分子生物学的应用篇1
【关键词】药学分子生物学教学方法基于问题学习
【中图分类号】G424.1【文献标识码】a【文章编号】1009-9646(2008)09(b)-0021-02
分子生物学是在分子水平上研究生物大分子(核酸、蛋白质)的结构、组织和功能的学科,根据化学和物理规律来解释生命现象,是生命科学发展过程中产生的一门新兴学科。随着生物技术、重组Dna技术的建立,分子生物学已渗透到生命科学的各个领域,完全改变了生命科学的面貌,并对人类的生活影响深远[1]。
分子生物学中新技术和新方法的涌现,促进了药物研究的迅速发展,如药物高通量筛选、组合化学、生物芯片、转基因和基因敲除等新技术,这也是学校对药学本科生开设分子生物学课程的主要原因。但由于分子生物学的知识体系庞杂、基础理论抽象,传统的板书式教学模式很难将分于生物学知识直观生动地传授给学生,“预习-听课-复习-考试”四段式教学方法的效果很差,更谈不上脉络清晰、系统性强的知识体系的构建以及创新思维的培养。
为实现“拓宽知识、增强能力、提高素质”的课程教学目标,使学生通过课程学习,自主建立学科知识体系、培育科学思维与学习能力、提高综合素质与创新精神,必须变革分子生物学教学手段,激发学生的学习兴趣,提升分子生物学教学质量。本教研室几年来实施开展problem-Basedlearning(pBL)教学法,pBL是以问题为导向的教学方法,是基于以学生为中心的教育方式,1969年由美国的神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学首创。
与传统的以学科为基础的教学法有很大不同,pBL强调以学生的主动学习为主,而不是传统教学中的以教师讲授为主;pBL将学习与更大的任务或问题挂钩,使学习者投入于问题中;它设计真实性任务,强调把学习设置到复杂的、有意义的问题情景中,通过学习者的自主探究和合作来解决问题,从而学习隐含在问题背后的科学知识,形成解决问题的技能和自主学习的能力,因此,培养学生养成提问的习惯、以问题为动力激发学习的主动性、通过解决问题而获得知识,这正是pBL教学法的核心所在[2]。
以问题为导向的教学方法,运用在药学分子生物学中是以新药研究和开发为先导,以研制过程中碰到的问题为基础,以学生自主学习为主体,以教师为导向的启发式教育,以培养学生的能力为教学目标。在几年的教学改革过程中,我们逐渐形成了“教师提出问题―学生查阅资料―分组讨论―教师总结―实验课加强”的分子生物学教学模式。现就相关体会做一些说明。
1教师课前提出问题
“兴趣是最好的老师”,因此只有对所学知识感兴趣,才能在课堂上尽快地进入学习状态,将全部精力集中在必要的学习内容上。因此教学中首先要激发起学生的学习兴趣,避免一些对药学分子生物学“枯燥”理论的学习。分子生物学是一门综合性、边缘性学科,内容新而庞杂。每一个理论的背后都有一系列的科学实验作支撑,因此教师应在备课过程中做好充分的准备,首先要根据授课的内容查阅相关教材、文献、资料等,将前人的科研过程再现于学生面前,结合该技术在现实生活中的应用,然后编写例子,提出相应的问题,课前一周发给每位同学。问题的好坏直接决定了学生的主动性和积极性,甚至后期教学的效果,这也就是pBL教学法的精髓所在。
比如说蛋白质生物合成过程内容枯燥,难记忆,难理解,是多年来分子生物学教学上的一个难点。在讲述这一章节前,可以提出现在法医常常只需要通过犯罪现场的一滴血或者一根毛发就进行破案,其根据什么原理,以及中间涉及到什么知识？还有在讲述生物技术这一章节时,可以用转基因药物这一较新的概念作为铺垫,让学生查找并讨论研制过程所涉及的生物技术？这样学生会对所要学习的知识产生求知欲。
2学生查找资料
在教师提出问题后,接下来就需要学生的主动配合,要求同学根据所提问题充分预习教材,通过各种手段查阅大量的文献资料,并积极与其它同学进行交流沟通,掌握基本知识,得出最佳结论。这样的学习,所需的时间精力大大多于普通的课堂学习,但由于学生长期接受“填鸭式”教育,缺乏主动发现问题、解决问题的积极性和能力,部分学生只满足于获取好的“分数”,所以对pBL教学改革形式会觉得太“花费”时间,这也是一种依赖于以往教学理念和学习方法的表现,因此,学生也应从自身出发,完成角色转换,从被动的学习者转变为学习的主人。否则很难达到预期的教学效果和目标。
学生查找资料主要通过网络资源,从Google和Baidu,又比如从专业一点的pubmed和学校图书馆购买的数据库等,其次还有通过图书资源,查找相关知识。学生在这个过程中渐渐掌握各种手段,提升了文献检索、查阅资料的能力,为今后的科研工作打下了坚实的基础。
3分组讨论
学生在花了大量的时间查阅大量的资料,随后进行整理,最后要求他们在课堂上进行讨论,但是中国的学生长期接受传统理念的教学模式了,养成了“你说我听,你写我记”的学习习惯,不善于表达,也不愿意讨论,这是中国学生的一大弊病,在开展pBL教学法的初期,笔者就经常碰到课堂上没人发言的尴尬情况,只能靠点名的方式来要求学生发言。
因此我们采取分组讨论的形式,将3-4名同学为一组,人少了观点不够多,人多了有些人容易偷懒,在他们分别查阅相关资料后,课下分组进行讨论,课上同学以组为单位来回答,回答不足之处,再由其他组的同学补充。有时候各组同学间会因为同一个问题提出不同的观点,有时候会争得面红耳赤。这种方法的效果很好,首先,它为学生们营造了一个轻松、主动的学习氛围,使其能够自主地、积极地畅所欲言,充分表达自己的观点;其次,可使有关课程的问题尽可能多地当场暴露,在讨论中加深对理论的理解,还可以不断发现和解答新问题,印象更加深刻;第三,它不仅对理论学有益处,还锻炼学生归纳总结、综合理解的能力,逻辑推理、口头表达的能力,这些将对今后开展药学工作打下良好基础。
4教师总结
最后教师对本节重点和学生回答模糊的问题作出小结。pBL作为一种开放式的教学模式,对教师自身的素质和教学技巧都有很高的要求,要求教师不但对本专业、本课程内容熟练掌握,还应当扎实掌握相关学科知识,并要具备提出问题解决问题的能力、灵活运用知识的能力、严密的逻辑思维能力,和良好的组织管理能力。要善于调动学生积极性、寓教于乐、控制课堂节奏等技巧。教师应该熟悉教学大纲和学生的能力情况,这样才能规划好学习的重点、难点,制定有针对性的讨论提纲,选择出适当的问题,此为做好pBL教学的基本前提。另外,教师要学习和具备良好的组织管理能力,控制课堂节奏等技巧。
5实验教学巩固
分子生物学是一门实验学科,单凭理论的空洞讲述是不够的。分子生物学技术不仅用于本学科的研究,而且广泛应用于基础医学领域、临床实验和药学的研究,因此对药学专业学生开设分子生物学实验是极其重要的。有些单位主张把理论课和实验课分割开来,认为增加实验课的课时可以使学生能更好的掌握技术[3]。但是本教研室采取的是在理论课学习后就用实验课来巩固所学知识,让学生对所学知识与现实生活更好的结合起来,这样不仅仅加强了印象,也提高了学生的科研思维能力。
本校在现有条件下给学生开设了分子生物学实验课,实验包括Dna/Rna的提取和电泳检测,Dna的酶切、聚合酶链式反应、SDS-paGe、印迹实验等内容。实验前,老师利用网络资源寻找分子生物学实验有关原理的FLaSH动画,同时将预实验过程中的步骤拍成照片制作成多媒体课件,这样在给学生讲解时既形象又生动,使实验全程变得具体化、形象化,从而化难为易,直观的实验技术使学生对于难点掌握起到事半功倍的效果。实验时,提供充足的时间,让每个学生都有动手操作的机会,老师密切观察学生的操作情况,随时纠正其不规范的操作,以提高实际操作能力。实验后,要求学生认真写实验报告、实验体会。对一些成本较高而实验室无法开设的实验如Rna干扰技术、基因芯片技术,我们一方面结合多媒体教学进行讲述,另一方面结合科研课题采取实验开放的方法尽可能让学生了解相关知识。
