贪铜杆菌Cupriavidus sp. SHE细胞上清液合成纳米硒

近年来,纳米硒凭借其良好的导电、光热以及抗癌等特性,在纳米技术、生物医学以及环境修复等诸多领域得到广泛应用。实验选择前期筛选得到的贪铜杆菌Cupriavidus sp. SHE,文中探究了该菌株的细胞上清液、全细胞以及胞内提取物合成纳米硒的能力,并对细胞上清液合成的纳米硒进行形貌表征与官能团分析,最后选取革兰氏阳性菌假单胞菌Pseudomonas sp. PI1和革兰氏阴性菌大肠杆菌Escherichia coli BL21进行抗菌实验。结果表明,菌株Cupriavidussp.SHE的细胞上清液、全细胞以及胞内提取物均具有合成纳米硒的能力。对于菌株Cupriavidus sp. SHE细胞上清液而言,在该实验中,研究范围内其合成纳米硒的最佳条件是SeO2浓度为5 mmol/L,pH为7。透射电子显微镜结果表明合成的纳米硒颗粒主要为球形,平均直径为196nm。X射线衍射结果表明合成的纳米硒晶体类型为六方形结构。傅立叶转换红外光谱和聚丙烯酰胺凝胶电泳结果表明纳米硒表面有小分子蛋白结合,可能参与了纳米硒的合成和稳定过程。此外,抗菌实验表明菌株Cupriavidus sp. SHE细胞上清液合成的纳米硒颗粒对菌株E.coli BL21和Pseudomonas sp. PI1均无明显的抗菌活性。综上,该研究表明菌株Cupriavidus sp.SHE在细胞上清液中产生的蛋白类物质在其合成纳米硒的过程中发挥了重要作用,合成的生物纳米硒颗粒无毒且生物相容性良好,未来在生物医学等领域具有较好的应用潜力。     

纳米元素硒的生物合成及生物活性

利用生物载体富集和转化硒是获取活性硒形式的合理途径。一定条件下,生物体对硒的代谢可产生红色纳米级胶体元素硒,传统认为,生物体内元素硒的合成是生物体解除硒毒性的有效机制。最近的一些研究发现,人工合成以蛋白质为分散剂的红色纳米元素硒具有抑制肿瘤细胞生长、抗氧化、免疫调节及延缓衰老等生物活性。提示生物来源的纳米元素硒可能具有潜在应用价值。对纳米元素硒及其生物活性的研究进展进行了综述。     

富硒益生菌的功效研究进展

硒是人体必需的微量元素,对人体健康有重要作用。益生菌能够将硒元素转化为有机硒,降低硒的毒性,同时硒又提高了益生菌的生物活性,富硒益生菌具备了硒和益生菌的双重功效。本文主要综述了近年来富硒益生菌的功效,如抗氧化、抑制有害菌、调节肠道菌群、抗癌等。     

硒抗肿瘤机理研究进展和展望

作为一种参与生命活动的重要营养元素,硒具有普遍的防癌、抗癌作用。迄今为止对于硒抗肿瘤机理的研究已经得出了众多结论。综述了硒元素的抗肿瘤效用和机理,并重点探讨了最新的研究结论——亚硒酸钠暴露的肿瘤细胞内可以发生亚硒酸钠还原并与细胞内蛋白结合自组装产生纳米硒粒子。这一研究结果很好的解释了超大剂量硒的多重毒理效应以及硒对产生耐受性的肿瘤抑制增强效应。对于肿瘤细胞/组织内自生纳米硒粒子的进一步研究将有望揭示硒元素抗肿瘤的潜藏机制,形成对于硒元素抗肿瘤机理的统一认识。     

硒代硫酸钠诱导HL60细胞凋亡——还原态硒的细胞毒性(英文)

细胞毒性研究认为Cd2+的释放是硒化镉(CdSe)纳米粒子的细胞毒性机制之一,而Se2-阴离子在纳米粒子中的毒性机制未知。作者研究了硒代硫酸钠(selenosulfate(SSeO3)2-)对HL60细胞的细胞毒性作用,发现10μmol/L的硒代硫酸钠可以显著抑制细胞活力,诱导细胞凋亡,出现了染色质凝聚、DNA ladder和G0/G1凋亡亚峰。线粒体膜电位显著降低的同时,促凋亡蛋白Bax的免疫荧光增加。结果表明还原态的Se2-阴离子有显著的细胞毒性作用,可以诱导HL60细胞凋亡。同时也暗示Se2-阴离子的释放可能是含Se2-纳米粒子(比如硒化镉的量子点)细胞毒性的机制之一。     

健康、安全与环境纳米技术标准化研究进展

随着纳米科技的迅速发展和应用,纳米技术对人类和环境的影响引起了广泛的关注.针对纳米从业人员的职业健康、环境保护和消费者安全,需要在不断深入研究纳米毒理学的基础上,开展纳米材料生物效应检测与评价、职业暴露剂量数据采集及控制等方面的标准化工作.本文简要回顾了纳米生物技术相关标准化工作的发展历史和演变,介绍了中国及国际标准化组织在纳米生物医学技术相关方面标准制定工作的现状,并探讨了生物医学领域纳米技术标准化工作的发展趋势.     

