两个超导比特纠缠动力学的反转动波效应*
钱雷1贺树 2 段立伟2陈庆虎1,2*
（1.浙江师范大学,海峡两岸统计物理与凝聚态理论研究中心,金华 321004;2.浙
江大学物理系,杭州 310027）
摘要：本文研究了两个无相互作用的与各自量子振子耦合的超导量子比特的纠缠动力学。数值严格结果证明在强耦合下,以往的转动波近似不再适用，非转动波效应必须考虑。基于著名的推广的转动波近似的解析结果,在目前实验上可实现的强耦合区域与严格数值结果有明显差别。从我们近年来发展的转动波近似的一级校正，我们得到的结果更接近于精确数值解。该理论结果可激发基于近来可以实现超导比特的相关实验。
关键词：纠缠动力学; 量子比特; 比特-振子耦合; 反转动波.
QIAN Lei1 , HE Shu2, DUAN Liwei2, CHEN Qinghu1,2*（1.Center for Statistical and Theoretical Condensed Matter Physics, Zhejiang Normal University, Jinhua 321004, China; 2.Department of Physics, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China)
Title: Effect of Counter-Rotating term on the entanglement dynamics of two superconducting qubits coupling to quantum oscillators
Abstract:
In this paper, we investigate entanglement dynamics of two non-interacting superconducting qubits coupled with their own quantum oscillators beyond the rotating-wave approximation (RWA). It is shown in the numerically exact studies that in the strong coupling regime, the RWA is not valid and the effect of the counter-rotating wave should be taken into account. The analytic results for entanglement based on the well-known generalized RWA deviates from the numerical one obviously in the present-day experimentally accessible coupling regime. In this 收稿日期： 1
paper, based on our first-order corrections to the RWA, the analytic results are move close to the numerical ones. It may motivate the relevant experiments based on the superconducting qubits realized recently.
Key Words:Entanglement dynamics; qubits; qubit-oscillator coupling;
Counter-rotating wave.
1 引言
超导比特作为量子信息科学的基础和量子计算机的重要元件, 在基础研究和实际应用中受到了广泛的关注。近年来，二能级系统与LC谐振子耦合系统的动力学研究在实验上取得重要进展，对量子计算，量子相干性和量子逻辑门等领域的发展有较大的促进。量子纠缠是一种典型的量子关联, 描述了量子力学的本质的非局域性质, 根本性地区分了量子和经典物理学。纠缠作为一种重要的量子信息资源, 受到越来越多的重视，而由于与环境耦合导致退相干和纠缠突然死亡（纠缠在一段时间消失）等问题是目前量子信息领域内研究的热点课题。
Jaynes-Cummings（JC）模型【1】是光学腔量子电动力学(CQED)系统中最简单的一类模型, 描述腔场中单个二能级原子和单模量子化的电磁场的相互作用问题。在转动波近似下, 该模型可以严格解析求解。超出转动波近似, 闭合形式的解析解至今缺乏, 各种近似的解析解相继提出, 其中最为著名的是推广的转动波近似【6】.
Yu 等人研究了在转动波近似下两个JC原子的量子纠缠动力学【2，3】,并给出了相应的解析表达式。陈等人利用数值方法研究了无转动波近似下的纠缠行为【4】, 发现反转动波对纠缠有压制效应。至今，未见到反转动波下的纠缠动力学的解析研究或近似解析收稿日期： 2
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研究。 近期的超导量子比特与振子耦合系统的实验表明, 当其耦合强度达到g=0.1 （这比
量子光学系统里的二能级原子和腔耦合系统的耦合强度大 3-6个数量级）， 转动波近似已被
证明实效. 因此,纠缠动力学的反转动波的效应的解析研究是十分必须的和值得的.
在本文中，我们基于推广转动波近似和转动波近似一级修正两种方法解析研究双JC 原
子的纠缠演化。通过与数值精确解【4】的比较，我们发现转动波近似一级修正相对于推广
转动波近似更加合适用来描述强耦合区间的行为。
2 理论模型与计算方法
两个独立的超导量子比特与各自 LC 振子耦合系统可用下面哈密顿量表示 ??,,,()2k k z k k k k x total k A B k A B k A B H a a g a a σωσ===?=+++∑∑∑
(1) 其中? 是二态的能级劈裂，k
z σ是第k 个量子比特的 z 方向的泡利算符，?k a 是从第 k 个
LC 振子的光子的产生算符，k a 是相应的湮灭算符，g 是原子和LC 振子的耦合强度,ω为光
子的频率。采用自然单位 1=。
为了研究在两个无相关作用的JC 系统的纠缠动力学, 我们只需要给出单个二能级原子
和光场耦合系统的本征波函数和能量。 推广的转动波近似方法(简称GRWA)【6】 在很大耦
合范围内给出的JC 原子能谱与数值精确解符合很好，引起很多关注。
我们简要回顾下GRWA 求解的方法【6】。首先把单个JC 哈密顿量绕y 轴旋转
2π，得到 ??'()2x z H a a g a a σωσ?=-+++ (2)
然后对上式做幺正变换?
