生物地磁学--现象、机理及应用

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1… 

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