系統(tǒng)生物學(xué)分析精選(九篇)

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第1篇：系統(tǒng)生物學(xué)分析范文

摘要：根據(jù)21世紀(jì)對生物統(tǒng)計學(xué)課程的重新定位，在生物統(tǒng)計學(xué)精品課程建設(shè)中重點突出了教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革，強化了學(xué)生能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：生物統(tǒng)計學(xué)；精品課程；教學(xué)改革

一、引言

隨著生物科學(xué)的發(fā)展，只有定性的結(jié)論已不能滿足實踐的需要，實現(xiàn)生物科學(xué)結(jié)論定量化是人們長期追求探索的目標(biāo)；生物統(tǒng)計學(xué)是生物學(xué)科定量化的重要分析理論與方法，生物統(tǒng)計學(xué)是生物學(xué)科應(yīng)具備的基本知識和素質(zhì)，與生命活動有關(guān)的各種現(xiàn)象中普遍存在著隨機現(xiàn)象，大到森林陸地生態(tài)系統(tǒng)，小至分子水平，均受到許多隨機因素的影響，表現(xiàn)為各種各樣的隨機現(xiàn)象，而生物統(tǒng)計學(xué)正是從數(shù)量方面揭示大量隨機現(xiàn)象中存在的必然規(guī)律的學(xué)科。因此，生物統(tǒng)計學(xué)是一門在實踐中應(yīng)用十分廣泛的工具學(xué)科，它是生命科學(xué)各專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，對后續(xù)生命科學(xué)課程學(xué)習(xí)和生物科研有重要作用。

同時，生物統(tǒng)計作為數(shù)理統(tǒng)計在生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，是教學(xué)難度較大的一門課程。因此，在生物統(tǒng)計學(xué)精品課程建設(shè)過程中，針對各專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的定位，因材施教，更新教育理念，加強實踐訓(xùn)練，在教學(xué)方法和教學(xué)手段上進行改革和大膽探索。

二、二十一世紀(jì)對生物統(tǒng)計學(xué)課程的重新定位。

（一）新世紀(jì)對生物統(tǒng)計學(xué)課程提出的新要求。

二十世紀(jì)上半葉農(nóng)業(yè)和遺傳統(tǒng)計學(xué)首先獲得了發(fā)展，在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的生物統(tǒng)計學(xué)、統(tǒng)計流行病學(xué)、隨機化臨床試驗學(xué)已經(jīng)成為攻克人類疾病的一個里程碑。這在過去的半個世紀(jì)里顯著提高了人類的期望壽命。

21世紀(jì)人類基因組，基因芯片等實驗科學(xué)產(chǎn)生出的巨量數(shù)據(jù)，需要新工具來組織和提取重要信息。

將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息需要統(tǒng)計理論和實踐方面的洞察力、技術(shù)和訓(xùn)練。

未來的生物統(tǒng)計學(xué)將會與信息技術(shù)密切結(jié)合，較少側(cè)重傳統(tǒng)數(shù)理統(tǒng)計，而會更多注意數(shù)據(jù)分析，尤其是大型數(shù)據(jù)庫的處理。生物統(tǒng)計學(xué)越來越不同于其它數(shù)學(xué)領(lǐng)域，計算機和信息科學(xué)工具至少和概率論一樣重要。

（二）生物統(tǒng)計學(xué)對大學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)的作用。

生物統(tǒng)計學(xué)的一個重要特點就是通過樣本來推斷和估計總體，這樣得到的結(jié)論有很大的可靠性但有一定的錯誤率，這是統(tǒng)計分析的基本特點，因此在生物統(tǒng)計課程的學(xué)習(xí)中培養(yǎng)了一種新的思維方法———從不肯定性或概率的角度來思考問題和分析科學(xué)試驗的結(jié)果。

生物統(tǒng)計學(xué)是通過個別的試驗研究得出其一般性結(jié)論，屬于歸納推理的范疇。但其有別于簡單枚舉法和科學(xué)歸納法，是一種或然性歸納推理或者概率歸納推理。在生命科學(xué)的研究中絕大多數(shù)涉及到的是隨機事件，因此，生物統(tǒng)計學(xué)不僅是試驗設(shè)計與統(tǒng)計方法的教學(xué)，更重要的還是大學(xué)生思維方式的培養(yǎng)，這對提高大學(xué)生的素質(zhì)很有必要。

生物統(tǒng)計學(xué)包括試驗設(shè)計和統(tǒng)計方法兩個有機聯(lián)系的組成部分。通過試驗設(shè)計的教學(xué)可提高大學(xué)生設(shè)計研究課題試驗方案的能力，使之明確課題的研究目的、試驗因素與水平以及試驗設(shè)計方法等方面的內(nèi)容。通過統(tǒng)計方法的教學(xué)除讓學(xué)生弄清各種統(tǒng)計方法的內(nèi)涵外，還需要使學(xué)生能夠正確地選擇最適合的統(tǒng)計方法，以揭示資料潛在的信息，達到研究的最終目的，從而提高大學(xué)生科學(xué)研究素質(zhì)。

三、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革。

（一）加強電子課件及網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)。

生物統(tǒng)計學(xué)是應(yīng)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計原理研究生物界數(shù)量變化的學(xué)科，而概率統(tǒng)計的理論和思維方法對本科生來說有一定的難度，加之課程學(xué)時的減少（由原來的60-70學(xué)時，降到現(xiàn)在的40學(xué)時左右）,如何深入淺出地引導(dǎo)學(xué)生入門，并使學(xué)生在了解概率統(tǒng)計思想的基礎(chǔ)上，掌握常用統(tǒng)計分析方法的應(yīng)用及使用條件是課程的教學(xué)難點。為此，我們利用多媒體技術(shù)，制作了與教材配套的課件，通過在課堂上把抽象內(nèi)容形象化與直觀化，收到了良好教學(xué)效果。建設(shè)了一個生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)支撐平臺，現(xiàn)有課程簡介、教學(xué)大綱、師資力量、授課教案、電子版《生物統(tǒng)計學(xué)》教材、課程錄像、實習(xí)指導(dǎo)、在線測試題、參考文獻、其它教學(xué)資源等欄目，免費向全校師生開放。

（二）將多媒體教學(xué)優(yōu)勢與學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律有機結(jié)合，用較少的學(xué)時得到良好的教學(xué)效果。

多媒體具有信息量大、形象化、直觀化的特點。

但是如果不能很好地將多媒體這些特點與學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律相結(jié)合，多媒體教學(xué)就可能會帶來一些弊端諸如：（1）內(nèi)容多，幻燈片變換快，由照本宣科變?yōu)檎掌列?，為新的“滿堂灌”；（2）課件圖片多，內(nèi)容以展示為主，缺乏啟發(fā)性；（3）教學(xué)內(nèi)容常用滿屏的方式顯示（即所謂“死屏”）,老師照著屏幕上的內(nèi)容給學(xué)生講解，失去了傳統(tǒng)教學(xué)方法，老師邊講邊板書能給學(xué)生留下比較深刻印象的特點，缺乏吸引力。

而多媒體在教學(xué)中只能充當(dāng)工具的角色，在教學(xué)過程中必須將多媒體信息量大、形象化、直觀化的特點與學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律緊密結(jié)合在一起。在制作課件時，采用啟發(fā)式教學(xué)方式，精煉教學(xué)內(nèi)容，模仿傳統(tǒng)教學(xué)書寫板書的過程，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的難易程度，采用逐字、逐句、逐段顯示教學(xué)內(nèi)容的動畫方式。在課堂教學(xué)中，老師仍然保持傳統(tǒng)教學(xué)方法的教姿教態(tài)，在授課的過程中與學(xué)生保持互動，根據(jù)學(xué)生在課堂上接受知識的能力，掌握屏幕上顯示內(nèi)容的速度，必要時輔以板書進行講解。這樣做既發(fā)揮了多媒體教學(xué)的特點，又充分照顧到學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，在內(nèi)容沒有縮減，學(xué)時減少近三分之一的情況下，仍然取得良好的教學(xué)效果。

（三）長期堅持教育教學(xué)方法及教學(xué)規(guī)律的研究。

生物統(tǒng)計學(xué)的理論基礎(chǔ)是概率論與數(shù)理統(tǒng)計，從這個層面上講，它有非常濃的數(shù)學(xué)味道，但是它又有別于概率論與數(shù)理統(tǒng)計，生物統(tǒng)計學(xué)更主要強調(diào)的是概率論及數(shù)理統(tǒng)計的思想和方法在解決生命科學(xué)中一些具體問題的應(yīng)用。因此在教學(xué)過程中就存在一個“度”的把握問題，如果將概率論及數(shù)理統(tǒng)計的原理講得太多，一是學(xué)時不允許，二是學(xué)生難以消化，得不到好的教學(xué)效果；如果只注重方法的講解，學(xué)生知其然不知其所以然，就會誤入亂套公式的歧途。經(jīng)過將教學(xué)的重點放在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生重點掌握統(tǒng)計方法的功能與用途，方法與步驟，防止各類方法的誤用，淡化定理的證明與公式的推導(dǎo)。在教學(xué)內(nèi)容的安排上采用“保干削枝”，即在學(xué)時減少很多的情況下，將一些次要的統(tǒng)計方法去掉，也要保證有足夠的學(xué)時講授理論分布與抽樣分布、統(tǒng)計假設(shè)測驗等方面的內(nèi)容，讓學(xué)生掌握生物統(tǒng)計學(xué)中所蘊含的概率論及數(shù)理統(tǒng)計的思想精髓，從而避免學(xué)生亂套統(tǒng)計公式。

（四）密切跟蹤生命科學(xué)發(fā)展的前沿動向，探索生物統(tǒng)計學(xué)解決前沿問題的理論與方法。

統(tǒng)計學(xué)在生物學(xué)中的應(yīng)用已有長遠(yuǎn)的歷史，許多統(tǒng)計的理論與方法也是自生物上的應(yīng)用發(fā)展而來，而且生物統(tǒng)計是一個極重要的跨生命科學(xué)各研究領(lǐng)域的平臺?，F(xiàn)在基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)與生物信息學(xué)的蓬勃發(fā)展，使得生物統(tǒng)計在這些突破性生物科技領(lǐng)域上扮演著不可或缺的角色。

在課程建設(shè)中，隨時注意納入生物統(tǒng)計學(xué)在前沿領(lǐng)域研究應(yīng)用的內(nèi)容，增強課程的活力，提高教師和學(xué)生面向生物產(chǎn)業(yè)主戰(zhàn)場解決實際問題的能力。

四、加強實踐教學(xué)，注重學(xué)生能力培養(yǎng)。

生物統(tǒng)計學(xué)要不要開實驗課，怎樣開實驗課，一直存在爭議，在此認(rèn)為生物統(tǒng)計學(xué)不僅應(yīng)該開設(shè)實驗課，而且還要將實踐教學(xué)的重點放在計算機技術(shù)和統(tǒng)計軟件的應(yīng)用上，讓學(xué)生不僅掌握統(tǒng)計方法，而且加深對原理的認(rèn)識，獲得就業(yè)或升學(xué)的必備計算機統(tǒng)計技能，提高解決復(fù)雜問題的能力。

（一）開展統(tǒng)計軟件的實習(xí)，擴大學(xué)生的視野，提高學(xué)生素質(zhì)。

20世紀(jì)20年展起來的多元統(tǒng)計方法雖然對于處理多變量的種類數(shù)據(jù)問題具有很大的優(yōu)越性，但由于計算工作量大，使得這些有效的統(tǒng)計分析方法一開始并沒有能夠在實踐中很好推廣開來。而電子計算機技術(shù)的誕生與發(fā)展，使得復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理工作變得非常容易，所以充分利用現(xiàn)代計算技術(shù)，通過計算機軟件將統(tǒng)計方法中復(fù)雜難懂的計算過程屏障起來，讓用戶直接看到統(tǒng)計輸出結(jié)果與有關(guān)解釋，從而使統(tǒng)計方法的普及變得非常容易。在課程體系改革中，各課程的教學(xué)時數(shù)與達到培養(yǎng)目標(biāo)所需完成的教學(xué)內(nèi)容相比還是不足的。為此，可以通過標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)計軟件的教學(xué)實習(xí)來達到以點帶面，擴大學(xué)生視野，提高學(xué)生素質(zhì)。

為此我們建立了一個專用于實習(xí)教學(xué)的生物統(tǒng)計電腦實驗室?，F(xiàn)共有50余臺電腦，并連接到校園網(wǎng)。實驗室配備有指導(dǎo)教師，負(fù)責(zé)對上機的學(xué)生答疑。除按教學(xué)計劃進行的正常實習(xí)教學(xué)外，實驗室還對優(yōu)秀學(xué)生免費開放，鼓勵他們結(jié)合教師的科研活動，應(yīng)用所學(xué)生物統(tǒng)計學(xué)知識，學(xué)習(xí)新的生物統(tǒng)計學(xué)知識，掌握應(yīng)用計算機解決生物統(tǒng)計學(xué)問題的技能。

（二）全方位、多層次的實踐教學(xué)。

為了進一步培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，必須將本課程的實踐教學(xué)活動延伸到課堂教學(xué)外，開展全方位、多層次的實踐教學(xué)。

在原綿陽農(nóng)專期間，主要在作物育種、作物栽培、動物營養(yǎng)等課程實驗與實習(xí)中，根據(jù)相關(guān)內(nèi)容加入了試驗設(shè)計方法以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的相關(guān)內(nèi)容。

組建了西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院以后，由原來的單一農(nóng)科專業(yè)變成了理、工、農(nóng)三大學(xué)科均有專業(yè)的格局。雖然專業(yè)的學(xué)科歸屬不同，但有一點是相通的，其內(nèi)涵均屬于生命科學(xué)的范疇。以科學(xué)研究的方法進行劃分，均屬于實驗科學(xué)。

掌握正確的實驗設(shè)計方法，從不確定性數(shù)據(jù)中挖掘事物的客觀規(guī)律，是實驗科學(xué)工作者必備的技能。因此，我們將原來只是在農(nóng)科專業(yè)上延伸實踐教學(xué)的作法推廣到全院的所有專業(yè)，結(jié)合實驗課教學(xué)的改革，對發(fā)酵工藝學(xué)實驗、植物細(xì)胞工程實驗、食用菌實驗、微生物學(xué)實驗等課程的內(nèi)容全部或部分改為用生物統(tǒng)計學(xué)指導(dǎo)學(xué)生自主進行實驗設(shè)計，把過去單一的實驗流程、樣品觀察或檢測實驗改變?yōu)樵囼灄l件的優(yōu)化試驗，提出在不同條件下對樣品測定的比較試驗設(shè)計、單因素試驗設(shè)計、多因素試驗設(shè)計、正交試驗設(shè)計、均勻試驗設(shè)計，對試驗結(jié)果要求學(xué)生使用統(tǒng)計學(xué)的方法對進行分析和討論，最后得出最佳試驗條件。

這樣的實驗教學(xué)改革起到了一箭雙雕的作用，從專業(yè)基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課的角度看，改驗證性實驗為設(shè)計型、綜合性實驗，增強了學(xué)生解決實際問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新思維的能力；從生物統(tǒng)計學(xué)角度看，將課程的教學(xué)實踐延伸到課程外，彌補了學(xué)時的不足，更重要的是學(xué)生將自己學(xué)到的統(tǒng)計學(xué)知識，轉(zhuǎn)化為解決實際問題的能力，知識得到很好的內(nèi)化。

