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数字化实验酶的高效性研究论文

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数字化实验酶的高效性研究论文

取甲、乙两支洁净的试管,分别注入3ml浆糊。然后,在甲试管中注入1ml~2ml新鲜的小麦淀粉酶滤液,在乙试管中注入1ml~2ml清水作为对照。振荡两支试管,将甲、乙两支试管的下半部浸在35℃左右的温水里,保温约5分钟。然后同时取出这两支试管,分别滴入一滴碘液。结果,乙试管内浆糊变成蓝色,而甲试管内的浆糊则不变蓝色。遇着碘液变成蓝色,这是淀粉的特性。甲试管内的浆糊遇碘液不变蓝色,这说明甲试管内的淀粉已经转变成其他物质了。原来,在适宜的温度条件下,小麦淀粉酶能够促使淀粉迅速地水解为麦芽糖。因此,甲试管内的浆糊遇到碘液不变蓝色。以上实验证明酶在适宜的温度和其他条件下,能够使生物体内的许多复杂的化学反应顺利而迅速地进行,而酶本身却不发生变化。因此,酶是生物催化剂。酶的概念要从以下三方面内容去理解和记忆:(1)产生?(2)作用?(3)化学性质分析拓展酶作用原理图示实验设计:酶的特性酶的催化效率很高(可以比一般的无机催化剂高106~1010倍),反应速度很快,少量的酶就可以起到很强的催化作用。例如,1份淀粉酶就能够催化100万份的淀粉,使淀粉水解成麦芽糖。这就是说酶的催化作用具有高效性的特点。如何设计一个实验能够证明酶的三个特性每一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应。例如,麦芽糖酶只能催化麦芽糖,将麦芽糖水解成葡萄糖,而对其他的糖则不起催化作用。这就是说酶的催化作用具有专一性的特点。关于实验的说明由于生物体内化学反应的种类极多,而催化每种化学反应的是专一性的酶,因此,生物体内具有种类繁多的酶。这就是说酶具有多样性的特点。正是因为酶具有这样的特点,所以,酶对于生物体内新陈代谢的正常进行是极为重要的。

酶的特性:酶具有高效率的催化能力

淀粉酶酶学性质研究实验论文题目

实验七、酶的特性(唾液淀粉酶性质的研究)[目的要求]1、进一步学习和了解酶的性质。2、学会检查酶的性质的原理和方法。[实验原理]酶与一般催化剂最主要的区别之一是酶具有高度特异(专一)性,即一种酶只能对一种底物或一类底物(此类底物在结构上通常具有相同的化学键)起催化作用,对其他底物无催化反应。例如,淀粉酶和蔗糖酶虽然都是催化糖苷键的水解,但是淀粉酶只对淀粉起作用,蔗糖酶只水解蔗糖。还原糖产物可用本乃狄试剂鉴定。    通过比较淀粉酶在不同pH、不同温度以及有无抑制剂或激活剂时水解淀粉的差异,说明这些环境因素与酶活性的关系。温度、PH对淀粉活性影响酶的催化活性受到温度的影响,在一定温度范围内,酶才有活性,且在最适温度下,酶反应速度最大。大多数动物酶的最适温度为37℃-40℃,植物酶的最适温度为50℃-60℃。对温度的稳定性与其存在形式有关,有些的干燥制剂,虽加热到100℃,其活性并无明显变,但在100℃的溶液中很快地完成失去活性。低温能降低或抑制的活性,但不能使失活。酶的激活和抑制作用酶是具有高效专一催化活性的蛋白质,其活性常受温度PH及些物质的影响。 某些物质可以增加其活性,称为激活剂;某些物质能降低其活性,称为抑制剂。很少量的激活剂或抑制剂就会影响酶的活性,而且这种作用常常具有特异性。但要注意的是激活剂和抑制不是绝对的,有些物质在低浓度时为某种酶的激活剂时却为另一种酶的抑制剂,而在高浓度时则为该酶的激活剂(如NaCl)。[实验材料与设备]器材:试管和试管架、试管夹、恒温水浴箱、烧杯、冰浴(冰箱)、沸水浴(电磁炉)、移液管。试剂:淀粉 NaCl液、淀粉、1%淀粉 NaCl液、1%CuSO4、1%NaCl、1%Na2SO4、2%蔗糖溶液,碘化钾-碘溶液,斑氏试剂。[实验步骤]一、酶液的提取。(1)唾液淀粉酶的制备。二、酶的活性检验(1) 温度对酶活性的影响。探索唾液淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用材料:百分之二的新鲜唾液淀粉酶溶液试管,大烧杯,量筒,滴管,温度计,试管架,三脚架,石棉网,酒精灯,百分之三的淀粉溶液,百分之三的蔗糖溶液,菲林试剂,热水。方法步骤:1取两只洁净试管,编号,然后在一号试管注入淀粉溶液2ML,试管二注入蔗糖溶液2ML。然后在一号试管和二号试管都加入2ML淀粉酶溶液。2轻轻震荡试管,使混合均匀,再将试管下部锓在60C热水中5分钟。3取出试管,加入2ML菲林试剂,再轻轻震荡。4将试管都放在装有热水的大烧杯,煮沸1分钟。5记录实验结果。

这两样应该够复习了吧

尿淀粉酶仅供参考 跟饮水多少都有关系 血淀粉酶才能诊断

实验七、酶的特性(唾液淀粉酶性质的研究)[目的要求]1、进一步学习和了解酶的性质。2、学会检查酶的性质的原理和方法。[实验原理]酶与一般催化剂最主要的区别之一是酶具有高度特异(专一)性,即一种酶只能对一种底物或一类底物(此类底物在结构上通常具有相同的化学键)起催化作用,对其他底物无催化反应。例如,淀粉酶和蔗糖酶虽然都是催化糖苷键的水解,但是淀粉酶只对淀粉起作用,蔗糖酶只水解蔗糖。还原糖产物可用本乃狄试剂鉴定。 通过比较淀粉酶在不同pH、不同温度以及有无抑制剂或激活剂时水解淀粉的差异,说明这些环境因素与酶活性的关系。温度、PH对淀粉活性影响酶的催化活性受到温度的影响,在一定温度范围内,酶才有活性,且在最适温度下,酶反应速度最大。大多数动物酶的最适温度为37℃-40℃,植物酶的最适温度为50℃-60℃。对温度的稳定性与其存在形式有关,有些的干燥制剂,虽加热到100℃,其活性并无明显变,但在100℃的溶液中很快地完成失去活性。低温能降低或抑制的活性,但不能使失活。酶的激活和抑制作用酶是具有高效专一催化活性的蛋白质,其活性常受温度PH及些物质的影响。 某些物质可以增加其活性,称为激活剂;某些物质能降低其活性,称为抑制剂。很少量的激活剂或抑制剂就会影响酶的活性,而且这种作用常常具有特异性。但要注意的是激活剂和抑制不是绝对的,有些物质在低浓度时为某种酶的激活剂时却为另一种酶的抑制剂,而在高浓度时则为该酶的激活剂(如NaCl)。[实验材料与设备]器材:试管和试管架、试管夹、恒温水浴箱、烧杯、冰浴(冰箱)、沸水浴(电磁炉)、移液管。试剂:淀粉 NaCl液、淀粉、1%淀粉 NaCl液、1%CuSO4、1%NaCl、1%Na2SO4、2%蔗糖溶液,碘化钾-碘溶液,斑氏试剂。[实验步骤]一、酶液的提取。(1)唾液淀粉酶的制备。二、酶的活性检验(1) 温度对酶活性的影响。管 号 1 2 淀粉—NaCl液(ml ) 稀淀粉酶 煮沸淀粉酶 温度处理(10分钟) 37℃ 冰浴 37℃温度处理(10分钟)加KI—I2 2—3d 2—3d 2—3d结果—反应速度摇匀,保持各自温度继续反应,5分钟后每隔1分钟从第2号管吸取1滴反应液于白瓷板上,用碘液检查反应进行情况,直至反应液不再变色(只有碘液的颜色),立即取出所有试管,流水冷却2min,各加1滴碘液,混匀。观察并记录各管反应现象,解释之。注:*2号管冰浴10分钟后分成二半、一半加碘试剂一半37℃保温10min后加碘试剂。(2) 激活剂和抑制剂。管 号 1 2 3 淀粉(ml) 2 2 2 21%CuSO4(ml) 11%NaCl(ml) 11%Na2SO4(ml) 1蒸馏水 1稀淀粉酶(ml) 1 1 1 1保温(37℃)10分钟后KI—I2 2—3d现 象试说明本实验第3号管的意义,并推出Cl-和Cu2+各是唾液酶的激活剂还是抑制剂?举例说明抑制与变性剂有何异同?三、的专一性管 号 1 2 3 4淀粉液(ml) 2 2 2蔗糖液(ml) 2酶液(ml) 1 1煮沸的酶液(ml) 1蒸馏水 1保温(37℃)15分钟后Benedict试剂(ml) 1 1 1 1沸水浴2-3min现 象四、结果处理讨论题:为何温度的控制是实验成败的关键?五、注意事项:1) 激活剂抑制剂实验中淀粉酶要最后加(为什么?)2) 加入淀粉时要小心,不要沾到试管壁;另外,摇匀时也不宜用力过猛,使淀粉溶液或淀粉粒过多地沾在试管壁上,这样会影响结果的观察,误差较大。3) 反应结果如不明显调节保温时间和酶液浓度。4) 温度结果要先准备好煮沸的酶液和冰浴再加入试剂。冰浴处理10分钟后的那支试管内的溶液要取约一半放在室温继续反应。琼州学院实验项目卡生命科学 系 生化 实验室 开设日期___年___月___日实验项目 href="#淀粉酶性质的研究" 酶的特性 面向专业 课程性质 1、必修2、选修实验类型 1、还未开设的新实验2、手段更新的实验3、已开设过的实验 本实验学时数 3 实验分组概况所用主要仪器 名 称 型号规格 数量 名 称 型号规格 数量恒温水浴箱 1电磁炉 1试管及试管架 若干移液管 2ml 若干冰箱 1大烧杯 (装冰块) 1所用主要药品 名 称 纯度级别 数量 名 称 纯度级别 数量淀粉 (溶于氯化钠) 20ml*N Benedict试剂 无水硫酸铜 20ml* 30ml*N 柠檬酸钠1%(溶于氯化钠) 20ml*N 无水碳酸钠氯化钠 1% 40ml*N 碘化钾 碘硫酸钠 1% 10ml*N硫酸铜 1% 10ml*N蔗糖 2% 300ml其他 新鲜唾液、大量冰块求录用!!

