引論：我們為您整理了13篇系統生物學應用范文，供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發您的創作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
KEY WORDS systems biology; information medicine; integrated traditional Chinese and Western medicine; road map for gene regulation
20世紀中期的觀點認為，生物體是由“物質和能量”所組成的，但現在的人們已逐漸認識到人體是一個復雜的巨系統，生物系統最重要的特點在于其各個部分之間的高度協調。在一個細胞中，在同一時刻有條不紊地進行著數千個代謝過程，細胞之間亦同時進行著各種協調與整合，如此才會最終形成各種臟器和系統井然有序的功能表現。顯然，這些高度協調、密切相關的過程只有通過交換信息才能實現。固然，物質和能量仍是生物體的生存要素。在細胞中，核糖體擁有氨基酸組建模塊以及ATP合成為ADP過程中釋放的能量，但如果沒有細胞核中DNA所攜帶的信息，同樣無法合成具有功能的蛋白質。所以，信息在任何過程中都起著關鍵性的作用，物質和能量不過是附屬物而已。生物體內的信息傳遞和整合是由細胞內外的受體和信號轉導系統來完成的，不同的信號通路之間存在相互的聯系和作用，形成動態的功能網絡。
按系統生物學的觀點，可以將生物系統的特點概括為“整體、動態、層次、整合”。機體內無數個大小網絡是一個通過層次與層次之間、網絡與網絡之間、系統與系統之間的聯系和整合而建立起來的復雜系統，并不是簡單系統的疊加。這個復雜系統也會通過不同網絡之間的信息傳遞和整合，使基因或蛋白質產生出最終的生物學功能，如此勢必會出現一些涌現性行為和規律，出現一些單獨系統所不能反映的新行為，這就是系統生物學的特征。因此也可以說，信息是生命賴以存在的至為關鍵的因素。
中醫學是一門應用信息進行調控，并將其作為主要醫療手段的醫學。首先是以外揣內，通過四診獲取人體處于何種狀態的信息，通過各種辨證方法對這些信息加以分析，最后按照中藥性味及方劑中最佳配伍的信息組合進行組方，用以調動人體自身的抗病能力，綜合調節不平衡的病理狀態，使之向健康狀態轉化。
由此可見，中醫學和現代醫學都是立足于應用信息來認識人體的病理、生理變化。中醫學發展的歷史條件造成其對信息的認識、掌握和應用都是間接的，把人體看作黑箱，用以藥測證的方法，不斷充實信息的可信度，因此其獲取信息的優越之處在于通過宏觀的方式對人體整體狀態進行觀察和辨別分析，而并非僅僅限于某個功能系統，這些都符合系統論的思維方法；但不足則在于未能將這些信息量化，以致于在應用這些信息時存在主觀性和不穩定性。
中醫理論尚保持一種前科學的狀態，將四診信息量化固然使中醫學向現代化、規范化邁進了一大步，但更為重要的是如何把大量的具有正反兩方面意義的信息加以整合，理出一個頭緒，朝向一個方向。中醫學本來就是先進的系統生命科學認知體系，只是未能利用還原論的分析方法掌握其微觀的技術手段，就連對四診信息進行量化亦缺乏有效的技術方法?，F代醫學的理論和方法均奠基于現代科學之上，但自從15世紀下半葉以來，以還原論進行分析的研究方法主宰了現代科學的眾多領域。生物學和醫學就是從整體到器官、組織、細胞，再不斷細分至分子生物學。從唯物歷史觀的角度看，這是時代的需要。還原論在攫取更為深入、細致的信息方面，較之古代籠統的整體觀不能說不是一個進步。但是基礎醫學在進步，醫學模式卻在倒退，小問題越做越深，以致只關注于生物單分子行為；大問題越做越少，從而偏離了宏觀研究的方向。中醫學缺乏還原論的分析方法，而現代醫學缺乏整體論的觀點和思維。如此，在系統生物學的前提下，中、西醫各自尋找所需，中西醫的結合有了可能。
在臨床實踐中，辨病與辨證相結合這一中西醫結合的初步途徑已為廣大醫者所接受。辨病是西醫之所長，辨證是中醫之所長，中西醫各取所長，優勢互補，才是有機的中西醫結合。除了病證結合外，在具體辨別與應用上亦存在無證從病、無病從證、舍證從病、舍病從證，這些其實就是對病與證的信息進行整合與取舍，其中取舍的根據，必須以唯物辯證法為指導，判斷何者是主要矛盾，何者是次要矛盾，正確處理局部與整體及現象與本質之間的關系。
“證”是辨證論治的起點和核心，就臟象中“腎”的辨證而言，是機體對致病因素做出整體反應的一種功能狀態。由于辨證是由外揣內，在具體應用上受到醫患雙方主觀因素的影響，因此難以將其客觀化和量化。借助四診所獲得的信息，用量表依靠經驗進行評分，亦只是半定量，故而必須通過研究“證”的內涵，以期獲得可以量化的信息。1977年Besedovsky首先提出宏觀的“神經內分泌免疫”網絡假說，神經內分泌調控免疫屬下行通路模式，免疫亦能調控神經內分泌屬上行通路模式，如此形成雙向信息傳遞機制。三者擁有一套共同的化學信息分子與受體，從而使這三個系統之間能夠相互交通和調節，形成多維立體網絡狀的聯系，使涉及整體性的系統之間得以相互交通和調節，形成多維立體網絡狀的聯系。從涉及整體性系統之間調節的神經內分泌免疫網絡，到局部性質的下丘腦垂體腎上腺皮質胸腺軸網絡，還有數不清的小網絡，機體就是由大大小小眾多網絡所構成的，并將其作為對外反應與自我調節的基礎。正常的人體功能是人類基因的一個有序表達，病或證則是基因表達的失衡，治療絕大多數病或證都將從調控基因功能入手，即從修飾或改變基因的表達與基因的產物著手。大、小網絡的調控都是立足于基因表達的調控，這些基因網絡最后都要通過中樞信號傳導由負反饋機制來完成調控作用，使生命體有自我調節的能力。網絡是一個高度復雜的、非線性動力學系統。錢學森說過：“要看動力學就要造成干擾，才能看到變化?！敝嗅t學自發地應用系統概念考察人體變化，著重于通過證效關系來判別辨證的正確性，“以藥測證”就提供了一個動態的干預手段來研究證。
轉貼于
我們在“腎”本質的研究中，借鑒了“神經內分泌免疫”網絡學說，證明腎陽虛證的調控中心位于下丘腦［1］，并且涵蓋了以下丘腦垂體腎上腺皮質胸腺軸為主軸的神經內分泌免疫網絡［2］。既然調控中心高踞于下丘腦，則其調控模式可被設想為是通過下行通路進行的。對于大量的調控信息，我們必須從系統生物學的“整體”角度加以考慮，采取以藥測證的“動態”干預進行比較，將各個“層次”的基因信息通過基因網絡把它們“整合”起來，于是蘊育了繪制基因網絡調控路線圖譜的意圖。
我們在模擬腎虛證26月齡自然衰老大鼠模型上，采用補腎藥羊藿總黃酮進行以藥測證，取下丘腦、垂體、腎上腺、脾淋巴細胞，采用美國Affymetrix公司的大鼠基因芯片，研究老年大鼠下丘腦垂體腎上腺皮質胸腺軸的基因表達譜［3］。羊藿總黃酮在最高層次下丘腦水平可上調6種神經遞質受體基因的表達，在垂體和腎上腺水平上調生長激素軸和性腺軸，證明羊藿總黃酮的調控模式是通過神經內分泌免疫網絡的下行通路而激活免疫系統的。在免疫系統中的淋巴細胞這一層次中，羊藿總黃酮首先激活與細胞凋亡相關的上游信號分子，上調CD28、CTLA4、T細胞受體、CD3這些共刺激信號分子以形成調控網絡，連同轉化生長因子β以及促增殖的原癌基因cFos、cmyc、aRaf、cyclinD1、cJun等共同激發T細胞生長因子白細胞介素2，成為促增殖、抗凋亡信號轉導的重要途徑。白細胞介素2是強有力的生長刺激信號，激活核轉錄調節因子NFκB，NFκB信號轉導通路是一組集抗凋亡、促增殖、調節免疫效應于一身的調節因子，為多種信號轉導途徑的連接點，在分子調控網絡中處于樞紐地位。它的被激活，在導致下調促凋亡基因的同時亦上調抗凋亡基因，在下調抗增殖基因的同時亦上調促增殖基因，使這些對立的基因整合后向有利于增殖與凋亡平衡的方向進行，最終降低了老年期大鼠T細胞的過度凋亡。從羊藿總黃酮的干預上調下丘腦多種神經遞質，直至降低T細胞凋亡率，是一連串信息在多個層次之間的傳遞與整合，最終形成腎虛證在下丘腦垂體腎上腺皮質胸腺軸上具有特征性的有序基因網絡調控路線圖譜。見圖1。
圖1 腎虛證下丘腦垂體腎上腺皮質胸腺軸基因網絡調控路線圖譜（略）
用基因表達譜檢測RNA功能的表達受時間和空間的影響，在不同時間、不同條件下會有不同程度的表達，故進行基因芯片實驗最好重復2次以上。我們在重復前次實驗時，除了采集下丘腦垂體腎上腺皮質胸腺軸中的下丘腦、垂體、腎上腺及淋巴細胞以外，還根據腎虛辨證涉及的范圍，增加了骨骼、肝臟和腎臟這3種標本，以使基因表達差異的顯示結果更接近于腎虛證的本質，并逐步擴增基因網絡調控路線圖譜。見圖2。
在下丘腦垂體腎上腺皮質胸腺軸4種組織上所獲得的實驗結果與前次研究結果相對照，有很好的重復性。由于羊藿總黃酮的干預，在骨骼、肝臟和腎臟這3種組織中，原已下調的與甲狀旁腺素、降鈣素、骨基質相關前膠原和膠原，以及蛋白質、糖代謝相關的基因，如細胞色素C，煙酰胺腺嘌呤二核苷酸脫氫酶、6磷酸葡萄糖、前列腺素等全部上調。將7種組織中眾多小網絡的信息進行整合，使基因網絡之間關系逐步明朗、有序，顯現出神經內分泌免疫和神經內分泌骨代謝兩大系統，同時亦形成相互交叉的兩大基因網絡調控路線圖譜。用以藥測證的方法顯示了“腎”在生理狀態下對機體進行調控的兩大主要基因調控路線及其規律。按系統生物學觀點，借助于信息醫學，我們在中西醫結合研究中對腎虛證本質和復雜生命現象解析之間的關系做了有聯系的應用，并提出了新的研究思路。
圖2 腎虛證兩大基因網絡調控路線圖譜（略）
［參考文獻］
篇2
目前國內許多高等醫科院校已經開展了留學生高等教育，包括短期培訓和長期學歷學位教育。大連醫科大學的留學生教育最早始于1986年，當時僅限短期培訓教育，從2004年起開始大批招生長期學歷學位醫學留學生，而留學生大部分來自印度、斯里蘭卡、巴基斯坦、尼泊爾等國家，至2010年12月底，該校留學生學歷學位生達到1353人，其中研究生143人、本科生1210人，國別數增加到72個。學校成為全國首批具備招收英語授課留學生的院校之一，被教育部批準成為中國政府獎學金來華留學生培養學校。已獲得44個國家教育部、衛生部或醫學會的認證，學校的國際影響力進一步擴大。實際上留學生教育已經發展成為該校一個全新的教育團體，是對該?，F有的學歷學位生教育的必要補充。
醫學機能實驗學是醫學生重要的專業基礎實驗課，而良好的生物機能實驗系統的應用是保障該課程的順利進行的前提條件。