此外，在學(xué)生課外科技活動中指導(dǎo)學(xué)生選用正確的實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析方法，提升科技作品的檔次；在畢業(yè)論文（設(shè)計）中要求學(xué)生采用恰當(dāng)?shù)纳锝y(tǒng)計學(xué)方法進行設(shè)計與分析，寫出高質(zhì)量的畢業(yè)論文（設(shè)計）。

第2篇：系統(tǒng)生物學(xué)分析范文

【關(guān)鍵詞】傳統(tǒng)生物教學(xué)法；思考；分析

中國分類號：G633.91

1.引言

教學(xué)方法是教師在教學(xué)過程中為了完成教學(xué)任務(wù)所采取的工作方式組成的方法體系，是教師引導(dǎo)學(xué)生掌握知識技能，獲得身心發(fā)展而進行的共同活動。實踐證明，正確地選擇恰當(dāng)?shù)剡\用教學(xué)方法，對于提高教學(xué)質(zhì)量具有重要的意義，更是保證教學(xué)質(zhì)量的有效途徑。隨著教學(xué)改革的不斷推進，多媒體教學(xué)越來越受到人們的推崇，而在教學(xué)過程中以“注入式”為主要指導(dǎo)思想，運用黑板、粉筆、掛圖、模型等傳統(tǒng)媒體的傳統(tǒng)教學(xué)法在中學(xué)物理教學(xué)中是否還有一定地位？本文主要對傳統(tǒng)教學(xué)法進行了思考，探究并與多媒體教學(xué)相結(jié)合。

2.傳統(tǒng)教學(xué)法的特點分析

2.1傳統(tǒng)教學(xué)法的指導(dǎo)思想

教學(xué)方法雖然是由許多的具體教學(xué)方式和手段構(gòu)成的，但又不是各種方式和手段的簡單疊加，它總是由一個指導(dǎo)思想貫穿，形成一個體系。而我們通常所說的“啟發(fā)式”或“注入式”，主要是從教學(xué)方法體系的指導(dǎo)思想來說的，它不是指一個具體的個別的教學(xué)方式或手段?！白⑷胧健保推渲笇?dǎo)思想來說，是把學(xué)生當(dāng)作簡單的接受知識的容器，使學(xué)生完全處于一種被動地位，使學(xué)生的思維缺乏靈活性和創(chuàng)造性。過分地強調(diào)或夸大教師的作用，忽視了學(xué)生的主體和學(xué)習(xí)的主動性。

2.2簡析傳統(tǒng)教學(xué)中幾種典型的教學(xué)模式

2.2.1“講授―接受”教學(xué)模式

也稱為傳統(tǒng)教學(xué)模式，又稱“五段教學(xué)法”，即：組織教學(xué)―復(fù)習(xí)過渡―講授新課―鞏固新課―布置課外作業(yè)。這種教學(xué)模式以“教師中心，教材中心，學(xué)生中心”的“三中心”為理論核心，重視人的社會文化，重視教師對學(xué)生的管教和對學(xué)生學(xué)習(xí)的控制，強調(diào)通過課堂教學(xué)對學(xué)生進行系統(tǒng)化的文化知識教育。

2.2.2“指導(dǎo)―發(fā)現(xiàn)”教學(xué)模式

創(chuàng)始人為杜威，20世紀(jì)被稱為進步教育的活動教學(xué)模式，提出“兒童中心”，“活動中心”的教學(xué)觀，但由于這種教學(xué)模式忽略學(xué)科系統(tǒng)性，在教育史上褒貶不一。

2.2.3布魯納的“引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)”教學(xué)模式

其一般程序為：提出問題―制定假設(shè)―驗證假設(shè)―得出結(jié)論。1957年布魯納提出教育改革，徹底否定和拋棄傳統(tǒng)的講授學(xué)習(xí)，提出了發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)理論。這種理論重視培養(yǎng)學(xué)生的智力發(fā)展、自主發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造精神，符合時代需求，但由于各種原因，這次改革最終以失敗而告終。

2.2.4“自學(xué)―輔導(dǎo)”模式

其基本教學(xué)程序為：指出自學(xué)要求―開展自學(xué)―討論啟發(fā)解決疑難―練習(xí)應(yīng)用―評價反饋―系統(tǒng)小結(jié)。這種模式體現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，符合現(xiàn)代教學(xué)要求，但如果學(xué)生對自學(xué)內(nèi)容不感興趣，則可能在課堂上一無所獲，而且需時較長，需要教師非常敏銳地觀察到學(xué)生的學(xué)習(xí)情況并針對不同的學(xué)生進行講解和教學(xué)，很難在人數(shù)多的班級中開展。

2.3傳統(tǒng)教學(xué)中幾種常用的教學(xué)

2.3.1啟發(fā)式教學(xué)

中國傳統(tǒng)教學(xué)歷來非常重視啟發(fā)式教學(xué)，代表人為我國的孔子，他主張因材施教，學(xué)思并重，啟發(fā)誘導(dǎo)。學(xué)習(xí)是獲得知識經(jīng)驗的“學(xué)”與進行行為實踐的“習(xí)”相結(jié)合的活動，啟發(fā)式教學(xué)中非常注重學(xué)習(xí)過程中的“習(xí)”與“行”，重視練習(xí)與實踐，提倡為了學(xué)生的思維能力和創(chuàng)造能力，還可以安排一些要求更高的帶有探究性的題目，以促使學(xué)生自己獲得新的知識，發(fā)展智能。

2.3.2引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)法

這是我國學(xué)者于20世紀(jì)50年代對布魯納倡導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)式教學(xué)法而采用的一種有中國特色的教學(xué)法。布魯納倡導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)法，強調(diào)學(xué)生獨立地去發(fā)現(xiàn)，這樣的發(fā)現(xiàn)法帶有隨機性，費時多，不利于學(xué)習(xí)系統(tǒng)完整的知識。因此我國學(xué)者主張引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)法，即在學(xué)生開展發(fā)現(xiàn)時，教師適當(dāng)給予啟發(fā)引導(dǎo)。

2.3.3嘗試教學(xué)法

嘗試教學(xué)法的實質(zhì)是先練再講，即不是教師先講，而是讓學(xué)生在舊知識的基礎(chǔ)上先嘗試來練習(xí)，在嘗試過程中遇到困難時，教師引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)課本，進行嘗試練習(xí)后，再引導(dǎo)學(xué)生討論，最后在學(xué)生嘗試練習(xí)的基礎(chǔ)上，教師進行講解。簡單的可將嘗試教學(xué)分為五個步驟：提出問題、自學(xué)課本、嘗試練習(xí)、交流成果（學(xué)生討論）、教師講解（形成結(jié)論）。

3.對傳統(tǒng)生物教學(xué)法的評價和改革建議

3.1對傳統(tǒng)生物教學(xué)方法的評價

傳統(tǒng)的生物教學(xué)方法由于受其指導(dǎo)思想和教學(xué)條件等因素的影響，教學(xué)形式單調(diào)、陳舊、枯燥、乏味、課堂氣氛沉悶，沒能充分調(diào)動起學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性和學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)中沒能突出學(xué)生的主體地位，過分地強調(diào)了教師的權(quán)威和作用，一味地強調(diào)學(xué)生的主要任務(wù)是要消化、理解老師講解的概念、規(guī)律和公式，把學(xué)生當(dāng)做灌輸?shù)膶ο螅獠看碳さ慕邮芷?，前人知識與經(jīng)驗的存儲器，使大多數(shù)學(xué)生養(yǎng)成了一種不愛問、不想問、也不想問“為為么”的習(xí)慣，束縛了學(xué)生的動手能力、思維能力和創(chuàng)新能力，讓學(xué)生處于一種被動的學(xué)習(xí)環(huán)境中。

3.2對傳統(tǒng)生物教學(xué)法改革的建議

第一，要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)法的指導(dǎo)思想，應(yīng)以“啟發(fā)式”為主要指導(dǎo)思想。

第二，要正確的處理好教師在教學(xué)中的地位，應(yīng)以“學(xué)習(xí)”為中心，學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，在教學(xué)過程中教師要多站在學(xué)生的角度去考慮，做到與學(xué)生思維同步，充分抓住中學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律去進行教學(xué)。

第三，要努力構(gòu)建自己獨特的教學(xué)模式，使其真正做到教學(xué)方法靈活多變且能充分調(diào)動起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，求知欲望，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，讓學(xué)生的思維能力，抽象思維得到鍛煉和發(fā)揮。

第3篇：系統(tǒng)生物學(xué)分析范文

關(guān)鍵詞：學(xué)前兒童；體能訓(xùn)練；生物學(xué)；特征

中圖分類號：G613.7 文獻標(biāo)識碼：B 收稿日期：2016-04-25

1.運動系統(tǒng)

（1）骨骼。兒童的骨骼正處于快速生長發(fā)育階段，軟骨組織成分較多，有機物質(zhì)和水分較多，無機鹽少。在成年人的骨骼中無機物和有機物的比例為7∶3，而學(xué)前兒童的骨骼中無機物和有機物的百分比各半。兒童骨骼硬度小但彈性比較大，不易骨折但易于發(fā)生變形和彎曲。在發(fā)育過程中，如果矯正不及時，身體骨骼的大部位很容易變形。骨骼成分隨著年齡的不斷增長而發(fā)生變化。

（2）關(guān)節(jié)。對于學(xué)前兒童來說，其關(guān)節(jié)軟骨相對較厚，關(guān)節(jié)窩比較淺，韌帶以及關(guān)節(jié)囊的伸展性較大，但韌帶較薄且松弛。所以學(xué)前兒童的關(guān)節(jié)活動范圍較成年人更大，但牢固性較差，容易脫臼。

隨著年齡的增長，學(xué)前兒童骨骼肌 肉不斷發(fā)育，關(guān)節(jié)窩厚度逐漸增加，韌帶增厚，肌腱力量加強，關(guān)節(jié)的活動范圍逐漸縮小，近5歲時，肌肉水分減少，韌帶和肌肉力量增強，關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性也得到增強，因此兒童在體育練習(xí)的過程中要做到循序漸進。

（3）肌肉。人體的肌肉有很多種， 運動系統(tǒng)的肌肉是附于骨骼上的骨骼肌。骨骼肌受神經(jīng)系統(tǒng)的支配，成為運動的動力。而對于學(xué)前兒童來說，幼兒肌肉嫩，蛋白質(zhì)、無機鹽較少，水分較多，收縮能力較弱，動作力量和耐力不足，因而容易疲勞。隨著年齡的增長，肌肉內(nèi)有機物增多，肌肉重量增加，肌肉力量相應(yīng)增強，肌肉水分減少。學(xué)前兒童上下肢大肌肉群發(fā)育較小肌肉群要早，但是不易掌握精細(xì)的動作。所以，教師要根據(jù)學(xué)前兒童的肌肉、骨骼以及關(guān)節(jié)的特點指導(dǎo)他們進行鍛煉。發(fā)展學(xué)前兒童的肌肉力量是一個循序漸進的過程，千萬不可操之過急。

2.心血管系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)

心血管系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)是耐力素質(zhì)訓(xùn)練重要的生理基礎(chǔ)，所以適宜的耐力練習(xí)是提高心血管系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)水平的重要手段。在安排運動練習(xí)時，體育教師要善于根據(jù)動作的結(jié)構(gòu)特點、動作節(jié)奏或用力情況，教會兒童在運動中調(diào)節(jié)呼吸，學(xué)會運動與呼吸相配合。由于無效腔的存在，在運動的過程中加大呼吸深度才能有效地提高肺通氣量，所以在運動中要讓孩子們學(xué)會深呼吸。同時深呼吸對心臟有良好的擠壓作用，有利于靜脈血回心。但是在運動練習(xí)的過程中要注意控制運動負(fù)荷，避免兒童長時間憋氣。

3.神經(jīng)系統(tǒng)

神經(jīng)系統(tǒng)是發(fā)育最早最快的器官，出生后的小兒脊髓反射的神經(jīng)通路已經(jīng)發(fā)育完全，在嬰兒期就可以形成簡單的暫時聯(lián)系；3～6歲大腦皮層各個區(qū)域之間增加了暫時聯(lián)系的可能性，分化水平大大提高；3歲時小腦發(fā)育基本上達到成人水平，能維持身體的平衡和動作的穩(wěn)定性；6歲時條件反射的形成已比較穩(wěn)定，形成動作技能的能力更大。神經(jīng)系統(tǒng)對機體指揮能力的提高主要表現(xiàn)在機體的速度素質(zhì)、動作的靈敏性以及身體的平衡性和協(xié)調(diào)性上。

（1）速度素質(zhì)與神經(jīng)系統(tǒng)的關(guān)系。速度素質(zhì)與神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育程度有著密切的聯(lián)系。速度素質(zhì)包括反應(yīng)速度、動作速度和位移速度。反應(yīng)速度的快慢主要取決于興奮通過反射弧所需要的時間（即反應(yīng)時）的長短、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的機能狀態(tài)和運動條件反射的鞏固程度。反應(yīng)時間是決定反應(yīng)速度快慢的基礎(chǔ)，反應(yīng)時間的長短主要取決于感受器的靈敏程度（興奮閾值的高低）、中樞延擱和效應(yīng)器的興奮性。動作速度主要是由肌纖維類型的百分組成及面積、肌肉力量、肌肉組織的興奮性和運動條件反射的鞏固程度等因素所決定的。移動速度的主要影響因素是步長和步頻。移動速度主要取決于動作頻率，即單位時間內(nèi)完成的動作周期數(shù)和每一個動作周期在特定運動方向上的位移幅度。這兩個因素狀況的改善以及它們之間的合理組合是提高移動速度的關(guān)鍵。

（2）身體的柔韌和協(xié)調(diào)性。神經(jīng)系統(tǒng)對骨骼肌的調(diào)節(jié)能力，尤其是主動肌與對抗肌之間協(xié)調(diào)關(guān)系的改善，以及肌肉收縮與放松調(diào)節(jié)能力的提高，可以減少由于對抗肌緊張而產(chǎn)生的阻力，有利于增大運動幅度，提高柔韌素質(zhì)。同時身體平衡性的練習(xí)有利于改善前庭器官的功能，改善神經(jīng)系統(tǒng)對肌肉的調(diào)節(jié)作用。

參考文獻：

第4篇：系統(tǒng)生物學(xué)分析范文

一、學(xué)生宿舍中容易引發(fā)室友矛盾的問題

宿舍是生活場所，也承載著學(xué)校教育的很多功能。宿舍讓人有“家”的感覺，但這個“家”里沒有家長，自己的事情要自己打理，很多事務(wù)要靠全體室友的自覺與自律。對住宿生而言，一天里有三分之一的時間在宿舍度過，這個“家”不僅是一個空間，還是一段時光、一段難以忘懷的記憶。不同性格、不同愛好、不同習(xí)慣、不同家庭背景的人，共同生活在同一個屋檐下，宿舍自然會成為最容易發(fā)生問題的地方。容易引發(fā)室友矛盾的問題主要有：懷疑別人拿走自己的物品，對別人的事過于好奇，對宿舍值日不重視，室友間性格差異、生活習(xí)慣差異較大，缺少人際交往常識，嫉妒心理作祟，溝通少，等等。

二、室友矛盾的表現(xiàn)形式

有人的地方就有矛盾，學(xué)生宿舍也不例外。有些矛盾是暫時的，對矛盾雙方?jīng)]有什么影響，過一段時間矛盾自然消失；有些矛盾不太好調(diào)和，矛盾雙方別別扭扭很長時間，對各自的生活產(chǎn)生一定的影響；有些矛盾會讓雙方感到非常壓抑乃至痛苦，甚至矛盾還會激化；還有些由即時沖突引發(fā)的矛盾，也容易引發(fā)嚴(yán)重后果。

