基于仿生控冰材料的生物安全冷冻保存策略

冷冻保存技术是维持细胞、组织和器官活性的重要手段,实现安全有效的冷冻保存会为生物科学和临床医学研究带来历史性的变革。传统的小分子冷冻保护剂(如二甲基亚砜(DMSO))在冷冻保存过程中发挥着重要作用,但它在分子、亚细胞、细胞以及组织器官和个体层面的结构破坏作用和生物毒性,使其在冷冻保存中的应用受到很大的局限。探讨并总结了DMSO的毒性以及当前研究者在冷冻保存领域中努力探索的新型控冰材料,特别是受自然界极端环境中耐寒生物的启发而创制的一系列具有良好生物相容性的仿生控冰材料,概述了控冰材料的发展历程,分析了仿生控冰材料等新型控冰材料在生物样本冷冻保存中的优势、挑战,并展望了未来的发展趋势。

葛洲坝水电站管理运用中的几个问题

葛洲坝水电站自1981年第1台机组并网投运以来,已历经7年有余,积累了较为丰富运行管理经验.文中根据运行实践中出现的污物防治问题;排漂问题;排沙问题;工程设计的效用问题,以及改进措施,作了较为全面的论述,对于今后在多沙河流上兴建迳流式水电站有借鉴意义.

兴趣——写作的源头活水

写作是语文教学的重要组成部分,但学生写作文却感到十分困难。原因之一是缺乏兴趣。写作兴趣如何培养呢?一是深入生活,从生活中积累写作素材;二是增加阅读量,通过阅读他人作品提高写作兴趣;三是通过批改讲评,增加写作信心;四是通过鼓励表扬激发写作兴趣。

仿生控冰材料用于细胞及组织的冷冻保存

冷冻保存是将细胞、组织或器官等生物样品置于超低温环境中,使其代谢速率大大降低甚至停止,以达到长期存储的目的,并能在解冻后恢复其生理功能的科学与技术.冷冻保存是当前实现生物样品长期存储的唯一有效手段,是细胞治疗、再生医学以及器官移植等先进医疗技术充分发展的关键瓶颈之一.然而,由于细胞、组织中的含水量可高达70%~90%,在不添加冷冻保护剂的情况下,降温及复苏过程中伴随的冰晶损伤、渗透压失衡及溶质过度积累等必然会导致冻存失败.传统冷冻保存策略通过大量使用二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)等能与水形成氢键的有机小分子置换出部分胞内水分,有效避免了胞内形成大冰晶及溶质过度积累等不利因素,使细胞得以成功冻存.然而,该类小分子已被证实破坏蛋白质结构、胞间连接,并且具有表观遗传毒性;同时,传统的冻存策略很难用于组织器官冻存.因此冷冻保存科学与技术急需冷冻保护材料(剂)的创新,以摒弃有毒小分子的大量使用,实现细胞、组织及器官的安全高效冻存.控冰蛋白是在极寒地区生物体内发现的一类高效冰晶成核与生长控制剂,可以保护生物不受冰冻损伤.揭示控冰蛋白作用机制将为仿生构筑高效控冰材料,开发新型控冰冷冻保存剂提供全新的思路.本综述将简单回顾冷冻保存的发展历史,评述传统冷冻保存策略的优缺点;从新型仿生控冰冷冻保护剂的研究出发,重点阐述近几十年来控冰蛋白控冰机制的研究进展、仿生控冰材料的创制及其在冷冻保存中的应用;最后将进一步展望仿生控冰冻存材料未来的发展方向.