现代生物技术优秀课件
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现代生物技术ppt课件
生物质能源的优势
可再生、低碳排放、资 源丰富等。
THANKS.
农业废弃物的生物处理技术 利用微生物的分解作用将农业废弃物转化为有机肥料或生 物能源。
农业废弃物生物处理的优点 减少环境污染、提高资源利用率、促进农业可持续发展等。
生物技术在工业领域
08
的应用
生物催化与生物转化
生物催化剂
利用酶或微生物细胞作为催化剂，加速化学反应的 速度，提高产物的纯度和收率。
生物转化
通过培养转化后的受体细胞，诱导目的基因 的表达，并对表达产物进行检测和分析。
基因工程的应用实例
转基因作物
通过基因工程技术将外源基因导 入作物中，使其具有抗虫、抗病、
抗除草剂等优良性状。
基因治疗
利用基因工程技术将正常基因导 入患者体内，以替代或修复缺陷 基因，达到治疗遗传性疾病的目 的。
生物制药
利用基因工程技术生产重组蛋白 药物、抗体药物等生物药物，用 于治疗癌症、自身免疫性疾病等。
固定化方法
物理吸附、化学交联、包埋法等。
酶的性质与催化机制
01
02
03
酶的性质
高效性、专一性、可调节 性、不稳定性等。
催化机制
酶通过降低反应的活化能， 加速反应的进行。
酶的结构与功能
酶的活性中心、辅因子、 别构效应等。
酶工程的应用实例
工业应用 洗涤剂、食品加工、皮革加工等。
医药应用 药物合成、疾病诊断、基因工程等。
氨基酸的生产
以谷氨酸为例，阐述发酵法生产氨基酸的原 理、工艺及应用。
酶制剂的生产
以淀粉酶为例，介绍利用发酵工程生产酶制 剂的方法、应用领域及市场现状。
酶工程
05
酶的分离纯化与固定化
可再生、低碳排放、资 源丰富等。
THANKS.
农业废弃物的生物处理技术 利用微生物的分解作用将农业废弃物转化为有机肥料或生 物能源。
农业废弃物生物处理的优点 减少环境污染、提高资源利用率、促进农业可持续发展等。
生物技术在工业领域
08
的应用
生物催化与生物转化
生物催化剂
利用酶或微生物细胞作为催化剂，加速化学反应的 速度，提高产物的纯度和收率。
生物转化
通过培养转化后的受体细胞，诱导目的基因 的表达，并对表达产物进行检测和分析。
基因工程的应用实例
转基因作物
通过基因工程技术将外源基因导 入作物中，使其具有抗虫、抗病、
抗除草剂等优良性状。
基因治疗
利用基因工程技术将正常基因导 入患者体内，以替代或修复缺陷 基因，达到治疗遗传性疾病的目 的。
生物制药
利用基因工程技术生产重组蛋白 药物、抗体药物等生物药物，用 于治疗癌症、自身免疫性疾病等。
固定化方法
物理吸附、化学交联、包埋法等。
酶的性质与催化机制
01
02
03
酶的性质
高效性、专一性、可调节 性、不稳定性等。
催化机制
酶通过降低反应的活化能， 加速反应的进行。
酶的结构与功能
酶的活性中心、辅因子、 别构效应等。
酶工程的应用实例
工业应用 洗涤剂、食品加工、皮革加工等。
医药应用 药物合成、疾病诊断、基因工程等。
氨基酸的生产
以谷氨酸为例，阐述发酵法生产氨基酸的原 理、工艺及应用。
酶制剂的生产
以淀粉酶为例，介绍利用发酵工程生产酶制 剂的方法、应用领域及市场现状。
酶工程
05
酶的分离纯化与固定化
现代生物技术 ppt课件
④ 有目的产品: 目的产品有三新特 征: 新遗传功能、新遗传性状、新 物种。要有合乎人类所需的工业、 农业、医疗和食品产品。
⑤ 高新技术起重要作用。
二. 生物技术的产生与发展
生物技术的发展两个阶段 传统生物技术 现代生物技术两个阶段。
1. 传统生物技术
传统生物技术的发展（经典+近代） • 1 000多年前, 当人类用发方法制备酒、醋、
产业, 处分子水平、新技术前沿。
