稀土抗菌效应及应用的研究进展

稀土元素具有多种生物效应, 除了对农作物的增产作用外, 在医药方面还具有抗菌的作用, 近年来, 不少学者针对稀土元素的抗菌效应展开了相关的研究。本文介绍了稀土在抗菌领域的研究及应用, 包括稀土化合物对微生物生长的Hormesis效应、稀土化合物与抗生素的协同作用、稀土配合物的合成、以及稀土在抗菌材料上的应用等几个方面的内容, 并对稀土化合物及其配合物的抗菌机理进行了探讨, 最后, 展望了稀土化合物及配合物在抗菌领域的应用前景及研究重要性。     

稀土积累对水体中藻类生长的影响

为了解稀土积累对水体中藻类生长的生态效应,本文研究了单一稀土氧化镧（Ｌａ２Ｏ３）积累对水体中混合藻生长量的影响。结果表明,稀土浓度为５０、１００、２００、３００、４００、６００、８００ｐｐｍ时,对混合藻的生长多表现为抑制作用。整个试验期间藻的叶绿素（ａ）含量及藻细胞数量均随着稀土浓度的升高而降低。只是稀土浓度为１００ｐｐｍ,培养１５天时对藻产生轻微刺激作用。当稀土浓度＞４００ｐｐｍ时,混合藻的生长几乎完全被抑制。     

叶酸修饰稀土改性载氧碳纳米管增加乳腺癌细胞株放疗敏感性的体外实验初步研究

目的:研究叶酸修饰稀土改性载氧碳纳米管在低氧环境下对乳腺癌细胞株放疗敏感性的影响。方法:使用水溶性四唑盐法(WST-1)方法研究叶酸修饰稀土改性载氧碳纳米管对MDA-MB-231细胞与ZR-75-1细胞生长的作用,使用细胞集落形成实验研究其在低氧环境下对无叶酸培养基中MDA-MB-231细胞、有叶酸培养基中MDA-MB-231细胞及ZR-75-1细胞放疗敏感性的影响。利用流式细胞术研究叶酸修饰稀土改性载氧碳纳米管联合放疗干预MDA-MB-231乳腺癌细胞株的凋亡率的改变。利用Western Blot实验观察Bcl-2、survivin、Hif-1α、Rad51及Ku80表达水平的改变。结果:在常氧及低氧环境下,叶酸修饰稀土改性载氧碳纳米管在低于100μg/ml的浓度时对乳腺癌细胞株生长无明显影响。在低氧环境下,放疗联合叶酸修饰稀土改性载氧碳纳米管组相比于单纯放疗组细胞克隆形成率有不同程度的降低,以无叶酸培养基中MDA-MB-231细胞组降低最为明显,照射剂量在2、4、6、8Gy时其细胞克隆形成率均显著降低(P0.05)。流式细胞术显示叶酸修饰稀土改性载氧碳纳米管联合放疗后可使MDA-MB-231乳腺癌细胞株的凋亡率增加。Western Blot实验显示Bcl-2、Survivin、Hif-1α、Rad51及Ku80表达水平均降低。结论:叶酸修饰稀土改性载氧碳纳米管可在体外低氧环境下增强乳腺癌细胞株对放疗的敏感性。     

稀土在蚕桑生产上的应用研究

1986年春,设A为浇施因素有三个水平,即:浇施稀土8/万、5/万和清水;B为喷施因素,三个水平即喷施稀土5/万、2/万和清水。试验结果以浇清水、喷施稀土5/万为最佳处理区。折合亩产桑叶592.5公斤,比浇喷等量清水的对照区亩产477.5公斤增产24%。设与桑树浇、喷处理相对应的养蚕区。分区采叶饲蚕,结果上茧产量经方差分析,F值达显著差异,t测验(LSD法)以浇清水、喷硝酸稀土5/万饲蚕区折张产上茧量比对照增产1.89公斤,有显著差异。一粒缫测定,出丝率比对照区增长5.5%,其他指标如丝重等均有一致性。我国稀土资源丰富,国内外,在粮、油、棉等作物上早巳开发研究,并有较大面积的推广应用,但在蚕桑方面的应用研究尚未见到报道。本文目的在于探讨桑园浇喷稀土对提高桑叶产量和饲蚕经济效益的影响。     

益于园林植物的稀土混合剂——瑞尔制剂

稀土是元素周期表中原子序数57—71的15个“镧系”元素和与“镧系”元素化学性质相似的抗、钇,共17个元素的总称。 稀土用途广泛,除了应用于钢铁、石油、化工、纺织、电子、医药等领域外,近年来也被广泛用于农业。作为一种高效微肥,稀土能增加作物叶绿素的含量和提高光合作用效率;促进植物对营养物质的吸收,施用稀土后作物体内氮、磷、钾的含量明显增加;能增强植物在逆境下的细胞膜稳定性,因此可提高作物的抗逆性,使常见病的发病率大大下降;可提高植物体内一些酶的活性,如淀粉酶、硝酸还原酶、固氮酶等,促进种子萌发和提高氮代谢水平。     

