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纳米气泡及其特殊的界面效应

中国科学：化学 2024年第1期54卷 85-92页

作者：张立娟郑晋文博胡钧中国科学院上海高等研究院上海光源上海201204 中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049 上海大学理学院上海200444

固液界面性质研究,特别是纳米尺度下的界面性质,一直是基础科学和材料科学研究者非常关注的问题.纳米级的气泡,其真实存在有悖于经典热力学和气体扩散理论.但随着2000年第一篇关于纳米气泡图像文章的发表,已经被证明能够在固液界面或体... 详细信息

固液界面性质研究,特别是纳米尺度下的界面性质,一直是基础科学和材料科学研究者非常关注的问题.纳米级的气泡,其真实存在有悖于经典热力学和气体扩散理论.但随着2000年第一篇关于纳米气泡图像文章的发表,已经被证明能够在固液界面或体相中稳定存在.近二十年大量研究发现,其超高稳定性、纳米尺寸效应及特殊的生物学效应等特性都与界面息息相关.这些特性决定了其必然带来新的应用前景,催生很多重要的应用,如水环境和土壤修复、农业种植、水产养殖、工业清洗、化工催化、生物医学治疗与诊断以及养生健康等.基于本研究团队的前期研究,本文主要介绍了纳米气泡研究的概况,重点描述了纳米气泡的基本性质、其特殊的界面效应和生物学效应以及该领域的亟待解决的问题,并对未来研究进行了展望.

关键词：纳米气泡界面效应抗氧化蛋白活性

电离辐射对小鼠免疫器官SOD基因转录以及蛋白活性的影响

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中华放射医学与防护杂志 2002年第5期22卷 347-349页

作者：薛丽香金顺子刘树铮苏旭刘建香北京大学医学部生物化学与分子生物学系 100080 吉林大学公共卫生学院卫生部放射生物学重点实验室中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所

电离辐射通过水的辐解作用可产生出各种自由基，并可由自由基引发脂质过氧化反应影响生物膜的结构与功能并进而影响整个细胞的功能。超氧化物歧化酶（SOD）作为机体抗氧化酶系的一种，在防御氧化的毒性、抗辐射损伤、预防衰老以及细胞... 详细信息

电离辐射通过水的辐解作用可产生出各种自由基，并可由自由基引发脂质过氧化反应影响生物膜的结构与功能并进而影响整个细胞的功能。超氧化物歧化酶（SOD）作为机体抗氧化酶系的一种，在防御氧化的毒性、抗辐射损伤、预防衰老以及细胞间信号传导等方面具有重要作用。我室多年来对低剂量电离辐射的免疫功能进行了系统的研究，但对免疫系统的抗氧化功能，尤其从分子水平的研究，国内外报道较少。本研究从基因转录和蛋白活性两个水平，检测了小鼠胸腺和脾脏SOD的基因转录和酶活性，为进一步丰富低剂量电离辐射免疫兴奋效应理论，探讨免疫细胞的免疫功能与抗氧化功能的关系，提供一定的科学依据。

关键词：电离辐射小鼠免疫器官 SOD基因转录蛋白活性

辛伐他汀诱导K562细胞凋亡时caspase-3,8,9蛋白活性与mRNA的动态变化

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中国新药杂志 2007年第7期16卷 532-535页

作者：曾娅莉黄文芳刘华周定安陈江杨永长四川省医学科学院四川省人民医院检验科成都610072 重庆医科大学医学检验系重庆400016

目的:研究辛伐他汀诱导K562细胞凋亡过程中caspase-3,8,9活性与mRNA的动态变化,探讨其凋亡通路。方法:20μmol.L-1辛伐他汀处理K562细胞,48 h观察细胞形态学;24,48和72 h流式细胞技术检测细胞凋亡率;比色法测定caspase-3,8和9活性;半定... 详细信息

目的:研究辛伐他汀诱导K562细胞凋亡过程中caspase-3,8,9活性与mRNA的动态变化,探讨其凋亡通路。方法:20μmol.L-1辛伐他汀处理K562细胞,48 h观察细胞形态学;24,48和72 h流式细胞技术检测细胞凋亡率;比色法测定caspase-3,8和9活性;半定量RT-PCR检测caspase-3,8,9的mRNA变化。结果:20μmol.L-1辛伐他汀作用K562细胞48 h后细胞出现核固缩、核碎裂和凋亡小体等形态学改变;24,48和72 h辛伐他汀处理组细胞凋亡率较对照组的增加值分别为(6.10±0.35)%,(14.15±0.42)%和(30.70±0.65)%,差异均具有显著性(P活性与mRNA表达量均比对照组明显升高(P蛋白活性与mRNA上调是辛伐他汀诱导K562细胞凋亡的重要原因和机制。

