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關(guān)鍵詞:非標(biāo)機(jī)械設(shè)備;設(shè)備安裝;質(zhì)量控制措施;機(jī)械行業(yè);監(jiān)督管理
1非標(biāo)機(jī)械設(shè)備及其安裝過程簡(jiǎn)介
“非標(biāo)設(shè)機(jī)械設(shè)備”是相對(duì)于“標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備”而言的,而我們知道,“標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備”就是按照國家的統(tǒng)一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制造的設(shè)備,這種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備具有很強(qiáng)的通用性?!胺菢?biāo)設(shè)備”就是非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,它不是按照統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格制造,而是依據(jù)自身需求自行設(shè)計(jì)制造的,這種設(shè)備在外觀或性能上和標(biāo)準(zhǔn)件有所不同,具有很強(qiáng)的專用性。無論是標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備還是非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備,在其剛生產(chǎn)出來時(shí)并不能直接使用,而是需要與其他零件安裝在一起后才能使用,才能實(shí)現(xiàn)其預(yù)定的功能。在這些機(jī)械設(shè)備與主體設(shè)備安裝后,還要經(jīng)過一段時(shí)間的調(diào)試和試運(yùn)行,這樣才能使機(jī)械設(shè)備在最佳性能的條件下運(yùn)行,而這整個(gè)過程便稱之為機(jī)械設(shè)備的安裝。如果在機(jī)械設(shè)備的安裝過程中不能保證相應(yīng)的安裝精度,就算該設(shè)備本身精度再高,都不能保證生產(chǎn)出來的產(chǎn)品的精度要求,甚至?xí)?dǎo)致生產(chǎn)出來的產(chǎn)品發(fā)生各種預(yù)想不到的問題。因此,我們必須分析機(jī)械設(shè)備安裝過程中的質(zhì)量控制要點(diǎn),并提出相應(yīng)措施保證安裝質(zhì)量,使這些機(jī)械設(shè)備發(fā)揮出應(yīng)有的水平,生產(chǎn)出質(zhì)量過硬的產(chǎn)品,讓消費(fèi)者放心。
2非標(biāo)機(jī)械設(shè)備安裝過程中的質(zhì)量控制要點(diǎn)
2.1安裝準(zhǔn)備階段的控制要點(diǎn)
2.1.1保證采購設(shè)備的質(zhì)量。要保證機(jī)械設(shè)備安裝過程中的質(zhì)量,就得從源頭上著手,也就是說我們必須保證所采購的機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量,確保其所有部件都符合相關(guān)規(guī)定。在采購過程中,要核查該設(shè)備的合格證書和出產(chǎn)日期,同時(shí)對(duì)設(shè)備大小規(guī)格進(jìn)行挑選以便滿足自身要求,最后在運(yùn)輸途中保證設(shè)備不要磕碰,以防出現(xiàn)損壞。2.1.2制定合理的安裝計(jì)劃。在進(jìn)行安裝設(shè)備前,需要制定一個(gè)詳盡的計(jì)劃,以確保在每一個(gè)安裝步驟中的質(zhì)量要求。在安裝過程中需要花費(fèi)大量的人力和時(shí)間,只有制定了詳細(xì)計(jì)劃后,才能有效節(jié)約時(shí)間,協(xié)調(diào)好安裝人員的任務(wù),使安裝過程有條不紊地進(jìn)行。2.1.3安裝人員做充分準(zhǔn)備。安裝人員需要具有足夠的精力去安裝該設(shè)備,并且在安裝前需要確保自身的著裝符合要求,同時(shí)佩戴相應(yīng)的工作手套,做好相應(yīng)的安全措施,避免機(jī)械損壞或者自己不必要的受傷。
2.2安裝階段中的控制要點(diǎn)
2.2.1機(jī)械設(shè)備安裝到位。因?yàn)榇蠖鄶?shù)機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量都比較大,在安裝過程中不能依靠人力去搬運(yùn),需要借助外力如起重裝備的吊運(yùn)。為了保證在吊運(yùn)過程中設(shè)備不受到磨損等情形的損壞,必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行包裝,同時(shí)需要專業(yè)人員進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督,不要出現(xiàn)碰撞等現(xiàn)象。2.2.2機(jī)械設(shè)備的一致性。在吊運(yùn)過程中需要保證機(jī)械設(shè)備的一致性,這樣才能保證機(jī)械設(shè)備在安裝過程中不出現(xiàn)傾斜的情況。具體來講,首先要保證設(shè)備的水平面與安裝物件的水平面一致,其次保證設(shè)備大小與安裝物件相吻合。2.2.3耦合。這是安裝過程中最重要的一步,其目的是保證機(jī)械設(shè)備的軸系運(yùn)行正確。首先要做到軸心線重合,保證同心度;其次在垂直方向也應(yīng)保證精度,確保垂直度。這兩個(gè)因素應(yīng)該把同心度放在首位,以保證聯(lián)軸器的安裝。2.2.4機(jī)械設(shè)備的定位與調(diào)整。在最后需要對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行安裝定位,一般是將機(jī)械設(shè)備的附屬部件與主體部件固定到一起,起到穩(wěn)定主體部件的作用。在調(diào)整好機(jī)械設(shè)備位姿后,需要進(jìn)行最后的加固和相應(yīng)部件的。2.3調(diào)試階段中的控制要點(diǎn)在機(jī)械設(shè)備真正生產(chǎn)之前,還需要對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行必要的調(diào)試,以便確定出機(jī)械設(shè)備最佳運(yùn)行狀態(tài)。在調(diào)試過程中需要先進(jìn)行空載實(shí)驗(yàn),在空載情況下沒有任何問題時(shí)再進(jìn)行加載實(shí)驗(yàn),最后再進(jìn)行和其他設(shè)備的并行實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)過程中,需要消除機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中的噪聲,對(duì)摩擦部位進(jìn)行并登記,以便今后方便查找。只有經(jīng)過調(diào)試,機(jī)械設(shè)備才能安全穩(wěn)定地工作。
2.4安裝驗(yàn)收階段中的控制要點(diǎn)
在完成以上步驟后,要保證機(jī)械設(shè)備能夠在今后的生產(chǎn)中不出現(xiàn)不必要的質(zhì)量問題,我們還需要做最后的驗(yàn)收工作。在檢查過程中,檢查人員必須認(rèn)真負(fù)責(zé),確保檢查到每一個(gè)細(xì)節(jié)。檢查人員具體要檢查機(jī)械設(shè)備的各個(gè)組成部分以及資料是否齊全,最后對(duì)整個(gè)機(jī)械設(shè)備做一個(gè)完整的檢查驗(yàn)收,畢竟在安裝過程中會(huì)因?yàn)楦鞣N因素導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生。在進(jìn)行最后的檢查驗(yàn)收工作后,才能保證該機(jī)械設(shè)備在今后的正常運(yùn)行。
3非標(biāo)機(jī)械設(shè)備安裝過程中的質(zhì)量控制措施
3.1保證安裝設(shè)備的材料質(zhì)量
