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无机化学与有机化学的区别精选(九篇)

无机化学与有机化学的区别

第1篇:无机化学与有机化学的区别范文

1、细胞液与细胞内液:细胞液是指(成熟)植物细胞液泡中的液体;细胞内液:动物细胞内的液体。主要区别:存在部位不同、结构不同,成分不同。

2、囊胚和胚囊。囊胚:动物胚胎发育的一个时期,此时期细胞已开始分化,形成内细胞团和滋养层细胞;胚囊:植物子房中胚珠内的结构,即胚珠珠被内的囊状结构,内含卵细胞、极核等。主要区别:部位不同。

3、原生质层和原生质体。原生质层:细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质;原生质体:植物细胞除细胞壁外,细胞膜及内部的所有结构;一个动物就相当于一个原生质体。主要区别:结构不同、范围不同。

4、终止子和终止密码。终止子:DNA(基因)上的脱氧核苷酸序列,相当于一盏红色信号灯,使转录在所需要的地方停止下来;终止密码:mRNA上的核苷酸序列,能使翻译过程终止的密码子。主要区别:位置不同、作用不同、基本单位不同。

5、启动子和起始密码。启动子:位于基因的首端(在DNA上),是与RNA聚合酶识别和结合的部位;起始密码:mRNA上开始翻译蛋白质的密码子。主要区别:位置不同、作用不同、基本单位不同。

6、单倍体和一倍体。单倍体是由某一物种配子直接发育成的个体(含有本物种配子染色体数目的个体),不一定只含有一个染色体组;一倍体:只含有一个染色体组的单倍体。主要区别:单倍体范围大,包含一倍体。

7、赤道板和细胞板。赤道板:是指在有丝分裂中期染色体的着丝点整齐排列的一个平面,是一个虚拟的结构;细胞板:是在植物细胞有丝分裂末期,在原来赤道板的位置上形成的将来要向四周扩散构建成熟细胞壁的结构,是有形成的,实实在在的,其形成与高尔基体活动有关。主要区别:作用不同、含义不同。

8、细胞质和细胞质基质。细胞质:是指在细胞膜以内,细胞核以外的全部原生质,包括细胞质基质、内含物和各种细胞器;细胞质基质:是细胞质中除了细胞器外的液态(胶质)部分,内含水、无机盐、离子、脂类、糖类、氨基酸和核苷酸等,是活细胞进行新陈代谢的主要场所。主要区别:范围不同、细胞质基质属于细胞质的一部分。

9、肾上腺激素和肾上腺素。肾上腺激素:是肾上腺所分泌激素的总称,包括肾上腺髓质和肾上腺皮质激素。肾上腺髓质激素又包括肾上腺素和去甲肾上腺素,肾上腺皮质激素又包括糖皮质激素和少量的性激素;肾上腺素:由肾上腺髓质分泌的一种儿茶酚胺激素。在应激状态、内脏神经刺激和低血糖等情况下,释放入血液循环,促进糖原分解并升高血糖,促进脂肪分解,引起心跳加快。主要区别:肾上腺素只是肾上腺激素的一种,两者并不是同一概念。

10、呼吸作用、呼吸运动和呼吸。呼吸作用:生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成CO2或其他产物,并且释放出能量的总过程;呼吸运动:指由于呼吸肌(膈肌、肋间肌等)的收缩和舒张而使胸腔有节律地扩大和缩小,从而引起的吸气和呼气的运动;呼吸:是在呼吸运动的基础上所进行的宏观气体交换过程。主要区别:含义不同、作用不同。

11、间作、轮作和套作。间作:在同一块田地上,同时期按一定行数的比例间隔种植两种或两种以上作物。间作往往是高茎植物和矮茎植物相互间作,可充分利用光能和CO2,达到增产的目的;轮作:在同一块天地上,按照一定年限或在一年内按一定的季节,轮换栽培几种植物。轮作可合理利用土壤肥力,减轻病虫害,提高生产率;套作:在一种作物生长的后期,种上另一种作物,其共同生长的时间较短。套作可以相对缩短某些农作物的生长周期。主要区别:含义不同、使用目的不同、作用效果不同。

12、化能合成作用和光能合成作用。化能合成作用:是指利用化学反应过程中释放的化学能把无机物合成有机物的过程。例如:硝化细菌的合成有机物的过程就是利用氨气被氧化的过程中释放的化学能把无机物转化成有机物的;光能合成作用:一般指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水等无机物转化成有机物的过程。例如:绿色植物的光合作用就是利用光能把无机物转化成有机物的。主要区别:使用能量来源不同、合成原理不同。

第2篇:无机化学与有机化学的区别范文

为了适应我国企业发展的新形势,财政部提出了电算化中级人才培训目标。它的定位不同于从事应用的初级人员,而是能够从事电算化网络系统的规划设计、管理维护工作的,集计算机网络技术、会计电算化规划管理知识于一身的中高级复合型人才。

一、问题的提出

目前,国内流行的会计电算化网络版软件,如用友UFERP、金蝶K/3 ERP等,几乎无一例外地开发、运行于Windows NT 4.0 Server中文版(以下简称Win-NU)平台上C/S模式的网络环境中。因此,作为企业会计电算化网络系统的管理员,应具有一定的跨专业的知识水平、规划设计能力和实践经验。具体来说,必须掌握下列两个专业方面的知识和技术:

计算机网络规划与管理。包括网络基础知识、WinNT高级管理技术、网络调试与数据维护技术等等。

会计电算化系统规划与管理。包括电算化系统的二次开发知识和高级管理技术。

在以往的初级培训中,只要具备单机操作的实验环境就几乎可以完成操作员应掌握的所有教学功能。操作员可以不必理会自己是在单机上还是在网络环境中,只要在程序组或桌面上启动会计电算化系统的客户端软件,就能够进行所有日常的工作。

但是,中级培训所需实验环境的设计难度远大于初级培训。主要表现在中级培训的具体实施过程中存在着以下几个冲突:

1、培训规模与域控制器数量之间

在通常规模的培训过程中,由于域控制器(即网络服务器)数量远远满足不了需求,所以实验的可操作性极差,学员因无法亲身体会管理员的工作经历而只会“纸上谈兵”。而在中级培训的有关服务器管理和控制的实验内容所占比重和操作难度又极高,不是用空洞的理论知识能够弥补或替代得了的。即使在单个域环境中增加服务器数量,也不可能让所有学员模拟域控制器的管理和控制功能。

2、教学内容与总课时数之间

作为理论和实践并重的培训,企图在规定课时内保证“既要使讲授内容的深度和覆盖面适当,又要让学员的实践操作面面俱到”几乎是不可能的。所以,原始的黑板教学模式已无法满足新型系统的教学要求。

3、可操作性与可重复性之间

假设已经具备了让所有学员进行实践操作的网络环境,但是经过每个培训班学员进行的安装、设置、更改、删除,甚至是分区、格式化等实践操作之后,系统将会面目全非。如果没有特殊的手段,很难恢复到初始设置的环境并重复进行教学活动。

很显然,在单域模式的网络环境无法满足高效、可重复操作的教学与实验要求。因此,要想达到中级培训的教学目标,就必须突破传统的有关网络实验室的概念和方法。经过一段时间的探索,我们设计出“利用Windows 2000 Server中文版域树模式,实现了在多个域中可并行模拟多企业电算化网络功能,并具备智能化恢复能力的、高效直观的ERP教学与实验环境”的思路。

二、多域模式教学实验网络的设计思路

从事WinNT网络教学经验的人都知道:一方面,一个完整的域模式环境至少包含主域控制器(PDC)、备份域控制器(BDC)和用户工作站各一台。而且限定任何一个域中有且只有一个PDC。但是实验网络要求同时模拟PDC. BDC和用户工作站的所有功能。另一方面,用户应分为内置的Administrator、Guest(‘-S’组成员)以及由系统管理员创建的一般用户三种。其中,Guest和一般用户只能从工作站登录到所在域中,不能通过域控制器完成系统各项管理、维护、数据备份等操作,只有系统管理员才具有以上所有或部分权力。这些规则似乎成为建立实验网络环境的障碍。

幸运的是,WinNT提供了在同一个网络上建立多个域的机制。而且通过域之间的信任关系,可以实现跨越域的范围进行网络管理的功能。不仅如此,WinNT支持的多主分区上多重引导功能,使得它能够很好地与Windows98中文版(以下简称Win98)或Windows 2000 Server中文版(以下简称 Win2000)等系统并存于一台计算机中。另外,Win2000的“域树”和“活动目录”管理机制,为用户实现大型或超大型网络的资源共享提供了可能。

根据这些特点,我们就可以将实验环境应具备的各项功能目标分开设计了。

1、建立多个域并存的环境

将实验网络的学员计算机规划为若干个实验单元——域,每个域是由PDC、BDC和用户工作站组成的计算机最小集合。在规划域的时候,应区分PDC和BDC的WinNT安装选项,并向作为用户工作站的计算机上安装Win98。

2、设计多重引导功能

作为教学实验环境,设计时除了具备中级培训的多域模式实验功能以外,还应当具备高效的教学功能。所以,将部分学员计算机硬盘规划为两个主分区,并可以设计成在两个主分区分别启动WinNT和Win98的多重引导模式。结合“多个域并存”的目标,每个域中作为PDC和BDC的计算机应具备多重引导功能。

3、利用域树实现多域的管理

在本系统中,我们利用Win2000提供的管理域的新模式——“域树”和“活动目录”,来达到简化管理的目的。同时,它也可以充当Win2000的教学和实验平台。为此,在网络实验环境中将一台高档PC机设计成Win2000和WinNT的多重引导平台。

4、高效的多媒体教学功能

事实说明,一个完整的多媒体教学系统对提高课程的教学效果起到无法替代的作用。为了满足本教学环境的实时性、交互性、可操作性等众多需求,同时也考虑到实验室的总体成本,可以采用软件版多媒体教学系统作为辅助教学系统。

5、初始环境的智能恢复能力

要解决可操作性和可重复性之间的矛盾,关键是如何才能做到既要满足每个学员实验过程的系统化和完整程度,同时又要维持硬盘上系统的初始状态以便保证每一期教学的正常进行。多年的教学系统设计经验告诉我们,设计一套硬盘智能还原系统是最为可行的方法。

三、实现方法

下面以设计一个具有32台计算机的教学实验网络为例,探讨具体实现的方法和步骤。

1、拓扑结构

考虑到高效性、稳定性、通用性,以及可扩充性、可维护性等因素,本教学实验网络采用星型拓扑结构之上的快速交换式以太网。

2、基本组成

硬件平台。考虑到教学实验功能和成本,配置如下:

域树控制器1台:(控制机),采用PⅢ933/256MB/40GB*2IDE/40X CD商用PC机。

主域控制器1台:(教师机),采用PⅢ700/256MB/40GB*2IDE/40X CD的多媒体PC机。

域控制器20台:(学生机),采用CL600/128MB/20GB IDE/集成声卡/耳麦的PC机。

用户工作站10台:(学生机),采用CL566/128MB/10GB IDE/集成声卡/耳麦的PC机。

网卡32块:采用国产10/100M自适应以太网卡,要求具备RJ-45口;

