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什么是渗透压?
渗透压仪是一种决定在血，尿，或者其他的液体中粒子数目多少的高效工具。脱水时渗透压将会增加，相反当水压多时，渗透压将会减小。有三种类型的渗透压:尿液，血浆和大便。尿液渗透压是检测肾功能，血液渗透压是血液病的征召的标记；大便检测是否为腹泻病原因。
一般应用
渗透压仪可以作为有效并且可靠的药物筛选工具。同样，渗透压仪可以应用在法庭辨证和刑事犯zui现场，作为取证工具。例如，经常去俱乐部狂欢的青少年往往会在饮料中加入du品，利用渗透压仪可以方便检测出是否在饮料中加入du品。在环境检测中也可以用到渗透压仪。
Vapro®5600露点渗透压仪是一款采用露点法来测定样品渗透压值的仪器。与传统仪器相比，样品无需特殊处理，可以直接测定高粘度，含悬浮颗粒或多种溶剂的样品。除普通液体样品外，5600露点渗透压仪还可直接测量动、植物组织细胞切片等固体样品，应用领域十分广泛。
制药业
1. 什么是肌肉健康状态?
a. 健康肌肉纤维收缩的正常状态或者轻微收缩状态。
b. 溶液有效的渗透压力。
在药品的非肠道药溶液中，一些滋补剂可以葡萄糖形式增加到催眠药物中。
2. 为什么滋补剂对药品制造商是重要的？
药品溶液通常是作用于肌体的精细的膜，因此必须与肌体内的营养成份相同。
3. 什么是等压?
等压溶液不会引起组织肿大，或当与组织接触时不会引起收缩。如果在眼睛，鼻道，或者灌输到肌体其他部分不会产生不快。
4.什么是低压?
溶液中的营养成份浓度少于细胞中成份。当发生低压时，水进入血细胞室内引起细胞胀大，最后撑破细胞。如果肌体细胞承*上述水压，就会引起水中毒，导致肌肉痉挛或水肿。
5. 什么是高压?
溶液营养成份浓度比细胞浓度大.该现象可以引起许多复杂并发症，例如高糖症，脱水等现象。
6. 红细胞萎suo症状?
在细胞膜内的水试图冲淡细胞膜周围盐的浓度，直到红细胞膜内外浓度相同。水的外流会引起细胞缩小，并且起皱。在这种情况下，盐溶液是高压。
红细胞并不是所有的药都透不过，例如它不是完mei的半渗透膜。这样，它会允许不仅水分子通过，而且例如脲，酒精等大分子混合物穿过红细胞。这些成份的分子能通过红细胞，可以在任何情况下引起溶血。
眼睛中的粘液对硼酸来说，充当真实的半渗透膜，因此硼酸可作为眼药来平衡营养物。
7. 当进食时由于高的电解质，氨基酸和简单的糖引起高溶渗透压时，人们为什么承受不快？
当高渗透压营养物质被摄取时，大量水将转移到胃和肠。胃肠道含有大量的水能引起肿胀，痉挛，恶xin，呕吐以及休克。
肌体尽量维持胃和肠内成份的渗透压水平与包围他们的液体在近似水平，但是对于食物渗透压敏感性每个人都不同。
生物工程学
1. 为什么一些细胞培养基比其他的好?
哺乳动物细胞生长使用的培养基都是生物学的液体，例如血浆。这类培养基承受了许多不利条件，包括批次的变化和危险性，例如污染。
2. 为什么别的培养基会更好?
减少培养基成分对细胞生长是必须的。基础培养基及其必须的最少成份的发现提供了广阔的用处，而且目前商业上都可以利用。
3. 培养基由什么组成?
培养基由盐，糖类，氨基酸，维生素，荷尔蒙及生长因子组成的复杂混合物。盐的浓度靠等压来阻止渗透的不平衡。
4. 渗透压能检测培养基什么成份?
哺乳动物细胞生长的标准是渗透压为300m/osm，是大多数细胞的最佳值。
5. 怎样制作细胞培养基?
直到今天制作细胞培养基的主要方法仍是发酵罐。发酵罐可以让细胞在体外生长，积累，就像体内生长那样。另外一个是旋转的细胞培养系统，由于它可以比一件动态或静态的组织更提供温和的环境，从而允许细胞积累。
运动药物
水化和脱水的常见问题
1. 脱水的定义是什么?
缺乏了身体能够在最佳工作时的液体需求量。由于呕吐，腹泻或者过度排尿引起脱水现象是常见的。在婴儿和孩子中间脱水多是急性胃炎引起的，并伴随有呕吐和腹泻。
脱水分为温和，中等或严重三个级别。
2. 什么时候可以引起锻炼期间脱水?