1.由即時沖突引發(fā)極端事件。

2013年4月的一天，南京某大學(xué)學(xué)生宿舍發(fā)生這樣的一幕：學(xué)生蔣某忘帶宿舍鑰匙，敲門卻無人應(yīng)答，等他向管理員借來鑰匙打開宿舍門后，發(fā)現(xiàn)同學(xué)袁某正在房間內(nèi)打游戲，對剛才的敲門聲并沒有理會。蔣某因此事與袁某發(fā)生爭吵，雙方動起了手，混亂中，袁某拿起一把水果刀，對著蔣某猛刺，致使蔣某被刺身亡。之前雙方無任何過節(jié)，只因缺少應(yīng)有的冷靜，導(dǎo)致嚴(yán)重后果。

2.因嫉妒搞小團體。

在一間宿舍里，某學(xué)生在某些方面比較出眾，與其他室友有著較大的差距，這樣的話，即使該生與人交往溝通能力很好，但由于嫉妒心理使然，出眾的室友也很容易受到孤立。還有少數(shù)家庭條件較好的學(xué)生“自命清高”，看不起其他室友，使自己游離于其他室友之外。還有因性格、習(xí)慣、價值觀、家庭條件等諸多方面的差距，使得同一宿舍的幾個人由于嫉妒而分成小團體，影響室友間的和諧相處。室友間搞小團體的現(xiàn)象多發(fā)生在女生宿舍。

3.由猜忌引發(fā)難以調(diào)和的矛盾。

某學(xué)生的生活隱私被室友外傳出去，令該生非常尷尬，在無法確認(rèn)是誰將自己的生活隱私外傳的情況下，所有室友自然都是被懷疑的對象。隱私被泄露的人會憑自己的感覺猜測“嫌疑人”，而在沒有證據(jù)的情況下，這種猜測又未必準(zhǔn)確。當(dāng)被懷疑者感覺到自己被懷疑，而他（她）又不是泄露他人隱私的人時，二者之間的矛盾就很難調(diào)和了。這種由猜忌引發(fā)的室友矛盾多發(fā)生在女生宿舍。

4.小矛盾引發(fā)口水戰(zhàn)或肢體沖突。

某學(xué)生急著給自己的電子產(chǎn)品充電，宿舍里卻沒有空余的電源插座，該生在未經(jīng)他人允許的情況下把某位室友的充電器拔下，給自己的電子產(chǎn)品充電。這種做法肯定是不禮貌的，很多人遇到這種情況都會生氣。這種矛盾其實并不難解決，少數(shù)被拔下充電器的學(xué)生卻不能理智地去解決這種矛盾，而是謾罵對方引發(fā)口水戰(zhàn)，或動用武力去發(fā)泄自己的不滿，把小矛盾變成大矛盾。

5.用“生氣”表達不滿。

有少數(shù)學(xué)生，只要別人和自己的觀點不一致，就用生氣的方式發(fā)泄不滿，說話時怪聲怪氣，拿東西時摔摔打打，或干脆板著臉不說話。生氣是一種不健康的情緒，有人將生氣定義為“讓人懼怕”，生氣能破壞周圍所有人的情緒，危害健康，妨礙人作出理智反應(yīng)。宿舍中有一個人生氣，整個宿舍的氣氛都會變得非常緊張，會給整個宿舍的人造成傷害，卻解決不了任何問題。

6.相互看不慣致使室友間形同陌路。

宿舍里某兩個學(xué)生相互看不慣，沒有共同語言，不認(rèn)同對方的思想和價值觀，于是，先是“話不投機”，總也說不到一塊兒去；后是“半句多”，相互間不想多說一個字；最后是“視對方如空氣”，兩人在宿舍內(nèi)外相見都形同陌路。一間宿舍住著4至6個人，如果有兩個室友由于看不慣而互不理睬，整個宿舍就會充滿濃濃的火藥味兒。

三、化解室友矛盾的對策

學(xué)生宿舍是學(xué)校里最容易出現(xiàn)問題的地方，也是最容易產(chǎn)生矛盾的地方。室友間產(chǎn)生矛盾大多由生活瑣事或性格差異所致。如何減少和化解室友間的矛盾，是一個非常重要的教育課題。

1.借鑒國外經(jīng)驗，在校園網(wǎng)開設(shè)“找室友”系統(tǒng)。

校園網(wǎng)應(yīng)為住宿生提供“找室友”系統(tǒng)。新生入學(xué)前，在校園網(wǎng)輸入自己的個人信息和相關(guān)資料，包括生活習(xí)慣、性格特征、個人愛好、家庭狀況、對室友的要求等。系統(tǒng)會自動搜索或反饋，并按匹配程度，將滿足條件的人推薦給學(xué)生，學(xué)生從系統(tǒng)提供的人選中自己選擇、自己聯(lián)系，雙方通過交流確定可以成為室友，再向?qū)W校申請。這是美國大學(xué)的做法，值得我們借鑒。讓學(xué)生在住宿這個大問題上有更多自主的選擇權(quán)，學(xué)生可以選擇和自己性格、習(xí)慣、愛好相投的人做室友。優(yōu)先滿足相互認(rèn)識的人做室友的申請，會避免很多室友矛盾，促進人際關(guān)系的和諧。

2.關(guān)注“臥談會”――室友關(guān)系的晴雨表。

上床后，入睡前，這段時間被稱為宿舍的“臥談會”。“臥談會”上，每個人的行為及話題是檢驗室友關(guān)系的晴雨表。如果在這段時間里，每個室友都自己忙自己的，聊QQ、聽音樂、看電子書，每個人都沉浸在自己的小圈子里，幾乎不與其他室友交流，那么室友關(guān)系一定有些冷漠。如果在“臥談會”上，室友們能談?wù)摯蠹夜餐信d趣的話題，如，班里的趣聞趣事、任課教師的一些特別的做法、自己崇拜的明星、重大體育賽事等，每位室友都能敞開心扉，甚至能講出一些小秘密，室友間的關(guān)系一定是比較和諧的。班主任應(yīng)通過多種渠道，了解每間宿舍“臥談會”的情況，通過“臥談會”預(yù)測室友關(guān)系，適時調(diào)整宿舍管理方法，杜絕不必要矛盾的產(chǎn)生。

3.定期召開宿舍民主生活會。

宿舍是人與人親密交往的空間，與家庭有相似的地方，容易讓學(xué)生將家庭模式搬到宿舍來。特別是獨生子女，容易在這種模式里以自我為中心。為此，學(xué)校應(yīng)每周安排開一次宿舍民主生活會，鼓勵每個住宿生針對宿舍管理等提出意見和建議，室友間真誠溝通，了解每個室友的忌諱在哪里，每個學(xué)生對室友的期待是什么，讓每個人都有機會調(diào)整自己與環(huán)境的關(guān)系，調(diào)整自己對室友的期待，修正自己的價值目標(biāo)，營造寬松和諧的住宿環(huán)境。

4.加強生命教育，防止室友間極端事件的發(fā)生。

任何教育環(huán)境和社會環(huán)境，都難以完全消除極端的行為和事件，但是可以從各個方面想辦法，減少極端事件的發(fā)生。室友間的矛盾大多是由生活瑣事引起的，因為一些小事生氣、吵架、大打出手甚至動了殺機，折射出學(xué)生對生命的漠視。室友間缺少愛、缺少關(guān)懷和理解，這樣就會導(dǎo)致有些人以自我為中心，只要稍不如意就“劃清界限”，甚至相互謾罵、大打出手。加強對學(xué)生的生命教育不能“就生命談生命”，要通過情感教育、挫折教育等途徑激活學(xué)生的生命意識。珍愛生命是需要能力的，即心中有愛，而愛的教育源頭在家庭，家長應(yīng)在孩子幼小的時候予以正確引導(dǎo)，讓孩子懂得尊重、懂得理解、學(xué)會寬容、學(xué)會禮讓、學(xué)會溝通、學(xué)會適度忍耐。

5.實行宿舍管理員“導(dǎo)師制”。

很多學(xué)校的宿舍管理員都是臨時聘用人員，其主要工作職責(zé)就是關(guān)鎖宿舍大門、熄燈及打掃公共衛(wèi)生。學(xué)生宿舍的確需要這樣的工作人員負(fù)責(zé)日常事務(wù)，但更需要懂教育、有一定文化素養(yǎng)、有導(dǎo)師作用的管理人員，他們能以宿舍為平臺，給學(xué)生提供有滋有味、有血有肉、有載體的人文教育，他們具有培養(yǎng)學(xué)生博愛、寬容、感恩、合作與分享、交流與溝通的能力。學(xué)校應(yīng)加強宿舍管理員的師資配備，實行宿舍管理員“導(dǎo)師制”，安排教育能力較強的教師兼任學(xué)生宿舍的生活導(dǎo)師，對住宿生進行導(dǎo)向、導(dǎo)心、導(dǎo)行和導(dǎo)學(xué)。

6.建立家校聯(lián)盟，請家長參與宿舍管理。

教育不是學(xué)校單方面能完成的，離不開家庭教育的支持與合作。宿舍具有家庭特征，家長參與宿舍管理是學(xué)校教育與家庭教育較好的結(jié)合渠道，也是家長應(yīng)盡的教育責(zé)任。學(xué)校可以根據(jù)學(xué)生家長的實際情況，每周請一位住宿生的家長來宿舍一次，對宿舍管理、學(xué)生自理能力給予評價和指導(dǎo)，同時，了解孩子們的心理狀況，幫助孩子們化解小誤會、小矛盾。由于家長與教師身份不同、方法各異，家長參與到宿舍管理中，會讓學(xué)生們覺得新鮮和輕松，對預(yù)防不必要矛盾的產(chǎn)生和化解已有矛盾都將起到積極的作用。

7.將軟環(huán)境建設(shè)納入宿舍檢查評比之中。

每所學(xué)校都會對宿舍進行檢查評比，但很多學(xué)校的檢查評比僅局限于衛(wèi)生、宿舍布置、作息時間遵守等方面。這些方面固然重要，軟環(huán)境建設(shè)同樣重要，如，室友關(guān)系、宿舍成員總體的溝通能力、團結(jié)協(xié)作精神、公德修養(yǎng)、責(zé)任意識、寬容與忍讓等，這些決定學(xué)生個人和宿舍整體精神狀態(tài)的項目也應(yīng)納入對宿舍的檢查評比中。這些指標(biāo)不太好量化，但卻可以以評估的形式，引領(lǐng)每個學(xué)生、每間宿舍形成積極的生活態(tài)度，構(gòu)建和諧的人際關(guān)系。

8.教育學(xué)生養(yǎng)成對宿舍管理約束的自覺。

第5篇：系統(tǒng)生物學(xué)分析范文

[關(guān)鍵詞] 中藥生物藥劑學(xué)分類系統(tǒng);多成分環(huán)境;溶解度;葛根素;數(shù)學(xué)建模

[收稿日期] 2014-07-18

[基金項目] 國家自然科學(xué)基金項目（81473362）;北京中醫(yī)藥大學(xué)創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃項目（2011-CXTD-13）

[通信作者] *董玲，副研究員，碩士生導(dǎo)師，主要從事新劑型給藥系統(tǒng)研究，Tel：（010）64286245，E-mail：;*張強，助理實驗師，主要從事中藥制劑分析研究，Tel：（010）84738629，E-mail：

[作者簡介] 侯成波，碩士研究生，E-mail：

中藥生物藥劑學(xué)分類系統(tǒng)中，對溶解性的評價，一定要注重成分所處的多成分環(huán)境，在多成分環(huán)境中呈現(xiàn)的溶解度才是CMMBCS的真正分類依據(jù)。無論何種藥物，其成分只有在溶解狀態(tài)才能被吸收，在腸液中溶解度較差的藥物，腸道內(nèi)的吸收就被限制[1]。單一成分溶解度的研究已經(jīng)有了較成熟的研究方法與評價體系，而對于多成分的中藥，其多成分環(huán)境下藥物的溶解度值得深入研究。因此，本研究選取中藥復(fù)方中的高含量成分（對環(huán)境影響大）設(shè)計人工多成分環(huán)境，通過遞進式實驗采集實驗數(shù)據(jù)，進而用所獲數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)建模，總結(jié)多成分環(huán)境對葛根素溶解度影響的規(guī)律。

本研究基于經(jīng)方葛根芩連湯（葛根、黃芩、黃連和甘草組成），以葛根素為研究對象，選擇復(fù)方中其余3味藥的高含量成分黃芩苷、小檗堿和甘草酸人工設(shè)計葛根素溶解度研究的多成分環(huán)境，用于數(shù)據(jù)采集。借鑒化學(xué)藥品的溶解度實驗基本方法，采用遞進式的實驗流程，依次實驗考察黃芩苷、甘草酸和小檗堿各單一成分、任意兩成分組合和全部三成分背景下的葛根素的溶解度，并用實驗所獲數(shù)據(jù)建模。

1 材料與試劑

1.1 儀器

Waters液相色譜系統(tǒng)（600四元泵，美國Waters公司），2487雙波長紫外檢測器，Empower 2工作站;電子分析天平（BT-25S，北京賽多利斯儀器有限公司）;pH酸度計（FE20，梅特勒-托利多儀器上海有限公司）。

1.2 藥物

葛根素對照品（批號110752-200912，中國食品藥品檢定研究院）;葛根素原料（批號120504，陜西中鑫生物技術(shù)有限公司）;黃芩苷原料（批號ZL-A-018，南京澤朗醫(yī)藥科技有限公司）;鹽酸小檗堿原料（批號120212，陜西中鑫生物技術(shù)有限公司）;甘草酸單銨原料（批號GU20120611，武漢金諾化工有限公司）。

1.3 試劑

乙腈購買于美國Fisher公司（色譜級）;磷酸購買于北京化工廠（分析級）;娃哈哈純凈水購買于娃哈哈集團公司（中國杭州）。鹽酸、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、氫氧化鈉、一水枸櫞酸、磷酸氫二鈉（均購自北京化工廠）等試劑都為分析純。

2 方法

2.1 不同pH緩沖液的配制

pH 1.0鹽酸溶液配制：量取鹽酸溶液9 mL，加水稀釋至1 000 mL，即得。pH 4.0緩沖液配制：取一水枸櫞酸12.90 g，取磷酸氫二鈉27.25 g，加水1 000 mL溶解，即得。pH 6.8緩沖液配制：取磷酸二氫鉀1.70 g和磷酸氫二鉀1.78 g，加水溶解稀釋至1 000 mL，即得。pH 7.4緩沖液配制：取磷酸二氫鉀6.81 g，加0.1 mol?L-1氫氧化鈉溶液395 mL稀釋至1 000 mL，即得。

2.2 對照品溶液制備

精密稱取葛根素對照品10 mg，置100 mL量瓶中加入不同的溶出介質(zhì)適量，置超聲儀中使完全溶解，加溶出介質(zhì)至刻度，搖勻，制成質(zhì)量濃度約為0.1 g?L-1的對照品溶液。

2.3 色譜方法

Phenomenex Luna C18色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）;流速1.0 mL?min-1;檢測波長250 nm;柱溫30 ℃;進樣量20 μL;流動相0.05%磷酸溶液-乙腈（82∶18）。

2.4 葛根素溶解度研究[2]

2.4.1 葛根素在不同pH緩沖液中溶解度研究 精密稱取葛根素200 mg，分別加入pH為1.0，4.0，6.8，7.4的緩沖液10 mL，混合均勻，置于37 ℃水浴，每5 min震搖30 s，30 min后取出，靜置10 min，取上清液，稀釋至適宜濃度后過0.45 μm濾膜，進行HPLC分析。

