富勒烯及其衍生物的制备和生物医学效应
专业课程实践论文题目：富勒烯及其衍生物的制
备和生物医学效应任课教师：罗志勇
姓名：刘远见
学号：20096918
学院：化学化工学院
专业班级：2009级材料化学1班
富勒烯及其衍生物的制备和生物医学效
应
刘远见liuyuanjian
[重庆大学化工学院2009级材料化学1班重庆中国 400044]
[摘要]：富勒烯和其衍生物作为一种新型含碳纳米材料，由于其独特的结构和物理化学性质，在生物、医学、超导、光学及催化等多领域有着极为广阔的应用前景。在生物和医学领域，富勒烯及其衍生物具有抗氧化活性和细胞保护作用、抗菌活性、抗病毒作用、载带药物和肿瘤治疗等活性。在总结国内外相关研究基础上，论文重点综述了几种典型富勒烯及衍生物的制备和生物效应。
[关键字]：富勒烯；纳米材料；生物效应；细胞保护；
[Abstract]:Due to their unique structure and physical and chemical properties，fullerene and its denvatives have a widerange of potential appacations in biomedical field．They have many advantages in cell protection and antioxidant properties，antibacterial activity，antiviral activity，drug delivery and anti-tumor activities．In this paper，biomedical effects of fullerenes have been highlighted，and the synthesis of fullerene its derivative have been reviewed as well．
[Key words]:fullerene;Nano-materials;Biological effects;Cytoprotective
纳米科学、信息科学和生命科学并列成为2l世纪的三大支柱科学领域。纳米颗粒(nanoparticles，Nas)和超细颗粒物(ultrafine particles，UFPs)，一般是指尺寸至少有一维在l～100 nm间的粒子。纳米尺度是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，处于这个区域的材料具有一些独特性质，如小尺寸效应、表面、界面效应和量子尺寸效应等。空气中纳米颗粒虽然浓度很低，但具有很高的颗粒物数目。将宏观物体细分成纳米颗粒后，它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学性质和大体积固体相比将会显著不同。纳米材料的小尺寸、化学成分、表面结构、溶解性、外形和聚集情况决定着它们特殊的物理化学性质，这些性质使得纳米材料在将来有着广泛的用途。（1）
Kroto等(1985)于1985年发现了巴基球，并提出了球型中空分子的模型，将之命名为富勒烯(C60)。Kratschrner等(1990)首先用石墨电弧放电法实现了富勒烯的宏量制备，此后在世界范围内掀起了研究富勒烯的热潮。涉及的学科包括物理、化学、生物、天文和材料科学等。一个分子能如此迅速地打开通向科学新领域的大门，这是非常罕见的。由于富勒烯分子的巨大科学意义，被美国‘科学’杂志评为1991年的“明星分子”。
富勒烯及其衍生物细胞毒性的比较（2）
1、几种典型富勒烯及衍生物的制备
结构研究表明，富勒烯是一个由12个五元环和20个六元环组成的球形三十二面体，它的外形酷似足球，直径为0．71nm。六元环的每个碳原子均以双键与其他碳原子结合，形成类似苯环的结构．目前，对富勒烯的研究不仅停留在物理、化学和材料领域，而且深入到了生物化学、医学和生命科学等领域。富勒烯、金属内嵌富勒烯及其衍生物由于其独特的结构和化学物理性质，在生物医学领域有非常广泛的应用。它们具有抗氧化活性和细胞保护作用、抗菌活性、抗病毒作用、载带药物和肿瘤治疗等活性。在总结国内外相关研究基础上，本文综述了几种典型富勒烯及衍生物的制备。
1.1 煤基纳米洋葱状富勒烯的制备研究
1.1.1 纳米洋葱状富勒烯的结构模型
纳米洋葱状富勒烯的理想模型是由若干碳原子同心壳层组成的较大的原予团簇，最内层由60个碳原子组成，第二层、第三层、第四层?
以60n2的数量递增，因此，前五层碳原子数分别为c60、C240、C540、C960、CJ5∞，最内层的直径约为O．7rim，接近于C60的直径，层与层间距约0．34am，与石墨的层间距接近(见图1．2)。实际制得的纳米洋葱状富勒烯可能并不严格符合理想模型，包括准球体和多面体状同心壳层的富勒烯，还包括金属内包的纳米洋葱状富勒烯、金属插层的纳米洋葱状富勒烯、具有不规则结构的各种形状的纳米胶囊以及具有不规则结构的同心壳层的富勒烯。所以，广义上讲，洋葱状富勒烯可以定义为具有同心壳层结构的准球状或多面体状的富勒烯的总称。
图1-2理想纳米洋葱状富勒烯的结构模型
Fig．1-2 Structure model ofideal rtarlO onion—like fullerenes
1.1.2 纳米洋葱状富勒烯的制备简介
由于纳米洋葱状富勒烯的物性与其结构和形貌有密切的关系，因此纳米洋葱状富勒烯优良的物性能否在具体应用中得到体现，关键在于能否根据具体的需要制备出大量优质的具有特定微结构和形貌的纳米洋葱状富勒烯。
因为纳米洋葱状富勒烯是在石墨电极的直流电弧放电的阴极沉积物中发现的，而且所制备的纳米洋葱状富勒烯具有很好的石墨化程度，所以直流电弧放电法作为传统的制备纳米洋葱状富勒烯的方法一直备受关注。电子束辐照的方法制备纳米洋葱状富勒烯实际上是研究碳材料微观结构时的一个偶然发现，它在研究纳米洋葱状富勒烯的结构和生成机理上具有较大的优越性。除此之外，为了探讨纳米洋葱状富勒烯的生成机理、产量、结构控制、生产成本的降低，人们还探索了其它一些制备纳米洋葱状富勒烯的方法，其中包括化学气相沉积法、等离子体辅助CVD法、机械球磨法、碳离子束注入法、等离子体法等等。（3）
1.2 金属富勒烯的合成
1.2.1 金属富勒烯制备简介
富勒烯和金属的反应有两种，一种是金属包于富勒烯笼内；另一种是金属和富勒烯在球的外表起反应。到目前为止，金属富恸烯的合成主要有三种方法：同步合成法、两步合成法、核反应法。
在同步合成法中，用电弧、激光或电阻加热蒸发含有被包入原子碳的物质来合成，其特点是富勒烯与金属富勒烯同步合成，其中最常用的是电弧法。在电弧法中，阳极的组成非常重要，它不仅影nⅢ生成物的产率，而且影响生成物的品种，使用的复合金属棒有：企属氯化物／石墨、金属／石墨、金属氧化物／石墨、金属碳化物／石墨r?。相比之下，用金属碳化物／石墨作阳极最有利于金属富勒烯的形成。实验表明，使金属或金属氧化物、氯化物转化为碳化物是制备金属富勒烯的关键，否则就得不到金属富勒烯。
两步合成法是指首先合成富勒烯，然后在一定条件下，金属原子与富勒烯碰撞，生成金属富勒烯。此法主要有两种手段：一种是激光蒸发金属氧化物与富勒烯的混合物；另一种是用金属离予撞击富勒烯，但这些方法合成的金属富勒烯的产率都很低，不适宜大量合成。
核反应法是对金属富勒烯进行核辐照，使其中的金属原予发生核反应，从而形
成新的金属富勒烯。如将165Ho@c82，M5H02@c 82，165H03@C82用中子辐照，能将其转化为含有放射性的166Ho的寓勒烯。然后166Ho进行B衰变，转化为含166Er 的富勒烯‘51l。
迄今为止，除了绝大多数稀土金属原子、碱土金属原子(Ca，Sr，Ba)、碱金属原子(Li，Na，K，Cs)已成功地合成了相应的会属富勒烯c60外，近几年也合成了许多别的金属富勒烯，如：J．G．Hou等采用两步法，用Cu和C60共同沉积合成了Cu／c60[521；C．R．Wang等用同步加速辐射石墨合成了Sc2@c60【53]：I．E．Kareev 等用电弧法制备M@C82(M=La，Y)[54]。富勒烯除了和金属反应外还，可以与非金属(B、N和S)进行掺杂。
1.2.2 富勒烯的合成机理
