined by parameters of power train and control strategy. In order to reduce the fuel consumption of plug-in hybrid electric vehicles(PHEV), the hybrid degree, gear ratio, final ratio and parameters for control strategy are chosen as orthogonal design factors. With the objective of achieving minimal fuel consumption under driving cycles, the optimal matching scheme for parameters of power train and control strategy is acquired by orthogonal design method. The simulation of performance and fuel economy is carried out with the model for plug-in parallel hybrid electric vehicles, and the results show that the fuel consumption is decreased by 5.58% after parameter optimization.
Keywords:plug-in hybrid electric vehicle;power train;control parameter;orthogonal design
近年来,插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV)因其可以使用外接电网充电,纯电动行驶里程长,节油率高,成为许多国家新一代电动汽车发展计划中实现车辆节能减排的重要技术途径之一。如何优化PHEV的动力传动系统参数匹配和控制策略,是提高整车燃油经济性的关键。
王加雪等[1]运用理论计算与实际循环工况功率需求分析相结合的方法对PHEV进行动力系统功率匹配,结果表明该方法使整车功率匹配优化。Karbowski和Sharer等[2-3]应用全局最优控制策略对PHEV在不同行驶循环工况下的性能研究表明,“混合控制”模式优于“消耗-保持”模式。赵韩等[4]运用正交试验设计方法对主要影响燃油经济性的因素进行了匹配和优化,找出各因素影响的主次顺序并得出其优化水平,完成了对混合动力系统参数优化。
在已经研制成功的陕汽插电式混合动力公交客车样车基础上,根据整车动力性和纯电动里程新要求重新确定了PHEV动力传动系统的参数设计方案,再利用正交试验方法,选取混合度、变速器传动比、主减速器传动比和整车控制参数作为正交设计因素进行正交试验设计,以汽车行驶工况油耗最小为目标,优选出整车动力传动系统参数和控制策略参数的最佳匹配方案。利用基于Advisor软件平台建立的插电式并联双离合器混合动力客车仿真模型,进行整车动力性和燃油经济性仿真分析。
1 整车动力传动系统参数选择
1.1 动力传动系统结构
陕汽欧舒特PHEV结构如图1所示。一般情况下,汽车采用纯电动驱动起步并在低速时保持纯电动运行模式,当车速提高到中高速时,切换至纯发动机模式驱动;当遇到急加速或爬陡坡时,转入混合模式驱动;当汽车减速制动时,则切换至再生制动能量回收模式。整车主要参数为:整备质量m0=12 000 kg;满载质量m=16 500 kg;空气阻力系数CD=0.65;迎风面积A=7.85 m2;滚动阻力系数f=0.011;传动效率ηt=0.85;车轮滚动半径r=0.47 m。整车的动力性能指标见表1。
1.2 发动机功率的选择
发动机排量对整车燃油经济性影响很大,为此选择了两种不同的设计方案。第1种方案是以满足汽车最高车速行驶,同时能够长时间连续爬坡的功率需求来确定发动机功率,见式(1)。再加上发动机附件和空调消耗功率,选取发动机额定功率为132 kW/2 500(r•min-1)。第2种方案是根据汽车的最高车速确定发动机功率,并加上发动机附件和空调消耗功率,选取发动机额定功率为105 kW。
, (1)
式中:Pe为发动机功率;va为行驶车速;g为重力加速度;α为道路坡度。
1.3 电机特性参数的选择
针对所选择的两种发动机排量,分别确定电机的性能参数。对于第1种方案的发动机,其搭配的电动机连续功率应满足汽车纯电动最高车速要求,为此选取电机连续功率为50 kW,最大转矩为340 N•m。电动机的峰值功率和转矩要满足以下两个条件:(1)满足汽车全油门起步加速时,由静止加速到50 km/h,发动机和电动机联合驱动的加速时间要求。(2)满足汽车在中国典型城市公交循环工况中运行时的行驶功率和转矩要求。经计算,电动机峰值功率选取为100 kW,最大转矩为680 N•m。其余参数见表2。
对于第2种方案的发动机,所搭配的电动机连续运行功率要满足汽车纯电动最高车速60 km/h的要求,同时满足电动机和发动机联合驱动时汽车最大爬坡度的要求,再加上电动空调、动力转向助力和制动所消耗的功率,得电动机连续运行的额定功率为75 kW,最大转矩为475 N•m。电动机峰值功率和转矩的确定方法与前述相同,所得参数见表2。
电机作为发电机模式运行时,其功率特性应满足充电功率和再生制动功率需求。经计算,发电机特性参数见表2。
1.4 传动系统传动比的选择
主减传动比i0按汽车的最高车速等于或略微小于发动机最大功率点对应转速的车速来选取。
, (2)
式中:np为发动机最大功率点所对应转速。
传动系统的最大传动比imax应满足汽车连续爬坡的要求。
. (3)
上式中对于第1种方案的发动机Te=Temax,Tm=0。变减速器有3种规格,用B1 、B2和B3表示,为可选用的变速器方案(见表3)。经过计算,与变速器B1、B2、B3分别联合应用,能同时满足汽车的最高车速和最大爬坡度要求的主减速器传动比i0有3.909、4.88、5.13 3种规格,分别用C1、C2和C3 表示,作为可选的设计方案。
1.5 动力电池组的确定
蓄电池连续运行额定功率和峰值功率以在荷电维持阶段分别满足牵引电动机连续功率和峰值功率需求来确定,并加上电动动力转向泵、电动空压机等所消耗的功率。
蓄电池的额定容量和总能量根据汽车的纯电动里程确定,锂电池的总电压选择为539.6 V,经计算蓄电池组的容量为130 Ah,考虑到电池容量的衰减,选择电池组的额定容量为150 Ah。蓄电池组的总能量由式(4)计算,为81 kWh。
, (4)
式中:Wb为电池的总能量;vm为车速,vm=40 km/h;Sm为纯电动里程;SOC0为初始SOC;SOCf为终点处SOC。
1.6 混合度
为方便正交试验设计的计算,以反映发动机和电机功率相对大小的混合度作为动力系统的参数。计算得两种发动机和电机设计方案的混合度分别为A1=27.5%,A2=40%,作为发动机和电机的正交设计的可选设计参数。式(5)中A为混合度;Pm为电机连续功率;Pe为发动机功率。
. (5)
影响插电式混合动力汽车燃油经济性的结构因素主要有混合度、电池容量、电池组电压、变速器传动比、主减速器传动比等。考虑到电池容量和电池组电压已经选定,因此选择混合度A、变速器传动比B和主减速器传动比C作为正交试验设计的结构参数。
2 插电式混合动力汽车控制参数选择
2.1整车控制策略
汽车控制策略可以根据车速、负载和蓄电池SOC值,来确定发动机和电动机的运行状态,使发动机、电机和电池工作在高效率区域内,降低整车燃油消耗。电力辅助控制策略[5]原理如图2所示,控制逻辑见参考文献[5]所述,电力辅助控制策略的控制变量见表4。
2.2 控制参数的选择
