海洋环境中氧化还原敏感性微量元素的地球化学行为及环境指示意义

依据国内外最新研究成果,初步讨论了氧化还原敏感性微量元素(RSE)Re、Cd、Mo、U、V等的地球化学行为,其中包括海洋沉积物中RSE的来源、RSE在缺氧和无氧海区的沉淀富集机理及其环境指示意义。在此基础上讨论了利用RSE研究氧化还原环境时应注意的一些问题。RSE的沉淀富集机制不尽相同,但具有以下共同特点:①对底层海水的溶解氧浓度敏感。在正常溶解氧条件下,氧化还原敏感性微量元素在海水中呈溶解态稳定存在,而当底层海水处于缺氧或无氧条件时容易发生还原。②当底层海水处于缺氧或无氧条件时,经过沉积物—海水界面过程,受缺氧程度不同的制约,海水中呈溶解态的RSE依次在沉积物中沉淀,出现不同程度的富集。③持续还原条件下,RSE在沉积物中稳定存在;受氧化作用后,容易在沉积物中发生二次迁移和重新富集。不同的RSE其氧化还原电位不同,在氧化还原序列中的位置不同,Re在U之后Mo之前发生还原。因此,RSE在海洋沉积物中的不同富集特征和富集程度可作为还原程度指标研究底层海水的缺氧程度和底质的氧化还原环境。研究RSE的氧化还原环境指示意义,必须对RSE陆源碎屑来源组分进行剔除,同时,还应充分注意到还原沉积区发生氧化后,RSE在沉积物中会发生重新迁移和二次富集。

长江口及其邻近海域表层沉积物中氧化还原敏感性微量元素的环境指示意义

对长江口及其邻近海域表层沉积物和底层悬浮体中氧化还原敏感元素分布规律和富集特征进行了分析与研究。结果表明氧化还原敏感元素在研究区具有明显的"离岸富集"特征,去除粒度效应、陆源碎屑来源组分和有机质的吸附作用等因素的影响之后,氧化还原敏感元素仍显示出在缺氧区的富集。通过同一站位底层悬浮体和沉积物中氧化还原敏感元素含量的分析比较,发现底层水缺氧是导致氧化还原敏感元素Mo、Cd、V等在沉积物中富集的主要原因。Mo、Cd、V等元素的不同富集程度可用来反映缺氧区的缺氧程度。因此,Mo,Cd,V等RSE在长江口外缺氧区及其邻近海域具有氧化还原环境指示意义,可以指示长江口外缺氧区的存在与大体范围,并可在一定程度上用来衡量缺氧区的缺氧程度。U理论上虽然也对环境的氧化还原条件敏感,但由于受陆源碎屑来源组分的影响较大,在长江口外缺氧区的富集并不明显,因此U在研究区不具有氧化还原环境指示意义。

长江口外缺氧区沉积物中氧化还原敏感性元素的“粒控效应”

对长江口外缺氧区及其邻近海域表层沉积物和沉积物岩芯样品的粒度和元素(主要包括氧化还原敏感性元素简称RSE,和典型陆源碎屑元素)进行了分析,并对元素的“粒控效应”进行了深入研究。结果表明,在近岸底层水溶解氧浓度正常海区沉积物中,元素(包括典型陆源碎屑元素和RSE)的分布显示出明显的“粒控效应”,在缺氧区沉积物中,RSE与粒度之间的相关性较差,其分布不受“粒控效应”的制约,而主要受氧化还原环境的影响。另外缺氧区缺氧程度的不同会导致不同的RSE的富集。