❖ 高综合：跨学科专业, 位多学科发展的交叉点上，
涉及的行业多、范围广。
❖ 高投入, 与其他技术比较, 在资金、人员、设备、
试剂及研发上投资大。
❖ 高竞争，各国、各行业、个单位之间，在技术、
时效性、知识及人才上竞争激烈。
❖ 高风险，上述原因造成一定风险，加上
技术风险带来高风险。
2. 现代生物技术
自1953年起，分子遗传学的兴起与发展，
DNA转移和重组工程 有性繁殖，转基因技术：
细胞工程 转基因药物 转基因动植物 无性繁殖，克隆技术
特别是DNA重组技术可以
改变生物的遗传性状, 使分离高产量的工程菌变的容易, 简化了生产过程；
扩大了反应器范围， 从发酵罐发展到细胞、植物及动物个 体天然生物反应器。
酱及食品等, 此时主要是生物技术的经验 阶段。 • 19世纪人们才有意识地大规模利用酵母发 酵，并形成产业。 • 20世纪初，提出了生物技术这一概念。
• 1928年，青霉素的发现使生物技术 从 单纯的食品、饲料制备扩展到抗生素产品， 该产业至今长盛不衰。
• 20世纪 50年代和60年代，生物技术增 添了氨基酸发酵和酶制剂工业新成员。
❖ 21世纪是生物生命世纪，生物技术将成为 21世纪高技术革命的核心内容。
现代生物技术简介(课件)
5.5 酶反应器
5.6 生物传感器
6 生物技术与农业
6.1 植物生物技术
6.2 动物生物技术
7 生物技术与食品
7.1 生物技术与食品加工
7.2 生物技术与食品检测
7.3 遗传工程食品
8 生物技术与人类健康
8.1 生物技术与疫苗
8.2 生物技术与疾病诊断
8.3 生物技术与生物制药
我国政府同样把生物技术列为高新技术之一， 并组织力量追踪和攻关。
当代的生物技术为什么会引起世界各国如此 普遍的关注和重视?
它同国民经济的发展有什么样的关系?
它同理、工、农、医等科技和生产实践的发 展，以及同国计民生又是怎样的关系?
首先，生物技术是解决全球性经济问题的关 键技术，
在迎接人口、资源、能源、食物和环境等五大 危机的挑战中将大显身手。
11 对生物技术发明的保护
12 生物技术的安全性及其影响
1 生物技术总论
学习目的 了解生物技术的含义、特点以及生物技术的发
展史。 了解生物技术的各项技术及其相互关系。 认识生物技术的应用领域及其对人类社会发展
的影响。
人类所面临的食品短缺、健康问题、环境问题 及经济问题的挑战是至关重要的，所以许多国 家都将生物技术确定为增强国力和经济实力的 关键性技术之一。
本书主要讨论现代生物技术。
1．1 生物技术的含义
1．1．1、生物技术的定义
生物技术(biotechnology）， 也称生物工程(bioengineering) 是指人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程
技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的 设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所 需产品或达到某种目的。
现代生物技术简介
5.6 生物传感器
6 生物技术与农业
6.1 植物生物技术
6.2 动物生物技术
7 生物技术与食品
7.1 生物技术与食品加工
7.2 生物技术与食品检测
7.3 遗传工程食品
8 生物技术与人类健康
8.1 生物技术与疫苗
8.2 生物技术与疾病诊断
8.3 生物技术与生物制药
我国政府同样把生物技术列为高新技术之一， 并组织力量追踪和攻关。
当代的生物技术为什么会引起世界各国如此 普遍的关注和重视?
它同国民经济的发展有什么样的关系?
它同理、工、农、医等科技和生产实践的发 展，以及同国计民生又是怎样的关系?
