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中国合成生物学研究现状论文

发布时间:2024-07-06 07:01:42

中国合成生物学研究现状论文

生物医药产业近年来引起世界各国的高度重视,我国也把生物医药产业作为重点发展的支柱性产业,从政策和规划上积极进行扶持。下面是我为大家整理的生物医药论文,供大家参考。

合成生物学在医药中的应用

生物医药论文摘要

摘 要:合成生物学是在项目学理论的带领下,对天然生物体系从头开展策划以及整改。并且策划同时制造新的生物部件、模式以及体系的全新科目。合成生物学是自然科目前进到一定程度形成的新学科,同时在医药方面已获取了明显的成就。 文章 综合讲述了在项目细胞使用合成生物科目方式研究出了能够抵抗疟病的治理药物的前身青蒿二烯,抵抗癌症的药物前身紫杉二烯,还有脂肪醇、酸以及高级醇的生成方式等探索进步。除此之外,有的关键的合成生物学有关 措施 ,在很大程度上加快了项目细胞的重新组合以及演化,为建筑运用于制造范畴的新效用细胞供应便利适用的东西。

生物医药论文内容

关键词:合成生物学;基因模块;医药

引言

最近几年,合成生物学发展的速度有了很大程度的提升,慢慢的造就了特征明显的探索实质以及运用范畴。其探索实施关键包含:(1)新生物原件、构件以及体系的策划和建筑。(2)对现在拥有的、自然的生物体系开展从新策划。二零零九年美国医学部门的带领下组建了一支由十二支社会各界学士构成的IDR小组,研究合成生物科目的前进朝向以及多科目交叉状况。认为合成生物科目是集电脑、物理、工程以及生物等科目一起进行研究交叉的科目,能够经过重组生物运用在环境、药物、民众健康、资源等部分。

合成生物科目是项目学以及生物科目一起前进到一定程度形成的。人类基因体和很多形式的生物基因体测定未知序列的完成,还有很多的后基因体作业,促进累计的生物学资料出现了天文级。但是,现在拥有的资料挖掘当时依旧限制于对生命特征的深层探索,很难对生命的内在工作样式开展探索分析。合成生物科目就在这种环境下形成,经过从下到上的建筑生命行为,按照其独具的角度解释生命,为理性策划以及革新生命供应了基础。最近几年,基因体测定未知序列以及合成单位已经在全球范畴内普遍建立,供应品质优、价格低的服务。优异的基因体测定未知序列以及合成措施推动合成生物科目策划新生命组合以及建筑功效细胞更简单。

最关键的是,人类身体健康情况、资源、条件等范畴的巨大需要也推动着合成生物科目的快速前进。把基因部件按照项目的需求,有机从新组建整合在一起,就出现了效用基因模式。在加上对现在已经拥有的生物网络的使用,并且引进新的效用基因模式,表明天然细胞不可以合成的物品,在合成部分已经有了很大程度的前进。现在我们解析一下在药物范畴内使用的合成生物科目

1 青蒿二烯的生物合成

杰伊?科斯林在项目细胞中制造出抵抗疟疾的前身青蒿二烯的探索作业实在经典。在产生青蒿二烯合成方式的重要新基因资料后,科斯林团队在二零零三年在大肠杆菌中胜利的研究出了制造青蒿二烯的另一种方式。这种合成方式划分为两种形式。第一种形式是在Acetyl-CoA为出发点,通过甲瓦龙酸来制造IPP。这就摆脱了大肠杆菌本来的G3P以及乙酰甲酸为前身制造的异戊二烯焦磷酸方式,能够使细胞代谢经过新方式形成异戊二烯焦磷酸分子,为下游制造方式供应足够多的底物分子。第二个形式就是从C5的异戊二烯焦磷酸为出发点,通过异戊二烯链拉长方式形成C15的FPP,最后在ADS酶的功用下制造青蒿二烯,最高形成量能够达到一百二十二毫克每升。上下游模式都是来源于真核生物中的代谢方式,把其密码改善同时从新构筑在原核生物大肠杆菌内,同时胜利制造想要得到的物品,开拓了制造生物的新方式。

2006年,Keasling小组又以酵母菌为宿主,通过对内源的乙酰辅酶A到FPP途径的关键基因进行上调或下调,同时引入基因优化过的外源模块,成功实现了产物青蒿二烯产量的稳步提高。对内源基因上调的方式有两种,其一是增加基因拷贝数,如tHMGR酶的基因,其二是通过转录因子来上调基因表达量,如ERG系列的基因。对内源基因的下调则是采用基因敲除的 方法 。通过对合成路径涉及基因的一系列微调,使产量达到153mg?L-1,是以往报道的二烯类分子产量的500倍。

在此基础上,研究小组又设计了人工蛋白支架(synthetic protein scaffolds),对大肠杆菌内已构建的上游模块:从乙酰辅酶A到甲羟戊酸的合成途径进行了优化。三个反应酶AtoB,HMGS,tHMGR通过蛋白支架以不同分子数比例捆绑在一起发挥作用,解决了中间代谢物积累造成的合成效率降低以及对宿主的毒副作用问题。具体机理是将高等动物细胞中的配体受体作用关系引入到大肠杆菌中,将配体分子的基因序列与模块中的反应酶基因融合表达,从而将受体分子以不同分子数连成一串,构成柔性支架。由于脚手架内各个受体分子间由一定长度的多肽连接,就避免了因多个配体受体结合造成的空间位阻问题。在反复实验与调试后,研究小组发现三个酶分子以1:2:2的比例连在一起作用效果最强,产量达初始值的77倍,约5mmol?I-1(740mg?L-1)。

随着后期工业化发酵,研究小组又发现来自酵母的外源基因HMGS和tHMGR表达的酶不足以平衡外源代谢流,成为瓶颈反应。他们以金黄葡萄菌中的相关酶基因进行替换后,青蒿二烯产量立刻增加一倍。通过与工业发酵过程优化的结合,作为工业产品的青蒿二烯最终产量高达。合成生物学成功用于重要药物的合成,引起了广泛关注。

2 紫杉二烯的生物合成

Gregory Stephanopoulos的科研组织在二零一零年时在大肠杆菌中胜利完成了抵抗癌症药物的前身紫杉二烯物质的合成。这是在这个科研小组在萜类生物代谢方法和大肠杆菌细胞细微调节的长时间探索中获取的成效。科学组织把内在的过氧化二碳酸二异丙酯合成方式定位上游模式,把之后合成紫杉二烯的方式定位成下游模式,其作业也关键聚合在怎样对上下游模式开展微调。因为假如只顾上游,肯定会导致中间代谢物的消耗,并且形成中间障碍;但是如果下游经过量太多就会浪费很多的酶分子,增加了细胞表述负荷。

研究小组采用改变质粒拷贝数和启动子强度的方法对上下游通量的比例进行了微调。通过对已有文献的整合以及自己的测试工作,研究小组确定了三种质粒pSCl01,p15A,pBR322的拷贝数分别urNorphadicnc为5,10,20,而整合入基因组中的基因拷贝数相当于1。三种启动子Trc,T5,T7的相对强度分别为1,2,5。通过这几种质粒和启动子的组合,使上下游模块的通量比例发生变化,再检铡含有不同通量比例的细胞内的产物产量。在此过程中,模块内部基因是单顺反子还是多顺反子表达形式也影响产量变化,即多个基因是在一个启动子后表达还是在各自的启动子后表达。经过一系列微调与组合后,具有最优性状的菌株目标产物的产量高达(1020±80)mg?L-1,实现了对碳代谢流的高效利用和协调。同时,通过蛋白质工程的手段对细胞色素P450氧化还原酶进行改造,在工程菌中首次成功异源表达。

3 展望

合成生物科目根据项目学原理为指引,对现在拥有的、天然具备的生物体系从头策划以及整改,并且全力对策划合成出新的生物部件、模式以及体系努力。特别在使用部分,合成生物科目建筑的人工生物体系能够在制成关键生物品种、呵护人类身体等部分有主要的前进空间。现在合成生物科目的探索成就主要使用在医学方面,将来在别的行业范畴内也肯定会有引人注目的成就出现。总而言之,合成生物科目拥有普遍的运用前提以及强有力的措施撑持。

我国生物医药产业发展研究

生物医药论文摘要

【摘要】生物医药产业是由生物技术产业与医药产业共同组成。本文分析了当前国内外生物医药产业发展状况,分析医药产业发展中存在的问题,并且着重调查生物医药产业发展的基础及发展中存在的不足,寻找对策,在生物医药产业发展的过程中实现“四个化”,促进生物医药产业快速稳步地发展。

生物医药论文内容

【关键词】生物医药发展对策

一、国内生物医药产业发展现状

1986 年我国正式实施“863 计划”,生物技术被列为包括航空航天、信息技术等7 个高技术领域之首。政府在生物技术的研发和产业化发展的过程中给予了一定的优惠和扶持;国内各大企业为生物技术产业投入了大量资金;我国金融界也积极参与生物技术产业的发展,许多有实力的公司进行了生物技术开发,并且从金融市场融资从事生物技术研究和产业化。目前全球正处于生物医药技术大规模产业化的开始阶段,预计2020年后将进入快速发展期,并逐步成为世界经济的主导产业之一。

1、产业政策倾力扶持,高度重视生物医药产业发展

我国政府把生物医药产业作为21世纪优先发展的战略性产业,加大对生物医药产业的政策扶持与资金投入。“十五”规划明确提出“十五” 期间医药的发展重点在于生物制药、中药现代化等。国家对生物医药产品的开发、生产和销售制订了一系列扶持政策,包括对生物制药企业实行多方面税收优惠、延长产品保护期和提供研发资金支持等。同时, 国家为加强行业管理,对生物医药产品的研制和生产采取严格的审批程序,并针对重复建设严重这一情况,对部分生物医药产品的项目审批采取了限制家数的措施,以确保新药的市场独占权和合理的利润回报,鼓励新药的研制。2007年国家发改委公布了《生物产业发展“十一五” 规划》,该《规划》在组织领导、产业技术创新体系、人才队伍、投入、税收优惠政策、市场环境等方面制定了相关政策措施保障生物产业的快速发展, 因而对生物医药产业的发展意义重大。

2、生物医药产业化进程明显加快,投资规模与市场规模迅速扩张

自20世纪80年代中期以来,在国家以及地方各级政府政策的大力支持下,生物医药产业在我国蓬勃发展,国家经贸委的有关资料显示:1998年以前,我国对生物医药技术开发的总投资累计约为40亿元,自1999年开始,国家明显加大了对生物医药的投入力度,平均每年达20亿元左右,2003年这一投入达到60亿元,极大地促进了生物医药产业的发展。在生物医药产业相关优惠政策的作用下,国内一些生物医药企业通过自有资金和银行贷款两种 渠道 获得了大量的资金,用于研发新产品。目前我国从事生物技术产业和相关产品研发的公司、大学和科研院所达600余家,其中注册的生物医药公司有200余家,具备生产能力的有60余家(其中的48家已取得生产基因工程药物试产或生产批文)。

3、初步形成了以上海张江,北京中关村等为代表的医药产业集群

在生物技术产业迅猛发展的浪潮推动下,经过多年的发展和市场竞争,加上政府不失时机地加以引导,我国生物技术、人才、资金密集的区域,已逐步形成了生物医药产业聚集区,由此形成了比较完善的生物医药产业链和产业集群。如由罗氏、葛兰素一史克、先锋药业等40多个国内外一流药厂组成的侧重于基因研究,化合物筛选和新药开发的张江药谷产业集群;拥有诺和诺德制药公司和8个生物科技国家863项目的北京中关村生命科学园区;侧重于生物制药、特别是遗传工程药学的深圳生命科学园区等。这些产业集群聚集了包括生物公司、研究、技术转移中心、银行、投资、服务等在内的大量机构,初步形成了产业群体(药厂),研究开发、孵化创新、 教育 培训、专业服务、风险投资6个模块组成的良好的创新创业环境,对扩大生物医药产业规模、增强产业竞争力作出了重要贡献。

二、国内生物医药产业存在问题

1、投资模式不利于生物制药产业的发展

国际医药产业巨大的经济效益来源于创新,发达国家现代生物医药产业都拥有自己实力雄厚的研究机构,通常每年投入的经费占全部销售额的10%一20%,而美国每年用于研究开发生物药品的投人占总投资额的 60%~70%。每个大型医药公司都有自己“拳头产品”,单个产品的年销售额就可达十亿至几十亿多元。公司拥有这些产品的知识产权,国家给予专利保护,产占可以在10 年或更长时间内独占市场,一个产品就可赢得丰厚的利润,再从利润中拿出巨额资金投入研究开发新的具有知识产权的创新药物,周而复始形成良性循环。

从美国生物制药发展模式来看,技术力量雄厚的专家型小生物技术公司进行技术开发与创新,大制药公司通过战略联盟实现生物技术的产业化,风险投资为生物技术开发提供资金支持,这三种力量的有机结合是生物制药产业良性发展的关键。而从目前我国生物制药产业模式来看,主要通过购买技术实现生产,风险投资机制不足且资金太少,另外技术创新力量薄弱。因此,生物技术产业很难形成气候。

