近红外光谱法在蛹虫草诱变筛选及其发酵条件优化中应用

应用近红外(NIR)光谱技术结合化学计量学法建立测定蛹虫草菌丝体中腺苷、蛋白、多糖和虫草酸4种主要有效成分含量的定量分析模型,可应用于蛹虫草高产突变株的筛选和发酵条件的优化。468株蛹虫草突变株在不同的摇瓶发酵条件下进行发酵,收集菌丝体粉末样品并采集NIR光谱,同时采用常规方法分别测定样品的4种有效成分含量。偏最小二乘法(PLS)用于建立NIR光谱与有效成分含量间相关模型。采用蒙特卡罗偏最小二乘法(MCPLS)识别异常样本和选择合适的校正集样本数;采用移动窗口偏最小二乘法(MWPLS)筛选波长变量;以逼近度(Da)为考察指标,选择最有效的光谱预处理方法和最适的PLS隐变量数,最终得到测定蛹虫草菌丝体中腺苷、蛋白、多糖和虫草酸含量的最优PLS模型,其校正集样本参考值与预测值间相关系数(Rc)分别为0.92943,0.98479,0.90785和0.85131;预测集误差(RMSEP)为0.66714,0.02065,0.01131和0.01159,表明模型具有很好的拟合度和预测性能,应用该方法进行蛹虫草诱变筛选和发酵条件的优化是可行的。

响应面法优化连翘苷超声提取工艺

在单因素实验基础上,采用Box-Behnken中心组合设计原理优化提取溶剂甲醇的浓度、超声提取时间、超声功率和液料比。以连翘苷得率为响应值进行多元二次响应回归分析,得到连翘苷的最佳提取工艺条件为:甲醇浓度100%,超声提取时间27min,超声功率416W,液料比12∶1。回归模型预测最优条件下连翘苷得率为0.082%,验证值为0.080%,与预测值的相对误差为2.39%。

用近红外光谱法实时监测蛹虫草发酵中胞内多糖的质量浓度

应用近红外光谱(NIR)结合偏最小二乘法(PLS)建立一种实时监测蛹虫草发酵中胞内多糖质量浓度的新方法.对39个批次的蛹虫草在3个不同条件的5L发酵罐中进行蛹虫草深层发酵,发酵过程中间隔一定时间取样,采集样品的近红外光谱,并按常规方法测定样品中胞内多糖质量浓度,再采用PLS法建立样品的近红外光谱与胞内多糖质量浓度间的模型,所建模型经过选择最适光谱预处理方法和最适隐变量数进行优化,其留一交互验证预测值与化学测定参考值间的相关系数R=0.8750,交互验证均方根误差RMSECV=0.3052.采用最优PLS模型对样品中胞内多糖质量浓度进行预测,校正集预测均方根误差RMSEC=0.1670,预测集预测均方根误差RMSEP=0.3650,表明模型的稳健性和预测性能较好。

大黄与抗生素体外协同抗哈维氏弧菌研究

哈维氏弧菌是海水养殖动物主要病原菌之一。采用化学计量学方法筛选体外协同抗哈维氏弧菌的中草药水提液与抗生素。首先采用琼脂扩散法筛选体外具有抗哈维氏弧菌的中草药水提液,然后采用全组合方法筛选与中草药水提液体具有体外协同抗哈维氏弧菌的抗生素,再采用中心组合设计试验结合响应面法,考察中草药水提液与多种具有协同抗菌作用的抗生素复合后的交互作用,并给出最佳复合比。试验结果表明,大黄水提液具有体外抗哈维氏弧菌活性,四环素、土霉素和强力霉素分别与大黄水提液具有体外协同抗哈维氏弧菌活性,其最佳复合比为0.07∶0.12∶0.10∶45,模型预测该复方抑菌圈直径为16.07mm,3次平行试验测定该复方的抑菌直径为(15.90±0.09)mm,与预测值间相对误差为1.06%。

制药工程专业开放创新性综合实验课程建设的探索与实践

制药工程专业是一门与药学、生物技术、化学合成和工程学等专业交叉的学科。围绕药物研发、生产和质量检测开设课程,各课程之间存在紧密的序贯关联性。海南大学海洋学院制药工程系打破各实验课程各自为营的实验教学模式,在冬季小学期开设制药工程专业开放创新性综合实验课程,以加强学生对制药工程专业的系统性认识,加强学生对专业知识的综合运用能力以及学生的实践动手能力和创新能力。

实验室现代化管理系统的构建及运行研究

采用门禁系统、摄像监控系统监控、ZZSHUN智能化设备管理系统、LIMS实验室信息管理系统和搭建网络实验教学平台等现代化管理手段,进行实验室管理和实验教学,在有限的人力资源条件下,实现了实验室管理有序化、规范化、体系化和高效化,提高了实验室的使用效率。

创新实践教学体系构建与实践

本文从师资团队的建设、实验室平台的建设、教学管理体系、教学网络平台、成果展示平台及奖励机制等方面阐述了创新实践教学体系的构建与实践.

