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坝基稳定性研究论文

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坝基稳定性研究论文

浅谈土石坝防渗变形的处理措施论文

土石坝在我国水利工程施工中由来已久,它的主要材料是由本地的土料、石材以及土石混合材料构成,经过有序的碾压、回填等方式筑成的挡水大坝。由于使用的材料不同,土石坝可以分为以下几种:石坝、土坝以及土石混合材料铸成的混合型大坝。随着我国经济的发展,水利工程的发展也有了较大的进步,由于受到各方面环境条件的限制,在一些情况下,因为土石坝的渗漏问题,如果不及时处理,有可能会对人们生命财产安全造成严重危害,所以,必须采取有力措施,防止土石坝渗漏。

1土石坝渗透变形的含义及危害

土石坝由于长期在水中受到浸泡和冲刷,周围土体在渗透作用下发生浮动变形,当土体的质量小于浮容重时,土石坝的土石就会逐渐被带走,从而使土石坝发生变形。刚开始的大坝渗透能力不会造成土石流失,但是,如果不及时治理,日积月累,成年累月的冲刷,就会发生较大的土石坝滑坡或重大事故。

要根据土石坝出现渗透变形各个部分的实际情况进行分析,如果大坝下游坝坡的边缘,发生的危害就大,如果在大坝的坝基里面发生涵洞,就会出现建筑物下陷,有时候还会出现塌陷等严重后果。

2土石坝渗透变形的成因

土石坝渗透变形有以下几种形式:泥土受到冲刷后发生流失、管涌以及接触性流土。因为泥土的颗粒的大小不同以及渗透程度的不同使土石坝发生渗流变形,主要是因为:(1)坝基的不透水层没有和土石坝下面的截水槽相连,对于不稳定的地基没有很好的.处理,都会使坝基出现渗流,如果任其发展,就会使坝基变形或出现空洞甚至溃坝。(2)因为选用的土石材料在力学方面没有认真思考,在建成土石坝工程时进行储存水源时,对浸润线的设置不合理,以至于土石坝的渗漏流出的水流从下游的坝坡斜面流出,使下游坝坡极不稳定。(3)在进行输出水的涵洞和施行工程施工中,使用的浆液不均匀、混凝土比例配合没有按照一定的标准,周围的黏土夯实不严密,有时候在回填时不结实,也会使土石坝出现涵洞,从而引起渗透变形发生。(4)土石坝渗流的出现一般在大坝的坝心墙和斜面墙等处非常容易出现裂缝或者发生管涌,以至于引发坝体渗漏变形,破坏非常严重的有可能会出现坝体坍塌或者崩坝。(5)对水文地质条件和工程及其基础防渗处理不重视,误以为土石坝不需要高标准的基础,造成基础漏水,导致土石坝变形。

3土石坝渗透变形的形式

我国的许多地区,特别是南方,使土石坝渗漏并发生变形的原因主要有机械作用及化学作用,由于土石的这些作用,使坝体的某些部分发生破坏。依据土石坝的土质的不同以及涂料的质量的差别、防止渗漏和排除渗流的方法不同、水流的基本条件的不同,土石坝渗流存在以下四种情况:

流土

由于土石坝渗流时泥土颗粒因为渗流逐渐加大,出现被带走,并且坝体表层出现隆起或者冲出现象,这种渗流经常在土粒粗细比较均匀的黏性土壤和黏性不大的土体中出现。因渗流而发生土体断裂、凸起和掉落。

管涌

管涌经常出现在土石坝下方的地基和下游坝坡表层出现渗流的流出的地方。非黏性土壤的微小土粒在泥土小石块的渗透影响下,持续的从孔洞中被冲出,当土壤中的微小颗粒到了某一速度时,泥土颗粒就被冲刷走,如果时间过长,坝体中的土壤颗粒被冲走的越来越多,空洞就会越来越大,这样,土石坝的内部结构就会发生很大的改变,土石坝由于渗透发生变形。

接触流土

由于土石坝在相互相邻的土层中的接触面,会发生渗透系数较小的土层向较大的土层渗入,这种接触性流动的土壤,对土石坝危害极大。

接触冲刷

接触冲刷对土石坝的损坏程度,直接影响着土石坝经久耐用的年限。在坝体渗流经过地基相接触的地方,以及和建筑物等接触系数有很大差别的土层相接触的时候,小的土石颗粒就会被冲刷流走。

土石坝渗透变形的形式在接触冲刷中会较为单纯,在一些特殊情况下,有可能出现两种或两种以上的情况,依据各不相同的渗透坡降情况、位置的差别、该地方的土料状况等进行具体情况进行具体分析,进而制定出有效的保护措施。

4治理土石坝防渗变形的措施

水平防渗

水平防渗的方法非常简便易行,一般采取人力把黏土进行填埋或者使用自然的黏土进行填筑,这种方法非常简便,也能够因地制宜,花费时间短,施工作业面很大、造价低廉,不需要任何的设备和器材。但是在施工过程中要认真依照设计图纸和有关要求,使土石坝的稳定性得到有效的控制,但如果渗透量加大,在土石坝基部有可能还会出现坡降现象。因此,必须通过防渗的方式实施水平盖铺,与下游的减小压力,增加排水量的工程实施有机地联系在一起。

垂直防渗

在坝基透水层较薄并且隔水层厚度不大的前提下,应该使用垂直防渗的方法,并用封闭式防渗帷幕进行施工,从而使所有由于渗透变形的情况得到了彻底治理,这样从根本上解决了土石坝的坝体和坝基的渗漏。通常用的防渗方法有以下三个方面:

高压喷射灌浆防渗。依据施工设计要求,在受到破坏的坝体周围用钻机实施钻孔,然后把高压喷射管放入钻孔中,对钻孔内的土体使用高压水流冲刷,破坏里面的土体结构,然后冲入水泥浆液,并且和周围土体充分混合、渗透、搅拌,然后逐渐提起喷嘴,待浆液凝固后,根据设计要求,确定好喷浆后的混凝土深度和厚度,从而与坝基紧密凝结在一起,很好地发挥防渗变形的优势。

建造混凝土防渗墙。为了使土石坝更加坚固,增强它的抗冲刷能力,可在土石坝坝体或土体的透水层和覆盖层中建立槽型孔,同时使用高压水泵把水泥浆液压入槽型孔内部,使孔内的残渣等物质被冲出孔外,接着再用直升套管向槽孔内部压入混凝土,连续不断的混凝土墙就这样形成了,充分发挥阻止防渗变形的作用。

土工膜防渗。使用土工膜防渗,能够使渗透半径加大,坡降变小、渗漏量变低,但是不能使渗流全部阻断,并且此种防渗方法对坝体渗漏有一定作用,对多种渗漏的防治效果不大。

通过一系列防渗措施的实施,必须根据实际情况认真分析,防渗施工技术的提高是进一步加强土石坝稳定性的关键因素。因此,只有建立一支专业化、能力强、技术过硬、有丰富经验的施工技术队伍,才能保证工程质量。同时,还必须有足够的土石坝防渗施工基金作保障,并能及时修缮、维护,一旦发现问题迅速处理,使管理和综合利用有机结合起来,并且要积极学习一些国外防渗补漏的先进技术和经验,使土石坝防渗变形工程有新的突破。

