微囊技术（5篇）

第一篇：微囊技术

微囊技术和缓控释制剂优点及其临床中的应用

摘要：微囊是采用成膜材料将固体、液体或气体等活性物质包合成的微小粒子。药物微囊化后，可制成片剂，颗粒剂，胶囊剂和注射剂等多种剂型，并赋予药物新的性质和用途。近年来，随着药用高分子材料的广泛应用及给药系统研究的深入，缓释、控释药物制剂日益增多。该制剂具有的给药次数少、峰谷血药浓度波动小、胃肠道刺激轻、疗效长、安全等特点使其越来越受到临床重视。用于医药领域的微囊主要是缓释微囊，将药物与高分子成膜材料包嵌成微囊后，药物在体内通过扩散和渗透等形式在设定的位置以适当的速度和持续的时间释放出来，以达到更大限度的发挥药效的作用。

关键词：微囊；缓释；控释；靶向性；临床；应用 1.微囊技术和缓控释制剂及其优点 1.1微囊技术及其优点

微囊技术是一种利用天然的或合成的高分子成膜材料把液体或固体药物包嵌形成直径1~5000μm微小胶囊的技术。微囊技术应用于药物制剂也已有五、六十年历史，最初主要是外用，然后发展到口服及内部肌肉组织[1]。用于医药领域的微囊主要是缓释微囊，将药物与高分子成膜材料包嵌成微囊后，药物在体内通过扩散和渗透等形式在设定的位置以适当的速度和持续的时间释放出来，以达到更大限度的发挥药效的作用[2]。到目前为止已有200多种药物采用了微囊化技术，如抗生素、避孕药、解热镇痛药、抗癌药等，并越来越引起人们的注意。药物微囊化后具有许多优越性：1.能减少复方制剂中药物之间的配伍禁忌，隔绝药物组分间的反应。2.遮蔽药物的苦味或异味。3.控制药物的释放。4.降低药物的毒性。

1.2缓控释制剂及其优点

缓释、控释药物制剂是一种长效制剂，是通过药剂学设计来获得减慢药物释放速率的药理屏障，药物依靠自由扩散、基本骨架的生物降解或溶蚀以及渗透压的作用突破屏障缓慢释药，使药物在体内达到稳态血药浓度的时间控制在8～24h［3］。缓控释制剂的优点：1.减少给药次数，提高患者的顺从性［4］：使用缓释、控释型口服药或注射药，则每天或几天甚至上月仅需服药1～2次，可防止漏服或忘记服药。2.减少血药浓度的波动，保持平稳而有效的血药浓度：提高了药物的安全性，缓释、控释药物制剂能在吸收位点提供恒定的药物浓度，吸收后血药浓度维持在允许的治疗范围内。3.释放缓慢，减少人体对药物的对抗作用，增强药物的有效性：药物在口服之后缓释出有效成分，吸收也较恒定，使血药浓度保持在一定的水平［5］，临床有效药力能维持较长时间。4.降低药物的胃肠道不良反应：普通制剂由于口服后在胃肠道中迅速崩解溶出，可对胃肠产生较大的刺激作用，若制成缓释、控释药物制剂，即可减少药物不良反应。2.微囊和缓控释制剂在临床中的应用

2.1目前临床上适宜于制成缓释、控释制剂的药物范围广泛[6]。如首过作用强的药物中已有不少被研制成缓释及控释制剂；一些半衰期很短的或很长的药物也被制成缓释或控释制剂；头孢类抗生素缓释制剂；一些成瘾性药物制成缓释制剂以适应特殊医疗应用等等。这类制剂的品种已经涉及到抗生素、抗心律失常药、降高血压药、抗组织胺药、解热镇痛药和激素等各方面。微囊化胰岛细胞治疗糖尿病 afiore等在局部麻醉下应用腹腔超声引导把微囊化的胰岛细胞植入糖尿患者腹腔内，在不应用免疫抑制剂的情况下，获得了人类异体胰岛细胞移植治疗糖尿病的成功。通过腹腔镜把微囊化的新生猪胰岛植入网膜腔，未使用任何免疫抑制剂，术后两个月5例患者中有4例体力明显好转，应激状态下未出现酮症酸中毒，血清空腹C 肽均有不同程度的升高，胰岛素用量分别减少63%、100%、40%和53%[8]。微囊化生长因子在临床中的应用 Masatsugu Isobe等将聚乳酸甘醇酸PLGA微胶囊包裹的重组人BMP-2移植入大鼠皮下，经组织化学检测发现，第3天异硫氰酸荧光素检测显示BMP的释放，第14天微囊周围出现具有碱性磷酸酶活性的骨诱导细胞，第21天在异位骨诱导形成过程中产生成骨细胞。曾春等采用三聚磷酸钠(TPP)作为交联剂，以乳化交联法制备具有控制释放功能的负载TGF-β的壳聚糖微球，制备的微球形态良好，球体表面光滑，包封效率可高达90.1%，呈现缓慢释放，7d后TGF-β仍可以保持63.5%左右的缓释率[9]。段宏等将应用复乳干燥法制备缓释bFGF-PLGA 微球，微球表面光滑圆整，球体均匀度好，药规律符合Higuichi方程，突释期内释放度仅为19.26%，11d后其释放度达到72.47%。

