DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 动脉血栓和静脉血栓的形成 大多数动脉血栓的形成是由于粥样硬化斑块的破裂和血管内皮的损伤。血管性血友病因子(Von Willebrand Factor， vWF)、血栓烷A2、二磷酸腺苷、凝血酶等物质被证实参与血小板的活化、聚集和粘附过程，活化的血小板继续聚集更多的血小板以参与血栓形成过程，从而使血管缓慢阻塞形成动脉血栓。血小板表面糖蛋白IIb/IIIa (GlycoproteinIIb/IIIa， GP IIb/IIIa)整合素位于血小板的表面，纤维蛋白原与血小板结合依赖于GP IIb/IIIa复合物。当促进血小板活化因素激活GP IIb/IIIa后，活化的血小板能与vWF和纤维蛋白结合。因此，GP IIb/IIIa被认为是血栓检测和治疗的潜在靶点 [ 3 ]。 动脉血栓的另一个来源是心房颤动产生的血栓，研究表明房室颤动可引起内皮损伤，促进释放vWF、组织因子、纤维蛋白原等物质， VWF激活血小板释放促凝因子，促进凝血，导致血栓形成。房颤导致血管内皮分泌的抗凝因子减少，钠尿肽分泌增加，同时房颤会减慢患者血液流动速度，使血小板易于聚集粘附，最终可以引起左心房血栓 [ 4 ]。 静脉血栓形成原因是血管内皮损伤，血流状态改变和血液的成分异常。当血流速度缓慢，血小板在血管损伤处凝结，促进凝血，血栓由纤维蛋白网罗红细胞持续聚集而成。现有研究表明，P-选择素、溶酶体颗粒糖蛋白(CD63)、溶血酶、促凝血磷脂、D-二聚体等物质在静脉血栓形成中占有重要地位。研究表明人活化凝血因子XIII (Factor XIIIa：FXIIIa) 可以包裹红细胞促进静脉血栓形成 [ 5 ]，FXIII因此被认为是限制静脉血栓形成和治疗静脉血栓的潜在靶点。
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user: 3. 现有的检测动脉血栓和静脉血栓方法及其优缺点 3.1. 血清学检测 目前该类方法主要用于诊断血栓形成的辅助诊断。 3.1.1. D-二聚体 在血栓形成的同时由于纤溶系统被激活，纤维蛋白复合物降解可使血液中的D-二聚体浓度升高，故通过D-二聚体抗体检测出的体内D-二聚体浓度可作为判断体内血栓形成的依据。该方法敏感性高、简便、无创，但特异性低，例如术后患者、孕妇体内D-二聚体浓度也会增加 [ 6 ]。 3.1.2. P-选择素 细胞活化过程中，血小板颗粒膜或内皮细胞中的P-选择素被激活到细胞表面，并以可溶形式释放入血液 [ 7 ]，通过酶联免疫吸附测定(enzyme linked immunosorbent assay: ELISA)方法检测血液中P-选择素浓度可用于检测血栓的形成。 3.1.3. 其他 在DVT形成时会有众多物质参与启动一系列炎症反应。这些物质的含量改变或可作为判断血栓形成的依据。这些改变包括血液中蛋白S含量降低，血管细胞粘附分子1、基质金属蛋白酶8、肝细胞生长因子、降钙素原和二甲基精氨酸含量升高，但其特异性不高，且实用性仍需进一步证实 [ 8 ]。 3.2. 影像学检测 目前临床常用的血栓检测方法有多普勒超声、电子计算机断层扫描(Computed Tomography: CT)、磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging: MRI)和动静脉造影等， 但这些方法均不能直接检测血栓本身大小。此外，尚有其他方法如电阻抗图谱(Electrical Impedance Spectroscopy: EIS)等正在研发。 3.2.1. 多普勒成像 多普勒超声成像是血栓性疾病的首选检测手段，其快速、简便和便宜，但不能区分空气栓子与血栓 [ 9 ]。 1) 彩色多普勒超声成像 该方法通过检测血管腔不能被压瘪、有实性回声，血流信号充盈缺损、血流频谱失去期相性改变等现象以检测血栓，操作简单、非侵入性、无辐射、敏感性和特异性高，可实时监测血栓，是深静脉血栓形成的首选检测技术，被期望能在检测血栓的同时检测出血栓形成的病因，但多普勒超声的穿透力差 [ 10 ]，易导致继发性栓塞。 2) 超显微血管成像(Superb Microvascular Imaging: SMI) 该方法利用独特算法，通过减少组织运动分析的杂波信号来减少运动伪影，从而可视化有血栓形成的血管内的低速血流。其通过对血栓及周围低速血流的回声对比以检测血栓的形成，是一种新型多普勒超声技术，成像较普通B超和彩色多普勒清晰 [ 11 ]。 3.2.2. CT成像 CT成像依靠血栓和周围组织的密度不同，从不同角度进行x射线连续拍摄，通过计算机算法组合获得图像。该方法简便快捷，应用广，其密度值可提示一定的血栓特性和成分信息，但敏感性低，不能用于急性血栓疾病，检测准确度依赖于成像的切片厚度 [ 12 ]。 3.2.3. MRI MRI通过体内不同组分的氢质子在外加磁场特定射频脉冲下的不同物质弛豫时间来识别血栓，分辨率高，无需造影剂，无创，但耗时长，易受运动伪影、金属物质干扰，故不适用于疑为急性血栓栓塞、躁动不安、体内有金属物质植入等的被检测者。其衍生方法分子磁共振和体内直接血栓成像(Direct Thrombus Imaging in vivo: DTI)可提供血栓位置，组成成分和生理功能的直接信息 [ 6 ]。 3.2.4. 荧光发射计算机断层扫描(Three-Dimensional Fluorescence Emission Computed Tomography: FLECT) 该方法通过检测血栓分子探针上荧光分子的荧光分布来检测血栓形成。其能三维重建血栓分布，避免电离辐射和过度噪声，成本低，灵敏度高，但目前还只用于实验室研究 [ 13 ]。 3.2.5. 可见光和近红外学(Near Infrared Spectroscopy: NIRs)成像 纤维蛋白引起的可见光和近红外光散射程度较红细胞内血红蛋白低，而且流动的血液带走纤维蛋白网中的红细胞，导致红细胞浓度在纤维蛋白网中较外周血液低，故通过检测散射光可以评价血栓形成。该方法即时、无射线辐射危险、能检测到微小血栓，但目前还只用于实验室研究 [ 14 ]。 3.3. 其他检测方法 3.3.1. 磁性纳米颗粒布朗运动(Spectroscopy of Magnetic Nanoparticle Brownian Motion: MSB) 功能化氧化的铁磁性纳米颗粒与血栓中的凝血酶结合后因布朗运动会产生磁效应，进一步导致弛豫时间缩短的现象的出现。动物实验显示扫描电镜可通过检测这一现象来表征血栓。此外，因为旧血栓表面的凝血酶密度和孔隙率较新鲜血栓低，能结合的磁性纳米颗粒较少，弛豫时间缩短较少，所以该方法可用于区分新旧血栓。但目前该方法仍需要更多的小鼠体内实验证实其有效性 [ 15 ]。 3.3.2. 电阻层析成像(Electrical Resistance Tomography: ERT) 本方法基于血流中血细胞浓度高处电阻率高和特定频率下血栓的介电常数与血栓大小成正比的特点，通过测定不同频率下血管周围组织、血液及血栓电容，计算得知血栓的介电常数，获得不同频率的血栓分布图，并其重建为一个单层析图像，从而可视化血栓的形成和位置。该方法能实时监测血栓形成的时间和大小，但分辨率低，难检测小血栓，还未用于临床 [ 9 ]。 3.3.3. 电阻抗图谱(Electrical Impedance Spectroscopy: EIS) 在EIS可以很好地区分细胞和蛋白质的特性的基础上，本方法通过利用对组织具有超强穿透力的高频信号测定血液中纤维蛋白的含量，计算(j2πfAε *blood/L) − 1(修正的Hanai方程)的值，以预测血栓的形成。该方法无创，可用于实时监测，但目前尚处于实验阶段 [ 16 ]。