1 英文版的生物機能實驗系統更有利于留學生開展機能學實驗 由于該校的留學生大部分來自巴基斯坦、印度、尼泊爾、等國家，盡管英語是這些國家的官方語言或通用語言，但是英語不是他們的母語，雖然英語的寫作和閱讀水平較高，但是口語水平相對較差，帶著濃重的地方口音，且發音不夠規范，這在一定程度上影響著教師和學生之間在機能學實驗課上的交流。由于英文版的生物機能實驗系統完全是英文界面，操作簡單易行，再加上課堂上老師親自動物和儀器操作示教，可以大大減少教師和學生之間的交流，使實驗教學順利進行。
2 提高了實驗教學水平,使實驗室管理上新平臺 留學生實驗教學是現代化國際教學的一部分，它反映出國內高等醫學教育水平的一個側面。醫學機能實驗學使用現代化的如Biolap420F等生物機能實驗系統軟件，替代原有的分離的刺激器、示波器和放大器等儀器設備，利用該系統可完成機能學科的生理學、藥理學和病理生理學實驗，避免了實驗室的重復投資，提高了儀器設備的利用率，同時簡化了多個實驗儀器設備的使用。整個實驗室顯得整潔、美觀、規范，實驗室面貌煥然一新，使實驗室的管理上了一個新臺階。
3 有利于實驗結果的保存、自動分析、圖像剪貼和打印 由于現代化的BL-420生物機能實驗系統軟件具有強大的數據處理功能和實時對實驗結果進行處理, 同時該軟件具有方便的存儲、反演及打印等功能，因此只要課上留學生認真做好實驗，實驗結果一般就會較理想，實際上該系統更有利于實驗結果的保存、自動分析、圖形剪輯及打印，并將打印結果附于實驗報告上,增加了實驗結果的準確性與真實性，提高了留學生實驗效率及實驗課的效果。
生物機能實驗系統在留學生機能實驗教學經過一段時間的運行，已經取得初步成效，當然也存在許多問題或不足，尚有待于進一步發展和改進。
參考文獻
篇3
二、同伴互助學習的組織
同伴互助學習的組織，教師的作用是關鍵。他既是整個活動的策劃者，比如對于如何分組、學習側重點都要做出指導性的安排。同時，教師也是一名旁觀者，因為每個小組都是一個獨立團隊，他們有著自己的計劃與規則，對于學生的學習活動不需要過多干預。
（1）分組策略。在很多小組合作的模式里，學習能力強帶動學習能力弱的學生學習是常見的，這種異質分組確實能達到優勢互補。但是，筆者通過學生的反饋發現，在提問與解答反復進行過程中，對于非常淺顯的問題，能力強的學生容易表現出一些不耐煩，在講解的過程中思維往往跳躍大。而對于學習弱的學生由于提問頻繁，對于很多問題都是一知半解，最終變得更加不自信。因此，筆者依據學生的學習能力大小將全班分為強、中、弱三個層次，每個層次若干個組，每個組約5人，并實行組長負責制。經過對每組學習目標的指導，這種同質分組策略能讓學生獲得更多的討論機會，這種同舟共濟的團隊意識在學習的過程中會表現得更加突出。
（2）目標策略。高中生物的必修知識，基本可以分為細胞與增殖、物質與能量代謝、遺傳變異、生命活動調節、生態等五個專題內容。由于不同層次的學生掌握的水平不同，因此，他們的目標策略也不同。
筆者將學習能力強的小組目標策略總結為問題共享、查缺補漏。這部分學生對課本基本概念、基本原理、基本過程掌握較好，也能夠根據自己所學的知識來解決實際問題，他們遇到的問題主要是獲取信息后無法準確地做出分析，同時在一些變式訓練中靈活處理能力較弱。復習對他們來說就是要不斷地發現知識的漏洞，不斷整合知識的聯系以及拓展自己變式的能力。為了更好地發現問題，我們實行一人一專題，他們要做的就是對自己負責的專題做好知識梳理，經過系統地復習以及疑難題型的再練習，學生必然會發現自己的一些知識缺漏。對于缺漏，我們采取共享的形式，把它們記錄在專題列表上。依照這種方式，我們可以收集每個專題的易錯題、疑難題，然后將這些題的位置分發給每位成員。每次的學習活動，內容都覆蓋到五個專題，如果遇到不會做的題目，由供題者面對面地講解。如此操作，讓學生既能在短時間內發現自己的問題，不斷查缺補漏，同時又有機會教會他人，進一步提高邏輯推理能力和表達能力。
學習能力中等的學生對課本基本概念、基本原理、基本過程沒有系統性地認識，訓練時往往因考慮不全面、概念模糊而導致做錯題。但這一層次的很多學生依然認為自己掌握得非常好，他們的錯誤只是因為不小心，所以他們的目標策略是問題驅動，強化夯實，問題主要來源于近期的作業、試卷。通過上面似懂非懂的題型，小組內采取配對形式，一對一交替講解。在講解的過程中，講解人應從課本上找到相應的知識依據，并歸納出相似題型的解題思路。這個過程既能讓學生通過問題強化對知識的理解，又能讓組里每位成員都有教授他人的機會，討論有針對性且不流于形式，真正實現了學習上的互幫互助。
學習能力弱的學生根本問題在于對生物學科缺乏科學的學習習慣、學習方法，他們的目標策略是方法總結、建立自信。由于小組成員對生物基本內容的掌握程度比較相似，在這樣的環境中討論交流不容易出現怯場、畏縮、甚至是沉默現象。他們可以通過探討制定出科學的學習方法，采取命題的形式畫出指定內容的概念圖。盡管每位成員展示出的知識聯系會有所不同，但他們最終能夠加深對知識的理解。
（3）評價策略。開展同伴互助學習，評價過程不可少，它的出發點和落腳點都應該是促進學生的發展。評價的過程不能局限于認知領域，更重要的是要關注學生在學習過程中的情感、態度、價值觀以及實踐能力的進步與變化，要將學習結果和學習過程有機結合。如學習過程中有的學生合作意識不強，學習習慣難以堅持，此時可以發揮團隊成員的作用，動之以情，曉之以理，統一認識。有的學生雖然參與互助學習，但是學習效果不佳，表現在只知其一，不知其二，此時教師可幫助他們分析問題產生的原因，找到相應的解決方案，建立一種錯誤的預防機制。
總之，開展同伴互助學習，對于促進學生積極主動地學習，開發學生潛能，培養學生的綜合能力和善于幫助他人及與他人合作的良好品質都有重要意義，同時也給教師的教學提出了更高的要求。同時，同伴互助學習只能作為課堂教學形式的補充，我們依然要與傳統教學相結合，運用多種策略提高生物復習的有效性。
參考文獻：
[1]杜英英.運用學習金字塔理論提高生物課堂教學效率[J].中學
教學參考，2013（2）.
篇4
0引言
大學生英語寫作是其在大學英語學習階段的重頭戲，無論是在四、六級，四、八級還是雅思、托福考試中都占很大的比例。但從筆者近幾年輔導和分析學生英語寫作的情況來看，語言的錯誤率和誤用率依然比較高，且在不同寫作水平的學生中分布不均勻。寫作水平較低者本文暫且不做分析，寫作水平較高者（作文成績在75%以上者）思想表達比較清楚、語言通順、連貫性好、用詞也很豐富，其問題主要表現在同義詞的選用及其與其他詞語的搭配和用詞的得體性方面。
詞匯學習是大學生英語聽說讀寫各方面的基礎，學生從開始學習英語的第一天就開始學習詞匯，但要把詞匯學好，未必是一件容易的事情。詞匯的學習和研究貫穿一位英語學習者的整個學習過程。隨著學習者詞匯的豐富、語言水平的逐漸提高，選詞、搭配卻成了他們寫作中一個大問題，尤其是一些同義詞。學習者們腦海中儲存了大量的同義詞，寫作過程中到底應該提取哪一個，那個詞在自己所寫的這篇文章中最恰當、最得體，好多學習者百思不得其解。
1同義詞的概念及分類
詞與詞可以因表達同一的邏輯概念而結合在一起，這些詞成為同義詞（synonyms）。由于歷史的原因，英語中的同義詞特別多。A.C.Baugh在A History of the English Language中說：“ 豐富主要是由于拉丁語、法語和本族語成分的巧妙混合所致?！北咀逭Z與外來語混合的同義詞特別多，有的結成一對，有的組成三詞一組。例如homely和domestic；ask、question和interrogate。
英語中的絕對同義詞（absolute synonyms）很少,只有一些專門術語同義詞可稱得上是絕對同義詞，例如fricative和spirant等。英語中一詞多義的現象十分普遍，因此一對或一組同義詞并不是一成不變的，一個詞可與一部分詞構成同義詞，也可與另一部分詞構成同義詞，如look與see，watch，observe構成同義詞，表示看的概念，也可與seem，appear構成同義詞，表示“看上去”的概念。
2大學生寫作中同義詞使用上存在的問題及分析
2.1 語言使用敏感性差，沒有考慮到同義詞語義上的差別有位同學堅持認為下面他寫的這句話正確：The birds escaped at the sight of our approach. 殊不知，此處用fled 語義更準確，指小鳥見到有人來倉皇飛走的樣子。實際上兩個詞只要有一個意義相同就可以被認為是同義詞。但一般認為，絕對的同義詞是幾乎沒有，所謂絕對的同義詞是指在任何場合下都能互換使用的詞。同義詞往往表示的概念意義相同，而其他特征有差異。例如，語域（register）,也就是詞匯的正式程度不同，有些非常正式，屬于正式語言，有些屬于方言俚語。他們適用的語體不同，有的是口語，有的是方言等。每組同義詞可以根據他們的語體差異構成一個等級級差。在這個等級級差中，我們用詞匯的語體差異來進行區分。例如，有三個同義詞為一組的，我們稱之為同義詞等級級差三分法。最多一般有五分法，也就是說這組同義詞分別用于五種不同的語體：書面語、中性、口語、俚語和古語。有些語體相同的同義詞還可以在同一語篇中重疊使用，重疊的數量越多，他們之間的語義關系越松散。由于這些重疊的詞匯詞性相同，在句子中的句法特點相同，我們可以用“同義結構”來代替“同義詞”。例如“The visitors were delighted，cheerful and good-tempered”，本句中這三個詞雖然也可以論為同義詞，但其詞義有相當大的區別，或者說他們只在本句中互為同義；而這三個詞與其他詞匯搭配在其他語境中使用并不一定互為同義，更不一定能相互代替。因此，同義詞在某種程度上是一個模糊的概念，在特定的語境中使用一定要進行篩選。
2.2 詞的搭配比較隨意以Chomsky為代表的語言學家從選擇限制的角度來研究搭配問題，詞的搭配取決于兩點：一是語法規則，二是詞匯的語義特征。從大學生的寫作當中可看出：犯第一種錯誤的主要是大學非專業低年學生；而幾乎所有的學生都犯第二類錯誤。由于英語中一些同義詞的出現，使得許多學習者在寫作或口語表達中不知該選那個詞與主詞項或“節”（note）來搭配。例如，strong tea 還是powerful tea？學習者感到茫然。
