缺陷LB膜诱导草酸钙晶体的生长

肾结石形成与肾上皮细胞膜损伤密切相关, 但细胞膜损伤后的微结构及其与肾结石微晶粘附的分子机制仍不清楚. 本文采用经草酸钾处理后存在缺陷的二棕榈酰磷酯酰胆碱(DPPC)的LB膜为模型, 采用原子力显微镜(AFM)、荧光显微镜和扫描电子显微镜(SEM)研究了模型膜的缺陷畴区及其对一水草酸钙(COM)晶体生长的促进作用. LB膜内圆形的缺陷畴区可以诱导圆形COM晶体图形生成, 圆形晶体图形的直径从3 mm到150 mm不等. 在圆形区域内, 单个COM晶体的尺寸大都在1～3 μm, 以针状、四边形或不规则的形状存在; 而在同等条件下正常LB膜诱导的COM晶体没有圆形聚集现象, 单个COM晶体在LE/LC相边界生长, 其尺寸显著增加至5～10 mm. 不同性质LB膜促进COM成核和生长的强弱依次为: 经草酸钾处理的LB膜缺陷畴区>>正常LB膜的LC/LE边界＞正常LB膜非边界区域>>无膜诱导. 从缺陷LB膜的活性位点及其对COM晶体成核的促进作用等方面讨论了上述实验结果.     

LB膜中的缺陷畴区及其诱导形成环形草酸钙图形

利用存在缺陷的LB膜来模拟受损伤的肾上皮细胞膜诱导肾结石矿物草酸钙(CaOxa)晶体生长. 经2.5 mmol·L-1的草酸钾溶液对二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)的LB膜进行处理后, 可强化LB膜中液态扩张相(LE)和液态凝聚相(LC)之间的结构差异, 原子力显微镜(AFM)证实了圈状缺陷的存在. 以LB膜的圈状缺陷为模板, 诱导了一水草酸钙(COM)晶体环状图案. 相比之下, 未经草酸钾处理的LB膜只诱导生成零散的六边形COM晶体.     

草酸钾诱导的LB膜缺陷及对草酸钙堆积图形的影响

采用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)研究了经不同浓度草酸钾(K2C2O4)处理后二棕榈酰磷酯酰胆碱(DPPC)的缺陷LB膜及其对一水草酸钙(COM)成核和生长的影响. K2C2O4的处理可进一步破坏LB膜中圆形畴区内的分子列阵, 尤其是使处在液态扩张相(LE)/液态凝集相(LC)边界的分子列阵无序程度增加, 从而促进了COM晶体在此处的成核和生长, 最终诱导圆形堆积的COM晶体图形出现. 随着损伤LB膜的K2C2O4浓度c(K2C2O4)从0.3 mmol/L增加到5.0 mmol/L, 其对LB膜畴区有序结构的破坏作用逐渐增强, 圈状堆积的晶体图形数量增多. 当c(K2C2O4)为0.3 mmol/L时, 主要诱导实心的圆形堆积的COM晶体图形, 而当c(K2C2O4)增加至5.0 mmol/L时, 生成圈状COM晶体图形, 且图形的半径减小. 这一研究结果将有助于从分子和超分子水平上了解肾小管上皮细胞膜损伤后的微结构变化及其与肾结石形成的关系.     

影响Langmuir-Blodgett膜中缺陷畴区的因素

采用扫描电子显微镜(SEM)和荧光显微镜研究了基片种类、温度、制膜参数(如Langmuir-Blodgett膜沉积压、压膜速度、提膜速度等)和LB膜层数对LB膜中缺陷畴区的影响及其对尿石矿物——水草酸钙(COM)晶体生长的指导作用. LB膜中的缺陷畴区可以诱导圆形COM沉积图形形成, 但在石英基片上的图形数量只有云母基片上的5%左右. 制膜温度由25 ℃降低至18 ℃时, 出现非圆形COM沉积图形, 尺寸亦有增大的趋势. 随着沉积压从2 mN/m增大到10 mN/m, 云母基片上圆形COM晶体沉积图形数量减少, 沉积图形尺寸趋于均一, 非圆形图形数量增加. 随着压膜速度增加, 膜中缺陷增加. 当LB膜的层数由1层增加到2, 3, 5层后, 其诱导的COM图形数量逐渐减少, 尺寸也相应减小, 即单层LB膜的缺陷比多层膜的多, 且更容易受到基片的影响.     