无论是电弧放电，激光蒸发，还是电子束轰击，富勒烯都是在蒸发的烟灰中存在，石墨中的碳一碳键有一个断裂和重排的过程。由于电弧等离子体本身的限制，原位探测难于进行，富勒烯的形式只能根据实验的结果来分析。
在电弧等离子体环境中，发生的反应是多种多样的，包括电子与粒子之间的反应，如电离、解离、吸附、复合等，也包括粒子‘j粒子之问的反应，如激发、彭宁电离、置换电离、电荷交换、缔合、解离、复合等。这个过程中原予簇内部有碳．碳键的断裂和生成，也伴随着碳原子位置的调整。
用不同的原料和制备方法，富勒烯的形成机理也有不完全相同。邱介山等【55]认为用电弧等离子体蒸发法由煤基炭棒制备富勒烯时，炭棒中的有机固定碳成分在电弧等离子体的作用下，一部分被高能电子击碎而直接变成只有1～2个碳原子的碎片单元(Cl和Cz)，另一部分则以稠环化合物和芳香杂环化合物(poly．aromafiehydrocarbons记为PAH)的形式被蒸发出来。富勒烯的形成一方面源于Cl和C2碲片单元的连续相互碰撞，即通过C2加成反应机理而实现；另一方面，反应休系中存在的PAH也会通过某种化学反应方式连结起来而最终演变为富勒烯分子。上述这2种形成富勒烯分子的过程是反应体系中同时进行的平行反应。（4）
1.3 富勒烯的银胺络合物的制备
1.3.1 实验原料
含富勒烯的碳粉。再经甲苯抽提制得C60；C12。(99．99％)；氯化富勒烯(C60C1n)，自制，氯含量由称重法确定，平均每个富勒烯分子上有20个氯原子；乙二胺、乙醇胺、草酸银，均分析纯；A12O3，微孔陶瓷。
1.3.2 实验方法
使低速氯气流过温度在250～400℃之间的热玻璃管，与管中的C60反应，实现C60的氯化。按一定配比称量草酸银和氯化铯，放入锥形瓶，加入用量一半的水，在40℃水浴中避光搅拌。将乙醇胺和乙二胺加入锥形瓶，并用剩余的一半水洗涤残留的乙醇胺和乙二胺，在水浴中搅拌直至溶解。将草酸银、氯化铯和C60Cl20。同时加入。将微孔陶瓷放入锥形瓶中，抽真空、鼓氮气，反复多次。在刚制备的银胺络合物溶液中加入经过处理的微孔陶瓷，避光存放2 d。取出微孑L陶瓷，用红外灯烤干。把干燥的微孔陶瓷放入坩埚，N2气保护，在380℃的马弗炉中煅烧2
h。（5）
1.4 富勒烯赖氨酸衍生物C60-1ys的制备：
1.4.1 合成材料
富勒烯fullerene 99％固体、赖氨酸lysine 99％固体、无水乙醇ethanol 99％液体、甲苯toluene 99％液体、盐酸hydrochloric acid 99％液体、硅胶粉(270--230目)silica gel powder(270--230mesh)99％固体
氢氧化钠sodium hydroxide 98％固体国药
1.4.2 主要仪器：
1H—NMR：Bruker 600MHz，CDCl3
13C--NMR：Bruker 600MHz，CDCl3
FTm红外光谱仪：Bruker Vector 22型，GER
R204B旋转蒸发器：上海申生科技有限公司
1.4.3 合成方法
合成方程式
H2N(CH2)4CH(NH2)COOH+NaOH+C60—C60(HNCH2CH2CH2CH2CH(NH2)COONa)6(H)6 合成方法和步骤：
(1) 搭建化学反应装置。
(2) 将1lOmg富勒烯溶于70mL甲苯中，搅拌使其完全溶解，液体为紫罗兰色。
(3) 将5．69赖氨酸，1．79NaOH溶于6mL水中，加入40mL无水乙醇，搅拌使其完全溶解。
(4) 将富勒烯甲苯溶液慢慢滴加入赖氨酸溶液中，室温搅拌24h后静置分层。
(5) 分层后上层有机相近无色，下层水醇混合相棕黑色，用分液漏斗分出水醇混合相。
(6) 用甲苯萃取水醇混合相中微量的C印两次。
(7) 用旋转蒸发仪减压除去溶剂得黑色粘稠固体。
(8) 力N3mL水使固体完全溶解，再力H40mL无水乙醇，振荡得棕色沙状沉淀。
(9) 过滤，并用无水乙醇洗两遍，真空干燥得棕黑色固体粉末，即为富勒烯
赖氨酸衍生物C60-lys。（6）
2、富勒烯及其衍生物的生物性质
富勒烯独特的结构，赋予了其独特的物理、化学性质，业已发现在自由基清除，光动力学治疗，抑制HIV病毒，抗菌，神经保护，造影剂应用，药物载体等方面有着独特的作用。迄今为止，富勒烯的研究领域已经涉及到物理、化学、材料科学以及生命科学等众多学科及相关应用领域，并越来越显示出其巨大的应用潜力。国内外在生物医学领域的广泛研究结果表明，富勒烯清除生物体系产生的自由基可以抗氧化保护神经细胞；富勒烯的碳笼与HIV蛋白酶活性位点特异性结合，抑制HIV；插入生物质膜，产生抗菌活性；在光激发条件下，生成单线态氧，发挥光动力杀伤作用，下面简单介绍一下富勒烯的几种重要的生物效应。
2.1富勒烯生物分布
富勒烯及其衍生物在细胞和生物体内的吸收、分布、代谢是开展生物医学应用的重要前提。李炜（2009）等研究发现荧光标记的富勒烯二加成丙二羧酸衍生物能以能量依赖的胞吞方式跨膜进入到人宫颈癌细胞Hela内。另外，研究还采用RH35和3T3 L1细胞进一步研究了富勒烯羧酸衍生物进入细胞的方式，结果表明，不论是RH35细胞还是3T3 L1细胞都依赖于笼形蛋白介导的内吞方式，而不依赖于小窝(caveolae)介导的胞吞方式。（7）
根据近十年的研究发现，给予富勒烯不同的化学修饰可能会改变它们在生物体内的分布和代谢。
2.2 富勒烯的细胞保护和抗氧化作用
自从Dugan团队研究发现富勒烯具有清除活性氧的性质以来，C60作为细胞保护剂被视为最具有应用前景的热点研究之一。Okuda等(1996)通过体外实验研究了二丙二酸富勒烯对自由基的清除作用。细胞色素C由于清除系统中黄嘌呤氧化酶产生的超氧自由基而不断地被消耗，当系统中加入二丙二酸富勒烯衍生物，细胞色素C不再被消耗。这种富勒烯衍生物可以代替细胞色素C清除系统中的超氧自由基。研究也发现C60(C(COOH)2)2、C60(OH)22和Gd@C60(OH)22能清除DPPH(2，2一二苯基-1一苦肼基)自由基、超氧阴离子、单线态氧和羟基自由基等多种自由基，可保护过氧化氢诱导的细胞损伤，稳定线粒体膜，并降低了细胞内活性氧产物。
许多神经退行性病变，例如帕金森病、阿尔茨海默病和肌营养不良性侧索硬化症(amyotrophielateral sclerosis，亦名Lou Gehrig’s Disease)的病因可能是由于谷氨酸受体的过度激活，从而导致过量的活性氧自由基和NO自由基产生。众所周知，氧化应激是活性氧自由基引起的一系列瀑布反应，包括脂质过氧化、蛋白质形变、DNA损伤以及其他生物大分子的破坏，从而导致细胞凋亡。富勒烯被认为是“清除自由基的海绵”，实验证明其可以有效地减少神经元死亡。
富勒烯这种神经保护的活性主要与其清除自由基的能力有关。富勒醇是一种出色的抗氧化剂，清除自由基效率高，水溶性好。实验证明富勒醇可以降低原代培养皮层神经元的凋亡，每一个富勒醇分子能吸收许多氧自由基从而降低自由基对神经组织的损伤。实验还证明富勒醇可以阻断谷氨酸受体，降低细胞内钙离子浓度。（8）
丙氨酸修饰的水溶性富勒烯衍生物能够抑制过氧化氢诱导的细胞凋亡。丙氨酸富勒烯衍生物减少了细胞内外活性氧的聚集，从而抑制了凋亡的触发。丙氨酸富勒烯衍生物也是一种自由基清除剂，能够有效的清除羟基自由基和超氧阴离子。其他的氨基酸富勒烯衍生物如连接五个胱氨酸残基的富勒烯也能够通过清除超氧自由基和羟基自由基而抑制凋亡。
2.3 富勒烯与蛋白质作用
富勒烯衍生物可以与细胞色素C相互作用。这种相互作用的重要性是非常明显的，这些药物在到达靶向组织前，可以与血清蛋白相互作用，穿过细胞屏障，可以与新陈代谢途径的酶接触，比如细胞色素P450。因此，在开发富勒烯衍生物作为潜在的药物时这些研究都是非常重要的。富勒烯衍生物与马骨骼肌脱辅基红蛋白形成的复合物很稳定，该复合物结构性质的充分表征使我们能够更好地理解与脱辅基红蛋白的结合特性。含有磷酸基的水溶性富勒烯衍生物[c60Om(OH)nC(PO3Et2)2]与人血清白蛋白(HSA)的作用。在加入这种富勒烯衍生
物后，HSA的荧光信号被淬灭，有可能预测其与磷酸盐衍生物的结合位点可能在IIA的子域。这种富勒烯衍生物与蛋白的相互作用使得形成比蛋白自身更加紧密的结构。另外，通过对HIV蛋白酶、富勒烯特定抗体、人血清白蛋白和牛血清白蛋白四种蛋白的对接研究发现，由于与富勒烯的结合，蛋白骨架构象发生了改变。（9）
2.4 富勒烯的抗菌活性
