⑴ 生物中交聯反應是什麼
1 思路和觀點
根據基因論的觀點,如果生物的基因分子一成不變,那麼生物的表型也應該是固定不變的,可是,自然界中各種生物的表型並不完全固定,而是隨分化、發育時間和年齡增長發生規律性變化。例如:人的頭發有規律地由黑變白;各種各樣的生物組織、細胞總是隨著自身年齡的增長出現不同分化程度至衰老所表現出來的表型變化。生物組織為什麼會隨著年齡增長逐漸地變得堅韌和老態?人的頭發為什麼會變白?這些不可逆的功能消減和表型變化以往認為只是基因活性強弱的動態調控而沒有強調分子間結構自然變化的觀點是不能說明問題的。根據俄國A.M.布特列洛夫的化學結構理論,上述現象無疑地是生物分子發生進行性結構變化的結果,表明生命物質在整個生命過程中發生著一定規律性的自然的化學變化。這種思考是引申為多種生命現象的一個新見解的出發點,這個新見解就稱為「生物分子自然交聯學說」,以下簡稱「交聯說」。
所謂交聯,是指生物分子活潑基團之間相互作用引起的化學結合和分子聯結。筆者認為:就化學活性而言,生物體是一個遠未達成化學平衡的化學體系,體系中各生物分子具有大量的活潑基團,它們必然相互作用發生化學反應,使生物分子緩慢交聯以趨向化學的穩定,隨著時間推移交聯程度不斷增加,生物分子的活潑基團不斷消耗減少,原有的分子結構和分子間架構逐漸改變。這種改變的不斷積累無疑地使生物組織逐漸變得堅韌和老態,同時會使生物基因的表達產生兩方面的變化:一方面可能會表達出活性程度不同乃至作用徹底改變的基因產物;另一方面還會影響RNA聚合酶的識別結合從而降低其轉錄活性,表現出基因的活性有規律有次序地逐漸降低和喪失,從而使生物及其細胞、組織發生進行性和規律性的表型變化乃至衰老和死亡。筆者認為,這種機制是基因調控和細胞分化的分子基礎,是細胞和生物衰老的根本原因。
根據以上的思考,交聯說的基本觀點是:(1)各種生物分子不是一成不變而是隨著時間推移按一定的自然模式進行性自然交聯;(2)進行性的自然交聯使生物分子緩慢聯結,分子間鍵能不斷增加,逐漸高分子化,溶解度和澎潤能力逐漸降低和喪失,使生物組織,細胞逐漸顯出老態;(3)進行性自然交聯導致基因有序失活,從而使細胞按特定模式生長、分化,使生物體表現出程序化和模式化的生長、發育、衰老和死亡的動態變化歷程。
這些觀點同Driesch-Morgan和Caplan-ordahl的基因分化理論進行比較,它不是單純地從全面抑制到分別激活或從全面激活到分別抑制,而是吸取多種學說的精華用分子交聯失活的自然運動觀對各種生命現象做出統一的解釋。
2 自然交聯的例證
交聯說的基本觀點是生物分子隨著時間的推移進行性地自然交聯。證明了這一點,也就證明了生物分子自然交聯學說。所謂進行性自然交聯,應該是生物組織的鍵能不斷增加的動態過程,這樣,就同一組織同一細胞而言,越是年老則分子間的化學鍵交聯就越多鍵能也越高;從生物活性來講隨著自然交聯的推進,生物分子的化學結構總會受到影響,活潑基團也會消耗減少,那麼生命物質的生物活性在生命進程中應表現出逐漸消減的效應。證明了這些現象的存在,也就證明了自然交聯說。
2.1 生物組織的鍵能隨年齡增長而增加的例證 《分子遺傳學》寫道:「膠原的衰老是因為膠原分子隨時間的推移將發生進行性的交聯鍵合,於是膠原長度縮短,變得堅韌,失去澎潤能力結構晶體化,動物運動活力減退顯出老態」 〔1〕 。可見,分子交聯在理論上早有認同;事實上分子交聯的實例在我們身邊到處可見,譬如從年幼到年老的進程中,各種動植物組織堅韌程度的逐漸增加;細胞核染色質由疏鬆、均勻和細致逐漸地變得粗糙、緻密和凝縮,在細胞的生命後期,細胞核的許多區域完全異染色質化,體積也明顯縮小就是很好的例子 〔1〕 。這說明從年幼到年老的過程中,生物組織乃至生物細胞中生物分子之間的鍵能不斷增加,因為只有鍵能即分子間作用力增加才能使原本柔嫩的生物組織變得堅韌,才能使原本疏鬆的染色質逐漸聚集而固縮,而分子間作用力增加是生物分子自然交聯的外在表現。