2.3 母語的影響當然，語言遷移有母語正遷移也有負遷移，對于漢語和英語這兩種差異性很大的而語言來說，負遷移表現較正遷移明顯了許多。由于不同的文化背景，形成了人們的思維方面的差異，因而語言的組織和表達就有了相當大的區別。例如，漢語中一個“壞（變質腐壞）”可與許多詞搭配，所以中國人常說“壞了的——熏肉、黃油、雞蛋、牛奶、一道菜等” ；而在英語中，表達“變質腐壞”這一概念的同義詞有rancid, addled, sour, rotten等，我們習慣說rancid bacon/butter, addled egg, sour milk, rotten butter/egg。再如， 表達“一群”的同義詞有a flock of, a herd of, a school of, a pride of等，漢語中“一群”這個詞可與許多詞連用，而英語中我們習慣說“a flock of sheep, a herd of cows, a school of wheels, a pride of lions.”，以漢語為母語的英語學習者，由于受母語習慣性搭配的影響，在這些搭配中總是犯錯誤，他們把一個詞條與很多詞匯用在一起，不得不引起我們的高度關注。
3啟示
3.1 我國外語教學，從教師的教學理念、教學方法、教材等各方面還處于滯后的狀況。有調查顯示，中學教師對語法、閱讀、聽說、語用知識等五項的重視程度以10分賦值由高到低為：語法（8.36），詞匯（7.93），閱讀（6.71），聽說（4.38），語用知識（3.60）。大學時，英語教師重視程度為閱讀（7.69），詞匯（7.14），聽說（6.74），語用知識（5.67），語法（4.43）。由此可看出，學習者的語用能力培養并沒有得到重視。學習語言的最終目標是應用，所以，學習者語用能力的培養從一開始學習就應該適當滲透，這樣可以有效避免學生在搭配（尤其是自由搭配）時出現的錯誤。這個問題的解決應該從教材的編寫、改進教學方法兩方面入手。
3.2 學習者在使用同義詞時應當避免母語負遷移的影響，注意他們之間的差異：語義上的差異；語體和感彩上的差異；詞的搭配和位置上的差異。
3.2.1 在語言表達中，盡力用英語進行思維，不能只看其表面的漢語意義。例如，關于描述“雨”一詞，英語中就有好幾個對應詞，storm, tempest, downpour, cloudburst, thunderstorm, drizzle, shower等，含義各異，其中storm, tempest描述暴風雨；downpour, cloudburst是指大暴雨；thunderstorm是雷陣雨；drizzle是毛毛細雨；shower是指陣雨，而 “rain”只是一個總稱。再例如，在下面這句話中用greatly, largely, highly, fairly那個更合適呢？You may be a good singer, but it is ______ unlikely that you will make it big. Looks are important, too. It is unlikely that…或 It is not likely that…通常是指“某事是不太可能的”或“某事不大有希望的”。根據本句句義及所提供的四個近義詞的詞義，推斷本句該用highly，而大多數同學卻選了fairly 和其他。因此，在選用詞匯時，不能只看詞的表面意義，本句中，如果只看表面意義，這四個詞均可表示程度，而highly 相當于extremely 可準確修飾unlikely 表明本句句義。
3.2.2 不同的同義詞出現在不同語體中，帶有語體色彩。例如home 屬于表達“家”這個意義的普通詞，幾乎適用于一切場合，而domicile就很正式，residence比較正式，abode只用于詩體，diminutive非常正式，tiny 用于口語中，wee用于方言中。上面已經提到，英語中一般出現五種語體。因此，英語中的同義詞在使用時一定要考慮語體，不能隨意使用。其次，一些同義詞在表達感彩上是有一定區別的。根據同義詞感彩上的差異，通常把他們分為褒義、中性和貶義或高雅、中性和粗俗類詞匯。例如，statesman是褒義詞，而politician是貶義詞；再比如“瘦”可以用slender，slim，lean, thin，underweight，gaunt，lanky，skinny等來表達，而slender表示“苗條”，是褒義的，skinny卻是貶義的，underweight則是中性的詞。前面提到，由于歷史的原因，現代英語除本族語外，還包括大量的法語和拉丁來源的詞，這就使英語的同義詞相當豐富?？偟膩碇v，英語本族語大多聽起來樸素、親切，大量用于口頭表達：法語來源的詞莊重文雅，多與行政、宗教、軍事、服飾等有關；拉丁來源的詞，書卷味濃，如ask，question，interrogate這三個不同來源的同義詞在不同的主題、對象、情景下用法就不一樣。
3.2.3 學習同義詞最困難的部分莫過于詞的搭配。一般來說詞的搭配主要是由固定搭配和一些自由搭配組成。通過大量數據調查，語言學家們發現人們自然話語中的70%都是由那些固定、半固定的語塊結構來實現的。這便提醒了學習者英語中的確存在著一些固定的語言結構，我們應該不斷總結和記住他們。英語中的自由搭配不等于隨意搭配，他們一定是建立在一些規則基礎之上的，例如縱聚合規則（paradigmatic rules）和橫組合規則（syntagmatic rules）等。因此，學習者在一組同義詞中選用最恰當的一個詞匯時，應該注意這些規則。
總之，在英語寫作用詞實踐中，區分同義詞的用法是相當重要的。要準確使用一組同義詞中的某一個，一定得考慮本文所提到的各個因素。只有準確、得體的用詞，信息才能得到有效地傳遞。
參考文獻：
[1]胡壯麟，彭宣維.語義學概論[M].北京：北京大學出版社，2006.
篇5
生物統計學是畜牧、獸醫、農學、林學、微生物、醫學等生命科學領域中的統計工具，數據分析離不開生物統計學。隨著計算機技術的發展，已有更多的軟件被應用于生物統計學，如SPSS[1-3]、Excel[4]、SAS[5]等，但是不同的統計軟件具有著不同的統計特點，如Excel統計功能雖然簡單，但是操作方便，分析出來的結果更為直觀，更適合生物統計學的初學者。生物統計學是對數據資料進行收集、整理、分析、解釋的科學[6-7]，在生物統計學教材中不僅提供了如何通過合理的試驗設計獲得理想的數據資料，還提供各種數據資料的分析方法，是所有高等學校本科生的必修課。生物統計學由于其公式比較多，理論深奧，所以高等學校本科生對這門課程的學習興趣相對不高。因此，本文主要介紹如何利用Excel進行雙因素無重復觀測值的方差分析，以案例的形式詳細闡述了其分析過程，希望能提高學生對生物統計學學習的興趣，并增強學生分析數據的能力。
1 分析工具庫的安裝
Excel一般不直接裝配“分析工具庫”這一模塊，需要在Excel的基礎上自行安裝。安裝步驟：Excel的工具加載宏分析工具庫確定。
2 雙因素無重復方差分析
雙因素無重復方差分析一般適用于雙因素試驗設計的數據分析，而且是不同因素水平組合（處理）的觀測值只有1個時才可以運用此分析模塊。
2.1 數據資料的建立
例：60～90日齡時期豬的日增重（g）數據如下，4種飼料（A1、A2、A3、A4）、3個豬品種（B1、B2、B3），試檢驗飼料及品種間的差異顯著性[6]。數據資料建立見表1。
2.2 單因素方差分析過程
在Excel中，工具數據分析方差分析：可重復雙因素分析，點擊“確定”進行分析。輸入區域：選擇原始數據（包含行和列的標志在內）；標志：指的是在建立數據的時候在數據第1列和第1行有數據的變量名，而且在輸入區域選擇的時候將變量名也選上，這時候可以進行勾選，否則就不選擇此項；？琢（顯著水平）：0.05（或者0.01），輸出選項：輸出區域處選一空白處，單擊確定按鈕，具體選項見圖1。
2.3 結果分析
結果部分見表2，表2中只是對數據進行了描述統計量的分析，只是簡單地列出了不同因素和不同水平的樣本大小、平均數、方差、總和等信息。從此結果可以初步看出，在不同品種中B1的日增重均值（542.5）是最大的，在不同飼料中A3的日增重均值（545）是最大。
方差分析的最終結果見表3，針對所有數據資料的變異來源分為樣本（列：在此例中為不同豬品種B）、行（本例中為不同種飼料A）、誤差（隨機誤差），分別列出了平方和
（SS）、自由度（df）、均方（MS）、F值（F）、相伴概率（顯著性概率，P）、F的臨界值（分位數，Fcrit）。根據表3的結果可以有2種方法判斷結果，其一是直接根據顯著性概率來判斷，也可以根據F值來判斷。由表3可以看出，利用相伴概率來判定結果如下，不同品種（列）：P=0.006 343F臨界=4.757 055，因此不同飼料的日增重差異顯著。如要確定是否會差異極顯著需要返回到圖1，在？琢處輸入0.01，然后再重新判定其結果。
3 討論
Excel在結果輸出時給出了相伴概率P和F值這2種結果，可以以2種方式對結果進行分析，而SPSS只是以相伴概率P為依據來判定結果，相對單一[7]。在雙因素方差分析中Excel數據資料的建立十分方便，基本按照將一個因素放在行上，另一因素放在列上建立數據資料即可，而SPSS統計軟件的數據建立[7]需要將同一因素的所有水平建立在同一列里。利用Excel進行雙因素無重復觀測值的方差分析雖然從數據的建立、分析過程、結果分析等方面來看，操作相對比較方便，但當方差分析結果是差異顯著（或極顯著）時，不能夠對數據資料進行進一步的多重比較。
4 參考文獻
[1] 白俊艷，賈小平，張小輝，等.生物統計學課程改革與實踐[J].畜牧與飼料科學，2013，34 （10）：57-58.
[2] 白俊艷，武曉紅，張小輝，等.生物統計附試驗設計課程考核方式的改革與實踐[J].安徽農業科學，2015，43（5）：369-370.
[3] 秦立金.SPSS統計軟件在生物統計課程中的探索研究[J].赤峰學院學報（自然科學版），2014，30（3）：198-199.
[4] 韋若勛.生物統計學上機實驗課中Excel互動教學方式的應用[J].高等教育，2013（8）：185-186.
