为拓展黄麻、洋麻纤维在纺织领域的应用，笔者对精细化处理后的黄、洋麻纤维进行SEM分析和回潮率、力学性能、柔软度、表面摩擦系数及比电阻等性能进行了测试，并将黄、洋麻纤维与苎麻纤维性能进行比较，研究其可纺性。从SEM图可发现黄、洋麻纤维的表面有沟槽，而且其摩擦系数与苎麻相接近，可说明纤维之间有一定的抱合力;黄、洋麻纤维和苎麻纤维的断裂伸长率都在4%～5%之间，而且黄麻纤维的断裂强度比苎麻的高136.48%，洋麻纤维断裂强度比苎麻高70.13%;虽然黄、洋麻纤维的柔软度比苎麻低50%左右，但综上可得：黄、洋麻纤维具有一定的可纺性，说明黄麻、洋麻纤维在纺织领域具有很大的发展潜力。
关键词：黄麻;洋麻;苎麻;性能测试;可纺性
随着人们生活水平的提高，环境问题日益受到人们的关注，绿色环保的生活方式已渐渐成为我们这个时代的生活主题。因而，近年来，天然纤维尤其是麻类纤维以其优良的性能又一次受到了人们的重视。
黄麻、洋麻种植与生长容易、产量高、来源广泛、资源丰富，我国是世界上主要的黄麻、洋麻种植与生产国。黄麻、洋麻与苎麻、亚麻等麻类纤维一样，有着优良的吸湿、透气性，同时，还具有较好的力学性能。目前，苎麻、亚麻类产品在国际市场上深受青睐，自从我国“入世”以来，我国的纺织品在国际市场上占有了更大的份额，麻类产品的热销导致麻类原料严重的紧缺[1-2]。因而，黄麻、洋麻纤维的具有很大开发潜能和广阔的市场前景。但是，由于自身的某些特性致使黄麻、洋麻还只局限于麻袋麻绳、土工布、工业纸浆、再生麻浆等用途[3]。所以，为了让黄麻、洋麻纤维在纺织领域得到更为广泛的应用，故本文以试验为基础，在理论的指导下对黄麻、洋麻纤维的基本性能进行探讨与分析，研究其可纺性，为黄麻、洋麻能够最大限度应用于纺织领域提供一些借鉴。
1试验
1.1试验样品
精细化处理后黄麻纤维;精细化处理后洋麻纤维;苎麻纤维。
1.2试验设备
表1设备型号
1.3试验内容及方法
（1）麻纤维表面形貌属性
采用SEM扫描电子显微镜对麻纤维的表面进行观察。
（2）纤维回潮率测试
参考标准GB5883―86《苎麻回潮率、含水率试验方法》对黄麻、洋麻纤维进行回潮率测定。
（3）麻纤维单纤强力测试
利用光学显微镜测试单根纤维直径，从而得到纤维细度，然后使用Instron3369万能强力机得出单纤维拉伸性能。参考标准为ASTMD3822―2007《单根纺织品纤维拉伸性能的试验方法》，夹持间距为10mm，拉伸速率为1mm/min。
（4）麻纤维柔软度测试
利用捻度计测试麻纤维的柔软度。参考标准为GB/T12411.4―90《黄、洋（红）麻纤维柔软度试验方法―捻度计试验法》，试验单个样品重0.1g，束纤维长250mm，夹持距离200mm。
（5）纤维表面摩擦系数测试
利用纤维摩擦仪对麻纤维进行摩擦系数测定。试样为三种麻单纤，钢棍速度选择为30r/min。
（6）纤维质量比电阻测试
利用纤维比电阻仪测试纤维的比电阻。参考标准为GB/T14342―1993《合成短纤维比电阻试验方法》，试验样品为在（20±2）℃，相对湿度在（65±2）%条件下处理4小时以上的纤维，每份15g。
2结论与分析
2.1处理后黄麻、洋麻纤维性能
SEM分析
图1黄麻纤维SEM照片图2洋麻纤维SEM照片
由图1和图2可得，精细化处理的黄麻、洋麻纤维纤维表面有很多纵向沟槽，且较粗糙，非纤维素类杂质较少。纤维经精细化处理，束纤维胶质被去除使单纤维分裂，但仍有部分胶质使单纤维粘结，单纤维的分离和纤维表面较大的粗糙度使得工艺纤维间的接触面积和滑动阻力增大，这些特点有利于成纱强度的提高;纤维表面杂质少使得纤维间抱合更加紧密，有利于利用工艺纤维纺纱[4]。然而由图3可得，苎麻纤维一般以单纤状态存在，相对较粗，表面有横节，单纤表面光滑，并且可以看出处理后的黄、洋麻工艺纤维直径与苎麻单纤维直径相差不大。虽然黄、洋麻纤维不能以单纤维纺纱，但与苎麻相比，相对较细的工艺束纤维以及相对较大的纤维表面粗糙度，在一定程度上有利于纤维的可纺性。同时，黄麻纤维的杂质比洋麻纤维略少，纤维略细，所以黄麻纤维的可纺性在一定程度上优于洋麻纤维。
图3苎麻纤维SEM照片
纤维回潮率分析
综合来说，纤维吸湿有利有弊，但赋予纤维适当吸湿利远大于弊，因为这可提供使用的舒适性和抗静电性[2]。
表2黄麻、洋麻纤维回潮率测试数据及苎麻、棉纤维公定回潮率数据
由表2可得，实测的精细化处理后的黄麻、洋麻纤维的回潮率值相对于苎麻纤维的公定回潮率要小，但是都比棉纤维的公定回潮率要大，且根据苎麻和棉纤维的吸湿性能可以判定黄麻、洋麻纤维可提供较好的舒适性和抗静电性，从这个角度来说黄麻、洋麻具有较好的可纺性。
纤维力学性能分析
纺织纤维的基本物理机械指标与纺织加工及纱线质量密切相关，纤维的长度和细度、断裂伸长、断裂强度、拉伸模量等对可纺性能具有重要的影响。一般来说，长而细、断裂伸长大、断裂强度高、拉伸模量适中的纤维的纺纱性能比较好，这些有利于纺织生产加工过程的顺利进行，这样的纤维纺成的纱线质量也较好[5]。
表3黄麻、洋麻及苎麻纤维力学性能测试
一般来说，长而细的纤维的纺纱性能比较好。由表3得，黄麻、洋麻纤维直径与苎麻纤维相差不大，所以从纤维细度方面看，黄麻、洋麻纤维与苎麻纤维相似具有较好的可纺性，且黄麻略好于洋麻。
纤维的断裂强度及断裂伸长率越高，其成纱的断裂强度及断裂伸长率也高[6]。由表3可以发现，黄麻、洋麻纤维的断裂伸长率与苎麻纤维十分接近，都在4%～5%之间。同时，黄麻纤维的断裂强度比苎麻的高136.48%，洋麻纤维断裂强度比苎麻高70.13%。所以从断裂伸长和断裂强度的角度来看，黄麻、洋麻纤维的可纺性较好，且黄麻纤维的可纺性优于洋麻纤维。
纤维的拉伸模量是指其抗拉伸形变的能力，纤维的拉伸模量越大，说明其抗拉伸形变的能力就越强[7]。由表3可知，黄麻、洋麻纤维的拉伸模量均略大于苎麻纤维。也就是说，黄麻、洋麻纤维的抗拉伸形变能力较苎麻纤为要强，纤维的刚度较苎麻的略大，柔软性相对苎麻略差。从这一点看，黄麻、洋麻纤维的可纺性略低于苎麻纤维。
纤维柔软度分析
在纺织加工过程中，纤维要经过反复的梳理、牵伸、加捻、卷绕等十几道工序的作用，最后形成纱线。所以纤维的柔软度对纺织生产有着很重要的影响。纤维的柔软度高，则纤维间抱合力和摩擦力大、纱线容易加捻且捻度稳定，同时纱线表面光洁，毛羽少，纱线的强力高而均匀[5]。所以柔软度是纤维可纺性能的一个重要指标。
表4三种麻纤维柔软度测试数据
从表3测试数据可以分析得，经精细化处理后的黄麻、洋麻纤维的断裂捻回数接近，说明处理后的黄麻、洋麻纤维的柔软度大致相等。但黄麻、洋麻纤维的断裂捻回数比苎麻纤维低50%左右，而纤维的柔软度对成纱性能有着重要的影响。要让黄麻、洋麻在纺织领域得到更为广泛的应用，改善黄麻、洋麻的柔软性是非常关键的。
纤维表面摩擦系数分析
纤维的摩擦性质是指纤维与纤维或纤维与其它物质表面接触并发生相对运动时的行为[8]，摩擦系数是纺织纤维表面特有的一个重要参数，纤维的摩擦性能不仅直接影响梳理、牵伸、卷绕等工艺，并影响纱布性质，还影响成品的手感风格[9]。摩擦系数过大，织造过程中单纱毛羽增多、飞花增大、从而影响织造效果;摩擦系数过小，在成纱时纤维间的抱合力较小，影响纱线强力。
表5三种麻纤维摩擦系数测试数据
由上文SEM分析得，黄麻、洋麻纤维的表面相对于苎麻较粗糙。理论上讲，黄麻、洋麻纤维的表面摩擦系数应该大于苎麻纤维。但从表4数据分析得，黄麻、洋麻纤维表面摩擦系数略小于苎麻。在测试时我们发现，纤维与摩擦辊接触时贴服效果较差，其主要原因是由于黄麻、洋麻的柔软度相对于苎麻略差，纤维较硬，致使纤维与钢辊间的接触面相对较小，从而导致的摩擦系数较小，这也从侧面反映了，改善黄麻、洋麻纤维的柔软度将是一个很有研究意义的课题。
纤维质量比电阻分析
纤维的比电阻对其加工性能有很大影响。当纤维比电阻大于一定数值时，纤维在加工过程中将产生明显的静电效应，致使纤维易缠结罗拉、胶辊等，影响纤维的可纺性[10]。
表6三种麻纤维质量比电阻测试数据
由表6数据可以得出，黄麻、洋麻纤维的质量比电阻均小于苎麻纤维，其中，洋麻与苎麻的质量比电阻相差一个数量级。在标准情况下，纺苎麻时一般不会产生静电现象。所以，可以判定黄麻、洋麻纤维在纺纱时一般不会产生静电现象影响纺纱加工的。在实际操作中我们也证实了这一点。从这个角度来说，黄麻、洋麻纤维具有较好的可纺性。
3结论
（1）精细化处理后黄麻、洋麻纤维的细度与苎麻纤维接近，表面有沟槽、相对较粗糙。纤维的断裂伸长率与苎麻纤维的接近，断裂强度比苎麻的大很多，说明黄麻、洋麻纤维具有较好的可纺性。
（2）精细化处理后黄麻、洋麻纤维的断裂捻回数较之苎麻的相对较小，拉伸模量略高于苎麻纤维，说明要让黄麻、洋麻在纺织领域得到更为广泛的应用，改善黄麻、洋麻纤维的柔软性是非常关键的。
（3）精细化处理后黄麻、洋麻纤维的质量比电阻均小于苎麻纤维，纤维的实际回潮率在棉与苎麻纤维的公定回潮率之间，说明黄麻、洋麻纤维可提供较好的舒适性和抗静电性，具有较好的可纺性。
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关键词：GPC；色谱；天然纤维素纤维；再生纤维素纤维；定性；定量
1引言
纤维种类及其含量是纺织品生产的重要参数，对织造成本、织物风格及织物后加工工艺都有影响；在贸易和使用过程中，纤维含量是不可缺少的重要性能指标，同时也是消费者购买纺织品时的关注点；正确标注纺织品纤维含量对保护消费者的利益，维护生产者的合法权益，保障纺织品质量安全，提高正当竞争促销手段有着重要的意义。同时，随着人们生活水平的提高，对环境的要求和关注度也越来越高，如何采用低碳环保的方法对纺织品的纤维成分进行定性定量分析成为目前亟待解决的问题，更是纤检工作者面临的极大挑战之一。一直以来，天然纤维素纤维与再生纤维素纤维混纺产品的定性定量分析备受检验检测工作者的关注[1]。借助GPC（凝胶色谱仪）定性定量分析天然纤维素纤维/再生纤维素纤维混纺产品旨在顺应时代的要求，满足广大人民群众的愿望，为纺织品检验检测提供新的方法，开拓新的思路；指导思想是在优化现有方法的基础上，借助先进的仪器设备探索新的绿色环保的定性定量分析天然纤维素纤维/再生纤维素纤维以及多组分天然纤维素纤维混纺产品的新方法。
2研究现状
在之前的研究工作中发现，天然纤维素纤维/再生纤维素纤维定性定量方面已经有比较成熟的方法，但是也存在很多的问题，如由于样品的个体存在差异，使用甲酸/氯化锌法定量分析的过程中要准确把握反应时间的难度较大，且该方法不适用于活性染料染色的样品等。刘兰芳等[2]探讨了37%盐酸和甲酸/氯化锌进行再生纤维素纤维与棉混纺产品定量分析的最佳条件，得出结论：37%盐酸，溶解温度25℃，溶解时间10min或者甲酸/氯化锌溶液，溶解温度50℃，时间90min，能保证定量分析的效果。AATCC20A：2007《纺织品纤维定量分析》[3]，用59.5%硫酸把粘胶纤维从已知干燥质量的混合物中溶解去除，收集残留物，清洗、烘干和称重；用修正后的质量计算其占混合物干燥质量的百分率，由差值得出第二种组分质量分数。纤维中存在的活性染料会影响棉/再生纤维素混纺产品含量的定量分析，刘艳等[4]探索了先用保险粉（连二亚硫酸钠）剥色然后再用甲酸/氯化锌法来确定其纤维含量的可行性。蔡杰（音译）等[5]尝试使用氢氧化碱水溶液体系实现对再生纤维素纤维的快速溶解。CélineCuissinat[6]等尝试使用离子溶液体系实现对纤维素纤维的溶胀和溶解。Bj?rnLindman[7]等对纤维素纤维的溶解机理进行了探讨，对研究再生纤维素纤维的定性定量分析具有极大的指导意义。MargaretW.Frey[8]等对纤维素在乙二胺/盐溶剂系统的溶解进行了研究。郭荣幸等[9]、邰文峰等[10]进行了显微投影仪法测试麻棉含量的探讨和分析。
目前对天然纤维素纤维/再生纤维素纤维定性定量分析的研究比较多，但是存在研究面过于集中的问题。研究发现：天然纤维素纤维/再生纤维素纤维定性定量分析的方法主要有物理法和化学法。物理法主要指的是采用投影计数的方式对样品进行定性定量分析，这种方法的优点是计数准确环境友好，但是工作效率比较低，不适用于样品较多的情况。化学法主要是指借助一定的化学试剂对天然纤维素和再生纤维素进行选择性溶解，然后进行化学计算得出最终的结果；这种方法的优点是工作效率较高，但是针对特殊样品该方法不适用，且与试验者的操作手法有比较高的要求，环境污染比较大且对试验者的身体健康有一定危害。
