人造血液的研究进程

1. 人造血液的研究进程

1966年，美国科学家克拉克发现，在含碳氟化合物的容器里有只老鼠，当他取出老鼠并排除其呼吸道中的液体时，老鼠竟然苏醒了。出于好奇心，克拉克有意在这类液体里放入老鼠，几小时后取出，结果大大出乎他的意料：老鼠奇迹般的复活了。经过研究发现，这种液体溶解氧气和二氧化碳的能力分别是水的20倍和3倍。克拉克从中得到启发：可以用这种液体来代替血液。1979年，一种新型的氟碳化合物乳剂作为人造血液，首次在日本应用于人体单肾脏移植手术，并取得成功。时隔不久，美国也报道了人造血液给一位信仰宗教、拒绝输血的老人治疗血液病获得成功。这种奇妙的人造血液，是白色的；不分血型， 不管哪种血型的人都能使用，所以我们说人造血液是名符其实的万能血液。 1980年8月6日，中国人造血液的研究在上海获得成功。这是中国科学院上海有机化学研究所和中国人民解放军第三军医大学的科学工作者经过5年的研究而试制成功的。人造血液是氟碳化合物在水中的超细乳状液。这种奇妙的白色血液注入人体后，同人体正常血中的红细胞一样，具有良好的载氧能力和排出二氧化碳的能力，可以说，它是一种红细胞的代用品。氟碳化合物像螃蟹的螯那样，能够把氧抓住，在人体里再把氧气放出来，进行人体里的特种氧化还原反应。它的生物化学性质十分稳定，不管哪种血型的人，都能使用人造血液。库珀教授是欧洲血液代用品工程中的成员，这个组织成立于两年前，专门研究人造血液。这项工程的研究人员分别来自英国、丹麦、法国、荷兰、意大利、瑞典和匈牙利，他们集中精力研究血红蛋白替代品。美国比普勒公司已经研发出一种叫作“Hemopure”的新产品，并且在世界艾滋病感染率很高的南非投入使用，只是还没被获准在美洲和欧洲使用。“Hemopure”使用了从牛血中提取的血红蛋白，考虑到牛海绵状脑病感染因素，这种新产品更难被美国和欧洲接受。血红蛋白可从过期的捐献血液、牛的血液甚至植物和真菌中提取。然后对它进行改良，确保注入体内后它能保持稳定。因为血红蛋白不包括能让血液形成不同类型的分子，因此，相同的血红蛋白代替品可以应用到不同病人身上。而且它可以被放在室温下永久保存，运输也很方便。当欧洲研究员还把目光聚焦在以血红蛋白为基础的产品上时，美国已经转向了另一人造血液来源———一种被称作六氟化硫的聚四氟乙烯类型的人工合成液体上。六氟化硫可消溶大量氧气，造价便宜，易于制作，并且储藏简单。但在操作过程中，病人需要通过特定面具吸入70%-100%的氧气，这就意味着在医 院以外的环境下使用这种物质的可能受到限制。2011年，英国科学家利用干细胞制造的人造血液可能在两年内在人类身上试用。据悉，这种人造血不会感染，并可适用于所有血型的人员。研究人员表示，人造血投入使用将改善医院的血液紧缺状况，让病患获益。人们还可以利用人造血，在战地或车祸现场挽救更多生命。此外，心脏移植病人和癌症患者也能受益。此项研究是在英国爱丁堡大学和布里斯托大学进行的。造血干细胞素来有血液中的“圣杯”一说，爱丁堡大学教授马克·托纳表示，希望能用造血干细胞制造出O型阴性血，这种血型可适用于98%的人群。人造血液在发展中国家的用途会更多，预计可以挽救数千原本因产后大出血而被迫死去的孕妇。托纳教授预计，在未来两到三年中，第一批人造血液就可以进行临床实验。 2013年，罗马尼亚科学家研制出一种人造血液—由水、无机盐以及一种深海昆虫体内提取的蚯蚓血红蛋白合成的材料，可短时间替代血液实现氧气和二氧化碳交换代谢。这一成果如果得以成功推广应用，则有望缓解血库的供给短缺，甚至避免血液污染的风险，同时通过化学修饰，实现对气体的高溶解度，避免气泡的产生，大大提高输血的适用范围和临床功效。 2013年12月，日本研究人员成功利用干细胞培育出能够携带氧的红细胞，在此基础上有望大量培育用于输血的红细胞，帮助医疗系统缓解用血紧张状况。研究发现虽然成熟的红细胞不能自我复制，但其发育过程中的“半成品”——红系祖细胞具有复制能力，他们发现有两个基因对红系祖细胞的复制和成熟发挥重要作用。将这两个基因导入诱导性多能干细胞和胚胎干细胞中后，成功培育出在实验室中几乎可以无限复制增殖的红系祖细胞，并使它们成功分化为成熟的红细胞。分化出的红细胞中大部分都是胚胎血红蛋白，与成人血红蛋白不同，但研究人员证实这些血红蛋白有携氧能力，并能在输血后在实验鼠体内循环。