交换机2台:采用国产24口10/100M自适应交换机。

网络布线:采用AMP超五类UTP双绞线。

注:实验网络环境中的计算机在多媒体教学环境中分别充当括弧内标注的角色。

网络平台:域树控制器、域控制器、用户工作站实验平台分别采用Windows系列的2000 Server、NT Server、98中文版操作系统。

ERP实验平台:采用用友UFERP—M8.1网络教学版。

数据高级应用平台:采用 Excel 97中文专业版。

3、建立步骤

在硬件连接完成之后,就可以将设计思路分步实施了。

第一步 规划硬盘

域树控制器:将第一个硬盘规划为2个主分区和1个扩展分区。建议所有主分区采用NTFS格式化,扩展分区采用FAT32格式化。然后以多重引导模式在第一个主分区引导Win2000,第二个主分区引导WinNT。将第二个硬盘规划为第一个硬盘的镜像盘或与第一个硬盘组成具有校验功能的RAID 5带区集,模拟磁盘阵列的应用。

域控制器:把所有域控制器(PDC、BDC)的硬盘规划为2个主分区和1个扩展分区。第一个主分区采用NTFS格式化,第二个主分区与扩展分区都采用FAT32格式化。然后安装为多重引导模式,第一个主分区引导WinNT,第二个主分区引导Win98。

用户工作站:根据硬盘容量可以规划为1个主分区和1个扩展分区。在主分区引导Win98并采用FAT32格式化。

第二步 设置与连接网络

当把本地操作系统安装完毕之后,就可以按照教学与实验功能分离设计的原则设置网络并可以建立连接了:

在多媒体教学环境中,作为控制机、教师机和学生机的计算机分别启动WinNT、WinNT/98和Win98。其中,教师机可以模拟PDC、BDC和用户工作站。当教师机模拟PDC时,可以将作为控制机的原PDC降级为BDC或启动Win2000充当域树控制器。

在实验开始之前,将各种实验环境下每个预设实验单元中作为PDC、BDC和用户工作站的计算机划分出来,并分别设置其网络属性值。例如,在编号分别为A11、A12、A13的计算机组成的实验单元A1中,设置A11为PDC、A12为BDC、A13为用户工作站。然后由该单元内的学员登录到所在域中相互协作。

在各个模拟环境中,根据规划为每个域建立域用户、组的标准模板;创建共享资源并对其设置访问权限。同时可以建立域之间的信任关系,模拟企业多域网络中授权用户在信任域与委托域之间进行的跨越域的操作。

第三步 安装教学版UFERP

教学版UFERP的安装分为服务器端和客户端两个方面。注意在不同的教学、实验模式下,同一台计算机所充当的角色不同,所以在安装时应分别予以搭配。例如,在多媒体教学环境中,任一台学生机都应设置为客户端。但在实验环境的多域模式中,其中的有些计算机却充当域控制器,所以应设置其为服务器端。

第四步 设置多媒体教学系统

授课内容主要是在单域模式下完成的,而单域模式下的软件版多媒体教学系统安装简单、调试方便。只要将具备声卡和耳麦的控制机、教师机和学生机分别安装并分配计算机名称即可完成。由于教师机需要演示PDC.BDC和用户工作站的各种功能,所以应分别予以安装和设置。

第3篇:无机化学与有机化学的区别范文

关键词 有机无机复混肥;辣椒;产量;品质;影响

中图分类号 S641.3;S143.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)03-0079-02

辣椒是营养丰富的一种蔬菜,特别是维生素C含量很高,口感也很好,是人们日常生活中必不可少的蔬菜和调味品。随着辣椒的种植面积不断扩大,出现了很多辣椒单产不高和品质欠佳的现象[1]。因此,要从多个方面来进行辣椒生产的改革才能有效提高辣椒的单产和品质。有研究表明,科学施肥对提高农作物的产量和品质有一定效果。有机无机复混肥是将有机肥和无机复合肥的优点集于一身,对改善土壤的理化性质和加强作物的营养有非常大的作用。虽然对有机无机复混肥的研究较多,但是仅局限于肥料的研究,未将肥料与作物之间的互相配合结合起来,造成肥料利用率较低[2-9]。为此,笔者以辣椒为例,采用田间小区试验和室内分析的方法研究了有机无机复混肥对辣椒产量和品质的影响,以期为辣椒的高产栽培和有机无机复混肥的推广提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验概况

供试肥料:有机肥和风化煤由湖南天玮有机肥料厂提供,经农业部肥料质量监督检验测试中心(长沙)检测,有机肥总养分(N+ P2O5+K2O)2.9%,全氮(N)1.14%,全磷(P2O5)0.13%,全钾(K2O)1.65%,腐殖酸总量33%。风化煤总养分(N+ P2O5+K2O)1.8%,全氮(N)0.52%,全磷(P2O5)0.02%,全钾(K2O)1.29%,腐殖酸总量13.34%。

试验于2011年12月至2012年11月在湖南省新化县蔬菜基地进行。供试土壤为第四纪红色黏土发育的红黄泥,土壤pH值5.7,养分含量为有机质27.3 g/kg、全氮 1.93 g/kg、碱解氮153.9 mg/kg、速效磷11.6 mg/kg、速效钾89.4 mg/kg。供试辣椒品种为湘研5号,由隆平高科湘研蔬菜种苗公司提供。

1.2 试验设计

试验采用拉丁方设计,共设3个处理,分别为:有机无机复混肥处理(Ⅰ),施纯氮、五氧化二磷、氧化钾、有机肥、风化煤掺粉分别为300、195、165、3 000 、1 500 kg/hm2;纯化肥处理(Ⅱ),施纯氮 300 kg/hm2、五氧化二磷195 kg/hm2、氧化钾165 kg/hm2;农民习惯施肥处理(Ⅲ),施纯氮345 kg/hm2、五氧化二磷120 kg/hm2、氧化钾90 kg/hm2、有机肥3 000 kg/hm2。氮肥60%作基肥,40%作追肥,追肥分2次施,于第1次采收后和采收高峰时各追施20%,人畜粪尿水不定期对水追施,其他肥料均100%作基肥宽幅条施。3次重复,随机区组排列,小区面积20 m2。栽培密度为6.7万株/hm2(株行距50 cm×60 cm),于4月29日移栽,6月8日上市,11月6日结束。

1.3 测定方法

土壤的基本农化性状按常规方法[10]进行测定;用2,4-二硝基苯肼比色法测定维生素C的含量;用蒽酮比色法测定全糖的含量;用蛋考马斯亮蓝G-250法测定蛋白质的含量;采用HPLC法测定辣椒素的含量[11];用烘干恒重法测定干物质的含量。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对辣椒产量的影响

从表1可以看出,辣椒产量以处理Ⅰ最高,较处理Ⅱ、处理Ⅲ分别增产7.56%和3.28%,且各处理之间的差异达显著水平,处理Ⅰ与处理Ⅱ之间的差异达极显著水平;处理Ⅰ的单果重分别较处理Ⅱ、处理Ⅲ增加5.05%和2.23%,处理Ⅰ与处理Ⅱ之间的差异达显著水平;处理Ⅰ的果长和果宽较处理Ⅱ、处理Ⅲ分别增加2.86%、1.69%和12.00%、3.70%,处理Ⅰ与处理Ⅱ果长之间的差异达显著水平,各处理果宽之间的差异未达显著水平。不同肥料对辣椒果实性状和产量的影响从大到小依次为处理Ⅰ>处理Ⅲ>处理Ⅱ。试验结果表明,有机无机复混肥能提高辣椒的产量和改善辣椒果实的性状(果长、果宽和单果重)。

2.2 不同施肥处理对辣椒果实品质的影响

从表2可以看出,辣椒干物质含量以处理Ⅰ最高,达到12.90%,处理Ⅲ次之,达12.64%,处理Ⅱ最低,为12.03%,且处理Ⅰ与处理Ⅱ之间的差异达显著水平。蛋白质、全糖和维生素C含量均以处理Ⅰ最高,其中蛋白质含量较处理Ⅱ和处理Ⅲ分别增加13.36%和6.55%,各处理之间的差异达极显著水平;全糖含量较处理Ⅱ和处理Ⅲ分别增加8.77%和6.00%,各处理之间的差异未达显著水平;维生素C含量较处理Ⅱ和处理Ⅲ分别增加15.32%和7.52%,处理Ⅰ与处理Ⅱ之间的差异达显著水平。辣椒素含量以处理Ⅱ最高,为0.57 g/kg,处理Ⅲ次之,为0.48 g/kg,处理Ⅰ最低,为0.44 g/kg。这表明施有机无机复混肥有利于增加辣椒干物质含量和提高辣椒果实的蛋白质、全糖和维生素C含量,但未能提高辣椒素含量。

2.3 不同施肥处理对辣椒经济效益的影响

从表3可以看出,辣椒的产值和经济效益均以处理Ⅰ最高,分别较处理Ⅱ和处理Ⅲ增加收入8 826.00元/hm2和3 460.95元/hm2。

3 结论与讨论

试验结果表明,不同施肥处理对辣椒果实性状和产量的影响从大到小依次为有机无机复混肥处理>农民习惯施肥处理>纯化肥处理,其中有机无机复混肥处理较纯化肥处理和农民习惯施肥处理分别增产5.05%和2.23%,且有机无机复混肥处理与纯化肥处理之间的差异达极显著水平,这可能与有机无机复混肥处理提高了蔬菜生育期间功能叶中的叶绿素含量,有利于蔬菜作物光合产物的合成和积累有关[12-13]。辣椒干物质含量以有机无机复混肥处理最高,达到12.90%;产值和经济效益均以有机无机复混肥处理最好,较纯化肥处理和农民习惯施肥处理分别增收8 826.00元/hm2和3 460.95元/hm2。施有机无机复混肥能促进辣椒果实增长和增粗、提高辣椒单果重、增加辣椒干物质、蛋白质、全糖和维生素C含量,明显地改善了辣椒果实的品质,但未能提高辣椒素含量。在辣椒生产中施有机无机复混肥不仅能改善辣椒果实的经济性状且能保证菜农增产增收。

4 参考文献

[1] 孙志海,薛世川,杨彦华.辣椒高产优质施肥技术研究进展[J].中国农学通报,2001,17(3):64-66.

[2] 彭相儒,刘文朴,董绍佩,等.辣椒有机络合复合微肥浸种及叶面喷施的效果[J].新疆农业科学,1993(1):20-21.

[3] 黄德明.辣椒专用肥的田间试验[J].磷肥与复肥,2001,16(5):68.

[4] 郭天文,王文丽,包兴国,等.辣椒专用肥配方及使用效果研究[J].甘肃农业科技,1996(11):34-35.

[5] 汪建飞,何友昭,曹心德.稀土微肥对辣椒品质的影响及其稀土含量的ICP-MS法测定[J].稀土,1999,20(3):48-50.

[6] 李国学,张福锁.固体废物堆肥化与有机复混肥生产[M].北京:化学工业出版社,2000:307-327.

[7] 唐懋桦,常义军,成维东,等.“有机无机复混肥”在蔬菜上的应用效果[J].长江蔬菜,1995(1):27-29.

[8] 高强,李亚峰,刘振刚,等.有机复混肥对土壤及甜椒产量与品质的影响[J].吉林农业大学学报,2001,23(4):75-78.

[9] 符长焕,李建荣,刘宝法,等.有机无机复合肥对茭白产量及品质的影响[J].浙江农业科学,2002(4):169-171.

[10] 鲍士旦.土壤农化分析[M].北京:中国农业出版社,2002.

[11] 王燕,夏延斌,夏菠,等.高效液相色谱法测定辣椒素及辣度计算[J].辣椒杂志,2006(1):37-41.

