吸入性麻醉药动力学模型定量分析

从机理分析的角度研究了吸入性麻醉药使用过程中在诱导期的数学模型,采用室分析方法,建立了人体血药浓度的药代动力学模型和吸入药量模型,并求出其精确解．然后以七氟谜用药累积记录为研究对象,进行了数值计算,算得药代动力学模型和吸入药量模型与实际测量数据的相关系数分别为0．9865和0．8874．最后给出模型拟合曲线．     

姬松茸N516产活性多糖的发酵动力学研究

目的 :研究姬松茸产活性多糖的发酵动力学。方法 :以 5L发酵罐分批发酵和基于Logistic和Luedeking&Piret方程。结果 :菌体生长和胞内活性多糖生成是同步的 ;发酵液流变特性参数稠度系数 (K)先增后降 ,而流变特性指数 (n)先降后升。得到描述分批发酵过程的动力学数学模型和模型参数 ,同时对实验数据与模型参数进行了验证比较 ,模型计算与实验结果较好拟合。结论 :产活性多糖属于偶联型以及模型可用于预测发酵过程     

利用稳定氢氧同位素定量区分白刺水分来源的方法比较

水是影响植物分布的重要生态因子之一,对植物水源的研究有助于在全球变化背景下了解植物的时空分布格局.根据同位素质量守恒,利用稳定氢氧同位素可以确定植物水分来源,相关的方法也不断改进.利用三源线性混合模型、多源线性混合模型、吸水深度模型以及动态模型分别对格尔木白刺(Nitraria Tangutorum)的水分来源进行了对比研究,发现格尔木白刺主要吸收利用50-100 cm处的土壤水及地下水.在研究方法上,各模型都有自己的应用范围和局限:三源线性混合模型一般只能在植物吸收的水分来源不超过3个的情况下运行;多源线性混合模型弥补了三源线性混合模型的不足,可以同时比较多种来源水各自对白刺的贡献率及贡献范围;吸水深度模型弥补了混合模型中不能计算白刺对土壤水的平均吸水深度的缺陷;动态模型则会为未来降水格局变化对植物的时空分布的影响研究起很大作用.针对不同的适用范围,模型的选择及综合应用会更广泛.但是,该技术还存在一些不足,需要结合测定土水势,富氘水的示踪等方法来弥补.     

蓝色犁头霉深层发酵产壳低聚糖生长动力学研究

目的:研究蓝色犁头霉产壳低聚糖分批发酵动力学的模型.方法:在10L发酵罐中,将蓝色犁头霉分批发酵培养,对蓝色犁头霉菌丝体生长、产物形成和基质消耗的实验数据进行分析,根据Logistic和Luedeking-Piret方程分别建立蓝色犁头霉发酵过程菌体生长、壳低聚糖生成和基质消耗的动力学数学模型,并利用1stOpt软件对模型参数进行非线性曲线拟合.结果:研究得到了菌体生长、产物合成及基质消耗的动力学模型及参数,模型的拟合度分别为0.994、0.986、0.992.结论:研究表明蓝色犁头霉多糖合成和菌体生长呈生长偶联型,模型计算值与实验值有良好的拟合性,模型准确度较高.     

鼠疫传播动力学模型的构建研究

目的:采用疾病传播动力学模型描述鼠疫的流行特征,为科学地制定鼠疫的防控措施提供理论依据。方法:运用微分方程建立鼠间鼠疫和人间鼠疫的传播动力学模型,分析模型中各参数与疫情发展变化的关系。结果:使用基本繁殖率,平均鼠密度,感染者平均病死率,感染者平均治愈率等参数描述感染率随时间的变化趋势。结论:根据鼠间传播期、疫区传播期和人群扩散期的传播特点,分别开展各项防控工作,能够更好地控制鼠疫疫情。     

一种新的DNA序列进化距离及其应用

为了研究核苷酸变异,通过DNA序列的同源率,建立了DNA序列进化的动力学方程,进而得到了一种新的物种间进化距离dy(选择进化距离).由于核苷酸替代模型有很多,选用其中的4种模型,计算出其相应的选择进化距离dy,该进化距离包含了4种模型下的p距离、替代率为常数的距离d和替代率服从Г分布的Г距离dG.进一步根据动力学方程的特点,将模型转化为一元线性回归问题,用最小二乘法求得选择模型中的动力学参数b和各核苷酸位点每年的平均替代速率r.以16个物种的线粒体基因序列为例,说明这种新的进化距离并通过构建不同进化距离下的基因进化树来对各进化距离进行比较.结果表明:选择进化距离dy是一种有效的构建进化距离的方法.     

