itraq技术简介

itraq技术简介（精选6篇）

itraq技术简介 第1篇

ITRAQ技术简述

1994年，Marc Wilkins在Siena双向凝胶电泳（two-dimensional electrophoresis，2-DE）会议上最早提出了蛋白质组（proteome）概念，并于1995年7月的Electrophoresis杂志上发表。随着高通量、高灵敏度、高分辨率生物质谱技术的出现，蛋白质组学技术取得飞速发展，人们不再满足于对一个细胞或组织的蛋白质进行定性研究，而是着眼于蛋白质量的研究，于是蛋白质组学概念就被提出，并得到了广泛的应用。

蛋白质组学（Proteomics）是蛋白质（protein）与 基因组学（genomics）两个词的组合体，表示“一种基因组所表达的全套蛋白质”，即包括一种细胞乃至一种生物所表达的全部蛋白质。蛋白质组学研究，就是要把一个基因组表达的绝大多数蛋白质或一个复杂的混合体系中绝大多数蛋白质进行精确的定量和鉴定。

蛋白质组本质上指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征，包括蛋白质的表达水平，翻译后的修饰，蛋白与蛋白相互作用等，由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生，细胞代谢等过程的整体而全面的认识。蛋白质组学是一门以全面的蛋白质性质研究为基础，在蛋白质水平对疾病机理、细胞模式、功能联系等方面进行探索的科学。目前最新的iTRAQ蛋白定量分析技术在此基础上被提出，并被得到广泛应用。

仅仅知道蛋白质的身份并不足以对蛋白质给出最终定论，因为蛋白质的浓度对于实现其在细胞中的功能来说极其重要，一种特殊蛋白质在浓度上的变化，就能预示细胞的突变过程。因此，科学家能够对蛋白质的相对和绝对浓度进行测量，是很重要的事情。过去，科学家通常先进行二维(2D)凝较电泳，切断条带，再用质谱方法测量条带中的蛋白质。可是，这种方法不是很理想：既不是非常敏感，也不是非常精确。

新泽西医学及牙科大学的蛋白组学研究中心主任Hong Li说：“当我们开始蛋白组学研究时，就采用2D凝胶技术，但得出的信息量却让大伙很失望，因为许多蛋白质已经改变了自身的代谢过程，如热休克蛋白或者是管家蛋白。”蛋白组学中的方法一直在不断提高。基于高度敏感性和精确性的串联质谱方法，不需要凝胶，就可以获得相对和绝对定量的蛋白质结果。iTRAQ和iCAT是这些新进展中的两大主力，但是，新技术也有不尽如人意的地方，需要不断改进。iTRAQ技术是由美国应用生物系统公司(Applied Biosystems Incorporation，ABI)2004年开发的同位素标记相对和绝对定量(isobaric tags for relative and

absolute quantitation，iTRAQ)技术，是一种新的、功能强大的可同时对四种样品进行绝对和相对定量研究的方法，这种方法是建立在iTRAQ试剂的基础上。上海舜百生物公司目前所采用的就是这种iTRAQ技术。该技术的主要特点在于：1.分离能力强、分析范围广；2.定性分析结果可靠，可以同时给出每一个组分的分子量和丰富的结构信息；3.MS具备高灵敏度、检测限低；4.分析时间快，分离效果好；5.自动化程度高；6.iTRAQ技术不仅可发现胞浆蛋白，还有膜蛋白、核蛋白、胞外蛋白。iTRAQ技术可检测出低丰度蛋白、强碱性蛋白、小于10KD或大于200KD的蛋白。

上海舜百生物使用的液相色谱仪是型号是日本岛津公司2D-nano-HPLC，质谱仪型号是美国ABI公司的MALDI-TOF-TOF 4700，标记试剂盒是美国ABI公司的ITRAQ标记试剂盒。舜百生物所采用的iTRAQ试剂是一种小分子同重元素化学物质，包括三部分：一端是报告部分（reporter group），另一端是肽反应部分（peptide reactive group），中间部分是平衡部分（balance group）。其中，reporter group：质量为114Da、115 Da、116 Da、117 Da，因此iTRAQ试剂共四种。peptide reactive group：将reporter group与肽N端及赖氨酸侧链连接，几乎可以标记样本中所有蛋白质。balance group：质量为31 Da、30 Da、29 Da、28 Da，使得四种iTRAQ试剂分子量均为145 Da，保证iTRAQ标记的同一肽段m/z相同。

舜百生物公司iTRAQ的操作程序如下：

将蛋白质裂解为肽段，然后用iTRAQ试剂进行差异标记。再将标记的样本相混合，这样就可以对其进行比较。与样本结合后，通常用MudPIT多维蛋白质鉴定技术进行下一步的操作，用2D液相色谱串联质谱进行分析。在质谱分析鉴定特殊肽离子片断结构的基础上，采用美国应用生物系统公司的软件包MASCOT和Protein Pilot对每一个肽段进行鉴定。其具体操作如下图所示：

iTRAQ技术对检测标本也有一定要求。舜百生物要求检测蛋白量最低不少于50ug，浓度最低不少于5ug/uL，否则同位素无法标记。而对蛋白提取试剂也要求使用普通的组织、细胞裂解液即可，切忌不要使用二维电泳试剂提取。iTRAQ技术区别与以往二维电泳技术具有更明显的优势，两者比较如下：