整车动力传动系统各部件参数和控制参数的匹配直接影响汽车燃油消耗和排放,因此也将整车控制参数作为正交试验的因素进行正交设计。以城市公交车平均每天行驶42个中国典型城市公交循环工况(总里程246 km)为基准,计算整车油耗,对整车控制参数和动力传动系统各部件参数进行正交试验设计,以总油耗最小为目标优选出最佳的设计方案。对表4中所示的5个控制变量在取值范围内选取多个不同数值,各控制参数的取值水平如下:cs_electric_launch_spd_1o取值范围为[2 m/s,6 m/s],用D表示,取4个水平[2 m/s,3.5 m/s,5 m/s,6 m/s];cs_electric_launch_spd_hi取值范围为[6 m/s,12 m/s],用E表示,取4个水平[6 m/s,8 m/s,10 m/s,12 m/s];根据发动机的万有特性曲线,为确保发动机在经济区域工作,确定cs_off_trq_frac取值范围为[0.3,0.6],用F表示,取4个水平[0.3,0.4,0.5,0.6];cs_min_trq_frac取值范围为[0.3,0.75],用G表示,取4个水平[0.3,0.45,0.6,0.75];cs_chg_trq/min(fc_m-ax_trq)范围为[0.1,0.4],用H表示,取4个水平 [0.1,0.2,0.3,0.4]。
2.3 整车仿真模型的建立
运用Advisor软件进行PHEV建模与仿真。通过在Advisor软件现有单离合器并联混合动力汽车仿真模型基础上,增加一个自动离合器模块,并修改整车和动力系统各部件等模块的仿真参数,建立了插电式双离合器并联混合动力客车仿真模型[6],如图3所示。
3 插电式混合动力客车参数正交设计
3.1 确定正交试验因素及水平
影响整车燃油经济性和排放的动力系统参数和控制参数共有8个,分别是混合度A、变速器传动比B、主减速器传动比C、车速限值(低SOC时)D、车速限值(高SOC时)E、发动机关闭转矩系数F、发动机最低工作转矩系数G、充电转矩与发动机不同转速下最大输出的最小值之比H。将上述8个因素作为进行正交试验设计的因素,其中A为2水平,B、C为3水平,其余均为4水平的因素。
3.2 参数正交设计及结果分析
根据3.1节所确定的正交试验设计因素及其水平数,选取混合正交表L32(21×32×46) [7]进行正交试验设计。空余的X列可以作为反映随机误差的大小或交互作用,正交设计方案及42个中国典型城市公交循环工况下油耗仿真结果见表5,其中循环工况起始时电池SOC为95%,结束时SOC为25%。
由表5可见,第26号(A2B3C3D2E1F3G3H1)设计方案的油耗45.89 L为最小油耗,但并不是其最优组合。由效应曲线图4可知其最佳方案为A2B2C3D2E1F2G4H1。
上述最佳方案在正交试验表中未列出,由效应曲线图可以看出各控制参数D、E、F、G和H的取值还可以进一步优化,于是在最佳方案中的每一个控制参数取值附近再各取4个值,对控制策略进行第2次正交试验优化。选取D的4个水平为[3.3 m/s,3.5 m/s,3.9 m/s,4.3 m/s];E的4个水平为[5.8 m/s,6 m/s,6.4 m/s,6.8 m/s];F的4个水平为[0.37,0.4,0.43,0.46];G的4个水平为[0.67,0.71,0.75,0.79];H的4个水平为[0.1,0.12,0.14,0.16]。
选取L16(4)5正交表安排仿真,结果见表6。
第2次正交试验的因素与指标的效应曲线图如图6所示。由表6和图5可以看出,第2次正交试验中各因素的调整对油耗影响不大,且通过效应曲线图可知,其最优组合方案为D4E4F3G4H2,仿真油耗为45.81 L,最终选取参数和优化前参数如下。
4 整车性能仿真分析
(1)采用正交设计优选出的整车动力传动系统参数和控制参数,在中国典型城市公交循环工况下进行燃油经济性仿真, 图6是两个中国典型城市公交循环工况下的仿真结果图。
(2)在42个中国典型城市公交循环工况下动力性和燃油经济性仿真结果见表7,表明其动力性完全满足要求。百公里油耗为18.6 L,与参数优化之前的车型相比(19.7L/100 km),油耗降低5.58%,燃油消耗有明显降低。
图7―图9所示为42个中国典型城市公交循环工况下电机、发动机工作点分布图和电池SOC变化曲线图。由图7可知,电机的正负转矩工作点主要集中在高效率区域,说明整车动力传动系统参数和控制参数匹配能够很好地满足动力与制动能量回收的需要。由图8可知,发动机工作点主要集中在燃油消耗率比较低的中高负荷区域附近,说明制定的控制策略能使发动机大部分时间工作在高效率区域,提高了汽车的燃油经济性。由图9可知,当电池SOC大于25%时,处于荷电消耗阶段,降到25%时,转入荷电维持阶段。
5 结论
(1)整车动力传动系统参数和控制策略直接影响汽车燃油消耗和排放。根据整车动力性和纯电动里程要求确定了插电式并联混合动力客车动力传动系统的参数设计方案。选取PHEV混合度、变速器传动比、主减速器传动比和整车控制策略参数作为正交设计因素进行正交试验设计,以汽车行驶工况油耗最小为目标,优选出整车动力传动系统参数和控制策略参数的最佳匹配方案。
(2)基于电动汽车仿真分析软件Advisor,建立了插电式并联双离合器混合动力客车仿真模型。采用正交设计优选后的动力传动系统参数和控制策略参数,对整车动力性和燃油经济性进行了仿真分析。结果表明动力系统参数和控制参数优化匹配合理,达到了预期设计目标。在42个中国典型城市公交循环工况下百公里油耗为18.6 L,与参数优化之前的车型相比,油耗降低5.58%。
参考文献(References):
王加雪,王庆年,吴栋,等.插电式混合动力客车功率匹配与仿真[J].吉林大学学报(工学版),2010,6(40):1465-1472.
Wang Jiaxue,Wang Qingnian,Wu Dong,et al. Power Matching and Simulation for Plug-in Hybrid Electric Bus[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition),2010,6(40):1465-1472. (in Chinese)
KARBOWSKI D,ROUSSEAU A,PAGERIT S P. Plug-in Vehicle Control Strategy:from Global Optimization to Real Time Application[C]. EVS22,October 2006.
SHARER P,ROUSSEAU A,KARBOWSKI D,et al. Plug-in Hybrid Electric Vehicle Control Strategy: Comparison between EV and Charge-depleting Options[C]. SAE Papers 2008-01-0460.
赵韩,代康伟,张炳力,等.基于正交试验方法的SHEB动力系统参数优化[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2008,31 (3) :323-326.
Zhao Han,Dai Kangwei,Zhang Bingli,et al.Study on Power System Parameter Optimization for SHEB Based on Orthogonal Experiment Method[J]. Journal of Hefei University of Technology (Natural Science),2008,31 (3),323-326.(in Chinese)
Advisor Documentation[Z]. National Renewable Energy Laboratory,Version Advisor 2002.
范彪. 插电式并联混合动力客车建模及仿真[D]. 重庆:重庆大学,2011.
