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生物活性检测毕业论文

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生物活性检测毕业论文

临床生物化学检验,作为一种能够通过使用特定仪器和 方法 ,对疾病发生过程中的生物变化进行检测,从而为后续的治疗提供指导意义的手段。下面是我为大家整理的浅谈生物化学检验论文,供大家参考。

《 临床生物化学和生物化学检验教学改革的探讨 》

【关键词】 临床生物化学;教学改革

临床生物化学和生物化学检验是一门集基础 理论 与专业技术紧密相结合的 应用 性专业学科,在该学科的教学过程中,如何抓住重点,深化教学改革,提高教学质量,使学生精医术、懂人文、有理想、能创新,下得去、用得上、留得住、有作为,体现民族学院的大医精诚,把学生培养成高素质的检验人才,我们结合我校情况和临床生化检验教学特点,通过一系列的新模式教学改革,收到了很好的效果。具体 内容 和实施 方法 如下。

1 临床生物化学和生物化学检验教学的现状

1.1 临床生物化学和生物化学检验基础要求高 临床生物化学和生物化学检验是建立在 分析 化学、生物化学等基础上的专门学科,它要求医学生必须熟练地掌握临床生物化学和生物化学检验的基本理论和基本技能,熟悉人体器官、组织、体液的化学组成和进行着的生化过程以及疾病、药物对这些过程的 影响 ,了解疾病诊断、病情监测、药物疗效、预后判断和疾病预防等内容,才有助于对临床生物化学和生物化学检验知识的深刻理解。根据医学院校的课程要求,分析相关的教学内容,对比国内外有关的教材并 参考 其他医学院校的教学要求,重点要强调知识更新,以最新的教材为主,使用周新教授主编的《临床生物化学和生物化学检验》第三版教材,融合其他参考书对教学内容加以扩充,同时通过阅读国内外专业期刊、杂志,浏览专业网站,将国内外的最新相关 研究 成果和技术及时地介绍给学生,使教学内容更加充实,弥补了教材中某些内容的滞后性,加大了课堂教学的信息量。这样,教材内容丰富、新颖、重点突出、实用,既利于教也利于学。

1.2 临床生物化学和生物化学检验教学内容多、抽象、难以理解 临床生物化学和生物化学检验由于涉及生物化学的基础理论知识,理解起来显得困难,而且随着学科的不断 发展 ,新疾病、新技术、新理论的出现,需要教学的内容增多。这给教学带来很多难题,长期以来,临床生物化学和生物化学检验是学生较难掌握的理论课程之一。加上学校教学改革的深入,教学时间的缩短,造成了教学内容与时间的矛盾。同时院系合一的工作特点,给老师带来教与学协调困难,几乎没有多余的时间给学生讲解临床最新仪器检测项目的原理、方法、检测范围、注意事项以及质量控制方面的有关内容。而学生对这些临床常用的检测项目的原理、方法、检测范围等知之甚少,对全面质量控制体系的运作、项目的校准、实验室误差的来源及如何纠正等十分关键的内容了解不多,期望通过实践加深对书本内容的理解未能实现,因此普遍觉得书本知识与实习内容难以相互联系及转化。然而,要加强临床生物化学和生物化学检验教学与临床实践的联系,使学生看到临床生物化学和生物化学检验在以后的 学习 和工作中的用途。在提高理论教学质量的前提下,通过改革实验 教学方法 ,这既是提高教学效果的有效 措施 ,又是对老师新的挑战。

1.3 临床生物化学和生物化学检验实践性强和操作性强 临床生物化学和生物化学检验是检验专业的一门重要学科,也是一门高度综合性的应用 科学 ,近年来随着 计算 机、生物化学、分子生物学、生物医学工程学和 电子 技术等学科的发展,临床生物化学和生物化学检验又吸收引进了大量的其他学科的先进技术,使临床生化检验工作在分析检测的速度和灵敏度上有了很大的提高,检测的方法学也有了很大的发展。为适应 时代 的需要,我们应该在现有的理论教学基础上,不断对我们所开展的实验课进行更新、调整,实验课是临床生物化学和生物化学检验 教育 过程中不可缺少的一部分,是一种实践性教学方式,是对理论教学的辅助,是对将来实习、工作的铺垫。它不仅可验证基础知识,巩固课堂所学的理论,更重要的是对学生进行基本技能训练,初步培养实践能力与独立工作能力。 目前 检验仪器不断地向自动化、智能化方向发展,检测项目由原来的单一项目检测到多项联合检测,检测内容由简单的的基本定性或半定量到微量、超微量检测,近几年来基因工程技术、酶工程技术、细胞生物工程技术、分子生物学工程技术等在临床上已广泛应用,因此,对检验人员的知识结构提出了更高的要求。

1.4 课程设置和教学内容无法适应时代发展要求 随着医学技术的发展,临床生物化学和生物化学检验在医学中的地位越来越重要。在新的形势下,我校检验专业主要培养面向 农村 、面向基层、面向社区的实用型检验人才。目前我院的临床生物化学和生物化学检验课程设置,理论课时是40学时,实验课时是55学时,而教学大纲要求理论课一般在54~60课时之间,实验课为70课时左右,如此少的理论和实验课时,难以完成教材内容,更何谈联系临床。再加上目前我们院校的课程教学内容体系仍然没有突破传统的以学科为中心的模式,课程之间独立性较大,学科界线明显,课程内容重复;虽然重视基本知识和技能的教学,又忽略对医学生职业态度和伦理、沟通技能、信息管理、批判性思维等方面的培养,无法适应 现代 医学专业人才全面发展的需求。通过对临床生物化学和生物化学检验教学的改革,我们认为,只有改革教学内容,改进教学方法,重视实验操作的基本功训练,加强实验技能考核,同时狠抓医德医风、职业道德规范教育,才能提高学生的基础理论水平和实验技能,培养出优秀的检验工作者。

2 如何实施临床生物化学和生物化学检验教学改革

2.1 加强师资队伍的培养,注重人力资源整合 具有一支高水平的教师队伍,是培养高质量人才的保证。目前我院临床生物化学教研室设有9名教师,其中博士、硕士各1人,教授1人,副教授2人,年青教师占大多数,是一支既具有扎实坚固的专业知识又有相当丰富临床 经验 的检验人员。应根据实际情况,派送没有受过专业训练的老师进行医学检验专业的单科进修,或参加有关专题的短期培训,或与教学经验丰富的老教师共同切磋授课经验,集体备课等等。通过专业学习,加深教师对专业知识的理解和运用。要鼓励教学经验丰富,专业知识广搏和科研能力较强的教师指导,同时要加强青年教师的培养,培养一支既精通专业理论,又熟悉实验操作、科研能力较强的“双师型”师资队伍。教师只有充分掌握本学科广搏的专业理论,先进的技术方法,了解本学科发展趋势和动态,才能给教学改革和创新活动提供较高的起点,才有利于培养学生发现 问题 、分析问题和解决问题的能力;有利于培养学生创造性思维和科研能力。

2.2 借鉴国际标准,推进医学院校本科临床生物化学和生物化学检验教学改革的创新 美国临床化学协会提议,医学检验人才必须具备:医学基础理论知识、临床 医学知识 、实际操作技能和临床实验室质量管理技能等四方面的知识和技能[1]。我院作为一所综合性医学院校,要对办学宗旨和目标进行合理定位,明确宗旨和目标的关键是进行科学定位。办学定位从大的范围来讲,主要是指学校是研究型、教学研究型或教学型、应用型。定位不一样,体现在对人才培养规格的要求上有所不同。根据我国的国情,重点医科大学主要培养研究性初级医生,地方性非重点医学院校主要培养应用性初级医生。不同的定位形成不同类型院校不一样的办学理念、宗旨和目标,对教学过程产生不一样的影响,也就 自然 形成不一样的办学特色[2]。因此,临床生物化学和生物化学检验教学质量在医学检验系学生的培养中,有着举足轻重的地位。然而要保证每一个学生有机会早期接触病人,参与病人医疗工作,在临床生物化学和生物化学检验教学中面临新的竞争,新的挑战,为解决这一面临问题,学院要成立一个大的模拟 医院 ,势在必行。旨在让学生对人体健康和患病时的化学状态进行研究以及掌握用于诊断、 治疗 和预防疾病的化学试验方法。通过人才培养目标定位,使培养的人才既符合国情需要又能与国际接轨。

2.3 临床生物化学和生物化学检验教学 内容 和教学 方法 的改革

2.3.1 选择规划教材,完善教学内容,制定教学大纲,优化教学组合 应采用与临床检验相适应的《临床生物化学和生物化学检验》第三版新教材。新教材的使用还需要各教师根据各自院校的专业层次,培养目标,教学时数的不同,对教材内容作适当的侧重,同时要注重癌基因与抑癌基因、肿瘤标志物、 治疗 药物浓度监测等内容的教学,以利于学生对当今 科技 水平 发展 的了解。在本课程的教学过程中,要求主要以临床常见疾病及其生化检验指标为主线,突出疾病的生化机制和生化检验技术两个方面,力求将生化检验与疾病诊断,病情监测和预后判断结合起来,从 现代 检验医学的高度开拓临床医学的新视野。在系统讲授 理论 知识的同时,开展讲课方法多样化:讲座式教学、 问题 讨论式教学、举例论证式教学、对比归纳式教学及双语教学,同时加强病例讨论,生动有趣地启发思维,培养学生建立正确的实验诊断思维和 应用 知识的能力,促进学生自主性 学习 、 研究 性学习和个性发展。

2.3.2 采用多媒体教学,提高教学质量,教学联系临床,提高学生兴趣 多媒体教学手段的应用可使一些抽象难懂的概念变为具体的可观察的画面,具有直观、生动、形象的特点,易于吸引学生注意力,激发学生的学习兴趣;有助于生化概念的理解和方法的掌握,增强学生对教学内容的理解和应用;此外,还可化繁为简,便于记忆,提高学生信息处理和运用的能力,使学生产生求知欲和兴趣,开阔视野,更好的引导学生,达到学而有效之目的。多媒体教学还可帮助学生学习和探究知识的教学过程,从而引导学生用 科学 的方法去学习和研究,有效地弥补教学时数的不足,缓解有限的教学时间和不断增加的教学内容之间的矛盾。多媒体教学过程本身教会学生如何利用多媒体提高学习的效率。课件是多媒体教学的一个最重要的组成部分,制作好坏直接 影响 教学效果。所以,课件制作过程中应当注意文字与图片、图像的有机结合,文字简洁、图片清晰,使学生一目了然又不过分花俏,以免分散学生注意力,起不到应用效果。

2.4 开放实验室,为学生提供第二课堂 实验教学是教学体系的重要组成部分。生化及生化检验是一门实验性学科,只有通过不断的开发新技术、新实验,才能完成理论验证的教学任务。学生通过亲自动手操作,增强对所学理论知识的感性认识,同时把所学理论知识运用到实践中解决实际问题,是学生加深对生化理论的理解,发展学生创造力、培养学生独立思考和独立工作能力的良好途径。实验室对学生全天开放,由学生自己独立完成实验,教师只做辅导。实验后,老师做全面 总结 ,把学生在实验过程中存在的问题、需要注意的事项等,作详细的答疑与讨论。通过定期开放实验室,巩固实验操作基本技能训练及相关知识介绍,不断培养学生动手能力、创新意识和创新能力,开放实验室已得到学生的认可和好评。

3 临床生物化学和生物化学检验教学改革效果评价

3.1 教学目标明确 在教学管理中,实行“主讲教师负责制”、“教案规范化”,加强教师的责任感。在教学模式上,实行开放式教学体系,使学生学习方式多维化。让学生慢慢树立了这样的认识:理论都是以实验为基础的,理论知识是对实验的总结和提炼。在理论与实验教学中,目标明确、重点突出,课堂教学效果大大提高。

3.2 有利于培养学生科研素质 创新能力是一个国家或民族发展的决定性推动力,因此培养学生的创新意识,激发创新热情和精神,发展创新能力是大学教学中的重要任务。创造力不仅是一种能力的培养,更重要的是一种精神、一种素质的培养[3]。强化和拓展专业技能,奠定学生科研工作的基础,注重学生科研能力的培养,十年来,在临床生物化学教研室老师的指导下,每个学生都撰写一篇 毕业 论文,其中70%左右的毕业论文在各级专业杂志上公开发表。开展学生科研工作是促进教师队伍素质提高的有效方法,教学相长,互相促进,与学生共同完成毕业论文的选题、开题、实施、总结、撰写过程,无疑对指导教师自身素质和能力提出了更高的要求,迫使教师加强学习,了解和掌握本学科的新进展及相关学科的知识,不断提高自已的带教能力和教学水平。

3.3 有利于提高教师的教学和科研水平 教师在完成理论多元化教学的同时,注重设计性实验课更加必要,教师必须精心备课,对各种方法都要了解,掌握涉及到的理论知识、临床知识、专业知识,要广泛查阅 文献 ,比较综合;还要求具备较强的实验动手能力,一定的实验 分析 问题、解决问题的能力。在提高教师综合教学能力的同时,还极大促进了教师科研意识和能力的提高。真正做到教学相长。

【 参考 文献】

[1] 郑铁生,姜旭淦,徐顺高,等.临床生物化学及检验教学改革初探[J].检验医学 教育 ,2005,12(3):25-26.

[2] 孔祥清,张一飞,严世荣,等.地方性非重点医学院校本科医学教育与国际标准接轨的思考[J].郧阳医学院学报,2005,24(6):380-381.

[3] 冯文莉,涂植光,康格非,等.对 目前 高等医学检验教育培养目标的思考[J]. 中国 高等医学教育,2002(1):5-7.

《 生物化学检验实验 报告 书写综述 》

【摘 要】书写实验报告是生物化学检验实验教学中的重要环节之一。就实验报告书写的重要性、存在的问题及提升实验报告书写质量的策略进行了综述,旨在引起教师、学生对实验报告书写的重视,更好地提升实验教学质量。

【关键词】实验教学;实验报告;质量

生物化学检验是医学检验专业的主干课程之一,具有较强的实践性,有一半的学时是在实验室完成的。为了让学生能够更好地适应临床,满足行业的用人需求,对学生进行临床实践的训练至关重要。训练的初期主要是在相关实验课中进行,以后在进入临床实习来加强。因此,在重视理论教学的同时,来加强实验教学环节是充分体现学科的特点、提高教学质量的关键,也为进入临床打下牢固的基础。而实验报告书写是实验教学过程中重要的环节之一,是实验效果的重要衡量依据,也能够综合反映学生分析问题、研究问题、解决问题和撰写科技论文的能力。但在实验教学中却发现,学生虽然能够及时上交实验报告,但撰写的质量并不高,存在着很多的问题。提升学生实验报告书写质量显得格外重要。许多学者经多年的教学经验,提出了学生书写实验报告的重要性、存在的问题及提升实验报告书写质量的策略,现归纳如下:

1 实验报告书写的重要性

实验报告的书写能够培养学生严谨的科学态度;促进了学生主管能动性的发挥;培养了学生的创新精神、团队意识和竞争精神;促进了学生的观察能力、综合分析能力、逻辑推理归纳能力、发现问题及解决问题的能力等综合能力的提高;有助于巩固学生的理论知识,加强理论联系实践;也加强了学生的文字表达能力和写作水平,为今后科研论文的撰写打下了坚定的基础。通过学生实验报告的反馈,有助于教师重新审视自己的能力水平,更好地完善教学方式,提高教学质量,同时对教学改革也起到很好的推动作用[1-2]。

2 学生书写实验报告存在的普遍问题

不重视实验前的预习,书写时不加思考,互相抄袭,实验报告内容雷同;态度不严谨,不是按照实际操作书写,而是照抄实验指导,使实验报告书写一直流于形式;大多数学生在综合能力方面存在不足,当实验结果出现异常时,就无从下手,不知原因出在哪里,不能客观全面地对实验现象或结果进行分析讨论;内容方面,书写不完整,往往缺少实验方法评价、分析讨论、结果应用、注意事项等重要内容[3-5]。

3 如何提升实验报告书写质量

如何改变这一现状,通过加强学生实验报告书写,促进实验教学提出以下几点建议:

3.1 提高认识

首先加强教师对实验报告的重视度,来提高学生对实验报告书写重要性的认识[6]。

3.2 加强实验课前的预习

重视学生对实验课的预习,教师应将实验课预习的重要性传递给学生,要求学生提前预习;明确预习提纲和预习内容,强调实验的重点和难点;要求学生通过预习知晓实验目的、实验原理、操作步骤、注意事项等内容,并做好预习报告;通过提问的方式检查学生是否预习或预习的效果[7-8]。

3.3 加强教师对学生实验报告的指导、批阅

教师应以饱满的工作热情和严谨的科学态度来指导学生书写实验报告,并指导书写什么内容,解决哪些问题,引导学生分析问题,提高学生解决问题的能力;要求学生认真完成报告中的每一项内容,并将分析结果写入实验报告;批阅学生的实验报告时,要善于发现报告书写中的闪光点,做到及时讲评、积极肯定,以此来提高学生写好实验报告的积极性[9-10]。

3.4 打破传统、推陈出新

实验报告的写作不应拘泥于一种形式,应在满足实验报告的学术性、科学性、理论性、规范性、创新性和探索性的基础上[11],勇于创新。

3.4.1 反思 式实验报告

传统实验报告的书写存在很多弊端,学生书写实验报告不思考、不归纳、不总结、存在千篇一律的抄书现象。王晓冰等人提出将反思 日记 融于实验报告,要求学生书写反思式实验报告的想法。实践证明,相比传统实验报告的书写,书写反思式实验报告虽存在一些问题,但这种书写方式更能促使学生对整个实验过程进行回顾,更好地做到理论与实际的结合,使学生的理论知识得以巩固,从而也提高了对操作技能的掌握水平,与此同时,也有助于加强教师和学生的互动,对教师的成长和实验教学的改进有很好地促进作用[12]。

3.4.2 论文式实验报告

姚青、李江滨等对论文式实验报告的书写在实验教学中的应用进行了探讨,指出此举使学生的科研理念得到培养;学生对实验指导的抄袭得以杜绝;教师的评分标准发生转变,使之学生不再单单注重实验结果正常与否,而是更注重对结果的分析是否合理, 学习态度 得以纠正;于此同时,论文式实验报告的书写有助于提高学生自主获取知识的能力,查阅文献的能力以及 创新思维 能力,从而提高了论文撰写能力,为今后毕业论文和科研论文的撰写奠定了良好的基础[13-14]。

3.4.3 利用现代科学技术来强化实验报告的书写

杜斌等对利用现代科学技术来强化实验报告的书写进行了探索,虽然此举也存在一些不足,但收获还是颇丰的。他们发现利用现代科学技术来书写实验报告更能促使教师对实验报告书写指导的重视;使学生的学习兴趣得到激发,学生的学习积极性和团队合作精神也被很好地调动起来, 人际交往 能力也有很大提高;学生的学习态度更加严谨、科学[15]。

总之,实验教学是高等医学教育的重要组成部分,尤其是对生物化学检验课程,而书写实验报告是实验教学过程中不可或缺的环节[16]。所有的生化检验任课教师和学生都应当重视实验报告的书写,勤思考、多总结、在前人的基础上勇于创新,为提高实验报告的书写质量不断努力。

【参考文献】

[1]周湖京.护理学基础教学中书写实验报告的效果评价[J].卫生职业教育,2005,(19):89-90.

