磁单极子的研究进展及对磁学理论的影响

磁单极子的研究进展及对磁学理论的影响
磁单极子的研究进展及对磁学理论的影响

磁单极子的研究进展及对磁学理论的影响

摘要:自从磁单极子的概念被狄拉克提出来,就一直被物理学家高度的关注着,虽然大家都在努力的寻找但是一直没有找到它们存在的确切证据,最近,一些凝聚态物理学家声称在动量空间及自旋冰材料中找到了磁单极子存在的确切证据,并通过磁单极子的集体激发行为解释了一些新颖的物理现象,给磁单极子的研究带来了新的曙光。在文章里面主要介绍了一下磁单极子至提出以来的研究进程,简要说明了一下最新的进展。然后又对磁单极子的特点及其研究意义做了简单的概述。

关键词:磁单极子;自旋冰;麦克斯韦方程组

Abstract: Since the concept of magnetic monopoles was picked up by Dila Curtis, it has been highly concerned by the physicist. We had been tried to find out the conclusive evidence of their existence, but we had not found them, most recently, a number of condensed matter physics claimed that they had found the conclusive evidence of magnetic monopoles’ existence in the momentum space and spin ice materials. They also explained some of the novel physical phenomena which brought a new dawn to the study of the magnetic monopole. In the article I will describe the study process of magnetic monopole. Then I will give a brief description about the latest progress. At last I will introduce the characteristics of the magnetic monopole and its significance.

Keywords:magnetic monopole;spin ice;Maxwell equation group

1 磁单极子的研究进程

1931年,狄拉克第一次从理论上预言了磁单极子的存在,他认为磁单极子是仅带有北极或南极的磁性粒子,就像单独存在的正(负)电荷一样。他的这个预言使得不少物理学家用各种方法去寻找磁单极子,科学家们曾试图在宇宙射线、陨石、月球尘埃及火星土壤中寻找磁单极子存在的痕迹,也曾使用高速加速器进行过许多实验,但是都未能找到磁单极子,这使得一些科学家开始怀疑磁单极子是否真的存在。

但是在1975年,美国的科学家在高空气球上探测宇宙射线时,意外的发现了一条单轨迹。经多方的分析认为这条轨迹很可能是磁单极子留下的痕迹,并且这种磁单极子的磁荷约等于137e,质量比200个质子还要大。但是没有过多久,又有人给出了其他的可能解释,他认为这条所谓磁单极子留下的轨迹同样可以由铂核分裂成锇核然后再变成钽核获得,所以这个关于磁单极子的探测结果并未得到物理学界的普遍承认。

1982年2月14日,美国斯坦福大学的物理学布拉斯·卡布雷拉宣布他利用高灵敏度和高磁屏蔽的超导量子干涉仪(SQUID)式磁强计进行磁单极子的探测,进行了长达151天的日夜不停的磁单极子探测,仅有一次观测结果经仔细分析研究,排除了多种干扰,认为是一次磁单极子事例,但是后来虽然经过多次重复探测,并且改进和增大了测量装置,提高了测量灵敏度,但是都未能再观测到磁单极子。科学实验必须能经得起多次的重复,所以,仅有这一事例还不能证实磁单极子的存在。

对于磁单极子的存在性一直是科学界具有争议性的问题,在很长的一段时间里面,科学家通过各种方式都无法发现这种物质,致使很多科学家认为磁单极子根本不存在。不过最近一些凝聚态的物理学家在动量空间及凝聚态物质自旋冰中已经找到了磁单极子存在

的确切证据。

2002-2003年,方忠等人声称找到了动量空间中磁单极子存在的直接证据,他们详细分析了动量空间的势能奇点, 认为它们实质上相当于倒格子空间的某种磁单极子, 这种

磁单极子具有很低的能量(约0. 1~1. 0 eV ). 正是由于这些动量空间磁单极子的存在,导致其反常霍尔系数与晶体的磁化强度成非线性关系。在动量空间中,磁单极子的存在使得反常霍尔效应得到了完美的解释,同样,反常霍尔效应也直接证明了磁单极子在动量空间的存在性。

在2009年《科学》杂志中,法国物理学家在对一种名为自旋冰的奇特晶体物质进行研究时发现了一种真实凝聚态物质中存在的类似磁单极子的准粒子。它证明了磁单极子的存在。单极子只存在于钬钛酸盐和镝钛酸盐这类自旋冰物质中。在自旋冰中, 旋转的磁性钬离子或镝离子位于金字塔或四面体的四个顶角。在低温下, 每个四面体里有两个离子的北极向内指向中心, 另两个离子北极向外指。翻转就会产生不平衡四面体。翻转更多的自旋指向, 不平衡的四面体就会独立移动。图1所示的自旋链的末端就是所谓的磁单极子。

图1 一对被分开的磁单极子(大的红蓝球)示意图

磁单极子之间由翻转的偶极子组成的一条链(狄拉克弦)已经用白色粗线突出,并且画出了磁单极子磁场的磁力线.

Morris等人对自旋冰材料进行了中子散射研究, 他们发现这种材料中的磁矩已经被重排成了一些类似于狄拉克弦的东西, 即体系中的偶极子(自旋)通过自身有序排列, 首尾相接形成一根根扭曲的细管或弦。这些相互交错扭曲的细管(狄拉克弦)也可以被形象地描述成所谓的自旋面条。(如图2 )

图2自旋面条( sp in- spaghetti) 示意图(图片摘自Sc i

ence Da ily, Sep. 4, 2009, 彩色仅在电子版可见. )

2 磁单极子的研究意义

一般看来,磁的来源总是同电相关的,即由电的运动(电流)产生磁场,而且产生生物质磁性的磁矩也是同自旋和电荷相联系的。这样磁矩的两个磁极(北极和南极,或称正磁极和负磁极)便是不能分开和分离存在的。这同物质的电性是很不相同的。因为电性中既有电矩(带有正电极和负电极)的存在,也有分开的正电荷和负电荷的存在。这样就造成了磁和电的不对称,使描述电磁现象的麦克斯韦电磁方程组也显得不对称,例如电通密度的散度为电荷密度,而磁通密度的散度却为零(0),因为只有磁矩,没有分离的磁荷(磁极)。

磁单极子的存在使得麦克斯韦方程具有更加对称的形式,而且磁荷和电荷一样遵守守恒定律。对于磁单极子的强度, 经过一些物理学家的讨论得知,用磁场强度H 来定义要比用B 定义磁单极子强度的电磁理论具有更好的对称性。采用H 来定义磁单极子强度的麦克斯韦方程组为:

ρ=??D

m B ρ=??