2.2 生物活性逐漸消減的例證 生物活性逐漸消減的例子很多,譬如動物細胞隨著時間推移不斷分化,逐漸喪失全能性,這是早已證明眾所周知的事實 〔2〕 。這種在一般情況下難以回復到全能狀態的分化,說明自然環境中細胞及其生物分子的生物活性隨著時間推移而消減。再如人類毛發的變化,眾所周知隨著年齡增長,人的頭發會逐漸地由黑變白而難以回復,黑發和白發的不同點主要是白發不含黑色素,這表明合成毛發色素的基因在有關細胞中隨著年齡增長逐漸喪失活性。另外,細胞和生物組織的衰老本身就是生物活性逐漸消減的表現。這說明生物組織的生物活性逐漸消減乃至喪失是客觀存在的是普遍的。以上形態的、質感以及生物活性的規律性變化從不同角度證實了生命物質進行性自然交聯的客觀存在,這些事實及其辯證關系是交聯說正確的明證。
3 分子交聯的動力
在自然界,真核細胞染色體DNA總是與組蛋白結合在一起 〔3〕 。這說明DNA與組蛋白分子之間有一種自發地交聯的能力,這種能力來源於生物分子固有的化學活性是分子交聯的內動力;其次許多外因可以改變生物分子的化學活性,其中主要有化學葯物、高能幅射和自由基等等。譬如電離幅射,它的能量可使任何生物分子中的某些外圍的電子脫離而丟失,從而使這些原子成為帶正電荷的正離子,擊出的電子被另外原子捕獲而成為帶負電荷的負離子 〔2〕 。這些正負離子的產生可增加生物分子的化學活性促進交聯,是分子交聯的外動力。這種解釋與原始生物分子起源於非生物分子,簡單分子在自然條件下可以結合成生物大分子的生命起源和進化理論是吻合的 〔3〕 。
4 細胞分化和腫瘤起源
前面談到由於分子交聯,基因會逐漸失活。根據有機化學可知,分子交聯速度決定於各分子的化學活性、架構以及環境化學的影響,不同DNA分子化學活性的差異,使基因失活具有了特定的先後次序;這種次序在一定條件下還會受環境化學影響而改變成另外一種或幾種失活次序。基因按不同次序失活的細胞,各階段活性基因的組合不同,這就是細胞分化。細胞按一定方向和一定種類分化是基因與生物體環境相互作用按一定次序交聯失活的結果。當細胞在自身遺傳因素或其他如化學葯物、病毒、大劑量高能幅射的作用下,基因原有的失活次序會受到干擾而改變,如果這種改變使某些必需基因提前失活便會產生對機體有害的影響而發生疾病,如愛滋病和許多分子病都可以用這種觀點來解釋。我們認為腫瘤的起源是抑制細胞增殖的基因比促進細胞增殖的基因先失活的結果,認為這兩類基因是高等生物基因的正常組分。在正常的自然交聯模式中,總是促進細胞增殖的基因比抑制細胞增殖的基因先失活,這種正常次序使細胞在分化的同時表現出分裂增殖逐漸減慢直至停止的效應。如果這種次序倒過來,則促進增殖的基因失去應有拮抗使相應細胞呈現出過度的生長和增殖,過度的生長和增殖破壞了細胞的發育模式和正常的形態特徵,出現腫瘤的表型產生致癌作用。根據這種見解,抗癌基因的缺失或喪失原有功能的突變具有相同的生物學效應,這是 致癌因素多元化的內在原因。
5 生物的衰老和不老的生物
在高等生物中,細胞內基因DNA按不同次序交聯失活,是為細胞分化,這樣循序漸進,失活分子必然全部取代活性分子並發生相應的表型變化,是為細胞衰老,衰老導致死亡。這是分子交聯與細胞分化、衰老死亡的內在聯系。在自然界,高等生物細胞都會逐漸地衰老和死亡;而大多數單細胞原核生物具有無止盡地分裂和增殖的無限生命力,可謂「不老的生物」。這兩種不同的生命現象用過去的理論是難以解釋的。根據交聯說的原理,生物細胞的壽命與其分裂增殖的速度可能有一定的關聯,因為在一定的自然環境中每種生物分子的交聯速度是一定的,如果細胞不分裂或者分裂緩慢,那麼交聯失活的分子就不能有效地分散和稀釋而在細胞中積累使其比值逐漸增高,結果使細胞分化,衰老和死亡。