[2]陈建珍,林乃祥.护生生理学实验报告存在的问题及对策[J].齐齐哈尔医学院学报,2012,33(8):1062-1064.

[3]王元国.论实验报告的写作方法[J].铜仁职业教育学院学报,2005,3(4):63-65.

[4]何丹.浅谈医学检验专业学生书写实验报告的问题及解决方法[J].卫生职业教育,2013,31|(2):58-59.

[5]毕小云.临床生化检验实验教学的评估[J].西北医学教育,2013,21(4):766-768.

[6]朱海龙,张根葆.机能学实验报告中的问题分析[J].山西医科大学学报,2010,12(4):408-410.

[7]刘莉萍.书写生理学实验报告存在的问题及对策[J].综合医学,2014(7):390-391.

[8]齐鑫,魏冬梅.浅谈动物生物学实验报告撰写中存在的问题[J].网络财富,2010,182转184.

[9]南瑛,相里伟.生理学实验报告书写存在的问题与对策[J].医学信息,2008,21(7):1094-1095.

[10]陶伦.实验教学中要重视写好实验报告[J].中国科教创新导刊,2011(5):120.

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6. 有关生物化学论文

分子生物技术在微生物降解环境 污染物中的应用 [摘要〕介绍了与环境微生物关键降解酶基因的筛选、克隆及应用相关的分r生物技术,包括聚合酶链式反应技 术、基因重组技术、荧光原位杂交技术和生物信息学等技术,并对这些技术在污染物降解基因检测、筛选和克隆方 面的应用进行了阐述与探讨、 [关键词]分子生物技术;微生物;基因;环境污染物;降解 随着现代j:\地技术的发展,多环芳烃、含氯有 机物和硝基苯类化合物等人工合成井难以降解的 污染物大量排放,造成世界范围内的环境污染和生 态破坏,严重地威胁人类和其他生物的正常生存和 发展。利用微生物修复技术对受污染的水体及土 壤进行处理,凸显了其重要的意义和可行性。研究 人员发现并筛选到一些微生物,它们不仅对环境有 较高的适应性、对污染物有较高的耐受性,而且对 污染物有较强的降解效率和专一性。然而环境中 存在的大量微生物中仅有少于1%可通过传统的培 养方法进行培养、分离和纯化,绝大多数细菌需要 非常严格的营养条件川。因此,为了对修复环境有 所贡献却难以培养的微生物进行更全面了解,也为 了筛选到更多有利于降解环境污染物的微生物菌 种及其关键酶基因,分子生物技术和手段逐渐被广 泛应用到环境可降解污染物及降解机理方面的研 究中。 本文对近年来发展起来的聚合酶链式反应 (PCR)技术、基因重组技术、荧光原位杂交(FISH) 技术和生物信息学等多种分子生物技术进行了介 绍,并总结了它们在污染物降解基因检测、筛选和 克隆方面的应用。 1与环境污染物降解相关的分子生 物技术 1.1PCR及其相关技术 PCR是一种利用脱氧核糖核酸(DNA)半保留 复制原理,在体外扩增位于两段已知序列之间的 DNA区段从而得到大量拷贝的分子生物技术。根 据其模板、引物来源或扩增条件的不同,PcR技术 可分为以下几种:(l)反转录pCR(RT一PeR)技 术,将mRNA反转录为cDNA后再对其进行PCR 扩增,可用来构建cDNA文库,分析不同生长时期 的mRNA表达状况和相关性以及mRNA的定量测 定等;(2)巢式PCR技术,在扩增大片段目的DNA 时,先用非特意性引物扩增再用特意性引物对第一 次扩增产物进行第二次扩增,以获得可供分析的 DNA;(3)竞争PCR技术,是一种定量PCR,向PCR 反应体系中加人人工构建的带有突变的竞争模板, 通过控制竞争模板的浓度来确定目的模板的浓度, 对目的模板作定量研究;(4)实时荧光定量PCR技 术,在PCR反应体系中加人荧光基团,利用荧光信 号积累实时监测整个PCR进程,最后通过标准曲线 对未知模板进行定量分析,该法已广泛用于基因表 达研究、转基因研究等方面;(5)扩增的rDNA限制 酶切分析技术,根据原核生物rDNA序列的保守性, 将扩增的rDNA片段进行酶切,通过酶切图谱来分 析菌间的多样性;(6)RNA随机引导PCR技术,基 于任意寡核昔酸引物与RNA之间可能的配对,在 低严谨度条件下经聚合酶催化使链延伸,将细胞总 RNA或InRNA作为反转录反应的模板,此技术结 合单链构象多态性,用非变性胶分辨大小相同而构 象不同的片段,可用于诊断遗传突变及分析污染条 件下序列的多态性;(7)随机扩增多态DNA (RAPD)技术,是一种基于PCR检测PCR引物结合 位点序列改变的方法,通常以10bp的寡核昔酸序 列为引物,对基因组DNA随机扩增,电泳分离染色 扩‘增产物,再分析多态性。 1.2FISH技术 FISH技术利用荧光标记的探针在细胞内与特 异的互补核酸序列杂交,通过激发杂交探针的荧光 来检测信号。荧光探针比放射性探针更安全,具有 较好的分辨力,不需要额外的检测步骤。近年来, 由于FISH技术具有灵敏、便捷等优点,迅速发展完 善成为研究环境微生物的有力工具。此外,可用不 同激发和散射波长的荧光染料标记探针,在一步反 应中同时检测几个靶序列。该技术主要包括试样 固定、预处理、预杂交、探针和试样变性、杂交、漂洗 去除未结合的探针、检测杂交信号等步骤。由于 165rRNA具有遗传稳定性,因此成为FISH技术检 测最常用的靶序列。 1.3基因重组技术 基因重组技术是从供体生物的基因组中通过 酶切扩增等手段获取目的基因,与载体连接形成重 组DNA分子,再导入到受体细胞中,让外源基因得 以表达。在已经分离出的许多菌株中,与降解能力 有关的基因多在质粒体上。由于质粒很容易在细 菌的繁殖过程中遗失,对细菌降解能力的长期稳定 非常不利,可将其与污染物降解有关的酶基因重组 到大肠杆菌等微生物中进行表达,以此构建的各种 生物降解特性增强的重组菌可用于污染环境的治 理修复或发酵某些废弃物。 1.4生物信息学 20世纪后期,生物学的迅猛发展,从数量上和 质量上极大地丰富了基因组数据库、蛋白质数据 库、酶数据库和文献数据库等许多生物科学的数据 资源。已有多个国家和国际科研组织建立了生物 信息数据库,如欧洲分子生物学实验室(Eur叩ean MolecularBiologyLaboratory)核酸序列数据库和美 国国家生物技术情报中心(Nationaleente:fo:Bio- technologyInformation,NCBI)基因序列数据库等。 科学家利用计算机及生物信息分析软件分析这些 数据资源,确定大分子序列、结构、表达模式和生化 途径与生物数据之间的关系,区分生物个体间遗传 差异,揭示DNA多样性。例如,基本局部比对搜索 工具(BasieLoealAlignmentSearehTool,BLAST), 是一套在蛋白质数据库或DNA数据库中进行相似 性比较的分析工具。它基于Altschul等的方法「2〕, 在序列数据库中对查询序列进行同源性比对工作。 BLAST程序可对一条或多条、任何数量、任何形式的 序列在一个或多个核酸或蛋白序列库中进行比对,甚 至将有缺口的比对序列也考虑在内,利用比较结果中 的得分对序列进行相似性说明。基因的序列分析可 揭示出生物物种之间的关系,在污染治理研究中可用 于生物基因组特殊区域或特异基因的测序。 2分子生物技术在环境污染物降解 中的应用 2.1土壤试样总DNA的提取 用适当方法直接从土壤中提取DNA并纯化, 是从分子生物学角度对土壤微生物进行研究的前 提条件,而后可进行酶切、PCR扩增、核酸分子杂交 等分子生物学技术操作。从土壤中提取微生物 DNA主要分为汽接法和间接法}’{。直接法是在 ogram等的方法基础卜发展起来的,其主要包括2 个步骤:(l)原位细胞裂解;(2)DNA提取和纯化。 直接法提取的DNA超过细菌总DNA的60%且省 力,但提取的DNA常常有折断、腐殖酸污染、甚至 提取物中还夹杂有未知的胞外DNA和真核生物的 DNA。最先报道间接法的是Faegri等[‘〕,其主要包 括4个步骤:(l)分散土壤;(2)分离细胞与土壤; (3)细胞裂解;(4)DNA纯化。间接法提取DNA 产量低且费力,但纯度较高、DNA损伤小,提取的 大片段DNA可用来构建cos而d和细菌人工染色体 文库等。 2.2采用PCR及相关技术扩增分析DNA片段 可降解污染物的微生物必然能产生分解代谢 该污染物的酶。selvaratnam等L’l用编码苯酚单加 氧酶dmpN摹因的RT一PCR技术来检测序列间歇 式活性污泥反应器‘{一,降解酚的假单胞菌。检测结 果表明,RT一PCR技术不仅能检测微生物降解酚的 能力,还能测量dmpN基因的转录水平,从而确定假 单胞菌特殊的分解活性,发现了在转录水平下,酚 浓度与通气时间之问存在正相关关系。 将PCR技术和变性梯度凝胶电泳(DGGE)结 合起来,在变性条件适当的情况下能分辨一个碱基 对,分辨率较高。染色后的凝胶用成像系统进行分 析,可在一定程度l几反应试样的复杂性。条带的多 少能反应试样「 一 }1微生物组成的差异,条带的亮度能 反应试样中微生物的多少。基于以上优点,日前该 技术在微生物群落结构的分析和动态研究方面得 到了厂‘泛应用。DGGE可通过分析PCR扩增的基 因点突变来探索微生物的复杂性。徐玉泉等[“〕从 某废水中分离出一株能以苯酚为惟一碳源的菌株 PHEA一2,使用PCR一DGGE技术对该菌165 rDNA进行分析,发现该菌与醋酸钙不动杆菌同源。 M盯sh等r了)利用PcR一DGGE技术获得了活性污泥 中真核微生物的种群变化情况。王峰等下8〕采用 PCR一DGGE技术对城市污水化学生物絮凝处理中 活性污泥和生物膜微生物种群结构进行了分析,结 果表明活性污泥培养前后微生物种群结构发生r 很大改变。 RAPD技术也是一种应用比较广泛的以多态性 引物来扩增某些片段的技术。RAPD技术可用于检 测含有混合微生物种群的各种微生物反应器中微 生物的多样性。用RAPD技术分析检测实验室规 模的油脂淤泥培养料中的细菌菌群发现,用油脂淤 泥改良过的培养料比未改良的更适于不同的微生 物种群生长[9j。vainio等t’。〕从516种孤立的菌落 中提取出165rDNA,经PCR扩增后进行测序,检测 活性污泥中微生物种群的结构。这些组合技术的 应用显著增强r对微生物的检测和鉴定能力,为理 论研究工艺优化及提高生物处理效率提供了条件。 2.3基因重组 基因工程技术应用于环境保护起始于20世纪 80年代。其基本原理是通过基因分离和重组技术, 将目的基因片段,比如可编码降解某种污染物的 酶,转移到受体生物细胞中并表达,使受体生物具 有该目的基因表达显现的特殊性状,从而达到治理 污染的目的。找到特定污染的抗性基因,利用基因 重组技术转基因后也可获得其他抗性植株以及筛 选到可转化污染物的植物,还可开发超量积累植物 进行污染土壤的生物修复。 罗如新等L”〕用放射性同位素标记tfdc基因片 段作探针,Southemblot杂交定位Ll菌株的邻苯二 酚1,2一双加氧酶基因位于Pstl的I片段和BamH I的M、N片段,回收并将其直接克隆至表达载体 pKT230卜,获得的重组子能转化不具开环酶活性 的甲胺磷降解菌P2,得到高于天然宿主21倍的邻 苯二酚1,2一双加氧酶。stingley等{”〕通过构建基 因文库和重组质粒等基因工程方法证实了NidAB 双加氧酶是降解菲的关键酶类,并首次鉴定出此基 因通过磷苯二甲酸实现降解功能。chae等‘”}发现 不能降解苯酚的su如lobusso扣taricu、98/2菌株中 的儿茶酚2,3一双加氧酶基因与能降解苯酚的 sulfolo右u,,o如taricu、咫有[6J源区,分析得知它们 是山共同祖先进化而来。把儿茶酚2,3一双加氧酶 基因克隆到大肠杆菌中表达,可获得有较高降解活 性的双加氧酶。 重金属污染是环境污染的重要方面之一。随 着分子生物学技术的发展,越来越多的修复性蛋白 基因正被从植物、微生物和动物中陆续分离出来, 如汞离子还原酶基因、有机汞裂解酶基因、汞转运 蛋自基因、金属硫蛋白基因、植物络合素合成酶基 因、铁离子还原酶基因和锌转运蛋白基因L’‘〕。这些 基因通过基因工程的改造,重组到合适的受休细胞 中表达相应的蛋白质和酶,达到治理难以降解的有 毒有害污染物的目的。sorsa等〔”〕把MTS插人 LamB序列的153位点,在E.eoli中表达MTs,解决 r细胞内MTs对金属离子有限的吸附能力。综L 所述,基因重组技术具有快速、高效的特性,已逐渐 成为环境生物技术的研究热点。 2.4FISH技术 FISH技术利用核糖体内长度适中(约1500bp)、 高度保守的165:RNA序列作为理想的基因分类靶 序列,其中使用的165:RNA寡核普酸探针一般是 进行了荧光标记的20bp左右特异性核昔酸片段, 利用该报告分子(如生物素、地高辛)与荧光素标记 的特异亲和素之间的免疫化学反应,经荧光检测系 统对待测DNA进行定性、定量或相对定位分析。 FISH技术能提供处理过程中微生物的数量、空间分 布和原位生理学等信息。 硝化细菌是一类生理上非常特殊的化能自氧 菌,传统的研究方法要经过富集、分离、分类和鉴定 步骤,耗时长。HSH技术的引人解决了上述困难。 FlsH技术还被广泛用于活性污泥系统、硝化流化床 反应器和膜生物反应器等废水处理系统}’61。 基因工程微生物越来越多地被用于农业害虫 控制和环境污染的生物修复,对人类健康和环境的 影响引起广泛关注。1994年出现了一种新的标记 系统:绿色荧光蛋白(GFP),由于GFP基因表达产 物对细胞没有毒害作用,且由GFP产生的荧光标记 检测卜分方便、简单。在某些被污染的环境中可分 离出降解该污染物的细菌,通过基因重组等手段使 用GFP分子标记,可更容易的分离检测被标记的 细胞叫。 Bastes等[’8]进行了苯酚降解菌染色体GFP基 因标记实验。通过PCR和Southemblot分析,证明 GFP基因已成功整合到宿主细胞的染色体中。对 标记菌与野生型的降解能力比较结果证明,GFP分 子标记的插人并不影响细胞的苯酚降解能力。 用G即标记Pseudomonasputida,研究活性淤 泥中细菌存活情况{’9飞。Pseudomonasputida被转到 活性淤泥2min后,观察到细胞在淤泥絮凝物间自 由游动;培养3d后,发现荧光细胞减少,大部分已 被合并到淤泥絮凝物中,以防止细菌被原生动物捕 食。用oFP标记石.eozi和Serraliamarceseern,考 察菌株附到絮凝物卜的过程{’()j。使用表面荧光显 微镜能将带有GFP标记的细胞从活性污泥中区分 开,井进行观察和记数。而聚焦激光扫描显微镜 (cLsM)可使GFP标记细菌产生三维轮廓,结合表 面荧光显微镜和CLSM观察GFP标记细胞,结果表 明,细胞表面疏水性在细菌附到絮凝物的过程中起 重要作用,两种细菌附在絮凝物上的模式有很大不 同,通过这种方法可更好地理解细菌赫附机理,有 助于提高废水处理效果。 3结语 分子生物技术的应用使研究人员可从微观的 角度更细致深人地了解微生物对污染物降解的具 体生理生化机制,在分子水平 _ _ [揭示生物体吸收、 迁移、积累有害物质最终被毒害,及适应、抗性等生 态问题,从而筛选到更多有利用价值的微生物。随 着越来越多微生物全部基因序列的解码,对各种细 菌体内可降解基因的分布和表达会有更深人的了 解,有关技术的发展和成熟必将对污染物的降解过 程有一个整体的、生态水平上的认识。 参考文献 l李凤,刘世贵 . 分子生物学技术在环境微生物研究中的 应用 . 世界科技研究与发展,2003,25(4):88一92 2AltsehulSF,GishW,MillerW,etal.Basieloealalign- mentsearehtool . 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生物活性肽是蛋白质中25个天然氨基酸以不同组成和排列方式构成的从二肽到复杂的线性、环形结构的不同肽类的总称,是源于蛋白质的多功能化合物。活性肽具有多种人体代谢和生理调节功能,易消化吸收,有促进免疫、激素调节、抗菌、抗病毒、降血压、降血脂等作用,食用安全性极高,是当前国际食品界最热门的研究课题和极具发展前景的功能因子。以下为几种重要生物活性肽的发展状况。乳肽早在20世纪50年代,该公司即以乳酪蛋白酶解制取了第一代的酪蛋白肽和氨基酸混合物,含5~8个氨基酸组成的肽和70%以上的游离氨基酸,用于低抗原性防过敏牛奶粉,在市场上行销40多年;60~70年代,开发出第二代的高度水解乳清蛋白肽混合物,含10~12个氨基酸组成的肽和40%~60%的游离氨基酸。以上两代产品的游离氨基酸含量过高,影响了产品的风味和生物效价;90年代,推出了低度水解乳清蛋白肽混合物,含10~15个氨基酸组成的肽和20%以下的游离氨基酸,产品风味明显改善,生物效价提高。 992年,Haque.Z.U和Mozffar.Z研究了胰蛋白酶、凝乳蛋白酶等酶的固定化反应器制取乳肽的工艺,可以通过调节流速来控制反应程度,并通过重复使用酶来降低成本。1989年,Maubois.J.D.和Ieonil.j.研究了带超滤膜的酶反应器,在反应器内加入钙和磷酸根离子,用于制备酪蛋白磷酸肽和去磷酸化酪蛋白多肽。 我国对乳肽的研究不多,主要是进行蛋白酶的筛选和酶解工艺的优化,如1991年,肖安乐等人筛选出胰蛋白酶的胰酶是水解变性乳清蛋白质的最佳酶种;1994年,王凤翼等人对胰蛋白酶控制水解α-酪蛋白的最佳条件进行了优选;张和平等人采用胰蛋白酶水解热敏性乳清蛋白,获得热稳定好、易溶解的多肽,并以此开发出稳定性良好的乳清饮料;1995年,于江虹也从牛乳酪蛋白中分离提纯获得酪蛋白磷酸肽,证实了其在小肠中可与钙、铁等矿物质形成可溶性络合物,促进人体对钙、铁的吸收;广州市轻工研究所生产的酪蛋白磷酸肽CPP含量达85%以上,易溶于水,加工性能稳定,已在我国市场上推出。最近,我国生物工作者开发了采用微生物发酵控制、蛋白转化率高的乳肽产品,其中氨态氮占20%左右、肽态氮占80%左右,产品无不良气味,已获专利;湖北工学院吴思方等人进行了固定化胰蛋白酶生产酪蛋白磷酸肽的研究,CPP得率为21.3%,产品中CPP总含量为15%,此工艺中酶可重复多次使用,既降低了成本,又有利于产品分离和生产自动化。大豆肽大豆肽是大豆蛋白质经酸法或酶法水解后分离、精制而得到的多肽混合物,以3~6个氨基酸组成的小分子肽为主,还含有少量大分子肽、游离氨基酸、糖类和无机盐等成分,分子质量在1000μ以下。大豆肽的蛋白质含量为85%左右,其氨基酸组成与大豆蛋白质相同,必需氨基酸的平衡良好,含量丰富。大豆肽与大豆蛋白相比,具有消化吸收率高、提供能量迅速、降低胆固醇、降血压和促进脂肪代谢的生理功能以及无豆腥味、无蛋白变性、酸性不沉淀、加热不凝固、易溶于水、流动性好等良好的加工性能,是优良的保健食品素材。 大豆肽的生产有酸法水解和酶法水解。酸法因水解程度不易控制、生产条件苛刻、氨基酸受到损害而很少采用;酶法水解易控制、条件温和、不损害氨基酸而大多被采用。酶的选择至关重要。通常选用胰蛋白酶、胃蛋白酶等动物蛋白酶,也可选用木瓜和菠萝等植物蛋白酶。但应用较广的主要是放线菌166、枯草芽孢杆菌1389、栖土曲霉3942、黑曲霉3350和地衣型芽杆菌2709等微生物蛋白酶。 20世纪70年代初,美国首先研制出大豆肽,D.S公司建成了年产5000吨食用大豆肽装置;日本于80年代开始研制大豆肽,不二制油公司首先采用酶法规模化生产出3种大豆肽,雪印和森永等乳业公司应用大豆肽生产食品。 我国近几年也开展了大豆肽的生产和应用研究。江西省科学院高科技中心李雄辉等人采用ASI389中性蛋白酶和木瓜蛋白酶双酶水解生产大豆肽,使大豆肽生成率为62.9%,肽态氮含量大于85%,游离氨基酸含量小于8%,平均肽键长度5~8,分子质量2000μ左右。双酶水解工艺既缩短了酶解时间、提高了蛋白质水解度,又减轻了产品苦味。华南理工大学黄惠华等人用木瓜蛋白酶对大豆分离蛋白进行水解试验,测得木瓜蛋白酶的动力学常数。另外,无锡轻工大学的葛文光对大豆肽的生理功能及作用效果进行了研究;郭敏亮采用豆粕生产出大豆肽饮料等。 根据大豆肽的理化特性,可用大豆肽为基本素材,开发肠胃功能不良者和消化道手术病人康复的肠道营养食品的流态食品、降胆固醇、降血压、预防心血管疾病的保健食品,增强肌肉和消除疲劳的运动员食品、婴幼儿及老年人保健食品、促进脂肪代谢的减肥食品、酸性蛋白饮料和用作促进微生物生长、代谢的发酵促进剂等。高F值寡肽高F值寡肽即是由动、植物蛋白酶解后制得的具有高支链、低芳香族氨基酸组成的寡肽,以低苯丙氨酸寡肽为代表,具有独特的生理功能。F值是指支链氨基酸(BCAA)与芳香族氨基酸(AAA)的摩尔比值。 1976年,Yamashita等人首次利用胃蛋白酶和链霉蛋白酶从鱼蛋白和大豆分离蛋白酶解中制得含低苯丙氨酸的寡肽混合物,产率分别为69.3%和60.9%,苯丙氨酸含量分别为0.05%和0.23%。1982年,Nakhost等人用α-胰凝乳蛋白酶和羧肽酶A酶解大豆蛋白,也制得相似的产物。1986年,Soichi等人进行了多种酶分别酶解乳清蛋白制取低苯丙氨酸寡肽的多种工艺、方法试验,结果以胃蛋白酶-链霉蛋白酶两步水解法为佳,产品得率为81.0%、苯丙氨酸含量为0.30%。1991年,Shinya等人用嗜碱蛋白酶和肌动蛋白酶水解玉米醇溶蛋白,制取了无苦味高F值寡肽,产率为56.0%,F值20.00,AAA含量为1.86%。 1996年,西班牙的Bautista等人用肌动蛋白酶和Kerase中性蛋白酶酶解葵花浓缩蛋白,制取高F值寡肽,产率为24.8%,F值为20.47,AAA含量为1.01%。王梅也在1992年首次采用碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶降解玉米黄粉;成功地研制出高F值寡肽混合物,产率为7.9%,F值为31.00,AAA含量为0.06%,完全符合高F值制剂的要求,为解决玉米湿法淀粉厂副产品——黄粉的综合利用开创了新路子。 高F值寡肽具有消除或减轻肝性脑病症状、改善肝功能和改善多种病人蛋白质营养失常状态及抗疲劳等功能,除可制作治疗肝疾药品外,还可广泛用作保肝、护肝功能食品,烧伤、外科手术、脓毒血症等高付出病人及消化酶缺乏患者的蛋白营养食品和肠道营养剂,高强度劳动者和运动员食品营养强化剂等。谷胱甘肽(GSH)谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸经肽键缩合而成的活性三肽,广泛存在于动物肝脏、血液、酵母和小麦胚芽中,各种蔬菜等植物组织中也有少量分布。谷胱甘肽具有独特的生理功能,被称为长寿因子和抗衰老因子。日本在50年代开始研制并应用于食品,现已在食品加工领域得到广泛应用。我国对谷胱甘肽的研究尚处于起步阶段。 谷胱甘肽的生产方法主要有溶剂萃取法、化学合成法、微生物发酵法和酶合成法等4种,其中利用微生物细胞或酶生物合成谷胱甘肽极具发展潜力,目前即以酵母发酵法生产为主。 由于谷胱甘肽分子有一个特异的γ-肽键,决定了它在人机体中的许多重要生理功能,如蛋白质和核糖核酸的合成、氧及营养物质的运输、内源酶的活力、代谢和细胞保护、参与体内三羧酸循环及糖代谢,具有抗氧化、抗疲劳、抗衰老、清除体内过多自由基、解毒护肝、预防糖尿病和癌症等功效,因此而成为机体防御功能肽的代表。谷胱甘肽除可在临床上用作治疗眼角膜疾病,解除丙烯酯、氟化物、重金属、一氧化碳、有机溶剂等中毒症状的解毒药物外,还可用于运动营养食品和功能食品添加剂等。中国在生物活性肽的研究开发上,从事活性肽的研究单位也多从医药角度出发,研究力量及投入较少,限制了活性肽药食两用功能的发挥,市场上国产的活性肽药品和食品寥寥无几。但近几年研究逐步活跃起来,报道渐多,前景看好。当前生物活性肽研究开发的方向是:肽的定向酶解技术开发,包括高效、专一性强的酶种选育、复合酶系共同作用机理、机制,脱苦微生物的分离、纯化和机理研究,酶解工艺改进技术等;功能性肽的分离、分析技术开发,包括新型高效分离设备和分离工艺,灵敏度高、简单易行的目标肽活性分析检测体系和分析技术及下游精制技术;肽的功能性生物学评价研究;生物活性肽功能食品开发等。