首先，生物技术是解决全球性经济问题的关 键技术，
在迎接人口、资源、能源、食物和环境等五大 危机的挑战中将大显身手。
11 对生物技术发明的保护
12 生物技术的安全性及其影响
1 生物技术总论
学习目的 了解生物技术的含义、特点以及生物技术的发
展史。 了解生物技术的各项技术及其相互关系。 认识生物技术的应用领域及其对人类社会发展
的影响。
人类所面临的食品短缺、健康问题、环境问题 及经济问题的挑战是至关重要的，所以许多国 家都将生物技术确定为增强国力和经济实力的 关键性技术之一。
本书主要讨论现代生物技术。
1．1 生物技术的含义
1．1．1、生物技术的定义
生物技术(biotechnology）， 也称生物工程(bioengineering) 是指人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程
技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的 设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所 需产品或达到某种目的。
现代生物技术简介
高中生物选修3《现代生物科技专题》课件5.1生态工程的基本原理
Βιβλιοθήκη (3)生态工程与传统农业的比较
比较项目
生态工程
基本原理
生态学、工程学
调节机制 人为辅助下的自我调节
与环境的关系
协调
主要能源
太阳能
生物多样性
得到保护
传统农业 工程学 人为调控 破坏环境 化学能
减少
2．生态工程概念的理解 (1)生态经济的实质：能够满足我们的需求而又不会危及子孙后 代满足其需要的经济，实现“循环经济”最重要的手段之一就是生 态工程。 (2)对生态工程概念的理解，应注意以下几点： ①涉及的学科知识有生态学、系统学、工程学、经济学等。 ②运用到的技术手段有系统设计、调控和技术组装等。 ③面临的任务是对已破坏的生态环境进行修复、重建，对造成 环境污染和破坏的传统的生产方式进行改善，并提高生态系统的生 产力。 ④最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。 ⑤生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。
答案：D
2．从生态工程的基本原理看，“生态经济”就是( ) A．无废料生产、无生态破坏的经济发展模式 B．为了优化和重建自然生态的经济投资 C．先恢复生态环境，再发展经济的发展计划 D．为了更快发展经济的生态资源利用
解析：生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个 系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料， 从而实现废弃物的资源化。
3．生态农业常见类型 (1)桑基鱼塘模式。 人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼，鱼粪肥 塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收，如下图所示：
(2)沼气农田立体养殖模式。 该生态系统利用农作物发展养殖业，利用废弃物实现物质的循 环，保证能量的多级利用，如下图所示：
4．传统农业、现代农业和生态农业的比较
比较项目
生态工程
基本原理
生态学、工程学
调节机制 人为辅助下的自我调节
与环境的关系
协调
主要能源
太阳能
生物多样性
得到保护
传统农业 工程学 人为调控 破坏环境 化学能
减少