m J t B E -??-

=?? J m t

D H -??=?? 除了麦克斯韦方程组将会变得完美对称外,电动力学及量子力学也将会作出必要的修改;此外,电荷量子化现象将从理论上得到很好的解释;它也将给天体物理和高能物理提出一些新的课题,人类对宇宙起源和物质相互作用的认识将进一步深入。

3 总结

磁单极子至提出以来,不论是在实验方面还是从理论出发,科学家们都做出了很大的努力,但是仍未真正找到这一颗神秘的粒子。有些科学家们经讨论研究解释说明这种粒子如此难找的原因,很可能是因为磁单极子的质量远远超出了现在加速器所能得到的范围,并且宇宙的不断膨胀把大爆炸可能产生的磁单极子大大稀释了,这又极大的增加了磁单极子的捕获难度。但是磁单极子的存在以及其集体激发行为已经成为解决一系列重大物理问题的必然要求。此外,磁单极子的存在对电磁理论、天文学乃至整个物理学的基础理论都将产生巨大的影响,仍然值得物理学家们不遗余力地去寻找他们。

参考文献:

[1] 刘光华,邓小燕.《磁单极子进展概述》.大学物理,2010,29(11)

[2] 李国栋.《磁单极子研究的科学意义》.物理通报,1999年第3期

[3] 树华.《磁单极子找到了吗?》.物理,2004年第2期

[4] 《前沿动态》.中国农业科技导报, 2010, 12( 1):139

大学物理_电磁学公式全集

静电场小结 一、库仑定律 二、电场强度 三、场强迭加原理 点电荷场强点电荷系场强 连续带电体场强 四、静电场高斯定理 五、几种典型电荷分布的电场强度 均匀带电球面均匀带电球体 均匀带电长直圆柱面均匀带电长直圆柱体 无限大均匀带电平面

六、静电场的环流定理 七、电势 八、电势迭加原理 点电荷电势点电荷系电势 连续带电体电势 九、几种典型电场的电势 均匀带电球面均匀带电直线 十、导体静电平衡条件 (1) 导体内电场强度为零;导体表面附近场强与表面垂直。 (2) 导体是一个等势体,表面是一个等势面。 推论一电荷只分布于导体表面 推论二导体表面附近场强与表面电荷密度关系 十一、静电屏蔽 导体空腔能屏蔽空腔内、外电荷的相互影响。即空腔外(包括外表面)的电荷在空腔内的场强为零,空腔内(包括内表面)的电荷在空腔外的场强为零。

十二、电容器的电容 平行板电容器圆柱形电容器 球形电容器孤立导体球 十三、电容器的联接 并联电容器串联电容器 十四、电场的能量 电容器的能量电场的能量密度 电场的能量 稳恒电流磁场小结 一、磁场 运动电荷的磁场毕奥——萨伐尔定律 二、磁场高斯定理 三、安培环路定理 四、几种典型磁场 有限长载流直导线的磁场 无限长载流直导线的磁场 圆电流轴线上的磁场

圆电流中心的磁场 长直载流螺线管内的磁场 载流密绕螺绕环内的磁场 五、载流平面线圈的磁矩 m和S沿电流的右手螺旋方向 六、洛伦兹力 七、安培力公式 八、载流平面线圈在均匀磁场中受到的合磁力 载流平面线圈在均匀磁场中受到的磁力矩 电磁感应小结 一、电动势 非静电性场强电源电动 势 一段电路的电动势闭合电路的电动势 当时,电动势沿电路(或回路)l的正方向,时沿反方向。 二、电磁感应的实验定律 1、楞次定律:闭合回路中感生电流的方向是使它产生的磁通量反抗引起电磁感应的磁通量变化。楞次定律是能量守恒定律在电磁感应中的表现。 2、法拉第电磁感应定律:当闭合回路l中的磁通量变化时,在回路中的感应电动势为 若时,电动势沿回路l的正方向,时,沿反方向。对线图,为全磁通。

学习理论研究进展

学习理论研究进展 张瑜 122327

学习理论研究进展 摘要:学习理论的源头可以追溯到遥远的过去。早在心理学分化出来成为一门独立的学科之前, 就有不少哲学家、思想家论及学习的问题。自19 世纪心理学从哲学和生理学中分化出来成为一门独立的学科开始, 一批心理学家对学习的各个方面进行了大量的研究, 形成了系统的学习理论。从最开始的行为主义学习理论到认知主义学习理论再到近几年发展起来的建构主义学习理论、具身认知学习理论和情境学习理论,学习理论越来越关注解决实践问题。 关键词:学习理论;行为主义;认知主义;建构主义;具身学习理论;情境学习理论 引言:所谓学习理论, 顾名思义, 就是人类怎样学习的理论, 它旨在阐明学习是如何发生的, 学习是怎样的一个过程, 有哪些条件和规律, 如何才能有效地学习, 等等。学习理论指导人类的学习, 特别是学生的学习和教师的教学。学习离不开学习理论的指导,学习创新更需要科学的学习理论的指导。 1. 学习理论的哲学基础和心理学渊源 1.1学习理论的哲学基础 在哲学史上, 一些哲学家对人的认识过程作了各种各样的探讨, 其内容包括知识的起源、实质及其获取方法等。而关于知识的起源及其与环境的关系, 在西方哲学史上历来存在着两种立场: 一种是唯理论或理性主义的立场, 一种是经验论或经验主义的立场。二者的主要分歧在于: 经验主义传统强调行为的发展取决于经验, 而理性主义则注重行为先天的、预定的心理倾向, 这就是所谓的后天与先天之争; 经验主义认为对行为的分解是必不可少的, 而理性主义则看重事物的整体性, 这就形成了部分与整体之争; 经验主义认为经验证据和材料是至关重要的, 而理性主义则强调通过预感、直觉和推理可以更有效地了解行为, 这可以称为实验与推理之争。这些争论对后来的学习理论流派的形成产生了十分重要的影响。尽管上述哲学思想和学习理论并非严密地一一对应, 但20 世纪初形成的行为主义学习理论是典型的经验主义, 与之对立的认知主义学习理论则是偏向于理性主义的。 1.2学习理论的心理学渊源 学习的心理学研究始于19 世纪末。1879 年冯特实验室在德国莱比锡大学的建立是人类试图通过科学的方法系统研究人类心理的开端, 它标志着心理学从哲学家们的理论思辨中摆脱出来, 成为一门重视实验的科学。当时, 冯特和他的学生铁钦钠试图运用内省法对人类的意识进行精确分析。他们提出的基本假设是心理由各种观念联结而成, 要研究复杂的心理, 就必须把这些

