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关键词:实验动物学;生物医学;动物模型
1实验动物学在国内外发展现状
由于生物动物学得天独厚的优势,很多多家都早早进行了这方面的研究。英国、美国、日本、法国分别在47、50、53、56年成立生物学研究方向中心。联合国教科文组织与生物科学协会以及医疗科学国际组织联合在1956年成立了国际实验动物委员会,现今已经有45个国家参与。在这些国家努力下,实验动物学的发展十分迅速,甚至早早就设立了独立的科学研究部门。研究实验动物学的部门也越发建立起法律、法规逐步完善教育、管理、科研。这样的有组织的发展,促进了有关生物学的各方面发展。美、日等国家更是专门设立了大规模独立的研究,用于发展生物实验。时间来到近些年,很多国家为了加强实验动物学的发展,都设立的专门的大学来培养人才。医学院、兽医院和很多综合性的大学也孕育而生,为了培养专业的人才,学校都设有高水平、大规模、先进性的设备确保实验中心的研究工作。动物保护协会在动物实验中也提出:Replacement(替代)、Reduc-tion(减少)、Refinement(优化)这三个宗旨。提出实验中尽可能少地使用动物,如果能另寻它法最好。善待动,物对实验动物饲养和管理尽量以最佳条件,使动物实验的设计、操作达到最佳的方案。我国实验动物学的发展近况:我国实验动物研究学起步较晚,1918年元北平中央防疫处刚开始用小白鼠进行防疫试验。20世纪30年代,几个大城市少数的科研单位开始进行小规模的实验饲养。在解放后实验动物工作才算正式发展起来,20世纪50年代为预防各大传染病我国在各地建立起研究单位,并开始大规模的饲养繁殖。1982年我国科委主持召开全国首次实验动物科技的会议,正式将实验动物科技加入规划,先后建立起4个国家级实验动物中心。1987年成立了中国实验动物学会。1988国家科委经国务院批准,颁布了《实验动物管理条例》。1994年国家技术监督局了实验动物的国家标准,从此我国的生物实验动物开始走上了科学、标准的轨道。目前,我国科学工作者在实验动物学方面的研究做了大量工作,当然也取得了很大成就。实验动物的管理条例也愈发成熟,各级省、市、自治区都成立了实验动物管理机构。并各大医学院校设立了实验动物学课程,一些院校还设立了实验动物专业,并且招收硕士、博士研究生。中国政府和日本合作开设中国实验动物培训中心,培训出了大批良好的人才。我国培训这些人才,都为实验动物科学的发展起到了至关重要的作用。据1995年不完全统计,全国生产大鼠、小鼠、豚鼠、兔、犬、猴、地鼠、猪、SPF鸡等实验动物约900万只。在数量上大部分地区基本可以满足科技工作的需要,实验动物的生产已开始向企业化、商品化、社会化方向发展。
2动物模型的优越性
2.1避免在人身上进行实验带来的风险
临床试验是最有效果知道试验结果的医学方式,但是临床上外伤、中毒等试验研究是十分有难度的。还有急性和慢性呼吸系统疾病等不可能在人身上反复试验的。因此动物可以作为人类的试验者,在工作人员反复研究下可以反复观察试验体的情况进行研究。克服人类在研究中遇到的伦理和社会限制问题,试验中可能为了试验需要损伤动物器官或处死动物。
2.2可以严格控制实验条件
临床上很多疾病是复杂的,就来一个换有肾脏疾病的病人来说,他也同时患有心脏病或肺脏疾病。即使患有同样疾病的两个人也会因自身的特点年龄、性别、体重、健康状态等等原因疾病的发展而产生千差地别的影响。而动物就能克制这些因素的发生,各方面的因素甚至湿度、温度、私聊方面都能严格控制。无论是在营养学、卫生学、肿瘤学、环境等方面,同一时期内很难在人身上取得一定数量的定性疾病材料。动物模型不仅仅在数量上可以得到满足,而且还可以通过投服一定剂量的药物或移植。
2.3有利于全面认识疾病的本质
临床研究多会有局限性,病原体的感染会应为动物的不同而表现出不同的特点。通过人畜感染患病比较研究,可以研究出同一病原体对不同机体带来各种损害、不良反应。从中工作人员能发现某种疾病的本质,有利于解释在人体上的病历变化。动物疾病模型的另一个成效的用途:能仔细观察环境或遗传因素对疾病发生后的发展情况,对于全面地认识疾病本质有重要意义。
3结论
在初中物理教学中,无论是教师演示实验还是学生分组实验经常有失败现象甚至是事故发生.究其原因,有的是实验仪器准备不当,没有考虑器材的适用条件;有的是实验条件或因素考虑不周,照搬书本理所当然地进行实验;有的是实验操作方法不够熟练,教师在课前未做充分演练;有的是设备故障或遇到偶发事件,实验无法继续进行等等.遇到实验失败,是遮掩搪塞或一带而过,还是抓住时机分析失败原因,是课堂教学中经常遇到的问题.
在课堂宝贵的45分钟时间内,实验的失败经常会让师生感到沮丧.但是,换个角度看待问题,则可以将课堂教学的“失败”之处转变为成功之处,从而朝着有利于物理教学的方向发展.
1 以失败原因为契机,帮助学生突破知识难点
学生实验时,教师习惯于给学生做好前期准备工作,强调注意事项,让学生顺着教师的“意图”进行实验,从而节省时间,便于得出结论.殊不知,这样做很可能把一些本该需要突破的教学难点给忽略了,没有充分利用好实验机会.所以,针对一些知识难点,教师可以设置一些失败实验为教学契机,帮助学生巩固、加深理解物理知识.
例如,在“探究凸透镜成像的规律”时,选好透镜并将器材组装到光具座上时,要做一个关键操作:使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,然后才能进行后面的操作.但很多学生不理解这一步的重要性,为此,笔者在进行本实验教学时,有意安排了如下教学片断:让学生按教师演示的进行操作,将蜡烛、透镜、光屏从左到右依次组装在光具座上.先将蜡烛放在距离透镜较远处,调节光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的像,并注意观察像的大小、正倒.学生按要求进行实验时,有一组无论怎么移动光屏,都无法在光屏上得到像,笔者发现他们组装的仪器如图1所示,就将该组器材展示给全班学生,并与自己组的比较下,启发他们找出其中的原因.有学生认为该组的凸透镜装的太高了,而烛焰和光屏太低了,应该使三者一样高.笔者当即表扬该生的发现并请该组学生自己改进实验装置.
在探究“分析实验数据,在什么情况下可以得到倒立、等[HJ1.4mm]大的实像”时,绝大多数小组都能通过实验发现:当光屏上成倒立、等大的实像时, 可得U=V=2f.但有一组发现上述结论好像不成立,提出了异议,只见他们组装的器材如图2所示.笔者将其展示,提问这是为什么?学生议论纷纷,各抒已见,笔者顺势指出:这样放置,光具座上蜡烛到透镜的距离并不是实际的物距,实际物距应是烛焰到透镜中心的距离.经过这样的原因分析,笔者强调,实验过程中应注意使烛焰、透镜中心与光屏中心“等高、共轴”.学生终于知道了实验失败的原因所在,事实证明,学生今后对这个问题就不再只知表面不知内因了.
2 以失败现象为抓手,培养学生分析解决问题的能力
物理课程标准列出了学生必做的一些实验,而学生实验的主要目的就在于鼓励学生积极动手、动脑,体验学习科学的乐趣.特别是电学实验,学生实验的兴趣很高,但是失败的情况也很多,甚至是意想不到的.教师自己要有充分的实验知识和操作能力,在鼓励学生自己分析解决问题的同时,必要时点拨或帮助一下学生,让学生有信心继续实验.
例如在进行“测量小灯泡的功率”教学时,学生按照电路图连接好实验仪器后,闭合开关,有几组发现电灯不亮.其中有位学生马上举手说“老师,电灯怎么不亮啊”,笔者示意他先自己找找原因.有一组发现电流表和电压表均有示数,将滑动变阻器的滑片移动一段距离,但电灯就是不亮,反复检查后显得很焦急,急欲寻求帮助.这时,笔者给他们点拨,你们用的滑动变阻器是“50 Ω 1.5 A”的,滑片移动一段后,变阻器接入的阻值仍较大,使小电灯两端的电压和流过的电流都非常小,所以发现两表有示数,但小电灯就是不亮.学生再次实验后恍然大悟,更加投入后面的实验了.还有一组连好合上开关后,电表、电灯都不工作,将旋钮接线反复调试几次都失败了,甚至换了个小电灯也一样,笔者顺势提问:我们来探究下电路为什么不通?学生的兴趣立即上来了,针对器材一一分析:可能是电源坏了;可能是滑动变阻器断了;可能是开关断路;可能导线出问题了……笔者继续提问:那有什么方法来判断故障在哪呢?学生开始逐个更换电源、滑动变阻器、开关等器材,电灯还是不亮.最后笔者提示,我们有没有什么简单的方法呢?有学生提出用一根导线并联在各部件的两端,一个一个地查,终于发现是其中一根导线断了.换用另一根导线后,实验就成功了.学生经历了尝试解决问题的过程后,动手实验的积极性提高了,学到了书本没有的东西,同时也培养了学生耐心分析问题、勇于解决问题的学习能力.
3 以失败结局为教训,培养学生严谨的科学态度和科学精神
数学家华罗庚说过:失败是经常的,关键是要把每次失败作为前进的梯子,继续攀登.学生实验中,遇到失败要做到不灰心、不气馁、不放弃,要积极分析原因,不断尝试,努力培养勇于探索的科学实践精神.
例如,在“探究使用动滑轮的特点”实验中,学生将几个钩码挂在动滑轮下面后,开始测绳子自由端的拉力.有的组未将弹簧测力计调零就进行测量;有的组受前面定滑轮实验的影响,斜拉绳子向上运动等等,发现测出的数据都不能得到F=[SX(]G物+G动[]2[SX)]的结论.笔者让失败的几组研读实验要求,分析问题出现的原因,改进后重新实验,取得了较好的实验效果.类似的例子还很多,一些看似简单的实验,如果操作方法不严谨,抱着“玩”的心态操作,很容易造成实验的失败.又如在“测量小灯泡的电功率”实验中,不少学生操作太随意,经常将小灯泡烧坏,然后仍在一旁不管了,其实很多情况下他们连怎么会烧坏都稀里糊涂.教师应该及时抓住这样的机会进行教育,让学生认识到实验操作的规范性、严肃性,树立严谨的科学态度和科学素养.另外,在一些测量性实验中,教师应该教导学生遵守实验纪律,尊重实验事实,不要为了得到漂亮的结论而弄虚作假,养成实事求是的科学精神.