淀粉酶活性的测定结果与分析实验:

一、研究背景及目的:

酶是高效催化有机体新陈代谢各步反应的活性蛋白,几乎所有的生化反应都离不开酶的催化,所以酶在生物体内扮演着极其重要的角色,因此对酶的研究有着非常重要的意义。

酶的活力是酶的重要参数,反映的是酶的催化能力,因此测定酶活力是研究酶的基础。酶活力由酶活力单位表征,通过计算适宜条件下一定时间内一定量的酶催化生成产物的量得到。

本实验选取萌发的禾谷类种子为材料,通过对其所含两种淀粉酶活力的测定来研究酶活力测定的方法。

二、实验原理

萌发的种子中存在两种淀粉酶,分别是 a 淀粉酶和 B 淀粉酶,B淀粉酶不耐热,在高温下易钝化,而 a 淀粉不耐酸,在 下则发生钝化。本实验的设计利用 B 淀粉酶不耐热的特性,在高温下(70C°)下处理使得 B 淀粉酶钝化而测定 a 淀粉酶的酶活性。

酶活性的测定是通过测定一定量的酶在一定时间内催化得到的麦芽糖的量来实现的,麦芽糖的浓度利用比色法可以很容易测得。然后利用同样的原理测得两种淀粉酶的总活性,拟将总活性与  淀粉酶的活性的差值看作B 淀粉酶的活性,再做进一步分析。

实验中为了消除非酶促反应引起的麦芽糖的生成带来的误差,每组实验都做了相应的对照实验,在最终计算酶的活性时以测量组的值减去对照组的值加以校正。

生物酶的研究性实验论文参考文献

郑承纲 李宗田 张汝生

(中国石化石油勘探开发研究院,北京 100081)

摘 要 针对中低温油藏压裂破胶施工的需求,筛选出生物破胶酶生产菌株——地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)BG1,通过两水平试验设计确定了该菌株产酶培养基中的显著因素(碳源、有机氮源和无机氮源),在此基础上,又通过中心法则试验设计对该菌株的产酶培养基组成做进一步优化,最终确定了发酵培养基组成为碳源,有机氮源,无机氮源,2g/L磷源,硫源,微量元素。采用该优化培养基,BG1菌株的生物破胶酶产量达239 U/L。该菌株所产生物破胶酶拥有良好的稳定性,在低于50℃中温浴6h,酶活力保持率可达85%以上,同时该酶对非极端pH条件、常规地层离子和化学助剂亦表现出良好的稳定性。通过对该酶破胶性能进行研究,发现该酶在中、低温环境下破胶效果好,30 ~60℃温度下破胶后的压裂液黏度分别为、、和,破胶返排后地层伤害小,模拟实验伤害率仅为%,体现了该生物破胶酶在中、低温油藏压裂施工中的良好应用前景。

关键词 地衣芽孢杆菌 生物破胶酶 中低温油藏 稳定性 破胶效能

Production of Enzymatic Gel Breaker and Its

Gel Breaking Potential Evaluation

ZHENG Chenggang,LI Zongtian,ZHANG Rusheng

(Exploration and Production Research Institute,SINOPEC,Beijing 100081,China)

Abstract In order to fill the fracturing gel breaking demand in those moderate-/low-temperature reservoirs, Bacillus licheniformis BG1 was selected for the production of enzymatic gel breaker(EGB).The significant variables in the EGB fermentation medium were identified as carbon source,organic nitrogen and inorganic nitrogen source by two-level factorial design and were further optimized through full-factorial central composite optimal composition of EGB fermentation medium was g/L carbon source, g/L organic nitrogen, g/L inorganic nitrogen,2 g/L phosphorus source, g/L sulfur source, g/L trace elements and the maximum EGB production yield was 239U/ EGB produced by BG1 exhibited good thermostability that after incubation at a temperature below 50 ℃for 6 h,the residual activity was still above 85% retention enzymatic breaker also showed a good stability withthe non-extreme pH conditions,conventional ion formation and chemical viscosities of broken fracturing fluids were cP, cP, cP and cP at a temperature ranging from 30℃ to 60℃, operation caused little damage to the formation that the damage rate was merely % in the physical simulation on the results from this work,the enzymatic gel breaker presents a good prospect in the hydraulic fracturing.

Key words Bacillus licheniformis;enzymatic gel breaker;moderate-/low-temperature reservoirs; stability;gel breaking efficiency

水力压裂是油气井增产、注水井增注的一项重要技术措施,全国压裂措施工艺每年达上万井次,年增油近千万吨。其过程是用压裂泵组将压裂液以高压力压开地层,形成裂缝;并用支撑剂支撑裂缝,增加导流能力、减小流动阻力,是一种增产、增注措施。压裂液的性能是影响压裂施工成败的关键因素,压裂液的破胶效果直接影响压裂液的反排和增产效果,破胶失败或者不理想会造成严重的地层伤害。根据低渗透储层的特点,利用核磁共振技术及岩心流动试验进行了压裂液伤害机理研究,结果表明:压裂液黏滞力和大分子基团滞留是造成伤害的主要因素。因而提高破胶效果,降低压裂液的黏滞阻力,是解决压裂液伤害的一个重要办法[1,2]。

大多数水基压裂液所使用的稠化剂为(变性)胍豆胶,压裂作业中常用化学(氧化型)破胶剂为过硫酸钾、过硫酸铵等,其优点是价格低、使用方便、破胶迅速、破胶液黏度在10mPa·s以下。但在实际应用中,氧化破胶剂存在着一些缺陷,包括:(1)反应时间及其活性主要依赖于温度,温度低于50℃时,反应很慢,必须添加低温催化剂,而高于93℃时降解反应发生很快,反应不易控制,反应迅速,使压裂液提前降解而失去输送支撑剂的能力,甚至导致压裂施工失败;(2)它属于非特殊性反应物,能和遇到的任何反应物如管材、地层基质和烃类等发生反应,易生成与地层不配伍的污染物,造成地层伤害;(3)作用时间短,氧化型破胶剂往往在到达目的裂缝前消耗殆尽,达不到有效破胶的目的;(4)反应不彻底,造成胍豆胶不能完全降解,约20%的分子量大于×106的聚合物基本上未降解,并产生大量残渣。而生物破胶酶是具有高催化能力和很好活性的生物蛋白,它在催化反应时自身的形态和结构不发生改变,其反应特异性决定了其专一性分解多糖聚合物结构中特定的糖苷键,并将其降解为单糖和二糖,这些特异性的生物破胶酶主要有Beta-1,4甘露聚糖酶、Beta-甘露糖苷酶和Alpha-半乳糖苷酶等。研究表明,化学破胶剂破胶后的聚合物分子量为(~)×105Da,而生物酶破胶方法后的胶液分子量仅为2000~4000Da,其破胶性能大大高于氧化型破胶剂,压裂后无残渣,返排效果好[3]。同时,生物破胶酶主要应用于30~60℃的油藏,有效弥补化学破胶剂在中、低温油藏应用中的瓶颈问题(如反应缓慢、需要添加催化剂、破胶难以控制)[4~6]。本文对新型压裂液生物破胶酶进行了研究,优化了其发酵生产条件,并对其破胶性能进行了相关分析。

1 生物破胶酶的发酵生产和纯化

菌种、培养基和发酵条件

本研究中所用生物破胶酶生产菌株为本实验所保存菌种BG1,分离自某油田原油污染土样,经16SrDNA序列分析和生理生化反应鉴定为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis),菌株保存于-80℃冰箱甘油管(20%,v/v)中,使用前经固体培养基进行活化后作为接种物。