1概述坝基岩体内部存在各种型式的软弱结构面,当这些结构面的产状有利于其上的建筑物滑动时,往往成为安全的控制因素。我国已建的葛洲坝、安康、大化、三峡、万家寨、百色、沙坡头以及在建的向家坝、金安桥、武都等大中型水利工程,都存在坝基深层抗滑稳定问题,国外所发生的重力坝沿坝基软弱结构面破坏的例子也不少见。因此,重力坝深层抗滑稳定分析是重力坝设计中较为重要的内容。近代坝工技术发展至今,国内外许多学者与工程技术人员在坝基深层抗滑稳定计算方法、安全系数取值、软弱结构面物理力学指标取值等领域开展了大量的试验与理论研究,取得了较为丰硕的成果。但因坝基深层抗滑稳定是一个系统而复杂的问题,目前还没有统一规范的解决办法,业内的观点也不太统一,如长江三峡工程左岸厂房1~5号坝段深层抗滑稳定分析研究过程中,集中了国内各著名的科研机构和高等院校历经数年,并聘请著名专家进行咨询,但研究结果和意见仍不十分一致。本文就实际运用中争议较大的稳定分析方法、抗剪公式的适用性、数值计算分析方法及其安全控制标准等方面进行简要的讨论,供设计者参考。2分析方法早期坝基深层抗滑稳定分析主要采用刚体极限平衡法及物理模型法,形成了一套较为成熟的理论及安全判断标准,并沿用至今。随着微型计算机软、硬件技术的发展,数值分析方法也得到了很大发展,针对不同的工程特点开发出了很多计算软件,为分析深层抗滑中软弱面的应力和变形创造了条件。20世纪末期,可靠度分析方法逐渐被引进到水利电力行业中。目前有关各种方法的理论文献较多,本文主要对各种方法的特点及适用性进行分析。当坝基岩体内存在软弱面时,应主要采用传统的刚体极限平衡法核算坝基的深层抗滑稳定性。刚体极限平衡法是将滑移的各块岩体视为刚体,考虑滑移体上力的平衡,根据滑移面上的静力平衡条件对滑动块体的安全度作笼统的整体分析。刚体极限平衡法应用非常广泛,具有很多优点:概念清楚、计算简便、工作量小、易于掌握、可用于任何规模的工程、工程应用实例多,而且有比较成熟的与之配套的设计准则。当坝基岩体内存在软弱面时,对特别重要且地质条件复杂的坝基应辅以数值分析方法分析坝基的深层抗滑稳定性,进行综合评定,其成果可作为坝基处理方案选择的依据。数值分析方法可以考虑材料的各种性质,能较精确地计算出坝体和坝基内各点的应力和变形,可模拟复杂的地质构造,探求坝体和坝基的破坏机理;还可以了解破坏区的分布、范围,找出最危险的部位,分析其严重程度及各种加固措施的作用。当重力坝坝基中对深层抗滑稳定起控制性作用的结构面、岩层层面等与大坝轴线的交角较大时,坝基滑移模式将具有明显的三维效应,此时为合理确定坝基抗滑稳定安全系数,应采用三维刚体极限平衡法进行坝基的抗滑稳定分析。3抗剪公式的适用性及安全控制标准3. 1适用性常用的抗滑稳定安全系数计算公式有两种:抗剪断强度公式和抗剪强度公式。早期重力坝3. 0的允许安全系数是建立在节理岩体的“抗剪断”强度指标基础上的。这一指标中包含了极大的凝聚力,滑面一定不是由100%连通的结构面构成的。如果将“抗剪断”(剪摩)公式应用到层面、软弱夹层、断层这一类连通率为100%的结构面上,对这些凝聚力较低的结构面,仍然按3. 0的允许安全系数要求,就可能导致在复核深层抗滑稳定时遇到困难。为了验算抗剪断公式和抗剪公式的适用性及相应安全系数标准,利用三峡、武都、银盘、亭子口、万家寨等工程的地质参数,根据坝基软弱结构面的滑移模式,在相同荷载及滑移模式下分别采用抗剪断公式和抗剪公式进行对比分析,结果如表1所示。表1已建工程坝基软弱结构面抗滑稳定安全系数从表1中可以看出:当滑动面的凝聚力c′值较低时,两种公式计算得到的安全系数k′和k相差不大,如葛洲坝、高坝洲、武都, k大于1. 0,而k′远小于3. 0。随着滑动面的凝聚力c′值的增加,安全系数k′和k差别逐步加大,如三峡、亭子口、向家坝等工程,抗剪断安全系数k′为3. 0左右时,抗剪安全系数只有1. 0左右,三峡还小于1. 0。因此,在分析重力坝深层抗滑稳定时,对于不同的地质条件,应采用不同的计算公式。坝基潜在滑移面由硬性结构面和岩桥组成时,按抗剪断公式进行抗滑稳定计算较合适;当坝基中存在着连续分布的软弱结构面(单滑面或双滑面均为软弱结构面) ,且结构面强度参数较低,可采用抗剪公式计算。3. 2安全控制标准目前水利行业《混凝土重力坝设计规范》( SL319 - 2005)条文说明中对按抗剪公式计算的安全系数选取进行了特别说明。对坝基岩体内存在软弱结构面、缓倾角裂隙时,应首先按抗剪断强度公式进行坝基深层抗滑稳定分析,如采取工程措施后仍不能满足规范要求时,可按抗剪强度公式,计算坝基深层抗滑稳定安全系数,其指标应经论证后确定,论证时可参考表2所示的安全系数。表2坝基深层抗滑稳定安全系数(按抗剪强度)对于双滑面、多滑面等情况,由于垂直分裂面是假定的, φ值通常取为0,用等K法计算,应有一定安全裕度。但对于单滑面,没有上述安全裕度,其安全系数取值尤须慎重。在已建工程中,坝基存在软弱结构面的情况较为普遍,采用抗剪断公式计算不能满足规范要求而采用抗剪公式计算的实例也较多,因规范未提出确定的安全系数标准,各工程根据自身地质条件及工程重要性提出了各自的安全系数要求,见表3。表3国内若干已建工程坝基软弱结构面抗滑稳定设计参数指标在收集的资料中,根据葛洲坝等11个工程自身地质条件及工程重要性提出了相应的安全系数要求,其设计安全系数为1. 1~1. 4,加固后的安全系数在1. 2左右,实践证明上述设计安全系数标准有较大安全储备。因此,在抗剪断公式不能满足要求时,可采用抗剪公式进行计算,安全系数标准可按表4选取。一般情况下取安全系数的上限,如果采用多种加固措施以后仍不能满足上限要求,经过论证后可以取安全系数的下限。表4推荐坝基深层抗滑稳定安全系数(按抗剪强度)4数值计算分析方法及其安全控制标准目前,连续介质数值分析方法在坝基深层抗滑稳定分析中已得到广泛应用。在岩土工程领域, ABAQUS与FLAC数值计算软件应用最为广泛,拥有的本构模型非常丰富,在进行非线性计算时具有较大的优势,在重力坝深层抗滑稳定计算分析中,推荐采用这两种计算软件。数值方法计算的稳定安全系数有多种定义,包括超载系数、强度储备系数、抗滑富裕系数等,通过研究,认为强度储备系数能够反映岩体材料强度的不确定性和可能的弱化效应,能较为客观地揭示坝基的渐进破坏过程与失稳机理。因此,进行数值分析计算时,推荐采用强度储备安全系数作为坝基抗滑稳定安全系数。本文分别采用FLAC3D和ABAQUS软件对葛洲坝二江泄水闸进行了数值模拟,采用不同的极限状态准则求解其强度储备系数。计算结果见表5。表5葛洲坝二江泄水闸安全系数计算结果由表5可知,两种软件的计算结果较为一致,具有一定的可比性。相同计算条件下两计算软件求得的位移与应力结果差别较小,而得到的强度储备系数相近。采用位移突变准则的结果最小,不收敛准则的结果最大,位移突变准则与塑性区贯通准则得到的结果相近。采用塑性区贯通准则得到的安全系数是偏于安全的,采用不收敛准则得到的安全系数为上限值。由此可见,强度储备系数法得到的安全系数依赖于坝基临界失稳状态的判据,而不同地质条件的坝基,其失稳判别标准难以统一规定,建议采用两种或两种以上判据来综合确定坝基抗滑安全系数。5结语(1) 重力坝深层抗滑稳定分析主要有刚体极限平衡法、数值分析法等,各方法都存在各自的优缺点,单靠其中一种方法,难以合理地分析和解决复杂地质条件下坝基深层抗滑稳定安全问题,应采用不同的方法进行分析,相互补充、验证,综合评定坝基的稳定安全。(2) 坝基潜在滑移面由硬性结构面和岩桥组成时,按抗剪断公式进行抗滑稳定计算较合适;当坝基中存在着连续分布的软弱结构面(单滑面或双滑面均为软弱结构面) ,且结构面强度参数较低,采用抗剪断公式难以满足要求时,可采用抗剪公式计算。(3) 采用数值分析方法时,推荐采用强度储备安全系数作为坝基抗滑稳定安全系数,其值依赖于坝基临界失稳状态的判据,建议采用两种或两种以上判据来综合确定坝基抗滑安全系数。

坝坡稳定性研究论文的创新之处

1、科研扫盲,这是创新的第一步,也是必要的一步。

首先是把导师、师兄、师姐的文章和学术论文,科学基金的申请成功报告,没中的申请报告,结题报告,横向课题的报告,咨询报告等全部浏览一遍,知道自己在什么领域。

这个领域,你的导师和前几届做什么,这个对于硕士来说,个人觉得很有必要,这相当于给你科研扫盲,对于那些博士跨学科的来说,也是很有必要的

2、寻找问题和分析问题创新的源头。

如果连问题都找不到或者不知道如何分解问题,科研的基本功需要加强和科研思考的方式,需要转换多参加知名专家或者基金委或者部委的讲座,这个可以听到很多实现实问题的描述,不一定是怎么解决,可能是抛出了问题。

问题导向往往就是我们研究的出发点,不要不要相信任何权威,敢于对一切质疑,导师不一定是对的,许多重大创新都是建立对权威的挑战,这样的例子数不胜数。

所以问题就是要平时多观察一些细致的问题,或者已经发生的问题,我们往往对我们习以为常的问题不问为什么,建议大家看看每年搞笑诺贝尔奖的情况。

3、看文献获取创新灵感或者解决问题方法的路径依赖。

看文献不是看书,要想找到自己创新点,个人觉得看文献很重要,如何看的。

首先准备好一个不大小的笔记本,可以命名为科研灵感本,最好有个厚重封皮,准备一支笔去图书馆,期刊阅览室带着前面1,2想到的问题和听到的问题,也要记在你的那个专门的科研灵感本上。

静下心来,加起来的时间至少两个月,边看期刊的时候如果闪现什么灵感,马上记下来,切记一定要记下来,好记忆,不如烂笔头,注明出处,你的灵感是解决什么问题的。

这个文献给你的启示到底是什么,如果你当时沿着这个灵感,还有其他想法,就沿着这个思路下去,直到你不知道写什么。

那么就停止看第二篇看看,最好是从目录看起,稍微沾边儿的都要浏览一下,对于做实验和科研来说,一般中文期刊比较少,也比较专业,所以很快能看完,对于社科的来说,往往创新不容易。

4、利用网络创新帮助的好助手。

网络当然有很多专业论坛,数据库等,都将其归类为电子文件,如何看电子文件,按照上3这样,你从纸质期刊得到很多灵感。

那么现在你把你的这些灵感关键词或者主题从电子文献中去索取,也按也要按照3的办法,看的时候马上记下来,或者建立一个word文档,或者专门的软件,把感兴趣的截取下来,并在旁边注明给你的启发是什么,他有什么用处,这个很重要。

有的人看了文献就丢在一边,看的多,丢的多,另外再看电子文献的时候一定要关掉qq和论坛等东西,不要让这些断了你的灵感的来路。

5、积累,创新的技巧和关键手段。

按3,4步走,这样你就积累了很多灵感了,厚厚一个本子,或者一个尝品,我的文件这样重温一遍,请记住,没有积累,是没有创新的,这个积累不是说把文献从数据库下载下来,放在计算里就里面了,而是你看了文献,你的随时闪光点或灵感的用笔记记下,看得见的积累。

这样你把你这些闪光点找了相似文献,觉得可以写一篇小论文,就马上动手写不要拖,不要找借口,要知道写作的激情会失去的,找不回来的。

把小论文写好了,放在一段时间再看,可以的话,修改后就投,如果觉得可以,那么可以将论文投稿一些杂志,觉得一般投一般核心,觉得实在不咋样,就投那些不是核心的。

6、走向大自然,获取一颗创新的生态心。

现在其实我们很多解决的问题,来源大自然,大自然是生命的来源,也是创新的生命起源,不管你是理论科研还是社会科研,保持一颗生态心很重要,过于功利浮躁,布满灰尘的心都是创新的杀手,走向大自然,不要逛什么结合超市,这点估计有的人会说这与找创新有何关系。

登高而望远,试问你在那么喧闹的超市,那么多帅哥美女从你面前经过,你的身体,会得到休息吗?你的思维会有闪光吗?