关键词:动物细胞;无血清培养基;实验设计
中图分类号:R-332文献标识码:A文章编号:1673-2197(2009)02-0021-03
动物细胞培养技术是当今生物工程领域中的前沿研究课题之一,无论是在基础研究还是生产实践方面都得到生物技术界的重视。随着哺乳动物细胞培养规模的扩大和生物药物需求的增长,基于细胞及产品特性的无血清培养基的研制已成为细胞工程领域的重要课题。无血清细胞培养技术的研究日益得到人们的重视。近年来,有关无血清培养基的研制和开发得到了迅速发展,推动了基因工程产品及产业的发展。
1 无血清培养基的优势特点及分类
细胞培养基是细胞体外培养的最重要因素。无血清培养基是继天然培养基、合成培养基之后的第三类培养基。与传统的培养基相比,无血清培养基是一种不含有动物血清或其他生物提取液,但仍可以维持细胞在体外较长时间生长、繁殖的一种培养基。无血清培养基由于其组成成分相对清楚,制备过程简单,在现代生物技术学领域得到广泛应用。无血清培养技术也是阐明细胞生长、增殖、分化及基因表达调控的基础研究问题的有力工具。
常规细胞培养基的制备方法是在基础培养基中添加相应量的血清或组织提取物,其中最常用于培养基的血清是一种组分很不明确的混合物。所以常规血清细胞培养基存在以下缺点:
(1)血清来自于动物体,其对细胞在体外培养时的主要作用是提供生长因子、激素、结合蛋白,并提供保护作用,但同时也有细胞生长抑制因子和毒性因子,所以存在潜在毒性。
(2)由于动物血清提取的局限,使其应用于培养基的价格格外昂贵。
(3)动物血清提取的局限,也给细胞培养的标准化带来困难,同时也存在细胞培养表达产品分离纯化难的问题,具有潜在的细胞毒性作用,给规模化培养细胞增加了难度[1]。
由于上述常规血清细胞培养基存在的诸多问题,促使我们改进培养方法,用无血清细胞培养基来替代。细胞工程中无血清培养技术的应用,在很大程度上可以避免含血清培养所带来的不利。无血清培养基具有以下明显的优缺点:
无血清培养基的优点:
(1)可避免血清批次间的质量变动,提高细胞培养和实验结果的重复性。
(2)避免血清对细胞的毒性作用和血清源性污染。
(3)避免血清组分对实验研究的影响。
(4)有利于体外培养细胞的分化。
(5)可提高产品的表达水平并使细胞产品易于纯化。
缺点:
(1)细胞在无血清培养基中易受某些机械因素和化学因素的影响,培养基的保存和应用不如传统的合成培养基方便。
(2)成本较高。
(3)针对性很强,一种无血清培养基仅适合某一类细胞的培养。
发展无血清培养基,除了开发化学合成培养基外,也可以寻找适当的具有类似于血清功能的生物分子来替代血清。目前,无血清培养基的研究有两个方向:一是培养基中不含有任何动物来源的添加组分;二是培养基中不含有不明确的添加组分。依次可以将当前应用较多的无血清培养基归纳为以下4种:
(1)无血清培养基。此为一般意义上的无血清培养基,是由各类可替代血清功能的生物材料配制成的细胞培养基,如牛血清白蛋白(BSA)、转铁蛋白、胰岛素等生物大分子物质,以及从血清中提取的去除蛋白质的混合脂类以及水解蛋白等。其特点是培养基中的蛋白含量较高,添加物质的化学成分不明确,其中含有大量的动物来源蛋白[2]。
(2)无动物来源培养基。许多商业公司开发的无动物来源培养基是基于生产重组药物的安全考虑,培养基中的添加组分无动物来源,需要的蛋白来源于重组蛋白或者蛋白水解物,这些组分可以保障细胞生长及增殖的需要。
(3)无动物蛋白培养基。培养基完全不用动物来源的蛋白,但仍有部分添加物是来源于植物蛋白的水解片段或合成多肽片段等其他衍生物。此类培养基组分相对稳定,但必须添加类固醇激素和脂类前体,并且对培养的细胞是高度特异性的[3]。
(4)化学组分限定培养基[4,5]。此类培养基是目前最安全、最为理想的培养基,首先可以保证培养基批次间的一致性,其中所添加的少量动物来源的蛋白水解物、蛋白都是成分明确的组份。其特点是培养基的性质明确,有利于进行细胞培养的代谢研究,同时分离纯化也比较方便。
2 无血清培养基的实验研究
无血清培养基是不需要添加血清就可以维持细胞在体外较长时间生长繁殖的合成培养基。但是它们可能包含个别蛋白或大量蛋白组分。虽然基础培养基加少量血清所配制的完全培养基可以满足大部分细胞培养的要求,但对有些实验却不适合,如观察一种生长因子对某种细胞的作用,这时需要排除其他生长因子的干扰作用,而血清中可能含有各种生长因子;又如需要测定某种细胞在培养过程中分泌某种物质(抗体、生长因子)的能力;或者要大规模的培养某种细胞,以获得它们的分泌产物。
2.1 无血清培养基的基本配方
基本成分为基础培养基及添加组分两大部分。用于生物制药和疫苗生产的细胞在体外培养时,多数呈贴壁生长或兼性贴壁生长;而当其在无血清、无蛋白培养基中生长时,由于缺乏血清中的各种粘附贴壁因子如纤粘连蛋白、层粘连蛋白、胶原、玻表粘连蛋白,细胞往往以悬浮形式生长。
2.2 添加组分
2.2.1 促贴壁物质
许多细胞必须贴壁才能生长,这种情况下无血清培养基中一定要添加促贴壁和扩展因子,一般为细胞外基质,如纤连蛋白、层粘连蛋白等。它们还是重要的分裂素以及维持正常细胞功能的分化因子,对许多细胞的繁殖和分化,起着重要作用。纤连蛋白主要促进来自中胚层细胞的贴壁与分化,这些细胞包括成纤维细胞、肉瘤细胞、粒细胞、肾上皮细胞、肾上腺皮质细胞、CHO细胞、成肌细胞等。
2.2.2 促生长因子及激素
针对不同细胞添加不同的生长因子。激素也是刺激细胞生长、维持细胞功能的重要物质,有些激素是许多细胞必不可少的,如胰岛素。
2.2.3 酶抑制剂
培养贴壁生长的细胞,需要用胰酶消化传代,在无血清培养基中酶抑制剂必不可少,以终止酶的消化作用,达到保护细胞的目的。最常用的是大豆胰酶抑制剂。
2.2.4 结合蛋白和转运蛋白
常见如转铁蛋白和牛血清白蛋白。牛血清白蛋白的添加比较大,可增加培养基的粘度,保护细胞免受机械损伤。许多旋转式培养的无血清培养基都含有牛血清白蛋白。
2.2.5 微量元素
硒是最常见的微量元素。
2.3 使用方法
目前,血清仍是动物细胞培养中最基本的添加物,尤其是在原代培养或者细胞生长状况不良时,常常会先使用有血清的培养液进行培养,待细胞生长旺盛以后,再换成无血清培养液。细胞转入无血清培养基培养要有一个适应过程,一般要逐步降低血清浓度,从10%减少到5%,3%、1%,直至无血清培养。在降低过程中要注意观察细胞形态是否发生变化,是否有部分细胞死亡,存活细胞是否还保持原有的功能和生物学特性等。在实验后这些细胞一般不再继续保留,很少有细胞能够长期培养于无血清培养基而不发生改变的。细胞转入无血清培养之前,要留有种子细胞,种子细胞按常规培养于含血清的培养基中,以保证细胞的特性不发生变化。
为了使细胞适应无血清培养,关键是使所培养细胞处于如下状况:
(1)处于对数生长中期;
(2)>90%活细胞率;
(3)适应时以较高的起始细胞接种。
细胞适应无血清培养基的方法:
直接适应――细胞从添加血清的培养基转换到无血清培养基(SFM)中。
一些类型细胞可直接从包含血清的培养基适应无血清培养基。对于直接适应,接种细胞密度应该:2.5×105-3.5×105细胞/mL。当细胞密度达到1×106-3×106细胞/mL时,传代培养细胞。当细胞密度在培养4~7天后达到2×106~4×106细胞/mL时,细胞完全适应了无血清培养基。每隔3~5天,当细胞密度达到1×106~3×106细胞/mL,细胞活率在90%时,贮备的适应了无血清培养基的细胞培养物应该再次传代培养。
连续适应――分好几步把细胞从添加血清的培养基转换到无血清培养基(SFM)中,与直接适应相比较,连续适应趋向对于细胞更加温和一些。
(1)以2倍正常接种密度接种生长活跃的细胞培养物到75%有血清培养基-25%SFM混合培养基中,传代培养。
(2)当细胞密度>5×105细胞/mL时,以2×105~3×105细胞/mL细胞密度,在有血清培养基:SFM为50∶50的混合培养基中传代培养。
(3)以2×106~3×106细胞/ml细胞密度,25%有血清培养基和75%SFM中传代培养。
(4)当细胞密度达到1×106~3×106细胞/mL(接种后4~6天),在100%SFM培养基中传代培养。
(5)每隔3~5天,当细胞密度达到1×106~3×106细胞/mL,细胞活率在90%时,贮备的适应了无血清培养基的细胞培养物应该再次传代培养。
建议备份前一次混合培养的培养物,直到每一次细胞适应了新的混合培养基。每一次减少血清前,可能需要在SFM/有血清混合培养基中进行几次传代。
在适应过程中,最好不要让细胞生长过度。这将增加选择亚群的可能性。需要注意,与有血清培养基相比,大部分SFM包含非常少的蛋白质,因而更易于受外界因素的影响。
细胞培养适应替代血清:许多细胞利用连续适应方法能很好的适应,用包含FBS的培养基和包含有替代血清的培养基1∶1(v∶v)的混合培养基培养细胞。通过下列的混合培养基的方式,连续几代减少当前培养基的量:从1∶2到1∶4再到1∶16直至100%替代培养基。每次适应改变血清比例时,传代细胞2~3次。
培养直接从FBS转换到替代血清。一开始就使用相同于FBS的浓度的替代物或血清,生长的延迟可能会发生,允许进行2~3次的传代,使生长率恢复到以前的水平。
特别需要强调的是:配制无血清培养液必须使用高质量的水,如石英玻璃蒸馏器经3次蒸馏或超纯水净化装置制备的水。因为无血清培养基缺乏血清中天然成分未中和毒素、保护细胞的大分子,既便水中的有毒物质含量甚微,也可能对细胞产生致死性损害。这是无血清培养能否成功的关键因素之一。
3 结语
动物细胞无血清培养基的研究方法运用了基因组技术、蛋白质组技术、代谢工程技术、计量分析方法等。另外,有关无血清培养基在线数据库的建立也方便了相关信息的检索与分析[6],为无血清培养基的设计提供了更多的信息。
随着重组蛋白、单克隆抗体及病毒疫苗需求量的加大,将会有更多的科学方法运用到细胞培养基的设计与研究中[7]。新一代动物细胞无血清培养基将具有“无血清、无蛋白、无动物来源、成分确定”的特性,同时在功能上属于安全、通用的高效培养基,这种细胞无血清培养基在细胞工程领域中将会得到广泛应用。
参考文献:
[1] Even M S,Sandusky C B,Barnard N D. Serum-free hydridoma culture:ethical,scientific and safety considerations[J]. Trends in Biotechnology,2006,24(3):105-108.
[2] Keen M J,Rapson N T. Development of a serum-free culture medium for the large scale production of recombinant protein from a Chinese hamster ovary cell line[J]. Cytotechnology,1995,17 (3) :153-163.
[3] Schroder M, Matischak K, Friedl P. Serum-and protein-free media formulations for the Chinese hamster ovary cell line DUKXB11[J]. Journal of Biotechnology,2004, 108 (3): 179-292.
[4] Hesse F, Wanger R. Developments and improvements in the manufacturing of human therapeutics with mammalian cell cultures[J]. Trends Biotechnology,2000, 18 (4): 173-180.
[5] Chen Z L, Iding K, Lutkemeyer D, et al. A low-cost chemically defined protein free medium for a recombinant CHO cell line producing prothrombin[J]. Biotechnology Letters,2000, 22 (10): 837-841.
