量子力学束缚态的条件范文第1篇

关键词：园林树木；水分生理；抗旱性；隶属函数；聚类分析

中图分类号：S688；Q945 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）01-0116-06

Studies on the Water Physiological Characteristics and Drought Resistance of Seventy-five Species of Landscape Trees

HE Dan-dan1，ZHANG Wen-ge2，GUO Tai-jun1，MA Li-juan1，CHEN Shao-peng3

（1.College of Horticulture， Jilin Agricultural University，Changchun 130118，China；

2. Jilin Province Institute of Metallurgy， Changchun 130012，China； 3.Jilin City Academy of Forestry，Jilin 132013，Jilin，China）

Abstract： Using 75 species of landscape trees as materials， the content of relative water， leaf water retention， bound water and bound water/free water of leaves were studied. The drought resistance of landscape trees were clustered by membership function system cluster analysis. The results showed that the 75 kinds of landscape trees could be divided into four groups. The first group is the most drought resistance trees including 12 species such as Morus alba L.， etc. The second one is the more drought resistance trees including 15 species such as Phellodendron amurense Rupr.， etc. The third one is the medium drought resistance trees including 20 species such as Periploca sepium Bunge， etc. The last one is the weak drought resistance trees including 28 species such as Sorbus pohuashanensis （Hance） Hedl.， etc.

Key words： landscape trees； water physiology； drought resistance； membership function； cluster analysis

收稿日期：2013-01-22

基金项目：吉林省科技厅科技发展计划项目（20095038）

作者简介：何丹丹（1986-），女，山东济宁人，在读硕士研究生，研究方向为观赏植物栽培生理与生态，（电话）15244533366（电子信箱）

；通讯作者，郭太君，教授，（电话）13654391679（电子信箱）。

近年来，随着水资源的紧缺，节水绿化的理念越来越受到社会各界的广泛关注，抗旱性较强的园林树木的筛选和应用作为城市绿化节水中生物措施的一部分[1]，也已被提上日程。因此，抗旱绿化植物材料的筛选和应用已成为节约型园林绿地建设的重要组成部分。研究者对抗旱性植物的形态特征和生理特性的研究，为鉴定植物的抗旱性提供了理论依据[2-4]。对植物抗旱生理尤其水分生理的研究表明，相对含水量、叶片保水力、束缚水含量以及束缚水/自由水是评价植物抗旱性强弱的重要指标[3，5-7]。在评价方法上，对多个性状的处理多采用隶属函数法进行评价[8，9]，或直接利用离差平方和系统聚类法[10]，亦有在隶属函数法的基础上进行系统聚类[11]。本研究在测定了75种园林树木的叶片相对含水量、叶片保水力、束缚水含量以及束缚水/自由水的基础上，采用隶属函数法和离差平方和系统聚类法，对75种树木的抗旱性进行了评价。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验时间为2011年8月22～27日，植物新梢已进入停止生长阶段，叶片也已完全成熟。试验前、试验期间无雨，均为晴朗微风天气，最低温度14～19 ℃，最高温度26～28 ℃。植株根条20 cm深的土壤含水量为21%。取样时间为每天上午7：00～9：00，地点均在吉林农业大学校园内。所测75种常见园林树木（表1）均为全光照环境，每个树种选取生长势基本一致且均为结果多年的成龄植株3株，每株取向阳面新梢中部叶片作为试材。

1.2 测定方法

1.2.1 相对含水量 相对含水量采用烘干法[12]进行测定。

相对含水量=（Wf-Wd）/（Wt-Wd）×100%

式中，Wf为鲜重；Wd为干重；Wt为饱和重。

1.2.2 叶片保水力 叶片保水力采用自然干燥法测定[12]，以脱水24 h后的叶片含水量来表示，叶片含水量越高，表示叶片保水力越高。

1.2.3 束缚水含量 束缚水含量采用糖量计法测定[12]，同时计算出束缚水/自由水。

自由水含量=[Ws（C1-C2）/C2]/Wf×100%

束缚水含量=组织中总含水量-自由水含量

式中，Ws为糖液重；Wf为鲜叶重；C1为糖液原来的浓度；C2为浸过组织的糖液浓度。

1.3 统计方法

测定数据用Excel和SPSS 18.0统计软件进行处理并作图。

1.3.1 隶属函数值的计算

Uij=（Xij-Xmin）/（Xmax-Xmin） Uij∈[0，1] （1）

Uij=1-（Xij-Xmin）/（Xmax-Xmin） Uij∈[0，1] （2）

式中，Uij为隶属函数值；Xij为指标的实际测定值，Xmax、Xmin分别为某一测定指标的最大值和最小值。如果某一指标与综合评判结果呈正相关，用公式（1）；反之呈负相关，则用公式（2）。以隶属函数值累加求取平均数，平均数越大，其抗旱能力越强。

1.3.2 聚类分析方法 采用离差平方和系统聚类法进行聚类分析。一是对各试材的隶属函数平均值进行离差平方和系统聚类；二是将试验获得的数据直接采用离差平方和系统聚类法对试验材料进行分类，即综合聚类法。