脱水的原因由于过度出汗引起的，包括过度的液体损失，不适当的液体吸入，或这些因素综合。
3. 脱水的迹象是什么?
温和
干渴，嘴唇干燥，嘴膜的干燥
中度
非常干燥的嘴膜
眼睛的凹陷
婴儿皮肤的凹陷
皮肤凹陷
严重
快速，微弱的脉搏
手脚冰冷
快速呼吸
嘴唇发蓝
困惑，倦怠，睡不醒
4. 怎样弥补失去的液体?
如果损失的液体不多，可以让运动员喝含有电解质成份和营养成份的饮料。
5. 为什么运动性饮料很畅销?
当一个体育锻炼超过60分钟时，运动性饮料会对他们有益，因为他们为肌肉提供燃料来源，并加速水和葡萄糖的吸收。所以运动时间长的人应该喝该类饮料。由于有了运动性的饮料，持续运动不会很快的耗尽饥糖原。而且也可以很快的恢复损失的体力。
6. 什么时候引用该饮料?
运动性饮料无论在运动前或者后都是很有用的。它可以补充损失的体液，精力和锻炼期间失去的矿物质。碳水化合物浓度和盐的浓度都有助于。
7. 怎样饮用该类饮料?
饮用该类饮料时的一些建议：
运动前:
• 运动前2－4小时饮用8－24盎司
• 运动前喝4－8盎司
运动的时候:
• 30分钟锻炼后，每隔20分钟喝4盎司
运动结束后:
• 8－16盎司
8. 能量，水化及恢复性饮料之间的差别是什么?
能量饮料包含大量的糖类，这可以减少饮料的水化效果。
水化饮料不含有因为大量糖原损失而能够补充的糖类物质.
恢复性饮料不会提供快速精力吸收和水化。恢复性饮料实际上是允许胰岛素释放来刺激肝糖元的产生。
9. 运动性饮料存在什么问题?
如果饮料中糖的含量很高，胃将不会很快将其消耗。这将会导致大量体液流回胃中，又将导致进一步水化，同样也不会给你这些饮料所能提供的益处。
胃－肠道疾病
如果饮料包含果糖太多，胃是很难消化并吸收它的。胃酸水平的升高能引起胃肠道疾病，酸是包含在所有的非酒精性饮料中，作用是为了味道和产品的稳定性。但如果饮料中酸水平太高，往往引起胃肠道疾病。而且胃肠道疾病也可能是在错误的时间饮用错误的饮料而引起的。
低血糖
低血糖症是一个严重的血糖水平低，带走身体的能量。低血糖是很多运动性饮料的最大问题。除非饮料在连续的运动中不断被饮用，当锻炼时胰岛素反应有点被减少， 葡萄糖或者糖构成的运动饮料分解成糖原时，将导致胰岛素反应。因为身体愿望是维持动态平衡，胰岛素释放将减少血糖水平，如果血糖太低将导致低血糖。胰岛素是以荷尔蒙的方式储存葡萄糖，他可以阻止血液中糖的浓度升高，将这些多余的糖转化为脂肪或者糖原。这就是为什么高的碳水化合物导致肥胖症。控制胰岛素的分泌是很重要的。
胰岛素分泌过低或者没有被成为是糖尿病. 这将导致组织的许多并发症，如果有更多的胰岛素分泌，或者胰岛素非常有效，糖的分解就会很快，导致消瘦。
10. 饮用饮料很多可能吗?
是的。大多数跑步者和骑车的人都知道脱水的严重性，但是一些人并没有意识到过多的脱水能够危险的降低血液中钠粒子水平——低血钠。
低血钠症状在女性、马拉松运动员和三项全能比赛的运动员中作为两种原因比较普遍。1,大量出汗失去大量的钠粒子；2，他们对水化物是超敏感的. 他说：“他们在大赛前喝很多的水，然后在运动过程中会停止。"
在大赛之前，如果你喝了一少部分水，那么就很有可能提前疲劳. 但是如果喝得太多，就有低钾的危险。
11. 怎样避免低钾症状?
