“生物识别”身份认证的革命时代

生物特征识别,是通过计算机将人体固有的生理特征或行为特征收集并进行处理,来进行个人身份鉴定的技术.生理特征与生俱来,多为先天性的;行为特征则是习惯使然,多为后天形成.科学家将生理和行为特征统称为生物特征,常见的生物特征包括指纹、掌纹、虹膜、容貌、声音及笔迹等.     

生理活性物质的提纯及结构测定的进展

天然有机化合物是由生物产生的有机化合物的总称,其中在生物体内微量存在并参与生物的各种各样的生理活动的物质,统称为生理活性物质,如植物激素、昆虫信息素、抗生素等。由于这类物质在医药、食品、环境等方面具有重要作用,所以近来年这一领域的研究十分活跃。生理活性物质的分离、纯化及结构测定,在这一研究领域中占有重要的地位。在进行新的生理活性物质的分离时会碰到从脂溶性到水溶性,从低分子到高分子范围相当宽广的各种各样的物质。如何高效率地将它分离出来,就得根据物质的性质,采用适当的分离方法。分离方法从原理上说有:根据固体的溶解度;利用多相间的分配;按照吸附性能;依照解离度;根据分子大小;根据蒸气压等进行分离。在实施     

东方人黑色虹膜识别取得新进展

生物特征识别是以人身上固有的各种生理和形态特征作为识别介质,从而达到识别出个人身份目的的新兴研究学科,属于安防领域,主要包括指纹识别、人脸识别、虹膜识别、掌纹识别等.生物特征识别可以广泛应用于国家安全部门、国家重点设施、企业关键部门、以及高档小区的出入控制等,例如:实验室、航天中心、水库电站、银     

生物分子钟的研究进展

所谓生物分子钟是指生命活动的内在节奏性。生物通过它能感受外界环境的周期性变化（如昼夜光暗变化等），并调节本身生理活动的节律，使其在一定的时期开始、进行或结束。比如植物在每年的一定季节开花，海滩动物在潮汐周期的一定时期产卵以及人类的生理和行为活动包括激素的分泌、生殖周期、睡眠与苏醒等均离不开生物分子钟的作用。那么，分子钟在何处？它是怎样构成的，又是如何起作用的呢？无论何种生物，分子钟均有三部分组成，即将生物体内周期变化与外部环境变化相联系的输入途径；能够产生每天生理节律变化的自主起搏点以及使生理节…     

未来的经济组织形态:多智能体组织

随着信息通讯技术的发达和经济全球化、一体化程度的提高,多智能体组织将成为经济活动的重要组织形式,人们也正在为特定的目的而设计出各种多智能体组织.那么,多智能体组织具有哪些特征,与传统组织相比有何不同以及如何运作,对这些问题的回答将有助于发展出相应的管理理论与方法,从而指导实际组织的变革.该文根据国内外相关研究成果-总结归纳了智能体的一般特征,阐述了多个智能体构成的组织特点并与传统组织进行比较,指出其产生涌现行为和作为复杂适应系统的主要特征.     

生命体内的计时器:生物钟

生物钟是生物所具有的一种独特的生理功能,生物个体可借此自动预测时间,并相应地调节各项生理活动的节律.从低等的蓝藻直到包括人在内的哺乳动物.地球上的绝大多数生物体内都存在生物钟,各种生物可通过生物钟来调节体内的生化反应,进而对生理活动进行调节,实现与昼夜节律性变化环境因子的同步化.     

纳米材料的环境行为与生物毒性

随着纳米科技迅猛发展, 越来越多的人开始关注并研究纳米材料的环境行为和生物毒性. 本文概括地介绍了纳米材料的排放途径和可能发生的环境行为, 重点分析了纳米材料与环境中共存物质的复合行为; 综述了碳纳米材料、金属及氧化物纳米材料、量子点等对细胞、细菌、水生生物、陆生生物等的毒性效应, 阐述了当前对纳米材料致毒机理的有关争论; 最后, 展望了纳米材料环境行为和生物毒性领域的研究方向.     

接枝高分子对纳米-生物界面黏附性能的调控

接枝高分子调控纳米-生物界面的黏附行为在生物医学领域具有广泛应用,相关研究也具有重要的理论意义,从而获得了持续的关注.本文对接枝高分子调控纳米-生物界面的黏附行为所涉及的物理化学机制进行了梳理.通过在纳米药物表面接枝聚合物,可以抑制生物小分子的随机吸附,从而减少蛋白冠厚度,减轻免疫反应,延长药物的体内循环时间.此外,聚合物接枝还能改变药物载体的表面结构性能,从而提高其在生理组织中的输运效率.本文涉及的机理分为两大类:界面物理和界面化学.前者主要关注微观结构和形态,可以通过接枝密度、接枝长度、链拓扑等进行调节.本文着重介绍了与接枝聚合物的高熵特性密切相关的两种物理机制:熵弹空间位阻和链段动力学.后一类机理通过特殊的化学基团实现,特别是官能团的亲疏水性.通过在接枝链上加入适当的化学基团修饰,可以获得更好的稳定性和更强的生物分子吸附抑制.此外,通过化学基团对温度、光照、pH的依赖性,可以对接枝聚合物涂层的生物黏附性能进行动态调节,实现对外部刺激响应智能化.本文有望为该领域未来的基础理论研究和先进材料开发提供参考.     

