微流控芯片与生物质谱联用技术的发展与展望

微流控芯片与生物质谱联用技术的发展与展望
微流控芯片与生物质谱联用技术的发展与展望

生物质谱技术在蛋白质组学中的应用

生物质谱技术在蛋白质组学中的应用(北京大学药学院 杨春晖 学号:10389071) 一、 前言[1,2] 基因工程已令人难以置信的扩展了我们关于有机体DNA序列的认识。但是仍有许多新识别的基因的功能还不知道,也不知道基因产物是如何相互作用从而产生活的有机体的。功能基因组试图通过大规模实验方法来回答这些问题。但由于仅从DNA序列尚不能回答某基因的表达时间、表达量、蛋白质翻译后加工和修饰的情况、以及它们的亚细胞分布等等,因此在整体水平上研究蛋白质表达及其功能变得日益显得重要。这些在基因组中不能解决的问题可望在蛋白质组研究中找到答案。蛋白质组研究的数据与基因组数据的整合,将会在后基因组研究中发挥重要作用。 目前蛋白质组研究采用的主要技术是双向凝胶电泳和质谱方法。双向凝胶电泳的基本原理是蛋白质首先根据其等电点,第一向在pH梯度胶内等电聚焦,然后转90度按他们的分子量大小进行第二向的SDS-PAGE分离。质谱在90年代得到了长足的发展,生物质谱当上了主角,蛋白质组学又为生物质谱提供了一个大舞台。他们中首选的是MALDI-TOF,其分析容量大,单电荷为主的测定分子量高达30万,干扰因素少,适合蛋白质组的大规模分析。其次ESI为主的LC-MS 联机适于精细的研究。本文将简介几种常用的生物质谱技术,并着重介绍生物质谱技术在蛋白质组学各领域的应用。 二、 生物质谱技术[3,4] 1.电喷雾质谱技术(ESI)[5] 电喷雾质谱技术( Electrospray Ionization Mass Spectrometry , ESI - MS) 是在毛细管的出口处施加一高电压,所产生的高电场使从毛细管流出的液体雾化成细小的带电液滴,随着溶剂蒸发,液滴表面的电荷强度逐渐增大,最后液滴崩解为大量带一个或多个电荷的离子,致使分析物以单电荷或多电荷离子的形式进入气相。电喷雾离子化的特点是产生高电荷离子而不是碎片离子, 使质量电荷比(m/ z)降低到多数质量分析仪器都可以检测的范围,因而大大扩展了分子量的分析范围,离子的真实分子质量也可以根据质荷比及电荷数算出。 2.基质辅助激光解吸附质谱技术(MOLDI)[5-7] 基质辅助激光解析电离(MOLDI)是由德国科学家Karas和Hillenkamp发现的。将微量蛋白质与过量的小分子基体的混合液体点到样品靶上,经加热或风吹烘干形成共结晶,放入离子源内。当激光照射到靶点上时,基体吸收了激光的能力跃迁到激发态,导致蛋白质电离和汽化,电离的结果通常是基体的质子转移到蛋白质上。然后由高电压将电离的蛋白质从离子源转送到质量分析器内,再经离子检测器和数据处理得到质谱图。TOF质量分析器被认为是与MALDI的最佳搭配,因为二者都是脉冲工作方式,在质量分析过程中离子损失很少,可以获得很高的灵敏度。TOF质量分析器结果简单,容易换算,蛋白质离子在飞行管内的飞行速度仅与他的(m/z)-1/2成正比,因此容易通过计算蛋白质离子在飞行管内的飞

生物技术发展

学高身正明德睿智 云南省唯一的省属重点师范大学 学校:云南师范大学 学院:生命科学学院 专业:生物科学10级B班 姓名: 学号: 学制: 四年

浅谈现代生物技术发展历史 摘要:现代生物技术是通过生物化学与分子生物学的基础研究而快速发展起来的。医药生物技术起步最早、发展最快,目前世界已有2000多家生物技术公司,其中70%从事医药产品的开发。生物技术工业总体日趋成熟,正在由风险产业变成以商业为动力,以市场为中心的产业。应用生物技术已有可能产生几乎所有的多肽和蛋白质,基因工程技术的应用已使新药研究方法和制药工业的生产方式发生重大变革。 关键字:现代生物技术历史现状研究 导言科学家们认为,20世纪的科学技术是以物理学和化学的成就占主导地位,而21世纪的科学技术是以生物学的成就占主导地位。21世纪称为生命科学的世纪,生物技术称为21世纪的朝阳产业。生命科学的新发现,生物技术的新突破,生物技术产业的新发展将极大地改变人类及其社会发展的进程。在生物技术领域取得的突破性进展可以彻底消除营养不良,改善食品的生产方式,消除各种污染,延长人类寿命,提高生命质量等。一些成果还可以帮助人类加速植物和动物的人工进化以及改善生态环境对人类的影响等。 一.分类 生物技术的发展可分为三个阶段,即传统生物技术、近代生物技术和现代生物技术。 (一)传统生物技术阶段 指19世纪末到20世纪30年代前,以发酵产品为主干的工业微生物技术体系。这一时期的生物技术主要是通过微生物的初级发酵来生产食品,其应用仅仅局限在化学工程和微生物工程的领域,通过对粗材料进行加工、发酵和转化来生产纯化人们需要的产品,如乳酸、酒精、面包酵母、柠檬酸和蛋白酶等。 (二)近代生物技术阶段 近代生物技术是以20世纪4O年代抗菌素的提取,50年代氨基酸的发酵到60年代酶制剂工程为线索,仍以微生物发酵技术为技术特征的。这一时期抗生素工业、氨基酸发酵和酶制剂工程相继得到发展,细胞工程相关技术日臻完善,但从技术特征上看还不具备高新技术诸要素,因此只能被视为近代生物技术。 (三)现代生物技术阶段 现代生物技术以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志,以世界上第一家生物技术公司——Gene-Tech的诞生(1976)年为纪元。此后,越来越多的科学