生物学活性检测论文

生物活性肽是蛋白质中25个天然氨基酸以不同组成和排列方式构成的从二肽到复杂的线性、环形结构的不同肽类的总称,是源于蛋白质的多功能化合物。活性肽具有多种人体代谢和生理调节功能,易消化吸收,有促进免疫、激素调节、抗菌、抗病毒、降血压、降血脂等作用,食用安全性极高,是当前国际食品界最热门的研究课题和极具发展前景的功能因子。以下为几种重要生物活性肽的发展状况。乳肽早在20世纪50年代,该公司即以乳酪蛋白酶解制取了第一代的酪蛋白肽和氨基酸混合物,含5~8个氨基酸组成的肽和70%以上的游离氨基酸,用于低抗原性防过敏牛奶粉,在市场上行销40多年;60~70年代,开发出第二代的高度水解乳清蛋白肽混合物,含10~12个氨基酸组成的肽和40%~60%的游离氨基酸。以上两代产品的游离氨基酸含量过高,影响了产品的风味和生物效价;90年代,推出了低度水解乳清蛋白肽混合物,含10~15个氨基酸组成的肽和20%以下的游离氨基酸,产品风味明显改善,生物效价提高。 992年,Haque.Z.U和Mozffar.Z研究了胰蛋白酶、凝乳蛋白酶等酶的固定化反应器制取乳肽的工艺,可以通过调节流速来控制反应程度,并通过重复使用酶来降低成本。1989年,Maubois.J.D.和Ieonil.j.研究了带超滤膜的酶反应器,在反应器内加入钙和磷酸根离子,用于制备酪蛋白磷酸肽和去磷酸化酪蛋白多肽。 我国对乳肽的研究不多,主要是进行蛋白酶的筛选和酶解工艺的优化,如1991年,肖安乐等人筛选出胰蛋白酶的胰酶是水解变性乳清蛋白质的最佳酶种;1994年,王凤翼等人对胰蛋白酶控制水解α-酪蛋白的最佳条件进行了优选;张和平等人采用胰蛋白酶水解热敏性乳清蛋白,获得热稳定好、易溶解的多肽,并以此开发出稳定性良好的乳清饮料;1995年,于江虹也从牛乳酪蛋白中分离提纯获得酪蛋白磷酸肽,证实了其在小肠中可与钙、铁等矿物质形成可溶性络合物,促进人体对钙、铁的吸收;广州市轻工研究所生产的酪蛋白磷酸肽CPP含量达85%以上,易溶于水,加工性能稳定,已在我国市场上推出。最近,我国生物工作者开发了采用微生物发酵控制、蛋白转化率高的乳肽产品,其中氨态氮占20%左右、肽态氮占80%左右,产品无不良气味,已获专利;湖北工学院吴思方等人进行了固定化胰蛋白酶生产酪蛋白磷酸肽的研究,CPP得率为21.3%,产品中CPP总含量为15%,此工艺中酶可重复多次使用,既降低了成本,又有利于产品分离和生产自动化。大豆肽大豆肽是大豆蛋白质经酸法或酶法水解后分离、精制而得到的多肽混合物,以3~6个氨基酸组成的小分子肽为主,还含有少量大分子肽、游离氨基酸、糖类和无机盐等成分,分子质量在1000μ以下。大豆肽的蛋白质含量为85%左右,其氨基酸组成与大豆蛋白质相同,必需氨基酸的平衡良好,含量丰富。大豆肽与大豆蛋白相比,具有消化吸收率高、提供能量迅速、降低胆固醇、降血压和促进脂肪代谢的生理功能以及无豆腥味、无蛋白变性、酸性不沉淀、加热不凝固、易溶于水、流动性好等良好的加工性能,是优良的保健食品素材。 大豆肽的生产有酸法水解和酶法水解。酸法因水解程度不易控制、生产条件苛刻、氨基酸受到损害而很少采用;酶法水解易控制、条件温和、不损害氨基酸而大多被采用。酶的选择至关重要。通常选用胰蛋白酶、胃蛋白酶等动物蛋白酶,也可选用木瓜和菠萝等植物蛋白酶。但应用较广的主要是放线菌166、枯草芽孢杆菌1389、栖土曲霉3942、黑曲霉3350和地衣型芽杆菌2709等微生物蛋白酶。 20世纪70年代初,美国首先研制出大豆肽,D.S公司建成了年产5000吨食用大豆肽装置;日本于80年代开始研制大豆肽,不二制油公司首先采用酶法规模化生产出3种大豆肽,雪印和森永等乳业公司应用大豆肽生产食品。 我国近几年也开展了大豆肽的生产和应用研究。江西省科学院高科技中心李雄辉等人采用ASI389中性蛋白酶和木瓜蛋白酶双酶水解生产大豆肽,使大豆肽生成率为62.9%,肽态氮含量大于85%,游离氨基酸含量小于8%,平均肽键长度5~8,分子质量2000μ左右。双酶水解工艺既缩短了酶解时间、提高了蛋白质水解度,又减轻了产品苦味。华南理工大学黄惠华等人用木瓜蛋白酶对大豆分离蛋白进行水解试验,测得木瓜蛋白酶的动力学常数。另外,无锡轻工大学的葛文光对大豆肽的生理功能及作用效果进行了研究;郭敏亮采用豆粕生产出大豆肽饮料等。 根据大豆肽的理化特性,可用大豆肽为基本素材,开发肠胃功能不良者和消化道手术病人康复的肠道营养食品的流态食品、降胆固醇、降血压、预防心血管疾病的保健食品,增强肌肉和消除疲劳的运动员食品、婴幼儿及老年人保健食品、促进脂肪代谢的减肥食品、酸性蛋白饮料和用作促进微生物生长、代谢的发酵促进剂等。高F值寡肽高F值寡肽即是由动、植物蛋白酶解后制得的具有高支链、低芳香族氨基酸组成的寡肽,以低苯丙氨酸寡肽为代表,具有独特的生理功能。F值是指支链氨基酸(BCAA)与芳香族氨基酸(AAA)的摩尔比值。 1976年,Yamashita等人首次利用胃蛋白酶和链霉蛋白酶从鱼蛋白和大豆分离蛋白酶解中制得含低苯丙氨酸的寡肽混合物,产率分别为69.3%和60.9%,苯丙氨酸含量分别为0.05%和0.23%。1982年,Nakhost等人用α-胰凝乳蛋白酶和羧肽酶A酶解大豆蛋白,也制得相似的产物。1986年,Soichi等人进行了多种酶分别酶解乳清蛋白制取低苯丙氨酸寡肽的多种工艺、方法试验,结果以胃蛋白酶-链霉蛋白酶两步水解法为佳,产品得率为81.0%、苯丙氨酸含量为0.30%。1991年,Shinya等人用嗜碱蛋白酶和肌动蛋白酶水解玉米醇溶蛋白,制取了无苦味高F值寡肽,产率为56.0%,F值20.00,AAA含量为1.86%。 1996年,西班牙的Bautista等人用肌动蛋白酶和Kerase中性蛋白酶酶解葵花浓缩蛋白,制取高F值寡肽,产率为24.8%,F值为20.47,AAA含量为1.01%。王梅也在1992年首次采用碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶降解玉米黄粉;成功地研制出高F值寡肽混合物,产率为7.9%,F值为31.00,AAA含量为0.06%,完全符合高F值制剂的要求,为解决玉米湿法淀粉厂副产品——黄粉的综合利用开创了新路子。 高F值寡肽具有消除或减轻肝性脑病症状、改善肝功能和改善多种病人蛋白质营养失常状态及抗疲劳等功能,除可制作治疗肝疾药品外,还可广泛用作保肝、护肝功能食品,烧伤、外科手术、脓毒血症等高付出病人及消化酶缺乏患者的蛋白营养食品和肠道营养剂,高强度劳动者和运动员食品营养强化剂等。谷胱甘肽(GSH)谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸经肽键缩合而成的活性三肽,广泛存在于动物肝脏、血液、酵母和小麦胚芽中,各种蔬菜等植物组织中也有少量分布。谷胱甘肽具有独特的生理功能,被称为长寿因子和抗衰老因子。日本在50年代开始研制并应用于食品,现已在食品加工领域得到广泛应用。我国对谷胱甘肽的研究尚处于起步阶段。 谷胱甘肽的生产方法主要有溶剂萃取法、化学合成法、微生物发酵法和酶合成法等4种,其中利用微生物细胞或酶生物合成谷胱甘肽极具发展潜力,目前即以酵母发酵法生产为主。 由于谷胱甘肽分子有一个特异的γ-肽键,决定了它在人机体中的许多重要生理功能,如蛋白质和核糖核酸的合成、氧及营养物质的运输、内源酶的活力、代谢和细胞保护、参与体内三羧酸循环及糖代谢,具有抗氧化、抗疲劳、抗衰老、清除体内过多自由基、解毒护肝、预防糖尿病和癌症等功效,因此而成为机体防御功能肽的代表。谷胱甘肽除可在临床上用作治疗眼角膜疾病,解除丙烯酯、氟化物、重金属、一氧化碳、有机溶剂等中毒症状的解毒药物外,还可用于运动营养食品和功能食品添加剂等。中国在生物活性肽的研究开发上,从事活性肽的研究单位也多从医药角度出发,研究力量及投入较少,限制了活性肽药食两用功能的发挥,市场上国产的活性肽药品和食品寥寥无几。但近几年研究逐步活跃起来,报道渐多,前景看好。当前生物活性肽研究开发的方向是:肽的定向酶解技术开发,包括高效、专一性强的酶种选育、复合酶系共同作用机理、机制,脱苦微生物的分离、纯化和机理研究,酶解工艺改进技术等;功能性肽的分离、分析技术开发,包括新型高效分离设备和分离工艺,灵敏度高、简单易行的目标肽活性分析检测体系和分析技术及下游精制技术;肽的功能性生物学评价研究;生物活性肽功能食品开发等。

