一种用于微藻培养的新型板式光生物反应器

微藻的闪光效应可以大幅提高微藻的光效率,提高微藻产量。通过在传统的板式光生物反应器中加入斜挡板以增强微藻的闪光效应。以小球藻为模型藻种,考察了新型板式光生物反应器内不同光强和不同进口流速对小球藻生长速率和光效率的影响。结果表明,当进口流速为0.16 m/s时,随着光强的提高,小球藻的细胞浓度逐渐增加,光效率逐渐降低;在500μmol/(m2·s)的光强条件下,小球藻细胞浓度和光效率均随着进口流速的提高而增加。新型板式光生物反应器内小球藻的细胞浓度比传统板式光生物反应器提高了39.23%,表明在传统板式光生物反应器内加入斜挡板可有效增强微藻的闪光效应。     

光动力过程中线粒体膜电位和细胞存活关系

以1-anilionaphthalene-8-sulfonate(ANS)作荧光探针,通过其荧光光谱研究了苯硫基酞菁锌PcS)、苯硫基铝酞菁(AIPcS)和烷氧基铝酞菁(AIPc)这三种金属酞菁配合物作为光敏剂的光动力作用对癌细胞线粒体膜表面电位的影响．研究表明,光动力作用后线粒体膜表面电位降低,表面电荷数面密度增加．ZnPcS的影响最大,这与酶联免疫检测光动力作用后对癌细胞的杀伤效果相一致,提示细胞线粒体膜可能是金属酞菁配合物在光动力过程中的作用位点。通过比较细胞线粒体膜表面电位以及表面电荷数面密度与细胞存活之间的关系,阐述了光动力作用的物理学机制．同时,由于线粒体膜电位与细胞凋亡的密切关系,金属酞菁配合物对线粒体膜表面电位的影响提供了一个衡量药物疗效的判据。     

异质性光对野牛草叶片解剖结构的影响

自然界中植物生长所需资源通常呈异质性分布, 具有发达匍匐茎的野牛草(Buchloe dactyloides)在蔓延过程中相连克隆分株常生活在异质性的光环境中。有研究证明, 在异质性光条件下, 植株幼叶的叶片解剖结构受成熟叶所处光照条件的影响, 而异质性光条件下克隆分株的叶片形态解剖结构是否也受相连分株所处光照条件的影响则未见报道。通过设置高光(全光照)和低光(遮阴)两个水平, 对由匍匐茎相连的野牛草克隆分株施以同质和异质性光处理, 研究了异质性光对野牛草叶片解剖结构的影响。结果发现: 在异质性光环境中, 遮阴的野牛草克隆分株的主脉直径、维管束鞘细胞个数、叶片厚度以及近轴侧和远轴侧叶肉细胞的厚度均显著降低; 同质性的低光处理对这些指标则没有显著影响。在异质性光处理下, 未遮阴姊株近轴侧和远轴侧叶肉细胞的厚度以及远轴侧的气孔大小显著增加, 而未遮阴的妹株近轴侧和远轴侧叶肉细胞的厚度、气孔密度和气孔大小、叶片厚度和维管束鞘细胞个数则会降低。同质高光处理下克隆分株近轴侧和远轴侧的气孔密度和气孔大小显著高于同质低光。野牛草克隆分株近轴侧和远轴侧叶肉细胞的厚度、气孔密度和气孔大小受相连分株所处光照条件的显著影响。该研究结果表明: 未遮阴的姊株因为与遮阴的妹株相连而显著受益, 而未遮阴的妹株则因为与遮阴的姊株相连而损耗严重; 在异质性光处理下, 遮阴分株叶片形态上缩减的可塑性生长是为减少维持其存活的消耗, 提高遮阴分株存活率的一种适应性表现。     

光动力作用揭示细胞钙振荡机制

光动力作用揭示细胞钙振荡机制在各种细胞生理反应过程中,激素或神经递质与细胞表面受体结合后引起胞浆内钙离子浓度的升高。在生理性刺激浓度,单个细胞钙离子浓度的升高是以钙振荡（钙离子浓度随时间发生的有规则升高与降低）的形式出现的。在非兴奋性细胞（如外分泌细...     

