量子力学的含义(6篇)

来源:网络

量子力学的含义篇1

每个基本单位都有严格的定义,但由于许多定义都是很早以前确定的,随着科学的发展,人们需要越来越精确地定义基本单位,以满足科学上对精确度的要求。除了备受诟病的千克的定义之外,另外3种基本单位的定义也处于风雨飘摇之中,科学家琢磨着更精确地定义它们。

摩尔新定义甩掉千克

先来看看被千克殃及的基本单位——摩尔。1971年,国际计量大会把摩尔列为国际单位制基本单位之一,并定义摩尔“是一个系统的物质的量,该系统中所包含的基本单元(原子、分子、离子、电子及其他粒子,或这些粒子的特定组合)数与0.012千克的碳-12的原子数目相等”。由于当时判定0.012千克的碳-12含有的原子数目是6.022045×1023个,因此1摩尔中的基本单元数就是6.022045×1023个。

请注意,摩尔的定义里包含了千克的概念,用碳-12的千克数来定义摩尔。如果千克变得不精确,发生了变动的话,那么摩尔也同样会变得不精确,它含有的基本单元数就会发生改变。

一些科学家由此建议,摩尔的定义里要抛弃千克的概念,摩尔应该用阿伏伽德罗常数的固定数值来确定。1摩尔的任何物质所含有的该物质的微粒数叫阿伏伽德罗常数,由于阿伏伽德罗常数是一个固定数值,和千克等单位没关系,因此用阿伏伽德罗常数来定义摩尔,就更加精确和科学了。现在科学家需要做的事情是,精确地测量阿伏伽德罗常数的数值。

开尔文新定义甩掉了水

温度的国际单位制是开尔文(K),热力学温标以开尔文为单位,目前的规定是,水的三相点温度为273.16K。所谓三相点,说的是某种物质的气相、液相、固相共存的一个温度和压强的数值。比如对于水来说,水蒸气、液态水和固态冰能够在273.16K(0.01℃)及611.73Pa的环境条件下共存,因此273.16K就是水的三相点温度。

开尔文的这个定义不涉及其他基本单位,理论上看,似乎没什么问题,但是水的三相点温度很接近0℃,用这个开尔文定义来确定超低温和超高温时,要精确测量非常难,因为会受到水的物理化学性质的影响,水中含有微量的杂质或结构略有变化,就会改变测量值。根据这个标准来衡量各种物质的温度时,在遇到超高温或超低温时,都难以进行精确地测量。

看来要精确定义开尔文,就得抛弃水这个因素。今后,开尔文将用波尔兹曼常数来定义。波尔兹曼常数(KB)是一个与温度、能量有关的物理常量,1KB=1.3806515×10-23J/K。如果用它来定义开尔文,就不必依赖具体物质,比如水的性质来定义了。

当然了,与摩尔的新定义类似,开尔文的数值也取决于精确测量波尔兹曼常数。上段所写的数值是中国计量科学院的研究人员最近测量的数据,他们还在努力工作,希望能够得到更精确的波尔兹曼常数,到时候开尔文也将更加精确。

安培新定义甩掉了导线

学过中学物理的人对于安培这个电流单位并不陌生,目前国际单位制中安培的定义其实还是19世纪传下来的——真空中相距1米的两根无限长且圆截面可忽略的平行导线内通过一恒定电流,当两导线每米长度之间产生的力等于2×10-7牛顿时,则规定导线中通过的电流为1安培。

这个古老的安培定义有什么问题?聪明的读者也许猜到了,这个定义依赖于具体的东西——导线。而且从定义看,与精确度要求越来越高的科学研究相比,这种测量实在是太粗枝大叶了,“圆截面可忽略”这简直是和精确测量对着干,导线的几何形状也会影响对安培的测量精度。

量子力学的含义篇2

论文摘要:将量子化学原理及方法引入材料科学、能源以及生物大分子体系研究领域中无疑将从更高的理论起点来认识微观尺度上的各种参数、性能和规律,这将对材料科学、能源以及生物大分子体系的发展有着重要的意义。

量子化学是将量子力学的原理应用到化学中而产生的一门学科,经过化学家们的努力,量子化学理论和计算方法在近几十年来取得了很大的发展,在定性和定量地阐明许多分子、原子和电子尺度级问题上已经受到足够的重视。目前,量子化学已被广泛应用于化学的各个分支以及生物、医药、材料、环境、能源、军事等领域,取得了丰富的理论成果,并对实际工作起到了很好的指导作用。本文仅对量子化学原理及方法在材料、能源和生物大分子体系研究领域做一简要介绍。

一、在材料科学中的应用

(一)在建筑材料方面的应用

水泥是重要的建筑材料之一。1993年,计算量子化学开始广泛地应用于许多水泥熟料矿物和水化产物体系的研究中,解决了很多实际问题。

钙矾石相是许多水泥品种的主要水化产物相之一,它对水泥石的强度起着关键作用。程新等[1,2]在假设材料的力学强度决定于化学键强度的前提下,研究了几种钙矾石相力学强度的大小差异。计算发现,含ca钙矾石、含ba钙矾石和含sr钙矾石的al-o键级基本一致,而含sr钙矾石、含ba钙矾石中的sr,ba原子键级与sr-o,ba-o共价键级都分别大于含ca钙矾石中的ca原子键级和ca-o共价键级,由此认为,含sr、ba硫铝酸盐的胶凝强度高于硫铝酸钙的胶凝强度[3]。