我国的医药企业规模小而分散,大多不具备技术开发与创新能力,生产的产品基本是引起仿制产品,重复开发投资现象也非常严重,恶性性竟争必然带来效益低下的状况。我国药品进口额呈逐年上升趋势,三资企业产品销售额也在逐年增长,一份国外研究 报告 中指出:“如果政府不干预,中国的医药市场将在5 年内完全被国际医药大公司操纵。”

2、低水平重复研究、重复建设严重,市场竞争非常激烈

生物技术产品的广阔前景和丰厚收益吸引了国内众多企业加人开发,但其中多数是仿制国外的,品种少,厂家多,在同一水平上重复建设投资。例如,研制rhuG—CSF 的就有18 家公司。据统计,仅1996-1998年,获卫生部新药批准文号的厂家,重组人白介素一2(l—2)的有10 家,重组人促红细胞生成素(EPO)的有10 多家。如此势必造成资源浪费、竟相压价、市场混乱的局面。更由于一些企业缺少产品 市场调查 分析,造成大量产品堆积,以致投资价格很高的成套流水线设备利用率很低,有的年使用率低于一个月。价格战反过来造成产品质量下降,假劣产品充斥市场。消费者对国产生物技术产品信任度低,而宁愿使用昂贵的国外进口制品。

3、科研和产业脱节现象仍较为严重

在我国科研单位研究目的是为跟进国际先进科技的发展,研究方向过多集中于对几个热门品种上游技术的开发,而能够实现产业化的项目很少,在国外,科研成果完成后,落到企业的研发中心进行进一步孵化,形成技术工艺后再规模化生产,在我国两者严重脱节。缺少有科学头脑的企业家和有技术开发能力的企业将研究成果转变为生产,大大阻碍了产业化发展。

4、开拓市场能力低

由于产品生产工艺水平和经营手段落后,国内市场将面临进口药品的冲击。具体表现为:一是对国外市场开拓不够,许多企业的市场定位不准;二是开发市场的投入量不足;三是生物药品良好的临床效果虽得到医务人员和患者的肯定,但其售价相对偏高,消费能力不足。因此,我国需要进一步加大对生物制药产业的资金与投术投人,并深化科研成果产业化的机制改革,在这一过程中,尤其要发挥资本市场和凤险投资公司的积极作用。

三、加快我国生物医药产业发展的对策建议

我国生物技术药物的研究和开发起步较晚,直到20世纪70年代初才开始将DNA重组技术应用到医学上,但国家高度重视生物产业发展把生物技术产业作为21世纪优先发展的战略性产业,加大对生物医药产业的政策扶持与资金投入。2006年国务院出台的《国家中长期科学和技术发展纲要(2006一2020年)》指出,未来15年,中国要在生物技术领域部署一批前沿技术,包括靶标发现技术、动植物品种与药物分子设计、基因操作和蛋白质工程、基于干细胞的人体组织工程和新一代工业生物技术等。这一部署无疑为中国生物制药的发展指明了方向。一位参与“十二五”医药产业专项规划的专家组成员透露:在正在制定的专项规划中,生物医药产业和产业升级将成为未来3年发展的重点方向。专项规划把生物医药产业发展和产业升级作为“十二五”医药产业的重点,要求追踪生物医药前沿技术,占领生物医药产业制高点。

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最新突破2010年,在美国文特研究所,由克雷格·文特(Craig Venter) 带领的研究小组成功创造了一个新的细菌物种——“Synthia”。他们将Mycoplasma capricolum(细菌A)的细胞核消除;将M. mycoides(细菌B)的DNA序列解码并拷贝到电脑中。然后通过人工合成的方法(形象地说,就是用基因打印机把这个DNA序列打印出来),将细菌B的DNA重新制作出来并添加到细菌A的细胞中并激活它。克雷格还在这条新的DNA中加入了“水印”(就像他们的电子邮箱地址),以便于日后的辨认与区分。“水印”的作用是让重新获得DNA的细胞A有制造蓝色色素的能力,由于原始的细胞A不具有产生色素的能力(所以是白色的),新合成的细胞A会很容易被辨认出来。于是,在花费了40,000,000美元和15年的等待后,2010年5月20日,吉布森(Gibson)和他的同事们在文特研究所宣布,世界上第一个由纯人工合成创造的细菌物种诞生了。这一“验证理论”的实验结果为众多正在探讨和进行类似项目研究的科学家们打了一剂定心针,因为克雷格证明了人工创造物种的可能性与实践性 。与传统生物学通过解剖生命体以研究其内在构造的办法不同的是,合成生物学的研究方向完全是相反的:它是从最基本的要素开始一步步建立零部件。重塑生命,这正是合成生物学这一新兴科学的核心思想。该学科致力于从零开始建立微生物基因组,从而分解、改变并扩展自然界在35亿年前建立的基因密码。此外,还可以通过人工方式迫使某一细菌合成氨基酸。合成生物学是基因工程中一个刚刚出现的分支学科,它吸引了大批的生物学家和信息工程师致力于此项研究。人类正在设计并构建一些可以按照预定方式存在的生命体系。在有些情况下,它们是依靠人工开发的基因密码运行的,因此它们具备了某些自然机体不具备的能力,美国马萨诸塞州技术研究所合成生物学小组负责人德鲁·恩迪解释说。与基因工程把一个物种的基因延续、改变并转移至另一物种的作法不同,合成生物学的目的在于建立人工生物体系,让它们像电路一样运行。与传统生物学通过解剖生命体以研究其内在构造的办法不同的是,合成生物学的研究方向完全是相反的,它是从最基本的要素开始一步步建立零部件。“所谓合成,就是由我们建立各个活的部件,是逆自然世界的一个过程”。研究合成生物学的科学家们预言,合成生物学的成功将意味着科学的极大进步。美国加利福尼亚大学蛋白质研究工程师温德尔·利姆认为,合成生物学通过修复细胞功能、消除肿瘤、刺激细胞生长和使某些决定性细胞再生,实现治疗各种疾病的目的。一些专家提出应该制造一个配备有生物芯片的细胞机器人,让它在我们的动脉中游荡,检测并消除导致血栓的动脉粥样硬化。还有一些研究人员认为,运用合成生物学还可以制成各种各样的细菌,用来消除水污染、清除垃圾、处理核废料等。恩迪还提出,可制造一种生物机器用来探测化学和生物武器,发出爆炸物警告,甚至可以从太阳中获取能量,用来制造清洁燃料。但是也有一些谨慎的研究人员认为,合成生物学存在某些潜在危险,它会颠覆纳米技术和传统基因工程学的概念。如果合成生物学提出的创建新生命体的设想得以实现,科学家们就必须有效防止这一技术的滥用,防止生物伦理冲突以及一些现在还无法预知的灾难。2002年,纽约大学的病毒学家埃卡德·维默尔宣布他和他的研究小组从生物技术公司购买了DNA短小片断,并在DNA合成公司的协助下将它们连接起来,制造出了人工合成的脊髓灰质炎病毒。这项研究的成功让维默尔完成了一项前人从未完成的工作。但他同时向人们发出警告,生物恐怖主义分子完全有能力制造出致命病毒,例如埃博拉病毒、天花病毒以及一切目前人们拥有的药物均无法消灭的病毒。毫无疑问,在科学家的理解中,细胞是自然界进化魔杖的完美设计,而合成生物学正是这一概念的逻辑推论。尽管科学家们在合成生物学方面做的各项研究和实验还处于初级阶段,但这项前沿科学一定能够给人们带来惊喜,无论这样的惊喜是好是坏。

语音合成国内研究现状论文

文语转换系统的目的是将文字的输入自动地转换成语音输出,它在信息发布系统、语音应答系统、电子邮件中的语音服务、文稿校对系统以及残疾人语音辅助等许多方面有很大的应用前景。我国对汉语文语转换系统的研究发展迅速,已有许多单位先后研制出汉语文语转换系统。由于汉语的复杂性,使得现有的汉语语音学规则不够完善和精细,目前以此为基础开发出来的汉语文语转换系统的语音质量与实际应用要求还相差一段距离。本文针对现有汉语文语转换系统所存在的核心问题,从完善汉语的韵律规则展开研究工作。本文与传统的研究方法不同,将数据挖掘技术应用到汉语的韵律规则研究上。数据挖掘是从数据库中发现新的有用知识的过程,现已发展了很多数据挖掘算法,神经网络是其中的一种。本文以神经网络作为核心算法,开发了一个基于语音数据的数据挖掘系统—SpeechDM,并用SpeechDM系统对汉语中二字词的声调变化进行了研究,初步寻找出更精细、更可用的声调变化规则,为开发高质量的文语转换系统打下了基础。本文主要包括如下几方面的内容:1.介绍了语音合成的历史与背景,并介绍了汉语语音合成的发展及汉语韵律规则的研究现状。

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中国药物化学研究现状论文

高等中医药本科 教育 中药学专业设置标准是规范中药教育的重要文件,编制该标准是中医药教育的一件大事,它的制订为保证本科中药学专业教学质量和中药教育的评估提供了依据,对规范中药专业的办学标准,促进本科中药学专业的健康和持续发展具有积极的意义。下面是我为大家推荐的本科中药学论文,供大家参考。

本科中药学论文 范文 一:不同厂家卡马西平片溶出度考察

摘 要 :一种快速的,有选择性的,灵敏度高的反向高效液相色谱法同时测定血浆样品中奥卡西平,其主要代谢产物(单羟基和双羟基卡马西平),拉莫三嗪,卡马西平和卡马西平-环氧丙烷的 方法 已实现。

在固相色谱柱(SPE)上提取得到被分析组分,在Zorbax SB-CN 柱上实现色谱分离。 在紫外吸收波长为214nm下,该色谱峰面积比用于定量分析。这高效液相色谱法已成功的用于对我们研究所中癫痫患者得血药浓度监测的日常评价,以及用于关于病人由于药物诱导或抑制OXC代谢产生治疗效果的药代动力学研究。

关键词:奥卡西平;代谢物;HPLC;监测

1. 前言

奥卡西平(OXC),10酮基卡马西平(CBZ)衍生物,是一个比较新的抗癫痫药物,其作用机制与适应症与卡马西平相似。口服给药后,OXC被胃肠道完全吸收,迅速且几乎完全(96%-98%)得降解为药理活性代谢物单羟基衍生物(MHD)。MHD主要通过与葡萄醛酸结合而代谢,另外一小部分MHD被氧化成二羟基衍生物(DHD)。DHD是一个无药理活性得代谢物,同时也参与了卡马西平的代谢途径。(图1.)

OXC可以作为单一疗法以及与其他AEDs(抗癫痫药物)联合的多疗法,如拉莫三嗪 (LTG),丙戊酸(VAL),托吡酯(TPM)的和非班酯(FBM)。我们研究所的癫痫患者通常用CBZ或OXC与LTG等其他抗癫痫药物联用进行治疗。虽然目前没有数据显示,OXC血药浓度监测对癫痫患者的药物治疗有用,药物诱导或抑制的相互作用清楚得表明,对照LTG[2,3]可被视为一个理由,对可能会由于OCX相互作用而进行仔细的监测。另一个原因是实施一分析程序的同时测定LTG,CBZ,CBZ 10,11-环氧化物(CBZ- epox),OXC和其主要代谢物而不受其他目前

相关的药物(如苯妥英,乙琥胺,非班酯 , 苯巴比妥和丙戊酸)干扰,可以不需要改变分析程序时,药物在不同的样本中测试会改变。这样可以节省双方的时间和金钱。

HPLC-UV方法目前用于OXC治疗药物监测(TDM)的做法也只是分析这种药物和它的代谢产物[4,5][1];有些是反向选择[6,7],并要求昂贵的手性柱和长度的分析倍。

由于OXC与CBZ有一个化学结构和性质很相似,Lensmeyer[8]提出的操作程序是目前HPLC法发展的出发点。不过,我们决定要修改方法,因为lensmeyer的分析程序不允许量化LTG和DHD ,因为这两个组分是一起洗脱出的。

2. 材料与方法

标准

OXC,MHD和DHD由Novartis Pharma (Basel, Switzerland)友好提供;LTG由

GlaxoSmithKline

(Verona, Italy)提供;CBZ, CBZ-epox, and cyeptamide (CYE)购自Sigma-Aldrich (Steinheim, Germany). CYE,CBZ储存溶液(1μgμl),在-80℃下储存,CBZ-epox and LTG 制成甲醇溶液,MHD和DHD溶于去离子水中,OXC溶于丙酮中,丙酮醇流动相包含CBZ, CBZ-epox, OXC, MHD, DHD 和

LTG,内标物溶液(100ngμg-1), 水/乙腈(3/1)制成。

试剂与萃取剂

所有溶剂为HPLC等级:乙腈和醋酸购自Merck (Darmstadt,Germany); 甲醇来自Carlo Erba (Milano,Italy); 醋酸铵和三乙胺来自Sigma-Aldrich (Steinheim, Germany).固相萃取柱(SPE)Isolute C8柱(EC)含有200毫克的稳定相,并以3ml容积规格购自StepBio(Bologna, Italia).在Milli-Q Plus 的试剂级别的给水系统中的水是去离子的,过滤且净化的,来自Millipore (St. Quentin, France).

色谱条件

HPLC系统包括一个126溶剂传递装臵模型(Beckman Instruments, Berkerley, CA),一个LC 295 UV-VIS 模型(Perkin Elmer, USA),设在214nm,与一个406接口单元模型(Beckman Instruments, Berkerley,CA)连接,用于一个GOLD色谱工作仪(version 6) (Beckman Instruments).

