电磁辐射对螺旋藻生长及胞外多糖分泌的影响.pdf

2 0 0 5 中国科协掌术年会《生物物理与t j o 疾病》分会嗣嘲弋交流误折叠可导致·些疾病，比较典型的有人的纹状体脊髓变性病( C J D ) 、老年痴呆症、帕 金森氏病、癌症和肺气肿人类G 蛋白的多态性与高血压、肥胖症、2 型糖尿病以及双 极情感障碍和抑郁症有极大的相关性在揭示生命活动本质的研究中，现代生物物理学、生物化学、分子生物学和结构牛 物学相互交叉和融合我们通过生物物理学的深入研究发现了许多遗传性重大疾病的发 病原因和机制，这为我们进行基因治疗提供了理论依据和治疗手段随着物理学和生命 科学的进一步交叉和渗透，将向解决生物学的重大问题及开创新的理论体系的阶段发 展，许多现在还难以治愈的遗传性疾病必将被攻克、得到治愈参考文献： l 、陈志传．理论生物物理学展望【J 】．巢湖学院学报，2 0 0 4 ，6 ( 3 ) ：4 9 ．5 4 2 、杨文修．生物物理学研究的一些前沿问题[ J 】．天津理一r 学院学报，2 0 0 0 ，1 6 ( 4 ) ：6 - 9 3 、刘焯霖，张成．神经系统遗传病研究新进展[ J 】．中华神经科杂志，1 9 9 9 ，3 2 ( 1 ) ：4 3 4 5 4 、周永兴，王国相．神经系统遗传病与三核昔酸重复扩展突变【J 】．中日友好医院学报，1 9 9 6 ，1 0( 2 ) ：1 7 5 —1 7 95 、唐北沙．夏家辉，王德安，等．遗传性脊髓小脑共济失调的C A G 三核苷酸突变检测[ J ] ．中华医 学遗传学杂志，1 9 9 9 ，1 6 ( 5 ) ：2 8 1 ．2 8 3 6 、汤熙翔．钙通道与人类遗传病【J 】．国外医学遗传学分册，2 0 0 0 ，2 3 ( 3 ) ：1 3 4 —1 3 6 7 、鲁海玲．蛋白组学技术在肿瘤诊断和治疗研究方面的应用【J ] ．实用肿瘤学杂志，2 0 0 5 ，1 9 ( 1 ) ：6 0 ．6 68 、周筠梅．蛋白组的错误折叠与疾病【J 】．生物化学与生物物理进展，2 0 0 0 ，2 7 ( 6 ) ：5 7 9 —5 8 4 · 9 、胡健．G 蛋白1 3 3 基因多态性与人类疾病【J 】．国外医学生理、病理科学与临床分册，2 0 0 2 ，2 2 ( 3 ) ： 2 】2 ．2 1 4电磁辐射对螺旋藻生长及胞外多糖分泌的影响挫! 些壁郭祀远蔡妙颜陆登俊华南理I 大学轻化I 研究所广柚5 1 0 6 4 0 ( z b s n ( 垄一, t o —m ．c —o m )螺旋藻( S p i r u l i n a ) 是一种具有营养保健功能的低等微型蓝藻【l 】，蛋白质含量高， 达干重的7 0 ％【2 】【3 1 ，富含人体所需大多数氨基酸( 4 l 。

不但营养丰富而均衡，而且极易被 消化吸收，其消化率高达8 6 ％以上【5 1 近年来，螺旋藻中丰富的生理活性成分相继被广泛利用，包括D ．胡萝卜素、叶绿素、0 【、Y 一亚麻酸、维生素、微量元素、藻蓝蛋白，螺 旋藻多糖【6 】，这些成分都具有重要的医疗保健价值其中尤其引入注目的是占2 ．0 ～3 ．0 ％ 的螺旋藻多糖螺旋藻多糖是从螺旋藻中分离、纯化的一种水溶性多糖，是一种抗辐射 的有效物质，可调节人体生理功能，促进细胞新陈代谢，增强机体免疫力，具有抑癌、 抗肿瘤及抗衰老、抗菌等保健作用电磁辐射对生物体会产生一定的作用和影响生物体受到外界磁场的作用会产生相 应的磁生物效应近年来，磁场对生物的影响日益受到人们的重视，磁场生物效应在，士． 物技术、农业等领域得到广泛的应用已有的研究表明，适当的磁场作用可以有效促进 螺旋藻的生长和生物量的提高本研究系统探讨了磁场对螺旋藻生长及螺旋藻胞外多糖 分泌的影响及规律，并对其作用机理进行探讨．以期找到‘种强化微藻功能化培养并^穴提升微藻产品附加值的方法，1 试验与方法钝顶螺旋藻( 华南师范大学生命科学院提供l 培养采罔自制的4 L 气升式外坏流磁处 理光牛物反应器．其中磁处理装置采用可调恒定磁场．磁极间距2 e r a 。

