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电子自旋共振技术在生物和医学中的应用(“十一五”国家重点图书)

电子自旋共振技术在生物和医学中的应用
电子自旋共振技术在生物和医学中的应用(“十一五”国家重点图书)
作者:赵保路(编著)

图书详细信息:
ISBN:978-7-312-02232-6
定价:86.00元
版本:1
装帧:软精装
出版年月:200905
丛书名称:当代科学技术基础理论与前沿问题研究丛书:中国科学技术大学校友文库

图书简介:

  全书共分15章,内容包括ESR基本原理,实验技术,自旋标记技术,自旋捕集技术,自旋标和自旋捕集剂的合成,ESR成像技术的基本原理和概念,ESR技术在细胞膜、蛋白质结构、抗氧化剂的筛选和研究及心脏病、神经退行性疾病、老年痴呆症、帕金森综合征和中风等疾病研究及辐射损伤中的应用。此外,本书还介绍了电子自旋共振在环境污染、植物光合作用以及植物抗病和感病作用研究中的应用。
  本书可供从事ESR、自由基、生物、化学和医学等相关领域的广大科研工作者及大专院校的师生阅读和参考,也可以为从事自由基和抗氧化剂开发的技术人员参考。
 

前言:

  早在20世纪70年代在中国科技大学工作期间,我就开始协助张建中老师管理和使用ESR仪器并教授ESR课程。1978年在读研究生期间,我开始从事ESR自由基生物学和医学研究,毕业之后留在中国科学院生物物理研究所继续从事这方面的研究。刚开始主要集中在利用ESR自旋标记技术研究细胞膜和膜蛋白的构象,接着研究生物体系产生的氧自由基和一氧化氮自由基、自由基和疾病的关系、天然抗氧化剂对自由基的清除作用及其在健康和药物研发中的应用。
  我先后分别于1985年至1987年和1991年至1992年在美国著名ESR生物学专家Lawrence Berliner教授的in vivo ESR实验室工作三年多时间,亲自参与ESR生物实验模型的设计和in vivo ESR研究,合成了多种用于ESR的自旋标记物。之后又在英国食品研究所、香港大学和美国伯克利大学从事ESR生物学研究。以后主要集中在ESR自旋捕集技术在生物和医学中的应用,特别集中于天然抗氧化剂方面的研究,完成了多个基金和项目。为了让ESR更好地适用生物研究的需要,近年来又主持研制了ESR成像仪,在国内首次研制成功L波段和X波段ESR成像仪器,填补了国内空白。可以说自从工作后三十多年没有离开过ESR在生物中的研究。
  ESR技术在生物学中的研究也给我们带来巨大的回报,我们在研究工作中取得一系列成果,在国内外发表了两百多篇论文和一本专著。在此期间,我们在自由基生物和医学方面的研究得到国内外的关注,我先后被国内外学术会议邀请做学术报告,担任了中国自由基生物和医学专业委员会主任、亚洲自由基研究学会主席,并在中国首次举办了亚洲自由基研究学术大会和第十四次国际自由基学术大会。在母校成立50周年之际,应彭子成教授、中国科学技术大学校友会和中国科学技术大学出版社的邀请,我总结了二十多年的工作经验以及自1993年以来每年给中国科学院研究生院的研究生讲授ESR技术在生物和医学研究中的应用及其进展,将这些内容都包括在本书里。本书既是我向母校成立50周年的一个小小的献礼,同时也可以供同行在利用ESR技术进行生物和医学自由基研究时参考。
  感谢彭子成教授、中国科学技术大学校友会和中国科学技术大学出版社的邀请和支持使本书得以出版;感谢国家自然科学基金委对我们多年来的基金支持,使我们的科研工作得以顺利进行,并获得一些有意义的结果;感谢我的研究生和博士后刻苦钻研,辛勤工作,出色完成了各项研究项目,取得可喜成果,为本书提供了主要素材;感谢中国科学院化学研究所刘扬教授为本书撰写了第4章(自由基捕捉剂的化学合成)和第14章(电子自旋共振在植物光合作用研究中的应用);感谢张春爱副教授为本书提出很多宝贵建议和修改意见。

                      赵保路
                     2008年11月

目录:

总序

前言

第1章 电子自旋共振(ESR)基本原理
1.1 电子自旋共振(ESR)
1.2 ESR波谱仪和测量参数的选择
1.3 ESR测量自由基的实验技术
 

第2章 自旋标记技术
2.1 自旋标记概念
2.2 氮氧自旋标记的波谱解析
2.3 自旋标记在生物学中的应用

第3章 自旋捕集技术
3.1 基本原理
3.2 氧自由基的捕捉
3.3 NO自由基的检测
3.4 乙酸乙酯抽提法ESR检测一氧化氮自由基
3.5 一氧化氮和氧自由基的同时检测
3.6 炎症过程产生自由基的捕捉