氧化还原敏感性元素在沉积环境判别中的应用研究进展

部分元素对氧化还原环境非常敏感,氧化还原条件往往决定着这些元素的迁移或富集,这些元素被称为氧化还原敏感性元素(redox sensitive elements,RSE)。除Fe、Mn外大部分RSE在氧化环境条件下以溶解态离子形式存在于海洋水体而发生迁移,在还原环境条件下则容易从海洋水体中析出向沉积物中迁移并发生富集。RSE的这种特性常被用来判断现代或地质历史中的沉积环境。本文在总结RSE与沉积氧化还原环境判别的基础上,分析了影响RSE地球化学行为的因素,进而探讨了RSE应用中存在的主要问题及今后研究方向。RSE及相关指标在沉积环境判别中的应用主要包括:氧化还原状态的识别、指示海洋水体生产力变化、指示海洋水体的局限程度、指示沉积物物源等。影响或控制RSE迁移、转化、沉积和富集的主要因素有:成岩作用、陆源物质加入、粒控效应、Fe-Mn氧化物/氢氧化物的吸附、有机质含量、水体局限、人类活动等。迄今对部分RSE的迁移富集机制还不十分清楚,元素指标的应用较粗略。近期在RSE的应用中应重视样品的选取与保存、测量分析技术的提升以及多指标的互相印证,通过综合分析判断,才能得出更接近实际的结果。

黄河中下游湿地土壤铁还原氧化过程的温度敏感性

土壤中铁的还原氧化过程因与重金属的生物有效性、有机污染的降解及含碳温室气体排放等环境问题关系密切而备受关注。温度可能通过影响铁还原菌或者Fe(II)氧化菌的活性、底物的生物可用性等而影响铁的还原过程。以黄河中下游地区新乡市原阳大米产区的湿地土壤为样品,利用厌氧泥浆控温培养试验方法研究了黄河中下游湿地中土壤铁还原氧化过程的温度敏感性。结果表明:黄河中下游湿地土壤铁的还原容量在16~31℃范围内不受温度影响,但在16~40℃之间升高温度可显著增加铁还原过程的最大速率、速率常数,亦可缩短最大速率出现的时间。铁还原的温度敏感系数介于1.18~3.05之间,且随温度上升而升高。光照可降低铁还原的温度敏感性,平均降幅39.0%。光照时土壤中Fe(II)氧化对温度不敏感。光照条件和铁氧化物的种类和数量可能是影响土壤有机碳矿化的因素之一。研究结果对于深入理解土壤铁的生物地球化学循环及其与土壤呼吸的关系具有重要意义。

硫氧化还原蛋白对胃癌细胞化疗敏感性的调节作用

目的 探讨硫氧化还原蛋白 (Trx)对胃癌细胞化疗敏感性的调节作用。方法 通过RT PCR从人胃癌耐药细胞系SGC790 1/VCR细胞中克隆Trx全长cDNA ,构建Trx正反义真核表达载体 ,并借助脂质体将正义载体转入胃癌细胞SGC790 1、反义载体转入胃癌耐药细胞SGC790 1/VCR ,利用MTT试验在体外检测基因转染细胞及其对照细胞对化疗药物的敏感性。结果 转染Trx正义载体后 ,SGC790 1细胞对长春新碱、顺铂、阿霉素的敏感性显著降低 ;转染Trx反义载体后 ,SGC790 1/VCR细胞对长春新碱、顺铂、阿霉素的敏感性显著升高。结论 Trx可能参与了胃癌细胞多药耐药性的形成 。

氧化还原敏感型元件调控大肠杆菌氧化胁迫耐受性

在大肠杆菌(Escherichia coli)中对自身和来自运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)的转录因子SoxR的氧化胁迫抗性及元件通路进行了验证与改造。胁迫测试表明,在E.coli中过表达自身E-SoxR或异源表达Z-SoxR均不能提高菌株的胁迫耐受性。荧光定量分析表明,在E.coli中,联合下游基因过表达E-SoxR增强了菌株对抑制物的梯度响应,异源表达Z-SoxR反而降低了菌株对抑制物的梯度响应。在E.coli中,通过在SoxR下游连接抗性基因,分别获得了耐受H_(2)O_(2)和糠醛(furfural)胁迫的单基因菌株,进而构建双基因组合菌株,提升了大肠杆菌对双胁迫环境的耐受性,证明了氧化还原敏感型元件能够智能响应复杂抑制物条件下的胁迫。该研究为微生物利用木质纤维素水解液发酵生产奠定了基础。

