趋磁细菌AMB-1对小鼠的生物相容性探究

目的在体外和体内条件下探究趋磁细菌AMB-1对BALB/c小鼠的生物相容性。方法透射电镜观察AMB-1形貌特征;显微镜拍摄AMB-1在血清中的运动,Image J计算运动速度;乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)检测AMB-1对小鼠乳腺癌细胞4T1和成纤维细胞L929细胞毒性;流式细胞术评价AMB-1对BALB/c小鼠骨髓来源树突细胞成熟影响;改良寇氏法计算出AMB-1对BALB/c小鼠的半数致死剂量;普鲁士蓝染色BALB/c小鼠心、肝、脾、肺、肾脏器观察AMB-1在小鼠体内的分布情况;流式细胞术检测AMB-1对BALB/c小鼠脾脏树突细胞的影响;检测小鼠BALB/c血生化指标评估其安全性;苏木精-伊红染色BALB/c小鼠心、肝、脾、肺、肾脏器,观察其组织形态变化。结果37℃条件下,AMB-1在血清中可保持运动至少120 min;AMB-1菌量超过3.3×10^(6)个时,对小鼠乳腺癌细胞4T1和成纤维细胞L929具有毒性,随菌量增加,毒性越大;AMB-1可促进骨髓来源树突细胞CD86^(+)、CD80^(+)双阳细胞的比例增大。AMB-1对BALB/c小鼠半数致死剂量为2.59×10^(10)个。AMB-1对小鼠脾脏树突细胞成熟的影响随着时间延长逐渐减弱;血生化指标在正常范围内;小鼠主要脏器无明显组织形态学变化。结论趋磁细菌AMB-1具有良好生物相容性,在体内不会引发严重免疫炎症等不良反应,具有体内应用潜能。

五大连池月牙泡沉积物中趋磁细菌群落对季节变化的响应

为了解五大连池月牙泡样品中趋磁细菌(Magnetotactic Bacteria,MTB)多样性对季节动态的响应。采用高通量测序手段,分别考察不同季节月牙泡中MTB的Alpha多样性、群落组成、群落功能及多样性与理化的相关性。结果显示,MTB菌群丰度在夏季和秋季较高,春季和秋季较低。春季样品中仅有Magnetospirillum,Magnetospirillum在秋季(73.42%)和冬季(98.36%)是优势菌属,Magnetovibrio为夏季(29.76%)的优势菌属。RDA表明,大部分MTB分布与Fe(Ⅱ)、S和Sulfate呈正相关。研究结果为火山湖泊中MTB对季节动态响应提供了依据。

趋磁细菌研究 Ⅳ.好氧趋磁细菌HM-1的分离及生物学特性研究

从黄石磁湖底部泥水样中分离到一株杆状好氧趋磁细菌ＨＭ－１，在ｐＨ７．０～８．０、３０℃振荡培养的条件下培养时，每升培养基含４ｇ柠檬酸，０．５ｇ硝酸钠和５０ｍｍｏｌ·Ｌ－１ＦｅＳＯ４，分别是它生长和磁小体合成的最适碳源、氮源和铁源；此菌为Ｇ－，氧化酶和过氧化物酶阳性，不积累聚－β－羟丁酸，Ｇ＋Ｃ的摩尔分数为６４．０８（ＨＰＬＣ）；磁小体含一种矿质元素Ｆｅ．

趋磁细菌的分离研究

从与湖南农业大学相邻的东湖水域中采集泥水样，经过样品的富集、趋磁细菌的收集及细菌的培养等过程后，再用超声波破碎细胞，再用永久磁铁收集趋磁颗粒．趋磁颗粒经盐酸溶解后，与硫氰酸铵反应，溶液变为红色，证明有铁离子的存在．结果表明。

