理性與感性的博弈范文

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第1篇

關(guān)鍵詞：能源危機(jī)；博弈；秸稈回收

一、農(nóng)戶就地焚燒秸稈的原因

在我國(guó)農(nóng)村，由于各方面條件的限制，對(duì)于秸稈變廢為寶的觀念并不成熟，且沿襲了傳統(tǒng)的秸稈處理的方式，很多農(nóng)戶認(rèn)為秸稈就應(yīng)該就地焚燒，他們中的多數(shù)人環(huán)保意識(shí)并不強(qiáng)，也不懂得如何創(chuàng)新性的去尋求秸稈的更具有高效率的利用方式，總結(jié)來看，目前我國(guó)農(nóng)村的秸稈處理過程中，存在著諸多因素，主要是資金不足，時(shí)間緊湊，技術(shù)的不全，沒有一個(gè)合適的市場(chǎng)來支撐這一行業(yè)。

（一）資金約束

如果不就地焚燒，那么農(nóng)戶可利用秸稈的途徑可能就是用秸稈來飼養(yǎng)牲畜，然而農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平并不高，如果農(nóng)戶要去采用秸稈來飼養(yǎng)牲畜，則購(gòu)買牛犢等需要的資金將在農(nóng)戶收入中占據(jù)重要比例，而且秸稈飼畜還必須考慮到規(guī)模化養(yǎng)殖。因而，由于資金的短缺，用秸稈來飼養(yǎng)牲畜這一秸稈有效利用的途徑在農(nóng)村基本無法實(shí)現(xiàn)，在短期內(nèi)，還存在極大的困難。

（二）時(shí)間約束

目前在我國(guó)的農(nóng)村，一般農(nóng)戶家庭的勞動(dòng)力很有限，而農(nóng)作物的耕種的周期卻非常短，到了農(nóng)忙時(shí)節(jié)，農(nóng)民幾乎都在搶收搶種，幾乎沒有時(shí)間去更好地處理秸稈，另外，由于勞動(dòng)力的成本一般比較高，所以雇傭勞動(dòng)力就相對(duì)而言并不劃算，故而，我們說要使秸稈高效的利用存在著時(shí)間的約束，農(nóng)民只好選在就地焚燒。

（三）技術(shù)約束

秸稈制沼，是農(nóng)戶有效利用秸稈資源的途徑。且是可以推廣的有效利用秸稈的途徑，然而，由于農(nóng)民的文化水平有限，且沒有技術(shù)，因此在沼氣的管理上必然存在著技術(shù)的約束，這些約束主要表現(xiàn)在：由于季節(jié)不同出現(xiàn)的冬季產(chǎn)氣問題以及沼氣池出渣的清淘工作，對(duì)于我國(guó)政府而言，如何把沼氣的技術(shù)普及給農(nóng)戶，將是一個(gè)難點(diǎn)，也必將是一個(gè)突破點(diǎn)。

（四）市場(chǎng)約束

作為農(nóng)戶，其快捷的處理秸稈的方式除了就地焚燒就是出售了，然而由于目前我國(guó)能處理秸稈的企業(yè)甚少，對(duì)于很多人而言，這是一個(gè)并不怎么值得投資的行業(yè)，而且企業(yè)還需要承擔(dān)運(yùn)輸費(fèi)用等等，所以農(nóng)戶雖愿意出售秸稈，但卻沒有合適的市場(chǎng)來支持這一交易行為，故存在極大的市場(chǎng)約束。如果政府能出臺(tái)相應(yīng)政策來扶持這一市場(chǎng)，也必將能帶來秸稈處理的一個(gè)新的良好的突破口。

二、博弈模型

（一）構(gòu)造模型的意義

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中，為了追求利益最大或是成本最小，每一個(gè)參與者都是理性的經(jīng)濟(jì)人，農(nóng)民也不例外，農(nóng)民作為理性人，無論他是“完全理性”，還是“有限理性”都把實(shí)現(xiàn)自身利益最大化或成本最小化作為最終目標(biāo)。理性的農(nóng)民為了尋求自身利益的最大化，不得不選擇了秸稈的就地焚燒來作為秸稈處理的唯一方式。然而由于秸稈的就地焚燒不僅污染了環(huán)境，而且浪費(fèi)了資源，故而政府是一直站在其對(duì)立面，每年，政府都會(huì)相應(yīng)出臺(tái)一些禁令來阻止這一行為，然而顯然，農(nóng)民站在自身的利益角度，必然會(huì)抵制這項(xiàng)禁令，從而使政府的政策失靈。現(xiàn)僅就短期做一個(gè)假設(shè)，并建立一個(gè)博弈模型，以期在政府與農(nóng)戶的博弈過程中，使得農(nóng)戶在選擇秸稈還田的條件下，政府也可以成本最小化。