刘红梅教授团队介绍

正刘红梅教授团队主要从事生物无机化学、固体无机化学等方向的研究工作,重点研究硒、硒蛋白与重大疾病的关系及预防机制、无机纳米功能材料的制备及其在生物医学中的潜在应用等。先后承担了国家自然科学基金面上项目3项、湖北省杰出青年基金1项、武汉市青年科技晨光计划1项,发表论文30余篇、专著1部。     

纳米硒对肉鸡肝细胞中细胞谷胱甘肽过氧化物酶活性的影响

以亚硒酸钠和蛋氨酸硒为对照,研究了纳米单质硒(纳米硒)对肉鸡肝细胞中细胞谷胱甘肽过氧化物酶(cGPx)活性的影响。每种硒源分别以0.01、0.05、0.10、0.30、0.50、1.0μmol/L6个硒添加浓度培养肉鸡肝细胞,测定培养后0、24、48、72、96h肉鸡肝细胞cGPx活性。结果显示:亚硒酸钠添加浓度(以硒计)在0.01￣0.10μmol/L、蛋氨酸硒和纳米硒添加浓度(以硒计)在0.01￣0.30μmol/L,cGPx活性随着硒添加浓度的增加而增加;亚硒酸钠添加浓度在0.10￣1.0μmol/L、蛋氨酸硒添加浓度在0.30￣1.0μmol/L,cGPx活性随着硒添加浓度的增加而下降,而纳米硒添加浓度在0.30￣1.0μmol/L,cGPx活性始终保持在高峰平台。结果表明,3种硒源的剂量-效应关系曲线中的最适剂量范围宽度依次为:纳米硒>蛋氨酸硒>亚硒酸钠。     

天然大豆硒蛋白抗肿瘤作用研究

建立S180小鼠肿瘤动物模型,设计用不同的剂量处理,采用胃饲法补充从高硒土栽培大豆中提取的硒蛋白,研究大 豆硒蛋白的抗肿瘤活性。结果表明:在202.50μg(Se)/kg(体重)剂量范围内,大豆硒蛋白剂量增加可显著加强对S180肉瘤生 长的抑制,并能推迟S180肉瘤大鼠的死亡时间,补硒剂量在202.50μg/kg时对肿瘤生长抑制率达78%左右;相关指标显示大豆 硒蛋白可能是通过提高机体的抗氧化能力、调节免疫功能而发挥抗癌作用。     

铁蛋白纳米颗粒应用于生物医疗领域的研究进展

在漫长的进化过程中,生物系统中出现了多种多样的纳米粒子。其中铁蛋白纳米粒子广泛存在于所有生物体内,是参与生命活动的重要功能蛋白。近年来,铁蛋白自组装纳米粒子特殊的理化性质使其在生物医学领域应用中呈现出巨大的优势和应用前景。铁蛋白纳米笼的应用主要包括微量血清铁蛋白的临床检查、作为营养物质补充机体铁需求、纳米生物材料平台和纳米材料的生物呈递等。综述了铁蛋白纳米粒子在疾病诊断与治疗以及药物呈递与疫苗开发上的应用,并对铁蛋白纳米粒子在生物医学领域的应用前景进行展望。     

磁性纳米材料的生物医学应用进展

以四氧化三铁为代表的医用磁性纳米材料具有独特的磁学性能、表面易功能化、良好的生物学相容性等特点,在纳米医学相关领域展现出巨大的应用前景,特别是近年来它作为可介导外场的智能材料,在材料设计和生物医学应用方面均取得了突破性的进展.鉴于此,本文围绕磁性氧化铁纳米材料的生物医学应用,着重介绍近年来其在磁共振影像探针、磁热和磁力效应的生物医学应用、诊疗一体化以及纳米酶催化等领域的研究进展,并对磁性纳米材料在生物医学领域未来的发展方向进行了展望.     