通过实验,学生可以更好的掌握分子生物学的理论知识,为他们今后从事药学研究打下坚实的基础。
6结语
经过几年的教改实践,有些接受pBL教学的本学生考上笔者所在科室的研究生,通过对比发现,本科阶段经过pBL教学方法训练的研究生,在涉及药学相关科研后,他们比没有经过pBL教学的学生能更快地进入科研角色。通过pBL教学,学生至少可以提高以下三种能力:
6.1获取知识能力
通过课下查阅资料,同学们学会如何去检索,如何获取所需知识,并与实际情况相结合,将资料变成自己的知识,从实验中更好的掌握原理,从而变被动学习为主动学习。这种教学模式在锻炼学生自主学习、获取知识等方面起到了很好的作用。
6.2口头表达能力的培养
pBL教学模式同以往传统教学模式的最大不同点就是更大程度地发挥了学生的口头表达能力,学生在分组讨论,课堂讨论的过程中能提出自己的观点,使知识能更好的,更加有效地进行交流。
6.3团队意识的培养
科学实验不是一个人随意的活动,分工与协作是一个科研工作者应具备的素质,现代科学更加看重团队意识以及集体智慧的结晶。学生在分组讨论、分组实验的过程中,他们相互帮助、相互监督,从而有意识地培养相互协作精神,养成良好的科研习惯,为将来从事科学研究工作打下良好的基础。
总之,通过“教师提出问题―学生查阅资料―分组讨论―教师总结―实验课加强”的pBL教学方法,能使药学专业的本科生能够在学习过程中用分子生物学理论武装自己,用分子生物学思维思考问题,并能将所学的分子生物学理论知识与药学有关学科结合起来,从作用机理角度更深人地思考相关问题,为今后的药学研究打下坚实的生物学基础。
参考文献
[1]朱玉贤,李毅.现代分子生物学.北京:高等教育出版社.2002.
分子生物学的应用篇2
【关键词】分子生物学；技术；水处理；应用；分析
1引言
众所周知，水是生命之源，是人类生命得以延续的重要成分。一旦发生水污染，便会给人类的健康带来威胁，例如水中的细菌会破坏人体的健康细胞，病毒会侵蚀人体出现病变，寄生虫会导致人体出现异样等。水中生物分子的污染危害着人类的健康，对生命形成严重的威胁，因此，要对水体中具有传染性疾病的病原体进行实时监测，实行有效的生物控制，防止传染性疾病的病原体对人体造成伤害。但传统的微生物分析技术在病原体鉴定和培养过程中，存在精准度不高、检测效率低等问题，而且对微生物不同群落的培养具有一定的局限性，从而导致忽略了微生物种类多样性的问题，这将严重阻碍人类生物卫生领域的发展。而现代分子生物学技术的诞生，将采用新的技术，例如聚合酶链反应技术、分子标记技术、荧光原位杂交技术等，极大地改良了传统微生物分析技术存在的不足，优化对微生物多样性研究、定量分析、菌种鉴定的分析方法，从而进一步推进了水行业在生物学领域研究的发展。[1]
2分子生物学技术在供水工程中的应用
2.1水中致病菌与指标菌的快速测定
水是生命之源，在自然水中会涵盖多种病菌，对人体的健康形成严重危害。传统病菌测定方法通过将病菌细胞分离培养来作为鉴定细菌种类和数量的手段，但这类方法存在耗时长、精度低、无法检测人工难以培养的病菌的问题，故而对实际菌落数量和种类的估计有较大误差。而随着生物学技术的进步，分子生物学技术在水处理领域得到大范围的应用，并且其效率高，测得的致病病菌和指标菌的数量、种群准确，从而在生物领域大范围使用。例如，对于水中是否含有霍乱弧菌、肠炎沙门菌等病菌进行检测时，采用分子生物学技术中的基因芯片法就可检测出水中病菌的特性和种类，具备操作简单、效率高、灵敏度好等有点。类似针对病菌检测的手段还有很多，包括pCR技术、FiSH技术、SSCp技术等。
2.2水中病毒的快速测定
病毒是细菌中最特殊的存在，由于病菌具备感染性强、致病率高、不容易被检测等特性，对人体的危害程度很高，让人不得不对水质问题提高警惕。而常规的检测手段是通过将病毒在营养丰富的环境中进行培养，然后通过电镜对病毒进行细致观察，这段过程耗时长、花费大、精确度低，因此，不支持采用这样的检测手段。而在现代分子生物学技术领域中，pCR技术的应用将对病毒进行明确标识，对水样中病毒污染的状况，能够快速地作出检测，以此来预防病毒通过水进行传播，此外，其对改善水质环境发挥着重要作用。[2]
2.3水中病原原生物检测
造成水污染的因素不只是通过肉眼能看到的清澈程度，还有水中病原生物的数量以及种类。在现实生活中，水中往往会存在隐孢子虫、贾地鞭毛虫等对水危害极大的病原生物。由于这些病原生物带有芽孢和孢子囊，对外界具备一定的抗性，且分布密度低，不容易检测，不容易培养。而分子生物学技术就弥补了传统生物检测技术的缺陷，例如，在针对孢子虫卵囊检测试验中，通过免疫磁分离pCR技术就实现了对孢子虫卵囊的检测，甚至可以精确水中含有的1个隐孢子虫，这样就能够快速地了解水污染情况，对预防人体造成病原生物的危害做出贡献。
2.4水中病原蠕虫检测
在现实生活中，最常见的水源污染就是蠕虫。在我国，蠕虫病是高发病。那么，蠕虫都包括哪些呢？我们最熟悉的蛔虫、绦虫、肝吸虫等，这些蠕虫会在人体血液和器官中生存繁衍，有的甚至会通过血液传入大脑，严重危害到人体健康。而蠕虫的虫卵只有在显微镜下才能检测出来，且由于个体小，对于虫卵的检测时常会出现漏检的问题。因此，生物学专家将分子生物学技术用来检测蠕虫的情况，这样就能够在最短的时间内，准确地掌握蠕虫虫卵的分布情况以及水样中蠕虫的群落问题。例如在检测肝吸虫虫卵的时候，往往通过对该蠕虫的Dna进行提取，然后再通过pCR检测技术对其进行检测，从而发现虫卵的分布，为解决蠕虫污染提供生物学依据。
3分子生物学技术在污水处理中的应用
3.1在生物除磷系统中的聚磷菌分析
污水处理是水循环利用最常见的方式，也是节能环保最佳的处理措施。一般而言，污水中含磷过量就会对土壤造成一定的影响，严重一点，就会影响到整个生态的发展。因此，分子生物学技术在污水处理中必然要采取除磷措施。污水处理的生物除磷大都通过聚磷菌的特性来实现去除污水中的磷含量。聚磷菌特性是在厌氧的情况下会释放磷，在好氧的情况下会吸磷。而为了进一步提升污水处理中除磷的技艺，分子生物学技术对除磷的机理进行了深入研究分析。其中，利用pCR-DGGe技术就可以帮助去除污水、污泥中的磷，研究表明，碳源类对聚磷菌的群落结构和种群数量有着明显的影响。而FiSH技术应用到研究中，则发现，在微生物快速增殖的阶段，聚磷菌的体型较小、结构上也很松散，而随着菌体体积逐渐增大，最后达到一定密度，形成一个团状的时候，也就实现了最好的处理效果。[3]
3.2在优化污水处理工艺中的指导作用
将分子生物学水处理技术应用到污水处理领域中，将对污水中所存在的不同菌种、菌落形成威胁，提升污水处理的工艺，丰富科学治污的手段。当然，为了进一步提高污水处理技术，在微生物的研究领域，可依据相关菌群的功能，实现对水中污染物进行降解，以此来优化污水处理的技艺。例如通过pCR-tGGe技术来监测耐盐性微生物群的驯化过程，通过监测发现，在反应器中的微生物群落非常的丰富，而且驯化出了耐盐性高的、符合研究结果的优势菌种。
4结语
分子生物学技术拓宽了对水环境中细菌、病菌、病毒等微生物的研究范围，同时也优化了水处理手段，大大提升了污水处理效果。当然，任何技术的研究发展都不是顺利、完美的。分子生物学技术所表现出来的特性，虽然很完美，但仍旧存在许多不足之处。例如，pCR技术会引入抑制剂，从而对研究结果造成影响；FiSH技术检测会受自带荧光效果的微生物影响，从而造成结果偏差。从现在研究状况来看，分子生物学技术还处在理论分析阶段，通过优化水处理技术，为提高生物治污技术提供理论保障。未来，分子生物学技术在水处理中的应用将会不断完善，这必然会促进水行业在微生物研究领域取得长足进步。
【参考文献】
【1】杨建雄.分子生物学[m].北京：化学工业出版社，2009.
