药物的生物学特性

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药物的生物学特性范文第1篇

关键词 香樟树；虫害；生物学特性；防治技术；浙江文成

中图分类号 S433 文献标识码 B 文章编号 1007-5739（2013）14-0158-01

香樟树是我国园林绿化珍贵的造林树种，但在生长过程中，常受病虫危害，给绿化和景区造成巨大损失。香樟树主要虫害有红蜡蚧、樟梢卷叶蛾、樟叶蜂、樟巢螟、樟天牛、螨类、蛾类等。香樟树作为文成县公路绿化的主力军，其养护质量是影响公路景观的关键因素。在文成县主要发生的香樟树虫害有香樟筒天牛、樟萤叶甲、樟巢螟[1-2]。为此，应加强香樟树虫害防治技术的研究。

1 香樟树虫害生物学特性

1.1 香樟筒天牛

香樟筒天牛通过蛀食主枝和侧枝，对香樟危害甚大。其中以老熟幼虫危害尤为严重，不仅蛀食当年生枝，还能蛀食二年生枝条[3]。香樟筒天牛1年发生1代，卵长圆形，两端略尖，长3.2～3.7 mm，淡黄色。幼虫初孵幼虫体长2.0～2.1 mm，微黄白色，头部棕黄色，上颚黑褐色；前胸背面淡黄色，密生棕褐色麻点。老熟幼虫体长14～21 mm，黄色头壳具光泽，前胸背部有排列较整齐的棕黑色麻点斑块。在文成县幼虫于4月中旬开始化蛹，5月下旬化蛹结束。蛹黄色，触角淡黄色，微有光泽，长14～18 mm。5月上旬在林内初见成虫，成虫出现盛期为5月中旬，末期为6月下旬。产卵期始于5月下旬，盛期在5月下旬至6月上旬，而末期为6月下旬。幼虫于6月上旬开始孵化为害新枝，直至11月上旬老熟幼虫钻入截断的枝内落地越冬。

成虫于5月上旬，平均温度21.3 ℃时开始羽化，羽化之成虫在当年和上一年新生枝上或叶柄、叶脉上啃食补充营养。新枝皮部被啃食后嫩梢呈枯萎状。成虫白天活动，以8：00—12：00为剧，阴雨天活动少或不活动，补充营养4～7 d后，成虫在枝上、叶上交尾，交尾时间集中在6：00—12：00，每次交尾13～30 min，交尾后5～10 h雌虫开始产卵于当年生枝干上的被害疤痕的皮下部，每处1粒卵，每只雌虫可产卵6～15粒。卵初为淡黄白色，后渐变黄，10 d左右孵化，幼虫初孵化时，在皮下部蛀食韧皮部，以后蛀食木质部，以髓部为中心蛀食形成蛀食道，在被害枝上有小孔通气和排出黄色粪粒。6月香樟树被害枝上梢部开始枯萎，老熟幼虫至11月上旬，在被害枝顶部用木屑塞孔，以后幼虫转至被害枝下端呈“人”字形环状咬断落地，脱落后的切干长度为41～76 mm，一般为56 mm，下端用木屑塞孔，幼虫栖于切干的一端，以幼虫越冬。4月中旬老熟幼虫在切干内化蛹。

成虫体长15～17 mm，体细长，橙黄或棕黄色，被淡金色绒毛。头部黄色，比前胸略宽；额部较阔，并有细密刻点，额中沟明显；上颚、复眼黑色。触角11节，柄节较粗，黑色，其他各节被黄棕色绒毛。前胸圆筒形，无侧刺突。鞘翅极长，肩部以后狭缩，末端黑色，斜切，微凹；表面刻点较粗大，刻点在每一翅上整齐地排成6条纵行。足较短，黄色，胫节大部分和跗节为黑褐色。腹部黄色，第2、3节腹板两侧及第5节黑棕色。本种与Oberea formosana Pic很近似。

1.2 樟萤叶甲

樟萤叶甲一般1年发生2代，以老熟幼虫在土内越冬。3月初化蛹，4月上旬为成虫盛期， 4月中下旬开始交尾，卵散产于叶面，产卵10余粒。5月上旬幼虫大量卵化，蛀蚀嫩叶。老熟幼虫于6月下旬至7月上旬随枯叶落地，在通透性好、质地松软的浅土层中做土室越夏。8月中旬化蛹，第1代成虫于9月中下旬大量出现，食叶补充营养。9月下旬至10月上旬交尾产卵。7 d后幼虫卵化，11月底至12月初老熟幼虫随枯叶坠地入土做土室越冬。成虫有假死性。幼虫有冬眠、夏蛰和耐低温的习性。樟萤叶甲世代重叠现象较突出，各虫态的出现时期不齐，给防治带来困难[4]。

1.3 樟巢螟

樟巢螟1年发生2代，以老熟幼虫入土结茧越冬，翌年4月中、下旬化蛹，5月中下旬羽化。第1代从5月下旬至7月下旬进行危害，7月上中旬是危害盛期，第2代幼虫取食期从8月上旬到10月上旬（少数发育迟的到10月底）幼虫老熟入土越冬。成虫夜间羽化，无趋光性卵产于两叶相叠的叶片之间，幼虫5龄，初孵幼虫群集危害，取食叶片，仅剩表皮，肉眼极易识别。随虫体长大而分巢危害，每巢有虫5～20头，5龄期巢内有长条状茧袋，每袋1条幼虫，昼躲夜出，行动敏捷，受害严重的树木满是虫巢[5]。

