海藻面膜的功效与作用范文1
【关键词】 红细胞
Progress in the Study of Lyophilization of Human Red Blood Cells —— Review
Abstract Now the clinical preservation methods of human red blood cells mainly include hypothermic storage (4℃) and cryopreservation (-80℃ or -196℃). The preservation time of hypothermic storage of red blood cells is relatively short and it is easy to be contaminated by microbes. Cryopreservation greatly prolongs the storage time，but it needs heavy storage equipments. Because the protective solutions in cryopreservation contain glycerol，red blood cells need complicated washing in order to remove glycerol. These shortage methods limit their application to some special conditions，such as war or natural disasters. Compared with conventional preservation methods of red blood cells，lyophilization has many advantages such as less weight，convenient transportation，room temperature preservation，prone to be rehydrated. In this review，the progress and challenge in the development of lyophilization of red blood cells，especially application of trehalose and its mechanism in the lyophilization of red blood cells were systematically discussed. This review can provide some theoretic guidance for developing a safe，simple and efficient preservation approach of red blood cells by lyophilization.
Key words red blood cell；lyophilization；trehalose；biomembrane
红细胞是血液中含量最多的细胞，它通过其中的血红蛋白从肺部携带氧气运送到周边器官，在维持人体正常机能起着重要的作用。红细胞是一种高度分化的细胞，它没有细胞核、线粒体等复杂的细胞器，只有一层质膜包裹着血红蛋白。红细胞对于维持生命具有重要意义，人们由于创伤或其他原因造成大量失血而引起红细胞的丢失时，全身器官会氧气供应不足，从而危及生命。及时输注红细胞是治疗这类病例的有效手段。但是，目前在临床上使用的红细胞保存的主要方法有4℃低温和-80℃深低温保存。这些保存技术都有很好的效果，但又存在明显不足：4℃保存时间短，最长不过42天，而且红细胞容易受到污染，从而造成浪费；-80℃保存可以将保存时间延长至10-20年以上，但需要笨重的超低温冰箱等专门设备，运输不方便，能源消耗大。这些缺陷严重限制了常规保存方法在恶劣自然条件或战时条件下的应用［1］。对比之下，冰冻干燥保存的红细胞具有很多优势：便于长期保存，设备重量大大减轻，方便运输，易于消毒，而且在运输过程中不存在振荡性溶血等问题。因此，一旦红细胞冰冻干燥研制成功，必将开创血液供应的新局面。
冰冻干燥对于红细胞而言是一个不利的综合影响过程，细胞在此过程中不但要经受冷冻的打击，而且也要受到干燥的损伤。我们的研究结果表明，在冰冻干燥过程中，干燥对于红细胞的损伤占有主要地位［2］。通常，由于干燥而引起的细胞内水分的蒸发使分子间和分子内的联系发生剧烈变化。在一些生物中，当细胞被干燥时，由于水分的缺失，细胞内的蛋白和膜可能通过氢键结合其他分子来取代它们对水分子的结合，这是生物在不利环境的一种保护适应机制。但是如果没有相应的保护机制，则水分的缺失而导致蛋白质与水分子的结合将被蛋白与蛋白之间的相互作用所取代，从而可能造成蛋白不可逆聚集或者发生变性，这会直接导致干燥后细胞死亡［3］。
研究历史
红细胞冰冻干燥保存研究经历三个主要发展阶段。这三个主要发展阶段为：
第一阶段：1960年Meryman等［4］首次进行人红细胞的冰冻干燥保存研究。由于甘油的粘度过高，所以他没有添加任何保护剂而直接对血液进行冰冻干燥。Meryman宣称再水化后的细胞回收率为30％-50％。但于1977年在一次关于精子冰冻干燥保存研究的研讨会上，与会者承认红细胞质膜在冰冻干燥过程中受到严重损伤［5］。通常认为，在20世纪80年代以前的研究中，从未获得过一个结构完整的冰冻干燥红细胞。
第二阶段：从1989年开始冰冻干燥保存红细胞研究进入真正具有临床意义的科学研究阶段。Goodrich等［6，7］在此期间进行了大量实验，先后筛选保护液和再水化液的成分组合，并对保护机制进行初步探索。此后10年，在国外红细胞冰冻干燥保存备受重视，如美国，政府投入大量科研基金，1997-1999年度受美国政府资助的相关研究报告就有20篇之多［8］。但这期间，冰冻干燥保存红细胞研究主要是筛选保护剂及温度等物理参数，而没有深入研究冰冻干燥对红细胞超微结构的影响。Goodrich［6］认为，葡萄糖可以保护红细胞和血红蛋白，而大分子聚合物使保护液呈玻璃化，从而可以有效地保护红细胞。然而，这些研究仍然没有实现冰冻干燥后红细胞可以在室温下长期保存的目标，究其原因主要是大分子聚合物不能进入红细胞内，而只使细胞外液保持玻璃化，所以无法实现对细胞膜的有效保护［9］；另外在室温下样品的氧化问题仍然值得商榷。在此期间冰冻干燥保存的红细胞存活率仅有20％-30％［9］。Rindler等［10］采用麦芽糖和羟乙基淀粉作为主要保护剂进行搁板温度对冰冻干燥保存红细胞影响的研究，结果表明，随着冻干机搁板温度的下降，冰冻干燥后红细胞溶血率也呈下降趋势，当搁板温度为-35℃时，溶血率最低，但当进一步降低温度时，溶血率反而上升。尽管Rindler的试验结果表明，在冰冻干燥过程中当冻干机搁板温度为-35℃时的效果最好，但其溶血率仍然达到85％，最后几乎到无可用的红细胞。我们的研究表明，冰冻干燥的问题主要是质膜受损而造成血红蛋白泄漏。当保护液由大分子聚合物、蛋白和低浓度的渗透性保护剂组成时，冰冻干燥保存红细胞后的上清中游离血红蛋白浓度低于1 g/L，而且细胞回收率达到80％左右，但当将再水化后的红细胞置于4℃下保存不同时间，随着时间的延长，溶血率呈上升趋势［11］。这说明冰冻干燥对红细胞膜造成损伤。从超微结构来看，采用大分子物质作为主要保护剂进行红细胞冰冻干燥保存后的细胞形态分为3类：结构完整（A）、部分完整(B)和血红蛋白完全泄漏(C)，具体见图1。
