仿生膜材料與技術(shù)

前言

　　20世紀(jì)八九十年代，我所在的課題組開展了有關(guān)材料設(shè)計基礎(chǔ)的低維結(jié)構(gòu)量子特性及計算設(shè)計研究，至今，也仍在關(guān)注著這一領(lǐng)域的進(jìn)展。因此，我愿為該書作序，并希望通過大家的共同努力在材料設(shè)計方面取得更大的進(jìn)步?！　∽匀唤绲纳餅槿祟愄峁┝藷o與倫比的創(chuàng)新源泉！生物膜是生物體中最基本的結(jié)構(gòu)，經(jīng)過長期的進(jìn)化，形成了近乎完美的結(jié)構(gòu)，具有許多獨特的功能。仿生膜研究主要包括細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模擬、細(xì)胞膜功能模擬和形成功能器件等，它對了解生命活動過程和形成智能化器件具有重要意義。當(dāng)前，我國有許多優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點領(lǐng)域都與仿生膜相關(guān)，如膜工程技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)材料及體內(nèi)植人物、人工器官、新型醫(yī)學(xué)診斷與治療制劑、新型傳感器以及生物反應(yīng)器等。這些項目的成功實施不但可推動技術(shù)進(jìn)步，而且還會促進(jìn)人類健康，并帶動國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。　　《仿生膜材料與技術(shù)》系統(tǒng)地總結(jié)了國內(nèi)外仿生膜研究的最新進(jìn)展和作者多年來的研究成果，以豐富的內(nèi)容、簡潔的語言和精美的插圖闡述了仿生膜的基本理論、仿生膜材料的分類與特點以及仿生膜的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展方向。重點介紹了雙層類脂膜、脂質(zhì)體、包膜微泡和微膠囊等四種主要仿生膜材料在生物傳感器、植人材料的表面生物化、藥物控制釋放、超聲造影成像和細(xì)胞移植等前沿領(lǐng)域中的應(yīng)用。　　用雙層類脂膜構(gòu)建生物傳感界面為開發(fā)新型傳感器提供了新的思路。脂質(zhì)體用作藥物的載體使藥劑學(xué)的研究進(jìn)入了靶向給藥的新天地。包膜微泡超聲造影劑的出現(xiàn)，開創(chuàng)了超聲醫(yī)學(xué)的一個嶄新領(lǐng)域。利用微膠囊可以構(gòu)建一個包括早期探查、診斷和治療在內(nèi)的智能微膠囊系統(tǒng)。作者從淺顯的例子人手，介紹了如何模仿生物膜的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計并制造出仿生膜傳感器、超聲造影劑和智能微膠囊等新型仿生膜器件和仿生膜材料?！　≡摃鵀樽x者提供了前沿的相關(guān)化學(xué)、材料、生物和醫(yī)學(xué)知識，有利于讀者開闊思路。它的出版將對我國仿生膜材料與技術(shù)的研究開發(fā)有一定借鑒作用。對從事仿生膜及相關(guān)學(xué)科研究的科學(xué)工作者、研究生和高年級本科生有較大的參考價值。

內(nèi)容概要

　　本書是在綜合國內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合作者的研究工作編寫而成的。全書共分8章。第1章簡要敘述了生物膜的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、功能和特性。第2章比較系統(tǒng)地論述了仿生膜的基礎(chǔ)理論；重點介紹了表面活性劑的分類、理化和生物學(xué)性質(zhì)；此外，還介紹了脂質(zhì)單分子膜、雙層類脂膜、微乳和溶致液晶。第3章至第8章主要介紹了仿生膜材料(主要包括雙層類脂膜、脂質(zhì)體、微膠囊和脂膜微泡)在生物傳感器、植人材料的表面生物化、藥物控制釋放、超聲造影成像，免疫隔離和細(xì)胞移植等領(lǐng)域中的應(yīng)用。為讀者提供了比較前沿的化學(xué)、材料、生物和醫(yī)學(xué)知識，有利于讀者開闊思路?！　”緯晒氖律锊牧?、納米技術(shù)研究的科研人員閱讀參考，也可作為生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)和材料等專業(yè)的研究生和大學(xué)本科高年級學(xué)生的教學(xué)參考書，還可作為科學(xué)愛好者的科普讀物。