关键词:分散油污染砂砾原油污染砂砾水头高度释放
中图分类号:F407.7 文献标识码:A
随着海上石油开采业和运输业发展,溢油泄漏事故不断,石油污染成为海洋环境的一个严重问题。漂浮在海面上的石油通过扩散、溶解以及漂移等作用能对社会和海洋生态环境等造成巨大的危害。喷洒分散剂[1]是控制溢油海面污染一种常用的方法。它减少溢油表面与海水间的表面张力,使溢油迅速乳化分散到水中。但使用分散剂后形成的化学分散油会在风和海浪作用下迁移至岸边,污染海岸 [2]。
本文通过沙柱模拟试验,研究分散油污染砂砾在海水作用下的动态释油规律。
1材料与方法
实验材料
(1)海水与砂砾:海水由蒸馏水与海水素配制(盐度为30‰)而成。砂砾取自青岛市汇泉湾沙质海岸,用32目与60目的筛网截留(粒径为0.25~0.56mm),使用前用酸浸泡。
(2)油品:实验模拟污染用油为原油,取自青岛石化厂。其参数如表1所示。
表1 原油参数
品名 密度(20℃ g/cm3) 运动粘度(20℃ mm2/s) API值
原油 0.987 86.55 11.9
(3)分散剂:经中国海事局认可的常规型分散剂。
(4)分散油污砂砾的制备:称取砂砾500g于干净烧杯中,将5g轻质原油与1g分散剂(溢油量的20%)预先混溶后倒入此烧杯中,搅拌均匀并风干后密闭保存。其污染砂砾含油量为5.02mg/L。
(5)原油污染砂砾的制备:称取砂砾500g于干净烧杯中,将5g轻质原油与100ml石油醚预先混溶后倒入此烧杯中,搅拌均匀并风干后密闭保存。其污染砂砾含油量为5.02mg/L。
实验仪器与药品
仪器:FA2004N型电子天平;OIL400系列红外分光测油仪;KH5200超声清洗器;PY-150振荡器。
药品:四氯化碳(AR);无水硫酸钠。
实验装置
设计实验装置高为500mm,内径为32mm的有机玻璃柱。在玻璃柱下端铺100mm厚的大颗粒石英砂(使用前高温加热1h,去除有机质)承托层,再装入分散油污砂砾,填装高度为30cm,再覆盖10mm厚的石英砂,如图1。
图1 实验装置图
实验方法
水中石油含量测定:用四氯化碳振荡萃取两次后在红外测油仪下测定。
砂砾含油量测定:采用超声波2次萃取法提取砂砾中的石油[3]。
砂砾的含油量:
(1)
式中:C—砂砾中油含量(mg/kg);Ci-红外测油仪测定的含油量(mg/L);V-四氯化碳的定容体积(ml);W-砂砾重量(g)。
石油的释放率:
(2)
式中:S—油类的释放率;C0—砂砾初始含油量(mg/kg);Ct—某时刻砂砾的含油量(mg/kg)。
2实验结果与讨论
2.1化学分散油污染砂砾在沙柱中释放规律的初步研究
实验分为两组,分别为实验组和对照组。按上述图1装两根柱。实验组中装入化学分散油污砂砾,对照组为原油污染砂砾,都用清洁海水进行淋滤,水头高度为10cm。定时测下部出水中油的浓度,实验结束后,在沙柱同一剖面不同深度处(0,10,20,30cm)取砂砾,分析砂砾中残留油的含量,结果见图2和表2。
图2 油类动态释放过程曲线
表2不同深度处砂砾中油的残留量
由图2知,两组沙柱中油的释放过程都是先快速后慢速:前10h时,下降的速度较快,随着时间的延长,释放速度减缓,22h后,出水油的浓度基本稳定,且实验组出水油的浓度大于对照组中的。
由表2知,同一根沙柱不同深度处砂砾中油的残留量差别不大,实验组中平均含油量为3330mg/kg,可算出油的平均释放率为33.67%;对照组中平均含油量为4577mg/kg,其释放率为8.82%。则分散油污染砂砾中油的释放率大于原油污染砂砾中油的释放率。
这可能是因为:原油是大分子疏水粘性物质,在水中的溶解度很小且比水轻,传质效率比较低,造成其释放率较低。而化学分散油污染砂砾中含有分散剂,分散剂的憎水基团吸附在原油表面,亲水基团则伸向水中,这就使原油表面由疏水性转化为亲水性的,从而降低了油与海水之间的界面能,使原油的粘度减小,有利于油类在海水中的释放。
2.2不同水头高度下分散油污染砂砾释放规律的研究
为了研究不同水头高度下分散油染砂砾的释放规律,按图1方法装三根柱,并用清洁海水进行淋滤,水头高度分别为3、5、10cm。定时测下部出水中油的浓度,实验结束后,在沙柱同一剖面不同深度处(0,10,20,30cm)取砂样,分析砂砾中残留油的含量,结果见图3和表3。
图3水头高度的不同对油释放的影响
表3不同水头高度作用下砂砾中油的残留量
由图3知,水头高度不影响砂砾中分散油动态释放过程,仅对其释放浓度有所影响。当时间相同时,沙柱下部出水中油的浓度随着水头高度的增大而增大;此外,在释放的初始阶段,水头高度越大其下部出水中油的浓度越大,释放速率也越大。
由表3知,当水头高度分别为3、5、10cm时,分散油污染砂砾中残留油的平均含量分别4357、4029、3330mg/kg,其对应油的释放量为663、991、1690mg/kg,释放率为13.21%、19.24%、33.67%。
Hunt[4]等人认为释放速率KN有以下关系式:
(3)
式中,U为达西速率,D为扩散系数,dN为油滴直径,N为油滴数。水头高度的增加,则速率U增大,水与油类接触碰撞剧烈,增大了分子之间的碰撞频率,降低油水表面张力,提高了扩散系数D,同时使dN 减小,因此,释放速率KN增大,则其释放量增加。所以,水头高度的增大能使油的释放量增加。
3结论
通过上述研究可以得出以下结论:
(1)分散油污染砂砾中油的释放率(33.67%)大于原油污染砂砾中油的释放率(8.82%)。
(2)高作用水头能促进分散油污染砂砾的释放。水头高度分别为3,5,10cm时,其释放率分别为13.21%、19.24%、33.67%。
参 考 文 献:
[1]夏文香,林海涛,李金成,等.分散剂在溢油污染控制中的应用.环境污染治理技术与设备,2004,5(7):39-41.
[2]张海萍,王辉.不同海面状况海洋石油污染处理方法优化配置.海洋技术,2006,25(3):1-6.
【关键词】 右心室训练; 左心衰竭; 绵羊模型;病理形态
Pathological observation of experiment on right ventricle training after failed left ventricle
【Abstract】 Objective To observe the changes of heart pathology on pressure trained right ventricle after failed left ventricle.Methods In this study, 14 sheep were used.We first built a left heart failure model through the ligation of the left coronary artery. Then we went on to build a model for the pressure trained overloaded right ventricle. Echocardiogram, hemodynamic measure and pathological examination were utilized in the experiment.Results A reliable left heart failure model in sheep using choice ligation of the left anterior descending coronary artery and its diagonal branch. The pathological study suggested that myocardial cells of the right ventricle was hypertrophy.Conclusion This study preliminary proved that pressure trained right ventricle may adapt high pressure after failed left ventricle, and has a good foreground on it.
【Key words】 right ventricle training; left heart failure;sheep model; pathomorphology
心力衰竭是各种心脏疾病的终末阶段,严重危害人类的健康和生命。在心力衰竭中尤其以左心室衰竭为著,且预后严重,死亡率高。心力衰竭诊断后5年生存率在30%~40%[1]。因此,为了有效地寻找一条治疗左心衰竭的新方法解决临床疑难问题。我们建立了动物模型,在左心衰竭的情况下,增加右心后负荷,以训练右室。并对该模型进行了超声、血液动力学及病理形态学研究。
1 材料与方法
1.1 动物模型与分组 采用雄性绵羊14只,年龄1~1.5岁,体重27~40kg,随机分为两组,对照组(n=7),单纯造成左心室梗死;实验组(n=7),训练右心室。主要实验过程,将绵羊静脉诱导麻醉后,开胸结扎冠状动脉(冠脉)前降支,5min后开放阻断的冠脉,在血液动力学指标平稳后,再次阻断上述冠脉,造成左心室心肌梗死模型。手术7天后,再次开胸行右心室加压法制备压力负荷性右心室肥厚模型,同时监测主动脉收缩压和右心室收缩压,使右心室收缩压逐渐由20mmHg升高到40mmHg , 最终使两者压力接衡。1周后,处死动物取心脏标本做病理检查。
1.2 心肌肥厚测定 去除心房后,称全心湿重(THW),然后从心尖部开始每隔1cm厚横切,观察、测量左心梗死面积。将两心室分离,分别称重左、右室(LVW 、RVW),并测量其厚度。
1.3 组织切片染色及形态学测量 分别取左、右心室前壁各1块,10%中尔马林固定,石蜡包埋,切片厚3~4μm,分别做HE和PTH染色,使用OLYMPUS显微镜在HE染色切片随机测量50个横截面心肌细胞(TDM),取均值。
1.4 统计学分析 使用SPSS11.0,采用配对t检验,所有数据采用平均值±标准差(x±s)表示。
2 结果
2.1 收缩压 经右心室加压后,主动脉收缩压略下降,右心室收缩压由40mmHg逐渐上升,于第4天时两者压力平衡,后略有升高。右心室收缩压(RVSP)与主动脉收缩压(ASP) 时间曲线见图1。
2.2 模型病理学检查,大体标本及组织学观察 显示左心室心肌梗死 (图2)。经过训练的右心室壁增厚,HE染色心肌组织切片(图3),可见心肌细胞肥大,细胞核浓染,形状不规则,间质水肿,纤维组织增多,心内膜轻度纤维性增厚。经测量,实验组心肌细胞横径(TDM)与对照组比较差异有非常显著性,P<0.001。结果见表1 。
表1 绵羊心肌细胞横径(TDM)测定 (略)
注:与对照组比较,P<0.001
3 讨论
心力衰竭可以由压力超负荷、容量超负荷、心肌缺血、心脏快速起搏和各种因素引起的心肌病变所致[2]。心衰的患病率在中老年人中是1%~2%,65岁以上增至1%~3%,75岁以上达到5%~10%。心力衰竭病因有多种,由冠心病引起的心衰占67%[3],其中多数伴有高血压史。瓣膜病引起的占10%。由心肌病为起因的占20%,其中以扩张型心肌病为主。死亡原因40%是猝死,40%是心衰恶化,20%是其他原因。因目前所使用的各种心衰辅助方法(心衰辅助装置、全人工心脏、动力性心肌成形、心脏移植)都有一定局限性,而最好的生存率是心脏移植,但因供体的严重缺乏,手术后的排斥反应,限制了心脏移植的大规模临床应用。在心血管疾病研究中,动物模型被广泛用于左心衰的发病机制和药物治疗研究。羊的心脏在解剖结构、心脏血管分布和心脏/体重比积方面与人的很相似。绵羊冠状动脉结扎造成心肌梗死的大动物模型,被认为是与临床最紧密的模型[4]。在实验手术中,我们观察到结扎冠脉前降支后左心室前侧壁变色,心肌运动减弱,血液动力学监测动脉血压、心排出量降低。心电图显示ST段上移。超声心动图显示模型左心室梗死区心室运动明显减弱、消失。冠脉结扎1周后,病理检查证实,心梗面积可达20%~25%。因此,通过这种方法可以得到一个稳定的心衰模型。我们在左心衰模型的基础上研究右心室压力超负荷功能训练,是为了解右心室是否可以适应高压环境。本研究采用Noel 应用的肺动脉环缩法来实现右心室压力超负荷[5],有文献报道,在肺动脉环缩后96h右心室就能够肥厚[6],肺动脉环缩6天后右心室心肌细胞直径增大,右心室壁厚度和胶原纤维增加[7]。本实验结果表明, 右心压力训练的动物模型,大体和组织学显示右心室壁有所增厚,心肌细胞肥大,TDM值明显高于对照组。细胞核形不规则并增大浓染,间质水肿,纤维组织增多。而对照组细胞核呈杆状。实验表明,在左心衰竭状态下,增加右室压力可以降低左心室充盈压,对左心衰竭能够起一定保护作用,右心室可以耐受一定的急性压力负荷,并形成代偿性心肌肥厚。但应注意过大的右室急性压力负荷会导致动物死亡。
【参考文献】
1 Mancini DM, Wilson JK, Bolinger L, et al. In vivo magnetic resonance spectroscopy measurement of deoxymyoglobin with heart failure. Circulation,1994,90:500.