将量子化学理论与方法引入水泥化学领域,是一门前景广阔的研究课题,它将有助于人们直接将分子的微观结构与宏观性能联系起来,也为水泥材料的设计提供了一条新的途径[3]。

(二)在金属及合金材料方面的应用

过渡金属(fe、co、ni)中氢杂质的超精细场和电子结构,通过量子化学计算表明,含有杂质石原子的磁矩要降低,这与实验结果非常一致。闵新民等[4]通过量子化学方法研究了镧系三氟化物。结果表明,在lnf3中ln原子轨道参与成键的次序是:d>f>p>s,其结合能计算值与实验值定性趋势一致。此方法还广泛用于金属氧化物固体的电子结构及光谱的计算[5]。再比如说,nbo2是一个在810℃具有相变的物质(由金红石型变成四方体心),其高温相的nbo2的电子结构和光谱也是通过量子化学方法进行的计算和讨论,并通过计算指出它和低温nbo2及其等电子化合物vo2在性质方面存在的差异[6]。

量子化学方法因其精确度高,计算机时少而广泛应用于材料科学中,并取得了许多有意义的结果。随着量子化学方法的不断完善,同时由于电子计算机的飞速发展和普及,量子化学在材料科学中的应用范围将不断得到拓展,将为材料科学的发展提供一条非常有意义的途径[5]。

二、在能源研究中的应用

(一)在煤裂解的反应机理和动力学性质方面的应用

煤是重要的能源之一。近年来随着量子化学理论的发展和量子化学计算方法以及计算技术的进步,量子化学方法对于深入探索煤的结构和反应性之间的关系成为可能。

量子化学计算在研究煤的模型分子裂解反应机理和预测反应方向方面有许多成功的例子,如低级芳香烃作为碳/碳复合材料碳前驱体热解机理方面的研究已经取得了比较明确的研究结果。由化学知识对所研究的低级芳香烃设想可能的自由基裂解路径,由guassian98程序中的半经验方法uam1、在uhf/3-21g*水平的从头计算方法和考虑了电子相关效应的密度泛函ub3lyp/3-21g*方法对设计路径的热力学和动力学进行了计算。由理论计算方法所得到的主反应路径、热力学变量和表观活化能等结果与实验数据对比有较好的一致性,对煤热解的量子化学基础的研究有重要意义[7]。

(二)在锂离子电池研究中的应用

锂离子二次电池因为具有电容量大、工作电压高、循环寿命长、安全可靠、无记忆效应、重量轻等优点,被人们称之为“最有前途的化学电源”,被广泛应用于便携式电器等小型设备,并已开始向电动汽车、军用潜水艇、飞机、航空等领域发展。

锂离子电池又称摇椅型电池,电池的工作过程实际上是li+离子在正负两电极之间来回嵌入和脱嵌的过程。因此,深入锂的嵌入-脱嵌机理对进一步改善锂离子电池的性能至关重要。ago等[8]用半经验分子轨道法以c32h14作为模型碳结构研究了锂原子在碳层间的插入反应。认为锂最有可能掺杂在碳环中心的上方位置。ago等[9]用abinitio分子轨道法对掺锂的芳香族碳化合物的研究表明,随着锂含量的增加,锂的离子性减少,预示在较高的掺锂状态下有可能存在一种li-c和具有共价性的li-li的混合物。satoru等[10]用分子轨道计算法,对低结晶度的炭素材料的掺锂反应进行了研究,研究表明,锂优先插入到石墨层间反应,然后掺杂在石墨层中不同部位里[11]。

随着人们对材料晶体结构的进一步认识和计算机水平的更高发展,相信量子化学原理在锂离子电池中的应用领域会更广泛、更深入、更具指导性。

三、在生物大分子体系研究中的应用

生物大分子体系的量子化学计算一直是一个具有挑战性的研究领域,尤其是生物大分子体系的理论研究具有重要意义。由于量子化学可以在分子、电子水平上对体系进行精细的理论研究,是其它理论研究方法所难以替代的。因此要深入理解有关酶的催化作用、基因的复制与突变、药物与受体之间的识别与结合过程及作用方式等,都很有必要运用量子化学的方法对这些生物大分子体系进行研究。毫无疑问,这种研究可以帮助人们有目的地调控酶的催化作用,甚至可以有目的地修饰酶的结构、设计并合成人工酶;可以揭示遗传与变异的奥秘,进而调控基因的复制与突变,使之造福于人类;可以根据药物与受体的结合过程和作用特点设计高效低毒的新药等等,可见运用量子化学的手段来研究生命现象是十分有意义的。

综上所述,我们可以看出在材料、能源以及生物大分子体系研究中,量子化学发挥了重要的作用。在近十几年来,由于电子计算机的飞速发展和普及,量子化学计算变得更加迅速和方便。可以预言,在不久的将来,量子化学将在更广泛的领域发挥更加重要的作用。

参考文献:

[1]程新.[学位论文].武汉:武汉工业大学材料科学与工程学院,1994

[2]程新,冯修吉.武汉工业大学学报,1995,17(4):12

[3]李北星,程新.建筑材料学报,1999,2(2):147

[4]闵新民,沈尔忠,江元生等.化学学报,1990,48(10):973

[5]程新,陈亚明.山东建材学院学报,1994,8(2):1

[6]闵新民.化学学报,1992,50(5):449

[7]王宝俊,张玉贵,秦育红等.煤炭转化,2003,26(1):1

[8]agoh,nagatak,yoshizawak,etal.bull.chem.soc.jpn.,1997,70:1717

[9]agoh,katom,yaharaak.etal.journaloftheelectrochemicalsociety,1999,146(4):1262

量子力学的含义篇3

论文关键词:听力教学,合作原则,会话含义,语用能力,交际

听力是英语专业基础阶段的主干课程之一,也是学生获得语言输入的主要途径之一。结合听力理解的本质特征,在英语听力教学中,理解会话含义是个复杂的过程,关系到是否真正理解讲话人的意图,因此在英语听力教学中重视会话含义,帮助学生最大限度地扫除听力理解过程中的障碍,帮助学生提高听力理解能力。

一.合作原则与会话含义

Grice认为会话双方之所以能够进行交流是因为都遵守一些基本原则,这些原则使双方在会话中互相配合,以达到互相理解的目的,这就是合作原则。合作原则是关于人们怎样使用语言的理论,解决了语义学中无法解决的问题,具有

极大的解释力。它包括四条准则:数量准则、质量准则、关系准则和方式准则。Grice注意到人们在实际会话中常常不遵守这些准则,有时故意违反某些准则,这就使得听话者要通过说话者话语的字面意义推测出话语的真正意义。

1)数量准则(QuantityMaxim)

该准则要求话语应包含交谈中所需要的信息,而且又不超出所需要的信息。

例1.A:Where’veyoubeen?

B:Out.

B的回答过于简单。他故意违反数量准则,想让对方感到他不愿意详细作答,隐含着我去哪里与你无关”、别多管闲事”等意思。

2).质量准则(QualityMaxim):努力使你所说的话是真实的。

a)不要说自知是虚假的话;

b)不要说缺乏足够证据的话。

例2:W:WhatdoyouthinkofRose?

M:Sheisabutterfly.

从表面上看语用能力,女士说Rose是只蝴蝶核心期刊目录。实际上,这是一个隐喻,女士并非说Rose是只蝴蝶,而是喻指他的举动轻浮如同蝴蝶.可见会话中出现的某些修辞手段,是对质准则的违反。

3).关联(RelationMaxim):要求话语内容要切题,要有关联。

例3:w:Tom,Canyougobackhomethedayaftertomorrow?

M:Therailroadworkersareonstrike.

Q:Whatdoesthemanmean?

从对话中,我们知道这位男士并没直接告诉女士后天能否回家,而是说了一句表面上似乎毫无关系的话作为回应,这时此男士故意违反了关联准则。只是说道路工人正在罢工,从而让这位女士不能确定何时回家的结论。

4).方式(MannerMaxim):要求说话要简要、有序,避免歧义,避免晦涩的词语。

例4:M:Let’sgetthekidssomething

W:OK.but1voteI-C—E—C—R—E—A—M.

从对话中:我们知道男士要给孩子们拿些吃的,女士建议冰激凌,可是为了不引起孩子们的哄动,她用了一个政治用语vote,同时把这个单词一个字母一个字母地读出来,目的是不愿让在场的孩子们听到冰激凌哭着喊着要冰激凌,可见女士违反了方式准则,即违反了避免晦涩的原则。

但是,在日常会话中,人们并不是都严格遵守这些准则,直白的告诉对方某事,而是间接地、以兜圈子的方式来表达自己的意图,让对方设法领会说话人的深一层意义,这时听话者仍必须认为说话者仍然是合作的。听话者必须超越话语

的字面意思根据语境进行分析,设法推断说话者所说话的隐含意义,Grice称这种暗藏的意思为会话含义”ConversationalImplicature)。说话者违背这些准则的目的在于传递比字面意思更多的意思。因此,为了理解说话者的真实意图,听者不仅要考虑话语的字面意思,更重要的是要及时捕捉到话语的隐含意思,这样才能保证交际的顺利进行。

二.会话含义理论在英语听力教学中的运用

在英语听力教学中,理解会话含义是一个复杂的认知过程。正确理解话语的会话含义关系到是否真正理解讲话人话语的真实意图,这也是长期来困扰中国学生的难题。我们常发现学生掌握了大量的词汇、语法结构,语音、语调亦相当正确,但在实际运用英语,特别是同英美人交谈语用能力,弄懂对方话语的意思时困难很大。学生听到的往往是话语的字面意义,而不知道话语的真正含义。随着我国外语教学越来越重视语言的功能教学,重视培养学生实际运用语言的能力,会话含义理论对于改进英语听力的教学具有重要的意义。

众所周知,理解会话含义是一个复杂的认知过程,涉及到诸多技巧与能力。在英语听力教学中,听力理解是一个复杂的心理对意义的构建,是一个积极地对声学符号进行分析、筛选、组合、记忆释义、储存、预测的过程”(李冬梅,2002:30)。听者要动用大量的已有知识,积极主动地对接受到的目标语言进行分析、判断、理解和筛选,从而在原有知识的基础上获得新的信息。会话含义的语用推理对英语听力教学非常有帮助,这在听力会话理解中尤为明显。例5,W:Doyouthinkyourbosswillexpectyoutoworklateagaintonight?

M:Doesthesuncomeupintheeast?