种子液培养采用LB培养基,其组成为:10g/L蛋白胨,5g/L酵母膏,10g/L氯化钠,pH=~;经响应面法优化后的发酵培养基组成为:碳源,有机氮源,无机氮源,2g/L磷源,硫源,微量元素。接种浓度为%,接种后的培养物置于37℃摇床中在转速180rpm条件下培养48h。

酶活力的测定

本研究中破胶酶的酶活力检测采用3,5-二硝基水杨酸法(DNS法),分别以0mg/mL、2mg/mL、4mg/mL、6mg/mL、8mg/mL和10mg/mL浓度的还原糖溶液作为反应物制作标准曲线。将发酵结束后的菌液于4℃下转速为8000rpm离心10min,去除菌体,取上清液作为粗酶液,以%浓度胍豆胶溶液作为底物进行水解反应,反应条件为50℃温浴中反应10min,检测反应物中还原糖的浓度。1个酶活力单位(U)定义为:在50℃温浴条件下,每分钟释放1μmol还原糖所需要的酶量[7]。

破胶酶发酵生产的优化

为了获得高产量的生物破胶酶,在菌株最佳培养的基础上,对发酵培养基组成进行优化。首先将破胶酶发酵生产中的碳源、有机氮源、无机氮源、磷源、硫源和微量元素,作为培养基优化实验中的6个试验因素(X1—X6),通过两水平试验设计(Two-level factorial design)筛选其中的显著因素,进而对显著因素的浓度进行进一步优化。本实验中,因素的两水平包括正效应(+)和负效应(-),正效应的因素均取高值,负效应的因素均取低值,通过使因素同时朝响应值增大的方向变化,找出峰值,从而确定逼近最大响应区域的水平值,并把对响应值影响较大的因素(F<,置信度95%)作为显著因素[8]。

两水平试验设计及其响应值如表1所示,通过对实验结果进行分析发现,对破胶酶的生产有显著影响的因素为碳源(%)、有机氮源(%)和无机氮源(%),而磷源(%)、硫源(%)和微量元素(%)对发酵液酶产量影响较小。6个试验因素中,碳源、有机氮源、无机氮源和磷源对破胶酶的发酵生产均呈现负效应,而硫源和微量元素对破胶酶的合成呈现正效应。将碳源、有机氮源和无机氮源3个显著因素分别作为自变量(A、B和C),采用中心法则试验设计(central composite design)对影响破胶酶发酵生产的底物浓度水平进行优化。中心法则试验设计共包括20组实验,其中交互试验23组、中心点6组和边际点6组,每一自变量的5个试验水平分别以-、-1 、0、+1和+进行编码[9],如表2所示。

表1 两水平试验设计及其响应值(n=6)

续表

表2 中心法则试验设计及其响应值

通过拟合得到一个描述响应值与自变量关系的多元回归模型,如公式(1)所示。模型的P-value值为,该值远远小于,表明回归方程的F检验显著,所获得的模型能够准确地反映破胶酶的发酵生产情况。

油气成藏理论与勘探开发技术(五)

由响应面回归分析和回归方程拟合绘制酶产量与碳源、有机氮源和无机氮源的响应面,如图1所示。

图1 碳源、有机氮源和无机氮源对破胶酶产量影响的响应面

通过该模型计算出响应值(酶产量)对因素A、B、C存在极值点,对Y进行极值分析,确定3个因子最优试验点(A、B、C)的代码值(、、),即碳源浓度为,有机氮源和无机氮源浓度分别为和时,该模型预测的破胶酶产量存在极大值,通过实验验证实际酶产量为239U/mL。

破胶酶的分离、纯化和保存

破胶酶发酵结束后,将发酵液在转速5000~10000rpm情况下离心30min去除菌体,并用μm滤除去残余菌体和不溶物质,将获得的粗酶液经琼脂糖层析柱(20mm×250mm)洗脱:层析柱以pH=的Tris-HCl缓冲液平衡后以~的NaCl溶液进行梯度洗脱,洗脱速率为5~15mL/h,收集酶液并用饱和硫酸铵溶液沉淀,将获得的破胶酶由缓冲液稀释至200~400U/mL后低温保存[10]。用于压裂液破胶酶保存的缓冲液组成为:的pH=的磷酸缓冲液,杀菌剂50×10-6,甘油50%。

2 生物破胶酶稳定性研究

由于生物破胶酶使用过程中要面临油藏复杂的物理化学条件,同时其破胶活性还会受到压裂液体系中其他助剂的影响,因此,本研究中考察了各种物理化学因素(温度、pH、地层离子和化学助剂等)对生物破胶酶活力的影响。

温度和pH因素对酶活力保持率的影响

首先,研究温度和pH因素对生物酶活力保持情况的影响,酶活力保持率如图2所示,实验结果表明:生物破胶酶在中低温条件下有良好的热稳定性,在低于50℃的环境中温浴6h后,其酶活力保持率能达到85%以上,而超过50℃后,酶活力保持率随温度升高开始下降,70℃时,温浴后的酶活力仅为初始值的35%;生物破胶酶在非极端pH环境中(pH =~)能较好地维持其活性,而超出这一pH值范围后,酶活力保持率会迅速下降。

图2 温度和pH因素对酶活力保持率的影响

地层离子和化学助剂对酶活力保持率的影响

本文还对地层离子和化学助剂对生物酶活力保持情况的影响进行了研究,如表3所示。实验结果表明:地层水中的主要无机离子对破胶酶活力无明显影响;而压裂体系中的常规助剂对酶活力的保持有一定影响,本实验中,生物破胶酶在含有EDTA、杀菌剂和交联剂的溶液中温浴6h后,酶活力的保持率分别为81%、76%和94%。现场的压裂液体系非常复杂,因此,在实际应用中,有必要对各种助剂组分对生物酶活性的影响进行预实验。

表3 地层离子和化学助剂对酶活力保持率的影响

3 生物破胶酶的破胶性能研究

生物酶破胶降黏性能研究

针对中、低温储层的特点,本实验中所使用的压裂液配方为%羟丙基胍胶、6%交联剂(%硼砂溶液)、%黏土稳定剂、%杀菌剂,pH =,生物破胶酶的添加浓度为20U/L。本文研究了不同温度下(20~80℃)的破胶效果,压裂液的降黏效果如图3所示,在40℃和50℃下反应10h后,破胶后的胶液黏度仅为和,而在30℃和60℃时,破胶后的胶液黏度分别为和。在破胶反应30min时,压裂液尚保持较高的黏度,维持了较好的携砂能力。可见,本研究中的生物破胶酶,完全可以满足中、低温油藏压裂施工的作业要求。

物理模拟破胶岩心伤害实验

当压裂液返排时,由于破胶不彻底往往留下很多残渣(固体不溶物),降低裂缝的导流能力。在室内应用物理模拟实验,制作人工胶结岩心模型(10cm×)模拟水力压裂伤害过程,50℃恒温箱中,驱替人工配制的模拟地层水并计算模型的原始渗透率;将模型饱和含有20U/L破胶酶的压裂液液,关闭驱替系统,并在恒温箱中进行破胶反应12h;反应结束后,以模拟地层水进行反向驱替,计算返排后的模型渗透率(驱替至压力恒定),并以未添加破胶酶(APS破胶)的实验组作为对照模拟地层伤害实验,并计算伤害率[11]。

图3 不同温度下破胶酶的破胶效果

表4 地层伤害实验

从表4的结果不难看出,相比空白对照,生物破胶酶的加入可以有效实现压裂液破胶降黏,由于生物酶的破胶作用彻底,实验岩心并未观察到显著的地层伤害(伤害率仅为%),远低于对照组%的伤害率,体现了生物酶破胶剂在中、低温油藏压裂施工作业中的良好应用前景。

4 结论

本研究采用响应面优化法获得了影响地衣芽孢杆菌BG1菌株发酵生产生物破胶酶的培养基组成中的显著因素,并通过建立多项数学模型,采用统计分析对模型进行显著性检验来优化发酵培养基。优化得到的最佳培养基组成为:碳源,有机氮源,无机氮源,2g/L磷源,硫源,微量元素。在优化的条件下,地衣芽孢杆菌BG1菌株的生物破胶酶活力达239U/L,表明采用响应面法优化发酵培养基组成是提高菌株产酶活性的有效途径之一,从而为该技术的推广奠定了较好的基础。该菌株产生的生物酶具有良好的稳定性,能够较好地耐受中低温和非极端pH环境,并较好耐受各种无机离子和化学助剂。通过对其破胶性能进行研究,发现该破胶酶能够有效降低压裂液黏度,破胶彻底,对地层伤害小,因此,本研究的研究成果在中、低温油藏压裂施工作业中有着良好的应用前景。

致谢 本研究工作是在中国石化前瞻性项目 “微生物降解压裂残渣和重烃研究” 资助下完成的。在研究中,李宗田教授,中国石化石油勘探开发研究院采油工程研究所苏建政所长和苏长明高级专家都给予了宝贵的指导和建议,对他们表示衷心的感谢。