【2】戴睿，夏四清.pCR技术在水体微生物检测中的应用[J].环境科学与技术，2006（9）：103-105.
分子生物学的应用篇3
关键词结核病;结核分枝杆菌;聚合酶链反应
20世纪90年代,全球多数发达国家结核病疫情出现明显回升,许多发展中国家出现结核病疫情严重加剧,结核病已成为全球最紧迫的公共卫生问题,目前世界上没有任何一个国家能逃脱结核病的威胁。每年全世界约有800万新发病人,约300万人因结核病而死亡。我国的情况也是如此,据2000年第四次全国结核病流行病抽样调查表明,我国结核病的形势仍然十分严峻。结核病流行病学显示高患病率、高耐药率、低递降率等特点[1]。因此快速准确的诊断是控制结核病的主要条件,我们对使用分子生物学技术聚合酶链反应在结核病实验室的诊断做了一些分析研究。
1材料
仪器与试剂:广州达安基因生物公司Da-7600荧光定量核酸扩增仪和结核分枝杆菌检测试剂盒。
2方法
2.1标本采集和处理
2.1.1标本的采集和液化
用一次性痰液收集器采集,最好留取早晨第一口痰液。痰液收集后应尽快送检。在痰液标本中加入4倍体积的4%naoH溶液,吹打均匀后室温放置30分钟使之液化。
2.1.21×te溶液配制
吸取1ml20×te,溶于19ml去离子水中,混匀即可。
2.1.3标本及质控标准品的处理
取0.5ml液化痰液至1.5ml离心管中,再加入0.5ml4%naoH室温放置10分钟后15000rpm离心5分钟,吸弃上清,在沉淀中加无菌生理盐水1ml打匀,15000rpm离心分钟,吸弃上清:再重复洗涤一次。(血液标本直接用淋巴细胞分离液分离沉淀白细胞)沉淀直接加50ulDna提取液充分混匀,沸水浴10分钟(误差不超过1分钟),转至4°C静置6～8小时以保证充分裂解。1000rpm离心5分钟,取上清液2ul做核酸扩增反应。另取阴性质控品、阳性质控品各40ul加等量Dna提取液打匀,沸水浴10分钟后同上处理。
2.2加样
将样品处理上清液各2ul分别加入反应管中,混匀后置核酸扩增仪上,立即进行pCR扩增反应。
2.3核酸扩增程序
93°C2分钟预变性,然后按95°C45秒55°C60秒,先做10个循环,最后按93°C30秒55°C45秒,做30个循环。
2.4结果分析
在定量分析中,综合考虑相关系数,误差后,设置当前域值(参考值1.2左右)。
3结果判断
Ct值无:阴性结果;Ct值
4质量控制
阴性质控品:全部阴性;阳性质控品(包括临界阳性质控品、强阳性质控品)全部阳性;阴性质控品Ct值>临界阳性质控标准品Ct>强阳性质控标准品Ct,则本次实验有效,否则,实验无效,应检查试剂、仪器、反应条件等方面的误差。
5讨论
结核杆菌(tB)可以导致全身性疾病,特别是在发展中国家,其发病率较高,危害性极大.近几年结核杆菌的变异性较大,对抗痨药物的耐药性增加[2],从而使结核病的发病大幅度增高。虽然传统的涂片抗酸染色、细菌培养以及胸片检查对大部分结核能作出正确的诊断,但对某些病人亦可造成误诊或漏诊.分子生物学技术基本实现了简便、快速、防污染、灵敏、准确地诊断结核的目的[3],并且该方法正趋于常规化地应用于临床一般实验室[4]。应用pCR方法检测结核杆菌的首要条件是设计一对特异性Dna引物.该引物所引导的Dna扩增序列应是结核杆菌独有的,且是结核杆菌的保守序列,这样才能保证检测结果的特异性[5]。自从1989年聚合酶链反应(pCR)应用于结核杆菌检测以来,该技术已广泛应用于结核病的诊断并显示出很多优点.pCR检测结核杆菌的优点决定了它在临床上的应用价值和范围,pCR检测tB的优点主要表现如下:
5.1能早期诊断tB菌血症
在tB感染的早期,特别是在tB病灶通过血源性外传播时、及在外周血中存在极少量的tB时,pCR就能给于扩增并确诊.此外,由于外周血中tB的含量甚微,又没有新的病灶形成,因而血清学方法和物理方法均难以达到确诊的目的,而对这类病灶的早期诊断在临床治疗上具有指导意义,因为早期菌血症是较易控制的,并可以防止继发性tB病灶的形成。
5.2时间短
pCR检测tB仅需2～4h对于某些培养法难以实施的病例,pCR法则行之有效,同时提高了敏感性和特异性,可以检测到1个tB菌。
5.3有利于鉴别诊断
对于肺结核来说,其中的结核球和成人型原发性结核等,经常易于同肺癌的诊断相混淆。病灶中心部位经常出现既未见tB又未见癌细胞的坏死区.此时涂片检测常是阴性的。在这种情况下,pCR检测就显得特别有效。在许多情况下,tB可以导致脑膜炎、胸膜炎、腹膜炎等。涂片法尽管在诊断上具有直接、简便的优点,但敏感性差就局限了它的诊断范围和实用价值。pCR检测这类标本,可以说极其有效.其极高的特异性和敏感性可以很容易地确定tB性脑膜炎及tB性胸腹水。另外,对于肾结核、泌尿生殖系统结核的诊断,pCR都可以予以完成。
5.4抗痨治疗的评价
对于抗痨治疗效果的评价,以前的方法显得软弱无力。而pCR法则可以通过定期检测,采用定量pCR法确切地评价抗痨药物的疗效及残存菌的数量和活性度。pCR扩增结果将是最可靠的疗效评价指标。
所以分子生物学技术聚合酶链反应对于评估结核病的临床疗效、疫情的检控、发病机理的探讨均有十分重要的意义。随着人们对结核分枝杆菌的认识不断深入,结核病临床发展的需要,我们必须从菌体水平到分子水平,从传统实验方法到现代实验方法,进行全视角全方位的研究和探索,为达到最终控制结核病提供理想手段。
参考文献
[1]庄玉辉.加强结核病实验诊断技术的临床应用研究.中华检验医学杂志,2001,24:69-70.
[2]勒小红、刘元东、苗青。结核分枝杆菌耐药基因突变的研究。中华检验医学杂志,2004。27:117-117.
