藻类死亡机制正成为新风口

核心结论:铁与过氧化氢反应导致藻类细胞爆裂藻类水华的突然死亡一直令科学家困惑不已。一项新研究揭示了其中的关键机制:铁与过氧化氢之间的化学反应——即芬顿反应——产生了活性氧自由基,这些自由基攻击细胞膜中的长链脂肪酸,使细胞膜千疮百孔,最终导致细胞爆裂死亡。更令人惊讶的是,死亡细胞释放的破碎脂质——截断磷脂——会扩散至邻近细胞,撕裂它们的细胞膜,形成连锁反应。这一发现为理解藻类水华的自然消亡提供了关键线索。研究聚焦于蓝藻(有时被称为蓝绿藻,实际上是细菌)。在适宜的环境中,数百万光合微生物可在淡水或咸水中大量增殖。它们的死亡才是真正的危险——蓝藻大量死亡后,其他细菌吞食其尸体消耗水中氧气,导致鱼类和水生无脊椎动物窒息。死亡蓝藻还可能释放毒素威胁饮用水安全。在美国,藻类水华每年估计造成五千万美元的经济损失。研究详情:滇池蓝藻水华的实地观测藻类学家Yi Tao及其同事于2024年在中国云南省滇池观测了微囊藻属蓝藻水华。在水华即将结束时,负......阅读全文

藻类死亡机制正成为新风口

核心结论:铁与过氧化氢反应导致藻类细胞爆裂藻类水华的突然死亡一直令科学家困惑不已。一项新研究揭示了其中的关键机制:铁与过氧化氢之间的化学反应——即芬顿反应——产生了活性氧自由基,这些自由基攻击细胞膜中的长链脂肪酸,使细胞膜千疮百孔,最终导致细胞爆裂死亡。更令人惊讶的是,死亡细胞释放的破碎脂质——截断

芬顿(fenton)反应原理

过氧化氢(H2O2)与二价铁离子Fe^2+的混合溶液具有强氧化性,可以将当时很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态,氧化效果十分明显。此后半个多世纪中,人们对这种氧化性试剂的应用报道不多,关键是它的氧化性极强,一般的有机物可完全被氧化为无机态.

芬顿(fenton)反应原理

原理:H2O2在Fe2+存在下生成强氧化能力的羟基自由基(·OH,并引发更多的其他活性氧,以实现对有机物的降解,其氧化过程为链式反应。其中以·OH产生为链的开始,而其他活性氧和反应中间体构成了链的节点,各活性氧被消耗,反应链终止。其反应机理较为复杂,这些活性氧仅供有机分子并使其矿化为CO2和H2O等

CDT利用芬顿/芬顿类反应来诱导细胞凋亡和坏死

  化学动力疗法(CDT)采用芬顿催化剂,通过将细胞内的过氧化氢(H2O2)转化为羟基自由基(OH-)来杀死癌细胞。尽管已经进行了许多关于补充H2O2的研究以提高CDT的治疗效果,但很少有研究关注超氧自由基(O2-•)。在CDT中的应用,这可能会导致更好的疗效。关于O2-•介导的CDT的一个主要问题

Cell:发现diPUFA-磷脂可促进铁死亡

  在一项新的研究中,来自美国哥伦比亚大学的研究人员发现,一类罕见的脂质是铁死亡(ferroptosis)的关键驱动因素,其中铁死亡是哥伦比亚大学教授Brent Stockwell发现的一种细胞死亡形式。相关研究结果于2024年2月15日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Phospholipid

锌铁双氧化物类芬顿催化剂反应路径的调控新策略

  近日,化物所能源研究技术平台穆斯堡尔谱研究组(DNL2005组)王军虎研究员团队,通过可见光照实现了对锌铁双氧化物类芬顿催化剂反应机理的有效调控,为多相催化剂在类芬顿反应中反应路径从自由基到非自由基的转变提供了新策略。  各种无机阴离子或高浓度有机物对类芬顿反应中自由基基团的猝灭,限制了其在工业

南京地理所在藻类水华监测研究方面取得进展

在气候变暖和人类活动双重作用的影响下,藻类水华频发且呈现全球加剧态势,严重威胁经济社会可持续发展和人类健康。由于藻类水华生消过程快,实时精准的监测是藻类水华预测、预警和有效管控的关键。目前藻类水华监测主要包括现场观测、水下自动监测和卫星遥感反演等三种方式。现场观测费时费力,且无法在时间和空间上连续监

电芬顿原理

目前应用于处理环境废水的方法是传统的处理方法,包括物理处理方法和化学处理方法。然而这些方法对于有毒性的、难降解污染物的处理效果是不明显的,像是丝制品、喷涂过程、印染业和食品工艺中大量使用的合成染料。而且在使用过程中,这些有毒的染料,在氧化、羟基化或是其他化学反应作用下,还会形成一些副产物,也对生态和

