嵌入π共轭分子的双层类脂膜的制备及其伏安行为

人造双分子层类脂膜(BLM)是利用简单膜模型系统研究复杂的生物膜结构与功能的新技术和新途径.自60年代初Fishman首先在水相中制得双分子磷脂膜以来,双层脂膜系统已被广泛地用于模拟生物膜的物理、化学、生物学现象的研究.本工作设计了一套制备不对称BLM体系的简易装置和膜电化学检测系统,并试验了膜中分别嵌入四氰基对醌二甲烷、四苯基卟啉、镍-四苯基卟啉以及富勒烯(C_(60))等π共轭分子修饰后的循环伏安行为.     

类脂双层传感器和生物分子电子学

从本世纪60年代初起人们对类脂双层进行了广泛的研究。目前,平面的双层类脂膜(缩写为BLM)与球状的类脂双层即脂质体一起在经过适当修饰后已是生物膜的最佳模型。近来,微电子学的进展和人们对包括BLM在内的超薄有机膜的兴趣已导致生物传感器的发展,从而在化学、电子学以及生物学等学科的交叉处产生了一个新的研究领域:生物分子电子学。这个激动人心的新科技领域是发展新的半导体后电子技术即其长期目标是分子计算机的分子电子学的一部分。当前的微电子学与未来的分子电子学之间的分界线为一微米。在一微米以下,经典的微电子学规律不再成立而量子力学的规律开始起作用。微电子学以半导体薄片为基础,而新型的分子电子学将以分子和原子本身的能力为基础。在分子电子学里有两个主要方向:(1)以分子和原子的性质为基础的分子电子学和(2)应用量子效应的纳电子学。人们预期这些新的领域将发展出比目前PC计算机线路要快10万倍的分子电子线路,在分子电子线路里,分子的信息加工能力将通过电子及其结构的变化来实现。在生物体里,蛋白酶的构     

生物传感器在食品加工中的应用

在食品加工及质检过程中，往往需要进行特殊的化学成分检测。以往，利用传统方法实施检测时，既耗时又费力。如今，利用生物传感器、信号转换调制器及高分子选择生物膜等技术则能有效地解决上还难题，酒精传感器食品在加工过程中往往需要检测酒精含量。利用酶化酒精氧化酶和酒精脱氢酶就能使这种传感器派上用处。首光，将上述酶固定在电极及反应产品的表面，通过测量电流最，即能测得与酒精含量直接相关的过氧化氢或氧化还原染料。鱼鲜度传感器同样道理，利用酶传感器也能检测鱼的新鲜程度。随着鱼的不断降解，其体内的ATh会降解成ADP、A…     

氧化亚铁硫杆菌对黄铁矿、黄铜矿和磁黄铁矿的生物氧化作用研究

以氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)为实验菌株, 对黄铁矿、黄铜矿和磁黄铁矿的生物氧化过程进行了实验研究. 结果表明, 在A. ferrooxidans菌作用下3种硫化物的氧化过程具有不同的特征. 三者的氧化速率存在差异, 即: 磁黄铁矿 > 黄铜矿 > 黄铁矿. 黄铁矿生物氧化过程中pH总体呈下降趋势, 而黄铜矿和磁黄铁矿生物氧化过程中溶液pH则呈先上升再下降的趋势. 由于黄铁矿反应溶液pH较低, 在反应过程中无明显的沉淀作用发生, 而黄铜矿和磁黄铁矿氧化过程中产生了元素硫和黄钾铁矾沉淀. 黄铁矿的平整表面和溶蚀坑中均有细菌吸附, 并且溶蚀坑的形状与细菌外形较相似, 可能是吸附于黄铁矿表面的细菌分泌出的有机酸导致其表面的微区溶解所致. 在黄铁矿表面未发现生物膜形成, 而黄铜矿和磁黄铁矿表面均有生物膜形成. 构成生物膜的A. ferrooxidans菌被胞外聚合物质 (EPS)包裹, 生物膜被沉淀物质所覆盖. 实验结果显示了黄铁矿、黄铜矿和磁黄铁矿具有不同的生物氧化过程, 造成这种差异的主要原因可能是矿物自身性质以及反应溶液pH的影响.     

