物理化学课程思政教学设计——以“稀溶液的渗透压”为例

课程思政是落实立德树人根本任务的重要途径。以物理化学课程中“稀溶液的渗透压”的教学为例,教师基于课程教学目标,从生产生活、科学家故事、科技前沿、生态保护等角度挖掘其中蕴含的思政元素,将其有机融入教学过程,使学生掌握渗透压的概念、公式和应用,同时开展理想信念教育和价值引导,最终实现专业知识教学与思想政治教育的双重目标。文章可为丰富物理化学课程思政教学素材和教学设计案例提供参考。

渗透压对林可霉素发酵效价影响的研究

为有效提高林可霉素A产量降低林可霉素B组分含量,提升林可霉素产品纯度,本研究以NaCl作为渗透压调节剂研究渗透压对林可霉素发酵的影响,通过比较不同NaCl质量分数(0、0.5%、1.0%、1.5%、2.5%)下林可霉素A和林可霉素B效价的大小,确定以1.0%NaCl作为渗透压调节剂的最适添加质量分数。同时,在该条件下,比较分析了甘油、脯氨酸和甜菜碱三种渗透压保护剂对林可霉素效价的影响,结果显示,甘油质量分数为0.5%时,林可霉素A效价最高林可霉素B效价最低,脯氨酸和甜菜碱质量分数为0.25%时,林可霉素A效价最高林可霉素B效价最低,比较发现0.25%脯氨酸效果显著高于0.5%甘油和0.25%甜菜碱。综上所述,在1.0%NaCl+0.25%脯氨酸时,可以有效提高林可霉素A效价降低林可霉素B效价,为进一步扩大林可霉素A产量奠定了基础。

渗透压对角膜上皮细胞迁移、增殖及相关分子表达的影响

目的角膜表面的泪液渗透压构成眼表重要力学微环境,其异常改变会对角膜上皮的损伤修复产生重要影响。本工作拟通过研究渗透压对角膜上皮细胞迁移和增殖的影响,及损伤修复过程中起关键作用的黏附分子表达以及力敏感转录因子YAP相关通路的变化,探究渗透压影响角膜上皮损伤修复的机制。方法通过添加不同浓度葡萄糖溶液建立人角膜上皮细胞系的高渗、等渗、低渗培养体系。使用划痕法观察24 h内细胞迁移能力,CCK-8法检测48h内细胞增殖功能,通过免疫荧光染色观察1 h时细胞皮质骨架变化、钙黏蛋白和YAP分子的表达及分布变化。结果与等渗组的角膜上皮细胞相比,高渗组细胞的划痕愈合速度显著减慢,增殖实验OD值显著降低,皮质骨架的荧光强度在细胞膜侧显著增强,分布更集中,钙黏蛋白和YAP分子的表达及分布无明显差异;而低渗组细胞的划痕愈合速度显著加快,增殖实验OD值无明显差异,皮质骨架的荧光强度无明显变化,分布更分散,钙黏蛋白的荧光强度显著升高,呈现点状分布,YAP的荧光强度显著升高,核质比显著增大。结论渗透压会影响角膜上皮细胞的迁移和增殖、改变细胞骨架排列以及钙黏蛋白和YAP分子的表达及分布,可能是其影响角膜上皮损伤修复的机制之一。

