生物材料

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海南大学

期末考试论文

科目:生物医用材料

题目:有机生物医用材料研究进展学号:20090413310084

姓名:王骅骝

学院:材料与化工学院

专业:材料科学与工程

任课教师:曹阳王江唐敏

完成日期:2012 年 6 月8 日

摘要:介绍了医用高分子材料的主要类别、用途及其特殊要求,阐述了生物医用高分子材料的应用研究与发展状况,综述了国内外生物医用高分子材料的分类、生物医用高分子材料的发展趋势。

关键词:生物医用高分子材料; 发展及展望; 医用材料;相容性

前言:生物医用高分子材料是生物医学材料中发展最早、应用最广泛、用量最大的材料,也是一个正在迅速发展的材料。它既可以来源于天然产物,又可以人工合成。此类材料除应满足一般的物理、化学性能要求外,还必须具有足够好的生物相容性。

1生物医用高分子材料概述

科技关爱健康,医用高分子材料的应运而生是医疗技术发展史卜的一次飞越。高分子材料充分体现了人类智慧,是上一世纪人类科学枝术的重要科技进步成果之一,在二战前后得到了迅速发展;到上世纪末,光是塑料在体积上就明显超过了钢铁。所谓高分子一般是指由许多重复单元共价连接而成的、分子量很大的一类大分子,相关材料也称为聚合物,往往具有粘弹性。主要大品种合成聚合物材料有塑料、橡胶、合成纤维三大类,还有涂料、粘结剂等。医用高分子材料属于一种特殊的功能高分子材料,通常用于对生物体进行诊断、治疗、以及替换或修复、合成或再生损伤组织和器官。简单地说,医用高分子材料学,是介于现代医学和高分子科学之间,并且涉及到物理、化学、生物学、医学等的一门交叉学科。目前,医用高分子材料的发展可谓异军突起,医用高分子材料的应用如雨后春笋遍及整个医学领域,其用量也在持续稳定地增长。

生物医用高分子材料指用于生理系统疾病的诊断、治疗、修复或替换生物体组织或器官,增进或恢复其功能的高分子材料。研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学。虽已四十多年的研究历史,但蓬勃发展始于20世纪70年代,随着高分子化学工业的发展,出现了大量的医用新材料和人工装置,如人工心脏瓣膜、人工血管、人工肾用透析膜、心脏起博器以及骨生长诱导剂等。近十年来,由于生物医学工程、材料科学和生物技术的发展,医用高分子材料及其制品正以其特有的生物相容性、无毒性等优异性能而获得越来越多的医学临床应用。生物医用材料最基本的要求是它必须与生物系统直接结合,生物医用材料都必须具备生物学性能,即生物相容性,这是生物医用材料区别于其它功能材料的最重要的特征,并且要求这种材料不会因与生物系统直接结合而降低其效能与使用寿命。生物医用材料与活体系统的相互作用表面在两个方面:一是材料反应,即活体系统对材料的作用,包括生物环境对材料的腐蚀、磨损和性质退化、甚至破坏。二是宿主反应,即材料对活体系统的作用,包括局部和全身反应,如炎症、细胞毒性、凝血、过敏、致癌、畸形和免疫反应等。其结果可能导致对机体的中毒和机体对材料的排斥。

2 生物医用高分子材料分类

生物医用高分子材料主要有天然生物材料和合成高分子材料。

2.1 天然生物材料

天然生物材料是指从自然界现有的动、植物体中提取的天然活性高分子,如从各种甲壳类、昆虫类动物体中提取的甲壳质壳聚糖纤维,从海藻植物中提取的海藻酸盐,从桑蚕体内分

泌的蚕丝经再生制得的丝素纤维与丝素膜,以及由牛屈肌腱重新组构而成的骨胶原纤维等。这些纤维都具有很高的生物功能和很好的生物适应性,在保护伤口、加速创面愈合方面具有强大的优势,已引起国内外医务界广泛的关注。甲壳质主要存在于甲壳类、昆虫类的外壳和霉菌类细胞壁中,是甲壳素和壳聚糖的统称(壳聚糖是甲索壳脱酰后的产物),兼有高等动物中的胶原质和高等植物中纤维素两者的生物功能,不溶于水、稀酸、稀碱及一般的有机溶剂,可溶于浓无机酸和一些特殊的有机溶剂,其化学结构为 N-乙酰基-D-葡胺糖通过β-(1,4)甙键联结的直链状多糖。目前,甲壳质壳聚糖纤维已有成熟的制备工艺。由于甲壳素具有极强的生物活性及生物亲和性,脱酰后的甲壳质(即壳聚糖)具有相容性、粘合性、降解性及良好的成纤、成膜能力,已被广泛地应用于医药、纺织、化工、食品、生物技术等众多领域。据日本、美国的多项专利介绍,由壳聚糖纤维制得的手术缝合线既能满足手术操作时对强度和柔软性的要求,同时还具有消炎止痛、促进伤口愈合、能被人体吸收的功效,是最为理想的手术缝合线;壳聚糖纤维制造的人造皮肤,通过血清蛋白质对甲壳素微细纤维进行处理,可提高对创面浸出的血清蛋白质的吸附性,有利于创口愈合,在各类人造皮肤中其综合效最佳。丝素纤维和丝素膜是近几年在世界范围发展非常快、并得到迅速推广应用的一类天然生物材料。由家蚕丝脱胶后可得到纯丝素蛋白成分,丝素蛋白是一种优质的生物医学材料,具有无毒、无刺激性、良好的血液相容性和组织相容性。据研究报道,已用于酶固定化、细胞培养、创面覆盖材料和人工皮肤以及药物缓释材料等医学各领域,尤其各种再生丝素膜在人工皮肤、烧伤感染创面上的应用显示了独特的优势,临床应用价值显著,前景广阔。

2.2 合成高分子材料

合成高分子材料因与人体器官组织的天然高分子有着极其相似的化学结构和物理性能,因而可以植入人体,部分或全部取代有关器官。因此,在现代医学领域得到了最为广泛的应用,成为现代医学的重要支柱材料。与天然生物材料相比,合成高分子材料具有优异的生物相容性,不会因与体液接触而产生排斥和致癌作用,在人体环境中的老化不明显。通过选用不同成分聚合物和添加剂,改变表面活性状态等方法可进一步改善其抗血栓性和耐久性,从而获得高度可靠和适当有机物功能响应的生物合成高分子材料。目前,使用于人体植入产品的高分子合成材料包括聚酰胺、环氧树脂、聚乙烯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯、硅橡胶和硅凝胶等。应用场合涉及组织粘合、手术缝线、眼科材料(人工玻璃体、人工角膜和人工晶状体等)、软组织植入物(人工心脏、人工肾、人工肝等) 人工管形器(人工器官、食道)等。

随着环保概念的提出,环保意识的增强,人们对生态可降解一词已不再陌生,材料的生态可降解性能要求逐渐被提上日程,生态可降解高分子材料的开发和应用也随之日益受到政府、企业和科研机构的重视。目前为止,开发的具有生态可降解性的高分子材料主要以国外产品为主,国内这方面还远远不能满足需要,尚处于国外产品的复制和仿制阶段。聚乳酸类高分子是目前已开发应用于生命科学新增长点———组织工程的生物可降解材料。一般以组织工程为应用目的的生物材料应符合以下要求:1)表面能使细胞黏附并生长;2)植入体内后,高分子材料及其降解产物不会引起炎症及毒副作用;3)材料能加工成三维结构;4)为了保证细胞-高分子反应能大面积进行,并提供细胞外再生的足够空间,且在体外人工培养时有最小的扩散,材料孔隙率不得降低于 90 %;5)在完成组织再生后,高分子能立即被机体吸收;6)高分子支架的降解速率应控制在与不同组织细胞再生速度相匹配。对聚乳酸高分子材料进行的研究,在力求符合上述要求时已形成了多种品种,如未经编织的单纤维合成材料,经编织的网状合成材料,具有包囊的多孔海绵状材料等。尽管如此,目前应用的生物可降解材料在生物相容性、理化性能、降解速率的控制及缓释性等方面仍存在诸多未解决的问题,有待进一步研究。