2 防治技术

一是农业措施。加强肥水管理，培养健壮的植株，提高抗病虫害的能力。及时疏松土壤，注意各个生长时期的水肥匹配供应，确保植体有一个良好的生长环境和条件。保护樟树枝叶，确保叶片光泽好、植株茂盛，可提升植株抗病虫害能力。对行道树和绿地零星栽植树，进行整枝疏叶，使其通风透光，创造不利于害虫生长繁殖的环境条件。及时清除病虫枝和杂草，集中烧毁，减少虫源。二是生物措施。利用天敌捕食其幼虫，如利用猎蝽、螳螂、胡蜂、食虫虻等捕食樟萤叶甲幼虫，放病菌使老幼虫感病死亡。如设置绿僵菌、白僵菌使土室中越夏或越冬的老熟幼虫感病死亡。还可种植诱饵树诱杀香樟筒天牛。三是物理措施。实行检疫，加强管理。在幼虫时期，在林地搜集切干烧灭；在产卵时期，用铁丝刷刺杀卵或初孵幼虫；在成虫时期，施放烟雾剂熏杀和在树上交

尾产卵，进行人工捕杀；在幼虫已蛀入枝内危害时，可剪除初害枝或在排泄孔注射药物毒杀。也可利用成虫的假死性，在早晨摇树震落捕而后杀。在成虫羽化期夜间悬挂黑光灯或频振式杀虫灯进行诱杀，或采取人工摘巢，烧毁虫苞的措施。四是化学措施。结合生产季节和天气变化，及时选用对口药剂进行防治。严禁使用甲胺磷、氧化乐果等高毒农药。

3 参考文献

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药物的生物学特性范文第2篇

关键词山药；生物学特性；高产高效；栽培技术

中图分类号S632.104+.7文献标识码B文章编号 1007-5739（2011）03-0148-02

山药别名淮山、山薯、薯蓣、大薯，原产亚洲热带地区。我国南北各地均有栽培，以地下肉质块茎供食，喜温暖湿润，忌积水，怕干旱。山药为中药、蔬菜兼用，作为高营养食品，山药中含有大量淀粉及蛋白质、B族维生素、维生素C、维生素E、葡萄糖、粗蛋白氨基酸、胆汁碱（choline）、尿囊素（allantoin）等，作为中药可以健脾益胃，助消化，滋肾益精，有强健机体、益肺止咳、降低血糖、抗肝昏迷、延年益寿的作用。一般产值可以达9万元/hm2左右，与其他作物进行周年间作套种产值可达15.0万～22.5万元/hm2 [1-2]。现将山药的生物学特性及高产高效栽培技术介绍如下。

1生物学特性

1.1形态特征

山药为多年生缠绕草本，茎细长。叶对生或3叶轮生，1 m以上，叶片心脏形或箭头形，叶腋间常生1个珠芽（气生块茎），亦称零余子（山药蛋）。可用来繁殖和食用。地下具肉质块茎，分为棍棒状、掌状和块状3类，表皮粗糙淡黄褐色或黑褐色，表面密生细须根，春季自块茎上生不定芽，肉白色或淡紫色。夏季开花，花单生，乳白色少有结实，块茎繁殖，叶柄细长，叶形多变化，通常三角状卵形或三角状广卵形，叶脉7～9条。雌雄异株，穗状花序，雌花序下垂，雄花序直立，花小，黄绿色。果实有三棱，呈翅状，成熟后呈枯黄色。地下块茎圆柱形，肉质，生有多数须根。

1.2生长特性

山药野生于山区向阳的地方，喜温暖，耐寒，在北方稍行覆盖可以越冬。由于山药是一种深根性植物，对土壤要求不严，山坡平地均可栽培，但以土质肥沃疏松、保水肥力强、土层深厚的砂壤土最好，土层越深、块茎越大、产量越高[3-4]。在稍黏重土中，块茎短小，但组织紧密、品质佳良。故栽培地区应选择土层深厚、排水良好、疏松肥沃的砂质壤土。土壤酸碱度以中性最好，若土壤为酸性，幼生支根和根瘤，影响根的产量和质量；过碱，其根部不能充分的向下生长。茎蔓生右旋，长达3 m以上，山药要求高温、干燥气候，块茎10 ℃开始萌动，生长适温为25～28 ℃，在20 ℃以下生长缓慢，叶蔓遇霜则枯死，短日照能促进块茎和珠芽的形成。

2高产栽培技术

2.1培育壮苗

当前栽培的山药品种主要有2种：一是普通种，通常又叫家山药；二是大薯，又叫田薯。目前栽培的主要品种有淮之、农大短山药1号等。应采用珠芽（俗称山药蛋、山药豆）和山药块茎段作种。种前需晒种1周以上，促进种子内部物质的转化，打破休眠，杀灭种子表面的病菌。珠芽晾晒至表皮呈灰绿色，上面有很多疙瘩突起，用手剥开表皮可见紫绿色的肉。山药块茎段晾晒至伤口向内萎缩，并从断面中间裂开。4月上中旬选择较肥沃的土壤掺以腐熟农家肥进行集中催芽育苗，可采用10 cm×20 cm的窝行距，待苗高10 cm左右便可移植大田[5-6]。

