描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787030781291
内容简介
生物地磁学是由地磁学与生命科学交叉融合形成的分支学科，主要研究地磁场及其变化对生物影响的机理和规律，分析生物感磁起源与机制，以及生物记录的地磁场信息等，对于揭示地球系统中地磁场对生物圈演化的作用具有重要意义。《生物地磁学——现象、机理及应用》系统总结了生物地磁学的*新研究进展，包括在地磁场变化性、生物趋磁性起源与演化、动物地磁导航行为与机制、生物响应极端弱磁场的机制、生物源磁性纳米矿物及其在古地磁学和生物医学的应用等研究中取得的原创性成果。《生物地磁学——现象、机理及应用》写作深入浅出，内容系统丰富。
目 录
目录
序
前言
第1章地球磁场及变化特征1
1.1地磁场基本特征1
1.1.1地磁场组成及起源1
1.1.2地磁场基本要素3
1.2地磁场的变化5
1.2.1地磁场的短期变化6
1.2.2地磁场的长期变化6
1.3地磁场与地球宜居性11
1.4本章小结14
第2章趋磁细菌的多样性、地理分布及起源演化15
2.1趋磁细菌多样性16
2.1.1趋磁细菌的形态多样性16
2.1.2趋磁细菌的系统发育多样性19
2.2趋磁细菌的生态与地理分布21
2.2.1趋磁细菌的生存环境22
2.2.2趋磁细菌的垂直分布特征23
2.2.3趋磁细菌的地理分布规律25
2.3趋磁细菌的起源与演化26
2.3.1磁小体基因簇26
2.3.2趋磁细菌的早期演化31
2.4本章小结35
第3章磁小体的生物控制合成36
3.1磁铁矿磁小体晶体的形貌、尺寸和排列36
3.2磁铁矿磁小体晶体的生长模式39
3.3氧气、钴离子和盐度等环境因子对磁小体矿化的影响47
3.4胶黄铁矿磁小体的晶体结构及化学特征54
3.5本章小结56
第4章磁小体链的磁学性质57
4.1磁小体链的微观磁学性质及其生物学意义57
4.2磁小体链的宏观磁学性质60
4.3磁小体链排列、坍塌、聚集及其磁学效应66
4.4磁小体（链）的低温磁学性质71
4.5本章小结76
第5章细菌诱导矿化作用及其磁性产物78
5.1铁氧化菌的胞外矿化过程79
5.1.1微好氧铁氧化菌的矿化过程79
5.1.2嗜酸性铁氧化菌的矿化过程81
5.1.3硝酸盐还原铁氧化菌的矿化过程81
5.1.4厌氧光合铁氧化菌的矿化过程82
5.1.5铁氧化菌矿化产物与细胞空间分布关系87
5.1.6铁氧化菌矿化过程中的Fe同位素分馏88
5.2铁还原菌的胞外矿化过程90
5.2.1铁还原菌可利用的电子供体及电子受体90
5.2.2铁还原菌的矿化产物91
5.2.3铁还原菌的电子传递链94
5.2.4铁还原菌的胞外电子传递形式96
5.3本章小结97
第6章动物地磁导航及感磁机制99
6.1动物感磁行为研究进展99
6.1.1动物体内的“磁罗盘”和“磁地图”100
6.1.2地磁倒转/强度减弱对动物定向行为的影响106
6.2动物感磁机制研究进展108
6.2.1动物感磁机制假说108
6.2.2人类是否具有感磁能力？112
6.2.3动物感磁神经和感磁脑区研究113
6.3动物地磁定向研究平台和研究方法117
6.4本章小结119
第7章亚磁场的生物学效应121
7.1亚磁场对微生物的影响121
7.2亚磁场对植物的影响122
7.3亚磁场对动物的影响123
7.3.1亚磁场对动物细胞的影响123
7.3.2亚磁场对动物生理系统的影响125
7.3.3亚磁场对动物生长发育的影响126
7.3.4亚磁场对动物学习认知的影响126
7.3.5亚磁场对哺乳动物激素含量的影响127
7.3.6亚磁场对哺乳动物中枢神经系统的影响127
7.3.7亚磁场对肠道菌群的影响132
7.4本章小结135
第8章生物源磁性矿物在古地磁学和古环境研究中的应用136
8.1化石磁小体的主要磁学识别方法与应用138
8.1.1等温剩磁组分分解138
8.1.2χARM/SIRM值139
8.1.3FORC测量139
8.1.4低温退磁*线测量139
8.1.5铁磁共振波谱分析139
8.1.6自然环境中趋磁细菌的磁学性质及化石磁小体的识别与量化140
8.2化石磁小体在古地磁学研究中的应用143
8.2.1化石磁小体对沉积剩磁的贡献143
8.2.2化石磁小体记录剩磁的复杂性146
8.3化石磁小体在古环境研究中的应用147
8.3.1影响趋磁细菌及其磁小体合成的环境因素147
