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關鍵詞:傳感器、生物實驗
中圖分類號:G633.7
隨著科技的進步,傳感器和計算機組成數(shù)字化實驗系統(tǒng)成為實驗教學的新方法、新手段。目前教材中的實驗設計仍是傳統(tǒng)的方法,但作為教師要不斷斷探索和運用新的方法。
二氧化碳傳感器是利用二氧化碳在紅外線具有的特殊特征,檢測二氧化碳對紅外線吸收情況,就可以確定二氧化碳氣體的濃度。 它在塑料大棚栽培作物生產(chǎn)中有廣泛的應用。
案例一:植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳
生物教材中“植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”的實驗設計思路是采用比較法,比較燙過的蔬菜與新鮮蔬菜的呼吸情況,燙過的蔬菜不能呼吸,新鮮蔬菜能呼吸,蔬菜呼吸產(chǎn)生二氧化碳,檢驗的方法是用澄清的石灰水變渾濁這個方法,這是一個定性的方法。如果采用傳感器就能將定性推向定量,當然初中課程標準并沒有定量的教學要求。
在傳統(tǒng)的“植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”實驗中,常用的操作的方法是:先對學生分組,提前一天,將新鮮的和用沸水燙2―3分鐘的同一種蔬菜各100克,分別放入兩個不漏氣的黑色塑料袋中,插入軟管后適當扎緊袋口,軟管用止水夾夾緊,實驗時,每組隨機取一袋蔬菜,將軟管插入澄清石灰水中,松開止水夾,輕輕擠壓塑料袋,觀察石灰水的清濁有無變化,由此來推測袋中裝的蔬菜是新鮮的還是燙過的,再打開塑料袋驗證自己的推測是否正確。
存在問題:操作時間長,操作過程比較繁瑣。
利用傳感器改進:實驗原理是利用二氧化碳在紅外線具有的特殊特征,檢測二氧化碳對紅外線吸收情況,就可以確定二氧化碳氣體的濃度。操作步驟:通過傳感器實時采集氣液相密封實驗器內(nèi)二氧化碳的舛齲學生能直觀地看到植物的呼吸作用消耗氧氣,產(chǎn)生二氧化碳,有利于學生對植物呼吸作用實質(zhì)的理解。利用數(shù)字化信息技術―“傳感器”進行實驗教學的研究,把平時受干擾因素較多的實驗通過快速、高效的采集數(shù)據(jù)進行比較,通過計算機顯示各組數(shù)據(jù),有利于激發(fā)學生的好奇心和學習興趣,培養(yǎng)學生運用知識的能力。
實驗步驟:
1、按照實驗裝置圖搭建好實驗裝置。
2、向密封實驗器內(nèi)放入適當?shù)呐柙灾参铮瑢⒍趸紓鞲衅?、氧氣傳感器與采集器相連,采集器與電腦相連。
3、將二氧化碳傳感器和氧氣傳感器的探頭通過橡膠塞與密封蓋連接完畢,蓋上密封蓋,調(diào)節(jié)探頭高度。
4、打開實驗系統(tǒng)軟件,選擇“教材通用軟件”,點擊傳感謝器材圖標,進入實驗平臺,在單坐標系上建立“二氧化碳--時間”坐標關系,設置采集時間“10min”,采集間隔“100ms”。
5、觀察、分析二氧化碳傳感器采集的數(shù)據(jù)。
改進后的優(yōu)點:
1、實驗現(xiàn)象直觀明了,實驗結(jié)論學生思考后能直接得出。
2、實驗材料如盆栽植物等能重復使用。
3、實驗的成功率高,有利于學生對實驗數(shù)據(jù)進行分析。
案例二:呼吸過程中二氧化碳含量的變化
生物教材中“呼吸過程中二氧化碳含量的變化”實驗,實驗操作的方法利用吸管向澄清的石灰水中吹氣,石灰水變渾濁。
存在問題:如何比較人呼吸時吸入的氣體和呼出的氣體相比,二氧化碳的含量的變化,只能作出定性判斷。
利用傳感器改進:通過傳感器實時采集密封實驗器內(nèi)二氧化碳的濃度,學生能直觀地看到呼吸作用消耗氧氣,產(chǎn)生二氧化碳,有利于學生對呼吸作用實質(zhì)的理解。具體的操作與前一個實驗植物呼吸實驗類似。
改進后的優(yōu)點:有利于學生直觀、快速地了解實驗結(jié)果。用數(shù)據(jù)和圖象來說明實驗結(jié)果,比定性的澄清的石灰水變混濁了要更有說服力。
參考文獻:
[1]汪忠.生物學.江蘇鳳凰教育出版社.2014. (七上)
暗器技能指的是學習及戰(zhàn)斗中施展暗器武功可提升,需裝備暗器,消耗一定量的暗器.