所以如果在实验室或者宿舍呆烦了,不知道怎么做,不如带上自己科研灵感本和笔去郊外或者爬山,让自己的心胸开阔起来,说不定心中的苦闷气出去了,灵感就进来了。

论文的创新点写作技巧如下:

想要一篇有创意的论文,那么你的理论一定要要是足够创新的。理论创新的技巧可以按照以下思路来写。论文的创新,主要是一种理论创新。

理论创新是指人类在开拓进取的社会实践活动中,对不断出现的新情况新问题作出新的理论分析和理论解答。

对认识对象或实践对象的本质、规律和发展变化的趋势作出新的揭示和预见,对研究对象作出新的理性升华。理论创新一般有以下几种类型:

一是对新情况新问题的解释原则、模式和视野的创新,即方法层次的创新,它对新的理论观点、理论原则、理论体系的形成,具有某种决定性的作用;

二是在深刻把握事物发展规律及人的思维规律、有效探索社会实践新领域的基础上,提出前所未有的新观点、新范畴,特别是形成新原理、新的科学体系;

三是从发展着的社会实践出发,并以此为检验标准,对前人创立的基本原理,在充分肯定和继承的基础上作补充,进行新的论证和发挥,对其中错误的成分加以纠正,陈旧的成分加以扬弃;

四是根据实践的需要,对前人科学的思想资料和理论观点进行重新梳理,清除由于后人的错误理解而混杂其中的不正确的或随意附加的东西,重提或凸显前人提出的某些能够反映当今时代精神的理论原则和观点,并赋于其新的意义。

扩展资料:

撰写英文题名的注意事项

1、英文题名以短语为主要形式,尤以名词短语最常见,即题名基本上由一个或几个名词加上其前置和(或)后置定语构成;短语型题名要确定好中心词,再进行前后修饰。各个词的顺序很重要,词序不当,会导致表达不准。

2、一般不要用陈述句,因为题名主要起标示作用,而陈述句容易使题名具有判断式的语义,且不够精炼和醒目。少数情况(评述性、综述性和驳斥性)下可以用疑问句做题名,因为疑问句有探讨性语气,易引起读者兴趣。

3、同一篇论文的英文题名与中文题名内容上应一致,但不等于说词语要一一对应。在许多情况下,个别非实质性的词可以省略或变动。

4、国外科技期刊一般对题名字数有所限制,有的规定题名不超过2行,每行不超过42个印刷符号和空格;有的要求题名不超过14个词。这些规定可供我们参考。

研究水基泡沫稳定性的论文

孙晗森1贺承祖2

(1.中联煤层气有限责任公司 北京 100011;2.成都理工大学 成都 610059)

作者简介:孙晗森,1973年生,男,浙江义乌入;1998年毕业于成都理工大学石油系,获工学硕士;中联煤层气有限责任公司,高级工程师,从事油气藏数值模拟和增产改造技术研究;地址:北京安外大街甲88号,邮编:100011;E-mail:hssun 。

攻关项目:国家科技部“十五”科技攻关项目部分成果。

摘要 氮气泡沫压裂工艺技术特别适用于低压、低渗和水敏性地层(煤层)的压裂改造。研究表明,泡沫压裂液中作为稳泡剂的高分子聚合物和某些作为起泡剂的表面活性剂均可能损害煤储层,影响压裂效果。本文提出一种新的粘弹性表面活性剂泡沫压裂液。通过室内实验研究及现场应用试验,优选出的氮气泡沫压裂液具有性能好,施工后无需破胶即可排液,对煤层损害小的优点;现场应用后可达到明显的增产效果。

关键词 煤储层 氮气泡沫 压裂液 表面活性剂 现场应用

Study and Experiment on Nitrogen Foam Stimulation Technology for CBM

Sun Hansen,He Chenzhu

( United Coalbed Methane Corp.,Ltd,Beijing 100011; University of Technology,chengdu 610059)

Abstract:Nitrogen foam stimulation technology particularly applies to stimulation operations of coal seams with low pressure,low permeability and water researches indicate that macromolecular polymers as steady agent of bubble and certain surface-active agents as generating agent of bubble in foam fracture liquid may damage coal reservoir and produce negative effects on new type of nitrogen foam fracture liquid called visco-elastic surface-active agent was introduced in this optimized nitrogen foal fracture liquid through indoor study and field application test not only has good physical performance and virtues of low damage to coal seams,but also can produce liquid without glue-broken agent after stimulation application of this type of nitrogen foam fracture liquid in the practical operations of CBM fields showed very obvious stimulation results.

Keywords:coal reservoir;nitrogen foam;fracture liquid;surface-active agent;site application

前言

煤层具有致密、低压、低渗的特点,必须经过压裂之后才能获得有工业价值的产量[1]。压裂液的种类很多,其中以泡沫压裂液因其含液量小,易排,对储层损害小,认为较适合煤层[2,3]。研究表明,泡沫压裂液中作为稳泡剂的高分子聚合物和某些作为起泡剂的表面活性剂均可能损害煤储层,影响压裂效果。

氮气泡沫压裂工艺是20世纪70年代以来发展起来的一项压裂工艺技术。主要适用范围是低压、低渗和强水敏性储集层。在低渗油层压裂改造和煤层气压裂增产中,氮气泡沫压裂工艺在美国应用已经相当普遍,在黑勇士盆地的煤层气开采井中,大多数的施工井都采用氮气泡沫压裂工艺;而国内由于受到压裂设备、技术工艺和成本等方面因素的影响,制约了氮气泡沫压裂工艺的发展。

泡沫压裂液从工艺和添加剂的更新换代上看,主要发展经历了三代。入们将仅用表面活性剂水溶液生的泡沫压裂液叫做第一代泡沫压裂液;将加有聚合物和交联聚合物的泡沫压裂液分别叫做第二和第三代泡沫压裂液[3]。第二和第三代泡沫压裂液虽然比第一代泡沫压裂液的稳定性高,但由于引入聚合物,存在低温井破胶不完全以及破胶后对地层的损害问题[5],部分丧失了泡沫压裂液低损害性的优点。

本文提出一种新的粘弹性表面活性剂泡沫压裂液。通过室内试验及研究,优选出的氮气泡沫压裂液具有性能好,施工后无需破胶即可排液,对煤层损害小的优点。

1 实验条件和方法

试剂及材料

粘弹性表面活性剂:研制产品。氯化钾、过硫酸铵、碳酸盐型阴离子表面活性剂、季铵盐型阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂,均为化学试剂。羟丙基瓜胶:工业品。煤样:潘河先导性试验区无烟煤。

实验方法[5,6]

泡沫基液的性质

用毛管粘度计测量粘度,用滴重法测量表面张力,用改进的Bickerman法测量在煤样上的接触角。

泡沫的结构和性质

用高速搅拌法(≥100转/min,2min)起泡。在显微镜下观察泡沫的结构,测量泡沫的体积,计算泡沫质量(气体体积/泡沫体积)。测量液体析出一半的时间,确定泡沫的半衰期。用六速粘度计测量泡沫的流变性。测量砂粒在泡沫中的沉降速度,评价携砂能力。在失水仪测量泡沫的滤失速度。

2 泡沫压裂液性能

氮气泡沫压裂液的结构

研究者[3]根据等球体最紧密堆积时,球体所占空间体积为 这一几何原理,认为泡沫质量≤时泡沫中的气泡为球形,泡沫质量> 时被挤压为五角十二面体。我们的观察表明,该粘弹性表面活性剂水溶液所形成的泡沫,在质量高达 时气泡仍为球形,显微相片如图1所示。仅在泡沫质量大于 时才被挤压为五角十二面体形。由该图可以看出:泡沫中气泡大小分布比较均匀,大多在~之间,由于小气泡可填充在大气泡之间的空隙中,所以这种泡沫在质量远大于时气泡仍可保持球形。

图1 泡沫显微照片

图2 粘弹性表面活性剂溶液中蠕状胶束网络示意图

稳定性

泡沫形成时气液界面增加,气液界面能随之增加。因为高能态均有自发转变为低能态的趋势,所以泡沫属于热力学不稳定体系,只能靠动力学因素维持有限的生存时间。由于气液相密度相差大,液膜中的液体会在重力下流失使液膜变薄,液膜薄到一定程度后易在外力扰动下破裂而使泡沫消失。表面活性剂在气液界面上形成定向吸附层,既可通过降低界面张力使泡沫容易生成,又可靠这种吸附层的粘弹性,使液膜不易破裂,增加泡沫的稳定性[14]。

本文提出的粘弹性表面活性剂溶于水后,可形成类似于聚合物的蠕虫状胶束结构(见图2)[14,15]。这种胶束在较低浓度时,不会明显增加水的粘度(<5mPa·s),但可吸附在气水界面,形成比单独表面活性剂要强得多的吸附层,增加泡沫的稳定性,使氮气泡沫的半衰期均长达1~2h。这种粘弹性表面活性剂形成的泡沫压裂液主要靠增加吸附层的强度,而不是靠增加水的本体粘度来增加泡沫的稳定性,不存在需要破胶以及对储层损害问题,从而比第二代和第三代泡沫压裂液优越。

流变性

实验表明,氮气在该粘弹性表面活性剂水溶液中形成的泡沫压裂液为假塑性流体,氮气n=,K=·s,泡沫压裂液的流变曲线如图3所示。

图3 泡沫压裂液的流变曲线

泡沫流动时气泡之间滑动,气泡还可能变形,需要克服的阻力比基液流动要大,故粘度比基液大。泡沫流动时,随着切力的增加,结构逐渐拆散,阻力减小,表现为剪切稀释性质。泡沫压裂液粘度高,有助于携砂,剪切稀释性有助于减少管输阻力。

携砂能力

压裂液的携砂能力取决于砂粒在其中的沉降速度,文献认为[15],沉降速度小于时最佳,介于~5cm/min 可以接受,大于5cm/min时不可接受。该泡沫压裂液基液的粘度(约为4~5mPa·s)高于清水和活性水压裂液(约为1mPa·s),低于聚合物压裂液(>40mPa·s);实验表明,40目砂粒在该粘弹性表面活性剂泡沫中未见沉降,说明携砂能力良好。

泡沫压裂液良好的携砂能力,宏观而言归因于泡沫高的粘度,微观而言归因于4~10倍于气泡大小的砂粒欲在其中下沉,必需将途中气泡推开和使之变形,而砂粒的重力不足以克服这些阻力,故其沉降速度很小,甚至趋近于零。将30mL(视体积)60 目(粒径)的砂粒放入100mL基液中,在氮气中高速搅拌2min后,将生成的泡沫倾入量筒中静置下来,观察水和砂粒的沉降速度。研究结果表明,在有砂粒存在时泡沫的半衰期缩短约为原来的5/6,并且砂粒的沉降速度约为水沉降速度的80%。前者可能是由于砂粒下沉时的作用力促使液膜破裂;后者说明失水后的泡沫虽然骨架尚在,但已无悬砂能力。这与破胶后水基或油基压裂液的行为有些相似。

降滤失性

压裂液滤失于裂缝壁会引起传递压力损失,故压裂需要降滤失性。压裂液的滤失速度V同时间t有如下关系:

