DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 5. 讨论 中医对于DOR的相关研究，多围绕肾虚、肝郁、脾虚、血瘀等进行，治疗法则主要包括补肾、疏肝、健脾、养血活血、调经等 [ 7 ] 。赵彦教授 [ 8 ] 用归肾丸加减(肾虚型)治疗DOR月经周期延长患者2月余，月经基本恢复正常，相关症状(头晕耳鸣，腰膝酸软等)亦得明显改善，有利于后期受孕。金哲教授 [ 9 ] 认为DOR以肾脾虚、肝郁型常见，故以补肾健脾疏肝，佐以养血通络为治疗DOR的主要原则，根据月经周期调整用药，获得较好的疗效。岳昌华 [ 10 ] 研究表明毓麟珠加减(脾肾两虚型)能缓解DOR患者的临床症状(包括腰膝酸软、神疲乏力、不思饮食等)、调整性激素水平，升高AMH值。谢超平 [ 11 ] 研究示补肾生血汤(肾亏血虚证)可治疗中医相关证候，纠正女性内分泌紊乱，并且有增加窦卵泡数的作用，在停药后其疗效亦可维持。纪珮等 [ 12 ] 发现复方左归胶囊(肝肾亏虚型)可改善DOR患者性激素水平及卵巢动脉血流，从而对DOR所致的不孕有一定疗效。张会仙等 [ 13 ] 对11个研究(共733例)的Meta分析表明，补肾活血中药(肾虚血瘀型)可调整DOR患者性激素水平，增加窦卵泡数量，改善中医证候。总之，对DOR的中医治法不外乎以补肾为主，随症加减的治疗原则，临床可收到较好的疗效。 金志春教授依据多年临床经验积累，将中西医联合参考，治疗卵巢储备功能低下性不孕症患者以虚证为根本，以补肾健脾益精血，兼以调和气血为基本治法，注重保存女性生育力助孕的同时，以肾为根本对女性整体功能进行的调整，改善女性卵巢功能，亦为日后妊娠打下基础，故获得较好疗效及妊娠结局。然而，关于补肾健脾调和运用中药的气血法改善DOR机制的探讨，以及临床疗效是否具有可重复性，仍缺乏近一步实验支持，需要进行后续实验研究。 临床上，血清AMH检测具有可重复性、单次测量的可靠性、周期一致性 [ 14 ] ，为一种有效可靠的卵巢生育能力指标，值得进一步推广，以便及时发现卵巢储备功能下降，尽早干预，避免卵巢功能进一步消耗发展为卵巢早衰甚至绝经，错过生育时机。
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user: 摘 要 目的：探讨连续性血液净化治疗脓毒血症及并发多器官功能不全综合征(MODS)后临床疗效。方法：2011年6月至2016年6月期间，选择在本院接受治疗的脓毒血症患者例进行研究，其中将未并发多器官功能不全综合征患者82例作为对照组，将并发多器官功能不全综合征患者102例作为观察组，均行连续性血液净化治疗，观察治疗效果。结果：治疗前两组患者平均动脉压、呼吸频率、心率及血氧饱和度比较无明显差异，P > 0.05；治疗后，对照组各指标明显改善，且改善程度显著优于观察组，P < 0.05。治疗前两组患者ALT、Scr、TNF-α、IL-1、IL-8等指标比较无明显差异，P > 0.05；治疗后观察组患者各项实验室指标均改善，但效果较对照组差，组间比较差异明显，P < 0.05。结论：采用连续性血液净化治疗脓毒血症及并发多器官功能不全综合征患者可有效稳定身体状态和炎性指标，但仍需注意应尽早结合其病情实施个性化综合治疗，预防脓毒血症并发多器官功能不全综合征，尽早控制病情，改善健康状态。 关键词 :连续性血液净化，脓毒血症，多器官功能不全综合征 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 脓毒血症作为严重的内科疾病，主要是指病原微生物及其毒素侵入血液循环，继而激活宿主的细胞和体液免疫系统，产生细胞因子及内源性炎症介质，并促使机体器官、系统等受到损害，甚至引起多器官功能衰竭 [ 1 ] 。而若病情控制不佳则极可能并发多器官功能不全综合征，进一步危害患者身体健康和生命安全 [ 2 ] 。目前临床治疗该疾病以连续血液净化方式为主，可通过清除体内炎性介质、控制炎性介质扩散等稳定生命体征和病情，降低危险事件的发生 [ 3 ] 。为此，本次研究对连续性血液净化治疗脓毒血症及并发多器官功能不全综合征的临床疗效进行了探讨，并选择未并发多器官功能不全综合征患者82例和并发多器官功能不全综合征患者102例作为资料进行研究，详细报道如下。
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user: 2. 资料与方法 2.1. 一般资料 2011年6月至2016年6月期间，选择在本院接受治疗的脓毒血症患者例进行研究，其中将未并发多器官功能不全综合征患者82例作为对照组，将并发多器官功能不全综合征患者102例作为观察组。两组患者均满足美国胸科学会(ATS)专家共识诊断标准，且至少有1个器官功能衰竭 [ 4 ] 。对照组男患者51例，女患者31例，年龄在32岁至65岁之间，平均年龄为(45.68 ± 3.26)岁，原发病：急性肾盂肾炎34例，急性膀胱炎26例，肾周围炎15例，外科手术并发尿路感染7例；观察组男患者64例，女患者38例，年龄在33岁至65岁之间，平均年龄为(45.61 ± 3.34)岁，原发病：急性肾盂肾炎41例，急性膀胱炎27例，肾周围炎20例，外科手术并发尿路感染14例；排除近期使用免疫抑制剂患者或细胞毒性治疗患者。两组患者的基本资料无显著性差异，P > 0.05。 2.2. 治疗方法 两组患者均于入院后进行生命体征检测及相关诊断检查，确诊后及时维持生命体征和持续血液净化治疗，并依据患者病因进行相应对症处理，包含抗感染处理、手术处理和营养支持等。选择新百特血滤器Diacap Acute进行治疗，设置CVVH模式，将0.9%氯化钠注射液(生产厂家：广西裕源药业有限公司，批准文号：国药准字H45020977) 3000 ml、5%葡萄糖注射液(生产厂家：遂成药业股份有限公司，批准文号：国药准字H41023719) 1000 ml，5%碳酸氢钠(生产厂家：遂成药业股份有限公司，批准文号：国药准字H41021050) 125 ml，硫酸镁注射液(生产厂家：国药集团容生制药有限公司，批准文号：国药准字H20043974) 3 ml作为置换液，每1000 ml置换液配比7.5 ml葡萄糖酸钙(生产厂家：哈药集团三精制药有限公司，批准文号：国药准字H23021887)，并结合检测患者血钾、血钠和血钙浓度水平加入10%氯化钾注射液。控制置换液温度为36℃至37℃，调整血流量为200 ml/min至300 ml/min，并间隔4 h至6 h给予低分子肝素2000 U至4000 U抗凝。密切监测患者状态，若出现凝血学则及时更换血滤器，当患者病情稳定后转换为间歇性静脉–静脉血液过滤(IVVH)模式，确保患者尿量恢复，肾功能正常。 2.3. 观察指标 测定治疗前后看两组生命体征变化，包含平均动脉压、呼吸频率、心率及血氧饱和度；测定治疗前后两组实验室各指标变化，包含Scr、TNF-α、IL-1、IL-8。 2.4. 统计学处理 采用SPSS19.0统计学软件进行处理分析，计量资料的数据采用均数±标准差表示，t检验，计数资料的数据采用百分数表示，卡方检验，P < 0.05为差异统计学有意义。
