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第1篇：系統生物學分析范文

摘要：根據21世紀對生物統計學課程的重新定位，在生物統計學精品課程建設中重點突出了教學方法和教學手段的改革，強化了學生能力的培養。

關鍵詞：生物統計學；精品課程；教學改革

一、引言

隨著生物科學的發展，只有定性的結論已不能滿足實踐的需要，實現生物科學結論定量化是人們長期追求探索的目標；生物統計學是生物學科定量化的重要分析理論與方法，生物統計學是生物學科應具備的基本知識和素質，與生命活動有關的各種現象中普遍存在著隨機現象，大到森林陸地生態系統，小至分子水平，均受到許多隨機因素的影響，表現為各種各樣的隨機現象，而生物統計學正是從數量方面揭示大量隨機現象中存在的必然規律的學科。因此，生物統計學是一門在實踐中應用十分廣泛的工具學科，它是生命科學各專業的專業基礎課，對后續生命科學課程學習和生物科研有重要作用。

同時，生物統計作為數理統計在生物學領域的應用，是教學難度較大的一門課程。因此，在生物統計學精品課程建設過程中，針對各專業培養目標的定位，因材施教，更新教育理念，加強實踐訓練，在教學方法和教學手段上進行改革和大膽探索。

二、二十一世紀對生物統計學課程的重新定位。

（一）新世紀對生物統計學課程提出的新要求。

二十世紀上半葉農業和遺傳統計學首先獲得了發展，在其基礎上發展起來的生物統計學、統計流行病學、隨機化臨床試驗學已經成為攻克人類疾病的一個里程碑。這在過去的半個世紀里顯著提高了人類的期望壽命。

21世紀人類基因組，基因芯片等實驗科學產生出的巨量數據，需要新工具來組織和提取重要信息。

將數據轉化為信息需要統計理論和實踐方面的洞察力、技術和訓練。

未來的生物統計學將會與信息技術密切結合，較少側重傳統數理統計，而會更多注意數據分析，尤其是大型數據庫的處理。生物統計學越來越不同于其它數學領域，計算機和信息科學工具至少和概率論一樣重要。

（二）生物統計學對大學生素質培養的作用。

生物統計學的一個重要特點就是通過樣本來推斷和估計總體，這樣得到的結論有很大的可靠性但有一定的錯誤率，這是統計分析的基本特點，因此在生物統計課程的學習中培養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試驗的結果。

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

生物統計學包括試驗設計和統計方法兩個有機聯系的組成部分。通過試驗設計的教學可提高大學生設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計方法等方面的內容。通過統計方法的教學除讓學生弄清各種統計方法的內涵外，還需要使學生能夠正確地選擇最適合的統計方法，以揭示資料潛在的信息，達到研究的最終目的，從而提高大學生科學研究素質。

三、教學方法和教學手段的改革。

（一）加強電子課件及網絡平臺建設。

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

（二）將多媒體教學優勢與學生的認知規律有機結合，用較少的學時得到良好的教學效果。

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生的認知規律相結合，多媒體教學就可能會帶來一些弊端諸如：（1）內容多，幻燈片變換快，由照本宣科變為照屏宣科，為新的“滿堂灌”；（2）課件圖片多，內容以展示為主，缺乏啟發性；（3）教學內容常用滿屏的方式顯示（即所謂“死屏”）,老師照著屏幕上的內容給學生講解，失去了傳統教學方法，老師邊講邊板書能給學生留下比較深刻印象的特點，缺乏吸引力。

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

（三）長期堅持教育教學方法及教學規律的研究。

生物統計學的理論基礎是概率論與數理統計，從這個層面上講，它有非常濃的數學味道，但是它又有別于概率論與數理統計，生物統計學更主要強調的是概率論及數理統計的思想和方法在解決生命科學中一些具體問題的應用。因此在教學過程中就存在一個“度”的把握問題，如果將概率論及數理統計的原理講得太多，一是學時不允許，二是學生難以消化，得不到好的教學效果；如果只注重方法的講解，學生知其然不知其所以然，就會誤入亂套公式的歧途。經過將教學的重點放在教學中引導學生重點掌握統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。在教學內容的安排上采用“保干削枝”，即在學時減少很多的情況下，將一些次要的統計方法去掉，也要保證有足夠的學時講授理論分布與抽樣分布、統計假設測驗等方面的內容，讓學生掌握生物統計學中所蘊含的概率論及數理統計的思想精髓，從而避免學生亂套統計公式。

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

統計學在生物學中的應用已有長遠的歷史，許多統計的理論與方法也是自生物上的應用發展而來，而且生物統計是一個極重要的跨生命科學各研究領域的平臺。現在基因組學、蛋白質組學與生物信息學的蓬勃發展，使得生物統計在這些突破性生物科技領域上扮演著不可或缺的角色。

在課程建設中，隨時注意納入生物統計學在前沿領域研究應用的內容，增強課程的活力，提高教師和學生面向生物產業主戰場解決實際問題的能力。

四、加強實踐教學，注重學生能力培養。

生物統計學要不要開實驗課，怎樣開實驗課，一直存在爭議，在此認為生物統計學不僅應該開設實驗課，而且還要將實踐教學的重點放在計算機技術和統計軟件的應用上，讓學生不僅掌握統計方法，而且加深對原理的認識，獲得就業或升學的必備計算機統計技能，提高解決復雜問題的能力。

（一）開展統計軟件的實習，擴大學生的視野，提高學生素質。

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

為此我們建立了一個專用于實習教學的生物統計電腦實驗室。現共有50余臺電腦，并連接到校園網。實驗室配備有指導教師，負責對上機的學生答疑。除按教學計劃進行的正常實習教學外，實驗室還對優秀學生免費開放，鼓勵他們結合教師的科研活動，應用所學生物統計學知識，學習新的生物統計學知識，掌握應用計算機解決生物統計學問題的技能。

（二）全方位、多層次的實踐教學。

為了進一步培養學生實際動手能力和科學嚴謹的治學態度，必須將本課程的實踐教學活動延伸到課堂教學外，開展全方位、多層次的實踐教學。

在原綿陽農專期間，主要在作物育種、作物栽培、動物營養等課程實驗與實習中，根據相關內容加入了試驗設計方法以及數據統計分析的相關內容。

組建了西南科技大學生命科學與工程學院以后，由原來的單一農科專業變成了理、工、農三大學科均有專業的格局。雖然專業的學科歸屬不同，但有一點是相通的，其內涵均屬于生命科學的范疇。以科學研究的方法進行劃分，均屬于實驗科學。