酶标仪法测定氨茶碱血药浓度的研究

摘要 目的：通过酶标仪法,建立一种研究氨茶碱在新西兰兔体内的药代动力学参数及房室模型的分析方法。方法：新西兰兔以剂量15 mg/kg静脉注射氨茶碱后,应用酶标仪法,测定在274 nm 波长处吸光度值,采用直线相关与回归分析进行数据统计分析氨茶碱在体内的药代动力学参数、回收率实验及房室模型分析。结果：血清茶碱在浓度5～30 μg/mL范围内线性关系良好,回归方程为：A= 0.0013C+0.0074,r²=0.991。各浓度氨茶碱回收率均大于90%,平均回收率为95.83±3.83,RSD均小于15%,回收效果良好。通过氨茶碱体内房室模型拟合得：二室模型拟合显示：由消除相,得外推线浓度线性回归方程：lgC=-0.1271t+1.0562;由分布相,得残数浓度线性回归方程为：lgCr =-0.5829t+1.030,综合得其二室模型的药动学方程为：C=22.000e^-1.342t +11.381e^-0.292t 、T_1/2（α）= 0.516 h、T_1/2（β）= 2.369 h。一室模型拟合显示：一室模型药动学方程为：lgC= -0.2131t + 1.315,其药时方程为：C= 20.649e^-0.491t 、T_1/2= 1.412 h;结论：可以用酶标仪法测定氨茶碱体内药代动力学相关参数,其回收率良好,体内代谢符合二室模型,消除半衰期较长。     

乌兰布和沙区紫花苜蓿根系吸水模型

在实测获得根重密度和土壤含水量的基础上,运用土壤水分运动方程及Penman-Monteith公式,计算得到干旱沙区不同水分处理下紫花苜蓿(MedicagosativaL.)根系吸水速率和蒸腾强度.结果表明紫花苜蓿根系吸水速率与土壤剖面含水量和根重密度密切相关.苜蓿地水分消耗规律在分枝期以棵间蒸发为主,在开花期和结实期以植株蒸腾为主.建立了干旱沙区紫花苜蓿根系吸水模型,经回归分析得到模型中的各个参数,通过对回归结果的方差分析表明,模型的相关性较好(R2=0.890,p<0.05);另外从模型验证的结果看,土壤剖面含水量模拟值与实测值基本吻合,说明本文提出的根系吸水模型其可靠性较好.     

Cd、Pb、Cr三元胁迫对小麦幼苗生理生化特性的影响

用小麦幼苗做材料,采用溶液培养方法,研究了Cd、Pb、Cr共同胁迫对小麦性状的影响.结果表明,由于Cd、Pb、Cr 3种不同重金属之间互作的存在,三元污染胁迫对叶绿素总量抑制的联合作用和降低渗透势的幅度一直大于单独作用之和;三元污染胁迫下的气孔阻力、可溶性蛋白质含量、MDA含量联合作用一直小于单独作用之和.联合作用随胁迫时间的增加,从小于单独作用之和转变为大于单独作用之和的有叶与根的质膜透性;联合作用从大于单独作用之和转变为小于单独作用之和的有Cd、Pb、Cr三元污染胁迫下的根系活力.对小麦幼苗POD同功酶的影响是:Cd、Pb、Cr三元污染胁迫出现了与单一污染胁迫不同的新酶带,也消失了不同的酶带.该结果可为进一步了解Cd、Pb、Cr污染对小麦的影响机制,为农业生产上早期检查Cd、Pb、Cr对小麦幼苗生长的有害效应和丰富小麦重金属复合污染胁迫研究提供一些理论依据.     

极端干旱区胡杨根系吸水的二维数学模型

依据在极端干旱区额济纳旗的实测资料,对胡杨根系及根区土壤水分特征进行了分析,借鉴国内外成熟的植物根系吸水模型,建立了胡杨根系吸水的二维数学模型。模型结果与实测结果平均相对误差为9.02%,最大相对误差为17.84%。所建模型基本反映了胡杨根系吸水的实际状况,对胡杨根系分布、吸水及胡杨SPAC系统进一步的研究提供了有益的参考。     

物种分布模型在海洋潜在生境预测的应用研究进展

海洋生物的栖息分布与环境要素的关联性一直是海洋生态学研究的热点之一.近年来,物种分布模型被广泛应用于预测海洋物种分布、潜在适宜性生境评价等研究,为保护海洋生物多样性、防治外来物种入侵及制定渔业管理措施等提供了一条有效途径.物种分布模型主要包括生境适宜性指数模型、机理模型和统计模型.本文对物种分布模型的理论基础进行了归纳和总结,回顾了物种分布模型在预测海洋物种潜在地理分布研究中的开发与应用,重点介绍了不同类型统计模型在海洋物种潜在分布预测中的研究实例.比较各种选取变量和模型验证方法,认为赤池信息准则对于选取模型变量具有优势,Kappa系数和受试者操作特征曲线下面积在验证模型精度中应用最广泛.阐述了物种分布模型存在的问题及未来发展趋势,随着海洋生物生理机制研究的进一步深入,机理模型将是今后物种分布模型发展的重点.     