要想保證機(jī)械設(shè)備的安裝質(zhì)量,必須在機(jī)械設(shè)備的安裝過程中保證安裝材料的質(zhì)量。在安裝之前,需要對(duì)安裝材料進(jìn)行嚴(yán)格的選擇,一切以達(dá)到符合自己預(yù)期功能為目的,但同時(shí)也不能選擇那些價(jià)格便宜的次品。當(dāng)然也不是推薦使用那些價(jià)格非常昂貴的材料,畢竟機(jī)械設(shè)備在今后生產(chǎn)過程中是為了盈利。在選擇材料時(shí),在能保證使用質(zhì)量的情況下,選擇那些價(jià)格較為合適的材料。同時(shí)選購人員要不斷汲取市場(chǎng)方面和專業(yè)方面的知識(shí),不斷關(guān)注相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的新技術(shù)、新材料的出現(xiàn)。除此之外,還應(yīng)多多參考同類信息,進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋x擇出性價(jià)比最高的材料。最后,在選購材料時(shí),必須注意到該材料的市場(chǎng)認(rèn)可度和信譽(yù)度,對(duì)于不合格產(chǎn)品要堅(jiān)決抵制。
3.2提高安裝人員的專業(yè)技術(shù)
要保證安裝設(shè)備的質(zhì)量,必須提高安裝人員的專業(yè)技術(shù)。安裝單位在安裝設(shè)備之前要對(duì)所有安裝人員進(jìn)行不定期的培訓(xùn)教育。這其中包括最重要的安全教育培訓(xùn),在安全培訓(xùn)中可以讓安裝人員聽一些誤操作導(dǎo)致事故,同時(shí)看一些相關(guān)視頻,保證從內(nèi)心里把安全問題重視起來。還應(yīng)對(duì)安裝人員的專業(yè)技術(shù)進(jìn)行不定期培訓(xùn),保證他們的專業(yè)素養(yǎng)。在專業(yè)素養(yǎng)培訓(xùn)后,安裝單位可以對(duì)培訓(xùn)人員進(jìn)行測(cè)試,然后選出測(cè)試中的優(yōu)秀者進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì),以便提高他們對(duì)專業(yè)素質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)性。最后,安裝單位還可以請(qǐng)相關(guān)領(lǐng)域的專家進(jìn)行學(xué)術(shù)方面的交流,保證自己所學(xué)知識(shí)的先進(jìn)性,保證與時(shí)俱進(jìn)。
3.3加強(qiáng)監(jiān)督管理工作
要保證機(jī)械設(shè)備的安裝質(zhì)量,相關(guān)部門還應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督管理工作。只有在各級(jí)部門加強(qiáng)監(jiān)管、制定嚴(yán)格責(zé)任制度的條件下,下級(jí)部門才能對(duì)設(shè)備安裝質(zhì)量達(dá)到應(yīng)有的重視程度。監(jiān)管部門還應(yīng)對(duì)檢查結(jié)果進(jìn)行分析,找出不足之處然后進(jìn)行改正提高。
4結(jié)語
由上文可知,在機(jī)械設(shè)備的安裝中必須對(duì)安裝質(zhì)量引起足夠的重視,只有機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量和安裝質(zhì)量都處于高水平時(shí),機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)出來的產(chǎn)品才能達(dá)到應(yīng)有的要求,從而滿足消費(fèi)者的性能要求。我們?cè)诠ぷ髦袘?yīng)不斷研究總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)以不斷提高安裝人員的技術(shù)水平,這樣才能確保未來安裝的機(jī)械設(shè)備在最佳性能條件下運(yùn)行,進(jìn)而造福人類。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞 微環(huán)諧振器; 生物傳感器; 微流體通道; 倏逝波; 免疫球蛋白G
1引 言
生化傳感器廣泛應(yīng)用于食品安全、藥物開發(fā)、臨床診斷、環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域。根據(jù)輸出的物理信號(hào)不同可分為光學(xué)生物傳感器、電化學(xué)生物傳感器[1]、機(jī)械生物傳感器(微懸臂梁[2~4]等)及熱生物傳感器等。與其它類型的生物傳感器相比,基于平面光波導(dǎo)的光學(xué)生物傳感器具有無需標(biāo)記、成本低、可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、易集成、快速、穩(wěn)定[5]等優(yōu)點(diǎn),在藥物篩選、生物制藥、環(huán)境監(jiān)測(cè)和臨床診斷領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[6],不僅可與微流體通道系統(tǒng)進(jìn)行集成,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)波導(dǎo)微環(huán)表面的物質(zhì)變化,而且日漸成熟的微電子工藝進(jìn)一步降低了微環(huán)諧振器芯片的加工成本,可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。光波導(dǎo)微環(huán)諧振器傳感技術(shù)在生化測(cè)試領(lǐng)域顯示出廣闊的應(yīng)用前景[7~9]。
光波導(dǎo)微環(huán)諧振器利用光波的倏逝波進(jìn)行探測(cè)。光在介質(zhì)中傳播時(shí),會(huì)在兩種不同介質(zhì)的分界面上產(chǎn)生一種稱為倏逝波[10]的電磁波,其幅值會(huì)隨著與分界面相垂直的深度的增大而呈指數(shù)形式衰減,而且這種衰減可以通過輸出光的共振譜線漂移反映出來。當(dāng)在微環(huán)中傳輸?shù)墓鉂M足公式(1)時(shí),光會(huì)發(fā)生共振?;诳乖贵w特異性結(jié)合的光波導(dǎo)微環(huán)免疫生物傳感器,是在微環(huán)的表面固定一層抗體。當(dāng)含有目標(biāo)分子(特異性抗原)的溶液流過微環(huán)表面時(shí),固定抗體分子與目標(biāo)分子發(fā)生特異性免疫反應(yīng),形成抗原抗體復(fù)合物,引起倏逝波變化,波導(dǎo)有效折射率改變,最終在輸出端共振波長(zhǎng)發(fā)生漂移。共振波長(zhǎng)由公式(1)給出,通過檢測(cè)這些性質(zhì)的改變,就可以獲得待測(cè)物的變化信息,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)傳感。所以,可以通過觀察芯片輸出譜線的變化得到待測(cè)物的變化。
λ=2πRneff/m〖FH(1)
其中, R為微環(huán)的半徑,neff為波導(dǎo)微環(huán)的有效折射率, m為共振階數(shù)(m=1, 2, 3…),λ為微環(huán)的共振波長(zhǎng)。人免疫球蛋白G(IgG)是血清中含量最高的免疫球蛋白,在機(jī)體免疫應(yīng)答中起著重要作用[11]。人表皮生長(zhǎng)因子受體2 (Her2)是重要的乳腺癌預(yù)后判斷因子[12]。目前,廣泛應(yīng)于免疫檢測(cè)抗原或抗體的方法有酶聯(lián)免疫法、蛋白質(zhì)芯片法和熒光素標(biāo)記法等。 酶聯(lián)免疫法檢出限較低,但需要對(duì)底物進(jìn)行標(biāo)記,且底物存在污染,所需樣品量大,成本高;蛋白質(zhì)芯片法與酶聯(lián)免疫法的檢出限相當(dāng),但需要利用多個(gè)熒光標(biāo)記物進(jìn)行標(biāo)記,而且檢測(cè)儀器昂貴,成本較高。本研究設(shè)計(jì)開發(fā)了與微環(huán)諧振器集成的微流體通道系統(tǒng),以SiO2為襯底,采用光刻技術(shù),設(shè)計(jì)和制作了基于Si波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的微環(huán)諧振器。以不同濃度的酒精溶液為測(cè)試對(duì)象,研究了微環(huán)諧振器對(duì)均質(zhì)溶液的傳感性能,并且利用此微環(huán)諧振器對(duì)人IgG和Her2進(jìn)行實(shí)時(shí)非標(biāo)記免疫檢測(cè)。