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user: 3. 结果 3.1. 治疗前后两组生命体征变化分析 分析表1可知，治疗前两组患者平均动脉压、呼吸频率、心率及血氧饱和度比较无明显差异，P > 0.05；治疗后，对照组各指标明显改善，且改善程度显著优于观察组，P < 0.05。 Table 1 Analysis of changes in vital signs between the two groups before and after treatment (X ± S 组别 例数 平均动脉压(mmHg) 呼吸频率(次/min) 心率(次/min) 血氧饱和度(%) 治疗前 治疗后 治疗前 治疗后 治疗前 治疗后 治疗前 治疗后 对照组 82 63.25 ± 3.14 84.72 ± 5.16 32.42 ± 2.51 20.11 ± 1.67 135.85 ± 12.48 82.95 ± 12.47 83.64 ± 3.92 98.74 ± 2.23 观察组 102 63.17 ± 3.24 78.95 ± 4.73 32.38 ± 2.64 25.65 ± 1.73 135.24 ± 11.97 95.61 ± 11.65 83.41 ± 3.86 94.22 ± 2.12 t - 0.16 7.82 0.10 22.01 0.33 7.04 0.39 13.96 P - >0.05 <0.05 >0.05 <0.05 >0.05 <0.05 >0.05 <0.05 表1. 治疗前后两组生命体征变化分析(X ± S) 3.2. 治疗前后两组实验室指标变化分析 分析表2可知，治疗前两组患者ALT、Scr、TNF-α、IL-1、IL-8等指标比较无明显差异，P > 0.05；治疗后观察组患者各项实验室指标均改善，但效果较对照组差，组间比较差异明显，P < 0.05。 Table 2 Analysis of changes in laboratory indicators between the two groups before and after treatment (X ± S 组别 例数 Scr (μmol/L) TNF-α (ng/L) IL-1 (ng/L) IL-8 (ng/L) 治疗前 治疗后 治疗前 治疗后 治疗前 治疗后 治疗前 治疗后 对照组 82 511.25 ± 60.62 113.62 ± 14.26 216.65 ± 18.24 124.62 ± 10.25 212.35 ± 9.54 133.16 ± 9.82 1761.42 ± 112.35 844.82 ± 48.76 观察组 102 510.32 ± 58.74 154.56 ± 18.94 217.25 ± 19.42 150.32 ± 12.37 211.94 ± 9.82 148.46 ± 8.46 1758.23 ± 108.46 967.46 ± 42.33 t - 0.10 8.29 0.21 15.10 0.28 11.34 0.19 18.25 P - >0.05 <0.05 >0.05 <0.05 >0.05 <0.05 >0.05 <0.05 表2. 治疗前后两组实验室指标变化分析(X ± S)
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user: 4. 讨论 随着医疗技术的进步，如今在诸多危重疾病治疗中均可采取多项措施控制病情，改善预后 [ 5 ] 。当前对脓毒血症和多器官功能障碍综合征的治疗尚无确切的疗法，抗炎药物基本无效，因此需探索更加安全有效的治疗方式 [ 6 ] 。其中在脓毒血症及多器官功能障碍综合征治疗中可选择连续性血液净化治疗方式，即通过有效清除中分子炎症介质、大分子炎症介质等方式和调节炎症介质水平，起到延缓炎症反应，控制病情进展的效果 [ 7 ] [ 8 ] 。而且连续性血液净化治疗具有溶质和液体清除缓慢、生物相容性好等特征，且可起到调整血浆晶体渗透压降低对组织器官的干扰的作用，预防相关并发症的发生 [ 9 ] [ 10 ] 。需要注意，在对患者实施连续性血液净化治疗时，可能因为血管容积相对增加和降低血压水平，治疗前最好利用胶体溶液、血管活性药物等稳定血压 [ 11 ] [ 12 ] 。由于脓毒血症属于全身炎症反应综合征，会引起微循环紊乱，导致炎症介质、白介素反应失控，若不及时加以控制，促使正常组织脏器损伤，继而引起多器官功能障碍综合征，进一步威胁患者的健康和生命安全 [ 13 ] 。本次研究结果显示治疗前两组患者平均动脉压、呼吸频率、心率及血氧饱和度比较无明显差异，P > 0.05；治疗后，对照组各指标明显改善，且改善程度显著优于观察组，P < 0.05。治疗前两组患者ALT、Scr、TNF-α、IL-1、IL-8等指标比较无明显差异，P > 0.05；治疗后观察组患者各项实验室指标均改善，但效果较对照组差，组间比较差异明显，P < 0.05，表明无论脓毒血症是否合并多器官功能障碍综合征，采取连续性血液净化治疗均可获得一定的效果，促使患者生命体征趋向稳定，改善炎症介质水平等，起到控制病情和改善预后的效果。但当脓毒血症合并多器官功能障碍综合征会因为病情本身严重问题，导致治疗效果有限，比不上未合并多器官功能障碍综合征，也提示在引发多器官功能障碍综合征治疗前及时给予有效治疗可获得更佳的疗效。但需要注意，虽然连续性血液净化治疗具有一定的效果，但其仍然属于辅助疗法，难以取代必要的手术及原发病治疗，而为取得较好的疗效，应加强病情监测，此时选择连续性血液净化治疗预防多器官功能障碍综合征的发生可实现早期控制作用 [ 14 ] [ 15 ] 。 综上所述，连续性血液净化治疗脓毒血症可有效稳定患者生命体征和改善实验室指标，且可起到预防合并多器官功能障碍综合征的作用，而针对合并多器官功能障碍综合征患者也具有良好的效果，利于稳定病情，确保其他有效治疗方案的顺利实施。