2.2选地整地

选择地势高燥、排水良好、土层深厚、松软的砂壤土或壤土田块，要求上下土质一致，如下层有较薄的黏重土层，挖沟时挖去，也可种植。土壤以微酸至中性为宜。山药不能连作，一般应隔3年轮作1次[7-9]。开沟整地长根品种按行距1 m，在田间挖南北向深沟，沟宽28～30 cm，深140 cm。人工挖山药沟时应在冬前进行，通过冬春雨雪侵蚀冰冻风化使土块充分风化粉碎，挖时将上下层土分别堆放在沟的两侧，沟底20 cm的沙土就地挖翻耧碎。随风化解冻及时填沟，填沟时仔细剔除上壤中的石块、砖块、沙砾等硬物，不要将大土块填入沟内。先将底层土耧平踩实，再分别填入下层土、上层土，每填20 cm耧平踩实1次，要拾净所有瓦砾杂物。为便于开沟，一般都是先隔行开挖，待填平1/2条沟后，再开挖剩下的1/2条沟。

2.3适时定植

山药一般栽4.5万～7.5万株/hm2，水肥条件好密度宜小。为了便于搭架、田间管理和通风透光，宜采用宽窄行相间栽植，如100 cm×70 cm×25 cm栽4.65万株/hm2；或80 cm×50 cm×25 cm栽6.00万株/hm2。挖沟栽植时，首先把沟内20 cm深的熟土取出放在沟两边，沟宽30 cm，再继续将沟下40 cm深的土层挖松，将拌匀的腐熟农家肥15.0～22.5 t/hm2、磷肥750 kg/hm2、碳铵450 kg/hm2、硫酸钾375 kg/hm2施入其上，并稍加翻挖，最后把沟两边的熟土提到沟上，培成宽30～35 cm、高20 cm的土垄，再将繁育好的山药苗栽植在土垄上。也可与其他作物套种，如韭菜与山药套种、玉米与山药间套种、蚕豆与山药套种等，一般在10月底至11月初整地点蚕豆，翌年3―4月收蚕豆栽山药，一般效益可达15万元/hm2。韭菜与山药套种效益可达18万元/hm2。玉米与山药间套种高效立体栽培，周年可生产蔬菜，效益更高，可达22.5万元/hm2以上。

2.4田间管理

喷施多效唑抑制藤蔓疯长，多效唑对山药藤蔓生长具有明显的抑制作用，表现为节间缩短，藤蔓粗壮、叶色浓绿、叶片增厚，顶端新生侧枝减少，花蕾发育不良，零余子生长受抑，能使山药增产10%以上。喷施多效唑的最佳时期在山药藤蔓满架，现蕾开花初期，均匀喷施15%多效唑可湿性粉剂1 000～1 500倍液，生长过旺的田块可多喷1次，间隔时间为1周。山药是藤本右旋攀援性植物，任其自然生长不利于通风透光和产量提高。搭“人”字架应在藤蔓生长到50 cm以上进行，支架顶端用架材连接，并用绳子扎牢，以提高支架的撑力和抗风能力，防止倒架。搭架能改善通风透光条件，提高植株中下部叶片的光合作用能力，降低架内的湿度，减少病害，从而提高山药产量。一般架高在2 m左右。

2.5肥分管理

山药喜有机肥，从播种直至发棵都可铺施。施用充分腐熟的有机肥，如人粪尿、堆肥、厩肥和优质土杂肥，要利用夏秋季节气温高、易发酵腐熟的有利时机提前进行沤制。提倡有机肥和部分化肥在种植完山药后施入山药行间，把腐熟的有机肥铺施于2行山药之间的畦面上，耧划翻土15 cm深左右，使土、肥充分混合，然后将畦面的肥土覆于山药垄的两侧。在生长前期以藤蔓生长为主，故适当供应速效氮肥，进入块茎生长旺期，要重视氮、磷、钾的配合施用，特别是重视钾肥的施用，以促进块茎膨大和物质积累。生长后期要控制氮肥内施用量，防止藤蔓徒长[10]。一般使用的钾肥有硫酸钾、磷酸二氢钾、生物钾肥等。在山药生长期内，一般需分次追施硫酸钾600 kg/hm2，才能达到较好的高产效果。生长后期结合防病治虫，根外喷施0.3%的磷酸二氢钾溶液2～3次，达到保叶防早衰的目的。

2.6病虫害及畸形山药防冶

病害主要有白锈病、褐斑病。白锈病于春季发生；褐斑病夏季发生。在防治上，搭支架，保持通风良好，不能在阴湿积水的地方种植；用波尔多液（1∶1∶140）或多菌灵800倍液喷雾防治。虫害主要有蛴螬、地老虎，咬食根部。在防治上，结合整地施入辛硫磷或毒死蜱颗粒剂；发生时用毒饵诱杀或药液灌根等[11]。在山药栽培过程中，因不良环境条件、栽培措施、管理方法等因素的影响，使山药在生长过程中改变了内部组织结构，从而产生各种奇异怪状，如山药块茎上端分杈、下端分杈、蛇形、扁头形、脚掌形、葫芦形、麻脸形等，这些统称为畸形山药。预防上，应严格按技术规程操作，谨慎施用种肥，防治地下害虫施用毒土、毒饵时不能盲目加大剂量。同时加强管理。

2.7采收加工

芦头栽种当年收，珠芽繁殖第2年收，于霜降后叶呈黄色时采挖。洗净泥土，用竹刀或碗片刮去外皮，日晒或烘烤干燥，或趁鲜切片，或去泥后进行包装上市销售。

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药物的生物学特性范文第3篇

 