Fan Biao.Modeling and Simulation of a Plug-in Parallel Hybrid Electric Bus[D].Chongqing:Chongqing University,2011.(in Chinese)
篇8
关键词:CORS GPS数据控制 卫星定位
中图分类号:P228.4
数据控制中心是整个GYCORS服务系统的核心单元,设立在整个网络靠近中心的地带,与各参考站之间依靠电信数字电路专线相连。
作为整个服务系统的核心,数据中心要求具备有以下功能:数据处理、系统运行监控、信息服务、网络管理、用户管理。本方案选用的软件是Trimble公司提供的GPSnet软件(含RTKnet模块等)。
Trimble? GPSNet参考站软件包是为连接网络中的多个GPS接收机而设计的。它可以为所在的操作区域提供RTK改正数据或后处理数据。它是进行数据管理与分发、接收机操作和完好性监测的工具。它可以实时提供VRS (虚拟参考站)或SAPOS/FKP(面状的RTK广播改正数),使流动站用户在比标准RTK大得多的区域内得到快速、厘米级精度的解算结果,并具有较短的初始化时间和较高的可信度。
数据中心负责对各参考站采集并传输过来的数据进行质量分析和评价,对某些数据(如导航)进行多站数据综合、分流,形成统一格式的差分改正数据。按照测绘及定位导航的要求,数据中心应输出的数据结果有:
* RTCM V2.1/V2.3伪距差分修正信息:服务于米级定位导航的用户。
* RTCM V2.1/V2.3相位差分修正信息:服务于厘米级,分米级定位的用户。
* 网络RTK差分修正信息(VRS/FKP):服务于网络RTK用户。
* RINEX v2.1 原始观测数据: 服务于事后毫米级定位的用户。
系统监控
对各参考站运行中的设备安全、正常性进行监控管理,可远程监控参考站GPS定位设备的工作参数、检测工作状态、发出必要的指令、改变各参考站运行状态。数据中心要求能够对贵阳市整个定位服务网络的GPS 参考站网子系统进行实时、动态的管理。
* 对参考站的设备进行远程管理。
* 对参考站进行设备完好性监测。
* 网络安全管理,禁止各种未授权的访问。
* 网络故障的诊断与恢复。
信息服务
对各类用户提供导航定位数据服务,地理信息中有关坐标系、高程系(似大地水准面精化工作完成后)的转换服务。数据中心向贵阳市城镇进行数据播发,可适应以下的通信模式:
* GSM方式:采用基于GSM的数据业务向用户数据信息;
* GPRS/CDMA方式:采用基于移动无线上网方式向用户数据信息;
* 事后数据:采用基于Internet或城域网的方式向用户提供事后精密定位服务。
网络管理
整个数据中心系统由局域网(LAN)、城域网(WAN)和因特网(INTERNET)连接形成,作为网络中心。主要部分性能有:
* FTP 服务器:支持匿名和使用密码两种方式登录。
* WWW服务器:网络多媒体数据信息服务器。主页是贵阳市连续运行(GPS)卫星定位参考站网服务系统,向全球及国内市内用户发播各种信息。
* 网络管理专用计算机:对网络监视、运行及管理(包括计费)。
用户管理
数据中心对所服务的各类用户进行管理,包括:
* 用户收费管理。系统管理员将根据用户使用的时间、时段、次数和通讯方式生成表格,以方便管理部门按照一定的制度进行收费。
* 用户登记,注册,撤消,查询、权限管理。系统管理员可方便的增减用户,根据用户的不同精度需求提供相应的精度权限,查询统计某用户的使用情况。
其他功能
* 具备一定的自动控制能力,减少系统管理员的工作量。
* 对系统的完备性进行监测,并提供最佳的计算方案。
* 有足够的扩充能力,可适应参考站数量的增加。
数据中心技术设计
数据中心的技术设计可分为结构设计、网络设计、防护设计、流程设计和通信设计几方面。
数据中心布局结构设计
数据中心结构包括机房安装地点和机房的平面布置设计。
平面布置设计
数据中心的基建工作主要是机房装修和线缆布设,内容主要有:
1)数据中心机房内,铺设防静电地板,所有电源应有良好的地线。
2)机房内安装空调,解决计算机等设备的散热问题。
3)进出机房的线缆均应通过布线管道,内部网络联结采用超五类网线。
数据中心网络设计:双机热冗余方案
贵阳市连续运行(GPS)卫星定位参考站网服务系统是建立在现代计算机互联技术上的城市范围的计算机网络。整个体系是以数据中心为中心节点的星型网络。各参考站作为系统网络的子节点。数据中心是系统的管理与数据处理中心,它的结构与性能直接影响整个系统的运行与可靠性。
根据对系统的功能要求和指标,网络设计方案如下所述:
1)网络形式:100M 分布式结构,网络协议为TCP/IP。
2)网络规模:2台高性能工控机或服务器,可以随时扩充。
3)网络设备:1台带防火墙功能的路由器、1台PRI中继接入设备。
4)需备资源:光纤接入状况及带宽(RJ45接口),8条ADSL线路(T1接口,视数量需要增减),国内一级域名。
5)操作系统:服务器采用Windows 2000 Server /Windows XP。
防护设计
与参考站的设计相似,系统管理中心网络须考虑电涌防护,另外由于该网络与Internet互联,必须考虑网络的安全性,不仅要能够防止来自Internet外部的网络攻击,还要能够防止内部的攻击。
1、网络的物理安全的风险主要是指:地震、水灾、火灾等环境事故;电源故障;人为操作失误或错误;设备被盗、被毁;电磁干扰;线路截获等。由于GYCORS服务系统的物理跨度较大,必须制定健全的安全管理制度,加强参考站网络设备和机房的管理。
2、网络元件安全直接影响整个网络的运行,这是一个非常专业的问题。本实施方案中我们已在数据中心安装了带防火墙功能的路由器HiPER 3110SOHO,可以屏蔽绝大多数来自外网的攻击。这款设备继承了HiPER系列宽带路由器的优点,同时具有防火墙和入侵检测的功能,能阻止拒绝攻击和减轻分布式拒绝攻击,可以通过HiPER 3110SOHO的网络监控和管理功能对网络进行健康检查。而且,它的性能不会因为功能多而减弱,它将多种的功能集成到一个路由器里。如果在今后的试运行过程中,发现安全等级不够,可另外咨询专业网络安全公司设立专项,综合采用防火墙技术、Web页面保护技术、入侵检测技术、安全评估技术和今后可能上市的性能更优的网络元件来保护网络内的信息资源,防止黑客攻击和病毒的入侵。
3、应用安全方面:GYCORS绝大部分数据都在内部传递,因此数据的机密性和完整性是可以保证的。对于有些特别重要的数据需要对内部进行保密的(比如地方坐标转换参数)可以考虑在应用级进行加密。这涉及二次开发问题,也应放在本项目完成后另行解决。
4、管理是系统安全最重要的部分,必须责权分明。管理制度上应该明确:杜绝非本项目员工甚至外来人员进入机房重地,或者相关人员有意无意泄漏他们所知道的一些重要信息。系统核心软件GPSNET可以对各种访问活动自动生成多层次的记录,包括使用人、使用时间、使用方式等信息,及时发现非法入侵行为。本系统可根据不同的授权用户设置不同级别的使用密码,所以应该明确密码管理制度。系统管理员密码应定期更换。
参考文献:
篇9
关键词:芪参二莲汤;肝纤维化;细胞外基质;基质金属蛋白酶-1;金属蛋白酶抑制剂-1;大鼠
DOI:10.3969/j.issn.1005-5304.2017.05.013