地磁场与动物感磁

地球上生物的起源和演化都在地球磁场的重要保护中进行.在长期的演化过程中,动物具有了感磁能力以适应地磁场环境,从而帮助动物能够更好地完成其生理活动.揭示地磁场变化与生物圈演化之间的联系,理解现在、过去和未来地磁场变化的生物学效应是生物地磁学研究的主要目标.已有研究发现,许多动物可利用地磁场信息进行定向和导航;地磁场是维持地球生物正常的生理活动和生长发育必不可少的环境因子.本文围绕地磁场与动物地磁导航以及地磁场减弱对动物的可能影响两个方面进行评述.主要阐述动物地磁导航研究在行为学、神经生理学、生物磁学等方面的进展和有关动物感磁机理的3种假说:电磁感应假说、基于磁铁矿感磁假说和基于自由基感磁假说.讨论地磁场变化(磁场强度降低)引起动物生理活动和生长发育异常等多方面的生物学效应,并提出磁场变化引起生物学效应的3种可能途径:磁性金属途径、自由基途径和骨架蛋白途径.细胞内的磁性物质、自由基产物或骨架蛋白可能是动物响应磁场的中介物,它们引起生物体不同水平上的效应.随着现代多学科交叉融合和新实验技术的应用,可以预见在不久的将来人们可以更加准确地在分子水平上解析出动物响应地磁场变化的作用机理.     

为什么要设计酶催化活体自组装?

自组装纳米材料在药物递送方面的应用具有巨大的潜能.其尺寸的可调控性、病理环境响应性等物理化学行为,使得自组装纳米载体可以通过改进主动靶向、被动靶向、血液长循环等方面来提高药物递送能力.然而,相对于大量基础研究的投入,目前的临床转化依然面临着巨大的挑战.其中除了药物研发固有的高风险特征外,其主要原因还包括自组装纳米材料在体的稳定性、递送效率以及代谢毒性等问题.由此,我们从自然的自组装过程中得到启发,率先发展了活体自组装(in vivo self-assembly)的策略.它是指通过将外源性的分子引入到特定的生理和病理环境下,在细胞、组织甚至活体生物内进行自组装,形成可控的高级有序结构.通过调控其在复杂生物环境下时空可控的组装,从而实现特定的功能.体内自组装纳米药物具有组装诱导滞留(assembly induced retention,AIR)效应,能够显著增强药物在靶点病灶部位的富集和滞留,增强递送效率,提高药物利用率,同时降低药物在肝肾部位的蓄积,降低了毒性副作用,为癌症等重大疾病的诊断和治疗提供了新思路和新策略.     

再谈“群体”与“群体生理”以答王天铎同志

“科学通报”五月号发表了王天鐸同志的“关于羣体和羣体生理”一文,里面广征博引,多所申叙。但是讀后仍难接受他的見地。現試再来談些对这篇文章的看法。一.从科学本质上看“群体生理” 1.生物的生理活动,其物貭基础到底是什么?     

封面说明

<正>建立心理学概念与神经机制之间的联系,即心脑关联,是心理科学走向成熟的必要条件.心理学概念在一定程度上依赖于观测者,形成多个理论体系("流派")并存的局面.利用以脑为中心的研究框架,有望依据脑的功能组织结构重组心理学中的概念,将与某一脑功能网络关联的一组心智、行为特征定义为一个新的心理学概念.这些新概念将以神经系统活动特征为基础,与观测者独立,使     

污染物在水生生物中的行为

污染物进入环境以后,不论它们起初分布于何处,最后大部分都将通过各种途径,如降水、水土流失等自然现象,或生产活动等人为因素,进入江河湖诲,直接或间接地接触水生生物.水生生物既有净化污水的能力,也是积累和传递污染物的媒介.许多水生生物又是动物的饵料或是人类的重要食品.水生生物是环境中污染物质迁移、转化直至物质循环的重要参与者.因此,污染物在水生生物中的行为是环境科学的重要研究内容之一.     

膨胀性非饱和土中固-液相间的毛细与物理-化学作用的模型

膨胀性非饱和土中液相与固相基质间的相互作用,依据其形成机理不同,可分为毛细和物理-化学作用.然而,目前建立的非饱和土本构模型多是基于毛细机理提出的,忽略了后者对土体力学和水力行为的贡献.对于膨胀性非饱和土而言,固-液相间的物理-化学作用显著,并且致使土体具有复杂的行为特征.为了能够对膨胀性非饱和土的力学和水力行为进行全面、合理地解释和描述,本文建立了1个适用于膨胀性非饱和土的二元介质模型.首先,文中将膨胀性非饱和土抽象为由2个理想部分即理想毛细部分和理想黏吸部分组成,并且针对两者分别建立了理想模型.其次,利用参与函数反映土中2种理想部分所占的比重,以此描述实际情况下土体的力学和水力行为的特征.最后,利用该模型对膨胀性非饱和土在压缩和控制吸力情况下的力学和水力行为进行预测.通过模型预测结果和已有的试验数据的对比可知:该模型能够较好地描述膨胀性非饱和土的行为.     