3 生物医用高分子材料特性

人们常用的医用高分子材料有:有机硅聚合物、有机玻璃、尼龙、聚酯、聚四氟乙烯等。医用高分子材料必须具备高纯度、化学惰性、稳定性和耐生物老化等优点。对于非永久植入体内的材料,要求在一定时间内能被生物降解,降解产物对身体无毒害,容易排出;而对于永久性植入体内的材料,要求能耐长时间的生物老化,如能经受血液、体液和各种酶的作用,还必须无毒、无致癌、无致炎、无排异反应、无凝血现象,还要有相应的生物力学性能、良好的加工成型性和一定的耐热性,便于消毒等等。 1960 年以前,人们都是根据要求,在已有现成的高分子材料中筛选合适的材料加以利用,但在实用中发现凝血现象和炎症反应等诸多问题难以解决,由此人们意识到必须在一开始就要根据医学应用的客观需要,特别是生物相容性等,设计医用高分子材料,才能安全可靠。因此,要求医用高分子材料及其降解产物必须具有良好的生物相容性。材料的生物相容性主要包括组织相容性和血液相容性。

3.1 组织相容性

组织相容性要求医用聚合物材料植入体内后与组织、细胞接触无任何不良反应。当医用材料与装置植入体内某一部位后,局部的组织对异物会产生一种属于机体防御的反应,植入物周围组织将出现白细胞、淋巴细胞和吞噬细胞的聚集,出现不同程度的炎症,严重时会导致组织坏死。若较长时期存在植入物,材料被淋巴细胞、成纤维细胞和胶原纤维包裹,形成纤维性包裹膜,使正常组织和材料隔开。如果材料无任何毒性、性能稳定、组织相容性良好,则包裹膜会逐渐变薄直至形成无炎症反应的正常包裹膜,即材料为机体所接受。

3.2 血液相容性

作为体内使用的医用材料不可避免地将要与血液接触,而血液与异物表面接触时很可能发生溶血或凝血而形成血栓。因此,材料与血液的相容性问题也是医用材料在应用中不可忽视的一个问题。当聚合物材料与血液表面接触时,各种血浆蛋白质随材料表面性质不同,会不同程度地迅速吸附到异物表面,随后引起血小板的黏附或活化,而在血管中正常运行,就要求植入的聚合物具有良好的血液相容性。

4 国内外研究进展

近年来,美国、欧洲和日本对生物医用高分子材料的研究与开发突飞猛进,从人工器官到高效缓释高分子药物都取得了很多成果和巨大效益。据美国健康工业制造者协会资料报告,1995年世界市场达 1 200 亿美元,美国为 510 亿美元,预计在 21 世纪将成为国民经济的支柱产业。目前,除人脑外的大部分人体器官都可用高分子材料来制作,有保健作用的功能高分子也在开发之中。目前植入的人工器官市场已达 30 亿美元/a,人工心脏导管市场的年增长率为 10%,1999 年达到 6 亿美元。预计药物释放系统的营业额将从 1993 年的50亿美元增长到 2000年的 70 亿美元。目前,生物材料制品的总产值已达 40 亿美元,其中生物高分子及制品的产值为 25 亿美元。据统计:截至 1990 年,美国、日本和西欧等国发表的有关医用高分子的学术论文和专利已超过 3 万篇。我国生物医学高分子研究起步较晚。自 20 世纪 70 年代末起,北京大学和南开大学从事这一领域的研究。“九五”期间由何炳林与卓仁禧主持的国家自然科学基金重大项目组织大批科研力量进行研究,在此领域取得了显著成绩。1998 年“生物医学高分子”项目获教育部科技进步一等奖。例如,冯新德等设计合成的链段

化聚醚氨酯以及由铈离子引发的接枝聚合物,具有良好的抗凝血性能;通过丙交酯与己内酯的开环共聚合反应制备了恒速降解的生物降解高分子,可用作药物缓释材料。何炳林等根据分子识别原理设计合成的血液净化材料不仅可通过血液灌流清除肝衰竭、肾衰竭、自免疫疾病患者体内积蓄的内源性物质,而且还可以救治安眠药等药物中毒患者,已在临床试用千余例;在医用固定化酶和高分子修饰酶研究中,发展了若干有效的反应方法,使生物高分子保持高活性的前提下达到较高的固载量。卓仁禧等不仅设计合成了大量的始于药物控释的生物降解聚磷酸酯,而且发展了以 4-二甲氨基吡啶催化磷酸酯的缩聚反应制备高分子量聚磷酸酯和用脂肪酶催化含磷杂环化合物的开环聚合方法,并研究发现聚磷酸酯的免疫活性。林思聪等提出设计抗凝血材料的表面结构的“维持正常构象”假说,并发展了聚氨酯、聚硅氧烷、聚烯烃的表面接枝反应,合成了多种表面抗凝血性能良好的新材料。这些研究成果不仅在国际上产生了重要影响,而且对于我国生物医用高分子领域的发展奠定了基础。如 1988 年在昆明召开了国际高分子生物材料讨论会,它是继在日本召开的 Biomaterial Congress 的Post-symposium。此外,在天津、桂林、武汉、昆明也召开过多次国际生物医学高分子讨论会。目前,国内主要有十几个高校和研究机构从事生物医用高分子研究,研究队伍不断扩大,研究方向几乎包括生物医用高分子的各个方面。

5 医用高分子材料的发展及展望

我国医用高分子材料的研究起步较早、发展较快。目前约有 50 多个单位从事这方面的研究,现有医用高分子材料 60 多种,制品达 400 余种,用于医疗的聚甲基丙烯酸甲酯每年达 300 t。然而,我国医用高分子材料的研究目前仍然处于经验和半经验阶段[5],还没有能够建立在分子设计的基础上。因此,应该以材料的结构与性能关系,材料的化学组成、表面性质和生命体组织的相容性之间的关系为依据来研究开发新材料。医用高分子材料要应用于生物体必须同时要满足生物功能性、生物相容性、化学稳定性和可加工性等严格的要求。生物医用材料的研究和发展方向主要包括以下几方面:

5.1 组织工程材料

组织工程是应用生命科学与工程的原理和方法构建一个生物装置,来维护、增进人体细胞和组织的生长,以恢复受损组织或器官的功能。它的主要任务是实现受损组织和器官的修复或再建,延长寿命和提高健康水平。其方法是:将特定组织细胞“种植”于一种生物相容性良好、可被人体逐步降解吸收的生物材料上,形成细胞-生物材料复合物;生物材料为细胞的增长繁殖提供三维空间和营养代谢环境;随着材料的降解和细胞的繁殖,形成新的与自身功能和形态相适应的组织或器官。这种具有生命力的活体组织或器官能对病损组织或器官进行结构、形态和功能的重建,并达到永久替代。

5.2 生物医用纳米材料———药物控释材料及基因治疗载体材料

高分子药物控制释放体系不仅能提高药效,简化给药方式,大大降低药物的毒副作用,而且纳米靶向控制释放体系使药物在预定的部位,按设计的剂量,在需要的时间范围内,以一定的速度在体内缓慢释放,从而达到治疗某种疾病或调节生育的目的。一次性注射或口服的高分子疫苗制剂的开发,将克服普通疫苗需多次注射方能奏效的缺点,而深受人们的重视。高分子避孕疫苗的研制又将为人类的生育调节提供一个简便、无毒副作用、十分安全的新方法,并有可能成为未来控制人口增长的重要措施。基因治疗是导入正常基因于特定的细胞(癌细

胞)中,对缺损或致病的基因进行修复,或者导入能够表达出具有治疗癌症功能的蛋白质基因,或导入能阻止体内致病基因合成蛋白质的基因片段来组织致病基因发生作用,从而达到治疗的目的。基因疗法的关键是导入基因的载体,只有借助载体,正常基因才能进入细胞核内。目前,高分子纳米材料和脂质体是基因治疗的理想载体,它具有承载容量大、安全性能高的特点。近来新合成的树枝状高分子材料作为基因导入的载体值得关注。

5.3 复合生物材料

作为硬组织修复材料的主体,复合生物材料受到广泛重视,它具有强度高、韧性好的特点,目前已广泛用于临床。通过具有不同性能材料的复合,可以达到“取长补短”的效果,可以有效地解决材料的强度、韧性及生物相容性问题,是生物材料新品种开发的有效手段。提高复合材料界面之间的相容性是复合材料研究的主要课题。根据使用方式不同,研究较多的是合金、碳纤维/高分子材料、无机材料(生物陶瓷、生物活性玻璃)、高分子材料的复合研究。