中国北方5种栎属树木多度分布及其对未来气候变化的响应

植物分布与气候之间的关系是预估未来气候变化对生态系统影响的实现基础。以往的物种分布模型通常以物种的分布区或者分布点的物种存在数据作为物种分布的响应变量。相较于物种存在数据, 多度反映了一个物种占用资源并把资源分配给个体的能力, 更能衡量物种对区域生态系统的影响。该研究通过野外调查获取了华北及周边地区1 045个样方的栎属树木多度, 利用广义线性模型、广义加性模型和随机森林模型模拟栓皮栎(Quercus variabilis)、麻栎(Q. acutissima)、槲栎(Q. aliena)、锐齿槲栎(Q. aliena var. acuteserrata)和蒙古栎(Q. mongolica) 5个树种多度的地理分布及未来2个不同时期(2050年和2070年)的潜在分布。结果表明: 随机森林模型对5个栎属树种的多度的拟合结果要优于广义线性模型和广义加性模型; 典型浓度路径(RCP) 8.5下的5个栎属树种在未来两个时期的多度变化幅度都要大于RCP 2.6下的变化, 在超过一半面积的区域中麻栎、槲栎、锐齿槲栎和蒙古栎的多度减少, 其中内蒙古东北部和黑龙江北部地区是5种栎属植物多度减少的集中分布地区。未来气候变化背景下, 需要加强对这几个区域的监测与物种保护。     

On the mechanistic underpinning of discrete-time population models with complex dynamics

We present a mechanistic underpinning for various discrete-time population models that can produce limit cycles and chaotic dynamics. Specific examples include the discrete-time logistic model and the Hassell model, which for a long time eluded convincing mechanistic interpretations, and also the Ricker- and Beverton-Holt models. We first formulate a continuous-time resource consumption model for the dynamics within a year, and from that we derive a discrete-time model for the between-year dynamics. Without influx of resources from the outside into the system, the resulting between-year dynamics is always overcompensating and hence may produce complex dynamics as well as extinction in finite time. We recover a connection between various standard types of continuous-time models for the resource dynamics within a year on the one hand and various standard types of discrete-time models for the population dynamics between years on the other. The model readily generalizes to several resource and consumer species as well as to more than two trophic levels for the within-year dynamics.     

On the mechanistic underpinning of discrete-time population models with Allee effect

The Allee effect means reduction in individual fitness at low population densities. There are many discrete-time population models with an Allee effect in the literature, but most of them are phenomenological. Recently, Geritz and Kisdi [2004. On the mechanistic underpinning of discrete-time population models with complex dynamics. J. Theor. Biol. 228, 261-269] presented a mechanistic underpinning of various discrete-time population models without an Allee effect. Their work was based on a continuous-time resource-consumer model for the dynamics within a year, from which they derived a discrete-time model for the between-year dynamics. In this article, we obtain the Allee effect by adding different mate finding mechanisms to the within-year dynamics. Further, by adding cannibalism we obtain a higher variety of models. We thus present a generator of relatively realistic, discrete-time Allee effect models that also covers some currently used phenomenological models driven more by mathematical convenience.     

Numerical model (switchable/dual model) of the human head for rigid body and finite elements applications

In this paper, a methodology for the development and validation of a numerical model of the human head using generic procedures is presented. All steps required, starting with the model generation, model validation and applications will be discussed. The proposed model may be considered as a dual one due to its capabilities to switch from deformable to a rigid body according to the application's requirements. The first step is to generate the numerical model of the human head using geometry files or medical images. The required stiffness and damping for the elastic connection used for the rigid body model are identified by performing a natural frequency analysis. The presented applications for model validation are related to impact analysis. The first case is related to Nahum's (Nahum and Smith 1970) experiments pressure data being evaluated and a pressure map generated using the results from discrete elements. For the second case, the relative displacement between the brain and the skull is evaluated according to Hardy's (Hardy WH, Foster CD, Mason, MJ, Yang KH, King A, Tashman S. 2001.Investigation of head injury mechanisms using neutral density technology and high-speed biplanar X-ray. Stapp Car Crash J. 45:337–368, SAE Paper 2001-22-0016) experiments. The main objective is to validate the rigid model as a quick and versatile tool for acquiring the input data for specific brain analyses.     

