亚磁场及其生物响应机制

根据亚磁生物学的研究历史和空间亚磁环境的实际情况,本文定义磁感应强度总量在“0<|B|≤5 μT”区间内的静态弱磁场为亚磁场．亚磁场能对生命活动的多个方面,特别是中枢神经系统产生负面影响．随着月球与火星航天计划的开展,航天员将长期暴露于亚磁空间中．这可能对宇航员的身心健康带来潜在的危害．亚磁场生物学效应及其机制的研究,将为相关载人航天的空间防护提供理论基础,已成为空间生物科学以及航天医学等相关领域的新热点．     

人体生物磁场检测技术及其医学临床应用

人体生物磁场中含有丰富的有关人体内部器官与组织的信息,测量人体生物磁场的微弱信号有助于医学临床对疾病的诊断与治疗。本文在介绍人体生物磁场特性的基础上,系统阐述了人体生物磁场测量中的关键技术,包括:磁屏蔽技术、空间鉴别技术、和信噪比问题,并详细论述了超导量子干涉仪的工作原理和工作特性,最后结合医学临床的典型应用,论证了研究人体生物磁检测技术对有效提高人类医疗保健水平和生活质量的重要性。     

磁医学的开拓和应用

本文就磁性材料与医学之间的相互关系,磁医学的发展前景及磁场的安全标准等问题进行了介 绍,并就磁医学的进一步开拓和应用提出了一些建设性的意见。     

旋磁场对胆结石病人胆汁中胆红素钙胆固醇pH影响的研究

探讨旋磁场与磁板对置对胆结石病人胆汁中总胆红素 (BIT)、直接胆红素 (BID)、间接胆红素 (BII)、钙 (CA)、胆固醇 (CH)和 pH的影响, 为肝内外胆管结石病人治疗、预防和降低复发、再生和再手术率提供临床实验资料. 方法 设旋磁组和空白对照组二组, 对象为胆管结石行胆道探查 " T" 型管引流病人. 样本为胆汁, 旋磁组 30例, 测定旋磁处理前后 65对胆汁样本. 空白对照组 15例, 不外加旋磁处理, 时间前后与对照组相同, 留取前后 30对胆汁样本. 将直径 12mm圆形稀土永磁片 110块, 表面磁感应强度 210mT, 分别间隔 10mm贴于 210× 220mm铁皮上形成一个大面积磁板与旋磁头表面静磁感应强度 160mT, 旋转平均表面磁感应强度 100mT呈异名极对置, 磁板置肝区背侧, 旋磁头置剑突下处理 40分钟. 留取处理前后胆汁样本 5ml, 送检测 BIT、 BID、 BII、 CA、 CH和 pH. 结果 旋磁组、旋磁场与磁板对置处理胆结石病人胆汁前后对照, t值分别为 BIT 3.60、 BID 2.46、 BII 3.37、 CA 4.87、 CH 3.36、 pH 0.3. 空白对照组胆汁时间前后对照, t值分别为 BIT 1.14、 BID 1.06、 BII 0.30、 CA 0.50、 CH 0.94和 pH 0.84. 结论 在本项磁场类型、强度和时间处理条件下, 旋磁场与磁板对置能明显影响胆结石病人胆汁中的 BIT、 BID、 BII、 CA和 CH的浓度变化, 且有显著降低的作用. BID降低差异有显著性 (P< 0.05). BIT、 BII、 CA和 CH降低差异有高度显著性 (P< 0.01), 胆汁 pH变化差异无显著性 (P >0.05). 空白对照组胆汁前后对比 BIT、 BID、 BII、 CA、 CH和 pH变化均无显著性差异 (P >0.05). 旋磁组与空白对照组均数比较 BIT、 BII和 pH差别有高度显著性 P< 0.01, CA差别有显著性 (P< 0.05). 而 BID和 CH两组均数比较差别无显著性 P >0.05. 本临床实验结果证实, 旋磁场与磁板对置能影响肝内外胆结石形成, 为胆石病的预防提供了临床应用依据.     