6.4 生物材料表面改性是永久性课题

除了设计、制备性能优异的新材料外,还可通过对传统材料进行表面化学处理、表面物理改性和生物改性提高材料性能。材料表面改性是生物材料研究的永久性课题。如:在选用合成高分子材料制造人造器官时,可以用共聚的方法,把两种以上的高分子合成在一起,使材料分子中的亲水基团稀稀落落分布于各处,呈微观体均匀结构状态,这样可以大大提高抗血栓功能。展望未来,高新技术的注入将极大地增强医用高分子材料产业的活力。常规医学材料的应用中所面临的人工关节失效的磨损碎屑问题,心血管器件的抗凝血问题,材料的降解机制问题,评价材料和植入体长期安全性、可靠性的可靠方法和模型等问题有望得到改善。但同发达国家相比,我国的医用高分子相关产业的规模以及研究开发的水平都还有较大的差距。我国加入 WTO 后医用材料产业将面临重大挑战和机遇,所以应在国家的大力支持下,跨部门、跨学科通力合作,通过走自力更生与技术引进相结合之路,在生物材料、分子设计、仿生模拟、智能化药物控施等方面重点投入。医用高分子材料必将为造福人类作出更大贡献。

6 结语

21 世纪是生物技术时代,克隆技术的突破性进展已给人类带来了无限的想象空间。用储存容量提高 10 亿倍的生物计算机模拟人脑将成为可能,智能机器人将在广泛的领域发挥作用。此外,人工脏器将更多地挽救临危病人,高分子长效缓释药物将给人类的健康带来福音。由于一切生命物质的基本单元都是有机分子,而人体就是由多种功能高分子复杂组装起来的有机结合体,因此,从分子设计理论的角度来看,由人工合成各种功能的生物医用高分子都是可能的,功能高分子具有向一切领域纵深发展的美妙前景。

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病媒生物的防治宣传资料

病媒生物防治宣传资料 病媒生物密度有三项达到全国爱卫会规定的标准,另一项不得超过国家规定标准的三倍。那么病媒生物密度必须达到:鼠密度达到外环境2功力长的距离发现鼠迹不得超过5处;在15平米的房间内布粉块一夜后有鼠迹粉块不得超过3%;有鼠洞、鼠粪、鼠咬痕等鼠迹的房间不得超过2%。苍蝇密度:重点单位有蝇房间不超过1%,一般单位不超过3%,平均每有蝇房间不超过3只苍蝇;重点单位防蝇设施不合格房间不超过5%(安装纱窗、门帘等);加工和销售直接入口食品的场所不得有蝇(凉菜间、水果间、糕点房操作间内);蝇类孽生的蛆和蛹检出率不超过3%。蚊密度:在居民住宅、单位内处环境的各种存水容器和积水中,蚊幼及蛹的检出率不超过3%;特殊场所白天人诱蚊30分钟,平均每人次诱蚊不超过1只(在公园、废品收购市场、水塘边等处)。蟑螂密度:发现有活蟑螂的房间不超过3%,平均每间房成虫不超过5只,幼虫不超过4只;有蟑螂粪便、蜕皮、卵鞘壳等蟑迹的房间不超过5%。 老鼠的危害及防制 一、老鼠对人类生产生活有哪些危害? 工业、交通、通讯方面,由于老鼠咬坏电缆防线,造成精密仪器损坏、交通瘫痪、通讯中断、引发火灾。农业方面,每年生产的粮食约有5%被老鼠夺去,全世界每年损耗的粮食有5000万吨,损失上亿美元。老鼠携带多种病原体,严重危害人类健康。有史以来死于鼠传染疾病的人数,远远超过历次战争死亡人数的总和。 二、老鼠传播哪些疾病老鼠传播哪些疾病?

老鼠能携带细菌、病毒、立克氏体、寄生虫等200余种病原体,其中能使人致病的有57种,对人类危害大的有:鼠疫、流行性出血热、钩端螺旋体病、恙虫病、森林脑炎、蜱回归热、地方性斑疹伤寒、野兔热等。 三、防鼠的方法有哪些? 搞好防鼠设施,封堵一切老鼠可能进出的通道、孔洞。控制好食物的存放,断绝老鼠的食源和水源,让老鼠无食物可吃。收藏好中各类食物存放,尤其是生活垃圾要及时清理。 四、常用的灭鼠方法有哪些? 除搞好环境治理和设置防鼠设施外,可采用以下方法进行灭鼠: 物理灭鼠法:它包括使用鼠夹、鼠笼、粘鼠板、电鼠器等。②药物灭鼠法:使用抗凝血剂类慢性鼠药,如溴敌隆、大隆等。严禁使用急性鼠药。 蟑螂的危害及防制 蟑螂,俗称偷油婆、灶蚂子。目前全世界已定名的蟑螂种类约5000种。最常见的与人们生活密切相关的有:德国小蠊、美洲大蠊、澳洲大蠊、黑胸大蠊、日本大蠊、褐斑大蠊等种类。目前一些市民所说的“外国蟑螂”,其实就是我国最常见的“德国小蠊”。 一、蟑螂的习性有哪些特点 蟑螂是夜行性和喜温性的爬行昆虫,喜欢生活在温暖、潮湿、阴暗、不受惊扰、接近水源和食源的地方。其主要特点:见缝就钻、昼伏夜出、耐饥不耐渴、边吃边拉边吐、繁殖速度快等。蟑螂无所不吃。能吃各类

生物化学复习资料

什么是蛋白质的变性作用?引起蛋白质变性的因素有哪些?有何临床意义?在某些理化因素作用下, 使蛋白质严格的空间结构破坏,引起蛋白质理化性质改变和生物学活性丧失的现象称为蛋白质变性。引起蛋白质变性的因素有:物理因素,如紫外线照射、加热煮沸等;化学因素,如强酸、强碱、重金属盐、有机溶剂等。临床上常常利用加热或某些化学士及使病原微生物的蛋白质变性,从而达到消毒的目的,在分离、纯化或保存活性蛋白质制剂时,应采取防止蛋白质变性的措施。 比较蛋白质的沉淀与变性 蛋白质的变性与沉淀的区别是:变性强调构象破坏,活性丧失,但不一定沉淀;沉淀强调胶体溶液稳定因素破坏,构象不一定改变,活性也不一定丧失,所以不一定变性。 试述维生素B1的缺乏可患脚气病的可能机理 在体内Vit B1 转化成TPP,TPP 是α-酮酸氧化脱羧酶系的辅酶之一,该酶系是糖代谢过程的关键酶。维生素B1 缺乏则TPP 减少,必然α-酮酸氧化脱羧酶系活性下降,有关代谢反应受抑制,导致ATP 产生减少,同时α-酮酸如丙酮酸堆积,使神经细胞、心肌细胞供能不足、功能障碍,出现手足麻木、肌肉萎缩、心力衰竭、下肢水肿、神经功能退化等症状,被通称为“脚气病”。 简述体内、外物质氧化的共性和区别 共性①耗氧量相同。②终产物相同。③释放的能量相同。

区别:体外燃烧是有机物的C 和H 在高温下直接与O2 化合生成CO2 和H2O,并以光和热的形式瞬间放能;而生物氧化过程中能量逐步释放并可用于生成高能化合物,供生命活动利用。 简述生物体内二氧化碳和水的生成方式 ⑴CO2 的生成:体内CO2 的生成,都是由有机酸在酶的作用下经脱羧反应而生成的。根据释放CO2 的羧基在有机酸分子中的位置不同,将脱羧反应分为: α-单纯脱羧、α-氧化脱羧、β-单纯脱羧、β-氧化脱羧四种方式。 ⑵水的生成:生物氧化中的H2O 极大部分是由代谢物脱下的成对氢原子(2H),经一系列中间传递体(酶和辅酶)逐步传递,最终与氧结合产生的。 试述体内两条重要呼吸链的排练顺序,并分别各举两种代谢物氧化脱氢 NADH 氧化呼吸链:顺序:NADH→FMN/(Fe-S)→CoQ→Cytb→c1→c→aa3 如异柠檬酸、苹果酸等物质氧化脱氢,生成的NADH+H+均分别进入NADH 氧化呼吸链进一步氧化,生成2.5 分子ATP。 琥珀酸氧化呼吸链:FAD·2H/(Fe-S)→CoQ→Cytb→c1→c→aa3 如琥珀酸、脂酰CoA 等物质氧化脱氢,生成的FAD·2H 均分别进入琥珀酸氧化呼吸链进一步氧化,生成1.5 分子ATP。 试述生物体内ATP的生成方式 生物体内生成ATP 的方式有两种:底物水平磷酸化和氧化磷酸化。

