梯度磁场在生物大分子研究中的应用

磁场作为一种物理环境,广泛应用于各行各业.随着磁体技术的飞速发展,磁场在科学研究与实践应用中的重要性日趋凸显.在生物大分子研究方向,磁场也发挥了重要的作用.其中,梯度磁场作为磁场的一种,由于其提供的资源除磁场外,还有磁场梯度,使其具备除常规磁场效应(择优取向、晶体质量改善等)外的其他应用价值(如溶液的对流控制、晶体质量改善、分离纯化等),因此备受关注.梯度磁场环境下涉及生物大分子的研究,主要集中在生物大分子的结晶、分离与纯化,以及自组装等方向.充分利用梯度磁场,可以实现高质量的生物大分子晶体生长、高效低成本的生物大分子分离与纯化等重要应用.因此,梯度磁场在生物大分子结构解析技术、生物药物制备技术等方向具有十分重要的价值.本文将从梯度磁场物理环境对生物大分子溶液体系的基础性影响角度出发,回顾并讨论梯度磁场在生物大分子研究中的应用,并对该领域的发展前景进行了预期.     

恒磁场影响固定化α-淀粉酶催化活性的研究

磁场生物效应是当代生物磁学的三大主要领域之一,也是应用生物磁学的基础。为了探索磁场生物效应,人们已利用不同类型的磁场对许多生物体及不同结构层次的影响进行了广泛的研究。然而,以离体酶为研究对象的报道不多,有关磁场对固定化酶反应影响的研究尚未见报道。本文以价廉易得、性能优良的软聚氨酯(PU)泡沫为载体,用戊二醛为交联剂,固定α-淀粉酶,制成酶反应柱,结合流动注射分析技术,考察了磁场对酶催化活性的影响,观察     

恒定磁场对α-淀粉酶反应过程的影响及磁场中的酶促反应动力学

随着磁场生物效应的研究和应用的发展,人们发现了磁场对某些酶活性的影响~{1-3},但从酶学角度研究磁场对酶反应的影响     

磁场对酪氨酸酶催化活性的影响研究

酪氨酸酶(Tyrosinase)又称多酚氧化酶,广泛存在于人、动物、植物和微生物中,是催化与生物体内黑色素的形成有关的一种含铜氧化酶.该酶分子中含有两个铜离子的结合位置,铜离子存在与催化活性有直接的关系.磁的生物学效应很早就引起了人们的关注,科学家们都试图从各种不同的角度对磁的生物效应进行观察和研究,曾经有人研究了核磁共振对水稻生长发育和增产效应,马逸龙采用生物传感器测定了H场磁化水对细胞内几种酶的活性影响.本文选用了广泛使用的H场磁化杯和流体磁化器,在相同的实验条件下,首次比较研究了两种磁场磁化器对酪氨酸酶催化底物DL-3,4-二羟基苯丙氨酸活性的影响.这一研究对于揭示磁场对生物体系内活性物质的生物活性影响及磁的生物效应有重要的理论价值和实际意义.     

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.     

外磁场对诱发水稻成熟胚产生愈伤组织的影响

早在60年代,Boe等、Pittman等及Murr等曾报道磁场能加快植物成熟及生长,但随后,磁场对植物的生物效应报道较少。本文报道了外磁场对由水稻成熟胚诱导愈伤组织的影响,为进一步探究磁效应的原理及潜力提供线索。     

用电镜观测超低频脉冲磁场对鼠S-180肉瘤的抑制作用

由于宿主的控制和癌细胞的反控制都和生物电磁现象有关,因此国内外不少人做过磁场抑制、杀伤癌细胞的实验.但是,磁场的生物效应和机制都很复杂,影响的因素较多,磁场抑制癌细胞的实验规律和机制研究,有待于深入探索.本文报道了用电镜观察到适当参数组合的超低频脉冲磁场抑制鼠S-180肉瘤和加强免疫细胞溶癌的现象,分析和讨论了S-180肉瘤细胞在磁场作用下其超微结构形态的改变,认为超低频脉冲磁场不仅能直接抑制肉瘤细胞,而且能提高免疫细胞的功能,加强免疫细胞的溶癌作用.     