趋磁细菌及磁小体对黄土-古土壤序列磁化率贡献的模拟实验研究

选择西峰和段家坡两个黄土剖面 ,对磁化率变化显著的L6-S5-L5层段 ,通过对样品中的趋磁细菌 (MB)用相同的培养基富集及生长培养 ,初步定量模拟了MB和磁小体 (MSs)对黄土 -古土壤序列磁化率的贡献。富集培养MB后 ,段家坡剖面样品磁化率表现出不同程度的增高 ,最大达 1 1 6 .4% (DS5- 1 )。以古土壤样品XS5- 1 、DS5- 1 为介质生长培养MB ,DS5- 1 磁化率的增长与接种的菌液量呈近似线性关系。此外 ,生长培养后古土壤样品频率磁化率与FeO/Fe2 O3比值呈现出相似的变化趋势 ,证实了磁小体的形成。由此表明 :1 )MB和MSs是影响黄土剖面磁化率的因素之一 ,受气候和地质环境等因素的影响 ,不同地区黄土剖面MB的生长和MSs的形成存在差异 ,因此对磁化率的贡献也不尽相同 ;2 )MSs是黄土 -古土壤序列中超细粒磁性物质的组成部分。当气候环境比较适宜MSs形成及保存时 ,MSs在黄土剖面中超细粒 (≤ 5 0nm)磁性组分中比重会相应增高 ,对磁化率和频率磁化率的影响也更为突出。

黄土剖面中趋磁细菌及其磁小体的初步研究

从中国西安市附近段家坡黄土剖面分离到微好氧性的趋磁细菌，经透射电子显微镜Ｈ－７０００ＦＡ和Ｈ－６００ＳＥＭ／ＥＤＡＸ－ｐＶ９１００型分析，黄土层（Ｌ１）中仅发现弧形菌，数量少，每个菌体含２个磁小体；古土壤层（Ｓｏ和Ｓｉ）含有大量杆状菌，每个菌体有１５个以上的磁小体，沿细胞长轴呈两排链状排列，且具有向南磁极游动的习性。Ｘ射线能谱分析表明，磁小体中具有高丰度的Ｆｅ和Ｃｏ。趋磁细菌中磁小体的数量在古土壤层高于黄土层的特点与其剖面磁化率的表现是一致的。

中国黄土剖面趋磁细菌的组成特征与生态意义

选择中国的黄土 -古土壤序列的趋磁细菌作为研究对象,以透射电镜、扫描电镜、生化实验和有机地球化学方法先后研究了从黄土地区陕西段家坡、甘肃西峰以及陕西洛川富集的趋磁细菌,结果表明,虽然趋磁细菌在黄土和古土壤层的形态有所差异,但它们均由细胞膜、细胞质和沿长轴排列的磁小体与气泡组成,在适宜的条件下它能生长出较多的磁小体。磁小体由氧化铁组成,并可从体内排出,使环境中部分Fe2 + 转变为Fe3 + ,促使地层磁化率增高,尤其在古土壤层段。中国黄土剖面中趋磁细菌的产量是地表温度、湿度、pH、铁含量的函数。与湖沼中的趋磁菌相比,它在菌体形态、磁小体的数量与排列方式上有很大差异,因而中国西北黄土地区的趋磁细菌是典型的生态物种。

新型海洋趋磁细菌YSC-1的分离及其特异性磁性纳米材料磁小体的研究

从黄海冷水团附近海域的底泥中分离到一株好氧趋磁细菌YSC-1。尽管在淡水中曾经分离过好氧趋磁细菌AMB-1和HM-1，但却从未在海洋中分离到好氧趋磁细菌，因此YSC-1是目前所见报道的第一株海洋好氧趋磁细菌。透射电镜观察表明每个细胞内含1至多个磁小体，呈圆形，直径100nm左右，能谱分析显示该菌磁小体的元素组成为铁(Fe)和(Co)。本文还对该菌的生物学特性进行了初步研究。