生物质谱技术

生命科学被誉为21世纪的最前沿科学之一,随着人类第一张基因序列草图的完成和发展,生命科学的研究也将进入一个崭新的后基因组学,即蛋白质组学时代。正如基因草图的提前绘制得益于大规模全自动毛细管测序技术一样,后基因组研究也将会借助于现代生物质谱技术等得到迅猛发展。本文拟简述生物质谱技术及其在生命科学领域研究中的应用。 1.质谱技术 质谱(MassSPectrometry)是带电原子、分子或分子碎片按质荷比(或质量)的大小顺序排列的图谱。质谱仪是一类能使物质粒子高化成离子并通过适当的电场、磁场将它们按空间位置、时间先后或者轨道稳定与否实现质荷比分离,并检测强度后进行物质分析的仪器。质谱仪主要由分析系统、电学系统和真空系统组成。 质谱分析的基本原理 用于分析的样品分子(或原子)在离子源中离化成具有不同质量的单电行分子离子和碎片离子,这些单电荷离子在加速电场中获得相同的动能并形成一束离子,进入由电场和磁场组成的分析器,离子束中速度较慢的离子通过电场后偏转大,速度快的偏转小;在磁场中离子发生角速度矢量相反的偏转,即速度慢的离子依然偏转大,速度快的偏转小;当两个场的偏转作用彼此补偿时,它们的轨道便相交于一点。与此同时,在磁场中还能发生质量的分离,这样就使具有同一质荷比而速度不同的离子聚焦在同一点上,不同质荷比的离子聚焦在不同的点上,其焦面接近于平面,在此处用检测系统进行检测即可得到不同质荷比的谱线,即质谱。通过质谱分析,我们可以获得分析样品的分子量、分子式、分子中同位素构成和分子结构等多方面的信息。 质谱技术的发展 质谱的开发历史要追溯到20世纪初J.J.Thomson创制的抛物线质谱装置,1919年Aston制成了第一台速度聚焦型质谱仪,成为了质谱发展史上的里程碑。

最新生物技术的发展和应用

生物技术地发展和应用 自2001年初,生物技术产业便显现出一片诱人地前景。人类基因组草图地即将完成,带动各生物技术地不断飚升。人们普遍认为这将导致医学与药物研究地繁荣,并会带来滚滚地财富。随着基因组测序地完成,许多科学家和投资者开始把目光投向生物技术向个学科地渗透,如今生物技术已经在芯片、医学等领域都取得丰硕地成果。下面对生物芯片、基因治疗及微生物地研究地基本问题作简单地介绍。 (一)生物芯片 20世纪90年代初开始实施地人类基因组计划取得了人们当初意料不到地巨大进展,而由此也诞生了一项类似于计算机芯片技术地新兴生物高技术———生物芯片。 生物芯片主要是指通过微加工和微电子技术在固体芯片表面构建微型生物化学分析系统,以实现对生命机体地组织、细胞、蛋白质、核酸、糖类以及其他生物组分进行准确、快速、大信息量地检测。目前常见地生物芯片分为三大类:即基因芯片、蛋白芯片、芯片实验室或称微流控芯片等。生物芯片主要特点是高通量、微型化和自动化。生物芯片上高度集成地成千上万密集排列地分子微阵列,能够在很短时间内分析大量地生物分子,使人们能够快速准确地获取样品中地生物信息,检测效率是传统检测手段地成百上千倍。使用基因芯片分析人类基因组,可找出癌症、

糖尿病由遗传基因缺陷引起疾病地致病地遗传基因。生物医学研究人员可以在数秒钟内鉴定出导致癌症地突变基因。借助一小滴测试液,医生们能很快检测病菌对人体地感染。利用基因芯片分析遗传基因,可以使糖尿病地确诊率达到50%以上。生物芯片在疾病检测诊断方面具有独特地优势,它可以在一张芯片上同时对多个病人进行多种疾病地检测。仅用极小量地样品,在极短时间内,向医务人员提供大量地疾病诊断信息,这些信息有助于医生在短时间内找到正确地治疗措施。对肿瘤、糖尿病、传染性疾病、遗传病等常见病和多发病地临床检验及健康人群检查,具有十分重要地应用价值。 (二)基因治疗 众里盼她千百度,如今,基因治疗已近走出实验室,进入实践阶段,如:癌症地基因治疗,肿瘤地基因治疗属于一种生物治疗手段,是一大类治疗策略地总称。根据治疗机理不同,目前至少可以分为以下几方面: (1)免疫基因治疗:指地是通过基因修饰地瘤苗或抗原呈递细胞体内回输,或者免疫基因地直接体内导入,激发或增强人体地抗肿瘤免疫功能,达到治疗肿瘤地目地,它也是一大类治疗地总称。治疗基因包括肿瘤相关抗原基因、细胞因子基因或者MHC基因等。

光电技术在生物医学中的应用一现状与发展

论文题目: 光电技术在生物医学中的应用——现状与发展 学院 专业名称 班级学号 学生 2013年12月19日

摘要: 简要介绍光电技术在生物医学应用中的发展概况,从基因表达与蛋白质——蛋白质相互作用研究方面,重点讨论了生物分子光子技术的特点与优势,阐明基于分子光学标记的光学成像技术是重要的实时在体监测手段,最后简要讨论了医学光学成像技术在组织功能成像和脑功能成像中的应用原理。 关键词:光电技术,医学诊断与治疗,分子光子学,医学成像