例6.M:Wouldyouliketojoinustoseetheacrobatics?

F:Ihavealreadymyhandsfullwiththeprojectreport.

例5中的男士出于礼貌原则的要求而违反了合作原则,用疑问的方式回答女士的问题,其隐含的意思就是当然了,那还用问。”因而是肯定的回话。而例6中的女士,出于同样的原因,违反了合作原则而来表达一种委婉的拒绝。学生在作这种间接的肯定或否定回话判断时,特别容易出错。其原因就是没有掌握表层意思和深层意思之间存在的关联性,因而无法很快从字面意思推导出其中的言外之意核心期刊目录。

通过以上例子,我们清楚地发现会话含义在听力教学中在成功解读说话者真实意图方面起着举足轻重的作用,因此,教师要尽量为学生营造真实的语言环境,培养和增强学生的语感。让他们感受到什么是地道的表达方式,多借助多媒体,网络,语音实验室等先进工具;教师在课常上应有意识地将会话含义理论引入听力教学中.培养学生能够依赖一定语境和语用知识进行语用推理,对所接收的语言信息做出准确无误的判断、分析和理解,明确话语的真实含义,从而提高听力的理解能力;补充文化背景知识,扫除学生因风俗习惯差异引起的听力理解障碍。语言是一符号系统,当作用于文化的时候,它是文化信息的容器和载体。因此,话语意义的理解在很大程度上依赖于对文化传统和风俗习惯的理解。在听力教学中,由于谈话双方在价值观、世界观、文化背景、社会习俗和行为方式等方面的差异,会话含义常常成为跨文化交际中的一个障碍;第三,从教学方式来看语用能力,应该坚持小班授课,课堂上采用role—play,group-discussion,story--retelling等一些互动性强的教学手段为学生创造良好的氛围,使他们认识到听与说在实际生活中是融为一体的。只有听说能力的协调发展,我们才会更好的去体会说话者的真实意图。此外,听力课堂上要进行口语练习,听只是语言的输入。语言的合理运用还离不开语言的输出。所以听力课堂不能只是学生听录音做练习,教师对答案。而是应该让学生围绕所听的材料口头回答问题.发表见解,模拟对话等,这样才能提高理解会话含义的能力。巩固提高理解会话含义的能力。我们强调在听力教学中引导学生进行关联和推理,应重视学生同时在口语中运用关联和推理,学会运用合作原则和礼貌原则,并使之条理化、系统化和内在化。

三.结束语

对合作原则进行有意的违反,这正是语言的妙用,因此,在英语教学中教师要向学生讲解有关会话含义的理论,引导学生理解对话双方因违反合作原则而产生的会话含义,在听懂语言的表层结构的基础上推断话语的真正含义,帮助学生提高听力理解水平。

参考文献

[1]Brown,C.&Yule,C.DiscourseAnalysis[M].CUP,1983.

[2]Grice,H.P.logicandConversation[A].InCole,P.&J.L.Morgan(ed.).SyntaxandSemantics3[C].NewYork:AcademicPress,1975.

[3]Leech,G.PrinciplesofPragmatics[M].LondonLongman,1993.

[4]Levinson,S.C.Pragmatics[M].CUP,1983.

[5]Sperber,D.&Wilson,D.Relevance:CommunicationandCognition[M].Oxford:Blackwell,1995.

[6]何自然.语用学与英语学习[M].上海:上海外语教育出版社,1995.

[7]熊学亮.认知语用学概论[M].上海:上海外语教育出版社,2000.

量子力学的含义篇4

,可以有以下三种回答:

(1a)三天。

(1b)都三天了

(1C)才三天。

(1a)表达的是客观量,不含有说话人对于“三天”这个量的大小的主观评价意义。(1b)和(1c)表达的是主

观量:(1b)表示说话人认为“三天”这个量相当大(主观大量),(1c)表示说话人认为“三天”这个量相当小

(主观小量)。主观量中也包含有对量的客观叙述,所以主观量与客观量的区别仅在于是否同时含有对量的大

小的主观评价意义。例如,对于(1a),只能从客观量上去反驳:

(2a)不到三天。/不只三天。

对于(1b)和(1c),不仅可以从客观量上去反驳,还可以从主观量上去反驳:

(2b)三天不算多。

(2c)三天不算少。

总之,上述几种量的对立关系如下所示:

客观量(不含主观评价)

主观量(含主观评价)主观大量(评价为大)

主观小量(评价为小)

1.2.对量的大小的主观评价因人而异,因事而异。例如:

(3a)他一百斤都挑得起。

(3b)他两百斤都挑不起。

作为客观量,一百斤小于两百斤。但在(3)里,“一百斤”是主观大量,“两百斤”是主观小量。对量的

大小的主观评价,涉及说话人,受话人、当事人(如(3)里的“他”)、事件以及语境等诸多困素。比方说,(

3a)是为了证明当事人不是一个文弱书生,(3b)是为了证明当事人并非一位大力士,如此等等。

1.3主观量表达的是说话人对量的大小的主观评价;但是,已经表达出来的量是不是主观量,是主观大量

还是主观小量,就不再取决于说话人自已的判断了,而应能从言语的形式特征上寻找到客观依据。例如,(1a)