避免低钾的关键是 1) 不要饮用多于你出汗的水 2) 饮用含盐的运动饮料。
大便渗透压
对大便的渗透压进行测量可以显示患者是否有腹泻。正常的大便中，大多数小分子的物质能被*吸收(除了电解质)；因此，大便的许多渗透压都来自电解质渗透压。大便渗透压的差异指的是测量渗透压和计算渗透压的差距（大便中钠和钾离子的总和），或者更精确的说是血清渗透压。
渗透压型的腹泻
• 未吸收的成份
• 由于消化不良的排泄物
分泌性腹泻
* 由于一些食物破坏了肠粘膜(烧伤，感染等)
大多数腹泻是由于感染或者是中了细菌毒素, 腹泻就是这种现象的主要症状. 大便渗透压的测量在这种情况时没有意义. 如果腹泻已经持续了一周以上，而且培养时显阴性那么腹泻的原因就很难查出了。胃肠专家指出了两种腹泻: 渗透压型和分泌型的. 渗透压型腹泻，大便中有一些未被吸收的物质，可以阻止水分的正常吸收。这时，病人的渗透压值为50 mOsm/kg. 该类病人是因为进食了很多泻药，也有可能是误食了一些营养成份
如果胃肠的内粘膜受到损伤而不能吸收水分和电解质，那么这就是分泌性腹泻。
测量大便的渗透压时需要考虑的是细菌新陈代谢产生的活性物质，所以测量必须在收集到样本后的30分钟内完成，或者需要冷冻该样品。
植物生物技术
植物的水化
植物通过吸收CO2来平衡他们的生理代谢，因此内部需要维持足够的水分储存，光合作用发生在植物的叶绿体内，主要是在海绵体内。
• 海绵体内有很多光合单元可以捕获光子。
• 叶绿体的能量交换主要是保卫细胞内。
在植物的呼吸过程中，CO2和水分的浓度在叶肉细胞中散开。
组织细胞经过光合作用后散发细胞间的CO2气体，这将导致空气中的CO2－高浓度，流入细胞内－低浓度。叶肉细胞的气泡被水包围－在纹理内部，分布在组织细胞的原生质中。如果气门关闭，液体水分从细胞壁蒸发直到叶肉细胞内的气体充满饱和水蒸气。环境大气的相对湿度一般小于100％，所以如果气门打开，水蒸气会散发的大气中。叶肉细胞中水蒸气的损失会导致进一步水分蒸发，最终导致植物学上称为“蒸发"。
为了生存，根部必须从外部吸收水分。这可以通过植物的内部纹路系统。纹路吸水管子就是一些持续吸收水分的管道，可以把水从底部到顶部。推动压力输送的是根部的压力.
• 根部压力来自内皮细胞使用转运蛋白来集中内部物质，不溶物质的高浓度降低了植物内部的水分，因此必须从根尖吸水。
• 液体是不能够压缩的，因此从底部进的水会升高水压。
另外一种产生上述现象的力量是“毛细管现象"，可以从顶部吸收能量。毛细管现象主要是1）因为水有很高的粘性。2）毛细管现象能够将水吸收到窄的空间内，如果水里溶解有化学成份，例如纤维素。这就是水为什么能往上 流（与引力相反）。
理解毛细管现象的主要概念就是表面张力。
• 表面张力来自粘性力：这种力是最小化水与空气的接触；
• 尽管有粘性力，水同样可以附着于纤维素；
• 水分蒸发可以减少叶肉细胞间的细胞壁。
如果气体进入脉管会永jiu性切断水柱。这种情形，呼吸会向上拉和扩大气泡。
呼吸引起的水分损失主要是由于干旱或者干燥气候。所以当光合作用不强时，需要关闭气门。
保卫细胞形状的改变也意味着气门的改变。
• 保卫细胞是柱形的，他们的细胞壁紧紧挨在一起。
• 保卫细胞有序的排列，细胞纤维在柱状边缘可以形成环形口。
引起保卫细胞张开气门的主要信号是光强，可以刺激保卫细胞膜内的光子泵开放。
光子泵水解ATP和ADP，利用这个反应的能量转移H＋。
• 原生质膜内增加的负压将会引起正离子进入细胞，但前提是膜上的泵已经打开，大量的K＋离子流入细胞内。
• 收到信号的保卫细胞会高效的交换H＋和K＋离子。这会减少细胞内的水分，水又会重新流入细胞内补偿。从而改变保卫细胞的形状。
问题: H＋与K＋的交换怎么会引起水的危险减少呢？我们已经知道大多数溶液有和水相同的效果，例如对0.1M溶液，水压是＝－0.23.关键是我们必须认识到H＋不是溶液而是水的组成元素。
过度蒸发并不是对所有植物都是有害的，其可以作为温度控制的功能。许多酶和其他蛋白仅能在一个有限的范围内有作用。蒸发是一种散热过程，可以冷却固体和液体的表面，把水分蒸发到空气中。蒸发可以冷却一个叶片多达10－15℃，因此可以保护光合作用过程中酶的效果。 该过程是一个自动调解过程。
哺乳动物组织
渗透压: 提高组织培养的关键
为了能让组织细胞保持他们的最初的形态和功能，我们需要提供组织自然的生长条件。其中培养基的渗透压是主要考虑的因素。