关键词： 生物信息学 农业研究领域 应用

“生物信息学”是英文单词“bioinformatics”的中文译名，其概念是1956年在美国田纳西州gatlinburg召开的“生物学中的信息理论”讨论会上首次被提出的［1］，由美国学者lim在1991年发表的文章中首次使用。生物信息学自产生以来，大致经历了前基因组时代、基因组时代和后基因组时代三个发展阶段［2］。2003年4月14日，美国人类基因组研究项目首席科学家collins f博士在华盛顿隆重宣布人类基因组计划（human genome project，hgp）的所有目标全部实现［3］。这标志着后基因组时代（post genome era，pge）的来临，是生命科学史中又一个里程碑。生物信息学作为21世纪生物技术的核心，已经成为现代生命科学研究中重要的组成部分。研究基因、蛋白质和生命，其研究成果必将深刻地影响农业。本文重点阐述生物信息学在农业模式植物、种质资源优化、农药的设计开发、作物遗传育种、生态环境改善等方面的最新研究进展。

1.生物信息学在农业模式植物研究领域中的应用

1997年5月美国启动国家植物基因组计划（npgi），旨在绘出包括玉米、大豆、小麦、大麦、高粱、水稻、棉花、西红柿和松树等十多种具有经济价值的关键植物的基因图谱。国家植物基因组计划是与人类基因组工程（hgp）并行的庞大工程［4］。近年来，通过各国科学家的通力合作，植物基因组研究取得了重大进展，拟南芥、水稻等模式植物已完成了全基因组测序。人们可以使用生物信息学的方法系统地研究这些重要农作物的基因表达、蛋白质互作、蛋白质和核酸的定位、代谢物及其调节网络等，从而从分子水平上了解细胞的结构和功能［5］。目前已经建立的农作物生物信息学数据库研究平台有植物转录本（ta）集合数据库tigr、植物核酸序列数据库plantgdb、研究玉米遗传学和基因组学的mazegdb数据库、研究草类和水稻的gramene数据库、研究马铃薯的pomamo数据库，等等。

2.生物信息学在种质资源保存研究领域中的应用

种质资源是农业生产的重要资源，它包括许多农艺性状（如抗病、产量、品质、环境适应性基因等）的等位基因。植物种质资源库是指以植物种质资源为保护对象的保存设施。至1996年，全世界已建成了1300余座植物种质资源库，在我国也已建成30多座作物种质资源库。种质入库保存类型也从单一的种子形式，发展到营养器官、细胞和组织，甚至dna片段等多种形式。保护的物种也从有性繁殖植物扩展到无性繁殖植物及顽拗型种子植物等［6］。近年来，人们越来越多地应用各种分子标记来鉴定种质资源。例如微卫星、aflp、ssap、rbip和snp等。由于对种质资源进行分子标记产生了大量的数据，因此需要建立生物信息学数据库和采用分析工具来实现对这些数据的查询、统计和计算机分析等［7］。

3.生物信息学在农药设计开发研究领域中的应用

传统的药物研制主要是从大量的天然产物、合成化合物，以及矿物中进行筛选，得到一个可供临床使用的药物要耗费大量的时间与金钱。生物信息学在药物研发中的意义在于找到病理过程中关键性的分子靶标、阐明其结构和功能关系，从而指导设计能激活或阻断生物大分子发挥其生物功能的治疗性药物，使药物研发之路从过去的偶然和盲目中找到正确的研发方向。生物信息学为药物研发提供了新的手段［8，9］，导致了药物研发模式的改变［10］。目前，生物信息学促进农药研制已有许多成功的例子。itzstein等设计出两种具有与唾液酸酶结合化合物：4-氨基-neu5ac2en和4-胍基-neu5ac2en。其中，后者是前者与唾液酸酶的结合活性的250倍［11］。目前，这两种新药已经进入临床试验阶段。tang sy等学者研制出新一代抗aids药物saquinavir［12］。pungpo等已经设计出几种新型高效的抗hiv-1型药物［13］。杨华铮等人设计合成了十多类数百个除草化合物，经生物活性测定，部分化合物的活性已超过商品化光合作用抑制剂的水平［14］。

现代农药的研发已离不开生物信息技术的参与，随着生物信息学技术的进一步完善和发展，将会大大降低药物研发的成本，提高研发的质量和效率。

4.生物学信息学在作物遗传育种研究领域中的应用

随着主要农作物遗传图谱精确度的提高，以及特定性状相关分子基础的进一步阐明，人们可以利用生物信息

学的方法，先从模式生物中寻找可能的相关基因，然后在作物中找到相应的基因及其位点。农作物的遗传学和分子生物学的研究积累了大量的基因序列、分子标记、图谱和功能方面的数据，可通过建立生物信息学数据库来整合这些数据，从而比较和分析来自不同基因组的基因序列、功能和遗传图谱位置［15］。在此基础上，育种学家就可以应用计算机模型来提出预测假设，从多种复杂的等位基因组合中建立自己所需要的表型，然后从大量遗传标记中筛选到理想的组合，从而培育出新的优良农作物品种。

5.生物信息学在生态环境平衡研究领域中的应用

在生态系统中，基因流从根本上影响能量流和物质流的循环和运转，是生态平衡稳定的根本因素。生物信息学在环境领域主要应用在控制环境污染方面，主要通过数学与计算机的运用构建遗传工程特效菌株，以降解目标基因及其目标污染物为切入点，通过降解污染物的分子遗传物质核酸 dna，以及生物大分子蛋白质酶，达到催化目标污染物的降解，从而维护空气［16］、水源、土地等生态环境的安全。