仿生偏振光导航传感器研究进展

生物学家研究发现,经过35亿年的进化,多种昆虫都进化出了感知天空偏振光方位角并将其用于导航的奇异能力,以帮助其完成觅食、归巢及迁徙等行为.受到昆虫奇特偏振光导航能力的启发,基于天空偏振光的天文导航技术已成为仿生导航技术领域的研究热点,研究人员已开发出多种模仿生物偏振导航结构和机理的偏振导航传感器,并且该类传感器正朝着微型化及集成化方向发展.已取得的研究成果表明该导航手段具有完全自主、误差不随时间累积和实时性好等优点,可为交通运输、科学研究及资源勘测等社会各领域提供一种行之有效的导航手段.     

转鼓生物过滤器去除挥发性有机物的数值模拟

转鼓生物过滤器能有效地去除废气中的挥发性有机物. 根据生物过滤器中的物质传递特点, 依据双膜理论、质量守恒定律和Monod动力学方程, 建立了挥发性有机物在转鼓生物过滤器气相、水相和生物膜相中的传质降解模型. 该模型考虑了因生物膜增长而导致介质比表面积和空隙率的变化, 及其对去除效率的影响. 甲苯被选择为模型挥发性有机物. 因操作条件复杂, 引入有效气速系数并忽略液相传质阻力来简化模型. 模型求解时分别运用配置法、解析法、Runge-Kutta法来求解生物膜相和气相的传质降解方程和生物膜的增长方程, 并使用MATLAB软件编程求解. 数值模拟结果表明转鼓生物过滤器的甲苯去除率先升高, 到第4天达到最大值97%, 第5天后有明显逐步降低并稳定在90%. 转鼓外层介质中的甲苯浓度高, 甲苯降解量大于70%; 内层介质中的甲苯浓度低, 降解量小于10%. 与试验结果的比较证明该模型能较好地模拟多层转鼓过滤器降解甲苯的动态运行性能.     

TiO2纳米管生物膜的血液相容性及重吸收功能

采用阳极氧化法制备新型高强度的TiO2纳米管薄膜,通过对纳米管底部进行HF气体腐蚀获得了两端通透的TiO2纳米管阵列薄膜.利用混合种植方法于两端通透的纳米管阵列表面种植了猪肾小管上皮细胞(LLC-PK1)和血管内皮细胞(ECV304),成功制备了具有生理功能的TiO2纳米管生物膜材料.运用血浆复钙化法对比研究了载玻片、纯金属钛片、未种植细胞TiO2纳米管和种植细胞TiO2纳米管的血液相容性,并采用自制的装置检测了该生物膜对钠钾离子的重吸收功能.结果表明,种植细胞的纳米管阵列薄膜的血液相容性要远远好于其他对照组,且该生物膜具有很好的重吸收功能,证实所制备的TiO2纳米管阵列生物膜具有良好的生理功能,是用于生物透析较为理想的候选材料.     

第8次全国暨2003海内外生物膜学术研讨会通知

由中国生物物理学会、中国生物化学与分子生物学会、中国细胞生物学会、中国植物学会、生物大分子国家重点实验室和生物膜与膜工程国家重点实验室等联合主办的“第8次全国暨2003海内外生物膜学术研讨会”定于2003年3月25-30日在广西北海召开.     