的说话人也许在自已心里对“三天”这个量的大小有一主观评价,但他出于某种考虑不愿意暴露自已的情绪,

而宁愿作冷静的、客观的叙述。既然如此,我们就只能说(1a)是客观量。另一方面,(1c)的说话人也许是用反

语来表示不满,他内心认为干的时间太长。但从形式上判断,(1c)只能是主观小量。类似地,(3a)的说话人内

心可以认为“一百斤”是个小的量,他说出(3a)的用意是讽刺那位自吹为大力士的“他”;但从形式上判断,

(3a)只能是主观大量。在这个基础之上,我们尽可以进一步讨论人物分析和反语之类的修辞问题。

1.4.以上我们只从意义方面对主观量这一概念作了初步的说明,意义离不开形式,如果不讲形式,那么对

意义的说明也是相当粗糙的。例如,比较下列每组句子:

(1b)都三天了。

(4)都大学生了。

(1c)才三天。

(5)才开始呢。

(4)和(5)都不含数量词。尽管如此,我们仍能体会出其中所含的量的观念。比方说,“大学生”是关于知

识水平和教养程度的量,说话人认为这个量相当大;“开始”是关于事件发展阶段的量,说话人认为这个量相

当小。对这一类量的大小的主观评价也可以因人而异,因事而异,例如:

(6)才大学生呢。

(7)都开始了。(1)

(6)里的“大学生”被评价为一个小的量,可以设想,说话人言外之意是希望当事人(比如是说话人自已

)将来要读博士学位。(7)里的“开始”被评价为一个大的量,说话人显然认为某事(特定的)到达开始阶段

时,其发展状况已相当可观。

那么,(4─7)所表达的是不是主观量呢?此时我们有两种选择:第一,扩大“量”,的概念,认为非数量

词也可表示这种广义的“量”,第二,只认为含(或仅含,以下同)数量词的体词性短语可以表示“量”,这

种“量”的概念是狭义的。选择前者,我们可以对某些词语(如副词“都”、“才”)的语义、语法作用做出

较为概括的描写,但对“量”的定义比较困难,不够直观。选择后者,则利弊相反。考虑到本文是探讨性质的

,我们宁愿牺牲一些概括性而换取一些直观性和明确性,因而规定主观量在形式上一定是含数量词的体词性短

语。

2.1客观量在形式上也是含数量词的体词性短语。不同的是,表达主观量的体词性短语其内部或外部还有

一些特殊的形式。在普通话里,这些形式主要是句重音、副词和语气助词三种。

2.2主观量的前边或其本身还有句重音,这是主观量的最显着、最重要的形式标志。按照口语里的实际读

法,前面举的主观量的例句应写成:

(1b)都'三天了。

(Ic)才'三天。

(3a)他'一百斤都挑得起。

(3b)他'两百斤都挑不起。

以上几例是主观量本身有句重音。(2)下面的例子是主观量的前边有句重音:

(8a)'就五个人。

;(9a)'整整两个星期了。

(8a)表达主观小量,(9a)表达主观大量,句重音都在前边的副词上。(3)但也可以说成:

(8a)就'五个人。

(9a)整整'两个星期了。

意思没有改变。

2.3.仅靠句重音尚不能分辨主观大量和主观小量。分辨主观大量和主观小量时,副词起着重要的作用。例

如,“好”、“足”、“足足”、“整整”等副词是帮助表示主观大量的,“只”、“仅”、“仅仅”、“就

”等副词是帮助表示主观小量的。比较以下句子:

(10a)他在这里住了些日子。

量子力学的含义篇5

【关键词】1,2-二四基-3-羟基-4-吡啶酮(DHPO)

铝是自然界含量最丰富的金属元素。20世纪70年代以来,人们逐渐发现铝具有神经毒性,其与阿尔茨海默氏病、关岛帕金森氏痴呆综合征、透析性脑病等神经失调性疾病有关,并对造血系统及骨组织有毒性作用〔l,2〕。1,2-二甲基-3-羟基-4-吡啶酮(DHPO)是人工合成的中性小分子物质,目前已用于治疗地中海贫血患者因长期输血造成的铁中毒〔3〕。本实验以Wistar大鼠为研究对象,通过测定其肝脏中铝、锌、铜、铁、钙、镁的含量及血清中谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)的活力,探讨DHPO的排铝效果、必需元素对肝脏中是否具有促排作用及对肝脏功能的影响。

1材料与方法

1?1材料722型紫外可见分光光度计(上海精密仪器厂);THERMOELEMENTALGF95Z-M6原子吸收分光光度仪(美国热电公司);离心机(北京医用离心机厂);万分之一电子天平(ER-182,A&D)(日本Tykyo公司);仪表恒温水箱(上海跃进医疗器械厂)。三氯化铝结晶(AR)、氯化钠(AR)(广东汕头市西陇化工厂);DHPO由本课题组合成;ALT、AST、ALP试剂盒(南京建成生物工程研究所);铝、锌、铜、铁、钙、镁标准液(国家标准物质研究中心);高氯酸(GR)(上海桃浦化工厂);硝酸(GR)(上海振兴化工二厂)。