关键词：辛伐他汀 caspase 细胞凋亡蛋白活性

FK506对GAP_(-43)和Tau蛋白活性影响的实验研究

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中华手外科杂志 2005年第3期21卷 183-185页

作者：陈泽华张振伟帅建中廖坚文林冷庄加川张家俊黄汉文深圳市沙井人民医院手外科深圳市手外科治疗康复中心深圳518104

目的观察FK506缓释膜片对大鼠神经损伤后生长相关蛋白(Growthassociatedprotein43,GAP43)和Tau蛋白活性的影响。方法将FK506缓释膜片(释放速度为1mg·d,共21d)放置于损伤坐骨神经周围为实验组,损伤坐骨神经周围不放置药物者为对照组。... 详细信息

目的观察FK506缓释膜片对大鼠神经损伤后生长相关蛋白(Growthassociatedprotein43,GAP43)和Tau蛋白活性的影响。方法将FK506缓释膜片(释放速度为1mg·d,共21d)放置于损伤坐骨神经周围为实验组,损伤坐骨神经周围不放置药物者为对照组。于术后3d,术后1、2、3、4、6和8周共7个时间组,分别取神经缝合口近端和远端的神经段、腰段脊神经节及脊髓腰膨大,用SABC法检测GAP43及Tau蛋白的阳性标记量。结果实验组于术后1～4周已出现GAP43及Tau蛋白表达增强,与对照组相比差异有统计学意义(P蛋白表达,对周围神经损伤后的神经再生有一定的促进作用。

关键词： GAP-43 Tau蛋白实验研究活性影响 FK506缓释膜片损伤坐骨神经生长相关蛋白周围神经损伤脊髓腰膨大 SABC法蛋白活性释放速度脊神经节阳性标记表达增强蛋白表达神经再生实验组对照组术后缝合口统计学放置

豌豆乙酰羟酸还原异构酶基因结构、蛋白活性分析及其调控机制研究

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中国科学（C辑） 2003年第1期33卷 19-26页

作者：徐云剑顾雪松李珺李晴朱玉贤 P.J.Davies 北京大学蛋白质工程及植物基因工程国家重点实验室北京100871 Department of Plant Biology Cornell University

用PCR方法获得了G2豌豆AAIR基因的核DNA序列,分析表明该基因由8个内含子和9个外显子组成,其中3个内含子带有特征性的富A/T内源启动子区.分子杂交试验表明,短日照条件下G2豌豆中AAIR的表达不受生殖生长的影响,开花前后都维持较高水平的表... 详细信息

用PCR方法获得了G2豌豆AAIR基因的核DNA序列,分析表明该基因由8个内含子和9个外显子组成,其中3个内含子带有特征性的富A/T内源启动子区.分子杂交试验表明,短日照条件下G2豌豆中AAIR的表达不受生殖生长的影响,开花前后都维持较高水平的表达.长日照条件下,植株开花后AAIR的表达水平迅速下降.AAIR基因表达强度的变化与豌豆乙酰羟酸还原异构酶的活性变化规律相一致.用乙酰羟酸还原异构酶缺陷型大肠杆菌做功能互补实验发现,带有豌豆AAIR cDNA的细菌能够在缺少分枝氨基酸的M9培养基上生长,表明该基因产物确实具有乙酰羟酸还原异构酶活性.进一步的研究表明,豌豆AAIR基因产物能显著提高野生型大肠杆菌合成分枝氨基酸的能力.凝胶阻滞实验表明,AAIR基因的内含子中的富A/T区能与豌豆核蛋白提取物发生特异性结合.该蛋白在不衰老的短日照G2豌豆顶芽中一直保持稳定表达,但在迅速衰老的长日照豌豆顶芽中,开花后该蛋白就迅速降低直至完全消失.因此,AAIR基因内源启动子区与核蛋白的特异性结合可能是调控该基因表达的重要机制.