2實(shí)驗(yàn)部分
2.1儀器與試
M5000 CCD光譜儀(北京聚光盈安科技有限公司);MAC50DMCFENN溫控器(日本Shimax公司);調(diào)諧光源(瀚宇科技(香港)有限公司);BT3002J/YZII1蠕動(dòng)泵(保定蘭格公司)。
人IgG、羊抗人IgG(antiIgG)(上海生工生物工程有限公司);人Her2蛋白、Her2兔源單克隆抗體(北京義翹神州生物技術(shù)有限公司);牛血清白蛋白(BSA)、3氨丙基三乙氧基硅烷 ((3Aminopropyl)triethoxysilane,APTES,美國Sigma公司);磷酸鹽緩沖溶液 (PBS,4.0 g NaCl+0.1 g Na2HPO4+1.48 g KH2PO4?H2O+500 mL去離子水,pH 7.5);98% H2SO4,30% H2O2,25%戊二醛等其它均為分析純。實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。
2.2光波導(dǎo)的制備
制作的光波導(dǎo)微環(huán)諧振器如圖1A所示,圓形部分為微環(huán)波導(dǎo),微環(huán)下方為直波導(dǎo)結(jié)構(gòu),插圖為直波導(dǎo)和微環(huán)波導(dǎo)耦合部分的放大圖。光波導(dǎo)的基本結(jié)構(gòu)是絕緣體硅結(jié)構(gòu)(SOI),其橫截面示意圖如圖1B所示,由兩層原料組成,芯層材料為Si,包層材料為SiO2,折射率分別為3.45和1.44,由于Si和SiO2之間的折射率差(Δn=2.01)較大,Si波導(dǎo)對(duì)光場(chǎng)有很大的限制作用。芯層波導(dǎo)厚度為220 nm,寬度為450 nm,包層厚度為2 μm,微環(huán)半徑為5 μm,微環(huán)與直波導(dǎo)之間的間距為160 nm。
工藝流程如圖1C所示,采用光刻技術(shù)加工制作[13],首先在芯片表面旋涂一層280~320 nm的光刻膠,90℃烘干90 s。電子束曝光之后,顯影2.5 min, 100℃烘干5 min,然后在光刻膠的保護(hù)下進(jìn)行等離子干法刻蝕。刻蝕后,將芯片浸在H2SO4H2O2(1〖KG-3∶〖KG-51, V/V)溶液中10 min,得到實(shí)驗(yàn)所需的光波導(dǎo)芯片。
實(shí)驗(yàn)裝置包括微流體通道系統(tǒng)和光學(xué)控制系統(tǒng)兩部分[14]。待測(cè)液體由蠕動(dòng)泵控制,經(jīng)輸入導(dǎo)管進(jìn)入反應(yīng)腔,再經(jīng)輸出導(dǎo)管流入廢液瓶。光由可調(diào)諧光源發(fā)出后,經(jīng)由輸入光纖進(jìn)入微環(huán)諧振腔,經(jīng)過一系列的耦合振蕩,由輸出光纖進(jìn)入光譜儀。實(shí)驗(yàn)過程中,將微流體通道系統(tǒng)置于加載有溫控臺(tái)的三維可調(diào)節(jié)高精度光學(xué)測(cè)試平臺(tái)上,可以精確調(diào)節(jié)芯片所在位置,使得輸入和輸出光纖精確的與微環(huán)諧振腔對(duì)應(yīng),提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度和真實(shí)度。
由于微環(huán)諧振器具有很高的靈敏度,其輸出譜線很容易受到外界因素如振動(dòng)、溫度、灰塵和雜質(zhì)的影響。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了如圖2所示的微流體通道系統(tǒng)。此系統(tǒng)避免了敞開環(huán)境中由于液體揮發(fā)造成的微環(huán)諧振器芯片表面鹽分的聚結(jié),屏蔽空氣中的各種雜質(zhì),而且只需要30 μL反應(yīng)溶液,大大節(jié)約了實(shí)驗(yàn)成本。經(jīng)實(shí)驗(yàn)考察,選擇了容易加工的亞克力材料和具有生物相容性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)[15,16]。首先將芯片置于作為襯底的模塊上,并將精確加工配合的PDMS置于其上,用另一個(gè)模塊進(jìn)行密封,同時(shí),在蓋子中留有適合待測(cè)物進(jìn)出的小孔,形成待測(cè)物通道。如圖2所示,模具只封裝了芯片的表面,不僅保護(hù)了微環(huán)表面,露出了與光纖耦合的輸入輸出波導(dǎo),而且形成了供待測(cè)物進(jìn)出的通道,使待測(cè)物能夠浸潤(rùn)并吸附在微環(huán)表面,從而影響芯片的輸出譜線。
2.3IgG抗體修飾及檢測(cè)
將刻有微環(huán)諧振器的芯片置于“Piranha dip”(H2O2H2SO4,1〖KG-3∶〖KG-53, V/V)溶液中超聲20 min,在芯片表面修飾一層羥基組(
Symbolm@@ OH)。取出后用大量去離子水沖洗,N2吹干,備用。將芯片置于2.5%(V/V)APTES(H2OEthanol, 1〖KG-3∶〖KG-5100,V/V)中孵化2 h,用大量去離子水沖洗,N2吹干;然后將其浸泡5% (w/V)戊二醛溶液1 h,用大量去離子水沖洗,N2吹干。將芯片固定到微流體通道中,反應(yīng)池的溫度控制在(25±0.01)℃,室溫控制在(27±0.2)℃,流動(dòng)泵以恒定速率4.2 mL/h通入200 μg/mL AntiIgG中10 min,靜置1.5 h,得到修飾有antiIgG的芯片;以PBS流動(dòng)清洗芯片10 min;通入5%(w/V)BSA溶液,靜置30 min,以PBS流動(dòng)清洗芯片10 min。最后通入一定濃度的IgG溶液,利用微環(huán)生物傳感系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)共振譜線的漂移。圖3為微環(huán)諧振器表面活化和抗體固定的示意圖。
3結(jié)果與討論
3.1微流體通道系統(tǒng)和測(cè)試溫度對(duì)微環(huán)諧振器性能的影響
在測(cè)試器件的生物傳感特性之前,首先使用同一個(gè)芯片分別在敞開的液體環(huán)境和微流體通道系統(tǒng)中對(duì)共振譜線漂移進(jìn)行了實(shí)時(shí)檢測(cè),如圖4A所示,所用緩沖液為PBS溶液,在未加微流體通道系統(tǒng)敞開環(huán)境中,共振譜線在10 min后,約向短波長(zhǎng)方向漂移了110 pm。檢測(cè)結(jié)束后,芯片表面析出大量鹽分,可能是水分揮發(fā)導(dǎo)致,鹽分析出的過程導(dǎo)致微環(huán)表面的有效折射率不斷變化,從而導(dǎo)致共振波長(zhǎng)的持續(xù)漂移;同時(shí),液滴表面張力使得光纖無法精確地對(duì)準(zhǔn)輸入輸出光波導(dǎo),導(dǎo)致無法獲得有效的輸入輸出信號(hào)。在微流體通道系統(tǒng)中,不斷流動(dòng)的液體環(huán)境和小尺寸的揮發(fā)面積使微環(huán)一直處于穩(wěn)定的PBS液體環(huán)境中,譜線基本處于平穩(wěn)狀態(tài),偏移量為±4 pm。圖4B為微流體通道系統(tǒng)在無水乙醇環(huán)境中,芯片在未加溫控裝置的輸出譜線漂移與恒溫25 ℃的漂移比較。未加溫控裝置時(shí),微環(huán)的外界環(huán)境隨著室溫不斷改變,譜線在30 min后,向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向偏移約30 pm;恒溫25℃時(shí),譜線基本處于平穩(wěn)狀態(tài),偏移量為±4 pm。上述結(jié)果表明, 所構(gòu)建的微流體通道系統(tǒng)的穩(wěn)定性良好。
3.2乙醇濃度對(duì)微環(huán)諧振器性能的影響
如圖5所示,隨著乙醇溶液濃度提高,波長(zhǎng)均向長(zhǎng)波方向漂移。由圖5B可知,相鄰濃度乙醇溶液的諧振波長(zhǎng)差約為0.4 nm,而且不同濃度乙醇溶液的折射率與芯片的輸出諧振波長(zhǎng)漂移量有較好的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系,與微環(huán)的一維有效折射率算法理論模型相符[17]。由斜率可知,折射率靈敏度為76.09 nm/RIU。實(shí)驗(yàn)所用的光譜儀的波長(zhǎng)分辨為4 pm,可得微環(huán)的探測(cè)極限為5.25×10Symbolm@@ 4 RIU。因此,此微環(huán)諧振器可以對(duì)均質(zhì)溶液進(jìn)行濃度表征。