exp[()]z U g a a σ=--. 仅保留第一阶激发项，可以得到GRWA 下
的哈密顿量，
??20[()]()2GRWA z G n H a a g Rr a a ηωσσσ-+?-=+
-++ (3)
这里的系数0()G n 为
收稿日期： 4 ?222202()|cosh[()]|exp(2/)(4/)
n g
G n n a a n g L g ωωω=?-?=- (4)
其中n L 为拉盖尔多项式，0(0)G η=,()2
Rr F n ?=。由于系统总粒子数在哈密顿量(3)下守恒， 我们可以在基矢空间下 |,n ↑? 和 |,1n ↓+? 下对其对角化，得到它的本征能量
222
222242222221
22
1111[(4)(4)]{[(4)(4)]}[(4)]2424(1)g g g n n n n n n e e g e E n g L g L g L g L g L g n ---±++???=+-+-±-+++ (6) 同时其相应的本征波函数为 |cos
||sin |1|22n n n θθ?+?=?↑?++?↓? (7) |sin ||cos |1|22n n n θ
θ?-?=?↑?-+?↓? (8)
基态为 |,0↓? , 基态能为 2
2GS E g η?=--
(9) 这样我们通过GRWA 方法获得了单个JC 模型的本征波函数和本征值。
最近,我们提出了另一种更简洁的哈密顿量(3)的本征解. 称为RWA 的一级校正,简称
CRW A [9]. 相应的本征能量为 2311(34)m 124321m m E m g m g g m -+=+-+++++ (15)
23121(m 2)(32)m 124321m m E m g m g g m ++++=+++--++ (16)
其中, -, + 对应奇偶宇称，对应的本征波函数为
11|||1|1m m m m c m c m c m ?--+????∝ ?-?++??? (17)
21||2||1m m m m c m c m c m ?+++?++????∝ ?+??? (18)
为了研究通常的纠缠演化,初态通常选为光子真空态、关联或反关联的Bell 态,这些演
化只会涉及基态和低激发态.
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3 纠缠演化
根据两种近似解析方法给出的本征波函数和本征能量，我们就可以求出任意时刻的两个无相互作用JC 原子的约化密度矩阵。对于两个独立的JC 原子，本征波函数在两种方法下分别为
12|||GRWA GRWA GRWA ψ???=??? (23)
12|||CRWA CRWA
CRWA
ψ???=??? (24)
所以整个系统的在任意时刻的波函数可以写成
(i)(t)1
||i iE t GRWA GRWA i G e ψψ-=?=?
∑ (25)
(i)(t)1||i iE t CRWA CRWA i C e ψψ-=?=?
∑ (26) 其中(i)(i),G C 是由体系初始态确定的系数。这里我们选取原子的具有代表性地反关联贝尔1态和关联贝尔2态为初始态，
(1)|cos |sin |Bell ψαα?=↑↓?+↓↑? (27)
(2)|cos |sin |Bell ψαα?=↑↑?+↓↓? (28) 而初始光子态为真空态. 系数(i)(i),G C 由(j)(0)||,(j 1,2)Bell ψψ?=?=确定的。这样就很容易获得约化密度矩阵(GRWA)ρ和(CRWA)ρ。
两个比特态的纠缠可用并发(Concurrence)
[10]来度量. 根据并发的定义, 先计算赝密度矩阵()()y y y y ρσσρσσ=??，可以得到并发的表达式为
(t)1234max[0,]AB C λλλλ=---
其中1234,,,λλλλ是ρ的本征值且以递减顺序排列。
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图1 系统初态(1)(0)||Bell
ψψ?=?下/4απ=纠缠随时间演化，黑色线是数值严格解，蓝色线是 推广的转动波近似，红色是转动波近似的一级修正，绿色是转动波近似.其中1,1ω?
== Fig.1 Concurrence for atom-atom entanglement with the initial atomic state (1)(0)||Bell ψψ?=?for /4απ=，the
black curves is the numerially exact results,the blue curves is GRWA,the red curves is the first correlations of
RWA,the green curves is RWA,and 1,1ω?==
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图2 系统初态(2)(0)||Bell ψψ?=?下/12απ=纠缠随时间演化，黑色线是数值严格解，蓝色线是
推广的转动波近似，红色是转动波近似一级修正，绿色是转动波近似.其中1,1ω?
== Fig.2 Concurrence for atom-atom entanglement with the initial atomic state (2)(0)||Bell ψψ?=? for /12απ=，the black curves is the numerially exact results,the blue curves is GRWA,the red curves is the first correlations of
RWA,the green curves is RWA,and 1,1ω?==
图1给出了由反关联Bell 态出发的纠缠演化曲线，其中黑线是数值严格解，蓝线是推广的转动波近似，红线是我们的转动波近似的一级修正，绿色是原先的转动波近似 。 由于转动波近似忽略了反旋波项?
a σ+和a σ-，所以在Bell 反关联初始态下可以得到t 时刻的简洁的解析表达式2|sin 2|cos (gt)AB RWA C α=【4】 。在ＲＷＡ下，初态为反关联的Bell 态， AB RWA C 随时间的演化都不会出现纠缠突然死亡的现象， 这个现象与耦合强度g 的大小无关。
然而,在耦合变强时,考虑反旋项的数值严格解,GRWA 以及转动波近似一级修正的纠缠演化都不同程度地出现纠缠突然死亡的现象。 显然反转动波项的效应导致了原来不出现的的纠缠突然死亡。例如,对于 g=0.1 这个在目前超导比特的实验中可以实现的耦合强度， 纠缠突然死亡非常明显。非常有趣的是,转动波近似一级修正比GRWA 更接近数值严格解。当比特-腔肠耦合强度进一步增大时（比如g=0.2和g=0.3）转动波近似一级修正仍然与数值严格解符合得很好。但是GRWA 在整个耦合区间都明显偏离数值严格解。这说明GRWA 没有抓住反转动波的性质，使得其描述一开始就失效。而对于转动波近似一级修正的方法， 只有当耦合强度进一步增大目前实验结果（g=0.1）的几倍以上,才开始失效。
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图3 旋转波近似一级修正下平均声子激发数随着时间的演化.1,1ω?==
Fig.3. The average number of phonon excitations evolution with time from the first correlations of RWA,and 1,1ω?==
我们还研究以关联贝尔态为初始态的纠缠动力学演化，如图(2)所示。当g=0.1，与贝尔1态类似，四种方法得到结果基本是一致的，反旋项的作用可以忽略。从g=0.2开始，反转动波的作用开始体现，通过与数值严格解比较，GRWA 逐步开始出现偏差。转动波近似一级修正下的纠缠演化一直到g=0.3还是基本和严格解保持一致。
最后我们研究了基于旋转波近似一级修正方法下初始态12|,0|1|2f EX f EX ↑?=?+?下的平均激发声子数随着时间的演化。我们发现即使在居间耦合区间，声子的激发数仍旧呈现周期性的震荡，且周期与纠缠突然死亡的周期一致，这说明纠缠相对于平均声子数而言，能够更敏锐的捕捉到反转动波项对于系统动力学的影响。
4 结 论
在本文中，我们利用两种解析近似计算方法探讨了反转动波项对超导比特纠缠动力学的
影响，并与数值严格解进行了系统的比较，以获得近似方法适用的范围。通过比较发现，旋转波近似一级修正比GRWA能更好的描述非弱耦合区间内反旋转波引起的高阶激发。表明GRWA的本征解没有旋转波近似一级修正更接近真实的本征解。进一步的分析表明，光子数的激发是导致纠缠突然死亡的原因。本文的纠缠演化的理论预计可以在现有的超导比特的实验中检验。在不久的将来，即使超导比特与振子耦合系统即使增加了数倍，比如说 4 倍，我们的研究同样适用，因为其耦合强度还在本文所描述的转动波一级近似的适用范围之内。
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[10] W. K. Wootters, 1998 Phys. Rev. Lett.80, 2245.