关键词：豌豆乙酰羟酸还原异构酶基因基因结构蛋白活性调控机制 AAIR基因富A/T区酶活性

清开灵注射液对高血压病患者高敏C反应蛋白活性的影响

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中国中西医结合杂志 2008年第11期28卷 1044-1045页

作者：陈卫国孔祥明青海省中医院西宁810001

近年来高敏C反应蛋白（hs—CRP）受到了广泛的关注，欧美开展了多项前瞻性研究，认为hs-CRP是高血压、血脂紊乱、糖尿病的独立危险因子，测定hs—CRP能较敏感地预测心血管危险事件。近几年我们观察了清开灵注射液是否能通过抑制hs—CRP... 详细信息

近年来高敏C反应蛋白（hs—CRP）受到了广泛的关注，欧美开展了多项前瞻性研究，认为hs-CRP是高血压、血脂紊乱、糖尿病的独立危险因子，测定hs—CRP能较敏感地预测心血管危险事件。近几年我们观察了清开灵注射液是否能通过抑制hs—CRP活性的途径来改善高血压患者的病情，试图证明中医理论热毒、肝火对高血压治疗的重要指导意义。

关键词：高敏C反应蛋白高血压病患者清开灵注射液蛋白活性 hs-CRP 独立危险因子心血管危险高血压患者

绿茶多酚诱导肝癌细胞凋亡时Caspase-3蛋白活性与mRNA的变化

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安徽农业科学 2008年第23期36卷 9907-9909,9997页

作者：梁清清石英李卫国河南师范大学生命科学学院河南新乡453007 新乡医学院免疫细胞实验室河南新乡453007

[目的]研究绿茶多酚(EGCG)诱导肝癌细胞Hep-G2凋亡过程中半胱天冬酶-3(Caspase-3)蛋白活性与mRNA的变化。[方法]100 mg/L的EGCG处理Hep-G2细胞48 h,DAPI染色观察细胞形态学,用MTT检测EGCG对Hep-G2细胞生长的影响,流式细胞技术Annexin V-... 详细信息

[目的]研究绿茶多酚(EGCG)诱导肝癌细胞Hep-G2凋亡过程中半胱天冬酶-3(Caspase-3)蛋白活性与mRNA的变化。[方法]100 mg/L的EGCG处理Hep-G2细胞48 h,DAPI染色观察细胞形态学,用MTT检测EGCG对Hep-G2细胞生长的影响,流式细胞技术Annexin V-FITC PI法检测不同浓度EGCG诱导细胞的凋亡率,分光光度法检测Caspase-3的活性,用半定量RT-PCR法检测Caspase-3的mRNA变化。[结果]100 mg/L的EGCG作用Hep-G2细胞48 h后,荧光显微镜观察到细胞出现核碎裂和凋亡小体;MTT法检测到EGCG对肝癌细胞Hep-G2的生长均有显著抑制作用,呈浓度依赖性;Annexin V-FITC PI法检测到不同浓度的EGCG作用与肝癌细胞Hep-G2后,凋亡率较对照组明显升高,并随诱导浓度的增加而增加;不同浓度的EGCG处理组和不同时间EGCG处理组的Caspase-3活性和mRNA表达量均比对照组明显升高。[结论]Caspase-3蛋白活性与mRNA上调是EGCG诱导肝癌细胞凋亡的的重要原因和机制。

关键词：绿茶多酚肝癌细胞Hep-G2 细胞凋亡半晚天冬酶蛋白活性

青蛤（Cyclina sinensis）Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂基因的表达与其重组蛋白活性分析

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青蛤（Cyclina sinensis）Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂基因的表达...

作者：张皞天津师范大学

学位级别：硕士

青蛤是我国重要的海产经济动物,鉴于其具有较高的营养价值和鲜美的口味,因此青蛤的增养殖在水产行业中具有重要的地位。但是,近年来由于国内沿海地区采取高密度、高投饵和高产出的养殖方式,使青蛤的种质严重衰退、抗病力逐步下降,加之... 详细信息