第三阶段：进入21世纪，研究人员对冷冻和干燥对细胞质膜的影响进行深入的研究［12-14］。在此期间海藻糖和蔗糖等二糖在细胞膜保护方面的作用引起人们广泛兴趣。Wolkers等［14］发现，血小板可以通过随温度变化的液相内吞作用吸收海藻糖，吸收效率可以达到50％以上。吸收海藻糖后的血小板冰冻干燥后的存活率为85％，而且对凝血酶、胶原、ADP和瑞斯托菌素的反应与新鲜血小板相似。受到这项研究的启发，Satpathy等［1］对红细胞对海藻糖的吸收情况进行了初步研究，结果发现随着保护液中海藻糖浓度和孵育温度的变化，红细胞对海藻糖的吸收率也相应的发生变化，当温度为37℃时的吸收率最高，但溶血率也随之上升。这些研究为进一步开展红细胞冰冻干燥保存研究提供了理论依据。
研究的热点——海藻糖
由于红细胞在冰冻干燥保存过程中要经受冷冻和干燥的双重伤害，所以此项研究面临着巨大的困难。海藻糖可能为冰冻干燥保存红细胞开辟新途径。研究人员在一些耐干燥的生物体内发现，当环境极端干燥时其体内海藻糖的浓度可达干重的20％以上。这些生物包括：酵母、一些植物、许多细菌以及一些无脊椎动物（例如水熊等）。在干燥的环境下，海藻糖或其他的二糖形成一种高度粘稠的玻璃化状态，这有利于这些生物在干燥环境中存活［15］。
海藻糖的性质及其作用机制
海藻糖是一种非还原性二糖［16］，由两个葡萄糖残基通过半缩醛羟基相结合，结构为α-D-Glcp-(11)- α-D-Glcp。海藻糖的玻璃化转变温度高于蔗糖和麦芽糖，常温下性质稳定。对于海藻糖保护哺乳动物细胞的作用机制，目前有以下几种观点：
Clegg［17］提出一种水分替代假说，他认为甘油、海藻糖以及其他的碳水化合物和氨基酸等保护成分是作为水分替代分子与氢键结合，从而使细胞免受干燥的伤害。根据这个假说，一些耐干燥生物为了避免干燥损伤而在体内积聚海藻糖或蔗糖等碳水化合物，从而替代水分子和氢键结合，当环境中水分充足时，水分子又重新与氢键结合，而此时细胞内的二糖又可以作为能源代谢物质。20世纪80年代，Crowe等［18］认为，在海藻糖存在的条件下生物分子或分子集合体例如细胞膜和蛋白在干燥的环境下可以保持稳定，而且海藻糖的作用效果明显好于其他的糖类。从那时起，海藻糖开始应用于疫苗、脂质体以及人体器官的低温保存，并且取得较好的保护效果。Leslie等［19］报道，在海藻糖存在的条件下冰冻干燥保存细菌可以获得较高的存活率。相反蔗糖对细菌的冰冻干燥保存效果很差。这些工作证明了海藻糖是一种特殊的二糖，其对生物细胞的保护作用明显优于其他糖类。
Branca等［20］认为，对海藻糖的溶液性质进行研究可能有助于解释海藻糖对生物材料的稳定作用。但是这些性质必须在大量水分存在的条件下才和生物稳定有关联。而在干燥情况下，由于水分几乎全部缺失，所以这个假说无法解释干燥环境下海藻糖对细胞材料的稳定作用。
另外，在干燥条件下可降解糖类和蛋白质的所发生的美拉德反应已经被认为是干燥损伤的一个重要原因。海藻糖和蔗糖都是非降解性二糖，这至少可以部分解释为什么在干燥环境中海藻糖和蔗糖可以在一些生物体内积聚，而麦芽糖由于是可降解性二糖，易于发生美拉德反应，因此可能不适合细胞的干燥保存。O′Brien等［21］在海藻糖、蔗糖和葡萄糖存在的条件下建立一个冰冻干燥模型系统，水的活度为0.33，pH值为2.5，结果发现蔗糖的美拉德反应速度和葡萄糖的一样快，而且二者比海藻糖的反应速度大约快2 000倍以上。这个试验充分证明海藻糖在干燥环境中的稳定性优于蔗糖或其他糖类。
相对于其他糖类而言，海藻糖具有较高的玻璃化转变温度，这有利于在常温条件下干燥样品性质的稳定。研究发现，当耐干燥生物处于干燥脱水或高渗透压环境时，海藻糖可以在细胞膜外面形成一种玻璃状的保护层，从而提高了细胞的渗透压耐受性和耐干燥性。这种保护方式使得一些耐干燥生物即使在极端环境中脱水达99％时仍能存活［15］。
Sun等［22］发现脂质体用蔗糖干燥时，在潮湿环境发生严重的溶解，而用海藻糖保存时则没有溶解发生。海藻糖的玻璃化转变温度远高于蔗糖，因此可以预测在蔗糖中加入少量的水可以使其玻璃化转变温度降至保存温度以下，而在海藻糖中加入相同量的水，其玻璃化转变温度仍然在保存温度以上，因此仍保持稳定。当用海藻糖干燥保存的样品保存于20℃时，这个温度比海藻糖的玻璃化转变温度低100℃左右，而当用蔗糖干燥并于20℃下保存时，这个温度仅比蔗糖玻璃化转变温度低45℃左右。这说明在相同的室温保存条件下，海藻糖的干燥保存效果更优于蔗糖。Aldous等［23］认为，既然海藻糖的晶体结构是二水合物，在吸收水分的过程中，一些海藻糖转变成晶体态的二水合物，因此使余下的海藻糖和水分子脱离接触，这也提高了体系的玻璃化程度。Crowe的试验结果表明，在海藻糖干燥保存样品中添加少量水分，结果结晶态的二水合物迅速出现，剩下的海藻糖玻璃化转变温度却仍然保持很高［24］。Buera等［25］提供的证据表明，当用海藻糖干燥保存的蛋白酶样品被升温到玻璃化转变温度以上，其仍保持稳定。因此他们得出结论：玻璃化状态自身不是必要的，而样品保持一种分子间的无序状态而非结晶态是非常重要的。Crowe等［26］认为，玻璃化使干燥样品的成分相互静止，从而避免了在干燥条件下各种成分的过分接触；另外玻璃化自身不能完全实现对生物膜的干燥保护作用。
以上的各种假说均证明海藻糖的冰冻干燥保存效果要优于其他糖类，因此用海藻糖作为一种冰冻干燥保护剂来保存哺乳动物细胞可能是一个非常有前途的方法。红细胞膜是典型的液态镶嵌模型结构，双层磷脂中分布着一些功能蛋白。Wolkers等［12］发现红细胞膜存在两个相变点，分别在14℃和34℃左右。在发生相变时，膜内外磷脂分布发生变化，细胞临时通透性增加，这可能造成血红蛋白的泄漏，但同时也可能引起外源分子进入红细胞。Hays等［27］在冰冻干燥脂质体的再水化过程中也发现类似膜相变现象。以脂质体作为细胞模型进行冰冻干燥，再水化后脂质体的形态完整率为100％，但同时他发现，在溶液状态时脂质体的液晶相到凝胶相的转变温度（Tm）为-1℃。如果不添加海藻糖，当完全干燥时脂质体的Tm升至＋70℃；而如果在保护液中添加海藻糖，则Tm降至-20℃左右，这说明在完全干燥的情况下脂质体仍然保持液晶相，而且再水化时也没有发现相变。但是，在海藻糖存在下，磷脂的Tm降低的机制仍然存在争议，迄今仍然没有一个完美的解释。
总之，目前还没有一种理论可以很好的解释海藻糖的保护机制，我们的观点是，海藻糖之所以具有提高细胞耐干燥能力的效果，可能是以上几种理论共同作用的结果。
海藻糖进入细胞膜的途径