篇6
一、綜合自動化系統實踐課程特點
現代工程問題的復雜化需要學生具有綜合化的知識結構，融合了多項工程技術，培養學生以系統化的思維方式對待工程問題，通過不斷完善實踐教學模式、構建科學合理的教學評價標準，使學生工程技術的綜合應用與創新能力得到提高。
二、任務驅動教學法
任務驅動教學法的主要特點是“以任務為主線、教師為主導、學生為主體”。任務設計原則是：與知識點密切聯系，涵蓋教學內容絕大多數知識點；與學生生活或興趣相關，激發學習動機；要有層次性，難易適中；要有明確可操作性[3]。
三、任務驅動教學法的應用
結合實踐課程內容的綜合性、學生的專業背景不同的特點，通過多年實踐教學的摸索發現，基于建構主義學習理論的任務驅動教法運用在實踐教學中能將眾多的知識點有機的結合在一起，充分調動學生學習主觀能動性，激發學生學習興趣，保證實踐教學順利進行。
1.根據課程特點明確教學目標。在任務的完成過程中培養學生分析、解決問題的能力、動手能力和工程技術的綜合應用能力。
2.任務的分解設計。課程分為理論與實踐兩部分，理論部分主要結合實踐系統，采用案例法講授各種技術的理論基礎及具體應用，包括自動化系統硬件結構、各部分功能、工作原理及涉及應用技術；自動化系統的軟件結構、控制流程及數據庫技術在系統中的應用，內容涵蓋了工業生產設備自動控制所必備的基礎知識，這部分內容為后續的實踐奠定了理論基礎，并在實踐中不斷強化、提高。實踐部分采用任務驅動教學法，根據實踐課程涉及的知識點、所要達到教學目標以及實踐課程依托的自動化系統的特點，具體的實踐任務可分解如下：①工藝流程過程控制。使學生對生產過程中后臺主控的調度及管理工作的過程及重要性有一定的認識，在任務中學生要思考的內容是自動化立體倉庫收發貨是如何控制的？數據庫是怎樣進行信息的儲存及傳遞的？系統自動收發貨的優缺點？②嵌入式運動控制器在立體倉庫中應用。要求學生能夠根據需要改變堆垛機的控制方式，通過堆垛機控制軟件改變堆垛機運行參數。通過任務的完成熟悉立體倉庫倉位尋址方法，了解堆垛機離線控制、在線控制（Profibus通訊），任務中學生要思考的內容是立體倉庫還有哪些尋址方式，各自特點是什么？實踐系統立體倉庫的尋址方式相對其它種類的尋址方法有什么優勢和劣勢？③基于Profibus現場總線的網絡控制。要求學生能夠將現場設備正確設置連接到現場總線系統中，分析主從站之間通訊方式及數據傳送規約。通過任務完成學生清楚profibus現場總線工作的原理，分散式控制系統的特點，進而了解當代工業網絡化控制的相關知識。④系統電氣控制分析。要求學生能夠根據電氣圖分析系統幾種電機的控制流程及各自特點，能夠進行一些簡單的電路故障排除。通過任務使學生了解繼電器、PLC、運動控制器控制電機的區別、各自特點，學會變頻器的使用。⑤s7-200 PLC系統控制及在線監控。要求學生確定硬件系組連接完好的基礎上，完成PLC系統氣動及電動控制并分析各自特點。通過任務的完成學生掌握了PLC的工作原理，了解PLC怎樣與繼電器、變頻器、電磁閥等元器件配合使用，能夠通過通訊電纜將PLC連接到裝有step7-micro/win32軟件的PC機上，正確設置后在線監控流水線控制程序的運行。⑥S7-200 PLC編程與應用。結合流水線控制程序深入學習S7-200PLC編程方法，編寫PLC控制程序，通過實驗臺驗證程序的控制效果。⑦GT-400系列運動控制器應用。要求學生能夠采用運動控制器控制伺服電機運行軌跡。通過任務使學生了解運動控制系統的主要組成及電氣連接，在熟悉伺服電機、編碼器、運動控制器的工作原理及控制方法的基礎上，實現伺服電機的開環控制和閉環控制，并注意它們的控制效果的差異。其中前五項任務為基本任務，是每個學生必須完成的，后兩項任務為選擇研究型任務，學生可就自己的興趣進行選擇。
3.任務教學法實施過程中注意問題。①充分研究實踐課程內容，明確教學目標。實踐課程內容涉及多學科、多專業、多項工程技術，教學目標是培養學生工程技術的綜合應用能力，認真研究實踐課的內容，將課程涉及的知識點通過不同的任務有機結合起來，既要涵蓋所有知識點，又要突出重點，每個任務的設計要有明確的目標，引導學生從多角度思考問題，采用多種方法解決問題，從而培養學生工程技術的綜合應用能力。②充分考慮學生的特點，提高學生學習積極性。課程面向全校多專業本科生，因此，每學期選課的學生來自不同專業和學科，專業基礎不一樣，要合理安排任務的難易程度，充分考慮學生的現有的知識水平、能力和興趣等，任務設計要有層次，基本任務要為大部分學生所接受，但又不能過于簡單而流于形式，任務的設計要貼近工程實際應用，讓學生在完成任務的過程中得到工程技術應用的真實體驗，從而調動學生學習的積極性。③積極發揮教師的主導作用。在任務的執行中，教師要對學生進行有效指導，在小組任務分配的時候，要考慮學生個性、專業差異，做到個性互補，專業互助，從而更好完成任務。在任務的執行中，要及時發現學生遇到的問題，并給予有效指導，啟發學生多方位、多角度思考問題，引導學生從工程應用的角度思考、處理問題。④制定合理的評價標準。任務完成效果的評價主要包括任務分析、任務執行、任務總結三個部分。任務分析反映了學生對任務所涉及的技術理論的掌握程度；任務執行反映了學生技術理論的應用能力、與人溝通協作的能力，也就是實踐能力；任務總結反映了學生自我評價及相互評價的能力，通過這三個環節使學生完成了從理論認識、動手實踐到理論提升的整個過程，合理的評價標準不僅能如實地反應學生的學習情況，及時對教學中產生的問題進行調整，還可有效調動學生學習積極性，從而保證教學的順利進行，提高教學質量。
采用任務驅動的教學方法能充分調動了學生學習的主動性，使學生真正成為課堂的主體，教師成為學生學習的引導者。學生由被動接受者轉變成主動探究者，讓學生從教師精選出的有限任務中，主動地獲得本質的、規律的、綜合的內容[3]，但在采用這一方法時要深入研究、分析教學內容，確保任務設計的合理性，在任務的實施過程中教師要有效引導，制定合理的考核辦法，這樣才能保證學生在完成任務的過程中各方面的能力得到提升。
參考文獻：
[1]楊洪雪.任務驅動式教學方法的特點及過程設計[J].教學與管理，2006，（30）.
[2]叢培麗.探究任務驅動教學法[J].中國教育技術裝備，2011，（3）.
篇7
1資料與方法
1.1一般資料
在新生兒感染無創呼吸機通氣護理管理中應用追蹤方法學，實施前后護理人員無變動，護理單元共有護理人員11名，其中主管護師4名，護師3名，護士4名；護理人員年齡19～45歲，平均年齡（31.2±4.6）歲；其中本科學歷7名，專科學歷4名，選擇實施前（2018年1—6月）患兒為實施前組，選擇實施后（2017年7—12月）患兒為實施后組，患兒入選標準：①足月新生兒；②肺部感染診斷明確且行無創呼吸機通氣支持；③新生兒體重>2500g。排除標準：①合并其他器官系統感染；②合并先天性肺部或心血管系統疾病。實施前組患兒54例，其中男性28例，女性26例，年齡2～26d，平均（11.4±3.6）d，實施后組患兒49例，患兒年齡4～25d，平均年齡（11.6±3.4）d，兩組患兒性別、年齡差異無統計學意義（P>0.05），具有可比性。
1.2方法
（1）成立追蹤檢查小組：科室成立追蹤檢查小組，由護士長擔任組長，兩名主管護師擔任組員，要求組員均接受過追蹤方法學相關培訓，了解相關流程，熟悉相關調查方法。（2）個案追蹤：對護理個案進行追蹤調查，自入院至出院，對整個護理過程進行追蹤分析，對護理過程中存在的問題及護理文書缺陷情況進行記錄分析。并對患兒家屬及責任護士進行訪談，內容包括護士對患兒家屬的宣教情況，健康指導相關內容的知曉程度。對主管護士訪談相關的護理措施掌握程度、護理措施落實情況、手衛生依從情況等。追蹤結果：①護理措施落實不到位。②手衛生依從性偏低，手衛生指征掌握不準確。③護理文書記錄不及時，部分護理操作缺乏可溯源性。④患兒家屬宣教情況尚滿意，患者對疾病認知、呼吸機支持的必要性以及患兒呼吸機支持階段的風險等有充分了解。（3）系統追蹤：對因肺部感染的病例進行系統追蹤，主要包括以下幾個方面：①是否有新生兒呼吸機支持的標準護理流程；②是否有相關的培訓制度及落實措施；③是否有相關的考核措施。追蹤結果：①科室有相關的標準護理流程。②有相關的培訓制度，但落實情況不滿意，培訓時間間隔和培訓內容缺乏計劃性，隨機性較大。③存在相關的考核措施，但是措施細節欠缺，不能全面評價護理過程。（4）持續改進針對患兒個案追蹤及系統追蹤結果，改進護理措施，修訂流程及制度。①嚴格落實護理措施，修改護理記錄表達，每次護理記錄有簽名，交接班對護理內容有核查。②每月進行定期手衛生培訓及考核，加強手衛生管理，增強手衛生意識。③定期進行新生兒呼吸機支持的標準護理流程及護理措施培訓，提高護理的實際操作和理論水平。④修訂護理考核措施，增加條目，確保能夠覆蓋新生兒肺部感染呼吸機支持護理全過程等護理內容。通過對追蹤結果中問題的改進，不斷提高護理管理的措施及水平。（5）效果追蹤評價：連續進行6個月的追蹤方法學改進，對實施后6個月及實施前6個月的護理質量及護理滿意度進行評價，追蹤護理質量的改進效果。
1.3評價指標
采用護理滿意度評分表對護士基礎護理、整體護理進行評分。并比較患兒住院時間及呼吸機支持時間。
1.4統計方法
數據分析采用SPSS17.0統計學軟件，計量資料以（x±s）表示，采用t檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。
2結果
2.1追蹤方法學實施前后護理質量變化
追蹤方法學實施后基礎護理評分，整體護理評分及護理文書評分均高于實施前，差異有統計學意義（P<0.05）。見表1。
2.2追蹤方法學實施前后治療情況
追蹤方法學實施后患兒呼吸機支持時間及住院時間均少于實施前，差異有統計學意義（P<0.05）。見表2。
3討論
肺部感染是引起新生兒死亡的主要原因之一，新生兒的呼吸系統發育不完善，而且呼吸肌力量薄弱，發生肺部感染后，不僅肺泡容易塌陷，而且分泌物不容易排出，易堵塞呼吸道，發生呼吸窘迫及呼吸衰竭的風險極高。在新生兒肺部感染的治療中，呼吸支持是重要技術手段，呼吸機支持不僅能夠改善肺部的通氣和換氣功能，而且能夠維持肺泡的張力，減少肺泡塌陷的風險。新生兒呼吸機支持過程中，雖然能夠改善患兒的乏氧狀態，但是仍面臨呼吸支持帶來的風險，諸如呼吸機相關肺損傷、呼吸機相關感染等，不僅影響患兒的康復，而且也可能造成附加的損傷，甚至影響患兒的順利康復，也可能成為患兒不良預后的原因。在呼吸支持過程中，對呼吸道進行合理的管理，能夠減少呼吸支持對呼吸及循環系統的不利影響，對于提高患兒呼吸支持的質量具有重要的意義。在呼吸支持過程中，采取合理的護理措施能夠改善患兒的預后。因此在患兒的治療過程中，提高護理質量對于改善呼吸支持的效果，促進患兒的康復具有積極的作用[3-4]。
篇8
Comparative evaluation of the diagnostic method in 162 cases of tuberculous lymphadenitis
WANG Lixia1 ZHU Fang1 SHEN Wei2 ZHU Yijun3
1.Department of Pathology， Jinhua Central Hospital in Zhejiang Province， Jinhua 321000， China；2.Department of Hepatobiliary Surgery， Jinhua Central Hospital in Zhejiang Province， Jinhua 321000， China；3.Department of Laboratory， Jinhua Central Hospital in Zhejiang Province， Jinhua 321000， China
[Abstract] Objective To evaluate the diagnostic method in 162 cases of tuberculous lymphadenitis. Methods A—total of 162 cases of tuberculous lymphadenitis were performed by fine needle aspiration cytology（FNAC），as well as acid—fast bacillus stain（AFB）， culture and PCR； Results Among the 162 cases， 117 cases were TB—DNA positive（117/162，72.2%）， while the positivity of AFB was 43.8% （71/162），and culture was 61.1%（99/162）； In 61 definitely diagnosed tuberculous lymphadenitis by FNAC cases， the positive rate of PCR and of culture were significantly higher than which of AFB （P < 0.01）， and in 101 cases which diagnosed suspiciously， the positive rate of PCR was higher than which of AFB and culture （P < 0.01）.The positive cases of AFB and culture were all TB—DNA positive； FNAC combined with PCR can diagnose 80.9% tuberculous lymphadenitis clearly. Conclusion FNAC combined with PCR to test TB—DNA is the most simple and effective diagnostic method of tuberculous lymphadenitis.