细菌还原氧化态硒产生红色单质硒的研究进展

硒是一种生命必需的微量元素,但高浓度时毒性较强且会造成环境污染。许多细菌可以将亚硒酸盐(SeO32-)或硒酸盐(SeO42-)等毒性较高的氧化态硒还原为毒性较小的红色单质硒(Se°),形成硒-蛋白复合物,它们对于获得最佳补硒方式和治理硒环境污染具有应用潜力。近年来,关于这一生物还原过程,人们进行了大量的研究,包括碳源、氧气、元素硫、谷胱甘肽以及一些氧化还原酶和膜转运蛋白等在内的多种物质都被发现可能影响或参与了细菌对硒的代谢。综述了细菌进行生物还原氧化态硒的影响因素及不同细菌产生红色单质硒机理的研究进展。     

富纳米硒沼泽红假单胞菌的肝保护作用研究

目的:建立CCl4急性肝损伤动物模型,研究富纳米硒沼泽红假单胞菌对肝损伤昆明鼠的肝保护作用。方法:实验随机分为空白对照组、CCl4模型组、不同剂量富纳米硒沼泽红假单胞菌处理组等9个组别,在连续灌胃给药14 d后,分别进行1%的CCl4植物油溶液(10 mL/kg)腹腔注射,24 h后取材。结果:与空白对照组相比,CCl4模型组的肝脏指数显著增高(P0.01);与CCl4模型组相比,中、高剂量富纳米硒沼泽红假单胞菌处理组肝脏指数显著减小(P0.05,P0.01)。肝脏组织细胞形态学观察发现,富纳米硒沼泽红假单胞菌处理组与CCl4模型组相比,显著恢复了炎细胞浸润、细胞水肿、点状坏死等肝细胞结构损伤现象。结论:富纳米硒沼泽红假单胞菌具有较好的肝保护作用,可以作为保肝制剂用于畜禽养殖中肝疾病的预防。     

可释放一氧化氮多模式协同抗癌纳米体系研究进展

一氧化氮(NO)气体治疗是一种新兴的癌症治疗方式,具有毒性小、便于新陈代谢的优点,可以通过破坏和抑制DNA的合成和修复、损伤线粒体细胞器等抑制癌细胞的生长。但NO气体分子的半衰期短、难以控制的特点也限制了其在肿瘤治疗领域的发展。因此,构建可控释放NO的纳米体系并结合其他治疗方案的协同抗癌机制非常重要。本文主要介绍了NO气体治疗结合放射治疗、超声治疗、光热疗法、活性氧治疗、化学治疗的协同抗癌纳米体系的构建及抗肿瘤效果,讨论了NO气体治疗和传统癌症治疗方式结合的多模式治疗在肿瘤治疗领域的潜在应用。     

上转换纳米颗粒在肿瘤诊断与治疗中的研究进展

上转换纳米颗粒具备光学/化学稳定性高、生物毒性低、荧光寿命长及激发光生物组织穿透深度较大等显著优点,近年来在生物传感、生物成像和疾病治疗等生物医学领域的研究和应用获得了广泛的关注。本文中,笔者就稀土元素掺杂的上转换纳米颗粒在肿瘤的诊断与治疗方面的研究现状及进展进行综合概述,主要对其在光动力疗法(PDT)、光热疗法(PPT)、化学联合疗法及多模态诊疗一体化等方面的研究展开分析和讨论,为上转换纳米颗粒的进一步研究开发及临床应用提供新的参考方向及思路。     

微生物对硒的还原及其产物的应用研究进展——纪念硒发现200周年

硒是生命必需的微量元素,以硒代半胱氨酸(Sec,第21位氨基酸)和硒代甲硫氨酸(Se-Met)的形式加入到硒蛋白(酶)中。人畜硒摄入过量或不足均会导致很多疾病。微生物参与了Se(-Ⅱ)、Se(0)、Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)等各种价态间的转化。本文主要综述微生物对硒的还原及其生物学意义。微生物对硒的还原包括同化还原、异化还原以及在还原基础上进行的硒的甲基化。硒的同化还原主要是形成各种硒蛋白,满足微生物自身对硒的需求,食源性微生物对人畜补硒具有重要意义。高浓度硒酸盐和亚硒酸盐则可促使微生物进行异化还原并形成单质纳米硒颗粒。有的微生物会将还原态的Sec和Se-Met进一步转化为挥发态的甲基化硒。硒的异化还原和甲基化都是解毒机制,在硒污染环境的治理中具有重要意义。最后,阐述了单质纳米硒在医药、生物传感器和治理重金属污染等方面的应用前景,以及微生物合成CdSe荧光量子点的应用。     