工业微生物代谢网络模型的研究进展及应用

基因组规模代谢网络(Genome-scale metabolic network model,GSMM)是工业微生物菌株定向改造过程中一种极为重要的指导性工具,有助于研究者快速获取特定性状的工业微生物,因此越来越受到人们的关注。文中回顾了GSMM的发展历程,总结并评述了GSMM的构建方法,以4种重要工业微生物(枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis、大肠杆菌Escherichia coli、谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum和酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae)为例,阐述了GSMM在工业微生物中的发展与应用。此外,还对GSMM未来的发展趋势进行了展望。     

Tests of the heterosis model

Summary An alternative to the classical model of self-incompatibility indicates that genetic control of self-incompatibility could involve more than one locus and function through passive failure of incompatible pollen tubes rather than through their active inhibition. Both aspects of the alternative model have been tested and, in each case, the data support the classical single-locus oppositional interpretation rather than the alternative. On the basis of these data, and others now available, we conclude that, in the Solanaceae, and presumably also in some others, self-incompatibility is better explained by the classical interpretation. Several points, however, remain to be resolved.     

A critical assessment of comparative molecular modeling of tertiary structures of proteins*

In spite of the tremendous increase in the rate at which protein structures are being determined, there is still an enormous gap between the numbers of known DNA-derived sequences and the numbers of three-dimensional structures. In order to shed light on the biological functions of the molecules, researchers often resort to comparative molecular modeling. Earlier work has shown that when the sequence alignment is in error, then the comparative model is guaranteed to be wrong. In addition, loops, the sites of insertions and deletions in families of homologous proteins, are exceedingly difficult to model. Thus, many of the current problems in comparative molecular modeling are minor versions of the global protein folding problem. In order to assess objectively the current state of comparative molecular modeling, 13 groups submitted blind predictions of seven different proteins of undisclosed tertiary structure. This assessment shows that where sequence identity between the target and the template structure is high (> 70%), comparative molecular modeling is highly successful. On the other hand, automated modeling techniques and sophisticated energy minimization methods fail to improve upon the starting structures when the sequence identity is low (～30%). Based on these results it appears that insertions and deletions are still major problems. Successfully deducing the correct sequence alignment when the local similarity is low is still difficult. We suggest some minimal testing of submitted coordinates that should be required of authors before papers on comparative molecular modeling are accepted for publication in journals. © 1995 Wiley-Liss, Inc.     

疾病自然史的随机模型

1前言疾病自然史是指疾病的临床发展过程以及转归〔1〕．有些疾病如早期糖尿病,早期青光眼,肿瘤的临床前状态,往往自觉无症状,一旦自己感觉有症状或临床发现,此时已属于中、晚期,难以取得较好的治疗效果,特别是肿瘤,已经发生了转移．为此,必须早期发现、早期治疗．因此自然史研究有着重要意义．在肿瘤的预防中,它决定着二级预防,筛查方案的优化以及筛查效果的评价．国内外许多文献报道了宫颈癌、乳腺癌、AIDS等自然史的研究成果．在疾病自然史研究中,一般是将疾病分为几个阶段或几个状态,对肿瘤的研究一般是将癌前状态分为几…     

流域水碳过程耦合模拟——WaSSI-C模型的率定与检验

在复杂的气候变化条件下, 利用水碳耦合模型进行生态水文学研究成为主要的研究手段和途径。该文以杂谷脑河上游流域为例, 在确定生态水文模型WaSSI-C模拟尺度的基础上, 探讨水碳耦合模型在中国西南湿润地区的适用性。杂古脑河上游流域位于岷江上游, 隶属于长江流域。在分析和讨论了模型结构和机理的基础上, 分别对模型蒸散和融雪计算进行了补充改进, 以提高模型的适用性。将1988-1996年作为模型的率定期, 1997-2006年作为模型的验证期, 分别在率定期和验证期利用实测的径流数据和中分辨率成像光谱仪数据的总初级生产力、蒸散(ET)数据, 对模拟结果进行对比验证。并利用决定系数(R²)和Nash-Sutcliffe效率系数(NS)两个指标对模拟效果进行评价。流域总径流率定期和验证期对比验证的R²分别为0.86和0.78; NS分别为0.82和0.67。总生态系统生产力和ET验证期的R²分别为0.89和0.78。可见模型模拟结果的两个评价指标都处于较为理想的区间内, 说明WaSSI-C模型在研究区内具有较好的适用性。并对模型的蒸散计算方法进行了讨论, 在此基础上提出了模型中存在的问题和改进的方向。