中图分类号:R285.5 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2017)05-0052-05
Effects of Qishen Erlian Decoction on Serum MMP-1 and TIMP-1 in Liver Fibrosis Model Rats YUAN Xing-xing1, GUO Lei2, WANG Bing-yu1, YANG Lei1, LIU Chang-fa1, ZHANG Ya-li1 (1. Nangang Branch of Heilongjiang Academy of Traditional Chinese Medicine, Harbin 150001, China; 2. Qiqihar Hospital of Traditional Chinese Medicine, Qiqihar 161000, China)
Abstract: Objective To investigate the effects of Qishen Erlian Decoction on serum MMP-1 and TIMP-1 levels in thioacetamide (TAA) induced liver fibrosis rats; To discuss its mechanism of action. Methods Liver fibrosis model was created by the TAA gavage method. 120 SD male rats were randomly assigned to control group, model group, colchicine group, Qishen Erlian Decoction low-, medium- and high-dose group (20 in each group). Each medication group was given relevant medicine for gavage. Control group and model group were given the same amount of normal saline for gavage, once a day for 5 weeks. HE staining and Masson trichrome staining were used to observe the pathological changes in liver tissue and liver tissue damage. Biochemistry, radioimmunoassay, and ELISA were used to detect the serum liver function, hepatic fibrosis index, MMP-1 and TIMP-1 levels. Results Compared with the model group, serum ALT, AST, TBIL, γ-GGT, HA, LN, Ⅳ-C and PCⅢ levels, MMP-1 and the ratio of MMP-1/TIMP-1 increased significantly and level of TIMP-1 decreased significantly in Qishen Erlian Decoction groups, with statistical significance (P
Key words: Qishen Erlian Decoction; liver fibrosis; extracellular matrix; MMP-1; TIMP-1; rats
肝纤维化是在体内有害因素的持续刺激下,肝脏内弥漫性细胞外基质(ECM)的合成和降解失去平衡的一种病理变化,属于肝损伤后组织修复过程中的一种代偿反应,也是肝硬化发展的必经阶段。而基|金属蛋白酶类(MMPs)和金属蛋白酶抑制剂(TIMP)两者的平衡在ECM的合成与降解中发挥重要作用。有研究发现,通过对MMPs/TIMPs平衡的干预,可抑制ECM合成,促进其降解,故其已成为逆转肝纤维化的重要方法[1]。芪参二莲汤为黑龙江省中医药科学院著名肝病专家张雅丽教授治疗肝纤维化经验方,具有益气扶正、活血解毒、化痰通络的功效。我们前期研究发现,芪参二莲汤可通过减轻炎性细胞因子对肝细胞的直接损伤,抑制炎症向肝细胞浸润,具有明显的抗炎、保肝及调节免疫的功能,对肝纤维化具有一定拮抗作用[2-4]。为了进一步探究其对肝纤维的逆转作用,本实验采用硫代乙酰胺(thioacetamide,TAA)灌胃法制备肝纤维化模型,通过检测大鼠肝功能、肝纤维化指标,监测ECM代谢因子MMP-1、TIMP-1水平及其比值变化,探讨芪参二莲汤对大鼠肝纤维化的作用机制。
1 材料与方法
1.1 动物
SPF级SD大鼠120只,雄性,2月龄,体质量(200±20)g,黑龙江中医药大学实验动物中心,动物合格证号[黑动字第]P00102005。饲养于黑龙江省中医药科学院实验动物中心,室温18~25 ℃、相对湿度50%~60%、人工12 h昼夜循环照明环境,分笼饲养,自由摄食饮水。
1.2 药物
芪参二莲汤(黄芪15 g,茵陈蒿10 g,虎杖10 g,西洋参10 g,半边莲10 g,半枝莲10 g,猫爪草10 g,石见穿10 g,女贞子15 g,墨旱莲15 g,五味子15 g,甘草15 g),上述饮片购自黑龙江省中医药科学院中药房,本院煎药室制备并浓缩;秋水仙碱片,昆明制药集团股份有限公司,0.5 mg/片,批号201410213,用前研细粉过100目筛,用蒸馏水配成混悬液。TAA,上海麦克林生化科技有限公司,批号MFCD00008070。
1.3 主要试剂与仪器
丙氨酸氨基转移酶(ALT)试剂盒、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)试剂盒,中生北控生物科技股份有限公司,批号20142301、20141161;总胆红素(TBIL)试剂盒,上海荣盛生物药业有限公司,批号20140806107;γ-谷氨酰转酞酶(γ-GGT)检测试剂盒,桂林优利特医疗电子集团公司,批号25120784;透明质酸(HA)、层黏连蛋白(LN)、Ⅲ型前胶原(PCⅢ)、Ⅳ型胶原(Ⅳ-C)试剂盒,南京建成生物工程研究所,批号20100514;大鼠MMP-1、TIMP-1 ELISA试剂盒,美国RapidBio Lab. Calabasas,批号分别为13070822、13070866;Masson三色染色试剂盒,南京森贝伽生物科技有限公司,批号20140514。石蜡切片机(RM2145,德国Leica),石蜡包埋机(EG1140,德国Leica),荧光显微镜(DM1L,德国Leica),酶标仪(Benchmark plus型,美国Bio RAD),全自动生化分析仪(日立7600-020,日本HITACHI),CO2培养温箱(3949型,美国Forma Scientific)。
1.4 分组、造模与给药