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第二章药物效应动力学 药物效应动力学（Pharmacodynamics，PD）简称药效学，是研究药物对机体作用及作用机制的科学，为指导临床合理用药、防治疾病提供理论依据。 第一节药物的基本作用 药物作用（drug action）指始发作用，侧重机制； 药理效应（pharmacological effect）指机能改变，强调结果。 例如：Ad（+）支气管平滑肌β2R 舒张支气管 药物作用和药理效应可以相互通用，通常以效应替代作用。 一、药物作用的性质与类型 （一）药物作用的性质 1．调节功能：改变兴奋性 1）兴奋：增强机体原有生理功能与生化代谢的作用。 2）抑制：减弱机体原有生理功能与生化代谢的作用。 机体状态 麻痹抑制正常兴奋亢进 | | | | 病态病态 兴奋药（尼可刹米） 呼吸抑制惊厥 抑制药（苯巴比妥） 可见：兴奋药和抑制药在适量范围内有治疗意义， 但过量会导致不良后果。 2．抗病原体及抗肿瘤化学治疗 3．补充不足补充治疗 （二）药物作用的类型
1．药物作用范围（部位） 局部作用（local action） 药物无需吸收在用药部位发挥的直接作用。 吸收作用（absorptive action），又称全身作用或系统作用 药物从给药部位吸收入血后，分布到机体各个部位发生的作用。 鉴别点：所产生的作用有无借助血液循环。 2．药物作用方式（先后） 原发作用（primary action，直接作用） 药物在所分布的组织器官直接产生的作用。 继发作用（secondary action，间接作用） 由直接作用引发的其它作用。 例如：NE：升高血压——直接作用；减慢心率——间接作用。 二、药物作用的选择性与特异性 1．药物作用的选择性（selectivity） 药物引起机体产生效应范围的专一或广泛程度。 影响因素：药物分布、组织生化功能、细胞结构、组织亲和力等。 意义： 1）是药物分类的基础 2）临床选择用药的依据 药物选择性高，应用针对性较强，副作用较少，但应用范围较窄； 药物选择性低，应用针对性不强，副作用较多，但应用范围较广。2．药物作用的特异性（specificity） 通过专一性化学反应而产生特定的药理效应。 专一性主要取决于药物的化学结构。 三、药物作用的两重性（重点）
药理学 第一章绪论 药物：是指可以改变或查明机体的生理功能及病理状态，用于预防、诊断和治疗疾病的物质。 药理学：研究药物与机体（含病原体）相互作用规律的学科 第二章药效学 药物效应动力学(药效学)：是研究药物对机体的作用及作用机制的生物资源科学。 药物作用：是指药物对机体的初始作用，是动因。 药理效应：是药物作用的结果，是机体反应的表现。 治疗效果：也称疗效，是指药物作用的结果有利于改变病人的生理、生化功能或病理过程，使患病的机体恢复正常。 对因治疗：用药目的在于消除原发致病因子，彻底治愈疾病。 对症治疗：用药目的在于改善症状。 药物的不良反应：与用药目的无关，并为病人带来不适或痛苦的反应。 1、副作用：在治疗剂量时出现的与治疗无关的不适反应，可以预知但是难以避免。 2、毒性反应：药物剂量过大或蓄积过多时机体发生的危害性反应，比较严重，可以预知避免。 3、后遗效应：停药后机体血药浓度已降至阈值以下量残存的药理效应。 4、停药反应：突然停药后原有疾病的加剧现象，双称反跳反应。 5、变态反应：机体接受药物刺激后发生的不正常的免疫反应，又称过敏反应。 6、特异性反应： 以效应强度为纵坐标，药物剂量或药物浓度为横坐标作图可得量-效曲线。 最小有效量：最低有效浓度，即刚能引起效应的最小药量或最小药物浓度。 最大效应：随着剂量或浓度的增加，效应也增加，当效应增加到一定程度后，若继续增加药物浓度或剂量而效应不再继续增强，这一药理效应的极限称为最大效应，也称效能。 效价强度：能引起等效反应（一般采用50%的效应量）的相对浓度或剂量，其值越小则强度越大。 质反应：药理效应不是随着药物剂量或浓度的增减呈连续性量的变化，而表现为反应性质的变化。 治疗指数：5050，治疗指数大的比小的药物安全。 受体：一类介导细胞信号转导的功能蛋白质，能识别周围环境中某种微量化学物质，首先与之结合，并通过中介的信息放大系统，出发后续的生理反应或药理效应。能与受体特异性结合的物质称为配体，能激活受体的配体称为激动药，能阻断受体活性的配体称为拮抗药。受体的特性：灵敏性，特异性，饱和性，可逆性，多样性。受体调节时维持内环境稳定的一个重要因素，其调节方式有脱敏和增敏两种类型。 药物与受体结合不但需要亲和力，还要有内在活性，才能激动受体产生效应。 激动药：既有亲和力双有内在活性的药物，它们能与受体结合并激动受体而产生效应。 拮抗药：有较强的亲和力，但缺乏内在活性。分竞争性和非竞争性。 第二信使：为第一信使作用于靶细胞后在胞浆内产生的信息分子。有环磷腺苷()、环磷鸟苷( )、肌醇磷脂、钙离子、廿烯类 第三章药动学