一、通过趣味新奇的演示实验,激发学生的好奇心,从而激发学生学习物理的兴趣
在教学中要注意充分利用实验效果,激发学生的学习兴趣。在教学中可根据需要在一节课的不同时刻使用演示实验,尤其是课前演示实验对提高学生学习兴趣尤为重要。如:在授《大气压》一节时,可在装满水的矿泉水瓶口用乒乓球堵住倒立过来,发现水并不流出。这是乒乓球也不下落,使学生确认大气压的存在。接着让学生在大试管中装满水,把小试管插入大试管的水中,然后倒立过来发现小试管上升,大试管中的水流出。这是为什么呢?大气压作用的结果。然后再让两个学生做马德堡半球实验,使他们感觉到巨大的大气压力,这样就会使学生对这节课感兴趣、印象深、记得牢。又如在讲《浮力的利用》时可以在引入新课时做这样一个简单的演示实验:将一根筷子先后放入纯水和浓盐水的试管中,并对浸入的深度不同做一对比。对此实验可先在学生感到惊讶的时候提出问题:这根筷子的重力没有发生变化,前后两次浸入的深度不同说明了什么?然后启发学生利用阿基米德原理知识分析、解答。这样既调动了学生的学习兴趣,又为即将要讲的“当船从海里开到河里时是上浮还是下沉”的问题埋下了伏笔,使其理解起来更容易。
二、做好物理小实验,激发学生学习物理的兴趣
教师在重视做好演示实验的同时,还应关注物理小实验,它同样能充分调动学生的学习兴趣,培养学生的动手能力。另外,小实验对培养学生的观察能力,形成实事求是的科学态度具有不可替代的作用。如在讲“重心”问题时,教师先拿出一个形状不规则的小鸟玩具提出问题:谁能用一根手指将这个小鸟顶起来?一位同学用手指顶着小鸟的尖嘴顶起来了,老师顺势介绍了中心的作用及不规则形状物体中心的找法,最后,又鼓励学生下课后自己试试看。这样不仅大大提高了学生学习物理的兴趣,同时又满足了学生的求知欲。当然,为了给学生提供施展聪明才智的机会,教师还可以选取简单易做、饶有趣味的小实验,如“筷子提米”“蜡烛跷跷板”等让学生做。
三、通过探究实验,让学生体验探究过程的曲折和乐趣
开展探究式的教学,就是在老师的指导下,运用科学探究的方法进行学习,主动获取知识,发展科学探究的能力,养成探索未知世界的积极态度的实践活动。这种学习方式容易调动学生学习的积极性和好奇心。学生在探究过程中主动参与,乐于探究,获得亲身的体验和满足。如平面镜成像,老师先提出问题:平面镜成的像有什么特点?然后让学生猜想和假设,根据自己的猜想和假设设计实验并进行验证,最后总结归纳,得出结论。这样,让学生通过手脑并用的探究活动获得兴趣的源泉,也给学生们终身学习物理打下基础。
【关键词】高氧, 早产儿视网膜病变,视网膜新生血管,动物模型
【中图分类号】R774.1 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7484(2012)12-0023-02
早产儿视网膜病变(retinopathy of prematurity, ROP)是指新生儿视网膜血管异常增殖所致的一类疾病,是导致新生儿失明的最重要原因。[1,2]目前,该病的发病机制仍不明确。目前国内外对于ROP的最佳治疗仍局限于对阈值或阈值前病变进行光凝或冷凝,尽管如此仍有10%~15%的重症患儿最终失明[3,4]。因此,深入研究ROP的病理变化和发病机制,并采取有效措施阻断这一关键步骤,必将有利于ROP的治疗,对提高早产儿生存质量具有重要和实际的意义。同时在ROP的研究中选择一种合适的动物模型是ROP研究的重要实验基础。1994年Smith等设计的小鼠氧诱导视网膜病模型方法简单,可行性好,成功率高,因此该动物模型在ROP研究中得到了广泛的应用。本研究在此基础上,建立了氧诱导下的简单实用的ROP小鼠模型,以便进一步研究ROP的发病机制及研究其干预手段。
1 实验动物和方法
1.1 实验动物
健康C57BL/6J小鼠40只,鼠龄为7天,性别不限,与母鼠共同饲养,系清洁级动物。将无毒透明塑料箱的两端打孔,一端连接氧气,另一端连接测氧仪,两端连接处及箱盖与箱体连接处使用胶带封闭,塑料箱底铺石灰颗粒与木屑,保持容器内干燥。
1.2 实验方法
1.2.1 动物模型的建立和分组 将其分为两组:⑴高氧组⑵正常对照组,每组幼鼠数量为20只,雌雄不限。高氧组的C57BL/J6小鼠出生后第七天,将实验幼鼠及哺乳母鼠放于塑料箱中暴露于75%氧气共5天,出生后第12天将小鼠转入正常空气房间。至出生后17天将小鼠处死,行眼球病理切片及视网膜铺片。
1.2.2 病理标本制作及视网膜新生血管细胞核计数 小鼠眼球常规于眼球甲醛固定液中固定,固定48小时候,梯度乙醇脱水,二甲苯透明,浸蜡,石蜡包埋,做一系列连续切片,厚度4-6微米,任意选取不包括视的20张病理切片,在低倍镜下统计平均每张眼球切片突破视网膜内界膜而长入玻璃体内的血管内皮细胞核数。计数血管内皮细胞细胞核时仅计数与内界膜有联系的血管内皮细胞细胞核。
1.2.3 ADP酶组织化学法染色的视网膜铺片 小鼠处死后摘出眼球,置于 10%福尔马林中 12 小时,在解剖显微镜下除去角膜、晶状体、脉络膜及巩膜。用毛笔扫除玻璃体以及视网膜外层的色素上皮,将游离视网膜以视为中心放射状对称剪为4瓣,自来水冲洗 12 小时,在 37℃水浴箱中用 3%胰蛋白酶消化 7 小时,行ADP 酶组织化学法染色,封片后行光学显微镜观察结果并照相。
1.2.4 统计学分析 所有数据以统计分析软件SPSS16.0进行分析,数据以均数±标准差( x±s)表示,采用两组独立样本t检验分析方法比较各组突破视网膜内界膜的血管内皮细胞核数目。以P≤0.05为差异有显著性统计学意义。
2 结果
2.1 两组视网膜血管形态的改变 正常对照组的视网膜铺片中,视网膜血管基本成熟,视网膜血管自视盘发出,向周边呈放射状均匀分布,血管走行直,分支较少且结构清晰,周边部视网膜血管网结构清晰,可见到少量无灌注区。视网膜血管可见分深浅两层。浅层血管呈放射状分支分布,深层血管呈多角形网状形态,两层血管网状结构通过螺旋形的交通动脉互相连接。高氧组可见视盘发出的大血管管径变细,分支减少,走行僵直,视网膜中央可见大片无灌注区,视网膜血管丧失了正常的放射状结构,有大量的视网膜新生血管,血管分布紊乱、走行迂曲,周边部血管密度增高,且浅层血管网及大部分深层血管网广泛闭塞。可见血管渗漏现象。两组的视网膜血管形态有很大的不同。
2.2 视网膜血管内皮细胞核计数 正常对照组鼠龄为17天的视网膜组织切片中,内界膜清晰、连续,未发现或仅在少数切片中见到视网膜内界膜附近玻璃体内的血管内皮细胞核,平均每张切片中为1.2±0.75个。高氧组鼠视网膜组织切片中显示视网膜表面高低不平,神经节细胞层与神经纤维层出现大量新生血管,可见到较多突破内界膜的血管内皮细胞核,单独或成簇出现,有些甚至形成毛细血管腔,平均每张切片中新生血管内皮细胞核数为34.58±6.15个,与正常对照组相比,差异有非常显著的统计学意义(P
3 讨论
早产儿视网膜病变(retinopathy of prematurity, ROP)是造成婴幼儿失明的最常见疾病,据统计我国每年有2000万新生儿出生,其中早产儿发生率为10%~15%,即每年约有200~300万早产儿出生,按一般的ROP发病率估计,我国每年将有约40~60万早产儿发生不同程度的ROP,每年至少约4~6万名早产儿受到失明的威胁[5],因此ROP一直是眼科医师防盲治盲的重点课题。眼部的生理发育在胚胎早期视网膜没有血管,由玻璃体动脉供应营养。胎龄4个月时视网膜血管由视盘开始发育,逐渐向周边发展。胎龄34-36时血管发育到达鼻侧周边部分,直至40-42周,视网膜颞侧血管才发育成熟。因此,早产婴儿其周边视网膜血管尚未发育,在高氧的刺激下容易诱发新生血管的产生,这是早产儿视网膜病变的发病基础。[3]我们的临床统计发现早产儿胎龄越小,体重越轻的ROP的发病率越高。[6]目前ROP真正的发病机制还不清楚,研究认为在高浓度氧环境中促使早产儿未发育成熟的视网膜血管收缩、闭塞, 视网膜组织相对低氧, 从而引起一系列细胞因子,最主要是VEGF的分泌增加,促使异常的新生血管大量生成,导致出血即牵拉性视网膜脱离的严重并发症。
为探究ROP的发病机制和治疗方法,建立具有相似的典型病理特征并且重复性高的动物模型是保证后期研究工作结果客观可靠的前提条件。目前,国内外也有许多实验通过制作ROP鼠模型对ROP的治疗进行研究。Penn等[7]将新生鼠放在不同的氧环境中,制作视网膜新生血管的模型,以期通过类固醇达到治疗ROP的目的。Rabinowitz等[8]用43例野生型幼鼠进行研究,实验组出生后5天接触750ml/L的氧气,随后5天接触室内空气(相对缺氧),对照组从出生一直接触室内空气,从而制作出ROP动物模型。1994年Smith等[9]将7日龄的C57BL/6J小鼠先置于75%氧浓度中饲养5天,然后在空气中继续饲养,通过低分子右旋糖酐荧光素灌注法观察视网膜血管形态,以眼球病理切片中玻璃体腔内新生血管的内皮细胞核数目来定量分析新生血管程度,结果100%的小鼠在17日龄和21日龄之间出现了视网膜新生血管,从而建立了重复性好、可定量研究的氧诱导视网膜病变小鼠模型。鼠类生理性视网膜血管发育在出生后2周,新生小鼠的视网膜血管发育程度相当于孕龄为 4~5 个月的早产儿,小鼠出生后 7 天视网膜发育尚不完全,移至高氧环境中血管发生痉挛、闭塞,形成无灌注区,移至常氧条件后无灌注区发生缺血缺氧,产生新生血管,17 至 21 天后视网膜新生血管达到高峰,因此是一种成熟可靠的动物模型。基于上述特性,我们选择遗传背景一致的近交系C57BL/6J小鼠,在其出生后 7 天放置于高氧环境中,此时是小鼠的玻璃体血管基本退行,而视网膜血管发育尚未成熟,因此相对缺氧剌激后的血管增生性反应主要为视网膜血管的增生,这样可以最大限度的减少计算视网膜血管增生时的误差。动物模型成功的主要因素在于氧气浓度的稳定及持续,氧浓度过高实验动物死亡率将上升,氧浓度过低,实验动物的视网膜新生血管形成机率将减少,不利于ROP模型的建立。另外,饲养箱中保持干燥密闭,避免嘈杂,对实验动物的存活率有一定的影响。我们的实验证实,经高氧诱导后的小鼠视网膜新生血管成功建立,从视网膜铺片中可以清楚了解视网膜血管的形态和分布,组织切片也表明高氧组突破视网膜内界膜的血管内皮细胞核数远高于对照组,导致新生血管长入玻璃体,最终引起早产儿视网膜病变。
本研究中我们通过高氧诱导小鼠视网膜产生新生血管,其发育的生理过程与早产胎儿相似,产生了类似于ROP病变的表现,为进一步研究ROP的发病机制和治疗奠定了实验基础,通过此方法可以得到存活率高,稳定性及重复性好的ROP实验动物模型。
参考文献:
[1] 唐松 张国明 黄丽娜等。1区急进性早产儿视网膜病变的临床特征及治疗。中华眼底病杂志,2008;24(1):58-59页
[2] Rekha S, Battu RR. Retinopathy of prematurity: incidence and risk factors. Indian J Pediatr, 1996, 33: 999-1003.
[3] 黄丽娜,张国明,吴本清.早产儿视网膜病变.广州: 广东科技出版社,2007.
[4] 张国明, 曾键, 黄丽娜, 等. 深圳早产儿视网膜病变筛查结果分析. 中华眼底病杂志, 2008; 24(1): 38-40.