色谱分离分别采用一个Zorbax SB-CN柱Hewlett Packard (USA), 250mm× .,粒子大小5m,一个保护柱LichroCART 4-4 RP-8, 5 m (Merck, Darmstadt, Germany)被连接到保护分析柱上。柱子和前臵柱分别被设在50℃的恒温箱中(Jones Chromatographic,USA)。流动相由水/乙腈/甲醇/乙酸/三乙胺(体积比为725/150/125/1/)混合,超声脱气Branson (USA)。流动相PH用乙酸调整为以获得LTG与DHD峰的完全分离(图2)。流速设为12mlmin。 制备标准品和对照品

标准品和对照品包括CBZ,CBZepox,OXC, MHD, DHD, 和LTG添加已知含量的分析物于空白血浆中。他们包括每批患者的样本。

样品制备

我们结合含30μl CYE(.)(100ngμl-1)的500μl 血清和500μl饱和的醋酸铵溶液。混合后,样品被转移至含3ml甲醇的萃取柱,然后3ml水洗。在用3ml水洗萃取柱后,样品将在3ml甲醇中被洗脱出来。然后在40℃的氮气流通下蒸发有机相,残留物用200μl水/乙腈(3/1)溶解,然后取50μl注入到HPLC系统中。 -1

3. 结果

选择性

用上述的色谱条件我们可靠地将六个组分与内标物分离。色谱性能良好,使所有物质峰形与合适的保留时间有效。在一个干扰研究中,提取空白血浆与抗癫痫药物或内标物共同洗脱得到了一个游离的峰。(图.3.)在对病人的多药疗法中,非班酯,加巴喷丁,托吡酯,乙拉西坦和乙琥胺在这过程中不被提取,因为它们不断地离解。丙戊酸酸和苯妥英分别提取,而不是共同与有趣的组分被洗脱出来。苯巴比妥( Pb )和MHD是共同洗脱出来的。因此,在有PB和OXC9(和MHD)存在时,样品用盐酸(1N)和乙醚预处理。在SPE程序允许PB通过并进入有机相并在此后从水相中柱提取其他组分前进行样品酸化。

线性

我们的线性方法检查是通过三份标准品分析的,在范围为μgml的CBZ,μgml的CBZ-epox,μgml的OXC,μgml的MHD,μgmlDHD 和μgml-1的LTG是优良的。(图.4.)

回收率

提取回收率(在五种不同浓度下评价以及在相同浓度下对血浆样本提取物和未提取标准物的 4 -1-1-1-1-1

峰面积比较评价)很好。OXC为,MHD为,DHD为为,CBZ-epox为,LTG为。

限量

在信噪比3:1下,限量为OXC(μgml-1),MHD(μgml-1),DHD、LTG、CBZ和CBZ-epox(μgml)。

日内和日间精密度与准确度

在三个不同浓度下,范围为OXC(μgml-1),MHD和CBZ(1-20μgml-1),DHD,CBZ-epox和LTG(1-10μgml-1),制备五组质量控制样品。相同的提取样本跑了三次后计算日内准确度,在连续四天分析后计算日间准确度。(表 1)对于所有组分,由变异系数(CV)确定的日内和日间精密度低于6%。

4. 讨论

这项研究的目的是如何用HPLC-UV法同时测量联合用CBZ或OXC与LTG和其他抗癫痫药物进行治疗的癫痫患者的血浆中CBZ,OXC和它们的主药代谢产物及LTG。该法适用于用这些药进行单一或多疗法的病人。我们选择SPE样品前处理,因为这种技术比起液液萃取能获得回收率高且更洁净的样本。

该法非常灵敏且其重现性非常好,用高效液相色谱技术,再加上紫外检测允许同时测定人血浆中三种抗癫痫药物(OXC,CBZ和LTG)和它们的主药代谢物(MHD,DHD和CBZ-epox)。在我国实验室经过数月的例行评价这种方法,我们结论是,它对这些药物的TDM有用处。通过使用这一程序,提取不需要超过30分钟,色谱分离只需时17分钟,且色谱系统呈现长期的稳定性;在进行1200次分析后,色谱分离才变差(宽峰和低分辨率)。

参考文献:

[1] Flesh G. Overview of the clinical pharmacokinetics of Drug Invest 2004;24(4):185–203.

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本科中药学论文范文二:裕丹参不同播期育苗比较研究

摘 要 目的:本研究以河南方城裕丹参为材料,探讨裕丹参育苗的最佳播种时期,以期为当地裕丹参的规范化生产提供一定的理论依据。方法:采用大田试验的方法,通过对不同播期间的株高、根长、折干率等方面进行比较研究,探讨不同播期对丹参育苗生长发育的影响。结果:发现播期2(即6月28日播)的丹参发育最好。结论:6月28日左右为该地区丹参育苗播种的最佳时期。(注意黑体内容的变换)

关键词: 丹参 ;播期;育苗

1 文献综述

丹参概述

植物形态

丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge.)为多年生草本植物,茎高达80cm,叶柄及叶轴均被长柔毛,羽状复叶对生,小叶3~5(7)卵形或椭圆状卵形,长,

两面疏被柔毛。轮伞花序为假总状,花序轴和花萼密被腺毛和长柔毛;花萼钟形,长约11mm;花冠紫蓝色,长20~27mm,冠桶内具斜向毛环,下唇中裂片宽偏心形,药隔下臂先端连合,药室不育。子房4深裂,花柱着生于子房底,小坚果椭圆状倒卵形,花期4~6月,果期7~8月。

生境与习性

野生丹参生于山坡林下、草丛或溪谷旁,海拔120m~1300m。产于河北、山西、陕西、山东、河南、江苏、浙江、安徽、江西、湖南、及四川。适应性强,喜气候温暖湿润、阳光充足的环境。春季地温10℃时开始返青,在气温低的地区,植株生长发育不良,幼苗出土亦慢,温度20℃~26℃相对湿度80%时生长旺盛,秋季气温降至10℃以下时,地上部分开始枯萎。丹参耐寒,在北方能露土越冬,根在-15℃的情况下可安全越冬。为深根植物对土壤要求不严,但以疏松肥沃的沙质壤土生长良好。中性、微碱性的土壤最适宜 种植 ,粘土排水不良易烂根。

丹参的应用历史和药用价值

我国应用丹参历史悠久。始载于东汉的《神农本草经》“主心腹邪气,肠鸣幽幽如走水,寒热积聚;止烦渴,益气。”被列为上品。北魏《吴普本草》载:“治心腹痛。”表明丹参自古用于热证和肠鸣,泻肠内积聚物和腹中之邪气。列为上品表明它无毒副作用并作清补之用。以后随着中医实践的发展,人们逐渐转向丹参可养血、调经、安神并可治风邪热证。

明代《本草纲目》载“活血、通心包络、治疝痛”按《妇人明理论》云:“四物汤治妇女病,不问产前产后经水多少,皆可多用,唯一味丹参散主治与之相同,盖丹参散能宿血,补新血,安生胎,罗斯泰,止崩中带下,调经脉,其功大类当归、地黄、芍药之故也。”清代《本草逢源》记有:“丹参本经治心腹邪气,肠鸣幽幽如走水等疾,皆积血内滞而化为水之候,止烦漫益气者,淤积去而烦漫愈,正气复也。”即在《神农本草经》对丹参描述的基础上,进一步强调了丹参在活血化瘀、养血、安神、调妇人经血、止崩带下及治疗肿瘤的功效,并记述一味丹参散即可用于治疗妇科疾病。

现代科学研究和临床表明:丹参可治疗迁延性和慢性肝炎,血栓闭塞性脉管炎,迁延性肺炎,慢性肾功能不全等。目前丹参更是中医活血化瘀、调经、安神、止崩带下与抗菌消炎的一味常用良药。《中华人民共和国药典》2005版归纳丹参的功效为祛瘀止痛,活血通经,清心除烦,主治“月经不调,经闭痛经,症瘕积聚,胸腹刺痛,热痹疼痛,疮疡肿痛,心烦不眠,肝脾肿大”。复方丹参滴丸,复方丹参注射液等就是利用复方治疗,主要用于心绞痛等冠心病。其中复方丹参滴丸(天津产)作为中成药于1997年12月被美国食品与药品管理局准许在美国进行临床研究,为丹参进入国际市场奠定了基础。

中药材GAP 与丹参的规范化种植

中药材GAP

中药材GAP是《中药材生产质量管理规范(试行)》(Good Agricultural Practice for Chinese Crude Drugs)的简称。其中GAP是Good Agricultural Practice的缩写,是由我国国家食品药品监督管理局组织制定,并负责组织实施的行业管理法规。该规范从保证药材质量出发,规范了中药材生产的全过程。其内容包括中药材的产前(产地生态环境:对大气、水质、土壤环境生态因子的要求:种质和繁殖材料;正确鉴定物种,种质资源的优化)、产中(优良的栽培技术 措施 ,要点是田间管理和病虫害防治),产后(采收与产地加工:确定适宜采收期及产地加工技术)包装、储藏、质量管理等全过程的系统原理,是一套完整的管理体系。

GAP针对植物药材、动物药材和矿物药材,以控制产品质量为核心以制定出科学的符合中药材社会化生产的标准操作规程(SOP)为手段,以实现中药材生产的优质高效为目标,以达到药材“真实、优质、稳定、可控”为最终目的。

中药材GAP 的实施及基地建设的意义

建立中药材的生产、采收、加工的规范标准,对于保证中药材产品以至中成药产品质量具有特别重要的意义。在中药现代化国际化进程中首先必须从中药材的质量抓起。中药材标准化是中药现代化和国际化的基础和先决条件。而中药材的标准化有赖于中药材生产的规范化。因为中药材是通过一定的生产过程形成的,药用植物的不同种植、不同生态环境、不同栽培和研制技术及采收、加工等方法都会影响药材的产量和质量,所以中药材生产是中药药品研制、生产、开发和应用整个过程的源头,只有首先抓住源头,才能从根本上解决中药的质量问题及中药标准化和现代化的问题 。

制定及实施GAP是促进农业产业化的重要措施。产业化不仅仅是制药企业和医疗保健事业的需要,也是农业结构调整的一条道路。中药是我国医药 传统 文化 的组成部分,但是许多传统道地药材往往生长于经济不发达的偏远地区,长期以来约80%的常用药材主要依靠采挖野生资源来满足社会需求。长期采挖的结果导致资源枯竭,生态环境破坏。建设中药材生产基地是中药资源保护扩大再生和生态环境保护最有效的手段,也是持续供应中药材产品的根本途径。因此,通过对道地中药材品种、种质、产地土壤、气候、栽培、加工等的系统研究,开展规模化规范化人工栽培,可在保证药材质量的同时保护野生资源和生态环境,实现药材资源的持续利用。

中药材GAP实施的进展

2002年2月国家食品药品监督管理局(CFDA)发布了《中药材生产质量管理规范(试行)》(即GAP的认证)。2003年11月1日起,SFDA开始正式受理

中药企业GAP认证申请。继国内第一批中药材规范化种植基地通过GAP认证试点工作,GAP认证将开始在我国中药材种植行业作为自愿认证逐渐推广。2005年6月止,已有26家中药材生产企业种植的26个中药材品种通过了中药材GAP认证。如河南西峡山茱萸生产基地、山西商洛丹参生产基地、四川雅安鱼腥草生产基地、安徽阜阳板蓝根生产基地等。

丹参的规范化生产

1)种质资源(四级标题一律去掉)

张国兴等[1]从生态型出发,研究国产著名道地药材川丹参大叶型、小叶型和野生型品种资源特性。首次确立了川丹参的品种资源类型建立了丹参品种资源分型研究的性状和生产力特性指标体系。小叶型丹参为川丹参的优质高产新品种。郭保林等[2]通过不同产区的丹参样品进行RAPD分析将扩增条带用NTSY-pc和AMDVA软件进行数据处理。研究表明,丹参居群内遗传多样性十分丰富;山东和河南产的栽培居群栽培种源来自当地野生居群,尚没有进行人工选择,丹参酮A等成分减少的原因主要是栽培条件不理想;地区间居群的遗传分化不均衡,四川中江和河北承德居群与 其它 居群较远;丹参道地性的确定应当依据现代的优质药材评价系统,山东和河南产的丹参也可认为是丹参的道地药材。

2) 产地生态环境

伍均等[3]对四川中江县丹参产区生态环境和土壤条件进行了调查研究,结果表明:丹参主要栽培在该县西北部地山区海拔600m~900m坡地气候温暖湿润,主产土壤为中壤质的石灰性和中性紫色土。一般土壤有机质和氮钾属于中低水平,速效磷丰富;在微量营养元素中,有效铁、锰、铜充足,有效锌、硼普遍缺乏。黄志勇等[4]用GAP质控下栽培的中药丹参作为重金属内控标准物,经过不同实验室测试和不同市区稳定性测试的试验结果表明,丹参内控标准金属含量的数据准确可靠,稳定性好可作为丹参中药材重金属质量控制的参考标准,也可作为其它中药GAP规范管理中有毒元素的内部质量控制的参考标准。蒋传中等[5]报道:山西商洛是丹参的道地产区,其独特的地理气候条件特别适宜丹参生长;其大气、灌溉水质、土壤环境无污染,特别适宜建立丹参GAP基地。张国兴等[6]根据主产区高产丹参和低产丹参药材质量的差异性,研究了非地带紫色土区丹参土壤发生学特征值分子比率的特性。试验结果表明,紫色土发生学特征值是丹参生药产量及规格品质的中药土壤因素之一,土壤风化程度深浅与丹参产量密切相关。

