一类乙肝病毒感染模型的动力学性态

目录

中文摘要 (iii)

英文摘要 (v)

第一章绪论1

1.1乙肝病毒背景知识 (1)

1.2相关模型研宄进展 (1)

1.3相关理论基础知识 (3)

第二章具有Logistic肝细胞增长,分布时滞和饱和C T L免疫反应的乙肝病毒感染模型5

2.1模型的建立 (5)

2.2平衡点和基本再生数 (6)

2.3 E。和E i的稳定性分析 (8)

2.4 E2和五*的稳定性分析 (8)

2.4.1 ODE 模型 (9)

2.4.2 DDE 模型 (11)

2.4.3 Gamma分布时滞模型 (17)

2.5 小结 (20)

第三章具有Logistic肝细胞增长和恢复率的乙肝病毒感染模型23

3.1 模型的建立 (23)

3.2 平衡点和基本再生数 (24)

3.3 E。和E i稳定性分析 (25)

3.4 E2和E*稳定性分析 (26)

3.5 小结 (29)

第四章讨论与展望33参考文献35

西南大学硕士学位论文

攻读硕士学位期间的研究成果39致谢41

中文摘要

_________________________________________________________________________________ iii 一类乙肝病毒感染模型的动力学性态

应用数学专业硕士研究生汪洋

指导教师刘贤宁教授

摘要

动力学模型在研究乙肝病毒感染过程中起到了越来越重要的作用.本文主要将近年来一

些有意义的生物学发现加入到基本模型中来分析.建立并分析了一个具有Logistic肝细胞增长,分布时滞以及饱和免疫反应的乙肝病毒感染模型以及一个具有Logistic肝细胞增长和恢

复率的乙肝病毒感染模型,并且讨论了两个模型的生物学意义.

第一章主要介绍了乙肝病毒感染的生物背景知识,乙肝病毒感染模型研究的相关进展以

及本文所用到的一些理论基础知识.

第二章建立并研究了具有Logistic肝细胞增长,分布时滞以及饱和免疫反应的乙肝病毒

感染模型的动力学性态.该模型包含了O D E模型,D D E模型和Gamma分布时滞模型作为三

个特例.模型总存在两个平衡点:肝衰竭平衡点和无感染平衡点.肝衰竭平衡点始终是不稳

定的.当基本再生数Ro (1时,无感染平衡点是全局渐近稳定的.当基本再生数Ro >1时,存在一个无免疫平衡点;当免疫再生数R i > 1时,存在一个正平衡点.分别在三个子模型

中研究了无免疫平衡点和正平衡点的稳定性.在O D E模型中,在适当的条件下它们都是全

局渐近稳定的.然而,在D D E模型中,当把时滞作为分支参数来研究时,会出现Hopf分支.在Gamma分布时滞模型中,通过数值模拟,同样发现了Hopf分支.

第三章建立并研究了具有Logistic肝细胞增长和恢复率的乙肝病毒感染模型的动力学性态.模型同样总存在两个平衡点:肝衰竭平衡点和无感染平衡点.通过计算得到了无免疫平

衡点和正平衡点存在唯一性的充分条件.定义了基本再生数Ro和免疫再生数R i.肝衰竭平衡

点始终是不稳定的.通过构造Lyapunov函数,分别证明了无感染平衡点,无免疫平衡点以及

正平衡点是全局渐近稳定的.

最后一章简要回顾了本文的结论,同时讨论了本文的一些不足之处以及今后的一些工作

展望.

关键词:Logistic肝细胞增长分布时滞饱和CTL免疫反应全局稳定性Hopf分支

乙型肝炎的传染及预防

乙型肝炎的传染及预防 发表时间:2010-04-30T20:21:43.047Z 来源:《中外健康文摘》2009年18期供稿作者:阿米南·吾守 [导读] 病毒性乙型肝炎,是乙肝病毒(HBV)引起的,危害人类身体健康,后果严重的常见传染病之一 阿米南·吾守 (新疆新和县医院检验科新疆新和 842100) 【中图分类号】R512.6+2【文献标识码】B 【文章编号】1672-5085(2009)18-0107-01 病毒性乙型肝炎,是乙肝病毒(HBV)引起的,危害人类身体健康,后果严重的常见传染病之一。近年来,乙型肝炎在人群中逐年呈上升趋势,主要原因就是乙型肝炎具有较强的传染性。 无论急性乙肝,慢性乙肝或者乙肝病毒携带者,只要体内存在乙型肝炎病毒就有不同程度的传染性,而传染性的强弱主要取决于乙肝病毒在人体内复制的活妖程度和病人血清中的病毒含量。实验室通常我们从乙肝检测化验结果中可以看出乙型肝炎传染性的强弱,一般来说乙肝表面抗原(HbsAg)的检测,是判断乙型肝炎的重要标志之一。在一般情况下,检查时发现HbsAg阳性,需同时检查其他标志物方能准确病情。 HbeAg阳性者表示体内病毒处在复制活妖状态,病人血液传染性强,e抗原是乙肝的最主要传染性指标,阳性孕妇分娩时,婴儿感染机会为90%左右。由于与HBV复制密切相关,继续HBeAg(+)者已5发展为肝硬化,肝癌。 相反,当HbeAg激发产生e抗体(抗-HBe)此抗体对HBV感染有保护作用,那么,抗Hbe(+)则表示病毒复制下降,病人传染性弱。抗-HBc是乙型肝炎的标志性抗体,阳性持续时间较长,部分患者可持续终身。 乙型肝炎患者或HBV携带者,是乙型肝炎的主要传染源 在急性期或潜伏期(70天)内,病人均具有传染性。HBV主要是通过血液和体液,母婴传播。所以,基层医院要开展孕产妇做乙型肝炎的检测工作,早发现,早诊断,早阻断乙型肝炎的传播。 乙型肝炎虽然传染,但已可以预防的,目前,预防乙型肝炎传染的最好方法是注射乙肝疫苗,按从注射第一天算起,1月,6月免疫程序接种乙肝疫苗后,可使98℅以上人员产生抗-HBs抗体。对于新生儿,在出生24小时内,1月,6月分别接种乙肝疫苗,其预防效果更佳。如HbsAg阳性母亲所生婴儿,也按出生后上述程序接种疫苗。另外,HBsAg阳性患者的家庭成员也要按上述程序接种乙肝疫苗,接种疫苗3个月后检查乙型肝炎标志物的检测,要看,是否产生抗体,定期检查抗体浓度的高低。 平常工作当中我们都看到乙型肝炎的检测作为高考体检,上岗或各种体检的重要项目之一。 只要我们加强饮食卫生管理工作,做好手术器械及医疗器械的消毒灭菌,对献血员认真筛选,对病人的血液,体液,分泌物进行严格消毒处理,那么,乙型肝炎就可以预防。