1、二维电泳所检测的发生表达变化的蛋白都位于细胞浆内，而iTRAQ可检测到蛋白有胞浆蛋白外，还有线粒体蛋白、膜蛋白和核蛋白。

2、二维电泳观察到的蛋白变化在2倍以上，而用iTRAQ计算出的蛋白变化在1.3-1.6倍之间。

3、iTRAQ技术在鉴定大分子和小分子蛋白方面也有优势。

4、二维电泳是通过切断条带，再用质谱方法测量条带中的蛋白质，但该方法既不是非常敏感，也不是非常精确，获取的信息量很少。而itraq技术是基于高度敏感性和精确性的串联质谱方法，不需要凝胶，就可以获得相对和绝对定量的蛋白质结果。

5、iTRAQ可以对任何类型的蛋白质进行鉴定，包括高分子量蛋白质、酸性蛋白质和碱性蛋白质，而二维电泳对这些蛋白质都束手无策。

由此，舜百生物得出结论：iTRAQ技术比二维电泳技术能发现更多数量和种类的蛋白，但在比较胞浆蛋白及蛋白量的变化方面，二维电泳技术有一定长处，对iTRAQ的实验结果有互补作用。

itraq技术简介 第2篇

在生物体内,某些特定蛋白的丰度变化往往预示着该生物体相关结构和功能的转变。许多蛋白质可以作为“监听”生物体功能改变或疾病发生的生物标志物。因此,在蛋白质组学研究中,系统识别和定量蛋白质显得尤为重要[2]。如今,与蛋白质组学相关的技术和设备更新换代较快,一些新的方法也被应用到蛋白质组学中,同步分析多个样本的蛋白表达量,鉴别不同组织与个体的差异蛋白也变得愈加精确与便捷。同位素的相对与绝对定量( isobaric tags for relative and absolute quantitation,i TRAQ ) 技术是2004年美国应用公司研发的一种体外同种同位素的4 种标记技术,该技术可用于筛选和寻找任何因素引起的不同种样本间的差异表达蛋白,结合生物信息学揭示细胞生理功能,同时也可对某些关键蛋白进行定性和定量分析。2007 年,ABI公司推出了可同时标记8 个不同样本的试剂盒,进一步扩大了检测样本的通量[3]。

1 i TRAQ技术原理及试验流程

i TRAQ 8 标试剂分别由相对分子质量为113,114,115,116,117,118,119,121 的报告基团( reporter group) ; 相对分子质量为192,191,190,189,188,187,186,184 的质量平衡基团( balance group) 和多肽反应基团( peptide reactive group) 三部分组成,见图1,用于与酶解后肽段的氨基端反应,几乎可以标记样本中所有的蛋白质。因为苯丙氨酸脱羧后所形成的胺离子的相对分子质量也是120,故而舍弃了相对分子质量为120 的报告基团[4,5,6]。标记试剂基团形成8 种相对分子质量均为305 的等量异位标签,通过连接反应与酶解后的肽段氨基酸N端及赖氨酸侧链连接的胺发生标记反应,完成多肽的稳定同位素标记,可同时比较8 种不同样品中蛋白质的相对含量或绝对含量。i TRAQ的试验流程为: 蛋白质的制备、酶解、肽段差异标记、混样、色谱SCX液相分离、高通量液相色谱- 质谱分析( LC - MS /MS)[7]。

2 i TRAQ技术的优缺点

与传统的蛋白质鉴定手段相比,i TRAQ具有明显的技术优势。荧光差异凝胶电泳( difference gel electrophoresis,DIGE) 是目前应用较为广泛的蛋白质分离与鉴定技术[8],虽然在灵敏度、精确度和样本容量上对传统的双向电泳有了改进,但是i TRAQ技术比荧光差异凝胶电泳更具优势: 1) 具有高度的灵敏性,受蛋白丰度、等电点、分子质量和疏水性等的限制低,能检测到低丰度蛋白[9]; 2) 可鉴定的范围很广泛,几乎可以对任何种类的蛋白进行分析,如一些酸碱性蛋白质及分子质量较高的蛋白质等[8]; 3) 可同时对8个样本进行分析,具有高通量的特点; 4) 可以进行蛋白质组多个时间点的动态变化监测; 5) 自动化程度高,液质联用,省时省力。

但是,i TRAQ技术也存在着一些不足: 1) i TRAQ试剂几乎可以与样本中的各种蛋白质结合,容易受样本中杂质蛋白及缓冲液的污染,需要对其进行一定的处理并尽可能减少试验过程中的污染[10]; 2) 高丰度蛋白对于低丰度蛋白的干扰性,一般需要通过酶解后分成多个组分将高丰度蛋白的影响降低到比较低的程度; 3) i TRAQ试剂较为昂贵,在一定程度上限制了它的推广。

3 i TRAQ技术在动物蛋白质组学中的应用

随着动物蛋白质组学技术的迅速崛起,如何高效获得畜禽特殊时间点蛋白质信息,再将信息转化到对诸如肉质、奶品质等生产性能的提升上来已经成为该技术在家养动物中的研究热点[11]。i TRAQ技术作为新兴的蛋白质组学定量手段,在不断优化的同时,也已经在动植物、微生物等领域,以及在寻找蛋白质标记物、多时间点蛋白动态监测等方面被广泛利用。目前,该技术在动物上主要应用于肉品质、奶品质、羊绒毛品质鉴定,免疫反应,大鼠、小鼠神经系统的蛋白质组成的差异研究,为蛋白质的定量和寻找生物标志物提供可靠依据[12,13,14]。