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user: 摘 要 目的：观察蒙药伊赫汤在体外细胞水平对高糖刺激引起的HMrSV5细胞炎症反应和纤维化的影响。方法：通过ELISA检测伊赫汤处理前后HMrSV5细胞培养体系中炎症相关细胞因子白介素6 (interleukin 6， IL-6)、单核细胞趋化因子1 (monocyte chemoattractant protein 1， MCP-1)、转化生长因子β (transforming growth factor-β， TGF-β)、白介素8 (interleukin 8， IL-8)、白介素17 (interleukin 17， IL-17)和肿瘤坏死因子α (tumor necrosis factor α， TNF-α)含量变化，通过Western blotting检测细胞内纤维化相关蛋白血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor， VEGF)、纤粘蛋白(fibronectin)和IV型胶原(collagen IV)表达量变化。结果：伊赫汤处理组细胞培养基中IL-6、MCP-1、TGF-β、IL-8、IL-17和TNF-α等炎症相关蛋白含量相较于高糖处理组显著降低。HMrSV5细胞经高糖处理后，纤维化相关蛋白fibronectin和collagen IV等在细胞内表达量增加，伊赫汤处理可以显著降低细胞内纤维化相关蛋白fibronectin和collagen IV的表达。结论：伊赫汤可以抑制由高糖处理HMrSV5细胞导致的炎症因子的释放，同时可以显著抑制HMrSV5细胞内纤维化相关蛋白表达，具有抑制腹膜细胞炎症反应和抗纤维化改变作用。 关键词 :伊赫汤，腹膜纤维化，蒙医药 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 蒙医学的三根学说是蒙医学理论基础的核心，贯穿于蒙医理论体系的各个方面，指导着临床诊疗实践工作。蒙医学认为人体之所以能维持正常的生理活动，主要在于体内具有三种能量和基本物质，即赫依、希拉和巴达干三大基本要素。因为这三大基本要素是人体生命活动的本源和基础，故将其称为“三根”。在正常情况下，三根之间相互依存、相互制约，处于动态平衡的状态中。三根一方过多或偏胜，就会导致相应的病理改变，进而引发疾病 [ 1 ] 。 伊赫汤又名调元大补二十五味汤散，是蒙医传统验方，由红花、诃子、栀子、土木香、胡黄连、石榴、酸梨干、贯众、野菊花、芫荽果、猪血粉、蓝盆花等二十五味蒙药构成，主治收敛，解毒，调节寒热。用于“宝日”扩散，“赫依”、“协日”、“巴达干”失调，久病不愈，身倦体怠，口干，食欲不振，胃脘疼痛等证 [ 2 ] 。该药是我科临床常用药物，对于改善长期腹膜透析患者腹膜纤维化、恢复和保护肾脏功能有明显的临床疗效，但具体抗腹膜纤维化、保护肾脏功能的机制尚未见文献报道。本研究采用人腹膜间皮细胞系HMrSV5高糖造模，观察伊赫汤在体外细胞水平对HMrSV5细胞炎症相关蛋白表达量的影响，从而探寻伊赫汤抗腹膜纤维化、保护肾脏功能的分子机制。
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user: 2. 方法 2.1. 细胞培养 人腹膜间皮细胞HMrSV5购于上海弘顺生物技术有限公司。HMrSV5细胞培养于含10%胎牛血清(FBS; Hyclone， Logan， USA)、100 U/mL青霉素和100 U/mL链霉素的DMEM培养基(Gibco， NY， USA)中。培养条件为37℃、5% CO 2 。高糖(培养基中葡萄糖浓度为75和125 mmol/L)处理用来作为阳性对照组。伊赫汤由锡盟蒙医医院制剂室提供。细胞实验时取3 g溶于50 mL超纯水中，室温超声30 min，离心取上清液过0.2 μm滤膜，96孔板中每孔加入滤液40 μL。 2.2. Western Blotting检测 HMrSV5经胰酶消化收集后，加入适量RIPA裂解液，4℃下3000 r/min离心，取上清液置于−20℃冰箱中BCA蛋白定量试剂盒测定各组蛋白浓度。 2.3. ELISA检测 收集细胞培养液上清，按ELISA试剂盒说明书方法操作。 2.4. 统计学处理 采用SPSS 19.0统计学软件进行数据分析，以P < 0.05作为有统计学差异阈值。
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user: 3. 结果 3.1. 高糖处理可以引发HMrSV5细胞炎症相关因子释放 HMrSV5细胞在高糖处理后，细胞培养基中白介素6 (interleukin 6， IL-6)、单核细胞趋化因子1 (monocyte chemoattractant protein 1， MCP-1)、转化生长因子β (transforming growth factor-β， TGF-β)、白介素8 (interleukin 8， IL-8)、白介素17 (interleukin 8， IL-17)和肿瘤坏死因子α (tumor necrosis factor α， TNF-α)等炎症相关蛋白含量显著增加(图1)。 图1. 高糖处理HMrSV5细胞后培养基中炎症因子含量变化图 3.2. 高糖处理可以促进HMrSV5细胞纤维化相关蛋白表达 HMrSV5细胞经高糖处理后，纤维化相关蛋白血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor， VEGF)、纤粘蛋白(fibronectin)和IV型胶原(collagen IV)等在细胞内表达量增加(图2)。 3.3. 伊赫汤可以抑制高糖处理可以引发的HMrSV5细胞炎症相关因子释放 伊赫汤可以抑制由高糖处理HMrSV5细胞导致的炎症因子的释放。伊赫汤处理组细胞培养基中白介素6 (interleukin 6， IL-6)、单核细胞趋化因子1 (monocyte chemoattractant protein 1， MCP-1)、转化生长因子β (transforming growth factor-β， TGF-β)、白介素8 (interleukin 8， IL-8)、白介素17 (interleukin 8， IL-17)和肿瘤坏死因子α (tumor necrosis factor α， TNF-α)等炎症相关蛋白含量相较于高糖处理组显著降低(图3)。 图2. 高糖处理HMrSV5细胞后细胞内纤维化相关蛋白表达量变化图 图3. 伊赫汤处理HMrSV5细胞后培养基中炎症因子含量变化图 3.4. 伊赫汤可以抑制HMrSV5细胞纤维化相关蛋白表达 HMrSV5细胞经高糖处理后，纤维化相关蛋白纤粘蛋白(fibronectin)和IV型胶原(collagen IV)等在细胞内表达量增加，伊赫汤可以显著抑制HMrSV5细胞内纤维化相关蛋白表达(图4)。 图4. 伊赫汤处理HMrSV5细胞后细胞内纤维化相关蛋白表达量变化图