（二）博弈雙方模型構(gòu)建

A是理性農(nóng)民，農(nóng)民作為秸稈的擁有者，理論上是擁有對(duì)秸稈處理方式選擇的一切權(quán)利。從自身利益出發(fā)，農(nóng)民會(huì)選擇一部分作為自身家庭的生活燃料，一部分直接就地焚燒。B是政府部門，政府部門作為監(jiān)管部門，首先其明確秸稈是一種非常有用的能源，可以部分替代煤炭，可以作為工業(yè)原料，還田和飼料，因而為使秸稈能夠更好的發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)價(jià)值，政府部門更傾向于出臺(tái)一系列政策來阻止秸稈的就地焚燒，這就構(gòu)造了秸稈利用的博弈模型。在該博弈模型中，農(nóng)民的所有策略集合為（焚燒，還田）政府的策略集合為（補(bǔ)貼，監(jiān)管）模型的基本假設(shè)：假設(shè)博弈主體都是理性人，都會(huì)以自身利益最大化或成本最小化為目標(biāo)。假設(shè)秸稈焚燒給農(nóng)民帶來的收益為C，還田給農(nóng)民帶來的收益為D，且A>B假設(shè)政府的策略集合互不相交，且假設(shè)政府進(jìn)行的補(bǔ)貼為E，且E>A因?yàn)橹挥姓难a(bǔ)貼大于焚燒所帶來的收益，農(nóng)民才會(huì)放棄焚燒秸稈.政府監(jiān)管的成本為F顯然D

三、結(jié)論分析

從上述的表格可以看出，最優(yōu)的決策集合應(yīng)該是（D+E，-E）與（D+G，-G），即不焚燒加補(bǔ)貼，還有不焚燒加提高秸稈回收價(jià)格，秸稈作為農(nóng)產(chǎn)品的最終廢棄物，在農(nóng)民眼里得不到重視，但通過對(duì)國(guó)內(nèi)外的實(shí)例研究中可以得出，這場(chǎng)博弈必須讓農(nóng)民選擇不焚燒，且不論在短期與長(zhǎng)期，其都必須在最優(yōu)的納什均衡所包含的策略集合里，但由于在博弈模型里并未考慮政府的投入來源，且從長(zhǎng)期來看，若是科研取得巨大進(jìn)步，則此時(shí)的D*將遠(yuǎn)大于原來的D，且此時(shí)的D*-H將大于原來的最優(yōu)策略里的D，且對(duì)于環(huán)境，對(duì)于解決能源危機(jī)都是有益無害的。

四、政策建議

根據(jù)以上的結(jié)論，本文認(rèn)為，要想根治秸稈的就地焚燒，在短期內(nèi)當(dāng)然是通過各項(xiàng)補(bǔ)貼來作為激勵(lì)，然而長(zhǎng)期內(nèi)，則是技術(shù)上的創(chuàng)新，科學(xué)技術(shù)才是第一生產(chǎn)力，如果在秸稈的使用上有一個(gè)更好地途徑最為支撐，則必然會(huì)使得農(nóng)民不加埋怨的接受，另外，在短期內(nèi)，則應(yīng)該通過補(bǔ)貼來鼓勵(lì)農(nóng)民大力發(fā)展秸稈還田，相信在不久的將來，中國(guó)在秸稈這項(xiàng)資源的使用上必將迎來一個(gè)重大突破。

（一）在短期內(nèi)發(fā)展秸稈還田

由上述分析可知，雖然秸稈有更多更好地用途，在國(guó)外也有很多將秸稈變廢為寶的例證，然而，由于我國(guó)目前農(nóng)村的現(xiàn)狀，由于資金，時(shí)間，技術(shù)以及市場(chǎng)條件的約束，農(nóng)戶很難在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)秸稈的其他綜合利用。特別是對(duì)于一些受時(shí)間約束的農(nóng)村，由于勞動(dòng)力在外就業(yè)以及勞動(dòng)力成本增高，采取其他秸稈綜合利用方式，也很難在短時(shí)間內(nèi)將秸稈全部打捆并運(yùn)輸?shù)睫r(nóng)戶家庭或市場(chǎng)。顯然，秸稈還田對(duì)農(nóng)戶來說其帶來的短期經(jīng)濟(jì)效益比較低，但是從長(zhǎng)期來看，由于秸稈的特殊的生物組成，其可以有效地改善土壤肥力，進(jìn)而間接地提高產(chǎn)量，另外，由于秸稈還田還能取代肥料，不僅節(jié)約了生產(chǎn)成本，而且有利于環(huán)境，是政府應(yīng)該大力倡導(dǎo)的環(huán)境友好型的生產(chǎn)方式。政府在對(duì)秸稈禁焚進(jìn)行補(bǔ)貼的過程中，也變相的處理了環(huán)境污染問題，將這一外部性的問題內(nèi)部化了。

（二）政府應(yīng)加強(qiáng)各行政部門之間的協(xié)調(diào)

各部門應(yīng)主動(dòng)溝通，協(xié)調(diào)好農(nóng)林畜牧等的行政工作，形成一個(gè)良好的循環(huán)體系，以保證農(nóng)戶在勞動(dòng)力缺乏和勞動(dòng)力機(jī)會(huì)成本越來越高的情況下，能有充足的時(shí)間完成作物收割到下茬作物播種的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。當(dāng)然，最重要的是進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，科技才是第一生產(chǎn)力，也是長(zhǎng)期的最優(yōu)納什均衡。（作者單位：吉林財(cái)經(jīng)大學(xué)）

參考文獻(xiàn)

[1]馬驥.我國(guó)農(nóng)戶秸稈就地焚燒的原因：成本收益比較與約束條件分析[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)2009（2）.