盐度胁迫对缢蛏渗透压、游离氨基酸及肌肽合成酶基因的影响

缢蛏(Sinonovacula constricta)为广盐性贝类,自身存在抵抗外界盐度胁迫的渗透调节机制。为探究缢蛏在适应盐度胁迫过程中发挥渗透调节作用的主要游离氨基酸(freeaminoacids,FAA)及其降解途径,本研究测定了不同盐度(5、20和35)胁迫下缢蛏组织的渗透压、FAA含量,并结合其肌肽合成酶基因(carnosine synthase, Sc-CARNS)的表达及相关生理指标的变化研究了Sc-CARNS基因的功能。结果显示,缢蛏鳃、足和血淋巴中渗透压和总游离氨基酸含量随着盐度的升高而升高,且各组织渗透压都在盐度胁迫24h后达到稳态。此时,缢蛏鳃、足和血淋巴中随盐度变化含量变化最明显的FAA分别为Ala、Gly、Glu、Pro,Ala、Gly、Arg、Tua和Ala、Ser、Thr、Gly。前期研究结果显示,在缢蛏盐度胁迫转录组中,Sc-CARNS表达上调,与盐度调节相关。Sc-CARNS在缢蛏肌肉型组织中表达量最高。低盐胁迫下,Sc-CARNS m RNA表达量和肌肽含量显著升高(P<0.05),丙氨酸(Ala)含量变化趋势与肌肽相反。受RNA干扰后,正常盐度和低盐胁迫下,Sc-CARNS基因在足中m RNA表达量和肌肽含量先下降后升高,丙氨酸含量变化则相反,48h干扰效率和含量变化最高,且肌肽与丙氨酸是1∶1的转化。结果表明,缢蛏属于渗透压随变者,体内FAA中的丙氨酸在渗透调节方面的贡献率最大,肌肽合成酶(CARNS)是丙氨酸代谢为肌肽的关键酶,参与渗透压调节过程。本研究揭示了低盐胁迫下缢蛏渗透压调节的关键机理,为揭示竹蛏科(Solenida)贝类独特的盐度耐受性机制提供了依据。

渗透压调节基因在入侵物种红耳龟适应盐度环境中的作用

为了解入侵物种红耳龟Trachemys scripta elegans在盐度水域中的渗透压调节能力,本研究在盐度5‰和15‰(S5组和S15组)的环境中对红耳龟进行了24 h、48 h胁迫,应用实时荧光定量PCR技术检测渗透压调节相关基因的mRNA相对表达量。红耳龟在2个盐度处理下24 h时,肾脏中水通道蛋白1(AQP1)、热休克蛋白(HSP70)、钠氯协同转运蛋白(NCC)、钠钾氯协同转运蛋白(NKCC)、肌醇转运蛋白(SMIT)和牛磺酸转运蛋白(TAUT)mRNA的相对表达量显著提高,与对照组的差异显著(P<0.05);胁迫48 h时,HSP70、NCC、NKCC和TAUT mRNA的相对表达量显著高于对照组(P<0.05),但S15组AQP1和SMIT mRNA的变化不显著。红耳龟在适应半咸水环境过程中,渗透压调节基因发挥了重要的调节作用,揭示了红耳龟可能采用特定的渗透压调节策略。研究结果有助于深入认识入侵物种的生理适应机制,为管理者制定科学的管理措施提供数据支持,以控制或减少红耳龟的负面生态影响。

泥水盾构隧道地层渗透压力的确定及规律研究

泥水盾构隧道施工中的地层渗透压力是设定开挖仓泥水压力等施工参数的主要依据之一。为提高地层渗透压力计算的准确性,开展泥水盾构隧道地层渗透压力的确定方法及规律研究。考虑土体开挖、泥水支护、壁后注浆等施工因素,建立模拟泥水盾构施工动态过程的三维流固耦合模型,分析盾构掘进和同步注浆等施工作业以及地层情况对地层渗透压力的扰动范围和扰动程度,基于此提出泥水盾构隧道地层渗透压力的修正公式。结果表明:当注浆压力为200~500 kPa时,盾构施工对地层渗透压力的最远影响范围为距离开挖面前方4.5环处;在相同注浆压力下,对岩层渗透压力的扰动范围最大,砂土层次之,黏土层最小;采用修正公式得出的地层渗透压力计算值与实测值变化趋势基本一致,验证了修正公式的合理性。

边坡地下水渗透压力数据时序分解方法研究

地下水渗透压力观测数据是典型的具有非线性、非平稳、模糊性特征的时间序列,其统计量是时变的函数,难以通过直接观察的方法确定各类因素对地下水渗透压力的影响程度及周期性变化规律,为此需针对地下水渗透压力监测数据选择适用于非平稳时间序列和良好分解效果的分解方法。借助MATLAB软件,使用了经验模态分解(EMD)、变分模态分解(VMD)以及基于麻雀算法优化的变分模态分解(SSA-VMD)分析连云港某边坡的地下水渗透压力数据。结果表明,通过麻雀搜索算法对VMD参数组合寻优可以极大地保留了各分量的物理意义,分解后的结果可以体现出各分量地下水渗透压力的时频分布特性以及环境因素对各个分量的影响,证明参数优化后的VMD具有更好的工程实践意义。