[5] 北京早产儿视网膜病变流行病学调查组.北京早产儿视网膜病变筛查和高危因素分析.中华眼底病杂志, 2008; 24(1): 30-34.
[6] 罗亮,唐松,吴本清,等。早产儿视网膜病变筛查情况分析。实用医学杂志, 2008(14): 2479-2481
[7] Penn JS,Rajaratnam VS,Collier RJ,et al.The effect of an angiostatic steroid on neovascularization in a rat model of retinopathy of prematurity.Ivest Ophthalmol Vis Sci 2001;42(1):283-290
[8] Rabinowitz R,Kate G,Rosner M,er al.The effect of thalidomide on neovascularization in a mouse model of retinopathy of prematurity.Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 2008;246(6):843-848
[9] Smith LE,Wesolowski E,Mclellan A,et al.Oxygen-induced retinopathy in the mouse. Ivest Ophthalmol Vis Sci 19941;35:101-111
关键词:高中物理;课堂教学;有效互动
高中物理课堂教学中的师生有效互动指的是在课堂教学的过程中,教师通过精心的教学设计,采用合适的教学手段让学生积极主动地参与课堂活动,并与教师积极沟通交流,从而获得知识与技能,进而培养学生的学习能力,激发学生的创新精神与实践能力,从而促进学生的发展。
一、合理设计物理情境,加强师生互动
良好的学习情境不仅可以激发学生的学习兴趣,开发学生的思维,还能挖掘学生的学习潜力,使其在学习过程中能够积极动脑思考,与教师积极互动,从而使得学习效率得以提高。在传统的课堂教学中,教师只注重知识的讲授,而忽视了学生的学习兴趣,学生在课堂学习的过程中难以发挥主体性。而利用多媒体进行辅助教学,设计物理情境,能够直观地将教学内容呈现给学生,有效调动学生学习的积极性,进而活跃课堂气氛,提高教学效率。
如,在学习“机械能守恒定律”时,我利用多媒体先给学生播放了一段“过山车”的视频,学生立刻被热烈又惊险的气氛鼓舞,在渲染了课堂气氛后,我与学生进行沟通:谁坐过过山车?过山车向上走、向下走时你们有什么感觉?学生积极主动地分享自己的经历,那些没有坐过过山车的学生则充满惊奇地看着其他同学讲述自己的经历。然后我为学生设计了这样的问题:过山车开动时有什么能量转化呢?它是怎样转化的呢?为什么下降的时候速度比较快呢?然后我让学生以小组为单位进行讨论,学生热烈讨论之后,得出了结论,即动能和重力势能可以相互转化,并且在转化的过程中动能和重力势能之和,即机械能保持不变。通过这样的课堂学习,学生很容易就掌握了知识。
通过设计合理的物理情境,引出课堂学习的内容,师生进行有效互动,不但让学生深刻地理解了机械能守恒定律,还使师生之间的关系变得融洽,进而有助于学生进行高效的课堂学习,课堂教学取得了事半功倍的效果。
二、巧妙利用实验教学,借助实验来促进互动
物理实验是物理教学中的重点内容,随着新课程标准的实施,其在物理教学中占的比重也越来越大。由于物理实验具有科学性与直观性的特点,它能将学生不理解的抽象物理知识用实际的现象展现出来,因此教师要巧妙地利用物理实验促进师生的有效互动,以培养学生的发散性思维与动手操作的能力,促进学生多方面的发展。
比如,在做“研究匀变速直线运动”这个实验时,为了加强与学生的互动,激发学生的思维,我在给学生介绍打点计时器的工作原理以及该实验原理后,便先让学生自主设计实验过程,然后让学生在课堂上交流自己的想法,我对其进行指导。在基本确定了实验步骤后,再让学生进行实验,并且在学生进行实验的过程中,我对其操作不当的地方进行指导,让学生在操作时明确实验的注意事项。实验完毕后,我让学生交流自己做实验的体会,很多学生都说出实验过程中应该注意的问题,并且学生在接下来的课后作业也取得了不错的练习效果。
这样的实验教学使学生的学习效率得到了有效提高,通过教师的引导,学生的学习积极性也明显提高。由此可见,有效的师生互动,是提高课堂教学质量的主要方法之一。
三、提出一些发散性与互动性强的问题
高中物理不仅知识点多而杂,很多物理问题都具有发散性,这就促使教师在教学过程中要开发学生的思维,使其能够在物理学习中做到举一反三,进而促进自身能力的发展。要实现师生的有效互动,教师要在课堂上把握时机,提出具有高度发散性的问题,让每一位学生都参与到话题中,让学生在互动的过程中感受到物理学习的乐趣。
比如,我在引入光学的时候,首先让学生列举一些生活中的光,学生都踊跃举手发言,说出了各种答案,如彩虹、阳光、星光、萤火虫、水母、灯光等。多种多样的答案有效发散了学生的思维,使学生感觉到了物理学习的趣味性。并且,有效的师生互动使学生不再对物理学习产生畏惧心理,增强了学生学好物理的信心与希望。
由于物理是一门自然学科,其知识具有高度的科学性,很多学生学习起来都会觉得复杂难懂,那么教师就要与学生积极互动,让学生在课堂学习中增强信心,从生活中的现象出发,让学生体会到物理知识的普遍存在,从而培养学生在生活中发现物理、学习物理知识的习惯。
总之,在高中物理课堂进行师生的有效互动是构建高效课堂的基础。要实现师生的有效互动,教师就要不断提高自身的专业素质,更新自己的教育理念,与学生建立良好的师生关系。在课堂教学中要结合教学的内容,根据学生的性格特点与学习特点,采取合适的教学方法,进而提高课堂教学的质量,促进学生的全面发展。
参考文献:
关键词:建立真实有效行动的重要性;对行动的掌握;实践中的所感
中图分类号:J712 文献标识码:A 文章编号:1005-5312(2013)02-0121-01
一、舞台表演实践过程中建立真实有效行动的重要性
平时我们在生活中的行动是自然而真实的,往往无意识的行动是人对主观外界各因素本能做出的心理和机体反应,而人们有意识的行动则是在人有意识支配下为实现一定目的产生的行为。而表演中的行动,不是现实生活中此时此刻地发生的真实事件,演员在舞台是虚构,而生活中毕竟是现实的。所以如果演员想要自己的作品被更多观众所接受,那么他就必须要遵循人类天性的自然规律真实的流露,而不是违背违规律去“挤情感”、“演情绪”、“演状态”,模仿这些情感的外在形式。如果能唤起自己的愿望(意识)然后自然的行动起来,这时在行动的过程中,情感会不招而至,真实的流露。所以在舞台表演的实践过程中建立真实有效的行动是非常重要的。
二、谈谈自己对行动的掌握
从学习的第一堂表演课到现在进行的表演课教学,我对行动的认识从书本上的理论讲述到表演实践一步步从认知到理解最后逐渐掌握的,我认为要掌握行动,首先就要真正的知道和理解行动的三要素:1、做什么(任务)2、为什么(目的)3、怎么做(适应)。
做什么:就是指行动的任务,就是此时此刻要做什么?因为人们的行动是在一定任务的推动下完成的,任务是行动的依据,同时又推动着动作,不同的任务将产生各自不同的行动。如果一个演员能抓住任务,那么她就具备了真实行动的基础。
为什么:是行动要达到的目的,所有的行动肯定是有特定的目的的,行动的目的不同,行动的具体内容与方式也相应不同.做事的目的不同行动会不同,行动时的心情、心理状态、以及动作的节奏进行方式也就不同了。
怎么做:是行动完成的主要内容及方式,要去完成任务(做什么)必须要采取具体的行动与方式,而这又必须根据行动的目的(为什么),同时规定情境还限制了做的方式(怎么做),由于情境的不同,人物关系的不同,那么最后导致了不同的行动内容和方式。最后具体的怎么做还必须依据人物的性格,例如:我在“2007长沙慈善晚会”中的小品《二月正春分》中扮演了一名失学青年的父亲,父亲患有重病,当父亲得知自己的儿子放弃学业去广州打工时,他执意要儿子回学校上课,儿子却不愿听从父亲的话,并告诉父亲自己看见了一张父亲住院的通知书,想给父亲省下钱治病,父亲这时挺着身体拍了拍胸口“我有什么病,我不是好好的吗?”说完忍不住就咳了几声,当儿子上前扶住父亲时父亲一把推开了儿子:“说,你今天无论如何得给我滚回学校去上课”,儿子顶了一句“我不去”,父亲拿起扫帚准备打时,儿子跪下了,这时父亲无言了,渐渐放下了手中的扫帚,走到了一旁蹲了下来,流出了眼泪……而要换成是不同性格的父亲,我想那么父子俩出现的任务肯定会出现不同的形态。
所以演员在创作中一定要抓住“怎么做”这一核心,因为“做什么”“为什么”往往是剧本给予的,而“怎么做”却是考验一个演员的综合素质,这一点我深有体会,同时在以后要讲的“性格化”也是通过“怎么做”来实现的,可以说一个演员要掌握了怎么做,那么他就具备了进一步掌握行动的基础。
当然,我并不是说掌握了行动的三要素就会行动了,这还涉及到更广泛的因素,行动与规定情境。
具体地说规定情境分:外部规定情境,是剧本的事实和事件、情节、故事、时代背景、地点、生活环境和人物关系等,还有内部规定情境它是:剧作家提供角色的精神生活的内部情境取决于外部情境和其他人的相互关系.
同时外部规定情况包括三个方面的内容:1、人物所处的环境、时间、地点(包括时代背景,风俗民俗等)。2、过去与现在发生的事件。3、人与人之间的关系。
引言
进入移动互联网时代,游客的需求是什么?是体验,极致的体验。想象一下这样的画面:游客走M一家旅游公司的门店咨询旅游路线,订购出行机票。那是十几年前常见的旅游服务场景了。如今的大多游客,出行前是用电脑或者手机,查看旅游攻略,游记,搜索比对,制定行程,然后预订交通住宿景区门票等。出游过程中依照实际情况随时无线网络搜索搞定一切。行程中,手机地图会带他到达目的地。
在移动互联时代,手机上网不容易找到的商家,对游客来说几乎等同于不存在。游客的痛点在于信息的杂乱,难于提取有效的个人需求信息。对于移动旅游,商家如何才能做好体验度满足个性化需求呢?
