首页 >
半生期
✍ dations ◷ 2025-07-02 09:40:25 #半生期
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
- 氟氯西林氟氯西林,英文名Flucloxacillin(INN), 又名氟氯苯甲异恶唑青霉素钠、氟氯青、氟氯青霉素钠、氟氯西林、氟沙星、奥佛林、氟氯苯唑青霉素钠。是一种半合成的耐青霉素酶的青霉素
- 身体身体是每个生物的实体。身体是生物的外表,可表示该生物的健康程度,以致表示该生物是否死亡。人体主要组成部分有头、颈、躯干、双臂及双腿,另外包括呼吸、心血管、神经系统和其
- 检体活体组织切片(biopsy),从动物或人类身上取下少量活组织作病理学诊断的一种检查方法。活检对肿瘤的临床诊断有重要意义,不仅可以确定其组织分类,还可确定其良性或恶性,为治疗提供依
- 芽孢杆菌芽孢杆菌纲(学名:Bacilli)是厚壁菌门的一纲,包含有芽孢杆菌目和乳杆菌目两目,其下包含有芽孢杆菌属和其他如李斯特菌属等革兰氏阳性菌。医学导航:病菌细菌(分类)gr+f/gr+a(t)/gr-p(c/gr-o
- 扁桃腺结石扁桃腺结石(英语:Tonsilloliths、tonsil stones或tonsilar calculi)是口腔内藏于腭扁桃体(英语:Palatine tonsil)上的钙化物,米粒至爆谷大小,重300毫克(0.011盎司)至42克(1.5盎司),可导致
- 光学光学工程(英语:optical engineering)是指把光学理论应用到实际应用的一类工程学。光学工程涉及光学仪器,例如镜头、显微镜和望远镜,也包括其他利用光学性质的设备。此外,光学工程
- 质膜细胞膜,又称原生质膜(英语:cell membrane 或 plasma membrane 或 cytoplasmic membrane),为细胞结构中分隔细胞内、外不同介质和组成成分的界面。原生质膜普遍认为由磷脂质双层分
- 森永牛奶砷中毒事件森永牛奶砷中毒事件(日语:森永ヒ素ミルク中毒事件)是1955年(昭和30年)六月时以西日本为主的食物中毒事件。受害的婴幼儿在喝了森永乳业(日语:森永乳業)的奶粉后产生死亡以及其他食物
- 陶罐炖煮陶罐炖煮(英语:Jugging或法语:Civet)是一种把整只动物在紧密盖好的容器(例如:陶罐、陶壶、砂锅等)内炖煮一段长时间的煮食方法。这种煮食方法主要是用于处理打猎时的猎物或鱼,经处理
- 熹平石经残石熹平石经又称“一字石经”、“一体石经”、“今字石经”,是刻于东汉熹平四年(175年)的石经,它是官方校定儒家“七经”的刻石,由蔡邕、颍川堂溪典、光禄大夫杨赐、谏议大夫马日䃅