3) 栽培技术措施

朱小强等[7]为解决丹参春栽出苗慢,出苗不齐,缺苗多,影响产量的问题。采用分根法春栽,地膜覆盖,对土壤温度、土壤养分、出苗时间与出苗率等因素进行了对比试验,结果表明地膜覆盖后的丹参生态效应十分明显,产量也明显高于

露地对照组。韩建萍等[8-11]利用盆栽和大田实验研究了施肥对丹参植株生长及有效成分的影响。实验结果表明:丹参移栽时作基肥的氮肥不能施用太多,否则会影响成活,苗期也会出现烧苗症状;生长中期可施用适量氮肥,以利于茎叶的生长,为后期的生长发育提供光合产物。氮:磷=1:1时,产量比对照提高了;氮:磷:钾=1:时,丹参素和丹参酮的总含量比对照提高和18%;总丹参酮的含量与丹参根的直径呈负相关,细根影响产量和外观品质,建议生产上应适当密植。刘文婷等[11]报道丹参的产量和其有效成分的含量均以20cm ×25cm的栽培密度为最佳,根产量以鲜重记可达163kg/亩。丹参素含量可达,丹参酮的含量可达。建议在进行丹参规范化栽培时可选择株行距为20cm×25cm的栽培密度。

影响药材质量的因素

商品药材的质量常有很大差异,为保证临床用药的安全、有效,必须要保证所用药材的质量。但是,影响药材质量的因素错综复杂,如物种的遗传基因、产地环境条件、栽培技术措施、采收、加工和贮藏等。其中物种的遗传因素、产地生态环境、栽培技术措施是影响药材质量的主要因素。研究影响药材质量的各种因素,找出它们对药材质量的影响的一般规律和特殊规律,进而实现对药材质量从生产、采收、加工、贮藏到应用全过程的动态调控,确保药材的安全、有效和质量的稳定均一。

裕丹参简介

方城古称裕州,盛产丹参,因品质优良、疗效显著,为别与其它产地丹参而冠以地名 “裕丹参”,裕丹参始于金、元,鼎盛在明、清。清《方城志》(康熙三十六年刊)载:方城疆域之广轮,盖同古裕州,星夜分之桐柏山淮水之上游 峰峦联络,溪涧环绕,野多陂陀膏腴,物产桔梗、丹参极佳,乃地道之帮,医崇之上。《名医别录》曰:“诸药所生,皆有境界, ……丹参生桐柏山川谷及太山,桐柏山乃淮水发源之山,非江东之桐柏也。”孔志云:“动植形生,因地舛生;春秋节变,感气殊功。离其本土,则质同而效异;乘于采取,则物是而时非,名实既虚,寒温多谬,施于君父,逆莫大焉。”为别丹参之良莠,好恶真伪,医者用之有据,故金代谓之“裕丹参”。

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11 刘文婷,梁宗锁,付亮亮等.栽植密度对丹参产量和有效成分含量的影响[J],现代中药研究与实践,2003,17(4):14~17.

12 王新军,朱小强,吴珍等.丹参播种育苗技术的试验研究[J],商洛师范专科学校学报,2004,18(1):87~89.