材料物理基础知识点总结

点缺陷1范围分类1点缺陷.在三维空间各方向上尺寸都很小,在原子尺寸大小的晶体缺陷.2线缺陷在三维空间的一个方向上的尺寸很大(晶粒数量级),另外两个方向上的尺寸很小(原子尺寸大小)的晶体缺陷.其具体形式就是晶体中的位错3面缺陷在三维空间的两个方向上的尺寸很大,另外一个方向上的尺寸很小的晶体缺陷 2点缺陷的类型1空位.在晶格结点位置应有原子的地方空缺,这种缺陷称为“空位”2.间隙原子.在晶格非结点位置,往往是晶格的间隙,出现了多余的原子.它们可能是同类原子,也可能是异类原子3.异类原子.在一种类型的原子组成的晶格中,不同种类的原子替换原有的原子占有其应有的位置3点缺陷的形成弗仑克耳缺陷:原子离开平衡位置进入间隙,形成等量的空位和间隙原子.肖特基缺陷:只形成空位不形成间隙原子.(构成新的晶面)金属:离子晶体:1 负离子不能到间隙2 局部电中性要求 4点缺陷的方程缺陷方程三原则: 质量守恒, 电荷平衡, 正负离子格点成比例增减. 肖特基缺陷生成:0=V M,,+ V O··弗仑克尔缺陷生成: M M=V M,,+ M i ·· 非计量氧化物:1/2O2 (g)=V M,,+ 2h· + O O不等价参杂:Li2O=2Li M, + O O + V O··Li2O+ 1/2O2 (g) =2Li M, + 2O O + 2h· .Nb2O5=2Nb Ti ·+ 2 e, + 4O O + 1/2O2 (g) 5过饱和空位.晶体中含点缺陷的数目明显超过平衡值.如高温下停留平衡时晶体中存在一平衡空位,快速冷却到一较低的温度,晶体中的空位来不及移出晶体,就会造成晶体中的空位浓度超过这时的平衡值.过饱和空位的存在是一非平衡状态,有恢复到平衡态的热力学趋势,在动力学上要到达平衡态还要一时间过程. 6点缺陷对材料的影响.原因无论那种点缺陷的存在,都会使其附近的原子稍微偏离原结点位置才能平衡即造成小区域的晶格畸变.效果1提高材料的电阻定向流动的电子在点缺陷处受到非平衡力(陷阱),增加了阻力,加速运动提高局部温度(发热)2加快原子的扩散迁移空位可作为原子运动的周转站3形成其他晶体缺陷过饱和的空位可集中形成内部的空洞,集中一片的塌陷形成位错4改变材料的力学性能.空位移动到位错处可造成刃位错的攀移,间隙原子和异类原子的存在会增加位错的运动阻力.会使强度提高,塑性下降. 位错 7刃型位错若将上半部分向上移动一个原子间距,之间插入半个原子面,再按原子的结合方式连接起来,得到和(b)类似排列方式(转90度),这也是刃型位错. 8螺型位错若将晶体的上半部分向后移动一个原子间距,再按原子的结合方式连接起来(c),同样除分界线附近的一管形区域例外,其他部分基本也都是完好的晶体.而在分界线的区域形成一螺旋面,这就是螺型位错 9柏氏矢量.确定方法,首先在原子排列基本正常区域作一个包含位错的回路,也称为柏氏回路,这个回路包含了位错发生的畸变.然后将同样大小的回路置于理想晶体中,回路当然不可能封闭,需要一个额外的矢量连接才能封闭,这个矢量就称为该位错的柏氏矢10柏氏矢量与位错类型的关系刃型位错,柏氏矢量与位错线相互垂直.(依方向关系可分正刃和负刃型位错).螺型位错,柏氏矢量与位错线相互平行.(依方向关系可分左螺和右螺型位错).混合位错,柏氏矢量与位错线的夹角非0或90度. 柏氏矢量守恒1同一位错的柏氏矢量与柏氏回路的大小和走向无关.2位错不可能终止于晶体的内部,只能到表面,晶界和其他位错,在位错网的交汇点, 11滑移运动--刃型位错的滑移运动在晶体上施加一切应力,当应力足够大时,有使晶体上部向有发生移动的趋势.假如晶体中有一刃型位错,显然位错在晶体中发生移动比整个晶体移动要容易.因此,①位错的运动在外加切应力的作用下发生;②位错移动的方向和位错线垂直;③运动位错扫过的区域晶体的两部分发生了柏氏矢量大小的相对运动(滑移);④位错移出晶体表面将在晶体的表面上产生柏氏矢量大小的台阶.螺型位错的滑移在晶体上施加一切应力,当应力足够大时,有使晶体的左右部分发生上下移动的趋势.假如晶体中有一螺型位错,显然位错在晶体中向后发生移动,移动过的区间右边晶体

生物医用材料发展的认识

医用卫生材料发展的认识 生物医用纺织品是纺织学科与生物医学学科相互交叉的新学科领域。它具有科技含量高,市场前景广阔,创新性强等特点。目前生物医用纺织品主要采用非织造技术,约有70%的生物医用纺织品为用即弃产品。 我们了解的生物医用纺织品在卫生方面有尿布,卫生巾,成人失禁尿垫,防护服,创可贴等。 传统的尿布具有透气性好,柔软,价格较低,可重复使用等优点,但是需频繁更换,洗涤、晾晒麻烦,多次使用表面毛糙,易引发尿布疹。根据市场调研报告,一次性的纸尿裤具有巨大的市场空间。目前,一次性纸尿裤的结构有四层,表层是柔软、快速渗透、保持干爽的聚丙烯热轧布、纺粘非织造布;导流层是热塑性纤维或双组分纤维的热粘合纤网,能使尿液快速转移;吸收芯层是绒毛浆加超吸收树脂,能够大量储存液体;背层是PP透气薄膜,能够防止尿液渗透,隔离。它具有干净卫生、表面干爽、吸收强、渗透快、穿着方便等优点,但是这种一次性纸尿裤抗菌性差、异味大、长时间使用易得尿布疹、属于一次性产品,而且处理麻烦。因此在一次性纸尿裤上面还有一定的发展前景和空间。 防护服在医用方面起着重要的作用,它必须具有良好的过滤阻隔性、抗粒子穿透性、抗静水压、屏蔽性、抗撕裂、抗磨、拒污、不起绒、无毒、舒适等优良特征。此外,耐用型防护服还要求一定的耐消毒耐洗涤性能。欧美国家以涤纶、粘胶等纤维为原料通过浸渍粘合法、泡沫浸渍法、热轧法或水刺法等方法获得手感柔软,抗拉力高,透气性好,“用即弃”型防护服,避免交叉感染。而我国一次性用品仅限于口罩、帽子之类,一次性手术衣等防护服使用率很低。国内市场上销售的医用防护服主要有三类:非织造类、涂层类闪蒸法一次成型类,且普通非织造防护服防护效率只40%。目前,我国采用《GB19082-2003医用一次性防护服技术要求》标准,以《生物防护服通用规范》作为补充,但仍然不够完善。美国的NFPA 1999要求更为严格。下表是医用防护服的设计要求比较

生物防治复习资料

生物防治:指利用天敌或某些生物的代谢物来控制有害生物(植物病虫害和杂草)的理论和实践的科学。 害虫生物防治 狭义:利用害虫的天敌来控制害虫的理论和实践。 广义:利用生物有机体或其代谢产物控制害虫的科学 本课程内容上侧重利用天敌(昆虫、微生物、动物)控制害虫。 生物防治在综合治理(IPM)中的地位 森林害虫综合治理是指以营林技术措施为基础,以生物防治为主体,因地制宜的配合其他有效措施,把害虫的危害控制在经济允许的水平以下。 生物防治是综合治理的一个重要组成部分。 都是以生态学理论为基础和出发点 生防范围: 1、天敌昆虫的利用 2、微生物防治 3、捕食性鸟类的利用 4、昆虫不育和遗传防治 5、动物源生物杀虫剂 6、植物源性生物杀虫剂 7、杂草的生物防治:主要针对农田、河、塘的杂草 8、病害的生物防治 9、现代生物技术的应用 生防性质: 利用天敌调节害虫种群密度,,属于生态学的范畴,与生态环境保护具有“相容性”。对害虫的影响是永远存在的,具有与可持续发展的“统一性”。 生防优点: 它能有效的控制害虫; 不杀伤天敌,不破坏生态平衡,有利于生物多样性的保护;不污染环境,无残毒 不引起害虫再猖獗或次要害虫大发生; 可降低防治成本,提高收入。 森林具有较长而稳定的生态环境,十分适合于开展生物防治。 生防缺点: 对害虫的控制作用不如化学药剂快; 使用、效果不如化学农药简便和稳定; 不易成批生产,产品质量不及化学农药较易控制。