1.生物医学光子学发展简介 光电技术在生物医学中的应用实质上就是生物医学光子学的研究畴。生物医学光子学是近年来受到国际光学界和生物医学界广泛关注的研究热点。在国际上一般称为生物医学光子学或生物医学光学。 光子学以量子为单位,研究能量的产生、探测、传输与信息处理。光子技术在生物与医学中的应用即定义为生物医学光子学,其相应产业涉及人类疾病的诊断、预防、监护、治疗以及保健、康复等。研究容包括:光子医学与光子生物学,X-射线成像,MRI ,PET等。近年来,生物医学光子学在生物活检、光动力治疗、细胞结构与功能检测、对基因表达规律的在体观测等问题上取得了可喜研究成果,目前正在从宏观到微观多层面上对大脑活动与功能进行研究。美国《科学》杂志在最近儿年已发表相关论文近20篇。随着光子学技术的发展,生物医学光子学将在多层次上对研究生物体特别是人体的结构、功能和其他生命现象产生重要影响。 在国际上已经成立了国际生物医学光学学会(International Biomedical Optics Society),简称IBOS。IBOS每年与国际光学工程学会(SPIE)联合举办学术会议。国外 学术交流方面,作为生物医学工程和光学工程领域重要国际会议的“生物医学光学国际学术研讨会”(International BiomedicalOptics Symposium,简称BIOS)每年在美国和欧洲各举办一次。在国,国家自然科学基金委员会生命科学部与信息科学部联合发起并承办的全国光子生物学与光子医学学术研讨会已经举办了六届。在第六届学术会议上发表学术论文75篇,论文摘要27篇。 从光电技术(或光子技术)在生物医学中的应用现状可以看到,光子医学与光子生物学的研究和应用围是广泛而且深入的,并正在形成有特色的学科和产业。例如,由于生物超微弱发光与生物体的细胞分裂、细胞死亡、光合作用、生物氧化、解毒作用、肿瘤发生、细胞和细胞间的信息传递与功能调节等重要的生命过程有着密切的联系,基于生物超微弱发光的生物光子技术在肿瘤诊断、农业、环境监测、食品监测和药理研究等方面己经得到应用。 下面主要从生物分子光子技术和医学光学成像技术两个方面介绍当前的研究现状 与发展趋势。

现代生物技术的应用与展望

现代生物技术的应用与展望 姓名:班级:学号: 摘要:参阅大量文献资料对近年来生物技术在农业、医药业、社会科学等中的应用进展进行了综述。从改革传统农业结构,解决食品短缺问题的应用、深入基因研究,解决健康长寿问题、运用现代生物技术,解决环境污染问题等内容出发,指明了生物技术现代科学发展中的应用前景。 关键词:生物技术基因医学健康农业 Abstract: a large number of literature on recent biotechnology in agriculture, medicine and industry, social science and application were reviewed in this paper. From the reform of traditional agriculture structure, to solve food shortage problem, in-depth application of genetic research, solve the longevity and health problems, use of modern biological technology, solve the problem of environmental pollution and other content, pointed out the biological technology of modern science and application prospects. 现代生物技术也可称之为生物工程,是以重组DNA技术和细胞融合技术为基础,利用生物体(或者生物组织、细胞及其组分)的特性和功能,设计构建具有预期性状的新物种或新品系,以及与工程原理相结合进行加工生产,为社会提供商品和服务的—个综合性技术体系。其内容包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程。现代生物技术的诞生以2O世纪7O年代初DNA重组技术和淋巴细胞杂交瘤技术的发明和应用为标志,迄今已走过了30多年的发展历程。实践证明现代生物技术对解决人类面临的粮食、健康、环境和能源等重大问题方面开辟了无限广阔的前景,受到了各国政府和企业界的广泛关注,与微电子技术、新材料技术和新能源技术并列为影响未来国计民生的四大科学技术支柱,是2l世纪高新技术产业的先导。可以预测,生物技术的应用与发展将导致生产体系与经济结构的飞跃变化,甚至可能引发一次新的工业革命,对人类社会的生产、生活各方面必将产生全面而深刻的影响。 1 改革传统农业结构,解决食品短缺问题 现代生物技术在农业中最突出的应用是利用转基因技术,将目的基因导入动、植物体内,对家畜、家禽及农作物进行品种改良,从而获得高产、优质、抗病虫害的转基因动植物新品种,达到充分提高资源利用效率,降低生产成本的目的。经过长期不断的努力,现代农业生物技术已取得重大突破,不仅从根本上改变了传统农作物的培育和种植,也为农业生产带来了新一轮的革命,并将在解决目前人类所面临的粮食危机、环境恶化、资源匮乏、效益衰减等方面发挥巨大作用。 1.1 提高农产品的产量与质量农作物病虫害是造成农业产量下降的主要原因之一,因而利用转基因技术把抗病、抗虫基因导入农作物中,使之可避免或减少病虫害。近年来,抗黄杆菌的水稻、抗除草剂的大豆、抗病毒病的甜椒、抗腐能力强与耐贮性高的番茄等转基因植物开始进入市场,提高了产量,增加了效益;根据人类的需要,还可把特定基因导入植物体,可达到改良农产品品质的目的,如高含量必需氨基酸的马铃薯,高蛋白质含量的大豆等;此外还可利用生物技术破坏水果细胞壁纤维酶,保证猕猴桃、桃、西红柿等水果成熟但不变软而提高水果的保鲜度,便于水果的运输。从1996年到2o02年,转基因农作物在全球的种植面积从170万ha扩大到5810万ha,即增加35倍,显示了现代农业生物技术强大的生命