云南昆阳磷矿黑色页岩微量元素特征及其地质意义

昆阳磷矿是我国下寒武统黑色页岩中赋存的最大的磷块岩矿床。为了探讨磷块岩及上覆黑色页岩的源区性质及古海洋的氧化还原环境,本文对梅树村组中谊村段的磷块岩、石岩头段的黑色页岩以及筇竹寺组玉案山段的砂质黑色页岩的地层剖面进行了岩石地球化学研究。发现昆阳剖面磷矿区的下寒武统黑色页岩Th-Zr和Th-Y/Ho比值以及Y-Y/Ho比值与陆源碎屑物质更为接近,石岩头段黑色页岩样品的稀土元素总量平均为174×10-6,与大陆壳稀土总量的平均丰度基本一致。稀土配分模式也十分类似,说明陆源碎屑物质来源比海水自生来源占的比重更大。受陆源碎屑物质的影响,Ni/Co,V/Cr和V/(V+Ni)等氧化还原敏感元素比值并不能很好的指示古海洋的沉积环境。但石岩头段黑色页岩的氧化还原敏感元素相对大陆壳具有一定程度的富集,并且富集程度不强烈,Ce具有轻微的负异常,反映了黑色页岩可能形成于次氧化环境。

诱导型一氧化氮合酶对乳腺癌细胞化学敏感性的影响

目的分析可诱导一氧化氮合酶(iNOS)对乳腺癌细胞化学敏感性的影响,评价新型蒽醌类生物还原化合物RH1对乳腺癌细胞毒性和乏氧选择性。方法实验以人乳腺癌细胞MDA-MB-231wt和其转染空载体的对照组细胞(PEF-vector)及一氧化氮合酶基因转染的细胞克隆(i NOS10)为实验对象。噻唑蓝(MTT)法比较不同酶活性的细胞克隆对顺铂等抗肿瘤药物和丝裂霉素C(MMC)衍生物-2,5-二氮丙啶-6-羟甲基-3-甲基苯-1,4-二酮(RH1)的敏感性的差异。结果同对照组细胞相比,i NOS10细胞对顺铂等几种抗肿瘤药物呈现不同程度的耐受,而对阿霉素的敏感性有所增强(P<0.05),用L-甲基盐酸精氨酸抑制细胞中NO的合成,则会降低i N-OS10细胞对阿霉素的敏感性,而对其他几种抗肿瘤药物的敏感性无显著影响;生物还原化合物RH1是高毒性的化合物,IC50较MMC下降577倍;乏氧条件下,细胞对RH1的化学敏感性显著增强,流式细胞术显示RH1可以引起i NOS10细胞周期的G2/M阻滞。结论MMC衍生物RH1是高细胞毒性的化合物,可诱导一氧化氮合酶活性的增强,也可引起肿瘤细胞对部分抗肿瘤药物的敏感性降低,且对高表达i NOS的细胞具有乏氧选择性的损伤作用。

诱导型一氧化氮合酶影响吲哚醌类化合物抗肿瘤活性的实验研究

观察诱导型一氧化氮合酶（iducible nitric oxide synthase,iNOS）对新型吲哚醌类生物还原化合物630和630Ac的抗肿瘤活性和乏氧选择性的影响。以人纤维肉瘤细胞HT1080及其iNOS基因转染的细胞克隆为研究对象,噻唑蓝法检测不同iNOS活性的细胞克隆对化合物630和630Ac化学敏感性的差异;比较乏氧和有氧条件下半数抑制浓度（IC50）的差异;流式细胞术观察化合物对细胞周期的影响。630Ac和630在实验中均显示出较强的抗肿瘤活性,且630Ac的细胞毒性强于630;而iNOS转染的细胞对630和630Ac敏感性较亲本细胞HT1080有所下降,IC50分别高1～7倍左右。氧对630的细胞毒性无显著影响,而630Ac则具有较好的乏氧选择性细胞毒作用,尤其是对iNOS转基因细胞,有氧和乏氧条件下IC50相差4～7倍。提示iNOS活性的增强会引起肿瘤细胞对化合物630和630Ac敏感性的降低。

