1. 微反应装置
1摩尔(mol)=1000毫摩尔(mmol)
1毫摩尔(mmol)=1000微摩尔(μmol)
1微摩尔(μmol) = 1000纳摩尔(nmol)
1纳摩尔(nmol)=1000皮摩尔(pmol)
引物在PCR反应中的浓度一般在0.1~1μmol/L之间。浓度过高易形成引物二聚体且产生非特异性产物。一般来说用低浓度引物经济、特异,但浓度过低,不足以完成30个循环的扩增反应,则会降低PCR的产率。
2. 微反应器论文
研究思路、研究方法、技术路线和实施步骤
1、研究什么?——怎样确定研究课题
一切科学研究始于问题——问题即课题;教学即研究(掌握方法很重要,否则就不是研究);进步与成果即成长。
教育科研课题主要来源于两大方面:
A.实践来源——客观存在的或潜在的教育实际问题,教育教学实践本身存在的问题。
教育教学与其外部的矛盾(教师与家长、教师与学校、学校与社会、教育与社会发展)。
B.理论来源——现有教育理论所揭示的问题以及理论体系中的空白和矛盾点(例如《关于“信息技术与课程整合”的冷思考》一文产生的过程)
2、怎样进行研究课题的论证?
我们既然已选定了一个课题,我们就必须对这个课题的所有情况进行全面的了解。了解这个课题目前在国外、国内的研究情况,包括研究已取得的成果和存在的问题,了解这一课题所属的理论体系等等。对课题的全面了解,可以使我们在研究过程中少走弯路,确立研究的主攻方向,这就是我们常说的:“知己知彼,百战百胜”。
怎样对一个课题进行论证呢?论证一个课题主要是弄清如下几个问题:
A.所要研究的问题是什么性质和类型的问题?
B.要研究的问题具有什么现实意义?它的理论价值(即在理论上预计有哪些突破?)
C.要研究的问题目前已有哪些研究成果?研究的方向是什么?
D.要研究的问题所应具备的条件分析。
E.课题研究的策略和步骤如何?
F.课题研究的成果及其表现形式有哪些?
3、教育课题研究的基本方法有:
⑴ 观察法 ⑵ 调查法 ⑶ 测验法 ⑷ 行动研究法 ⑸ 文献法 ⑹ 经验总结法 ⑺ 个案研究法 ⑻ 案例研究法
⑼ 实验法(在一个课题研究过程中,根据不同的研究目的和要求,往往会用到两种以上方法)
3.1 观察法:为了了解事实真相,从而发现某种现象的本质和规律。
观察法的步骤:观察法的实施分为以下三个步骤,步骤之一就是进行观察研究的设计,此步骤可分为如下几个方面:
3.1.1 作大略调查和试探性观察。
这一步工作的目的不在于搜集材料,而在于掌握基本情况,以便能正确地计划整个观察过程。例如:要观察某一教师的教学工作,便应当预先到学校大致了解这位教师的工作情况,学生的情况,有关的环境和条件等等。这可以通过跟教师和学校领导人谈话,查阅一些有关的材料,如教案、教学日记、学生作业等,以及听课等方式进行。
3.1.2 确定观察的目的和中心。
根据研究任务和研究对象的特点,考虑弄清楚什么问题,需要什么材料和条件,然后作明确的规定。如果这规定不明确,观察便不能集中,结果就不能深入。观察不能有几个中心,范围不能太广,全部观察要围绕一个中心进行。如果必须要观察几个中心,那就采取小组观察,分工合作。
3.1.3 确定观察对象
一是确定拟观察的的总体范围;
二是确定拟观察的个案对象;
三是确定拟观察的具体项目。
比如,要研究新分配到小学任教的中师或大专毕业生在课余时间进行业务、文化进修的情况,那么,拟观察总体就是教师工作年限达一年或两年的新教师。在这一总体范围内,再定下具体观察哪几所小学,哪几个教研组中的哪些教师。具体观察名单确定以后,再把拟观察的时间、场合、具体观察项目确定下来。
3.1.4 制定观察计划
