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。     

稀土离子与Ca~(2 )在生物体内的相互作用机制及应用

稀土元素在生物领域内的研究,可以分为两个方面：稀土的生物效应和稀土在其它研究中的应用．稀土元素的生物效应,主要集中在动物和医学领域．由于稀土元素的离子半径及化学性质和钙离子很相似,因此在研究稀土的生物效应时,对稀土离子与钙离子的关系颇为重视．稀土作为一种特殊的研究工具,在许多生物学研究领域中,克服了一些因其它方法的局限而不能得到的结果或简化了其中的过程．     

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.     

稀土元素灯辐照对CHO细胞集落形成率和DNA合成的影响

稀土元素具有独特的磁性、光子、化学和热力学等性能。利用其特性制成的稀土元素灯(以620—635nm波长为主),在临床上用以治疗顽固性慢性溃疡疾患,有效率达80％以上。一些动物实验表明,一定能量的红光区(630nm)光波辐照能促进伤口的愈合过程。由于使用的能量范围不足以引起细胞环境温度的明显改变,故可认为系非温度效应所引起。这种生物刺激作用(Biostimulation)发生在细胞内什么生物学过程上(如DNA合成、蛋白质合成、细胞内膜系统、细胞增殖或神经功能调节等),是一个值得探讨的有兴趣的课题。目前许多报告结果很不一致。本文从稀土元素灯辐照对CHO细胞集落形成率以及DNA合成的影响探讨了其作用机理。     

稀土离子与Ca2+在生物体内的相互作用机制及应用

稀土元素在生物领域内的研究,可以分为两个方面：稀土的生物效应和稀土在其它研究中的应用。稀土元素的生物效应,集中在动物和医学领域。     

铽(Ⅲ)离子及其复合物:从发光特性到传感应用

稀土元素也称镧系元素,因其独特的发光性质和配位性质,其发光复合物被广泛研究于生物技术领域。其中稀土铽(Ⅲ)离子复合物因具有优异的光谱特性,关于其研究呈现出快速的发展趋势。主要从其发光特性的角度出发,探讨了其发光机理,并对铽(Ⅲ)离子与不同有机化合物结合形成的发光铽配合物以及铽(Ⅲ)离子及其配合物与不同纳米材料形成的复合物进行了分类综述。此外,还详细地阐述了铽离子及其复合物在荧光探针、生物传感器、药物递送、细胞成像、癌症治疗等相关领域的应用。最后,对其今后发展趋势和潜在的研究价值进行了展望。     

基于微生物群体感应的固定化研究进展

在EPS(extracellular polymeric substances)体系中,细胞的自增殖和自修复能力在实现高效连续化生产过程中起着重要作用,细胞显示出集群效应、生命周期得到延长和抗逆性增强等特性。基于此,开发并建立以微生物集群效应形成生物膜的固定化发酵系统并应用于多种化学品的生物制造将具有十分重要的意义。本文中,笔者综述以生物膜为催化剂的固定化发酵研究,解析生物膜形成的调控因子,重点阐述生物膜形成过程中基于信号分子介导的集群效应。目前对生物膜形成过程中基于信号分子介导的集群效应的机制研究尚存在不足,若能从分子和代谢层面探索生物膜中信号介导的细胞集群效应及其对生物催化体系的影响,将为解决固定化发酵中出现的耐受性差和细胞易衰老等问题提供新的途径,对推动工业产品的高效清洁生产具有十分重要的意义。     

稀土元素对生物机体剂量效应机理的研究

综述了稀土元素对生物机体剂量效应的机理,从稀土对细胞质膜、细胞周期及细胞凋亡、CaM水平调节的作用到对蛋白质、DNA的影响等不同层次和水平进行了探讨,以期为稀土在生物学领域的进一步广泛应用奠定理论基础.     

近红外发光卟啉镱-铂配合物的合成及其光物理性质研究

稀土发光材料相比于传统有机荧光染料在生物成像、分子检测和传感等领域具有独特的优势。目前,稀土发光生物探针主要以可见光发射为主,此类探针受限于组织穿透深度,应用范围较窄。具有较大组织穿透能力的近红外(NIR)稀土发光生物探针,由于其发光效率较低而少有报到。本工作合成了一种新型近红外发光的卟啉镱-铂配合物,TFPYb-Pt,表征并测试了该配合物的光物理性质。实验证实TFPYb-Pt具有较大的NIR发光效率(980/1 030 nm,Фem=0.37)和较长的NIR发光寿命(τ=49μs),表明该配合物可望被用于开发新型生物NIR发光探针。     

单个囊泡内容物检测技术的成功

单个囊泡内容物检测技术的成功生物信息分子在细胞内合成后分类包装并贮存于囊泡中,当生理信号触发囊泡膜与细胞膜融合后,这些生物信息分子释放于胞外产生生物效应。通常单个囊泡内容物足以能产生明显的生物效应,但由于囊泡极其微小,数年来研究者们只能在囊泡群体水平...     

桂皮酸-8-羟基喹啉稀土配合物的合成、抑菌活性及其对DNA的作用

以稀土离子为模板,用桂皮酸、8-羟基喹啉为原料,在乙醇溶液中首次合成了两种稀土三元配合物,采用元素分析、摩尔电导、红外光谱、紫外光谱和荧光光谱进行表征,并研究了配合物对常见细菌大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌活性以及与DNA的相互作用.结果表明:配合物的抑菌活性较配体和稀土离子均有提高,能使细胞正常的DNA复制生理功能受到影响.     

