陈润1 秦勇2
基金项目:国家重大专项(2011ZX05042-01-02),中国矿业大学青年科技基金A类项目(2010QNA09)和中国矿业大学青年教师启动基金资助。
作者简介:陈润,男,1979年生,江苏宿迁人,博士,助理研究员;从事煤层气与CCS研究。地址:(221008)江苏省徐州市中国矿业大学低碳能源研究院。电话:。E-mail:
(1.江苏省煤基CO2捕集与地质储存重点实验室(中国矿业大学低碳能源研究院),江苏徐州 221008;2.中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州 221008)
摘要:CO2的煤层封存是-当今节能减排的研究热点。认为CO2煤层封存是通过物理、化学以及微生物转化等方式实现,煤层封存CO2除对地下水以及上覆盖层岩石产生影响外,还可能诱发地震等地质灾害。为了保证煤层封存CO2的安全性与长久性,有必要对CO2在煤层中的运移状况进行监测。基于此,本文论述了目前CO2煤层运移的监测技术,指出CO2煤层封存及监测技术有待深入并加以系统化。
关键词:CO2 煤层 封存 影响 监测
Advance of CO2 Sequestration Effect in Coal Seams and Its Monitoring
CHEN Run1, QIN Yong2
( Key Laboratory of Coal-based and Geological Storage (Low Carbon Energy Institute, China University of Mining and Technology), Xuzhou, Jiangsu 221008, China; of Resource and Geosciences, China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu 221008, China)
Abstract: CO2 sequestration in coal seams is a focus of saving energy and reducing greenhouse gas emissions at is considered that CO2 sequestration in coal seams can be implemented through physical, chemical and microbial is found that CO2 sequestration in coal seams except effects on groundwater, microbes and rocks, geological hazards such as earthquake might be order to ensure the safety and longinquity, the monitoring of CO2 migration in coal seams is on this, the technologies of CO2 migration moni- toring in coal seams are discussed, and it is pointed out that the study of technologies of CO2 sequestration in coal seams and monitoring should be furthering and systematization.
Keywords: CO2; Coal seam; Sequestration; Effect; monitoring
1 引言
人类使用化石燃料排放的CO2气体是一种导致全球变暖的温室气体,其大量排放会带来一系列的自然灾害,从而CO2的减排工作引起世界各国政府与社会各界广泛关注。目前,我国CO2的排放总量仅次于美国,居世界第二位。如何将CO2气体有效封存成为我国环境乃至全球环境问题的一个重要议题。煤层气地质研究表明煤吸附CO2的能力比CH4强,众多研究者提出煤层注入CO2强化CH4产出(唐书恒等,2004;吴建光等,2004;苏现波等,2008)。基于此,笔者探讨了CO2煤层封存机制、CO2封存对煤储层环境影响以及CO2地下运移监测技术,以期为CO2煤层封存与驱替煤层气开发服务。
2 CO2煤层封存技术
煤层封存CO2可通过物理封存、化学封存以及微生物转化等机制实现。在已知的CO2煤层封存技术中,物理封存能力最大,煤层微生物转化最具前景。
物理封存
CO2的物理封存是一种不改变CO2理化性质的封存方式,被看做是天然气开采的逆过程。煤层封存捕获CO2与其他地质体相比既有相同之处,但也存在差异。一方面,在CO2注入煤层初期,煤层捕获CO2也是通过上覆岩层隔挡来实现。即CO2注入煤层后,由于上覆的页岩和粘土质岩类低渗透性而阻挡了CO2向上运移,形成了压力封存箱。另一方面,在高压条件下,煤对CO2吸附能力要比CH4大得多(苏现波等,2008),被压力封堵在煤层的CO2运移一定距离后很快就在煤表面吸附捕获,驱替煤表面吸附CH4产生;实现煤层物理封存CO2的方式转变,同时实现强化煤层气产出的功效。
此外,在一些含水煤层,CO2的物理封存还包括CO2的水溶封存以及其水合物封存等。在高压条件下,CO2在水中的溶解度是极其可观的(陈润等,2007),溶解作用也对CO2煤层封存起到了一定作用,但一般煤层含水性较差,CO2水溶封存在CO2煤层封存中一般不予考虑。CO2水合物封存具有很强的封存能力,但由于其封存需要极其苛刻的温压条件,在煤层封存CO2中很难实现。
化学封存
CO2的化学封存是CO2与其他物质发生化学反应生成新物质而实现CO2固定的一种方法。一般情况下,煤层这种特殊的储层存在渗透率各向异性(KelemenSR et al.,2009),即沿水平方向的渗透能力较强,锤直方向则相对较弱。而这种各向异性表现为煤层沿水平一侧或多侧开口,有利于CO2在盖层下侧向流动。随着运移的进行,CO2与煤中矿物质以及围岩中矿物发生化学反应,实现化学封存。该封存方式随着矿物的类型不同而有显著差异(于洪观,2005)。
中国煤层气技术进展:2011年煤层气学术研讨会论文集
中国煤层气技术进展:2011年煤层气学术研讨会论文集
从而,CO2通过溶蚀作用形成碳酸盐或碳酸氢盐不溶物或可溶物而实现了地质封存。
地下微生物转化
CO2的地下微生物转化利用是少有人涉足的领域,仅有的研究表明:地质条件下注入CO2和H2经微生物转化生成CH4(夏遵义等,2004),这样即实现了CO2封存,又生成了新的能源。由于研究中人为加入了H2,使得储层条件下(少氢气)能否实现CO2的微生物自然捕获并转化有待进一步验证。但相关研究表明:煤储层条件下产氢菌的大量存在是CO2微生物转化的一个有利条件(夏遵义等,2004),其他类型化学反应或低价含铁矿物的蚀变也都可能为产甲烷菌转化CO2提供必要的H2。如生物膜——岩石相互反应、岩浆热液流、水的辐射分解等(徐永昌,1994)。可见,CO2的地下微生物转化在一定的地质条件下是可以实现的。
CO2的微生物封存可实现CO2的永久转化,减少CO2的大气排放,达到减缓温室效应的目的;同时CO2的地下微生物转化具有可观的能源生成前景。但由于地下微生物作用要具备苛刻的环境条件,微生物转化CO2能力还有待进一步研究。
3 CO2封存对环境的影响
地下水污染