生命体氧化还原反应监测及铁死亡机制研究取得进展

近日,西北农林科技大学化学与药学院生命分析化学团队王进义、袁茂森等通过设计并合成了能够同时灵敏检测羟基自由基(·OH)与谷胱甘肽(GSH)的双位点荧光传感器,实现了对·OH-GSH氧化还原的成像监测,验证并阐明了诱导细胞铁死亡的两种内在和外在的不同途径。该研究成果发表在Analytical Chem

生命体氧化还原反应监测及铁死亡机制研究取得进展

近日,西北农林科技大学化学与药学院生命分析化学团队王进义、袁茂森等通过设计并合成了能够同时灵敏检测羟基自由基(·OH)与谷胱甘肽(GSH)的双位点荧光传感器,实现了对·OH-GSH氧化还原的成像监测,验证并阐明了诱导细胞铁死亡的两种内在和外在的不同途径。该研究成果发表在Analytical Chem

张运林团队在藻类水华监测研究方面获进展

  在气候变暖和人类活动双重作用的影响下,藻类水华频发且呈现全球加剧态势,严重威胁经济社会可持续发展和人类健康。由于藻类水华生消过程快,实时精准的监测是藻类水华预测、预警和有效管控的关键。目前藻类水华监测主要包括现场观测、水下自动监测和卫星遥感反演等三种方式。现场观测费时费力,且无法在时间和空间上连

城市环境所揭示水库水位波动对水华藻类的影响

  水库水资源在供水、防洪、发电、养殖等方面为人类提供生态系统服务已半个多世纪,中国是水库大国,目前水库水量约为自然湖泊的三倍,其对社会经济发展的作用愈显突出。然而,我国水库特别是亚热带地区水库普遍存在不同程度的富营养化问题,具有较高的藻类水华发生风险。修建水库是人类活动影响地表水循环、调控水资源分

除了铁死亡/铜死亡,还有钠死亡?

钠离子内流和过载在人体组织损伤中经常被观察到,而钠过载是否会导致坏死性细胞死亡以及其中涉及的机制尚不清楚。2025 年 2 月 6 日,上海交通大学医学院钟清团队与中国科学院上海药物所李扬团队合作,在 Nature 子刊 Nature Chemical Biology 上发表了题为:Persiste

新研究揭示铁死亡抗肿瘤免疫关键机制

1月5日,《细胞》发表了由上海交通大学医学院附属胸科医院教授王佳谊团队、广州医科大学附属第三医院研究员柳娇团队、美国德克萨斯大学西南医学中心教授唐道林团队、法国巴黎西岱大学教授Guido Kroemer团队等合作的最新成果。他们系统揭示了一种限制铁死亡诱导抗肿瘤免疫反应的关键分子机制,为提升肿瘤治疗

新疆理化所揭示纳米铁基/石墨烯基类芬顿催化机理

  石墨烯材料具有独特的物理和化学性质,在能源、催化和环境等领域有广阔的应用前景。近年来,铁基磁性纳米粒子因其价格低廉、可磁性分离、催化活性好等优点而被用于设计和制备非均相类Fenton催化剂。经典的芬顿 Fenton (Fe2+/H2O2) 反应可以产生高活性的羟基自由(•OH),然而它在降解有机

上海硅酸盐所纳米催化非铁基类铁死亡治疗研究获进展

铁死亡是一种以铁依赖的、活性氧(ROS)水平升高、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)失活和细胞脂质过氧化发生为特征的非凋亡性细胞死亡。当前报道的多数纳米催化铁死亡局限于铁基材料。非铁基纳米材料诱导的以ROS增加和GPX4失活的类铁死亡细胞死亡方式鲜有研究,对该方面的探索或为铁死亡治疗提供更有希望的发展

Cell:姜学军团队发现铁死亡全新监测机制,-受性激素调控

多细胞生物在发育过程中,存在着多种预定的、受到精确控制的细胞程序性死亡,例如细胞凋亡(Apoptosis)、程序性坏死(Necroptosis)、细胞焦亡(Pyroptosis),以及铁死亡(Ferroptosis)等。铁死亡(Ferroptosis)是2012年由哥伦比亚大学 Brent Stoc

上海硅酸盐所纳米催化非铁基类铁死亡治疗研究获进展

  铁死亡是一种以铁依赖的、活性氧(ROS)水平升高、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)失活和细胞脂质过氧化发生为特征的非凋亡性细胞死亡。当前报道的多数纳米催化铁死亡局限于铁基材料。非铁基纳米材料诱导的以ROS增加和GPX4失活的类铁死亡细胞死亡方式鲜有研究,对该方面的探索或为铁死亡治疗提供更有希望的

稀有脂肪分子帮助细胞死亡

哥伦比亚大学的科学家报告说,他们发现一种罕见的脂质是铁死亡(一种细胞死亡形式)的关键驱动因素。这些发现提供了关于细胞在铁死亡过程中如何死亡的新细节,并可以提高人们对如何在神经退行性疾病等有害发生铁死亡的情况下阻止铁死亡或在可能有用的情况下诱导铁死亡的理解,例如杀死危险的癌细胞。 Brent Stoc

