生物技术分析范文
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导语:如何才能写好一篇生物技术分析,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
食品分析是食物营养评价和食品加工过程中质量保证体系的一个重要组成部分,它始终贯穿于食物资源的开发、食品加工与销售的全过程。随着人们生活水平的提高,特别是我国加入WTO后,我国食品走向世界的关税壁垒将逐渐被技术壁垒所取代,一方面,食品的功能性和安全性将越来越受到重视,对其分析精度和检测限的要求越来越高;另一方面,作为食品生产企业和政府监管机构,对食品品质的控制则要求能实现现场无损检测和快速检测,而对分析精度和检测限的要求则相对较低。因此,食品分析技术正向着省时、省力、廉价、减少溶剂、减少环境污染、微型化和自动化方向发展。
1 生物检测技术种类
1.1 生物酶技术。基于生物酶的食品安全生物检测技术具有较强的特异性,该技术是非常常用的生物检测技术,能够从代建样本中成功检测出残留农药和毒性微生物的准确含量。不仅如此,该技术还可跟其他技术相结合产生先进的检测技术,如,将该技术跟免检测技术,由于其优异的特性,已在食品安全领域检测的各个领域广泛使用。酶联免疫分析(ELISA)检测技术的最大优点就是准确度和敏感度都非常高,实验结果表明,采用该检测技术对蔬菜和瓜果类食品样本中的农药残留的检测限为0,对奶制品中各种除草剂残留的检测限为0。所以,世界粮农组织(FAO)已经向许多国家的食品安全检测部门大力推广该技术,美国的食品安全部门也将基于酶联免疫分析的食品安全检测技术作为检测农药残留的主要技术。
1.2 PCR技术。PCR(Polymemse Chain Reaction)的中文意思是聚合酶链式反应,是一种在体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法。该技术最初的应用领域为基因克隆领域和转基因检测领域。但是,由于该技术具有众多优点,比如具有微量性、精确性等,使得该技术成功应用于其他领域。特别是随着对食品中微生物性质的了解,该技术在主要食品安全检测中显现出了广阔的应用前景。该技术最早应用于生物检测领域是在1992年,而应用于对食品安全的检测则要更晚,也就是最近几年才出现的,直到2002年国内才见相关技术应用干食品检测的文献报道。通过建立基于聚合酶链式反应技术的检测体系,对日常生活中人们常用的肉类、奶类和水产类食品中容易感染的致病性小肠耶尔森氏菌进行了检测试验,取得了较好的检测结果。研究人员进行不断改进,希望通过将基于PCR技术的生物检测技术跟其他方法相结合,找到一种全新的更加有效地食品检测方法。
1.3 生物芯片。随着全球经济一体化的迅速发展,世界主要经济大国对食品安全的重视,对进出口食品的卫生检疫已经成为各主要经济体的贸易壁垒。目前,世界上许多国家和地区,也都相继开展了基于生物芯片技术的食品检测技术的研制和开发工作。基于生物芯片的检测技术采用光导原位等方法,能够将检测样本中的生物大分子有序地固化于支持物表面,进而构成密集的分子排列,然后与已经过标记的待测样品中的靶分子进行杂交,最后通过对杂交信号的强度进行分析,能够非常快速、高效、准确地对待测样品中的中靶分子数量进行判断,因此可说,基于生物芯片的食品检测技术是现有检验、检疫领域中速度最快、适用范围最广的高新技术。所以,基于该技术的生物检测技术可以对食品的安全状态有一个科学、快速的了解。
1.4 生物传感器。基于生物传感器的检测技术是通过具有较高选择性的生物材料对各种有毒分子进行识别,当待检测样品中的毒性物质分子与识别材料结合后,把所产生的复合物通过信号转换器转变为光电信号后输出,进而得到对检测样品的检验结果。该项检测技术具有快速、准确、可靠的的优点,能够最大限度的满足食品安全检测领域的各种要求。因此,该项检测技术已经成功地应用于农产品的药物残留检测和病原菌检测等众多领域。当然,基于该项技术的食品检测体系还存在一定的缺陷,如该技术的使用寿命和检测稳定性还不尽如人意,使得该技术的商业化进程受到一定的制约。
2 具体应用实例的分析
2.1 食品中的药物残留检测。对于食品中残留的药物成分对人体的危害问题,已经引起了人们的广泛重视,因而对农产品中残留药物成分的分析技术也得到了快速发展。现在,在农产品中成功应用的药物残留检测技术是生物酶技术和生物传感器技术。用生物技术对药物残留进行检测的方式出现的更早,早在1989年,人们就开始用电流式生物传感器来测定检测样本中的有机磷杀虫剂,其中使用的就是人造酶,该技术可以对样本中的硝基酚和二乙基酚进行有效检测,且时间较短。
2.2 有害微生物的检测。食品中的有害微生物对人类健康的危害性也不容忽视,所以,采用快速有效地检测方法是限制有害微生物扩大传播的有效途径。生物检测技术在领域已经取得了大量的研究成果。我国一些学者应用酶联免疫分析方法对奶制品样本中的沙门氏菌进行了成功检测,证明了该检测方法的敏感性和特异性。
2.3 转基因食品检测。随着转基因食品的出现和普及,以及各种转基因产品对人类健康和环境影响的不确定性,能对各类转墓因产品进行有效检测技术也随之出现,现在,应用于该检测领域的生物检测技术主要包括:酸检测方法、酶活性检测方法以及蛋白质检测方法等。
2.4 样本成分和品质的检测。最早应用于食品样本成分和品质检测的生物检测方法,是基于生物传感器的食品检测技术,只不过开始的检测种类较少,如最早的生物传感器检测技术主要是葡萄糖传感器,只针对食品样本中的含糖量进行检测。随着生物技术的发展,用于对样本成分和品质检测的技术也越来越多。
3 结束语
随着生物技术的发展,人们已逐步认识到生物技术在食品分析中的重要作用。生物技术检测方法以其自身独特的优势在食品分析中显示出巨大的应用潜能,其应用几乎涉及到食品分析的各个方面,包括食品的品质评价、食品的质量监督、生产过程的质量监控及食品科学研究等,尤其是它能够对许多过去难于检测的成分进行分析。目前由于各种条件的限制,生物技术在食品分析中的应用还不普及,随着科学技术的不断发展,在不久的将来,生物技术在食品分析中将占有越来越重要的地位。
参考文献
篇2
关键词:我国合成生物技术;产业发展战略;政策分析
近几年,我国科研方向的重点逐渐往生物方向偏移,主要原因就是生物研究所具备的优势,及生物研究成果的应用对于社会环境以及自然环境的破坏较小,对于资源的要求不高,对于环境的污染几乎没有,以及取得的成果较好,达得到预期成果。而合成生物技术则是在此基础上发展起来,其逐渐发展对于社会的发展进步具有引导方向的作用,因此,在各国会由于发展环境以及伦理观念的不同等而制定相应的发展战略和政策进行相应研究的限制。其在我国的发展就制定了相应的与国家发展状况相一致、对于合成生物技术产业发展的需求方向相符合以及对于我国现有的技术相适应的生物技术产业的发展战略以及相应的政策。
1.我国合成生物技术产业发展战略
我国合成生物技术产业的发展方向包括医药、农业、生物能源等,其对于我国的影响较为巨大且深远广泛,我国对于合成生物技术产业发展中存在的问题进行研究,对其影响发展较为严重的问题提出相应的限制措施[1]。我国在合成生物技术产业发展进程中逐渐摸索出一套较为合理适用的发展战略,下面对其的具体内容以及相关信息进行分析。
1.1.我国发展合成生物技术产业的原因
我国发展合成生物技术产业的主要原因是为了发展以及满足人们现阶段的物质以及精神需求,主要是在经济的不断发展过程中对于精神方面的需求以及自身寿命的长短和身体的健康状况等的要求不断增加;对于严重污染的环境需引进和采用相应的新技术进行改善,在这样的环境中,合成生物技术产业的发展就不断的壮大起来,逐渐成为我国研究领域的一个重点发展方向。加之人们对于人类本身以及动植物等的研究逐渐深入,在该方面的技术也在不断的提升当中,使得研究的范围逐渐扩大,在研究过程中逐渐发现各种生物的重大作用以及生理记住,发育生长原理等,从而使得其在我国各方面的实际发展中有改变方向以及优化的作用。
1.2.我国合成生物技术产业发展战略的前提
我国制定合成生物技术产业的发展战略的主要原因是合成生物技术产业在我国发展过程中出现的问题。其主要存在的问题是由于合成生物技术的出现打破了自然进化的绝对性,进行了人为的直接干扰,从而使得物种的进化方向化、物种出现的异常化现象来源于生物实验以及人工生命体的出现等,这严重违背了自然规律以及生命进化法则,对于环境的进一步自然进化产生相应的破坏作用,由于人们对自然改造的过度,会产生自然平衡被破坏的严峻后果[2]。因此,需要对其研究的程度以及研究的方向进行相应的限制以及方案制定,即提出相应的发展战略。
1.3.我国合成生物技术发展战略
我国制定的合成生物技术发展战略基于我国环境的现状、自然规律的稳定性以及自然繁衍规律等实际情况进行分析。对于产业的发展战略制定主要原因是发展该产业,使得该产业中存在的问题得到相应的解决,并且起到实质性的推进作用。我国对于该产业的发展战略制定遵循的主要原则是尊重科学、尊重自然、尊重人类发展规律、资源有限利用原则以及实际计划原则,在这些原则的限制下进行发展战略的制定,现阶段我国所制定的主要该方向的发展战略就是推进农业、工业以及能源等方面合成生物技术的发展,制定方向就是减少环境的污染、有害物质的增加、能源消耗的增加以及可持续发展[3]。
2.我国合成生物技术产业政策
我国合成生物技术产业政策的提出主要是为了发展该产业的正面发展,以及在各产业的实际发展中起到辅助健康发展的作用。其政策制定的主要步骤是对其实际发展过程中的产业政策出现的问题以及应用过程中出现的问题进行梳理,从而归纳出相应的结论以及主要改进方向和发展方向,使得产业政策的制定符合现阶段合成生物技术产业发展的要求。根据实际应用过程以及制定过程中出现的问题进行分析,其主要存在的影响因素是技术限制较之国外较为落后,在该方面的资源配置存在的问题,合成生物技术产业的产业较为分散、规模大小差距大以及该产业存在较大的发展风险等[4]。在对此进行详细的分析之后,我国主要采取的合成生物技术产业政策就是风险预估化、产业规模集中化、借鉴先进的技术、相关资源配置合理化进行相应的计划等,在这些改进政策的不断运用中进行进一步的加大改进,从而使得合成生物技术产业的发展与自然演变规律不产生相违背现象。结束语:合成生物技术的出现主要原因就是为了适应人们对该时期的特定需求,如解决人们出现的各种危及生命的疾病、环境中出现的化学物质使用出现的污染以及动植物生长受到严重限制等问题,其对于我国的发展而言也有相对的促进作用。但是在发展过程中出现的一些与人们常识相违背以及与伦理等不相符合的现象,其直接导致发展过程中的自然等规律受到挑战以及冲击,对于自然生态的危害就会十分的严重。因此,我国为了在与逻辑规律相符合的前提下进行经济发展以及相关需求满足,制定了相关的合理发展战略与政策。
参考文献:
[1]宋凯.我国合成生物技术产业发展战略及政策分析[D].武汉理工大学,2013.