混合稀土对作物出苗率的影响

用OECD方法,在红壤、黄潮土、黄褐土上进行了混合稀土对水稻、油菜、大豆相对出苗率影响的试验,从LC50（半致死浓度）值看,在供试条件下,稀土对水稻的毒性最小,稀土在黄褐土上对作物的毒性也较小,而稀土对黄潮土上的大豆以及红壤上的油菜的毒性则较大。     

稀土磁疗对开胸术后机体免疫功能及疼痛的影响

目的:研究稀土磁治疗床对食管癌、肺癌手术患者术后机体免疫力及切口疼痛的影响。方法:选食管癌患者37例,肺癌23例,采集手术前及稀土磁治疗床治疗后患者静脉血,检测T细胞亚群CD3 、CD4 、CD8 、CD4 /CD8 比值和NK细胞的比例变化,检查手术切口疼痛的恢复情况。结果:术后给予稀土磁治疗床治疗后与手术前相比较CD3 、CD4 、NK、CD4 /CD8 细胞有显著提高(P<0.05),也高于对照组术后的T细胞亚群水平(P<0.05)。结论:稀土磁治疗床可提高食管癌、肺癌患者术后的机体免疫力,减轻疼痛,有利于患者术后恢复。     

稀土离子对磷脂酰胆碱脂质体及人红细胞膜自由基氧化的影响

通过荧光和电泳方法研究了稀土离子对磷脂酰胆碱（PC）脂质体及人红细胞膜脂质过氧化的影响．结果表明稀土离子（除钇外）都能够强烈的抑制膜的脂质过氧化,其作用强度随不同的稀土离子可有较大的差别．稀土离子对分离的人红细胞膜的脂质过氧化的抑制作用比对PC脂质体更强．但是,对完整红细胞用稀土离子处理反而会导致膜的脂质过氧化大大加强．     

稀土元素对土壤中尿素水解及其水解产物行为的影响

以潮土为供试土壤进行土培试验,研究了农用稀土对同时施加的尿素在土壤中形态转化过程影响,当稀土施用量增至10mg/kg^-1烘干土以上时,土壤中尿素水解后所形成的铵态氮含量显著增加,在不同培养时间内,土壤中源自尿素的硝态氮和亚硝态氮含量随稀土施用量增加呈降低趋势;当施用量增至50mg/kg^-1烘干土时,与对照相比的降低程度达显著水平,施加稀土元素后,土壤有效氮含量明显增加,主要由于土壤铵态氮增加所致,结合土壤pH变化,表明稀土施用量高于10mg.kg^-1烘干土时,可明显延缓尿素在潮土中水解进程并抑制水解产物铵态氮的氧化,利于土训对尿素氮固持。     

稀土离子对带3蛋白阴离子转运活性及血影膜流动性的影响

测定了Ｌａ２＋、Ｇｄ３＋、Ｔｂ３＋及Ｙｂ３＋四种稀土离子对带３蛋白阴离子转运活性及对血影膜脂流动性的影响。结果如下：（１）稀土离子可强烈抑制带３蛋白的阴离子转运活性,抑制程度随稀土离子浓度增加而增加,最高达到６３．７％。（２）不同的稀土离子对带３蛋白的抑制程度不同,抑制程度从大到小的顺序为Ｙｂ＞Ｔｂ＞Ｇｄ＞Ｌａ。（３）稀土离子可显著降低血影膜流动性,并且在脂双层的全部厚度内都降低,降低的程度随稀土浓度的增大而增大。（４）不同的稀土离子对血影膜流动性的影响不同,作用从大到小的顺序与它们对带３蛋白活性抑制程度大小的顺序一致。（５）稀土离子对血影膜流动性的影响特征与稀土离子抑制带３蛋白活性的特征完全相符,带３蛋白中承担阴离子转运功能的部分是贯穿性膜蛋白,并且在阴离子转运过程中要发生显著的构象变化,因此稀土离子可能是通过作用于膜脂再影响带３蛋白活性的。     

稀土元素对生物机体剂量效应的研究

综述了稀土元素对生物机体的剂量效应,包括稀土对生物体生长发育、内分泌系统、体内分布及其引发的疾病、细胞毒性及抗诱变、抗癌等影响,以期为稀土在生物学领域的进一步应用提供参考.     

稀土元素对农田生态系统的影响研究进展

稀土矿的开采和冶炼、稀土农用等导致农田土壤稀土元素含量不断积累,对农田生态系统结构和功能稳定产生严重的影响。综述了近20年来国内外农田生态系统稀土元素的主要来源、分配和输出,土壤和植物中稀土元素的测定方法,稀土元素对农田生态系统中植物、微生物、动物以及人类健康影响的研究进展。探讨了农田生态系统稀土元素的毒性评价和稀土污染土壤的修复措施。最后提出开展稀土元素对农田生态系统影响研究还需要加强的一些问题。     

稀土甘氨酸配合物对微生物作用初探

本文用7种稀土甘氨酸配合物在实验室对微生物的作用进行了试验。通过杯碟法测定抑菌圈,用活菌平板计数法进行菌落计数,其结果是这7种稀土甘氨酸配合物对细菌均表现出抑制作用,对霉菌不起抑制作用。     

Effects of rare earth elements on the growth of Cistanche deserticola cells and the production of phenylethanoid glycosides

The rare earth elements Nd, La, Ce at proper concentrations had positive effects on the cell growth of Cistanche deserticola and production of phenylethanoid glycosides (PeG). A mixture of rare earth elements (MRE, La(2)O(3):CeO(2):Pr(6)O(11):Sm(2)O(3)=255:175:3:1, mol/mol) showed the most remarkable effects. After 30 day's culture, 0.02 mmoll(-1) MRE gave the highest content (20.8%) and production (1.6 gl(-1)) of PeG, which were 104 and 167% higher than those obtained in control (without rare earth elements).     