1.为什么森林生态系统有利于生物防治: 时间和空间上具有高度的稳定性,生活周期长的多层生态系 物质循环自我完结。 树木生活力强,忍受害虫的能力大,恢复力强,补偿功能大,因此,允许受害的经济域值高。 2.害虫种群数量变动原因: 内因: 是它的生命力及种和种群的遗传特性。产卵之前表现为生殖潜能,包括一年世代数、雌雄性比、交配率和产卵量等。产卵之后表现为生存潜能,如对环境的适应性、对极端温度和湿度的耐性、对天敌或疾病的抗性、种群内部的数量的调节能力等。 外因: 环境:是某一特定生物体或生物群体以外的空间中直接或间接影响生物群体生长的一切事物(生物的、非生物的)的总和。 气侯因子:温度、湿度、风、光等 土壤因子:土壤气侯、理化性状、土壤生物 生物因子:食物、天敌 3.物种间的关系: 中性作用竞争作用互利作用偏害作用偏利作用利己害彼作用 4.天敌跟随现象: 天敌的种群消长总是跟随在寄主害虫之后: 从发生时期看,天敌侵入森林,是在害虫建立群落之后,如皆伐迹地经人工造林后,害虫侵入人工林建立群落后,天敌方能侵入人工林。 就发生的数量来看,在天敌与害虫发生联系的初期,天敌的种群数量很少。随着害虫种群数量的逐渐增加,天敌增长的速度加快,害虫的种群数量也下降。在天敌种群数量减少之后,害虫的种群数量又有机会上升。 由于这样的关系,害虫的种群数量不至于无限地增长,也不至于无限地减少以至灭亡。这就是害虫与天敌之间的对立统一关系。 5.效果评价: 1、寄生率或捕食率高低 2、防治前后种群数量之比 3、是否是寄主种群变异的主导因子。 4、是否能把害虫控制在经济阈值以下

生物化学复习资料(人卫7版)汇总讲解

生化复习资料 第一章 一、蛋白质的生理功能 蛋白质是生物体的基本组成成分之一,约占人体固体成分的45%左右。蛋白质在生物体内分布广泛,几乎存在于所有的组织器官中。蛋白质是一切生命活动的物质基础,是各种生命功能的直接执行者,在物质运输与代谢、机体防御、肌肉收缩、信号传递、个体发育、组织生长与修复等方面发挥着不可替代的作用。 二、蛋白质的分子组成特点 蛋白质的基本组成单位是氨基酸 ?编码氨基酸:自然界存在的氨基酸有300余种,构成人体蛋白质的氨基酸只有20种,且具有自己的遗传密码。各种蛋白质的含氮量很接近,平均为16%。 ?每100mg样品中蛋白质含量(mg%):每克样品含氮质量(mg)×6.25×100。 氨基酸的分类 ?所有的氨基酸均为L型氨基酸(甘氨酸)除外。 ?根据侧链基团的结构和理化性质,20种氨基酸分为四类。 1.非极性疏水性氨基酸:甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、缬氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)、异亮氨酸(Ile)、苯丙氨酸(Phe)、脯氨酸(Pro)。 2.极性中性氨基酸:色氨酸(Trp)、丝氨酸(Ser)、酪氨酸(Tyr)、半胱氨酸(Cys)、蛋氨酸(Met)、天冬酰胺(Asn)、谷胺酰胺(gln)、苏氨酸(Thr)。 3.酸性氨基酸:天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)。 4.碱性氨基酸:赖氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)、组氨酸(His)。 ?含有硫原子的氨基酸:蛋氨酸(又称为甲硫氨酸)、半胱氨酸(含有由硫原子构成的巯基-SH)、胱氨酸(由两个半胱氨酸通过二硫键连接而成)。 ?芳香族氨基酸:色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸。 ?唯一的亚氨基酸:脯氨酸,其存在影响α-螺旋的形成。 ?营养必需氨基酸:八种,即异亮氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸、亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、赖氨酸。可用一句话概括为“一家写两三本书来”,与之谐音。 氨基酸的理化性质 ?氨基酸的两性解离性质:所有的氨基酸都含有能与质子结合成NH4+的氨基;含有能与羟基结合成为COO-的羧基,因此,在水溶液中,它具有两性解离的特性。在某一pH环境溶液中,氨基酸解离生成的阳郭子及阴离子的趋势相同,成为兼性离子。此时环境的pH值称为该氨基酸的等电点(pI), 氨基酸带有的净电荷为零,在电场中不泳动。pI值的计算如下:pI=1/2(pK 1 + pK 2 ),(pK 1 和pK 2 分 别为α-羧基和α-氨基的解离常数的负对数值)。 ?氨基酸的紫外吸收性质 ?吸收波长:280nm ?结构特点:分子中含有共轭双键 ?光谱吸收能力:色氨酸>酪氨酸>苯丙氨酸 ?呈色反应:氨基酸与茚三酮水合物共加热,生成的蓝紫色化合物在570nm波长处有最大吸收峰;蓝紫色化合物=(氨基酸加热分解的氨)+(茚三酮的还原产物)+(一分子茚三酮)。 肽的相关概念 ?寡肽:小于10分子氨基酸组成的肽链。 ?多肽:大于10分子氨基酸组成的肽链。 ?氨基酸残基:肽链中因脱水缩合而基团不全的氨基酸分子。 ?肽键:连接两个氨基酸分子的酰胺键。 ?肽单元:参与肽键的6个原子Cα1、C、O、N、H、Cα2位于同一平面,组成肽单元。

《新能源材料物理基础》主要知识点(word文档物超所值)

《新能源材料物理基础》知识要点 绪论知识要点 1)能源的概念 能源亦称能量资源或能源资源,是指可产生各种能量(如热量、电能、光能和机械能等)或可作功的物质的统称,是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源 2)能源的重要意义 能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力,是人类赖以生存的基础。 人的衣食住行都离不开各种形式的能源。 能源与人类社会的生存与发展休戚相关 3)按照来源,能源可以分为哪三类? 来自地球外部天体的能源(主要是太阳能) 地球本身蕴藏的能量。如原子核能、地热能等。 地球和其他天体相互作用而产生的能量。如潮汐能 4)按照基本形态,能源可以分为哪两类? 有一次能源和二次能源 5)按照使用性质,能源可以分为哪两类? 有燃料型能源(煤炭、石油、天然气、泥炭、木材)和非燃料型能源(水能、风能、地热能、海洋能)。 6)新能源概念 又称非常规能源,是指传统能源(煤炭、石油、天然气、水能、木材等)之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源。 7)新能源的特点 1)资源丰富,可再生,可供人类永续利用; 2)能量密度低,开发利用需要较大空间; 3)不含碳或含碳量很少,对环境影响小;

4)分布广,有利于小规模分散利用; 5)间断式供应,波动性大,对继续供能不利; 6)目前除水电外,可再生能源的开发利用成本较化石能源高。 8)新能源有哪些主要类型? 大中型水电; 新可再生能源,包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能; 传统生物质能。 9)新能源材料的概念与主要类型 新能源材料,就是为利用这些非常规的能源,所制造的新兴材料。 能源技术材料、能量转换与储能材料和节能材料等。 快离子导体与燃料电池知识要点 1.材料的导电载流子主要有哪些? 电子,电子空穴;离子,离子空位 2.材料按照其导电性大小,可以分为4种类型;导电性与温度的关系 超导体导体半导体绝缘体

生物材料发展

生物材料发展https://www.360docs.net/doc/c613816574.html,work Information Technology Company.2020YEAR

生物材料 姓名:邓伟林 专业:材料科学与工程 学号: 2013510130 授课老师:魏丽乔 一、前言 生物材料通常也称为生物医学材料。2000年5月份于美国夏威夷洲Big-sland岛召开的第六届国际生物材料年会上,科学家们对“生物材料”进行定义:“生物材料是一种植入生命系统内或与生命系统相结合而设计的物质,它与生命体不起药理反应”[1]。该定义规定了生物材料是指置换或恢复生命组织及其功

