瑞帝電通國際有限公司 - READY INTERNATIONAL INC.
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型號: 化學實驗-化學平衡002
名稱: 化學平衡002-間隔模型
規格:
﹝實驗主題﹞
哪些因素影響物質在人體上的分佈?
[實驗探討]
當藥物或有害物質暴露於人體內時,通常是透過血液進入的。物質被運輸穿過身體,並能夠進入軟組織、骨(骨髓)等。物質在不同環境之間交換,並且達到平衡後,物質透過汗水或腎臟從體內釋放出來。
該過程的簡化模型稱為間格模型。它假設身體中的不同組織等被封閉在可以發生物質交換的單元隔間中。在這個實驗中,我們將使用三室系統:組織,血液和骨骼。
該模型基於Eindhoven技術大學(位於荷蘭)出版的“動態模型”。使用的數據是從1970年在洛杉磯空氣污染/鉛堆積研究中收集的。
動態模型
為了預測情況如何隨時間而變化,所以使用動態模型。該模型使用某些變量(例如血液中鉛的濃度)的變化來計算整體情況如何變化。與所有的模型一樣,它是一個簡化的現實版本,它的預測可能是錯誤的。
[實驗器材]
1. CMA公司的『資料處理器』(Data logger),可以選擇型號:001 Vincilab筆記型資料處理器或型號:006p CoachLabII+桌上型資料處理器
[實驗步驟]
1. 在Coach軟體中打開『Coach Activity』的『Compartment model』(間格模型)。
2. 你看到的模型為剛開始。如果您之前做過“均勻分佈”實驗,您將會認識到這種模式。
3. 執行模型,描述你看到的情況並解釋之。
4. 在此模型中,使用(有害)物質的連續供應。編輯模型,每小時將攝氏50度的物質沉積在血液中。
5. 解釋這種連續供應的情形,在現實世界中代表著什麼。
6. 執行模型,描述你看到的並解釋之。
7. 擴大模型,使組織(透過“汗水”)和血液(透過“腎臟”)排出物質。
a. 研究現有的模式,了解如何做到這一點。使用反應速率常數k_sweat為0.000035,另一個k_kidneys為0.0211
8. 執行模型,描述你看到的並解釋之。
9. 現在您有一個系統,在兩個隔間之間不斷添加和交換有害物質。然而,人體中有更多的隔室,而不僅僅是血液和組織,血也可以與骨骼交換物質
添加一個隔間“骨頭”,從血液到骨骼的交換k為0.0124,相反反應的k為0.0162
10. 將“骨骼”的圖形添加到圖表中。 執行模型,描述你看到的並解釋之。
11. 哪個隔間總是含有最高量的有害物質?這是為什麼?
12. 為什麼所有隔間的濃度達到最大值?
13. 將物質攝入量更改為100 ugram,你認為模型會發生什麼? 執行模型並檢查您是否正確預測
14. 在單個隔間中經常會堆積有害物質,改變模型,使物質積聚在骨骼中。描述您所做的更改以及為何進行了這些更改
﹝實驗原理﹞
1.平衡分佈(Distribution equilibrium)
每次的化學反應都以一定的反應速率發生,該速率取決於一定的常數k和相關物質的濃度(用化學計量校正)。 在分佈平衡的情況下,這不是影響因素。
以二層體系的水和己烷為例,分析碘。
經過一定的時間後,碘不再有明顯的改變,已達到動態平衡。在這種情況下,正向和反向的反應速率是相等的,因此濃度不再改變。只有當平衡受到干擾時,才會出現明顯的變化。
2.間格模型(Compartment model)
間格模型是為了化學反應平衡。 在這種情況下,每個隔室中物質的濃度將在一段時間後穩定,整個模型中的所有反應速率都變得相等,並且不會再發生變化。
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