观察计划除了明确规定观察的目的、中心、范围,以及要了解什么问题、搜集什么材料之外,还应当安排观察过程:观察次数、密度、每次观察持续的时间,如何保证观察现象的常态等。
3.1.5 策划和准备观察手段
观察手段一般包括两种:
一种是获得观察资料的手段;一种是保存观察资料的手段。
获得观察资料的手段主要是人的感觉器官,但有时需要一些专门设置的仪器来帮助观察,如观察屏、计算机终端装置、更高级的如动作反应器等。这些仪器主要起两方面作用:保证观察的客观性与提高观察的精确性。
在保存资料的手段中,人脑是天然器官。但这种与观察主体连在一起的保存手段缺乏精确性和持久性,也不能实现资料的客体化。因此,人们先利用文字、图形等符号手段,进而又利用摄影、录音、录像等技术手段,把观察时瞬间发生的事、物、状况以永久的方式,准确地、全面地记录下来,供研究地反复观察资料和分析资料所用。
无论哪一类手段,都应在观察开始前就准备好,对观察中使用的种仪器也须事先作好功能检查,以保证在使用过程中不出现障碍。对于观察人员来说,必须掌握使用仪器的基本方法,并知道在观察中应做些什么。如要详细、全面拍摄一堂课,一部摄像机是不够的。观察者应准备几部摄像机,并事先作好分工。即使是作观察记录,也需要事先作好设计。在记录纸上印好以一定的格式排列的必须记录的项目,还可以约定一些记录符号,以尽量减少现场记录时书写文字的时间.
我们以中学生课堂行为记录为例,见表5-1。在下面表格中,研究人员根据研究需要,列出他认为在课堂上学生可能发生的行为。但估计所列不会完全,所以留出一些空格,让观察员在需要时使用。研究者如果要请别人帮助观察,必须事先和观察人员讲清楚每一个项目的具体所指,遇到意外情况的处理方法,要求他们熟悉每一个项目的所在位置。为了稳妥起见,还可以在正式观察前先作几次观察练习,帮助观察人员熟悉表格的内容;如发现表格的缺陷,可在正式观察前作出调整。
3.1.6 规定统一性标准
为了增加观察的客观性,为了便于衡量和评价各种现象,为了易于用数量来表达观察的现象,为了使观察结果可以核对、比较、统计和综合,必须事先考虑自己的观察可能涉及到的各种因素,并对每一因素规定出统一的标准。每次观察或观察同一现象的不同观察者,要坚持采用统一的标准去衡量。这主要在于,不同的研究项目常会涉及到不同性质的标准。如:有的涉及到单位问题,如怎样衡量学生表现的知识质量;有的涉及到定义问题,如怎样才算违反纪律;有的涉及计算方式问题,如怎样登记和表达学生之间产生的矛盾的频率,等等。对类似问题,都应事先做好统一规定。
3.1.7 逐段提出观察提纲
在观察计划的基础上,应对每次或每段(几次同一性质上一内容的观察组成一段)观察提出具体提纲,以便使观察者对每一次观察的目的、任务和要获得什么材料非常明确。观察提纲可以包括本次观察要解决的具体问题,并且应当在前一次观察的基础上,经过深思熟虑之后提出来。亦可采用表格的方式,以便于分类统计。
观察实际过程,加以分析研究,得出某种结论。也许可以形成某个研究课题。
3.2 调查法 :
同样是为了了解事实情况,分析事实情况,得出结论,证实某种问题,以便改进工作(包括改进研究方法)或形成新的研究课题。
包括问卷调查、访问调查等.。了解事实情况、分析情况、认真研究,得出结论,寻找解决办法或进一步研究的方案。
举例说明调查法的操作过程:
抽样调查的主要步骤
在实际的抽样操作中,整个过程可大致分为如下步骤:
1.确定调查的目的(确定问题,形成假说;通过调查验证假说,使问题明确化,得出结论)。
2.确定抽样总体。要从中进行抽样的总体应与要得到信息的总体(目标总体)一致。从样本得出的结论适用于被抽样总体,超出这个范围结论的适用程度取决于被抽样总体与目标总体的差异程度。