富勒烯表现出抗菌活性，这可以归因于富勒烯与生物大分子不同的相互作用。事实上，这种抗菌活性可能与诱导细胞膜损伤有关。富勒烯的球面似乎没有真正适应平坦的细胞表面，可以肯定的是富勒烯疏水表面很容易与细胞膜脂相互作用并能够插入膜内。
富勒烯可以插入生物膜的发现使许多研究小组开始探索其潜在的抗菌活性．研究已经发现，富勒醇可以抑制白色念珠菌、枯草杆菌、大肠杆菌和鸟型分枝杆菌等的生长。三羧酸富勒烯衍生物对20多种不同细菌的生物效应，包括葡萄球菌、链球菌、肠球菌(革兰氏阳性)、肺炎克雷白杆菌、大肠杆菌、绿脓杆菌和伤寒沙门氏菌(革兰氏阴性)等。研究表明所有的革兰氏阳性菌都可以得到有效抑制。其最低抑菌浓度(MIC)≤50ug/mL．而对革兰氏阴性菌即使浓度增加到500ug·mL。都没有抑制效果．根据对革兰氏阳性菌和阴性菌的对比研究发现，富勒烯抑制细菌可能与其插入细菌壁有关，透射电镜和抗体结合实验也证实了这一点。羧酸富勒烯可以明显降低脓性链球菌A一20感染的死亡率，抑菌效果呈剂量依赖性，抑制效率可达33％，其作用机制可能与中性粒细胞抗菌活性增强有关。该研究组还发现，羧酸富勒烯能够抑制大肠杆菌所致的脑膜炎，使TNF．Ot和几一1B的表达量、中性粒细胞炎性浸润以及血脑屏障的通透性下降。这种保护作用可能不是因为富勒烯对细菌的直接抑制，而是与富勒烯抑制中性粒细胞介导的晚期血脑屏障开放有关。（10）
2.5 富勒烯可以抑制HIV蛋白酶和抗病毒活性
富勒烯及其衍生物可以抑制HIV活性。HIVP的活性位点是一个半开环的疏水椭圆体孔穴，其表面25位和125位有两个天冬氨酸残基，起催化作用。孔穴直径约lnm，和富勒烯的直径相似。Friderman等(1993)通过分子模拟实验发现，如果在HIVP活性中心引入富勒烯衍生物，其表面和酶之间理论上可形成范德华力，使二者结合为复合体，抑制HIVP活性。该研究小组根据分子模拟实验数据，合成了一种富勒烯二苯基衍生物，研究表明将复合物引入酶活性中心后，碳笼与酶活性中心表面可形成较强的范德华力，从而明显抑制HIVP活性。
虽然抑制HIV感染主要是通过富勒烯衍生物与病毒酶的相互作用，但这不是唯一的作用机制。事实上，有人提出了流感病毒的光灭活机制。在鸡胚尿囊液繁殖的流感病毒加入C60晶体悬浮液，可见光照射后，病毒颗粒外膜被毁坏，病毒的感染力下降。再次证明富勒烯对有包膜病毒的光灭活应用有一定潜力。（11）
2.6 富勒烯的药物输送作用
对富勒烯的研究表明它可作为一种潜在的药物输送系统。考虑到富勒烯疏水部分能够帮助其他物质膜穿透，C60作为药物载体的假说得以开展起来。Venkatesan 等人(2005)使用富勒烯作为吸附剂来研究大鼠腹腔注射促红细胞生成素EPO的生物利用度。由于生物利用率的问题(屏障渗透的困难和酶促降解这些原因)，促红
细胞生成素通常使用静脉或皮下注射。在这项研究中，得到了药代动力学结果，并发现富勒烯作为吸附剂提高了促红细胞生成素的吸收。富勒烯的加入致使EPO 达到的最高浓度是单独使用促红细胞生成素的两倍，使生物利用度达到5．7％，几乎比EPO注射高3倍。
离子键可用来连接寡核苷酸和阳离子富勒烯衍生物。值得指出的是，Baa(一种富勒烯氨基酸衍生物)可以作为一种新型的细胞穿透剂，因为它可以载带阳离子和阴离子肽(它们自身是不能穿过细胞膜的)进入细胞，更进一步提高了富勒烯衍生物的应用潜力。
3富勒烯及其衍生物的制备和生物医学医用的展望
由于生产富勒烯的原料不同，以前变化的结构和嵌入的元素不同，富勒烯的种类很多，分别拥有不同的性质，纳米洋葱状富勒烯、金属富勒烯是富勒烯的典型代表。富勒烯衍生物更是种类繁多，本文简介了富勒烯的银胺络合物和富勒烯赖氨酸衍生物C60-1ys的制备，他们已经有了相对成熟的研究，也已经在化学、生物、医学等领域去得了很大的进展。
随着富勒烯进行水溶化和合成金属内嵌富勒烯研究工作的迅速发展，近些年来，关于富勒烯以及其水溶化衍生物在生物医学领域应用的研究论文大量涌现。它们具有抗氧化活性和细胞保护作用、抗菌活性、抑制HIV酶和抗病毒作用、药物载带、肿瘤治疗和疾病诊断等多种生物功能。虽然目前对于富勒烯的了解还不够深入，在生物医学应用方面还有大量的工作可以开展。很多研究已经表明，富勒烯的生物活性和性质与其结构组成和制备过程等有关，因此应当对富勒烯的制备过程、物理化学性质进行必要的阐述和表征，并对不同结构修饰的富勒烯所产生的不同生物效应的相关机制进行分析研究。相信富勒烯及其衍生物将在重大疾病的诊断、治疗、预防等方面发挥重要作用。（12）
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富勒烯的应用现状
富勒烯（C60）研究与应用现状
富勒烯（C60）研究与应用现状 大连工业大学 摘要：富勒烯发现至今只有短短20年时间,由于其独特的结构和物理、化学性质,吸引了众多科学家的目光,因此在这20 年中,使得C60化学得到了很大的发展.文章综述了富勒烯的几种合成方法，并阐述了目前常用的应用现状，最后对其未来的发展作了展望。 关键词富勒烯；合成方法；应用 引言 富勒烯的发现始于1985 年Kroto 等【1】在高真空环境下激光溅射石墨的研究。利用这种方法只能产生数以千计的富勒烯分子,根本无法进行富勒烯详细的性质表征研究, 当然更谈不上应用。1990 年,Krastchmer 等【2】发明了低压氦气环境下石墨电极电弧放电法合成富勒烯,能够得到克量级的C60 产物。由于富勒烯特殊的结构和性能,在材料、化学、超导与半导体物理、生物等学科和激光防护、催化剂、燃料、润滑剂、合成、化妆品、量子计算机等工程领域具有重要的研究价值和应用前景。1991 年富勒烯被美国《科学》杂志评为年度分子,富勒烯被列为21 世纪的新材料。此后,科学家经过不断的探索和研究,发明了更多生产富勒烯的方法,例如连续石墨电极放电法、激光配合高温石墨棒蒸发法【3】、引入铁磁性金属催化剂法【4、5】、高温等离子体石墨蒸发法【6、7】,苯高温火焰燃烧法【8-10】等。而且富勒烯在日常生活中的应用越来越广泛, 因而富勒烯产品在未来社会具有很好的发展前景。 2.富勒烯的合成方法 2.1水下放电法 水下放电法【11】将电弧室中的介质由惰性气体换为去离子水, 采用直流电弧放电, 以碳纯度为99%、直径6mm的碳棒做阳极, 直径为12mm的碳棒做阴极, 放入2. 5L 的去离子水中至其底部3mm的位置, 在电压为16 ～17V、电流为30A的条件下拉直流电弧, 产物可在水表面收集。 水下放电法不需要传统电弧法的抽气泵和高度密封的水冷真空室等系统, 免除了复杂昂贵的费用, 可进一步降低反应温度, 能耗更小, 并且产物在水表面收集而不是在整个有较多粉尘的反应室。与传统电弧法相比, 此法产率及质量均较高。此法可制备出球形洋葱富勒烯、像富勒烯似的碳纳米粒子、类似碳纳米管和富勒烯粉末。 总之, 电弧法是目前应用最广泛、有可能进一步扩大生产规模的制备方法, 其C60产率可达10% ～13% , 为其物理、化学的研究奠定了基础。电弧法制备碳纳米管产率约为30% ～70% , 在电弧放电的过程中能达到4 000K的高温, 这样的温度下碳纳米管最大程度地石墨化, 所以制备的管缺陷少, 比较能反映碳纳米管的真正性能。但由于电弧放电通常十分剧烈, 难以控制进程和产物, 合成的沉积物中存在有碳纳米颗粒、无定形炭或石墨碎片等杂质, 而且碳管和杂质融合在一起, 很难分离。 2.2CVD法 CVD是制备富勒烯的另一种典型方法。催化热分解反应过程一般是将有机气体(通常为C2 H2 )混以一定比例的氮气作为压制气体, 通入事先除去氧的石英管中, 在一定的温度下, 在催化剂表面裂解形成碳源, 碳源通过催化剂扩散,在催化剂后表面长出碳纳米管, 同时推着小的催化剂颗粒前移。直到催化剂颗粒全部
医药生物技术分类与详解.doc
