高温作用（精选7篇）
高温作用 篇1
引言
钢结构作为一种蓬勃发展的结构体系,其优点有目共睹,但其缺点也不容忽视。除耐腐蚀性差之外,耐火性差也是钢结构的一大缺点。钢结构虽非燃烧体,但钢不耐火,当温度为400℃时,钢材的屈服强度将降至室温下强度的一半;温度达到600℃时,钢材基本丧失全部强度和刚度。因此,一旦发生火灾,钢结构很容易遭受破坏而倒塌。本文以一单层单跨钢框架模型为算例,利用ANSYS软件,对高温作用下的钢框架进行失效分析。
1 单层单跨钢框架模型的建立
应用ANSY软件建立钢框架模型,具体情况如下:
(1)跨度:6 m,层高:3 m。
(2)梁截面:H300×200×8×12,三面受火,F/V=169;柱截面:H350×350×12×20,四面受火,F/V=117。F/V为构件的截面形状系数,为单位长度构件的表面积与体积之比。
(3)荷载:梁顶q=30 kN/m,柱顶Q=1 000 k N。
(4)梁柱单元:均为Beam3单元。
2 高温下计算参数的选取
(1)高温下钢材的热膨胀系数:根据欧洲钢结构协会(ECCS)的建议,取高温下钢材的热膨胀系数为:。
(2)密度:7 850 kg/m3。
(3)比热和热传导系数:根据欧洲标准委员会(CEN)的建议选用。比热如表1所示,热传导系数如表2所示。
(4)高温作用下的力学模型参数:采用CEN建议的高温下钢材应力-应变折减参数,如表3所示。其中:Kyθ=fyθ/fy为屈服应力之比;Kpθ=fpθ/fp为比例极限之比;KEθ=Eaθ/Eα为弹性模量之比。
3 钢框架在高温下的失效分析
3.1 高温下钢框架的破坏准则
根据GB 50068—2001《建筑结构可靠度设计统一标准》[3]关于极限状态的设计原则,本文所采用的破坏准则为:(1)柱破坏或梁整体失稳;(2)梁的跨中挠度超过跨度的1/30。
3.2 建立ANSYS分析模型并加载求解
钢框架截面温度场的分析类型为瞬态热分析。定义初始温度为20℃,导热系数采用前述的导热系数。变形分析类型为静力非线性分析。
3.3 分析结果
(1)梁腹板、翼缘温度随时间的变化如表4所示。
(2)钢框架在高温作用下随时间的变形如图1所示,梁柱各结点的位移如表5所示。
mm
4 数据分析
从图1和表5的分析数据可知:在0~20 min之间,虽然梁、柱有些部位变形过大,但尚未破坏;到21 min时,框架柱局部突然失稳破坏,导致结构整体破坏,所以模型的耐火极限是20 min。而此时梁上翼缘、腹板和下翼缘的温度分别为166.6℃、661.6℃和527.1℃,柱翼缘和腹板的温度分别为394.6℃和607.6℃,故可认为模型二梁的临界温度为527.1℃,柱的临界温度为394.6℃。
摘要：以一单层单跨钢框架模型为算例,利用ANSYS瞬态热分析模块,分析了钢框架模型在1 h内钢框架的截面温度场分布情况;利用ANSYS静力非线性分析模块,对高温作用下钢框架模型进行失效分析,得出钢框架的耐火极限和临界温度。
关键词：钢框架,高温,ANSYS
参考文献
[1]ENV1993-1-2:2001,Eurocode 3:Design of steelstructures—Part 1.2:General rules—Structural firedesign[S].
[2]蒋首超,李国强.局部火灾下钢框架温度内力的实用计算方法[J].工业建筑,2000,30(9):56-61,82.
[3]GB50068—2001,建筑结构可靠度设计统一标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2001.
混凝土强度损失与高温作用的关系 篇2
对于高温后混凝土的损伤程度或强度损失度,国内外学者已进行一定的研究,由于地区性和实际情况的差异,我们特进行此项试验。本试验对C30和C50混凝土在承受100、200、300、400、500、600℃高温后的宏观和微观结构进行研究和分析。
1 实验情况
(1)试验用原材料
水泥:425普通硅酸盐水泥,实测3d抗折强度为4.08MPa、抗压强度为22.3MPa、28d抗折强度为6.56MPa、抗压强度为46.4MPa,其富余强度产多。
砂:中砂偏细,细度模数为2.52,含量为2.0%。
碎石:粒径为5～20mm,压碎指标为11.6,针片状含量为14.8%。
(2)试件形成
通过实验,确定出C30和C50混凝土的合理配合比(见表1),按比例配料,机构振捣,震动台振实1〜2min后,表面抹干,静停12h后拆模,送至标准养护室(20+2℃,湿度100%)养护28d后取出,一个月后进行高温处理。
对于同一种强度标号的混凝土,每三个试件为一组,放入高温电阻内进行加温处理,保持10℃/min的匀速加温,达到规定温度(依次为100,200,300,400,500,600℃)后,恒温2〜3h,打开炉门冷却1h后,取出试件位置于室内,使其自然冷却至室温(约20℃)。观察其表面的宏观变化及其抗压、抗拉强度的损失情况,并对其微观结构进行分析。
2 试验结果与分析
2.1 高温作用后砼的宏观变化
(1)宏观实现现象(见表2)
(2)高温后的抗压强度变化
混凝土的抗压强度是最重要的一项性能指标。它常作为设计的主要参数,也常用作评定一般混凝土质量的指标。并且混凝土抗压强度与其他各种强度及性能之间有一定的相关性,可以用抗压强度的大小来估计其它强度及其它性能,根据试验数据,可得混凝土在高温作用后的强度变化曲线。
在高温作用下,混凝土内部发生着大量的物理和化学变化,冷却后混凝土强度逐渐降低,C30混凝土抗压强度在200℃以内下降不多,300℃左右变化较明显,从400℃开始显著降低C50混凝土抗压强度在200℃以内几乎无变化,300℃左右稍有下降,从400℃开始急剧降低,其强度下降曲率较C30混凝土剧烈得多。
(3)高温后混凝土的抗拉强度