1?2实验动物健康雄性Wistar大鼠(山东大学实验动物中心),分笼饲养,自由进食及饮水。

1?3方法

1?3?1ALT、AST、ALP活力测定取Wistar大鼠30只,体重160~220g,雄性。按体重随机分为6组,每组5只,均以灌胃方式给药。阴性对照组:生理盐水1ml/d,给予4周。模型对照组:前3周给予AlCl3281.398mg/(kg·d),第4周给予生理盐水1ml/d。预防组:给予AlCl3281?398mg/(kg·d),4h后给予DHPO27?44mg/(kg·d),给药4周。低、中、高剂量组:给予AlCl3281?398mg/(kg·d)3周后,第4周分别给予DHPO13?82,27?44,54?88mg/(kg?d)。各组大鼠前3周均给药5d,间隔2d后再继续给药。最后一次给药后禁食禁水24h,断头取血,将血液收集到试管中,3500r/min离心10min,吸取上层血清于E-P管中。ALT、AST、ALP的测定按照试剂盒步骤操作。

1?3?2元素分析取肝脏0?4g左右于石英消化管内,加0?2ml高氯酸、4ml硝酸消化后测定。Zn、Cu、Fe、Ca、Mg采用火焰原子吸收分光光度法,锌的测定线为213?9nm,铜的测定线为324?8nm,铁的测定线为248?3nm,钙的测定线为422?7nm,镁的测定线为285?2nm,火焰类型均为空气-乙炔焰。Al采用石墨炉原子吸收分光光度法,测定线为309?3nm。

1?3?3大鼠体重变化从实验前一天开始记录体重变化,直至实验结束,观察药物对体重的影响。

1?4统计分析采用SAS6?0统计软件进行多样本均数比较的Dunnet-t检验。

表1ALT、AST、ALP活力的测定结果(略)

注:与阴性对照组比较,aP<0?01,bP<0.05;与模型组比较,cP<0?01

2结果

2?1血清中ALT、AST、ALP活力测定结果(表1)结果表明,各组大鼠的ALT活力差异均无统计学意义;低、中、高剂量组的AST活力显著低于模型组(P<0?01),但与阴性对照组比较,差异无统计学意义;模型组的AST活力显著高于阴性对照组(P<0?01);模型组、预防组及中、高剂量组大鼠血清ALP活力均显著高于阴性对照组(P<0?01,P<0?05),低剂量组显著低于模型组(P<0?01)。

2?2肝脏中铝、锌、铜、铁、钙、镁的含量(表2)结果显示,模型组Al含量明显高于阴性对照组(P<0?01),低、中、高剂量组均明显低于模型组(P<0?01),且含量呈下降趋势,高剂量组与阴性对照组比较差异无统计学意义;中、高剂量组大鼠肝脏中锌、铜、铁、钙、镁的含量与阴性对照组比较差异无统计学意义(P>0?05)。

2?3大鼠体重变化DHPO对大鼠体重影响,结果表明,各组大鼠的体重均呈上升趋势,且各组体重比较差异均无统计学意义。

表2铝对肝脏中元素含量的影响(略)

注:与阴性对照组比较,aP<0?01,bP<0?05;与模型组比较,cP<0?01,dP<0?05

3讨论

目前,临床上普遍采用去铁胺(DFO)治疗铁和铝过量,但其有毒副作用大、口服无效、不易合成且价格昂贵等缺点,DHPO作为新型铁离子螯合剂具有分子量小、口服易吸收且毒副作用小等优点〔4〕。根据Fe3+与A13+所带电荷相同、离子半径相近,本实验将DHPO作为新型铝螯合剂进行动物实验,研究其对荷铝大鼠肝脏中铝的促排作用,对锌、铜、铁、钙、镁含量及血清中ALT、AST、ALP活力的影响。结果显示,DHPO能显著排出大鼠肝脏中的铝。其机制可能是,铝与铁竞争运铁蛋白铁的结合部位,DHPO发挥转铁蛋白的作用,与血液中的铝结合,促进肝脏中铝动员,降低铝含量。临床上常用肝酶谱ALT、AST、ALP的活力衡量肝实质损伤程度〔5〕。本实验表明,铝可使AST活性增加,不同剂量的DHPO均可降低其活性;随着铝摄入量的增加,ALP活力显著提高,低剂量的DHPO对其活力改变具有恢复作用,中、高剂量组的活力提高说明较高剂量的DHPO也会引起ALP活力的改变。有报道显示〔6〕,A13+与ATP结合形成的A1-ATP络合物与酶结合,可改变酶的活性,DHPO能促进Al与ATP的解离,恢复酶活力。中、高剂量组的锌、铜、铁、钙、镁含量与阴性对照组比较无显著变化,说明DHPO对锌、铜、铁、钙、镁等元素在体内的动员及排出无影响,能使体内元素保持平衡。

【参考文献】

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量子力学的含义篇6

[关键词]蛙血清去蛋白提取物;脑缺血再灌注;炎症因子;抗氧化

[中图分类号]R96[文献标识码]A[文章编号]1673-7210(2013)06(a)-0019-04

本研究选择两栖类的青蛙的血液作为研究对象,是由于蛙在冬眠时血液流动虽然很缓慢甚至停滞,但不会发生凝固和栓塞现象,同时血液中的白细胞和葡萄糖含量更高[1-2],而在秋冬寒冷季节脑梗死的发病率更是明显升高,因此开展的蛙血液对脑梗死的研究有着重大的现实意义。而现阶段,国内外对于蛙血液的研究仅限于对其血液成分的分析测定,其药理药效学方面尚无研究报道。因此,本研究通过建立大鼠脑缺血再灌注损伤模型,探讨蛙血清去蛋白提取物对脑缺血再灌注损伤的保护作用及其机制,为进一步深入进行临床的研究开发和应用提供理论和实验依据。