3. 1 i TRAQ在猪上的应用

猪圆环病毒 Ⅱ 型( Porcine circovirus type 2,PCV2) 已被鉴定出作为断奶后多系统衰竭综合征的主要致病因子,该病毒在全世界范围传播,导致养猪业蒙受巨大的经济损失。Q. Lu等[15]借助i TRAQ技术结合二维液相色谱串联质谱法定量地识别肺泡巨噬细胞中PCV2 感染组与未感染组的差异蛋白表达情况。在感染后的不同时间段内共鉴定到145 个显著差异的细胞蛋白,这些差异蛋白与细胞结构、细胞黏连、信号转导及它们的相互作用等生物过程相关,为后期阐明PCV2 的发病机制奠定了基础。

冷冻损伤是精液冷冻保存所必须面对的一个难题,它会破坏细胞结构,引起细胞蛋白质水平的改变,降低精子的活性和功能。X. Chen等[16]利用i TRAQ技术与液相串联质谱分析对种猪新鲜精子及冻融后精子的蛋白提取物进行处理,总共得到了41 种差异表达蛋白,其中35 种上调,6 种下调( P < 0. 05) 。通过生物信息学软件进行处理,这些差异蛋白大多数与精子获能、黏连、能源供应和精卵结合等功能密切相关,并得出结论,精液冻存会影响蛋白质量,降低受精能力。

3. 2 i TRAQ在绵羊上的应用

体重周期性下降是畜牧产业发展的一个不利因素,诸如奶制品、肉制品和羊毛产业等都会受到明显影响。A. M. Almeida等[17]对12 只6 个月龄的美利奴羊分组后进行为期42 d饲养调控,探讨饲养控制对羊毛纤维结构和蛋白的影响及这些蛋白在毛囊纤维形成中的作用。其利用i TRAQ技术定量得到了11个丝胞角蛋白、11 个关联角蛋白( KAPS) 、2 个上皮角蛋白和2 个非角质蛋白的差异表达,检测到高硫蛋白KAP13. 1 和高甘氨酸- 酪氨酸蛋白的KAP6 蛋白家族表达水平都显著增加。试验确定了体重变化对羊毛纤维直径及羊毛品质改变的影响,印证了前人体重周期性的下降对羊毛品质影响的研究。

绵羊有抵抗胃肠道线虫感染的能力,但是它的作用机理还不为人知。S. H. Nagaraj等[18]对抗感染绵羊和易感绵羊分别提取了经线虫感染3 d后的胃黏膜组织的总蛋白,并引进i TRAQ技术,鉴定得到了4 468 个蛋白质,其中有158 个差异蛋白,80 个上调,78 个下调。这些差异蛋白可能为抗寄生虫的免疫反应提供了有效的基础。三叶肽因子2( trefoil factor 2,TFF2 ) 和环指蛋白126 ( ring finger protein126,RNF126) 在抗感染绵羊胃中高度表达,腺苷脱氨酶( adenosine deaminase,ADA ) 和胃动蛋白3( gastrokine - 3,GKN3) 在易感绵羊中高度表达,确定了绵羊抗线虫感染能力增强的生物标志物。

3. 3 i TRAQ在鸡上的应用

氨是与高氨血症相关的代谢紊乱毒素,大多数针对氨的毒性研究主要集中在神经系统以及胃肠道上。不同组织器官中蛋白酶的异常则反映出组织细胞的功能变化。J. Zhang等[19]利用i TRAQ技术鉴定出不同浓度氨气条件下鸡肝脏组织中的30 个差异蛋白,这些蛋白均与营养代谢、免疫应答、转录和翻译、应激反应及解毒作用相关,尤其是这些差异蛋白中的 β -1 半乳糖苷酶( beta - 1 galactosidase,GLB1) 和A激酶锚定蛋白( a kinase anchor protein 8 - like,AKAP8L)两种蛋白,已经在先前被提出作为慢性肝损伤的生物标志物,为预防肝损伤的进一步研究提供了新的线索。

3. 4 i TRAQ在牛上的应用

奶牛乳腺炎是最为普遍的疾病,也是造成乳品业经济损失最大的疾病,全球范围内乳品行业每年因乳腺炎导致的经济损失达百亿美元。J. Huang等[20]利用i TRAQ技术处理了健康奶牛和乳腺炎奶牛乳腺组织的蛋白提取物,又结合2D - LC - MS /MS,在错误率小于5% 的条件下,从6 499 个肽段中鉴别出768个蛋白,其中36 个明显上调( 差异倍数> 1. 5) ,19 个明显下调( 差异倍数< 0. 67) ,并提出COL1A1 和ITIH4 在乳腺感染后期的上调表达可能与组织损伤和修复相关联。

王加启等人借助i TRAQ技术得到奶牛、牦牛、水牛、山羊、骆驼奶中乳清蛋白质表达谱,筛选得到177个差异蛋白[21]。经分析得知,骆驼奶中 α - 乳白蛋白、乳清酸蛋白和醌氧化还原酶,山羊奶中脂肪酸合成酶和二聚糖,牦牛奶中非特异性蛋白和叶酸受体α,水牛中血小板反应蛋白和丛生蛋白,奶牛中伯胺氧化酶均可作为鉴别不同物种乳清蛋白组模式的潜在生物标志物。王加启等人再次利用i TRAQ技术得到了黑白花奶牛、荷斯坦奶牛、牦牛、水牛、山羊、骆驼、马和人奶中乳脂球膜蛋白表达谱,分析了哺乳动物种间乳脂球膜蛋白组分的显著差异及其潜在的生理功能[22]。