本文在前人的工作基础上，提出借助GPC（凝胶色谱仪）定性定量分析天然纤维素纤维/再生纤维素纤维的新思路，此方法具有简单易行、环境友好、适应检验检测发展需要的特点。
3主要研究内容和研究思路
3.1主要研究内容
要从根本上解决现有方法的弊端就必须在研究天然纤维素纤维和再生纤维素纤维各项性能的基础上，系统性地研究现行的天然纤维素纤维/再生纤维素纤维定性定量分析的工作机理；探索天然纤维素纤维/再生纤维素纤维定性定量分析的新体系、新方法。这些研究将为更加简便、快速进行天然纤维素纤维/再生纤维素纤维定性定量分析提供理论基础，将为天然纤维素纤维/再生纤维素纤维定性定量分析探索出绿色环保的新方法，将为纤维定性定量分析做出新贡献。借助GPC定性定量分析天然纤维素纤维/再生纤维素纤维是目前比较可行的一种方式，其主要研究内容有以下几个方面：
1）根据国际上纤维素溶解方法最新的研究进展，研究各种溶剂体系对常见的天然纤维素纤维及再生纤维素纤维的溶解性能，找出合适的溶剂体系。
2）利用各种纤维素纤维分子量的显著差异，采用凝胶渗透色谱对多组分天然纤维素纤维混纺产品，天然纤维素纤维/再生纤维素纤维混纺产品和纯再生纤维素纤维混纺产品的溶液进行分离研究，探索理想的色谱分离条件。
3）在以上纤维素混纺产品色谱分离条件的基础上，建立各种单一纤维素纤维的定性色谱条件及定量标准曲线。
4）人工配比各种纤维素纤维混纺产品，采用该方法分离定性定量，验证该方法的适用性、精确性及可重复性等。
5）对提出的新方法和新理论进行试验验证，得出最佳试验条件并对其在实际操作中的可行性进行分析论证。
3.2研究思路
3.2.1纤维素纤维的溶解
传统的纤维素纤维的溶解方法包括氯化锂/N，N-二甲基乙酰胺体系（LiCl/DMAc）、N-甲基吗啉氧化物/水体系（NMMO/H2O）、氢氧化钠/硫脲/尿素/水体系，但是这些体系用于纤维素溶解和GPC分析有很大的缺陷。例如GPC不能用含有水或强碱性的溶剂作为流动相，虽然NMMO/H2O和氢氧化钠/硫脲/尿素/水体系的溶解能力很强，也不适合用于本文所提出方法的需要。另外，笔者曾经试用过使用LiCl/DMAc体系溶解棉纤维，发现单用这一溶剂无法溶解棉纤维，即使先用20%氢氧化钠溶液活化数小时，中和、洗涤、烘干后再用该溶剂体系溶解也至少需5小时，非常耗时耗力。
离子液体溶解法是最近10年发展起来的一种纤维素溶解新方法，应用1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[BMIM]Cl）、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物（[AMIM]Cl）等有机离子液体，80℃～90℃时数分钟即可完全溶解纤维素，但是纤维素聚合度有轻微下降。而常温下溶解较为缓和，聚合度不会有明显的变化，溶解时间只需1～2小时[11]。应用GPC测试离子液体溶解纤维素后测试其溶液的分子量也有报道[12]，通过选择合适的离子液体，优化溶解条件，如温度、时间等，视情况引入超声波或微波等辅助手段促进纤维的溶解。从国内外的研究现状看，使用离子液体作为纤维素纤维的溶剂并用于GPC分析是可行的，并具有绿色、安全、省时省力的优点。
3.2.2GPC定性定量纤维素纤维混合溶液
GPC分离聚合物的原理是基于分子筛效应，聚合物按分子量的大小先后依次流出。基于天然纤维素纤维和再生纤维素纤维分子量（表1）的巨大差异以及不同种天然纤维素纤维之间、不同再生纤维素纤维之间分子的显著差异，选择与其分子量相匹配的色谱柱，使用单根或串联使用多根色谱柱即可将各种纤维素混纺纤维的溶液分离，其各个组分的保留时间（体现分子量信息）可作为定性的依据。混纺样品分离谱图只需与提前建立的在同一条件下的各种单一纤维谱图进行对照即可确定样品纤维的成分。
GPC的定量分析也与普通色谱如高效液相色谱、气相色谱对化合物的定量相似，首先建立各种单一纤维素纤维浓度―色谱峰面积的标准曲线，再将混纺纤维产品溶液的分离谱图上各个峰的保留时间和峰面积与先前建立的标准图谱和标准曲线进行对比，确定样品的各组分及其含量。
GPC是广泛应用于合成高分子分子量的测定及定量的一种色谱方法，但是其应用于纤维素聚合度的测定不多见，也没有该方法应用于纤维素纤维混纺比的检测的相关报道。解决纤维素溶解溶剂及选用合适的色谱柱后，应用该方法是可行的。
3.2.3方法准确性、可重复性及适用性的验证
新方法发现并建立后，方法的准确性、可重复性及适用性的验证将成为各项工作的重点。在验证过程中，需要制备各种纤维素纤维的混纺产品如棉/麻、棉/粘、普通粘胶/天丝纱线的织物及其染色织物，应用该方法进行定性定量分析，结果与理论值进行对比，验证该方法的准确性。研究各个样品多次使用或不同操作者使用该方法时的准确性，以验证该方法是否具有操作简单的特点和可推广性。研究不同产地、不同国别的各种纤维产品应用该方法的适用情况，以验证聚合度及成分的微小差异对该方法准确性的影响。研究各种产品各种类型染料染色后应用该方法的准确性。
4总结
借助GPC定性定量分析天然纤维素纤维/再生纤维素纤维是一种革命性的创新，它尝试使用同一方法来定性定量各种纤维素纤维产品，包括纯天然纤维素纤维混纺产品、天然纤维素纤维/再生纤维素纤维混纺产品和纯再生纤维素纤维产品；采用新的溶剂体系溶解纤维素，提出用完全溶解法来定性定量各种纤维素混纺产品；将色谱法引入纺织纤维的定量，提出利用各种纤维素纤维分子量的差异来定性定量各种纤维素纤维的混纺产品。通过研究，明确天然纤维素纤维/再生纤维素纤维定性定量分析的机理，将为进一步研究天然纤维素纤维/再生纤维素纤维定性定量分析提供理论基础与实践指导。明确现有方法对天然纤维素纤维/再生纤维素纤维定性定量分析的局限性，并优化现有方法的试验条件，将会为科研和纤检工作做出巨大贡献。
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本文对常见的远红外纤维进行了图像特征分析，尝试用表面张力仪测定远红外纤维体积密度，并用物理法进行含量分析，对测定远红外混纺纤维含量进行了一些探索。
关键词：远红外纤维；形态；密度；含量分析
远红外纤维是指在合成纤维的加工过程中，加入具有远红外线的发射体所制成的纤维，其纤维远红外发射率一般在85%以上。远红外纤维主要应用于内衣、保健服装、床上用品等产品中，尤其在年老体弱者和青少年、儿童等细分市场具有较好的前景。
1远红外纤维的生产
具有远红外辐射特性的物质有很多种，远红外陶瓷粉可以由一种也可以由多种远红外辐射性物质的混合物构成。常见的远红外辐射性物质如：氧化物Al2O3、ZrO2等，碳化物ZrC、SicC等，硼化物、硅化物、氮化物。使用最多的是氧化物，有时也使用碳化物。用于远红外纤维和产品的远红外粉应具有尽量高的常温比辐射率，人体温度一般保持在36.5℃～37.0℃左右，只有在此温度具有最大比辐射率的远红外辐射体才具有最好的效果。
远红外纤维常用的生产方法有两种：
（1）涂层法
化学纤维通过一种含有远红外陶瓷粉粘合剂和分散剂的混合液的喷涂，在纤维表面涂覆一层远红外陶瓷粉，也就制成了远红外纤维。目前采用这种方法的较少。
（2）溶液纺丝法
把远红外陶瓷粉束直接加入到化学纤维纺丝液中；也可先把远红外陶瓷粉末分散到有机溶液中；再加入到纺丝液中；还可先把远红外陶瓷粉末分散至含有纤维素衍生物的有机溶液中再加入到纺丝液中。
2远红外纤维形态特征分析
2.1样品制备
试验采集市面上常见的丙纶、涤纶、远红外丙纶和远红外涤纶的各一种，所有试样均采用梳理后的短纤状。随机分3～5点从涤纶（丙纶）与远红外涤纶（远红外丙纶）纤维中按比例取样，每份样品总量0.500g，按照不同混纺比例共取样3份。试样、平行试样、备用试样各1份。
2.2纤维截面图像
首先对要测试的混纺纤维切片采样。切片的质量会直接影响测试的结果（采样的有效性和图像精度），一般用哈氏切片器切片。厚度控制在≤20μm为宜，通过调节采光强度使纤维轮廓处有较大的灰度梯度。当视觉上轮廓特征明显时，调节显微镜和摄像机到合适倍数，使混纺纱截面处于显微镜的光轴中摄像采样。如图1～图8所示。
2.3纤维图像特征总结
从表1可以看出，由于普通化学纤维和远红外化学纤维的截面通常都为圆形，但是通过遍布纤维纵截面和横截面的深色点状颗粒基本可以鉴别这两种纤维，所以我们认为可以通过是否有远红外陶瓷粉颗粒的分布现象来区分远红外纤维和普通化学纤维。
3纤维密度测定
目前，我国对各种纤维密度的测定尚没有统一的国家标准，现常用的测定方法有很多，如排水法、比重瓶（计）法、液体浮力法和气体容积法等等，现被国际标准化组织承认并列入相关标准的试验方法有三种，即液体置换法、浮沉法、密度梯度柱法，但每种方法都受精度、仪器、装置、人为误差等的限制，互存利弊。现在，本文另辟蹊径，提出采用表面张力仪测试法，来快速简便测定远红外纤维的体积密度。
3.1表面张力仪
试验设备：KRUSSK100表面张力仪、离心机、浸润液、电子分析天平。
3.2密度测定
取一份样品，将试样打结，充分浸泡于浸润液中，经过高速离心机处理后，置于表面张力仪测试的夹头，点击测试按钮。测试时要注意室内温度和空气流速。对于同一个样品，两个试验员分别测试5次，测试完毕比较结果差异，如差异较大则需进行检测，否则以两人平均值为结果，见表2和表3。
4远红外纤维含量分析
在500倍显微镜下，通过识别截面是否充满大量黑点，颜色较深的远红外纤维和颜色较浅的普通纤维，进行分类计数，应用含量计算公式：X1=n1d12ρ1/（n1d12ρ1+n2d22ρ2）×100，我们可以得出样品中远红外纤维的重量混纺比结果。
从表4和表5可看出，采用本方法检验远红外混纺纤维含量的偏差率最高不超过7.5%，其中远红外涤纶的偏差率普遍略大于远红外丙纶纤维，分析除了一般因素外还与远红外涤纶纤维的中空结构和密度测试结果的准确度有关。
5总结
关键词罗布麻纤维；改性；染色性能
中图分类号TS102文献标识码A文章编号1674-6708（2012）58-0038-02
罗布麻是一种多年生野生植物，具有耐盐碱、耐风沙和耐寒的特点，其培植近年来取得重大突破。罗布麻纤维属于植物纤维中的韧皮纤维，是一种高分子聚合物，由两端封闭的厚壁长细胞组成。与其他麻类纤维一样，罗布麻的纤维刚性强。因其脱胶不净造成的罗布麻织物穿着使用过程中易产生刺痒感，影响舒适性；染色性能差，织物产品颜色大多偏浅，并且染色持久度较差，影响了该类织物的应用范围。针对这些性能缺陷，本文采取对其改性和染色性的试验分析，来研究如何提高罗布麻的适用性能和扩大使用范围。
1罗布麻纤维的改性研究
对罗布麻的改性研究就是指利用生物、化学或者物理等方式对试验品进行处理，观察其在不同的物理和化学环境下纤维自身的物理机能的改变情况，并针对其物理性能向着适于被开发利用为纺织品原料的方向加强试验分析的过程。目前，对罗布麻改性的方式主要有四种：第一种是以改变纤维组织的排列为方向，第二种是用生物化学的方式，人工的改变其生物性能，以接枝的手段改变生物分子组成结构来改变性能为方向；第三种是以化学手段改变纤维生物分子间的链接方式来改变性能的方式；第四种是新兴的通过对生物菌种的筛选培养，选取可以有效降解罗布麻韧皮中胶质的生物酶，以生物酶的作用来改善罗布麻因脱胶差而导致纤维粗糙的性能。
国内使用较多的纤维改性方法为化学方法，利用酯醚化反应改变纤维的性质：
1）碱化改性
改性原理为高浓度氢氧化钠溶液与麻纤维素反应生成碱纤维素，所得到的改性麻纤维素为Na-纤维素I或者Na-纤维素II等水化麻纤维。由于该反应为放热反应，常温下即可进行，试验环境较为简单易行。
实验过程如下：实验原料取用本地植物园内的罗布麻，打成麻并用温水沤麻加工。在实验试剂的选区中，对比LiOH、NaOH、KOH、NH4OH等，发现LiOH的碱化改性效果最佳，但因为试剂取材价格偏高，不利于实现扩大化生产，于是选用改性效果较好，但是来源更广泛的NaOH溶液。试验基本原理为麻纤维中的胶质与NaOH发生反应，将纤维中的果胶物质溶解去除，植物脂肪蜡质发生皂化反应，同时纤维中的木质素与NaOH发生生物化学反应――氧桥键断裂，并与氢氧化键组合，产生具有酚羟基的木质素复合物，再以钠盐的形式溶解于碱溶液中，最终降低甚至消除造成麻纤维粗糙“元凶”的木质素。在化学变化的同时，产生的纤维素结构排列的物理变化和结构变化，纤维素大分子中的葡萄糖基环相对位置的改变，造成洁净度和取向度的改变，最后产生了碱纤维素这一新物质，也即是前文所提到的Na-纤维素I和Na-纤维素II，这种碱纤维素因为发生反应而产生润胀膨化效果，使得反应后得到的纤维毛细管得到改善因而具有弹性，纤维渗透性得到改善因而光色鲜艳。