百令胶囊对IgA肾病尿渗透压、尿蛋白及PCX、B7-1、β_(2)-MG、NAG水平的影响分析

目的 探讨百令胶囊联合缬沙坦对Ig A肾病(Immunoglobulin Anephropathy,Ig AN)尿渗透压、尿蛋白及尿足细胞标志蛋白(Podocalyxin,PCX)、尿足细胞B7-1分子(B7-1)、β_(2)-微球蛋白(β_(2)-microglobulin,β_(2)-MG)、N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶(N-Acetylglucosamine,NAG)水平的影响分析。方法 非随机选取2021年3月—2023年3月临朐县人民医院收治的74例Ig AN患者作为研究对象,按治疗方法分为治疗组与对照组,各37例。治疗组采用百令胶囊联合缬沙坦治疗,对照组单独口服缬沙坦治疗,均治疗2个月,比较两组尿渗透压、尿蛋白水平、肾小管损伤指标及临床疗效与不良反应发生率。结果 治疗2个月后,治疗组尿渗透压高于对照组,尿蛋白水平低于对照组,差异有统计学意义(P均<0.05);治疗组PCX、B7-1、β_(2)-MG及NAG水平低于对照组,差异有统计学意义(P均<0.05);治疗组的总体有效率(94.58%)高于对照组(78.38%),差异有统计学意义(χ^(2)=4.164,P<0.05)。两组不良反应发生率对比,差异无统计学意义(P>0.05)。结论 百令胶囊保护Ig AN的肾功能,有效减少尿蛋白,减轻近端肾小管损伤,不良反应少,值得临床借鉴。

医用基础化学渗透压教学中巧用比较促思维

基础化学中渗透压知识作为医学生学习的重要内容之一,不仅在理论上有着重要意义,也直接关系到临床实践中的应用。由于渗透压等概念的抽象性和复杂性,学生在学习过程中常面临理解困难和应用难题。文章结合渗透压教学中具体教学实践和教学案例,探讨如何通过类似比较法、对立比较法和对照比较法等教学策略,促进学生对渗透压知识的深入理解,并从中培养医学生的批判性思维、创新意识和解决问题的能力。

围压与渗透压耦合作用下大坝混凝土的渗透性研究

为研究水利工程中大坝混凝土受围压和渗透压共同影响下可能产生的抗渗性能差异,文中通过试验探究了围压升降循环条件下混凝土渗透率的变化过程,并分析了渗透压相同且施加不同围压条件下大坝混凝土的渗透率特征曲线,探究了混凝土结构渗透率随围压变化的发展曲线。结果显示,围压变化会对混凝土试件产生近似负相关关系。围压升降循环过程中,混凝土试件渗透压在低围压条件下具有较强的围压敏感性,混凝土试件渗透率在不同围压升降循环过程中恢复率有所不同,但始终保持不可逆的特性。

透析前血浆渗透压对老年维持性血液透析患者频繁透析中低血压的预测意义

目的探讨透析前血浆渗透压对老年维持性血液透析患者频繁透析中低血压(intradialytic hypotension,IDH)的预测意义。方法选取301例老年维持性血液透析患者为研究对象,根据是否发生频繁IDH分为对照组(257例)和频繁IDH组(44例)。收集患者的一般临床、实验室检查和心脏B型超声检查结果。通过多因素logistic回归明确频繁IDH发生的危险因素。利用受试者工作特征曲线探讨透析前血浆渗透压对频繁IDH的预测作用。结果同对照组相比,频繁IDH组患者超滤率[(10.50±2.00)mL·(kg·h)^(-1)比(9.28±2.02)mL·(kg·h)^(-1)]、甲状旁腺激素和透析前血浆渗透压更高,而血红蛋白[(106.91±6.74)g/L比(113.04±10.30)g/L]、血清白蛋白[(106.91±6.74)g/L比(113.04±10.30)g/L]、左心室射血分数[(46.93±3.77)%比(51.63±4.73)%]和尿素清除指数[(1.33±0.33)比(1.50±0.20)]更低(均P<0.05)。多因素分析结果表明,高超滤率(OR=1.24)、高甲状旁腺激素(OR=1.01)以及高透析前血浆渗透压(OR=1.22)是发生频繁IDH的危险因素,而高血清白蛋白(OR=0.82)、高左心室射血分数(OR=0.73)是其保护性因素。当最佳切割值取301.6 mOsm·(kg·H_(2)O)^(-1)时,透析前血浆渗透压预测频繁IDH的曲线下面积为0.79,敏感性和特异性分别为58.5%和91.1%。结论透析前高血浆渗透压患者更容易发生频繁IDH,应对此类患者加以关注。