水质检测中生物检测技术的使用论文

在日常学习和工作中,大家总少不了接触论文吧,论文是学术界进行成果交流的工具。那么你有了解过论文吗?以下是我为大家收集的水质检测中生物检测技术的使用论文,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。

摘要:

近年来,随着我国环保事业的逐步成熟,社会各界对环境污染问题给予了广泛的重视,特别是水质安全问题,直接影响着广大群众的正常生活。为了更好地保障人民群众的用水安全及生态环境的和谐发展,就必须加强水质检测工作的管控力度,运用科学先进的现代化技术手段,提升水质检测数据的精确性和可靠性,为人民群众的安全用水提供坚实的技术保障。鉴于此,本文就着重围绕水质检测环节中生物检测技术的具体应用进行了深入探究。

关键词:

生物检测技术;水质检测;应用:探究;

引言:

水是人们赖以生存的重要资源,水质的好坏不仅会影响到人们的生命安全,同时也会影响到正常的社会生产秩序,然而,近年来我国工业及农业产业的迅猛发展,都不可避免的加剧了我国水环境的污染问题。为了有效改善这一局面,就必须加强水质检测工作的监管力度,运用科学先进的生物检测技术,来提升水质检测工作的技术水平,确保水质检测结果的科学性和准确性,推动水质检测工作的顺利开展。

1、生物检测技术的含义及相关特性探究

(1)生物检测技术的具体含义。

生物检测的含义主要是指通过某些生物个体、群落来对周边环境污染及变化情况进行客观反映,以此来作为环境质量检测重要的参考依据。近年来,受到外界各种因素的不同影响,对我国的水资源带来了严重的破坏,由于其污染源头较为复杂,这就需要科学先进的技术手段对其进行全面深入的检测分析,而生物检测技术的优势就在于可以在特殊环境中对水污染效应进行充分展示,有效弥补了传统检测技术的不足之处。

(2)生物检测技术的相关特性。

对于生物检测技术的相关特性,我们可以结合以下三点进行分析:其一,相较理化检测的具体应用而言,生物检测技术可以在某些特定区域内对生物的污染情况加以充分反映,彻底打破了理化检测的局限性,使水质检测结果的精确性得到了进一步的提升。其二,针对仪器设备的具体应用而言,由于部分生物对污染物的反应情况较为敏感细微,但无法通过仪器设备对其进行精准的检测,这势必会影响到检测数据的准确性,而通过对生物检测技术的科学运用,就能够对微量污染物所产生的反应进行充分展示,同时还可以清晰的展示出相应的受损效应。其三,在整个生态系统之中,为了能够使微量的有毒有害物质形成聚集效果,便可以借助生物链来完成,当到达食物链末端时便可以使污染物的浓度得到显着的提升,为检测工作提供重要的参考依据。

2、水质检测的基本概况及影响要素探究

(1)水质检测的基本概况。

水资源是人们赖以生存的重要资源,同时也是宝贵的非可再生资源。近年来,我国政府部门在推动经济发展的同时对环境保护愈加重视,随着环保宣传的广泛开展,社会各界都对环保理念有了全新的认识。水质检测工作的重要价值不仅体现在人们的安全用水方面,同时也对生态环境的保护与研究发挥着非常重要的作用。结合目前的实际情况来看,水质检测在社会各个领域都得到了较为广泛的运用,水质检测对推动社会与生态环境的和谐发展具有非常重要的影响。

(2)水质检测的影响要素。

针对水质检测的影响要素,主要体现在以下三个方面:首先,是水样来源的具体影响,结合水质检测环节来看,假如检测人员对水样来源的具体情况没有进行全面掌握,就有可能对解决措施作出错误的判断,无法有效的解决该区域水源的污染问题,因此,在开展水质检测工作的具体操作之前,检测人员必须要对水质来源进行全面的了解,并结合实际情况制定出妥善的解决措施,使水质检测工作的重要价值得以充分发挥。其次,是针对类别方面的影响要素,在对水样水质进行具体检测时,必须要依据水质的不同选用适宜的水质检测方法,这就要求检测人员必须要认真对待检测工作,并严格依照检测工作的相关流程实施具体的检测操作。对此,检测人员要对不同的水质进行分析研究,针对不同水质的差异性做出准确判断,然后再运用科学合理的检测技术来对水样进行水质检测,这样才能确保水质检测数据的精确性,并使其成为相关部门制定解决方案的重要参考依据。最后,针对人为方面的影响因素,在进行水质检测的具体操作时,检测人员作为最直接的参与者,在整个检测环节中占据着非常重要的地位。为了有效避免人为操作失误情况的发生,就必须加强对整个检测环节的监管力度,在开始检测之前,要对检测仪器、试剂以及玻璃器皿等重要物品进行详细的检查,在确定一切符合标准,严格规范取样工作;进行检测工作时,检测所用的药品,一定要确保其在有效期内,过期变质的药物必须马上进行更换,检测工作要在规定时间内。另外,针对整个检测环节而言,检测人员还必须严格遵循检测标准来规范自身的实际操作,同时还要保证检测记录的准确性和客观性,从根本上避免人为失误对检测结果所造成的不利影响。

3、水质检测中生物检测技术的实际应用探究

(1)发光细菌检测技术的具体应用。

发光细菌检测技术可以对水样中存在的大部分有毒有害物质进行检测,因此在重金属以及有机物等检测领域中得到了较为广泛的运用。然而在具体的检测环节中,发光细菌检测技术也存在一定的弊端,如操作繁杂以及误差较大等相关问题。随着科技水平的日益发展,电子技术已对发光细菌检测技术做出了相应的完善,如紫外分光光度法以及荧光光度法等检测手段的辅助,可以有效提升水质检测工作的质量和效率,确保检测数据的精确性和可靠性。

(2)生物行为反应检测技术的`具体应用。

生物行为反应检测技术的操作原理主要体现在借助生物受污染物危害后所出现的趋利避害行为反应对水体污染的具体情况加以评断,并对水体污染的安全浓度加以确定,然后依据水体的实际污染情况制定出合理准确的预警措施。生物行为反应检测技术通常运用在鱼、水蚤以及双壳软体动物等生物的具体检测中,同时在实施淡水生物检测环节中一般会运用斑马鱼进行具体的检测操作,这主要是由于斑马鱼会在水质污染的情况下迅速做出行为反应,为水质检测工作提供了非常重要的参考依据。在海洋环境中,通常会运用双壳生物活体来检测水体的污染情况,而在淡水环境中,则一般会借助鱼类来完成具体的检测工作。针对贻贝双壳距离变化的具体检测操作,可以借助电磁感应技术来进行落实,此外,还可以借助高频电磁感应系统对贝壳类物质的运动情况实施检测。

(3)微生物群落检测技术的具体应用。

微生物群落检测技术通常运用于对细菌、真菌以及原生动物等微型生物在水体中的物种频率及数量的检测工作,然后再结合先进的电子技术对分布指数进行精准的计算,最后依据分布指数的具体数值对水质污染程度进行评断。伴随科技水平的全面发展,微生物群落检测技术也得到了相应的完善,检测评价指标的增加就是一个很好的证明,一般较为常见的检测评价指标有原物种种类指标、植鞭毛虫百分值以及异样性指数等。通过对生物检测技术的合理运用,使我国的水质检测技术水平得到了更好的完善与提升,这在生态环境的保护工作以及为人们提供优质用水资源等方面都发挥出了非常重要的作用。与此同时,在微生物群落检测技术的发展之中,数学分析的实用性也在逐步攀升,数学分析与计算机技术的联合应用有效拓展了生物群落参数变化规律的检测范围,使微生物群落检测技术的重要价值得以充分展现,同时对提升检测数据的精确性和可靠性也有着非常积极的影响。

(4)底栖动物及两栖动物检测技术的具体应用。

底栖动物及两栖动物检测技术的主要原理为运用生物在水体中的出现、消失以及数量的多少对水质进行具体的检测,底栖动物及两栖动物的检测参数主要包括BI指数以及群落多样性指数等。通过对两栖动物行为及生物指标的全面检测可以对水体的整体质量进行评估,尤其是在检测发育阶段中可以实现对环境因子变化的进一步感应。

4、水质检测环节中生物检测技术的应用前景探究

(1)分子生态毒理学应用于水质污染检测。

分子生态毒理学检测技术通常被运用于污染物及其代谢物与细胞内大分子代谢作用的具体研究,在对发生作用的靶分子进行研究后,便可以对个体、种群以及群落的基本情况进行预报。在科技水平日益提升的今日,生物体内胆碱酯酶活性检测被广泛运用于海水及淡水资源水质污染的检测工作。

(2)遗传毒理学应用于水质污染检测。

遗传毒理学检测原理主要是借助DNA链损伤程度的检测对遗传毒性加以判断的检测技术,相比微核试验操作而言,遗传毒理学检测技术的效果更加显着,主要是因为单细胞凝胶电泳能够对低浓度的有毒有害物质进行准确的检测,SOS显色方案作为遗传毒理学检测技术的另一种检测方法,其具体的操作原理表现在受到外界范围损伤及抑制的干扰下,DNA分子会进行错误修复,在经过遗传毒物处理后而出现的反应便可以称为SOS应答,SOS检测方法具有灵敏性强且操作便捷等技术优势。

5、结语

结合以上论述可以看出,伴随社会经济的飞速发展,工业及农业产业规模的不断壮大,加剧了我国的水污染问题。对此,为了有效解决这一难题,相关部门就必须对水质检测工作给予高度的重视,通过对生物检测技术的科学运用,使水质检测工作的效率和质量得到进一步的提升,在确保检测数据准确性的基础之上,为人民群众提供优质的用水资源,以此来推动社会与生态环境的可持续发展。

参考文献:

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[4]陈朋利谈生物技术在水质检测与污水处理中的应用[J]环境与发展, 2019,31(09):81—82.

[5]施小玲.水质检测与污水处理中生物技术的应用分析[J].化工管理2019(21):42—43.

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[7]杨磊生物技术在水质检测与污水处理中的应用[J]工程技术研究, 2019,4(05): 102+130.

淀粉酶活性检测论文

【方法】 1.酶液提取:称取25℃下萌发3~4天的小麦种子1.0g(芽长1.0~1.5cm),置研钵中,加少量石英砂和2ml蒸馏水,研磨成匀浆后转入离心管中,用7ml蒸馏水分次将残渣洗入离心管提取液在室温下放置提取15~20min,每隔数分钟搅动1次,使其充分提取。 然后在3000rpm转速下离心10min,将上清液倒入50ml容量瓶中,加蒸馏水定容至刻度,摇匀,即为淀粉酶原液。吸取上述淀粉酶原液5ml,放入50ml容量瓶中,用蒸馏水定容至刻度摇匀,即为淀分酶稀释液。 2.麦芽糖标准曲线制作:取7支干净的具塞刻度试管,编号,按表33-1加入试剂。 表33-1 制作麦芽糖标准曲线配方表 试 剂 管 号 1 2 3 4 5 6 7 麦芽糖标准液(ml) 0 0.2 0.4 0.8 1.2. 1.6 2.0 蒸馏水(ml) 2.0 1.8 1.6 1.2 0.8 0.4 0 麦芽糖含量(mg) 0 0.2 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 3,5-二硝基水杨酸(ml) 2 2 2 2 2 2 2 摇匀,置沸水中浴中煮沸5min。取出后流水冷却,加蒸馏水定容至20ml。以1号管作为空白调零点,在540nm波长下比色测定。以麦芽糖含量为横坐标,吸光度值为纵坐标,绘制标准曲线。 3.酶活力的测定:取6支干净的具塞刻度试管,编号,按表33-2进行操作。 表33-2 配活力的测定配方表 操作项目 管 号 Ⅰ-1 Ⅰ-2 Ⅰ-3 Ⅱ-1 Ⅱ-2 Ⅱ-3 淀粉酶原液(ml) 1.0 1.0 1.0 0 0 0 钝化β-淀粉酶 置70℃水浴中15min,取出后在流水中冷却 淀粉酶稀释液(ml) 0 0 0 1 1 1 DNS试剂(ml) 2.0 0 0 2.0 0 0 预保温 40℃恒温水浴中保温10min 1%淀粉溶液(ml)(40℃) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 保温 40℃恒温水浴中准确保温5min DNS试剂(ml) 0 2.0 2.0 0 2.0 2.0 摇匀,置沸水浴中5min,取出后冷却,加蒸馏水至20ml。摇匀,在540nm波长下比色,记录测定结果。 4.结果计算:用Ⅰ-2、Ⅰ-3吸光度平均值与Ⅰ-1吸光度值之差,在标准曲线上查出相应的麦芽糖含量(mg),再按下式计算α-淀粉酶的活力(Aα),淀粉酶活性以麦芽糖mg·g-1·min-1表示: Aα= Ⅱ-2、Ⅱ-3吸光度平均值与Ⅱ-1吸光度值之差,在标准曲线上查出相应的麦芽糖含量(mg),按下式计算(α+β)-淀粉酶总活力AT: AT= 式中 A—淀粉酶活性,Aα为α-淀粉酶的活性,AT为淀粉酶总活性,主要是α、β淀粉酶的活性; Cα—α-淀粉酶水解淀粉生成的麦芽糖量(查标准曲线求值,以下同); CT—(α+β)淀粉酶共同水解淀粉生成的麦芽糖量; V1—显色所用酶液体积(ml); t—酶作用时间(min); Vt—样液稀液总体积(α-淀粉酶为50ml,α+β淀粉酶为500ml); FW—样品鲜重(g)。

你好,你是想问实际工作淀粉酶活性的测定必要性是什么吗?实际工作淀粉酶活性的测定必要性是反映酶活力。在实际工作中测定淀粉酶的活性具有重要的意义,淀粉酶普遍存在于植物体内,特别是萌发后的禾谷类种子淀粉酶活性最强,其活性高低可以衡量种子萌发速率,当测定了淀粉酶活性就可以必要的反映酶活力,可了解底物的降解速率。淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶类总称,通常通过淀粉酶催化水解织物上的淀粉浆料,由于淀粉酶的高效性及专一性,酶退浆的退浆率高,退浆快,污染少,产品比酸法、碱法更柔软,且不损伤纤维。