2.4.2 葛根素單成分及兩成分背景中溶解度研究 精密稱取葛根素200 mg，加入不同配比黃芩苷、小檗堿及甘草酸，同2.4.1項描述方法進行溶解度考察。單一成分背景配比：黃芩苷加入比例：30%，50%，80%，100%，120%，150%;小檗堿加入比例：低濃度區(qū)域2%，4%，6%，8%，10%;高濃度區(qū)域12%，15%，20%，30%，40%，50%，60%，100%;甘草酸加入比例：10%，30%，50%，80%，100%，120%，150%，200%。兩成分背景配比：黃芩苷+甘草酸加入比例：25%+25%，60%+25%，25%+60%，25%+75%，75%+25%，75%+75%，60%+60%，100%+60%，60%+100%;黃芩苷+小檗堿加入比例：6%+100%，30%+100%，100%+100%，60%+60%，6%+10%，10%+6%，30%+2%，30%+10%，60%+6%，100%+10%;甘草酸+小檗堿加入比例：10%+100%，30%+60%，80%+100%，30%+6%，10%+10%，80%+2%，80%+10%，100%+60%，100%+6%，150%+100%，150%+10%。

2.4.3 三成分背景中葛根素溶解度研究 為系統(tǒng)研究黃芩苷、甘草酸和小檗堿對葛根素溶解度的影響趨勢，選擇響應(yīng)曲面方法（response surface methodology，RSM）對輸出變量（葛根素溶解度）和因素之間（加入成分比例）的非線性關(guān)系進行準(zhǔn)確的評估。以響應(yīng)曲面方法中的不旋轉(zhuǎn)中心復(fù)合設(shè)計（central composite design，CCD）實驗，根據(jù)上述已完成試驗的初步結(jié)果，選擇黃芩苷加入比例（X1）、甘草酸加入比例（X2）和小檗堿加入比例（X3）為考察因素，其水平范圍分別為：X1：6%～80%;X2：10%～80%;X3：2%～60%，實驗設(shè)計的代碼水平見表1，2。

表1 CCD實驗設(shè)計因素水平表

Table 1 The factor level table of CCD experimental design

水平黃芩苷加入比例

/%甘草酸加入比例

/%小檗堿加入比例

/%

-16102

0434531

+1808060

表2 CCD設(shè)計實驗安排表

Table 2 The schedule of CCD experimental design

No.模式黃芩苷加入

比例/%甘草酸加入

比例/%小檗堿加入

比例/%葛根素溶解度

/g?L-1

10--645318.93

2+0-80806012.58

3043803111.56

40+-4345608.89

5++0680607.99

6-0-80453111.76

70-+8010609.43

8+0+610606.11

9-+08080212.01

10--068028.83

11+-04345211.75

120++43453110.36

13-0+4310319.76

14---61029.30

15+--8010212.01

2.5 數(shù)學(xué)模型建立方法[3]

2.5.1 葛根素多成分環(huán)境下溶解度單元模型建立 以葛根素溶解度研究中不同成分加入比例作為過程輸入變量，以葛根素的溶解度作為結(jié)果輸出變量，建立相應(yīng)的研究模型。并以方程擬合優(yōu)度參數(shù)對模型性能進行檢驗。采用全項二次多項式方法，建立回歸模型，基于OLS進行數(shù)據(jù)模型參數(shù)估計與計算。方程的擬合優(yōu)度檢驗主要是以均方根誤差（root mean square error，RMSE）和決定系數(shù)R2作為方程擬合優(yōu)度的評價，RMSE越接近于0，R2越接近于1，方程擬合質(zhì)量越高。主要算法及自適應(yīng)建模均由JMP pro10.0平臺實現(xiàn)。

2.5.2 葛根素多成分環(huán)境下溶解度組合模型建立 在進行單元建模時發(fā)現(xiàn)不同的化學(xué)環(huán)境對葛根素溶解度的影響變化較大，不同的加入成分其自身處于不同化學(xué)環(huán)境時，其表現(xiàn)出對葛根素溶解度的影響程度也會發(fā)生變化，也就是說輸出變量變化的同時，自變量效應(yīng)大小會因為自變量的組合方式不同而發(fā)生改變?；谶@種情況，有必要對上述單元建模的數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)匯集，進行單元組合建模，這樣不僅能簡化預(yù)測方程數(shù)量，同時能將上述所闡述的各種變化的信息融合到一個數(shù)據(jù)模型中，能實現(xiàn)更準(zhǔn)確地用一種模型去預(yù)測多成分對葛根素溶解度的影響。對不同成分配比背景下葛根素溶解度單元模型的數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)匯集，進行單元組合建模，以黃芩苷、甘草酸和小檗堿加入比例作為過程輸入，以葛根素溶解度作為過程輸出，對此過程采用回歸模型（OLS）、高斯過程（GPR）[4]、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）3種建模方法，建立相應(yīng)的模型，并以RMSEC，RMSEP，AAEC，AAEP和決定系數(shù)R2對各模型的性能進行評價。

3 結(jié)果

3.1 葛根素在不同pH緩沖液中的溶解度研究

葛根素屬于弱酸性化合物，在不同pH背景下溶解度不同，對葛根素在不同pH緩沖液中溶解度研究實驗表明，葛根素的溶解度在pH 1.0鹽酸溶液中為3.38 g?L-1，在其他緩沖溶液中，隨著pH增加，當(dāng)pH小于4.0時，葛根素的溶解度基本達平，不再隨著溶液pH的變化而變化。在pH 4.0～7.4有規(guī)律增加，并在pH 7.4緩沖液溶解度最大，達到7.56 g?L-1，見圖1。

圖1 葛根素在不同pH緩沖液中溶解度

Fig.1 The solubility of puerarin in different pH

3.2 單一成分背景對葛根素溶解度影響研究

加入不同比例的黃芩苷均能增加葛根素在pH 7.4緩沖液中的溶解度，并且隨著黃芩苷加入比例的增加，葛根素的溶解度逐漸增加;加入不同比例的甘草酸均能增加葛根素在pH 7.4緩沖液中的溶解度，隨著甘草酸加入比例的增加，葛根素的溶解度逐漸增加;并且在甘草酸加入量為50%～150%，甘草酸對葛根素溶解度的影響呈現(xiàn)明顯的線性關(guān)系，決定系數(shù)R2為0.990 9;加入小檗堿時，在低濃度區(qū)域（小于10%）可以增加葛根素的溶解度，在高濃度區(qū)域（10%～100%），可以降低葛根素的溶解度，見圖2。

A.黃芩苷;B.甘草酸;C.小檗堿（低濃度區(qū)域）;D.小檗堿（高濃度區(qū)域）。

圖2 不同比例黃芩苷、甘草酸、小檗堿對葛根素溶解度影響趨勢

Fig.2 The influence trend of baicalin， glycyrrhizic acid， berberine on the solubility of puerarin

采用Excel 2010 對上述數(shù)據(jù)進行一元三次多項式回歸模型擬合，如一元三次多項式回歸方程為Y=b0+b1X+b2X2+b3X3，其中甘草酸加入量在50%～150%，由于具有良好的線性關(guān)系，此區(qū)域單獨采用一元線性擬合，具體的擬合方程見表3。

表3 溶解度試驗數(shù)據(jù)擬合方程

Table 3 Fitting equation of solubility test data

葛根素溶解度方程擬合方程R2

黃芩苷Y=2.394 6X3-8.557 6X2+10.879X+7.771 50.998 6

甘草酸Y=-1.629X3+5.360 3X2-1.064 1X+8.001 50.991 5

Y=4.667 3X+6.009 9（線性方程）0.990 9

小檗堿Y=3.075X3-9.762X2+3.299 9X+7.853 6（高濃度）0.997 4

Y=1 048.7X3-528.21X2+58.708X+7.765 4（低濃度） 0.915 6

3.3 兩成分背景對葛根素溶解度的影響研究

在研究兩成分同時存在的化學(xué)背景下，二者聯(lián)合作用對葛根素溶解度的影響趨勢見圖3。以葛根素溶解度研究中不同成分加入比例作為過程輸入變量，以葛根素的溶解度作為結(jié)果輸出變量，建立相應(yīng)的研究模型。并以方程擬合優(yōu)度參數(shù)對模型性能進行檢驗。采用全項二次多項式方法，建立回歸模型，基于OLS進行數(shù)據(jù)模型參數(shù)估計與計算。

A.黃芩苷+甘草酸;B.黃芩苷+小檗堿;C.小檗堿+甘草酸。

圖3 不同比例兩成分背景對葛根素溶解度影響

Fig.3 The influence trend of two component environment on the solubility of puerarin

3.3.1 葛根素中加入不同比例黃芩苷和甘草酸溶解度模型 Y=8.259+3.900X1+3.997X2-2.925（X1-0.505）×（X2-0.505），由模型方程的評價結(jié)果可知，模型方程的RMSE為0.858 5，決定系數(shù)R2為0.902 8，該模型方程可以解釋樣本中約90%的數(shù)據(jù)，可解釋能力較強。

3.3.2 不同比例黃芩苷和小檗堿對葛根素溶解度影響模型 Y=7.953+3.584X1-4.537X2+1.770（X1-0.392 73）×（X2-0.367 27），由模型方程的評價結(jié)果可知，模型方程的RMSE為0.288 2，決定系數(shù)R2為0.987 9，該模型方程可以解釋樣本中約98%的數(shù)據(jù)，符合要求。

3.3.3 不同比例甘草酸和小檗堿對葛根素溶解度影響模型 Y=7.390+3.949X1-2.933X2+3.013（X1-0.683 3）×（X2-0.386 7），由模型方程的評價結(jié)果可知，模型方程的RMSE為0.910 8，決定系數(shù)R2為0.904 5，該模型方程可以解釋樣本中約90%的數(shù)據(jù)，符合要求。

3.4 三成分背景對葛根素溶解度的影響研究

在研究黃芩苷、甘草酸和小檗堿同時存在的化學(xué)背景下，三者聯(lián)合作用對葛根素溶解度影響建模時，發(fā)現(xiàn)三者對葛根素溶解度影響程度差別較大，呈現(xiàn)出黃芩苷>小檗堿>甘草酸的特征，甘草酸和小檗堿具有交互作用。以葛根素溶解度研究中黃芩苷、甘草酸和小檗堿加入比例作為過程輸入變量，以葛根素的溶解度作為輸出變量，建立相應(yīng)的研究模型為：Y=8.972+5.006X1+1.146X2-3.170X3-5.764（X2-0.45）×（X2-0.45）+8.18（X2-0.45）×（X3-0.31），模型方程的RMSE為0.401 8，決定系數(shù)R2為0.977 3，該模型方程可以解釋樣本中約97%的數(shù)據(jù)，符合要求。

3.5 葛根素在多成分環(huán)境下溶解度組合建模

在進行單元建模時發(fā)現(xiàn)不同的化學(xué)背景對葛根素溶解度的影響變化較大，不同的加入成分其自身處于不同化學(xué)背景時，其表現(xiàn)出對葛根素溶解度的影響程度也會發(fā)生變化，也就是說輸出變量變化的同時，自變量效應(yīng)大小會因為自變量的組合方式不同而發(fā)生改變。

基于這種情況，有必要對上述單元建模的數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)匯集，進行單元組合建模，這樣不僅能簡化預(yù)測方程數(shù)量，同時能將上述所闡述的各種變化的信息融合到一個數(shù)據(jù)模型中，能實現(xiàn)更準(zhǔn)確地用一種模型去預(yù)測多成分對葛根素溶解度的影響。以黃芩苷、甘草酸和小檗堿加入比例作為過程輸入，以葛根素溶解度作為過程輸出，對此過程采用3種建模方法，分別為回歸模型、高斯過程、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，建立相應(yīng)的研究模型。并以RMSEC，RMSEP，AAEC，AAEP和決定系數(shù)R2對各模型的性能進行評價，各模型評價結(jié)果見表4。

表4 模型構(gòu)建評價表

Table 4 Evaluation form of model building

No.建模方法

校正集（Calibration set）驗證集（Validation set）

RMSECAAECR2RMSEPAAEPR2

1回歸模型（OLS）0.772 00.619 90.928 40.836 40.727 50.859 4

2高斯過程（GPR）001.000 01.232 90.968 80.694 5

3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）0.725 30.587 90.936 80.663 00.585 40.911 6

注：RMSE：均方根誤差;Average Absolute error（AAE）：平均絕對誤差;R2：決定系數(shù)。

由3種模型的評價結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，不同模型對于校正集樣本的擬合及對于驗證集樣本的預(yù)測結(jié)果存在一定的差異。從校正結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模RMSEC（0.725 3）最低，AAEC（0.587 9）最低;而預(yù)測結(jié)果中，也是神神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模的RMSEP（0.663 0）最低，AAEC（0.585 4）最低，決定系數(shù)（0.911 6）最大。因此選擇神經(jīng)模型作為單元組合建模的數(shù)學(xué)模型。

4 討論與展望

4.1 葛根素溶解度研究的最佳pH制緩沖液選擇

葛根素的溶解度受溶液的pH背景影響較大。pH在4.0以下時，pH對葛根素溶解度幾乎沒有影響，并且溶液中隨著葛根素溶解度的增加溶液的pH不變。為了在后續(xù)試驗中，繼續(xù)觀測這種溶液pH變化對葛根素溶解度的影響情況，因此pH 1.0和pH 4.0的緩沖體系不適合做為實驗對象。此外，葛根素pKa1約為7.4[5]，根據(jù)Henderson-Hasselbalch方程[6]，葛根素在pH 7.4背景下，其解離型和未解離型的比例約為1∶1，在pH 6.8和pH 7.0條件下其解離型和未解離型的比例約為1∶10和1∶2.5。加入其他成分后溶液的pH主要是向弱酸性方向調(diào)節(jié)，更多的是對葛根素解離變化有影響，因此如果選擇pH 6.8和pH 7.0緩沖液的話，葛根素的解離型所占比例較少，pH微弱的增加或者減少都會對整體產(chǎn)生較大的變化，使實驗測定的誤差變大。同時，考慮到后續(xù)葛根素在體腸吸收研究中，實驗中所用到的K氏液pH為7.4（腸道生理背景），溶解度試驗所選擇的pH背景與后續(xù)試驗的pH環(huán)境保持一致更為理想。綜上所述，葛根素在多成分環(huán)境下的溶解度研究選擇pH 7.4緩沖溶液作為pH環(huán)境溶液。

4.2 中藥生物藥劑學(xué)分類系統(tǒng)溶解性研究的數(shù)學(xué)建模方法

單一成分的溶解度研究已經(jīng)提出了明確的理論基礎(chǔ)和研究方法，并建立了多種研究模型，但是多成分體系下研究藥物吸收評價方法和理論基礎(chǔ)相對缺乏，本實驗以多成分環(huán)境的影響為對象，重點考察其對溶解性的影響，探索中藥生物藥劑學(xué)分類系統(tǒng)中溶解度研究的方法。鑒于中藥成分的復(fù)雜性，逐一成分實驗測定溶解度的工作量巨大，同時也受到中藥化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)品缺少的影響，因此作者利用復(fù)方中高含量成分，設(shè)計人工構(gòu)建多成分環(huán)境的方法，通過少量實驗構(gòu)建數(shù)學(xué)模型方程的方法開展研究，以期利用數(shù)學(xué)模型方程對多成分環(huán)境對中藥成分溶解度進行預(yù)測，并結(jié)合實驗闡明溶解度受多成分環(huán)境影響的變化規(guī)律。

4.3 展望

多成分多靶點的中藥特點已被前輩科研工作者在不同角度的科研點上得以發(fā)現(xiàn)并闡述，在中藥生物藥劑學(xué)分類系統(tǒng)研究中，溶解性作為分類依據(jù)之一，應(yīng)著重于多成分環(huán)境對其影響的整體結(jié)果呈現(xiàn)。但一直沒有恰當(dāng)?shù)姆椒▽Χ喑煞汁h(huán)境下的溶解度進行整體評價。因此采用遞進方案，從單成分到多成分進行層次化論證，并以多成分環(huán)境作為整體開展對目標(biāo)成分受多成分環(huán)境影響開展研究是可探索的發(fā)展方向。

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Impacts of multicomponent environment on solubility of puerarin in

biopharmaceutics classification system of Chinese materia medica

HOU Cheng-bo1， WANG Guo-peng2， ZHANG Qiang1*， YANG Wen-ning1， LV Bei-ran1， WEI Li1， DONG Ling1*

（1.Beijing University of Chinese Medicine， Beijing 100102， China;

2. Zhongcai Health （Beijing） Biological Technology Development Co.， Ltd.， Beijing 100055， China）

[Abstract] To illustrate the solubility involved in biopharmaceutics classification system of Chinese materia medica （CMMBCS）， the influences of artificial multicomponent environment on solubility were investigated in this study. Mathematical model was built to describe the variation trend of their influence on the solubility of puerarin. Carried out with progressive levels， single component environment： baicalin， berberine and glycyrrhizic acid; double-component environment： baicalin and glycyrrhizic acid， baicalin and berberine and glycyrrhizic acid and berberine; and treble-component environment： baicalin， berberin， glycyrrhizic acid were used to describe the variation tendency of their influences on the solubility of puerarin， respectively. And then， the mathematical regression equation model was established to characterize the solubility of puerarin under multicomponent environment.