2014柳叶刀杂志乙型肝炎病毒感染最新综述(中文版)

乙型肝炎病毒感染最新综述 2014-07-08 23:02来源:丁香园作者:rain_轩 字体大小: 乙型肝炎病毒(HBV)感染呈全球分布,与肝硬化及肝癌的关系密切,是世界范围内重要的公共健康问题,全球人口的30%有血清学证据证实现症或既往感染HBV。HBV在不同地区的流行率和主要基因型不同,而不同流行程度的地区主要的传播模式也不同。 HBV为部分双链DNA病毒,其血清学标志物有:表面抗原(HBsAg)和表面抗体(抗-HBs)、E抗原(HBeAg)和E抗体(抗-HBe),核心抗体IgM(抗-HBc IgM)和IgG(抗-HBc IgG)。不同标志物在不同的感染阶段出现,具有各自的临床意义。 HBV为非细胞毒性病毒,肝脏损伤和病毒控制,及带来的临床结局,均依赖于病毒复制与宿主免疫应答间复杂的交互作用。慢乙肝患者的T细胞应答较弱,在自发性HBeAg血清学转换或抗病毒治疗后有所恢复。然而过度激活的免疫应答可导致爆发性肝炎。 慢乙肝自然史可分为免疫耐受期、免疫清除期、低复制期、再活动期。不同阶段有各自的临床和血清学特征。早期发生HBeAg血清学转换者及长期稳定在低复制期患者预后较好。总体而言,围生期感染HBV的人群中大约40%男性和15%女性将死于肝硬化或者肝细胞癌。 抗病毒治疗可以减轻肝脏炎症,逆转肝纤维化并减少肝细胞癌发生。目前已有2种干扰素α和5种核苷(酸)类似物用于慢乙肝抗病毒治疗,两类药物治疗各有优劣。各大指南对抗病毒治疗的时机和疗程都有相同或者类似的推荐。 乙肝疫苗的问世和和普及显著减少了慢乙肝的发病率,甚至带来了肝癌发病率的下降。2种干扰素和5种核苷(酸)类药物的相继上市,在抑制病毒复制、减轻肝脏炎症方面发挥了重要作用。越来越多证据表明,长期抗病毒治疗可减少肝硬化及肝细胞癌的发生率。 安全、有效的HBV疫苗已于1981年问世,虽然地区间存在差异,广泛的新生儿疫苗接种已经带来发病率的大幅下降,甚至肝癌发病率的下降。然而部分

婚龄期乙肝病毒感染的处置对策

婚龄期乙肝病毒感染的处置对策——女性篇 乙肝病毒感染与乙型肝炎 乙肝病毒是一种主要侵害肝脏细胞的病毒,全球有一半以上的人口受到过感染,目前世界仍有近4亿的人口携带乙肝病毒,其中我国的感染人数居世界之首,约为1.2亿。人类受到乙肝病毒感染后呈现不同的临床转归,病毒被完全清除者则痊愈;病毒未能清除者则成为慢性感染。当病毒引起肝脏损害时就引起乙型肝炎,临床可分为急性乙型肝炎、慢性乙型肝炎、乙型肝炎肝硬化和慢性病毒携带者。其中慢性乙肝病毒携带者最常见,无明显肝脏损伤,既往称为“健康携带者”。患者是否需要治疗需听从专科医生的意见,主要取决于感染后病毒所处的状况。为方便介绍,下文中的乙肝病毒感染者包括现症的病毒携带者和肝炎、肝硬化患者。 婚龄期女性乙肝病毒感染者的困惑及其解答 乙肝病毒感染无明显性别差异,因此,我国约有6千万女性患者,其中至少有1/3以上的感染者将涉及到婚育问题。尽管医学界对乙型肝炎的知识进行了各种普及宣传,但人们获得的认识仍然非常肤浅,尤其是处于婚龄期的女性患者面对各种良莠不分的指导和建议更是茫然无措、无所适从。最常见的困惑通常有以下几种,我们将从专业的角度对此给予简要的回答。 困惑一:能否恋爱?当然可以!这首先反映了乙肝病毒感染者对病毒传播的担心。乙肝病毒主要通过血液、体液和分泌物传播,只要恋爱对象接种过乙肝疫苗,其体内就具备了保护性抗体,病毒就不能感染到对方。即使对方无防护能力而受到病毒感染,成人绝大多数也会自然康复,只有不足1 /10的人变成慢性感染者。 困惑二:能否结婚?当然可以!这反映了乙肝病毒感染者对自身病情和病毒传播的担心。携带乙肝病毒并不影响结婚,但结婚时要注意肝功能是否正常,否则,可能会出现病情加重而影响健康。因此,急性乙肝患者最好等痊愈后结婚;慢性乙肝或乙肝肝硬化患者等治疗后肝功能稳定恢复正常再结婚。 困惑三:能否怀孕?要视患者病情而定!这主要反映了乙肝病毒感染者担心怀孕对自身病情和胎儿发育的影响。急性乙肝患者应等病情痊愈后怀孕。慢性乙肝病毒感染者很难做到等病毒控制后再怀孕,因此,现实的做法是:慢性携带者可正常怀孕;慢性乙肝患者在肝功能获得正常后怀孕;代偿期肝硬化患者如想怀孕,需要专科医生作慎重评估,而失代偿期肝硬化患者不要考虑怀孕。乙肝病毒对胎儿影响较小,尚未见致畸、致死胎作用,也不引起先天性疾病。 困惑四:能否顺利分娩?当然可以!这主要反映了乙肝病毒感染者对分娩安全的担心。其实乙肝病毒感染孕妇分娩是否顺利,完全取决于孕妇的产科情况,正常胎位者可以选择顺产,也可选择剖宫产;异常胎位者主要采取剖宫产。剖宫产较为利索,会使胎儿有较少的机会接触母血等传染性物质,但目前尚无确切证据表明剖宫产在阻断乙肝病毒母婴传播方面优于顺产。 困惑五:能否产下不受病毒感染的下一代?绝大多数可以!这主要反映了乙肝病毒感染者对母婴传播的担心。通常,乙肝病毒是不能直接从母体进入胎儿体内的,发生宫内传播的机会很小。母婴传

