发光稀土配合物的生物功能分子传感研究进展

基于稀土离子独特的电子组态和有机配体的敏化作用,稀土中心发光的配合物具有发光寿命长、发射峰尖锐和Stokes位移大等特点,可在复杂环境中针对特定的分析物进行快速和便捷的检测。稀土配合物与生物功能分子如生命必需分子、疾病标志物分子和药物分子等相互作用引起其光学信息的变化可以实现对生物功能分子的快速传感,在监测生命体的生理状态和公共卫生安全等方面具有重要的意义。本文综述了稀土配合物针对生物功能分子的传感性质研究进展,讨论了设计稀土配合物材料的传感策略,提出了稀土配合物作为生物功能分子先进传感材料的发展建议。     

核酸功能化稀土基纳米材料在生物检测中的应用

体内一些生物分子和离子的水平通常与细胞、组织、器官等结构和功能的变化相关,从而直接影响到疾病的预防、诊断和治疗,因此对体内这些物质的生物检测在医疗和健康领域具有重要的意义.基于稀土基纳米材料构建的纳米荧光探针具有灵敏度高、简单高效、抗干扰能力强等优点,在生物检测方面具有巨大的潜力.对稀土基纳米材料的核酸功能化能够进一步为纳米荧光探针提供更好的特异性识别能力和生物相容性,从而增强其在复杂样品中的生物检测能力.本综述总结了核酸功能化的稀土基纳米材料作为纳米荧光探针在生物检测领域的研究进展,简要介绍了其主要种类和性能、检测机理及检测物质,最后对该领域面临的挑战及未来的发展方向进行了展望.     

稀土对大鼠尿液成分影响的核磁共振研究

目前,稀土生物效应的研究已进入了分子和细胞水平,但在活体动物内研究稀土的作用情况还不多见。稀土化合物随食物进入动物体内后,会对动物体内的器官、组织、细胞产生一定影响,将导致其体液容量、分布、电解质浓度等方面的变化。现代NMR技术是目前药理毒理学研究的有效手段之一,它具有简便、全面、快捷、非破坏性等优点,可用于对体液样品的检测和研究。本文采用现代核磁共振技术研究了稀土化合物硝酸镧灌胃给药后对Wistar大鼠尿液中代谢产物的影响,为阐明稀土化合物的毒理学机制和稀土的进一步开发利用提供理论依据。     

稀土对氨基酸旋光度的影响

稀土在农林牧业和医学方面应用的不断扩大,导致稀土通过多种途径进入人体．为此,有必要了解稀土对生物体的近期和远期效应［１］．研究稀土与氨基酸的相互作用将为探索稀土在生物体内的代谢及其生物效应提供基础．近２０年来,稀土－氨基酸配合物的研究一直为人们所重视...     

稀土在植物抗逆中的生理作用

论述了近年来关于稀土元素在植物抵抗干旱、高温、低温、盐渍、病虫害、重金属污染等逆境中的作用。稀土元素在植物抗逆中可能的生理作用机制为：稀土离子与细胞膜上的磷脂结合，调节钙代谢，改变细胞膜的通透性和稳定性，提高细胞膜的保护功能；稀土离子能提高植物体内的保护酶活性，减少自由基积累，增强植物的抗逆性。     

铕与β-丙氨酸配合物的合成及晶体结构

随着稀土在农业、医学及生物分子研究中的广泛应用，稀土进入生物生存的环境，并通过多种途径进入生物体内，因此研究稀土氨基酸配合物的组成和结构，对了解金属离子的生物效应及蛋白质的构效关系有重要意义，有关稀土与α-丙氨酸配合物的单晶结构已有不少报道，而对稀土     

基于质谱成像和组学分析的环境毒理研究

生物体多器官的空间异质性导致环境污染物在生物体内的毒性分子机制错综复杂。基于传统化学和生物分析的环境毒理学研究,通常将研究对象看作“均一”整体,无法从空间上准确定位污染物及其代谢。以质谱成像和组学分析为基础的技术,同时对污染物、污染物代谢活化途径及其诱导的生物分子进行定性、定量和空间分析,从而确定污染物迁移、生物学效应及其毒性作用的靶器官,是目前最有前景的分析方法之一。本文综述了质谱成像和组学研究策略和特征,介绍了本课题组在相关领域取得的研究进展。同时简单展望了单细胞质谱成像、微流控芯片-质谱成像联合策略等先进技术在环境毒理研究中的潜在应用。     