采用海藻糖等二糖作为冰冻干燥保护剂的主要挑战是如何使海藻糖进入细胞质，同时使其在细胞质中达到较高的浓度。目前主要有以下几种方法：Oliver等［28］和Wolkers等［14］采用细胞内吞作用将海藻糖导入人干细胞和血小板中；Beattie等［29］利用胰岛内分泌细胞的质膜在磷脂相变过程中的暂时性通透增加将海藻糖导入细胞质中。同时，他们也发现二甲亚砜能明显提高胰岛细胞对海藻糖的吸收率。他们认为二甲亚砜在此过程中的作用可能是作为一种较弱的表面活性剂。Eroglu等［30］和Chen等［31］利用基因工程合成了一种金黄色葡萄球菌а-溶血素的突变体，这种蛋白可以在细胞膜上打孔，从而可以增加细胞膜的通透性。采用这种方法，他们发现，将海藻糖导入几种人细胞中可以提高其耐干燥性。Guo等［32］和Puhlev等［33］在人上皮纤维原细胞中成功表达了编码6-磷酸海藻糖合成酶和6-磷酸海藻糖磷酸酶的基因，将此基因片断导入哺乳动物细胞核中，可以合成海藻糖，从而提高了这些细胞的耐干燥性。在采用此基因工程技术处理的细胞系中，细胞内积聚的海藻糖浓度可以达到80 mmol/L，极大提高了这些细胞的渗透压耐受性。在其他的试验中，电子打孔技术也被应用于将海藻糖导入细胞膜［34］。尽管这种方法可以使海藻糖进入细胞质中，但同时也使细胞的渗透压耐受性降低，可能不适合于红细胞的冰冻干燥。另外，Eroglu等［35］采用显微操作技术将海藻糖注射到人卵母细胞内，然后在低温下保存，结果发现海藻糖可以提高卵母细胞对低温的耐受性。
对于红细胞的冰冻干燥保存而言，由于其结构的特殊性，基因工程技术、显微注射、增加膜通透性等技术不适合于将海藻糖导入红细胞。而利用细胞膜随温度发生的磷脂相变来实现其对海藻糖的吸收可能是一个比较好的途径。
海藻糖在红细胞冰冻干燥保存中的
应用前景分析如何使海藻糖进入红细胞基质中是冰冻干燥保存红细胞能否成功的第一步。红细胞并不具备血小板的内吞作用，由于没有细胞核，也无法通过基因工程技术将编码6-磷酸海藻糖合成酶和6-磷酸海藻糖磷酸酶的基因转入细胞核并且表达。但是Satpathy等［1］根据红细胞膜质膜随温度变化而发生相变的特性，将红细胞在37℃的高浓度的海藻糖缓冲液中保存液中孵育7小时，这种方法可以使细胞内的海藻糖浓度达到50 mmol/L。研究表明，红细胞的这种吸收方式不同于血小板的内吞作用，它是利用渗透压不平衡和膜磷脂相变相结合的办法使外源性海藻糖进入基质中，因此这种方法是一种被动吸收的方法，必须借助于渗透压差和内外源海藻糖的浓度差。
在血小板吸收海藻糖的试验中，外源性海藻糖的浓度只有35 mmol/L［14］，而在红细胞吸收海藻糖的试验中，外源性海藻糖的浓度可以达到1 000 mmol/L左右，是血小板实验中海藻糖浓度的30倍［1］。只有在如此高的浓度下，海藻糖才能高效地进入红细胞基质内，而且高渗对红细胞膜的影响也值得商榷。
另外，红细胞是通过其内在的血红蛋白来携带氧气运输到全身各器官。Goodrich［6］认为，单糖主要是葡萄糖对血红蛋白有很好的保护作用，而二糖是否对血红蛋白有保护作用尚需要研究。
冰冻干燥保存红细胞面临的挑战
尽管红细胞冰冻干燥保存具有重要意义，但在实际研究中仍然面临着巨大的困难，甚至有人对此项研究能否成功持有怀疑态度［36］。
红细胞对高渗和干燥环境极为敏感，尽管人们对红细胞冰冻干燥保存进行了几十年的研究，但目前的结果仍然不能令人满意，尽管目前有许多试验证明海藻糖等二糖可以提高一些细胞的耐干燥性，但仍然存在一些争议，一些人认为海藻糖仅仅可以提高细胞的渗透压耐受性，而无法提高细胞耐干燥性［37］，另外海藻糖是否适合于红细胞的冰冻干燥保存仍是一个未知数。Tunnacliffe等［37］采用海藻糖作为主要保护剂干燥保存小鼠细胞，结果发现当小鼠细胞中的内源性海藻糖浓度达到100 mmol/L时，其细胞的渗透压耐受性有所提高，但即使细胞膜内外都存在高浓度海藻糖时，细胞的耐干燥性也得不到有效提高，这说明在提高细胞耐干燥性方面，只有海藻糖是远远不够的。为什么？因为相对于红细胞和血小板而言，有核细胞结构更复杂，含有一些复杂的细胞器，例如细胞核、线粒体等，因此有核细胞的冰冻干燥具有更大的挑战性，海藻糖等保护剂能否进入细胞核，从而有效保护细胞的基因组结构仍然没有答案。红细胞和血小板的结构非常简单，没有复杂的细胞器，因此只有红细胞的冰冻干燥取得成功，才能为进一步开展有核细胞的冰冻干燥保存打下坚实基础。
概括地说，红细胞冰冻干燥保存主要是保护细胞膜的完整性和血红蛋白的正常功能。Goodrich等［6］认为，葡萄糖可以自由进出红细胞膜，而且可以保护血红蛋白，还可以为红细胞提供代谢能量的来源。所以他在保护液中采用的是单糖。由于单糖的玻璃化转变温度很低，而且容易发生美拉德反应，这些都可能对红细胞膜造成损伤而导致血红蛋白泄漏，因此，Goodrich又在保护液中添加大分子物质以提高保护液的玻璃化转变温度，但是由于大分子物质无法进入细胞膜内，所以其对细胞膜的保护作用是有限的。另外，尽管大分子物质提高保护液的玻璃化程度，但同时也提高了其渗透压，而高渗透压对细胞也有很大的影响。所以我们认为，冰冻干燥保存红细胞的方法首先要满足两个条件：保护剂可以进入细胞质和保护体系要等渗或接近等渗。
红细胞的携氧功能来自于其中的血红蛋白，因此在冰冻干燥过程中如何保护血红蛋白的正常结构具有重要意义。Goodrich等［6］在保护液中添加葡萄糖来保护血红蛋白。二糖是否对血红蛋白有保护作用尚需研究。正常的血红蛋白是四亚级聚合体，如果血红蛋白解聚，其将丧失携氧功能。另外冰冻干燥保存红细胞的一个主要优势是可以室温保存，在保存过程中如何防止血红蛋白氧化甚至变性也是一个重大挑战。
小 结
在红细胞冰冻干燥保存过程中，高浓度的大分子物质尽管可以使细胞外液达到玻璃化，但由于大分子物质无法进入细胞内，所以其对膜的保护作用很有限，因此寻求一种可以进入细胞内，而且对质膜有非常好的保护效果的保护剂非常重要。海藻糖在保护生物材料的稳定性方面具有非常好的效果。将海藻糖用于红细胞冰冻干燥的想法来源于海藻糖在其他哺乳动物细胞或脂质体的应用，所以目前的研究也仅仅是尝试而已，海藻糖是否真正有利于红细胞的冰冻干燥保存还需要实验来检验。
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海藻面膜的功效与作用范文2
关键词 菌藻共生；污水；固定化菌藻；着生藻类
中图分类号 X52 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）04-0197-02
Research Progress of Bacterial-algal Symbiotic System for Sewage Purification
XIONG Yun-wu LIN Xiao-yan GUO Yue-hua DU Lin-feng * LI Shi-gang ZHAO Liang XU Jian-xin XIE Li-hua
（Shenzhen Techand Ecology & Environment Co.，Ltd.，Shenzhen Guangdong 518040）
Abstract The article introduced the sewage purification mechanism in the bacterial-algal symbiotic system.It also summarized the characteristics and problems of bacterial-algal symbiotic sewage purification system，such as immobilized bacteria-algae wastewater treatment system and periphyton wastewater treatment system. In the end，the author also looked into the future trends of its development.