打獵提升!
暗器武功及獲得方式有:基本暗器、青字九打(給獵人十個蛇膽,可以分開給沒關系,可得(青字九打)及(飛鏢200發(fā))及暗器屬性提升)、滿天花雨(華山派穆人清;少林派般若堂)、彈指神通【桃花島主,貽笑江湖】幫助黃藥師勝利後習得玉簫劍法、彈指神通、腐屍毒【救治盲女】得到神木王鼎(可學習化工大法),學會腐屍毒、解毒術以及擲針術(古墓派小龍女)
(來源:文章屋網(wǎng) )
關鍵詞:接近檢測傳感器;MAX44000;發(fā)射功率
DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2012.6.018
傳感器通過脈沖驅(qū)動紅外發(fā)射二極管并檢測反射信號的幅值實現(xiàn)監(jiān)測。信號的幅值越大,目標越接近傳感器。典型配置(圖1)中,傳感器上方?jīng)]有玻璃時,器件的有效范圍大約為13cm(80%灰板),這種情況下,限制因素之一是芯片發(fā)射器的輸出功率。有限的發(fā)射功率制約了傳感器能夠檢測的范圍,并影響某些特性的實現(xiàn),例如(人)存在檢測。幸運的是,可以通過一些簡單方法提高MAX44000的性能。
提高發(fā)射器輸出功率的最簡單方式是通過FET或其它類型的晶體管驅(qū)動LED。圖2所示為實施方案,電路中,MAX44000的DRV引腳驅(qū)動pMOSFET打開和關閉,進而驅(qū)動流經(jīng)發(fā)射器的電流。電流值由R5設定。
可通過更加精確地設置流過發(fā)射器的電流,進一步改善電路,如圖3所示。這種情況下,簡單的運放電流源設置流經(jīng)LED的電流。圖中,在運放同相輸入端施加電壓,該電壓轉(zhuǎn)換為電流(本例中,檢測電阻R5為1Ω,1V電壓產(chǎn)生的電流為1A。)該電壓可來自于固定源,例如電壓基準,亦可來自于數(shù)/摸轉(zhuǎn)換器(DAC)。
然而,紅外發(fā)射器必須以脈沖方式工作,為了實現(xiàn)與MAX44000的最佳組合,增加了一級電路。模擬開關將設置電壓送至運放電流驅(qū)動器。常閉輸入連接至地,常開輸入連接至相應電壓。通過將上拉電阻連接至控制引腳,就有可能將模擬開關從NC輸入切換至NO輸入。
【摘要】支氣管哮喘是由嗜酸性粒細胞、肥大細胞和T淋巴細胞等多種炎性細胞參與的氣道慢性炎癥。隨著人們對哮喘本病認識的不斷深入,治療的重點已從單純緩解氣道平滑肌痙攣,轉(zhuǎn)為以預防、防治氣道炎癥為主的綜合治療。
【關鍵詞】支氣管哮喘 藥物治療 治療作用
支氣管哮喘(下稱哮喘)是由嗜酸性粒細胞、肥細胞和T淋巴細胞等炎性細胞參與的氣道慢性炎癥種炎癥使易感者對各種激發(fā)因子具有氣道高反應性,并可引起氣道縮窄,表現(xiàn)反復發(fā)作性喘息、呼吸困難、胸悶或咳嗽等癥狀。隨著人們對哮喘本病認識的不斷深入,治療的重點已從單純緩解氣道平滑肌痙攣,轉(zhuǎn)為以預防、防治氣道炎癥為主的綜合治療?,F(xiàn)就近年藥物治療進展綜述如下。
1 糖皮質(zhì)激素
糖皮質(zhì)激素是最有效的抗炎藥物,長期持續(xù)吸入激素類藥物,已被認為是針對反復發(fā)作哮喘的“治本”方法之。主要作用機制包括干擾花生四烯酸代謝,如白三烯及列腺素合成;減少微血管滲漏;抑制細胞因子生成;抑制炎癥細胞遷移和活化;增加氣道平滑肌對β2激動劑的反應性。激素是治療急性嚴重哮喘、慢性哮喘的首選藥物。主要有全身和吸入兩種途徑。全身使用又可分為口服和靜脈注射。口服常用潑尼松和潑尼松龍,通常用于急性發(fā)作、病情較重或嚴重哮喘發(fā)作的病人,可采用大劑量、短療程。病情控制后及時減量或停藥,以減少全身副作用及皮質(zhì)激素依賴性的發(fā)生。