[Key words] Fine needle aspiration；Cytology；Polymerase chain reaction；Tuberculosis；Lymph node
結核病可通過空氣經呼吸道傳播，目前全球結核病疫情仍相當嚴峻[1]。我國為世界第二大“結核國”，僅次于印度。近年來肺外結核病的發病率呈明顯上升且持續上升趨勢，主要又以淺表淋巴結結核為首，因此探索一種簡便有效的淋巴結結核的確診方法是迫切而首要的任務。現將我院于2008年1月～2010年6月診斷為淋巴結結核的162例病例情況總結分析，探討各診斷方法的優越性及局限性。
篇9
近代生物學研究主要是以分子生物學和細胞生物學研究為主。研究方法皆采用典型的還原論方法。目前為止，還原論的研究已經取得了大量的成就，在細胞甚至在分子層次對生物體都有了很具體的了解，但對生物體整體的行為卻很難給出系統、圓滿的解釋。生物科學還停留在實驗科學的階段，沒有形成一套完整的理論來描述生物體如何在整體上實現其功能行為，這實際上是還停留在牛頓力學思想體系的簡單系統的研究階段。但是生物體系統具有紛繁的復雜性[1，2]。盡管對一個復雜的生物系統來說，研究基因和蛋白質是非常重要的，而且它將是我們系統生物學的基礎，但是僅僅這些尚不能充分揭示一個生物系統的全部信息。這種研究結果只限于解釋生物系統的微觀或局部現象，并不能解釋系統整體整合功能的來源，不能充分揭示一個生物系統的信息，且忽略了系統中各個層面的交互、支持、整合等作用,限制了生物學研究的發展。在這種現狀下，20世紀末人類基因組計劃完成后，生物學領域的科學家都在考慮一個問題：未來生物學研究的方向在哪里？為此學術界也不乏辯論。得出的共識是：生物學的發展未來主要面對如下問題：(1)如何弄清楚單一生物反應網絡，包括反應分子之間的關系、反應方式等；(2)如何研究生物反應網絡之間的關系，包括量化生物學反應及生物反應網絡；(3)如何利用計算機信息及生物工程技術進行生物反應，生物反應網絡，乃至器官及生物體的重建。
早在1969年，Bertalanfy LV就提出了一般系統理論(general systems theory)，他在文章中指出生物體是一個開放系統，對其組成及生物學功能的深入研究最終需要借助于計算機和工程學等其他分支學科才能完成[3]。1999年，由Leroy Hood創立的系統生物學(systems biology)則是在以還原論為主流的現代生物學中反其道而行之，把這種以整體為研究對象的概念重新提出。他給系統生物學賦予了這樣的定義，系統生物學(systems biology)是研究一個生物系統中所有組成成分(基因、mRNA、蛋白質等)的構成，以及在特定條件下這些組分間的相互關系的學科。換言之，以往的實驗生物學僅關心基因和蛋白質的個案，而系統生物學則要研究所有的基因、所有的蛋白質、組分間的所有相互關系。顯然，系統生物學是以整體性研究為特征的一種大科學，是生物學領域革命性的方法論。以胡德的觀點，基因、蛋白質以及環境之間不同層次的交互作用共同架構了整個系統的完整功能。因此，用系統的方法來理解一個生物系統應當成為并正在成為生物學研究方法的主流。利用系統的方法對其進行解析，綜合分析觀察實驗的數據來進行系統分析。具體通過建立一定的數學模型，并利用其對真實生物系統進行預測來驗證模型的有效性，從而揭示出生物體系所蘊涵的奧秘，這正是生物學研究方法的關鍵所在。
1 系統生物學的主要研究內容
系統生物學主要研究實體系統(如生物個體、器官、組織和細胞)的建模與仿真、生化代謝途徑的動態分析、各種信號轉導途徑的相互作用、基因調控網絡以及疾病機制等[4，5]。
系統生物學的首要任務是對系統狀態和結構進行描述，即致力于對系統的分析與模式識別，包括對系統的元素與系統所處環境的定義，以及對系統元素之間的相互作用關系和環境與系統之間的相互作用的深入分析。具體如生物反應中反應成分之間的量的關系，空間位置，時間次序，反應成分之間的因果關系，特別是反饋調節和變量控制等有關整個反應體系的問題等。其次要對系統的演化進行動態分析，包括對系統的穩態特征、分岔行為、相圖等的分析。掌握了系統的基本演化機制，使系統具有目標性和可操作性，使之按照我們所期望的方向演化，也有助于我們重新構建或修復系統，為組織工程學的組織設計提供指導。另外，系統科學對生物系統狀態的描述是分層次的，對不同層次進行的描述可能是完全不同的；系統科學對系統演化機制的分析更強調整體與局部的關系，要分析子系統之間的作用如何形成系統整體的表現、功能，而且對系統整體的每一行為都要找出其與微觀層次的聯系。
系統生物學的研究包括兩方面的內容。首先是實驗數據的取得，這主要包括提供生物數據的各種組學技術平臺，其次是利用計算生物學建立生物模型。因此科學家把系統生物學分為“濕”的實驗部分（實驗室內的研究)和“干”的實驗部分（計算機模擬和理論分析)?！皾瘛?、“干”實驗的完美整合才是真正的系統生物學。
系統生物學的技術平臺主要為各種組學研究。這些高通量的組學實驗構成了系統生物學的技術平臺。提供建立模型所需的數據，并辨識出系統的結構。其中包括基因組學、轉錄組學、蛋白質組學、代謝組學、相互作用組學和表型組學計算生物學通過建模和理論探索?？梢詾樯锵到y的闡明和定量預測提供強有力的基礎。計算生物學包括數據開采和模擬分析。數據開采是從各實驗平臺產生的大量數據和信息中抽取隱含其內的規律并形成假說。模擬分析是用計算機驗證所形成的假說，并對擬進行的體內、體外生物學實驗進行預測，最終形成可用于各種生物學研究和預測的虛擬系統。計算生物學涉及一些新的數學原理和運算規則，需要物理和數學來研究生物學的最基本的原理，也需要計算科學、信息學、工程學等進行生物工程重建和生物信息傳遞的研究。
2 系統生物學的研究思路及特點
系統生物學識別目標生物系統中的各種因素，然后構架一個系統模型，在其中賦予這個生物系統能動性。在此模型中研究細胞、組織、器官和生物體整體水平，研究結構和功能各異的各種分子及其相互作用，并通過計算生物學來定量描述和預測生物功能、表型和行為。系統生物學最大的特點即整合。這里的整合主要包括三重含義。首先，把系統內不同性質的構成要素(DNA、mRNA、蛋白質、生物小分子等)整合在一起進行研究；其次，對于多細胞生物，系統生物學要實現從基因到細胞、到器官、到組織甚至是個體的各個層次的整合。第三，研究思路和方法的整合。經典的分子生物學研究是一種垂直型的研究，即采用多種手段研究個別的基因和蛋白質。而基因組學、蛋白質組學和其他各種“組學”則是水平型研究，即以單一的手段同時研究成千上萬個基因或蛋白質。而系統生物學的特點，則是要把水平型研究和垂直型研究整合起來，成為一種“三維”的研究[6]。
3 系統生物學的研究方法
系統生物學最重要的研究手段是干涉(perturbation)。系統生物學的發展正是由于對生物系統的干擾手段不斷進步促成的。干涉主要分為從上到下(top-down)或從下到上(bottom-up)兩種。從上到下，即由外至里，主要指在系統內添加新的元素，觀察系統變化。例如，在系統中增加一個新的分子以阻斷某一反應通路。而從下到上，即由內到外，主要是改變系統內部結構的某些特征，從而改變整個系統，如利用基因敲除，改變在信號傳導通路中起重要作用的蛋白質的轉錄和翻譯水平[7]。
目前國際上系統生物學的研究方法根據所使用研究工具的不同可分為兩類：一類是實驗性方法，一類是數學建模方法。實驗性方法主要是通過進行控制性的反復實驗來理解系統[8，9]。首先明確要研究的系統以及所關注的系統現象或功能，鑒別系統中的所有主要元素，如DNA、mRNA、蛋白質等，并收集所有可用的實驗數據，建立一個描述性的初級模型(比如圖形的)，用以解釋系統是如何通過這些元素及其之間的相互作用實現自身功能的。其次在控制其他條件不變的情況下，干擾系統中的某個元素，由此得到這種干擾情況下系統各種層次水平的一些數據，同時收集系統狀態隨時變化的數據，整合這些數據并與初級模型進行比較，對模型與實際之間的不符之處通過提出各種假設來進行解釋，同時修正模型。再設計不同的干擾，重復上面的步驟，直到實驗數據與模型相一致為止。
數學建模[10，11]方法在根據系統內在機制對系統建立動力學模型，來定量描述系統各元素之間的相互作用，進而預測系統的動態演化結果。首先選定要研究的系統，確定描述系統狀態的主要變量，以及系統內部和外部環境中所有影響這些變量的重要因素。然后深入分析這些因素與狀態變量之間的因果關系，以及變量之間的相互作用方式，建立狀態變量的動態演化模型。再利用數學工具對模型進行求解或者定性定量分析，充分挖掘數學模型所反映系統的動態演化性質，給出可能的演化結果，從而對系統行為進行預測。
4 當代系統生物學研究熱點
基因表達、基因轉換開關、信號轉導途徑，以及系統出現疾病的機制分析等四個方面是目前系統生物學研究的主要陣地。
基因組醫學(genomic medicine)是以人類基因組為基礎的生命科學和臨床醫學的革命。生命科學和臨床醫學結合，將人類基因組研究成果轉化應用到臨床實踐中，是后基因組時代最重要的研究方向之一。人類基因組計劃從完成和多種疾病相關的基因研究發現，迅速進入到蛋白質組學、染色體組和人類疾病基因的研究，通過單基因或復雜多基因疾病的相關基因研究和疾病易感因素分析，達到揭示基因與疾病的關系之目的；遺傳背景與環境因素綜合作用對疾病發生發展的影響；為疾病的診斷、預防和治療、預后和風險預測提供依據?；蚪M醫學將大大提高我們對健康和疾病狀態的分子基礎的認識，增強研制有效干預方法的能力。
后基因組(post-genome)的交叉學科研究是目前生命科學研究的前沿。交叉學科是一個新的研究領域，范圍非常廣闊，如基因組、蛋白質組、轉錄組等等，從而出現許多新的交叉學科。
細胞信號轉導(signal transduction)的研究是當前細胞生命活動研究的重要課題。細胞信號轉導蛋白質組學是功能蛋白質組學的重要組成部分。系統地研究多條信號轉導通路中蛋白質及蛋白質間相互關系及其作用規律，細胞信號轉導通路網絡化，其作用模式、通路、功能機制、調控多樣化，細胞信號轉導結構、功能、途徑的異常在癌癥、心血管疾病、糖尿病和大多數疾病中起重要作用。對細胞信號轉導機制的了解，已成為創新藥物、防病治病的關鍵。細胞信號轉導不是一門單一學科，而是多種學科，如細胞學、生物化學、生物物理學和藥理學等多學科的交叉學科。
5 現階段系統生物學存在的問題
目前的系統生物學研究還只是初步使用動力學建模方法來定量描述系統的動態演化行為，這種方法對簡單巨系統是適用的，但是在運用到復雜適應性系統時就會表現出很多的局限性，有很多問題就不能解決。生物體系統的復雜程度超乎我們的想象，現階段不宜研究整個生物體系統，可以從研究“小系統”(生物體中具有一定功能、相對獨立的部分，將其看成一個“系統”)開始，當然如何正確地分析這個小系統本身也不是件易事。
5.1現有技術水平的限制
著眼于整體的系統生物學對技術、儀器的依賴性大大超過傳統的分子生物學。高通量、大規模的基因組及蛋白質組等的發展都是建立于新技術、新儀器出現基礎之上。就目前的技術水平來講，距系統生物學所要求達到的理想水平還相差很遠。由于技術發展的不均衡造成了系統中各個水平上的研究不均衡?；蚪M和基因表達方面的研究已經比較成熟，而在其他水平如蛋白質、小分子代謝物等的研究仍處于起步階段。各種蛋白質在數量上的巨大差異是全面分析低豐度蛋白質的一大障礙。而低豐度蛋白往往是最重要的生物調節分子，如何加強對低豐度蛋白的高通量研究，將是對蛋白質組應用前景的重要保障。同樣，如何研究系統內存在的非遺傳性分子即細胞中存在的成百上千的獨立的代謝底物及其他各種類型的大小分子，它們在基因表達、酶的構象形成等方面有著重要作用。建立適當的方法來系統檢測這些分子的變化是系統生物學能否發展的關鍵。
5.2分析水平的限制
系統的復雜性決定了全面分析的復雜性。人類基因組計劃的實施提供了龐大的信息資源，已讓人眼花繚亂，而對于較核苷酸復雜得多的蛋白質及代謝物等的分析將是更大的挑戰。如何系統而詳盡地為公共數據庫中的信息加上注解，對這些復雜數據進行儲存和分析將成為系統生物學發展的瓶頸。
[參考文獻]
[1]Wang Kunren，Xue Shaobai，uu Huitu．Cell Biology[M]．Beijing：Beijing Normal University Press，1998．
[2]朱玉賢，李毅．現代分子生物學[M]．北京：高等教育出版社，2001．
[3]Dickson BJ, Moser EI.Neurobiology of behaviour[J].Curr Opin Neurobiol,2007,17(6):672-674.
[4]Nottale L, Auffray C.Scale relativity theory and integrative systems biology:2 Macroscopic quantum-type mechanics[J].Prog Biophys Mol Biol,2008,97(1):115-157.