第4篇:无机化学与有机化学的区别范文

为了适应我国企业发展的新形势,财政部提出了电算化中级人才培训目标。它的定位不同于从事应用的初级人员,而是能够从事电算化网络系统的规划设计、管理维护工作的,集计算机网络技术、会计电算化规划管理知识于一身的中高级复合型人才。

一、问题的提出

目前,国内流行的会计电算化网络版软件,如用友uferp、金蝶k/3 erp等,几乎无一例外地开发、运行于windows nt 4.0 server中文版(以下简称win-nu)平台上c/s模式的网络环境中。因此,作为企业会计电算化网络系统的管理员,应具有一定的跨专业的知识水平、规划设计能力和实践经验。具体来说,必须掌握下列两个专业方面的知识和技术:

计算机网络规划与管理。包括网络基础知识、winnt高级管理技术、网络调试与数据维护技术等等。

会计电算化系统规划与管理。包括电算化系统的二次开发知识和高级管理技术。

在以往的初级培训中,只要具备单机操作的实验环境就几乎可以完成操作员应掌握的所有教学功能。操作员可以不必理会自己是在单机上还是在网络环境中,只要在程序组或桌面上启动会计电算化系统的客户端软件,就能够进行所有日常的工作。

但是,中级培训所需实验环境的设计难度远大于初级培训。主要表现在中级培训的具体实施过程中存在着以下几个冲突:

1、培训规模与域控制器数量之间

在通常规模的培训过程中,由于域控制器(即网络服务器)数量远远满足不了需求,所以实验的可操作性极差,学员因无法亲身体会管理员的工作经历而只会“纸上谈兵”。而在中级培训的有关服务器管理和控制的实验内容所占比重和操作难度又极高,不是用空洞的理论知识能够弥补或替代得了的。即使在单个域环境中增加服务器数量,也不可能让所有学员模拟域控制器的管理和控制功能。

2、教学内容与总课时数之间

作为理论和实践并重的培训,企图在规定课时内保证“既要使讲授内容的深度和覆盖面适当,又要让学员的实践操作面面俱到”几乎是不可能的。所以,原始的黑板教学模式已无法满足新型系统的教学要求。

3、可操作性与可重复性之间

假设已经具备了让所有学员进行实践操作的网络环境,但是经过每个培训班学员进行的安装、设置、更改、删除,甚至是分区、格式化等实践操作之后,系统将会面目全非。如果没有特殊的手段,很难恢复到初始设置的环境并重复进行教学活动。

很显然,在单域模式的网络环境无法满足高效、可重复操作的教学与实验要求。因此,要想达到中级培训的教学目标,就必须突破传统的有关网络实验室的概念和方法。经过一段时间的探索,我们设计出“利用windows 2000 server中文版域树模式,实现了在多个域中可并行模拟多企业电算化网络功能,并具备智能化恢复能力的、高效直观的erp教学与实验环境”的思路。

二、多域模式教学实验网络的设计思路

从事winnt网络教学经验的人都知道:一方面,一个完整的域模式环境至少包含主域控制器(pdc)、备份域控制器(bdc)和用户工作站各一台。而且限定任何一个域中有且只有一个pdc。但是实验网络要求同时模拟pdc. bdc和用户工作站的所有功能。另一方面,用户应分为内置的administrator、guest(‘-s’组成员)以及由系统管理员创建的一般用户三种。其中,guest和一般用户只能从工作站登录到所在域中,不能通过域控制器完成系统各项管理、维护、数据备份等操作,只有系统管理员才具有以上所有或部分权力。这些规则似乎成为建立实验网络环境的障碍。

幸运的是,winnt提供了在同一个网络上建立多个域的机制。而且通过域之间的信任关系,可以实现跨越域的范围进行网络管理的功能。不仅如此,winnt支持的多主分区上多重引导功能,使得它能够很好地与windows98中文版(以下简称win98)或windows 2000 server中文版(以下简称 win2000)等系统并存于一台计算机中。另外,win2000的“域树”和“活动目录”管理机制,为用户实现大型或超大型网络的资源共享提供了可能。

根据这些特点,我们就可以将实验环境应具备的各项功能目标分开设计了。

1、建立多个域并存的环境

将实验网络的学员计算机规划为若干个实验单元——域,每个域是由pdc、bdc和用户工作站组成的计算机最小集合。在规划域的时候,应区分pdc和bdc的winnt安装选项,并向作为用户工作站的计算机上安装win98。

2、设计多重引导功能

作为教学实验环境,设计时除了具备中级培训的多域模式实验功能以外,还应当具备高效的教学功能。所以,将部分学员计算机硬盘规划为两个主分区,并可以设计成在两个主分区分别启动winnt和win98的多重引导模式。结合“多个域并存”的目标,每个域中作为pdc和bdc的计算机应具备多重引导功能。

3、利用域树实现多域的管理

在本系统中,我们利用win2000提供的管理域的新模式——“域树”和“活动目录”,来达到简化管理的目的。同时,它也可以充当win2000的教学和实验平台。为此,在网络实验环境中将一台高档pc机设计成win2000和winnt的多重引导平台。

4、高效的多媒体教学功能

事实说明,一个完整的多媒体教学系统对提高课程的教学效果起到无法替代的作用。为了满足本教学环境的实时性、交互性、可操作性等众多需求,同时也考虑到实验室的总体成本,可以采用软件版多媒体教学系统作为辅助教学系统。

5、初始环境的智能恢复能力

要解决可操作性和可重复性之间的矛盾,关键是如何才能做到既要满足每个学员实验过程的系统化和完整程度,同时又要维持硬盘上系统的初始状态以便保证每一期教学的正常进行。多年的教学系统设计经验告诉我们,设计一套硬盘智能还原系统是最为可行的方法。

三、实现方法

下面以设计一个具有32台计算机的教学实验网络为例,探讨具体实现的方法和步骤。

1、拓扑结构

考虑到高效性、稳定性、通用性,以及可扩充性、可维护性等因素,本教学实验网络采用星型拓扑结构之上的快速交换式以太网。

2、基本组成

硬件平台。考虑到教学实验功能和成本,配置如下:

域树控制器1台:(控制机),采用pⅲ933/256mb/40gb*2ide/40x cd商用pc机。

主域控制器1台:(教师机),采用pⅲ700/256mb/40gb*2ide/40x cd的多媒体pc机。

域控制器20台:(学生机),采用cl600/128mb/20gb ide/集成声卡/耳麦的pc机。

用户工作站10台:(学生机),采用cl566/128mb/10gb ide/集成声卡/耳麦的pc机。

网卡32块:采用国产10/100m自适应以太网卡,要求具备rj-45口;

交换机2台:采用国产24口10/100m自适应交换机。

网络布线:采用amp超五类utp双绞线。

注:实验网络环境中的计算机在多媒体教学环境中分别充当括弧内标注的角色。

网络平台:域树控制器、域控制器、用户工作站实验平台分别采用windows系列的2000 server、nt server、98中文版操作系统。

erp实验平台:采用用友uferp—m8.1网络教学版。

数据高级应用平台:采用 excel 97中文专业版。

3、建立步骤

在硬件连接完成之后,就可以将设计思路分步实施了。

第一步 规划硬盘

域树控制器:将第一个硬盘规划为2个主分区和1个扩展分区。建议所有主分区采用ntfs格式化,扩展分区采用fat32格式化。然后以多重引导模式在第一个主分区引导win2000,第二个主分区引导winnt。将第二个硬盘规划为第一个硬盘的镜像盘或与第一个硬盘组成具有校验功能的raid 5带区集,模拟磁盘阵列的应用。

域控制器:把所有域控制器(pdc、bdc)的硬盘规划为2个主分区和1个扩展分区。第一个主分区采用ntfs格式化,第二个主分区与扩展分区都采用fat32格式化。然后安装为多重引导模式,第一个主分区引导winnt,第二个主分区引导win98。

用户工作站:根据硬盘容量可以规划为1个主分区和1个扩展分区。在主分区引导win98并采用fat32格式化。

第二步 设置与连接网络

当把本地操作系统安装完毕之后,就可以按照教学与实验功能分离设计的原则设置网络并可以建立连接了:

在多媒体教学环境中,作为控制机、教师机和学生机的计算机分别启动winnt、winnt/98和win98。其中,教师机可以模拟pdc、bdc和用户工作站。当教师机模拟pdc时,可以将作为控制机的原pdc降级为bdc或启动win2000充当域树控制器。

在实验开始之前,将各种实验环境下每个预设实验单元中作为pdc、bdc和用户工作站的计算机划分出来,并分别设置其网络属性值。例如,在编号分别为a11、a12、a13的计算机组成的实验单元a1中,设置a11为pdc、a12为bdc、a13为用户工作站。然后由该单元内的学员登录到所在域中相互协作。

在各个模拟环境中,根据规划为每个域建立域用户、组的标准模板;创建共享资源并对其设置访问权限。同时可以建立域之间的信任关系,模拟企业多域网络中授权用户在信任域与委托域之间进行的跨越域的操作。

第三步 安装教学版uferp

教学版uferp的安装分为服务器端和客户端两个方面。注意在不同的教学、实验模式下,同一台计算机所充当的角色不同,所以在安装时应分别予以搭配。例如,在多媒体教学环境中,任一台学生机都应设置为客户端。但在实验环境的多域模式中,其中的有些计算机却充当域控制器,所以应设置其为服务器端。

第四步 设置多媒体教学系统

授课内容主要是在单域模式下完成的,而单域模式下的软件版多媒体教学系统安装简单、调试方便。只要将具备声卡和耳麦的控制机、教师机和学生机分别安装并分配计算机名称即可完成。由于教师机需要演示pdc.bdc和用户工作站的各种功能,所以应分别予以安装和设置。

第五步 设置硬盘还原系统

硬盘还原系统是近年来学校计算机教学实验环境中常用的辅助设备。目前比较流行的pci总线的第三代智能还原卡,不仅能够根据教学特点设置硬盘上的基本系统,而且为实验室管理员快速克隆硬盘、防治病毒提供了强大的支持。为了保持系统初始环境的安全性、完整性,同时又要满足教学、实验的可操作性,在每次教学实验开始之前,硬盘还原系统应预先初始化并设置为“手工还原”或“不还原”状态。对于cmos信息,可以根据实验内容涉及的程度来决定是否每次开机时还原就可以了。

第六步 建立与应用域树

在多个域上利用tcp/ip协议地址规划并建立“域树”。然后对域的帐号目录数据库进行统一调度,从而可以模拟企业intranet/extranet中管理、维护各个域帐号的“目录树”结构。

到此为止,我们得到了如附图1所示的教学实验网络环境的组成示意图。

4、综合应用

教学功能应用

在单域模式下,作为控制机、教师机的计算机根据教学方案启动不同的系统,并可充当pdc、bdc或用户工作站等不同的组合,完成不同的教学功能。而学员通过启动安装多媒体教学系统的学生机,接受教师的讲授和演示即可。常用的几种组合方案见表1。

实验功能应用

在多域模式的每个实验单元中,学员分别启动pdc、bdc和用户工作站,并以其内置管理组的成员身份登录进行域的管理和维护等工作。学员也可以完全不必在乎现有的实验环境,自行组合并进行网络的调试、设置,甚至可以从事域的重新规划和创建、磁盘的分区、格式化、安装网络操作系统等基础性的设置工作。

初始化功能应用

不管教学与实验环境每次受到人为改变、病毒破坏的程度如何,甚至即使出现了整个系统瘫痪等严重局面也不必担心。只要实验室管理员利用硬盘还原系统将每台计算机硬盘数据、cmos参数等还原到初始设置的状态即可万事大吉了。