中药学是我国医学的一块瑰宝,中药学专业是中医药院校主要学科之一。下面是我为大家整理的中药学大专 毕业 论文,供大家参考。中药学大专毕业论文篇一:《中药学研究生培养模式的创新》 一、目前中药学科学学位培养模式的缺陷 本校作为中药学硕士专业学位国内首批授权点,从专业学位研究生的自身发展规律出发,制订了一整套培养方案,以热爱中医药事业,具备良好的专业素质和职业道德,系统掌握本学科基本理论和专业技能,具有较强的实践能力和创新精神,能结合实际工作发现问题、提出问题、分析和解决问题,胜任中药生产、质量评价与控制、新药研发、注册申请、流通管理、药物合理利用及社会服务等工作高层次、应用型的中药学专门人才为培养目标,更加突出了专业学位的应用型特色。但专业学位研究生对于中药学专业来说,毕竟是一个全新的事物。由于中药学专业学位在我国设置时间较短,人们对这两类研究生培养模式的差异性认识不够,造成培养过程中可能存在培养模式雷同等现象。具体而言,我国多数科学学位研究生单一导师制缺乏复合性;指导教师只负责研究生专业或研究方向,培养模式缺乏多样性;课程设置和教学方式僵化,缺乏灵活性;学术交流的范围有限,尤其缺乏国际性;研究生科研与社会需求脱节,缺乏创新性。传统模式使研究生培养与用人单位的需求脱节,造成研究生走出校门之后不能迅速融进社会,缺乏竞争力。 二、中药学硕士专业学位研究生培养模式的新方向 经过两年多的调研、摸索和不断 总结 ,笔者认为应建立一种适合专业学位的新型培养模式,即培养模式多样化、课程设置实用化、教学方式灵活化、指导教师双轨化、科研实践社会化、学术交流国际化的新模式。这种模式以校外实践基地为依托,营造研究生 教育 培养的创新环境,突出研究生创新能力和创新精神的培育,促进企业和社会生产实践基地优质教学和科研资源的共享,不断提高专业学位研究生培养质量,以适应新时代的要求,从而为打造创新型社会提供充足的智力支持和人才保证。 1.培养模式多样化 专业学位研究生不同于科学学位,专业学位发展目标和定位都是培养高层次的专业性、技能型人才,而非为以后高深学术研究做准备。这种强烈的实践品质必然要求学生研究与应用两者兼顾,因此传统的培养模式不能再适应新的专业学位发展要求。新的培养模式要求建立在研究与实践两者相互结合之上,学生需要参与两方面的研究并获得研究与实践的双重指导。为此,中药学硕士专业学位研究生培养模式应坚持与实践结合、从实践中学习的原则,注重科学技术向生产力的转化,可采用“校-企合作”或“校-企双导师制”的培养模式。学生可在药品生产企业、经营企业、药政部门、医院等单位进行培养。这种培养模式是研究生培养的一种有益尝试,为了更好地实现人才培养目标,专业学位教育应在坚持“实际问题导向”的基础上进行理论知识和基本研究能力的培养,旨在培养有较好理论基础的应用型研究人才,但应该更突出专业性,以实际问题为导向,以就业为导向,从而改变单纯培养某一个专业或研究方向的单一化培养模式。 2.课程设置实用化 按照国务院学位委员会制定的专业学位研究生教育发展总体方案,专业学位研究生课程设置以实际应用为导向,以职业需求为目标,以综合素养和应用知识与能力的提高为核心。以前,人们往往认为研究生教育是专业化教育阶段,课程设置过于狭窄和单一,甚至脱离生产实际。中药学硕士专业学位研究生的教学内容要突出知识交叉性、实用性、创新性的特点。因此,课程的设置应以“职业能力”为本位进行设计,而不是以掌握某门学科的知识体系为目标,从专业化课程向实用化、综合化课程转变,形成新的课程体系。科学学位研究生教育以学科知识体系为框架进行构建,即公共基础课、专业基础课、专业课以及选修课,四者按照一定比例组合成有层次、相关联的课程体系,而专业学位研究生教育培养的是高层次的技术与管理人才,他们应具备一定的理论,同时更应是一流的实干家,是高层次复合型人才。 3.教学方式灵活化 传统的教学方式灌输多、启发少,不利于创新人才的培养。中药学硕士专业学位研究生课程教学方式也应该更加灵活,以能力与技术培养为核心,重视实践教学。在理论教学中,学校聘请在中药研发、生产、流通、应用和监管等环节有丰富实践 经验 的专家参与教学,教学方式注重教师讲授与学生研讨有机结合,辅之专题讲座、学术研讨会等形式,重视运用案例分析和模拟训练,大胆进行教学方式的创新。 教学 方法 强调以学生为本、以能力培养为本、以职业导向为本;注重培养学生研究实践问题的意识和解决实际问题的能力,提高专业素养。中药学硕士专业学位研究生理论教学在学校完成,实践环节到产业相关部门实施;所选课题强调实用性、创新性及与实际工作的结合,实验课与校企联合实践基地相结合,在实践中完成,强调现场研究、团队学习,形成完善的研究生实践能力培养体系,注重增长实际工作经验,缩短就业适应期限,提高就业、创业能力。 4.指导教师双轨化 科学学位与专业学位培养目标的不同,决定了两类教育在导师队伍上的差别,专业学位研究生应实行校内外“双导师”制。“双导师”制以校内导师指导为主,吸收实践领域有丰富经验的专业人员作为校外导师,共同承担专业学位研究生的培养工作。校外导师参与实践过程、项目研究、论文等多个环节的指导工作,实现“产学研”真正意义上的合作。在遴选中药学硕士专业学位研究生校内指导教师时,强调必须具有较好的实践经验,并承担一定的科学研究课题;在校外,有一定数量的来自中药企业的高级工程师作为兼职指导教师。从实际效果来看,“双导师”制更有利于研究生实践能力的提升。校内导师一般科研功底较强,但他们对各部门的实际问题并不十分熟悉;而校外导师对实际问题有清楚的了解与认识,因此,他们以指导实践为主。通过实行校内外双导师制,发挥导师各自优势,取长补短,可以大大提高研究生的专业技能。 5.科研实践社会化 实际操作中,本校规定专业学位研究生在学期间,加大实践环节的学时数和学分比例,要求必须保证不少于18个月的校外实践,可采用集中实践与分段实践相结合的方式。在专业实践中,充分吸纳和利用社会资源,在生产和经营企业、医院制剂室、药品检验机构等建立校外联合培养基地,改革和创新实践性教学模式。由校外培养基地提供并保障实践教学的条件。研究生本人要提交实践 学习计划 ,并按期撰写实践 报告 。指导教师应在实践报告及最后的实践总结上签名。对学生科研实践的评价要由高校与实践单位双方同意,评价标准应符合行业实际,并能真实体现研究生的专业技术水平。研究生教学培养单位要对实践进行全过程的监督和管理,确保实践教学质量。这种科研实践社会化的培养模式从实践中来,到实践中去,使学校与社会和企业之间紧密地、有机地联系在一起,使学生毕业后与社会、与企业迅速融合,既培养了研究生的创新能力又锻炼了研究生的适应能力,提高了学生解决实际问题的能力。 6.学术交流国际化 从世界研究生教育发展状况来看,专业硕士培养代表着未来的发展趋势。据2010年的统计数字,英国专业学位硕士占50%以上,美国占80%以上,我国仅占20%,这个比例显然是很低的。另外,全球专业学位研究生教育基本是以面向实际应用为主,我国中药学硕士专业学位研究生作为受教育者,必须考虑未来全球的发展方向,因此要积极投入到国际化的学术交流氛围中。中药学硕士要培养出具有较高创新能力和竞争能力的研究生,活跃的学术氛围必不可少,而活跃的学术氛围,离不开国际化的交流和借鉴。为此,必须采取全方位的、切实可靠的 措施 保证学术活动的数量和质量,比如邀请全球知名企业的专家作高水平的报告,导师应该利用国际学术会议的机会,在“请进来、走出去”中与国际同行交流生产实践中的具体问题。 经过20年的发展,我国专业学位研究生教育已经进入加快发展、全面提高的新的历史阶段。随着我国社会分工日趋精细,职业结构分层日趋合理,专业学位教育面临着新形势、新任务和新要求,中药学硕士专业学位研究生教育也将进入崭新的时代。在中药学硕士专业学位研究生培养过程中,一定要解放思想,打破传统观念的束缚,以开放的眼光审视中药学领域内这一全新的研究生培养模式的变革,探索出一种新的适合中药学硕士专业学位研究生的培养模式。 中药学大专毕业论文篇二:《循证医学中药带教学习分析》 1传统中药带教方式 目前,药库的高资历药师经长期积累,充分利用眼观、鼻闻、口尝、手感和耳听以鉴别药材,在实践中不断丰富起来,并以传统的带教方式传授给学生: 自由跟带方式 自由跟带方式是目前普遍的带教方式,主要是在保证药库日常工作正常进行的前提下,采取让学生自行到中药格斗中认药,引导学生在认药过程中熟悉中药饮片的性状鉴别。这种方式学习不够系统,内容不够全面。 集中讲解式 集中讲解式主要由带教老师按实习安排事先准备好实习内容,再将所有实习的学生集中起来以授课的形式讲解。这种带教方式由于需要组织较多的人员和占用一定的时间,安排讲解的次数和时间有限,学生对知识接受有限。传统的带教主要为师承方式,能够有效地继承经验,但也有效率较低、学生积极性不高、信息更新慢等不足,在信息爆炸式增长的新形势下必须改革,如何发挥学生的积极性,在有限的带教时间内取得更好的效果,是现阶段药库带教所面临的问题。 2循证医学带教方式 循证医学的 思维方式 循证医学的核心思想是:以客观研究结果为依据,即在个人临床经验的基础上,从日新月异的医学科学的发展中获取最新、论据强度最高的证据,以不断提高临床诊疗水平[2]。循证医学实践的过程,主要包括5个步骤:①把所需要的信息转化为一个可回答的问题;②查找可以回答这一问题的最佳证据;③严格评估证据真实性和推广应用性;④把严格评价的结果与临床经验、病人的生物学特点、价值观和个体情况相结合,应用于解决实际问题;⑤评价执行①到④过程的效果和效率,并尽力去改善它们以便今后更好地应用。在现阶段,借助循证医学的思维方式带教可以克服传统带教中信息更新慢、学生积极性不高等不足。 在传统带教方式引入循证医学思维方式探索 在充分应用传统的带教方式基础上,尝试运用循证医学思维方法进行实习带教。在传统带教中运用循证医学的观念进行教学,需要做到以下几方面:①树立循证医学观念:循证医学的教育模式与传统医学教育不同,它的核心内容是大量查找文献,这必须依托于网络信息化工具,也是现代学生所擅长和乐于接受的手段。②训练循证医学思维方式:实习学生通过传统的自由分散式学习后,教师根据学生的专业和兴趣提出一个问题,让学生学会充分利用图书馆的药学图书资源和互联网上的药学文献资源,根据所提的问题,制定可行的检索策略,搜索众多的数据库,收集大量的研究证据,再评价这些证据的作用,并解决实际问题。③循证医学思维方式要与传统的带教方式相结合:传统带教方式在培养中药师方面有较好的经验,引入循证医学思维方式是对传统的有效补充,其目的重在能力培养,即教会实习学生如何学习,有助于激发实习学生的内在兴趣,培养他们科学的医学观及提出问题、分析问题、解决问题的能力,避免填鸭式的被动接受知识的旧模式,避免在脱离带教老师的监管后不知道如何继续学习,使他们由知识的被动接受者转变为学习的设计者和主动者,从死学转变为巧学,从被动接受转变为主动求索,由获取知识转变为探究知识,从终结性教育转变为终身教育。 3讨论 中医专业的临床中药学实习带教是实习学生与中药材实践亲密接触的很好机会,通过中药的实习,能通过眼观、鼻闻、口尝、手感和耳听来了解中药,传统的中药实习方式注重于日常经验的师承,但对于中药日益发展的信息不大重视,如对中药的来源、药用部位、不同炮制品种、中药的用法、用量等每年都有大量的信息在更新,如何吸收应用这些信息往往被忽略。通过循证医学思维带教,让学生围绕着一个问题进行发散式查找文献,遴选总结资料,学生的实习效果可以得到明显提高,学生对掌握知识的方法得到有效改善,学生对中药实习的兴趣大大增强,信心增加。借鉴循证医学的方法引入中药带教中存在一定的难度,带教老师在这方面的经验还不够丰富,在完善质量评价工具和技术方面,还有较大的提高空间,对国外知名临床试验评价量表和技术的系统学习,以及针对中医药临床研究的现状和特点进行深入的研究比较困难[3]。由于在收集和评价都没有统一目标,有时候找到的文献资料比较偏向于某一方面,内容较单一,在这过程中,需要加强注意干预,引导学生更好地学习。在学习实践中,笔者只是引入了循证医学的方法,未能严格执行其评价程序,在系统评价和分析方法上,还有许多技术和方法需要认真的学习。如多个对照组临床试验的分析方法,倾向性评分等。虽然相于传统的粗放式带教,效果有一定的提高,但仍然需要大量的学习—实践—提高过程才能更好地服务于带教工作。 中药学大专毕业论文篇三:《中药学教学中存在的问题及对策》 摘要:中药学是研究中药的基本理论和各种中药来源、采制、性味、功效及应用等知识的一门学科,是中医药学的一个重要组成部分,是中医药各专业重要的基础学科之一。本文就中药学教学中存在的问题及相应的对策做了简要的探讨。 关键词:中药学;教学问题;教学对策 中药学是研究中药的基本理论及各种中药的来源、采制、性能、功效及临床应用等知识的一门学科,是中医药各类从业人员必备的专业知识。经过近几年的教学实践,笔者发现在中药学教学过程中存在一些问题。 1.学生缺乏学习中药学的兴趣。中药学是一门涵盖内容广泛,衔接众多课程的一门学科。学生初次接触中药学,觉得专业术语晦涩难懂,药物数量众多,需要理解、记忆的内容多,因此,在学习过程中,学生感觉困难,难以入门,久而久之,不会产生学习的兴趣。 2.教学内容繁琐,教学方法单一。中药学这门课程需要讲授中药的各种知识,与中药炮制学、方剂学等课程以及临床知识紧密联系,因此学习内容多。但在整个教学计划中,课时安排量不多,导致教师教学任务重,成天忙于应付教学,为了完成教学任务,沿袭传统的教学模式,以教材、教师、课堂为中心,只注重传授课本知识,采取单一的“灌注式”的教学模式。 3.学生缺乏实践。长期以来,中药学教学就存在着重理论,轻实践的弊端。教学计划中,理论课时多,实践安排少;另外,实践条件有限,不能充分满足学生的实践学习,导致了学生理论知识掌握和实践能力之间相脱节。 针对教学过程中存在的这些问题,笔者相应的提出了几点对策,以改善中药学的教学,提高中药学教学质量。 1.增强学生学习中药学的兴趣 中药学是一门涵盖内容广泛,衔接众多课程的一门学科。与《中医学基础》、《方剂学》、《中药炮制学》等均有密切联系。学生开始接触中药学时,设法引导学生对中药学产生浓厚的学习兴趣,对初学中药学的学生,在课堂教学中应用启发式教学方法,首先要引导他们善于运用中医理论作指导,在充分理解中医理论的基础上记忆中药学的内容,这样既省时又记得牢。这就要求老师在备课时设计一些有针对性的问题,讲述时提出问题,培养学生养成思考的习惯。对于难点和重点,应反复讲授,并且运用联想、对比、分类和归纳等方法,帮助学生理解,以加深记忆,使学生对这门学科产生强烈的求知欲和进取心。在课堂上,适当穿插有关中药的 典故 ,民间 传说 、神话等,活跃课堂气氛,以增加学生的趣味性,提高学生学习兴趣。比如讲白头翁,传说唐代诗人杜甫困守京华之际,生活异常艰辛,往往是:“残杯不与冷炙,到处潜悲辛”。一日早晨,杜甫喝下一碗两天前的剩粥,不久便呕吐不止,腹部剧痛难耐。但他蜗居茅屋,身无分文,根本无钱求医问药。这时,一位白发老翁刚好路过他家门前,见此情景,十分同情杜甫,询问完病情后说道:“你稍待片刻,待老夫采药来为你治疗。”过不多久,白发老翁采摘了一把长着白色柔毛的野草,将其煎汤让杜甫服下。杜甫服完之后,病痛慢慢消除了,数日后痊愈。因“自怜白头无人问,怜人乃为白头翁”,杜甫就将此草起名为“白头翁”,以表达对那位白发老翁的感激之情。白头翁虽是野草,但药用价值却很高,历代本草专著多有记述。中医认为,白头翁有清热解毒、凉血、明目、消赘的功效。学生侧耳倾听,在不知不觉中学到了知识,而且还记忆深刻。 2.改革教学内容 中药学研究的主要内容是中药学基本理论和中药的功效及实际应用,是中医药临床实践的基础。在中药教学中,教学内容必须参照教学大纲的目的精心地在教材中选择、增删、重新组合,着重讲解每一章节中的代表药,介绍I临床常用药。如解表药,发散风寒药,主要针对麻黄、桂枝、荆芥、防风、白芷、细辛的性味、功效、应用重点讲解,其余只针对主要治疗作用简单介绍。这样即能达到,精简内容,突出重点,避免重复。并且将中药按照掌握、熟悉、了解的程度来划分,使学生明确记忆对象,有效的利用有限的时间和精力,以提高学习效率,从而提高教学质量。教材中有些比较浅显、易读易懂的章节,安排学生自学,如消食药、驱虫药、涌吐药、截疟药等章节内容。教师可指定阅读参考书,指出学习要点,提供学习思路,让学生主动去思考和分析问题。逐渐锻炼学生的自学能力,以激发学生的求知欲和探索的潜能。而且在讲解过程中,一定要注意引进新知识,充实新内容,能将传统中医药与现代中药理论联系到起来,比如,贯众性味苦,微寒。有小毒。归肝、脾经。功效清热解毒,凉血止血,杀虫。主要用于虫积腹痛,吐血衄血,崩漏下血,风热感冒,温热斑疹,痄腮喉痹。现代药理研究,贯众具有抗病原微生物、抗肿瘤、兴奋子宫、驱虫作用。这样可以更为全面的掌握中药的应用。 3.运用多种教学方法 在课堂教学中,改变单一的“灌注式”教学模式,综合运用多种教学方法。 对比式教学方法。中药学章节多,药物多,不通过对比,学生很难找到重点,也难以记忆。同章节药物往往是同中有异,通过同章节药物之间的对比,可执简驭繁,事半功倍。比如消食药,这一章中所介绍的药物均有消食的作用,同中有异的是,山楂善于消肉食积滞,并能活血化瘀;神曲健脾;麦芽和谷芽消面食,且麦芽兼能回乳消胀;莱菔子降气化痰作用强;鸡内金有固精止遗,化坚消石的功效。这样通过列表对比,把相似或相反的内容作比较,学生可以一目了然,清楚记忆。 解决学习问题学习法。解决学习问题 学习方法 是以学生为核心的教育方法,通常包括教师提出问题,学生解决问题,教师评估学生的成果等几个环节,其中最关键的是教师提出问题。教师可以在讲授中药时,尽量与实际生活相联系。如,在日常生活中,生姜熬汤加红糖可以治疗风寒感冒轻症。在中药学中,生姜属于发散风寒药,既可温中止呕,又可清热止呕;既可用于胃寒呕吐,也可用于胃热呕吐,因为方便易得且具有良好的疗效,故被称为“呕家圣药”。因为学生对生姜非常熟悉,对自己在生活中了解的中药也非常感兴趣,所以教师可以在介绍完生姜后,提出问题“请在教科书中找出与日常生活密切联系的药物,比较其药用价值和应用价值。”这样就可以发挥学生的主动性,积极的投入到学习中去,让学生意识到中药的实用性。 直观教学方法。中药种类及内容繁多,且相互间性味、功效不易区别,而且语言描述比较抽象,学生感到很深奥,不易理解和记忆。因此,教师在教学中可以针对教材特点采用直观教学方法,把中药标本或者中药挂图带人课堂,按照中药的形态、分类、性味、功效、应用进行启发性讲解,这样可以活跃课堂气氛,使教学内容形象、具体,提高学生学习兴趣。中药学教学主要以课堂教学为主,因此还需结合多媒体、录像等现代教学手段。例如黄连的“鸡爪连”、川乌与附子的药用关系、白术的“如意”云头等利用图片展示,会印象深刻。多媒体教学还可大大节省教学时间。将授课内容展示于屏幕,只需花少量时间进行板书讲解补充。由于授课内容图文并茂,内容直观学生容易理解教师只需精讲点拨将节约下来的时问用于教学内容的复习和深化从而大大提高了教学质量。实践表明多媒体课件与传统教学方法相结合是目前中药学教学方式的最佳选择。 4.加强实践能力的培养 学习中药学,目的是为了学生能更好的应用于实践中。因此,在教学中,可多增加实践课时,让学生多次观看中药标本,此外,安排学生到中药植物园、药房等地方实习,让学生多接触中药,让其辨认中药植物的种类、形态,并与其性味、归经、功效主治相联系,加强实践能力的培养。 总之,中药学是一门实践性、实用性很强的学科,是学生必修的课程之一。因此,在教学中,要充分激发学生的学习兴趣,改革教学方法,从而提高中药学的教学质量。 参考文献: [1]陈芳,高职教育中如何提高中药学课堂教学质量[J],卫生职业教育, [2]楚胜如何提高学生学习中药学的兴趣[J],医学理论与实践, [3]姜醒,苑光军,李明杰中药学教学改革的研究进展[J],中医药管理杂志, [4]朴光眷,李镐,吕惠子,解决问题学习法在中药学教学中的应用[J],药学教育, 猜你喜欢: 1. 关于中药学毕业论文 2. 本科中药学论文范文 3. 关于中药毕业论文 4. 关于中药学毕业论文 5. 本科中药学论文范文 6. 2016中药类市场营销毕业论文