新型光敏剂分子二乙醇胺基竹红菌乙素光诱导HeLa细胞死亡中的氧化应激研究

二乙醇胺基竹红菌乙素(2-ethanolamino-2-demethoxy-17-ethanolimino-hypocrellin B,EAHB)是一种新型的可吸收600 nm以上红光的竹红菌乙素衍生物。本文研究了二乙醇胺基竹红菌乙素-光动力诱导HeLa细胞死亡的效果及其氧化应激机制。结果发现,红光诱导后,MTT法检测到二乙醇胺基竹红菌乙素-光动力作用使HeLa细胞的存活率显著降低,且存活率与光敏剂浓度和光照剂量成反比;二乙醇胺基竹红菌乙素-光动力诱导HeLa细胞内产生活性氧自由基;同时,胞内超氧化物歧化酶和还原型谷胱甘肽水平显著降低,细胞脂质过氧化标志分子丙二醛显著升高,并检测到细胞质膜损伤标志分子乳酸脱氢酶的渗出显著增加。研究结果说明新型光敏剂二乙醇胺基竹红菌乙素可有效光诱导肿瘤细胞死亡,而细胞内氧化应激反应可能是二乙醇胺基竹红菌乙素光诱导肿瘤细胞死亡的重要作用机制。     

蚕豆保卫细胞原生质体质膜ABA结合蛋白与气孔对ABA敏感性的关系

在测定蚕豆(Vicia faba L.)保卫细胞原生质体质膜ABA结合蛋白的解离常数(Kd)和最大结合容量的基础上,进一步研究了几种因子(pH、光)对Kd和最大结合容量的影响。结果显示:pH并不改变结合蛋白的Kd值,而仅影响每个原生质体结合的分子数;光、暗处理的结果表明,光可使结合蛋白的Kd值增大,每个原生质体结合的ABA分子数减少,而暗处理可使结合蛋白的Kd值减小及每个原生质体结合的分子数增多,说明黑暗可提高气孔保卫细胞对ABA的敏感性,而光可以降低气孔保卫细胞对ABA的敏感性。因此,光、暗可以通过调节ABA结合蛋白的Kd值来调节气孔对ABA的敏感性。     

光呼吸对光合过程中磷代谢的影响

与光呼吸受抑制的 2％O_2浓度下相比,在 21％O_2浓度下.离体甘薯叶细胞光合作用最适介质无机磷浓度较低.另外,在21％O_2浓度下,降低甘薯叶细胞介质 NaHCO_3浓度,叶细胞光下吸收介质~(32)Pi的量减少;降低完整菠菜叶绿体介质 NaHCO_3浓度,乙醇酸形成相对加强,而介质~(32)Pi掺入到有机磷化合物的量则相对减少.这些结果表明,有利于光呼吸的条件,可降低光合对外界Pi的需求量.     

重组人源Ⅲ型胶原蛋白对豚鼠紫外线辐射损伤皮肤的修复效果探究

由于大气臭氧层逐渐被破坏,紫外线辐射量大大增加,导致皮肤中的核酸、蛋白质等大分子物质发生化学反应,引起皮肤红斑、色素沉积、晒伤、光老化甚至癌变的发生。以重组人源 Ⅲ型胶原蛋白（recombinant human type Ⅲcollagen,rhCol Ⅲ）为研究对象,探究其对成纤维细胞（L929）的细胞毒性及对豚鼠紫外线辐射光毒性损伤皮肤的修复作用。结果发现,在体外细胞实验中rhCol Ⅲ对L929细胞无潜在的细胞毒性;体内动物实验中rhCol Ⅲ对豚鼠紫外线辐射光毒性损伤皮肤具有明显的修复作用,其可以减少豚鼠皮肤损伤后的皮肤皱纹,改善损伤皮肤组织的表皮增生和真皮层炎症反应,降低波形蛋白（Vimentin）和黑色素瘤单克隆抗体45(human melanoma black 45,HMB45)在损伤皮肤组织中的表达。结果表明,rhCol Ⅲ的安全性良好,在豚鼠紫外线辐射损伤皮肤的修复治疗中,可以明显改善紫外辐射豚鼠皮肤的表皮层增厚和角质化程度,降低真皮层处的炎症反应,有效调节成纤维细胞纤维化程度与黑色素瘤的发病风险。结果表明,rhCol Ⅲ对紫外线辐射造成的光损伤皮肤具有明显的治疗效果...     

聚球藻7942混养培养中碳代谢与能量利用

为了考察聚球藻7942在混养条件下的能量利用效率,分别以葡萄糖和乙酸为碳源开展了聚球藻7942的混养培养研究,并在此基础上利用代谢通量分析方法对聚球藻7942混养条件下的碳代谢和能量利用进行了探讨。结果表明:葡萄糖和乙酸均能促进藻细胞生长,且乙酸促进藻细胞生长的作用更为明显;葡萄糖利用可明显增加藻细胞糖酵解途径中碳代谢流量,而乙酸利用则导致糖酵解途径中碳代谢流量减小,两种有机碳源均增加了柠檬酸循环中碳代谢流量;有机碳源导致藻细胞光化学效率下降,而葡萄糖较之乙酸降低藻细胞光化学效率更为明显。虽然混养条件下光能的贡献率要小于光自养,但基于能量的细胞得率和能量转换率均高于光自养,光自养和以葡萄糖、乙酸为碳源的混养中基于ATP生成的能量转换效率分别为6.81%、7.43%和8.77%。     