海洋生物实验教学网络平台的建设

随着计算机科技、网路技术和信息科技的快速发展,计算机在大学中得以普及,网络教学发展成为有效的教学途径之一。本着培养高素质创新型应用人才的宗旨,利用海南特有的热带海洋生物资源,建设有热带海洋特色的海洋生物实验教学网络平台,充分利用学生课余时间,提高海洋生物实验教学质量。

响应面法优化一种抗无乳链球菌中药复方的浸提工艺研究

为了确定一种中药复方中抗无乳链球菌活性成分(ACAS)的最佳浸提工艺,以ACAS浸提得率为指标,采用单因素和Box-Behnken Design试验设计(BBD)结合响应面分析法(RSM)序贯优化中药复方ACAS浸提工艺。结果显示,ACAS最佳浸提工艺为:以80%乙醇水溶液为溶剂,按液料比16.48∶1(m L/g),39℃浸提2 h、浸提2次,在此最优条件下进行平行4次验证试验,ACAS浸提得率可达4.02%±0.15%,与预测值4.06%的相对误差为0.99%,是优化前40.2倍。为中药复方ACAS纯化鉴定、药理毒理分析等后续研究奠定了良好基础。

南海特色海洋标本馆建设与发展

依托海南丰富的、得天独厚的南海海洋资源,海南大学海洋学院在原标本室的基础上,建设南海特色海洋标本馆。从标本来源、采集、制作、放置陈列、维护、数字化、共享、可持续发展及应用等方面进行了南海特色海洋标本馆建设与发展的探索与实践。建设的南海特色海洋标本馆在教学、科研、科普、社会服务及对外交流等方面都发挥了重要作用。

网络环境下海洋生物数字实验教学资源建设

随着计算机、电子信息、多媒体和网络技术的快速发展,网络化数字教学已成为实验教学的重要方式和手段。海洋生物国家级实验教学示范中心(海南大学)开展数字化实验教学管理,将现有的传统教学资源数字化并融合创新,逐步地建设基础实验教学资源、仪器设备使用操作教程、实验操作教程和拓展性实验教学资料的数字化资源,并将这些资源通过中心网站进行应用与共享,提高中心实验教学质量。

热带和海洋特色信息化实践教学资源的开发与应用

随着计算机、电子信息科技和网络技术的飞速发展,教学资源信息化是教育现代化发展之所趋。海南大学海洋生物实验教学中心充分利用海南丰富的热带、海洋生物资源优势,开发鱼虾蟹贝藻分类、水生生物分类和南药分类等数据库、实验教学示教片、虚拟仿真实验、仪器使用操作示教片等具有特色的信息化实践教学资源,将这些资源共享于实验教学中心网站,辅助实践教学,提高实验教学质量。

海南罗非鱼致病性维氏气单胞菌分离鉴定及药敏特性研究

2014年3—5月海南省罗非鱼主养区多个养殖场发生爆发性疾病,从患病尼罗罗非鱼不同组织中分离获得12株优势菌。经人工回归感染试验,从肝脏和脑中分离获得的HN-G-03和HN-B-02菌株具较强的致病力,HN-G-03和HN-B-02菌株对罗非鱼的的半致死密度分别为7.12×105cfu/尾和1.32×105cfu/尾。经16S rRNA和gyr B基因序列分析,同时结合细菌的形态学特征、生理生化特征,菌株HN-G-03和HN-B-02分别被鉴定为维氏气单胞菌的维氏生物型和温和生物型。体外药物药敏试验结果显示,两株菌均对左氧氟沙星、强力霉素、氟苯尼考、恩诺沙星、庆大霉素等5种药物高度敏感,对呋喃妥因等3种药物中度敏感,对青霉素等12种药物较强耐药。

应用响应面法优化超声波法提取甘草中总黄酮的工艺

采用响应面法优化了超声波法提取甘草中总黄酮的条件。在单因素实验基础上,选择提取溶剂中乙醇体积分数、提取时间、超声波功率和液料比为随机因子,进行4因素3水平Box-Behnken中心组合设计,采用响应面法(RSM)分析了4个因素对响应值(总黄酮得率)的影响。实验结果表明,超声波法提取甘草中总黄酮的最优条件如下:乙醇体积分数为70.5%,超声波时间为20 min,超声波功率为328 W,液料比(mL:g)为20.8:1。在最优的条件下进行了9次验证实验,总黄酮的平均得率为4.31%,与理论值4.21%的相对误差为2.4%,理论值与实验值相吻合,说明该优化方法可行。

响应面法优化八角茴香中莽草酸的超声波提取工艺研究

采用响应面法优化超声波提取八角茴香中莽草酸的条件。在单因素试验的基础上,选取超声波作用时间、液料比和超声波功率为影响因子,应用Box-Behnken中心组合进行3因素3水平的实验设计,以莽草酸得率作为响应值,进行响应面分析(RSA)。结果表明,超声波法提取八角茴香中莽草酸的最佳提取条件为:1g八角茴香原料,以甲醇为溶剂,提取时间202s,液料比46.4∶1(mL∶g),超声波功率318W,得率预测值为8.25%,验证值为8.21%,与预测值的相对误差为0.45%。