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user: 4. 区别动脉血栓和静脉血栓的影像学方法 通过以上方法可以检测血栓，通过影像学，医生可根据解剖学的特点给血栓定位，但无法确定血栓是动脉起源的还是静脉起源，例如房颤所致的动脉血栓，大多栓塞在静脉系统。如何判断血栓来源是临床工作面临的难题。 4.1. 光学相干断层成像技术(Optical Coherence Tomograph: OCT) OCT利用近红外光及光学干涉原理成像(光遇到红细胞血浆和红细胞时有不同折射率)检测血栓，其分辨率高、特异性高、成像迅速、能提供血管三维图像，但必须在无血流时进行检测 [ 17 ]。因为动脉血栓(富含血小板)较静脉血栓(富含红细胞)光衰减强，反光信号低，且其图像可伴无信号尾影，故该方法可区别动静脉血栓。但OCT组织穿透力较差，操作繁琐，价格昂贵，不适用于左主干、大血管近端病变检查。 其衍生方法——频域相关断层扫描(Frequency Domain Optical Coherence Tomography: FD-OCT)在体内成像迅速，分辨率较超声高，但存在因遮蔽而导致的观察偏差，组织穿透力有限致深层组织血栓信号低，图像与病理标本不一致等问题 [ 18 ]。 4.2. CT成像 红细胞使X线衰减增加，而静脉血栓中含有的红细胞较动脉血栓多，故在CT成像中静脉血栓显示高密度影，动脉血栓显示低密度影 [ 12 ]。但由于动脉血栓与周围组织(如血管和脑组织)的密度对比不明显而常常不能与周围组织区分，该方法适用部位少，目前还未用于临床。
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user: 5. 靶向血栓的分子影像技术 靶向血栓的分子影像技术是未来血栓靶向诊断和治疗的发展方向，目前大多数的靶向探针都处于实验阶段。 5.1. P-选择素 岩藻糖胶功能化微泡(Fucoidan-MBs)和EWVDV−Fe−Ink−PFH NPs (perfluorohexane: PFH)是以P-选择素为成像靶标的新型纳米材料。多糖涂层聚氰基丙烯酸异丁酯微泡包裹Fucoidan-MB后可敏感、靶向地在动物模型上检测和溶解血栓，在超声下显示为强回声信号 [ 7 ]。PFH是一种多模态、多功能纳米颗粒，具有靶向性好、穿透力强、操作简单、非侵入性的特点，结合光声成像检测可见血栓部位出现光吸收信号(由于含有光学吸收体Ink和Fe)，结合MR可见血栓处的高T2加权信号出现减低(由于含有Fe，且该物质浓度越高，T2加权信号越低)，结合B超或对比超声可见大鼠体内及体外血栓处存在强回声信号，但其在活体内的代谢过程不清 [ 19 ]。 5.2. GP IIb/IIIa 99m Tc-apcitide和 99m Tc-roxififiban以发射γ射线的锝同位素 99m Tc为标记物，靶向识别大鼠体内静脉血栓中活化血小板表面的GP IIb/IIIa后，结合闪烁γ相机可见闪烁图像上血栓所在位置出现光点。前者对血栓的亲和力和特异性低，后者在体外稳定，与血小板结合紧密并能优先积累于血栓形成处，结合持续时间长，清除迅速，还可抑制血小板聚集及结合纤维蛋白，达60 nM时可抑制血栓形成 [ 20 ]。 scFv与活化血小板表面GPIIb/IIIa的配体诱导结合位点特异性结合，通过转肽作用构建于蛋白胶束上可形成scFv-LPETG-micelles [ 21 ]。通过流式细胞仪可见有血栓形成的血液中该物质特异性结合的活化血小板检出率较对照组高，且该物质体内循环半衰期长，特异性高，不受阿司匹林等物质影响，其可行性已通过活体显微镜在小鼠体内动脉血栓模型实验中证实；scFv Targ (scFv-LPETG) [ 13 ] 与近红外光染色物质 Cy7组成的荧光探针在检测血栓时，FLECT下可定量检测到小鼠体内动脉和静脉血栓处的近红外信号，此探针成本低，灵敏度高；scFv- 64 CuMeCOSar (Cu作为放射性示踪剂) [ 22 ] 在小鼠体内静脉血栓内含有活化血小板的部位表现强荧光，PET/CT可检测到其荧光分布。scFv结合血栓调节蛋白后不仅能定位动静脉血栓，还能抑制血栓形成 [ 21 ]。 由 18 F标记的elarofiban的衍生物( 18 F-GP1)可特异性结合活化血小板表面的GPIIb/IIIa，结合PET/CT可检测到其大量聚集于人体静脉血栓处而产生的荧光信号。该物质具有良好的药物动力性和安全性，可检测人体急性静脉血栓，有望用于检测下肢远端深部血栓形成并结合P-选择素用于鉴别急慢性静脉血栓 [ 23 ]。 5.3. 凝血酶 TAP-SiO 2 @AuNPs是能靶向结合凝血酶并可被活化凝血酶激活的荧光探针，具有近红外光成像和浓度依赖的X线吸收特性，由硅涂层金纳米颗粒和血栓活化荧光肽TAP组成。由于血栓网状结构能与凝血酶结合，而探针与凝血酶结合后活化凝血酶能降解TAP-SiO 2 @AuNPs而从中裂解出并激活TAP，使得TAP在小鼠动脉血栓内聚集并发光，从而直观地显示血栓形成部位。该方法直观、分辨率高、快速、不完全依赖血栓网状结构进行积聚、可用于NIFR/micro-CT双模态成像 [ 24 ]。 5.4. 纤维蛋白 68 Ga-FBP和 111 In-FBP由放射性标记物 68 Ga-NODAGA和 111 In-DOTA-MA分别与纤维蛋白结合肽结合形成，能靶向血栓中纤维蛋白，从而在血栓中聚集。在PET/SPECT检测下可见大鼠动脉血栓处有高放射信号，且与其背景组织形成强烈信号对比。该两种物质靶向性和稳定性均较好，且检测后清除速度快。此外 64 Cu和Al 18 F也可作为纤维蛋白结合肽放射性标记物用于检测血栓 [ 25 ]。 Mn-FBP由纤维蛋白结合肽与标记物Mn结合形成，EP-2104R是gadolinium的衍生物，该两种物质均可通过靶向纤维蛋白而定位血栓。该两种物质结合小鼠动脉血栓后，血栓形成部位在磁共振T1加权图像上显示高信号。前者可用于小鼠体内动脉血栓检测，后者可用于人体动脉血栓检测 [ 26 ]。 大鼠抗小鼠抗体RAM.1. (Rat-Anti-Mouse Antibody: RAM)可靶向结合纤维蛋白，故其与 99m Tc或[ 18 F]FDG标记的肼烟酸结合后形成99mTc/[ 18 F]FDG-肼烟酸-RAM.1可通过靶向结合纤维蛋白而定位血栓。在SPECT/CT检测下，可见小鼠体内动脉血栓处有放射性高信号。该物质具有不受其他非特异性抗体影响、对血栓亲和力性高，特异性高、稳定性高、低成本、灵敏性好的特点 [ 27 ]。 小肽分子GPRPP(Gly-Pro-Arg-Pro-Pro)可以靶向结合纤维蛋白，故其分别与 99m Tc或 18 F标记的肼烟酸结合后形成的 99m Tc/[ 18 F]FDG-肼烟酸-GPRPP可通过靶向结合纤维蛋白而定位血栓。在SPECT/CT检测下，可见小鼠动脉血栓处有放射性高信号。该物质具有对纤维蛋白亲和力高、血栓吸收度高、在活体内清除迅速的特点。