光激活荧光蛋白及其在植物分子细胞生物学研究中的应用

光激活荧光蛋白是指用特定光照射时,其荧光特性发生显著改变的一类荧光蛋白。借助光激活荧光蛋白的这种特性,可以实现对活细胞、细胞器或胞内分子的时空标记和追踪。该文介绍了目前光激活荧光蛋白的性质,并从多个方面对其应用进行了概括,包括分子标记与动态分析、蛋白质相互作用、细胞器及细胞组分动态研究、细胞追踪以及在光激活定位显微镜中的应用等,且对目前光激活荧光蛋白在植物分子细胞生物学中的应用进行了详细介绍。     

光激活荧光蛋白及其在植物分子细胞生物学研究中的应用

光激活荧光蛋白是指用特定光照射时, 其荧光特性发生显著改变的一类荧光蛋白。借助光激活荧光蛋白的这种特性,可以实现对活细胞、细胞器或胞内分子的时空标记和追踪。该文介绍了目前光激活荧光蛋白的性质, 并从多个方面对其应用进行了概括, 包括分子标记与动态分析、蛋白质相互作用、细胞器及细胞组分动态研究、细胞追踪以及在光激活定位显微镜中的应用等, 且对目前光激活荧光蛋白在植物分子细胞生物学中的应用进行了详细介绍。     

光呼吸对光合过程中磷代谢的影响

与光呼吸受抑制的 2％O_2浓度下相比,在 21％O_2浓度下.离体甘薯叶细胞光合作用最适介质无机磷浓度较低.另外,在21％O_2浓度下,降低甘薯叶细胞介质 NaHCO_3浓度,叶细胞光下吸收介质~(32)Pi的量减少;降低完整菠菜叶绿体介质 NaHCO_3浓度,乙醇酸形成相对加强,而介质~(32)Pi掺入到有机磷化合物的量则相对减少.这些结果表明,有利于光呼吸的条件,可降低光合对外界Pi的需求量.     

具有共同感受野的外膝体神经元的反应相位互补特性

用微电极在猫外膝体进行记录时,有时同一支微电极能同时记录到两个神经元放电,通常是一个给光中心细胞和一个撤光中心细胞。这一对神经元具有共同的感受野,并且对光刺激的反应类型也相同(同属于瞬变型细胞,或者同属于持续型细胞)。当正弦调制的光点投射在它们的感受野中心时,在不同的刺激强度下,给光中心细胞和撤光中心细胞的反应相位彼此相差半个周期(180°)。在低的刺激频率(5Hz)下,给光中心和撤光中心细胞的反应峰值延迟时间(相对于光调制信号的最大和最小值)也相同,表明它们具有相同的反应潜伏期。这种相位互补特性使具有共同感受野的一对细胞工作于“推挽”方式。对于瞬变型细胞来说,尽管它们在单独活动时显示半波整流特性,然而组成互补对以后则能传递全周期光调制信号。     

光甘草定诱导小鼠黑色素瘤B16F10细胞凋亡的机制研究

通过体外和体内模型研究光甘草定对小鼠黑色素瘤B16F10细胞增殖的抑制作用及其分子机制。B16F10细胞经光甘草定处理后可抑制其增殖,且具有浓度依赖性;诱导B16F10细胞凋亡,观察到明显的细胞凋亡状态,细胞内凋亡相关基因及蛋白Bax表达显著上升,Bcl-2则表达下调。进一步的研究发现,经光甘草定处理后的B16F10细胞中,培养基中葡萄糖含量升高,而ATP含量、乳酸生成均降低;细胞内糖酵解相关基因及蛋白HK2、Ldha表达下调。同时,经光甘草定处理后,移植瘤小鼠的肿瘤组织生长受到明显抑制,肿瘤组织内细胞凋亡率显著升高,Bax表达明显上升,而Bcl-2、HK2和Ldha则表达均下调。说明,光甘草定在一定浓度范围内抑制了小鼠黑色素瘤B16F10细胞的增殖,诱导细胞凋亡,而其诱导细胞凋亡的机制可能与调控糖酵解相关基因的表达相关。     

以异养细胞作为种子的椭圆小球藻产油脂光自养培养优化

异养细胞种子/光自养培养方法是一种可异养培养的能源微藻培养的有效方法,但已有文献尚未从工艺优化角度考察其发展潜力。为了获得较高细胞密度的用于光自养培养的种子和提高光自养培养的细胞密度与油脂产率,对异养细胞种子/光自养培养的培养基和培养条件进行了优化。结果表明,采用优化后的培养基,椭圆小球藻在摇瓶中异养培养的最高藻细胞密度可达11.04 g/L,比在初始培养基条件下提高了28.0%,在5 L发酵罐中异养培养的藻细胞密度达到73.89 g/L;在2 L柱式光生物反应器中光自养培养的藻细胞密度、油脂含量和油脂产率分别达1.62 g/L、36.34%和6.1 mg/(L·h),油脂成分主要为含C16-C18碳链的脂肪酸,是制备生物柴油的理想原料。经过优化,异养细胞种子/光自养培养这一方法能够显著地提高椭圆小球藻产油脂的能力,这进一步表明异养细胞种子/光自养培养方法有望成为可异养的能源微藻的高效培养方式。     