[3]englundS.BolskeG,Ballagi-pordnya,etal,DetectionofmycobacteriumaviumSubsp.patatuberculosisintissuesamplebysingle.fluorescentandnestedpCRbasedontheiS9100gene.Vetmicrobiol,2001,81:257-271.
分子生物学的应用篇4
【摘要】 目的对分子生物学技术在临床常见病原微生物快速检测中的应用进行分析。方法抽取在2000年-2010年这几年时间里分子生物学技术在临床中的应用情况的调查资料，对分子生物学技术对常见病原微生物进行快速检测的应用情况进行回顾性分析。结果分子生物学技术在最近几年得到了飞速的发展，主要包括聚合酶链反应技术、基因芯片技术、生物传感器技术。结论在病原体诊断分析方面分子生物学技术以其独特的优势越来越发挥着重要的作用。
【关键词】 分子生物学技术；常见病原微生物；基因芯片；传感器
在食品工业、水质环境质量监控以及对临床疾病进行诊断等众多领域中对病原微生物进行检测得到了广泛的应用。最近几年以来,病原微生物的检测工作已经变成世界各国所关注的焦点。过去传统标准的检测方法主要是以病原菌的分离、培养以及表型的鉴定为基础,由于传统方法具有整个检测周期长,操作步骤繁琐,容易受标本环境等缺点从而对检测的特异性以及灵敏度产生了很大的影响[1]。目前,分子生物学技术主要以pCR技术、生物芯片以及传感器为代表在对微生物进行诊断中得到了不断的发展,以上这些方法的优点主要有以下几点：简便、快速、特异、敏感、自动化程度高,能够对现在临床对于病原微生物检测的需求予以满足。在本次研究中对抽取的2000年-2010年这几年时间里分子生物学技术在临床中的应用情况的调查资料，就其分子生物学技术对常见病原微生物进行快速检测的应用情况进行回顾性分析。以下为本次研究的结果报告。1 资料与方法1.1 一般资料 采用随机抽样的方法抽取在2000年-2010年这几年时间里分子生物学技术在临床中的应用情况的调查资料，调查的主要内容包括新技术的开发，新技术在临床上的应用情况，新技术的优点以及新技术的原理等。以上所调查的所有内容不存在统计学差异，可以在分析中予以应用。1.2 方法 对所抽取的分子生物学技术在临床中的应用情况的调查资料回顾性分析，对分子生物学技术的原理、特点以及应用情况进行统计总结。1.3 数据处理 在本次研究过程中所得到的所有相关数据，均采用SpSS14.0统计学数据处理软件进行处理分析，当p＜0.05时，我们认为数据之间有明显的统计学差异。2 结果
在最近几年分子生物学技术得到了飞速的发展，最新开发的几项新技术主要包括聚合酶链反应技术、基因芯片技术、生物传感器技术。三种技术各有各的优点，在临床上对常见病原微生物进行快速检测各具特点，给临床上对原微生物进行快速检测提供了很大的方便。3 讨论
聚合酶链反应技术(pCR)：自pCR技术在1985年建立到2010年这一段时间里,该技术的发展十分的迅速,应用也在日趋的多元化,由pCR技术而衍生出很多种相关技术在最近几年同样受到临床对病原体的诊断与检测工作的广泛欢迎。由pCR技术而衍生的其他技术主要有：多重pCR技术、实时荧光定量pCR技术、等温扩增技术等。所谓的多重pCR就是指在普通pCR基础上得到不断发展的,在一个pCR体系里增加多余两对引物,并且会将多个核酸片段予以扩增的一个pCR反应,该技术的做用为对多种病原微生物能够同时进行检测或者是鉴定分型。而所谓的实时荧光定量pCR就是将荧光基团加入到pCR反应的体系中,通过对荧光信号的积累积累对整个pCR进程进行实时监测,最后对未知模板利用标准曲线进行定量分析一种技术。最近几年以来出现了核酸恒温扩增技术,这是对仪器以及实验室条件的要求得到了简化、并且使检测时间有效缩短,这已经成为核酸扩增技术的发展方向[2]。
分子生物学的应用篇5
白血病是一种常见的基于造血干细胞恶性发生的肿瘤疾病。据报道，在中国地区白血病的死亡率占恶性肿瘤中的第六位，死亡率占儿童肿瘤的第一位。白血病是一组临床异质性疾病，根据患者年龄不同，细胞形态、细胞遗传学异常程度不同预后和存活率有显著差异，因此对于白血病早期诊断，准确评估和治疗都有很重要的意义。传统白血病诊断方法以形态学检测为主要手段，由于其主观因素影响大，速度慢，精度、重复率不高，容易误诊或漏诊。现代诊断方法为形态学、免疫学、分子生物学和遗传学综合诊断，即miCH方法。随着临床研究的不断深入，分子生物学技术以其简单，快速，敏感，特异，试剂稳定，危害性小的显著优势，在诊断、治疗白血病，监测微小残留病的应用中发挥了重要作用，为白血病精细分层[1]实现个体化治疗[2]，提高患者的治疗效果提供了重要依据。应用于白血病的诊断分子生物学技术已经成为一个热门话题，在本文中，将对最近白血病在分子生物学技术诊断方面的研究进行讨论。
1.白血病的发病机制
现代研究显示，环境因素和遗传因素是造成白血病的主要发病机制。由于电离辐射，化学致癌物，病毒等环境因素引起的遗传物质染色体和基因的突变，癌基因点突变激活和肿瘤抑制基因的失活、损耗也是很重要的发病机制。有些患者可由一些血液疾病发展为急性白血病。
2.诊断方法
目前，大多数涉及白血病的相关基因已被克隆，通过直接或间接检测这些融合基因可以进行白血病的分子诊断。特定染色体异常和基因的突变可作为诊断疾病的发展和预后的重要指标。目前较为常用的分子生物学诊断技术有荧光原位杂交（FiSH），实时荧光定量pCR（QR-pCR）、比较基因组杂交（CGH），基因芯片和全基因组测序[3]。
2.1荧光原位杂交（FiSH）
FiSH是1980年后发展起来的一种间接基因定位方法。该法采用标记的单链Dna探针与其互补的Dna发生退火、杂交，通过观察染色体上的荧光信号，来检测分裂中期或间期细胞上的核Dna位置反映相应基因的状况，可应用于临床各种标本的检测。由于其直观，快速，灵敏，方便灵活，可量化，在白血病的诊断，治疗监测，预后和检测微小残留疾病等方面正成为一种不可缺少的重要手段。[4][5]
目前，常用的商品化单序列探针有pmL-RaRα[t（15；17），见于m3，amL1-eto[t（8；21），见于m2b]，BCR-aBL[t（9；22），见于CmL和aLL]，teL-amL1[t（12；21），见于儿童前B-aLL]等已经应用于临床。临床常采用多标记探针，可以大大提高检测效率，multicolor-FiSH与现代高通量方法对确定新肿瘤相关基因组区域有影响研究。[6]
SorianiS等[7]介绍了微波荧光原位杂交技术，它是一种新的快速检测pmL-RaRα重排的实验室诊断方法，30min即可获得结果。结合了细胞快速收获，荧光原位杂交和微波束三种技术，大大提高了z测效率。
2.2实时定量pCR（RQ-pCR）
RQ-pCR技术是在常规pCR反应体系中添加了荧光染料或荧光标记探针，然后进行pCR过程，检测体系中荧光强度的变化。根据标准物质的Ct值（即在pCR扩增过程中，pCR启动后荧光信号由本底进入指数生长期的拐点对应的周期数目）建立标准曲线，然后通过标准曲线对待检模板进行评估定量分析。RQ-pCR[8]作为新兴的精确基因定量技术，灵敏，特异，技术成熟，操作简便，重复率较高，DolzS等[9]发现是amL重组融合基因的灵活和敏感可靠的筛选试验方法。评估治疗反应、检测癌细胞的数量，对监测mRD具有很大意义[10]。以此作为临床诊断、评估检测标准，对患者及早进行临床干预，从而指导后期治疗，进而提高长期生存率有重要的临床价值。
malikD等[11]报道他们采用RQ-pCR研究儿童急性淋巴白血病时发现一种新分子miR-2909-KLF4轴，通过它能够区分儿童急性B细胞和t细胞白血病，这可作为一种新的诊断或预后评估的标记。
Bennoura[12]等通过分析45例阳性慢性粒细胞白血病，采用多重Rt-pCR分析，结果快速、可靠。
2.3比较基因组学
比较基因组杂交（CGH）1992年提出的，是用于检测整个肿瘤基因组Dna增加或减少的有力的工具。虽然CGH分析不能提供有关染色体变异的精确信息，但它不需要肿瘤组织培养或核型分析。
曹琪等[13]研究表明CGH是一种快速、简单和有效的方法，可用于检测aLL中大片段染色体区域或染色体数目的改变。特别适用于染色体培养失败及形态差的情况。然而，CGH的应用范围有其局限性，只有与常规细胞遗传学分析、FiSH和其它分子生物学工具相结合，才可以全面地阐明基因组的异常。
李莉[14]研究的微阵列比较基因组杂交（arraycomparativegenomichybridization，arrayCGH）是一种高分辨率、高通量、高效率的全基因组筛查技术，可以检测到亚显微染色体的异常、精确定位，有效地弥补了现有方法的局限性，在非平衡染色体畸变方面作用显著。