不同草酸/钙摩尔比条件下草酸钙晶体的生长及对HK-2细胞的毒性

研究了不同草酸/钙(Ox/Ca)摩尔比对CaOx晶体在损伤前后的人肾近曲小管上皮细胞(HK-2)表面的生长差异及形成的晶体对细胞的毒性差异. 实验结果表明, CaOx过饱和溶液对正常细胞和损伤细胞均会产生进一步的损伤, 导致细胞活力、 溶酶体的完整性和线粒体膜电位降低, 而细胞内活性氧(ROS)、 细胞骨架的紊乱程度、 磷酯酰丝氨酸(PS)外翻比例和骨桥蛋白(OPN)表达量均增加; 且随着过饱和溶液中Ox/Ca摩尔比的增加而损伤加重. 正常细胞主要诱导二水草酸钙(COD)晶体形成, 且COD的含量与Ox/Ca摩尔比成正相关. 损伤细胞表面主要生成一水草酸钙(COM), 且晶体的数量和聚集程度与Ox/Ca摩尔比成正相关. 相比于正常细胞, 损伤细胞诱导的晶体棱角更加尖锐, 其对细胞的损伤大于棱角圆钝的晶体. 实验结果还表明, 降低CaOx的过饱和度、 减小Ox/Ca摩尔比和修复受损伤的肾上皮细胞均有利于抑制CaOx结石形成.     

肾上皮细胞损伤使草酸钙晶体黏附增强的分子机制

研究了非洲绿猴肾上皮细胞(Vero)在损伤前后与一水合草酸钙(COM)和二水合草酸钙(COD)晶体的黏附作用及其引起的细胞反应,探讨了肾结石形成机理.COM和COD晶体与损伤细胞的黏附加重了细胞的过氧化损伤程度,导致损伤细胞的活力进一步降低,乳酸脱氢酶(LDH)释放量和活性氧(ROS)进一步增加,坏死细胞数量进一步增多,细胞体积缩小,并出现凋亡小体.COM晶体对细胞的损伤能力显著大于COD晶体.扫描电子显微镜(SEM)观测结果表明,损伤组Vero与COM微晶的黏附作用显著强于对照组,且能促进COM微晶的聚集.共聚焦显微镜观测结果表明,Vero损伤后,其表面表达的晶体黏附分子透明质酸(HA)显著增加,HA分子是促进微晶黏附的重要原因.细胞表面草酸钙的黏附量和晶体聚集程度与细胞的损伤程度成正相关.本文结果从分子和细胞水平上提示,细胞损伤是导致草酸钙肾结石形成的重要因素.     

不同晶相的草酸钙晶体引起肾上皮细胞的毒性差异

采用扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(LSM)、流式细胞仪、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)等方法比较研究了尺寸约1.2 μm的一水草酸钙(COM)和二水草酸钙(COD)晶体对非洲绿猴肾上皮细胞(Vero细胞)的损伤差异.COM和COD均能引起Vero细胞的细胞活力和超氧化物歧化酶(SOD)活力降低、丙二醛(MDA)含量升高以及碘化丙啶(PI)红染细胞数目增多,且均呈现浓度依赖性.在相同晶体浓度时,COM的细胞毒性明显比COD强,引起细胞表面表达的粘附分子透明质酸(HA)比COD多,粘附量也显著增加.相比于COM晶体,Vero细胞更容易内吞COD晶体.COM与COD晶体对肾上皮细胞的毒性差异与晶面的离子密度以及细胞与晶体间的静电作用等因素密切相关.本文结果将有助于从分子水平上和细胞水平上阐释草酸钙结石的形成机理.     

非洲绿猴肾上皮细胞的损伤模型及其对草酸钙生长的调控作用

采用H₂O₂对非洲绿猴肾上皮细胞(Vero)进行了损伤, 通过检测细胞存活率、培养基中超氧化物歧化酶(SOD)浓度、丙二醛(MDA)释放量和细胞表面晶体粘附分子骨桥蛋白(OPN)的表达量变化, 检测了细胞的损伤程度. H₂O₂对Vero细胞的损伤作用呈现时间依赖性和浓度依赖性|细胞损伤后, MDA释放量增加, SOD浓度降低, OPN表达量显著增加, 导致粘附的晶体量增加. 利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究了细胞损伤前后对草酸钙(CaOxa)晶体生长的调控作用. 对照组细胞诱导生成的CaOxa晶体棱角圆钝, 同时含有一水草酸钙(COM)和二水草酸钙(COD)晶体|而损伤细胞诱导生成的晶体形状不规则, 棱角尖锐, 主要为COM晶体, 因此, 细胞损伤后增加了草酸钙结石形成的危险性. 所建立的Vero细胞氧化损伤模型有助于从细胞水平上阐明草酸钙结石的形成机制.     