N. Forde等[23]借助i TRAQ与LC - MS /MS技术对妊娠母牛不同时期( 怀孕10 d、13 d、16 d和19 d)的子宫液蛋白提取物进行处理,分析蛋白含量的变化,结果发现,妊娠母牛在怀孕的4 个试验期子宫液的蛋白含量变化显著。

3. 5 i TRAQ在模式动物上的应用

N. Abril等[24]首次引进i TRAQ技术完成不同类型生态系统的环境评估,通过对自然生长在户外不同区域( 污染区、公园、小湖等) 小鼠的肝脏组织进行总蛋白提取,结果发现,共计2 000 多个蛋白表达量是变化的,污染区89 种蛋白的上调涉及到应激反应、细胞增殖凋亡、信号转导、转移肿瘤和新陈代谢等过程;16 种下调蛋白被列为癌蛋白,不利于基因组稳定性。这些蛋白均可作为环境污染监测的生物标志物。

R. M. Alves等[25]借助i TRAQ技术对链脲霉素( STZ) 诱导的高血糖症大鼠的下颌腺体蛋白质组的情况进行了研究; C. Fu等[26]结合同位素亲和标签( isotope - coded affinity tag,ICAT) 与i TRAQ技术对以小鼠为模型的硫氧还蛋白的靶蛋白进行了探究。

4 小结

随着蛋白质组学研究领域的方兴未艾,各种研究方法层出不穷,在识别特异性表达蛋白、蛋白标记物和蛋白靶点等方面目前已取得一定进展。而i TRAQ作为其中的新兴技术已引领蛋白定量分析的蓬勃发展,大量研究表明,i TRAQ技术在家畜及模式动物蛋白质组学领域中的应用已趋于成熟,该技术在寻找结构与功能异样的蛋白或探究疾病发生的生物标志物等方面具有更多的优势。

此外,该技术与液相色谱串联质谱技术结合更为模式化与市场化,从而具有非常广阔的应用前景。在针对样本量的设计上,i TRAQ技术有了长足的进步,大多数蛋白质组学方法只能对少数样本量做同步比较,例如DIGE只能同时比较2 个样品,稳定同位素标记技术( SILAC) 最多也只能同步比较3 个样品,而i TRAQ试剂最大标记样品数能达到8 个,很大程度上减少了试验过程中的误差。虽然i TRAQ技术还有很多不足,但它在动物蛋白质组学上的应用还在逐年增多,可以预料到,随着科技的发展,i TRAQ试剂可标记的样本量还会增多,i TRAQ技术还会为定性定量蛋白质找寻生物标志物,为揭示蛋白质在生命活动中的动态变化等方面继续作出贡献。

摘要：同位素的相对与绝对定量(iTRAQ)是一种全新且功能强大的蛋白质组学定量分析技术,该技术具有灵敏性高、重复性好、分析范围广和高通量等优点,其与多维液相色谱和串联质谱相结合,已经成为蛋白质组学定量研究的主要手段之一。近年来,iTRAQ技术在不断优化的同时,也已经在动植物、微生物等领域,以及在寻找蛋白质标记物、多时间点蛋白动态监测等方面被广泛应用。文章介绍了i TRAQ技术的基本原理、流程,并对i TRAQ技术在畜禽及模式动物蛋白质组学领域的研究进展进行了综述。

移动终端技术简介 第3篇

全球正在体验这场移动风潮，目前全球移动电话使用人口已突破22亿，预计在2009年底，全球将一举超过30亿的移动电话使用人口(数据来源：拓墣产业研究所)。目前市面上各种PDA、智能手机(SmartPhone)、随身多媒体播放器(PMP, Portable Media Player)已经随处可见。整合式移动设备和智能手机的市场正在持续成长，不断推陈出新。我们在硬件装置上看到了长足的进步，从单色灰阶到高彩屏幕，更轻更薄，电池续航力的提升，更大更高分辨率的屏幕，大容量的储存媒体，并且加上了多媒体播放与数字照相的功能，这些进步将带给新的应用更多的可能性。

图：全球整合式移动设备出货情况

资料来源：IDC；全球整合式移动设备(converged mobile device)市场未来市场潜力评估(2006/10)

在日本，NTT DoCoMo与Sony将无线感应芯片与移动电话进行整合，通过非接触式的感应进行消费购物或是移动票券，又更进一步的改变移动电话使用的方式。各项新服务不断再加强移动电话对于使用者的黏着性，未来移动电话无疑是移动终端技术的主要舞台。

而在网络这方面，无线宽带网络(如：WiFi与3G)更是无所不在，无线上网的速率也不断的在提升当中。通过互联网的连结，移动终端的数据内容来源将更加的丰富，不再受限于存储于单机之上的数据内容，目前最为热门的应用即为视频串流，通过移动电话观看各种节目的实时转播。未来当移动电话运算能力与带宽充足之后，以背景下载之方式，将多媒体内容直接存储在移动电话上，使用者想要观赏的时候再进行播放，提供更大的便利性，但相关的议题将包含付款方式与数字版权管理(DRM, Digital Rights Management, DRM)等技术。未来无线网络费率的降低、带宽的提升以及无接缝网络技术的成熟，对于使用者的成本降低，增进使用者的方便，都将有助于移动网络服务的发展。