四、结束语

本教学与实验环境的建立很好地解决了会计电算化中级培训所面临的许多难题。但在实际设计和应用时可能还会遇到一些新问题。需要提醒读者注意的是:

1、在多重引导中,win2000的ntfs5与winnt的ntfs4之间的匹配性存在一些限制。只有在winnt上安装service pack4或以上版本补丁程序之后才能识别ntfs5。

2、在网络布线和连接时,建议尽量使同一个实验单元中的各个计算机连接到同一台交换机上。这样可以减少桥接次数,保证数据帧的高传输。

3、有条件的可以模拟诸如磁带机、移动存储设备或光盘刻录机等设备的数据备份,以及进行ras的慢速连接等实验。

第5篇:无机化学与有机化学的区别范文

【关键词】翼机通高校;无线覆盖

1.翼机通高校无线网络覆盖现状

校园用户是一个特殊群体,该类型用户与社会其他类型用户相比具有较大差别。学生群体一般来说毕业后在社会上地位相对较高,是未来中高端市场主要潜在客户群。高校市场对电信运营商而言,无论是在保持客户规模、创造客户价值、体现业务领先、带动业务收入和提升企业品牌等方面,还是未来中高端客户的培育,还是3G业务主要目标群体的发展等方面都起到了举足轻重的作用。

但是由于高校区域楼宇众多,建筑物密集,高低不一,且部分新建高校使用了较多的新的建筑材料,导致无线链路损耗较大,无线环境较为复杂。同时,由于学生用户十分密集,且数据业务使用率高、小流量常在线业务多,话务模型数倍于普通 CDMA 用户,且话务具有潮汐特性。翼机通高校区域基站1X语音及数据话务超高,为满足容量需求所进行的 1X 载波扩容占用了过多的频点,800MHz 频谱资源极其紧张。同时,随着笔记本电脑和以iPad、iPhone为代表的智能终端的大规模引入,各种多媒体业务快速发展,智能终端用户增长迅速,校园用户对于数据业务的需求较以前有大幅度的增加,对无线数据容量提出了更高的需求。

为了有效支撑校园业务发展、满足用户的移动业务需求,合理有效利用既有频率资源、提高无线网络资源效率,需要合理的无线网络覆盖方案来解决 CDMA 校园覆盖建设中出现的新问题。

2.翼机通高校无线网络建设存在的问题

高校园区由于其特别的建筑形式以及用户行为模式,使其具有了复杂的无线环境和特殊的话务模型。本节重点从高校现有的建筑特点及用户的行为模式等方面进行分析,阐述翼机通高校无线网络建设中存在的覆盖、容量及质量方面的建设难点。

2.1 高校的建筑特点及覆盖难点

高校园区由于其地理环境、建筑类型及用户分布等原因,具有其独自建筑特征。高校校园通常分布于市区范围内,目前随城市建设发展,有逐步向郊区或新开发区延伸趋势。其内部内主要建筑类型包括3类:

(1)教学区:主要包括各类教学楼,建筑类型各异,且多密集高层。

(2)宿舍区:排列尤为规整,间距小,密度大。

(3)各类场馆设施:如体育馆、图书馆、食堂等各类后勤设施建筑,内部较空旷,范围较大,突发话务高。

(4)部分楼宇为十层以上建筑,导频污染严重。

由于存在这些建筑特点,使无线网络的覆盖产生部分难点。

(1)室外生活娱乐部分区域信号覆盖比较薄弱,用户室外上网等需求得不到满足;

(2)办公楼宇高层及部分结构复杂房屋内信号覆盖不到或信号质量差、存在导频污染;

(3)建筑物地下室、地下停车场和楼梯间存在信号强度低或覆盖不到等现象;

(4)图书馆、自习室、宿舍等室内语音和数据热点区域信号质量不高,随着电信用户的不断增加,未来可能会出现网络拥塞等现象。

2.2 高校用户行为模式及其影响

校园用户是一特殊群体,该类型用户与社会其他类型用户相比具有较大差别,对于新事物具有快速的接受能力和反应能力,通过调查可知该类型用户主要具有下列行为特点:

(1)校园用户的生活相对有规律可循,活动范围相对固定。由于校园的作息时间和生活习惯,导致假期与非假期时间学校用户相差较多;在非假期时期,用户白天主要的活动区域集中在教学区,十八点后的活动集中在学生宿舍等生活区。

(2)校园用户具有求新、求奇的消费心理,对一切感兴趣的新奇事物产生强烈的消费欲望,对新产品新技术反应极其敏感,易于接受新事物和无线新业务;对IT、互联网产品有着明显偏好,电脑及智能手机等终端的占有率较高。

(3)以集体生活为主,生活习及消费习惯易受到周围同学影响,示范效应强,同质化程度较高;短信、QQ、微信、在线浏览网页等业务并发程度极大。

(4)校园用户规模大,对资费较为关注。

由于翼机通高校存在着以上的这种用户行为模式,导致了在翼机通高校的无线网络覆盖上存在着较多的难点:

(1)校园单用户的话务模型较平均的话务模型话务量巨大;单位面积内的用户量较大,话务密度远高于其他区域;无线网络的建设需要覆盖与容量并重。

(2)在生活区与教学区存在话务的潮汐现象;白天用户及话务量集中在教学区,下午放学后用户及话务量集中在生活区;根据时间段的不同,话务量集中分布在不同区域。

(3)部分狭小区域在某些时段出现话务高峰,如在放学时间教学楼的楼道位置以及教学楼到食堂及宿舍楼的道路上。区域成条状分布,但是话务集中,常引起覆盖扇区话务超忙,导致用户接入困难。

(4)由于QQ、微信、在线浏览等小流量常在线业务的大量使用,占用了大量的无线网络资源,导致在业务忙时系统容量出现瓶颈。特别是walsh码资源。

(5)随着智能终端的应用及普及,带来巨大的业务流量冲击、信令流量冲击以及空口资源损耗,即所谓的“智能风暴”。

3.翼机通高校无线网络建设综合解决方案及新技术应用

在翼机通高校的无线网络规划与实际的网络建设过程中,要针对翼机通高校的无线网络覆盖难题,结合新技术新方法,建设立体的综合性的覆盖网络,以完善网络覆盖,有效满足网络容量,提升网络质量,提高用户感知。

3.1 覆盖方面

采用室外站与室内分布相结合,CDMA与WLAN相结合的方式进行覆盖。

3.1.1 室外站建设

除宿舍楼及教学楼等话务量密集区域外的区域,宜采用室外基站进行覆盖。室外站宜广泛采用BBU+RRU+美化天线的建设方式,对于翼机通高校来说,可以使用一个集中的机房来放置BBU,达到资源池共享的目的。采用RRU拉远,将RRU安装在基站的天馈线近端,已解决射频信号的问题。该方式可以使基站基带单元部分共享,同时动力环境系统集中监控,减少了机房数量,有效的降低了探底难度和建设成本。

同时,对于教学楼楼梯及教学楼至食堂道路,可以采用RRU基站,使用水平波瓣角较小的天线进行针对性的覆盖;也可以对原有的室外基站进行改造,使用扇区分裂技术或者是劈裂天线。

3.1.2 室内分布系统建设

室内分布系统的建设主要有以下两种场景:

(1)在学生宿舍楼及教学楼建设室内分布系统,主要用以吸收话务量;

(2)在10层以上的建筑中,10层以下部分仍然由室外站解决覆盖;10层以上部分,由于导频污染严重,需要新建室分系统解决覆盖。

3.1.3 WLAN系统建设

在学校的宿舍区、教学区、实验楼以及图书馆等区域,上网需求较大。由于部分区域不适合建设有线宽带,且现有有线宽带不满足移动特性,同时考虑对CDMA的DO数据业务进行分流,宜根据实际的情况建设WLAN系统,与有线宽带和CDMA移动网络相配合,用以提供高速率、低移动性的无线网络接入服务。

3.2 容量方面

除了通过载扇扩容、新建基站等手段提高现有基站的容量之外,对于已达到满频点的基站,需要通过一些新的技术来达到扩容的效果。

(1)通过业务搬迁实现容量的提升。

通过新建基站以及扩容现网基站等常规手段进行扩容。

(2)通过业务搬迁实现容量的提升。

通过一些技术及市场手段,引导1X数据业务向DO网络的迁移,引导DO数据业务向WLAN网络的迁移,变相的提升1X以及DO网络的容量。

(3)通过试点小区分裂以及应用劈裂天线等实现网络容量的提升。

(4)通过一些技术手段,来降低数据业务对无线网络资源的消耗,从而提高其容量。

3.3 质量方面

除了日常的手段以外,由于翼机通高校所特有的话务情况,1X 数据小流量常在线业务频发,占用了较多的无线网络资源,walsh码资源受限,导致忙时1X语音接入困难;同时,由于智能终端的增长迅速,手机数据业务增长很快,由于智能终端用户行为面,智能业务业务应用(如永远在线业务)以及智能终端的特性(快速休眠机制)等原因造成了所谓的“智能风暴”:即智能终端带来了巨大的业务流量冲击、空口资源损耗以及信令流量的冲击。

(1)针对1X数据业务导致的walsh码资源受限问题,通过采用已RC4为代表的1X增强技术等来解决。

在使用传统手段无法解决小流量常在线业务导致的walsh码资源不足的问题时,可以优先动态采用RC4技术,合理的设置RC4开启门限。在门限值以下时,依旧使用RC3技术,walsh码为64位;当1X数据业务量升高到门限值以上时,开启RC4技术,使walsh码扩展为128位;有效的缓解walsh码资源受限问题。

(2)对于智能风暴引起的信令冲击问题,主要从三个方面来解决。

首先是建设方面,根据不同数据热点区域的用户行为,提出对应的网络建设策略(有线、3G、WiFi),保证网络覆盖及容量;

然后是市场方面, 不仅要根据流量经营的总体策略,设计合理的套餐,运用资费政策进行引导,同时还需要培养用户使用手机登陆WiFi网络的用户习惯;

最后是网络优化方面,根据不用区域范围集中业务特性、集中终端特性等,有针对性的采用网络优化措施,合理调整网络参数,建立起信令处理的“智能化通道”,保证网络质量。要考虑信令流量的优化和扩容。

3.4 新技术简介

3.4.1 1X增强技术

(1)引入EVRC-B(简称4GV)语音编码技术,降低用户平均速率;

(2)QLIC (准线性干扰消除);

(3)增强的QLIC:邻区消除、QOF消除;

(4)反向干扰消除(RL IC);

(5)新的RC(无线配置):1/8速率帧的智能恢复、空口前反向帧的提前终止和改进的功控;

(6)终端接收分集。

3.4.2 扇区分裂技术

在业务繁忙区域基站一般都已采用三扇区形式,为了应对业务突增和频点资源受限的矛盾,建议对三扇区单站进行有选择的小区分裂,可以改造成四扇区、五扇区或六扇区形式。以应对前端需求变化,带来容量的提升、改善针对性覆盖、降低基站谈点的难度以及缩短扩容工期等。

3.4.3 信令优化及扩容

信令流量冲击主要因为智能3G手机的频繁接入网络引起的,信令流量的优化需要针对智能3G手机用户行为进行优化。

(1)针对智能手机密集区域进行寻呼优化;

(2)针对智能手机密集区域进行定时器优化;

(3)针对常在线小流量业务密集区域进行接入探针发送时长优化;

(4)适应未来发展,打造信令处理的“智能管道”;