2.2缓释、控释微丸、微球：缓释、控释微丸是将药物与阻滞混合制丸或先制成丸芯后包控释衣膜而制成小型丸剂，其粒径通常＜2.5mm，缓释、控释微丸装于微囊中，成为缓/控释微丸胶囊，近年来大量新辅料的出现，使缓释、控释微丸显示出独特的优越性，被认为是较理想的缓/控释剂型之一，如汤真等［10］采用丙烯酸树脂Ⅱ号和Ⅲ号为包衣材料，将双氯灭痛制成肠溶性缓释微丸，体外溶出测定结果表明，该肠溶性缓释微丸在人工胃液中12h无药物释放，在人工肠液中12h累积释药为84.5%,释药75％的时间为6h，达到了缓释效果。张瑜等［11］采用渗透型丙烯酸树脂水分散体（丙烯酸树脂RL30D和丙烯酸树脂RS30D）包衣制备卡托普利控释微丸的研究。释药稳定性考察，取体外释药方程研究项下的微丸，置于40℃、相对湿度75％的条件下进行加速试验，分别第0、1、2、3个月测定微丸的释放度，结果微丸释药情况稳定，克服了该药口服吸收迅速、生物半衰期短（t1/2短、仅为1.9h）等缺点，而制成缓释制剂。临床用于治疗高血压及充血性心衰，有良好效果。翟光喜等［12］研制低分子肝素缓释微囊，以乙基纤维素为囊材，正交实验设计优选制备工艺，用液中干燥法制备低分子肝素钠微囊，所得微囊颗粒圆整，粒径在100～800μm，载药量为56.3％。体外释放实验表明，微囊中药物在8h释放率87％左右。临床用于防治深部静脉血栓、肺栓塞、播散性血管内凝血等疾病。覃宇悦等［13］采用聚乳酸［Poly（DL－lactite）］作为药物载体，制备替硝唑微球，可使药物缓慢平稳的释放。药物体外释放实验表明，微球注入释放介质14d后，替硝唑累积释放率81.2％，缓释时间长达14d以上，把药物直接注入牙周袋内，使替硝唑在牙周袋内缓慢持久的释放，以达到持续有效治疗牙周炎的效果。结语

微囊是近年发展较快的新型技术，目前市场上已有抗生素、维生素、抗癌药、避孕药和解热镇痛药等30多类药物的微囊制剂。微囊作为一种高新科技成果，正在转化为实用技术，深入到医药，食品等领域，改变着传统的产品形式，让人们享受新型技术带来的高效，舒适和便捷。药物微囊化对于提高药物的性能和作用具有重要意义［14］。近年来，微囊制剂发展迅速，尤其是那些具有特殊性能的纳米微囊，其优势明显，具有广阔的应用前景，特别是在抗肿瘤药物的释放系统中潜力更大，在临床应用方面亦有许多值得探讨之处［15］。缓释、控释技术发展迅速，缓释、控释制剂的研究、开发和利用，充分满足了临床的需要，为广大患者防病治病提供了有力的保证。然而，理想的缓释、控释制剂应是“药物迅速在作用部位达到理想有效浓度，并维持此浓度适当时间，在机体其他部位则无药物分布或药物浓度仅在最低范围，一旦治疗目的达到，药物应即从作用部位消除”。上述缓释、控释制剂与这一要求还有一段距离，还有待我们药学技术人员的努力。参考文献：

［1］、宋健，陈磊、李效军主编.微胶囊化技术及应用.化学工业出版社，2004.285~307

［2］盛朝晖.口服缓控释制剂临床评价［J］.中国医院药学杂志，2005，25（6）：558

［3］ Brayden DJ.Controlled release technologies for drug delivery［J］.Drug Discov Today, 2003，8：976.［4］ 张 宁.口服缓控释制剂技术发展的新动向［J］.国外医学·药学分册，2000，27（4）：239

［5］ Sing BN,Kim KH.Floating drug delivery system: an approach to oral controlled drug delivery via gastric retention［J］.J Controlled Releasc, 2000, 63: 235.［6］ Prakash Satya，Jones ML.Artificial Cell Therapy，New Strategies for the Therapeutic Delivery of Live Bacteria[J].Biomedicine Biotechnology，2005(1)：44-56.［7］ Kulseng Bard，Skjak Braek-G，Ryan L，et al.Transplantation of alginate microcapsules：generation of antibodies against alginates and encapsulated porcine islet-like cell clusters[J].Transplantation，1999，67(7)：978-984.［8］ de Groot M，Schuurs TA，Leuvenink HG，et al.Macrophage overgrowth affects neighboring nonovergrown encapsulated islets[J].J Surg Res，2003，115(2)：235-241.［9］ Schneider S，Feilen PJ，Brunnenmeier F，et al.Long-term graft function of adult rat and human islets encapsulated in novel alginate-based microcapsules after transplantation in immunocompetent diabetic mice[J].DIABETES，2005，54(3)：687-693.［10］ 汤 真，张振家，李 丽.双氯灭痛缓释微丸的制备及体外溶出度测试［J］.药学与实践杂志，1997，15（1）：15

［11］ 张 瑜，刘秀霞.卡托普利控释微丸的研制［J］.中国医院药学杂志，2003，23（4）：211

［12］ 翟光喜，藏恒昌，杜兆香，等.低分子肝素微囊的制备及其缓释性［J］.中国医院药学杂志，2002，22（2）：78

［13］ 覃宇悦，程春生，樊 建.替硝唑聚乳酸微球的制备及其体外释药性能［J］.中国医院药学杂志，2007，27（6）：735

［14］ Calafiore R，Basta G，Luca G，et al.Microencapsulated pancreatic islet allografts into nonimmunosuppressed patients with type 1 diabetes ：first two cases[J].Diabetic Care，2006，29(1)：137-138.［15］ 段宏，沈彬，何勤，等.缓释bFGF-PLGA 微球制备及其体外释药性质和生物活性的研究[J].中国药学杂志，2004，39(3)：196-198.