目前，前者的可行性已在小鼠股动脉模型中得到检验，但其对于小血管血栓的检测不灵敏 [ 28 ]；后者已被大鼠颈动脉模型实验证明可行，且其可获得高分辨率小血管血栓图像 [ 29 ]。 99m Tc-F4A是由 99m Tc标记的一种单体双功能四聚体类似物，其由纤维蛋白特异性肽QIWCLGYPCEWQ螯合到HHE-DEG上合成，可以靶向结合纤维蛋白，从而定位血栓。在SPECT/CT检测下，可见小鼠动脉血栓及人体外血栓处有放射性高信号。该物质对血栓亲和力高、体内清除迅速，其可行性已经通过小鼠体内和人体外实验证实 [ 30 ]。 抗纤维蛋白抗体—超声微泡有生物素化抗纤维蛋白抗体结合到靶向超声微泡的脂质外壳上形成，其中抗纤维蛋白抗体可靶向结合纤维蛋白，故该物质可靶向血栓。在超声检测下可见血栓处有显著增强的回声信号，故可以提高超声检测血栓的敏感性和特异性，也可用于实时监测血栓 [ 31 ]。 5.5. 炎性细胞 静脉血栓形成过程中伴随一系列炎性反应，这些反应会增加组织细胞利用葡萄糖使得血栓部位表现出葡萄糖类似物 18 F-FDG高浓聚 [ 32 ]，结合PET/CT检测可见血栓处有强放射信号。该方法对人体DVT具高度特异性，同时能够区分人体内恶性肿瘤血栓与良性DVT。 5.6. FXIIIa 全氟碳纳米乳液(Perfluorocarbon Nanoemulsions: α2 AP -PFCs)是α2-antiplasmin通过SPIT (Sterol-based Postinsertion Technique)与 19 F标记的PFCs结合生成。在血栓形成早期α2-antiplasmin能结合FXIIIa，从而靶向定位血栓。由于人体内 19 F含量甚微，故H 1 -MRI检测下血栓处出现高信号，与周围物质产生强烈对比。该物质检测深静脉血栓和肺栓塞时特异性高，敏感度高，对人体细胞(吞噬细胞等)毒性小，目前已成功应用于小鼠体内血栓检测和人类体外血栓检测 [ 25 ]。
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user: 6. 展望 综上所述，在血栓检测的仪器方面，抑制CT和MRI影像的血管搏动伪影干扰等使得血栓检测在影像领域有很大研究空间。在分子探针方面，以GP IIb/IIIa和炎性细胞作为靶点的血栓分子探针在人体内血栓检测实验中取得较好的实验结果，可进一步以更大样本的临床试验验证其在人体内安全性、可行性或进一步研究这些探针在区分急慢性血栓、动静脉血栓等方面的可行性；基于FXIIIa和纤维蛋白的血栓分子探针在检测人体外血栓时可行，且在大鼠体内实验显示出稳定性和安全性，可进一步以小样本人体内实验探讨其在人体内安全性等问题。此外，很对分子探针在动物实验中可靶向检测血栓，但其活体内安全性、稳定性、靶向性、结合效率等问题还在研究中。
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user: 摘要 针对某台额定蒸发量为75 t/h π型燃气锅炉NO x 排放质量浓度较高的问题，在过量空气系数为1.2的条件下，采用燃尽风风量占比25%的空气分级低氮燃烧方式对其进行改造，分别对原工况以及三种不同燃尽风喷口布置改造方案进行数值模拟研究。综合分析了炉内燃烧温度分布、NO x 生成情况，确定了较优的燃尽风喷口位置。结果表明：方案一的燃尽风喷口布置于折焰角的下方，此处通入新鲜空气会使炉膛高温区域面积大大减小，NO x 排放质量浓度低于无燃尽风方案；方案二的燃尽风喷口布置于CO质量浓度最高的区域，这使得该位置燃烧反应更充分，第一层和第二层燃烧器间的高温区域增大；方案三的分级配风使得下层高温区域面积有所减小，但是扩大了炉膛上部NO x 富集区域面积；方案二、三NO x 排放质量浓度高于无燃尽风方案，方案一表现最佳。
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user: 1. 引言 电站氮氧化物(NO x )是主要大气污染物之一，根据《锅炉大气污染物排放标准(北京市地方标准)》(DB11/139-2015)规定，2017年4月起，北京地区新建工业锅炉NO x 排放不得超过30 mg/m 3 ，锅炉经改造后不得超过80 mg/m 3 。目前，针对燃气燃烧器的低氮燃烧技术有高温空气燃烧技术、表面燃烧技术、燃料分级技术、烟气再循环燃烧技术等 [ 1 ]。上述低氮燃烧技术配合低氮燃烧器在工业锅炉降氮上取得了显著效果。在大功率燃气锅炉中，上述技术可能仍难以满足现行严格的氮氧化物排放标准，可以进一步结合燃尽风(OFA)技术来实施。起源于动力煤粉锅炉的燃尽风技术是通过控制反应温度来减少NO x 的生成 [ 2 ]。空气通过分级配风进入炉膛，燃料燃烧过程经历富燃料燃烧阶段和富氧燃烧阶段。在富燃料区燃烧时，由于氧气量不足以使燃料完全燃烧，燃烧的速度和温度降低，同时由于还原性气氛的存在，大量的含氮基团和NO x 反应，降低了富燃料区的NO x 浓度水平。在富氧燃烧阶段，燃尽风通过锅炉上部区域喷入炉膛，一方面使得之前未完全燃尽的燃料继续燃烧，另一方面新鲜冷空气地加入减低了炉膛内高温区域的温度，从而也减少了热力型NO x 的生成。 相比于燃气锅炉，燃尽风技术在燃煤锅炉上应用较为广泛，国内外学者主要从燃尽风喷口布置位置和燃尽风风量两方面进行了研究。Yang等 [ 3 ] 结合数值模拟和现场试验，研究了旋流燃烧器的运行方式、燃尽风口布置对锅炉经济性和NO x 排放规律的影响，发现对于600 MW的W型火焰燃煤锅炉，燃尽风喷口设置在炉拱上方3 m更有利于降低NO x 排放和提高锅炉的经济性。王顶辉等 [ 4 ] 对某煤粉锅炉的燃尽风喷口位置进行了模拟研究，综合比较了炉膛出口烟气温度、NO x 质量浓度、煤粉焦炭转化率，得到了最佳燃尽风喷口位置为距最上层燃烧器7.7 m处。吕太等 [ 5 ] 对山东某电厂200 MW四角切圆燃烧锅炉NO x 排放量过高的问题进行了模拟研究，发现合理地提高燃尽风口的位置可使得NO x 的排放量减少40%。曾令艳等 [ 6 ] 针对600 MW机组超临界锅炉存在NO x 排放量较高、燃烧器区喷口烧坏变形和结焦等问题，采用新型中心给粉燃烧器和燃尽风系统对锅炉进行改造，发现在最上层煤粉燃烧器上方布置燃尽风喷口并配合新型燃烧器可以使NO x 排放降低50%，锅炉效率可以提升至93.57%。 在燃尽风风量大小对炉膛燃烧特性影响的研究上，宋景慧等 [ 7 ] 对某对冲燃煤锅炉的炉内燃烧进行了数值模拟，综合考虑锅炉的安全性和NO x 排放质量浓度，建议二次风风量中燃尽风占比应控制在23%~30%。孙保民等 [ 8 ] 模拟分析了某燃煤锅炉空气分级燃烧下的NO x 生成特性，发现主燃区和燃尽区NO x 反应速率的主要控制因素分别为O 2 体积分数和焦炭燃烧速率；燃尽风率增大，主燃区NO x 生成速率和生成区域减小；还原区域增大，NO x 排放质量浓度明显减少。曹乘雀等 [ 9 ] 以某1000 MW超超临界双切圆燃煤锅炉为研究对象，分析了烟煤分级燃烧后炉膛出口烟气温度的变化，发现燃尽风配风率的提高会使炉膛出口烟气温度升高。此外高正阳等 [ 10 ] 对一台300 MW燃煤锅炉进行了数值模拟研究，分析了燃尽风率变化对炉内温度分布、煤粉颗粒燃尽及NO x 排放量的影响规律，发现随着燃尽风率的增大，炉内温度水平和氧浓度降低，NO x 浓度明显减少。燃尽风率为5.5%~8.5%之间时，飞灰含碳量和燃尽风率成反比，燃尽风率大于8.5%时，飞灰含碳量和燃尽风率成正比。 在现行严格的NO x 排放标准下，工业燃气锅炉低氮燃烧结合燃尽风技术开始受到关注，但公开报道的文献资料并不多见。徐志斌 [ 11 ] 研究了燃尽风技术在实际工业燃气锅炉的应用情况，发现应用燃尽风技术后，北京某35 t/h蒸汽D型燃气锅炉NO x 排放降低了32%。本文针对国内某工业用75 t/h π型燃气锅炉开展了燃尽风喷口位置影响的数值模拟研究。相比于实验测试的巨大费用与时间消耗，本文利用数值模拟的方法分析了三种不同燃尽风喷口位置对于燃气锅炉炉内燃烧NO x 排放的影响，给出较优的喷口布置建议，从而为该工程改造方案提供技术支持。