医药生物技术分类与详解 （一）医药生物技术 1、新型疫苗 具有自主知识产权且未曾在国内外上市销售的、预防重大疾病的新型高效基因工程疫 苗，包括：预防流行性呼吸系统疾病、艾滋病、肝炎、出血热、大流行感冒、疟疾、狂犬病、钩虫病、血吸虫病等人类疾病和肿瘤的新型疫苗、联合疫苗等，疫苗生产用合格实验动物，培养细胞及菌种等。 2、基因工程药物 具有自主知识产权，用于心脑血管疾病、肿瘤、艾滋病、血友病等重大疾病以及其他单基 因遗传病治疗的基因工程药物、基因治疗药物、靶向药物，重组人血白蛋白制品等。 3、重大疾病的基因治疗 用于恶性肿瘤、心血管疾病、神经性疾病的基因治疗及其关键技术和产品，具有自主知 识产权的重大疾病基因治疗类产品，包括：恶性肿瘤、遗传性疾病、自身免疫性疾病、神经 性疾病、心血管疾病和糖尿病等的基因治疗产品；基因治疗药物输送系统等。 4、单克隆抗体系列产品与检测试剂 用于肝炎、艾滋病、血吸虫病、人禽流感、性病等传染性疾病和肿瘤、出生缺陷及吸毒 等早期检测、诊断的单克隆抗体试剂，食品中微生物、生物毒素、农药兽药残留检测用单克隆抗体及试剂盒；重大动植物疫病、转基因生物检测用单克隆抗体及试剂盒，造血干细胞移植的分离、纯化和检测所需的单克隆抗体系列产品；抗肿瘤及抗表皮生长因子单克隆抗体药 物；单克隆抗体药物研究关键技术和系统；先进的单克隆抗体规模化制备集成技术、工艺和成套设备；新型基因扩增(PCR) 诊断试剂及检测试剂盒和人源化/ 性基因工程抗体。 5、蛋白质 /多肽 /核酸类药物 面向重大疾病——抗肿瘤蛋白药物(如肿瘤坏死因子)，心脑血管系统蛋白药物(如纤溶酶原，重组溶血栓)，神经系统蛋白药物尤其是抑郁药物，老年痴呆药物，肌肉关节疾病的蛋 白质治疗药物，以及抗病毒等严重传染病蛋白药物的研究与产业化技术；各类细胞因子 (如促红细胞生成素，促人血小板生长因子，干扰素，集落刺激因子，白细胞介素，肿瘤坏死因 子，趋化因子，转化生长因子，生长因子 )等多肽药物的开发技术；抗病毒、抗肿瘤及治疗自 身免疫病的核酸类药物及相关中间体的研究及产业化技术等。 6、生物芯片
数字信号处理在生物医学的应用
数字信号处理在生物医学领域的应用 作者：张春强 安徽农业大学工学院 车辆工程 13720482 摘要:在生物医学研究中有各种各样待提取和处理的信号，信号处理立即成为解决这些问题的有效方法之一。主要讨论数字信号处理技术中小波分析、人工神经网络、维格纳分布在生物医学工程中的应用,并对数字信号处理技术在生物医学工程中的应用前景进行了展望。 关键词:数字信号处理;小波分析;人工神经网络;维格纳分布 1 引言 自20世纪60年代以来,随着计算机和信息学科的飞速发展,大量的模拟信息被转化为数字信息来处理。于是就逐步产生了一门近代新兴学科———数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)技术。经过几十年的发展,数字信号处理技术现已形成了一门以快速傅里叶变换和数字滤波器为核心,以逻辑电路为基础,以大规模集成电路为手段,利用软硬件来实现各种模拟信号的数字处理,其中包括信号检测、信号变换、信号的调制和解调、信号的运算、信号的传输和信号的交换等各种功能作用的独立的学科体系。 而生物医学工程就是应用物理学和工程学的技术去解决生物系统中所存在的问题,特别是人类疾病的诊断、治疗和预防的科学。它包括工程学、医学和生命科学中的许多学科。本文主要讨论数字信号处理技术中小波分析、人工神经网络、维格纳分布在生物医学工程中的应用。 2 数字信号处理在生物医学工程中的应用 2.1 信号处理在DNA 序列中的应用 生物序列数据在数学上以字符串表示，每个字符对应于字母表中的一个字母。如 DNA 序列中，用 A,T,C,G 四个字母代表组成 DNA 序列的四种碱基。对数值化后的DNA 序列进行频谱分析发现基因序列蛋白质编码区存在周期 3行为，即其功率谱在1/3频率处有一谱峰。用傅利叶变换来分析基因序列的功率谱可以发现其蛋白质编码区，可以预测基因位置和真核细胞基因中独特的外显子。 1.1 DFT 求 DNA 序列功率谱 在对基因组序列进行计算分析之前，先将其转化为数值序列。设字母表Λ = {A ，C ，G ，T } ,取长度为N 的DNA 序列x[n]，对于Λ中每个不同的字母都形成一个指示器序列[]n x α(0≤n ≤N-1，α∈Λ),在序列[]n x α中的某一个位置i 有: []其他)(01i n x ααα=???=(位置i 处的碱基为α) 该指示器的DFT 变换为 [][]n jw N n DFT k e n x k X --=∑=1 0αα，)10(-≤≤N k （1） 于是可以求得DNA 序列的功率谱：
生物医学信号处理历年精彩试题_电子科大_饶妮妮
生物医学信号处理试卷集 试卷一答案和评分标准： 一、假设有两个离散平稳随机过程)(),(n y n x ，m x m R 6 .0)(=， m y m R 8 .0)(=，它们统计独立，求这 两个随机过程的乘积的自相关函数和功率谱密度。（14分） 解： 设z=xy ， m y x z m R m R m n y n y E m n x n x E m n y m n x n y n x E m n z n z E m R 48 .0)()()]()([)]()([)]()()()([)]()([)(==++=++=+=（6分） ∑==+∞ -∞ =-m m j m z j z e m R DTFT e P ωω48.0)]([)(（4分） =ωcos 96.02304.17696 .0-（4分） 二、设线性系统如图所示，已知 n n n s ,相互独立，且ωω2 sin )(=j s e S ， 21 )(= ωj n e S 。要求设计一 个滤波器ωω2 sin )(c e H j =，试确定c 使得滤波后的输出n s ?与真实信号n s 的均方误差最小，即 ])?[(2n n s s E -最小。（14分） 解答： 设误差为n n n s ? s e -=其自相关为： )m (R )m (R )m (R )m (R )]s ?s )(s ?s [(E )e e (E )m (R s ?s s ?s ?s s m n m n n n m n n e +--=--==+++（2分） 做傅立叶变化： )()()()()(???ω ωωωωj s j s s j s s j s j e e S e S e S e S e S +--=（4分） ω ωωωωωωω4262j n j s 2j j x 2j ?sin 21 sin ])(e S )(e S [)e (H )(e S )e (H )(c c e S j s +=+== （2分） ωωωωωω4i s i i sx i ?sin )e (S )e (H )e (S )e (H )(c e S j s s === ωωωωωω4i s i i xs i s ?sin )e (S )e (H )e (S )e (H )(c e S j s ===** （2分） 2 2 14321 c c +-=ξ （3分）
生物技术在医学方面的应用发展
生物技术在医学方面的应用发展 摘要： 二十一世纪，生物技术室高技术中发展最快的领域，似乎是不争的事实。分子生物技术近年来发展迅速，已成为推动分子医学发展的重要工具。生物技术在医药领域中发挥着超重要的作用，促进了医学治疗方法与相关仪器的进步，生物芯片技术，分子生物技术在制药中的重要性正在突出显现，生物技术在医药方面的应用，必将越来越广泛。 生物技术药物或称生物药物是集生物学，医学，药学的现金技术为一体，以组合化学，药学基因（功能抗原学，生物信息学等高技术为依托，以分子遗传学，分子生物，生物物理等基础学科的突破后盾形成的产业。现在，世界生物制药急速的产业化已进入投资收获期，生物技术药品已应用和渗透到医药，保健食品和日产品等各个领域，尤其在新药研究开发、生产和改造传统制药工业中得到日益广泛的应用，生物制药产业已成为最活跃、进展最快的产业之一。目前生物制药主要集中在以下几个方面：１．肿瘤在全世界肿瘤死亡率居首位，美国每年诊断为肿瘤的患者为１００万，死于肿瘤者达５４．７万。用于肿瘤的治疗费用１０２０亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病，目前仍用早起诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后１０年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤，应用导向１Ｌ－２受体的融合毒素治疗ＣＴＣＬ肿瘤，应用基因治疗法治疗肿瘤可抑制肿瘤血管生长，阻止肿瘤生长与转移。这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂，已有３中化合物进入临床试验。