由于混凝土受拉时呈脆性断裂,破坏时无明显残余变形,所以在钢筋混凝土结构设计时常不考虑混凝土受拉。但混凝土抗拉强度对于混凝土抗裂性具有重要作用,它是结构设计中确定混凝土抗裂的重要指标,尤其是在高温作用后,混凝土构件裂缝增大得多,故混凝土抗拉强度在结构中的作用大大提高。随着温度的升高,抗拉强度持续下降,特别是在400℃以后下降较为剧烈。这是由于400℃以后在混凝土内部产和产生大量裂缝,而这时的拉应力远大于压应力,在拉应力的作用下裂缝迅速扩展,使结构更易破坏。
2.2 强度下降的原因分析
混凝土的组成材料、内部结构等因素决定着混凝土的强度,因此高温后的混凝土强度下降原因主要有以下两方面:
(1)骨料的影响
在常温至200℃左右的温度范围内,普通混凝土中的内料强度基本无变化,也不影响混凝土的强度。温度继续升高,由于组成其矿物万分的热膨胀不同,在400℃左右,砾石发生爆裂;500℃左右,花岗岩(硅质骨料)发生爆裂;硅酸盐骨料在600℃分解成CaOCO2。
骨料的爆裂必然导致混凝土强度的下降,不同骨料的热稳定性其差异导致了在升温过程中的抗压强度的不同。
(2)水泥浆体影响
常温下C-S-H凝胶结构完整密实,Ca(OH)2非常整齐完整。在200℃以内,主要是混凝土中毛细水和凝胶水的蒸发,形成孔隙,这对整个结构没有大的影响。当温度升至300℃时,还伴随着结晶的丧失,因此其内部结构较常温发生了一定的变化,水泥石孔隙率增大,出现少量微细裂缝,结构变统松,并且,水化产物出现了轻微分层,但骨料结构尚未发生变化。温度达到400℃以后,C-S-H凝胶开始脱水分解,此时排除的主要是层间的水和化学结合水,Ca(OH)2大量分解,导致水泥石结构破坏,使混凝土强度进一步明显降低,同时,随着大蒸发水的蒸发,较高的加热速度能够引起混凝土的表面剥落,从而使混凝土暴露在火中,造成混凝土的过早破坏。
另外,混凝土强度等级越高,其内部结构越密实,同等温度下其导热性能越关,温度变化越大,水分散发越困难。因此,从400℃开始C50混凝土强度的下降较C30要大得多。
3 结语
本文通过对两种不同强度等级的混凝土进行100℃〜600℃高温试验,对其强度变化进行了研究和分析,得出以下结论:
(1)在200℃以下时,混凝土强度几乎无变化;在300℃左右混凝土强度变化不大,且强度等级越高,影响越小;400℃以后强度下降非常明显,且强度等级越高,幅度越大。同时,抗拉强度损失要大于抗压强度。
(2)高温后,混凝土骨料的爆裂和内部结构的变化导致混凝土强度降低。从400℃开始,混凝土骨料开始出现裂纹,从300℃左右,混凝土内部孔隙开始变化、增多,结构也出现微裂纹。这与混凝土宏观强度下降相符。
参考文献
[1]马忠诚．火灾后钢筋砼结构损伤与抗震恢复[D]．哈尔滨：哈尔滨建筑大学，1997．
[2]徐或，徐志胜，朱玛．高温作用后混凝土强度与变形试验研究[J]．长沙铁道学院学报，2002
高温作用 篇3
随着我国社会经济以及交通事业的飞速发展,高速公路上交通量逐年增加,燃料及危险品运输也日渐频繁,因交通事故而导致的桥梁火灾事故也越来越多。由于火灾事故具有一定的突发性,其高温作用通常使混凝土材料出现不同程度的劣化,强度明显降低,进而带来结构上不同程度的损伤。对于经历火灾高温后混凝土强度衰减情况如何?能否继续满足桥梁长期使用性能的要求?这是大家十分关心的问题,也是火灾后混凝土桥梁安全性评估中需要解决的主要问题。
国内外的研究学者们对火灾后混凝土强度变化情况已经开展了广泛而深入的试验研究分析,并各自给出了火灾后混凝土残余强度。然而,由于影响高温后混凝土强度的因素十分复杂,不同研究学者试验研究的数据存在一定离散性[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18],直接采用某一研究成果,与实际火灾作用后混凝土实际强度相比,偏差往往较大。为此,文献[19]对既有试验数据进行了统计分析,给出了高温后混凝土力学性能的概率分布模型,建立了高温后混凝土残余强度比的均值和标准值随温度变化的定量模型。但其所收集的数据量有限,主要针对高温后混凝土抗压强度衰减情况,未涉及混凝土抗拉强度,没有充分考虑冷却方式对试验结果的影响,难以满足经历火灾后混凝土桥梁在自然冷却和喷水冷却两种不同环境条件下的检测评估要求。近年来,随着混凝土火灾后检测评估技术的发展,火灾后混凝土相对残余强度数据来源也逐渐丰富[9,10,11,12,13,15,17]。因此,在考虑混凝土高温后残余抗压和抗拉强度影响因素的基础上,对不同冷却方式下混凝土残余强度进行统计分析,给出了混凝土高温后残余抗压和抗拉强度均值和标准值,并采用最小二乘法拟合得到相应的计算分析模型,对火灾后混凝土桥梁的检测评估和加固设计方面具有重要的现实意义。
1 混凝土高温后残余强度及影响因素分析
混凝土经历高温后,其微观结构会出现一定的变化,进而造成其材料强度出现一定程度上的降低。通常采用残余强度比K反映高温对混凝土强度的影响,如式(1)所示。
式中:f(T)为高温后混凝土的强度,MPa;f为常温下混凝土的强度值,MPa。
目前,对火灾后混凝土残余强度的研究主要包括残余抗压强度和抗拉强度两大指标,影响高温后这两大指标衰减规律的因素包括骨料种类、冷却方式、冷却后静置时间、恒温时间等多个方面。各因素对残余强度比的影响规律总结如下:
(1)高温作用后,轻骨料混凝土残余强度比最大、钙质骨料混凝土次之,硅质骨料的最小[1]。
(2)高温作用后,喷水冷却后混凝土的残余强度比明显小于自然冷却的[1]。
(3)对经高温冷却后混凝土静置时间影响,不同学者的研究成果和结论略有不同,目前还无法确定其相关残余强度比最小值出现的时间[19]。
(4)混凝土经高温作用时间越长,其内部经历最高温度就越大,冷却后强度越低[15]。