2 茶堿
由于哮喘研究的進展和各種類型抗哮喘藥物,尤其是吸入皮質(zhì)激素的問世,茶堿類藥物的使用大大減少,在發(fā)達國家茶堿曾被貶為三線支氣管舒張藥物。其作用機制包括非特異抑制cAMP磷酸二酯酶同功酶,在受體水平上拮抗腺苷,并可興奮呼吸中樞和呼吸肌。近幾年研究結(jié)果顯示,小劑量茶堿具有抗炎作用和免疫調(diào)節(jié)作用等,這些作用實際上可能是茶堿治療哮喘的重要機制。口服氨茶堿和控釋型茶堿,用于輕中度哮喘發(fā)作,通常劑量6~10mg/(kg•d)。靜脈滴注氨茶堿,用于哮喘急性發(fā)作,重癥病例且24h內(nèi)未用過氨茶堿者,首次劑量為4~6mg/kg,繼之以0.6~0.8mg/(kg•d)的速度靜脈點滴,以維持其平喘作用。茶堿的缺點是代謝不穩(wěn)定和安全范圍窄,需小心用藥并監(jiān)測血清濃度。務必注意藥物濃度不能過高,滴速不能過快,以免引起心律失常、血壓下降,甚至突然死亡。對于老人、幼兒,心、肝、腎功能障礙及甲亢者需慎用。
3 β2受體激動劑(β2激動劑)
β2激動劑可舒張氣道平滑肌,增加粘液纖毛清除功能,降低血管通透性,調(diào)節(jié)肥大細胞及嗜堿粒細胞介質(zhì)的釋放。短效β2激動劑,如沙丁胺醇、叔丁喘寧,可通過MDI或干粉劑吸入,每次200~400μg,通常5~10min即可見效,療效維持4~6h。口服后15~30min起效,一般用量2~2.5mg,每日3次。β2激動劑的緩釋型及控釋型療效維持時間較長,用于防治反復發(fā)作性哮喘和夜間哮喘。哮喘嚴重發(fā)作時由于氣道阻塞,吸入用藥效果較差,可通過肌肉注射或靜脈注射途徑緊急給藥。由于長期應用β2激動劑可抑制β受體反應性,致藥效銳減,快速脫敏,肺功能下降,反常性支氣管痙攣,氣道反應性增高等,目前多主張間斷使用,盡量避免長期規(guī)律用藥。
4 抗膽堿藥
目前臨床上應用的抗膽堿藥為非選擇性MR拮抗劑,即對各種亞型的MR均發(fā)揮阻斷作用??鼓憠A藥物,如溴化異丙托品或溴化托品,常規(guī)劑量霧化吸入后,3~30min起效,90~120min作用達到高峰,持續(xù)3~8h??膳cβ2激動劑聯(lián)合吸入治療,使支氣管舒張作用增強并持久,適用于夜間哮喘及痰多的哮喘患者。溴化異丙托品霧化吸入后,粘膜吸收較少,也不通過血腦屏障,因此,支氣管內(nèi)局部濃度較高,療效較好,而全身副作用較少。
5 色甘酸鈉類藥物
代表藥有色甘酸鈉,主要通過抑制肥大細胞釋放炎性介質(zhì),起預防哮喘發(fā)作的作用,也可抑制嗜酸性粒細胞、中性粒細胞和肺泡巨噬細胞的激活,可用于防治過敏性哮喘、運動性哮喘等。色甘酸鈉每次吸入20mg,每日3~4次,1療程約需2個月。
6 酮替芬
酮替芬具有很強的H1受體拮抗作用,也能抑制支氣管粘膜下肥大細胞釋放炎性介質(zhì),抑制細胞內(nèi)Ca2+釋放,并可逆轉(zhuǎn)因反復使用β受體激動劑而下降的β受體敏感性。成人每日2mg,睡前頓服,兒童0.08~0.1mg•kg-1•d-1,早晚2次分服。
7 大環(huán)內(nèi)酯類抗生素