2．生态工程概念的理解 (1)生态经济的实质：能够满足我们的需求而又不会危及子孙后 代满足其需要的经济，实现“循环经济”最重要的手段之一就是生 态工程。 (2)对生态工程概念的理解，应注意以下几点： ①涉及的学科知识有生态学、系统学、工程学、经济学等。 ②运用到的技术手段有系统设计、调控和技术组装等。 ③面临的任务是对已破坏的生态环境进行修复、重建，对造成 环境污染和破坏的传统的生产方式进行改善，并提高生态系统的生 产力。 ④最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。 ⑤生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。
答案：D
2．从生态工程的基本原理看，“生态经济”就是( ) A．无废料生产、无生态破坏的经济发展模式 B．为了优化和重建自然生态的经济投资 C．先恢复生态环境，再发展经济的发展计划 D．为了更快发展经济的生态资源利用
解析：生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个 系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料， 从而实现废弃物的资源化。
3．生态农业常见类型 (1)桑基鱼塘模式。 人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼，鱼粪肥 塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收，如下图所示：
(2)沼气农田立体养殖模式。 该生态系统利用农作物发展养殖业，利用废弃物实现物质的循 环，保证能量的多级利用，如下图所示：
4．传统农业、现代农业和生态农业的比较
现代生物技术的应用PPT课件
这一技术因此荣登美国《科学》周刊评出的 “1997年是大科学发现”的榜首
曾接连在克隆技术 领域获得突破性成果而 屡次震惊世界的韩国科 学家黄禹锡，日前又让 世人吃了一惊：他在《 自然》杂志上披露说， 他的研究小组成功培育 出了世界上第一条克隆 狗——“斯纳皮”。
转基因技术
• 转基因技术
外源基因直接导入动植物体内或他们的受精 卵内，并能在细胞中发挥作用的技术称为转基因 技术。
• 转基因动植物 被导入外源基因的动植物。
~~
~
转基因
虫侵害
虫侵害
转基因鱼
生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)
转基因牛
乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
转基因香蕉
转基因葡萄
细胞工程
• 细胞工程
指在细胞水平上，有 计划地改造细胞的遗传结 构，培育人类所需的动植 物新品种等的技术。 • 克隆羊多利的诞生标志着 细胞工程取得了重大的进 展。
1996年，在英国的罗斯林研究所里诞生的多利羊
2 观察
观察后小组分析讨论
1 多利羊是由母羊C生下来的，但为什 么他的长相却一点也不像母羊C，而与母羊 A几乎一模一样 呢？
转鱼抗寒基因的 番茄
转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
不会引起过敏的转基因大豆
日本培育出一种转基因大豆新品种，它能刺激头发生 长和预防因化疗引起的脱发。如果新品种大豆的安全性获 得证实，则可以使许多人减少秃顶之烦恼。日本京都大学 研究小组负责人吉田川端教授声称，只要定期食用这种大 豆即可。
转基因番茄（左）
基因工程
• 概念 按照人的意愿，运用人工的方法，对生 物的基因组成进行“移花接木”式改造的 重组技术。 • 意义 被广泛应用于农业、医药、环境保护等 。
部编人教版八年级生物下册《现代生物技术》精品ppt课件
1.老师引导学生归纳本课知识点。 2.师生共同反思学习心得。
首页
末页
教科书本课课后习题第一题。完 成后同桌之间相互订正
首页
末页
首页
末页
首页
末页
。பைடு நூலகம்
【自主预习】
2．转基因技术可以使动物、植物甚至微生物
成为制造药物的_“__微__型__工__厂__”___。
3．如果基因诊断的结果确实发现了某人有
_基__因__缺__陷___或_基__因_ _破__损___等问题，就可以通