但移动终端技术本质上是一种结合手持硬件、无线宽带网络与移动应用软件的总称，当我们有了随处可及的网络、拥有绝佳运算能力的携带装置，但整个技术正差临门一脚，我们缺乏一个新的杀手级移动应用。回头来看，移动终端技术的杀手级应用始祖当推个人信息管理(PIM, Personal Information Management)，不但成功的将个人数字助理打入了移动商务市场，成为繁忙的商务人士不可或缺的必备功能，今日连给一般大众使用的移动电话上也可看到精简版个人信息管理功能的身影。

然而商务族群占整个消费族群的比例不高，我们希望下一个杀手级应用将是能将移动应用带出商务市场，能吸引到一般消费者，真正贴近大众生活需求的新应用，可以预见的是传统在互联网上的应用，将会通过与新的移动技术的混搭，激荡出不同的火花，举例而言，通过全球定位系统可根据使用者身处的地理位置，提供周遭生活设施的信息，或者通过RFID或移动条形码(QR Code)存取周遭商品信息，查询网络上其它使用者的意见；而未来移动装置的互连机制，将克服掉现有各种异质网络之间的互通限制，打破现在各种通信协议的界线，颠覆现有的移动通信基础架构，将各式各样不同的软硬件装置连结在一起，共享信息与运算资源，将如同点对点通信(Peer-to-peer communication)对传统互联网带来的技术变革一样。

另外一个值得注目的应用趋势是移动娱乐，掌上型电玩虽然不是新鲜事，早在十几年前，任天堂的GameBoy早就为任天堂赚进不少钞票，现今移动电话上的 Java 小游戏已经是大家打发无聊琐碎时间的良伴，然而新一代的携带式游戏主机，像是任天堂的NDS与SONY的PSP，都不约而同的加入存取无线网络的功能，可以一同联机进行游戏或是上网存取数据的功能，加上更为进步的硬件，组合这些特点所带来的娱乐性是否创造出新的数字娱乐面貌，并再掀起一股在过去互联网上出现的多人在线角色扮演游戏(MMORPG, Massively-Multiplayer Online Role-Playing Game)热潮。

当新的应用正在兴起，然而我们也不能不忽视新的问题将随之而来，移动装置的安全性将成为必须思考的课题。2004年底，第一只专门感染移动电话的恶意攻击程序出现后，威胁这些移动装置的恶意攻击程序时常在近两年的报导上曝光，无疑的，移动终端技术的成功不仅将便利带入人群，也同样的将网络上的威胁带给这群对技术和网络安全课题较不熟悉的一般大众，而移动装置也可能比过去的信息装置存放了更为私密的个人信息，如：地理位置、购物记录、电话名单等。而商业上的应用使得商务人士通过移动装置存取公司机密数据的频率提高，这些都将成为有心人士觊觎的目标，手持移动装置也较一般的信息设备承担着较高的失窃风险，一旦遗失，损失硬件事小，损失上面的数据反而成本更高，若无适当的保护机制加以备份或加密，将使得更多的重要信息暴露在危险之中。

WiFi技术简介 第4篇

关键词：WiFi；无线

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 09-0000-02

无线局域网已经走进千家万户，笔记本等无线上网的技术已经被广泛应用了，近些年来，以苹果公司为代表的iphone、iPad等具备WiFi功能的智能终端在国内陆续上市，这些高技术含量智能的手机、平板电脑的包装上都有WiFi功能，WiFi是什么呢？跟传统的WLAN（无线局域网）又有什么关系呢？

一、基本定义

（一）传统的WLAN

无线局域网(Wireless Local Area Network，缩写为“WLAN”)，顾名思义，就是采用无线通讯技术代替传统电缆，提供传统有线局域网功能的网络。WLAN使用ISM(Industrial、Scientific、Medical)无线电广播频段通信。WLAN的802.11a使用5GHz频段，支持的最大速度为54Mbps，802.11b和802.11g标准使用2.4GHz频段，分别支持最大11Mbps和54Mbps的速度。目前WLAN所包含的协议标准有：IEEE802.11b协议、IEEE802.11a协议、IEEE802.11g协议、IEEE802.11E协议、IEEE802.11i协议、无线应用协议（WAP）。然而，这并不说明无线局域网不需要传输介质，只是使用了人眼无法看到的电磁波而已。近几年来，计算机网络技术的不断成熟和飞速发展使之普及到了社会的各个领域，即使在自己家里用笔记本等无线终端搜索一下，就能搜索出好几个无线网络信号，说明了无线网络已经无声无息的补充我们原来通过网线上网的方式，随着适用于无线局域网产品的价格正逐渐下降，相应软件也逐渐成熟。此外，无线局域网已能够通过与广域网相结合的形式提供移动互联网的多媒体业务。

（二）WiFi是什么

当你走进咖啡厅或麦当劳，听着音乐、喝着咖啡、轻点鼠标，或者用智能手机上网冲浪……在咖啡厅这样的休闲场所使用无线上网如此惬意的享受，现在已不是遥不可及的事情了，现在大多城市的休闲场所都建有无线局域网，这个无线的局域网用的就是WiFi技术，WiFi是一种无线方式互相连接的技术，可以将个人电脑、手持设备（如PDA、手机）等终端以无线方式互相连接。WiFi也是一个无线网路通信技术的品牌，由WiFi联盟(WiFi Alliance)所持有。现时一般人会把WiFi与无线局域网混为一谈。WiFi与蓝牙技术类似，是中短距离无线技术。该技术使用的使2.4GHz附近的频段，该频段目前尚属没用许可的无线频段。其目前可使用的标准有两个，分别是IEEE802.11a和IEEE802.11b，主要使用IEEE802.11b。在信号较弱或有干扰的情况下，带宽可调整为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps，带宽的自动调整，有效的保障了网络的稳定。