[2]何武国.安全视域下的合成生物技术伦理研究[D].武汉理工大学,2010.
[3]杨旸.合成生物技术的应用伦理研究[D].南京航空航天大学,2013.
篇3
关键词:新建地方本科院校;生物技术;本科毕业论文;分析研究
引言
商洛学院2006年经教育部批准升格为本科院校,设有10个二级学院和2个教学部,共开办31个本科专业,面向27个省市(区)招生。其中生物技术本科专业设在生物医药与食品工程学院,2010年至2015年共毕业生物技术本科生215人,共完成215篇毕业论文。毕业论文(设计)是高校人才培养方案中的必备的实践教学环节,具有其它教学环节所不能替代的实践性和综合性作用[1]。但目前,地方本科院校由于生源、选题、师资、实验条件、管理规范等方面的制约,毕业论文(设计)工作在不同程度上均存在一定问题,制约了应用性人才培养质量的提高。为扎实有效地做好该项工作,我们对商洛学院2010-2015届生物技术专业215名的毕业论文进行了调查分析,以期及时发现论文管理中存在的问题,为有针对性地提出改进措施提供必要的参考依据。
1资料与方法
1.1研究对象
商洛学院生物医药与食品工程学院2010-2015届生物技术专业215名本科生毕业论文作为研究对象。
1.2研究方法
查阅文献及管理文件,对2010-2015届生物技术专业本科毕业论文的题目内容、选题来源、指导教师职称与数量、论文成绩等方面进行整理和分类。运用描述性统计、归纳、综合等分析方法,客观全面地分析研究结果。
2研究结果与分析
2.1毕业论文课题来源情况与分析
第一,表1显示,历年来,该院生物技术专业毕业论文中实践研究类占绝对优势,平均每年在95%左右,此消彼长下,理论研究类则相对较少。第二,毕业论文课题类型包括指导教师科研课题、有关单位委托课题、教师拟定课题、学生学术课题(含大学生创新创业训练计划项目、挑战杯等)、学生自拟课题等。由图1可知,近六年来,该学院生物技术专业毕业论文课题来源变化较大,其中指导教师科研课题占比从2010年的74.3%逐年下降至2015年的34.3%,有关单位委托课题、学生学术课题与自拟课题所占比例逐年增长,说明毕业毕业论文课题来源更加多元,分布更加均匀合理。同时,毕业论文的优秀率从2010年的5.7%攀升至2015年的17.1%。学院近几年加大学生自主学习、自主思考、自主创新能力的培养,大学生创新项目获得省级、国家级立项屡创新高,2015年国家级立项达到8项。同时,教师教育教学理念和教学方式也逐步从过往的“填鸭式”向“互动式”“研讨式”“问题驱动式”转变,以上举措大大增强了学生自主创新的信心,激发了学生的创新意识和热情,提高了学生自主创新的能力和水平。
2.2毕业论文指导教师与论文质量情况分析
对表2进行分析,可以得出以下几方面:第一,2010-2015年间,生物技术专业毕业论文生师比稳定在2:1-3:1之间,毕业论文优秀率呈逐年上升趋势,2012-2015年,毕业论文优秀率平均水平在13.1%,较前两年提升了50%左右。分析原因在于:近几年来,学院引进了一批高学历专业人才,师资力量显著增强,且对教师科研工作和毕业论文工作均给予高度重视,对指导学生创新创业、学科竞赛等都给予科研和教学量的认可。同时,学院加大了对基础实验、实训条件的投入,改善和提高了实验室整体运行能力,激发了师生开展教学科研的积极性,项目数量也逐年增加,指导教师在教学科研能力和毕业论文指导水平上均有明显提高。第二,该院生物技术专业指导毕业论文的老师中有教授职称的占总数的10%左右,比副教授和讲师职称的老师所占比例少近五倍,反映出本专业教师中教授职称人数相对较少;副教授职称和讲师职称的教师是毕业论文的主力军,占全体指导教师的80%以上,这与理论上(副教授比例最高,教师和讲师相对低)的数据分布略有差距,但对毕业论文质量影响不大;查阅副教授和讲师指导的学生论文发现,不存在指导人数差异极大的现象,本院毕业论文指导教师分配人数较为合理。第三,同2012、2013、2015年相比,14年论文优秀率下降,原因分析:①该届毕业生开题时间较晚(2014年3月),导致所选的课题预备和实施时间均不充裕,从而影响最终论文质量。②与其它各年相比,2014年论文中来源于教师科研项目的论题占比为31.7%,为历年最低。该类毕业论文课题一般情况下采用教师定题、学生选题之后由老师布置任务、安排进度、定期检查的程序和方法,学生习惯于听从老师的指导安排,即使开展拓展性的实践训练也是在很有限的程度和范围内由教师有计划有步骤地安排进行。但是,由于学校新专业增长快、招生人数多,指导教师人均指导学生数较多(当年师生比1:6),显然对学生进行毕业论文方面的系统辅导就没有充裕的时间和精力,也是导致论文优秀率下降的因素之一。
2.3其它问题分析
图2可以看出,该院生物技术专业毕业论文选题范围较广,选题占比分布较为均匀。课题内容主要涉及植物生理、分子生物学与基因工程、微生物学、地方生物资源的开发利用、组织培养、病虫害防治、动植物资源野外调查等方面的研究,基本覆盖了生物技术专业的主干课程与方向。其中占比前三位的课题植物生理、分子生物学与基因工程、微生物学是该专业对所学理论知识的进一步延伸,应用性强、适用性好,通过此类课题的实施,加深了学生对专业知识的掌握;部分课题,例如资源调查与开发,充分体现了地方性和应用性特征,为地方产业和生产实践提供了基础数据和参考依据,也让学生了解产业和行业的发展背景为今后走上相关工作岗位奠定了一定基础。表3可以看出,从毕业论文过程管理来看,这六年在管理上一个重要的变化是在后几年中加强了毕业论文的中期检查工作,同时加大了实验室的开放力度。在此情况下,毕业论文在学校完成的数量随之明显增加,同时意味着学生投入实验与指导教师交流沟通的实际时间增多,因此毕业论文优秀率也得到提升。
3存在问题与建议
3.1存在问题
目前,新建地方本科院校学生基础普遍较弱、自学能力较差,大多数专业学生前三学年以理论学习为主,有限的课程设计、课程实习等实践教学一般也由教师按计划进行,学生习惯于听从教师指导安排。学生在进行毕业论文(设计)前很少主动对论文总体思路、方案设计、写作规范等知识进行学习。因此,学生在从理论性课堂学习进入实践性毕业论文(设计)研究的转换过程中面临一定困难。另一方面,近年来多数地方本科院校专业数量和招生人数增长较快,指导教师教学任务较重,指导学生人数较多,课题数量有限,在一定程度上造成毕业论文(设计)题目陈旧、重复率高等实际情况的存在,制约了毕业论文(设计)质量的进一步提升。
3.2建议
3.2.1严把开题关第一,加强前期指导。学校在第一、二学年安排开设相应的论文辅导课,讲授思想道德教育时包含学术研究的基本道德规范。每学期二级学院依据教学大纲就课程设计论文、大学生创新、毕业论文训练等安排专题辅导和相关方面的学术讲座,并要求一定比例学生参加。组织学生观摩上一级毕业论文答辩,启发学生的科学创新思维[2],鼓励学生在校期间参与教师科研课题,取得的具有创新意义的成果(论文、专利),经学校认定后可替代毕业论文(设计)环节学分。这一方法既能充分调动各方积极性培养学生创新能力,又可鼓励学生高效利用前七个学期,增加第八学期的灵活性。同时,成功范例也将对其他学生起到激励和示范作用[3]。第二,提前选题时间。一般情况下,本科毕业论文(设计)均安排在第八学期进行,而这一学期是毕业生考研面试、就业的关键时期,为避免此段时间学生就业的冲击和教师指导过于集中,毕业论文启动工作宜安排在第六学期末着手进行,到第七学期开始前完成选题。这样做既能在大三学期结束的假期实习中让学生有较长的时间进行主动思考,完成选题、查阅文献、收集材料等毕业论文准备工作,又能激发学生对毕业论文的写作兴趣。同时可以缓解学生第八学期时间冲突的压力,使学生有机会有针对性地结合教学实践立题,融入到真实的培养综合实践能力的社会活动环境中,提高其分析和解决实际问题的能力,最终增强毕业论文的现实意义。第三,加强选题管理。首先,为确保选题质量,备选题目数量应大于参加毕业论文的学生数。其次,地方本科院校以培养应用性人才为办学目标,选题既要与专业知识相匹配,又要起到培养学生应用所学知识解决实际问题的能力,同时尽可能体现地方院校的办学特色。鼓励优先选择密切联系生产实际、难易适中并具有一定创新性的课题,对于难度较大或低级重复劳动性题目应及时调整。最终,选题类型以实验研究解决科学技术问题为主导方向,同时允许调查报告、文献综述、工厂设计多样化形式存在。3.2.2加强中期检查对毕业论文(设计)的中期检查是承上启下的一个重要环节,学院应每年4月份前组织学术委员会在中期检查中对学生的开题报告、实验室预约单、实验记录、教师指导等环节进行逐项检查,并要求学生提交毕业论文(设计)中期检查表。中期检查工作坚持做到不走形式,发现问题,提出批评,纠正偏误,对于典型突出问题院分管领导主抓,动员协调各方力量,尽早解决。对于毕业论文(设计)中期检查发现未按规定要求完成预期任务的情况,院内做出通报批评,由指导教师与辅导员联合督查,加强指导,最终使学生赶上进度,顺利完成该项工作。3.2.3全面答辩,把好论文质量关所有参加答辩的学生在答辩前一周都要进行资格审查,审查内容如下:①论文复制比检测。对于检测结果过高的论文需要重新修改,直至符合标准。②审查论文撰写规范。毕业论文撰写(语言文字、逻辑格式、排版等)应符合学校相关要求。③实行预答辩。每名学生必须参加指导教师组织的预答辩,导师模拟正式答辩提出问题,着重就学生论文初稿、制作的PPT质量、语言表达等方面提出意见和建议,并最终决定其是否具有参加正式答辩的资格。④院内统一确定论文评阅教师,实行指导教师、评阅教师负责制,真正起到提高毕业论文质量的作用。3.2.4跟进相关制度第一,创新毕业论文学分制度。鼓励学生在校期间参与教师科研课题,主持大学生创新、创业项目,取得的具有创新意义的成果(论文、专利),经学校认定后可替代毕业论文(设计)环节学分。第二,加大实验室开放力度。学校应每年逐步加大对基础实验、实训条件的投入,持续改善提高实验室整体运行能力,并且逐年统计每个实验室运营率,对实验室开放率设定要求,保障毕业论文(设计)顺利实施的可持续性。第三,毕业论文指导工作认定。学校对指导学生创新创业、学科竞赛等教学活动给予科研和教学量化的认可。同时,该项工作纳入个人年终考评和职称晋升考核必须项目中。第四,设立毕业论文专项基金。对公开、获得优秀论文的学生与其指导教师进行适当的物质和精神奖励,充分调动师生的积极性和主动性,不断提高优秀毕业论文比率。
4结语
目前,影响本科生毕业论文(设计)质量的因素也有很多,但只要我们从管理制度入手,规范过程监督,加强质量监控,除了把好“选题关”和“实验关”外,还必须把好“撰写关”和“评审关”[4],做好毕业论文的选题、开题、实施、答辩等各环节的质量监控。当然,适时补充出台更加合理的激励制度(例如在校期间通过申报参加大学生创新等实践项目和教师科研,公开发表学术论文也可纳入创新学分或算入毕业论文(设计)学分之中)以及加大实验室开放力度等也是提高该项工作成效的有力措施。
参考文献:
[1]熊小琴.关于提高本科毕业论文质量的探讨[J].楚雄师范学院学报,2011,26(3):53-56.