8.3.2化石磁小体在古环境研究中的应用149
8.4胞外矿化产物对沉积物磁性的影响155
8.5胞外矿化作用对铁建造中磁性矿物的贡献157
8.5.1铁建造分布年代和成因类型157
8.5.2铁氧化菌对铁建造中磁性矿物形成的潜在贡献160
8.5.3铁还原菌对铁建造中磁铁矿的潜在贡献164
8.6本章小结168
第9章磁性纳米矿物的仿生矿化170
9.1铁蛋白的功能与结构170
9.2铁蛋白的生物矿化过程和机理174
9.3磁性铁蛋白的仿生矿化175
9.3.1磁性马脾铁蛋白的仿生矿化175
9.3.2具有肿瘤靶向性的磁性重组人铁蛋白的仿生矿化176
9.3.3磁性重组嗜热菌铁蛋白的仿生矿化179
9.4趋磁细菌的仿生矿化181
9.5本章小结185
第10章生物源磁性纳米矿物的生物医学应用187
10.1生物源磁性纳米矿物应用于磁共振影像增强187
10.1.1磁共振成像的原理及造影剂187
10.1.2一些临床应用的磁铁矿纳米颗粒造影剂190
10.1.3磁小体用于磁共振成像造影剂192
10.1.4磁性铁蛋白纳米颗粒用于磁共振成像造影剂194
10.2生物源磁性纳米矿物应用于肿瘤磁热治疗199
10.2.1磁铁矿纳米颗粒在交变磁场下的产热机制199
10.2.2临床应用磁铁矿纳米颗粒对肿瘤磁热疗的进展200
10.2.3磁小体用于磁热疗研究201
10.2.4磁性铁蛋白纳米颗粒在磁热疗中的应用203
10.3磁性铁蛋白颗粒应用于肿瘤体外病理诊断203
10.3.1肿瘤的病理诊断203
10.3.2磁性铁蛋白纳米颗粒应用于肿瘤体外病理诊断204
10.4本章小结206
第11章基于仿生磁性纳米颗粒的磁性吸油材料的应用208
11.1磁性复合吸油材料及分类209
11.1.1磁性复合颗粒209
11.1.2磁性海绵/泡沫210
11.1.3磁性气凝胶211
11.2磁性复合吸油材料的制备及应用212
11.3磁性疏水海绵联合光-磁加热在稠油快速吸附中的应用214
11.3.1加热型吸油材料在稠油快速吸附领域研究现状215
11.3.2磁性颗粒在交变磁场中的磁热效应及交变磁场加热的优势215
11.3.3磁性疏水海绵的制备216
11.3.4磁性疏水海绵的表面润湿性和磁性表征217
11.3.5磁性疏水海绵在光、磁加热下的升温表现和吸油性能219
11.3.6磁性疏水海绵在交变磁场下对稠油的吸附效果研究和重复性评估219
11.3.7磁性疏水海绵的循环使用性评估221
11.4本章小结223
参考文献225
索引299
跋307
序
前言
第1章地球磁场及变化特征1
1.1地磁场基本特征1
1.1.1地磁场组成及起源1
1.1.2地磁场基本要素3
1.2地磁场的变化5
1.2.1地磁场的短期变化6
1.2.2地磁场的长期变化6
1.3地磁场与地球宜居性11
1.4本章小结14
第2章趋磁细菌的多样性、地理分布及起源演化15
2.1趋磁细菌多样性16
2.1.1趋磁细菌的形态多样性16
2.1.2趋磁细菌的系统发育多样性19
2.2趋磁细菌的生态与地理分布21
2.2.1趋磁细菌的生存环境22
2.2.2趋磁细菌的垂直分布特征23
2.2.3趋磁细菌的地理分布规律25
2.3趋磁细菌的起源与演化26
2.3.1磁小体基因簇26
2.3.2趋磁细菌的早期演化31
2.4本章小结35
第3章磁小体的生物控制合成36
3.1磁铁矿磁小体晶体的形貌、尺寸和排列36
3.2磁铁矿磁小体晶体的生长模式39
3.3氧气、钴离子和盐度等环境因子对磁小体矿化的影响47
3.4胶黄铁矿磁小体的晶体结构及化学特征54
3.5本章小结56
第4章磁小体链的磁学性质57
4.1磁小体链的微观磁学性质及其生物学意义57
4.2磁小体链的宏观磁学性质60
4.3磁小体链排列、坍塌、聚集及其磁学效应66
4.4磁小体（链）的低温磁学性质71
4.5本章小结76
第5章细菌诱导矿化作用及其磁性产物78
5.1铁氧化菌的胞外矿化过程79
5.1.1微好氧铁氧化菌的矿化过程79
5.1.2嗜酸性铁氧化菌的矿化过程81
5.1.3硝酸盐还原铁氧化菌的矿化过程81
5.1.4厌氧光合铁氧化菌的矿化过程82
5.1.5铁氧化菌矿化产物与细胞空间分布关系87
5.1.6铁氧化菌矿化过程中的Fe同位素分馏88
5.2铁还原菌的胞外矿化过程90
5.2.1铁还原菌可利用的电子供体及电子受体90
5.2.2铁还原菌的矿化产物91
5.2.3铁还原菌的电子传递链94