2）尿素法改性
改性原理为尿素中的羰基与碱化改性后的碱纤维素反应，得到优质麻纤维。这种试验方法工艺成本低、操作简便，改性后的麻纤维物理机能较适于用作纺织。这种改性方法得到的纤维在制作成纱线和纺织物后，其染色持久度好，光泽度好，穿着舒适度也有了较大的提升。
2罗布麻纤维的染色性研究
与亚麻的染色性能相似，罗布麻的染色均匀性较差，而纤维的染色性能与其化学成为关系十分紧密，与亚麻进行化学成分的对比，罗布麻的纤维素含量低于亚麻，而果胶、半纤维素和木质素等无规则分布的小分子量天然共生物的含量比亚麻高出许多。一般来说，麻纤维中果胶物质中的果胶酸钙、半纤维素中的葡萄甘露聚糖和镁盐等物质在碱环境中稳定性较好，不易被着色，因此为了便于着色，在麻纤维的生物、化学脱胶过程中，都希望果胶、半纤维素等物质的含量尽可能的处于较低水平。同样，造成麻纤维粗糙感的木质素，在着色过程中会影响纤维的光泽，一般条件下，纤维中的木质素含量越低，纤维的光泽感越好，弹性越好，并且印染均匀性较高，但是由于木质素分布于植物细胞壁中，若含量降低到一定水平之后，将会影响细胞壁的支撑作用和粘结纤维素的作用，因此，客观上来说，木质素不能完全消除，否则麻纤维的可纺织性能则会随之丧失。
利用上述改性处理后的罗布麻，经试验表明，其染色性也随之发生了改变。罗布麻纤维在经过碱溶液改性处理后，纤维的结晶度、取向和聚合程度都发生了不同程度的改变，且这个改变主要是趋向下滑方向的改变。在统计了试验中不同处理时间段的纤维特性后，总结出纤维改性的规律为：在碱溶液处理的初期，性能下降速率很快，但是随着时间的推移，其变化程度逐渐降低；同时改性的变化程度与碱溶液的浓度变化也呈现出一定的规律性。对比未加工过的麻纤维，煮漂过的罗布麻纤维在改性过程中，其铜值和亚甲基蓝的值均呈较低水平，可见煮漂过程提高了碱溶液的改性效率。通过第一章对罗布麻改性的分析也可以得出，改性对染色率的提高也有较大的帮助。
分析具体原因，在用X射线衍射法对罗布麻纤维的结晶程度、晶体尺寸和分子取向度进行了测定，并绘制罗布麻纤维在超声波处理前后的X射线衍射图，对比结果表明，处理后的麻纤维收到超声波的影响，其结晶程度、晶体尺寸和分子取向度均受到影响，进而得出结论，超声波对于麻纤维的染色性提高有很大的推动作用。同时在对染液的分析结果也表明，超声波处理后的染液其分子渗透和扩散系数都有明显的增强，所以，超声波技术在罗布麻纤维的染色性能的提高上，具有双向的推动作用。
参考文献
目前，研究关于聚乳酸纤维与棉或粘胶纤维的混纺定量分析方法较多，但对于聚乳酸和其他纤维的混纺物的定量分析的研究成果较少。本课题是在对聚乳酸定性研究的基础上，利用了聚乳酸纤维的化学溶解性能，通过一定量的混纺比，进行定量分析试验，摸索聚乳酸纤维定量分析的化学溶解试验法，并给出修正系数和本实验室标准大气下的平均回潮率。
1试验材料
1.1主要试验样品
聚乳酸纤维(脂肪族类聚酯纤维，俗称玉米纤维，简称PLA纤维，样品由CargillDowLLC公司提供)。棉、粘胶纤维、涤纶、腈纶，羊毛、锦纶、醋酯纤维。
1.2试验药品
硫酸、盐酸、甲酸、冰乙酸、氢氧化钠、次氯酸钠、N，N’-二甲基甲酰胺(DMF)，丙酮，二氯甲烷等(均为分析纯)。
1.3试验仪器
天平，最小分度值0.0001g；生物显微镜，电热恒温水浴锅，最小分度值0.1℃；量筒，最小分度值lmL；抽滤机；通风柜；烧杯；250mL三角烧瓶等。
2聚乳酸纤维的定性分析方法
2.1聚乳酸纤维物理定性鉴别
将纤维切片，对聚乳酸纤维进行显微镜观察，其横截面为近似圆形，纵截面纤维光滑、有明显斑点。对纤维进行熔点试验，纤维在150℃左右进行初熔，至165℃～170℃完全熔融。可判定纤维为合成纤维。
2.2聚乳酸纤维的溶解定性鉴别――化学法
2.2.1聚乳酸纤维化学性能
参照FZ／T01057.4―1999《纺织纤维鉴别试验方法溶解试验方法》中常用试剂及其溶解条件，对聚乳酸纤维进行溶解试验，结果见表1。
由表1的溶解特性可见，聚乳酸在75％硫酸、盐酸、常温的冰乙酸、甲酸／氯化锌、丙酮中不溶解，在常温的二氯甲烷、煮沸的二甲基甲酰胺、煮沸的5％氢氧化钠、煮沸的冰乙酸中溶解，可利用在试剂中溶解性能来定性鉴别聚乳酸纤维。
2.2.2聚乳酸纤维化学鉴别
根据表1的溶解性能，将经过物理定性的试样放入75％硫酸中，在50℃下，搅拌5min，试样不溶解(可以排除氨纶、锦纶、维纶、腈纶)：将试样放入冰乙酸中，在常温下，搅拌5min，试样不溶解(可以排除醋酯纤维)；将试样放入二氯甲烷试剂中，在常温下，搅拌5min，试样溶解(可以排除涤纶、丙纶、乙纶)。
通过2.1和2.2中的方法，可以确认纤维为聚乳酸纤维。
3定量分析试验方法
在尝试了多种溶剂对聚乳酸纤维的溶解性能后，应用各种溶解法对聚乳酸纤维和其他纤维的混纺样品进行试验，计算修正系数。使用的纤维均为已知干重的纤维，设计比例聚乳酸纤维均在50％左右。我们推荐使用下列的溶解方法进行定量分析。
3.1聚乳酸纤维与天然纤维素纤维(简称纤维素纤维)或再生纤维素纤维混纺时，可以采用以下的方法。
3.1.1采用75％(m／m)硫酸法
将混合试样放入三角烧瓶中，加入100mL的75％(m／m)硫酸，在(50±5)℃的温度下，每隔10min摇动1次，1h后溶解纤维素纤维或再生纤维素纤维，收集剩余的聚乳酸纤维，清洗、烘干，冷却、称重。
3.1.2聚乳酸纤维与再生纤维素纤维混纺时，采用甲酸／氯化锌
将混合试样迅速放入盛有100mL的已经预热达75~C的甲酸／氯化锌试剂的具塞三角烧瓶中，保温20min，并不时摇动后溶解再生纤维素纤维，收集剩余的聚乳酸纤维，清洗、烘干、冷却、称重。
3.1.3聚乳酸纤维和纤维素纤维或再生纤维素纤维混纺时，采用5％NaOH法
将混合试样迅速放入盛有100mL已经预热达90℃-95℃，5％NaOH的具塞三角烧瓶中，保温lh，并不时摇动后，溶解聚乳酸纤维，收集剩余的纤维素纤维或再生纤维素纤维，清洗、烘干、冷却、称重。
3.2聚乳酸纤维与动物蛋白纤维混纺时，采用二甲基甲酰胺法
将混合试样迅速放入盛有8OmL已经预热达90℃-95℃的二甲基甲酰胺试剂的具塞三角烧瓶中，保温1h，并不时摇动后，溶解聚乳酸纤维，将不溶纤维用60mL二甲基甲酰胺，在90℃-95℃下保温30min，收集剩余的动物蛋白纤维，清洗、烘干、冷却、称重。
3.3聚乳酸纤维和锦纶6、锦纶66纤维混纺时，采用80％(m／m)甲酸法
将混合试样放入三角烧瓶中，加A，IOOmL的80％(m／m)甲酸，常温下放置15min，并不时摇动，溶解锦纶，收集剩余的聚乳酸纤维，清洗、烘干，冷却、称重。
3.4聚乳酸纤维与聚酯纤维混纺时，采用二氯甲烷法
将混合试样放八三角烧瓶中，加入100mL的二氯甲烷，常温下放置30min，并不时摇动，溶解聚乳酸纤维，收集剩余的纤维，放入烧杯中，30mL二氯甲烷，用手摇动、过滤，重复处理2次，收集剩余的聚乳酸纤维，待挥发1h后，烘干，冷却、称重。
3.5聚乳酸纤维和醋酯纤维混纺时，采用丙酮法
将混合试样放入三角烧瓶中，加入100mL的丙酮，常温下放置1h，并不时摇动，溶解醋酯纤维，收集剩余纤维，放入烧杯中，加入20mL丙酮，用手摇动，过滤，重复处理2次，收集剩余的聚乳酸纤维，清洗，烘干，冷却、称重。
3.6聚乳酸纤维与三醋酯纤维混纺时，采用冰乙酸法
将混合试样放入三角烧瓶中，加入100mL的冰乙酸，常温下放置20min，并不时摇动，溶解三醋酯纤维，收集剩余的纤维，放入烧杯中，加入30mL冰醋酸，用手摇动、过滤，重复处理3次，收集剩余的聚乳酸纤维，清洗、烘干，冷却，称重。
3.7对试验的补充说明
3.7.1目前对含有动物蛋白纤维(尤其是羊毛)的混纺产品很多情况下会采用NaC10(有效浓度为09mol／L～1.1mol／L)溶解动物蛋白纤维，课题对此做了论证试验。
将混合试样放入三角烧瓶中，加入100mL的NaC10，20℃下放置20min，并不时摇动，溶解羊毛，收集剩余的聚乳酸纤维，清洗，烘干，冷却、称重。
【关键词】血清；纤维连接蛋白；肝病
DOI：10.14163/ki.11-5547/r.2016.35.003
【Abstract】ObjectiveToexploreandanalyzeclinicalsignificanceofserumfibronectindetectioninhepatopathy.MethodsTherewere152hepatopathypatientsasobservationgroup，and49healthyexaminedpeopleascontrolgroup.Comparisonandanalysisweremadeonserumfibronectinleveloftwogroupsandcorrelationbetweenlevelofserumfibronectinandalaninetransaminase（ALT），aspartateaminotransferase（AST）.ResultsTheobservationgrouphadhigherserumfibronectinlevelinacutehepatitispatientsas（0.375±0.022）mg/L
than（0.215±0.020）mg/Lincontrolgroup，andlowerserumfibronectinlevelsinpatientswithseverechronichepatitis，serioushepatitisandlivercirrhosisthancontrolgroup，alldifferenceshadstatisticalsignificance（P
【Keywords】Serum；Fibronectin；Hepatopathy
w维连接蛋白是由血管平滑肌细胞、血管内皮细胞以及肝脏产生的一种功能蛋白质。相关研究显示，纤维连接蛋白属于一种二聚体糖蛋白，可以调节细胞的分化、增值和粘附，具有促进细胞内信号转导、离子交换和细胞向远处迁移的功能[1]。还有学者研究后发现，纤维连接蛋白是机体用来完成完整性和防御性的主要物质之一，它在维持机体内环境稳定和调节网状内皮系统功能等方面具有重要作用[2]。目前的研究认为，血清纤维连接蛋白与创伤、感染、休克、肝、肾疾病等多种疾病有关，尤其是在肝病中，与肝炎、肝硬化和纤维化的发生密切相关[3，4]。为了进一步了解肝病患者血清中纤维连接蛋白水平及其临床意义，本研究中选取了152例肝病患者和49例健康体检者为研究对象，对比两组血清纤维连接蛋白水平，分析观察组中血清纤维连接蛋白和ALT、AST水平的相关性。现报告如下。
1资料与方法
1.1一般资料选取本院2013年1月～2016年10月收治的152例肝病患者作为观察组，选取同一时间段来本院进行体检的49例健康体检者作为对照组。其中观察组中男80例，女72例；年龄34～60岁，平均年龄（46.5±6.4）岁，急性肝炎40例，轻度慢性肝炎14例，中度慢性肝炎12例，重度慢性肝炎12例，重症肝炎36例，肝炎后肝硬化38例；对照组中男26例，女23例；年龄32～62岁，平均年龄（45.5±7.5）岁。观察组患者均符合我国《慢性乙型肝炎防治指南2010版》中相关诊断标准[4]；本研究中两组研究对象均无心力衰竭和其他严重器官功能障碍。两组研究对象年龄、性别等一般资料比较，差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。
1.2方法本研究中所有研究ο缶于来院检查后（空腹）采取静脉血4ml，并以3000r/min的速度离心8min，然后分离血清，采用免疫比浊法检测血清纤维连接蛋白，采用ALT和AST试剂盒检测ALT和AST，相关试剂由重庆中元试剂公司提供，严格按照说明书正规操作。
1.3观察指标对比分析观察组和对照组的血清纤维连接蛋白水平，分析观察组中血清纤维连接蛋白和ALT、AST水平的相关性。