2 结果与分析

2.1 75种园林树木叶片水分状态的变化

通常情况下，在评价植物抗旱性强弱时，相对含水量、叶片保水力、束缚水含量以及束缚水/自由水越大时，植物的抗旱性越强[3，5-7]。从表1中75种园林树木的相对含水量、叶片保水力、束缚水含量以及束缚水/自由水的变化情况来看，相对含水量和叶片保水力之间的排序结果相差较大，束缚水含量与束缚水/自由水的排序结果比较相似，且二者与相对含水量和叶片保水力排序结果比较，相差较大。如红瑞木（Cornus alba L.）的抗旱性排序，在相对含水量中排序为3，在叶片保水力中排序为24，在束缚水含量以及束缚水/自由水中排序均为48。同一指标75种园林树木间的差异也较大。如在相对含水量中，紫叶稠李（Prunus virginiana cv. Red Select Shrub）高达96.07%，金雀儿（Caragana rosea Turcz）最低为72.11%，前者为后者的1.33倍；在叶片保水力中，红王子锦带（Weigela florida cv. Red Prince）高达49.03%，单瓣榆叶梅（Prunus triloba Lindl）最低，为7.17%，前者为后者的6.84倍；在束缚水含量中，桑树（Morus alba L.）高达49.41%，糖槭（Acer negundo）最低，为1.55%，前者为后者的31.88倍；在束缚水/自由水中，桑树高达2.563 9，糖槭最低，为0.024 3，前者为后者的105.51倍。由此可见，供试园林树种各指标变化幅度较大，用单一指标难以评价各树种间抗旱性的强弱。

2.2 隶属函数法评价75种园林树木的抗旱性

运用模糊数学中的隶属函数值法对75种园林树木的各抗旱指标进行综合定量评价，隶属函数平均值越大，表示该种植物的抗旱性越强。75种园林树木的隶属函数平均值及排序结果见表1。由表1可以看出，桑树的抗旱性最强，隶属函数平均值达到0.710 2，水榆花楸[Sorbus alnifolia （Sieb.et Zucc.） K.Koch]的抗旱性最弱，隶属函数平均值为0.118 8。本研究涉及试材较多，单纯排序不够直观。为此，根据隶属函数值按离差平方和系统聚类法[10]对75种园林树木的抗旱性进行分类（图1）。

由图1可以看出，在欧式距离为5处进行划分，可将75种园林树木分为4类。Ⅰ类为抗旱性强的树种，包括桑树等12种，隶属函数值的变化范围为0.710 2～0.538 8；Ⅱ类为抗旱性较强的树种，包括单瓣榆叶梅等15种，隶属函数值的变化范围为0.514 0～0.427 3；Ⅲ类为抗旱性中等的树种，包括红瑞木等20种，隶属函数值的变化范围为0.415 8～0.308 1；Ⅳ类为抗旱性弱的树种，包括水榆花楸等28种，隶属函数值的变化范围为0.288 5～0.118 8。各试材的聚类结果与隶属函数值对应的排序结果相吻合。

2.3 聚类分析法评价75种园林树木的抗旱性

为进一步分析比较各树种的抗旱性，采用SPSS 18.0统计软件对75种园林树木的相对含水量等4项指标，采用离差平方和系统聚类法[10]直接进行聚类分析，结果如图2所示。

在图2中，以欧式距离为5处进行分类，可将75种树种分为4类。Ⅰ类为抗旱性强的树种，包括桑树等6种；Ⅱ类为抗旱性较强的树种，包括单瓣榆叶梅等20种；Ⅲ类为抗旱性中等的树种，包括红瑞木等35种；Ⅳ类为抗旱性弱的树种，包括花楸[Sorbus pohuashanensis （Hance）Hedl.]等14种。

2.4 隶属函数值聚类法与综合聚类法的比较

为了比较利用隶属函数值聚类法和综合聚类法对75种园林树木抗旱性的评价结果，将两种方法的聚类分析结果列于表2。从表2看出，两种分析方法中大多数树种在相同或相邻级别，个别树种所归类别存在较大差异。如早花锦带[Weigela praecox（Lem.）Bailey]、红王子锦带、三叶地锦（Parthenocissus tricuspidata Planch）、五叶地锦[Parthenocissus quinquefolia（L.）Planch]在隶属函数值聚类法中被归为抗旱性强的第Ⅰ类，在各指标综合聚类法中被归为抗旱性中等的第Ⅲ类；金雀儿在隶属函数值聚类法中被归为抗旱性弱的第Ⅳ类，在各指标综合聚类法中被归为抗旱性较强的第Ⅱ类。

3 小结与讨论

抗旱性是植物自身形态、生理生化特性及环境因素相互作用而构成的一个复杂性状，其中每一个因子都与抗旱性存在着一定的相关性[9]。因此，评价植物抗旱性需用多项指标综合评价，对此，研究者们已达成共识。本研究所选相对含水量、叶片保水力、束缚水以及束缚水/自由水等水分生理指标已被广泛用来综合评价植物的抗旱性[3，5-7]。本结果表明，利用相对含水量、叶片保水力、束缚水以及束缚水/自由水4项水分生理指标，采用隶属函数值进行聚类分析对大部分树种抗旱性的评价比较合理，但个别树种的判定与实际情况有差异。例如山桃稠李（Prunus maackii Rupr.）在自然分布条件下，多分布在湿润肥沃的沙质壤土上，喜湿润、怕积水涝洼、不耐干旱瘠薄。但本试验结果将山桃稠李归为抗旱性强的一类，其原因可能与栽植地点的土壤环境相对干旱，使其具备的潜在抗旱性得以表达的结果。旱柳（Salix matsudana Koidz）和家榆（Ulmus pumila L.）分别被划为分抗旱性中等和弱类中，这2个树种具有生态幅度较宽，既抗旱又耐盐碱，且可在水湿环境下生长，故可能会出现以上情况。

在评价方法上，发现依据综合指标较单一指标评价抗旱性更为准确。在试验结果的数据分析处理中，本研究采用了隶属函数法和离差平方和系统聚类法[10]，并在隶属函数值的基础上进行离差平方和系统聚类来评价植物的抗旱性。本研究发现，试验数据直接采用离差平方和系统聚类和利用隶属函数值聚类这两种聚类方法，对75种园林树木的分类结果大致相同或在相邻级别，个别相差一个级别。结合植物在自然生境中的栽植地点及表现等，发现两种聚类评价结果均较为合理，为节水抗旱园林树木的选择提供了一定的参考。个别树种的抗旱性分类不同可能与树种所处发育进程、取样的时间及栽植环境等有关，具体原因有待进一步研究。

参考文献：

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[3] 刘君娣，王有科，贺春燕，等.三个杏品种叶片主要抗旱生理指标的比较[J]. 甘肃农业大学学报，2007，42（6）：71-75.