生物技术的发展和应用

生物技术的发展和应用 自2001年初,生物技术产业便显现出一片诱人的前景。人类基因组草图的即将完成,带动各生物技术的不断飚升。人们普遍认为这将导致医学与药物研究的繁荣,并会带来滚滚的财富。随着基因组测序的完成,许多科学家和投资者开始把目光投向生物技术向个学科的渗透,如今生物技术已经在芯片、医学等领域都取得丰硕的成果。下面对生物芯片、基因治疗及微生物的研究的基本问题作简单的介绍。 (一)生物芯片 20世纪90年代初开始实施的人类基因组计划取得了人们当初意料不到的巨大进展,而由此也诞生了一项类似于计算机芯片技术的新兴生物高技术———生物芯片。 生物芯片主要是指通过微加工和微电子技术在固体芯片表面构建微型生物化学分析系统,以实现对生命机体的组织、细胞、蛋白质、核酸、糖类以及其他生物组分进行准确、快速、大信息量的检测。目前常见的生物芯片分为三大类:即基因芯片、蛋白芯片、芯片实验室或称微流控芯片等。生物芯片主要特点是高通量、微型化和自动化。生物芯片上高度集成的成千上万密集排列的分子微阵列,能够在很短时间分析大量的生物分子,使人们能够快速准确地获取样品中的生物信息,检测效率是传统检测手段的成百上千倍。使用基因芯片分析人类基因组,可找出癌症、糖尿病由遗传基因缺陷引起疾病的致病的遗传基因。生物医学研究人员可以在数秒钟鉴定出导致癌症的突变基因。借助一小滴测试液,医生们能很快检测病菌对人体的感染。利用基因芯片分析遗传基因,可以使糖尿病的确诊率达到50%以上。生物芯片在疾病检测诊断方面具有独特的优势,它可以在一芯片上同时对多个病人进行多种疾病的检测。仅用极小量的样品,在极短时间,向医务人员提供大量的疾病诊断信息,这些信息有助于医生在短时间找到正确的治疗措施。对肿瘤、糖尿病、传染性疾病、遗传病等常见病和多发病的临床检验及健康人群检查,具有十分重要的应用价值。 (二)基因治疗 众里盼她千百度,如今,基因治疗已近走出实验室,进入实践阶段,如:癌症的基因治疗,肿瘤的基因治疗属于一种生物治疗手段,是一大类治疗策略的总称。根据治疗机理不同,目前至少可以分为以下几方面: (1)免疫基因治疗:指的是通过基因修饰的瘤苗或抗原呈递细胞体回输,或者免疫基因的直接体导入,激发或增强人体的抗肿瘤免疫功能,达到治疗肿瘤的目的,它也是一大类治疗的总称。治疗基因包括肿瘤相关抗原基因、细胞因子基因或者MHC基因等。 (2)抑癌基因治疗:抑癌基因的失活是肿瘤发生过程中重要的分子事件,研究证明,体导入野生型抑癌基因,替代缺失或异常的抑癌基因表达,可以达到抑制肿瘤细胞增殖的效果。目前研究较为深入的抑癌基因治疗主要运用P53、P16、RB基因等,其中又以P53基因应用最广泛,许多治疗方案已进入临床试验阶段。 (3)反义癌基因治疗:癌基因是一类细胞增殖调控正信号基因,具有促使细胞增殖,阻止细胞分化的特点,癌基因的激活是肿瘤发生过程中另一重要的分子事件。通过人工合成的寡核苷酸与癌基因编码的mRAN互补结合,可以抑制mRNA

现代生物技术产业化发展的现状与趋势

现代生物技术产业化发展的现状与趋势 摘要:综述了现代生物技术的发展现状,介绍了农业生物技术的疫苗、工业生物技术、医药生物技术及其在生物技术领域中的应用情况,介绍了生物技术领域重点攻关课题研究进展,展望了今后的发展方向。 关键词:现代生物技术产业化现状与趋势 1 前言 生物技术也称生物工程,它是在分子生物学基础上建立的、为创建新的生物类型或新生物机能的实用技术,是现代生物科学和工程技术相结合的产物。具体而言,生物工程技术包括转基因植物、动物生物技术、农作物的分子育种技术、医药生物技术、纳米生物技术、重要疾病的生物治疗等。当前,世界生物技术发展已进入大规模产业化的起始阶段,蓬勃兴起和迅猛发展的生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保等领域,正在促使生物产业成为世界经济中继信息产业之后又一个新的主导产业[1]。 现代生物技术以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志,以世界上第一家生物技术公司——Gene-Tech的诞生(1976)年为纪元[2]。此后,越来越多的科学家投身于分子生物学研究领域,并取得了许多重大的进展。至此,以基因工程为核心的技术上的革命带动了现代发酵工程、酶工程、细胞工程以及蛋白质工程的发展,形成了具有划时代意义和战略价值的现代生物技术。生物技术的最大特点是具有再生性,可以循环利用生物体为操作对象,在节约原材料和能源方面有巨大的潜力,而且投资少、周期短、经济效益大,并且没有污染。他是推动经济发展、社会进步的一项关键技术,在解决人类社会面临的一系列重大问题,如粮食、健康、环境和能源方面已经取得并将取得更大进展,对促进社会经济诸领域的发展有着不可估量的影响。 2 全球现代生物技术的发展现状 产值继续增长 2013年,全球生物工程药品市场规模为2705亿美元,2014年增长至3051亿美元。基于疾病诊断和治疗对重组技术、医药生物技术以及DNA测序技术等的需求不断增加,全球生物技术市场预计以%的年复合增长率增长,至2020年全球

