海洋软体动物齿舌中磁铁物的研究

在扫描电镜下对红条毛肤石鳖（ Ａｃａｎｔｈｏｃｈｉｔｏｎ ｒｕｂｒｏｌｉｎｅａｔｕｓ Ｌｉｓｃｈｋｅ） 齿舌进行了观察,用原子力和磁力显微镜及超导量子干涉器（ＳＱＵＩＤ） 式磁强计对齿舌中的磁铁物Ｆｅ３ Ｏ４ 进行了分析和测量,实验证明齿舌中含有磁铁物Ｆｅ３ Ｏ４ ,每个齿舌约含Ｆｅ３ Ｏ４ ０．２ ｍｇ ,占齿舌重量的１５ ％ ,矿物重量的４０％ ,磁化强度约为０．０２×１０ － ３ Ａｍ２／ 个,相当于１４Ａｍ２／ｋｇ ,并且磁铁物主要存在于第一侧齿的齿尖上,同时Ｆｅ３ Ｏ４ 晶体在齿片表面上的排列及磁畴结构具有方向性。     

红条毛肤石鳖齿舌形态及矿物成分含量

在光镜和扫描电镜下对红毛肤石鳖齿舌的组成及各种齿片形态进行了较详细的观察,齿舌的每一排由17个齿片组成,形态各异。采用原子吸收法对齿舌中的钾、钙、钠、镁、铬、铁、钴和锰8种元素含量进行了测定,其中铁元素含量最高,达齿舌干重的14．6％,其次为镁,其它元素含量依次为钠、钙、钾、锰、铬和钴;并且齿舌在生长过程中通过不断的积累矿物元素而使齿舌的不同部位矿化程度有所差异,矿化程度由重至轻依次为齿舌前段、中段、后段和末段;在研究中发现齿舌中含有磁性物质Fe3O4,并且磁性物质主要存在于第1侧齿的齿尖上。     

涡旋磁纳米颗粒——崭新的生物医用磁性纳米平台

相比于超顺磁性纳米颗粒,具有涡旋磁畴的磁性纳米颗粒,由于独特的磁化闭合分布、较大的粒径尺寸及外加磁场中的磁化翻转特性,使得其兼具弱的颗粒间磁相互作用和更优异的磁学性能,在生物医学领域展现出了更好的应用优势和潜力.本综述结合近年来国内外对涡旋磁畴的研究及涡旋磁纳米颗粒在生物医学领域的报道,提出了一类新型的生物医用涡旋磁溶胶体系,并以涡旋磁氧化铁纳米盘和纳米环为例,介绍了涡旋磁纳米颗粒的化学合成,并着重论述了这类具有独特涡旋畴结构的纳米颗粒在磁共振成像、抗肿瘤治疗等生物医学应用上的最新研究进展.     

趋磁细菌磁小体研究进展*

趋磁细菌能在细胞内形成由膜包裹的纳米级单畴磁性颗粒——磁小体。磁小体的形成是受生物严格控制的矿化过程,包括铁离子的吸收、转运和结晶成核等。磁小体膜在磁铁矿(Fe3O4)晶体的形成中起着重要的作用。主要介绍近年来关于磁小体形成过程和参与这一过程的蛋白质等方面的一些重要研究进展。     

环渤海红条毛肤石鳖种群遗传多样性研究

以线粒体细胞色素c氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ)为遗传标记分析了环渤海红条毛肤石鳖Acanthochiton rubrolineatus 9个种群的遗传多样性及遗传结构。126只个体经PCR扩增测序获得654 bp的COⅠ基因序列,41个多态位点产生29种单倍型,单倍型多样性为0. 899±0. 013,核苷酸多样性为0. 013 3±0. 006 8。种群遗传多样性与纬度(r=-0. 808,P <0. 05)及年平均温度变异系数(r=-0. 795,P <0. 05)呈显著负相关,表明红条毛肤石鳖适应低纬度及温度稳定的海洋环境。分子方差分析表明,遗传变异主要发生在种群内(83. 26%,P <0. 001)。系统发生树与单倍型网络图没有呈现明显的谱系地理结构。种群历史动态结果显示,红条毛肤石鳖在早更新世晚期(第二温暖期)间冰期经历了种群扩张。     

趋磁细菌及磁小体在肿瘤治疗中的应用

提高抗肿瘤药物的靶向性是肿瘤治疗、降低药物副作用的重要手段。在肿瘤组织内部由于癌细胞的快速增殖致使其形成低氧区,低氧区会对多种肿瘤治疗方案产生耐受。趋磁细菌 (Magnetotactic bacteria, MTB) 是一类能在细胞内产生外包生物膜、纳米尺寸、单磁畴磁铁矿 (Fe3O4) 或硫铁矿 (Fe3S4) 晶体颗粒-磁小体的微生物的统称。在磁场的作用下,趋磁细菌可凭借鞭毛运动至厌氧区。趋磁细菌在动物体内毒性较低且生物相容性良好,其磁小体与人工合成的磁性纳米材料相比优势显著。文中在介绍趋磁细菌及其磁小体生物学特点、理化性能的基础上,综述了趋磁细菌作为载体偶联药物进入肿瘤内部,并通过感受低氧信号定位于肿瘤低氧区,以及趋磁细菌竞争肿瘤细胞铁源的研究进展,总结了磁小体运载化疗药物、抗体、DNA疫苗靶向结合肿瘤的研究进展,分析了趋磁细菌及磁小体肿瘤治疗中面临的问题,并对趋磁细菌和磁小体在肿瘤治疗中的应用进行了展望。     