慢性乙型肝炎病毒感染的自然史

慢性乙型肝炎病毒感染的自然史 首都医科大学附属北京友谊医院肝病中心吴鹏尤红 编译自Brian J. McMahon, The Natural History of Chronic Hepatitis B Virus Infection, HEPATOLOGY, S45-S55. Vol. 49, No. 5, Suppl., 2009 摘要:慢性乙型肝炎病毒感染是个复杂的过程。它包括三个阶段:(1)免疫耐受期,这一期HBV DNA高表达,谷丙转氨酶(ALT)水平正常,肝脏损伤程度最小;(2)免疫活动期,HBV DNA高表达,ALT水平升高,肝脏炎症活跃;(3)非活动期,HBV DNA<2000IU/ml,ALT水平正常,肝组织活检炎症和纤维化轻微。感染者可以很快从一个阶段进展到另一个阶段但也可逆转。HBV感染最主要的不良后果是肝细胞癌(HCC)和肝纤维化。本文根据相关试验的证据强度对已发表的自然史研究进行评价和分级,通过最高证据等级的以人群为基础的前瞻性队列研究得出的HCC和肝硬化的危险因素包括男性、HCC的家族史、HBV DNA水平超过2000IU/ml、年龄大于40岁、HBV基因型为C型和F型,以及核心区启动子变异。次最高证据等级的研究提示危险因素还包括暴露于黄曲霉素、大量饮酒和吸烟。目前还需要改进研究方法以发现向HCC或肝硬化发展的高危病人,并在适当的人群中进行更早期的抗病毒治疗的干预。未来的研究应包括对已经建立的、以人群为基础的、前瞻性队列研究进行随访,还应包括建立新的队列,即来自多中心而且根据不同HBV基因型/亚型和临床分期分层的队列,以判定HBV各期、HCC及肝硬化的发生率。同时,在这些队列中应用巢式病例对照研究评价活动期或非活动期、HCC和肝硬化病人中免疫学的和宿主遗传学因素。 引言 全世界有3.5至4亿人感染慢性乙肝病毒。其两个主要不良后果是肝细胞癌(HCC)和肝硬化,均能导致肝病相关性死亡。慢性乙型肝炎病毒感染的自然史很复杂,被感染者要经过几个阶段。患者可以从高病毒载量和无肝脏疾病状态到活动期肝病,接着到非活动期,几年后又可以回复到活动期。疾病发展到进展期纤维化既可以很快,也可能很慢或偶发。在非活动期,肝脏炎症、纤维化甚至早期肝硬化也可以随时间而逆转,只有当疾病重新活动时才会复发。所以慢性乙肝是一个动态的过程,很难预测一个慢性感染者随时间进展会发生什么。因此理解慢性乙肝的自然史很重要,它可以指导临床医生是否和何时开始抗病毒治疗。这篇文章的目的是评论已发表的慢性乙肝病毒感染自然史的文献,提炼出管理病人的最可用的证

HBV感染后易导致慢性持续感染的进展研究

HBV感染后易导致慢性持续感染的进展研究 学号:430560511089 姓名:桂冠班级:2011级研3班 摘要:乙型肝炎病毒感染后容易形成慢性化.目前认为免疫耐受性是建立HBV持续感染最重要的因素,但在 HBV感染免疫应答过程中形成免疫耐受的确切机制尚不明确. 目前,多数学者认为 HBV 感染慢性化的主要机制是宿主对 HBV 各种抗原产生不同程度的特异性免疫无应答,即免疫耐受 HBV 感染机体后,机体免疫强度的高低,可能成为决定急性自限性感染或慢性感染的标志.本文就近年来国内外对于HBV感染后易导致慢性持续感染的免疫耐受机理的研究进展作一综述. 关键词乙型肝炎;免疫耐受;慢性持续感染 慢性乙型肝炎是一种流行性、进展性传染病,全球HBV感染者约3.5-4亿人,我国属于乙肝高流行地区,约有1.3亿感染HBV,约20%慢性HBV患者最终进展为肝硬化、甚至肝癌。然而,HBV感染后易转变为慢性持续感染状态的机制尚不清楚。通过对近年来相关文献的阅读,此文拟将就近年来慢性HBV感染的患者体内免疫耐受产生的可能机制的研究进展进行综述。 1、慢性乙型肝炎(chronic hepatitis B, CHB)与免疫耐受 HBV作为一种非细胞毒性病毒,在感染机体后要持续生存下来,就必然不能被机体的保护机制所清除。免疫耐受是指机体免疫系统在接触某种抗原后产生的特异性免疫无反应(或称为负免疫应答),但对其他抗原仍保持正常应答的状态。人感染 HBV后,病毒持续 6 个月仍未被清除者称为慢性HBV感染。在围产期和婴幼儿时期感染HBV者中,分别有 90%和25% 30%将发展成慢性感染。其HBV感染的自然史一般可 分为 3 个期,即免疫耐受期免疫清除期和非活动或低复制期。在青少年和成人感染 HBV后,仅 5% 10%发展成慢性感染,一般无免疫耐受期,早期即为免疫清除期,以后可为非活动或低(非)复制期。 1.1宿主因素 免疫耐受与机体免疫系统发育成熟程度有关,成熟程度是决定HBV持续感染的重要因素。新生儿免疫耐受,因新生儿免疫系统暂未发育完全,感染HBV后难以将其清除。成人的免疫耐受,成人机体的抗病毒机制包括固有免疫和获得性免疫。HBV进入机体后,首先面对的是宿主的固有免疫防御机制,此系统在宿主防御机制中有着重要而基础的作用。固有免疫系统功能低下或HBV的存在若抑制了免疫系统的作用,可导致HBV由急性感染进展为慢性感染。 免疫耐受也可能与免疫细胞受到 HBV 感染有关。对HBV疫苗无应答的慢性HBV 感染母亲所生的新生儿,多数出生时在PBMC 中就可检测到 HBV 基因组,其中只有部分新生儿血清中检测到 HBV-DNA,对疫苗应答者中 PBMC中无一例检测到HBV-DNA。进一步研究发现,对 HBS无应答是特异性的,故研究者认为不应答的原因很可能是由HBV 感染PBMC 所致。 HBV 感染慢性化的原因与HBV特异性细胞毒T淋巴细(cytotoxic T lymphocyte, CTL) 的反应密切相关。多数学者研究认为,感染早期乙型肝炎患者体内 CTL 应答的强度和质量决定。感染的发展方向在慢性感染时,HBV 特异性CTL 应答的数量和质量均大为降低。 细胞程序性死亡受体 l( programmed cell death 1, PD - 1) 是近年来