２．神经退化性疾病老年痴呆症、帕金森氏病，脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗，胰岛素生长因子ｒｈ１ＧＦ－１已进入Ⅲ期临床，可以消除症状３０％。３.自身免疫性疾病许多炎症由自身免疫缺陷引起，如哮喘，风湿性关节炎，多发性硬化症，红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于４０００万，每年医疗费达千亿美元，一些制药公司正在积极攻克这类疾病。如Ｃｅｎｅｎｔｅｃｈ公司燕京一种人员化单克隆抗体免疫球蛋白Ｅ用于治疗哮喘，已进入Ⅱ期临床，Ｃｅｔｏｒ＇ｓ公司研制一种ＴＮＦ－α抗体治疗风湿性多发性硬化病。还有的公司在应用基因疗法治疗糖尿病，如将胰岛素基因导入患者的皮肤细胞，再将细胞注入人体，使工程细胞产生全程胰岛素供应。4．冠心病美国有100万人死于冠心病，每年治疗费用高于1170亿美元。今后10年，防冠心病的药物是制药工业的重点增站点。Concoctor’s Reopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功，这标志一种行业的重要增长点。Concoctor’s Reopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功，这标志着一种新型冠心病治疗药物的诞生。 基因组科学的简历与基因操作技术的日益成熟，使基因治疗与基因测序技术的商业化成为可能，正在达到未来治疗学的新高度。转基因技术用于构造转基因植物和转基因动物，已逐渐进入产业阶段，用转基因绵羊生产蛋白酶抑制剂ATT，用于治疗肺气肿和囊性纤维变性，已进入Ⅱ期，Ⅲ期临床。大量的研究成果表明转基因动物、植物将成为未来制药工业的另一个重要发展领域。 除了遗传学之外，生物技术还可以继续改进预防治疗疾病的方法。这些新疗法可以封锁病原体进入人体并运行传播的能力，使病原体变得更加脆弱并使人的免疫功能对新的病原体作出犯病。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势，对感染形成新的攻势。 除了解决传统的细菌和病毒问题之外，人们正在开发解决化学不平衡和化学成分积累的新疗法。例如，正在开发之中的抗体可以攻击体内的可卡因，将来可以用于治疗成瘾的问题。这种方法不仅有助于改善瘾君子的状况，而且对于解决全球性非法毒品贸易问题具有重大影响。 21世纪，生物技术在药物研发方面的作用已经达到了一个新的高度，生物制药技术趋于成熟，将对制药工业和健康保险业产生重大影响。 从化验唾液检查癌症，到只打一针，就可以使神经重新沿着脊髓生长出来，医学界取得的这些新成果，帮助我们回复健康，改善生活，延长生命，使得生物技术在医学领域的地位逐渐重要起来，生物技术开始改变传统的医学技术。例如：人造淋巴，淋巴结对人体非常重要，它可产生具有抗生物技术感染功能的免疫细胞，现在已经制造处人造淋巴，医生利用特定细胞填充这种淋巴结，就能治疗癌症或艾滋病等。
医学生物技术论文3000字_医学生物技术毕业论文范文模板
医学生物技术论文3000字_医学生物技术毕业论文范文模板 医学生物技术论文3000字(一)：生物技术在医学领域中的应用和展望论文 摘要：我国的科技水平在不断提高，很大程度上也促进了生物技术的发展。 在现代，生物技术的发展也在迅速加快，尤其是医学领域的发展速度非常快，取 得了显著的成果，发展形势良好。现代的生物技术给人类社会带来了巨大的影响，生物技术在医学领域中也得到了广泛的应用，一定程度上促进了现代医学的进一 步发展。 关键词：生物技术；医学；应用；展望 现代的生物技术发展及应用已渗透到多个领域之中，比如医学、农业、环境等，当然最重要的应用还是在医学领域中。可以说生物技术的迅速发展促进了医 学领域中的一些重要方面的改革。在医疗领域中生物技术的应用是最早、也是最 重要的应用之一，也使该技术发展得更加迅速，其效果更加明显。在医疗领域， 生物技术是不可替代的。基于这一点，加强现代医学应用生物技术的研究分析就 显得更加重要了。随着现代社会和科学技术的不断发展和发步，现代生物技术也 不断应用，并在生产与生活相关的各个领域得到广泛应用。 一、生物技术概念简析
生物技术，指的是在现代生命科学基础上，利用生物组织和细胞的特性，进行生产和加工。而在现代，生物技术发展成为以现代生命科学为基础，再利用生物细胞和组织性能进行加工和生产的技术。在医疗领域，起到了更好的作用，主要包括细胞，基因，蛋白质，发酵等方面的工程。 二、生物技术在医学领域中的应用 （一）预防医学中的应用 生物技术在预防医学中的检测环境和环境净化起着重要作用，在这个过程中，生物技术在这个过程中扮演着至关重要的角色。比如，通过生物肥料的研发，可以在很大程度上减少对环境的污染，从而降低环境的污染。不仅如此，生物技术对预防医学的应用也表现为传统疫苗改造的成果。在过去的一段时期里，传统疫苗主要的作用是减少或消除一些致病物质的毒性，从现代医学的角度来看，疫苗在应用上逐渐出现了一定的限制和局限性。上世纪初，借助于生物技术进行疫苗研发，成功地研制出了核酸疫苗。该疫苗主要复制与免疫原有关的基因，将其复制到真核粒子表面，然后向试验动物注射DNA，促使其产生抗体，形成强烈的免疫作用，通过此方法预防病情。由此，我们很难看到借助于生物技术研制的核酸疫苗，不仅十分安全、高效，而且还能起到很好的防治作用。 （二）诊断医学中的应用
富勒烯及其衍生物的制备和生物医学效应
专业课程实践论文题目：富勒烯及其衍生物的制 备和生物医学效应任课教师：罗志勇 姓名：刘远见 学号：20096918 学院：化学化工学院 专业班级：2009级材料化学1班
富勒烯及其衍生物的制备和生物医学效 应 刘远见liuyuanjian [重庆大学化工学院2009级材料化学1班重庆中国 400044] [摘要]：富勒烯和其衍生物作为一种新型含碳纳米材料，由于其独特的结构和物理化学性质，在生物、医学、超导、光学及催化等多领域有着极为广阔的应用前景。在生物和医学领域，富勒烯及其衍生物具有抗氧化活性和细胞保护作用、抗菌活性、抗病毒作用、载带药物和肿瘤治疗等活性。在总结国内外相关研究基础上，论文重点综述了几种典型富勒烯及衍生物的制备和生物效应。 [关键字]：富勒烯；纳米材料；生物效应；细胞保护； [Abstract]:Due to their unique structure and physical and chemical properties，fullerene and its denvatives have a widerange of potential appacations in biomedical field．They have many advantages in cell protection and antioxidant properties，antibacterial activity，antiviral activity，drug delivery and anti-tumor activities．In this paper，biomedical effects of fullerenes have been highlighted，and the synthesis of fullerene its derivative have been reviewed as well． [Key words]:fullerene;Nano-materials;Biological effects;Cytoprotective 纳米科学、信息科学和生命科学并列成为2l世纪的三大支柱科学领域。纳米颗粒(nanoparticles，Nas)和超细颗粒物(ultrafine particles，UFPs)，一般是指尺寸至少有一维在l～100 nm间的粒子。纳米尺度是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，处于这个区域的材料具有一些独特性质，如小尺寸效应、表面、界面效应和量子尺寸效应等。空气中纳米颗粒虽然浓度很低，但具有很高的颗粒物数目。将宏观物体细分成纳米颗粒后，它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学性质和大体积固体相比将会显著不同。纳米材料的小尺寸、化学成分、表面结构、溶解性、外形和聚集情况决定着它们特殊的物理化学性质，这些性质使得纳米材料在将来有着广泛的用途。（1） Kroto等(1985)于1985年发现了巴基球，并提出了球型中空分子的模型，将之命名为富勒烯(C60)。Kratschrner等(1990)首先用石墨电弧放电法实现了富勒烯的宏量制备，此后在世界范围内掀起了研究富勒烯的热潮。涉及的学科包括物理、化学、生物、天文和材料科学等。一个分子能如此迅速地打开通向科学新领域的大门，这是非常罕见的。由于富勒烯分子的巨大科学意义，被美国‘科学’杂志评为1991年的“明星分子”。