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浅谈蛋白质折叠的有关问题 [关键字]生物 大分子 分子伴侣 蛋白质的折叠 识别 结合 生物大分子的结构与功能的研究是了解分子水平的先象的基础。没有对生物大分子的结构与功能的认识,就没有分子生物学。正如没有DNA双螺旋结构的发现,就没有遗传传达传递的中心法则,也就没有今天的分子生物学。结构分子以由第一分子进入对复和物乃至多亚基,多分子复和体结构研究。同时,过去难以研究的分子水平上的生命运动情况也随着研究的深入和技术手段的发展而逐渐由难点变为热点。蛋白质晶体学研究已从生物大分子静态(时间统计)的结构分析开始进入动态(时间分辨)的结构分析及动力学分析。第十三届国际生物物理大会的25个专题讨论会中有一半以上涉及蛋白质的结构与功能,而“结构与功能”又强调“动力学(Dynamics)”,即动态的结构或结构的运动与蛋白质分子功能的关系,以及对大分子相互作用的贡献。 蛋白质折叠问题被列为“21世纪的生物物理学”的重要课题,它是分子生物学中心法则尚未解决的一个重大生物学问题。从一级序列预测蛋白质分子的三级结构并进一步预测其功能,是极富挑战性的工作。研究蛋白质折叠,尤其是折叠早期过程,即新生肽段的折叠过程是全面的最终阐明中心法则的一个根本问题,在这一领域中,近年来的新发现对新生肽段能够自发进行折叠的传统概念做了根本的修正。这其中,X射线晶体衍射和各种波谱技术以及电子显微镜技术等发挥了极其重要的作用。第十三届国际生物物理大会上,Nobel奖获得者Ernst在报告中强调指出,NMR用于研究蛋白质的一个主要优点在于它能极为详细的研究蛋白质分子的动力学,即动态的结构或结构的运动与蛋白质分子功能的关系。目前的NMR技术已经能够在秒到皮秒的时间域上观察蛋白质结构的运动过程,其中包括主链和侧链的运动,以及在各种不同的温度和压力下蛋白质的折叠和去折叠过程。蛋白质大分子的结构分析也不仅仅只是解出某个具体的结构,而是更加关注结构的涨落和运动。例如,运输小分子的酶和蛋白质通常存在着两种构象,结合配体的和未结合配体的。一种构象内的结构涨落是构象转变所必需的前奏,因此需要把光谱学,波谱学和X射线结构分析结合起来研究结构涨落的平衡,构象改变和改变过程中形成的多种中间态,又如,为了了解蛋白质是如何折叠的,就必须知道折叠时几个基本过程的时间尺度和机制,包括二级结构(螺旋和折叠)的形成,卷曲,长程相互作用以及未折叠肽段的全面崩溃。多种技术用于研究次过程,如快速核磁共振,快速光谱技术(荧光,远紫外和近紫外圆二色)。 一、新生肽段折叠研究中的新观点 长期以来关于蛋白质折叠,形成了自组装(self-assembly)的主导学说,因此,在研究新生肽段的折叠时,就很自然的把在体外蛋白质折叠研究中得到的规律推广到体内,用变性蛋白的复性作为新生肽段折叠的模型,并认为细胞中新合成的多肽链,不需要别的分子的帮助,不需要额外能量的补充,就应该能够自发的折叠而形成它的功能状态。 1988年,邹承鲁明确指出,新生肽段的折叠在合成早期业已开始,而不是合成完后才开始进行,随着肽段的延伸同时折叠,又不断进行构象的调整,先形成的结构会作用于后合成的肽段的折叠,而后合成的结构又会影响前面已形成的结构的调整。因此,在肽段延伸过程中形成的结构往往不一定是最终功能蛋白中的结构。这样,三维结构的形成是一个同时进行着的,协调的动态过程。九十年代一类具有新的生物功能的蛋白,分子伴侣(Molecularchaperone)的发现,以及在更广泛意义上说的帮助蛋白质折叠的辅助蛋白(Accessoryprotein)的提出,说明细胞内新生肽段的折叠一般意义上说是需要帮助的,而不是自发进行的。 二、蛋白质分子的折叠和分子伴侣的作用 蛋白质分子的三维结构,除了共价的肽键和二硫键,还靠大量极其复杂的弱次级键共同作用。因此新生肽段在一边合成一边折叠过程中有可能暂时形成在最终成熟蛋白中不存在不该有的结构,他们常常是一些疏水表面,它们之间很可能发生本不应该有的错误的相互作用而形成的非功能的分子,甚至造成分子的聚集和沉淀。按照自组装学说,每一步折叠都是正确的,充分的,必要的。实际上折叠过程是一个正确途径和错误途径相互竞争的过程,为了提高蛋白质生物合成的效率的,应该有帮助正确途径的竞争机制,分子伴侣就是这样通过进化应运而生的。它们的功能是识别新生肽段折叠过程中暂时暴露的错误结构的,与之结合,生成复和物,从而防止这些表面之间过早的相互作用,阻止不正确的非功能的折叠途径,抑制不可逆聚合物产生,这样必然促进折叠向正确方向进行。(从哲学的观点说,似乎很容易驳斥自组装学说,它违背了矛盾的普遍性原理,试想,如果蛋白质的每一步折叠均是正确的,充分的,必要的,岂不是在无任何矛盾的前提下,完成了复杂的最稳定构象的形成,即完成了由量变到质变的伟大飞跃,从无活性的肽链变成有活性的功能蛋白,这显然是违背哲学基本原理的。换一个角度想,生物进化的过程本来就充满着不定向的变异,这些变异中有适应环境的,也有不适应环境的,“物竞天择”,自然的选择淘汰了那些不适应的,保留了那些适应的。蛋白质分子的折叠不也与此类似吗?我想,蛋白质的一级结构只是肽链折叠并形成功能蛋白的特定三维结构的内因,实际上,多肽链在形成活性蛋白的每一步,都有潜在的可能形成“不正确”的折叠,如果没有象分子伴侣或其它帮助蛋白等外部因素的作用,多肽链也永远不能折叠成为活性蛋百。) 三,分子伴侣的作用机制 分子伴侣的作用机制实际上就是它如何与靶蛋白识别,结合,又解离的机制。有的分子伴侣具高度专一性,如一些分子内分子伴侣,还有细菌Pseudomonascepacia的酯酶,有它自己的“私有分子伴侣”。它是由基因limA编码的,与酯酶的基因LipA只隔3个碱基,可能是进化过程中发生的基因分裂造成的。而一般的分子伴侣识别特异性不高,它是怎样识别需要它帮助的对象的呢?现在只能说分子伴侣识别非天然构象,而不去理会天然的构象。由于在天然分子中,疏水残基多半位于分子的内部而形成疏水核,去折叠后就可能暴露出来,或者在新生肽段的折叠过程中,会暂时形成在天然构象中本应该存在于分子内部的疏水表面,因此认为分子伴侣最有可能是与疏水表面相结合,如硫氰酸酶(Rhodanese)分子α-helix的疏水侧面。但是只有β-sheet结构的蛋白质才可为分子伴侣识别。 最近关于识别机制有较大的进展。Bip是内质网管腔内的分子伴侣,用一种affinitypanning的方法检查Bip与有随机序列的十二肽结合的特异性,结果发现,Hy-(W/X)-Hy-X-Hy-X-Hymotif与Bipj结合最强,Hy最多的是Trp、Leu、Phe,即较大的疏水残基。一般来说,2-4个疏水残基就足够进行结合。还有一种较普遍的说法是分子伴侣识别所谓熔球体结构(moltenglobule)。另一方面,分子伴侣本身与肽结合部位的结构分析最近也有些进展。譬如,PapD的晶体结构表明,多肽结合在它的β-sheet区。GroEL中,约40kD的153-531结构域是核苷酸的结合区。 分子伴侣作用的第二步是与靶蛋白形成复合物。非常盛行的一种模型认为分子伴侣常常以多聚`体形式而形成中心空洞的结构,用电子显微镜已经观察到由二圈层圆面包圈形组成的十四体GroEL分子和一个一层圆面包圈的七体GroES分子协同作用形成中空的非对称笼状结构(cagemodel),推测靶蛋白可以在与周围环境隔离的中间空腔内不受干扰的进一步折叠。但是不久前一个日本实验室发现GroEL的一个亚基,甚至其N端去除78个氨基酸残基的50kD片段,已经不能再组装成十四体结构,都有确定的分子伴侣功能。由此,我想:也许环状分子伴侣并非每个部位都是有效的结合部位,也就是说,该二层圆面包圈组成的十四体GroEL分子只有一个或若干个部位能够与疏水残基或所谓的熔球体结构结合,而其余部位起识别作用,就像一个探测器一样,整个十四体GroEL分子以圈层或笼状结构”包裹”在多肽链的主链上,以旋进方式再多肽链的链体上运动,一旦环状多聚体的某一识别部位发现疏水结构或所谓的熔球体结构等新生肽链折叠过程中暂时暴露的错误结构,经信号转导,多聚体的结合部位便与之结合,生成复合物,抑制不正确的折叠。以上完全是我个人的猜想,是基于上述两个试验现象的矛盾而试图作一番解释。至于为什么假设以旋进方式在多肽链上运动,我并没有相应的根据,只是觉得这应该是一个动态过程,因此作了一番狂妄的假想,另外,我觉得也许可以用X射线衍射来探测一下分子伴侣GroEL和GroES组成的笼状结构,看看它的a×b×c是否足以容纳多肽链的某一段,或者它的内部和外部的疏水性质和其他一些物化性质如何,也许可以找到支持或驳斥上述假设的证据。 以上谈的都是蛋白质的分子伴侣。不久前又出现了一个新名词“DNAchaperones”,DNA分子伴侣,这种分子伴侣是与DNA相结合并帮助DNA折叠的。在这种复合物中,DNA分子包围在蛋白质分子的表面,既是高度有序的,又是在一定程度上结构已有所改变的。DNA与蛋白的这种相互作用对DNA的转录,复制以及重组都十分重要;或如在核小体中,对DNA的包装是必须的。DNA在溶液中的结构有相当的刚性,必须克服一个能障才能转变成它的蛋白复合物中的结构,分子伴侣的作用就是帮助DNA分子进行折叠和扭曲,从而把DNA稳定在一个适合于和蛋白结构的特定构型中。这种结合是协同的,可逆的在形成复合物之后便解离下来。因此,不论是DNA分子伴侣还是蛋白分子伴侣,都与DNA和蛋白的相互作用有关,与基因调控有关,看来,分子伴侣确实与最终阐明中心法则当前主要问题有密切关系。 四、分子伴侣和酶的区别 与分子伴侣不同,以确定为帮助蛋白质折叠的酶目前只有两个,一个是蛋白质二硫键异构酶(proteindisulfideisomerase,PDI);另一个是肽基脯氨酸顺反异构酶(peptidylprolylcis-transisomerase,PPI)。以PDI为例,众所周知,蛋白质分子中的二硫键与新生肽段的折叠密切相关,对维系蛋白质分子的结构稳定性和功能发挥也有重要作用。PDI定位在内质网管腔内,含量丰富,催化蛋白质分子内巯基与二硫键之间的交换反应。同时,它是目前发现的最为突出的多功能蛋白,除了二硫键的异构酶的基本功能外,它还是脯氨酸-4-羟化酶的α亚基;又是微粒体内甘油三酯转移蛋白复合物的小亚基,还是一种糖基化位点结合蛋白(gkycisylationsitebindingprotein)等。其中,最引人注目的还是它有与多肽结合的能力,可以结合具有不同序列,长度和电荷分布的肽,特异性较低,主要是与肽的主链相作用,但对巯基尚有一些偏爱。按照分子伴侣的定义,一般认为PDI和分子伴侣是两类不同的帮助蛋白,但是我国上海生物物理研究所最近提出不同的看法,认为蛋白质二硫键异构酶也具有分子伴侣的功能。 蛋白质分子中天然二硫键的形成要求这些在肽链上往往处于不相邻位置的巯基,首先通过肽链一定程度的折叠,才能相互接近到可以正确形成二硫键的位置。肽链的自身折叠是一个慢过程,而蛋白质二硫键异构酶催化蛋白质天然二硫键的形成却是一个快过程。另一方面,蛋白质二硫键异构酶具有低特异性的与各种不同肽链相结合的能力,在内质网中以极高的浓度存在,又是是一个钙结合蛋白,是一个能被磷酸化的蛋白,这些都已经符合了分子伴侣的条件。因此他们推测蛋白质二硫键异构酶很可能首先通过它与伸展的,或部分折叠的肽段的结合,阻止错误的折叠途径,促进正确的中间物生成,帮助肽链折叠是相应的巯基配对,从而是正确的二硫键得以形成;然后催化巯基的氧化或二硫键的异构而形成天然二硫键。他们认为蛋白质二硫键异构酶的酶活性与它的分子伴侣功能不是相互排斥,而是密切相关,协调统一的。分子伴侣与帮助新生肽链折叠的酶之间,大概不应该,也不能够划一条绝对的分界线。我想:酶的最主要特性就是催化生化反应,分子伴侣的主要作用是与新生肽段的错误构象结合,从而阻止肽链不正确的非功能的折叠途径,促使其向正确的折叠方向反应,这难道不可以理解成间接的催化肽链的折叠吗?从表观上看,抑制不正确的折叠途径等于加快了正确反应的速度。所以,我本人也很赞成他们的观点。最近的试验已经为这一假说提供了很好的证据。PDI明显抑制变性的甘油醛-3-磷酸脱氢酶在复性股过程中的严重聚合,有效的提高它的复性效率,与典型的分子伴侣GroE系统对甘油醛3-磷酸脱氢酶复性的效应极其相似。 五、分子伴侣的结构 目前唯一解出晶体结构的分子伴侣是的PapD,帮助鞭毛蛋白折叠的分子伴侣。还有HSP70的N端结构域,即ATP结合域也以有晶体结构。用电子显微镜已经清楚的看到了GroEL的十四聚体和GroEL的七聚体的四级结构,象两个圆形中空的面包圈叠在一起,用NMR以及各种溶液构象变化是研究分子伴侣作用机制的有效手段。 六、分子伴侣研究的实际应用 分子伴侣的研究成果必然会大大加深我们对生命现象的认识,同时也一定会增加我们与自然斗争的能力和自身生存的能力。由于分子伴侣在生命活动的各个层次都具有重要作用,它的突变和损伤也必定会引起疾病,因此可以期望运用分子伴侣的知识来治疗所谓的”分子伴侣病”。另一方面,利用对分子伴侣的研究成果从根本上提高基因工程和蛋白工程的成功率,也必将对大幅度提高人类生活水平起重要作用。 [参考书目] 1.李宝健主编,面向21世纪生命科学发展前沿,广东科技出版社,1996年11月第一版:93-104页 2.郝柏林刘寄星主编,理论物理与生命科学,上海科学技术出版社,1997年12月第一版:29-58页 3.中国生物物理代表团,从第十三届国际生物物理大会看生物物理学研究的现状和趋势,生物物理学报,1999年第十五卷第四期:826-827页