掌握正確的實驗設計方法，從不確定性數據中挖掘事物的客觀規律，是實驗科學工作者必備的技能。因此，我們將原來只是在農科專業上延伸實踐教學的作法推廣到全院的所有專業，結合實驗課教學的改革，對發酵工藝學實驗、植物細胞工程實驗、食用菌實驗、微生物學實驗等課程的內容全部或部分改為用生物統計學指導學生自主進行實驗設計，把過去單一的實驗流程、樣品觀察或檢測實驗改變為試驗條件的優化試驗，提出在不同條件下對樣品測定的比較試驗設計、單因素試驗設計、多因素試驗設計、正交試驗設計、均勻試驗設計，對試驗結果要求學生使用統計學的方法對進行分析和討論，最后得出最佳試驗條件。

這樣的實驗教學改革起到了一箭雙雕的作用，從專業基礎課或專業課的角度看，改驗證性實驗為設計型、綜合性實驗，增強了學生解決實際問題的能力，培養了學生創新思維的能力；從生物統計學角度看，將課程的教學實踐延伸到課程外，彌補了學時的不足，更重要的是學生將自己學到的統計學知識，轉化為解決實際問題的能力，知識得到很好的內化。

此外，在學生課外科技活動中指導學生選用正確的實驗設計和數據的統計分析方法，提升科技作品的檔次；在畢業論文（設計）中要求學生采用恰當的生物統計學方法進行設計與分析，寫出高質量的畢業論文（設計）。

第2篇：系統生物學分析范文

【關鍵詞】傳統生物教學法；思考；分析

中國分類號：G633.91

1.引言

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

2.傳統教學法的特點分析

2.1傳統教學法的指導思想

教學方法雖然是由許多的具體教學方式和手段構成的，但又不是各種方式和手段的簡單疊加，它總是由一個指導思想貫穿，形成一個體系。而我們通常所說的“啟發式”或“注入式”，主要是從教學方法體系的指導思想來說的，它不是指一個具體的個別的教學方式或手段。“注入式”，就其指導思想來說，是把學生當作簡單的接受知識的容器，使學生完全處于一種被動地位，使學生的思維缺乏靈活性和創造性。過分地強調或夸大教師的作用，忽視了學生的主體和學習的主動性。

2.2簡析傳統教學中幾種典型的教學模式

2.2.1“講授―接受”教學模式

也稱為傳統教學模式，又稱“五段教學法”，即：組織教學―復習過渡―講授新課―鞏固新課―布置課外作業。這種教學模式以“教師中心，教材中心，學生中心”的“三中心”為理論核心，重視人的社會文化，重視教師對學生的管教和對學生學習的控制，強調通過課堂教學對學生進行系統化的文化知識教育。

2.2.2“指導―發現”教學模式

創始人為杜威，20世紀被稱為進步教育的活動教學模式，提出“兒童中心”，“活動中心”的教學觀，但由于這種教學模式忽略學科系統性，在教育史上褒貶不一。

2.2.3布魯納的“引導發現”教學模式

其一般程序為：提出問題―制定假設―驗證假設―得出結論。1957年布魯納提出教育改革，徹底否定和拋棄傳統的講授學習，提出了發現學習理論。這種理論重視培養學生的智力發展、自主發現和創造精神，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―輔導”模式

其基本教學程序為：指出自學要求―開展自學―討論啟發解決疑難―練習應用―評價反饋―系統小結。這種模式體現學生的自主學習，符合現代教學要求，但如果學生對自學內容不感興趣，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生的學習情況并針對不同的學生進行講解和教學，很難在人數多的班級中開展。

2.3傳統教學中幾種常用的教學

2.3.1啟發式教學

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

2.3.2引導發現法

這是我國學者于20世紀50年代對布魯納倡導的發現式教學法而采用的一種有中國特色的教學法。布魯納倡導的發現法，強調學生獨立地去發現，這樣的發現法帶有隨機性，費時多，不利于學習系統完整的知識。因此我國學者主張引導發現法，即在學生開展發現時，教師適當給予啟發引導。

2.3.3嘗試教學法

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

3.對傳統生物教學法的評價和改革建議

3.1對傳統生物教學方法的評價

傳統的生物教學方法由于受其指導思想和教學條件等因素的影響，教學形式單調、陳舊、枯燥、乏味、課堂氣氛沉悶，沒能充分調動起學生學習的主動性、積極性和學習興趣。教學中沒能突出學生的主體地位，過分地強調了教師的權威和作用，一味地強調學生的主要任務是要消化、理解老師講解的概念、規律和公式，把學生當做灌輸的對象，外部刺激的接受器，前人知識與經驗的存儲器，使大多數學生養成了一種不愛問、不想問、也不想問“為為么”的習慣，束縛了學生的動手能力、思維能力和創新能力，讓學生處于一種被動的學習環境中。

3.2對傳統生物教學法改革的建議

第一，要轉變傳統教學法的指導思想，應以“啟發式”為主要指導思想。

第二，要正確的處理好教師在教學中的地位，應以“學習”為中心，學生為主體，教師為主導，在教學過程中教師要多站在學生的角度去考慮，做到與學生思維同步，充分抓住中學生的認知規律去進行教學。

第三，要努力構建自己獨特的教學模式，使其真正做到教學方法靈活多變且能充分調動起學生的學習興趣，求知欲望，培養學生理論聯系實際的能力，讓學生的思維能力，抽象思維得到鍛煉和發揮。

第3篇：系統生物學分析范文

關鍵詞：學前兒童；體能訓練；生物學；特征

中圖分類號：G613.7 文獻標識碼：B 收稿日期：2016-04-25

1.運動系統

（1）骨骼。兒童的骨骼正處于快速生長發育階段，軟骨組織成分較多，有機物質和水分較多，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，不易骨折但易于發生變形和彎曲。在發育過程中，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生變化。

（2）關節。對于學前兒童來說，其關節軟骨相對較厚，關節窩比較淺，韌帶以及關節囊的伸展性較大，但韌帶較薄且松弛。所以學前兒童的關節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，學前兒童骨骼肌 肉不斷發育，關節窩厚度逐漸增加，韌帶增厚，肌腱力量加強，關節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，關節的穩定性也得到增強，因此兒童在體育練習的過程中要做到循序漸進。

（3）肌肉。人體的肌肉有很多種， 運動系統的肌肉是附于骨骼上的骨骼肌。骨骼肌受神經系統的支配，成為運動的動力。而對于學前兒童來說，幼兒肌肉嫩，蛋白質、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，肌肉內有機物增多，肌肉重量增加，肌肉力量相應增強，肌肉水分減少。學前兒童上下肢大肌肉群發育較小肌肉群要早，但是不易掌握精細的動作。所以，教師要根據學前兒童的肌肉、骨骼以及關節的特點指導他們進行鍛煉。發展學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.心血管系統和呼吸系統