一、移动互联时代的顾客获取
移动互联网时代是否到来?移动互联网的迅速发展及应用人群的不断增长,使得手机成为了游客的旅游行程实时助手。根据《2014 年中国出境旅游年度报告》,中国的自由行市场正处于高速发展中,大约70% 的旅客以自由行方式出境旅行。《2014年中国在线旅游概览》的数据显示:77% 的中国旅客使用移动设备搜索在线旅游服务。消费者越来越倾向使用移动端设备搜索旅游信息,其中机票、酒店和旅行社是主要搜索内容。据易观智库、百度旅游、百度大数据联合的《2015中国自由行市场研究报告》数据显示,截止到2015年,中国在线旅游交易市场规模已达4237.2亿元,互联网渗透率突破10%。同时,“80后”和“90后”成为在线旅游市场的主力军。业内人士表示,随着移动端和互联网技术的不断创新,未来在线旅游市场交易规模将不断扩大。
作为去过近30个国家的旅游达人、北京景行技术有限公司CEO刘波坚信移动互联网智慧旅行的时代已经来临。他认为,中国旅游者正在迅速从跟团游向自由行、从周边游到出境游、从低频次出行向高频旅游消费转型,从线下、PC网站预订向手机移动端转型,从提前规划到说走就走、在行程中预订目的地服务,从满足预订功能到追求服务、社交、情感互动转型。
移动互联时代如何有效获取顾客?要让顾客容易找到你。有顾客在的地方,旅游从业者都应该存在。移动互联的数字化时代,一定要让顾客容易找到你,否则你们公司(品牌、服务、产品)就没有存在感。该有的公众号一定得有,该做的APP要做,该入住的手机地图,视频网站,游戏网站都不能少。目的是实现基于顾客地理位置的实时服务,及时沟通,时时互动。移动互联网使得旅游服务的应用场景大大扩展。提供个性化定制、随时随地的旅行帮助等都蕴含着许多旅行创新机会。
二、回归顾客基本需求
旅游市场上,大多数旅游社提供的旅游路线产品、旅游服务同质化严重。解决办法在于提供差异化产品及服务。可是差异化只是意味着某种独一无二的产品吗?那样的差异化能持久吗?充分竞争的旅游市场想要实现差异化已经很难。因此,许多旅游公司求助于网络营销(微博营销,微信营销等等)、品牌广告、明星代言、套餐产品、团购产品以及非常规思考。然而,比起多年前,游客的满意度并未见提高。
这是为什么呢?因为,太多的所谓差异化,对游客来说并不重要。不讲求实际的顾客服务,无法满足顾客需求。消费升级时代背景下,讲求极致的顾客体验。许多公司采取的差异化战略已经背离顾客的实际需求。顾客并不在意公司品牌及产品的细微差别。游客真正想要的是可靠的产品,方便快捷的服务,合理的价格。然而,大多数公司却一直未能满足顾客的这些最基本的需求。
要讲求实际,回到顾客最基本的需求上来。关键不在于独特的销售方式,而在于“基本需求”,例如良好的服务、快速的响应,高质量的产品等等,关键是要坚持不懈地提升顾客体验,而且要比竞争对手做得更好。
三、案例――新加坡旅游局数字化提升
面对网络和移动服务日趋成熟的中国消费者,新加坡旅游局所全面建立的在线及互联网合作关系,将提升他们旅程各个环节的体验――无论是吸引他们造访新加坡,或提升在新加坡旅游的体验,抑或是行程结束后分享旅途经历和感受。
新加坡旅游局表示:“近年来中国赴新加坡的自由行和自助游的游客数量在不断增长。除了规划旅程所需的信息之余,他们还希望获得即时有用的信息、导航、支付和翻译工具,来帮助他们获得更优质的自由行体验。”
新加坡旅游局局长杨汉忠表示:“移动互联网浪潮已完全改变游客选择和使用旅游产品的方式。互联网时代也凸显出我们须走在时代前端、时刻满足消费者不断变化需求的重要性。只有这样,新加坡才能始终位列消费者青睐的一流旅游目的地。以消费者为核心的旅行体验及营销是新加坡旅游业向“质量旅游”方向发展的重要驱动力。”
新加坡旅游局以消费者为核心,提升新加坡旅游行业全过程数字化服务能力,增强游客赴新旅行体验度。一系列移动互联合作的建立与实施,将持续吸引中国游客造访新加坡。中国是新加坡第二大旅客来源地。新加坡旅游局数据统计显示:2014 年前往新加坡的中国游客达到170万,创造了26亿新元的旅游收入,2015年1-8月,中国赴新游客数量达1,462,974人次,同比增长19%。
四、提升旅游服务体验的途径
(一)制定移动互联旅游战略
自由行市场高速发展中,消费者已经习惯移动搜索。打造良好的旅行体验,应当以消费者为核心,积极快速推动游客出游行前、行程中及出行后全过程的移动互联网数字化服务。在“移动互联网+旅游”理念的推动下,让顾客感受快乐出行,智慧旅游的良好体验。
(二)了解你的顾客
了解你的顾客。他们是谁,是怎样的人,他们在哪里,他们的年龄、喜好等等。理解什么是顾客真正看中的价值。发现基本的、尚未满足的顾客需求并找到适合的解决方案。
(三)拜访你的老顾客
拜访你的老顾客。传统旅游公司的旅游服务多是一次性选择,一次。当今的信息化网络化时代,有效顾客的获取成本越来越高,对旅游公司来说首先要考虑的不是撒网还是抛钩而应该是回访老顾客。老顾客的背后意味着尚未满足的需求,有待改进的服务,更意味着多频次的旅游服务,意味着顾客的家庭甚至是可连接的多个亲朋同学同事原生家庭。有什么理由不拜访老顾客呢?去倾听他们的抱怨和需求。开辟获取顾客不满意信息的渠道,并用于改进服务,提升效益。
(四)持续创新
一般情况下,人们对创新理解为技术、产品或服务的创新。事实上真正的创新远不只是单纯的研发新技术和推出新产品了。任何增加产品附加价值和富有魅力的服务活动都是有意义的创新。企业创新有三层面:一层是产品服务创新;二层是公司流程创新;三层是商业模式创新。如果企业把创新仅仅集中在产品和技术的创新上,而不关注流程和商业模式的创新,就难以把技术发明商品化和市场化,难以把技术创新转变为企业竞争力。
市场是动态变化的市场,持续创新才能适应顾客的需求。过去旅游从业者往往是“产品导向”的经营思维,简单来说就是以旅游线路旅游目的地为思考出发点。在线旅游,无线互联网时代的旅游服务要能快速掌握市场需求与消费者偏好的变化。转变“产品导向”思维为“市场导向”、“顾客导向”思维。
全世界的企业都在创新。企业想要发展壮大,就必须想出新创意、锁定新议题,据以开拓企业新的价值源泉。在既要降低成本又要实现增长的双重压力下,如果只是重复过去的做法,成果必然十分有限。
(五)追求卓越
关键词: 初中物理教学 课外实验 实验能力
实验是物理学科的基础,而实验教学则是物理教学活动的基础。在物理教学活动过程中,实验既是重要的教学内容,又是有效的教学方法和手段。与理论知识的讲授活动相比,实验活动更加直观,更容易揭示物理概念、规律,然而,实验活动对于时间和空间的要求比理论教学要高得多。以往,物理实验多由教师组织,在实验室开展,由于教学时间和实验资源的限制,实验课的开课率常常达不到要求,因此,适当开展一些课堂以外的实验活动加以补充,就成了非常有必要的事情了。通过课外实验活动,可以有效拓宽物理实验教学空间,不仅如此,课外物理实验在内容和形式上也更加丰富灵活,更容易吸引学生的兴趣、拓宽学生的思维和眼界。初中阶段是学生系统接触物理知识的起步阶段,这个阶段的学生无论是知识基础还是实验能力都十分有限,与课堂实验相比,课外实验缺少教师的引导和监管,对学生个人综合能力提出更高的要求。因此,对于教师来说,如何引导学生顺利有效地开展课外物理实验就成了一个不小的挑战。为了保证课外实验活动的质量和效果,笔者认为,初中课外实验活动的开展应当注意以下问题。
一、注意实验方法和安全教育
物理实验的顺利完成需要一定的实验方法和技巧,教师要想让学生在课外顺利地进行实验活动,就要保证学生具备一定的实验能力。因此,在日常物理教学活动中,教师要有意识地对学生进行实验方法和技巧的教育,通过语言讲解、演示实验等手段,让学生掌握基本的实验操作技能。另外,在课外实验过程中,由于没有教师的指导和监管,实验安全问题也是一个不容忽视的问题。为了保证实验目标的顺利实现和学生的人身安全,在每一次课外实验活动之前,教师都要认真做好实验安全教育,让学生尽量远离实验危险。
二、注意实验活动的小型化
初中学生在物理知识基础和实验能力方面尚处于基础阶段,再加上本身年龄较小,在开展课外实验时,如果开展的实验活动过难,内容和过程过于复杂,则在缺少教师的及时指导下,实验很难取得预期的效果,长此以往,容易打击学生独立实验的自信。因此,教师在组织学生开展课外实验的时候,尤其是刚开始的时候,一定要选择一些相对简单的小型实验活动。例如,光的直线传播实验,将一张纸卷成筒状,在阳光或者小灯泡后面产生影子,从而说明光是直线传播的(性质);又比如,在演示惯性现象的实验中,可以将一张小纸条或者一块平滑的布条放在笔帽、杯子等物品下面,然后迅速抽出压在下面的小纸条或者布条,上面的笔帽或者杯子原封不动地立在那里,从而说明惯性的存在。类似的例子在物理实验中有很多,这些实验的特点就是简便,容易操作,并且实验现象非常突出,在课外多开展一些类似的小实验,对于学生形成物理概念、理解物理规律具有非常好的效果。
三、注意实验活动的趣味性
与课堂实验相比,学生在课后开展课外实验活动往往对学生自觉性的要求更高,学生在缺少教师监督的情况下,是否愿意做实验,是否愿意认真地做实验,这个问题至关重要。在没有教师的监督下,怎样才能让学生自觉主动地完成实验呢?这要求实验本身能够对学生产生足够的吸引力,因此,教师在设计课外实验活动的时候,要尽量设计一些具有一定趣味性、能够吸引学生主动完成的实验,这样才能保证课外实验效果。例如,纸杯烧水实验,当教师告诉学生用纸杯可以将水烧沸时,大多数学生都持怀疑和不可思议的态度,这个现象显然与学生的生活经验相违背,于是,在好奇心的驱使下,很多学生都愿意课下尝试,看看究竟纸杯能不能把水烧开。由此可见,比起教师的强行命令,实验本身的吸引力更能有效保证课外实验的有效性。
四、鼓励学生自制器材
与设备器具齐全的实验室相比,课外实验能够用到的实验器具十分有限,即使学生能够配备一些基本的实验器材,但初中阶段的物理实验内容繁多,种类多样,再加上很多物理实验都带有一定的即兴性。例如,在做某一道练习题的时候,可能需要做个小实验,这个时候要求专业的实验工具是很不现实的。因此,教师要从学生开展物理实验的开始阶段,就有意识地培养他们自制工具,学会利用身边器材进行实验的意识和能力,这样不仅能拓宽实验活动的范围,还能有效培养学生的动手实践能力和创新能力。在做彩虹实验的时候,需要用到的喷雾器就可以通过自制的方法获得,材料很容易获得,只需要一支圆珠笔、一个塑料瓶及一小块铁皮就可以了,具体制作方法如下:把圆珠笔拆开,卸下笔杆和笔芯(一定是用完的笔芯),然后用钳子把笔芯的金属头拔掉,得到一个塑料管,接下来把铁皮拿过来做成一个支架,保持笔杆与笔芯成直角,并尽量使笔杆和笔芯的端口靠近,这时候,再把塑料瓶的盖子上打上两个小圆孔,孔的大小以能插入圆珠笔芯为宜,然后把圆珠笔芯插入其中一个小孔,另外一个小孔就作为进气口。这样,一个简单的喷雾器就完成了。接下来,学生就可以利用这个简单的喷雾器演示彩虹实验了。
课外实验活动可以大大增加学生动手实验的机会,能够对课堂实验的不足进行有效的补充,因此,课外实验活动是物理教学活动中不可或缺的一部分。当然,与课堂物理实验教学相比,课外物理实验带有更多的不确定性,并且会给教师带来更为繁重的工作量。因此,初中教师要在以后的教学活动中多开动脑筋,多积累一些课外实验活动经验,努力提高课外实验活动的质量,让学生在多样化的课外实验中提高多方面的能力和素质,更好地实现物理学科素质教育的目标。
参考文献:
[1]贾海芝.指导初中物理课外小实验活动的实践研究[D].首都师范大学,2005.