过转基因技术转换病人细胞中 损坏 了的基因
或引入
的基因，使其遗传病得到根治。
【随堂检测】
8．（2018•柘城县一模）人胰岛素是科学家最 早利用转基因技术使细菌产生的一种重要的人 体蛋白质．此过程中转移的对象是（B） A．人的DNA B．人胰岛素基因 C．细菌基因 D．细菌DNA
【课后练习】
9．（2018•济源二模）我国科学家将苏云金芽 孢杆菌中能够产生杀虫毒素的基因转移到棉花 体内，成功培育了一系列抗虫棉品种。该项生 物技术属于（B） A．克隆技术 B．转基因技术 C．发酵技术 D．细胞工程
【课后练习】
16．（2018春•陆丰市期中）将大鼠生长激素基 因用显微注射的方法，转入小鼠的受精卵中， 再移植到小鼠体内发育，生出的小鼠比普通小 鼠的生长速度快2～3倍。该实验能够说明的是 （C） A．生物的遗传基因与性状之间是相互影响的 B．传给小鼠的应该是性状，而不是基因 C．相应的基因控制表达相应的性状 D．生物的很多性状是能够遗传给下一代的
【课后练习】
19．（2017•中山校级模拟）下列不是利用转基 因技术获得的成果的是（D） A．耐储藏的西红柿 B．乳汁中含有凝血因子的山羊 C．高蛋白含量的马铃薯和玉米 D．在凝乳酶作用下的奶酪
现代生物技术在育种上的应用-PPT课件
跟踪训练 下列关于植物细胞杂交目的的叙述 中，错误的是( ) A．把两个植株的优良性状集中在杂种植株上 B．克服远缘杂交不亲和的障碍 C．获得杂种植株 D．实现原生质体融合 解析：选D。植物细胞杂交的目的是获得杂种植 株，而不仅仅是为了实现原生质体融合，A、B 两项也正确。
核心要点突破
转基因技术育种
1．概念理解 (1)基因工程技术又称DNA重组技术，即通过将 人类需要的基因重组到某种生物的DNA中，使 这种生物出现人类需要的新性状。 (2)转基因技术育种也叫基因工程育种，这一技 术突破了生物的种间界限，从分子水平上有目 的地改造了生物的遗传物质，因此具有很大的 发展前景。
例2 动物细胞融合和植物细胞杂交的比较中， 正确 的是( ) A．诱导融合的方法完全相同 B．所用的技术手段完全相同 C．采用的原理完全相同 D．都能形成杂种细胞 【尝试解答】 D
【解析】 动物细胞融合和植物细胞杂交这两 项细胞工程技术中，都包含有细胞融合的过程。 这个融合过程所用的技术基本上是相同的。对 于诱导方法来说，除动物细胞的融合常需要用 灭活的病毒做诱导剂外，其他也是基本相同的。 但是，植物细胞杂交在完成细胞融合后，还要 将杂种细胞培育成植株，所以，它们所应用的 技术手段是有差别的。至于所采用的原理，植 物细胞杂交是依据细胞膜的流动性和细胞的全 能性，而动物细胞融合就没有依据细胞的全能 性，只是依据细胞膜的流动性。
细胞杂交育种
1．概念理解 (1)植物体细胞杂交原理是细胞膜的流动性和细胞 的全能性；动物体细胞杂交原理为细胞膜的流动 性。 (2)植物体细胞杂交的用途是获得杂种植株，动物 体细胞杂交的用途是获得单克隆抗体。 2．植物体细胞杂交过程
特别提醒
①不同种属之间存在生殖隔离，用常规方法难以实 现杂交。植物体细胞杂交为改良植物遗传特性和培 养新的作物品种开辟了一条新途径。体细胞杂交技 术打破了物种之间的生殖隔离，使得不同物种之间 的远缘杂交成为可能。
现代生物技术概述ppt课件
限制性核酸内切酶
2、分布：
主要在细菌中。
3、特点：
特异性， 即识别特定核苷酸序列，切割特定切点
例如：大肠杆菌的一种限制性核酸内切酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开
4、结果：
产生黏性未端
基因的针线：DNA连接酶
G A A T T C
C T T A A G
DNA合成仪
PCR扩增仪
目的基因与运载体结合-----形成重组DNA
用限制酶切割目的基因和用相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在DNA连接酶的作用下连接形成重组DNA分子
提取质粒并用限制酶切割