[2]魏育新,陈蕊丽.如何提高公安院校本科生毕业论文质量[J].求实,2012,(1):269-270.
[3]韩浊清.关于提高经管类本科毕业论文教学质量的思考[J].高等教育研究,2012,29(1):42-45.
篇4
王旭崔韶晖
(大连民族大学,辽宁大连116600)
【摘要】将生物技术的药物产业作为研究的对象,总结并分析了当前生物技术药物的特点。陈述了当前上市的相应产品以及发展的前景,对我国生物技术药物发展的现实情况进行了阐述与探讨,并据此提出一定的建议与对策。
关键词 生物技术药物;发展现状;对策分析;前景
生物医药产业可以被称之为技术密集型与知识密集型的产业,其同我国的民生息息相关,主要的涉及领域有中药,化学药品以及生物技术药物等诸多领域,在我国的发展中有着十分重要的地位。近年以来,我国的现代生物技术有了十分显著的发展,通过生物技术而生产处的药物也不断增加。然而,从整体上来说,我国的生物技术药物尚未取得较多的突破性的创新,在当前全球领域具有着竞争力的生物技术公司相对来说也仅仅是凤毛麟角,同世界的先进水平仍然存在着较大的差距,其中主要的原因便是人才与资金的问题,笔者在本文中主要对当前我国生物技术药物发展的现实状况进行分析,并提出相应的对策。
1我国的生物技术药物在发展的过程中所存在的问题
1.1高水平团队与专业人才的缺乏,学术创业环境并不成熟
生物技术药物的研发并不同于一般药物的研究与制造,其在生物技术上,生物与化学方面,药理方面等诸多的领域均有着较高的要求,当前我国虽然已经认识到了生物技术药物的重要性并极力对其进行研发,在较短的时间取得了较为理想的成绩,然而,从实际上来说,虽然当前我国该领域有着较为庞大的科研团队力量,并且有许多的工作者具有国外工作的经验,但实力并没有理想中的雄厚,在同其他国家的竞争之中也处于劣势。
在我国,绝大多数的生物技术是在科研院所之中进行研究的,科研人员也大多是使用国家的资源来进行研究,存在着体制上的约束,导致了在许多时候缺乏冒险的精神以及创业的激情,许多科研成果明明已经研究出来,然而,却不进行实际应用,不投入市场来获得经济上的效益,并且,科研院所在进行相关研究时并不具备着市场的导向,这也使得许多的研究项目在实际的市场之中得不到有效的应用,绝大部分的有那就产品在获得专利后便被束之高阁,不再过问。
1.2并不具备着较多的实力雄厚的企业,融资较为困难
同其他的发达国家相比,我国生物技术药物方面的上市公司在总体上的规模比较小,由于资金有限,在对产品进行研发时也存在着较大的制约,无法吸引到具有着高水平与能力的人才,循环下去也就限制了企业的创新能力,并且,我国在研发的环节中仍然处在仿制的阶段之中,缺少核心的技术,也就无法较好的提高企业产品的竞争能力。
与此同时,生物技术药物在研发的过程中需要较长的时间、较高的投资以及较大的风险,这些要求也导致了只有拥有着雄厚财力与人才的公司才能够实现,风险投资一般都只是注重短期的资本,希望能够将投资的风险降到最低。对于生物技术药物的公司来说,其在进行研究时很难较快地为风险投资提供回报,这也使得风险投资并不会将这一行业当做主要投资的目标,而当前我国尚未建立起科学合理的同生物技术药物这一领域的特点比较适应的融资体系。这也极大地限制了我国生物技术药物领域企业的进一步发展。
1.3产品的更新换代比较缓慢
我国的绝大多数生物技术药物企业主要生产干扰素系列的产品、促红细胞生成素的产品、肿瘤坏死因子系列的产品等,大部分企业缺乏着具有自身知识产权的核心产品,许多种类有着较多的厂家,导致了同质化竞争的空前严重。产品的更新较慢也导致了企业竞争力的降低,也就导致了人才的流失与资金的缺乏,久之便形成了一个制约企业发展的循环体系。
1.4产品的价格较高导致患者无法承受
生物技术的药物在制作时有着较为复杂的流程,且对于技术也有着较大的要求,这也使得许多的企业会具有着垄断的性质,导致了在临床之中此类药品有着十分昂贵的价格。举例来说,应用于治疗HER2过度表达的转移性乳腺癌的曲妥珠单抗每一只的售价便能够达到20000元以上,六只为一个疗程,这也就是说,一个疗程单单这一种药物的治疗费用便能够达到120000元以上。这些生物技术的药物在价格上要远远超过了正常家庭所能承担的费用,患者在进行治疗时也往往不会考虑这类药物,即使其有着显著理想的治疗效果。
2相关建议与对策
2.1加强转化的研究,鼓励学术性创业
虽然当前我国在生物技术领域特别是其中的基础研究方面取得了一定的成果,然而,在目前整体的实际市场经营之中,许多的医药研制企业的实力并不能仅仅使用文献的数量来进行衡量,大部分学术文献都将有那研究精力放在了基础的研究之上,其同市场的实际应用之间仍然存在着十分遥远的距离。转化研究思想便是将当前基础的研究成果以及思维理念转化成为具体的生物药物产品,将早期的基础研究同临床的实践进行连接,涵盖目标的确认和识别。
除此之外,还应大力地鼓励学术性的创业,若是仅仅有研究而不进行创业,研究的成果也只能停留在试验的阶段之上,以专利与论文的形式呈现在人民大众的面前,然而若是将研究的成果转换为能够满足广大人民群众需求的实质性商品,不仅能够方便人民群众,还能够创造出巨大的经济与社会价值,更好地发挥这一研究成果的作用。
2.2大力地创新与支持国际化的合作
生物技术药物领域属于技术要求较高的领域,因此,在对其进行发展的同时,必须要正确地判断其发展的趋势以及实际的动态情况,了解研究的具体方向并对其中的制约性因素进行分析,在研究之中应倡导勇于创新的精神,在不断地创新之中求得突破性的发展,提高企业的国际竞争能力。
由于我国生物技术药物领域的研究起步较晚,因此,在许多的方面较之于发达国家仍存在着较大的差距,这不仅仅是技术上的差距,还有经验上的差距,因此,想要促进我国的生物技术药物能够得到更好的发展,支持国际化的合作,促进同发达国家之间共同的合作与研究则显得十分必要。
2.3制定合理的发展政策,加大政府的扶持力度
我国政府应从大方向上帮助生物技术药物领域的发展制定出科学合理的发展政策,在能够确保质量的前提下加快临床中的试验与审批的流程,从整体上提高审批的效率,建立相关的制度。在此基础上,政府更应加大对这一类新兴企业扶持的力度,给予其更大的便利,使其在发展之中能够获得政策上的支持,提高企业的发展速度。
3总结
随着国家的不断发展,对生物技术药物的研究也不断地深入,我国的生物制药领域也在不断地向前发展。可以肯定的是,在我国,生物制药物在未来的药物市场中必将会有着广阔的前景并在其中扮演着重要的角色。对此,我们应加强对于这一产业的研究,提高学术同商业之间的嵌合,使得这一技术能够真正意义上地为广大人民群众服务,提高患者临床的治疗效果,创造出巨大的经济效益与社会价值。
参考文献
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[3]梁成罡,王军志.我国治疗性“生物仿制药”发展对策与思考[J].中国新药杂志,2012,21(8):851-856.
[4]吴伟光,仇焕广,黄季焜.全球生物乙醇发展现状、可能影响与我国的对策分析[J].科技与经济,1002-9753(2009)03-0023-08.