美国农业研究中心（ars） 的农药特性信息数据库（ppd） 提供 334 种正在广泛使用的杀虫剂信息，涉及它们在环境中转运和降解途径的16种最重要的物化特性。日本丰桥技术大学（toyohashi university of technology） 多环芳烃危险性有机污染物的物化特性、色谱、紫外光谱的谱线图。美国环保局综合风险信息系统数据库（iris） 涉及 600种化学污染物，列出了污染物的毒性与风险评价参数，以及分子遗传毒性参数［17］。除此之外，生物信息学在生物防治［18］中也起到了重要的作用。网络的普及，情报、信息等学科的资源共享，势必会创造出一个环境微生物技术信息的高速发展趋势。

6.生物信息学在食品安全研究领域中的应用

食品在加工制作和存储过程中各种细菌数量发生变化，传统检测方法是进行生化鉴定，但所需时间较长，不能满足检验检疫部门的要求，运用生物信息学方法获得各种致病菌的核酸序列，并对这些序列进行比对，筛选出用于检测的引物和探针，进而运用pcr法［19］、rt-pcr法、荧光rt-pcr法、多重pcr［20］和多重荧光定量pcr等技术，可快速准确地检测出细菌及病毒。此外，对电阻抗、放射测量、elisa法、生物传感器、基因芯片等［21-25］技术也是未来食品病毒检测的发展方向。

转基因食品检测是通过设计特异性的引物对食品样品的dna提取物进行扩增，从而判断样品中是否含有外源性基因片段［26］。通过对转基因农产品数据库信息的及时更新，可准确了解各国新出现和新批准的转基因农产品，便于查找其插入的外源基因片段，以便及时对检验方法进行修改。目前由于某些通过食品传播的病毒具有变异特性，以及检测方法的不完善等因素影响，生物信息学在食品领域的应用还比较有限，但随着食品安全检测数据库的不断完善，相信相关的生物信息学技术将在食品领域发挥越来越重要的作用。

生物信息学广泛用于农业科学研究的各个领域，但是仅有信息资源是不够的，选出符合自己需求的生物信息就需要情报部门，以及信息中介服务机构提供相关服务，通过出版物、信息共享平台、数字图书馆、电子论坛等信息媒介的帮助，科研工作者可快速有效地找到符合需要的信息。目前我国生物信息学发展还很不均衡，与国际前沿有一定差距，这需要从事信息和科研的工作者们不断交流，使得生物信息学能够更好地为我国农业持续健康发展发挥作用。

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药物的生物学特性范文第4篇

【摘要】目的：观察阿霉素长时间作用对胆管癌细胞株FRH0201生物学活性的影响。方法：用2μg/ml的阿霉素同一浓度逐渐延长时间作用于人胆管癌细胞株FRH0201细胞，经反复作用筛选出能在含1μg/ml的阿霉素培养液中生存72h，去掉阿霉素后仍能继续稳定传代生长的细胞。无药培养1月后进行生物学行为的监测。观察细胞形态学，绘制生长曲线和流式细胞仪测定细胞周期，酶联免疫吸附法测定细胞的肿瘤标记物，激光共聚焦显微镜观察细胞内的阿霉素的荧光强度。结果：阿霉素作用后FRH0201细胞形态学有轻度改变，细胞倍增时间较亲本细胞延长3h，与亲本细胞相比S期细胞增多16.89%，G1期细胞减少29.33%、G2期细胞增多12.46%。CA125和CA199试验组和亲本组分别为9.14和8.60U/ml，1.59和2.96U/ml，细胞内阿霉素浓度（荧光强度平均值），亲本细胞为1764.8，试验组细胞为305.4。结论：阿霉素对胆管癌细胞株FRH0201的形态学及倍增时间无明显影响，但使细胞进入S期、G2期的增多，细胞内药物浓度明显降低，生长时间无明显变化。

【关键词】胆道肿瘤・阿霉素・肿瘤细胞，培养液・细胞周期・细胞大小・CA125・CA199

TheeffectsofadramycinonthehumanliverhilarcholangiocarcinonacelllineFRH0201

【ABSTRACT】Objective:ToinvestigatetheeffectsofadramycinoncelllineofFRH0201.Methods:Humanhilarcholangiocarcinonacelllinewereculturedwithadramycin(2μg/ml)throughlastingdifferenttimes,finallythiscelllinecansurviveafter72hculturedinthecultureliquidwiththeadramycin(1μg/ml).Thenthemediumwasreplacedwithafreshonewithoutadramycin,andthecellswerecontinuouslyculturedfor1month.Theinvitrostudiesincludedtheobservationoftheappearancewithopticalmicroscope,MTTcellproliferationassay,analysisofthecellcyclebyFlowcytometry(FACS),assaysoftumormarkerusingenzymelinkedimmunosorbentassay(ELISA),thefluorescencedensityofadramycin.Results:ComparedtotheparentFRH0201cellline:Themorphologyshowedtypicalmorphologicalcharacteristics,thedoublingtimeprolongedabout3h,thecellcyclebyflowcytometryidentifiedinG1,G2andSphaseofcellcyclewere40.50%,19.74%and39.77%intrialgroup,and69.83%,7.29%and22.88%inparentgroup,respectively.Tumormarkerhasnodifferencebetweenthem,thefluorescencedensityofepirubicindescending5.2times.Conclusion:Theadramycincanaffectthecellcycleandcausethechangeofmetabolism.