一、发送旅游相关信息,开展促销
其实,旅游相关信息的发送就是移动电子商务中的推功能,该功能能够将旅游当中的信息发送出去,传递到消费者所使用的手机终端或者是其他终端。比如,一些旅游单位就会将旅游景点的介绍、优惠情况以及其他信息等利用短信、微博以及微信的方式发送出去,当所有的消费者都了解到旅游的相关信息,旅游单位就可以开展促销活动。通过这种方式,不仅能够为消费者提供准确的旅游信息,还能提高促销的效率,消费者可以通过移动电子设备来了解旅游的相关信息,从而进行景点、住宿的预定,节省了很多不必要的麻烦,使旅游市场的营销质量得到了提升。
二、适应消费者需求进行营销
在进行旅游市场的营销时,有一种叫做定制营销的手段,它能够使旅游单位在进行产品销售时从被动的一方变为主动的一方,进而在适应消费者需求的情况下进行营销。而且在这种情况下,游客已经不能满足于导游的讲解,对于规定的旅游路线也产生了质疑,并且有了更高的要求,促使旅游业向着自助的形式发展。基于移动电子商务的旅游市场营销,可以按照游客自己的想法和意愿来进行旅游线路的制定、支付费用方式的选择等,旅游单位只需要在既定的地点、时间将游客需要的信息提供给游客,体现了旅游市场营销的便捷性,在适应消费者需求的基础上进行旅游产品的营销。
三、开展网络互动,提供优质服务
对于现代的旅游市场营销活动来说,旅游产品的营销途径是否顺畅给旅游单位的良好发展带来了很大的影响,甚至决定着旅游业的兴衰,而且对旅游业的持续发展来说也是一个非常严重的问题。在旅游产品的销售过程中,旅游营销是其中一个起到中间作用的环节,其中主要包括酒店、旅游商以及旅游经营商等,这是游客在旅游过程中必须要经历的过程,也是企业进行产品营销的过程。在这些过程中,游客的需求会不定时的发生变化,如果使用以往的旅游营销方式,只能为游客提供一些最基础的信息,而且售后的服务根本不能做到位。但是,在移动电子商务应用的基础上,使游客的各种活动都变得非常方便,游客可以利用手机终端或者是其他设备随时和旅游单位进行交流,将自己的需求将工作人员听,并且在相应的时间内得到满意的答复,从而实现网络互动。另外,旅游单位通过移动电子商务的应用,能够为游客带来非常优质的服务,增强游客对旅游单位的满意度,实现旅游市场营销的持续发展。
四、提供周到售后服务
由于每个游客在旅游的过程中会经历不同的遭遇,所以他们的情感和想法也会不同,在游客旅游完成之后,通常情况下会产生三种情感,分别是满意、不满意、疑惑。不管是哪种情感,都会对游客以后的消费行为产生非常严重的影响,而且还会影响他们周边的人,进而给旅游市场的发展带来很不利的影响。对于传统的旅游活动来说,游客在旅游完成之后就会回到自己生活的地方,与旅游单位再没有任何的关系,如果旅游单位想和游客进行进一步的沟通和交流,了解一下他们对此次活动的感受,那么会是一件很难的事情,更不要提和游客拉近关系,所以说,这就会导致一些客户相继流失。但是通过移动电子商务的应用,旅游单位可以在活动结束之后及时调查游客对活动的满意度,表现出关心和友好的情感,这种行为能够消除游客的一些心理疑虑,而且旅游单位还能对不满意的游客进行一些补偿,挽回游客的认可,使游客成为潜在的客户。
【关键词】 中药莪术油
摘要:【目的】探讨莪术油、鸦胆子油经血管介入Beagle犬前列腺治疗前列腺增生症(BPH)的有效性、安全性和可行性,并建立前列腺体积X(cm3)与最大药物灌注量Y(mL)之间的回归方程。【方法】采用Seldingers 技术,对成年Beagle犬经股动脉插管至前列腺动脉进行莪术油、鸦胆子油、碘油栓塞剂灌注,估计前列腺腺体内血管床的最大容量;组间比较采用方差分析及回归分析。【结果】3种介入药物组之间术前前列腺体积及灌注量间差异均无统计学意义(P>005);莪术油与鸦胆子油栓剂介入前前列腺体积X与最大药物灌注量Y之间存在直线回归关系(=0001+01401X),即平均每10cm3前列腺组织的最大介入药物灌注量估计为14mL。术后72h各实验组前列腺组织均发生了不同程度的缺血性改变:单纯结扎非药物灌注侧前列腺组织以炎性水肿为主;碘油灌注侧前列腺组织出现局灶性坏死,腺体数量减少,腺体内衬上皮结构不清;鸦胆子油、莪术油灌注侧前列腺组织均出现大片坏死,腺体结构消失,仅残存腺体轮廓。【结论】莪术油、鸦胆子油经血管介入Beagle犬前列腺治疗BPH是有效、安全和可行的,最大药物灌注量(Y)与前列腺体积(X)之间存在直线回归关系。
关键词:前列腺增生/中药疗法;前列腺增生/病理学;莪术油/投药和剂量; 鸦胆子油/投药和剂量;回归分析;疾病模型,动物
迄今为止,手术仍然是治疗前列腺增生症(BPH)的主要方法。但BPH患病人群的高龄问题使得手术治疗有一定的局限性,而目前使用药物及其他非手术疗法尚缺乏满意的疗效。因此,我们提出开展微创中药介入治疗前列腺增生症的设想。本实验是根据前列腺增生类似于良性肿瘤,血液供应增加是肿瘤良性增生的基础条件,而前列腺大小与血供成正比等前列腺解剖和生理、病理特点而设计[1,2],以期考察在栓塞前列腺动脉主干、阻断前列腺主要血供的同时,采用超选择插管至前列腺动脉,灌注油性中药进入前列腺组织,并用计量控制的方法,明确前列腺体积X(cm3)与最大药物灌注量Y(mL)之间的关系,确定中药经血管介入前列腺的安全性;以及通过介入油性中药使前列腺微循环阻塞,减少其他侧枝循环,以达到使前列腺组织缺血萎缩的目的。
1 材料与方法
11 实验动物
健康成年比格犬(Beagle)15只,由广州医药工业研究所动物场提供,合格证号2000b013。
12 分组方法
将实验动物随机分为3组,分别为莪术油与碘油1∶1混合栓塞剂组(简称莪术油+碘油组)、鸦胆子油与碘油1∶1混合栓塞剂组(简称鸦胆子油+碘油组)、单纯碘油栓塞剂组(简称单纯碘油组)。
13 仪器
数字血管减影仪(DSA):Siemens SG\CF2000型,德国西门子公司产品。
14 实验方法
用戊巴比妥(1mg/kg)将Beagle犬麻醉后,固定在手术台上,取仰卧位,由下腹正中(旁)切口入路做剖腹探查,进入盆腔后逐步分离,分别找到膀胱、前列腺以及双侧髂内动脉,并解剖出膀胱下动脉,给予保留;结扎除膀胱下动脉以外的髂内动脉血管各分支,DSA监视下做双侧股动脉插管,经髂外、髂总、髂内动脉,直达膀胱下动脉和前列腺动脉。解剖膀胱、前列腺,测量前列腺体积,并取少量前列腺组织活检。以预先置入的前列腺动脉插管为标志,将其近端主干动脉(包括膀胱下动脉)的其他侧枝钳夹,以防止灌注药物返流导致异位栓塞,并确保所有灌注药物进入前列腺血管床,同时在DSA监测下逐渐注入油性栓塞剂,以发现碘油混合栓塞剂返流作为腺体内血管床被灌满的标志而停止注药,所注入的液体量即被认为是腺体内血管床容量。拔除血管内导管,做双侧前列腺动脉结扎,观察30~60min无出现异位栓塞(缺血坏死)为成功,依次缝合腹壁各层,送回动物房饲养。术后72h解剖狗,摘除前列腺,观察其外观、体积(前列腺体积=前后径×横径×纵径×52%)、重量、平滑肌、血管等的变化,再将前列腺标本送病理检查。最大灌注量的计算:单侧药物介入者为单侧灌注量乘2所得;双侧介入成功者为两侧药物灌注量相加之总和。手术选择双侧或单侧前列腺动脉灌注油性药物根据术中前列腺血管大小实际情况决定,其中单侧灌注药物者均为对侧血管较细不能进行超选择插管所致。所有实验动物中,单纯左侧栓塞者6例,单纯右侧栓塞者7例,双侧栓塞者2例,因血管细小无法介入侧行单纯结扎术。
15 统计分析方法
3组介入前前列腺体积及最大灌注量组间比较采用方差分析,估计不同中药油栓介入最大灌注量与前列腺体积关系采用回归分析,并估计最大灌注量的95%的容许区间。
2 结果分析
21 不同中药混合油栓与单纯碘油栓介入Beagle犬前列腺的描述性分析
结果见表1和表2。表1 各组介入前后前列腺体积及药物最大灌注量比较(略)表2 各组介入前前列腺体积和最大灌注量的回归分析(略)
表1、表2显示,介入前体积、介入后体积及最大灌注量3组间经方差分析,差异均无显著性(均P>005)。对3组的介入前前列腺体积X(cm3)与最大灌注量Y(mL)进行回归分析及回归效果的检验,结果3组介入前前列腺体积(cm3)与最大灌注量(mL)存在直线回归关系,回归效果检验均有统计学意义(P<005);莪术油、鸦胆子油混合栓剂与单纯碘油3组回归方程比较差异有显著性(P<005)。进一步对回归方程进行两两比较,结果表明莪术油、鸦胆子油栓剂分别与单纯碘油组间有显著性差异(P<001),但莪术油栓剂与鸦胆子油栓剂两回归方程比较差异无显著性(P>005),将中药两组合并后建立回归方程,其回归方程有统计学意义(P<001)。介入前平均前列腺体积为2216cm3,平均中药混合油栓最大灌注量为3105mL。
根据所求回归方程,按介入前的前列腺体积(cm3),估计中药油栓的最大灌注量的95%的容许区间为30164~31636mL,即平均每10cm3前列腺组织,估计平均中药油栓最大灌注量为14mL。
22 术后观察
221 术后72h前列腺外观
单纯结扎非药物灌注侧前列腺有不同程度的炎性水肿,未见坏死征象;单纯碘油灌注侧前列腺水肿,有大小不等的瘀黑斑块,呈区域性坏死;莪碘混合药物灌注侧和鸦碘混合药物灌注侧前列腺均出现明显水肿,颜色瘀黑,呈明显坏死表现,且与单纯结扎侧分界线清晰。
222 术后72h前列腺病理学检查结果
①单纯结扎非药物灌注侧:腺体呈现囊状扩张,腺体内衬上皮为柱状、立方及扁平,部分上皮脱落,腺腔内可见少许炎性渗出物;间质纤维组织增生,可见少许淋巴细胞、浆细胞、组织细胞浸润。
②单纯碘油灌注侧:腺体的数量减少,内衬上皮结构不清;间质的毛细血管内皮增生,血管扩张充血;纤维组织疏松水肿,有少许炎性细胞浸润。
③鸦胆子油栓灌注侧:腺体形态结构消失,只有残存的腺体轮廓;腺上皮细胞核固缩,坏死脱落,管腔变小或消失;间质纤维红染无结构。
④莪术油栓灌注侧:腺体的形态结构消失,可见残存腺体轮廓及残存腺上皮轮廓,腺体内充满红染无结构物质。
3 讨论
31 药物计量、浓度与安全性
对3组介入前的前列腺体积、最大灌注量进行组间比较,差异无显著性(P>005)。3组油栓最大灌注量与术前前列腺体积均存在直线回归关系(P<001),但两种中药油栓组回归方程与单纯碘油组方程比较,差异均有显著性(P<005),而两种中药油栓组回归方程差异无统计学意义(P>005),可以认为中药莪术油混合油栓与鸦胆子油混合油栓灌注Beagle犬前列腺体积、灌注容量相同,所建回归关系仅限于本动物实验,是否适用于其他介入药物有待于进一步的研究。在药物的浓度配比上,为不影响碘油造影效果前提下,本实验所有介入药物均与造影剂(碘油)以1∶1的最大比例浓度配成[5],动物实验中未出现不良反应。其次,在操作方面,所有药物灌注量的控制均以直视下出现药物返流为停止给药标志,由于预先结扎或钳扎了其他分支,有效地防止了异位栓塞,所有实验动物均未见腹腔及下肢血管出现异位栓塞的缺血现象,保证了实验动物的安全。
32 结果对比分析
实验动物前列腺外观及病理检查结果显示:单纯结扎非药物灌注侧以充血水肿为主要表现,未见坏死征象;介入药物灌注侧均出现不同程度的坏死,说明采用超选择插管至前列腺动脉、灌注油性药物栓塞前列腺内微循环二级血管,可明显减少其他侧支循环建立,达到阻断前列腺内部血供,使前列腺局部发生缺血萎缩的目的,这较单纯结扎前列腺动脉主干(相当于前列腺动脉一级栓塞)更为有效。中药灌注侧其外观坏死的范围及病理所见对腺体结构的破坏程度均远大于单纯碘油灌注组,中药灌注组两组之间灌注量差异无显著性。本实验采用《中国药物大辞典》中载录的莪术油和鸦胆子油[2]作为介入中药制剂,此2种介入药物在临床上已被广泛地运用于肝癌、肾癌的肝动脉和肾动脉栓塞治疗,疗效确切,且副反应少[4]。本实验用于介入治疗BPH,不但能达到使前列腺动脉及前列腺内微循环二级血管栓塞,防止侧支循环形成的目的,而且具有较强的腐蚀赘疣、直接杀伤增生组织细胞、促使细胞凋亡等作用[3-5],为促使前列腺增生组织的坏死萎缩、加快增生细胞的凋亡发挥了直接的作用。
术后72h实验动物的前列腺体积、重量均较术前增大,考虑因介入术后短期内摘除前列腺,使得前列腺充血水肿较坏死萎缩占优势所致,但3组术前与术后体积、重量比较差异均无显著性。
参考文献
[1]柏树令,罗实,周晓伟,等.人前列腺的微血管构筑[J].中国医科大学学报,1995,24(1);25.