调幅电磁波作用下Kl及KMnO_4氧化还原反应的新特点

人们早已熟知静电场、静磁场对化学反应的作用,在光谱分析中人们也知道物质对微波的谐振吸收,即微波对物质分子能级的影响.现在射频电磁波特别是微波对化学反应的作用正受到人们的关注.大量的实验证实了微波能显著提高化学反应的速度和改变反应的机制.特别在生物电磁学实验中人们发现微弱的微波能量也能导致明显的生物效应,即生物效应的能量主要来自于生物体内的新陈代谢,即电磁波影响了新陈代谢过程,这就是所谓的非热生物电磁效应.1992年10月在荷兰的Breukelen召开了首届世界微波化学大会,会议就微波化     

低频磁场通过调控MDSCs的功能抑制结肠癌的生长

磁场生物效应是当前生物医学工程学界的研究热点.磁场对人类自身的影响与健康效应已引起人们的普遍关注,涉及对中枢神经系统、血液和免疫系统、血管与内分泌系统等效应的研究,其中引人注目的是低频磁场在肿瘤治疗方面的应用.前期研究发现,低频磁场能够明显抑制肝癌、肺癌和黑色素瘤细胞的增殖和调控免疫细胞来发挥抑瘤作用.本研究将进一步探究低频磁场(0.4 T, 7.5 Hz)对结肠癌细胞的生长和髓系来源的抑制性细胞(MDSCs)的影响.本研究建立了小鼠结肠癌移植瘤模型,通过流式细胞术、免疫组化、实时定量PCR、蛋白质印记等技术研究了低频磁场对结肠癌和MDSCs的影响.结果发现,低频磁场明显抑制CT26结肠癌移植瘤模型的肿瘤生长,降低了肿瘤组织中的Ki-67阳性细胞数.低频磁场降低了肿瘤组织中MDSCs的细胞比例并减弱了MDSCs的抑制功能.体外实验发现低频磁场通过抑制了Gp91~(phox)和P47~(phox)的表达降低了MDSCs的活性氧(ROS)产生,抑制了MDSCs的功能,进而发挥对结肠癌治疗作用.     

利用磁电效应调节Rosen 压电变压器升压比

给出了Rosen 型压电变压器和Terfenol-D 磁致伸缩材料构成的复合变压器特征. 通过施加磁场, 利用磁电和逆磁电效应, 调节该复合器件的升压比. 升压比与磁场表现出非线性关系, 这一特征是由于磁电耦合随外磁场的非线性变化规律支配的.     

极低频磁场的生物学效应

极低频磁场的生物学效应是当前国际上关注的研究热点 .本文介绍了极低频磁场生物学效应的物理原理及实验研究 ,并综述了极低频磁场对中枢神经的影响以及在临床上的应用 .     

有机半导体器件中的磁场效应研究进展

有机半导体器件中的磁场效应, 是指在不包含任何磁性功能层的有机半导体器件中, 其电流或发光在外加磁场作用下发生改变的现象. 由于有机半导体器件中的磁场效应具有高的灵敏度, 且其绝对值即使在室温下也较大, 因此有机半导体中的磁场效应具有重要的科学意义和实用价值, 从而引起了科研人员的广泛兴趣, 并取得了较大的研究进展. 本文较详细地介绍了该领域的研究历史、现状和已经取得的主要研究结果, 重点综述了产生该奇特磁场效应可能的物理机制, 并对其未来的发展方向进行了展望.     

FeCrSiB纳米晶薄膜中的纵向和垂直巨磁电感效应

材料的交流阻抗随外加直流磁场的改变而变化的特性称磁阻抗效应.1992年日本名古屋大学毛利佳年雄教授等人最先报道了这一现象.最初对这一效应研究得最多的是具有零或负磁致伸缩系数的钴基非晶态软磁合金细丝,特别是长度只有几毫米的小尺寸细丝.当丝通以高频电流时,丝两端感生的电压振幅随沿丝长方向所加外磁场强度的改变而变化,这种变化无磁滞效应,是快响应、高灵敏度的.对这种特别大的磁阻抗效应人们称之为巨磁阻抗效应.在趋肤效应可以忽略的低频情况下,阻抗中的电阻分量受外磁场影响很小,交流电压的磁场关系主要来自细丝的电感分量,因而这时称巨磁电感效应.由于巨磁阻抗效应在交流磁传感器件中有着广阔的应用前景,因而它一出现就受到了人们的重视,目前所研究的材料品种已扩大到非晶薄带和薄膜中,而纳米晶合金薄膜中的巨磁阻抗效应至今还未见报道.     