第二篇：项目七 微囊的制备

微囊的制备

一、微囊概述

微囊（Microcapsule），也称智能微囊,系指固态或液态药物被高分子材料包封形成的微小囊状粒子。在高温（232℃）下让特定的芯材膨胀，充分吸附活性成分，然后利用冷冻（-28℃）喷雾干燥技术，使壁材均匀地覆盖在芯材的表面，形成质地均匀的微球（粒径可控范围在120-1800微米之间，10-120目）。微球在特定pH值、酶等的作用下，活性成分在动物体内缓释、控释或靶向释放，让活性成分发挥最佳的效能。

通常粒径在1~250μm之间的称微囊，粒径在0.1~1μm之间的称压微囊，粒径在10~100nm之间的称纳米囊。优点

1、增加药物的稳定性；

2、延长药物的作用时间；

3、防止药物在胃内破坏或对胃的刺激作用；

4、掩盖药物的不良臭味；

5、防止药物的挥发损失；

6、使某些液体药物固体化以便运输、应用与贮存；

7、减少复方制剂中的配伍禁忌；

8、使制剂具有缓释性、控释性；

9、提高药物生物利用度。缺点

1、缺乏简单的适用于所有囊心物的包裹方法，技术条件也难掌握；

2、不能连续生产；

3、药物释放不稳定。常用辅料

常用辅料按来源可分为天然高分子材料、半合成高分子材料和合成高分子材料三类

天然高分子材料在体内具有良好的生物相容性和生物降解性，常用的有明胶、阿拉伯胶、白蛋白、淀粉、壳聚糖、海藻酸盐等。

半合成高分子材料有甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素盐、羟丙甲纤维素等，为不可生物降解的高分子材料。

合成高分子材料分为在体内可生物降解材料和不可生物降解材料两类。可生物降解材料应用较广的是聚乳酸、乳酸-羟基乙酸共聚物、聚氰基丙烯酸烷酯等，不可生物降解的材料有聚酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸树脂等。

微囊的制法

微囊的制法可分为物理化学法、化学法、物理机械法三类 物理化学法

本法是在液相中进行，囊材在一定条件下形成新相析出，故又称相分离法。其微囊化大体可分为3个步骤：①将囊芯物乳化或混悬在囊材溶液中；②控制条件使囊材凝聚并沉积在囊芯物周围而成囊；③囊材的固化。根据囊材析出的方法不同，相分离法可分为单凝聚法、复凝聚法、溶剂-非溶剂法、液中干燥法等。化学法

化学法系指在溶液中单体或高分子通过聚合反应或缩合反应产生囊膜而形成微囊。本法不加聚凝剂，常先制成W/O型乳浊液，再利用化学反应交联固化。常用的方法有界面缩聚法、辐射交联法等。物理机械法

物理机械法系指将固体或液体药物在气相中微囊化的方法。常用的方法有喷雾干燥法、喷雾冷凝法、锅包衣法等。

二、微囊的制备

（一）、实验目的

1．掌握复凝聚法制备微型胶囊的工艺。2．了解影响微囊形成的因素。

（二）、实验原理

微囊系利用高分子材料将药物包裹而成的微小胶囊。它的直径一般为5-400µm。本实验中制备微囊采用复凝聚法，以明胶、阿拉伯胶为囊材。复凝聚法的机理如下：明胶为蛋白质，在水溶液中，分子链上含有-NH2和-COOH及其相应解离基团-NH3+与-COO-。明胶溶液在pH4.0左右时，带正电荷。阿拉伯胶为多聚糖，分子链上含有-COOH和-COO-，在水溶液中具有负电荷。因此在明胶与阿拉伯胶混合的水溶液中，调节pH约为4.0时，明胶和阿拉伯胶因荷电相反而中和形成复合物，其溶解度降低，自水中凝聚成囊析出。

再加入固化剂甲醛，甲醛与明胶产生胺醛缩合反应，明胶分子交联成网状结构，保持微囊的形状，成为不可逆的微囊；加NaOH调节介质pH8-9，有利于胺醛缩合反应进行完全。

（三）、实验材料

药品：薄荷油、液体石蜡；明胶（A型）、阿拉伯胶、37%甲醛溶液、10%醋酸溶液、20%氢氧化钠溶液、硬脂酸镁、蒸馏水。

器材：搅拌机、研钵，温度计，恒温水浴、显微镜、载玻片、盖玻片、烧杯，PH试纸。

（四）、实验内容

1．处方： 处方一：

处方二：

薄荷油 1ml

液体石蜡 1ml 阿拉伯胶 1g

阿拉伯胶 1g 明 胶 1g

明 胶 1g 甲醛溶液 0.5ml

甲醛溶液 0.5ml 醋酸溶液 适量

醋酸溶液 适量 NaOH溶液 适量

NaOH溶液 适量 蒸馏水 适量

蒸馏水 适量

2．操作（1）明胶溶液的配制：称取明胶1g，用蒸馏水少量浸泡溶胀后，加蒸馏水至20ml，60-80℃加热溶解，50℃保温备用。

（2）阿拉伯胶溶液的配制：取蒸馏水15ml置小烧杯中，加阿拉伯胶粉末1g，加热至80℃左右，轻轻搅拌使溶解，加蒸馏水至20ml。（3）乳剂的制备

方法一：取薄荷油（或液体石蜡）1ml与阿拉伯胶溶液20ml置研钵中，急速朝同一方向研磨5分钟，即得乳剂。

方法二：取薄荷油（或液体石蜡）1ml与阿拉伯胶溶液20ml置搅拌机中，快速搅拌(速度60-100转/分)5分钟，即得乳剂。

在显微镜下观察，油相应呈现细小微粒，均匀地分散在水相中，形成O/W型乳剂；微粒大小应该均匀。（4）混合

将乳剂转入烧杯中，置50～55℃水浴上，加明胶溶液20ml，慢速搅拌均匀(速度20-30转/分)，尽量减少泡沫产生。（5）微囊的制备

在慢速搅拌下(速度20-30转/分)，滴加醋酸溶液，调节pH至3.8～4.0，明胶即产生凝聚。不断搅拌，于显微镜下观察，乳粒外应有圆形囊膜，微囊形态园整。（6）微囊的固化

在慢速搅拌下，慢慢加入约30℃的蒸馏水80ml；将烧杯自水浴中取出，不停搅拌，自然冷却，待温度为32～35℃时，加入冰块，继续搅拌至温度为10℃以下；加入甲醛溶液0.5ml（用蒸馏水稀释一倍后加入），搅拌15min，再用NaOH溶液调pH8-9，继续搅拌15min。观察有无微囊析出。