图为WiFi标志

WiFi联盟成立于1999年，当时的名称叫做Wireless Ethernet Compatibility Alliance(WECA)。在2002年10月，正式改名为WiFi Alliance。

正确读音[wai][fai]

二、WiFi与WLAN的关系

WiFi是WLAN的一个标准，也可以理解为WiFi是WLAN的分支，由于两者发射信号的功率不同，所以覆盖范围也不一样。从包含关系上来说，WiFi包含于WLAN中，属于采用WLAN协议中的一项新技术。WiFi的覆盖范围则可达300英尺左右（约合90米），但WLAN最大可以到5KM（需要设备）。

三、WiFi特点

（一）WiFi热点

能够访问WiFi网络的地方被称为热点，笔记本、无线路由都可以提供WiFi热点，当一台支持WiFi的设备（例如iphone4等)遇到一个热点时，这个设备可以通过WiFi连接到那个网络。机场、咖啡店、旅馆、书店以及校园等等都有热点。许多家庭和办公室也拥有WiFi网络。虽然有些热点是免费的，但是也有部分稳定的公共WiFi网络是由私人互联网服务提供商(ISP)提供的，因此会在用户连接到互联网时收取一定费用。例如把自己手机接收gprs或3g等信号转化为WiFi信号再发出去，这样，你的手机就成了一个WiFi热点，手机必须有无线ap功能，才能当做热点。现在有些系统自带建热点这个功能比如iphone4，有些手机等设备得靠第三方软件拓展。那么像ipod这样有WiFi功能的，都可以搜索到你手机建立的WiFi网络，连接上以后，ipod等使用WiFi产生的流量上网都是消耗的乐你手机卡的gprs或3g流量。

（二）WiFi覆盖范围

WiFi热点无线信号通过短程进行传输一般覆盖接近100米，家里、办公室，一些不算很大的楼内也不是问题。不过随着WiFi技术的发展，WiFi信号未来覆盖的范围将更宽，应用范围也将会随之扩大。

（三）传输速度

根据无线网卡使用的标准不同，WiFi的速度也有所不同。其中IEEE802.11b最高为11Mbps，IEEE802.11a为54Mbps、11Mbps可以满足一般的办公和娱乐需要，但是在一些需要大数据传输等办公场所，显然是不够的，还有待开发。

（四）简单的组建方法，无须布线

一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及热点，如此便能以无线的模式，配合既有的有线架构来分享网络资源，架设费用和复杂程序远远低于传统的有线网络。如果只是几台电脑的对等网，只需要每台电脑配备无线网卡。特别是对于宽带的使用，WiFi更显优势，有线宽带网络（ADSL、小区LAN等）到户后，连接到一个热点，然后在电脑中安装一块无线网卡即可。普通的家庭有一个热点已经足够，甚至用户的邻里得到授权后，则无需增加端口，也能以共享的方式上网。WiFi最另一个的优势在于不需要布线，可以不受布线条件的限制，因此非常适合移动办公用户的需要，具有广阔市场前景。目前它已经从传统的医疗保健、库存控制和管理服务等特殊行业向更多行业拓展开去，甚至开始进入家庭以及教育机构等领域。

四、总结

总线技术及CAN总线技术简介 第5篇

1.现场总线技术简介

1.1 什么是现场总线

现场总线是20世纪90年代发展形成的，用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化、家庭自动化等领域的现场设备互连的通信网络，是现场通信网络与控制系统的集成。

1.2 现场总线的特点

1.2.1 现场总线的结构特点

与传统的控制系统在设备之间采用一对一的连线，测量变送器、控制器、执行器、开关、电机之间均为一对一的物理连接，而在现场总线系统中，个现场设备粉笔作为总线上的一个网络节点，设备之间采用网络式连接是现场总线系统在结构上最显著的特征之一。在两根普通导线制成的双绞线上，挂着几个、十几个自控设备。总线在传输多个设备的多宗信号，如运行参数、设备状态、故障、调校与维护信息等的同时，还可以为总线上的设备提供直流工作电源。

1.2.2 现场总线的技术特点

现场总线是控制系统运行的命脉、通讯的枢纽，因而应关注系统的开放性、互可操作性、通讯的实时性、以及对环境的适应性等问题：

（1）系统的开放性

系统的开放性体现在通信协议公开，不同制造商提供的设备之间可实现网络互连与信息交换。这里的开放是指对相关规范的一致与公开，强调对标准的共识与遵从。一个开放系统，是指它可以与世界上任何一家制造商提供的、遵守相同标准的其他设备或体统相互连接。用户可以根据自己的需要，把来自不同制造商的商品组合成适合自己控制应用需要的系统。

（2）互可操作性

互可操作性，是指网络中互连的设备之间可实现数据信息传送与交换。也意味着，对不同生产厂家的性能类似的设备可以相互交替换。

（3）通讯的实时性与确定性

现场总线系统的基本任务是实现测量和控制，而有些测控任务是有严格的时序和实时性要求的，达不到这个要求或因时间同步问题影响了网络节点间的动作时序，有时会造成灾难性的后果，这就要求现场总线系统能提供相应的通信机制，提供时间发布于时间管理功能，满足控制系统的实时性要求。

1.3 总线技术的分类

（1）CAN总线

CAN总线（Controller Area Network）是控制器局域网的简称，是德国Bosch公司在1986年为解决现代汽车中众多的测量控制部件之间的数据交换而开发的一种串行数据通信总线。现在已经成为ISO国际标准ISO11898。