耐高盐枯草芽孢杆菌XP合成球形纳米硒及其抑制草莓病原真菌生物活性

生物方法合成纳米材料具有低能耗、高安全性以及环境友好等优良特点,因而备受人们关注。利用细菌将硒酸盐或亚硒酸盐还原为单质硒,不仅可以降低硒毒性,而且还能获得价值更高的生物纳米材料。文中选用可耐受高盐环境胁迫的枯草芽孢杆菌亚种Bacillus subtilis subspecies stercoris strain XP构建生物模型,分别以LB液体培养基和亚硒酸钠为介质和底物 (电子受体),解析菌株XP合成纳米硒的基本规律。通过扫描电镜 (Scanning electron microscope,SEM) 观察、X射线能谱分析 (X-ray energy dispersive spectral analysis,EDAX)、X射线衍射 (X-ray diffraction,XRD) 分析、傅里叶红外变换光谱 (Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR) 技术对合成的纳米硒进行物理化学表征分析,同时选用草莓枯萎、红叶、紫斑病病原真菌对其抗菌活性进行分析。结果表明,菌株XP介导合成的单质硒为球形纳米颗粒 (Selenium nanoparticles,SeNPs),其生成量与反应时间呈正相关 (0–48 h),且细胞形态未发生褶皱或破损等变化 (耐受力强);SeNPs为非晶态,粒径范围在135–165 nm,表面元素组成以Se为主,同时存在C、O、N、S等有机元素;颗粒表面包裹生物大分子物质,-OH、C=O、N-H、C-H等官能团与SeNPs稳定性和生物活性密切相关;高浓度纳米硒对枯萎、红叶、紫斑病病原真菌均有显著抑制活性 (P<0.05),其中对草莓红叶病与枯萎病病原真菌的抑制活性明显优于对紫斑病病原真菌的抑制活性。总而言之,菌株XP不仅耐受高盐胁迫能力强,同时还可介导合成生物SeNPs,其合成的纳米硒颗粒具有良好的稳定性和生物活性,在草莓病害防治以及绿色富硒草莓种植等领域具有潜在的应用价值。     

等离子体诱变灵芝选育高产纳米硒菌株

本研究应用介质阻挡放电（DBD）等离子体对一种富硒灵芝的原生质体进行诱变,并筛选出高产纳米硒菌株。通过实验,得到优化的等离子体放电条件,如：电压15.6kV、电流1.8mA、放电频率1.8kHz、处理2.5min等,在此条件进行诱变处理,通过随机扩增多态性DNA标记（RAPD）法鉴定,筛选出6株突变菌株。对突变菌株进行传代培养,富硒培养测定菌丝体中硒含量发现突变菌株（H10）与出发菌株相比,菌丝体中纳米硒含量提高了大约30%,从而得到富硒的优良突变菌株。本研究为灵芝提供了一种方便可行的诱变方法,并为灵芝纳米硒相关产品的开发和应用提供了优良菌株。     

硫化镉纳米粒子对原核生物的毒理作用

硫化镉纳米粒子（cadmium sulfide nanoparticles,CdS NPs）是一种重要的半导体,具有突出的光电特性、可调带隙和化学稳定性,在分析化学、生物医学、荧光成像和生物传感器等方面具有潜在应用价值。生物合成CdS NPs具有可控、低成本、环境友好等优势而被广泛研究。然而CdS NPs本身兼具纳米材料毒性及重金属硫化物毒性,其对原核微生物的毒性研究受到广泛关注。本文以大肠杆菌为例,对CdS NPs在原核生物细胞内的毒性机理研究进展进行了综述,包括CdS NPs的生物合成机制、CdS NPs对大肠杆菌的毒害作用以及大肠杆菌对该毒害作用的防御机制,着重论述了细菌在合成CdS NPs过程中Cd²⁺及CdS对合成细菌本身的毒理作用及该细菌所产生的相应应激机制。本文旨在更好、更全面地评估CdS NPs的毒性,促进抗CdS NPs的原核生物在相关领域的发展和应用。     

纳米材料在生物医学检测中的应用

纳米技术的兴起,对生物医学领域的变革产生了深远的影响。纳米材料是纳米技术发展的重要基础,它具有许多传统材料所不具备的独特的理化性质,因此在生物医学、传感器等重要技术领域有着广泛的应用前景。对几类常见的纳米材料包括纳米金、量子点、磁性纳米粒子、碳纳米管和硅纳米线在蛋白质、DNA、金属离子以及生物相关分子检测方面的应用进行综述。