篇5
【关键词】 医药生物技术研究所;成果转化;情况分析
我国高校科技成果转化率不到10%[2],而医药科技成果的转化率不足8%[3]。医学院校是医学科技成果产生的主体。因此,对医学院校科技成果转化中存在的问题进行探讨和研究,并寻求新的思路和对策,促进这些来之不易的科技成果及时地转化为生产力,对推动科技、经济和社会的全面发展,都具有十分重要的意义。
1 科技成果转化的现状和存在问题
医药研发具有周期长、投入高、不确定因素多、淘汰率高等特点。随着科学技术的不断发展,研究领域相互渗透、学科间相互交叉已成为科学发展的潮流,而目前科研经费筹集难、科研队伍整合难、科研资源共享难仍在一定程度上制约着科技成果的进程,突出表现为如下几点:
⑴成果本身的问题 研发的成果多停留在实验室阶段,成熟的不多,离中试扩大成为可上市产品还有一定距离。另外,成果转化为产品的周期长、投入多,也在一定程度上影响了成果转化。
⑵科研人员的观念问题 科研人员选题时往往考虑的是能否发表文章,科研活动也以获奖为终点,并不热心于把成果做成产品,或把实验室成果主动转让给外单位。科研偏重于科学理论,没有把科研作为产品开发的前沿。科研选题时不考虑市场需要,设计工艺路线也不顾生产的可行性,待成果出来后无法与生产衔接。
⑶缺乏资金 由于经费不足,造成有些好项目得不到有力的及时的支持,或进展缓慢,或束之高阁。研发经费投资渠道单一,仅仅依赖于企业自身的投资,缺乏风险投资基金机制。
2 我所管理部门在科技成果转化中的一些尝试
⑴管理部门组织本所科研人员参加国内外各种形式的博览会、交易会、成果会 为了能更好的宣传研究所的科研成果并将其推广,以实现科技成果转化与产业化,最终获得很好的经济社会效益,在管理部门精心准备了研究所科研成果的各种宣传材料、参展样品、制作科技成果展板的基础上,组织科研人员参加国内外各种形式的博览会、交易会、成果会,这是最直接的宣传形式。一方面,可以更好地将本所的科研成果介绍给参会企业,甚至可以当场形成各种合作意向、签订协议以至合同;另一方面,可以使参会的本所科研人员开阔视野,了解市场需求,同时还可了解到企业急需攻克的技术难题,以便更好地开展今后的科研工作。
⑵管理部门组织研究所科研人员汇集科研项目,自己召开科研成果交流会,搭建科研交流平台 研究所作为一个培养高级人才的科研机构,在某一专业领域集中着大量的专家、教授,人才优势是无法比拟的,我所充分利用这天然的优势搭建科研交流平台,邀请全国各地的制药企业参会,为科研人员与企业之间搭建了一座桥梁。科技成果转化是一项高风险、高投入、高收益且周期长的活动,对企业来说,面对承担高风险的巨大压力,往往对很多高新技术成果望而却步。而这种面对面的交流方式,科研人员可以对其面临的风险,提供资料、信息,在科研和开发上进行讲解和引导,让企业做到心中有数。通过这种方式,我所已经成功的与几家企业签订了合同,管理部门的桥梁作用卓有成效。
3 管理部门在科技成果转化中需要改善和加强的方面
研究所管理部门要加强本所科研成果资源的信息采集,注意收集企业的各种技术所需,指导科研人员以市场为导向,做好科研项目的选题和立项工作。同时,管理部门要以科技成果转化为目标,鼓励申报专利。科技成果取得专利后,可以有效的保护知识产权,减少科技成果的流失,有利于科技成果的转化。此外,管理部门建立科技成果数字化管理与推广系统将会有效促进科技成果的推广转化、有效的发挥管理部门的导向作用,因为利用现代网络信息平台,更能适应市场的瞬息变化,更加符合市场经济规律[4]。实际上,管理部门进行的科技成果转化过程是一种技术的交易过程,是一种特殊的商品买卖[5]。科技成果转化从签订合同到履行完毕是一个较长的转化过程,需要管理部门全程的控制、履行监督义务,并切实保护知识产权,做好跟踪服务。管理部门要对合同进行严格审查,促使双方能够认真履行合同。它的责任不仅要对科研人员的研究成果进行管理,而且要在科研人员和企业单位之间进行充分的沟通,积极参与科技成果的商业化的各个环节。特别要注意的是管理部门不但要考虑到研究所的利益、科研人员的利益,也要切实的为企业着想,加强全方位的服务,达到三者利益的平衡点。
科技成果转化是一项复杂的系统工程,需要通过不断深化改革,大胆创新,调动各方面的积极性,在研究所管理部门的协同下逐步形成一条适合本所科技成果转化的路子。在科技成果应用推广之后,做好后期的跟踪服务工作,将成果产业化过程中的产品质量以及企业提出的改进意见等反馈给科研人员,推动研发人员与企业的深度合作,加快成果转化过程。
参考文献
篇6
[关键词]生物 制药 新技术 探析
中图分类号:TQ460.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)01-0274-01
生物技术药物(biotechdrugs)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的先进技术为一体,以组合化学、药学基因(功能抗原学、生物信息学等高技术为依托,以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。
一 生物制药技术
目前生物制药主要集中在以下几个方向:
1、肿瘤。在全世界肿瘤死亡率居首位,美国每年诊断为肿瘤的患者为100万,死于肿瘤者达54.7万。用于肿瘤的治疗费用1020亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病,目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤,应用导向IL-2受体的融合毒素治疗CTCL肿瘤,应用基因治疗法治疗肿瘤(如应用γ-干扰素基因治疗骨髓瘤)。基质金属蛋白酶抑制剂(TNMPs)可抑制肿瘤血管生长,阻止肿瘤生长与转移。这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂,已有3种化合物进入临床试验。
2、神经退化性疾病。老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗,胰岛素生长因子rhIGF-1已进入Ⅲ期临床。神经生长因子(NGF)和BDNF(脑源神经营养因子)用于治疗末稍神经炎,肌萎缩硬化症,均已进入Ⅲ期临床。美国每年有中风患者60万,死于中风的人数达15万。中风症的有效防治药物不多,尤其是可治疗不可逆脑损伤的药物更少,Cerestal已证明对中风患者的脑力能有明显改善和稳定作用,现已进入Ⅲ期临床。Genentech的溶栓活性酶(Activase重组tPA)用于中风患者治疗,可以消除症状30%。
3、自身免疫性疾病。许多炎症由自身免疫缺陷引起,如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于4000万,每年医疗费达上千亿美元,一些制药公司正在积极攻克这类疾病。
4、冠心病。美国有100万人死于冠心病,每年治疗费用高于1170亿美元。今后10年,防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。Centocor′sReopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功,这标志着一种新型冠心病治疗药物的延生。
基因组科学的建立与基因操作技术的日益成熟,使基因治疗与基因测序技术的商业化成为可能,正在达到未来治疗学的新高度。转基因技术用于构造转基因植物和转基因动物,已逐渐进入产业阶段,用转基因绵羊生产蛋白酶抑制剂ATT,用于治疗肺气肿和囊性纤维变性,已进入Ⅱ,Ⅲ期临床。大量的研究成果表明转基因动、植物将成为未来制药工业的另一个重要发展领域。
二 生物制药发展分析
未来生物技术将对当代重大疾病治疗剂创造更多的有效药物,并在所有前沿性的医学领域形成新领域。
生物学的革命不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展,而且依赖于很多相关领域的技术走向,例如微机电系统、材料科学、图像处理、传感器和信息技术等。尽管生物技术的高速发展使人们难以作出准确的预测,但是基因组图谱、克隆技术、遗传修改技术、生物医学工程、疾病疗法和药物开发方面的进展正在加快。
除了遗传学之外,生物技术还可以继续改进预防和治疗疾病的疗法。这些新疗法可以封锁病原体进入人体并进行传播的能力,使病原体变得更加脆弱并且使人的免疫功能对新的病原体作出反应。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势,对感染形成新的攻势。
除了解决传统的细菌和病毒问题之外,人们正在开发解决化学不平衡和化学成分积累的新疗法。例如,正在开发之中的抗体可以攻击体内的可卡因,将来可以用于治疗成瘾问题。这种方法不仅有助于改善瘾君子的状况,而且对于解决全球性非法贸易问题具有重大影响。
各种新技术的出现有助于新药物的开发。计算机模拟和分子图像处理技术(例如原子力显微镜、质量分光仪和扫描探测显微镜)相结合可以继续提高设计具有特定功能特性的分子的能力,成为药物研究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方面会成为越来越有用的工具。例如,美国食品药物管理局(FDA)在药物审批的过程中利用DennisNoble的虚拟心脏模拟系统了解心脏药物的机理和临床试验观测结果的意义。这种方法到2015年可能会成为心脏等系统临床药物试验的主流方法,而复杂系统(例如大脑)的药物临床试验需要对这些系统的功能和生物学进行更为深入的研究。
药物的研究开发成本目前已经高到难以为继的程度,每种药物投放市场前的平均成本大约为6亿美元。这样高的成本会迫使医药工业对技术的进步进行巨大的投资,以增强医药工业的长期生存能力。综合利用遗传图谱、基于表现型的定制药物开发、化学模拟程序和工程程序以及药物试验模拟等技术已经使药物开发从尝试型方法转变为定制型开发,即根据服药群体对药物反应的深入了解会设计、试验和使用新的药物。这种方法还可以挽救过去在临床试验中被少数患者排斥但有可能被多数患者接受的药物。这种方法可以改善成功率、降低试验成本、为适用范围较窄的药物开辟新的市场、使药物更加适合适用对症群体的需要。如果这种技术趋于成熟,可以对制药工业和健康保险业产生重大影响。
三 结语
总之,综合多学科的努力,通过新技术的创立可以大大拓宽发明新药的空间,增加发明新药的机遇与速度。因为这些手段可以寻找快速鉴定药物作用的靶,更有效地发现更多新的先导物化学实体,从而为发明新药提供更加广阔的前景。
篇7
[关键词]膜生物反应器;污水处理;技术
中图分类号:X799.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)09-0373-02
1 MBR(膜生物反器)发展历程
MBR(膜生物反应器)在我国污水处理领域的应用始于20世纪90年代初。20多年来,MBR技术在我国的应用主要经历5个阶段。①1990~2000年:小试、中试以及示范工程。②2000~2003年:小规模实际应用(单个工程规模达百吨/日级)。2003~2006年:中等规模实际应用(单个工程规模达千吨/日级)。④2006~2010年:2006年我国第一座万吨/日级的MBR工程在北京密云县污水处理厂投入运行,开始了万吨/日级规模工程的推广应用。⑤2010年至今:应用规模不断扩大(总累计处理规模超过百万吨/日)。2006年以来,我国大型MBR(万吨/日以上级)的增长情况良好。2010年后,大型MBR的数量和规模明显加快,大型MBR的总规模在2010年突破100万吨/日,2014年突破400万吨/日,2015年有望达到700万吨/日。MBR现主要用于市政污水、工业废水和受污染地表水的处理中。
2 厌氧膜生物反应器的结构配置及优劣势