2.4基因芯片技术
基因芯片技术[15]是一高通量的基因检测技术，具有高灵敏度和精确定量检测的优势，有很好的应用前景，近几年得到越来越多的研究。在白血病基因检测中，有利于白血病融合基因的发现和监测微小残留病的监测，追踪同一患者中多个融合基因、治疗中融合基因变异等情况。基因芯片是新一代分子诊断试剂的主要发展方向。目前，基因芯片技术大规模的临床应用还存在着缺陷，基因芯片临床诊断还未实现，尚处于探索研究阶段。现存在于市面上的主要是低灵敏度和较差特异性的诊断芯片。由于基因芯片技术上仍需攻关和辅助诊断设备昂贵等原因，预计定量pCR技术在未来一段时间内仍占主导地位。
3.Y束语
分子生物学技术具有高效，灵敏，特异性好的优势。不同的诊断方式有不同的优缺点，综合运用对于复杂或特殊白血病的诊断具有很好的效果。[16][17]
在人类基因组计划的基础上，随着对白血病研究的逐步深入，白血病的异质性融合基因和特异性片段越来越多的被发现，遗传信息的深入和高通量的诊断技术的发展会导致越来越多的分子靶标将被应用于血液疾病的预防，预测，诊断，治疗和评估。近年来的热门研究miRna与肿瘤的相关性也在血液肿瘤学方面有了重要发现。ahmadn等[18]发现miRna的失调与肿瘤的起始事件的推动密切相关，可作为多发性骨髓瘤（mm）转移和耐药性评估的重要指标。
分子生物学技术检测的标准化是影响该技术诊断效果的重要因素，制定标准规范的临界值，选择特异、灵敏、标准化的分子标记[19]都将是影响分子生物学技术在白血病诊断中的关键。
参考文献
[1]Lewallep，martiatp.theimpactofmolecularbiologytechniquesonthemanagementofnewlydiagnosedchronicmyeloidleukemiapatientsin
chronicphase[J].transfusapherSci，2013，49（2）：116-119.
[2]nalejskae，m?czyskae，Lewandowskama.prognosticandpredictivebiomarkers：toolsinpersonalizedoncology[J].molDiagnther，2014，18（3）：273-284.
[3]BorateU，absherD，erbaHp，etal.potentialofwhole-genomesequencingfordeterminingriskandpersonalizingtherapy：focusonamL[J].expertRevanticancerther.2012，12（10）：1289-1297.
[4]Selvin，KosovaB，Hekimgilm，etal.molecularevaluationoft（14；18）（bcl-2/igH）translocationinFollicularLymphomaatDiagnosisUsingparaffin-embeddedtissueSections[J].turkJHaematol，2012，29（2）：126-34.
[5]Garcés-eiseleJ.molecularbiologystrategiestodetectresidualdisease[J].Hematology，2012，17（1）：S66-8.
[6]Liehrt，othmanma，RittscherK，etal.thecurrentstateofmolecularcytogeneticsincancerdiagnosis[J].expertRevmolDiagn.2015，9：1-10.
[7]SorianiS，muraC，panicoaR，Hematoloncol，etal.Rapiddetectionoft（15；17）（q24；q21）inacutepromyelocyticleukemiabymicrowave-assistedfluorescenceinsituhybridization[J].2015，2.
[8]Bartleypa，LathamS，BudgenB，etal.aDnaReal-timeQuantitativepCRmethodSuitableforRoutinemonitoringofLowLevelsofminimalResidualDiseaseinChronicmyeloidLeukemia[J].JmolDiagn，2014，29：S1525-1578（14）00243-8.
[9]DolzS，Barragáne，Fuster?，etal.novelreal-timepolymerasechainreactionassayforsimultaneousdetectionofrecurrentfusiongenesinacutemyeloidleukemia[J].JmolDiagn.2013，15（5）：678-86.
[10]matsudaK.evaluationofminimalresidualdiseaseusingallele（mutation）-specificpCR[J].RinshoByori.2014，62（6）：552-559.
分子生物学的应用篇6
关键词：应用型本科院校；分子生物学；实验教学；对策研究
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2015）30-0224-02
一、引言
分子生物学是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学，为现代生物学领域里最具活力的科学[1]。开展分子生物学实验教学，不仅可以巩固学生已有的分子生物学知识，提高其相应认识，也是分子生物学新发现的主要来源[2-8]。铜仁学院作为新升本应用型地方高校，从2011学年起，在生物科学专业开设分子生物学实验课程，教学时数为18学时，由于实验经费和课时限制，开设的教学实验多为验证性实验，导致设备利用率低，学生实验操作能力较差，与学校提出的应用型人才培养目标相差甚远，所以如何结合应用型地方本科高校教学实践性强的特点，建立和完善分子生物学实验教学质量保障体系，提高分子生物学实验教学质量，是一个值得探讨的问题。本文以铜仁学院为例，在分析该校分子生物学实验教学现状基础上，揭示其存在的问题，从应用型本科人才培养目标视角提出相关对策建议，以期推动分子生物学实验教学改革，提高应用型人才培养质量。
二、现状及存在问题
1.现状。（1）实验室情况。铜仁学院生物与农林工程学院实验室经过多年的发展与建设，已初具规模。现拥有固定资产300多万元，实验室面积约1300m2。拥有中央财政支持地方高校专项基金257万支持建立遗传学综合实验室，拥有分子生物学实验所需要的相关仪器设备，可以满足分子生物学实验教学需要。（2）学生情况。由于新升本地方院校招生的学生基本上是调剂生或者成绩刚上本科线，专业基础知识相对较差，而分子生物学理论和实验原理较抽象、微观，所以通过分子生物学实验激发起学生的学习兴趣较难。加之生物科学专业的学生需要学习的课程较多，且有些课程理论抽象而深奥，所以需要花费很多时间来学习考试课程，相对来说学生一方面没有太多时间和精力投入到分子生物学实验中，另一方面该实验课程是考查课，得不到学生的足够重视，导致该实验课程不能较好地达到预期教学实验目标。（3）实验教学情况。分子生物学实验教学主要通过三个步骤来进行，首先通过多媒体辅助教学讲授实验目的、内容等理论，其次给学生演示实验过程，最后，学生亲自动手做实验。该课程实验考核主要由两部分组成，一是实验报告，二是实验出勤及操作评价，其中实验报告占总成绩的60%，出勤率、操作过程评价占40%。2011―2014年分子生物学实验开设内容及学时如下表1所示。