CO2封存对地下水污染是多方面的。CO2在水中溶解量增加,会降低地层水的pH值,导致地下水酸化。研究表明,1kg水中溶解1摩尔CO2溶液的pH值为(孙茂远等,1998);研究也表明地下水的酸性不断增强,致使地层中许多微量元素被溶蚀在地层水中富集。CO2对地下某些重金属或其有机化合物大量溶蚀时,则可能严重影响人类工业、农业和生活用水的安全和健康。Wang和.Jaffe(WangS et al.,2004)采用化学模拟的方法,将CO2注入到100m深处让其向浅部含水层运移(中间层位富含一定浓度的硫化铅)。结果发现,在缺少束缚的条件下,封存的CO2充分溶解,导致地层水中大量有害的矿物硫化铅从固体中溶出,造成以注入点为中心的CO2晕,方圆几百米内的地层水受到了严重污染。
岩体变化
如前文所述,随着煤层CO2注入量的增加,CO2注入井附近煤储层负荷压力增加,导致CO2在煤层水中的溶解度增大溶蚀煤中的矿物,改变煤岩对原有矿物的束缚性,降低煤岩及上覆盖层的力学强度,造成岩层断裂;同时,由于煤储层吸附大量的CO2气体发生膨胀效应(KaracanCO,2007;SiriwardaneHJ et al.,2009),减小煤中孔裂隙空间,降低煤储层的渗透率。在地下水存在的情况下,CO2的大量溶解也可能使地层水中的一些矿物沉淀或析出,堵塞煤中通道孔隙。
诱发地质灾害
CO2注入煤层进行封存使得煤层所受有效应力增加,如果注入压力超过上覆地层所能承载压力时,将可能诱发上覆盖层断裂以及断裂沿一定方向移动。该现象反映到地表为地质变形、坍塌等地质灾害。在一些高压层位,伴随着一系列裂缝产生和断层的活动,也有可能诱发地震这种高危害地质灾害。如:美国科罗拉多州Rangely油田,就发生过因向其孔隙中注入流体而导致微地震产生的事件(Gibbs J Felal.,1973);同样由于向深部钻井中注入废液,德国大陆深钻工程(Shapiro S A et al.,1997)和加拿大艾伯特冷湖油田(Talebi S et al.,1998)都曾诱发过中等级地震;美国还曾因此诱发强度高达为级O-hio地震和级Denver地震(Bert M et al.,2005)。
对煤层微生物影响
煤层封存CO2对其中存活的微生物通过多方面产生影响。一方面,pH在之间适宜大部分产甲烷菌生长,而pH介于之间其活性最强(郭泽清等,2006)。煤层水酸化使得产甲烷菌活性降低,生长受到抑制,降低固定CO2能力。另一方面,煤层水的酸化可大量溶解岩石中碱金属元素和微量元素。如果煤中Na,K等离子大量溶解会抑制产甲烷菌的活性;与此相反,Fe,Co,Ni,Se等离子溶解则会增强产甲烷菌活性(祖波等,2008)。可见,金属离子和微量元素的溶解对产甲烷菌的影响应根据地质环境具体分析。
4 CO2运移监测
当CO2注入煤层时,其注入速度及注入量对封存效果及安全性产生重要影响,故开展CO2煤层运移监测是非常有必要的。如前文所述,当CO2注入煤层后,极易对煤层及围岩以及存活于其中的微生物产生影响,故监测多从CO2本身或其对煤层及其围岩地层产生的影响进行开展。目前监测技术主要分为物理监测和化学监测。
物理监测
物理监测有储层压力监测、测井、地震、电磁手段以及地表变形等多种方法(Preston C et al.,2005)。目前使用最广、技术最成熟的是三维地震监测技术和测井监测技术。三维地震监测是通过监测煤层CO2注入量随着时间偏移的变化来实现。即:随着CO2向煤层不断注入,煤吸附气体的饱和度、煤孔隙压力、气体饱和度以及流体运移方向都将发生变化,不同时期观测到的地震资料属性也将发生变化。该方法利用两次或多次观测对比,推断CO2的运移情况。除了人工源地震以外,煤层注入CO2所造成的盖层断裂及其微小震动在监测的过程中都可以加以利用。而电法、电磁法以及重磁法等监测技术都不如地震监测来的直观、准确和形象。
化学监测
地球化学成分的变化也可以有效地反映CO2在煤层中的运移状况。CO2注入煤层后,极易与煤层内的气、水以及围岩发生物理和化学反应,最为明显的变化是流体中酸度增加,尤其酸式碳酸盐离子。通过采集煤层气体和地下水层样品分析CO2的含量或根据水中碳、硫稳定同位素的特征直接测量。Emberley等(2004)研究加拿大Weybum油田封存CO2发现,CO2注入储体后其碳同位素相比注入前存在一定的差异。此外,化学监测与示踪剂联合使用不失为一种较为理想的监测方法。它通过监测CO2碳同位素以及外加示踪剂在煤层中的运移情况来反映CO2在煤层中的平面展布,通过时间偏移来反映CO2在煤层中的运移情况。
5 结语
CO2的煤层封存通过煤层物理封存、化学封存以及微生物封存三种途径来实现。其封存项目的实施除了具有减排、增产效应外,还可能带来一个极大的附加值——生物甲烷生成。最重要的是,CO2煤层封存对地质体具有一定的影响,其污染甚至可能威胁到人类健康。为此,在CO2封存的过程中,在保证CO2注入速度和注入压力的合理性的前提下,监测CO2在煤层中的运移与分布情况也非常重要。目前,CO2地质封存可行在不断细化,CO2地质封存的影响与危害的认识也在不断强化,因此,CO2地下运移的监测技术也需要不断更新。而我国在该方面的研究更是刚刚起步,仅有的试验井也以强化煤层气产出为目的,对CO2封存效果及其对地下环境的影响、危害及其监测甚少(中联煤层气有限责任公司,2007)。因此,相关认识和论证工作亟待深入开展,逐步实现系统化,为CO2煤层封存技术工业化实施扫除障碍。
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Wang S, Jaffe P of trace metals in potable aquifers due to CO2 release from deep formations [J] .Energy Conversion and Management, 45 (18-19): 2833～2848
防火性能是不错的。
型煤粘结剂是针对燃烧型型煤开发研制的，使用该粘结剂的型煤，完全符合常压用煤质量标准。具有以下几个特点：
1、使用型煤粘结剂制取的型煤具有较好的各种性能指标，具有很好的热稳定性和热态强度，
2、制取的型煤良好的冷态强度，冷强度大于60KG/球，适应运输和装卸，不致于破碎。
3、该粘结剂制取的型煤，型煤的含碳量、发热量等质量指标，基本上保持和接近所使用的原料粉煤的优质特性，灰份增加率很低，不超过5%。
4、粘结剂来源充足、价格便宜，制取一吨防水型型煤的粘结剂成本在22-38元之间。
5、制取的型煤产品有很好的疏水性，即不吸潮、不吸水，完全保证型煤露天存放，经受住潮湿和雨雪的侵蚀。经测试型煤在水中浸泡48小时后复干强度与未浸水的型煤强度相当，防水性能极好。
6、粘结剂为复合粘结剂，制备工艺简单，流动性好，能很好的润湿煤粒子表面，粘结能力较强。制取的型煤使用时不产生二次污染，且无其它公害。
7、该粘结剂为免烘干型型煤粘结剂，所以相应的型煤制造工艺要简单，省去了传统的烘干工序， 这样型煤厂的建设节约了30%以上的投资，型煤生产成本下降。
8、该粘结剂对煤种适用广，如焦粉、煤泥、无烟煤粉、各种烟煤等。
型煤粘结剂分为有机类、无机类和复合类3类。用粘结剂制成的型煤有一定的机械强度、热稳定性和热强度。型煤粘结剂是决定型煤成本与质量的关键因素之一。因此，研制成本低、产量高、性能好、无污染的粘结剂是型煤研究的重要内容。 使用有机粘接剂的优点：粘结性能好，型煤机械强度高。缺点：型煤热态强度和热稳定性较差。有些防水性较差。使用无机粘结剂的优点：来源广、成本低，型煤热态强度和热稳定性好。缺点：增加型煤的灰分,降低发热量。使用复合型粘结剂即掺料之间互补，扬长避短，是粘结剂的开发方向。近年来，生物质型煤以其易着火、高效燃烧而受到重视。研究表明，型煤的品质可通过添加生物质而得到改善。生物质资源是丰富的可再生能源之一，来源主要为农林作物废弃物如麦秸、稻草、苞米芯、苞米杆、树皮、树干、木屑等。采用农业废弃物作粘结剂，不产生二次污染，而且价格低廉，随处可得，适宜大规模推广使用，受到许多学者的关注。以小麦秸秆制粘结剂，在无任何其它添加物的条件下可生 产出强度高、防水性能和燃烧性能好的工业型煤。在型煤生产中，最常用的无机粘结剂是石灰、水泥、粘土、硅酸钠、石膏等。该类粘结剂来源广、成本低，比较耐高温，制成的 型煤具有较好的热态强度和热稳定性， 且有固硫作用，能减少二氧化硫排放。