研究生论文实验数据真实性

如果自己造的数据都能发表在核心期刊,那核心也太水了吧

一般除了高引的文章也不会那么容易被发现。发生这种情况,小编建议作者最好联系杂志社编辑或是审稿5.写论文的数据如何来?是先有数据,还是先有题目。你可以看看国内论文,很多数据都挺离谱1.计算机硕士论文编数据被发现怎么办?计算机硕士论文编数据,也就是数据造假。如果论文数据的2.计算机硕士论文编数据容易查出来吗?硕士论文一般是由学校保存,只有优秀的论文才能被知网等3.计算机硕士论文编数据会很严重吗?若是碰到了内行的老师,一眼就能看出来。但若是老师都不懂4.论文校稿过程中发现数据错误怎么办?按照科学研究的规范程序,应该是这样的顺序查看更多内容。

别太假了就行,数据的真实姓期刊是不会去调查的,但是最后如果出了问题,责任是在你身上,期刊对这个都会事先声明的。

硕士论文一般是由学校保存,只有优秀的论文才能被知网等网络数据库收录。但是在论文答辩之前要经过审核的,还是要注意一些为好。对论文的认真程度,要看你的答辩组的老师态度了,还有硕士论文在毕业之后,还会经历一次教育部的抽查,如果到那时被发现出了问题,就比较麻烦了。所以建议你如果数据可以得到真实的,就避免使用虚假数据。

实验性研究的论文

论文按内容性质和研究方法的不同可以把论文分为理论性论文、实验性论文、描述性论文和设计性论文。理论性文章,是在根据已有的研究文献来建构理论的这类文章。写好理论文章,首先要了解理论文章的性质特点。理论文章是为了研究某个理论问题、论述某个道理、发表个人见解而写的文章,是宣传党的理论、路线、方针、政策的重要手段。诸如评论、杂文、调查报告、心得体会等都是理论文章的范畴。实验型论文写作的前提是实验。所谓实验,又叫科学实验,就是根据一定的研究目的,运用相应的物质手段(实验仪器、设备等),主动干预或控制对象,模拟自然现象或自然过程,以便在典型环境中或特定条件下获得科学事实的一种探索活动。科学实验的构成要素是实验者、实验对象和实验手段,三者缺一不可。科学实验的过程,就是实验者借助于实验手段,使实验对象发生预定变化的过程。科学实验作为一种独立的实践形式,是伴随着近代实验科学的产生和发展,逐渐从生产实践中分化出来的。科学实验的直接目的不是为了生产物质产品,而是为了检验某种科学理论或假说,深化对某一客观事物的认识。描述性论题主要是描述一个相关的事实,然后再进行一些事情的证明,主要是用一些论据来证明你这个论题正确的,而且需要满足一定的过程。主要是发现问题。解决问题还有分析问题。只要通过答辩,然后把这篇论文写完整就可以通过了。第一:毕业设计论文是高等学校教学计划中重要组成部分之一,同时对于学生来说是必不可少的教学阶段。第二:设计论文的含义是指大学生的毕业设计论工不仅实现了理论同实践的密切结合,而且与教学和科研以及生产相相互结合的过程。第三:另外毕业设计论文的撰写也是对学生进行综合素质教次育的重要途经,是学校在培养高级专门人才的过程中十分特殊的一个环节。

