纳米铁氧化物对Pelotomaculum schinkii培养系丙酸厌氧降解产甲烷的影响

微生物能利用导电材料进行电子传递,提高种间电子传递效率。铁基纳米导电物质可以加速土壤及厌氧消化系统中微生物间的种间电子传递,促进有机废弃物的产甲烷过程。前期获得了厌氧丙酸富集培养系,互营丙酸氧化菌（Pelotomaculum schinkii）在培养系中占优势,本研究考察了10~4 000 mg/L 纳米铁氧化物对丙酸降解产甲烷过程的作用及微生物的影响。结果表明,低浓度的铁基纳米材料对丙酸降解有一定的促进作用,而高浓度会抑制产甲烷：10~1 000 mg/L纳米Fe₃O₄对产甲烷无明显影响,1 500~4 000 mg/L最大产甲烷速率抑制了26%~80%,延滞期增加了174%~222%;10~200 mg/L纳米Fe₂O₃使最大产甲烷速率提高了21%~29%,1 500~4 000 mg/L最大产甲烷速率抑制了48%~58%,延滞期增加了29%~85%。微生物群落解析结果表明,与对照相比,10~1 000 mg/L纳米Fe₂O₃使P. schinkii相对丰度略有增加,而4 000 mg/L纳米₃O₄/Fe₂O₃使P. schinkii的相对丰度下降了70.7%和55.9%,说明高浓度纳米铁氧化物会抑制P. schinkii的活性,导致丙酸降解及产甲烷速率降低。     

巨噬细胞膜仿生纳米铁颗粒制备及多形性胶质母细胞瘤MRI成像的初步实验研究

摘要 目的：探讨巨噬细胞膜仿生的纳米铁颗粒（Fe3O4 NCs@MM）对多形性胶质母细胞瘤MRI成像的研究。方法：制备巨噬细胞膜仿生的纳米铁颗粒Fe₃O₄ NCs@MM,利用动态光散射（Dynamic Light Scattering,DLS）和透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope,TEM）对其水合动力学粒径、表面电势和形态进行表征。采用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（sodium dodecyl sulphate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE）评价巨噬细胞膜的完整包覆;紫外可见光谱测定巨噬细胞膜仿生的纳米铁颗粒抗蛋白吸附能力。通过MRI成像系统,分析了含不同浓度的Fe元素（0.1-1.6 mM）的Fe₃O₄ NCs@MM在GSH存在或不存在时的T₁弛豫效应。采用细胞增殖-毒性实验（Cell Counting Kit-8,CCK-8）,测定巨噬细胞膜仿生纳米铁颗粒处理肿瘤细胞24 h后的细胞活性。尾静脉注射巨噬细胞膜仿生纳米铁颗粒至原位胶质母细胞瘤模型中,观察成像效果。结果：巨噬细胞膜仿生的纳米铁颗粒Fe₃O₄ NCs@MM的水合动力学粒径和表面电势分别为 286.5±7.6 nm和-20.7±3.5 mV,且在水溶液中分布均匀,具有较好的单分散性。包覆巨噬细胞膜的纳米铁颗粒具备抗蛋白吸附的能力。MRI成像显示,制备的巨噬细胞膜仿生的纳米铁颗粒Fe₃O₄ NCs@MM为GSH响应型MRI对比剂,具有较好的T₁-加权磁共振成像效果,在尾静脉注射巨噬细胞膜的纳米铁颗粒0.5 h后,肿瘤部位的信号可见增强。结论：巨噬细胞膜仿生的纳米铁颗粒Fe₃O₄ NCs@MM可实现多形性胶质母细胞瘤的MRI成像。     

异养微生物还原氧化铁的研究

所试的民养微生物能在静止状态含蔗糖和氧化铁的培养液中生长。它们在氧化蔗糖到CO₂时,伴随着Fe³⁺还原到Fe²⁺、Fe²⁺移动到基质表面与O₂接触后,又会氧化为Fe³⁺培养液Fe³⁺被还原的适宜pH和温度分别为7.0、25℃。若培养液中加入0．1％硝酸盐时,还原Fe³⁺的过程会停滞或减慢。     

用于可视化光治疗的Mn3O4@CuS纳米粒的制备研究

摘要 目的：本研究旨在制备用于肿瘤可视化光治疗的多功能Mn₃O₄@CuS核壳型纳米粒,在磁共振成像的引导下,使用近红外光定点辐照,实现局部光热消融治疗。方法：（1）采用高温热解法制备油胺稳定的Mn₃O₄纳米粒,在其表面构建CuS壳层,并进行聚乙二醇修饰,得到分散于水相中的Mn₃O₄@CuS核壳型纳米粒。（2）通过透射电镜、紫外可见近红外吸收光谱等方法对该纳米粒进行理化性质表征,并研究其体外磁共振成像、光热升温等性能。结果：制备的水相分散的Mn₃O₄@CuS纳米粒,粒径均一且分散性较好,形态为近圆形,粒径为9.30±2.29 nm;紫外可见近红外吸收光谱图表明Mn₃O₄@CuS纳米粒在近红外区有较强吸收,最大吸收峰位于1100~1200 nm范围;磁共振成像分析结果可计算出Mn₃O₄@CuS纳米粒的纵向弛豫率r1为1.662 mM^-1s^-1,表明其具有较好的磁共振增强造影效果;光热升温曲线显示Mn₃O₄@CuS纳米粒可在785 nm近红外激光下升温至73.5 ℃,具备较好的光热治疗潜力。结论：本文成功制备出水相分散的Mn₃O₄@CuS核壳型纳米粒,具有良好的磁共振造影成像性能和光热升温效应,有望应用于磁共振成像引导下的肿瘤可视化光治疗。     