心血管系統和呼吸系統是耐力素質訓練重要的生理基礎，所以適宜的耐力練習是提高心血管系統和呼吸系統水平的重要手段。在安排運動練習時，體育教師要善于根據動作的結構特點、動作節奏或用力情況，教會兒童在運動中調節呼吸，學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。但是在運動練習的過程中要注意控制運動負荷，避免兒童長時間憋氣。

3.神經系統

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

（1）速度素質與神經系統的關系。速度素質與神經系統的發育程度有著密切的聯系。速度素質包括反應速度、動作速度和位移速度。反應速度的快慢主要取決于興奮通過反射弧所需要的時間（即反應時）的長短、中樞神經系統的機能狀態和運動條件反射的鞏固程度。反應時間是決定反應速度快慢的基礎，反應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，即單位時間內完成的動作周期數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鍵。

（2）身體的柔韌和協調性。神經系統對骨骼肌的調節能力，尤其是主動肌與對抗肌之間協調關系的改善，以及肌肉收縮與放松調節能力的提高，可以減少由于對抗肌緊張而產生的阻力，有利于增大運動幅度，提高柔韌素質。同時身體平衡性的練習有利于改善前庭器官的功能，改善神經系統對肌肉的調節作用。

參考文獻：

第4篇：系統生物學分析范文

一、學生宿舍中容易引發室友矛盾的問題

宿舍是生活場所，也承載著學校教育的很多功能。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生問題的地方。容易引發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、室友矛盾的表現形式

有人的地方就有矛盾，學生宿舍也不例外。有些矛盾是暫時的，對矛盾雙方沒有什么影響，過一段時間矛盾自然消失；有些矛盾不太好調和，矛盾雙方別別扭扭很長時間，對各自的生活產生一定的影響；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的矛盾，也容易引發嚴重后果。

1.由即時沖突引發極端事件。

2013年4月的一天，南京某大學學生宿舍發生這樣的一幕：學生蔣某忘帶宿舍鑰匙，敲門卻無人應答，等他向管理員借來鑰匙打開宿舍門后，發現同學袁某正在房間內打游戲，對剛才的敲門聲并沒有理會。蔣某因此事與袁某發生爭吵，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，只因缺少應有的冷靜，導致嚴重后果。

2.因嫉妒搞小團體。

在一間宿舍里，某學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。還有少數家庭條件較好的學生“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象多發生在女生宿舍。

3.由猜忌引發難以調和的矛盾。

某學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”，而在沒有證據的情況下，這種猜測又未必準確。當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和了。這種由猜忌引發的室友矛盾多發生在女生宿舍。

4.小矛盾引發口水戰或肢體沖突。

某學生急著給自己的電子產品充電，宿舍里卻沒有空余的電源插座，該生在未經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，少數被拔下充電器的學生卻不能理智地去解決這種矛盾，而是謾罵對方引發口水戰，或動用武力去發泄自己的不滿，把小矛盾變成大矛盾。

5.用“生氣”表達不滿。

有少數學生，只要別人和自己的觀點不一致，就用生氣的方式發泄不滿，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。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。

宿舍里某兩個學生相互看不慣，沒有共同語言，不認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

學生宿舍是學校里最容易出現問題的地方，也是最容易產生矛盾的地方。室友間產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.借鑒國外經驗，在校園網開設“找室友”系統。

校園網應為住宿生提供“找室友”系統。新生入學前，在校園網輸入自己的個人信息和相關資料，包括生活習慣、性格特征、個人愛好、家庭狀況、對室友的要求等。系統會自動搜索或反饋，并按匹配程度，將滿足條件的人推薦給學生，學生從系統提供的人選中自己選擇、自己聯系，雙方通過交流確定可以成為室友，再向學校申請。這是美國大學的做法，值得我們借鑒。讓學生在住宿這個大問題上有更多自主的選擇權，學生可以選擇和自己性格、習慣、愛好相投的人做室友。優先滿足相互認識的人做室友的申請，會避免很多室友矛盾，促進人際關系的和諧。

2.關注“臥談會”――室友關系的晴雨表。

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，那么室友關系一定有些冷漠。如果在“臥談會”上，室友們能談論大家共同感興趣的話題，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，室友間的關系一定是比較和諧的。班主任應通過多種渠道，了解每間宿舍“臥談會”的情況，通過“臥談會”預測室友關系，適時調整宿舍管理方法，杜絕不必要矛盾的產生。

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，學校應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，每個學生對室友的期待是什么，讓每個人都有機會調整自己與環境的關系，調整自己對室友的期待，修正自己的價值目標，營造寬松和諧的住宿環境。

4.加強生命教育，防止室友間極端事件的發生。

任何教育環境和社會環境，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，折射出學生對生命的漠視。室友間缺少愛、缺少關懷和理解，這樣就會導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，家長應在孩子幼小的時候予以正確引導，讓孩子懂得尊重、懂得理解、學會寬容、學會禮讓、學會溝通、學會適度忍耐。

5.實行宿舍管理員“導師制”。

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

6.建立家校聯盟，請家長參與宿舍管理。

教育不是學校單方面能完成的，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校教育與家庭教育較好的結合渠道，也是家長應盡的教育責任。學校可以根據學生家長的實際情況，每周請一位住宿生的家長來宿舍一次，對宿舍管理、學生自理能力給予評價和指導，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，會讓學生們覺得新鮮和輕松，對預防不必要矛盾的產生和化解已有矛盾都將起到積極的作用。

7.將軟環境建設納入宿舍檢查評比之中。

每所學校都會對宿舍進行檢查評比，但很多學校的檢查評比僅局限于衛生、宿舍布置、作息時間遵守等方面。這些方面固然重要，軟環境建設同樣重要，如，室友關系、宿舍成員總體的溝通能力、團結協作精神、公德修養、責任意識、寬容與忍讓等，這些決定學生個人和宿舍整體精神狀態的項目也應納入對宿舍的檢查評比中。這些指標不太好量化，但卻可以以評估的形式，引領每個學生、每間宿舍形成積極的生活態度，構建和諧的人際關系。

8.教育學生養成對宿舍管理約束的自覺。

第5篇：系統生物學分析范文

[關鍵詞] 中藥生物藥劑學分類系統;多成分環境;溶解度;葛根素;數學建模

[收稿日期] 2014-07-18

[基金項目] 國家自然科學基金項目（81473362）;北京中醫藥大學創新團隊發展計劃項目（2011-CXTD-13）

[通信作者] *董玲，副研究員，碩士生導師，主要從事新劑型給藥系統研究，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：

