活性胶体的个体行为与动态自组装

近几年,活性物质的研究引起了科学界的高度兴趣,它们能够依靠不断消耗周围的能量实现自驱动,同时使系统处于热力学非平衡态,例如鱼群、鸟群、细菌菌落以及细胞组成的组织等.在这些群体中,个体成员之间可以通过某些简单的规则进行"通讯",进而呈现出有趣且相对复杂的群体行为.长期以来,细菌被用作模型系统以研究个体行为如何导致群体行为.最近,对能够自主运动和动态自组装的人造胶体颗粒的研究快速发展,并且受到了广泛的关注.这类胶体颗粒又被称为微纳米马达,能够自发运动,并且易于制备和功能化,具有良好的均一性,因而能作为细菌的补充,帮助我们更好地研究活性物质.本文综述了活性胶体领域近几年的主要发展,包括自然界中存在的微生物和人造胶体颗粒.在对细菌的研究进行简要介绍后,重点介绍了人造活性胶体颗粒实验方面的进展.首先介绍了几种主流的人造活性胶体体系,并且着重介绍了其驱动机理;随后概述了这些活性胶体颗粒在动态自组装方面的研究进展.活性胶体颗粒之间可以经由化学物质梯度、静电力相互作用、范德华力以及流体力学相互作用等机制,出现成对组装、团簇、群聚以及其他动态行为;最后对本领域未来的发展进行了讨论和展望.     

海洋深处的神秘来客

无论是贫穷落后的远古时期还是日新月异的信息时代,总会有一些难以解释的现象等待着我们去解开.人类现在的技术已经能够登上太空,对于外太空也有所了解.     

毒理芯片技术及应用

毒理芯片(toxchip)技术是在基因组技术和DNA微阵列技术基础上发展起来的分子生物学技术, 它将使科学家在分子水平评价外界有毒物质的毒性状况. 1999年美国国家环境健康科学研究所(NIEHS)成功开发出了毒理芯片技术[1], 该技术对传统毒理学研究具有革命性意义, 它预示了快速高效地确定环境危险物及环境有毒物质DNA效应的时代已经来临, 将为医学、 环境毒理学及生态毒理学等研究开辟新途径. (ⅰ) 毒理芯片的工作原理. 美国科学家最先将毒理芯片技术用于研究毒理学[1]. 既然克隆的cDNA微阵列可以测定基因表达, 反过来基因表达就可以作为被…     

热能罐头

在冬天,人们为了取暖,不得不耗费巨大的能量;而到了夏天,又得开放冷气。人们多么希望利用冬天的寒气来为夏天降温。在这一方面,人们可以通过冰块来实现。那么,是否可以把夏天的热量保存下来呢? 现在,日本京都大学的科学家研制成功了一种可以储存热能的物质。据称,这种物质可以将热能     

资讯

揭开蚕丝坚韧之谜长期以来,科学家一直想弄清楚蚕为什么能吐出最有韧性的天然纤维,现在,他们离解开这个谜又进了一步。蚕丝之所以那么有韧性,是由于蛋白质同各种具有不同特性的物质结合起来的缘故。例如,有些物质具有亲水特性,有些具有疏水特性。但科学家不清楚蚕和蜘蛛怎么能在不堵塞其丝腺的情况下把这些物质变成丝线。研究人员分解了一个蚕虫的丝,去掉把纤维粘在一起的物质。然后他们研究余下的蛋白质在不同水分含量下的性能。发现降低水分含量,就会开始形成固态蛋白质微粒。进一步降低水分含量,这些所谓的胶束就结合在一起形成较大的像…     

力化学及其应用

多年来,人们注意到机械能不仅可以改变物体的形状,也可以改变物体的特性,但并没有深究其原因。现在,通过先进的测试技术业已确定,机械能的输入可以引发化学反应。这种研究物质在机械能作用下的化学现象和变化规律的科学称为力化学(mechanochemistry)。     

