连续光源火焰原子吸收光谱法同时测定血清中锌、铜、铁蛋白结合态含量

正锌、铜、铁等微量元素与人体健康关系密切[1-6],在过往研究中,研究者主要探讨微量元素总量与疾病的关系,对元素形态检测的关注较少。微量元素在机体组织中的存在形态多样,主要以与生物大分子结合的形态和自由离子形态存在[7],仅检测组织中元素总量难以准确反映微量元素对疾病的影响机制,且体内微量元素主要以与蛋白结合的形态发挥生物学效应,故元素蛋白结合态检测对疾病预防、诊断、治疗及其机制研究具有更重要的价值。     

过氧亚硝酸根对蛋白质损伤的研究进展

过氧亚硝酸根--一氧化氮和超氧根阴离子快速结合的产物,是生物体内产生的一种强氧化剂和细胞毒性物质,它可以介导生物大分子包括DNA、蛋白质和脂质的修饰和损伤。近年来,由于许多疾病条件下都发现大量过氧亚硝酸根诱导的蛋白质损伤产物,因此过氧亚硝酸根与蛋白质的相互作用引起了人们的广泛关注。本文详尽地介绍了过氧亚硝酸根介导蛋白质损伤对人体的病理作用和过氧亚硝酸根与蛋白质作用机制等方面的最新研究进展,并对未来过氧亚硝酸根与蛋白质相互作用的研究作了展望。     

单分子荧光共振能量转移用于生物大分子构象动态变化过程研究进展

生物大分子参与生命活动的各个过程,在单分子水平上实时观测和分析生物大分子自身的结构动态以及生物大分子相互作用的动态过程,对于深入理解生物大分子的作用机制具有重要意义。自提出以来,单分子荧光共振能量转移技术逐渐展现出其在研究生物大分子构象变化和相互作用过程等方面的巨大潜力,一系列新的作用机理陆续被提出。本文对单分子荧光共振能量转移技术在蛋白质与核酸分子构象动态变化、蛋白质-蛋白质相互作用以及蛋白质-核酸相互作用等方面取得的研究进展进行了综述。     

二维材料“遇见”生物大分子:机遇与挑战

二维材料的超薄原子层结构使其具有独特的力学性能、导热导电性以及巨大的比表面积,在能源存储、催化、传感和生物医学等领域引起了国内外学者的广泛关注。将二维材料与具有生物活性的生物大分子相结合可以为开发具有优异电学、力学和生物学功能的特种功能材料提供新的方法和途径。近年来,科研工作者针对这一方向展开了广泛的研究,取得了一系列重要的成果,使二维材料与生物大分子的结合与应用成为了新的研究热点。本文综述了近年来二维材料和生物大分子之间的相互作用及应用的研究进展,重点介绍了二维材料与生物大分子在分子水平上的相互作用机理,还总结了基于二维材料与生物大分子之间的相互作用在工程、疾病治疗和抗菌中的应用,并对其未来的研究趋势提出了展望。     

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。     

无机小分子与细胞中生物大分子的相互作用

细胞是生命体的基本组成单元,是一个复杂的、能真实反映生物体系的活体.以细胞为研究对象,开展无机小分子与大分子相互作用的研究,有可能真正理解生命过程中一些问题的化学本质.无机小分子与细胞生物大分子相互作用的研究内容非常丰富,目前应着重研究那些对人类有严重威胁的一些疾病如糖尿病、心血管病、肿瘤、神经退行性病变等有关的细胞无机化学中无机小分子与生物大分子相互作用的问题.这对于了解生物大分子的结构、功能,对于疾病预防和治疗,了解小分子对生命过程的调控机制,对于药物作用新靶点的发现、药物的分子设计、作用机理和药物的研究与开发,均具有十分重要的科学意义和应用价值.论文还就开展无机小分子与细胞中生物大分子的相互作用研究的目标和内容提出了具体的建议.     

基于核酸和蛋白的生物大分子热致液晶研究进展

生物固体大分子诸如核酸、蛋白和病毒颗粒,因其尺寸超出了分子间作用力的范围,升温之后会导致它们降解而无法形成生物大分子的液体形态。 因此,发展新型的合成和制备策略,实现无溶剂包覆的生物大分子的流体态及其应用,是一个崭新的研究领域。 结合我们前期工作,简要介绍了核酸、蛋白流体(液晶态和液体态)材料的制备及性质。 借助静电力自组装,上述生物大分子能够与带有相反电荷的表面活性剂结合,形成热致液晶材料,其热致液晶性质使得生物分子具有长程有序性和流动性,在此基础上,可以探索生物大分子在无水环境下的技术应用。     

肽类树状大分子的合成及其在药物传输系统中的应用

树状大分子是近年来蓬勃发展的一类新型高分子材料, 其表面存在大量的官能团, 分子内部存在空腔且分子尺寸可控, 因此, 树状大分子已被广泛应用于众多的领域. 肽类树状大分子是指在树状大分子结构中含有肽键的一类大分子, 因其具有类似蛋白质一样的球状结构, 且具有优异的水溶性、生物相容性、生物降解性和细胞低毒性等特点, 所以, 肽类树状大分子可以作为药物传输的载体. 此外, 肽类树状大分子的疏水空腔可以装载疏水性药物, 对其起到增溶和缓释作用. 综述了肽类树状大分子的合成方法, 并对其与药物分子的结合机制及其在药物传输系统中的应用进行了总结与展望.     

