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基于Forcite模塊的分子動力學研究藥劑與礦物相互作用實例
基于Forcite模塊的分子動力學研究藥劑與礦物相互作用實例(一)
關鍵詞:相互作用 MS Forcite 分子動力學 徑向分布 筆名:楊過
Forcite模塊是分子動力學計算的主要模塊,研究范圍廣,可以對多種周期性體系進行計算分析,在礦物分選領域中主要是計算分析藥劑與礦物相互作用,在不同計算參數條件下可以實現藥劑與礦物相互作用模型的預測與分析,從而得到表面相互作用機理。
因此,本文主要講述運用Forcite模塊對藥劑與礦物相互作用計算過程分析。選取氯化膽堿-丙二酸(1:2)作為藥劑,礦物選取氧化鋅,對其進行模型搭建與計算。
首先將計算表面能得到的氧化鋅(001)面完全解理面進行擴胞,建立6×6×4超胞模型,并運用Castep模塊進行優化計算,然后通過Build layers將優化好的氯化膽堿-丙二酸(1:2)添加到已經擴胞優化好的氧化鋅(001)超胞表面,并添加一定的真空層厚度避免周期性邊界條件下力場的重復干擾。對搭建得到的模型進行幾何結構優化,通過不斷優化確定了最優的力場參數為CompassⅡ,選擇Forcefield assigned電荷分布方法,Smart優化計算方法。進行分子動力學計算時選擇NVT系綜,溫度控制選擇NHL,求解牛頓運動方程應用Velocity Verlet 算法,靜電力描述選擇Ewald 方法,范德華作用力求解選擇Atom-based 方法,截斷半徑為9.5 Å。總模擬時間為 1500 ps,每一步驟時間為 1 fs,總的模擬步驟為 1500000,最終得到穩定的相互作用體系并對其相互作用機理進行計算分析。
展開 這事讓癌上了“高速”
壓力大,癌癥擴散快六倍
研究參與者、該大學藥劑學研究所腫瘤生物學家艾麗卡·斯隆表示,癌癥患者的壓力,一方面來自患者自身的心理狀態,另一方面,也來自身體承受的壓力,比如患者接受的各種治療。研究認為,化療和手術,都會給身體和心理帶來一定的損害。承認壓力,并進行相應治療,或許是更好的辦法。目前該研究團隊在進行相關藥物的研制,以期阻斷壓力因素對癌癥治療的影響。
壓力大五個表現
對抗與逃避。面對壓力時,大腦釋放出一種激素,導致肌肉緊繃、心跳加快、血壓升高。這類反應常見于面對突如其來的大壓力事件,如丟了工作、親人去世等。此時,對抗者選擇迎難而上,逃避者選擇遠離。
默默承受。主要表現為既不對抗也不逃避,而是默默承受壓力。長此以往,易致各種疾病,如心臟病、消化系統疾病等。
反應遲鈍。面對壓力,有些人像被凍住了,無法做出任何行動反應。但壓力引發的生理反應不會停滯,因此帶來的慢性壓力傷害仍存在。
情緒過載。突然且過大的壓力會導致一個人出現慌亂情緒。美國祖克爾-希爾賽德醫院臨床心理醫生柯蒂斯·賴辛格博士說,就像一頭鹿被置于聚光燈下,會不知所措。一旦人體無法承受同時襲來的過多情感,就可能患病。
極度疲憊。賴辛格博士說,為提供更多能量應對壓力,大腦會自發調動大量葡萄糖。當大腦耗能過多,人就會感到疲憊、困倦。此時,只有即刻的睡眠才能補充消耗過多的能量。通常,嬰幼兒出現這種反應較多。因為兒童的抗壓“資源”較少,只能靠睡眠應對壓力。對這類人而言,儲存的能量越多,抗壓能力越強。但需提醒,嗜睡也是抑郁癥的表現之一,應予以區別。
10招緩解壓力,釋放負能量
1.冥想打坐10分鐘。冥想打坐可以促進血液循環,消除生活煩惱。從公園長凳到公交車座位、咖啡店,可以隨時隨地進行。
2.深呼吸。感覺壓力大的時候,用鼻子慢慢深呼吸2~3分鐘,然后閉上雙眼,保持安靜幾分鐘。
展開 基于G-四聯體的納米配位聚合物調節腫瘤乏氧和實現核靶向載藥增強光動力學治療
【引言】
光動力學治療被認為是一種安全和可對癌癥進行選擇性治療的方法,其需要光敏劑、光和組織中的氧三種物質共同作用,來產生單線態氧導致DNA損傷和細胞凋亡。由于單線態氧易猝滅,且擴散距離極短,故能在細胞核中產生的單線態氧的光動力學治療效果會比細胞質和細胞膜中的更加有效。然而,將光敏劑運輸到細胞核中,在傳統光動力學治療中還沒有實現廣泛應用。與此同時,Bcl-2作為一種重要的抗凋亡蛋白,可以通過阻礙細胞色素c的釋放來抑制光動力學治療誘導的細胞凋亡。此外,腫瘤微環境中氧氣含量較低,也大大降低了光動力學治療的效果。因此,改善腫瘤乏氧和實現細胞核靶向對光動力學治療腫瘤十分重要。