1、标题科技实验论文标题选择确定问题,除了遵循前述的方法外,其标题应尽量少用副标题。同时,这种标题不能用艺术加工过的文学语言,更不得用口号式的标题。它最基本的要求是醒目、能鲜明概括出文章的中心论题,以便引起读者关注。科技论文标题还要避免使用符号和特殊术语,应该使用一般常用的通俗化的词语,以使本学科专家或同行一看便知,而且外学科的人员和有一定文化程度的群众也能理解,这才有利于交流与传播。2、作者及其工作单位该项主要体现论文作者的文责自负的精神,记录了作者辛勤劳动及其对人类科学技术事业所做出的奉献。因此,发表论文必签署作者姓名。署名时,可用集体名称,或用个人名义。个人署名只用真实姓名,切不可使用笔名,别名。并写明工作单位和住址。以便联系。由于现代科学技术研究工作趋于综合化、社会化,需要较多人员参加研究,署名时,可按其贡献大小,排序署名。只参加某部分,某一实验及对研究工作给以支助的人,不再署名,可在致谢中写明。3、摘要摘要又称提要,一般论文的前面都有摘要。设立该项的目的是为了方便读者概略了解论文的内容,以便确定是否阅读全文、或其中一部分,同时也是为了方便科技信息人员编文摘和索引检索工具。摘要是论文的基本思想的缩影,虽然放在前面,但它是在全文完稿后才撰写的。有时,为了国际学术交流,还要把中文摘要译成英文或其他文种。其摘要所撰写内容大体如下:(1)本课题研究范围,目的以及在该学科中所占的位置。(2)研究的主要内容和研究方法。(3)主要成果及其实用价值。(4)主要结论文摘撰写要求是:准确而高度概括论文的主要内容,一般不作评价。文字要求精炼、明白,用字严格推敲。文摘内容中一般不举例证,不讲过程,不做工作对比,不用图、图解、简表、化学结构式等,只用标准科学命名,术语、惯用缩写、符号。其字数一般不超过正文的5%近年来,为了便于制作索引和电子计算机检索,要求在摘要之后提出本篇论文的关键词(或主题词),以供检索之用。4、引言引言是一篇科技论文的开场白,它写在正文之前。每篇论文引言,主要用以说明论文主题,总纲。常见的引言包括下述内容:(1)课题的提出背景、性质范围、研究目的及其重要性。(2)前人研究经过、成果、问题及其评价。(3)概述达到理想答案的方法。引言一般不分段落,若论文内容较长、涉及面较广,可按上述三个内容分成三个段落。引言里,作者不应表示谦意,也不能抬高自己、贬低别人,对论文评价,应让读者去作。5、正文正文是论文的主体,占全篇幅的绝大部分。论文的创造性主要通过本部分表达出来,同时,也反映出论文的学术水平。写好正文要有材料、内容,然后有概念、判断、推理、最终形成观点,也就是说,都应该按照逻辑思维规律来安排组织结构。这样就能顺理成章。正文一般由以下各部分构成: (1)研究或实验目的研究(或实验)目的,是正文的开篇。该部分要写得简明扼要,重点突出。实验性强的论文,先写为什么要进行这个实验,通过实验要达到的目的是什么。如果课题涉及面较广,论文只写其某一方面,文内则要写清本文着重探索哪一方面的问题。并交待探索原因,效果或方法。有的论文,将此部分并入引言之中,正文部分再不复述。 (2)实验材料(设备)和方法科研课题从开始到成果的全过程,都要运用实验材料、设备以及观察方法。因此,应将选用的材料(包括原料、材料、样品,添加物和试剂等)、设备和实验(观测)的方法,加以说明,以便他人据此重复验证。说明时,如果采用通用材料,设备和通用方法,只需简单提及。如果采用又有改进的特殊材料和实验方法,就应较详细的加以说明。如果文章在国外期刊上刊载,便于对外交流,就需要标明材料成分,对照外标号做相应的说明。 (3)实验经过实验经过即实验研究过程,或称实验操作程序(或步骤)等。该部分,主要说明制定研究方案和选择技术的路线,以及具体操作步骤,主要说明试验条件的变化因素及其考虑的依据。叙述时,不要罗列实验过程,而只叙述主要的、关键的。并说明使用不同于一般实验设备和操作方法,从而使研究成果的规律性更加鲜明。如果引用他人之法,标出参考文献序号即可,不必详述,如有改进,可将改进部分另加说明。叙述实验经过,通常采用研究工作的逻辑顺序,而不采用实验先后时间顺序,要抓主要环节,从复杂的事物中,理出脉络,按其发展变化顺序写。并且注意所述实验程序的连贯性,要从成功与失败、正确与谬误、可能性和局限性等方面,加以分析,达到严谨的科学性、逻辑性。 (4)实验结果与分析(讨论)该部分是整篇论文的心脏部分。一切实验成败由此判断,一切推理由此导出,一切议论由此引出。因此,应该充分表达,并且采用表格,图解、照片等附件。这些附件,在论文中起到节省篇幅和帮助读者理解的作用。本部分内容中,对实验结果和具体判断分析,要逐项探讨。数据是表现结果的重要方式,其计量单位名称、代号,必须采用统一的国际计量单位制的规定。文中要尽量压缩众所周知的议论,突出本研究的新发现,及经过证实的新观点,新见解。要让读者反复研究数据,认真估价判断和推理的正确性。作者在研究中,某些见解虽未充分证明,也可阐明。有些实验结果,在某些方面出现异常,无法解释,虽不影响主要论点,但要说明,供其他研究者参考。实验结果与分析,可称讨论、或称“各种因素分析”。这一部分一般应包括以下具体内容 ①主要原理或概念 ②实验条件。尤其是依靠人力未能控制的缺点,要突出讲明。 ③本题研究的结果与他人研究结果的相同或差异要讲明,并且突出研究中自己的新发现或新发明。④解释因果关系,论证其必然性或偶然性。⑤提出本研究存在的难解或尚需进一步探索的问题。分析上述几个方面内容时,要根据各个问题的地位,相关性、因果关系以及一些例外或出现相反的结果等。均要妥为排序论述,论述中一定要符合逻辑推理形式。本部分最后也可提出下一步研究设想、或工作大纲,将供读者参考。6、结论该部分是整个课题研究的总结。是全篇论文的归宿,起着画龙点睛的作用。一般说来,读者选读某篇论文时,先看标题、摘要、前言,再看结论,才能决定阅读与否。因此,结论写作也是很重要的。撰写结论时,不仅对研究的全过程、实验的结果、数据等进一步认真的加以综合分析,准确反映客观事物的本质及其规律,而且,对论证的材料,选用的实例,语言表达的概括性,科学性和逻辑性等方方面面,也都要一一进行总判断、总推理、总评价。同时,撰写时,不是对前面论述结果的简单复述,而要与引言相呼应,与正文其他部分相联系。总之。结论要有说服力,恰如其分。语言要准确、鲜明。结论中,凡归结为一个认识、肯定一种观点、否定一种意见,都要有事实、有根据,不能想当然,不能含糊其词,不能用“大概”、“可能”、“或许”等词语。如果论文得不出结论,也不要硬写。凡不写结论的论文,可对实验结果进行一番深入讨论。7、致谢科学研究通常不是只靠一二个人的力量就能完成的,需要多方面力量支持,协助或指导。特别是大型课题,更需联合作战,参与的人数很多。在论文结论之后或结束时,应对整个研究过程中,曾给予帮助和支持的单位和个人表示谢意。尤其是参加部分研究工作,未有署名的人,要肯定他的贡献,予以致谢。如果提供帮助的人过多,就不必一一提名,除直接参与工作,帮助很大的人员列名致谢,一般人均笼统表示谢意。如果有的单位或个人确实给予帮助和指导,甚至研究方法都从人家那里学到的,也只字未提,未免有剽窃之嫌。如果写上一些从未给予帮助和指导的人,为照顾关系,提出致谢也是不应该的。另外,有些名家、学者或教授,从未指导,也没有阅读过论文,借致谢提名抬高身价,更是不对的。我们要坚守科学道德规范,切实杜绝不良风气。8、参考文献作者在论文之中,凡是引用他人的报告、论文等文献中的观点,数据、材料、成果等,都应按本论文中引用先后顺序排列,文中标明参考文献的顺序号或引文作者姓名。每篇参考文献按篇名、作者、文献出处排列。列上参考文献的目的,不只是便于读者查阅原始资料,也便于自己进一步研究时参考。应该注意的是,凡列入参考文献,作者都应详细阅读过,不能列入未曾阅读的文献。9、附录附录是将不便列入正文的有关资料或图纸、编入其中,它包括有实验部分的详细数据,图谱、图表等,有时论文写成,临时又发现新发表的资料,需以补充,可列入附录。附录里所列材料,可按论文表述顺序编排。 以上所谈及的论文写作基本结构格式,适用于大课题、篇幅长的论文,对于小课题、篇幅短的论文,基本结构格式可增减、合分。作者选用时,不能生般硬套,可依据具体情况,有增减、合分,最终都要服务于更好的表述论文内容。