语言合成研究现状论文

这篇博客的主要内容是对语音合成 (text to speech)的背景知识进行介绍。 希望可以让读者通俗易懂的了解语音合成的工作原理, 并对为了理解state-of-the-art text to speech 的算法做基础。这个简介主要基于这篇论文 “Wavenet: a generative model for raw audio”的附录介绍的。 论文链接如下: , 以及stanford CS224S的课程, 链接如下 语音合成是通过文字人工生成人类声音, 也可以说语音生成是给定一段文字去生成对应的人类读音。 这里声音是一个连续的模拟的信号。而合成过程是通过计算机, 数字信号去模拟。 这里就需要数字信号处理模拟信号信息,详细内容可参考 [1]。 图片1, 就是一个例子用来表示人类声音的信号图。 这里横轴是时间, 纵轴是声音幅度大小。声音有三个重要的指标, 振幅(amplitude) , 周期(period) 和 频率(frequency) 。 振幅指的是波的高低幅度,表示声音的强弱,周期和频率互为倒数的关系, 用来表示两个波之间的时间长度,或者每秒震动的次数。  而声音合成是根据声波的特点, 用数字的方式去生成类似人声的频率和振幅, 即音频的数字化。了解了音频的数字化,也就知道了我们要生成的目标函数。 音频的数字化主要有三个步骤。 取样(sampling) :在音频数字化的过程,采样是指一个固定的频率对音频信号进行采样, 采样的频率越高, 对应的音频数据的保真度就越好。 当然, 数据量越大,需要的内存也就越大。 如果想完全无损采样, 需要使用Nyquist sampling frequency, 就是原音频的频率2倍。 量化 (quantization) : 采样的信号都要进行量化, 把信号的幅度变成有限的离散数值。比如从0 到 1, 只有 四个量化值可以用0, , , 的话, 量化就是选择最近的量化值来表示。 编码 (coding ):编码就是把每个数值用二进制的方式表示, 比如上面的例子, 就可以用2bit 二进制表示, 00, 01, 10, 11。 这样的数值用来保存在计算机上。 采样频率和采样量化级数是数字化声音的两个主要指标,直接影响声音的效果。 对于语音合成也是同样, 生成更高的采样频率和更多多的量化级数(比如16 bit), 会产生更真实的声音。  通常有三个采样频率标准 1. 采样, 用于高品质CD 音乐 2. 采样, 用于语音通话, 中品质音乐 3 . 采样, 用于低品质声音。 而量化标准一般有8位字长(256阶)低品质量化 和16位字长(65536阶)高品质量化。 还有一个重要参数就是通道(channel), 一次只采样一个声音波形为单通道, 一次采样多个声音波形就是多通道。 所以在语音合成的时候,产生的数据量是 数据量=采样频率* 量化位数*声道数 , 单位是bit/s。 一般声道数都假设为1.。 采样率和量化位数都是语音合成里的重要指标,也就是设计好的神经网络1秒钟必须生成的数据量 。 文本分析就是把文字转成类似音标的东西。 比如下图就是一个文本分析,用来分析 “PG&E will file schedules on April 20. ” 文本分析主要有四个步骤, 文字的规范化, 语音分析, 还有韵律分析。 下面一一道来。  文本分析首先是要确认单词和句子的结束。 空格会被用来当做隔词符. 句子的结束一般用标点符号来确定, 比如问号和感叹号 (?!), 但是句号有的时候要特别处理。 因为有些单词的缩写也包含句号, 比如 str. "My place on Main Str.  is around the corner". 这些特别情况一般都会采取规则(rule)的方式过滤掉。 接下来 是把非文字信息变成对应的文字, 比如句子中里有日期, 电话号码, 或者其他阿拉伯数字和符号。 这里就举个例子, 比如, I was born April 14. 就要变成, I was born April fourteen.  这个过程其实非常繁琐,现实文字中充满了 缩写,比如CS,  拼写错误, 网络用语, tmr --> tomorrow. 解决方式还是主要依靠rule based method, 建立各种各样的判断关系来转变。 语音分析就是把每个单词中的发音单词标出来, 比如Fig. 3 中的P, 就对应p和iy, 作为发音。 这个时候也很容易发现,发音的音标和对应的字母 不是一一对应的关系,反而需要音标去对齐 (allignment)。 这个对齐问题很经典, 可以用很多机器学习的方法去解决, 比如Expectation–maximization algorithm. 韵律分析就是英语里的语音语调, 汉语中的抑扬顿挫。 我们还是以英语为例, 韵律分析主要包含了: 重音 (Accent),边界 (boundaries),  音长 (duration),主频率 (F0). 重音(Accent) 就是指哪个音节发生重一点。 对于一个句子或者一个单词都有重音。 单词的重音一般都会标出来,英语语法里面有学过, 比如banana 这个单词, 第二个音节就是重音。 而对于句子而言,一样有的单词会重音,有的单词会发轻音。 一般有新内容的名词, 动词, 或者形容词会做重音处理。 比如下面的英语句子, surprise 就会被重音了, 而句子的重音点也会落到单词的重音上, 第二个音节rised, 就被重音啦。 英语的重音规则是一套英语语法,读者可以自行百度搜索。 I’m a little sur prised to hear it cha racterized as up beat . 边界 (Boundaries) 就是用来判断声调的边界的。 一般都是一个短语结束后,有个语调的边界。 比如下面的句子, For language, 就有一个边界, 而I 后面也是一个边界. For language, I , the author of the blog, like Chinese. 音长(Duration) 就是每个音节的发声长度。 这个通俗易懂。 NLP 里可以假定每个音节单词长度相同都是 100ms, 或者根据英语语法, 动词, 形容词之类的去确定。 也可以通过大量的数据集去寻找规律。 主频率 (F0 )就是声音的主频率。  应该说做傅里叶转换后, 值 (magnitude) 最大的那个。 也是人耳听到声音认定的频率。一个成年人的声音主频率在 100-300Hz 之间。 这个值可以用 线性回归来预测, 机器学习的方法预测也可以。一般会认为,人的声音频率是连续变化的,而且一个短语说完频率是下降趋势。 文本分析就介绍完了,这个方向比较偏语言学, 传统上是语言学家的研究方向,但是随着人工智能的兴起,这些feature 已经不用人为设计了,可以用端到端学习的方法来解决。 比如谷歌的文章 TACOTRON: TOWARDS END-TO-END SPEECH SYNTHESIS 就解救了我们。 这个部分就比较像我们算法工程师的工作内容了。 在未来的博客里, 会详细介绍如何用Wavenet 和WaveRNN 来实现这一步骤的。 今天这个博客就是简介一下算法。 这里说所谓的waveform synthesis 就是用这些 语言特征值(text features)去生成对应的声波,也就是生成前文所说的采样频率 和 振幅大小(对应的数字信号)。 这里面主要有两个算法。 串接合成(concatenative speech synthesis) : 这个方法呢, 就是把记录下来的音节拼在一起来组成一句话,在通过调整语音语调让它听起来自然些。 比较有名的有双音节拼接(Diphone Synthesis) 和单音节拼接(Unit Selection Synthesis)。这个方法比较繁琐, 需要对音节进行对齐(alignment), 调整音节的长短之类的。 参数合成 (Parametric Synthesis) : 这个方法呢, 需要的内存比较小,是通过统计的方法来生成对应的声音。 模型一般有隐马尔科夫模型 (HMM),还有最近提出的神经网络算法Wavenet, WaveRNN.  对于隐马尔科夫模型的算法, 一般都会生成梅尔频率倒谱系数 (MFCC),这个是声音的特征值。 感兴趣的可以参考这篇博客 去了解 MFCC。 对于神经网络的算法来说, 一般都是生成256 个 quantized values 基于softmax 的分类器, 对应 声音的 256 个量化值。 WaveRNN 和wavenet 就是用这种方法生成的。 下面是我学习语音合成的一些资料, 其中stanford cs224s 是强力推荐的,但是这个讲义讲的逻辑不是很清楚, 要反复看才会懂。 UCSB Digital Speech Processing Course 课程, 声音信号处理的基础。 建议读一遍, 链接如下,  Stanford CS224S WaveRNN,  音频的数字化,

语音识别技术研究让人更加方便地享受到更多的社会信息资源和现代化服务,对任何事都能够通过语音交互的方式。 我整理了浅谈语音识别技术论文,欢迎阅读!

语音识别技术概述

作者:刘钰 马艳丽 董蓓蓓

摘要:本文简要介绍了语音识别技术理论基础及分类方式,所采用的关键技术以及所面临的困难与挑战,最后讨论了语音识别技术的 发展 前景和应用。

关键词:语音识别;特征提取;模式匹配;模型训练

Abstract:This text briefly introduces the theoretical basis of the speech-identification technology,its mode of classification,the adopted key technique and the difficulties and challenges it have to developing prospect ion and application of the speech-identification technology are discussed in the last part.

Keywords:Speech identification;Character Pick-up;Mode matching;Model training

一、语音识别技术的理论基础

语音识别技术:是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高级技术。语音识别以语音为研究对象,它是语音信号处理的一个重要研究方向,是模式识别的一个分支,涉及到生 理学 、心理学、语言学、 计算 机 科学 以及信号处理等诸多领域,甚至还涉及到人的体态语言(如人在说话时的表情、手势等行为动作可帮助对方理解),其最终目标是实现人与机器进行 自然 语言通信。

不同的语音识别系统,虽然具体实现细节有所不同,但所采用的基本技术相似,一个典型语音识别系统主要包括特征提取技术、模式匹配准则及模型训练技术三个方面。此外,还涉及到语音识别单元的选取。

(一) 语音识别单元的选取

选择识别单元是语音识别研究的第一步。语音识别单元有单词(句)、音节和音素三种,具体选择哪一种,由具体的研究任务决定。

单词(句)单元广泛应用于中小词汇语音识别系统,但不适合大词汇系统,原因在于模型库太庞大,训练模型任务繁重,模型匹配算法复杂,难以满足实时性要求。

音节单元多见于汉语语音识别,主要因为汉语是单音节结构的语言,而 英语 是多音节,并且汉语虽然有大约1300个音节,但若不考虑声调,约有408个无调音节,数量相对较少。因此,对于中、大词汇量汉语语音识别系统来说,以音节为识别单元基本是可行的。

音素单元以前多见于英语语音识别的研究中,但目前中、大词汇量汉语语音识别系统也在越来越多地采用。原因在于汉语音节仅由声母(包括零声母有22个)和韵母(共有28个)构成,且声韵母声学特性相差很大。实际应用中常把声母依后续韵母的不同而构成细化声母,这样虽然增加了模型数目,但提高了易混淆音节的区分能力。由于协同发音的影响,音素单元不稳定,所以如何获得稳定的音素单元,还有待研究。

(二) 特征参数提取技术

语音信号中含有丰富的信息,但如何从中提取出对语音识别有用的信息呢?特征提取就是完成这项工作,它对语音信号进行分析处理,去除对语音识别无关紧要的冗余信息,获得影响语音识别的重要信息。对于非特定人语音识别来讲,希望特征参数尽可能多的反映语义信息,尽量减少说话人的个人信息(对特定人语音识别来讲,则相反)。从信息论角度讲,这是信息压缩的过程。

线性预测(LP)分析技术是目前应用广泛的特征参数提取技术,许多成功的应用系统都采用基于LP技术提取的倒谱参数。但线性预测模型是纯数学模型,没有考虑人类听觉系统对语音的处理特点。

Mel参数和基于感知线性预测(PLP)分析提取的感知线性预测倒谱,在一定程度上模拟了人耳对语音的处理特点,应用了人耳听觉感知方面的一些研究成果。实验证明,采用这种技术,语音识别系统的性能有一定提高。

也有研究者尝试把小波分析技术应用于特征提取,但目前性能难以与上述技术相比,有待进一步研究。

(三)模式匹配及模型训练技术

模型训练是指按照一定的准则,从大量已知模式中获取表征该模式本质特征的模型参数,而模式匹配则是根据一定准则,使未知模式与模型库中的某一个模型获得最佳匹配。

语音识别所应用的模式匹配和模型训练技术主要有动态时间归正技术(DTW)、隐马尔可夫模型(HMM)和人工神经元 网络 (ANN)。

DTW是较早的一种模式匹配和模型训练技术,它应用动态规划方法成功解决了语音信号特征参数序列比较时时长不等的难题,在孤立词语音识别中获得了良好性能。但因其不适合连续语音大词汇量语音识别系统,目前已被HMM模型和ANN替代。

HMM模型是语音信号时变特征的有参表示法。它由相互关联的两个随机过程共同描述信号的统计特性,其中一个是隐蔽的(不可观测的)具有有限状态的Markor链,另一个是与Markor链的每一状态相关联的观察矢量的随机过程(可观测的)。隐蔽Markor链的特征要靠可观测到的信号特征揭示。这样,语音等时变信号某一段的特征就由对应状态观察符号的随机过程描述,而信号随时间的变化由隐蔽Markor链的转移概率描述。模型参数包括HMM拓扑结构、状态转移概率及描述观察符号统计特性的一组随机函数。按照随机函数的特点,HMM模型可分为离散隐马尔可夫模型(采用离散概率密度函数,简称DHMM)和连续隐马尔可夫模型(采用连续概率密度函数,简称CHMM)以及半连续隐马尔可夫模型(SCHMM,集DHMM和CHMM特点)。一般来讲,在训练数据足够的,CHMM优于DHMM和SCHMM。HMM模型的训练和识别都已研究出有效的算法,并不断被完善,以增强HMM模型的鲁棒性。

人工神经元 网络 在语音识别中的 应用是现在研究的又一 热点。ANN本质上是一个自适应非线性动力学系统,模拟了人类神经元活动的原理,具有自学、联想、对比、推理和概括能力。这些能力是HMM模型不具备的,但ANN又不个有HMM模型的动态时间归正性能。因此,现在已有人研究如何把二者的优点有机结合起来,从而提高整个模型的鲁棒性。

二、语音识别的困难与对策

目前,语音识别方面的困难主要表现在:

(一)语音识别系统的适应性差,主要体现在对环境依赖性强,即在某种环境下采集到的语音训练系统只能在这种环境下应用,否则系统性能将急剧下降;另外一个问题是对用户的错误输入不能正确响应,使用不方便。