乙肝防治知识讲座

基本公共卫生服务健康教育知识讲义 健康教育知识讲座 第八期 乙型肝炎防治知识讲座 2014年7月

乙型肝炎防治知识讲座 主讲人∶韩家跃时间:2014年7月26日 乙型肝炎 乙型肝炎是由乙型肝炎病毒(HBV)引起的,其传染源主要是急、慢性乙型肝炎患者和病毒携带者。急性患者在潜伏期末及急性期有传染性,但不超过6个月。慢性患者和病毒携带者作为传染源的意义最大,其传染性与病毒复制或体液中HBVDNA含量成正比关系。乙型肝炎是传播最广泛,传播途径复杂的肝炎。 目前,我国的乙肝病毒感染率约近60%;乙肝病毒携带率约占总人口的10%,全国约有1.25亿人携带乙肝病毒,其中乙肝患者大约有3000万。我国从1992年实行乙肝疫苗接种后,特别是为新生儿接种乙肝疫苗,乙肝病毒携带率已开始呈逐渐下降趋势。据推算,通过两三代人的不懈努力,我国乙肝病毒携带率可从目前的10%下降到1%以下。 乙型肝炎的传播途径 HBV主要经血和血制品、母婴传播、破损的皮肤和粘膜及性接触传播。围生(产)期传播是母婴传播的主要方式,多为在分娩时接触HBV阳性母亲的血液和体液传播。经皮肤粘膜传播主要发生于使用未经严格消毒的医疗器械、注射器、侵入性诊疗操作和手术,以及静脉内滥用毒品等。其他如修足、纹身、扎耳环孔、医务人员工作中的意外暴露、共用剃须刀和牙刷等也可传播。与HBV阳性者性接触,特别是有多个性伴侣者,其感染HBV的危险性明显增高。 由于对献血员实施严格的HBsAg筛查,经输血或血液制品引起的HBV感染已较少发生。 日常工作或生活接触,如同一办公室工作(包括共用计算机等办公用品)、握手、拥抱、同住一宿舍、同一餐厅用餐和共用厕所等无血液暴露的接触,一般不会传染HBV。经吸血昆虫(蚊、臭虫等)传播未被证实。 乙肝的免疫预防 慢性乙型肝炎是一种严重危害人们身体健康的常见病和多发病。据世界卫生组织报道,全球约20亿人曾感染过乙肝病毒,每年约有100万人死于乙肝病毒感染所致的肝衰竭、肝硬化和原发性肝细胞癌。我国一般人群的乙肝表面抗原阳性率为9.09%,44.62%的成年人无保护性抗体。

乙肝防治常识

乙肝防治常识 对艾滋病人人民谈虎变色,但人们对乙型肝炎(乙肝)的危害性认识却不足,由此导致对乙肝的传染不够警惕。有人说“乙肝不会死人呀”。其实不然,每年中国死于与乙肝有关的疾病人数要高出死于艾滋病的成千上万。乙肝会导致肝硬化和肝癌,每年全国死于原发性肝癌的超过十万,死于肝硬化的就远远不止十万。乙肝病毒和艾滋病的传播途径基本相同,但中国是乙肝高发区病毒携带者人数众多,带艾滋病的人数相对很少。而且乙肝病毒的感染力比艾滋病毒要强一百倍,使乙肝的预防更紧迫性。幸运的是,不像艾滋病,乙肝是可以通过疫苗接种得到预防。下面是关于乙肝的一些常识。 什么是乙型肝炎? 乙型肝炎是一种引起肝在发炎的疾病,这种炎症能导致肝细胞损伤,引起肝硬化,增加发生肝癌的危险。在中国,人口中近百分之六十感染过乙肝病毒。大约90%到95%的成年人能在感染后六个月内康复,从而不会再被感染。当然验血还能显示出他们曾感染乙肝病毒。大约5%至10%的成年人和25%至90%五岁以下儿童在感染乙肝病毒六个月后,体内还不活病毒,他们为慢性患者,通常称为乙肝病毒携带者。他们能将病毒传给他人。日前美国大约有一百多万慢性乙肝病人。而中国则有一亿二千多万,占总人数的十分之一。 乙肝有那些症状? 多数乙肝病毒的急性患者通常没任何症状,或只有一些轻微的像感冒一样的反应,无食欲、恶心、呕吐、腹泻、疲乏、肌肉或关节以及低热,大约25%至30%人会注意到小便发黑,皮肤和眼睛发黄(黄疸),甚至轻微便血。少数会有严重的症状,有可能会在染病后短期内死于极度肝衰竭。

乙肝是如何传染的? 乙肝病毒通过接触病毒的体液传染的,如唾液、血液、精液和阴道分泌物(月经)。因此,任何接触过带菌者血液或体液的人都有被感染的危险。乙肝最通常的是通过性接触传染的,其它传播途径包括接触被带病毒血液沾染过的锋利物体。如纹身、扎耳环洞、针灸和病人合用剃须刀或牙刷,被病人咬过的口香糖以及输入被染过病毒的血液。大约30%至40%的病人不知道如何被感染的。这个病毒能在体外干燥的表面至少七天,而且比艾滋病病毒的感染力强一百倍,艾滋病毒通常不通过唾液传染,但乙肝可以。大多数中国人没有定期口腔保健,因此有牙病,包括牙龈发炎出血,增加了口腔(包括接吻)传染乙肝的机会。 高危人群包括: 毒品注射; 学生病人和血液透析病人; 接触输血者; 和病人生活一起的人; 携带病毒孕妇生下的孩子; 与病毒携带者有性接触的人; 犯人; 有许多性伴的人; 进入乙肝高发区的人; 从事需要接触血液工作的人(医生、护士); 如何预防乙肝病毒感染? 中国是乙肝高发区,加上该病毒强劲的感染力,以及最近性观念开放,人口流动性增加都是极大地提高了感染乙肝的机会,你周围至少十分之一