天然产物与生物体功能研究的新进展

天然产物所包含的微量生理活性物质不仅能帮助人类找到理想的新颖药物,而且能用作工具来研究许多生物功能,解开许多生命现象之谜。例如六十年代人们对河豚毒素的研究就帮助人类弄清楚了生物体内神经讯号的产生和传导的机理。最近在上海召开的IUPAC国际药用天然产物有机化学讨论会上民主德国科学院植物生化研究所的施莱勃教授报告了他们从植物中分离出一种对植物的生长和发育具有重要作用的“正常化因子”。这是一种非蛋白质氨基酸,具有能螯合铁离子和其他二价过渡金属离子(铜离子、镍离     

当今世界的能源问题(上)

能源就是能够提供能量的物质。大自然赋予人类的能源是多种多样的,可以把它们分为常规能源和新能源两大类。技术上比较成熟而使用较为普遍的能源称为常规能源,如煤炭、石油、天然气、水能等。近几十年才开始利用或正在开发研究的能源称为新能源,如太阳能、核能、沼气能、风能、氢能、地热能、海洋能、电磁能等。 经济发展的“火车头” 自古以来,人类就为改善自身的生存条件、促进社会经济的发展     

多种多样的"生物发电厂"

现在,世界能源日益呈现紧张状况。为了能够早日解决这一问题,许多科学家在积极探索生物能源的开发和利用,各种生物发电技术竞相崭露头角。     

建立一种简便、灵敏的前列腺素-环氧酶活力测定法

一、前言 前列腺素(Prostaglaodin简称PG)是生物体内一种活性很强、生物功能多样的调节性物质。其分子生物学的研究已成为十分活跃的领域。目前对前列腺素(PGs)的研究日趋深入,各种PG及其中间代谢产物的生理作用业已证实,许多新的PG类型也相继发现。近年来,为了深入探讨各类PG的生物学意义,检测PG的方法也得到迅速发展。我国从1979年后     

纳米时代的到来为什么这么快

诺贝尔物理学奖获得者理查德·费因曼在 1 95 9年发表了一次传奇式的演讲 ,他认为物理学的定律并不限制人类操纵单个原子和分子的能力 ,并描述了对未来的憧憬 ,即利用一项自下而上而不是自上而下的方法来构筑物质。我们用不着削木头、熔制金属、制造塑料或者通过用硅蚀刻越来越细的电路来制造最新的电脑芯片 ,而是可以把原子放在我们恰恰想放到的地方 ,就像一个马铃薯知道如何从周围的泥土、水和空气中把原子加以安排来创造自身一样。这一憧憬现在就要实现了。科学家们现在已开发出足够灵敏的工具 ,“来看到我们正在干什么并且在原子水平上…     

四氧化三铁纳米颗粒过氧化物酶样活性的应用

除具有独特的超顺磁性外,四氧化三铁纳米颗粒(IONPs)还具有过氧化物酶样活性,能催化过氧化氢(H_2O_2)氧化底物(如邻苯二胺、鲁米诺、有机染料等)产生化学发光、颜色或荧光性质变化等.IONPs具有和天然过氧化物酶类似的最适反应条件,但是其能够在较宽的酸碱环境、温度范围以及抑制剂存在条件下保持较高的催化效率,且催化活性可以通过颗粒大小、结构、组成以及表面修饰等进行调节.本文首先简要介绍IONPs过氧化物酶样活性的影响因素,然后根据作用机制分类介绍其在各个领域的应用研究进展,包括:(1)替代过氧化物酶用于免疫印迹分析;(2)IONPs体内分布示踪;(3)H_2O_2浓度测定,涵盖消耗H_2O_2的物质和能够转化为H_2O_2的物质测定;(4)催化反应抑制剂或保护剂的测定;(5)催化H_2O_2产生强氧化性羟自由基,应用在包括有机污染物降解、病原微生物防治以及肿瘤治疗等领域.鉴于IONPs在生物医学领域的广泛应用,本文最后对如何深入开发IONPs过氧化物酶样活性在生物体内的应用,并且防范相应风险进行了探讨和展望.     

