金属有机骨架在肿瘤治疗中的应用进展

金属有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)是一类由金属结点和有机配体配位组装而成的晶体材料.金属有机骨架具有孔隙度大、孔径和尺寸可调、生物相容性好、成分可调、表面可修饰等优越性能,在肿瘤治疗领域具有重要的应用潜力.本文首先介绍了金属有机骨架用于小分子药物、生物大分子药物等药物递送体系的构建方法.随后,我们总结了近年来MOFs药物递送体系在肿瘤的化学治疗、光动力学治疗、放射性治疗、免疫治疗、光热治疗等方面的应用进展.最后,本文总结了MOFs在肿瘤治疗方面的进展和特点,并展望了MOFs在肿瘤治疗领域的研究挑战和应用前景.     

金属有机骨架材料在药学中的研究进展

金属有机骨架材料(MOFs)是一种新型多孔晶体材料,在储能、吸附与分离、光学、生物医学和药学等领域都备受关注。金属有机骨架材料一般由无机金属离子与有机配体通过自组装形成,具有孔隙率高、孔道尺寸可调、比表面积大和稳定性好等诸多特点。本文对MOFs材料在药学领域中的应用进展进行了总结,并对其发展前景进行了展望。     

菌根真菌与植物抗逆性研究进展

菌根真菌与逆境的互作及其对植物抗逆性的影响,一直是菌根学领域研究的重点内容之一而备受关注。针对不同类型菌根真菌缓解不同逆境胁迫的作用,国内外已有大量研究报告及述评,而综合、全面、系统的综述尚不多见。本文总结了最近几年如下研究:菌根真菌对植物非生物胁迫(干旱、水涝、高温、低温、盐害、金属与准金属毒害、有毒有机物毒害、雾害、强辐射伤害与机械损伤等)与生物胁迫(土壤微生物群落结构与功能紊乱导致的连作障碍、病害、虫害、草害与外来植物入侵等)抗性的影响;菌根真菌与其他生物协同或与非生物因子联合提高植物抗逆性的效应;菌根真菌与其他生物协同或与非生物因子联合分解有毒物质、改善土壤肥力、修复污染与退化生境的效应。文中探讨了菌根真菌提高植物抗逆性和修复污染退化土壤作用的分子机制;分析了当前该领域研究存在的不足与今后研究的方向,以期为促进该领域研究和绿色修复技术研发提供可借鉴的思路。     

基于金属有机框架材料酶的固定化策略及其应用

金属有机骨架(MOFs)是由有机配体和金属离子或团簇通过配位键自组装形成的具有分子内孔隙的有机无机杂化材料,由于其比表面积大和化学稳定性、可调控的孔隙以及多样性被越来越多地用于生物分子的装载尤其是酶的固定化领域.本文综述了近年来国内外制备MOFs以及MOFs基的复合材料固定化酶的制备方法、改进策略和应用,并对MOFs基...     

铁蛋白的生物工程应用

铁蛋白是一种普遍存在于生物体内的储铁蛋白,具有铁离子代谢、抗氧化胁迫及消除其他过量金属离子毒害作用的功能。随着对铁蛋白结构和生化功能认识的深入,铁蛋白作为一个含有四氧化三铁核心的特殊蛋白复合体,被广泛应用于生物医学、纳米材料、生物分子成像等各种生物工程领域。该综述针对已知的主要铁蛋白分子,论述了铁蛋白的结构及酶活性机理,基于铁蛋白的多功能分子骨架应用,以及基于铁蛋白磁性的生物分子开关等热点研究,最后对铁蛋白生物工程、生物医学领域的应用和发展进行了展望。     

壳聚糖及其在金属纳米材料制备中的应用

基于来源丰富、独特的理化性质及生物学特性的壳聚糖与金属复合成为纳米材料的研究,引起了研究者广泛的关注。人们利用生物分子或生物有机体合成的金属纳米材料反应条件温和、产物形貌可控、重复性高等特点,结合金属纳米材料的"尺寸效应"与生物分子的自身特性来提高两者的协同功能,进一步拓展研究与应用领域的发展。以下针对近年来壳聚糖、壳聚糖体系金属纳米材料的研制及应用等领域进行简要的总结、评述和展望。     