机械系统动力学第1章 绪论

第一章绪论 1.1机械系统动力学的研究内容 机械系统动力学是研究机械结构在动态载荷作用下的动力学行为的科学,是20世纪中叶才发展起来的一门学科。机械动力学与机械振动学是紧密相关的学科,它是进行机械结构动力优化设计的基础。 动态载荷作用于动态系统,就构成一个动态问题。所谓动态载荷即迅速变化的载荷,它包括交变载荷与突变载荷。当载荷的频率成分之一接近或超过系统的某一固有频率时,就必须作为一个动态问题,而不是静态问题来处理。事实上,工程中的许多问题都必须看作动态问题。 与静态问题比较起来,动态问题具有以下特点: 1.复杂性 造成动态问题的复杂性的主要原因是其载荷作用的“后效性”与其响应对应于过去经历载荷的“记忆性”。前者是指某时刻作用在系统上的载荷不仅只影响系统在该时刻的响应,而影响系统在此后各时刻的响应;后者则是指系统在任一时刻的响应不只由该时刻的载荷来决定,而是由在该时刻之前系统所经受的载荷的全部历程来决定,好像系统能记住它过去的经历一样。动载荷对系统的作用是首先改变系统在各个时刻的初态,这些受扰的初态就按系统内在的模式,向前运动和发展,然后才能决定系统在其后各个时刻的总的响应。由此可见,一个动态系统在受到外加扰动时,其响应并不是亦步亦趋地跟踪载荷的变化,而是力图表现出它的个性;对一个动态系统施加控制,只有顺应该系统的内在模式,才能收到预期的效果。由于上述特性,使得对一个动态系统的辨识、响应预测或控制,都要比对静态问题复杂得多。 2.危险性 动态系统可能十分危险,其危险性主要是由两种因素引起的:其一为共振现象,当扰动频率接近系统的固有频率时,微小的载荷可以引起“轩然大波”,在结构中激起比静态响应大很多倍的动态位移响应与应力响应,产生巨大的破坏力;其二为自激振动,在一定的条件下,一个动态系统(例如金属切削机床、轧钢机或飞机等等),可以在没有外加交变激励的情况下,突然振动起来,振幅猛烈上升而产生巨大的破坏性。例如机床上如果发生这种振动,便难于正常地进行切削加工,而飞机如果产生这种振动,往往会产生机毁人亡的后果。这种振动即自激振动。它似乎是“无缘无故”地发生的,对其机理的剖析及防治都比较困难。 3.超常性 动态问题的现象、规律及其防治方法往往超越人们的生活常识之外,无法以直观的方法来说明和理解,而必须通过严谨的理论分析,才能得以解释和加以预测。动态问题的许多解答当然是在乎道理之中,却往往又出人意料之外。这里举一个很简单的例子。例如,一个工作机械,受到一定频率的扰动,而扰动频率又正好等于机械结构的固有频率,于是产生强烈的共振,无法正常工作。如果不是基于理论分析,而凭“想当然”,恐

HBV持续性感染机制

HBV持续性感染机制? 答:免疫耐受和免疫抑制是乙肝病毒持续性感染的关键因素 (1)机体因素:免疫抑制,免疫耐受 (2)病毒因素:主要是变异和抑制 1.HBV持续性感染的免疫学机制 HBV进入人体后,首先激活固有免疫系统,启动细胞凋亡、分泌IFN-α/β等细胞因子途径,杀灭被感染细胞,抑制病毒生长与扩散,同时促进抗原递呈细胞( APC)、HBV特异性CD4+辅助细胞( Th) 、HBV特异性CD8+杀伤性T细胞和B细胞等增殖,建立适应性免疫。CD4+激活分化为Th1或Th2表型,前者主要调节细胞免疫应答,后者则介导体液免疫,在清除病毒过程中发挥关键作用。可引起细胞毒性T细胞(CTL)快速增殖及抗病毒分子干扰素γ(IFN—γ)、α和穿孔素的产生,从而以细胞裂解和非细胞裂解的方式清除感染HBV 的细胞。在此过程中,任何一个细胞细胞因子的数目和功能失调都可导致宿主对HBV的 清除能力下降,形成HBV持续性感染。 1.1固有免疫异常 INF-α/β受体(INFAR1) 启动子突变可导致激活物PRAR-1表达下降,使INF-α和INF-γ分泌减少,HBV的清除能力降低。检测HBV感染患者外周血免疫功能,发现患者体内巨噬细胞受体( NKR) 的表达水平较低,与之关的细胞溶解效应TNF和INF等因子也低。这可能是HBV持续感染的原因之一。 1.2抗原提呈细胞(APC) 数目减少、功能降低 未成熟的浆细胞样树突状细胞( pDC) 是产生内源性Ⅰ型干扰素(IFN-α、IFN-β、IFN-γ) 的主要细胞,其可在细胞核内表达Toll样受体-7(TLR-7) 和TLR-9当病毒感染时,pDC通过TLR-7和TLR-9刺激产生大量的Ⅰ型IFN,后者不仅直接抑制病毒复制,更重要的还可激活NK细胞、B细胞、T细胞和髓系DC(mDC)细胞,诱导并增强抗病毒的免疫应答。P HBV感染可下调TLR-9介导的干扰素调节因子-1(IRF-1)的表达和核异位,上调pDCs浆膜上负调控因子SOCS-1和IFN-а的抑制性受体BDCA-2的表达,阻断TLR9-MyD88-IRF-7-IFN-а信号途径,从而使IFN-а产生减少。 1.3CD4+、CD8+分化异常 由于CD8+的上升及CD4+T细胞生成的减少,使特异性抗体产生不足,不能有效清除游离的乙型肝炎病毒,而导致病毒在体内持续存在,并影响CD8+T细胞活性。CD8+细胞主要为T抑制(Ts )/T 细胞毒性细胞(CTL ) ,正常情况下,两者保持一定的比例,以维持机体的细胞免疫功能。CD8+增加是由于抑制性T细胞的增加所致,Ts细胞能够抑制免疫反应,其增殖可加重免疫抑制,使机体对乙型肝炎病毒反应低下。 1.4Th1、Th2水平低下,而Treg水平增高 Th1主要介导细胞免疫,在IFN-γ的作用下通过MHC-Ⅱ类分子作用分化而来,主要产生IL-4、IFN-γ; Th2主要介导体液免疫,在IL-4的作用下通过MHC-Ⅰ类分子作用分化而来,主要产生IL-4、IL-6、IL-10和IL-13; 同时IL-4可抑制Th1细胞功能,IFN-γ则抑制Th-1细胞功能; 而Treg可抑制免疫反应。有学者通过观察HBV转基因小鼠(Tg鼠) DC抗原呈递功能和T淋巴细胞的免疫活化状态,发现Tg 鼠DC表面MHC-Ⅱ类分子和CD80 表达低下,DC诱导脾淋巴细胞对HBsAg刺激的增生反应减弱,TC分泌的mIFN-γ、mIL-2、mIL-6及mIL-10均显著减少。说明TC针对HBV 的免疫活化状态欠佳,包括Th1和Th2功能都受到影响。也提示HBV相关的特异性细胞免疫和体液免疫均受到抑制。另外,宿主体内细胞因子,如Th1细胞因子( IL-2、IFN-γ) 和Th2细胞因子(IL-4、IL-6如IL-10) 的多态现象亦会影响T辅助细胞的活化。有研究发现,慢性乙型肝炎(CHB ) 患者外周血Treg 频率明显高于急性肝炎组,肝脏内Treg频率增加。CHB患者外周血Treg频率与病毒载量呈

