半衰期

✍ dations ◷ 2025-04-03 17:04:17 #半衰期
半衰期(英语:Half-life)是指某种特定物质的浓度经过某种反应降低到剩下初始时一半所消耗的时间,半衰期是研究反应动力学的一个容易测定的重要参数,数学上可以证明,只有一级反应的半衰期是恒定的数值,且知悉一个一级反应的半衰期便可以计算出该反应的所有动力学参数,所以人们通常最关心一级反应的半衰期。常见的一级反应有:放射性核素的衰变、一级化学反应、药物在体内的吸收和代谢等。人们通常最关注的是一级动力学反应的半衰期,所谓一级动力学反应是指反应速率与体系中反应物含量的一次方成正比的反应。其方程为: d N d t = − λ N {displaystyle {frac {dN}{dt}}=-lambda N}其中 N {displaystyle N} 代表体系中反应物的量, t {displaystyle t} 为时间, d N d t {displaystyle {frac {dN}{dt}}} 便是体系发生反应的速率, λ {displaystyle lambda } 是这个反应的反应速率常数。由上述反应速率方程可以获得体系中反应物的量随时间变化的公式: N ( t ) = N 0 e − λ t {displaystyle N_{(t)}=N_{0}e^{-lambda t}}其中的 N 0 {displaystyle N_{0}} 是初始时刻反应物的量, N ( t ) {displaystyle N_{(t)}} 是t时刻反应物的量。可以计算当 N ( t ) = 1 2 N 0 {displaystyle N_{(t)}={frac {1}{2}}N_{0}} 时1 2 N ( 0 ) = N 0 e − λ t 1 2 {displaystyle {frac {1}{2}}N_{(0)}=N_{0}e^{-lambda t_{frac {1}{2}}}}则 1 2 = e − λ t 1 2 {displaystyle {frac {1}{2}}=e^{-lambda t_{frac {1}{2}}}}所以 t 1 2 = ln ⁡ 2 λ {displaystyle t_{frac {1}{2}}={frac {ln 2}{lambda }}}这是一个与初始状态无关的量,这就是通常意义上的半衰期。实际上,不只一级动力学反应有半衰期,其他动力学性质的反应也有半衰期,但是这些反应的半衰期的数值都与体系的初始状态相关,因而通常不是考查反应动力学性质的重要参数。对于一个n级反应,半衰期的表达式为: t 1 2 = 2 n − 1 − 1 [ ( n − 1 ) λ N 0 n − 1 ] ( n ≢ 1 ) {displaystyle t_{frac {1}{2}}={frac {2^{n-1}-1}{}}(nnot equiv ;1)} 其中的n为反应级数。在放射物理学中,核素的衰变是典型的一级反应,不同的核素有各自独特的半衰期数据,时间长的可以达到上亿年,短的半衰期仅为皮秒级的数据。半衰期越短,代表其原子越不稳定,每颗原子发生衰变的几率也越高。放射性核素发生衰变的半衰期非常稳定,很少受到环境因素的影响。只有符合一级动力学的化学反应才具有稳定的半衰期数据,与核衰变不同的是,化学反应的半衰期数据并非一成不变,而是会受到温度因素的影响,对于一般的反应,当温度上升时,反应速率常数会升高,半衰期会相应缩短,反之则会延长。对于一些反应,确定反应的半衰期与温度的关系,会有助于预测反应机理。非一级动力学反应的半衰期会随着起始状态的变化而发生变化,随时检测反应体系浓度的变化可以了解半衰期与起始状态之间的联系,从而了解一个化学反应的反应级数和表观速率常数。在药代动力学中,药物在体内的代谢过程按一级动力学过程进行,故而药物在体内也存在相对稳定的半衰期,称作药物消除半衰期或血浆半衰期,其具体定义是药物在生物体内浓度下降一半所需要的时间。与核衰变以及化学反应的半衰期不同,药物在体内代谢的半衰期受到较多因素的影响,不仅不同药物在同一个体的消除半衰期不同,而且同一种药物对于不同个体的消除半衰期也各不相同。甚至同一药物对于同一个体,消除半衰期也会随身体状况和用药情况而发生波动,影响半衰期长短的主要因素是人体内负责代谢药物的肝药酶系统活性。准确掌握个体对特定药物的消除半衰期,可以有针对性地设计给药方案,实现个体化给药。除了消除半衰期,还有以药物生理活性为判据的生物半衰期即药物的生物效应下降一半所消耗的时间。这一数据受到更多因素的影响,当药物活性与血药浓度线性相关时,生物半衰期与消除半衰期直接相关,当活性浓度关系较为复杂时,生物半衰期常会显示出异常行为。除了药物代谢过程,控释制剂的释放以及一些药物的吸收过程也遵循一级反应动力学,因此这些过程的半衰期也是非常重要的药代动力学数据。

相关

  • 细菌接合接合(英文:Conjugation,又译结合),又称为接合作用、细菌接合,是发生于原生动物间的现象,指的是两个细菌之间发生的一种遗传物质交换现象,属于细菌有性生殖的一个重要阶段。在接合现
  • 链霉素链霉素是一种抗生素,为第一个氨基糖苷类抗生素,也是第一个应用于治疗肺结核的抗生素。是从革兰氏阳性的放线菌灰色链霉菌培养液中分离出来的抗菌素。其硫酸盐为白色或微黄色粉
  • 海克尔恩斯特·海因里希·菲利普·奥古斯特·海克尔(Ernst Heinrich Philipp August Haeckel,1834年2月16日-1919年8月9日)生于波茨坦卒于耶拿,德国生物学家、博物学家、哲学家、艺术家
  • 琼脂琼脂,亦称寒天、琼脂胶、海菜胶、海燕窝、藻胶、石花菜、牛毛菜、大菜、菜燕等,是从海藻植物中提取的胶质。由日本美浓屋的太郎左卫门在17世纪60年代首次提取。可作为鱼胶的代
  • 巴特氏症候群2巴特氏症候群(Bartter syndrome)是一群肾小管病变的总称,它们的共同症状为低血钾、低血氯、代谢性碱中毒以及血中肾素浓度过高,但血压同时为正常。此症候群为肾小管上的数个离子
  • 格雷夫斯病弥漫性毒性甲状腺肿(Toxic diffuse goiter),又称格里夫氏症(Graves' disease),为一种主要侵犯甲状腺的自身免疫性疾病。此病为导致甲状腺功能亢进症最常见的原因,且会导致甲状腺肿
  • 尸检验尸亦称尸体解剖、尸体检验、尸检,是一个彻底检查尸体的医疗程序,以确定死亡的原因和方式并评估任何可能存在的疾病或损伤。通常由病理学家、法医或验尸官等专门人员行验尸工
  • 空气空气是指地球大气层中的气体混合。它主要由78%的氮气、21%氧气、还有1%的稀有气体和杂质组成的混合物。空气的成分不是固定的,随着高度的改变、气压的改变,空气的组成比例也会
  • 外囊菌亚门外囊菌亚门是子囊菌门中的一个比较原始的分支,本门中其他菌种基本是由其进化出的,最新的分子生物学研究证明其是单源种。外囊菌亚门的种类基本是寄生的,以菌丝或酵母方式寄生在
  • 胆管癌胆管癌(Cholangiocarcinoma),又称胆道癌,是一种由胆道上皮细胞(或呈现上皮细胞分化特征的细胞)癌变所造成的癌症。胆管癌主要的症状为肝功能异常、腹痛、黄疸、全身搔痒、发热和体