一氧化氮合酶对丝裂霉素C衍生物629细胞毒性的影响

目的评价一氧化氮合酶对丝裂霉素C(MMC)衍生物———5-氮丙啶基-3羟-基-1甲-基吲哚-4,7二-酮(629)的细胞毒性和乏氧选择性的影响。方法以人纤维肉瘤细胞株HT1080和其诱导型一氧化氮合酶(iNOS)基因转染的细胞克隆(iNOS9,iNOS12)为实验对象。四噻唑蓝(MTT)法检测MMC与其衍生物629的细胞毒性,比较乏氧和有氧条件下两种化合物半数抑制率(IC50)的差异;琼脂糖凝胶电泳和流式细胞术观察629作用后肿瘤细胞脱氧核糖核酸(DNA)的损伤情况,分析不同iNOS活性的肿瘤细胞对629敏感性的差异及原因。结果629的IC50较MMC低数百倍,是高细胞毒性的化合物;随着细胞中iNOS活性的增加,629对乏氧细胞的选择性损伤作用显著增强,DNA电泳显示629引起细胞坏死,造成细胞周期G2/M阻滞。结论MMC衍生物629是具有更高乏氧选择性的增敏化合物。

BSO对人胃腺癌SGC7901细胞化疗敏感性的影响

目的研究2-氨基4-(S-丁基磺酰亚氨)丁酸(BSO)对人胃腺癌SGC7901细胞化疗敏感性的影响。方法采用四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法(MTT)测定BSO对人胃腺癌SGC7901细胞的半数抑制浓度(IC50),进而利用无毒浓度的BSO和乙酰半胱氨酸(NAC)预处理细胞后,检测细胞对依托泊苷(VP-16)和多柔比星(ADM)化疗敏感性的变化,同时,采用试剂盒检测肿瘤细胞内谷胱甘肽(GSH)含量,γ-谷氨酸-半胱氨酸合成酶(γ-GCS)试剂盒测定γ-GCS活性,并以2',7'-二氯荧光黄双乙酸盐(DCHF-DA)测定不同处理条件下细胞内活性氧(ROS)水平的改变。结果 MTT实验显示,BSO对SGC7901细胞的IC50为3.5 mg/ml。根据药物无毒浓度选择原则,选取20%IC50BSO浓度(0.7 mg/ml)进行后续实验。结果显示,BSO通过抑制人胃腺癌SGC7901细胞内γ-GCS酶活性来减少GSH合成(P<0.05),促使细胞内ROS水平升高(P<0.01),加入NAC后可部分逆转BSO对GSH合成的抑制作用(P<0.05)。BSO与ADM和VP-16联合作用后,使得二者的IC50值分别下降55.9%和71%。结论 BSO通过抑制γ-GCS的活性,降低细胞内GSH的含量,提高ROS水平,增强细胞化疗敏感性。

含二硫键铵盐交联水凝胶的制备及其性能研究

以N,N-二乙丙烯酰胺(DEAAm)和甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯(DEAM)为单体通过自由基聚合合成线性共聚物。通过线性聚合物与交联剂CL1中的叔胺基团形成季碱结构,获得具有网络结构的氧化还原敏感型阳离子水凝胶(p DEAAm-co-p DEAM-CL1)。通过红外光谱(FT-IR)、核磁(1H NMR)对交联剂CL1结构进行表征,通过FT-IR和扫描电镜(SEM)对聚合物结构和表面形态进行表征。研究了水凝胶在不同介质中的溶胀和降解情况。结果表明该水凝胶在PBS溶液中具有显著的溶胀现象,在不同的还原性介质中,则表现出溶胀的同时,也表现出不同程度的降解,具有显著的氧化还原敏感性。