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user: 4. 讨论 慢性肾功能衰竭是多种因素导致的一种缓慢进行性的肾脏功能损害，而且疾病发展最终会导致肾功能完全丧失，引发尿毒症等一系列严重的临床综合征 [ 3 ] 。临床治疗该疾病主要采取血液透析、腹膜透析和肾脏移植等方法，其中肾脏移植是现行最有效的治疗方法，但由于肾脏供体相对缺乏、配型较为困难，患者寻找和等待肾源时间很长，所以，目前临床治疗主要采取腹膜透析和血液透析这两种治疗方法治疗晚期肾脏功能不全和肾功能衰竭。其中腹膜透析是以自身腹膜作为半透膜进行物质透析的一种方法，具有可居家治疗、更好保护残余肾功能、对血流动力学影响小等优点，已成为晚期肾脏功能不全和肾功能衰竭患者的首选治疗方法之一 [ 4 ] 。腹膜结构和功能的变化是影响腹膜透析治疗的关键，长期进行腹膜透析患者普遍存在腹膜纤维化改变，腹膜纤维化引起的超滤衰竭会导致腹膜原有半透能力消失，使腹膜透析不可维持 [ 5 ] 。目前，腹膜纤维化的发病机制尚不完全清楚，研究表明，腹膜纤维化与局部炎症反应和VEGF高表达呈正相关性 [ 6 ] 。 伊赫汤又名调元大补二十五味汤散，是蒙医传统验方，用于“宝日”扩散，“赫依”、“协日”、“巴达干”失调，久病不愈，身倦体怠，口干，食欲不振，胃脘疼痛等证。临床上还常有依赫汤用于免疫性疾病和过敏性症状的治疗，表明依赫汤具有抗炎抗过敏的作用 [ 7 ] 。我科在临床工作中通过对患者进行辩证后采用依赫汤辅助治疗晚期肾脏功能不全和肾功能衰竭患者，发现依赫汤辅助治疗有利于改善长期腹膜透析患者腹膜纤维化、恢复和保护肾脏功能。为阐明依赫汤抗炎和抗腹膜纤维化的作用机制，我们采用了Western blotting和ELISA方法检测了高糖造模后人腹膜间皮细胞系HMrSV5培养体系中炎症反应相关细胞因子和细胞内纤维化相关蛋白含量表达量变化，发现，依赫汤确实可以有效降低高糖刺激导致的HMrSV5细胞炎症相关细胞因子的释放，表明依赫汤确实可以有效抑制腹膜细胞的炎症反应。同时，依赫汤还可以有效抑制HMrSV5细胞纤维化相关蛋白的表达，表明依赫汤也可以有效抑制高糖刺激导致的HMrSV5细胞的纤维化改变。
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user: 5. 结论 依赫汤确实可以有效降低高糖刺激导致的HMrSV5细胞炎症相关细胞因子的释放，抑制HMrSV5细胞纤维化相关蛋白的表达，表明依赫汤确实可以有效抑制腹膜细胞的炎症反应和纤维化改变。
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user: 摘 要 通过微生物发酵法生产灵菌红素，薄层层析法筛选合适的灵菌红素展开剂，然后利用硅胶柱层析高效纯化制备灵菌红素纯品，高效液相色谱法检测各纯化组分中灵菌红素的含量。结果发现，微生物发酵法生产灵菌红素粗产品达到6.23 ± 1.56 g/L，其含量为0.29% ± 0.14%；丙酮提取物达到52.3 ± 4.5 mg/L，其含量为29.6% ± 4.8%；以氯仿与乙酸乙酯为基础筛选出9:1比例的灵菌红素与杂质的分离效果较好，适合作为硅胶柱层析的洗脱剂进行灵菌红素的纯化，纯化后的产品经过乙醚洗涤结晶后，产量达到3.3 ± 0.4 mg/L，其含量为96.2 ± 1.3%。 关键词 :灵菌红素，分离纯化，高效液相 Copyright © 2019 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 灵菌红素是一种主要由微生物产的天然红色素，1929年Amako等在研究沙雷氏菌（Serratia）生长时发现，而首先分离得到灵菌红素的是Harashima等在1960年完成的 [ 1 ] [ 2 ] ，其化学结构式如图1所示。 图1. 灵菌红素的化学结构式 随着研究人员对灵菌红素的性质及生物活性的深入研究，发现它具有抗细菌、抗疟疾、抗真菌、抗原生动物 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] ，以及人们最关注的免疫抑制活性和引起肿瘤细胞凋亡的作用 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] ，因此作为一种天然色素，灵菌红素在医学、食品、印染、纺织、饲料添加剂、环境治理等领域，均有巨大的应用潜力和广阔的市场前景。且灵菌红素作为一种微生物所产的色素，克服了植物色素提取的诸多弊端，如生产周期短，同时不受资源、时间和空间等因素的限制，并且易于工业化生产 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] 。为此，本文利用实验室筛选的一株高产菌株进行发酵生产灵菌红素，研究其纯化制备方法为灵菌红素的进一步开发利用提供大量的物质基础。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 灵菌红素的发酵 利用本实验室分离鉴定的粘质沙雷氏菌(CGMCC:4074)按照文献 [ 12 ] 所述条件进行种子培养与发酵培养，培养48 h后，5000 rpm离心收集菌体，60℃真空干燥，称重，得灵菌红素粗产品。 2.2. 灵菌红素的提取 称取适量灵菌红素粗产品加入按照1:27 (W:V) pH = 3.0的酸性丙酮，25℃下，超声提取20 min，提取3次。合并提取液于60℃旋转蒸干得到丙酮提取物，称重。 2.3. 灵菌红素的薄层层析 以自制的硅胶G60薄层层析板为层析介质，使用氯仿:乙酸乙酯的双溶剂系统，分别筛选1:9，3:7，5:5，7:3，9:1五种展开剂，分析杂质与灵菌红素的分离度与R f 值变化，确定最优展开剂。 2.4. 灵菌红素的硅胶柱层析 采用湿法柱层析的方法进行灵菌红素的硅胶柱层析。使用普通玻璃层析柱(10 mm × 20 cm)，按照样品与柱层析硅胶(200~300目) 1:10的质量比进行加样，按照2.3优化的展开剂进行等度洗脱，根据颜色变化，收集灵菌红素部分，于60℃旋转蒸干，乙醚洗涤后得到柱层析纯化物，称重。 2.5. 灵菌红素的含量检测 通过高效液相色谱外标法测定各组分灵菌红素的含量。供试品溶液的制备：精密灵菌红素粗产品、丙酮提取物和柱层析纯化物10 mg使用色谱甲醇超声波提取，离心并定容至25 mL备用。对照品溶液的制备：精密称取灵菌红素对照品1.0 mg使用色谱甲醇超声波溶解并定容至25 mL容量瓶中，制成40 mg/L的灵菌红素对照品溶液，备用。色谱条件为：使用Agilent Technologies 1200液相色谱仪，Agilent Zorbax SB-C 18 (250 mm × 4.6 mm， 5 μm)色谱柱，在甲醇：5%乙酸铵 = 85:15的流动相系统，535 nm检测波长下，以1.0 mL/min流速，测定灵菌红素含量。