大鼠适应性饲养1周后,按体质量随机分为正常组、模型组、秋水仙碱组和芪参二莲汤低、中、高剂量组,每组20只。除正常组大鼠常规饲养外,余组大鼠采用TAA灌胃法制造肝纤维化模型[5-8],隔日1次,连续7周。药物组按照秋水仙碱(0.105 g/kg)和芪参二莲汤低(5 g/kg)、中(10 g/kg)、高(15 g/kg)剂量灌胃给药,正常组和模型组给予等量生理盐水灌胃。给药体积均为8 mL/kg,每日1次,连续5周。
1.5 标本制备
实验结束后,所有大鼠腹腔注射3%戊巴比妥钠(1 mL/100 g)麻醉,静脉取血,静置,5000 r/min离心7 min,收集血清,-80 ℃冰箱保存备用,于肝左叶距边缘0.5 cm处取2块1 cm×1 cm×0.5 cm大小组织块。
1.6 指标检测
1.6.1 肝组织病理形态 HE染色将肝组织切片经二甲苯Ⅲ、二甲苯Ⅱ、二甲苯Ⅰ、100%乙醇Ⅱ、100%乙醇Ⅰ、95%乙醇、90%乙醇、80%乙醇、70%乙醇、50%乙醇、蒸馏水、苏木素染液、盐酸乙醇溶液、清水、清水、氨水溶液、伊红染液、蒸馏水、50%乙醇、70%乙醇、80%乙醇、90%乙醇、95%乙醇、100%乙醇Ⅰ、100%乙醇Ⅱ、二甲苯Ⅰ、二甲苯Ⅱ、二甲苯Ⅲ后入通风橱封片。Masson染色切片将肝组织脱蜡、苏木素染、流水稍洗、1%盐酸乙醇分化、流水冲洗、丽春红酸性品红液染、蒸馏水、1%磷钼酸水溶液、2.5%亮绿液染色、1%冰醋酸、95%乙醇、100%二甲苯。镜下观察肝脏组织病理形态及肝损伤程度。
1.6.2 肝功能检测 采用全自动生化分析仪,对血清ALT、AST、TBIL、γ-GGT进行检测。
1.6.3 肝纤维化指标检测 放射免疫分析法检测血清HA、LN、PCIII、Ⅳ-C含量,严格按照试剂盒说明书进行操作。
1.6.4 血清基质金属蛋白酶-1及其抑制剂测定 采用ELISA试剂盒及酶标仪测定大鼠血清MMP-1、TIMP-1含量,取出96孔板,设置标准品孔、空白孔、模型孔、秋水仙碱孔和芪参二莲汤低、中、高剂量孔,加入标准品50 μL预计的标准品浓度梯度;按照顺序在待测样本孔中加入待测样本10 μL,再加样本稀释液40 μL,重复洗板3次后加酶标工作液,然后按顺序每孔先加入显色剂A液50 μL,再加入显色剂B液50 μL,于37 ℃恒温箱中避光显色15 min。用酶标仪检测。
1.7 统计学方法
采用SPSS19.0统计软件进行分析。实验数据以―x±s表示,采用方差分析,组间两两比较用LSD法检验,等级资料多组独立样本用秩和检验。P
2 结果
2.1 一般情况
正常组大鼠与芪参二莲汤高剂量组营养状况良好,饮食和体态正常,反应灵敏,眼光有神,皮毛密集伴有光泽,体质量自然增加。余各组大鼠一般情况差,饮食少,皮毛发黄黯淡无光,伴轻度脱毛,潮湿成缕,体形消瘦,反应迟钝,烦躁易激惹。实验过程中大鼠部分死亡,原因可能为灌胃损伤或对药物耐受性差异等,模型组大鼠死亡3只,秋水仙碱组和芪参二莲汤低、中剂量组各死亡2只。
2.2 芪参二莲汤对大鼠肝脏组织病理形态的影响
HE染色结果显示,正常组大鼠肝组织的肝小叶完整,肝细胞排列整齐,肝细胞围绕中央静脉呈放射状排列,无变性坏死,未见纤维组织增生;模型组肝小叶结构破坏,肝细胞索排列紊乱,肝细胞变性,部分坏死,伴有炎性细胞浸润,纤维组织大量增生;各给药组肝脏损伤程度均较模型组明显减轻,肝小叶结构破坏减轻,肝脏胶原纤维增生减轻,肝细胞水肿好转,变性情况明显改善,炎细胞浸润减少,其中以芪参二莲汤高剂量组肝脏结构改善最为明显。结果见图1。
Masson染色结果显示,正常组大鼠肝细胞索排列整齐,在汇管区与间质的小血管壁上少量蓝色的胶原纤维分布;模型组胶原纤维明显增多,多分布在汇管区和血管周围,形成纤维间隔,破坏肝小叶结构;各给药组均较模型组减轻,胶原纤维组织增生均有不同程度的减少,纤维化程度有明显好转,部分较细的蓝色纤维走行于血管周围,其中以芪参二莲汤高剂量组肝脏结构改善最为明显。结果见图2。
2.3 芪参二莲汤对模型大鼠血清肝功能的影响
与正常组比较,模型组ALT、AST、γ-GGT、TBIL水平显著升高(P
2.4 芪参二莲汤对模型大鼠血清肝纤维指标的影响
与正常组比较,模型组HA、LN、Ⅳ-C、PCⅢ水平显著升高(P
2.5 芪参二莲汤对模型大鼠血清基质金属蛋白酶-1及其抑制剂-1水平的影响
与正常组比较,模型组MMP-1、MMP-1/TIMP-1比值显著降低(P
3 讨论
中医学认为,肝纤维化属“积聚”“Y瘕”范畴,其病机为络气不足,气虚血瘀,外感湿热久羁,凝聚成痰,发为本病证。故肝纤维化多为本虚标实,虚实夹杂。芪参二莲汤用药以益气扶正为主,兼以解毒化痰逐瘀。本方重用黄芪,其为补药之长,气充帅血,祛瘀散结;西洋参、五味子、墨旱莲、女贞子滋补肝肾、活血通络,养血以柔肝体;半边莲、半枝莲清利湿热;石见穿、猫爪草化痰散结,解毒化瘀;茵陈蒿、虎杖、甘草散瘀退黄,清血分肝络之毒。综观全方,扶正祛邪,扶正不助邪,逐瘀与化痰并行,共奏益气扶正、活血解毒、化痰通络之功。
本课题结合肝脏组织病理学、肝功能、肝纤维化四项检测,对芪参二莲汤治疗肝纤维化的疗效进行研究,通过HE与Masson染色联合对照观察。结果显示,正常组大鼠肝脏组织均无明显异常改变;模型组肝小叶结构破坏,肝细胞索排列紊乱,肝细胞变性,部分肝细胞坏死,伴有中性粒细胞及淋巴细胞浸润,纤维组织大量增生,个别大鼠可见假小叶形成;各给药组肝脏损伤程度均较模型组减轻,而且芪参二莲汤能够明显改善肝纤维化大鼠ALT、AST、TBIL、γ-GGT及HA、LN、Ⅳ-C、PCⅢ水平,其中以芪参二莲汤高剂量组疗效最佳。
肝脏的ECM过度沉积形成肝纤维化,而ECM在肝内过度沉积不仅仅是由于ECM合成增多,更大程度上是由于ECM降解减少[9]。然而,机体主要是通过MMPs与TIMPs的动态平衡来调节ECM的生成和降解,MMP-1能降解纤维化肝组织中ECM的主要成分Ⅰ、Ⅲ型胶原,而ECM主要是Ⅰ、Ⅲ型胶原的沉积[10]。TIMP-1可抑制MMP-1的活性,导致ECM降解减少。当MMP-1和TIMP-1比例失调时,导致胶原酶活性减弱,使肝组织内胶原代谢紊乱,Ⅰ、Ⅲ型胶原降解减少而沉积,造成肝纤维化的进一步恶化[11]。史玉岭[12]使用ROC曲线评估TIMP-1诊断肝纤维化的敏感度、特异性,结果显示其明显高于肝纤维化标志物HA、PCⅢ、Ⅳ-C、LN,提示血清TIMP-1诊断肝纤维化有较高的敏感度和特异性,其水映肝纤维化程度。本研究结果显示,TAA诱导肝纤维化模型大鼠较正常组大鼠血清MMP-1水平明显降低,TIMP-1较正常组明显升高,MMP-1/TIMP-1较正常组明显降低,与近年来肝纤维化形成过程中有关MMPs与TIMPs表达的相关研究结果一致[13]。而芪参二莲汤能显著提高MMP-1水平,降低TIMP-1水平,从而调整MMP-1/TIMP-1的平衡,达到逆转肝纤维化的目的。
综上,芪参二莲汤能明显改善肝纤维化大鼠肝功能及肝纤维化指标,促进MMP-1/TIMP-1平衡,从而达到防治肝纤维化的作用,且存在一定的量效关系。
参考文献:
[1] WATANABE T, NIIOKA M, HOZAWA S, et al. Gene expression of interstitial collagenase in both progressive and recovery phaseofrat liver fibrosis induced by carbon tetrachloride[J]. J Hepatol,2000,33(2):224-235.