对于厌氧膜生物反应器的组成构件有很多,就是到现在为止我们研究相对较多的是平板膜组件和中空纤维膜组件,对于这两种不同组件每一种都有其各自的优缺点。但是在工业中污水的处理较多的使用中空纤维膜组件。厌氧膜生物反应器技术在处理生活污水中有着很多的优点,当我们把这项技术运用在生活污水处理中的时候,它能很好的实现固液分离,从而达到很好的处理效果,使出水水质很好。当我们在使用一项新的技术时,我们经常做的事情就是与过去的技术相互比较,于是可以得到,厌氧膜生物反应器的突出优点有:
(1)当生活污水中有很多的固体废弃物的时候,使用厌氧膜生物反应器技术,可以很好的分离固体废弃物,对固体废弃物处理效果良好,而且很能很好的把固体和液体分离,达到我们满意的处理结果;(2)在使用厌氧膜生物反应器的时候,这项技术比较容易让人上手,关键是操作起来没有那么困难,另外还能很好的控制水力停留时间;(3)在整个操作过程当中,还有利于保护微生物,使微生物不会那么容易流失,而且还能控制污泥浓度;(4)由于厌氧膜生物反应器中,运用到了生物技术,所以在使用这项技术的时候,可以使某些细菌得到增殖,从而能够更好的使污水达到理想的处理效果,这不仅提高了一些细菌的数量,还使得更多的有机物得到了充分的分解;(5)在使用厌氧膜生物反应器的时候,会使最终处理的废水中污泥的含量低于预想的结果,大大降低了污泥处理的费用;(6)使用平板膜的过程中,会产生一定的作用力,而这项作用力可以使污泥絮体的体积有一定的减小,由于该平板膜的快速运动,使污泥的传氧速度大大提高。
3 厌氧膜生物反应器工艺研究
3.1 AnMBR典型工艺
前面总结了典型的厌氧膜生物反应器的工艺及其处理的废水类型。AnMBR是由厌氧反应器和膜分离耦合而成,常用的厌氧反应器有4大类:完全混合厌氧反应器(CSTR)、厌氧流化床(AFBR)、升流式厌氧污泥床(UASB)以及厌氧污泥膨胀床反应器(EGSB)。CSTR―MBR设备操作简单,成本较低,应用广泛,但出水水质较差,易造成严重的膜污染。相比,CSTR―MBR、UASB―MBR具有污泥颗粒较大,膜污染程度低的特点,在高浓度有机工业废水处理的应用中具有很大的潜力。EGSB―MBR和AFBR―MBR由于添加了载体,悬浮污泥浓度较低,上清液中溶解性微生物产物(SMP)明显少于CSTR―MBR,膜污染程度较低。但由于载体膨胀所需能耗较大,在反应器的设计时载体的种类、颗粒大小的选择等对膜污染和运行成本有较大的影响。AnMBR工艺主要采用微滤和超滤膜,以中空纤维膜为主,平板膜和管式膜也有少量应用。根据膜组件的设置位置,AnMBR分为外置式和浸没式,由于浸没式占地小、能耗低,多数研究集中于浸没式AnMBR,但外置式具有膜组件易清洗和拆卸的特点,常用于膜污染较严重的污水处理工艺。膜材料主要为有机聚合物,包括聚偏氟乙烯(PVDF),聚醚砜(PES)和聚乙烯(PE)。此外,动态膜利用膜表面污染物形成的泥饼层作为分离层,一定程度上使膜污染在MBR工艺中由缺陷转变为优势,且具有易清洗、运行成本低等优点,在AnMBR工艺中具有潜在、良好的应用前景将动态微网膜材料应用于AnMBR处理城市污水以及高浓度垃圾渗滤液,均得到了较好的处理效果。处理城市污水稳定运行时化学需氧量(COD)去除率稳定在79.4%±10.4%;处理高浓度垃圾渗滤液时COD去除率稳定在62.2%±1.8%。但仍存在通量不稳定、出水水质波动较大等缺陷,对其研究还需进一步完善。AnMBR工艺的处理对象主要包括低浓度城市污水和高浓度有机废水,对不同AnMBR工艺在不同类型污水处理中的应用以及处理效果做了较为详细的总结。高浓度有机废水的处理主要采用CSTR―MBR和UASB―MBR两种工艺类型,而AFBR与膜技术结合后具有更高的传质效率和微生物浓度,适于低浓度城市污水处理,近年来受到关注。采用实验室级浸没式AFBR―MBR处理城市污水,采用颗粒活性炭(GAC)作为载体,由于GAC对膜表面有冲刷作用,膜污染潜势低,在此基础上扩大反应器规模至中等规模,可实现长期稳定运行(485天),尤其冬季低温运行时,COD的去除率达90%以上,甲烷产量稳定,期间没有对膜进行化学清洗,为AFBR―MBR工艺处理低浓度城市污水提供了一个很好的范例。
3.2 AnMBR的工艺运行效果及影响因素
(1)污染物的去除效果
由于膜的截留作用,AnMBR对有机污染物和固体悬浮物(SS)的去除效果相比传统厌氧工艺有明显改善。AnMBR工艺在处理一些低浓度合成或实际城市污水以及高浓度有机废水时的操作条件和运行效果有明显改善。
(2)产甲烷率
通过厌氧消化将污水中的COD转变为甲烷进行回收利用,产生能量,是厌氧技术最重要的优点之一,由此AnMBR工艺的产甲烷率成为运行效果好坏的关键指标。甲烷产率受反应器构型、进水水质、运行条件等影响较大,不同的温度、水力停留时间(HRT)等条件下的甲烷产率和纯度差别较大。据不完全统计,环境温度为25~30℃条件下城市污水处理过程中,典型AnMBR工艺的甲烷量为0.1~0.6L/gCOD,纯度在50%~80%之间。
(3)影响因素
不同类型反应器处理城市污水时的典型工艺参数,包括污泥停留时间(SRT)、水力停留时间(HRT)、有机负荷以及温度。An-MBR均在长SRT下(>30天)运行,而不同类型的反应器运行的HRT范围差别较大。CSTR―MBR运行所需HRT较长(>10h);UASB―MBR的HRT一般在10h左右;AFBR―MBR稳定运行的HRT最短,均不超过8h。污泥负荷会随HRT的缩短而增加,可能会对AnMBR的COD去除率、产甲烷率和纯度有所影响。但也有研究结果表明,HRT的降低对出水COD影响不大,这很大程度归功于膜的截留作用。温度对厌氧生物降解过程影响较大,高温时(55℃)微生物活性较高,温度下降,微生物活性随之降低,水解速率下降,导致COD的去除率和产甲烷率均降低。尤其当温度降至15℃以下时,甲烷在水中的溶解度升高,使得甲烷回收率急剧下降。但也有研究发现,长期低温运行可改变厌氧生物反应器内微生物群落结构,氢型产甲烷菌成为优势菌群,可实现稳定产甲烷。除温度和HRT之外,甲烷回收率还受进水COD与硫酸盐比值的严重影响。该比值为6.3gCOD/gS―SO4时,甲烷回收率为57.4%,而在没有硫酸盐存在的情况下,甲烷回收率可提高至83%(33℃)。因此,为提高产甲烷率,可从调节HRT和温度,降低进水硫酸盐等方面着手。
3.3 AnMBR膜污染研究
(1)膜污染机理及影响因素
溶解性微生物产物SMP及其组成成分是有关MBR膜污染研究中最受关注的污染物之一,许多研究结果表明,污泥混合液上清液中的溶解性及胶体物质对膜污染阻力的贡献占到20%~90%。相比AeMBR,AnMBR的混合液理化性|有所差异,主要表现在厌氧污泥颗粒粒径较小,胶体和溶解性有机物浓度较高,导致膜过滤性相对较差。长期运行结果显示,对于膜孔较小的超滤膜,主要的膜污染机理为泥饼层的形成,在AnMBR运行初期,渗透性下降速率较快;而对于孔径较大的微滤或超滤膜,更易发生膜孔阻塞,长期运行时膜污染更加严重。对于浸没式AnMBR,结合性胞外聚合物(EPS)、絮状污泥以及混合液中的无机物在膜表面泥饼层的形成过程中起主导作用。通过对AnMBR膜表面泥饼层的深入解析,发现EPS组分中的中性疏水性物质更易在膜表面沉积,成为泥饼层的主要成分。对SMP和溶解性EPS的截留,尤其是对其中糖脂蛋白的截留,是造成AnMBR膜污染膜孔阻塞的主要原因。研究者将AeMBR和AnMBR在相似操作条件下运行,发现AnMBR混合液上清液中SMP的含量高达600mg/L,是AeMBR的5~6倍,且AnMBR混合液SMP组分中蛋白质和多糖的比例是AeMBR的2.3倍。
(2)膜污染控制手段
膜材料表面改性和膜组件优化。膜材料表面改性可改变膜表面的亲疏水性,达到降低膜污染潜势的目的,表面改性的主要手段包括等离子体处理(空气、O2、N2等)、表面涂层(表面活性剂吸附)、表面移植(如紫外光诱导移植技术)等。纳米材料用于膜表面改性技术引起广泛关注,比如将TiO2。纳米颗粒加入以PVDF为基膜的膜表面,该膜对蛋白质有较好的抗污染性。膜组件构型的优化,有利于改善反应器的水动力学条件,减缓膜污染。采用双轴旋转浸没式AnMBR处理啤酒废水,利用膜的旋转,有效改变膜表面三相流特性,减少膜面污染物的沉积,减小泥饼层厚度,稳定运行时通量可达30L/(m2・h),降低膜污染的同时降低能耗。
污泥混合液理化性质调控。(1)运行条件的优化。AnMBR运行过程中污泥混合液理化性质主要受温度、HRT、SRT等运行条件的影响。研究表明,运行温度的变化严重影响厌氧微生物活性,引起混合液中EPS组成、溶解性有机物浓度以及颗粒粒径等的变化,从而影响膜污染潜势。高温条件下(55℃),混合液EPS产量降低,厌氧污泥不易聚集,颗粒粒径减小;而温度较低时(低于35℃),混合液中SMP浓度显著升高,影响膜过滤性。AnMBR一般在长SRT和短HRT下运行,混合液中颗粒大小会随HRT的缩短而减小,EPS和SMP的浓度增加,膜污染速率加快;但延长HRT,产水量减少,运行成本增加。由于产甲烷厌氧微生物生长较慢,延长SRT可以提高甲烷产率,但是过长的SRT会使得SMP浓度增加,混合液颗粒粒径减小,更易发生膜污染。因此,选择合适的SRT和HRT,对同时提高反应器性能并较好控制膜污染至关重要。
吸附剂、混凝剂等的添加。载体的添加,如活性炭、沸石等,一方面能够通过吸附作用,增加微生物与污染物的作用时间,提高微生物活性,改善混合液理化性质,降低溶解性物质和胶体颗粒的浓度,同时提高出水水质;另一方面载体颗粒对膜表面有较强的冲刷作用,能有效减轻膜污染。但是载体的过量投加也会对膜的过滤性产生负面影响,且载体的成本和对生物环境的长期影响需要进一步考虑。添加絮凝剂可使污泥呈团粒状、颗粒增大,明显改善污泥性状、减缓膜污染。此外,尝试包埋技术固定微生物有利于减少悬浮态污泥浓度,降低EPS和SMP,也是调控污泥混合液理化性质的有效手段。
水动力学条件的优化。(1)反应器构型优化选择合适的工艺,优化反应器构型,也是改善水动力学条件、控制膜污染的有效手段。开发一种新型厌氧旋转盘膜生物反应器(ARMBR),该工艺在浸没式厌氧膨胀床MBR膜组件中间放置旋转盘,通过载体与膜表面的充分碰撞,来减缓膜污染。反应器稳定运行100天,没有进行膜清洗,通量控制在11L/(m2・h)。另外,不同反应器构型运行过程中所产生的EPS和SMP含量及成分也有较大差别。(2)提高膜面流速在分置式构造中,提高错流速率,增大膜表面剪切力,能够有效去除膜表面的泥饼层,但流速过大,会造成污泥颗粒变小,SMP浓度升高,使膜污染加剧,影响出水水质。在浸没式构造中,通常采用产生的生物沼气喷射的方式控制膜污染,但当生物沼气产量较小,且不稳定时,对膜污染的控制效果有限。
临界通量运行是控制水动力学条件和膜污染的有效手段。调研结果显示,在AnMBR的长期运行中,为减轻膜污染,多数研究者采取低于临界通量的运行方式,处理低浓度城市污水时通量一般低于10L/(m2・h),处理高浓度有机废水时通量可能更低。而大型AeMBR处理城市污水的运行通量范围一般在15~20L/(m2・h),因此,尽管低通量运行的膜污染情况较好,但产水量较低,造成实际吨水运行成本升高。
(4)膜的清洗
用于AnMBR膜清洗的方式主要包括物理清洗和化学清洗。反应器运行期间,定期采用间歇运行和反冲洗等物理清洗技术,可以有效减轻膜污染。利用新型在线超声技术对AnMBR膜进行清洗,结果显示膜表面泥饼层阻力下降达80.4%,说明该物理清洗技术可以有效降低膜表面泥饼层阻力,控制膜污染。然而,当物理清洗无法恢复膜过滤性时,需采用化学清洗技术减轻膜污染,常用的用于AnMBR膜污染清洗的化学药剂有次氯酸钠(NaClO)、盐酸、柠檬酸、氢氧化钠、乙二胺四乙酸二钠(EDTA)等。
4 结语
饮用水水源的污染日益严重,对人类的健康带来了极大的危害,对净水技术提出了新的挑战。水资源是人类生存所必须的重要资源,由于人类在工业生产和生活中,制造了大量的污染物质,严重污染了水Y源,同时也危害了人们的健康,所以,相关部门需加大污水处理,保障水资源的健康。
参考文献
[1] 李永志.采用膜生物反应器技术进行工业污水处理[J].科技资讯,2013(17):134-135.