2.存在的问题。（1）学校方面。由于新升本应用型地方高校对分子生物学实验课程不够重视，投入的实验教学经费较少，加之该课程实验所需要耗材较多且实验药品昂贵，仪器设备等硬件实验条件要求较高，导致有限的经费不能很好地支撑该课程实验顺利地开展。此外，由于地方院校开设该课程实验时间较短，虽然购买了大量先进的实验设备，但还有部分仪器没有利用起来，如蛋白质方面的实验没有开设，导致实验仪器设备整体利用率低。（2）学生方面。一是分子生物学每个实验学时数较少、学生人数多等特点，导致实验只能按小组进行，不能保证每个学生都能亲自完成实验所有操作步骤，学生的动手能力得不到完全锻炼，长期持续下去导致学生实验兴趣的丧失；二是分子生物学实验内容考核制度不完善，部分学生只注重机械地完成实验报告内容，而较少思考实验操作过程中存在的问题，从而没有培养起学生的学习兴趣；三是该课程所选取的实验内容较抽象，与现实生活中的现象联系得不是很紧密，部分学生对实验不是太感兴趣，实验前不预习，实验中走过场，实验后应付老师考核，导致学生没有得到有效的培养，与应用型本科高校人才培养质量目标存在一定差距。（3）教师方面。由于分子生物学开设时间较短，还没有探索出成熟的课程人才培养方案，加之承担该课程实验的多为年轻新进教师，实验教学经验不足，导致实验教学效果不佳。同时，作为新升本地方院校，实验仪器设备刚投入运转不久，成功申请到分子生物水平相关方面的科研项目较少，导致教师不能很好地开展分子生物学应用型实验。此外，该课程实验需要充分利用多媒体教学，在讲解过程中多举例，对师资力量配备要求也相应较高，对教师也是一种挑战。
三、相应对策建议
1.学校方面。一是增加对分子生物学实验课程的重视。作为地方应用型本科高校，应重视学生动手实践能力的培养，而该实验课程是培养学生应用能力的途径之一，学校应给予足够的重视，在实验教师配备、课程建设及实验设备的购置方面给予支持，确保课程教学的顺利进行，完成预期目标。二是增加经费投入。学校一方面拨付稳定的课程教学实验经费，确保实验材料有充足的保障；另一方面积极鼓励、引导该课程实验教师申请各类相关课题项目，并带动学生开展相关课题研究，以此激发学生对分子生物学实验的兴趣。三是改进课程考核制度。改革该课程以重视实验报告内容为主，转变为学生实际动手操作能力和实验理论内容完成相结合的综合评价考核制度，着力提升学生应用能力和素质的培养。四是提高设备利用率。把分散的实验仪器设备整合起来，成立教学实验中心，实行开放式管理，鼓励教师带领学生到教学实验中心开展分子生物学相关课题的研究，以此来提高仪器设备利用率。
2.教师方面。一是提高业务能力。作为应用型地方本科高校，一方面鼓励年轻教师通过攻读学位、访学、脱产进修及企业顶岗实习等多种途径，提高自身业务能力；另一方面通过专研实验理论，把抽象的分子生物学问题具体化，深奥的理论通俗化，提高实验教学质量。二是科研反哺教学。通过认真钻研实验教学，从而找到自己科学研究的方向，积极申报相关课题，并开展课题研究，以此通过科学研究的内容和成果辅助教学。三是研究内容接“地气”。作为应用型地方本科高校实验课程承担教师，要根据当地经济社会发展需要，选择亟待解决的问题开展研究，以此来带动该课程实验教学质量的提高。四是改进教学方法，利用多媒体辅助教学与示范实验有机结合，取得预期良好的教学效果。
3.学生方面。一是培养学生的学习兴趣。首先，让学生明确学习分子生物学实验的目的；其次，让学生明白积累分子生物学实验理论方面知识，有利于其后期继续深造和工作研究；最后，实验教学中要鼓励学生理论联系实际，多思考实验过程和结果。二是带动学生参与课题研究。鼓励学生积极参与教师的科研项目，主动帮助老师完成科研课题的实验任务，在任务完成中逐步提高自己的动手能力和知识运用能力。三是鼓励学生申报相关课题。应用型地方本科高校，一直很重视学生科研动手能力和实践创新能力的培养，因此应鼓励学生积极申报分子生物学相关方面的课题，通过课题研究，熟悉一整套的实验程序，为以后参加科研和工作打下良好的基础，也为地方培养了急需的紧缺人才，取得了多重效果。
参考文献：
[1]朱玉贤，李毅，郑晓峰，等.现代分子生物学[m].第4版.高等教育出版社，2013.
[2]高利臣，肖璐，冯涛.分子生物学实验教学改革的几点思考[J].实验室研究与探索，2010，29（4）：99-102.
[3]张以顺，黎茵，陈云凤.分子生物学实验的科研型教学模式探索与实践[J].实验室研究与探索，2010，29（8）：239-240，270.
[4]李清，迟彦.分子生物学实验教学模式改革的探讨[J].实验技术与管理，2011，28（8）：11-12.
[5]尹德伟，秦小云.地方综合性大学医学实践教学质量保障体系研究[J].大学教育，2015，（1）：150-151.
[6]倪郁.分子生物学综合实验课程的设计和实践[J].西南师范大学学报：自然科学版，2012，37（2）：147-149.
分子生物学的应用篇7
论文摘要：高分子化学是研究高分子化合物的合成、化学反应、物理化学、物理、加工成型、应用等方面的一门新兴的综合性学科。那么，高分子化学具体内容及高分子与生活、高科技的发展关系如何呢？以下作简单介绍。
人类从一开始即与高分子有密切关系，自然界的动植物包括人体本身，就是以高分子为主要成分而构成的，这些高分子早已被用作原料来制造生产工具和生活资料。人类的主要食物如淀粉、蛋白质等，也都是高分子。只是到了工业上大量合成高分子并得到重要应用以后，这些人工合成的化合物，才取得高分子化合物这个名称。但提到合成高分子材料（聚合物）的应用与发展，人们在想到它们极大地方便我们的生活的同时，很多人会想到“白色污染”，甚至将水污染、大气污染等各种环境问题的产生怪罪于高分子，这说明他们对高分子并不十分了解。当今社会高分子的功用无处不在，而人们认识高分子时，往往忽略了它带给人类生活的巨大变化和种种利益，不了解它为人类文明做出的贡献是巨大的。
一、高分子化学的内涵
1．何为高分子化学
顾名思义，高分子就是相对分子质量很高的分子，它是高分子化合物的简称。高分子化合物，又称聚合物或高聚物，是结构上由重复单元（低分子化合物—单体）连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大，小到几千，大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支，同样也是从事制造和研究分子的科学，但其制造和研究的对象都是大分子，即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子，称为高分子、大分子或聚合物。
2．高相对分子质量与高强度
相对分子质量和物质的性质是密切相关的，是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能，才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直链的烷烃化合物，但是分子量变化很大，其机械力学性能因而也有极大的区别。
3．高分子科学的主要内容
既然高分子化学是制造和研究大分子的科学，对大分子的反应和方法的研究，显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题，也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有：如何将低分子化合物连
接成高分子化合物，即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子，其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子，就要去合成具有特殊结构的高分子。
二、高分子材料化学的应用
材料是人类社会文明发展阶段的标志，是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工，具有一定结构、组分和性能，并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用，把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用，往往会引起人类社会的重大变革，材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料，家家离不开高分子材料，处处离不开高分子材料，是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的，高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料，另外许多精细化工材料也都是高分子材料。
第一，塑料：一类是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等；另一类叫工程塑料，其强度大，如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。
第二，纤维：人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物，通过不同的加工，生产出了各种纤维制品，极大地满足着人类的需要。