書籍目錄

序 前言 第1章 生物膜概述 　1.1 引言 　1.2 細(xì)胞膜的生理功能 　1.3 生物膜的化學(xué)組成 　1.4 生物膜的結(jié)構(gòu) 　1.5 生物膜的特性 　1.6 生物膜中脂類與蛋白質(zhì)的相互作用 　1.7 膜融合現(xiàn)象 　參考文獻(xiàn) 第2章 仿生膜理化基礎(chǔ) 　2.1 引言 　2.2 表面活性劑的分類 　2.3 表面活性劑的物理、化學(xué)及生物學(xué)性質(zhì) 　2.4 表面活性劑在界面上的吸附 　2.5 表面活性劑分子有序組合體 　2.6 Langmuir-Blodgett膜 　2.7 雙層類脂膜 　2.8 微乳 　2.9 溶致液晶 　參考文獻(xiàn) 第3章 仿生膜生物傳感器 　3.1 引言 　3.2 生物傳感器的基本概念 　3.3 仿生膜在生物傳感器設(shè)計和制造中的重要意義 　3.4 基于雙層類脂膜的生物傳感器 　3.5 脂質(zhì)體免疫傳感器 　3.6 基于聚聯(lián)乙炔變色囊泡的生物分子識別器件 　參考文獻(xiàn) 第4章 生物材料表面的仿生膜結(jié)構(gòu)改性 　4.1 引言 　4.2 細(xì)胞與生物材料表面的相互作用 　4.3 植入材料表面生物化構(gòu)想 　4.4 磷脂聚合物 　4.5 仿細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)表面的構(gòu)建方法 　4.6 發(fā)展趨勢及展望 　參考文獻(xiàn) 第5章脂質(zhì)體 　5.1 引言 　5.2 脂質(zhì)體的形成 　5.3 脂質(zhì)體的分類 　5.4 脂質(zhì)體的制備方法 　5.5 脂質(zhì)體的性能 　5.6 長循環(huán)脂質(zhì)體 　5.7 固體脂質(zhì)納米顆粒 　5.8 有機(jī)／無機(jī)復(fù)合脂質(zhì)體 　5.9 脂質(zhì)體的質(zhì)量評價 　5.10 脂質(zhì)體作為藥物載體的應(yīng)用 　5.11 月旨質(zhì)體在化妝品中的應(yīng)用 　5.12 脂質(zhì)體應(yīng)用中存在的問題和前景展望 　參考文獻(xiàn) 第6章 包膜微泡超聲造影劑 　6.1 引言 　6.2 超聲造影劑的發(fā)展歷程概述 　6.3 超聲造影成像技術(shù) 　6.4 包膜微泡的聲學(xué)特性 　6.5 包膜微泡超聲造影劑的制備方法 　6.6 超聲造影劑的分類 　6.7 超聲造影劑的要求與設(shè)計 　6.8 靶向超聲造影劑 　6.9 微泡造影劑的藥代動力學(xué) 　6.10 由氣體活化和慣性空化引起的醫(yī)用超聲生物學(xué)效應(yīng) 　6.11 微泡超聲造影劑的臨床安全性和不良反應(yīng) 　6.12 前景展望 　參考文獻(xiàn) 第7章 自組裝智能空心微膠囊 　7.1 引言 　7.2 自組裝空心微膠囊的制備 　7.3 微膠囊的通透性 　7.4 微膠囊對物質(zhì)的包埋和釋放 　7.5 具有仿生功能的自組裝空心微膠囊 　參考文獻(xiàn) 第8章 微囊化細(xì)胞移植 　8.1 引言 　8.2 細(xì)胞微囊化的發(fā)展 　8.3 微囊化細(xì)胞的免疫隔離作用 　8.4 微囊的制備與性能 　8.5 微囊化組織細(xì)胞移植在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用 　參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　有的內(nèi)在蛋白與外在蛋白結(jié)合以多酶復(fù)合體形式與膜脂結(jié)合，有的內(nèi)在蛋白貫穿整個脂雙層，兩端暴露于膜的內(nèi)外表面，這種類型的膜蛋白又稱跨膜蛋白，跨膜蛋白可分為單次跨膜、多次跨膜、多亞基跨膜等?！　∪缋野彼岬鞍准っ甘荏w和鳥苷環(huán)化酶受體等都屬于單次跨膜受體（singlepass receptor），它們的多肽鏈上只有一個跨膜的a一螺旋。它的跨膜區(qū)僅為單向一次性的?！　《啻慰缒さ亩嚯逆溨杏卸鄠€跨膜曠螺旋區(qū)，.如腎上腺素受體、多巴胺受體、5一羥色胺受體、促甲狀腺素受體、黃體生成素受體等都是多次跨膜受體，此類受體在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中全部同G蛋白偶聯(lián)，有反復(fù)的跨膜區(qū)段?！　《鄟喕缒な怯啥鄠€亞基共同組裝成的受體，即多亞基受體（multisubunit receptor）。例如，煙堿樣乙酰膽堿受體屬于多亞基跨膜受體。乙酰膽堿受體是由5個亞基構(gòu)成，這5個亞基的同源性很高，每一個亞基都是一個四次跨膜蛋白，跨膜部分為四條a一螺旋結(jié)構(gòu)，其中一條曠螺旋含較多的極性氨基酸，就是這個親水區(qū)的存在，使五個亞基共同在膜中形成一個親水性的通道。2.外周蛋白　　一些不嵌入脂質(zhì)雙層而只附著于脂質(zhì)雙層內(nèi)外兩側(cè)的蛋白質(zhì)，稱為外周蛋白（peripheral protein），也叫附著蛋白（protein-attached）。實際上，有時外周蛋白與內(nèi)在蛋白是難以區(qū)分的，因為許多膜蛋白是由多亞基組成的，其中有的亞基插入在脂雙層，有些亞基則是外周蛋白。外周蛋白可以分為膜骨架蛋白和膜聯(lián)系蛋白。多數(shù)外周蛋白為水溶性的，占膜蛋白總量的20％～30％，在紅細(xì)胞中占50％，如紅細(xì)胞的血影蛋白和錨定蛋白都是外周蛋白。　　因為外周蛋白靠離子鍵或其他較弱的鍵與膜表面的蛋白質(zhì)分子或脂分子的親水部分結(jié)合，-外周蛋白與膜的結(jié)合比較疏松，容易從膜上分離出來，只要改變?nèi)芤旱碾x子強(qiáng)度或提高溫度就可以從膜上分離下來。　　外周蛋白可以增加膜的強(qiáng)度，或是作為酶起某種特定的反應(yīng)，或是參與信號分子的識別和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)?！　　?/pre>








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