铁北防洪闸工程设计与渗透压力计算

根据调查了解的情况,现铁北防洪排涝闸排水能力较小,闸门进口底坎设置过高,排涝高程不满足要求,遇有洪涝灾害,经常不能及时排除积水,致使涝区农田受淹减产,亟需兴建新的铁北防洪排涝工程。本次设计新建防洪闸按照大凌河规划的堤防标准提高水闸防洪标准,分析了当前工程存在的问题,并在此基础上进行了防洪闸设计和渗透压力计算,计算结果和设计可供相关部门参考。

渗透压测定法在药品检验中的应用

随着医药行业的快速发展,药品质量的精确检测成为保障公众健康的关键环节。渗透压测定法作为一种评估药品物理性质的重要技术,其在药品检验中得到了越来越广泛的应用。该方法通过测量溶液的渗透压,为判断药品稳定性、安全性和质量提供了科学依据。技术的进步不仅提高了测定的准确性和重复性,还拓展了其在不同药品形式中的应用范围,包括液体制剂、注射剂及眼药水等。此外,渗透压测定法对于优化药品配方、改进质量控制流程及确保药品在不同环境条件下的稳定性也具有重要意义。基于此,本文全面探讨了渗透压测定法在药品检验中的应用及其对药品质量控制的贡献。

考虑渗透压力作用的岩石单轴压缩损伤模型构建及试验验证

在富水环境下隧道与地下工程建设中,因地下水渗透引起的围岩失稳导致施工安全事故频发的问题日益突出,建立考虑渗透水压力作用的岩石单轴压缩损伤本构模型对指导现场施工具有重要意义。为描述岩石在单轴压缩破坏过程中的应力−应变关系,在原有的岩石本构模型基础上,引入孔隙岩石变形模型、孔隙纵横比、自洽模型等概念和水化学损伤、Weibull统计损伤等理论,同时考虑渗透压力对岩石弹性模量的影响,确定岩石不同阶段的损伤模型,阐述岩石闭合应力和损伤阈值的确定方法,进而建立适用于不同渗透压力作用下的岩石单轴压缩全过程的本构方程。最后,将构建的本构模型得出的理论曲线与灰岩单轴压缩试验所得实际曲线和文献获得的理论曲线进行对比,该模型很好地体现了岩石压缩全过程的应力−应变曲线,充分证明了此模型的合理性与适用性。

微颗粒在渗透压作用下的特性分析

室外微颗粒进入室内与建筑物的通风方式有关,渗透换气为载体的通过围护结构缝隙的微颗粒渗透,是一种最常见且难以控制和监测的室内外微颗粒交换形式,它对室内微颗粒浓度的影响十分明显,通过实验模型分析出渗透系数的定义,即室外粒子中能够进入室内并保持悬浮的比例,用来表征在封闭室内的人暴露于外部粒子的程度,用I/O ratio来计算渗透系数,通过测试数据分析得出对于直径大于0.3μm的粒子,渗透系数随着粒径的增大而降低;空气中PM2.5粒子的浓度越大,渗透系数也越大的相关结论。

泪液渗透压在干眼发病机制中的作用及诊疗进展

干眼是一种以眼表稳态丧失,泪膜不稳定性增加为特征的多因素疾病,伴有眼干涩、异物感、灼烧感、眼红、疼痛、畏光、流泪、眼疲劳、视力下降、分泌物增多、对外界刺激敏感等眼部症状,其病理生理机制主要是泪膜不稳定、泪液渗透压(tear osmolarity, Tosm)升高、眼表炎症和损伤及神经感觉异常。Tosm是维持泪膜稳定性和眼表舒适度的重要因素。Tosm升高可造成干眼患者眼部不适、角膜上皮损伤、杯状细胞丢失及眼部炎症反应,炎症反应可进一步降低泪膜稳定性和增加Tosm,使干眼陷入恶性循环。为了更全面地了解泪液高渗(tear hyperosmolarity, THO)与干眼的关系,本文将从病理生理学方面,重点讨论THO在干眼发病机制、干眼诊断、干眼严重程度分级中的作用,及其针对性治疗。

