凹凸棒石是一种含水富镁的硅酸盐黏土矿物,具有良好的流变调节性、离子交换能力、吸附性能和载体功能等特点,在食品、医药、化妆品等领域中展示出了巨大的应用潜力.现综述凹凸棒石的结构、基本性质及在食品、医药及化妆品领域中的应用,为其应用提供参考.

[目的]研究载锌凹凸棒石黏土对瘤胃体外发酵细菌多样性的影响.[方法]本试验采用离子交换法制备载锌凹凸棒石黏土,利用16S rDNA测序技术分析了载锌凹凸棒石黏土对奶牛瘤胃体外发酵细菌菌群和多样性的影响.[结果]研究共获得1490959个有效序列和87662个OTUs.测序结果表明,与对照组相比,试验Ⅳ组中的细菌多样性在体外发酵24 h时提高,试验Ⅳ组中的细菌丰度在体外发酵48 h时提高.细菌菌群组成分析表明,60个样本中的优势菌门主要是厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门和黏胶球形菌门.与对照组相比,各试验组的厚壁菌门在体外发酵24 h和48 h时均显著增加(P＜0.05),试验Ⅳ组中拟杆菌门在发酵48 h时显著降低(P＜0.05);60个样本中共获得124个细菌菌属,其中对照组与试验组中普氏菌属含量均没有显著变化(P＞0.05).在体外发酵48 h时,试验Ⅳ组中密螺旋体属含量与对照组相比显著增加(P＜0.05),而食物谷菌属和假丁酸弧菌属含量与对照组相比均显著降低(P＜0.05).[结论]载锌凹凸棒石黏土对奶牛瘤胃体外发酵中细菌多样性产生一定影响,其影响随发酵时间和添加剂量而不同.

在含有不同比例凹凸棒石粘土的混合基质中(凹凸棒石粘土:基质的体积比分别为0:1、1:100、1:70、1:50、1:20)培育当归幼苗,以研究Cu胁迫对当归幼苗的生理学影响及凹凸棒石粘土对Cu胁迫下当归幼苗的保护作用.结果表明:(1)基质中不存在凹凸棒石粘土时,随着CuCl2处理浓度的上升,当归幼苗叶片的实际光化学效率[Y(Ⅱ)]、PSⅡ电子传递速率(ETR)、光化学淬灭(qP)和叶绿素含量都逐渐降低;而叶片的非光化学猝灭(qN)、可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT、APX)、过氧化氢含量以及根和叶片中的Cu含量均显著性增加,表明Cu胁迫降低了当归幼苗的光化学效率、叶绿素的合成、增加了组织中Cu含量和氧化压力.(2)CuCl2胁迫下,当基质中存在不同比例的凹凸棒石粘土时,Cu胁迫所导致的叶片Y(Ⅱ)、ETR、qP及叶绿素含量的降低以及叶片qN、可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性、过氧化氢含量、根和叶片的Cu含量的升高均有所缓解,说明凹凸棒石粘土通过吸附或固定基质中游离的以及可交换的Cu离子,减少了当归幼苗对有效Cu离子的吸收,从而缓解了Cu离子对植物造成的生理学压力,且这种缓解作用依次为1:70>1:50>1:20≥1:100>0:1,这是基质中存在过多的凹凸棒石粘土时,其在吸收基质中Cu离子的同时也会影响基质的通气性、透水性和酸碱度等.这表明凹凸棒石粘土在基质中的适当加入能缓解Cu胁迫对当归幼苗造成的的生理学压力.