第2篇

關(guān)鍵詞：四旋翼飛行器；升力波動(dòng)；控制器；卡爾曼濾波器

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）34-0207-02

Abstract： A series of high frequency components and frequency characteristics associated with the rotor speed can be obtained by the addition of a series of high frequency components and the frequency characteristics of the four rotor aircraft. In this paper， the dynamic model of four rotor aircraft is established， and the relationship between the high frequency and the disturbance of the angular velocity of the aircraft is established. The Kaman filter of the colored noise is introduced into the angle velocity feedback loop to achieve the purpose of reducing the influence of the disturbance of the speed.

Key words： four rotor aircraft； lift fluctuation； controller； Calman filter

四旋翼飛行器是通過借助均勻布置在機(jī)體周邊的四個(gè)旋翼代替常規(guī)直升機(jī)主旋翼的一類飛行器，四個(gè)旋翼不僅能為直升機(jī)提供升力，而且還能控制直升機(jī)的姿態(tài)變化，兼具機(jī)動(dòng)靈活與結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。然而，在飛行器運(yùn)行過程中，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)升力波動(dòng)的干擾情況，從而影響其正常的運(yùn)作。因此，本文將著重對(duì)四旋翼飛行器中升力波動(dòng)的干擾情況和抑制方法展開研究。

1 四旋翼飛行器升力分析

四旋翼飛行器在保持較低飛行速度時(shí)，通常認(rèn)為機(jī)體產(chǎn)生的升力和旋翼轉(zhuǎn)速的平方成正比例關(guān)系，也就是在某一特定的轉(zhuǎn)速下，旋翼將會(huì)產(chǎn)生恒定的升力。但在實(shí)際情況中，旋翼所產(chǎn)生的升力除了受這一基值影響外，還會(huì)受某些高頻分量的影響，升力產(chǎn)生過程中的此類高頻分量便為升力波動(dòng)，此類分量將會(huì)擾動(dòng)四旋翼飛行器的控制，從而降低飛行器的控制品質(zhì)。雖然四旋翼飛行器獨(dú)特的結(jié)構(gòu)配置特性能夠確保其在振動(dòng)過程中不會(huì)失穩(wěn)，但由于高頻振蕩信號(hào)的擾動(dòng)，使得飛行器的姿態(tài)信息與輸出信號(hào)發(fā)生劇烈變化[1]。此外，由于一般四旋翼飛行器執(zhí)行器的頻帶有限，很難對(duì)高頻控制信號(hào)進(jìn)行跟蹤，導(dǎo)致控制信號(hào)所攜帶的高頻變化量失去了實(shí)際意義，加之此過程中，執(zhí)行器的頻繁加速增加了飛行器本身的能耗，使得機(jī)械與電氣環(huán)節(jié)的損耗急劇上升。

2 四旋翼飛行器建模及擾動(dòng)分析

2.1模型建立

建立四旋翼飛行器的動(dòng)力學(xué)模型時(shí)，通常把其視為具有6個(gè)自由度的剛體，將地面坐標(biāo)系與機(jī)體坐標(biāo)系分別設(shè)置為E和B，并作為機(jī)體動(dòng)力學(xué)模型建立的參考基準(zhǔn)，其中[R]（[η]）[∈][R3×3]是對(duì)E與B之間轉(zhuǎn)換關(guān)系的方向余弦矩陣，[η]=[[φ]，[θ]，[ψ]]T，表示四旋翼飛行器機(jī)體坐標(biāo)系B向其地面坐標(biāo)系E轉(zhuǎn)化的3個(gè)獨(dú)立角參量2.2升力波動(dòng)對(duì)飛行器的影響

通常，機(jī)體升力Fi和轉(zhuǎn)速fi的平方成正比，但由于旋翼在某一轉(zhuǎn)速下，所產(chǎn)生的升力并不是常值，而是在基值基礎(chǔ)上附加了頻率特性與高頻分量獲得的，故高頻肥量將會(huì)對(duì)飛行器產(chǎn)生擾動(dòng)，具體分析如下：

將旋翼在恒定轉(zhuǎn)速下所產(chǎn)生的升力等效于：

其中，F(xiàn)i1=kifi2，[Aki]與[φki]則分別對(duì)應(yīng)飛行器旋翼第k次諧波的幅值和相角，故結(jié)合公式2與公式9則可得四旋翼飛行器在運(yùn)行過程中的總升力F，即公式10，由此可知，升力波動(dòng)的對(duì)飛行器的影響隨著飛行器總升力的增加而愈加明顯[2]。