世界著名的质谱方面网站清单

世界著名的质谱方面网站清单 质谱技术在蛋白鉴定等实验中具有不可忽视的作用,但是,目前的应用还不是特别广泛。那么,有问题了怎么解决呢?本文收集整理了相关的网站,包括世界著名的质谱学会、质谱研究组、质谱软件等。 美国质谱学会(ASMS, American Association for Mass Spectrometry) https://www.360docs.net/doc/034508664.html,/ 南非质谱协会(SAAMS) http://www.saams.up.ac.za/ 欧洲质谱学会(ESMS) https://www.360docs.net/doc/034508664.html,/esms/ 岛津公司:Koichi Tanaka (2002年诺贝尔化学奖获得者) https://www.360docs.net/doc/034508664.html,/about/nobel/ ***高纯度化学研究所 http://www1m.mesh.ne.jp/kojundo/e/index.htm ***质谱学会(MSSJ) http://www.mssj.jp/ 瑞典质谱学会(SMSS) http://www.smss.uu.se/ 瑞士质谱组(SGMS) http://www.sgms.ch/ 生物技术中的质谱仪器相关资源 https://www.360docs.net/doc/034508664.html,/ 以色列巴依兰大学:化学系 http://www.biu.ac.il/ESC/ch/ 印度质谱学会(ISMAS) https://www.360docs.net/doc/034508664.html,/ 英国表面分析论坛 https://www.360docs.net/doc/034508664.html, 英国伦敦大学比克贝克学院生物与化学学院:分析科学研究小组 https://www.360docs.net/doc/034508664.html,/~chm_tgc/ 英国曼彻斯特理工大学化学系:J. Philip Day的研究小组 https://www.360docs.net/doc/034508664.html,/people/academic/jpd.html 英国质谱学会(BMSS) https://www.360docs.net/doc/034508664.html,/index.html 质谱:Mass Spectrometry Database,American Academy of Forensic Sciences (免费) http://www.ualberta.ca/~gjones/mslib.htm

现代生物技术发展史

现代生物技术的发展 姓名:王利新 学号: 学院:

摘要:现代生物技术是通过生物化学与分子生物学的基础研究而快速发展起来的。医药生物技术起步最早、发展最快,目前世界已有2000多家生物技术公司,其中70%从事医药产品的开发。生物技术工业总体日趋成熟,正在由风险产业变成以商业为动力,以市场为中心的产业。 应用生物技术已有可能产生几乎所有的多肽和蛋白质,基因工程技术的应用已使新药研究方法和制药工业的生产方式发生重大变革。该文对现代生物技术在医药和基因工程现代化的应用进行了全面、深入的论述。 【关键词】生物技术;医药;基因工程技术; 率高近十几年来,在利用生物技术制取新药方面取得了惊人的成就,已有不少药物应用于临床。例如人胰岛素、人生长激素、干扰素、乙肝疫苗、人促红细胞生成素(Epo)、GM-集落刺激因子(GM-CSF)、组织溶纤酶原激活素、白细胞介素-2及白介素-11等。正在研究的有降钙素基因相关因子、肿瘤坏死因子、表皮生长因子等140多种。随着生物技术药物的发展,多肽与蛋白质类药物的研究与开发,已成为医药工业中一个重要的领域,同时给生物制剂带来了新的挑战。在实际应用中,基因工程药物受到一定限制,如口服应用时生物利用度低,会受到消化酶的破坏,在胃酸作用下不稳定,在体内半衰期较短等,因此只能注射给药或局部用药。为了克服这些缺陷,已开始改为合成这些天然蛋白质的较小活性片段,即所谓“多肽模拟”或“多肽结构域”合成,又叫“小分子结构药物设计”。这类药物可口服,有利于由皮肤、粘膜给药,用于治疗免疫缺陷症、HIV 感染、变态反应性疾病、风湿性关节炎等,其制造成本也更低。这种设计思想也已应用于多糖类药物、核酸类药物和模拟酶的有关研究。小分子药物设计属于第二代结构相关性药物设计,所设计的分子能替代原先天然活性蛋白与特异靶相互作用。 在给药方式的研究方面,对注射用溶液和注射用无菌粉末(目前上市的多肽蛋白质类药物多为此种剂型),除了继续改进其稳定性外,还通过一些其他技术手段,研制出了化学修饰型、控释微球型和脉冲式给药系统。在非注射途径的给药系统,即包括鼻腔、口服、直肠、口腔、肺部给药方面也已取得重大进展。国内市场上主要有基因工程乙肝疫苗、干扰素、重组人白介素-2、G-CSF(增白细胞)、重组人红细胞生成素(EPO)等15种自己生产的基因工程药品。已经批准

微生物的分类与鉴定

第十章微生物的分类与鉴定 一、选择题 1.真菌的分类单元-门的词尾为(A ) 2.A、–mycota B、–mycetes C、–mycotina D、-mycetidae 3.下列传统分类指标中始终被用作微生物分类和鉴定的重要依据的是(A ) 4.A、形态学特征 B、生理特征 C、生态学特征 D、分子生物学特征 5.下列拉丁文哪个书写格式正确( C ) 6.A、Fusarium oxysporium B、Aspergillus japonicus Saito 7. C、Bacillus amyloliquefaciens D、Clostridium Kluyveri 8.1978年,根据16S rRNA和18S rRNA的碱基序列将生物分为“三域”的科 学家是(D ) 9.A、Ainsworth B、Bergey C、Leedale D、Woese 10.1995年,Ainsworth分类系统把菌物列入真核生物域,将其分为3个界, 下面哪项不属于其中( D ) 11.A、原生动物界 B、假菌界 C、真菌界 D、菌物界 12.有关菌株的说法,下列哪项说法不对( B ) 13.A、菌株强调的是遗传型纯的谱系 B、菌株的名称不可随意确定 14.C、菌株与克隆相同,为一个物种内遗传多态性的客观反映 15.D、菌株实际上是某一微生物达到遗传型纯的标志, 二、是非题 1.微生物的种是微生物分类的基本单元,但是目前还没有一个公认的、明确的定义。(√) 2.两个微生物菌株具有相同G+C含量表明它们之间的亲缘关系一定很相近。(×)