Key words bacterial-algal symbiotic system；sewage；immobilized bacteria-algae；periphytic algae
随着经济、社会的不断发展，工业、生活污水大量排入水体，由于其中富含N、P等营养物质和重金属，最终使水体恶化。近年来，很多研究表明菌藻共生系统在污水处理方面潜力很大，利用藻类修复污染水体，可以有效降低污水中有机物、N、P的含量，出水可达到景观环境用水的水质标准，同时获得的藻类体粗蛋白含量高，可作为食品或高级饲料的原料，实现藻类生物量的资源化[1-4]。藻类不仅能吸收污水中的营养物质，而且对重金属也有良好的吸收、富集效应[5-10]。菌藻共生污水处理系统（固定化菌藻污水处理系统和着生藻类污水处理系统）不仅符合生态学的原理，而且可实现水资源化，具有环保意义。
1 菌藻共生系统净化水质的机理
结合细菌的污染物降解能力与藻类消减污水中N、P和摄取有机物功效，形成细菌和藻类复杂的共生系统。好氧菌将含碳有机物、含磷有机物分别降解为水和二氧化碳、正磷酸盐，将含氮有机物进行氨化、硝化，为藻类光合作用提供营养物质及碳源。同时，藻类光合作用释放出的氧气又可促进好氧菌的代谢。藻细胞以光能为能源，消耗污水中大量的N、P等营养物质，将无机物合成有机物，使水源得到净化[11]。藻类在进行光合作用的同时，使藻体、藻膜附近的pH值升高，从而促进水中磷酸根和钙离子形成羟基磷灰石沉淀，沉淀主要发生在藻体表面或藻生物膜上，从而实现P的去除；同时，pH值升高使NH4+-N挥发，增加TN的去除率[1，11-13]。
2 固定化菌藻污水处理系统
固定化菌藻是按照一定比例将藻类细胞和细菌细胞与固定化材料混合固化形成多孔隙凝胶，凝胶空隙用于菌藻细胞的生长繁殖，进而达到净化水质的目的。包埋采用的载体材料主要有海藻酸钠、海藻酸钙和聚乙烯醇（PVA）等[14-19]。与游离藻类相比，固定化使得微藻具有负荷能力强、藻细胞流失少、细胞密度高、反应速率快、运行稳定可靠、易于固液分离等特点，而包埋载体本身也具有一定吸收N、P的能力。而且，许多研究也表明，固定化菌藻对N、P的去除效果优于固定化细菌和固定化藻类[20-22]。在固定化菌藻中，脱氮的主要贡献者是细菌，而藻对除磷起了主要作用，为达到有效的脱氮除磷，藻菌比应大于2∶1[22-24]。
王 秀等[25]在自制的流化床光生物反应器中加入固定化藻菌小球处理饮料废水，结果COD、NH4+-N、BOD和PO43--P的去除率分别达91.8%、89.4%、72.1%和59.5%。潘 辉等[26]研究表明，固定化菌藻共生系统适于处理高有机负荷、低氮磷浓度的市政污水，且P的最高去除率可达到93.6%，NH4+-N的最高去除率可接近100%。
固定化菌藻系统虽然对污水的处理效果较好，藻体收获也比较简便，但是该技术成本较高，且固定化载体会限制光能的获得和物质的传递，微藻对N、P的吸收会受到多种因素的影响，固定化菌藻胶球容易开裂，这些不利因素在一定程度上影响了其大规模地应用到生产实践中，限制了其发展。
3 着生藻类污水处理系统
着生藻类（periphytic algae），又称周丛藻类，是附着在水体机制上生活的一些微型藻类[27]。其主要通过构建人工模拟生态系统实现水质的净化，目前研究应用较广的主要有藻从刷系统、着生藻类-生物膜系统2种类型。
3.1 藻从刷系统
藻从刷系统（algal turf scrubbers，ATS）的核心是模拟着生藻类自然环境中水质净化过程，在固定衬垫表面上接种丝藻属（Ulothrix sp.）、直链藻属（Melosira sp.）、鞘藻属（Oedogonium sp.）、微孢藻属（Microspora sp.）等着生藻类，构建着生藻类与真菌、细菌生态系统[28]。通过藻类和微生物的共同作用去除污水中的污染物。
目前，在养殖废水、生活污水等污水的控制中已经证实了ATS系统的脱氮除磷效果。Mulbry等[28]研究表明：采用以维利微孢藻、孤枝根枝藻等着生藻类为核心的ATS系统处理奶牛场废水，水力停留时间约60 d，TN和TP去除率可以达到70%～90%，运行费用较人工湿地处理工艺也有很大幅度降低。Westhead等[29]研究表明，接种丝状绿藻和鞘藻的ATS系统处理养牛场废水，水力停留时间为48 d，系统TN去除率达到90%以上、TP去除率达到68%～76%。Pizarro等[30]利用ATS系统处理养牛场厌氧发酵出水，着生藻类TN和TP吸收率分别达到61.6%和39.3%。但ATS系统处理污水如果想要效果良好，则要求其长度较长，这在一定程度上限制了其推广应用。
3.2 着生藻类-生物膜系统
着生藻类-生物膜系统（periphyton biofilm system，PBS）一般由着生藻类生物、人工浮床及生物膜组成，人工浮床漂浮在水体表面，生物膜填料固定在浮床上，着生藻类生长于浮床和填料表面，整个系统悬浮于水中。由于生物膜填料具有较大的比表面积，可以为着生藻类提供良好的附着表面，使其生物量大幅度提高，同时，PBS系统中生物膜的形成强化了微生物降解污染物的作用。
PBS系统中着生藻类与生物膜的联合应用，水质净化优势明显。雷国元等[31]将刚毛藻（Chadophorasle）与生物膜相结合组成藻膜系统，可以有效地降低模拟富营养化湖水（CODMn 11.0～15.0 mg/L、NH4+-N 8.0～12.0 mg/L、NO3--N 0.4～1.0 mg/L、TP 1.2～1.5 mg/L）中的CODMn、NH4+-N、TP，其去除率分别达50%、95%和98%。马沛明等[32]在实验室条件下研究了以巨颤藻（Oscillatoria princeps）占优势的藻类生物膜对人工合成污水、污水处理厂二级污水和富营养化湖水N、P的去除效果，结果表明：通过5 d的处理，藻类生物膜对人工合成污水、污水处理厂二级污水和富营养化湖水TN去除率分别为57.1%、94.5%和93.8%，对TP去除率分别为93%、73%和79%。
但是，PBS系统暂时还不能应用于采光较难的水体及深水区，此外，着生藻类在生物膜填料上的附着生长等问题，仍有待进一步研究。
4 结论与展望
我国水环境污染严重，利用藻类进行污水的处理，不仅可以改善环境，而且可以生产优良饲料，生态、经济及社会效益良好。利用菌藻共生系统净化水质，在污水深度处理方面具有巨大的优势，但无论是固定化菌藻污水处理系统还是着生藻类污水处理系统，仍存在以下问题需要进一步解决。
（1）固定化菌藻污水处理系统：①高效微生物的优选及活性保存技术的研究；②包埋工艺的改进；③廉价固定化载体的研制和开发；④固定化微生物反应器的开发研究；⑤固定化材料传质阻力问题的探索。
（2）着生藻类污水处理系统：①建立对污水长期性、持续性处理的系统；②解决污水处理过程中底栖动物潜在的牧食问题；③优化着生藻类水质净化工艺，开发占地少、动力消耗低的新系统。
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海藻面膜的功效与作用范文3