1生物医学信号概述
第一章生物医学信号概述 第一节学习生物医学信号处理的理由生物医学工程是一个应用性的研究领域，生物医学信号处理自然应该成为该专业的主干课程之一，使学生掌握处理信号和系统的方法。 信号处理的含义比纯粹的数学运算更深更广。生物医学信号处理以严谨的组织行为方式为分析和概念化物理行为提供了一个基础框架，不管这种行为是一个电子控制系统的输出还是一次种植与周围组织的反应。 对信号/系统进行计算能够获得较精确的分析结果，但对分析过程的理解（定性的）也十分重要。例如，一名学生建议用小波来检测心电图信号中的异常，则他/她必须理解小波变换的数学概念。另一名具有神经生理学兴趣的学生希望研究全身振动对视觉功能的影响，则他/她需要理解共振的概念（即使他/她已经忘记了量化这种现象的二阶差分方程）。类似地，一名要研究心率的神经中枢控制的学生，不管他/她用哪种方法来描述心率，都需要理解记忆或相关的概念以及在能量记录中瞬时变化的原因。简言之，作为一名生物医学工程师应该掌握信号处理的定性描述并具备应用定量分析方法解决生物医学问题的技能。通过学习《生物医学信号处理》课程，学生可以达到上述要求。 更具体地说，生物医学信号处理将教给学生两种主要技能：（1）为了提取原始的生物医学信息，获取和处理生物医学信号的技能；（2）解释处理结果性质的技能。为此，《生物医学信号处理》课程应该包含以下四个重要内容： （1）测量生物医学信号，即量化和校正测量仪器对待测信号的影响。 （2）操作（即滤波）生物医学信号，即识别和分离信号中的有用成份和无用成份。 （3）定量描述生物医学信号，即揭示产生生物医学信号的本质，根据第二步得出的结果预测信号未来的行为。 （4）探测生物医学信号源，即描述一个生物医学物理系统的输入与输出信号之间内在联系。 大多数信号处理教材都很强调计算和算法。对于生物医学工程专业的学生来说，如果在生物医学信号处理课程中仍选用大量信号处理的内容，则可能是熟悉知识的枯糙重复。本教材的宗旨是通过许多具体生物医学信号处理实例，将真实世界与理论研究联系起来，并指导学生如何应用一项理论去解决一个具体的生物医学问题。 第二节信号及其类型 信息是一个过程产生的能量的测量，而信号则是信息的一种表达形式。来自于真实世界的信号各不相同，但大致可分为四种类型：（1）确定性信号；（2）随机信号；（3）分形信号；（4）混沌信号，如图1-1（a）、（b）、（c）和（d）分别是四种类型信号的一个例子。 确定性信号在教材中常作为例子给出，是学生最熟悉的一类信号，但这类信号在真实世界中则较少出现。所谓确定性信号是指在已知足够过去值的条件下，能够准确预测该信号未来值的一类信号。例如，正弦波信号A Sinωt。换句话说，只要能够用数学封闭表达式来表达的一类信号就是确定的信号。 既使信号的全部过去值已知，也不能准确预测其未来值的一类信号称为随机信号。随机信号
现代生物技术在医学方面的应用
现代生物技术在医药学中的应 [摘要]简述了现代生物技术在医药学中的应用现状。包括基因工程在药学方面的应用、基因工程在医学方面的应用以及蛋白质工程在药学方面的应用。 生物技术（biotechnology），有时也称生物工程，是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础科学的科学原理，采用先进的科学技术手段，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。生物技术是人们利用微生物、动植物体对物质原料进行加工，以提供产品来为社会服务的技术。如今，它已广泛应用到医药学领域。 1 基因工程在药学方面的应用 1.1 基因工程药物利用基因工程技术开发新型治疗药物是当前最活跃和发展最快的领域。自1982年世界第一个基因工程药物——重组胰岛素投放市场以来，基因工程药物就成为制药行业的一支奇兵，每年平均有3-4个新药或疫苗问世，开发成功的约50个药品，诸如人胰岛素、人尿激酶、人生长激素、干扰素、激活剂、乙肝疫苗等已广泛应用于治疗癌症、肝炎、发育不良、糖尿病和一些遗传病上，在很多领域特别是疑难病症上，起到了传
统化学药物难以达到的作用。 1.2 重组DNA技术在医药中的应用目前，重组DNA技术的应用在这方面相当活跃。现已利用重组DNA技术生产出各类产品：①激素类：胰岛素、生长激素、生长激素抑制剂等；生理活性剂：干扰素、白细胞介素、淋巴细胞活素等；②疫苗类：乙型肝炎病毒疫苗、流感病毒疫苗等；③酶类：蛋白酶、糖化酶、溶菌酶、尿激酶、凝乳酶等；蛋白质：胶原蛋白、血清蛋白等。④其它类产品：氨基酸、维生素、核昔、多糖、抗生素、有机酸、微生物菌体、醇类等，都可用重组DNA技术生产，充分显示了这种技术的商业价值。近年来，我国学者在重组DNA技术上却有着可喜的进展。例如：侯纬敏等分子克隆人血小板生成素基因成功；舒东等成功构建并获得高效表达抗人纤维蛋白单链抗体一低分子量尿激酶双功能事例蛋白的细胞株。曾宗浩等制备出长效胰岛素目标产品。孔祥平等制备了促肝细胞生长单克隆抗体等，为我国应用重组DNA技术的工业生产提供了丰富素材。 2 基因工程在医学方面的应用 2.1 基因诊断基因诊断开始于2O世纪90年代。它是运用基因手段诊断，从基因中寻找病根，旨在为一些“不治之症”寻找新的诊断渠道。其特点是特异性非常强，只要检测出该病变基因的存在，就能确诊。目前，聚合酶链式反应的基因诊断技术是在基因水平上对人体疾病进行诊断的最新技术。从原理上说，医生只
富勒烯及其衍生物的发展及研究
富勒烯及其衍生物的发展及研究 ——文献综述 摘要：富勒烯是无机化学研究中十分重要的一个领域。近年来，对富勒烯的结构、衍生物、在各方面的应用等都有了新的突破，而本文则是以文献综述的形式，通过阅读文献对近五年来有关富勒烯及其衍生物的发展及研究进行总结描述。 关键词：富勒烯物理性质化学性质应用 前言：1985年，人类在相继发现了石墨、金刚石之后，Kroto等发现了富勒烯，即C60，更以其独特的物理、化学性质引起了科学界普遍的关注。Ｃ60是含有众多双键具有独特笼型结构的三维芳香化合物．它的６０个位于顶点上的碳原子组成了球形３２面体，其中有１２个面是五边形，２０个面是六边形［１］．这种结构类似于日常生活中所见到的足球，因此也被称作“足球烯”。这种特殊的结构使它具有特殊的超导、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀等优异的性质．在超导材料、光电导材料、化妆品、纳米粒子材料、生物医学等领域应用前景广阔。内嵌式富勒烯的研究更是近来有关富勒烯研究的热门课题。 1.富勒烯的性质 1.1物理性质 Ｃ60是非极性分子，外观呈深黄固体，随厚度不同颜色可呈棕色到黑色．密度为1.678ｇ／ｃｍ，不导电，但具有良好的非线性光学性质、光电导性，是很好的光电导材料，熔点＞553Ｋ，易升华，易溶于含有大∏键的芳香性溶剂中，磁流中性，但是其五元环有很强的顺磁性，而六元环具有较为缓和的介磁性；分子中的60个碳原子是完全等价的．由于球面的弯曲效应、五元环的存在，使得碳原子的杂化方式介于sp2和sp3杂化之间，从立体构型来看，Ｃ60具有点群对称性，分子价电子数高达240个。[2] 1.2化学性质 1.2.1亲核反应—与金属的反应 C60与金属的反应主要分为两类一种是金属被置于C60碳笼的内部; 另一种是金属位于C60碳笼的外部。 （1）C 60碳笼内配合物生成反应: C60碳笼为封 闭的中空的多面体结构, 其内腔直径为7. 1 A,内部可嵌入原子、离子 或小分子形成新的团簇分子 , C 60+ A C60 ( A)。其主要包含物种 类为金属、惰性气体及部分极性分子（如LiF），其中金属包含物研究 最为广泛。Sm alley等人现已发现如 K、Na、Ba、Sr、Ho、Th等碱金 属、碱土金属、绝大多数稀有金属均可与C60形成C60(A)。 （2）C60碳笼外键合反应: 能与 C60键合的金属有: V、Fe、Co、Ni、Rh、Cu、La、Yb、Ag 等[3]。 1.2.2加成反应 由于Ｃ60的不饱和性，C60可以与胺类、磷化物等发生加成反应，在格氏试剂作用下还可以与CH3I反应，生成烷基化物。
