纳米铁氧化物磁热疗相关机制研究进展

热疗作为继手术、放疗和化疗后的肿瘤治疗的重要方法之一,自其诞生之初便受到研究人员和产业部门的关注.磁热疗目前已经应用到前列腺癌、脑部肿瘤等临床实验或治疗中,并取得较好的疗效.本文主要介绍基于磁性纳米颗粒的磁热疗产热物理机制与影响因素,以及磁热的亚细胞水平生物学效应.     

纳米氧化锌经口染毒对C57BL/6J小鼠外周脏器的影响*

目的:探讨纳米氧化锌经口染毒60 d对C57BL/6J小鼠多种外周脏器的损伤作用。方法:20只雄性C57BL/6J小鼠随机分为对照组和实验组,每组10只,实验组将纳米氧化锌溶液以20 mg/kg体重的剂量连续灌胃染毒60 d,对照组给予相应量的生理盐水;小鼠每周称重一次,染毒结束后,眼球取血,检测血糖、血脂、肝功能和肾功能相关指标,以及血清中炎症因子PAF、IL-6和TNF-α含量;取心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏和小肠组织制备病理切片,HE染色后,观察组织形态学变化。结果:实验组和对照组之间的体重无显著性差异;与正常对照组比较,实验组大鼠血中白蛋白(ALB)、白蛋白/球蛋白比值(A/G)、碱性磷酸酶(ALP)、谷草/谷丙转氨酶比值(S/L)、尿酸(UA)和尿素氮(BUN)含量明显升高(P＜0.05或 P＜0.01);两组间血清中炎症因子含量无显著差异。病理学检查发现,实验组心肌中部分区域出现浊肿,肝脏出现轻度炎性病变(灶性或小灶性坏死),脾脏色素沉着减少,肺部出现轻或中度间质性炎症,肾脏和小肠未见明显病理改变。结论:纳米氧化锌经口染毒60 d未引起C57BL/6J小鼠血液系统炎症,但可诱导心脏、肝脏、脾脏和肺脏出现轻度的病理变化,并导致肝脏和肾脏的功能异常。     

磁性纳米颗粒固定化乙醇脱氢酶的研究

本研究采用3-丙氨基三乙氧基硅烷(APTES)和戊二醛修饰包裹有SiO2磁性Fe3O4纳米颗粒表面,将其作为固定化载体固定化乙醇脱氢酶,研究固定化条件对固定化效率的影响,并对固定化酶性质进行分析。研究发现,当Fe3O4@SiO2纳米颗粒修饰上氨基和醛基后依然具有良好的水分散性和胶体稳定性,适合作为固定化载体。通过单因素优化,发现当最适给酶量为11. 3U/100 mg,搅拌转速为150 r/min,固定化p H和固定化温度分别控制在6. 5和5℃～15℃,固定化时长为45 min时,具有较好的固定化效果,固定化率可达到60. 2%。在此条件下制备得到的固定化酶与游离酶相比,固定化酶具有良好的耐高温和耐碱性。所得固定化乙醇脱氢酶在连续使用8次后,固定化率仍保留在57%左右,表明该固定化酶具有较好的操作稳定性,可为连续生产NADH提供技术依据。     

基于生态安全格局的山水林田湖草生态保护与修复

山水林田湖草生命共同体理论认为：生态要素之间存在普遍联系。在生态安全格局构建中,也应着重维护生态过程的完整性与连通性。以宁波市下辖6个城区为研究区,基于山水林田湖草生命共同体理论构建生态安全格局,以景观连通性评价与栖息地质量评价为基础提取生态源地,确定生态保育区。选取地形、地类因子分别作不同距离的缓冲区分析,对由土地利用类型设定的基础阻力面进行修正,形成综合阻力面。通过最小累积阻力模型识别生态廊道,与生态保育区结合,构建宁波市点-线-面的生态安全格局。研究结果表明：生态源地面积47.24 km²,占研究区总面积的1.30%,生态源地分布较为分散,在东西方向上分布不均衡,生态保育区总面积1191.67 km²,占研究区总面积的32.83%。生态保育区与山地丘陵重合度较高,且植被覆盖度高,生态资源丰富,生态廊道总长度519.32 km。研究区生态廊道呈网状分布,有效的促进物质能量的流动。在阻力面设定中引入邻域分析方法,突出了不同生态要素之间的联系,体现了山水林田湖草生命共同体思想,为该地区生态保护修复提供参考。     

基于生态安全格局的山水林田湖草生态保护修复优先区识别——以四川省华蓥山区为例

优先区识别,是科学有序推进山水林田湖草生态保护修复工作的重要基础。以山水林田湖草生态保护修复工程之一的四川华蓥山区为例,基于生态系统服务重要性提取生态源地共1392.63 km²,占华蓥山区总面积的35.60%;结合土地覆被类型与地质灾害敏感性构建生态阻力面,并利用最小累积阻力模型与电路模型提取生态廊道共84条,夹点区域0.1 km²,含夹点廊道10条;生态保护优先区主要分布在景观破碎化较为严重的广安区境内,以及华蓥山西南端的夹点廊道。以生态修复模拟方法识别障碍点,确定生态修复优先区93.86 km²,大致分两片。其中,广安区境内受到人类活动干扰的破碎化生态空间,主要生态修复策略为植被恢复与退耕还林;华蓥山、铜锣山、明月山等滑坡、泥石流地质灾害频发区,主要生态修复策略是矿山地质修复与植被恢复。本研究提出生态安全格局构建与生态修复模拟的思路,为山水林田湖草生态保护修复工作提供了可行的定量方法。     