我们生活在磁的世界里——“阿波罗”登月如何研究月球磁场宇宙磁现象的研究和应用(连载之三)

长期的科学研究指出,地球上生命现象的出现及各种生物和人类的进化与生存都是离不开太阳的。实际上太阳也是人类观测研究最早和最多的天体。从磁的方面看,太阳表面的各种现象和活动都同太阳的磁场有关,因此把太阳表面的活动称为太阳磁活动。从对太阳的长期观测研究已经知道：太阳表面普遍存在着跟地球磁场强度相近的约万分之一特的磁通密度;太阳黑子存在更强的磁场,约为太阳表面磁场的几百倍到几千倍,正是由于太阳黑子的强磁场作用才使其温度降低,因而亮度变暗,成为黑子。太阳的一些强烈磁活动还对太阳系空间和包括地球在内的太阳系…     

经颅磁刺激参数与结构要件的影响分析

为了进一步探索经颅磁刺激工作机理并改进或研制出新的经颅磁刺激激励源.本文从经颅磁刺激的原理推导出了磁场、感应电流及激励源原理电路电流的表达式,利用大脑-线圈和大脑-线圈-铁芯两种经颅磁刺激模型分析影响因素与头模型各组织的磁场和感应电流分布.对比分析表明电流的性质,线圈半径,线圈激励特性与铁芯对感应电流分布与电磁场分布有着本质的影响.对经颅磁刺激参数及结构要件的研究与分析可用于指导刺激线圈参数及激励源电路参数的设置,以及探索新的激励源制作.     

基于磁性纳米材料的肿瘤靶向治疗研究进展

磁性纳米材料具有独特的磁学性质，可响应外磁场，产生力、热等效应。如在静磁场下将药物磁靶向递送至肿瘤部位；低频交变磁场下可将纳米药物主动渗透至病灶部位，实现瘤内均一分布；中频交变磁场作用下磁滞损耗产生热和增强的活性氧，用于肿瘤治疗。磁性纳米材料同时具有尺寸依赖的磁学性质以及表面多功能化等特点，可将磁靶向、分子靶向以及磁热疗联合。此外，磁性纳米材料具有磁共振成像性能以及纳米酶催化特性，使其在肿瘤诊疗一体化治疗方面获得了广泛应用。近年来，纳米给药系统不断被优化，基于磁性纳米材料的肿瘤靶向治疗也得到了长足的发展。鉴于此，本文围绕提高靶向肿瘤治疗效果，从磁靶向药物治疗、被动靶向磁热疗和主动分子靶向磁热疗、纳米酶特性以及诊疗一体化应用等几方面出发，综述了基于磁性纳米材料的肿瘤靶向治疗研究进展。     

医学领域的磁共振成像革命——2003年诺贝尔生理及医学奖主要工作介绍

在磁场中 ,自旋的原子核会吸收频率与其自旋频率相同的电磁波 ,使自身能量增加 ,发生能级跃迁 ,当原子核迁移回原能级时 ,就会把多余的能量以电磁波的形式释放出来 ,称为核磁共振 (NMR) .磁共振成像(MRI)利用这一原理 ,依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减 ,通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波 ,即可得知构成这一物体原子核的位置和种类 ,据此可以绘制成物体内部的结构图像 .将这种技术用于人体内部结构的成像 ,就产生出一种革命性的医学诊断工具 .快速变化的梯度磁场的应用 ,大大加快了磁共振成像的速度 ,使该技术在临床诊断、科学研究的应用成为现实 ,极大地推动了医学、神经生理学和认知神经科学的迅速发展     

华南荷木林冠层气孔导度对水汽压亏缺的响应

冠层气孔导度(Gs)是量化气孔在冠层尺度水平上表现的参数,能够表征森林冠层表面水汽和能量交换的动态.本研究利用Granier树干液流测定系统,连续监测华南地区荷木林的树干液流,通过尺度转换和扩展获得冠层蒸腾速率,结合微气象观测值,以Pen-man-Monteith公式计算了Gs,并比较不同土壤水分条件下Gs对水汽压亏缺的响应.结果显示,Gs与气孔气体交换方法实测的叶片气孔导度(gs)日变化相似,单位转换数值大小与实测gs数量级一致.Gs对水汽压亏缺的响应在干季和湿季有明显差别:(1)在土壤水分充足的湿季(土壤含水量θ ＞33％),Gs对水汽压亏缺的响应更敏感(偏相关系数-0.316),而在干季(θ＜23％)则对光合有效辐射的响应更敏感(偏相关系数0.885).(2)荷木林冠层-大气脱耦联系数(Ω)在湿季接近l,干季则较湿季小,说明湿季叶片的界面层较厚,水汽压亏缺对Gs影响较小,而光合有效辐射是控制Gs的主要环境因子.     