发现毒理学的研究进展

*基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)基金(2002AA2Z342D 和2004A A2Z3774) 综 述 发现毒理学的研究进展 * 王全军,吴纯启,廖明阳 (军事医学科学院毒物药物研究所,国家北京药物安全评价研究中心,北京100850) [摘要] 发现毒理学又称为开发前毒理学(Predevelopmental Toxicology),是指在创新药物的研发早期,对所合成的系列新化合物实体(New Chemical Entities,NCEs)进行毒性筛选,以发现和淘汰因毒性问题而不适于继续研发的化合物,指导合成更安全的同类化合物。发现毒理学的研究既可加快药物研发进程,提高研发成功率,又减少资源消耗。笔者就发现毒理学研究的定义、必要性、研究内容、研究方法和我国当前的研究现状作一简述。 [关键词] 发现毒理学;新化合物实体(NCEs);毒性筛选 [中图分类号]R994 1;R965 1 [文献标识码]A [文章编号]1003-3734(2005)08-0958-04 Progresses of discovery toxicology research W ANG Quan jun,W U Chun qi,LI AO Ming yang (Institute o f Pharmacology and To xicology ,Academ y o f Military Medical Sciences ,National Beijing Center f o r Drug Sa fety Evaluation and Research ,Beijing 100850,China )[Abstract ] Discovery toxicology,also named predevelopmental toxicology,is to screen toxicities of new che mical entities (NCEs)in the discovery phase of ne w drug research,to discover and eliminate the compounds that are unsuitable for further development due to their toxicity as early as possible,and to optimize the next more safe compounds.Discovery toxicology research can break through the limitation and improve the efficiency of drug research.This article will present the concept of discovery toxicology,the essentiality of discovery toxicology research.The content,methods and current status of discovery toxicology in China are described too. [Key words ] discovery toxicology;new chemical entities(NCEs);toxicity screening 药物研发成功与否部分取决于在研发早期严格淘汰不适合进一步研发的化合物。在药物临床前阶段,毒性问题是研发失败的主要原因。在研发早期尽早发现候选化合物的潜在毒性是毒理学研究的重要问题。 多年来,新药研发越来越多地依赖于生命科学技术的研究进展。在新药设计方面,化学家参考药物作用靶、内源性配体和底物的化学结构特征,应用计算机辅助药物设计手段发现选择性作用于靶位的新药;在新药活性筛选方面,现代药物组合化学与体外高通量筛选的成功结合极大地提高了先导化合物的发现速度;在新药的药动学(ADME)研究方面,多种基于药物代谢酶或转运体的药动学筛选模型已开始应用于新药开发研究。这些新技术的成功运用大 大加快了药物研发早期的药物发现、药物合成、药效筛选的进程,从而产生大量的候选化合物。传统药物毒理学研究在时间、经费、样品消耗量和动物数等方面都花费巨大,在药物毒作用机制研究方面难以阐明一些临床使用药物的毒性机制和理想的应急解毒措施,因此传统药物毒理学无法满足因新的生物技术而产生的海量候选化合物的毒性筛选研究,成为限制整个药物研发的瓶颈。而发现毒理学(Discovery Toxicology)的研究将打破这个瓶颈,既可加快药物研发进程,提高研发成功率,又减少资源消耗。笔者就发现毒理学研究的含义、必要性、研究内容、研究方法和我国当前的研究现状作一简要综述。1 定义、产生背景和产生的必要性 伴随着科学技术的发展,当代毒理学的发展将 958

肉桂胶的特性及其毒理学研究进展(综述)(精)

肉桂胶的特性及其毒理学研究进展(综述) 肉桂胶(Cassia Gum)是由肉桂(Cassia tora,也称C. obtusifolia)的胚乳加工制成的一种粉状物质,其贸易名称为DIAGUM cS(在法国暂时批准期间也称为Mucigel X 18H)。在国外市场上以两种形式销售:一种是100% cassia Tora/obtusifolia种子胚乳制成的粉状物质;另一种是与其他凝胶剂或增稠剂(如角叉胶、槐豆胶、瓜尔豆胶、琼脂、黄原胶等)混合而成的复合添加剂。肉桂胶适用于与其他胶质结合生产凝胶体,在食品中有很大的潜在应用价值,可用作增稠剂、乳化剂、泡沫稳定剂、保水剂等。其用量与槐豆胶和瓜尔豆胶相似。肉桂胶80年代方在国外出现,并进行了有关的毒理学实验。目前,欧洲已批准肉桂胶用于宠物食品(EEC no.499)作为稳定剂(增稠剂、胶凝剂)。日本健康福利部1995年8月10日第160号公告批准肉桂胶用作食品添加剂。美国成立了由毒理学、药理学和食品科学专家组成的专家组,评审肉桂胶作为增稠剂用于人和宠物食品的安全性。我国目前尚未见生产、使用或研制该种产品的报道。 1 主要成分及特性肉桂胶在结构与化学特性上与槐豆胶和瓜尔豆胶相近。肉桂胶由75%以上的多糖构成。半乳糖与甘露糖的比率是1∶5。甘露糖占77.2%~78.9%,半乳糖占14.7%~ 15.7%,葡萄糖占6.3%~7.1%。根据结构上相近的多聚半乳甘露聚糖瓜尔豆胶的分子量〔1〕和槐豆胶的分子量〔2〕,测出肉桂胶的分子量为200000和300000〔3〕。肉桂胶是一种灰黄色粉末状物质,具有特有的水果样香味,在冷水中溶解良好并形成胶质溶液,煮沸后形成高黏滞性的水状胶体。与其他凝胶剂或增稠剂如角叉胶或黄原胶结合用于水溶液时,形成凝胶体。5%溶液的pH值为6.5~7.5。 2 毒理学研究 2.1 急性口服毒性肉桂胶的急性口服毒性很低,雄鼠口服LD50值大于5000mg/kgBW。〔4〕 2.2 亚慢性毒性动物对肉桂胶的耐受性很强。在用狗、猫和大鼠进行的三种亚慢性毒性研究中,仅见与剂量无关的进食量减少,但与肉桂胶在胃肠道的吸收及随后的容积增加有关,未发现明显的毒性。Schuh W〔5〕将小猎犬分为2个试验组和1个对照组,每组雄、雌各4只。在两组实验动物的罐装饲料中分别掺入0.75%和2.5%的肉桂胶(平均剂量约为每天1000和3500mg/kg bW),连续喂养90d。对照组接受含有角豆荚的类似饲料。生化和血液学检验结果是两个试验组的雄、雌小猎犬都出现周期性轻微的生化和血液学的变化。但认为与肉桂胶无关,与对照组比较,大部分不随剂量和时间而变化。对所有动物都进行了骨髓检查,尿分析以及肉眼病理学(包括器官重量)研究。对高剂量组和对照组所有动物的主要器官以及低剂量组动物的肝、肾、心都进行了病理检查。结果未发现与肉桂胶有关的毒副作用,动物的生存率为100%,实验组动物对水的需求随剂量增加而增加,这可能与肉桂胶在胃肠道对水的潴留有关。Virat M〔6〕将猫分成3组,每组雄、雌各5只,在每组猫的标准罐装饲料中分别掺入0、5、25mg/g的肉桂胶(平均剂量大约是每天250mg/kgBW和 1250mg/kg bW),连续喂养91d。对临床、血液、尿液和生物学方面的影响进行了观察和评价,结果都在正常范围之内。对各动物主要器官进行的组织学检查也未显示出明显的病理学变化。Zuhlke U在一项28d的研究〔7〕中,将Sprague-Dawley鼠分成6组,每组雄、雌各5只,前5组将肉桂胶掺入鼠的粉状饲料中喂饲,每组的质量分数分别为0、2.5、10、25、50mg/g,平均剂量水平分别为每天0,125、500、1250、2500mg/kg bW),连续喂养28d。第