例如在人体中，组织中的细胞被胞液及其他细胞包围。当将细胞从组织培养中取出放到塑料或者玻璃表面时，仍需要有液体包围。放到外源环境时，如果渗透压不同，会引起渗透压休克。
渗透压休克能够引起细胞体积改变。研究表明即使微小的短期细胞体积变化都会影响细胞新陈代谢和基因表达。因此必须重视渗透压对细胞的影响。
渗透压的测量可以提高组织培养率
经验表明有意识测量培养基的渗透压可以有效提高细胞产量。因为每次购买的培养基成份变化很大，因此都必须在使用前进行检测。
由于细胞分离的密度成份总是维持在等压范围内，因此测量培养基的渗透压可以显著提高组织培养。而且维持正常的渗透压可以保持酶的活性和阻止膜的扭曲。但是如何测渗透压能提高细胞培养成功率呢？
控制渗透压
1970年怀俄明研究表明：哺乳动物血液渗透压和哺乳动物细胞培养基渗透压是非常重要的。该实验是经过很多实验结果证明统计来的。
利用渗透压研究肾和骨髓组织
例如肾脏中的细胞经常会被暴露于NACL和尿素环境中，因此必须能够适应超高渗透压环境。 有一些人员
Maurice B. Burg, Natalia I. Dmitrieva, et al,做了很多实验来验证渗透压是否影响细胞并且细胞会产生什么样的机制来抵抗变化。
Burg等人的研究结果表明无论在细胞内外都经受各种水平的渗透压变化，通过几种保护机制来适应高渗透压。
对测渗透压的反应
因为实验表明环境压力或许调解t-PA基因表达，E.G. Levin, L. Santell等人做了是否渗透压的改变也会影响该基因的实验。即使从超高渗透压环境到等压环境，Hela细胞培养表明会增加T－Pa基因表达。
带有T－Pa基因的重组CHO细胞在无血清培养条件下的实验被进行了研究。通过改变渗透压可以证明细胞表达收到影响。
而且渗透压的改变也可以改变RNA的表达水平，许多人做了实验进行了研究。
W. M. Miller, V.M. deZengotita等人研究发现在不同的培养基中，CO2和渗透压可以互相影响杂交细胞的生长。但如果两者联合起来使用，细胞生长会在很大范围内被抑止。
K.C. Katsirdakis调解渗透压范围在729 和930 mOsmol/kg，当在25-degree C无光时，pH 值在5.2-7.2, 可以导致葡萄叶的生长。
超高渗透压引起的变化
J.E. Olsen 和G.Z. Li 发现当在培养的星细胞中由于钠和钾离子导致高渗透压，细胞膜会保持不变。他们同样发现钠离子通道在很低的渗透压就会被激活，同时会释放出大量的钠，钾等离子。
G.B. Tennant’s的研究表明克隆骨髓细胞的生长在低渗透压会生长的很快，这表明低渗透压细胞存在巨大的敏感性，对克隆细胞株生长有力。
渗透压条件改变引起的反应
K.B. Marcum 和 C.L. Murdoch 研究了海岸植物的耐盐性，通过用中度的盐浓度刺激根生长，通过不断调整盐浓度的渗透压直到450 mM NaCl.他们认为原生质在最高的盐浓度会改变渗透压。
组织细胞嫁接
渗透压仪可以提供别的方式无法提供的信息例如一些有用的实验室参数。渗透压仪在医院诊断病人中非常关键，可以减少治疗花费。
渗透压仪对冷冻点样品测量是很有用的，别的方法对挥发性物质不敏感，可能在诊断糖尿病患者时有误导。
制造业
美国的USP公司要求测量注射用药的渗透压值，但是常规方法又得不到该值。
B.S.R. Murty,等人试图解决该问题，但最初其建立的方法只能用于含两种成份的溶液，后来使用了渗透压仪可以方便计算出该值。
USP公司尽量想通过渗透压仪解决其溶液的渗透压！渗透压仪在测量含盐溶液的等渗点时比较准确，但是推广到所有的溶液都适用该等渗仪则是错误的。
制药业:医院混合物，药品制造商和营养学家都会经常使用渗透压仪。该优点可以包含检测一致性，最小化外伤和*化反应动力学。
眼药产品
眼药产品：通过维持关键的渗透压参数，可以预防玻璃体和渗透到眼睛溶液的形态变化。
运动性药物
在运动性药物中，渗透压是一个通用性测试可以提高药物质量。检测运动员的水化状态是渗透压仪主要用途。 运动员经常面临脱水和热损耗，尤其是高温和很潮的天气。运动前后测量体重可以知道多少水分被消耗了。饮用营养性饮料，水和穿透气衣服可以减少运动员脱水机会。用渗透压仪检测运动员的尿样可以给出判断，当然也可以测量血液得到更加准确的指示。尿样的渗透压是一种准确指示水化变化和颠峰状态条件的。