第6篇：系統(tǒng)生物學(xué)分析范文

【摘要】 目的：克隆新西蘭白兔大電導(dǎo)鈣敏感性鉀離子通道(BKCa)β亞基基因，觀察其組織分布，并對其進行生物信息學(xué)分析. 方法：采用3′及5′cDNA末端快速擴增(RACE)及RTPCR技術(shù)從兔Oddi括約肌(SO)組織獲得BKCa通道β亞基的全長cDNA序列. 并應(yīng)用生物信息學(xué)方法分析該基因的同源性、蛋白結(jié)構(gòu)域及跨膜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu). 結(jié)果：兔BKCa通道β亞基基因cDNA全長為1168 bp，開放讀窗長度為576 bp，編碼191個氨基酸. 生物信息學(xué)分析表明該基因核酸序列及氨基酸序列與人類及其它哺乳動物有很高的同源性；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為兩次跨膜蛋白，具有4個功能結(jié)構(gòu)域，含有1個磷酸化位點及2個N糖基化位點. 結(jié)論：首次成功地從兔SO組織克隆出BKCa通道β亞基基因，獲得新GenBank號 DQ821756，為進一步研究該基因的功能奠定了基礎(chǔ).

【關(guān)鍵詞】 鈣敏感性鉀離子通道

0引言

大電導(dǎo)鈣敏感性鉀離子通道(large conductance Ca2+ sensitive K+ channels， BKCa)廣泛分布于平滑肌細(xì)胞(SMC)，其主要生理作用是調(diào)節(jié)SMC膜電位和肌張力［1］. BKCa通道是由α亞基和β亞基共同組成，其中α亞基是結(jié)構(gòu)亞基，構(gòu)成孔道，表達量較恒定；β亞基是調(diào)節(jié)亞基，可提高通道對鈣離子的敏感性，表達量的高低同該通道的功能狀態(tài)密切相關(guān)［2］. 但目前GenBank尚未兔BKCa通道β亞基的基因序列，因此獲得這段基因序列成為下一步研究的關(guān)鍵. 我們根據(jù)已知新西蘭白兔部分組織BKCa通道β亞基保守區(qū)序列(GenBank Number: AB009313， AF107300， AY829265)設(shè)計引物，直接體外擴增兔Oddi括約肌(sphincter of Oddi， SO)細(xì)胞BKCa通道β亞基基因的cDNA全長序列，并采用生物信息學(xué)方法對該基因的特征進行分析.

1材料和方法

1.1材料新西蘭白兔8只， 雌雄不拘， 體質(zhì)量2.0～2.5 kg（第四軍醫(yī)大學(xué)實驗動物中心）； Trizol RNA抽提試劑（Invitrogen公司）；3′及5′ RACE試劑盒First Choice RLMRACE Kit（美國Ambion公司）；DNA Marker，RTPCR Kit，T4 DNA連接酶，Taq酶，pMD18T載體，限制性內(nèi)切酶等（大連TaKaRa公司）；IPTG，Xgal（北京鼎國生物技術(shù)公司）；瓊脂糖凝膠回收試劑盒及產(chǎn)物純化試劑盒（上海博亞生物技術(shù)公司）；PCR儀（美國BioRad公司）；寡核苷酸引物合成及測序由北京三博生物技術(shù)公司完成.

1.2方法

1.2.1兔SO細(xì)胞總RNA的提取經(jīng)兔耳緣靜脈快速注入約10 mL空氣將兔處死，快速銳性無菌分離SO段，取出后用4℃生理鹽水沖洗. 于解剖顯微鏡下刮除漿膜及結(jié)締組織，縱形切開SO段，刮去黏膜組織，用組織剪將其剪成約100 mg小塊，加入4℃ Trizol 1 mL中. 使用高速組織勻漿機將組織塊完全粉碎后，4℃離心10 min，棄沉淀，將上清轉(zhuǎn)移至新的1 mL離心管中. 按照Trizol一步法取試劑盒說明進行RNA的提取. 抽提出的RNA經(jīng)凝膠電泳鑒定RNA質(zhì)量，于紫外分光光度計260 nm和280 nm處鑒定RNA的純度及濃度.

1.2.23′及5′ cDNA末端快速擴增（RACE）嚴(yán)格按照試劑盒說明書操作，所采用引物見表1. 5′ RACE的主要步驟及反應(yīng)條件：① 1 μg總RNA經(jīng)CIP和TAP處理；②連接5′ RACE接頭；③ 5′ RACE readycDNA；④巢氏PCR擴增：以5′ Race readycDNA為模板，以試劑盒提供的5′ RACE Outer Primer和5′ RACE Inner Primer為上游引物，在序列保守區(qū)設(shè)計了2條下游引物5OGP和5IGP. 5′ RACE第1輪PCR反應(yīng)采用引物5OP和5OGP，反應(yīng)條件為: 94℃ 3 min；94℃ 30 s，62℃ 30 s，72℃ 1 min，35個循環(huán)；72℃ 7 min. 取第1輪PCR產(chǎn)物2 mL進行第2輪PCR反應(yīng)，引物為5IP和5IGP，反應(yīng)條件為: 94℃ 1 min；94℃ 30 s，68℃ 30 s，72℃ 1 min，35個循環(huán)；72℃ 10 min. 3′ RACE的主要步驟及反應(yīng)條件： ① 3′ RACE readycDNA；②巢氏PCR擴增：以3′ RACE ready cDNA為模板，以試劑盒提供的3′ RACE Outer Primer和3′ RACE Inner Primer為上游引物，在序列保守區(qū)設(shè)計了2條上游引物3OGP和3IGP. 3′ RACE第1輪PCR反應(yīng)采用引物3OP和3OGP，反應(yīng)條件為: 94℃ 3 min；94℃ 30 s， 58℃ 30 s， 72℃ 1 min， 35個循環(huán)；72℃ 7 min. 取第1輪PCR產(chǎn)物2 mL進行第2輪PCR反應(yīng)，引物為3IP和3IGP，反應(yīng)條件為: 94℃ 1 min；94℃ 30 s，65℃ 30 s，72℃ 1 min，35個循環(huán)；72℃ 10 min.

1.2.3RTPCR 擴增BKCa通道β亞基cDNA序列全長提取兔SO組織的總RNA，使用Reverse Transcriptase MMLV，以總RNA為模板，以O(shè)ligo dT為隨機引物，分別將各種組織的總RNA逆轉(zhuǎn)錄成cDNA. 然后進行PCR擴增，反應(yīng)體系為50 mL；引物設(shè)計參照3′和5′ RACE測序結(jié)果，上下游引物分別為RUP和RLP（表1），反應(yīng)條件為：94℃ 1 min；94℃ 30 s， 68℃ 30 s， 72℃ 90s， 36個循環(huán)；72℃ 10 min.

表1本實驗用到的引物序列　略

1.2.4擴增產(chǎn)物的克隆測序PCR產(chǎn)物于10 g/L瓊脂糖凝膠上電泳與DNA marker比較判斷產(chǎn)物的大小，PCR擴增產(chǎn)物經(jīng)回收純化，與pMD18T載體相連接，轉(zhuǎn)化感受態(tài)大腸桿菌DH5α，轉(zhuǎn)化的菌液鋪制在IPTG和Xgal的Amp陽性LB平板上，通過藍(lán)白篩選挑選單克隆菌落，按常規(guī)方法提取質(zhì)粒，并用HindⅢ和BamHⅠ雙酶切，鑒定正確克隆送北京三博遠(yuǎn)志公司測序.

1.2.5生物信息學(xué)分析基因序列同源性分析登陸美國國家生物技術(shù)信息中心(NCBI)，使用Blastn在核酸數(shù)據(jù)庫中對BKCa通道β亞基的核酸序列進行同源性比對；使用Blastp在蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫中對BKCa通道β亞基編碼的氨基酸序列進行同源性比對. 使用保守序列數(shù)據(jù)庫(CDD)尋找β亞基編碼氨基酸序列是否和已知保守序列相關(guān)，在線對兔(Rabbit)， 人類(Homo sapiens)， 獼猴(Macaca mulatta)， 黑猩猩(Pan troglodytes)， 大鼠(Rattus norvegicus)， 小鼠(Mus musculus)， 家犬(Canis)和牛(Bos Taurus)的該基因序列進行同源分析. 并采用蛋白分析專家系統(tǒng)ExPASy的Protein knowledgebase (UniProtKB/SwissProt)數(shù)據(jù)庫、在線軟件TMHMM Server v.2.0 ( cbs.dtu.dk/services/TMHMM/) 預(yù)測該蛋白的結(jié)構(gòu)域及膜蛋白拓?fù)浣Y(jié)構(gòu).

2結(jié)果

2.15′ RACE擴增以正常新西蘭白兔SO組織總RNA為模板，經(jīng)5′ RACE擴增，產(chǎn)物以10 g/L的瓊脂糖凝膠電泳分析，擴增條帶大小約為600 bp (圖1). 經(jīng)克隆測序，測序結(jié)果與GenBank中該基因的部分保守區(qū)序列完全一致.

轉(zhuǎn)貼于

圖1BKCa通道β亞基5′ RACE擴增結(jié)果　略

2.23′ RACE擴增以正常新西蘭白兔SO組織總RNA為模板，經(jīng)3′ RACE擴增，產(chǎn)物以10 g/L的瓊脂糖凝膠電泳分析為單一擴增條帶，大小約為850 bp(圖2). 經(jīng)克隆測序，測序結(jié)果與GenBank中該基因的部分保守區(qū)序列完全一致.

圖2BKCa通道β亞基3′ RACE 擴增結(jié)果　略

2.3RTPCR擴增BKCa通道β亞基cDNA序列全長從正常新西蘭白兔SO組織中提取總RNA，經(jīng)RTPCR擴增，產(chǎn)物以10 g/L的瓊脂糖凝膠電泳分析為單一擴增條帶，大小約為1200 bp(圖3). 經(jīng)克隆測序，cDNA長度為1168 bp，3′及5′端測序結(jié)果與RACE測序結(jié)果完全一致.

圖3BKCa通道β亞基cDNA全長序列擴增結(jié)果　略

2.4生物信息學(xué)分析

2.4.1同源性比對新西蘭白兔SO細(xì)胞BKCa通道β亞基的cDNA序列總長度為1168 bp，由4個外顯子拼接而成，其長度分別是154，158，172，655 bp. 其中Exon1不編碼，從Exon2的第25位堿基開始編碼，ORF長度為576 bp，編碼191個氨基酸. 通過NCBI核酸同源程序Blastn及蛋白同源程序Blastp分析表明，兔的不同組織間該基因編碼區(qū)核酸及氨基酸序列的同源性為100%；cDNA全長序列與兔腦、骨骼肌、腎臟連接管和主動脈組織該亞基cDNA序列一致性分別為99%，98%，97%，99%. 通過與人類等其它哺乳動物的同源比對，其編碼區(qū)核酸及氨基酸序列的一致性如表2所示，可見BKCa通道β亞基基因在種屬間具有很高的一致性.

表2兔BKCa通道β亞基與其他種屬的同源性比對　略

2.4.2蛋白結(jié)構(gòu)域預(yù)測經(jīng)ExPASy中的UniProtKB/SwissProt數(shù)據(jù)庫分析顯示，該蛋白有4個功能結(jié)構(gòu)域，分別位于第8~20，35~48，78~91及93~107位氨基酸（圖4）. 第14位蘇氨酸T為可能的蛋白激酶A(PKA)磷酸化位點；第80位及142位天冬酰胺為可能的N糖基化位點.

圖4兔SO細(xì)胞BKCa通道β亞基氨基酸序列功能結(jié)構(gòu)域預(yù)測　略

2.4.3跨膜結(jié)構(gòu)預(yù)測在線蛋白結(jié)構(gòu)拓?fù)浞治鲕浖MHMM Server v. 2.0預(yù)測顯示，該亞基有兩個跨膜區(qū)，分別位于第16~36位氨基酸和158~178位氨基酸區(qū)，第2外顯子部分氨基酸構(gòu)成第1跨膜段，第3外顯子全部位于細(xì)胞外，第4外顯子的部分氨基酸構(gòu)成第2跨膜段. 該蛋白的N末端和C末端均在細(xì)胞內(nèi)（圖5）.

圖5兔SO細(xì)胞BKCa通道β亞基的跨膜結(jié)構(gòu)示意圖　略

3討論

β亞基是BKCa通道的調(diào)節(jié)亞基，通過感受［Ca2+］i及電壓的變化調(diào)控BKCa的動力學(xué)特性，在調(diào)控細(xì)胞膜電位及肌張力過程中對細(xì)胞膜的極化狀態(tài)起負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用［3］. 我們前期的研究發(fā)現(xiàn)高膽固醇條件下，兔SO細(xì)胞［Ca2+］i呈過載狀態(tài)［4］，進一步研究發(fā)現(xiàn)高膽固醇血癥兔的BKCa通道活性降低［5］. 由于β亞基是BKCa通道的調(diào)節(jié)亞基，對調(diào)節(jié)［Ca2+］i起重要作用. 我們采用快速、靈敏的RACE［6］技術(shù)擴增兔SO組織BKCa通道β亞基序列，該技術(shù)從操作及引物設(shè)計上都有一定難度，在實驗中我們先是根據(jù)其同源序列設(shè)計簡并引物，反復(fù)進行RTPCR預(yù)實驗以提高PCR擴增的特異性，然后在PCR條件優(yōu)化的基礎(chǔ)上進行RACE實驗，最終經(jīng)RTPCR擴增得到這段基因序列(GenBank number: DQ821756， ncbi.nlm.nih.gov/entrez/viewer.fcgi?db=nucleotide&val=110087063).