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

本研究基于經方葛根芩連湯（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計葛根素溶解度研究的多成分環境，用于數據采集。借鑒化學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，并用實驗所獲數據建模。

1 材料與試劑

1.1 儀器

Waters液相色譜系統（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，陜西中鑫生物技術有限公司）;黃芩苷原料（批號ZL-A-018，南京澤朗醫藥科技有限公司）;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適量，置超聲儀中使完全溶解，加溶出介質至刻度，搖勻，制成質量濃度約為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：低濃度區域2%，4%，6%，8%，10%;高濃度區域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）的非線性關系進行準確的評估。以響應曲面方法中的不旋轉中心復合設計（central composite design，CCD）實驗，根據上述已完成試驗的初步結果，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%，實驗設計的代碼水平見表1，2。

表1 CCD實驗設計因素水平表

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 數學模型建立方法[3]

2.5.1 葛根素多成分環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果輸出變量，建立相應的研究模型。并以方程擬合優度參數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進行數據模型參數估計與計算。方程的擬合優度檢驗主要是以均方根誤差（root mean square error，RMSE）和決定系數R2作為方程擬合優度的評價，RMSE越接近于0，R2越接近于1，方程擬合質量越高。主要算法及自適應建模均由JMP pro10.0平臺實現。

2.5.2 葛根素多成分環境下溶解度組合模型建立 在進行單元建模時發現不同的化學環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環境時，其表現出對葛根素溶解度的影響程度也會發生變化，也就是說輸出變量變化的同時，自變量效應大小會因為自變量的組合方式不同而發生改變。基于這種情況，有必要對上述單元建模的數據進行系統匯集，進行單元組合建模，這樣不僅能簡化預測方程數量，同時能將上述所闡述的各種變化的信息融合到一個數據模型中，能實現更準確地用一種模型去預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據進行系統匯集，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]、神經網絡（ANN）3種建模方法，建立相應的模型，并以RMSEC，RMSEP，AAEC，AAEP和決定系數R2對各模型的性能進行評價。

3 結果

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明顯的線性關系，決定系數R2為0.990 9;加入小檗堿時，在低濃度區域（小于10%）可以增加葛根素的溶解度，在高濃度區域（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（低濃度區域）;D.小檗堿（高濃度區域）。

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 對上述數據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系，此區域單獨采用一元線性擬合，具體的擬合方程見表3。

表3 溶解度試驗數據擬合方程

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背景下，二者聯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果輸出變量，建立相應的研究模型。并以方程擬合優度參數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進行數據模型參數估計與計算。

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果可知，模型方程的RMSE為0.858 5，決定系數R2為0.902 8，該模型方程可以解釋樣本中約90%的數據，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果可知，模型方程的RMSE為0.288 2，決定系數R2為0.987 9，該模型方程可以解釋樣本中約98%的數據，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果可知，模型方程的RMSE為0.910 8，決定系數R2為0.904 5，該模型方程可以解釋樣本中約90%的數據，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背景下，三者聯合作用對葛根素溶解度影響建模時，發現三者對葛根素溶解度影響程度差別較大，呈現出黃芩苷>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R2為0.977 3，該模型方程可以解釋樣本中約97%的數據，符合要求。

3.5 葛根素在多成分環境下溶解度組合建模

在進行單元建模時發現不同的化學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背景時，其表現出對葛根素溶解度的影響程度也會發生變化，也就是說輸出變量變化的同時，自變量效應大小會因為自變量的組合方式不同而發生改變。

基于這種情況，有必要對上述單元建模的數據進行系統匯集，進行單元組合建模，這樣不僅能簡化預測方程數量，同時能將上述所闡述的各種變化的信息融合到一個數據模型中，能實現更準確地用一種模型去預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、神經網絡，建立相應的研究模型。并以RMSEC，RMSEP，AAEC，AAEP和決定系數R2對各模型的性能進行評價，各模型評價結果見表4。

表4 模型構建評價表

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神經網絡（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。

由3種模型的評價結果可以發現，不同模型對于校正集樣本的擬合及對于驗證集樣本的預測結果存在一定的差異。從校正結果可以發現，神經網絡建模RMSEC（0.725 3）最低，AAEC（0.587 9）最低;而預測結果中，也是神神經網絡建模的RMSEP（0.663 0）最低，AAEC（0.585 4）最低，決定系數（0.911 6）最大。因此選擇神經模型作為單元組合建模的數學模型。

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。為了在后續試驗中，繼續觀測這種溶液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節，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生較大的變化，使實驗測定的誤差變大。同時，考慮到后續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背景與后續試驗的pH環境保持一致更為理想。綜上所述，葛根素在多成分環境下的溶解度研究選擇pH 7.4緩沖溶液作為pH環境溶液。

4.2 中藥生物藥劑學分類系統溶解性研究的數學建模方法

單一成分的溶解度研究已經提出了明確的理論基礎和研究方法，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相對缺乏，本實驗以多成分環境的影響為對象，重點考察其對溶解性的影響，探索中藥生物藥劑學分類系統中溶解度研究的方法。鑒于中藥成分的復雜性，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成分標準品缺少的影響，因此作者利用復方中高含量成分，設計人工構建多成分環境的方法，通過少量實驗構建數學模型方程的方法開展研究，以期利用數學模型方程對多成分環境對中藥成分溶解度進行預測，并結合實驗闡明溶解度受多成分環境影響的變化規律。

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現并闡述，在中藥生物藥劑學分類系統研究中，溶解性作為分類依據之一，應著重于多成分環境對其影響的整體結果呈現。但一直沒有恰當的方法對多成分環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，并以多成分環境作為整體開展對目標成分受多成分環境影響開展研究是可探索的發展方向。

[參考文獻]

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[4] Whittle P. Prediction and regulation by linear least-square methods[M]. London： English Universities Press，1963：5.

[5] 劉西京，楊大堅，羅杰英，等.紫外分光光度法測定葛根素的解離常數[J]. 時珍國醫國藥，2006，17（11）：2206.

[6] De Levie Robert. The henderson-hasselbalch equation： its history and limitations[J]. J Chem Educ，2003，80：146.

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：系統生物學分析范文

【摘要】 目的：克隆新西蘭白兔大電導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分析. 方法：采用3′及5′cDNA末端快速擴增(RACE)及RTPCR技術從兔Oddi括約肌(SO)組織獲得BKCa通道β亞基的全長cDNA序列. 并應用生物信息學方法分析該基因的同源性、蛋白結構域及跨膜拓撲結構. 結果：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；拓撲結構為兩次跨膜蛋白，具有4個功能結構域，含有1個磷酸化位點及2個N糖基化位點. 結論：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.