[5]Rho S, You S, Kim Y, et al.From proteomics toward systems biology: integration of different types of proteomics data into network models[J].BMB Rep，2008，41(3):184-193.
[6]吳家睿．系統生物學面面觀[J]．科學雜志，2002,54(6):26-28.
[7]Sreenivasulu N, Graner A, Wobus U.Barley genomics: an overview[J].Int J Plant Genomics,2008,486258.
[8]Price ND, Foltz G, Madan A,et al.Systems biology and cancer stem cells[J].J Cell Mol Med,2008,12(1):97-110.
[9]Bonneau R, Reiss DJ, Shannon P,et al. The Inferelator: an algorithm for learning parsimonious regulatory networks from systems-biology data sets de novo[J].Genome Biol,2006,7(5):R36.
篇10
中醫學是生命科學的一個組成部分，以整體觀、辨證論治、方劑干預為鮮明特色，是一門應用信息進行調控(通過測定和改變系統的輸入和輸出來調節系統的狀態)，并將其作為主要醫療手段的醫學[1]。中醫對接診的患者首先采取以外揣內的方法，通過四診獲取人體處于何種狀態的信息，再通過各種辨證方法對這些信息加以分析，最后按照中藥性味及方劑中最佳配伍的信息組合進行組方，用以調動機體這個復雜系統的自修復能力，把人體不平衡的病理狀態調整到平衡的最佳狀態，抵御外部入侵，從而使之向健康狀態轉化。這種“整體觀”、“動態觀”、“辨證觀”是中醫理論的特色，與系統生物醫學有著共同的哲學基礎，研究思路也不謀而合。因此，中醫的發展可以借鑒系統生物醫學等現代生命科學成果，從更高層次的信息流上去開展研究。
中醫學的整體觀雖然具有系統科學的思想，也具有一定的優越性，但在幾千年的自身發展過程中，仍駐足于哲學和經驗的層次上，以陰陽、五行、氣血等概念闡述人體生理病理變化，并未“自上而下”地繼續下去，缺乏物質作用基礎的局部分析研究，屬于“黑箱操作”，在它指導下的整體調節也只是“知其然，不知其所以然”的過程，沒有揭示事物的內在本質，無法解釋系統內部組成成分和動力學過程。而系統生物學“系統整合”的觀點與中國傳統醫學的“整體觀念”，在核心思想上具有高度相似性，但系統生物學研究仍以還原論為主，是從最簡單的系統，如單個細胞入手進行研究，再將多個簡單的系統通過研究網絡，“自下而上”地構建出完整而復雜的人體生命系統，把人體生物系統化為“白箱”，不僅要了解系統的結構和功能，而且還要揭示出系統內部各組成成分的相互作用和運行規律。因此，系統生物學的思路恰好能夠彌補傳統醫學的缺陷，以促進傳統醫學的完善并向真正系統醫學方向發展。
2 系統生物學與中藥
2.1 中藥的系統性
中藥作為一個復合體系，多是配方使用，作用靶點多，涉及多個基因和細胞，從整體上調節人體的平衡和內環境的穩定。其有效性的物質基礎是其中所含的化學成分，也正是這些同類及不同類的化學成分(或組分間)相互作用、相互配合，才表現出了四氣、五味、歸經、升降浮沉、毒性等藥性。中藥組方后，單味藥的活性成分重新組合，或生成新的有效物質，或相互協同而增加療效，或相互拮抗而降低療效，或減小毒性，或增加毒副作用等，從而構成了新的更高一層的系統，并在與人體作用時，其活性成分與靶系統之間發揮強大的系統與系統的作用。
正是中藥的這種系統性決定了僅以提取有效成分、以單體療效來評價中藥整體療效或復方研究的只拆不合的方法，必然無法得到其本質屬性。所以，中藥既需要研究單味藥及復方中各化學成分的理化性質及生物活性，又需要研究化學成分間的反應規律及與人體作用的靶系統和其協同作用方式。西方醫學對中藥復方的研究方法往往是采用“解剖麻雀”的方法拆方試驗，以期最終找出作用明確的活性成分，但不能反映方劑中藥物的君臣佐使配伍規律。因此，中藥要想繼續保持強大的生命力，既不能囿于“整體觀”而拒絕發展，也不能僅停留在提取、提純有效成分的水平上，而應該以中醫藥理論為指導，借助現代生物醫學的研究方法，上升到對中藥系統性的研究，以建立一個全新的與現代學科同質的理論體系。
轉貼于
2.2 中藥復方
中藥復方體現了中醫學的整體觀念和辨證論治思想，對藥物的合理選擇體現了君臣佐使等配伍理論，通過綜合調節機體的機能和平衡，祛邪扶正、標本同治等發揮作用。但臨床使用的多數中藥及中藥復方不被西方醫學界認可，而這些中藥復方又是中國傳統醫學中的精髓。中藥復方藥效成分群與人體之間存在非線性的復雜作用關系。中藥復方作用機理和配伍評價的研究必須牢牢把握中藥復方作用的整體性特征，這種整體性本質上體現為中藥與人體兩個復雜系統的相互作用，并形成一個更高級的系統整體。只有在中醫藥理論指導下，結合現代科學技術，深刻地揭示這兩個系統間的相互作用關系，才能全面深入地闡明中藥復方配伍理論、作用機理及其藥效物質基礎。
中藥復方的作用是由多種活性成分分別作用于不同器官和不同靶點，相互協同，對機體從生理病理上進行調理，經整合調節而發揮復方的綜合療效，因此，復方中藥應作為一個整體進行研究。為了建立能評價復方中藥質量的新方法，我們有必要引入化學物質組學理論，因其可以從分子水平的物質基礎和作用機理層次揭示中藥復方配伍規律，來開展方證相應的中藥復方配伍研究。通過化學物質組學表征藥物干預系統的組成及相互關系，通過系統生物學刻畫生物系統的應答過程，進一步整合分析兩個系統間的交互關系，即系統揭示化學物質組的變化與生物系統應答的時空響應的相關性，實現方-證信息的關聯。
3 結語
篇11
[基金項目] 國家自然科學基金項目（81473362）;北京中醫藥大學創新團隊發展計劃項目（2011-CXTD-13）
[通信作者] *董玲，副研究員，碩士生導師，主要從事新劑型給藥系統研究，Tel：（010）64286245，E-mail：;*劉洋，副教授，碩士生導師，主要從事藥物代謝研究，Tel：（010）84738629，E-mail：
[作者簡介] 隗麗，碩士研究生，E-mail：
多成分多靶點的中藥特點已經成為學術界共識[1]，中藥復方的作用與復方中有效成分的含量和配比關系密切。而固體制劑中藥物發揮治療作用需要經過藥物溶出和吸收2個關鍵步驟。因此，在研制中藥復方釋藥系統中，使兩者處于良好的匹配狀態，才能確保中藥各組分不僅能吸收完全，而且可以確保中藥復方各組分按照比例吸收[2]。中藥生物藥劑學分類系統設立的主要目的是在藥物發現階段（discovery）對中藥多成分整體的生物藥劑學特征評價，并為下一步的藥物開發階段（development）提供劑型選擇支持和成藥性保障，主要利用溶解性和滲透性作為科學框架的分類依據。對已上市中成藥的評價，CMMBCS也能起到積極作用，此時更適合于采用溶出度評價方法，結合中藥多成分的特點，建立符合中藥特色的溶出評價體系。因此，本研究采用中醫經典《傷寒論》[3]中葛根芩連湯的現代制劑葛根芩連片，探索其多成分環境下的主要成分溶出規律及特點，重點考察可能影響成分吸收時序的多成分溶出同步性問題。
1 材料
1.1 儀器
Waters液相色譜系統（600四元泵，美國Waters公司），2487雙波長紫外檢測器，Empower2工作站;電子分析天平（BT-25S，北京賽多利斯儀器有限公司）;pH酸度計（FE20，梅特勒-托利多儀器上海有限公司）;智能溶出儀（ZRS-8G，天津天大天發有限責任公司）。
1.2 藥物
葛根素對照品（批號110752-200912），黃芩苷對照品（批號110715-201117），鹽酸小檗堿對照品（批號110713-200911）均購買于中國食品藥品檢定研究院。葛根芩連片（陜西利君現代中藥有限公司，批號110201005，規格0.3 g）。
1.3 試劑
甲醇（色譜級）購買于Fisher公司（美國）;娃哈哈純凈水購買于娃哈哈集團公司（中國杭州）。三乙胺、鹽酸、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、氫氧化鈉、一水枸櫞酸、磷酸氫二鈉等試劑（均購自北京化工廠）都為分析純。
2 方法
2.1 溶液制備
2.1.1 對照溶液配置 取裝量差異項下的片劑，除去包衣，研細，精密稱取適量（約相當于1片的平均質量），加適量甲醇使溶解，加溶出介質制成每1 mL中約含0.6 mg藥物的溶液，作為對照溶液。
2.1.2 溶出介質配制 pH 1.0鹽酸溶液配制：量取鹽酸溶液9 mL，加水稀釋至1 000 mL，即得;pH 4.0緩沖液配制：取一水枸櫞酸12.90 g，取磷酸氫二鈉27.25 g，加水1 000 mL溶解，即得;pH 6.8緩沖液配制：取磷酸二氫鉀1.70 g和磷酸氫二鉀1.78 g，加水溶解稀釋至1 000 mL，即得;pH 7.4緩沖液配制：取磷酸二氫鉀6.81 g，加0.1 mol?L-1氫氧化鈉溶液395 mL稀釋至1 000 mL，即得。
2.2 溶出度試驗條件
采用《中國藥典》2010年版溶出方法及模擬人體消化道體內環境的5種溶劑分別測定。具體操作如下：取本品，照溶出度測定法（藥典2010年版二部附錄XC）[4]，方法為槳法，轉速為100 r?min-1;溶出介質為模擬人體生理環境的5種pH溶液;取樣20 mL，并及時補液，取出的溶液置于蒸發皿中揮干，再用1 mL純凈水溶解，過0.45 μm微孔濾膜，即得供試樣品;取樣時間為5，10，15，30，45，60 min。
2.3 溶出度測定方法
采用高效液相色譜法測定，根據相關參考文獻[5]，色譜條件為：Thermo Scientific，Hypersil C18色譜柱（4.6 mm × 250 mm，5 μm）;流速1.0 mL?min-1;檢測波長270 nm;柱溫室溫;進樣量10 μL;流動相：流動相A為緩沖溶液（1%三乙胺，1%乙酸，用磷酸調pH到3.0），B為甲醇，梯度洗脫程序為：0～12 min，24%B;12～13 min，24%～28%B;13～19 min，28%B;19～20 min，28%～33.8%B;20～37.5 min，33.8%B;37.5～38.5 min，33.8%～41%B;38.5～60 min，41%～75%B。