第二章、药物效应动力学练习题 、 A 型题，每题只有一个答案。 1、药理学是研究 ( ) A. 药物效应动力学 B.药物代谢动力学 C. 药物的科学 D.药物与机体相互作用的规律与原理 E.与药物有关的生理科学 2、药物效应动力学(药效学)是研究 ( ) A. 药物的临床疗效 B.药物的作用机制 C. 药物对机体的作用规律 D.影响药物疗效的因素 3、非基因工程药物对生物机体的作用不包括 ( ) A. 改变机体的生理机能 D. 掩盖某些疾病现象 4、药物作用的两重性是指 A. 治疗作用与副作用 D. 预防作用与治疗作用 B. 改变机体的生化功 能 E. 产生新的机能活动 ( ) B. 防治作用与不良反应 E. 原发作用与继发作用 C. 产生程度不等的不良反应 C. 对症治疗与对因治疗 5、药物产生副作用的药理基础是 ( ) A.药物的剂量太大 B.药物代谢慢 C.用药时间过久 D. 药物作用的选择性低 E.病人对药物反应敏感 6、副作用是 ( ) A. 药物在治疗剂量下出现的与治疗目的无关的作用，常是难以避免的 B. 应用药物不恰当而产生的作用 C.由于病人有遗传缺陷而产生的作用 7、药物副作用的特点不包括 ( ) D.病人肝或肾功能低下 E.高敏性病人 10、链霉素引起的永久性耳聋属于 ( ) A.毒性反应 B.高敏性 C.副作用 D.后遗症状 E.治疗作用 11、 质反应中药物的 ED50 是指药物 ( ) A.引起最大效能50%的剂量 B.引起50%动物阳性效应的剂量 C. 和50%受体结合的剂量 D.达到50 %有效血浓度的剂量 E. 引起50%动物中毒的剂量 12、 半数致死量(LD50 )用以表示() A.药物的安全度 B.药物的治疗指数 C.药物的急性毒性 D. 药物的极量 E.评价新药是否优于老药的指标 13、 A 药的 LD50 比 B 药大，说明 ( ) A. A 药的毒性比 B 药大 B. A 药的毒性比 B 药小 C. A 药的效能比 B 药大 E.药物在体内的的变化 D. 停药后出现的作用 E. 预料以外的作用 A. 与剂量有关 B.不可预知 C.可随用药目的与治疗作用相互转化 D.可采用配伍作用拮抗 E.以上都不是 8、 肌注阿托品治疗肠绞痛，引起口干称为 ( ) A.治疗作用 B.后遗效应 C.变态反应 D.毒性作用 9、 下列关于药物毒性反应的描述中，错误的是 ( ) E.副作用 A. 一次性用药超过极量 B.长期用药逐渐蓄积 C.病人属于过敏性体质
学习好资料欢迎下载 药物代谢动力学是药理学中的重要知识。在药物代谢动力学学习过程中，考生要掌握：药物作用与选择性，治疗作用与不良反应，量效关系，构效关系，药物作用机制，受体概念与特性，受体类型，受体调节，激动剂与拮抗剂，并且熟悉受体占领学说、跨膜信息传递，还要了解受体其他学说、受体药物反应动力学。 1.药物作用(action)：药物与机体组织间的原发作用，构成了药物作用机制的主要方面。 2.药物效应(effect)：药物作用所引起的机体原有功能的改变。 3.药物作用的基本表现：药物引起机体器官原有功能水平的改变，如兴奋、亢进、抑制、麻痹、衰竭等。药物的局部作用与全身作用。药物作用特异性与药理效应选择性之间的关系。药物作用的两重性：治疗作用和不良反应。药物的对因治疗、对症治疗及补充治疗。 4.药物的不良反应(untoward effects)：包括副反应、毒性反应、后遗效应、继发性反应、变态反应、致畸作用等。 5.量效关系(dose-effect relationship)：在一定剂量范围内，药物剂量的大小与血药浓度高低成正比，亦与药效的强弱有关，这种剂量与效应的关系称为量效关系。 6.量反应：药理效应强度的高低或多少，可用数字或量的分级表示，这种反应类型为量反应。 7.质反应：观察的药理效应是用阳性或阴性，结果以反应的阳性率或阴性率作为统计量，这种反应类型为质反应。 8.半数有效量(ED50)：指使一群动物中半数动物产生效果的药物剂量。 9.半数致死量(LD50)：指使一群动物中半数动物死亡的药物剂量。 10.药物的安全评价指标：治疗指数及安全界限。 11.治疗指数(TI);半数致死量(LD50)伴数有效量(ED50)，数值越大越好。安全界限：(LD1)/ED99 12..构效关系：特异性药物的化学结构与药理作用有密切的关系。
《药理学》名词解释 绪论 1.药理学：是研究药物与机体（含病原体）相互作用及作用规律的学科。 2.药物：药物指能影响机体生理、生化和病理过程，用以预防、诊断、治疗疾病的物质。 3.药物效应动力学：药理学即研究药物对机体的作用即作用机制，即药物效应动力学，又 4.称药效学。 5.药物代谢动力学：药理学也研究药物在机体影响下所发生的变化及规律，即药物代谢动 力学，又称药动学。 药效学 1.局部作用：药物无需吸收而在用药部位发挥的作用。 2.全身作用：药物被吸入血后分布到机体各部分而产生的作用。 3.对症治疗：为用药的目的在于改善疾病的临床症状，也称治标。如用解热镇痛药所消除机体发热之症 状。 4.对因治疗：也称治本、用药的目的在于消除发病的原因，去除疾病的根源。如抗菌药物杀灭或抑制病 原体。 5.不良反应：与用药目的无关或对动物机体产生不适或有害之作用。 