[4] 罗青红，李志军.树木水分生理生态特性及抗旱性研究进展[J]. 塔里木大学学报，2005，17（2）：29-33.

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[6] 何海燕，许国辉，马国强，等.青海东部主要造林树种的水分生理研究[J]. 西北林学院学报，2003，18（2）：9-12.

[7] 朱春云，赵 越，刘 霞，等.锦鸡儿等旱生树种抗旱生理的研究[J].干旱区研究，1996，13（1）：59-63.

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[9] 庄 丽，陈亚宁，陈 明，等.模糊隶属法在塔里木河荒漠植物抗旱性评价中的应用[J]. 干旱区地理，2005，28（3）：367-372.

[10] 黄纯杨，钱晓刚，杨 相.贵州烤烟种质资源抗旱性聚类分析[J]. 种子，2009，28（5）：70-72.

量子力学束缚态的条件范文第2篇

【关键词】核磁共振；CPMG序列；流体识别；扩散系数

0 引言

核磁共振测井技术作为一项新兴技术，目前已经广泛应用于现场测井作业中。其可以直接测量地层流体的氢原子信息，获取地层孔隙度、渗透率等重要信息。同时可利用核磁共振获取地层流体的T2谱分布曲线，进行流体识别及扩散效应，便于快速判断地层流体的相关特性。同时核磁共振能够进行粘土束缚水、毛管束缚水、可动流体特性判断[1]。

1 核磁共振测井技术

1.1 核磁共振物理参数计算

核磁共振测井仪器采集的原始数据是地层中的回波串信息。孔隙度、渗透率、束缚水、可动水、流体类型等信息全部包含在回波串中。从回波串到岩石物理及流体特性的获取，需要经过一个基本的处理，即由回波串的多指数拟合得到包含回波串的全部信息的T2分布，如下式（1）所示。

式（1）中，Ai：与第i个T2时间相对应的信号幅度，刻度后成孔隙度单位；T2：T2组分（bin）或区间；n：划分的T2组分个数。

不同的流体以及相同流体的不同赋存状态会有不同的T2值。通常粘土束缚水的T2值很短，自由流体的T2值较长，而毛管束缚水的T2值介于粘土束缚水与自由流体之间。因此，根据粘土束缚水与毛管束缚水之间、毛管束缚水与可动流体之间的两个截止值，可以把一个完整的T2分布分解成粘土束缚水、毛管束缚水与可动流体三部分[2]。岩石物理参数的计算如下：

上式（7）中系数C是一个变量，一般默认取10，它取决于地层的沉积过程，对每种地层都是不同的。经验表明，Coates模型比平均T2模型更灵活，通过恰当的岩心刻度，Coates模型已经成功地应用与不同的地层和储层。只要MBVI不含任何烃的贡献，就不受其他流体相，如油和油的滤液的影响。当分析含烃地层时这一点非常重要。

在未冲洗的含气层，由于含氢指数低，Coates公式中的MPHI可能太低了。这样MPHI就必须要校正，或者使用其他的孔隙度值。在较高的地层压力条件下，含有较高残余气饱和度的地层，其SBVI和CBVI值较高，使渗透率太低。重油的T2值通常都很短，也被认为是BVI，使渗透率值变小。

1.2 流体识别

核磁共振数据可以单独分析也可以结合常规测井数据进行分析。当核磁共振资料单独解释时，可以提供孔隙度、渗透率以及侵入带的流体类型和流体饱和度的全部信息。有两种计算模型可以用于核磁数据的独立分析：TDA模型和扩散分析模型（DIFAN）[3]。它可以在数据采集期间使用，为检测稠油提供有价值的信息。

1.2.1时序分析方法（TDA）

TDA方法依赖于不同流体的极化率或T1弛豫时间的不同。气和轻质油（粘度小于5mPa・s）的T1通常比水的T1要长得多。时域分析可提供：冲洗带流体类型；含气层校正后的核磁共振孔隙度（如果无这一校正，由于气的长T1和低含氢指数，核磁共振数据将低估孔隙度）；含轻质油储层的校正后核磁共振孔隙度；仅使用核磁共振数据对冲洗带全部流体饱和度的分析[4]。下图1是TDA方法的原理：