H2O2－Fe3+所致人淋巴细胞DNA双链断裂损伤

采用脉冲电场凝胶电泳法检测H₂O₂－Fe³⁺体系产生的OH^·对人淋巴细胞DNA的双链断裂损伤．H₂O₂－Fe³⁺浓度与DNA双链断裂呈明显量效关系;随OH^·作用时间延长,细胞DNA双链断裂加重;过氧化氢酶对OH^·损伤有明显抑制作用．脉冲电场凝胶电泳法可检测到的H₂O₂和FeCl₃引起细胞DNA双链断裂的最低浓度为0.3 mmol/L和6 μmol/L．     

邻二氮菲－Fe2＋氧化法检测H2O2／Fe2＋产生的羟自由基

报告检测H₂O₂/Fe^2＋所产生羟自由基的新方法. 羟自由基氧化反应后, 邻二氮菲-Fe^2＋的A₅₃₆明显下降, 且△A₅₃₆与邻二氮菲, FeSO₄及H₂O₂呈量效关系, 随反应时间延长, △A₅₃₆依幂函数规律上升. 此法试验结果表明, 甘露醇, 抗坏血酸及硫肥清除羟自由基作用呈明显的量效关系.     

氧合血红蛋白Fe-O2键合态 ab initio 研究

本文报道用自旋非限制Hartree-Fock方法(spin unrestricted Hartree-Fock method简写UHF)对氧合血红蛋白的Fe-O₂键合态进行ab initio研究。结果表明Fe^(Ⅱ)、Oc和Or的Mulliken布居值分别为24.18、8.19和7.64。这说明氧合血红蛋白的Fe-O₂键合态不发生电子转移。研究模型所得到的频率与实验频率基本一致。研究结果不支持Weiss提出的Fe³⁺O₂^-模型,为解释血红蛋白传输氧的作用机理提供了新的理论依据。     

低自旋氰配位紫色震颤菌血红蛋白血红素及其周围质子的核磁共振研究

报道了低自旋氰配位紫色震颤菌血红蛋白 (VtHb CN)血红素及其周围质子的核磁共振谱 .通过MCOSY ,NOESY ,1DNOE和TOE ,以及SUPERWEFT实验对VtHb -CN的¹H核磁共振谱进行识别 .已识别了血红素和配位组氨酸的几乎所有共振峰 ,获得了这些共振峰的自旋 晶格弛豫时间和它们的化学位移随温度的变化关系 ,由此可分别获得这些质子到血红素Fe³⁺ 的距离和抗磁化学位移 .通过化学位移的pH滴定 ,得到了配位组氨酸 (His 85 )的咪唑环的电离平衡常数pK_a( =4.95 ) .这一较低的pK_a 值 ,归因于带正电的Fe³⁺ 以及His 85与血红素Fe³⁺   的配位 .     

三氧化二砷诱导人宫颈癌HeLa细胞凋亡及Bcl-2保护作用的机制研究

探讨三氧化二砷 (As₂ O₃)对人宫颈癌HeLa细胞的生物学效应和Bcl -2的高表达对这一效应的影响 .通过MTT ,克隆形成实验 ,形态观察 ,流式细胞仪 ,DNA凝胶电泳 ,细胞凋亡原位检测 (TUNEL) ,RT PCR ,Northernblot,Westernblot等方法发现As₂ O₃明显降低HeLa细胞存活率 ,并诱导其凋亡和细胞周期G2 /M期阻滞 ,分析显示As2 O3可能主要通过抑制c -myc基因和病毒致瘤基因的表达来诱导HeLa细胞凋亡 .Bcl -2的高表达也可能正是通过降低As₂ O₃对G2 /M期阻滞 ,逆转As₂ O₃对c -myc基因的降调节 ,减轻As₂ O₃对病毒致瘤基因的表达抑制作用 ,来部分阻止这种凋亡的发生 .我们还发现As₂ O₃能引起Bc1-2高表达HeLa细胞G2 /M期的弱阻滞 ,降调Bcl -2的表达以及略微抑制病毒致瘤基因的表达 ,这可能是As₂ O₃仍能诱导Bcl -2高表达HeLa细胞凋亡的原因 .     