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user: 2. 研究对象 本文针对一台额定蒸发量为75 t/h的π型锅炉展开了详细的研究。该锅炉炉膛尺寸为14.5 m × 5.2 m × 6.6 m，使用燃料为天然气。此锅炉配备4台功率为14 MW的低氮燃气燃烧器，四台燃烧器上下间隔2 m、距离左右壁面2.1 m对称布置，该锅炉物理模型见图1。 图1. 75 t/h π型燃气锅炉物理模型
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user: 3. 数值模拟方法 选取从炉膛下部到炉膛出口之间的区域为模拟计算域。根据锅炉和低氮燃烧器的实际尺寸与结构，建立1:1三维模型并利用ICEM [ 12 ] 整个炉膛结构进行网格划分，最终网格数为5，604，186，利用Fluent软件 [ 13 ] 进行三维数值模拟。模拟中，湍流模型采用标准k-ε模型，近壁面处采用标准壁面函数进行处理。炉内辐射传热计算采用离散坐标法(Discrete Ordinates)。气相湍流燃烧采用组分运输模型(Species Transport)，采用甲烷两步燃烧反应模型，其简化机理如下： CH 4 + 1.5 O 2 → CO + 2 H 2 O (1) CO + 0.5 O 2 → CO 2 (2) 每一步的反应速率由Arrhenius表达式确定 [ 14 ]： k n = A T n e − E R T ( A ) a ( B ) b (3) 式中：A——指前因子；n——温度指数；E——活化能；a、b——浓度指数。相应系数值如表1所示： Table 1 Chemical reaction parameter A n E/J∙kmol −1 (A) (B) a b 5.012e11 0 20，087 CH4 O2 0.2 1.3 2.239e12 0 24，417 CO O2 1.5 0.25 表1. 化学反应参数 氮氧化物的形成机理 [ 15 ] 可分为以下三类：扩展的Zeldovich机理(或热力型机理)、快速NO机理和燃料氮机理。燃气锅炉中氮氧化物的生成主要以热力型NO x 为主，当化学当量比接近1时，其化学反应式为 [ 16 ]： O 2 ↔ 2 O (4) N 2 + O ↔ NO + N (5) N + O 2 ↔ NO + O (6) 在天然气浓度很高时，还会有 N + OH ↔ NO + H (7) 热力型NO x 是一个由氧原子引发的自由基链反应，是空气中氮在高温下氧化产生，氮气和氧的反应速度控制着整个链式反应的速度。NO x 生成速率 [ 14 ] 为： d [ NO ] d t = 2 k a ， 1 [ O ] [ N 2 ] 1 − k b ， 1 k b ， 2 [ NO ] 2 k a ， 1 [ N 2 ] k a ， 2 [ NO ] 2 1 + k b ， 1 [ NO ] k a ， 2 [ O 2 ] + k a ， 3 [ OH ] (8) 式中：a和b——正向反应和相应逆向反应；k a ，1 ，k a ，2 和k a ，3 ——公式(5) (6) (7)正向反应速率；k b ，1 ，k b ，2 和k b ，3 ——相应逆向反应速率，具体反应速率数值如表2所示： Table 2 Parameters of chemical reaction rat 反应速率/m 3 ·(mol·s) −1 公式 k a ， 1 1.8 × 10 8 e − 38370 T k a ， 2 1.8 × 10 4 e − 4680 T k a ， 3 7.1 × 10 7 e − 450 T k b ， 1 3.8 × 10 7 e − 425 T k b ， 2 3.81 × 10 3 T e − 20820 T k b ， 3 1.7 × 10 8 e − 24560 T 表2. 化学反应速率参数 采用半隐格式压力关联方程算法(SIMPLE)实现压力与速度的耦合，使用一阶迎风格式进行求解。
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user: 4. 燃尽风改造方案与边界条件设置 为了更好地控制该75 t/h π型锅炉NO x 的排放，采用燃尽风技术对其进行改造，主要研究燃尽风喷口位置对锅炉炉膛内部燃烧特性的影响，模拟了三种燃尽风喷口布置方案，如图2所示。 图2. 三种方案的比较 在方案一中，燃尽风喷口位于折焰角下方2.0米，此处通常为火焰的高温区域，通入燃尽风可以相应地降低该区域的整体温度。在方案二中，燃尽风喷口位于燃烧器后方4.8米，与燃烧器平行。此处为富燃料燃烧火焰中CO浓度最高的区域，通入燃尽风可使得CO继续燃尽。在方案三中，燃尽风喷口位于上层燃烧器上方2.0 m处，此处为火焰温度和CO浓度较低的区域。 锅炉炉内燃烧的过量空气系数设为1.2，上述三种方案中的燃尽风风量均设置为总风量的25%。模拟边界条件包括进口燃料和空气的速度、进口燃料和空气的温度、出口压力和炉膛壁面温度等，本文模拟采用的边界条件如表3所示。 Table 3 Setting of boundary condition 参数 数值 进口处空气参数 无燃尽风方案 300 K， 63，974 Nm 3 /h 燃尽风方案 300 K， 47，980 Nm 3 /h 燃尽风空气参数 无燃尽风方案 0 燃尽风方案 300 K， 15，994 Nm 3 /h 进口处燃料参数 5600 Nm 3 /h 炉膛出口参数 表压力0 Pa 炉膛壁面参数 600 K 其他壁面参数 绝热边界 表3. 边界条件设置