第4章 自由基捕捉剂的化学合成
4.1 引言
4.2 通用型自由基捕捉剂的合成与基本特性
4.3 几种新型特异功能性自由基捕捉剂的合成与应用

第5章 ESR成像技术
5.1 EPR成像原理
5.2 L波段ESRI成像系统的研制
5.3 X波段ESRI成像系统的研制
5.4 局部心肌缺血再灌所导致的心肌损伤区域和心肌坏死进行EPR成像研究
5.5 一氧化氮自由基的ESRI图像
5.6 植物X波段ESR波谱成像
5.7 EPR成像的其他应用

第6章 电子自旋共振在细胞膜结构研究中的应用
6.1 细胞膜的结构
6.2 细胞膜的相变
6.3 细胞膜的通透性
6.4 细胞膜的流动性
6.5 膜中的脂类蛋白相互作用

第7章 利用ESR研究膜蛋白的结构和动态特性
7.1 自旋标记探测蛋白质巯基结合位置的大小和构象变化
7.2 EPR研究非共价结合自旋标记血清白蛋白和血红蛋
7.3 利用位置特异自旋标记物研究S腺苷甲硫氨酸合成酶活性位置的动力学性质
7.4 用自旋标记研究跨膜蛋白细菌视紫素的结构
7.5 机械敏感通道蛋白是跨膜机械电子开关
7.6 多药转运体MsbA运输循环中能量转换的结构基础
7.7 用自旋标记ESR技术研究线粒体解耦联蛋白UCP的结构和功能

第8章 电子自旋共振用于抗氧化剂的筛选和研究
8.1 茶多酚对氧自由基的清除作用
8.2 茶多酚对过氧亚硝基氧化活性的抑制作用
8.3 茶多酚对脑突触体脂质过氧化的保护作用和对脂类自由基的清除作用
8.4 茶多酚不同异构体对活性氧自由基的清除作用
8.5 茶多酚清除氧自由基的分子机理

第9章 电子自旋共振在药理学研究中的应用
9.1 ESR在研究五味子药理学作用中的应用
9.2 ESR在研究黄芩甙及其铜锌络合物药理作用中的应用
9.3 ESR在研究山楂黄酮的抗氧化和健康作用中的应用
9.4 ESR在研究丹参酮抗氧化途径及其对心脏病的治疗作用机理中的应用

第10章 电子自旋共振在神经退行性疾病和衰老研究中的应用
10.1 ESR技术在帕金森综合征研究中的应用
10.2 ESR技术在脑缺血再灌注损伤(中风)中的应用
10.3 ESR技术在老年痴呆症的分子机理及尼古丁预防老年痴呆症研究中的应用

第11章 电子自旋共振在心脏病研究中的应用
11.1 心肌缺血再灌注损伤和氧自由基
11.2 一氧化氮自由基和心脏病
11.3 银杏黄酮对离体心肌缺血再灌注产生的一氧化氮和氧自由基的清除作用
11.4 知母宁抗离体心肌缺血再灌注损伤的NO和氧自由基机制
11.5 在体大鼠缺血再灌注心脏产生的NO自由基
11.6 银杏黄酮对在体缺血再灌注心肌产生的一氧化氮自由基的调节作用
11.7 知母宁对在体大鼠缺血再灌注心肌产生的NO自由基的调节作用
11.8 缺血再灌注诱导心肌细胞凋亡的一氧化氮自由基信号通路
11.9 天然抗氧化剂银杏黄酮和知母宁对细胞凋亡一氧化氮自由基通路的调节作用

第12章 电子自旋共振在辐射治疗研究中的应用
12.1 辐射治疗和氧自由基
12.2 辐射敏化剂和氧自由基
12.3 光动力疗法产生的一氧化氮自由基

第13章 电子自旋共振在环境污染研究中的应用
13.1 吸烟过程中产生的自由基
13.2 吸烟产生自由基的检测
13.3 吸烟气相自由基对细胞膜脂质过氧化和流动性的影响
13.4 吸烟气相自由基对巨噬细胞呼吸爆发产生氧自由基的影响
13.5 吸烟气相自由基对细胞膜脂质过氧化和流动性的影响
13.6 除草剂与自由基
13.7 化学污染和自由基

第14章 光合系统中活性自由基产生分子机制的电子自旋共振研究
14.1 引言
14.2 PSⅡ内超氧阴离子自由基生成机制的ESR研究
14.3 PSⅡ中由超氧阴离子、羟基自由基诱导的光抑制损伤的ESR研究
14.4 PSⅡ抑制过程中超氧阴离子产生的自调节保护功能
14.5 主要结论

第15章 电子自旋共振在植物抗病和染病作用研究中的应用
15.1 利用ESR检测植物产生的ROS和一氧化氮自由基
15.2 用ESR波谱技术研究一氧化氮自由基在小麦条锈病抗感过程中的作用机理
15.3 用ESR技术研究亚硝酸还原酶是高等植物一氧化氮自由基的来源
15.4 用ESR技术研究一氧化氮自由基在植物分化和退分化中的作用



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