【KEYWORDS】Biliarytractneoplasms・Adramycin・Tumorcells,cultured・Cellcycle・Cellsize・CA125・CA199

目前，肝门部胆管癌手术切除率已明显提高，手术病死率明显下降，但真正达到根治性切除的病例很少，局部复发率很高，现有的化疗及放疗未见明显的效果。其原因可能与肝门部胆管癌的生物学特性有关［1］。为此，我们观察阿霉素长时间作用对胆管癌细胞株FRH0201生物学活性的影响。

1材料和方法

1.1材料阿霉素购于深圳万乐公司，MTT购自爱博生物工程有限公司，胎牛血清购自杭州四季青公司。胆管癌细胞株FRH0201由本课题组吴小鹏教授构建［2］。

1.2方法采用浓度相同不断增加作用时间的方法确定阿霉素培养液终浓度为1μg/ml。首先分别向FRH0201细胞株的培养瓶内加入不同浓度的阿霉素（Adramycin,ADR），培养3d后观察细胞死亡情况。结合阿霉素的血浆浓度，选择可将50%的细胞抑制的药物浓度（IC50）作为耐药细胞培养的起始浓度（2μg/ml），将肿瘤细胞置于该培养液中和不含药物的10%小牛血清RPMI1640培养液培养，待细胞稳定生长、进入对数生长期后，传代两次，再将筛选出的细胞在相同药物浓度培养液中继续培养。经过1，2，3，6，12，24，36，48，60，72h10个时间段约8个月的培养，最终使细胞能够在1μg/ml阿霉素培养液中持续稳定生长并传代，然后脱药培养1个月在检测细胞的生物特性。

>1.3观察指标

1.3.1形态学观察将两株细胞分别爬片后经HE染色，光镜下进行形态学观察。

1.3.2细胞倍增时间的测定取对数生长期的亲本细胞即未用药的细胞和阿霉素作用的细胞与试验组细胞各一瓶，0.25%胰蛋白酶消化，10%小牛血清1640培养液制成浓度为1×104个/ml的单细胞悬液，96孔板中每孔接种200μ1，37℃、5%CO2饱和湿度孵箱中培养。每天取3个复孔计数活细胞，计算平均值，连续观察7d。以培养时间为横轴，以细胞数的对数为纵轴，绘制半对数细胞生长曲线，于生长曲线上对数生长期内取3组数据，根据最小二乘法进行直线回归，在直线上任取两点（Nt、No），根据下列公式计算细胞的倍增时间(Td）［3］。T代表No~Nt的时间Td=T×Ig2/Ig(Nt/No）

1.3.3细胞周期分析取对数生长期的亲本及实验组细胞各1×106个/ml，制成单细胞悬液，按试剂盒说明进行操作，于流式细胞仪（FCM）上行细胞周期分析。

1.3.4肿瘤标记物CA125、CA199分别将同等数量的亲本及试验组细胞接种于培养瓶内，37℃、5%CO2饱和湿度孵箱中培养。待细胞进入对数生长期后，分别收集培养液各10ml，1000r/min离心5min后取上清，用酶联免疫吸附法进行CA125及CA199的检测。

1.3.5激光共聚焦显微镜检测将亲本细胞与试验组细胞制备单层细胞爬片。将载玻片置于培养皿中10%小牛血清1640培养液制成浓度为1×104个/ml的单细胞悬液，待细胞贴壁生长均匀布满载玻片后加入2μg/ml阿霉素作用30min，PBS洗涤细胞2次，在磁共振共聚焦显微镜下观察细胞内的阿霉素浓度以荧光强度表示。然后计算平均值。

2结果

2.1形态学改变倒置显微镜下对数生长期的FRH0201细胞呈铺路石状镶嵌紧密排列，细胞呈多边形、梭形、圆形、不规则形、三角形等各种形态，生长活跃，细胞体积变大，折光性差，核浆比例变大，细胞核增大。有多核细胞，有异常核分裂相。