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【关键字】分子生物技术;污水处理系统;内硝化菌群;应用
1.前言
传统微生物技术由于过度依赖培养技术来分离菌种,导致污水处理系统在分析硝化菌群时存在很多的不足之处,主要表现在三个方面,其一,污水处理系统中的硝化菌群是由很多微生物组合而成的,并在一定空间内分布和聚集,导致微生物之间相互竞争和依存,使得菌种变得十分复杂。在菌种分离和培养时,无法获取自然状态下菌群的结构及其空间分布情况。其二,硝化菌群代谢活动及基因表达容易受到外部环境的影响,导致菌种在分离和培养时,使得微生物生化性质和物理性质发生改变。其三,菌种培养所学时间较长,现阶段一些菌种还未能进行纯培养。随着分子生物技术的推广和应用,有效保证了硝化菌群生物活性及分布稳定性,提高了污水处理系统效率和质量。
2.FISH分子生物技术
2.1FISH-microelectrodes技术
微电极技术可以对生物膜中的微小生境或者活性污泥所含絮体环境因素进行有效的检测和分析,清楚的反映出微生物菌群的代谢活性。FISH-microelectrodes技术主要是将微电极技术及FISH技术相结合,对微生物菌群代谢活性、空间分布及环境因素相联系,以获取相关的检测参数[1]。FISH-microelectrodes技术在硝化菌群研究中应用广泛,主要是能够明确生物膜垂直方向微生物菌群代谢活性和空间分布情况。
2.2Clone-FISH技术
Clone-FISH技术主要是通过FISH技术挑选出阳性性质的Clones或者观察探针有效性。这种检测技术在硝化菌群中的应用情况,主要体现在:其一,能够对硝化菌群探针有效性进行有效的检测。主要是用16S rRNA的克隆子来替换纯培养细胞,以检测出探针的有效性。其二,能够通过FISH技术在克隆文库筛选出呈阳性的克隆子,并对其基因片段转化成功情况进行有效的检验。
2.3FISH-MAR技术
有关研究表明,单一性的使用FISH技术,无法取得微生物菌群生理性质、代谢活性等信息,而单一性的使用MAR技术,同样不能获得微生物菌群分布情况及构成情况。Lee等研究者,将FISH技术和MAR技术相结合,成为FISH-MAR技术,其可以通过显微照片,清楚且直观的呈现出微生物菌群空间分布和结构组成情况,同时获取多种微生物菌群代谢活性。这种技术主要是将微生物菌群样本放到通过放射性的物质标识的无机或者有机底物中,对其进行培养,使得具有吸收性的放射底物内细胞,能够清楚呈现在显微图片中。
3.PCR分子生物技术
3.1PCR-DGGE技术
PCR-DGGE技术主要是将PCR的扩增产物放置到线性梯度的变性剂聚丙烯酰胺凝胶内,并进行电泳。虽然PCR扩增出DN段的长度均相同,但是其碱基序列去不相同。在电泳中,碱基序列不相同DN段将会在变性剂作用下发生变性,使得电泳速度快速降低,并留置在变性剂的梯度位置。然后经过相应的染色处理,在聚丙烯酰胺性凝胶上,会出现很多不同的DNA谱带,作为某个序列的一个DN段。为了防止异源双链核酸分子、探针特异性及单链DNA等检查结果受到影响,在经过PCR-DGGE检验后,需通过测序及克隆的方式来确认DNA的序列,获取硝化菌群的结构。Limpiyakorn、Ebie通过PCR-DGGE技术,分析不相同的污水处理系统中所含的硝化菌群,实验结果表明,污水处理系统中的AOB含量未变,但是在检测过程中容易受到温度计水质等因素的影响,使得污水处理系统中的AOB菌群的结构产生很大变化[2]。
3.2PCR-T-RFLP技术
PCR-T-RFLP技术主要是标记PCR扩增时引物端使用的荧光物质,在利用标记引物,对样品中的DNA实行PCR 扩增之后,PCR扩增所形成产物就会携带有荧光标记,可选择适宜的内切酶来消化PCR产物,即可形成长度不同的片段。与PCR-DGGE技术相比,PCR-T-RFLP技术能够在短时间范围内,对大量硝化菌群的结构进行有效的分析,同时具有灵敏度高、重现性好等优点。Egli等通过PCR-T-RFLP技术,对短程反应设备中的硝化菌群的结构进行有效检测和分析,检测结果表明,反应设备中的硝化菌群多样性正在慢慢下降,同时期在不同pH值和温度等条件下,其会呈现出不同的结构。Park等通过PCR-T-RFLP技术,分析了DO在活性污泥硝化菌群结构变化中的影响,同时对氧化沟中所含的硝化菌群的结构进行检测和分析,检测结果表明,在氧化沟缺氧及好氧相互交替的环境下,污水处理系统中所含的Nitrosospira-like量较大,并与SND现象相关。
3.3RT-PCR技术
RT-PCR技术主要是将RNA反转录技术与PCR扩增技术相结合。首先,模板RNA在反转录酶的作用,形成cDNA,然后再把cDNA作为相应模板,扩增并形成具有目的性的片段。模板RNA可以作为转录RNA或者总RNA的产物,并保证其所含的无RNA酶及DNA不受到任何污染。Terahara等通过RT-PCR技术,对污水处理系统中的硝化菌群所含的16S rRNA及16S rDNA进行检测和分析,检测结果表明,硝化菌群细胞中所含的16S rDNA增长速度低于16S rRNA,在外部环境影响下,硝化菌群细胞所含16S rRNA的多样性会发生变化。由于amoA基因是AMO活性的位点,通过单一性的PCR技术,并不能对amoA基因及硝化菌群活性进行有效的分析,同时amoA基因中的mRNA在硝化菌群中的更新速度较快,半衰期只有几分钟,因此利用RT-PCR技术对硝化菌群中amoA基因的mRNA进行有效的分析,可以验证外部环境对硝化菌群活性产生的影响,对于优化污水处理系统具有重要意义[3]。
篇9
关键词:广东省;农产品;冷链物流技术;改进
中图分类号:F326.6 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20150833026
农产品冷链物流指的就是果蔬、水产品、肉食品在加工、贮藏、运输、销售等各环节一直处在适宜低温条件下,以此来确保产品质量达标,尽可能降低产品损耗,避免污染特殊供应链系统[1]。冷链物流具有投入高、协调性、复杂性的特点,作为一种特殊的专业化物流服务,逐渐成为了日后的经济增长点[2]。促进农产品冷链物流的快速发展,构建集约、安全、高效的冷链物流体系,对促进物流产业转型升级、增加农民收入、增强物流产业竞争力有着十分重要的现实意义,必须予以高度重视[3]。
1 农产品冷链物流发展现状
近些年来,为了促进农产品流通,满足人们对生鲜农产品品质与安全的需求,广东省对生鲜农产品的冷藏、低温仓储、运输的冷链物流建设越来越重视,并且逐渐成为了一种新的投资方向,通过吸引外资入驻,扩大了冷链物流规模,为广东省冷链物流的发展迎来一个全新的阶段。
1.1 冷链物流发展环境得以改善
在国家明确提出加大农产品冷链物流基础设施建设投入的基础上,重视主要品种与重点区域冷链物流体系的建设。在此形势下,广东省将农产品冷链物流当做是现代物流产业发展的关键所在。广东省各级政府均要加大投入力度,深入研究冷链物流产业发展规划与政策,逐步完善重点工程与项目的布局与策划。在现代物流产业快速发展与市场越来越细化的形势下,充分认识到农产品冷链物流的重要性,确保农产品冷链物流产业发展具备相应的环境。
1.2 冷链物流产业发展快速
近些年来,具有一定规模的冷链物流企业越来越多,达到一定规模的冷链物流园区也在逐渐增加。现阶段,冷库建设规模正在以约每年20%的速度增长,冷链物流产业的营业额正呈现逐年增加的态势[4]。
1.3 冷链物流基础设施建设越来越完善
根据有关统计显示,广东省大小冷库约有1400座,冷库总容量超过了130万t,约占全国冷库总容量的15%。同时,配备约有2300辆冷藏车,冷藏船吨位达到了160万t。在农产品冷链物流中投入使用了一批高技术含量的冷库与新型设备。
1.4 冷链物流技术得到了推广应用
冷链物流技术的推广应用受到了人们的广泛关注,新建、扩建冷库与运输车辆的技术水平越来越高,冷链溯源和全程监控等技术越来越成熟,有效提高了农产品冷链物流效率[5]。在农产品冷链物流中,一些国家标准、地方标准、行业标准逐渐贯彻落实,为冷链物流技术的改进创造了有利条件。随着冷链物流中信息技术的广泛应用,使得传感技术、无线射频识别技术等应用越来越普遍,提高了农产品冷链物流的信息化程度[5]。
1.5 冷链物流应用范围越来越大
现阶段,广东省冷链物流越来越多元化,不仅包括水产品、肉食品,还包括水果、蔬菜、花卉、奶制品、熟食品等,服务范围越来越广,从原来的简单冷冻储藏发展为“由田头到餐桌”的全程冷链物流服务,冷链物流体系越来越完善[7]。