【關鍵詞】 鈣敏感性鉀離子通道

0引言

大電導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胞(SMC)，其主要生理作用是調節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亞基是結構亞基，構成孔道，表達量較恒定；β亞基是調節亞基，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密切相關［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鍵. 我們根據已知新西蘭白兔部分組織BKCa通道β亞基保守區序列(GenBank Number: AB009313， AF107300， AY829265)設計引物，直接體外擴增兔Oddi括約肌(sphincter of Oddi， SO)細胞BKCa通道β亞基基因的cDNA全長序列，并采用生物信息學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， 體質量2.0～2.5 kg（第四軍醫大學實驗動物中心）； 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，限制性內切酶等（大連TaKaRa公司）；IPTG，Xgal（北京鼎國生物技術公司）；瓊脂糖凝膠回收試劑盒及產物純化試劑盒（上海博亞生物技術公司）；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公司完成.

1.2方法

1.2.1兔SO細胞總RNA的提取經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經凝膠電泳鑒定RNA質量，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的主要步驟及反應條件：① 1 μg總RNA經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，在序列保守區設計了2條下游引物5OGP和5IGP. 5′ RACE第1輪PCR反應采用引物5OP和5OGP，反應條件為: 94℃ 3 min；94℃ 30 s，62℃ 30 s，72℃ 1 min，35個循環；72℃ 7 min. 取第1輪PCR產物2 mL進行第2輪PCR反應，引物為5IP和5IGP，反應條件為: 94℃ 1 min；94℃ 30 s，68℃ 30 s，72℃ 1 min，35個循環；72℃ 10 min. 3′ RACE的主要步驟及反應條件： 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，在序列保守區設計了2條上游引物3OGP和3IGP. 3′ RACE第1輪PCR反應采用引物3OP和3OGP，反應條件為: 94℃ 3 min；94℃ 30 s， 58℃ 30 s， 72℃ 1 min， 35個循環；72℃ 7 min. 取第1輪PCR產物2 mL進行第2輪PCR反應，引物為3IP和3IGP，反應條件為: 94℃ 1 min；94℃ 30 s，65℃ 30 s，72℃ 1 min，35個循環；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Oligo dT為隨機引物，分別將各種組織的總RNA逆轉錄成cDNA. 然后進行PCR擴增，反應體系為50 mL；引物設計參照3′和5′ RACE測序結果，上下游引物分別為RUP和RLP（表1），反應條件為：94℃ 1 min；94℃ 30 s， 68℃ 30 s， 72℃ 90s， 36個循環；72℃ 10 min.

表1本實驗用到的引物序列　略

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

1.2.5生物信息學分析基因序列同源性分析登陸美國國家生物技術信息中心(NCBI)，使用Blastn在核酸數據庫中對BKCa通道β亞基的核酸序列進行同源性比對；使用Blastp在蛋白質數據庫中對BKCa通道β亞基編碼的氨基酸序列進行同源性比對. 使用保守序列數據庫(CDD)尋找β亞基編碼氨基酸序列是否和已知保守序列相關，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ExPASy的Protein knowledgebase (UniProtKB/SwissProt)數據庫、在線軟件TMHMM Server v.2.0 ( cbs.dtu.dk/services/TMHMM/) 預測該蛋白的結構域及膜蛋白拓撲結構.

2結果

2.15′ RACE擴增以正常新西蘭白兔SO組織總RNA為模板，經5′ RACE擴增，產物以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). 經克隆測序，測序結果與GenBank中該基因的部分保守區序列完全一致.

轉貼于

圖1BKCa通道β亞基5′ RACE擴增結果　略

2.23′ RACE擴增以正常新西蘭白兔SO組織總RNA為模板，經3′ RACE擴增，產物以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). 經克隆測序，測序結果與GenBank中該基因的部分保守區序列完全一致.

圖2BKCa通道β亞基3′ RACE 擴增結果　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RTPCR擴增，產物以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). 經克隆測序，cDNA長度為1168 bp，3′及5′端測序結果與RACE測序結果完全一致.

圖3BKCa通道β亞基cDNA全長序列擴增結果　略

2.4生物信息學分析

2.4.1同源性比對新西蘭白兔SO細胞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蛋白結構域預測經ExPASy中的UniProtKB/SwissProt數據庫分析顯示，該蛋白有4個功能結構域，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細胞BKCa通道β亞基氨基酸序列功能結構域預測　略

2.4.3跨膜結構預測在線蛋白結構拓撲分析軟件TMHMM Server v. 2.0預測顯示，該亞基有兩個跨膜區，分別位于第16~36位氨基酸和158~178位氨基酸區，第2外顯子部分氨基酸構成第1跨膜段，第3外顯子全部位于細胞外，第4外顯子的部分氨基酸構成第2跨膜段. 該蛋白的N末端和C末端均在細胞內（圖5）.

圖5兔SO細胞BKCa通道β亞基的跨膜結構示意圖　略

3討論

β亞基是BKCa通道的調節亞基，通過感受［Ca2+］i及電壓的變化調控BKCa的動力學特性，在調控細胞膜電位及肌張力過程中對細胞膜的極化狀態起負反饋調節作用［3］. 我們前期的研究發現高膽固醇條件下，兔SO細胞［Ca2+］i呈過載狀態［4］，進一步研究發現高膽固醇血癥兔的BKCa通道活性降低［5］. 由于β亞基是BKCa通道的調節亞基，對調節［Ca2+］i起重要作用. 我們采用快速、靈敏的RACE［6］技術擴增兔SO組織BKCa通道β亞基序列，該技術從操作及引物設計上都有一定難度，在實驗中我們先是根據其同源序列設計簡并引物，反復進行RTPCR預實驗以提高PCR擴增的特異性，然后在PCR條件優化的基礎上進行RACE實驗，最終經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. 測序結果顯示，該基因5′端的核苷酸數目和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. 非編碼區僅有少數堿基的突變. 這些特點符合基因全長cDNA序列結構的特點. 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，N端沒有信號肽存在，由位于胞內的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個結構功能域，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. 這些性質和GenBank中兔的其他組織的β亞基的分析結果完全相似［8］.

總之，我們采用cDNA末端快速擴增及RTPCR技術首次從兔SO細胞擴增出BKCa通道β亞基全長cDNA序列，并采用生物信息學的方法分析了其種屬間的同源性，預測了該基因的各種功能結構域，為進一步研究該基因的功能和調控奠定了基礎.