生物信息學(xué)分析表明兔SO組織BKCa通道β亞基基因cDNA全長為1168 bp，開放讀框位于第179~752位核苷酸序列， 編碼191個氨基酸， 同兔其他組織該基因的cDNA相比較組織造成的特異性幾乎不存在，他們編碼的氨基酸序列完全一致. 測序結(jié)果顯示，該基因5′端的核苷酸數(shù)目和GenBank中已有的兔其他組織該基因β亞基cDNA相比分別長了92~160個堿基. 而3′端在終止密碼子后有加尾信號和長的polyA尾. 非編碼區(qū)僅有少數(shù)堿基的突變. 這些特點符合基因全長cDNA序列結(jié)構(gòu)的特點. 同源性分析顯示該基因與人類、獼猴、黑猩猩、大鼠、小鼠、家犬和牛等哺乳動物的核苷酸序列及氨基酸序列都具有很高的同源性，說明該基因序列十分保守［7］. 進一步分析顯示該亞基屬于膜蛋白，具有兩個跨膜螺旋區(qū)，N端沒有信號肽存在，由位于胞內(nèi)的C末端和N末端以及一個長的胞外段組成. 該亞基存在有4個結(jié)構(gòu)功能域，并且有1個蛋白激酶A(PKA)磷酸化位點及2個可能的N糖基化位點. 這些性質(zhì)和GenBank中兔的其他組織的β亞基的分析結(jié)果完全相似［8］.

總之，我們采用cDNA末端快速擴增及RTPCR技術(shù)首次從兔SO細(xì)胞擴增出BKCa通道β亞基全長cDNA序列，并采用生物信息學(xué)的方法分析了其種屬間的同源性，預(yù)測了該基因的各種功能結(jié)構(gòu)域，為進一步研究該基因的功能和調(diào)控奠定了基礎(chǔ).

【參考文獻】

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第7篇：系統(tǒng)生物學(xué)分析范文

【關(guān)鍵詞】24式太極拳；傳統(tǒng)楊式太極拳；生物力學(xué)對比

A Biomechanical Comparative Study between 24-Posture and Traditional Yangs Style Tai Chi

HU Yan-bin1, HU Xiao-chen2, ZHANG Xiu-juan1, ZHANG Xiao-di1, YU Xiaoyan1

(1. Department of Physical Education, Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100029;

2. Department of Physical Education, Beijing Language and Culture University, Beijing 100083)

【Abstract】 The research, employing research methods of biomechanics and advanced instrument (QUALISYS-MCU500 infrared radioactive testing system), makes a biomechanical analysis into the 24-posture Tai Chi movements of three excellent Tai Chi players. It also compares the morphological date of the typical motions of 24-posture Tai Chi and traditional Yangs Style Tai Chi. We hope to provide some experimental ground for the study of the similarities and differences between the two styles of Tai Chi in their forms and their value functions.

【Keywords】 24-posture Tai Chi, Traditional Yangs Style Tai Chi, Biomechanical Comparation

1研究對象與方法

1.1研究對象

研究對象為三位亞洲武術(shù)錦標(biāo)賽、全國武術(shù)錦標(biāo)賽以及全國太極拳、劍錦標(biāo)賽冠軍。運動員基本情況見表1。

1.2研究方法

1.2.1文獻資料法

查尋了全國中文體育期刊的13個核心期刊近十年關(guān)于太極拳在運動生物力學(xué)方面研究的文獻，以及相關(guān)論文、著作。

1.2.2專家訪談法

咨詢了北京體育大學(xué)武術(shù)系和運動生物力學(xué)教研室的老師和專家，向其請教有關(guān)論文實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)分析等方面的問題。

1.2.3三維運動學(xué)測試與分析

應(yīng)用紅外遠(yuǎn)射測試系統(tǒng)對24式太極拳的主要動作進行三維生物力學(xué)分析。

1.2.3.1QUALISYS―MCU500紅外遠(yuǎn)射測試系統(tǒng)簡介

應(yīng)用瑞典產(chǎn)QUALISYS―MCU500紅外遠(yuǎn)射測試系統(tǒng)（六個鏡頭）對24式太極拳的全套動作進行拍攝，拍攝頻率為20幅/秒和40幅/秒。

下面對QUALISYS系統(tǒng)進行簡單的介紹。QUALISYS系統(tǒng)即紅外光點測試系統(tǒng)。它有六個鏡頭對準(zhǔn)研究對象可對其運動的全過程進行測試。與傳統(tǒng)的高速攝影（錄像）與解析方法相比，紅外光點測試系統(tǒng)省卻了人工解析的繁重工作，不但可以對測試結(jié)果進行快速反饋，而且避免了人工判讀測試點所產(chǎn)生的人為誤差。QUALISYS系統(tǒng)由MCU(Motion Capture Unit)、反射標(biāo)志物、計算機及相關(guān)軟件組成。其基本工作原理為：將反射物置于紅外光環(huán)境中，鏡頭將捕捉由標(biāo)志物反射的紅外光線，計算反射標(biāo)志物在空間的位置。紅外光線由MCU的紅外發(fā)光二極管發(fā)射。反射標(biāo)志物表面是一種特殊的反光材料，如果有一束光向標(biāo)志物射去，其反射光中相當(dāng)大的部分將沿著入射的方向發(fā)射回來。MCU集紅外光線發(fā)射、圖象獲取、圖象處理和數(shù)據(jù)傳輸功能為一體，是該系統(tǒng)的核心部分。一個MCU可以獲取圖象的2維坐標(biāo)，兩個以上的MCU獲取的2維坐標(biāo)經(jīng)過合成就可以得到圖象的3維數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)配備6臺MCU，他們依次串聯(lián)就可進行同步測量。在進行測量過程中，只要某個反射標(biāo)志物反射的紅外光在某個瞬間能夠被2個以上的MCU捕捉，該標(biāo)志物的三維坐標(biāo)就可準(zhǔn)確地獲得。因此，該系統(tǒng)能夠方便、快捷、準(zhǔn)確地獲得復(fù)雜運動的三維運動信息。

實驗現(xiàn)場布置及系統(tǒng)工作原理如圖1所示。

圖1 實驗現(xiàn)場布置圖

1.2.3.2標(biāo)志點的設(shè)置

共26個紅外反射標(biāo)志點固定在受試運動員身體上。固定位置如表2所示。

1.2.3.3實驗過程

（1）架設(shè)測試系統(tǒng)

對六個鏡頭的高度、俯仰角度和焦距進行調(diào)整，使坐標(biāo)框架在每個鏡頭中的位置在中間靠下，且光點大小合適。

（2）對測試空間進行標(biāo)定

標(biāo)定時，實驗人員在運動員技術(shù)動作可能會達到的空間內(nèi)不斷晃動手中標(biāo)定桿對測試空間進行標(biāo)定。標(biāo)定時間為10秒，共200個和400個畫面。系統(tǒng)自動計算六個鏡頭的標(biāo)定參數(shù)，并對是否通過標(biāo)定進行判定。

（3）動作技術(shù)測試

受試運動員進行一定的準(zhǔn)備活動后在其身體測試部位貼置反射標(biāo)志點。為減少系統(tǒng)誤差，所有項目運動員標(biāo)志點的設(shè)置均由一人完成。身貼標(biāo)志點的運動員在測試范圍內(nèi)完成一套動作，每個被測試者演練3－4次，取測試效果最好的一次進行分析。

測試效果如圖2所示

圖2QUALISYS測試太極拳效果

（4）數(shù)據(jù)處理方法

測試完畢后，對畫面中各點進行定義，系統(tǒng)自動計算并給出各標(biāo)志點相對于空間標(biāo)定坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)。

應(yīng)用QUALISYS系統(tǒng)中的QTools軟件和Excel軟件對一些基本運動學(xué)指標(biāo)進行計算，這些指標(biāo)包括：各點運動速度、膝關(guān)節(jié)角度、肘關(guān)節(jié)角度、重心變化趨勢以及胸椎曲率的變化趨勢。其中膝關(guān)節(jié)角度定義為同側(cè)膝―踝連線與髖―膝連線的夾角，肘關(guān)節(jié)角度定義為同側(cè)腕―肘連線與肘―肩連線間的夾角。

2結(jié)果與分析

本文將一套24式太極拳的主要動作按定式動作進行分組研究。其中定式動作一類主要按步型分類（見表3）。將三個受試者24式太極拳的主要動作進行形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計并和傳統(tǒng)楊式大架太極拳的主要動作進行比較，找出異同。從而為太極拳的拳理提出一定的科學(xué)的依據(jù)和補充。

2.1定式動作的形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)分析

對三個受試者24式太極拳中的主要動作的測量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，所得結(jié)果見表4、表5、表6。

三個受試者主要定式動形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，見表7。

武冬等通過對楊澄甫所著《太極拳體用全書》中104張拳照進行照片解析，從生物力學(xué)的角度揭示了楊式大架太極拳的技術(shù)特征〔1〕，所得統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表8。

2.1.1弓步、虛步、仆步

傳統(tǒng)楊式大架太極拳中弓步的承重腿膝角在128°左右，非承重腿為164°左右。虛步的承重腿膝角在133°左右，非承重腿為151°左右。仆步的承重腿膝角在106°左右，非承重腿為178°左右。左右肘角在148°左右（見表8）。

在24式太極拳中，三個受試者所完成的60個弓步中，有37個左弓步23個右弓步。兩側(cè)弓步的承重腿膝角平均為98°左右，非承重腿為160°左右，左右肘角為140°左右。4個虛步的承重腿膝角平均為105°左右，非承重腿為146°左右，左右肘角為134°左右。2個仆步的承重腿膝角平均為40°左右，非承重腿為172°左右，左右肘角為139°左右。

將兩者進行比較發(fā)現(xiàn)，無論是傳統(tǒng)楊式大架太極拳還是24式太極拳，弓步、虛步、仆步三種步型的非承重腿的角度在165°左右，這說明，非承重腿并沒有完全伸直，充分體現(xiàn)了太極拳“屈蓄有余”的特點。而就承重腿而言，24式太極拳中三種步型的承重腿膝角比傳統(tǒng)楊式大架太極拳的承重腿膝角小了30°，尤其是仆步小了60°。武冬等在《楊式大架太極拳主要動作的生物力學(xué)特征分析》一文中指出，傳統(tǒng)楊式大架太極拳弓步動作的這一特點是由其技擊性決定的，這一角度可使支撐腿發(fā)揮最佳的登地效果，有利于蓄勁發(fā)力和借勁發(fā)力之間攻守的轉(zhuǎn)換。而在24式太極拳的演練中，弓步、虛步承重腿膝角平均為100°左右，承重腿接近于水平。由運動生物力學(xué)原理可知，承重腿的膝角越?。ǔ兄赝鹊南リP(guān)節(jié)不能超過前腳的腳尖），大腿肌群的承重力越大。因此，24式太極拳的練習(xí)對提高練習(xí)者腿部肌肉尤其是股四頭肌、半鍵肌、半膜肌和股二頭肌的力量具有良好的作用。對中老年人來說，良好的下肢力量，是提高身體平衡能力減少摔跤幾率的關(guān)鍵。通過練習(xí)24式太極拳，可以增加下肢的肌力，提高平衡能力，從而具有良好的健身價值。

2.1.2獨立步類（金雞獨立）

傳統(tǒng)楊式大架太極拳中獨立步的支撐腿膝角在170°左右，而非支撐腿為135°左右。在24式太極拳中，支撐腿膝角在160°左右，而非支撐腿為65°左右。

將兩者進行比較，他們的支撐腿的角度在165°左右，這說明，，支撐腿并沒有完全伸直，也體現(xiàn)了太極拳“屈蓄有余”的特點。而非支撐腿兩者的差別很大。相差70°左右。這就說明了傳統(tǒng)楊式大架太極拳的非支撐腿提膝時并沒有完全收緊，將其進攻和放手的雙重含義充分的體現(xiàn)出來。而24式太極拳的非支撐腿提膝時膝角只有65°左右，因此動作具有很好的觀賞性。

在各類動作中左右肘關(guān)節(jié)角度都保持在140°左右。這就體現(xiàn)了太極拳處處帶有弧形、帶有勁的特點。

3結(jié)論與建議

通過以上對傳統(tǒng)楊式大架太極拳與24式太極拳主要定式動作的形態(tài)學(xué)特征的比較我們可以看出，傳統(tǒng)楊式大架太極拳無論是動作的高低還是動作幅度均小于24式太極拳。當(dāng)然，這里也應(yīng)考慮到比較對象的年紀(jì)問題，楊澄甫先生留下來的拳照都是在他年紀(jì)較大的時候所拍攝的。而24式太極拳的受試者的年齡在30歲左右。但是，就目前太極拳的發(fā)展現(xiàn)狀來看，傳統(tǒng)太極拳與競技太極拳確實存在著較大的差異。傳統(tǒng)的太極拳比較注重其技擊性，這也就決定了它的一切動作都要以技擊性和實用性為目的，所以動作幅度較小，有利于用力和動作的收放自如。所以說，傳統(tǒng)楊式大架太極拳的技術(shù)特點是以其技擊性為核心的。而在其基礎(chǔ)上發(fā)展而來的24式太極拳，其目的是為了更好地修身和健身，經(jīng)過不斷的演變和發(fā)展，其動作的技術(shù)特點是在保留其技擊性的基礎(chǔ)上，朝著觀賞性和健身性的方向發(fā)展。所以其動作的幅度較大，更注重美觀和健身的效果。

參考文獻

第8篇：系統(tǒng)生物學(xué)分析范文

[關(guān)鍵詞] 葛根芩連片;溶出度;相似因子;聚類分析

[收稿日期] 2014-07-18

[基金項目] 國家自然科學(xué)基金項目（81473362）;北京中醫(yī)藥大學(xué)創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃項目（2011-CXTD-13）

[通信作者] *董玲，副研究員，碩士生導(dǎo)師，主要從事新劑型給藥系統(tǒng)研究，Tel：（010）64286245，E-mail：;*劉洋，副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事藥物代謝研究，Tel：（010）84738629，E-mail：

[作者簡介] 隗麗，碩士研究生，E-mail：

多成分多靶點的中藥特點已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界共識[1]，中藥復(fù)方的作用與復(fù)方中有效成分的含量和配比關(guān)系密切。而固體制劑中藥物發(fā)揮治療作用需要經(jīng)過藥物溶出和吸收2個關(guān)鍵步驟。因此，在研制中藥復(fù)方釋藥系統(tǒng)中，使兩者處于良好的匹配狀態(tài)，才能確保中藥各組分不僅能吸收完全，而且可以確保中藥復(fù)方各組分按照比例吸收[2]。中藥生物藥劑學(xué)分類系統(tǒng)設(shè)立的主要目的是在藥物發(fā)現(xiàn)階段（discovery）對中藥多成分整體的生物藥劑學(xué)特征評價，并為下一步的藥物開發(fā)階段（development）提供劑型選擇支持和成藥性保障，主要利用溶解性和滲透性作為科學(xué)框架的分類依據(jù)。對已上市中成藥的評價，CMMBCS也能起到積極作用，此時更適合于采用溶出度評價方法，結(jié)合中藥多成分的特點，建立符合中藥特色的溶出評價體系。因此，本研究采用中醫(yī)經(jīng)典《傷寒論》[3]中葛根芩連湯的現(xiàn)代制劑葛根芩連片，探索其多成分環(huán)境下的主要成分溶出規(guī)律及特點，重點考察可能影響成分吸收時序的多成分溶出同步性問題。

1 材料

1.1 儀器

Waters液相色譜系統(tǒng)（600四元泵，美國Waters公司），2487雙波長紫外檢測器，Empower2工作站;電子分析天平（BT-25S，北京賽多利斯儀器有限公司）;pH酸度計（FE20，梅特勒-托利多儀器上海有限公司）;智能溶出儀（ZRS-8G，天津天大天發(fā)有限責(zé)任公司）。