1.4统计学方法采用SPSS16.0统计学软件进行统计分析。计量资料以均数±标准差（x-±s）表示，采用t检验；计数资料以率（%）表示，采用χ2检验；相关性采用Pearson相关分析。P
2结果
2.1两组研究对象血清纤维连接蛋白水平比较观察组中急性肝炎患者血清纤维连接蛋白水平（0.375±0.022）mg/L高于对照组（0.215±0.020）mg/L；重度慢性肝炎、重症肝炎和肝硬化患者血清纤维连接蛋白水平均低于对照组和急性肝炎患者，差异均具有统计学意义（P
2.2观察组患者中血清纤维连接蛋白与ALT和AST相关性分析经相关分析后发现，急性肝炎患者血清纤维连接蛋白水平与ALT和AST呈正相关（r=0.566、0.486，P
3讨论
在人体内血清纤维连接蛋白对于保持内环境的稳定起了重要作用。血清纤维连接蛋白存在于血浆及多种细胞表面，是一种具有多种功能的高分子糖蛋白，其在血浆内的含量与人体多系统的生理和病理状态密切相关。有研究显示，人体血浆中的纤维连接蛋白大部分在肝脏中合成，并参与胶原合成、肝细胞损伤修复、调节网状内皮复位功能等[5-11]。在肝脏发生病变时，血清纤维连接蛋白水平会发生改变，其水平变化的起伏与肝脏病变的严重程度相关。因此，检测人体内血浆纤维连接蛋白水平，在一定程度上能反映肝脏病变的严重程度。
本研究结果显示，观察组中急性肝炎患者血清纤维连接蛋白水平（0.375±0.022）mg/L高于对照组（0.215±0.020）mg/L；重度慢性肝炎、重症肝炎和肝硬化患者血清纤维连接蛋白水平均低于对照组和急性肝炎患者，差异均具有统计学意义（P
-0.468、-0.554，P
总之，血清纤维连接蛋白水平能够反映重度慢性肝炎、重症肝炎和肝硬化患者肝脏病变的严重程度，对肝病患者的病情判断和预后估计具有一定的参考价值。
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本文通过燃烧法、显微镜观察法以及化学溶解法，介绍了海藻纤维的特性以及海藻纤维与其他纤维混纺比的测定方法。
关键词：海藻纤维；混纺比
当前，纺织品的开发中，使用最多的纺织纤维是天然纤维、再生纤维和合成纤维。其中，合成纤维主要原料是石油，属于不可再生资源，随着石油资源的日趋紧张，加上生产中的高消耗、高污染等问题，合成纤维面临很大的压力，因此各国都在研究开发利用其他纤维来代替合成纤维的课题，而目前能够代替合成纤维的最理想纤维是生物可降解纤维。生物可降解纤维是对环境友好的材料，它提供了人类减少环境负担，在现代文明和自然界之间达到平衡的一种办法，因此将成为21世纪的主要纤维之一。而海藻纤维正是一种生物可降解纤维，是人类继种植棉花大麻、种桑养蚕等向土地要纤维和开采石油从地下找纤维之后，又多了一个新的纤维开发领域――向海洋要纤维[1-2]。
海藻纤维是用从天然海藻中提取的物质纺丝加工而成的一种纤维，是一种重要的天然功能纤维新材料，棕藻、红藻是海藻纤维的最佳来源。这种纤维能够被加工成任意长度和纤度的短纤或长丝，也可以与其他纤维混纺，最终可以用于制造衣服、家纺、床垫等。
海藻纤维具有许多传统纤维没有的新特性，如吸湿性、抗菌性、阻燃性、防辐射、保温性等特性。
作为海藻纤维研发地（青岛）的部级专业纺织产品检验机构，有责任和义务为推动地方产业发展作出一份贡献，于是我所科研团队从专业角度，在海藻纤维制品还未大量走入市场之前，研究海藻纤维与其他纤维混纺比的测定方法，为该新型纺织材料顺利进入市场，走入百姓生活奠定基础。
1海藻纤维的定性分析[3-5]
1.1外观
纯海藻纤维呈白色，表面光滑、光泽柔和、手感柔软，具有良好的悬垂性。
1.2燃烧试验法
1.2.1试验仪器及工具
天平、打火机或酒精灯、镊子、放大镜、培养皿、剪刀。
1.2.2试剂
乙醇。
1.2.3试验方法
将约10mg试样扯成细束，用镊子夹住，徐徐靠近火焰，观察试样对热的反应（熔融、收缩情况）。再将试样束移入火焰中，观察试样在火焰中的燃烧情况。然后离开火焰，注意观察试样燃烧状态和嗅闻火焰刚熄灭时的气味。待试样冷却后再观察残留物灰分状态。记录燃烧过程中详细情况，见表1。
1.3显微镜观察法
1.3.1试验仪器及工具
哈式切片器、刀片、小旋钻、镊子、挑针、剪刀、载玻片、盖玻片、生物显微镜等。
1.3.2试剂
液体石蜡、火棉胶。
1.3.3试验方法
1.3.3.1纵截面观察
将试样扯成细束后排齐，取适当长度的试样均匀平铺于载玻片上，加上少量液体石蜡（注意不要带入气泡），盖上盖玻片，放在100倍~500倍生物显微镜的载物台上观察其形态，并记录试样纵截面特征（见图1）。
1.3.3.2横截面观察
将用哈式切片器制备好的试样横截面，置于载玻片上，加上少量液体石蜡，盖上盖玻片（注意不要带入气泡），放在100倍~500倍生物显微镜的载物台上观察其形态，并记录试样横截面特征（见图2）。
1.4化学溶解法
1.4.1试验仪器及工具
恒温烘箱、电热恒温水浴锅、分析天平、玻璃抽滤瓶、烧杯、试管、木夹、镊子、玻棒、坩埚钳等。
1.4.2试剂
见表2。
1.4.3试验方法
将约100mg试样置于试管中，注入10mL溶剂（试样和试剂的浴比为1：100）。在常温下，用玻棒搅动5min，观察溶剂对试样的溶解情况。常温下难以溶解的试样，需做煮沸试验，并用玻棒搅动3min，视其溶解程度。记录试样在各种溶剂和条件下的溶解情况，见表2。
注：试验应在通风橱里进行，因为很多溶剂挥发性强，并且有毒，加热时不得使用明火，注意防火安全，因为很多试剂是可燃的。
2海藻纤维与其他纤维混纺的定量分析[6-9]
通过以上对海藻纤维的一系列定性分析，我们不难发现：1）采用75%硫酸溶液溶解法可确定海藻纤维与其他（如聚酯纤维、丙纶、芳纶等）在75%硫酸溶液中不溶解纤维的混纺比。2）采用30%氢氧化钠溶液煮沸法可确定海藻纤维与其他（如棉、粘纤、莱赛尔、莫代尔等）在30%氢氧化钠溶液中不溶解纤维的混纺比。3）利用海藻纤维在盐酸（常温）中不溶解的特性确定其与锦纶的混纺比。4）利用海藻纤维在二甲基甲酰胺中不溶解的特性确定其分别与腈纶、氨纶的混纺比。笔者利用以上溶解规则做了大量试验，现将部分典型试验结果列于表3。
3总结分析
通过对海藻纤维的燃烧特性、显微镜下纵横截面的特征以及化学溶解特性的一系列试验发现：1）海藻纤维的燃烧特性在常见的纺织纤维中只与芳纶有些相似，但其化学溶解特性又与芳纶截然不同，其独特的燃烧特性使其极易与其他纤维相区分。2）海藻纤维虽然从根本上讲是一种化学再生纤维，但其纵横截面与其他纤维（参见FZ/T 01057.3―2007）仍有明显区别。3）如果说以上两点为海藻纤维定性提供了依据，那么海藻纤维既具有植物纤维的溶解特性又具有动物纤维溶解特性的溶解特点（类似于蚕丝纤维），这种两面性的溶解特性为其定量分析提供了依据。
参考文献:
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[关键词]特发性肺纤维化；血清；IL-13；TGF-β1；IL-8
[中图分类号]R563.9[文献标识码]A[文章编号]1673-9701（2015）11-0001-03
[Abstract]ObjectiveTodiscussserumIL-13，TGF-β1，IL-8levelsinidiopathicpulmonaryfibrosisandcorrelationwithlungfunction.MethodsAtotalof60caseswithidiopathicpulmonaryfibrosiswereselectedaspulmonaryfibrosisgroup，and60healthyvolunteerswereselectedascontrolgroup.SerumIL-13，TGF-β1，IL-8，arterialbloodgasanalysisandrelatedindicatorsoflungfunctionweredetected.ResultsSerumIL-13，TGF-β1，IL-8levelsofidiopathicpulmonaryfibrosisgroupwerehigherthanthecontrolgroup（P
[Keywords]Idiopathicpulmonaryfibrosis；Serum；IL-13；TGF-β1；IL-8
肺纤维化（pulmonaryfibrosis，PF）是以肺成纤维细胞增殖及细胞外基质（ECM）聚集为特征的病变，常以呼吸功能永久丧失为最终结局，5年生存率小于50%[1]，因其确切发病机制尚不明确，迄今仍缺乏有效防治手段。因此探索肺组织在各种有害因素作用下发生纤维化的分子机制势在必行。转化生长因子β1（TGF-β1）在纤维化过程中发挥重要的作用[2]；白介素13（IL-13）有间接或直接通过TGF-β1促使肺间质纤维化的作用[3]；白介素8（IL-8）可募集和活化中性粒细胞在肺间质及肺泡腔内聚集，导致肺纤维化的发生[4]。本研究分析特发性肺间质纤维化患者血清IL-13、IL-8及TGF-β1水平，并检测患者肺功能、血气分析等指标，了解以上指标与肺功能、动脉血气分析的相关性，以期为临床诊断和治疗提供理论依据。
1资料与方法
1.1一般资料
选择2013年1月～2014年8月在我院治疗的肺纤维化患者60例为研究对象。所有患者均符合肺纤维化的诊断标准，患者对治疗知情同意。其中男41例，女19例，年龄38～66岁，平均（54.3±7.8）岁，病情：轻度15例，中度45例。另选择健康志愿者60例为对照组，其中男40例，女20例，年龄35～70岁，平均（55.1±8.0）岁。排除标准：（1）合并其他肺部疾病；（2）合并肺部及其他部位感染；（3）确诊风湿免疫性疾病所导致的肺纤维化；（4）近2个月内接受皮质类固醇激素、免疫抑制剂治疗者。肺纤维化组和对照组性别比、平均年龄比较差异无统计学意义（P>0.05）。
1.2方法
1.2.1血清IL-13、TGF-β1、IL-8检测患者入组后采集晨起空腹静脉血3mL，常温下静置1h，离心，分离血清，-70℃保存，待测。采用ELISA法检测，严格按照说明书步骤进行。
1.2.2肺功能指标采用日本福田肺功能仪进行监测。采集标本包括用力肺活量占预计值的百分比，第1秒用力呼气流量占预计值的百分比。
1.2.3血气分析采用雅培全自动血气分析仪进行监测。采集指标包括动脉血氧饱和度、动脉血二氧化碳分压、动脉血氧分压、肺泡-动脉氧分压差[P（A-a）O2]指标。采集时间为晨起8：00～10：00，清醒状态，呼吸空气状态下，取桡动脉血进行检测。
1.3统计学方法
采用SPSS12.0统计学软件对数据进行分析。计数资料采用χ2检验，计量资料用均数±标准差表示，采用t检验。相关性分析采用Pearson相关分析。P
2结果
2.1两组血清IL-13、TGF-β1、IL-8水平比较
肺纤维化组血清IL-13、TGF-β1、IL-8水平显著高于对照组（P
2.2肺纤维化患者血清IL-13、TGF-β1、IL-8与肺功能的相关性
肺纤维化患者肺功能指标FVC占预计值的百分比为（56.8±5.6）%，FEV1占预计值的百分比为（54.8±5.3）%。TGFβ1与FVC占预计值的百分比、FEV1占预计值的百分比呈显著负相关（P
2.3肺纤维化患者血清IL-13、TGF-β1、IL-8与血气分析的相关性
肺纤维化组PaO2为（64.1±5.8）mmHg，SaO2为（90.2±2.4）%，PaCO2（37.9±2.9）%，P（A-a）O2（63.5±4.8）mmHg。TGF-β1与PaO2呈显著负相关，与P（A-a）O2呈显著正相关（P
3讨论
肺纤维化的确切发病机制尚不明确，因此探索肺组织在各种有害因素作用下发生纤维化的分子机制势在必行。目前一般认为主要包括肺泡炎、肺实质的损伤、过度修复、纤维化4个阶段。细胞因子具有调节多种生理功能的作用。随着对肺纤维化的进一步研究，逐渐发现细胞因子、化学趋化因子在特发性肺纤维化的过程中发挥重要的作用，参与肺纤维化的各个阶段。