(医疗药品)计划生物和医药技术领域
附件1： 863计划生物和医药技术领域 “干细胞与组织工程”重大项目 课题申请指南 一、指南说明 “十一五”期间，本重大项目以替代、修复或再造人体各种组织器官的“再生医学”为主线，以干细胞与克隆技术、组织工程技术、组织器官代用品和再生医学相关评价体系为重点，利用多学科、多技术交叉合作的关键技术和资源平台，建立具有一定规模的高水平研究、生产和应用基地，形成我国再生医学工程研究开发技术体系，研制具有自主知识产权的系列干细胞与组织工程产品及代用品，建立、完善和细化相应的技术标准、准入规范和相关伦理学指导原则，培育和带动新兴产业，加快实现部分干细胞、组织工程产品和组织器官代用品的产业化，从而使我国再生医学研究和应用的整体水平进入世界先进行列，部分关键技术和产品达到国际领先水平。 本重大项目的任务分解及主要任务指标为：完成1-2种重要退行性疾病的治疗性克隆临床前研究，力争获得第一个治疗性克隆的临床批文；完成3-5种重要疾病干细胞治疗的临床前研究，获得SFDA 或卫生行政主管部门的临床批文，力争1-2种治疗技术或产品完成临床试验，获得相应证书；初步建立1－2个国家级人类（疾病）胚胎干细胞库，建立干细胞库有关的硬件标准和管理规范；4-6种具有自主知识产权的系列组织工程产品获得SFDA临床批文，力争2-3项完
成临床试验并获得许可证；开发3-5项具有自主知识产权的新型组织器官代用品，力争获得生产许可证；建立3-5种针对干细胞和组织工程应用的灵长类动物疾病与评价模型；申请专利200项左右，其中10项左右为国际PCT专利，力争10%获得授权。 上述任务分解除个别保密课题外，所有课题均通过公开发布课题申请指南落实任务。 此次发布的是本重大项目课题申请指南，拟安排的主要内容包括干细胞与治疗性克隆、组织工程技术与产品研制、组织器官代用品研发及灵长类动物疾病与评价模型等，拟支持的经费为2亿元人民币。课题支持强度依据所承担任务和完成指标而定，课题支持年限为5年，但依据中期评估进行滚动支持。 二、指南内容 课题1、帕金森病或卢迦雷氏病的治疗性克隆研究与应用 研究目标：完成治疗性克隆技术及治疗性克隆干细胞的临床前研究及有效性和安全性评价，向SFDA申报临床批文，争取在治疗性克隆领域有所突破。此课题是重大项目总体目标中的重要组成部分和亮点，也是体现本项目水平的重要指标之一。 主要研究内容及考核指标：针对帕金森病或卢迦雷氏病等神经系统退行性疾病，建立治疗性克隆胚胎干细胞系，建立治疗性克隆临床应用评价体系和相关检测手段，完成治疗性克隆技术及治疗性克隆干细胞的有效性和安全性评价等临床前研究，申报SFDA临床批文，争
生物技术在医学领域的应用
微生物制药技术 工业微生物技术是可持续发展的一个重要支撑，是解决资源危机、生态环境危机和改造传统产业的根本技术依托。工业微生物的发展使现代生物技术渗透到包括医药、农业、能源、化工、环保等几乎所有的工业领域，并扮演着重要角色。欧美日等国已不同程度地制定了今后几十年内用生物过程取代化学过程的战略计划，可以看出工业微生物技术在未来社会发展过程中重要地位。 微生物制药技术是工业微生物技术的最主要组成部分。微生物药物的利用是从人们熟知的抗生素开始的，抗生素一般定义为：是一种在低浓度下有选择地抑制或影响其他生物机能的微生物产物及其衍生物。(有人曾建议将动植物来源的具有同样生理活性的这类物质如鱼素、蒜素、黄连素等也归于抗生素的范畴，但多数学者认为传统概念的抗生素仍应只限于微生物的次级代谢产物。)近年来，由于基础生命科学的发展和各种新的生物技术的应用，报道的微生物产生的除了抗感染、抗肿瘤以外的其他生物活性物质日益增多，如特异性的酶抑制剂、免疫调节剂、受体拮抗剂和抗氧化剂等，其活性已超出了抑制某些微生物生命活动的范围。但这些物质均为微生物次级代谢产物，其在生物
合成机制、筛选研究程序及生产工艺等方面和抗生素都有共同的特点，但把它们通称为抗生素显然是不恰当的，于是不少学者就把微生物产生的这些具有生理活性（或称药理活性）的次级代谢产物统称为微生物药物。微生物药物的生产技术就是微生物制药技术。可以认为包括五个方面的内容： 第一方面菌种的获得 根据资料直接向有科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买；从大自然中分离筛选新的微生物菌种。 分离思路新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性，采用各种筛选方法，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也必须重新进行分离纯化。具体分离操作从以下几个方面展开。 定方案：首先要查阅资料，了解所需菌种的生长培养特性。
医学生物技术专业实习报告(新版)
医学生物技术专业实习报告 (新版) Internship is to combine the theoretical knowledge learned with practice, cultivate the innovative spirit of exploration and strengthen the ability of social activities. ( 实习报告 ) 部门：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：MZ-SN-0530
医学生物技术专业实习报告(新版) 医学生物技术专业实习报告【一】 首先，我想谈一下实习的意义。作为一名学生，我想学习的目的不在于通过结业考试，而是为了获取知识，获取工作技能，通过实习工作了解到工作的实际需要，使得学习的目的性更明确，得到的效果也相应的更好。 再次，我要总结一下自己在实习期间的体会。在实习期间，通过在生产现场观摩，经过专业人员的讲解，了解了微生物发酵技术在制药、酿酒和作为生物菌肥等方面的在作用。参观实习是对自己在学校学习的补充，这次实习让我对《发酵工程》这门学科有了更深的认识，亲眼看见了发酵的设备，及其整个的生产流程，对这三个企业有了初步的理解，让我对好氧发酵、厌氧液体发酵、厌氧固体发酵等过程中的灭菌、制种、放大、发酵控制、检测、生产流程
等以及生化药物的提取、精制、冷冻干燥、包装等生物分离工程获得了感性认识，建立了从理论到实际的跨越。也对传统的白酒酿造工艺有了进一步的了解，对酿酒时制曲、原料的选取与处理、配料搅拌及烝酒蒸粮、入窖发酵等工艺过程有了直观的认识。另外还参观了微生物肥料生产的工艺流程，看到了发酵罐的罐体及一些管路，对微生物发酵的用途又多了一份理解。 XXX图文设计 本文档文字均可以自由修改
现代生物医学技术前沿