[2] 王炳予,袁星星,张雅丽.芪参二莲汤治疗基因Ⅰ型高病毒载量慢性丙型肝炎临床疗效观察[J].中西医结合肝病杂志,2015,25(4):222-223.
[3] 张雅丽,袁星星,杨磊,等.芪参二莲汤联合恩替卡韦对慢性乙型病毒性肝炎病毒应答及免疫影响的临床观察[J].上海中医药杂志,2015, 49(12):35-38.
[4] 王炳予,袁星星,张雅丽.芪参二莲汤加聚乙二醇干扰素α-2a联合利巴韦林治疗1b型慢性丙型肝炎疗效观察[J].中西医结合肝病杂志, 2014,24(4):217-219,238.
[5] 薛改,刘建芳,闫成,等.硫代乙酰胺诱导大鼠持久性肝纤维化模型的制备[J].世界华人消化杂志,2015,23(12):1937-1942.
[6] BRUCK R, HERSHKOVIZ R, LIDER O, et al. Inhibition of experimentally-induced liver cirrhosis in rats by a nonpeptidic mimetic of the extracellular matrix-associated Arg-GlyAsp epitope[J]. J Hepatol,1996,24(6):731-738.
[7] GENG J, PENG W, HUANG Y, et al. Ginsenoside-Rg1 from Panax notoginseng prevents hepatic fibrosis induced by thioacetamide in rats[J]. Eur J Pharmacol,2010,634(s1/3):162-169.
[8] OKUYAMA H, NAKAMURA H, SHIMAHARA Y, et al. Overexpression of thioredoxin prevents thioacetamide-induced hepatic fibrosis in mice[J]. J Hepatol,2005,42(1):117-123.
[9] 峰.中药小柴胡汤对肝纤维化大鼠MMPs与TIMPs mRNA的影响[J].安徽医药,2009,13(2):139-141.
[10] 魏晓龙,蒋明德,曾维政,等.MMP-1过表达的骨髓间充质干细胞对肝纤维化的修复作用[J].中南大学学报,2014,39(3):258-264.
[11] 段志军,李吉彦,丛振日,等.益气软肝法对肝纤维化大鼠肝组织MMP-1/TIMP-1活性的影响[J].中国中医基础医学杂志,2002,8(9):32- 34.
篇10
[关键词]高速搅拌湿法制粒;粉体;物理特性参数;逐步回归分析;颗粒
在制药行业中,制粒是固体制剂的重要环节,已成为提高颗粒剂、片剂及胶囊剂等产品质量、性能和简化生产工艺的重要技术手段之一[1]。高速搅拌湿法制粒具有混合效果好、生产效率高、颗粒流动性好等优点,并可提高物料的可压性和流动性,便于药物的分剂量和控制药物的释放,是近年来发展较快、应用较广泛的制粒技术[2]。制粒较多采用试错法与经验法,不仅操作繁琐,且缺乏精确性的控制,导致工业生产制粒具有3~5∶1的高回收率(不合格产品/合格产品)[3-6]。对过程参数的研究报道证实过程参数对制粒结果具有显著的影响,控制过程参数能够制备理想粒径的颗粒[1],但鲜有探讨不同的物理特性参数引起处方性质差异对制粒结果的影响,而物料的物理特性参数对颗粒性质具有较大影响,会影响颗粒粒径和药物的分布等[7]。本研究以穿心莲为模型药物,采用高速搅拌湿法制粒,运用逐步回归分析方法,探究粉体物理特性参数对中药浸膏粉体颗粒成型和颗粒性质的影响。
1 材料
OPD-8喷雾干燥设备(上海大川原干燥设备有限公司),YF-118高速粉碎机(瑞安永历制药机械有限公司),VH-5混合器(吉林市中诚机械厂),HLSH2-6型湿法混合制粒机(北京航空制造研究所),标准筛(长沙市思科仪器纱筛厂),BT-1000型粉末综合特性测定仪(丹东百特仪器有限公司),TriStar3000全自动比表面积及孔隙度测定仪(美国Micromeritics公司),GTB粉末和颗粒流动性测试仪(德国Erweka公司),液压机及压片磨具(英国Graseby Specac公司),OCA20视频光学接触角测量仪(德国Dataphysics公司)。
穿心莲药材(江西樟树天齐堂中药饮片有限公司,批号1302001),微晶纤维素(MCC)PH101(安徽山河药用辅料股份有限公司),可溶性淀粉(安徽山河药用辅料股份有限公司),水为双蒸水,其余试剂为分析纯。
2 方法
2.1 穿心莲提取液的制备
穿心莲药材加10倍量85%乙醇回流提取2次,每次2 h,合并滤液,85 ℃减压浓缩至相对密度为1.05(85 ℃),真空干燥(85 ℃,-0.1 MPa),即每1 g干膏相当于15.3 g生药。
2.2 穿心莲混合粉体的制备。
工艺1:取浓缩至密度为1.05(85 ℃测定)的浓缩液喷雾干燥(进风温度110 ℃,出风温度85 ℃,流速1.5 L・h-1);干燥产物按质量比1∶0.5,1∶1,1∶2分别与MCC和可溶性淀粉混合30 min。与MCC混合得到的混合粉体分别记为A1,A2,A3;与可溶性淀粉混合得到的混合粉体分别记为B1,B2,B3。
工艺2:取浓缩至密度为1.05(85 ℃测定)的浓缩液置于真空干燥箱内干燥(温度85 ℃,相对真空度-0.1 MPa ),干燥产物按质量比1∶0.5,1∶1,1∶2分别与MCC和可溶性淀粉混合后粉碎过5号筛。所得混合粉体分别记为C1,C2,C3和D1,D2,D3。
工艺3:取工艺2的干燥产物粉碎过5号筛,粉碎产物按质量比1∶0.5,1∶1,1∶2分别与MCC和可溶性淀粉混合30 min。所得混合粉体分别记为E1,E2,E3和F1,F2,F3。
工艺4:按工艺2计算每1 g浓缩液相当干燥产物的量,取浓缩液按换算成干燥产物的量,以质量比1∶0.5,1∶1,1∶2分别与MCC和可溶性淀粉混合均匀,置于真空干燥箱中干燥后粉碎过5号筛。所得混合粉体分别记为G1,G2,G3和H1,H2,H3。
2.3 混合粉体相关性质测定
2.3.1 水分测定 按2010年版《中国药典》水分测定法第一法[8]测定各混合粉体含水量(MC)。
2.3.2 休止角测定 采用GTB粉末和颗粒流动性测试仪测定混合粉体的休止角(AOR)。
2.3.3 Carr指数测定 采用BT-1000型粉末综合特性测定仪测定混合粉体的松密度ρb和振实密度ρt,按下式计算Carr指数(CI)和Hausner ratio(HR)[9]。CI=(ρt-ρb)/ρt×100%;HR=ρt/ρb。
2.3.4 临界相对湿度(CRH)测定 采用乙酸钾、氯化镁、碳酸钾、溴化钠、氯化钠、氯化钾、硝酸钾、硫酸钾过饱和溶液,相对湿度分别为22.5%,32.8%,43.2%,57.6%,75.3%,84.2%, 92.5%,97.3%。置物料于不同过饱和盐溶液环境中至吸湿平衡,计算CRH。
2.3.5 比表面积及孔体积测定 称取适量待测粉体于45 ℃流通氮气干燥12 h,用全自动比表面积及孔隙度测定仪测定样品在-196.5 ℃,比压0.009~0.99下氮气的吸附等温线,采用BET公式求算物料的比表面积(SSA),通过BJH模型求算孔径在1.7~300 nm的累积孔体积(PV)。
2.3.6 粒径分布测定 采用Mastersizer 2000激光粒度仪干法模型Scrocco模块测定粒径及其粒径分布,以d50表征粉体粒径分布情况。
2.3.7 润湿性测定 精密称取120 mg粉体,在2 t压力下压60 s,取出放置24 h后,用水作为探测液测定物料压实后与水的接触角(CA)[10]。
2.4 颗粒的制备
分别取混合粉体150 g置于高速搅拌湿法制粒机中,以85%乙醇为润湿剂,液固比为9%,8 mL・min-1蠕动泵加入,搅拌速率与剪切速率分别为505,525 r・min-1,制粒时间120 s。将湿颗粒60 ℃常压干燥10 h后振动筛分1 min,计算颗粒收率、团块比例、细粉比例。细粉比例(Fine)=5号筛下质量/混合粉体质量×100%;颗粒收率(Granule yield)=1号筛下及5号筛上质量/混合粉体质量×100%;团块比例(Lumps)=1号筛上质量/混合粉体质量×100%。
2.5 颗粒相关性质的测定
采用与粉体物理特性参数测定相同的实验方法测定颗粒的Hausner ratio(Granule-HR)、休止角(Granule-AOR)。
2.6 统计分析
以颗粒收率及颗粒相关性质为因变量,粉体相关性质为自变量,采用SAS JMP 9.0软件逐步回归分析法分析影响颗粒成型性及颗粒性质的关键粉体物理特性参数。
