基于天然水凝胶的生物材料在骨组织工程中的应用*

天然水凝胶是指原材料来自于天然生物材料的水凝胶。由于这种天然的聚合物含有构成生物体的天然成分,与天然组织具有生物学和化学相似性,而受到特别关注。天然水凝胶由于其与细胞外基质高度的相似性被认为是骨组织工程中优良的仿生基质材料。而针对天然水凝胶机械性能差、成骨诱导性能弱等缺陷,通常需要对天然水凝胶进行改性、引入其他材料或生物活性因子,以此来获得更适用于骨组织工程支架材料。对近年来基于天然水凝胶的生物材料在骨组织工程的应用,与其不同的应用形式(可注射水凝胶、多孔水凝胶支架、3D生物打印水凝胶支架等)进行了概述,以期对这类基于天然水凝胶的生物材料在未来骨组织工程中的应用提供参考。     

食虫植物捕蝇草的花序轴组织培养

捕蝇草(ＤｉｏｎａｅａｍｕｓｃｉｐｕｌａＥｌｌｉｓ)是茅膏菜科捕蝇草属食虫植物。该属只有一种,原产美国南、北卡罗莱那州的海岸平原地区,新泽西和弗吉尼亚也有分布,主要生长在半稀树草原的沼泽、湿地周围[1]。捕蝇草植株姿态优雅,叶型奇特,是一种特化程度很高的食虫植...     

食虫植物光萼茅膏菜的生物学研究

通过２年野外观察和栽培实验,对光萼茅膏菜的生活史特征、种群动态以及食虫习性进行了初步研究。结果表明：光萼茅膏菜杰早春植物;该种以球茎行营养繁殖,虽然种子产量较大,但实生苗更新能力较低;花期植物捕虫率最高;食虫对植物生长和繁殖有一定益处。     

与野生食虫植物的会面

猪笼草、茅膏菜、捕蝇草……这些大名鼎鼎的“食虫植物”,作为能够捕食动物的绿色植物,在人们心中或多或少总会留下一些神秘色彩。也许在花卉市场上,或者在电视的科教频道,食虫植物会偶然现身,但是我们和野生的食虫植物零距离接触时才会发现,有些情况依旧不曾料想得到。     

与野生食虫植物的会面

猪笼草、茅膏菜、捕蝇草……这些大名鼎鼎的“食虫植物”,作为能够捕食动物的绿色植物,在人们心中或多或少总会留下一些神秘色彩。也许在花卉市场上,或者在电视的科教频道,食虫植物会偶然现身,但是我们和野生的食虫植物零距离接触时才会发现,有些情况依旧不曾料想得到。     

重庆金佛山自然保护区种子植物区系新资料

报道重庆市南川金佛山自然保护区新记录植物10种,隶属8科9属,其中新分布属6个,新分布科1个。它们分别为樟科的木姜叶润楠Machilus litseifolia S.Lee、金缕梅科的小叶蚊母Distylium buxifolium(Hance)Merr.和小叶银缕梅Parrotia subaequalis(H.T.Chang)R.M.Hao et H.T.Wei、千屈菜科水苋菜Ammannia baccifera Linn.和多花水苋菜Ammannia multiflora Roxb.、桃金娘科的赤楠Syzygium buxifolium Hook.et Arn.、鹿蹄草科喜冬草Chimaphila japonica Miq.、狸藻科的高山捕虫堇Pinguicula alpina L.、菊科的异芒菊Blainvillea acmella(L.)Philipson和毛瓣杓兰Cypripedium fargesii Franch.。     

基于AFM的细胞表面超微形貌成像与机械特性测量研究进展

原子力显微镜(AFM)以其独特的优势(纳米级空间分辨率、皮牛级力灵敏度、免标记、可在溶液下工作)成为细胞生物学的重要研究手段.AFM不仅可以对活细胞表面超微形貌进行可视化表征,同时还可通过压痕技术对细胞机械特性(如杨氏模量)进行定量测量,为原位探索纳米尺度下单个活细胞动态生理活动及力学行为提供了可行性.过去的数十年中,研究人员利用AFM在细胞超微形貌成像和机械特性测量方面开展了广泛的应用研究,展示了有关细胞生理活动的大量新认识,为生命医药学领域相关问题的解决提供了新的思路;同时AFM自身的性能也在不断得到改进和提升,进一步促进了其在生命科学领域的应用.本文结合作者在应用AFM观测纳米尺度下癌症靶向药物作用效能方面的研究工作,介绍了AFM成像与细胞机械特性测量的原理,总结了近年来AFM用于细胞表面超微形貌成像与机械特性测量所取得的进展,讨论了AFM表征与检测细胞生理特性存在的问题,并对其未来发展方向进行了展望.     