TGF-β是一种转化生长因子，能促进成纤维细胞转化生长。肺泡巨噬细胞、内皮细胞、上皮细胞、成纤维细胞等均可分泌，与受体结合后发挥作用[5，6]。在本次研究中，肺纤维化患者血清TGF-β1显著高于健康对照组。肺纤维化是因各种原因导致的组织损伤，细胞外基质增加，间质细胞增多，细胞外基质成分比例及分布也发生了改变，实质细胞减少。TGF-β1作用于胶原转录及翻译过程，诱导产生前胶原mRNA，另外还可通过诱导增加蛋白酶抑制剂、金属蛋白酶组织抑制剂表达，抑制合成胶原酶，减少胶原蛋白的合成，导致胶原代谢失衡，胶原蛋白在肺内沉积[7，8]。IL-13由辅T淋巴细胞生成，具有抗炎、免疫调节的作用，能够抑制单核细胞、巨噬细胞分泌致炎性细胞因子，促使B细胞分泌抗体[9，10]。在本次研究中，肺纤维化患者血清IL-13水平显著高于健康对照组。在特发性肺纤维化发病发展过程中，持续存在炎症反应、间质细胞增生、胶原蛋白沉积、细胞外基质生成过多、肺间质纤维化、肺组织受到破坏，可能与Th2细胞因子分泌过多有关，同时Th1细胞分泌则相对不足，而Th1细胞具有抗纤维化的作用，Th2细胞具有促纤维化的作用。IL-13可以导致巨噬细胞激活，促使TGF-β1表达，促进纤维化的发展。肺内的IL-8主要由巨噬细胞分泌，其他上皮细胞，内皮细胞、成纤维细胞等均可分泌IL-8[11，12]。目前仍然认为特发性肺纤维化存在肺泡炎、肺实质的损伤、过度的修复及纤维化阶段[13，14]。特发性肺纤维化的始动因素是慢性炎症，而IL-8在慢性炎症过程中发挥重要作用[12]。在本次研究中，肺纤维化患者血清IL-8水平也显著高于对照组，提示其参与了肺纤维化的过程。
本文对患者血清IL-13、TGF-β1、IL-8水平与肺功能及血气分析进行相关性分析，结果显示，TGF-β1与FVC占预计值的百分比、FEV1占预计值的百分比呈显著负相关；IL-13与FEV1占预计值百分比呈显著负相关；IL-8与FVC占预计值的百分比呈显著负相关。TGF-β1与PaO2呈显著负相关，与P（A-a）O2呈显著正相关；IL-13与P（A-a）O2呈显著正相关；IL-8与PaO2、SaO2呈显著负相关。P（A-a）O2升高，提示肺纤维化患者肺换气功能障碍，气体弥散障碍，通气/血流比例失调。相关性分析结果提示，肺纤维化患者存在细胞因子网络失衡、纤维化细胞因子表达增加、基质代谢紊乱、肺纤维化形成、肺弥散功能下降、通气/血流失调、肺换气功能障碍，表现为血气分析异常。肺功能是患者病情的重要指标。本研究显示患者血清IL-13、TGF-β1、IL-8与肺功能呈负相关，说明患者病情越重，血清中IL-13、TGF-β1、IL-8水平越高。
综上所述，特发性肺纤维化患者血清IL-13、TGF-β1、IL-8水平显著升高，且与患者肺功能及血气分析具有负相关的关系。其可以作为评估患者病情严重程度的指标。
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【关键词】肝纤维化；冬虫夏草；胶原；基质金属蛋白酶-13
肝纤维化（Hepaticfibrosis）是机体对慢性肝损伤的一种修复反应，是一种渐进的病理过程，是慢性肝病的共有病理变化。肝纤维化的特征改变是肝脏内细胞外基质（Extracellularmatrix，ECM）的过度增生和异常沉积，严重者的肝纤维化可导致肝硬化，甚至引起肝功能衰竭[1]。目前从肝纤维化发生发展的不同环节入手研制了许多抗纤维化药物，但仍未有十分确定。因此，寻找理想的抗肝纤维化药物及有关肝纤维化发病机制的阐明，具有重要的理论和临床意义。
冬虫夏草（ChineseCaterpillarFungus，CCF）是从是麦角菌科真菌冬虫夏草寄生在蝙蝠蛾科昆虫幼虫上的子座及幼虫尸体的复合体，研究显示冬虫夏草有防止肝纤维化的作用[2]，但其作用机制未完全明确。本研究从通过临床试验探讨冬虫夏草抗肝纤维化的作用机理，为冬虫夏草的临床防治肝纤维化提供指导。
1材料与方法
1.1病例资料及分组
选择2010年1月至2012年2月在本院住院的患有慢性肝纤维化的患者80例，随机分为治疗组和对照组。对照组40例，男性32例，女性8例，平均年龄（41.3±6.7）（35-46）岁；治疗组40例，男性33例，女性7例，平均年龄（39.8±5.8）（36-43）岁。两组病例在年龄分布、性别分布和治疗前肝功能检测比较差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性。
1.2治疗方法
两组患者均给予常规护肝治疗及支持治疗等治疗。治疗组在一般治疗的基础上口服冬虫夏草口服液25ml，每天1次，疗程12周，治疗期间均不加用其它抗肝纤维化的药物。
1.3观察指标
1.3.1血清学检查
对照组和治疗组所有患者抽取静脉血3ml，经离心机离心后分离血清，送化验室检测。
1）检测肝功能指标
利用全自动生化分析仪检测丙氨酸转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）、白蛋白（ALb）和总胆红素（TBiL）的变化。
2）检测肝纤维化指标
利用放免分析法检测透明质酸（HA）、层黏蛋白（LN）、Ⅲ型前胶原肽（PC-Ⅲ）和Ⅳ型胶原（CⅣ）的变化。
1.3.2肝穿刺后Ⅰ型胶原（CollagenⅠ）和Ⅲ型胶原（CollagenⅢ）检测
对照组和治疗组各8名患者经局部麻醉，在CT的定位和引导下经皮穿刺，获取肝脏标本约20毫克。将肝组织入4℃裂解液匀浆15min，4℃离心，取上清，Bradford法测定肝组织蛋白浓度。肝组织蛋白经12%SDS-PAGE凝胶电泳分离，转移至PVDF膜，脱脂奶粉室温封闭2h，1：300稀释的CollagenⅠ抗体、CollagenⅢ抗体和MMP-13抗体4℃过夜，二抗（1：3000稀释）与硝酸纤维素膜杂交。将膜置于ECL中1min，曝光，显影，定影。采用IPP6.0图像分析软件对Westernblot结果进行定量分析，结果以目的蛋白与β-actin的累积光密度值的比值表示。
1.4统计学分析
所有数据以x?±s表示，采用SPSS13.0软件进行t检验，P
2结果
2.1肝功能指标
统计学分析显示对照组与治疗组治疗后血清ALT、AST和TBiL水平与治疗前相比均显著降低，血清ALb水平与治疗前相比显著增加，表现为对照组治疗后ALT、AST和TbiL比治疗前分别降低69.3%（P
2.2肝纤维化指标
统计学分析显示对照组治疗后血清HA、LN、PC-Ⅲ和CⅣ水平较治疗前无统计学差异（P>0.05）；治疗组治疗后HA、LN、PC-Ⅲ和CⅣ水平与治疗前相比均显著降低表现为治疗组治疗后HA、LN、PC-Ⅲ和CⅣ水平比治疗前分别降低39.9%（P
2.3.免疫印迹法测CollagenⅠ、CollagenⅢ和MMP-13变化
统计学分析显示对照组与治疗组治疗后肝组织CollagenⅠ和CollagenⅢ水平与治疗前相比均显著降低，肝组织MMP-13水平与治疗前相比显著增加，表现为对照组治疗后CollagenⅠ和CollagenⅢ水平比治疗前分别降低22.5%（P
3讨论
本实验通过血清学检测发现，对照组和治疗组治疗后ALT、AST和TBiL水平降低，ALb水平显著增加，提示两种治疗方法均有效的改善了肝功能。肝纤维化指标显示冬虫夏草治疗组治疗后HA、LN、PC-Ⅲ和CⅣ水平与对照组治疗后相比均显著降低，而对照组治疗后没有显著改变，暗示冬虫夏草具有改善肝纤维化的功能，对肝细胞具有保护作用。免疫印迹结果显示两种治疗方法均降低CollagenⅠ和CollagenⅢ，提高了MMP-13水平，而冬虫夏草治疗组治疗后CollagenⅠ和CollagenⅢ水平低于对照组治疗后，MMP-13水平高于对照组治疗后，提示冬虫夏草改善肝纤维化的机制可能通过降低CollagenⅠ和CollagenⅢ，提高MMP-13起到对肝细胞的保护作用。
研究显示，肝星状细胞（Hepaticstellatecell，HSC）的激活认为是肝纤维化过程中最重要的一步[3]。HSC激活并转化为肌成纤维细胞样细胞，通过增生和分泌细胞外基质参与肝纤维化的形成[4]，因此各种致纤维化因素均把肝星状细胞作为最终靶细胞。冬虫夏草有调节免疫系统功能、抗肿瘤、抗疲劳等多种功效。有研究报道，PDGF对HSC增殖有显著促进作用，虫草菌丝可显著抑制纤维化肝脏PDGF的表达[5]。但其具体机制尚不清楚。本课题从另一个角度分析，冬虫夏草可以通过降低CollagenⅠ和CollagenⅢ，提高MMP-13，起到抑制肝纤维化的作用。
细胞外基质包括胶原、糖蛋白及蛋白多糖等，其中胶原是最主要的成分，在肝脏中有Ⅰ型，Ⅲ型-Ⅵ型共5型，而以Ⅰ型和Ⅲ型为主。肝脏调控胶原代谢的关键酶是基质金属蛋白酶（MMPs），其中MMP13是基质金属蛋白酶家族中对肝脏胶原降解作用较强的酶[6]。本研究中通过免疫印迹观察到的冬虫夏草治疗后CollagenⅠ和CollagenⅢ的降低，MMP-13的增高效果明显高于一般治疗，证实冬虫夏草抑制了肝星状细胞的激活，降低了CollagenⅠ和CollagenⅢ的合成，提高了MMP-13的表达，缓解了肝纤维化过程。
因此，本研究通过临床实验研究发现，冬虫夏草口服液作为一种中药制剂能够抑制肝星状细胞的激活，降低了CollagenⅠ和CollagenⅢ的合成，提高了MMP-13的表达，缓解肝纤维化过程，为冬虫夏草临床防治肝纤维化提供了新的理论依据。
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【摘要】
目的对细菌纤维素高产菌株葡糖醋杆菌G-29进行发酵优化，以提高其细菌纤维素合成能力。方法采用基于非完全平衡块原理的Plackett-Burman(PB)试验设计法，筛选出了3个主要影响因子：混合碳源（葡萄糖∶蔗糖=1∶2），MgSO4，乙醇，然后采用Box-Behnten中心，组合试验设计和响应面分析方法（RSM）确定其最佳浓度分别为混合碳原52.3g/L，MgSO40.1598g/L，乙醇32.5ml/L。用扫描电镜观察了细菌纤维素的形态结构，并通过X射线衍射分析其在干态下和湿态下的最佳结构。结果在优化培养基条件下，菌株G-29发酵生产细菌纤维素的产量为11.83g/L，是优化前产量（6.20g/L）的1.9倍。结论PB试验和RSM相结合的试验方法，用于优化G-29发酵培养基，不仅科学合理而且准确有效。
【关键词】葡糖醋杆菌属细菌纤维素Plackett-Burman设计响应面分析
Abstract：ObjectiveInthismanuscript，theoptimalconditionsforcelluloseproductionbygluconacetoba-aterG-29weredeterminedinordertoimprovetheyieldofbacterialcellulose.MethodsPlackett-BurmanDesignwasusedtoevaluatethreestatisticallysignificantparametersincludingmixedcarbonsources(Glucose:sucrose=1:2)，MgSO4，ethanol.TheoptimallevelsofthreevariablesweredefinedbyBox-Behnkendesignandresponsesurfacemethod(RSM):mixedcarbonsources:52.3g/L，MgSO40.159g/L，ethanol32.5g/L，ethanol32.5g/Lcomparison.Themorphologyofbacterialcellulose(BC)producedwasobservedbyscanningelectronmicroscope(SEM).ThecrystalstructureofBCindriedandwetstatewasstudiedbyX-raydiffractometry(XRD).ResultsTheresultsindicatedthattheBCyieldundertheoptimalfermentationmediumwas11.83g/L，whichwasas1.9timesasthatundertheoriginalfermentationmedium.ConclusionThemethodofPBdesigncombinedwithRSMusedforoptimizationofG-29fermentationmediumisscientificandaccurate.