澳洲色泥
“梦” 大地疗法经典护理
Li’Tya澳洲原住民大地疗法是广纳当地300多个澳洲原始部落药学养生和健康疗法，融和四万年古老的大地能量，并采撷红土、沙漠盐、各种澳洲原生花草、果实及海洋矿植物，包含了空气、木、土、火及水等五大能量，结合大自然能量与部落古老药学智慧，将泥媒、黏土、盐等古老原住民疗法所使用的自然神奇力量结合，是纯净身心灵的SPA疗程。
粉红沙漠盐区角质给身体净化洗礼
过程中所使用的南澳粉红沙漠盐湖萃取出来粉红色沙漠的盐，由200万年前地壳变动所造成的结晶体，是微量元素沉淀的累积，比海盐更神奇的美白能量。将其与洛神花混合研磨成细盐颗粒，融入Maccalla满月按摩调养油，具有活肤再生的作用。另外一种沙漠盐取材自香草木研磨，呈椭圆形，质地天然细腻，按摩在皮肤表面可剥除暗沉角质、柔嫩皮肤。以上两种盐洒在身上，细柔清凉，不用清洗搭配按摩油，还会提升皮肤的滋润度。
三种不同按摩精油
按摩过程时所使用的3种按摩精油，有3种不同的味道和元素，也代表3种不同的意义：“Pekiri梦”精油有淡淡柠檬香味，可改善淋巴循环；“Maccalla满月”精油含依兰、天竺葵成分，针对女性荷尔蒙失衡；“Koora丰足”精油含蓝柏、熏衣草精华，可缓解疲劳，改善睡眠。涂抹精油时，芳疗师使用小片原木、以木的元素来轻刮背部，刮时是以较圆满的那边轻刮，因为刻痕不同、能量不同，每次刮的感觉也会不同，小片原木因为有长期精油的喂养，除了颜色由浅色变成深黑色外，接触面变得很细致，使用在背部时轻柔的程度和刮痧的疼痛感完全不同。
三色净化泥赋予人体不同能量
用沙漠盐洁净老旧角质后，依照当下身心状况用不同颜色的泥，以其特殊原始能量连接自然磁场，净化电磁波造成的体质污染，补充细胞矿物质。代表“新生”的红色净化敷泥，沁凉无比，具有沉稳的力量，用于改善烦躁不安，情绪躁动；代表“庆典”的黄色净化敷泥，是当地欢乐庆典所用，用于对抗干燥皮肤起到补水滋养作用；代表“跳跃”的土色净化敷泥，又称为白泥，散发活力能量，内含添加果作研磨加上当地泥土所制作，当觉身体疲惫没动力时，可以敷此种颜色的泥净化身体，补充能量。
地中海
海藻泥护肤疗法
采用地中海深海海藻制成的泥膜，含有大量的矿物质和稀有元素，其活能够刺激身体新陈代谢，并且清除水肿带来的蜂窝组织，对于身材肥胖，水肿型女性有很好的改善作用。尤其是秋冬季节，还能改善干燥皮肤紧绷缺水的状态，滋润更新皮肤。最重要的是，这种由成分非常温和的海藻凝结而成的护肤泥，具有抗敏作用，不会对人体造成任何刺激效果，将其敷裹在皮肤表面，冰凉湿润的触感，让女性仿佛被海洋气息包裹，放松下来。
海藻泥微量元素改善蜂窝组织和水肿
地中海海藻泥护肤疗法，充分利用海藻中天然护肤成分，并结合现代水疗技术，将其美容护肤特质完全发挥。过程中使用的海藻采用日照和水温最适合海藻生长的海水养殖，根据潮汐的改变而采摘，保证每批海藻都达到最佳生长水平。在彻底干燥后消毒微解至直径40毫米的千分之一微粒。其天然独特的护肤成分可以最大限度地进入身体，针对皮肤脂肪积聚及蜂窝组织炎，水肿现象，独特的海藻成分在强效消脂减肥的同时，还能改善蜂窝组织及水肿，让皮肤光滑美白。
淋巴排毒按摩加快脂肪分解
虽然是以海藻泥为主角的护理过程，却要在淋巴排毒的步骤下才能让SPA效果完全发挥。排毒体膜开始前先进行的淋巴排毒按摩步骤，将草本精华油涂在身体的淋巴部位，以加强排毒的按摩手法帮助精油更好被人体吸收，在淋巴引流的步骤下疏通淋巴、去水肿，加速血液循环。特别增加的月见草按摩油，对于水肿情况严重或下肢肥胖的女性可有效促进水肿部位的血液循环，帮助细胞重现活力。针对不同体质、体型的女性而言，该疗程还有热能消脂草本精华油和海藻消脂按摩霜――前者是草本动力，天然植物的护肤成分不会对皮肤带来任何敏感；后者是海藻能量，海藻消脂按摩乳霜是富含海藻精华、银杏精华、柠檬酸、丝柏油等成分，针对蜂窝组织炎，有去水肿、纤体、排毒的独特功效。
海藻排毒体膜加乘纤体功效
海藻纤体排毒泥膜富含海藻微粒精华、高岭土、矿物质、氨基酸和各种维生素，能有效解决蜂窝组织炎问题，改善皮肤不完美之处，具有去水肿、纤体、排毒及消除脂肪积聚的功效。将其加热至40度，以木棒均匀涂抹在身体上，用胶纸把身体包裹起来，20分钟之后，用木棒把泥除去，再用湿润的毛巾轻轻擦拭干净。最后，喷上强效消脂喷雾精华，把海藻消脂按摩霜涂于全身，轻轻按摩至吸收。不仅用于按摩，还可直接当底霜使用，渗透力强，能直达皮下脂肪，消脂减肥，有效祛除水肿及改善静脉曲张问题。
蒙特西里
瘦身泥排毒疗法
秋冬季节，天气干燥，人体活动量减少，循环变慢，体内多余的水分和毒素无法排泄。长此以往，有毒物质会累积在体内，通过循环分布全身，也会带来机体老化。中医认为，秋冬季节应该以排除肺内浊气为养生重点，而肺与大肠相表里，秋季也要排肠毒。肺主皮毛，这也是造成皮肤刺痒、干燥的主因。蒙特西里泥瘦身排毒疗法所使用的蒙特西里泥，质地浓稠，富含蒙特西里温泉水，可有效排除内体水分滞留、提升循环，加强代谢。
多种芳香精油协同发挥排毒功效
研究表明，蒙特西里泥蕴含蒙特西里温泉水、含有17种矿物质，13种微量元素，并具有舒缓、抗过敏、加强皮肤天然保护屏障的特性。另外，泥中还含有柏树、柠檬、茴香精油、常春藤、七叶树、黑角藻、接骨木精华等多种精华成分，茴香精油可改善皮肤松垮和毛孔粗大，有紧实皮肤、除细纹的作用；保湿效果很好，对防止皱纹及橘皮组织等也很有助益；黑角藻、常春藤精华能促进淋巴系统的排毒排水功能，减少细胞积聚多余脂肪。多种植物精华协同作用，令营养成分得到充分释放，排除内体多余水汽和毒素的同时，使皮肤质地变得光滑紧致。
排毒开穴按摩加强SPA疗效
在基础清洁过后，进行全身纤体祛除水肿的精油按摩，并结合开穴按摩手法点按淋巴穴位，促进身体淋巴循环，帮助毒素快速排出体外。蒙特西里泥裹身体膜护理，经过加热后的瘦身泥其精华成分随着体表温度上升，毛孔打开而被身体更好吸收，其中的温泉水、柏树、茴香精油、常春藤等在身体上充分发挥作用。针对局部肥胖或者下肢水肿严重的女性，还有特别增加的大腿消脂按摩和足部反射区按摩。在按摩精油的作用下，代谢体内多余水分，帮助角质细胞更新，从而改善腿部、臀部和脚部的水肿，增强皮肤紧实度。
美白面部护理改善面部微循环
在身体护理过后进行面部美白补水步骤，选用植物萃取成分的洗面乳清洁面部皮肤，为后续面部按摩护理做准备，帮助精华成分更好地被皮肤所吸收。特制的抗氧化按摩膏内含鳄梨油、玫瑰果油、胡萝卜籽精油、花梨木精油等多种营养成分，其富含的维生素D、不饱和脂肪酸可能有效缓解干燥，抗氧的同时为脸部皮肤补充水分，促进面部微循环。针对肤色黯沉、油脂分泌失衡的女性，还可以选择加入柠檬和茶树精油的美白面膜护理，收敛、平衡油脂分泌，明亮肤色。
历史悠久の天然泥美容
海藻面膜的功效与作用范文4
摘要:
目前中国对虾养殖业快速发展,同时也伴随近海养殖水体日益恶化、抗生素和化学药物被滥用和水产品食品安全等一系列问题。这些问题严重制约着对虾集约化养殖的可持续发展,因此选择一种更加健康、绿色和安全的养殖模式显得尤为重要。作者通过介绍人工基质这种新型水处理技术表面生物膜的结构和形成过程,探讨了其功能性(水质调节、饲料补充和病害防治)机理,对其在对虾养殖业中的实际应用做了展望。