（7）镜检：显微镜下观察微囊的形态，并绘制微囊形态简图，或进行拍照。3．操作注意

（1）调节pH是操作关键，一定要把溶液搅拌均匀，使整个溶液的pH为3.8～4.0。

（2）制备微囊的过程中，始终伴随搅拌。（3）固化前勿停止搅拌，以免微囊粘连团。

（五）、实验结果观察

在显微镜下观察，并绘制乳粒、固化前的微囊、固化后的微囊简图。

第三篇：时间囊班会

高一21班两年后，当我们成人的时候….主题班会纪实

缘起：针对于学校于2月27日举行的高三成人仪式暨高考百日誓师大会进行目标教育，着力解决学生对于进入高中后学习目标不明确，努力方向不清晰，从而不能很好的全身心投入到学习生活中的问题。

策划：组织班长杨懿，团支书李丽娟和班费管理员杨嘉莉讨论具体事宜，并布置前期工作，任命班长杨懿策划本次班会，并在班会上对全班同学进行动员性发言。

过程：第一步：由班主任发表动员：内容如下两年后，我们成人的时候

半年前，你们怀揣梦想，在那个炎热的早晨顶着烈日来到这里……那一天，你们脸上的笑容比阳光来得灿烂……犹记得你们站在操场上排队等候班级时的样子，每一个人都在用好奇和探寻的目光打量着身边的一切，憧憬着美好的未来……第一眼见到你的班主任，第一次走进你的教室，第一次看到高中的黑板，第一次拿到高中的课本，第一个晚修，第一个晚就寝，第一个无话不谈的朋友，第一个相濡以沫的比赛……那么多的第一次，如今是否恰如眼前般清晰，而现在，它们却已过去半年。

也许你不曾发觉，但是它已然存在。也许你不愿意接受，但是整个的高中生活的六分之一已经过去。你不再是当年那个刚刚走进一中的你，而是一个经历了高强度的学习和高强度竞争压力的你。你胜利了？或者失败了？不管怎么样，不管你愿意不愿意，你的高中生活已经过去了六分之一。今天，那些两年前来到学校的你们的学长们，他们在国旗下，在一中美丽的校园里，庄严的进行了高考的百日誓师大会，那些曾经看起来如此幼小的孩子们，今天将在这里庄严的进行成人仪式，从今天起，他们成人了。他们要用成人的要求去重新审视自己的人生，他们要用自己的肩膀去承担起更多的责任，他们马上要代表他们自己、代表珠海一中、代表珠海市最高水平的应届生去接受高考的检验，去向一直以来对他们抱以殷切期望的家长、老师、朋友们交一张高考的成绩单，他们的眼神是否告诉了你们什么是一中学子应有的底气，他们的声音是否告诉你们他们心中那强烈的荣誉感，他们的一举一动都在告诉全世界，他们要向世界证明，我们来自珠海一中，我们是全世界最棒的学生！

而今天的你们，还沉浸在刚刚走进高中的安逸中吗？你们有没有发觉你身边的朋友不经意的改变呢？那些曾经和你在同一条起跑线上的伙伴，如今是不是有些已经远远的将你抛在身后了呢？那些曾经无论如何也想不到的分数，是不是频繁的出现在你名字的后方？那些曾经心驰神往的大学，如今是不是连想的勇气都没有了呢？还有两年，你们将走上庄严的成人礼的舞台上，去向世界宣布你的成人，到时候，你想用一种什么样的心情去宣誓呢？是踌躇满志的等待梦想的到来，还是灰头土脸的苦熬最后的岁月？是满怀喜悦的报告你三年来的收获，还是陡然感慨岁月无情的荒废？两年时间，说长不长，说短不短。两年后，在你的成人仪式上，你想用怎样的姿态出席呢？

今天，在你们大约16岁的时候，我们召开这次班会，我想让你们把自己两年后的梦踏踏实实的描绘给自己看，请你们每个人闭上眼睛，静静的思考一分钟，两年后，你的梦想是什么？今天，我们制作一个时间囊，让你们将梦想全部放进时间囊里面，两年后，我会亲手打开这个时间囊，把你们的梦想还给你们，那时候，我们去验证你的梦想是不是已经实现，品味你们追求梦想的路上的那些汗水，是何等的弥足珍贵。

我希望每一位21班的同学都认真的对待这个时间囊，记得，你们在16岁那年为青春许下一个诺言，你们必须用青春的努力和汗水去实现你们最初的梦想，青春没有后悔的机会，你只能让你的青春燃烧得绚丽，燃烧得充实，燃烧得有价值！

第二步：由班长杨懿进行同学动员，时间原因没有收集到他发言稿的电子版

杨懿同学的发言很有感染力，很明显看到同学们在他的感召下渐渐坚定的眼神，并且最后杨懿问出，让我们用剩下的两年时间，为我们的青春付出最大的努力，好不好的时候，那声全班的回答非常响亮，我想，孩子们是真切的听到心里去了

第三步：宣读家长留言：两年后，我希望每个孩子都能具有乐观向上的心态，具有强健的体魄，都能取得自己最好的成绩，也许这个成绩不是全校最好、全班最好，但是，只要是自己付出了百分之百的努力获得的，在我们家长眼中，就是最好的。第四步：播放励志歌曲，制作时间囊

播放歌曲：《最初的梦想》《蝴蝶飞呀》《我相信》《和你一样》

同学们都非常认真的对待时间囊，并且整个过程显得非常有序，每一个同学都写得非常认真，我本来以为一些比较调皮的学生会很敷衍的对待，但是结果让我十分意外，我认为相对调皮的几个学生写得很认真，而且写得很长，他们对待这张纸非常的重视，在写完之后，非常认真的将这张纸折成了很规整的形状，然后放进时间囊的时候都显得十分郑重，我知道，孩子们应该已经从中意识到了一些东西，从他们对待时间囊的态度，应当可以看出他们每一个人都有着一份追逐梦想的心，而且，此刻，这个梦想可能已经真的进入他们的心里了，他们会在接下来的两年时间里，为这份梦想付出努力，为自己16岁时许下的诺言，而去奋勇前进。

总结：个人感觉这次班会是成功的，它一方面让孩子很真诚的面对了自己的困惑，到底目标是什么，因为不需要给别人看，所以才会对自己有最真实的思考和想法。因为不需要给别人看，所以才会更真诚的面对自己的问题，努力去解决它。另一方面，这种形式是同学们比较喜欢的富有青春气息的形式，也可以更好的调动学生积极性，学生只有积极的参与才会有好的效果，达到我们教育的目的。

