內蒙腐植酸生產從近幾年腐植酸年會的信息得知,可降解地膜材料、水處理材料、涂料添加劑、表面活性劑等已有報道和發明專利;腐植酸固體納米(納米材料)、液體納米肥料,已在福建、廣東、廣西、江蘇等地獲得好評。雖然腐植酸納米多數落于50~1000nm,但作為小分子,它可加速葉面肥的吸收效果,改變有機肥效果緩慢等現象。
材料超分子的自組裝是全球最前沿、最熱門的課題之一,其涉及材料、化學、物理、微電子、生物醫學、生命科學、界面工程等多個交叉學科,是學術界和產業界關注的熱點。
自組裝分靜態自組裝、動態自組裝、溶液中膠束形成是大分子自組裝、疏水作用自組裝(黃腐酸抗旱劑)、靜電作用自組裝、接枝共聚自組裝等等。自組裝可以通過IR、UV、X射線、激光光散射、顯微分析TEM-SEM等研究。
(1)分子開關自組裝材料腐植酸功能材料的自組裝,除了前面提到的通過蛋白質結構自組裝,通過官能團自組裝,猶如一個分子開關,是最主要的。如腐植酸中的醌-酚轉換,見下圖。
圖:腐植酸醌-酚自組裝氧化還原反應
圖:腐植酸硝化-氨基化自組裝氧化還原反應
①利用自身的活性功能團醌基-酚羥基的氧化還原轉變,調節植物生長。
②利用非醌羰基、硝基、醇羥基、氨基也可進行新陳代謝的氧化-還原反應。
此外,腐植酸生物大分子對葉綠素光合作用的促進、腐植酸抗旱、抗蒸騰作用也是自組裝反應[21]。
在生命科學領域,分子機器可大量組裝,行使人體組織機能,比如幫助肌肉萎縮癥患者控制這些“人造肌肉”。又如,這類分子機器可按特定條件運動,實現開啟與關斷,因此,可作為“藥物開關”,按需按時操控藥物釋放。自組裝技術能在復雜生物和環境體系的內狀態信息表達、藥物高通量篩選及熒光組織化學研究領域等方面應用。它與分子傳感與分子邏輯門、超分子組裝的分子機器結合,前景遠大。
(2)免疫系統自愈材料近年發現,成骨細胞還可與破骨細胞直接通過ephrin-Eph途徑雙向促進骨形成。免疫細胞和骨細胞共同起源于骨髓,從起始、成熟到活化,存在著相互影響。免疫細胞和骨細胞間通過許多細胞因子及其受體相互作用,調節骨代謝平衡,存在共同的骨代謝轉錄因子和信號轉導途徑。脂肪因子作為骨骼、免疫、脂肪系統的共同交叉機制,通過影響免疫細胞、成骨細胞或破骨細胞,進一步影響骨重塑方向。越來越多的研究證實,骨免疫參與許多骨科疾病的發生與發展,免疫系統對骨代謝有重要的調節作用。
骨免疫學的概念,可描述骨骼系統與免疫系統細胞間的相互作用,免疫失調可導致骨代謝異常。許多研究顯示,骨免疫參與了類風濕關節炎、骨質疏松、Paget骨病、骨溶解等諸多骨科疾病的發生與發展。腐植酸治風濕性關節炎等有療效,若從骨免疫學角度研究,可能更有利于制成日常保健性藥材。
腐植酸對提高免疫體系的作用,有很多的中外動物實驗及臨床試驗的示例,揭示調節免疫系統有助于預防和治療骨科相關疾病。這是上海交通大學附屬第六人民醫院骨科的研究結果。因為骨重塑主要通過成骨細胞和破骨細胞之間的相互作用而進行,其中RANKL-RANK-OPG系統在骨吸收和骨形成的耦聯中起著關鍵作用。巨噬細胞集落刺激因子與其受體結合對破骨細胞的發展是必需的。因此,內蒙腐植酸生產溫馨提示大家通過增強免疫細胞來增強骨細胞的腐植酸材料功能研究通過3D打印等可視化技術發展會更快些。