不同晶相的草酸钙晶体引起肾上皮细胞的毒性差异

采用扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(LSM)、流式细胞仪、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)等方法比较研究了尺寸约1.2μm的一水草酸钙(COM)和二水草酸钙(COD)晶体对非洲绿猴肾上皮细胞(Vero细胞)的损伤差异。COM和COD均能引起Vero细胞的细胞活力和超氧化物歧化酶(SOD)活力降低、丙二醛(MDA)含量升高以及碘化丙啶(PI)红染细胞数目增多,且均呈现浓度依赖性。在相同晶体浓度时,COM的细胞毒性明显比COD强,引起细胞表面表达的粘附分子透明质酸(HA)比COD多,粘附量也显著增加。相比于COM晶体,Vero细胞更容易内吞COD晶体。COM与COD晶体对肾上皮细胞的毒性差异与晶面的离子密度以及细胞与晶体间的静电作用等因素密切相关。本文结果将有助于从分子水平上和细胞水平上阐释草酸钙结石的形成机理。     

肾小管上皮细胞损伤及其诱导草酸钙晶体成核

肾上皮细胞损伤可促进肾结石形成.本文采用过氧化氢(H2O2)对人类肾小管上皮细胞(HKC)进行了氧化损伤,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)和倒置显微镜观察了HKC损伤前后的形态变化及其调控草酸钙(CaOxa)晶体成核、生长的差异;采用zeta电位分析仪检测了损伤前后HKC表面的zeta电位变化.结果表明,H2O2能明显地损伤HKC,降低细胞活性,且在H2O2浓度范围0.1～0.5mmol/L、作用时间0.5～1.5h内具有明显的剂量和时间的依赖性;使用0.5mmol/LH2O2作用1.5h可使HKC损伤达到饱和状态.HKC损伤程度增加后,其诱导的晶体数量显著增加,但晶体尺寸增加不明显(P0.05),表明损伤细胞诱导尿石症形成主要是增加晶体的成核位点而非促进晶体的生长.本文所建立的HKC氧化损伤的模型有助于进一步阐明CaOxa结石形成的细胞机制.     

修复前后Vero细胞调控草酸钙晶体生长的差异

采用扫描电子显微镜(SEM)和流式细胞仪等多种方法研究了降解大豆多糖(SPS)对损伤的非洲绿猴肾上皮细胞(Vero)的修复作用;研究了修复前后Vero调控草酸钙(CaOxa)晶体形成的差异。经H2O2氧化损伤的Vero在被SPS修复后,其细胞活力、细胞外SOD活性及细胞内线粒体膜电位均增加,细胞形态逐渐恢复到接近正常细胞。在诱导草酸钙(CaOxa)晶体生长过程中,修复细胞可以减少棱角尖锐的一水草酸钙(COM)晶体生成,诱导更多的二水草酸钙(COD)晶体。三种状态Vero诱导的晶体尺寸从小到大顺序为:正常细胞<修复细胞<损伤细胞。本文结果表明,降解大豆多糖可以修复受损伤的Vero细胞,降低肾结石形成的危险性,提示SPS有可能是一种潜在的绿色防石药物。     

柠檬酸钾和pH对单分子膜诱导草酸钙晶体生长的影响

研究了柠檬酸钾(K3cit)和pH对硬脂酸(SA)单分子膜诱导下一水草酸钙(COM)晶体生长的影响。当K3cit浓度c(K3cit)≤0．03mmol／L时，表面压(π)减小使COM尺寸变大；c(K3cit)=0．1mmol／L时，π压变化对COM尺寸影响不大，表明在较高的K3cit浓度下COM生长过程中晶格匹配不是主要控制因素。当c(K3cit)≤0．03mmol／L时，随着K3cit浓度增大，单分子膜下COM变薄。当c(K3cit)≥0．3mmol／L时，K3cit强烈地抑制COM的生长。pH的变化改变了柠檬酸不同物种的分布情况，从而影响COM晶面的生长。在pH=12时诱导了二水草酸钙(COD)晶体的生长，归因于K3cit对COD的诱导作用和高pH条件下SA单分子膜／水界面高的Ca^2 ／Oxa^2-摩尔比。     

单分子膜诱导下尿大分子对草酸钙晶体物相和晶面的调控作用

采用SEM,XRD和FTIR手段比较研究了DPPC单分子膜诱导下尿大分子硫酸软骨素A(C₄S)、硫酸软骨素C(C₆S)和血清蛋白(SA)对尿石盐草酸钙晶体生长的影响.DPPC单分子膜不但优先选择一水草酸钙(COM)物相成核生长,而且优先选择COM的(101)晶面.没有添加剂时,得到的COM为三维的六棱柱和三维的菱形晶体;加入尿大分子抑制剂后,COM的(101)晶面进一步加强,其它晶面减弱,导致二维晶体的形成.COM的(101)晶面为富钙离子晶面,带有过剩的正电荷,而DPPC单分子膜头基带有负电荷,几种尿大分子在实验条件下亦带有负电荷,带负电荷的单分子膜及带负电荷的大分子共同作用于富钙离子的(101)晶面,使得COM的(101)晶面择优生长.C₄S,C₆S和SA的存在均能有效地抑制COM生长.     