【參考文獻】

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［3］ Nari K， Joonyong C， Euiyong K， et al. Changes in the Ca2+activated K+ channels of the coronary artery during left ventricular hypertrophy［J］. Circ Res， 2003， 93(6):541-547.

［4］ Wang XJ， Wei JG， Wang YC， et al. Effect of cholesterol liposome on contractility of rabbit Oddi sphincter smooth muscle cells［J］. World J Gastroenterol， 2002， 8(1):144-149.

［5］ 張孝勇，魏經國，馬進，等. 高膽固醇血癥兔Oddi括約肌張力的變化機制［J］. 世界華人消化雜志，2004， 12(5): 1114-1118.

［6］ Chen Z， Kai G， Liu X， et al. cDNA cloning and characterization of a mannosebinding lectin from Zingiber officinale Roscoe (ginger) rhizomes［J］. J Biosci， 2005，30(2):213-220.

第7篇：系統生物學分析范文

【關鍵詞】24式太極拳；傳統楊式太極拳；生物力學對比

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錦標賽、全國武術錦標賽以及全國太極拳、劍錦標賽冠軍。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于太極拳在運動生物力學方面研究的文獻，以及相關論文、著作。

1.2.2專家訪談法

咨詢了北京體育大學武術系和運動生物力學教研室的老師和專家，向其請教有關論文實驗設計、數據分析等方面的問題。

1.2.3三維運動學測試與分析

應用紅外遠射測試系統對24式太極拳的主要動作進行三維生物力學分析。

1.2.3.1QUALISYS―MCU500紅外遠射測試系統簡介

應用瑞典產QUALISYS―MCU500紅外遠射測試系統（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系統進行簡單的介紹。QUALISYS系統即紅外光點測試系統。它有六個鏡頭對準研究對象可對其運動的全過程進行測試。與傳統的高速攝影（錄像）與解析方法相比，紅外光點測試系統省卻了人工解析的繁重工作，不但可以對測試結果進行快速反饋，而且避免了人工判讀測試點所產生的人為誤差。QUALISYS系統由MCU(Motion Capture Unit)、反射標志物、計算機及相關軟件組成。其基本工作原理為：將反射物置于紅外光環境中，鏡頭將捕捉由標志物反射的紅外光線，計算反射標志物在空間的位置。紅外光線由MCU的紅外發光二極管發射。反射標志物表面是一種特殊的反光材料，如果有一束光向標志物射去，其反射光中相當大的部分將沿著入射的方向發射回來。MCU集紅外光線發射、圖象獲取、圖象處理和數據傳輸功能為一體，是該系統的核心部分。一個MCU可以獲取圖象的2維坐標，兩個以上的MCU獲取的2維坐標經過合成就可以得到圖象的3維數據。本系統配備6臺MCU，他們依次串聯就可進行同步測量。在進行測量過程中，只要某個反射標志物反射的紅外光在某個瞬間能夠被2個以上的MCU捕捉，該標志物的三維坐標就可準確地獲得。因此，該系統能夠方便、快捷、準確地獲得復雜運動的三維運動信息。

實驗現場布置及系統工作原理如圖1所示。

圖1 實驗現場布置圖

1.2.3.2標志點的設置

共26個紅外反射標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）架設測試系統

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

（2）對測試空間進行標定

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

（3）動作技術測試

受試運動員進行一定的準備活動后在其身體測試部位貼置反射標志點。為減少系統誤差，所有項目運動員標志點的設置均由一人完成。身貼標志點的運動員在測試范圍內完成一套動作，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）數據處理方法

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

應用QUALISYS系統中的QTools軟件和Excel軟件對一些基本運動學指標進行計算，這些指標包括：各點運動速度、膝關節角度、肘關節角度、重心變化趨勢以及胸椎曲率的變化趨勢。其中膝關節角度定義為同側膝―踝連線與髖―膝連線的夾角，肘關節角度定義為同側腕―肘連線與肘―肩連線間的夾角。

2結果與分析

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學數據統計并和傳統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的依據和補充。

2.1定式動作的形態學數據分析

對三個受試者24式太極拳中的主要動作的測量數據進行統計，所得結果見表4、表5、表6。

三個受試者主要定式動形態學數據統計，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，從生物力學的角度揭示了楊式大架太極拳的技術特征〔1〕，所得統計數據見表8。

2.1.1弓步、虛步、仆步

傳統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。

將兩者進行比較發現，無論是傳統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特征分析》一文中指出，傳統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揮最佳的登地效果，有利于蓄勁發力和借勁發力之間攻守的轉換。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。由運動生物力學原理可知，承重腿的膝角越小（承重腿的膝關節不能超過前腳的腳尖），大腿肌群的承重力越大。因此，24式太極拳的練習對提高練習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鍵。通過練習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節角度都保持在140°左右。這就體現了太極拳處處帶有弧形、帶有勁的特點。

3結論與建議

通過以上對傳統楊式大架太極拳與24式太極拳主要定式動作的形態學特征的比較我們可以看出，傳統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。當然，這里也應考慮到比較對象的年紀問題，楊澄甫先生留下來的拳照都是在他年紀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，就目前太極拳的發展現狀來看，傳統太極拳與競技太極拳確實存在著較大的差異。傳統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，傳統楊式大架太極拳的技術特點是以其技擊性為核心的。而在其基礎上發展而來的24式太極拳，其目的是為了更好地修身和健身，經過不斷的演變和發展，其動作的技術特點是在保留其技擊性的基礎上，朝著觀賞性和健身性的方向發展。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：系統生物學分析范文

[關鍵詞] 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] 國家自然科學基金項目（81473362）;北京中醫藥大學創新團隊發展計劃項目（2011-CXTD-13）

[通信作者] *董玲，副研究員，碩士生導師，主要從事新劑型給藥系統研究，Tel：（010）64286245，E-mail：;*劉洋，副教授，碩士生導師，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成為學術界共識[1]，中藥復方的作用與復方中有效成分的含量和配比關系密切。而固體制劑中藥物發揮治療作用需要經過藥物溶出和吸收2個關鍵步驟。因此，在研制中藥復方釋藥系統中，使兩者處于良好的匹配狀態，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方各組分按照比例吸收[2]。中藥生物藥劑學分類系統設立的主要目的是在藥物發現階段（discovery）對中藥多成分整體的生物藥劑學特征評價，并為下一步的藥物開發階段（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框架的分類依據。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，本研究采用中醫經典《傷寒論》[3]中葛根芩連湯的現代制劑葛根芩連片，探索其多成分環境下的主要成分溶出規律及特點，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（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，天津天大天發有限責任公司）。