以上各因素对混凝土材料性能衰减规律的影响往往是相互耦合的,导致火灾对混凝土材料性能的损伤作用机理十分复杂,不同学者的研究成果数据存在一定的离散性。为此,考虑火灾后桥梁的实际状况,对高温后混凝土材料性能衰减规律的影响因素统计分析按照以下原则进行:
(1)高速公路混凝土桥梁通常采用预应力混凝土结构,其强度包括抗压和抗拉两个方面,而且根据已有的研究表明,高温后这两个方面的衰减规律并不完全相同,为此需要对其进行具体区分的统计分析。
(2)火灾后混凝土桥梁冷却方式通常有两种:一种为燃料燃烧殆尽熄灭后的自然冷却状态;另一种为消防人员采用积极的灭火、控火措施的喷水冷却状态,而这两种状况下混凝土的残余强度比存在较大的差异,因此,在强度的统计分析中应充分考虑这方面的影响。
(3)高温后混凝土抗拉强度试验研究方面,对自然冷却和喷水冷却两种不同状况同时进行研究的文献相对较少,为了使喷水冷却下混凝土残余强度比的统计数据更具有代表性,充分利用已有数据的同时,根据自然冷却和喷水冷却试验数据的比例关系,由自然冷却的残余强度比推定了喷水冷却下的残余强度比。
(4)由于部分研究文献的试验结果并没有同时给出骨料的类型、火灾作用时间、静置时间等,本次统计分析暂时未考虑这些因素的影响。
2 混凝土高温后残余抗压强度统计分析
通过对既有研究试验数据统计,高温后混凝土在自然和喷水冷却两种不同环境下的残余抗压强度比见图1和图2,由图可知:(1)无论是喷水冷却还是自然冷却,高温后混凝土残余抗压强度比均随温度的升高而逐渐降低。(2)影响混凝土残余抗压强度比取值的因素是多方面的,其数值离散性较大,当温度超过300℃时,不同文献取值偏差可达20%~30%。
混凝土材料性能的大量试验数据表明,其变异情况可以采用正态分布加以描述,文献[19]也通过Shapiro-Wilk检验法对此进行了证明。对高温后混凝土残余抗压强度比进行统计分析得到自然冷却和喷水冷却后混凝土抗压强度的均值和以及具有95%保证率的分位值(标准值),具体见表1,采用多项式对其进行拟合的计算公式见式(2)~式(5)。
自然冷却下:
注:CECS 252—2009列数据代表文献[9]取值。
平均值:
标准值:
喷水冷却下:
平均值:
标准值:
进一步将高温后自然和喷水冷却后混凝土抗压强度绘制成图3~图4的曲线,结合表1可知:
(1)高温后混凝土残余强度比均值和标准值,均随着温度的升高而逐渐降低,温度在300℃以内,抗压强度变化较小,温度大于300℃,其抗压强度下降超过原来的15%以上。
(2)考察高温后混凝土残余强度比,喷水冷却值要小于自然冷却值,随着温度的升高,两者的差值逐渐增大,最大差值可达到15%以上。
(3)既有多个文献均值结果与既有规范CECS252—2009《火灾后建筑结构鉴定标准》在温度小于300℃时相差不大,大于300℃时,部分残余强度比相差大于10%。
3 混凝土高温后残余抗拉强度统计分析
火灾后混凝土残余抗拉强度结果统计见图5和图6所示。由图5和图6可知:
(1)无论是喷水冷却还是自然冷却,高温作用后,混凝土残余抗拉强度比均随着温度的升高而逐渐降低。
(2)目前大部分文献的研究成果同时开展自然冷却和喷水冷却的研究较少。为使所取高温喷水冷却后所得混凝土相对残余抗拉强度比更有代表性,由文献[3,11,12]计算得到自然冷却后和喷水冷却后的混凝土抗压强度均值之间的比例关系,结合已有文献[3,11,12,13,14,15,16,17,18]中关于高温后混凝土残余自然冷却下抗拉强度的试验结果,可推算得到更具有普遍性的喷水冷却后相对残余抗拉强度比的均值。
同样基于高温后混凝土抗拉强度试验数据的变异情况符合正态分布的基本规律,及文献[3,11,12]计算得到的自然冷却后和喷水冷却后的混凝土抗拉强度均值之间的比例关系,对既有各文献高温后混凝土残余抗拉强度比做进一步分析,可得到其在自然冷却下和喷水冷却下具有95%保证率的分位值(标准值)。具体见表2,采用多项式对其进行拟合后的计算公式见式(6)~式(9)。
自然冷却下:
平均值:
标准值:
喷水冷却下:
平均值:
标准值:
将高温后混凝土残余抗拉强度比绘制成图7~图8的曲线进行对比分析,可知:
(1)无论是喷水冷却,还是自然冷却,其高温后混凝土残余抗拉强度比均随着温度的升高而逐渐降低;经历同一高温后,喷水冷却下混凝土抗拉强度降低值要大于自然冷却下的抗拉强度降低值,且试验结果显示,基本随着温度的升高,两者的差值也会逐渐增大。
(2)与高温后混凝土抗压强度相比,高温后抗拉强度降低幅度明显要大于混凝土抗压强度降低值。在300℃时,自然冷却后,残余抗压强度比为0.85,而残余抗拉强度比为0.66。喷水冷却后,残余抗压强度比为0.74,而残余抗拉强度比为0.61。
4 结论
(1)通过对已有高温后混凝土残余强度研究数据的统计分析,建立了自然冷却和喷水冷却下高温后混凝土残余强度比的计算模型。
(2)与混凝土抗压强度相比,高温后混凝土抗拉强度的降低明显要大于混凝土抗压强度。在300℃时,自然冷却的残余抗压强度比为0.85,而残余抗拉强度比为0.66。喷水冷却,残余抗压强度比为0.74,而残余抗拉强度比为0.61,说明直接引用相对残余抗压强度比,来评定高温后混凝土残余抗拉强度是偏于不安全的。
(3)既有多个文献均值统计结果表明,在大于300℃时,残余抗压强度比与CECS 252—2009相比,取值偏大接近10%,表明CECS 252—2009对高温后混凝土强度评定方面偏于安全。
(4)无论是残余抗压强度和抗拉强度比,高温后混凝土喷水冷却值要小于自然冷却值,随着温度的升高,两者的差值逐渐增大,最大差值可达到15%以上。
摘要：分析了混凝土高温后残余抗压和抗拉强度的影响因素,对不同冷却方式下混凝土残余强度进行统计分析,给出了混凝土高温后残余抗压和抗拉强度均值和标准值,并拟合得到相应的计算分析模型。该计算模型充分考虑了不同冷却方式对残余强度的影响,更符合桥梁火灾后混凝土的实际状况,可为火灾后混凝土桥梁的检测评估和加固设计提供参考。