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user: 3. 结果与分析 3.1. 灵菌红素的发酵与提取实验结果 通过上述的发酵过程，结果获得了6.23 ± 1.56 g/L的灵菌红素粗产品。对粗产物进行丙酮超声波提取后获得52.3 ± 4.5 mg/L丙酮提取物。经过硅胶柱层析后获得3.3 ± 0.4 mg/L。 3.2. 灵菌红素的薄层层析条件筛选结果 在溶剂比例条件下，灵菌红素与杂质的分离效果差异明显。其中，根据经验得知，当展开剂使目标产物与杂质的R f 值差异在0.5以上，其作为柱色谱的洗脱剂，对其分离效果较好(如图2与表1所示)。因此，溶剂系统选择氯仿:乙酸乙酯 = 9:1为最优洗脱剂。 Table 1 Rf changes of prodigiosin and impurities in different solvent ratio 溶剂 样品 氯仿:乙酸乙酯 灵菌红素R f 杂质R f 1 : 9 接近1.0 接近1.0 3 : 7 0.95 0.83 5 : 5 0.85 0.62 7 : 3 0.80 0.55 9 : 1 0.70 小于0.3 表1. 不同溶剂比例条件下灵菌红素与杂质的Rf变化 3.3. 灵菌红素的含量检测结果 在不同处理条件下所获得的灵菌红素产品，通过高效液相色谱外标法测定了灵菌红素含量，结果见表2与图3。从表2可以看出，灵菌红素粗产品中灵菌红素含量较低，大多数是菌体的重量，丙酮提取 图2. 灵菌红素TLC图 以后灵菌红素的含量提高100倍左右，而硅胶柱层析又将灵菌红素含量提高了3倍左右，达到了96%以上。但在灵菌红素的回收率上，丙酮一步提取后，其回收率在86%以上，而经过柱层析后其回收率下降到20%以下。这些可能大大增加了灵菌红素的分离纯化成本。 Table 2 Contents of different prodigiosin sample 样品名称 灵菌红素粗产品/% 丙酮提取物/% 柱层析纯化物/% 0.29 ± 0.14 29.6 ± 4.8 96.2 ± 1.3 表2. 不同灵菌红素样品的含量 图3. 灵菌红素的高效液相色谱图
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user: 4. 结论 以粘质沙雷氏菌发酵法生产灵菌红素产品是绿色可行的，其粗产品的产量可以达到6.23 ± 1.56 g/L。配以超声波辅助提取技术可以大大提高灵菌红素的含量，达到29.6% ± 4.8%。再经过硅胶柱层析可以高效纯化制备高纯度的灵菌红素纯品，其含量可达到96.2% ± 1.3%。该工艺操作简单、灵活，可根据实际需要进行删减。比如灵菌红素用于水体治理和染色方面，可以直接使用丙酮提取物。对于开发药品或扩展其生物活性，可以使用柱层析纯化产品。因此该纯化制备工艺为进一步开发灵菌红素应用提供一定的参考数据。
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user: 摘 要 通体发光光纤是一种聚合物光纤(POF)，其相较于一般玻璃光纤最大的特点在于柔软且能够侧面出光。利用通体发光光纤的这些发光特性，其被多用在生活照明、广告宣传、交通指示和医学治疗等多个领域。但随着应用范围逐渐变大，现有的光纤结构不再能满足现实的需要。但当面临应用部位曲折，特别是光纤发生高度弯折后，该点处的侧面发光光强会发生剧变，导致该点附近周围的光强分布不再均匀，便不满足了对均匀性的要求。为了改进通体发光光纤的均匀性问题，需要对通体发光光纤进行加工。本文对通体发光光纤的基本性能进行了介绍，并且探究了为实现通体发光光纤发光均匀性的现存加工方式，并指出各方法的优缺点，为进一步应用发展指明了方向。 关键词 :通体发光光纤，侧面发光，光纤加工 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 随着聚合物光纤(Polymer Optical Fiber， POF)自20世纪60年代诞生，它比玻璃光纤具有更好的柔软度，易于弯曲，加工制造成本低廉，适合大量生产的优点，得到了相关专业人士的理论研究和应用研究 [ 1 ] 。但随着时代发展，行业对光纤的需求日益多样化，不仅限于通信传输的需要，对聚合物光纤的应用开始普及至其他领域。 通体发光光纤，是POF光纤的一种应用方向，兴起于20世纪90年代，是一种光在光纤传输过程中，部分光从光纤包层逸散出来，不仅让光在光纤中以全反射进行传输，而且形成光纤侧面发光的现象。通体发光光纤有优良的发光特性，在生活照明、广告宣传和医学治疗等方面均有广泛的应用 [ 2 ] 。其中照明方面已经有成熟的应用，由于通体发光光纤有较长的使用寿命、POF本身不带电、色彩连续、易于塑形、安全与节能等特性，故被广泛用于勾勒建筑物与招牌的轮廓，岩洞、植被景观的照明，地面路线的安全指示，陈列物品展示以及室内照明等使用场景 [ 3 ] 。在工程领域，通体发光光纤被用作光纤传感器，用于位移测量。其利用通体发光光纤自身不带电的特性，可适用于剧烈电磁干扰等恶劣的使用场景，将其作为光纤探头，通过通体发光光纤的水平位移测距 [ 4 ] 。还有被用于医学口腔科的治疗 [ 5 ] 。 随着应用逐渐变广，实际应用的情况对通体发光光纤提出了更高的要求。虽然通体发光光纤相对比较柔软，但当面临应用部位弯曲程度高，光纤发生高度弯折后，该点处的侧面发光光强会发生剧变，导致该点附近周围的光强分布极其不均，所以便不满足了对均匀性的要求。为了使得通体发光光纤侧面发光光强更加均匀，需要对通体发光光纤再加工，目前已存在的制备方法有锥面入射法、溶液处理皮层表面法 [ 6 ] 、变芯径法、光纤编织法、芯材中添加弥散剂法 [ 7 ] 及飞秒激光烧蚀法 [ 8 ] 等，这些对于光纤本身结构或长度尺寸都有要求，且加工方式难易程度差距较大，且效果也不一定好。 现存的加工方式仍然限制了通体发光光纤的部分应用，对于通体发光光纤均匀性的影响因素与加工方式还有待探究。本文回顾了通体发光光纤制备方法以及再加工过程中面临的问题，对加工过程的局限性、均匀性等进行讨论，以期为进一步的发展应用指明方向。
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user: 2. 基本介绍 2.1. 通体发光光纤的分类 通体普通光纤依据纤芯折射率径向分布等特点，可分为两种：阶跃折射率分布光纤和渐变折射率分布光纤 [ 9 ] 。而通体发光光纤一般为阶跃型聚合物光纤，纤芯的折射率较大，包层的折射率较小，芯材可由高纯度石英玻璃或者塑料组成。由于侧面光纤在医疗、照明等应用领域中有广泛的运用，为了保证在环境中有更好的延展性能和抗氧化，抗老化性能，皮材大部分情况使用四氟乙烯，在其外包层覆一层抗老化、抗紫外好的透明的材料，如透明聚氟乙烯(PVC)，透明聚-4-甲基-戊烯-1 (TPX)等，其目的是延长通体发光光纤使用寿命，通常，在合适的环境中，通体发光光纤使用寿命长达10年。 依据通体发光光纤内层的光纤的数量，可分为单芯的通体发光光纤、多芯的通体发光光纤两类 [ 9 ] 。单芯通体发光光纤又被叫作粗芯通体发光光纤，因为纤芯直径比较大，一般在寒冷的情况中会变得很硬很脆，所以其使用长度通常会受到一定的限制，但是单芯通体发光光纤中所有的模式在传播过程中的全反射均发生在纤芯和包层的界面上方，当光纤中所有模式被激发时，光纤的输出末端将形成比较均匀的光场分布，输出光斑包含百分八十多能量的光斑直径与纤芯直径相等，所以此类光纤的优点就是出光光效率高，在同等光源的情况下，其输出光功率但是多芯侧面发光光纤的10倍左右。多芯的通体发光光纤是由多股小光纤加捻，每根光纤都有规律互相缠绕，也可在扭合光纤束中增加中央反射芯，可便提高扭合后通体光纤的侧面发光功率。 依据通体发光光纤芯材的材料，有两种类型：固态实芯和液态芯 [ 9 ] 。固态芯的通体发光光纤的固体芯材一般有石英、多组分玻璃和聚合物等材料。液态芯通体发光光纤芯材材料为硅油等液体材料，具有有柔软性高，亮度均匀等优点，但是制造工艺较麻烦，只能定制。 2.2. 通体发光光纤的传光特性 侧面发光是通体发光光纤的最明显且重要的一个特点。由Janis Spigulis等人 [ 10 ] 的计算，通体发光光纤的侧面发光强度是随着光纤长度的增加而进行的负指数形式减小如图1所示。末端处光量与散射光量大小都是与散射系数K和初光量I 0 和距离x有关的幂指数呈现衰减的趋势。通体发光光纤在其光纤位置x处的发光光强 I s ( x ) 可表示成如下公式： 图1. 光强随长度衰减图 I s ( x ) = A ∗ e ( − K x ) (1) 其中：K为侧面发光系数，单位为m −1 ；A为常数且只与光的输入量有关。