3.亚种是进一步细分种时所用的单元,一般指除某一明显而稳定的特征外,其余鉴定特征都与模式种相同的种,其命名方法按“三名法”处 理。(√) 4.变种是亚种的同义词,在《国际细菌命名法规》中不主张使用。(√)5.在微生物分类中,DNA(G+C)mol%的比较只能做否定判断。(√)6.微生物DNA之间的同源性越高,说明它们之间亲缘关系就越近,反之亦然。(×) 7.菌株是一个物种内遗传多态性的客观反应,是遗传型纯的谱系,其名称可以随意确定。(√) 8.模式菌株是一个种的具体活标本。(√) 9.据科学家1992年估计,地球上生存的菌物约有150万种。(√)10.微生物自动化鉴定技术一般都是利用微生物的生理生化反应特性而设计的。(√) 11.细菌分子鉴定常用16S rRNA序列分析,而真菌分子鉴定常用ITS序列分析。(√) 12.所谓“模式菌株”通常是指一个细菌的种内最具代表性的菌株。(×)13.对微生物生理生化特征的比较也是对微生物基因组的间接比较,加上测定生理生化特征比直接分析基因组要容易得多,因此生理生化特征对于微生物的系统分类仍然是有意义的。(√) 14.现代微生物分类中,任何能稳定地反映微生物种类特征的资料,都有分类学意义,都可以作为分类鉴定的依据。(×) 15.DNA-DNA杂交主要用于种、属水平上的分类研究,而进行亲缘关系更远(属以上等级)分类单元的比较,则需进行DNA-rRNA杂交。(√)

现代生物技术在环境保护中的应用和前景(最新版)

( 安全论文 ) 单位:_________________________ 姓名:_________________________ 日期:_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 现代生物技术在环境保护中的应用和前景(最新版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.

现代生物技术在环境保护中的应用和前景 (最新版) 摘要:针对我国目前生态环境状况,论述了现代生物技术在治理环境污染,保护生态环境中的应用和发展前景。 关键词:现代生物技术生态环境环境保护 1我国生态环境现状 目前我国由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染,严重的影响了我国的生态环境,使得水污染日益加剧,水资源严重短缺,全国600多个城市中已有一半城市缺水,农村则有8000万人和6000万头牲畜饮水困难;土壤污染严重,耕地面积锐减,近10年来每年流失的土壤总量达50亿t,土地荒漠化日益加剧;森林覆盖面积下降,草场退化,每年减少森林面积达2500万亩;人们的身体健康受到严重威胁,疾病发病率急

剧上升。因此,加大环境保护和环境治理力度,加快应用高新技术,如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡,提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。 2现代生物技术与环境保护 现代生物技术是以DNA分子技术为基础,包括微生物工程,细胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用,而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20世纪80年代以来生物技术作为一种高新技术,已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视,发展十分迅猛。与传统方法比较,生物治理方法具有许多优点。 (1)生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构,降解的产物以及副产物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度,这样既做到一劳永逸,不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。 (2)利用发酵工程技术处理污染物质,最终转化产物大都是无

微生物的分类与鉴定答案

一、填空: 1.微生物菌种的命名采用"双名法",即由属名和种名加词构成。 2.来源于一个细胞在固体平板培养基上形成的群体称菌株。 3.1969年将生物界分成了五界,分别是动物界、植物界、原生生物界、真菌界、原核生物界。4.细菌的分类单元分为七个基本的分类等级,由上而下依次为_界、_门__、纲、目、科、属、种。 5.生物分类的传统指标为形态特征、生理生化反应、和生态特性。 6.形态学特征始终被用作微生物分类和鉴定的重要依据之一,其主要原因为具有相对稳定性_和易观察。 7.分类学的内容包括_细菌分类_、放线菌分类和真菌分类_三部分,目前进行细菌分类和鉴定的重要参考书目是_《伯杰氏细菌鉴定手册》。 8.微生物分类和鉴定的特征包括_形态特征_和_生理生化反应_,其中__形态特征_对鉴定微生物的系统发育有决定性作用,而_生理生化反应_可作为判断亲缘关系的参考而且对以实用为目的的分类鉴定仍有重要价值。 9.核酸分子杂交_和_rRNA寡核苷酸编目分析__是目前通过直接比较基因组进行生物分类最常用的两种方法。 10.1978年,Woese等提出新的生物分类概念,根据16SrRNA的碱基序列将生物清晰地划分为三原界,即细菌域、古生菌域和真核生物域。 11.对微生物命定学名的表示方法分双名与三名两种。 12.在生物的界级分类学说研究中,1978年由R.H.whittake和“提出了一个崭新的三域学说。13.填写以下10个数据:(1) 对牛奶等进行巴氏消毒时常用 63 ℃的温度;(2)用液氮保藏微生物的温度为 -196 ℃;(3)通常细菌的最适培养温度为 37 ℃:(4)用烘箱进行的干热灭菌温度一般为 150~170 ℃;(5)的代时一般为 17 min;(6)典型的酵母菌S.cerevisiae的代时一般为 120 min,其大小一般为~10 X ~21um 。(7)至今已记载的微生物约 20万种(1995);(8)我国卫生部门规定自来水中所含的大肠菌群数不得超过 3个/L ;(9)细菌总数不得超过 100个/ml 。 14.血清学反应是抗原和抗体之间发生的反应。 15.在鉴定菌种的一些现代方法中,有核酸分子杂交,rRNA寡核苷酸编目分析,全基因组测定,数值分类等方法。 二、选择题: 1.同种菌不同来源的纯培养称为( C ) (A)种 (B)变种 (C)菌株 (D)群 2.试排出生物分类等级的正确顺序(D) (A)目→纲→界→门 (B)界→纲→目→门 (C)目→纲→门→界 (D)界→门→纲→目 三、判断题 1.目前种是生物分类中最小的分类单元和分类等级。√ 2.具有相同G+C含量的生物表明它们之间一定具有相近的亲缘关系。× 四、名词解释 1.种:是一个基本分类单位,它是一大群表型特征高度相似、亲缘关系极其接近、与同属内其他种有着明显差异的菌株的总称。 2.新种:从自然界中分离得到的某一微生物的纯种,如果与文献上记载的典型种的特征有明显差异,即为新种。 3.培养物:根据一定的目的,在培养基上培养的微生物称为培养物。