第四篇：微博技术相关

微博首席架构师杨卫华:新浪微博技术架构分析

新浪科技讯 11月16日下午消息，由新浪微博主办的中国首届微博开发者大会在北京举行，这是国内微博行业的首场技术盛宴。作为国内微博市场的绝对领军者，新浪微博将在此次大会上公布一系列针对开发者的扶持政策，以期与第三方开发者联手推动微博行业的整体发展。大家下午好，在座的大部分都是技术开发者，技术开发者往往对微博这个产品非常关心。最晚的一次，是12点多收到一个邮件说想了解一下微博底层是怎么构架的。很多技术人员对微博的构架非常感兴趣，就是一个明星他有300万粉丝，这个技术怎么来实现？今天在这里跟大家分享一下微博的底层机构，让大家对微博的底层技术有更好的了解。另外不管是做客户端、Web 1.0、Web 2.0、论坛、博客都要考虑架构的问题，架构实际上是有一些共性的。今天我通过讲解微博里面的一些架构，分析一下架构里面哪些共性大家可以参考。

首先给大家介绍一下微博架构发展的历程。新浪微博在短短一年时间内从零发展到五千万用户，我们的基层架构也发展了3个大的版本。第一版就LAMP架构，优点是可以非常快的实现我们的系统。我们看一下技术特点，微博这个产品从架构上来分析，它需要解决的是发表和订阅的问题。我们第一版采用的是推消息模式，假如说我们一个明星用户他有10万个粉丝，那就是说用户发表一条微博的时候，我们把这个微博消息存成10万份，这样就是很简单了，第一版的架构实际上就是这两行字。第一版的技术细节，典型的LAMP架构，是使用MyISAM搜索引擎，它的优点就是速度非常快。

另外一个是MPSS，就是多个端口可以布置在同一服务器上。为什么使用MPSS？假如说我们做一个互联网应用，这个应用里面有三个单元，我们可以由2种部署方式。我们可以把三个单元分别部署在三台服务器上，另外一种部署模式就是这三个单元部署在每个服务器上都有。我推荐第2种方法。这个方法解决了两个问题，一个是负载均衡，因为每一个单元都有多个节点处理，另外一个是可以防止单点故障。如果我们按照模式1来做的话，任何一个节点有故障就会影响我们系统服务，如果模式二的话，任何一个结点发生故障我们的整体都不会受到影响的。

我们微博第一版上线之后，用户非常喜欢这个产品，用户数增长非常迅速。我们技术上碰到几个问题。第一个问题是发表会出现延迟现象，尤其是明星用户他的粉丝多系统需要处理很长时间。另外系统在处理明星用户发表时系统繁忙可能会影响到其他的用户，因为其他的用户同一时间发表的话，也会受到这个系统的影响。我们就考虑这个系统怎么改进。首先是推模式，这肯定是延迟的首要原因，我们要把这个问题解决掉。其次我们的用户越来越多，这个数据库表从一百万到一亿，数据规模不一样处理方式是有差别的。我们第一版单库单表的模式，当用户数量增多的时候，它不能满足就需要进行拆分。第二个是锁表的问题，我们考虑的是更改引擎。另外一个是发表过慢，我们考虑的是异步模式。

第二版我们进行了模块化，我们首先做了一个分层，最底层叫基础层，首先对数据做了拆分，图上最右边是发表做了异步模式。第二个服务层，我们把微博基础的单元设计成服务层一个一个模块，最大改进是对推模式进行了改进。首先看一下投递模式的优化，首先我们要思考推模式，如果我们做一下改进把用户分成有效和无效的用户。我们一个用户比如说有一百个粉丝，我发一条微博的时候不需要推给一百个粉丝，因为可能有50个粉丝不会马上来看，这样同步推送给他们，相当于做无用功。我们把用户分成有效和无效之后，我们把他们做一下区分，比如说当天登陆过的人我们分成有效用户的话，只需要发送给当天登陆过的粉丝，这样压力马上就减轻了，另外投递的延迟也减小了。

我们再看数据的拆分，数据拆分有很多方式，很多互联网产品最常用的方法，比如说如可以按照用户的UID来拆分。但是微博用户的一个特点就是说大家访问的都是最近的数据，所以我们考虑微博的数据我们按照时间拆分，比如说一个月放一张表，这样就解决了我们不同时间的维度可以有不同的拆分方式。第二个考虑就是要把内容和索引分开存放。假如说一条微博发表的uid,微博id是索引数据，140个字的内容是内容数据。假如我们分开的话，内容就简单的变成了一种key-value的方式，key-value是最容易扩展的一种数据。索引数据的拆分具有挑战，比如说一个用户发表了一千条微博，这一千条微博我们接口前端要分页访问，比如说用户需要访问第五页，那我们需要迅速定位到这个记录。

假如说我们把这个索引拆分成一个月一张表，我们记录上很难判断第五页在哪张表里，我们需要加载所有的索引表。如果这个地方不能拆分，那我们系统上就会有一个非常大的瓶颈。最后我们想了一个方法，就是索引上做了一个二次索引，把每个月记录的偏移记下来，就是一个月这个用户发表了多少条，ID是哪里，就是按照这些数据迅速把记录找出来。

异步处理，发表是一个非常繁重的操作，它要入库、统计索引、进入后台，如果我们要把所有的索引都做完用户需要前端等待很长的时间，如果有一个环节失败的话，用户得到的提示是发表失败，但是入库已经成功，这样会带来数据不一致问题。所以我们做了一个异步操作，就是发表成功我们就提示成功，然后在后台慢慢的消息队列慢慢的做完。另外新浪发表了一个很重要的产品叫做MemcacheQ，我们去年做了一个对大规模部署非常有利的指令，就是statsqueue，适合大规模运维。