Keywords：Gluconacetobacter;Bacterialcellulose;Plackett-Burmandesign;Responsesurfacemethod
细菌纤维素(Bacterialcellulose，简称BC)是由部分细菌产生的一类高分子化合物，在化学组成和结构上同植物纤维相同，都是由D-葡萄糖以β-1，4糖苷键连接形成直链多糖，再经聚合而成。与植物纤维不同的是细菌纤维素是以单一纤维形式存在，纯度极高，不掺杂如植物纤维中的半纤维素或木质素等其它多糖类［1］，因此其具有抗拉强度高、杨氏模量高、良好的生物适应性以及优良的持水性和通透性等特点［2］。除了可用作膳食纤维和食品成型剂，还可用于生产纱布、绷带、人造皮肤等生物医学用品，有利于皮肤组织生长和限制感染。
自1987年以来，已有很多关于细菌纤维素膜用于烧伤、烫伤、皮肤移植等治疗的报道，目前已发展出纱布、绷带和“创可贴”等各种伤科敷料商品。它具有在伤口中维持湿的环境，防止体液流出，保持高机械强度，对液、气具有良好通透性，与皮肤相容性好、无毒、不发热，良好的防菌和隔离性等众多特点，均优于当今其它人造皮肤和伤科敷料。早在20世纪80年代初，巴西的Biofill公司就开始了用细菌纤维素膜制造伤科敷料的研究，成功开发出人造动脉，人造血管与人造皮肤等医疗用品［3］，并已成功地应用于处理皮肤移植和慢性皮肤溃疡。这种材料可有效缓解疼痛，防止细菌感染，有利于皮肤组织生长，促进伤口愈合，对水分及电解物有良好的通透性，与传统的材料相比，这种材料成本低，处理时间短，更有利于健康皮肤的生长［4］。除此之外，细菌纤维素还可作为缓释药物的载体，软骨组织工程的支架材料［5］等。
能产生细菌纤维素的细菌种类较多，常见的有醋酸菌属、土壤杆菌属、假单胞杆菌属、无色杆菌属、产碱杆菌属、气杆菌属、固氮菌属、根瘤菌属和八叠球菌属等9个属中的某些种。其中醋酸菌属中的木醋杆菌（Acetobacterxylinum）是最早被发现同时也是研究较为透彻的纤维素产生菌，现已作为研究纤维素生物合成过程和机制的模式菌株。根据《伯杰氏系统细菌学手册》第9版，木醋杆菌已被划分到葡糖醋杆菌属（Gluconacetobacter）中，改为木葡糖醋杆菌（Gluconacetobacterxylinum）。
近几年关于细菌纤维素生产合成的研究仍多以木葡糖醋杆菌或其变种做为试验菌种，为此，本实验室分离筛选出一株细菌纤维素高产菌G-29，并经16SrDNA测序鉴定该菌为葡糖醋杆菌属中一个新的菌种。
本实验以G-29为试验菌种，在前期试验的基础上，利用响应面分析法［6］，对其发酵培养基的诸多营养因素进行考察和评价，并确定了细菌纤维素合成的重要影响因子的最优水平，取得了较好的发酵效果，为进一步提高其产量和后续的放大培养奠定基础。
1材料
1.1菌种来源葡糖醋杆菌（Gluconacetobactersp.）G-29，由本实验室课题组2008年从成都市所采集的水果样品中分离获得，保存于四川大学生物资源与生态环境教育部重点实验室。
1.2培养基斜面培养基：葡萄糖30g/L，酵母膏5g/L，Na2HPO41g/L，MgSO40.15g/L，乙醇20ml/L，琼脂18g/L，pH6.0；种子培养基：葡萄糖50g/L，酵母膏15g/L，Na2HPO43g/L，MgSO40.2g/L，乙醇40ml/L，pH6.0；用于响应面分析的基础发酵培养基：葡萄糖30g/L，酵母膏5g/L，Na2HPO41g/L，MgSO40.15g/L，乙醇20ml/L，pH6.5；优化后的发酵培养基：混合碳源52.3g/L（葡萄糖:蔗糖＝1:2），酵母膏8g/L，FeSO40.2g/L，MgSO40.159g/L，Na2HPO42g/L，柠檬酸1g/L，乙醇32.5ml/L，pH6.5。
1.3培养条件挑取一环活化的斜面菌种至装有100ml种子培养基的250ml三角瓶中，30℃，110r/min振荡培养24h，然后按照8％的接种量，将种子培养基接入装有100ml发酵培养基的250ml三角瓶中，8层纱布封口，30℃静置培养7d。
2方法
2.1细菌纤维素的产量测定从培养基中取出纤维素膜，用水多次冲洗，除去膜表面培养基及杂质。再将膜浸泡于0.1mol/L的NaOH溶液，100℃煮沸20min，去除液膜中的菌体和残留培养基，膜呈乳白色半透明。然后用蒸馏水多次冲洗，用pH试纸轻压膜测pH值，约7.2，80℃干燥至恒重。纤维素含量用g/L表示。
2.2发酵培养基优化方法Plackett-Burman设计、Box-Behnken中心试验设计及响应面分析。
3结果
3.1Plackett-Burman设计法筛选重要因素根据笔者前期实验，本研究选取混合碳源（葡萄糖∶蔗糖=1∶2），酵母膏，FeSO4，Na2HPO4，MgSO4，柠檬酸、乙醇作为PB试验的7个因素，每个因素取两个水平，因素水平及编码见表1，数据分析及模型建立由DesignExpert软件完成。表1Plackett-Burman(PB)实验设计因素水平及编码（略）
根据Plackett-Burman实验设计得到的7因素12实验组合，依次进行培养基的配制、接种、发酵试验(每组3个平行，取平均值)，以细菌纤维素干重为响应值Y。结果如表2所示。
由表3可以看出，对G-29发酵合成能力影响最大的因素是混合碳源（葡萄糖/蔗糖=1∶2），其次是乙醇和MgSO4。这3个因素对细菌纤维素产量影响显著，置信度高于90%，可作为进一步优化的因素。而其它4个因素对发酵产量的影响未达到显著水平，在下一步的研究中不予考虑。表2Plackett-Burman(PB)试验结果（略）表3Plackett-Burman试验主效应分析（略）
3.2重要因素与产量关系的2次方程的建立由Box-Behnken和Box-Wilson提出的中心组合设计是两种常用的响应面分析法，适用于2～5个因素的优化试验。Box-Behnken每个因素取3种水平，以(-1，0，+1)编码，对数据进行二次回归拟合，得到带交互相和平方相的二次方程，分析各因素的主效应和交互效应，最后在一定的水平范围内求出最佳值。对发酵产量有显著性影响的3个因素的水平及编码见表4。表4Box-Behnken试验因素水平及编码（略）
在Plackett-Burman试验的基础上，在最陡爬坡试验确定的浓度区域内，对影响G-29合成细菌纤维素的关键因素按照Box-Behnken设计进行l5组试验(每组3个平行，取平均值)，以细菌纤维素干重为响应值Y。结果见表5。表5Box-Behnken设计与细菌纤维素产量（略）
利用统计软件Minitab15对表5数据进行二次多项式拟合，获得细菌纤维素产量(Y)对自变量葡萄糖/蔗糖(x1)，MgSO4(x2)，乙醇(x3)的多元回归方程：Y=11.2233+0.4438X1+0.2088X2+0.4150X3-0.9279X12
-0.5879X22-0.8254X32-0.0025X1X2-0.0500X1X3+0.0000X2X3
从该方程的方差分析(表6)可知，该模型极显著(P
3.3响应面分析及最佳培养条件确定通过回归方程来绘制分析图，考察所拟合的相应曲面的形状，响应面立体分析图和相应等高线图见图1～3。通过该组图可对主效应因子对细菌纤维素产量的两两交互作用进行评价，并确定各个因素的最佳水平范围。表7发酵培养基多元二次方程方差分析表（略）
由图1～3可知，该回归方程存在稳定点，即极大值点，经分析可知回归模型的稳定点的编码值为：X1=5.2323，X2=0.0159，X3=3.2525，相当于葡萄糖/蔗糖为5.2323g/100ml，MgSO40.0159g/100ml，乙醇3.2525ml/100ml，在此最优条件下，细菌纤维素的预测最大产量为11.347g/L。为验证模型的准确性和有效性，用预测的最优发酵培养基进行发酵实验，可得实际细菌纤维素产量为11.83g/L，是优化前的基础发酵培养基产量(6.20g/L)的1.9倍。由此，进一步证明该回归方程能够真实的反映筛选因素对细菌纤维素产量的影响，可用于预见实际发酵情况，对发酵条件的研究具有指导意义。
3.4细菌纤维素形态与晶体结构分析
细菌纤维素膜经水冲洗和稀碱液处理后，残留的发酵液及菌体被除去后，细菌纤维素膜呈乳白色半透明胶状（图4），外表均匀光滑，质地柔韧。经干燥后，由电镜扫描可观察其微观结构为典型的超微细网状结构(图5)，由高密度微纤维进行无规则的层状重叠，互相缠绕形成。
纤维素X-射线衍射图谱是以衍射角为横坐标，衍射强度为纵坐标，以晶胞(101)，(101)和(002)面的衍射峰为计算基准。由图6可以看出，干膜的衍射图分别在14.942θ和22.452θ处有两个主要的衍射峰，这是纤维素I的特征峰，即细菌纤维素的晶体结构属于纤维素I。其中2θ为22.45处的衍射峰对应晶面(002)，在纤维素X-射线衍射图谱中，2θ值在22.50附近的峰高代表了002面的衍射强度，即结晶区的强度。由衍射图谱可看出，G-29合成的细菌纤维素，结晶指数高，结晶强度大。而图7则反映了湿膜的衍射峰，只在28.52θ和422θ处有衍射峰，没有呈现出纤维素I的衍射峰，表明湿态的晶面面间距比干态的小。这两个峰的峰宽比干态下大，表明其结晶不完全，结晶度低，晶粒尺寸小。可能是由于细菌纤维素湿膜含有大量的水，导致纤维素分子链之间的距离增大，在水分子与纤维素链的相互作用下，纤维素分子链之间的氢键模式发生改变，从而影响了细菌纤维素膜的晶型和晶粒尺寸，导致其的结晶度变低。
4结论
本实验采用了Plackett-Burman试验设计，对影响菌株G-29合成细菌纤维素的7个因素进行了评价，筛选出了混合碳源（葡萄糖∶蔗糖=1∶2），乙醇和MgSO4为影响细菌纤维素产量的关键因子。葡萄糖是合成细菌纤维素的原料，蔗糖可以缓解发酵过程中pH值的急剧降低；乙醇可以被细菌氧化为乙酸，同时生成用于细胞合成的ATP等高能量化合物［7］，对细菌纤维素的合成起促进作用，而MgSO4中的Mg2+是纤维素合成酶的激活剂。因此，以PB试验筛选出的主要影响因子能够反映实际情况，证明该方法是一种经济而有效的试验方法。
通过响应面法(RSM)建立了细菌纤维素发酵培养基的回归模型：Y=11.2233+0.4438X1+0.2088X2+0.4150X3-
0.9279X12-0.5879X22-0.8254X32-0.0025X1X2-
0.0500X1X3+0.0000X2X3该模型高度显著，可用于实际分析与预测。
优化后的发酵培养基组成：混合碳源52.3g/L（葡萄糖∶蔗糖＝1∶2），酵母膏8g/L，FeSO40.2g/L，MgSO40.159g/L，Na2HPO42g/L，柠檬酸1g/L，乙醇32.5ml/L，此条件下的发酵产量是优化前的基础发酵培养基产量(6.20g/L)的1.9倍，表明Plackett-Burman试验和响应面相结合的试验方法用于优化G-29发酵培养基，不仅科学合理而且准确有效。
细菌纤维素具有超微结构，湿膜的固形物含量低，持水性高，结晶不完全；干燥后结构致密，抗拉强度高，结晶指数高，结晶强度大。
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关键词：麦草；预处理；组分；溶解性能
中图分类号：X712文献标识码：A文章编号：0439-8114（2014）01-0033-05
ChangesofComponentsandDissolutionPerformanceofWheatStrawafterPretreatedwithDifferentMethods
YUJi，YEJu-di，LIXiao-bao，ZHAIShu-jin，SUMeng，YANWei，HONGJian-guo
（SchoolofChemicalEngineering，NanjingForestryUniversity，Nanjing210037，China）
Abstract：Wheatstrawwaspretreatedinsolutionofsodiumhydroxide，sulphuricacidand1，2-ethylenediamine.Thechangesofcomponentsandstructureofdifferentsolutionwereinvestigated.ThechangeofcrystallinitywascharacterizedbyX-raydiffraction.Resultsshowedthatwheatstrawpretreatedinsolutionofsodiumhydroxide-sulphuricacidhadthemostdecreaseofcrystallinity.PretreatedwheatstrawcandissolveinNaOH/urea/thioureaaqueoussolution.Thedissolvingpropertyofwheatstrawpretreatedwascompared.Resultsshowedthatwheatstrawpretreatedinsolutionofsodiumhydroxide-sulphuricacidhadthebestabilityofdissolution.