八角茴香油提取工艺优化

采用响应面法对八角茴香油提取工艺进行优化。在选取最佳提取溶剂后,选取提取时间,液料比和温度为随机因子。在单因素试验的基础上,根据Box-Benhnken中心组合方法进行三因素三水平的试验设计。以茴香油得率为响应值,进行响应面分析(RSA),结果表明,八角茴香油提取的最佳工艺条件为:以丙酮为溶剂,提取时间2.3h,液料比40︰5.4(v/w),回流温度78.6℃,在此条件下,八角茴香油的得率理论值为10.49%,验证实测值为10.56%,与理论值相对误差为0.67%。

小波变换近红外光谱结合径向基神经网络快速分析异福片

应用小波变换(WT)处理近红外漫反射光谱结合径向基神经网络(RBFNN)建立快速分析异福片中利福平和异烟肼含量的模型(WT-RBFNN)。用小波变换的低频系数作为RBFNN的输入节点,研究了网络参数包括隐含层神经元数和径向基宽度(SC)对模型的影响。与经典的RBFNN和PLS相比较表明,WT-RBFNN模型压缩了原始光谱,除去了噪音和背景的影响,拟合效果很好。优选的WT-RBFNN模型对校正集样品中利福平、异烟肼的交互验证均方根误差(RMSECV)分别为0.006 04和0.004 57;对预测集样品预测均方根误差(RMSEP)分别为0.006 39和0.005 87。同时预测集样品中利福平和异烟肼与RP-HPLC测定结果的回归系数(r)分别为0.995 22和0.993 92,相对误差在2.300%以下。这些结果显示了该方法建模的稳健性和模型的预测精度均很高,同时此方法具有非破坏、无污染、可在线检测等优点,对替代常规药物分析方法有重要的意义。

近红外光谱法同时快速测定五种抗结核药物的主成分含量

20世纪80年代以来,全球的结核病形势急剧恶化,利福平片、异烟肼片、吡嗪酰胺片、异福片和异福酰胺片是目前比较有效的抗结核药物。文章采用近红外光谱技术（NIRS）结合偏最小二乘法（PLS）建立了同时测定上述五种抗结核药物中的利福平（RMP）、异烟肼（INH）和吡嗪酰胺（PZA）含量的定量分析模型。实验结果表明,采用原始光谱建立模型测定以上抗结核药物中各组分含量时,测定RMP含量的最有效的波长范围为1981～2195nm,测定INH含量的最有效波长范围分别是1540～1717nm和2086～2197nm,测定PZA含量的最有效波长范围分别是1 460～1 537nm,1956～2022nm和2268～2393nm,最优模型测定RMP,INH和PZA含量的交互验证均方根误差（RMSECV）分别为0.0494,0.0257和0.0307,模型对预测集样品中的RMP,INH和PZA含量预测,预测均方根误差（RMSEP）分别为0.0349,0.0166和0.0134,预测相关系数（rp）分别达到0.9864,0.9989和0.9993,表明模型预测准确可靠,该研究对抗结核药物生产中质量检验和在线检测有重要的意义。

灰蔸芭多糖的超声波提取条件优化及其降血糖作用

采用响应面法优化超声波法提取灰蔸芭多糖的工艺条件,腹腔注射四氧嘧啶建立了小白鼠糖尿病模型以考察灰蔸芭多糖的降血糖作用。以超声时间、超声功率和液料比为影响因素,在单因素试验的基础上,应用Box-Benhnken中心组合试验方法进行三因素三水平的实验设计,以多糖得率为响应值进行了响应面分析(RSA)。结果表明:超声波提取灰蔸芭多糖的最佳工艺条件为:超声时间223 s,超声功率418 W,液料比41∶1(mL/g),多糖得率验证值为0.610%,与预测值0.612%之间的相对误差为0.272%;灰蔸芭多糖具有较好的降血糖作用,高剂量灰蔸芭降血糖效果最佳。

基于偏最小二乘法的近红外光谱定量分析模型测定八角茴香中莽草酸含量

采用偏最小二乘法(PLS)建立测定八角茴香中莽草酸含量的近红外(NIR)光谱定量分析模型。应用多种光谱预处理方法分别对八角茴香固体粉末样品的NIR光谱进行预处理,并采用预处理后的光谱建立定量分析模型,每个模型均经过选择最有效的光谱区域和最适主因子数进行优化。经过比较各个模型的内部交互验证均方根误差(RMSECV)和交互验证预测值与真实值间的相关系数(RV),外部预测均方根误差(RMSEP),选取最优的模型,结果表明定量分析模型稳健性好和测定精度高,在中药有效成分定量分析方面有很好的应用前景。