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（陜西利君現代中藥有限公司，批號110201005，規格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，精密稱取適量（約相當于1片的平均質量），加適量甲醇使溶解，加溶出介質制成每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環境的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，轉速為100 r?min-1;溶出介質為模擬人體生理環境的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，根據相關參考文獻[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試，使槳葉底部距溶出杯的內底部（25±2） mm。分別量取經脫氣處理的去離子水，置各溶出杯內，待溶出介質溫度恒定在（37±0.5） ℃后，將供試品投入溶出杯中，轉速選擇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。從結果可知，確定本品溶出度測定轉速為100 r?min-1。

表1 不同轉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 溶液穩定性考察 將葛根芩連片于5種不同的pH溶出介質中進行溶出度測定，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之內穩定性良好（RSD<5%），穩定性實驗數據見表2。

表2 不同介質中各峰的峰面積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 結果

3.1 溶出曲線的測定結果

取本品制劑，在上述5種溶出介質中進行溶出曲線測定，以取樣時間為橫坐標，以溶出度為縱坐標，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 復方葛根芩連片9種成分在5種不同pH溶出介質中的溶出曲線

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

3.2 溶出數據分析

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

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。一般認為f2在50～100，可認定兩者的釋放行為相似。本實驗將不同溶出介質中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種成分在溶出介質中釋放特性。復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結果見表3。

3.2.2 復方葛根芩連片劑中9種成分溶出行為聚類分析 采用聚類分析方法對復方葛根芩連片中9種成分于不同溶出介質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中各個峰的溶出行為進行分類，見圖2。

3.2.3 體外溶出結果小結 采用上述2種方法對溶出曲線相似性進行評價，可以看出：根據相似因子計算結果表明，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，在4種溶出介質中兩者的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。

根據聚類分析結果表明，在pH 1.0溶出介質中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;在pH 4.0溶出介質中4

圖2 5種不同pH介質中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;在pH 6.8溶出介質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;在水介質中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;在pH 7.4溶出介質中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。

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

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，分別模擬復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中溶出規律及特點，根據體外溶出能更好地預測其在體內不同吸收部位的吸收情況[6-7]。

本研究表明，復方葛根芩連方中9種主要成分在溶出介質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，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方葛根芩連中配比一致，這種同步釋放正是體現出了中藥配伍的特點。

模擬生物介質的溶出度方法在建立體外溶出和體內吸收相關性方面至關重要[8]，并且通過藥物制劑體外溶出曲線計算溶出指數[9]，這也是生物藥劑學分類標準的補充，因此溶出度研究也是課題組建立CMMBCS的重要研究內容。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相關研究的道路。

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[10] 劉洋，呂貝然，趙保勝，等.川芎散劑體外溶出特征研究[J].中國中醫信息雜志， 2014，21（2）：88.

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：系統生物學分析范文

一、人類基因組計劃與基因組學

在榮膺1962年諾貝爾生理學醫學獎的沃森(JamesDeweyWatson)、克里克(FrancisHarryComp?tonCrick)和威爾金斯（MauriceHughFrederickWilkins),于1953年發現DNA雙螺旋結構之后。相繼于1958年和1980年罕見地兩次榮獲諾貝爾化學獎的桑格（FrederickSanger),先后完整定序了胰島素的氨基酸序列和發明很重要的DNA測序方法，這些劃時代的杰出成就于20世紀后半葉完全“打開了分子生物學、遺傳學和基因組學研究領域的大門”。于是20世紀80年代形成了基因組學，在隨后20世紀90年代人類基因組計劃實施并取得很大進展后，基因組學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，系具有遺傳物質的DNA分子片段。基因位于染色體上，并在染色體上呈線性排列。基因不僅可以通過復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、膚色、眼睛、鼻子等不同，是基因差異所致。基因是生命遺傳的基本單位，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，包括核基因組和細胞質基因組。即基因組是生物體內遺傳信息的集合，是某個特定物種細胞內全部DNA分子的總和。顯然原先只關注單個基因是遠遠不夠的，應當深入研究整個基因組，于是產生了基因組學。

基因組學（genomics)是專門從分子水平系統研究整個基因組的結構（以全基因組測序為目標）、功能（以基因功能鑒定為目標）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構進行比較）的分支學科。基因組學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域發揮作用。基因組學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問題。這門分支學科交叉融合了分子生物學、計算機科學、信息科學等,并以全新視角探究生長與發育、遺傳與變異、結構與功能、健康與疾病等生物醫學基本問題的分子機制，同時提供基因組信息以及相關數據系統加以利用，進而解決生物、醫學和生物技術以及相關產業領域的有關問題[3]。基因組學的主要目標包括認識基因組的結構、功能及進化規律，闡明整個基因組所涵蓋遺傳物質的全部信息及相互關系，為最終充分合理利用各種有效資源，以提供預防和治療人類疾病的科學依據。

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的發展。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期問題。1984年12月美國能源部資助召開的環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。歷經幾年醞釀與論證，1988年美國國會批準撥款，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計劃。1990年正式啟動后，陸續擴展成為美國、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志。

HGP這項規模宏大，跨國家又跨學科的大科學探索工程。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、死規律，揭示疾病產生機制以提供疾病診治的科學依據。截至2005年，人類基因組計劃的測序工作已經完成，但基因組學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生機制以及癌癥預防與治療的新理念。當下已經邁進后基因組時代，從揭示生命所有遺傳信息轉移到在分子整體水平上對功能的研究（功能基因組學）。21世紀的生命科學以新姿態和新方法闊步向著縱深發展，同時有力推進了基礎與臨床醫學、生物信息學、計算生物學、社會倫理學等相關學科的蓬勃發展。為促進這些相關學科及其應用的更好發展，尤其推動在人類健康與疾病、個性化醫療、農業、環境、微生物等諸多領域的廣泛應用，自2006年以來巳經召開了十屆國際基因組學大會（ICG)。第10屆國際基因組學大會于2015年10月在中國深圳舉行,特別就臨床基因組學、生育健康、癌癥、衰老、精準醫療、人工智能與健康、農業基因組學、合成生物學、生命倫理和社會影響、相關組學及生物產業等熱點問題進行深人研討，展現了相關組學的旺盛活力。