2.2细胞倍增时间实验组细胞倍增时间为23.6h，延长了约3h。

2.3细胞周期分析实验组细胞与亲本细胞相比：S期细胞增多16.89%，G1期细胞减少29.33%、G2期细胞增多12.46%。见图1、2。

2.5激光共聚焦显微镜检测细胞内的阿霉素浓度以荧光强度表示，计算平均值。见图3。

3讨论

肝门胆管癌及胆囊癌术后化疗是重要的辅助治疗手段，但化疗的敏感性不高。且可能存在个体性差异及可能诱发的肿瘤多药耐药性。为了临床及基础方面对胆道恶性肿瘤综合治疗的研究，FRH0201细胞代表原发灶的所有细胞群体［2］，并已成功建立裸鼠动物模型［3、4］，我们用阿霉素对该细胞株进行干预，观察对其生物学特性的影响。为了更接近临床胆管癌化疗反复间歇用药的特点，对FRH0201细胞采用大剂量反复间歇同一浓度不同时间暴露，历时8个月，获得了稳定生长的细胞。本次试验不同于其它耐药株固定药物浓度，这更符合临床用药方式。在本实验中我们发现在低氧时，肿瘤细胞在含有阿霉素的培养基中可以继续生长繁殖，一旦更换培养基后同样剂量的药物，细胞虽然可以继续贴壁伸展。但药物持续存在时却出现凋亡细胞，随着作用时间的延长，凋亡细胞逐渐减少。该细胞生物学特性的研究将为下一步耐药株的建立，探讨胆管癌耐药机理及逆转耐药奠定基础。以往研究发现，与亲本细胞株比较，耐药细胞株在形态、结构及代谢水平等方面均发生了显著变化［5］。本实验细胞在无药培养1个月后生长稳定，倍增时间稍有延长，其分泌的肿瘤标记物如CA125、CA199较亲本细胞有所降低，这可能与药物抑制细胞活性有关，也可能是药物导致了细胞的分化有关，但是细胞排泄毒性药物的作用得到了增强。我们推测这些生物学性状的改变与其耐药表型密切相关，但其详细机理尚有待进一步研究。经流式细胞仪分析发现，药物处理前后试验组G1期细胞比亲本组约减少29.33%，G2期细胞比亲本组增加12.46%，S期细胞增多16.89%，说明细胞通过细胞周期限制从G1期进入S期，然后阻滞于G2期，G2期的主要特征是RNA的合成和染色质的螺旋化，此期对外界环境敏感，易受各种因素的影响［6］。提示根据药物对胆管癌细胞周期各期的影响，在临床上可以更好地选择不同的化疗药物，联合用药以增加疗效，减少副作用。在经药物作用筛选后1月，细胞内抗肿瘤药物浓度仍明显降低，证明了细胞稳定表达了某种机制，该机制可以使肿瘤细胞耐受阿霉素的杀伤作用，但具体的机制需要进一步证实。本实验提示：（1）通过适当剂量的间歇的持续的冲击应用抗肿瘤药物，可以筛选出持续生长的细胞；（2）胆管癌细胞在阿霉素作用下，细胞内的抗肿瘤药浓度下降，这是肿瘤细胞在含抗肿瘤药物的掊养液中生长繁殖的基础；（3）阿霉素可以影响细胞的分裂增殖周期。但该结论尚需今后进一步实验得以证实。

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［5］Uchiyam

药物的生物学特性范文第5篇



关键词：纳米材料生物医学应用

1应用于生物医学中的纳米材料的主要类型及其特性

1.1纳米碳材料

纳米碳材料主要包括碳纳米管、气相生长碳纤维也称为纳米碳纤维、类金刚石碳等。

碳纳米管有独特的孔状结构［1］，利用这一结构特性，将药物储存在碳纳米管中并通过一定的机制激发药物的释放，使可控药物变为现实。此外，碳纳米管还可用于复合材料的增强剂、电子探针（如观察蛋白质结构的AFM探针等）或显示针尖和场发射。纳米碳纤维通常是以过渡金属Fe、Co、Ni及其合金为催化剂，以低碳烃类化合物为碳源，氢气为载体，在873K～1473K的温度下生成，具有超常特性和良好的生物相溶性，在医学领域中有广泛的应用前景。类金刚石碳（简称DLC）是一种具有大量金刚石结构C—C键的碳氢聚合物，可以通过等离子体或离子束技术沉积在物体的表面形成纳米结构的薄膜，具有优秀的生物相溶性，尤其是血液相溶性。资料报道，与其他材料相比，类金刚石碳表面对纤维蛋白原的吸附程度降低，对白蛋白的吸附增强，血管内膜增生减少，因而类金刚石碳薄膜在心血管临床医学方面有重要的应用价值。

1.2纳米高分子材料

纳米高分子材料，也称高分子纳米微粒或高分子超微粒，粒径尺度在1nm～1000nm范围。这种粒子具有胶体性、稳定性和优异的吸附性能，可用于药物、基因传递和药物控释载体，以及免疫分析、介入性诊疗等方面。

1.3纳米复合材料

目前，研究和开发无机—无机、有机—无机、有机—有机及生物活性—非生物活性的纳米结构复合材料是获得性能优异的新一代功能复合材料的新途径，并逐步向智能化方向发展，在光、热、磁、力、声［2］等方面具有奇异的特性，因而在组织修复和移植等许多方面具有广阔的应用前景。国外已制备出纳米ZrO2增韧的氧化铝复合材料，用这种材料制成的人工髋骨和膝盖植入物的寿命可达30年之久［3］。研究表明，纳米羟基磷灰石胶原材料也是一种构建组织工程骨较好的支架材料［4］。此外，纳米羟基磷灰石粒子制成纳米抗癌药，还可杀死癌细胞，有效抑制肿瘤生长，而对正常细胞组织丝毫无损，这一研究成果引起国际的关注。北京医科大学等权威机构通过生物学试验证明，这种粒子可杀死人的肺癌、肝癌、食道癌等多种肿瘤细胞。

此外，在临床医学中，具有较高应用价值的还有纳米陶瓷材料，微乳液等等。

2纳米材料在生物医学应用中的前景

2.1用纳米材料进行细胞分离

利用纳米复合体性能稳定，一般不与胶体溶液和生物溶液反应的特性进行细胞分离在医疗临床诊断上有广阔的应用前景。20世纪80年代后，人们便将纳米SiO2包覆粒子均匀分散到含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮胶体溶液中，使所需要的细胞很快分离出来。目前，生物芯片材料已成功运用于单细胞分离、基因突变分析、基因扩增与免疫分析（如在癌症等临床诊断中作为细胞内部信号的传感器［5］）。伦敦的儿科医院、挪威工科大学和美国喷气推进研究所利用纳米磁性粒子成功地进行了人体骨骼液中癌细胞的分离来治疗病患者［6］。美国科学家正在研究用这种技术在肿瘤早期的血液中检查癌细胞，实现癌症的早期诊断和治疗。