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user: 5. 结果与讨论 5.1. 温度分布 图3给出了不同燃尽风改造方案下锅炉中心截面(Z = 0 m)处的炉膛纵向温度分布(其中温度单位K)。从图3(a)可以看出，无燃尽风方案中，高温区主要位于锅炉折焰角的下方区域。方案一的燃尽风喷口布置于折焰角的下方，此处通入新鲜空气会使炉膛高温区域面积大大减小，炉膛空间内的温度分布更加均匀，如图5(b)所示。方案二的燃尽风喷口布置于CO浓度最高的区域使得该位置燃烧反应更充分，所以第一层和第二层燃烧器间的高温区域增大。方案三的燃尽风喷口布置使得冷空气可以从前墙进入，减小了了炉膛内局部高温区域面积。 图3. 不同方案下锅炉炉膛温度轮廓图(Z = 0 m) 图4给出了不同方案下炉膛水平截面的烟气平均温度随炉膛高度的变化。从模拟结果可知，第一层燃烧器区域内燃气的完全燃烧使得在炉高11 m处达到一个温度峰值。而后由于热烟气不断向壁面传递热量，所以截面的平均温度开始下降。随着炉膛高度的增加，第二层燃烧器旺盛燃烧区对炉膛温度的影响占据主要地位，所以从炉高12 m处开始，炉膛截面的平均温度继续上升。对于方案一、三，在炉高14 m处设置燃尽风喷口，新鲜空气的喷入让未燃尽的燃气进行燃烧，但是本身新鲜空气温度较低，对热烟气起到了一定的降温作用，所以在13 m处方案一、三均有温度下降60 K左右。之后，燃尽风促进“后期补燃”，对烟气的加热作用开始凸显，所以对于方案一、三，温度下降约60 K后，随着炉膛高度的增加，炉膛截面的平均温度接着上升。而无燃尽风方案以及方案二并没有在14 m处设置燃尽风喷口，所以并没有方案一、三中所示的下降趋势。 图4. 炉内温度随炉膛高度的变化 5.2. NO x 质量浓度分布 图5给出了不同工况下炉膛中心截面(Z = 0 m)处的NO x 质量浓度分布。从图中可以看到，增加燃尽风喷口的方案一相比于无燃尽风方案，NO x 生成区域以及生成质量浓度都有很大改善，燃尽风地添加一方面降低了炉膛内的温度，抑制了热力型NO x 生成，另一方面一次风过量空气系数低于1构建了还原区，生成的NO x 在该区域和碳氢化合物、氮氢化合物反应，被还原成N 2 。但是方案二燃尽风喷口的设置并没有改善炉膛内NO生成。说明在CO质量浓度最高的区域添加燃尽风口，不利于降低NO x 的生成，因为CO质量浓度最高的区域还处于主燃区，在此区域添加燃尽风，导致高温区扩散，加大了NO x 的生成量。方案三的空气分级使得无燃尽风方案中NO x 富集区域消失，但是燃尽风喷口位置加剧了炉膛上部靠近前墙位置NO x 生成。 图6给出了不同方案下沿炉膛高度方向不同水平截面上NO x 平均浓度分布。从最终排放浓度上看，只有方案一有效降低NO x 排放，方案二、三不仅没有降低NO x 排放，反而升高了NO x 排放，方案二的排放增幅尤为明显。比较方案一和方案三发现，虽然两种方案燃尽风喷口设置的垂直高度均是8 m，但方案一最终的NO x 排放低于方案三的NO x 排放，原因是方案一燃尽风喷口设置在折焰角下方，此处为火焰高温区域，相比于方案三更能有效地降低高温区的温度，从而热力型NO x 降低效果更好。比较图3和图5可以发现，炉膛的高温区域并不是NO x 生成质量浓度最高的区域，这是因为NO x 生成相比于燃烧反应在时间上具有滞后性 [ 17 ]。 图5. 不同方案下Z = 0截面NO x 质量浓度分布 图6. 炉内NO x 平均质量浓度随炉膛高度的变化
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user: 6. 结论 本文针对一台75 t/h π型燃气锅炉利用燃尽风OFA技术进行改造，并针对不同的方案进行了详细的数值模拟研究。在总过量空气系数为1.2和燃尽风占比为25%的情况下，分析了燃尽风喷口位置对炉膛内温度分布和NO x 质量浓度分布的影响，主要结论如下： (1) 在燃尽风技术中，合理地布置燃尽风喷口位置非常重要，可以进一步降低NO x 的排放质量浓度。不合理的燃尽风喷口位置可能会扩大燃烧高温区，反而增加了NO x 的排放。 (2) 通过综合比较炉膛内温度和NO x 质量浓度分布，确定炉膛折焰角下方区域为较优燃尽风喷口位置(方案一)。原因在于构建了还原区，生成的NO x 在该区域和碳氢化合物、氮氢化合物反应，被还原成N 2 ；燃尽风喷入炉膛降低了高温区域的温度水平从而减少了热力型NO x 生成。
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user: 摘要 电站锅炉体积庞大且结构十分复杂。本文利用虚拟现实(VR)技术，针对YG240循环流化床电站锅炉建立了锅炉信息仿真系统。首先利用Creo和3DS Max建立了1:1的锅炉三维可视化模型。其次，在三维环境中构建电站锅炉的基本信息库，该信息库包括汽包、水冷壁等典型锅炉构件的属性信息以及烟气流程和汽水流程的VR视频展示。最后利用UE4开发引擎将部件属性、烟气流程和汽水流程进行整合。该系统可作为电站锅炉知识获取的一种新的途径和方法。
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user: 1. 引言 随着计算机仿真技术和互联网信息技术的发展，国家发展和改革委员会提出，要大力推进计算机信息技术和教学培训的融合发展，支持运用互联网、大数据和虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)技术来探索未来教育发展的新模式。VR技术作为如今最前沿的计算机系统仿真技术之一 [ 1 ]，在人们的生产生活和学习中得到了越来越多的重视和应用 [ 2 ]。目前VR技术已经在农业、教育、建筑可视化、医疗器械、机械设计制造 [ 3 ]、化工、电力、航空航天等领域中得到了应用 [ 4 ]，并取得了显著的成效。在锅炉行业，VR技术也得到了应用。部分学者将VR技术应用在锅炉教学培训中，如闫海峰 [ 5 ] 利用虚拟现实技术对锅炉爆炸事故进行了模拟分析；王娜娜 [ 6 ] 通过采用基于VRML的建模方法，并与专业三维建模软件Pro/Engineer相结合，构建了电厂锅炉本体和主要设备的三维可视化模型，基本实现了用户管理、课程学习、知识要点总结和在线提问等功能。 电站锅炉的参数高、容量大，设备体积庞大且内部结构极其复杂，难以满足现场实物学习的要求 [ 3 ]。目前，电站锅炉信息获取模式多为实验教学和书本学习的方式，现场实践培训也只能满足人员对锅炉表面部件较浅的认知，对电站锅炉的内部结构缺乏直观的了解和认知 [ 7 ]。而VR技术具有沉浸性 [ 8 ]、交互性和多感知性等特点 [ 9 ]，可以自主地创造学习环境，激发学员的学习兴趣，获得更好的学习体验。 因此，将虚拟仿真与培训相结合，虚拟现实的沉浸式体验增加了培训和仿真过程的效率 [ 10 ]，同时也促进了VR技术在锅炉培训中的推广应用。
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user: 2. VR在锅炉信息系统中的应用 2.1. 三维建模及模型优化 三维模型是构建虚拟锅炉培训系统的基础，模型文件的逼真程度直接影响虚拟仿真的效果。模型过于简单，无法让用户获得沉浸感和真实感；模型过于复杂，则导致虚拟场景加载过慢，用户无法获得流畅的体验感。虚拟场景的三维模型创建过程可以分为三部分：数据预处理、构建模型和模型优化，其流程如图1所示。数据预处理主要包括锅炉的二维图纸绘制和现场图像的采集，其中，根据二维图纸提取模型特征是构建模型的基础。首先通过Creo建立锅炉的三维模型，再利用3D Max对模型进行组件合并和格式转换，最后，模型优化是构建虚拟场景的关键，模型优化的好会加快虚拟系统加载时的速度，优化的差则会使得系统卡顿，并且对电脑的硬件要求也更高。 图1. 三维模型构件流程图 本文以YG240循环流化床锅炉为对象，选取Creo和3DS Max作为三维建模软件，根据图纸尺寸按照1:1的真实比例，使用Creo创建锅炉各组件的3D模型，如图2所示。 图2. YG240循环流化床锅炉模型 Creo创建的模型精细度高，会导致虚拟场景加载太慢，影响用户体验，因此还需要利用3DS Max对模型进行进一步塌陷处理。