磁场强度测定采．I2 0 ．2 0 0 5 中圆科协学术年会《生物物理与●} 大疾病》分会掌术交流用霍尔效应数字磁强计测定Z a r r o u k 改良培养基p H 维持在8 ．5 - 11 左右，光强4 k l x ， 2 4 h 连续照射控温在3 0 ℃用3 0 0 目滤布滤出藻丝，培养基用0 ．4 5 1 x r n 微孔滤膜进一步去除残留藻体，以截留 分子量8 0 0 0 的超滤膜进行超滤，除掉盐离子，并将体积浓缩至原来的1 ／1 0 ，加3 倍9 5 ％ 乙醇沉淀多糖，离心分离，沉淀粗多糖加水溶解，定容至5 0 m L ，再用氯仿．正丁醇混合 溶液萃取洗涤残留蛋白，取l m L 上清液以苯酚．硫酸法测定总糖含量【7 j ，以葡萄糖为标准，折算系数为0 ．9 2 ．试验结果2 ．1 磁场强度对螺旋藻生长的影响试验结果( 图略) 表明磁处理显著地影响螺旋藻的生长当磁场5 4 0 k A ／m ，能显著 提高螺旋藻的生长速率，刺激生物量的积累，并以磁场为2 4 k A ／m 的处理时最佳当磁 场为4 0 ～8 0 k A ／m 时，比生长速率下降，最大细胞浓度迅速下降在8 0 k A ／m 以上的磁场 明显的抑制了螺旋藻生长，8 0 ～1 6 0 k A ／m 时生长缓j 慢，4 0 0 k A ／m 以上的磁场处理下，螺 旋藻基本停止生长。

实验还发现，将受强磁场处理而受抑制的螺旋藻取出磁场，在正常 条件下，螺旋藻又可以逐渐恢复生长藻液经短期的磁处理，在离开磁场后能恢复较理 想的生长状态，这是提高螺旋藻胞外多糖累积量又不降低生物量产出的有效方法2 ．2 磁处理方式对螺旋藻生长的影响保持磁场强度一定时，分别以诱导期、对数期、平衡期、全过程进行磁处理培养 磁场强度为2 4 k A ／m ，光照5 k l x ，连续照射根据所得监测结果作出螺旋藻在不同磁处 理条件下的对数生长曲线，结果如图1 由图l 可看出，磁处理对螺旋藻生长的刺激主要发生在生长对数期，只在这段生长 期进行磁处理就会得到良好的效果，同全程处理的效果基本相同另一方面，生长平衡 朗和诱导期采用磁处理对螺旋藻的生物量的累积影响不大O ．60 ．j三0 ．4＼S0 ．3磐 二0 ．20 ．1OO2 04 06 08 0l O O 时间( h )J＼＼ 警 罄 浦．L氐 塑口Ⅱ⋯Ⅱ门08 —4 04 8 —8 01 6 0 - 4 0 0磁场强度( k A ／m )剀1 磁处理方式对螺旋藻生长的影响图2 磁场强度对胞外多糖的影响2 ．3 磁场对螺旋藻胞外多糖的影响实验采用了温度3 0 ℃，光照5 k l x ，全过程磁处理的方法，分别考察了8 - 4 0 k A ／m ， 4 8 - 8 0 k A ／m ，8 0 ～4 0 0 k A ／m 各阶段强度的磁场对螺旋藻胞外多糖的影响。

根据所得数据 以各阶段胞外多糖量平均值对磁场强度做图，结果如图2 由图2 可看出，8 - 4 0 k A ／m 和4 8 ～8 0 k A ／m 阶段的磁处理相比未加磁场处理的培养， 螺旋藻胞外多糖有相对的提高，这与本阶段螺旋藻生物量的明显提高是一致的胞外多．1 2 1 ．_娥槛蝌翩糯屠凰崩锱U 殷煳件惭甜杉错对骶墉警删熏2 0 0 5 中国科协学术年会《生物物理与t 大疾病》分会掌术交流糖是螺旋藻的分泌性代谢产物，螺旋藻生长速度提高，代谢频率提高，胞外多糖就会有相应的提高在1 6 0 ～4 0 0 k A ／m 范围内磁场处理时，螺旋藻胞外多糖的平均得率提高到3 0 m g ／L ， 这是在已有文献报导中未曾见到的螺旋藻胞外多糖的产生，在很大程度上缘于营养、 物理、化学等因素造成的细胞对生长平衡的维持与修复，或者可以说，它很多时候是一 种应激产物，它更多的在不适状态下分泌，以对藻体自身进行保护高强度的磁场抑制 了螺旋藻的生长，这对螺旋藻而言，属于极端的物理环境，在这种环境下螺旋藻自身可 能出现了代谢紊乱，导致应激产物胞外多糖的大量分泌3 结论( 1 ) 磁处理对螺旋藻的生长具有较大的影响，磁场强度在0 ～4 0 k A ／m 范围内，可明 显加速螺旋藻的生长，而在大于4 0 k A ／m 则不利于螺旋藻生长，8 0 k A ／m 以上产生明显 抵制，4 0 0 k A ／m 时螺旋藻基本停止生长。

2 ) 高强度的磁场虽然不利于螺旋藻的生长，但螺旋藻处于极端的物理环境，螺旋 藻会自我保护性的分泌释放胞外多糖本文确定在对数生长期进行短期的1 6 0 k A ／m 的处 理，是保证螺旋藻生长同时刺激螺旋藻分泌胞外多糖的最适条件参考文献( 略)．．1 2 2 ．．。