牛血清白蛋白LB膜诱导方解石的生长

采用模拟生物矿化的方法,研究了牛血清白蛋白(BSA) LB膜对碳酸钙晶体成核和生长的诱导控制作用。XRD、SEM结果表明：在BSA单层LB膜诱导下,形成形状规则、边缘清晰的多层盘状方解石晶体,且沿(104)晶面取向生长。说明牛血清白蛋白(BSA) LB膜对碳酸钙的形貌、生长取向性有很好的调控作用。     

不同尺寸六边形一水草酸钙晶体的合成、表征、性质及其细胞毒性

通过改变反应温度、溶剂、添加剂和搅拌速度,合成了尺寸分别为(1.5±0.4)、(3.5±0.5)、(5.5±0.5)和(9.5±1)μm的4种一水草酸钙(COM)晶体,比较了它们的理化性质差异。加入添加剂Na3Cit,增加搅拌速度,降低反应温度或降低溶剂的介电常数,均有利于获得小尺寸的晶体。X射线衍射(XRD)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)检测表明,这些晶体均为单相的COM晶体;扫描电子显微镜(SEM)观察显示,随着晶体尺寸由1μm增大到9μm,晶体由表面粗糙的圆钝形演变为表面光滑的薄片状,其高电荷密度的(101)晶面增大,晶体表面电荷密度增加,ζ电位绝对值也增大,形成的悬浮液稳定性越高。这些COM晶体对人肾近曲小管上皮细胞(HK-2)的损伤能力与其尺寸成负相关。     

纳米和微米一水草酸钙对Vero细胞毒性的浓度效应

采用扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(LSM)和流式细胞仪等技术比较了纳米级和微米级一水草酸钙(COM)对非洲绿猴肾上皮细胞(Vero)的毒性差异。结果显示,尺寸为100 nm和6μm的COM晶体都能引起Vero细胞活力下降、乳酸脱氢酶(LDH)释放量升高、透明质酸(HA)表达量增多、溶酶体完整性降低、线粒体膜电位下降、细胞死亡率升高和细胞周期滞留,表明这些晶体对Vero细胞都有损伤作用且呈现浓度依赖性,但纳米COM的毒性及其在细胞表面的粘附量均大于微米COM晶体。     

铕对磷脂酰胆碱LB单分子膜结构影响的原子力显微镜观察

用原子力显微镜观察到亚相中Eu^3^+诱导二棕榈酰磷脂酰胆碱Langmuir-Blodgett(LB)单分子膜出现有规则周期性条纹结构。     

花生酸单分子膜诱导PbS晶体取向生长的研究

以花生酸单分子膜为模板，诱导沉积了PbS半导体纳米粒子，粒径为30～50 nm.实验发现， 由于花生酸单分子膜的诱导作用， 使得PbS晶体在膜上发生取向生长，可以形成三角形、四边形和棒状的PbS纳米粒子.通过改变单分子膜的表面压，考察了表面压对PbS晶体取向生长的影响，结合透射电镜及电子衍射实验，对PbS晶体的生长机制进行了初步的分析和探讨.     

磷脂酰胆碱LB单分子膜诱导下KDP晶体取向生长的研究

有机超薄膜诱导晶体生长是在化学、物理与生物多门学科相互交融的基础上发展起来的新兴学科 ,并逐渐成为仿生合成的重要分支 [1] .目前的研究重点主要集中于以有机化合物 LB膜作为模板剂诱导生物矿化材料上 [2～ 5] .磷脂 LB膜是生物膜的简化模型体系 [6 ] ,用它作模板剂将使该领域的研究进一步接近生物体系 .对晶体而言 ,修饰晶体材料的特征对于改善和测定材料的光学性能至关重要 [2 ] ,但目前有关上述领域的研究几乎均是空白 .KH2 PO4 ( KDP)晶体是性能优良的非线性光学材料 [7] ,本文首次以磷脂分子 LB膜作为模板剂诱导 KDP的晶化…     

海藻异枝麒麟菜多糖抑制尿石盐草酸钙晶体生长的研究

采用扫描电子显微镜(SEM)、 红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)方法研究了从海藻异枝麒麟菜中提取的硫酸多糖(ESPS)对草酸钙(CaOxa)晶体生长的影响. 结果表明, 添加ESPS能抑制一水草酸钙(COM)的生长, 同时诱导二水草酸钙(COD)晶体的形成. 随着ESPS的质量浓度从0增加到0.03和0.50 mg/mL, COD的质量分数从0分别增加到10%和55%; COM的(1 01)晶面加强, (020)晶面减弱直至消失, 并从三维晶体转变为棱角圆顿的四角形片状晶体; COM和COD的尺寸均明显变小. 这些结果表明, ESPS是抑制CaOxa结石形成的一种潜在药物.