大脑里发现新物质

最近,科学家在研究人类大脑时,发现了不少新物质,为解开人体之谜增添了科学依据。记忆物质为什么有的人会记忆过人?美国科学家最近揭开了大脑记忆的奥秘。他们发现了人们对过去事情的记忆,完全取决于大脑中的化学物质——钙尔贝。     

水环境中抗生素物质研究

随着人畜各类药物使用量的剧增,水环境中药物污染研究近年在德国、丹麦、瑞士和美国等发达国家受到了前所未有的关注.多数药物在人和动物机体内都不能够被完全代谢,多以原形和活性代谢产物的形式通过粪便排到体外.这些物质最终会通过医院污水、城市生活污水、牲畜粪便及医药工业废水等多种途径进入水环境造成污染.     

宇宙的黑暗面

<正>通过各种互补的宇宙学研究方法,暗物质和暗能量的存在终于被接受。随着希格斯玻色子的发现,有人可能会认为,我们终于对周围的物质世界有了一个完整的认识,而且解开了粒子物理学的所有奥秘。恰恰相反,事实远非如此。目前被称为"标准模型"的宇宙理论模型,仅仅只解释了宇宙总含量的5%。一些人可能听说过暗物质,即占了宇宙总物质量27%的不可见的神秘物质。而可见物质(包括你和我,以及地球、恒星和     

寻找更高产的水稻

康乃尔大学植物学家苏珊·麦克库奇（SusanMccouch）不是试图培育一种理想的作物贡献给全世界，而是从地方水稻品种入手，试图通过利用最新的分子生物学手段对这些品种进行改良。作者说：“她的研究仍处于早期阶段，但是她希望她和她的同事们最终能够获得绿色革命的成果。     

天然毒物制药

人们从很早以来就已经知道从大自然中的动物、植物、海洋生物和微生物中提取原料制造药物。近年来,从天然有毒动物中提取毒素精华开发新药已取得了显著的成绩。下面有三个典型的用有毒动物制药的成功例子。 众所周知,一些毒蛙会分泌出一些剧毒的天然毒素。过去,当地人把箭毒蛙的毒素涂在箭头上作为打猎的武器。近年来,科学家已经从厄瓜多尔毒蛙的皮肤上分离出了一种生物碱活性物质,该物质现在被应用于研制生产治疗帕金森氏症和阿尔茨海默氏症等神经衰退疾病的新药,并被广泛地用于止痛药的制造。 近年来,研究人员发现有毒锥形蜗牛分泌的毒素是几种毒素的混合物。一部分毒素分子的工作方式跟眼镜蛇毒素是一样的,另一部分毒素分子又采用了河豚毒素的工作方式。这就可以解释为什么锥形蜗牛的毒素毒性会那么大。美国生物学家奥利弗说,这就好像你在同一时间被眼镜蛇咬了一口,又吃下了毒河豚的肝脏,所以这是致命的。最近科学家已经从这种毒蜗牛分泌的毒素中提取出了几种多肽活性分子,将这几种多肽分子作为原料单独或混合在一起制药,可以生产出不同疗效的新药用于治疗癌症和艾滋病。奥利弗说,我们认为我们现在想到的用“鸡尾酒”疗法治疗艾滋病很聪明,而实际上锥形蜗牛在１５００ｆ年前就发现了...     

21世纪的生命科学

1983年分子生物学创建30周年之际,有人请分子生物学的创建人之——Crick教授预测20世纪末生物学可能取得的成就时,Crick教授回答说,预测科学发展是极为困难、甚至是不可能的。他说:“我只能说:到20世纪末,我们现在可以看到的生物学问     

分子生物学的产生

“分子生物学”这一名称是由W.Weaver在1938年提出来的,而倡导对分子生物学进行研究的人就更多。本文作者M.Perutz本来从事化学研究,后来在分子生物学的研究中作出了杰出贡献,他创立了不用密码书写的结晶蛋白质X射线绕射模式的方法。1953年当沃森和克里克确立DNA的双螺旋结构模型时,分子生物学可以说已进入一个崭新的阶段。M.Perutz对整个分子生物学的产生和发展进程作了生动描述,科学家们对此是化了多么大的代价和艰苦劳动啊!通过这篇概述,告诉我们当今任何一门科学的兴起和发展,都必须要有从事数学、物理、化学等研究的科学家共同协作,这就是科学发展的综合趋势,生命科学就更是如此。     

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