3 控制器的改進(jìn)

為了抑制擾動(dòng)力對(duì)控制器的影響，可在反饋環(huán)節(jié)當(dāng)中加入濾波器，此濾波器不僅應(yīng)具有良好的實(shí)時(shí)性，而且還應(yīng)具有較小的計(jì)算量，因此，結(jié)合四旋翼飛行器自身的硬件特點(diǎn)，選取卡爾曼濾波器對(duì)升力的干擾進(jìn)行抑制。卡爾曼濾波器的應(yīng)用前提是系統(tǒng)能夠等價(jià)轉(zhuǎn)化為某一隨機(jī)的離線系統(tǒng)，但由于受到有色噪聲序列的影響，并不能對(duì)卡爾曼濾波器進(jìn)行直接應(yīng)用，通常需要借助測(cè)量信息擴(kuò)增的辦法實(shí)現(xiàn)有色噪聲的白噪聲化[3]。在對(duì)濾波器的有色噪聲進(jìn)行白噪聲化后，建立起隨機(jī)的線性離散系統(tǒng)，在系統(tǒng)當(dāng)中，執(zhí)行器主要由電子調(diào)速器以及三相直流無刷電機(jī)共同組成。調(diào)速器主要通過濾波器的CAN口與主控芯片之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，而在接受調(diào)速指令的同時(shí)，也將四旋翼飛行器的運(yùn)行狀態(tài)以及轉(zhuǎn)速等相關(guān)信息進(jìn)行反饋，從而實(shí)時(shí)獲取電機(jī)轉(zhuǎn)速，并以此為依據(jù)計(jì)算出當(dāng)前所產(chǎn)生的升力，并獲取卡爾曼濾波器的角速度，而后，對(duì)角速度的協(xié)方差矩陣進(jìn)行描述。通過將狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣F在單位矩陣I中進(jìn)行簡(jiǎn)化，進(jìn)而獲得最優(yōu)的卡爾曼增益以及四旋翼飛行器最終的狀態(tài)與協(xié)方差估計(jì)值。此后，通過組建卡爾曼遞推方程，便可得到消除擾動(dòng)力矩對(duì)升力進(jìn)行干擾的角速度，將此時(shí)所對(duì)應(yīng)的歐拉角變化率帶入到四旋翼飛行器的PID控制器當(dāng)中，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)升力擾動(dòng)的抑制工作。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

四旋翼飛行器原型機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。首先，對(duì)單一旋翼在某一工作轉(zhuǎn)速條件下所產(chǎn)生的升力曲線以及懸停狀態(tài)下的角速度進(jìn)行測(cè)試，從而驗(yàn)證飛行器升力波動(dòng)的特性及其對(duì)四旋翼飛行器角速度的影響。而后，啟動(dòng)原型機(jī)并對(duì)其原有的PID雙閉環(huán)控制器當(dāng)中的控制量以及改進(jìn)后PID雙閉環(huán)控制器的控制量進(jìn)行對(duì)比分析，從而驗(yàn)證升力擾動(dòng)的抑制效果[4]。研究結(jié)果表明，通過引入卡爾曼濾波器并對(duì)其中的有色噪聲進(jìn)行消除能夠較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)四旋翼飛行器中升力波動(dòng)干擾的抑制。

參考文獻(xiàn)：

[1]李秀英，劉彥博.基于PWM的四旋翼飛行器控制方法[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版），2011，5（13）：464-472.

[2]張廣昱，袁昌盛.基于自抗擾理論的小型四旋翼飛行器姿態(tài)控制[J].航空工程進(jìn)展，2014，3（26）：338-342.

第3篇

[關(guān)鍵詞]表小檗堿；大鼠；肝微粒體；代謝產(chǎn)物；CYP450酶

細(xì)胞色素P450酶（cytochrome P450，CYP450）是參與體內(nèi)藥物代謝的重要酶系[1]。某一藥物對(duì)CYP450 酶的抑制或誘導(dǎo)，可能會(huì)影響同時(shí)給藥的其他藥物的代謝[2]，被認(rèn)為是引起藥物相互作用的重要因素[3]。因此，研究藥物的代謝途徑，以及藥物對(duì)代謝酶的作用，對(duì)了解藥物相互作用、制定合理的臨床用藥方案等，具有重要指導(dǎo)意義[4]。表小檗堿是黃連中一種重要的異喹啉類生物堿，其互變異構(gòu)體分子結(jié)構(gòu)見圖1。研究表明表小檗堿具有較強(qiáng)的抗氧化活性[5]，能夠抑制醛糖還原酶，降血糖，對(duì)抗糖尿病潛在并發(fā)，其作用強(qiáng)于小檗堿[6-8]。表小檗堿雖然有重要的藥用價(jià)值，但迄今有關(guān)其體內(nèi)過程的研究鮮有報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)旨在通過分析表小檗堿肝臟代謝產(chǎn)物探討其在體內(nèi)的主要代謝途徑，并采用cocktail探針?biāo)幬锓ㄍ瑫r(shí)測(cè)定6種CYP450亞酶底物的含量，評(píng)價(jià)表小檗堿對(duì)大鼠肝微粒體（rat liver microsomes，RLM）CYP450不同亞型活性的影響，為表小檗堿的開發(fā)和藥物相互作用預(yù)測(cè)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料