5.2.4铁还原菌的胞外电子传递形式96
5.3本章小结97
第6章动物地磁导航及感磁机制99
6.1动物感磁行为研究进展99
6.1.1动物体内的“磁罗盘”和“磁地图”100
6.1.2地磁倒转/强度减弱对动物定向行为的影响106
6.2动物感磁机制研究进展108
6.2.1动物感磁机制假说108
6.2.2人类是否具有感磁能力？112
6.2.3动物感磁神经和感磁脑区研究113
6.3动物地磁定向研究平台和研究方法117
6.4本章小结119
第7章亚磁场的生物学效应121
7.1亚磁场对微生物的影响121
7.2亚磁场对植物的影响122
7.3亚磁场对动物的影响123
7.3.1亚磁场对动物细胞的影响123
7.3.2亚磁场对动物生理系统的影响125
7.3.3亚磁场对动物生长发育的影响126
7.3.4亚磁场对动物学习认知的影响126
7.3.5亚磁场对哺乳动物激素含量的影响127
7.3.6亚磁场对哺乳动物中枢神经系统的影响127
7.3.7亚磁场对肠道菌群的影响132
7.4本章小结135
第8章生物源磁性矿物在古地磁学和古环境研究中的应用136
8.1化石磁小体的主要磁学识别方法与应用138
8.1.1等温剩磁组分分解138
8.1.2χARM/SIRM值139
8.1.3FORC测量139
8.1.4低温退磁*线测量139
8.1.5铁磁共振波谱分析139
8.1.6自然环境中趋磁细菌的磁学性质及化石磁小体的识别与量化140
8.2化石磁小体在古地磁学研究中的应用143
8.2.1化石磁小体对沉积剩磁的贡献143
8.2.2化石磁小体记录剩磁的复杂性146
8.3化石磁小体在古环境研究中的应用147
8.3.1影响趋磁细菌及其磁小体合成的环境因素147
8.3.2化石磁小体在古环境研究中的应用149
8.4胞外矿化产物对沉积物磁性的影响155
8.5胞外矿化作用对铁建造中磁性矿物的贡献157
8.5.1铁建造分布年代和成因类型157
8.5.2铁氧化菌对铁建造中磁性矿物形成的潜在贡献160
8.5.3铁还原菌对铁建造中磁铁矿的潜在贡献164
8.6本章小结168
第9章磁性纳米矿物的仿生矿化170
9.1铁蛋白的功能与结构170
9.2铁蛋白的生物矿化过程和机理174
9.3磁性铁蛋白的仿生矿化175
9.3.1磁性马脾铁蛋白的仿生矿化175
9.3.2具有肿瘤靶向性的磁性重组人铁蛋白的仿生矿化176
9.3.3磁性重组嗜热菌铁蛋白的仿生矿化179
9.4趋磁细菌的仿生矿化181
9.5本章小结185
第10章生物源磁性纳米矿物的生物医学应用187
10.1生物源磁性纳米矿物应用于磁共振影像增强187
10.1.1磁共振成像的原理及造影剂187
10.1.2一些临床应用的磁铁矿纳米颗粒造影剂190
10.1.3磁小体用于磁共振成像造影剂192
10.1.4磁性铁蛋白纳米颗粒用于磁共振成像造影剂194
10.2生物源磁性纳米矿物应用于肿瘤磁热治疗199
10.2.1磁铁矿纳米颗粒在交变磁场下的产热机制199
10.2.2临床应用磁铁矿纳米颗粒对肿瘤磁热疗的进展200
10.2.3磁小体用于磁热疗研究201
10.2.4磁性铁蛋白纳米颗粒在磁热疗中的应用203
10.3磁性铁蛋白颗粒应用于肿瘤体外病理诊断203
10.3.1肿瘤的病理诊断203
10.3.2磁性铁蛋白纳米颗粒应用于肿瘤体外病理诊断204
10.4本章小结206
第11章基于仿生磁性纳米颗粒的磁性吸油材料的应用208
11.1磁性复合吸油材料及分类209
11.1.1磁性复合颗粒209
11.1.2磁性海绵/泡沫210
11.1.3磁性气凝胶211
11.2磁性复合吸油材料的制备及应用212
11.3磁性疏水海绵联合光-磁加热在稠油快速吸附中的应用214
11.3.1加热型吸油材料在稠油快速吸附领域研究现状215
11.3.2磁性颗粒在交变磁场中的磁热效应及交变磁场加热的优势215
11.3.3磁性疏水海绵的制备216
11.3.4磁性疏水海绵的表面润湿性和磁性表征217
11.3.5磁性疏水海绵在光、磁加热下的升温表现和吸油性能219
11.3.6磁性疏水海绵在交变磁场下对稠油的吸附效果研究和重复性评估219
11.3.7磁性疏水海绵的循环使用性评估221
11.4本章小结223
参考文献225
索引299
跋307
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