(二)高噪声环境下语音识别进展困难,因为此时人的发音变化很大,像声音变高,语速变慢,音调及共振峰变化等等,这就是所谓Lombard效应,必须寻找新的信号分析处理方法。

(三)语言学、生 理学 、心理学方面的研究成果已有不少,但如何把这些知识量化、建模并用于语音识别,还需研究。而语言模型、语法及词法模型在中、大词汇量连续语音识别中是非常重要的。

(四)我们对人类的听觉理解、知识积累和学习机制以及大脑神经系统的控制机理等分面的认识还很不清楚;其次,把这方面的现有成果用于语音识别,还有一个艰难的过程。

(五)语音识别系统从实验室演示系统到商品的转化过程中还有许多具体问题需要解决,识别速度、拒识问题以及关键词(句)检测技术等等技术细节要解决。

三、语音识别技术的前景和应用

语音识别技术 发展 到今天,特别是中小词汇量非特定人语音识别系统识别精度已经大于98%,对特定人语音识别系统的识别精度就更高。这些技术已经能够满足通常应用的要求。由于大规模集成电路技术的发展,这些复杂的语音识别系统也已经完全可以制成专用芯片,大量生产。在西方 经济 发达国家,大量的语音识别产品已经进入市场和服务领域。一些用户交机、电话机、手机已经包含了语音识别拨号功能,还有语音记事本、语音智能玩具等产品也包括语音识别与语音合成功能。人们可以通过电话网络用语音识别口语对话系统查询有关的机票、 旅游 、银行信息,并且取得很好的结果。

语音识别是一门交叉学科,语音识别正逐步成为信息技术中人机接口的关键技术,语音识别技术与语音合成技术结合使人们能够甩掉键盘,通过语音命令进行操作。语音技术的应用已经成为一个具有竞争性的新兴高技术产业。

参考 文献 :

[1]科大讯飞语音识别技术专栏. 语音识别产业的新发展. 企业 专栏.通讯世界,:(总l12期)

[2]任天平,门茂深.语音识别技术应用的进展.科技广场.河南科技,

[3]俞铁城.科大讯飞语音识别技术专栏.语音识别的发展现状.企业专栏.通讯世界, (总122期)

[4]陈尚勤等.近代语音识别.西安: 电子 科技大学出版社,1991

[5]王炳锡等.实用语音识别基础.Practical Fundamentals of Speech Recognition.北京:国防 工业 出版社,2005

[6](美)L.罗宾纳.语音识别基本原理.北京:清华大学出版社,1999

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我国天然气水合物研究现状论文

王力锋

(中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,无锡214151)

摘要 天然气水合物的发展历史不过200 多年时间,而真正得到科学界和工业界重视的时间则更加短暂,仅有60多年而已。但在能源问题突出严重的当今社会,天然气水合物作为下一代清洁的非常规能源却正以飞快的速度赢得各个领域的不同程度的重视。本文以简述的形式,回顾天然气水合物的发展历程,着重于天然气水合物的现状、未来的发展方向以及各国策略分析。

关键词 天然气水合物,非常规能源,能源政策

A Brief Introduction to Natural Gas Hydrates

WANG Li-feng

(Wuxi Research lnstitute of Petroleum Geology,SlNOPEC,Wuxi214151)

Abstract The history of research on natural gas hydrate is not more than two hundred years and the time for it to get scientific and industrial solid concerns essentially is only of sixty under the coming global energy crisis,the studies of natural gas hydrate which is regarded as potential new unconventional resources have been growing dramatically in all a brief introduction,we show reviews on its history,current situation,future perspective and energy policies all over the world.

Key words natural gas hydrate unconventional resources energy policies

1 简介

天然气水合物(natural gas hydrates,简称为NGH)属于笼形化合物(clathrate)的一种,因此又被称为笼形水合物(clathrate hydrates)[1]。从化学意义角度也可解释为一种分子构架包裹另一种分子的形式。天然气水合物是由一种或几种小分子气体在一定的温度和压力下与水作用生成的一种非固定化学计量的笼形晶体化合物[2]。在自然界中,天然气水合物呈现为似冰状的固体[3],水分子通过氢键构成骨架,由于客气体被裹在骨架内部,因此客气体最基本的要求就是其分子体积要足够的小,以便容纳于骨架内部。尽管这样的小分子气体很多,例如早在1810年,英国化学家Humphry Davy在实验室中首先发现以氯气作为客气体的水合物[4],但现在从全世界的发展前景观察,主要研究以CO2/H2O 和CH4/H2O为主的水合物主客结构,前者涉及大气环境、绿色效应和工业界尾气的封存[5,6],后者涉及新能源探测和开发利用[7]。

天然气水合物有机碳储量大,约占全球有机碳的,是其他包括煤、石油和天然气三者总量的一倍以上。其中分布在陆地上的天然气水合物最大地质储量约为×1011t,主要分布在高原冻土带和高纬度的常年冻土区;分布在海洋中的最大地质储量约为×1014t,主要分布在被动大陆边缘和活动大陆边缘[8]。天然气水合物能量密度大,客气体中甲烷多,可占到90%以上。在标准状态下,1标准体积的饱和甲烷气水合物完全释放后,其甲烷体积可达到164倍标准体积,因而单位体积的天然气水合物燃烧所放出的热量远远大于煤、石油和天然气,为煤的10倍,是传统天然气的2~5倍[1]。

天然气水合物的赋存条件主要受温度、压力和气源等控制,当然也包括其他因素的限定。目前研究表明,天然气水合物是在低温(0~10℃)、高压(>10 MPa)下形成的,在陆地和海洋中稳定带分布条件并不十分苛刻[9]。资料统计表明,冻土地区天然气水合物可在100m左右深度的浅层存在,最大可达1800~2000m,最常见的是700~1000m;在海洋中存在水深为300~5500m,在距离海底1000m深处都可能稳定存在[2]。

2 研究进展

英国科学家Davy在1810年首次发现了天然气水合物,当时他所发现的是氯气作为客气体的水合物[4]。第二年,Davy经过仔细地研究这种物质后,发表了正式的学术论文,稍后他又在英国皇家学会展示了他的发现,这是天然气水合物走进人类历史的第一个印迹。

但在此之后的100年里天然气水合物研究发展速度不快,进展相对缓慢,人们仅通过实验室来认识水合物。1832年,Faraday在实验室合成了氯气水合物Cl2·10H2O,并对水合物的性质做了较系统的描述。其后人们陆续在实验室合成了Br2,SO2,CO2以及H2S等的气水合物。1884年,Roozeboom提出了天然气水合物形成的相理论[10]。此后不久,Villard在实验室合成了CH4,C2H6,C2H4以及C2H2等的气水合物[11]。1919 年,Scheffer和Meijer建立了一种新的动力学理论方法来直接分析天然气水合物,他们应用Clausius-Clapeyron方程建立三相平衡曲线,来推测水合物的组成。由此可见这段时期的研究主要集中在纯科学的研究范围内。

天然气水合物从发现到20世纪30年代并没有引起工业界重视,直到人们发现它是远东地区冬天里堵塞煤气管道的物质[12],这时对它的物理化学性质才开始比较深入的研究,出于工业生产目的,其间对水合物的抑制剂研究较为繁盛[13]。60年代,原苏联科学家预言了自然界中存在天然气水合物[14],后来在远东的梅索亚哈气田勘测证实有天然气水合物存在,极大地促进了人们对未来能源的期盼。据科学家保守估计,现在全世界以天然气水合物形式包裹的碳总量是其他常规能源碳总量的两倍之巨[2]。另一方面,由于温室效应气体二氧化碳大量地排放到空气中,使近些年来全球气候异常,厄尔尼诺现象和全球平均温度的上升已经开始导致生物生存的环境发生不可逆的恶化,因此有效地减少二氧化碳这种温室气体排放到空气中、减少温室效应,在科学界和工业界也逐渐形成广泛共识[15]。目前,日本、美国等几个国家前瞻性地研究天然气水合物将其作为对二氧化碳的有效封闭物质,把二氧化碳禁锢在主气体的框架内沉到深海排泄地,从而达到封存温室气体的效果[16]。

科学界认识到天然气水合物的研究已经成为一门综合各种学科的系统工程,除了涉及常规的物理和化学知识外,微生物学、计算机模拟、工程学和经济生态学等学科也渗透其中。物理、化学理论进展已经有几十年的积淀,成果斐然,而后来新兴的边缘科学从更广的角度给科学界带了对天然气水合物重新认识的机遇[1]。微生物(尤其是厌氧环境中的微生物)与水合物关系最为密切,其栖息环境与水合物的赋存环境相互依存。有迹象表明,在海底表面暴露的水合物与此相关[17]。计算机模拟的应用除了宏观地预测天然气水合物的赋存空间之外,还可在微观上模拟水合物分子的形成过程,便于理解和寻找水合物的有利靶区。工程学带动了水合物研究的实验室技术,现在已经开发了很多高度精密且灵活方便的仪器用来记录和刻画天然气水合物形成的实验过程,正是这些先进的实验装置极大地促进了水合物的研究进展。经济生态学既是自然科学,同时也是人文科学,由于天然气水合物是巨大的能源仓储,如果未来某一天可具有经济意义的开采,必将会改变现今世界的能量消耗模式,世界经济格局也必然随之改变,由能源再分配所引发的未来世界变化也应引起足够重视,这不仅关系到个人和国家的发展,同时也是企业未来发展的良好预判[18]。

3 各国动态

目前,美国、日本、印度等能源进口大国纷纷涉足天然气水合物的研究,上述3个国家最为积极,对天然气水合物的研究都受到了国家财政部的全力支持。

日本政府从1992年起开始关注天然气水合物,1995年由通商产业省资源能源厅石油公团联合10家石油天然气私营企业,设立了“甲烷天然气水合物研究及开发推进初步计划”,为期5年,投入的研究经费高达9000万美元。经由对日本周边海域,特别是对鄂霍次克海的调查,初估天然气水合物资源量可供日本100年的能源消耗。

1995年冬,以美国为首的ODP164航次海洋探测计划,在大西洋西部布莱克海台针对天然气水合物进行了专门的调查,首次肯定其具有商业开发价值。同时指出,天然气水合物矿层之下的游离气(气态天然气)也具有经济价值。据初步估计,该地区天然气水合物资源量多达100×108t,可满足美国105年的天然气消耗。美国参议院于1998年通过决议,把天然气水合物作为国家发展的战略能源,并列入国家级长程计划,要求政府每年投入2000万美元进行探勘,并计划于2015年进行商业性试采。

印度政府为了解决天然气供应问题也开展了大量的水合物研究,已获取了印度大陆边缘的地震数据。此外,在印度东海岸Krishna-Godavari盆地的常规油气田开采中也发现了水合物。

近年来,我国传统化石燃料已不能满足我国经济发展、环境保护的需要,仅2002年我国进口原油和成品油就近1×108t,预计2010 年石油缺口为×108t。随着我国经济的快速发展,我国今后对能源的需求将急剧增加,我国能源安全和后续能源供应直接关系到我国社会和经济的可持续发展,因此开展天然气水合物研究具有重大战略意义。针对我国近年来能源供需矛盾日益突出、对国外石油和天然气资源的依赖程度不断加大的状况,面对国家开发新型洁净能源的现实需求,为提升我国天然气水合物的研究开发水平,促进我国经济和社会的可持续发展,中国科学院积极部署天然气水合物研究工作,组织了跨所、跨学科的优势研究力量,依托广州能源所,组织地质与地球物理所、广州能源所、广州地化所和南海海洋所等单位于2004年3月正式在广州成立了“中国科学院天然气水合物研究中心”。与此同时,一些国内大型企业也逐步开始认识到天然气水合物的未来能源意义,如中石化和中石油等已经着手启动了勘探研究等项目。发展、开发一套关键的高新技术,为开展海洋天然气水合物综合勘测研究提供高技术支撑,是形势的需要,是国家发展战略的需要。同时,高新研究勘测关键技术的开发,也可带动相关学科的发展,赶上国际发展步伐,维护国家权益,保持经济发展增长不衰。

中国天然气水合物研究虽起步较晚,但近几年效果显著,先后在我国南海和东海盆地发现了数量可观的天然气水合物矿带,通过分析地球物理探矿资料和追踪天然气水合物存在标志,证实仅在南海北部西沙海槽区估算的天然气水合物总量达到(469~563)×109桶的石油当量,大约相当于我国陆上和近海石油天然气总资源量的二分之一。在青藏高原的羌塘盆地,天然气水合物研究也处于调研阶段,研究项目稳步推进。令人更为欣喜的是最近在我国南海东沙海槽提取到天然气水合物实物,这无疑会大大加速我国天然气水合物的研发力度和规模。

致谢 研究工作得到所领导赵克斌教授和其他同事的帮助,表示衷心的感谢。

参考文献

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“可燃冰”是由天然气与水分子结合形成的外观似冰的白色或浅灰色固态结晶如何有效地对沉睡在海底800~3000米深处的甲烷水合物进行探测,用什么方法在