红条毛肤石鳖齿舌主侧齿中铁还原酶分布及与生物矿化的关系

以红条毛肤石鳖Acanthochiton rubrolineatus(Lischke)齿舌为材料,通过切片和酶组织化学技术,在光镜和电镜下对齿舌主侧齿的微结构及高铁还原酶的存在进行观察,从微观角度了解齿舌主侧齿齿尖的矿化机理。结果显示,成熟主侧齿由齿尖和齿基组成。齿尖结构由外至内分为三层,最外层为磁铁矿层,前后齿面磁铁矿层的厚度不等,后齿面约50μm,前齿面约5-10μm。向内依次为棕红色的纤铁矿层,厚约10μm,及略显黄色的有机基质层,有机基质层占据着齿尖内部的大部分结构。高分辨透射电镜下显示磁铁矿由条状四氧化三铁颗粒组成,长约2-3μm,宽约100-150nm。齿舌的矿化是一个连续过程,不同部段处于不同的矿化阶段,齿舌囊上皮细胞沿囊腔分布,并形成齿片。未矿化的新生主侧齿齿尖中存在由有机基质构成的网状结构。随矿化的进行,有机基质内出现矿物颗粒。初始矿化的齿尖外表面有一个细胞微突层,微突的另一端为囊上皮细胞,矿物质经由微突层达齿尖并沉积于有机基质中,齿尖随之矿化并成熟。初始矿化齿尖的外围有大量的三价铁化物颗粒,稍成熟的齿尖外围同时还出现二价铁化物。新生或初始矿化主侧齿齿尖外围的囊上皮细胞中有大量球形类似于铁蛋白聚集体的内容物,直径0.6-0.8μm,球体由膜包围。齿舌囊上皮组织中存在三价高铁还原酶,此酶分布于上皮细胞的膜表面,可能与齿尖表面磁铁矿的生成有一定的关系。       

趋磁细菌多样性与应用研究进展 *

趋磁细菌是一类可以沿磁场方向进行运动的微生物统称,在细胞内合成由生物膜包被、链状排列、纳米级、单磁畴的磁铁矿 (Fe₃O₄) 或胶黄铁矿 (Fe₃S₄) 的磁小体颗粒。趋磁细菌在自然界分布广泛且多样性丰富,不仅在水环境和沉积环境的铁、硫、碳、氮、磷等元素生物地球化学循环中发挥重要作用,而且在污染治理、疾病诊断和治疗等方面有较好的应用。趋磁细菌磁小体由生物膜包被并在细胞调控下合成,是一类新型的生物源磁性纳米材料。相比常规化学合成的磁性纳米颗粒,磁小体具有大小均一、生物相容性高、兼具化学修饰和基因工程修饰功能等特点,在磁性分离、固定化酶、食品检测、环境监测、医学诊断、磁共振成像、磁热疗和靶向治疗等方面具有广阔的应用前景。在介绍趋磁细菌多样性研究的基础上,综述了趋磁细菌和磁小体的制备、修饰及其应用的最新进展,并对未来的研究进行了展望。     

磁泳分离细菌新方法的研究

从酸性矿坑水中富集培养分离到的嗜酸氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans,A.ferrooxidans）[1-2] 菌同趋磁细菌具有一定的相似性。通过显微镜观察发现,部分浸矿细菌在外加磁场的作用下具有微弱的趋磁性,基于菌种的这种特性,设计了磁泳分离仪,对其在磁场作用下泳动（磁泳）进行分析,经磁泳后的近磁、远磁菌的生理特性有较大的差异。从用涂布平板法获得的近磁菌纯培养A. ferrooxidans菌体中,分离得到纳米磁性颗粒,能谱分析表明,其主要成分为Fe和O元素。实验结果证明,A. ferrooxidans具有微弱趋磁性,采用磁泳分离该类菌体内含有磁性颗粒的细菌是可行的,这一分离技术的进一步完善和改进将为传统的微生物菌种分离提供一种新型分离技术,也将大大促进趋磁细菌的研究,而且它与浸矿工艺的结合将大大促进我国生物冶金的研究步伐。     

用壳聚糖亲和磁性微球纯化血浆凝血酶的研究

通过化学共沉淀法合成纳米粒子Fe3O4磁核,以壳聚糖为包裹材料包被自制的磁核,采用乳化交联法制备了具有核-壳结构的磁性高分子微球-壳聚糖磁性微球,并偶联肝素配基得到了一种新型亲和磁性微球,应用SEM、FT-IR、XRD等对微球的粒径、形貌、结构和磁响应性进行了表征.考察了该亲和磁性微球对凝血酶的分离纯化性能,并与传统的DEAE离子交换色谱法进行了比较.结果表明,所得亲和磁性微球具有较窄的粒径分布、形状规整,粒径在50nm左右.对凝血酶一步吸附纯化获得了比活为1879.71U/mg的酶,得率85%,纯化倍数11.057,而传统柱层析法得率为72%,纯化倍数仅为5.33.制备了壳聚糖亲和磁性微球,并将磁分离技术应用于凝血酶的分离纯化,得到了较好的效果,这将对于凝血酶的纯化及生产具有一定参考价值.