1仪器与试药

1.1仪器

离心机(上海安亭科学仪器厂);pH计(美国ThermoElectron公司);RE-52AAB型旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂);RF-530荧光检测器(日本津岛);AA-800原子吸收分光光度计(美国PerkinElmer公司);MuhiskanMK3型酶标仪(芬兰ThermoLabsystem公司);UV-2100紫外分光光度计(上海尤尼科公司)。

1.2药品与试剂

奥德金(小牛血清去蛋白注射液,锦州奥鸿药业有限公司);丙二醛(malondialdehyde,MDA)试剂盒、超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)试剂盒、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathioneperoxidase,GSH-Px)试剂盒和考马斯亮蓝试剂盒(南京建成生物工程研究所);肿瘤坏死因子-α(tumornecrosisfactor-α,TNF-α)和白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)试剂盒(武汉博士德生物工程有限公司)。

1.3实验动物

SD大鼠,雄性,体重220~250g,由广东医学院实验动物中心提供,生产许可证号:SCXK(粤)2008-0008,使用许可证号:SYXK(粤)2008-0007。动物饲养条件:自由取食,饮用自来水,环境温度18~22℃,相对湿度40%~70%,自然照明。

2方法

2.1蛙血清去蛋白提取物的制备

取新鲜蛙血分离得到血清,加95%乙醇除去蛋白,减压除去乙醇,粗滤,加入适量胃蛋白酶和木瓜蛋白酶在特定的pH下酶解12~24h,超滤,得到蛙血清去蛋白提取物。每1mL含有固形物约50mg。

2.2动物分组及给药方式

将72只SD大鼠随机分为6组:假手术组、模型组、奥德金组(20mg/kg),蛙血清去蛋白提取物高剂量(90mg/kg)组、中剂量(30mg/kg)组和低剂量(10mg/kg)组。每组12只,雌雄各半。腹腔注射给药,假手术组和模型组给予等量生理盐水。从术前7天开始,每天1次,造模当天于手术前1h给药,再灌注后1h给药1次。假手术组大鼠无死亡,模型组、高剂量组和中剂量组造模后24h内死亡1只,奥德金组和低剂量组死亡2只。因此,各组大鼠实际入组数目为假手术组(12只)、模型组(11只)、奥德金组(10只)、蛙血清去蛋白提取物高剂量组(11只)、蛙血清去蛋白提取物中剂量组(11只)、蛙血清去蛋白提取物低剂量组(10只)。

2.3大鼠脑缺血再灌注模型制备[3]

将大鼠麻醉固定,做颈部正中切口,分离右侧颈总动脉及颈内外动脉,结扎右侧颈总动脉及颈外动脉根部,用动脉夹夹闭颈内动脉远心端,由颈总动脉近分叉处剪一小口,插入头端光滑鱼线(直径0.23mm),插入长度(18±0.5)mm,实现大脑中动脉阻塞导致脑缺血,结扎并固定线栓,逐层缝合肌肉和皮肤。2h回抽线栓,实现大脑中动脉再灌注,造模完成。假手术组仅分离血管不插线栓,其余各组均按上述手术步骤进行。大鼠清醒后立即观察其行为障碍程度,以Longa等[4]的5分法为评分标准:0分为无神经缺损症状;1分为提尾时瘫侧前肢内收,不能全伸直;2分为向瘫侧作转圈运动;3分为行走时向瘫侧倾倒;4分为不能自发行走,意识丧失。分值越高,脑损伤程度越严重。

2.4脑组织SOD、MDA、GSH-Px、TNF-α、IL-1β含量测定

于再灌注后24h将各组大鼠处死,断头取脑,取左侧大脑半球前半部,冲洗除去残血,吸干后立即精确称重。在冰浴上按1∶9加入4℃生理盐水,高速细胞粉碎机匀浆(14000r/min,30s),4000r/min离心10min,取上清液分装置于-20℃冰箱保存备用。采用化学比色法按试剂盒说明书测定SOD、MDA和GSH-Px含量。采用酶联免疫吸附法(enzymelinkedimmunosorbentassay,ELISA)按试剂盒说明书测定TNF-α和IL-1β含量。

2.5脑组织含水量和Ca2+含量测定

取右侧大脑半球,称湿重后置于90℃烤箱中烤至恒重,称干重,计算脑组织含水量:脑组织含水量=(烘干前重量-烘干后重量)/烘干前重量×100%。将烤干脑组织碾碎,精确称重,加入高氯酸(优级纯)6mL和硝酸(优级纯)1mL,12min后,加热消化,蒸干成盐状,去离子水定容,火焰原子吸收法进行脑组织Ca2+含量测定。

2.6统计学方法

采用SPSS13.0统计软件进行处理分析。所有实验数据用均数±标准差(x±s)表示。神经功能缺损评分用Wilcoxon法秩和检验,多组间比较用单因素方差分析,两两比较方差齐时用LSD检验,方差不齐时用Dunnett'sT3检验。以P<0.05表示差异有统计学意义。