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。
克隆技术 克隆，是英文“clone”一词的音译，在台湾与港澳一般意译为复制或转殖，是利用生物技术由无性生殖产生与原个体有完全相同基因组之后代的过程.科学家把人工遗传操作动物繁殖的过程叫克隆，这门生物技术叫克隆技术。 利用克隆技术可以在抢救珍奇濒危动物、扩大良种动物群体、提供足量试验动物、推进转基因动物研究、攻克遗传性疾病、研制高水平新药、生产可供人移植的内脏器官等研究中发挥作用，但如果将其应用在人类自身的繁殖上，将产生巨大的伦理危机 。克隆的英文‘clone’源于希腊语的‘klōn’（嫩枝）。在园艺学中，‘clon’一词一直沿用到20世纪。后来有时在词尾加上‘e’成为‘clone’，以表明‘o’的发音是长元音。近来随着这个概念及单字在大众生活中广泛使用，拼法已经局限使用‘clone’。该词的中文译名在中国大陆音译为‘克隆’，而在港台则多意译为“转殖”或‘复制’。前者‘克隆’如同copy的音译‘拷贝’，有不能望文生义的缺点；而后者‘复制’虽能大概表达clone的意义，却有不能精确并易生误解之憾。 克隆通常是一种人工诱导的无性生殖方式或者自然的的无性生殖方式（如植物）。一个克隆就是一个多细胞生物在遗传上与另外一种生物完全一样。克隆可以是自然克隆，例如由无性生殖或是由于偶然的原因产生两个遗传上完全一样的个体（就像同卵双生一样）。但是我们通常所说的克隆是指通过有意识的设计来产生的完全一样的复制。 在生物学上，克隆通常用在两个方面：克隆一个基因或是克隆一个物种。克隆一个基因是指从一个个体中获取一段基因（例如通过PCR的方法），然后将其插入另外一个个体（通常是通过载体），再加以研究或利用。克隆有时候是指成功地鉴定出某种-{A|zh-cn:表现型;zh-tw:显性}-的基因。所以当某个生物学家说某某疾病的基因被成功地克隆了，就是说这个基因的位置和DNA序列被确定。而获得该基因的拷贝则可以认为是鉴定此基因的副产品。 克隆一个生物体意味着创造一个与原先的生物体具有完全一样的遗传信息的新生物体。在现代生物学背景下，这通常包括了体细胞核移植。在体细胞核移植中，卵母细胞核被除去，取而代之的是从被克隆生物体细胞中取出的细胞核，通常卵母细胞和它移入的细胞核均应来自同一物种。由于细胞核几乎含有生命的全部遗传信息，宿主卵母细胞将发育成为在遗传上与核供体相同的生物体。线粒体DNA这里虽然没有被移植，但相对来讲线粒体DNA还是很少的，通常可以忽略其对生物体的影响。 克隆在园艺学上是指通过营养生殖产生的单一植株的后代。很多植物都是通过克隆这样的无性生殖方式从单一植株获得大量的子代个体。 克隆是英文clone的音译，科学家把人工遗传操作动物繁殖的过程叫克隆，这门生物技术叫克隆技术。 利用克隆技术可以在抢救珍奇濒危动物、扩大良种动物群体、提供足量试验动物、推进转基因动物研究、攻克遗传性疾病、研制高水平新药、生产可供人移植的内脏器官等研究中发挥作用，但如果将其应用在人类自身的繁殖上，将产生巨大的伦理危机。 什么是克隆？克隆是英语单词clone的音译，clone源于希腊文klone，原意是指幼苗或嫩枝，以无性繁殖或营养繁殖的方式培育植物，如杆插和嫁接。如今，克隆是指生物体通过体细胞进行的无性繁殖，以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体组成的种群。克隆也可以理解为复制、拷贝，就是从原型中产生出同样的复制品，它的外表及遗传基因与原型完全相同。中国克隆了什么？蛙:1952年，未成功。鲤鱼:1963年，中国科学家童第周早在1963年就通过将一只雄性鲤鱼的遗传物质注入雌性鲤鱼的卵中从而成功克隆了一只雌性鲤鱼，比多利羊的克隆早了33年。但由于相关论文是发表在一本中文科学期刊，并没有翻译成英文，所以并不为国际上所知晓。（源自：PBS）古代神话里孙悟空用自己的汗毛变成无数个小孙悟空的离奇故事，表达了人类对复制自身的幻想。1938 年，德国科学家首次提出了哺乳动物克隆的思想，1996年，体细胞克隆羊“多利”出世后，克隆迅速成为世人关注的焦点，人们不禁疑问：我们会不会跟在羊的后面？这种疑问让所有人惶惑不安。然而，反对克隆的喧嚣声没有抵过科学家的执着追求，伴随着牛、鼠、猪乃至猴这种与人类生物特征最为相近的灵长类动物陆续被克隆成功，人们已经相信，总有一天，科学家会用人类的一个细胞复制出与提供细胞者一模一样的人来，克隆人已经不是科幻小说里的梦想，而是呼之欲出的现实。目前，已有三个国外组织正式宣布他们将进行克隆人的实验，美国肯塔基大学的扎沃斯教授正在与一位名叫安提诺利的意大利专家合作，计划在两年内克隆出一个人来。由于克隆人可能带来复杂的后果，一些生物技术发达的国家，现在大都对此采取明令禁止或者严加限制的态度。克林顿说：“通过这种技术来复制人类，是危险的，应该被杜绝！”全国政协委员、中国科学院国家基因研究中心主任洪国藩也明确表示反对进行克隆人的研究，而主张把克隆技术和克隆人区别开来。克隆人，真的如潘多拉盒子里的魔鬼一样可怕吗？实际上，人们不能接受克隆人实验的最主要原因，在于传统伦理道德观念的阻碍。千百年来，人类一直遵循着有性繁殖方式，而克隆人却是实验室里的产物，是在人为操纵下制造出来的生命。尤其在西方，“抛弃了上帝，拆离了亚当与夏娃”的克隆，更是遭到了许多宗教组织的反对。而且，克隆人与被克隆人之间的关系也有悖于传统的由血缘确定亲缘的伦理方式。所有这些，都使得克隆人无法在人类传统伦理道德里找到合适的安身之地。但是，正如中科院院士何祚庥所言：“克隆人出现的伦理问题应该正视，但没有理由因此而反对科技的进步”。人类社会自身的发展告诉我们，科技带动人们的观念更新是历史的进步，而以陈旧的观念来束缚科技发展，则是僵化。历史上输血技术、器官移植等，都曾经带来极大的伦理争论，而当首位试管婴儿于1978年出生时，更是掀起了轩然大波，但现在，人们已经能够正确地对待这一切了。这表明，在科技发展面前不断更新的思想观念并没有给人类带来灾难，相反地，它造福了人类。就克隆技术而言，“治疗性克隆”将会在生产移植器官和攻克疾病等方面获得突破，给生物技术和医学技术带来革命性的变化。比如，当你的女儿需要骨髓移植而没有人能为她提供；当你不幸失去5岁的孩子而无法摆脱痛苦；当你想养育自己的孩子又无法生育……也许你就能够体会到克隆的巨大科学价值和现实意义。治疗性克隆的研究和完整克隆人的实验之间是相辅相成、互为促进的，治疗性克隆所指向的终点就是完整克隆人的出现，如果加以正确的利用，它们都可以而且应该为人类社会带来福音。科学从来都是一把双刃剑。但是，某项科技进步是否真正有益于人类，关键在于人类如何对待和应用它，而不能因为暂时不合情理就因噎废食。克隆技术确实可能和原子能技术一样，既能造福人类，也可祸害无穷。至于人们担忧克隆技术一旦成熟，会有用心不良者克隆出千百个“希特勒”，或者克隆出另一个名人来混淆视听，则是对克隆的误解。