(5)设置合理的信令扩容门限。

4.小结

第6篇:无机化学与有机化学的区别范文

关键词:大学校园、导视识别系统、色彩、功能、环境、文化

一、概述

导视识别系统的本质是在相对无序的环境中建构视觉秩序,提高视听交流的速率。因此,它的设计语言必须清晰、简洁、易懂,才能实现信息的快速传达。

导视识别系统是大学校园的重要指路人,是校园环境的一部分,更是校园独特文化生活的窗口。大学的校园很大程度上是一个学术信息交流的场所,知识信息的获取不仅途径多,而且方便快捷。然而,曾经作为新生的我不止一次,由于导视识别系统的不完善或缺失,致使无法快速、准确地寻找目的地,上课走错楼层、走错教室,还成了一些同学的笑柄。这就给大学校园的新生、学生家长以及外来办事者造成极大不便。因此,我们团队着手于大学校园导视识别系统的设计与研究。本着,“设计,不忘服务初心”,满足功能第一,环境和谐,富有本大学文化底蕴的导视识别系统。

二、导视识别系统各要素分析

1.色彩

首先,大学校园的导视识别系统是在整体层面上的一种识别符号,它注重人的心理感受和生理感受以及设计对象的整体性可识别性。因此,导视系统的色彩非常重要。我们在信息获取前色彩是第一感受,等充分熟悉环境后,导视系统应该很好地融入到周围环境中,可以成为装饰,但不碍眼。所以,选色必须考虑到与校园的景观、建筑、校徽等相协调。我们分别对校区景观、建筑、校徽的色彩进行了分析。如嘉兴学院校徽:主色为红、白,辅助色分别为黄、中间灰(介于黑与白之间)。嘉兴学院平湖校区的楼宇建筑除体艺楼外都为红色系,体艺楼灰色系,所以我们确立导视识别系统标牌的色为校徽的辅助色。即黄色系(C:35 M:40 Y:93 K:0)与灰色系(C:18 M:21 Y:33 K:0),都出自校徽,但不显突兀,不显孤立。

2.功能

色彩是导视识别系统的第一感受,而功能则是导视牌的第一要素,即导视识别系统功能第一。大学校园导视识别系统大致可分为室外和室内。室外有平面图、停车场导视、人车分离导视、各功能楼导视、警示禁止导视等;室内有楼层分布导视、各功能区分布导视、公共洗手间导视等。建设中的嘉兴学院平湖校区现有等导视牌,多样、不统一、部分功能牌缺失。对此,我们收集并研究了中国美院象山校区、上海视觉艺术学院、苏州博物馆、海宁图书馆等的导视识别系统。总结归纳后,根据平湖校区实际情况设计,规划出一套全新的导视识别系统。从室外到室内,再到各个目的地,完整、统

一、功能性强的导视识别系统。

3.环境

导视识别系统在满足功能的基础上,不仅色彩与环境协调,造型、材质等方面也应与环境相融合,可成为装饰,不可成为视觉障碍。如河道危险安全导视牌,仅白底黑字矩形铁皮一块,似与环境毫无关系而孤立存在,更缺少点儿人情味;又如草坪上提示牌,过于单一、呆板,容易成为视觉障碍而被忽视,从而起不到保护的作用。若导视牌能与环境相映成趣,路过者将其视为风景线,又有谁愿意去践踏花草呢?

4.文化

导视识别系统应满足功能第一,环境和谐,富有本大学文化底蕴的导视识别系统。而最能反映出本大学文化底蕴的是校园之窗的公开栏。公开栏大到校史、校训等的展示,而小到食堂、师生寝室楼等消息公示、通知。所以,公开栏最能体现大学校园的文化性。平湖校区的大型公开栏布局展示没有问题,而小型公开栏却存在着摆放随意、造型孤立、颜色各异、字体不规范等问题。如食堂门口寻物启事牌,由造型粗犷的自来水管与铁皮焊制,表面裹上一张卡纸遮羞,而栏目上的字体多为学生手写缺少规范。无意问被当作了小广告,成了的视觉障碍,且不说美观性、文化性,连最基本的消息传达也未达到。因此,大学校园的公开栏无论大小都要对其色彩、材料、造型以及文字进行整体设计、严格的规范。以小见大,每一个细节都会反映出一所大学的文化底蕴与内涵。

三、导视识别系统整体设计方案

导视识别系统设计从色彩着手,满足功能,与环境和谐,构建一个具有文化特色的大学校园。

大学校园的导视牌,通常从大门开始。嘉兴学院平湖校区,有两个大门,分别为东门、南门,东门较偏僻,且很少开放,故称之为小门;南门为车流人流量大,故设为正门。正门为中轴式左右门,右面门封闭,左面为警务联络室,一切进出校园的人员、车辆都经过这里。目前,平湖校区在这方面尚没有人车分离的明确识别系统。对此,我们设计了一套完整的人车分离方案。进入大门,醒目的行人、机动车、非机动车分流导视牌。考虑到右行道主要为教学楼,人流量大,所以在7:00―18:00期间,右行道设置限制机动车通行的活动式路障(强制识别标识)。将一切车辆引导至左行道,可以更通畅,行人不用忍受刺耳的车笛声,车俩也无需一步一停跟着行人走。正门准进,即有明确的人车分离的导视牌:1.行车中获取信息一般在1-3秒,停车场标识简洁、指向明确,快速指引车辆;2.行人通常是带着目的性获取信息,各功能楼的路线及方向必须清晰、明确的前提下,我们团队认为在每个功能楼的导视牌上必须表明就近的洗手间距离,以及医务室、警务室快速通道。室外明确后,接着室内导视牌。室内导视牌应从功能楼入口处开始。例如平湖校区的实验教学楼c:分东、西两大入口,共四层,一层为实验教学区;二层为CAD教学区;三层为美术、设计教学区;四层为计算机基础教学区。四层的功能区导视牌应设在在两大入口较明显处,最下方为配合室外导视牌的洗手间快速导视。明确楼层后,楼道口墙面个设立具体的编号与对应教室、办公室,最下方为洗手间快速导视。如,101-103化学实验室、105仪器管理员办公室等,标注明确、清晰,在最短的时间内帮需求者找到目的地。

第7篇:无机化学与有机化学的区别范文

【关键词】香港幼稚园;视学报告;质素评核

【中图分类号】G617 【文献标识码】A 【文章编号】1004-4604(2009)05-0030-04

从1998年开始,香港特区教育主管部门提出质素保证架构,将质素保证机制分为“质素保证视学”和“学校自我评估”。质素保证视学后来改名为质素保证分部(Quality Assurance Division, QAD),刻意淡化视学,强调“发展”是质素保证的重要部分。2001年颁布《表现指标(学前机构适用)》第一版,作为质素保证视学的评判标准(李辉、黄艾珍、张杏冰,2006)。2003年9月开始,教统局将视学模式转变为校外评核(External School Review),以此核实学校的自我评估,与学校的自我评估相辅相成。表现指标及质素保证视学的推行,从根本上改变了香港的幼教生态和改革局面,带来了三个方面的范式转变(Paradigm Shift),提升了香港的幼儿教育品质(黄艾珍、李辉、容燕文,2006)。2007年9月起学券制实施后,香港特区教统局继续要求幼教机构先根据《表现指标》进行教育质素自我评估,然后再派出视学小组,从校外角度检视机构的整体表现,并将视学报告公开,让公众了解幼稚园的质素。因此,如果视学结果不好,不单会影响学校在公众心目中的形象进而影响招生,而且会被停止接受学券(每名幼儿每年13000港元)的资助。可以预计,未来香港幼稚园所面临的最大挑战就是:如何在自我评估和校本发展的基础上,不断自我完善和实现学校问责(School Improvement and Accountability)以顺利通过政府的质素评核(Quality Review)。

为了全面了解政府视学报告的关注重点,剖析香港幼稚园最常见的问题,本文对香港教统局(2007年7月1日起改名为“香港教育局”)截至2007年5月所发表的155份视学报告进行全面统计分析,以供关心香港幼教事业的内地同仁参考。

一、教统局官方通告

2003年2月27日教统局首次公开发表质素保证视学(幼稚园)周年报告,就第一批共30所于2001~2002学年接受质素保证视学的幼稚园作出总结。这30所幼稚园由分层随机抽样方式选出,周年报告分别按各校在“管理与组织”“学与教”和“机构文化及儿童支援”三个表现范畴作出系统分析。

周年报告指出,香港幼稚园的共同问题就是没有建立有效的自我评估机制,没有普及有效的幼儿学习经验持续性评估,课程设计方面存在较多问题等。

二、视学报告统计分析

视学报告基本覆盖了《表现指标》的三大范畴因为多种原因“儿童发展”范畴(属于结果性指标)没有包括在视学范围内故略去不分析。现逐一分析三大范畴的视学结果。

1.范畴一:管理与组织

由统计可以看出,在香港岛、九龙、新界东、新界西四个地区共同存在三大问题:(1)没有发展学校自评机制及制定客观的达标准则(总平均69%);(2)没有依据自评结果拟定发展计划,订定适切的优次(总平均49%);(3)没有系统地订立培训目标,提升教师的专业能力(总平均37%)。其中,港岛区第二常见问题是“没有系统地订立培训目标,提升教师的专业能力”(26%),这是个例外,反映出当时的教统局对港岛区教师的在职培训情况并不满意,希望各校尽快改善。笔者认为,这极有可能与之前港岛区没有一间专门机构提供幼师培训课程这一客观环境有关,当时所有幼师培训机构均在九龙及新界地区,这一问题值得引起各方关注。另外值得注意的是,新界西区存在一个特别的问题,就是需要“增加校政透明度,鼓励员工参与”(47%),这反映出教统局对该区幼稚园的管理水准不太满意,有近一半幼稚园可能需要改变“校长”的传统管理模式。

总之,香港幼稚园在管理与组织范畴上存在的共同问题是:(1)没有建立行之有效的自评机制;(2)没有订立切实可行的校本培训计划;(3)没有订立长远的校本发展计划;(4)没有实行校本管理、全民参与。

2.范畴二:学与教

在学与教范畴中唯一存在于四个地区的共同问题是:“检视整体课程,提供充裕的空间及时间。”这反映出香港幼稚园普遍存在课程超载(Overloaded Curriculum)的问题,没有足够的时间和空间完成所规定的课程内容。三个地区共同存在的问题有:(1)检讨/改善儿童学习评估策略(九龙56%,新界东64%,新界西58%),这表明三个地区在评估儿童发展方面存在明显的问题,亟待改进,以建立行之有效的持续性评估机制;(2)调适教学内容/进度,配合儿童发展需要(港岛28%,新界西65%,新界东55%),这反映出港岛区和新界教学进度过快,难以适应儿童发展需要。另外,港岛区特有的问题是“日程/习作设计应多样化,鼓励儿童主动探索观察”(28%),表明该区幼稚园教学偏重儿童被动学习和抄写练习,需要改善。九龙区特有的问题是“改善儿童习作分量/设计,检讨家课政策”(45%),表明该区儿童习作分量过重、家庭功课较多,需要减轻儿童的家课分量。新界东区特有的问题是“应利用评估资料改善教学策略和检讨课程成效”(45%),表明该区近一半的幼稚园教学策略和课程成效受质疑,亟待改善。其实,这一问题与该区校本课程发展水准直接相关,与该区教师素质间接相关需要加强校本培训及校本课程发展。

总之,香港幼稚园在学与教范畴上常见的问题是:(1)课程超载,没有足够的时间和空间完成所规定的内容;(2)进度超快,教学内容和进度不能适应儿童发展的需要;(3)评估不当(港岛除外),没有运用适当的儿童发展评估策略;(4)习作单一(港岛),多纸笔和抄写练习;(5)功课繁重(九龙),要适当减轻分量。