金属-有机骨架介导的功能核酸检测技术研究进展

金属-有机骨架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)也称为配位聚合物(Coordination polymers,CPs),是由金属离子或金属簇与有机连接配体在相对温和的条件下自组装形成的一种晶体分子功能材料。其具有超高的孔隙率,优异的结构可调性,巨大的内部表面积,结构多样性,高的化学稳定性和强大的热稳定性等特点;已被应用于化工、医药等各个领域。目前,将MOFs与功能核酸(Functional nucleic acids,FNA)结合制备生物传感器应用于检测技术领域的相关研究主要集中在荧光生物传感器和电化学生物传感器这两大类,其他类型生物传感器鲜有报道。另外MOFs的制备也逐渐趋于小型化以提高它的相关性能。综述了近年来MOFs介导的功能核酸生物传感器研究情况,讨论了MOFs介导的功能核酸检测技术在应用研究中的实际意义及其存在的问题。对该项技术的发展前景,可能面临的机遇及挑战进行了展望,期望能促进MOFs介导的功能核酸检测技术在实际应用中的发展。     

脂质体、免疫刺激复合物和壳聚糖作为黏膜免疫载体的研究现状

查阅国内外文献,采用整理归纳、引用和分析的方法,概述了鼻黏膜免疫载体材料脂质体、免疫刺激复合物和壳聚糖的生物学特性及其在气溶胶疫苗领域的应用。脂质体、免疫刺激复合物和壳聚糖作为气溶胶疫苗鼻黏膜免疫的载体,能够增强疫苗的免疫原性,提高机体的体液免疫和细胞免疫水平,因此,可作为疫苗抗原激发特异免疫应答的生物材料。     

奥奈达希瓦氏菌电活性生物被膜的研究进展

面对日益严峻的能源紧缺与环境污染形势,电活性微生物(electroactive microorganisms)的电催化过程为实现绿色生产提供了新的思路。奥奈达希瓦氏菌具有独特的呼吸方式和电子传递能力,在微生物燃料电池、增值化学品的生物电合成、金属废物处理和环境修复系统等领域有着广泛的应用。奥奈达希瓦氏菌(Shewanella oneidensis MR-1)电活性生物被膜是实现电活性微生物电子传递过程的优良载体,其形成过程十分复杂且受到多种因素的影响和调控,在增强细菌环境抗逆性、提高电子传递效率等多方面发挥着十分重要的作用。本文较为系统地综述了奥奈达希瓦氏菌生物被膜的形成过程、影响因素及其在生物能源、生物修复和生物传感中的相关应用,为进一步实现其在更多领域的应用提供了理论基础。     

生物技术领域中超声波的应用

超声波具有穿透力强、方向性好的特点,在很多领域有着广泛的应用前景。超声波应用于生物技术领域,具有成本低、操作简单、生物效应明显、污染小或无污染等优点。本文概述了超声波生物学效应的产生机制,及其在植物无基质培养、生物活性物质的提取、固定化酶活性的提高及基因转导等生物技术领域中的应用及前景。     

金属有机框架纳米酶的研究进展

纳米酶作为一种具有类酶活性的纳米材料,与天然酶相比,具有制备过程简单、受外界环境干扰小、对酸碱和温度具有较好的耐受性等优点.金属有机框架(metal-organic frameworks,MOFs),即多孔配位聚合物,具有结构多样性、高比表面积、孔隙率可控等独特性质.因有序框架的保护以及结构可调控的性质,基于MOFs构建的纳米酶受到研究人员的广泛关注.本文综述不同类型MOFs基的纳米酶,主要从原始MOFs、化学修饰的MOFs、MOFs基复合材料和MOFs衍生物等四大方面进行论述;随后,对4种类型MOFs基纳米酶的构建特点和生化分析应用进行归纳和比较;最后对其当前面临的挑战和未来的发展趋势进行讨论.     

Biomolecule-embedded metal-organic frameworks as an innovative sensing platform

Technological advancements combined with materials research have led to the generation of enormous types of novel substrates and materials for use in various biological/medical, energy, and environmental applications. Lately, the embedding of biomolecules in novel and/or advanced materials (e.g., metal-organic frameworks (MOFs), nanoparticles, hydrogels, graphene, and their hybrid composites) has become a vital research area in the construction of an innovative platform for various applications including sensors (or biosensors), biofuel cells, and bioelectronic devices. Due to the intriguing properties of MOFs (e.g., framework architecture, topology, and optical properties), they have contributed considerably to recent progresses in enzymatic catalysis, antibody-antigen interactions, or many other related approaches. Here, we aim to describe the different strategies for the design and synthesis of diverse biomolecule-embedded MOFs for various sensing (e.g., optical, electrochemical, biological, and miscellaneous) techniques. Additionally, the benefits and future prospective of MOFs-based biomolecular immobilization as an innovative sensing platform are discussed along with the evaluation on their performance to seek for further development in this emerging research area.     