药学毕业论文开题报告篇3 题 目 名 称: 番泻叶对小鼠尿量的影响 研究现状: 一、普鲁兰酶 普鲁兰酶(Pullulanase,EC.3. 2. 1. 41)是一种能够专一性切开支链淀粉分支点中的α-1.6糖苷键,从而剪下整个侧枝,形成直链淀粉的脱支酶。普鲁兰酶还可以分解普鲁兰多糖,普鲁兰酶来源于微生物,R-酶则来源于植物。普鲁兰酶最初是由Bender和Wallenfels于1961年通过产气气杆菌Aerobacter. aerogenes}(典型菌为肺炎克雷伯氏杆Klebsiella.pneumoniae)发酵获得,他们报道了该酶良好的酶学性能。之后,各国的科研人员经过广泛深入研究,从不同的地区、微生物中获得该酶,掀起了开发普鲁兰酶的高潮。 在淀粉加工工业中,α淀粉酶最为常用,它的功能是水解淀粉的α-1,4糖苷键,单独用它时,产物中含有大量分支结构的糊精,其中就含有大量的α-1,6糖苷键。假如不把淀粉的α-1,6糖苷键彻底分解的话,势必会造成很大的浪费。自然界中,存在有能分解淀粉的α-1,6糖苷键的酶,通称为解支酶。如寡α-1,6葡萄糖苷酶( E.C3.2.1.68, Oligo-l,6-glucosidase ),普鲁兰酶(E.C3.2.1.41Pullulanase ),异淀粉酶( E.C3.2.1.68, Isoamylose ),支链淀粉一6-葡聚糖酶( E.C3.2.1.69,Amylopectin-6-gluanohydrase ),其中普鲁兰酶要求的底物分子结构最小,故而可以将最小单位的支链分解,导致可以最大限度的利用淀粉,所以在淀粉加工工业中有着重要的用途和良好的市场前景。故而许多国家都争相开发,但是到现在为止,只有丹麦的NOVO公司具有普鲁兰酶的生产能力。我国只有向其进口,但是其价格昂贵,限制了普鲁兰酶在我国的应用。其实,我国早在七十年代就开发普鲁兰酶的产生菌,但是该菌的酶学性质不适合生产,至今我国在普鲁兰酶的国产化方面还没有报道。 在淀粉的加工行业上,对普鲁兰酶的酶学性质的要求是耐酸耐热,其原因是因为通常使用外加酶化法,由于所用酶类的限制,普鲁兰酶的添加可以在两步反应的任何一步,但必须满足上述的反应的条件。因此所开发的普鲁兰酶的酶学性质必须满足现有的酶法水解制糖的条件,也就是耐酸耐热。 二、普鲁兰酶的研究现状 1.产普鲁兰酶的微生物 普鲁兰酶最初是由Bender和Wallenfels于1961年通过产气杆菌(Aerobacter aerogenes)发酵获得。他们报道了该酶的良好性能之后,各国的科研人员经过广泛深入的研究,从不同的地区的微生物中获得该酶,掀起了开发普鲁兰酶的高潮。但是迄今为止,尽管发现许多微生物能够产普鲁兰酶,但是由于当今工业生产条件(酸性,温度),大多数微生物所产的普鲁兰酶并无商业价值。以下便介绍一下普鲁兰酶的生产菌种。 1.1蜡状芽抱杆菌覃状变种(Bacillus cereus Var.mycodes) 由日本的ToshiyukiTakasaki于1975年发现。该菌同时产生两种淀粉酶:β-淀粉酶和普鲁兰酶。最佳作用条件为pH6~6.5,温度50℃,最大转化率(淀粉水解产生麦芽糖)大约为95%.酶学研究中发现,此酶在pH5,温度60℃依然保持大部分活性,该菌的营养细胞呈棒杆状,聚集成长短不等紊乱链状,无运动性,格兰氏阳性,产芽抱时细胞无明显膨胀。该菌最适生长温度30℃~37℃ ,最高生长温度在41℃~45℃,可以利用葡萄糖,甘露糖,麦芽糖,海藻糖,淀粉和糖原。 1.2嗜酸性分解普鲁兰多糖芽抱杆菌(BaciIluS.Acidopullulyticus) 上世纪八十年代初,丹麦Novo公司获得此菌,此菌所生产的普鲁兰酶耐热 (60℃),耐酸(pH4.5)。该公司经过投入巨资开发研究,1983年Nov。公司在日本和欧洲市场同时商业化销售,商品名Prornozyme。如今,它是应用最广,产量最大的普鲁兰酶。Bacillus.Acidopullrrlyticus呈棒状,深层发酵几小时后,可观察到类原生质体的膨胀细胞,较稳定,饱子呈圆柱体或椭圆体。格兰氏反应阳性,37℃生长良好,45℃以上和pI-1高于6.5以上不长,在以普鲁兰糖为碳源的培养基((pH4.8 ~5.2)上生长良好。 1.3枯草芽饱杆菌(Bacillus subtilis) 1986年,日本的Yushiyuki Takasaki报道了一株能产生耐热耐酸普鲁兰酶的菌种,被命名为Bacillus subtilis TU。此菌种所产生的酶为普鲁兰酶和淀粉酶的混合物,可水解淀粉为麦芽三糖和麦芽搪.水解普鲁兰糖为麦芽三糖,其中普鲁兰酶最佳作用pH为7.0~7.5,但在pH5.0时亦有约50%的酶活,此普鲁兰酶最佳作用温度60℃。 1.4耐热产硫梭菌(Clostridum Themosulfurogenes) 1987年.德国的E.madi等报道了一株能同时产a淀粉酶、普鲁兰酶和葡萄糖淀粉酶的菌种:耐热产硫梭菌。该菌种所产普鲁兰酶有较广的温度适应范围(40℃~85℃),在pH4.5~6.0有较高的活性,在如此广的范围内都有较强活力无疑将扩大该普鲁兰酶的应用领域. 1.5 Bacillusnaganoensis,Bacillus deramificans,Bacillus.Acidopullulyticus 上世纪九十年代,Deweer发现了普鲁兰酶产生菌Bacillus naganoensis;Tomimura筛选出Bacillus deramifrcans。这两株菌所产的普鲁兰酶的酶学性质与Bacillus. Acidopullulyticus的酶学性质相似。这两株菌都是中度嗜酸菌,在pH6.5以上就不生长,温度超过45℃以上同样也不生长。这两株普鲁兰酶产生菌的发现,进一步拓宽了普鲁兰酶的应用。 1.6产普鲁兰酶的高温菌菌种 自上世纪八十年代以来,人们逐渐意识到在通常的自然条件下,很难筛选得到极端耐热的普鲁兰酶生产菌种,于是各国的科学家便把目光转移到温泉嗜高温细菌的筛选,而且现在已经取得较多的成果。Bacillus如vorcaldarius所产普鲁兰酶的最适温度和pH分别是75~85℃, pH6.3, Thermotoga maritime的最适温度和pH分别是90℃, pH6.0, Thermurs caldopHilus的最适温度和pH分别是75℃,pH5.5, Fenidobacterion pernnavoran最适温度和pH分别是80~85℃, pH6.0o 2.普鲁兰酶的分子结构 至今为止,许多普鲁兰酶的基因己经被克隆,但是还没有见到任何有关普鲁兰酶结构的报道,但是在根据序列相似性对糖普键水解酶的分类,普鲁兰酶属于第13家族,α淀粉酶家族,这个家族中包含了30多种酶,可以分为水解酶,转移酶。异构酶三大类。这些酶能够水解和合成α~1.4,α~1.6,α~1.2,α~1.3,α~1.5,α~1.1糖苷键。其中很多酶的结构已经被报道,它们都采取了(β/α)8的结构,通过生物信息学的研究,这个家族的蛋白都有一个共同的结构,酶的活性中心都是(β/α)8折叠筒的结构,命名为结构域A。第13家族的大多数酶还具有结构域B,它是位于(β/α)8折叠筒中,第三个β片层与第三个α螺旋之间的一段序列,其特点是结构和长度差异较大,推测其功能是与底物的结合有关。在紧接着(β/α)8折叠筒后,还有C结构域,紧接C结构域,部分家族成员还有结构域D。 3.普鲁兰酶的应用 普鲁兰酶,在食品工业中是一种用途广泛的酶制剂和加工助剂。它能专一性分解淀粉中的支链淀粉和糖原分子及其衍生的低聚糖分支中的α~l, 6糖苷键,使分支结构断裂,形成长短不一的直链淀粉。因此,将该酶与 其它 淀粉酶配合使用时,可使淀粉糖化完全。近年来,普鲁兰酶己作为淀粉酶类中的一个新酶种,应用于淀粉为原料的食品等工业部门,在食品工业中有如下几方面的作用: 3.1单独使用普鲁兰酶,使支链淀粉变为直链淀粉 直链淀粉具有凝结成块,易形成结构稳定的凝胶的特性,因此,可作为强韧的食品包装薄膜。这种薄膜对氧和油脂有良好的隔绝性,又因涂布开展性好,故适合于作为食品的保护层。它还适合于淀粉软糖制造,也可用作果酱增稠剂,用于装油脂含量高的食品,以防止油的渗出以及肉食品加工。近年来在食品工业中提倡使用可被生物降解的薄膜,直链淀粉在这些方面具有较大的发展前途。豆类直链淀粉含量较高,因此绿豆淀粉制成的粉丝韧性比其它淀粉好,如果用普鲁兰酶处理谷物淀粉,再制成直链淀粉后,可以制成高质量的粉丝。一般谷物淀粉中,直链淀粉含量仅占20%,支链淀粉含量约为80%。工业上每生产1吨直链淀粉就有4吨副产品的支链淀粉。美国虽然通过遗传育种的方法.得到含直链淀粉60%玉米新品种,但不大适于大量生产。国外已采用普鲁兰酶改变淀粉结构,可使支链淀粉变为直链淀粉。据报道,采用此法收率可达100%.制造直链淀粉的方法为,先采用普鲁兰酶分解经液化的分支部分,使其转变为直链淀粉,并以丁醇或缓慢冷却法沉淀淀粉。再回收含少量水分的晶型沉淀物,最后通过低温喷雾干燥法制成粉状的直链淀粉。 3.2普鲁兰酶与β~淀粉酶配合使用生产麦芽搪 饴糖是我国传统的淀粉糖产品,其中所含部分麦芽糖,广泛用于糖果、糕点等食品工业。目前生产方法是以α~淀粉酶进行液化,再用β~淀粉酶水解支链淀粉,这样只能水解侧链部分。接近交叉地位的α~1.6糖苷键时,水解反应停止。但如果使用普鲁兰酶共同水解,便能使分支断裂,提高淀粉酶水解程度,降低了β极限糊精的含量,大大提高了麦芽糖的产率,有利于生产麦芽搪浆。目前对加普鲁兰酶进行糖化己作了较大规模的试验。 试验条件为。每批投料量约为900公斤碎米,粉浆浓度为15~16Be°数皮用量1.5%(对碎米计),β~淀粉酶活性2,000单位/克以上,pH5.8;普鲁兰酶活性45,000~55,0 00单位/克,系由产气气杆菌生产,每批用量为1公斤。试验结果表明,加入普鲁兰酶糖化的试验糖与对照糖品相比,还原糖平均增加14.8,麦芽糖含量平均增加了45.6,糊精含量平均减少了26.7高浓度麦芽糖浆较之高浓度葡萄搪浆,具有不易结晶,吸湿性小的特点,所以高浓度麦芽糖浆在食品工业中有着广泛的用途。采用普鲁兰酶与p一淀粉酶配合使用,成本低廉,麦芽糖收率达到70%左右,其至更高。 3.3用于啤酒外加酶法糖化 啤酒生产中麦芽,既是酿造啤酒的主要原料,也为酿造过程提供了丰富的酶源。在啤酒酿造的糖化过程中,麦芽中分解淀粉的主要酶是α~淀粉酶、β~淀粉酶和分解淀粉α~1. 6糖瞥键的R一酶(植物普鲁兰酶或植物茁霉多糖酶)。β~淀粉酶与另两种淀粉酶协同作用,可使淀粉分解成麦芽糖(也包括少量的麦芽三糖和极少量的葡萄糖)和低分子糊精。使麦芽汁有比较理想的糖类组成。在工业生产中为了节约麦芽用量,采用所谓外加酶法糖化,即在减少麦芽用量的前提下,增加淀粉质辅助原料的比率,并加入适当种类的酶制剂进行搪化。要使大麦及其它辅助原料糖化完全,需要外加a一淀粉酶和分解α~1.6糖苷键的普鲁兰酶制剂等。单独使用a一淀粉酶时产生麦芽糖和麦芽三搪是很不完全的。假如分解淀粉α~1.6糖苷键的酶活性不足,淀粉分解就不完全,其结果是可发酵性糖含量低,制成的啤酒发酵度达不到要求。若采用能分解α~1.4和α~1.6糖苷键的糖化型淀粉酶,则其反应产物为葡萄糖,容易使酒味淡薄。采用普鲁兰酶与α~淀粉酶协同,效果良好,其分解产物主要是麦芽糖和少量的麦芽多糖。采用外加酶法糖化时,加入酶制剂的用量为:淀粉酶6~7单位/克大麦及大米:蛋白酶,60-80单位/克,并配合以菠萝蛋白酶10ppm,普鲁兰酶50单位/克大麦。以上三种酶制剂均添加于糖化或酒化开始。 总之,普鲁兰酶无论作为酶制剂和食品工业的加工助剂均有广阔的发展前途。 研究目的和意义: 酶制剂工业是上世纪七十年代就己经形成的一个重要的产业,目前世界酶制剂总产值达100亿美元,我国的产值约为100亿人民币,并且随着其应用领域的不断扩大以及新酶种的开发,这一市场正在迅猛发展。但是全球酶制剂产业几乎被几家外国公司所垄断,其中丹麦的NOVO公司几乎占全球总销售额的一半。本研究对普鲁兰酶的开发,对酶制剂产业的发展有重要的意义。 其次我国自从七十年代开始便对普鲁兰酶进行研究开发,但是所开发得到的普鲁兰酶,既不耐热也不耐酸,这就使其在工业化应用中受到了局限。为了改变我国对进口产品的依赖,填补我国这一领域的空白,寻找一条国产化的道路,本研究的目的是利用自然微生物资源,普鲁兰酶,提高我国淀粉原料的利用率,从而提高整个淀粉加工行业的生产率,这对我国淀粉加工产业的意义是不言而喻的。 研究内容(内容、结构框架以及重点、难点): 一.普鲁兰酶产生菌的筛选 (1)样品的采集; (2)菌种初筛; (3)菌种复筛; (4)菌种保藏方法; (5)酶活力测定方法的建立。 二.产普鲁兰酶菌株的产酶条件的研究 (1)碳源,氮源对发酵产酶的影响; (2)初始PH对发酵产酶的影响; (3)接种量对发酵产酶的影响; (4)发酵温度对产酶的影响; (5)金属离子对产酶的影响。 重点或关键技术: (1)纯菌株的分离; (2)菌株的鉴定方法的选择。 研究方法、手段: 一.普鲁兰酶产生菌的筛选 (1)样品的采集:选择适合产生的地点(面粉厂.菜地.果园等)采集土样 (2)菌种初筛:在采集的土样用无菌水稀释后,在含有淀粉类的培养基中做平板涂步, 37℃培养48h后,用碘液进行显色反应,将有淀粉酶产生的菌落接于斜面中保存。 (3)菌种复筛:将前期分离的能产生淀粉酶的菌株涂步于普鲁兰糖平板上,37℃培养48h后用95%乙醇进行透明圈实验。有透明圈产生说明菌株产生普鲁兰酶,将产生透明圈的菌落挑于斜面培养基培养。 (4)菌种保藏方法: 采用4℃低温保藏。 (5)酶活力测定方法的建立:采用发酵培养液经过离心后利用DNS显色法 520nm测定吸光值,测定标准葡萄糖标准曲线,利用标准曲线计算普鲁兰酶酶活大小。 二.产普鲁兰酶菌株的产酶条件的研究 (1)碳源,氮源对发酵产酶的影响:采用不同碳源,氮源培养基培养一段时间,测定酶活力。(其他条件相同:接种量,装瓶量,初始PH值,转速,培养时间。) (2)初始PH对发酵产酶的影响:采用相同发酵培养基,在不同初始PH下接种等量种子液。在相同条件下培养,测定发酵液的酶活。(其他条件相同:接种量,装瓶量,转速,最佳培养温度,最佳培养时间。) (3)接种量对发酵产酶的影响:在发酵培养基中分别接入2%,4%,6%,8%, 10%,14%,18%的种子培养液于最佳碳源,氮源,最佳初始PH的培养基中,在相同条件下培养,分别检测酶活。(采用以上确定的最佳碳源,氮源,最佳初始PH。) (4)发酵温度对产酶的影响:采用相同培养基,在不同温度下(25℃,30℃,35℃,40℃,45℃)培养一定时间,测定酶活力。 (5)金属离子对产酶的影响:在基础培养基中加入少量不同金属离子,发酵后测酶活。(金属离子有: 锰离子,钙离子,锌离子,镁离子,铁离子,铜离子。) 研究进度 :完成项目总体进度30%,样品土样的采集及前期的准备工作,菌株的初筛,包括(样品土样原液的涂步培养及摇床培养,产支链淀粉酶菌株的挑选及斜面培养)。 :完成项目总体进度50%,菌株的复筛,包括(产普鲁兰酶菌株的筛选及斜面培养),葡萄糖标准曲线的测定,酶活测定方法的建立,并以酶活大小对菌株进行再次筛选。 :完成项目总体进度80%,产酶条件的研究。包括:碳源,氮源,初始PH值,接种量,发酵温度,金属离子。并通过各中单因素试验确定发酵培养基的最佳碳源,氮源,初始PH值,接种量,发酵温度,金属离子。 2009、4—2009、5 :完成项目总体进度100%,课题总结,撰写论文。 文献综述(包括:国内外研究理论、研究方法、进展情况、存在问题、参考依据等) 自从1961年Bender H.等人在研究一株产气气杆菌Aerobacter aerogenes(典型菌为肺炎克雷伯氏杆菌Klebsiella.pneumoniae)时首次发现普鲁兰酶后,国际上对产生这种酶的微生物进行了广泛研究,发现许多微生物可以产生此酶,并筛选出一些适用于工业化生产的优良菌株。随着该酶的应用发展,对耐热性普鲁兰酶的研究也逐渐增多,已成功克隆并表达了该酶的基因。国内1976年开始对一株产气气杆菌(Aerobacteraerogenes 10016)的普鲁兰酶进行研究,对该菌株的产酶条件、酶的分离提取及酶学性质作了报道,并研究了该酶的食品级提取技术。此外,陈朝银、刘涛等人从云南温泉水样中筛选到一株产普鲁兰酶高温栖热菌菌株,通过诱导等实验将该酶的酶活从0.069u/mL提高到170u/mL,酶产量提高了近2500倍左右,酶的最适作用温度及pH分别是75℃和4.5,具有一定的耐热和耐酸特性。 陈金全等从温泉水样中筛选到一株产耐热耐酸普鲁兰酶的野生菌株,并根据形态、生理生化特征、细胞化学组分分析及16SrDNA序列比对、基因组DNA的G+C摩尔百分含量、同源性比对等实验,鉴定其为脂环酸芽抱杆菌属(Alicyclobacillus)的一个新种,所产酶最适作用温度为60℃,最适pH值4.0,具有较好的耐热耐酸特性。杨云娟等利用毕赤酵母成功构建了普鲁兰酶表达量较高的基因工程菌,摇瓶发酵酶活可达350.8U/mL,最佳发酵条件下产量可达504.5-510.1U/mL .酶的最适作用温度为600C,最适pH值4.5,具有较好的耐热耐酸性。目前我国仍没有具备独立生产普鲁兰酶能力的厂商,要实现低成本、国产化的生产,还有很长的路要走。 技术应用于耐热脱支酶的研究,使耐热异淀粉酶的研究有了很大发展。Coleman等人将嗜热厌氧菌T. brockii普鲁兰酶基因克隆到B.subtilis中得到的克隆子分泌的普鲁兰酶数量高于出发菌株,Okada等人将Bacillus Steanther, onhiu:中编码热稳定异淀粉酶的基因克隆到B.subtilu:中,得到的转化菌株其异淀粉酶能在60 ℃稳定15分钟。Burchadf将。ostridium thermosulf urogenes DSM38%的嗜热异淀粉酶基因克隆并在E.coli中表达,所得酶的最适pH和最适温度与出发菌相同,而且在高温下仍能保持活性.Antranikiam等人将Pyrococcus舟riousous的异淀粉酶基因克隆到E.coli中并分离得到了酶蛋白。尽管如此,目前尚未有已将转基因的耐热性异淀粉酶工程菌应用到工业生产中的报道。众所周知,利用物理和化学诱变剂单独或复合处理微生物细胞是选育高产变种菌株行之有效的经典方法,它在为培育多种抗生素、氨基酸、核苷酸激酶(尤其是蛋白酶和淀粉酶)的高产变种菌株方面曾经起过极为重要的作用,至今仍然是方便易行和行之有效的方法之一。 主要参考文献: [1][美]惠斯特勒等编王雏文等译.淀粉的化学与工艺学[M].北京:中国食品出版社,1988 [2]张树政.酶制剂工业[M]. 北京: 科学出版社,1998 [3]邬显章.酶的工业生产技术[M]. 吉林: 吉林科学技术出版社,1988 [4]Taniguchi H, Sakano Y, Ohnishi M, Okada G(1985) Pullulanase[J].TanpakushitsuKakusan Koso. 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岩石物性检测论文

下面从变质岩原岩(岩浆岩、沉积岩)、古陆核以及沉积变质铁矿等3方面讨论变质岩岩石物理学的应用问题。

1.华北太古宙变质岩原岩

根据上述,密度高值区或磁化率高值区或密度与磁化率乘积的高值区代表着岩浆岩或正变质岩的集中区,密度低值区或磁化率低值区或密度与磁化率乘积的低值区代表着沉积岩或副变质岩的集中区,以此为概念模型,我们来初步建立太古宙变质岩的原岩,即区分出正变质岩为主的集中区与副变质岩为主的集中区。至于只能把变质岩的原岩恢复成岩浆岩与沉积岩这一层次,原因是在此只进行极小比例尺的工作,加之研究程度尚低,同时岩石物性反映的岩石类型(岩石大类、岩石类、岩石亚类)没有明确而截然的界线。