仿生黏弹性高分子水凝胶及其生物医学应用

天然细胞外基质和生物体软组织固有的黏弹性是调控细胞行为和组织修复与再生过程的关键因素.基于动态建构化学反应交联得到的动态高分子水凝胶材料可有效模拟在体细胞或组织的黏弹性力学微环境,为体外调控细胞命运、揭示其力学生物学响应机制提供了重要工具,也为组织修复与再生提供了仿生支架材料.本综述在介绍天然细胞外基质及生物体软组织黏弹性的基础上,重点对仿生黏弹性水凝胶材料的设计思路、性能表征及影响因素等进行了概括和总结,并揭示了黏弹性水凝胶调控细胞、组织行为的规律及机制,最后,分析了目前该领域研究中所存在的问题并对未来发展方向进行了展望.本综述将有助于启发高分子水凝胶的仿生功能化设计思路及材料生物学效应研究,进一步拓展高分子水凝胶材料的生物医学应用.     

基于AFM的活体状态外泌体纳米结构及机械特性研究

外泌体在细胞生理病理活动过程中起着重要的调控作用,研究外泌体的行为特性对于揭示生命活动及疾病发生发展的内在机理具有重要的基础意义.然而由于缺乏合适的观测手段及方法,目前对于活体状态下外泌体结构及特性的认知仍然很不足.原子力显微镜(AFM)的发明为研究溶液环境下天然状态生物样本提供了强大的技术工具,已成为生物学重要研究手段.本文利用AFM对单个活体状态外泌体的纳米结构及机械特性进行了研究.通过多聚赖氨酸静电吸附作用将从淋巴瘤患者骨髓中分离的外泌体吸附至基底,在溶液环境下实现了对单个活体状态外泌体的高质量AFM形貌成像并通过与空气中成像结果进行对比揭示了空气干燥处理对外泌体形貌的影响.在此基础上,分别利用AFM压痕试验和多参数成像技术实现了对单个活体状态外泌体机械特性的定量测量和可视化表征.最后基于所建立的方法技术揭示了化学处理后外泌体结构和机械特性的动态变化.研究结果为研究纳米尺度下活体状态外泌体的结构及特性,以更好理解天然状态外泌体的生理行为提供了新的方法和思路,对于外泌体研究具有潜在积极的意义.     

刺激响应型DNA水凝胶的性质及其应用 *

DNA水凝胶作为一种生物合成分子,既具有DNA分子的特异性,生物可降解性和分子识别等特性,又具有水凝胶的高亲水性等特征.刺激响应型DNA水凝胶主要是在环境因素的刺激下,利用常规DNA序列经Watson-Crick碱基互补配对形成的DNA分支结构或多种功能核酸的特殊DNA序列形成的i-motif结构;T-A·T三螺旋结构,C-G·C ⁺三螺旋结构及G-四链体结构等对环境的响应行为使水凝胶形成及应用.近年来,刺激响应型DNA水凝胶因其在温度,pH,光,金属离子,生物分子等单刺激因素,以及光热,金属离子,有机物,温度与pH等多刺激因素下的独特应答性质,在生物传感,生物成像,药物递送,生物材料等方面得到了广泛的应用.综述了刺激响应型DNA水凝胶的形成方法,分类及其核酸来源,形成后的表征手段以及在环境刺激下的响应行为与应用,概括了目前刺激响应型DNA水凝胶的研究热点,并就其未来发展趋势做出了预测.     

甘氨酸和赤藓糖醇胶饵对红火蚁工蚁的毒杀效果

前期研究发现甘氨酸和赤藓糖醇对红火蚁Solenopsis invicta Buren有较好的毒杀效果,为进一步挖掘这两种物质的实际应用价值,在室内测试了甘氨酸和赤藓糖醇不同浓度配比的水溶液及胶状饵剂对红火蚁工蚁的毒杀效果.结果显示,20％的配比为1∶3、3∶1的赤藓糖醇和甘氨酸溶液喂饲48 h红火蚁工蚁的死亡率分别为83.1％和84.93％,而72h后,死亡率分别为95.07％和95.21％,与取食茚虫威饵剂的工蚁死亡率(48 h:92.57％;72 h:100％)无显著差异.20％的配比为1∶3、3∶1的赤藓糖醇和甘氨酸水凝胶颗粒喂饲48 h红火蚁工蚁的死亡率分别为58.94％和55.05％,而72 h后,死亡率分别为85.11％和80.05％,显著低于取食茚虫威饵剂的工蚁死亡率(48 h:95.71％;72 h:99.59％).研究结果为进一步利用开发红火蚁环保型饵剂提供参考.