克隆人被复制的只是遗传特征，而受后天环境里诸多因素影响的思维、性格等社会属性不可能完全一样，即克隆技术无论怎样发展，也只能克隆人的肉体，而不能克隆人的灵魂，而且，克隆人与被克隆人之间有着年龄上的差距。因此，所谓克隆人并不是人的完全复制，历史人物不会复生，现实人物也不必担心多出一个“自我”来。所有克隆的物品及克隆时间绵羊:1996年，多利（Dolly）猕猴:2000年1月，Tetra，雌性猪:2000年3月，5只苏格兰PPL小猪；8月，Xena，雌性牛:2001年，Alpha和Beta，雄性猫:2001年底，CopyCat（CC），雌性鼠:2002年兔:2003年3-4月分别在法国和朝鲜独立地实现；骡:2003年5月，爱达荷Gem，雄性；6月，犹他先锋，雄性鹿:2003年，Dewey马:2003年，Prometea，雌性狗:2005年，韩国首尔大学实验队，史努比（Snoopy)猪:2005年8月8日，中国第一头供体细胞克隆猪尽管克隆研究取得了很大进展，目前克隆的成功率还是相当低的：多利出生之前研究人员经历了276次失败的尝试；70只小牛的出生则是在9000次尝试后才获得成功，并且其中的三分之一在幼年时就死了；Prometea也是花费了328次尝试才成功出生。而对于某些物种，例如猫和猩猩，目前还没有成功克隆的报道。而狗的克隆实验，也是经过数百次反覆试验再得来的成果。多利出生后的年龄检测表明其出生的时候就上了年纪。她6岁的时候就得了一般老年时才得的关节炎。这样的衰老被认为是端粒的磨损造成的。端粒是染色体位于末端的。随着细胞分裂，端粒在复制过程中不断磨损，这通常认为是衰老的一个原因。然而，研究人员在克隆成功牛后却发现它们实际上更年轻。分析它们的端粒表明它们不仅是回到了出生的长度，而且比一般出生时候的端粒更长。这意味着它们可以比一般的牛有更长的寿命，但是由于过度生长，它们中的很多都过早夭折了。研究人员相信相关的研究最终可以用来改变人类的寿命。 克隆人违背人类生命伦理 现代科技，特别是现代生命科技，要不要尊重伦理学原则，要不要倾听伦理的声音？有关专家针对一些科学狂人在美国秘密克隆人的做法指出——克隆人违背人类生命伦理，存在着极大的争议和难以解决的一系列法律等问题。 我国多家媒体近日转载了国外媒体报道的一条惊人消息：一群受邪教组织操纵的科学狂人，正在美国内华达州大漠深处进行着一项克隆人的秘密实验。他们根据英国科学家创造世界第一只克隆羊“多利”的同样原理，从一个今年2月份夭折的10个月大的美国女婴身上提取细胞制造克隆人。据称，“如果进展顺利的话，世界上第一个克隆人将于明年年底诞生。”消息披露后，克隆技术及其带来的伦理学问题再一次成为人们议论的热点。如果这一消息属实的话，应当如何看待此事，如何正确地评价和思考这个问题，记者为此走访了国家人类基因组南方研究中心伦理、法律和社会部主任、上海社科院哲学研究所沈铭贤研究员。沈教授说：自1997年英国罗斯林研究所成功地克隆出“多利”羊后，国外不断有人在名利的驱使下，提出并试图从事克隆人的研究。尽管各国政府明令禁止，但与克隆人有关的报道近两年来不止一次见诸报端。但是，这次速度这么快，又与邪教组织有关联，确实令人感到震惊。痛失爱女的父母，希望通过克隆技术使女儿复活，这种心情是可以理解的。但如果科学家借此进行克隆人的实验，就值得讨论了。沈教授认为：即使撇开邪教不谈，这种做法也是不可取的。就“克隆人”这一个体而言，他会生活在“我是一个死去的人的复制品” 这样一个阴影中，这对他的心理会产生什么样的影响？按照生命伦理学的观点，科学技术要从长远利益出发，造福整个人类。它必须遵循“行善、不伤害、自主和公正”这四项国际公认的伦理原则。“多利”羊的克隆成功经过了200多次的失败，出现过畸形或夭折的羊。而克隆人更为复杂，无疑会遇到更多的失败，如果制造出不健康、畸形或短寿的人，将是对人权的一种侵犯.沈教授指出：现在科学界把克隆分为治疗性克隆和生殖性克隆两种。前者是利用胚胎干细胞克隆人体器官，供医学研究、解决器官移植供体不足问题，这是国际科学界和伦理学界都支持的，但有一个前提，就是用于治疗性克隆的胚胎不能超出妊娠14天这一界限。而对于生殖性克隆，即通常所说的克隆人，由于它在总体上违背了生命伦理原则，所以，科学家的主流意见是坚决反对的。联合国教科文组织、世界卫生组织和国际人类基因组伦理委员会和各国政府也都非常明确地表示，反对生殖性克隆。即使克隆人真的诞生了，我们还是要坚持这一基本立场。选自2000年11月8日《文汇报》文字我们所说的生物技术的利和弊主要指的是克隆，其利和弊是 利:1) 克隆技术可解除那些不能成为母亲的女性的痛苦。 2) 克隆实验的实施促进了遗传学的发展，为“制造”能移植于人体的动物器官开辟了前景。 3) 克隆技术也可用于检测胎儿的遗传缺陷。将受精卵克隆用于检测各种遗传疾病，克隆的胚胎与子宫中发育的胎儿遗传特征完全相同。 4) 克隆技术可用于治疗神经系统的损伤。成年人的神经组织没有再生能力，但干细胞可以修复神经系统损伤。 5) 在体外受精手术中，医生常常需要将多个受精卵植入子宫，以从中筛选一个进入妊娠阶段。但许多女性只能提供一个卵子用于受精。通过克隆可以很好地解决这一问题。这个卵细胞可以克隆成为多个用于受精，从而大大提高妊娠成功率。 弊:1) 克隆将减少遗传变异，通过克隆产生的个体具有同样的遗传基因，同样的疾病敏感性，一种疾病就可以毁灭整个由克隆产生的群体。 可以设想，如果一个国家的牛群都是同一个克隆产物，一种并不严重的病毒就可能毁灭全国的畜牧业。 2) 克隆技术的使用将使人们倾向于大量繁殖现有种群中最有利用价值的个体，而不是按自然规律促进整个种群的优胜劣汰。从这个意义上说，克隆技术干扰了自然进化过程. 3) 克隆技术是一种昂贵的技术，需要大量的金钱和生物专业人士的参与，失败率非常高。多莉就是277次实验唯一的成果。虽然现在发展出了更先进的技术，成功率也只能达到2-3%。 4) 转基因动物提高了疾病传染的风险。例如，如果一头生产药物牛奶的牛感染了病毒，这种病毒就可能通过牛奶感染病人 5) 克隆技术应用于人体将导致对后代遗传性状的人工控制。克隆技术引起争论的核心就是能否允许对发育初期的人类胚胎进行遗传操作。这是很多伦理学家所不能接受的。 6) 克隆技术也可用来创造“超人”，或拥有健壮的体格却智力低下的人。而且，如果克隆技术能够在人类中有效运用，男性也就失去了遗传上的意义。 7) 克隆技术对家庭关系带来的影响也将是巨大的。一个由父亲的DNA克隆生成的孩子可以看作父亲的双胞胎兄弟，只不过延迟了几十年出生而已。很难设想，当一个人发现自己只不过是另外一个人的完全复制品，他（她）会有什么感受？克隆技术的起源克隆是英文 clone的音译，简单讲就是一种人工诱导的无性繁殖方式。但克隆与无性繁殖是不同的。无性繁殖是指不经过雌雄两性生殖细胞的结合、只由一个生物体产生后代的生殖方式，常见的有孢子生殖、出芽生殖和分裂生殖。由植物的根、茎、叶等经过压条、扦插或嫁接等方式产生新个体也叫无性繁殖。绵羊、猴子和牛等动物没有人工操作是不能进行无性繁殖的。科学家把人工遗传操作动、植物的繁殖过程叫克隆，这门生物技术叫克隆技术。 克隆技术的设想是由德国胚胎学家于1938年首次提 出的，1952年，科学家首先用青蛙开展克隆实验，之后不断有人利用各种动物进行克隆技术研究。由于该项技术几乎没有取得进展，研究工作在80年代初期一度进入低谷。 后来，有人用哺乳动物胚胎细胞进行克隆取得成功。 1996年7月5日，英国科学家伊恩·维尔穆特博士用成年羊体细胞克隆出一只活产羊，给克隆技术研究带来了重大突破，它突破了以往只能用胚胎细胞进行动物克隆的技术难 关，首次实现了用体细胞进行动物克隆的目标，实现了更高意义上的动物复制。研究克隆技术的目标是找到更好的办法改变家畜的基因构成，培育出成群的能够为消费者提供可能需要的更好的食品或任何化学物质的动物。 克隆的基本过程是先将含有遗传物质的供体细胞的核移 植到去除了细胞核的卵细胞中，利用微电流刺激等使两者融合为一体，然后促使这一新细胞分裂繁殖发育成胚胎，当胚胎发育到一定程度后（罗斯林研究所克隆羊采用的时间约为 6天）再被植入动物子宫中使动物怀孕使可产下与提供细胞 者基因相同的动物。这一过程中如果对供体细胞进行基因改造，那么无性繁殖的动物后代基因就会发生相同的变化。培育成功三代克隆鼠的“火奴鲁鲁技术”与克隆多利羊技术的主要区别在于克隆过程中的遗传物质不经过培养液的培养，而是直接用物理方法注入卵细胞。这一过程中采用化学刺激法代替电刺激法来重新对卵细胞进行控制。1998年7月 5日，日本石川县畜产综合中心与近畿大学畜产学研究室的科学家宣布，他们利用成年动物体细胞克隆的两头牛犊诞生。这两头克隆牛的诞生表明克隆成年动物的技术是可重复的。