3.确定待收集的数据。一般只收集与调查目的有关的数据,过长的调查表会降低回答的质量。
4.选择抽样方法。这时总体中的哪种单位作为个体基本上可定下来。
5.编制抽样框。如学校名录、学生花名册等。
6.确定需要的精确度。因抽样调查是要由样本推断总体,会带有某些不确定性。一般是对相对误差或绝对误差作出概率水平上的要求。
7.估计样本容量,估计费用。
8.抽样试验,在小范围内试填一下调查表,做些必要的改进。
9.实地调查工作的组织。按抽样方案进行调查。对收回的调查表的质量及时进行检查。对不回答的表要有处理方案。
10.根据所用的抽样方法进行数据分析。
11.可对同样的数据采用其它的分析方法,以作比较。
12.写出调查报告。留存有关总体的信息,它们可能对将来的抽样起指导作用。
对于教育现象,有时难于进行严格意义上的概率抽样,可以考虑采用下列方法抽样:从总体中选出若干有代表性的大单位(群),在群内进行概率抽样;从一个小总体中选出接近于研究者对总体平均数的印象的那些个体;样本限于总体中易于取到的部分;样本是随便选取的;样本由自愿被调查的人员组成;等等。但对这样得到的样本要选择适当的数据分析方法,对结论也要慎重,应充分利用其它信息进行核查、确认。在教育现象的研究中,研究者的智恝、经验和抽样技术的有机结合,是获取好样本的关键。
3.3 测验法:
是想描述某些行为的状况,或推论某些行为的状况(包括:能力与成就,个性、兴趣、动机、态度、观念及心理需要等);从而考虑改建的策略或方案,或进一步形成新的研究课题。
在教育学和心理学中,测量被用作定量研究的重要方法。主要功能是评估、诊断和预测。(举例,如XXX老师所做的“学生自学能力测验(试验)”,就是为了了解小学中高年级学生的自学能力究竟能达到何种程度)。
所谓测量就是根据一定的法则,将某种物体或现象所具有的属性或特征用数字或符号表示出来的过程。测验法是教育和心理学测量的一项主要内容和形式。
测验的客观性是关于测验系统化过程好坏程度的指标。测验的控制,在不同时间对于同一个被试,或同一时间对于不同的被试,其意义都应该是相同的。保持刺激的客观性则要遵照一定的程序予以控制。(如周文琴老师在做这一测试前邀请我去在他们的家长会上的讲话,目的就在于排除和避免人为因素影响,排除测验的随意性和不真实性,实现评测标准的同一性)。
推论的客观性指对同一结果不同的人所做的推论应该一致,同一个人在不同的时间对同一结果的所做解释应该相同。
3.4 行动研究法:
行动研究法是一种适应小范围内教育改革的探索性的研究方法,其目的不在于建立理论、归纳规律,而是针对教育活动和教育实践中的问题,在行动研究中不断地探索、改进改进工作,解决教育实际问题。行动研究将改革行动与研究工作相结合,与教育实践的具体改革行动紧密相连。(特点是边执行、边评价、边修改)。
模式基本是:计划——行动——考察——反思(即总结评价)。教师个体比较适用。
另一种模式:预诊——搜集资料初步研究——拟订总体计划——制订具体计划——行动——总结评价
从上述行动研究法的几个步骤中可以发现三个明显的特征:
一是具有动态性,所有的设想、计划、,都处于一个开放的动态系统中,都是可修改的;
二是较强的联合性与参与性,研究者、教师、行政人员的全体小组成员参与行动研究法实施的全过程。
三是在整个研究过程中,诊断性评价、形成性评价、总结性评价贯穿于行动研究法工作流程的始终。
具体说说操作方法:
(一)预诊:这一阶段的任务是发现问题。对教学或学校工作中的问题,进行反思发现问题,并根据实际情况进行诊断,得出行动改变的最初设想。在各步骤中,预诊占有十分重要的地位。