TDA的方法是利用将长短TW时间获取的原始回波串首先进行相减处理，然后对相减的回波进行T2谱的反演运算，从而得出T2谱的差谱图，来进行流体识别。

1.2.2 扩散分析

式（9）中Tint是流体本征固有弛豫时间；C反映的是扩散和磁旋动力的组合效应，磁旋动力与梯度磁场中直接回波和受激回波的混合有关。？酌为氢原子的旋磁比系数，G为磁场梯度，TE为回波间隔，D为流体扩散系数。一个确定的作业中，除TE外上式中所有参数都是常数。利用式（9）特性可以进行移谱分析，但是样品必须处于梯度磁场的情况下进行测试。在地层流体由水和中等粘度油组成的情况下，水的扩散系数是中等粘度油的10倍，当增加TE时，扩散过程使水的T2值减小，且比油的T2值减小数量要大。因此，选择长、短T2值（TEL和TES），使得用TEL测得的水和油的T2值相对于TES测量值减小，就可以在T2分布上区分水和油。比较油TEL和TES确定的T2分布可以证实存在由扩散引起的水和油的T2值的相对偏移，这种方法是核磁共振中常用的移谱分析法。

1.2.3 定量扩散分析（DIFAN）

定量扩散分析的经验模型，在许多油田已得到成功应用。该方法要解决以下问题：使用TDA时，没有足够的T1差异；使用简单的双TE的移谱时，扩散差异很小。它利用扩散现象引起的不同流体的不同T2数值偏移，定量提供含水和含烃孔隙度[5]。DIFAN利用双TE测井采集的两种回波串，反演得到相应的T2分布。计算这两个T2分布中自由流体部分的T2几何平均值，分别称为T2L和T2S。这两个均值又通过下面两式与扩散参数发生联系：

在确定点（Da/Dw，1/T2int）之前，要构建Swa=100%和Swa=0线。为了做到这一点，必须知道Dw、Do和T2Bulk，Oil。Swa=100%的线形成了含水饱和度和地层数据点的上边界，这条线通过体积水点（Da/Dw=1）。经验结果将这条线的1/T2int的截距置于0.04-1ms，或T2int=25ms。对于大多数含烃地层来说，由于饱和度的变化主要是Da/Dw的函数，因此，这一截距的准确位置不重要。为了确定Swa=0线，认为地层是在束缚水条件下，自由流体就是油，使得在储层条件下T2int等于T2Bulk，Oil，Da等于D。这样，点（Do/Dw，1/T2Bulk，Oil）将在Swa=0线上，且此线应与Swa=100%线平行。为了画出0和100%线之间的Swa，在0和100%线之间构建等间距的与0和100%Swa线平行的直线。因此，在某一深度计算了T2int和Da之后，点（Do/Dw，1/T2int）就可以画出，Swa也就从交会图上确定下来。Sw也就可以由下式（12）计算出来。将得出的实际Sw参数后，通过图2利用图版得出流体的定量扩散特性，从而有效进行相关流体识别[6]。

2 结束语

核磁共振测井技术推出到现场实际测井应用是在20世纪90年代开始，经过了二十多年的技术发展，已经逐渐成熟且被现场广泛应用。核磁共振测井技术提出了另外一种测量地层孔隙度及渗透率的方法，明显区别于常规中子、密度测井所获取的孔隙度计算方法，且在测量过程中不带放射性源，因此被现场广泛使用。利用核磁共振测井技术进行地层流体识别及扩散效应分析的方法目前在现场实际测试中已经被广泛采用。相信随着技术的发展，利用核磁共振技术进行流体更加精细的识别前景将会越来越光明。

【参考文献】

[1]George Coates，肖立志，Manfred Prammer，核磁共振测井原理与应用[M].孟繁莹，译.北京：石油工业出版社，2007.

[2]邵维志，庄升，丁娱娇.一种新型核磁共振测井仪――MREx[J].石油仪器，2004.

[3]肖立志.核磁共振成像测井与岩石核磁共振及其应用[M].北京：科学出版社，1998.

量子力学束缚态的条件范文第3篇

关键:词自旋\|轨道劈裂,电子动量谱学,相对论效应,CF3I分子

Experimental observation of relativistic effects on the electronic wavefunction in molecules

CHEN Xiang\|JunLI Zhong\|JunSHAN XuXUE Xin\|XiaLIU TaoXU Ke\|Zun

(Hefei National Laboratory for Physical Sciences at Microscale and Department of Modern Physics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China)

AbstractBinding energy spectra of CF3I in the energy range 9-15 eV have been measured by a newly developed high resolution (e, 2e) spectrometer with 0.5 eV energy resolution. The two split spin\|orbit components 5e3/2 and 5e1/2of the iodine lone\|pair orbital have been partially resolved and their individual electron momentum distributions obtained, together with their branching ratio as a function of momentum. The experimental results clearly reveal the relativistic effects on the 5e3/2 and 5e1/2 orbital wavefunctions.

Keywordsspin\|orbit splitting, electron momentum spectroscopy, relativistic effect, CF3I

高Z原子和含有高Z原子的分子的相对论效应一直吸引着人们的研究兴趣[1—3].相对论效应主要包括动能效应和自旋-轨道耦合效应,前者是由电子在近(重)核区域的高速运动引起的,而后者则是自旋和轨道相互作用的结果[2].相对论效应不仅会影响电子态的能量,使能级产生移动和劈裂,也会影响电子态的波函数.一般认为价电子的相对论效应可以忽略,因为内层电子对核有显着的屏蔽作用,从而使得价电子的运动速度远小于光速.然而,随着实验技术和理论方法的发展,人们逐渐认识到高Z原子和含有高Z原子的分子价电子的相对论效应也相当重要[1, 3].

光电子能谱(photoelectron spectroscopy, PES)是研究相对论效应最常用的实验方法之一,它通过测量光电子能谱的自旋-轨道劈裂能,以及测量自旋-轨道劈裂组分的分支比随光子能量的变化关系等来研究相对论效应.此外,核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)和康普顿散射(Compton scattering)等方法也可以通过测量相对屏蔽常数、康普顿轮廓等来探究相对论效应.