Keywords：wheatstraw；pretreatment；components；dissolutionperformance
收稿日期：2013-05-10
基金项目：国家公益性行业（林业）科研专项（201204803）；江苏高校优势学科建设工程资助项目
作者简介：虞霁（1987-），男，江苏丹阳人，在读硕士研究生，研究方向为废弃物处理与资源化利用，（电话）15380924672（电子信箱）
；通讯作者，洪建国，男，教授，博士生导师，主要从事废弃物资源化利用研究，（电子信箱）.cn。
作为自然界中含量丰富的可再生资源，木质纤维的研究和应用长期以来受到研究者广泛的关注。木质纤维主要由纤维素、半纤维素和木质素三部分组成。然而，由于分子间与分子内氢键的大量存在，并且具有晶区和非晶区共存的复杂结构，木质纤维很难溶于水和普通的有机溶剂，这大大限制了木质纤维的工业应用[1]。氢氧化钠/硫脲/尿素/水溶液体系被认为是纤维素的良好溶剂，具有溶解性能稳定和溶剂易回收的优点，因此，可以将氢氧化钠/硫脲/尿素/水溶液体系应用于木质纤维的溶解上[2，3]。但是，由于木质纤维的复杂结构，使得纤维素、半纤维素、木质素之间的连接很难被打破，不易被溶剂所触及，因此，需要在溶解之前进行一定的预处理。木质纤维的预处理方法主要有物理法、化学法和生物法。物理法主要是机械粉碎，可通过切、碾、磨等工艺使生物质原料的粒度变小，增加和试剂接触的表面积，除此之外，还包括高能电子辐射处理、微波和超声波处理、蒸汽爆破技术等[4]。化学法主要包括氢氧化钠溶液润胀、稀酸预处理、液氨预处理等[5]。生物法是利用分解木质素的微生物除去木质素以解除其对纤维素的包裹作用，能耗低，操作简单，不污染环境，但其处理周期长，效率不高[6]。因此，采用乙二胺、氢氧化钠和硫酸等对麦草进行预处理，研究了预处理后麦草组分和结构变化及预处理对麦草在氢氧化钠/硫脲/尿素/水溶液体系中溶解性能的影响，以期提高麦草的处理效率。
1材料与方法
1.1材料
麦草（来自安徽泗县，粉碎后过100目筛，在105℃鼓风干燥箱中烘干后备用。麦草的总纤维素含量58.57%，木质素含量30.98%，灰分含量10.45%）；氢氧化钠、无水乙二胺、硫酸、硫脲、尿素等均为分析纯。
D/max2500型X射线衍射仪（采用CuKα射线，Ni滤波，λ=1.54056×10-10m，扫描范围2θ=6.0°～40.0°）。
1.2方法
1.2.1麦草的预处理
1）氢氧化钠处理法。20g麦草在200g质量分数为5%的氢氧化钠溶液中室温搅拌24h后，用大量去离子水洗涤至中性，在105℃鼓风干燥箱中烘干，计算损失率，备用。
损失率=
■×100%
2）乙二胺处理法。20g麦草在200g质量分数为75%的乙二胺中室温搅拌4h，用大量去离子水洗涤至中性，在105℃鼓风干燥箱中烘干，计算损失率，备用。
3）硫酸处理法。20g麦草加入到100g一定质量分数的硫酸溶液中，煮至沸腾后一定时间，然后用大量去离子水洗涤至中性，在105℃鼓风干燥箱中烘干，计算损失率，备用。
4）氢氧化钠-硫酸处理法。20g麦草在200g质量分数为5%的氢氧化钠溶液中室温搅拌24h后，用大量去离子水洗涤至中性，在105℃鼓风干燥箱中烘干，加入到100g质量分数为1%的硫酸溶液中煮至沸腾后一定时间，用大量去离子水洗涤至中性，在105℃鼓风干燥箱中烘干，计算损失率，备用。
5）微波处理法。20g麦草加入到装有155g水的烧杯中，进行微波处理一定时间后，加入氢氧化钠、尿素、硫脲进行溶解。
6）超声波处理法。20g麦草加入到装有155g水的烧杯中，将烧杯放入超声仪中处理一定时间后，加入氢氧化钠、尿素、硫脲进行溶解。
1.2.2麦草的溶解将2g处理后的麦草和200g氢氧化钠/尿素/硫脲/水（质量比为8.0∶6.5∶8.0∶77.5）的溶液置于冰箱中预冷冻15min，加入锥形瓶中混合均匀，置于-6℃恒温循环器中搅拌3h后离心分离，上清液用大量去离子水将纤维素析出，残渣部分用大量去离子水洗涤至中性，在105℃鼓风干燥箱中烘干并称重，得到残渣质量。计算残渣的质量占未处理前麦草质量的比例并分析[7]。
残渣的剩余率=■×100%
1.2.3分析方法总纤维素采用GB/T2677.10-1995中的方法测定，木质素采用GB/T2677.8-1994中的方法测定，灰分采用GB/T2677.3-1993中的方法测定，X射线衍射：D/max2500型X射线衍射仪（采用CuKα射线，Ni滤波，λ=1.54056×10-10m，扫描范围2θ=6.0°～40.0°）。
2结果与分析
2.1不同预处理方法对麦草组分的影响
2.1.1碱处理对麦草组分的影响麦草中总纤维素、木质素以及灰分的质量分数的变化可以反映出其组分的变化。采用5%NaOH和75%乙二胺作为碱处理剂，考察氢氧化钠与乙二胺对麦草组分的影响。碱处理前后麦草各组分的质量分数见表1。由表1可知，通过对未预处理的麦草与碱处理后麦草中总纤维素、木质素以及灰分质量分数的比较发现，碱处理后的麦草总纤维素的质量分数大大提高，而木质素与灰分的质量分数则下降。这是因为碱处理可以有效地去除秸秆外层的果胶、蜡质等物质，而且木质素溶于碱，使得木质素的质量分数降低，同时碱处理可以去除一部分灰分，所以总纤维素的质量分数明显增加。
2.1.2酸处理对麦草组分的影响采用硫酸处理麦草，考察了酸处理对麦草各组分的影响。硫酸处理前后麦草各组分的质量分数见表2。由表2可知，通过对未预处理的麦草与酸处理后麦草中总纤维素、木质素以及灰分质量分数的比较发现，酸处理后的麦草总纤维素的质量分数有所升高，而木质素的质量分数略有提高，灰分的质量分数则相对下降；相同硫酸浓度条件下，总纤维素的质量分数随着煮沸时间的增加保持不变或略有降低，而木质素与灰分的质量分数保持不变或略有提高。由此可知，硫酸处理可以提高麦草总纤维素和木质素的质量分数，但是质量分数的增幅均很小。这是因为纤维素被木质素和半纤维素包裹起来形成致密结构，且外层还有果胶、蜡质等物质，硫酸虽然去除了一小部分的半纤维素和木质素，但因为去除的量较少，造成的影响并不明显；同时，硫酸与麦草中一些小分子物质反应，将这些包裹在的小分子物质去除，使得总纤维素和木质素的质量分数有所增加。
2.1.3先碱后酸处理对麦草组分的影响先采用5%氢氧化钠室温搅拌处理24h后再用1%硫酸煮沸麦草，考察了先碱后酸处理对麦草各组分的影响。处理前后麦草各组分的质量分数见表3。由表3可知，通过对未预处理的麦草、5%氢氧化钠室温搅拌24h后的麦草和先碱后酸处理的麦草中总纤维素、木质素以及灰分质量分数的比较发现，相对于未处理的麦草而言，先碱后酸处理的麦草，总纤维素的质量分数有所升高但幅度不大，木质素的质量分数升高，灰分的质量分数降低；相对于5%氢氧化钠室温搅拌24h后的麦草而言，总纤维素的质量分数下降幅度较大，木质素的质量分数大幅度升高，灰分的质量分数略有升高；随着1%硫酸煮沸时间的增加，先碱后酸处理后的麦草的总纤维素、木质素、灰分质量分数变化不大。这是因为先碱后酸处理可以将部分纤维素、半纤维素降解，使得总纤维素的含量相对于碱处理下降，并且先碱后酸处理可以使被降解的木质素缩聚重新生成木质素，因此木质素的质量分数相对于碱处理反而大幅度增加[8]。
2.2预处理后麦草在氢氧化钠/尿素/硫脲/水的溶液体系中的溶解性能
由于不同预处理方式对麦草组分及结构的影响，会导致麦草中总纤维素、木质素以及灰分的质量分数不同，从而影响了预处理后麦草在氢氧化钠/硫脲/尿素/水的溶液体系中的溶解性能。图1是各种预处理麦草的损失率及其在氢氧化钠/硫脲/尿素/水的溶液体系中溶解后残渣的剩余率。
溶解性能可用溶解率表示，溶解率一般是以溶解后减少的质量来计算的，严格来讲应该是总损失率，未经处理原料中的小分子物质等均计入在内。处理过的原料中的小分子物质已基本去除，特别是碱预处理的原料，因为碱能溶解木质素，碱预处理时麦草中木质素有较多量溶解至碱液中，再用氢氧化钠/硫脲/尿素/水的溶液溶解时溶解率就不如未处理原料。因此，以残渣剩余率来考察各种预处理对麦草在氢氧化钠/硫脲/尿素/水的溶液中的溶解效果，即残渣剩余率越大，溶解效果越差。
由图1可知，各种预处理麦草在氢氧化钠/硫脲/尿素/水的溶液体系中溶解后残渣的剩余率均有差异。原料、微波以及超声波处理的麦草在氢氧化钠/硫脲/尿素/水的溶液体系中溶解后残渣的剩余情况基本相同，先碱后酸处理麦草溶解后的残渣量最少，总损失率为74.00%，减去预处理时损失率56.05%，在氢氧化钠/硫脲/尿素/水的溶液体系中溶解率为原料的17.95%，而碱处理和酸处理后溶解的溶解率分别为17.28%和42.81%。仅从溶解率来看，用酸预处理后的麦草在氢氧化钠/硫脲/尿素/水的溶液体系中的溶解率更高。但从溶解后滤液析出情况来看，原料、碱处理、酸处理、微波以及超声波处理的麦草溶解后滤液均无析出物。文献报道氢氧化钠/硫脲/尿素/水的溶液体系主要用来快速溶解纤维素，溶解后滤液加大量水后可以析出纤维素[9]。试验中滤液无析出物的原因可能有：第一，麦草在氢氧化钠/硫脲/尿素/水的溶液体系中的溶解以小分子和木质素为主，纤维素未溶解；第二，体系中溶解了纤维素，但溶解的纤维素发生了降解。对预处理前后麦草及溶解后残渣组分进行测定，分析溶解前后各组分的变化，可以帮助分析其真正的原因。由分析可知，有大部分木质素以及近50%的总纤维素溶解在体系中，但滤液无析出物。这是因为总纤维素中包含了纤维素和半纤维素，溶解的应以半纤维素居多，纤维素溶解较少，且溶解的纤维素可能降解为低分子物质而无法析出。同样计算分析可知，未处理、碱处理、酸处理、微波及超声波处理麦草中均是溶解了小分子物质、木质素、半纤维素和少量的纤维素，但纤维素以降解为主。超声波和微波预处理虽然对溶解体系的残渣剩余率影响不大，但从残渣组分看，跟未处理原料相比，促进了木质素在体系中的溶解。碱处理麦草在预处理过程中去除了大部分的木质素，因此在复合溶剂中木质素的溶解相对较少。
各预处理麦草溶解后残渣中各组分的质量分数见表4。由表4可知，对于先碱后酸处理，1g麦草经处理后得到0.4395g麦草，溶解前麦草中总纤维素、木质素、灰分的含量分别为0.2641、0.1580、0.0177g；溶解后麦草残渣中总纤维素、木质素、灰分的含量分别为0.1056、0.1460、0.0083g。所以，先碱后酸处理后的麦草样品中大部分总纤维素可以溶解在氢氧化钠/硫脲/尿素/水的溶液体系中，而溶解的木质素量很少。在预处理过程中，半纤维素已基本溶解在5%NaOH中，剩下的总纤维素以纤维素为主，所以溶解后减少的总纤维素主要就是纤维素。离心后滤液加入大量水后有较多白色析出物这一现象也证明了这一点。这可能是因为碱处理后打开了木质素与纤维素之间的链接，溶解了大量的半纤维素木质素、小分子物质，使纤维素能溶于复合溶剂体系中。
因此，通过比较几种预处理麦草在氢氧化钠/硫脲/尿素/水的溶液体系中的溶解性能，可以发现先碱后酸处理的麦草再在该体系中溶解总的效果最好，物理预处理麦草在该体系中的溶解效果不明显。
2.3预处理前后麦草、溶解后残渣和析出物的结构变化
麦草经过预处理后，其化学组分发生了很大的变化，预处理后麦草的X射线衍射图谱也发生了改变。未经处理和预处理后的麦草秸秆纤维素的X射线衍射图谱如图2所示。由图2可知，所有样品的XRD图谱均显示出结晶区纤维素的结晶衍射峰，在2θ=34.8°处的衍射峰都较弱。经化学处理后，2θ=16.5°和2θ=22.5°处的结晶衍射峰得到显著加强。而且，与未经处理的麦草相比，峰形变得更尖。结果表明，麦草经化学处理后能降低其他无定型物质的含量。这意味着经化学处理后得到了纯度更高的麦草纤维素[10]。
由溶解后残渣的XRD谱图可知，经溶解后，2θ=16.5°处的结晶衍射峰基本消失，2θ=22.5°处的结晶衍射峰显著加强，这表明麦草经过溶解后的残渣，其麦草纤维素的结晶度下降，形态正由纤维素Ⅰ向纤维素Ⅱ转化。由析出物的XRD谱图可知，滤液经加水析出所得的纤维素2θ=16.5°和2θ=34.8°处的衍射峰都基本消失，2θ=22.5°处的结晶衍射峰明显减弱，这意味着，经水析出的纤维素结晶度下降，纤维素形态由纤维素Ⅰ转化为纤维素Ⅱ，由平行链转化为反平行链堆砌结构，微晶取向基本保持不变，结晶度降低[11]。
3结论
1）对麦草采用碱、酸、先碱后酸预处理，对处理前后的麦草秸秆组分进行了分析。结果表明，酸、碱化学处理方法能有效去除麦草秸秆纤维中的半纤维素、木质素和小分子物质，处理后的麦草秸秆总纤维素的含量得到提高。