青蛤是我国重要的海产经济动物,鉴于其具有较高的营养价值和鲜美的口味,因此青蛤的增养殖在水产行业中具有重要的地位。但是,近年来由于国内沿海地区采取高密度、高投饵和高产出的养殖方式,使青蛤的种质严重衰退、抗病力逐步下降,加之养殖区域水质污染严重,连年出现了养殖青蛤的病害和大规模死亡现象。本研究通过对青蛤免疫相关因子丝氨酸蛋白酶抑制剂的表达研究,从分子水平上初步揭示其免疫作用机制及信号转导方式,为探索青蛤的免疫抗病机制、建立青蛤的健康养殖途径提供了有价值的理论基础和实验数据。文章首先介绍了青蛤的经济价值和相关研究背景,阐述了我国当前贝类养殖业中普遍存在的问题及其原因。重点说明了病原微生物—鳗弧菌对青蛤养殖的危害,并且分析了鳗弧菌的致病机理和防治方法。该部分还介绍了丝氨酸蛋白酶抑制剂基因的结构及其在贝类免疫调节中的重要作用。研究者通过SMART高通量测序的方法构建了青蛤的cDNA文库,使用生物信息学分析方法,得到了青蛤丝氨酸蛋白酶抑制剂（SPI）基因序列的全长。结果显示,青蛤SPI基因全长587bp,开放阅读框为456bp,编码151个氨基酸,其蛋白质理论分子量为16.850KD,理论等电点pI=5.74,此外,氨基酸序列1-19位为信号肽序列,48-88位和111-148位为KAZAL区域.氨基酸组成中甘氨酸（Gly）最高,占13.2%。经过与KAZAL家族其他成员进行同源性比对发现,Kazal家族的基因序列中富含半胱氨酸。由于动物体内半胱氨酸具有解毒、维持正常代谢、改善炎症和过敏反应、调整生物体自身防御机制等功能,所以SPI基因在免疫反应过程中发挥极其重要的作用。在系统发生树中显示,青蛤Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂与软体动物Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂的进化距离较近,与脊椎动物进化距离较远。本研究还利用实时荧光定量RT-PCR方法,测定了 SPI基因在青蛤的血液、闭壳肌、肝脏、外套膜和鳃五个不同组织中的分布情况以及该基因经鳗弧菌刺激后在血液中的时序性表达情况。结果显示SPI基因在青蛤的以上五个组织中均有表达,但表达量差异明显,其中血液中表达含量最高,显著高于其他组织（P＜0.05）,闭壳肌表达次之,肝脏、外套膜和鳃中含量最低,表明SPI基因主要在血液中表达。另外,在鳗弧菌侵染青蛤之后,以β-actin为内参基因,利用实时荧光定量PCR分析SPI基因在血液中的时序性表达情况。结果发现实验组在感染后3h表达量显著升高,且与对照组差异极显著（P＜0.01）;并且在3h表达量达到最大值,约为对照组的3倍左右;在6h其表达量有所下降,但仍显著高于对照组（P＜0.05）;在24h到48h其表达量又显著升高,且在48h又达到一表达高峰并与对照组差异极显著（P＜0.01）;9h、12h和96h基因表达量与对照组差异不明显,说明SPI基因起着十分重要的免疫作用。研究者进一步利用基因工程的方法,建立了丝氨酸蛋白酶抑制剂的原核表达体系,将青蛤SPI基因与pET-30a表达载体相连接,转化宿主菌BL21（DE3）pLysS,经1mmol/L的IPTG诱导后,4小时后重组蛋白表达量达到最大值,经过SDS-PAGE电泳显示重组蛋白大小为23KDa左右,与预期的蛋白分子量吻合,通过亲和层析和透析法和复性等方法,获得了具有生物活性的重组蛋白。论文的最后部分研究了丝氨酸蛋白酶抑制剂的抗菌作用,利用考马斯亮蓝法测定了重组蛋白粉末经PBS溶解后的浓度,使用Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂蛋白酶联反应分析试剂盒测定了重组蛋白活力浓度,揭示了重组蛋白的体外抑菌活性和体内免疫调节功能。结果显示,冻干的重组蛋白经过1mIPBS缓冲液溶解后,其浓度为2.576g/l。经过酶联反应分析的测定,其活力浓度约为435.1667 IU/L。经体外抑菌实验验证,该重组蛋白在体外有明显的抑菌活性,能够在体外直接抑制鳗弧菌的生长。将重组蛋白与鳗弧菌混合孵育后注射到青蛤体内,与单纯注射鳗弧菌相比,实验组青蛤表现出更强的微生物清除效率,可见该重组蛋白能增强青蛤免疫预防能力,说明其在青蛤体内发挥了重要的免疫抗病害作用。总之,本研究首次在青蛤体内发现了 Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂基因,分析了该分子的结构特征以及等电点等物理性质,说明了青蛤受到鳗弧菌胁迫后该基因的表达变化情况以及其体内和体外抗菌活性,今后进一步阐明青蛤中存在的免疫识别路径及免疫防御调节机制提供了重要的实验数据。