2.3.1 轉速的選擇 采用藥典2010年版二部附錄XC第二法裝置，以900 mL水為溶劑，測定前對儀器裝置進行必要的調試，使槳葉底部距溶出杯的內底部（25±2） mm。分別量取經脫氣處理的去離子水，置各溶出杯內，待溶出介質溫度恒定在（37±0.5） ℃后，將供試品投入溶出杯中，轉速選擇100，75，50 r?min-1試驗，于5，10，15，30，45，60 min時取樣測定溶出量（多成分累積溶出度加和），見表1。從結果可知，確定本品溶出度測定轉速為100 r?min-1。
表1 不同轉速時供試品的平均溶出度
Table 1 The average dissolution of samples at different speed
t/min
平均溶出度/%
100 r?min-175 r?min-150 r?min-1
55.84.05.4
1014.97.09.6
1529.510.413.5
3059.227.915.9
4593.038.131.2
60105.765.740.2
2.3.2 溶液穩定性考察 將葛根芩連片于5種不同的pH溶出介質中進行溶出度測定，依法操作，將供試品溶液分別于不同時間點測定供試品9個主要成分的峰面積，并以葛根素保留時間計算各個峰的相對保留時間，葛根芩連片中主要成分在2 h之內穩定性良好（RSD<5%），穩定性實驗數據見表2。
表2 不同介質中各峰的峰面積RSD
Table 2 The RSD of every peak area in different dissolution media
峰號相對保留時間
各峰的峰面積RSD/%
pH
1.0pH
4.0pH
6.8H2OpH
7.4
峰10.730.90.7 0.3 1.3 0.3
峰2（葛根素）1.002.50.2 1.2 0.3 2.1
峰31.071.40.9 2.3 1.8 1.2
峰41.162.33.9 1.81.9 4.1
峰51.312.20.9 2.6 1.5 2.6
峰6（小檗堿）1.732.40.4 7.8 1.5 0.3
峰72.2510.32.8 3.2 2.4 1.7
峰8（黃芩苷）3.210.14.5 1.8 6.6 1.8
峰93.234.84.71.0 4.0 1.0
3 結果
3.1 溶出曲線的測定結果
取本品制劑，在上述5種溶出介質中進行溶出曲線測定，以取樣時間為橫坐標，以溶出度為縱坐標，繪制溶出曲線圖，見圖1。
A. pH 1.0;B. pH 4.0;C. pH 6.8;D. H2O;E. pH 7.4（圖2同）。
圖1 復方葛根芩連片9種成分在5種不同pH溶出介質中的溶出曲線
Fig.1 The dissolution curves of nine components from Gengen Qinlian tablets in five different pH dissolution media
3.2 溶出數據分析
3.2.1 采用非模型依賴法-相似因子法（f2）分析 相似因子f2的數學表達式為：
f2=50×log1+1/n∑nt=1Rt-Tt2-0.5×100
其中Rt和Tt分別為參比藥物和試驗藥物在時間t時的溶出度，n為測定時間點總數。一般認為f2在50～100，可認定兩者的釋放行為相似。本實驗將不同溶出介質中2號峰（葛根素）的溶出曲線作為參比對照曲線，相同溶出介質中其他峰的溶出曲線和參比對照曲線進行比較，以考查葛根芩連片中的9種成分在溶出介質中釋放特性。復方葛根芩連片中主要成分與2號參比峰（葛根素）相比，計算f2結果見表3。
3.2.2 復方葛根芩連片劑中9種成分溶出行為聚類分析 采用聚類分析方法對復方葛根芩連片中9種成分于不同溶出介質中的溶出曲線進行聚類分析，即將每個測定條件下的9種成分溶出曲線看成是5維空間上的9個點，以2號峰（葛根素）為參比峰，采用層次聚類法對上述不同溶出介質中各個峰的溶出行為進行分類，見圖2。
3.2.3 體外溶出結果小結 采用上述2種方法對溶出曲線相似性進行評價，可以看出：根據相似因子計算結果表明，4號峰所代表的成分的體外溶出行為與2號參比峰（葛根素）的溶出行為最接近，在4
表3 與2號參比峰（葛根素）相比f2計算結果
Table 3 The results of calculation of f2 compared with peak 2 （puerarin）
峰號
f2因子
pH 1.0pH 4.0pH 6.8H2OpH 7.4
峰17664794952
峰2（葛根素）-----
峰36577615781
峰45492889088
峰57676787879
峰6（小檗堿）6572757454
峰74963484331
峰8（黃芩苷）6965704345
峰96755586048
種溶出介質中兩者的f2值均大于80，僅在pH 1.0的鹽酸溶液中二者相似性略低。7號峰所代表的成分的體外溶出行為與2號參比峰（葛根素）的溶出行為相差最遠，在4種溶出介質中兩者的f2值均小于50，僅在pH 4.0磷酸鹽溶液中二者溶出行為表現為相似。3號峰、5號峰所代表的成分和6號峰（小檗堿）在5種溶出介質中的溶出行為與2號參比峰（葛根素）的溶出行為相似性良好。
根據聚類分析結果表明，在pH 1.0溶出介質中1號峰所代表的成分溶出行為與2號參比峰（葛根素）最為接近，4號峰所代表的成分溶出行為與2號參比峰（葛根素）相差最遠;在pH 4.0溶出介質中4
圖2 5種不同pH介質中9種成分樹狀圖
Fig.2 The tree diagrams of nine components from Gengen Qinlian tablets in five different pH dissolution media
號峰所代表的成分溶出行為與2號參比峰（葛根素）最為接近，9號峰所代表的成分溶出行為與2號參比峰（葛根素）相差最遠;在pH 6.8溶出介質4號峰所代表的成分溶出行為與2號參比峰（葛根素）最為接近，7號峰所代表的成分溶出行為與2號參比峰（葛根素）相差最遠;在水介質中4號峰所代表的成分溶出行為與2號參比峰（葛根素）最為接近，7號峰和9號峰所代表的成分溶出行為與2號參比峰（葛根素）相差最遠;在pH 7.4溶出介質中3號峰和4號峰所代表的成分溶出行為與2號參比峰（葛根素）最為接近，1號峰和7號峰所代表的成分溶出行為與2號參比峰（葛根素）相差最遠。
以上的分析結果表明，盡管2種分析和評價方法不同，分析結果略有差異，但分析和評價的結論基本一致。
4 討論
本實驗選擇了pH 1.0，4.0，6.8，水和pH 7.4共5種溶液作為溶出介質，分別模擬復方葛根芩連片在胃液和不同腸段腸液中的溶出。以葛根芩連方中9種主要成分的溶出作為研究對象，考查其在不同溶出介質中溶出規律及特點，根據體外溶出能更好地預測其在體內不同吸收部位的吸收情況[6-7]。
本研究表明，復方葛根芩連方中9種主要成分在溶出介質的溶出不完全具有同步性，峰7和峰8（黃芩苷）所代表的成分與2號參比峰（葛根素）溶出同步性相差較遠，峰3，4，5，和6（小檗堿）所代表的成分與2號參比峰（葛根素）具有完全的溶出同步性，峰1和峰9與2號參比峰（葛根素）也具有較一致的溶出同步性。這種溶出同步性表明，這幾種成分在任意時刻的釋放至溶出介質中各組分比例保持不變，并且這種比例的恒定與幾種成分在復方葛根芩連中配比一致，這種同步釋放正是體現出了中藥配伍的特點。
模擬生物介質的溶出度方法在建立體外溶出和體內吸收相關性方面至關重要[8]，并且通過藥物制劑體外溶出曲線計算溶出指數[9]，這也是生物藥劑學分類標準的補充，因此溶出度研究也是課題組建立CMMBCS的重要研究內容。課題組在CMMBCS的研究過程中，對中藥的溶出度評價方法按照由簡至繁的過程不斷推進，從單味藥材散劑[10]深入到本研究的復方中藥片劑，從單一成分溶出度評價深入到本研究的多成分溶出度評價，并重點關注可能引起吸收時序差異的溶出同步性問題。本研究建立的葛根芩連片中9種主要成分的體外溶出曲線測定方法，雖不能做到每種成分的明確定性，但卻探索到了一條繞開對照品種類瓶頸限制而進行生物藥劑學相關研究的道路。
[參考文獻]
[1] 杜冠華，王月華，張冉，等.多成分多靶點是對中藥作用機制的表面認識[J].世界科學技術――中醫藥現代化，2009，11（4）：480.
[2] 商洪才，高秀梅，離利平，等.丹參三七組方配比優選及信息綜合評價[J].藥品評價，2005，2（3）：209.
[3] 金慧，王彥，閻超.葛根芩連湯入血成分的歸屬[J].中國中藥雜志，2008，33（22）：2687.
[4] 中國藥典. 一部[S].2010： 265.
[5] Chen L， Liu J. Fingerprint comparison between Gegen Qinlian preparations of three different pharmaceutical forms including decoction， dispensing granule and pill[J]. Chromatographia， 2009，69（1）：123.
[6] Brater D C. Clinical pharmacology of loop diuretics[J]. Drugs， 1991，41（S3）：S14.
[7] Shilliday I R， Allison M E. Intraplatelet calcium levels in patients with acute renal failure before and after the administration of loop diuretics[J]. Nephrol Dial Transplant， 2001，16（3）：552.
[8] Fang Jiang B， Robertson Vivian K， Rawat Archana， et al. Development and application of a biorelevant dissolution method using USP apparatus 4 in early phase formulation development[J]. Mol Pharm， 2010，7（5）：1466.
[9] Papadopoulou V， Valsami G， Dokoumetzidis A， et al. Biopharmaceutics classification systems for new molecular entities （BCS-NMEs） and marketed drugs （BCS-MD）： theoretical basis and practical examples[J]. Int J Pharm， 2008，361（1/2）：70.
[10] 劉洋，呂貝然，趙保勝，等.川芎散劑體外溶出特征研究[J].中國中醫信息雜志， 2014，21（2）：88.