中国煤层气勘探开发利用技术进展:2006年煤层气学术研讨会论文集

式中C称为滤失系数。该泡沫压裂液的 ,与聚合物凝胶压裂液的数值相近。泡沫压裂液滤失时无瞬时失水现象,它是靠高粘度降滤失,而不是靠形成滤饼降滤失。

3 现场应用

在室内研究的基础上,将氮气泡沫压裂技术应用于现场实践。本次现场试验的设计要求是:施工排量控制在 ~;氮气泵注排量达到 600m3/min;氮比大于340m3/m3SPACE;泡沫质量在60%~75%。2005年12月,在潘河先导性试验区完成了2口井的氮气泡沫压裂施工。经过一段时间的排采证实,氮气泡沫压裂施工的 P H1和PH1-006井与周边采用活性水加砂压裂完成的煤层气井比较,主要有以下几点优越性:

(1)加速排液。压裂后返排速度快,产气速度快,氮气泡沫压裂井平均排液完成后开始产气,并可以在井口点火。

(2)氮气泡沫压裂液粘度高,有较好的携砂能力,可以有效控制裂缝形态的发育,降低压裂液在多裂缝发育的煤层中的滤失性。

(3)氮气泡沫压裂施工中,用液量少,对煤层污染较小。

(4)在地质情况基本相同的条件下,通过对周围井的产量对比分析发现,氮气泡沫压裂井的增产效果非常显著。

由上所示,产量与含气量变化图(见图 4、5)可见,PH1 井含气量在 12m3/t,PH1-006井约为16m3/t。通过排采分析发现,氮气泡沫压裂井的产量比周边水力压裂井增加在3倍以上(见图6、7)。

图4 PH1-006井周围井产量与含气量变化图

图5 PH1井周围井产量与含气量变化图

图例说明:★PH1006为氮气泡沫压裂井,其余为活性水加砂压裂井; —产气量(m3/d)

图6 PH1井与周边井的产量对比图

图7 PH1-006井与周边井的产量对比图

4 结论

本文提出的粘弹性表面活性剂溶于水后,可形成类似于聚合物的蠕虫状胶束结构。这种胶束在较低浓度时,不会明显增加水的粘度(<5mPa·s),但可吸附在气水界面,形成比单独表面活性剂要强得多的吸附层,增加泡沫的稳定性,使半衰期长达1~2h。

该泡沫压裂液的切速为170s-1时的表观粘度远大于50mPa·s,压裂液具有良好的悬砂能力。

这种粘弹性表面活性剂形成的泡沫压裂液主要靠增加吸附层的强度,而不是靠增加水的本体粘度来增加泡沫的稳定性,不存在需要破胶以及对储层损害问题,比第二代和第三代泡沫压裂液具有优越性。

通过在煤层气井中的现场应用,氮气泡沫压裂井的增产效果非常显著。通过排采分析发现,氮气泡沫压裂井的产量增加在常规水力压裂井产量的3倍以上。

在国家“十五”攻关项目资助下,开始进行了氮气泡沫压裂技术的研究,并在潘河示范项目中进行了工业试验,实践表明,该项技术具有巨大的推广应用前景。

参考文献

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查到以下内容,如果需要的话请留邮箱。1 不污染环境的生物泡沫塑料 ,塑料科技, 2001 查看全文 2 氧化沟污泥膨胀和生物泡沫的控制及应用研究 ,戴兴春、谢冰、黄民生、张玉梅、田泽辉,环境科学与技术, 2007 查看全文 3 MSBR系统诺卡氏菌生物泡沫的防治对策 ,杜英豪、崔文亮、钟志蓉,中国给水排水, 2007 查看全文 4 鲁岗污水处理厂A2/O工艺生物泡沫发生与控制 ,赵福欣、张万泽、武旭辉,给水排水, 2006 查看全文 5 生物泡沫玻璃的制备及性能研究 ,余曼丽、穆松,武汉理工大学学报, 2006 查看全文 6 活性污泥污水处理厂生物泡沫产生机理及控制 ,谢冰、徐亚同,净水技术, 2006 查看全文 7 污水处理厂生物泡沫的影响与控制 ,雒满意,工业用水与废水, 2005 查看全文 8 活性污泥法的生物泡沫形成和控制 ,李探微、韦苏、吕阳泉、彭永臻、陈志根,中国给水排水, 2001 查看全文 9 巴西开发成功生物泡沫塑料 ,化学工业与工程技术, 2001 查看全文 10 生物泡沫塑料在巴西问世 ,聚氯乙烯, 2001 查看全文 11 曝气池中生物泡沫的产生和控制 ,黄旭勇、赵保全,甘肃科技, 1999 查看全文