磁选育浸矿菌种新方法的研究--磁泳分离菌种

世界无处不有磁,磁场对整个世界产生着重大的影响。本文通过大量镜检工作,观察到从酸性矿坑水中初步分离培养得到的部分细菌对外加磁场均有微弱的趋磁性。基于菌种的这种特性,设计了磁泳装置用不同的磁场梯度分离细菌,磁泳分离的方法可以初步分离出近磁、远磁菌,这两个菌群的生理特性有着很大的差异,主要体现在其对亚铁氧化和对金属离子的浸出上,远磁菌亚铁氧化活性比近磁菌高将近50%,远磁菌对铜离子的浸出效果也比近磁菌好。近磁菌在强磁性矿物培养基中生长情况较好,而远磁菌在弱磁性矿物培养基中生长情况较好。而且,在近磁菌的纯培养菌体中分离到磁性颗粒。实验结果证明,采用磁泳用于分离体内含有磁性颗粒的细菌是可行并且有效的,这一分离技术和工艺的结合也将大大促进我国生物冶金的步伐。     

基于混合优化算法的经颅磁刺激线圈阵列设计

为了研究对经颅磁刺激激励线圈聚焦性能的优化,利用混合优化算法与CST软件的外部通信接口,建立优化的激励线圈模型。依据多信道线圈阵列方法,利用磁场叠加原理,对影响磁场分布的线圈可调参数进行分析,结合混合优化算法对可调参数进行优化。结果对比显示,经优化的线圈阵列有良好的磁聚焦性,其刺激强度与聚焦程度都有了不同程度提高。可用于改善TMS系统聚焦性能,实验有助于进一步探索全面优化激励线圈的空间结构。     

磁性纳米粒子介导的细胞生物学效应

磁性纳米粒子(magnetic nanoparticles, MNPs)由于其独特磁响应性,可将外加磁场的能量转化为机械能和热能。磁性纳米粒子介导的物理信号依赖于MNPs本身的磁学性能及磁场的参数,可定量输出作用于不同类型的细胞,调控细胞命运。MNPs本身Fe~(2+)引发芬顿反应可上调化学信号(reactive oxygen species, ROS),用于肿瘤治疗;在超低频磁场(1 Hz)下产生的机械力可诱导干细胞分化和巨噬细胞极化等过程,用于再生医学领域;在低频磁场(1～100 Hz)下产生的机械力可通过直接物理破坏或间接触发生物信号通路,引起肿瘤细胞死亡;在高频磁场(100 kHz～1 MHz)下产生的热可破坏肿瘤细胞,在神经元信号转导领域也取得一定的突破。研究MNPs介导的化学、物理、生物信号引起的细胞生物学效应对MNPs的设计和磁场的选择具有重要的指导意义。本文就MNPs在不同类型磁场下介导的细胞生物学效应做一概述。     

趋磁细菌纳米磁小体的培养与分离及其在医学上的应用进展和前景

趋磁细菌是一种对磁场有趋向性反应的细菌,其原因是它们体内能合成一种特殊的细胞器-磁小体;由于磁小体有着大小合适,磁性强,表面易修饰等诸多优点,在诸多领域,尤其是医学领域有广泛的应用和广阔的前景.本文主要就从环境中区分和分离趋磁细菌;对其不同培养条件的优化与选择;从细菌体内提取磁小体并加以纯化;将不同药物偶联于磁小体之上的方法及其在医学上如,制造磁性细胞,磁分离技术,生物传感与检测技术,并将其作为靶向药物的载体,肿瘤治疗,基因治疗等方面的应用现状和前景作简要论述.     

Shifts in chemical and microbiological properties belowground of invader Ageratina adenophora along an altitudinal gradient

入侵植物紫茎泽兰根围土壤化学及微生物属性海拔变化格局 热带地区山地生态系统是外来植物入侵的重要区域,是研究外来植物扩散机制的“天然实验室”。本研究试图探明入侵植物紫茎泽兰(Ageratina adenophora)根围土壤化学(pH及土壤养分)和微生物(酶活性和细菌群落)特性沿海拔梯度的变化规律。本研究以哀牢山(1400–2400 m)不同海拔梯度分布的紫茎泽兰为研究对象,采集根围土,测定土壤有机碳及养分含量,以及植物根系碳和氮含量。分析与土壤有机碳、氮及磷循环的酶活性,通过计算土壤酶化学计量参数,探究微生物生长代谢利用碳、氮及磷的规律。借助高通量测序技术对16S rDNA的V4区测序,分析细菌群落结构。研究结果显示,海拔显著影响紫茎泽兰根系氮及及其根围土壤有机碳含量,且这些测量指标在海拔2000 m  出现拐点。处在低海拔,入侵植物快速生长耗竭土壤中相对缺乏的磷,磷素是限制微生物生长的重要养分元素;而在高海拔,微生物需要投入更多的能量降解有机质获取碳,导致微生物生长的碳限制。细菌群落β多样性及pH  是决定不同海拔酶化学计量参数差异的重要因子;变形菌门和酸杆菌门是决定微生物养分利用状况的主要细菌门类。这些结果阐明了不同海拔梯度上紫茎泽兰根围土壤微生物的养分利用规律,有助于认识入侵植物沿海拔扩散机制。     