质谱技术在现代生物科学领域中的应用

质谱技术在现代生物科学领域中的应用 (学院:生命科学与技术学院系别:生物工程专业班级:0902 姓名:刘佳) 【摘要】随着科技的进步,现代生物学成为了科学家们的研究热点,研究的重心也由最初的细胞水平转移到蛋白质、分子、基因水平。因此质谱技术成为了现代生物学领域必不可少的研究手段。本文简要综述了质谱技术在蛋白质结构鉴定、蛋白质组学、后基因时代、抗原表位等研究中的应用。 【关键词】质谱技术蛋白质组学抗原表位 Application of Mass-Spectrometric Technique in Modern Biological Terms (ACADEMY: Life Science and TechnologyDEPARTMENT: BioengineeringCLASS: 0902 NAME: Jia Liu) 【Abstract】With the progress of technology, modern biological has been a research hotspot, it now focuses on protein level, molecular level and genetic level from original cellular level. Thus, Mass-Spectrometric Technique becomes a requisite research measure in modern biological. This paper makes a brief summary of application of Mass-Spectrometric Technique in protein structure identification, proteomics, postgenomic era, epitope etc. 【Key words】Mass-Spectrometry proteomics epitope 1.1引言 众所周知,21世纪被科学家及众多学者称为生命科学的世纪,随着科技的 不断进步,在生物学领域不断的深入研究,人们看到了生物学对于人类社会以及整个生物界的影响都是巨大的,因此各国也加快了对生物学领域的研究。随着研究的不断深入,更多的先进技术被应用到生物学中,质谱技术便是这些先进技术中不可缺少的一项技术手段。质谱是带电粒子按质荷比大小顺序排列的图谱,最初主要用来测定元素或同位素的原子量,随着高性能质谱仪器的出现,质谱被越来越多地应用于生命科学研究的许多领域。以基质辅助激光解吸咐飞行时间质谱(MALDITOF)和电喷雾质谱(ESI)为代表的现代生物质谱技术,为蛋白质等生物大分子的研究提供了必要的技术手段。 1.2质谱技术在蛋白质结构研究中的应用 1.2.1 肽指纹图(peptide mass fingerprinting PMF)的测定 PMF测定是将未知蛋白质以特定的蛋白酶或化学水解的方法将蛋白质切成小的

生物技术及其在医药中的应用

生物技术及其在医药中的应用 摘要:现代生物技术是70年代开始异军突起的高新技术领域,近一、二十年来发展极为神速,它与微电子技术,新材料和新能源技术并列成为影响未来国际民生的四大科学支柱,被认为是二十一世纪科学技术的核心。 关键词:生物技术,医药,应用 世界各国都看到生物技术正以其巨大的活力改变着传统的社会生产方式和产业结构,迅速向经济和社会各领域渗透和扩散,推动社会生产力的飞速发展并成为国与国之间,特别是大国之间竞争的主要手段之一。发达国家或国家集团为了争夺在世界经济上的主动地位,都把发展生物技术当作自己强国之道和新的国策,竞相制定和实施投资大,耗时长的生命科学与生物技术的发展计划,发展中的国家也相继制订计划,采取措施,组织研究与开发,以免在战略上失去机会。我国也己经采取了一系列重要措施施以加强生物技术的研究和开发,诸如推行“863”计划等足见其重视程度.生物技术学是最古老的技术,其历史几乎同少、类的文明史同时开始,随着科学技术的发展,特别是分子生物学的最新理论成就和当代尖端技术对生物技术的渗透,以及社会的需求,促使生物技术由传统技术转化为高新技术,它主要包括基因工程,细胞工程、酶工程和发酵工程,其对世界面临的重大问题—饥俄、疾病、能源及污染等—有可能提供解决办法。现代生物技术又是一项和医药产业结合极为密切的高新技术,它的发展已带给了某些医学基础学科的革命性变化,并为医药工业开辟了更为广阔的新领域。 1基因工程(亦称遗传工程)