摘要:投加水处理药剂是水处理中一种常用的方法。本文以絮凝剂,杀生剂为主,介绍了它们的发展现状,使用的局限性,分析了各种主要药剂的应用前景。1、前言水处理剂是工业用水、生活用水、废水处理过程中必需的化学药剂,通过使用这些化学药剂,可使水达到一定的质量要求。它的主要作用是控制水垢和污泥的形成、减少泡沫、减少与水接触的材料腐蚀、除去水中的悬浮固体和有毒物质、除臭脱色、软化水质等。目前由于世界各国用水量急剧增加,同时各种环保法规(水净化法)相继制定,而且要求日益严格,所以对于各类高效的水处理药剂增长很快。在我国,与日益严峻的水资源危机矛盾的是水处理药剂的生产能力很低,质量也得不到保证,所以加快我国水处理药剂这一环保材料产业的发展迫在眉睫。水处理药剂包括絮凝剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀生剂、分散剂、清洗剂、预膜剂、消泡剂、脱色剂、螯合剂、除氧剂及离子交换树脂等。本文将对絮凝剂和杀生剂作系统地介绍。2、絮凝剂絮凝技术的关键是絮凝剂的选择。絮凝剂可分为无机、有机和微生物絮凝剂。、无机絮凝剂无机低分子絮凝剂有氯化铝、硫酸铝、硫酸铁、氯化铁等。其聚集速度慢,形成的絮状物小,腐蚀性强,在水处理过程中存在较大的问题,而逐渐被无机高分子絮凝剂所取代。无机高分子絮凝剂是在传统铝盐、铁盐的基础上发展起来的一种新型的水处理剂,价格较低廉,净水效果好。聚合氯化铝(PAC)的混凝性能好,生成的矾花大,投药量少,效率高,沉降快,适合水质范围较宽。主要用于饮用水和工业给水的净化。同时还能用于去除水中所含的铁、锰、铬、铅等重金属,以及氟化物和水中含油等,故可用于处理多种工业废水。聚合氯化铝铁(PAFC)是一种新型的无机高分子净水剂,产品中铝铁二者的配比是可调的,以适应不同水质的需求,已分别在石化、钢铁、煤炭工业等废水的净化处理中得到应用。结果表明,该药剂质优、价廉,是一种新型、高效、稳定的净水剂,具有广泛的应用前景。有人通过实验比较得出PAFC的净水效果稍好于PAC,但PAFC加药成本比PAC少得多。聚合硫酸铁具有良好的絮凝和吸附作用,广泛应用于原水,饮用水、自来水、工业用水、工业废水及生活污水的处理。聚合硫酸铝(PAS)是一种使用最广的混凝剂,主要用于饮用水和工业用水的净化处理。聚硅酸盐是在聚硅酸及传统的铝盐、铁盐基础上发展起来的。高度聚合的硅酸与金属离子一起可产生良好的混凝效果。通过把金属离子的电中和能力和聚硅酸的吸附架桥能力结合在一起,使复合产物具有较强的电中和与吸附架桥作用,达到更好的净水效果。它们的絮凝脱稳性能远超过聚硅酸和聚金属离子,同聚硅酸相比,不但提高了稳定性,且增加了电中和能力;同聚金属离子相比,则增强了粘结架桥性能。以聚合硅酸硫酸铝(PASS)、聚硅氯化铝(PASC)和硅铁复合无机高分子絮凝剂为代表的复合无机高分子絮凝剂,成功应用在给水、工业废水以及城市污水的各种流程中,现已成为主流絮凝剂。但是,无机高分子絮凝剂的相对分子质量和粒度以及絮凝架桥能力仍比有机絮凝剂差很多,且存在对进一步水解反应的不稳定性问题。有机高分子絮凝剂与无机絮凝剂相比,合成有机高分子絮凝剂用量少,絮凝速度快,受共存盐类、介质pH及环境温度影响小,生成污泥量也少;而且有机高分子絮凝剂分子可带—COO、—NH—、SO3、—OH等亲电基团,可具链状、环状等多种结构,利于污染物进入絮体,脱色性好。一般有机絮凝剂的色度去除较无机絮凝剂高20%左右.目前应用较为广泛的是聚丙烯酰胺类。它能适应多种絮凝对象,用量少,效率高,生成的泥渣少,后处理容易。常与其它无机絮凝剂复配,如与氯化铝的复配使用。但合成高分子絮凝剂其单体或水解、降解产物常常有毒,如聚丙烯酰胺(PAM)的单体,有神经毒性和致畸、致癌、致突变的“三致”效应。微生物絮凝剂微生物絮凝剂是利用生物技术,从微生物或其分泌物提取、纯化而获得的一种安全、高效、能自然降解的新型水处理剂,至今发现具有絮凝性的微生物已超过17种,包括霉菌、细菌、放线菌和酵母菌等。它分为:(1)直接利用微生物细胞的絮凝剂,如某些细菌、霉菌、放线菌和酵母,他们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中;(2)利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂,如酵母细胞壁的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质和N-乙酰葡萄糖胺等成分;(3)利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂,微生物细胞分泌到细胞外的代谢产物是细胞的荚膜和粘液质,除水外,其主要成分为多糖及少量多肽、蛋白质、脂类及其复合物。其中多糖在某种程度上可用做絮凝剂。迄今为止,发现的絮凝效果最好的微生物絮凝剂是红平诺卡氏菌NOC-1。可用于畜产废水处理,膨胀污泥的沉降及纸浆废水(黑液)颜料废水等有色废水的脱色,效果显著。虽然,对微生物絮凝剂的研究屡有报道,但大多处于实验室研究阶段,未走向工业应用。我国这方面的起步较晚,目前的研究仅限于菌种筛选。成都生物研究所分离筛选初步获得6株微生物絮凝剂产生菌,用其发酵离心上清液对造纸黑液,皮革废水,偶氮染料废水,硫化染料废水,电镀废水,彩印制板废水,石油化工废水,造币废水及蓝黑水,碳素墨水等进行的絮凝试验表明,废水固液分离效果良好,COD去除率55%—98%,悬浮物,色度、浊度去除率90%以上。上海大学环境科学系在污水处理厂的回流污泥及底泥中分离,筛选出3株絮凝剂产生菌.该菌株所产培养液可使土壤悬液浊度去除率达99%以上,使碱性染料废水COD去除率为70%左右,色度去除为92%左右。目前,絮凝剂正向价廉实用、无毒高效的方向发展。有机高分子絮凝剂将逐渐取代目前被广泛使用的无机絮凝剂,另一方面,微生物絮凝剂具有使用稳定性、安全性、高效性及低耗性。是当今最具发展前途的絮凝之一。所以,未来的发展不仅要开发新型廉价高效的微生物絮凝剂,还要研究微生物絮凝剂与其他絮凝剂的配合使用。已有试验表明,二者配合使用,可以互补, 不仅可以提高絮凝效率,而且还可降低投加量。3、杀生剂杀生剂是在循环冷却水系统中,用以杀死微生物(菌藻)以阻止其大量繁殖致使冷却水系统中的金属设备发生腐蚀及事故,影响正常运行的水处理药剂。根据杀生机制分为氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂。氧化性杀生剂氯气是一种强氧化性杀生剂,其杀菌力强,价格低廉,使用较简单,是当今应用最广泛的杀生剂之一。但不适于碱性水处理。另外,它可能与水中有机物生成致癌物三卤甲烷,因而限制了它的应用。于是溴类、臭氧、二氧化氯相继为人们所重视。溴类杀生剂主要有溴化钠、溴化海因、活性溴、溴化丙酰胺等。溴化丙酰胺是近年来开发出的一类氧化性杀生剂,其中2,2-二溴-3-氮川丙酰胺是一种非常有效的广谱杀生剂。随着冷却水pH值和温度的升高,它的半衰期迅速变短,对环境污染小。臭氧具有十分优良的杀菌活性,剥离粘泥作用较强,同时还兼具缓蚀阻垢作用,用它处理循环冷却水,其浓缩倍数可达30~50。但由于成本较高,目前还未被广泛采用。二氧化氯对细胞壁有较强的吸引和穿透能力,它对冷却水中存在的主要危害菌种如异养菌、铁细菌、硫酸盐还原菌等都有很好的杀灭作用。它的特点是用量少、高效、快速、药效持续时间长。如2mg/L的二氧化氯作用30s后就能杀死近100%的微生物;在pH为,活菌数达71万个/ml的水中投加的二氧化氯作用12h后,对异养菌的杀菌率保持在99%以上。另外,它能不受pH的影响,不与水中氨、有机胺类及酚类反应;不仅能杀死微生物,而且能分解残留的细胞结构,具有杀孢子和杀病毒的作用;适用于碱性水处理,对环境没有威胁。在我国,以前由于它的不稳定性限制了其推广应用。近年来,一些厂家已先后批量生产稳定性二氧化氯,南京某公司还推出了化学法二氧化氯发生器,其设计独特,操作简便,安全可靠。用二氧化氯取代氯气作为工业循环冷却水的杀生剂具有很多的优越性,特别是对于合成氨厂,化工厂和炼油厂的冷却水系统,由于系统中有机物和氨的含量高,需氯量大,pH值偏碱性,用二氧化氯取代氯气可以取得更好的经济、环境效益。非氧化性杀生剂非氧化性杀生剂种类较多,应用较早的氯酚类因毒性大,易污染水体,渐渐被弃之不用。有机胺类使用也极少。二硫氰基甲烷是使用较早的有机硫化物杀生剂。对于抑制藻类、真菌和细菌,尤其是硫酸盐还原菌十分有效。但不适宜在碱性冷却水系统中使用。异噻唑啉酮是一类较新的有机硫化物杀生剂。该类杀生剂是通过断开细菌和藻类蛋白质的键而起杀生作用的,浓度为时,即能有效地抑制冷却水系统中的藻类、真菌和细菌,具有广谱高效、作用时间长(的加入量,使用5周后仍有效)、低毒、pH使用范围广、配伍性混溶性好、不起泡沫,并能阻止粘泥生成等优点。国外已广泛应用于冷却水处理中。季铵盐杀生剂因其成本低,毒性小,且兼具缓蚀性。故得到广泛的应用,但使用中还存在易产生抗药性、费用增加,起泡,加重腐蚀等问题。鉴于此,新合成的十六烷基辛基二甲基溴化铵(168)和十六烷基癸基二甲基溴化铵(1610)两种双烷基季铵盐,改变了季铵盐的表面活性和分子稳定性,它产生的泡沫少,杀生活性也得以提高。戊二醛具有高效广谱的杀菌灭藻作用,对生物粘泥也有一定的剥离作用。美国联合碳化物公司生产了系列戊二醛水处理杀生剂A515、A525、A530等,试验证明,A515对异养菌等具有明显的杀生作用,且药效持续时间长,72h后杀菌率仍有90%以上;它适用于碱性水处理,与磷系药剂具有良好的配伍性。武汉某公司近年推出戊二醛系列用于循环冷却水系统,效果明显。在对冷却水的推荐使用浓度下,戊二醛几乎没有毒性,它的水溶液本身会发生生物降解。随着社会环保意识的加强,戊二醛类杀生剂将大有发展前途。开发新型杀生剂,要考虑价格、毒性,使用安全性,贮存稳定性、微生物耐药性等因素外,还应考虑杀生剂的复配间的协同效应,复配在一起,既能增强杀生能力,又能降低加药量。4、水处理药剂的发展方向专用水处理药剂的开发为了满足不同废水系统(如造纸废水、印染废水、食品加工废水等)的需要,专用性强,针对某一类化学物质的品种的研制与开发势在必行。多功能水处理药剂的开发多功能水处理剂是水处理药剂研究的一个重要方面,这类新型水处理技术的出现,将开拓水处理剂的生产和应用范围,对化学法处理工业水的发展有重大的促进作用。这方面的研究主要有:缓蚀-阻垢剂、絮凝-缓蚀剂、絮凝-杀菌剂、絮凝-杀菌-缓蚀剂、絮凝-缓蚀-阻垢剂等。绿色水处理药剂的发展水处理药剂绿色化发展中,无毒、无害、易生物降解都是方向。最典型的绿色水处理药剂是近年来国内外开发的分散阻垢剂聚天冬氨酸(PASP)。PASP是合成的一种生物高分子。有良好的生物相溶性和可生物降解性。毒理学的研究揭示出聚天冬氨酸(PASP)无毒、无敏感或无突变的效果。高性价比的水处理药剂的开发目前高性能的药剂价格普遍偏高,可通过寻找价廉易得的原料研制出高性能产品,也可通过加强对复配技术的研究,即添加廉价辅助剂,减少药剂的实际用量,同时保持净水效能而达降低成本的目的。

研究罚球稳定性论文

楼上的真强悍、在哪里找的?

瞄篮 投篮时瞄篮点在哪里?你的眼睛应注视篮圈的后沿部分。当看这一点时,就能投进网里。许多教练教队员瞄篮圈前缘一点,那么做,你不得不比瞄篮点投得更远些。应该每次都投向瞄篮点,犹如神投手一样 站位 不管是罚球还是跳投,你站位正确吗?如果右手投篮,右脚应直接指向篮圈中央。罚球情况下应把右脚放在罚球线中点,稍前于左脚。最重要的是感觉自己站位舒适。请记住,你要培养的是稳定性,而这来源于习惯,来源于感觉舒适和自然。 持球 持球要小心,用手指和掌根触球,手掌心不得触球。在球与手之间应有空隙,这样才能感觉柔和。用指端控制住球,不要太紧。 膝 罚球时稍微屈膝即可。像其它投篮,膝关节必须保持稳定与一致。基本前提就是:投篮越简单,动作就越小,获得一致的稳定出手的机会就越好。 球出手与出手后手的跟随动作 出手要柔和、流畅,不要猛然用力,否则会使球离手太快,这样命中率就下降。要使球柔和人网,球应从指端出手,自然离开手指,如果球触手掌,球就不能柔和地触篮圈。 弧线 如果球触篮圈后又弹回来,这告诉你投篮太平,即弧度不够。弧度不够使球不能柔和触及篮圈。罚球时弧线的最高点应在篮圈上3——4英尺(约1米),投得越远,弧线就相应高一点。 眼睛注视(球出手后) 你的眼睛是否跟随球的飞行曲线?这是一个普遍的毛病。不要把眼睛集中于球的飞行——投手注视球飞行就容易在球出手前偏离目标,这样就影响命中率。 球的旋转 和弧度一样,球的旋转取决于球离篮圈的距离。罚球线左右的球,在到达篮圈前应旋转一周到一周半。如果没有适当的后旋,就会使球碰及篮圈后向外而不落入球网内。 自信心 适合的练习带来成功,从而给人自信,而自信又使你深信练习的效果,并继续练习。这是一个美妙的循环。大多数优秀的投手投前就心中有数,有的放矢。带着自信心站在罚球线前吧。 {二}: 篮球是一项技术综合性较强的运动项目,投篮得分的多少,决定着比赛的胜负。那么,如何创造更多的得分机会,提高投篮的命中率,下面是在教学和训练中的一些方法: 一、加强规范化投篮动作的练习。投篮的动作有单手和双手,不论采用哪种方式,都要严格地按规范化动作去做。培养和掌握投篮时的肌肉感觉是优先于一切的先决条件,这就应加大规范化投篮动作的练习,最终达到动力定型。 二、提高身体的训练程度。身体训练程度是完成各种技术动作的基础,对投篮命中率有明显的影响。如身体训练较差的队员,运动量增大时,命中率就明显下降。因此,应把投篮与身体训练结合起来,在一定强度下限时限数投篮训练,以便在紧张激烈的比赛中,有足够的体力保证投篮命中率的稳定和提高。 三、选择良好的投篮时机、果断出手。良好的投篮时机,是提高投篮命中率的关键,一次好的得分机会是靠个人和全队配合来创造的,要善于捕捉投篮的时机。投篮者要观察防守队员的重心、位置、防距,一旦防守者失掉了正常的防位,不能干扰投篮时,或投篮者利用假动作诱使防守者失掉重心、位置和防距时,投篮者创造了投篮机会,果断出手。利用全队战术创造出来的机会或利用攻防双方出现暂时的时间差和空间差立即投篮。