第三，橡胶：天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制，于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶，如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。
第四，精细化工：比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品，如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油，使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂，以及各种吸水树脂等都是高分子产品。
三、高分子化学与高科技的结合
当今社会，人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起，人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料，来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。
随着生产和科学技术的发展，许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来，如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域，下面简单介绍特种高分子材料：功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料；高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴；特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料（化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂）的范畴。
第一，力学功能材料：强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等；)弹性功能材料，如热塑性弹性体等。
第二，化学功能材料：分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等；反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂；生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。
第三，生物化学功能材料：人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等；高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。
可以预计，在今后很长的历史时期中，特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。
四、高分子化学的可持续发展
研究高分子合成材料的环境同化，增加循环使用和再生使用，减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染，也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成，在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成，探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子来处理污水和毒物，研究合成高分子与生态的相互作用，达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。
参考文献
分子生物学的应用篇8
关键词： 药物筛选;分子印迹技术;高通量筛选技术;生物芯片技术;生物信息学技术
药物筛选是应用适当的方法和技术根据特定的目的对药物进行优选的过程。药物的种类很多，从大量的药物中找出对特定疾病有针对性治疗作用的药物是个复杂的过程。传统的药物筛选一般是采用生物学方法，也就是将药物与相应的病原作用，能够有效抑制病原生长或对已有病原有杀灭作用的即为有效药物。然而对于由病毒或细菌引起的具有强传染性的疾病此种方法是一项既繁琐，危险性大又对实验条件要求极高的工作。因此，应建立非生物学方法来替代传统生物学方法。所谓的非生物学药物筛选方法即在不接触传染性病原的情况下进行药物筛选。筛选的方法可以是间接的筛选药物，如分子印迹法、生物信息学法;也可以是获得病原的相应结合靶点来选取有效药物，如高通量筛选技术和生物芯片技术。本文将对非生物学药物筛选方法进行简要综述[1]。
1分子印迹技术
分子印迹技术也叫分子烙印技术或分子模板技术(molecularimprintingtechnique,mit)，是一种模拟抗原与抗体相互作用的人工生物模板技术。分子印迹聚合物(molecularlyimprintedpolymers，mips)也就是由分子印迹技术制备出来的，具有高效、稳定、使用寿命长等优点。在对映体和异构体的分离[2，3]、固相萃取[4，5]、缓控释给药系统[6]、临床药物分析、膜分离技术[7]、模拟酶催化[8]、化学仿生传感器[9]等领域中mips都展现了良好的应用前景。mips的制备过程为：①在溶剂(致孔剂)中将模板分子和功能单体按照一定比例混合后一定条件下进行反应，通过共价键或非共价键作用形成可逆的模板分子-功能单体复合物;②加入交联剂、引发剂，使模板-功能单体复合物通过聚合反应在模板分子周围形成高交联的刚性聚合物;③将模板分子(印迹分子)从聚合物中洗脱解离出来，这样在聚合物的骨架上便留下了一个对模板分子有“预定”选择性的识别空位。空位中含有精确排列的与模板分子官能团相互补的由功能单体提供的功能基团[10]。分子印迹聚合物中的空位和模板分子形状、大小完全一样,从而实现对模板分子的特异性识别。印迹聚合过程如图1所示[11]。mit具有分子识别性强、固定相制备简便快速、操作简单、性质比较稳定(耐酸碱、耐高温、高压等)、溶剂消耗量小、模板和mips都可以回收再利用等优点。
应用分子印迹技术，根据已筛选出的对相应病原有抑制作用的化合物作为模板建立生物法替代筛选模型。一方面可以避免与病原的直接接触，增强安全性;二是可以在普通实验室进行实验，实验条件要求低;三是有针对性的选择有效药物成分，缩短了筛选时间和实验强度;四是精确有效筛选。如中草药含的化合物结构类型多样，含量悬殊且许多成分是未知的，因此从中分离纯化有效成分是一项费时费力的工作，而且容易丢失微量的有效成分。为了尽快从中草药中寻找出高效的实体药物及各配方的有效成分，以及将中药推向国际市场并从中发现疗效显著的符合欧美市场要求的新药，就可以应用分子印迹技术来达到这个目的。谢建春等[12]以骆驼蓬种籽中抗肿瘤活性化合物哈尔满作为模板,用非共价键法制备了对哈尔满结构类似物哈尔明及哈马灵具有强亲和性的分子印迹聚合物。分离鉴定了骆驼蓬种籽甲醇粗提物中所含的哈尔明及哈马灵两种抗肿瘤活性成分。此实验结果说明了通过分子印迹技术能够有效地对中草药活性成分进行分离。实验还说明了通过分子印迹亲和色谱与质谱联用可以分离鉴定复杂成分中有效成分。这对于筛选已知药物的结构类似物无疑是种简单快速安全的方法。
2高通量药物筛选技术
分子生物学的应用篇9
一、电子白板的内涵
近几年开始在我国教学领域兴起的电子白板作为一种辅助教学的手段，主要是由电脑终端、投影仪、电磁笔等多种先进设备组合而成。电子白板在教学中的应用，能够有效丰富教学手段和教学方法，使教学内容更加趣味化、直观化。在初中物理教学中运用电子白板，能够丰富物理学科素材，有效利用教育教学资源，节省教学时间，便于学生理解和掌握重难点知识，从而提高初中物理的教学效率和质量。
二、初中物理教学电子白板使用误区
（一）初中物理教学电子白板滥用要想使抽象的初中物理知识变得更加形象化、具体化，需要充分利用信息技术，并合理借助电子白板这一辅助教学手段，将电子白板课件作为初中物理教学的重要部分之一。就我国初中物理教学过程中运用电子白板现状来看，有很多初中物理教师在利用电子白板进行课件制作时未将教学目标与电子课件内容相统一，没有结合实际情况统一整合辅导教学资料以及教材上的知识；有很多教师制作电子白板课件时，水平较低，只是将书本、辅导教学资料上的知识进行“搬运”，导致电子白板课件对学生没有什么吸引力，不能很好发挥出教师教学的特点和风格；还有一些初中物理教师在进行电子白板课件制作时，没有对学习的重难点进行划分，而是把所有知识点都细化，导致教学目标模糊，学生分不清学习的重点和难点，降低初中物理教学的效率和质量。