高温作用 篇4
因此, 高温处理作为一种操作简单、无污染的物理防治方法, 近年来成为储藏物害虫防治领域的研究热点[6,7], 美国环保部也批准其作为溴甲烷熏蒸的替代方法在生产实践中应用。Becketta和Morton采用模拟试验研究表明, 在60℃条件下处理0.73min, 谷蠹Rhyzopertha dominica死亡率可以达到99.9%, 每吨小麦的处理费用为2.72美元[7]。利用热空气将空仓加热到50℃保持2 h完全也可100%杀死赤拟谷盗Tribolium castaneum、杂拟谷盗T.confusum、米象Sitophilus oryzae、谷蠹R.dominica等重要储藏物害虫[8,9]。Salin等报道加热环境温度达到48℃时就可有效防治黑菌虫Alphitobius diaperinus为害[10]。因此, 笔者研究不同高温处理对烟草甲卵、幼虫、蛹和成虫的致死作用效果, 以期为有效实施烟草储藏害虫综合治理、确保烟草及其制品品质提供新方法。
1 材料与方法
1.1 材料
烟草甲由郑州烟草研究院提供, 以90%全麦粉+10%酵母为饲料在河南工业大学储藏物昆虫研究室内繁殖3代以上。饲养环境条件为 (27±2) ℃、75%±5%相对湿度。分别随机取1~2日龄卵、3龄幼虫、1~2日龄蛹和羽化后1周的成虫供试。
1.2 方法
1.2.1 温湿度的控制
将锥形瓶浸入已经设定好不同测试温度的水浴锅中。将干湿球温度计置于锥形瓶中心, 然后用橡皮塞密封瓶口。当干球温度达到设定要求时, 立即读取湿球温度计数值, 根据湿度图求得相应条件下环境相对湿度[11]。
1.2.2 烟草甲4种虫态死亡率测定
将锥形瓶放入水浴锅中加热, 并使瓶中温度分别稳定在35、45、55、60和65℃, 再分别将20头成虫、蛹、幼虫和30粒卵 (卵粒附着在烟叶上) 放入锥形瓶中, 随后分别处理60、75、90、105和120 s。以未加热处理 (25℃) 为对照。经过不同温度、不同时间处理后, 用小毛笔尖轻触处理后的成虫和幼虫腹末, 无反应者视为死亡, 检查后再将其放于原培养条件下培养, 3 d后再次观察确认试虫死亡情况。将处理后的蛹放在原饲养条件下培养, 每日观察蛹羽化为成虫的数量, 以不能正常羽化为成虫的蛹视为死亡。将处理后的卵置于原饲养条件下培养, 以卵不能正常孵化为幼虫视为死亡。重复3次。
1.2.3 数据处理
所有试验数据采用Microsoft Excel和DPS数据分析处理软件进行方差分析和多重比较, 来检验不同试验处理的可靠程度及各处理之间的差异显著性。
2 结果与分析
2.1 不同温度处理对烟草甲成虫的致死作用
由表1可知, 不同温度处理不同时间对烟草甲成虫的作用效果差异显著, 烟草甲成虫的死亡率随着处理时间的增加或处理温度的升高显著增加。当处理温度为60℃时处理90 s以上, 或者当处理温度为65℃时处理60s以上时, 烟草甲成虫死亡率均达到100%。
2.2 不同温度处理对烟草甲蛹的致死作用
由表2可知, 不同温度处理不同时间对烟草甲蛹的作用效果差异显著, 对烟草甲蛹的致死作用效果随着处理时间的增加或处理温度的升高均显著增强, 明显抑制蛹正常羽化为成虫。处理温度在55℃以下对烟草甲蛹的致死作用效果极小, 而在处理温度为60和65℃时, 对烟草甲蛹的致死作用效果均较强。在60℃处理75 s以上烟草甲蛹的死亡率均达到90%以上, 而在65℃时, 处理75 s烟草甲蛹的死亡率即达到100%。
%
注:同行中不同数据后不同小写字母表示在不同处理时间之间在0.05水平存在差异;同列中不同数据后不同大写字母表示不同温度处理之间在0.05水平存在差异。
2.3 不同温度处理对烟草甲幼虫的致死作用
由表3可知, 不同温度处理不同时间对烟草甲幼虫的致死作用效果差异显著, 对烟草甲幼虫的致死作用效果随着处理时间的增加或处理温度的升高均显著增强。55℃以上的处理温度对烟草甲幼虫均有显著的致死作用。在60℃时处理75 s以上即可100%杀死烟草甲幼虫。
%
注:同行中不同数据后不同小写字母表示在不同处理时间之间在0.05水平存在差异;同列中不同数据后不同大写字母表示不同温度处理之间在0.05水平存在差异。
2.4 不同温度处理对烟草甲卵的致死作用
由表4可知, 不同温度处理不同时间对烟草甲卵的致死作用效果差异显著, 对烟草甲卵的致死作用效果随着处理时间的增加或处理温度的升高均显著增强。55℃以上的处理温度对烟草甲卵具有显著的致死作用, 但在相同处理温度下, 不同处理时间之间无显著差异。在65℃时处理75 s以上, 能100%抑制烟草甲卵正常发育为幼虫。
%
注:同行中不同数据后不同小写字母表示在不同处理时间之间在0.05水平存在差异;同列中不同数据后不同大写字母表示不同温度处理之间在0.05水平存在差异。
3 讨论
(1) 研究表明, 该试验各处理的相对湿度在60%~80%。不同温度处理时间对烟草甲各虫态的作用效果差异显著。但在对照25℃和处理温度为35和45℃时, 即使该试验最长处理时间120s对烟草甲各虫态亦无致死作用。
%
注:同行中不同数据后不同小写字母表示在不同处理时间之间在0.05水平存在差异;同列中不同数据后不同大写字母表示不同温度处理之间在0.05水平存在差异。
(2) 一般常见储藏物害虫最适宜生长发育的温度为25~33℃。当温度低于13℃或高于35℃时, 就会显著抑制害虫的生长发育, 甚至死亡[12]。高温处理将引起害虫生理代谢失调、体壁保水结构遭破坏、蛋白质凝固和生物酶系失活, 从而导致害虫死亡[12,13,14]。因此, 将环境温度加热到害虫生存的极限温度可以有效杀灭害虫。
高温作用 篇5
关键词：高温颜色釉瓷画,写实性语言,作用,表现
0 引言