二、轉錄組學、蛋白質組學、代謝組學等與基因組學相輔相成

基因組學作為研究生物基因組的組成，組內各基因的精確結構、相互關系及表達調控的科學，又必須從系統生物學角度與方法，著眼于整體出發去研究人類組織細胞結構、基因、蛋白質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，從而才能更有效地探索解決人類疾病發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，而對生命活動起調節作用的是蛋白質。基因組研究本身不能體現蛋白質的表達水平、表達時間、存在方式以及蛋白質自身獨特活動規律等。因此，自從基因和基因組學問世以后，分子生物學的組學大家庭中，不斷延伸分化形成了相互密切關聯的轉錄組學（tmnscrip-tomics)、蛋白質組學（proteomics)、代謝組學（metabo-lomics),以及脂類組學（lipidomics)、免疫組學（lmmu-nomics)、糖組學（glycomics)、RNA組學（RNAomics)等,這些相互密切關聯的組學構成豐富的系統生物學以及組學生物技術基礎。

轉錄組學是一門在整體水平上研究細胞中基因轉錄情況以及轉錄調控規律的分支學科。也即轉錄組學是從RNA水平研究基因表達的情況。轉錄組即一個活細胞所能轉錄出來的所有RNA的總和，是研究細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錄及轉錄調控規律的轉錄組學，乃是功能基因組學研究的重要組成部分。

蛋白質組（proteome)是指一個基因、一個細胞或組織所表達的全部蛋白質。而蛋白質組學研究不同時間、空間發揮功能的特定蛋白質及其群體;從蛋白質水平上研究蛋白質表達模式和功能模式及其機制、調節控制及蛋白質群體中各個組分。蛋白質組本質上指的是在大規模水平上研究蛋白質的特征，包括蛋白質的表達水平，翻譯后的修飾，蛋白與蛋白相互作用等，由此獲得蛋白質水平上的關于疾病發生，細胞代謝等過程的整體而全面的認識。基因組相對穩定，而蛋白質組是動態的概念。研究蛋白質組學是基因組學研究不可缺少的后續部分,也即生命科學進人后基因時代的特征。

代謝組學的概念源于代謝組，代謝組是指某一生物或細胞在一特定生理時期內所有的低分子量代謝產物。代謝組學則是對某一生物或細胞在一特定生理時期內所有低分子量代謝產物同時進行定性和定量分析的一門新分支學科。代謝組學以組群指標分析為基礎，以高通量檢測和數據處理為手段，以信息建模與系統整合為目標的系統生物學的一個分支。繼基因組學和蛋白質組學之后新發展起來的代謝組學，是借助基因組學和蛋白質組學的研究思想，對生物體內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系。基因組學和蛋白質組學分別從基因和蛋白質層面探尋生命的活動，而實際上細胞內許多生命活動是發生在代謝物層面的。因此有研究者認為“基因組學和蛋白質組學告訴你什么可能會發生，而代謝組學則告訴你什么確實發生了”。所以，代謝組學迅速發展并滲透到諸多領域，例如疾病診斷、醫藥研制開發、營養食品科學、毒理學、環境學、植物學等與人類健康密切相關的各領域。

三、放射組學在交叉融合中應運而生

2015年是倫琴發現X射線120周年，正如簡明不列顛百科全書所評價：X射線的發現“宣布了現代物理學時代的到來，使醫學發生了革命”W。近40多年來計算機科學技術的交叉融合，以X射線透射開始并不斷拓展許多種類型的醫學成像技術，又經歷了數字化革命而呈現出跨越式發展。數字化醫學影像學已經成為現代醫學不可或缺的重要手段和必不可少的組成部分。醫學影像學在保健査體、疾病預防、疾病篩査、早期診斷、病情評估、治療方法選擇、康復療效評價等，以及生命科學研究方面發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）諸多影像醫學新設備、新技術、新方法層出不窮，醫學影像學巳經從結構成像發展到功能成像，又邁向分子影像學的新階段。尤其進人21世紀后，分子影像學方興未艾地蓬勃發展，已經成為分子生物學的重要手段。當前數字化醫學影像學所形成的大數據又密切關聯到相關基因組學，應運而生了放射組學（radiomicsV）。如果說20世紀驅動醫學影像學的發展主要是依靠物理學和計算機科學技術、電子工程科學技術等，而21世紀則迫切需要與醫學、分子生物學（包括基因組學等諸多組學）等相關學科進一步深人交叉融合相輔相成。

放射組學（亦有稱之為影像組學）、分子影像學完全是與基因組學、蛋白質組學等相關組學彼此關聯并相互促進而不斷發展的。整合各種技術實現運用影像學手段顯示人體組織水平、細胞和亞細胞水平的特定分子,并能反映活體狀態下分子水平變化，從而對其生物學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，以及在基因功能分析與基因治療研究等方面，都凸顯了巨大優勢和良好前景。

包含分子影像學的數字化醫學影像學迅速發展，可提供越來越豐富的多層次醫學影像數據資料，顯然必須加以深度發掘并充分利用這些極其龐大的數字化信息。通過放射組學研究，解碼隱含在醫學影像信息中的因患者的細胞、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涵呈現在臨床診治、預后分析的整個過程，這無疑會成為臨床醫學具有重大意義的革命。應運而生的放射組學，就是致力于應用大量的自動化數據特征化算法將感興趣區域（regionofinterest,R0I)的影像數據轉化為具有高分辨率的可發掘的特征空間數據。數據分析是對大量的影像數據進行數字化的定量高通量分析，得到高保真的目標信息來綜合評價腫瘤的各種表型（phenotypes),包括組織形態、細胞分子、基因遺傳等各個層次。例如近期文獻報道，放射組學可揭示腫瘤預測性的信號，能夠捕獲腫瘤內在的異質性，并與潛在的基因表達類型相關聯。

美國的國家癌癥研究所（NationalCancerInstitu?te,NCI),已經建立量化研究網絡（quantitativere?searchnetwork,QIN)，旨在共享數據、算法和工具，以加速影像信息量化的合作研究網絡U5]。他們將放射組學的建設及應用框架分為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數據庫建立及共享；⑤個體數據的分析。當然這些均是很有挑戰性的工作。

放射組學通過標準化的圖像獲取以及自動化的圖像分析等,能為疾病的診斷、預后及預測提供有價值的信息。近期的研究還提示放射組學能有效預測不同患者中的腫瘤基因異質性等，可見放射組學有著廣闊應用前景。四、發展相關組學更好共促精準醫療

從基因組學、轉錄組學、蛋白質組學、代謝組學等2直到新形成的放射組學，均是在相關學科交叉融合中，當條件與時機發展到一定程度而瓜熟蒂落催生。

這些相互關聯的組學全部都兼備著學科分化以及整合的特色。學科交叉融合根據發展需要分化催生出4新分支，而所有這些組學分支學科又都從系統生物學角度出發，注重對形成的分支學科自身整體開展研I究。正是如此辯證統一的現代科技發展特點，如同DNA的螺旋結構一樣在不斷深化中而螺旋式上升，7推動科學技術向更深層次和更高水平發展。