生物医学动物实验研究论文

1实验设计

在开展生物医学研究时,研究者通过正确地运用统计学知识,可直接影响研究的质量。统计学设计的任务在于对研究的部署、实施,直到研究结果的解释进行系统的安排,力争做到以最少的人力、物力获得可靠的结论和信息。其目的在于确定某种处理是否会表现出某种特定的效应。在实验设计时应遵循惟一差异原则,即在进行两组比较时,两者之间仅有因处理因素不同而引起的差异,而其他实验条件相关的非处理因素都应保持等同。然而,处理组与对照组在反应上表现出的差别并不一定意味着是处理的结果。另有两种引起差别的可能性,即偏倚和偶然性。偏倚是指系统性差别,它不是因组间在处理上的不同所引起。生物医学实验中统计学设计和分析的目标就是消除潜在的偏倚,减少偶然性[2]。

实验的偏倚和控制

偏倚是在研究中从设计到实验实施和结果分析的各环节存在一些人为的、有系统倾向的非随机误差,它不是由于抽样造成的,而是某种偏性使得实验结果偏离它的真值。从所选择的生物医学问题到研究方案的制订与实施、实验的完成过程、实验的分析与解释,乃至实验结果的发表,均可能存在各式各样的偏倚[2]。这种偏倚常常表现为系统误差。偏倚的大小取决于研究的方法和具体的实验条件。常见的偏倚主要有选择性偏倚、观察性偏倚和混杂性偏倚。必须认识实验过程的偏倚,从实验设计起直到整个研究过程结束均要加以控制。正确的实验设计可控制选择性的偏倚,事前人为控制和采取相应的措施可避免和减少观察性的偏倚。对于混杂性偏倚,可将重要的混杂因素在设计阶段进行分层随机设计,使混杂因素在组间分布均衡;在统计分析阶段将混杂因素作为分层因素或采用有协变量分析方法,以消除混杂因素的影响。只有有效地控制或消除偏倚,方可减少结果的假阳性或假阴性。

减少偶然性的潜在影响

偶然性因素的作用可以减少,但不能完全排除。因为即使是在精心实施的研究中,接受同样处理的动物,其反应也不可能完全一样。适当的统计分析可使实验人员评估出现假阳性的概率,即根本不存在处理效应的情况下观察到差异的概率。这种概率越小,实验者发现真实效应的可能性就越大。为了更有把握地检测出真实效应,有必要减少偶然性的作用,并通过实验设计确保能在“噪声”之上识别真正的“信号”。

实验设计的要素

要消除生物医学实验中潜在的偏倚,减少偶然性,就应对实验对象、处理因素和实验效应这三个实验设计要素,按照对照、重复、随机化和均衡四项原则进行周到的设计与控制[3]。实验对象实验中处理因素所作用的对象称为实验对象。不同性质的实验研究需要选取不同种类的实验对象,一个完整的实验设计中所需实验对象的总数称为样本含量。生物医学试验中考虑动物实验对象时应关注以下几个方面:①动物种属的选择:选择实验动物的种属与品系时,尤其需要注意其背景反应的水平。为了将反应“信号”水平最大化,常常意味着应避免选择那些背景反应水平极低的动物种属或品系,但如果采用过度反应的动物种属或品系也同样会出现问题。动物物种选择中的其他问题,无论是实际问题(寿命、体型、易得性、对动物学特征的了解情况)或是理论问题(生化、生理或解剖结构与人的相似性),都需要从专业的角度认真加以考虑和权衡。②动物的数量:虽然从统计设计角度考虑可得出某项实验所需的动物数(样本含量),但所得出的数值往往很大。因此,虽然样本含量估计是保证结论可靠性(精度和检验效能)的前提,但基于实验的可操作性及经济原则方面的考虑,应结合统计学的计算结果与以往的生物医学研究经验予以确定。③动物的体重与年龄:为确保实验对象的同质性,实验中所使用的动物体重与年龄应尽可能相近;动物体重的标准差不应超出平均值的10%;啮齿类等小动物年龄相差不应超出1周,大动物年龄相差不应超出1个月。④动物的分层:为了准确检测一种处理因素引起的差别,各处理组在可能影响实验结果的其他非处理因素方面应尽可能具有同质性。当存在动物亚系间的差别时,有两种方法可得到更为准确的结论。一是在结果分析阶段将亚系作为一个“分层变量”处理,包括对两个亚系的结果进行单独分析,然后将结果综合,得出处理效应的总结论;二是将亚系作为实验设计的“区组因素”,这种情况下可使对照组与处理组中每个亚系动物数量相等。除以上所讨论的“亚系”之外,其他的非处理因素,如性别、窝别、体重段等也可作为分层变量进行局部控制,并据此进行分层随机化分组。处理因素设计实验研究时,要明确研究中的处理因素和影响实验效应的非处理因素。研究者希望通过对研究设计进行有计划的安排,从而能科学地考察其效应大小的因素称为处理因素或实验因素;研究者往往忽略对评价实验因素作用大小有一定干扰的重要的非处理因素或非实验因素(如动物的窝别、体重等);其他未加控制的许多因素的综合作用统称为实验误差。实验结果是处理因素和非处理因素共同作用而产生的实验效应,因此如何控制和排除非处理因素的干扰,正确显示处理的效应,是实验设计的基本任务。实验效应实验效应是处理因素作用于受试对象的反应和结果,是反映实验因素作用强弱的标志,它通过观察指标(统计学常将指标称为变量)来体现。如果指标选择不当,未能准确反映处理因素的作用,获得的研究结果就缺乏科学性,因此选择好观察指标是关系整个研究成败的重要环节。指标的观察应避免带有偏性或偏倚,要结合专业知识,尽可能多地选用客观性强的指标,在仪器和试剂允许的条件下,应尽可能多选用特异性强、灵敏度高、准确可靠的客观指标。对一些半客观(如尿液pH试纸读数值)或主观指标(行为测量、病理观察),一定要事先规定读取数值的严格标准,只有这样才能准确地分析实验结果,从而提高实验结果的可信度。

实验设计的原则

为了防止结果的偏倚,保证实验结果的准确性和最大化的表达,在进行生物医学实验设计时必须遵循统计学设计的对照、重复、随机化和均衡四个基本原则。生物医学实验中对照组的设置必须具备三个条件:①对等原则,即惟一差别原则,除处理因素外,对照组具备与实验组对等的非处理因素。在相互比较的各组间,除了给予的处理因素不同外,其他方面应与实验组具有一致性,如相同的实验单位来源(动物种属、体重等)和相同的实验条件、操作方式和喂养环境等。②同步原则,对照组与实验组设立之后,在整个研究进程中始终处于同一空间和同一时间。③专设原则,任何一个对照组都是为相应的实验组专门设立的。不得借用文献上的记载或以往结果或其他研究资料作为本研究之对照。

生物医学中常用的实验设计类型

如果需要在同一实验中同时评价几种不同的效应,实验者应该安排能区别各自效应差别的实验设计方法。生物医学中常用的实验设计有以下几项。完全随机设计完全随机设计是生物医学动物实验中最为常用的一种实验设计方法,它是一种单因素有k个水平(k≥2)组的实验设计。即实验设计可设置一个对照或多个剂量组的实验方案。本设计保证每个实验动物都有相同机会接受任何一种处理,而不受实验人员主观倾向的影响。本设计应用了重复和随机化两个原则,因此能使实验结果受非处理因素的影响基本一致,真实反映出实验的处理效应。随机区组设计随机化完全区组设计,简称随机区组设计,又称配伍组设计,是配对设计的扩展,它将几个条件相同的受试者划分在同一个区组或配伍组,然后再按随机的原则,将同一配伍组的受试者随机分配到各实验组。该设计方法的优点是每个区组内的k个实验单位有较好的同质性,比完全随机设计更容易察觉处理间的差别。这种方法须特别注意的是要求区组内实验单位数与处理数相同,实验结果中若有缺失值,统计分析将损失部分信息。拉丁方设计拉丁方设计从横行和直列两个方向进行双重局部控制,使得横行和直列两向皆成区组,是比随机区组设计多一个区组因素的设计。在拉丁方设计中,每一行或每一列都成为一个完全区组,而每一处理在每一行或每一列都只出现一次,也就是说,在拉丁方设计中,实验处理数=横行区组数=直列区组数=实验处理的重复数。析因设计析因实验设计又称全因子实验设计,属于多因素、多水平单效应的设计。它不仅可以检验每一因素各水平之间的效应差异,而且可以检验各因素之间的交互作用。交互作用是指一个因素不同水平间的效应差受另一因素的影响,包括协同交互作用和拮抗交互作用。析因实验主要用于分析交互作用,当因素及水平数过多时,所需的实验对象数、处理组数和实验次数大幅度增加,故一般采用较简单的析因实验。含有较多因素和水平的实验一般采用正交实验设计[5]。