稀土元素在小麦体内分配行为的研究

采用水培,土培试验及中子活化分析技术,在作物生长效应曲线研究的基础上,系统地研究了稀土远征顷作物体内的含量、吸收、分布和转移等行为。所获结果表明,名稀土元素在作物体现人的分配行为受生物的内外因素与稀土来源、自身特征和元素间关系的影响,是作物稀土元素分配行为已有研究成果的重要补充与深化,并为土壤施用稀土元素提供促进一步的科学依据。     

钙网蛋白与肿瘤免疫

钙网蛋白是内质网分子伴侣,负责糖蛋白的折叠及维持细胞内Ca2＋平衡。新近研究发现,某些凋亡刺激能诱导肿瘤细胞内的钙网蛋白快速转位到肿瘤细胞膜上,这种表面包被有大量钙网蛋白的肿瘤细胞,能被抗原呈递细胞有效识别和吞噬,由此激发抗同种肿瘤的特异性免疫杀伤效应,提示钙网蛋白在肿瘤免疫治疗中的潜在应用价值。对钙网蛋白在肿瘤免疫中的研究进展作一综述。     

FK-506结合蛋白对钙释放通道的调控

细胞内自由钙作为一种重要的细胞信使广泛地参与细胞生理功能调控.胞内钙库(内质网系和肌浆网系)对调节细胞内自由钙水平起着重要的作用.钙库膜上的钙释放通道(ryanodine受体和三磷酸肌醇受体)受许多因素调控,其中之一就是新近研究得相当多的FK506结合蛋白.免疫抑制剂FK506能特异地结合钙库上一种分子质量为12 ku左右的蛋白,这种FK506结合蛋白与钙释放通道形成一种紧密连接的复合体,在正常生理情况下对钙释放通道起着十分重要的调控作用.     

运动调控胞外囊泡生物发生的研究进展

胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)是一类由细胞释放的各种具有膜性结构的囊泡的统称,其能被大多数细胞所分泌,通过携带核酸、蛋白质、脂质等特定的生物活性分子到达靶细胞实现细胞间信息交流。目前EV的生物发生调节已成为疾病防治的关键靶点,受到广泛关注。运动能够促进EV的释放,调节其内容物构成,上述作用甚至被认为是机体对运动产生适应的标志。运动时信号通路(如Ca²⁺、mTOR、STAT3等)的激活,细胞微环境(如pH和氧浓度等)乃至EV生物发生相关蛋白质翻译后修饰的变化都会影响EV的形成、内容物分选及囊泡运输等过程。该综述总结了EV的生物发生过程、运动对EV生物发生的影响,并根据现有研究,从信号通路、细胞微环境及蛋白质翻译后修饰的角度分析运动调节EV生物发生的可能机制。     

膜融合机制研究进展

膜的融合是一个基本的生命过程,在生物的生长发育中有着重要作用。通过融合,两套独立的双层脂分子合二为一,完成一定的生物功能。膜融合分子机制的关键在于其主要成分：融合蛋白。Ⅰ、Ⅱ类病毒融合蛋白形成“发夹”,胞内囊泡与目标膜各提供的融合蛋白形成“类亮氨酸拉链”,这些结构将独立的膜拉近,继而促使膜合为一体。细胞与细胞间融合蛋白的作用机制目前还未明确,在各种膜融合中,脂双层的变化可能是类似的,但介导融合的分子机制应该是不同的。目前,对于膜融合很多方面的理解还停留在假说阶段。理解了膜融合的过程和分子机制不仅将极大地促进生物学的发展,更重要是将为相关的疾病治疗打下坚实的基础。     

镧暴露对鲤鱼脑和肌肉中酶和脂质过氧化水平的影响

稀土元素是镧系元素和钇、钪两种元素的统称。自20世纪70年代人们揭示了稀土元素的作用效果后,稀土元素已被广泛应用于农、畜牧及水产养殖业。农业上适当使用微量稀土,能促进植物生长发育,作物增产。饲料里添加稀土,能促进畜、禽和水产养殖动物的生长,提高饲料利用率等。但随着稀土元素的广泛应用,必定导致大量的可溶性稀土进入水生生态环境,因此研究稀土对水体的影响,特别是对水生动植物有机体的长期潜在影响,将显得极为重要。过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）广泛存在于鱼体中,是鱼体抗氧化作用的重要酶类,过氧化脂质（LPO）含量反映着机体脂质过氧化物形成速率的强度,SOD、POD活性以及LPO含量都可以用来评价污染物对水生生物的影响。     

稀土Ho-吲哚-3-乙酸配合物的合成及其生物活性的研究

以吲哚-3-乙酸为配体,合成了稀土钬的配合物。利用元素分析、红外光谱(IR)、热重-差热分析(TG-DTG)和荧光光谱(FS)等分析手段对配合物的组成和光学等性质进行了分析与表征,推测配合物的通式为Ho(L)3.2H2O;通过对荧光光谱的研究表明,稀土钬配合物具有较好的荧光性能;通过对其生物活性的表征说明吲哚乙酸与稀土硝酸盐在形成稀土配合物后,对植物的生长起到了协同促进作用。     

细菌显微追踪技术在生物被膜中的应用

细菌生物被膜是粘附于物体表面的由细菌细胞及其胞外物质组成的复杂膜样物聚集体,具有很强的耐药性和免疫逃逸能力。生物被膜内细菌的代谢活性、运动状态等与浮游细菌有明显区别。近年来,先进的显微成像技术结合新型图像处理方法,在研究细菌的运动、生理等方面发挥了重要作用。本文围绕生物被膜,概述了细菌显微追踪技术在其研究中的应用。主要从细菌的运动方式和生物被膜形成过程的调控两方面出发,介绍了在单细胞水平上利用该技术研究生物被膜的进展,包括细菌的游泳、蹭行、群集运动和多种信号通路调控下生物被膜的形成过程等,并展望了该技术在生物被膜其他相关研究领域的应用前景。