游泳训练及联合补充线粒体营养素α-硫辛酸对wistar2型糖尿病大鼠血脂代谢及脂质过氧化水平的影响

目的:观察2型糖尿病(T2DM)模型大鼠,经8周游泳训练后,血脂代谢、血清氧化应激、血糖(FBG)、胰岛素敏感性(ISI)及肝脏组织二相酶活性变化,检测联合作用方式(游泳训练及联合补充α硫辛酸)对wistarT2DM大鼠血脂代谢及脂质过氧化水平的影响,并探讨其内在影响机制。方法:实验材料wistar大鼠60只,造模完成后随机分成4组,对照组(CON);α硫辛酸(LA);游泳运动组(SEX);α硫辛酸+游泳运动组(LA+SEX),每组15只。进行游泳训练共计8周,观察各组大鼠血脂代谢水平、FBG、ISI及肝脏组织二相酶活性变化。结果:经联合作用方式可极显著性降低wistar大鼠血清总胆固醇和甘油三酯水平,降低LDL-C含量和FFA水平,提高HDL-C;在降低FBG,提高ISI作用上存在叠加效应(P<0.01),对胰岛素水平无显著性影响;在改善血清氧化应激水平作用上(降低ROS和提高SOD),存在增强作用(P<0.01);对肝脏组织二相酶的影响,在对谷胱甘肽-S-转移酶(GST)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)存在增强作用,对醌氧化还原酶1(NQO-1)则无此作用。结论:联合作用方式可以有效降低血清及肝脏脂质过氧化水平,纠正血脂代谢异常,提高ISI。其保护作用可能是通过降低机体氧化应激水平,维持机体血脂正常代谢水平,减少氧化应激而实现。提示,联合作用方式可以为治疗T2DM提供新思路。

地下水有机污染的水文地球化学标志物探讨——以河南油田为例

经过野外现场调查和取样分析及室内研究得知南阳油田地下水已遭受不同程度的有机物污染 ,且污染范围可能进一步向油田南部扩散 .根据近似地下水流线方向上地下水中总油质量浓度和Fe,Mn等无机组分的变化势态 ,结合含水介质化学分析结果 ,发现硫酸盐、Fe和Mn可作为地下水有机污染的地球化学标志物 .在含水介质中Fe和Mn质量浓度较高的地方 ,地下水有机污染物降解速度快 ,含水介质中Fe和Mn的氧化物和氢氧化物的还原作用导致了含水层介质中Fe和Mn的缺乏和地下水中溶解Fe和Mn的积聚 ;在含水介质中Fe和Mn质量浓度低的地方 ,地下水中的有机物质量浓度并没有降低 ,相应地地下水中溶解Fe和Mn的质量浓度也很低 .同时 ,由于有机污染物的存在使地下水中硫酸盐被还原 ,导致地下水中硫酸盐质量浓度偏低 。

谷胱甘肽端基修饰聚己内酯的合成及在水溶液中的聚集行为

用开环聚合法合成了端基分别为巯基和马来酰亚胺基团的聚己内酯,利用马来酰亚胺与巯基的迈克尔加成反应和巯基之间的偶联反应,合成了两种端基为谷胱甘肽的聚己内酯(GS-PCL和GSS-PCL),利用核磁共振氢谱和凝胶渗透色谱表征了两亲性聚己内酯的结构.研究了这两种聚己内酯在水中的聚集行为,发现这两种聚已内酯都可在一定pH值下聚集形成球形胶束,胶束的形态、大小等受pH影响;同时,由GSS-PCL形成的聚集体还表现出氧化还原敏感性.