Applications of Functional Metal-Organic Frameworks in Biosensors

In recent decades, fast advancements in the fields of metal-organic frameworks (MOFs) are providing unprecedented opportunities for the development of novel functional MOFs for various biosensing applications. Exciting progress is achieved due to the combination of MOFs with various functional components, which introduces novel structures and new features to the MOFs-based biosensing applications, such as higher stability, higher sensitivity, higher flexibility, and higher specificity. This review aims to be a comprehensive summary of the most recent advances in the development of functional MOFs for various biosensing applications, placing special attention on important contributions in recent 3 years. In this review, the most recent developments in design and synthesis of functional MOFs for biosensing applications are summarized. MOFs-based biosensing applications are outlined according to the central roles of MOFs in biosensors, which include carriers of sensitive elements, enzyme-mimic elements, electrochemical signaling, optical signaling, and gas sensing. Finally, the current challenges and future development trends of functional MOFs for biosensing applications are proposed and discussed.     

卟啉金属有机骨架材料在肿瘤治疗中的应用

目前,恶性肿瘤严重威胁人类健康和生命。临床上常用放疗法和化疗法治疗肿瘤,在一定程度上抑制肿瘤的生长和转移。但是,传统的化疗药物在给药过程中缺乏靶向性、副作用大,而且大多数化疗药物水溶性差,效果有限,高剂量的重复给药会导致耐药,单一模式的治疗策略效果不佳。因此通过构建靶向智能多功能纳米载药系统实现肿瘤精准诊断和治疗成为近年来的研究热点。卟啉金属有机骨架（MOFs）材料具有多孔性、大比表面积、表面可修饰等特性,有望成为良好的靶向刺激响应型药物载体。而且卟啉MOFs可以避免卟啉分子的自聚集以及在激发态的自猝灭,还具有卟啉分子的宽光谱响应范围,是一类具有广阔应用前景的固体光敏剂,因此卟啉MOFs近年来成为构建靶向智能多功能纳米载药系统的重要平台。本论文综述了近年来基于卟啉金属有机骨架材料的肿瘤治疗策略,特别是基于肿瘤内源性组分（pH、酶、氧化还原）和外源性物理信号（声、磁、光）刺激触发的多功能纳米平台用于肿瘤精准诊断和治疗的最新研究进展,并讨论了卟啉MOFs在未来肿瘤治疗中面临的挑战和机遇。     

有机框架材料在多肽富集的应用

生物医药领域近年来发展迅猛,多肽类药物因其生物学活性高、毒性小、生物相容性好等优势,在肿瘤治疗、细胞活性模拟、抗体检测等领域展开广泛应用,多肽的检测分析也成为研究的一大热点。传统的色谱法、溶剂沉淀法、离心超滤法和固相萃取法对多肽能够展现富集效果,但富集的效率往往不够理想。近年来,以有机框架材料为代表的纳米材料,在气体吸附、荧光、传感和催化等领域展开了广泛应用。有机框架材料凭借着独特的结构尺寸,成为了一类理想的生物吸附剂。由于其具有表面可修饰性,能够大大提高对多肽的富集效率。本文着重介绍近5年来金属-有机框架材料（metalorganic frameworks,MOFs）和共价-有机框架（covalent-organic frameworks,COFs）在多肽富集中的应用。     

多粘类芽孢杆菌及其产生的生物活性物质研究进展

多粘类芽孢杆(Paenibacillus polymyxa)对人或动植物没有致病性,某些菌株可产生如抗生素、拮抗蛋白、植物激素、酶、絮凝剂等多种生物活性物质.这些活性物质在植物病害防治以及人和动物疾病治疗方面具有诱人的应用前景.本文对近年来多粘类芽孢杆菌及其产生的生物活性物质的研究进展进行了综述.     

