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生物地磁学研究取得新进展

  生物地磁研究取得新进展

  超顺磁性颗粒(一般小于20nm)广泛存在于环境和生物体内,是岩石磁学,环境磁学,生物磁学,生物矿化和生物医学研究的热点。由于超顺磁性颗粒的表面各向异性增强,其磁性与大颗粒的磁性显着不同。成土产生的超顺磁性粒子被认为是中国黄土 - 古土壤序列中古土壤易感性增加的重要原因。鸽子的喙上皮细胞中含有大量的细颗粒磁铁矿(2-5nm),被认为是鸽子的磁受体,与卫星导航机制密切相关。但由于样品性质和合成化学合成的样品粒度分布宽,形状不均匀,难以避免粒子之间的磁性相互作用,这就阻碍了对超顺磁性粒子磁性的认识和他们的应用。
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地质研究所地球深部结构与过程生物实验室地磁学组博士曹长干在他的导师潘永新研究员和合作者的指导下,发挥了跨学科和生物学的作用,利用重组人铁蛋白作为模板,根据人体生物转化原理铁蛋白仿生合成了蛋白壳包裹纳米磁性颗粒 - 磁重组人铁蛋白及其详细的低温岩石磁性和透射电子显微镜。结果表明:(1)合成的磁性重组人铁蛋白具有单分散,单一形态,粒径分布窄的特点。它由蛋白质壳和铁磁性铁核与磁铁矿或磁铁矿赤铁矿组成,核的平均粒径为3.9±1.1nm; (2)合成的磁性重组人铁蛋白无磁性相互作用,以单轴各向异性为主,是超顺磁性的理论与实验。(3)首次利用磁重组法计算了Neil理论超顺磁性最基本的参数人类铁蛋白样品:指数因子0 =(9.2±7.9)×1010 Hz,有效各向异性能量常数Keff = 1.2×105J / m3,表面各向异性Ks = 6.5×10-2erg / cm2,丰富了基本岩石磁学理论。此外,由于该仿生合成磁性重组人铁蛋白具有类似于人体的铁蛋白壳,而铁磁性铁核是具有强生物相容性和单分散性的铁磁性矿物,在材料科学和生物医学应用中可能具有重要的应用。例如,它们可以用于癌症的磁性靶向的生物医学,癌症的磁热疗,用于磁共振成像的对比剂,磁分离和纯化等。目前,研究成果已申请了两项发明专利(申请号:200910244505.1,一种单分散磁性铁蛋白的制备方法;申请号:201010034208.7,一种生物组织或工程菌分离纯化的铁蛋白方法)。
\\ u0026>该研究发表在最近出版的“地球物理研究期刊”上。 (来源:中国科学院地质与地球物理研究所)

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