當細胞分裂增殖的速度快過分子交聯失活的積累速度時,交聯失活的分子被細胞分裂有效地分散在各子細胞中,失活分子的比值就永遠不會增加,細胞也就永遠保持原有的生命活力而不衰老。自然界的大多數單細胞原核生物具有高速分裂增殖的特性,這是它們不具備有性生殖能力仍能永遠延續的必要條件。就高等真核細胞而言,因生物分子含量高,單位時間內交聯失活的生物分子很多,只有在一定的條件下,當真核細胞的分裂速度達到一定高度使細胞內失活分子的比例始終保持在某一限度以下時,細胞生命才能表現出無限地延長的特徵,例如幾種永久性瘤細胞株(HeLa,Land-Schutz及Jijoye)已經繁殖了許多年而沒有生命延緩的證據 〔4〕 。遺憾的是這種高速分裂雖然延長了細胞生命,但它損害了真核細胞中生物分子的交聯機制及其自然模式,阻斷了細胞的分化和成熟,反而會導致嚴重問題使生物體壽命縮短。分化是趨向衰老和死亡的過程,「分化」和「永恆」是一對不可調和的矛盾,它揭示了具有高度細胞分化的生物個體是不可能永久地存活的。種的延續必須由特殊的過程來完成。
6 小結
生物分子的自然交聯是一種自然運動,它與其它的物質運動具有相同的一面。在自然界,各種無機物總是以相對穩定的形式存在,這種穩定形式就象天體運動一樣,是遵循一定的自然規律經過漫長的相互作用和演化達成某種平衡而穩定的一種狀態。這種狀態和現象的普遍性說明各種物質都具有使自身與環境達成平衡而穩定的一種趨勢,生物分子的自然交聯就是這一趨勢在有機生物界的反映。每個生物體都是一個復雜的化學體系,體系中各生物分子都含有大量的化學性質活潑的基團,是一種不穩定的因素,它們必然相互作用以趨向化學的平衡和穩定,這就使生物分子自身以及分子之間發生進行性自然交聯,這種自然交聯是生物分子趨向化學平衡和穩定的一種自然變化,是物質運動的一種形式,在這種運動過程中,各種生物分子的生物活性也伴隨其分子和分子間結構的逐漸變化而變化,從而表現出細胞分化、生物衰老等一系列表型變化現象和規律。
分子交聯是生命過程中自然的重要的化學變化,它與其他的自然規律協同作用參與整個生命過程,構成完整的生命科學體系。根據這個原理,可以研製葯物和設計試驗來探討延緩生命衰老以及防治某些疾病的基本方法。雖然在現有的條件下用分子交聯的方法人為地改變基因失活的先後次序來重塑生物還十分困難,但用這一方法來改變生物的某些表型以及預防、治療某些疾病還是可以預期的;雖然在生理承受能力下在現有的科學水平將生物分子的交聯限制在一定程度還不可能,但用減慢自然交聯的速度來延緩衰老還是切實可行的和大有希望的;實驗診斷方面,我們可以檢測生物組織的分子交聯度來推算生物組織的生理年齡。因此,我們認為對這一課題的研究有必要使用先進的科技手段,進行必要的科學試驗,以便更早地確立一個完整的理論體系使其向更加正確和更加完善的方向發展並最終服務於人類。
⑵ 交聯技術和非交聯技術的區別
聚乙烯是一種優質的化工原料,通過交聯反應,使聚乙烯分子從二維結構變為三維網狀結構,材料的化學和物理特性相應的得到增強,耐溫耐壓性能提高,這種材料簡稱PEX,即交聯聚乙烯。
⑶ 交聯的定義是什麼
交聯是指用交聯劑使2個或者更多的分子分別偶聯從而使這些分子結合在一起,交聯劑是一類小分子化合物,分子量一般在200-600之間,具有2個或者更多的針對特殊基團(氨基、巰基等)的反應性末端。
⑷ 「交聯」是什麼意思
交聯釋義:線型或支型高分子鏈間以共價鍵連接成網狀或體型高分子的過程。分為化學交聯和物理交聯。化學交聯一般通過縮聚反應和加聚反應來實現,如橡膠的硫化、不飽和聚酯樹脂的固化等;物理交聯利用光、熱等輻射使線型聚合物交聯。線型聚合物經適度交聯後,其力學強度、彈性、尺寸穩定性、耐溶劑性等均有改善。交聯常被用於聚合物的改性。