指南针还会指向南方吗?

地磁场既保卫着地球 ,还庇护着它上面的生物 ,而地磁场的崩溃瓦解似乎早在150年前就开始了。事实上 ,磁场的强度已经减弱了10 %～15 % ,这一现象加剧了近来持续升温的争论———磁场的减弱是否预示着一直以来覆盖了整个地球的磁力线的消失。地磁场逆转在磁场逆转的过程中 ,地球     

恒定强磁场对原生动物细胞分裂的影响

恒定强磁场对生物的效应,早就引起人们的注意,但由于所采用的实验材料以及条件不尽相同,因此所得出的结论始终末能明确一致。而对原生动物细胞分裂和磁场效应的研究,末见有过报道,鉴于原生动物既是一个最复杂的细胞,又是一个简单的生物体,以及培养方便,计     

磁场镇痛效应的实验研究和在临床外科手术中的应用

从《磁场镇痛效应的实验研究和在临床外科手术中的应用》一文,可以看到用磁场疗法治疗各种疼痛性疾病的疗效是显著的。磁场镇痛效应的研究不仅具有临床上的实用价值,而且对磁生物学的研究也具有一定的理论意义。     

磁性微纳米尺度游动机器人:现状与应用前景

微纳米机器人在生物医学、环境检测和处理等多个领域具有非常重要的潜在应用,而磁场作为一种可以驱动并控制微纳米机器人的无线操控手段,具有获取简单、调试方便、能够无损穿透生物组织等特点,因此关于如何将磁场应用在微纳米机器人领域的课题一直受到国内外研究者的广泛关注.本文对目前磁场在微纳米机器人中的应用进行了简单的分类与归纳,介绍了相关机理,阐述了磁场在微纳米机器人领域的重要地位,旨在为今后的相关研究提供参考.     

地磁场与生物的磁感应现象

两千多年前,人类发明了指南针用于辨别方向;而如今科学家们发现,很多动物也能利用体内的生物指南针感应磁场。笔者从磁场的产生入手,详细介绍了地磁场的性质和生物磁感应现象的产生。候鸟是最早被注意到能利用磁场导航,且目前已获得最多磁生物学研究结果的一类高等生物。大量的行为学实验证明,候鸟在长距离迁徙的过程中主要靠对地磁场的感应来确定方向,它们的大脑能记录下每一个特殊地点的磁特征,并据此找出到达各个目的地的飞行路线。不仅如此,部分鸟类的磁导航还有一定程度的蓝光依赖性、会受到异常磁场的干扰,这种现象可以用生物磁受体的磁铁矿的感应假说和化学感受假说来解释。很多生物,包括人类也都有与候鸟类似的磁受体,有些动物能用它们感受磁场并以此作为视觉和听觉的辅助,而其他生物的磁感应能力也许已经在进化的某个阶段被别的功能替代或是直接消失了。目前人们对于生物磁现象的研究才刚刚起步,还有很多未知的谜团等待我们去揭开,希望在不久的将来能看到更多令人惊讶的实验结果。     

Alq3有机发光二极管中的超小磁场效应

制备了基于Alq3的有机发光二极管,器件结构为ITO/NPB/Alq3/LiF/Al,并在不同温度测量了器件在不同偏压下传导电流与电致发光的磁场效应.在较大的磁场范围内,磁电导曲线基本服从B2/(|B|+B0)2规律.而在零场附近很小的磁场范围内,测量结果显示出奇特的超小磁场效应.考虑载流子自旋与有机分子中核自旋之间的超精细相互作用对载流子自旋的调控,可以对这种零场附近的超小磁场效应给出合理解释.     

交流磁场作用下弥散硬化埃林瓦合金中的负△E效应

一、前言 铁磁性金属和合金的杨氏模量E由于试样被磁化而产生变化,这种现象称为△E效应.在弱磁场范围,试样因磁化其E值减小或△E/E为负称为负△E效应.文献[1,2]研究了纯金属Ni在直流和交流磁场作用下的负△E效应,文献[3]研究了直流磁场作用下弥散硬化