高温颜色釉瓷画是当代陶瓷绘画中出现的新类型,它采用高温颜色釉作为瓷画语言,经过数十年的萌生、发展与演变,逐渐成熟化并形成了初步的体系。值得注意的是,在高温颜色釉瓷画体系中,写意化和抽象化语言占据了主要部分,这是由其特殊的材料特质造成的,写实性语言则发展较为滞后。基于这种状况,一批创作者尽力突破工艺技术难关,将写实性语言创造性地引入到高温颜色釉瓷画当中,并形成丰富多变的表现样式,为拓宽高温颜色釉瓷画的发展之路做出了积极贡献。
1 写实性语言与高温颜色釉瓷画的矛盾与融合
20世纪60、70年代,一批先驱曾采用高温颜色釉进行了瓷画艺术尝试,但在当时特定环境下,这一创新并未引起过多关注。而20世纪80年代中期以后,中国陶瓷绘画由古典形态开始向现代形态过渡,长期被视为陶瓷绘画异质材料的高温颜色釉逐渐进入到陶瓷艺术家的视野当中。不过整个上世纪末,高温颜色釉的融合仍处在传统的创作语境中,尽管少数陶瓷艺术家已在高温颜色釉应用于瓷画领域中成就不菲,但总体呈现出一种相对平和与波澜不惊的状态。二十一世纪以后,特别是近几年,高温颜色釉开始以空前的规模应用于陶瓷绘画当中,并由此而引起广泛的震撼和论争,可谓激荡汹涌,大有引一代风潮之势,对整个陶瓷绘画传统体系产生了根本性的动摇。
在这场以谋求现代革新为目的的高温颜色釉瓷画大潮当中,抽象语言成为其基本表现语言,这是由高温颜色釉本身的材料特性所决定的。写实,在绘画中可以简单地理解为对客观事物的如实描写,具有具象性特点,它是伴随着西画传入的舶来词。中国古代瓷画发展经历了不断写实化的过程,这主要是在工艺技术的推动下进行的,从宋代磁州窑黑彩的白描瓷画到清代工细的粉彩瓷画,可以看到一个清晰的写实性轨迹,而在这一进程中,高温颜色釉是被排斥在外的,这是因为高温颜色釉的易晕散和易熔融的材料特点,使其绝非是写实表现的良好陶瓷绘画材料,因此,它在当代陶瓷绘画中的主要表现力是传统中国画写意风格与西方现代抽象表现主义油画风格的结合,这在很大程度上解决了陶瓷绘画创作者构图、色彩、造型以及材料等现代革新问题,并在此基础上初步建立起当代高温颜色釉瓷画体系。
但是,要推动高温颜色釉瓷画走得更远,必须要解决写实性问题,即在提高工艺技巧的基础上促使其具备写实能力,只有这样,才能使其成为一个完善的体系。因此,在高温颜色釉瓷画的写意与抽象大潮中,一批高温颜色釉瓷画创作者已经开始谋求写实性语言的融入,积极探索和解决高温颜色釉材料的写实能力问题,并取得令人鼓舞的进展,从而极大地增强了高温颜色釉瓷画的具象描绘能力,使高温颜色釉瓷画具有了继续前行和开拓发展的新途径。
可以说,通过近年来的不断进步,写实性语言的应用虽然在高温颜色釉瓷画中仍属薄弱,但材料语言与写实语言之间的矛盾已经得到初步消解,写实性语言在作品中已变得日益常见,甚至出现了以写实为主的作品。高温颜色釉瓷画的写实性语言是传统与西方的结合,传统的以线条、随类赋彩为特点的写实性与西方油画的传统写实性不断融合,形成了当前中西合璧式的高温颜色釉瓷画写实性语言。
2 写实性语言在高温颜色釉瓷画中的作用
写实性语言在高温颜色釉瓷画中所发挥的作用显然与写意性语言是不同的,这是由二者之间存在的显著差异决定的。高温颜色釉瓷画中写实性语言与写意性语言的差异主要表现在形象表现手法的差异,高温颜色釉瓷画的写意性语言采取的是具有主观性的抽象方式,其与中国水墨写意画一样追求的是神似而非形似,追求的是画外之意,高温颜色釉瓷画的写实性语言则是一种客观具象的描绘,或采取传统的线条来勾勒,或利用西方光影与透视手法来表现。这种差异的存在决定了写实性语言在高温颜色釉瓷画中能够发挥出与写意性语言不一样的作用,从而为推动高温颜色釉瓷画的全面完善与发展做出积极贡献。
写实性语言在高温颜色釉瓷画中的作用首先在于丰富了高温颜色釉瓷画的图式类型。写意性语言契合于高温颜色釉的特性,因而更容易被掌握,而写实性语言则是一种新的尝试,其最初的采用甚至可以认为是一种不符合于高温颜色釉材料特性的异质语言,因而,它的出现能够引起更多的关注和赞叹,使高温颜色釉瓷画脱离了单一的写意性表现而朝向多样化图式类型发展。写实性语言也因此成为高温颜色釉艺术家继续深入、突破自我的重要途径和追求的目标。
写实性语言在高温颜色釉瓷画中的作用还在于倡导了高温颜色釉瓷画新的创作理念。写实性语言在高温颜色釉瓷画中的尝试与实践,不仅是形式上的变革,同时也影响到创作理念的变化。写意性语言具有较大的随意性,特别依赖甚至迷恋烧造过程中产生的偶然效果及自然天成成为其创作理念的核心,而写实性语言则必须依靠于对高温颜色釉更深层的技术把握,是匠心巧运的结果,因而其依托的是全然不同的创作理念,并与写意性语言相互补充,从而使高温颜色釉瓷画创作理念更为完整。
写实性语言在高温颜色釉瓷画中的作用还在于推动了高温颜色釉瓷画工艺材料的革新。高温颜色釉在历代发展中已经形成了非常完整的色彩肌理体系,借助传统于高温颜色釉宝库,写意性语言表现能够完美地得到呈现,因而,写意性语言的贡献在于使高温颜色釉得到了新的艺术性用途,由单一的色彩美的呈现而进入到更为斑斓多姿的绘画艺术殿堂,但对于工艺技术的推动却是有限的。而写实性语言则无法建立在原有的高温颜色釉体系当中,因为原有的高温颜色釉类型中极少有能够适应具象写实描绘的品种,因而只能借助于高温颜色釉创作者对高温颜色釉材料的再创造,通过新的原料配方、新的施釉方法、新的烧成方式等等创造性发明才能实现写实性语言表现,其对于高温颜色釉瓷画工艺材料的革新显然具有显著作用。
3 写实性语言在高温颜色釉瓷画中的表现
高温颜色釉瓷画是当代的产物,而写实性语言的运用及逐渐完善也只是近年来发生的新现象,因而其必然具有时代的特征和当代人的审美趣味,其写实性语言既来源于传统笔法,而同时又引入了西方写实绘画形式,但因高温颜色釉材料的特殊性又使之与二者皆有所不同,是在当前多元化艺术发展下新的模式,它还需要经过时间的磨砺才能真正成熟并显示其艺术价值。写实性语言在高温颜色釉瓷画中的运用不应是简单地拼接与照搬,它应尽力显现出高温颜色釉材质独有的魅力,并与写意性语言很好地结合,使之表现出高度的艺术美和工艺美。