细胞功能的光动力调控

光动力作用所产生的单线态氧分子因其有限的寿命(1μs)和有效反应距离(10 nm),可亚细胞特异性调控细胞的不同生理活动。如质膜定位的光动力作用可导致胆囊收缩素(cholecystokinin,CCK)1型受体的永久性激活,及其它G蛋白耦联受体的增敏或脱敏。近年来涌现出来的基因编码的蛋白质光敏剂,使得光动力作用的亚细胞定位变得更加精细可控,因而可实现亚细胞部位及功能蛋白的靶向光动力调控。蛋白质光敏剂毒杀红(KillerRed)、迷你单(miniSOG)、单蛋敏(singlet oxygen protein photosensitiser,SOPP)等的亚细胞定位表达,可光动力调控细胞局部生理过程,通过对特定蛋白的光氧化活性改变,阐明该蛋白在细胞生理过程中的作用。选择性光照技术,可实现同步多点局部光照。多点局部光动力作用调控,可阐明细胞局部对整体细胞,及个体细胞对细胞团块的影响。蛋白质光敏剂的光动力作用,正逐渐成为细胞生理学研究的重要纳米调控工具。     

CO2浓度升高对斜生栅藻生长和光合作用的影响

升高大气中CO2 浓度可提高斜生栅藻的生物量和光合作用速率 ,对光合效率、暗呼吸速率、光饱和点和光系统Ⅱ的光化学效率 (Fv Fm)没有明显影响 ,但藻细胞光合作用对无机碳的亲和力降低     

细胞表面电荷的光镊测量方法及应用研究

分析了细胞表面电荷测量的意义、方法和现状,提出采用光镊技术测量细胞表面电荷的方法,介绍了实现该方法的系统构成和检测原理。在电场力的作用下,处于悬浮液中的带电细胞产生电泳。在外加电场力为零时利用激光的陷阱力捕获该细胞,然后施加并逐渐加大外加电场力,直到细胞刚好逃脱光阱力的束缚时的瞬间光阱力,理论上就是细胞所带电荷在电场中产生的库仑力与粘滞力之和。     

脓青素对光抑制条件下菠菜叶绿体的保护作用

在有氧条件下,脓青素可以缓解强光对菠菜叶绿体电子传递的抑制作用。加入解联剂尼日利亚菌素消除跨膜质子梯度会加剧叶绿体的光抑制,但脓青素的保护作用并不消失。脓青素对光系统Ⅰ与光系统Ⅱ均表现出保护作用,但对ＰＳⅡ的保护在光抑制初期较明显;在厌氧条件下,脓青素加剧叶绿体的光抑制,引起ＤＣＩＰ光还原与水到ｐ－ＢＱ电子传递活力的降低。推测脓青素可能通过促进细胞色素ｂ５５９介导的ＰＳⅡ循环电子传递,减轻了叶绿体的光抑制。     

补骨脂素对中波紫外线导致人皮肤HaCaT细胞光老化的保护作用

目的:研究补骨脂素对中波紫外线(UVB)导致人皮肤HaCaT细胞光老化的保护作用及其作用机制。方法:选择不同浓度的补骨脂素,MTT法筛选药物的浓度;使用中波紫外线(UVB)照射永生化的HaCaT细胞建立UVB光老化模型;使用三种不同浓度的补骨脂素处理光老化模型,MTT法检测细胞的增殖及氧化试剂盒检测细胞中氧化酶的活性。RT-PCR及Western Blot分别检测JNK和白介素-8(IL-8)mRNA及蛋白表达量。结果:与空白组相比,10~(-7)mol/L、10~(-6)mol/L、10~(-5)mol/L补骨脂素组对HaCaT具有无明显的增殖作用(P0.05);与模型组相比,10~(-7)mol/L、10~(-6)mol/L、10~(-5)mol/L补骨脂素组对HaCaT具有无明显的增殖作用(P0.05),但是10~(-7)mol/L、10~(-6)mol/L、10~(-5)mol/L补骨脂素组SOD、GSH、CAT活性升高(P0.01),细胞JNK、IL-8 mRNA表达量均降低(P0.01),细胞JNK、IL-8蛋白表达量均降低(P0.05或P0.01)。结论:补骨脂素能够显著的保护HaCaT细胞的光老化,其机制可能与增强抗氧化酶活性,及抑制JNK信号通路,减少炎症因子的分泌有关。