1、交聯結構
橡膠的高分子鏈之間通過支鏈聯結成一個三維空間網型大分子,形成交聯結構。交聯鍵類型和交聯密度是交聯結構中最重要的參數,分別表示交聯鍵具有的結構以及交聯點以何種密度在橡膠分子鏈間分布。交聯後的橡膠各項物理性能都有較大的改變,其中受交聯密度影響最顯著的性能是模量和硬度,由於交聯產生的鏈與鏈之間交聯點抑制高分子鏈間的滑動,模量和硬度隨著交聯密度的增加而增加;交聯密度與拉伸強度和撕裂強度關系較為復雜,在一定交聯度范圍,其性能存在一個峰值。受交聯鍵類型影響較大的有耐疲勞性能和耐熱氧老化性能。由於存在多硫鍵的斷裂重排作用,硫化膠網路含有較多多硫鍵時的耐疲勞性能較好,而鍵能較高的碳碳交聯鍵有利於提高硫化膠耐熱氧老化性能。
2、交聯鍵類型
Blackman 等人發現硫化橡膠中存在以下交聯鍵:多硫交聯鍵、雙硫交聯鍵、單硫交聯鍵及碳碳交聯鍵等。對天然橡膠硫化膠網路的研究也證實了這一點。
交聯鍵類型依所用硫化體系種類而異。以天然橡膠為例,不同層次的硫化體系得到不同結構的硫化膠,其中採用CV (普通硫黃硫化體系) 得到的硫化膠網路含有較多的多硫鍵;採用EV (有效硫黃硫化體系) 得到的主要是單硫鍵;而採用semi EV(半有效硫黃硫化體系) 得到的交聯鍵型的比例介乎前兩者之間;採用過氧化物硫化體系得到的是具有很高鍵能的碳碳鍵。
3、表徵方法
定性分析:根據不同交聯鍵類型對應吸收峰的不同,採用紅外光譜和紫外光譜都可定性分析橡膠的交聯鍵類型。紅外光譜和紫外光譜可以有效地定性表徵橡膠交聯鍵類型,根據紅外光譜的吸收原理,吸收峰的強度在一定程度上也反映了所對應的化學鍵數量。但由於紅外和紫外光譜分析技術本身的特點以及當前分析技術的局限,採用光譜的吸收峰的強度作定量分析會受到較多的不確定因數的影響,難以做到准確分析。
⑸ 交聯電纜的交聯是代表什麼意思
交聯是高分子化學的一個術語
交聯聚乙烯絕緣電力電纜具有卓越的熱—機械性能,優異的電氣性能和耐化學腐蝕性能,還具有結構簡單、重量輕、敷設不受落差限制等優點,是目前廣泛用於城市電網、礦山和工廠的新穎電纜。
交聯聚乙烯是利用化學方法或物理方法使線型分子結構的聚乙烯轉變為立體網狀結構的交聯聚乙烯,從而大幅度地提高了聚乙烯的熱—機械性能,並保持了優異的電氣性能。
交聯聚乙烯絕緣電力電纜導體最高額定工作溫度為90℃,比紙絕緣電纜、聚氯乙烯絕緣電纜、聚乙烯絕緣電纜均高,所以電纜的載流量也進一步提高。
當然,由於工藝不同,現時有很多型式的交聯電纜,產品性能亦比較參差,選用時應注意。
⑹ 精緻交聯 怎麼理解就是膠原蛋白肯可能具有的特性。不知道什麼意思 ,知道的指導一下!
這么專業的術語在這恐怕難以找到答案,給你推薦個化工高分子的專業網站吧,小木蟲,不知道你聽過沒,這個網站很不錯,你可以起看看。不過好像發帖子要注冊的,不過對相關專業還是幫助挺大的,網址就不直接給你了,要不還得審核,網路上一搜就找到額~希望能幫助到你~
⑺ 請問交聯聚維酮的「交聯」是什麼意思
聚合物中的結構非線性,形成多面立體的結構。
⑻ 圓錐角膜做完膠原交聯後多久可以完全恢復
你好,
角膜
膠原
交聯
是治療早期
圓錐角膜
的一種新方法,一般恢復快,沒有明顯的副作用。
手術主要目的是控制角膜繼續擴張,一般根據病變情況需要逐漸恢復,具體時間因人而異。建議注意定期進行復查,如果病變沒有發展,
視力
逐漸提高說明治療是有效果的。
⑼ 塑料交聯是什麼意思
一樓說對了一半,熱固性塑料是在化學交聯中固化成型,呈不可逆反應,所以不能重復使用。但熱塑性塑料也是可以採用其它方式實施交聯的,二樓說得對。
⑽ 膠原的交聯方式是什麼請幫忙詳細解答。謝謝
如果是自身的話,也分不同類型的。建議你看《膠原蛋白物理與化學》一書。引入外因,有物理交聯和化學交聯。