6.副作用：在用药治疗剂量下产生的与治疗目的无关的作用。副作用为药物所固有，选择性作用低的表 现。 7.毒性反应：常常由于用量过大而引起，也有连续长期用药因药物积蓄中毒而发生的。 8.变态反应：又称过敏反映，是因药物系抗原，可使机体产生抗体，当再次使用药物时，抗原和抗体结 合产生变态反应症状，甚至过敏性休克。 9.后遗反应：后遗反应指在停药后，血药浓度已降至阈浓度以下时残存的药理效应。 10.继发反应：是指使用药物治疗后随之而引起的反应。 11.特异质反应:由于用药者有先天性遗传异常，对于某些药物反应特别敏感，出现的反应性质可能与某些 常人不同的反应。 12.药物依赖性：病人连续使用某些药物所引起的对药物的一种不可停用的渴求现象。 13.剂量：一般指药物每天的用量。有无效量、最小有效量、极量、最小中毒量、致死量之分。临床的治 疗量或常用量应在最小有效量与极量之间的用药量。 14.最小有效量（最低有效浓度）：刚能效引起的最小药量或最小药物浓度，亦称阈剂量或阈浓度。 15.效能:药物所能产生的最大效应，即效能 16.效价强度：指药物达到一定效应时所需的剂量。 17.治疗指数:药物的安全性指标。通常将半数中毒量（TD50）/半数有效量（ED50)或半数致死量（LD50） /半数有效量（ED50）称为治疗指数。 18.安全指数:指药物的LD5/ED95的比值。 19.药物的安全范围:ED5 (ED95) 和TD5之间的距离，其距离愈大愈安全。 20.受体：指能与药物，激素，递质产生特异性结合，然后引起特定生理效应的细胞成分。 21.亲和力：药物与受体的结合需要亲和力 22.内在活性：药物与受体结合后产生效应的能力。 23.激动剂（完全激动剂）: 与受体既有较强的亲和力，又有较强的内在活性，与受体结合能产生最大效 应。
第一章绪言自测题 一、单选题 1．药理学是（C） A．研究药物代谢动力学 B．研究药物效应动力学 C．研究药物与机体相互作用规律及作用机制的科学 D．研究药物临床应用的科学 E．研究药物化学结构的科学 2．药效动力学是研究（D） A．药物对机体的作用和作用规律的科学 B．药物作用原理的科学 C．药物对机体的作用规律和作用机制的科学 D．药物对机体的作用规律和作用机制的科学 E．药物的不良反应 二、名词解释 1．药理学：研究药物与机体相互作用规律及作用机制的科学。 2.药效：研究药物对机体的作用规律和机制。 3.药代动力学：是阐明机体对药物的作用，即药物在机体内吸收、分布、代谢和排泄过程的药效和血药浓度消长的规律。 第二章药物效应动力学自测题 单选题 1．部分激动剂是（C） A．与受体亲和力强，无内在活性B．与受体亲和力强，内在活性强C．与受体亲和力强，内在活性弱D．与受体亲和力弱，内在活性弱E．与受体亲和力弱，内在活性强 2．注射青霉素过敏引起过敏性休克是（E） A．副作用B．毒性反应C．后遗效应D．继发效应E．变态反应 二、多选题 1．药物的不良反应包括有（ABCDE） A．副作用B．毒性反应C．致畸、致癌和致突变D．后遗效应E．变态反应 2．几种药物联合应用总的药效大于各药单独作用之和时，称为药物的（BE） A．相加作用B．增强作用C．拮抗作用D．联合作用E．协同作用 三、名词解释 1．不良反应：用药后出现与治疗目的无关的作用。 2.治疗量（有效量）：能对机体产生明显药效而又不引起毒性反应的剂量。 3.极量：是由国家药典规定允许使用的最大剂量，也是医生用药选择剂量的最大限度。 4.安全范围：最小有效量和极量之间的范围。 5.受体激动剂：药物与受体有较强的亲和力，并有较强的内在活性，能激动受体，产生明显效应。 ６.受体拮抗剂：（6）药物与受体亲和力强，但无内在活性，能阻断激动剂一受体的结合，拮抗激动剂作用。 第三章药物代谢动力学自测题 一、单选题 1．药物的吸收过程是指（1.D ） A．药物与作用部位结合B．药物进入胃肠道C．药物随血液分布到各组织器官D．药物从给药部位进入血液循环E．静脉给药 2．药物的肝肠循环可影响（2.D） A．药物的体内分布B．药物的代谢C．药物作用出现快慢D．药物作用持续时间
第一章绪论 二、名词解释 1．药物(drug)： 2．药物效应动力学(pharmacodynamics)： 3．药物代谢动力学(pharmacokinetics)： 三、填空题 1．药理学是研究药物与包括间相互作用的和的科学。2．明代李时珍所著是世界闻名的药物学巨著，共收载药物种，现已译成种文字。 3．研究药物对机体作用规律的科学叫做学，研究机体对药物影响的科学叫做学。4．药物一般是指可以改变或查明及，可用以、、疾病，但对用药者无害的物质。 5．药理学的分支学科有药理学、药理学、药理学、药理学和药理学等。 四、简述题 1．试简述药理学在生命科学中的作用和地位。 2．试简述药理学在新药开发中的作用和地位。 五、论述题 1．试论述药理学在防、治、诊断疾病中的意义。 2．试论述药物代谢动力学及药物效应动力学的规律对应用药物的重要意义。 第二章药物效应动力学 二、名词解释 1．效应及作用(effect and action)： 2．