光镊与DNA纳米技术在膜生物学研究中的应用

生物膜是生命活动中信号传导和物质运输的平台。近年来,多学科的交叉应用为膜蛋白介导的膜融合与分裂、囊泡形成与分泌,以及脂质代谢的调控机制等膜生物学研究带来了新的信息。例如,单分子光镊力谱方法通过精准、定量地检测蛋白与膜的相互作用,为在时空维度上理解这一生物过程的复杂调控机制提供了强有力的手段。此外,DNA纳米技术通过构建纳米尺度可编程的自组装结构,提供了可精确修饰与功能化的分子器件。经过疏水修饰的核酸纳米器件可以作用于磷脂膜或生物膜,进而对膜进行表面改性、诱导形变、控制理化参数以及跨膜通信等调控操作。该领域的进步将为细胞生物学机制研究、分泌囊泡的分析检测、人工脂质体的制备优化、新型分子载具开发以及新型药物开发提供特色的工具手段,并构建新颖的体系平台助力合成生物学、化学生物学以及分子医学的发展。     

2,2′菁染料聚集体表面增强拉曼散射效应

菁染料常用于感光敏化剂和生物荧光探针。但近年来,实验发现菁染料的J聚集体表现出特殊的光学和非线性光学性质,这对光通讯、光计算机等领域的应用具有潜征的意义,因而又引起了人们的兴趣。目前人们对菁染料J聚集体的动力学发光行为的研究做了大量工作。本文则研究了1,1′-二乙基-2.2′菁染料(简称2,2′菁染料)J聚集体吸附于银胶体的表面增强拉曼散射(SERS)效应,首次观察到增强的泛频和组合频等高阶拉曼散射,讨论了其增强机理及J聚集体的吸附特点。     

纳米生物传感器

生物传感器(biosensor)是利用生物特异性识别过程来实现检测的传感器件.生物敏感元件包括生物体、组织、细胞、细胞器、细胞膜、酶、抗体、核酸等,而生物传感器是利用这些从微观到宏观多个层次相关物质的特异性识别能力的器件总称.     

抗莱氏衣原体膜上ATPase抗体的特异性研究

莱氏衣原体是一类无细胞壁的原核生物,由于它们是最简单和原始的生物,因此,常被利用作为生物膜研究的模型。由于ATPase的广泛分布和在离子的转运,能量的代谢中起着十分重要的作用,并被认为是在生物膜上的一个关键的功能蛋白之一。文献[1]已报道了利用梯     

Y形碳纳米管内的水分子信号倍增器

分子尺度的信号变换和放大对很多物理和生物过程非常重要,如分子开关、纳米门、生物传感器和各种神经过程.然而,人们在分子水平对这些信号处理过程知之甚少,其中部分原因是由于     

电活性生物膜生长过程中电荷与传质阻抗的变化规律

电活性生物膜因为能直接向胞外产生电子,将生物能直接转化成电能,所以近年来已经成为国际领域内的研究热点.在电活性生物膜内部,一方面存在着复杂的生物电化学过程,另一方面微生物及生物膜生长又涉及复杂的质量传递过程.本文针对电活性生物膜不同生长阶段的质量传递损失和电荷传递损失展开研究,以期找到在不同时期内其产能的限制因素,这将对于电活性生物膜性能的改善具有至关重要的作用.本研究结果表明,80 h时,电荷传递阻抗占总内阻的99.8%.因此在电活性生物膜运行初期,电荷传递阻抗成为限制其产能的主要因素.随着运行时间的增长,电荷传递阻抗的比例不断下降,430和460 h时分别为86.9%和72.9%.运行到500 h后,电荷传递阻抗的比例下降到33.1%.然而此时,传质阻抗的占比上升到38.6%.因此当电荷性生物膜逐渐成熟时,电荷阻抗和传质阻抗共同成为其产能的限制因素.因此在电活性生物膜不同生长阶段,采用不同的方法来降低其对应的内阻对提高产电性能至关重要.     