这个写论文~一般是需要你自己在网上找下参考范文的吧~你应该去看下（生物过程、微生物前沿）等等这类的生物类型的期刊~自己去研究研究下吧
行咯，吃着泡面给你整理
1.磁场对神经系统的影响磁场对神经系统的影响的研究目前是比较多的。中等强度的磁场(SMF)对神经系统的影响的研究已有数十年。有研究说SMF可以改变中枢神经系统的功能，极低频的磁场可影响神经细胞的生存和死亡，脉冲磁场可在大鼠身上起到止痛作用，而且没副作用，可类同吗啡起到的缓和作用。神经突在PC12细胞中的生长对辐射流密度和脉冲磁场的频率很敏感。有研究表明磁场低于0．5 T对人类的神经系统有明显的生物效应。郭云琴等报道0．4 mT的脉冲磁场可明显提高脑梗塞大鼠的神经功能．减小大鼠脑梗塞灶的面积，且使梗塞软化灶显著减少。魏莉等报道重复性磁刺激后，体外培养的海马神经元的形态无明显变化，细胞活力及抗氧化能力明显提高。对大鼠海马神经元不会造成明显损伤，产生了神经保护作用。2.磁场对离子通道电特性的影响极低频(ELF)弱磁场作用于细胞的靶点首先是细胞膜。实验研究发现，生物机体对电磁场作用的反应中细胞膜发挥主要作用。电磁场作用的初始位点是细胞膜，使膜表面蛋白质分子产生电泳作用。改变膜表面的电荷分布，调节受配体结合，激活信号传导系统，影响细胞膜上离子通道的电特性，最终导致细胞生命活动的改变。法国Bordeaux大学神经生理实验室发现在50Hz，1 mT的正弦磁场照射下，细胞膜对钙离子的通透性增加，胞内钙离子浓度上升。Ottaviani和Rosen等人研究了50 Hz工频电磁场和125 mT的静磁场对细胞膜离子跨膜转运能力的影响，Jie-FeiShen等人用125 mT的静磁场(SMF)作用于大鼠的三叉神经根部的兴奋神经，观察瞬时外向钾电流和延迟整流钾电流的变化，发现照射组较对照组电流有微小的变化，125 mT的静磁场可通过改变失活率影响两种电流的失活动力学特征，激活参数没有明显改变。这些发现说明细胞膜在中等强度SMF影响下是有形变的，并且膜上的离子通道的生理特性也受影响的假说是成立的。Adair认为频率小于200Hz，幅度大约为50μT的磁场可以改变离子通过细胞膜的活动，也有人对此提出疑义，认为在离子和场之间简单直接的互感作用是很微弱的。但K．W．Wang1994年得到结论，静磁场和低频磁场对短杆菌肽通道的影响已通过膜片钳实验记录到，并且能够探测到包含很多通道的膜电导0．3%的变化。C．L．M．Baure等人经过实验证明27 mt-37 mT的静磁场和频率在7 Hz一72 Hz，幅值在13 mT-114 mT的交变磁场的合适组合可以影响细胞膜上钙离子通道蛋白。3.磁场对血液循环的影响磁场对血液循环的影响的研究已进行了很多年，并日益引起人们的关注。席晓莉等人曾做过实验，用脉冲频率20 Hz，强度分别为0．25 T、0．34 T、0．64 T三种不同强度的脉冲磁场对小鼠进行40 min全身辐照，对照组进行40 min假辐照。对处理后的小鼠的学习记忆行为及其血液的自由基和血液流变特性进行测量。结论是：辐照强度0．25 T组与对照组的学习记忆能力、自由基特性及血液流变学特性均无显著差别；O．34T强度辐照组的小鼠学习记忆能力明显强于对照组，其SOD比活性、MDA均比对照组显著下降。血液流变学特性除压积增加外，其余无改变；0．64 T强度的磁辐照组小鼠的学习记忆能力明显低于对照组，血液的自由基和血液流变学特性无显著改变。又有巨宏博等人闭曾做过脉冲电场和磁场对小白鼠血细胞影响的比较研究实验。得到结论：脉冲磁场对血细胞的影响发生在辐照后一周左右，白细胞总数呈下降趋势，但白细胞分类无差异。而且两周左右自细胞计数便可恢复。杨春智等人做了低频脉冲磁场对小白鼠白细胞影响的实验，观察了低频脉冲磁场辐照小白鼠使其自细胞变化的规律。实验结果表明。辐照次数少时，即辐照时间短，脉冲磁场促使小白鼠白细胞增加(P<0．05)；而辐照次数多时，即辐照时间长。则引起白细胞数目减少(P<0．01)，从白细胞上升到下降，存在一段不增不减的过程，说明了弱作用引起刺激效应，强作用引起抑制效应。说明磁场对血液微循环的改变在时间和强度上存在“窗口”效应。4.磁场促骨再生的研究国内外研究磁刺激治疗骨折不愈合的有很多。张晓军等人观察极低频脉冲电磁场(PEMF)对体外培养成骨细胞增殖、分化、体外矿化的影响，采用频率为15 Hz、强度为5 mT、占空比为15%的PEMF作用于成骨细胞．检测成骨细胞的增殖、碱性磷酸酶(ALP)活性以及体外矿化指标。结论是：PEMF显著促进成骨细胞增殖和体外矿化，抑制ALP活性作用。又有黄仕龙等人做了50 Hz正弦波电磁场对大鼠骨骺干细胞分化的生物学影响的研究。结果发现曝磁早期细胞增殖活性改变不明显，正弦波电磁场刺激4d和6d能明显促进细胞的增殖，适当参数的工频正弦波电磁场能促进骨骺干细胞PTHrp蛋白的表达，从而调节其增殖能力，增强分化稳定性。抑制细胞凋亡。在这里我们分析了磁场对生物体影响的几个重要方面的研究现状。虽然所用的实验方法和所做的研究目的各不相同，但都是要发现磁场和生物体的作用关系。从而为医学提供更可靠准确的实验数据，达到进一步治疗的目的。
三 电磁波在医疗上的应用在科学上，称超过人体承受或仪器设备容许的电磁辐射为电磁污染。电磁辐射分二大类，一类是天然电磁辐射，如雷电、火山喷发、地震和太阳黑子活动引起的磁暴等，除对电气设备、飞机、建筑物等可能造成直接破坏外，还会在广大地区产生严重电磁干扰。另一类是人工电磁辐射，主要是微波设备产生的辐射，微波辐射能使人体组织温度升高，严重时造成植物神经功能紊乱。但是对电磁辐射，要正确认识，而且要科学防护。事实上，电磁波也如同大气和水资源一样，只有当人们规划、使用不当时才会造成危害。一定量的辐射对人体是有益的，医疗上的烤电、理疗等方法都是利用适量电磁波来治病健身生物电磁场保健将人体置于姜氏场导舱内接受载有青春信息的植物幼苗发射的生物电磁波。结果发现：人体红细胞膜的渗透脆性降低，韧性增强；甲状腺素、 性激素分泌增加；免疫功能提高；肾上腺皮质激素分泌无明显变化。提示：植物幼苗电磁波有助于红细胞功能的发挥，促进机体新陈代谢，增加青春活力，提高性功能，增强免疫力从而对人体发挥返老还青和医疗保健作用。激光治疗激光是60年代初出现的一种新光源。已广泛应用于国防、农业、卫生医疗和科学研究，也是治疗肿瘤的一种新方法。用它既能切割组织，又能同时止血，能使肿瘤组织迅速气化和雾化，从而使肿瘤在瞬间消失。激光对组织具有热、压、光和电磁场效应的作用。1、热效应：激光能使肿瘤组织在几秒种的短时间内，局部温度高达200-1000摄氏度，使其变性、凝固坏死，继而气化消失。2、压力效应：激光本身的光压和由高热导致的组织膨胀引起的二次冲击波，加深了肿瘤组织破坏。