纳米铁基/石墨烯基类芬顿催化剂的催化机理被揭示

  石墨烯材料具有独特的物理和化学性质,在能源、催化和环境等领域有广阔的应用前景。近年来,铁基磁性纳米粒子因其价格低廉、可磁性分离、催化活性好等优点而被用于设计和制备非均相类Fenton催化剂。经典的芬顿 Fenton (Fe2+/H2O2) 反应可以产生高活性的羟基自由(•OH),然而它在降解有机

大连化物所穆斯堡尔谱研究芬顿反应机理取得系列进展

  高级氧化技术(包括:光催化、催化湿式氧化、芬顿/类芬顿反应等)是基于羟基自由基(•OH)强氧化性发展而成的深度水处理技术。其中,芬顿/类芬顿反应由于其可以原位产生大量•OH自由基并对污染物具有较高矿化能力而被广泛关注,然而,对非均相芬顿反应机理认识的不足一直制约着其发展。近两年来,大连化物所航天

化工废水处理:微电解+芬顿工艺

微电解加芬顿工艺在降低废水的COD、脱除色度、破环断链、提高废水可生化性方面发挥了重要作用,化工废水包括电镀废水、印染废水、助剂废水、化工废水、焦化废水、线路板废水、氨氮废水、制药废水、金属制品废水等等种类。微电解+芬顿的工艺原理1.铁碳微电解阳极反应是铁失去电子,变成二价铁离子。二价铁离子正好用于

合肥研究院等设计出肿瘤微环境响应的复合纳米材料

近日,中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所研究员吴正岩团队,联合山东滨州医学院教授张桂龙和魏鹏飞,设计出一种核壳结构铜基纳米复合材料。该复合材料具有肿瘤微环境响应的磁共振成像性能以及杀死肿瘤细胞的能力,从而实现对肿瘤的特异性多模式诊疗。铜基纳米材料具有极强的催化类芬顿反应的能力,可提高细胞内的

合肥研究院等设计出肿瘤微环境响应的复合纳米材料

  近日,中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所研究员吴正岩团队,联合山东滨州医学院教授张桂龙和魏鹏飞,设计出一种核壳结构铜基纳米复合材料。该复合材料具有肿瘤微环境响应的磁共振成像性能以及杀死肿瘤细胞的能力,从而实现对肿瘤的特异性多模式诊疗。  铜基纳米材料具有极强的催化类芬顿反应的能力,可提高

新型铁死亡调节因子,诱导小胶质细胞死亡

  众所周知,多细胞生物在发育过程中,存在着多种预定的、受到精确控制的细胞程序性死亡,例如细胞凋亡(Apoptosis)、程序性坏死(Necroptosis)、细胞焦亡(Pyroptosis),以及铁死亡(Ferroptosis)等。  铁死亡是2012年由哥伦比亚大学 Brent. R. Stoc

大连化物所单原子催化应用于类芬顿反应研究取得新进展

近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员黄延强、中科院院士张涛团队与新加坡南洋理工大学教授刘彬合作,首次将氮掺杂石墨烯锚定的Co单原子催化剂应用于类芬顿反应中。相关研究结果以全文形式发表在《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc.)上,并被邀请作为JACS当期封面文章。  近年来,以催化过

大幅降低成本!新方法可实现污泥绿色资源化利用

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/3/518228.shtm近日,华东理工大学化学与分子工程学院教授邢明阳课题组在环境化学领域取得新进展,利用二硫化钼实现了芬顿反应中污泥的绿色资源化利用。相关研究发表于美国《国家科学院院刊》。固体废弃物(固废)

新研究为藻类规模化培养的污染控制模块提供思路

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/6/480052.shtm 雨生红球藻是一种单细胞绿藻,因其在诱导条件下可积累占细胞干重5%以上的虾青素而具有较高的应用价值。但是在其规模化培养过程中,容易遭受寄生性真菌的感染,造成藻细胞死亡和培养崩溃,给

新研究为藻类规模化培养的污染控制模块提供思路

  雨生红球藻是一种单细胞绿藻,因其在诱导条件下可积累占细胞干重5%以上的虾青素而具有较高的应用价值。但是在其规模化培养过程中,容易遭受寄生性真菌的感染,造成藻细胞死亡和培养崩溃,给工业化生产带来严重的经济损失和资源浪费。由于该寄生性真菌的感染机理尚不清楚,研发人员难以针对性地制定防治办法,很大程度

水生所等研发出基于大数据挖掘和深度学习的有害藻类水华预警系统

近日,中国科学院水生生物研究所毕永红团队联合德国卡尔斯鲁厄工学院,研发出基于大数据挖掘和深度学习的有害藻类水华预警系统。相关研究成果作为封面文章,发表在《环境科学与技术》(Environmental Science & Technology)上。该研究致力于创建高时间分辨率的水柱垂向维度有害藻华(H