基因工程是当代生物技术较为复杂,难度较大,也较有发展前途的一类。它包括体外基因工程(DNA体外重组)和体内基因工程(DNA体内重组)两种方式。当前人们所说的基因工程多半指的是体外基因工程。一般程序是取得所需的目的基因,将目的基因与载体连接,经过重组cDNA引入受体细胞(寄主细胞)并使目的基因的性状得以扩增并表达产生、们所需的蛋白质。 这项技术经受了实践的考验,走向了成熟,不仅运用该技术本身取得了一批令人瞩目的技术成果和理论成果,而且在该技术渗透到其他生物技术中去的同时,也取得了为数众多,用途广泛、社会效益与经济效益均十分显著的成果。目前,医药基因工程产品研制和开发大约有70多种,尤其是美国在医药基因工程产品的研制与开发已进入产业化阶段,FAD已批准了十多种重组产品投放市场。我国自70年代末期开始部署基因工程的研究于今整个局面已经有了很大发展。据不完全统计.现在大约有不下20种基因工程产品在研究开发之中,其中干扰素已投放市场,乙型肝炎疫苗已进中试阶段。 2细胞工程 细胞工程是由细胞培养和细胞融合两方面技术组成。1975年Kohler和涌lstein成功地创建了淋巴细胞杂交瘤技术,该技术被誉为免疫学的一次革命,是20世纪后20年内最重要的生物技术之一,它不但广泛地应用于改良和创新菌种,而且有效地用来开发单克隆抗体,杂合抗生素及其它生物技术医药产品。淋巴细胞杂交瘤技术是将体外不能长期生存的免疫细胞与在体外能迅速增殖的瘤细胞在聚乙二醉(PEG)作用下融合而产生杂交瘤细胞,所得的杂交瘤细胞承袭了两组亲代细胞的遗传特性,既保存了瘤细胞在体外迅速增殖传代能力,又继承了

浅谈生物技术的发展与展望

浅谈生物技术的认识与展望 中国要在21世纪中叶实现三步走的战略目标,为中华民族的伟大复兴奠定强大的物质和文化基础,必须抓住新的科技革命的历史机遇,走超常规的道路,才能实现经济与社会的跨越式发展。农业生物技术必将在发展现代农业、建设社会主义新农村、实现可持续发展等重大问题上发挥中流砥柱的引领与支撑作用。 1前所未有的历史机遇 1.1基因组学带来深刻的科学革命人类、拟南芥和水稻等基因组测序与工作图谱的完成,在自然科学史上第一次将物质结构、功能及其相互作用转换为数字信息,产生了全新的学科生物信息学,提高了生命科学的研究效率,加速了其他物种物理图谱、精细全图、转录图和测序工作的进程,刺激了其他相关学科如计算机科学、材料科学等的发展,功能基因组学、生物信息学、基因芯片、蛋白质组学和代谢组学等前沿新学科的发展,使人类对生命的本质、生物进化与起源、生物的基因设计、人类的食物营养、寿命与健康控制等的认识进入一个新的时代。 1.2基因组学带来技术革命随着功能基因组学、生物信息学、基因芯片、蛋白质组学和代谢组学等的深入发展,基因组学革命以起爆的方式,正在带来一系列新的技术革命,产生一系列新的技术领域、技术平台、技术专利、知识产权、技术工艺、技术标准、生物量刚和新兴产业。 1.3基因组学带来研究方法和组织方式的革命基因组学的工业化、信息化、系统化、智能化、网络化、集约化和一体化等新的研究方法和组织方式,以及技术路线上大科学、大平台、大规模、高效率、高通量、长效性、大产业等鲜明的特点,正在带来生命科学传统研究方法、技术路线、组织方式的空前革命,并且演变成为研究、开发、产业发展一体化的生物经济发展新模式。 1.4基因组学带来新的产业革命和深远的社会革命一个基因创造一个产业,由基因革命诞生的生物经济正在与信息经济一样成为21世纪社会发展的主导力量之一。生物技术的应用不仅在农业领域,例如针对抗逆、抗病、抗旱、抗盐碱、抗寒、抗虫害、优质、高产等问题对农作物进行遗传设计和定向改良,并且在食物与营养、医疗与保健、信息与能源、环保与新材料开发等方面,产生巨大的潜在的商业利益和机会,带来难以估量的经济效益和社会效益,产生新的生产方式、生活方式和新的伦理、观念与文化,进而发生影响深远的人类社会革命。

基因工程(现代生物技术)应用前景与发展

基因工程的发展现状及前景 摘要: 从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术,经过30多年来的进步与发展,已成为生物技术的核心容。许多科学家预言,生物学将成为21世纪最重要的学科,基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一近年来随着生物工程技术的发展,许多基因工程抗体陆续问世。基因工程研究和应用围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。 关键字: 基因工程;基因工程抗体;前景;现状;发展 一、基因工程介绍 1、基本定义 生物学家于20世纪50年代发现了DNA的双螺旋结构,从微观层面更进一步认识了人类及其他生物遗传的物质载体,这是人类在生物研究方面的一次重大突破。60年代以后,科学家开始破译生物遗传基因的遗传密码,简单地说,就是将控制生物遗传特征的每一种基因的核苷酸排列顺序弄清楚。在搞清楚某些单个基因的核苷酸排列顺序基础上,进而进行有计划、大规模地对人类、水稻等重要生物体的全部基因图谱进行测序和诠释。美国从1991年起,准备用15年时间完成人体基因组测序计划。[5] 基因工程(Genetic engineering)原称遗传工程。从狭义上讲,基因工程是指将一种或多种生物体(供体)的基因与载体在体外进行拼接重组,然后转入另一种生物体(受体),使之按照人们的意愿遗传并表达出新的性状。因此,供体、受体和载体称为基因工程的三大要素,其中相对于受体而言,来自供体的基因属于外源基因。除了少数RNA病毒外,几乎所有生物的基因都存在于DNA结构中,而用于外源基因重组拼接的载体也都是DNA分子,因此基因工程亦称为重组DNA技术(DNA recombination)。另外,DNA重组分子大都需在受体细胞中复制

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