非线性动力学复习参考

非线性动力学复习参考 1、简述绘制相轨线的原理及其作用。 解:单自由度机械系统的自由振动,其动力学方程的一般形式为 x f (x, x) = 0 (1) 引入新的变量y表示速度x v 二丁(2) 则系统的运动状态由位置x及速度y所体现,x和y构成系统的状态变量, 方程(1)可写为状态变量的一阶微分方程组: x 二y,厂-f (x, y) (3) 设状态变量的初始条件为 r - 0:」(())-= y讣(4) 方程⑶ 的满足初始条件⑷ 的解x(t)和y(t)完全确定系统的运动过程。以x和y为直角坐标建立(x,y)平面,称为系统的相平面。 与系统的运动状态---- 对应的相平面上的点称为系统的相点。系统的 运动过程可以用相点在相平面上的移动过程来描述。相点移动的轨迹 称为相轨迹。不同初始条件的相轨迹组成相轨迹族。 现在我们来推导,如何利用该微分方程组得到相轨迹族。 将方程组(1.2.3>中两式相除「消去时间微分dr后即得到确定相轨迹族的一阶微分方程 (E2.5) d-r y 给定系统的作用力,即函数f(x.y)指定以后「方程U.2.5)确定相平面

(x t y)内各点的向量场.构成相轨迹族.如图1.7所示 a在上半平面内$'0即j >0. 随着时间的推移,相点 从左到右移动a下半平面内y

导数在研究函数性态中的作用

导数在研究函数性态中的作用 ------从一道考题看解题分析 从一个高考题说起 例(2010.湖北文21改编)设函数f(x) 〔x3 a x2 bx c ,其中 3 2 a 0,曲线y f (x)在点P(0, f (0))处的切线方程为y 1. (I)确定b,c的值 (n)(略) (皿)若过点(0,2)可作曲线y f(x)的三条不同切线,求a的取值范围. 问题1函数的切线方程如何求? 问题2切线方程为y 1的几何含义? 题1 ( 2009.福建)若曲线f x ax3 lnx存在垂直于y轴的切线,则实数a的取值范围是 问题3 三次函数函数图像的形态?或者说函数 y ax3 bx2 cx d(a 0)的图像与a,b,c,d的关系如何?

题2函数f (x)

问题4过点(0,2)可作曲线y f(x)的三条不同切线,是什么意思? 如何下手呢?能不能转化为我们熟悉的情境? 曲线y f (x)的三条不同切线都过点(0,2),也就是方程 2 f(t) f (t)(0 t)有三个相异实根,也即方程2t 3 a t2 1 0有三个 3 2 相异实根? 至此,令g(t) 2t3 -t2 1,上述条件等价于gt的图像与t轴 3 2 有三个交点?注意到,三次函数只有两种形态:一是没有极值点,

一是有两个极值点.于是,这个三次函数的图像应该是:先单调上升经过t轴到达极大值,再单调下降经过t轴到达极小值,而后单调上升第三次经过t 轴. 这样问题就转化为g t 极大°, g t极小0. a 0 g (t) 2t2at 2t(t 2 3 3 即g a 1 —,从而a的范围由1 —0,得到a 23.3. 2 24 24 数学素养的一个重要体现就是对不同数学语言之间关系 的自觉的转换,能有借助数学的符号系统进行思考,这就是所谓地 “数学地思考问题” ?高考中题目难度体现之一就是数学语言的抽 象,或者考生对数学符号语言的描述不能“数学地思考问题”,不 能很好地转换视角. 拓展变式1:已知函数f x ax3bx23x a,b R在点1, f 1处的切线方 程为y 2 0. ⑴求函数f x的解析式;

乙肝防治知识讲座

乙型肝炎防治知识讲座 主讲人:赵会兀 乙型肝炎是由乙型肝炎病毒(HBV引起的,其传染源主要是急、慢性乙型肝炎患者和病毒携带者。急性患者在潜伏期末及急性期有传染性,但不超过6个月。慢性患者和病毒携带者作为传染源的意义最大,其传染性与病毒复制或体液中HBVDN含量成正比关 系。乙型肝炎是传播最广泛,传播途径复杂的肝炎。 目前,我国的乙肝病毒感染率约近60%乙肝病毒携带率约占总人口的10%全国约有1.25亿人携带乙肝病毒,其中乙肝患者大约有3000万。我国从1992年实行乙肝疫苗接种后,特别是为新生儿接种乙肝疫苗,乙肝病毒携带率已开始呈逐渐下降趋势。据推算,通过两三代人的不懈努力,我国乙肝病毒携带率可从目前的10%F 降到19以下。 乙型肝炎的传播途径 HB\主要经血和血制品、母婴传播、破损的皮肤和粘膜及性接触传播。围生(产)期传播是母婴传播的主要方式,多为在分娩时接触HBV日性母亲的血液和体液传播。经皮肤粘膜传播主要发生于使用未经严格消毒的医疗器械、注射器、侵入性诊疗操作和手术,以及静脉内滥用毒品等。其他如修足、纹身、扎耳环孔、医务人员工 作中的意外暴露、共用剃须刀和牙刷等也可传播。与HBV日性者性

接触,特别是有多个性伴侣者,其感染HBV勺危险性明显增高。 由于对献血员实施严格的HBsAg?查,经输血或血液制品引起的HBV感染已较少发生。 日常工作或生活接触,如同一办公室工作(包括共用计算机等办公用品)、握手、拥抱、同住一宿舍、同一餐厅用餐和共用厕所等无血液暴露的接触,一般不会传染HBV经吸血昆虫(蚊、臭虫等)传播未被证实。 乙肝的免疫预防 慢性乙型肝炎是一种严重危害人们身体健康的常见病和多发 病。据世界卫生组织报道,全球约20亿人曾感染过乙肝病毒,每年约有100万人死于乙肝病毒感染所致的肝衰竭、肝硬化和原发性肝细胞癌。我国一般人群的乙肝表面抗原阳性率为9.09%, 44.62 %的 成年人无保护性抗体。因此,必须加强乙肝疫苗接种,以有效控制乙型肝炎的传播。 那些人需要接种乙肝疫苗? 接种乙肝疫苗的重点群体有两部分,一部分是新生儿,一部分是成年人。现在新生的小孩都实行计划免疫,新生儿一出生就接种乙肝疫苗,基本可以确保将来不得乙肝。成人打疫苗前需先进行化验,化验结果显示乙肝病毒表面抗原、表面抗体和核心抗体均阴性,转氨酶正常才可以接种乙肝疫苗。但一般来说为保险起见,凡没有感染过乙肝病毒、自身乙肝抗体不足者都应该注射乙肝疫苗。而像乙肝病毒携带者的家庭接触者、从事食品服务行业者及保育工作人员等群体特别需要进行免疫。乙肝患者及乙肝病毒携带者因已经感染了乙肝病毒则没有必要打乙肝疫苗。