Application of multicomponent dissolution evaluation method of
biopharmaceutics classification system of Chinese materia
medica in Gegen Qinlian tablets
WEI Li1， WANG Guo-peng2， DONG Ling1*， TANG Ming-min1， ZHANG Lei1， ZHU Mei-ling1， LIU Yang1*
（1. Beijing University of Chinese Medicine， Beijing 100102， China;
2. Zhongcai Health （Beijing） Biological Technology Development Co.， Ltd.， Beijing 100055， China）
篇12
當前，由各種Omics組學技術，如基因組學（DNA測序），轉錄組學（基因表達系列分析、基因芯片），蛋白質組學（質譜、二維凝膠電泳、蛋白質芯片、X光衍射、核磁共振），代謝組學（核磁共振、X光衍射、毛細管電泳）等技術，積累了大量的實驗數據。約有800多個公共數據庫系統和許多分析工具可利用通過互聯網來解決各種各樣的生物任務。生物數據的計算分析基本上依賴于計算機科學的方法和概念，最終由生物學家來系統解決具體的生物問題。我們面臨的挑戰是如何從這些組學數據中，利用已有的生物信息學的技術手段，在新的系統層次、多水平、多途徑來了解生命過程。整合生物信息學便承擔了這一任務。
圖1簡單描述了生物信息學、系統生物學與信息學、生物學以及基因組計劃各個研究領域的相關性?？梢钥闯龌蚪M計劃將生物學與信息學前所未有地結合到了一起，而生物信息學的興起是與人類基因組的測序計劃分不開的，生物信息學自始至終提供了所需的技術與方法，系統生物學強調了生物信息學的生物反應模型和機理研究，也是多學科高度交叉，促使理論生物學、生物信息學、計算生物學與生物學走得更近，也使我們研究基因型到表型的過程機理更加接近。虛線范圍代表整合生物信息學的研究領域，它包括了基因組計劃的序列、結構、功能、應用的整合，也涵蓋了生物信息學、系統生物學技術與方法的有機整合。
整合生物信息學的最大特點就是整合，不僅整合了生物信息學的研究方法和技術，也是在更大的層次上整合生命科學、計算機科學、數學、物理學、化學、醫學，以及工程學等各學科。其生物數據整合從微觀到宏觀，應用領域整合涉及工、農、林、漁、牧、醫、藥。本文將就整合生物信息學的生物數據整合、學科技術整合及其他方面進行初步的介紹和探討。
二、生物數據挖掘與整合
生物系統的不同性質的組分數據，從基因到細胞、到組織、到個體的各個層次。大量組分數據的收集來自實驗室（濕數據）和公共數據資源（干數據）。但這些數據存在很多不利于處理分析的因素，如數據的類型差異，數據庫中存在大量數據冗余以及數據錯誤；存儲信息的數據結構也存在很大的差異，包括文本文件、關系數據庫、面向對象數據庫等；缺乏統一的數據描述標準，信息查詢方面大相徑庭；許多數據信息是描述性的信息，而不是結構化的信息標示。如何快速地在這些大量的包括錯誤數據的數據量中獲取正確數據模式和關系是數據挖掘與整合的主要任務。
數據挖掘是知識發現的一個過程，其他各個環節，如數據庫的選擇和取樣，數據的預處理和去冗余，錯誤和沖突，數據形式的轉換，挖掘數據的評估和評估的可視化等。數據挖掘的過程主要是從數據中提取模式，即模式識別。如DNA序列的特征核苷堿基，蛋白質的功能域及相應蛋白質的三維結構的自動化分類等。從信息處理的角度來說，模式識別可以被看作是根據一分類標準對外來數據進行篩選的數據簡化過程。其主要步驟是：特征選擇，度量，處理，特征提取，分類和標識。現有的數據挖掘技術常用的有：聚類、概念描述、連接分析、關聯分析、偏差檢測和預測模型等。生物信息學中用得比較多的數據挖掘的技術方法有：機器學習，文本挖掘，網絡挖掘等。
機器學習通常用于數據挖掘中有關模式匹配和模式發現。機器學習包含了一系列用于統計、生物模擬、適應控制理論、心理學和人工智能的方法。應用于生物信息學中的機器學習技術有歸納邏輯程序，遺傳算法，神經網絡，統計方法，貝葉斯方法，決策樹和隱馬爾可夫模型等。值得一提的是，大多數數據挖掘產品使用的算法都是在計算機科學或統計數學雜志上發表過的成熟算法，所不同的是算法的實現和對性能的優化。當然也有一些人采用的是自己研發的未公開的算法，效果可能也不錯。
大量的生物學數據是以結構化的形式存在于數據庫中的，例如基因序列、基因微陣列實驗數據和分子三維結構數據等，而大量的生物學數據更是以非結構化的形式被記載在各種文本中，其中大量文獻以電子出版物形式存在，如PubMed Central中收集了大量的生物醫學文獻摘要。
文本挖掘就是利用數據挖掘技術在大量的文本集合中發現隱含的知識的過程。其任務包括在大量文本中進行信息抽取、語詞識別、發現知識間的關聯等，以及利用文本挖掘技術提高數據分析的效率。近年來，文本挖掘技術在生物學領域中的應用多是通過挖掘文本發現生物學規律，例如基因、蛋白及其相互作用，進而對大型生物學數據庫進行自動注釋。但是要自動地從大量非結構性的文本中提取知識，并非易事。目前較為有效的方法是利用自然語言處理技術NLP，該技術包括一系列計算方法，從簡單的關鍵詞提取到語義學分析。最簡單的NLP系統工作通過確定的關鍵詞來解析和識別文檔。標注后的文檔內容將被拷貝到本地數據庫以備分析。復雜些的NLP系統則利用統計方法來識別不僅僅相關的關鍵詞，以及它們在文本中的分布情況，從而可以進行上下文的推斷。其結果是獲得相關文檔簇，可以推斷特定文本內容的特定主題。最先進的NLP系統是可以進行語義分析的，主要是通過分析句子中的字、詞和句段及其相關性來斷定其含義。
生物信息學離不開Internet網絡，大量的生物學數據都儲存到了網絡的各個角落。網絡挖掘指使用數據挖掘技術在網絡數據中發現潛在的、有用的模式或信息。網絡挖掘研究覆蓋了多個研究領域，包括數據庫技術、信息獲取技術、統計學、人工智能中的機器學習和神經網絡等。根據對網絡數據的感興趣程度不同，網絡挖掘一般還可以分為三類：網絡內容挖掘、網絡結構挖掘、網絡用法挖掘。網絡內容挖掘指從網絡內容/數據/文檔中發現有用信息，網絡內容挖掘的對象包括文本、圖像、音頻、視頻、多媒體和其他各種類型的數據。網絡結構挖掘的對象是網絡本身的超連接，即對網絡文檔的結構進行挖掘，發現他們之間連接情況的有用信息（文檔之間的包含、引用或者從屬關系）。在網絡結構挖掘領域最著名的算法是HITS算法和PageRank算法（如Google搜索引擎）。網絡用法挖掘通過挖掘相關的網絡日志記錄，來發現用戶訪問網絡頁面的模式，通過分析日志記錄中的規律。通常來講，經典的數據挖掘算法都可以直接用到網絡用法挖掘上來，但為了提高挖掘質量，研究人員在擴展算法上進行了努力，包括復合關聯規則算法、改進的序列發現算法等。
網絡數據挖掘比單個數據倉庫的挖掘要復雜得多，是一項復雜的技術，一個難以解決的問題。而XML的出現為解決網絡數據挖掘的難題帶來了機會。由于XML能夠使不同來源的結構化的數據很容易地結合在一起，因而使搜索多個異質數據庫成為可能，從而為解決網絡數據挖掘難題帶來了希望。隨著XML作為在網絡上交換數據的一種標準方式，目前主要的生物信息學數據庫都已經提供了支持XML的技術，面向網絡的數據挖掘將會變得非常輕松。如使用XQuery 標準查詢工具，完全可以將 Internet看作是一個大型的分布式XML數據庫進行數據瀏覽獲取、結構化操作等。
此外，數據挖掘還要考慮到的問題有：實時數據挖掘、人為因素的參與、硬件設施的支持、數據庫的誤差問題等。
一般的數據（庫）整合的方法有：聯合數據庫系統（如ISYS和DiscoveryLink）, 多數據庫系統（如TAMBIS）和數據倉庫（如SRS和Entrez）。這些方法因為在整合的程度，實體化，查詢語言，應用程序接口標準及其支持的數據輸出格式等方面存在各自的特性而各有優缺點。同時，指數增長的生物數據和日益進步的信息技術給數據庫的整合也帶來了新的思路和解決方案。如傳統的數據庫主要是提供長期的實驗數據存儲和簡便的數據訪問，重在數據管理，而系統生物學的數據庫則同時對這些實驗數據進行分析，提供預測信息模型。數據庫的整合也將更趨向數據資源廣、異質程度高、多種數據格式、多途徑驗證（如本體學Ontology的功能對照）、多種挖掘技術、高度智能化等。
三、生命科學與生物信息學技術的整合
生物信息學的研究當前還主要集中在分子水平，如基因組學/蛋白質組學的分析，在亞細胞、細胞、生物組織、器官、生物體及生態上的研究才剛剛開始。從事這些新領域的研究，理解從基因型到表型的生命機理，整合生物信息學將起到關鍵性的作用。整合生物信息學將從系統的層次多角度地利用已有的生物、信息技術來研究生命現象。另外，由其發展出的新方法、新技術，其應用潛力也是巨大的。圖2顯示了生命科學與生物信息學技術的整合關系。
目前生命科學技術如基因測序、QTL定位、基因芯片、蛋白質芯片、凝膠電泳、蛋白雙雜交、核磁共振、質譜等實驗技術，可以從多方面，多角度來分析研究某一生命現象，從而針對單一的實驗可能就產生大量的不同層次的生物數據。對于每個技術的數據分析，都有了大量的生物信息學技術，如序列分析、motif尋找、基因預測、基因注解、RNA分析、基因芯片的數據分析、基因表達分析、基因調控網絡分析、蛋白質表達分析、蛋白質結構預測和分子模擬、比較基因組學研究、分子進化和系統發育分析、生物學系統建模、群體遺傳學分析等。整合生物信息學就是以整合的理論方法，通過整合生物數據，整合信息技術來推動生命科學干實驗室與濕實驗室的組合研究。其實踐應用涉及到生物數據庫的整合、功能基因的發現、單核苷酸多態性/單體型的了解、代謝疾病的機理研究、藥物設計與對接、軟件工具以及其他應用。
在整合過程中，還應該注意以下幾方面內容：整合數據和文本數據挖掘方法，數據倉庫的設計管理，生物數據庫的錯誤與矛盾，生物本體學及其質量控制，整合模型和模擬框架，生物技術的計算設施，生物信息學技術流程優化管理，以及工程應用所涉及的范圍。
四、學科、人才的整合
整合生物信息學也是學科、教育、人才的整合。對于綜合性高等院校，計算機科學/信息學、生物學等學科為生物信息學的發展提供了學科基礎和保障。如何充分利用高校雄厚的學科資源，合理搭建生物信息學專業結構，培養一流的生物信息學人才，是我們的任務和目標。
計算機科學/信息學是利用傳統的計算機科學，數學，物理學等計算、數學方法，如數據庫、數據發掘、人工智能、算法、圖形計算、軟件工程、平行計算、網絡技術進行數據分析處理，模擬預測等。生物信息學的快速發展給計算機科學也帶來了巨大的挑戰和機遇，如高通量的數據處理、儲存、檢索、查詢，高效率的算法研究，人工智能的全新應用，復雜系統的有效模擬和預測。整合生物信息學的課程設計可以提供以下課程：Windows/Unix/Linux操作系統、C++/Perl/Java程序設計、數據庫技術、網絡技術、網絡編程、SQL、XML相關技術、數據挖掘，機器學習、可視化技術、軟件工程、計算機與網絡安全、計算機硬件、嵌入式系統、控制論、計算智能，微積幾何、概率論、數理統計、線性代數、離散數學、組合數學、計算方法、隨機過程、常微分方程、模擬和仿真、非線性分析等等。
生物學是研究生命現象、過程及其規律的科學，主要包括植物學等十幾個一級分支學科。整合生物信息學的課程設計可以提供以下課程：普通生物學、生物化學、分子生物學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學、發育生物學、病毒學、免疫學、流行病學、保護生物學、生態學、進化生物學、神經生物學、基礎醫學、生物物理學、細胞工程、基因工程、分子動力學、生物儀器分析及技術、植物學、動物學、微生物學及其他生物科學、生物技術專業的技能課程。
作為獨立學科的生物信息學，其基本的新算法，新技術，新模型，新應用的研究是根本。課程涉及到生物信息學基礎、生物學數據庫、生物序列與基因組分析、生物統計學、生物芯片數據分析、蛋白質組學分析、系統生物學、生物數據挖掘與知識發現、計算生物學、藥物設計、生物網絡分析等。另外，整合生物信息學的工程應用，也需要了解以下學科，如生物工程、生物技術、醫學影像、信號處理、生化反應控制、生物醫學工程、數學模型、試驗設計、農業系統與生產等。
此外，整合生物信息學的人才培養具有很大的國際競爭壓力，培養優秀的專業人才，必須使其具備優良的生物信息科學素養，具有國際視野，知識能力、科研創新潛力俱佳的現代化一流人才。所以要始終緊跟最新的學術動態和發展方向，整合學科優勢和強化師資力量，促進國際交流。
五、總結及展望
二十一世紀是生命科學的世紀，也是生物信息學快速不斷整合發展的時代，整合生物學的研究和應用將對人類正確認識生命規律并合理利用產生巨大的作用。比如進行虛擬細胞的研究，整合生物信息學提供了從基因序列，蛋白結構到代謝功能各方面的生物數據，也提供了從序列分析，蛋白質拓撲到系統生物學建模等方面的信息技術，從多層次、多水平、多途徑進行科學研究。
整合生物信息學是基于現有生物信息學的計算技術框架對生命科學領域的新一輪更系統全面的研究。它依賴于生物學，計算機學，生物信息學/系統生物學的研究成果（包括新數據、新理論、新技術和新方法等），但同時也給這些學科提供了更廣闊的研究和應用空間，并推動整個人類科學的進程。
我國的生物信息學教育在近幾年已經有了長足的進步和發展。未來整合生物信息學人才的培養還需要加強各學科有效交叉，尤其是計算機科學，要更緊密地與生命科學結合起來，共同發展，讓我們的生命科學、計算機科學和生物信息學的教育和科研走得更高更前沿。
篇13
合成生物學的主要內容不包括利用現有的天然生物模塊構建新的調控網絡并表現出新功能。
合成生物學是以工程學理論為指導，設計和合成各種復雜生物功能模塊、系統甚至人工生命體，并應用于特定化學物生產、生物材料制造、基因治療、組織工程等的一門綜合學科。它涉及微生物學、分子生物學、系統生物學、遺傳學、材料科學以及計算機科學等多個學科。合成生物學代表了生物系統設計的新趨勢，其誕生可以追溯到二十世紀六七十年代出現的多種技術和認識，包括基因電路的研究、基因轉錄的蛋白調控以及DNA重組技術等。合成生物學的最終
（來源：文章屋網 ）