大環(huán)內(nèi)酯類抗生素除具有抗感染作用外,尚對哮喘有一定治療作用,用藥后可使癥狀、體征改善,一秒鐘用力呼氣容積(FEV1)升高,氣道高反應(BHR)性降低。其作用機制與抑制外周血多形核白細胞(PMNS)產(chǎn)生超氧負離子(O-2)和PMNS的趨化性、抑制淋巴細胞產(chǎn)生細胞因子、抑制巨噬細胞產(chǎn)生腫瘤壞死因子α(TNF-α)等有關。
8 速尿
速尿是臨床常用的袢利尿劑,速尿40mg+生理鹽水20ml霧化吸入治療哮喘,總有效率為74%~92.3%,但口服或其他途徑給藥無效。其抗哮喘機制為松弛支氣管平滑肌;抑制氣道內(nèi)肥大細胞釋放介質(zhì);減少氣道內(nèi)感覺神經(jīng)末梢沖動的傳入;使氣道上皮釋放具有擴張支氣管作用的前列腺素;改善氣道上皮細胞的水轉(zhuǎn)移,從而防止粘膜水腫等。
9 其他治療
史相銘等應用多巴胺、硫酸鎂靜脈點滴治療哮喘,總有效率100%。其機制是哮喘發(fā)作時,氣道平滑肌細胞內(nèi)Ca2+流量通過各種途徑增加,阻止Ca2+內(nèi)流,有助于解除平滑肌的痙攣。Mg2+為天然的鈣通道抑制劑,可代替Ca2+或競爭Ca2+載體系統(tǒng),從而阻止Ca2+內(nèi)流,使平滑肌興奮――收縮偶聯(lián)脫偶聯(lián),起到松弛平滑肌的作用。
定喘湯出自明代張時徹所輯的《攝生眾妙方》一書中,方由麻黃、款冬花、杏仁、半夏,白果(炒黃),蘇子、桑白皮、黃芩、甘草組成。具有宣肺降氣、清熱化痰的功效,主治由于外感風寒、痰熱內(nèi)蘊所致的哮喘氣急,咳嗽痰多,痰稠色黃,微惡風寒,舌苔黃膩,脈象滑數(shù)等癥。廣泛用于呼吸系統(tǒng)疾病及過敏性疾病的治療。近年來兒科運用廣泛,并取得一定療效。為了更好地了解古方、應用古方、研究古方,我們對定喘湯及其加減的臨床應用及實驗研究情況作一回顧。
1 臨床應用
1.1 小兒支氣管哮喘 盛賓杰[1]用定喘湯治療小兒輕癥哮喘屬風寒外束、痰熱閉肺型患兒68例。定喘湯為基本方,根據(jù)臨床癥狀有所加減。所有病例均在發(fā)作期接受治療,服藥期間不同時服用其他藥物,每日一劑連服10劑為一療程。結(jié)果:全部患者經(jīng)治療后治愈50例,顯效11例,有效6例,無效1例,總有效率97%。趙春玲[2]等用自擬定喘湯治療小兒頑固性哮喘83例,服藥期間不用解痙西藥,共治療3d。治療結(jié)果83例患兒顯效,19例(22.89%),好轉(zhuǎn)57例(68.67%),無效7例(8.44%),總有效率91.56%。
1.2 小兒咳嗽變異性哮喘 孫淑華[3]等用定喘湯治療小兒咳嗽變異性哮喘74例,7天為1療程(用藥6天,停1天),共2個療程。治療結(jié)果:經(jīng)過2個療程治療,74例中,完全緩解48例,好轉(zhuǎn)23例,無效3例,無效者經(jīng)繼服中藥,同時加用必可酮氣霧劑100μg,早晚各1次噴用后緩解。經(jīng)近2年隨訪,有27例因上感因素再發(fā)咳嗽但經(jīng)抗感染及中藥治療后,均在1-2周內(nèi)緩解,有1例轉(zhuǎn)為典型哮喘。羅慶華[4]用加味定喘湯治療咳嗽變異型哮喘30例,對照組予以控釋型茶堿舒弗美片100mg/次,分2次早晚口服,治療組在對照組基礎上予以加味定喘湯煎劑口服,日一劑,每日2次早晚口服,兩組均15天為1療程,治療2個療程。結(jié)果:治療組患者臨床癥狀及療效明顯改善,與對照組比較差異有顯著性(P