3.3微環(huán)諧振器對(duì)生物分子的定量檢測(cè)
對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的曲線如圖6A,每隔30 s取一個(gè)點(diǎn),首先通入PBS,共振波長(zhǎng)基本不變;通入antiIgG,共振譜線發(fā)生漂移,在1.5 h后達(dá)到穩(wěn)定,漂移了408 pm, 說明抗體已經(jīng)穩(wěn)定地修飾在微環(huán)上,并在該抗體濃度下達(dá)到飽和狀態(tài)。通入PBS,沖洗掉未結(jié)合在微環(huán)上的抗體,曲線漂移量并沒有發(fā)生明顯改變。而按照?qǐng)D3中的修飾步驟在完全相同條件下采用孔板修飾的芯片,共振譜線只漂移128 pm,可能是由于孔板修飾完成后使用PBS進(jìn)行手動(dòng)沖洗,可能導(dǎo)致一些已經(jīng)修飾在微環(huán)上的antiIgG被沖洗掉。
通入BSA進(jìn)行封閉,并用PBS沖洗,曲線漂移132 pm;依次通入1和5 μg/mL IgG,在波導(dǎo)表面形成抗原抗體復(fù)合物,引起波導(dǎo)表面倏逝波變化,波導(dǎo)有效折射率也發(fā)生改變,導(dǎo)致輸出端共振波長(zhǎng)發(fā)生漂移。當(dāng)微環(huán)表面抗原抗體的結(jié)合與微流體通道中抗原達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí),
微環(huán)的譜線漂移也達(dá)到平衡,曲線分別漂移了44和90 pm,而分別通入PBS,曲線未發(fā)生明顯漂移,說明IgG與固定抗體間發(fā)生特異性結(jié)合。圖6B為0.5, 2.5, 5.0和10.0 μg/mL IgG分別與固定的antiIgG作用時(shí)微環(huán)的共振譜線漂移曲線。不同濃度的IgG導(dǎo)致微環(huán)產(chǎn)生的共振譜線漂移量不同,漂移量隨著IgG濃度的增加而增大,最終漂移量分別為12,52,64和88 pm。上述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了波導(dǎo)微環(huán)諧振器用于免標(biāo)記生物傳感的可行性與有效性,表明此微環(huán)生物傳感器可以對(duì)生物分子進(jìn)行定量檢測(cè)。
采用同樣原理,利用微環(huán)諧振器對(duì)Her2溶液進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果如圖7所示。在實(shí)驗(yàn)中,前20 min通入PBS溶液時(shí),曲線處于平穩(wěn)狀態(tài);20 min后通入5 μg/mL Her2抗原溶液,曲線偏移約130 pm,說明抗原抗體結(jié)合,導(dǎo)致微環(huán)諧振腔覆蓋層折射率發(fā)生改變,從而導(dǎo)致共振譜線發(fā)生漂移。⑿奘斡邢嗤抗體的芯片浸沒在不含Her2抗原的PBS溶液中,共振譜線沒有發(fā)生明顯漂移,說明Her2抗原與固定的Her2抗體可以發(fā)生特異性結(jié)合。
4Y 論
本研究構(gòu)建與微環(huán)諧振器集成的微流體通道系統(tǒng),只需要30 μL反應(yīng)溶液,大大降低了實(shí)驗(yàn)成本。同時(shí),以不同濃度的乙醇為測(cè)試對(duì)象,研究了微環(huán)諧振器對(duì)均質(zhì)溶液的傳感性能,此傳感芯片的檢測(cè)靈敏度為76.09 nm/RIU,檢出限為525×10Symbolm@@ 4 RIU。利用此傳感方法對(duì)IgG和Her2進(jìn)行實(shí)時(shí)免疫監(jiān)測(cè),可以檢測(cè)500 ng/mL IgG標(biāo)準(zhǔn)樣品。本方法具有小面積、易集成、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。本研究結(jié)果表明,光波導(dǎo)微環(huán)諧振器可以實(shí)現(xiàn)生物傳感,對(duì)生物分子進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
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AbstractThe microfluidic channels integrated with microring resonator were designed. The salt coalescence on chip surface caused by liquid volatilization in open environment was avoided and only 30 μL of reaction solution was consumed. These channels significantly reduced the experiment cost. The design, fabrication and characterization of a highly sensitive and labelfree silicononinsulator (SOI) microring optical resonator integrated with the microfluidic channels were demonstrated. The radius of the microring was 5 μm and the straight waveguide with a width of 450 nm was employed in the microring resonator. The microring resonator device had many advantages such as high sensitivity, labelfree and realtime detection. Using different concentrations of ethanol solution with known refractive indices, the refractive index detection sensitivity was 76.09 nm/RIU and the volume refractive index detection limit was 5.25×10Symbolm@@ 4 RIU. We also demonstrated the labelfree quantitative specific detections of human immunoglobulin G (IgG) solutions using an antibodymodified microring resonator by measuring the resonance wavelength shift resulting from refraction index changes causing by the immobilization of antibodies and specific recognition between antibodies and antigens, respectively. The results showed that the microring optical resonator could realtime monitor the reaction between biological molecules, the resonator could be used in the quantitative detection and biological sensing.
Keywords2Silicon microring optical resonator; Biosensor; Microfluidics; Evanescent wave; Immunoglobulin G
一、廣開閱讀之門,拓展習(xí)作空間
習(xí)作的自由表達(dá)源于豐富的語言積累。只有語言積累到了一定程度,才能文思如涌、筆下生花。要想寫好習(xí)作,學(xué)生不但應(yīng)有豐富的語言積累,還應(yīng)有豐富的生活積累。
當(dāng)看到“可愛的校園”這類題目時(shí),有的學(xué)生根本想不起校園哪兒可愛——他雖身處校園,卻沒有留心觀察,有的學(xué)生雖然留心觀察過,可一提起筆,不知如何描繪校園的可愛,如何表達(dá)自己的喜愛之情。