（2）基金会现场总线FF

基金会现场总线FF（Foundation Fieldbus）的主要组织研发者是现场总线基金会，已被列入IEC61158标准。这是为与自动化系统更好的衔接，特别是为了满足自动化系统在功能、环境与技术上的需要而设计的。FF适合在流程的工业的生产现场工作，能适应安全防爆的需要，还可通过通信总线为现场设备供电。

（3）PROFIBUS

PROFIBUS是Process Fieldbus的缩写，是面向工厂自动化和流程自动化的一种国际性的现场总线标准。它已被广泛应用于制造业自动化（汽车制造、装瓶系统、仓储系统）、过程自动化（石油化工、造纸和纺织品工业企业）、楼宇自动化（供热空调系统）、交通管理自动化、电子工业和电力输送等行业[7]。

2.CAN总线技术简介

2.1 CAN总线技术简介

CAN全称为Controller Area Network，即控制器局域网，CAN总线是国际上应用最为广泛的现场总线之一。最初，CAN总线技术被应用到汽车环境中的微控制器通信，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。

2.2 CAN技术的发展历史

1986年2月，Robert Bosch公司在汽车工程协会的大会上介绍了一种新型的串行总线—CAN，那是CAN诞生的标志。今天，在欧洲几乎每一辆新的轿车上均配有CAN总线。

在1980年的早些时候，Bosch公司的工程师就开始论证当时的串行总线用于客车系统的可能性，因为没有一种现成的网络方案能够满足汽车工程师们的要求。于是，这种新的总线系统被称为“汽车串行控制器局域网”。这种多网络的方案基于非破坏性的仲裁机构，能够确保高优先级报文的无延迟传输，并且，不需要在总线上设置主控制器。此外，Bosch公司以及实现了数种在CAN中的错误检测机制。该错误检测也包括自动断开故障节点功能，以确保能继续进行剩余节点之间的通信。传输的报文并非根据报文发送器/接收器的节点地址识别，而是根据报文的内容识别。同时，用于识别报文的标识符也规定了该报文在系统中的优先级[2]。

3.CAN局域网的技术特点

3.1 CAN的性能特点

国际标准ISO11898定义的CAN（Controller Area Network）总线全称是全数字式现场控制设备互连总线，它是有效的支持分布式控制以及实时控制的串行通信网络。与其他总线比较起来，CAN总线的数据通讯具有突出的可靠性、实时性和灵活性。其主要特点是：

CAN以多主机方式工作，网络上任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其他几点发送信息，而不分主从，通信方式灵活，且无需站地址等节点信息。利用这一特点可以方便的构成多机备份系统[8]。

CAN网络上的节点信息分为不同的优先级，可满足不同的实时要求，优先级的数据最快可在134μs内得到传输。

通信的硬件接口相对比较简单，通信线少，通信线可以为同轴电缆、双绞线或光缆，甚至可以通过滑环进行信息传输[4]。

3.2 CAN总线应用层协议

CAN总线协议本身只定义了物理层和数据链路层的规范，这使得CAN能够更广泛的适应不同的应用条件，但也给用户使用CAN带来了不便。用户在应用CAN协议时，必须根据实际需要自行定义CAN高层协议。

4.结束语

现场总线控制系统FCS采用了现代计算机技术中的网络技术、微处理技术以及软件技术，实现了现场仪表之间的数字连接及现场仪表的数字化，给工业生产带来了巨大的效益，降低了现场仪表的初始安装费用，节省了电缆以及材料费和人工成本，不但曾强对现场控制的控制更为灵活，信号传递的精度更是提高了不少，同时还减少了系统运行维护的工作任务。现场总线技术的不断发展，带动了一次工厂生产中应用的自动化系统及信息集成技术的一次飞跃，新的现场总线技术已经在自动化监控系统中已经初露端倪。CAN总线及其他总线技术一定会在以后的工业生产中发挥更大的作用。

参考文献

[1]姜秉梁.县级自来水供水控制系统的研究[D].石家庄：河北农业大学，2007：1-58.

[2]仲科.基于DSP的印刷套色控制系统[D].杭州：浙江大学，2006.

[3]张晓鸣.CAN网桥的设计与实现[D].上海：华东师范大学，2007.

[4]赵兴炳.温室环境控制智能节点的开发[D].北京：中国农业大学，2004.

[5]于立.现场总线系统在化工物流园区应用[J].上海化工，2011，36（5）：24-29.

[6]王清明.基于DSP的μC/OS-II移植及CAN构件设计[D].成都：西华大学，2008：1-75.

[7]唐濟扬.基于现场总线技术的先进控制系统[J].制造业自动化，2000，22（7）31-35.

[8]王影.油田大型中央润滑站监控设备输入系统设计[D].沈阳：沈阳理工大学，2009.