强化母乳渗透压对新生儿胃肠道的影响

充足的营养对于任何胎龄出生的新生儿的生长发育都十分重要,母乳喂养被认为是所有婴儿的理想营养来源,但是母乳不能满足早产儿营养需求,因此为了避免宫外发育迟缓,部分早产儿特别是极早和超早产儿必需添加母乳强化剂和(或)营养补充剂。强化后的母乳渗透压不同程度的升高,普遍认为高渗透压喂养与胃肠道不良事件有关,但高渗透压与胃肠不良事件的确切相关性及其机制仍然不明。本文将回顾喂养渗透压与各种胃肠道不良事件(胃排空延迟、喂养不耐受、新生儿坏死性小肠结肠炎)之间关系的临床试验和观察性研究,及一些探索喂养渗透压导致各种胃肠道不良事件机制的动物实验研究进行综述。

渗透压对黑曲霉菌丝形态和葡萄糖氧化酶活力的影响

发酵培养基渗透压对黑曲霉菌丝生长形态和葡萄糖氧化酶活力产生巨大的影响。平板培养的图像表明,随着渗透压的增长,菌丝体形态呈现出了从菌丝缠绕的颗粒球状向发散菌丝团状的转变。通过吖啶橙荧光染色和光学显微镜观察的结果,确定了核糖核酸丰富的蛋白活性区域分布在丝状形态中和颗粒球团的外层上。对比了底物中添加葡萄糖、果糖、蔗糖、甘油、聚乙二醇和氯化钠所产生的渗透压对葡萄糖氧化酶活力的影响。在200 g/L葡萄糖培养基中产生的渗透压为900.71 mOsmol/(kg·H_(2)O),可以获得最高的葡萄糖氧化酶活力(11.23 U/mL)。渗透压影响的评估结果,为黑曲霉产葡萄糖氧化酶发酵工艺的优化提供了理论依据。

双组分系统resE/resD基因缺失对单增李斯特菌抗渗透压应激能力及致病性的影响

【目的】构建单增李斯特菌双组分系统resE/resD基因缺失株,并探究其抗渗透压应激能力及致病性。【方法】利用同源重组方法构建单增李斯特菌双组分系统resE/resD基因缺失株,通过不同环境生长曲线比较分析单增李斯特菌野生株10403S与缺失株ΔresE/resD的生存性能差异;通过应激存活试验探究resE/resD基因缺失对单增李斯特菌抗渗透压能力的影响;通过对结肠癌细胞Caco-2及胃腺癌细胞MGC803进行细胞黏附、侵袭试验以及小鼠毒力试验,评估resE/resD基因缺失对单增李斯特菌细胞黏附与侵袭能力及小鼠致病性的影响。【结果】生长曲线结果显示,resE/resD基因缺失不影响单增李斯特菌正常生长,在5%NaCl条件下缺失株ΔresE/resD生长能力弱于野生株10403S,平台期抗渗透压应激能力显著降低(P<0.05)。应激存活试验结果表明,在10%NaCl条件下应激处理1 h后,缺失株ΔresE/resD存活率极显著低于野生株10403S(P<0.01)。Caco-2及MGC803细胞侵袭试验结果显示,缺失株ΔresE/resD对细胞黏附能力显著减弱(P<0.05),且细胞侵袭能力极显著降低(P<0.01)。小鼠毒力试验结果显示,缺失株ΔresE/resD小鼠脾脏与肝脏中细菌载量极显著或显著低于野生株10403S(P<0.01;P<0.05)。【结论】双组分系统resE/resD基因缺失不影响单增李斯特菌野生株10403S正常生长,但缺失株ΔresE/resD表现出抗渗透压应激能力下降,且减弱了单增李斯特菌对细胞黏附侵袭力和小鼠致病性。