太古宙6个岩石亚类与全部变质岩的正、副变质岩的粗略分布分别见图6-176-22。

图6-17 太古宙变粒岩物性块体与原岩分布推断示意图

图6-18 太古宙片岩物性块体与原岩分布推断示意图

图6-19 太古宙片麻岩物性块体与原岩分布推断示意图

图6-20 太古宙角闪岩物性块体与原岩分布推断示意图

图6-21 太古宙混合岩物性块体与原岩分布推断示意图

图6-22 太古宙变质岩物性块体与原岩分布推断示意图

2.华北太古宙陆核与铁矿成矿作用

华北地台之中发育着我国最早的古陆核,其年龄在35亿30亿年间,代表地层为冀东的迁西群等,其形成背景是古岛链式的构造-热事件,其原岩是一套钙碱性的火山岩组合以及含少量的沉积岩,反映当时火山作用强烈。近来研究认为,迁西群的原岩主要为基性火山岩建造(河北省地质矿产局,1989)。据此认为,地核发育时期,主要是火山-侵入作用为主,沉积作用占次要地位(当时水体与海洋均面积较小),陆核中发生的成岩作用主要形成岩浆岩,反映在物性上是具有较高的密度与较大的磁化率。反过来,我们用太古宙变质岩的物性参数来恢复太古宙成岩-成矿环境。

由于太古宙变质岩密度数据较多,本节仅用密度资料建立陆核分布区及相应的成矿作用,是利用太古宙变质岩原岩恢复的成果的进一步的引伸——正变质岩区可能分布在古陆核上,而副变质岩分布区则远离陆核。因之,我们利用高密度块体建立了太古宙的陆核区(图6-23)。不难发现,太古宙的陆核是零碎的、小面积的,并且是分散的,真正是古大陆生发的“芽”(图6-23)。

把太古宙沉积变质型铁矿和几个被认为的“元古宙”的沉积变质型铁矿投影在“古陆核”上,我们惊喜地发现,这些古老的铁矿主要分布在太古宙陆核的外围和以及与沉积区的过渡带。因此,这些铁矿的形成与当时陆核上的火山作用关系密切,可能是从火山口喷发/喷溢的火山流体向沉积区流动过程中沉积形成成层状富含铁的沉积岩,后经变质作用导致铁的富集而形成。

图6-23 太古宙变质岩密度块体、古陆核与变质铁矿分布示意图

因此,太古宙陆核的建立以及有利于铁沉积的过渡的建立,均有一定的科学意义与经济价值。本次建立华北地区太古宙的成岩-成矿环境尚属初步尝试,有待进一步深入研究。

本章论述了华北地区太古宙变质岩的密度、磁化率的统计特征与空间分布特征,建立了区分正变质岩、副变质岩的物性方法——强磁性块体/高密度块体对应正变质岩、弱磁性块体/低密度块体对应副变质岩,从而利用物性数据的空间分布推断了主要岩石亚类以及所有岩石的正、副变质岩分布区,由此确立了太古宙古陆核的分布范围,探讨了太古宙成岩-成矿背景,分析了太古宙沉积变质型铁矿的找矿方向,说明了区域岩石物性块体方法也是研究复杂的变质岩地质问题的得力的量化工具。

朱培民1 曾凡平1 海洋1 焦养泉2

1.中国地质大学地球物理与空间信息学院,湖北武汉 430074;2.中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室,湖北武汉 430074

摘要 为了对沉积体系中各种沉积环境地层的物性进行精细研究,对塔里木盆地柯坪-巴楚露头区碳酸盐台地边缘沉积体系和碎屑滨岸带沉积体系进行了系统取样。在常温常压下对岩样进行了超声波纵、横波速度测量和密度测量,主要获得以下结论:①岩样超声波速度与岩样所处的沉积环境关系密切,在生物礁滩剖面上,从礁基、礁核、到礁盖(相当于台地边缘浅海沉积)速度递增;在三角洲沉积剖面上,从水下分流河道、河口坝到前缘泥速度递增;②在生物礁滩剖面上,生物碎屑的含量是影响速度的主要因素。生物碎屑含量越高,速度越低;③生物礁内生物的大小与生长方向是控制岩样速度各向异性的主要因素之一。

关键词 超声波 速度 生物礁 潮坪 三角洲 塔里木盆地 下古生界

1 引言

地震勘探的物理基础是物性参数的差异,也是地质学家和地球物理学家从地震数据体上辨识地震相和沉积相的重要参考,其中速度是地震数据中最关键的物性参数。较直接的研究岩石的物性方法是测井或岩石的物性测量技术。本章采用室内物性测量方法,测量了塔里木盆地柯坪-巴楚露头区碳酸盐台地边缘沉积体系和碎屑滨岸带沉积体系中岩石的物性,为寻找各沉积相的声波速度和密度的变化规律,为地下该类储层的识别和预测提供岩性基础和科学线索。

岩石超声波测试结果被广泛用于工程地质勘探和石油勘探领域。研究表明,通过密度、纵横波速比或泊松比可以判断岩石岩性(孟庆山和汪稔,2005),也有人直接研究过沉积岩本身的声波衰减特性(安勇、牟永光和方朝亮,2006)。超声波测量已成为岩石物性研究不可或缺的方法,但在以往的研究中,很少有人对沉积环境(沉积相)与沉积岩物性之间的关系进行过深入系统的研究。

露头剖面记录了丰富的沉积学信息,对露头沉积体系作精细的超声研究,总结和比较具备构成潜在储层的沉积体系中与各种环境对应岩石的声速特征,可以准确地指导沉积体系的地质建模、地球物理正演,并作为地球物理反演的约束,有利于提高地震有利储集相带解释精度和预测准确度。

奥陶系和志留系都是塔里木盆地重要的油气勘探开发目的层(皮学军、刘楚和陈颖等,2007;张俊、庞雄奇和刘洛夫等,2003)。塔里木盆地奥陶系储层岩性以台地滩相灰岩及礁(丘)相灰岩为主(罗平、张兴阳和顾家裕等,2003)。近十几年来,在塔里木盆地先后发现和确认了巴楚、哈什西克儿、柯坪和轮南等4个地区的生物礁(李相明和杨申谷,2006;陆亚秋和龚一鸣,2007)。塔里木盆地志留系储层在柯坪地区、塔北地区以滨岸-浅海相碎屑岩沉积为主,在塔中地区以河口湾-潮坪沉积为主,而在塔东地区以陆相河流-辫状河三角洲粗碎屑沉积为主(王成林、张惠良和李玉文等,2007)。本次研究对塔里木盆地柯坪-巴楚地区代表碳酸盐台地边缘沉积体系和碎屑滨岸带沉积体系的典型剖面进行了系统的取样,并在室内进行了岩石超声波速度的测量,探索了各个沉积体系中岩石的速度变化特征。

2 岩样采集与说明

2.1 剖面位置

测试所用岩样分别来自塔里木盆地的4个典型剖面(图1)。第一、第二两个剖面位于巴楚一间房地区的勒牙依里塔格山,属奥陶系一间房组(O2y),为台地边缘礁滩共生相。岩样分别取自礁体的礁基、礁核和礁盖(相当于台地边缘浅海沉积)处。第三个剖面位于柯坪地区大湾沟,属志留系塔塔尔塔格组(S1t),为三角洲前缘沉积。岩样分别取自河口坝、水下分流河道、前缘泥等成因相。第四个剖面位于柯坪地区四十厂,属志留系柯坪塔格组(S1k)的中上部,为潮坪沉积。具体的野外工作路线如图1所示。

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2.2 岩样说明

4个剖面中共选取25块岩样用于超声波测试,将岩样切割成长方体,待测面用砂纸打磨平整(图2)。由于部分岩样取样的原始形状极不规则,切割时仅保证了岩样一个短轴和一个长轴满足测量要求。短轴(a)长度均为0.05m,长轴(b)长度值从0.06m到0.12m不等(表1)。

图2 取自大湾沟志留系塔塔尔塔格组(S1t)的第25号岩样(5cm×5cm×9.7cm)照片

3 实验方法

3.1 实验设备

声波速度测试所使用仪器是由中国科学院武汉岩土力学研究所研制生产的RSM-SY5智能声波检测仪,仪器时间分辨率可达0.1μs。使用了两种超声换能器,其一是纵波换能器,由江汉测井研究所研制生产,接收频率为50kHz;其二是横波换能器,由武汉理工大学研制生产,接收频率为(90±10)kHz。

超声波速测量基本原理:岩样声速测量系统如图3所示。测量时,超声仪发出的电信号,通过探头A(发射换能器)转换为声波,穿过岩样至探头B(接收换能器),再转换为电信号至声波仪。然后从计算机上读出波在岩石中的传播时间t ’(波形初至时间,如图4所示),除去声波通过探头、耦合材料(探头与岩样之间的耦合剂)、仪器线路等附加延迟时间——校零t0,声波在岩石中传播的时间为t=t ’-t0。若岩样长度为L,可计算出波速V=L/t。整个测量过程是在常温常压下进行的。

表1 岩样超声波速度测试结果

图3 RSM-SY5超声测量分析系统

3.2 波形检测方法

据文献(王让甲,1997),在纵波波速测试中使用液体或乳状物做耦合剂都可以达到很好的耦合效果。而横波是剪切振动,只有能够承受剪切力的材料才能作为横波波速测试的耦合剂。本次实验中,纵波波速测量使用的耦合剂是糊精,横波波速测量使用的耦合剂是水杨酸苯酯。纵波横波速度存在差异,横波滞后于纵波其初至拾取存在一定的难度(魏建新和王椿镛,2003),但横波有一定的偏振性,旋转发射换能器与接收换能器对应的角度,接收到的横波振幅会呈现规律性的变化,利用这一特性可以识别出横波并确定出初至时间。图4中横波(a)为横波换能器测试第25号岩样接收到的波形,横波(b)为将接收换能器旋转180°接收到波形,横波首波振幅翻转,图4中可以清楚地识别出横波初至时间。

图4 第25号岩样测试时显示的声波波形箭头指向纵、横波的初至时间

4 实验结果及分析方法

岩样声波测试的结果列在表1中。速度测量分别沿图2中所示岩样的短轴(a)方向和长轴(b)方向。VP(a)和VS(a)分别表示沿短轴(a)方向测量的纵、横波速度;VP(b)和VS(b)分别表示沿长轴(b)方向测量的纵、横波速度。为了对岩样速度各向异性的程度进行估计,引入了纵波速度各向异性程度指数KP和横波速度各向异性程度指数KS,定义如下:

碳酸盐台地边缘带沉积体系露头研究及储层建模

碳酸盐台地边缘带沉积体系露头研究及储层建模

5 测量结果讨论

5.1 生物礁滩剖面岩样的速度特征

生物礁滩剖面①、②(图1)中,单个礁体规模较小,但礁体众多,大多连成一片。礁体层位分布稳定,横向延伸方向均可追寻到相应层位的其他礁体,纵向上礁体相互叠置。礁体一般由礁核、礁基和礁盖部分组成(胡明毅、朱忠德和贺萍等,2002)。生物礁滩剖面用于超声波测试的岩样共15块,根据岩样在礁体中分布的位置不同,绘制了岩样位置与其纵、横波波速及平均速度关系图(图5,图6)。

图5 生物礁滩剖面岩样纵波速度与岩样在礁体中的位置关系

图6 生物礁滩剖面岩样横波速度与岩样在礁体中的位置关系

从图5和图6可以看出,无论纵波速度还是横波速度,从礁基、礁核到礁盖其平均值都逐渐增大。纵波速度增加幅度大于横波。礁盖岩样速度测量值变化不大,而礁基和礁核两个部位的岩样两个轴向的速度值差异明显。图7是用前面定义的速度各向异性程度指数KS和KP所做的交会图。图7中可以看出礁盖岩样速度各向异性程度指数基本集中在0%~10%范围内,而礁基和礁核两个部位的岩样大多分布在20%~40%。礁基和礁核速度各向异性程度明显高于礁盖。

图7 生物礁滩剖面横波速度各向异性程度指数KS和纵波速度各向异性程度指数KP的交会图

观察生物礁滩剖面①、②,礁基多为灰色粗粒亮晶棘屑灰岩,颗粒含量很高,约占80%以上,颗粒大小约1~4m m,以破碎的海百合茎干为主,如图8b。礁核主要是由瓶筐石(Calathium)(胡明毅、朱忠德和贺萍等,2002;李相明和杨申谷,2006;焦养泉、荣辉和王瑞等,2011)组成的灰白色块状障积岩,造礁生物瓶筐石密集,占化石总量的80%以上,瓶筐石长度可达10c m,如图8a。礁盖多为成层性良好的中层生屑泥晶灰岩,其间常有小型礁灰岩块夹杂其中,结构致密。礁基的岩样,海百合茎和其他生物碎屑杂乱排列,生物颗粒疏松;礁核的岩样,瓶筐石的体腔被方解石充填或被溶蚀,部分岩样沿生物体裂开形成较大的裂缝。这些生物化石的形状、大小、生长方向以及裂缝都影响声波在岩样中的传播速度。

图8 礁核的主要造礁生物瓶筐石(a)和礁基生物碎屑的主要组成物海百合茎(b)

5.2 潮坪沉积剖面和三角洲前缘沉积剖面岩样的速度特征

柯坪-巴楚地区志留系自下而上分别为柯坪塔格组、塔塔尔塔格组和依木干他乌组(王成林、张惠良和李玉文等,2007)。剖面④中用于超声测试的4块岩样均取自柯坪塔格组沥青砂岩段(吴立群、焦养泉和荣辉,2011),属于潮坪体系(表1)。剖面③用于超声测试的6块岩样取自塔塔埃尔塔格组S1t,分别属于三角洲前缘泥、河口坝、水下分流河道等成因相(表1)。两个组的岩样在时间上有一定的先后关系,沉积上也存在一定程度的联系。把这10块岩样放在一起,根据其沉积环境不同,绘制了不同沉积体系与其纵、横波波速关系图(图9,图10)。

图9 潮坪体系和三角洲前缘体系中各岩样纵波速度变化关系

图10 潮坪体系和三角洲前缘体系中各岩样横波速度变化关系

从图9和图10中可以看出,潮坪体系的4块砂岩纵波速度和横波速度相对稳定,分别在4000m/s,2500m/s左右,而取自三角洲前缘各种成因相的6块岩样速度差别明显,以水下分流河道中的砂岩岩样速度最低,第29号泥岩因裂开不考虑在内。两种不同沉积环境下的速度各向异性程度如图11(KS和KP交会图)所示。图11中,潮坪体系的4块岩样各向异性程度指数基本集中在0~10%范围内,在10%边缘的两块岩样是第20号和第21号。三角洲前缘体系各向异性程度指数超过10%的岩样都属于水下分流河道。

图11 潮坪体系和三角洲前缘体系中横波速度各向异性程度指数KS和纵波速度各向异性程度指数KP的交会图

从岩样的照片(图12)观察,潮坪体系的4块岩样均被油浸。其中第20号岩样见油浸痕迹,但颗粒间孔隙未见沥青充填,第21号岩样含大量生物碎屑,第22号和第23号颗粒间孔隙几乎完全被沥青充填,岩体呈黑色。三角洲前缘的6块岩样中,水下分流河道相中的岩样砂体颗粒粗、孔隙结构发育,而接近前缘泥的岩样,颗粒细小致密。结合沉积的特点,三角洲前缘由岸向湖的方向沉积物的粒度逐渐变细,即由水下分流河道、河口坝到前缘泥的变化中,沉积物粒度逐渐变细(表1),而影响声波传播的孔隙越来越小,声速逐渐增高。

6 结论与讨论

通过对上述几个露头沉积体系中岩样的超声波速测试实验,可以得出下面几点认识:

1)岩样超声波速度与岩样所处的沉积环境(沉积体系或成因相)密切相关,呈现一定变化规律。在生物礁滩剖面上,从礁基、礁核、到礁盖速度递增;在三角洲前缘沉积剖面中,从水下分流河道、河口坝到前缘泥速度递增。利用岩石声波速度测量结果与沉积环境的关系,以及变化规律指导沉积体系的建模是可行的。

图12 潮坪相剖面和三角洲剖面岩样切后新鲜面照片

20~23号属于潮坪相剖面,24~29号属于三角洲前缘沉积剖面

2)在生物礁滩剖面上,生物碎屑的含量是影响声波速度的主要因素。生物碎屑含量越高,速度越低;在砂岩剖面上,孔隙是影响测量的主要因素,孔隙越小或充填程度越高,速度就越高。

3)在生物礁滩剖面上,生物的大小与生长方向是控制岩样速度各向异性的主要因素之一,而砂岩剖面,我们初步认为与孔隙关系密切。礁灰岩速度的各向异性程度大于砂岩。

致谢 作者在野外岩样采集过程中,受到中国地质大学(武汉)王瑞、王世虎、荣辉等同学的帮助。另外,武汉理工大学蔡兰老师也曾在横波测量方面给予指导,作者在此一并表示衷心感谢。

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活塞特性测试毕业论文

厚度与高度的测量:一般用螺旋测微器测量;开口间隙:一般用厚度规(塞规)来测量,但必须要有模拟汽缸规。漏光度:漏光度若要用具体的量来衡量,可以用两方向的轴差来评价,即活塞环的外周方向的两垂直方向的距离差,这个可以用千分表来测量。平直度:这个词用在活塞环上好像不大适合,不知指的是哪方面;姑且认为你说的是环的平面度,这个可以用碟形量,和与平面研磨后的线结合度来评价,碟形量可以用一般的直尺或塞规来测量,线结合度用平板,颜料来测量。