《語文課程標(biāo)準(zhǔn)》明確規(guī)定:小學(xué)階段學(xué)生背誦優(yōu)秀詩文不少于160篇,課外閱讀總量不少于145萬字。這項(xiàng)規(guī)定,體現(xiàn)了近年來小學(xué)語文教學(xué)的重大突破,也是徹底改變習(xí)作教學(xué)現(xiàn)狀的一把金鑰匙。因此,我們努力創(chuàng)設(shè)大語文教育環(huán)境,在學(xué)校、家庭、社會(huì)、自然各種情境中,引導(dǎo)學(xué)生用童心去感受生活,用童眼去觀察生活,用童心去體驗(yàn)生活,增強(qiáng)積累,豐富他們的人生體驗(yàn)。
1.閱讀書本,豐富語言積累。第一擠時(shí)間。教師認(rèn)真?zhèn)湔n,把握準(zhǔn)教材,杜絕題海戰(zhàn)術(shù),做到專課專用,把大量的課余時(shí)間還給學(xué)生,讓學(xué)生在教師和家長(zhǎng)的指導(dǎo)下廣泛閱讀各方面的書籍。第二找書源。為了有大量的書供學(xué)生閱讀,學(xué)校的圖書館為每個(gè)學(xué)生辦了借書證,定期向?qū)W生開放。我們還發(fā)動(dòng)學(xué)生將自己家中的藏書拿到班里來,建立班級(jí)圖書角。第三查效果?!安粍?dòng)筆墨不讀書”,我們讓學(xué)生每人備有一個(gè)摘錄本,及時(shí)記下心得,還利用每周一個(gè)晨會(huì)時(shí)間向大家介紹本周積累的好詞、好句、好段落;每月召開一次各種主題的讀書交流活動(dòng);每半學(xué)期舉行一次摘抄單項(xiàng)測(cè)試,給予階段性的小結(jié)和表彰。
2.閱讀生活,開拓習(xí)作源頭。要豐富學(xué)生的生活積累,就要鼓勵(lì)學(xué)生熱愛生活,積極參與生活實(shí)踐,切實(shí)體驗(yàn)生活的酸甜苦辣。我們引導(dǎo)家長(zhǎng)消除“孩子參加各類活動(dòng)會(huì)吃苦、受委屈”的顧慮,讓學(xué)生們盡可能地經(jīng)“風(fēng)雨”見世面,體驗(yàn)生活,積累生活素材,為寫作開掘鮮活的、永不枯竭的源泉。
在校內(nèi),我們組織了門類多樣、興趣盎然的活動(dòng),構(gòu)筑自由表達(dá)的舞臺(tái):如紅領(lǐng)巾跳蚤市場(chǎng)、少年自主論壇、童心演說、小小辯論臺(tái)、班際交往、課本劇等;在校外,開辟生活、家庭、社區(qū)網(wǎng)絡(luò)的自由表達(dá)天地,如紅領(lǐng)巾文明街活動(dòng)、雛鷹假日小分隊(duì)等,倡導(dǎo)伙伴交往、隔代交往的生活化表達(dá)。
二、改進(jìn)指導(dǎo)方式,讓學(xué)生自由表達(dá)
(一)以自由表達(dá)為突破口
我們提出了從放膽人手,實(shí)現(xiàn)習(xí)作能力“三步跨”的實(shí)驗(yàn)設(shè)想:即從中年級(jí)放膽表達(dá)人手,多放少收,養(yǎng)成勤于動(dòng)筆、自主寫作、樂于表達(dá)的興趣和習(xí)慣。注意在閱讀教學(xué)、習(xí)作交流評(píng)改中適時(shí)適度滲透表達(dá)方式和遣詞造句的指導(dǎo),力爭(zhēng)高年級(jí)能夠根據(jù)日常生活需要,運(yùn)用常見的表達(dá)方式,具體明確、文從字順地表述自己的意思。初步學(xué)會(huì)整體把握寫作過程,逐步形成自如表達(dá)能力,并在此基礎(chǔ)上倡導(dǎo)表達(dá)獨(dú)特感受和真切體驗(yàn),豐富聯(lián)想和想象,活用表達(dá)方式,逐步達(dá)到有個(gè)性、有特色、有創(chuàng)意地表達(dá)。
1.在放膽表達(dá)中起步。(1)改進(jìn)“兩課”,解除束縛?!皟烧n”即習(xí)作指導(dǎo)課、習(xí)作評(píng)改課,主要改進(jìn)要點(diǎn)是“任務(wù)公開,各有側(cè)重”。具體做法是:①指導(dǎo)課重在激發(fā)興趣、開拓思路,引發(fā)表達(dá)欲望,解決“為什么要表達(dá)”“表達(dá)什么”的問題,讓學(xué)生“有話要表達(dá)”“有話可表達(dá)”。我們?cè)诹?xí)作指導(dǎo)課中倡導(dǎo)“自由交流式”,摒棄“范文講解式”,以師生、生生的對(duì)話交流和情感共鳴,引發(fā)學(xué)生興趣,開拓學(xué)生思路,誘導(dǎo)學(xué)生自由表達(dá)自己的切身感受和體驗(yàn)。倡導(dǎo)沒有提綱,解放心靈,讓學(xué)生用自己的話表達(dá),心情舒暢地表達(dá)真情實(shí)感,真正做到怎么想就怎么寫,說真話,吐真情。②講評(píng)課重在交流評(píng)析、指導(dǎo)寫法,解決“怎樣表達(dá)、表達(dá)的效果如何”的問題,讓學(xué)生“有話能表達(dá)”“有話善表達(dá)”。即內(nèi)容具體,有一定條理,語句通順,能夠正確地表達(dá)自己的感受和體驗(yàn)。教師的作用是以評(píng)價(jià)體系觀照學(xué)生習(xí)作,引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握習(xí)作方法和遣詞造句、表情達(dá)意的方式,在習(xí)作評(píng)價(jià)時(shí)采取多種形式讓學(xué)生體驗(yàn)成功的樂趣,不斷鼓勵(lì)學(xué)生的自信心。
(2)倡導(dǎo)“兩記”,享受自由?!皟捎洝敝溉沼浐妥x書筆記。注意引導(dǎo)學(xué)生勤于觀察,多角度地觀察,通過文字把自己生活中的真實(shí)感悟、真實(shí)想法,及時(shí)地記錄下來,積累寫作的素材和靈感。倡導(dǎo)寫“讀書筆記”,內(nèi)容不拘一格,可以是簡(jiǎn)單的語句,可以是精彩的片段,可以是心得,可以是啟迪,想寫什么就寫什么。這樣,讓學(xué)生在“兩記”中享受到自由習(xí)作的無限樂趣。
(3)堅(jiān)持“四還”,弘揚(yáng)個(gè)性。一是堅(jiān)持從心靈入手,還習(xí)作以靈魂。強(qiáng)調(diào)寫作的個(gè)性化,豐富學(xué)生的心靈。二是堅(jiān)持從興趣入手,還習(xí)作以情致,強(qiáng)調(diào)遵循學(xué)生生理、心理的特點(diǎn)。三是堅(jiān)持從想象入手,還習(xí)作以靈性,強(qiáng)調(diào)抓住兒童善于幻想這一天性,放飛學(xué)生的想象。四是堅(jiān)持從差異入手,還習(xí)作以彈性,關(guān)注學(xué)生個(gè)體差異。
2.在創(chuàng)意表達(dá)中飛躍。有創(chuàng)意的表達(dá)來自于多角度的觀察,真切的體驗(yàn),獨(dú)特的感受,新鮮的內(nèi)容,豐富的聯(lián)想和想象,靈活的表達(dá)方式。教師要善于在學(xué)生自由表達(dá)的過程中,及時(shí)捕捉、呵護(hù)、肯定、褒揚(yáng)創(chuàng)意表達(dá)的意識(shí),注意引導(dǎo)學(xué)生:(1)在觀察的細(xì)致處求創(chuàng)意。具體形象的表達(dá),就是有創(chuàng)意的表達(dá),要抓住細(xì)節(jié)觀察,把細(xì)節(jié)表達(dá)出來。(2)在生活的精彩處求創(chuàng)意。校園生活、家庭生活、課外生活,看似平淡無奇,但只要熱愛生活、用心品味,生活處處有精彩。(3)在心靈的深刻感受處求創(chuàng)意。兒童往往對(duì)同一事物或事件會(huì)有不同的體驗(yàn)和感受,從各自心靈感受處出發(fā),表達(dá)也就有了創(chuàng)意。(4)在事物與聯(lián)想的引發(fā)處求創(chuàng)意。事物與聯(lián)想,緊密地聯(lián)系在一起,假如能在事物與聯(lián)想的引發(fā)處表達(dá),就能使表達(dá)有創(chuàng)意。
(二)以有效指導(dǎo)為促進(jìn)點(diǎn)
關(guān)鍵詞:失神經(jīng);被動(dòng)運(yùn)動(dòng);電刺激;廢用性骨質(zhì)疏松;骨代謝
中圖分類號(hào):G804.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào) :1007-3612(2009)08-0054-03
A Research on Preventing Disuse Osteoporosis in the Indicator ofBone Metabolism Biochemistry through Passive Movement and Electricity Stimula tion