电子动量谱学(electron momentum spectroscopy, EMS)作为一种可以获得分立轨道动量空间径向电子密度分布的实验手段,在研究原子分子电子结构方面具有独特的优势.Cook等人最先利用电子动量谱学方法研究了相对论效应对原子的电子波函数的影响[4],虽然,他们当时仪器的能量分辨(约1.6 eV)不足以分开氙离子的5p3/2 和5p1/2双重态(能量间隔约为 1.3 eV),他们还是利用小心的剥谱步骤,获得了5p3/2 和5p1/2各自的电子动量分布和分支比,结果与在平面波冲量近似下得到的相对论的Dirac-Fock计算结果相吻合,清楚而直接地显示了相对论效应对单电子波函数的影响.之后,Frost等人[5]在铅的6p3/2和6p1/2自旋-轨道劈裂态中观察到了类似的结果.1991年,Bonfert等人[6]报道了相对论效应对银和金的K壳层(e, 2e)三重微分截面的影响.2006年,Ren等人[7]报道了Xe原子内层4d轨道的相对论效应.

到目前为止,相对论效应的电子动量谱学研究工作非常少且均限于原子,尤其是相对论效应明显的原子内层轨道.而传统电子动量谱仪的低能量分辨也限制了该方法的进一步应用.此外,尚未见到分子相对论效应的电子动量谱学研究的报道.2006年,我们研究组研制成功了一台能量和角度都能多道同时测量的第三代高能量分辨的(e, 2e)谱仪,谱仪的能量分辨达到了0.5 eV.分辨能力的提高拓展了电子动量谱学的研究领域.在本工作中,我们选取CF3I分子作为研究对象,前人的光电子能谱实验表明,该分子最高占据轨道(highest occupied molecular orbital, HOMO)5e轨道电离能带的自旋-轨道劈裂能为0.73 eV,我们的新谱仪可以较好地分辨,从而得到不同自旋-轨道劈裂态的电子动量分布.

量子力学束缚态的条件范文第4篇

【关键词】 慢性疲劳综合征; 模型; 行为学

Abstract：To summarize the making model method and the ethology index of chronic fatigue syndrome in animals. At present ， the optimal making method is bondage in combination with swimming and suspension combination with swimming ， which has better applicability and manipulability .

Key words：Chronic Fatigue Syndrome/CFS; Making model; Ethology Index; Review

慢性疲劳综合征(chronic fatigue syndrome，CFS)是美国疾病控制与预防中心(Centre for Disease Control and Prevention，CDC)1988年正式命名的、以持续或反复发作不少于6个月严重疲劳为特征，伴有头痛、睡眠障碍，注意力和记忆力下降，抑郁，肌肉骨关节疼痛等多种躯体及精神神经症状[1]。1994年CDC将该标准进行了修订，认为慢性疲劳综合征(CFS)是一组以无力、疲劳、睡眠质量差、认知功能下降及一些躯体症状，如反复咽痒、肌肉痛、头痛、关节痛等为特征的临床综合征[2]，是目前诊断CFS的通用标准。临床上CFS患者的物理和实验室检查通常无特异性表现，CFS的病因及病理机制依然是个谜，因此通过实验的方法制备慢性疲劳动物模型，进行CFS的各种实验观察已经成为CFS研究的重要方法。现笔者对CFS动物实验造模的研究现状作以下综述。

1 慢性疲劳综合征的单因素造模方法

CFS单因素造模主要侧重单纯的体力疲劳模型或心理应激模型，它们均能从某一方面模拟人类的疾病状态，如过度训练模型主要从运动能力方面，心理应激模型主要从免疫抑制等方面揭示应激产生的机制，而且单因素造模有较好的操作性和重复性。

1.1 强制游泳法 这种造模是目前CFS单因素造模的主要方法之一，具有代表性的是强制冷水游泳法，具体方法是使小鼠每日在不同的时间在水温为(10±1)℃的冷水中游泳，每次游泳持续时间为6～10 min，造模持续时间共9 d[3]。现代医学认为，长期的慢性应激是导致或诱发慢性疲劳的重要因素。该方法据此制造了一个包括温度刺激(寒冷)、体力消耗(游泳)以及精神刺激(强制冷水游泳所致情绪刺激)在内的由多种应激因素所致的应激动物模型。它既模拟了中医有关疲劳的发病过程，也符合西医所认为的由慢性应激导致疲劳的理论。但聂晓莉等[4，5]则采用长时间强制游泳，造模方法为实验开始前3 d，每天每只大鼠学习游泳20 min，水温为(24±1)℃ ，随后连续进行5周实验，每天强制游泳2 h。该方法通过长时间游泳，造成躯体疲劳为主而精神疲劳涉及较少的动物模型。

1.2 慢性束缚慢性束缚是CFS单因素造模普遍采用的方法，其利用大鼠喜钻洞的特性使动物钻进特制的可调节束缚筒内，并调节到其不产生强烈反抗的紧张程度，平架在木板上3 h，造模持续时间共14 d[6]。慢性束缚应激作为一种非损伤性刺激，与人类心身疾病的过程有相似性。长期反复的束缚主要是通过使动物的躯体活动受限，而使其产生挣扎、急躁、愤怒、抑郁、绝望等心理及行为变化，引起机体的功能紊乱，从而导致躯体及精神疲劳的发生。