关键词:
对虾;人工基质;生物膜;机理
在过去数十年中,中国的对虾养殖业在规模和产量上都有了一个较大的发展,养殖模式也从过去的低投入、低产出的粗放式养殖模式朝向高投入、高产出和精细管理集约化养殖模式转变。但是,当前集约化养殖也存在着一些问题,例如因其较高的养殖密度、单一的人工饲料投喂、相对简单的生态系统以及过低的环境承载力极易造成水体中有毒污染物的快速积累,导致水质恶化、病害频发[1-2];而抗生素的大量使用,极易造成恶性循环,不仅导致了耐药性病原菌的出现,而且影响产品食用安全和环境安全[3-5]。因此选择更加健康、绿色和安全的养殖技术就显得尤为重要。人工基质,也称人工水草,属于生物-生态修复技术领域,人为将耐酸碱、耐污、柔韧性很强的材料投入水中,在载体表面形成从菌类、藻类到原生动物、后生动物的立体微生物生态系统,提高污水处理的效果,实现治理系统的高效性和稳定性[6]。人工基质可有效富集水中的土著微生物,利用微生物的吸收、分解和同化等作用,去除部分氮磷等富营养物质;同时利用微生物对污染物的降解作用,可去除水体中的有机污染物、藻类甚至藻毒素等物质,达到净化水质的目的,从而广泛用于污水处理中[7-9]。将人工基质用于对虾养殖中起步于20世纪80年代,并取得了良好的效果[10-13]。
1人工基质表面生物膜的结构和形成过程
人工基质表面生物膜的形成是动态发展的过程。生物膜的最初形成是一个物理-化学的自发反应过程,这个过程在基质放入水体中的最初几秒到几分钟之内完成,主要指水体中的悬浮物自发向基质表面靠近附着的过程。最初,细菌群落开始在基质上附着、生长、繁殖[14];随后便有藻类、真菌、原生动物、浮游动物和其他无脊椎动物等生物加入菌膜,最终形成多生物种类组成的动态变化的生物膜[15]。如图1所示,人工基质表面生物膜大致可以分为4层[16]。自内向外分别是厌氧水层、好氧水层、附着水层和流动水层。在空气中的氧气进入养殖水体之后,伴随着水体的流动到达基质表面的附着水层,再经由附着水层向好氧水层内部扩散,最终被好氧层中生物的各种有氧代谢消耗殆尽。人工基质表面好氧水层、附着水层和流动水层之间的物质交换和能量流动最为频繁,养殖水体中的氨氮等有害代谢产物经流动水层进入到附着水层,进而扩散到好氧、厌氧水层被各水层中附着的细菌、藻类吸收利用,维护良好水质,为养殖生物的健康生长提供了良好的外部环境。
2人工基质的材料选择及种类
在水产养殖中,人工基质的选择必须满足以下几个条件:(1)材料本身无害、无毒,不向水体中释放有毒、有害气体或物质,确保其不对养殖生物产生危害;(2)材料比表面积大、高孔隙率,布水布气性能好,并且不易堵塞;(3)材料具有一定的机械强度或者韧性,不宜被微生物降解,能够被重复利用;(4)价格低廉,容易获取[17]。目前,人工基质的材料种类包括无机类载体,如硅酸盐类、碳酸盐、炭纤维、矿渣、活性炭等;有机合成高分子基质,如聚丙烯、聚乙烯、PVC管材等;天然可降解高分子基质,如稻草、壳聚糖、海藻酸钠和纤维素等[17]。
3人工基质在对虾养殖中的应用
3.1吸收转化污物,维护良好水质
人工基质加入养殖水体之后,原有的以水-土界面为主的好氧-厌氧、硝化-反硝化条件扩大到整个水体,其基质表面迅速吸附水体中的悬浮颗粒物质并逐渐形成一层生物膜状结构,膜中的细菌群落可以对吸附其上的残饵、粪便等有机碎屑进行彻底地分解利用,减少其在池塘底部沉积,厌氧代谢产生一些有害代谢产物[15]。此外,膜上的附着藻类以及细菌,可从水体中吸收氨氮、硝酸盐等营养盐。薛松松[18]挂设纳米材料的人工基质对养殖水体的氨氮、亚硝氮、无机磷去除率分别为93.5%、69.3%、40.9%,且提高人工基质的面积可显著增加水处理的速率与效果。同样,Audelo-Naranjo等[19]使用阿科蔓生态基(AquaMatsTM)作为人工基质,实验组的游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)与对照组比分别降低了22%和39%,亚硝酸盐降低了37.5%。江兴龙等[20]在6口养殖对虾的池塘中设置专用人工基质(生物膜净水栅,专利号ZL201120032516.6),在养殖135d期间,实验组的pH、TAN、亚硝酸盐、无机氮和无机磷浓度分别显著低于对照组7.5%、78.8%、76.2%、53.2%和66.1%,DO浓度极显著高于对照组13.5%。同时检测发现,细菌总数、水体硅藻相对密度、藻类生物多样性指数分别极显著高于对照组206%、173%、25.6%,藻类密度、蓝藻相对密度分别显著低于对照组64.7%、70%,人工基质的使用改善和稳定了对虾养殖水质。另一方面,硝化细菌、反硝化细菌在促进氮的循环中也起到了不可忽视的作用,但是这些细菌有其譬如世代长、生长慢、消化总碱度大、附着性强等问题[17]。添加人工基质,可以增加硝化细菌和反硝化细菌的附着面积,有利于其快速生长、繁殖,并最终加速氨氮和亚硝酸盐氮等无机氮的转化、去除,大大降低了有害含氮代谢产物对养殖生物的毒害作用,达到净化水质的目的。吴伟[21]等采用弹性生物填料为人工基质,水面下50cm处每克填料上的各类微生物的数量在30d左右达到峰值,细菌总数、真菌总数、氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌的数量分别为初始时的1366、257、233、250和225倍,其吸收转化氮的能力得到了极大的提高。
3.2提供附着面积,增加养殖空间
人工基质提供了附着面积,改变了对虾在养殖系统内的分布。张波[6]发现没有添加人工基质的对照组,对虾在桶底(59%~64%)、水体(14%~21%)以及桶壁(19%~23%)的比例保持相对稳定。然而,在添加有人工基质的实验组,人工基质上分布对虾的比例随着人工基质数量和养殖时间的增加而增加;而在桶底分布状况却刚好相反,随着人工基质数量和养殖时间的增加,桶底分布的对虾比例却逐渐减少。在G5组里,实验结束时,桶底的对虾分布比例最小(6%),而人工基质上的比例却达到最大值(62%)。在整个实验期间,分布于桶壁(16%~23%)和水体(13%~21%)的对虾比例在实验组和对照组间没有显著性差异。对虾为底栖生物,其能否健康成长与底质的好坏密切相关。对虾在人工基质上的长时间停留,将大大减少其与池塘底质环境的接触时间,也减少其受到底质中病原菌的感染几率,这些都将有益于其健康生长。这些研究结果也为今后探索进行高密度、集约化的养殖管理提供了必要的理论基础和参考依据。由于人工基质增加对虾的栖息场所,相应降低了对虾的养殖密度,减少了互相残食的几率和发生应激的概率,提高了对虾成活率。Sandifer等[10]使用玻璃纤维片为人工基质,实验组的对虾成活率(82%)极显著高于对照组(58%)。Audelo-Naranjo等[19]在以阿科蔓生态基(AquaMatsTM)为人工基质,发现实验组的对虾成活率(81.4%)也是显著高于对照组(75.0%),单位产量也有极显著差异(1.302kg/m2和1.144kg/m2)。Moss等[22]、Otoshi等[23]及Samocha等[24]使用其他材质人工基质也都有相似的研究发现。