LI Junhan1, HUANG Lei2
(1. P.E. College, Mianyang Normal University, Mianyang
621000,Sichuan China;2. Sichuan Orthopaedics Hospital, Chengdu
610041, SichuanChina)
Abstract: Objective: Through the experimental research, this paper discusses thepreventive function of passive movement and electricity stimulation on rats wit h disuse osteoporosis. Methods: through cutting the sciatic nerve and femoral ne rve of experimental rats, we make an animal model of disuse osteoporosis, and di vide them into five groups, those are the fake operation group, the nerve cuttin g group (NCG), nerve cutting with passive movement groups (PMG), nerve cutting w ith electricity stimulation group (ESG), and nerve cutting with passive movementand electricity stimulation (PMESG). Then the changes of biochemistry indicator s of bone metabolism in all groups are observed. Results: compared with Sham gro up, the BGP value of the other groups is markedly lower than it(P0.05). Compared with DNG, on one hand, the BGP value of theot her groups is obviously rising, especially the BGP of the PMG+ESG is more higherthan it(P
Key words: cutting nerve; passive movement; electric stimulation; disuseosteoporosis; bone metabolism
近年來的研究顯示,大鼠失神經(jīng)支配后可造成廢用性骨質(zhì)疏松[1]。廢用性骨質(zhì)疏 松癥是指 由于長(zhǎng)期臥床、制動(dòng)或失重而導(dǎo)致骨量減少,骨細(xì)微結(jié)構(gòu)退化致骨脆性增加,易于發(fā)生骨折 的一種全身性骨骼系統(tǒng)疾病,屬繼發(fā)性骨質(zhì)疏松癥的一種特殊類型。本實(shí)驗(yàn)采用大鼠失神經(jīng) 方法制造廢用性骨質(zhì)疏松的動(dòng)物模型,通過對(duì)失神經(jīng)大鼠骨代謝生化指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)及干預(yù) 的研究,探討被動(dòng)運(yùn)動(dòng)和電刺激治療對(duì)大鼠失神經(jīng)所致廢用性骨質(zhì)疏松的預(yù)防作用。
1 研究對(duì)象與方法
1.1 研究對(duì)象 從四川大學(xué)華西醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心購買50只2月齡純種健康雄性SD大鼠,體重為(208.4±1
3.44)g。
1.2 研究方法
1.2.1 動(dòng)物分組和飼養(yǎng)馴化喂養(yǎng)7 d后將50只大鼠分別稱體重,按隨機(jī)設(shè)計(jì)法,將大鼠分成A、B兩組,其中A組10只 為假手術(shù)組(Sham組),B組40只為造模組,待手術(shù)造模。造模后40只大鼠按完全隨機(jī)法分為 去神經(jīng)組(NCG);去神經(jīng)被動(dòng)運(yùn)動(dòng)組(PMG);去神經(jīng)電刺激組(ESG);去神經(jīng)被動(dòng)運(yùn)動(dòng)+ 電刺激組(PMESG)四組,每組各10只,各組內(nèi)依次編號(hào)并用不同顏色的記號(hào)筆做好標(biāo)記。 所有大鼠自由進(jìn)食、飲水。
1.2.2 動(dòng)物手術(shù)處理[2] B組造模組大鼠在3%的戊巴比 妥鈉(25 mg/kg)麻醉下,先將大鼠俯臥位固定于手術(shù)臺(tái),以碘伏將左后肢股骨近段和尾部 近段消毒鋪巾,觸摸到股骨大轉(zhuǎn)子 后,在大腿后方靠近尾部行長(zhǎng) 約一厘米的切口,逐層分離,在半腱肌、半膜肌和股二頭肌之間找到坐骨神經(jīng),靠近上段予 以切除5 mm,并將神經(jīng)斷端打結(jié)處理以預(yù)防斷端包塊的形成,然后縫合切口;再置大鼠于仰 臥位,正中縱切口,于腹股溝韌帶水平切斷大鼠左側(cè)股神經(jīng),游離遠(yuǎn)端5 mm,同樣將神經(jīng)斷 端進(jìn)行打結(jié)處理,并縫合切口。假手術(shù)組只分離顯露坐骨神經(jīng)和股神經(jīng)后縫合切口,最后肌 注慶大霉素0.1 mL, 以預(yù)防感染。每天用酒精棉球和碘酒擦拭傷口,直至傷口愈合。
1.2.3 被動(dòng)運(yùn)動(dòng)方法[3]去神經(jīng)支配手術(shù)分組后6 h內(nèi),對(duì)PMG和PMESG組大鼠行去神經(jīng)肢體的被動(dòng)牽引。將大鼠置于 自制的網(wǎng)夾內(nèi),拉出左后肢,抓住趾部,與脊柱呈45°向后外方牽拉,直至左后肢完全伸直 (膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)均伸直),然后再向與牽拉方向相反的方向,將左后肢推向身體使之完全屈 曲緊貼身體(膝關(guān)節(jié)完全屈曲,踝關(guān)節(jié)完全背屈),如此一個(gè)往復(fù)為一個(gè)周期。2次/d,5 min /次,每側(cè)后肢每天共活動(dòng)600個(gè)周期。整個(gè)過程中動(dòng)作輕柔,速度適中,全關(guān)節(jié)幅度活動(dòng) ,以傷口不滲血為度。
1.2.4 電刺激方法[4]ESG與PMESG組在去神經(jīng)支配手術(shù)分組后6 h開始電刺激治療,將大鼠置于自制的網(wǎng)夾內(nèi),以 拉出左后肢,大鼠左小腿硫化鋇脫毛后,以雙層生理鹽水浸濕紗布包裹,采用JNR22型神經(jīng) 肌肉康復(fù)儀進(jìn)行電刺激,將電極固定于皮膚表面,正極置于肢體近側(cè)(左股骨大轉(zhuǎn)子部與尾 骨尖之間),負(fù)極置于遠(yuǎn)側(cè),正負(fù)兩極距離為8 mm,刺激頻率為2 Hz,刺激電壓為20~25 V ,強(qiáng)度以見到肌肉明顯收縮為標(biāo)準(zhǔn),每次刺激時(shí)間15 min,上下午各1次。
1.2.5 動(dòng)物處死與取材實(shí)驗(yàn)6周后,各組在安靜狀態(tài)下稱重。所有動(dòng)物股動(dòng)脈放血處死,處死時(shí)由大鼠股動(dòng)脈取血 ,用離心管接取血液,在室溫下靜置2 h后,于低速離心機(jī)離心,速度3 000 rpm,留取血清 ,置冰箱內(nèi)-20℃冷凍保存。
1.2.6 骨代謝生化指標(biāo)的測(cè)定血漿抗酒石酸鹽酸性磷酸酶(sTRACP) 運(yùn)用722型可見光分光光度計(jì)(上海精密儀器廠生產(chǎn))在成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院病理中心實(shí)驗(yàn)室測(cè)出。骨鈣素(BGP)采用雙位點(diǎn)免疫放射法(IR-M A) 同樣在成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院病理實(shí)驗(yàn)中心完成。