高温颜色釉瓷画的写实性语言大致可分为传统写实性语言和现代写实性语言。从传统写实性语言表现来看,指的是中国传统绘画的写实性语言,其特征主要是以线造型,而这恰恰是高温颜色釉材料所难以做到的,在初期实践中,创作者往往在高温颜色釉瓷画中加入青花以及釉下五彩的运用来完成写实线条的勾勒,而近年来,一些创作者已经能够运用高温颜色釉进行较细致线条的勾勒。如图1作品,作者采用高温颜色釉描绘出颇为精细的线条来勾勒人物、田园、房屋等。采用高温颜色釉勾勒的线条更体现了传统骨法用笔特色,线条往往沉着刚劲,具有质感,别有神韵。
除写实性线条外,块面塑造也是传统写实性语言之一。传统中国画讲究“笔为骨,墨为肉。”以水墨渲染皴擦方式表现体量感和质感,而在高温颜色釉瓷画中,高温颜色釉能够替代水墨而达到塑造块面的作用。由于高温颜色釉的流动和晕散性,其在塑造块面时极不易把握,易溢出线条轮廓之外,而近年来,一批创作者已经能够较好地控制其浓淡干湿及肌理,产生传统墨法效果并使之与线条更完美地融合,共同达到传统写实性效果。如图2,作品运用高温颜色釉,采取传统写实性手法描绘出仕女人物,与水墨韵味的抽象牡丹花卉共同组成一派绚丽春景。
高温颜色釉瓷画中的现代写实性语言指的是对西方绘画写实性语言的应用。现代绘画写实性语言是建立在素描基础之上的,并与解剖学、色彩学、结构学紧密相连,这种更为严谨科学的写实方法在高温颜色釉瓷画中的应用难度显然更大。近年来,一批创作者已经能够较自如地控制高温颜色釉,达到接近于西方写实油画般的效果。光影的塑造是现代写实性语言的核心,一批创作者巧妙地运用高温颜色釉,已经能够较为真实地表现出物体光影的明暗变化关系,并结合焦点透视,较逼真地描绘出自然物象以及所处的空间环境。丰富的色彩表现是高温颜色釉的一大优势,能够基本呈现出自然界中的色彩,从而达到如西方绘画般的绚丽多彩,而其厚重深沉感则较油画有过之无不及。另外,巧妙利用极丰富的肌理质感来表现物象则是高温颜色釉瓷画特有的优越性。如图3作品,采用高温颜色釉以油画风格描绘海景,惊涛拍岸、海鸥飞翔,展示出一幅非常逼真的海洋画面,光影、色彩、肌理语言共同构筑起作品中的现代写实性语言体系。
4 结语
纵观当代中国陶瓷绘画的发展,任何一门瓷画类型都没有拒绝多元化表现语言的融合,高温颜色釉瓷画也是如此,它的发展关键在于如何改变以写意化为主体的体系,将写实性语言更好地融合进来,使之成为更具开放性和包容性的瓷画体系,而在这种交融中,还有许多问题需要认真对待,需要在不断探索与实践中加以解决,从而构筑成更为完美的多元化瓷画语言体系,表现出更为强劲的发展生命力。
参考文献
[1]杜跃.景德镇当代高温色釉绘画的艺术表现[D].景德镇陶瓷学院,2012.
[2]张超,影响当代景德镇高温色釉陶瓷绘画艺术美的研究[D],景德镇陶瓷学院,2013.
[3]龚保家,马丁民.传承与发展浅论高温色釉的现状与未来[J].中国陶瓷,2015,51(06):97-99.
高温作用 篇6
在静态超高压高温合成金刚石的过程中,叶蜡石作为密封传压介质是必不可少的辅助材料之一,它起着传压、密封、隔热、绝缘、支撑等作用[1,2,3,4,5,6,7]。目前我国超硬材料行业发展快速,对叶蜡石的需求量很大,虽然我国叶蜡石资源比较丰富,但几十年来由于我国合成金刚石生产所用的固体密封传压介质一直采用北京门头沟叶蜡石,而该叶蜡石矿从1961年开采至今,可采资源已渐枯竭,且北京未来规划门头沟为旅游基地产业开发,已开始限制此地叶蜡石矿的开采。因此,急需寻找新的可供人造金刚石生产用固体密封传压介质叶蜡石矿物资源,为此有必要对叶蜡石进行深入研究。实际上国内科研工作者对叶蜡石的研究也一直没有停止过[8,9,10,11],但很多研究都停留在物相研究上,根据物相的组成、变化以及金刚石的质量、产量来确定叶蜡石的某些行为,判定其在合成金刚石上的优劣。人造金刚石合成是一个复杂的系统工程,涉及到材料科学、机械工程、化学、力学、热学、电学、矿物学等各个方面[12]。近些年来随着金刚石行业的发展,世界金刚石生产用原材料价格大幅上涨,仅硬质合金顶锤价格便翻了一倍。特别是腔体扩大后硬质合金顶锤随之扩大,由于叶蜡石的密封性能不好造成的放炮,造成的锤耗动辄便是上万元的损失。李启全等人[12]曾在对叶蜡石流动规律研究中指出,合成金刚石中的裂锤、放炮产生的根本原因在于叶蜡石块在高温高压下流动的不均匀性所致,因此,研究合成金刚石时叶蜡石的流动规律很有实用价值。
本实验以门头沟叶蜡石为原材料,测试了经高温高压作用后叶蜡石不同区域的密度,根据密度变化情况,对高温高压下叶蜡石的流动趋势进行了分析讨论,旨在对高温高压下叶蜡石的密封、传压过程及机理有更深入的了解。
1 实验原材料及方法
本实验以北京门头沟叶蜡石为原材料,按通常六面顶压机金刚石合成工艺的要求对其进行焙烧处理,这样既可以保证将叶蜡石中的结构水含量控制在适当的比例,同时又可以兼顾叶蜡石的传压和密封性能。然后将烘烤好的叶蜡石等材料与合成棒进行组装,在六面顶压机上进行高温高压合成金刚石实验。选取高温高压合成金刚石后叶蜡石的不同区域,测试其密度。图1为叶蜡石合成块经高温高压作用后形成的多棱体示意图及其各取样分析点的位置。我们以高温高压作用后的叶蜡石合成块为研究对象,分别在图1中A、B、C、D、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O、P、Q各点区域取样。其中A点为叶蜡石高温高压后形成飞边的顶角位置,B点为飞边的中间位置,C点为叶蜡石平面上的中心位置,D点为叶蜡石平面上对角线的1/4位置处,F点为三顶锤接触的叶蜡石靠近密封边根部的位置,I点为叶蜡石块对角线外边缘位置,K点为从I点出发的对角线靠近白云石套管的位置,J点位于I、K中间。L、M、N和F、G、H位置同I、J、K位置相似,只不过分别是靠近上顶锤的叶蜡石表面位置和靠近下顶锤的叶蜡石表面位置。O点为叶蜡石腔体最薄方向的外表面位置,以O为起点做平行于叶蜡石边的直线OQ,Q靠近白云石套管,P为OQ的中间位置。每个取样点各取3份样品,用砂纸将各个取样点的试样打磨成规则的长方体形,用游标卡尺测出各样品的长、宽、高。通过测量精度为0.0001g的电子天平测量其质量。再根据公式ρ=m/v得到各个区域样品的密度,取三次测试结果的平均值作为分析数据,测试结果见表1。