《生物磁学》杂志国内外公开发行创刊词

《生物磁学》杂志是国内唯一反映生物磁学的理论和实践的刊物。它的公开发行标志着我国生物磁学在世界科技之林中能够独树一帜的先进水平。生物磁学是涉及多种学科和新技术的边缘科学,不仅与医学有密切关系,而且与人类、动物、植物、地球、星际空间乃至整个自然界,无处不受到磁力的作用。在我们生活的地球上,不论在地面、高空和地下都存在地球的磁场,人类就是生活在磁的世界里。而《生物磁学》杂志就是研究及应用磁性物质和磁场与生物和生命活动的相互关系的边缘科学。     

磁场在抗衰老研究中的地位

现代科学技术的进步,已提供了越来越多的证据表明,一切生命体,都是以液晶相物质作为其基本的结构材料的。同时,又都是存在于无所不在的宇宙场(主要包括引力场和磁场)尤其是磁场之中的。磁场,既是液晶相物质存在和稳定的必要条件,又是其老化、衰老的原因。因此,研究磁场与液晶———生命体之间的极其重要的关系,并最终找出其最佳“磁位”(存在点)。是研究生命体衰老奥秘的最有可能成功的途径。笔者在此抛砖引玉,希望为在此领域内奋力探索,并给具有实力的人们,提供一个极富魅力的有效空间。     

调制磁性纳米颗粒提高磁热性能的研究

磁性纳米颗粒具有独特的磁学性质,即在外加交变磁场下因产生磁滞释放热量,使其在生物医学领域,特别是肿瘤磁热疗,获得了广泛应用.到目前为止,磁性纳米颗粒介导的磁热疗成为一种治疗癌症的有效手段,已进入临床三期实验.因此,针对磁性纳米颗粒本身,优化设计尺寸、形貌、组分和表面修饰来提高其磁热性能,进而减小临床应用中的颗粒浓度来最小化毒副作用的研究,对肿瘤治疗及生物医药研究具有十分重要的意义.本综述详述如何优化调制磁性纳米颗粒以提高其磁热性能,为高效、低毒的磁性纳米颗粒的设计提供了指导性的研究方向.     

密度对玉米群体冠层内小气候的影响

 系统研究了两个玉米(Zea mays L.)品种不同密度群体冠层内光合有效辐射、CO2浓度、温度、风速、相对湿度等小气候因子垂直分布及其变化。指出,密度能显著影响小气候因子在群体中的分布,并最终反映在群体的有效贮积能量上。通过合理密植能调节群体结构、充分利用小气候资源,获得较高有效贮积能量。     

柴达木盆地水生植物多样性格局及多假说验证

物种多样性格局同时受到多个因子和过程的综合作用。以往对水生植物多样性格局形成机制的研究主要集中在几何限制、水分能量状况或随机过程等少数因子方面。该研究通过野外调查, 研究柴达木盆地水生植物沿经度和纬度梯度的分布格局, 并验证了对物种多样性分布格局影响较大的水分-能量假说、栖息地异质性假说、空间自相关、物种-面积效应和中域效应这5种假说。主要结果表明柴达木盆地水生植物多样性沿经度和纬度梯度均呈现“∩”形单峰格局。回归分析显示中域效应和物种-面积效应显著影响柴达木盆地水生植物多样性格局, 而水分-能量、栖息地异质性假说及空间自相关对该区域水生植物多样性格局影响较小。方差分解显示中域效应对柴达木盆地水生植物多样性经度和纬度格局的单独解释率分别为68.41%和66.91%, 该结果表明柴达木盆地水生植物多样性格局主要受几何限制和扩散限制影响。结合以往研究结果, 该研究进一步证实几何限制和随机效应可能是影响中国干旱区水生植物多样性分布格局的重要自然因素。     

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。