[课程教学大纲]《生物物理研究进展》.doc

理学院研究生《生物物理研究进展》课程教学大纲 课程编号: 课程中文名称:生物物理研究进展 课程英文名称:Advances in Biophysics Research 总学时:60 总学分:3 实验学时:0 讲授学时:60 开课学期:春V □ 秋口 主要适用专业及学位层次:生物物理专业博士研究生以及硕博连读生。 必备基础知识及先修课程:具备普通物理学、高等数学、生物化学等学科基础知识。先修高级生物物理 学、分子生物学、高级植物生理、高级生物化学等课程。 参考教材:1.《生物物理学》丘冠英等编著,武汉大学出版社,2000年。 2.《生物物理学》赵南明、周海梦主编(2000第一版,高等教育出版社) 推荐参考书及期刊: 1.《生物物理学报》中国生物物理学会主办。 2.《生物化学与生物物理进展》中国生物物理学会主办。 3.《生物物理与生物化学学报》中国科学院主办。 4.《激光生物学报》,中国遗传学会主办 一、课程目的及要求 生物物理学是应用物理学的概念和方法研究生物各层次结构与功能的关系,生命活动的物理、物理化学过程,以及物质在生命活动过程中表现的物理特性的生物学分支学科。《生物物理研究动态》课程通过介绍目前生物物理学研究领域的最新动态,展示当前最新的生物物理研究技术研究路线、及研究内容等,旨在扩展学生研究视野,开拓学生新思路。 二、课程内容及学时分配 序号章节名称学时讲授方式教学重点与难点备注 1 量子生物物理研究进 展15 讲述 DNA双螺旋中碱基对的配对规律的量子力学 分析 生物大分子氢键的双势阱模型及其生物学 意义 生物大分子中质子隧道效应的意义和价值量 子生物物理与“亚分子生物学”、“电子生

心理理论的研究进展

心理理论的研究进展 心理理论的研究自发起之日,势头迅猛,成果辈出,成为目前儿童认知发展研究领域居于主导地位的研究倾向。在此,我将心理理论以前研究的一些问题、近期研究的热点问题,以及未来研究方向进行了简单的整理和分析,如下:1.有关儿童错误信念认识发展的研究 从信念与外部世界的关系看,信念是对外部世界的表征。有关儿童心理理论的大多数研究集中在儿童对他人信念以及信念与行为之间关系的认识发展方面。由此,研究者们较为一致地把达到对“错误信念”的理解作为儿童是否拥有心理理论能力的一个标志。 2.有关儿童心理理论中其他心理状态的研究及其之间的关系 儿童对自身及他人心理状态的认识包括许多方面,其中主要有:对错误信念的理解、外表—真实认识、视觉观点采择等。Flavell等人认为,成熟的心理理论应该考察儿童对心理的各个方面的认识——视知觉、注意、愿望、情绪、意图、信念以及相关的心理表征、假装和思维。[1]近20年来,情绪理解等越来越成为研究者们感兴趣的领域。其实,研究心理状态的各个方面与信念认识的关系一直是心理理论研究的核心。但是,目前的研究对心理状态的一些领域还涉及不多。例如,注意、记忆、想象、言语、意志行为、需要、气质、能力等方面与心理理论的关系研究。此外,一些认知研究领域与心理理论的关系如何,也是未来需要关注的,例如元认知、内隐认知等与信念认识的关系。 3.儿童心理理论的发展、及毕生发展观 研究心理理论的发展趋势,传统研究主要集中于儿童发展阶段,也即学前儿童,这个阶段儿童的心理状态的理解能力有着显著的发展。一般认为,3-5岁是儿童的心理理论产生显著变化的时期,尤其在4岁左右,儿童对内部及外部心理状态的认识发展都有重大转折。 一些研究者提出了心理理论的毕生发展观,认为心理理论的发展是一个毕生的任务。目前,已经有人开展了成年人及老年人的心理理论研究。但是,目前的大多研究还处在理论假设的框架内讨论这一问题。至于各个年龄阶段特定的发展内容,不同年龄阶段间发展特点的关系,还需要用实证研究来发现和验证。 4.有关特殊儿童的研究 特殊儿童的心理理论研究最多的是关于自闭症儿童与聋儿的。有关“自闭症的心理理论假设”认为:自闭症儿童不能形成正常的社会关系,在言语和非言语交流上均存在明显的困难,且缺乏想象力,所有这些症状均源自他们的心理理论受到了损害。[2]Russell等人(1998)研究发现,聋儿的心理理论发展迟滞。他们认为这种迟滞是因为其早期学习心理状态的机会相对地受到了限制而造成的。 [3]Peterson和Siegel(1999)指出,生物因素、对话和社会因素在心理理论发展中有相互影响。[4] 至于对其他特殊儿童,如超常儿童、弱智儿童、问题儿童等的心理理论发展特点的研究还不多。因此,针对不同类型儿童心理理论的发展特点与教育对策的研究,将为我们认识心理理论发展的复杂性与多样性提供知识基础。 5.有关儿童心理理论与社会心理、行为发展的关系 研究者们在关心儿童心理理论发展的同时,也关心儿童的心理理论对其社会生活的影响。例如,儿童的心理理论发展与其合作性、同情心、理解他人的情绪、