3.3补充额外饵料,降低饲料系数
研究发现,人工基质表面生物膜的组成十分复杂,既包括饲料残饵、粪便等有机碎屑,也包含各种各样的藻类、浮游动物和浮游植物等,甚至会有原生动物出现。这些丰富的生物群体本身就是一种优质的高蛋白质生物饵料,可以作为对虾额外蛋白来源[25-27]。Audelo-Naranjo等[19]发现使用阿科蔓生态基的实验组FCR仅为1.6,极显著低于对照组1.9。对人工基质上的生物膜营养成分分析,其中蛋白质占23%~30%,脂质占2%~9%,灰分占16%~42%和无氮浸出物占25%~28%,由此可见其营养之丰富[25]。在零换水系统中,Epp等[28]发现养殖凡纳滨对虾(Litopenaeusvan-namei)体内31%的氮来自饲料蛋白之外的氮源提供。Abreu等[25]利用同位素示踪法进一步证实,对虾体内超过49%碳和70%氮可以来源于基质表面的生物膜。这些发现充分显示了生物膜作为对虾额外的蛋白补充来源的重要性。生物膜结构作为对虾食物来源不仅受外界环境影响小,而且还是24h全天候的天然食物源,不会受到投喂时间、频次的限制,可随时为对虾所摄食利用。如此,在生产实践过程中,就可以尝试适当减少投喂量和投喂频率,促使生物膜中营养物质成分尽可能多的为对虾生长提供所必要的物质和能量,也在某种程度上促进了池中生物群体间食物链的延伸。
3.4促进有益菌生长,抑制病原菌数量
致病菌通常适宜在厌氧、有机物含量丰富的水体中(大多为池塘底部)生长繁殖,人工基质的出现,大大降低了池塘底部的有机物沉积速率,加快了上下层水体间的交换频率,延缓了上下层水体间的分层[15]。厌氧水域层的减少,有效降低了有害致病病原菌的生存空间,扩展了有益菌的生长、繁殖的空间。从细菌种间竞争的角度来看,一旦水体中有益菌形成占位优势,则可以有效抑制水体中有害弧菌数量,降低对虾感染弧菌病的几率[29]。Zhang[12]检测发现,设置人工基质的对虾养殖水体弧菌数量(4.75×103CFU/mL)显著少于对照组(1.70×104CFU/mL)。江兴龙等[20]也发现实验组的水体弧菌极显著低于对照组66%。另有研究发现,生物膜上微生物群落除了对养殖水体中含氮代谢物具有较强吸收作用外,生物膜上的细菌和微藻也会产生特定的抗生素类化合物质,可以有效地抑制致病菌的生长繁殖速度[30-32]。江兴龙等[20]发现人工基质表面生物膜上弧菌的检出率为零。Austin等[33]发现斑节对虾摄食人工基质的生物膜后,能拮抗溶藻弧菌、鳗弧菌、副溶血性弧菌和创伤弧菌的感染。当然,对于这些细菌和藻类产生抗生素类化合物的机制、目的和释放周期等原因尚不清楚,需要做进一步的研究。
4小结与展望
人工基质应用于对虾养殖水体中,除了可以有效调控水质、减少换水之外,还兼具了饵料补充、为对虾提供栖息场所、降低致病菌感染几率等诸多作用,显示出人工基质在对虾水产养殖中具备着广阔的应用前景。但是,目前仍然有需要解决的问题,其中包括:
(1)人工基质选材。正如前文所述,人工基质的材料很多,其中既有价格昂贵的商业人工基质产品如阿科蔓生态基,也不乏价格低廉的农业副产品,例如稻杆、甘蔗渣、竹竿等等。这些材料虽来源广、价格低、易获取,但是具体的使用方法、使用效果不一,没有统一使用规范。
(2)人工基质使用量。受对虾规格、养殖密度、日常管理等影响外,还受不同地域的环境、气候、养殖水体理化性质等诸多因素的影响,因此要想得到一个统一的、合乎实际的人工基质量,仍需要更多的研究作为支撑。
(3)基质表面生物膜的成熟和强化。人工基质表面生物膜中生物群落的成熟,通常为一个自然驯化成熟的过程,该过程较为缓慢,一般需要30d左右才能够完成。但是,对于膜中各个微生物群落的结构组成、具体功能、群落演替规律来说,目前仍然是一个“黑匣子”,其中的秘密也等待着更多学者的更多努力和研究来揭示。因此,今后对人工基质在对虾养殖中的应用研究中,可以借助其他技术手段,例如与现代分子生物学技术结合,培育高效的污染物降解菌;与纳米材料技术相结合,构建高亲和力的生物膜载体材料;还可以结合当代固定化微生物技术,对选育出来的菌株进行固定、包埋,使之能够更加持久、高效的发挥作用等。
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海藻面膜的功效与作用范文5
【关键词】Merocel膨胀海绵；Sorbalgon藻酸钙纤维；鼻腔填塞；内窥镜鼻窦手术
文章编号：1009-5519（2008）18-2734-02 中图分类号：R76 文献标识码：A
鼻内窥镜鼻腔、鼻窦手术后填塞物与其疗效密切相关。寻求止血效果好、对黏膜创伤小、疼痛反应轻、术后恢复快的术腔填塞材料成为众多学者关注的问题[1~10]。为此，我们对Merocel膨胀海绵和Sorbalgon藻酸钙纤维在鼻内窥镜鼻腔、鼻窦术后填塞作了临床观察，现将结果报道如下。
1 资料与方法
1．1 临床资料：慢性鼻窦炎、鼻息肉患者240例，年龄14~62岁，平均35.6岁。随机分两组：Merocel填塞组120例，男62岁，女58例；Sorbalgon填塞组120例，男56例，女64例。
1．2 填塞方法
1.2.1 Merocel组：根据手术腔的大小将Merocel修剪成与之相适宜，表面涂抹红霉素眼膏减小摩擦损伤，置入术腔一定部位，于填塞条中注入少许庆大霉素、地塞米松、生理盐水稀释液使之软化，将软化的膨胀海绵充分填入术腔腔隙，再注入该稀释液使之充分膨胀止血。
1.2.2 Sorbalgon组：先将Sorbalgon纵向分为2条，搓捻成麻绳状，用枪状镊送入术腔稍用力施压，达到止血为目的，尾端留置于近前鼻孔的上端以便抽出。
两组病例均对总鼻道未手术区不进行填塞以期能进行呼吸通气，全部病例术后24小时抽出填塞物。
1．3 观察指标：观察填塞期间鼻腔胀痛、头痛、溢泪及渗血情况（渗血量少于5 ml为少量，大于5 ml为渗血多）；抽出填塞物后观察鼻腔黏膜及术腔出血情况、术腔黏膜恢复时间、鼻腔恢复通气时间。
2 结果
填塞期间，Merocel组和Sorbalgon组鼻腔胀痛、头痛、溢泪及渗血情况见表1。
表1结果显示，Sorbalgon组出现鼻腔胀痛、头痛、溢泪的病例明显少于Merocel组，两组比较差异有非常显著性（P＜0.01）。渗血情况Sorbalgon组略少于Merocel组，统计学处理差异无显著性（P＞0.05）。
抽出填塞物后，Merocel组和Sorbalgon组鼻腔黏膜肿胀术腔出血情况、黏膜恢复时间、鼻腔恢复通气时间见表2。
表2结果显示，抽出填塞物后，Sorbalgon组鼻腔黏膜肿胀术腔出血明显少于Merocel组，两组比较差异有非常显著性（P＜0.01）；鼻腔黏膜恢复时间和鼻腔通气恢复时间比较，Sorbalgon组鼻腔黏膜反应轻、恢复快、恢复通气时间短，两组比较差异有显著性(P＜0.05）。