仿趋磁细菌的微型机器人研究

为了克服现存微型机器人运动灵活性欠佳的缺点,借鉴趋磁细菌的运动方式,设计了一种内外联合调控的仿生微型机器人.该微型机器人的螺旋桨模仿趋磁细菌的鞭毛,主动推进机器人运行;其体内的永磁块模仿趋磁细菌的磁小体链,与体外导向磁场相互作用控制其运动方向.实验研究了体外控制信号对微型机器人运动速度的影响以及导向磁场控制下微型机器人的转向特性.结果表明,该微型机器人可实现运行速度和运行方向的灵活控制,可在非磁性细小管路的探测中发挥重要作用.

趋磁细菌——生物地球化学作用的范例

趋磁细菌 (MB)属变形菌纲 ,为简单的原核细胞。它的最大特征是体内长有磁小体(MSs) ,沿地磁线运动。MSs由膜及其内部的无机矿物或铁素 (含铁蛋白质 )组成 ,无机矿物有铁的氧化物系列或铁的硫化物系列 ,它们是MB的代谢产物 ,也是最早发现的有机界面生物矿化作用的范例。文章在广泛调查的基础上 ,选择源于黄土剖面S0 ,S1 和S5 古土壤层中的MB为研究重点 ,对它们进行了形态与生理生化特征的观察与检测 ,生命元素和生命小分子脂肪酸的色质谱与能谱测定 ,并在没有添加营养和铁源的条件下 ,开展了MSs的生长特点及它对环境磁性影响的模拟实验。黄土中的MB以杆状为主 ,杆状的长与宽之比随温度的降低而变大。MSs中的矿物为铁的氧化物系列 ,在较低温度并有一定温度差 ( 8～ 1 8℃ )的情况下生长较好。菌体老化后菌膜发生自溶 ,MSs脱落到体外 ,可能成为沉积物中细粒磁性物质的重要组分。因此它们在古地磁与古气候记录上具有重要的意义。通过对不同级别生物分子的了解与测试 ,MSs的矿物成分与形成机理研究 ,以及MSs中磁铁矿的铁和氧同位素测定 。

从武汉印染厂废水淤泥中分离出的趋磁细菌的生长与磁小体形成过程

对从武汉印染厂污泥中分离出的趋磁细菌YN-1,分别进行了5 d,10 d,20 d,25 d和30 d的纯培养与透射电镜的观察,并对30 d释放出的磁小体进行了能谱分析.结果表明:培养5 d的趋磁细菌,其体内的细胞质相对均匀,可见到铁质在细胞内输送的痕迹.随后细胞质变为不均匀,菌体内泡状物和磁小体增多;20 d后菌体膜出现自溶,可见磁小体从破裂的菌膜排出体外的现象,25 d后可见到具有鞭毛、细胞质分布均匀的“营养体”.培养30 d,菌膜基本自溶,除见有营养体外,残存大量的细胞膜碎片和磁小体,对它们的能谱分析显示,磁小体的主要无机成分为Fe.由此判断,25 d可能为该菌在培养条件下的趋磁细菌生长与磁小体形成周期.

趋磁细菌对金属离子的吸附特性研究

研究了单元体系和三元体系中趋磁细菌(MTB)对Au3+,Cu2+和Ni2+的吸附特性,用Langmuir吸附等温模型拟合了吸附等温线实验数据。较高的相关系数表明该吸附过程可以用Langmuir模型来描述。在三元体系竞争吸附实验中,MTB对Au3+的吸附量较之单元系统有所增加,而Cu2+和Ni2+的吸附量明显降低。吸附动力学实验结果表明,MTB对三种金属离子的吸附都属于快速过程,对Au3+的吸附在短时间内可完成,而且几乎完全吸附。所有吸附过程均符合拟二阶动力学模型。