1.1 儀器

Thermo Fisher Scientific TSQ Quantum液質(zhì)聯(lián)用儀（包括Surveyor AS，Surveyor LC Pump，Surveyor PDA，TSQ Quantum），配有大氣壓化學(xué)離子源（APCI）和電噴霧離子源（ESI）及Xcalibur數(shù)據(jù)系統(tǒng)；Agilent高效液相色譜儀HP1100系列（美國(guó)Agilent公司）；TGL 20M型高速冷凍離心機(jī)（長(zhǎng)沙湘智離心機(jī)儀器有限公司）；VORTEX GENIVS 3漩渦混勻儀（IKA）；DKZ-450B型電熱恒溫振蕩水槽（上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司）；MTN-2800D型氮?dú)獯蹈蓛x（天津奧特賽恩斯儀器有限公司） 。

1.2 藥品及試劑

鹽酸表小檗堿（批號(hào)must-12111601，純度>98%）購(gòu)自成都曼思特生物技術(shù)有限公司；美托洛爾、氨苯砜、非那西丁、氯唑沙宗、甲苯磺丁脲、氧化型輔酶Ⅱ二鈉（NADPNa2）、 D-葡萄糖-6-磷酸二鈉和葡萄糖-6-磷酸脫氫酶均購(gòu)于北京拜耳迪生物技術(shù)有限公司（Sigma公司分裝）；尿苷-5′-二磷酸萄糖醛酸三鈉鹽（UDPGA）、丙甲菌素、D-糖酸-1，4-內(nèi)酯均購(gòu)自BD公司；乙腈為色譜純（Fisher Company， Inc.美國(guó)）；水為超純水；其他試劑均為分析純。

1.3 動(dòng)物

清潔級(jí)Sprague-Dawley （SD） 雄性大鼠，體重（220±20） g，北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，許可證編號(hào)SCXK（京）2013-0001。

2 方法

2.1 肝微粒體制備

采用鈣鹽沉淀法制備大鼠肝微粒體[9]。空白大鼠，麻醉放血處死后，取出肝臟稱重。按1∶3加入Tris緩沖液，用內(nèi)切式組織勻漿機(jī)在冰浴中制成勻漿液。將勻漿液于4 ℃，9 000×g離心20 min，再取上清液與88 mmol?L-1 CaCl2溶液混勻，使終濃度為8 mmol?L-1 CaCl2，冰浴5 min；4 ℃，27 000×g離心20 min，用上述緩沖液洗滌沉淀1次，所得微粒體以0.15 mol?L-1 Tris-0.25 mol?L-1蔗糖緩沖液（pH 7.4）混懸，分裝，-80 ℃冷凍保存?zhèn)溆谩Ｓ每捡R斯亮藍(lán)法測(cè)定肝微粒體蛋白濃度[10]。

2.2 溫孵條件及樣品處理

2.2.1 表小檗堿肝微粒體Ⅰ相反應(yīng)體系溫孵 肝微粒體孵育體系包含終濃度為1 g?L-1的RLM 和30 mmol?L-1的表小檗堿，和1倍體積的NADPH再生系統(tǒng)（相當(dāng)于終濃度為0.5 mmol?L-1 NADPNa2，10 mmol?L-1 G-6-P，1U?L-1 G-6-PDH，10 mmol?L-1 MgCl2）和一定量的KCl緩沖液。總體積為200 μL。采用5 mL聚丙烯離心管37 ℃水浴孵育，除NADPH再生系統(tǒng)外，其他組分首先37 ℃預(yù)溫孵5 min，然后加入NADPH再生系統(tǒng)啟動(dòng)反應(yīng)，37 ℃水浴振蕩有氧孵育40 min后，加入3倍體積的冰冷甲醇終止反應(yīng)，1萬×g，4 ℃離心20 min后取上清進(jìn)樣10 μL，進(jìn)行LC-MS/MS代謝物分析，每個(gè)樣本均做3個(gè)重復(fù)。