机械感受器Piezo离子通道激活与调控机制

Piezo通道是在哺乳动物中发现的机械敏感离子通道,参与触觉形成、渗透压调节等多种重要生理过程,并与感觉异常、心血管疾病、肿瘤等疾病密切相关。Piezo将机械信号转化为电信号的机械激活过程可以由膜穹顶机制来描述解释,即Piezo通道与附近磷脂膜在不受力时呈现高度弯曲的穹顶状,而受力开放时变平,以获得在能量上更稳定的构象。这一过程可受Piezo蛋白本身性质、脂质、互作蛋白等多种因素调节,以适应Piezo复杂多样的生理功能。深入理解Piezo机械激活与调控的分子机理,将有助于从机械转导的角度为相关疾病的防治带来新的突破。     

机械感受器Piezo离子通道激活与调控机制

Piezo通道是在哺乳动物中发现的机械敏感离子通道,参与触觉形成、渗透压调节等多种重要生理过程,并与感觉异常、心血管疾病、肿瘤等疾病密切相关。Piezo将机械信号转化为电信号的机械激活过程可以由膜穹顶机制来描述解释,即Piezo通道与附近磷脂膜在不受力时呈现高度弯曲的穹顶状,而受力开放时变平,以获得在能量上更稳定的构象。这一过程可受Piezo蛋白本身性质、脂质、互作蛋白等多种因素调节,以适应Piezo复杂多样的生理功能。深入理解Piezo机械激活与调控的分子机理,将有助于从机械转导的角度为相关疾病的防治带来新的突破。     

天禹人用科技给您带来碧水蓝天

天禹轻化有限公司从成立以来,已为冶金行业水处理系统、高色度染料废水处理、石粉工业废水处理、炼油厂废水处理、生物化工厂农药废水处理等各行业废水处理提供了全方位技术服务,天禹有限公司还可提供多种性能良好的忧质油田化学品。天禹人用科技给您带来碧水蓝天     

基于二维材料纳米孔的生物传感器:计算和模拟研究进展

近年来,基于纳米孔的生物传感器被广泛用于DNA、RNA和蛋白质等生物分子的检测和分析.以DNA测序为例,纳米孔测序摒弃了样本扩增和荧光标记等步骤,与传统测序技术相比,在成本、读取长度和效率等方面具有明显优势.过去10年间,拥有优异力学、电学、光学等性质的石墨烯和其他二维材料受到了纳米孔传感器领域研究人员的关注.一方面,这是因为它们极低的厚度有望提供远高于氮化硅、氧化硅等传统固态纳米孔材料的空间分辨率;另一方面,除常用的离子电流测量外,导电二维材料的应用还提供了膜内横向电流这一带宽更高的测量途径.在纳米孔传感器的研制过程中,能实时"观测"纳米孔内原子、分子尺度相互作用规律的理论和计算模拟工具发挥了重要作用,包括预测分析原理、优化器件性能、解释实验现象等.本文从计算和模拟角度出发,综述了过去10年间基于二维材料纳米孔生物传感器研究的关键历程,分析了制约二维材料纳米孔传感器性能的关键因素,讨论了该领域目前所面临的挑战和可能的解决方法,最后展望了未来值得努力的方向.     

生物传感器和体内微型传感器

生物传感器和体内微型传感器是生物工程与微电子学相结合而产生的新型微电子器件,在生物、医学基础研究和临床医学方面有着重要的应用价值.《生物传感器和体内微型传感器》一文介绍了它们的工作原理,综述了这个技术领域的现状和前景.     

功能性染料在有机光受体上的应用及研究进展

在光电子学领域,功能性染料的一个重要应用是作为电荷生成材料用于光导光受体器件。通过光诱导电荷分离和电场诱导载流子迁移,形成静电潜影,所有染料中以酞菁、Ｂｅｉ酰胺、方酸染料和偶氮染料的研究报道异常活跃,就近年来这此染料在光受体方面的发展情况,从结构、聚集态相貌和能级等方面与光导性的相互关系做一详细总结,并在此基础上,针对其中存在的问题提出相应的研究设想。