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user: 3. 通体光纤在应用中的难题 由于通体发光光纤有着良好的发光特性，因此在医学工程和其他领域具有较广泛的应用。通体发光光纤发光功率与其长度呈指数衰减关系，随着光纤长度的增加光纤的发光功率衰减严重，同时因通体发光光纤延展性较低，导致当光纤弯曲程度过大时，会出现光从弯折处大量逸散的情况，从而使得整体发光功率改变而无法定量计算与推广。例如在对口腔牙齿和耳鼻喉等狭小部位进行激光治疗时，光纤需要弯折的幅度较大。而弯曲度过高会在该处折射过多光能导致后端发光强度很弱甚至会发生折断的现象 [ 2 ] ，使得相应医疗仪器的制作难度与成本上升；而在将通体发光光线编织进织物，利用织物表面发光而进行激光治疗时，由于光衰减的原因，织物发光时会出现发光不均匀的现象，且导致通体发光光纤末端发光功率过低，无法达到治疗的目的，而在实际的制作与应用中因需保证发光效果，使得在进行相关医疗仪器的设计与制备中，对光纤长度的要求较为严格。因此对于通体光纤加工方式的探究极其重要。
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user: 4. 现存加工方法的介绍 在实际应用中，一般限制通体发光光纤的使用长度和弯曲程度来达到侧面发光强度达到一定的均匀性。在发光均匀性的应用需求下，现存通体光纤加工的主流方式有物理接触式加工和激光加工两种，本质上都是对光纤包层进行了不可逆的破坏，从而使其侧面发光率在一定程度上增加。 4.1. 物理接触式加工 物理接触式加工方法主要是利用物理工具在光纤指定位置进行破坏或再加工。其方法大体有以下几种：如下图2所示，在设置两个相同功率的光源在通体发光光纤的两端，或者一个全反射镜设置在一端，使得通体发光光纤整体发光强度可以达到一致，以满足均匀性要求 [ 11 ] ；如下图3所示，使用尖锐锋利工具，破坏光纤包层，使光纤在破损处光功率增加；使用化学物质对光纤包层进行腐蚀，破坏光纤包层使得光纤的侧发光强度增加；使用光滑的砂纸对通体发光光纤包层进行研磨抛光等，改变光纤外层包层厚度，从而增加侧面发光强度；对光纤的局部区域进行一定的加热，从而改变光纤的结构增加光纤侧面发光强度，从而达到均匀性要求。 图2. 光纤末端添加全反射镜示意图 图3. 物理切割光纤加工方法示意图 4.1.1. 物理接触式加工的优势 物理接触式加工较为简便，能够较好的控制光纤加工成本；物理加工时光纤副作用小，不会对光纤未加工区域产生破坏，无太多加工后的不可控量。例如严璐等 [ 12 ] 利用轮式侧边抛磨法制作侧边抛磨光纤，研究了抛磨深、抛磨的长度与波长相关损耗等的关系，从而改善加工处的侧面发光光强而不影响未加工区域。 4.1.2. 物理接触式加工的缺点 物理接触式加工精度较差，且加工数据不易量化，易产生较大的误差，加工完成后光纤易产生裂痕，弯曲时易折断；若加工处理过程中光纤的切口不均匀，会增加二次加工的难度；物理加工受限于加工光纤的材料，例如加工石英光纤时由于石英较脆，在加工过程中易碎裂，在工业生产中需要考虑对加工工具的损耗，一定程度上增加了加工成本。 4.2. 激光加工 激光加工方法利用了激光代替物理器具对光纤破坏。其中包含了激光划片、激光融化切割与控制断裂等方法，实现对光纤的切割与打孔，聚焦的激光脉冲具有较高的峰值功率密度的能量，与透明介质例如光纤等相互作用时会出现多光子吸收、等离子体激发、库伦爆炸、乃至粒子激发等特殊现象 [ 8 ] 。例如李涛等 [ 13 ] 为了改善通体发光光纤侧面发光不均匀的问题，采用了飞秒激光微加工的方法对其进行加工因素探究，探究了激光功率和脉冲速度和扫描速度对切割端面的影响，从而提高了通体发光光纤的侧面发光强度；漆宇等 [ 14 ] 利用激光打标法，设置不同功率组使得侧面发光光纤逸散高度均匀。 如图4所示，利用激光器输出一定能量密度的激光在通体发光光纤的包层表面上，在较大能量密度下被加工的光纤会在该点产生一个破坏点。由激光加工产生的破坏区域会使经过该点的光发生散射，从侧面的破坏点逸散出来，使得该点附近的光强发生变化，经过设置若干不同的破坏点，实现通体发光光纤的侧面发光均匀。 图4. 激光加工光纤示意图 4.2.1. 激光加工的优势 使用激光加工时能够获得较好的切割质量，加工的切割精度可达到微米级别，切口相对物理接触式加工方式更加光滑平整。由于激光脉冲持续时间极短，峰值功率密度高，能量大，因此激光加工可以精细地加工多种多类材料，且激光加工时脉冲能量与光纤反应时间较短，不会产生大量热量，从而减少了加工过程中因为温度过高对相邻区域光纤造成的损伤。 激光加工过程中激光器与光纤没有直接接触，因此加工过程对加工工具的损耗较小；激光加工产生的噪声较低，对加工环境要求不高，适用于不同实验场合；整个加工过程没有产生环境污染，而且更环保。 4.2.2. 激光加工的缺点 激光加工同物理加工方式相似，主要是通过对光纤包层进行破坏，会导致光纤外层产生破裂，从而延展性下降，降低了弯曲程度，增加了光纤的二次加工的难度。激光加工的仪器价格普遍较高，大幅度增加了加工成本。对光纤的高频率快速加工容易使得光纤内部热量的累计，导致光纤的使用寿命降低，且当激光功率过大时，会使光纤边缘产生裂痕。需要根据加工光纤的型号调节不同的激光功率，操作较为麻烦。 4.3. 其他加工方式 除了物理接触式加工以及激光加工以外还有人提出一些其他加工方式。通过改变纤芯直径来控制散射光量，例如国际上有学者设计的一种变芯径法，通过改变纤芯直径以达到光偏离纤芯中轴线方向而侧面逸散 [ 15 ] ；通过改变光纤皮层材料并利用其物理化学性质的不同来控制侧面发光功率，例如岛田胜彦等 [ 16 ] 在管理光纤侧面逸散的能量损耗方面，控制光纤的皮层材料的结晶率以便达到理想侧面发光能量效果；通过加工光纤柱面提高光纤侧面发光功率，例如江沛凡等 [ 17 ] 利用光纤侧面拉锥技术对光纤柱面进行加工，从而对光纤进行定性研究。这种光纤器件在移动通信设备、传感器设备、大、中小型激光器中具有广泛的应用。