用连接酶将目的基因和质粒连接
转基因鱼
转基因鱼
转基因蚕
这种蚕被导入了水母、珊瑚等的荧光蛋白质基因，所结的茧在自然光照射下呈淡绿色或粉色，但经蓝色发光二极管等光线照射后，通过滤镜观察则呈荧光色。该成果有望应用于衣料及家装等领域。
转基因番茄
为人类最终战胜糖尿病、乳腺癌、爱滋病、帕金森氏症和艾滋病等顽症提供帮助。
世界上首例转基因灵长类动物—转基因猴“安迪”
G A A T T C
C T T A A G
G
C T T A A
A A T T C
G
G
C T T A A
A A T T C
G
G
C T T A A
A A T T C
G
被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？
基因工程
20世纪70年代随着DNA重组技术的出现而发展出来。 对基因进行加工，使生物体发展成为新的有机生物体。 各种生物工程在实施上大多离不开基因工程手段，现代生物技术中，主要的是基因工程。
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白藜芦醇无味、白色晶体（甲醇）；难溶于水，易溶于乙醇等有机溶 剂。熔点253-255℃，261℃即升华。
在紫外光照射下能产生荧光 具有神经保护功能 能够特异性结合β淀粉样蛋白 稳定性较差---现配现用
β淀粉样蛋白
β 淀粉样蛋白( amyloid-β，Aβ) 是由淀粉样前体蛋白( amyloid precursor protein，APP) 经 β-和 γ-分泌酶的蛋白水解作用而产生 的含有 39～43 个氨基酸的多肽。
实验原理
氧化石墨烯
白藜芦醇
β-淀粉样蛋白
氧化石墨烯的结构及优点
氧化石墨烯的结构
氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物，是单一的原子层， 可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。 氧化石墨仍保持石墨的层状结构，但在每一层的石墨烯单片上引入了 许多氧基功能团。结构模型是在氧化石墨烯单片上随机分布着羟基和环 氧基，而在单片的边缘则引入了羧基和羰基。
a：Aβ40单体 b：Aβ40多聚体 c：Aβ42单体d：Aβ42多聚体
由上图可推出其检出限分别为277、219、270、120nM
实验方法的优点
1.省时 传统的荧光免疫检测需要12h;本方法在 鼠脑中30min即可显像，在生理缓冲液中只需 3min。 2.经济 传统方法每检测100份样的成本是1500 元，而本方法每100份只需0.85元。
吸收峰改变
Res和Go通过π键结合
原子力显微镜下不同阶段直观图
其它蛋白质、离子对检测结果的影响
当Res@GO遇到Aβ42 (200 μM)和核糖核酸酶A、 溶酶体、胃蛋白酶、细胞色素C、生理缓冲液中各种
离子时的荧光变化。可以说明其它蛋白、离子 对实验结果并没有干扰作用，Res@GO与 Aβ42的结合具有特异性 。
现代生物技术
研究背景 实验目的与原理
实验材料 试验方法
结论
文献研究背景
阿尔茨海默病 阿尔茨海默病（AD）是一种起病隐匿的进行性发展的神经系统退行性 疾病。 临床上以记忆障碍、失语、失用、失认、视空间技能损害、执行功能 障碍以及人格和行为改变等全面性痴呆表现为特征。65岁以前发病者， 称早老性痴呆；65岁以后发病者称老年痴呆。
由细胞分泌，在细胞基质沉淀聚积后具有很强的神经毒性作用。
Aβ 的神经毒性作用在阿尔茨海默病的病程进展中发挥着主要作用。
β淀粉样蛋白
沉积状态（脑内的老年斑）的 Aβ 对神经元有毒性作用，引起与阿尔茨 海默病的病理变化———神经突退缩和神经元变性 溶解状态的 Aβ 在短时间内可促使某些神经突生长，提高神经元的存活 率。可溶性的Aβ也具有神经毒性，不同种类的神经元可能对不同形式的 Aβ敏感。 而可溶性Aβ与Aβ聚合物可能在AD进展的不同时期起作用，从而导致 临床表现的多样性和进行性。
环境：磷酸盐缓冲液中(0.2 M, pH 7.4)