吸水剖面测井技术简介 第6篇

摘 要：随着油田开发时间的推移，我国各大油田相继进入勘探开发后期，油层压力逐步下降。为了实现长时间稳定的开发和提高采收率，大多数油田通过注水的方法把石油开采出来，从而延长了石油的开采期限，最终达到提高采收率的目的。为了及时了解地下水的流动情况，这时需要吸水剖面测井。

关键词：吸水剖面测井;同位素测井;应用

1 吸水剖面测试原理

目前常用的吸水剖面的测井方法是放射性同位素示踪测井。其基本原理是利用放射性同位素释放器携带具有放射性的131Ba-GTP微球示踪剂。测井的时候在油层上部进行释放，并在井内注水形成活化悬浮液。地层孔隙直径小于载体颗粒直径。吸水层进行吸水时，微球载体滤积在井壁周围。地层的吸水量与在该段地层对应的井壁上滤积的放射性同位素载体量和载体放射性强度三者之间形成的是关系正比例。通过对比放射性同位素载体在地层滤积前、后所测得的自然伽瑪曲线强度，计算出对应射孔层位上曲线重叠异常面积的大小。用面积法计算各层位的相对吸水量，进而就能确定注入井的分层相对吸水量。同时以温度曲线和流量曲线辅助解释各层相对吸水量。

2 吸水剖面测井施工

在油田注水开发过程中，通常采用注水作业来提高地层的压力，是提高采收率的重要措施之一。要计算注入水在该井井下的注入动态和各小层的注入量，必需要对注水井进行注水剖面测井。并由此产生了井温、流量和同位素示踪等吸水剖面测井的工艺方法。

针对注水井存在的种种问题，依据注水井的类型和测井方法适用条件，优选出适合TH地区的测井方法进行注水剖面测量。

2.1 合注井 测井方法：井温法+放射性同位素示踪法

合注井又分正注井和反注井，即油管下至注水层段以上的为正注井，油管下至注水层段以下的为反注井;该测井流程如下：仪器连接好后由电缆下入到井内，先测量目的井段的伽玛曲线及井温曲线，然后上提到目的层段以上，释放同位素，待同位素全部进入吸水层后，再进行伽玛曲线测量。待同位素曲线测量好后，将仪器提到注水层顶部关注水，等温度有了明显的变化之后，下测井温。

2.2 分层配注井测井方法：井温法+流量计法+同位素示踪法

分注井就是在油管上安装分割器及配水嘴分层配注各层位，该测井方法的流程跟（1）类方法类似，不过还要用流量计在各个封割器和偏心配水器的上下点测流量并且上测连续流量曲线。

3 同位素的影响因素

由于污水回注、工程施工等措施的实施，注水井普遍存在同位素污染现象。容易引起吸水层主次颠倒，资料分析产生多解或误解。分析原因主要有以下几点：

3.1 吸附污染 放射性同位素曲线有规律地对应着套管接箍、配水器、油管接箍、封隔器等井下工具以尖刀状出现;油管外壁、配水器和套管内壁的沾污，或对着某根油管或套管成片出现但不出现在射孔层上。以上为同位素沾污的主要表现（如图3-1）。

3.2 放射性同位素曲线出现幅度异常 这类问题主要表现在吸水能力强、渗透性好的射孔层段，出现相对幅度较低的同位素异常，而在非射孔段却出现同位素高幅异常。造成同位素异常的原因是在同位素测吸水剖面遇到地层中大孔道和裂缝时，注入的同位素微球进入了地层冲刷带或大孔道、裂缝。套管和水泥环破损， 同位素漏失，油水井的套管，因受环境及应力等因素影响而产生变形破损或腐蚀，造成套管破损穿孔。同时由于窜槽的出现，同位素微球大量进入层位，有一部分同位素扩散到了窜槽层段。但是同位素进入地层之后就出不来了。由于这部分同位素是在套管与水泥之间的第一声学届面，同位素滤积较浅，测出的幅度较高，进而出现非射孔段同位素高幅异常的现象。

3.3 管柱结构的影响 TH油田的注水管柱分为分层注水和笼统注水两种对应的结构：对于分层注水井，就是把油层性质和特征相近的油层合为一个注水层段，用封隔器把所需分开的层段隔开。在同一层段，各层注水量不同而需要控制时，在各层位装上配水器，用不同直径的水嘴来控制各层的注入量。

对于笼统注水井，是在同一井口注水压力下的注水，管串结构为光油管，不细分层段。通常有两种结构，一种是油管下到射孔层以上，另一种是油管下到射孔层以下，除了分层注水，TH油田的管柱结构通常就是这两种结构。第一种结构在释放同位素后同位素直接随水流进入吸水层;第二种结构在释放后同位素必须经过油套空间上返进层。对于油管下到射孔层以上的管柱结构，在吸水好的层段，温度曲线有一个很明显的变化，而油管下到射孔层以下的管柱，温度曲线在整个井段几乎没有什么变化。

4 改进方法

为解决仪器自身局限性的问题，引入超声波流量计。在三参数测井系列的基础上，引入了流量计测井。由自然伽马（GR）、磁定位（CCL）、超声波流量计、井温测井组成了组合测井仪，配有放射性同位素井下释放器。同位素测井资料与流量信息有机地结合并进行综合的解释，能有效地解决高自然伽马异常影响放射性同位素测井解释的问题。能准确地判断、精确地计算大孔道、裂缝等超高渗透层的吸水情况，进而提高定量解释精度;可以准确地判断遇阻层位是否吸水，精确地计算出遇阻层的吸水量;可以精确地计算小层的吸水量;可以合理地解释偏心配水井各层的吸水量;可以有效地区分测井曲线上的窜槽显示、吸水显示和放射性同位素沾污;能确定套损漏失井具体漏失的部位、漏失流体的最终去向。

5 结论

吸水剖面测井是一个测井工艺要求很高的井下测试项目，甚至比完井的工艺更为复杂，各种影响因素特别多。通过整改后，吸水剖面资料的准确性显著提高，曲线优等品率达95%以上，解释符合率达100%。