1.2.7 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)學(xué)方法所有指標(biāo)均以平均值+標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,數(shù)理統(tǒng)計(jì)采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS11.5進(jìn)行單因素 方差分析(One-way ANOVA),組間相互比較采用LSD法,對(duì)F值明顯的指標(biāo),用T檢驗(yàn)對(duì)各 組均值進(jìn)行多重比較。
2 結(jié) 果
2.1 大鼠去神經(jīng)后的一般情況 大鼠手術(shù)后30 min左右清醒,左后肢無主動(dòng)屈伸功能,后爪屈曲,以腳掌支持體質(zhì)量,軀體 重心減低并前移,前進(jìn)時(shí)以臀部和左肢肌群幫助行走,后退時(shí)靠腰腹部肌群收縮代償,手術(shù) 后大鼠活動(dòng)量明顯減少。被動(dòng)牽引和電刺激3 d后,大鼠足部腫脹減退,活動(dòng)量逐漸加大。
2.2 各組大鼠骨代謝生化指標(biāo)的比較
2.2.1 各組大鼠骨鈣素(BGP)指標(biāo)比較由表1可以看出,骨鈣素值假手術(shù)組較其他各組均呈非常顯著性升高(P
2.2.2 各組大鼠抗酒石酸鹽酸性磷酸酶(sTRACP)指標(biāo)的比較由表2可以看出,與假手術(shù)組比較,抗酒石酸鹽酸性磷酸酶值(sTRACP)除對(duì)照組顯著性升 高外(P0.05);與對(duì)照 組比較,各組大鼠抗酒石酸鹽酸性磷酸酶值(TARP)均呈非常顯著性降低(P0.05)。
3 討論與分析
3.1 骨代謝生化指標(biāo)的選擇血清骨鈣索(BGP)由成骨細(xì)胞合成,是骨組織內(nèi)非膠原骨蛋白的主要成分,它是反映成骨細(xì) 胞活性、骨轉(zhuǎn)換和骨形成的特異指標(biāo)[5]。血中BGP與骨內(nèi)BGP含量呈密切正相關(guān)關(guān) 系,測(cè)定 血中骨鈣素濃度可以反映骨組織中骨鈣素水平[6]。血漿抗酒石酸鹽酸性磷酸酶(sT RACP) 是酸性磷酸酶的第5型同工酶,主要由骨吸收功能細(xì)胞――多核破骨細(xì)胞(OC)釋放, 具有很高活性,是破骨細(xì)胞功能的重要標(biāo)志,因此可以作為鑒定骨吸收的重要指標(biāo)[7 ]。
本研究結(jié)果顯示,與對(duì)照組比較,各干預(yù)組骨鈣素值均明顯升高,其中被動(dòng)運(yùn)動(dòng)+電刺激組 呈顯著性升高(P
3.2 被動(dòng)運(yùn)動(dòng)和電刺激對(duì)廢用性骨質(zhì)疏松的預(yù)防作用眾多實(shí)驗(yàn)表明,運(yùn)動(dòng)能夠防治廢用性骨質(zhì)疏松。國外文獻(xiàn)率先報(bào)道了運(yùn)動(dòng)與廢用性骨質(zhì)疏松 的關(guān)系。1948年Abrams就指出運(yùn)動(dòng)能防止截癱所致骨質(zhì)疏松。早期運(yùn)動(dòng)使肌肉收縮活動(dòng)產(chǎn)生 對(duì)骨的壓力,可以刺激骨形成,減少骨礦物質(zhì)的損失。鐘紹芬[9]研究發(fā)現(xiàn):早期 運(yùn)動(dòng)治療 組發(fā)生骨質(zhì)疏松癥病人低于非運(yùn)動(dòng)對(duì)照組,說明早期運(yùn)動(dòng)能有效地預(yù)防和減輕外傷后長(zhǎng)期臥 床引起的骨質(zhì)疏松癥。電刺激對(duì)成骨細(xì)胞有增殖作用,能影響骨的代謝和重建,達(dá)到抑制骨 衰退和逆轉(zhuǎn)骨質(zhì)疏松癥的作用。張遠(yuǎn)華[10]臨床研究報(bào)道早期接受功能性電刺激治 療可緩解截癱后骨鈣的丟失,而對(duì)于已經(jīng)發(fā)生的骨質(zhì)疏松則無法使其完全逆轉(zhuǎn)。
本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果顯示:與對(duì)照組比較,被動(dòng)運(yùn)動(dòng)組、電刺激組骨形成指標(biāo)骨鈣素值顯著性升 高(P
3.3 被動(dòng)運(yùn)動(dòng)和電刺激療法在臨床上的應(yīng)用研究目前,被動(dòng)運(yùn)動(dòng)和電刺激在臨床上是肢體關(guān)節(jié)康復(fù)的重要方法[12-13]。被動(dòng)運(yùn)動(dòng) 可有效防 止關(guān)節(jié)粘連,促進(jìn)關(guān)節(jié)內(nèi)軟骨的再生與修復(fù),減輕局部疼痛,促進(jìn)水腫消退,促進(jìn)骨折端骨 痂形成和鈣化,避免發(fā)生因固定所致的肌肉萎縮和廢用性骨質(zhì)疏松等。成少安等[14]報(bào)道, 采用持續(xù)被動(dòng)運(yùn)動(dòng)用于股骨遠(yuǎn)端術(shù)后早期康復(fù)治療,治療組膝關(guān)節(jié)功能活動(dòng)度明顯優(yōu)于非被 動(dòng)運(yùn)動(dòng)治療組。馬誠等[15]報(bào)道,持續(xù)被動(dòng)運(yùn)動(dòng)治療腦卒中后肩痛有顯著協(xié)同作用 ,可提高 療效。電刺激法對(duì)增加肌肉力量,防止肌肉萎縮, 促進(jìn)靜脈淋巴回流, 以及促進(jìn)周圍神經(jīng)損 傷的恢復(fù)等具有較好的治療效果。程明珍[16]報(bào)道,電刺激治療腦卒中能明顯改善 神經(jīng)傳導(dǎo) 功能,促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)。章國偉等[17]報(bào)道,電刺激治療聯(lián)合常規(guī)康復(fù)治療有助 于改善偏 癱患者上肢的功能,其效果優(yōu)于單獨(dú)使用常規(guī)運(yùn)動(dòng)療法和作業(yè)療法治療。雷教育等[18 ]報(bào)道,電刺激療法能夠有效地提高肌力,治療脊髓損傷具有較好的療效。
綜上所述,被動(dòng)運(yùn)動(dòng)和電刺激是臨床康復(fù)中預(yù)防肌肉萎縮和保持關(guān)節(jié)活動(dòng)度的常用方法, 但其能否在臨床上有效預(yù)防廢用性骨質(zhì)疏松尚未見相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)選取動(dòng)物為研究對(duì) 象,這為被動(dòng)運(yùn)動(dòng)和電刺激在臨床上用于廢用性骨質(zhì)疏松的預(yù)防治療提供有效的理論依據(jù)。
4 結(jié) 論
1) 大鼠失神經(jīng)支配后,骨形成減少,骨吸收增加,形成廢用性骨質(zhì)疏松模型,這與以往 文獻(xiàn)研究報(bào)道一致。
2) 被動(dòng)運(yùn)動(dòng)和電刺激均能有效抑制大鼠去神經(jīng)后的骨形成減少以及骨吸收增加,在一定 程度上表明了被動(dòng)運(yùn)動(dòng)和電刺激對(duì)去神經(jīng)所致大鼠廢用性骨質(zhì)疏松的預(yù)防作用。
3) 被動(dòng)運(yùn)動(dòng)和電刺激治療對(duì)廢用性骨質(zhì)疏松非藥物防治手段的選擇具有一定參考價(jià)值。
4) 雖然過去研究認(rèn)為,電刺激可對(duì)骨產(chǎn)生壓電效應(yīng),使骨處于一定的應(yīng)力環(huán)境中;被動(dòng) 運(yùn)動(dòng)則可能通過機(jī)械牽伸影響骨的微循環(huán)。但目前對(duì)被動(dòng)運(yùn)動(dòng)和電刺激預(yù)防廢用性骨質(zhì)疏松 的作用機(jī)制的研究并不全面,還有待進(jìn)一步研究。
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關(guān)鍵詞:非標(biāo)軸承 車銑復(fù)合加工 車削裝置 夾持裝置 自動(dòng)化生產(chǎn)
軸承工業(yè)迅速發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,軸承類型、品種越來越多,其中非標(biāo)軸承(圖1)的產(chǎn)量越來越大,已成為應(yīng)用最廣泛的軸承類型之一,約占滾動(dòng)軸承總量的20%。該類軸承和標(biāo)準(zhǔn)軸承的不同之處在于,其外圈表面上或者內(nèi)孔表面上設(shè)有特殊的8字形油槽、偏心油槽等異形結(jié)構(gòu),增加了加工的難度。國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)通常是各8字形油槽、偏心油槽、注油孔和銷孔等異形結(jié)構(gòu)分步加工,由于裝夾次數(shù)增加,基準(zhǔn)一致性差,很難保證非標(biāo)軸承的車削加工精度,效率低、成本高,已成為制約該類軸承生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)瓶頸。