2）不同的预处理方法会使麦草秸秆纤维结构发生不同变化，对其在氢氧化钠/硫脲/尿素/水的溶液体系中的溶解性能也会产生不同的影响。未处理、碱处理、酸处理、微波及超声波处理麦草在氢氧化钠/硫脲/尿素/水的溶液体系中均以半纤维素、木质素和小分子物质溶解为主，纤维素的溶解以降解为主；先碱后酸处理的麦草再在该体系中溶解总的效果最好；物理预处理麦草在该体系中的溶解效果不明显。
3）由X射线衍射图谱可知，麦草纤维经化学处理后能降低其他无定型物质的含量。溶解后残渣的纤维素晶型在发生转变，滤液经水析出的纤维素结晶度很小，纤维素形态由纤维素Ⅰ转化为纤维素Ⅱ。
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【摘要】目的探讨半枝莲醇提物抗肝纤维化的作用机理。方法采用ccl4复合因素大鼠肝纤维化模型造模方法制作大鼠肝纤维化模型,观察研究半枝莲对肝纤维化大鼠血清透明质酸酶(ha)、层粘连蛋白(ln)、ⅲ型前胶原(pcⅲ)、iv型胶原(ⅳ.c)含量及通过免疫组化图像分析肝组织转化生长因子β1(tgf-β1)的含量及不同剂量与疗效的关系，并探讨半枝莲醇提物抗肝纤维化的可能机制。结果半枝莲能显著抑制大鼠血清中ha、ln、pcⅲ、iv.c、谷丙转氨酶(alt)、谷草转氨酶(ast)的表达及免疫组化图像分析tgf-β1含量。肝纤维化评分明显降低(p<0.05)。结论半枝莲具有治疗肝纤维化的作用,其机理可能与抑制肝组织中tgf-β1的合成有关。
【关键词】半枝莲;肝纤维化;转化生长因子-β1
半枝莲为唇形科植物半枝莲scutellariabarbatad.don的全草，微苦，凉，通气道、水道，有清热解毒、活血祛瘀、消肿止痛、利尿和抗癌等作用，用于咽喉肿痛、肿瘤、阑尾炎、肝炎、肝硬化腹水、肺脓疡、吐血、衄血、血淋、肾炎水肿等[1]治疗;据《中华肿瘤治疗大成》记载，半枝莲主治原发性肝癌等消化道肿瘤、肺癌及子宫颈癌妇科肿瘤等，在广西民间有用其治疗肝炎、肝纤维化的用药习惯。为了探讨其机理,本实验研究了半枝莲对四氯化碳致大鼠肝纤维化模型的作用。
1材料
1.1动物wistar雄性大鼠72只,清洁级,体质量(220±30)g,由广西医科大学医学院实验动物中心提供,动物合格证号:桂医动字第2008324号。
1.2药品与试剂半枝莲原料,由南宁市医药公司提供,经广西中医学院药学院生药教研室刘寿养教授鉴定确认后,粉碎为粗末(φ1～3mm)并用70%乙醇提取半枝莲溶液。四氯化碳:ar级,由广西桂林生科精细化学品公司生产,批号:20080513。秋水仙碱(colchicine)德国进口,上海医药公司分装,批号:1155-2009。谷丙转氨酶(alt)试剂盒,谷草转氨酶(ast)试剂盒均是桂海科技试剂公司产品(批号:20090303)。tgf-β1elisa试剂盒由上海森雄科技实业有限公司生产。
2方法
2.1动物分组健康清洁级wistar雄性大鼠72只,体质量220～250g,随机取10只作为正常对照组(a组)。剩余大鼠进行肝纤维化造模,于第4周末a组及造模大鼠各随机处死2只证实肝纤维化形成后,将其余造模大鼠随机分为病理模型组(b组)、半枝莲醇提物溶液低剂量、中剂量、高剂量治疗组(c、d、e组)、秋水仙碱对照组(f组)共5个组,每组10只。
2.2造模方法本实验采用ccl4复合因素大鼠肝纤维化模型造模方法,方法参照刘强等法[2]给wistar大鼠首次皮下注射ccl45ml/kg体质量,以后皮下注射40%ccl4花生油3ml/kg,2次/周,共6周。但有所改进:采用高脂低蛋白食物(用玉米面为饲料,加0.5%胆固醇,实验第1、2周加20%猪油),10%酒精为唯一饮料,皮下注射ccl4(第1次用0.5ml/100g体质量,以后每隔3d皮下注射40%ccl4油剂0.3ml/100g体质量)。为了防止肝脏自然修复对实验结果的影响,各组于用药开始后仍每周注射40%ccl4油剂0.3ml/100g体质量1次(a组除外)。
2.3给药方法a组正常饲料喂养,同等容积花生油皮下注射4周后灌胃与治疗组同容积的生理盐水;b组造模4周后灌胃与治疗组同体积的生理盐水;c组:造模4周后灌服半枝莲0.25g/100g体质量;d组造模4周后灌服半枝莲0.5g/100g体质量;e组造模4周后灌服半枝莲1.0g/100g体质量;f组造模4周后灌服秋水仙碱10μg/100g体质量。以上各组灌胃液体量为1ml/100g体质量,1次/d,共12周,其浓度及等效剂量按体表面积折算。
2.4观测指标及测定方法
2.4.1肝纤维化血清指标检测a，b，c，d，e，f各组分别于用药治疗后12周,禁食12h后称重,用10%水合氯醛腹腔麻醉,腹主动脉采血,用真空负压采血管收集,室温静置1.5h,以2500r/min离心15min,取上层血清,分装于离心管中;用au5400全自动生化分析仪测定血清alt、ast;用放免法测定血清ha、ln、pcⅲ、iv.c(严格按试剂盒说明书进行操作)。
2.4.2常规病理学检查将各组石蜡切片均作常规he染色,光镜下观察肝组织改变及胶原纤维的分布,同时采用王宝恩等[3]肝纤维化的分级法进行人工量化。
2.4.3免疫组织化学检查将取出的肝组织用多聚甲醛固定24h，梯度脱水之后透明石蜡包埋.采用热修复抗原sabc染色程序，切片浸入0.01mol/l构椽酸缓冲液，微波炉加热沸腾15min热修复，冷却后0.01mol/lpbs溶液洗涤3次，滴加二抗及血清封闭液，室温20min，滴加稀释一抗，4℃冰箱保存过夜，滴加sabc试剂，dab显色，蒸馏水清洗，苏木素轻度复染，梯度脱水、透明、封片，光镜观察，每次染色时用试剂公司提供的tgf-β1阳性片作阳性对照，pbs代替第一抗体作为阴性对照。tgf-β1免疫组化结果均使用美国cmias专业图像分析软件测定平均光密度值，用背景的光密度值减去阳性部位的光密度值即为阳性部位的吸光度值。
2.5统计方法上述各项指标均计算±s,用统计软件spss11.5进行方差分析及非参数检验。
3结果
3.1动物生存状态观察模型组大鼠精神萎靡不振,皮毛枯槁干涩,喜静少动,动作迟缓;造模2周左右体质量开始下降。正常组大鼠皮毛浓密、光洁,体态正常，体质量日渐增加。各药物组大鼠状态较正常组稍差,比模型组明显改善。造模结束后,模型组有5只大鼠死亡,余组均存活。
3.2肝组织纤维化分级[3]肝纤维化程度分级如下。0级:无胶原纤维组织增生;ⅰ级:汇管区有少量纤维组织增生,纤维组织短而细;ⅱ级:汇管区有较多纤维组织增生;ⅲ级:汇管区有大量纤维组织增生,呈窄带状,并向肝小叶周围伸展;ⅳ级:汇管区有大量纤维组织增生,呈宽带状,伸展包绕或分割肝小叶,中央静脉有偏位现象。结果见表1表1各组肝组织纤维化分级结果只
3.3肝纤维化指标(血清中ha，ln，pcⅲ，iv.c)的变化见表2。与正常组相比，模型组动物血清中的ha，ln，pcⅲ，iv.c显著升高(p<0.01);与模型组相比半枝莲高、中剂量组血清中的ha，ln，pcⅲ，iv.c显著降低(p<0.01);半枝莲低剂量组血清中的pcⅲ、iv.c显著降低(p<0.05);秋水仙碱组血清中ha、ln、pcⅲ、iv.c亦显著降低(p<0.05)。结果见表2表2各组大鼠血清ha、ln、pcⅲ、ⅳ.c含量检测结果
3.4肝功能检测结果与正常对照组比较，肝纤维化模型组血清丙氨酸转氨酶(alt)和天冬氨酸转氨酶(ast)显著升高(p<0.01);与模型组相比，半枝莲高、中、低剂量组治疗后，血清alt和ast显著下降(p<0.05);秋水仙碱组血清中的alt显著降低(p<0.05)。结果见表3。
3.5tgf-β1免疫组化结果正常对照组未见tgf-β1阳性染色。模型对照组大量tgf-β1阳性染色见于纤维间隔中的炎症细胞周围，其中少数胞浆中呈阳性染色。秋水仙碱组tgf-β1阳性染色程度较模型组有所减轻，纤维间隔中炎症细胞、间质细胞胞浆内阳性染色明显减弱，细胞周围的阳性染色亦有不同程度的减轻。半枝莲各剂量组组tgf-β1阳性染色程度较秋水仙碱组明显减轻，纤维间隔中的炎症细胞内有少量阳性染色，大剂量组的阳性染色稍弱于中剂量组。各组tgf-β1含量图像分析测量结果见表4表3半枝莲对肝纤维化指标的影响表4实验各组tgf-β1含量图像分析测量结果
4讨论
肝纤维化是以胶原为主的细胞外基质(ecm)成分合成增多,降解相对不足,在肝内过多沉积而形成。肝纤维化血清指标ha、ln、pcⅲ、iv.c在肝纤维化时水平明显升高并与肝纤维化程度呈正相关,可以用来监测肝纤维化的发展过程和判断抗纤维化的疗效。本实验发现半枝莲醇提物能降低大鼠血清ha、ln、pcⅲ、iv.c含量,大、中剂量半枝莲醇提物作用与秋水仙碱组相似。本实验病理组织学观察发现,半枝莲醇提物大、中剂量组及秋水仙碱对照组鼠肝组织中胶原纤维增生情况均明显轻于模型组。结合大鼠血清ha、ln、pcⅲ、iv.c检测的结果,半枝莲醇提物显示了明显的抗肝纤维化的作用。
已经明确,hsc是肝纤维化发生的关键性细胞,在慢性损伤及炎症刺激下,hsc的表型由一般状况时的静止状态激活并向肌成纤维细胞转化,分泌大量ecm,构成肝纤维化发生、发展的重要基础[4]。研究表明,hsc的活化及表型转化与tgf-β1密切相关。用tgf-β1刺激,能促进体外培养的静态hsc向肌成纤维细胞转化[5]。肝纤维化形成的主要原因在于肝损伤期间ecm的沉积和降解间的动态平衡被打破,活化的hsc是产生ecm的主要细胞,tgf-β1能刺激hsc合成多种ecm同时又可抑制ecm的降解。此外,tgf-β1还通过抑制细胞外基质降解、抑制肝细胞再生、诱导肝细胞凋亡等途径调节着肝纤维化的进程[6]。因此,肝纤维化的发生、发展与tgf-β1的表达上调密切相关。本实验研究结果显示,半枝莲大、中剂量组大鼠肝组织中tgf-β1的含量较病理组明显减少(p<0.05),肝纤维化程度及胶原纤维、网状纤维增生程度也明显轻于病理组,说明半枝莲醇提物能减轻肝纤维化程度,能抑制tgf-β1的表达,推测可能是通过抑制hsc的活化与增殖,促进ecm的降解而发挥作用。
tgf-β1的突出作用是促进胶原与基质的合成,同时抑制其降解[7]。还可增加纤维连接蛋白(fn)及蛋白多糖(pg)的合成,并促进fn和胶原在ecm中的沉积,还通过抑制胶原酶和蛋白酶的产生,以及促进组织抑制因子如金属蛋白酶(mmps),α2-巨球蛋白等前纤维蛋白溶酶抑制物的分泌,减少胶原的降解[8],本研究tgf-β1抗原免疫组化染色半定量分析结果显示:平均光密度值与模型对照组之间有显著差异(p<0.01)，说明tgf-β1是促进胶原纤维合成因子之，是肝纤维化发生发展微观调节的重要细胞因子通过消除纤维化过程中病变组织产生过多的tgf-β1来预防或阻断纤维化的发展己成为纤维化防治研究的热点[9]，因此,肝纤维化血清指标ha、ln、pcⅲ、iv.c和tgf-β1的动态变化是判断抗肝纤维化程度的重要参数。本研究结果表明:模型组大鼠血清肝纤维化指标ha、ln、pcⅲ、iv.c水平显著升高,符合肝纤维化的特征;模型组大鼠免疫组化图像分析肝组织tgf-β1光密度值均显著升高,提示tgf-β1参与了肝纤维化的形成。与模型组比较,半枝莲组大鼠血清中ha、ln、pcⅲ、iv.c均显著下降,免疫组化图像分析肝组织tgf-β1光密度值均显著降低;与秋水仙碱对照组比较,大鼠血清中ha、ln、pcⅲ、iv.c及肝组织tgf-β1的表达无显著性差异,提示半枝莲对实验性肝纤维化大鼠具有一定的防治作用,并能下调tgf-β1的表达。由此,我们推测半枝莲抗肝纤维化的作用机理可能与通过抑制tgf-β1的表达有关。
我们的前期实验研究已经证明了半枝莲水煎液可有效的减少肝组织ⅰ,ⅲ,ⅳ型胶原的沉积和拮抗tgf-β1的合成都起到良好地抗肝纤维化作用。本实验采用ccl4复合因素大鼠肝纤维化模型,其发生机制与人类肝炎肝硬化的形成有一定相似之处。实验结果显示，半枝莲醇提物可延缓肝纤维化进程,值得进一步深入研究。但是，肝纤维化是由多因子多途径产生的病理过程，半枝莲醇提物还有可能通过其它途径产生抗肝纤维化的作用，还需要将来的实验进一步加以证明。
【参考文献】
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[3]王宝恩,张定凤.现代肝脏病学[m].北京:科学出版社,2003:181.
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