系统毒理学及其研究进展

系统毒理学及其研究进展 在总结国内外相关研究的基础上,综述了系统毒理学的原理、诞生背景、研究策略、研究基础及其主要应用。同时,通过介绍系统毒理学的研究实例来阐述其目前的研究进展情况。希望从分子生物学的发展中汲取足够营养并结合传统毒理学的研究成果发展壮大自己。 【Abstract】Based on the foundation of related research at home and abroad,paper summarizes the principle and research strategy,research background,basis and main application of system toxicology. At the same time,to explain its current status a case study of the system is introduced. And we hope to draw sufficient toxicological nutrition from the development of molecular biology and development itself combined with the research of traditional toxicology . 标签:背景;技术;应用;进展 1 系统毒理学及其诞生背景 系统毒理学是近10年来发展起来的一门新兴学科,代表着后基因组时代毒理学发展的新方向。所谓系统毒理学是指通过了解机体暴露后在不同剂量、不同时点的基因表达谱、蛋白质谱和代谢物谱的改变以及传统毒理学的研究参数,借助生物信息学和计算毒理学技术對其进行整合,从而系统地研究外源性化学物和环境应激等与机体相互作用的一门学科[1]。 近年来,生命科学在新理论和新技术上有了突飞猛进的发展,一系列“组学”(omics)应运而生,如基因组学(genomics)、蛋白质组学(proteomics)、细胞组学(cellomics或cytomics),等新学科不断涌现,使人们对基因和基因组的认识,对生命本质的认识和认识生命、健康的手段取得了重要的进展。 另外,传统的毒理学研究依然存在许多不足,相对于飞速发展的分子生物学技术和越来越多的外源性物质,毒理学的研究方法急待革新。 系统毒理学的发展,既有系统生物学发展的外在刺激,又有传统毒理学在发展中克服自身不足的内在需求。 2 生物学基础 2.1 基因组学 基因组学是研究基因组的结构、功能及表达产物的学科。基因组的产物不仅是蛋白质,还有许多复杂功能的RNA。将基因组学的方法与技术应用于毒理学研究领域,称之为毒物基因组学(toxicogenomics)。毒物基因组学的基本方法是通过观察生物在接触毒物后基因表达谱的变化,筛选毒性相关基因、揭示毒作用

生物与电磁学

生物与电磁学 [摘要] 本片文章一方面描述了生物活体特别是人体自身的电磁过程及其与生命活动的关系和宏观表现形式。生物体的各种电磁信号及其性质。另一方面,描述了外界电磁场对生物活体的作用以及各种电磁场对生物系统的各种生物学效应。 [关键词] 生物电磁信号;生物热效应;生物非热效应 Biology and electromagnetism Abstract:The article describes the one hand, living organisms, especially the body's own electromagnetic process and its relationship with life activities and macro forms. A variety of organisms and the nature of electromagnetic signals. On the other hand, describes the external electromagnetic field effects on living organisms and a variety of electromagnetic fields on biological systems of various biological effects. Key words:Bio-electromagnetic signals;Bio-thermal effect;Non-thermal effects of biological 生物中的电与磁 生物体电磁信号的内容相当广泛,包括心电、心磁、脑电、脑磁、生物阻抗和神经肌电刺激等等。生物体电磁信号帮助我们研究生物体自身的电磁过程和其生命活动的关系。 心电与心磁 心脏周围的组织和体液都能导电,因此可将人体看成为一个具有长、宽、厚三度空间的容积导体。心脏好比电源,无数心肌细胞动作电位变化的总和可以传导并反映到体表。在体表很多点之间存在着电位差,也有很多点彼此之间无电位差是等电的。心脏在每个心动周期中,由起搏点、心房、心室相继兴奋,伴随着生物电的变化,这些生物电的变化称为心电。 心脏的心房和心室肌肉的周期性收缩和舒张伴随着复杂的交变生物电流,由此而产生了心磁场。上面提到1963年首次测得人体心磁场,其强度为-1010特斯拉。其随时间的变化曲线称为心磁图(MCG)。 脑电与脑磁 人脑可人为诱发出一种脑电变化,如心理事件或认知事件诱导出的脑电位变化,被称作事件相关电位(ERP、event-related potential),亦称为认知电位。事件相关电位一般都比自发电位微弱,这些微弱的信号常常被淹没在自发电位中难以觉察。要提取这些信号,可以对被试者多次进行事件刺激,每次都会产生一定的微弱信号,再通过计算机将含有这些微弱信号的自发电位进行叠加和平均化处理,由于自发脑电的波形与刺激间没有固定关系,但每次由相同事件诱发出的电位的波形则是一致的,这样,相同的诱发出来的电位就会叠加起来,越来越大,结果与事件相关的电位信号就会从自发脑电的背景中突显出来,这样就可以记录到事件相关电位。 脑磁技术(MEG)记录的是根据神经元的突触后电位所产生的电流形成的相关脑磁场信号。当动作电位沿细胞膜这到突触时,囊泡中的神经递质释放到突触间隙中,产生触后电位。突触后电位的时空跨距明显大于动作电位,在单位面积(数平方厘米)脑皮层的数千个锥体细胞几乎同步发放的神经冲动能够形成集合电流,并产生与电流

论当代学习心理学研究的新进展

论当代学习心理学研究的新进展 “ [论文关键词]学习记忆学习环境设计有效教学 [论文摘要]近十几年来,由于跨学科合作的成果使得学习心理学的研究有了突飞猛进的发展。人们对有效学习的观念已经发生了根本性的变化,教学的重心已从如何教转向如何学,从结果转向过程,从机械操练转向知识的理解和运用。文章从发展心理学、教育心理学、神经科学及新的研究方法和技术方面分别阐述了学习心理学研究领域的新进展,并在此基础上讨论了以往经验的不足和未来学习研究的走向。 一、学习心理学研究领域呈现的新特点 (一)学习已经成为一个跨学科研究的对象 从历史看,有关学习的研究主要局限在心理学的领域。但是,今天与学习科学有关的研究领域已变得十分宽泛,其中包括认知科学、神经科学、脑科学、人类学、教育学、社会学、计算机科学、管理科学等跨学科研究,同时还涉及跨文化研究、各具体学科领域的研究。目前在学习领域已经取得的很多成果在很大程度上直接来自跨学科合作研究的重大进展,这种专业分布式的合作对于进一步发展学习科学是至关重要的。 (二)基础研究、应用研究与开发研究相结合 学习研究的新进展已将科学与实践的关系带入一个新时代。研究人员正在走出实验室,去关注学习发生的真实情境。学校中教师、学生、家长、日常生活中的普通人、各行各业中的从业者和专家都已成为研究中的互动对象。正式学习与非正式学习、学校中的学习与工作场所中的学习一起进入了研究者的视野。研究中对于新兴的信息通讯技术的关注更使得基础研究上的投资能通过开发研究在实际应用中得到回报。 (三)学习理论流派纷呈 由于学习研究的跨学科性,所以研究者既可以从某一专业角度解释人是学习本质,也可以通过跨学科的合作进行理论的互补与创新。因此,在今天的学习研究领域中,涌现出很多不同的学习理论流派,可以说是流派纷呈、视角多元。这在学习理论相对短暂的历史上是很少见的,但更引人注目的是如此众多的理论流派在有关知识和学习的理念和方法上竟是如此的一致,它们共享着如此理论假设和共同基础。总之,今天的研究者不仅对杜威、维果斯基、皮亚杰等的研究成国进行继承与发扬、批判与反思,而且还十分注意在历史传承的基础上依靠新的思想、新的方法、新的技术推陈出新并与时俱进地不断创新。 二、学习心理学研究的新进展 近三四十年发生的心理研究的革命对教育产生了重要的影响。新学习理论的产生为教学提供了新的见解、新的方法和新的手段。跨学科的研究和新的科研合作形式使人们更清楚的看到了把基础应用于教育实践的希望。 (一)发展心理学领域学习研究进展(二)教育心理学领域学习研究进展