2.2.2 表小檗堿肝微粒體Ⅱ相反應(yīng)體系溫孵[11] 將RLM、磷酸鉀緩沖液和丙甲菌素冰浴15 min后，加入D-糖酸-1，4-內(nèi)酯37 ℃溫孵5 min，然后加入NADP啟動(dòng)系統(tǒng)和UDGPA系統(tǒng)啟動(dòng)反應(yīng)。反應(yīng)總體系為300 μL，其中含有 1 g?L-1 RLM，25 mg?L-1丙甲菌素，5 mmol?L-1 D-糖酸-1，4-內(nèi)酯，1 mmol?L-1 NADPH和5 mmol?L-1 UDPGA，表小檗堿終濃度為30 mmol?L-1，反應(yīng)體系中有機(jī)溶劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過3%，37 ℃水浴振蕩有氧孵育40 min后，加入3倍體積的冰冷甲醇終止反應(yīng)，1萬×g，4 ℃離心20 min后取上清進(jìn)樣10 μL，進(jìn)行LC-MS/MS分析，每個(gè)樣本均做3個(gè)重復(fù)。

2.2.3 探針?biāo)幬锔挝⒘ｓw溫孵 將各探針?biāo)幬锱cRLM于37 ℃水浴中預(yù)溫孵5 min，加入NADPH發(fā)生系統(tǒng)（終濃度含1 mmol?L-1 NADPNa2，20 mmol?L-1 G-6-P，2 U?L-1 G-6-PDH，20 mmol?L-1 MgCl2），用0.15 mol?L-1的KCl緩沖液（pH 7.4）定容使整個(gè)溫孵體系終體積為0.4 mL（含有美托洛爾20 μmol?L-1、氨苯砜25 μmol?L-1、非那西丁25 μmol?L-1、氯唑沙宗25 μmol?L-1、甲苯磺丁脲25 μmol?L-1）和1 g?L-1蛋白，于37 ℃水浴中均勻振蕩40 min。取出體外溫孵樣品放入冰浴中，按1∶3加入冰冷的甲醇終止反應(yīng)，同時(shí)加入內(nèi)標(biāo)物0.06 g?L-1五味子醇甲20 μL，振搖30 s，于4 ℃，1萬×g離心20 min。吸取上清夜氮?dú)獯蹈桑状迹?00 μL）復(fù)容，4 ℃，1萬×g，離心20 min，取上清進(jìn)樣20 μL，進(jìn)行HPLC分析，每個(gè)樣本均做3個(gè)重復(fù)。

2.3 色譜條件

2.3.1 表小檗堿肝微粒體代謝物L(fēng)C-MS檢測(cè)條件 色譜條件Agilent Eclipse XDB-C18 Column （4.6 mm×250 mm， 5 μm）；流動(dòng)相乙腈-0.1%甲酸溶液（25∶75）。流速1 mL?min-1；紫外檢測(cè)波長(zhǎng)270 nm；柱溫30 ℃；進(jìn)樣量10 μL；柱后1∶4分流。

LC-MS/MS條件：ESI離子源，掃描范圍m/z 50～700，噴霧電壓3 500 V，毛細(xì)管溫度350 ℃，鞘氣（N2）流速10.0 L?h-1。采用自動(dòng)迸樣器迸樣，正離子模式檢測(cè)。

2.3.2 探針?biāo)幬颒PLC檢測(cè)條件[12] 采用Agilent SB-C18柱（4.6 mm×150 mm，5 μm），流速1.0 mL?min-1，柱溫40 ℃，進(jìn)樣20 μL。流動(dòng)相A為磷酸氫二胺緩沖鹽（pH 3.6），B為乙腈，梯度洗脫0～4 min，32% B；4～25 min，32%～55% B；25～35 min，55%～32% B。檢測(cè)波長(zhǎng)230 nm。

2.4 表小檗堿對(duì)各亞酶活性的影響

在孵育體系中，保持美托洛爾的濃度為20 μmol?L-1、氨苯砜的濃度為25 μmol?L-1、非那西丁的濃度為25 μmol?L-1、氯唑沙宗的濃度為25 μmol?L-1、甲苯磺丁脲的濃度為25 μmol?L-1，變化表小檗堿的終濃度至10，20，40，80，160 μmol?L-1。溫孵反應(yīng)分為不加NADPH的對(duì)照組、不加表小檗堿的陰性對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行，反應(yīng)樣本數(shù)均為6個(gè)樣本。根據(jù)2.2.3項(xiàng)的步驟溫孵和處理樣品，HPLC測(cè)定孵育液中底物剩余濃度，計(jì)算代謝消除率（RMCR），考察表小檗堿對(duì)各底物代謝的抑制能力，并計(jì)算半數(shù)抑制濃度IC50。

2.5 數(shù)據(jù)處理

探針底物相對(duì)代謝消除率（RMCR）的計(jì)算方式： RMCR=C0-CtC0-Ct=0×100%。C0，溫孵體系中探針底物的初始濃度；Ct，實(shí)驗(yàn)組探針底物的剩余濃度；Ct=0，陰性對(duì)照組探針底物的剩余濃度。