碱式氯化铜中铜和氯的测定方法

铜是动物必需的一种微量元素，饲料中添加高铜（250mg／kg）能提高断奶仔猪的日增质量、采食量和饲料转化率，目前，国内在猪饲料中大多添加高剂量的硫酸铜（李红雪等，2004）。硫酸铜氧化还原能力强，在饲料贮存过程中易导致饲料结块和营养成分损失，饲料中的脂肪也因高铜发生酸败而导致饲料适口性降低。碱式氯化铜是新型铜源，不易吸湿结块，流动性好，

饮自然之水 思矿泉之源

天然矿泉水可谓水中的＂贵族＂,是最适合人类的饮用水,与一般的水相比,优质的天然矿泉水都是远离现代污染,具有天然的小分子团结构,更易被人体吸收。矿泉水的营养生理功能,比如渗透力、溶解力、代谢力、氧化还原性等功能都比较强,而且,天然矿泉水富含人类生命所必需的矿物质和微量元素,有些很难从其他食物中摄取到。从营养学上讲,矿物质、微量元素在人体中所起的作用并不亚于维生素。而且维生素可在人体内合成,矿物质则不行,只能外补。经科学测定,人体血液中各种化学元素、

海洋Re、Mo和U对氧化还原环境的指示作用

氧化还原敏感微量元素Re、Mo和U主要依靠扩散作用通过沉积物—水界面,在不同氧化还原条件下的沉积物中自生富集,Re在轻度还原的次氧化沉积环境中富集,Mo在还原性更强的硫化环境中富集,而U具有较宽的富集沉积深度区间。Re、Mo和U独特的地球化学行为使其可用于指示海洋环境的氧化还原状态,其在沉积物中的自生富集程度与沉积时所处的氧化还原条件具有良好的相关性:Re、Mo和U在氧化沉积环境(Re/Al<1.3×10^(-7),Mo/Al<0.4×10^(-4))和季节性缺氧区覆盖的沉积环境中富集程度较小,在常年性缺氧区覆盖的沉积环境(U/Al>5×10^(-4),Mo/Al>5×10^(-4))和硫化沉积环境(Mo/Al>5×10^(-4))中富集程度较大。除依据其地球化学行为特征和相对富集程度进行定性分析之外,还可以结合元素富集系数(TM_(EF)<1表示亏损,TM_(EF)>1表示富集,TM_(EF)>3表示明显富集,TM_(EF)>10表示强烈富集)、元素比值(Re/Mo≤0.3×10^(-3)指示氧化环境,Re/Mo≈10×10^(-3)~30×10^(-3)指示缺氧环境,Re/Mo≈0.7×10^(-3)~0.8×10^(-3)指示硫化环境)、元素共变体系(Mo_(EF)/U_(EF)≈0.1×现代海水值~0.3×现代海水值指示氧化—次氧化环境,Mo_(EF)/U_(EF)>1×现代海水值指示缺氧环境,Mo_(EF)/U_(EF)≈3×现代海水值~10×现代海水值指示硫化环境)以及同位素(氧化沉积环境中δ^(98/95)Mo≈-0.7‰,次氧化沉积环境中δ^(98/95)Mo≈-0.5‰~+1.3‰,缺氧沉积环境中δ^(98/95)Mo≈+1.6‰,硫化沉积环境中δ^(98/95)Mo≈+2.2‰~+2.5‰)等进行综合定量判别。值得关注的是,目前Re、Mo和U的氧化还原迁移转化机制尚未完善,现代海洋系统的数据较为有限,Re、Mo和U富集程度的区域分异性和高度可变性仍有待进一步研究。未来仍需要更多的现代海洋系统氧化还原敏感微量元素数据和应用实例,以更好地与古海洋体系相结合来完善氧化还原敏感微量元素指标的指示作用。