第二版我们做了这些改进之后，微博的用户和访问量并没有停止，还有很多新的问题出现。比如说系统问题，单点故障导致的雪崩，第二个是访问速度问题因为国内网络环境复杂，会有用户反映说在不同地区访问图片、js这些速度会有问题。另外一个是数据压力以及峰值，MySql复制延迟、慢查询，另外就是热门事件，比如说世界杯，可能会导致用户每秒发表的内容达到几千条。我们考虑如何改进，首先系统方面允许任意模块失败。另外静态内容，第一步我们用CDN来加速，另外数据的压力以及峰值，我们需要将数据、功能、部署尽可能的拆分，然后提前进行容量规划。

另一方面我们还有平台化的需求，去年11月我们就说要做开放平台，开放平台的需求是有差异的，Web系统它有用户行为才有请求，但是API系统特别是客户端的应用，只要用户一开机就会有请求，直到他关闭电脑这种请求一直会不间断的过来，另外用户行为很难预测。

系统规模在持续的增大，另外也有平台化的需求，我们新架构应该怎么做才能满足这些需要？我们看一下同行，比如说Google怎么样考虑这个问题的？Google首席科学家讲过一句话，就是一个大的复杂的系统，应该要分解成很多小的服务。比如说我们在Google.com执行一个搜索查询的话，实际上这个操作会调动内部一百多个服务。因此，我们第三版的考虑就是先有服务才有接口最后才有应用，我们才能把这个系统做大。

现在我们看一下第三版，首先我们把底层的东西分成基础服务，基础服务里面有分布式的存储，我们做了一些去中心化、自动化的操作。在基础服务之上有平台服务，我们把微博常用的应用做成各种小的服务。然后我们还有应用服务，这个是专门考虑平台各种应用的需求。最上面我们有API，API就是新浪微博各种第三方应用都在上面跑。

平台服务和应用服务是分开的，这样实现了模块隔离，即使应用服务访问量过大的话，平台服务不会首先影响。另外我们把微博的引擎进行了改进，实现了一个分层关系。用户的关注关系，我们改成一个多惟度的索引结构，性能极大的提高。第四个层面就是计数器的改进，新版我们改成了基于偏移的思路，就是一个用户他原来读的一个ID比如说是10000，系统最系的ID是10002的话，我们很清楚他有两条未读。原来的版本是采用绝对计数的，这个用户有几条未读都是用一个存储结构的话，就容易产生一致性的问题，采用这种偏移的技术基本上不会出错。

另外基础服务DB冷热分离多维度拆分，在微博里面我们是按照时间拆分的，但是一个大型的系统里面有很多业务需要有不同的考虑。比如说私信这个就不能按照时间来拆分，这个按照UID来拆分可能更简单。然后我们突出存储还做了一个去中心化，就是用户上传图片的速度会极大的提高，另外察看其他用户的图片速度也会极大的提高。另外是动态内容支持多IDC同时更新，这个是在国内比较新颖的。

下面给大家介绍一下新浪微博怎么样打造一个高性能架构。到目前为止有五千万用户使用新浪微博，最高发表3000条以上每秒，然后一个明星用户发表的话，会被几百万用户同时读到。这些问题的本质是我们架构需要考虑高访问量、海量数据的情况下三个问题。易于扩展、低延迟、高可用和异地分布。我们每天有数十亿次外部网页以及API接口的需求，我们知道微博的特点是用户请求是无法cache的。因此面对这个需求我们怎么样扩展？几点思路。第一我们的模块设计上要去状态，我们任意一个单元可以支持任意节点。另外是去中心化，避免单点及瓶颈。另外是可线性扩展。最后一个是减少模块。

我们要做一个高性能的系统，要具备一个低延迟、高实时性，微博要做到高实时性这是核心的价值，实时性的核心就是让数据离CPU最近，避免磁盘的

IO。我们看淘宝核心系统专家余锋说过的一句话“CPU访问L1就像从书桌拿一本书，L2是从书架拿一本书，L3是从客厅桌子上拿一本书，访问主存就像骑车去社区图书馆拿一书”。我们微博如果要做到非常实时的话，我们就需要把数据尽量离CPU节点最近。所以我们看一下cache设计里面怎么达到这个目标。首先INBOX，这个数据我们需要放再一个最快的地方，因为用户随时访问。OutBOX里面的最近发表就是L1cache，还有一个是中期的，这个因为访问少一点，它可以被踢。最后一部分内容体有三部分。L0是本地的，我们需要把一些经常访问的，比如说明星发表微博的内容体本地化，因为它被访问的概率非常大。然后L1里面存放着最近发表的，还有一个是中期的。我们通常用L2就可以了，L1我们可以理解成它就是一个RAM存储。

一个好的架构还需要举行高可用性。我们看一下业界的指标，S3是99.9%，EC2是99.5%，我们另外一个同行Facebook在这方面它是没有承诺的，就是接口可用写。微博平台目前承诺的是99.95%，就是说一天365天故障率应该小于9小时。这个怎么达到？第一我们要做容量规划，要做好监控以及入口的管理，就是说有些服务如果访问量过了的话，我们要有一个开关可以拦住他。我们通过这个图表可以清楚的看到，比如说我们要做L1的cache，我们剩余空间有多少，比如说80%，就说明这个数据有可能会丢失，有可能会对我们的系统造成影响。

另外一个层面就是接口监控，我们目前有Google维度的接口监控，包括访问错误失败率。然后要做架构，给大家一个很重要的经验分享，就是说监控的指标尽量量化。比如说他延迟30秒是小问题，如果是延迟10分钟我们就要立即采取措施了，就是所有可以量化的指标都要量化。

然后我们看监控怎么样更好的做？我们看亚马逊的VP说过的一句话，就是说监控系统确实特别好，可以立即告诉我们哪里有故障，但是有20%的概率我们人是会出错的。所以我们一个大型系统就应该要为自动化设计，就是说尽可能的将一些运作自动化。比如说发布安装、服务、启用、停止。我们再看另外一句，Google的工程师是怎么做的。他是这么做的，比如说第一周是处理线上的业务，这一周他处理了很多事情，处理了很多系统的情况，剩下几周时间没有别的工作，他只要把这一周碰到的情况用程序的方法来解决，下次再碰到这种情况很简单的一个按钮就可以处理了。我们目前也在向自动化这方面努力，就是我们的工具在持续增加。