能,与生命体呈生物相容性的植入材料。它指的是一类具有特殊性能、特种功能,用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、检查、治疗疾患等医疗、保健领域,而对人体组织、血液不致产生不良影响的材料[2]。 我国生物医用材料研制和生产迅速发展,作为一个新兴产业,已经初具规模。2006年发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》不仅将生物技术作为科技发展的五个战略重点之一,同时在基础研究等方面也给予了高度重视。2010年9月通过的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》也将生物产业列入战略性新兴产业,并明确指出要求“加快先进医疗设备、医用材料等生物医学工程产品的研发和产业化,促进规模化发展”。 二、生物材料发展历程 一般认为,生物材料的发展大致经历了三代。 第一代生物医学材料主要是指第一次世界大战以前所使用的生物材料。代表材料有石膏、金属、橡胶以及棉花等物品[2]。这一代的材料大都已被现代医学所淘汰。 第二代生物医学材料的发展是建立在医学、材料科学(尤其是高 分子材料学)、生物化学、物理学以及大型物理测试技术发展的基础上的, 研究人员也多由材料学家和医生来担任。代表材料有羟基磷灰石、磷酸三钙、聚羟基乙酸、聚甲基丙烯酸羟乙基醋、胶原、多肤、纤维蛋白等[1,2]。 第三代生物医学材料是一类具有促进人体自身修复和再生作用的生物 医学复合材料。由具有生理“活性”的组元及控制载体的“非活性”组元构成, 具有较理想的修复再生效果[2]。它通过材料之间的复合、材料与活细胞的 融合、活体组织和人工材料的杂交等手段, 赋予材料特异的靶向修复、治 疗和促进作用, 从而使病变组织大部分甚至全部由健康的再生组织取代。代表材料:骨形态发生蛋白(bone morphegenetic protein,BMP)材料[3]。 二、生物材料的性能要求

最新病媒生物防制资料资料

病媒生物防制资料 工程名称: 编制人: 编制单位:

目录 一、工程基本情况 二、本单位平面图及放毒饵平面图 三、病媒生物防治领导小组文件 四、病媒生物防治工作网络图 五、病媒生物防治工作专职人员名单 六、病媒生物防治管理规定 七、病媒生物防治工作人员分工及任务 八、病媒生物防治工作计划 九、灭鼠通知 十、灭鼠毒饵投放记录 十一、灭鼠小结 十二、消杀前通知 十三、灭蚊蝇喷药记录 十四、消杀小结 十五、病媒生物防治工作检查表 十六、卫生检查表 十七、病媒生物孳生地调查及治理 十八、除四害工作总结 十九、综合防治

二十、购药票据 一、工程概况 本工程为澄城县新城国际半岛小区中的一栋住宅楼,由两个单元组成,为十八层高住宅楼,建筑工程等级二级,主楼为剪力墙结构,建筑抗震设防烈度6度,框架抗震等级一级,剪力墙抗震等级一级,建筑结构安全等级为二级,结构使用年限50年。 二、本单位平面图及投放平面图 三、病媒生物防治领导小组文件 根据质监站、市卫办相关要求,为确保省级卫生城市复查顺利,病媒生物防制专项考核达标,经院创卫领导小组研究决定,成立医院病媒生物防制

领导小组,通知如下: (一)病媒生物防制领导小组 组长:杨小军 成员: 杨雄伟、袁都喜、张兴海、党甲录、张威 负责病媒生物防制日常工作 (二)基本职责 本着“消灭四害、保障健康”的指导思想,深入开展病媒生物防治工作,杜绝病媒传染病的传播。切实保护医护人员、病人身体健康,有效控制鼠类传染病的发生及灭蚊灭蝇工作。并负责病媒生物防制工作软资料的搜集、整理、归卷工作。 四、病媒生物防治工作网络图 五、病媒生物防治工作专职人员名单 组长:杨小军 副组长:袁都喜、杨雄伟、 组员:张兴海、张威、党甲录、王云、何汝霖、权根林

材料物理性能

材料物理性能 第一章、材料的热学性能 一、基本概念 1.热容:物体温度升高1K 所需要增加的能量。(热容是分子热运动的能量随温度变化的一个物理量)T Q c ??= 2.比热容:质量为1kg 的物质在没有相变和化学反应的条件下升高1K 所需要的热量。[ 与 物质的本性有关,用c 表示,单位J/(kg ·K)]T Q m c ??=1 3.摩尔热容:1mol 的物质在没有相变和化学反应的条件下升高1K 所需要的热量。用Cm 表示。 4.定容热容:加热过程中,体积不变,则所供给的热量只需满足升高1K 时物体内能的增加,不必再以做功的形式传输,该条件下的热容: 5.定压热容:假定在加热过程中保持压力不变,而体积则自由向外膨胀,这时升高1K 时供 给 物体的能量,除满足内能的增加,还必须补充对外做功的损耗。 6.热膨胀:物质的体积或长度随温度的升高而增大的现象。 7.线膨胀系数αl :温度升高1K 时,物体的相对伸长。t l l l ?=?α0 8.体膨胀系数αv :温度升高1K 时,物体体积相对增长值。t V V t t V ??= 1α 9.热导率(导热系数)λ:在 单位温度梯度下,单位时间内通过单位截面积的热量。(标志 材 料热传导能力,适用于稳态各点温度不随时间变化。)q=-λ△T/△X 。 10.热扩散率(导温系数)α:单位面积上,温度随时间的变化率。α=λ/ρc 。α表示温度变化的速率(材料内部温度趋于一致的能力。α越大的材料各处的温度差越小。适用于非稳态不稳定的热传导过程。本质仍是材料传热能力。)。 二、基本理论

1.德拜理论及热容和温度变化关系。 答:⑴爱因斯坦没有考虑低频振动对热容的贡献。 ⑵模型假设:①固体中的原子振动频率不同;处于不同频率的振子数有确定的分布函数; ②固体可看做连续介质,能传播弹性振动波; ③固体中传播的弹性波分为纵波和横波两类; ④假定弹性波的振动能级量子化,振动能量只能是最小能量单位hν的整数倍。 ⑶结论:①当T》θD时,Cv,m=3R;在高温区,德拜理论的结果与杜隆-珀蒂定律相符。 ②当T《θD时,Cv,m∝3T。 ③当T→0时,Cv,m→0,与实验大体相符。 ⑷不足:①由于德拜把晶体看成连续介质,对于原子振动频率较高的部分不适用; ②晶体不是连续介质,德拜理论在低温下也不符; ③金属类的晶体,没有考虑自由电子的贡献。 2.热容的物理本质。 答:温度一定时,原子虽然振动,但它的平衡位置不变,物体体积就没变化。物体温度升高了,原子的振动激烈了,但如果每个原子的平均距离保持不变,物体也就不会因为温度升高而发生膨胀。 【⑴反映晶体受热后激发出的晶格波和温度的关系; ⑵对于N个原子构成的晶体,在热振动时形成3N个振子,各个振子的频率不同,激发出的声子能力也不同; ⑶温度升高,晶格的振幅增大,该频率的声子数目也增大; ⑷温度升高,在宏观上表现为吸热或放热,实质上是各个频率声子数发生变化。材料物理的解释】 3.热膨胀的物理本质。 答:由于原子之间存在着相互作用力,吸引力与斥力。力大小和原子之间的距离有关(是非线性关系,引力、斥力的变化是非对称的),两原子相互作用是不对称变化,当温度上升,势能增高,由于势能曲线的不对称性必然导致振动中心右移。即原子间距增大。 ⑴T↑原子间的平均距离↑r>r0吸引合力变化较慢 ⑵T↑晶体中热缺陷密度↑r<r0排斥合力变化较快 【材料质点间的平均距离随温度的升高而增大(微观),宏观表现为体积、线长的增大】 4.固体材料的导热机制。 答:⑴固体的导热包括:电子导热、声子导热和光子导热。 ①纯金属:电子导热是主要机制; ②合金:声子导热的作用增强; ③半金属或半导体:声子导热、电子导热; ④绝缘体:几乎只有声子导热一种形式,只有在极高温度下才可能有光子导热存在。 ⑵气体:分子间碰撞,可忽略彼此之间的相互作用力。 固体:质点间有很强的相互作用。 5.焓和热容与加热温度的关系。P11。图1.8 ⑴①有潜热,热容趋于无穷大;⑵①无潜热,热容有突变

生物化学深刻复习资料(全)