本技術(shù)針對(duì)以上問題,設(shè)計(jì)開發(fā)了一款全自動(dòng)非標(biāo)軸承數(shù)控車床。
圖1 非標(biāo)軸承
一、非標(biāo)軸承數(shù)控車床總體設(shè)計(jì)方案
圖2 非標(biāo)軸承數(shù)控車床總體設(shè)計(jì)方案
利用專用的生產(chǎn)夾具,采用機(jī)械設(shè)備車銑復(fù)合加工原理,通過數(shù)控系統(tǒng)控制刀具進(jìn)行車削、鉆削、銑削加工,實(shí)現(xiàn)工件的一次裝夾加工成型。
二、非標(biāo)軸承數(shù)控車床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
全自動(dòng)非標(biāo)軸承數(shù)控車床,包括機(jī)架、自動(dòng)上料裝置、夾持裝置、車削裝置、自動(dòng)下料裝置、電氣控制系統(tǒng)如圖3所示。
圖3 全自動(dòng)非標(biāo)軸承數(shù)控車床結(jié)構(gòu)框圖
1.自動(dòng)上料裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
自動(dòng)上料裝置包括安裝于主軸座上方的斜向進(jìn)料道和上料機(jī)械手,上料機(jī)械手包括推料桿、推料汽缸。非標(biāo)軸承外圈基本為圓環(huán)料體,沒有什么位置要求,將其放入斜向進(jìn)料道即可。工件自斜向進(jìn)料道上的滑動(dòng)斜面自動(dòng)滾至出料口,感應(yīng)器觸發(fā)上料機(jī)械手中的汽缸運(yùn)動(dòng),機(jī)械手夾持工件到主軸的正前方,由氣動(dòng)推料桿推動(dòng)工件進(jìn)入夾持裝置中的夾頭上,感應(yīng)器觸發(fā)夾持裝置動(dòng)作,完成工件自動(dòng)上料。
2.夾持裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
非標(biāo)軸承外圈內(nèi)表面為圓環(huán)體內(nèi)表面,夾持裝置采用圓環(huán)體內(nèi)表面點(diǎn)接觸定位夾緊。夾持裝置包括動(dòng)夾頭、氣動(dòng)拉桿、頂桿、感應(yīng)器。
動(dòng)夾頭設(shè)置在主軸孔內(nèi),氣動(dòng)拉桿安裝在夾持汽缸上并由汽缸驅(qū)動(dòng)直線移動(dòng),兩者之間采用螺紋配合。工件夾緊時(shí),氣動(dòng)拉桿拉動(dòng)動(dòng)夾頭漲緊工件,完成工件自動(dòng)夾緊。車削完成后,汽缸復(fù)位,動(dòng)夾頭在彈性變形的作用下復(fù)位到原始狀態(tài)。夾緊過程平穩(wěn)、勻速,且采用圓形凸臺(tái)內(nèi)撐于軸承外圈內(nèi)壁,減少了車削過程中的零件變形。
3.車削裝置設(shè)計(jì)
針對(duì)此類非標(biāo)軸承常見的徑向定位孔和8字油槽等結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在車削裝置上設(shè)計(jì)安裝了包括車刀和伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的銑削裝置。在車床的拖板上設(shè)置車刀安裝座,根據(jù)車刀的中心高低不同,刀座可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)調(diào)整,刀座安裝在橫向拖板上,根據(jù)需要安裝1~6把數(shù)控車刀,進(jìn)行車削加工。拖板的另一側(cè)安裝銑削裝置,由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),銑削裝置可以根據(jù)加工方向需要進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)徑向或者周向銑削加工。
4.自動(dòng)下料裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
自動(dòng)下料裝置包括出料道、推料汽缸。加工完成后,動(dòng)夾頭復(fù)位松開工件,工件自動(dòng)落入出料道,由推料汽缸推動(dòng)至出料道出口,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)下料。
5.電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
電氣控制系統(tǒng)包括機(jī)床控制面板、PLC控制系統(tǒng)、伺服電動(dòng)機(jī)。數(shù)控系統(tǒng)通過編寫的數(shù)控程序,控制PLC系統(tǒng)動(dòng)作,PLC控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制自動(dòng)上下料、裝夾、車削、銑削進(jìn)給等機(jī)械部件的自動(dòng)化運(yùn)行。
6.數(shù)控系統(tǒng)型號(hào)選擇
根據(jù)設(shè)計(jì)的需要,本機(jī)控制系統(tǒng)采用廣州數(shù)控GSK990MC數(shù)控系統(tǒng),最多可以控制3個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)。系統(tǒng)采用8.4英寸彩色高分辨率LCD顯示屏,支持B類宏程序(語句式),開放式PLC支持在線編輯、編譯,使邏輯控制功能更加方便、靈活。
三、非標(biāo)軸承數(shù)控車床工作過程
非標(biāo)軸承數(shù)控車床工作時(shí),由進(jìn)料道向機(jī)械手輸送毛坯,落到機(jī)械手的夾持位置后,機(jī)械手夾持工件移動(dòng)到和主軸同一軸線上,推料汽缸推動(dòng)工件平移到動(dòng)夾頭的圓柱凸臺(tái)上,感應(yīng)器觸動(dòng)夾持汽缸運(yùn)動(dòng),汽缸活塞拉動(dòng)動(dòng)夾頭直線運(yùn)動(dòng),動(dòng)夾頭受力漲開定位夾緊工件,車削裝置進(jìn)刀車削內(nèi)外形及鉆孔等銑削加工。加工完畢,車削裝置退刀,汽缸復(fù)位,動(dòng)夾頭在彈性力的作用下自動(dòng)復(fù)位、松開,工件掉入出料道,完成自動(dòng)零件的自動(dòng)加工。
四、非標(biāo)軸承數(shù)控車床生產(chǎn)驗(yàn)證
上述全自動(dòng)非標(biāo)軸承數(shù)控車床交付軸承生產(chǎn)廠家使用后,產(chǎn)品加工合格率大幅上升,加工效率是傳統(tǒng)工藝的6倍以上,有效地提高了生產(chǎn)效率,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。相關(guān)對(duì)比數(shù)據(jù)見下表。
表 全自動(dòng)非標(biāo)軸承數(shù)控車床與傳統(tǒng)鉆孔工藝試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比
采用工藝 日產(chǎn)量(件) 產(chǎn)品合格率 勞動(dòng)強(qiáng)度 生產(chǎn)成本
自動(dòng)化數(shù)控車床 1200件 100% 低 低
傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝 200件 85% 高 高
五、小結(jié)
我們利用全自動(dòng)非標(biāo)軸承數(shù)控車床,通過自主研發(fā)設(shè)計(jì)的自動(dòng)上料裝置、裝夾裝置及車削裝置,成功地解決了非標(biāo)軸承套圈自動(dòng)化車削技術(shù)難題,實(shí)現(xiàn)了非標(biāo)軸承套圈的全自動(dòng)車銑復(fù)合加工,大幅提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量水平,降低了生產(chǎn)成本。該設(shè)備通用性強(qiáng),適合于圓環(huán)類產(chǎn)品自動(dòng)化車銑復(fù)合加工,市場(chǎng)前景廣闊。
參考文獻(xiàn):
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