紫外灯照射下 （I） Res@GO几乎没有荧光
(II) 加入Aβ42后荧光恢复（只需3min—快速！）
证明Res和GO结合
紫外吸收光谱
每个物质都有其特定的吸收峰 氧化石墨烯：230nm 白藜芦醇：210nm、330nm Res@GO：250nm、300nm
#
精品课件！
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氧化石墨烯的优点
良好的光学性质：石墨烯氧化物由于原子结构和电子结构的不均一行 ，可以再从紫外到近红外的区域发出荧光。用作荧光淬灭剂。 可溶性：氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈 现亲水至疏水的性质分布。 低毒 便宜
白藜芦醇
白藜芦醇是多酚类化合物，主要来源于葡萄（红葡萄酒）、虎杖、花 生、桑椹等植物。
检测Res@GO分别对Aβ40、Aβ42的单体与多聚 体的识别作用
上图说明：Aβ40、Aβ42的单体与多聚体都可以被 Res@GO特异性识别。
患小鼠脑部荧光显像
b与c叠加后重合度显示图
上图直观表明本研究方法与传统检测方法检测到物质相同， 此方法是准确的
被测物的检测限
横 坐 标 表 示 检 测 物 浓 度 ， 纵 坐 标 表 示 荧 光 吸 收 值
阿尔茨海默病现状
每年都有数百万人患阿尔茨海默病，预计2050年每85人就有一人患此 病。 可是，目前还没有发现有效治愈或抑制阿尔茨海默病的方法。
阿尔茨海默病的病因
淀粉样变产生的不溶性纤维蛋白聚合物（β淀粉样蛋白）在大脑中 沉积形成斑块—“老年斑”， 还形成有毒的可溶性的低聚物， 对 神经细胞有毒害作用。
实验步骤
检测氧化石墨烯对白藜芦醇的荧光淬灭效应 证明Res和GO结合 其它蛋白质、离子对检测结果的影响 检测Res@GO对单体和多聚体Aβ40/Aβ42的识别作用 脑部荧光显像 检测限
检测氧化石墨烯对白藜芦醇的荧光淬灭与恢复
a: 向白藜芦醇(Res,20 μM)中加入氧化石墨烯 (GO, 0−50 μg/mL),荧 光变化。 b: 向Res@GO中Aβ42 (0−200μM)，荧光变化。
实验目的
开创一种快速有效经济检测AD的方法，以便能 更好的分析病情
实验试剂
氧化石墨烯（GO） 白藜芦醇(Res) 淀粉样β蛋白(Aβ)
实验原理
β淀粉样蛋白
AD
白藜芦醇是一种具有荧光的天然物质，与氧化石墨 烯形成复合物之后，白藜芦醇的荧光被淬灭。这种 复合物能够准确的识别β淀粉样蛋白的单体和多聚 体，并且使白藜芦醇的荧光回复。这样就可以通过 荧光的有无来检测β淀粉样蛋白。
在紫外光照射下能产生荧光 具有神经保护功能 能够特异性结合β淀粉样蛋白 稳定性较差---现配现用
β淀粉样蛋白
β 淀粉样蛋白( amyloid-β，Aβ) 是由淀粉样前体蛋白( amyloid precursor protein，APP) 经 β-和 γ-分泌酶的蛋白水解作用而产生 的含有 39～43 个氨基酸的多肽。
实验原理
氧化石墨烯
白藜芦醇
β-淀粉样蛋白
氧化石墨烯的结构及优点
氧化石墨烯的结构
氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物，是单一的原子层， 可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。 氧化石墨仍保持石墨的层状结构，但在每一层的石墨烯单片上引入了 许多氧基功能团。结构模型是在氧化石墨烯单片上随机分布着羟基和环 氧基，而在单片的边缘则引入了羧基和羰基。
a：Aβ40单体 b：Aβ40多聚体 c：Aβ42单体d：Aβ42多聚体
由上图可推出其检出限分别为277、219、270、120nM
实验方法的优点
1.省时 传统的荧光免疫检测需要12h;本方法在 鼠脑中30min即可显像，在生理缓冲液中只需 3min。 2.经济 传统方法每检测100份样的成本是1500 元，而本方法每100份只需0.85元。