2生物医学动物实验的描述统计学

生物医学实验资料的类型

生物医学实验对实验对象(动物)进行干预后测定的观测指标通常有以下类型:①连续性数据:测定结果表现为有数字大小和单位的数据,统计上称定量资料,如生理、生化指标,体重值,器官重量等。②分类数据:测定结果表现为按某属性划分的定性类别,统计上称为定性资料,具体又可以分为二值资料、多值名义资料和多值有序资料。如某反应为出现或不出现,死亡或未死亡,有畸形或无畸形;病理损害的严重程度(无、轻度、中度、重度)等。

统计描述指标

描述性统计学(或归纳统计学)是对样本观察/测量数据频率分布的定量研究,描述性统计的目的在于:①对测量值或观察值进行归纳浓缩,用统计量、统计图或统计表的形式表现;②估计总体分布的参数。资料的整理与探索对于某一测量指标,一般应从文献资料中了解其分布类型。如果没有判断概率分布的理论基础,应重复以大样本测定,绘制样本的频数分布图(理论上样本量要大于100),并经统计学检验拟合其分布。数据的描述统计量①连续性数据的频数分布:通过对样本资料编制频数分布表或做茎叶图,以确定资料分布的类型、频数分布的集中趋势和离散趋势、估计总体参数,也便于发现离群值。②中心位置的描述统计量:描述数据分布的集中趋势,常用指标为算术均数、中位数、众数、几何均数等。③离散程度的描述统计量:描述数据分布的离散趋势,常用指标为标准差和方差、极差和四分位数间距、变异系数和离散系数等。④统计学图表:统计图包括连续性数据分布的直方图、茎叶图,表示数据中心位置和离散程度的点杆图(做图时表示均数和标准差)和盒须图(做图时表示中位数、极差、四分位数间距),描述构成比数据资料的百分条图、饼图,描述经时变化趋势的线图,以及预测和检验分布类型的概率-概率图(P-P图)等[6]。统计表具有简单、明了、易于理解、便于比较的优点。编制统计表时原则上应当重点突出、层次分明、避免层次过多或结构混乱。一般的统计表应为三线表,表中只有横线,无竖线和斜线。统计表的标目应层次清楚,不宜过于复杂。

3生物医学动物实验的假设检验

生物医学动物实验中最常见的情况是给予不同受试物后进行组间比较,通过统计学中的假设检验,说明受试物的作用。假设检验时应注意以下问题。

检验方法的选用依据

资料的类型和变量的数目不同类型的资料(定量、定性)的组间比较应采用不同的统计检验方法。单变量、多变量的`统计检验方法也各不相同。实验设计类型应该根据实验设计的具体类型选择对应的统计检验方法,以便得到处理组效应的真实结论。检验方法的前提条件选用假设检验方法前,应了解所分析的数据资料是否满足相应检验方法的前提条件,如t检验和方差分析等参数检验方法要求数据满足正态性和方差齐性,2检验要求样本含量大于40且理论频数大于5。

正态性检验及拟合优度检验

统计学假设检验须判定样本的频数分布是否符合某一理论分布,如符合要求就可按此理论分布来进行统计学处理。对正态分布可采用正态性检验,其他分布可用拟合优度检验。通常可通过查阅文献,了解实验参数符合何种理论分布。

方差齐性检验

连续性数据未达到参数法统计分析前提的第二种原因即为方差不齐。一般而言,数值愈大,其固有的变异性也愈大。例如,若某组动物的平均反应值为100,其数值范围可能为80~120;而另一组动物的平均反应值为300,其数值范围可能会扩大至240~360。解决方差不齐的措施是进行数据转换。若数据的标准差与平均值成正比,在统计分析前宜将数据转换为对数值之后再进行分析,据此,不仅数据的变异度与平均值大小无关,同时还可确保其更符合正态分布。若数据变异度增加幅度与平均值的关系不太明显,采用平方根转换则更易使数据的变异度与平均值大小无关。某些数据经对数或平方根转换后可能仍存在方差不齐,此时宜采用非参数检验。

单侧检验与双侧检验

检验假设选择单侧检验或双侧检验,应事先根据专业知识做出选择。一般而言,若研究目的仅须了解是否存在组间差异、实验者无法预测组间变化的方向以及实验者希望获得正负两方面的结果时,应采用双侧检验。若事先可预测组间差异的变化方向,实验者仅对某一方面的重要性感兴趣,实验者仅希望了解与对照组差异或正或负一个方向,则应采用单侧检验。此外,剂量设计预试验中应采用双侧检验,正式试验在了解相关信息后可采用单侧检验。

多重比较及多重性问题

生物医学实验经常在处理组和对照组之间做多个变量的比较。即使不存在真正的实验效应,也有可能纯粹由于偶然性而有一个或多个变量在5%检验水平出现显著性差别。除了上述均数多重比较导致Ⅰ类错误概率增加的多重性问题之外,其他的多重性问题还包括多次的中期分析、关注多个结局、亚组间的多重比较。处理多重性问题的原则包括:①预先计划进行多重比较;②限制比较的次数;③多重比较时采用更严格的界值标准;④多重比较具有生物学方面的依据。

观察值或实验对象的独立性

许多统计检验方法要求比较的观察值或实验对象相互独立,如二项分布的率检验、t检验和方差分析等。但是,有的生物医学实验中观察单位并不独立。例如,生殖和发育研究中就存在窝效应:由于遗传因素、宫内的发育环境和药物的代谢环境相似,与异窝胎仔相比,同窝胎仔之间对毒性效应的反应概率趋于系统,即同窝内数据为聚集性数据,这就是一种常见的非独立数据。在统计学分析时,忽略数据的窝内相关性具有潜在的风险;因同窝母鼠所产k个胎仔的观察值存在共性,其所提供的信息不及k个独立的来自不同母鼠所产胎仔所提供的信息;窝内相关性愈大,其信息量愈少。聚集性数据的均数标准误小于独立的数据,因此,若基于观察值独立的统计分析方法,就会增加犯Ⅰ类错误的概率,即假阳性的风险增加,降低实验的有效性。

历史对照数据的应用

某些情况下,尤其是在发生率较低的情况下,单项研究可能提示处理可影响肿瘤发生率,但无法得出明确的结论。可能想到的分析办法之一是将处理组的数据与来自其他研究的对照组动物相比较。虽然历史对照数据具有重要意义,但值得强调的是,众多原因可导致不同研究之间的变异度大于研究之内的变异度。动物来源、饲料及饲养条件,研究期限,研究中的动物死亡率、读片的病理学家等均可能影响最终的肿瘤发生率。故此,忽视这些差异,将处理组的肿瘤发生率与合并的对照组发生率相比较,可能得出严重错误的结果,并进而明显夸大统计显著性水平。Tarone[4]曾对历史对照组的比率数据分析进行过综述。

假设检验的局限性

首先,假设检验中的P值并未提供有关处理诱发效应大小的直接信息。某一受试物可诱发一定量的、反应的增加,但增加的幅度是否具有统计显著性则取决于研究的规模和数据的变异性。在规模较小的研究中,有可能错失较大、重要的效应,尤其是在检测终点测量精度不高的情况下。相反,在规模较大的研究中,较小、非重要的效应则具有统计显著性。例如,D药与C药相比,降血压效应相差近30mmHg,但因为例数仅10例,假设检验未发现显著性差异(P=);相反,B药与A药相比,降血压效应仅相差,但因为例数达500例,假设检验却发现存在显著性差异(P<)。由此可见,统计学显著性与效应大小无直接相关性。因此,愈来愈多的统计学家主张以处理组与对照组差异值的95%置信区间表述处理的效应。据此,若处理反应的增加值为10个单位(95%置信区间3~17单位),则该区间包含真实差异的几率为95%。若置信区间的下限大于零,则双侧检验的P值小于。其次,假设检验无法消除实验设计或实施不当所带来的影响。虽然前述的分层分析等有助于发现真实的差异,但若实验设计存在偏倚,或实验实施过程中存在偏差或失误,假设检验方法一般也于事无补。因此,在生物医学实验过程中应注重对实验设计或实施过程进行严格的质量控制和质量保证措施,强化GLP规范意识。其三,对统计学分析本身的质量控制和质量保证也是确保研究质量的重要环节。所用统计分析软件包应经过充分的认证,以确保分析结果的准确、可靠性。数据的录入、核对和分析结果的报告与归档,均应制订并严格执行相关的标准操作规程。综上所述,在动物实验研究的多个环节,统计学中的相关理论和方法都能够发挥重要作用。统计学不仅可以保证结果的科学性和可靠性,在很多情况下也可以极大地提高研究效率,节约研究成本。在这里还必须强调,除了实验后期的数据分析以外,在实验方案的制定阶段也需要统计学人员的早期介入,这样有助于避免实验设计出现大的偏差和漏洞,有利于研究目标的顺利实现。

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