《从非线性动力学到复杂系统》

《从非线性动力学到复杂系统》 段法兵 系统理论博士生课程

第一讲动态系统的发展 系统是一些相互关联的客体组成的集合,动态(动力dynamical)系统是系统状态变量,比如温度、位移、价格、信号幅值等,随着时间变化的。它的描述可以用微分方程或者离散方程。 微分方程历史悠久,可追溯到牛顿、伽利略、欧拉、雅克比等人,用以描述行星的运动轨迹。研究中发现即使满足牛顿引力定律的三体运动也非常复杂,其微分方程是非线性的,非线性是指不满足叠加定律的方程,解无法利用已知函数进行描述,如果能够描述的我们称为显式解。因此,庞加莱在1880年-1910年期间,试图利用解的拓扑几何性质来解释动态系统的运动规律,发现即使确定性系统,其运动规律也会出现随机性态,非常复杂(确定性系统是指其外力是确定的不随机,只要知道初始条件和演化方程,其运动是可预先确定的)。 非线性系统运动的复杂性:李雅普诺夫研究了系统平衡点?的稳定性?问题,随后本迪尔松等发现系统的解包含(1)平衡态(静止不动);(2)周期运动(比如行星)(3)拟周期,就是几个频率不可公约周期之和。 接着1975年Li和Yorke提出了混沌的概念,即系统的解是非周期的一种类似随机运动的现象,这其中就包含了洛伦兹提出的“蝴蝶效应”,根源在于这类非线性动力系统对于初始条件的极其敏感性,初始条件的微小变化导致了系统状态的巨大改变,从此有关非线性科学的发展异常迅速,形成了现代动力学理论,其最重要的贡献是揭示了一个简单的模型可能蕴含了无比复杂的动力学性态。 例子:Van der Pol(范德波尔)方程 1920年Van der Pol利用电子震荡管研究心脏的跳动问题,比如人工心脏起

305名医院工作人员乙肝病毒感染状况调查

305名医院工作人员乙肝病毒感染状况调查 发表时间:2009-07-07T15:25:16.513Z 来源:《中外健康文摘》2009年第13期供稿作者:焦祖伟1 王艳秋2 [导读] 乙型肝炎在我国属常见、多发病。对人群危害极大,尤其对医务人员更为严重。(1吉林省通化市第三人民医院检验科吉林通化 134002) (2吉林省通化市第三人民医院预防保健科吉林通化 134002)【中图分类号】R512.6+2 【文献标识码】B 【文章编号】1672-5085(2009)13-0022-02 乙型肝炎在我国属常见、多发病。对人群危害极大,尤其对医务人员更为严重。它传染性强、传播途径复杂。调查医院内工作人员的HBV感 染和传播具有一定意义。现将调查结果报告如下: 1 调查对象与方法 我们以305名医务工作人员为调查对象,每例由静脉采血3ml,进行乙肝血清五项感染指标检测(两对半)。使用试剂由山东3V生物工程集团有限公司提供,采用固相放免法,按说明书操作。使用仪器为西安262厂生产的FJ2003/50G放免测量仪。对检测结果有疑问者,均做重复测定。对测HBV血清学标记五项感染指标中以抗HBc阳性为HBV感染诊断指标。 2 检测结果 2.1医院不同职务HBV感染率明显不同全院305名职工被检血清中,其中护士感染率为82.5%,医师感染率为70.2%,医技感染率为59.6%,干部感染率为51.2%,工人感染率为40%,总感染率为69.8%。 2.2医院工作人员与托幼、饮食服务人员的比较在对医院工作人员HBV感染情况调查时,与同时进行HBV普查的托幼人员和饮食服务人员262名HBV感染情况进行了比较。262名普查人员中抗HBc阳性者为8例,感染率为 3.05%。被测医院工作人员305名中HBc阳性者为213例,感染率为69.8%。医院工作人员的感染率明显高于同时普查的托幼、饮食服务人员。两组间P <0.05,两组间差异显著。 2.3 HBV感染检出年龄分布从调查资料显示,医院工作人员中HBV感染率随着年龄增加而上升。40-60岁年龄感染率最高。 3 讨论 从调查结果可以看出,医院工作人员HBV感染率,护士、医师、医技人员高于干部工人,同时明显高于托幼、饮食服务人员。也表明工作年限越长,感染率越高。医院工作人员属高危易感人群,被HBV感染的途径可能与注射器针头刺破皮肤自我接种,乙肝病人的血液、体液、唾液、泪液等污染医务人员皮肤粘膜小伤口有关。除某些例外,对确切的感染途径及时间没有记忆。医务人员较密切频繁接触病人血液、体液是导致自身感染的职业性因素。文献报导HBsAg阳性的血液、汗液、尿液、胸腹水等都能查出HBsAg。医务人员对HBV感染与接触周围环境(高危区)与血(尤其是HBsAg阳性血)接触频率以及从事医疗工作年限是相关的。调查还表明,医源性感染是十分严重的。因此要严格执行消毒隔离制度,加强自我保护,是减少医源性感染的重要措施。医务人员被HBsAg阳性血污染的针头刺伤后,应以碘伏处理伤口,肌肉注射高效价乙型肝炎免疫球蛋白或联合应用乙肝疫苗。控制传染源,切断感染途径,从不同环节减少感染因素,以降低医院感染率的发生。

病毒性肝炎防治知识

病毒性肝炎防治基本知识 一、基本知识 1、什么是病毒性肝炎? 病毒性肝炎是由多种肝炎病毒引起的常见传染病,具有传染性强、传播途径复杂、流行面广泛,发病率较高等特点,肝炎病毒通常分为甲、乙、丙、丁、戊型。以疲乏、食欲减退、肝肿大、肝功能异常为主要表现,部分出现黄疸,无症状感染常见。甲肝和戊肝多为急性发病,预后良好;乙肝和丙肝感染易发生慢性化,危害较大,年龄越小,越容易慢性化;丁肝病毒只有与乙肝病毒同时或在乙肝病毒感染的基础上才可能感染。 2、我国肝炎现状与挑战 我国是病毒性肝炎的高发地区,发病率高。2010年我国报告病毒性肝炎病例近132万例,死亡884例,位居传染病发病之首,其中乙肝 占所有肝炎病例的80%。 3、肝炎的传播途径 甲肝和戊肝主要经粪-口途径传播,水源或食物 被污染可引起暴发流行,也可经日常生活接触传 播。乙肝、丙肝的传播途径包括:血液传播(输血 及血制品以及使用污染的注射器或针刺等);母婴 垂直传播;性接触传播。丁肝的传播途径与乙肝相 同,但与乙肝病毒同时或在乙肝病毒感染的基础上才可能感染。 二、病毒性肝炎的预防 1、疫苗是预防乙肝的首选,国家实施新生儿乙肝疫苗预防接种为主的