【成果簡介】
近日,澳門大學陳美婉教授(通訊作者)和蘇州大學劉莊教授(通訊作者)利用鈣離子和AS1411 G-四聯體的配位作用制備了一種納米配位聚合物,光敏劑Ce6和血紅素嵌入到該納米配位聚合物中的G-四聯體中。通過PEG修飾,獲得的納米結構Ca-AS1411/Ce6/hemin@pHis-PEG(CACH-PEG)可以將Ce6運輸到細胞核中產生更具破壞力的活性氧;同時AS1411可以抑制Bcl-2的表達,提高光動力學治療所誘導的細胞凋亡效果。納米配位聚合物中的血紅素/G-四聯體可以分解腫瘤內部的H2O2,從而克服因腫瘤環境缺氧而導致的光動力學治療效果不佳。
展開 Simulink仿真模型在藥物代謝動力學教學改革中的應用
結果顯示,試驗組所有學生均認為將Simulink引入藥動學授課有助于其理解學習內容并提高了自身的科研思維能力,93%的學生認為該方案可提高其學習動力,僅有13%的學生認為Simulink的引入占用了太多課余時間。在最后的階段性測驗中,試驗組客觀題的平均成績為(83.0±9.8)分,高于對照組的(75.3±16.9)分,差異具有統計學意義(t=2.11,P=0.04)。試驗組主觀題的平均成績為(12.7±5.4)分,優于對照組的(6.2±2.9)分,差異具有統計學意義(t=10.36,P<0.01)。這說明經過Simulink仿真的學習,學生開始反思相關教學內容,對知識的理解更加深入。
4 討論
抽象的概念往往讓人迷惑,枯燥的講解往往不如一個例子更加生動。近些年來的疫情防控,給傳統教學帶來了巨大挑戰,時刻提醒每一位一線教師要注重創新,迎接挑戰,看不見學生但要吸引學生,激發學生的內在興趣學習知識。藥物代謝動力學與藥物效應動力學內容屬于藥理學開篇重要的基礎章節,是學生認識藥物與人體相互作用的第一堂課,后期學生還要繼續在臨床藥理學、生物藥劑學與藥物動力學中學習更加復雜的生理藥動學、群體藥動學等數學模型。然而,醫學院校的學生數學知識薄弱,很難理解該部分內容,因此尋找一種合適的教學手段至關重要。中國藥科大學藥學院教學團隊曾提出利用第二課堂應用JoVE科教視頻數據庫于藥物代謝動力學實驗教學之中,以彌補教學短板,提高學生解決實際問題的能力[10]。重慶醫科大學藥學院教學團隊曾提出基于Excel的藥物動力學求解模板程序,以改進藥物動力學的教學思路,教學效果明顯[11]。
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【漲知識】最全面的除氧器知識講解
化學除氧法時利用某些易與氧發生化學反應的互學藥劑,使之與水中溶解的氧發生化學反應,生成對金屬不產生腐蝕的物質而達到除氧的目的。化學除氧只能徹底除去水中的氧,而不能除去其它氣體,同時生成的氧化物將增加給水中可溶性鹽類的含量,且藥劑價格昂貴,故化學除氧只作為輔助除氧手段。
除氧器是利用熱力除氧原理進行工作的混合式加熱器,既能解析除去給水中的溶解氣體;又能儲存一定量給水,緩解凝結水與給水的流量不平衡;還能利用回熱抽汽加熱給水,提高機組熱效率。在熱力系統設計時,也用除氧器回收高品質的疏水和門桿漏汽。
機組正常運行時,采用加氨、加氧聯合水處理方式(即CWT工況),這時除氧器完成加熱器的作用,并除去其它水融性氣體;而在啟動階段或水質異常的情況下,采用給水加氨、加聯胺處理(即AVT工況),降低水中的氧含量,減緩氧腐蝕,這時除氧器既完成加熱給水的功能,又起到除氧的作用。
我公司采用無頭噴霧式除氧器(見下圖)。除氧器的設計應滿足以下幾點要求:除氧能力滿足鍋爐最大負荷的要求,水容積足夠大且有一定裕量,設有防止超壓和水位過高的措施。
無頭噴霧式除氧器結構簡圖
除氧器的加熱汽源設計由除氧器系統的運行方式決定。當除氧器以帶基本負荷為主時,多采用定壓運行方式,供汽汽源管路上設有壓力調節閥,要求汽源的壓力略高于定壓運行壓力值,并設有更高一級壓力的汽源作為備用。這種方式節流損失大,效率較低。而以滑壓運行為主的除氧器,供汽管路上不設調節閥,除氧器的壓力隨機組負荷而改變。此種運行方式因不發生節流,其效率較高。
我公司除氧器采用定-滑-定壓運行方式,設有兩路汽源:本機四段抽汽和輔汽。在四抽管路上只設防止汽輪機進水的截止閥和逆止門,不設調節閥,實現滑壓運行。而輔汽供汽管路上設壓力調節閥,用于除氧器定壓運行時的壓力調節。
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