稀土元素在植物中的分异研究进展

有关对稀土农用的理论和实践、天然和农业生态系统中稀土的地球化学行为及稀土的增产生理过程与毒理等方面已开展了大量研究,而对稀土进入植物体内的迁移过程、分布分异现象和机制缺乏必要的了解。稀土元素在植物中的分异研究有助于“示踪”稀土元素在土壤(溶液)-植物系统中的迁移路径,进而查明控制稀土元素迁移和积累的体外和体内敏感因素。本文结合近5年的研究工作,就近年来国内外有关稀土元素在植物中的分异现象、机制及其研究意义进行了综述,并展望了此方面的研究趋势,期望能为稀土以及重金属的生物有效性研究开辟一条新思路。     

稀土发光配合物在水溶液中的组装及生物成像研究

稀土配合物具有较窄的f-f跃迁光谱带、较长的荧光寿命及较大的Stokes位移等独特的发光性质,同时其优异的顺磁性,赋予其在生物检测、疾病诊断及生物学活动研究中的重要应用价值。然而,稀土配合物大多水溶解性差,且荧光容易被环境中水分子O-H键的热振动淬灭等,极大地限制了其在水溶液及生物体系中的应用。近年来有研究表明,将稀土配合物组装成有序的二维或三维纳米材料,能够有效地促进其在水溶液及生物环境中的分散并提高或稳定其发光。综述了近年来稀土配合物在水溶液及生物环境中的自组装及生物成像等应用研究进展,并探讨了基于稀土配合物组装体的应用潜力和相应挑战,为进一步研究稀土配合物在水溶液中的组装行为及生物成像功能提供了理论基础。     

《稀土生物无机化学》(第2版)征订启事

《稀土生物无机化学》(第 2版 )是由倪嘉缵院士 ,王夔院士 ,杨频教授等国内长期从事稀土生物无机化学的同志撰写。该书在第 1版的基础上 ,增加了许多新的内容 ,其中绝大部分是国家自然科学基金委员会化学科学部及生命科学部资助的重大研究项目的最新研究成果。许多章节是从基因水平 ,分子水平 ,细胞水平 ,直至动物的整体试验对稀土进入动物和植物体内的物种分布 ,垮红细胞膜的输运 ,稀土对核酸的作用 ,对体内的一些主要蛋白的相互作用 ,如血红蛋白 ,运铁蛋白 ,钙调蛋白等 ,及稀土进入动物体后对内分泌体系的影响等作了系统的论述。故可供从…     

生物分子的单分子检测研究

本文评述了生物单分子检测的方法及其在生物大分子结构与功能之间的关系、酶的活性、反应动力学、分子构象、DNA和RNA的转录、蛋白质折叠等生物学重要问题研究上的应用。对生物单分子检测技术这一研究领域的发展趋势作了展望。     

多溴二苯醚的生物代谢机制研究进展

作为一种广泛使用的阻燃剂,多溴二苯醚(PBDEs)及其衍生物羟基化多溴二苯醚(OH-PBDEs)和甲氧基化多溴二苯醚(MeO-PBDEs)等已从环境介质、各种生物体甚至人体内检测出来.但是对于生物体内低溴代PBDEs及其羟基化和甲氧基化衍生物的来源及其是否由PBDEs在生物体内代谢形成等问题,目前仍存在较多争论.由于PBDEs进入生物体后的生物转化、代谢途径与其对生物体的毒性有密切关系,因此是研究者们关注的焦点.本文在对生物体内PBDEs及其代谢物的来源和分布进行分析的基础上,综述了PBDEs在生物体内发生脱溴还原代谢和氧化代谢的研究进展,从体内原位代谢和体外模拟代谢研究两方面探讨了PBDEs的生物代谢机制、代谢途径及还原和氧化代谢中可能涉及的代谢酶,指出进一步深入开展PBDEs的生物积累和代谢研究的方向.     

我国稀土生物无机化学研究进展

我国稀土生物无机化学研究的特点是紧密结合稀土在农用及药物中应用所提出急需回答的问题, 经过长期的工作, 已在稀土的跨细胞膜运转, 稀土进入动物体内后的物种分布, 稀土与细胞膜的作用, 稀土对血红蛋白结构与载氧功能的作用, 稀土对骨细胞及骨结构的影响以及稀土在大鼠肝脏中的积累等方面取得了满意的结果. 从而可以为今后开展稀土元素在农用及药用中危险性评价的基础数据, 同时亦将促进稀土细胞化学的发展.     