3结果

3.1各组大鼠脑缺血再灌注损伤神经行为评分比较

脑缺血2h再灌注24h后大鼠神经功能缺损主要表现为左前肢屈曲,肌张力降低,侧推阻力降低,活动减少,向左侧追尾转圈,伴或不伴有右侧Horner征。假手术组没有神经功能缺损。与模型组相比,蛙血清去蛋白提取物高、中剂量组神经损伤程度明显改善,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1各组大鼠脑缺血再灌注损伤神经行为评分(分,x±s)

注:与模型组比较,*P<0.05,**P<0.01;“-”表示无数据

3.2各组大鼠脑组织SOD、MDA和GSH-Px含量的比较

模型组大鼠脑组织SOD和GSH-Px含量明显降低,MDA含量明显升高,假手术组与其比较差异有统计学意义(P<0.01)。蛙血清去蛋白提取物高、中剂量能升高脑缺血再灌注损伤大鼠脑组织的SOD、GSH-Px含量和降低MDA含量,且存在一定的量效关系,与模型组比较差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

3.3各组大鼠脑组织TNF-α和IL-1β含量的比较

模型组大鼠脑组织TNF-α和IL-1β含量明显升高,假手术组与其比较差异有高度统计学意义(P<0.01)。蛙血清去蛋白提取物高、中剂量能降低脑缺血再灌注损伤大鼠脑组织的TNF-α和IL-1β含量,且存在一定的量效关系,与模型组比较差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

3.4各组大鼠脑组织含水量和Ca2+含量的比较

模型组大鼠脑组织含水量和Ca2+含量明显增加,假手术组与其比较差异有高度统计学意义(P<0.01)。蛙血清去蛋白提取物高、中剂量能显著降低模型组大鼠脑组织含水量和Ca2+含量,且存在一定的量效关系,与模型组比较差异有统计学意义(P<0.05)。见表4。

4讨论

脑缺血再灌注损伤是一个十分复杂的病理生理过程,包括许多环节和层次,如细胞内钙超载、氧化应激、炎性反应等,这些损伤机制在细胞的坏死和凋亡的发生机制中扮演了十分重要的角色[5]。

氧化应激是脑缺血再灌注后组织损伤的主要原因之一,特别是氧自由基学说在其中占有重要地位[6]。脑缺血再灌注后自由基的连锁级联反应触发,大量的氧自由基产生释放,攻击膜蛋白质,核酸及生物膜上的不饱和脂肪酸,参与脂质过氧化过程,产生脂质过氧化物,造成细胞损伤。MDA是脂质过氧化产物,可直接反映细胞受自由基攻击的严重程度。而SOD、GSH-Px是两种能有效清除体内单线态氧、超氧阴离子、羟自由基等多种自由基的抗氧化酶,其含量的高低反映了机体清除氧自由基的能力[7]。

在脑缺血再灌注损伤的炎性反应方面,损伤区的内皮细胞、神经元、星形胶质细胞和小胶质细胞及血管周围炎症细胞被激活,释放TNF-α和IL-1β而触发炎性反应,随后释放趋化因子白细胞介素-6和白细胞介素-8,这些细胞因子与其他炎性代谢产物共同促使白细胞释放大量蛋白水解酶、氧自由基和其他效应分子,这是造成脑损伤的重要病理机制之一,所以,TNF-α和IL-1β作为炎性反应的起始因子,在脑缺血再灌注损伤中具有重要作用[8],检测其含量对衡量脑缺血再灌注损伤有着重要意义。

缺血组织恢复血供后使细胞内Ca2+含量显著增高,并引起细胞损伤的现象称为钙超载[9]。脑缺血再灌注后细胞内Ca2+超载参与了细胞凋亡的诱导,是缺血性神经元凋亡的最后共同通路[10]。细胞内Ca2+的异常积聚激活了一系列细胞内事件,如激活钙依赖性酶类的酶促反应、自由基的形成、线粒体膜降解及功能紊乱、细胞色素C和凋亡诱导因子的释放等,最终导致细胞不可逆性凋亡。因此,测定用药后脑组织细胞内Ca2+的含量,对阐明药物保护脑细胞的作用机制非常重要。

脑水肿是脑缺血再灌注损伤的基本病理变化,是由于脑内微血管结构发生改变,毛细血管通透性增加,脑实质内过多液体的异常积聚,可导致神经细胞出现不可逆损害,是脑梗后非常严重的并发症之一[11],脑含水量的测定是反映脑组织损伤的一个重要指标[12]。

本研究结果表明,蛙血清去蛋白提取物能明显减轻脑水肿,升高SOD和GSH-Px含量(P<0.05),降低脑组织MDA、TNF-α、IL-1β和Ca2+含量(P<0.05),中剂量组的保护作用与奥德金组相似,高剂量组的保护作用更胜奥德金组,说明一定范围内存在着量效关系,应用高剂量的蛙血清去蛋白提取物能更好的保护脑缺血再灌注损伤。其机制是通过提高抗氧化能力、抑制炎症起始因子、阻滞Ca2+超载等多种途径抑制细胞凋亡,实现对脑缺血再灌注损伤的保护作用。

蛙血清去蛋白提取物是一种成分较复杂的混合物,有研究表明,动物血清去蛋白提取物的活性药理成分是磷酸肌醇寡糖和小分子激活肽[13],且磷酸肌醇寡糖的浓度与动物血清去蛋白提取物活性成正相关关系[14-16],因此,笔者推测蛙血清去蛋白提取物主要有效成分是其中所含有的小分子多肽类物质,但其具体活性成分仍有待进一步检测。

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