2.2用纳米材料进行细胞内部染色

比利时的DeMey博士等人利用乙醚的黄磷饱和溶液、抗坏血酸或柠檬酸钠把金从氯化金酸（HAuCl4）水溶液中还原出来形成金纳米粒子，（粒径的尺寸范围是3nm～40nm），将金纳米粒子与预先精制的抗体或单克隆抗体混合，利用不同抗体对细胞和骨骼内组织的敏感程度和亲和力的差异，选择抗体种类，制成多种金纳米粒子—抗体复合物。借助复合粒子分别与细胞内各种器官和骨骼系统结合而形成的复合物，在白光或单色光照射下呈现某种特征颜色（如10nm的金粒子在光学显微镜下呈红色），从而给各种组织“贴上”了不同颜色的标签，为提高细胞内组织分辨率提供了各种急需的染色技术。

2.3纳米材料在医药方面的应用

2.3.1纳米粒子用作药物载体

一般来说，血液中红血球的大小为6000nm～9000nm，一般细菌的长度为2000nm～3000nm［7］，引起人体发病的病毒尺寸为80nm～100nm，而纳米包覆体尺寸约30nm［8］，细胞尺寸更大，因而可利用纳米微粒制成特殊药物载体或新型抗体进行局部的定向治疗等。专利和文献资料的统计分析表明，作为药物载体的材料主要有金属纳米颗粒、无机非金属纳米颗粒、生物降解性高分子纳米颗粒和生物活性纳米颗粒。

磁性纳米颗粒作为药物载体，在外磁场的引导下集中于病患部位，进行定位病变治疗，利于提高药效，减少副作用。如采用金纳米颗粒制成金溶液，接上抗原或抗体，就能进行免疫学的间接凝聚实验，用于快速诊断［9］。生物降解性高分子纳米材料作为药物载体还可以植入到人体的某些特定组织部位，如子宫、阴道、口（颊、舌、齿）、上下呼吸道（鼻、肺）、以及眼、耳等［10］。这种给药方式避免了药物直接被消化系统和肝脏分解而代谢掉，并防止药物对全身的作用。如美国麻省理工学院的科学家已研制成以用生物降解性聚乳酸（PLA）制的微芯片为基础，能长时间配选精确剂量药物的药物投送系统，并已被批准用于人体。近年来生物可降解性高分子纳米粒子（NPs）在基因治疗中的DNA载体以及半衰期较短的大分子药物如蛋白质、多肽、基因等活性物质的口服释放载体方面具有广阔的应用前景。药物纳米载体技术将给恶性肿瘤、糖尿病和老年痴呆症的治疗带来变革。

2.3.2纳米抗菌药及创伤敷料

Ag+可使细胞膜上蛋白失去活性从而杀死细菌，添加纳米银粒子制成的医用敷料对诸如黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿浓杆菌等临床常见的40余种外科感染细菌有较好抑制作用。

2.3.3智能—靶向药物

在超临界高压下细胞会“变软”，而纳米生化材料微小易渗透，使医药家能改变细胞基因，因而纳米生化材料最有前景的应用是基因药物的开发。德国柏林医疗中心将铁氧体纳米粒子用葡萄糖分子包裹，在水中溶解后注入肿瘤部位，使癌细胞部位完全被磁场封闭，通电加热时温度达到47℃，慢慢杀死癌细胞。这种方法已在老鼠身上进行的实验中获得了初步成功［11］。美国密歇根大学正在研制一种仅20nm的微型智能炸弹，能够通过识别癌细胞化学特征攻击癌细胞，甚至可钻入单个细胞内将它炸毁。

2.4纳米材料用于介入性诊疗

日本科学家利用纳米材料，开发出一种可测人或动物体内物质的新技术。科研人员使用的是一种纳米级微粒子，它可以同人或动物体内的物质反应产生光，研究人员用深入血管的光导纤维来检测反应所产生的光，经光谱分析就可以了解是何种物质及其特性和状态，初步实验已成功地检测出放进溶液中的神经传达物质乙酰胆碱。利用这一技术可以辨别身体内物质的特性，可以用来检测神经传递信号物质和测量人体内的血糖值及表示身体疲劳程度的乳酸值，并有助于糖尿病的诊断和治疗。

2.5纳米材料在人体组织方面的应用

纳米材料在生物医学领域的应用相当广泛，除上面所述内容外还有如基因治疗、细胞移植、人造皮肤和血管以及实现人工移植动物器官的可能。

目前，首次提出纳米医学的科学家之一詹姆斯贝克和他的同事已研制出一种树形分子的多聚物作为DNA导入细胞的有效载体，在大鼠实验中已取得初步成效，为基因治疗提供了一种更微观的新思路。

纳米生物学的设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人，也称纳米机器人。纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容，第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体，这种纳米机器人可注入人体血管内，进行健康检查和疾病治疗（疏通脑血管中的血栓，清除心脏脂肪沉积物，吞噬病菌，杀死癌细胞，监视体内的病变等）［12］；还可以用来进行人体器官的修复工作，比如作整容手术、从基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安装在基因中，使机体正常运行或使引起癌症的DNA突变发生逆转从而延长人的寿命。将由硅晶片制成的存储器（ROM）微型设备植入大脑中，与神经通路相连，可用以治疗帕金森氏症或其他神经性疾病。第二代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置，可以用其吞噬病毒，杀死癌细胞。第三代纳米机器人将包含有纳米计算机，是一种可以进行人机对话的装置。这种纳米机器人一旦问世将彻底改变人类的劳动和生活方式。