Accumulation of rare earth elements in maize plants (Zea mays L.) after application of mixtures of rare earth elements and lanthanum

Rare earth elements are applied in China to improve crop production, and the distribution patterns of individual rare earth elements in native plants have widely been reported. But our knowledge is still limited about the dose-dependent accumulation of individual rare earth elements in agricultural crops after application of rare earth elements. Effects of lanthanum and mixtures of rare earth elements were studied in pot experiments on the accumulation of individual rare earth elements in maize plants. All plant samples were divided into plant tops and roots. On addition of mixtures of rare earth elements and lanthanum to the soil, a significant dose-dependent accumulation of individual rare earth element(s) was found in the roots and in the plant tops. Application of mixtures of rare earth elements at >10 mg kg^–1 soil, resulted in a significant increase in contents of light rare earth elements in the roots, and at a dose of 50 mg kg^–1 soil, a similar phenomenon was found in the plant tops. When mixtures of rare earth elements were replaced by lanthanum alone, at a dose higher than 10 mg La kg^–1 soil, a significant increase in La content occurred in the roots and in the plant tops. The content ratio of La to Ce in maize plants appeared to increase as the application doses of rare earth element(s) increased. At a highest dose (50 mg kg^–1soil), the transport of the absorbed La from the roots to the plant tops might be substantially reduced after treatment with lanthanum alone, compared with mixtures of rare earth elements. Increasing the application doses of rare earth element(s) appeared to cause a positive Gd and negative Ce anomaly in the roots and in the plant tops, and the anomaly was more obvious in the plant tops than in the roots. The results indicated that the Gd and Ce anomaly in corns might be considered as important parameters for the safety assessment of agricultural application of rare earth elements.     

稀土及其配合物在生物医药上的研究进展

稀土属于化学周期表中镧系元素,具有独特生物活性,能与具有特定生理活性的配体形成稀土配合物。简要归纳了稀土配合物的种类及特点,并阐述了稀土及其配合物在细菌,真菌,癌细胞,正常细胞和病毒方面的生物效应,指出稀土及其配合物在生物医药领域方面有很大的应用前景。     

稀土元素对植物的生物效应及其作用机理

综述了稀土元素对植物根系发育、生物量、品质和抗逆性的影响.适量稀土浓度可促进植物生长,提高种子萌发能力和根系发育,提高植物生物量,并改善植物果实的品质.施用适量稀土元素还可以增强植物的抗逆性并且对一些植物病害有一定防治作用.介绍了植物对稀土元素的吸收特性和稀土元素在植物体内的含量、分布、存在形式及细胞定位.重点探讨了稀土元素对植物光合作用、叶绿素形成、植物吸收营养元素、稀土元素与钙相关性和稀土元素对细胞膜及酶的作用机理,内容包括稀土元素可提高植物叶绿素含量,增强光合效率,从而增加植物生物量.适量的稀土元素能够促进植物对营养元素的吸收、转化和利用.稀土元素有类似钙的功能,可置换出酶中的钙离子而参与酶的反应.稀土离子可以维持细胞膜的透性和稳定性,提高膜的保护功能,增强植物对不良环境的抵御能力.最后,对稀土元素的研究前景进行了展望.     

Undecaprenyl Pyrophosphate Involvement in Susceptibility of Bacillus subtilis to Rare Earth Elements

The rare earth element scandium has weak antibacterial potency. We identified a mutation responsible for a scandium-resistant phenotype in Bacillus subtilis. This mutation was found within the uppS gene, which encodes undecaprenyl pyrophosphate synthase, and designated uppS86 (for the Thr-to-Ile amino acid substitution at residue 86 of undecaprenyl pyrophosphate synthase). The uppS86 mutation also gave rise to increased resistance to bacitracin, which prevents cell wall synthesis by inhibiting the dephosphorylation of undecaprenyl pyrophosphate, in addition to enhanced amylase production. Conversely, overexpression of the wild-type uppS gene resulted in increased susceptibilities to both scandium and bacitracin. Moreover, the mutant lacking undecaprenyl pyrophosphate phosphatase (BcrC) showed increased susceptibility to all rare earth elements tested. These results suggest that the accumulation of undecaprenyl pyrophosphate renders cells more susceptible to rare earth elements. The availability of undecaprenyl pyrophosphate may be an important determinant for susceptibility to rare earth elements, such as scandium.