Electroconvulsive and Neuromodulation Therapies pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Swartz, Conrad 编

出品人:

页数:648

译者:

出版时间:2009-4

价格:$ 136.73

装帧:

isbn号码:9780521883887

丛书系列:

图书标签:

• Electroconvulsive Therapy
• Neuromodulation
• Psychiatry
• Mental Health
• Neurology
• Brain Stimulation
• Depression
• Treatment
• Clinical Neuroscience
• Psychopharmacology

好的，这是一本关于《现代生物物理学与新兴材料科学的交叉前沿》的图书简介，内容详实，聚焦于物理学原理在生物系统中的应用探索以及新材料的开发与表征。 --- 现代生物物理学与新兴材料科学的交叉前沿 图书简介 本书深入探讨了在二十一世纪科技革命浪潮中，生物物理学（Biophysics）与新兴材料科学（Advanced Materials Science）两大领域如何相互渗透、彼此驱动，共同塑造了生命科学研究与工程应用的新范式。本书旨在为高年级本科生、研究生、科研人员以及对跨学科研究感兴趣的专业人士，提供一个全面而深入的知识框架，涵盖从基础理论到尖端实验技术的广泛内容。 第一部分：生物物理学基础与复杂系统的定量描述 本书的开篇部分，着重于建立理解生命现象的物理学基础。我们不再满足于定性的描述，而是致力于使用精确的数学模型和物理定律来量化生物过程。 第一章：生命的统计力学与信息熵 本章首先回顾了经典的热力学定律如何在细胞尺度上被重新诠释。重点讨论了非平衡态热力学在细胞代谢、能量转换（如ATP合成中的化学梯度驱动）中的核心作用。随后，深入探讨了信息论在生物系统中的应用，包括基因表达的随机性、分子间的相互作用如何被编码为信息熵，以及如何利用随机过程理论（如Langevin动力学）来模拟单个分子马达的运动轨迹与效率。我们详细分析了布朗运动如何影响蛋白质折叠和扩散，并介绍了如何通过时间序列分析来解析细胞信号传导网络的动态特性。 第二章：结构生物学的物理基础与高分辨率成像 本部分将结构生物学置于物理学的严格框架之下。内容涵盖了分子间相互作用的量子化学基础，特别是范德华力、静电力和氢键在维持生物大分子三维结构中的贡献。我们详述了X射线晶体学、低温电子显微镜（Cryo-EM）背后的物理原理，特别是衍射理论、相位问题以及如何利用傅里叶变换重建三维结构。一个关键的章节专门分析了核磁共振波谱学（NMR），侧重于弛豫时间、化学位移各向异性如何揭示蛋白质在溶液中的构象变化和分子动力学。 第三章：生物膜的软物质物理学 生物膜是生命活动的核心界面。本章将脂质双分子层视为一种复杂的软物质系统。我们从液晶物理学的角度出发，分析了膜的流变学特性、相变（如凝胶相到液相的转变）及其对通道蛋白功能的影响。内容涉及原子力显微镜（AFM）在活细胞膜表面成像和机械力学测量中的应用，包括膜的张力、剪切模量和粘附力的定量测定。此外，还讨论了离子通道的电生理学模型，基于电导的统计理论和泊松-能斯特方程的局限性。 第二部分：新兴材料科学在生物界面上的应用 随着材料合成能力的飞跃，一系列具有特定物理或化学性质的新型材料被设计出来，用于模仿、监测或调控生物系统。 第四章：智能响应性生物材料的设计与合成 本章聚焦于刺激响应性聚合物（Smart Polymers），它们对环境变化（如pH值、温度、光照或特定生物分子）做出可逆的物理或化学响应。详细介绍了高分子物理中关于交联密度、溶胀行为和临界胶束浓度（CMC）的理论。我们深入探讨了用于药物递送系统的聚合物胶束的构建，以及如何通过调节聚合物链段的疏水性或亲水性，实现药物在肿瘤微环境中的靶向释放。内容还涉及水凝胶的机械性能设计，使其在生物组织工程中模拟天然细胞外基质（ECM）的刚度和粘弹性。 第五章：纳米尺度器件与生物传感器的物理基础 生物物理学与材料科学的交汇点催生了高灵敏度的生物传感器。本章系统地梳理了基于表面等离子体共振（SPR）、石墨烯场效应晶体管（G-FET）和量子点（QDs）的传感机制。重点分析了电化学传感中电极材料的电子转移动力学，以及如何利用纳米材料的超高比表面积来增强信号放大。特别关注了单分子检测的技术瓶颈和物理限制，例如如何区分真正的生物事件与背景噪声。 第六章：生物电子学与柔性电子界面 本部分转向人机接口和体内监测的前沿。我们探讨了生物相容性材料（如氧化物、导电聚合物和水凝胶）在电极与神经组织之间建立稳定界面的挑战。内容包括电极-组织界面的阻抗谱分析，以评估电荷注入效率和长期稳定性。详细介绍了柔性电子学的制造工艺，如卷对卷（Roll-to-Roll）印刷和光刻技术，以及这些器件如何应用于连续监测血糖、心电信号或记录神经元的群体放电活动。 第三部分：先进的表征技术与计算模拟 实现跨越式发展，离不开先进的实验手段和强大的计算工具。 第七章：超快光谱学在分子动力学中的应用 本章介绍了如何用飞秒激光技术来捕捉分子过程的瞬时状态。核心内容是瞬态吸收光谱（TA）和二维电子光谱（2DES）的物理原理。我们阐述了如何利用这些技术，直接观测光合作用中能量的转移过程、酶催化反应中的过渡态结构，以及蛋白质折叠的初始快速动力学步骤。重点讨论了如何从光谱信号中提取出精确的能量弛豫时间和耦合常数。 第八章：计算生物物理学：从分子动力学到机器学习 本部分侧重于计算方法的进步。详细阐述了分子动力学（MD）模拟的理论基础，包括力场构建、整合算法（如Verlet算法）以及如何处理长时间尺度的采样问题（如Metadynamics和Replica Exchange）。此外，本书前瞻性地探讨了深度学习在生物物理中的兴起，例如使用卷积神经网络（CNNs）加速蛋白质结构预测，以及使用图神经网络（GNNs）来建模复杂的生物网络和材料的性能预测。 结论：未来挑战与跨学科人才培养 本书的最后部分总结了当前领域面临的重大挑战，如如何实现跨尺度的精确建模、如何设计出真正可降解且功能强大的植入材料，以及如何整合多模态生物数据以构建更完备的生命系统模型。强调了掌握扎实的物理学基础和工程设计能力，是推动未来生物物理学和材料科学交叉领域持续创新的关键。 --- 本书内容翔实，图表丰富，理论阐述严谨，实验细节清晰，是理解和投身于现代生命科学与工程交汇点研究的宝贵参考资料。

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