1.3 跑台训练跑台训练主要是造成躯体疲劳，精神疲劳参与较少，现主要作为运动性疲劳的造模方法，但也可用于CFS的造模，具体方法是每周跑台5 d，前5周训练时速度分别为25，30，33，38，42 m/min，每天跑台20 min，第6周速度为45 m/min跑台25 min，第7周为48 m/min跑台25 min，第8周为48 m/min跑台30 min。所有跑台训练坡度为0[7] 。这种造模有一定的缺陷：并非所有的大鼠都能学会在跑台上跑步，还要采用声、光、电击等手段刺激大鼠跑步，易造成尾部和足部的机械性损伤，引起出血和继发感染，造成个体间差异，影响结果。

2 慢性疲劳综合征的多因素造模方法

CFS的病因病机不确定，单一因素很难说明CFS的发生，而多因素致病，多数患者发病与精神心理压力有关的观点受到了多数学者的认可。为了尽可能与临床实际情况相一致，应采用慢性多重复合应激的方法制造CFS模型。

2.1 力竭游泳加剥夺睡眠20 h具体方法为每日9：00，大鼠在水深50 cm、水温(25±1)℃的玻璃游泳池负重5%体质量行1次力竭游泳并记录力竭游泳时间(头部沉入水中10 s中不能浮出水面为力竭标准)，后于13：00放入水深1.5 cm塑料盒(有铁丝网盖住，大鼠不能逃脱且可以自由进食饮水)内，给予足够的饮食[8]。研究结果发现睡眠剥夺后大鼠在行为方面表现出抑制性，应激能力下降。还有研究者通过动物实验证实[9]在剥夺大鼠睡眠96 h后，血浆高半胱氨酸水平低于正常组，而且在恢复睡眠24 h或48 h均未恢复正常水平。睡眠不足是产生慢性疲劳的重要原因之一，也是CFS的重要临床症状之一，因此以力竭游泳训练结合部分剥夺睡眠方法创建的慢性疲劳大鼠模型，与人类慢性疲劳的产生原因更加相近，更能够模拟人类慢性疲劳的发生发展，是研究慢性疲劳发生发展机制的重要平台。

2.2 束缚跑台法上午束缚，下午进行跑台训练，连续12 d。束缚每3天循序加量1次，时间分别为lh、1.5，2，2.5 h。跑台训练前3天为适应性训练，每天完成10 m/min×10 min的跑台运动，以后为力竭性训练，每天完成10m/min×10 min的运动后，加速至20 m/min×20 min，30 m/min×30 min，40 m/min×40 min，并依次不断递增跑速，直至大鼠力竭[10]。力竭判断标准：连续给大鼠施加声、光、机械刺激后，大鼠不能继续跑动，下跑台后伏地喘息，暂时无逃避反应。该方法是将束缚应激产生的心理或精神疲劳与跑台训练造成的躯体疲劳相结合，模拟人类CFS的发生发展，但采用声、光、电击等手段刺激大鼠跑步，易造成尾部和足部的机械性损伤，易影响实验结果。

2.3 悬吊游泳法上午悬吊，下午进行负重游泳，连续12 d。悬吊每3 d循序加量1次，时间分别为1，1.5，2，2.5h。游泳训练前3天适应性游泳30min，以后为力竭性训练，负重3%[10]。力竭标准：①游泳动作明显失调，不能再坚持。② 沉入水下10s不能回到水面。该方法以悬吊作为心理应激，游泳作为躯体应激，造成大鼠的免疫功能紊乱、内分泌失调和营养代谢障碍，与人类CFS发病有相似性，反映了CFS的多重应激机制，而且该方法重复性和可操作性都比较好，不失为多因素造模的有效常用方法。

2.4 冷水游泳加束缚应激将游泳和束缚两种方法结合起来，一般采用单日冷水游泳30 min，双日慢性束缚3 h，共21 d，水温为(21±1) ℃[11，12]。而唐纯志等[13]则设定冷水温度为12℃，每天游泳时间为7 min，束缚时间为每天3 min，造模持续时间为1个月。该造模方法考虑了其与CFS患者发病因素的相似性，造模过程中存在温度刺激、体力消耗、一定程度的精神刺激等多种应激因素，从躯体与心理双重角度模拟了CFS的发病，使模型更接近临床发病状态。但造模实验条件的不统一性会使造模方法的可重复性大打折扣，不利于进一步实验的开展。

2.5 负重游泳加夹尾刺激按造模动物体重的4%负重(铅皮)放入水深25 cm、水温(21±3)℃的游泳箱中作游泳训练，1次/d，每次以小鼠鼻部没入水中10 s不能抬起为力竭标准，每次训练以力竭为准;并每日予夹尾刺激4次，3 min/次，造模持续时间共6 d[14]。虽然夹尾实验能使老鼠产生挣扎、急躁、愤怒、抑郁、绝望等心理及行为变化，但易造成尾部的机械性损伤，引起出血和继发感染，造成个体间差异，影响结果。

此外，还有进食时电刺激结合冷水游泳[15]和肾上腺皮质激素应用-停药法和冷水游泳[16]等造模方法的报道，但应用并不广泛，不具代表性。

3 造模后的行为学观察指标

3.1 一般情况主要观察大鼠的精神状态，体重，饮食，活动情况，步态，二便，以及爪、鼻唇、耳等的色泽和眯眼等。总结相关文献发现，不管采用何种造模方法，均可观察到造模后大鼠出现精神萎靡不振，体重减轻，饮食量和饮水量下降，嗜睡，四肢蜷卧，站立不稳，大便稀，皮肤松弛，体毛干枯无光泽，眯眼次数增加，逃避反应能力下降。

3.2 游泳姿势采用游泳作为刺激因素的动物造模后发现，实验前期大鼠蹬水频率快，直线运动较多，漂浮较少，游泳姿势协调。实验中期大鼠蹬水频率明显减少，漂浮较多，游泳姿势不协调，易溺水[4]。