2 实验结果与讨论
为更直观地看出各个方向的密度变化情况,以方便对比讨论叶蜡石在不同流动方向上的密度变化规律,根据表1各取样点样品所测得的密度,列出了叶蜡石不同流动方向的密度变化(见表2)。
从表2的数据可以看出,在叶蜡石块对角线方向ρ(F)>ρ(G)>ρ(H),ρ (L)>ρ(M)>ρ(N),ρ(I)>ρ(J)>ρ(K),在叶蜡石腔体最薄方向上ρ(O)>ρ(P)>ρ(Q),其各方向测量点的密度都是由叶蜡石块外面向内部逐渐减小。说明叶蜡石在高温高压合成金刚石过程中,合成块在同一水平面上始终有从外部向内部流动的趋势,以便于合成过程的补压。压力由顶锤从叶蜡石外表面向叶蜡石层内部传递过程中,叶蜡石结构两Si-O四面体与Al-O(OH)八面体层间滑移以及叶蜡石颗粒之间发生位移、转动存在内摩擦力,特别是高压作用下叶蜡石晶格被压缩也会吸收一部分压力,这些因素都会导致叶蜡石从外到内传压时的压力损失,压力从外到内逐渐减小,从而造成靠近硬质合金顶锤面的叶蜡石密度高,而靠近合成腔体的内层叶蜡石密度低。同时我们通过表2的测试数据分析发现,这几组方向的密度变化虽然有从叶蜡石外部向内部由大变小的规律,但各个数据之间差距不是很大,密度变化小。这说明叶蜡石从外部到内部压力梯度也不是很大,说明叶蜡石的传压性能较好。
从表2的上述数据还可分析看出,在三组叶蜡石块对角线方向的中间和内部相应点的密度变化规律相同,均为 ρ(G) >ρ(M)>ρ(J),ρ(H)>ρ(K)>ρ(N),与上、下顶锤接触的相应点的叶蜡石密度高,中间点的密度低。这与一般粉末体双向压制方式的密度分布规律相同[13],说明合成块在同一垂直平面内也有从外部向内部流动的趋势,亦即叶蜡石在金刚石合成过程始终有从外部向内部流动的趋势。而三组叶蜡石块对角线方向的顶角处相应点的密度变化规律却不同,ρ(F) = ρ(I)>ρ(L),即下面顶角点的密度最小。这可能与上下顶锤的活塞重量造成的上下硬质合金顶锤面接触的叶蜡石的压力差异有关。这一点可进一步从ρ(G)>ρ(M),ρ(H)>ρ(K)中证实。据此,我们可基本判断在同一垂直平面内虽然叶蜡石也有从外部向内部流动的趋势,但同时还存在从上向下流动的趋势。由于六面顶压机上下顶锤压力不对称而造成的叶蜡石从上向下流动的趋势,可能会造成叶蜡石上部的密封边与下部密封边厚度差异,使叶蜡石上部密封边可能成为叶蜡石高压密封的最薄弱环节。这可能是金刚石合成过程中叶蜡石上部密封边发生“放炮”几率高的原因所在。
在与顶锤接触的叶蜡石外表面对角线方向,由表2中的数据明显可以看出ρ(F)>ρ(D)>ρ(C),似乎叶蜡石的流动趋势应由叶蜡石密封边根部流向叶蜡石外表面中心位置,实则不然,因为F点靠近密封边,而密封边的另一端是自由端,压力最低,密度也最低,这一点由ρ(F)>ρ(A)可以看出,流动趋势应该是从叶蜡石外表面中心流向顶角处。那么是什么原因造成叶蜡石顶角处密度ρ(F)最大呢?我们分析认为这是在顶锤之间的叶蜡石密封边已建立起高压密封情况下造成的。因为在这种情况下,叶蜡石腔体的补压过程类似于一般粉末体双向压制过程[13],顶锤锤面中心的叶蜡石向顶锤边流动,而此时密封边已封住,阻碍了流过来的叶蜡石继续向密封边流动,其结果造成顶锤面中心叶蜡石密度低而靠近密封边处或顶角处附近的叶蜡石密度升高。
此外,我们也还发现在密封边位置ρ(B)>ρ(A),密封边中部密度大于密封边边缘处密度,此时叶蜡石有从密封边中部向顶角处流动的趋势。由此判断叶蜡石顶角处的密封性最差,因而三顶锤接触处的叶蜡石密封边是叶蜡石高压腔体的密封薄弱环节,腔体内高温气体或液体特别容易通过该位置流出造成“放炮”。因此,应当根据叶蜡石的流动规律设计叶蜡石块的尺寸,保证叶蜡石块向密封边适量流动,从而使叶蜡石腔体在建立起高压密封的同时,又能使叶蜡石腔体因腔体内部金刚石高压合成中体积收缩可以通过外部补压产生叶蜡石内部的合理流动。
3 结论
通过对高压高温作用后叶蜡石不同区域密度的测试分析,以及对叶蜡石在高温高压下流动规律的研究,得出以下结论:
(1)高温高压合成金刚石的高压建立以后,压力在叶蜡石中传递时有一定损失,造成靠近硬质合金顶锤的叶蜡石密度高,内层叶蜡石密度低,叶蜡石有从外部向内部流动的趋势。
(2)上下锤加热时叶蜡石上部密度大于下部密度,这是六面顶压机上下顶锤压力不对称而造成的,合成过程中叶蜡石有从上向下流动的趋势,这可能会造成叶蜡石上部的密封边变薄、密封性能变差,从而导致叶蜡石上部密封边发生“放炮”几率增高。
(3)与顶锤接触的叶蜡石表面中心位置密度小,三顶锤交点处密度大,叶蜡石表面有从中心位置向密封边以及顶点流动的趋势。叶蜡石密封边中部密度大于顶角处密度,密封边有从中部向顶角处流动的趋势。因此叶蜡石顶角处的密封性最差,是叶蜡石高压腔体的密封最薄弱环节,容易造成“放炮”。
高温作用 篇7
1 材料和方法
1.1 细胞
人肺腺癌A549细胞系:购自ATCC(American Type Culture Collection)。
1.2 药品及主要试剂