基于通路关联网络研究丹酚酸B治疗心血管疾病的机理

研究候选药物治疗疾病的作用机制是药物研发过程中的一个重要步骤.目前,运用系统生物学方法对蛋白、药物和疾病相互关联网络的分析加深了对药物治疗疾病机理的理解.然而,针对这些关联网络的分析大都是从基因/蛋白的角度直接关联到疾病层面.考虑到蛋白通常通过参与生理通路实现其自身的生物功能,所以本研究提出了以生物通路关联网络的分析方法,以生物通路为研究视角来研究药物治疗疾病的机理.许多研究表明,丹参主要活性成分丹酚酸B对心血管疾病有良好的疗效.本文在运用药物-蛋白关联网络分析方法的基础上,尝试结合生物通路关联网络去分析丹酚酸B治疗心血管疾病的机理.利用分子对接方法计算得到丹酚酸B的作用靶点,同时通过文献挖掘收集实验验证的丹酚酸B治疗心血管疾病的调控蛋白及目前治疗心血管疾病的西药及靶点数据.利用药物-蛋白关联网络分析发现,丹酚酸B能够通过作用肾素-血管紧张素-醛固酮系统中血管紧张素转化酶和肾素,从而舒张血管,最终调节心血管疾病.通过生物通路关联网络分析发现,丹酚酸B可能通过作用凋亡生理过程、免疫/炎症生理过程、离子迁移生理过程和基础代谢生理过程来调节心血管疾病,并且倾向于调节免疫生理过程.因此,基于通路关联网络的分析方法能够为分析药物的治病机理提供新的视角.     

美丽的猫科动物

地球上的食肉动物大约有11个科,其中最有特点也最重要的是猫科动物.猫科动物是自然界中最有效的控制者,尤其对各种草食动物来说更是如此.作为生态系统中不可缺少的一环,猫科动物高踞食物链的顶端.本刊特邀动物专家撰文介绍猫科动物尤其是大型猫科动物的生理特征和行为特点.     

生物电子钥匙

随着科学技术的迅猛发展,各种利用人体生理特征研制的生物电子钥匙应运而生.这些生物电子钥匙十分新颖,保险系数高,在通讯安全、计算机安全、金融安全、家居安全以及汽车防盗等领域得到广泛的应用,令罪犯望而却步.从2000年年底的德国汉诺威CeBIT博览会、亚洲国际通讯展到2001年1月在美国拉斯维加斯的消费类电子产品展(CES)上,世界上一些领导厂商不断地推出和展示人体生物电子的新技术、新产品,令人大开眼界,耳目一新.     

深海病毒的特征及其生态学功能探讨

病毒是自然环境中丰度最高的生物类群,对海洋生态系统中的物质能量循环和种群平衡调节发挥着不可或缺的作用.深海是海洋生态系统的重要组成部分,深海微生物面临多重极端环境压力.近年来,深海病毒相关的研究揭示了其在深海环境中的高丰度和多样性,以及其重要的生态学功能.本文从深海病毒的主要特征、与环境因子的相关性、深海病毒的分离与鉴定及其生理及生态功能这4个方面进行了概述,并对未来研究的潜在方向做了展望.     

螽斯听觉Tonic神经元的时间编码特征以及GABA等药物对它们的作用

在许多昆虫的行为活动中,如求偶、攻击或警戒敌人、捕食等,声通信起着极其重要的作用.雌螽斯(直翅目昆虫)能对同种雄螽斯发出的鸣声产生趋声运动就是一例.雌螽斯为此需完成:识别同种鸣声,理解鸣声意义,检测声源方位等任务.研究螽斯听觉神经系统电生理活动特征,尤其是时域特征,有助于了解听觉信息加工机制和神经元间的突触联系.     

金属离子调控荷质协同传递

荷质协同传递是一类广泛存在的电荷迁移现象.特别是在复杂的生物环境中,表现出了许多迷人的协同迁移特征.它不仅参与一切正常的生理代谢过程,而且还与蛋白质、DNA等生物大分子的损伤以及病变机制密切相关,并且敏感地依赖于各类环境因素.因此阐明各类环境下质子电子迁移的协同性对认识相关的生命过程机制具有重要意义.目前,利用各种手段人们已经探明了诸多荷质协同转移特征,并被用于解释蛋白质氧化损伤、DNA电荷传导、转录与复制等过程.这类荷质协同转移原理对仿生功能材料及纳米分子器件的设计也具有很好的应用价值.另外,在各类有机体内,金属离子是很重要的一类组分,并且在调节活性中心的生物功能方面起着至关重要的作用.尤其,最近的研究发现金属或它们的配合物能够有效地调节电子转移的途径和速率.另一