面对楼主的问题我真的有点爱莫能助了。。。

投篮是篮球运动的主要进攻技术,是唯一的得分手段。比赛中进攻队员运用其他各种进攻技术、战术的目的,都是为了创造更多更好的进攻机会,力求投中得分。而投篮得分多少决定一场比赛的胜负,因此,掌握好投篮技术并不断的提高投篮命中率,对于在比赛中取胜具有十分重要的意义。 今天单手原地投篮主要用于罚球,或试图发动3分投篮。尽管用得不太多,但却是当今最流行的跳投的基础,也是某些上篮的基础。 所有基本投篮虽然密切联系,但我试图为每种投篮专立一章:罚球、跳投、跑篮、勾手投篮和投篮,并把每种投篮技术分成以下几个要点: 瞄篮 投篮时瞄篮点在哪里?你的眼睛应注视篮圈的后沿部分。当看这一点时,就能投进网里。许多教练教队员瞄篮圈前缘一点,那么做,你不得不比瞄篮点投得更远些。应该每次都投向瞄篮点,犹如神投手一样 站位 不管是罚球还是跳投,你站位正确吗?如果右手投篮,右脚应直接指向篮圈中央。罚球情况下应把右脚放在罚球线中点,稍前于左脚。最重要的是感觉自己站位舒适。请记住,你要培养的是稳定性,而这来源于习惯,来源于感觉舒适和自然。 持球 持球要小心,用手指和掌根触球,手掌心不得触球。在球与手之间应有空隙,这样才能感觉柔和。用指端控制住球,不要太紧。 膝 我提倡罚球时稍微屈膝即可。像其它投篮,膝关节必须保持稳定与一致。基本前提就是:投篮越简单,动作就越小,获得一致的稳定出手的机会就越好。 球出手与出手后手的跟随动作 出手要柔和、流畅,不要猛然用力,否则会使球离手太快,这样命中率就下降。要使球柔和人网,球应从指端出手,自然离开手指,如果球触手掌,球就不能柔和地触篮圈。 弧线 如果球触篮圈后又弹回来,这告诉你投篮太平,即弧度不够。弧度不够使球不能柔和触及篮圈。罚球时弧线的最高点应在篮圈上3——4英尺(约1米),投得越远,弧线就相应高一点。 眼睛注视(球出手后) 眼睛是否跟随球的飞行曲线?这是一个普遍的毛病。不要把眼睛集中于球的飞行——投手注视球飞行就容易在球出手前偏离目标,这样就影响命中率。 球的旋转 和弧度一样,球的旋转取决于球离篮圈的距离。罚球线左右的球,在到达篮圈前应旋转一周到一周半。如果没有适当的后旋,就会使球碰及篮圈后向外而不落入球网内。 自信心 适合的练习带来成功,从而给人自信,而自信又使你深信练习的效果,并继续练习。这是一个美妙的循环。大多数优秀的投手投前就心中有数,有的放矢。带着自信心站在罚球线前吧。 下面是我的经验: 第一点, 要有合适的姿势. 何为合适的姿势? 个人认为, 姿势不一定要完全标准, 但一定要适合自己. 找到最适合自己的姿势是整个投篮命中率的基础. 我曾经受一个三分射手的指导, 改正过投篮姿势, 结果当天命中率就上升了很多. 可见姿势的重要性. 我来讲讲一些注意的要点. 三个"90"度还是很重要的. 即当做好投篮姿势时, 投篮手的大臂和躯干, 小臂和大臂, 手背和小臂都呈90度. 即肩, 肘, 腕关节都保持90度. 最好能做到第4个90度, 即出手后手心和小臂也能呈90度. 关于肘部要不要内收的问题: 投篮姿势中由于人体生理结构的原因, 当将球置于头顶正上方的话,整个肘部必然是向外开, 这种情况下出手, 手臂舒展的方向和球的运行方向并不一致, 常常导致出手的不稳定及命中率的不高.而肘部内收的结果又是整个身体的不舒适, 也会倒置姿势的不稳定, 怎么办呢? 我的体会是内收会好一些. 我在高中阶段, 由于右手的受伤曾经不自觉的改变了姿势, 使得出手时肘部的向外开, 虽然投熟之后, 原地不起跳的命中率极高, 但是一旦跳投, 出手无法自如调整, 命中率就无法提高. 而一旦记住肘部内收之后, 整个肩肘腕和篮筐都处于一条直线上, 只要调整好出球的弧度, 一般都能投进. 而身体的不舒适在一段时间后就可以适应. 假如你采用了肘部内收的手段, 你会发现手不能完全置于头顶上方, 完全正确, 其实正确的姿势并不是将球置于头顶, 而是偏向投篮手一侧, 如果右手是投篮手则将球置于头顶右侧, 站立时右脚比左脚稍前, 整个身体向左侧到身体舒服的角度, 头向右稍转,此时, 你的视线应和肘肩腕筐一线. 在这种情况下, 只要你用力将球顺着手臂的生理结果展开抛出, 怎么会偏开篮筐呢? 二: 瞄准点, 一般人都习惯瞄篮的前筐(现在的我也是), 有文章说神射手大多瞄篮的后筐, 原因是那才是篮球最终要落下的地方. 其实瞄哪儿只是个人的习惯大不必统一, 但是我最准的时候瞄的是很奇怪的位置. 瞄的是我出手后球的最高点. 我们知道球在空中会划一道弧线, 最终落入篮筐. 弧线越高就越容易落入篮筐. 当瞄准点在筐上时, 你的球一定时会低弧(甚至直线)以准确的击中你的瞄准点, 只有不断的练习后才能掌握让球下落时才击中瞄准点. 弧度才得以提高. 但是如果你最开始瞄得就是最高点, 你的球就一直是以高弧度下落, 提高了入筐的可能性. 当然是需要一段时间来找到这个最适合你的最高点的. 我当时大概十分钟就找到了. 所以命中率提高的极快. 然而在我受伤后再上场, 由于姿势的变化, 瞄准点也变成了前筐, 弧度也降低了不少. 现在习惯低弧后再想瞄最高点已经没意义了. 所以如果你投篮弧度已经稳定, 就不要再想尝试这种瞄准的方法了. 三: 手型. 手型也很重要, 投篮手手指舒展开, 手指稳住球, 手心不要碰到篮球, 出手时手腕抖球, 让球顺着手指出去, 最后手指下压, 让球后旋, 让球从食指和中指之间离开手, 整个动作就完成了. 当然最后离开的手指也因人而异, 个人习惯罢了. 这个过程决定了球能否成直线, 旋转着出手, 所以一定要稳定, 这是关键 四: 节奏, 找到最适合的自己的节奏, 力量从脚上一直传到手臂到手腕到手指, 一气呵成, 不要停顿, 让力量以能控制的最大限度的作用在球上.这样才能最大限度的加大自己的射程. 跳投的时候对节奏掌握更重要, 有时候你到最高点时已经没有力量了, 怎么办? 一方面增加自己的手臂力量, 另外, 提早出手, 并不是一定要最高点出手的, 能投进才是关键

脂质体稳定性研究论文

人参皂苷Rg3是一种提取自人参中的的四环三萜类皂苷,具有多方面的药理活性,如增效解毒,提高免疫力,改善气虚症状,促进记忆,抑制肿瘤细胞增殖、浸润和转移的作用。然而Rg3的水溶性很低,这限制其临床疗效。人参皂苷Rg3口服后血浆浓度很低,口服后C_(max)仅为(166) ng/ml, Tmax为()h。一般认为,口服后血药浓度很低的是由于:口服后经胃肠道吸收的药量少;药物口服后进入胃肠道内的被其中的酶或肠道细菌所代谢;药物虽可被胃肠粘膜吸收,但药物被肠壁或肝脏的酶所代谢,即首过效应。 为了提高Rg3在体内的生物利用度,需要设计一种更加安全高效的Rg3制剂。脂质体是一种由一层或多层两性双分子层组成,内部包含水性区域的微囊泡,可以用作药物载体。其已经用作多种药物的载体。多种疏水性药物例如紫杉醇和多西他赛,可以结合进入脂质体磷脂双层,从而达到提高药物溶解性,延长循环时间,改变药物在体内分布,提高药效和降低副作用的目的。 基于以上原因,本论文的主要目的在于,通过人参皂苷Rg3脂质体新剂型的构建,提高其生物利用度,提高抗肿瘤疗效。 本文主要包括如下内容: 1.人参皂苷Rg3理化性质的测定。对Rg3的理化性质包括油水分配系数、在不同溶剂中的溶解度进行了考察,同时考察了Rg3在甲醇溶液中的稳定性。结果Rg3的油水分配系数为,为一脂溶性药物。Rg3溶解于甲醇、乙醇、二氯甲烷,不溶于水、乙醚、氯仿。其甲醇溶液在室温和加速实验条件保存6个月后,Rg3浓度略有下降,性质相对稳定。 2. Rg3脂质体的制备及性质考察。采用聚碳酸酯膜挤出法制备Rg3脂质体(L-Rg3)。在单因素实验的基础上,选择了脂药比,磷脂与胆固醇比例和磷脂浓度三个因素对包封率影响较为显著的因素优化脂质体的组成。以包封率为响应值,采用效应面法(RSM)对因素间的相互作用进行考察。Design-Expert软件用于因素间作用的数据拟合分析。通过RSM分析得到模型预测方程,根据预测的最优组合制备了三批次脂质体,并测定了各批次的包封率。三批次L-Rg3的平均包封率(EE)为,与预测包封率十分接近。此时脂质体的组成为磷脂浓度,磷脂与胆固醇比例,脂药比。对得到的L-Rg3的理化性质和稳定性进行了考察,结果表明制备得到的脂质体为小单室脂质体,同时该脂质体在4和25条件下12个月内稳定性良好。 3. L-Rg3的药物动力学和组织分布研究。为了对L-Rg3脂质体的药物动力学特征和组织分布进行研究,建立了稳定、快速、准确的生物样品中Rg3含量液质联机分析法。将30只Wistar大鼠随机分为6组,每组5只,分别静脉注射给予Rg3或L-Rg3(给药剂量分别为,,1mg/kg)。在给药12h后,脂质体组动物血浆中仍有Rg3检出,然而游离药物组,在给药5h后动物血浆中已无药物检出。脂质体组的Cmax和AUC分别是游离药物组的和倍(p<)。组织分布结果表明在给药后Rg3可以广泛的分布于多种组织,脂质体可以提高其在各组织中的浓度。相比于游离药物,L-Rg3显著提高了药物在肝脏和肺部的吸收(p<)。 4. L-Rg3药效学研究。在体外抗肿瘤实验中,以Rg3为阳性药物,用MTT法测试了L-Rg3和Rg3对两种肿瘤细胞系(A549和HepG-2细胞)的半数抑制浓度。实验结果表明,两种细胞的增殖都受到了药物的抑制作用,并且抑制效果呈现浓度相关性。Rg3和L-Rg3对A549细胞的IC50分别为μg/ml和μg/ml,对HepG-2细胞的IC50分别为μg/ml和μg/ml。对于两种细胞系,空白脂质体均未表现出细胞毒性。在体内抗肿瘤实验中,以A549荷瘤小鼠为模型,评估了不同制剂在给药后的抑瘤率和动物生存质量(给药剂量1mg/kg)。分别测量并记录了肿瘤体积和动物生存率。与对照组相比,Rg3组和L-Rg3组的肿瘤生长都受到了抑制(对照组,肿瘤体积1335mm3,P<)。L-Rg3组抑瘤率()显著高于Rg3组抑瘤率()(P<)。在21天的实验结束后,不同组别小鼠无一死亡。各组小鼠没有明显的精神、应激、进食和毛发异常。各组荷瘤小鼠体重变化的结果表明,在抑瘤实验过程中荷瘤小鼠的体重变化为超过正常范围,说明制剂的毒副作用很小。但是,相比于给药组,对照组小鼠体重流失更为明显。进一步的,采用CD34抗体免疫组化法分析肿瘤组织中微血管密度(MVD)。与对照组相比,Rg3和L-Rg3组的MVD均有所下降,尤其是脂质体组(P<)。总之,L-Rg3体内外抗肿瘤效果均优于Rg3。 5.制剂安全性研究。