3.范畴三:机构文化及儿童支援

在机构文化及儿童支援方面,四个地区共同存在的两大问题是:(1)应增强教育及支援家长的工作(总平均13%),这反映出教统局对某些幼稚园的家长教育工作不太满意,因为幼稚园只是一味满足家长的要求,存在课程超载、功课太多,甚至还有纸笔考试等情况。(2)应与家长紧密沟通,促进家校协作(总平均9%),这表明教统局对部分幼稚园在家校协作方面的表现并不满意,希望幼稚园加强与家长沟通,争取家长的支持与合作。为此,新版《学前教育课程指引》(香港课程发展议会,2006)特辟专章对家校协作及家长工作展开论述和说明。另外,各区还存在一些特有的问题,例如应加强与区内志愿/教育机构的联系(港岛区),幼稚园应因儿童个别差异提供适当的辅导(九龙及新界西区),及早辨识、转介和辅导有特殊教育需要的儿童(九龙及新界东、西区)。

总之,香港幼稚园在机构文化及儿童支援范畴方面做得不错,出现问题的比例较小,而相对常见的问题是:(1)教育及支援家长的工作;(2)家校协作;(3)应因个别差异提供辅导;(4)关注特殊需要儿童;(5)与区内机构的合作。

综上所述,香港幼稚园在《表现指标》三大范畴中存在九大主要问题:(1)发展自评机制及制定客观达标准则;(2)检视整体课程,提供充裕空间时间;(3)增强教育及支援家长的工作;(4)依据自评结果,拟定校本发展计划,订定适切的优次;(5)检讨/改善儿童学习评估策略,推行持续性评估;(6)与家长密切沟通,促进家校协作;(7)有系统地订立培训目标,提升教师的专业能力;(8)调适教学内容/进度,配合儿童发展需要;(9)及早辨识、转介和辅导有特殊教育需要的儿童。

三、研究结论

根据上述教统局视学报告及《香港幼稚园校本课程发展研究》一书中总结的结果(李辉,2005),我们认为,香港幼稚园在课程发展方面存在四大问题:

1.课程改革的被动(Passive)与无序(Chaos)。教师普遍感觉到自己是被卷入到学校课程改革过程中的,一开始就是由校长或校方决定课程是否改革以及如何去改,教师并没有决策权。而校长也反映自己是被迫进行课程改革的,“因为人人都在搞课程改革,你不改便被out了”。而对于课程改革方向及推行何种课程模式,各方均显得颇为困惑及没有头绪,只好跟风追潮、东施效颦甚至邯郸学步,最后改到连自己原有的特色也不见了。

2.课程设置的超载(Overload)或缺失(Missing)。许多幼稚园迫于家长压力而无节制增加课程内容,既学两文三语,还学琴棋书画,纸笔练习多,功课做不完,出现典型的课程超载现象。另外,由于香港大多数幼稚园仍为半日制,三个小时本身就难以完成预定的教学内容,再加上缺乏有效的综合课程架构及经验丰富的教师,许多幼稚园的课程出现明显缺失。例如严重缺乏体能尤其是户外大肌肉活动缺乏科学探索活动,音、体、美方面的发展和教育经常被忽略。

3.课程编排的无结构(Non-structure)与无系统(Non-system)。许多幼稚园推行主题式综合课程,但并没有找到一个有效的课程统整架构以便对《学前教育课程指引》中的六大学习范畴进行有效的统整,导致课程编排的无结构和无系统。普遍存在的一个问题是:如何围绕一个主题将体能与健康、语文、早期数学、科学与科技、个人与群体和艺术等六个学习范畴天衣无缝地统整起来。因为缺乏科学合理的课程统整架构,许多幼稚园只好打着创意课程的旗号胡乱综合,结果变成为综合而综合,东拼西凑。有鉴于此,教统局课程发展议会(CDI)从2006年9月开始展开为期三年的免费培训计划,以期全面提高各校在校本课程发展及课程整合方面的能力。

4.课程管理的“放羊”(Lazy-faire)与“游击”(Bushfighting)现象。也有一些幼稚园对课程管理实行“放羊”政策或“游击”战术,以为课程就是教材套,选择了教材套就万事大吉,让教师跟着教材套去做就行了,对于本校课程发展方向及如何建构校本课程等问题既不清楚,也不思考。有时心血来潮,跑去参观学习,回来就要照抄照搬别人的课程模式,也不考虑本校是否具备有关条件。前几年出现的一窝风学“Reggio Emilia”的现象就源自此种“放羊”和“游击”心态。

如果说上述情况在原有幼教管理体制下还可以混水摸鱼甚至有效生存的话,在学券制的冲击下这些枯枝烂叶将会无所遁形,必将被涤荡、冲刷干净。香港幼稚园如想在未来竞争更加激烈的学券制体制下生存、发展甚至壮大,就必须尽快发展富有独特个性和本校特色的校本课程。由于各幼稚园自身条件不同,他人的课程经验和课程资源通常无法在自己园里直接或复制使用。这就需要各校通过自己的思考、研究和重组,形成适合本校的、本土化的、相对稳定的、结构严谨的课程方案和课程管理系统。简言之,校本课程发展已经成为当前香港幼教机构生存与发展最核心的问题。从宏观战略层面来看,发展校本课程并以此带动校本评估、校本培训及校本发展,是目前幼稚园发展的必由之路。

参考文献:

〔1〕黄艾珍,李辉,容燕文.从自评走向自我完善〔M〕.香港:朗文出版社,2006:2-4.

〔2〕李辉.香港幼稚园校本课程发展研究〔M〕.香港:香港教育学院,2005:29-40.

〔3〕李辉,黄艾珍,张杏冰.内地新《纲要》与香港地区《表现指标》之比较研究〔J〕.幼儿教育:教育科学,2006,305(3):32-34.

An Analysis of the Quality Assurance Inspection Reports

on Hong Kong Kindergartens

Li Hui, Zhou Yali

(College of Education, The University of Hong Kong)

第8篇:无机化学与有机化学的区别范文

[关键词]贝壳类中药;海洋中药;近红外光谱技术;主成分分析;谱效关系

贝壳类中药是指来源于软体动物门,药用部位为贝壳的一类中药。贝壳类中药是海洋中药的重要组成部分,在《中国药典》2010年版收载的12种海洋中药(牡蛎、石决明、珍珠母、瓦楞子、蛤壳、海藻、昆布、北沙参、海龙、海马、珍珠、海螵蛸)中就有5种为贝壳类中药。由于贝壳是软体动物的外骨骼,故该类中药的化学成分具有共同特征,即含有95%左右的无机物碳酸钙[1]。目前我国药典就是以碳酸钙含量为指标,进行贝壳类药材和饮片的质量控制。在实际生活中,市售贝壳类饮片多为粉末或细小薄片状,因此难以采用性状鉴别、一般理化鉴别等方法进行准确鉴定。

近红外光谱技术(near infrared spectroscopy,NIRS)是近年来发展较迅速的一种快速分析技术,有着光谱获取速度快、样品无需复杂预处理、操作简便、成本低等优点,目前在药物、食品、农产品等多个领域有着广泛应用[2-5]。该技术的主要原理是近红外光能反映含氢基团振动的倍频和组合频吸收,可用于含氢基团的有机物分析。由于无机物在近红外谱区吸收较弱且较难解释,因此对于无机物的分析少见报道[6-7]。

生物矿化学研究表明,贝壳实际是一种排列有序的天然有机-无机复合材料。例如在珍珠层中,薄层有机质充填于无机相之间,层间有机质具三明治式夹心结构,中间为几丁质,外夹疏水的丝心蛋白质和亲水的酸性蛋白质[1,8-9]。去除碳酸钙后的研究表明,贝壳有机质含量可占壳干重的0.3%~5%,由蛋白质、多糖或糖蛋白、磷蛋白、类胡萝卜素等组成[9]。基于贝壳成分的报道,本文以药典收载的5种海洋贝壳类中药饮片为研究对象,采用近红外光谱技术并结合主成分分析法研究该类饮片的鉴别。

1 材料

DS 2500型近红外分析仪(丹麦福斯公司);YP30001型电子天平(上海越平科学仪器有限公司);FW 100型高速万能粉碎机(天津泰斯特仪器有限公司);101-2AB型电热鼓风干燥箱(天津市泰斯特仪器有限公司)。

牡蛎(生)饮片16批次、石决明(生)饮片9批次、珍珠母(生)饮片12批次、瓦楞子(生)饮片5批次、蛤壳(生)饮片9批次均购自全国各地药店(表1),凭证保存于中国海洋大学医药学院生药标本室。采用The unscrambler 9.7分析软件进行统计学研究。

2 方法与结果

2.1 样品的预处理

分别取各批次样品,粉碎后过6号筛(《中国药典》标准检验筛,孔径0.150 mm);烘箱60 ℃干燥3 h后,干燥器保存,供近红外光谱分析。

2.2 近红外数据采集

分别取各批次样品30 g,放入近红外光谱分析仪的样品池中,轻摇使均匀分布,将金属盖轻置于样品池之上,以保证各样品的装样条件一致[10]。采集参数:光谱分辨率0.5 nm,扫描区间1 100~2 500 nm,检测器为硫化铅检测器,每1 min扫描7个子样,光谱采集方式为漫反射。每批次样品采集3张图谱,求取平均光谱用于数据的处理。

2.3 近红外数据处理

2.3.1 数据预处理 由于该类药材95%左右的成分都是碳酸钙等无机盐,5种海洋贝壳类中药饮片的近红外原始光谱图极其相似(图1),提示仅仅通过原始光谱难以进行定性鉴别。继而采用标准正则变换SNV[11],二阶导数+Norris 3点平滑方法[12]对数据进行处理,发现谱图信息量显著增强,差异增大(图2)。

在PC1载荷图(图4 A)中可以看出,4 236,5 263,7 142 cm-1等处的载荷系数很大,主要影响第一主成分的抽取;其中,4 236 cm-1贡献最大,该处为CO32-的倍频振动[2];7 142 ,5 263 cm-1分别为OH的一级倍频区和组合频区[2],与样品所含的水分、多羟基化合物等成分相关。以上结果提示,第一主成分分析与药材中碳酸钙、水分含量密切相关。在PC2载荷图(图4 B)中,5 000~ 4 430 cm-1载荷贡献较大,该区域主要为NH,CH的组合频区[2],推测第二主成分主要反映贝壳类药材中含上述基团的蛋白质等有机物的信息。

3 讨论

关于海洋贝壳类中药的鉴定,如果是完整药材很容易通过性状鉴别进行区分。但市售饮片为了煎煮方便,常常将该类药材打成细粉或是小薄片,此时这些粉状药材性状相似,主要化学成分相同,很难准确鉴定。本文利用近红外光谱技术对常见5种贝壳类样品进行分析,并结合主成分分析法处理数据,发现采用该法能很好地区分牡蛎、石决明、珍珠母,其中牡蛎与其他贝类药材差异最大;但本实验条件下蛤壳与瓦楞子没有得到区分。

海洋贝类动物属软体动物门,贝壳的形态变化极为复杂,各类、各属、各种之间都有显著的不同,在贝类分类学上有重要意义。石决明来源于腹足纲(即螺类),与其他4种来源于双壳纲(亦称瓣鳃纲)的药材生物亲缘关系差异较大,但在本研究条件下没有表现出物种分类的差异性。

从贝壳的构造来看,贝壳是外套膜缘分泌的矿物质碳酸钙组成的外骨骼,一般可分为3层:最外层是表壳层(periostracum),主要由硬化蛋白质构成,很薄,透明有光泽,不受酸碱的溶解和侵蚀,可保护贝壳;中间为棱柱层(prismatic layer),由(001)定向的柱状方解石组成;最内为珍珠层(peral layer,nacre),富光泽,由文石板片组成。牡蛎药材常用多年生的长牡蛎,棱柱层占贝壳的大部分,质地疏松,所以在PCA分析图中表现出与其他药材的较大差异性。石决明和珍珠母的珍珠层明显,所以在PCA分析图中分布靠近。而瓦楞子和蛤壳,无论是亲缘关系还是贝壳构造都较为相似,所以在PCA分析图中无法区分。

有趣的是,分析还提示5种贝壳类中药材的功效与他们在近红外光谱PCA分析图中的分布具有一致性。瓦楞子和蛤壳均为化痰止咳药,《中国药典》2010年版中记录瓦楞子有消痰化瘀、软坚散结、治酸止痛之功效;蛤壳为清热化痰、软坚散结、治酸止痛。二者功效极为相似,同时在PCA分析图中(图4)也位于相同的区域。牡蛎、石决明和珍珠母同为平肝潜阳药,但石决明与珍珠母均能明目,在PCA分析图中相距较近;牡蛎具软坚散结之功,在PCA分析图中与前两者有较大差距。以上结果充分表明,药材的功效是由其化学成分决定的。对于海洋贝壳类中药,有机质小分子是不可忽略的重要药效物质基础。

[参考文献]

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[12] 余锦华, 杨维权. 多元统计分析与应用[M]. 广州: 中山大学出版社,2005:192.

