|
生物磁學研究與地球科學,、微生物學、細胞生物學,、納米材料科學和生物醫(yī)藥技術等學科及研究領域都緊密聯(lián)系,。地磁場一直保護著地球生命免受宇宙射線和太陽風暴的損傷，在與地磁場的長期協(xié)同演化過程中,，生物產(chǎn)生了利用地磁場進行各種生命活動的能力,。通過生物磁學研究，可以了解生命活動中物質運輸,、能量轉換和信息傳遞過程中生物磁性的表現(xiàn)和作用,。在研究磁場對生物作用的同時，由于磁性納米材料及其應用在生物醫(yī)學眾多方向的發(fā)展,，生物醫(yī)用磁性納米材料也日益引起了廣泛的研究興趣,。生命體中的磁現(xiàn)象在導航,、軍事以及生命調控中顯現(xiàn)出重要作用，也越來越多地引起研究人員的關注,。 發(fā)展簡史生物磁學的發(fā)展主要經(jīng)歷了3個時期：①古代至1875年,，生物磁學的孕育和初創(chuàng)時期，這一時期的主要特點是天然磁石在醫(yī)療實踐上的應用,。中國戰(zhàn)國時期（前475～前221）便有用磁石治病的記錄,。其后歷代的許多醫(yī)藥學著作中都有磁石治療多種疾病的描述，明代著名藥物學家李時珍（1518～1593）在《本草綱目》（1578）中列舉了磁石在醫(yī)藥上的十余種應用,，如治腎虛耳聾,、眼花內障、小兒驚癇等,。在西方,，古希臘醫(yī)生蓋倫（Κλα?διο? Γαλην??，129～200）曾利用磁石治療腹瀉,，11世紀阿拉伯醫(yī)學家阿維森納（Avicenna,，980～1037）曾利用磁石治療脾臟病、肝病,、水腫和禿頭等,。艾丹在所著《電和磁現(xiàn)象的相互聯(lián)系》（1843）一書中，綜述了磁場對動植物和人體的影響以及在臨床上的應用,。②1876～1960年,，是生物磁學繼續(xù)發(fā)展、擴大領域的時期,，主要特點是隨著現(xiàn)代物理學,、磁學和生物學的發(fā)展，利用不同特征的磁場對各種生物進行科學和應用研究,。1921年中國出版的《中國醫(yī)學大辭典》及后期多次的修訂版,，詳細記載了用磁石作重點原料的中藥種類及制法等。19世紀末,，M.達松伐耳發(fā)現(xiàn)了人眼磁閃光效應,；各種磁椅、磁療機等磁療器械問世,。1940年,，耶格里從理論和實驗上詳細研究了信鴿的導航與地磁場的關系。③1961年至21世紀初,，這是生物磁學深入發(fā)展,、廣泛應用的重要時期。現(xiàn)代磁學的迅速發(fā)展，以及高靈敏磁強計等新儀器的研發(fā),，為生物磁學的發(fā)展提供了堅實的理論基礎和先進的實驗技術平臺,，促進了生物磁學由簡單到復雜、由現(xiàn)象到本質,、由宏觀到微觀地發(fā)展到一個新的階段,。生物磁學的應用范圍除了傳統(tǒng)的磁療技術開發(fā)上繼續(xù)有長足的進展，在農業(yè)生產(chǎn)（如磁性肥料）和環(huán)境保護（如用于特定污染水體的環(huán)境修復）方面也開展了大量相關研究,。此外,，生物的磁效應，特別是對生物體內磁性物質和趨磁細菌等研究,，逐漸成為國際上研究的熱點,，在追溯地球和地外早期演化歷史以及在生物醫(yī)藥技術和納米材料科學等領域都具有很高的應用潛力。 發(fā)展趨勢地磁場的變化能夠影響部分生物的行為,，進而可能對生物圈的演化產(chǎn)生影響,。人們已在細菌、昆蟲,、軟體動物,、魚類、鳥類和人體中發(fā)現(xiàn)納米級磁鐵礦顆粒,，這種生物體內磁性礦物被認為是生物利用地磁場的“磁接收器”載體,。探索生物的地磁響應關系有助于理解地磁場和生物的相互作用過程,，而生物體內的這些納米磁性礦物則為最終闡明生物地磁響應機理提供了突破口,。生物磁學研究，特別是趨磁細菌磁小體研究將在地球和生命科學研究領域得到廣泛的應用,。生物成因磁性礦物也是生物礦化研究的重要內容,，對揭示生物礦化作用過程、探討生物感應地磁場變化的機理以及開發(fā)新型生物納米磁性材料等等科學問題均有重要意義,。近代,，隨著生物化學和生物技術的發(fā)展，更多趨磁細菌種屬的人工培養(yǎng)為磁小體生物礦化研究提供了更多的新材料,。未來可望從功能蛋白和基因水平全面認識趨磁細菌磁小體礦化和磁小體膜的形成過程和作用,，為分析生物體內礦化作用機制、探討地磁場對生命演化的影響提供重要的基礎數(shù)據(jù),。 擴展閱讀
|
|
|