一、脂质体的分离 适当化学结构的亲脂性药物是镶嵌在双层膜内而被包裹在脂质体中,其包封率取决于所用脂质的浓度。在这种情况下,包封率可达到90%,就不一定要除去未包裹药物。但是对水溶性药物而言,被包裹的药物仅是总量中的一部分,就必须从脂质体悬液中除去未包裹药物。由于脂质体比被包裹的药物分子要大得多,因此可利用它们的不同大小来分离除去未包裹的药物,这些方法有凝胶过滤柱层析法,渗析法等;若被包裹的物质是蛋白质或DNA,或者未被包裹的药物可能形成较大的聚结物,则可利用它们与脂质体浮力、密度的不同而采用诸如离心等方法进行分离。 (一)柱层析法 凝胶渗透层析技术广泛用于从脂质体悬液中分离除去未包裹药物,也可用于对悬液中的脂质体大小分组,这一技术在实验室中很有效且快速。在大规模生产上,虽然也可用凝胶过滤来纯化,但技术较困难且价格昂贵。另外,脂质体被洗脱介质稀释后可能需要增加浓缩步骤。 柱层析填料常用葡聚糖如Sephadex G-50,其步骤与常规方法一致。但必须指出:①在葡聚糖表面存在着能与脂质体膜结合并相互作用的微小部位。虽然这种作用并不影响脂质体在凝胶柱上的流动特征,但仍可导致少量脂质的损失,使膜的不稳定性增加,从而导致膜渗透性的改变及包裹物质的渗漏。这种现象在脂质浓度较低的情况下特别应予注意,一般可通过加大脂质体样品上柱量或用空脂质体预先将柱子饱和来解决。通常使用20mg脂质制成的小单层脂质体可饱和10g凝胶;②若凝胶颗粒太细,较大的脂质体可能被滞留在凝胶柱上,因此对多层脂质体宜选用中粗级的凝胶(粒径大小为50~150µm),而对小单层脂质体则可用任何级别的凝胶。 (二)渗析法 此法是最简单的也是最常用的除去未包裹药物的方法(大分子化合物除外)。它不需要复杂的技术,也无须昂贵的仪器,且能够扩大生产。通过不断改换渗析介质可除去所有的游离药物。但是此法很费时,一般在室温条件下,要除去95%以上的游离药物至少需要更换三次渗析介质,时间在10~24h以上。此外,渗析介质的渗透强度应与脂质体悬液一致,否则在渗析中就会改变脂质体悬液的体积,且可能引起包裹物质的渗漏。 (三)离心法 在不同的离心力下离心是分离除去不同种类脂质体中游离药物的有效方法。为了完全除去游离药物,常常需重复悬浮和多次离心。使脂质体下沉所需的离心力取决于脂质体的大小,在某种程度上还取决于混悬液的絮凝状态。如果脂质体小且分布窄,就需要高速离心及冰冻条件。低速(2000~4000r/min)离心只能使大脂质体沉降。 显然,对于大量脂质体利用高速冰冻离心是极其耗能和昂贵的,因此此法不适于分离小脂质体。对于比较大的脂质体,低速离心可缩短操作时间并且可同时将较稀的脂质体悬液浓缩到所需浓度。为了避免脂质体遭到破坏,必须注意保证重复混悬介质的渗透压与脂质体悬液的渗透压相一致。 二、脂质体包封率的测定 (一)百分包封率的测定 显然,在考查包裹物质在生物体内的行为之前必须测定该物质在脂质体中的量,采用上述方法分离除去未包入脂质体中的游离物质,就可利用下式计算出百分包封率(Encapsulation percentage。EN%) EN%=(1一Cf/Ct)×100% 式中,Cf为游离药物的量;Ct为脂质体悬液中药物的总量。 这里再介绍两种快速、用量少且适应性广的分离游离物质并测定EN%的方法。 1.微型柱离心法(minicolumn centrifugation method) 取一塑料注射针筒,填上过滤膜作衬片,装入用生理盐水溶胀的Sephadex G-50,再将针筒置一离心管中低速离心(2000r/min,3min)除去多余的生理盐水,此时,凝胶柱变干并可能与针筒内壁分离,精确定量加入脂质体样品,注意勿滴入柱床边缘,离心(2000r/min,3min)使脂质体进入离心管中,待测。再在凝胶柱上加入少量生理盐水,依上法离心,此次离心液中可能不再有脂质体或仍含有少量,这主要取决于脂质体的大小及组成,但游离药物在此过程中因葡聚糖吸附而不会被离出,然后可在凝胶柱上再加生理盐水,离心使柱干,此时游离药物被洗脱进入离心液中,反复几次,直至全部游离药物均从柱子上离心洗脱下来,分别测定包封药物及游离药物浓度,就可计算出EN%(图20—10)。微型柱离心法的优点是脂质体悬液几乎没有被稀释,对于实验室小规模的试验,可较好地用来分离除去未包裹药物和快速地测定包封率。 2.鱼精蛋白凝聚法(protamine aggregation) 此法可用于任何组成的脂质体,如中性或带负电荷的脂质体(图20-11)。方法如下:取脂质体悬液于10ml锥形离心管中,加入鱼精蛋白溶液(10mg/ml),搅匀,静置3min,再加3ml生理盐水,在室温条件下离心,吸取2ml上清液,测定游离药物的浓度。将剩余上清液弃去,沉淀物以 10% Triton X-100重新混悬,使脂质体膜材溶解,再补充生理盐水至总体积为,测定包封药物的浓度,就可方便地算出EN%。 (二)包裹容积的测定 包裹容积(entrapped volume)是指制成的脂质体相对于每毫克磷脂所占的内水相的体积,一般以微升(µl)表示。包裹容积的计算可通过测定包裹在脂质体内药物的总量来推测。假设在脂质体内水性介质中药物的浓度与开始制备时所用的药物浓度一样,经分离除去未包裹药物后没有物质从脂质体中渗漏出来,则很容易计算。但是在许多情况下,这样的假设往往不能成立。例如用二次乳化法制备脂质体时,在干燥除去有机溶剂时内水相可能也会失去;另外由于内外渗透压的差异,水分子可以进入或逸出脂质体,因此测定内部容积最好的办法是直接测定水的量。例如利用具有光谱性的液体代替内相介质,利用核磁共振法(NMR)测定,然后测出水的量。将脂质体在高速离心(200000g,6h)下沉降成为紧密的沉淀,小心除尽上清液,将沉淀物以D20(deuterium oxide)重新混悬,由于膜对于水的渗透性使整个体系中H20和D20很快达到平衡,取出少量用于磷脂量测定,剩余部分可作水的NMR扫描,峰高与D20中含水浓度成正比,与标准溶液对照即可求得水的量,从而计算出脂质体的包裹容积。 三、脂质体的稳定性 脂质体在放置过程中可能发生多种不同的变化。如磷脂质会氧化和水解,生成短链的磷脂,并在膜中形成具溶解性的衍生物;另外脂质体还可发生凝聚、融合等物理变化,从而导致包裹物质的渗漏。因此脂质体制剂若要发展为产品应市,必须在贮藏期间具有良好的稳定性;在体内到达靶组织之前或发挥其缓释作用之前亦须保持一定的大小及完整性。已证明脂质体在血液中比较稳定,但随磷脂的化学性质、胆固醇的比例和脂质体的大小、双分子层的数目等的不同,脂质体在体内的稳定性也会有所不同。但若在贮存过程中,药物从脂质体迅速渗漏,则必将限制脂质体的应用价值。 (一)化学稳定性 脂质体组分磷脂的氧化降解应在制备时即加以防止,可采用一些措施尽可能地降低氧化程度,例如,使用新鲜提纯的磷脂和新鲜蒸馏的溶剂,尽量避免高温,并在充氮和无氧的条件下完成制备过程,最后将脂质体贮存于惰性环境等。 在膜材组成中加入抗氧剂也是一种有效的方法。目前常用的抗氧剂是α-生育酚,为一种无毒的食用脂质。据认为蛋卵磷脂的氧化分解可因α-生育酚的加入大大减缓。另一可选择的降低氧化程度的方法是使用饱和磷脂代替不饱和磷脂,在天然来源的磷脂中,其不饱和度随植物、蛋黄、哺乳动物依次增加,对于蛋黄磷脂,不饱和度取决于动物的饲料及所用的提纯方法。 但是,无论是不饱和还是饱和磷脂,在脂质体的水性悬液中,都可能水解而形成溶血磷脂和脂肪酸,溶血磷脂进一步水解而形成甘油磷脂和脂肪酸,甘油和磷酸之间的酯键很难水解,所以不产生游离的磷酸和甘油。精制天然豆磷脂在脂质体水性悬液中的水解动力学已有研究。结果表明,豆磷脂的水解主要受H+和OH+的催化作用,在左右水解速率最小。体系中加入缓冲离子如醋酸、枸橼酸和缓血酸铵也可轻度增加豆磷脂的水解。 (二)物理稳定性 脂质体中包裹药物的渗漏和凝聚、融合成大的团块等物理稳定性问题是脂质体研究工作中的一大难题。一些研究表明,小单层脂质体在贮存中体积增大,药物渗漏与脂质成分及包裹药物的性质有关。由中性磷脂制备的脂质体的凝聚主要是由于范德华力相互作用所致,可在膜材中加入少量负电荷磷脂(如10%PA或PG)来克服。在膜材中加入微量的1,3-二乙酰-2-磷脂酰胆碱也可以阻止较小脂质体的融合。 较大的脂质体在制备方法适当的条件下一般不发生融合,而小于40nm的小单层脂质体由于膜的曲率大,易于发生融合,特别在相变温度时更易发生。 