（二）混淆电子白板与ppt的作用物理学科所涉及知识多、范围广，涉及多个学科知识点，属于一门知识综合性较强的学科。互联网技术能够为初中物理教学提供丰富的教学资源和素材。但是，任何一种教学载体或教学手段都不能保证适用所有学科教学，都需要教师认真分清每种教学手段或载体的作用、特征等。从我国初中物理教学中应用电子白板现状来看，有很多初中物理教师不能很好区分ppt和电子白板的作用，认为ppt加上课件注释功能就是电子白板；还有一些初中物理教师利用电子白板课件展示替代一些必要的物理实验，导致学生不容易理解相关理论知识，造成初中物理教学效率和质量得不到有效提升。
（三）教师对电子白板认识不到位要想在初中物理教学中有效运用电子白板课件，发挥电子白板课件的优势，需要初中物理教学充分考虑初中物理学科和电子白板的特点，并与教学内容、进度等相结合，深刻认识电子白板在初中物理教学中应用的意义。从我国初中物理教学中应用电子白板现状来看，有很多初中物理教师只是将电子白板当作一种辅助教学的工具，没有重视电子白板对学生而言所具有的认知工具和交流协作工具功能；还有一些初中物理教师认为将电子白板应用到课堂上已经对教学资源进行优化，没有考虑到学生的接受程度以及学习效果，无法有效激发学生学习的积极性和主动性。
三、初中物理教学电子白板使用误区的对策
（一）制作更加便捷适用的课件能够在适当的时候给予学生一定的启迪和引发，起到画龙点睛的作用，且内容精简，才能被称为优秀的电子白板课件。初中物理教师制作电子白板课件时，不应该一味追求课件的美观性，而是应该更多的追求课件的实用性和适用性，要简洁明了，精心构思，目的明确，制作出真正好用、适用于自己课堂的电子白板课件。初中物理教师应该结合实际充分利用电子白板，不要过于注重电子白板运用的形式，通过一句话、一张图片、一个演示组成的电子白板课件，激发学生学习的兴趣，引导学生积极主动的探索科学的本质，树立学生正确的创新意识和科学价值观。例如，在学习《声音的特性》这一章节知识时，初中物理教师可以在课前为学生准备一些小鼓和碎纸屑，并利用电子白板为学生播放不同乐器演奏的音乐，从而引入新课，为学生展示声音的强弱与什么因素有关的问题。学生在鼓面上放一些碎纸屑，由轻到重敲鼓，听鼓发出的声音，并观察鼓面上纸屑的振动情况，使学生得出声音的响度与声源的振动幅度有关，振幅越大，响度越大的结论。
（二）充分利用多种多媒体手段电子白板作为一个综合的教学平台，可以利用其特性进行课程内容与多媒体手段的结合。物理来源于生活，有很多物理理论知识在实际生活中都有所体现。初中物理教师不应该一味依赖网络教学资源，而应该结合教学内容、进度和目标，积极组织学生开展课外活动，指导学生充分利用图书馆的资源，拓宽学生的知识面，帮助学生获得更加真实的感知。例如，在学习《声音的产生与传播》这一章节内容时，初中物理教师帮助学生理解声音的产生时，可以准备一些钢锯条、音叉（小锤）、泡沫塑料小球等，利用电子白板为学生展示出声音是怎样产生的问题，随后让学生做以下两个实验：（1）将钢锯条固定后使其振动，钢锯条发出声音；（2）将用细线悬挂的泡沫塑料小球靠在音叉臂上，用小锤敲击音叉，使其发出声音。学生通过动手实践并观察、分析这两个实验过程，最终得出任何声音都是由物体振动产生的结论。
（三）及时更新教师的使用观念初中物理教师需要对电子白板的作用有一个系统、全面的认识，才能更好发挥电子白板在初中物理教学过程中的意义，促进初中物理教学效率和质量的进一步提升。一方面，初中物理教师需要掌握灵活、流利的电子白板应用技巧，将电子白板的使用功能和特点铭记于心；另一方面，初中物理教师需要将自身教学实际、教学目标、教学进度与电子白板进行有机结合，使电子白板课件的讲解节奏始终受教学需要所主导。除此之外，初中物理教师在制作电子白板课件的过程中应该及时与学生进行交流沟通，使学生对电子白板课件的需求能够得到及时反映，以便制作出更加适合学生、适合初中物理课堂的电子白板课件。例如，在学习《光现象》这一章节内容时，初中物理教师可以利用电子白板为学生展示一些光现象图片，并提出光从哪里来的问题。初中物理教师可以先在电子白板中阐述“天然光源”和“人造光源”的概念，然后讨论、反馈练习，举出太阳、萤火虫、蜡烛、霓虹灯、恒星、水母、火柴、电灯等的例子，让学生区分哪道光属于“天然光源”，哪道光属于“人造光源”，加深学生对光概念的理解和掌握。
分子生物学的应用篇10
关键词：离子识别受体缩氨基硫脲合成阴离子识别应用研究
阴离子在生物体中的存在现象比较广泛，并且在生物医学以及环境科学、催化领域的研究发展中具有重要作用和意义。因此，在实际的生物科学技术领域以及化学研究领域中，对于离子识别受体的合成设计实现，尤其受到关注和重视。本文主要结合离子识别受体在实际中的合成应用与研究情况，通过实验操作对于三种缩氨基硫脲衍生物受体分子的合成进行分析论述。
一、离子识别受体的合成应用与研究概述
在化学研究领域中，主客体之间分离子之间的相互作用以及识别关系，是当前研究分析与关注的重点内容之一。在化学研究领域中，分子的相互识别关系就是指分子间的主体在对于客体的选择性组合作用下形成某种特定功能作用的过程，分子识别是进行更高级分子结构合成与研究应用的重要基础部分。阴离子是生物代谢过程中重要作用离子，对于生物体的代谢完成实现有着重要的作用，并且在临床医学以及环境监测、生物代谢研究领域有着重要的潜在应用价值，进行具有阴离子识别功能作用的受体合成分析研究，也是当前科学研究领域中需要进行分析研究的重点内容之一。尤其是近年来，随着生物科学以及其它研究技术的不断发展进步，在进行阴离子受体化合物的合成以及应用研究中，库仑作用、阴离子偶极作用、氢键作用等作用方式，都在阴离子受体化合物的合成设计与应用研究中有应用实现。此外，阴离子受体合成在阴离子传感器以及膜传输载体、模拟酶催化合成等领域中也实现越来越广泛的应用。在实际的阴离子受体合成应用中，脲以及硫脲、酰胺等基因分子，对于阴离子受体具有较强的氢键键合作用，在阴离子受体合成设计中具有相对比较广泛的合成应用实现。
二、缩氨基硫脲衍生物受体的合成实验与结果分析
在阴离子受体化合物的设计合成过程中，脲以及硫脲、酰胺等基团对于阴离子具有较强的氢键键合作用，在实际合成设计应用中也相对比较广泛。而本文在进行硫脲与超分子化合物的合成与阴离子识别分析研究中，主要是通过一种简便的方法，将4’-乙酰基苯并-15-冠-5以及芳氨基硫脲，经过合成最终形成三种不同的新型受体分子，并使用相关仪器设备对于阴离子作用进行识别分析。具体实验合成与分析操作过程过程如下：
合成实验仪器设备与试剂：实验仪器设备有紫外可见吸收光谱仪以及熔点测定试管、元素分析仪，Ft-iR红外光谱仪、核磁共振仪以及质谱仪等；实验试剂包括，苯并-15-冠-5以及四丁基醋酸氨、四丁基正丁酸铵、四丁基卤化铵、四丁基铵盐等，合成的n4-芳氨基硫脲以及4’-乙酰基苯并15-冠-5等。
缩氨基硫脲衍生物受体合成实验过程：首先把一定量的4’-乙酰基苯并15-冠-5以及一定量的n4-芳氨基硫脲试剂，同时融入到60mL的乙醇中，通常情况下定量标准为0.05mol，然后在室温状态下进行搅拌直至完全溶解，再加入适量的浓盐酸作为催化剂催化合成，通常情况下5分钟后就会出现白色絮状沉淀合成物，这时可以等候一段时间，直至实验试剂完全反应结束后，可以通过过滤并使用无水乙醇将过滤后的粗产物进行结晶处理，就可以得出三种不同的缩氨基硫脲衍生物受体物质，这三种不同物质均为白色固体状。这时可使用紫外可见光谱仪对于合成物质进行取量滴定检测，以3a、3b以及3c表示三种合成的不同缩氨基硫脲衍生物受体分子，则下图1为合成受体分子3a与不同阴离子的吸收光谱检测结果。
图1合成受体分子3a与不同阴离子的吸收光谱检测结果图
结合上述的实验情况，经过计算可以知道合成后的不同缩氨基硫脲受体分子，随着苯环上的取代基情况不同，对于同一种阴离子的作用效果具有一定的规律性，通常表现为3a>3b>3c，并且如果苯环上的取代基是吸电子时，受体分子之间的氢键键合作用尤其明显。
三、结束语
总之，进行离子识别受体的合成分析研究，是当前化学研究领域的重要研究内容之一，对于临床医学以及环境监测以及催化研究领域等的研究应用发展有着积极的作用和意义。
参考文献
[1]魏太保，王军，郭潇迪，张有明.含酚羟基Schiff碱化合物的阴离子识别研究[J].化学研究与应用.2008（7）.
[2]包爽，贡卫涛，宁桂玲.含吡啶鎓阳离子的阴离子受体的研究进展[J].高等学校化学学报.2011（9）.