吸收峰改变
Res和Go通过π键结合
原子力显微镜下不同阶段直观图
其它蛋白质、离子对检测结果的影响
当Res@GO遇到Aβ42 (200 μM)和核糖核酸酶A、 溶酶体、胃蛋白酶、细胞色素C、生理缓冲液中各种
离子时的荧光变化。可以说明其它蛋白、离子 对实验结果并没有干扰作用，Res@GO与 Aβ42的结合具有特异性 。
现代生物技术
研究背景 实验目的与原理
实验材料 试验方法
结论
文献研究背景
阿尔茨海默病 阿尔茨海默病（AD）是一种起病隐匿的进行性发展的神经系统退行性 疾病。 临床上以记忆障碍、失语、失用、失认、视空间技能损害、执行功能 障碍以及人格和行为改变等全面性痴呆表现为特征。65岁以前发病者， 称早老性痴呆；65岁以后发病者称老年痴呆。
由细胞分泌，在细胞基质沉淀聚积后具有很强的神经毒性作用。
Aβ 的神经毒性作用在阿尔茨海默病的病程进展中发挥着主要作用。
β淀粉样蛋白
沉积状态（脑内的老年斑）的 Aβ 对神经元有毒性作用，引起与阿尔茨 海默病的病理变化———神经突退缩和神经元变性 溶解状态的 Aβ 在短时间内可促使某些神经突生长，提高神经元的存活 率。可溶性的Aβ也具有神经毒性，不同种类的神经元可能对不同形式的 Aβ敏感。 而可溶性Aβ与Aβ聚合物可能在AD进展的不同时期起作用，从而导致 临床表现的多样性和进行性。
环境：磷酸盐缓冲液中(0.2 M, pH 7.4)
紫外灯照射下 （I） Res@GO几乎没有荧光
(II) 加入Aβ42后荧光恢复（只需3min—快速！）
证明Res和GO结合
紫外吸收光谱
每个物质都有其特定的吸收峰 氧化石墨烯：230nm 白藜芦醇：210nm、330nm Res@GO：250nm、300nm
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感谢聆听
氧化石墨烯的优点
良好的光学性质：石墨烯氧化物由于原子结构和电子结构的不均一行 ，可以再从紫外到近红外的区域发出荧光。用作荧光淬灭剂。 可溶性：氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈 现亲水至疏水的性质分布。 低毒 便宜
白藜芦醇
白藜芦醇是多酚类化合物，主要来源于葡萄（红葡萄酒）、虎杖、花 生、桑椹等植物。
检测Res@GO分别对Aβ40、Aβ42的单体与多聚 体的识别作用
上图说明：Aβ40、Aβ42的单体与多聚体都可以被 Res@GO特异性识别。
患小鼠脑部荧光显像
b与c叠加后重合度显示图
上图直观表明本研究方法与传统检测方法检测到物质相同， 此方法是准确的
被测物的检测限
横 坐 标 表 示 检 测 物 浓 度 ， 纵 坐 标 表 示 荧 光 吸 收 值
阿尔茨海默病现状
每年都有数百万人患阿尔茨海默病，预计2050年每85人就有一人患此 病。 可是，目前还没有发现有效治愈或抑制阿尔茨海默病的方法。
阿尔茨海默病的病因
淀粉样变产生的不溶性纤维蛋白聚合物（β淀粉样蛋白）在大脑中 沉积形成斑块—“老年斑”， 还形成有毒的可溶性的低聚物， 对 神经细胞有毒害作用。
实验步骤
检测氧化石墨烯对白藜芦醇的荧光淬灭效应 证明Res和GO结合 其它蛋白质、离子对检测结果的影响 检测Res@GO对单体和多聚体Aβ40/Aβ42的识别作用 脑部荧光显像 检测限
检测氧化石墨烯对白藜芦醇的荧光淬灭与恢复
a: 向白藜芦醇(Res,20 μM)中加入氧化石墨烯 (GO, 0−50 μg/mL),荧 光变化。 b: 向Res@GO中Aβ42 (0−200μM)，荧光变化。
实验目的
开创一种快速有效经济检测AD的方法，以便能 更好的分析病情
实验试剂
氧化石墨烯（GO） 白藜芦醇(Res) 淀粉样β蛋白(Aβ)
实验原理
β淀粉样蛋白
AD
白藜芦醇是一种具有荧光的天然物质，与氧化石墨 烯形成复合物之后，白藜芦醇的荧光被淬灭。这种 复合物能够准确的识别β淀粉样蛋白的单体和多聚 体，并且使白藜芦醇的荧光回复。这样就可以通过 荧光的有无来检测β淀粉样蛋白。