目的 探讨载淫羊藿苷/凹凸棒石/Ⅰ型胶原/聚己内酯(icariin/ attapulgite/collagen type Ⅰ/polycaprolactone,ICA/ATP/Col Ⅰ/PCL)复合支架修复兔胫骨缺损的效果.方法 利用溶液铸浇-粒子滤沥法分别构建ICA/20％ATP/Col Ⅰ/PCL(支架1)、ICA/30％ATP/Col Ⅰ/PCL(支架2)、20％ATP/Col Ⅰ/PCL(支架3)、30％ATP/Col Ⅰ/PCL(支架4)复合支架材料,采用扫描电镜观察支架2交联前、后结构特征,测量支架2、4的表面接触角检测材料吸水性能,采用体外降解实验评价支架2的药物缓释效果.取30只雄性日本大耳白兔,体质量(2.0±0.1)kg,随机分为A、B、C、D、E5组,每组6只;制备直径1 cm双侧胫骨缺损模型后,A组不植入任何材料,B～E组分别于骨缺损处植入支架3、支架4、支架1、支架2.术后4、8、12周大体观察骨缺损修复效果;行HE、Masson染色以及成骨特异性转录因子RUNX2、成骨相关转录因子Osterix (OSX)、Col Ⅰ、骨桥蛋白(osteopontin,OPN)抗体的免疫组织化学染色,观察不同支架材料修复骨缺损效果.结果 扫描电镜观察示,支架2为多孔结构,交联前结构疏松,交联后结构致密;表面接触角检测示支架为疏水性材料,且支架2疏水性比支架4更高;药物体外缓释效果显示支架2上药物能微量长效释放.动物体内植入实验中,大体观察示术后4、12周D、E组缺损明显小于A、B、C组.HE和Masson染色示,术后4周A组缺损区域充满大量结缔组织,B、C组可见大量纤维组织,D、E组可见少量新生骨;术后8周各组新生骨比4周时增加;术后12周A组缺损区域仍以纤维组织为主,B、C组可见少量新生骨组织,D、E组可见大量新生骨组织,尤以E组明显,且大部分支架降解.免疫组织化学染色示,术后4周,D、E组新生组织中RUNX2和OSX表达明显高于其余各组,术后8、12周RUNX2表达与4周相比表达下降;术后8、12周与4周相比,各组Col Ⅰ、OPN表达均增加,且D、E组新生组织中Col Ⅰ、OPN表达明显高于其余各组.结论 ICA/ATP/Col Ⅰ/PCL复合支架具有良好的孔隙率和生物相容性,并具有促成骨作用,可达到良好骨再生和修复效果.

该研究以党参种子为实验材料,通过设置不同浓度(0、0.01、0.05、0.2、0.5、1.0、2.0、3.0、5.0和10.0mmol·L-1)的阿魏酸以及具有不同凹凸棒粘土(凹土)/蛭石体积比(0/1、1/120、1/80、1/50和1/20)基质的室内培育试验,分析基质中阿魏酸对党参种子萌发、生长及幼苗叶绿素荧光参数的影响,以及基质中凹土含量对上述阿魏酸影响的缓解效应.结果 表明,当阿魏酸浓度高于1.0 mmol·L-1时,党参种子活力受到抑制,种子萌发过程延缓.在播种前基质中施加不同浓度的阿魏酸,党参幼苗生物量积累和叶片光化学反应水平在低浓度下得到促进,在高浓度下受到抑制;在幼苗生长过程中短期内施加不同浓度的阿魏酸,党参幼苗叶片光化学反应水平会显著降低.在含有较高浓度阿魏酸的基质中添加不同体积比凹土,能够有效缓解上述党参种子萌发和幼苗生长过程中所遭受的阿魏酸伤害,且凹土在基质中的体积比为1/50时的缓解作用最为明显.可见,环境中高浓度阿魏酸会显著抑制党参种子萌发、生长及幼苗叶片光化学反应水平,添加适量凹土可有效缓解阿魏酸在不同生长阶段对党参所造成的胁迫伤害.

目的:探究镉胁迫下在基质中添加凹凸棒石粘土对党参幼苗的保护作用.方法:在镉胁迫下,通过研究在基质中加入不同比例的凹凸棒石粘土对幼苗叶绿素荧光参数等生理学反应的影响,明确凹凸棒石粘土对党参幼苗的保护作用.结果:随着镉胁迫浓度的增大和胁迫时间的延长,党参幼苗叶片的光下最大光化学效率(Fv′/Fm′)、光适应下实际光化学效率(Y(Ⅱ))、光化学猝灭系数(qP)、电子传递效率(ETR)降低,非光化学荧光猝灭系数(qN,NPQ)升高.在基质中以不同的体积比添加凹凸棒石粘土[凹凸棒石粘土/蛭石体积比(V/V)=0/1,1/120,1/80,1/50,1/20]能够缓解镉胁迫所导致的Fv′/Fm′、Y(Ⅱ)、qP、ETR的降低和qN、NPQ的升高,而凹凸棒石粘土/蛭石体积比为1/50时缓解效果最为明显.进一步研究表明,在镉胁迫下,党参幼苗叶片叶绿素含量降低,MDA含量、可溶性蛋白含量和三种抗氧化酶(POD、CAT、APX)活性升高,在基质中加入1/50的凹凸棒石粘土能明显缓解镉胁追所引起的上述生理学压力.结论:在基质中添加适当比例凹凸棒石粘土对镉胁迫下党参幼苗有明显的保护作用.