尽管广东省冷链物流产业得到了快速发展,但是必须充分认识到本省冷链物流产业的发展现状:冷链物流产业依然处在发展的初级阶段,专业水平较低,总体规模不大,信息化程度有待提高,和现代服务业、现代农业的要求差距较大。农产品冷链物流体系还不完善,大多数农产品依然处在常温运输状态。根据有关统计可知,现在约有80%的水产品、90%的肉食品、大多数果蔬、多数奶制品均没有实现冷链运输与销售。基础设施建设总体较为落后,专业设备不足,特殊专业冷库数量较少,装卸设备不配套。管理水平与技术水平有待提高,一些冷链物流企业的信息化投入不足,管理水平粗放,严重影响了冷链物流产业的可持续发展。区域发展不平衡,经济发达区域和经济不发达区域的差距较大,珠江三角洲区域发展比较快速,粤东西北区域发展比较缓慢,对广东省冷链物流产业的整体发展产生了重大影响。冷链物流人才不足,目前的专业人才培养还无法满足冷链物流产业发展的需求,需要予以充分关注。
2 农产品冷链物流发展面临的形势
随着广东省经济社会的快速发展,消费结构的不断升级,城镇化建设进程越来越快,居民生活水平得到了稳步提升,冷链物流作为现代流通体系与农产品接轨的关键环节,为“三农”问题的处理提供了有效手段,从而对冷链物流产业的发展提出了更高的要求;同时,也为广东省冷链物流产业的发展带来了巨大机遇。
2.1 农业发展模式转变的客观需求
广东省通过对农业发展模式的专业,可以加快农业结构调整,发展现代农业,并且提高农业经济效益。而通过农产品冷链物流产业的发展,可以促进农业发展模式的转变,从而实现农产品跨季节的均衡销售,逐渐增强广东省农产品出口竞争力,增加农民收入,实现农业的集约化、规模化发展。
2.2 确保供应物价稳定的主要手段
农产品生产与收成有着显著的季节性,一直以来,因为冷链物流基础设施建设不足,农产品储存与运输均是在常温条件下展开,导致农产品腐损率非常高。根据有关统计可知,果蔬、水产品、肉食品腐损率分别达到了25%、15%、10%,仅是果蔬一项,广东省每年损失就达到了上百万吨[8]。通过加大农产品冷链物流的发展力度,能够显著降低农产品储存与运输的腐损率,加大市场有效供应,从而稳定市场价格。
2.3 提高人们消费水平的关键所在
随着广东省城镇化建设进程的不断加快,人们对生活品质的要求日益提高,特别是对农产品营养性、新鲜度、多样化的要求越来越全面,对农产品、食品安全的关注程度越来越高。重视冷链物流产业的发展,对提高农产品消费品质、确保食品安全、减少农产品营养流失、满足人们消费需求有着重要的现实意义。
2.4 满足农产品流通的重要基础
广东省地处亚热带区域,水果、水产品资源非常丰富,农产品进出口贸易与跨省贸易量非常大。在农产品生产布局越来越完善的形势下,特色农业供给量越来越多,跨区域的规模化经营越来越明显,使得农产品流通出现了本质变化。通过冷链物流产业的快速发展,可以满足广东省农产品流通需求,在一定程度上增强了农产品出口竞争力,为当地经济发展做出了重要贡献。
3 农产品冷链物流技术建设
3.1 采收技术
因为农产品的成熟时机不同,易腐烂程度也不同,所以,在采收过程中,采收成熟度及其分级标准成为了采收的关键所在[9]。一般而言,在采收的时候,可以实施分批、适时采收。为了便于采收后分级与避免太多倒箱损害农产品,可以进行分人定级采收,或者单人采收按照等级分放;同时,在采收过程中,为了减少或者避免农产品堆压损害,需要选择恰当的容器予以盛放。
3.2 包装技术
在农产品储运过程中,合理、科学的包装是确保农产品新鲜的主要手段,从冷库贮藏的静态保鲜到物流的空间运输,包装是为了保护产品而必需存在的[10]。在农产品流通过程中,必须根据农产品特点与流通形态选择恰当的保鲜包装技术。比如,对于洋葱、土豆等不易腐烂的农产品而言,可以进行简单包装,通过容器内部空气循环控制农产品发霉与腐烂,并且尽可能扩大运输规模,提高运输效率,降低运输成本;针对草莓、樱桃等容易被碰伤的农产品来说,可以使用一些缓冲材料进行包装,并且特制保鲜箱,对其散发的乙烯予以吸收,避免水果太熟[11]。除此之外,配合冷藏运输使用一些泡沫塑料包装,并且放置一些制冷剂,保证农产品足够新鲜。
3.3 运输技术
随着社会经济的快速发展,人们生活水平的不断提高,对物质需求已经由温饱型转变成营养调剂型,蔬菜、鱼、奶、蛋等农副产品需求越来越多,高保鲜、多品种、小批量农产品运输受到了人们的高度重视,并且人们对农产品品质要求日益提高。在此形势下,必须重视运输技术的发展与改进。首先,在明确生鲜农产品评价标准、生鲜农产品包装标准的基础上,研究运输过程中送风、货物编码等对生鲜农产品的影响,从而针对不同生鲜农产品给予不同的送风、不同的编码[12]。其次,强化冷藏运输设备的研发,逐步提高其智能化控制水平,根据运输货物,自动选择最佳送风条件。
3.4 加工技术
随着生物技术、食品化学等有关学科的快速发展,农产品加工技术发展越来越快速,很多高新加工技术如微波技术、无菌贮存与包装技术、瞬间高温杀菌技术、真空冷冻干燥技术等在农产品生产与流通中得到了广泛应用,然而我国农产品加工技术和发达国家相较而言,还存在着一定的差距,为了确保农产品加工质量,必须重视以下工作的开展:逐渐提高精深加工技术,增强资源的综合利用[13]。比如,加强对植物根、叶、花、茎、果的利用,对水产品、畜禽等副产物的利用等。在农产品加工中,正在向分子水平发展,通过对原料功能成分、分子水平提取的利用,研制一些符合人体所需营养的保健食品,提高农产品精深加工技术,实现资源的综合利用;重视安全、休闲、绿色农产品加工技术的发展。在果蔬加工中,为了保证果蔬的营养、新鲜、可口,除了传统的速冻、脱水、罐头产品之外,切割产品得到了广泛应用[14];农产品加工应向节能、环保、高效方面发展。随着高新技术的不断应用,加工设备越来越高新化,如无菌包装设备、多功能饮料罐装设备、速冻设备、膜分离设备等。
3.5 信息技术
在农产品冷链物流中,需要进行全程温度控制,此时就要依靠信息技术完成。利用信息技术构建虚拟农产品冷链物流供应链管理系统,对各种货物予以跟踪,动态监控冷藏车情况;与此同时,将全国需求信息与各地联锁经营网点通过网络联接起来,保证物流传递快速、可靠。通过多年研究与借鉴国外先进经验,我国政府部门逐渐加大了农产品冷链物流的信息技术投入力度,如自动搬运技术、红外线识别技术、无线射频识别技术、传感技术、定位跟踪技术等高新技术得到了深入研发与应用。
4 无线射频识别技术(RFID)在农产品冷链物流中的运用
4.1 RFID技术
RFID是一种通信技术,能够借助无线电信号对特定目标予以识别,并且对有关数据进行读取[15]。RFID技术作为一种新型非接触式的识别技术,具有读取速度快、存储空间大、安全系数高、穿透性强、无需人工干预的优势[16]。RFID系统结构图详见图1所示。
图1 RFID系统结构示意图
由图1可知,RFID系统主要是由计算机系统、读写器、射频模块、天线、电子标签等构成。计算机系统能够根据逻辑运算对标签合法性予以判定,进而自动完成过程控制;读写器主要就是读写标签信息的设备,能够设置成固定式、手持式;射频模块能够实现RFID设备和应用系统软件的衔接,是将RFID设备与应用系统软件融合的主要媒介;天线的作用就是在标签与读写器之间传递射频信号;电子标签主要是由耦合元件与芯片构成,每个标签都具有唯一的编码,用于标识目标对象。在农产品冷链物流中应用RFID技术,能够实现农产品冷链物流信息采集的自动化、准确化、快速化,并且实现信息共享。
4.2 具体应用
4.2.1 生产环节
为了确保农产品到达餐馆、超市、家庭餐桌时满足食品安全要求,可以在农产品生产环节中应用RFID技术。在家畜养殖过程中,通过植入RFID耳标方式记录家畜生长记录、免疫记录、用药记录等信息,实现养殖全程的实时监督,全面提高企业现代化管理水平;在将家畜送到屠宰企业的时候,企业可以通过RFID耳标核实家畜信息,在核实无误的情况下,展开后续加工;并且将加工信息放到农产品信息平台上,予以信息共享。
4.2.2 运输环节
运输环节就是利用设备与工具将农产品由一个地点运送到另一地点的过程,其中包括集货、分配、搬运、中转、卸下、分散等操作。通过有关研究可知,运输费用约占整个物流费用的50%,可以说,随着生产专业化、社会化水平的逐渐提升,所有物品的生产、消费均离不开物流运输的合理化。我国农产品物流损耗大、成本高的一个重要原因就是运输环节不合理。
在运输环节中,只有确保温度、湿度的有效控制,才可以实现运输合理性[17]。为了对运输温度、湿度予以实时控制,可以充分利用RFID技术。在包装好的农产品上粘贴RFID标签,标签中记录产品产地、有效期、重量等基本信息,之后使用专业冷藏车将其运输到配送中心,在此过程中,电子标签会对产品温度、湿度予以实时收集,这些信息不仅可以储存在RFID芯片当中,还可以通过标签中的天线传输到企业信息管理系统,这样管理人员就可以足不出户的了解车内温度、湿度,一旦发现异常情况,系统就会自动报警,第一时间给予有效的处理,避免因为人为疏忽造成农产品的浪费与损失。
4.2.3 储藏与配送环节
在农产品冷链物流的储藏与配送环节中RFID技术得到了广泛应用,其可以实现自动化入库、出库、移库、盘点等操作。同时,在农产品冷链物流储藏与配送环节中应用RFID技术,能够减少人工劳动量,提高产品自动化登记水平,不需要人工检查或者扫描条码,更加快速、准确,极大的降低了农产品损耗。