药用植物内生真菌及活性物质多样性研究进展

药用植物具有丰富的物种多样性,是人类生存与发展的重要自然资源。内生真菌广泛存在于健康植物组织内部,是植物微生态系统的重要组成部分,各种药用植物中蕴藏着非常丰富的内生真菌。通过与药用植物的“协同进化”,某些内生真菌具有了产生与宿主植物相同或相似的生物活性物质的能力。内生真菌产生的各种活性物质,在生物制药、农业生产、工业发酵等方面都表现出美好的应用前景,受到世界各国专家的广泛关注。利用内生真菌发酵实现生物活性物质的工业化生产,可以提高产量、降低产品成本,满足人们日益增长的需求;同时有利于珍稀、濒危药用植物资源的保护,对减少野生药用植物多样性的破坏具有重要意义。本文从药用植物内生真菌物种多样性与产生生物活性物质多样性等方面总结近年最新的研究进展,提出了内生真菌及活性物质研究的未来发展方向。     

Recent Development of Zeolitic Imidazolate Frameworks (ZIFs) Derived Porous Carbon Based Materials as Electrocatalysts

Development of effective, stable, and economic electrocatalysts is critical for further implementation of fuel cells, water electrolysis, and metal–air batteries in clean energy conversion technologies. As a subfamily of metal–organic frameworks (MOFs), zeolitic imidazolate frameworks (ZIFs) possess the characteristics of both MOFs and zeolites, showing highly porous structures, large surface area, and open catalytic active sites. This review presents materials design strategies for constructing improved electrocatalysts based on ZIF precursors/templates, with special emphasis on the varieties of derivatives, controllable building of active sites, the construction of macroscopic structure, and the favored electrocatalytic reactions based on these materials. These ZIF‐derived N‐doped carbon‐based composites or compounds have exhibited remarkable activity and stability for a broad electrocatalysis application, displaying great potential to replace noble‐metal‐based catalysts. The challenges and perspectives regarding ZIF‐derived electrocatalysts are also discussed for better development of ZIF‐derived electrocatalysts.     

蜡状芽孢杆菌发酵南极磷虾生成活性物质的研究

南极磷虾具有分布量广、营养价值高、贮藏量大等特点,是一种重要的海洋蛋白新资源,有待开发利用。从深海泥样中分离筛选出一株能够以南极磷虾为唯一碳氮源生长的蜡状芽孢杆菌,利用该菌发酵南极磷虾。对发酵条件进行了初步优化,研究了发酵液的抗氧化能力以及发酵液中风味物质的种类和含量的变化情况。结果显示,30℃恒温培养48 h,DPPH清除率为44.05%,总酚含量为0.059 2 mg/m L,亚铁离子螯合能力为92.23%,还原力为200.13μmol/L,总蛋白含量为2.952 g/100 g,有机酸组成丰富,游离氨基酸含量(227.540 2 mg/m L)比发酵前(106.5796 mg/m L)增加一倍。本研究使南极磷虾这一丰富的资源得到最大限度的利用,同时也使南极磷虾的生物活性物质能够在生产中发挥潜在的作用。     

Bioactive substances produced by marine isolates of Pseudomonas

Pseudomonas is a genus of non-fermentative gram-negative Gammaproteobacteria found both on land and in the water. Many terrestrial isolates of this genus have been studied extensively. While many produce bioactive substances, enzymes, and biosurfactants, other Pseudomonas isolates are used for biological control of plant diseases and bioremediation. In contrast, only a few marine isolates of this genus have been described that produce novel bioactive substances. The chemical structures of the bioactive substances from marine Pseudomonas are diverse, including pyroles, pseudopeptide pyrrolidinedione, phloroglucinol, phenazine, benzaldehyde, quinoline, quinolone, phenanthren, phthalate, andrimid, moiramides, zafrin and bushrin. Some of these bioactive compounds are antimicrobial agents, and dibutyl phthalate and di-(2-ethylhexyl) phthalate have been reported to be cathepsin B inhibitors. In addition to being heterogeneous in terms of their structures, the antibacterial substances produced by Pseudomonas also have diverse mechanisms of action: some affect the bacterial cell membrane, causing bacterial cell lysis, whereas others act as acetyl-CoA carboxylase and nitrous oxide synthesis inhibitors. Marine Pseudomonas spp. have been isolated from a wide range of marine environments and are a potential untapped source for medically relevant bioactive substances.