在建模过程中，添加的修改命令越多模型越复杂，通过塌陷处理后可以提高系统的运算效率，不然Max就会根据修改命令堆栈依次计算，每多一个命令堆栈就增加近4倍的运算量。本文以风机为例，如图3所示。在3DS Max中对风机模型进行塌陷减面操作后，面数得到减少，但从效果上看，精简前后模型几乎没有差别。 图3. Y风机模型。(a) 精简前与(b) 精简后(上)“线框”和(下)“面”模式截图 2.2. 虚拟电站锅炉信息系统 2.2.1. 虚拟模型场景搭建 对模型进行优化后，将模型导出到UE4开发引擎进行虚拟场景搭建，在UE4中完成电站锅炉的组装、水循环与烟气循环 [ 11 ]。主要流程如图4所示。每一部分的内容描述如下： 图4. 虚拟系统实现流程图 1) 设置三维模型的物理属性：利用UE4的物理引擎为三维模型添加刚体属性、碰撞属性和物理材质等。 2) 制作水流、烟气、火焰等特效：利用UE4的材质、粒子系统，来模拟生成水流、烟气、火焰等自然界中形状不规则的物体，达到模拟现实的效果。 3) 三维模型材质的渲染：利用UE4的着色器对三维模型和虚拟场景的颜色、材质、光照和纹理贴图进行烘焙，使实体模型更加逼真。 4) 创建数据驱动模型：通过编辑蓝图脚本代码连接后台数据，实现对水流、烟气、火焰等特效的控制。 5) 漫游检查：通过编辑蓝图脚本，实现系统启动时的漫游状态检测。 6) 系统的操作控制：通过编辑蓝图脚本，实现手柄操作，添加开关按钮、拾取、丢弃等事件，实现对虚拟装配系统的操控。 7) 人机界面：通过UMG模块实现人机交互界面。 8) 动画制作：利用UE4的Matinee和Sequence模块，制作CFB电站锅炉的组装、水循环和烟气流程的动画，并通过UE4的视频播放模块将动画嵌入到虚拟装配和仿真系统中，实现用户在VR中观看视频的功能。 9) 系统发布：利用UE4的“打包”功能，根据需要选择发布的平台，生成可安装的或独立于UE4之外的免安装可执行文件。 2.2.2. 虚拟场景追踪交互 如图5与图6所示，通过使用头戴式显示器和VR手柄，用户可以在虚拟场景中实现选取、显示、隐藏、拾取、丢弃锅炉部件等操作，还可以通过抛物线传送在场景中漫游。 图5. 抛物线传送示意图 图6. 拾取锅炉部件示意图 如图7所示是实现基础射线追踪算法的程序蓝图，将该蓝图附着在手柄上，可以使手柄实现“发现”场景中目标对象的功能。通常来说，使用射线追踪来发现哪些物体可以交互可以满足大多数需求。但它也有其不利的一面，当使用射线追踪时，用户很难与目标对象进行精确的交互，这种缺陷在距离目标对象距离较远时尤为明显。本文在研究射线追踪算法的基础上，进行了部分优化，提出一种基于抛物线的方法在最大限度上处理这种缺陷，其原理是在用户和目标对象之间比较最小抛物线长度。弧长越小，表征了视线与对象间的距离越小，运用这种方法所找到的交互对象也越符合用户的预期。根据位移计算公式 z = ( t × v z ) − ( 0.5 × g × t 2 ) ， y = t × v y ，其中 v z 为竖直方向速度， v y 为水平方向速度，g为重力加速度，可以搭建如图8所示的抛物线追踪函数蓝图。 图7. 射线追踪函数蓝图 图8. 抛物线追踪函数部分蓝图 实际使用中发现：抛物线追踪不仅可以在水平方向还可以在垂直方向进行对象追踪和交互，更适用于虚拟场景漫游。 2.2.3. Web 3D模型展示 除了上述介绍的用户通过与虚拟场景交互来学习电站锅炉的方式外，利用浏览器3D引擎three.js构建了电站锅炉的信息模型，该模型可以同时展示相应部件的3D模型及其相关基础知识和国家与行业规范内容。该功能的实现，首先通过临时内容数据库sqlite建立了基础信息和规范的数据库；利用three.js、webgl以及opengl先进的前端三维技术，实现了部件的信息及规范内容的精准对应，突破了传统纸质规范内容查找不够便捷的弊端，从而实现了“所见即所得”的知识获取途径。利用场景、摄像机以及渲染器三者相结合，建立了图9所示的虚拟电站锅炉信息系统模型。图中左侧以分组形式列出了锅炉的所有部件；中间是模型展示和操作区；底部是工具菜单，包含旋转、平移、缩放、界面分析、测量、分解模型等工具命令；右上角是导航球，可以快速对模型进行多视角观察。该信息系统支持三级模型展示，支持查看锅炉的每一个部件模型和属性信息，功能强大，界面友好。图10所示为锅炉汽包的模型展示与属性信息。 图9. 锅炉整体模型 图10. 汽包模型与信息展示
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user: 3. 结束语 虚拟现实(VR)技术在工程领域的应用和发展前景十分广阔。本项目针对YG240循环流化床锅炉，开发了一套结合虚拟现实(VR)技术的虚拟电站锅炉信息仿真系统。综合利用了Creo和3DS Max等三维建模技术、three.js前端三维技术、MySQL数据库，实现了网络系统中锅炉3D模型集成信息的可视化与交互式动态展示。这种基于VR技术的电站锅炉网络信息查询，为锅炉相关从业人员、高等院校及特种设备研究院获取锅炉信息提供了便利，其推广和应用将会提高检修和运行人员的技术水平，为电站锅炉的安全、经济运行做出贡献。
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user: 摘要 工业上铝管在装配使用之前要检测铝管是否存在缺陷，本文采用一种基于RPCA的铝管表面缺陷检测，主要检测铝管表面的擦伤和压坑缺陷。为保证铝管图像之间线性相关，要先对图像预处理，得到一组能够用RPCA (Robust Principal Component Analysis)算法处理的铝管图像。本文采用RPCA算法对一组分辨率为250 × 75的8张铝管图像进行低秩稀疏分解，运用非精确拉格朗日乘子法求解RPCA模型，得到的稀疏图像即为缺陷图像，对缺陷图像进行识别。通过实验证明上述方法在铝管表面缺陷检测上具有可行性。
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user: 1. 引言 铝管具有易于焊接、使用寿命长、节能、弯曲性能优良、易于安装移机等特性，被广泛用于汽车、轮船、航天、航空、电器、农业、机电、家居等行业。由于铝管在运输和安装的过程中易产生诸如压坑、擦伤、皱折等缺陷，这些缺陷会严重影响后续产品的使用性能，甚至出现故障造成恶性事故。因此，有必要在铝管安装之前对铝管进行严格、高效和可靠的缺陷检测。常见的铝管缺陷检测为传统的人工检测方法，这种方法有许多局限性，在检测准确率上较低、实时性较差、效率普遍偏低，由于流水线的检测工作方式单一且工作强度大所以检测工人极易出现疲劳情况，人工检测时比较依赖工人的工作经验和主观判断。 人工检测的不足促使自动化检测技术飞速发展，工业上常见的铝管缺陷检测方法有：超声波检测法、涡流检测法和X射线检测等。周德强等人研究了基于频谱分析的脉冲涡流缺陷检测，该方法通过频谱的幅值量和不同的谐波分量来分析判断有无缺陷，但是并未对缺陷的量值大小或轮廓进行描述 [ 1 ]；王达达等人研究了基于X射线数字成像的GIS设备缺陷可视化无损检测方法，在不对设备破坏的情况下，提出了利用X射线对其内部的缺陷进行可视化显示，该方法价格昂贵，存在射线对人体的伤害以及环境污染等问题 [ 2 ]；谢静等人提出了一种基于形态学理论的红外热像分割法，用于工件表面的自动检测，但该方法存在稳定性不高、受温度影响较大、过程复杂等缺点 [ 3 ]；曾伟等人提出了一种基于能量分析的激光超声波缺陷检测方法，但该方法操作不方便，成本耗费高 [ 4 ]。 从20世纪末发展到今天，基于机器视觉的缺陷检测技术逐渐应用于工业领域，例如：Parsyte公司运用神经网络技术，对钢铁表面缺陷进行实时检测和分类；J.W. Morris等人采用红外方式对钢材表面缺陷进行实时检测，该系统能够实现对采集图像的降噪、缺陷检测 [ 5 ]；徐科等人采用AdaBoosting算法和非抽样小波算法实现对铸坯面划伤、裂纹和压痕等多种缺陷识别分类 [ 6 ]。 本文提出一种基于RPCA的铝管的表面缺陷检测的技术，这种方法能够使待检测的图像(原始观测矩阵)分解为背景图像(低秩矩阵)和噪声图像(稀疏矩阵)，通过分析噪声图像来快速有效的检测识别铝管缺陷 [ 7 ]。