镉的毒性和毒理学研究进展

2Chin J Ind Hyg Occup Dis,Febru ary1998,Vol.16,No.1 述 评 镉的毒性和毒理学研究进展 刘杰 镉(Cadmium)是一种重金属,它与氧、氯、硫等元素形成无机化合物分布于自然界中。镉对人体健康的危害主要来源于工农业生产所造成的环境污染。镉对肾、肺、肝、睾丸、脑、骨骼及血液系统均可产生毒性,被美国毒物管理委员会(ATSDR)列为第6位危及人体健康的有毒物质。环境中的镉不能生物降解,随着工农业生产的发展,受污染环境中的镉含量也逐年上升。镉在体内的生物半衰期长达10~30年,为已知的最易在体内蓄积的毒物。镉在肾脏的一般蓄积量与中毒阈值很接近,安全系数很低。在60年代提出了镉污染与日本“痛痛病”的因果关系后,环境中的镉与健康关系的研究日益受到重视。近几年来,有关镉毒理学研究的文献每年超过600篇(Medline检索)。美国目前有大约100个关于镉与健康的研究课题,涉及各个领域。国内对镉的毒性和毒理学的研究开展得也比较广泛,其中一些在中毒机制方面作了较深入的探讨,有的学者甚至进行了长达十几年的研究。 镉的毒性和毒理学研究进展主要包括以下几个方面: 一、镉污染与人类健康 1.环境中的镉:对环境中镉污染的早期关注局限于锌、铜、铅矿的冶炼。后来注意力转为镉在工业中的应用,如电池、电镀、合金、油漆和塑料等工业。经过多年的努力,国内外对职业劳动中接触镉的卫生保护已大大加强。近年来,对环境中的镉通过食物链对一般人群的潜在危害已受到高度重视。随着含镉磷肥的施用、污水灌溉等,土壤中镉含量增加,继而被某些植物摄取而进入食物链。1997年国际地球生化学会在美国加州专门对此问题进行了讨论并出版了专著;国际环境科学委员会(SCOPE)则进一步将土壤中镉的来源、价态、食物链中的转化以及对一般人群健康的影响定为目前镉研究的一个重点方向。 2.镉的摄入及监测:职业人群镉暴露的主要途径是吸入。对作业场所空气中镉的浓度进行监测并控制在容许范围之内,是保护工人健康的一个重要手段。对一般人群来说,镉暴露主要来源于食物和吸烟。人们每日可从食物中摄镉30~50 g,但仅有1%~3%被肠胃吸收。因此,对镉的胃肠吸收、体内分布和排泄的影响因素一直是镉毒理学研究中的一个热点。其中,镉与金属硫蛋白(m etal-lothio nein,MT)的结合,及镉与锌、钙的相互作用是影响镉体内代谢动力学的重要因素。血镉的含量可用来评价近期的镉暴露,尿镉含量则在一定程度上反映了镉性肾损伤和体内的镉负荷。尿中的 2-微球蛋白和尿M T的含量已作为镉暴露的生物标志物。 二、镉的毒性研究进展 1.镉的肾毒性:肾损伤是慢性染镉对人体的主要危害。一般认为镉所致的肾损伤是不可逆的,目前尚无有效的疗法。很多学者认为:镉所致的肾损伤是由在肝脏形成的镉-金属硫蛋白(M T)复合物(CdM T)引起的。因此,一次性大量注射CdMT造成肾损伤的动物模型用来研究镉的肾毒性机制已达20年之久。最近,用删除了M T的转基因动物的实验结果表明:镉所致的肾损伤并不一定依赖于CdM T的形成,无机镉亦能直接造成肾脏损伤。一次性注射CdM T主要造成肾小管细胞的坏死,而慢性染镉造成的病理改变则波及整个肾脏,包括肾小球的损伤和肾间质的炎症。慢性染镉 作者单位:66160美国堪萨斯城,堪萨斯大学医学中心药理毒理系