另外一个异地分布，在国内网络环境下，比如说IDC灾难，机房检修甚至是机房掉电，我们也碰到过中国最好的机房也会掉电，所以要每个服务单元都能支持多机房部署。另外做多机房部署有一个好处，就是用户的访问速度会提高。多IDC分布静态内容就不说了，基本上大的互联网公司都会做，它非常成熟基本上没有什么问题，比如说图片等等的静态内容。动态内容的CDN分布是业内的难点，国内很少有公司能够做到非常成熟的多机房动态内容发布的成熟方案，它的核心就是分布式存储。一款理想的分布式存储产品它有哪些需求呢？首先它要支持海量规模、可扩展、高性能、低延迟、高可用。第二个是需要多机房分布，能够满足国内负责的网络环境，还要具备异地容灾能力。第三个就是要调用简单，具备丰富数据库特性。因此分布式存储需要解决一个多对多的数据复制。

如果要做复制无非是三种策略，第一个是Master/Slave，但是它也两个缺点，第一个是Master是中心化的，如果Master在北京那广州访问就非常慢。第二个缺点是有单点风险的，比如说Master在北京，能立即迁到广州吗？这样有个时间窗口的数据就丢失了，而且需要人工的干预，而且日常广州的用户访问北京的Master是有很大延迟问题的，所以一般来说要做的非常优秀是不会考虑第一种方案的。第二种就是Multi-Master方案，它需要应用避免冲突，就是我们不能多处改变。这个对于微博来说不会特别难，我们的用户通常只会再一个地方发表微博，用户不会同时在广州又在北京发表或者是修改自己的资料，这样的话我们应用上就已经避免了这种情况。第三个就是Paxos就是可以达到强一致写，就是一条数据如果成功肯定是多个机房都成功了，这个也显而易见就是延迟性非常大。因此总结一下Multi-Master是最成熟的策略，但是它现在没有成熟的产品，因为确实没有。

我们再来看微博的方案，所以我们自己实现了一个多机房同步的方案。就是我们前端应用将数据写到数据库，再通过一个消息代理，相当于通过我们自己开发的一个技术，将数据广播到多个机房。这个不但可以做到两个机房，而且可以做到三个、四个。具体的方式就是通过消息广播方式将数据多点分布，就是说我们的数据提交给一个代理，这个代理帮我们把这些数据同步到多个机房，那我们应用不需要关心这个数据是怎么样同步过去的。

用这种消息代理方式有什么好处呢？可以看一下Yahoo是怎么来做的？第一个是数据提供之后没有写到db之后是不会消失的，我只要把数据提交成功就可以了，不需要关心数据怎么到达机房。第二个特点YMB是一款消息代理的产品，但是它唯一神奇的地方是为广域网设计的，它可以把多机房应用归到内部，我们应用不需要关注这个问题。这个原理跟我们目前自己开发的技术相似。

然后我们再看一下目前即将推出的微博平台的新架构。我们知道API大部分的请求都为了获取最新的数据。API请求有一个特点，它大目前调用都是空返回的，比如说一款手机的客户端每隔一分钟它都要调用服务器一下，就是有没有新数据，大目前的调用都是空返回，就是说不管服务器有没有数据都要调用一次。这次询问到下一次询问中间，如果有新的数据来了，你是不会马上知道的。因此我们想API能不能改用推的方式，就是客户端不需要持续的调用，如果有新数据就会推过去。技术特点，显而易见低延迟，就是从发表到接受1秒内完成，实际上可能用不了1秒。然后服务端的连接就是高并发长连接服务，就是多点都连接在我们的服务器上，这个比传统的API要大很多。

我们看一下推送架构怎么从架构底层做到实时性的。从左上角的一条微博在我们系统发布之后，我们把它放在一个消息队列里面，然后会有一个消息队列的处理程序把它拿过来，处理以后放到db里面。假如说我们不做持久化，因为我们推送数据也不能丢失，我们就要写一个很复杂的程序，将数据异步去存，这样就会非常复杂，而且系统也会有不稳定的因素。从另外一个角度来说，我们做持久化也是做过测试的。我们推送整个流程可以做到100毫秒和200毫秒之间，就是说我们在这个时间能把数据推送出去。

我们再看一下内部细节，就是我们收到数据之后首先要经过最上面RECEIVER。然后推到我们的引擎里面，这个引擎会做两个事情，首先会把用户的关系拿过来，然后按照用户关系马上推送给他相应的粉丝。所以我们调用方已经在那儿等待了，我们需要有一个唤醒操作，就是说在接口这儿把它唤醒，然后把它发送过去。最后是一个高并发的长连服务器，就是一台服务器支持10万以上的并发连接。最右边中间有一个圆圈叫做Stream Buffer，我们需要Stream Buffer是要保存用户最近的数据。因为用户可能会有断线的，比如说他发送数据的时候断线半分钟，我们需要把这半分钟补给他。这就是我们的推送架构。

下面介绍一下平台安全部分。由于我们的接口是完全开放的，所以我们要防范很多恶意行为，有很多人担心我们接口是开放的，是不是有人通过这个接口发垃圾广告，或者是刷粉丝，我们技术架构怎么来防范这一点呢？这是我们的安全架构，做了三个层面的事情。最上面是我们有一个实时处理，比如说根据频度、内容的相似性来进行判断，判断发的是不是广告或者是垃圾内容。中间这个是一个日志处理器，我们会根据一些行为进行判断，比如说如果我们只是实时拦截的话，有些行为很难防止，我们做了个离线纠正的模块，比如说他潜伏的几个月开始发广告了，我们可以事后把这些人清除掉，以保证我们平台的健康。最后是通过监控的维度来保证内容的安全。目前内容安全的架构大概是541的体系，就是说我们的实时拦截可以做到50%的防止，离线分析大概可以做到40%的防止。