Identification of marine-derived shell TCM by near infrared spectroscopy

YANG Wen-zhe1, GONG Hui-li 2, QIN Yu-hua 3, LI Yue-ying1, YANG Xue1, YANG Ning3, GUAN Hua-shi1, LIU Hong-bing1*

(1. Key Laboratory of Marine Drugs, Chinese Ministry of Education, School of Medicine and Pharmacy,

Ocean University of China, Qingdao 266003, China;

2. College of Information Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266071, China;

3. New Star Computer Engineering Center of Qingdao Ocean University, Qingdao 266071, China)

[Abstract]The identification of five marine-derived shell traditional Chinese medicine (TCM) recorded in the Chinese Pharmacopoeia were studied. Using near infrared technology (NIR) combined with principal component analysis (PCA) methods, Ostreae Concha, Haliotidis Concha, and Margaritifera Concha could be efficiently distinguished from Meretricis Concha together with Arcae Concha. In the first principal components, Ostreae Concha exhibited obvious differences with high loadings in 4 236, 5 263, 7 142 cm-1 concerning to the contents of CaCO3 and H2O in the samples. Arcae Concha and Meretricis Concha displayed significant differences with others in the second principal components, which can be illustrated by high loadings in 5 000 -4 430 cm-1 areas. It is indicated that the second principal components might be related to organics which contained NH and CH groups, for example proteins. Meanwhile, our data showed a correlation between the function of these shell TCM and their distribution in the PCA plot. These results suggested that organic components in marine-derived shell TCM could not be neglected for their quality control.

第9篇:无机化学与有机化学的区别范文

关键词:光化学; 比色; 传感器; 阵列; 评述

1引言

化学传感器是一种能够通过某物理或化学反应以选择性方式对特定分析目标物产生响应,从而进行定性或定量测定的装置[1]。化学传感器通常由识别元件和换能器两部分构成。识别元件与待分析物相互作用,其物理、化学性质发生变化;换能器将这些参数转化和放大,生成与待分析物特性有关的可定性或定量处理的电信号或者光信号(颜色、发光等)[2]。目前,化学传感器已成为化学分析和检测的重要手段。传统的化学传感器根据“锁钥模式”进行设计,选择性好,对某些物质的检测非常有效,然而其设计也存在一定的缺陷,如对于生物大分子和结构不明确的待分析物的传感器设计存在困难,同时,针对复杂混合物中的每种成分均设计具有专一选择性的特定传感单元显得费时且不切实际[3]。阵列式传感器的设计模仿哺乳动物嗅觉和味觉系统,利用多个传感器单元组成阵列,通过传感器阵列与分析物之间的交叉响应,可以实现对多种物质及复杂混合物进行响应和检测。传感器阵列中的传感单元对分析物不必具有高度的选择性,某些传感单元对特定分析物有一定程度的选择性,同时对其它分析物也有响应,即每个传感单元对不同的组分具有不同的响应能力;利用传感器阵列对各种分析物整体响应之间的差别,实现对待分析物的区分。在光学、电化学、色谱等诸多的检测手段中,光化学显色方法无疑是最便捷有效的度量手段。结合光化学比色方法,光化学比色传感器阵列以其价格低廉、方法简单、响应快速、信息量大等优点,得到了日益广泛的应用。本文综述了近年来光化学比色传感器阵列在气体、生物样品、离子和小分子,以及混合物检测方面的应用, 对它的原理和性能进行了讨论, 并对其研究和应用前景进行了展望。

2光化学比色传感器阵列的基本原理

光化学比色传感器阵列是利用传感器单元的光学性质(吸收或发射)改变作为输出信号,实现对待分析物的检测。通常采用光谱或成像两种方式对光化学比色传感器阵列中所有传感单元的光学信号进行同时采集。如图1所示,采用紫外可见分光光度计采集光谱时,通常要配备流通池和液体控制装置,该方式根据紫外可见光谱的迁移或吸收强度的变化,实现对待分析物的检测和区分;换用平板扫描仪成像后,比色传感单元颜色的改变经过去卷积,灰度值经平均化和积分处理后,其结果更直观和便于定量化。加入不同的待分析物后,多个传感单元的颜色变化组合成具有各自独特模式的阵列,称之为待分析物特有的“指纹图谱”,从而实现对不同物质的鉴别和区分。光谱技术由于可以获得完整的光谱,包含信息量大而具有很大优势,但需要比较复杂的仪器设备,对每个传感单元数据的采集也需要一定时间。与光谱技术相比,成像技术具有在给定视野范围内能够检测多个传感器单元的优点[2],且成像技术比光谱技术简单,无需特殊的仪器,成像设备可以是数码照相机、平板扫描仪[4]、手机摄像头[5]等,但成像技术通常获得的是红、绿、蓝(R, G, B)3个或红、黄、绿、蓝(R, Y, G, B)4个通道的光谱信息,不如光谱技术获得的信息量大[2]。

3光化学比色传感器阵列的应用

3.1气体的检测

2000年,Rakon等提出通过模拟哺乳动物的嗅觉系统来构建比色传感器阵列,利用卟啉类化合物与挥发性有机气体(VOCs)反应前后的颜色变化对气体进行定性定量分析,为气体的检测提供了一种全新的思路[4]。目前,比色传感器阵列已被广泛应用于气体的检测,如工业有毒气体[6~10],挥发性有机物[11~15],胺类[16~18],甲醛[19],爆炸物[20],硫化氢[21]等。

Lim等[6]构建了一个以36种指示剂为基本单元的可抛型传感器阵列,用于19种工业有毒气体的检测。分析物与传感器阵列反应前后的颜色改变形成了对应于该分析物独有的分子指纹图谱,通过比较指纹图谱来实现不同种类工业有毒气体的定性和定量检测。在危险浓度下,2 min内即可实现对19种工业有毒气体的有效区分,准确率达100%。与传统采用范德华力及物理吸附等弱作用力为基础的半导体金属氧化物电子鼻技术相比,该传感器利用的是指示剂与分析物间强的化学键相互作用,虽牺牲了传感器的长效检测能力,但却极大地提升了传感器的检测灵敏度,其对工业有毒气体的检出限大多低于允许排放浓度(通常为10_Symbolm@@_9量级)。由于指示剂用量极小,可抛型的设计在大大提升传感器检测灵敏度的同时,却并没有增加其使用成本,为气体传感器的设计提供了一条新的思路。

Feng等[19]将酸碱指示剂添加到氨基封端的聚合物中构建光化学比色传感器阵列用于甲醛的快速检测。利用胺与甲醛反应后碱性减弱的原理,引起固载在一起的酸碱指示剂颜色发生改变,用来检测甲醛。商品化的甲醛比色检测往往需要30 min, 甚至更长的时间,该传感器阵列可以在1 min内对浓度在0.250~20 gm3范围内的甲醛进行快速检测,10 min内检测到浓度为50 mgm3甲醛。对乙醛、丁醛、苯甲醛均无响应,具有很好的选择性。

环形构造的三过氧化三丙酮(TATP)是一种威力巨大的爆炸物,因其稳定性差,在工业和军事上均无实际应用,但由于其制备异常简单,近些年来被多次使用。由于TATP自身无紫外吸收和荧光,也不容易被离子化,直接检测相对比较困难。Lin等[20]构建了一种简单的比色传感器阵列,成功应用于TATP的快速检测。采用酸性固体催化剂将TATP分解,分解后产生的H2O2气体氧化传感器阵列中还原性的指示剂而使对应的指示剂变色,根据传感器阵列颜色改变形成的指纹图谱,实现对TATP的定性和半定量检测,检出限可达到2 mgm3。该传感器对TATP的选择性很好,不受湿度、挥发性有机气体等常见潜在干扰物的影响,也能将TATP与过氧化氢、过氧乙酸等氧化剂区分开来。

3.2生物样品的检测

生物系统中无机盐、蛋白质、细胞等的检测对于疾病的预防和诊断尤为重要。目前,检测生物样品的方法很多,如酶联免疫法、蛋白质组学、质谱、毛细管电泳、适配体传感器等[22~26]。光化学比色传感器阵列以其方法简单、检测快速的优点在生物样品的检测方面得到广泛应用(表1)。

3.2.1核苷酸的检测

核苷酸在许多生理反应及代谢过程中起着非常重要的作用,利用传感器阵列检测核苷酸具有简单快速的优点。2003年,McCleskey等[37]用指示剂取代法,采用3×4的传感器阵列对20 mmolL的三磷酸腺苷(ATP), 三磷酸鸟苷(GTP)和单磷酸腺苷(AMP)进行区分。2007年,Buryak等[29]采用多元指示剂取代法对1 mmolL ATP、GTP、二磷酸腺苷(ADP),AMP,环磷酸腺苷(cAMP),焦磷酸(PPi)进行了鉴别。该实验在50 mmolL磷酸盐缓冲溶液中进行,传感器对核苷酸和PPi体现出了很好的选择性。多元指示剂取代法的原理如图2所示[29],多个指示剂分别与受体结合形成对应传感器单元,加入不同分析物后,根据与受体亲和能力的大小,分析物对指示剂进行一定程度的取代,从而产生不同的光谱变化。传统的含单个指示剂受体的指示剂取代法,当分析物与受体的亲和性比指示剂与受体的亲和性高很多或者低很多时,将给出相同的全部取代或完全不取代指示剂的信号;而对于多元取代法,分析物对不同传感器单元的亲和能力不相同,从而产生不同程度取代的信号,这样分析的动态范围就被扩大。值得注意的是,多元取代法中,各个指示剂受体的光谱变化需发生在不同的光谱区域。多元指示剂取代法与传感器阵列在概念和原理上有密切的关系,所不同的是,传感器阵列中的各个传感单元是相互独立的,而多元指示剂取代法中各个传感器单元因为交换作用而相互关联。