3.3 学习记忆情况考察造模后动物的学习记忆情况常用的方法是水迷宫试验，用茶色有机玻璃制成，实验中水深为19cm，水温(28±1)℃ 。造模前1天，训练大鼠学习如何出离迷宫。实验[6]证明模型组出离水迷宫的时间明显低于正常对照组。

3.4 探究行为及情绪反应该项行为学指标主要通过旷场实验来恒定，旷场实验[6]是将大鼠放入开阔箱的正中格内，观察大鼠6 min的活动情况。测定指标包括：①正中央格停留时间;②方格间穿行次数(三爪以上跨入邻格的次数);③竖起或修饰次数(两前肢离地lcm以上的次数);④竖起或修饰时间(两前肢离地1 cm以上的时间) 结果模型组大鼠在正中央格停留时间和修饰次数均高于正常对照组，但无显著性差异;而模型组大鼠的穿行次数明显少于正常对照组。

3.5 体力情况造模后大鼠的体力情况主要通过鼠尾悬挂实验及力竭游泳实验反映。鼠尾悬挂实验能反映大鼠的体力和情绪，挣扎次数既体现体力情况又反映大鼠渴望改变不适的愿望，静止时间可反映大鼠的绝望情绪。具体方法是将大鼠尾端1 cm的部位贴在一水平木板上(木板离地1 m，)使动物呈倒挂状，两侧用木板隔开动物视线，记录大鼠在6 min内的挣扎次数及其静止时间(大鼠挣扎一定时间后出现的间断性“不动”的“失望”状态的时间)。结果发现模型组大鼠悬尾后6 min内挣扎次数和不动时间均多于正常对照组[17]。力竭游泳实验：记录大鼠从入水至游泳力竭的时间(头部沉入水中10s不能浮出水面为止)。游泳至力竭的时间是反映动物体力及衡量动物是否疲劳的经典指标。实验[6]结果显示模型组大鼠力竭游泳时间明显低于正常对照组。

虽然诸多动物实验均采用以上行为学实验作为评价慢性疲劳模型大鼠的躯体和心理疲劳状态的指标，但目前并没有具体的评价CFS动物模型建模成功的统一标准。因此，结合上述一般情况和行为学指标制作出一套评定模型建造成功的量化标准势在必然。

4 讨论

综观目前CFS的动物实验研究发现，单因素造模虽然简便易行，重复性相对较好，但只能从体力疲劳或心理疲劳单方面模拟人类疾病状态，却不能很好反映CFS机体的整体性。CFS的病因及发病机制目前尚无确切定论，但与长期精神压力大、体力超负荷等多重应激密切相关。因此，更好的动物模型应结合心理和体力多重应激因素，并且能够在免疫、内分泌和代谢等多个系统出现病理性反应。目前采用的复合应激因素造模主要是将游泳、跑台等运动导致的躯体疲劳和束缚、剥夺睡眠、悬吊、夹尾等刺激造成的精神或心理疲劳相结合模拟人类CFS的发生发展，在一定程度与CFS发病的社会—心理因素相似。其中跑台训练易造成尾部和足部的机械性损伤，引起出血和继发感染，造成个体间差异，影响结果。而且并非所有的大鼠都能学会在跑台上跑步，因此，在运动致疲劳的造模选择中，游泳造模更为可取。悬吊和束缚作为非损伤性刺激更接近于人的心理应激，能较好地模拟人类长期精神刺激所致疾病的病理过程。在体力疲劳应激相同的前提下，悬吊和束缚两种方式从各观察指标来看并无显著性差异[10]。因此，悬吊游泳和束缚游泳两个动物模型用于CFS研究的适用性和可操作性更强。

总的来说，CFS动物造模从单因素到多因素，越来越向人类疾病的发生发展靠拢，为研究CFS的机理及评价抗疲劳药物的疗效提供一定的依据。但仍然存在一些不足，如造模方法形式多样，缺乏规范统一性;而具体到同一种造模方法，其实验条件也大相径庭;至于实验动物的选择也是缺乏一致性，如多数研究者采用的是大鼠和小鼠，也有少数用兔和猫;而最为重要的造模成功的标准也未见明确。这些问题都有待进一步的实验研究来解决。

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量子力学束缚态的条件范文第5篇

关键词：肝郁脾虚证；外周血细胞；骨髓象；骨髓细胞周期；大鼠

中图分类号：R256.49；Q95-33 文献标识码：A 文章编号：1005-5304（2013）01-0043-03

肝郁脾虚证是临床常见证候之一，有研究表明肝郁脾虚证患者常有免疫功能低下的临床表现[1-2]。本研究拟通过动物实验来探讨肝郁脾虚证对血液免疫细胞分化、增殖的影响，为中医脏腑辨证和“证”本质的研究提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 动物

SPF级Wistar雄性大鼠40只，体质量（200±10）g，甘肃中

医学院实验动物中心提供，动物合格证号：SCXK（甘）2001- 0001-0001122；设施许可证号：SYXK（甘）2011-0001-0002704）。

1.2 仪器

950S动物血球分析仪（HEMAVET，美国），Biofuge Primo离心沉淀器（Heraeus，德国），350DSQ大鼠固定器（上海中胜公司），流式细胞仪（Beckman，美国），骨髓细胞分析系统（重庆天海公司）。