纳米铁联合氧化石墨烯对垃圾堆肥基质高羊茅生理生态的影响

通过室内盆栽试验,在生活垃圾堆肥中按质量比添加1%氧化石墨烯(GO)和不同比例的纳米铁(nZVI,1%、3%、5%),研究了GO和nZVI对高羊茅生长和生理特性的影响。结果表明:单独添加GO及共同添加GO和nZVI促进了高羊茅种子萌发,发芽率和发芽指数均在GO+5%nZVI处理达到最大。除1%nZVI处理外,其他添加剂处理显著提高了高羊茅地上生物量和叶绿素含量,在GO+5%nZVI处理达到最大,较对照分别提高25%和31%。添加3%、5%nZVI显著提高了超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性,且随nZVI添加比例的增加而升高。与对照相比,单独添加nZVI以及联合GO处理过氧化氢酶(CAT)与丙二醛(MDA)含量显著降低,随nZVI添加比例的增加而减少,分别在GO+5%nZVI和GO+3%nZVI处理中达到最低,较对照分别降低52%和48%。高羊茅地上部重金属含量随nZVI添加比例的增加而降低,在共同添加GO和nZVI的处理中效果显著,均显著低于对照。可见,nZVI和GO两种材料对堆肥重金属具有固定作用,减少了植物对重金属的吸收,促进了草坪植物的生长。     

基于生态系统服务视角的山水林田湖草生态保护与修复——以洞庭湖流域为例

山水林田湖草系统保护与修复的重要目标是维护和提升区域生态系统服务。基于山水林田湖草生命共同体理念,以维护和提升人类福祉所需的重要生态系统服务为目标,提出生态系统服务视角下的山水林田湖草系统治理框架,以实现流域生态系统整体保护、质量提升和格局优化。基于该框架,以洞庭湖流域为例,通过流域生态系统格局、生态系统质量状况分析、流域生态系统服务重要性评估和生态问题识别,构建流域生态安全格局,为实现可持续的山水林田湖草生命共同体提出系统保护与修复布局建议。通过洞庭湖流域的分析案例为流域山水林田湖草生态保护与修复重要区域的识别提供了可借鉴的指标和定量分析方法,为流域尺度构建生态安全格局、实现山水林田湖草系统保护和修复提供思路和途径。     

三江源区生态承载力与生态安全评价及限制因素分析

三江源区作为国家生态安全“两屏三带”战略格局的重要组成,其生态安全状况对全国乃至东南亚地区都有重要影响。本文以遥感参数反演和模型计算数据,结合实地调查和社会经济统计等数据,采用层次分析法和指标体系法,对三江源区生态承载力和生态安全状况进行了评价,并根据短板效应分析了限制三江源区生态承载力和生态安全的因素。结果表明：（1）三江源区生态承载力处于中等水平,空间上呈现出由东南向西北逐渐减少的格局;（2）限制三江源区生态承载力的因素主要是水源涵养量、初级生产力、地表水水质、植被覆盖度以及受威胁动物数量等;（3）三江源区生态安全状况基本处于濒危到较安全之间;（4）三江源区西部欠发达地区生态承载力水平较低,相对落后的经济水平限制了环境保护的力度和水平;而东部较发达地区,人口增长快但文化素质不足,难以满足社会经济快 速发展与生态安全保护的双重需求。     

尼罗红示踪纳米制剂在荷瘤裸鼠体内活体成像的应用

目的拟将尼罗红包裹入纳米制剂中,利用其荧光特性来考察纳米制剂在荷瘤鼠体内的肿瘤靶向性与组织分布情况。方法采用CCK-8法检测尼罗红纳米乳[NRNE(O)]对H1688的细胞毒性。建立BALB/c裸鼠肺癌模型,灌胃给予尼罗红混悬液(NRS)及NRNE(O),通过小动物活体成像系统观察其在荷瘤裸鼠中荧光强度的动态分布情况。结果 NRNE(O)具有较低的细胞毒性和良好的生物相容性,并且在体内的吸收量及肿瘤部位的蓄积量均高于NRS;NR在纳米制剂中能快速、稳定、清晰地反映纳米制剂在小鼠体内的动态分布情况。结论本研究中制备的NRNE(O)的稳定性好,为尼罗红作为示踪剂应用于纳米制剂在动物体内的研究提供了重要的研究手段。     

响应性聚集金纳米粒子体系用于细菌的体外热疗研究

目的利用发生响应性聚集后的金纳米粒子体系的较强的光热特性,研究其对细菌的体外光热杀伤作用。方法通过Au-S键反应将合成好的多肽A和多肽B分别修饰到金纳米粒子(GNPs)表面,然后等比例混合组成GNPssystem。首先利用动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)研究其在弱酸性条件下的响应性聚集情况,利用多功能酶标仪研究其在在弱酸性条件下的紫外吸收变化;然后为了了解该纳米粒子在菌液中的光热转换情况,分别测定其在弱酸性条件下溶液内和与细菌作用后的温度变化曲线;进一步考察其体外抗菌效果。结果DLS检测到合成的GNPssystem在弱酸性条件下粒径由16nm增大到900nm左右,并在TEM下可见明显的聚集体,并且在650~900nm的紫外吸收信号明显增高。在模拟细菌的弱酸性环境下,GNPssystem在激光照射条件下均实现了溶液和细菌混合溶液的快速升温,且最高温度可达69.8℃,与对照组GNPs-PEG2000相比具有显著的统计学差异;体外抗菌实验结果显示,GNPssystem对金黄色葡萄球菌的杀伤力最强,50μg/mL浓度时就可杀死约50%的细菌;浓度为200μg/mL时基本上可以完全杀死,与对照组GNPs-PEG2000相比较具有显著的统计学差异。结论本研究为GNPs的设计提供了新的思路,为GNPs用于光热治疗提供了新的方法。