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user: 2. 系统总体设计 铝管表面缺陷检测系统的结构示意图如图1所示，在合适的光源照明下，CCD摄像机对待测铝管进行图像采集，经图像采集卡采集传送到计算机中，经过图像预处理将铝管图像校正分割，再用RPCA检测图像缺陷，最后对缺陷图像识别。 图1. 铝管缺陷检测系统结构示意图 光照单元是本系统的一个重要组成部分。由于铝管表面具有较强的反射性，不合理的照明方式会使得图像采集结果不理想，影响后续的图像处理。故本文采用低角度照明方式，保证获取的图像质量。 图像采集单元由CCD摄像机和图像采集卡所组成。该单元主要完成待检测铝管的图像采集，并将采集到的数据传输给计算机，便于后期的数字图像处理。 计算机处理单元包括图像处理和缺陷识别。该单元主要是对采集到的图像进行图像处理，得到缺陷图像，然后识别缺陷。
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user: 4. 结论 基于RPCA的铝管表面缺陷检测方法，能够快速有效的检测出铝管缺陷。该算法将图像矩阵分解为低秩矩阵与稀疏矩阵，通过分析稀疏矩阵来检测铝管的表面缺陷，从上文检测铝管表面缺陷的实验中可以看出RPCA可以得到100%正确的实验结果，计算速度也较快。本文对铝管擦伤和压坑缺陷图像进行识别，通过对缺陷面积、分散度和高宽比这3个特征参数对缺陷进行识别分类。本文不足之处在于缺陷种类较少，后续需要继续做更多种类的缺陷检测与识别。同时本文算法输入图像要求8张以上，在后续的实验中可以通过对一张图像分割n个图像来解决。
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user: 摘要 聚乳酸–乙醇酸共聚物(PLGA)作为药物传递系统的其中之一，已在疾病治疗以及生物组织工程中得以广泛应用。PLGA作为FDA和欧洲药品局批准使用的注射药物系统，其安全性和有效性得到广泛证实，并在科学研究领域掀起热潮。PLGA纳米粒包备药物较常规工艺制备药物在实现缓释、提高药效、减少用药量及不良反应等方面更具优势。通过纳米颗粒的制备方法及表面修饰可增加难溶性物质的溶解度，提高药物与机体的免疫相容性，使药物更具穿透力及靶向性。本文将对过往关于PLGA纳米粒的制备方法及PLGA疾病治疗方面的应用进行总结与归纳，以便后人的初步了解与深入研究。
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user: 1. PLGA纳米微球概述 PLGA因各种独特性质而备受瞩目，其配方更是被形容为能够适应各种亲水、疏水、大分子、小分子药物 [ 1 ]，解决难溶于水的药物生物利用低的问题。乳酸和羟基乙酸通过随机开环聚合反应、在锡(II)-2-乙基乙醇、锡(II)-醇盐或异丙醇铝的催化作用下得到PLGA [ 2 ]。同时，PLGA的分解则是通过水解和降解作用使主链中酯键断裂，分解成产物乳酸及羟基乙酸 [ 3 ] [ 4 ]。产物乳酸通过机体的三羧酸循环转变为水与二氧化碳排出体外；羟基乙酸除三羧酸循环途径转换外，还可由机体肾脏直接排出。因此，PLGA纳米颗粒具有相当高的生物安全性，这是其特性之一，也是PLGA被广泛应用的基础与前提。 纳米球是指粒径大小在200 nm以下，由天然、合成或半合成的高分子材料制成的微球。大量实验数据表明制备获得的PLGA纳米微球粒径在一定范围内越小，其性能越优。因此将粒径作为评价PLGA纳米微球性能的重要指征之一。早在20世纪90年代已有研究指出微粒粒径大小于肠道组织对可生物降解微粒的吸收有影响作用，实验表明 [ 5 ] 肠道组织对于粒径为100 nm大小的颗粒的吸收效率是大颗粒物质的15~250倍，胃肠道黏膜组织对于大颗粒物质具有排斥现象，而对粒径大小为100 nm的微粒吸收明显增加。近年，在针对PLGA靶向抗肿瘤的实验研究过程中，也有相关研究 [ 6 ] 证实当粒径在200 nm以下的纳米微球相较于粒径在微米级的微球其吸收效率提高了6倍。
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user: 3. PLGA纳米微球的应用 3.1. 用于药物的包载 近年来，美国FDA已批准多种PLGA载药微球应用于前列腺癌、生长激素缺乏症、肢端肥大症、牙周病和精神病等的临床，如De-capeptyl®、Lupron Depot®、Suprecur®、Nutropin Depot®、So-matulin®、Sandostatin LAR®、Risperidal®和 Arestin®等 [ 25 ]。目前我国也已构建了大量基于PLGA的载药微球用于各种疾病的治疗的理论模型，如通过PLGA包备胰岛素来增强和延长治疗糖尿病的效果 [ 16 ]；成功制备透过血脑屏障的脑靶向高分子聚合物纳米载体 [ 26 ]；利用PLGA微球系统包备碱性成纤维细胞因子(bFGF)进行创面修复 [ 27 ] 等。 3.2. 用于疫苗载体 PLGA纳米球载药体系可用于疫苗载体，最近研究表明PLGA微球可作为药物转运系统乘载轮状病毒的菌株以及血清白蛋白稳定剂，用于刺激机体产生IgA及IgG抗体，单次口服抗原量仅需20 μg，同等药效下远低于单独使用该抗原的用药量 [ 28 ]。现阶段研究表面聚乙烯亚胺接枝PLGA的阳离子纳米颗粒作为一种新型载体，可用于相关质粒的DNA运载 [ 26 ]。 3.3. 用于癌症治疗 在癌症治疗方面，PLGA纳米粒可作为DNA治疗癌症的有效载体。通常质粒DNA在到达癌症部位前于血液循环中被核酸酶迅速消化降解，难以发挥作用 [ 29 ]。PLGA纳米粒一方面对DNA进行保护，另一方面通过对PLGA表面进行修饰而使药物获得靶向性 [ 30 ]。