微博平台需要为用户提供安全及良好的体验应用，以及为开发者营造一个公平的环境，所以我们的接口需要清晰安全的规则。从一个APP调用我们的接口，需要几个阶层，需要划分不同的业务模块。第二个是安全层。第三个是权限层。这是我们平台安全的两个维度，一个接口安全，一个是内容安全。

我今天讲的是架构方面的问题，在座大部分是开发者，可能大家都在处理不同的架构问题，架构很多地方是相通的。我们需要做一个软件系统需要解决的本质问题是什么？微博第一版解决发布规模问题，第二版是解决数据规模的问题，第三版是解决服务化的问题。将复杂的问题简单化之后，我们才可以设计出一个容易扩展的大规模架构。我今天介绍就这么多，我们微博实际上是很需要各方面的技术人员，大家对我们的架构如果感兴趣的话、对我们的系统感兴趣的话，也希望各方面的技术人员参与我们微博的团队，随时可以给我微博上发私信。

第五篇：微课技术

微课

一、什么是微课

微课是指基于教学设计思想，使用多媒体技术在十分钟以内就一个知识点进行针对性讲解的一段音频或视频。

在教育教学中，微课所讲授的内容呈“点”状、碎片化，这些知识点，可以是教材解读、题型精讲、考点归纳;也可以是方法传授、教学经验等技能方面的知识讲解 和展示。微课是课堂教学的有效补充形式，微课不仅适合于移动学习时代知识的传播、也适合学习者个性化、深度学习的需求。

二、微课有什么特征：

（1）教学时间较短：教学视频是微课的核心组成内容。根据中小学生的认知特点和学习规律，“微课”的时长一般为5—8分钟左右，最长不宜超过10分钟。因此，相对于传统的40或45分钟的一节课的教学课例来说，“微课”可以称之为“课例片段”或“微课例”。

（2）教学内容较少：相对于较宽泛的传统课堂，“微课”的问题聚集，主题突出，更适合教师的需要：“微课”主要是为了突出课堂教学中某个学科知识点（如教学中重点、难点、疑点内容）的教学，或是反映课堂中某个教学环节、教学主题的教与学活动，相对于传统一节课要完成的复杂众多的教学内容，“微课”的内容更加精简，因此又可以称为“微课堂”。

（3）资源容量较小：从大小上来说，“微课”视频及配套辅助资源的总容量一般在几十兆左右，视频格式须是支持网络在线播放的流媒体格式（如rm,wmv,flv等），师生可流畅地在线观摩课例，查看教案、课件等辅助资源；也可灵活方便地将其下载保存到终端设备（如笔记本电脑、手机、MP4等）上实现移动学习、“泛在学习”，非常适合于教师的观摩、评课、反思和研究。

（4）资源组成、结构、构成“情景化”，资源使用方便。“微课”选取的教学内容一般要求主题突出、指向明确、相对完整。它以教学视频片段为主线“统整”教学设计（包括教案或学案）、课堂教学时使用到的多媒体素材和课件、教师课后的教学反思、学生的反馈意见及学科专家的文字点评等相关教学资源，构成了一个主题鲜明、类型多样、结构紧凑的“主题单元资源包”，营造了一个真实的“微教学资源环境”。这使得“微课”资源具有视频教学案例的特征。广大教师和学生在这种真实的、具体的、典型案例化的教与学情景中可易于实现“隐性知识”、“默会知识”等高阶思维能力的学习并实现教学观念、技能、风格的模仿、迁移和提升，从而迅速提升教师的课堂教学水平、促进教师的专业成长，提高学生学业水平。

三、微课有哪些形式和录制手段

微课可以使用手机、数码相机、DV等摄像设备拍摄和录制，也可以使用录屏软件录制的音频或视频，录屏软件有Camtasia Studio、Screen2swf、屏幕录像专家等。

四、微课在教学中有什么作用

在网络时代，随着信息与通迅技术的快速发展，与当前的博客、微博等一样，微课也将具有十分广阔的教育应用前景。

（一）、实施微课能促进学生有效自主学习

1、提供学生自主学习的环境；

2、能更好的满足学生对不同学科知识点的个性化学习；

3、教师不再是讲台上的圣人，而是身边的导师；

4、按需选择学习，既可查缺补漏，又能强化巩固知识；

5、学生课外延伸的个性化阅读和学习的最好载体；

（二）、实施微课能促进教师提高专业水平发展

1、选取课题 教学目标清楚，教学内容明晰，或针对计算教学，或针对难点突破，或针对课前导入，或针对拓展延伸，择其一点设计教学。加深了教师对教材知识内容的进一步理解。

2、设计内容

备课时更充分地研究学情，做到课堂无学生，心中有学生。要准确地把握教学节奏，快慢适当，吃透教材。要熟练地掌握现代信息技术，因为微课的核心组成内容是教学视频，通过视频组成一个融教学设计、多媒体素材、课件为一体的主题资源包。

3、提高教师知识讲解与总结的能力

教学语言要简明扼要，逻辑性强，易于理解。讲解过程要流畅紧凑。教师在备课的过程中就要考虑到实际进行的状况，这样才能有一节吸引人的精彩的课。

4、开拓教师的视野。

为拓展知识点，就必须查阅资料去充实内容，才不会显得空泛和空洞。那么，在拓展学生的视野的同时，也丰富了教师的教学资源。教师和学生在这种真实的、具体的、典型案例化的教与学情景中可以实现“隐性知识”，并实现教学观念、技能的迁移和提升，从而迅速提升教师的课堂教学水平，促进教师的专业成长。

5、反思提高教师自我批判能力

教师在整个的教学过程中，经历着“研究—实践—反思—再研究—再实践—再反思”的循序渐进、螺旋上升的过程。教师们的教学和研究的水平和能力也在不断提升。

6、更快促进教师掌握现代信息技术，跟上并赶超时代的步伐

总之，做微课，需要了解并掌握许多相关的软件，比如PPT，录屏，截屏等。微课，最终让教师从习惯的细节中追问、思考、发现、变革，由学习者变为开发者和创造者，在简单、有趣、好玩中享受成长。