“可燃冰”是由天然气与水分子结合形成的外观似冰的白色或浅灰色固态结晶如何有效地对沉睡在海底800~3000米深处的甲烷水合物进行探测,用什么方法在 回答者: mzee8444 | 二级 | 2010-12-22 19:53 可燃冰的化学成份是固体甲烷。在低温、大压力下形成。颜色白色块状物居多。能替代常用能源煤油气。唯独不能用来炼钢和其它特殊用途如开飞机。可然冰辛烷值低只能用生活方面为主。炼钢不用愁,炼钢有电就解决了。 现炼钢均为高压炭棒中频炼钢。可燃冰最直接用途用耒烧火锅非常高级。其它用途需开发贮存、运输、应用、开采多方面问题短时间内不可能推广应用。

张明伍忠良刘方兰

(广州海洋地质调查局广州510760)

第一作者简介:张明(,1957—),男,教授级高工,主要从事海洋地质、地球物理勘探和天然气水合物研究。

摘要从1999年开始,我国已经在南海北部陆坡实施了25个天然气水合物资源调查航次,取得了许多重要地质成果和认识,积累了不少宝贵的勘探经验。本文将对我国天然气水合物10年外业调查技术,历程和发展做一总结,为后续的天然气水合物调查提供铺垫和借鉴。

关键词水合物调查高分辨率地震样品取样

1前言

气体水合物的发现虽然可追溯至1810年,但人们对海洋天然气水合物的认识始于20世纪70年代中期,美国在阿拉斯加北部的普鲁德湾油田采得了世界上第一个天然气水合物样品。

20世纪90年代以来,天然气水合物调查研究在世界范围内迅速扩大和深入,调查研究的深度、广度以及调查技术水平大大提高。各国对水合物的研究给予了高度重视,设立了专项调查航次,目前,世界上对天然气水合物的调查研究方兴未艾,全球海域天然气水合物矿点的发现与日俱增。

从1999年开始,我国已经在南海北部陆坡实施了25个天然气水合物资源调查航次,取得了许多重要地质成果和认识,积累了不少宝贵的勘探经验。调查方法和调查手段也由开始单一的二维地震方法进入到了一个包含了二维高分辨多道地震、准三维多道高分辨地震为主的地球物理、地质取样、地球化学等多手段、多学科相结合的阶段(表1),并且随着勘探实践中新问题的出现,调查方法和调查手段也在不断地更新和调整之中。

表1 天然气水合物资源调查技术方法Table 1 The technologies used for gas-hydrate survey in south china sea

2地球物理调查

1999年在国内有关单位(如中国科学院兰州冰川冻土研究所和国土资源部广州海洋地质调查局)和学者对国外天然气水合物调查研究情况进行了跟踪调研和文献整理的基础上,国土资源部广州海洋地质调查局开展了天然气水合物的实际调查。地震调查是天然气水合物调查的主要方法,虽然有前人的研究和国外调查工作的借鉴,但在采用什么样的方式上仍经过了充分和激烈的讨论,最终根据我们的现有条件确定调查的主要方法,因此确定了首先开展地震调查工作,采用高分辨二维多道地震调查技术方法,目的是寻找天然气水合物的地震识别标志— —BSR,此外还采集到更多的地球物理信息,如地震纵波速度等,同时可以利用地震资料处理手段使得BSR 等天然气水合物的地震识别标志的判别更有依据。实践证明,二维高分辨率多道地震勘探技术在海洋水合物调查中是行之有效的,不仅可以发现与水合物相关的地震异常信息,如BSR、振幅空白带、速度异常带、BSR 波形极性反转等等。而且可以揭示与水合物形成发育密切相关的中浅部地层结构、构造及沉积特征,该方法已经在我国南海北部海域水合物调查中得到成功的应用,为天然气水合物资源评价奠定了坚实的基础。

二维地震调查采集参数的确定

调查伊始,参考了油气勘探高分辨地震调查的参数设置,随着对天然气水合物地震识别标志性质认识的提高,感觉完全按照油气勘探的方法不能达到最佳的效果,因此借助于863研究项目的支撑,从2001年开始进行天然气水合物的赋存环境及其特定地震调查方法选择研究、天然气水合物地震数据采集调谐组合系统及其试验参数的选定研究,特别是开展了有利天然气水合物勘探频带和主频范围探索、研究,主要围绕“突出海洋天然气水合物存在的主要特征,即似海底反射(BSR)而展开。通过大量的实际试验和分频处理等地震勘探频率与BSR响应关系的研究,认为:0~40 Hz频段滤波,BSR 可以连续追踪,地层细节不清晰;40~70Hz频段滤波,BSR 连续性较好,地层细节也较为清晰;当滤波频率为100~120H z时,海底和BSR强反射界面变成多个反射界面,某些地层细节可以突出,对BSR的连续性识别不利。及120~150Hz水合物特征基本不变化,对水合物特征的识别贡献不大(图1~3)。

通过地震勘探频率与BSR 响应关系的研究,认识了我国南海北部陆坡水合物地震勘探的最有利勘探频带和主频范围,从而,为综合研究“水合物勘探缆源沉放深度、虚拟反射等一系列调谐组合参数”从而确定外业采集参数奠定了基础。根据确定出来的勘探频带为10-120 H z和主频为40-70 H z的原则,模拟计算出来的结果表明(图4):震源和电缆的沉放深度为5米和6米的组合较为合适。这样在同样的激发能量的情况下,将主要的能量集中在主频范围内,可以提高采集资料的信噪比,突出BSR的识别,同时兼顾BSR 与地层反射界面关系的识别,而且有利于海上的作业开展,初步形成了一套适合于我国南海北部陆坡天然气水合物勘探的高分辨率二维地震勘探技术方法。

根据上述的研究成果,在南海天然气水合物高分辨率二维地震勘探采用的采集参数基本上得到了遵循(表2),以及后续的高分辨率准三维地震调查也是参考了这些参数。

图1 高截滤波分别为40Hz和70Hz时的效果对比图 The com pares in different high cut filter

表2 南海北部陆坡典型的调查参数表Table 2 The typical seismic param eter used in south china sea gas hydrate survey

准三维多道地震调查

随着天然气水合物勘查的深入,围绕钻探的要求,在“863”课题“南海北部海域天然气水合物首钻目标优选关键”的成果基础上逐步发展完善高分辨率准三维地震调查。在原来高分辨率二维地震采集技术的基础上,主要考虑了通过对面元大小等准三维采集参数的优选,利用R G PS相对定位技术,对震源中心、电缆头部和电缆尾部进行了定位,以“震源中心”、“电缆头标”、“电缆尾标”为基本节点,罗盘数据为基本的方向数据准三维缆源定位技术、准三维调查“导航定位网络配置”技术以及优化和改善震源稳定性,最终形成三维数据体。

图2 HD173-2近道单次剖面(40~70Hz滤波) The result picked on near channel(Filter 40~70Hz)

实际上从2004年开始在南海北部开展水合物三维地震调查,获取了调查区的三维地震信息,使勘探目标得到有效归位,获得了更为清晰的天然气水合物地震响应信息(图5),同时还解决了常规二维地震调查所不能解决的一些问题,如获得精细的三维速度分析体、准确的地层偏移地球物理信息、水合物富集层内的细致信息、利用三维可视化技术分析水合物钻探目标的空间分布特征等[1],提高对天然气水合物有利目标的评价精度。通过开展准三维高分辨率地震调查,无论是BSR、振幅空白带,还是BSR 下的增强发射都得到比二维资料更清晰的反映[2]。

3样品采集

在天然气水合物的调查中,除了地球物理调查外,从2001年开始进行以天然气水合物为调查目的地质样品采集,目的是通过不同的取样手段获得与水合物有关的沉积物样品,从而为进一步的测试提供基础。根据底质和对样品本身要求的不同,站位地质取样调查主要采用以下的取样方式:大型重力活塞柱状取样、重力柱状取样、抓斗取样、深海拖网取样和保温保压取样(图6)。前四者在地质调查航次中已经普遍采用,而保温保压取样只是在部分航次调查中进行了尝试。

图3 HD173-2远道单次剖面(40~70Hz滤波) The result picked on far channel(Filter 40~70Hz)

在这些手段中,箱式取样、抓斗取样、电视抓斗取样都是采集海底浅表层0~50 cm的底质样品,箱式取样能采集到表面原状不扰动样品,电视抓斗则是根据甲板监控有选择性采集海底表层样品,例如贝壳、碳酸盐岩结壳等。拖网主要是获取海底表层块状或大粒径的目标物,例如海底生物、岩石、贝壳等。重力柱状取样是采集短柱状样品,长度一般小于300 cm,大型重力柱状取样器和重力活塞取样器能采集相对长的柱状样品,一般在500 cm~1200 cm 之间。保温保压取样是对重点目标区域采集原状海底柱状样品。

10年里,总共执行了17个地质(综合)航次的调查,共取得表层样共225个,重力柱状取样833个,重力活塞取样226个等(表3)。

由表3可以看到无论从取样站位和现场测试项目,根据天然气水合物地质和地球化学调查的目的,柱状(包括活塞)是天然气水合物调查样品取样的主要手段,也是比较有效的手段,但鉴于目前分析的SMI界面深度,今后要考虑的是增加取样的长度。至于保温保压取样,过程及作业比较复杂,因此,使用此种手段应更有针对性。

图4 缆源沉放深度与地震频响示意图 The calculation results of frequency response with streamer/source depth

表3 2000~2008年地质样品采集完成的工作量(单位:测站)Table 3 The statistics of sampling stations

图5 天然气水合物准三维地震调查效果 The result of pseudo 3D seismic survey of gas hydrate

海底摄像资料采集

深海摄像系统为拖缆作业,工作时安装在拖缆末端的水下信标可以获取图像对应的水下位置信息;同时也可以在深海摄像系统的水下单元上安装传感器以获得相应的测线信息,如安装甲烷传感器对海底天然气水合物的特征判别等等。

自1999年开始以天然气水合物为调查目的深海摄像数据采集以来,深海摄像系统先后执行了17个航次,完成深海摄像共325个测站。其中2001年,在某测站发现天然气水合物赋存标志——碳酸盐结壳。该站位位于调查区中部海槽北部陆坡上缘,拍摄区间水深1080米至11 30米。该海底碳酸盐结壳分布有较多圆形孔穴,空穴边缘多呈直角,明显不同与其他地区见到的生物孔穴(图7)。

2003年,在另一站位发现了水合物之赋存的又一标志——双壳类生物及菌席以及2008年在另一测站发现了大面积块状的碳酸盐结壳,此测站发现的碳酸盐结壳无论从其规模、固结程度、厚度方面都强于其它测站。

在海底摄像的调查中,尽管没有直接发现天然气水合物。但是,具有重要代表特征的碳酸盐结壳以及双壳类生物及菌席的发现,对我们认识天然气水合物具有重要的指导意义。

地温资料采集

由于天然气水合物赋存于高压低温的环境中,因此开展地温梯度测量,从而了解调查区的温度和压力变化以及热流等也是有必要的。在我们的天然气水合物的地温场测量中,主要采用的是Ewing型设备,即在海上进行地温梯度测量,同时将采集的沉积物样品在室内进行热导率测试,然后进行热流计算。Ewing型设备是把装有热敏电阻的小型探针按不同角度外挂在钢矛或取样管(包括重力取样和活塞取样)外壁的不同位置上,由小型探针测量出不同深度沉积物的温度,求出原位地温梯度,而同步采集的沉积物样品在室内进行热导率测量,由地温梯度及热导率值计算出沉积物热流值。

图6 海底浅表层取样设备 equipments of sampling

自2004年开始进行以天然气水合物为调查目的的海底地热流测量,在2004年~2008年共5年中,先后执行了9个航次,完成海底地热流共212个测站,室内热导率测量811个。

但从调查的结果看,BSR 导出的热流值与实测热流值、热流估算的天然气水合物稳定带底界与BSR 深度是有差异的,其原因可能有二。一是实测的地温梯度只反映了浅表层的几米情况,地温梯度往下(几百米内)的变化趋势遵循什么规律需要进一步研究;二是从实测数据计算的结果反映的是区域的背景值,而恰好有天然气水合物赋存的地方(BSR显示)就与区域背景有差异(异常)。究竟是什么原因值得深入研究,才能更好得发挥其在天然气水合物调查中的应用。

图7 通过海底摄像发现海底碳酸盐结壳。左图为海底摄像位置,右图为拍摄到的海底碳酸盐结壳 Carbonated crust from video survey Location(left)and Carbonated crust(right)

4小结

天然气水合物勘查方法主要包括地球物理方法、地球化学方法及地质方法。其中,地震勘探方法是目前最为广泛的天然气水合物勘探方法,其实质是发现沉积物中分布的水合物的底界在地震剖面上形成的异常响应——似海底反射(BSR)。此外,通过地球化学勘查技术识别海底浅部沉积物中的天然气地球化学异常,也能够为圈定水合物矿体提供重要佐证。

当然,随着技术的发展和天然气水合物勘查的需求,还有其他的技术在探索应用,如O BS技术已经开始应用于水合物调查中,以及可控源电磁法也准备投入应用,这都基于能获取更多的信息(如横波)和天然气水合物电阻特性考虑的。

参考文献

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Study of Explorational Techniques for Gas Hydrate in South China Sea

Zhang Ming Wu Zhongliang Liu Fanglan

(Guangzhou Marine Geological Survey,Guangzhou,510760)

Abstract:There are 25 cruise have been carried out for gas hydrate since 1999 in South China there are different ways have been used to try getting more information and evidence for gas hydrate in South China article tell the experience in these activities.

Key words:Gas hydrate survey,High resolution seismic,Sampling

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