近五年来的教学改革解决的问题(1)根据市场需要,调整专业设置与人才培养模式通过市场调研和分析,国家急需现代汽车电子控制维修和技术服务人才,结合我校实际,确定以汽车后服务为我们的专业发展方向.近几年来,我们相继推出了汽车电子控制技术,汽车技术服务与贸易,汽车检测与维修 ,交通运输等专业方向(见学校招生目录),提出培养现代汽车维修,检测,监理,运用,培训,教学,经营的应用性高级专门人才,要求学生理论与实践并重.从实施效果看,培养的人才适应市场要求,有理论,会实践,98%毕业生取得中级汽车修理等级证,12%毕业生取得高级汽车修理等级证,毕业生就业率达100%,很受用人单位欢迎.(2)优化课程体系和结构运用系统工程的理论和方法,对汽车各专业的课程设置进行统筹优化.如汽车发动机构造原理课程,国内长期分为《汽车发动机构造》和《汽车发动机原理》2门课程,将一个有机整体割裂开来,导致讲"构造"时难以深入,而讲"原理"时,又枯燥乏味,而且前面所学的"构造"已经淡忘,影响了学生的学习兴趣和教学质量.根据理论紧密联系实际的原则,我们把汽车发动机构造与汽车发动机原理合成一门课程《汽车发动机构造与原理》,相关内容有机穿插融合,使学生听课觉得有骨有肉,收到了较好的教学效果,授课学时也从原来的150减少到90,节省学时40%.国内同行专家认为这是个很好的创新.同时我们把课程讲授安排时间也适当提前,满足了学生对专业课的求知欲,调动了学生的学习积极性,促进了相关学科的学习.(3)更新教学内容,编写配套的立体化教材根据汽车发动机构造与原理合二为一的要求,我们在多年试验教学基础上,编写出版了《汽车构造与原理 上册 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栏目不断更新,使学生及时了解到汽车新技术,新结构,新信息,已经有7100多人次学生登录,起到了积极作用.(5)建设开放型实验室,加强校外实习基地建设针对大学生动手与创新能力较差的弱点,我们大力加强实践性教学,在培养目标中明确提出要求学生取得中级汽车维修等级证;调整实践教学内容和时间,如《汽车发动机构造与原理》课程的实践教学时间安排占总学时50%,每个学生都可以初步独立拆装一台发动机.毕业时98%的学生取得中级汽车维修等级证,12%的学生取得高级汽车维修等级证.为了提供学生更多的实践机会,实验室全天候向学生开放,只要学生有时间,随时可以来实验室拆装发动机.为了满足学生要求,实验室星期六继续向学生开放,实验员和老师轮流值班.我们还大力增加新教学设备,新增现代电喷汽车发动机20台,保证《汽车发动机构造与原理》课程拆装实训时每5个学生有1台发动机;还自行制作了拆装台,解剖教具等多项教学设备.在韶关市和珠三角建立了5家实训和实习基地,聘请了6名技师兼任学生实习指导.聘请相关厂领导和有关部门一起组成专业指导委员会,定期研讨我们的教学改革.教师每年不少于15天到工厂实践学习,提高自己的实践水平.(6)改革课程考核方法和制度针对传统课程重理论,轻实践,重识记,轻应用,重期末,轻平时,重课堂闭卷笔试,轻现场动手口试,重分数,轻能力等考试弊端,我们采取了"基础理论+实践操作+创新能力",注重平时的多种考试考查相结合的方法.考试内容多元化,综合化,增加实践能力,创新能力和综合能力的考查内容;考试形式多样化,除了理论笔试外,还有现场拆装操作考试和口试,小制作,小创造考试;考试时间分散化,除传统的期末理论笔试外,平时的学习情况,动手能力,创造革新占总成绩的45%,淡化了传统的期末笔试.使学生感到期末考试压力减轻了,而平时却更加重视和努力,真刀真枪,学得扎实.(7)完善课程管理制度通过长期积累,建立了一套较为完整的课程管理制度,形成以院系领导下的学科带头人负责制.课程组统一课程标准,统一教材,统一教学模式,统一出卷阅卷和评分,用试题考试题在题库中随机抽取,实行教考分离.定时进行教学研讨,相互听课每学期不少于3次.课程网站每天晚上定时由主讲老师值班,回答学生问题.课程建设任务落实到人,实行奖励机制,鼓励课件的深入制作.3-4师资培养近五年培养青年教师的措施与成效:1.积极推进中青年教师培养计划根据课程教学安排,有计划安排年轻老师学习提高.现已有1名年轻教师(王斌)在华南理工大学车辆工程专业攻读博士,1名年轻教师(李锦)在上海同济大学汽车专业攻读硕士,1名实验员(谢锐波)在职进行本科学习.计划未来三年,争取再培养博士1至 2名,汽车维修技师2人.2.积极倡导培养双师型教师根据《汽车发动机构造与原理》是一门实践性强的特点,要求年轻主讲教师每年有15天左右到汽车修理厂等生产一线实践,使书本理论紧密联系实际.如王斌老师,硕士毕业后,先到汽车维修厂进行了为期半年的实践备课,有效提高了讲课效果,很受学生欢迎,2004年被评为韶关学院十佳授课教师.鼓励教师参加各种形式的培训,进修提高,成为双师型教师.课程组教师已有2人获得广东省汽车维修高级考评员资格,2人获得劳动部汽车维修专项技能讲师的资格,1人获得汽车维修高级工,目前有2人在考国家汽车维修技师,1人在考国家汽车维修高级技师,预计6月份可以获取资格证书,为该课程的理论与实践教学奠定了较好基础.3.组织青年教师积极参加教学和科研活动在老教授蔡兴旺的带领下,课程组全体教师都不同程度参加了教学研究和科学研究课题,5年来课程组已经申请到教学研究课题9项(其中省教育厅1项),科学研究课题9项(其中省基金1项,教育厅1项,韶关市4项,学校3项),有60多人次参加研究,提高了青年教师的理论和实际工作水平和能力.4.课程描述4-1 本课程校内发展的主要历史沿革韶关学院于1995年开设汽车设计制造专业,经历了专科,高职,本科等阶段,专业培养目标也从汽车设计转向汽车运用,维修和商务等汽车后服务,现已开设汽车交通运输,汽车技术服务与商务,汽车检测与维修,汽车电子控制技术等专业及方向,但不管是什么汽车专业,都必须开始汽车构造与原理课程这门专业基础课程.受前苏联的影响,我国各汽车院校,专业的该课程体系基本是采用《汽车发动机构造》和《汽车发动机原理》两门课制,直至目前,大部分院校仍采用该体系.我们长期的教学实践证明,将汽车构造与原理分开讲授,将一个有机整体割裂开来,导致讲"构造"时难以深入,而讲"原理"时,又枯燥乏味,而且先前所学的"构造"已经淡忘,影响了学生的学习兴趣和教学质量.根据理论紧密联系实际的原则,从2002年开始,我们就把汽车发动机构造与汽车发动机原理合成一门课《汽车发动机构造与原理》进行讲授,相关内容有机穿插融合,使学生听课觉得有骨有肉,收到了较好的教学效果,学时也从最初的150减少到90,节省学时40%,国内同行专家认为这是个很好的创新.在多年编写补充教材和讲义的基础上,我们编写了《汽车构造与原理 上册 发动机》教材,于2004年8月由机械工业出版社正式出版,2005年进行第二次印刷,已经出版发行8000册,受到国内同行的认可.为了提高学生的实践能力,根据教学需要,我们于2005年又编写了《汽车构造与原理实训》教材,于2006年3月由机械工业出版社出版发行.同时,为了促进学生学习思考,我们又编写了《汽车构造与原理习题集》教材,今年6月由机械工业出版社出版发行,形成了课程的配套教材.2003年,我们开始进行了课程网站的建设,制作了大量的多媒体课件,收集了大量的课程资源,在网站上为学生答疑,并且被学校推荐参加首届广东省精品课程评选.在课程建设中,我们相继申请了《汽车发动机构造与原理课程改革与实践》,《汽车发动机构造与原理课件》,《汽车发动机常见故障诊断CAI研究》,《汽车应用类专业实践环节教学的探索与实践》等配套的教学研究课题,在学校的经费等支持下,进行了大量研究,课程改革逐步深入,取得了一定的成绩.我们的课程建设还在进行中,将随着历史的发展而发展.4-2 理论(含实践)课教学内容4-2-1 结合本校的办学定位,人才培养目标和生源情况,说明本课程在专业培养目标中的定位与课程目标1. 学校的办学定位,人才培养目标和生源情况韶关学院是经教育部批准组建的一所省属综合性普通本科高校,有本科专业32个,涵盖文,理,工,农,法,医,经济,教育,管理等9大学科门类;现有教职员工1487人,其中正高82人;全日制普通学生15078人,成人教育学生10047人.2006年面向全国19个省(自治区,直辖市)招生.在47年的办学历程中,作为粤北地区唯一的一所本科高校,韶关学院形成了具有自身特色的综合性学科格局,已成为粤北乃至粤,湘,赣"红三角"地区人才培养和知识,技术创新的重要基地.根据中共中央政治局委员,广东省委书记张德江2003年7月来我校视察时提出:"要把韶关学院办好,要建设一流的校园,保证一流的质量,培养一流的人才"的要求,目前,学校正以"三个一流"作为办学目标,坚持严谨治教,严谨治学,以"立志,崇德,勤学,创新"为校训,努力营造良好的育人环境,为地方经济建设和社会发展培养更多的优秀人才,为把韶关学院建设成有学科特色,学科优势的地方性,综合性本科院校而奋斗.2. 本课程在专业培养目标中的定位与课程目标根据学校建设有学科特色,学科优势的地方性,综合性本科院校的总体部署,我们通过市场调研和分析,确定以汽车后服务为我们的专业发展方向.近几年来,我们相继推出了汽车电子控制技术,汽车技术服务与贸易,汽车检测与维修 ,交通运输等专业方向(见学校招生目录),提出培养现代汽车维修,检测,监理,运用,培训,教学,经营的应用型高级专门人才(见专业培养计划),要求学生理论与实践并重.《汽车发动机构造与原理》是汽车类各专业的一门公共专业基础课,其教学质量如何,直接影响到后续的"汽车运用","汽车修理","汽车商务"等专业课的教学;同时,该课程又是基础课程的实际应用,牵涉学习过的制图,机械基础,普通物理学,电工电子学等众多课程,对巩固深化所学知识具有十分重要意义,所以该课程是汽车类各专业承上启下的一门轴心课程.根据专业培养计划和学校要求,我们制定了该门课程的课程标准,提出该课程的目标是:要求学生知道课程的性质,地位,研究对象,方法和学科发展动态,比较系统地掌握汽车发动机的总体结构,基本工作原理,分类以及各组成系统的作用,结构和工作原理,理解汽车发动机的主要性能指标及评价,并初步学会汽车发动机的拆卸,安装和主要调整, 培养和加强学生的理论联系实际的学习方法和作风,培养学生提出问题以及独立分析问题与解决问题的能力和创新能力,善于运用学过的基础知识分析专业课中问题.在具体实施课程培养目标中,我们始终抓住培养汽车运用型高级技术人才为主线,如在教材编写中,在课程讲授中,都是使理论紧密联系实际,目标明确,学生学了就能够用,激发了学生的学习积极性,通过本课程的学习,100%的学生都能够初步独立拆装一台汽车发动机,对其结构原理有比较清晰的理解,为后续的课程学习奠定了良好的基础,再经过汽车修理课程的学习,98%的学生都取得了国家劳动部颁发的中级汽车修理等级证书,12%的学生取得了高级汽车修理等级证书.4-2-2 知识模块顺序及对应的学时《汽车发动机构造与原理》课程将汽车的构造与理论有机融合,以应用为主线,以现代轿车为典型车型,系统地介绍了现代汽车发动机的总体结构,基本工作原理和各总成,部件的结构与工作原理,突出了现代汽车电子控制技术和新车型,新结构,新技术新标准的介绍.具体教学内容和学时不同的专业有所不同,以交通运输专业的汽车技术服务与商务专业方向为例,其知识模块由10章和发动机拆装及实操考试组成, 总学时90,融理论教学与实践教学为一体