3 結(jié)果

3.1 Ⅰ相代謝產(chǎn)物的鑒定

將表小檗堿20 μmol?L-1與RLM和NADPH共溫孵后，發(fā)現(xiàn)新增2個(gè)色譜峰，其保留時(shí)間分別為4.49 min（M-1）和5.02 min（M-2），見圖2。這2個(gè)色譜峰在肝微粒體滅活樣品和不加NADPH樣品中均沒有檢測(cè)到。M-1（m/z 322）的分子離子分別比原藥分子離子（m/z 336）少14 Da，同時(shí)，M-1分子離子的主要二級(jí)碎片離子為（m/z 307），比M-1的分子離子少15 Da，是M-1脫亞甲基的碎片。因此，M-1是原藥脫甲基的產(chǎn)物。M-2（m/z 324）的分子離子比原藥分子離子m/z 336少12 Da，其主要碎片離子為（m/z 309），比M-2少15 Da，說明m/z 309是M-2脫甲基的碎片，見表1。由此可推測(cè)M-2可能是原藥加氫開環(huán)后再脫甲基的產(chǎn)物。

3.2 Ⅱ相代謝產(chǎn)物的鑒定

30 μmol?L-1的表小檗堿在大鼠肝微粒體孵育系統(tǒng)中孵育40 min后，生成3個(gè)Ⅱ相代謝產(chǎn)物M-3，M-4和M-5，其保留時(shí)間見圖3。進(jìn)一步質(zhì)譜分析發(fā)現(xiàn)，M-3（m/z 498）， M-4（m/z 500），M-5（m/z 514）的分子離子及其二級(jí)碎片離子分別為m/z 498/322， m/z 500/324， m/z 514/338。由于M-3～M-5的主要二級(jí)碎片離子分別與原藥的代謝物M-1，M-2以及m/z 338的分子離子一致，因此，它們應(yīng)是這些代謝物的Ⅱ相軛合物。以M-3（m/z 498）為例，其特征二級(jí)碎片為m/z 322，且M-3（m/z 498）較M-1（m/z 322）多176 Da，故M-3是M-1的葡萄糖醛酸軛合物。同理，可推測(cè)M-4和M-5分別是M-2和m/z 338的葡萄糖醛酸軛合產(chǎn)物。其代謝途徑見圖4。

3.3 表小檗堿對(duì)CYP450酶活性的影響

通過表小檗堿對(duì)各探針底物代謝消除百分率測(cè)定及IC50計(jì)算結(jié)果表明，表小檗堿僅對(duì)CYP2D6顯示較強(qiáng)的抑制作用（IC50為35.22 μmol?L-1），對(duì)其他亞酶的抑制作用均不明顯，見圖5，表2。

4 討論

在肝微粒體孵育體系中，通常分別添加NADPH或者UDPGA來單獨(dú)檢測(cè)P450酶或者UGT催化的代謝，少有將2種代謝通路同時(shí)檢測(cè)。本實(shí)驗(yàn)研究表明，在肝微粒體系統(tǒng)中讓P450酶通路和UGT通路同時(shí)工作是可行的。當(dāng)單獨(dú)添加NADPH催化反應(yīng)時(shí)，生成脫甲基的Ⅰ相代謝產(chǎn)物，當(dāng)同時(shí)添加NADPH和UDPGA催化反應(yīng)時(shí)，既檢測(cè)到了脫甲基的Ⅰ相代謝物，又檢測(cè)到了葡萄醛酸結(jié)合的Ⅱ相代謝物，說明表小檗堿在肝臟同時(shí)發(fā)生了Ⅰ相和Ⅱ相代謝反應(yīng)。

本研究中只檢測(cè)到2個(gè)Ⅰ相代謝產(chǎn)物M-1和M-2，卻檢測(cè)到3個(gè)Ⅱ相代謝產(chǎn)物M-3，M-4，M-5，可能的原因是表小檗堿Ⅰ相代謝生成加氫開環(huán)產(chǎn)物m/z 338，但是由于表小檗堿的同位素峰m/z 338的干擾，沒有檢測(cè)到。在Ⅱ相代謝反應(yīng)中，Ⅰ相代謝反應(yīng)生成的m/z 338含有羥基進(jìn)一步與葡糖醛酸結(jié)合，生成M-5，其保留時(shí)間改變，而表小檗堿的同位素分子m/z 338由于不含有羥基不能發(fā)生葡糖醛酸結(jié)合反應(yīng)，其保留時(shí)間不變，從而可以檢測(cè)到M-5。

生物轉(zhuǎn)化是許多藥物消除的主要途徑，因此當(dāng)2種或多種藥物經(jīng)同一代謝酶代謝時(shí)，或其中一種為另外一種藥物代謝酶的抑制劑或激活劑。藥物間則可能由于對(duì)肝藥酶的競(jìng)爭(zhēng)而發(fā)生相互作用[13]。研究證明，90%的藥物主要由CYP2D6，CYP3A4，CYP1A2，CYP2E1，CYP2C9這5種同工酶代謝，因此選擇了探針?biāo)幬铮劳新鍫枴北巾俊⒎悄俏鞫　⒙冗蛏匙凇⒓妆交嵌‰澹﹣硌芯緾YP系的5種主要代謝酶CYP2D6，CYP3A4，CYP1A2，CYP2E1，CYP2C9的活性，評(píng)價(jià)了表小檗堿對(duì)這5種酶的抑制作用。表小檗堿對(duì)大鼠肝微粒體中的CYP2D6酶活性產(chǎn)生較強(qiáng)的抑制作用，其IC50為35.22 μmol?L-1。當(dāng)表小檗堿或含表小檗堿的藥物和其他藥物聯(lián)用時(shí)，可以有效預(yù)測(cè)藥物之間的相互作用，有助于評(píng)價(jià)藥物的安全性，從而指導(dǎo)臨床合理用藥。