药物作用的选择性(selectivity)： 3．量效关系(dose-effect relationship)： 4．效能(efficacy)： 5．效价强度(potency)： 6．半数有效剂量(ED )： 50 7．治疗指数(therapeutic index)： 8．药物作用机制(mechanism of action)： 9．药物的受体(receptor)： 10．激动药(agonist)： 11．拮抗药(antagonist)： l2．药物的不良反应(untoward reaction)： 13．毒性反应(toxic reaction)： l4．副作用(side effect)： 15．后遗效应(after effect)： l6．继发反应(secondary effect)： 17．药物的特异质反应(idiosyncratic reaction)： 三、填空题
第二章、药物效应动力学练习题 一、A型题，每题只有一个答案。 1、药理学是研究( ) A.药物效应动力学 B.药物代谢动力学 C.药物的科学 D.药物与机体相互作用的规律与原理 E.与药物有关的生理科学 2、药物效应动力学（药效学）是研究( ) A.药物的临床疗效 B.药物的作用机制 C.药物对机体的作用规律 D.影响药物疗效的因素 E.药物在体内的的变化 3、非基因工程药物对生物机体的作用不包括( ) A.改变机体的生理机能 B.改变机体的生化功能 C.产生程度不等的不良反应 D.掩盖某些疾病现象 E.产生新的机能活动 4、药物作用的两重性是指( ) A.治疗作用与副作用 B.防治作用与不良反应 C.对症治疗与对因治疗 D.预防作用与治疗作用 E.原发作用与继发作用 5、药物产生副作用的药理基础是( ) A.药物的剂量太大 B.药物代谢慢 C.用药时间过久 D.药物作用的选择性低 E.病人对药物反应敏感 6、副作用是( ) A.药物在治疗剂量下出现的与治疗目的无关的作用，常是难以避免的 B.应用药物不恰当而产生的作用 C.由于病人有遗传缺陷而产生的作用 D.停药后出现的作用 E.预料以外的作用 7、药物副作用的特点不包括( ) A.与剂量有关 B.不可预知 C.可随用药目的与治疗作用相互转化 D.可采用配伍作用拮抗 E.以上都不是 8、肌注阿托品治疗肠绞痛，引起口干称为( ) A.治疗作用 B.后遗效应 C.变态反应 D.毒性作用 E.副作用 9、下列关于药物毒性反应的描述中，错误的是( ) A.一次性用药超过极量 B.长期用药逐渐蓄积 C.病人属于过敏性体质 D.病人肝或肾功能低下 E.高敏性病人 10、链霉素引起的永久性耳聋属于( ) A.毒性反应 B.高敏性 C.副作用 D.后遗症状 E.治疗作用 11、质反应中药物的ED50是指药物( ) A.引起最大效能50％的剂量 B.引起50％动物阳性效应的剂量 C.和50％受体结合的剂量 D.达到50％有效血浓度的剂量 E.引起50％动物中毒的剂量 12、半数致死量（LD50）用以表示( ) A.药物的安全度 B.药物的治疗指数 C.药物的急性毒性 D.药物的极量 E.评价新药是否优于老药的指标 13、A药的LD50比B药大，说明( ) A. A药的毒性比B药大 B. A药的毒性比B药小 C. A药的效能比B药大 D. A药的效能比B药小 E. 以上都不是
第二章药物效应动力学 学习目标 1.掌握药物的基本作用、副作用、毒性反应、效价、效能、向上调节、向下调节、激动药、拮抗药 2.熟悉药物作用的方式、药物作用的两重性、药物的量效关系等。 3.了解其他内容。 基础知识 药物效应动力学（药效学）：研究药物的作用及作用机制。 一、药物作用和药物效应： 药物作用：始发于药物与机体细胞之间的分子反应。 药物效应：继发于药物作用之后的机体功能（或）形态的变化。 （一）药物的基本作用：药物对机体原有功能活动的影响，包括兴奋作用和抑制作用。 兴奋作用：凡使原有功能活动增强的作用。 抑制作用：凡使原有功能活动减弱的作用。 （二）药物作用的主要类型。 1.药物的选择作用：药物在治疗剂量时只对某一个或某几个组织器官产生明显作用，而对其它组织器官无作用或无明显作用。 2.局部作用和吸收作用： 局部作用：药物吸收入血之前，在用药部位所呈现的作用。 吸收作用：药物从给药部位吸收入血后，随着血液循环分布到组织器官所发生的作用。 3.直接作用和间接作用： 直接作用：药物在分布的组织器官直接产生的作用。 间接作用：直接作用引发的其它作用。 4.药物的两重性（二重性）：药物在使用过程中在发挥治疗作用的同时，也会产生一定的不良反应。 （1）治疗作用：凡符合用药目的或能达到防治效果的作用。 ①对因治疗：用药目的在于消除原发致病因子，彻底治愈疾病。 ②对症治疗：用药目的在于改善疾病的症状。 （2）不良反应：凡不符合用药目的或给病人带来痛苦与危害的药物反应。 ①副作用：药物在治疗量时出现与用药目的无关的、切随治疗目的的变化而发生变化、对机体产生不适感觉的作用。 ②毒性反应：用药剂量过大、用药时间过长或机体对药物敏感性过高时，药物对机体