控制策略:接种乙肝疫苗是预防乙肝最安全、有效的措施。全程接种乙肝疫苗后,约80%-95%的人群可产生免疫能力,保护效果可持续20年以上。 2、防止“病从口入”,预防甲肝和戊肝 甲肝和戊肝病毒主要经消化道传播,注意饮食和饮水卫生、防止“病 从口入”可预防甲肝和戊肝病毒感染。 3、切断传播途径,预防丙型肝炎 丙肝目前虽然无法通过接种疫苗进 行预防,但通过采取有效措施切断其传 播途径,是完全可以预防的。 三、病毒性肝炎的治疗 1、慢性乙肝和丙肝患者需到正规医院进行检查,定期接受随访,根据病情进行规范化治疗,切勿轻信虚假广告。 2、慢性乙肝和丙肝患者需要遵从医嘱,主动配合,切忌自行停药 3、鼓励检查了解乙肝感染状况,建议有疑似肝炎症状或高风险行为的人群主动到医疗机构检查 4、丙肝需要早期诊断和治疗(主动检测,规范治疗,良好预后) 四、健康教育 1、日常生活、工作、学习接触不会传播乙肝和丙肝病毒。 2. 乙肝病毒表面抗原阳性者可结婚、生育。 3、我国已明确取消了入学、就业乙肝体检项目。 4、防治肝炎是全社会共同的责任。

乙型肝炎病毒感染现状分析

乙型肝炎病毒感染现状分析 乙型肝炎是一种严重危害人类健康的世界性传染病。我国亦为乙型肝炎病毒(HBV)高流行区,根据2006年全国乙型肝炎病毒感染血清流行病学调查资料,我国一般人群乙肝表面抗原(HBsAg)阳性率为7.18%,5岁以下儿童HBsAg的携带率为0.96%[1]。目前HBV分为A~I共9个基因型,各基因型又可分为不同亚型。基因型的分布具有一定的地理特征,且与HBV感染后的临床表现、预后及治疗应答等都有密切关系,能影响HBV感染自然病史、乙肝e抗原(HBeAg)血清转换、抗病毒药物耐药性的发生和病毒变异的方式等。因此,了解HBV基因型的分布对于疾病的诊断、病情的判断和治疗方案的选择都有重要意义。目前研究HBV基因分型时,大多数的研究对象来自于临床,对自然人群感染HBV标本的基因分型进行研究的不多。在对深圳地区居民乙肝血清流行病学调查的基础上,对HBsAg阳性血清做进一步基因型分布研究,以初步了解本地区乙肝病毒基因型的流行特点,为指导乙肝防治工作提供科学依据。 1对象与方法 1.1对象按照国家科技重大专项“十一五”课题《艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治》的要求,以深圳市居民作为目标人群,采用多阶段整群随机抽样法,选择1岁~59岁深圳户籍人口和在深圳居住6个月以上的暂住人口作为抽样对象。 1.2仪器与试剂MultiskanMK3酶标仪(芬兰);ELx50型洗板机(Bio-Tek公司);7500型荧光PCR仪(ABI公司)。HBV血清学标志物试剂盒(北京万泰生物药业有限公司,批号:B20101102);HBVDNA检测试剂盒(深圳匹基生物工程有限公司,批号:20100501);HBV基因分型PCR检测试剂盒(广州华银医药科技有限公司,批号:20100910)。 1.3方法

化学反应过渡态的结构和动力学

中国科学B辑:化学 2009年 第39卷 第10期: 1089~1101 https://www.360docs.net/doc/849450802.html, https://www.360docs.net/doc/849450802.html, 《中国科学》杂志社SCIENCE IN CHINA PRESS 化学反应过渡态的结构和动力学 戴东旭, 杨学明* 分子反应动力学国家重点实验室, 中国科学院大连化学物理研究所, 大连116023 * 通讯作者, E-mail: xmyang@https://www.360docs.net/doc/849450802.html, 收稿日期:2009-07-17; 接受日期:2009-08-02 摘要化学反应过渡态决定了包括反应速率和微观反应动力学在内的化学反应的基本特性, 而无论是从理论还是实验上研究和观测化学反应过渡态都是极具挑战性的课题. 近年来, 我国科学家们利用交叉分子束-里德堡氢原子飞行时间谱仪, 结合高精度的量子动力学计算, 对H + H2和F + H2这两个教科书式的典型反应体系进行了全量子态分辨的反应动力学研究, 从中得出了关于这两个反应体系的过渡态的结构和动力学性质的结论性的研究成果. 关键词 反应过渡态 化学反应动力学微分反应截面动力学共振态交叉分子束 1引言 化学反应过渡态是化学反应体系在反应过渡区域的量子态. 化学反应过渡态决定了包括反应速率和微观反应动力学在内的化学反应的基本特性. 现代重要的化学反应理论, 如双分子反应过渡态理论以及单分子分解的RRKM理论等, 都是建构在反应过渡区域的量子化过渡态的理论基础上. 了解量子化过渡态的结构以及它们对反应动力学行为的影响机制, 对于更深入地理解化学反应的本质至关重要. 诺贝尔化学奖获得者John C. Polanyi和Ahemed H. Zeweil于1995年在Accounts of Chemical Research的Pauling纪念专辑中指出, “直接观测化学反应过渡态”是化学学科的“圣杯”之一[1]. 化学反应过渡态一般位于反应坐标中能量较高的区域. 对于势垒型的化学反应, 过渡态沿反应坐标方向有能量极大值, 因而不可能存在分立的量子化的过渡态结构(图1(a))[2]. 但是在垂直于反应坐标方向, 就会以最低能量路径为谷地, 形成分立的势垒型量子化过渡态, 或形象地称为量子化瓶颈态(quantized bottleneck state). 另一方面, 很多化学体系在反应过渡区域沿着反应坐标方向会存在能够容纳一定数量分立量子态的势阱, 因而可以存在非完全束缚的量子态结构, 这样的量子态结构被称为动力学共振态(dynamic resonance)或费希巴赫共振态(Feshbach resonance)(图1(c))[2]. 化学反应过渡态的寿命很短, 无论从理论上还是实验上研究和观测化学反应过渡态都是极具挑战性的课题. 人们通常观测化学反应是在远长于过渡态寿命的条件下进行, 统计平均的效果往往掩盖了其中所包含的许多重要的关于过渡态的细节. 探测过渡态结构和性质的实验技术主要有两种途径, 一是超快探测技术, 使得时间分辨达到飞秒量级; 另外一种是分子束单次碰撞条件下的实验研究技术, 使分子只经历唯一的反应碰撞, 产物分子保持了单次碰撞后的状态, 因而可以通过动力学理论反推碰撞过程的细节. 1980年代中期, 李远哲等人发展了交叉分子束实验技术, 对分子碰撞反应的研究取得了一系列成就, 使人们能了解化学反应过程和细节, 他也因此获得了1986年度诺贝尔化学奖. 九十年代美国加州理工学院Zewail教授发展了飞秒激光技术, 并 1089

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