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user: 4. PLGA纳米微球的未来展望 2006年前后的相关研究表明，PLGA等新型药物载药系统用于临床实际的局限性主要集中于药物的低生物利用度、有限的有效靶向性以及对其潜在的细胞毒性的不确定性 [ 31 ]。经过十多年的努力，基于PLGA的载药系统及缓释系统不断完善、不断深入，其安全性得到肯定，即实现了向广泛应用于临床的一大跨步。目前，越来越多的研究向增强药物靶向性前进，通过PLGA纳米颗粒的表面修饰及制备工艺革新，癌症的化学治疗有了新的方向和新的突破。但目前PLGA纳米颗粒仍存在相当一部分问题：第一，早期提出的低生物利用度问题始终没有得到解决。生物利用度低一方面是指PLGA纳米颗粒包备的药物量实际到达患病部位并发挥作用的量远低于预期；另一方面也指PLGA包备药物的制备过程中损耗持续存在。药物的制作成本以及耗损药物量也应在科研过程中纳入考虑范围，若制备过程中损耗的药量超过实际临床中可达到同等药效的药物量，则会大大降低其实际临床应用价值，难以推广以及应用于临床。第二，PLGA包备药物在体内的缓释具有不稳定性，易发生早释、释放速度过慢等问题。如药物于肿瘤细胞中释放速度过慢会严重影响药效甚至没有效果，近年来部分研究通过对PLGA纳米颗粒进行表面修饰，创新性地制备了一种硫辛酰基封端的星形PLGA智能聚合物以提高PLGA纳米颗粒包备药物地稳定性，并可被肿瘤细胞大量摄取 [ 30 ]。
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user: 摘要 随着高等教育的大众化，生源情况发生变化，高校的高等数学教学面临着巨大的困难与挑战。本文结合自己高等数学教学的实践，从教学内容、教学方法、教学手段等方面做了一些思考与探索。
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user: 1. 引言 高等数学作为理工科院校的一门重要基础课程，不仅直接培养学生的创新思维能力，还要为学生学习后继课程和解决实际问题提供必不可少的数学基础知识及常用的数学方法。高等数学教学质量的好坏，直接影响着学生对后继课程的学习，也直接影响着学生的学习质量。面对培养新世纪人才的需要，高等数学在其内容、体系和教学方法上仍是上百年不变，教学内容陈旧，没有体现现代数学的观点和方法。教学方法主要采用注入式的满堂灌输入数学知识，学生没有思考的余地，在应用方面没有得到训练，难以培养创新精神和创造能力。教学手段也是传统的，现代教学手段应用较少。这样的教学，已远远不能满足时代的需要。因此，高等数学的教学内容与教学方法，都已到了非改不可的时代了。
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user: 2. 教学内容的改革 高等数学的教材虽几经变化，但没有质的区别，所讲内容基本没什么变化，只是将章节的顺序调换了一下。大部分高校还在采用同济大学的教材。现在的教材一个最大的缺陷就是过分强调理论的科学性、严谨性、系统性，而忽视基本概念的数学背景和物理背景，理论在实际中的应用，忽视了对学生能力的培养。教学内容离实际越来越远，学生学到理论知识不会运用，对自己的专业帮助不大。为了适应培养新世纪人才的需要，高等数学的教学内容必须进行改革。 1) 从专业需求出发，修订教学内容 由于学生专业的不同，他们对数学学习的内容和要求必然有所不同，这就要求教师对教学内容进行改革，根据各种不同的需要对教材进行相应的修订，在理论与应用、经典与现代、知识与能力等内容的定位要符合学生的实际需要，并针对学生已有的基础和将来专业面临的方向突出应用，同时留给学生适当的自学和研究空间。 2) 从层次需求出发，将教材分为两部分：必学部分和提高部分 必学部分是每个大学生必须掌握的数学知识：包括极限与连续、导数与微分、定积分、导数的应用、不定积分、定积分应用、微分方程、空间解析几何和多元函数微积分简介，这部分内容应突出微积分的思想方法，辅之以直观表述，强调实际应用，而弱化推导与技巧，并且例题与习题的量要多且应有理工科应用特色；提高部分是针对对数学感兴趣的学生或将来要考研究生的学生而设置的。这部分内容应引入现代数学观点和方法，使学生既掌握基本概念和理论，又掌握一定的运算技巧，还要掌握运用计算机手段进行数据处理等能力，内容包括集合与映射、距离空间、极限理论、导数与微分、中值定理及应用、积分学、微分方程、向量代数与空间解析几何、多元函数微积分、无穷级数等。 3) 从学生需求出发，注重概念的自然引入和理论方法的应用 注意化解理论难点，便于学生理解本课程中抽象的概念及定理，尽量弱化过深的理论推导和证明。在形式和文字等方面要符合高校教学的需要。要针对高校学生抽象思维能力弱的特点，突出表现形式的直观性和多样性，做到图文并茂，以激发学生的学习兴趣。例如：降低微分中值定理的要求，用几何描述取代微分中值定理的证明，降低不定积分的技巧要求，适当加强向量代数与空间解析几何，以及多元函数微积分的部分内容，较好地满足专业课对高等数学的要求。
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user: 3. 教学方法的改革 1) 在教学中渗透专业知识 如果高等数学课程教学只是单一的讲授高等数学的理论和计算，没有与学生后继课程的学习做好衔接，就会使学生感到枯燥，学习积极性不高。导致这种情况的主要原因是教师对高等数学的实际应用不够熟悉，对学生专业课程中需要用到的高等数学相关知识不是很了解。要改变这方面的不足，首先任课教师应与专业课程教师组建联合教研室，加强专业知识的渗透。如机电类专业，第一堂课就引入电学中几个常用的函数；在导数概念之后立即介绍电学中几个常用的变化率(如电流强度)模型的建立；作为导数的应用，介绍最大输出功率的计算；在积分部分，加入整流平均值以及功率的计算等等。任课教师结合专业知识，联合高等数学原理进行讲解，有助于培养学生运用数学知识分析处理实际专业问题的能力和综合素质，满足后继专业课程对数学知识的需求。其次，应通过案例教学和数学实验，将理论学习与知识应用相结合，强化培养学生既会动脑更会动手的能力 [ 1 ]。 2) 加强课堂交流，调动学生的学习积极性 在传统的教学中，一般都是教师在讲台前教，学生在下面学，师生之间的交互性不够，在整个教学过程中学生仅仅充当了一个知识的接受者，这种接受往往是被动的，缺乏互动性。分析教育哲学主义认为：教学不是一个人对另一个人的强迫，而是一种施教者和受教者之间相互作用、相互交流的活动。实际上，学生在听课过程中除了能将教师上课所讲的内容掌握，更应该具备能将所学的知识展示出来的能力。所以，作为老师，为了能使学生更好地掌握那些比较抽象晦涩的数学知识，应该在传统教学的基础上适当地安排一些时间来尝试所谓“实习式”的教学。当学生学完一章或一节的内容时，教师可以组织学生自己挑选其中的某些内容在课堂上讲解，让学生自己充当一次教师，而老师可以在旁边进行适当的记录与提示，当学生讲解暴露出知识不完整、语言不严密、表述不清楚、数学符号不规范等问题时，老师可以就其中所出现的一些问题进行纠正或补充，这样学生能够通过这种复习方式更扎实地、更熟练地掌握住所学知识，同时还能够激发学生学习的兴趣。 3) 实行分层次、分专业教学，提高教学质量 各个高校的人才培养目标不同，不同专业对高等数学课程教学内容的要求也不同，所以，分层次、分专业教学非常必要。对纯数学专业的学生，需要注意教学内容的严密性、系统性，并希望学生在此基础上继续深入研究下去。对于非数学专业的学生，必须以数学的应用和应用数学为主要教学内容，教学中应加强习题课的教学，教给学生学习方法和解题方法的同时，进行有意识的强化训练，如自学例题、图解分析、推理方法、理解数学符号、温故知新、归类鉴别等，学生在应用这些方法求知的过程中，掌握相应的数学能力，形成创新和应用技能。对偏向文科的学生，不需要把定理证明全讲，可以将形象化的内容加入，注意植入一些专业知识，既保证课程的趣味性，又保证课程的实用性，使学生更容易理解一些抽象的东西，可以达到相对好的教学效果 [ 2 ]。