黄芩素:购自上海中药标准化研究中心。RPMI1640、胎牛血清试剂:购自Gibco;谷氨酰胺:购自Hyclon公司;青链霉素双抗、丙酮酸钠:购自Sigma公司;体外增殖检测试剂盒WST-8 based Colorimetric Assay Cell Counting kit 8(CCK-8):购自日本本同仁化学研究所;细胞凋亡检测Annexin V/PI试剂盒:购自Invitrogen公司;HSP70抗体:购自BD公司;哺乳动物蛋白提取试剂盒、PMFS、蛋白浓度检测试剂盒(BCA法)、SDS-PAGE凝胶配制试剂盒、5×蛋白上样缓冲液:均购自北京康为世纪生物科技有限公司;辣根过氧化物酶标记山羊抗兔Ig G二抗:购自Santa Cruz公司;封闭液为脱脂奶粉溶于1×TPBS,终浓度5%。其他试剂均为国产分析纯试剂。
1.3 主要仪器
Eppendorf 5417R小型台式冷冻型离心机:德国Eppendorf公司;DNP-9052电热恒温培养箱:上海精宏实验设备有限公司;振荡型恒温金属浴:杭州博日(Bioer)科技有限公司;ATTA AE-6450电泳槽:日本ATTO;Bio-Rad通用型电泳仪电源:美国Bio-Rad公司;Nano 200超微量检测仪:美国通用电气公司;Biotek ELx-800酶标仪:Biotek,USA。
2 方法与结果
2.1 黄芩素联合亚高温热疗对A549细胞体外生长的抑制作用
A549细胞呈对数生长期时0.25%胰蛋白酶+0.02%EDTA消化离心,调整A549细胞浓度为5×104个/m L,按每孔5 000个/100μL细胞接种于96孔板,每组设8个复孔。黄芩素组浓度分别是2、4、8、16、32、64、128、256μmol/L。热疗温度设37℃、41℃,37℃为对照温度。细胞加药后放入41℃温度水浴中30 min,5%CO2饱和湿度培养箱中培养48h,然后用CCK-8检测细胞活力。具体为加入CCK-8试剂10μL,37℃,5%CO2培养箱培养孵育2 h,酶标仪450 nm波长处检测,计算细胞增殖抑制率,记录数据。采用统计软件SPSS17.0进行统计分析,计量资料均采用均数±标准差(±s)表示,多样本均数间比较采用单因素方差分析,方差齐时,采用LSD法,方差不齐时,采用Games-Howell法,P<0.05提示具有统计学意义。结果见表1,图1。
2.2 黄芩素联合亚高温热疗对A549细胞周期的影响
调整细胞浓度为10×104个/瓶接种于培养瓶,5%CO2、37℃孵育4 h后细胞贴壁。实验分4组,每组8个复孔。空白对照组、黄芩素组、热疗组及黄芩素+热疗组,热疗组及黄芩素+热疗组置于亚高温水浴中30 min,更换培养液作用48 h收集细胞,流式细胞仪检测。黄芩素联合亚高温热疗对A549细胞作用48 h后细胞周期各时相DNA含量发生明显变化,见表2。结果显示随着药物浓度增加,G2/M期细胞含量呈上升趋势,与空白对照组比较具有显著统计学意义(P<0.01),说明黄芩素联合热疗主要作用于A549细胞的G2/M期。
结果见表2。
与其他各组比较*P<0.05,**P<0.05
2.3 HSP70蛋白表达的Western Blot检测
A549细胞经黄芩素联合热疗处理48 h后,HSP70蛋白表达降低,与热疗组比较有统计学意义(P<0.01);与对照组比较没有统计学意义(P>0.05)。见图3。
4 讨论
肺腺癌是人类常见的恶性肿瘤之一,在我国,肺腺癌死亡居恶性肿瘤首位。由于肺腺癌细胞具有快速侵袭、迁移的特征,所以是所有肺癌中预后最差的病理类型之一。因此,如何有效的抑制肺腺癌细胞的增殖、迁移、侵袭是改善预后、控制病情进展的关键。
近年来,广泛存在于自然界植物中的黄酮类化合物因低毒且具有多种生物活性而逐渐引起学者们的关注,尤其是其大多数具有较强的抗肿瘤活性,正日益成为抗肿瘤药物研究的热点。黄芩素(baicalein)又称为黄芩苷元、5,6,7-三羟基黄酮(5,6,7-Trihydroxyflavone)等,相对分子质量为270.24 Da,分子式为C15H10O5,属于黄酮类化合物,具有多种药理作用,临床除主要用于抗炎和抗菌,也具有较好的抗肿瘤作用,尤其对实体瘤的抑制效果较为明显,研究发现黄芩素对肝癌、卵巢癌、膀胱癌、结肠癌、胰腺癌等肿瘤细胞均有抑制作用[6,7,8,9]。
肿瘤热疗是利用物理能量在细胞中集聚而产生热效应,使肿瘤组织温度上升到有效治疗温度,并维持一段时间,杀死肿瘤细胞而又对正常组织无影响;肿瘤热疗已成为继手术、放疗、化疗之后的又一大肿瘤治疗方法。以往的研究显示热疗能诱导细胞凋亡,与化疗、中药治疗和放疗均具有协同增敏作用。加热破坏了细胞膜的稳定性,使细胞膜的通透性增加,从而增加了细胞对药物的吸收和渗透。热疗尤其是热化疗后能引起G2/M期阻滞,同时提高A549/DDP对顺铂的敏感性[10]。
肿瘤热生物学对杀灭肿瘤细胞的温度要求是43℃以上,但研究表明,温度在43℃以上由于组织热场分布不均匀,要在深部肿瘤组织内均匀达到这个温度是困难的,而且43℃以上的热疗很容易诱导细胞产生热耐受[11]。加热后肿瘤细胞可以合成热休克蛋白(heat shock protein,HSP)。研究认为,HSP70是细胞内重要的分子伴侣,到目前研究最为热门和成熟的热休克蛋白,在细胞受到外界刺激时,HSP70的表达有助于细胞抗击外界不良环境,在不同的温度下还可以控制其表达的量[12]。但一旦肿瘤细胞形成HSP70同样会对肿瘤细胞进行保护,抵抗外界的放疗和化疗。亚高温(MHT,39.5~41.5℃)热疗杀伤细胞以诱导细胞凋亡为主,肿瘤组织发生热耐受程度比常规高温热疗低,对再次热疗敏感。热诱导凋亡通过线粒体或(和)死亡受体途径实现,氧化应激、胞内Ca2+增高等在热诱导凋亡过程中起重要作用,肿瘤周围正常组织的血管受热而反应性扩张,血流加速,可以带走热量,不会受到损伤,减少肿瘤细胞形成[13]。
本研究发现不同浓度黄芩素联合亚高温热疗能有效抑制A549细胞的增殖。黄芩素联合亚高温热疗处理细胞后,G2/M期细胞含量上升明显,说明黄芩素能够作用细胞有丝分裂期,抑制细胞增殖,而联合亚高温热疗处理后该作用被明显加强。A549细胞经黄芩素联合热疗处理48 h后,HSP70蛋白表达低于热疗组,表明其可降低热疗后HSP70的增加。