二苯甲酮类紫外吸收剂与鲱鱼精DNA的相互作用研究

本文采用电子光谱法、荧光光谱、粘度法等方法研究了4种二苯甲酮类(benzophenone,BPs)紫外吸收剂:二苯甲酮(BP)、2,4-二羟基二苯甲酮(UV-0)、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮(UV-531)和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)与鲱鱼精DNA(hs-DNA)的相互作用,并采用凝胶电泳考察了BPs对pBR322质粒DNA迁移作用的影响。结果表明,BPs可引起DNA在～260 nm处的特征紫外吸收峰小的红移(～2 nm)和明显的增色效应(2.1～106%);BPs可竞争亚甲基蓝(methylene blue,MB)与DNA的结合,使得DNA-MB体系中的荧光强度随着BPs的加入而增大;DNA在Tris缓冲液中的相对粘度几乎不随BPs浓度的增加而改变;BPs虽然可以使pBR322质粒DNA的超螺旋构型(Form I)比例有所下降,但对其构型和迁移速率的影响均不显著。热力学研究表明BPs与DNA的结合常数K为10~4～10~(5 )L·mol~(-1)。结合分子对接模型计算推测:BPs与DNA可能通过范德华力以沟槽式相结合。     

人工硒酶设计新策略

作为人体内重要的抗氧化酶,谷胱甘肽过氧化物酶受到人们越来越多的关注.为探索其催化机制,并开发极具潜力的抗氧化药物,国际上广泛开展了人工模拟谷胱甘肽过氧化物酶的研究工作.基于化学、生物学、超分子科学以及纳米科学及其深度交叉,人们研究构建了从小分子到大分子,再到纳米等不同结构的谷胱甘肽过氧化物酶模拟物.本文主要综述本研究组和其他研究组基于以大分子为骨架设计人工谷胱甘肽过氧化物酶的研究思路和策略.研究体系包括合成的大分子硒酶模型、自组装大分子硒酶模型和生物大分子硒酶模型等.     

生物大分子与小分子、离子的结合

处理生物大分子与小分子或离子的结合平衡时必须考虑到生物大分子具有多重结合部位、构象变化等特点。本文介绍了确定生物大分子对小分子或离子的结合部位数、结合常数、协同效应系数的一些方法。     

生物大分子层层组装:从生物分子的固定,界面控释到细胞外基质模拟

随着超分子科学、界面科学方法技术与生物医用材料科学的交叉与渗透,生物大分子层层组装已成为生物医用材料界面设计和制备的重要方法.本论文从采用生物大分子层层组装进行生物活性分子固定、界面控释涂层构建到细胞外基质结构功能模拟3个相互关联的研究视角,结合该领域国内外和本课题组的研究成果,对该领域的研究进展进行了综述,并对生物大分子层层组装作为一种生物医用材料界面设计制备新方法的未来进行了展望.     

纳米富勒烯(nC60)的生态毒性效应

随着纳米技术的飞速发展,纳米材料的应用日趋广泛.同时,纳米材料的大规模生产和应用对人体健康与生态环境可能产生的安全风险也引起了人们的普遍关注.富勒烯是应用最广泛的纳米材料之一,在水中能形成稳定的水溶性纳米颗粒,进而增大其在环境中的迁移性与生物暴露几率.然而目前对纳米富勒烯(nC60)的环境和毒性效应还知之甚少.本文综合评述了水溶性nC60纳米颗粒的制备、稳定机制、在环境中的迁移特性及其与环境中污染物的相互作用,并着重阐述了nC60可能产生的生物毒性效应.分析表明,nC60的生物毒性效应主要与nC60的表面化学特性和颗粒大小有关,同时环境介质也影响nC60的毒性.最后讨论了nC60生态环境效应研究中应加强的若干方面.     