3、光效应：激光被肿瘤组织吸收后，可增强热效应，使肿瘤组织被破坏。4、电磁场效应：激光是一种电磁波。能产生电磁场，可使肿瘤组织离化、核分解而被破坏死亡，如有残癌也可自行消退，这可能与免疫有关。激光制造成激光器、激光手术刀用于治疗体表肿瘤，眼耳鼻咽喉肿瘤、神经肿瘤等。EMF系统EMF系统是由（株）日本MDM公司开发研究生产的新一代脑外科手术器械。根据其作用原理，我们俗称之为“电磁刀”。EMF系统利用高频电磁能对机体组织进行汽化，切割和凝固。因该系统外周围优良组织的热损伤小且不需要对极板，因此尤其使用于脑外等精密外科。对硬性及深部微小脑瘤的去除极为有效。EMF系统与常规的电刀相比，在原理和设计上都有很大区别。EMF系统用于汽化，切割和凝固的输出功率很小（49W以下），为一般电刀所不及。不需要对极板这一特点使单极手术刀用于脑外手术成为可能。没有烧伤感电和破坏神经系统的危险，安全性高，使用方便。与激光刀相比，不需要眼球保护镜和其它保护附件，操作时对患者和医生均无危害。手术时与患部直接接触，医生可以灵活掌握调节。与超声波刀相比，EMF系统对于硬化深部微小肿瘤的汽化治疗效果尤为显著。HandPiece非常轻便且呈弯曲状，使视野不受影响，并有利于长时间手术。刀头部分可以任意弯曲，适用于各种手术需要。微波治疗微波是指波长在1毫米至1米范围内的非电离辐射高频电磁波。70年代后期微波技术在医疗上得到应用。科学家研究发现，微波治疗有3种：一是大剂量高热治疗肿瘤，能抑制肿瘤细胞的蛋白质合成，降低肿瘤细胞分裂速度，增强化疗、放疗效果；二是用于局部生物体组织的凝固治疗，具有不炭化、不产生烟雾的特点；三是小剂量的温热治疗，可以解痉、止痛、消炎并促进伤恢复等。电磁波消毒利用电磁波的场效应和热效应，在5－l0分钟内能迅速达到国家卫生部规定的消毒要求，对成捆、成扎的纸币、成叠的毛巾、医疗器械具有穿透力强，无残留药毒性的消毒特点，是当今消毒领域的新突破。
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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
从1981年至今已公开发表论文50余篇，其中用英文发表在国外杂志上的论文10余篇。英文专著（合著）二部。发表主要相关论文（中文）：1) 胡军 (1983): 微生物利用半纤维素《应用微生物》13(3)14-172) 胡军 (1984): 生物工程学与发酵技术 《无锡轻工业学院学报》8(3)) 胡军 (1984): 环氧聚胺-一种细胞固定化的新型交联剂《生物化学与生物物理进展》11(3)77-784) 胡军 (1988)：葡萄糖氧化酶电极的研究《工业微生物》18 (2) ) 胡军（1989）：积极发展新型生物传感器 《解放日报》) 胡军和Robert Foster（1989）：用橘红诺卡氏菌发酵生产胆固醇氧化酶《微生物学通报》16（6）337-3407) 胡军 (1990)：媒体酶电极《生物化学与生物物理进展》17 (3)198-2018) 胡军和 (1990)：二茂铁改良葡萄糖氧化酶电极《生物化学与生物物理进展》17 (3) 235-2369) 胡军和Anthony Turner (1990)：苯醌修饰葡萄糖氧化酶电极《生物工程学报》6 (4)328-33110) 胡军 (1990)：氧化还原酶活中心和有机金属之间的电子交换《工业微生物》20（2）13-1711) 胡军 (1991)：TCNQ-一种用于酶电极研究的新型导电介体《微生物通报》19 (1) 38-4012) 胡军 (1991)：新型生物传感器的研究和应用《工业微生物》13) 胡军（1992）：TTF改良葡萄糖氧化酶电极用于发酵葡萄糖测试《工业微生物》18 (2)13-1514) 胡军 (1992)：生物传感器 <文汇报> ) 胡军 (1995)： 快速血糖测试仪为家庭测血糖提供方便 <北京日报> ) 胡军 (1995)：快速血糖测试仪使用问答 <北京日报> ) 胡军 (1996)：丝网印刷电极的研究与应用 《化学传感器》5 (1)18-2018) 胡军 (1996)：临床诊断与生物传感器《传感器世界》2 (4)22-2319) 胡军（1998）：酶蛋白结构稳定性对商品酶电极影响的研究《工业微生物》28 (4)1-320) 胡军 (1999): 酶技术发展和酶定向进化《工业微生物》29 (4)37-4221) 陈滋青,胡军和Axel Warsinke (2000) 双酶电极法测定L-苯丙氨酸的研究《工业微生物》30(1)5-8
1974年以来，《生物化学与生物物理进展》 已经具备了现代科技期刊的基本要素。（1）初步被国际学术界认知。《生物化学与生物物理进展》目前被SCI、CA、俄罗斯文摘杂志等国际权威检索系统收录，每年均有国际科学工作者直接投稿。近5年刊登海外来稿5篇。2009年起为全部论文注册DOI，世界各地的读者均可通过这一平台检索、阅览、引用该刊。（2）被国内生物学界广泛认可。《生物化学与生物物理进展》被包括中国科技论文与引文数据库、中国学术期刊文摘、中国生物学文摘、中国科学引文数据库、中国期刊网、中国学术期刊（光盘版）、万方数据——数字化期刊群、中国学术期刊综合评价数据库等在内的我国各大检索系统收录。国内年被引频次过1000次，自引率低于10%。2006年-2010年间，年均来稿量超过1000篇，退稿率大于80%，发表论文来自包括台湾、香港在内的28个省（市、自治区）。这些数据表明，《生物化学与生物物理进展》在我国生命科学领域具有广泛、坚实的作者和读者基础，这是刊物进一步向精品学术期刊发展的重要保障。（3）科学内涵具有前沿性和张弛度。《生物化学与生物物理进展》的科学内容既包括具有广泛和长期影响的基础学科（如生物化学，分子生物学，生物物理学，神经科学等），也涵盖生命科学相关的新兴领域（如基因组学，蛋白质组学，系统生物学等）。刊物开设综述与专论、研究报告、研究快报、微型述评、技术与方法等十余个栏目，报道内容丰富，形式灵活多样。2011年又新开辟“要文聚焦（Scientific News and Perspectives）”栏目，进一步丰富报道内容，也增强了刊物的学术导向性。（4）编辑、出版达到或接近国际同类刊物水平。《生物化学与生物物理进展》建立了规范的学术质量审查程序和严格的同行评议制度，同时，数量充足、作风严谨、学科覆盖全面的审稿专家队伍确保了审稿工作的质量和效率。截至2011年，《生物化学与生物物理进展》的审稿专家队伍共有 1000余人，其中包括海外专家近100人。《生物化学与生物物理进展》建立了基于网络的稿件管理系统，论文投稿-审理-发表实现全程网络化，全部被录用论文在录用后一周内网络预发表。论文审理周期、刊物报道时效均与国际同类学术期刊相当。此外，刊物版式设计美观大方，编排规范，印刷装帧精良。（5）富有活力的高水平编委会。编委会是期刊发展的重要学术保障和组织基础。2010年成立的《生物化学与生物物理进展》第六届编委会由50名编委组成，聘请梁栋材院士、杨福愉院士担任顾问。王大成院士担任主编，强伯勤院士、郭爱克院士、徐涛研究员、赫荣乔研究员、刘力研究员、唐捷研究员、陈文雯副编审分别担任副主编。本届编委会是以中青年科学家为主体的学术团体，50名编委来自全国12个省(市)的23个科研单位（或高等院校），平均年龄49岁。
60多亿公里外的太空是什么样的景象？随着当今世界航空技术的突飞猛进，我们有了 探索 更远太空的手段。星际探测器作为航太空最顶尖的手段，成为许多国家 探索 外太空的秘密武器，其中美国独立研发的 “新视野号” 更是成为 研究外太阳系 的前沿力量。