[2]王玲,曲静,张世欣.前列腺增生的病理分析[J].河北医药,2001,23(2);104.
[3]谢庆祥,裴发光,孟象榕,等.前列腺增生组织中血管形成的研究[J].中华泌尿外科杂志,1999,20(4):246.
[4]程剑华,刘伟胜.中药莪术油肝动脉灌注治疗原发性肝癌的临床研究[J].中医杂志,1999,40(1):25.
[5]韩铭钧,任克,赵促春,等.油性中药抗癌剂OCC肝动脉栓塞治疗肝癌[J].实用肿瘤学杂志,1997,11(4):292.
哈洛的小猴子实验:心理学,幼儿方面。实验内容:将刚出生的猴子放在装有钢丝母乳的假猴子 和绒布的假猴子。会发现刚开始小猴子会围着母乳猴子,然而时间长了会一直在绒布哪儿,饿了再去母乳猴子哪儿吃东西。实验结论:爱存在三个变量:触摸、运动、玩耍。如果你能提供这三个变量,那就能满足一个灵长类动物的全部需要
黄油猫悖论:猫用不落地。以民间常识为基础:(1) 猫在半空中跳下,永远用脚着陆。(2) 把黄油吐司抛到半空中,永远是涂上黄油的一面落地。实验内容:把黄油吐司没有涂上黄油的一面黏着猫的背部之时,让猫从半空中跳下。依照以上两条定律,猫无法用脚着陆,因为黄油吐司永远在涂上黄油的一面落地;但同样的,黄油吐司涂上黄油的一面无法落地,因为猫永远用脚着陆。
巴甫洛夫的狗:条件反射。实验内容:每次给狗送食物以前打开红灯、响起铃声。这样经过一段时间以后,铃声一响或红灯一亮,狗就开始分泌唾液。实验结论:在一定的刺激情境中,如果动物的某种反应的后果能满足它的某种需要(获得奖赏或逃避惩罚),则以后它的这种反应出现的几率就会提高。
苛勒的猩猩实验。实验内容:在单箱情境中,将香蕉悬挂于黑猩猩笼子的顶板,使它够不着。但笼中有一箱子可利用。识别箱子与香蕉的关系后,饥饿的黑猩猩将箱子移近香蕉,爬上箱子,摘下香蕉。在更复杂的叠箱情境中,黑猩猩把握了箱子之间的重叠及其稳固关系后,也解决了这一较复杂的问题。实验结论:箱子问题与棒子问题。对黑猩猩的问题解决行为进行了一系列的实验研究,从而提出了与尝试—错误学习理论相对立的完形—顿悟说。
关键词:化学实验;钴配合物;电极电势;晶体场稳定化能;光谱化学序列
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)20-0261-02
一、前言
作为一门实验科学,化学中的基本理论和概念大都源自缜密的实验观察和详细的实验记录。同时,化学基本理论和概念对化学实验方法的设计又具有重要的指导意义。在大一无机化学理论课程教学中开展化学实验研究,不仅锻炼了学生的动手能力,更是对学生脑力的训练;不仅能够帮助学生巩固、加深对所学理论知识的理解,更能使学生深刻体会理论和方法对化学实验的指导作用。教师在“理论与实践的互动”过程中应起到推动和助力作用。本文从钴(III)氨配合物的合成入手,介绍了我们在指导学生运用化学基本理论和方法进行实验设计和改进等方面的实践。钴(III)氨配合物主要包括三种:[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5H2O]Cl3晶体,其内外界结构和光学性质对制备条件相当敏感,不仅是材料科学研究领域的热点[1-3],而且其合成和组成分析属于大学无机化学实验的经典实验[4-7]。该实验涉及配合物的晶体场理论、光谱化学序列等基本概念和理论,组成分析过程中还包括酸碱滴定、络合滴定和沉淀滴定等基本方法,“理论与实践的互动”贯穿实验的始终,在样品合成方案的设计、钴氨配合物的组成分析和目标产物的形成机理研究等方面均有体现。
二、氧化还原电极电势对实验方案设计的指导
传统实验教材中以CoCl2晶体作为制备钴氨配合物的钴源,在氨水环境中,加入H2O2作为Co(II)的氧化剂、使用浓HCl以促进含氯离子配合物的结晶,实验操作环境比较恶劣[6]。由于实验教学面对的学生已经完成了大学无机化学课程的学习,掌握了氧化―还原电极电势的基本概念,因此在实验设计阶段,我们有意识地引导学生利用理论课程中学习的Nernst方程,考虑溶液的酸碱性、离子浓度和操作环境等因素,计算了Co(NH3)63+/Co(NH3)62+、NO3-/NO2-、O2/OH-等相关电对的电极电势,设计了新的样品合成方案。具体如下:将7.276gCo(NO3)2・6H2O和一定量的NH4Cl固体置于三口烧瓶中,加入7mL水,在65℃恒温水浴中搅拌回流20分钟,混液由淡紫红色逐渐转变为深蓝色。向混合溶液中持续通入高纯氮气20分钟后,分多次加入一定量的浓氨水,溶液的温度维持在65℃左右,溶液的颜色逐渐由深蓝变为深紫红色。氮气保护下继续搅拌、回流40分钟,即产生大量紫红色沉淀。过滤后用无水乙醇洗涤、干燥,得到目标产物。该方案以Co(NO3)2・6H2O代替CoCl2和H2O2,利用Co(NO3)2自身的氧化能力氧化Co(II),避免使用额外的氧化剂,减少了浓盐酸的使用,符合绿色化学的理念。
三、组分分析中学生解决问题能力的培养
有意义学习的层级由低到高依次为代表性学习、概念学习、命题学习、概念和命题的运用、解决问题和创造性[9]。化学实验教学是在概念和命题学习的基础上,训练学生运用概念和命题、解决问题和培养创造性的重要途径。通过理论教学,学生已经习得了各种滴定方法,将理论教学与实验教学相结合,这样才能使学生在感性认识的基础上学会运用不同的滴定方法,深刻理解滴定技术的含义,才有可能进一步发生创造性的学习。教育学基本理论认为,试图通过短期训练来提升学生解决问题的能力是不现实的,但是,学生解决问题能力完全可以随着教师结合学科内容运用的一系列策略来进行训练、发展和提高。当学生想知道自己所合成的样品的组成时,所面临的是一个崭新的、需要学生自己解决的问题。这不同于以往的实验操作练习,他需要在大脑中对理论课程中所学的各种滴定技术进行筛选和重新组合,找出测定钴氨配合物中Co、NH3和Cl的含量所适用的方法,并将这些方法通过自己的实验操作转化为实验数据。样品的测试结果与[Co(NH3)5Cl]Cl2的理论组成几乎完全一致,表明改进的实验方案能够成功制得目标产物。此时,学生的喜悦溢于言表。因为他们看到了滴定技术将看不到、摸不着的配合物真实地展示在眼前,他们意识到了化学基本理论对化学实验的指导意义,他们也会将这些正向、积极的情绪反馈到后续的理论学习过程中。化学实验教学肩负着培养学生创造性的重任,学生从理论课堂上得到的大多是间接经验,它们是前人发现或总结的、对人类社会来说具有首创性的成果。教育学理论家吉尔福特认为,“真创造”和“类创造”中表现出来的思维和认知能力在本质上是相同的,创造性不仅局限于少数天才,还潜在地分布在整个人口中间。因此,创造性并不神秘,在学生解决问题的过程中,总是或多或少的带有创造性的行为。总之,钴氨配合物的组成分析涉及酸碱滴定、配位滴定和沉淀滴定,是实现理论与实践互动、培养学生创造性能力的优秀范例。
四、目标产物形成机理研究中的理论与实践
1.X射线粉末衍射技术的应用。建立在严格的理论基础上的现代测试技术可使抽象的理论形象化,能够为我们提供可重现的、精确的实验数据。基于这些实验数据的分析过程逻辑缜密,能极大地激发学生的科研兴趣,对培养学生的逻辑思维能力、形成科学的思维方式有巨大裨益。在钴氨配合物的合成实验中,利用X射线粉末衍射技术对产物进行了表征,与文献[8]制备的样品和JCPDS标准卡片No.74-0344进行比对,说明以Co(NO3)2・6H2O晶体为原料、在NH3-NH4Cl体系中,不必添加诸如O2、H2O2等其他氧化剂,利用硝酸盐的自身氧化能力即可得到纯净、结晶良好的配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2晶体。
2.紫外可见光谱技术对实验机理研究的指导。紫外可见光谱技术可以跟踪反应过程,使原本看不到的反应过程形象地显示在学生面前。我们分别测试了原料、中间产物和目标产物的紫外―可见吸收光谱,根据原料中间产物目标产物的吸收光谱的变化,研究反应机理。学生们清晰地观察到了Cl-离子和NH3分子依次进入钴配合物内界所带来的电子吸收光谱的红移和蓝移,并推导出了晶体场理论教学中学习的光谱化学序列NH3>H2O>Cl。
3.晶体场理论对实验机理研究的指导。钴氨配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2的形成过程中发生了氧化和配体置换两个过程。在教师的指导下,学生从Co原子的价电子构型入手,利用晶体场理论,计算了Co(II)和Co(III)在八面体场中的晶体场稳定化能,分析了它们稳定性的差异,结合紫外可见光谱的数据,得出弱场中的Co(II)(电子构型为dε5dγ2),经过强场中的Co(II)(电子构型为dε6dγ1),最终转化为强场中的Co(III)(电子构型为dε6)是能量最低的途径。
五、结论
本科生的理论课教学和实验教学不能孤立进行,高校化学化工专业培养的既不是纸上谈兵的理论家,也不是照方抓药的操作工。实验教学中,教师需有意识地引导学生应用理论教学成果去解释实验现象,分析实验数据,以揭示隐藏在背后的客观规律。
参考文献:
[1]Farhadi S.,Pourzare K.,Sadeghinejad S.,Synthesis and Characterization of Co3O4Nanoplates by Simple Thermolysis of the [Co(NH3)6]2(C2O4)3・4H2O Complex[J]. Polyhedron,2014,67(8):104-110.
[2]Farhadi S.,Safabakhsh J.,Solid-state Thermal Decomposition of the [Co(NH3)5CO3]NO3・0.5H2O complex:A Simple,Rapid and Low-temperature Synthetic Route to Co3O4 Nanoparticles[J]. Journal of Alloys and Compounds,2012,515(1):180-185.
[3]Mech K.,abiski P.,Kowalik R.,Fitzner K.,Analysis of Co-Pd Alloys Deposition from Electrolytes Based on [Co(NH3)6]3+ and[ Pt(NH3)4]2+ complexes[J]. Electrochimica Acta,2013,104(1):468-473.
[4]魏琴,盛永丽.无机及分析化学实验[M].北京:科学出版社,2008.
[5]钟国清.无机及分析化学实验[M].北京:科学出版社,2008.
[6]贾佩云,陈春霞.无机及分析化学实验[M].北京:化学工业出版社,2013.
[7]商少明.无机及分析化学实验[M].北京:化学工业出版社,北京,2014.