针对入库操作而言,当农产品在第三方物流企业的运输下达到配送中心的时候,因为产品外包装上贴有RFID标签,能够提品的基本信息与配送过程的温度、湿度,从而确保产品质量。在此过程中,首先将运输货物放在贴有标签的托盘上,在此托盘的RFID标签上输入与之相应的货物信息,如名称、编号等;之后利用叉车将货物运输到库房中,在搬运的过程中,需要执行验货与入库这两个程序,当叉车经过库区大门的时候,利用门上安装的阅读器自动读取RFID标签信息,并且将这些信息传输到信息管理系统当中,工作人员根据显示的信息对货物予以核对、验收;最后将货物放在指定位置,完成入库操作。
针对在库操作而言,主要包括两个部分:货物存储保管与日常盘点操作。首先,在货物存储保管中,为了确保货物安全性,必须对存储环境的温度、湿度予以严格控制,这样才可以满足食用安全标准。RFID标签能够对货物温度、湿度进行实时监控与记录,并且及时将信息传输到信息管理系统当中,以便工作人员检查,同时能够马上发现异常情况,给予及时处理,减少了货物损失。
存储在库房的货物,一部分需要马上销售,一部分作为库存继续保管[18]。由于托盘RFID芯片中已经输入了托盘编号以及托盘中货物的基本信息,这样也就加深了托盘与货物之间的联系。当托盘中货物出库的时候,托盘RFID芯片信息也会发生变化,信息管理系统中就会显示此货架的货位托盘中没有货物,这样便于库房管理人员管理与盘点货物。同时,当库房有新货入库的时候,因为系统显示托盘上没有货物,就会将货物安排在此托盘上,托盘RFID标签信息再次更新。为此,在农产品冷链物流储藏与配送环节应用RFID技术,能够实现库房货物的自动盘点,为库房管理人员的管理与盘点提供了便利条件。
针对出库操作而言,和入库操作相似,主要就是运用RFID技术之后,了解下游零售商订货信息,核对农产品信息,从而完成出库操作。
在农产品配送环节中,可以运用RFID技术提高配送准确性与效率,加快配送速度,尽可能降低人工配送成本。因为农产品与托盘上均贴有RFID标签,在配送的时候,可以通过整进整出的方式,记录配送情况,之后展开相应的核对与检测,确保配送操作合理。
4.2.4 销售环节
在销售处安装RFID阅读器,能够有效提高分拣效率。RFID阅读器读取范围能够覆盖整个农产品区域,通过阅读器读取农产品的RFID标签信息,在产品售出之后,自动向销售补货系统发出信息,以便及时补货;同时,RFID标签还能读取冷冻区的温度、湿度,将这些信息传输到销售处信息管理部门,确保冷冻区温度、湿度满足产品需求,从而保证产品的新鲜度满足人们的需求。
5 结束语
综上所述,在农产品冷链物流中应用RFID技术,能够有效提高农产品冷链物流生产效率,节约人工成本,实现农产品信息的快速采集,极大的提高了管理效率与水平,在一定程度上提高了农产品管理的信息化、自动化。为此,在农产品冷链物流产业发展中,一定要结合当地的实际情况,借鉴一些先进经验,对自身冷链物流技术予以改进,这样才可以实现冷链物流产业的可持续发展。
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篇10
【摘要】文章简述了五鹤续断中总生物碱的提取分离工艺。
【主题词】五鹤续断 总生物碱 提取 技术
五鹤续断Dipsacus asper属于川续断科植物,多年生草本,药用部位为其干燥根。五鹤续断经过加工后具有根条粗,无头尾,质柔软,墨绿色(俗称乌梅色)心,气微,味微苦,微甜而涩的品质特色,尤其是"乌梅花心"的特征享誉国内外。五鹤续断的有效成分主要有皂苷、挥发油类、生物碱类、维生素E和蔗糖等,临床上主要用于治疗腰膝酸软、跌打损伤、骨折、腰椎骨质增生、先兆性流产和习惯性流产等症状,它具有补肝益肾、续接筋骨、抗骨质疏松、止血安胎等功效。
生物碱是一类天然含氮有机化合物,是存在于中药中的重要化学成分。五鹤续断中的总生物碱,在临床上可用来治疗先兆性流产和习惯性流产等症状,其作用机理主要为五鹤续断总生物碱能显著抑制子宫平滑肌的自发收缩活动,因此,研究五鹤续断总生物碱的提取分离工艺的工艺优化,既能提高其产品的科技含量,为进一步开展其药用及保健方面的应用开发奠定基础,又能合理开发中药资源,创造较高的经济效益和社会效益。
一 提取方法
1 采样及样品预处理本研究所用材料均来自恩施州鹤峰县走马镇万寺坪道地药材五鹤续断GAP研究及种植基地,野生续断采自GAP基地周围的环境。采用随机取样的方法,分别取人工种植1年生、2年生、3年生和野生的新鲜植株各10株(其根生长3年以后木质化,不能药用),用无离子水将其根、茎、叶分别洗净,切碎后放在105℃的烘箱里杀青30 min~1 h后,于80℃下烘至恒重,将各样品用粉碎机打磨成粉末,过60目筛,装于试剂瓶中,贴上标签,置于干燥器内贮存备用。
2 仪器及试剂: 仪器植物样品粉碎机,索氏提取器,756MC-紫外分光光度计,PHS-3C酸度计,SHZ-D循环水式真空泵,RE-52型旋转蒸发器,电热恒温干燥箱,电子天平(上海天平仪器厂),水浴锅,低速大容量多管离心机,双重蒸馏水器等。试剂咖啡因,溴甲酚绿,邻苯二甲酸氢钾,无水乙醇,氯仿,乙醚,盐酸,氨水等试剂均为分析纯,所用水为双蒸水。
3 实验方法《中国药典》记载总生物碱含量的测定采用氨水碱化后氯仿提取,本实验在此基础上进行了适当的改进。
1)总生物碱的提取分离采用索氏提取法对五鹤续断中总生物碱进行提取并分离。步骤:准确称取五鹤续断干粉5 g装入索氏提取器中,用90%的无水乙醇100 ml进行提取。加热提取10 h后,将提取物用蒸馏水稀释到200 ml,然后用6 mol/L的盐酸溶液调节其pH值为3~3.5,搅拌均匀后,抽滤,再往所得滤液中加入体积分数为10%的氨水,并调节其pH值至8~9,用氯仿萃取两次,25 ml/次。将所得氯仿萃取液蒸馏后所得的黄色液体即为溶有生物碱的粗品。
将生物碱粗品溶于200 ml蒸馏水中,用6 mol/L HCl溶液调节其pH值为3~3.5,然后用乙醚洗涤两次,10 ml/次,弃去乙醚层,然后在水层中用体积分数10%的氨水调节pH值为10左右。再用氯仿萃取2次,方法同上。所得氯仿液进行蒸馏即可得总生物碱精品,将其定溶为4 ml待测。
2) 总生物碱的测定选用咖啡因作为标准替代品,并制作标准曲线,采用紫外分光光度法进行总生物碱含量的测定。
二 结果与分析
1 单因素实验
1) 料液比对续断总生物碱提取的影响准确称取五鹤续断干粉5 g,分别用90%的无水乙醇50,75,100,125,150 ml进行索氏提取10 h,来研究料液比对续断总生物碱提取的影响。
2)提取时间对续断总生物碱的影响精密称取五鹤续断干样品5.0 g,用90%的无水乙醇100 ml进行索氏提取,研究提取时间对总生物碱提取率的影响。
分析表明,提取时间的长短与所得到的生物碱总量有很大的关系,索氏提取10 h时其吸光度最大,所得总生物碱量最多,提取效率最高,而10 h后随着提取时间的延长,总生物碱含量降低。因此,应选择提取时间为10 h最佳。
3) pH值对续断总生物碱提取的影响称取续断干粉样品5.0 g,用90%的无水乙醇100 ml进行索氏提取10 h后,将提取物用蒸馏水稀释到200 ml,然后用6 mol/L的盐酸溶液调节其pH值分别为2.0,2.50,3.0,3.5,4.4等,来研究酸碱度对总生物碱提取率的影响。
结果显示,采用紫外分光光度法测定总生物碱的过程中,酸度值对其测定结果也有影响,当pH值为3.03时其吸光度最大,因此,本实验应选择pH=3~3.5。
2 确定五鹤续断中总生物碱提取的最佳工艺用人工种植的3年生五鹤续断根作为实验材料,以确定其最佳提取工艺。影响续断总生物碱提取率的因素很多,为综合分析各因素的影响程度,本实验采用3因素3水平正交试验L9(34),以确定续断总生物碱提取的最佳工艺条件。
3 不同生长期的五鹤续断总生物碱含量的分析
用人工种植的不同生长时期五鹤续断根、野生根和续断茎、续断叶作为实验材料,精密称取其干样品各5.0 g,用90%的无水乙醇100 ml进行索氏提取10 h后,将提取物用蒸馏水稀释到200ml,然后用6mol/L的盐酸溶液调节其pH值分别为3.03,搅拌均匀并抽滤。
研究结果显示,在一定生长年限内,人工种植的不同生长年限的五鹤续断根中总生物碱含量的变化具有一定的规律性,即随着生长年限的增加,其根中总生物碱的含量积累呈现递增趋势。与其根相比较,五鹤续断茎、叶中总生物碱的含量要低得多,这也是五鹤续断药用部位为其根的主要原因之一,同时也说明五鹤续断在生长过程中所形成的总生物碱主要积累在根部,并且3年生根中总生物碱含量最高。
三 讨论
通过五鹤续断总生物碱提取分离的单因素实验和正交实验分析,确定了五鹤续断总生物碱提取分离的最佳工艺条件,即在料液比为1∶20,提取时间为10 h,提取后的酸度值为3~3.5时,五鹤续断总生物碱的提取率最高。
五鹤续断在生长过程中所形成的总生物碱主要积累在根部,随着生长年限的增加,其根中总生物碱的含量积累呈现递增趋势。可见,用于临床中药材或用于提取五鹤续断总生物碱的原料以人工种植的3年生的五鹤续断根为最佳。
参考文献
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