在2019年年初，新视野号离开太阳系，进入新的太空领域——奥尔特云，此时它距离我们人类已经有了64亿公里。在第一次传回的数据中，一幕外太空的奇妙景象引起了科学家的注意。
通常我们认知中的外太空是漆黑的，被一片无尽的黑暗所笼罩，但在新视野号在距离地球64亿公里发回的照片中，科学家们却看见了远远超出自身想象的景象—— 黑暗的宇宙空间中不断发出亮眼的闪光，这个空间的明亮度比科学家推算的模型明亮度大得多，甚至达到了建模的两倍。
这一现象引发了科学界的地震，各种假说如雨后春笋般涌现，对于当下宇宙论的质疑声越来越大。 亮光从何而来？宇宙究竟发生了什么？宇宙中是否还存在着其他神秘的物质？
科学家们在新视野号进入64亿公里外的太空后便马不停蹄地进行数据的收集和验证，随着研究的深入， “暗物质” 这一宇宙中神秘的黑体重新进入了大众的视线。
新视野号是由美国航空航天局（NASA)研发的一款冥王星探测性，于2006年1月19日在佛罗里达州卡纳维拉尔肯尼迪航天中心成功发射升空。
作为世界上第五个飞离太阳系的无人探测器， 新视野号于2019年1月1日飞跃了迄今为止距离人类最遥远的天体 ——一个被命名为“天涯海角”的小行星，它与地球的距离已经达到了64亿公里。在这里，新视野号拍到了令人震惊的宇宙影像。
“双曲余弦值”是科学家在进行空间建模时常使用到的推导函数公式，根据新视野号从外太空传回的照片科学家能清晰地 看见大量神秘的发光物质 ，最令人诧异的是，64亿公里外的空间居然比建模明亮的多， 是模型的两倍双曲余弦值之多 ！
这一科研成果令人震惊的原因在于，以现阶段人类掌握的理论和技术来看，根本 无法对这些光线的来源进行具体的解释 ，因此这一神秘的现象确实是超脱人类认知的。
如此高的亮度出现在64亿公里外的外太空，神秘的亮光一直存在，似乎都在暗示着人类：太空物质的成分并不是这么简单，新的太空物质或许才是宇宙的主体，而 此前科学家对于暗物质的认知是否会被颠覆呢？
现下学界认定的宇宙论是在现代数学方法和物理理论的理论支撑下诞生的，同时也离不开现代天文学观测成果的佐证。
宇宙论的存在为研究宇宙的物质成分、演化过程和结构提供了理论基础， 现阶段只适用于可观测的结构和内容 ，因此宇宙中 还有许多问题尚待解决 。例如恒星的起源、星系的诞生、宇宙物质的分布等等，其中宇宙论中最为核心的问题便是 对于宇宙成分的研究 ，这是解开宇宙物质的关键性问题。
宇宙论中对于太空物质的研究还处在初级的阶段。科学家认为，要想弄清楚64亿公里外的光线从何而来，就 必须弄清楚这是什么物质 。宇宙中绝大部分成分是由暗物质、暗能量和普通物质组成，其他为反物质和电磁辐射，其中电磁辐射质量太小，可忽略不计（约占宇宙总质量的到）。
整个宇宙物质结构中，各太空物质的比重在不断变化，其中包括了原子、各星系、恒星的普通物质只占到宇宙总质量的。另外两类成分中，暗能量作为现阶段宇宙论中宇宙物质的主体， 占比达到了 。 暗能量是宇宙不断膨胀，质量不断增加的驱动者，它主导了宇宙的不断运动。
暗物质占比为，这种尚未被确认的神秘物质和基本物质、暗能量一起广泛均匀地分布在约3亿光年长的空间中，虽然在宇宙总质量（能量）中不到三分之一，却占 据了宇宙中的总物质量 。直到今天也并没有被明确地探测到，因此它也是现代天体研究和宇宙物质研究的一块荒漠。
而剩余的在宇宙质量中占比不到5%的 普通物质 ，却 成为了科学家研究神秘光源的起点 。
普通物质中包括了我们能探测到的 恒星和星系 ，我们从星系中看见的光正是恒星发出的，比如太阳系中的太阳，它们以四种物质形态存在于宇宙中，分别是 固态、气体、液体和等离子体。
明物质与暗物质在宇宙论中又是怎样的关系呢？首先可以肯定的是，新视野号传回的太空奇景已经让科学家将重心放在了明物质与暗物质的研究上，尤其是 对于暗物质的重新审视和 探索 。
简单地说，明物质就是经过科学观测和理论推导后我们能观察到的物质，而暗物质就是不能观察推导和利用的物质，它们本身是相对的概念。在当下的宇宙论中，明暗物质在宇宙中广泛存在，而区分物质是否为暗物质则需要通过 对其能量强度的观测 。
如果物质作用于环境时的 光子信息能量强度比较大 ， 灵敏度达到了人们观察利用的范围 ，那么我们可以认定这种物质为 明物质 。反之，如果它与环境作用的光子信息能量很小，没有达到人类可观测的范围，那么就是暗物质。
换句话说，如果环境中 没有光子原子 这样的物质基本单位，光子原子也 没有运动 ，物质便不能与环境作用光子信息，这样的物质 不会被我们检测到 ，所以它是不会存在的，我们就可以认定这是 暗物质 。
但是， 自然界的暗物质是不存在的 ，在宇宙中却有着 大量的分布 。我们可以对暗物质下一个定义： 暗物质自身是相对于明物质而存在的 。它的光子信息没有与周围环境相互作用，因此自身光子总量和运动量都没变化，时间空间对他来说并无意义。
问题的关键在于，宇宙中的时间是永恒的，对于暗物质来讲，在宇宙中的释放的光子信息能量会更强烈。因此 科学家猜测：新视野号探测到的神秘光线就是大量的暗物质。
将64亿公里外的神奇景象视为暗物质的作用，显然对于当下科学界对于宇宙物质的认知有了冲突。
首先我们要对宇宙中的暗物质有个基本的认知。这是一种科学家引入的概念，并非是 根据现有的物理数学定律推导出的理论 ，严格意义上说是为了证明科学家在宇宙中观测到的某些现象的合理性而存在的。
作为一种神秘的太空物质，它在电磁波谱中不会显现，只会通过引力的相互作用显示出来，因此，占比达到宇宙总质量约三分之一的这一物质形式，至今仍未被科学家找到。
距离地球64亿公里外宇宙亮度大幅度超出科学家预估，一方面说明太阳系外仍然存在着大量的 气体云分子 ，这些气体云分子能反射太阳光，使得宇宙中亮度提高。另一方面便是和科学家现有研究理论相冲突的部分： 暗物质作为宇宙的重要组成部分 ， 在64亿公里外的太空空间（奥尔特云）里 ， 占比居然达到了85%以上 ！
科学家通过对暗能量和普通物质的观测对比后发现，暗能量在这片星云中比重骤降， 奥尔特云中的暗物质不仅是宇宙亮度提升的关键，也成为了绝对质量的组成部分。 这样惊人的比重直接颠覆了科学家对于宇宙物质组成的认知，暗物质对于宇宙奇观的塑造迫使科学家不得不重新划分宇宙中三大物质（暗能量、暗物质、普通物质）的成分占比。
对于暗物质的研究起源于上世纪30年代，在进行星系中心不同半径处物质旋转速度的研究过程中，科学家发现物质围绕中心旋转的速度都差不多，即使它们距离中心距离不同。
星系外围的旋转速度对比模型来讲要快很多 ，测量出来的星系旋转曲线大多平直。随后科学家们进一步观测证实，这种现象在宇宙星系中普遍存在。但观测到的星系可见物质质量远不足以提供维持星系平直型旋转曲线的引力，那么星系中就必然存在某种未知不可见的东西。
为维持星系旋转提供额外的引力，20世纪80年代，科学家提出了 “暗物质”假说 ，来形象地 指代那些不可见的未知东西 。
弗里兹·扎维奇在提出暗物质这一概念时说到。
在宇宙中，暗物质可能是由奇异的亚原子粒子等组成的一团云团在活动中释放的能量体，这是科学界对于暗物质最清晰的界定。
2020年9月9日《物理评论快报》上发布了一篇论文，标志着我国科研团队在暗物质上研究取得了重大进展。
清华大学教物理系副教授安海鹏、博士后杨大能与加州大学教授郁海波合作的项目取得的成果显示： 星系中暗物质的缺失与暗物质自身相互作用有关 。清华大学科研团队认为，这一理论或许能为64亿公里外的神秘光线来源提供佐证。
64亿公里外的太阳系为何如此明亮，如今科学家认为这是暗物质运动的结果。对于暗物质的深入研究随着新视野号的启航再次启动，科学家如今已经得出了如下结论：