生物化学复习资料 第一章蛋白质化学 第一节蛋白质的基本结构单位——氨基酸 凯氏定氮法:每克样品蛋白质含量(g)=每克样品中含氮量x 6.25 氨基酸结构通式: 蛋白质是由许多不同的α-氨基酸按一定的序列通过肽键缩合而成的具有生物学功能的生物大分子。 氨基酸分类:(1)脂肪族基团:丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甘氨酸、脯氨酸(2)芳香族基团:苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸(3)含硫基团:蛋氨酸(甲硫氨酸)、半胱氨酸(4)含醇基基团:丝氨酸、苏氨酸(5)碱性基团:赖氨酸、精氨酸、组氨酸(6)酸性基团:天冬氨酸、谷氨酸(7)含酰胺基团:天冬酰胺、谷氨酰胺 必需氨基酸(8种):人体必不可少,而机体内又不能合成,必需从食物中补充的氨基酸。蛋氨酸(甲硫氨酸)、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸 氨基酸的两性性质:氨基酸可接受质子而形成NH3+,具有碱性;羧基可释放质子而解离成COO-,具有酸性。这就是氨基酸的两性性质。 氨基酸等电点:指氨基酸的正离子浓度和负离子浓度相等时的pH值。 蛋白质中的色氨酸和酪氨酸两种氨基酸具有紫外吸收特性,在波长280nm处有最大吸收值。镰刀形细胞贫血:血红蛋白β链第六位上的Glu→Val替换。 第二节肽 肽键:一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基脱水综合而形成的酰胺键叫肽键。肽键是蛋白质分子中氨基酸之间的主要连接方式,它是由一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基缩合脱水而形成的酰胺键。 少于10个氨基酸的肽称为寡肽,由10个以上氨基酸形成的肽叫多肽。 谷胱甘肽(GSH)是一种存在于动植物和微生物细胞中的重要三肽,含有一个活泼的巯基。参与细胞内的氧化还原作用,是一种抗氧化剂,对许多酶具有保护作用。 化学性质:(1)茚三酮反应:生产蓝紫色物质(2)桑格反应 第三节蛋白质的分子结构 蛋白质的一级结构:是指氨基酸在肽链中的排列顺序。 蛋白质的二级结构:是指蛋白质分子中多肽链本身的折叠方式。二级结构有α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲。 蛋白质的三级结构:指蛋白质在二级结构的基础上借助各种次级键卷曲折叠成特定的球状分子结构的构象。 蛋白质的四级结构:指数条具有独立的三级结构的多肽链通过非共价键相互连接而成的聚合体结构。 维持蛋白质一级结构的化学键有肽键和二硫键,维持二级结构靠氢键,维持三级结构和四级结构靠次级键,其中包括氢键、疏水键、离子键和范德华力。 第四节蛋白质的重要性质书P16 蛋白质的等电点:当蛋白质解离的阴阳离子浓度相等即净电荷为零,此时介质的pH即为蛋白质的等电点。

材料表征方法在材料物理基础中的应用

(工程)材料物理基础课程论文 X射线衍射分析在材料物理基础中的应用 朱莉莉 S1613W0804 摘要:X射线衍射分析(X-ray diffraction,简称XRD)是一种十分有效的的材料分析方法。在众多的研究和生产中被广泛应用。将具有一定波长的X射线照射到晶体性结构物质上时,X射线因在结晶内遇到规则排列的原子或离子而发生散射,散射的X射线在某些方向上相位得到加强,从而显示与结晶结构相对应的特有的衍射现象。X射线衍射方法具有不损伤样品、无污染、快捷、测量精度高、能得到有关晶体完整性的大量信息等优点。介绍了X 射线衍射的基本原理, 从物相鉴定、点阵参数测定、微观应力测定等几方面概述了X 射线衍射技术在材料分析中的应用进展。 关键词:材料分析,X射线衍射,原理,应用

Abstract: X-ray diffraction analysis (XRD) is a very effective material analysis method, which is widely used in many research and production.When X-rays having a certain wavelength are irradiated onto a crystalline structural substance, the X-rays are scattered due to the regular arrangement of atoms or ions in the crystal, and the scattered X-rays are intensified in some directions, Crystal structure corresponding to the unique diffraction phenomenon. X-ray diffraction method has no damage to the sample, no pollution, fast, high precision, and can get a lot of information about the integrity of the crystal, etc. This article introduced the basic principle of Xraydiffraction , and discussed the application progress of X-ray diffraction technology in material analysis , which includes phase identification , determination of lattice parameter and determination of microcosmic stress etc . Key words:Material analysis, X - ray diffraction, principle, application

生物医用材料产业发展现状及思考

实用标准文案 生物医用材料产业发展现状及思考生物医用材料是用于诊断、治疗、修复或替换人体组织或器官或增进其功能的一类高技术新材料,与人类的健康息息相关。随着经济发展水平提高,大健康概念日趋升温,加之当代材料科学与技术、细胞生物学和分子生物学的进展在分子水平上深化了材料与机体间相互作用的认识,当代生物医用材料产业已经成为快速发展的高科技新兴产业。 一、生物医用材料及其产业概述 生物医用材料又称为生物材料,其传统领域主要包括支持运动功能人工器官(骨科植入物、人工骨、人工关节、人工假肢等),血液循环功能人工器官(人工血管、人工心脏瓣膜等),整形美容功能人工器官、感觉功能人工器官(人工晶体、人工耳蜗等)等,新型领域主要包括分子诊断、3D打印等。 生物医用材料的特征主要包括:安全性、耐老化、亲和性,及物理和力学性质稳定、易于加工成型、价格适当。同时,便于消毒灭菌、无毒无热源,不致癌不致畸也是必须考虑的。对于不同用途的材料,其要求各有侧重。其产业特征包括:低原材料消耗、低能耗、低环境污染、高技术附加值,高投入、高风险、高收益、知识与技术密集。 二、生物医用材料及其产业发展现状 (一)市场分析

2016年全球生物医用材料市场规模为709亿美元,预计 2021年将达到1491.7亿美元,2016~2021年的复合年增长率为16%。骨科植入材料和心血管材料是生物医用材料市场占比最高的两个细分领域,其中骨科植入材料占据了全球生物医用材料市场的头把交椅,市场占有率为37.5%。心血管材料占据生物医用材料市场的36.1%。其他的主要细分领域还包括牙科材料、血液净化材料、生物再生材料和医用耗材。 (二)竞争态势 全球生物医用材料和制品持续增长,美国、欧盟、日本仍然占据绝对领先优势。2015年,在全球医疗器械生产和消费方面,美国、欧盟、日本的市场占比分别为41%、31%和14%。美国的生物医用材料产业集聚于技术资源丰富的硅谷、128 号公路科技园、北卡罗来纳研究三角园,以及临床资源丰富的明尼阿波利斯及克利夫兰医学中心等;德国聚集于巴州艾尔格兰、 图林根州等地区;日本聚集于筑波、神奈川、九州科技园等。 图1:主要国家生物医用材料销售收入占全球医疗器械市场比例分析 - 2 -

【生物科技公司】病媒生物防治资料

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病媒生物防治资料(蚊虫防治) 蚊虫防治 (一)蚊虫的危害 1、传病:蚊虫可传播多种疾病,如中华按蚊传播疟疾,三带喙库蚊、淡色库蚊传播乙脑,埃及伊蚊、白纹伊蚊传播登革热,嗜人按蚊传播丝虫病,对人类危害极大。 2、骚扰:蚊虫夜间吸血,影响睡眼妨碍人们的休息;蚊虫白天吸血干扰正常工作;在旅游景点可影响游人的兴趣。因此,城市灭蚊不仅是保护居民健康的需要,也是提高投资环境质量的需要,具有间接经济效益。 (二)蚊虫种类各多少 据调查,目前世界上已知蚊虫约3000种,我国报导有300多种,淮安地区有10多种,其中,淡色库蚊、三带喙库蚊、白纹伊蚊、中华按蚊等是淮安地区的优势蚊种。 (三)蚊虫从哪里来 1、积水生蚊:蚊虫与积水密切相关,有水则有蚊,无水则无蚊。 2、什么叫蚊虫孳生地? 蚊虫的孳生地就是有积水的地方,可分两大类:一类是自然积水,如沟渠、河流、池塘等;另一类是非自然积水,如缸、罐、桶、盒、盆等容器、防空洞、洼地、暖气地沟积水等。 3、淮安地区四种蚊的孳生地:蚊虫虽然都生活在水中,但不同蚊种孳生类型亦不相同。 ①淡色库蚊 A.污水型:沙井、污水坑、旱厕积水等。 B.清水型:地下室积水、喷水池、缸、盆、灌、桶等。家庭中易拉灌、浇花水、浇水壶、盆景、花瓶、冰箱的接水盘等。