(二)收集资料初步研究:这一阶段成立由教研人员、教师和教育行政人员组成的研究小组对问题进行初步讨论和研究,查找解决问题的有关理论、文献,充分占有资料,参与研究的人员共同讨论,听取各方意见,以便为总体计划的拟定做好诊断性评价。
(三)拟定总体计划:这是最初设想的一个系统化计划。行动研究法是一个动态的开放系统,所以总体计划是可以修订更改的。
(四)制定具体计划:这是实现总体计划的具体措施,它以实际问题解决的需要为前提,有了它,才会导致旨在改变现状的干预行动的出现。
(五)行动:是整个研究工作成败的关键。这一阶段的特点是边执行、边评价、边修改。在实施计划的行动中,注意收集每一步行动的反馈信息,可行的,则可以进入下一步计划和行动。反之,则总体计划甚至基本设想都可能需要作出调整或修改。这里行动的目的,不是为了检验某一设想或计划,而是为了解决实际问题。在行动研究中,过程性资料的搜集、整理也是非常重要的。
(六)总结评价:首先要对研究过程进行考察。考察内容有:一是行动背景因素以及影响行动的因素。二是行动过程,包括什么人以什么方式参与了计划实施,使用了什么材料,安排了什么活动,有无意外的变化、如何排除干扰。三是行动的结果,包括预期的与非预期的,积极和消极的。要注意搜集三方面的资料,背景资料是分析计划设想有效性的基础材料,过程资料是判断行动效果是不是、由方案带来和怎样带来的考察依据;结果资料是分析方案带来的什么样的效果的直接依据。考察要灵活运用各种观察技术以及数据、资料的采集和分析技术,充 分利用录象、录音等现代化手段。
总结评价实际上是对行动研究过程及其结果的“反思”。反思是行动研究第一个循环周期的结束,又是过渡到另一个循环周期的中介。这一环节包括:整理描述,评价解释,写出研究报告。这是对整个研究工作的总结和评价。这一阶段除了要对研究中获得的数据、资料进行科学处理,得到研究所需要的结论外,还应对产生这一课题的实际问题作出解释和评价。
3.5 经验总结法:
这是教师可以常用的方法。教育经验总结法是根据教育实践所提供的事实,分析概括教育现象,挖掘现有的经验材料,并使之上升到教育理论的高度,以便更好地指导新的教育实践活动的一种教育科学研究方法。关键是要能够从透过现象看本质,找出实际经验中的规律;从而更好地更加理性地改进自己的教学。进行教育经验总结要遵循以下基本要求:
一、要注意经验的 先 进 性(观念必须更新)
二、要全面考察总结的对象,充分占有原始的事实材料;且做到有“点”有“面”,“点”、“面”结合,防止以偏概全的片面性。
三、要以教育实践活动为依据,不能凭空想当然,那是毫无价值。
四、要善于进行理论分析
3.6 文献法:
分类阅读有关文献(包括文字、图形、符号、声频、视频等具有一定历史价值、理论价值和资料价值的材料),得出一般性结论或者发现问题,寻找新的思路。
文献按内容性质分,有零次文献、一次文献、二次文献和三次文献。零次文献是未经发表和有意识处理的最原始的资料。一次文献指直接记录事件经过、研究成果、新知识、新技术的专著、论文、调查报告等文献。二次文献是指对一次文献进行加工整理,包括著录其文献特征、摘录其内容要点,并按照一定方法编排成系统的便于查找的文献。三次文献是指工具书和在二次文献的基础上,又对众多一次文献的综合研究结果。
3.7 个案研究法:
个案研究法就是对单一的研究对象进行深人而具体研究的方法。
个案研究的对象可以是个人,也可以是个别团体或机构。前者如对一个或少数几个优生或差生进行个案分析,后者如对某先进班级或学校进行个案研究。个案研究一般对研究对象的一些典型特征作全面、深入的考察和分析,也就是所谓“解剖麻雀”的方法。