HPLC-ICP-MS在食品中硒和砷形态分析及其生物有效性研究中的应用

食品中含有与人体健康密切相关的多种微量元素,微量元素的毒性和生物有效性取决于它们的化学形态。食品中的微量元素形态分析及其生物有效性研究对食品安全控制与营养评价具有至关重要的意义。本文扼要介绍了高效液相色谱与电感耦合等离子质谱（HPLC-ICP-MS）联用情况,该技术以不同的色谱分离柱完成各种分析物的分离,具有高灵敏度、高选择性、线性范围宽、检测限低、多元素同时检测等特点,在微量元素形态分析中占有重要的地位。综述了HPLC-ICP-MS在食品微量元素形态分析及其生物有效性研究中的应用,重点介绍了富硒酵母、蒜类植物、富硒营养保健品等食品中硒形态和海产品、农产品等食品中砷形态的研究,以及其它多种微量元素的形态分析和这些微量元素在生物体内的代谢。     

树枝状大分子在荧光生物成像中的研究进展

树枝状大分子是一种具有精确三维结构的纳米材料。目前,对于树枝状大分子的研究,逐渐从合成和表征各式各样的树枝状大分子转向到对其特殊功能和应用的研究。传统的荧光成像探针大多数为小分子化合物,其发展受到特异性低、稳定性差、停留时间短、可修饰基团少和毒性大等缺点的限制。树枝状大分子具备独特的分子结构如大量可设计性的末端官能团和广阔的分子内空腔以及选择多样化的优势,使其在荧光生物成像领域中有良好的应用前景。本文重点介绍了基于树枝状大分子的有机荧光探针和量子点探针在生物成像方面最新的研究进展。     

原位冷冻电子断层扫描的发展及在生物研究方面的应用

对生物大分子复合物的研究和结构分析对于全面了解其功能和生物学意义至关重要.冷冻电子显微镜在提供生物大分子结构及大分子分布等方面起到重要的作用.近年来,冷冻电子显微镜的硬件和软件的发展进一步提高了冷冻电子显微镜的有效性,使其对各种生物结构、蛋白质结构的解析更加准确快捷.但是,对于生物系统来说,蛋白质和大分子复合物等均处于复杂的生理环境中,因此原位检测生物分子的三维结构对于生物体系和结构生物学具有重要意义.冷冻电子断层扫描作为一种功能强大的技术,可以无需标记直接通过冷冻样品的固有衬度识别生物大分子的结构,并且可在原位生理环境中对生物分子进行纳米级分辨率的三维成像.本文综述了与冷冻电子断层扫描相关的样品制备和数据处理技术,并总结了冷冻电子断层扫描技术在分离的大分子复合物和整个细胞或组织中的生物学应用.     

纳米材料对生物凝聚态的调控

生物大分子的凝聚态及其动态变化过程涉及许多重要的生理及病理过程,如凝血现象与阿尔茨海默病。对上述生物凝聚态过程进行研究,发展对这些凝聚态过程的调控方法,进而发展相应的疾病诊断治疗新策略,具有非常重大的意义。纳米技术基于原子或分子组装可构建出新型的纳米功能器件或具有新颖生物效应的纳米材料,为解决生物医学领域的重大问题提供了强有力的研究手段。利用一系列的纳米材料可以发展对生物凝聚态的调控新方法,通过控制肿瘤血管凝血和制备纳米抗凝剂等实现对于凝血过程的调控,通过识别、结合、调控淀粉样蛋白及其聚集状态,实现阿尔茨海默病的诊断与治疗。对于生物凝聚态及其调控进行详细的研究,有望为开发新一代纳米药物提供新思路与新途径。     

荧光光谱仪在大分子研究中的应用

荧光光谱仪可定性、定量测定许多有机大分子和生物大分子,广泛应用于生物大分子、表面活性剂/大分子相互作用、高分子溶液相行为等方面的研究中,具有测定方法高效、灵敏、精准、简单易操作等优点,是大分子研究中重要的工具。     

生物大分子的单分子力谱:在水溶液与非极性溶剂中的对照研究

生物大分子是构成生命的物质基础,在其天然环境——水溶液中一般以精确的超分子结构存在.迄今,人们已经合成了种类繁多的水溶性高分子.然而,鲜有合成高分子能够在水溶液中完成精确的超分子组装.与合成高分子相比,生物大分子是特殊而神奇的.为了研究生物大分子与水的相互作用,近年来作者以单分子力谱为主要的实验方法,开展了生物大分子在水溶液与非极性溶剂中的对照研究.研究表明,在非极性溶剂中,生物大分子的超分子结构失稳,转变为无超分子结构的状态.水是一个重要的开关,调控着生物大分子的超分子结构和功能.作者据此提出了生物大分子的水环境适应性概念和早期化学进化过程中水环境筛选生物大分子的假说,并认为水环境适应性是生物大分子和合成水溶性高分子的分水岭.对水和生物大分子的深入研究,将有望破解生命的更多奥秘.     

环境中锑的分布、存在形态及毒性和生物有效性

由于自然过程及人类活动的影响,锑及其化合物在环境中普遍存在,环境中锑的污染也日益严重.近年来,国外对锑污染的研究日益重视.锑不是植物必需的,但能够被植物根系吸收.已有证据表明锑对生物及人体产生毒性.本文主要对环境中锑的分布和存在形态,及对动物和人体的毒性和对生物有效性研究进展进行评述。