3 结果与讨论
3.1 混合粉体物理特性参数及关键颗粒性质测定
本研究重点考察粉体物理特性参数对团块,细粉比例及颗粒收率,颗粒HR,颗粒AOR的影响。混合粉体物理特性参数及所制备颗粒的关键颗粒性质的测定结果见表1,2。
3.2 粉体物理特性参数对颗粒性质的影响
回归模型结果的分析用杠杆图和模型拟合结果表示。其中杠杆图类似于普通的自变量和因变量的简单线性效应,图中的点到线性的距离为实际残差,点到平均值的水平线距离为与模型无关的残差,即杠杆图中平均值线代表着模型中自变量的假设值被限制为0[11]。模型拟合结果用R2,RMSE,Mean of response和P表示。其中R2为回归方程相关系数平方,RMSE为均方根误差,P为概率,R2越大,RMSE越小,P越小,说明模型拟合精度越高;Mean of response为响应均值,即模型中因变量平均值。参数估计值越大,表明在模型中参数对响应值具有更显著的意义,参数估计值的正负反应了因变量(Y)随自变量(X)的方向的变化[12]。
3.2.1 粉体物理特性参数对颗粒收率、细粉比例及团块比例的影响 物料颗粒收率、细粉和团块比例的拟合结果见表3~5,图1~3。由表3及图1可知,影响颗粒收率的关键粉体物理特性参数有休止角、累积孔体积及振实密度,且颗粒收率与粉体的休止角呈正相关性,与粉体的累积孔体积及振实密度呈负相关性。由表4及图2可知,影响细粉比例的关键粉体物理特性参数为累积孔体积,且细粉比例与粉体的累积孔体积呈正相关性。由表5及图3可知,影响团块比例的关键粉体物理特性参数为含水量,且团块比例与粉体的含水量呈正相关性。
颗粒收率随孔体积增大而减小,可能原因是物料孔体积越大,孔隙越多,润湿剂渗透进入孔隙的量越大,可用于粒子间的润湿剂减少。因此,不利于粉体粒子间的聚集成粒,导致细粉比例增大,不利于颗粒收率的增加。高剪切制粒过程中,粒子受剪切作用和搅拌作用的影响,较多的粒子处于受剪切力作用成压实状态,物料振实密度反应了物料在压实状态下的性质。在一定条件下,振实密度越大,表明物料越易于压实,粒子间孔隙减小,降低了粒子间距离,加入润湿剂后,有利于润湿剂在粉体粒子表面的涂布,增加了粒子间聚集的可能性,但振实密度抑制了颗粒收率的增加,可能原因是振实密度的增加易于导致粉体粒子过度聚集形成大的聚集体,而颗粒收率仅反映制粒产物定粒径段的颗粒。休止角促进颗粒收率的增加,但并没有显著性影响,可能原因是制粒过程错综复杂,制粒结果受多种因素的影响。
物料孔体积越大,表明粉体粒子内空隙越多,在一定量润湿剂下,由于毛细管等作用力,孔隙越多,润湿剂渗透进入空隙的量越大,导致可用于粒子间的润湿剂减少,不利于粉体粒子间的聚集成粒。因此,孔体积越大,物料较多还是处于部分润湿的原始核状态,抑制了粉体聚集成粒,促使细粉比例升高,这与上述物料孔体积抑制颗粒收率增加的结果一致。
物料含水量增大,粒子内孔隙较多被液体填充,会增大颗粒中的液体饱和度S,根据Rumpf理论饱和度的增加会导致颗粒的抗张强度σt的增加,使颗粒能够经受搅拌桨和剪切桨的机械力的作用,因此增加了粒子聚集合并的可能性[13],同时颗粒较高的液体饱和度也会引起颗粒的形变,使更多的润湿剂分布其表面,引起粒子过度聚集形成团块[14]。含水量的增加促进了团块的产生,但并没有促进颗粒收率的增加,表明在该阶段含水量的变化易于导致粉体粒子聚集成大聚集体。含水量对粒子聚集的影响之间的关系并不是线性的,而是分段的,即在某特定范围内成正相关,超出了这个范围则不符合这个规律[15],这个具体的范围今后的实验将继续探索。含水量促进团块的形成,能够显著性的影响高速搅拌湿法制粒过程,主要表现在物料粒径的增大,这与Shi等的报道是一致的[16]。
σt=SC×(1-ε)ε×(γ×cosθ)/d, 其中C为材料常数,ε为孔隙率,d为粒子表面积平均粒径,γ为制粒液体的表面张力,θ为液固接触角。
3.2.2 粉体物理特性参数对颗粒HR的影响 影响颗粒HR的关键粉体物理特性参数有粉体与水的接触角、粉体HR,且颗粒HR与粉体HR呈正相关性,与粉体与水的接触角呈负相关性,见表6,图4。
HR反应了物料粒子间的摩擦力,可预测物料的流动性,HR越大,则粒子间的内聚力越大,流动性越差[17]。HR与粒子间的关系为负相关[18]。粉体HR增大促进了颗粒HR,可能原因为粉体HR越大则粉体粒子粒径越小,比表面积越大,在制粒过程中,需要加入润湿剂的量越大,在一定量的润湿剂下,不利于粉体粒子的聚集成粒形成大的颗粒。因此,导致所制备颗粒具有较小的粒径,增加了颗粒HR。物料粒径d50本身对颗粒HR并没有影响,可能原因是d50为物料累积体积达到50%对应的粒径值,只是反应了粒径分布的部分性质。颗粒HR随物料压实后与水的接触角增大而减小,可能原因是物料采用85%醇提取,具有较差的水溶性,而制粒润湿剂采用85%乙醇溶液,与水接触角越大,则表明具有越好的亲脂性,物料粒子越利于溶于高浓度乙醇的润湿剂中,不利于润湿剂在粉体床的均匀分布。导致部分聚集成团块,较多的物料粒子处于细粉或原始核状态,因此,制粒后颗粒具有较大的HR。
3.2.3 粉体物理特性参数对颗粒休止角的影响 影响颗粒休止角的关键粉体物理特性参数有粉体的振实密度,且颗粒休止角与粉体振实密度呈负相关性,即粉体的振实密度越大,颗粒休止角越小,流动性越好,见表7,图5。原因可能是粉体振实密度反映了粉体在压实状态下的性质,在高速搅拌湿法制粒过程中,较多的粉体粒子受搅拌桨和剪切桨的作用处于压实状态。在3.2.1项下,关于粉体振实密度抑制颗粒收率增加的讨论中可知,物料的振实密度越大,越有利于粉体粒子的聚集成粒,但颗粒收率的拟合结果表明振实密度越大,越不利于颗粒收率的增加。因此,振实密度的增加易于导致粉体粒子过度聚集形成大的聚集体,增加了流动性。
本研究以穿心莲为模型药物,通过逐步回归分析方法研究粉体物理特性参数对颗粒性质的影响,确定了影响颗粒成型及颗粒性质的关键粉体物理特性参数并从相应的物理角度进行解释,为中药制剂原料高速搅拌湿法制粒研究奠定了实验基础。研究表明:在一定条件下,粉体流动性越差,累积孔体积越小,振实密度越小,颗粒收率越高;粉体累积孔体积增加促进制粒产物中细粉比例增加,同时含水量增加促进团块比例增加。增加粉体HR和降低粉体与水的接触角可提高颗粒HR。颗粒休止角与粉体振实密度呈负相关性。由于目前对于相关的物理特性参数选择具有一定的局限性,在后续的工作中还需要针对其他性质对中药制剂物料高速搅拌湿法制粒成粒原理的影响进一步研究,以达到对高速搅拌湿法制粒技术处方选择和质量控制提供科学的参考依据和指导目的。
[参考文献]
[1]廖正根, 明良山, 罗云, 等. 高速搅拌制粒过程参数对穿心莲提取物混合粉体成粒性的影响[J]. 中国药学杂志, 2014, 49(7): 6.
[2]王弘, 郭代红, 刘皈阳. 湿法制粒工序参数的应用进展[J]. 中国新药杂志, 2007, 16(5): 361.
[3]Shi L M, Feng Y S, Sun C C. Origin of profound changes in powder properties during wetting and nucleation stages of high-shear wet granulation of microcrystalline cellulose[J]. Powder Technol, 2011, 208(3): 663.
[4]Poon J M, Ramachandran R, Sanders C F W, et al. Experimental validation studies on a multi-dimensional and multi-scale population balance model of batch granulation[J]. Chem Eng Sci, 2009, 64(4): 775.
[5]Ramachandran R, Poon J M, Sanders C F W, et al. Experimental studies on distributions of granule size, binder content and porosity in batch drum granulation: inferences on process modelling requirements and process sensitivities[J]. Powder Technol, 2008, 188(2): 89.