无序蛋白质在生物分子凝聚相形成与调控中的作用

生物分子凝聚形成生物体内的多种无膜细胞器,其独特的物理化学性质使其具有多样的生物学功能,包括感知外界环境的变化、调节蛋白在细胞内的浓度、调控信号转导途径以及选择性富集特定蛋白质和RNA等。同时,生物分子凝聚相的错误形成与调控会导致多种人类疾病,如神经退行性疾病、癌症和病毒性疾病等。无序蛋白质在生物分子凝聚相的形成和调控中发挥了重要作用。本文通过总结分析无序蛋白在生物分子凝聚相形成中的作用以及化学小分子对生物分子凝聚相的调控,探讨了通过靶向无序蛋白进行配体设计来获得调控生物分子凝聚相化学探针及药物的可能性,并展望了揭示无序蛋白及化学分子调控生物凝聚相机制应重点关注的问题。     

高分子生物材料分子工程研究进展（上）

分子工程研究是生物材料发展的根本途径和必由之路。本文论述了近４０多年来高分子材料分子工程的研究主要进展，其中包括材料的抗凝血性、的组织相容性、材料表面的生物功能化和生物智能化、体内稳定高分子、体内可吸收高分子以及药物的控制释放。     

羧甲基壳聚糖基生物医用材料降解代谢行为的研究进展

作为一种水溶性多糖高分子材料,羧甲基壳聚糖(carboxymethyl chitosan, CMCTs)具有优异的生物相容性和生物降解性以及保湿、止血、抗菌、可吸收等一系列优良的功能特性,因而被广泛应用于医工交叉领域。羧甲基壳聚糖进入体内后,在酶、氧、微生物、水等环境适宜时能够被降解,并经吸收、代谢、排泄。其体内降解速率主要取决于材料的尺寸、脱乙酰度、取代度、分子量等。了解羧甲基壳聚糖在动物体内的降解代谢行为,对羧甲基壳聚糖在转化过程中的质量控制和临床应用至关重要。然而就目前而言,羧甲基壳聚糖在生物体内降解代谢的影响因素及其体内吸收、分布、代谢、排泄规律缺乏系统性总结,这一现状从基础层面严重制约了其在生物医药领域的进一步发展。基于上述问题,本文对近年来羧甲基壳聚糖基生物医用材料的降解、代谢相关研究进行梳理和总结,重点阐述了羧甲基壳聚糖作为可降解材料的生物学特性、降解方式、代谢过程等,系统揭示羧甲基壳聚糖体内降解、代谢的规律,并对植入物尺寸、脱乙酰度、取代度、分子量、交联度及成分比例等影响羧甲基壳聚糖降解速率的主要因素进行归纳,以期为羧甲基壳聚糖基生物医用材料的研发和转化研究提供参考。     

生物分子溶液中的弱相互作用研究进展

弱相互作用是生物分子体系中普遍存在的一类重要作用,在分子组装和分子识别以及研究结构-功能-活性关系等方面有着极其重要的作用,一直是科学研究的前沿,本文从生物分子内弱相互作用的分类和研究方法方面,针对国内国际研究的前沿和热点以及笔者自身的科研成果,揭示了生物分子溶液内部弱相互作用的特点及其多元的研究手段.     

稀土谷胱甘肽配合物红外和Raman光谱研究

谷胱片肽是广泛存在于体内的重要三肽, 在体内主要以还原型(GSH)存在. GSH不但是清除体内过氧化物的还原剂, 而且与某些金属的配合物具有酶活性. 随着稀土的广泛应用, 其生物效应已引起关注. 了解稀土与GSH的配合物结构和性质, 将有利于了解稀土在体内的代谢和作用. 本文合成了十五种稀土与GSH的固体配合物,用IR和Raman光谱研究了配体在配合物中的变化及与稀土的配合位置.     

无机纳米材料在骨代谢调控中的应用

与有机和高分子纳米材料相比,无机纳米材料具有化学性质稳定、力学性能优良、生物相容性和骨诱导性良好等优势,是用于骨代谢调控的主要材料。文章分别从细胞、分子及动物水平总结了羟基磷灰石、稀土纳米材料、金纳米颗粒、碳纳米管等无机纳米材料在骨代谢调控中的作用及其机制,并对无机纳米材料在骨代谢调控中面临的挑战进行了展望。     

给药硝酸镨后大鼠尿液和血清的核磁共振代谢组学研究

采用基于核磁共振的代谢组学方法,分析了腹腔注射给药2,10和50 mg/kg体重剂量硝酸镨(Pr(NO3)3) 168 h内Wistar大鼠尿液和血清的核磁共振氢谱.由尿液及血清中内源性代谢物如柠檬酸、琥珀酸、α-酮戊二酸、肌酸酐、N-氧三甲胺、氨基酸、乳酸、牛磺酸及葡萄糖等的浓度变化,并结合大鼠血清指标研究了轻稀土化合物Pr(NO3)3在大鼠体内的急性生物效应.结果表明,Pr(NO3)3急性毒性的靶向器官为肝脏和肾脏,但以肝脏为主,且呈现明显的剂量-反应关系.低、中剂量组的Pr(NO3)3会通过改变大鼠体内酶代谢而造成肝脏线粒体中的能量代谢(脂肪、糖代谢)紊乱;同时,Pr(NO3)3还会影响肾脏的正常功能,改变肾脏中渗透质的平衡,影响肾脏对氨基酸的重吸收和利用.