中药材种植中长期大量使用化肥、农药,导致中药材产区土壤次生盐渍化、土壤板结、土壤酸化、连作障碍、微生态失衡、土壤病虫害严重等土壤生态环境问题突出.因此,推行中药材生态种植是中药材生产的必由之路.凹凸棒石(attapulgite,ATP)是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐黏土矿物,在我国储量丰富,具纳米材料属性,且具有强的吸附性和离子交换性等优良特性,有巨大的高值利用空间.ATP及功能产品具有保水、保肥、调节土壤理化性质和微生态等土壤生态效应,在中药材生态种植有广泛的利用价值.该文综述ATP的资源分布、结构特性、土壤生态效应研究及应用进展,展望ATP在中药材生态种植中的应用前景,以期为我国中药材生产的可持续发展提供参考.

背景:静电纺丝制备的聚己内酯纳米纤维支架具有仿细胞外基质的结构,但其亲水性较差,不利于细胞的黏附、迁移、增殖和分化.目的:利用3D电喷印法制备凹凸棒石/聚己内酯支架,评价其对小鼠骨髓间充质干细胞的生物学影响及成骨诱导分化作用.方法:采用3D电喷印法制备含不同质量比例凹凸棒石(0％,0.5％,1％,2％)的凹凸棒石/聚己内酯支架,扫描电镜观察其形貌结构.将4组支架分别与骨髓间充质干细胞共培养,第7天时扫描电镜下观察细胞黏附,第2天时Live/Dead染色观察材料表面细胞生长状态,第1,3,5天时利用CCK-8法检测细胞增殖,第3,7,14天时采用Real-time PCR检测成骨标志基因的表达水平,第3,7,10天时检测细胞碱性磷酸酶活性.结果 与结论:①扫描电镜显示,4组支架均呈多孔隙的网状结构,平均孔隙约450μm,其中0％,0.5％ 凹凸棒石组支架表面光滑,1％,2％凹凸棒石组支架表面粗糙;②扫描电镜显示,细胞能在4组材料表面黏附和生长,其中1％凹凸棒石组细胞数量多于其他3组;③Live/Dead染色显示,细胞在4组材料表面黏附和生长,其中2％凹凸棒石组细胞数量最少;④CCK-8检测结果显示,0.5％凹凸棒石组的细胞增殖速率快于其他3组;⑤Real-time PCR检测显示,0.5％凹凸棒石组共培养14 d的碱性磷酸酶、骨钙素、Osterix和Runx-2基因表达量均高于其他3组;⑥0.5％,1％,2％凹凸棒石组的碱性磷酸酶活性均不同程度地高于0％凹凸棒石组,共培养3,7 d时0.5％凹凸棒石组最高,共培养10 d时1％,2％凹凸棒石组最高;⑦结果表明,加入质量比例0.5％凹凸棒石的聚己内酯支架具有良好的生物相容性和一定的成骨诱导效应.

凹凸棒石(attapulgite,ATP)作为肥料缓释剂和土壤改良剂在提高肥料利用率和提升农产品和中药材产量和品质方面已显示出显著成效.为探究ATP对当归Angelica sinensis生长及药材品质的影响,以"岷归1号"为研究对象,通过道地产区盆栽(土培)实验,比较分析常规化肥添加ATP对当归生长发育过程中植株生长形态、光合作用、土壤呼吸、根部阿魏酸和挥发油含量的影响,并从源-库关系探讨可能机制.结果显示ATP的肥料缓释效应可提供当归生长根系膨大期对营养元素的需要,提高叶片净光合速率,提高植株地上部分生物量,并促使根干物质积累期营养提前从地上部分(源)向地下根部(库)转移和积累,从而提高药材单株质量.ATP能够提高当归药材主要药效成分总阿魏酸(阿魏酸和阿魏酸松柏酯之和)的含量,其机制可能是促进根部阿魏酸的合成和向阿魏酸松柏酯的转化,但其对挥发油含量影响不大.ATP对土壤呼吸有一定的影响,但需要从根系活力、根际微生物和土壤微生物进一步研究.该研究可为当归田土壤修复、改良和当归生态种植提供一定的应用基础.

目前,各实验动物饲养单位大多已采用颗粒饲料.但啮齿动物有啃咬磨牙习性,既要求颗粒料具有一定的硬度,又要减少粒料被啃咬成碎屑而漏洒浪费.国内各地生产的混合粒料,因偏重考虑产量和节电,大多使用粗筛网,以至粉碎度较粗,压制颗粒时,硬度达不到要求.也存在微量元素添加方面问题.市售的畜禽生长素(名称不一)的载体,主要成份大多为南京石粉,其中添加一些畜禽所需的微量元素.