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user: 5. 现存加工方式的问题 现今主流的两种物理接触式加工以及激光加工方法由于其原理是基于光纤包层的破坏，虽然能在一定程度上改善通体发光光纤的侧面发光均匀性，但会使光纤的延展能力降低，使得光纤的应用困难。再如上文列举的其他加工方式也能达到一定程度的侧面发光均匀，但未能较好的进行量化加工光纤，无法实现精准、可靠地对适用于人体特殊患部的加工要求，且加工后的侧面发光光纤发光均匀程度达不到医用要求，因此现有的加工光纤技术未能很好的运用到医学治疗的部分领域中。
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user: 6. 结论 通体发光光纤不同于普通玻璃光纤最大的特点就是光纤能够在侧面一定区域内实现均匀发光，这是当前所有实验和研究围绕的中心，是决定应用前景的核心因素。通过对通体发光光纤进行加工，可以有效缓解部分影响侧面发光均匀性的不利效果。由推算的理论模型可以看出，光在通体发光光纤中的光衰减，严格限制了通体发光光纤的长度和弯曲程度，这对这样一个优良的照明设计的推广应用造成了阻碍。 因此面对不同的使用场景，定制相对应满足使用需求的侧面发光系数 的通体发光光纤是至关重要的。于是诞生了主流的加工方式：物理加工和激光加工，它们都对光纤的包层结构造成了不可逆的破坏，使得侧面的发光率在一定程度上增加，却让通体发光光纤失去了较好延展性的特点。同时在国内外还有一些学者设计了一些独特的方法，以避免先前提到的不足。变芯径法是通过改变纤芯直径使得侧面发光的强度改变，但依旧没有解决延展性变差的问题。此外还有控制光纤皮层材料的结晶率以达到理想侧面发光的能量效果，这些方法都提供了非常好的思路，但仍有加工难度大、不适宜大幅度弯曲的情况出现。 在今后的生产实践中，仍然会遇到同样的问题，但随着理论模型的逐渐精确和现有加工方式的更新改进，新型的产品一定会进一步自我完善，走进更多领域，实现通体发光光纤产品的普及与使用。
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user: 摘 要 通常研究吸附剂的吸附模型主要分为静态吸附和动态色谱柱吸附两大类。各类色谱模型包括可得到分析解的模型都是从最简单理想色谱模型衍生出来的。模型的建立与求解连接着一系列的数学问题，所以对模型理论的研究一定会涉及数学工具。本文介绍了静态、动态吸附模型的发展历史及相关分类。 关键词 :吸附过程，数学模型，吸附剂，色谱 Copyright © 2019 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 静态吸附经验模型的研究进展 吸附体系中吸附速率预测对吸附系统的设计、吸附质保留时间及反应器尺寸大小的确定有非常重要的影响。尤其是在染料与金属离子吸附研究中，均试图寻找到一种可以准确描述与解释吸附速率和机理的模型。大量经验模型被陆续提出并用实验验证其可行性。近些年提出一些模型将吸附过程视为一个化学反学过程，该反应的速率大小与溶质在溶液中的浓度有关。这些模型包括了一阶可逆 [ 1 ] 、二阶可逆 [ 2 ] 、拟一阶不可逆 [ 3 ] 、拟二阶不可逆 [ 4 ] 、拟一阶 [ 5 ] 、拟二阶 [ 6 ] 等。另一方面，基于吸附剂吸附容量大小的反应阶数归纳式也有不少研究者采用，它们分别包括有Lagergren一阶等式 [ 7 ] 、Zeldowitsch等式 [ 8 ] 和Ho二阶表达式 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] 。 其中应用最广泛的是Lagergren一阶等式和Ho二阶表达式。1898年，Lagergren第一个提出在液–固吸附体系中的吸附速率表达式，它也被称作拟一阶表达式。 d x d t = k ( X − x ) (1) 其中X和x分别为吸附平衡与t时刻的吸附量(g/g)；k是一阶速率常数(min −1 )。 d x d t = k ( X − x ) (2) 上式t变量从0到t时刻，x变量从0到x积分，得： ln ( X X − x ) = k t (3) x = X ( 1 − e − k t ) (4) Lagergren一阶动力学表达式很早就被用于预测水溶液中金属离子、染料、有机污染物等的吸附过程。其涵盖的吸附剂种类包括了活性炭 [ 13 ] ，生物质材料 [ 14 ] [ 15 ] ，农业副产物如香蕉皮 [ 16 ] 等以及无机吸附剂如飞尘 [ 17 ] 、含氧化锡(IV)水凝胶的聚丙烯酰胺 [ 18 ] 。描述吸附动力学行为的模型还有扩散模型 [ 19 ] 、动边界模型 [ 20 ] 、Stefan-Maxwell模型 [ 21 ] 等。运用动力学模型对静态吸附实验数据条件下树脂吸附目标物的动力学数据进行系统研究，可得到相关动力学参数如反应速率常数。 关于二阶动力学表达式的发展历程可见表1。从表1可知，最早Sobkowsk和Czerwinski在1974年提出基于吸附容量的二阶动力学表达式，用于高吸附性能的银电极吸附二氧化碳分子 [ 22 ] 。1977年Ritchie通过固体吸附剂吸附气体分子实验研究得出另一种二阶表达式类型，同样它也是基于有限的吸附位点总数 [ 23 ] 。到了1984年Blanchard等人报道了关于离子交换吸附剂的动力学二阶表达式，并用它成功预测了金属与铵离子间的离子交换速率 [ 24 ] 。1995年，Ho通过对前人们的研究结果进行系统研究后，提出了一个具有普遍应用性的二阶动力学表达式，该表达式可用于预测物理与化学吸附两种类型的吸附速率 [ 9 ] 。同时，它广泛地被称为拟二阶表达式。 Table 1 The evolution of second kinetic expression and its existing form 作者 时间 初始表达式 实施例 Sobkowsk和Czerwinski [ 22 ] 1974 d θ d t = k ( 1 − θ ) n 银电极吸附二氧化碳 Ritchie [ 23 ] 1977 d θ d t = α ( 1 − θ ) n 气体分子的吸附 Blanchard等 [ 24 ] 1984 − d n d t = K ( n 0 − n ) 2 金属与铵离子间的离子交换 Ho [ 9 ] 1995 d q t d t = k ( q e − q t ) 2 泥炭吸附二价金属离子 表1. 二阶动力学表达式的发展历程与具体表达式 θ为被吸附气体分子所占的吸附位点的分率；n是一个气体分子被吸附所占的吸附位点数；α或k是一个常数或速率常数。Blanchard等式中n是某时刻金属离子被交换的数目或被释放的铵离子数目；n 0 是指吸附剂平衡交换容量；K是速率常数。Ho等式中k是吸附速率常数；q e 是二价金属离子在平衡时的吸附量；q t 是二价金属离子吸附剂表面t时刻的吸附量。