个案研究中,原始的资料积累是非常重要的。同时个案研究不仅停留在对个案的研究和认识的水平上,而且需要认识教育与发展之间的因果关系,提出一些积极的教育对策,以改革教育教学方法。也可能通过对某个案的研究而形成假说,进而产生新的研究课题或教改实验。
观察或追踪一个人、几个人、一个团体、一节课……的过程,时间可长可短,依需要而定,进行分析概括,透过现象看本质,得出规律性的结论,找出解决问题的办法。(个案研究的对象少,研究规模也较小;同时个案研究一般都是在没有控制的自然状态中进行的,也不要在一段时间内突击完成。所以,个案研究就特别适合教师的研究。教师可以抓住一两个典型的学生或一类学生,结合教学、教育工作实践进行研究。对于每一个教育实践工作者来说,总可以在班上找到研究对象,而且也不需要什么特殊的处理,不影响正常的教育活动)。
3.8 案例研究法:
什么是“案例”?中外学者尚无普遍公认的、权威的定义,一般认为,案例是对现实生活中某一具体现象的客观描述。教育案例是对教育活动中具有典型意义的,能够反映教育某些内在规律或某些教学思想、原理的具体教学事件的描述、总结分析,它通常是课堂内真实的故事,教学实践中遇到的困惑的真实记录。对这些“真实记录”进行分析研究,寻找规律或产生问题的根源,进而寻求解决问题或改进工作的方法,或形成新的研究课题。在案例法的研究中,研究者自身的洞察力是关键。
3. 微反应器应用的专利
工业上通过氯气与氢氧化钙和氢氧化钠的含水混合物的反应,来生产次氯酸钙,总反应方程如下
把反应产生的结晶次氯酸钙以湿滤饼状与水相分离,这种湿滤饼中含有大量水相,即母液。此母液中主要含有处于溶解状态的Ca(OCl)2和NaCl。当这结晶次氯酸钙滤饼干燥时,这些氯化钠就留在产物中,它通常约占成品重量的15~20%。
这些存在于固体成品中的氯化钠,并不是上面这个主反应产生的全部氯化钠,它只是其一部分,其余的以溶解状态留在母液中的氯化钠必须通过处置母液或者用其他方法从工艺过程中除去。然后废弃这种母液的做法,经济上来说是没有吸引力的,因为母液中还含有相当大量的处于溶解状态的次氯酸钙。
次氯酸钙的生产方法中有两种原料,即氢氧化钠和氯气,工业上都是由氯化钠水溶液电解来生产的。氯化钠水溶液电解时产生氢氧化钠、氯气和氢气,反应方程如下
由于氯化钠是次氯酸钙生产过程的一种必然的副产品,因此,假如这种氯化钠副产品适用于氢氧化钠和氯气的生产的话,则该流程将是十分有利的。但是,在这方面,很重要的一点是,氯化钠中含有少量离子状态的钙,因为钙离子对生产氢氧化钠和氯气的电解槽的运行是有害的,因此必须把电解槽进料盐水中的钙离子浓度降到很低的程度。
工业上氢氧化钠是用汞电解槽、隔膜式电解槽或薄膜式电解槽电解生产的。用汞电解槽通常可直接生产出浓度为50%左右的氢氧化钠;隔膜电解槽产出的是,含有氯化钠的低浓度的氢氧化钠,然后蒸发这种混合物,以得到浓度为50%的苛性钠产品,并且除去大部分氯化钠;薄膜电解槽生产的氢氧化钠的最高浓度为35%。由于氢氧化钠是次氯酸钙生产的一种原料,因此,当使用工业产品浓度的苛性钠时,水也会与氢氧化钠一起被带入。这些水加入制造次氯酸钙的化学反应中产生的水,其量超过了生产次氯酸钙工艺过程中排出的水量(这水量一般占成品重量的3~10%)。这种水量的不平衡,可以通过采用高浓氢氧化钠(浓度高于50%)来降低带入到生产过程的水量,或者从生产过程中蒸发掉过量的水的办法加以解决。然而,高浓氢氧化钠是用工业产品浓度的苛性钠溶液通过真空蒸发来生产的,因此,高浓氢氧化钠是比市售工业浓度的氢氧化钠更贵的原料。