生物分子间相互作用分析系统（BIAcore） 1.Biomolecular Interaction Analysis core 生物分子相互作用分析系统 BIA技术是基于表面等离子共振(SPR)的物理光学现象的新型生物传感分析技术。 不必使用荧光标记和同位素标记，从而保持了生物分子的天然活性 2.工作原理： 实验时先将一种生物分子固定在传感器芯片表面，将与之相互作用的分子溶于溶液中，流过芯片表面。检测器能跟踪检测溶液中的分子与芯片表面的分子结合、解离整个过程的变化。 传感器芯片：传感器芯片是实时信号传导的载体芯片，是在玻璃片上覆盖了一层金膜，在金膜的表面连有不同的多聚物用于固定不同性质的生物分子。每个芯片表面有4个通道（FC），可以独立做4个不同的实验，为了满足分析各种生物体系的要求，专门设计了多种传感器芯片。每一种芯片都具有良好的品质能提供：稳定的基线，高灵敏度，广泛的再生方法，反复使用性和特别好的重现性。 液体传送系统：微液流盘是一个液体传送系统，通过软件的控制自动地传送一定体积的样品至传感器芯片表面。通过对管道内微型气阀的控制，形成各种液体流动回路，将样品或缓冲液送到传感片表面的不同通道。甚至自动进行样品的回收。 SPR光学原理：当入射光以临界角入射到两种不同介质的界面时将产生全反射，由于在介质表面镀上一层金属薄膜后，入射光可引起金属中自由电子的共振，(从而导致反射光角度减弱，使反射光完全消失的角度称作共振角)。共振角会随金属薄膜表面通过的液相的折射率的改变而改变，折射率的变化（RU）与金属表面的生物大分子质量成正比 3.应用：测定分子复合物的生成和解离的速度 共聚焦激光显微镜的原理与应用 理论： 共聚焦激光扫描荧光显微镜:是以激光作为光源、采用逐点扫描及共轭聚焦技术,能对样本进行断层扫描，以获得高分辨率焦平面光学图像的荧光显微镜系统. 基本原理：高压汞灯（滤镜分光），紫外、蓝、绿（激发），被荧光探针染色的生物样本（光学成像），被标记结构的荧光图像。 优势： 1、由于采用了逐点扫描及共轭聚焦技术，激光扫描共聚焦荧光显微镜采集的样本焦平面荧光图像远比普通荧光显微镜获得的样本全层图像分辨率高 2、由于激光的穿透性强，共聚焦荧光显微镜可对样本进行连续断层扫描而获得序列光学切片，可实现样本结构的三维重建 3、由于激光的单色性好，对于多重标记的样本，激光扫描共聚焦荧光显微镜区分不同颜色标记物的能力较普通荧光显微镜强 4、由于激光扫描共聚焦荧光显微镜可对厚样本进行光学切片，可用振荡切片机直接对新鲜或固定样本切厚片（50~100 m），避免了石蜡包埋、冰冻等传统切片方法对细胞结构和抗原性的破坏，并可实现活组织检测。 实验： 固定的目的是使构成组织细胞成分的蛋白等物质不溶于水和有机溶剂，并迅速使组织细胞中各种酶降解、失活，防止组织自溶和抗原弥散，保持组织细胞的完整性和所要检测物质的抗原性。 固定方法：侵入法，灌注法 切片方法：冰冻切片，石蜡切片，振动切片
生物医学信号处理的方法
生物医学信号处理的方法 生物医学仪器包括了诊断仪器和治疗仪器两大类。在诊断仪器中要寻找对诊断有意义的具有某种特征的信号或信号的某种特征量。在治疗仪器中同样需要确定特征信号的存在或信号特征量的大小去控制治疗部分的工作。一般说来，信号并不能直接提供这些信息，它们需要应用信号处理方法去提取。例如，临床的常规脑电图检查可为脑损伤、脑血栓、内分泌疾病等的诊断、预防和治疗提供信息。另外脑电图也常用来作睡眠、麻醉深度的监护。但是白发脑电图的时域波形很不规则。不但它的节律随精神状态变化而改变，而且在基本节律的背景下还会不时地发生一些瞬态变化。传统的分析方法是用领域分析方法，用它的基本节律作为脑电图的基本特征量。 从信号中提取特征量的常用方法有谱分析、波形分析、建立模型等多种。有了特征量，就要根据它们进行诊断。诊断就是分类。现用的模式分类方法有统计模式识别、句法分析、模糊模式识别等。上述这些内容正是信号处理学科的主要研究对象，实际上这些方法现在也并不成熟。对于生物医学信号中大量存在的非线性、非平稳、多变量等问题的分析还很初步，还需深入地研究和探讨。 由于干扰的影响，生物医学信号往往埋藏在噪声中，因此造成信息丢失或产生虚假信息，所以通常在进行生物医学信号处理以前，要对信号施加某种处理来降低噪声、增强信息。例如，在研究大脑感觉机制，提取诱发响应时，常常采用重复刺激方法和相干平均技术来克服自发脑电活动，增强有用信息。污染信号的噪声可以是加性的(即观测等于信号的噪声之和)、相乘性的(即观测等于信号与噪声的积)；也可能有用的信息仅与信号的一部分有关，而与有用信息非相关部分也被看成噪声。总之，噪声的性质是多种多样的。数字滤波器是增强信息、抑制噪声的常用方法，然而它对于频带重叠的信号与噪声无能为力。因此消噪问题是生物医学信号处理研究的又一个重要内容。 目前生物医学信号处理中应用的抑制噪声和信号增强技术，常需要信号与噪声统计特性的先验知识，先验知识越完整，增强信号的效果越显著。然而得到这些先验知识常常又是困难的，这种要求限制了诸如维纳滤波、卡尔曼滤波等技术的应用。自适应方法可以自动调节参数来适应信号统计特性而不依赖先验知识，因而引起了广泛的注意。 在某种情况下，需要将信号从一个地点传送到另一个地点。有不少突发性疾病对患者威胁极大，例如，猝死和呼吸障碍，为了及时抢救，在患者家里安装监护系统，监护系统采集的信息经电话电路传到监护中心，使患者处于医护人员的监护之下。为了保证传输效率，或为了方便地保存、记录患者病历，需要尽量减
生物医学信号处理
1、生物医学简述 1、1生物医学信号概述 生物医学信号就是人体生命信息得体现,就是了解探索生命现象得一个途径。因此,深入进行生物医学信号检测与处理理论与方法得研究对于认识生命运动得规律、探索疾病预防与治疗得新方法以及发展医疗仪器这一高新技术产业都具有极其重要得意义。国内外对于生物医学信号检测处理理论与方法得研究都给予极大得重视。人体给出得信号非常丰富,每一种信号都携带着对应得一个或几个器官得生理病理信息。由于人体结构得复杂性,因此可以从人体得不同得“层次”得到各类信号,如器官得层次、系统得层次以及细胞得层次,这些信号大致分为电生理信号、非电生理信号、人体生理信号、生化信号、生物信息以及医学图像[1]。 1、2生物医学信号得特点 生物医学信号属于强噪声背景下得低频微弱信号,它就是由复杂得生命体发出得不稳定得自然信号,从信号本身特征、检测方式到处理技术,都不同于一般得信号。 ⑴信号弱,如心电信号在mV级,脑电信号在μV级,而诱发电位信号得幅度更小。 ⑵噪声强,人体就是电得导体,易感应出工频噪声;其次就是信号记录时受试者移动所产生得肌电噪声,由此引起电极移动所产生得信号基线漂移。另外,凡就是记录中所含有得不需要成分都就是噪声,如记录胎儿心电时混入得母亲得心电。 ⑶随机性强且一般就是非平稳信号,由于生物医学信号要受到生理与心理得影响,因此属于随机信号。 ⑷非线性,非线性信号源于非线性系统得输出,人体体表采集到得电生理信号都就是细胞膜电位通过人体系统后在体表叠加得结果,因此这些信号严格地说都就是非线性信号,但目前都就是把她们当作线性信号来处理[2]。 2、生物医学信号得检测 生物医学信号检测就是对生物体中包含地生命现象、状态、性质与成分等信
医学生物技术专业毕业实习报告
( 实习报告 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 医学生物技术专业毕业实习报 告 Graduation practice report of Medical Biotechnology
医学生物技术专业毕业实习报告 医学生物技术专业毕业实习报告【一】 光阴流转，又是一年五月花开，一年的实习即将告一段落，这一年的时间作为人生中第一次的实习，从开始初至的陌生到如今即将来临的告别，期间倍受医院里各位老师的教导、提点，让我从中获益良多。 记得第一个实习科室是神经内科，神经内科作为这所医院的重点专科，收治的病人种类繁杂。在这里，我开始学会了一名医学生在医院里所必须的基本常识，从一片茫然到逐渐锻炼为熟练，也开始一点一点的明白了在课本中浩如烟海的文字里寻找与实际临床的交汇的通道，看到了书本里的文字一点一滴都化作现实成为人生中难以忘怀甚至不可或缺的经历化入脑海;同时也是在这里看到了与现如今人言啧啧的医护行业大相径庭的现实，我看到了诸位老师作
为临床医师的各种不足为外人道的辛苦与委屈，在这里我突然发现过着所谓的朝九晚五的生活都成为一种遥不可及的奢望，日夜颠倒的作息时间，无所谓双休节假日的漫长无期的工作日，无论何时何地都要在病人需要的第一时间做出清醒正确的处理。而在这些辛苦的背后还有病人的不理解甚至无理取闹，还有现如今社会中各种恶劣的诋毁与嘲弄，还有与辛劳付出甚至连基本的等比都不能达到的微薄薪金。老师们虽然在闲暇时偶尔玩笑般抱怨现实不公，可一旦工作来临，依旧打起一百二十分的精神，尽心尽力，兢兢业业，我一度为这种付出与收获不平衡的状况疑惑着，但在医院里一天天的度过，我从最初对暴躁的患者的畏惧，到中间气郁，再到后来的从容应对，我突然想起金庸先生武侠中 最为经典的一句话：侠之大者，为国为民;也许如今的医护人员竟如古谓侠客事了拂衣去，深藏身与名，所求的不过是做好自己所应做的。古语有言天变不足畏，祖宗不足法，人言不足恤，在自己准备着成为一名真正的可以胜任自己职位并且担负职责的临床医师的同时，也在心里期盼着有人能看到这个群体的努力与不易，让这