3 讨论
“Merocel膨胀海绵实质为一种泡沫材料，主要成分为聚乙烯缩醛或聚乙烯醇，吸水后体积膨胀10倍，向四周均匀施压达到止血作用[7]。手术中可根据需填塞术腔的大小修剪使之相匹配，该材料吸水之前为硬条块，易擦伤黏膜，使用时宜在表面涂红霉素眼膏，对进入弯道时，宜先注入少许水使之软化后填塞，填塞到位时再注足水以使之充分膨胀达到压迫止血目的。由于吸水后具有不可逆性，产生的压力无法调节，填塞后可引起鼻腔胀痛、头痛、溢泪等，因其泡沫材料易黏附血凝块导致脱落，加之取出时压力骤降和牵出过程中移动的“活塞”作用产生负压，引起血管扩张诱发出血，故取出时再出血的可能性大，黏膜较易发生水肿。本组病例中，68例（56.7%）出现鼻腔胀痛，58例（48.3%）出现头痛，46例（38.3%）出现溢泪，80例（66.7%）抽出填塞物术腔出血，均明显高于Sorbalgon组。有学者报道应用Merocel过敏导致鼻中隔穿孔和下鼻甲坏死[8]，本组病例中虽未出现，但应引起重视。
藻酸钙纤维是由海洋褐藻提取制成[7]。1989年Sirimanna[9]首次应用于下鼻甲切除后填塞止血并取得满意效果。Sorbalgon与创面渗液或血液接触后，纤维中的钙离子与创面中的钠离子进行交换，使接触创面的纤维变成凝胶状，同时释放钙离子促进凝血。该凝胶状物对创面形成保护的同时，还加快血小板、红细胞的黏附、聚集，促进止血作用[10]。其止血效果确切，止血作用并非单纯依靠压迫机制，加之其材质柔软，顺应性好，能较好地贴附各种术腔。填塞时仅需置于术腔稍施压不致脱落即可，避免了膨胀弹性压力对术腔及周围组织的推挤，从而降低鼻腔胀痛、头痛及溢泪的程度和发生比例。抽出时也避免了压力的锐减和“活塞”式牵动造成的负压诱发出血的可能，加之该材料不与术腔粘连，取出时出血的程度和比例大大下降，是目前较为理想的填塞材料。但由于藻酸钙纤维较柔软，遇水后液化而丧失其韧性和张力，故无论是填塞还是抽出时均尽可能保持干燥为宜，且填塞时间不宜超过24小时，以避免吸水量多后液化不易抽出。
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海藻面膜的功效与作用范文6
上个世纪70年代，一位丹麦医生在格陵兰岛进行流行病研究时，通过对比丹麦人与爱斯基摩人的健康状况，发现由于摄食大量深海鱼类，爱斯基摩人患心肌梗塞、血栓等心血管疾病的极少，他据此发表文章，认为深海鱼类中含有对人体健康，尤其是心血管系统非常有益的成分，就此掀起了对DHA和EPA研究的热潮。
DHA(二十二碳六烯酸)和EPA(二十碳五烯酸)其实并不神秘，它们是两种对人体健康非常有益的不饱和脂肪酸。食物中大约有22种脂肪酸，按饱和程度可分为饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸(碳链中只含有一个不饱和双键)和多不饱和脂肪酸(含有两个以上双键)。各种脂肪酸的结构不同，功能也不一样。饱和脂肪酸摄入过量，会提高血液中的胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白，造成冠心病、高血压、中风等疾病；而不饱和脂肪酸的作用恰恰相反，可以降低血中胆固醇的含量，抑制血栓的形成。因为DHA和EPA分子中的第一个双键位于从甲基端数起的第三个碳原子上，故它们属于ε～3(n－3)系列脂肪酸。研究发现，DHA和EPA主要存在于海洋鱼类、虾类、藻类和微生物中，在洄游性大的鱼类及海兽中含量较多，特别是南极磷虾的脂质以及狭鳕鱼肝油、墨鱼肝油、鲐鱼油、远东沙丁鱼油等深海鱼油中含量较高。
作为典型的不饱和脂肪酸，EPA和DHA主要有以下几大保健作用。
健脑明目 DHA是人脑的重要组成物质之一，约占人脑脂肪的10％左右，对脑神经传导和突触的生长发育有极重要的作用，对维持细胞形态和生理功能的作用不容忽视。若神经系统和视网膜中DHA积累不足，可以导致视网膜电流图波形改变及视觉灵敏度下降。DHA对维持脑的功能、延缓脑的衰老也起到重要作用。如果缺乏DHA，已形成的脑神经突起会逐渐萎缩，脑细胞间的信息传递能力就会下降，同时还会使感观功能衰退。日本研究证实，DHA在一定程度上可以提高脑的柔软性，抑制老化，有益健脑。DHA能改善心脑血管功能和大脑供能状况，使大脑的自我营养体系得到完善，因而对因年龄等萎缩死亡的脑细胞起明显的修复作用。所以，给大脑补充DHA在一定程度上能达到预防、治疗老年性痴呆的目的。而EPA能迅速在脑中合成DHA并蓄积。
降血脂、预防和治疗动脉粥样硬化 DHA和EPA可以使人体中的血浆甘油三酯、总胆固醇、极低密度脂蛋白和低密度脂蛋白降低。增加高密度脂蛋白的含量，从而改善血液循环，降低血液黏度，增进胆固醇的排泄，降低血中胆固醇的含量。
减少血栓的形成 EPA能间接地控制并抑制血小板在血管壁的凝集，降低血液黏度以及细胞聚集指数和刚性指数，改善血液流变性，从而降低血栓的形成。
防癌抗癌 流行病学调查发现，以海产品为主食的爱斯基摩妇女，因患乳腺癌而死亡的人非常少。DHA和EPA均具有抑制直肠癌的作用，而且DHA的抑制效果更强。另外，DHA还可降低治疗胃癌、膀胱癌、子宫癌等抗肿瘤药物的耐药性，
抗炎、抑制过敏反应 在爱斯基摩人中，喘息性气管炎、风湿性关节炎、红斑狼疮等以自身免疫异常为原因的慢性炎症性疾病的发病率明显低于当地的白种人。大量从海鱼、海兽中摄取DHA、EPA无疑是一个重要的原因。
虽然DHA和EPA对人体健康有着诸多益处，但并不是摄入越多越好，其中有两大负面影响非常值得我们关注，一个是脂质过氧化，另一个是重金属污染问题。
EPA和DHA分别含有五个和六个双键，是高度不饱和脂肪酸，易受体内活性自由基攻击而引发过氧化链式反应，即脂质过氧化作用。其不饱和程度越高，脂质过氧化作用就越强，对细胞膜的损伤也越大。而免疫细胞的功能高度依赖于正常的膜结构和功能。因此。脂质过氧化作用对免疫细胞膜结构和功能的损害将对免疫功能造成不利影响。另外，过氧化物能破坏人体中的DNA而引起癌变，而氧化产物尤其是丙二醛能使蛋白质交联而使肌肉失去弹性，黑色素增多，出现老人斑。这是人体老化的重要因素。脂类氧化物还能使心血管粥状化。损坏血管内壁使之变脆，易导致高血压和脑溢血。所以，很多含有DHA和EPA的制品，如鱼油等，都要加入维生素E等高效抗氧化剂来保持稳定，进入人体后进一步阻止DHA和EPA的自动氧化作用，有益人体健康。
天然DHA和EPA主要在硅藻等浮游生物及红藻、褐藻等藻类中生物合成，并通过食物链被蓄积于鱼类、甲壳类和海产动物中。目前，DHA和EPA的主要来源是海产鱼油。但是，海水中的汞会被藻类等浮游生物吸收后转变成有机汞，再通过食物链作用在海水鱼体内积累，到达人体时其毒性是原来的几十倍，对人体神经系统特别是对儿童产生破坏作用。虽然汞以及其他有害物质经过特殊的加工过程可以去除，但各个生产厂家的生产工艺、技术条件等良莠不齐，鱼油的质量难以保证。所以有专家建议，尤其是婴幼儿，可以选择海藻培养生产出的DHA和EPA产品，相对于从海产鱼油中提取的更加安全。