②白纹伊蚊 孳生在人为小型积水中、特别是容器积水,如废旧轮胎、缸、盆、罐、桶、易拉罐、塑料盒、大型机械设备凹槽等积水。 其孳生特点:所产的卵可分批孵化,这是白纹伊蚊对小容器积水经常干枯的一种反应。滞育卵可在再次或几次重新积水时孵化幼虫,以保证其繁衍。 ③三带喙库蚊 ④中华按蚊 (四)蚊虫的生活史 蚊虫的一生属于完全变态。生活史中有卵、幼虫、蛹、成虫四个阶段。当温度在25℃左右,完成一个生活周期约需14天,而卵、幼虫、蛹在水中发育则需11-12天。 提示:蚊虫一生四个时期,而有三个时期在水中,生活在水中是它的薄弱环节,也是我们防制蚊虫的最佳时机,所以清除孳生地是治本措施,会收到事半功倍的效果。 (五)蚊虫的栖息习性 蚊虫活动后,必须寻找栖息场所,吸血后更是如此。蚊虫喜欢在阴暗清凉、潮湿、避风的地方,如防空洞、地下室、人的居室、贮藏室、草丛等处。了解蚊虫的栖息习性,是有效控制和杀灭蚊虫的必要条件。 (六)蚊虫吸血习性 1、蚊虫都能吸血吗? 一般说:雄蚊不吸血,只有雌蚊吸血,这是由于蚊虫性生理的不同需要。雌蚊路遥知马力不是为了维持生命,而是繁衍后代的需要(吸血→发育卵巢→产卵→再吸血,繁衍后代)。雄蚊主要以花蜜、植物液汁等为食。 2.不同蚊种的路遥知马力习性

武汉理工材料物理性能复习资料

第一章 一、基本概念 1.塑性形变及其形式:塑性形变是指一种在外力移去后不能恢复的形变。晶体中的塑性形变有两种基本方式:滑移和孪晶。 2.蠕变:当对粘弹性体施加恒定压力σ0时,其应变随时间而增加,这种现象叫做蠕变。弛豫:当对粘弹性体施加恒定应变ε0时,其应力将随时间而减小,这种现象叫弛豫。 3.粘弹性:一些非晶体,有时甚至多晶体在比较小的应力时可以同时表现出弹性和粘性,称为粘弹性,所有聚合物差不多都表现出这种粘弹性。 4.滞弹性:对于理想的弹性固体,作用应力会立即引起弹性应变,一旦应力消除,应变也随之消除,但对于实际固体这种弹性应变的产生与消除需要有限时间,无机固体和金属这种与时间有关的弹性称为滞弹性。 二、基本理论 1.金属材料和无机非金属材料的塑性变形机理:○1产生滑移机会的多少取决于晶体中的滑移系统数量。○2对于金属,金属键没有方向性,滑移系统多,所以易于滑移而产生塑性形变。对于无机非材料,离子键和共价键有明显的方向性,同号离子相遇,斥力极大,只有个别滑移系统才能满足几何条件与静电作用条件。晶体结构越复杂,满足这种条件就越困难,所以不易产生滑移。○3滑移反映出来的宏观上的塑性形变是位错运动的结果,无机材料不易形成位错,位错运动也很困难,也就难以产生塑性形变,材料易脆断。 金属与非金属晶体滑移难易的对比 金属非金属 由一种离子组成组成复杂 金属键物方向性共价键或离子键有方向性 结果简单结构复杂 滑移系统多滑移系统少 2.无机材料高温蠕变的三个理论 ○1高温蠕变的位错运动理论:无机材料中晶相的位错在低温下受到障碍难以发生运动,在高温下原子热运动加剧,可以使位错从障碍中解放出来,引起蠕变。当温度增加时,位错运动加快,除位错运动产生滑移外,位错攀移也能产生宏观上的形变。热运动有助于使位错从障碍中解放出来,并使位错运动加速。当受阻碍较小时,容易运动的位错解放出来完成蠕变后,蠕变速率就会降低,这就解释了蠕变减速阶段的特点。如果继续增加温度或延长时间,受阻碍较大的位错也能进一步解放出来,引起最后的加速蠕变阶段。 ○2扩散蠕变理论:高温下的蠕变现象和晶体中的扩散现象类似,并且把蠕变过程看成是外力作用下沿应力作用方向扩散的一种形式。 ○3晶界蠕变理论:多晶陶瓷中存在着大量晶界,当晶界位向差大时,可以把晶界看成是非晶体,因此在温度较高时,晶界粘度迅速下降,外力导致晶界粘滞流动,发生蠕变。 第二章 一、基本概念 1.裂纹的亚临界生长:裂纹除快速失稳扩展外,还会在使用应力下,随着时间的推移而缓慢扩展,这种缓慢扩展也叫亚临界生长,或称为静态疲劳。 2.裂纹扩展动力:物体内储存的弹性应变能的降低大于等于由于开裂形成两个新表面所需的表面能,反之,前者小于后者,则裂纹不会扩展。将上述理论用于有裂纹的物体,物体内储存的弹性应变能的降低(或释放)就是裂纹扩展动力。

生物化学复习资料

第一章绪论 生物化学:简单来讲,研究生物体内物质组成(化学本质)和化学变化规律的学科。生物化学的研究内容:生物分子的结构与功能(静态生化); 物质代谢及其调节(动态生化); 生命物质的结构与功能的关系及环境对机体代谢的影响(功能生化)。 第二章糖类化学 一、糖的定义及分类 糖类是一类多羟基醛(或酮),或通过水解能产生这些多羟基醛或多羟基酮的物质。糖类分类:(大体分为简单糖和复合糖) 单糖:基本单位,自身不能被水解成更简单的糖类物质。最简单的多羟基醛或多羟基酮的化合物。Eg:半乳糖 寡糖:2~10个单糖分子缩合而成,水解后可得到几分子单糖。Eg:乳糖 多糖:由许多单糖分子缩合而成。如果单糖分子相同就称为同聚多糖或均一多糖;由不同种类单糖缩合而成的多糖为杂多糖或不均一多糖。 复合糖:是指糖和非糖物质共价结合而成的复合物,分布广泛,功能多样,具有代表性的有糖蛋白或蛋白聚糖,糖脂或脂多糖。 二单糖 1、单糖的构型:在糖的化学中,采用D/L法标记单糖的构型。单糖构型的确定以甘油醛为标准。距羰基最远的手性碳与D-(+)-甘油醛的手性碳构型相同时,为D型;与L-(-)-甘油醛构型相同时,为L型。 2、对映异构体:互为镜像的旋光异构体。如:D-Glu与L-Glu 3、旋光异构现象:不对称分子中原子或原子团在空间的不同排布对平面偏振光的偏正面发生不同影响所引起的异构现象。 4、差向异构体:具有两个以上不对称碳原子的的分子中仅一个不对称碳原子上的羟基排布方式不同。如:葡萄糖与甘露糖;葡萄糖与半乳糖。 5、环状结构异构体的规定:根据半缩醛羟基与决定直链DL构型的手性碳上羟基处于同侧为α,异侧为β。(只在羰基碳原子上构型不同的同分异构体) 6、还原糖:能还原Fehling试剂或Tollens试剂的糖叫还原糖。分子结构中含有还原性基团(如游离醛基半缩醛羟基或游离羰基)的糖,还原糖是指具有还原性的糖类,叫还原糖。 1)单糖和寡糖的游离羰基,有还原性。 2)以开链结构存在的单糖中除了二羟丙酮外均具有游离羰基。 3)环式结构可通过与开链结构之间的平衡转化为后者,有半缩醛羟基的为还原糖。 4)非还原性双糖相当于由两个单糖的半缩醛羟基失水而成的,两个单糖都成为苷, 这样的双糖没有变旋现象和还原性。如:蔗糖) 7、糖含量的测定:蒽酮测糖。 三寡糖 麦芽糖:两分子葡萄糖通过α-1,4-糖苷键连接而成 纤维二糖:两分子葡糖糖通过β-1,4-糖苷键连接 乳糖:一分子葡萄糖和一分子β半乳糖通过β-1,4-糖苷键连接而成 蔗糖:一分子葡糖糖和一分子果糖通过脱水缩合而成

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