众所周知,用加入氢氧化钙的办法,可能从含有次氯酸钙、氯化钠和水的母液中回收一部分次氯酸钙。加入氢氧化钙会产生二碱次氯酸钙(Ca(OCl)2·2Ca(OH)2)沉淀,反应方程如下
这样生成的Ca(OCl)2·2Ca(OH)2可用通常的分离技术分离出来,然后返回浆液氯化器再用。在该浆液氯化器内,此二碱化合物与氢氧化钠一起被氯气氯化而生成次氯酸钙、氯化钠和水。可以向浆液氯化器中加入总反应所需要的全部或部分氢氧化钙。次氯酸钙生产反应过程所需要的氢氧化钙的总量,超过生成Ca(OCl)2·2Ca(OH)2所需要的Ca(OH)2的量,因此,如果往Ca(OCl)2·2Ca(OH)2反应器中加入了反应所需要的全部氢氧化钙,那么从母液中分离所得的Ca(OCl)2·2Ca(OH)2中就会含有过剩的氢氧化钙。
在分离出Ca(OCl)2·2Ca(OH)2后留下来的母液中,含有处于溶解状态的残留的次氯酸钙和氯化钠。因此,要完全回收所生成的全部次氯酸钙是做不到的。
专利文献描述过许多次氯酸钙生产方法,其中下列专利文献与本发明有关美国专利1,718,284号描述了一种生产方法,在该方法中将氢氧化钙和氢氧化钠与一种含次氯酸钙和氯化钠的共晶物的溶液相混合,然后用氯气氯化。氯化钠从亚稳态的次氯酸钙溶液中结晶出来,小心分离之,然后次氯酸钙开始从留下的母液中结晶析出。
美国专利3,572,989号描述了一种生产方法,在该方法中,使含有次氯酸钙和氯化钠的返回母液与高浓氢氧化钠相混合,然后用氯气氯化。使氯化钠晶体沉淀析出并除去之,留下的母液与氢氧化钙混合,然后用氯气氯化,生成结晶的次氯酸钙,将其分离,分离后的母液返回使用。
美国专利3,767,775号描述了一种生产方法,在该分法中,氢氧化钠、氢氧化钙、水和来自生产过程后续工序的饱和次氯酸钙和氯化钠的母液一起用氯气氯化,次氯酸钙和氯化钠共结晶,然后将它们相互分离,回收母液,并返回氯化器使用。
美国专利3,895,099号描述了一个次氯酸钙制造方法,在该方法中,含有处于溶解状态的Ca(OCl)2和NaCl的母液与氢氧化钠反应,生成一种氢氧化钙在次氯酸钠和氯化钠溶液中的浆液,分离出氢氧化钙,返回主反应器循环使用。
美国专利3,950,499号描述了一种次氯酸钙制造方法,在该方法中,含有次氯酸钙和氯化钠的母液与氢氧化钠混合,然后加氯气氯化,生成氯化钠晶体,并从含水母液中分离之。往此含水母液中加入氢氧化钙和氢氧化钠,然后加氯气氯化,生成一种含氯化钠和次氯酸钙晶体的浆液,将次氯酸钙晶体和氯化钠晶体相互分离开,母液返回使用。
美国专利3,954,948号描述了一种次氯酸钙制造方法,在该方法中,氢氧化钙和次氯酸钠加氯气氯化,生成一种含有次氯酸钙晶体的溶液,分离出次氯酸钙晶体,然后使此溶液与氢氧化钠反应,产生一种氢氧化钙浆液,分离出氢氧化钙并返回使用,留下来的溶液可作漂白液,或加工生成固体氯化钠和一种可以返回使用的次氯酸钠溶液。
美国专利4,196,184号描述了一种上面生产方法的改进法,在这改进法中,氢氧化钙浆液是在严格控制的工艺条件下生成的,在这些条件下导致若干半碱次氯酸钙(hemi-basic calcium hypochlorite)的生成,这就改善了氢氧化钙的分离性能。
美国专利4,258,024号描述了一种生产方法,在该方法中,将氢氧化钙加入到含有次氯酸钙的返回母液中,使其生成结晶Ca(OCl)2·2Ca(OH)2,并与母液分离。将这种Ca(OCl)2·2Ca(OH)2与高浓度的氢氧化钠混合,然后加氯气氯化,生成一种含有次氯酸钙和氯化钠晶体的浆液,将这两种晶体相互分离开,母液返回使用。
4. 微型反应器