生物电磁学论文内容

摘要:介绍了电磁学计算方法的研究进展和状态,对几种富有代表性的算法做了介绍,并比较了各自的优势和不足,包括矩量法、有限元法、时域有限差分方法以及复射线方法等。 关键词:矩量法;有限元法;时域有限差分方法;复射线方法 1 引言 1864年Maxwell在前人的理论(高斯定律、安培定律、法拉第定律和自由磁极不存在)和实验的基础上建立了统一的电磁场理论,并用数学模型揭示了自然界一切宏观电磁现象所遵循的普遍规律,这就是著名的Maxwell方程。在11种可分离变量坐标系求解Maxwell方程组或者其退化形式,最后得到解析解。这种方法可以得到问题的准确解,而且效率也比较高,但是适用范围太窄,只能求解具有规则边界的简单问题。对于不规则形状或者任意形状边界则需要比较高的数学技巧,甚至无法求得解析解。20世纪60年代以来,随着电子计算机技术的发展,一些电磁场的数值计算方法发展起来,并得到广泛地应用,相对于经典电磁理论而言,数值方法受边界形状的约束大为减少,可以解决各种类型的复杂问题。但各种数值计算方法都有优缺点,一个复杂的问题往往难以依靠一种单一方法解决,常需要将多种方法结合起来,互相取长补短,因此混和方法日益受到人们的重视。 本文综述了国内外计算电磁学的发展状况,对常用的电磁计算方法做了分类。 2 电磁场数值方法的分类 电磁学问题的数值求解方法可分为时域和频域2大类。频域技术主要有矩量法、有限差分方法等,频域技术发展得比较早,也比较成熟。时域法主要有时域差分技术。时域法的引入是基于计算效率的考虑,某些问题在时域中讨论起来计算量要小。例如求解目标对冲激脉冲的早期响应时,频域法必须在很大的带宽内进行多次采样计算,然后做傅里叶反变换才能求得解答,计算精度受到采样点的影响。若有非线性部分随时间变化,采用时域法更加直接。另外还有一些高频方法,如GTD,UTD和射线理论。 从求解方程的形式看,可以分为积分方程法(IE)和微分方程法(DE)。IE 和DE相比,有如下特点:IE法的求解区域维数比DE法少一维,误差限于求解区域的边界,故精度高;IE法适合求无限域问题,DE法此时会遇到网格截断问题;IE法产生的矩阵是满的,阶数小,DE法所产生的是稀疏矩阵,但阶数大;IE法难以处理非均匀、非线性和时变媒质问题,DE法可直接用于这类问题〔1〕。 3 几种典型方法的介绍 有限元方法是在20世纪40年代被提出,在50年代用于飞机设计。后来这种方法得到发展并被非常广泛地应用于结构分析问题中。目前,作为广泛应用于工程和数学问题的一种通用方法,有限元法已非常著名。 有限元法是以变分原理为基础的一种数值计算方法。其定解问题为: 应用变分原理,把所要求解的边值问题转化为相应的变分问题,利用对区域D 的剖分、插值,离散化变分问题为普通多元函数的极值问题,进而得到一组多元的代数方程组,求解代数方程组就可以得到所求边值问题的数值解。一般要经过如下步骤: ①给出与待求边值问题相应的泛函及其变分问题。 ②剖分场域D,并选出相应的插值函数。 ③将变分问题离散化为一种多元函数的极值问题,得到如下一组代数方程组:

电磁学发展简史

电磁学发展简史 07 电联毛华超 一.早期的电磁学研究 早期的电磁学研究比较零散,下面按照时间顺序将主要事件列出如下:1650年,德国物理学家格里凯在对静电研究的基础上,制造了第一台摩擦起电机。1720年,格雷研究了电的传导现象,发现了导体与绝缘体的区别,同时也发现了静电感应现象。1733年,杜菲经过实验区分出两种电荷,称为松脂电和玻璃电,即现在的负电和正电。他还总结出静电相互作用的基本特征,同性排斥,异性相吸。1745年,荷兰莱顿大学的穆欣布罗克和德国的克莱斯特发明了一种能存储电荷的装置-莱顿瓶,它和起电机一样,意义重大,为电的实验研究提供了基本的实验工具。1752年,美国科学家富兰克林对放电现象进行了研究,他冒着生命危险进行了著名的风筝实验,发明了避雷针。1777年,法国物理学家库仑通过研究毛发和金属丝的扭转弹性而发明了扭秤。1785-1786年,他用这种扭秤测量了电荷之间的作用力,并且从牛顿的万有引力规律得到启发,用类比的方法得到了电荷相互作用力与距离的平反成反比的规律,后来被称为库仑定律在早期的电磁学研究中,还值得提到的一个科学家是大家都已经在中学物理课本中学过的欧姆定律的创立者-欧姆。欧姆,1787年3月16日生于德国埃尔兰根城,父亲是锁匠。父亲自学了数学和物理方面的知识,并教给少年时期的欧姆,唤起了欧姆对科学的兴趣。16岁时他进入埃尔兰根大学研究数学、物理与哲学,由于经济困难,中途缀学,到1813年才完成博士学业。欧姆是一个很有天才和科学抱负的人,他长期担任中学教师,由于缺少资料和仪器,给他的研究工作带来不少困难,但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行科学研究,自己动手制作仪器。欧姆对导线中的电流进行了研究。他从傅立叶发现的热传导规律受到启发,导热杆中两点间的热流正比于这两点间的温度差。因而欧姆认为,电流现象与此相似,猜想导线中两点之间的电流也许正比于它们之间的某种驱动力,即现在所称的电动势,并且花了很大的精力在这方面进行研究。开始他用伏打电堆作电源,但是因为电流不稳定,效果不好。后来他接受别人的建议改用温差电池作电源,从而保证了电流的稳定性。但是如何测量电流的大小,这在当时还是一个没有解决的难题。开始,欧姆利用电流的热效应,用热胀冷缩的方法来测量电流,但这种方法难以得到精确的结果。后来他把奥斯特关于电流磁效应的发现和库仑扭秤结合起来,巧妙地设计了一个电流扭秤,用一根扭丝悬挂一磁针,让通电导线和磁针都沿子午线方向平行放置。再用铋和铜温差电池,一端浸在沸水中,另一端浸在碎冰中,并用两个水银槽作电极,与铜线相连。当导线中通过电流时,磁针的偏转角与导线中的电流成正比。实验中他用粗细相同、长度不同的八根铜导线进行了测量,得出了欧姆定律,也就是通过导体的电流与电势差成正比与电阻成反比。这个结果发表于1826年,次年他又出版了《关于电路的数学研究》,给出了欧姆定律的理论推导。欧姆定律发现初期,许多物理学家不能正确理解和评价这一发现,并遭到怀疑和尖锐的批评。研究成果被忽视,经济极其困难,使欧姆精神抑郁。直到1841年英国皇家学会授予他最高荣誉的科普利金牌,才引起德国科学界的重视。 二.安培和法拉第奠定了电动力学基础 1820年间,奥斯特在给学生讲课时,意外地发现了电流的小磁针偏转的现象。当导线通电流时,小磁针产生了偏转。这个消息传到巴黎后,启发了法国物理学家安培。他思考,既然磁与磁之间、电流与磁之间都有作用力,那么电流与电流之间是否也存在作用力呢?他重复了奥斯特的实验,几天后向巴黎科学院提交了第一篇论文,提出了磁针转动方向与电流