[6]Johansson B, Alderborn G. The effect of shape and porosity on the compression behaviour and tablet forming ability of granular materials formed form microcrystalline cellulose[J]. Eur J Pharm Biopharm, 2001, 52(3): 347.
[7]Nguyen T, Shen W, Hapgood K. Effect of formulation hydrophobicity on drug distribution in wet granulatio [J]. Chem Eng Sci, 2010, 164(2-3): 330.
[8]中国药典. 一部[S]. 2010: 附录52.
[9]Schüssele A, Brandi A. Note on the measurement of flowability according the European Pharmacopoeia[J]. Int J Pharm, 2003, 257(1/2): 301.
[10]Planinek O, Trojak A, Sri S. The dispersive component of the surface free energy of powders assessed using inverse gas chromatography and contact angle measurements[J]. Int J Pharm, 2001, 221(1/2): 211.
[11]Vemavarapu C, Surapaneni M, Hussain M, et al. Role of drug substance material properties in the processibility and performance of a wet granulated product[J]. Int J Pharm, 2009, 374(1/2): 96.
[12]Badawy S I F, Narang A S, La Marche K, et al. Mechanistic basis for the effects of process parameters on quality attributes in high shear wet granulation[J]. Int J Pharm, 2012, 439(1/2): 324.
[13]Iveson S M, Litster J D, Hapgood K, et al. Nucleation, growth and breakage phenomena in agitated wet granulation processes: a review[J]. Powder Technol, 2001, 117(1/2): 3.
[14]Liu L X, Litster J D, Iveson S M, et al. Coalescence of deformable granules in wet granulation processes[J]. AIChE J, 2000, 46(3): 529.
[15]李洁, 杜若飞, 冯怡, 等. 中药浸膏粉物理性质与干法制粒工艺的相关性研究[J]. 中国中药杂志, 2011, 36(12): 1606.
[16]Shi L, Feng Y, Sun C C. Initial moisture content in raw material can profoundly influence high shear wet granulation process[J]. Int J Pharm, 2011, 416(1): 43.
[17]Wan L S C, Heng P W S, Chia C G H. Spray drying as a process for microencapsulation and the effect of different coating polymers[J]. Drug Dev Ind Pharm, 1992, 18(9): 997.
[18]Wong A C. Characterisation of the flowability of glass beads by bulk densities ratio[J]. Chem Eng Sci, 2000, 55(18): 3855.
Study on key physical properties of granulated products of
Andrographis mixed powder by high-speed mixing wet method
LIAO Zheng-gen1, LI Zhe1, MING Liang-shan1,2, LUO Juan1, JIANG Qie-ying3*, ZHAO Guo-wei1, LIANG Xin-li1
(1.Key Laboratory of Modern Preparation of Traditional Chinese Medicine, Ministry of Education,
Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine, Nanchang 330004, China;
2. Jiangxi Qingfeng Pharmaceutical Research Co., Ltd., Ganzhou 341000, China;
3. Adult Education College, Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine, Nanchang 330006, China)
[Abstract] The impact of key physical properties on granulated products by the high-speed mixing wet method was studied. Andrographis extracts were utilized as the model drug. Four processing methods were adopted to prepare mixed powder of microcrystalline cellulose (MCC) and starch with the mass ratio 1∶0.5, 1∶1 and 1∶2 by the high-speed mixing wet method. The properties of the prepared granules were evaluated with such indexes as granule yield, the ratio of lumps and fine powder, granule-AOR and granule-HR. The impact of key physical properties on granulated products was analyzed through stepwise regression analysis. The results showed that angle of repose, moisture content, pore volume, density and contact angle with water were key physical properties of the powder. The key physical properties of Chinese medical extracts powder are the important factor impacting granulated products made by the high-speed mixing wet method. In this study, the impact of key physical properties on granulated products of Chinese medical extracts was analyzed from the physical angle.
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