1.3 嬰幼兒毛細支氣管炎 劉萬榮[5]用自擬中藥定喘湯治療90例典型小兒喘憋性肺炎,對照組給予抗生素、病毒哇、氨茶堿及沐舒坦常規(guī)治療,觀察組在此基礎上加用定喘湯,6d為1療程判斷療效。結(jié)果:觀察組42例,其中治愈36例(占85.7%),好轉(zhuǎn)5例((11.9%),無效1例(占2.3%)。李須堯[6]中藥定喘湯加減配合治療嬰幼兒毛細支氣管炎115例,治療方法兩組均給予一般治療[利巴韋林10-20mg/(kg·d)靜脈滴注,每天一次;氨茶堿30mg/(kg·次)靜脈滴注每天1-3次;缺氧者吸氧,泌物多且稠者霧化吸人等],療程7-10d。治療組加用中藥定喘湯。結(jié)果:治療組總有效率93.9%,對照組總有效率84.O%,治療組療效優(yōu)于對照組差異具有顯著性(P
1.4 小兒支氣管炎、支氣管肺炎 李暉[7]用黃龍定喘湯佐治小兒肺炎54例,對照組50例使用常規(guī)劑量的抗菌藥物或抗病毒藥物靜脈滴注治療。結(jié)果:治療組平均療程6d,有效率94.4%;對照組平均療程10d,有效率90.0%。張曉霞[8]用小兒止咳定喘湯治療支氣管肺炎100例,對照組按常規(guī)治療方法,西藥抗炎對癥治療。治療組在對照組的基礎上加服小兒止咳定喘湯。以7d為一個療程。結(jié)果:治療組總有效率93%,明顯高于對照組,差異有統(tǒng)計學意義(P
2 實驗研究
近年來,關于定喘湯的實驗研究也取得很大進展。王雪峰等[10]為探討定喘湯的作用機理,進行了定喘湯及宣、降、清分解劑在Hela細胞上抗RSV的實驗研究,通過觀察藥物對Hela細胞的影響,發(fā)現(xiàn)定喘湯體外抑制RSV,主要通過宣法、清法起作用,且預防細胞感染作用要好于對病毒的直接滅活作用。崔振澤[11]等研究定喘湯及宣法、清法、降法三組分解劑對呼吸道合胞病毒感染小鼠肺組織RSV量及肺泡灌洗液(BALF)中TH2細胞因子IL-4和TH1細胞因子r-IFN的含量影響,探討定喘湯的作用機制。結(jié)果表明定喘湯具有抗RSV作用,主要表現(xiàn)在清法組和宣法組,而降法組不明顯;定喘湯可調(diào)節(jié)TH2/TH1免疫失衡,主要表現(xiàn)在宣法組、降法組降低IL-4,清法組提高r-IFN。
定喘湯組方精辟,麻黃與白果共為君藥,有相伍之妙,由李家發(fā)[12]的實驗從現(xiàn)代藥理角度證實了二者共為君藥的正確性。方法:采用氣管段酚紅法、噴霧致喘法、炎性腫脹及TXB2、6-K-PGF1定量的方法;結(jié)果:定喘湯具有化痰、平喘、抗炎作用,能上調(diào)6-K-PGF1,下調(diào)TXB2。能增強酚紅在小白鼠支氣管的排泄,對組胺所致豚鼠哮喘具有平喘作用,而且與氨茶堿對照組相比,能延長哮喘發(fā)作的潛伏期,能對抗由二甲苯引起的足部炎癥反應,后者具有極強的舒張氣管及血管作用,從實驗結(jié)果來看,定喘湯能抑制TXB2生成,上調(diào)6-K-PGF1含量,但去掉麻黃和白果后,方劑的抗炎、化痰、平喘作用均不及原方,說明二者在方中具有協(xié)同效應。
3 結(jié)語
從以上臨床資料分析:定喘湯加減廣泛應用于小兒咳喘病的治療,療效確切,但臨床應用中嚴謹?shù)谋孀C分型及其證候指標的規(guī)范化、客觀化上仍顯不足。另一方面,大量的臨床藥理及實驗研究資料雖為定喘湯治療小兒咳喘病提供了分子藥理學依據(jù),但該方主要作用于細胞組分或細胞因子網(wǎng)絡的哪個環(huán)節(jié),干擾或阻斷了其中的哪些位點,還有待于我們今后進一步探討。
參考文獻
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