1.3 造模与分组

采用夹尾激怒+束缚应激+过度疲劳+饮食失节的复合方法复制肝郁脾虚证动物模型[3-4]，为避免大鼠较长时间造模产生适应，其中夹尾激怒+束缚应激每日选择一种因素和过度疲劳配合进行。造模大鼠每5只分装于一笼，每日上午9：00夹尾激怒，先将同笼5只大鼠中的3只用铁文件夹钳夹鼠尾远端1/3处，以不破皮为度，令其暴怒，寻衅与其他大鼠撕打或尝试转头咬掉夹子，激怒全笼大鼠，15 min后再交换钳夹另2只大鼠，连续不断地刺激，总时间30 min，每日上午2次；束缚应激时造模大鼠于每日上午9：00置于束缚盒中限制3 h；下午2：00将夹尾激怒或束缚应激后大鼠置于盛有温水（22±1）℃的大塑料桶中游泳10 min造成过度疲劳。隔日喂食（隔日禁食，隔日足量给食），饮水不限。

40只实验大鼠按随机数字表法分为空白对照组及肝郁脾虚2、6、9周组，每组10只。

1.4 检测指标与方法

分别在2、6、9周将造模组大鼠10只取血和骨髓进行检测，空白对照组10只与9周组同步采样检测。采用股动脉放血，其中1 mL抗凝血混匀，立即检测外周血常规。快速取大鼠双侧股骨，取左侧股骨骨髓，瑞氏染色做骨髓涂片；取右侧股骨骨髓细胞，过滤制成单细胞悬液，按要求固定细胞，放置4 ℃冰箱冷藏备用。

取固定的细胞样品，按操作方法染色，上流式细胞仪检测细胞周期的变化，结果以细胞周期各时相细胞百分率表示，并计算细胞增殖指数（PI）[5]：PI=（S+G2/M）/（G0/G1+S+G2/M）。光学显微镜下观察骨髓涂片，分类计数500个有核细胞并计算其百分比。

1.5 统计学方法

采用SPSS11.0统计软件进行分析，计量资料以―x±s表示，组间差异的比较采用方差分析，检验标准α=0.05。

2 结果

2.1 大鼠一般情况

空白对照组大鼠较活跃，整洁，饮食如常，粪便成形，精神状态良好；肝郁脾虚证大鼠造模1周时呈现急性躁狂，挣扎撕咬，游泳耐力尚可；而第2、3周开始逐渐呈现慢性应激时的抑郁状态，体质量增长缓慢，反应迟钝、扎堆、倦卧，饮食少，大便稀、污秽，被毛枯黄蓬乱，形成“肝郁脾虚证”表现，表明造模成功。

2.2 各组大鼠外周血常规检测结果比较（见表1）

2.3 各组大鼠骨髓象检测结果（见表2）

2.4 各组大鼠骨髓细胞增殖周期变化（见表3）

3 讨论

中医理论认为，肝主藏血，主疏泄，具有疏通、畅达全身气机，进而促进气血津液的运行输布；脾主运化，主摄血，为“气血生化之源”，脾气健运，血液化生充足。肝脾两脏对血液生成和输布具有重要调节作用。肝郁脾虚证是以肝失疏泄、脾失健运为核心病机的一种证候。随着现代生活节奏的加快，社会竞争日益激烈，精神压力、疲劳和饮食不规律等不良负性刺激引起机体内环境稳态失衡，导致肝郁脾虚型亚健康状态的患者日益增多。故本研究通过动物实验研究来揭示肝郁脾虚证大鼠免疫细胞分化、增殖变化规律，为脏腑辨证提供实验依据。

本实验外周血象检测结果表明，机体处于肝郁脾虚状态时会发生非特异全身反应，以增强抵抗恶劣环境的能力。在短期应激状态下，下丘脑-腺垂体-肾上腺皮质轴兴奋性提高，糖皮质激素在血中浓度增加。该激素增强骨髓造血，可使附着于血管壁的中性粒细胞进入血液循环，中性粒细胞增多使机体抗感染能力增强[6]。但长期刺激反而造成淋巴细胞数量减少，免疫力降低。

细胞周期各个时相的分布情况可以反映细胞增殖的状态[7]，本实验通过检测骨髓细胞周期来反映肝郁脾虚对骨髓细胞增殖的影响；骨髓象检测可直观反映各类有核血细胞形态和比例，也可观察分析各系细胞分化和增殖情况。骨髓检测结果表明，骨髓在肝郁脾虚的不同阶段其免疫细胞的分化和增殖也发生了一定改变，在较短的2周刺激时，骨髓增殖能力增强，生成和释放大量中性粒细胞入血，提高机体抵抗力。但随着刺激时间延长，6周或9周的慢性刺激下，其增殖能力已出现一定程度的回落。实验检测到慢性刺激时骨髓象淋巴细胞比例增多而外周血淋巴细胞的数量减少，说明到后期骨髓代偿性增殖已不能对抗神经-内分泌网络紊乱对免疫机能的影响，持续升高的糖皮质激素抑制淋巴细胞的有丝分裂，促进其凋亡，使胸腺、淋巴结萎缩，抑制T淋巴细胞的成熟[6]，最终导致外周血淋巴细胞 数量减少、免疫抑制。

与临床肝郁脾虚证复杂的致病因素相比，实验研究只能部分模仿和复制与之表现接近的动物模型，而且实验设置最长刺激时间为9周，与临床经年累月的因素影响也有一定差距。本研究结果显示，刺激时间较短时动物主要以肝郁症状为主，而长期慢性刺激则表现为逐渐加重的以脾虚为主的症状，对骨髓增殖也有一定的影响，众多因素共同作用使机体出现免疫低下的血液学改变。

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