1.2 藥物

葛根素對照品（批號110752-200912），黃芩苷對照品（批號110715-201117），鹽酸小檗堿對照品（批號110713-200911）均購買于中國食品藥品檢定研究院。葛根芩連片（陜西利君現(xiàn)代中藥有限公司，批號110201005，規(guī)格0.3 g）。

1.3 試劑

甲醇（色譜級）購買于Fisher公司（美國）;娃哈哈純凈水購買于娃哈哈集團公司（中國杭州）。三乙胺、鹽酸、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、氫氧化鈉、一水枸櫞酸、磷酸氫二鈉等試劑（均購自北京化工廠）都為分析純。

2 方法

2.1 溶液制備

2.1.1 對照溶液配置 取裝量差異項下的片劑，除去包衣，研細(xì)，精密稱取適量（約相當(dāng)于1片的平均質(zhì)量），加適量甲醇使溶解，加溶出介質(zhì)制成每1 mL中約含0.6 mg藥物的溶液，作為對照溶液。

2.1.2 溶出介質(zhì)配制 pH 1.0鹽酸溶液配制：量取鹽酸溶液9 mL，加水稀釋至1 000 mL，即得;pH 4.0緩沖液配制：取一水枸櫞酸12.90 g，取磷酸氫二鈉27.25 g，加水1 000 mL溶解，即得;pH 6.8緩沖液配制：取磷酸二氫鉀1.70 g和磷酸氫二鉀1.78 g，加水溶解稀釋至1 000 mL，即得;pH 7.4緩沖液配制：取磷酸二氫鉀6.81 g，加0.1 mol?L-1氫氧化鈉溶液395 mL稀釋至1 000 mL，即得。

2.2 溶出度試驗條件

采用《中國藥典》2010年版溶出方法及模擬人體消化道體內(nèi)環(huán)境的5種溶劑分別測定。具體操作如下：取本品，照溶出度測定法（藥典2010年版二部附錄XC）[4]，方法為槳法，轉(zhuǎn)速為100 r?min-1;溶出介質(zhì)為模擬人體生理環(huán)境的5種pH溶液;取樣20 mL，并及時補液，取出的溶液置于蒸發(fā)皿中揮干，再用1 mL純凈水溶解，過0.45 μm微孔濾膜，即得供試樣品;取樣時間為5，10，15，30，45，60 min。

2.3 溶出度測定方法

采用高效液相色譜法測定，根據(jù)相關(guān)參考文獻[5]，色譜條件為：Thermo Scientific，Hypersil C18色譜柱（4.6 mm × 250 mm，5 μm）;流速1.0 mL?min-1;檢測波長270 nm;柱溫室溫;進樣量10 μL;流動相：流動相A為緩沖溶液（1%三乙胺，1%乙酸，用磷酸調(diào)pH到3.0），B為甲醇，梯度洗脫程序為：0～12 min，24%B;12～13 min，24%～28%B;13～19 min，28%B;19～20 min，28%～33.8%B;20～37.5 min，33.8%B;37.5～38.5 min，33.8%～41%B;38.5～60 min，41%～75%B。

2.3.1 轉(zhuǎn)速的選擇 采用藥典2010年版二部附錄XC第二法裝置，以900 mL水為溶劑，測定前對儀器裝置進行必要的調(diào)試，使槳葉底部距溶出杯的內(nèi)底部（25±2） mm。分別量取經(jīng)脫氣處理的去離子水，置各溶出杯內(nèi)，待溶出介質(zhì)溫度恒定在（37±0.5） ℃后，將供試品投入溶出杯中，轉(zhuǎn)速選擇100，75，50 r?min-1試驗，于5，10，15，30，45，60 min時取樣測定溶出量（多成分累積溶出度加和），見表1。從結(jié)果可知，確定本品溶出度測定轉(zhuǎn)速為100 r?min-1。

表1 不同轉(zhuǎn)速時供試品的平均溶出度

Table 1 The average dissolution of samples at different speed

t/min

平均溶出度/%

100 r?min-175 r?min-150 r?min-1

55.84.05.4

1014.97.09.6

1529.510.413.5

3059.227.915.9

4593.038.131.2

60105.765.740.2

2.3.2 溶液穩(wěn)定性考察 將葛根芩連片于5種不同的pH溶出介質(zhì)中進行溶出度測定，依法操作，將供試品溶液分別于不同時間點測定供試品9個主要成分的峰面積，并以葛根素保留時間計算各個峰的相對保留時間，葛根芩連片中主要成分在2 h之內(nèi)穩(wěn)定性良好（RSD<5%），穩(wěn)定性實驗數(shù)據(jù)見表2。

表2 不同介質(zhì)中各峰的峰面積RSD

Table 2 The RSD of every peak area in different dissolution media

峰號相對保留時間

各峰的峰面積RSD/%

pH

1.0pH

4.0pH

6.8H2OpH

7.4

峰10.730.90.7 0.3 1.3 0.3

峰2（葛根素）1.002.50.2 1.2 0.3 2.1

峰31.071.40.9 2.3 1.8 1.2

峰41.162.33.9 1.81.9 4.1

峰51.312.20.9 2.6 1.5 2.6

峰6（小檗堿）1.732.40.4 7.8 1.5 0.3

峰72.2510.32.8 3.2 2.4 1.7

峰8（黃芩苷）3.210.14.5 1.8 6.6 1.8

峰93.234.84.71.0 4.0 1.0

3 結(jié)果

3.1 溶出曲線的測定結(jié)果

取本品制劑，在上述5種溶出介質(zhì)中進行溶出曲線測定，以取樣時間為橫坐標(biāo)，以溶出度為縱坐標(biāo)，繪制溶出曲線圖，見圖1。

A. pH 1.0;B. pH 4.0;C. pH 6.8;D. H2O;E. pH 7.4（圖2同）。

圖1 復(fù)方葛根芩連片9種成分在5種不同pH溶出介質(zhì)中的溶出曲線

Fig.1 The dissolution curves of nine components from Gengen Qinlian tablets in five different pH dissolution media

3.2 溶出數(shù)據(jù)分析

3.2.1 采用非模型依賴法-相似因子法（f2）分析 相似因子f2的數(shù)學(xué)表達式為：

f2=50×log1+1/n∑nt=1Rt-Tt2-0.5×100

其中Rt和Tt分別為參比藥物和試驗藥物在時間t時的溶出度，n為測定時間點總數(shù)。一般認(rèn)為f2在50～100，可認(rèn)定兩者的釋放行為相似。本實驗將不同溶出介質(zhì)中2號峰（葛根素）的溶出曲線作為參比對照曲線，相同溶出介質(zhì)中其他峰的溶出曲線和參比對照曲線進行比較，以考查葛根芩連片中的9種成分在溶出介質(zhì)中釋放特性。復(fù)方葛根芩連片中主要成分與2號參比峰（葛根素）相比，計算f2結(jié)果見表3。

3.2.2 復(fù)方葛根芩連片劑中9種成分溶出行為聚類分析 采用聚類分析方法對復(fù)方葛根芩連片中9種成分于不同溶出介質(zhì)中的溶出曲線進行聚類分析，即將每個測定條件下的9種成分溶出曲線看成是5維空間上的9個點，以2號峰（葛根素）為參比峰，采用層次聚類法對上述不同溶出介質(zhì)中各個峰的溶出行為進行分類，見圖2。

3.2.3 體外溶出結(jié)果小結(jié) 采用上述2種方法對溶出曲線相似性進行評價，可以看出：根據(jù)相似因子計算結(jié)果表明，4號峰所代表的成分的體外溶出行為與2號參比峰（葛根素）的溶出行為最接近，在4

表3 與2號參比峰（葛根素）相比f2計算結(jié)果

Table 3 The results of calculation of f2 compared with peak 2 （puerarin）

峰號

f2因子

pH 1.0pH 4.0pH 6.8H2OpH 7.4

峰17664794952

峰2（葛根素）-----

峰36577615781

峰45492889088

峰57676787879

峰6（小檗堿）6572757454

峰74963484331

峰8（黃芩苷）6965704345

峰96755586048

種溶出介質(zhì)中兩者的f2值均大于80，僅在pH 1.0的鹽酸溶液中二者相似性略低。7號峰所代表的成分的體外溶出行為與2號參比峰（葛根素）的溶出行為相差最遠(yuǎn)，在4種溶出介質(zhì)中兩者的f2值均小于50，僅在pH 4.0磷酸鹽溶液中二者溶出行為表現(xiàn)為相似。3號峰、5號峰所代表的成分和6號峰（小檗堿）在5種溶出介質(zhì)中的溶出行為與2號參比峰（葛根素）的溶出行為相似性良好。

根據(jù)聚類分析結(jié)果表明，在pH 1.0溶出介質(zhì)中1號峰所代表的成分溶出行為與2號參比峰（葛根素）最為接近，4號峰所代表的成分溶出行為與2號參比峰（葛根素）相差最遠(yuǎn);在pH 4.0溶出介質(zhì)中4

圖2 5種不同pH介質(zhì)中9種成分樹狀圖

Fig.2 The tree diagrams of nine components from Gengen Qinlian tablets in five different pH dissolution media

號峰所代表的成分溶出行為與2號參比峰（葛根素）最為接近，9號峰所代表的成分溶出行為與2號參比峰（葛根素）相差最遠(yuǎn);在pH 6.8溶出介質(zhì)4號峰所代表的成分溶出行為與2號參比峰（葛根素）最為接近，7號峰所代表的成分溶出行為與2號參比峰（葛根素）相差最遠(yuǎn);在水介質(zhì)中4號峰所代表的成分溶出行為與2號參比峰（葛根素）最為接近，7號峰和9號峰所代表的成分溶出行為與2號參比峰（葛根素）相差最遠(yuǎn);在pH 7.4溶出介質(zhì)中3號峰和4號峰所代表的成分溶出行為與2號參比峰（葛根素）最為接近，1號峰和7號峰所代表的成分溶出行為與2號參比峰（葛根素）相差最遠(yuǎn)。

以上的分析結(jié)果表明，盡管2種分析和評價方法不同，分析結(jié)果略有差異，但分析和評價的結(jié)論基本一致。

4 討論

本實驗選擇了pH 1.0，4.0，6.8，水和pH 7.4共5種溶液作為溶出介質(zhì)，分別模擬復(fù)方葛根芩連片在胃液和不同腸段腸液中的溶出。以葛根芩連方中9種主要成分的溶出作為研究對象，考查其在不同溶出介質(zhì)中溶出規(guī)律及特點，根據(jù)體外溶出能更好地預(yù)測其在體內(nèi)不同吸收部位的吸收情況[6-7]。

本研究表明，復(fù)方葛根芩連方中9種主要成分在溶出介質(zhì)的溶出不完全具有同步性，峰7和峰8（黃芩苷）所代表的成分與2號參比峰（葛根素）溶出同步性相差較遠(yuǎn)，峰3，4，5，和6（小檗堿）所代表的成分與2號參比峰（葛根素）具有完全的溶出同步性，峰1和峰9與2號參比峰（葛根素）也具有較一致的溶出同步性。這種溶出同步性表明，這幾種成分在任意時刻的釋放至溶出介質(zhì)中各組分比例保持不變，并且這種比例的恒定與幾種成分在復(fù)方葛根芩連中配比一致，這種同步釋放正是體現(xiàn)出了中藥配伍的特點。

模擬生物介質(zhì)的溶出度方法在建立體外溶出和體內(nèi)吸收相關(guān)性方面至關(guān)重要[8]，并且通過藥物制劑體外溶出曲線計算溶出指數(shù)[9]，這也是生物藥劑學(xué)分類標(biāo)準(zhǔn)的補充，因此溶出度研究也是課題組建立CMMBCS的重要研究內(nèi)容。課題組在CMMBCS的研究過程中，對中藥的溶出度評價方法按照由簡至繁的過程不斷推進，從單味藥材散劑[10]深入到本研究的復(fù)方中藥片劑，從單一成分溶出度評價深入到本研究的多成分溶出度評價，并重點關(guān)注可能引起吸收時序差異的溶出同步性問題。本研究建立的葛根芩連片中9種主要成分的體外溶出曲線測定方法，雖不能做到每種成分的明確定性，但卻探索到了一條繞開對照品種類瓶頸限制而進行生物藥劑學(xué)相關(guān)研究的道路。

[參考文獻]

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Application of multicomponent dissolution evaluation method of

biopharmaceutics classification system of Chinese materia

medica in Gegen Qinlian tablets

WEI Li1， WANG Guo-peng2， DONG Ling1*， TANG Ming-min1， ZHANG Lei1， ZHU Mei-ling1， LIU Yang1*

（1. Beijing University of Chinese Medicine， Beijing 100102， China;

2. Zhongcai Health （Beijing） Biological Technology Development Co.， Ltd.， Beijing 100055， China）

[Abstract] The study is a paticular embodiment of Chinese patent medicine based on biopharmaceutics classification system of Chinese materia medica （CMMBCS）， focusing on assessment of synchronization issues of dissolution that may affect the timing of the multicomponent absorption. The accumulative dissolution percentages of nine components in Gengen Qinlian tablets in different dissolution solvents and times were determined by HPLC. The dissolution curve was drew and its similarity was evaluated by similarity factors （f2） and cluster method. Results in this experiment showed that the components that peak 7 and peak 8 （baicalin） represented had poor similarity with the reference peak 2 （puerarin）. Their similarity factors were both 43 in water dissolution media and 31 and 45 in pH 7.4 dissolution media， respectively. Components that peaks represented had better similarity with the reference peak 2 （puerarin） in other medium.It illustrated that components that peak 3，4，5，6 （berberine） represented had fully synchronous dissolution characteristics with the reference peak 2 （puerarin）， components peak 1 and 9 represented had nearly fully synchronous dissolution characteristics with the reference peak 2 （puerarin）， while components that peak 7 and 8 （baicalin） represented had no synchronous dissolution characteristics with the reference peak 2 （puerarin）.