宇宙中暗物质的存在是 解开宇宙物质成分之谜 的重要一环，对于当今宇宙论影响深远，宇宙物质的组成和比重将重新计算， 暗物质是否才是宇宙主体 这一问题也将伴随着太空研究继续下去。
2021年3月30日，詹姆斯韦伯望远镜发射升空，他将和新视野号一起，共同探求64亿公里外的宇宙。作为哈勃空间望远镜的继承者，它将 带领人类构建新的宇宙结构 ，“这是一项全球性的科学努力”，美国太空望远镜科学研究所所长庞托皮丹这样说。
新视野号如今仍在太阳系外的星云中穿梭，源源不断地将资料传输到地球。先进的太空 科技 手段 为人类打开了 探索 外太空的大门，也带来了许多谜团 。一张太空奇观的照片就能颠覆科学家百年来对于宇宙的认知，暗物质也成为当今太空物理研究的主题。
人类对于暗物质的研究还没停下脚步，科学家认为，人类 科技 也必将随着暗物质研究的深入而进步，人类对于宇宙的认知还处在皮毛的阶段。相信在未来，暗物质的迷雾将被拨开， 我们终将解开宇宙构成和运行的奥秘。
暗物质，约占宇宙质量 85% 的物质。不发光，不容易被检测到。它的属性也仍然相当模糊。 现在，加州大学河滨分校的理论粒子物理学家及其同事在《 高能物理学杂志》上 发表了一篇研究论文，该 论文 展示了假设存在一种新型力的理论如何有助于解释暗物质的特性。 “我们生活在暗物质的海洋中，但我们对它可能是什么知之甚少，”物理学和天文学助理教授、该论文的资深作者 Flip Tanedo 说。“它是自然界中已知的最令人烦恼的未知数之一。我们知道它存在，但我们不知道如何寻找它，也不知道为什么它没有出现在我们预期的地方。” 这项新研究提出在时空中存在一个额外的维度来寻找暗物质，这是由 Tanedo 领导的加州大学河滨分校正在进行的研究是项目的一部分。根据这个理论，一些暗物质粒子的行为不像粒子。实际上，不可见的粒子与更不可见的粒子相互作用，以至于后者不再表现得像粒子。 “我过去两年研究计划的目标是将暗物质‘对话’的想法扩展到暗力量，”Tanedo 说。“在过去的十年里，物理学家开始意识到，除了暗物质之外，隐藏的暗力量可能会支配暗物质的相互作用。这些可能会完全改写人们应该如何寻找暗物质的规则。” 如果两个暗物质粒子相互吸引或排斥，那么暗力量就会起作用。Tanedo 解释说，暗力是由具有额外维度的理论在数学上描述的，并表现为粒子的连续体，可以解决小星系中的难题。 “我们在 UCR 正在进行的研究项目是对黑暗势力提议的进一步概括，”他说。“我们观察到的宇宙有空间的三个维度。我们提出可能存在只有暗势力知道的第四维度。额外的维度可以解释为什么暗物质对我们在实验室中进行研究的尝试隐藏得如此之好。” Tanedo 解释说，虽然额外维度听起来像是一个奇特的想法，但它们实际上是描述“共形场论”的数学技巧——高度量子力学的普通三维理论。这些类型的理论在数学上很丰富，但不包含常规粒子，因此通常被认为与描述自然无关。这些具有挑战性的三维理论与更易于处理的额外维度理论之间的数学等效性被称为全息原理。 “由于这些共形场理论既棘手又不寻常，它们并没有真正系统地应用于暗物质，”Tanedo 补充道。“我们不使用那种语言，而是使用全息超维理论。” 超维理论的关键特征是暗物质粒子之间的力由无数不同质量的不同粒子描述，称为连续体。相比之下，普通力由具有固定质量的单一类型粒子描述。这类连续暗区对 Tanedo 来说是令人兴奋的，因为它做了一些“新鲜而不同”的事情。 根据 Tanedo 这种说法，过去对暗区的研究主要集中在模拟可见粒子行为的理论上。他的研究计划正在 探索 大多数粒子物理学家认为不那么有趣的更极端类型的理论，这可能是因为现实世界中不存在类似物。 在 Tanedo 的理论中，暗物质粒子之间的力与普通物质感受到的力惊人地不同。 “对于我在物理入门课程中讲授的引力或电力，当你将两个粒子之间的距离加倍时，力就会减少四倍。另一方面，连续力会减少四分之一最多八个。” 这种额外维度的黑暗力量有什么含义？由于普通物质可能不会与这种暗力发生相互作用，Tanedo 转向了自相互作用暗物质的想法，这是 UCR 物理和天文学副教授 Hai-Bo Yu 率先提出的想法，他不是该论文的合著者。Yu 表明，即使在与正常物质没有任何相互作用的情况下，也可以在矮椭球星系中间接观察到这些暗力的影响。Tanedo 的团队发现连续力可以再现观察到的恒星运动。 “我们的模型走得更远，比自相互作用暗物质模型更容易解释暗物质的宇宙起源，”Tanedo 说。 接下来，Tanedo 的团队将 探索 “暗光子”模型的连续版本。 “对于黑暗力量来说，这是一幅更真实的画面，”Tanedo 说。“暗光子已经得到了非常详细的研究，但我们的超维框架有一些惊喜。我们还将研究暗力的宇宙学和黑洞的物理学。” Tanedo 一直在努力寻找他的团队寻找暗物质的“盲点”。 “我的研究计划针对的是我们对粒子物理学所做的假设之一：粒子之间的相互作用可以通过更多粒子的交换得到很好的描述，”他说。“虽然这对普通物质来说是正确的，但没有理由假设暗物质也是如此。它们的相互作用可以用交换粒子的连续体来描述，而不仅仅是交换单一类型的力粒子。”
矮星系的恒星形成过程能够缓慢“加热”暗物质，将它们往外推。左图展示了一个模拟矮星系的氢气密度。右图展示了真实存在的矮星系IC 1613的氢气密度。模拟过程中，重复出现的气体流入-流出导致IC1613中央的引力场强度波动。暗物质对这种波动做出相应，具体体现为远离IC 1613中央。这种效应被称之为“暗物质升温” 在一项新研究中，科学家发现相关证据，证明暗物质可以被加热并四处移动。之所以出现这些现象是因为星系的“造星运动”。新研究提供了第一个观测证据，证明所谓的“暗物质升温”效应，同时也为科学家提供新线索，帮助他们揭示暗物质的构成。研究论文刊登在《英国皇家天文学会月刊》上。 此项新研究由萨里大学、卡耐基·梅隆大学和苏黎世联邦理工学院的科学家进行，旨在搜寻附近矮星系中央的暗物质证据。矮星系是暗淡的“小个子”星系，通常环绕大型星系运行，例如我们的银河系。它们可能隐藏着一系列线索，有助于科学家进一步了解暗物质的特征。 艺术概念图，银河系的暗物质蓝色光晕 在宇宙的物质总量中，暗物质占据主导地位。不过，暗物质与光线的交互方式与正常物质不同，只有通过研究它们的引力效应，才能对暗物质进行观测。进一步了解矮星系的恒星如何形成，可能是揭开暗物质神秘面纱的关键。 恒星形成时，强风会将气体和尘埃吹离星系中央。其结果是，星系中央质量减少，影响余下暗物质所能感受到的引力大小。在引力减少的同时，暗物质获得能量并离开星系中央。这种效应被称之为“暗物质升温”。 矮星系NGC 5264。类似这样的矮星系通常拥有10亿颗左右恒星 研究过程中，天体物理学家对16个矮星系中央的暗物质数量进行了测算。这些矮星系的恒星形成史存在很大差异。他们发现很久前就停止造星的矮星系，中央的暗物质密度超过仍在造星的矮星系。这一发现支持了“古老星系暗物质升温效应较弱”的理论。 研究论文主执笔人、萨里大学物理学系主任贾斯汀·里德表示：“我们发现这些矮星系中央的暗物质数量与它们曾经的造星数量之间存在显著联系。”仍在造星的矮星系中央的暗物质似乎被加热并往外推。 凤凰座矮星系。它是一个不规则星系，内侧恒星较为年轻，外侧恒星则比较古老 研究发现为暗物质模型添加了新限制条件：暗物质一定能够形成中央密度千差万别的矮星系，中央的暗物质密度一定与造星数量之间存在联系。研究论文合著者、卡耐基·梅隆大学的马修·瓦尔克指出：“这项研究可能找到了确凿证据，有助于我们进一步了解暗物质的构成。我们的研究表明暗物质可以被加热并四处移动。这项发现有助于推进暗物质粒子的搜寻工作。” 研究小组希望扩大矮星系样本数量，测算更多矮星系中央的暗物质密度。他们计划将亮度更为暗淡的矮星系囊括其中，测试更多暗物质模型。