一、选择题： 1.药物作用的基本表现是是机体器官组织： A.功能升高或兴奋 B.功能降低或抑制 C.兴奋和/或抑制 D.产生新的功能 E.A和D 2.药物的副反应是与治疗效应同时发生的不良反应，此时的药物剂量是： A.大于治疗量 B.小于治疗量 C.治疗剂量 D.极量 E.以上都不对 3.半数有效量是指： A.临床有效量 B.LD50 C.引起50%阳性反应的剂量 D.效应强度 E.以上都不是 4.药物半数致死量（LD50）是指： A.致死量的一半 B.中毒量的一半 C.杀死半数病原微生物的剂量 D.杀死半数寄生虫的剂量 E.引起半数动物死亡的剂量 5.药物的极量是指： A.一次量 B.一日量 C.疗程总量 D.单位时间内注入量
E.以上都不对 7.药物的治疗指数是： A.ED50/LD50 B.LD50/ED50 C.LD5/ED95 D.ED99/LD1 E.ED95/LD5 8.药物与受体结合后，可激动受体，也可阻断受体，取决于： A.药物是否具有亲和力 B.药物是否具有内在活性 C.药物的酸碱度 D.药物的脂溶性 E.药物的极性大小 9.竞争性拮抗剂的特点是： A.无亲和力，无内在活性 B.有亲和力，无内在活性 C.有亲和力，有内在活性 D.无亲和力，有内在活性 E.以上均不是 10.药物作用的双重性是指： A.治疗作用和副作用 B.对因治疗和对症治疗 C.治疗作用和毒性作用 D.治疗作用和不良反应 E.局部作用和吸收作用 11.属于后遗效应的是： A.青霉素过敏性休克 B.地高辛引起的心律性失常 C.呋塞米所致的心律失常 D.保泰松所致的肝肾损害
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第一章总论 第一节绪言 一、最佳选择题 1、药物效应动力学是研究 A. 药物的临床疗效 B. 药物的作用机制 C. 药物对机体的作用规律 D. 影响药物作用的因素 E. 药物在体内的变化 2、药物代谢动力学是研究 A. 药物浓度的动态变化 B. 药物作用的动态规律 C. 药物在体内的变化 D. 药物作用时间随剂量变化的规律 E. 药物在体内转运、代谢及血药浓度随时间的变化规律 3、药理学研究的内容是 A. 药物效应动力学 B. 药物代谢动力学 C. 药物的理化性质 D. 药物与机体相互作用的规律和机制 E. 与药物有关的生理科学 第二节药效学 一、最佳选择题 1、下列属于局部作用的是 A. 普鲁卡因的浸润麻醉作用 B. 利多卡因的抗心律失常作用 C. 洋地黄的强心作用 D. 苯巴比妥的镇静催眠作用 E. 硫喷妥钠的麻醉作用 2、麻黄碱短期内用药数次，效应降低，称为 A. 习惯性 B. 快速耐受性
C. 成瘾性 D. 抗药性 E. 依赖性 3、下列哪组药物可能发生竞争性对抗作用 A. 去甲肾上腺素与异丙肾上腺素 B. 组胺与5-羟色胺 C. 毛果芸香碱与新斯的明 D. 间羟氨与异丙肾上腺素 E. 阿托品与乙酰胆碱 4、完全激动药的概念是 A. 与受体有较强的亲和力和较强的内在活性 B. 与受体有较强亲和力，无内在活性 C. 与受体有较弱的亲和力和较弱的内在活性 D. 与受体有较弱的亲和力，无内在活性 E. 以上都不对 5、药物与特异性受体结合后，可能激动受体，也可能阻断受体，这取决于 A. 药物的作用强度 B. 药物剂量的大小 C. 药物的油/水分配系数 D. 药物是否具有亲和力 E. 药物是否具有内在活性 6、下列关于受体的叙述，正确的是 A. 受体是一类介导细胞信号转导的功能蛋白质 B. 受体都是细胞膜上的蛋白质 C. 受体是遗传基因生成的，其分布密度是固定不变的 D. 受体与配体结合后都引起兴奋性效应 E. 药物都是通过激动或抑制相应受体而发挥作用的 7、下列药物中治疗指数最大的是 A. A 药LD5o=5Omg ED5o=5mg B. B 药LD50=100mg ED50=50mg C. C 药LD50=500mg ED50=250mg D. D 药LD50=50mg ED50=10mg E. E 药LD50=100mg ED50=25mg
第二章药物效应动力学 一、选择题： 1. 药物作用的基本表现是是机体器官组织： A.功能升高或兴奋 B.功能降低或抑制 C.兴奋和/或抑制 D.产生新的功能 E.A和D 2.药物的副反应是与治疗效应同时发生的不良反应，此时的药物剂量是： A.大于治疗量 B.小于治疗量 C.治疗剂量 D.极量 E.以上都不对 3. 半数有效量是指： A.临床有效量 B.LD50 C.引起50%阳性反应的剂量 D.效应强度 E. 以上都不是 4. 药物半数致死量（LD50）是指： A.致死量的一半 B.中毒量的一半 C.杀死半数病原微生物的剂量 D.杀死半数寄生虫的剂量 E.引起半数动物死亡的剂量 5.药物的极量是指： A.一次量 B.一日量 C.疗程总量 D.单位时间内注入量 E. 以上都不对 7、药物的治疗指数是： A.ED50/LD50 B.LD50/ED50 C.LD5/ED95 D.ED99/LD1 E.ED95/LD5 8、药物与受体结合后，可激动受体，也可阻断受体，取决于： A.