2. 利用造血干细胞治疗疾病，主要是利用了造血干细胞的什么特性

答案D
造血干细胞有两个重要特征：其一，高度的自我更新或自我复制能力；其二，可分化成所有类型的血细胞。利用造血干细胞治疗疾病，主要是利用了造血干细胞仍保留有分裂能力的特性。

3. 科学家对人造血液和人造器官的研制及应用已取得了很大的进步．以下物质可以作为人工心脏、人工血管等人造

    A．分析维通橡胶链节可知，链节中主碳链为4个碳原子，无碳碳双键结构，其单体必为两种单烯烃．按如图方式断键  可得单体为1，1-二氟乙烯和全氟丙烯，故A错误；B．分析有机硅橡胶链节可知，链节中主链硅上有两个羟基，为一个羟基脱掉氢原子 一个羟基脱去生成水，其单体必为  发生分子间脱水缩聚成有机硅橡胶，故B正确；C．聚四氟乙烯是主碳链为两个碳原子，其单体必为一种，是CF 2 ═CF 2 含有碳碳双键通过加聚反应聚合成聚四氟乙烯，有机硅橡胶是  一个羟基脱掉氢原子 一个羟基脱去生成水缩聚而成，故C错误；D．有机硅橡胶是  一个羟基脱掉氢原子 一个羟基脱去生成水缩聚而成，聚甲基丙烯酸甲酯的链节为   ，可确定聚甲基丙烯酸甲酯的单体为  ，聚甲基丙烯酸甲酯是由单体加聚而成，故D错误；故选B．   

4. 科学家对人造血液和人造器官的研制及应用已取得了很大的进步。以下物质可以作为人工心脏、人工血管等人造

     B         A选项用于合成维通橡胶的单体根据折键法推知，应为CF 2 =CF 2 和CF 2 =CF—CF 3 。B选项正确。C选项聚四氟乙烯可以看成是加聚反应的产物，有机硅橡胶不能。D选项聚甲基丙烯酸甲酯应该是通过加聚反应得到的。    

5. 科学家对人造血液和人造器官的研制及应用已取得了很大的进步．以下物质可以作为人工心脏、人工血管等人造

A．分析维通橡胶链节可知，链节中主碳链为4个碳原子，无碳碳双键结构，其单体必为两种单烯烃．按如图方式断键可得单体为1，1-二氟乙烯和全氟丙烯，故A错误；B．分析有机硅橡胶链节可知，链节中主链硅上有两个羟基，为一个羟基脱掉氢原子 一个羟基脱去生成水，其单体必为发生分子间脱水缩聚成有机硅橡胶，故B正确；C．聚四氟乙烯是主碳链为两个碳原子，其单体必为一种，是CF2═CF2含有碳碳双键通过加聚反应聚合成聚四氟乙烯，有机硅橡胶是一个羟基脱掉氢原子 一个羟基脱去生成水缩聚而成，故C错误；D．有机硅橡胶是一个羟基脱掉氢原子 一个羟基脱去生成水缩聚而成，聚甲基丙烯酸甲酯的链节为 ，可确定聚甲基丙烯酸甲酯的单体为，聚甲基丙烯酸甲酯是由单体加聚而成，故D错误；故选B．