近30年社会心理学理论现状与新进展-标记版

近30年社会心理学理论现状与新进展 黄雪娜 金盛华1 盛瑞鑫 1摘 要220世纪80年代以来的中等范围的社会心理学理论的现状表现为美国认知范式理论的延续、欧洲社会心理学理论的兴起以及第三世界国家社会心理学理论的本土化;社会心理学理论的发展趋势表现为社会心理学理论的整合趋势、自我理论的回归、对情感研究的关注、社会心理学理论的文化视角转换趋势。 1关键词2社会心理学;中等范围理论;本土化;整合 1作者简介2黄雪娜,1978年生,北京师范大学心理学院博士研究生(北京100875),辽宁大学哲学与公共管理学院讲师(辽宁沈阳110036);金盛华,1957年生,北京师范大学心理学院教授,博士生导师(北京100875);盛瑞鑫,1982年生,北京师范大学心理学院硕士研究生。 1中图分类号2B849:C91 1文献标识码2A 1文章编号21001-6198(2010)03-0054-06 1金盛华为本文通讯作者。 oFoley ,RobertA.,/Evo l uti on ary perspecti ves on the ori g i ns of hum an s oci al i nstit u tions ,0In W.G.Runci m an ed .,The Origi n ofH uman Soci al I n stituti os ,Oxford :Oxford Un i vers i ty Press ,2001. 从社会心理学的发展历史来看,理论一直在其中占据着十分重要的地位。19世纪末到20世纪初,社会心理学热衷于建构跨历史、文化背景的/大理论0或/纯理论0,如行为主义等。20世纪中叶以来,理论家们意识到,真正能够跨历史文化的/大理论0是不存在的。因此,当代社会心理学理论的发展趋向之一就是:抛弃了建立统一理论的企图,而代之以寻求所谓/中等范围理论0。中等范围理论不是像传统大理论那样,要对全部社会心理、行为模式找出普遍规律,而是仅仅对某一方面做出解释,如认知失调理论对态度改变做出解释,同时,这些理论的某些观点带有大理论的取向,如社会学习理论就是受到了行为主义的影响。本文就近30年来社会心理学中等范围理论的现状和发展趋势作一简要介绍。 一、近30年社会心理学理论现状 1.美国延续社会认知范式的社会心理学理论从20世纪80年代起,美国主流社会心理学理论在建构主义视角中,延续着传统的社会认知范式的主导模式,使正处在第三代思潮的社会认知主义的社会心理学理论蓬勃发展,表现为数种具体理论建构。 (1)创新性的符号互动论 符号互动论(SI)是有关人类本质的基础理论,它从苏格兰伦理学、德国相对论和英国进化论的哲学思想中得来,对/人类本质0这个古老话题注入现代意义。o到了21世纪,受美国早期实用主义 哲学的影响,米德(M ead)结合实用主义理论和心智理论,发展了符号互动理论。近30年来,一些心等主题进行进一步研究,发展了很多全新的符号互动理论。其中比较有代表性的理论是认同理论和情感控制理论(a ffect control theor y )。认同理论(-i dentity theory)是美国心理学家S tryker 、Burke 、M c -Ca ll 和S i m m ons 分别对认同行为作出不同的解释所建构的理论。112认同理论是从符号互动理论特别是结构性符号互动作用理论中孕育发展出来的。传统的符号互动理论认为社会是在个体通过对在社会情境中的行为进行认同和解释过程中建构出来的。认同理论从这个观点出发,认为个体可以按照其所期望的方式对其所处的情境自由地进行认同。尽管不同心理学家从不同的角度来阐释认同理论,他们都共同关注三个主题,从而构成认同理论三个主要原理,即社会、自我和认同。情感控制理论(简称ACT )是近30年来,美国心理学家H eise 等人扩展符号互动论中有关语言的基础性作用和对情境进行符号标示的观点,通过数学模型描述人类对社会事件的情感状态的一种社会心理学理论,测量结构、情感反应方程和情感控制过程的数理模型三个方面构成了该理论的基本框架。12230年来,心理学工作者围绕着情感控制理论所作的实证研究主要有三种:(1)对控制系统中的文化情感反应强度进行跨文化研究;(2)对控制原理中的控制加工程序进行测量;(3)应用理论对情绪、越轨行为、宗教和社会运动等主题进行

新药毒理学研究现状和展望——毒理学论文

新药毒理学研究现状和展望 吴远洪 随着医药科技的不断进步发展,人类开发药物的技术越来越成熟,研发新型药物的周期也越来越短,特别是加上巨大的医药市场利润的诱惑,让众多药物研发企业都在日夜不停地开发新药物。虽然研发一种新型药物仍然具有较高的门槛,但是每年上市的新药也并不少,而且很多都是针对现在重大疾病的药物(见表一),然而,“是药三分毒”,药物的上市虽然解决了很多人类疾病,但也同样带来了一系列的不安全因素,近年来,由药物导致事故的报道已是屡见不鲜,每年因为出现重大不良反应或者毒副作用而撤出市面的药物也不在少数,从80年代起,撤药事件就有17起(见表二),因此而造成的经济损失,包括企业经济和社会经济基本上都是天文数字,更重要的是其直接造成的生命和健康的代价更是无可估量。 药物不良反应(adverse drug reaction,ADR)是指合格药品在正常用法用量情况下出现的用药目的无关或意外的有害反应[6]。毒理学是研究毒物与机体交互作用的一门学科,已经为人类提供了重要的以剂量-效应关系为中心的数据资料,为化学物毒性评价和人类危险度量化评估提供了基本数据[7]。所以,毒理学是一种预测临床药物毒性,药物安全性评价的重要手段,为药物上市前做好良好的铺垫,也为以后避免造成不必要的经济浪费提供一个决策点。因此,建立准确性高、可靠的药物毒性研究机制是新药研发过程中迫切希望解决的问题。本文就为毒理学在新药研发的应用做出以下综述。 表一、2008-2009年中国上市新药分类统计

一、 毒理学在药物研发的必要性 众所周知,新药研发是一个长周期、高风险、高投入和高产出的工作和过程。其中在整个药物研发过程,临床前毒理学具有非常重要的参考价值和决策价值,其必要性不仅仅体现在经济效价上,也体现在社会价值上。 1.1 毒理学的经济效价 通常情况下,新药从发现到正式上市需要10年左右的时间,2010年一种新药从研发到进入Ⅲ期临床试验所需的费用增加到19亿[1]。所以研发一种药物是建立在庞大的资金链和漫长的研发周期基础上的,其中所付出的人力物力更是乃以计数,然而就算有多艰难研究出来的药物,因为一个不良反应也照样可以彻底毁掉这个药物,甚至是整个企业。往往一个药物的不良反应不仅仅给人们的生命健康带来强烈的冲击,就连企业本身也难脱劫难,就算是基础坚固的百年商业帝国也一样被摧毁殆尽,这在医药历史上已不是鲜为人知的事。因此,如果因为药物不良反应而撤出市场的话,其浪费的资源和付出的代价是相当惊人的。 新药研发经济学研究表明,新药临床试验成功率从20%提高到33%, 可节表二、历史上FDA 的撤药事件

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