关键词：青蛤丝氨酸蛋白酶抑制剂（SPI） KAZAL 原核表达蛋白活性

纳米气泡生长的界面调控及其对蛋白活性的影响研究

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纳米气泡生长的界面调控及其对蛋白活性的影响研究

作者：王磊中南林业科技大学

学位级别：硕士

纳米尺度下气体在固液界面上的聚集行为被证明对固液界面性质有着重要的影响,并且在流体动力学、表面化学、胶体化学、环境和生命科学等众多领域具有广阔的潜在应用价值,引起了科学工作者极大的关注和重视。关于如何解释界面纳米气泡的... 详细信息

纳米尺度下气体在固液界面上的聚集行为被证明对固液界面性质有着重要的影响,并且在流体动力学、表面化学、胶体化学、环境和生命科学等众多领域具有广阔的潜在应用价值,引起了科学工作者极大的关注和重视。关于如何解释界面纳米气泡的稳定存在机理以及相比于宏观尺度下较大的接触角是目前纳米气泡研究的争议中心和亟需解决的核心问题。界面纳米气泡的研究离不开基底。从理论上讲,上述两个关键问题都直接涉及产生纳米气泡的基底,因此基底的性质是影响纳米气泡界面性质不可忽略的关键因素之一。一方面,气泡在不同基底上的形成,稳定性以及界面形貌都可能不同;另一方面,受基底性质的影响,不同的基底得到的纳米气泡的接触角也可能不一样。但目前各个实验组研究的基底都相对单一,生成纳米气泡的大小和数量的可控性和重复性差,所以,迫切需要找到一种通过控制基底的界面结构和性质来控制纳米气泡的大小和数量的方法来进一步研究纳米气泡的基本物理性质,形成机理和稳定机制等关键问题。基于以上目的,本论文利用先进的微纳米加工技术—电子束光刻(Electron Beam Lithography,EBL)直写技术制备不同尺度、和不同疏水性的纳米周期性结构基底。通过先进的纳米观测技术—原子力显微镜(Atom Force Microscopy,AFM)技术对纳米气泡在周期性结构基底上的吸附行为和界面特性的研究发现纳米气泡主要吸附于周期性结构上的疏水区域且受限于疏水结构的尺寸进而引起接触角的变化。与此同时,相应的分子动力学模拟也进一步证实了疏水结构对纳米气泡的限制作用,使得实验与模拟能够相互印证,相互支持。这将为实现通过基底的性质来人为调控纳米气泡的生成和界面吸附的目的,为探索纳米气泡在微流体器件方面的应用提供实验基础。生理惰性气体进入人体后与一些生物分子或者离子通道结合进而对许多生命过程发挥着重要的作用,如生物麻醉,神经、组织保护等,然而人们对其内在的作用机理却是知之甚少。分子动力学研究发现聚集态的氮气分子可以特异性地与蛋白的活性位点结合,而游离的氮气分子却不具有这一特异性结合效应。随着纳米气泡的发现,这似乎为我们提出了一个新的思路。惰性气体分子能够在蛋白分子的疏水基团发生特异性结合形成气泡从而使得这些基团的生物功能被屏蔽失效,当气体被清除掉后,相应的生物功能可能会恢复。基于这一设想,我们通过上海光源BL15U同步辐射硬X射线荧光吸收谱和荧光成像技术对Xe和Kr在胃蛋白酶上的吸附情况进行了研究,结果表明Xe和Kr在含胃蛋白酶的溶液中的含量都比不含胃蛋白酶的水溶液高。纳米粒子追踪实验结果表明含Xe的胃蛋白酶溶液中的粒子浓度比不含Xe的胃蛋白酶溶液高,这可能是由于Xe分子与胃蛋白酶结合形成较大粒子进而被捕获。分子动力学结果表明,不同的气体分子可以在胃蛋白酶分子上特异性地聚集为气泡。相关的蛋白活性实验也表明加入N2,Xe,Kr的胃蛋白酶溶液,其蛋白活性降低,经脱气处理后,蛋白活性恢复。这就为我们深入理解气体分子的生物效应提供了新的思路。

关键词：纳米气泡原子力显微镜(AFM) 周期性结构 X射线荧光吸收蛋白活性分子动力学模拟