植物叶片中过氧化氢含量测定方法的改进

Ti（Ⅳ）-H₂O₂比色法因背景物质干扰而测得的植物叶片内H₂O₂含量偏高，5％三氯乙酸抽提，活性炭脱色，Ti（Ⅳ）-4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚(PAR)比色法测得的H₂O₂含量偏低.萃取法有效地脱去丙酮提液中的色素，且H₂O₂的回收率在95％以上.用过氧化氢酶(CAT）处理作空白对照，利用H₂O₂与Ti（Ⅳ）-PAR的显色反应，建立了一种简便、快速、准确的植物叶片内的H₂O₂含量测定方法，H₂O₂的最低检测浓度为0.25 μmol·L^－1.用该方法测得多种植物叶片中H₂O₂的含量在0.1～0.8 μmol·g^－1.     

Magnetic separation in biotechnology

New developments in magnetic labelling techniques for cells and microspheres have extended the useful range of magnetic separation, particularly high gradient magnetic separation, into biotechnical areas. The basic magnetic principles involved are reviewed and representative samples of labelling techniques and results drawn from the past three years are presented. Illustrative examples of large scale operation in other industries are also presented, demonstrating the potential of the biotechnological applications.     

旋转恒定磁场治疗盆腔子宫内膜异位症初步疗效观察

目的:探讨旋转恒定磁场治疗盆腔子宫内膜异位症的效果.方法:选择山东省立医院2008年1月-2009年1月妇科确诊及收治的72例患者.采用双旋磁治疗机对照治疗观察,在月经周期前10天,每天1小时,共3个周期,观察痛经的缓解情况.结果:研究发现治疗组36例患者中完全缓解率为94％,部分缓解率为2.6％,复发率为2.7％,完全缓解率明显高于对照组.结论:旋转磁场治疗盆腔子宫内膜异位症具有安全简便、无痛苦、患者易接受和效果显著的特点,有一定的应用价值.     

Magnetic nanoparticles for multi-imaging and drug delivery

Various bio-medical applications of magnetic nanoparticles have been explored during the past few decades. As tools that hold great potential for advancing biological sciences, magnetic nanoparticles have been used as platform materials for enhanced magnetic resonance imaging (MRI) agents, biological separation and magnetic drug delivery systems, and magnetic hyperthermia treatment. Furthermore, approaches that integrate various imaging and bioactive moieties have been used in the design of multi-modality systems, which possess synergistically enhanced properties such as better imaging resolution and sensitivity, molecular recognition capabilities, stimulus responsive drug delivery with on-demand control, and spatio-temporally controlled cell signal activation. Below, recent studies that focus on the design and synthesis of multi-mode magnetic nanoparticles will be briefly reviewed and their potential applications in the imaging and therapy areas will be also discussed.     

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.     

涡旋磁纳米颗粒——崭新的生物医用磁性纳米平台

相比于超顺磁性纳米颗粒,具有涡旋磁畴的磁性纳米颗粒,由于独特的磁化闭合分布、较大的粒径尺寸及外加磁场中的磁化翻转特性,使得其兼具弱的颗粒间磁相互作用和更优异的磁学性能,在生物医学领域展现出了更好的应用优势和潜力.本综述结合近年来国内外对涡旋磁畴的研究及涡旋磁纳米颗粒在生物医学领域的报道,提出了一类新型的生物医用涡旋磁溶胶体系,并以涡旋磁氧化铁纳米盘和纳米环为例,介绍了涡旋磁纳米颗粒的化学合成,并着重论述了这类具有独特涡旋畴结构的纳米颗粒在磁共振成像、抗肿瘤治疗等生物医学应用上的最新研究进展.     

Magnetic sorting of leukocytes

Magnetic filtration of surface-labeled cells has been applied to the fractionation of leukocytes in a model system, using a colloidal magnetite reagent to label mouse spleen cells. This reagent was completely free from problems of aggregation or settling. Since the individual submicron particles were invisible under the microscope, cells were not visibly altered by labeling. Viability also was unaffected by either labeling or magnetic filtration. Using a 10-kG magnet and a 5-mL filter column, 50 million cells were fractionated in less than 10 min, with 99% removal of labeled T lymphocytes. The efficiency of the magnetic method is limited at present by the fact that cells that do not have the surface target antigen of interest, and so are not antibody coated, may adsorb a small amount of label nonspecifically. These then have a nonzero chance of being captured in the filter along with the labeled cells.     

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.     

磁性微球的制备及在生物分离应用中的研究进展

磁性微球是一类新型的功能材料,在生物医学工程、细胞生物学和环境工程具有广泛的应用。本文从磁性微球的结构、特性和制备方法进行了探讨,并详细介绍了磁性微球在细胞分离、蛋白质以及核酸的制备纯化领域中的应用。     

Magnetic Inclusions in Prokaryotic Cells

Prokaryotic cells may contain one of two types of magnetic intracellular structures, either crystalline magnetosomes or noncrystalline magnetic inclusions. In a magnetic field, the locomotor behavior of cells containing magnetosomes is categorized as magnetotaxis, whereas noncrystalline magnetic inclusions cause a passive attraction of cells containing such inclusions to a magnet. This review considers the distribution, structure, and function of both types of magnetic particles in prokaryotic cells.