第9篇：系統(tǒng)生物學(xué)分析范文

一、人類基因組計劃與基因組學(xué)

在榮膺1962年諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎的沃森(JamesDeweyWatson)、克里克(FrancisHarryComp?tonCrick)和威爾金斯（MauriceHughFrederickWilkins),于1953年發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)之后。相繼于1958年和1980年罕見地兩次榮獲諾貝爾化學(xué)獎的桑格（FrederickSanger),先后完整定序了胰島素的氨基酸序列和發(fā)明很重要的DNA測序方法，這些劃時代的杰出成就于20世紀(jì)后半葉完全“打開了分子生物學(xué)、遺傳學(xué)和基因組學(xué)研究領(lǐng)域的大門”。于是20世紀(jì)80年代形成了基因組學(xué)，在隨后20世紀(jì)90年代人類基因組計劃實施并取得很大進展后，基因組學(xué)取得了驚人的長足進展。

基因（gene)是DNA(脫氧核糖核酸）分子上具有遺傳特征的特定核苷酸序列的總稱，系具有遺傳物質(zhì)的DNA分子片段?；蛭挥谌旧w上，并在染色體上呈線性排列。基因不僅可以通過復(fù)制把遺傳信息傳遞給下一代，還可以使遺傳信息得到表達。例如不同人種之間頭發(fā)、膚色、眼睛、鼻子等不同，是基因差異所致?；蚴巧z傳的基本單位，不僅是決定生物性狀的功能單位，還是一個突變單位和交換單位。由30億個堿基對組成的人類基因組，蘊藏著生命的奧秘。

基因組（genomes)是一個物種的完整遺傳物質(zhì)，包括核基因組和細(xì)胞質(zhì)基因組。即基因組是生物體內(nèi)遺傳信息的集合，是某個特定物種細(xì)胞內(nèi)全部DNA分子的總和。顯然原先只關(guān)注單個基因是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，應(yīng)當(dāng)深入研究整個基因組，于是產(chǎn)生了基因組學(xué)。

基因組學(xué)（genomics)是專門從分子水平系統(tǒng)研究整個基因組的結(jié)構(gòu)（以全基因組測序為目標(biāo)）、功能（以基因功能鑒定為目標(biāo)）以及比較（基于基因組圖譜和序列分析對已知基因和基因的結(jié)構(gòu)進行比較）的分支學(xué)科?；蚪M學(xué)著眼于研究并解析生物體整個基因組的所有遺傳信息，突出特點是必須以整個基因組為研究對象，而不是只研究單個基因；同時還要研究如何充分利用基因在各個領(lǐng)域發(fā)揮作用?；蚪M學(xué)概括起來涉及基因作圖、測序和整個基因組功能分析的遺傳學(xué)問題。這門分支學(xué)科交叉融合了分子生物學(xué)、計算機科學(xué)、信息科學(xué)等,并以全新視角探究生長與發(fā)育、遺傳與變異、結(jié)構(gòu)與功能、健康與疾病等生物醫(yī)學(xué)基本問題的分子機制，同時提供基因組信息以及相關(guān)數(shù)據(jù)系統(tǒng)加以利用，進而解決生物、醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的有關(guān)問題[3]。基因組學(xué)的主要目標(biāo)包括認(rèn)識基因組的結(jié)構(gòu)、功能及進化規(guī)律，闡明整個基因組所涵蓋遺傳物質(zhì)的全部信息及相互關(guān)系，為最終充分合理利用各種有效資源，以提供預(yù)防和治療人類疾病的科學(xué)依據(jù)。

人類基因組計劃（humangenomeproject，HGP)的確立和實施極大地促進了基因組學(xué)的發(fā)展。人類基因組計劃的提出，可追溯到尋求新方法解決日本廣島長崎原子彈幸存者及其后代的基因突變率檢測低于預(yù)期問題。1984年12月美國能源部資助召開的環(huán)境誘變和致癌物防護國際會議,第一次提出測定人體基因和全部DNA序列，并檢測所有的突變,計算真實的突變率。1985年6月，美國能源部正式提出了開展人類基因組測序工作，形成了“人類基因組計劃(HGP)”的初步草案。歷經(jīng)幾年醞釀與論證，1988年美國國會批準(zhǔn)撥款，支持這一被譽為完全可以與“曼哈頓原子彈計劃”、“阿波羅登月計劃”并列相比美的宏偉科學(xué)計劃。1990年正式啟動后，陸續(xù)擴展成為美國、英國、法國、德國、日本和中國共同參加的國際性合作計劃。2000年人類基因組工作框架圖（草圖）完成，是人類基因組計劃成功的標(biāo)志。

HGP這項規(guī)模宏大，跨國家又跨學(xué)科的大科學(xué)探索工程。旨在測定組成人類染色體（指單倍體）中所包含的30億個堿基對所組成的核苷酸序列，從而繪制人類基因組圖譜，并且辨識其載有的基因及其序列，達到破譯人類遺傳信息，解碼生命奧秘，探索人類自身的生、老、病、死規(guī)律，揭示疾病產(chǎn)生機制以提供疾病診治的科學(xué)依據(jù)。截至2005年，人類基因組計劃的測序工作已經(jīng)完成，但基因組學(xué)等研究工作一直在不斷深人和擴展。例如，2006年啟動了腫瘤基因組計劃力求揭示人類癌癥的產(chǎn)生機制以及癌癥預(yù)防與治療的新理念。當(dāng)下已經(jīng)邁進后基因組時代，從揭示生命所有遺傳信息轉(zhuǎn)移到在分子整體水平上對功能的研究（功能基因組學(xué)）。21世紀(jì)的生命科學(xué)以新姿態(tài)和新方法闊步向著縱深發(fā)展，同時有力推進了基礎(chǔ)與臨床醫(yī)學(xué)、生物信息學(xué)、計算生物學(xué)、社會倫理學(xué)等相關(guān)學(xué)科的蓬勃發(fā)展。為促進這些相關(guān)學(xué)科及其應(yīng)用的更好發(fā)展，尤其推動在人類健康與疾病、個性化醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、微生物等諸多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，自2006年以來巳經(jīng)召開了十屆國際基因組學(xué)大會（ICG)。第10屆國際基因組學(xué)大會于2015年10月在中國深圳舉行,特別就臨床基因組學(xué)、生育健康、癌癥、衰老、精準(zhǔn)醫(yī)療、人工智能與健康、農(nóng)業(yè)基因組學(xué)、合成生物學(xué)、生命倫理和社會影響、相關(guān)組學(xué)及生物產(chǎn)業(yè)等熱點問題進行深人研討，展現(xiàn)了相關(guān)組學(xué)的旺盛活力。

二、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等與基因組學(xué)相輔相成

基因組學(xué)作為研究生物基因組的組成，組內(nèi)各基因的精確結(jié)構(gòu)、相互關(guān)系及表達調(diào)控的科學(xué)，又必須從系統(tǒng)生物學(xué)角度與方法，著眼于整體出發(fā)去研究人類組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)、基因、蛋白質(zhì)及其分子間相互作用，并通過整體分析研究人體組織器官的功能代謝狀態(tài)，從而才能更有效地探索解決人類疾病發(fā)生機制及其診治與保健問題。

雖然人類基因組圖揭示了人類遺傳密碼，而對生命活動起調(diào)節(jié)作用的是蛋白質(zhì)?；蚪M研究本身不能體現(xiàn)蛋白質(zhì)的表達水平、表達時間、存在方式以及蛋白質(zhì)自身獨特活動規(guī)律等。因此，自從基因和基因組學(xué)問世以后，分子生物學(xué)的組學(xué)大家庭中，不斷延伸分化形成了相互密切關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)錄組學(xué)（tmnscrip-tomics)、蛋白質(zhì)組學(xué)（proteomics)、代謝組學(xué)（metabo-lomics),以及脂類組學(xué)（lipidomics)、免疫組學(xué)（lmmu-nomics)、糖組學(xué)（glycomics)、RNA組學(xué)（RNAomics)等,這些相互密切關(guān)聯(lián)的組學(xué)構(gòu)成豐富的系統(tǒng)生物學(xué)以及組學(xué)生物技術(shù)基礎(chǔ)。

轉(zhuǎn)錄組學(xué)是一門在整體水平上研究細(xì)胞中基因轉(zhuǎn)錄情況以及轉(zhuǎn)錄調(diào)控規(guī)律的分支學(xué)科。也即轉(zhuǎn)錄組學(xué)是從RNA水平研究基因表達的情況。轉(zhuǎn)錄組即一個活細(xì)胞所能轉(zhuǎn)錄出來的所有RNA的總和，是研究細(xì)胞表型和功能的一個重要手段。可見在整體水平上研究所有基因轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄調(diào)控規(guī)律的轉(zhuǎn)錄組學(xué)，乃是功能基因組學(xué)研究的重要組成部分。

蛋白質(zhì)組（proteome)是指一個基因、一個細(xì)胞或組織所表達的全部蛋白質(zhì)。而蛋白質(zhì)組學(xué)研究不同時間、空間發(fā)揮功能的特定蛋白質(zhì)及其群體;從蛋白質(zhì)水平上研究蛋白質(zhì)表達模式和功能模式及其機制、調(diào)節(jié)控制及蛋白質(zhì)群體中各個組分。蛋白質(zhì)組本質(zhì)上指的是在大規(guī)模水平上研究蛋白質(zhì)的特征，包括蛋白質(zhì)的表達水平，翻譯后的修飾，蛋白與蛋白相互作用等，由此獲得蛋白質(zhì)水平上的關(guān)于疾病發(fā)生，細(xì)胞代謝等過程的整體而全面的認(rèn)識?；蚪M相對穩(wěn)定，而蛋白質(zhì)組是動態(tài)的概念。研究蛋白質(zhì)組學(xué)是基因組學(xué)研究不可缺少的后續(xù)部分,也即生命科學(xué)進人后基因時代的特征。

代謝組學(xué)的概念源于代謝組，代謝組是指某一生物或細(xì)胞在一特定生理時期內(nèi)所有的低分子量代謝產(chǎn)物。代謝組學(xué)則是對某一生物或細(xì)胞在一特定生理時期內(nèi)所有低分子量代謝產(chǎn)物同時進行定性和定量分析的一門新分支學(xué)科。代謝組學(xué)以組群指標(biāo)分析為基礎(chǔ)，以高通量檢測和數(shù)據(jù)處理為手段，以信息建模與系統(tǒng)整合為目標(biāo)的系統(tǒng)生物學(xué)的一個分支。繼基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)之后新發(fā)展起來的代謝組學(xué)，是借助基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的研究思想，對生物體內(nèi)所有代謝物進行定量分析，并尋找代謝物與生理病理變化的相對關(guān)系?；蚪M學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)分別從基因和蛋白質(zhì)層面探尋生命的活動，而實際上細(xì)胞內(nèi)許多生命活動是發(fā)生在代謝物層面的。因此有研究者認(rèn)為“基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)告訴你什么可能會發(fā)生，而代謝組學(xué)則告訴你什么確實發(fā)生了”。所以，代謝組學(xué)迅速發(fā)展并滲透到諸多領(lǐng)域，例如疾病診斷、醫(yī)藥研制開發(fā)、營養(yǎng)食品科學(xué)、毒理學(xué)、環(huán)境學(xué)、植物學(xué)等與人類健康密切相關(guān)的各領(lǐng)域。

三、放射組學(xué)在交叉融合中應(yīng)運而生

2015年是倫琴發(fā)現(xiàn)X射線120周年，正如簡明不列顛百科全書所評價：X射線的發(fā)現(xiàn)“宣布了現(xiàn)代物理學(xué)時代的到來，使醫(yī)學(xué)發(fā)生了革命”W。近40多年來計算機科學(xué)技術(shù)的交叉融合，以X射線透射開始并不斷拓展許多種類型的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，又經(jīng)歷了數(shù)字化革命而呈現(xiàn)出跨越式發(fā)展。數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像學(xué)已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)不可或缺的重要手段和必不可少的組成部分。醫(yī)學(xué)影像學(xué)在保健査體、疾病預(yù)防、疾病篩査、早期診斷、病情評估、治療方法選擇、康復(fù)療效評價等，以及生命科學(xué)研究方面發(fā)揮了越來越大的不可替代作用。隨著多排螺旋CT、雙源CT、能譜CT、磁共振成像（MRI)、單光子和正電子計算機斷層顯像（SPECT與PET)、圖像融合一體機成像(PET/CT等等）諸多影像醫(yī)學(xué)新設(shè)備、新技術(shù)、新方法層出不窮，醫(yī)學(xué)影像學(xué)巳經(jīng)從結(jié)構(gòu)成像發(fā)展到功能成像，又邁向分子影像學(xué)的新階段。尤其進人21世紀(jì)后，分子影像學(xué)方興未艾地蓬勃發(fā)展，已經(jīng)成為分子生物學(xué)的重要手段。當(dāng)前數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像學(xué)所形成的大數(shù)據(jù)又密切關(guān)聯(lián)到相關(guān)基因組學(xué)，應(yīng)運而生了放射組學(xué)（radiomicsV）。如果說20世紀(jì)驅(qū)動醫(yī)學(xué)影像學(xué)的發(fā)展主要是依靠物理學(xué)和計算機科學(xué)技術(shù)、電子工程科學(xué)技術(shù)等，而21世紀(jì)則迫切需要與醫(yī)學(xué)、分子生物學(xué)（包括基因組學(xué)等諸多組學(xué)）等相關(guān)學(xué)科進一步深人交叉融合相輔相成。

放射組學(xué)（亦有稱之為影像組學(xué)）、分子影像學(xué)完全是與基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等相關(guān)組學(xué)彼此關(guān)聯(lián)并相互促進而不斷發(fā)展的。整合各種技術(shù)實現(xiàn)運用影像學(xué)手段顯示人體組織水平、細(xì)胞和亞細(xì)胞水平的特定分子,并能反映活體狀態(tài)下分子水平變化，從而對其生物學(xué)行為在分子影像層面進行定性和定量研究，無論在人體保健與疾病的診斷治療，或者在藥物研究開發(fā)，以及在基因功能分析與基因治療研究等方面，都凸顯了巨大優(yōu)勢和良好前景。

包含分子影像學(xué)的數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像學(xué)迅速發(fā)展，可提供越來越豐富的多層次醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)資料，顯然必須加以深度發(fā)掘并充分利用這些極其龐大的數(shù)字化信息。通過放射組學(xué)研究，解碼隱含在醫(yī)學(xué)影像信息中的因患者的細(xì)胞、生理、遺傳變異等多因素共同決定的綜合影像信息，并客觀且定量化將其內(nèi)涵呈現(xiàn)在臨床診治、預(yù)后分析的整個過程，這無疑會成為臨床醫(yī)學(xué)具有重大意義的革命。應(yīng)運而生的放射組學(xué)，就是致力于應(yīng)用大量的自動化數(shù)據(jù)特征化算法將感興趣區(qū)域（regionofinterest,R0I)的影像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為具有高分辨率的可發(fā)掘的特征空間數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分析是對大量的影像數(shù)據(jù)進行數(shù)字化的定量高通量分析，得到高保真的目標(biāo)信息來綜合評價腫瘤的各種表型（phenotypes),包括組織形態(tài)、細(xì)胞分子、基因遺傳等各個層次。例如近期文獻報道，放射組學(xué)可揭示腫瘤預(yù)測性的信號，能夠捕獲腫瘤內(nèi)在的異質(zhì)性，并與潛在的基因表達類型相關(guān)聯(lián)。

美國的國家癌癥研究所（NationalCancerInstitu?te,NCI),已經(jīng)建立量化研究網(wǎng)絡(luò)（quantitativere?searchnetwork,QIN)，旨在共享數(shù)據(jù)、算法和工具，以加速影像信息量化的合作研究網(wǎng)絡(luò)U5]。他們將放射組學(xué)的建設(shè)及應(yīng)用框架分為5部分:①圖像的獲取及重建;②圖像分割及繪制；③特征的提取和量化；④數(shù)據(jù)庫建立及共享；⑤個體數(shù)據(jù)的分析。當(dāng)然這些均是很有挑戰(zhàn)性的工作。

放射組學(xué)通過標(biāo)準(zhǔn)化的圖像獲取以及自動化的圖像分析等,能為疾病的診斷、預(yù)后及預(yù)測提供有價值的信息。近期的研究還提示放射組學(xué)能有效預(yù)測不同患者中的腫瘤基因異質(zhì)性等，可見放射組學(xué)有著廣闊應(yīng)用前景。四、發(fā)展相關(guān)組學(xué)更好共促精準(zhǔn)醫(yī)療

從基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等2直到新形成的放射組學(xué)，均是在相關(guān)學(xué)科交叉融合中，當(dāng)條件與時機發(fā)展到一定程度而瓜熟蒂落催生。

這些相互關(guān)聯(lián)的組學(xué)全部都兼?zhèn)渲鴮W(xué)科分化以及整合的特色。學(xué)科交叉融合根據(jù)發(fā)展需要分化催生出4新分支，而所有這些組學(xué)分支學(xué)科又都從系統(tǒng)生物學(xué)角度出發(fā)，注重對形成的分支學(xué)科自身整體開展研I究。正是如此辯證統(tǒng)一的現(xiàn)代科技發(fā)展特點，如同DNA的螺旋結(jié)構(gòu)一樣在不斷深化中而螺旋式上升，7推動科學(xué)技術(shù)向更深層次和更高水平發(fā)展。