MBR为膜生物反应器,MBBR为载体流动床生物膜技术。
工作原理不同:MBR为活性污泥法+膜分离。MBR(膜生物反应器)是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术,以膜组件取代二沉池(或滗水器)在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地,并通过保持低污泥负荷减少污泥量。
MBBR为生物膜法。MBBR(载体流动床移动床生物膜反应器),其原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体,提高反应器中的生物量及生物种类,从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水,所以在曝气的时候,与水呈完全混合状态,另外,每个载体内外均具有不同的生物种类,内部生长一些厌氧菌或兼氧菌,微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用,使空气气泡更加细小,增加了氧气的利用率外部为好养菌,这样每个载体都为一个微型反应器,使硝化反应和反硝化反应同时存在,从而提高了处理效果。
5. 微反应器应用
法国巴斯德研究所利用生物反应器进行Vero细胞的大规模培养获得成功以来,生物反应器便以其高密度、大规模、低成本的优势时引起广泛关注。与先进国家相比,我国动物细胞生物反应器方面的技术研究和装备严重滞后,国内用于动物细胞工业化大规模培养生产的人用和兽用疫苗生产技术正处于从转瓶培养向生物反应器悬浮培养技术转型的升级换代初期阶段。
生物反应器是动物细胞工业化大规模培养中的关键设备。生物反应器培养工艺,具有综合成本低、批量大、批间差小、所获得病毒抗原含量高等优点。一些有治疗作用的蛋白组分利用基因工程表达的生物反应器大规模的细胞培养平台的建立意义重大,特别是生物反应器细胞培养技术在生产中的应用,进一步提高了疫苗产品的质量。抗原滴度是疫苗的决定因素,滴度越高预防效果就越好。我国自行生产的疫苗由于生产技术落后,在质量上与国际先进水平存在很大差距,大部分企业的疫苗抗原滴度达不到国家规定要求,只能通过加入佐剂的方法提高免疫效果。添加佐剂后的疫苗,会使接种者产生局部疼痛、硬结等不良反应,特别是使用佐剂导致疫苗产生保护的时间大大滞后,致使很多患者等不及疫苗发挥作用就发病死亡。
生物反应器微载体培养VERO细胞和MARC145细胞,反应器接种细胞后,细胞贴附于微载体迅速生长,经培养后能长满微载体表面,细胞致密、轮廓清晰、形态良好,用结晶紫染色,细胞密度达到5×106个/毫升以上。多以单个细胞形式存在,细胞立体感强、透亮、轮廓清晰、形态良好,细胞密度达到3×106个/毫升以上,用苔盼兰染色,细胞活力在95%以上。通过在生物反应器内投放高密度微载体、使用特殊的培养基和采用独特设计的灌流工艺,生产出了高滴度的抗原。在对引起副反应的杂蛋白、DNA等杂质进行分离后,最终获得达到国际标准的合格无佐剂疫苗。
生物反应器细胞大规模培养技术作为生物制药中最为关键的技术,已成为我国生物技术药物产业化最难跨越的"门槛"。国内的生物制药企业已经感受到需要用反应器进行技术升级的迫切性, 生产技术的创新给疫苗生产企业带来历史发展机遇,同时也带来严峻的挑战。及时准确地掌握和应用不断发展创新的疫苗生产支撑技术将给疫苗生产企业带来持续发展的核心竞争能力。
我们正致力于细胞大规模培养制药工艺技术开发、细胞培养基研发和制造、细胞生物反应器设计和制造,必将推动我国生物制药技术的进步与发展。