[參考文獻(xiàn)]

[1]潘瑩，鄧穎，畢惠嫦，等. 隱丹參酮對(duì)大鼠肝微粒體CYP酶的影響[J].中藥新藥與臨床藥理， 2009，20（4）：331.

[2]況曉東，李新華，熊玉卿.川芎嗪在大鼠肝微粒體系統(tǒng)中的代謝研究[J].中國(guó)中藥雜志， 2006，31（23）：1971.

[3]徐斌，趙剛，位華，等. 20 味中成藥對(duì)5 個(gè)人肝微粒體酶活性的影響[J].藥學(xué)實(shí)踐雜志， 2009，27（5）：353.

[4]郭喻，汪暉. 人細(xì)胞色素P450 同工酶探針底物特異性的研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)藥理學(xué)通報(bào)， 2007，23（7）：851.

[5]Racková L， Májeková M， Kost′álová D，et al. Antiradical and antioxidant activities of alkaloids isolated from Mahonia aquifolium. Structural aspects[J]. Bioorg Med Chem， 2004，12： 4709.

[6]Jung H A， Yoon N Y， Bae H J，et al. Inhibitory activities of the alkaloids from Coptidis Rhizoma against aldose reductase[J]. Arch Pharm Res， 2008，31（11）： 1405.

[7]Jiang X F， Wang L J， Li X G， et al. Isolation of jatrorrhizine and epiberberine in coptis chinensis and their in vitro hypoglycemic effect[J]. Guizhou Agric Sci，2012，39 （9）： 44.

[8]Chen H Y， Ye X L， Cui X L. Cytotoxicity and antihyperglycemic effect of minor constituents from Rhizoma Coptis in HepG2 cells[J]. Fitoterapia， 2013， 83 （1）：67.

[9]徐叔云，卞如濂，陳修. 藥理實(shí)驗(yàn)方法學(xué)[M]. 3版.北京：人民衛(wèi)生出版社， 2002：511.

[10]李娟，張耀庭，曾偉.應(yīng)用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定總蛋白含量[J]. 中國(guó)生物制品學(xué)雜志， 2000，13（2） ：118.

[11]周艷密.貝特類藥物在大鼠和人肝微粒體中的Ⅰ相和Ⅱ相代謝[D].合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)， 2010.

[12]韋靈玉，張玉杰，魏寶紅，等.黃連黃芩及配伍誘導(dǎo)對(duì)大鼠肝微粒體5種CYP450亞酶活性的影響[J].中國(guó)中藥雜志， 2013，38（9）：1426.

[13]Rodrigues A D. Drug-drug interactions [M]. 2nd ed.New York： Informa Healthcare， 2008： 688.

Identification of metabolites of epiberberine in rat liver microsomes and its

inhibiting effects on CYP2D6

YANG Xiao-yan， YE Jing， SUN Gui-xia， XUE Bao-juan， ZHAO Yuan-yuan， MIAO Pei-pei， SU Jin， ZHANG Yu-jie*

（School of Chinese Materia Medica， Beijing University of Chinese Medicine， Beijing 100102， China）

[Abstract] Epiberberine， one of the most important isoquinoline alkaloid in Coptidis Rhizoma， possesses extensive pharmacological activities. In this paper， the liquid chromatography-tandem mass spectrometry （LC-MS/MS） was used to study phase Ⅰ and phase Ⅱ metabolites. A Thermo HPLC system （including Surveyor AS， Surveyor LC Pump， Surveyor PDA.USA） was used. The cocktail probe drugs method was imposed to determine the content change of metoprolol， dapsone， phenacetin， chlorzoxazone and tolbutamide simultaneously for evaluating the activity of CYP2D6， CYP3A4， CYP1A2， CYP2E1 and CYP2C9 under different concentrations of epiberberine in rat liver microsomes. The result showed that epiberberine may have phaseⅠand phaseⅡmetabolism in the rat liver and two metabolites in phaseⅠand three metabolites in phaseⅡare identified in the temperature incubation system of in vitro liver microsomes. Epiberberine showed significant inhibition on CYP2D6 with IC50 value of 35.22 μmol?L-1， but had no obvious inhibiting effect on the activities of CYP3A4， CYP1A2， CYP2E1 and CYP2C9. The results indicated that epiberberine may be caused drug interactions based on CYP2D6 enzyme. This study aims to provide a reliable experimental basis for its further research and development of epiberberine.