采用前体脂质体等重建脂质体的方法可以较好地避免脂质体在贮存中发生的化学和物理变化。重建脂质体有以下三种类型:含药或不含药的干脂质膜;含药或不含药的冻干脂质混合物:含药冻干脂质体。对于干脂质膜或冻干脂质混合物,重建时所获得的药物包封率是有限的,特别是对亲水性药物的包封率常常不高,悬液中含有较多的游离药物,实际应成价值不大。对于具有适当结构的亲脂性药物,重建产品可达到较满意的包封率,但在重建过程中所需的条件,例如搅拌程度和方法,要求在高出常温下超声处理等,实际应用不甚方便。 对于亲水性药物,可选择含药冻干脂质体这一重建形式,有报道在冰冻过程中若加入亲水性聚合物,如葡聚糖能产生自由流动能,利于冻干脂质体在水性介质中重建。例如当含有胰岛素的冻干脂质体用这种方法处理时,其重建后的包封率可达原来的70%,即在冰冻和重建过程中胰岛素的渗漏率大约为30%。如果包裹的是低分子量药物,渗漏率可能更高些。但是,这种技术为保证脂质体制剂在贮存中的稳定性提供了一个有效的方法。 四、脂质体大小的测定 脂质体的大小将影响脂质体在体内的处置,也是脂质体重要的质量指标之一。测定脂质体大小的方法有激光扫描法,电子显微镜法或库尔特粒度分析法。无疑,电镜测定法最为准确。因为人们可以直接观察每一个脂质体,并获得各个大小范围内脂质体外形的精确信息。但是要观察大量脂质体样本非常费时。相反.激光扫描法非常简单且操作快速,但仅能测出脂质体的平均性质。与之类似,采用库尔特粒度分析仪也可测出脂质体的大小分布,但后二种方法均难以描述更精细的结构。关于粒度测定的细节可参见本书第十二章。 五、脂质体的成分分析 (一)磷脂质的分析 1.含量测定 直接精确测定磷脂质浓度比较困难,因为干燥磷脂中总含有一定量的残留溶剂或其它杂质磷脂,因此最广泛使用的测定磷脂的方法是非直接法,例如含磷量的测定。对于制备脂质体的大多数磷脂而言,每摩尔磷脂均含1mol磷,仅有个别例外,如每摩尔心磷脂含有2mol磷。因此样品中磷脂的浓度可通过测定磷含量来计算。这里介绍二种磷测定法。 (1)Bartlett法 将磷脂的有机磷酸解成无机磷后,加入钼酸铵使之转化成磷钼酸,磷钼酸可用萘磺酸铵定量还原为蓝色,蓝色的强度由分光光度法测定,与标准品(如磷酸二氢钾)对照即可计算出含磷量。该法灵敏度较高且重现性好,但若样品中含有少量无机磷则会干扰测定。 (2)Stewart法 当脂质体混悬于磷酸盐缓冲液中,此时宜采用Stewart法。该法是利用磷脂在有机溶剂中与亚铁硫氰酸铵形成有色复合物,而不受无机磷存在的影响进行测定。在计算时,使用一与磷脂结构有关的转换因子将吸收值换算成磷脂毫克数,该因子随磷脂头基不同而异。也可利用磷脂标准液绘制标准曲线来计算。因此该法不适于测定含有未知磷脂的混合物。特别须指出的是,该法不能用于甘油磷脂的测定,若脂质体中含有卵磷脂和甘油磷脂,则可用该法对前者定量,再通过Bartlett法测定总的磷脂,就可计算出甘油磷脂的量。 2.磷脂质的薄层层析 薄层层析是检查磷脂质纯度的主要手段。与所有的层析法一样,磷脂质的薄层层析也是利用磷脂在液态有机相中对亲水性固定相有不同的亲和性,当液相在固定相展开时,不同的磷脂具有不同的保留时间,可根据亲水性的强弱改变展开剂的组成,从而改变磷脂在两相中的分配系数。最常用的固定相是硅胶,展开剂则常用含有氯仿的溶剂。如①氯仿:甲醇:水:(65:25:4 V/V);②氯仿:甲醇:水:氨水(65:35:: V/V);③氯仿:丙酮:甲醇:醋酸:水(6:8:2:2:1 V/V);④乙酸乙酯:环己烷(1:1 V/V)等。最常用的显色剂为碘,也可用50%的硫酸 - 甲醇液或重铬酸钾液显色。 (三)磷脂氧化程度 1.磷脂的氧化 磷脂脂肪酸的氧化主要是由于游离基的作用。在电磁波辐射或者微量游离金属离子的催化下。脂肪酸碳链上首先脱去一个氢原子形成游离基,进而与空气中的氧发生连锁反应。含有双键的碳链更易受影响,因此聚合不饱和磷脂特别容易氧化降解。在含有单个或多个不饱和脂肪酸的脂质混合物中,磷脂的氧化分成三个阶段进行:①单个双键的偶合;②过氧化物的形成;③形成乙醛及链断裂。 值得注意的是,在无氧情况下仍会发生游离基反应导致双重或三重偶合的形成,但不产生过氧化物。另外,降解的最后一步过程要消耗偶合双键,因此在最终降解产物增加的同时,笫一步的降解产物将会减少。故很难用一种试验方法评估磷脂的氧化程度,甚至即使应用几个不同试验仍仅能大致估计氧化过程相对速率大小。 2.氧化指数的测定 氧化指数是用来检测游离基偶合的指标,因为氧化偶合后的磷脂在230nm左右具有紫外吸收峰而有别于未氧化磷脂。典型的紫外吸收图谱如图20-12。国内有人提出作为制备脂质体膜材的卵磷脂,其氧化指数应控制在以下,测定方法是,将磷脂溶于无水乙醇,配成一定浓度的澄明溶液,分别测定在波长233nm及215nm吸收值。按下式计算:氧化指数 = A233nm/A215nm 3.过氧化物的测定 卵磷脂氧化产生丙二醛及溶血磷脂等。丙二醛(MDA)在酸性条件下可与硫巴比妥酸(TBA)反应,生成一种红色染料(TBA-Pigment)该化合物在波长535nm处有特异吸收,吸收值的大小即反映磷脂的氧化程度。有人对丙二醛量与溶血之间的关系进行了研究,实验证明,当每毫升含卵磷脂的生理盐水中丙二醛含量超过µg时,在37℃放置1~2h即产生溶血。 除上述方法可估计磷脂的氧化程度外,根据聚合不饱和脂肪酸链在氧化最后阶段发生断裂或缩短,也可用气 - 液色谱法了解这些酰基链的变化。 (四)胆固醇的分析 与磷脂质类似,胆固醇的纯度及其氧化产物可用气 - 液色谱法进行检测。另外,由于胆固醇不论是游离型还是酯化型都能与含高氯酸铁的乙酸乙酯和硫酸试剂反应生成铁复合物,在波长610nm处有紫外吸收,采用标准胆固醇溶液对照,就可计算出胆固醇的量。 六、脂质体的灭菌 许多研究论文都认为脂质体不宜用加热灭菌的办法,且对各类辐射及各种化学灭菌剂也敏感,所以只能使用过滤灭菌或采用无菌操作法进行制备。这也是影响脂质体广泛应用于临床的一个重要原因。 近年来,国内有人采用100℃ 30min湿热灭菌法获得成功,灭菌前后脂质体的形态及大小均无明显的变化,渗漏率约为5%。另有人采用辐射灭菌法,即用60钴发出的γ射线,对三磷酸腺苷脂质体和甲氨蝶呤脂质体作辐射灭菌,照射剂量为15~20kGy,无菌试验结果均由试验前的阳性转为阴性。脂质体粒径灭菌前后无显著变化。灭菌所致渗漏率较小。 灭菌方法的实用性可能与混悬介质种类、磷脂组成及纯度等有关。采用121℃加热20min灭菌处理几种脂质体,发现在生理盐水中脂质体发生凝聚,而在等渗糖溶液和多羟基化合物溶液中不发生凝聚。加热灭菌后,具有较高的过氧化物值的含蛋卵磷脂的分散液稍变黄,改用具低过氧化物值的蛋卵磷脂、氢化蛋卵磷脂或DPPC则无此变化。在中性pH时充入氮气也可阻止颜色变化,但加入α-生育酚无效。经µm膜过滤的由蛋卵磷脂组成的脂质体的大小变小。在这一变化中,介质的类型也有明显影响。加热灭菌期间,包裹有羧基荧光素阴离子的负电荷脂质体(PC/chol/PG)发生渗漏,而使用正电荷脂质体(PC/chol/十八胺)不仅在加热灭菌期间不发生渗漏,且可贮存很长时间不渗漏。

如何利用脂质体研究膜蛋白与atp酶为例研究论文:该研究以特征明确的AcrB为原型,提出了一种方便的工作流程,用于对嵌入脂质体中的膜蛋白进行冷冻-EM结构分析。结合优化的蛋白脂质体分离,冷冻样品制备和有效的颗粒选择策略,以的分辨率获得了嵌入脂质体中的AcrB的三维(3D)重建。该研究方法可广泛应用于具有独特可溶域的膜蛋白的冷冻EM分析,为功能受跨膜电化学梯度或膜曲率影响的整体或外围膜蛋白的冷冻EM分析奠定了基础。生物膜包围着拓扑隔离的隔室,包括细胞和细胞器,并为各种完整的和外围的膜蛋白(MP)提供了栖息地。这些物理屏障使生命必需的电化学梯度得以生成和维持,这是由于离子和化学物质在整个不可渗透膜上的不对称分布所致。各种生理过程都取决于这些梯度,例如由质子梯度(质子动力)驱动的三磷酸腺苷(ATP)合成和依赖跨膜电场存在的动作电位。因此,许多膜蛋白,例如电压门控离子通道(VGIC)以及一级和二级活性转运蛋白,都依赖于跨膜电化学梯度来执行其生物学功能。

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