3.2.2氨基酸、多肽及蛋白质的检测光化学比色传感器阵列用于氨基酸及蛋白质的检测已有大量研究报道。Severin研究组[27]通过构建指示剂取代传感器阵列,与紫外可见光谱结合成功地区分了20种天然氨基酸。该研究组还利用指示剂复合物的动态组合库分别对二肽和三肽进行了区分[28,39]。动态组合库中各组分通过可逆反应和相互作用连接,外界的刺激会影响库的组成。加入目标分子后,目标分子选择性地与库中成分反应,达到新的平衡。将动态组合库应用于多肽的检测中[39],金属和染色剂复合物组成动态组合库,加入多肽后,与库中组分发生配体交换反应,动态组合库重新平衡,导致紫外可见光谱发生改变,从而实现对多肽的检测。FolmerAndersen等[40]通过指示剂取代法实现了对10种浓度为200 olL 对映异构和结构相似氨基酸的区分。霍丹群等[41]以卟啉及其衍生物、酸碱指示剂以及极性指示剂为传感元件,构建了一种6×6的传感阵列,可以在5 min内对浓度为375 olL的10种氨基酸进行鉴别。Miranda等[33]构建了一种以酶纳米金粒子为传感单元的传感器阵列,通过酶催化反应使传感器的灵敏度大大提高。该传感器成功地对浓度为1 nmolL,基质为磷酸盐缓冲溶液或脱盐人体尿液的蛋白质进行了鉴别区分,灵敏度远高于当前其它传感器检测方法。

3.2.3糖类的检测糖类作为维持生命活动的重要营养物质,既是主要能源物质,又与多种生物分子如蛋白质存在特异性识别作用,对众多生理过程起着至关重要的作用,因此对糖类物质的检测非常重要。硼酸因其可与二羟基化合物进行可逆、高亲和性的结合,而被广泛用作糖分子识别单元。Schiller等[30]构建了以添加有苄基紫罗碱的二硼酸阳离子为基本单元的传感器阵列,二硼酸阳离子与阴离子荧光染料8羟基芘1,3,6三磺酸钠(HTPS)形成复合物,电子从HTPS转移到二硼酸阳离子,导致HTPS荧光强度降低。当加入糖类后,糖类与硼酸形成硼酸酯,部分中和了二硼酸阳离子的正电荷,降低了对HTPS的荧光猝灭效应,从而使荧光增强。该传感器对浓度为2 mmolL的12种糖类进行了区分,准确率达100%。Lim等[32]将pH指示剂固定于溶胶凝胶基质上,构建了一种简单、廉价的传感器阵列,对15种单糖、二糖和人工甜味剂进行了区分。在生理酸度下,对葡萄糖的检测限低于1 mmolL。在检测糖类方面,硼酸也存在一些局限,如与某些糖类结合常数很小或不结合,Janowski等[42]构建了一种含Pd2+指示剂复合物的传感器用于糖类的检测。根据指示剂取代的原理,在中性条件下35 mmolL的10种糖类进行了区分。

3.2.4细胞、细菌及疾病的检测将光化学比色传感器阵列用于细胞、细菌及疾病的检测也有一定的研究。Bajaj等[43]利用对苯撑乙炔共轭荧光聚合物构建传感器阵列,对不同种类的癌细胞及等基因的正常细胞、癌细胞和转移细胞进行了鉴别。共轭聚合物具有分子导线效应,可以增强信号的产生,并且,共轭聚合物链具有多个识别位点与分析物作用,既可以增加结合效率,又可以提高对特定分析物的选择性。2011年,Kong等[35]根据热化学发光现象构建了由6种纳米催化材料组成的传感器阵列,实现了12种人类细胞的鉴别。热化学发光是指当有机物或生物物质被热氧化而产生化学发光的现象。催化放大反应可以明显增强热化学发光强度而使灵敏度提高,并且检测结束后可以通过在更高温度下使分析物降解而达到传感材料再次利用的目的。Carey等[34]构建了含36种指示剂的传感器阵列,通过检测细菌生长产生的挥发性有机化合物,实现了对10种细菌的鉴别。Mazzone等[44,45] 采用比色传感器阵列,通过检测人呼出的气体,借助于癌症细胞与正常细胞代谢过程中产生挥发性气体的差异,实现了对肺癌的早期诊断。但比色传感器阵列对于复杂混合物的分析仍然存在较大的瓶颈,要筛选出足够多的对多种分析物具有不同亲和力的指示剂仍存在一定的困难。分子印迹技术可以在印迹聚合物合成过程中通过不同模板及单体的选择而获得对多种分子具有不同亲和力的分子印迹材料,结合了分子印迹等分离技术的传感器阵列将会在疾病诊断中发挥重要的作用[46]。

3.3离子和小分子的检测

3.3.1金属阳离子的检测金属阳离子是生命科学、环境科学、农业和医学等许多领域的研究对象,对金属阳离子的检测和识别是的重要任务之一。光化学比色传感器阵列为金属阳离子的检测提供了方便、快速、廉价的方法。Abbaspour等[47]构建了一个以纸为基质的光化学比色传感器阵列,快速地对Fe2+和Fe3+进行了定性和定量检测。Li等[48]利用DNA探针构建传感器,通过传感单元颜色的变化对重金属离子Hg2+进行定性和定量检测,灵敏度达0.1 nmolL。本课题组也在重金属离子的比色传感器阵列快速检测上进行了大量研究[49,50], 通过使重金属离子溶液透过固载有指示剂的多孔硅胶基质膜,达到富集效果,提高重金属离子的检测灵敏度。锂盐是治疗躁狂症和双相情感障碍的首选用药,其药物浓度是情感性精神疾病诊断、治疗、监测、预防复发和病因学研究的重要指标。2009年,Severin研究组[51]合成了1种三核的大环荧光化合物,对Li+具有很强的选择性,在过量Na+存在的水溶液和血清中均能对Li+进行很好地检测。但该实验中,荧光化合物的合成过程非常复杂,且传感器整体的荧光强度也较弱。基于前期工作,该研究组随后设计了一种更简单有效的传感器阵列[52]。在中性缓冲溶液中,将商品化的二羟基吡啶配体和Ru的复合物以及荧光物质(HPTS)混合,含HPTS的大环化合物通过自组装的方式形成,并使HTPS的荧光猝灭。加入Li+后,荧光增强。该传感器对Li+有很好的选择性,检测浓度低于1 mmolL。

2012年,Anzenbacher等[53]利用纳米纤维,制造了一种可穿戴的传感器,用于金属离子的检测。分别掺杂有丹磺酰氯和多胺的两根纳米纤维本身均不带荧光,而在两根纳米纤维的交叉点处,两种物质发生反应,生成荧光物质。加入金属离子后,荧光会相应地增强或减弱。每个传感单元的体积非常小,仅为10_Symbolm@@_18 L。每个传感单元约能容纳1000个荧光探针分子,使荧光比较集中,从而有利于用光学显微镜进行检测。该实验采用3种荧光前体和3种多胺构建了荧光阵列传感器,通过4个荧光发射通道检测加入金属离子后荧光的变化,对200 olL的10种金属离子进行了准确的区分。并且,将该纳米纤维制成的传感器毡沉积到丁腈手套上,用于20 olL Co2+溶液的检测,荧光猝灭现象非常明显。

3.3.2阴离子的检测相对于等电位的阳离子来说,无机阴离子半径更大,因而电荷半径比更小,从而降低了阴离子与受体的静电结合效率;并且,阴离子有相对高的溶剂化自由能,需要受体与介质进行有效的竞争,这种效应在水溶液中尤其明显。因此在水溶液中,无机阴离子比阳离子的检测更困难,阴离子的检测往往是衡量新检测方法的一个重要指标[54,55]。Palacios等[54]以聚氨酯水凝胶为基底,构建了一种含8个传感单元的传感器阵列,聚氨酯水凝胶不仅为传感单元提供机械支持, 还有助于萃取目标阴离子。该传感器对F_Symbolm@@_和HP2O73_Symbolm@@_具有选择性,而对AcO-,Cl-等阴离子有明显的交叉响应,可对10种阴离子进行区分,已成功地应用于不同品牌牙膏的鉴别。传感器阵列与10种阴离子反应后产生不同的颜色改变(其中NO-3与HSO-4浓度为20 mmolL,其余阴离子浓度为5 mmolL),即使用肉眼观察,也能将10种离子区分开。Comes等[56]用含纳米结合袋和染色剂的中孔固体材料应用于水中磷酸根的检测,对磷酸的选择性好,检出限低于1×10-4 molL。2011年,本研究组[57]构建指示剂取代法传感器阵列,对宽浓度范围内多个浓度的Cl-, Br-和I-进行了准确区分。随后,本组[58]采用类似方法构建传感器阵列,对浓度为污水排放标准或饮用水标准的10种阴离子进行了有效区分,且可部分用于真实水样的测定。

3.3.3有机小分子的检测由于存在水的潜在干扰,水溶液中有机化合物的识别具有一定的挑战[59]。光化学比色传感器阵列成功地应用于水溶液中有机小分子的检测,如羧酸[60],胺类[61],诺氟沙星[62]等。Greene等[63]将分子印迹聚合物与指示剂取代法相结合,构建传感器阵列,成功用于7种胺类的区分。Zhang等[59]选择了3类指示剂:与路易斯碱作用的含金属离子的指示剂;与布朗斯特酸碱作用的酸碱指示剂,以及反映偶极变化的指示剂,并用这些指示剂构建了含36个基本单元的传感器阵列,用于水溶液中多种有机物的区分。该传感器将疏水指示剂固定到疏水膜上,因此不受溶液中盐浓度、离子强度以及强亲水物质的影响,已应用于20余种有机小分子的检测,即使结构非常相似的物质也能被区别开。

3.4混合物的检测

对于混合物的检测,传感器阵列模仿哺乳动物的嗅觉味觉系统,通过众多传感器单元与分析物之间的复合响应,而对各个混合物进行区分。传统的混合物分析方法是通过联用色谱、质谱等技术,对混合物中的各种成分进行逐一分析。对于成分复杂的混合物,这种方法往往耗时较长,且鉴于分离材料的局限,很难将所有成分逐一解析。很多情况下(如产品品质控制),对混合物进行分析,目标并不是分析混合物中的每种成分,而是比较几种混合物之间的差别或者监测混合物发生的变化。传感器阵列不能对混合物中每种成分进行鉴别,但却能很好地应用于这种评估。光化学比色传感器阵列在食品和饮料的质量控制方面已广为应用,如不同香型白酒的鉴别[64],不同品牌啤酒的区分[65],肉类新鲜度的检测[66,67]等。Zhang等[68]将25种商品化的指示剂固定到疏水膜上构建传感器阵列,成功用于14种软饮料的区分,并且能分辨出经脱气和稀释过的软饮料。Musto等[69]用有机硅烷将指示剂固定,然后固载到多孔疏水膜上,构建传感器阵列,用于大量天然和人工甜味剂的鉴别,多孔的固载材料使分析物和指示剂之间的反应加快,提高了反应效率。肉类在贮存、加工和运输过程中容易受外界环境和微生物等影响,而产生腐败变质,使品质下降,其新鲜度水平的评定非常重要。Huang等[66]将9种指示剂固载在反相硅胶板上构建传感器阵列,用于鱼肉新鲜度的评估。采用顶空方式,将传感器阵列暴露在不同新鲜度鱼肉中,根据传感器阵列暴露前后的颜色变化对鱼肉新鲜度进行分析,该方法也可用于高蛋白含量的其它食物的分析。

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