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细胞内水中质子的弛豫时间

已有 5339 次阅读 2012-7-11 18:05 |系统分类:科研笔记|关键词:时间,的,office,center,normal| 时间, normal, office, center

细胞内水中质子的弛豫时间

卢湘岳

近几天,科学网上有几位学者在谈论“弛豫时间”(“松弛时间”,“张弛时间”,Relaxation Time)。我想用一个实测例来说一下“弛豫时间”。这或许有助于对“弛豫时间”的认识。

我们都知道,所有细胞都含有水,而且,水占据着细胞的大部分体积。我们日常接触到的水是“自由水”,是“各向同性”的水。这种水,左右上下的导热性是一样的,左右上下的导电性是一样的,也就是说,左右上下的物理性质是一样的。

然而,细胞中的水,可不像杯里的水那样是完全“自由”的水。细胞中,大部分水紧靠着各种有机大分子。受有机大分子空间构象的制约,许多水分子不能任意自由聚集成团。水本来是液体,具有水的流动性和“各向同性”。现在,水在细胞里失去了自由,不完全像液体,倒有些像结构有序的晶体,却又不是典型的晶体。这种既不是液体,又不是晶体的形态,被称为“液晶”(liquid crystal)。液晶态的水是一种有序结构水。

细胞的代谢状态不同,胞内大分子构象转化所导致水结构的有序程度也不相同。相对于发育成熟的肌肉细胞,处于生长发育期的幼稚细胞内的水结构有序程度差;相对于健康细胞,癌细胞里的水,其结构的有序程度差。

水分子中的氢原子核就是质子。水分子的结构有序性出现变化,质子的活动必然受影响。这些影响就反映在质子的“弛豫时间”上。

我们曾用核磁共振波谱仪检测过癌细胞内质子的“弛豫时间”。取昆明杂种小白鼠,接种S37实体肉瘤。经700多例的检测,结果表明:S37实体肉瘤的“纵向弛豫时间”(自旋晶格)和“横向弛豫时间”(自旋自旋)都比对照部位正常组织的要明显延长,表明瘤细胞内水分子结构的有序性变差。

这个实例,或许可以帮助一位仅知道“松弛时间等于粘度除以模量”的学生,去理解在不同场合下出现的“弛豫时间”吧。                                   2012.7.11.



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1 刘洪

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