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user: 2. 动态色谱柱模型 上述的一阶、二阶动力学表达式均属于宏观上的预测模型，并不能从微观尺寸解释吸附剂内部的传质过程。况且它们只能用于静态吸附实验的预测，并不能用于色谱柱动态吸附实验的预测。要想从根本上理解吸附质是如何从外部液相溶液扩散进入固相吸附剂内部及被它吸附的，还需我们在微观尺寸范围内对传质机制进详细系统的阐述。比如吸附剂球体内，在建立传质数学模型时就必须考虑分子在粒径方向上的扩散速率、流量及与吸附点交换速率等。对色谱柱吸附传质模型的研究有助于我们理解柱及颗粒内部的传质过程，其研究结果可为分离工艺的设计开发及优化提供科学依据。 色谱模型实际上就是指描述色谱过程及操作条件的数学方程。具体地说，就是描述色谱柱内的偏微分方程与初始、边界条件。色谱模型理论包括模型的建立、模型的求解以及系统参数的分析。色谱模型理论主要目标是通过方程求解建立各种条件下色谱的输入与输出间关系。它至少有两个方面的好处：1) 通过调节参数来优化分离效果；2) 输入条件和输出结果来辨识系统的参数，确定系统的某些性质。前者实际上是通过已知的系统参数来求流出曲线；而后者是色谱的逆向问题，是通过已知的上柱条件与流出曲线来求系统的吸附参数、扩散系数、相间传质系数或者反应速率常数等。前者属于分析化学与化工学科，而色谱的逆向研究则属于物理化学学科。同时两者是密切相关的，因为只有认识了系统参数，才能优化与控制操作条件，最终得到最佳流出和分离效果。 一个世纪以来关于色谱的应用大多集中在分析化学领域 [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] ，一般情况下它不计产量，只为分析目的。上世纪六十年代开始，色谱的分离方面的应用不断受到重视，它不仅要将组分分离开，还须得到一定的量的产品，它主要应用在化学、化工、生物工程与制药工程领域，其发展速度很快，尤其是60年代初以模拟移动床色谱SEM为代表的各种连续的生产型色谱的出现使色谱的分离应用变得越来越重要。对色谱过程的优化与控制的要求也越显重要。为了优化色谱的操作条件，色谱系统热力学参数的研究也变得必不可少，这是色谱逆向问题的重要内容。另外，把色谱作为工具研究催化色谱的特性也已取得了巨大成绩，反应色谱如催化色谱也已是色谱领域的另一个重要内容 [ 28 ] 。 在色谱模型理论发展过程中，众多的工作是具有里程碑意义的。在线性模型论中具代表性的包括比如Lapidus与Amundson [ 29 ] 以及Van Deemter [ 30 ] 的工作。在非线性色谱模型早期的工作中，Wilson [ 31 ] ，De Vault [ 32 ] ，Thomas [ 33 ] ，Goldstein和Murry [ 34 ] ，Houghton [ 35 ] 都做出了重要贡献。在非线性多组分色谱研究中，Glueckauf [ 36 ] ，Helfferich [ 37 ] ，Aris与Amundson [ 38 ] ，Rhee [ 39 ] 做了基础性的工作。1962年，丁景群与朱葆琳 [ 40 ] 用电模拟方法分析了色谱模型。Guiochon [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] 等人最早用计算机求解非线性色谱方程，为后人奠定了不可或缺的基础。20世纪七十年代，Knox [ 45 ] ，Guiochon [ 46 ] [ 47 ] ，Cox及Snyder [ 48 ] 等开始对非线件色谱和分离条件的优化作了系统的研究与讨论。20世纪末，Morbidelli等人又在Rhee的理想多组分非线性色谱方程求解的基础上，完成了模拟移动床色谱可分离区间的计算，得出了二组分情形的Morbidelli三角形理论，它也是模型理论发展的成就 [ 49 ] 。 模型是一种抽象和简化的数学过程。它与实际的偏差或多或少地影响学者对它认识与优化。怎样让模型既有较高的精度又易求解，需要我们通过实践与理论分析进行解决。一具体的模型一般只能反映出几个方面的因素，例如理想模型是扩散与传质阻力均被忽略的极限情形，而非理想平衡色谱模型则强调反映扩散的影响等。 在诸多色谱模型不能得到分析解的前提下，数值求解法日益成为求解色谱问题的一个重要方法。然对非线性问题即使是数值分析也有许多困难，如在理想非线性色谱的数值分析中保证激波的位置及高度就需要克服很多困难，而且即使能够得到较为准确的解，数值分析也只能得到离散的结果而不能得到具体的函数关系。但模型理论即使有以上所述的种种不足，它仍是认识色谱系统及色谱过程的一个非常重要的工具。
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user: 3. 动态色谱柱模型的分类 各类色谱模型包括可得到分析解的模型都是从最简单理想色谱模型衍生出来的。1994年，美国橡树林国家实验室及田纳西大学的教授Guoichon [ 50 ] 对文献中所采用的各种色谱模型进行系统研究后得出一张综述性的模型衍生框架图，即图1。另外还有Lin [ 51 ] 、Seidel-Morgenstern [ 52 ] 、Bellot和Condoret [ 53 ] 及Klatt [ 54 ] 等学者也同样系统阐述过色谱模型的分类。大多数的综述认为文献中所使用的色谱模型均包括有以下两项或多项影响因素： 1) 对流：在色谱柱内，流动相携带着吸附质和溶剂不断沿轴向下出口方向推移，造成这一现象产生的最重要的因素就是对流产生的前进速度。 2) 扩散：是指吸附质在流动相或吸附剂内由于分子扩散产生的轴向位移大小。 3) 传质：也称液膜传质，是指从主体溶液到吸附剂颗粒表面的传质过程。 4) 孔扩散：指的是在吸附剂内孔道的扩散过程。 5) 吸附平衡或吸附速率过程。 如图1，理想模型通常只需考虑对流与吸附平衡关系，是最简单的一种柱色谱模型。综合速率模型将吸附过程所有阻力归结到一个阻力系数，如液膜与孔扩散阻力相叠加的有效传质参数。其它模型是介于理想模型与复杂GRM模型之间的过渡形态。一般速率模型(GRM)是考虑因素最复杂的一个模型，它除了需要描述柱轴向的分子扩散现象，还考虑了其它两种传质因素的影响。这两个因素是指液膜传质过程与包含了表面扩散的孔道传质过程。用该模型进行实验预测的成功案例在Sang、Song和Qian的文献有所报道 [ 55 ] [ 56 ] [ 57 ] 。 关于色谱柱外部溶液的传质偏微分方程，GRM模型主要包含积累项、对流项、扩散项和液膜传质速率项。然为了计算方便与简化，Gu等人提出一种简化后速率模型，即不考虑表面扩散过程 [ 58 ] [ 59 ] 。因 图1. 各种色谱模型的分类示意图 为对于一般吸附亲和性高、吸附量大的吸附剂，其表面扩散不占主导位置，可忽略不计。Gu等人提出的该模型也被称为孔扩散模型(PDM)。从根源上追溯，PDM模型也应属于GRM模型类，所以它同样具有较广泛的应用。 GRM模型中吸附质在固相中扩散系数是一个不容易测得的参数，涉及到液相到固相的传质过程。固相扩散系数，也称有效扩散系数，它表示分子在空隙密集的树脂介质中的扩散能力大小。常见分子在水溶液中的自由扩散系数可通过化工手册查得，但是一些特殊分子如未知蛋白质、多肽等，只能通过基团贡献法估算其在水溶液中的扩散系数。