趋磁细菌磁小体研究进展

趋磁细菌能在细胞内形成由膜包裹的纳米级单畴磁性颗粒——磁小体。磁小体的形成是受生物严格控制的矿化过程,包括铁离子的吸收、转运和结晶成核等。磁小体膜在磁铁矿(Fe3O4)晶体的形成中起着重要的作用。主要介绍近年来关于磁小体形成过程和参与这一过程的蛋白质等方面的一些重要研究进展。

趋磁细菌的特点及其纳米磁小体的合成条件

综述了趋磁细菌及其胞内纳米磁小体的特性,评述了趋磁细菌磁小体形成的条件及影响因素。在分析趋磁细菌大量培养和影响磁小体形成因素的基础上,指出了细胞培养和磁小体产量提高所存在的问题及解决途径。提出了趋磁细菌形成磁小体的机制和生理意义的假说:大量Fe2+运入细胞是在低氧浓度的胁迫下,以Fe3+作为电子最终受体呼吸并跨膜转运的结果;避免大量进入细胞的Fe2+对自身的毒害作用是其进一步转化为Fe3O4原因;提出在细胞膜内表面形成Fe3O4并包裹等新观点。

海洋趋磁细菌研究进展

海洋趋磁细菌是近年来研究的热点之一,趋磁细菌和磁小体的研究具有重要的理论意义和应用价值.本文对海洋趋磁细菌的研究进行了回顾和展望.

趋磁细菌纳米磁小体的培养与分离及其在医学上的应用进展和前景

趋磁细菌是一种对磁场有趋向性反应的细菌,其原因是它们体内能合成一种特殊的细胞器-磁小体;由于磁小体有着大小合适,磁性强,表面易修饰等诸多优点,在诸多领域,尤其是医学领域有广泛的应用和广阔的前景。本文主要就从环境中区分和分离趋磁细菌;对其不同培养条件的优化与选择;从细菌体内提取磁小体并加以纯化;将不同药物偶联于磁小体之上的方法及其在医学上如,制造磁性细胞,磁分离技术,生物传感与检测技术,并将其作为靶向药物的载体,肿瘤治疗,基因治疗等方面的应用现状和前景作简要论述。

趋磁细菌的分子生物学研究进展

趋磁细菌菌体内含有磁小体,能够沿地球磁力线方向定位、运动.趋磁细菌和磁小体的研究具有重要的理论意义和应用价值.本文对趋磁细菌及其胞内产物磁小体作了介绍,论述了该领域分子生物学方面的研究进展,包括与磁小体相关的基因和蛋白的研究、趋磁细菌遗传体系及基因组方面的研究等,展望了该领域今后的发展前景.

黄海冷水团附近沉积物中的趋磁细菌及磁小体的特性研究

对黄海冷水团附近海域的沉积物进行了富集、荧光显微镜观察、电镜观察,并对其中大小均匀、形状规则的高密度颗粒进行了能谱分析。结果显示,在黄海冷水团附近有趋磁细菌和磁小体的存在。

趋磁细菌对含重金属Cr^(3+)废水的吸附研究

众所周知,Cr3+是一种污染性很强的重金属.前人已经测定趋磁细茵对Cr3+的吸附可以达 到0.1×10-6的水平,因此本文不考虑排放标准的问题,主要研究pH值、温度、时间以及微生物 量等因素对趋磁细菌吸附cr3+的影响,并考虑其符合的吸附模型.

趋磁细菌的磁小体

趋磁细菌是一类对磁场有趋向性反应的细菌,其菌体能吸收外界环境中铁元素并在体内合成包裹有膜的纳米磁性颗粒Fe3O4或Fe3S4晶体即磁小体。综述了趋磁细菌的磁小体生物矿化的条件,以及趋磁细菌的铁离子吸收、磁小体囊泡的形成、铁离子的转运到磁小体囊泡及囊泡中受控的Fe3O4生物矿化的分子生物学和生物化学等方面的研究进展,重点介绍了趋磁细菌磁小体合成机制的研究进展及未来研究磁小体的发展方向。