现代的轿车发动机大多是电子控制燃油喷射型的汽油发动机,自动熄火的原因很多,首先要分析自动熄火的症状。汽车发动机经过长期的使用后或者人为的原因导致发动机自动熄火,那是什么原因导致发动机自动熄火呢?那就要我们带着问题来探研问题的所在,从中认我们知道发动机为什么自动熄火,这样我们才可以以后避免发动机自动熄火后带给我们的麻烦,防范于未然。关键词: 发动机 自动熄火 诊断分析 检测 维修 熄火故障原因绪论在汽车技术日新月异的今天,电脑控制技术已经应用到汽车的各个系统,各种新结构、新技术的不断涌现,使汽车维修人员面临着更加大的挑战。现代汽车维修技术的特征表现为“七分诊断,三分修理” ,发动机常见故障现象、故障原因、诊断方法和思路、诊断与排除等发生了很大的改观,因此,我通过长时间的在校学习,并参考了大量的维修资料写下了该文。一 发动机的概述1.1发动机的简介发动机机体是构成发动机的骨架,是发动机各机构和各系统的安装基础,其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件,承受各种载荷。因此,机体必须要有足够的强度和刚度。机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。1.2发动机的工作原理(配图)发动机是一种能量转换机构,它将燃料燃烧产生的热能转变成机械能。要完成这个能转换必须经过进气,把可燃混合气(或新鲜空气)引入气缸;然后将进入气缸的可燃混合气(或新鲜空气)压缩,压缩接近终点时点燃可燃混合气(或将柴油高压喷入气缸内形成可燃混合气并引燃);可燃混合气着火燃烧,膨胀推动活塞下行实现对外作功;最后排出燃烧后的废气。即进气、压缩、作功、排气四个过程。把这四个过程叫做发动机的一个工作循环,工作循环不断地重复,就实现了能量转换,使发动机能够连续运转。把完成一个工作循环,曲轴转两圈(720°),活塞上下往复运动四次,称为四行程发动机。而把完成一个工作循环,曲轴转一圈(360°),活塞上下往复运动两次,称为二行程发动机。1.3常见发动机的结构(图)发动机的结构主要由以下的两大机构和五大系统组成。曲柄连杆机构:包括活塞、连杆、曲轴、飞轮、活塞环及活塞销等;配气机构: 包括凸轮轴、进排气门、正时齿轮、气门弹簧及气门座等部份;燃油供给系:包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、燃油喷射系统、空气滤清器、进排气管及消声器等部份;冷却系:包括水泵、散热器、风扇、节温器及水管等部份;润滑系:包括机油泵、机油滤清器、机油集滤器及油道等部份;点火系:包括蓄电池、发电机、点火线圈、火花塞及高压线等部份;起动系:包括起动机及其附属装置。其中气缸盖、气缸体、进气歧管由铝合金制成,而气缸套及凸轮轴则由铸铁制成;并采用平衡轴的方式平平衡因曲柄连杆机构产生的旋转惯性力和往复惯性力,以降低发动机的振动。二 发动机的检修2.1发动机的拆卸(步骤)拆下蓄电池的负极接线,把发动机室机盖提起到垂直位置,再卸下空气滤清器。放掉冷却液,然后拆下散热器。对装有空调的发动机,卸下空调压缩机的动皮带,然后拆下压缩机,并在不拆软管的情况下把它移到一边。松开动力泵储液罐的注液盖,然后用注射器抽净罐中的液压油,再拧上储液罐盖。拆下油门拉线,拆下液压制动助力器的固定螺栓或在进气歧管上的固定螺母,撒下安装接头用的两个密封垫圈。从缸盖后面的支架上松开真空助力器软管。拆下水泵上的散热器上软管和节温器壳上的储液罐软管。拆下水泵出水口右侧的暖风水箱软管和缸盖后面的左侧的软管。对装有液压气动悬架的车辆,从缸盖的右侧卸开液压泵。拆下燃油分配器和燃油压力调节器上的软管,然后用干净的抹布在装配螺栓处堵住油管以防燃油外泄。拆除全部影响发动机拆卸的导线和软管以及与此有关的例如冷启动阀、电磁压力调节器、空气流量传感器、节气门壳、辅助空气装置、冷却液温度传感器和缸盖温度开关、油底壳油位传感器、交流发电机、起动机和点火线圈等零部件、元器件和总成。拆下点火系统电子开关装置的两个电气连接器。然后拆下诊断插座与翼子板的固定螺栓,从插座的后面拆下电气导线连接器。拆下进气歧管上的机油滤清器导线护罩支撑与安装支架的固定螺栓。从各个连接件和电缆夹上松开导线和电缆并把拆下的导线和电缆与发动机分离开来。提升车辆并把它可靠地支承在支撑台架上。对装有发动机下托架的车辆,卸下前支撑、螺栓、后凸缘螺母和螺栓,然后拆下下托架。对于早期的车辆,松开座架并拆下发动机前减震垫。拆下凸缘螺母或螺栓,然后把排气管与歧管分离开来。松开软管夹,拆下螺母以松开发动机右侧连接件上的动力转向软管,并用干净抹布堵住软管和金属管。拆下发动机搭铁线的固定螺栓和螺母,然后取下搭铁线。拆卸下传动轴,拆下发动机支架与托架的固定螺栓。用提升装置把发动机连同变速器一起从发动机室中提。2.2发动机的安装发动机组装程序与要求如下:(步骤)在组装发动机时要全部使用新垫和新油封,并且保证全部零件都涂有适量的机油以及在缸筒中和曲轴箱内不残留金属多余物。在安装活塞与连杆组件时,要翻转缸体使之右侧面朝上,然后把连杆伸进缸筒中,再用活塞环夹紧器夹紧活塞环并把活塞引进到缸筒中,再用木锤把或类似的硬木棒把活塞与连杆组件顶到位。用规定的力矩拧紧连杆轴承盖螺母和主轴承盖螺栓,然后用手转动曲轴以确定其转动阻力适度。对于拉伸螺栓的连杆,不要使用扭力扳手拧紧,而要用转角器拧紧,而且要确保拉伸段的直径大于8.89-0.076mm、被连杆轴承盖挡住部分的直径应不小于7.87mm。出于标准化上的原因,对于全部连接用螺栓相对于转角器的拧紧转角为90°+10°,也就是在以29.83N·m-33.9N·m的扭矩拧紧后再拧转90°;请注意对于190E款型,在第三个主轴承盖处装有曲轴止推垫。此止推垫的两个凸耳放在主轴盖的凹槽中以防止其转动,在安装时应使止推垫带有槽的一面面向曲轴的止推面。分解机油泵并检查齿轮的齿隙,然后检查泵盖安装面的翘曲量,若超过规定,则用机械加工的方式使其平整,若泵盖的内表面磨损严重,则予以更换。安装上机油泵。再安装上油底壳、下曲轴箱,并按规定的力矩拧紧固定螺栓,然后把缸体的上表面转动向上,装上缸垫和缸盖,按规定顺序和力矩拧紧缸盖固定螺栓。安装上气门室盖,并按规定的力矩拧紧固定螺栓,最后把余下的全部零部件安装到发动机上。利用吊装设备把发动机装入发动机室中。2.3发动机的磨合发动机总成装配后,一般要求经过冷磨合与热试后才能投入使用,通过冷磨与热试对提高零件配合质量,保证正确的间隙(如气门间隙和准确的正时),从而提高发动机的动力性,经济性,工作可靠性和使用寿命.2.3.1 发动机的冷磨合发动机的冷磨合是指以发动机或其他动力带动发动机运转磨合的过程.其功用是使相对配合的零件之间进行自然磨合.由于冷磨合后,还必须对发动机进行拆检与清洗,所以冷磨时可不安装燃油供给系统和点火系统各附件,如果已安装上,则应拆下汽油机活塞,以减小冷磨合汽缸内的压力,减小发动机零件的机械负荷.2.3.2 发动机的热试将装配好的发动机,以其本身产生的动力进行运转试验的过程,热试可将发动机安装到车上后进行.热试时,发动机工作温度达到正常后,应使发动机在不同的转速下运转.此外,还应该检查有无漏水,气及油现象,检查调整气门间隙,点火正时,怠速转速等,观察电流表,冷却液温度表,机油压力表指示灯是否正常,听该发动机工作是否有异响,检查发动机汽缸是否符合规定标准,热试的时间为1.5-2.0小时。三 发动机自动熄火的故障维修3.1故障现象故障现象 发动机运转或汽车行驶过程中自动熄火,而再起动并没有多大困难的现象。3.2常见故障原因进气管路真空泄漏;怠速调整不当、节气们体过脏、怠速系统控制不良等造成的怠速不稳;燃油压力不稳定,例如电动燃油泵电刷过度磨损或接触不良,或燃油泵滤网堵塞等;废气再循环阀门阻塞或底部泄漏;燃油泵电路、喷油器驱动电路等电路有接触不良等故障;燃油泵继电器、EFI继电器、点火继电器不良等;点火系工作不良。例如高压火弱,火花塞使用时间过久,点火正时不对,点火线圈接触不良或热态时存在匝路导致没有高压火花或高压火花弱,低压线路接触不良,绝缘胶损坏间歇搭铁等;节气门位置传感器不良;空气流量计或进气压力传感器有故障;冷却液温度传感器、氧传感器有故障;曲轴位置传感器有故障,如无转速信号(插头末插好、曲轴位置传感器信号线断、传感器定位螺钉松动、间隙失调、传感器损坏等);曲轴位置传感器信号齿圈断齿,会引起加速时熄火,曲轴位置传感器内电子元件温度稳定性能差,会导致信号不正常,会引发间歇性熄火故障;ECU有故障。3.3故障诊断的一般步骤(步骤次序)先进行故障自诊断,检查有无故障码出现。如有,则按所显示的故障码查找故障原因。要特别注意会影响点火、喷油、怠速、配气相位变化的传感器和执行器(如发动机转速及曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、冷却液温度传感器、节气门位置传感器、怠速控制阀等)有无故障。如发动机自动熄火发生在怠速工况,且熄火后可立即起动可按怠速不稳易熄火进行检查。采用故障模拟征兆法振动熔丝盒,各线束接头,看故障能否出现。然后进一步检查各线事业接头有无接触不良,各搭铁线有无搭救铁不良,目视检查线事业绝缘层有无损坏和间歇搭铁现象。采用故障模拟征兆法改变ECU、点火器等工作环境温度,重现故障,进而诊断故障原因。试更换点火线圈、火花塞等。在不断试车过程中,有多通道示波器同时监测发动机转速及曲轴位置传感器、空气流量计、电脑的5V参考电压等信号。如果在熄火前有喘振、加速不良的现象再慢慢熄火的话,故障可能发生在供油不畅上。可接上燃油压力表,最好能将压力表用透明胶固定于前挡风玻璃上,再试车确定。如存在熄火时油压力过低的现象,则应检查油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、油压调节器及燃油泵控制电路。试车时接上专用诊断仪,读取故障出现前后的数据,进行对比分析,从而找出故障。按故障逐个检查排除。3.4故障诊断的相关要点(分点讲出来)在对电控系统引出的故障诊断时,千万不要忘记先进行基本检查。例如:在试图诊断电控单元控制的燃油喷射系统故障之前,一定要确保进气管路无泄漏,配气正时、点火正时。如果存在这些不良现象,发动机的抗负荷交变能力就差,在工作状况突变的情况下可能熄火,如加速熄火、制动熄火、开空调熄火、挂档熄火等。有些汽车的间歇性故障是难于诊断的,除非是检查汽车时正好显示故障。因此,当进行诊断测试时,故障症状不出现,故障就难以诊断。解决方法是放车到维修站,由技师驾车在可能出现出问题的状态下行驶,直到故障出现。这种方法就不凑巧了,因为这样故障短时间不出现,就得无休止地驾车。还在一种方法就是故障出现就打电话给维修站,这一方法对长时间熄火无法起动很受用。一般就来这种现象只会越来越严重,如一时无法确诊,也可待故障明显后再作检查。检查不定时的怠速熄火故障时,有时换火花塞是必要的。当怀疑空气流量计不良(如空气流量计热线过脏;内部电路连接焊点脱落、接触不良等)时,可用示波器检查空气流量计信号电压波形。当怀疑进气压力传感器不良时,应先检查传感器真空胶管,看是否破裂,弯折,是否有时漏气,有时不漏气,使进气压力传感器信号时而正常,时而不正常,造成发动机收加速踏板时熄火。还应检查对喷油量影响较大的传感器。冷却液温度传感器不仅对喷油量有影响,也对修正点火提前角的信号之一,应要重视。有时某些车型的氧传感器信号电压无变化,容易造成发动机加速时熄火。如果在较高速行驶中先出现加速不良而造成的熄火,要重点检查油路;如果较高速过程中突然熄火则重点检查电路方面,高压火花是否过弱是必要检查项目之一。突然熄火、间歇熄火还应该对控制点火的主要传感器发动机转速用曲轴位置传感器进行检查。故障模拟试验方法。在故障诊断中最困难的情形是有故障,但没有明显的故障征兆。在这种情况下必须进行彻底的故障分析,然后模拟与用户车辆出现故障时相同的条件和环境,进行就车诊断。这样有助于故障处理。四 故障实例4.1道奇车自动熄火故障故障现象一辆三星道奇乘用车,在行使了一段路程后其发动机突然自动熄火,再起动时发动机不能着火,但过了大约15min后起到发动机时又能正常起到,且怠速平稳,加速性能良好。故障分析在冷机状态下测量燃油系统压力,压力正常;在发动机自动熄火后测量燃油系统压力,该系统的压力明显低于正常值;进一步检查时发现在冷机时燃油泵输出的燃油压力正常,在热机时燃油泵输出的燃油压力偏低,因此燃油泵本身油问题。排除方法更换该燃油泵。4.2康明斯发动机自动熄火故障Cummins康明斯发动机-自动熄火-的故障原因分析与处理方法1:燃油用完或燃油关断阀切断油路处理:检查燃油关断阀,看它是否开启。如系关闭,应予打开。检查油箱中有否燃油。如果油箱无油,则加油原因。2:燃油质量低劣处理:检查更换燃油原因。3:燃油输油管道漏气处理:检查连接件有无松动,管道有无破裂,滤清器是否未上紧等,并一一校正原因。4:内输油路或外输油路漏油处理:对所有滤清器、密封垫、管道和连接件作外油路漏油检查。用加压办法作内油路漏油检查。修理或更换原因。5:燃油泵驱动轴断裂处理:检查齿轮泵驱动轴是否断裂。重新调校或更换原因。6:节气门传动杆调整不当或磨损处理:检查磨损情况,更换并调整传动杆原因。7:怠速弹簧装配不对处理:重新装配调整原因。8:限速器离心锤装配不当处理:重新调校原因。9:燃油中有水分或蜡质处理:更换燃油,更换所有滤清器,装设燃油加热器原因。10:燃油泵校准不正确处理:重新调校燃油泵原因。11:密封垫漏气处理:进行压力检查,找出漏气的气缸,更换并修理。4.3奔驰轿车自动熄火故障故障现象一款1996年产奔驰豪华型W140 S320轿车。该车在行驶中突然熄火,再次着车,ABS、ASR、驻车制动报警灯和制动蹄片报警灯都同时点亮,并且着车几分钟后,车辆再次熄火。故障原因及分析接车后,打开发动机舱盖,发动机及线束一切都十分整齐,看来此车保养得非常好,车主说此车从来没出现过大毛病,所以不必考虑发动机有什么问题。打开点火开关,仪表灯微亮,将点火开关旋至起动挡,起动机“哒哒”作响不运转,好像蓄电池严重亏电。用万用表测起动时电压,只有9V,利用强起动蓄电池着车后,ABS、ASR、驻车制动灯及制动蹄片报警灯都常亮不灭,取下起动蓄电池,不一会儿发动机又熄火。再次强起动,测发电机的电压为蓄电池电压,说明发电机不发电。测量发电机D+端子,有+14V电压输出,证明发电机良好。为什么发电机良好却不发电,而且发电机充电指示灯也不亮。于是拆下组合仪表,取出充电指示灯灯泡,没有烧坏,线路也没有问题。无奈之下,只有人为强行让发电机发电。这样做有一定的危险,但为了进一步验证发电机是否真是好的,只好采取此办法。方法是:取一个点火开关处火线,接在一个二极管的正极上,二极管负极接在发电机D+端子上,人为给一个激励信号;利用这种办法着车,测发电机电压果然能达到13.9—14.3V,加油时也正常,说明发电机是好的。虽然发电机电压正常了,但4个故障灯仍然常亮不灭,利用奔驰专用电脑STAR2000专用诊断仪准备进入ABS系统,发现通信错误,根本无法进入。取下ABS电脑盒,按资料电路图,找到电脑端子的火线和地线,发现ABS电脑缺少一个常电源。从蓄电池上取一常电源接入后,ABS、ASR灯熄灭,诊断仪也能进入且无故障,但驻车制动及制动蹄片报警灯仍然亮。逐个进行检查,驻车制动制动开关正常,制动蹄片及制动油液位都正常,再次从ABS电脑端子常火入手查看电路图。此常火是从基本电脑内部输出供给,检查基本电脑上的4个10A熔丝,结果3号10A熔丝烧断,取一个10A熔丝插上后又被烧断。仔细检查,发现3号熔丝上被人接了一根线,顺线找到一个防盗报警喇叭。此喇叭是后加装的,取下此线,再接一个10A熔丝,没有再烧断,原来防盗喇叭负载电流过大,只要一工作就会烧断10A熔丝。再测ABS电脑端子电源线,恢复正常,着车观察,驻车制动报警灯及制动蹄片报警灯也不亮了,一切正常。难道不发电也是此熔丝造成的吗?于是把发电机线恢复成原车线,测量发电机发电机电压13.8V正常,至此故障全部排除。一个小小的熔丝竟然惹出这么大的麻烦,使维修走了不少弯路。基本电脑是给其他电脑模块及仪表供电的一个中转站,所有模块的电源供给都从基本电脑输出,所以基本电脑上的4个熔丝十分重要。在此提醒维修界人士,千万不要胡乱改动原车线路,给维修带来困难,此例故障就是因加装防盗器的那个修理工,没有找到常电源,(奔驰车蓄电池在行李舱)就从电脑处取一个电源,但此10A熔丝无法带动防盗器喇叭,故防盗器喇叭一工作就把10A熔丝烧了,所以提醒朋友们检修车辆一定要找到根源,才能根治故障。4.4阳光车发动机自动熄火故障现象一辆东风日产阳光乘用车,在行驶3.3万km时到专营店进行正常维护,但两天后出现怠速转速较低,当车速达到100km/h—120km/h的条件下紧急制动时发动机会自然熄火,而且该现象出现的频率越来越高,每天达到五次以上,根据以上故障现象得出下列分析。故障原因分析利用CONSULT-Ⅱ故障检测仪进行故障检测,检测到“CMP SEN/ CIR-B1[P0340]”,即曲轴位置传感器及其故障线路故障。清除线路代码后,重新调取故障代码,该故障代码不再出现,但仍有紧急制动时熄火的现象。检查曲轴位置传感器(位于分电器内)及其线路,未见异常。利用替换法更换了分电器总成,故障未能排除。后经进一步检查发现,该车没有冷机提速功能,在发动机温度为37℃时,其怠速转速只有450r/min,但发动机运转平稳;当发动机达到正常工作温度后,在接通前照灯、空调等负荷的情况下行驶紧急制动,才会出现熄火现象,在熄火前发动机转速先将到400r/min以下,然后再慢慢熄火,不是立即熄火。熄火后发动机可立即起动。根据以上故障特征,判断故障发生在发动机的燃油系统或进气系统上,因为如果点火系统出现了故障,导致发动机熄火,其熄火具有突然性,并且熄火后发动机不易重新起动。为找到故障的原因,又做了以下检测:1、测量燃油系统压力。在发动机熄火时,燃油系统的油压始终保持在250kpa,说明燃油系统正常;2、检测发动机的基本怠速状况。热机后拔掉节气门位置传感器(TPS)线束侧连接器,发动机怠速在788r/min左右,说明发动机基本怠速正常;3、利用检测仪测试发动机加速后迅速松开加速踏板时的转速特性曲线,发现该车发动机在怠速补偿方面不良,就重点检查怠速控制系统。利用检测仪读取乘用车的数据流,并与其正常值进行比较。通过比较发现,该车在37℃时发动机转速只有450r/min,但发动机ECU向怠速电动机却已经下达了转动54步的指令;而在正常情况下,怠速电动机只要转动15步,发动机转速就能达到513r/min。由此断定怠速电动机或其控制线路可能存在故障。利用检测仪对怠速电动机进行执行测试。正常情况下,热机后当怠速电动机达到100步时,发动机转速可达到2000r/min左右,但该车在改变怠速电动机转动的步数时,发动机转速没有改变。从而进一步确认怠速电动机或其控制线路存在故障。更换怠速电动机,该故障无法排除。拔下怠速电动机线束侧连接器,接通点火开关,检查怠速电动机线束侧连接器的电源端子,其电压正常。(注意:必须用测试灯进行测量,这样可以排除电源线路接触不良或虚接电阻过大的现象,如果用万用表检测,容易忽视这方面的故障。)经测量发现怠速电动机线束侧连接器上各端子与ECU线束侧连接器上相应端子的导通性良好,怠速电动机控制线路中没有塔铁现象;进一步检查发现,在ECU线束侧连接器上有一个端子脱出,将其重新装复到原位,用检测仪测试乘用车在加速后迅速松开加速踏板时特性曲线,发现该曲线恢复正常,对怠速电动机进行执行测试,也正常,路试过程中没有出现发动机自动熄火的现象。该故障排除。4.5捷达王突然熄火故障原因故障原因行驶中突然慢慢熄火,再启动后发动机工作不稳,接着很快又熄火。诊断与排除发动机慢慢熄火与燃油系统有关,但经检查燃油系统工作正常。拔下中央高压线做跳火试验,发现火花很强,说明点火系统正常。再检查点火正时,发现分电器固定螺栓松动,上下活动分电器,分电器可上下窜动。将分电器固定好后,发动机能顺利启动。但发动机工作不稳定,加速时排气管放炮。从新出现的故障现象分析,该车可能是点火错乱。检查分电器盖、分火头,均无故障。检查正时皮带,松紧合适,不可能发生跳齿现象。这时想起分电器固定螺栓曾松动过,会不会发生分电器齿轮折断现象呢?由于分电器固定螺栓松动,造成分电器向上窜动,齿轮不规则折断,同时螺栓松动使分电器左右转动,造成发动机熄火。重新启动发动机时,由于分电器齿轮断齿,使点火正时错乱,发动机工作不稳,加速不良。这时,再怎么调分电器,也调不出正确的点火正时。折下分电器,结果发现分电器齿轮有不规则断齿现象。更换分电器后,故障排除。4.6时代超人发动机自动熄火故障的诊断与排除故障现象一辆桑塔纳2000时代超人,发动后不能正常运行,运转几分钟后就自行熄火,并且熄火后短时间内无法再启动着车;停放十几分钟后又能正常启动了,但过几分钟后又自动熄火。故障如此反复,无法正常使用。故障诊断与排除接修此车后,首先试启动发动机,发动机启动成功,运转较为平稳;原地加速试验,感到发动机很闷,响应不够灵敏,加速性能较差;运转大约3min左右,发动机怠速出现不稳且抖动了几次就自行熄火了;立刻再次启动发动机,没有任何着车的迹象。接上VAG1552诊断仪,读取发动机故障码,没有故障代码。随后又对汽油压力、高压线、火花塞进行了检查,未发现异常。检查配气正时的情况,也未发现问题。经过以上几项检查,时间大约已用了十几分钟,而后再次试启动发动机,发动机居然又能正常启动运转了。趁着发动机尚能运转的时机,立刻读取了该车的数据流,也未发现明显的异常。大约3min后,发动机再次自行熄火,仍旧是当时无法立即启动着车。这个故障确实很奇怪!各项检查和数据都显示该车没有任何能造成发动机不着车的问题,那么问题究竟出在哪里呢?仔细回想一下之前的一系列检查过程,再结合加速性能较差的现象,最后把问题的焦点集中在了排气系统上。笔者让一名员工启动发动机,自己到车尾观察消声器的排气情况,发现在启动过程中,消声器处竟然一丝的尾气也未排出,由此可以断定问题的确出在排气系统上。将车辆架起,断开排气管与三元催化器的接口,再启动发动机,发动机顺利着车,怠速运转较长时间,也未出现自行熄火的现象。拆下三元催化器检查,发现三元催化器的内芯已经被严重堵塞。由此断定,这个怪病的根源就在这个堵死的三元催化器上。更换新的三元催化器后,试车,运转平稳,加速有力,故障彻底排除。当三元催化器完全堵死后,发动机运转时的废气无法正常排出;当排气侧的废气压力增大到和作功压力相近的时候,发动机就自动熄火;熄火后排气管内的压力无法马上消除,所以在熄火后立刻启动时,无法再次着车。当排气管内的废气通过三元催化器内芯上残存的微小缝隙逐渐缓慢的卸压后,又能再次启动着车,这就出现熄火后等待十几分钟又能启动的现象。通过这个故障让我们认识到,对于一个故障的诊断,要全方位地去分析和思考,不能只局限于依靠仪器诊断的数据来判断。结论: 发动机是汽车的动力装置,其作用是将燃烧产生的热能转变为机械能来驱使汽车行驶的.它是汽车的唯一动力输出源,发动机自动熄火的诊断分析是对汽车发动机维修的一种技术要求,由于发动机维修复杂、涉及面广,对我们的诊断与维修造成一定困难。因此对汽车维修人员需要更高的要求。但在我们许多的维修人员中,对发动机的理论知识、各系统的工作原理不够了解,在分析问题时考虑不全面,同时在自动熄火的诊断分析问题的过程中条理不清晰,不能对症下药,常带一种漫无目的碰运气的心理进行维修,往往花了大钱、更换了许多零件却仍不能解决问题。本文对发动机自动熄火诊断分析进行了全面的分析,优化了维修工艺的程序。更进一步提高了维修人员的维修技能。

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