药物是否具有亲和力 B.药物是否具有内在活性 C.药物的酸碱度 D.药物的脂溶性 E.药物的极性大小 9、竞争性拮抗剂的特点是： A.无亲和力，无内在活性 B.有亲和力，无内在活性 C.有亲和力，有内在活性 D.无亲和力，有内在活性 E.以上均不是 10、药物作用的双重性是指： A.治疗作用和副作用 B.对因治疗和对症治疗 C.治疗作用和毒性作用 D.治疗作用和不良反应 E.局部作用和吸收作用 11、属于后遗效应的是： A.青霉素过敏性休克 B.地高辛引起的心律性失常 C.呋塞米所致的心律失常 D.保泰松所致的肝肾损害 E.巴比妥类药催眠后所致的次晨宿醉现象 12、量效曲线可以为用药提供下列哪种参考？ A.药物的安全范围 B.药物的疗效大小 C.药物的毒性性质 D.药物的体内过程 E.药物的给药方案 13、药物的内在活性（效应力）是指： A.药物穿透生物膜的能力 B.药物对受体的亲合能力 C.药物水溶性大小 D.受体激动时的反应强度 E.药物脂溶性大小 14、安全范围是指： A.有效剂量的范围 B.最小中毒量与治疗量间的距离 C.最小治疗量至最小致死量间的距离 D.ED95与LD5间的距离 E.最小治疗量与最小中毒量间的距离 15、副作用是在下述哪种剂量时产生的不良反应？ A.中毒量 B.治疗量 C.无效量 D.极量 E.致死量 16、可用于表示药物安全性的参数：
第三章药物代谢动力学 一、什么是药物代谢动力学的基本过程？ 药物代谢动力学是研究药物吸收、分布、代谢、排泄过程，并运用数学原理和方法阐述药物在机体内的量变规律。 二、药物分子跨膜转运的方式有哪些？ 被动转运 简单扩散（脂溶性扩散） 脂溶性物质直接溶于膜的类脂而通过 l、转运速度与药物脂溶性（Lipid solubility）成正比 2、顺浓度差，不耗能。 3、转运速度与浓度差成正比 4、转运速度与药物解离度(pKa) 有关 酸性药(Acidic drug): HA + D H+ +A- - 碱性药(Alkaline drug): BH+ D H+ + B (分子型) 1、碱性环境平衡正向移动 2、酸性环境平衡逆向移动 离子障（ion trapping）： 离子型药物：极性高，亲水，不溶于脂，不通过细胞膜 分子型药物：极性低，疏水，溶于脂，可通过细胞膜 PH值对弱酸性或弱碱性药物的影响 结论： ?弱酸性药物易从偏酸性环境转移到偏碱性环境 ?弱碱性药物易从偏碱性环境转移到偏酸性环境 某人过量服用苯巴比妥（酸性药）中毒，有何办法加速脑内药物排至外周,并从尿内排出？ 跨膜转运的意义 1、药物吸收、分布、排泄, 本质上是一种跨膜转运。 2、当弱酸性药物如阿司匹林过量中毒时, 使用碳酸氢纳碱化血液,促使药物排泄，是一种常用的解救措施。 3、哺乳妇女禁忌使用吗啡、阿托品等弱碱性药物。为什么？（提示：血液较乳汁偏碱性） 滤过（水溶性扩散） 水溶性小分子药物通过细胞膜的水通道，受流体静压或渗透压的影响 肠粘膜上皮细胞及其它大多数细胞膜孔道4～8?（=10-10m ），仅水、尿素等小分子水溶性物质能通过，分子量>100者即不能通过。肾小球毛细血管内皮孔道约40?，除蛋白质外，血浆中的溶质均能通过载体转运。 主动转运：需依赖细胞膜内特异性载体转运，如5-氟脲嘧啶、甲基多巴等. 特点： 1、逆浓度梯度，耗能
名词解释： 1.药物：用于治疗、预防和诊断疾病的化学物质。 2.药理学：研究药物与机体间相互作用规律的一门学科。 3 药效学：药物效应动力学，主要研究机体对药物的作用及其作用规律，阐明药物防治疾病的机制。 4 药动学：药物代谢动力学，主要研究机体对药物的处置的动态变化。 5 治疗作用：能达到防治效果的作用。 6 不良反应：由于药物的选择性是相对的，有些药物有多方面的作用，一些与治疗无关的作用有时会引起对病人不利的反应。 7 受体：是一类介导细胞信号传导的蛋白质，能识别周围环境中的某些微量化学物质，首先与之结合，并通过中介的信息放大系统，触发后续的生理反应或药理效应。 8 治疗指数：治疗指数（TI）= LD50/ED50半数致死量（LD50）：50％的实验动物死亡时对应的剂量，半数有效量（ED50）：50％的实验动物有效时对应的剂量。 9 效价强度：效价即效价强度，是指药物达到一定效应时所需的剂量(通常以毫克计)。 10.1兴奋药：凡能使机体生理生化功能加强的药物。 10.2抑制药：凡能引起功能活动减弱的药物。 11.1激动药：既有亲和力又有内在活性的药物，能与受体结合激动受体产生效应。 11.2拮抗药：能与受体结合，具有较强的亲和力而无内在活性的物质。 12 肝药酶：肝细胞的平滑内质网脂质中的微粒体酶是药物代谢最重要的酶系统，称为“肝药酶”，影响药物的药效。 13 生物利用度：药物制剂中的活性药物被全身利用的程度，包括进入全身血液循环的剂量和速度。 14 半衰期：血药浓度降低一半所需要的时间。 15 首过（关）效应：又称第一关卡效应。口服药物在胃肠道吸收后，经门静脉到肝脏，有些药物在通过粘膜及肝脏时极易代谢灭活，在第一次通过肝脏时大部分被破坏，进入血液循环的有效药量减少，药效降低的现象。